JPWO2003091427A1 - 近位尿細管に発現する腎疾患関連遺伝子群 - Google Patents

近位尿細管に発現する腎疾患関連遺伝子群 Download PDF

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Abstract

配列番号1〜2007に記載のDNA配列を有する遺伝子の少なくとも1つを含む、腎疾患関連遺伝子群、並びに該腎疾患関連遺伝子群の利用。

Description

技 術 分 野
本発明は、腎疾患に関連する遺伝子群、並びに該遺伝子群に関する情報を用いて腎疾患の診断乃至治療を適切に行う手段を提供することを主な目的とする。
背 景 技 術
日本における末期腎不全透析患者は20万人を超え、米国の24万人について世界第2位である。しかも新規透析導入患者は年間約3万人を数え、急速に増加しつつある。更に、近年の生活環境の変化は、腎不全に至る大きな原因となる糖尿病を急増させており、今後も透析患者の著しい増加が予測されている。腎疾患に基づく透析導入は、高齢患者の晩年の生活の質を著しく低下せしめる。更に透析療法に費やす医療費は年間約1兆円を越え、80億円/年の割合で増え続けている。
蛋白尿はこのような腎疾患の独立した危険因子である。大量の蛋白尿は腎障害を誘導する。また慢性腎疾患では、蛋白尿の量自体が、進行性腎障害の予後を規定する因子になっている。即ち、糸球体ろ過されたアルブミンは、腎臓近位尿細管で再吸収され、分解・処理されるが、この過程で近位尿細管が活性化されて、種々のサイトカインや成長因子が産生され、尿細管間質繊維化を促進し、進行性腎障害の悪化をもたらしている。
例えば、in vitro実験では、近位尿細管細胞が蛋白負荷を受けると、炎症に関わる遺伝子が発現してくることが報告されている。単球やTリンパ球の遊走をもたらす因子であるRANTES(regulated upon activation,normal T cell expressed and secreted)は近位尿細管細胞でNF−kBの活性化と共に増加すること、またMHCクラスI、IIやB7−1などの抗原提示に関わる分子が近位尿細管で発現することなどが報告されている。また蛋白尿による腎障害の実験モデル動物では、尿細管の活性化から、単球、マクロファージ、Tリンパ球の腎臓への浸潤がもたらされ、その結果として、腎臓間質の炎症が惹起され、繊維芽細胞の増殖や細胞外基質の増生が生じる。
これらの事実は、尿細管細胞とTリンパ球が直接相互作用する可能性を示しており、近位尿細管細胞がそれ自体抗原提示細胞として、腎障害を起こす中心的な役割を果たしていることを強く示唆している。
このように、腎疾患の原因として、近位尿細管の病態又は蛋白尿との関連が強く示唆されている。しかし、腎障害に関する診断乃至治療は進展していない。というのも、腎臓は、糸球体及び機能的・形態的に異なるセグメントからなるネフロンと呼ばれる最小単位が、ヒトでは約100万個集合して機能するという複雑な構成を持っている。腎疾患研究において、その特異な構築を無視して検討を行うことは困難である。腎疾患研究において、ネフロン・セグメントにおける種々の遺伝子の発現部位や発現量の同定は、重要な意味を持つと考えられることから、従来から、in situハイブリダイゼーション法や実体顕微鏡下マイクロダイセクション法を用いて、遺伝子発現に関する種々の検討が行われてきた。しかし、in situハイブリダイゼーション法は発現部位の同定に優れているが定量が困難であった。また、実体顕微鏡下マイクロダイセクション法は、技術的に熟練を要することや、ヒト・サンプルに応用することが難しいなどの問題があった。更に、疾患腎におけるRNAは極めて脆弱であり、微細なサンプルを用いた場合、正確な発現定量は困難であるという問題があった。
近位尿細管での病態又は蛋白尿に関連する特定の因子が、腎疾患の中心的役割を果たすことは示唆されてきたが、上述したように、腎臓の構造やその機能は複雑で、その機能の解明や疾患関連因子の特定には困難を有し、疾患の診断乃至治療法の開発は遅々として進んでいなかった。そのため、特定因子の解明や、腎疾患の診断乃至治療のための有効な手段の確立が強く望まれていた。
発 明 の 開 示
本発明は、腎疾患の解明並びに腎疾患の診断乃至至治療のために有用な腎疾患関連遺伝子群を提供することを主な目的とする。また該遺伝子群に関する情報を利用して、腎疾患の診断乃至治療に有効な手段、具体的には、腎疾患の罹患、重症度又は予後の診断乃至治療に有効な手段を提供することを主な目的とする。
上述したように、腎障害において、近位尿細管の病態又は蛋白尿が重要な役割を果たしていることは明らかである。本発明者は、近位尿細管の病態の適切な観察を行うために、実体顕微鏡下マイクロダイセクション法により収集した近位尿細管を用いて、組織切片からの微細構築の単離とPCRとを組み合わせる手法を開発した。そして、該手法を用いて顕微鏡下に尿細管あるいは糸球体のみを回収し、腎疾患モデルと正常モデルとの当該部位における遺伝子発現を定量的に比較検討して、腎疾患において特異的に発現している約2000の遺伝子を同定することに成功した。そして、それらの遺伝子の配列を解析し、該約2000の遺伝子からなる腎疾患関連遺伝子群を特定し、更に特定の機能に関与する可能性の高い複数の遺伝子群にグループ化した。また、該遺伝子群の情報を利用して、腎機能に関する新たな知見を見出し、また新規遺伝子も明らかにした。
このようなネフロン特異的な遺伝子群は、他に報告されたことがなく、現時点では、使用可能な、世界で唯一のものである。また本発明の遺伝子群は、腎疾患との関連が強く示唆される遺伝子の多くが包含されている。本願発明で明らかとなった技術は、全く新しい腎障害機序の解明につながるものであり、腎疾患の診断乃至治療のための有用な手段を提供するものである。
即ち、本発明は次の事項に関する。
1.以下の(a)〜(c)のいずれかに記載のDNAを有する遺伝子から選ばれる少なくとも1つの遺伝子を含む腎疾患関連遺伝子群:
(a)配列番号1〜2007のいずれかに記載の塩基配列からなるDNA、
(b)(a)に記載のDNAに対応するヒト由来のDNA、
(c)(a)又は(b)に記載のDNAと相補的な配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNA。
好ましくは各配列番号に対応するDNAを有する2007個の遺伝子を含む腎疾患関連遺伝子群、更に好ましくは該2007個の遺伝子からなる腎疾患関連遺伝子群である。
2.以下の(a)〜(c)のいずれかに記載のDNAを有する遺伝子から選ばれる少なくとも1つの遺伝子を含む免疫関連の腎疾患関連遺伝子群:
