【発明の詳細な説明】
サイトカインモジュレーターのスクリーニング
発明の技術分野
本発明は、サイトカインにより影響される疾患および病理学的状態の処置に有
用である薬剤のスクリーニング方法およびこのようなスクリーニング方法を使用
することにより同定された新規な薬剤に関する。
発明の背景
サイトカインは細胞の増殖を情報伝達(signaling)することができる分子の
群である。サイトカインの異常な発現が自己免疫疾患、敗血症性ショック、慢性
関節リウマチ、乾癬、炎症、閉経後の骨粗鬆症およびいくらかの腫瘍を含む病理
学的状態に関連することが知られている。これらの病理学的状態に関する一般的
な処置はレチノイド、免疫抑制剤、グルココルチコイドおよび他のステロイド剤
である。エストロゲンは閉経後の骨粗鬆症の予防に特に使用される。
ステロイドおよびその関連ホルモン剤は、遺伝子転写の調節因子である細胞内
受容体(IRs)のスーパーファミリーに結合することによってその治療学的効
果を及ぼす。IRsは特定のサイトカイン遺伝子のアクチベーターならびにリプ
レッサーとして機能することができる。IRsの活性は、ホルモンまたは他のI
Rsに結合するリガンドによって調節されている。
IRsによる転写調節の典型的なメカニズムは、該調節された遺伝子のプロモ
ーター内で特定の応答要素に対するIRsの結合(例えば、ビトロゲニン遺伝子
内の応答領域に対するエストロゲン受容体の結合)に関する(クライン−ヒトパ
ス(Klein-Hitpass)ら、Cell 46:1053−1061、1986)。よ
り最近では、IRsの直接的なDNA結合を要求しないグルココルチコイド受容
体によって媒体されたAP−1転写調節において、IRsの異なる機能が記述さ
れている(ヤン−イェン(Yang-Yen)ら、Cell 62:1205−1215
、1990)。
ステロイド剤はあるサイトカインのレベルを抑圧することが示されているが、
ステロイドの組織特異性の欠如および副作用は治療薬剤としてのその使用を制限
するかもしれない。これらの副作用は一層特異的に作用する化合物によって減少
または完全に回避されるかもしれない。
プファール(Pfahl)およびカリン(Karin)(PCT公開、WO92/07
072、1992)は非rel様タンパク質AP−1またはAP−1構成要素に
結合するまたはこれらと相互作用する複合体を形成する核受容体に結合するリガ
ンドに関するサンプルのスクリーニング法を記載している。
発明の概要
本発明は新規の治療薬剤の同定およびサイトカインにより影響される疾患およ
び状態(以下に限られるものではないが、骨粗鬆症、慢性関節リウマチ、炎症、
乾癬、敗血症性ショック、カポジ肉腫および多発性骨髄腫など)を治療するこれ
らの薬剤の使用法に関する。この方法は、細胞内受容体が介する経路を通してサ
イトカインの転写に影響する治療薬剤に関する天然の、半合成または合成化合物
の大量の収集物をスクリーニングすることができる。
「サイトカイン」とは、一般に細胞調節の化学的メディエーター(mediator)
として機能する分泌タンパク質を意味する。より特異的には、細胞の増殖、分化
および機能を調節する成長因子およびホルモンなどの可溶性ポリペプチドの種々
の群(以下に限られるものではないが、GM−CSF、G−CSF、IL−2、
IL−6、IL−8およびIL−11)を意味する。
本発明は、エストロゲン−エストロゲン受容体複合体によるインターロイキン
6(IL−6)の発現の抑制が、NFκBまたは密接に関連したタンパク質のI
L−6プロモーターに対する転写活性の調節によって媒体されることの確定に関
する。このメカニズムはERがIL−6プロモーターへ直接結合することを含ま
ないが、該活性化されたNFκBおよびrelファミリーのタンパク質のあり得
る他の成員のIL−6プロモーター上の特異的応答要素(すなわちrel部位)
に対するDNA結合特性を調節する。
NFκBは多様なサイトカインおよびその受容体、ウイルスタンパク質および
急性期応答に関するタンパク質をコードする遺伝子の調節に関するので、エスト
ロゲンおよびあり得る他のホルモンによるNFκBの活性の調節は概して重要で
ある(ボーエール(Baeuerle)、Biochemica et Biophysica Acta、107
2:63−80、1993、を一般に参照(参照のため本明細書に引用する))
。例えば、+/+LDA11細胞および他の組織におけるIL−6の発現を強く
抑制するレチノイン酸処置(グロス(Gross,V.)、ビリガー(P.M.Vill
iger)、ザン(B.Zhang)およびロッツ(M.Lotz)、1993、『レチノ
イン酸はヒト単球におけるインターロイキン1誘発サイトカインの合成を抑制す
る』(“Retinoic acid inhibits interleukin-1-induced cytokine synthesis
in human monocytes”)、J.Leukoc.Biol. 54:125−132)はI
L−6プロモーターとのNFκB関連複合体に対するエストロゲンと同様の効果
を有する。これは細胞内受容体ファミリーの成員およびNFκB転写因子間の混
線的相互作用(cross-talk)に関する転写調節の一般的な経路を示唆している。
上記決定により、公知のステロイド剤の副作用なしに該rel転写因子により
調節される遺伝子(すなわち、炎症、敗血症、皮膚ならびに腎臓障害、骨粗鬆症
、ある種の腫瘍および造血機能障害に関係する遺伝子)に特異的に影響を及ぼす
薬剤のスクリーニングができる。列挙した疾患は通常、NFκBまたは他のre
lタンパク質の調節下にあるIL−1、TNFα、IL−6およびIL−8など
のサイトカインの異常発現に相関する。
従って、本発明は細胞内受容体を活性化することによって、サイトカイン遺伝
子のプロモーターまたは該プロモーターの一部上のrel部位に対するrel様
タンパク質または他の転写タンパク質の結合における有意な減少を引き起こし、
それにより該サイトカインの転写を減少させる薬剤の同定方法を特徴づける。
「細胞内受容体」とは、その活性が小さな分子の結合によって調節される細胞
内転写因子を意味する(以下に限られるものではないが、エストロゲン受容体、
レチノイン酸受容体、レチノイドX受容体、グルココルチコイド受容体、プロゲ
ステロン受容体、アンドロゲン受容体、甲状腺ホルモン受容体およびビタミンD
受容体を含む)。
「rel様タンパク質」とは、relドメインにおけるホモロジーを共有し遺
伝子調節に関係するタンパク質またはrelファミリーのタンパク質複合体(以
下に限られるものではないが、NFκB、Lyt−10、c−relおよびre
lBを含む)を意味する(リオウ(Liou)およびバルチモア(Baltimore)、
Current Opinion in Cell Biology、5:477−487、1993を参照
(参照のため本明細書に引用する))。
「転写タンパク質」とは、活性化されたときに該プロモーターに直接、または
該プロモーターの転写活性を調節するタンパク質の複合体を介して間接的に結合
する細胞質または核のタンパク質を意味する。
「rel部位」とは、rel様タンパク質または1つまたはそれより多いre
lタンパク質を含む複合体の結合部位として機能するDNA配列(以下に限られ
るものではないが、IL−6上のNFκB結合部位のように、ボーエール、Bio
chemica et Biophysica Acta、1072:63−80、1993(参照のため
本明細書に引用する)に同定されているκBモチーフが含まれる)を意味する。
「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
合し下流の(3'方向)コーディング配列の転写を開始することができるDNA
調節領域を意味する。DNA構築物のプロモーター(本明細書に記載のオリゴヌ
クレオチド配列を含む)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に関する遺伝子を
含む)からの転写に影響する場合、異種遺伝子に結合していてよい。
好ましい態様において、該アッセイはスクリーニングされた薬剤、プロモータ
ーまたはrel部位を有するプロモーターの一部およびrel様タンパク質また
はrel部位において結合する他の転写タンパク質の標的である細胞内受容体を
有する全細胞システムにおいて行われる;ここで該細胞内受容体はrel様タン
パク質または転写タンパク質のrel部位への結合を調節する。該細胞内受容体
、該プロモーターまたは該プロモーターの一部またはrel部位に結合するタン
パク質は該細胞に内在するかまたは該細胞にトランスフェクションされていてよ
い。
別の好ましい態様において、該アッセイはrel部位およびrel様タンパク
質またはrel部位に結合する他のタンパク質を有する細胞内受容体プロモータ
ーまたはプロモーターの一部を有する細胞の抽出物において行われる;ここで該
細胞内受容体はrel様タンパク質または転写タンパク質のrel部位への結合
を調節する。
rel様タンパク質または他の転写タンパク質のrel部位への結合は以下に
限られるものではないが、移動度シフトアッセイ(mobility shift assay)、コ
トランスフェクションアッセイ(co-transfection assay)および該プロモータ
ーに結合するリポーター遺伝子の発現を含む当業者に知られた技術によって測定
されてよい。
さらに好ましい態様において、該プロモーターはエフェクター(以下に限られ
るものではないが、腫瘍壊死因子、インターロイキン−1、ウイルス、内毒素、
ホルボールエステル、上皮増殖因子、白血病阻害因子およびcAMPアゴニスト
を含む)によって活性化される。
「エフェクター」とは、サイトカインの発現を測定可能なレベルにまで刺激す
る薬剤を意味する。あるエフェクターはある細胞に内在的に産生されるまたは細
胞に外在的に付加されてよい。
さらに他の好ましい態様において、請求されているアッセイはエストロゲン受
容体、インターロイキン6プロモーターまたはインターロイキン6プロモーター
の一部およびNFκBを含むシステムにおいて行われる;ここでERはNFκB
または関連タンパク質のIL−6プロモーター上のNFκB部位への結合を調節
する。
上記アッセイによって認められた薬剤は細胞内受容体とは直接的に相互作用す
るかまたは細胞内受容体とリガンドの相互作用を調節してよい。従って、さらに
好ましい態様において、細胞内受容体のリガンドは該アッセイにおいて含まれる
。
ステロイドおよびステロイド類似体は本発明によって同定された薬剤を例示し
てよいが、本出願人は特に低分子量の、容易に有用である治療薬剤を処方するこ
とができる薬剤(10,000ダルトンより小さい、好ましくは5,000ダルト
ンより小さく、最も好ましくは1,000ダルトンより小さい)に関心を抱いて
いる。
ついでこのような薬剤は、サイトカインが、該薬剤が治療的または予防的様式
において使用することができる健常な組織に殆どまたは全く影響がない病理学的
状態を課されている組織に特異的である、ということを確実にするためスクリー
ニングされてよい。このような薬剤が健常な組織に幾分か影響を及ぼす場合、該
薬剤は治療的処置において、特に生命を脅かすカポジ肉腫または多発性骨髄腫な
どの疾患において、それでもなお有用であるかもしれない。
一度単離されると、候補薬剤は製薬学的に許容し得る剤型にされ、健常な組織
に殆どまたは全く影響がない疾患または病理学的状態の特異的処置に使用するこ
とができる。
本発明の他の特徴および利点は、以下に続く発明の詳細な説明および特許請求
の範囲から明らかである。
図面の簡単な説明
図1は、IL−1およびTNFαが誘発した近位(proximal)IL−6プロモ
ーター上の複合体の形成を示す。
図2は、IL−1およびTNFαによって誘発されたいくつかの明瞭なNFκ
B関連複合体がエストロゲンによって調節されていることを示す。
図3は、エストロゲンアゴニストおよびアンタゴニストおよびタンパク質合成
およびプロテインキナーゼCのインヒビターのNFκB関連複合体の形成に及ぼ
す効果を示す。
図4は、NFκBオリゴヌクレオチドを有するNFκB関連複合体におけるタ
ンパク質の結合の特徴を示す。
図5は、複合体A、BおよびCにおけるNFκB関連複合体を示す。
発明の詳細な説明
IL−6、IL−8およびIL−11を含む多数のサイトカインは関連生物学
的な影響、すなわち免疫および急性期応答を刺激することによる感染に対する応
答における細胞防御および骨吸収を増加させることにより骨代謝に対する影響を
有する。これらのサイトカインのうちのいずれかの異常な発現は、同様の病理学
的状態(例えば、列挙した全てのサイトカインは敗血症ショックに関係する)と
なる。他の例において、IL−6同様IL−8の過剰な産生はいくつかのタイプ
の炎症反応、特に好中球依存性組織損傷(neutrophil-dependent tissue damage
s)の病原産生に関係するかもしれない。これらのサイトカインは同様のプロモ
ーター構造(例えば、それらのプロモーターはNFκBまたは他のrelタンパ
ク質の結合部位を含む)を有する。それゆえ、IL−6のみならず上記の他のサ
イトカインはNFκBまたは他のrelタンパク質のそのプロモーター部位への
結合を細胞内受容体を介して調節する薬剤によって標的化されることができる。
インターロイキン6および疾患
インターロイキン6(IL−6)は、多数の異なる細胞(単球、マクロファー
ジ、いくらかのBリンパ球およびTリンパ球、グリア細胞、線維芽細胞、骨芽細
胞および間質細胞を含む)によって分泌される多面的なサイトカイン(pleiotop
ic cytokine)である(ヒラノ(Hirano,T.)(1992)、“The biology
of interleukin-6”、Chem.Immunol. 51:153−180.;キシモト(
Kishimoto,T.)(1989)”The biology of interleukin-6”、Blood7
4:1−10.;キシモト、ヒビ(M.Hibi)、ムラカミ(M.Murakami)、
ナラザキ(M.Narazaki)、サイトウ(M.Saito)およびタガ(T.Taga)
(1992)“The molecular biology of interleukin6 and its receptor”
、Ciba Found.Symp. 167:5−16;考察16−23;およびウォルベ
カンプ(Wolvekamp,M.C.)およびマーケト(R.L.Marquet)(199
0)『インターロイキン−6:歴史的背景、遺伝学および生物学的意義』(“I
nterleukin-6:historical background,genetics and biological significanc
e”)、Immunol.Lett. 24:1−9の参照文に概説されている)。組織の損
傷、炎症および感染に対する応答におけるその誘発のため、IL−6の機能は主
として宿主の免疫および急性期応答に関係している。
IL−6は、病理学的状態だけでなく通常の生理学的状態の下でも細胞内伝達
の重要なメディエーターである。IL−6は神経の分化に関係する(サトウ(S
atoh,T.)、ナカムラ(S.Nakamura)、タガ、マツダ(T.Matsuda)、
ヒラノ、キシモトおよびカジロ(Y.Kaziro)(1988)『B細胞刺激因子
2/インターロキン6によるPC12細胞における神経の分化の誘発』(“Ind
uction of neuronal differentiation in PC12 cells by B-cell stimulat
ory factor 2/interleukin 6”)、Moll.Cell Biol. 8:3546−35
49)および造血時の増殖および分化(イケブチ(Ikebuchi,K.)、ウォン(
G.G.Wong)、クラーク(S.C.Clark)、イール(J.N.Ih le)、
ヒライ(Y.Hirai)およびオガワ(M.Ogawa)(1987))、Moll.Ce ll Biol.
8:3546−3549)および増殖および造血時の分化(イケブ
チ、ウォン、クラーク、イール、ヒライおよびオガワ(1987)『多能造血前
駆体のインターロイキン3依存増殖のインターロキン6の増強』(“Interleuki
n 6 enhancement of interleukin 3-dependent proliferaion of multipotentio
al hemopoietic progenitors”)、Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.
84:9035−9039)。しかしながら、上昇されたIL−6発現は通常疾
患に関連する(ユー(Yu,X.P.),ベリド(T.Bellido)、ライス(N
.Rice)およびマノラガス(S.C.Manolagas)(1993))。
インターロイキン−6の発現bは他の因子によってきっちりと調節されている
。特定の細胞タイプに依存して、該IL−6の発現は様々な刺激(腫瘍壊死因子
(TNFα)およびインターロイキン−1、ウイルス、内毒素(リポ多糖)、ホ
ルボールエステル、上皮増殖因子(EGF)、白血病阻害因子(LIF)および
cAMPアゴニストを含む)により活性化されることができる。
これらのエフェクターは、トランスフェクションの研究によって示されるよう
に、該IL−6プロモーターに転写効果を及ぼすことを通してそれらの活性を示
す(グラス(Gruss,H.J.)、ブラク(M.A.Brach)およびヘルマン(
F.Herrmann)(1992)『白血病阻害因子によるインターロイキン−6遺
伝子の誘発における核因子−κBの関与』(“Involvement of nuclear factor
-kappa B in induction of the interleukin-6 gene by leukemia inhibitoryf
actor”)、Blood 80:2563−2570;レイ(Ray,A.)、タッタ−
(S.B.Tatter)、メイ(L.T.May)およびセーガル(P.B.
Sehgal)(1988)『サイトカイン、ウイルスおよびセカンドメッセンジャ
ーアゴニストによるヒト「β2−インターフェロン/肝細胞刺激因子/インター
ロイキン6」プロモーターの活性化』(“Activation of the human“beta 2-i
nterferon/hepatocyte-stimulating factor/interleukin 6” promoter by cyt
okines,viruses,and second messenger agonists”)、Proc.Natl.Acad .Sci.U.S.A.
85:6701−6705)。配列比較により、いくつか
の潜在的な転写調節要素がIL−6プロモーター(cAMP応答要素、AP−1
結合部位および転写因子NF−IL6(C/EBPB、LAP、AGP/EBP
)およびNFκBの結合要素を含む)において同定されている(イッシキ(Iss
hiki,H.)、アキラ(S.Akira)、タナベ(O.Tanabe)、ナカジマ(T.
Nakajima)、シマモト(T.Shimamoto)、ヒラノおよびキシモト(1990
)『IL−6遺伝子におけるIL−1応答要素と相互作用する構成的およびイン
ターロイキン−1(IL−1)−誘発因子』(“Constitutive and interleuki
n-1(IL−1)-inducible factors interact with the IL-1-responsive el
ement in the IL-6 gene”)、Moll.Cell Biol. 10:2757−27
64)。
NF−IL6およびNFκBの該IL−6プロモーターへの直接的な結合が確
立されている(アキラ、イッシキ、スギタ(T.Sugita)、タナベ、キノシタ
(S.Kinoshita)、ニシオ(Y.Nishio)、ナカジマ、ヒラノおよびキシモ
ト(1990)『IL−6発現に関する核因子(NF−IL6)はC/EBPフ
ァミリーの一員である』(“A nuclear factor for IL-6 expression(NF
−IL6)is a member of a C/EBP family”)、EMBO J. 9:18
97−1906;リーベルマン(Libermann,T.A.)およびバルチモア、(
1990)『NF−κB転写因子を介するインターロイキン−6遺伝子発現の活
性化』(“Activation of interleukin-6 gene expression through the NF
−kappa B transcription factor”)、Moll.Cell Biol. 10:232
7−2334)。NF−IL6はロイシンジッパータンパク質のC/EBPファ
ミリーに属する。NF−IL6はIL−1、IL−6およびリポ多糖(LPS)
により誘発され、IL−6プロモーター上の結合部位と相互作用し、IL−6の
発
現を活性化すると示されている(アキラ、イッシキ、スギタ、タナベ、キノシタ
、ニシオ、ナカジマ、ヒラノおよびキシモト、(1990)、『IL−6発現に
関する核因子(NF−IL6)はC/EBPファミリーの一員である』(“A n
uclear factor for IL-6 expression(NF−IL6)is a member of a C/
EBP family”)、EMBO J. 9:1897−1906;チャン(Chang
,C.J.)、チェン(T.T.Chen)、レイ(H.Y.Lei)、チェン(D.
S.Chen)およびリー(S.C.Lee)(1990)、『C/EBPファミリ
ーの成員に属する転写因子AGP/EBPのモレキュラークローニング』(“M
olecular cloning of a transcription factor,AGP/EBP,that belongs
to members of the C/EBP family”)、Moll.Cell Biol. 10:6
642−6653);デスコーム(Descombes,P.)、チョイキエール(M.
Chojkier)、リヒツタイナー(S.Lichtsteiner)、ファルベイ(E.Falvey
)およびシープラー(U.Shiebler)(1990)『C/EBP遺伝子ファミ
リーの新規な一員であるLAPは肝臓−豊富転写活性化タンパク質』(“LAP
,a novel member of the C/EBP gene family,encodes a liver-enriched
transcriptional activator protein”)、Genes Dev. 4:1541−15
51;デスコーム,チョイキエール、リヒツタイナー、ファルベイおよびシープ
ラー(1990)『C/EBP遺伝子ファミリーの新規な一員であるLAPは肝
臓−豊富転写活性化タンパク質』(“LAP,a novel member of the C/EB
Pgene family,encodes a liver-enriched transcriptional activator protei
n”)、Genes Dev. 4:1541−1551;ポリ(Poli,V.)、マンシニ
(F.P.Mancini)およびコルテーゼ(R.Cortese)(1990)『インタ
ーロイキン−6シグナル伝達に関与する核タンパク質IL−6DBPはC/EB
Pに関連するロイシンジッパータンパク質の新規なファミリーを定義する イン
ターロイキン−6シグナル伝達に関与する核タンパク質IL−6DBPはC/E
BPに関連するロイシンジッパータンパク質の新規なファミリーを定義する』(
“IL−6DBP,a nuclear protein involved in interleukin-6 signal tra
nsduction,defines a new family of leucine zipper proteins related to
C/EBP IL−6DBP,a nuclear protein involved in interleukin-6 s
ignal transduction,defines a new family of leucine zipper proteins rela
ted to C/EBP”)、Cell 63:643−653)。NFκBは免疫グロ
ブリンκ軽鎖エンハンサー内の要素に結合する50kdタンパク質(p50)お
よび65kdタンパク質(p65)よりなるヘテロダイマー複合体として元来は
同定された転写因子である。両タンパク質は、ショウジョウバエのモルホゲンで
あるdorsalおよびc−relガン原遺伝子産物(proto-oncogeny product
)に高いホモロジーを示す。該p65サブユニットは機能的にもまたc−rel
に関連している(ボーレール(1991)『転写誘発アクチベーターNF−κB
:顕著なタンパク質サブユニットによる調節』(“The inducible transcripti
on activator NF-kappa B:regulation by distinct protein subunits”)Biochim.Biophys.Acta
1072:63−80;ブランク(Blank,V.)
、コウリルスキー(P.Kourilsky)およびイスラエル(A.Israel)(19
92)『NF−κBおよび関連タンパク質:Rel/dorsalホモロジーがアンキリ
ン様繰り返しと合致する』(“NF-kappa B and related proteins:Rel/dor
salhomologies meet ankyrin-like repeats”)、Trends.Biochem.Sci.
17:135−140;およびリオウおよびバルチモア(1993)『NF−κ
B/rel転写因子およびIκB抑制システムの調節』(“Regulation of the N
F-kappa B/rel transcription factor and I kappa B inhibitor sysytem”
)、Curr.Opin.Cell.Biol. 5:477−487)。最近、さらに機能
的にp50およびp65に関連するタンパク質(p49/p52およびrelB
/p68)が同定されている(ヘンケル(Henkel,T.)、マクレイト(T.M
achleidt)、アルカレイ(I.Alkalay)、クロンケ(M.Kronke)、ベン−
ネリアー(Y.Ben-Neriah)およびボーレール(1993)『IκB−αの迅
速なタンパク質分解は転写因子NF−κBの活性化に必要である』(“Rapid p
roteolysis of I kappa B-alpha is necessary for activation of transcript
ion factor NF-kappa B”)、Nature 365:182−185;ペルキン
ズ(Perkins,N.D.)、シュミット(R.M.Schmid)、ダケッ
ト(C.S.Duckett)、ロング(K.Leung)、ライス(N.R.Rice)お
よびナベル(G.J.Nabel)(1992)『NF−κBサブユニットの顕著な
組み合わせが転写活性化の特異性を決定する』(“Distinct combinations of
NF-kappa B subunits determine the specificity of transcriptional acti
vation”)、Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A. 89:1529−15
33);リセック(Ryseck,R.P.)、ブル(P.Bull)、タカミヤ(M.Ta
kamiya)、バーズ(V.Bours)、ジーベンリスト(U.Siebenlist)、ドブ
ルザンスキ(P.Dobrzanski)およびブラボ(R.Bravo)(1992)『Re
lB、p50−NF−κBと相互作用することができる新規なRelファミリー
転写アクチベーター』(“RelB,a new Rel family transcription activato
r that can interact with p50-NF-kappa B”)、Moll.Cell.Biol.12:
674−684);リセック、ブル、タカミヤ、バーズ、ジーベンリスト、ドブ
ルザンスキおよびブラボ(1992)『RelB、p50−NF−κBと相互作用
することができる新規なRelファミリー転写アクチベーター』(“RelB,a
new Rel family transcription activator that can interact with p50-NF-ka
ppa B”)、Moll.Cell Biol. 12:674−684);シュミット、ペ
ルキンズ、ダケット、アンドリューズ(P.C.Andrews)およびナベル(19
91)『p65との相乗作用におけるHIV転写を刺激するNF−κBサブユニ
ットのクローニング』“Cloning of an NF-kappa B subunit which stimula
tes HIV transcription in synergy with p65”、Nature 352:733
−736)。NFκBはIκBファミリーの抑制タンパク質を有する細胞質ゾル
複合体に位置する。誘発と同時に、NFκBはIκBから分離し、特定のプロモ
ーターに結合し活性化する核にトランスロケートする(ボーエールおよびバルチ
モア(1988)『IκB:NF−κB転写因子の特異的インヒビター』(“I
kappa B:a specific inhibitor of the NF-kappa B transcription facto
r”)、Science 242:540−546;ゴーシュ(Ghosh,S.)およびバ
ルチモア(1990)『NF−κBのインヒビターIκBのリン酸化によるNF
−κBのイン・ビトロでの活性化』(“Activation in vitro of NF-
kappa B by phosphorylation of its inhibitor I kappa B”)Nature 34
4:678−682)。IL−6プロモーターの一致部位に対するNFκB様因
子の結合は、特定の細胞タイプにより変化するが、IL−1、TNFα、LIF
、LPSおよびホルボールエステルによって誘発される(グラス、ブラクおよび
ヘルマン(1992)『白血病阻害因子によるインターロイキン−6遺伝子の誘
発における核因子−κBの関与』、Blood 80:2563−2570;リーベ
ルマンおよびバルチモア、(1990)『NF−κB転写因子を介するインター
ロイキン−6遺伝子発現の活性化』、Moll.Cell Biol. 10:2327−
2334;シミズ(Shimizu,H.)、ミトモ(K.Mitomo)、ワタナベ(T.
Watanabe)、オカモト(S.Okamoto)およびヤマモト(K.Yamamoto)『炎
症性リンホカインによるインターロイキン−6の活性化におけるNFκB様転写
因子の関与』(“Involvement of a NF-kappa B-like transcription facto
r in the activation of the interleukin-6 gene by inflammatory lymphokine
s”)、Moll.Cell Biol. 10:561−568;ザン(Zhang,Y.H.
)、リン(J.X.Lin)およびビルセック(J.Vilcek)(1990)『ヒ
ト線維芽細胞における腫瘍壊死因子およびインターロイキン−1によるインター
ロイキン−6誘発はκB様配列に結合する核因子の活性化に関与する』(“Int
erlerukin-6 induction by tumor necrosis factor and interleukin-1in human
fibroblasts involves activation of a nuclear factor binding to a kappa
B-like sequence”)、Moll.Cell Biol. 10:3818−3823)。
IL−6の調節されていない発現は複数の疾患に関連しており(バウエル(B
auer,J.)およびヘルマン(1991)『臨床医学におけるインターロイキン
−6』(“Interleukin-6 in clinical medicine”)、Ann.Hematol. 62
:203−210;ヒラノ(1992)『インターロイキン−6と炎症および疾
患との関連』(“Interleukin-6 and its relation to inflammation and dise
ase”)、Clin.Immunol.Immunopathol. 62:S60−65)、その例と
しては卵巣機能喪失後の閉経後骨粗鬆症などである(ルードマン(Roodman,
G.D.)(1992)『インターロイキン−6:骨栄養因子(osteotropic fac
tor)か?』(“Interleukin-6:an osteotropic factor?”)J.Bone Mine r.Res.
7:475−478)。卵巣を摘出したマウスからの骨髄のエックス
・ビボでの培養はみかけの手術を施した動物(sham-operated animals)からの
培養に比較して破骨細胞の産生増加を示している。破骨細胞の増殖におけるこの
増加は抗−IL−6抗体の注入またはエストロゲンの投与によって防ぐことがで
きる(ジルカ(Jilka,R.L.)、ハンゴック(G.Hangoc)、ギラソール(
G.Girasole)、パセリ(G.Passeri)、ウィリアムズ(D.C.Williams
)、アブラムズ(J.S.Abrams)、ボイス(B.Boyce)、ブロキシミエル
(H.Broxmeyer)およびマノラガス(1992)『エストロゲンの喪失後の破
骨細胞の増殖の増力:インターロキン−6による媒介』(“Incleased osteocl
ast development after estrogen loss:mediation by interleukin-6”)、Sc ience
257:88−91)。IL−6に関する無発現変異を有するマウスに
おいて卵巣の摘出は、正常マウスに見られるように骨容量または破骨細胞の数に
影響を及ぼさない(バレナ(Balena,R.)、コスタンチニ(F.Costantini
)、ヤマモト(M.Yamamoto)、マルカトス(A.Markatos)、コルテーゼ、
ロダン(G.A.Rodan)およびポリ(1993)『IL−6遺伝子をノックア
ウトしたマウスは卵巣摘出後に多孔質状の骨(cancellous bone)を失わない』
(“Mice with IL−6 gene knock-out do not lose cancellous bone afte
r ovariectomy”)、J.Bone Miner.Res. 8:S130[要約])。エストロゲンによるインターロイキン6の調節
エストロゲンは、ラットおよびマウスの骨由来間質細胞株および骨芽細胞同様
に形質転換していないヒト骨細胞においてIL−6の発現を抑制すると認められ
ている(ギラソール、ジルカ、パセリ、ボスウェル(S.Boswell)、ボーダー(
G.Boder)、ウィリアムズおよびマノラガス(1992)『エストラジオール
−17βはイン・ビトロにて骨髄由来間質細胞および骨芽細胞によってインター
ロイキン−6の産生を抑制する:エストロゲンの抗骨粗鬆症的効果の可能性のあ
るメカニズム』(“17 beta-estradiol inhibits interleukin-6 production
by bone marrow-derived stromal cells and osteoblasts in vitro:a potenti
almechanism for the antiosteoporotic effect of estrogens”)J.Clin. Invest.
89:883−891)。エストロゲンのIL−6の発現に及ぼすこ
の効果は骨組織に限定されているのではなく、子宮細胞に関しても示されている
(ヤコブ(Jacobs,A.L.)、セーガル、ジュリアン(J.Julian)および
カーソン(D.D.Carson(1992)『イン・ビトロで培養したマウス子宮
間質細胞および分裂した上皮細胞によるインターロイキン−6の分泌およびホル
モン調節』(“Secretion and hormonal regulation of interleukin-6 produc
tion by mouse uterine stromal and polarized epithelial cells cultured in
vitro”)、Endocrinology 131:1037−1046;タビブザデー(T
abibzadeh,S.S.)、サンタナム(U.Santhanam)、セーガルおよびメイ(
1989)『新鮮移植したヒト子宮内膜間質細胞によるサイトカインの誘発した
IFN−β 2/IL−6の産生。エストラジオール−17βによる調節』(“
Cytokine-induced production of IFN-beta 2/IL-6 by freshly explante
d human endometrial stromal cells.Modulation by estradiol-17 beta”)
、J.Immunol. 142:3134−3139)。エストロゲンアゴニストによ
り本来調節されるとして知られる他の遺伝子は多数存在する(アドラー(Adler
,S.)、ウォーターマン(M.L.Waterman)、ヘー(X.He)およびロー
ゼンフェルド(M.G.Rosenfeld)(1988)『ラットプロラクチン遺伝子
の発現のステロイド受容体を介する抑制は受容体DNA結合部位を必要としない
』
(“Steroid receptor-mediated inhibition of rat prolactin gene expressi
on does not require the receptor DNA-binding domain”)、Cell 52
:685−695;リー(Ree,A.H.)、ランドマーク(B.F.Landmar
k)、エスキルド(W.Eskild)、レビー(F.O.Levy)、ラフーティ(H
.Lahooti)、ジャーンセン(T.Jahnsen)、アークバーグ(A.Aakvaag)
およびハンソン(V.Hansson)(1989)『MCF−7細胞におけるエスト
ロゲン受容体に関するmRNAおよびタンパク質のレベルの自己調節の低下(au
tologousdown-regulation):プロゲステロン受容体のレベルとの逆相関』(“
Autologousdown-regulation of messenger ribonucleic acid and protein lev
els for estrogen receptors in MCF-7 cells: an inverse correlation to
progesterone receptor Ievels”)、Endocrinology 124:2577−25
83)。
エストロゲン効果のメカニズムを調査するため、本出願人はヒトIL−6プロ
モーターを使用して一連のDNA結合実験を行った。コトランスフェクション(
co-transfection)研究は、IL−6プロモーターの近位(proximal)225b
psはIL−1およびTNFαによるリポーター遺伝子の誘発ならびにエストラ
ジオールによる抑制の両方を媒介することを示している。エストラジオールによ
る抑制はまた、エストロゲン受容体(ER)の発現を要求した。
ゲル遅延アッセイ(gel retardation assay)を使用して該ERの近位225
bpへの特異的な結合は検出されなかった。しかしながら、IL−1、TNFα
およびエストラジオールによるIL−6の調節を明らかにした+/+LDA11
骨髄間質細胞からの核抽出物は、該細胞がIL−1、TNFαで処理された場合
に−225〜−52プロモーター断片を有する誘発された複合体を示した。該複
合体の誘発は急速(10分)だが一過性であった。エストラジオールによる該細
胞の前処置は該複合体の強度(intensity)ならびに移動度(mobility)を増加
させた。
該複合体の形成に関するタンパク質を同定するため、抗体超シフト(antibody
supershift)実験をc−jun、NF−IL6、c−relおよびNFκB
p
50およびp65タンパク質を含む、このプロモーター断片における結合可能な
部位を有する因子に対する抗体を使用して行った。抗−p50および抗−p65
のみが効果を有し、誘発複合体を形成しなかった。
該IL−6プロモーターの潜在的なNFκB部位をカバーするオリゴヌクレオ
チドはこの断片への誘発された結合に対して競合する一方、NF−IL6部位を
カバーするオリゴヌクレオチドは無効であった。該NFκBオリゴヌクレオチド
がプローブとして使用されるとき、3つのIL−1/TNFα誘発複合体が観察
された。
エストラジオールでの前処置は最もゆっくりと移動する複合体の強度を減少さ
せ、最も速く移動する複合体の強度を強力に増加した。該3バンドは抗−p50
および抗−p65抗体により別個に超移動した(すなわち、該複合体の移動度に
おけるさらなる減少は該抗体の結合による)一方、抗−ER抗体を含む試験した
他のいくつかの抗体のうち効果を有するものは1つもなかった。メチル化妨害ア
ッセイ(methylation interference assay)は全ての3つの複合体に関する同一
のDNA接触部位を示した。
先行技術であると認めていないが、レイ(Ray)ら、J.Biol.Chem.、2
69(17):12940−946(1994)はNF−IL6およびNFκB
のp65サブユニットの組み合わせにより引き出された該IL−6プロモーター
の活性化はwt ERにより抑制されるがそのDNA結合ドメインにおける突然
変異を含むERによっては抑制されることができないと記載している。さらに、
ERおよび17−βエストラジオールの組み合わせによるIL−6プロモーター
の抑制は該プロモーターへの該受容体の高アフィニティー結合を介して媒体され
ているようではなかった。
これらのデータはエストロゲンによる負の調節(negative regulation)はI
L−6プロモーターを介して媒体され、エストロゲン受容体依存性であることを
示唆している。エストロゲンによるIL−6発現の抑制はNFκBまたは密接に
関連したタンパク質のIL−6プロモーターに対する転写活性の調節によって媒
体される。
先行技術であると認めていないが、ムカイダ(Mukaida)ら、J.Biol.Ch em.
、269(18):13289−295(1994)はグルココルチコイド
であるデキサメタゾンは転写レベルでIL−8産生を抑制したと記載している。
該IL−8プロモーター上のAP−1またはNF−IL6結合部位の突然変異は
、デキサメタゾンによってIL−8の遺伝子発現を抑制し、このことはこれらの
部位がデキサメタゾンの標的でなかったことを示唆している。しかしデキサメタ
ゾンはIL−1により誘発したNFκB複合体の形成を減少させた。
本発明は、以下に限るものではないが、エストロゲン受容体によるインターロ
イキン6の転写の調節に関する実施例を参照のため詳細にわたって記載する。
実施例
候補となる薬剤はA)rel部位へ結合するタンパク質の直接評価またはB)
rel部位へ結合するタンパク質の間接評価によりスクリーニングされる。A)rel部位へ結合するタンパク質の直接評価
必須要素の発現に関して選択された細胞を、該薬剤またはビヒクル調節および
インデューサー(例えば、ホルボールエステル、サイトカイン、リポ多糖)で処
理する。それらの細胞から調製された細胞抽出物(例えば、細胞全体、細胞質ゾ
ルまたは核抽出物)を、サイトカインプロモーター断片またはプローブとしての
多様なrel部位を使用してDNA結合に関して分析する。結合についてはビヒ
クルまたは薬剤で処理した細胞からの抽出物を比較して定性的(qualitatively
)(すなわちパターンを比較する)および定量的に分析する。B)rel部位への結合の間接評価
1)内在性サイトカインの発現を測定することによる
必須要素の発現に関して選択された細胞およびサイトカインの産物を、該薬剤
またはビヒクル調節およびインデューサー(例えば、ホルボールエステル、サイ
トカイン、リポ多糖)で処理する。該薬剤の活性を、当業者に公知の標準アッセ
イを使用してサイトカインを測定することによって定量的に評価する。
2)細胞に導入したリポーターの発現を測定することによる
トランスフェクション手法により、リポーター構築物をサイトカインプロモー
ターまたはその断片または単離したrel部位の制御下で容易に測定することが
できるタンパク質を発現する細胞に導入する。他の必須要素は、該細胞によって
内在的に発現されているかまたは特定の要素に関する発現ベクターのコトランス
フェクションにより提供される。細胞は、該薬剤またはビヒクル調節およびイン
デューサー(例えば、ホルボールエステル、サイトカイン、リポ多糖)で処理す
る。該薬剤の活性をリポータータンパク質の発現を測定することによって定量的
に分析する。
薬剤をまた、従来の結合アッセイによりIRsへの結合ならびにIRsによる
遺伝子調節の典型的なメカニズムに影響する活性に関して試験する。IRsに結
合し、relタンパク質のサイトカインプロモーターへの結合を調節するがIR
の作用の典型的なメカニズムを活性化しない薬剤は、サイトカインの異常な発現
に関連する疾患の特定の処置に関する候補薬剤としての可能性がある。
本明細書に記載されている実施例に使用される実験的手続きを以下に示す:一過性のトランスフェクションおよび哺乳動物の発現構築物
pERE−tk−LucリポータープラスミドおよびERgly(pRShER
)を発現しているベクターの構築物は記載されている(ツカーマン(Tzukerman
,M.)、エスティー(A.Esty)、サンチソ−メアー(D.Santiso-Mere)
、ダニエリアン(P.Danielian)、パーカー(M.G.Parker)、ステイン
(R.B.Stein)、パイク(J.W.Pike)およびマクドネル(D.P.Mc
Donnell)(1994)『ヒトエストロゲン受容体のトランス活性化能力(tran
sactivational capacity)は細胞およびプロモーター環境の両方によって決定さ
れ、2つの機能的に異なる細胞内領域によって媒体される』(“Human estroge
n receptor transactivational capacity is determined by both cellular and
promoter context and mediated by two functionally distinct intramolecul
ar regions”)、Mol.Endocrinol. 8:21−30、参照のため引用する)
。該pIL6[−225]Lucリポーター構築物は、NheI−BamHI断片の
切り出しおよびクレノウDNAポリメラーゼで平滑末端化した後、該ベクター断
片の再ライゲーション(religation)により親のpLI6[−12
00]Lucから得た。該親のpLI6[−1200]Lucを、pCAT−M
54−IL−6(−)からBamHIおよびKpnIで切り出した1.2kbの
IL−6プロモーターインサートをルシフェラーゼベクターLucp1の対応部
位にクローニングすることにより構築した。
C3H10T1/2細胞をウェル当たり80,000細胞で10%FBSを補
充したフェノールレッドを有さないDMEMにて播種した。該細胞を0.5mg
pIL6[−225]Luc単独または0.05mgのpRShERまたは0.1
mgのHE0とともに、トランスフェクション混合物における2mgの総DNA
に調整するためpGEMをキャリアとして使用して、リン酸カルシウム沈澱によ
りトランスフェクションした(ピーターソン(Peterson,J.L.)、マクブラ
イド(O.W.McBride)(1980)『結合した真核生物遺伝子のコトラン
スファー(cotransfer)およびDNA媒介遺伝子伝達によるヒポキサンチンホス
ホリボシルトランスフェラーゼの有効な伝達』(“Cotransfer of linked euka
ryotic genes and efficient transfer of hypoxanthine phosphoribosyltransf
erase by DNA-mediated gene transfer”)、Proc.Natl.Acad.Sci. U.S.A.
77:1583−1587)。37℃にて4時間後、該細胞を7%
DMSOで30分間処理し、ついで培地を替え、ホルモンを添加した。その翌日
、該細胞をTNFαおよびIL−1b(各1nM)で24時間誘発した。PBS
で短時間洗浄した後、細胞を200mlの溶菌バッファー(Iysis buffer)(2
5mM トリス[pH7.8]、2mM DTT、2mM 1,2−ジアミノシクロ
ヘキサン−N,N,N',N'−四酢酸、10%グリセロール、1% Triron X−1
00)内で溶菌した。試薬(20mM トリシン[pH7.8]、1.07mM(M
gCO3)4Mg(OH)2、2.67mM MgSO4、0.1mM EDTA、33.3
mM DTT、279mM 補酵素A、470mM ルシフェリン、530mM A
TP)の100mlの各抽出物の20mlまでを添加し、ルシフェラーゼ活性を
循環様式(cycle mode)でディナテック・ルミノメーター(Dynatech luminome
ter)を用いてただちに測定した。抗体、IL−6 ELISAおよびERアッセイ
以下のウサギにおける抗体を作製するために使用するペプチドは、マウスc−
junの91−105のアミノ酸残基(ライダー(Ryder)およびナタンズ(N
athans)(1988)『血清成長因子によるガン原遺伝子c−junの誘発』(
“Induction of protooncogene c-jun by serum growth factors”)、Proc. Natl.Acad.Sci.USA
85:8464−8467)、マウスNF−IL
6の278−296のアミノ酸残基(チャン、チェン、レイ、チェンおよびリー
(1990)『C/EBPファミリーの成員に属する転写因子AGP/EBPの
モレキュラークローニング』、Moll.Cell Biol. 10:6642−665
3)、マウスc−relの152−176のアミノ酸残基(ブル、モーリー(K
.L.Morley)、ホウクストラ(M.F.Hoekstra)、ハンター(T.Hunte
r)およびベルマ(I.M.Verma)(1990)『マウスc−relタンパク
質はN末端調節ドメインおよびC末端転写トランスアクチベーションドメインを
有する』(“The mousec-crel protein has an N-terminal regulatory domai
n and a C-terminal transcriptional transactivation domain”)Moll.Ce ll Biol.
10:5473−5485);イノウエ(Inoue,J.)、ケール(
L.D.Kerr)、ランソン(L.J.Ransone)、ベンガル(E.Bengal)、
ハンターおよびベルマ(1991)『c−relはκB部位からの転写を活性化
させるがv−relは抑制する』(“c-rel activates but v-rel suppresses t
ranscription from kappa B sites”)、Proc.Natl.Acad.Sci.U.S .A.
88:3715−3719)、マウスp50の347−361のアミノ酸
残基(ゴーシュ、ギッフォード(A.M.Gifford)、リビール(L.R.Riv
iere)、テンプスト(P.Tempst)、ノラン(G.P.Nolan)およびバルチ
モア(1990)『NFκBのp50DNA結合サブユニットのクローング:r
elおよびdorsalへのホモロジー』(“Cloning of the p50 DNA bin
ding subunit of NF-kappa B:homology to rel and dorsal”)、Cell 6
2:1019−1029)およびヒトp65(マウスp65と88%のホモロジ
ーがある)3−19のアミノ酸残基(ノラン、リオウ、テンプストおよびバル
チモア(1991)『rel関連ポリペプチドであるクローニングされたNFκ
Bのp65サブユニットのDNA結合およびIκB抑制』(“DNA binding a
nd I kappa B inhibition of the cloned p65 subunit of NF-kappa B,a r
el-related polypeptide”)Cell 64:961−969;ルーベン(Ruben,
S.M.)、ディロン(P.J.Dillon)、シュレック(R.Schreck)、ヘン
ケル、チェン、マヘル(M.Maher)、ボーエールおよびローゼン(C.A.R
osen)(1991)『NFκBの65kDのサブユニットをコードすることがで
きるrel関連ヒトcDNAの単離[レター]』(“Isolation of a rel-rela
ted human cDNA that potentially encodes the 65-kD subunit of NF-ka
ppa B[letter]”)、Science 254:11)に対応する。上記参照文献を
全て本明細書に参照のため引用する。上記に列挙した全ての抗体は、サンタ・ク
ルズ・バイオテクノロジー社(Santa Cruz Biotechnology,Inc.)(サンタ
クルズ(Santa Cruz)、CA)より1mg/mlの濃度でアフィニティー精製
されたものを得た。抗TBPは、ヒト組換えタンパク質の全長で免疫したウサギ
からのプロテインA精製した血清調製物であり、マウス、ラットおよびヒト由来
(サンタ・クルズ・バイオテクノロジー社)のTBPと反応すると報告された。
抗ERはマウスERの8−22のアミノ酸残基に対応するペプチドに対して作製
されたマウスモノクローナル抗体(IgG2a)である。組織培養物の上清にお
けるIL−6の濃度を通常と同様にIL−6を使用して、IL−6ELISAキ
ット(エンドゲン社(Endogen,Inc.)、ボストン、MA)を用いて決定した
。
+/+LDA11細胞におけるERを全細胞抽出物において測定した。洗浄お
よびカウント後、細胞を50mM トリス[pH7.5]、30%グリセロール、
500mM KCl、1mM EDTA、1mM PMSFおよび5mM DTTを
含むバッファーにおいてホモジナイズ(homogenize)した。氷上で30分置いた
後、該ホモジェネートを遠心した(100,000g、4℃、1時間)。該上清
を全細胞抽出物として採取し、0.5% CHAPSと調和させ、200倍過剰の
DESの不在下または存在下にて、一晩4℃で5nMの[3H]でインキュベー
トした。抗ER抗体でインキュベートした後、形成した複合体をプロテインA−
セファロース(ファルマシア(Pharmacia))で沈澱させ、10mMトリス[p
H7.5]/0.5%CHAPSで3回洗浄し、液体シンチレーションカウント
により測定した。電気泳動移動度シフトアッセイ(EMSA)およびメチル化妨害アッセイ(meth ylation interference assay)
DNA結合の実験を+/+LDA11細胞からの核抽出物、組換え体ヒトERgly
を発現している酵母からの抽出物および精製したp50およびp49タンパ
ク質で行なった。+/+LDA11細胞を記載された条件下で維持した(ギラソ
ール、ジルカ、パセリ、ボスウェル、ボーダー、ウィリアムズおよびマノラガス
(1992)『エストラジオール−17βはイン・ビトロにて骨髄由来間質細胞
および骨芽細胞によってインターロイキン−6の産生を抑制する:エストロゲン
の抗骨粗鬆症的効果の可能性のあるメカニズム』J.Clin.Invest. 89:8
83−891)。核抽出物を調製するために、該細胞を10%FBSを補充した
フェノールレッド有さないマッコイ培地(McCoy's medium)に播種し、何も指
示していなければ24時間ホルモンで前処置した。培地を2%FBSと調和させ
た後、該細胞を多様な期間TNFαおよびIL−1b(各1nM)で誘発した。
シクロヘキシミド(10mg/ml)またはキナーゼインヒビターH7(50m
M)を含む場合、それらの化合物を誘発の5分前に添加した。氷で冷却したPB
Sで2回洗浄することによってインキュベーションを停止させ、細胞を冷却した
バッファーA(10mM HEPES[pH7.9]、1.5mM MgCl2、1
0Mm KCl、0.5mM DTT、0.2% Nonidet p−40)にてイン・サ
イチュで溶菌した。リゼイト(lysate)をマイクロフュージチューブ(microfu
ge tube)に移して、核をペレット化し(8000rpm、1分)、バッファー
C(20mM HEPES[pH7.9]、1.5mM MgCl2、420mM
NaCl、25%グリセロール、0.2mM EDTA、0.5mM DTT、0.
5mM PMSF)に再懸濁した。4℃で40分間振盪した後、サンプルを遠心
し(15,000rpm、10分)、上清を核抽出物として採取した。ブラッ
ドフォードタンパク質アッセイ(Bradford protein assay)(ブラッドフォー
ド(Bradford,M.M.)(1976)『タンパク質−染料結合方法を利用する
タンパク質のマイクログラム量の定量化のための迅速でかつ高感度の方法』(“
Arapid and sensitive method for the quantitatiion of microgram quantiti
es of protein utilizing the principle of protein-dye binding”)、Anal .Biochem.
72:248−254)はホルモンまたはサイトカイン処理に相
関しないタンパク質濃度において僅か最少の変化のみを示した。組換え体として
ERglyを発現する酵母の抽出物を記載されたようにYEpE10で形質転換し
たBJ2168株から調製した(ツカーマン、エスティー、サンチオ−メアー、
ダニエリアン、パーカー、ステイン、パイクおよびマクドネル(1994)『ヒ
トエストロゲン受容体のトランス活性化能力(transactivational capacity)は
細胞およびプロモーター環境の両方によって決定され、2つの機能的に異なる細
胞内領域によって伝達される』、Mol.Endocrinol. 8:21−30)。精製
したヒトp50およびp49タンパク質を発現する大腸菌(Escherichia coli
)はプロメガ(Promega)(マディソン、WI)より購入した。
EMSAに関して、該抽出物の2mlを20mM HEPES[pH7.9]
、40mM NaCl、20mM KCl、2.5mM MgCl2、10%グリセロ
ール、0.1mg/ml BSAおよび1mM DTTに調整した結合バッファー
中で2mg ポリ[dI−dC]でプレインキュベートした(preincubated)。
−225〜−52 IL−6プロモーター断片をプローブとして使用する場合、
Bluescriptプラスミド(ストラタジーン(Stratagene)、ラ・ホラ
(La Jolla)、CA)の0.5mgも含有した。氷上で20分間置いた後、該
プローブを添加し、室温でインキュベートを20分間続行した。抗体を含む場合
、1mgを該プローブの20分後に添加し、4℃にてインキュベートを40分間
続行した。形成した複合体を、4℃で0.25×TBE中で15V/cmの速度
で非変成ポリアクリルアミドゲル(4%アクリルアミド/0.05%BIS;2
×200mm)上で分析した。プローブはヒトIL−6プロモーターおよびビテ
ロゲニンプロモーターのEREに対応する−82〜−47の
領域および−172〜−131の
二本鎖オリゴヌクレオチド(ツカーマン、ザン、ヘルマン、ウィルス(K.N.