(a)配列番号9、23、32、42、69、70、73、105、129、185、202、219、225、256、273、279、337、435、456、518、525、533、544、592、596、624、630、636、645、647、651、873、894、896、916、929、931、948、952、956、975、988、1001、1003、1004、1032、1047、1050、1080、1153、1195、1236、1240、1278、1280、1298、1416、1425、1453、1478、1581、1597、1602、1609、1638、1646、1672、1691、1741、1784、1816、1841、1847、1906又は1918のいずれかに記載の塩基配列からなるDNA、
(b)(a)に記載のDNAに対応するヒト由来のDNA、
(c)(a)又は(b)に記載のDNAと相補的な配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNA。
好ましくは、各配列番号に対応するDNAを有する75個の遺伝子を含む腎疾患関連遺伝子群、更に好ましくは、該75個の遺伝子からなる腎疾患関連遺伝子群である。
3.以下の(a)〜(c)のいずれかに記載のDNAを有する遺伝子から選ばれる少なくとも1つの遺伝子を含むヒートショック蛋白質(Heat Shock Protein)及び/又はシャペロン(Chaperon)関連の腎疾患関連遺伝子群:
(a)配列番号17、18、246、277、278、309、414、527、543、560、611、1042又は1715のいずれかに記載の塩基配列からなるDNA、
(b)(a)に記載のDNAに対応するヒト由来のDNA、
(c)(a)又は(b)に記載のDNAと相補的な配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNA。
好ましくは、各配列番号に対応するDNAを有する13個の遺伝子を含む腎疾患関連遺伝子群、更に好ましくは、該13個の遺伝子からなる腎疾患関連遺伝子群である。
4.以下の(a)〜(c)のいずれかに記載のDNAを有する遺伝子から選ばれる少なくとも1つの遺伝子を含むユビキチン(Ubiquitin)及び/又はプロテオソーム(Proteasome)関連の腎疾患関連遺伝子群:
(a)配列番号50、58、86、93、97、189、191、211、304、308、324、353、413、460、471、484、486、511、512、534、548、549、587、689、970、1145、1182、1216、1558、1722又は1765のいずれかに記載の塩基配列からなるDNA、
(b)(a)に記載のDNAに対応するヒト由来のDNA、
(c)(a)又は(b)に記載のDNAと相補的な配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNA。
好ましくは、各配列番号に対応するDNAを有する31個の遺伝子を含む腎疾患関連遺伝子群、更に好ましくは、該31個の遺伝子からなる腎疾患関連遺伝子群である。
5.以下の(a)〜(c)のいずれかに記載のDNAを有する遺伝子から選ばれる少なくとも1つの遺伝子を含むリゾチーム(Lysozyme)関連の腎疾患関連遺伝子群:
(a)配列番号111、132、581、789、1045、1228又は1599のいずれかに記載の塩基配列からなるDNA、
(b)(a)に記載のDNAに対応するヒト由来のDNA、
(c)(a)又は(b)に記載のDNAと相補的な配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNA。
好ましくは、各配列番号に対応するDNAを有する7個の遺伝子を含む腎疾患関連遺伝子群、更に好ましくは、該7個の遺伝子からなる腎疾患関連遺伝子群である。
6.以下の(a)〜(c)のいずれかに記載のDNAを有する遺伝子から選ばれる少なくとも1つの遺伝子を含む薬剤耐性(Drug Resistance)関連の腎疾患関連遺伝子群:
(a)配列番号295又は1477のいずれかに記載の塩基配列からなるDNA、
(b)(a)に記載のDNAに対応するヒト由来のDNA、
(c)(a)又は(b)に記載のDNAと相補的な配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNA。
好ましくは、各配列番号に対応するDNAを有する2個の遺伝子を含む腎疾患関連遺伝子群、更に好ましくは該2個の遺伝子からなる腎疾患関連遺伝子群である。
7.以下の(a)〜(c)のいずれかに記載のDNAを有する遺伝子から選ばれる少なくとも1つの遺伝子を含む結合蛋白(Binding Protein)関連の腎疾患関連遺伝子群:
(a)配列番号6、22、28、113、173、201、262、263、318、365、371、392、406、440、453、477、519、540、553、561、674、690、704、706、710、763、774、833、881、884、912、914、961、1088、1110、1118、1127、1141、1572、1607、1649又は1843のいずれかに記載の塩基配列からなるDNA、
(b)(a)に記載のDNAに対応するヒト由来のDNA、
(c)(a)又は(b)に記載のDNAと相補的な配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNA。
好ましくは、各配列番号に対応するDNAを有する42個の遺伝子を含む腎疾患関連遺伝子群、更に好ましくは、該42個の遺伝子からなる腎疾患関連遺伝子群である。
8.以下の(a)〜(c)のいずれかに記載のDNAを有する遺伝子から選ばれる少なくとも1つの遺伝子を含むATPアーゼ関連の腎疾患関連遺伝子群:
(a)配列番号118、124、224、528、558、628、682、738、888又は1191のいずれかに記載の塩基配列からなるDNA、
(b)(a)に記載のDNAに対応するヒト由来のDNA、
(c)(a)又は(b)に記載のDNAと相補的な配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNA。
好ましくは、各配列番号に対応するDNAを有する10個の遺伝子を含む腎疾患関連遺伝子群、更に好ましくは、該10個の遺伝子からなる関連腎疾患関連遺伝子群である。
9.以下の(a)〜(c)のいずれかに記載のDNAを有する遺伝子から選ばれる少なくとも1つの遺伝子を含むチトクローム(Cytochrome)関連の腎疾患関連遺伝子群:
(a)配列番号48、145、155、163、212、284、325、347、402、478、693、739、1202、1404又は1878のいずれかに記載の塩基配列からなるDNA、
(b)(a)に記載のDNAに対応するヒト由来のDNA、