Wills)、グラウプナー(G.Graupner)およびプファール(1990)『ヒ
トエストロゲン受容体はリガンドの不在下で転写アクチベーターおよびリプレッ
サー機能を有する』(“The human estrogen receptor has transcriptional a
ctivator and repressor functions in the absence of ligand”)、New Bio l.
2:613−620)または−225〜−52NheI−SspI IL−6プロ
モーター断片であった。全てのプローブはT4−ポリヌクレオチドキナーゼを使
用して[γ32P]dATPで標識するかまたはクレノウポリメラーゼを使用して
[α32P]dATPで標識し、続いてポリアクリルアミドゲル電気泳動によって
精製した。
メチル化妨害アッセイに関しては、上鎖または下鎖上で[γ32P]dATPで
標識した−82〜−47のプローブを限定したDMS−メチル化にかけた(マキ
サム(Maxam,A.M.)およびギルバート(W.Gilbert)(1980)『塩基
特異的化学的開裂を有する末端標識DNAのシークエンシング』(“Sequencin
g end-labeled DNA with base-specific chemical cleavages”)、Methods Enzymol.
65:499−560)。EMSAは、10倍の規模にかさ上げし
て上記のように行った。ゲルを0.5×TBE中で30分間30Vにて、NA4
5陰イオン交換メンブレーン(シュライヒァー(Schleicher)およびシュエル
(Schuell)上でブロットした(シン(Singh,H.)、ルボウィッツ(J.H
.LeBowitz)、バルドウィン(A.S.Baldwin,Jr.)およびシャープ(P
.A.Sharp)(1988)『エンハンサー結合タンパク質のモレキュラークロ
ーニング:認識部位DNAを有する発現ライブラリーのスクリーニングによる単
離』(“Molecular cloning of an enhancer binding protein:isolation by s
creening of an expression library with a recognition site DNA”)、C ell
52:415−423)。オートラジオグラフィーの後、多様な複合体
および遅延していない(unretarded)プローブに対応するDNAを溶離し(65
℃で10分間、20mMトリス[pH8.0]、1M NaCl、0.1mM ED
TA中で)、フェノール/クロロホルム抽出およびエタノール沈澱によって精製
した。1Mピペリジン中での鎖の開裂(90℃で30分間)の後、該断片を非変
成ポリアクリルアミドゲル(12%アクリルアミド/0.6%BIS)上で分析
した。実施例1.IL−6プロモーター活性のER媒体の抑制のスクリーニング
IL−6の抑制がmRNAレベルでエストラジオールによって調節されている
ことが示されている(ギラソール、ジルカ、パセリ、ボスウェル、ボーダー、ウ
ィリアムズおよびマノラガス(1992)『エストラジオール−17βはイン・
ビトロにて骨髄由来間質細胞および骨芽細胞によってインターロイキン−6の産
生を抑制する:エストロゲンの抗骨粗鬆症的効果の可能性のあるメカニズム』J .Clin.Invest.
89:883−891;ヤコブ、セーガル、ジュリアンおよ
びカーソン(1992)『イン・ビトロにおけるマウス子宮間質細胞および分裂
した上皮細胞によるインターロイキン−6の分泌およびホルモン調節』、Endoc rinology
131:1037−1046)。エストロゲンまたは候補薬剤が直接
IL−6の転写に作用するかどうかを決定するため、本発明者らは−225〜+
14までのヒトIL−プロモーター領域の制御下でホタルのルシフェラーゼを発
現するリポーター構築物をマウス線維芽細胞株C3H10T1/2にトランスフ
ェクションした。これらの細胞は骨形態形成タンパク質−2(bone morphogenic
protein-2)に応答して骨形成細胞に分化するため、前骨芽細胞とみなされてよ
い(カタギリ(Katagiri,T.)、ヤマグチ(A.Yamaguchi)、イケダ(T.
Ikeda)、ヨシキ(S.Yoshiki)、ウォズニー(J.M.Wozney)、ローゼ
ン(V.Rosen)、ワン(E.A.Wang)、タナカ(H.Tanaka)、オムラ(
S.Omura)およびスダ(T.Suda)(1990)『組換え体ヒト骨形態形成
タンパク質−2は非骨形成マウス多分化能性細胞株C3H10T1/2の骨芽細
胞への分化を誘発する』(“The non-osteogenic mouse pluripotent cell lin
e,C3H10T1/2,is induced to differentiate into osteoblastic cells
by recombinant human bone morphogenetic protein-2”)、Biochem.Biophy s.Res.Commun.
172:295−299)。
従って、C3H10T1/2細胞を近位ヒトIL−6プロモーター(pIL−
6[−225]Luc)単独または野性型ヒトERgly(pRShER)の発現
ベクターを伴った制御下でルシフェラーゼ発現ベクターでトランスフェクション
した。24時間の多様な濃度でのエストラジオールでの前処置の後、該培養をT
NFαおよびIL−1の各1nMで誘発するかまたは誘発せずにそのままの状態
にしておき、ついで24時間後に細胞を回収し、抽出物をルシフェラーゼ活性に
関して分析した。
TNFαおよびIL−1でトランスフェクションした細胞の処理は基本レベル
を超えてのルシフェラーゼ活性における5倍の増加を誘発した。エストロゲン受
容体を発現するプラスミドのコトランスフェクションを行わない場合は、エスト
ラジオールでの処理は無効であった。しかしながら、コトランスフェクションに
よるエストロゲン受容体の発現がみられる場合は、エストラジオールでの処理は
ルシフェラーゼ活性の強い、投与量依存性の抑制となった。
野性型ヒトER(ERgly)同様にホルモン結合ドメインにおけるグリシンか
らバリンへの点突然変位を有するER変異体(ERval)でも抑制が観察された
(トラ(Tora,L.)、ムリック(A.Mullick)、メツガー(D.Metager)
、ポングリキトモングコル(M.Ponglikitmongkol)、パーク(I.Park)お
よびシャンボン(P.Chambon)(1989)『クローニングされたヒトエスト
ロゲン受容体はそのホルモン結合性を変える変異を有する』(“The cloned hu
manoestrogen receptor contains a mutation which alters its hormone bindi
ng properties”)、EMBO J. 8:1981−1986)。ERvalは高濃
度のエストラジオールを要したが、強い抑制を示した。これは誘発実験において
ERvalは低濃度のホルモンに応答するがかなり基礎的な活性しか有さないとい
う結果に矛盾しない(ツカーマン、ザン、ヘルマン、ウィルス、グラウプナーお
よびプファール(1990)『ヒトエストロゲン受容体はリガンドの不在下で転
写アクチベーターおよびリプレッサー機能を有する』、New Biol. 2:61
3−620)。
コトランスフェクションしたERへのエストロゲン効果の依存性はC3H10
T1/2細胞は機能的に内在的なERを発現しないということを示唆した。これ
は、ビテロゲニンエストロゲン応答要素(ERE)の制御下でのルシフェラーゼ
リポーターで細胞をトランスフェクションすることによって確認された(クライ
ン−ヒトパス、ショーップ(M.Schorpp)、ワグナー(U.Wagner)および
リッフェル(G.U.Ryffel)(1986)『アフリカツメガエルビテロゲニ
ンA2遺伝子の5'フランキング領域由来のエストロゲン応答性要素はトランス
フェクションしたヒト細胞において機能する』(“An estrogen-responsive el
ement derived from the 5'flanking region of the Xenopus vitellogenin A
2 gene functions in transfected human cells”)、Cell 46:1053−
1061)。
従って、C3H10T1/2細胞を最少の(minimal)チミジンキナーゼプロ
モーターおよびビテロゲニンエストロゲン応答要素(pERE−tk−Luc)単独
またはpRShERを伴った制御下で、ルシフェラーゼ発現ベクターでトランス
フェクションした。10nM エストラジオールまたはビヒクルでの処理の24
時間後に細胞を回収し、抽出物をルシフェラーゼ活性に関して分析した。エスト
ラジオールによるルシフェラーゼ活性の誘発はコトランスフェクションしたER
の存在下でのみ観察された。
さらに、C3H10T1/2細胞を10nM エストラジオールでインキュベ
ートするかまたは該物質なしでインキュベートした。24時間後、該培養をTN
FαおよびIL−1(各1nM)で誘発するかまたはさらに24時間誘発せずに
そのままの状態にした。該上清におけるIL−6をマウスIL−6に特異的なE
LISAによってアッセイした。内在的IL−6の産生を強く増加させるIL−
1およびTNFα処理にC3H10T1/2細胞は応答したが、内在的ERを有
する他の骨形成細胞または間質細胞のようではなく(ギラソール、ジルカ、パセ
リ、ボスウェル、ボーダー、ウィリアムズおよびマノラガス(1992)『エス
トラジオール−17βはイン・ビトロにて骨髄由来間質細胞および骨芽細胞によ
ってインターロイキン−6の産生を抑制する:エストロゲンの抗骨粗鬆症効果の
可能性のあるメカニズム』、J.Clin.Invest. 89:883−891)、
IL−6のレベルはエストラジオールによって低下しなかった。これらのデータ
はIL−6発現の抑制は転写レベルでありERを介して媒体されることを示唆す
る。前骨芽細胞株C3H10T1/2を使用するコトランスフェクションの実験
により、本発明者らは近位IL−6プロモーター領域のIL−1/TNFα−誘
発活性化はエストロゲンによって抑制されることができることを示した。この抑
制はエストロゲン受容体依存性であり野性型ヒトER(ERgly)およびERval
変異体の両者で観察された。同様の結果をERvalでコトランスフェクションし
たHeLa細胞および内在性のERを発現している前骨芽細胞株MBA13細胞の
両者において他者によって得た。IL−6 mRNAへのエストロゲンの記載さ
れた効果と共に(ギラソール、ジルカ、パセリ、ボスウェル、ボーダー、ウィリ
アムズおよびマノラガス(1992)『エストラジオール−17βはイン・ビト
ロにて骨髄由来間質細胞および骨芽細胞によってインターロイキン−6の産生を
抑制する:エストロゲンの抗骨粗鬆症効果の可能性のあるメカニズム』、J.C lin.Invest.
89:883−891;ヤコブ、セーガル、ジュリアンおよびカーソン(199
2)『イン・ビトロにおけるマウス子宮間質細胞および分裂した上皮細胞による
インターロイキン−6の文筆およびホルモン調節』、Endocrinology 131:
1037−1046)、これらの結果はエストロゲン誘発性の抑制の転写メカニ
ズムを示唆する
候補薬剤は上記アッセイを使用してスクリーニングでき、該薬剤をエストラジ
オールの代わりとすることができる。実施例2.NFκB関連タンパク質の近位IL−6プロモーターへの結合を調節 する薬剤のスクリーニング ERを発現する細胞株(+/+LDA11)
模範的なアッセイシステムは、ERを含むすべての必須要素を内在的に発現す
る細胞株である。マウス間質細胞株+/+LDA11由来の骨髄はIL−6の分
泌を強く増加させるIL−1およびTNFα処理に応答することを示している。
エストラジオールでの処理は、該タンパク質およびそのmRNAに関して示され
るようにIL−6の誘発を抑制する(ギラソール、ジルカ、パセリ、ボスウェル
、ボーダー、ウィリアムズおよびマノラガス(1992)『エストラジオール−
17βはイン・ビトロにて骨髄由来間質細胞および骨芽細胞によってインターロ
イキン−6の産生を抑制する:エストロゲンの抗骨粗鬆症効果の可能性のあるメ
カニズム』、J.Clin.Invest. 89:883−891)。
ERが+/+LDA11細胞において実際に存在することを証明するため、ホ
ルモン結合実験を行った。初期の実験はこれらの細胞からの高塩抽出物における
エストラジオールに特異的な結合部位の数が少ないことを示した。該ERのアミ
ノ末端に直接対するモノクローナル抗体を使用して、ERを表す結合部位を確実
にするため特異的に結合した[3H]エストラジオールを免疫沈降した。それら
の実験により本発明者らは+/+LDA11細胞は細胞当たり約1000のER
分子を有すると計算した。
しかしながら、プローブとしてのビテロゲニンEREと組み合わせて電気泳動
移動度シフトアッセイ(EMSA)を使用する場合、ER特異的DNA結合活性
はエストラジオールおよび/またはIL−1およびTNFαで処理した+/+L
DA11からの核抽出物において検出できなかった。指示どおりエストラジオー
ル(10nM)およびTNFαおよびIL−1(各1nMで40分間)で前処置
した+/+LDA11細胞からの核抽出物または組換え体的に発現するヒト野性
型ERglyを含む酵母抽出物を抗ER抗体の不在下または存在下でプローブとし
てのビテロゲニンEREでインキュベートした。形成した複合体をEMSAによ
って分析した。
検出した複合体は抗ER抗体によって有意に影響されなかったため、該ERに
関連していない。酵母発現系から得た抽出物を含むERを使用する調節によって
、抗ER抗体で特異的にシフトした2つのゆっくりと移動する複合体を生じた。
これらのデータはERが+/+LDA11細胞に存在するがEMSAによっては
濃度が低過ぎて検出できないことを示唆している。核抽出物のIL−6プロモーターへのDNA結合活性
IL−6誘発およびエストロゲンによる抑制の分子メカニズムを研究するため
、+/+LDA11細胞からの核抽出物をコトランスフェクション実験における
サイトカイン誘発およびエストロゲン抑制を媒体する該IL−6プロモーター領
域へのDNA結合活性に関して分析した。このDNA断片が核抽出物と高いバッ
クグランド結合を示すため、TATAボックスを含む最も近位の領域は転写開始
部位の上流−225〜−52の断片を残して除去した。該プロモーターのこの領
域はcAMP応答要素のコア配列(CRE)、ロイシンジッパータンパク質NF
−IL6に関する結合部位およびNFκB部位を含む幾つかの転写因子の一致結
合部位を含む(イッシキ、アキラ、タナベ、ナカジマ、シマモト、ヒラノおよび
キシモト(1990)『IL−6遺伝子におけるIL−1応答要素と相互作用す
る構成的およびインターロイキン−1(IL−1)−誘発因子』、Mol.Cell Biol.
10:2757−2764)。
NF−IL6およびNFκB様タンパク質のこれらの部位への結合は証明され
ている(アキラ、イッシキ、スギタ、タナベ、キノシタ、ニシオ、ナカジマ、ヒ
ラノおよびキシモト(1990)『IL−6発現に関する核因子(NF−IL6
)
はC/EBRファミリーの一員である』、EMBO J. 9:1897−190
6;リーベルマンおよびバルチモア(1990)『NF−κB転写因子を介する
インターロイキン−6遺伝子発現の活性化』、Moll.Cell Biol. 10:2
327−2334)。この断片を多様な時間IL−1およびTNFαで処理した
+/+LDA11からの核抽出物でインキュベートした。+/+LDA11細胞
を指示どおりエストラジオール(10nM)で前処置した。24時間後、該細胞
をTNFαおよびIL−1(各1nM)で様々な期間誘発した。誘発を細胞溶解
によって停止し、ついで核抽出物を−225〜−52のIL−6プロモーター断
片をプローブとして使用するEMSAによって分析した(図1a)。
形成した複合体をEMSAによって分析した。サイトカインで処理した後、誘
発可能な複合体が観察された。該複合体の強度はIL−1およびTNFαでの処
理の10分後にすでに最大となり、時間経過と共に徐々に低下した。誘発の2時
間後、該複合体の強度は有意に減少した。
エストラジオールでの細胞の前処置は、誘発していない細胞からの抽出物の結
合能力に影響を及ぼさなかった。しかしながらエストラジオール前処置は、誘発
間隔が10分〜40分間である誘発複合体の顕著な増加、しかし誘発の2時間後
には該複合体にほんの僅かな効果しか及ぼさないという結果となった。増強され
た強度に加えて、エストラジオールでの前処置がまた定量的変化である該複合体
の移動度の増加を引き起こした。DNA結合複合体の組成物の検出
該複合体および関連のありそうなタンパク質の特性を調査するため、本発明者
らは結合反応物をいくつかの潜在的な結合因子に直接対する抗体でインキュベー
トした。指示どおりエストラジオール(10nM)およびTNFαおよびIL−
1(各1nMで10分間)で処置した+/+LDA11細胞からの核抽出物を多
様な抗体の不在下または存在下で−225〜−52プローブでインキュベートし
た。形成した複合体をEMSAによって分析した。
図1bは検査した抗体のうち誘発していない細胞由来の抽出物のDNA結合に
影響を及ぼすものが1つもなかったことを示す。抗−c−junまたは抗−c−
rel、または抗−NF−IL6抗体のいずれもサイトカイン誘発複合体に影響
を及ぼさなかった。
しかしながら、NFκB複合体における2つのタンパク質に直接対する抗体、
抗−p50、抗−p65は該複合体を形成しなかった(レーン10−13)。こ
れはエストラジオールで処理したまたは処理していない細胞からの抽出物で、サ
イトカイン誘発の全期間にわたり観察された(図1bは誘発10分後の結果を示
す)。長く接触させればさせるほど、おそらく抗−p50、抗−p65による誘
発複合体の超シフトという結果から低移動度の非常に弱い複合体が検出された。
ERのビテロゲニンEREへの結合活性は+/+LDA11細胞からの抽出物
では検出されなかったが、本発明者らは該ERがIL−6プロモーター断片上に
おける複合体形成に関与するかどうかを検査した。指示どおりエストラジオール
(10nM)およびTNFαおよびIL−1(各1nMで40分間)で前処置し
た+/+LDA11細胞からの核抽出物または組換え体的に発現するヒト野性型
ERglyを含む酵母抽出物を抗−ER抗体の不在下または存在下で−225〜−
52プローブでインキュベートした。形成した複合体をEMSAによって分析し
た。
図1cはサイトカイン誘発またはエストラジオール処理とは独立して、抗−E
R抗体の添加は誘発されたものであれ構造的なものであれ、該複合体のいずれに
も有意な影響は及ぼさなかった。さらに、高濃度の組換え体ERを含む酵母抽出
物をIL−6プロモーター断片でインキュベートした場合、該ERの特異的な結
合は全く検出されなかった(レーン7および8)。観察された弱いバンドは抗−
ER−抗体によって影響されなかったため、該ERに関連しないものである。
該抗体ゲルシフト実験からの結果はさらにオリゴヌクレオチド競合実験によっ
て支持された。指示どおりエストラジオール(10nM)およびTNFαおよび
IL−1(各1nMで10分間)で前処置した+/+LDA11細胞からの核抽
出物を、ヒトIL−6プロモーターの−82〜−47および−172〜−131
の領域に対応する400倍モル過剰なオリゴヌクレオチドの不在下または存在下
で、−225〜−52プローブでインキュベートした。形成した複合体をEMS
A
によって分析した。
図1dにおける矢印はTNFαおよびIL−1での誘発で形成した複合体を示
す。標識した−225〜−52断片の400倍過剰な量での結合反応におけるN
F−IL6部位、CREおよびIL−6プロモーターの近隣CCAATボックス
(−172〜−131)をカバーする含有物は、構造的なものであれ、サイトカ
イン誘発されたものであれ、該複合体のいずれにも有意な影響は及ぼさなかった
(レーン4および7)。しかしながら、推定NFκB部位およびその近隣配列(
−82〜−47)をカバーするオリゴヌクレオチドは特に、サイトカイン誘発複
合体を形成しなかった(レーン3および6)。
抗体実験およびオリゴヌクレオチド競合実験は、IL−1およびTNFαがN
FκBまたは関連タンパク質を特に活性化することを示唆した。c−jun(A
P−1)、NF−IL6、c−relまたはERの結合は検出されなかった。
NF−IL6結合の欠如は、他の細胞においてIL−1に応答してこの転写因
子の誘発および結合が報告されているので驚くべきものである(アキラ、イッシ
キ、スギタ、タナベ、キノシタ、ニシオ、ナカジマ、ヒラノおよびキシモト(1
990)『IL−6発現に関する核因子(NF−IL6)はC/EBRファミリ
ーの一員である』、EMBO J. 9:1897−1906;イノウエ、ケール
、ランソン、ベンガル、ハンターおよびベルマ(1991)、Proc.Natl.A cad.Sci.USA
88:3715−3719)。本発明者らのDNA結合実
験は+/+LDA11細胞由来の骨髄において、IL−1およびTNFαはNF
κBまたは密接に関連したタンパク質のIL−6プロモーターへの結合を誘発す
ると示している。同様の結果が異なる細胞タイプにおいて得られている(シミズ
、ミトモ、ワタナベ、オカモト、およびヤマモト(1990)『炎症性リンホカ
インによるインターロイキン−6遺伝子の活性化におけるNFκB様転写因子の
関与』、Moll.Cell Biol. 10:561−568;ザン、リン、およびビ
ルセック(1990)『ヒト線維芽細胞における腫瘍壊死因子およびインターロ
イキン−1によるインターロイキン−6誘発はκB様配列に結合する核因子の活
性化に関与する』、Moll.Cell Biol. 10:3818−3823)。AP
−1を含
む、誘発されたまたは誘発されていない近位11−6プロモーター断片における
潜在的な結合部位を有するいくつかの他の因子の結合は検出されることができな
かった。この転写因子は、GR、RARおよびTRを含む細胞内受容体による直
接的な抑制に関する典型例の1つである。AP−1抑制のメカニズムはタンパク
質−タンパク質相互作用および/または特定の遺伝子に依存するDNA結合に関
する競合に関与することができる(ダイアモンド(Diamond,M.I.)、マイ
ナー(J.N.Miner)、ヨシナガ(S.K.Yoshinaga)およびヤマモト(K
.R.Yamamoto)(1990)『転写因子相互作用:単−DNA要素からの正
または負の調節のセレクター』(“Transcription factor inteactions:select
ors of positive or negative regulation from a single DNA element”)
、Science 249:1266−1272;シュール(Schule,R.)、ウメソノ
(K.Umesono)、マンゲルスドルフ(D.J.Mangelsdorf)、ボラド(J.
Bolado)、パイクおよびエバンズ(R.M.Evans)(1990)『Jun−
FosおよびビタミンAおよびDの受容体はヒトオステオカルシン遺伝子におい
て共通の応答要素を認識する』(“Jun-Fos and receptors for vitamins A
and D recognize a common response element in the human osteocalcin gene
”)、Cell 61:497−504;ヤン−イェン、チャンバード(J.C.
Chambard)、サン(Y.L.Sun)、スミール(T.Smeal)、シュミット(
T.J.Schmidt)、ドロウイン(J.Drouin)およびカリン(M.Karin)
(1990)『c−Junおよびグルココルチコイド受容体間の転写妨害』(“
Transcriptional interference between c-Jun and the glucocorticoid recep
tor:mutual inhibition of DNA binding due to direct protein-protein i
nteraction”)、Cell 62:1205−1215;ヤン−イェン、ザン、グ
ラウプナー、ツカ−マン、サカモト(B.Sakamoto)、カリンおよびプファー
ル(1991)『レチノイン酸受容体およびAP−1間のアンタゴニズム:腫瘍
促進および炎症への暗示』(“Antagonism between retinoic acid receptors
and AP−1:implications for tumor promotion and inflammation”)、Ne w Biol.
3:1206−1219;ザン、ウィルス、フスマン(M.Husmann)
およびプファー
ル(1991)『junおよびfosがん遺伝子活性との相互作用を介しての甲
状腺ホルモン受容体作用に関する新規な経路』(“Novel pathway for thyroid
hormone receptor action through interaction with jun and fos oncogene ac
tivities”)Moll.Cell Biol. 11:6016−6025)。いくつかの
報告はまたERおよびAP−1間の混線様相互作用をも示唆しているが、しかし
ながらAP−1活性のエストロゲン依存性の抑制に関する証拠は全くない(ゴー
ブ(Gaub,M.P.)、ベラード(M.Bellard)、シュエウアー(I.Scheu
er)、シャンボンおよびサッソン−コルシ(P.Sassone-Corsi)(1990
)『エストロゲン受容体によるオボアルブミンの活性化はfos−jun複合体
に関与する』(“Activation of the ovalbumin gene by the estrogen recept
or involves the fos-jun comprex”)、Cell 63:1267〜1276;ツ
カーマン、ザンおよびプファール(1991)『腫瘍プロモーター12−O−テ
トラデカノイルホルボール 13−アセテートによるエストロゲン受容体活性の
抑制』(“Inhibition of estrogen receptor activity by the tumor promote
r 12-O-tetradeconylphorbol-13-acetate:amolecular analysis”)、Mol. Endocrinol.
5:1983−1992)。従って、ΛP−1がエストロゲンに
よるIL−6発現の負の調節において役割を果たしているとはあまりありそうで
ない。実施例3.IL−6プロモーターを有する明らかな複合体に別個に効果を及ぼす 薬剤のスクリーニング IL−6プロモーターを有する明らかな複合体
IL−1およびTNFαでの+/+LDA11細胞の処理は、NFκBまたは
関連したタンパク質のIL−6プロモーターへの結合を誘発した。エストラジオ
ール前処置は該複合体の強度ならびに移動度を増加させたため、本発明者らは、
+/+LDA11核抽出物の推定NFκB部位(−82〜−47)をカバーする
オリゴヌクレオチドへの結合を調査した。
+/+LDA11細胞を指示どおりエストラジオール(10nM)で前処置し
た。24時間後、該細胞をTNFαおよびIL−1(各1nM)で様々な期間誘
発した。誘発を細胞溶解によって停止し、ついで核抽出物を−82〜−47のI
L−6プロモーター断片をプローブとして使用するEMSAによって分析した。
図2はIL−1およびTNFαで処理した細胞からの抽出物が、処理していない
細胞からの抽出物と比較した場合に3つの誘発複合体(A、B、C)を現すこと
を示している。
最も速く移動する複合体(C)は特に、誘発のうち(10−120分)に強度
が低下した。興味深いことに、エストラジオール前処置は最もゆっくりと移動す
る複合体(A)の強度を低下させる一方、最も速いバンドの強度を非常に増強し
た。これは複合体はエストラジオール処理によって一層速く移動するようである
−225〜−52の断片で得られるパターンに一致している(図3)。
両断片で類似する複合体が形成されたようである;しかしながら、短い方のオ
リゴヌクレオチドのみだけが完全に分析された。指示どおりエストラジオール(
10nM)およびTNFαおよびIL−1(各1nMで40分間)で前処置した
+/+LDA11細胞からの核抽出物をヒトIL−6プロモーターの−82〜−
47および−172〜−131の領域に対応する100倍モル過剰なオリゴヌク
レオチドまたはビテロゲニンERオリゴヌクレオチドの不在下または存在下で−
82〜−47プローブでインキュベートした。形成した複合体をEMSAによっ
て分析した。
すべての3つの複合体(A、B、C)は標識されていないプローブの100倍
の過剰量の含有により形成しなかったため(図2b、レーン6および10)特異
的である一方、同モルの過剰量のNF−IL6オリゴヌクレオチド(−172〜
−131)またはビテロゲニンEREは無効であった(図2b)レーン7、8、
11および12)。
図2cは該抽出物のNF−IL6部位(−172〜−131)をカバーするオ
リゴヌクレオチドへの結合を調査したとき、幾つかの複合体が検出されたことを
示す。指示どおりエストラジオール(10nM)およびTNFαおよびIL−1
(各1nMで40分間)で前処置した+/+LDA11細胞からの核抽出物を1
00倍モル過剰な標識していないオリゴヌクレオチドの不在下または存在下で−
172〜−131プローブでインキュベートした。形成した複合体をEMSAに
よって分析した。図2cにおける矢印はTNFαおよびIL−1での誘発で形成
した複合体A、BおよびCを示す。
複合体のうちの2つは標識されていないオリゴヌクレオチドの過剰量と競合す
ることができたため(レーン2,4および6)特異的であった。しかしながらす
べての複合体はサイトカイン誘発またはエストラジオール処理と独立して構成的
に形成され、このことは該複合体がIL−1、TNFαおよびエストロゲンによ
るIL−6発現の調節に関連しなかったことを示唆している。明らかな複合体の形成に影響を及ぼす化合物のスクリーニング
一層詳細な実験において本発明者らは複合体A、BおよびCの形成への他の化
合物の影響を分析した(図3)。+/+LDA11細胞をTNFαおよびIL−
1で誘発する(各1nM、30分間)前、シクロヘキシミド(CHX)または該
キナーゼインヒビターH7を5分間、またはエストラジオール(10nM)およ
び/またはICI 164,384(100nM)を24時間または60分間で
調製した。処置を細胞溶解で停止しついで核抽出物を−82〜−47断片をプロ
ーブとして使用してEMSAで分析した。矢印は複合体A、BおよびCを示す。
サイトカインを添加する前にタンパク質合成インヒビターシクロヘキシミドで
の細胞の前処置は該複合体の形成を妨害しなかった(レーン8)。これは結合の
迅速な誘発として一致し、NFκBの活性化に関して以前に示されている(ヘン
ケル、マクレイト、アルカレイ、クロンケ、ベン−ネリア−およびボーレール(
1993)『IκB−αの迅速なタンパク質分解は転写因子NF−κBの活性化
に必要である』、Nature 365;182−185;セン(Sen,R.)および
バルチモア(1986)『トランスロケーショナルメカニズムによるκ免疫グロ
ブリンエンハンサー結合タンパク質NF−κBの誘発可能性』(“Inducibilit
y of kappa immunoglobulin enhancer-binding protein Nf-kappa B by a post
translocational mechanism”)Cell47:921−928)。シクロヘキシミ
ド処理はNFκB結合を活性化させると報告されている(センおよびバルチモア
(1986)『トランスロケーショナルメカニズムによるκ免疫グロブ
リンエンハンサー結合タンパク質NF−κBの誘発可能性』、Cell47:92
1−928;ザン、リン、およびビルセック(1990)『ヒト線維芽細胞にお
ける腫瘍壊死因子およびインターロイキン−1によるインターロイキン−6誘発
はκB様配列に結合する核因子の活性化に関与する』、Moll.Cell Biol.1
0:3818−3823)。しかしながら、+/+LDA11細胞においては本
発明者らはシクロヘキシミドによって全く誘発を観察しなかった(レーン7)。
さらに、H−7での前処置、潜在的なプロテインキナーゼC(PKC)インヒビ
ター(カワモト(Kawamoto,S.)およびヒダカ(H.Hidaka)(1984)
『1−(5−イソキノリンスルホニル)−2−メチルピペラジン(H−7)はウ
サギ血小板におけるプロテインキナーゼCの選択的なインヒビターである』(“
1−(5−Isoquinolinesulfonyl)−2−methylpiperazine(H−7)is a se
lective inhibitor of protein kinase C in rabbit platelets”)、Biochem .Biophys.Res.Commun.
125:258−264)は、IL−1およびT
NFαによる複合体の形成の誘発を妨害しなかった(レーン10)。これは複合
体A、BおよびCの誘発はPKC独立の経路を介して伝達され、IL−1および
TNFαはNFκBを活性化し、PKCから独立してIL−6を誘発することを
示唆している(11、55、99)。
ホルボールエステルによるNFκBの活性化はおそらくPKCによって伝達さ
れる(ボーエールおよびバルチモア(1988)『IκB:NF−κB転写因子
の特異的インヒビター』、Science 242:540−546)。しかしながら
12−O−テトラデカノイルホルボール 13−アセテート(TPA)での+/
+LDA11細胞の処理はIL−6の産生を有意に誘発せず、また−82〜−4
7の断片での複合体の形成も誘発しなかった。
エストラジオール効果、すなわち複合体Aの減少および複合体Cの増加(図3
、レーン2と3を比較せよ)は誘発前の短時間のエストラジオール前処置(60
分間)では観察されなかった(レーン6)。さらに、純粋な抗エストロゲンIC
I164,384(ウェイクリング(Wakeling,A.E.)およびボウラー(J
.Bowler)(1988)『純粋な抗エストロゲン作用の生物学および様式』
(“Biology and mode of action of pure antioestrogens”)、J.Steroid Biochem.
30:141−147)は複合体のパターンに効果を及ぼさなかっ
た(レーン4)。しかしながら、ICI 164,384がエストラジオールと組
み合わせて添加された場合、エストロゲンによって伝達される効果を阻害した。
ICI 164,384はERに結合することを介したアンタゴニストとして作
用するため、これらの結果はさらに、エストラジオールの誘発された複合体への
効果が受容体を介するものであるという仮説を支持する。しかしながら、エスト
ロゲン作用のメカニズムは、短期間のエストラジオール処置への応答の欠如荷よ
り示されるように、おそらく間接的である。明らかな複合体における該タンパク質の結合特性に効果を及ぼす薬剤のスクリー ニング
NFκBオリゴヌクレオチドを有する複合体A、BおよびCにおけるタンパク
質の結合特性を調査するため、メチル化妨害実験を行った(図4)。TNFαお
よびIL−1(各1nM)で誘発した細胞からの+/+LDA11核抽出物を上
鎖または下鎖上で標識し、限定したDMSメチル化にかけた−82〜−47のプ
ローブでインキュベートした。予備EMSAの後、複合体A、BおよびCからの
および関連していないプローブ(F)からのDNAを単離し、ピペリジンで開裂
し、12%の変性ゲル上で電気泳動した。NFκB−致部位に対応する配列は枠
で囲って示され、暗号を用いたAP−1部位は影を付してある。
NFκB部位内(−73〜−63、枠囲み)のグアニン塩基の両鎖のN−7−
メチル化は複合体形成を妨害し、一方一致部位をフランキングする(flanking)
グアニンのメチル化は観察できる効果を有さなかった。全ての3つの複合体(A
、B、C)の妨害パターンは同一であった。
ちょうどNFκB部位の外側(−75、−60、−58)のグアニンのメチル
化が最大の複合体(A)の形成でさえ効果を及ぼさなかったという観察は、全て
の3つの複合体において、DNA構築物は同様のコア領域内で生成されることを
示唆している。さらに、グアニン−60、−58および−56のメチル化でのD
NA結合妨害の欠如は、この領域(−61〜−55)における任意のサイトカ
インが誘発した因子の一致していない(TGAGTCT、陰影部位)AP−1部
位への結合に対して強く主張する(タナベ、アキラ、カミヤ(T.Kamiya)、
ウォン(G.G.Wong)、ヒラノおよびキシモト(1988)『マウスIL−
6遺伝子のゲノム構造。マウスとヒト間における潜在的な調節配列の高度の保存
』(“Genomic structure of the murine IL−6 gene.Highdegree conser
vation of potential regulatory sequences between mouse and human”)、J .Immunol.
141:3875−3881)。
本発明者らの研究はNFκB p50およびp65または非常に密接に関連し
たタンパク質に関するIL−6のプロモーターを有する複合体の形成にエストロ
ゲンが効果を及ぼすということを示している。IL−1およびTNFαでの+/
+LDA11細胞の処理は特にIL−6プロモーターにおけるNFκB−致部位
を有する少なくとも3つの明らかな複合体の形成を誘発する。多様なサイズでは
あるが、全ての3つの複合体において、該DNA構築物はNFκB部位のコア配
列に限定されている。他のNFκB要素の対応コア配列はp50およびp65に
よって保護されている(バルドウィンおよびシャープ(1988)『2つの転写
因子、NFκBおよびH2TF1はクラスI主要組織適合性遺伝子複合体におけ
る単一の調節配列と相互作用する』(“Two transcription factors,NF−ka
ppa B and H2TF1,interact with a single regulatory sequence in the
class I major histocompatibility complex promoter”)、Proc.Natl. Acad.Sci.USA
85:723−727;キエラン(Kieran,M.)、ブ
ランク(V.Blank)、ロジート(F.Logeat)、バンデカルクホーブ(J.
Vandekerckhove)、ロッツペイック(F.Lottspeich)、ル・ベイル(O.L
e Bail)、アーバン(M.B.Urban),コウリルスキ、ボーエールおよびイス
ラエル(1990)『NFκBのDNA結合サブユニットはKBFI因子と同一
であり、relガン遺伝子産物に類似(homologous)している』(“The DN
A binding subunit of NF−kappa B is identical to factor KBF1 and
homologous to the rel oncogene product”)、Cell 62:1007−10
18;センおよびバルチモア(1986)『多数の核因子は免疫グロブリンエン
ハンサー配列と相互
作用する』(“Multiple nuclear factors interact with the immunoglobulin
enhancer sequences”)、Cell 46:705−716)、その両者はDNA
と直接相互作用することが示されている(ノラン、ゴーシュ、リオウ、テンプス
トおよびバルチモア(1991)『rel関連ポリペプチドであるクローニング
されたNFκBのp65サブユニットのDNA結合およびIκB抑制』(“DN
A binding and I kappa B,a rel-related polypeptide”)、Cell 64:
961−969;アーバン、シュレックおよびボーエール(1991)『NFκ
BはDNAにp50およびp65サブユニットのヘテロダイマーにより接触する
』(“NF−kappa B contacts DNA by a heterodimer of the p50 and p65
subunit”)、EMBO J. 10:1817−1825)。p50を有する
C−relホモダイマーおよびヘテロダイマーはIL−6はプロモーターにおけ
るNFκB部位と結合すると示されている(ナカヤマ(Nakayama,K.)、シミ
ズ、ミトモ、ワタナベ、オカモトおよびヤマモト(1992)『c−Rel様タ
ンパク質を有するリンパ球細胞特異的核因子は特にリンパ球細胞において活性が
よく制されているIL6κB関連モチーフと相互作用する』(“A lymphoid ce
ll-specific nuclear factor containing c-Rel-like proteins preferentially
interacts with interleukin-6 kappa B-related motifs whose activities a
re repressed in lymphoid cells”)、Moll.Cell Biol. 12:1736
−1746)。
さらに、本研究はリンパ球細胞においてc−relまたは免疫学的に関連した
因子はIL−6プロモーターのNFκB部位に結合し構造的リプレッサーとして
機能する一層大きな複合体の要素であることを示す。+/+LDA11細胞にお
いて、本発明者らはc−rel特異的結合活性を検出できなかった。他複数のN
FκBに関連しないタンパク質がNFκB−致部位において結合すると示されて
いる。それらはaA−CRYBP1(ナカムラ(Nakamura,T.)、ドノバン(
D.M.Donovan)、ハマダ(K.Hamada)、サックス(C.M.Sax)、ノ
ーマン(B.Norman)、フラナガン(J.R.Flanagan)、オザト(K.Oza
to)、ウェストファル(H.Westphal)およびピアチゴルスキ(J.Piatigor
sky)(1990)『マウスαA−クリスタリン遺伝子の調節:クラスI主要組
織適合性遺伝子複合体および他の遺伝子と共有するシス配列モチーフに結合する
タンパク質をコードするcDNAの単離』(“Regulation of the mouse alpha
A-crystallin gene:isolation of a cDNA encoding a protein that binds
to a cis sequence motif shared with the major histocompatibility comple
x class I gene and other genes”)、Moll.Cell Biol. 10:3700
−3708)、MBP−1/PRDII−BFI(バルドウィン、ルクレアー(
K.P.LeClair)、シン(H.Singh)およびシャープ(1990)『ジン
クフィンガードメインを有する大タンパク質はクラスI主要組織適合性遺伝子複
合体およびκ免疫グロブリン遺伝子のエンハンサーにおける関連配列要素に結合
する』(“A large protein containing zinc finger domains binds to rela
ted sequence elements in the enhancers of the class I major histocompat
ibility comprex and kappa immunoglobulin genes”)、Moll.Cell Biol.
10:1406−1414);ファン(Fan,C.M.)およびマニアチス(
T.Maniatis)(1990)『同じDNA配列を認識する2つの広範囲に分離
したジンクフィンフガーモチーフを有するDNA結合タンパク質』(“A DN
A-binding protein containing two widely separared zinc finger motifs th
at recognize the same DNA sequence”)、Genes Dev. 4:29−42)
およびAGIE−BP1(ロン(Ron,D.)、ブラシエル(A.R.Brasier
)
およびハベナー(J.F.Habener)(1991)『アンギオテンシノーゲン遺
伝子誘発エンハンサー結合タンパク質1、ジンクフィンガーモチーフを介する核
因子κB結合部位を認識する大核タンパク質の新規なファミリーの一員』(“A
ngiotensinogen gene-inducible enhancer-binding protein 1,a member of a
new family of large nuclear proteins that recognize nuclear factor kappa
B-binding sites through a zinc finger motif”)Moll.Cell Biol.11
:2887−2895)である。
C/EBR様タンパク質はアンギオテンシン遺伝子の急性期応答要素のNFκ
Bが介するトランスアクチベーションを低下させることが知られている(ブラシ
エル、ロン、テート(J.E.Tate)およびハベナー(1990)『構造的C
/EBP様DNA結合タンパク質のファミリーは、IL−1αが誘発するNFκ
Bが介するアンギオテンシノーゲン遺伝子の急性期応答要素のトランスアクチベ
ーションを低下させる』(“A family of constitutive C/EBP-like DNA bindi
ng proteins attenuate the IL-1 alpha induced,NF kappa B mediated transa
ctivation of the angiotensinogen gene acute-phase response element”)、EMBO J.
9:3933−3944)。最近では本発明者らは、それらのタ
ンパク質または他のタンパク質は該観察された複合体の一部であること、または
エストロゲンによるIL−6の発現の抑制による関与することを排除できない。
最近の研究は子宮細胞において、エストラジオールがNFκB要素を有する複合
体の形成を誘発することを示唆した(シャマラ(Shyamala,G.)およびギオッ
ト(M.C.Guiot)(1992)『エストラジオールによるκB特異的タンパ
ク質の活性化』(“Activation of kappa B-specific proteins by estradior
”)、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 89:10628−10632)
。該誘発された複合体はp50またはp65を含まなかったゆえに、他の因子を
発現するかもしれない。実施例4.p65のIL−6プロモーターへの結合に効果を及ぼす薬剤のスクリ ーニング NFκB部位で形成された複合体の構成要素の分析
大きい方のプロモーター断片に関して、本発明者らはNFκBオリゴヌクレオ
チド(−82〜−47)で形成された複合体の性質を抗体シフト実験により分析
した(図5a)。指示どおりエストラジオール(10nM)およびTNFαおよ
びIL−1(各1nMで10分間)で前処置した+/+LDA11細胞からの核
抽出物を多様な抗体の不在下または存在下で−82〜−47プローブでインキュ
ベートした。形成した複合体をEMSAによって分析した。
本発明者らは抗p50または抗p65(レーン17−20)が結合反応に含ま
れる場合に、誘発された複合体に強い影響が及ぶことを観察した。興味深いこと
に、抗p50は複合体BおよびCを特異的に形成せず(複合体Aは影響を受けて
いないようであるが)、単一の超シフトバンド(S1)を存在させた。しかしな
がら、抗p65は全ての3つの誘発複合体の形成を抑制し、2本の超シフトバン
ド(S1、S2)を産生した。これはp65または免疫学的に密接な関連のある
タンパク質は全ての3つの誘発複合体の一部であるが、p50または関連タンパ
ク質は複合体BおよびCに存在するのみであることを示唆した。
組換え体的に発現したc−relはIL−6プロモーターにおけるNFκB部
位とp50でヘテロダイマーとして、特に高アフィニティーでホモダイマーとし
て結合すると報告されている(ナカヤマ、シミズ、ミトモ、ワタナベ、オカモト
およびヤマモト(1992)『c−Rel様タンパク質を有するリンパ球細胞特
異的核因子は特にリンパ球細胞において活性が抑制されているIL6κB関連モ
チーフと相互作用する』、Moll.Cell Biol. 12:1736−1746)
である。抗c−relが+/+LDA11細胞からの抽出物とともに結合反応に
含まれた場合、該抗体は誘発複合体を全く抑制しなかった。長く接触させると弱
い超シフト複合体が検出できた。この複合体は抗p50で観察された超シフトと
同様の位置に移動し、これは一層大きなc−relタンパク質を含まなかったこ
とを示唆している。抗c−rel抗体を作製するために使用したペプチドはp5
0類似配列に56%のホモロジーを有したため(ゴーシュ、ギッフォード、リビ
ール、テンプスト、ノランおよびバルチモア(1990)『NFκBのp50
DNA結合サブユニットのクローニング:relおよびdorsalへのホモロ
ジー』、Cell 62:1019−1029;イノウエ、ケール、ランソン、ベ
ンガル、ハンターおよびベルマ(1991)『c−relはκB部位からの転写
を活性化させるがv−relは抑制する』、Proc.Natl.Acad.Sci.US A
88:3715−3719)、この弱いバンドはクロス応答性(cross-reac
tivity)の結果でc−relには関係ないようである。一層大きなプロモーター
断片に関しては抗−c−junは複合体形成に効果を及ぼさなかった(レーン1
3および14)。示された結果は10分の誘発時点を示し、本質的により長いサ
イトカインの処置と本質的に同一であることを示している。
試験した抗体で誘発されていない抽出物での複合体形成に顕著な影響を有した
ものは全くなかった。抗p50だけが、誘発した抽出物で観察されたようにS1
位置で移動している非常に弱い超シフトした複合体産生した(一層長い接触でや
っと見ることができるのみ)。超シフトした場合にのみ検出できるこの弱い結合
活性は、細胞質ゾルの汚染によるかまたは培養条件下の基礎活性化を表すことが
できた。
別のEMSA実験に、本発明者らは、組換え体p50ならびにER発現酵母の
精製調製を含んだ(図5b)。指示どおりエストラジオール(10nM)および
TNFαおよびIL−1(各1nMで30分間)で前処置した+/+LDA11
細胞からの核抽出物ならびに精製したヒトp50タンパク質および組換え体的に
発現したヒトERを含む酵母抽出物を多様な抗体の不在下または存在下で−82
〜−47プローブでインキュベートした。形成した複合体をEMSAによって分
析した。矢印はサイトカイン処置により誘発した複合体A、BおよびCおよび抗
体超シフトによって得られた複合体S1およびS2を示す。
期待したとおり、ER発現酵母はMFκB−82〜−47断片に結合せず(レ
ーン5、9、13および17)、抗ER抗体効果のすべての欠如によって指示さ
れた誘発複合体の形成に関するER(レーン14−17)にも結合しなかった。
精製したp50はこの断片に結合し、抗p50により超シフトされたが抗p65
によっては超シフトされなかった(レーン4、8および12を比較せよ)。
驚くべきことに、精製組換え体p50で形成した複合体は複合体BおよびCよ
りゆっくりと移動した。低濃度の精製p50の使用は移動に効果を及ぼさず、こ
のことはp50ホモダイマーを表すバンドおよびそれ程高等でない複合体(ダケ
ット、ペルキンズ、コワリック(T.F.Kowalik)、シュミット、ヒュアング
(E.S.Huang)、バルドウィンおよびナベル(1993)『RelA(p6
5)を伴ったNF−κBのダイマー化はIκBα(MAD−3)によるDNA結
合、転写の活性化および抑制を調節する』(“Dimerization of NF-KB2 with Re
lA(p65)regulates DNA binding,transcriptional activation,and inhibiti
on by an I kappa B-alpha(MAD-3)”)、Moll.Cell Biol. 13:131
5−1322)を表すことを示唆している。しかしながら、抗体シフト実験はN
FκBタンパク質、p50およびp65の両方は複合体BおよびCの一部であり
(レーン6、7、11および12)結果的に両方の複合体はp50ホモダイマー
よりゆっくりと移動すべきであることを示唆した(アーバン、シュレック(R.
Schreck)およびボーエール(1991)『NFκBはp50およびp65サブ
ユニットのヘテロダイマーによるDNAと接触する』(“NF-kappa B contacts
DNA by a heterodimer of the p50 and p65 subunit”)、EMBO J. 10
:1817−1825)。
複合体BおよびCにおける該タンパク質はp50およびp65に実際小さなサ
イズを除いては免疫学的にのみ関連を有する可能性がある。p50のホモログで
あるp49は複合体の一部であり、速い移動を担っているという推測は確認する
ことはできなかった。精製したp49は−82〜−47 IL−6断片に結合し
抗p50抗体で強くクロス反応(cross-reacted)したが、形成した複合体はp
50複合体より相当ゆっくりと移動した。これは他のNFκB部位で得られた結
果に一致する(ダケット、ペルキンズ、コワリック、シュミット、フアング、バ
ルドウィンおよびナベル(1993)『RelA(p65)を伴ったNF−κB
のダイマー化はIκBα(MAD−3)によるDNA結合、転写の活性化および
抑制を調節する』、Moll.Cell Biol. 13:1315−1322)。
しかしながら、抗p50抗体はp49と強くクロス反応するという発見が、使
用した抗体が複合体内で他のNFκB関連タンパク質を検出するかもしれない。
別の方法では、複合体BおよびCの移動は、転写後の修飾で得た構造上の相違に
よる組換え体p50で観察された移動より高速でできた。これは抗p50を含有
し複合体BおよびCを含まないことは組換え体p50で得られた超シフトした複
合体よりゆっくりと移動する超シフトした複合体(S1)を産生した(図5b、
レーン6−8)。
バンドシフトの結果の厳密な調査は抗p50抗体も複合体Aに効果を及ぼすこ
とを示した。以前に考察したとおり、エストラジオール処置は複合体Cの強度を
増加し複合体Aの強度を低下させる(レーン2および3)。本発明者らは抗p5
0の含有は非常に類似の効果を及ぼすことを一貫して観察した:該抗体はエスト
ラジオールで処理していない細胞からの抽出物で形成した複合体Aの強度を特異
的に低下させ、その結果エストラジオール処理をした、またはしていない細胞か
らの抽出物を使用したバンドの強度と等しくした(図5b、レーン2および7を
比較せよ)。これらの結果は、エストラジオールの不在下でのIL−1およびT
NFαにより誘発したバンドAは2つの別個の不溶性複合体、一方は(A1)エ
ストラジオールの存在下でも誘発されp50を含まず、他方は(A2)、p50
を含む(または免疫学的に関連タンパク質)ものからなることを示唆する。
エストラジオールでの処理は複合体A2を犠牲にして複合体Cの強度を増加し
てよい。複合体A2が転写的により活性のある状態を表す場合、これはエストラ
ジオールのIL−6発現への抑制効果を説明するであろう。TATA結合タンパ
ク質(TBPまたはTFIIDT)はNFκBと直接相互作用することを示した
(ケール、ランソン、ワムスリー(P.Wamsley)、シュミット、ボイヤー(T
.G.Boyer)、ゾウ(Q.Zhou)、バーク(A.J.Berk)およびベルマ(
1993)『ガン原タンパク質RelおよびTATA結合タンパク質間の関連は
NFκBによる転写の活性化を伝達する』(“Association between proto-onc
oprotein Rel and TATA-binding protein mediates transcriptional activatio
n
by NF-kappa B”)、Nature 365:412−419)。それゆえ、本発明者
らはTBPが誘発した複合体の形成に関与するかどうかに関心をよせた。しかし
ながら、抗TBP抗体を使用して本発明者らは複合体A、BおよびCにおいてT
BPの関与を検出することはできなかった。
本発明者らの抗体ゲルシフト実験はp65が全ての3つの観察された複合体の
構成要素であることを示唆した。この特定のタンパク質はトランスアクチベーシ
ョンドメインを有するNFκB要素である(シュミッツ(Schmitz,M.L.)