(c)(a)又は(b)に記載のDNAと相補的な配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNA。
好ましくは、各配列番号に対応するDNAを有する15個の遺伝子を含む腎疾患関連遺伝子群、更に好ましくは、該15個の遺伝子からなる腎疾患関連遺伝子群である。
10.以下の(a)〜(c)のいずれかに記載のDNAを有する遺伝子から選ばれる少なくとも1つの遺伝子を含むサイクリン(Cyclin)関連の腎疾患関連遺伝子群:
(a)配列番号244、254、287、514、995、1135又は1708のいずれかに記載の塩基配列からなるDNA、
(b)(a)に記載のDNAに対応するヒト由来のDNA、
(c)(a)又は(b)に記載のDNAと相補的な配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNA。
好ましくは、各配列番号に対応するDNAを有する7個の遺伝子を含む腎疾患関連遺伝子群、更に好ましくは、該7個の遺伝子からなる腎疾患関連遺伝子群である。
11.以下の(a)〜(c)のいずれかに記載のDNAを有する遺伝子から選ばれる少なくとも1つの遺伝子を含むFos/Ras/SV40関連の腎疾患関連遺伝子群:
(a)配列番号223、234、322、831、1061、1063、1065、1095、1308、1692又は1787のいずれかに記載の塩基配列からなるDNA、
(b)(a)に記載のDNAに対応するヒト由来のDNA、
(c)(a)又は(b)に記載のDNAと相補的な配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNA。
好ましくは、各配列番号に対応するDNAを有する11個の遺伝子を含む腎疾患関連遺伝子群、更に好ましくは、該11個の遺伝子からなる腎疾患関連遺伝子群である。
12.以下の(a)〜(c)のいずれかに記載のDNAを有する遺伝子から選ばれる少なくとも1つの遺伝子を含むメタロプロテイナーゼ(metalloproteinase)関連の腎疾患関連遺伝子群:
(a)配列番号359、361又は1345のいずれかに記載の塩基配列からなるDNA、
(b)(a)に記載のDNAに対応するヒト由来のDNA、
(c)(a)又は(b)に記載のDNAと相補的な配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNA。
好ましくは、各配列番号に対応するDNAを有する3個の遺伝子を含む腎疾患関連遺伝子群、更に好ましくは、該3個の遺伝子からなる腎疾患関連遺伝子群である。
13.以下の(a)〜(c)のいずれかに記載のDNAを有する遺伝子から選ばれる少なくとも1つの遺伝子を含む成長因子(Growth Factor)関連の腎疾患関連遺伝子群:
(a)配列番号192、217、806、1238、1725又は1873のいずれかに記載の塩基配列からなるDNA、
(b)(a)に記載のDNAに対応するヒト由来のDNA、
(c)(a)又は(b)に記載のDNAと相補的な配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNA。
好ましくは、各配列番号に対応するDNAを有する6個の遺伝子を含む腎疾患関連遺伝子群、更に好ましくは、該6個の遺伝子からなる腎疾患関連遺伝子群である。
14.以下の(a)〜(c)のいずれかに記載のDNAを有する遺伝子から選ばれる少なくとも1つの遺伝子を含むインテグリン(Integrin)関連の腎疾患関連遺伝子群:
(a)配列番号44、188、261、651又は1869のいずれかに記載の塩基配列からなるDNA、
(b)(a)に記載のDNAに対応するヒト由来のDNA、
(c)(a)又は(b)に記載のDNAと相補的な配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNA。
好ましくは、各配列番号に対応するDNAを有する5個の遺伝子を含む腎疾患関連遺伝子群、更に好ましくは、該5個の遺伝子からなる腎疾患関連遺伝子群である。
15.以下の(a)〜(c)のいずれかに記載のDNAを有する遺伝子から選ばれる少なくとも1つの遺伝子を含むキナーゼ(Kinase)関連の腎疾患関連遺伝子群:
(a)配列番号85、123、160、162、260、270、424、476、578、901、1084、1133、1218、1362、1628、1645、1682又は1697のいずれかに記載の塩基配列からなるDNA、
(b)(a)に記載のDNAに対応するヒト由来のDNA、
(c)(a)又は(b)に記載のDNAと相補的な配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNA。
好ましくは、各配列番号に対応するDNAを有する18個の遺伝子を含む腎疾患関連遺伝子群、更に好ましくは、該18個の遺伝子からなる腎疾患関連遺伝子群である。
16.以下の(a)〜(c)のいずれかに記載のDNAを有する遺伝子から選ばれる少なくとも1つの遺伝子を含む神経関連の腎疾患関連遺伝子群:
(a)配列番号3、120、243、455、472、584、792、826、993、1171、1194、1288、1335、1448、1778、1792、1817又は2007のいずれかに記載の塩基配列からなるDNA、
(b)(a)に記載のDNAに対応するヒト由来のDNA、
(c)(a)又は(b)に記載のDNAと相補的な配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNA。
好ましくは、各配列番号に対応するDNAを有する18個の遺伝子を含む腎疾患関連遺伝子群、更に好ましくは、該18個の遺伝子からなる腎疾患関連遺伝子群である。
17.以下の(a)〜(c)のいずれかに記載のDNAを有する遺伝子から選ばれる少なくとも1つの遺伝子を含むレセプター(Receptor)及び/又はトランスポーター(Transporter)関連の腎疾患関連遺伝子群:
(a)配列番号57、67、134、183、200、247、377、454、482、487、580、629、683、770、820、874、1019、1044、1103、1208、1321、1348、1378、1428、1491、1556、1635、1807、1808、1818、1839又は1912のいずれかに記載の塩基配列からなるDNA、
(b)(a)に記載のDNAに対応するヒト由来のDNA、
(c)(a)又は(b)に記載のDNAと相補的な配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNA。
好ましくは、各配列番号に対応するDNAを有する32個の遺伝子を含む腎疾患関連遺伝子群、更に好ましくは、該32個の遺伝子からなる腎疾患関連遺伝子群である。
18.以下の(a)〜(c)のいずれかに記載のDNAを有する遺伝子から選ばれる少なくとも1つの遺伝子を含む転写因子関連の腎疾患関連遺伝子群:
(a)配列番号372、400、430、457、526、531、1073、1211、1584又は1719のいずれかに記載の塩基配列からなるDNA、
(b)(a)に記載のDNAに対応するヒト由来のDNA、
(c)(a)又は(b)に記載のDNAと相補的な配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNA。
好ましくは、各配列番号に対応するDNAを有する10個の遺伝子を含む腎疾患関連遺伝子群、更に好ましくは、該10個の遺伝子からなる腎疾患関連遺伝子群である。
19.以下の(a)〜(c)のいずれかに記載のDNAを有する遺伝子から選ばれる少なくとも1つの遺伝子を含む腎疾患関連遺伝子群:
(a)配列番号61、263、278、295、763、896、916又は2007のいずれかに記載の塩基配列からなるDNA、
(b)(a)に記載のDNAに対応するヒト由来のDNA、
(c)(a)又は(b)に記載のDNAと相補的な配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNA。
好ましくは、各配列番号に対応するDNAを有する8個の遺伝子を含む腎疾患関連遺伝子群、更に好ましくは、該8個の遺伝子からなる腎疾患関連遺伝子群である。
20.項1〜19のいずれかに記載の遺伝子群の遺伝子配列を含む腎疾患関連遺伝子データベース。
21.項1〜19のいずれかに記載の遺伝子群の遺伝子配列を記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
22.項1〜19のいずれかに記載の遺伝子群の遺伝子配列を格納する手段と、遺伝子配列にアクセスする手段と、ターゲットとなる遺伝子配列を検索する手段を有する遺伝子配列データ処理装置。
23.項1〜19のいずれかに記載の遺伝子群の遺伝子配列を格納する手段と、遺伝子配列を修正、追加又は削除する手段を有する遺伝子データ処理装置。
24.項1〜19のいずれかに記載の遺伝子群の遺伝子配列を格納する手段と、遺伝子配列を編集、分類又はグループ化する手段を有する遺伝子データ処理装置。
25.項1〜19のいずれかに記載の遺伝子群の遺伝子配列を格納する手段と、遺伝子配列又は遺伝子配列から得られる情報を用いて演算処理を行う手段を有する遺伝子データ処理装置。
26.項1〜19のいずれかに記載の遺伝子群の遺伝子配列を格納する手段と、遺伝子配列、遺伝子配列から得られる情報又は遺伝子配列を電算処理した結果を表示する手段を有する遺伝子データ処理装置。
27.(a)配列番号1〜2007のいずれかに記載の塩基配列からなるDNA、(b)(a)に記載のDNAに対応するヒト由来のDNA、若しくは(c)(a)又は(b)に記載のDNAと相補的な配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAを有する腎疾患関連遺伝子。
28.(a)配列番号61に記載の塩基配列からなるDNA、(b)(a)に記載のDNAに対応するヒト由来のDNA、若しくは(c)(a)又は(b)に記載のDNAと相補的な配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAを有する腎疾患関連遺伝子。
29.項28又は29に記載の遺伝子によってコードされる腎疾患関連蛋白質。
30.項29に記載の腎疾患関連蛋白質又はその部分ペプチドを認識する抗体。
好ましくは、腎疾患検出用抗体、腎疾患解析用抗体、腎疾患診断用抗体である。
31.項30に記載の抗体を、検体試料と接触させて、抗体と結合する蛋白質の有無、部位又は量を測定する工程を有する腎疾患の診断乃至判定方法。
32.項30に記載の抗体を含有する腎疾患の検出乃至診断薬。
33.項28又は29に記載の遺伝子を含有するベクター。
34.項33に記載のベクターを含む形質転換体。
35.項34に記載の形質転換体を培養し、該形質転換体が産生する蛋白質を取得する工程を有する腎疾患関連蛋白質の生産方法。
36.項28又は29に記載の遺伝子が導入された腎疾患モデルトランスジェニック非ヒト動物。
37.項28又は29に記載の遺伝子を導入する工程を有する腎疾患モデルトランスジェニック非ヒト動物の作成方法。
より詳しくは項28又は29に記載の遺伝子を導入する工程を有する蛋白尿発生トランスジェニック非ヒト動物の作成方法である。
38.項36又は37に記載のトランスジェニック非ヒト動物に被検物質を投与し、該動物に対して被検物質が与える影響を測定する工程を含む腎疾患の診断至治療に有効な物質のスクリーニング方法。
39.項36又は37に記載のトランスジェニック非ヒト動物に、腎機能の回復又は障害を引き起こす操作を行い、次いで、被検物質を投与し、該動物に対して被検物質が与える影響を測定する工程を含む腎疾患の診断至治療に有効な物質のスクリーニング方法。
40.項28又は29に記載の遺伝子を欠損させたノックアウト非ヒト動物。
41.項40に記載のノックアウト非ヒト動物に被検物質を投与し、該動物に対して被検物質が与える影響を測定することを含む腎疾患の診断至治療に有効な物質のスクリーニング方法。
42.項40に記載のノックアウト非ヒト動物に、腎機能の回復又は障害を引き起こす操作を行った後、被検物質を投与し、被検物質が該動物に対して与える影響を測定する工程を含む腎疾患の診断至治療に有効な物質のスクリーニング方法。
43.配列番号1〜2007のいずれかに記載の塩基配列又はその相補配列の全部又は一部からなる腎疾患関連プローブ。
好ましくは、腎疾患関連遺伝子検出用プローブ、又は腎疾患解析乃至診断用プローブである。
44.検体から調整した遺伝子試料に、配列番号1〜2007に記載の塩基配列又はその相補配列の全部又は一部からなる腎疾患関連プローブの少なくとも1つをハイブリダイゼーションさせる工程を有する腎疾患のin vitro解析乃至診断方法。
45.配列番号1〜2007に記載の塩基配列又はその相補配列の全部又は一部からなるプローブを少なくとも1つ支持体上に固定化した腎疾患解析乃至診断用DNAチップ
好ましくは、配列番号1〜2007に記載の塩基配列又はその相補配列の全部又は一部からなる2007個のプローブを支持体上に固定化した腎疾患解析乃至診断用DNAチップである。
46.配列番号9、23、32、42、69、70、73、105、129、185、202、219、225、256、273、279、337、435、456、518、525、533、544、592、596、624、630、636、645、647、651、873、894、896、916、929、931、948、952、956、975、988、1001、1003、1004、1032、1047、1050、1080、1153、1195、1236、1240、1278、1280、1298、1416、1425、1453、1478、1581、1597、1602、1609、1638、1646、1672、1691、1741、1784、1816、1841、1847、1906又は1918のいずれかに記載の塩基配列又はその相補配列の全部又は一部からなるプローブを少なくとも1つ支持体上に固定化した免疫関連腎疾患解析乃至診断用DNAチップ。
好ましくは、上記配列番号に記載の塩基配列又はその相補配列の全部又は一部からなる75個のプローブを支持体上に固定化したDNAチップである。
47.配列番号17、18、246、277、278、309、414、527、543、560、611、1042又は1715のいずれかに記載の塩基配列又はその相補配列の全部又は一部からなるプローブを支持体上に固定化したヒートショック蛋白質(Heat Shock Protein)及び/又はシャペロン(Chaperon)関連腎疾患解析乃至診断用DNAチップ。
好ましくは、上記配列番号に記載の塩基配列又はその相補配列の全部又は一部からなる13個のプローブを支持体上に固定化したDNAチップである。
48.配列番号50、58、86、93、97、189、191、211、304、308、324、353、413、460、471、484、486、511、512、534、548、549、587、689、970、1145、1182、1216、1558、1722又は1765のいずれかに記載の塩基配列又はその相補配列の全部又は一部からなるプローブを少なくとも1つ支持体上に固定化したユビキチン(Ubiquitin)及び/又はプロテオソーム(Proteasome)関連腎疾患解析乃至診断用DNAチップ。
好ましくは、上記配列番号に記載の塩基配列又はその相補配列の全部又は一部からなる31個のプローブを支持体上に固定化したDNAチップである。
49.配列番号111、132、581、789、1045、1228又は1599のいずれかに記載の塩基配列又はその相補配列の全部又は一部からなるプローブを少なくとも1つ支持体上に固定化したリゾチーム(Lysozyme)関連腎疾患解析乃至診断用DNAチップ。
好ましくは、上記配列番号に記載の塩基配列又はその相補配列の全部又は一部からなる7個のプローブを支持体上に固定化したDNAチップである。
50.配列番号295又は1477のいずれかに記載の塩基配列又はその相補配列の全部又は一部からなるプローブを少なくとも1つ支持体上に固定化した薬剤耐性(Drug Resistance)関連腎疾患解析乃至診断用DNAチップ。
好ましくは、上記配列番号に記載の塩基配列又はその相補配列の全部又は一部からなる2個のプローブを支持体上に固定化したDNAチップである。
51.配列番号6、22、28、113、173、201、262、263、318、365、371、392、406、440、453、477、519、540、553、561、674、690、704、706、710、763、774、833、881、884、912、914、961、1088、1110、1118、1127、1141、1572、1607、1649又は1843のいずれかに記載の塩基配列又はその相補配列の全部又は一部からなるプローブを少なくとも1つ支持体上に固定化した結合蛋白(Binding Protein)関連腎疾患解析乃至診断用DNAチップ。
好ましくは、上記配列番号に記載の塩基配列又はその相補配列の全部又は一部からなる42個のプローブを支持体上に固定化したDNAチップである。
52.配列番号118、124、224、528、558、628、682、738、888又は1191のいずれかに記載の塩基配列又はその相補配列の全部又は一部からなるプローブを少なくとも1つ支持体上に固定化したATPアーゼ関連腎疾患解析乃至診断用DNAチップ。
好ましくは、上記配列番号に記載の塩基配列又はその相補配列の全部又は一部からなる10個のプローブを支持体上に固定化したDNAチップである。
53.配列番号48、145、155、163、212、284、325、347、402、478、693、739、1202、1404又は1878のいずれかに記載の塩基配列又はその相補配列の全部又は一部からなるプローブを少なくとも1つ支持体上に固定化したチトクローム(Cytochrome)関連腎疾患解析乃至診断用DNAチップ。
好ましくは、上記配列番号に記載の塩基配列又はその相補配列の全部又は一部からなる15個のプローブを支持体上に固定化したDNAチップである。
54.配列番号244、254、287、514、995、1135又は1708のいずれかに記載の塩基配列又はその相補配列の全部又は一部からなるプローブを少なくとも1つ支持体上に固定化したサイクリン(Cyclin)関連腎疾患解析乃至診断用DNAチップ。
好ましくは、上記配列番号に記載の塩基配列又はその相補配列の全部又は一部からなる7個のプローブを支持体上に固定化したDNAチップである。
55.配列番号223、234、322、831、1061、1063、1065、1095、1308、1692又は1787のいずれかに記載の塩基配列又はその相補配列の全部又は一部からなるプローブを少なくとも1つ支持体上に固定化したFos/Ras/SV40関連腎疾患解析乃至診断用DNAチップ。
好ましくは、上記配列番号に記載の塩基配列又はその相補配列の全部又は一部からなる11個のプローブを支持体上に固定化したDNAチップである。
56.配列番号359、361及び1345のいずれかに記載の塩基配列又はその相補配列の全部又は一部からなるプローブを少なくとも1つ支持体上に固定化したメタロプロテイナーゼ(metalloproteinase)関連腎疾患解析乃至診断用DNAチップ。
好ましくは、上記配列番号に記載の塩基配列又はその相補配列の全部又は一部からなる3個のプローブを支持体上に固定化したDNAチップである。
57.配列番号192、217、806、1238、1725又は1873のいずれかに記載の塩基配列又はその相補配列の全部又は一部からなるプローブを少なくとも1つ支持体上に固定化した成長因子(Growth Factor)関連腎疾患解析乃至診断用DNAチップ。
好ましくは、上記配列番号に記載の塩基配列又はその相補配列の全部又は一部からなる6個のプローブを支持体上に固定化したDNAチップである。
58.配列番号44、188、261、651又は1869のいずれかに記載の塩基配列又はその相補配列の全部又は一部からなるプローブを少なくとも1つ支持体上に固定化したインテグリン(Integrin)関連腎疾患解析乃至診断用DNAチップ。
好ましくは、上記配列番号に記載の塩基配列又はその相補配列の全部又は一部からなる5個のプローブを支持体上に固定化したDNAチップである。