およびボーエール(1991)『p65サブユニットはNFκBの強い転写活性
化能力を担う』(“The p65 subunit is responsible for the strong transcr
iption activating potential of NF-kappa B”)、EMBO J. 10:38
05−3817)。異なる複合体において、トランスアクチベーション機能は別
個に活性であってよい。該抗体シフト実験はエストラジオールはA2複合体を減
少させるが複合体Cを増加させることを示唆している。ゆっくりと移動するA2
複合体はトランスアクチベーション過程に関与する他の因子を含んでいてよい。
TATA結合タンパク質TBP(TFIID複合体の一部)はc−relおよび
p65に強く相互作用するがp50またはp49には作用しないことが報告され
てている(ケール、ランソン、ワムスリー、シュミット、ボイヤー、ゾウ、バー
クおよびベルマ(1993)『ガン原タンパク質RelおよびTATA結合タン
パク質間の関連はNFκBによる転写の活性化を伝達する』、Nature 365
:412−419)。しかしながら、TBP特異的抗体を使用して本発明者らは
、IL−6プロモーターにおけるNFκBで形成した複合体のいずれかの一部で
あるとしてのTBPを検出できなかった。実施例5.推定サイトカインモジュレーターの効能試験
推定サイトカインモジュレーターの効能試験の方法を提供する。各候補薬剤は
、その効能を当業者に公知の方法を使用して、細胞株、動物モデルおよび制御さ
れた臨床研究におけるサイトカインの発現の調節において試験され、連邦記録(
The Federal Register)47(no.56):12558−12564、198
2年3月23日に公表されたもの(これに限られるわけではない)ものなどは
食品および薬品局(the Food and Drug Administration)により認知されている
。実施例6.推定サイトカインモジュレーターの毒性試験
上記に列挙した方法のいずれかにおいて活性のある薬剤が健常な細胞に殆どま
たは全く影響しないかどうかを決定するために方法を提供する。このような薬剤
はついで製薬学的に許容し得るバッファーまたは標準的な動物試験に有用なバッ
ファーにおいて調合される。
「製薬学的に許容し得るバッファー」とは、保存および引き続きの投与のため
に調製されたまたは希釈剤製薬学的組成物(製薬学的に許容し得る担体において
本明細書で記載される薬剤の製薬学的に有効量を含む)において使用することが
できる任意のバッファーをいう。治療学的な使用のための許容し得る担体または
希釈剤は製薬技術においてよく知られており、例えば、レミングトンズ・ファー マシューティカル・サイエンスィズ
(Remington's Pharmaceutical Sciences
)、マック・パブリッシング・コ(Mack Publishing Co.)(ゲンナロ(A.
R.Gennaro)編、1985)に記載されている。防腐剤、安定剤、染料および
風味を付けるための薬剤でさえも製薬学的組成物に提供されてよい。例えば、安
息香酸ナトリム、ソルビン酸およびp−ヒドロキシ安息香酸のエステルは代表物
として添加されてよい。上記、1449ページ。さらに、酸化防止剤および浮遊
薬剤は使用されてよい。上記。
A.毒性のさらなるスクリーニング:方法1
サイトカインが調節する活性を有するものとして同定された薬剤を培養ヒト細
胞に対する毒性に関して評価する。この評価は2,3,−ビス[2−メトキシ−4
−ニトロ−5−スルホニルフェニル]−5−[(フェニルアミノ)カルボニル]
−2H−テトラゾリウムヒドロキシド]を、さもなくばXTTとしていわれるも
のを還元する生存細胞の能力に基づく(パウル(Paull)ら、J.Heterocyl. Chem.
25:763−767(1987);ワイスロウ(Weislow)ら、(1
989)、J.Natl.Canc.Inst. 81:577)。生存可能な哺乳動物の
細胞はXTTのテトラゾル環におけるN−N結合を還元的に開裂してXTTホル
マザンを生成することができる。死亡細胞または害されたエネルギー代謝を有す
る細胞はこの開裂反応ができない。開裂の程度は試験した生存細胞の数に直接比
例する。HeLa細胞などのヒト細胞株からの細胞を、96ウエルのマイクロタ
イタープレートのウエルにおいて、ウエルあたり、細胞培養培地(10%ウシ胎
児血清を補ったダルベッコ改変最少必須培地)0.1ml中103にて播種する。
細胞を37℃で1気圧95%の空気および5%のCO2で培養することによりプ
レートに接着させることができる。一晩の培養の後、試験物質の溶液を8半減l
og希釈(eight half-decade log dillutions)を表す濃度でウエルに2重に添
加する。同時に、分解するために使用した溶剤を他のウエルに2重に添加する。
細胞の培養を典型的には24時間しばらく続く。その期間の終わりに、XTTの
溶液および結合剤(coupler)(メチルフェナゾニウムサルフェート)を各試験
ウエルに添加し、インキュベーションをさらに4時間、自動プレートリーダーに
おける450nmで各ウエルの最適密度が決定されるまで続ける。哺乳動物細胞
を殺すまたはそのエネルギー代謝またはそのゆっくりとした成長を害する物質を
試験する物質を、それらを全く付与していないウエルに比較して、ウエル内での
450nmの最適密度における減少によって検出する。
B.毒性のさらなるスクリーニング:方法2
サイトカインモジュレーターを細胞の生存のインジケーターとして35Sメチオ
ニンのタンパク質に取り込みを使用して培養したヒト細胞に及ぼす毒性効果似関
して試験する。HeLa細胞を10%ウシ胎児血清および50μg/mlのペニ
シリンおよびストレプロマイシンを補ったダルベッコ改変最少必須培地で増殖さ
せる。細胞を最初は103細胞/ウエル、0.1ml/ウエルで播種する。サイト
カインモジュレーターに接触させずに48時間細胞を増殖させ、ついで除去し、
ついでサイトカインモジュレーターを全く与えられないコントロールウエルとと
もに、完全培地で調製した多様な希釈度のサイトカインモジュレーターを各ウエ
ルに添加する。細胞をさらに48−72時間インキュベートする。培地を24時
間ごとに変え、同じ濃度のサイトカインモジュレーターを含む新鮮な培地と取り
替える。ついで培地を除去し、抗菌剤なしの完全培地と交換する。細胞を24時
間サイトカインモジュレーターの不在下でインキュベートし、ついで生存性を35
Sメチオニンのタンパク質に取り込みによって推定する。培地を除去し、メチ
オニンなしの完全培地と交換し、ついで30分インキュベートする。培地を再度
除去し、ついでメチオニンなしだが0.1μCi/ml 35Sメチオニンを含む
完全培地と交換する。細胞を3時間インキュベートする。ウエルをPBSで3回
洗浄し、ついで細胞を100%メタノールを10分間添加することで透過させる
。氷で冷却した10%トリクロロ酢酸(TCA)をウエルー杯に添加する;プレ
ートを氷上で10分間インキュベートする。このTCA洗浄をさらに2回繰り返
す。ウエルを再びメタノールで洗浄し、ついで風乾する。50μlのシンチレー
ションカクテルを各ウエルに添加し、遠心によってウエル上で乾燥させる。プレ
ートをX線フィルムを露光するのに使用する。抗菌剤なしのウエルを含むオート
ラジオグラムのデンシトメータースキャンを50%の細胞が生存できない(ID50
)割の投与量を決定するのに使用する(動物細胞の培養(Culture of Anima
l Cells.)。基本的技術のマニュアル(A manual of basic technique.)。(
1987)。イアン・フレシュニー(R.Ian Freshney)。ジョン・ウィリー
アンドサンズ、インク(John Wiley & Sons,Inc.)、ニューヨーク)。実施例7.サイトカインモジュレーターの投与
本発明は上記方法によって見出された新規なサイトカインモジュレーター特徴
づける。本発明は、上記に記載されたように見い出されたサイトカインモジュレ
ーターを含む製薬学的に許容し得る剤型に調合された新規な製薬学的な組成物を
も含む。
さらに、本発明はサイトカインモジュレーターの治療学的に有効な量を投与す
ることによるサイトカインのレベルによって影響される病理学的状態を負った被
験体を処置する方法を特徴づける。このような投与は当業者に公知のいずれかの
方法であってよく、例えば、局部投与または全身投与によってよい。
「治療学的に有効な量」とは、患者の疾患または状態の1つまたはそれより多
い兆候を(ある程度まで)和らげる量をいう。さらに「治療学的に有効な量」と
は、部分的であれ完全であれ、関連する生理学的または生化学的パラメーターま
たは真菌症または状態の原因を通常に戻す量をいう。一般に、その量は、そのE
C50および患者の年齢、大きさおよび罹患した疾患に依存し、該分子の1nmo
lと1μmolの間である。
本発明の他の態様を以下の特許請求の範囲に開示する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Screening for cytokine modulators
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention is useful for treating diseases and pathological conditions affected by cytokines.
Screening method for drugs for use and use of such screening method
A novel drug identified by
Background of the Invention
Cytokines are molecules that can signal cell growth.
Group. Abnormal expression of cytokines causes autoimmune disease, septic shock, chronic
Pathology including rheumatoid arthritis, psoriasis, inflammation, postmenopausal osteoporosis and some tumors
It is known to be associated with a biological condition. General about these pathological conditions
Treatments include retinoids, immunosuppressants, glucocorticoids and other steroids
It is. Estrogens are particularly used for preventing postmenopausal osteoporosis.
Steroids and their related hormonal drugs are intracellular, regulators of gene transcription
Therapeutic efficacy by binding to the superfamily of receptors (IRs)
Give fruit. IRs are activators and liposomes of specific cytokine genes.
It can function as a lesser. The activity of IRs is determined by hormones or other I
It is regulated by ligands that bind to Rs.
The typical mechanism of transcriptional regulation by IRs is based on the promoter of the regulated gene.
Binding of IRs to specific response elements within the
Binding of estrogen receptor to response region in
(Klein-Hitpass et al., Cell 46: 1053-1061, 1986). Yo
More recently, glucocorticoid receptors that do not require direct DNA binding of IRs
Different functions of IRs in body-mediated AP-1 transcriptional regulation have been described.
(Yang-Yen et al., Cell 62: 1205-1215).
, 1990).
Steroids have been shown to suppress the levels of certain cytokines,
Lack of tissue specificity and side effects of steroids limit their use as therapeutic agents
Maybe. These side effects are reduced by more specific compounds
Or may be completely avoided.
Pfahl and Karin (PCT publication, WO 92/07)
072, 1992) are non-rel-like proteins AP-1 or AP-1 components.
Riga that binds to nuclear receptors that form complexes that bind or interact with them
It describes a method for screening samples for antibodies.
Summary of the Invention
The present invention is directed to the identification of novel therapeutic agents and diseases and
And conditions (including, but not limited to, osteoporosis, rheumatoid arthritis, inflammation,
Which treat psoriasis, septic shock, Kaposi's sarcoma and multiple myeloma)
The use of these drugs. This method is supported through an intracellular receptor-mediated pathway.
Natural, semi-synthetic or synthetic compounds for therapeutic agents that affect the transcription of Itokine
Large collections can be screened.
"Cytokine" is generally a chemical mediator of cell regulation
Means a secreted protein that functions as More specifically, cell proliferation and differentiation
Of soluble polypeptides, such as growth factors and hormones that regulate cell and function
(Including, but not limited to, GM-CSF, G-CSF, IL-2,
IL-6, IL-8 and IL-11).
The present invention relates to an interleukin with an estrogen-estrogen receptor complex.
Suppression of IL-6 (IL-6) expression is associated with NFκB or closely related protein I
Regulation of transcriptional activity on the L-6 promoter
I do. This mechanism involves the direct binding of the ER to the IL-6 promoter.
No, but possible of the activated NFκB and rel family proteins
Specific response elements on other members of the IL-6 promoter (ie rel sites)
Regulates DNA binding properties for
NFκB contains various cytokines and their receptors, viral proteins and
As it relates to the regulation of the gene encoding the protein for the acute phase response,
Regulation of NFκB activity by logens and possibly other hormones is generally important.
Yes (Baeuerle, Biochemica et Biophysica Acta, 107)
2: 63-80, 1993, generally incorporated herein by reference.)
. For example, strong expression of IL-6 in + / + LDA11 cells and other tissues
Suppress retinoic acid treatment (Gross, V.), Villiger (PM Vill)
iger), B. Zhang and M. Lotz, 1993, "Retino.
Inic acid suppresses interleukin-1-induced cytokine synthesis in human monocytes
("Retinoic acid inhibits interleukin-1-induced cytokine synthesis
in human monocytes ”),J. Leukoc. Biol. 54: 125-132) is I
Estrogen-like effect on NFκB-related complex with L-6 promoter
Having. This is a mixture between intracellular receptor family members and the NFκB transcription factor.
Suggests a general pathway of transcriptional regulation for cross-talk.
By the above determination, the rel transcription factor can be used without the side effects of known steroids.
Regulated genes (ie inflammation, sepsis, skin and kidney disorders, osteoporosis)
Specifically affects certain tumors and genes involved in hematopoietic dysfunction)
Can screen drugs. The diseases listed are usually NFκB or other
IL-1, TNFα, IL-6 and IL-8, etc. under the control of 1 protein
Correlates with abnormal expression of cytokines.
Thus, the present invention provides cytokine genetics by activating intracellular receptors.
Rel-like to the rel site on the offspring promoter or part of the promoter
Causing a significant decrease in the binding of proteins or other transcribed proteins,
It features a method of identifying an agent that reduces transcription of the cytokine.
"Intracellular receptors" are cells whose activity is regulated by the binding of small molecules.
Means internal transcription factor (including but not limited to estrogen receptor,
Retinoic acid receptor, retinoid X receptor, glucocorticoid receptor, proge
Sterone receptor, androgen receptor, thyroid hormone receptor and vitamin D
Receptors).
“Rel-like proteins” share homology in the rel domain and
Proteins involved in gene regulation or protein complexes of the rel family (hereinafter
Without limitation, NFκB, Lyt-10, c-rel and re
IB) (including Liou and Baltimore),
See Current Opinion in Cell Biology, 5: 477-487, 1993.
(Cited herein for reference)).
"Transcriptional protein" refers to the promoter either directly upon activation, or
Indirect binding via a complex of proteins that regulates the transcriptional activity of the promoter
Cytoplasmic or nuclear proteins.
A “rel site” is a rel-like protein or one or more re1
DNA sequence that functions as a binding site for a complex containing
Although not exclusive, as in the NFκB binding site on IL-6, Bauer, Bio
chemica et Biophysica Acta, 1072: 63-80, 1993 (for reference)
(Including the kappa B motif identified herein)).
A "promoter" is one that directly or indirectly binds to RNA polymerase in a cell.
DNA capable of initiating transcription of the downstream (3 'direction) coding sequence
Mean regulatory region. DNA construct promoter (the oligonucleotides described herein)
The presence of the promoter is a heterologous gene (luciferase).
, Chloramphenicol acetyltransferase, β-galactosidase and
And genes related to reporter sequences such as secreted placental alkaline phosphatase
) May be linked to a heterologous gene.
In a preferred embodiment, the assay comprises a screened agent, a promoter
Or a portion of the promoter having a rel site and a rel-like protein or
Regulates the intracellular receptor that is the target of other transcriptional proteins that bind at the rel site
Performed in a whole-cell system, wherein the intracellular receptor is a rel-like
Regulates the binding of proteins or transcribed proteins to the rel site. The intracellular receptor
Tannin which binds to the promoter or part of the promoter or rel site
The protein may be endogenous to or transfected into the cell.
No.
In another preferred embodiment, the assay comprises a rel site and a rel-like protein.
Intracellular receptor promoter having a protein or other protein that binds to the rel site
Or an extract of cells having a portion of the promoter or promoter;
Intracellular receptor binds rel-like or transcribed protein to rel site
Adjust
Binding of rel-like or other transcribed proteins to the rel site is described below.
Although not limited, mobility shift assay,
Co-transfection assay and the promoter
Measured by techniques known to those skilled in the art, including expression of reporter genes that bind to
May be.
In a further preferred embodiment, the promoter is an effector (limited to
But not tumor necrosis factor, interleukin-1, virus, endotoxin,
Phorbol ester, epidermal growth factor, leukemia inhibitory factor and cAMP agonist
).
An “effector” stimulates cytokine expression to a measurable level.
Means a drug. Some effectors are endogenously produced or expressed in certain cells.
It may be added exogenously to the vesicle.
In yet another preferred embodiment, the claimed assay is an estrogen receiving assay.
Condition, interleukin-6 promoter or interleukin-6 promoter
Of NFκB and where ER is NFκB
Or the binding of related proteins to the NFκB site on the IL-6 promoter
I do.
Drugs recognized by the above assay interact directly with intracellular receptors
Or may modulate the interaction of the ligand with an intracellular receptor. Therefore, further
In a preferred embodiment, a ligand for an intracellular receptor is included in the assay.
.
Steroids and steroid analogs are illustrative of the agents identified by the present invention.
Applicants may prescribe therapeutic agents that are particularly useful, especially of low molecular weight.
Drug (less than 10,000 daltons, preferably 5,000 daltons)
Less than 1,000 daltons, most preferably less than 1,000 daltons)
I have.
Such drugs may then be treated with cytokines, if the drug is in a therapeutic or prophylactic manner.
Pathological with little or no effect on healthy tissue that can be used in
Screens to ensure that they are specific to the tissue being conditioned.
May be used. If such drugs have any effect on healthy tissue,
The drug may be used in therapeutic treatments, especially for life-threatening Kaposi's sarcoma or multiple myeloma.
In any disease, it may still be useful.
Once isolated, the candidate drug is placed in a pharmaceutically acceptable dosage form and
Use in the specific treatment of diseases or pathological conditions that have little or no effect on
Can be.
Other features and advantages of the invention will be set forth in the following detailed description and claims.
It is clear from the range.
BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
FIG. 1 shows IL-1 and TNFα-induced proximal IL-6 promoter.
2 shows the formation of a complex on the probe.
FIG. 2 shows several distinct NFκ induced by IL-1 and TNFα.
4 shows that the B-related complex is regulated by estrogen.
FIG. 3 shows estrogen agonists and antagonists and protein synthesis.
And inhibitors of protein kinase C affect the formation of NFκB-related complexes
Show the effect.
FIG. 4 shows that the NFκB-related complex with the NFκB oligonucleotide
Shows the characteristics of protein binding.
FIG. 5 shows NFκB-related complexes in complexes A, B and C.
Detailed description of the invention
Numerous cytokines, including IL-6, IL-8 and IL-11, are relevant biology
Response to infection by stimulating immune and acute phase responses.
Influence on bone metabolism by increasing cell defense and bone resorption in the answer
Have. Aberrant expression of any of these cytokines will result in similar pathology
Status (eg, all cytokines listed are associated with septic shock) and
Become. In other instances, overproduction of IL-8 as well as IL-6 is associated with some types.
Inflammatory response, especially neutrophil-dependent tissue damage
s) may be involved in pathogenesis. These cytokines have similar promoters
Protein structures (eg, their promoters are NFκB or other rel proteins).
(Including binding sites for proteins). Therefore, not only IL-6 but also other
Itokine binds NFκB or other rel proteins to their promoter site.
It can be targeted by agents that modulate binding via intracellular receptors.
Interleukin 6 and diseases
Interleukin 6 (IL-6) is found in many different cells (monocytes, macrophages).
Di, some B and T lymphocytes, glial cells, fibroblasts, osteoblasts
Pleiotropic cytokines (pleiotops) secreted by vesicles and stromal cells
ic cytokine) (Hirano, T. (1992), "The biology
of interleukin-6 ”,Chem. Immunol. 51: 153-180. ; Kishimoto (
Kishimoto, T.) (1989) "The biology of interleukin-6",Blood7
4: 1-10. Kishimoto, M. Hibi, M. Murakami,
M. Narazaki, M. Saito and T. Taga
(1992) "The molecular biology of interleukin6 and its receptor"
,Ciba Found. Symp. 167: 5-16; Discussion 16-23; and Wolbe
Wolvekamp, M.C. and RL Marquet (199)
0) Interleukin-6: Historical Background, Genetics and Biological Significance ("I
nterleukin-6: historical background, genetics and biological significanc
e ”),Immunol. Lett. 24: 1-9). Organizational damage
Because of its induction in response to wounds, inflammation and infection, the function of IL-6 is primarily
As involved in host immunity and the acute phase response.
IL-6 is intracellularly transmitted not only under pathological conditions but also under normal physiological conditions
Is an important mediator. IL-6 is involved in neural differentiation (Sato (S
atoh, T.), Nakamura, Saga, T. Matsuda,
Hirano, Kishimoto and Kaziro (1988) B-cell stimulating factor
2 / Induction of neural differentiation in PC12 cells by interlokin 6 "(“ Ind
uction of neuronal differentiation in PC12 cells by B-cell stimulat
ory factor 2 / interleukin 6 ”),Moll. Cell Biol. 8: 3546-35
49) and proliferation and differentiation during hematopoiesis (Ikebuchi, K.), won (
G. FIG. G. FIG. Wong), Clark (SC), Eir (JN Ihle),
Hirai and M. Ogawa (1987)),Moll. Ce ll Biol.
8: 3546-3549) and differentiation during proliferation and hematopoiesis (Ikeb
Ji, Won, Clark, Eel, Hirai and Ogawa (1987) "Pluripotency before hematopoiesis.
Enhancement of Interleukin 6 in Interleukin-3 Dependent Proliferation of the Progenitor "(“ Interleuki
n 6 enhancement of interleukin 3-dependent proliferaion of multipotentio
al hemopoietic progenitors ”),Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.
84: 9035-9039). However, elevated IL-6 expression usually results in disease.
Disease-related (Yu, XP), T. Bellido, Rice (N.
. Rice) and SC Manolagas (1993)).
Interleukin-6 expression b is tightly regulated by other factors
. Depending on the specific cell type, the expression of the IL-6 can be different stimuli (tumor necrosis factor).
(TNFα) and interleukin-1, virus, endotoxin (lipopolysaccharide),
Rubol ester, epidermal growth factor (EGF), leukemia inhibitory factor (LIF) and
(including cAMP agonists).
These effectors are as demonstrated by transfection studies.
Show their activity through exerting a transcriptional effect on the IL-6 promoter.
(Gruss, HJ), MA Brach and Hermann (
F. Herrmann) (1992), Interleukin-6 by Leukemia Inhibitor.
Involvement of nuclear factor-κB in induction of genes ”(“ Involvement of nuclear factor
-kappa B in induction of the interleukin-6 gene by leukemia inhibitoryf
actor ”),Blood 80: 2563- 2570; Ray, A., Tutter
(SB Tatter), LT (May) and Sagar (P.B.
Sehgal) (1988) "Cytokines, viruses and second messengers."
-Human [β2-interferon / hepatocyte stimulating factor / inter
Activation of the Leukin 6 ”promoter” (“Activation of the human“ beta 2-i
nterferon / hepatocyte-stimulating factor / interleukin 6 ”promoter by cyt
okines, viruses, and second messenger agonists "),Proc. Natl. Acad . Sci. U. S. A.
85: 6701-6705). By sequence comparison, some
Is a potential transcriptional regulatory element of the IL-6 promoter (cAMP response element, AP-1).
Binding site and transcription factor NF-IL6 (C / EBPB, LAP, AGP / EBP
) And NFκB (including the binding element).
hiki, H.), Akira (S. Akira), Tanabe (O. Tanabe), Nakajima (T.
Nakajima), T. Shimamoto, Hirano and Kishimoto (1990)
) "Constitutive and introns that interact with the IL-1 response element in the IL-6 gene.
Tarleukin-1 (IL-1) -inducing factor "(" Constitutive and interleuki
n-1 (IL-1) -inducible factors interact with the IL-1-responsive el
ement in the IL-6 gene ”),Moll. Cell Biol. 10: 2775-27
64).
Direct binding of NF-IL6 and NFκB to the IL-6 promoter was confirmed.
Standing (Akira, Issiki, Sugita (T. Sugita), Tanabe, Kinoshita
(S. Kinoshita), Y. Nishio, Nakajima, Hirano and Kisimo
(1990), "Nuclear factor for IL-6 expression (NF-IL6) is a C / EBP protein.
"A nuclear factor for IL-6 expression (NF
-IL6) is a member of a C / EBP family "),EMBO J. 9:18
97-1906; Libermann, TA, and Baltimore, (
1990) "Activation of interleukin-6 gene expression through NF-κB transcription factor
"Activation of interleukin-6 gene expression through the NF
−kappa B transcription factor ”),Moll. Cell Biol. 10: 232
7-2334). NF-IL6 is a leucine zipper protein C / EBP file.
Belongs to Millie. NF-IL6 is IL-1, IL-6 and lipopolysaccharide (LPS)
And interacts with the binding site on the IL-6 promoter,
Departure
It has been shown to activate the present (Akira, Issiki, Sugita, Tanabe, Kinoshita
Nishio, Nakajima, Hirano and Kishimoto, (1990),
Nuclear factor (NF-IL6) is a member of the C / EBP family ”(“ A n
uclear factor for IL-6 expression (NF-IL6) is a member of a C /
EBP family "),EMBO J. 9: 1897-1906; Chang
, C.I. J.), Chen (TT Chen), Ray (HY Lei), Chen (D.