59.配列番号85、123、160、162、260、270、424、476、578、901、1084、1133、1218、1362、1628、1645、1682又は1697のいずれかに記載の塩基配列又はその相補配列の全部又は一部からなるプローブを少なくとも1つ支持体上に固定化したキナーゼ(Kinase)関連腎疾患解析乃至診断用DNAチップ
好ましくは、上記配列番号に記載の塩基配列又はその相補配列の全部又は一部からなる18個のプローブを支持体上に固定化したDNAチップである。
60.配列番号3、120、243、455、472、584、792、826、993、1171、1194、1288、1335、1448、1778、1792、1817又は2007のいずれかに記載の塩基配列又はその相補配列の全部又は一部からなるプローブを少なくとも1つ支持体上に固定化した神経関連腎疾患解析乃至診断用DNAチップ。
好ましくは、上記配列番号に記載の塩基配列又はその相補配列の全部又は一部からなる18個のプローブを支持体上に固定化したDNAチップである。
61.配列番号57、67、134、183、200、247、377、454、482、487、580、629、683、770、820、874、1019、1044、1103、1208、1321、1348、1378、1428、1491、1556、1635、1807、1808、1818、1839又は1912のいずれかに記載の塩基配列又はその相補配列の全部又は一部からなるプローブを少なくとも1つ支持体上に固定化したレセプター(Receptor)及び/又はトランスポーター(Transporter)関連腎疾患解析乃至診断用DNAチップ。
好ましくは、上記配列番号に記載の塩基配列又はその相補配列の全部又は一部からなる32個のプローブを支持体上に固定化したDNAチップである。
62.配列番号372、400、430、457、526、531、1073、1211、1584又は1719のいずれかに記載の塩基配列又はその相補配列の全部又は一部からなるプローブを少なくとも1つ支持体上に固定化した転写因子関連腎疾患解析乃至診断用DNAチップ。
好ましくは、上記配列番号に記載の塩基配列又はその相補配列の全部又は一部からなる10個のプローブを支持体上に固定化したDNAチップである。
63.配列番号61、263、278、295、763、896、916又は2007のいずれかに記載の塩基配列又はその相補配列の全部又は一部からなるプローブを少なくとも1つ支持体上に固定化した腎疾患解析乃至診断用DNAチップ。
好ましくは、上記配列番号に記載の塩基配列又はその相補配列の全部又は一部からなる8個のプローブを支持体上に固定化したDNAチップである。
64.検体から調整した遺伝子試料を、項45〜63のいずれかに記載のDNAチップ上でハイブリダイゼーションさせる工程を有する腎疾患のin vitro解析乃至診断方法。
65.配列番号1〜2007のいずれかに記載の塩基配列に相補的または実質的に相補的な塩基配列を有する腎疾患診断乃至治療用アンチセンスDNA。
66.配列番号1〜2007のいずれかに記載の塩基配列に相補的または実質的に相補的な塩基配列を有するアンチセンスDNAを含有する腎疾患診断乃至治療薬。
67.配列番号1〜2007に記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子から選ばれる少なくとも1つの遺伝子の発現量を被験化合物の存在下及び非存在下において測定し、比較する腎疾患診断乃至治療薬の有効成分のスクリーニング方法。
68.配列番号9、23、32、42、69、70、73、105、129、185、202、219、225、256、273、279、337、435、456、518、525、533、544、592、596、624、630、636、645、647、651、873、894、896、916、929、931、948、952、956、975、988、1001、1003、1004、1032、1047、1050、1080、1153、1195、1236、1240、1278、1280、1298、1416、1425、1453、1478、1581、1597、1602、1609、1638、1646、1672、1691、1741、1784、1816、1841、1847、1906又は1918に記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子から選ばれる少なくとも1つの遺伝子の発現量を被験化合物の存在下及び非存在下において測定し、比較する免疫関連腎疾患診断乃至治療薬の有効成分のスクリーニング方法。
好ましくは、上記配列番号に記載の塩基配列からなるDNAを有する75個の遺伝子の発現量を測定するスクリーニング方法である。
69.配列番号17、18、246、277、278、309、414、527、543、560、611、1042又は1715に記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子から選ばれる少なくとも1つの遺伝子の発現量を被験化合物の存在下及び非存在下において測定し、比較するヒートショック蛋白質(Heat Shock Protein)及び/又はシャペロン(Chaperon)関連腎疾患診断乃至治療薬の有効成分のスクリーニング方法。
好ましくは、上記配列番号に記載の塩基配列からなるDNAを有する13個の遺伝子の発現量を測定するスクリーニング方法である。
70.配列番号50、58、86、93、97、189、191、211、304、308、324、353、413、460、471、484、486、511、512、534、548、549、587、689、970、1145、1182、1216、1558、1722又は1765に記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子から選ばれる少なくとも1つの遺伝子の発現量を被験化合物の存在下及び非存在下において測定し、比較するユビキチン(Ubiquitin)及び/又はプロテオソーム(Proteasome)関連腎疾患の診断乃至治療薬の有効成分のスクリーニング方法。
好ましくは、上記配列番号に記載の塩基配列からなるDNAを有する31個の遺伝子の発現量を測定するスクリーニング方法である。
71.配列番号111、132、581、789、1045、1228又は1599に記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子から選ばれる少なくとも1つの遺伝子の発現量を被験化合物の存在下及び非存在下において測定し、比較するリゾチーム(Lysozyme)関連腎疾患の診断乃至治療薬の有効成分のスクリーニング方法。
好ましくは、上記配列番号に記載の塩基配列からなるDNAを有する7個の遺伝子の発現量を測定するスクリーニング方法である。
72.配列番号295又は1477に記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子から選ばれる少なくとも1つの遺伝子の発現量を被験化合物の存在下及び非存在下において測定し、比較する薬剤耐性(Drug Resistance)関連腎疾患の診断乃至治療薬の有効成分のスクリーニング方法。
好ましくは、上記配列番号に記載の塩基配列からなるDNAを有する2個の遺伝子の発現量を測定するスクリーニング方法である。
73.配列番号6、22、28、113、173、201、262、263、318、365、371、392、406、440、453、477、519、540、553、561、674、690、704、706、710、763、774、833、881、884、912、914、961、1088、1110、1118、1127、1141、1572、1607、1649又は1843に記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子から選ばれる少なくとも1つの遺伝子の発現量を被験化合物の存在下及び非存在下において測定し、比較する結合蛋白(Binding Protein)関連腎疾患の診断乃至治療薬の有効成分のスクリーニング方法。
好ましくは、上記配列番号に記載の塩基配列からなるDNAを有する42個の遺伝子の発現量を測定するスクリーニング方法である。
74.配列番号118、124、224、528、558、628、682、738、888又は1191に記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子から選ばれる少なくとも1つの遺伝子の発現量を被験化合物の存在下及び非存在下において測定し、比較するATPアーゼ関連腎疾患の診断乃至治療薬の有効成分のスクリーニング方法。
好ましくは、上記配列番号に記載の塩基配列からなるDNAを有する10個の遺伝子の発現量を測定するスクリーニング方法である。
75.配列番号48、145、155、163、212、284、325、347、402、478、693、739、1202、1404又は1878に記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子から選ばれる少なくとも1つの遺伝子の発現量を被験化合物の存在下及び非存在下において測定し、比較するチトクローム(Cytochrome)関連腎疾患の診断乃至治療薬の有効成分のスクリーニング方法。
好ましくは、上記配列番号に記載の塩基配列からなるDNAを有する15個の遺伝子の発現量を測定するスクリーニング方法である。
76.配列番号244、254、287、514、995、1135又は1708に記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子から選ばれる少なくとも1つの遺伝子の発現量を被験化合物の存在下及び非存在下において測定し、比較するサイクリン(Cyclin)関連腎疾患の診断乃至治療薬の有効成分のスクリーニング方法。
好ましくは、上記配列番号に記載の塩基配列からなるDNAを有する7個の遺伝子の発現量を測定するスクリーニング方法である。
77.配列番号223、234、322、831、1061、1063、1065、1095、1308、1692又は1787に記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子から選ばれる少なくとも1つの遺伝子の発現量を被験化合物の存在下及び非存在下において測定し、比較するFos/Ras/SV40関連腎疾患の診断乃至治療薬の有効成分のスクリーニング方法。
好ましくは、上記配列番号に記載の塩基配列からなるDNAを有する11個の遺伝子の発現量を測定するスクリーニング方法である。
78.配列番号359、361又は1345に記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子から選ばれる少なくとも1つの遺伝子の発現量を被験化合物の存在下及び非存在下において測定し、比較するメタロプロテイナーゼ(metalloproteinase)関連腎疾患の診断乃至治療薬の有効成分のスクリーニング方法。
好ましくは、上記配列番号に記載の塩基配列からなるDNAを有する3個の遺伝子の発現量を測定するスクリーニング方法である。
79.配列番号192、217、806、1238、1725又は1873に記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子から選ばれる少なくとも1つの遺伝子の発現量を被験化合物の存在下及び非存在下において測定し、比較する成長因子(Growth Factor)関連腎疾患の診断乃至治療薬の有効成分のスクリーニング方法。
好ましくは、上記配列番号に記載の塩基配列からなるDNAを有する6個の遺伝子の発現量を測定するスクリーニング方法である。
80.配列番号44、188、261、651又は1869に記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子から選ばれる少なくとも1つの遺伝子の発現量を被験化合物の存在下及び非存在下において測定し、比較するインテグリン(Integrin)関連腎疾患の診断乃至治療薬の有効成分のスクリーニング方法。
好ましくは、上記配列番号に記載の塩基配列からなるDNAを有する5個の遺伝子の発現量を測定するスクリーニング方法である。
81.配列番号85、123、160、162、260、270、424、476、578、901、1084、1133、1218、1362、1628、1645、1682又は1697に記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子から選ばれる少なくとも1つの遺伝子の発現量を被験化合物の存在下及び非存在下において測定し、比較するキナーゼ(Kinase)関連腎疾患の診断乃至治療薬の有効成分のスクリーニング方法。
好ましくは、上記配列番号に記載の塩基配列からなるDNAを有する18個の遺伝子の発現量を測定するスクリーニング方法である。
82.配列番号3、120、243、455、472、584、792、826、993、1171、1194、1288、1335、1448、1778、1792、1817又は2007に記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子から選ばれる少なくとも1つの遺伝子の発現量を非験化合物の存在下及び非存在下において測定し、比較する神経関連腎疾患の診断乃至治療薬の有効成分のスクリーニング方法。
好ましくは、上記配列番号に記載の塩基配列からなるDNAを有する18個の遺伝子の発現量を測定するスクリーニング方法である。