S. Chen and Lee (1990), C / EBP Family.
Molecular Cloning of AGP / EBP, a Transcription Factor That Is a Member of
molecular cloning of a transcription factor, AGP / EBP, that belongs
to members of the C / EBP family ”),Moll. Cell Biol. 10: 6
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Chojkier), S. Lichtsteiner, E. Falvey
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LAP, a new member of Lee, is a liver-rich transcriptional activator protein ("LAP
, A novel member of the C / EBP gene family, encodes a liver-enriched
transcriptional activator protein ”),Genes Dev. 4: 1541-15
51; descome, choikierre, Richtsteiner, farbay and sheep
Ra (1990), LAP, a new member of the C / EBP gene family,
Stomach-Abundant Transcription Activating Protein "(" LAP, a novel member of the C / EB
Pgene family, encodes a liver-enriched transcriptional activator protei
n "),Genes Dev. 4: 1544-1551; Poli, V., Mancini
(FP Mancini) and R. Cortese (1990) Inter.
-The nuclear protein IL-6DBP involved in leukin-6 signaling is C / EB
Defining a Novel Family of Leucine Zipper Proteins Related to P
The nuclear protein IL-6DBP involved in terleukin-6 signaling is C / E
Defines a New Family of Leucine Zipper Proteins Related to BP "(
“IL-6DBP, a nuclear protein involved in interleukin-6 signal tra
nsduction 、 defines a new family of leucine zipper proteins related to
C / EBP IL-6DBP, a nuclear protein involved in interleukin-6 s
ignal transduction, defines a new family of leucine zipper proteins rela
ted to C / EBP "), Cell 63: 643-653).
50 kd protein (p50) that binds to elements within the blink kappa light chain enhancer
Originally as a heterodimer complex consisting of and 65 kd protein (p65)
It is an identified transcription factor. Both proteins are found in Drosophila morphogen
Some dorsal and c-rel proto-oncogeny product
) Shows high homology. The p65 subunit is functionally also c-rel
(Bohrer (1991) “Transcription-induced activator NF-κB
: Regulation by prominent protein subunits ”(“ The inducible transcripti
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Regulation of the B / rel transcription factor and the IκB repression system ”(“ Regulation of the N
F-kappa B / rel transcription factor and I kappa B inhibitor sysytem ”
),Curr. Opin. Cell. Biol. 5: 477-487). Recently more features
Proteins related to p50 and p65 (p49 / p52 and relB
/ P68) have been identified (Henkel, T.), McLate (TM)
achleidt), I. Alkalay, M. Kronke, Ben-
Neriah (Y. Ben-Neriah) and Bohrer (1993), “IκB-α
Rapid proteolysis is required for activation of the transcription factor NF-κB ”(“ Rapid p
roteolysis of I kappa B-alpha is necessary for activation of transcript
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Combinations determine the specificity of transcriptional activation ”(“ Distinct combinations of
NF-kappa B subunits determine the specificity of transcriptional acti
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Transcription activator ”(“ RelB, a new Rel family transcription activato
r that can interact with p50-NF-kappa B ”),Moll. Cell. Biol.12:
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Novel Rel Family Transcriptional Activator That Can Be Performed ”(“ RelB, a
new Rel family transcription activator that can interact with p50-NF-ka
ppa B "),Moll. Cell Biol. 12: 674-684); Schmidt, Pa
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Cloning of an NF-kappa B subunit which stimula
tes HIV transcription in synergy with p65 ”,Nature 352: 733
-736). NFκB is a cytosol containing an IκB family inhibitory protein
Located in the complex. Upon induction, NFκB dissociates from IκB and produces a specific promoter.
Translocates to the nucleus which binds and activates the protein (Boale and Balch)
More (1988) "IκB: a specific inhibitor of the NF-κB transcription factor" ("I
kappa B: a specific inhibitor of the NF-kappa B transcription facto
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kappa B by phosphorylation of its inhibitor I kappa B ")Nature 34
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The binding of offspring varies with the specific cell type, but IL-1, TNFα, LIF
, LPS and phorbol esters (glass, black and
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NFKB-like transcription upon activation of interleukin-6 by symptomatic lymphokines
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Of tumor necrosis factor and interleukin-1 in fibroblasts
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erlerukin-6 induction by tumor necrosis factor and interleukin-1in human
fibroblasts involves activation of a nuclear factor binding to a kappa
B-like sequence ”),Moll. Cell Biol. 10: 3818-3823).
Unregulated expression of IL-6 has been implicated in several diseases (Bawell (B
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tor)? ”(“ Interleukin-6: an osteotropic factor? ”)J. Bone Mine r. Res.
7: 475-478). X of bone marrow from ovariectomized mice
・ Cultivation in vivo is from sham-operated animals
It shows increased production of osteoclasts compared to culture. This in osteoclast proliferation
The increase can be prevented by injection of anti-IL-6 antibody or administration of estrogen.
Kiruru (Jilka, RL), Hangok (G. Hangoc), Girasol (
G. FIG. Girasole), Parsley (G. Passeri), Williams (DC Williams)
), Abrams (JS Abrams), B. Boyce, Broxmiel
(H. Broxmeyer) and Manoragas (1992) "Break after estrogen loss.
Enhancing Bone Cell Proliferation: Mediation by Interlokin-6 ”(“ Incleased osteocl
ast development after estrogen loss: mediation by interleukin-6 ”),Sc ience
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Ovariectomy can be used to reduce bone volume or osteoclast numbers, as seen in normal mice.
Have no effect (Balena, R., F. Costantini
), M. Yamamoto, A. Markatos, Cortese,
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Mouth mice do not lose porous bone after ovariectomy. "
(“Mice wit IL-6 gene knock-out do not lose cancellous bone afte
r ovariectomy ”),J. Bone Miner. Res. 8: S130 [Summary]).Regulation of interleukin 6 by estrogen
Estrogen is similar to rat and mouse bone-derived stromal cell lines and osteoblasts
Is found to suppress the expression of IL-6 in human bone cells that have not been transformed
(Girasol, Zirca, Parsley, Boswell (S. Boswell), border (
G. FIG. Boder), Williams and Manoragas (1992) Estradiol
-17β is intercalated in vitro by bone marrow-derived stromal cells and osteoblasts.
Inhibits leukin-6 production: possible anti-osteoporotic effects of estrogen
Mechanism ("17 beta-estradiol inhibits interleukin-6 production
by bone marrow-derived stromal cells and osteoblasts in vitro: a potenti
almechanism for the antiosteoporotic effect of estrogens ”)J. Clin. Invest.
89: 883-891). Effect of estrogen on IL-6 expression
Effects are not limited to bone tissue, but are also shown for uterine cells
(Jacobs, AL), Segal, J. Julian and
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Interleukin-6 Secretion and Hormone by Stromal Cells and Divided Epithelial Cells
Mon regulation ”(“ Secretion and hormonal regulation of interleukin-6 produc
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Production of IFN-β2 / IL-6. Regulation by estradiol-17β ”(“
Cytokine-induced production of IFN-beta 2 / IL-6 by freshly explante
d human endometrial stromal cells. Modulation by estradiol-17 beta ”)
,J. Immunol. 142: 3134-3139). By estrogen agonist
There are many other genes known to be naturally regulated (Adler
, S.), ML Waterman, X. He and Lo.
MG Rosenfeld (1988) "Rat prolactin gene
Receptor-mediated Inhibition of Expression Is Not Required for Receptor DNA Binding Sites
』
(“Steroid receptor-mediated inhibition of rat prolactin gene expressi
on does not require the receptor DNA-binding domain ”),Cell 52
: 685-695; Lee, AH, Landmark (BF Landmar).
k), W. Eskild, FO Levy, Lahuti (H)
. Lahooti), T. Jahnsen, A. Aakvaag
And V. Hansson (1989), Est in MCF-7 Cells.
Decreased autoregulation of mRNA and protein levels for the logen receptor (au
tologousdown-regulation: inverse correlation with progesterone receptor levels ”(“
Autologousdown-regulation of messenger ribonucleic acid and protein lev
els for estrogen receptors in MCF-7 cells: an inverse correlation to
progesterone receptor Ievels ”),Endocrinology 124: 2577-25
83).
To investigate the mechanism of estrogen effects, Applicants used human IL-6 pro-
A series of DNA binding experiments were performed using a motor. Co-transfection (
Co-transfection studies were performed on the proximal 225b of the IL-6 promoter.
ps induces reporter gene by IL-1 and TNFα and estra
It is shown to mediate both inhibition by diols. By estradiol
Repression also required expression of the estrogen receptor (ER).
Proximal 225 of the ER using a gel retardation assay
No specific binding to bp was detected. However, IL-1, TNFα
+ / + LDA11 revealed regulation of IL-6 by and estradiol
Nuclear extracts from bone marrow stromal cells were obtained when the cells were treated with IL-1, TNFα
The induced complex with the -225 to -52 promoter fragment is shown. The compound
Induction of coalescence was rapid (10 minutes) but transient. The fineness by estradiol
Pretreatment of vesicles increases the intensity and mobility of the complex
I let it.
To identify proteins involved in the formation of the complex, an antibody hypershift (antibody
supershift) experiments with c-jun, NF-IL6, c-rel and NFκB
p
Bindable in this promoter fragment, including the 50 and p65 proteins
This was performed using an antibody against the factor having the site. Anti-p50 and anti-p65
Only had an effect and did not form a triggering complex.
Oligonucleotides covering a potential NFκB site of the IL-6 promoter
Tide competes for induced binding to this fragment, while NF-IL6 site
The covering oligonucleotide was ineffective. The NFκB oligonucleotide
When IL is used as a probe, three IL-1 / TNFα-induced complexes are observed
Was done.
Pretreatment with estradiol reduces the strength of the slowest migrating complex
And strongly increased the strength of the fastest moving complex. The three bands are anti-p50
And were separately hypertranslocated by the anti-p65 antibody (i.e.,
(A further reduction in this was due to the binding of the antibody), while an anti-ER antibody was tested.
None of the other antibodies were effective. Methylation interference
The assay (methylation interference assay) is identical for all three complexes
DNA contact sites are shown.
Although not admitted prior art, Ray et al.J. Biol. Chem., 2
69 (17): 12940-946 (1994) describes NF-IL6 and NFκB.
The IL-6 promoter derived by the combination of the p65 subunits of
Activation is suppressed by wt ER but suddenly in its DNA binding domain
It states that it cannot be suppressed by the ER containing the mutation. further,
IL-6 promoter by combination of ER and 17-β estradiol
Repression is mediated through high affinity binding of the receptor to the promoter.
It didn't seem like that.
These data indicate that negative regulation by estrogen is I
That it is mediated through the L-6 promoter and is estrogen receptor dependent.
Suggests. Estrogen suppresses IL-6 expression by NFκB or closely
Regulation of transcriptional activity of related proteins on the IL-6 promoter
Be embodied.
Although not acknowledged as prior art, Mukaida et al.J. Biol. Ch em.
, 269 (18): 13289-295 (1994) is a glucocorticoid
Dexamethasone suppressed IL-8 production at the transcriptional level.
Mutation of the AP-1 or NF-IL6 binding site on the IL-8 promoter is
Suppresses IL-8 gene expression by dexamethasone, which indicates that
This suggests that the site was not a target for dexamethasone. But dexametha
Zon reduced IL-1 induced NFκB complex formation.
The present invention is not limited to, but is not limited to, the interrogation by estrogen receptors.
Examples relating to the regulation of ikin6 transcription are described in detail for reference.
Example
Candidate agents are A) direct evaluation of proteins binding to the rel site or B)
Screened by indirect evaluation of proteins binding to the rel site.A) Direct evaluation of protein binding to rel site
Cells selected for the expression of essential elements can be treated with the drug or vehicle and
Treatment with inducers (eg, phorbol esters, cytokines, lipopolysaccharides)
Manage. Cell extracts prepared from those cells (eg, whole cells, cytoplasmic
Or nuclear extract) as a cytokine promoter fragment or probe.
Analyze for DNA binding using various rel sites. Behi for binding
Qualitatively compared with extracts from cells treated with
) (Ie comparing patterns) and quantitatively.B) Indirect evaluation of binding to the rel site
1) by measuring the expression of endogenous cytokines
The products of cells and cytokines selected for the expression of essential elements
Or vehicle controls and inducers (eg, phorbol esters,
Tocaine, lipopolysaccharide). The activity of the drug is determined by standard assays known to those skilled in the art.
Quantitative evaluation is performed by measuring cytokines using a.
2) by measuring the expression of the reporter introduced into the cells
Transfection techniques allow the reporter construct to be cytokine-promoted.
Can be easily measured under the control of the
The resulting protein is introduced into cells expressing the protein. Another essential element is that
Co-transformation of expression vectors for endogenously expressed or specific elements
Provided by fection. The cells are regulated by the drug or vehicle
Treat with a transducer (eg, phorbol ester, cytokine, lipopolysaccharide)
You. Quantitatively determine the activity of the drug by measuring reporter protein expression
To analyze.
The drug can also be coupled to IRs by conventional binding assays as well as by IRs.
Test for activity affecting typical mechanisms of gene regulation. Ties to IRs
Regulates the binding of the rel protein to the cytokine promoter,
Drugs that do not activate the typical mechanism of action of
As a candidate drug for specific treatment of diseases associated with
The experimental procedure used in the examples described herein is as follows:Transient transfection and mammalian expression constructs
pERE-tk-Luc reporter plasmid and ERgly(PRShER
) Have been described (Tzukerman).
, M.), A. Esty, D. Santiso-Mere
, Danielian, Parker, MG, Stain
(RB Stein), JW Pike and McDonnell (DP Mc)
Donnell) (1994) "Transactivation ability of human estrogen receptor (tran
sactivational capacity) is determined by both the cell and promoter environment.
And are mediated by two functionally distinct intracellular domains ”(“ Human estroge
n receptor transactivational capacity is determined by both cellular and
promoter context and mediated by two functionally distinct intramolecul
ar regions ”),Mol. Endocrinol. 8: 21-30, cited for reference)
. The pIL6 [-225] Luc reporter construct was constructed from the NheI-BamHI fragment.
After excision and blunt-ending with Klenow DNA polymerase, the vector was cut.
Re-ligation of the piece resulted in parental pLI6 [-12
00] Luc. The parental pLI6 [-1200] Luc was replaced with pCAT-M
1.2 kb cut out from 54-IL-6 (-) with BamHI and KpnI
Insert the IL-6 promoter insert into the corresponding part of the luciferase vector Lucp1
Constructed by cloning in position.
C3H10T1 / 2 cells supplemented with 10% FBS at 80,000 cells per well
Seeding was performed in DMEM without filled phenol red. 0.5 mg of the cells
pIL6 [-225] Luc alone or 0.05 mg pRShER or 0.1
2 mg total DNA in the transfection mixture, along with mg HE0
PGEM as a carrier to adjust the pH
Transfected (Peterson, JL), McBra
Id (OW McBride) (1980) "Cotran, a linked eukaryotic gene.
Hypoxanthine phos by cotransfer and DNA-mediated gene transfer
Effective transfer of horibosyltransferase ”(“ Cotransfer of linked euka
ryotic genes and efficient transfer of hypoxanthine phosphoribosyltransf
erase by DNA-mediated gene transfer ”),Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.
77: 1583-1587). After 4 hours at 37 ° C., the cells are reduced to 7%
The cells were treated with DMSO for 30 minutes, the medium was changed, and hormone was added. The next day
, The cells were induced with TNFα and IL-1b (1 nM each) for 24 hours. PBS
After briefly washing with 200 ml of lysis buffer (2
5 mM Tris [pH 7.8], 2 mM DTT, 2 mM 1,2-diaminocyclo
Hexane-N, N, N ', N'-tetraacetic acid, 10% glycerol, 1% Triron X-1
00). Reagents (20 mM Tricine [pH 7.8], 1.07 mM (M
gCOThree)FourMg (OH)Two, 2.67 mM MgSOFour, 0.1 mM EDTA, 33.3
mM DTT, 279 mM coenzyme A, 470 mM luciferin, 530 mM A
TP), add up to 20 ml of each extract and luciferase activity
Dynatech luminome in cycle mode
ter).Antibodies, IL-6 ELISA and ER assays
The peptide used to generate antibodies in the following rabbits was mouse c-
jun 91-105 amino acid residues (Ryder and Natands (N
athans) (1988) "Induction of proto-oncogene c-jun by serum growth factor" (
“Induction of protooncogene c-jun by serum growth factors”),Proc. Natl. Acad. Sci. USA
85: 8464-8467), mouse NF-IL
6, 278-296 amino acid residues (Chang, Chen, Ray, Chen and Lee
(1990) "A transcription factor AGP / EBP belonging to a member of the C / EBP family.
Molecular cloning ”,Moll. Cell Biol. 10: 6642-665
3), mouse c-rel 152-176 amino acid residues (Bull, Morley (K
. L. Morley), MF Hoekstra, Hunter (T. Hunte)
r) and IM Verma (1990) "Mouse c-rel protein"
Quality includes N-terminal regulatory domain and C-terminal transcriptional transactivation domain
("The mousec-crel protein has an N-terminal regulatory domai
n and a C-terminal transcriptional transactivation domain ”)Moll. Ce ll Biol.
10: 5473-5485); Inoue, J., Kale (
L. D. Kerr), LJ Ransone, E. Bengal,
Hunter and Verma (1991) "c-rel activates transcription from the kappa B site.
But v-rel is suppressed ”(“ c-rel activates but v-rel suppresses t
ranscription from kappa B sites ”),Proc. Natl. Acad. Sci. U. S . A.
88: 3715-3719), amino acids 347-361 of mouse p50.
Residues (Gauche, Gifford, L.R.Riv)
iere), P. Tempst, GP Nolan and Balch
More (1990) "Cloning of the p50 DNA binding subunit of NFKB: r
homology to el and dorsal ”(“ Cloning of the p50 DNA bin
ding subunit of NF-kappa B: homology to rel and dorsal ”),Cell6
2: 1019-1029) and human p65 (88% homology with mouse p65).
3-19 amino acid residues (Nolan, Liou, Tempst and Bal
Timoa (1991) "Cloned NFκ, a rel-related polypeptide.
B. DNA binding and IκB suppression of the p65 subunit of B ”(“ DNA binding a
nd I kappa B inhibition of the cloned p65 subunit of NF-kappa B, ar
el-related polypeptide ”)Cell 64: 961-969; Ruben,
S. M.), PJ Dillon, R. Schreck, Hen
Kel, Chen, M. Maher, Beauere and Rosen (CAR)
osen) (1991) "Can encode the 65 kD subunit of NFκB.
Isolation of rel-related human cDNA [Letter] "(“ Isolation of a rel-rela
ted human cDNA that potentially encodes the 65-kD subunit of NF-ka
ppa B [letter] ”),Science 254: 11). The above reference
All are incorporated herein by reference. All antibodies listed above are from Santa
Santa Cruz Biotechnology, Inc. (Santa Cruz Biotechnology, Inc.)
Affinity purification from Cruz (Santa Cruz, CA) at a concentration of 1 mg / ml
Got what was done. Rabbit immunized with full length human recombinant protein
Protein A purified serum preparation from mouse, rat and human
(Santa Cruz Biotechnology, Inc.) reported to react with TBP.
Anti-ER generated against peptide corresponding to 8-22 amino acid residues of mouse ER
Mouse monoclonal antibody (IgG2a). Tissue culture supernatant
The concentration of IL-6 in the IL-6 ELISA was determined using IL-6 as usual.
(Endogen, Inc., Boston, Mass.)
.
ER in + / + LDA11 cells was measured in whole cell extracts. Washing
After counting and counting, cells were treated with 50 mM Tris [pH 7.5], 30% glycerol,
500 mM KCl, 1 mM EDTA, 1 mM PMSF and 5 mM DTT
Homogenized in the containing buffer. Left on ice for 30 minutes
Thereafter, the homogenate was centrifuged (100,000 g, 4 ° C., 1 hour). The supernatant
Was harvested as a whole cell extract, harmonized with 0.5% CHAPS, and a 200-fold excess
5 nM [4 ° C. overnight in the absence or presence of DESThreeH] to incubate
I did it. After incubation with the anti-ER antibody, the formed complex was converted to protein A-
Precipitated on Sepharose (Pharmacia) and 10 mM Tris [p
H7.5] /0.5% CHAPS three times, liquid scintillation counting
Was measured byElectrophoretic mobility shift assay (EMSA) and methylation interference assay (meth ylation interference assay)
DNA binding experiments + / + nuclear extracts from LDA11 cells, recombinant human ERgly
Extract from yeast expressing and purified p50 and p49 proteins
It was performed in the quality. + / + LDA11 cells were maintained under the conditions described (Gilasso
, Zirca, parsley, bosswell, border, williams and manoragas
(1992) "Estradiol-17β is a bone marrow-derived stromal cell in vitro.
Of interleukin-6 production by osteoblasts and osteoblasts: estrogen
Possible Mechanism of Anti-osteoporotic Effect ofJ. Clin. Invest. 89: 8
83-891). The cells were supplemented with 10% FBS to prepare nuclear extracts
Seed on McCoy's medium without phenol red,
Untreated, hormone pretreatment was performed for 24 hours. Media in 2% FBS
After that, the cells were induced with TNFα and IL-1b (1 nM each) for various periods of time.
Cycloheximide (10 mg / ml) or Kinase inhibitor H7 (50 m
If included, the compounds were added 5 minutes before induction. Ice-cooled PB
The incubation was stopped by washing twice with S and the cells were cooled.
Buffer A (10 mM HEPES [pH 7.9], 1.5 mM MgClTwo, 1
0 mM KCl, 0.5 mM DTT, 0.2% Nonidet p-40).
Lysed in Ichu. Lysate is placed in a microfuge tube (microfu
ge tube), pellet the nuclei (8000 rpm, 1 minute), buffer
C (20 mM HEPES [pH 7.9], 1.5 mM MgClTwo, 420 mM
NaCl, 25% glycerol, 0.2 mM EDTA, 0.5 mM DTT, 0.2 mM
(5 mM PMSF). After shaking at 4 ° C for 40 minutes, centrifuge the sample.
(15,000 rpm, 10 minutes), and the supernatant was collected as a nuclear extract. Black
Bradford protein assay (Bradford protein assay)
Bradford, MM (1976), "Using the Protein-Dye Binding Method.
A rapid and sensitive method for quantifying microgram quantities of protein ”(“
Arapid and sensitive method for the quantitatiion of microgram quantiti
es of protein utilizing the principle of protein-dye binding ”),Anal . Biochem.
72: 248-254) is suitable for hormone or cytokine treatment.
Only minimal changes in protein concentration were shown. As a recombinant
ERglyWas transformed with YEpE10 as described.
BJ2168 strain (Tuckerman, Estee, Santhio-Mere,
Danielle, Parker, Stain, Pike and McDonnell (1994)
The transactivational capacity of the toestrogen receptor is
Determined by both the cell and promoter environment, two functionally distinct cells
Transmitted by the intracellular area ”,Mol. Endocrinol. 8: 21-30). Purification
Escherichia coli expressing isolated human p50 and p49 proteins
) Was purchased from Promega (Madison, Wis.).
For EMSA, 2 ml of the extract was added to 20 mM HEPES [pH 7.9].
, 40 mM NaCl, 20 mM KCl, 2.5 mM MgClTwo, 10% glycero
Buffer, binding buffer adjusted to 0.1 mg / ml BSA and 1 mM DTT
Preincubated with 2 mg poly [dI-dC] in water.
When using the −225 to −52 IL-6 promoter fragment as a probe,
Bluescript plasmid (Stratagene, La Jolla)
(La Jolla), CA). After 20 minutes on ice,
The probe was added and the incubation continued at room temperature for 20 minutes. When including antibodies
1 mg is added 20 minutes after the probe and incubation at 4 ° C for 40 minutes
Continued. The formed complex is subjected to a rate of 15 V / cm in 0.25 × TBE at 4 ° C.
Non-denaturing polyacrylamide gel (4% acrylamide / 0.05% BIS; 2)
× 200 mm). The probe was a human IL-6 promoter and
-82 to -47 corresponding to the ERE of the logenin promoter
Region and -172 to -131
Double-stranded oligonucleotides (Tuckerman, Zan, Herman, virus (KN.
Wills), G. Graupner and Pfaal (1990) H
Toestrogen receptor is a transcriptional activator and repressor in the absence of ligand.
Has a circulatory function ”(“ The human estrogen receptor has transcriptional a
ctivator and repressor functions in the absence of ligand ”),New Bio l.
2: 613-620) or -225 to -52NheI-SspI IL-6 pro
It was a motor fragment. All probes use T4-polynucleotide kinase
[Γ32P] dATP or using Klenow polymerase
[Α32P] dATP followed by polyacrylamide gel electrophoresis
Purified.
For methylation inhibition assays, [γ32P] dATP
Labeled -82 to -47 probes were subjected to limited DMS-methylation (Macchi
Maxam, A.M. and Gilbert (1980) "Base
Sequencing of End-Labeled DNA with Specific Chemical Cleavage ”(“ Sequencin
g end-labeled DNA with base-specific chemical cleavages "),Methods Enzymol.
65: 499-560). EMSA has been scaled up ten times
Performed as described above. Gels were run in 0.5 × TBE for 30 minutes at 30V, NA4
5 Anion exchange membranes (Schleicher and Schuelich)
(Schuell), Singh (H.), Lubowitz (JH).
. LeBowitz), AS Baldwin, Jr. and Sharp (P.
. A. Sharp) (1988) "Molecular chromatography of enhancer binding proteins.
Screening: simply by screening an expression library having a recognition site DNA
Release ”(“ Molecular cloning of an enhancer binding protein: isolation by s
creening of an expression library with a recognition site DNA ”),C ell
52: 415-423). Various complexes after autoradiography
And the DNA corresponding to the unretarded probe was eluted (65
20 mM Tris [pH 8.0], 1 M NaCl, 0.1 mM ED at 10 ° C. for 10 minutes.
Purified by phenol / chloroform extraction and ethanol precipitation (in TA)
did. After cleavage of the chain in 1 M piperidine (30 min at 90 ° C.), the fragment was left unchanged.
Analyze on synthetic polyacrylamide gel (12% acrylamide / 0.6% BIS)
did.Embodiment 1 FIG. Screening for suppression of ER mediation of IL-6 promoter activity
IL-6 repression is regulated by estradiol at the mRNA level
Have been shown (Girasol, Zirca, Parsley, Boswell, Border, C
Williams and Manoragas (1992) Estradiol-17β
Production of interleukin-6 by bone marrow-derived stromal cells and osteoblasts in vitro
Inhibiting Birth: Possible Mechanisms of Estrogen's Antiosteoporotic EffectJ . Clin. Invest.
89: 883-891; Jacob, Segal, Julian and
And Carson (1992), Mouse uterine stromal cells and division in vitro.
Secretion and Hormonal Regulation of Interleukin-6 by Isolated Epithelial Cells ",Endoc rinology
131: 1037-1046). Estrogen or candidate drug directly
To determine whether it affects IL-6 transcription, we determined that -225- +
Firefly luciferase under the control of up to 14 human IL-promoter regions
The resulting reporter construct was transfected into the mouse fibroblast cell line C3H10T1 / 2.
Was taken. These cells contain bone morphogenic protein-2.
Differentiate into osteogenic cells in response to protein-2)
(Katagiri, T.), Yamaguchi (A. Yamaguchi), Ikeda (T.
Ikeda), Yoshiki (S. Yoshiki), J.M. Wozney, Rose
(V. Rosen), Wan (EA Wang), H. Tanaka, Omura (
S. Omura) and T. Suda (1990) "Recombinant human bone morphogenesis."
Protein-2 is the osteoblast of non-osteogenic mouse pluripotent cell line C3H10T1 / 2.
Induce differentiation into vesicles ”(“ The non-osteogenic mouse pluripotent cell lin
e, C3H10T1 / 2, is induced to differentiate into osteoblastic cells
by recombinant human bone morphogenetic protein-2 ”),Biochem. Biophy s. Res. Commun.
172: 295-299).
Therefore, C3H10T1 / 2 cells were transformed with the proximal human IL-6 promoter (pIL-
6 [-225] Luc) alone or wild type human ERglyExpression of (pRShER)
Transfection with luciferase expression vector under control with vector
did. After pretreatment with estradiol at various concentrations for 24 hours, the cultures were
Induced or not induced at 1 nM each of NFα and IL-1
The cells were harvested 24 hours later and the extract was allowed to luciferase activity.
Was analyzed.
Treatment of cells transfected with TNFα and IL-1 is at basal level
Elicited a 5-fold increase in luciferase activity beyond. Estrogen
If co-transfection of a plasmid expressing the
Treatment with ladiol was ineffective. However, in co-transfection
If estrogen receptor expression is observed, treatment with estradiol
The dose-dependent suppression of luciferase activity was strong.
Wild type human ER (ERgly) Similarly glycine in the hormone binding domain?
Mutant with a point mutation to valine (ERval) Also observed suppression
(Tora, L.), A. Mullick, D. Metager
, Mong Ponglikitmongkol, Park (I. Park)
And P. Chambon (1989) "Cloned Human Est"
Rogen receptors have mutations that alter their hormone binding properties ”(“ The cloned hu
manoestrogen receptor contains a mutation which alters its hormone bindi
ng properties ”),EMBO J. 8: 1981-1986). ERvalIs Takano
Although estradiol was required, it showed strong inhibition. This is a provocation experiment
ERvalResponds to low levels of hormones but has fairly basic activity
Consistent with the results (Tuckerman, Zan, Hermann, Wills, Graupner and
And Pfarl (1990) "Human estrogen receptor is translocated in the absence of ligand.
It has a photo activator and repressor function ”,New Biol. 2:61
3-620).
The dependence of the estrogen effect on the co-transfected ER was C3H10
T1 / 2 cells suggested that they did not express functionally endogenous ER. this
Is a luciferase under the control of the vitellogenin estrogen response element (ERE)
Confirmed by transfecting cells with a reporter (client
M. Schorpp, U. Wagner and
GU Ryffel (1986), Xenopus laevigtelogeni
The estrogen responsive element derived from the 5 'flanking region of the
Functions in transfected human cells ”(“ An estrogen-responsive el
ement derived from the 5'flanking region of the Xenopus vitellogenin A
2 gene functions in transfected human cells ”),Cell 46: 1053-
1061).
Therefore, C3H10T1 / 2 cells were transformed into a minimal
Motor and vitellogenin estrogen response element (pERE-tk-Luc) alone
Alternatively, transfected with a luciferase expression vector under control with pRShER.
Transfected. 24 of treatment with 10 nM estradiol or vehicle
After hours, cells were harvested and extracts were analyzed for luciferase activity. Est
Induction of luciferase activity by ladiol was determined by co-transfected ER
Was observed only in the presence of
In addition, C3H10T1 / 2 cells were incubated with 10 nM estradiol.
Or incubated without the material. After 24 hours, the culture is
Induced with Fα and IL-1 (1 nM each) or without additional 24 hours
It was left as it was. IL-6 in the supernatant was converted to mouse IL-6 specific E
Assayed by LISA. IL- that strongly increases endogenous IL-6 production
C3H10T1 / 2 cells responded to TNFα1 and TNFα treatment, but had intrinsic ER.
Are not like other bone-forming or stromal cells (Girasol, Zirca,
Li, Boswell, Border, Williams and Manoragas (1992)
Tradiol-17β is expressed by bone marrow-derived stromal cells and osteoblasts in vitro.
Suppresses interleukin-6 production: estrogen's anti-osteoporotic effect
Possible Mechanisms ",J. Clin. Invest. 89: 883-891),
IL-6 levels were not reduced by estradiol. These data
Suggests that suppression of IL-6 expression is at the transcriptional level and is mediated via the ER
You. Experiment of co-transfection using pre-osteoblast cell line C3H10T1 / 2
Thus, we have found that the IL-1 / TNFα-induction of the proximal IL-6 promoter region
It has been shown that activation can be suppressed by estrogen. This suppression
Is dependent on the estrogen receptor, and the wild-type human ER (ERgly) And ERval
It was observed in both mutants. ERvalCo-transfection with
HeLa cells and pre-osteoblastic cell line MBA13 cells expressing endogenous ER
Obtained by others in both. Description of estrogen in IL-6 mRNA
(Girasol, Zirca, Parsley, Boswell, Border, Willi
Ams and Manoragas (1992) "Estradiol-17β is in vitro
(B) Production of interleukin-6 by bone marrow-derived stromal cells and osteoblasts
Suppress: Potential mechanism of estrogen's anti-osteoporotic effect ",J. C lin. Invest.
89: 883-891; Jacob, Segal, Julian and Carson (199
2) "In vitro by mouse uterine stromal cells and divided epithelial cells
Interleukin-6 writing and hormone regulation ”,Endocrinology 131:
1037-1046), these results indicate a transcriptional mechanism of estrogen-induced repression.
Suggests
Candidate drugs can be screened using the assays described above, and
Can be used instead of oars.Embodiment 2. FIG. Regulates binding of NFκB-related proteins to the proximal IL-6 promoter Screening for drugs Cell line expressing ER (+ / + LDA11)
An exemplary assay system expresses all essential elements, including the ER, endogenously
Cell line. Bone marrow derived from mouse stromal cell line + / + LDA11 contains IL-6
It is shown to respond to IL-1 and TNFα treatment which strongly increases ligation.
Treatment with estradiol is indicated for the protein and its mRNA.
Suppress the induction of IL-6 (Girasol, Zirca, Parsley, Boswell
, Border, Williams and Manoragas (1992) "Estradiol-
17β is interrogated by bone marrow-derived stromal cells and osteoblasts in vitro
Inhibits Ikin-6 production: a possible anti-osteoporotic effect of estrogen
Kanism ”,J. Clin. Invest. 89: 883-891).
To demonstrate that ER is actually present in + / + LDA11 cells,
A Lumont binding experiment was performed. Early experiments on high salt extracts from these cells
It showed that the number of binding sites specific for estradiol was small. The ER
Use a monoclonal antibody directly to the non-terminal end to ensure the binding site representing the ER
Specifically bound toThree[H] estradiol was immunoprecipitated. Those
Experiments showed that + / + LDA11 cells had about 1000 ERs per cell.
Calculated to have a molecule.
However, electrophoresis in combination with vitellogenin ERE as a probe
When using the mobility shift assay (EMSA), ER-specific DNA binding activity
+ / + L treated with estradiol and / or IL-1 and TNFα
No detectable in nuclear extract from DA11. Estradio as instructed
(10 nM) and TNFα and IL-1 (1 nM for 40 min each)
Nuclear extract from + / + LDA11 cells or recombinantly expressed human wild type
Type ERglyYeast extract containing E. coli as a probe in the absence or presence of anti-ER antibody
Incubated with all vitellogenin ERE. The formed complex is analyzed by EMSA.
Was analyzed.
Since the detected complex was not significantly affected by the anti-ER antibody,
Not relevant. By regulation using ER containing extract obtained from yeast expression system
Resulted in two slow-moving complexes specifically shifted with anti-ER antibodies.
These data show that ER is present in + / + LDA11 cells but depending on EMSA
It suggests that the concentration is too low to detect.DNA binding activity of nuclear extract to IL-6 promoter
To study the molecular mechanisms of IL-6 induction and suppression by estrogen
, + / + Nuclear extracts from LDA11 cells in co-transfection experiments
The IL-6 promoter region mediating cytokine induction and estrogen suppression
The region was analyzed for DNA binding activity. This DNA fragment is combined with the nuclear extract
The most proximal region, including the TATA box, initiates transcription to show background binding
The fragment -225 to -52 upstream of the site was removed. This region of the promoter
The region is the core sequence of the cAMP response element (CRE), leucine zipper protein NF
-Coincidence of several transcription factors including the binding site for IL6 and the NFκB site
Including joint sites (Issiki, Akira, Tanabe, Nakajima, Simamoto, Hirano and
Kishimoto (1990) "Interacts with the IL-1 response element in the IL-6 gene.
Constitutive and interleukin-1 (IL-1) -inducing factors ",Mol. Cell Biol.
10: 2757-2765).
Binding of NF-IL6 and NFKB-like proteins to these sites has been demonstrated.
(Akira, Issiki, Sugita, Tanabe, Kinoshita, Nishio, Nakajima, Hi
Rano and Kishimoto (1990) "Nuclear factor for IL-6 expression (NF-IL6
)
Is a member of the C / EBR family. "EMBO J. 9: 1897-190
6; Lieberman and Baltimore (1990) "through the NF-κB transcription factor.
Activation of interleukin-6 gene expression ”,Moll. Cell Biol. 10: 2
327-2334). This fragment was treated with IL-1 and TNFα for various times
+ / + Incubated with nuclear extract from LDA11. + / + LDA11 cells
Were pretreated with estradiol (10 nM) as indicated. After 24 hours, the cells
Were induced with TNFα and IL-1 (1 nM each) for various periods of time. Triggering cell lysis
And the nuclear extract was excised from -225 to -52 IL-6 promoter.
The pieces were analyzed by EMSA using as a probe (FIG. 1a).
The complex formed was analyzed by EMSA. After treatment with cytokines,
A possible complex was observed. The strength of the complex was treated with IL-1 and TNFα.
Already 10 minutes later, it reached its maximum and gradually decreased over time. 2 o'clock of trigger
After a short time, the strength of the complex decreased significantly.
Pretreatment of cells with estradiol results in the extraction of extracts from uninduced cells.
Did not affect the ability. However, estradiol pretreatment is provocative
Significant increase in triggering complex with an interval of 10-40 minutes, but 2 hours after triggering
Had only a slight effect on the composite. Augmented
Complex in which pretreatment with estradiol is also a quantitative change
Caused an increase in mobility.Detection of the composition of the DNA binding complex
To investigate the properties of the complex and possibly related proteins, the present inventors
And others incubated the binding reaction with antibodies directed against several potential binding agents.
I did it. Estradiol (10 nM) and TNFα and IL- as indicated
Nuclear extracts from + / + LDA11 cells treated with 1 (1 nM each for 10 minutes)
Incubated with the -225 to -52 probe in the absence or presence of such antibodies.
Was. The complex formed was analyzed by EMSA.
FIG. 1b shows the DNA binding of extracts from uninduced cells among the tested antibodies.
Indicates that nothing was affected. Anti-c-jun or anti-c-
Neither rel nor anti-NF-IL6 antibodies affect cytokine-induced complexes
Had no effect.
However, antibodies to two proteins directly in the NFκB complex,
Anti-p50 and anti-p65 did not form the complex (lanes 10-13). This
These are extracts from cells treated or untreated with estradiol.
It was observed over the entire period of itokine induction (FIG. 1b shows the results 10 minutes after induction).
). The longer the contact, the more likely anti-p50, anti-p65
Very weak complexes with low mobilities were detected as a result of the supershift of the onset complex.
ER binding activity to vitellogenin ERE + / + extract from LDA11 cells
Were not detected, but we found that the ER was located on the IL-6 promoter fragment.
Was tested for its involvement in complex formation. Estradiol as instructed
(10 nM) and TNFα and IL-1 (1 nM each for 40 min)
Nuclear extract from + / + LDA11 cells or recombinantly expressed human wild type
ERgly-225- in the absence or presence of anti-ER antibody
Incubated with 52 probes. The complex formed is analyzed by EMSA
Was.
FIG. 1c shows anti-E independent of cytokine induction or estradiol treatment.
The addition of the R antibody, whether triggered or structural, can be added to any of the complexes.
Had no significant effect. Furthermore, yeast extraction containing high concentrations of recombinant ER
When the product was incubated with the IL-6 promoter fragment, the specific binding of the ER was
Was not detected at all (lanes 7 and 8). The weak band observed was anti-
Not related to the ER because it was not affected by the ER-antibody.
The results from the antibody gel shift experiments were further analyzed by oligonucleotide competition experiments.
Was supported. Estradiol (10 nM) and TNFα and
Nuclear extraction from + / + LDA11 cells pretreated with IL-1 (1 nM for 10 min each)
The products were expressed at -82 to -47 and -172 to -131 of the human IL-6 promoter.
In the absence or presence of a 400-fold molar excess of oligonucleotide corresponding to the region
And incubated with the -225 to -52 probe. EMS formed
A
Was analyzed by
The arrow in FIG. 1d indicates the complex formed upon induction with TNFα and IL-1.
You. N in a binding reaction with a 400-fold excess of labeled -225-52 fragments
F-IL6 site, CRE and CCAAT box adjacent to IL-6 promoter
Ingredients covering (-172 to -131), whether structural or
Had no significant effect on any of the complexes, even if induced
(Lanes 4 and 7). However, the putative NFκB site and its neighboring sequences (
Oligonucleotides covering -82 to -47) are particularly useful for cytokine-induced
No coalescence was formed (lanes 3 and 6).
Antibody experiments and oligonucleotide competition experiments showed that IL-1 and TNFα
It has been suggested to specifically activate FκB or related proteins. c-jun (A
No binding of P-1), NF-IL6, c-rel or ER was detected.
Lack of NF-IL6 binding causes this transcription factor to respond to IL-1 in other cells.
It is surprising that the induction and binding of offspring has been reported (Akira, Isshi
Ki, Sugita, Tanabe, Kinoshita, Nishio, Nakajima, Hirano and Kishimoto (1
990) "The nuclear factor for IL-6 expression (NF-IL6) is a member of the C / EBR family.
-Is a member ofEMBO J. 9: 1897-1906; Inoue, kale
, Lanson, Bengal, Hunter and Verma (1991),Proc. Natl. A cad. Sci. USA
88: 3715-3719). Our DNA binding fruit
In the bone marrow derived from + / + LDA11 cells, IL-1 and TNFα
Induces binding of kappa B or closely related proteins to the IL-6 promoter
Is shown. Similar results have been obtained in different cell types (Shimizu
, Mitomo, Watanabe, Okamoto, and Yamamoto (1990) Inflammatory Lymphoca
Of NFκB-like transcription factor in activation of interleukin-6 gene
Involvement ”,Moll. Cell Biol. 10: 561-568; Zan, Lynn, and Bi
Lusek (1990) "Tumor necrosis factor and interlo in human fibroblasts.
Induction of interleukin-6 by ikin-1 activates nuclear factors that bind to κB-like sequences.
Is involved in sexual development ”,Moll. Cell Biol. 10: 3818-3823). AP
Including -1
In the induced or uninduced proximal 11-6 promoter fragment
Binding of some other factors with potential binding sites cannot be detected
won. This transcription factor is directly regulated by intracellular receptors, including GR, RAR and TR.
This is one of the typical examples related to indirect suppression. The mechanism of AP-1 suppression is protein
Protein-protein interaction and / or DNA binding dependent on a particular gene.
(Diamond, MI), My
JN Miner, SK Yoshinaga and Yamamoto (K
. R. Yamamoto) (1990) "Transcription factor interaction: positive from single-DNA elements.
Or negative adjustment selector ”(“ Transcription factor inteactions: select
ors of positive or negative regulation from a single DNA element ”)
,Science 249: 1266-1272; Schule, R., Umesono
(K. Umesono), DJ Mangelsdorf, Borad (J.
Bolado), Pike and RM Evans (1990) Jun-
Fos and vitamin A and D receptors are located on the human osteocalcin gene
Recognize common response elements ”(“ Jun-Fos and receptors for vitamins A
and D recognize a common response element in the human osteocalcin gene
”),Cell 61: 497-504; Yang-Yen, Chambered (J.C.
Chambard), Sun (YL Sun), T. Smeal, Schmid (
T. J. Schmidt), J. Drouin and M. Karin
(1990) "Transcriptional Interference Between c-Jun and Glucocorticoid Receptors" ("
Transcriptional interference between c-Jun and the glucocorticoid recep
tor: Mutual inhibition of DNA binding due to direct protein-protein i
nteraction "),Cell 62: 1205-1215; Jan-Yen, Zan, Gu
Raupner, Tsuka-Man, B. Sakamoto, Karin and Puffer
Ru (1991) Antagonism between retinoic acid receptor and AP-1: tumor
"Antagonism between retinoic acid receptors
and AP-1: implications for tumor promotion and inflammation ”),Ne w Biol.
3: 1206-1219; Zan, Virus, Ms. Husmann.
And fur
Ru (1991) "Analysis through interaction with jun and fos oncogene activity.
Novel pathway for thyroid receptor action "
hormone receptor action through interaction with jun and fos oncogene ac
tivities ”)Moll. Cell Biol. 11: 6016-6025). Several
The report also suggests a crosstalk-like interaction between ER and AP-1, but
However, there is no evidence for estrogen-dependent suppression of AP-1 activity (Go
Gaub, MP, M. Bellard, I. Scheu
er), Chambon and P. Sassone-Corsi (1990)
) "Activation of ovalbumin by the estrogen receptor is associated with the fos-jun complex
("Activation of the ovalbumin gene by the estrogen recept
or involves the fos-jun comprex ”),Cell 63: 1267 to 1276;
Kerman, Zan and Pfarl (1991) "Tumor promoter 12-O-te
Tradecanoylphorbol 13-acetate estrogen receptor activity
Suppression ”(“ Inhibition of estrogen receptor activity by the tumor promote
r 12-O-tetradeconylphorbol-13-acetate: amolecular analysis ”),Mol. Endocrinol.
5: 1983-1992). Therefore, ΔP-1 becomes estrogen
Is likely to play a role in the negative regulation of IL-6 expression by
Absent.Embodiment 3 FIG. Affects distinct complexes with the IL-6 promoter separately Drug screening Obvious complex with IL-6 promoter
Treatment of + / + LDA11 cells with IL-1 and TNFα is either NFκB or
Related proteins were induced to bind to the IL-6 promoter. Estradio
Since the pretreatment of the complex increased the strength and mobility of the complex, we
Covers the putative NFκB site (−82 to −47) of + / + LDA11 nuclear extract
The binding to the oligonucleotide was investigated.
+ / + LDA11 cells were pretreated with estradiol (10 nM) as indicated
Was. After 24 hours, the cells were induced with TNFα and IL-1 (1 nM each) for various periods of time.
Emitted. Induction was stopped by cell lysis, and the nuclear extract was then treated with -82 to -47 I
The L-6 promoter fragment was analyzed by EMSA using as a probe.
FIG. 2 shows extracts from cells treated with IL-1 and TNFα, but not treated
Exhibit three triggering complexes (A, B, C) when compared to extracts from cells
Is shown.
The fastest-moving complex (C) is particularly intense during the induction (10-120 min)
Decreased. Interestingly, estradiol pretreatment moves most slowly
While the intensity of the fastest band is greatly enhanced while reducing the intensity of the complex (A).
Was. It appears that the complex moves faster with estradiol treatment
This is consistent with the pattern obtained with the fragments from -225 to -52 (Fig. 3).
A similar complex appears to form in both fragments; however, the shorter
Only lignonucleotides were completely analyzed. Estradiol (as instructed
10 nM) and TNFα and IL-1 (1 nM for 40 min each)
Nuclear extracts from + / + LDA11 cells were purified from -82 to-of the human IL-6 promoter.
100-fold molar excess of oligonucleotides corresponding to regions 47 and -172 to -131
In the absence or presence of a leotide or vitellogenin ER oligonucleotide-
Incubated with the 82 to -47 probe. The formed complex is
And analyzed.
All three complexes (A, B, C) are 100 times more than unlabeled probe
(Figure 2b, lanes 6 and 10)
While the same molar excess of NF-IL6 oligonucleotide (-172-
-131) or vitellogenin ERE was ineffective (FIG. 2b), lanes 7, 8,
11 and 12).
FIG. 2c shows the NF-IL6 site (-172 to -131) of the extract.
When investigating binding to lignonucleotides, several complexes were detected.
Show. Estradiol (10 nM) and TNFα and IL-1 as indicated
Nuclear extracts from + / + LDA11 cells pretreated (1 nM for 40 min each)
In the absence or presence of a 00-fold molar excess of unlabeled oligonucleotide-
Incubated with 172-131 probe. The formed complex is converted to EMSA
Therefore, it was analyzed. Arrows in FIG. 2c are formed upon induction with TNFα and IL-1
Shown are composites A, B and C.
Two of the complexes compete with the excess of unlabeled oligonucleotide
(Lanes 2, 4 and 6). However
All complexes are constitutive independent of cytokine induction or estradiol treatment
Which means that the complex is formed by IL-1, TNFα and estrogen.
Did not implicate the regulation of IL-6 expression.Screening for compounds that affect the formation of apparent complexes
In a more detailed experiment we have realized other adaptations to the formation of complexes A, B and C.
The effect of the compound was analyzed (FIG. 3). + / + LDA11 cells with TNFα and IL−
Before induction with 1 (1 nM for 30 min each), cycloheximide (CHX) or
Kinase inhibitor H7 for 5 minutes or estradiol (10 nM) and
And / or ICI 164,384 (100 nM) for 24 hours or 60 minutes
Prepared. The treatment was stopped by cell lysis and the nuclear extract was purified by the -82 to -47 fragment.
And analyzed by EMSA. Arrows indicate complexes A, B and C.
Before adding the cytokine, use the protein synthesis inhibitor cycloheximide.
Pretreatment of cells did not interfere with the complex formation (lane 8). This is
Consistent with rapid induction, previously shown for NFκB activation (Hen
Kel, McLeit, Alcaray, Kronke, Ben-Neria and Bohrer (
1993) "Rapid proteolysis of IκB-α activates the transcription factor NF-κB.
Is necessary forNature 365; 182-185; Sen (R.) and
Baltimore (1986), Kappa immunoglobulin by a translocational mechanism.
Inducibility of Bryn enhancer binding protein NF-κB ”(“ Inducibilit
y of kappa immunoglobulin enhancer-binding protein Nf-kappa B by a post
translocational mechanism ”)Cell47: 921-928). Cycloheximi
Treatment has been reported to activate NFκB binding (Sen and Baltimore
(1986) "Kappa immunoglob by translocational mechanism"
Possibility of inducing the phosphorus enhancer binding protein NF-κB ”,Cell47:92
1-928; Zan, Lynn, and Bilsek (1990), "Human fibroblasts
-6 induced by tumor necrosis factor and interleukin-1 in mice
Is involved in the activation of nuclear factors that bind to κB-like sequences. ”Moll. Cell Biol.1
0: 3818-3823). However, in + / + LDA11 cells,
We observed no induction by cycloheximide (lane 7).
In addition, pretreatment with H-7, a potential protein kinase C (PKC) inhibitor
Tar (Kawamoto, S.) and H. Hidaka (1984)
“1- (5-Isoquinoline sulfonyl) -2-methylpiperazine (H-7) is
It is a selective inhibitor of protein kinase C in heron platelets ”(“
1- (5-Isoquinolinesulfonyl) -2-methylpiperazine (H-7) isase
lective inhibitor of protein kinase C in rabbit platelets ”),Biochem . Biophys. Res. Commun.
125: 258-264), IL-1 and T
It did not prevent the induction of complex formation by NFα (lane 10). This is a composite
Induction of bodies A, B and C is transmitted via a PKC-independent pathway, and IL-1 and
TNFα activates NFκB and induces IL-6 independently of PKC
Suggest (11, 55, 99).
Activation of NFκB by phorbol ester is probably mediated by PKC
(Bauer and Baltimore (1988) “IκB: NF-κB transcription factor.
Specific inhibitor ”,Science 242: 540-546). However
+/- with 12-O-tetradecanoylphorbol 13-acetate (TPA)
Treatment of + LDA11 cells did not significantly induce IL-6 production, and -82 to -4
7 did not induce complex formation.
The estradiol effect, ie, decrease of complex A and increase of complex C (FIG. 3)
Compare lanes 2 and 3) with brief estradiol pretreatment before induction (60).
Min) (lane 6). Furthermore, pure anti-estrogen IC
I164, 384 (Wakeling, A.E.) and Bowler (J.
. Bowler) (1988) "Biology and mode of pure antiestrogenic action".
(“Biology and mode of action of pure antioestrogens”),J. Steroid Biochem.
30: 141-147) has no effect on the pattern of the complex
(Lane 4). However, ICI 164,384 has partnered with estradiol
When added in combination, it inhibited the effects transmitted by estrogen.
ICI 164,384 acts as an antagonist through binding to the ER
These results further implicate estradiol in the induced complex
We support the hypothesis that the effect is receptor mediated. However, Est
The mechanism of action of logogens is due to the lack of response to short-term estradiol treatment.
As shown, it is probably indirect.Screening of drugs that affect the binding properties of the protein in apparent complexes Ning
Proteins in complexes A, B and C with NFκB oligonucleotide
To investigate the binding properties of the quality, a methylation inhibition experiment was performed (FIG. 4). TNFα
+ / + LDA11 nuclear extracts from cells induced with and IL-1 (1 nM each)
-82 to -47 labeled on the strand or lower strand and subjected to limited DMS methylation
Incubated in lobe. After the preliminary EMSA, the complex A, B and C
And DNA from unrelated probe (F) is isolated and cleaved with piperidine
And electrophoresed on a 12% denaturing gel. The sequence corresponding to the NFκB-lethal site is framed
The AP-1 site using the code is shaded.
N-7- of both chains of the guanine base in the NFκB site (-73 to -63, boxed)
Methylation interferes with complex formation while flanking identical sites
Guanine methylation had no observable effect. All three complexes (A
, B, C) were identical.
Guanine methyl just outside the NFκB site (−75, −60, −58)
Observations that the transformation had no effect even on the formation of the largest complex (A)
In the three complexes, DNA constructs are produced in similar core regions.
Suggests. In addition, D at the methylation of guanine-60, -58 and -56
The lack of NA binding interference indicates that any cytokine in this region (-61 to -55)
Inconsistent with the factor induced by in (TGAGCTCT, shaded area) AP-1 part
(Tanabe, Akira, T. Kamiya)
GG Wong, Hirano and Kishimoto (1988) "Mouse IL-
Genomic structure of 6 genes. High degree of conservation of potential regulatory sequences between mouse and human
("Genomic structure of the murine IL-6 gene. High degree conser
vation of potential regulatory sequences between mouse and human ”),J . Immunol.
141: 3875-3881).
Our work is related to NFκB p50 and p65 or very closely related.
Formation of a complex having an IL-6 promoter for a protein
It shows that Gen has an effect. +/- with IL-1 and TNFα
+ LDA11 cell treatment is particularly important for NFκB-lethal sites in the IL-6 promoter
Induces the formation of at least three distinct complexes with In various sizes
However, in all three complexes, the DNA constructs have a core arrangement at the NFκB site.
Limited to columns. Corresponding core sequences for other NFκB elements are at p50 and p65.
(Baldwin and Sharp (1988) "Two Transfers
Factors, NFκB and H2TF1, are in the class I major histocompatibility complex
Interacts with a single regulatory sequence ”(“ Two transcription factors, NF-ka
ppa B and H2TF1, interact with a single regulatory sequence in the
class I major histocompatibility complex promoter ”),Proc. Natl. Acad. Sci. USA
85: 723-727; Kieran, M .;
Rank (V. Blank), Rosito (F. Logeat), Bande Calk Hove (J.
Vandeckerckhove, F. Lottspeich, Le Veil (OL)
e Bail), Urban (MB Urban), Kourilski, Beauere and Chair
Rael (1990) "The DNA binding subunit of NFκB is identical to the KBFI factor.
And is homologous to the rel oncogene product ”(“ The DN
A binding subunit of NF-kappa B is identical to factor KBF1 and
homologous to the rel oncogene product ”),Cell 62: 1007-10
18; Sen and Baltimore (1986) "Many nuclear factors are immunoglobulin enzymes.
Mutual with Hanser sequence
("Multiple nuclear factors interact with the immunoglobulin
enhancer sequences ”),Cell 46: 705-716), both of which are DNA
Have been shown to interact directly with (Nolan, Gauche, Liou, Tempus
And Baltimore (1991) "Cloning is a rel-related polypeptide.
DNA binding and IκB repression of the p65 subunit of NFκB ”(“ DN
A binding and I kappa B, a rel-related polypeptide "),Cell 64:
961-969; Urban, Shrek and Beauere (1991) "NFκ".
B contacts DNA with heterodimers of p50 and p65 subunits
("NF-kappa B contacts DNA by a heterodimer of the p50 and p65
subunit ”),EMBO J. 10: 1817-1825). has p50
C-rel homodimers and heterodimers are IL-6 in the promoter.
Has been shown to bind to NFκB sites (Nakayama, K.)
, Mitomo, Watanabe, Okamoto and Yamamoto (1992) "c-Rel-like
Lymphocyte cell-specific nuclear factors with protein are particularly active in lymphocyte cells.
Interacts with well-regulated IL6κB-related motifs ”(“ A lymphoid ce
ll-specific nuclear factor containing c-Rel-like proteins preferentially
interacts with interleukin-6 kappa B-related motifs whose activities a
re repressed in lymphoid cells ”),Moll. Cell Biol. 12: 1736
-1746).
In addition, this study showed that c-rel or immunologically
The factor binds to the NFκB site of the IL-6 promoter and acts as a structural repressor
Indicates a component of a larger complex that works. + / + LDA11 cells
Thus, the present inventors could not detect c-rel specific binding activity. Other multiple N
Proteins not associated with FκB have been shown to bind at the NFκB-lethal site
I have. They are aA-CRYBP1 (Nakamura, T.), Donovan (
D. M. Donovan), Hamada (K. Hamada), Sax (CM Sax),
B. Norman, JR Flanagan, Ozato (K. Oza)
to), H. Westphal and J. Piatigor.
sky) (1990) "Regulation of mouse αA-crystallin gene: Class I major group
Binds to woven sequence-compatible gene complexes and cis-sequence motifs shared with other genes
Isolation of cDNA Encoding Protein ”(“ Regulation of the mouse alpha
A-crystallin gene: isolation of a cDNA encoding a protein that binds
to a cis sequence motif shared with the major histocompatibility comple
x class I gene and other genes ”),Moll. Cell Biol. 10: 3700
-3708), MBP-1 / PRDII-BFI (Baldwin, Lucrea (
K. P. LeClair), H. Singh and Sharp (1990) "Gin
The large protein with the finger domain is a class I major histocompatibility complex.
Binding to related sequence elements in enhancers of the combined and kappa immunoglobulin genes
("A large protein containing zinc finger domains binds to rela
ted sequence elements in the enhancers of the class I major histocompat
ibility comprex and kappa immunoglobulin genes ”),Moll. Cell Biol.
10: 1406-1414); Fan (CM) and Maniatis (
T. Maniatis) (1990) "Two widely separated sequences recognizing the same DNA sequence.
DNA-Binding Protein Having a Selected Zinc Finger Motif ”(“ A DN
A-binding protein containing two widely separared zinc finger motifs th
at recognize the same DNA sequence ”),Genes Dev. 4: 29-42)
And AGIE-BP1 (Ron, D., A. R. Brasier)
)
And JF Havener (1991), Angiotensinogen
Gene-induced enhancer binding protein 1, nucleus via zinc finger motif
Member of a New Family of Macronuclear Proteins Recognizing the Factor κB Binding Site ”(“ A
ngiotensinogen gene-inducible enhancer-binding protein 1, a member of a
new family of large nuclear proteins that recognize nuclear factor kappa
B-binding sites through a zinc finger motif ”)Moll. Cell Biol.11
: 2887-2895).
The C / EBR-like protein is the acute phase response element of the angiotensin gene, NFκ
B is known to reduce transactivation via
El, Ron, JE Tate and Havenar (1990) Structural C
The family of EBP / EBP-like DNA binding proteins is IL-1α-induced NFκ
B-mediated transactivation of the acute phase response element of the angiotensinogen gene
("A family of constitutive C / EBP-like DNA bindi
ng proteins attenuate the IL-1 alpha induced, NF kappa B mediated transa
ctivation of the angiotensinogen gene acute-phase response element ”),EMBO J.
9: 3933-3944). More recently, the present inventors have
The protein or other protein is part of the observed complex, or
The involvement of estrogen in suppressing the expression of IL-6 cannot be ruled out.
Recent studies have shown that estradiol has a complex with the NFκB element in uterine cells.
Suggests that it induces body formation (Shyamala, G.)
(GC Guiot) (1992) “κB-specific tamper with estradiol.
"Activation of kappa B-specific proteins by estradior
”),Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89: 10628-10632).
. Since the induced complex did not contain p50 or p65, other factors
May develop.Embodiment 4. FIG. Drug Screening Effect on p65 Binding to IL-6 Promoter Learning Analysis of the components of the complex formed at the NFκB site
With respect to the larger promoter fragment, we determined that the NFκB oligonucleotide
Analysis of the properties of the complex formed by the tides (-82 to -47) by antibody shift experiments
(FIG. 5a). Estradiol (10 nM) and TNFα and
From + / + LDA11 cells pretreated with IL-1 and IL-1 (1 nM for 10 min each)
Extracts were incubated with -82 to -47 probes in the absence or presence of various antibodies.
I was vate. The complex formed was analyzed by EMSA.
We included anti-p50 or anti-p65 (lanes 17-20) in the binding reaction.
, It was observed that the effect on the induced complex had to be affected. Interesting thing
In the meantime, anti-p50 does not specifically form complexes B and C (complex A is affected and
Apparently not, but there was a single supershift band (S1). But
However, anti-p65 suppresses the formation of all three induced complexes, and
(S1, S2). It is p65 or immunologically closely related
The protein is part of all three triggering complexes, but contains p50 or related proteins.
The protein was suggested to be only present in complexes B and C.
Recombinantly expressed c-rel is located in the NFκB region of the IL-6 promoter.
Position and p50 as a heterodimer, especially as a high-affinity homodimer
(Nakayama, Shimizu, Mitomo, Watanabe, Okamoto
And Yamamoto (1992) "Lymphocyte cells having c-Rel-like protein"
Heterologous nuclear factor is an IL6κB-related model whose activity is particularly suppressed in lymphocyte cells.
Interact with the chief ”,Moll. Cell Biol. 12: 1736-1746)
It is. Anti-c-rel together with extract from + / + LDA11 cells in binding reaction
When included, the antibody did not suppress the triggering complex at all. Long contact makes it weak
A super-shifted complex was detected. This complex has the supershift observed with anti-p50 and
Moved to a similar position, which did not include the larger c-rel protein.
And suggests. The peptide used to generate the anti-c-rel antibody was p5
0 because of 56% homology to similar sequences (Gauche, Gifford, Livi
, Tempst, Nolan and Baltimore (1990), p50 of NFκB.
Cloning of DNA binding subunit: homologous to rel and dorsal
Gee ",Cell 62: 1019-1029; Inouye, Kale, Lanson, Ba
Ngal, Hunter and Verma (1991) "c-rel is transcribed from the κB site.
Activates, but suppresses v-rel.],Proc. Natl. Acad. Sci. US A
88: 3715-3719), this weak band is cross-reac
tivity) does not seem to be related to c-rel. Larger promoters
For fragments, anti-c-jun had no effect on complex formation (lane 1
3 and 14). The results shown indicate a 10 minute induction time point, which is essentially longer.
It shows that it is essentially the same as the treatment with itokaine.
Has significant effect on complex formation in extracts not induced by the tested antibodies
There was nothing at all. Only anti-p50 was found in S1 as observed in the evoked extract.
Produced a very weak super-shifted complex migrating in position (with longer contact
I can just see it). This weak binding that can only be detected if it is super-shifted
Activity may be due to cytosol contamination or basal activation under culture conditions.
did it.
In another EMSA experiment, we found that recombinant p50 as well as ER-expressing yeast
A purification preparation was included (FIG. 5b). Estradiol (10 nM) and
+ / + LDA11 pretreated with TNFα and IL-1 (1 nM each for 30 minutes)
Nuclear extract from cells and purified human p50 protein and recombinantly
Yeast extracts containing the expressed human ER were expressed in the absence or presence of various antibodies at -82.
Incubated with ~ -47 probe. The formed complex was separated by EMSA.
Was analyzed. Arrows indicate complexes A, B and C and cytokines induced by cytokine treatment.
2 shows complexes S1 and S2 obtained by hyperbody shift.
As expected, ER-expressing yeast did not bind to the MFκB-82-
5, 9, 13 and 17), indicated by all lack of anti-ER antibody effect
Did not bind to the ER (lanes 14-17) for the formation of the induced complex.
Purified p50 bound to this fragment and was hypershifted by anti-p50 but anti-p65
Were not supershifted (compare lanes 4, 8 and 12).
Surprisingly, the complexes formed with the purified recombinant p50 are complex B and C
I moved slowly. The use of low concentrations of purified p50 had no effect on transfer and
This means that the band representing the p50 homodimer and the less sophisticated complex (Dake
, Perkins, TF Kowalik, Schmidt, Huang
(ES Huang), Baldwin and Navel (1993) RelA (p6
The dimerization of NF-κB accompanied by 5) was caused by DNA binding by IκBα (MAD-3).
Regulates transcriptional activation and repression ”(“ Dimerization of NF-KB2 with Re
lA (p65) regulates DNA binding, transcriptional activation, and inhibiti
on by an I kappa B-alpha (MAD-3) ”),Moll. Cell Biol. 13: 131
5-1322). However, antibody shift experiments have
The FκB proteins, both p50 and p65, are part of complexes B and C
(Lanes 6, 7, 11 and 12) consequently both complexes are p50 homodimers
Suggested that they should move more slowly (Urban, Shrek (R.
Schreck) and Beauers (1991) "NFκB has p50 and p65 subtypes.
Contact with DNA by unit heterodimer ”(“ NF-kappa B contacts
DNA by a heterodimer of the p50 and p65 subunit ”),EMBO J. 10
: 1817-1825).
The proteins in complexes B and C are actually small proteins in p50 and p65.
It may be relevant only immunologically, excluding the virus. With a homolog of p50
Speculation confirms that a p49 is part of a complex and is responsible for fast movement
I couldn't do that. The purified p49 bound to the -82 to -47 IL-6 fragment.
Although strongly cross-reacted with the anti-p50 antibody, the complex formed
Migrated much more slowly than the 50 complex. This is the result obtained at other NFκB sites.
Fruit (ducket, perkins, kowalik, schmidt, huang, ba
Ludwin and Nabel (1993) "NF-κB with RelA (p65)".
Dimerization of DNA by IκBα (MAD-3), activation of transcription and
Adjust suppression ”,Moll. Cell Biol. 13: 1315-1322).
However, the finding that anti-p50 antibodies cross-react strongly with p49 was used.
The antibodies used may detect other NFκB-related proteins in the complex.
Alternatively, the movement of complexes B and C is due to the structural differences resulting from post-transcriptional modification.
The migration was faster than that observed with the recombinant p50. It contains anti-p50
However, the absence of complexes B and C was due to the supershifted complex obtained with recombinant p50.
A super-shifted complex (S1) that migrated more slowly than coalescence was produced (FIG. 5b,
Lanes 6-8).
Close examination of the band shift results indicates that anti-p50 antibodies also have an effect on complex A.
Was shown. As discussed previously, estradiol treatment increases the strength of complex C.
Increases and decreases the strength of complex A (lanes 2 and 3). We anti-p5
0 was consistently observed to have a very similar effect: the antibody
Specific strength of complex A formed from extracts from cells not treated with ladiol
Cells with or without estradiol treatment
These extracts were equal in intensity to the bands used (FIG. 5b, lanes 2 and 7).
Compare). These results indicate that IL-1 and T in the absence of estradiol
Band A induced by NFα has two distinct insoluble complexes, one of which is (A1)
Induced also in the presence of stradiol and free of p50, the other (A2), p50
(Or an immunologically related protein).
Treatment with estradiol increases the strength of complex C at the expense of complex A2.
May be. If complex A2 represents a more transcriptionally active state,
This will explain the inhibitory effect of diols on IL-6 expression. TATA binding tamper
Protein (TBP or TFIIDT) has been shown to interact directly with NFκB
(Kale, Lanson, P. Wamsley, Schmidt, Boyer (T
. G. FIG. Boyer), elephants (Q. Zhou), AJ Berk and Verma (
1993) "The association between the proto-oncoprotein Rel and the TATA binding protein is
Transmits transcriptional activation by NFκB ”(“ Association between proto-onc
oprotein Rel and TATA-binding protein mediates transcriptional activatio
n
by NF-kappa B ”),Nature 365: 412-419). Therefore, the present inventor
Were concerned whether TBP was involved in induced complex formation. However
However, using anti-TBP antibodies we used T in complex A, B and C.
No BP involvement could be detected.
Our antibody gel shift experiments showed that p65 did not affect all three observed complexes.
Suggested to be a component. This particular protein is transactivated
Is an NFκB element having an application domain (Schmitz, ML).
And Beauere (1991) “p65 subunit is a strong transcriptional activity of NFκB.
"The p65 subunit is responsible for the strong transcr
iption activating potential of NF-kappa B ”),EMBO J. 10:38
05-3817). Transactivation function is different in different complexes
It may be individually active. In the antibody shift experiment, estradiol reduced A2 complex.
Less is suggested to increase complex C. A2 that moves slowly
The complex may include other factors involved in the transactivation process.
The TATA binding protein TBP (part of the TFIID complex) contains c-rel and
It has been reported that it interacts strongly with p65 but not p50 or p49.
(Kale, Lanson, Wamsley, Schmidt, Boyer, Elephant, Bar
And Verma (1993) "Oncoprotein Rel and TATA binding tan.
The relationship between proteins mediates the activation of transcription by NFκB ”,Nature 365
: 412-419). However, using TBP-specific antibodies we have
At any part of the complex formed with NFκB in the IL-6 promoter
No TBP could be detected.Embodiment 5 FIG. Potency testing of putative cytokine modulators
Methods for testing efficacy of putative cytokine modulators are provided. Each candidate drug
Cell lines, animal models and controlled efficacy using methods known to those of skill in the art.
Has been tested in the regulation of cytokine expression in clinical studies
The Federal Register)47(No. 56): 12558-12564, 198
What was announced on March 23, 2008 (but not limited to)
Recognized by the Food and Drug Administration
.Embodiment 6 FIG. Toxicity testing of putative cytokine modulators
Drugs that are active in any of the above-listed methods are almost exclusively present in healthy cells.
Or provide a method to determine if it has no effect. Such drugs
Then use a pharmaceutically acceptable buffer or a buffer useful for standard animal testing.
Formulated in fur.
"Pharmaceutically acceptable buffer" means for storage and subsequent administration
Or a diluent pharmaceutical composition prepared in a pharmaceutically acceptable carrier
(Including pharmaceutically effective amounts of the agents described herein).
Refers to any buffer that can. An acceptable carrier for therapeutic use or
Diluents are well known in the pharmaceutical arts, for example,Remington's Fur Matthewical Sciences
(Remington's Pharmaceutical Sciences
), Mac Publishing Co. (Gennaro (A.
R. Gennaro), ed., 1985). Preservatives, stabilizers, dyes and
Even a flavoring agent may be provided in the pharmaceutical composition. For example, cheap
Esters of sodium benzoate, sorbic acid and p-hydroxybenzoic acid are representative
May be added.the above, P. 1449. In addition, antioxidants and flotation
Drugs may be used.the above.
A. Further Screening for Toxicity: Method 1
Drugs identified as having cytokine-regulating activity in cultured human cells
Evaluate for toxicity to vesicles. This evaluation was based on 2,3, -bis [2-methoxy-4
-Nitro-5-sulfonylphenyl] -5-[(phenylamino) carbonyl]
-2H-tetrazolium hydroxide], otherwise referred to as XTT
(Paul et al., Based on the ability of viable cells to reduceJ. Heterocyl. Chem.
25: 763-767 (1987); Weislow et al., (1)
989),J. Natl. Canc. Inst. 81: 577). Viable mammal
Cells reductively cleave the NN bond in the tetrazole ring of XTT to form
Mazan can be generated. Has dead cells or impaired energy metabolism
Some cells cannot undergo this cleavage reaction. The degree of cleavage is directly proportional to the number of viable cells tested.
For example. Cells from human cell lines, such as HeLa cells, were
In the wells of the interplate, the cell culture medium (10%
Dulbecco's modified essential medium supplemented with infant serum) 10 in 0.1 mlThreeSeeding at
Cells are grown at 37 ° C. and 1 atmosphere 95% air and 5% CO 2TwoCulture by
Can be glued to the rate. After overnight incubation, reduce the solution of the test substance by half
Double addition to wells at a concentration representing og dilution (eight half-decade log dillutions)
Add. At the same time, the solvent used for decomposition is added twice to the other wells.
The culturing of the cells typically lasts some time for 24 hours. At the end of that period, XTT
Each test for solution and coupler (methylphenazonium sulfate)
Add to wells and incubate for an additional 4 hours in an automated plate reader
Continue until the optimal density of each well at 450 nm is determined. Mammalian cells
Substances that kill or impair its energy metabolism or its slow growth
The substances to be tested are compared to the wells without any
It is detected by a decrease in the optimal density at 450 nm.
B. Further Screening for Toxicity: Method 2
Cytokine modulators as indicators of cell survival35S Methio
Toxic effects on human cells cultured using incorporation of nin into protein
Test. HeLa cells were treated with 10% fetal bovine serum and 50 μg / ml
Grow in Dulbecco's Modified Minimum Essential Medium supplemented with cylin and strepromycin
Let Initially 10 cellsThreeSeed cells / well, 0.1 ml / well. site
The cells are grown for 48 hours without contact with the cytokine modulator, then removed,
Then, with a control well to which no cytokine modulator is given
Initially, various dilutions of cytokine modulators prepared in complete medium were added to each well.
To the bottle. The cells are incubated for a further 48-72 hours. Medium at 24:00
Change from time to time with fresh medium containing the same concentration of cytokine modulator.
Replace. The medium is then removed and replaced with complete medium without antimicrobial agents. 24 hours for cells
Incubation in the absence of cytokine modulators for35
Estimated by incorporation of S-methionine into protein. Remove the medium and remove
Replace with complete medium without onin, then incubate for 30 minutes. Medium again
Removed and then without methionine but 0.1 μCi / ml35Contains S methionine
Replace with complete medium. Incubate the cells for 3 hours. Well 3 times with PBS
Wash, then permeate cells by adding 100% methanol for 10 minutes
. Add ice-cold 10% trichloroacetic acid (TCA) to the Welsh cup;
Incubate the plate on ice for 10 minutes. Repeat this TCA cleaning twice more
You. The wells are washed again with methanol and then air-dried. 50 μl scintillation
Add the cocktail to each well and dry on the wells by centrifugation. Pre
The sheet is used to expose the X-ray film. Auto with wells without antimicrobial
A radiogram densitometer scan shows that 50% of the cells cannot survive (ID50
) Used to determine the relative dosage (culture of animal cells)
l Cells.). A manual of basic technique. (
1987). R. Ian Freshney. John Willie
And Sons, Inc. (John Wiley & Sons, Inc., New York).Embodiment 7 FIG. Administration of cytokine modulator
The present invention relates to a novel cytokine modulator characteristic found by the above method.
Attach. The present invention relates to cytokine modulators that have been found as described above.
New pharmaceutical compositions formulated into pharmaceutically acceptable dosage forms containing
Including.
Further, the present invention provides for administering a therapeutically effective amount of a cytokine modulator.
Suffered a pathological condition affected by cytokine levels
Characterize the method of treating the specimen. Such administration can be any of those known to those of skill in the art.
The method may be by local or systemic administration, for example.
A “therapeutically effective amount” is one or more of the disease or condition of the patient.
It is the amount that relieves (to a certain extent) a sign. And a "therapeutically effective amount"
Related to physiological or biochemical parameters, whether partial or complete.
Or the amount that returns the cause of a mycosis or condition to normal. Generally, the amount is the E
C50And depending on the age, size and disease of the patient, 1 nmo of the molecule
between 1 and 1 μmol.
Other aspects of the invention are disclosed in the following claims.
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(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,AU,BB,BG,BR,BY,CA,CN,C
Z,EE,FI,GE,HU,IS,JP,KE,KG
,KP,KR,KZ,LK,LR,LT,LV,MD,
MG,MN,MW,MX,NO,NZ,PL,RO,R
U,SD,SG,SI,SK,TJ,TT,UA,UZ
,VN
(72)発明者 パイク,ジョン・ダブリュー
アメリカ合衆国92024カリフォルニア州
エンシニタス、スプリングウッド・レイン
911番────────────────────────────────────────────────── ───
Continuation of front page
(81) Designated countries 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, AU, BB, BG, BR, BY, CA, CN, C
Z, EE, FI, GE, HU, IS, JP, KE, KG
, KP, KR, KZ, LK, LR, LT, LV, MD,
MG, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, RO, R
U, SD, SG, SI, SK, TJ, TT, UA, UZ
, VN
(72) Inventor Pike, John W.
United States 92024 California
Encinitas, Springwood Rain
911