83.配列番号57、67、134、183、200、247、377、454、482、487、580、629、683、770、820、874、1019、1044、1103、1208、1321、1348、1378、1428、1491、1556、1635、1807、1808、1818、1839又は1912に記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子から選ばれる少なくとも1つの遺伝子の発現量を被験化合物の存在下及び非存在下において測定し、比較するレセプター(Receptor)及び/又はトランスポーター(Transporter)関連腎疾患の診断乃至治療薬の有効成分のスクリーニング方法。
好ましくは、上記配列番号に記載の塩基配列からなるDNAを有する32個の遺伝子の発現量を測定するスクリーニング方法である。
84.配列番号372、400、430、457、526、531、1073、1211、1584又は1719に記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子から選ばれる少なくとも1つの遺伝子の発現量を被験化合物の存在下及び非存在下において測定し、比較する転写因子関連腎疾患の診断乃至治療薬の有効成分のスクリーニング方法。
好ましくは、上記配列番号に記載の塩基配列からなるDNAを有する10個の遺伝子の発現量を測定するスクリーニング方法である。
85.配列番号61、263、278、295、763、896、916又は2007に記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子から選ばれる少なくとも1つの遺伝子の発現量を被験化合物の存在下及び非存在下において測定し、比較する腎疾患の診断乃至治療薬の有効成分のスクリーニング方法。
好ましくは、上記配列番号に記載の塩基配列からなるDNAを有する8個の遺伝子の発現量を測定するスクリーニング方法である。
86.配列番号2007に記載の塩基配列からなるDNAを有し、かつ、p38MAPK活性化活性を有する蛋白質をコードする腎疾患関連遺伝子。
87.配列番号2007に記載の塩基配列からなるDNAを有し、かつ、急性腎障害及び/又は糸球体硬化促進活性を有する蛋白質をコードする腎疾患関連遺伝子。
88.配列番号2007に記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子を導入したトランスジェニック非ヒト動物或いは配列番号2007に記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子を欠損させたノックアウト非ヒト動物に、被検物質を投与し、該被検物質が(1)細胞内酸化ストレスの遷延化、(2)p38MAPK活性化、(3)F−actinの再構築及び/又は(4)細胞死に対する脆弱性に与える影響を測定する工程を有する腎疾患関連診断乃至治療薬の有効成分のスクリーニング方法。
89.配列番号896に記載の塩基配列からなるDNAを有し、かつ、近位尿細管障害活性を有する蛋白質をコードする腎疾患関連遺伝子。
90.配列番号896に記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子を導入したトランスジェニック非ヒト動物或いは配列番号896に記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子を欠損させたノックアウト非ヒト動物に、被検物質を投与し、該被検物質が(1)リンパ球系の活性化、及び/又は(2)TSA−1発現に与える影響を測定する工程を有する腎疾患関連診断乃至治療薬の有効成分のスクリーニング方法。
91.蛋白負荷した近位尿細管細胞に、被検物質を投与し、該被検物質が、(1)免疫関連腎疾患関連遺伝子群の遺伝子発現、及び/又は(2)Jak/Stat系の活性の変化に与える影響を測定する工程を有する免疫関連腎疾患診断乃至治療薬の有効成分のスクリーニング方法。
92.項38〜39、41〜42、67〜85、88、90又は91のいずれかに記載のスクリーニング方法によって得られる化合物又はその誘導体を有効成分とする腎疾患の診断乃至治療薬。
以下、本発明を詳細に説明する。
腎疾患関連遺伝子群
本発明の腎疾患関連遺伝子群は、配列番号1〜2007のいずれかに記載の塩基配列からなるDNA又は該塩基配列に対応するDNAを有する腎疾患関連遺伝子を含んで構成される。
腎疾患関連遺伝子とは、換言すると、腎疾患の発症又は進行或いはそれらの誘導又は調整に関与する遺伝子、具体的には、腎疾患の発症又は進行或いはそれらの誘導又は調整を行う蛋白質をコードする遺伝子である。
本発明において、腎疾患関連遺伝子群とは、腎疾患関連遺伝子の集合であり、具体的には、配列番号1〜2007のいずれかに記載の各塩基配列からなるDNAを有する遺伝子から選ばれる1又は複数の遺伝子の集合、もしくは、該遺伝子から選ばれる1又は複数の遺伝子と他の腎疾患関連遺伝子との集合である。
本発明における配列番号1〜2007に記載の各塩基配列からなるDNAを有する腎疾患関連遺伝子は、蛋白負荷した近位尿細管において特異的発現又は発現増加が認められたものである。
これらの遺伝子発現の増加は、実体顕微鏡下マイクロダイセクション法やレーザーマイクロダイセクション法により確認することができる。
ここで、レーザーマイクロダイセクション法とは、レーザー技術を応用し微細な組織構築を特異的に単離回収する方法である。
レーザーマイクロダイセクション法には、2種類の手法、即ち、Laser captured microdissection(LCM)法と、Laser manipulated microdissection(LMM)法がある。
このうち、LCM法は、組織標本上に薄い特殊なフィルムを乗せ、上方より直径25〜50μmのレーザービームを照射することにより、フィルムを溶かし、目的とする組織を粘着テープではがすように回収する方法である。レーザービーム径が比較的大きく、ビーム径を複数の段階に設定できるが、連続的には変更できない。この方法は腎組織における糸球体の単離に好適である。LCM法を利用して糸球体あるいは尿細管各部位を収集し、更にRT−PCR法あるいはサザンブロット法と組み合わせることにより、腎組織、特に、糸球体、近位尿細管とヘンレ上行脚での特異的な遺伝子発現の確認が可能となる。
一方、LMM法は、ビーム径1μm以下の強力なレーザーによりメスのように組織標本を切断し、回収する方法である。この方法では、レーザー発生装置と顕微鏡を用いる。組織標本を、コンピューターマウスでの操作が可能なマニュピレーター上に置き、顕微鏡下にトレースする。切断された組織片はレーザーにより吹き飛ばされ、上方に置いたチューブに回収される。LMM法により、糸球体を特異的に回収し、real time PCR法等により半定量して、同部位に特異的な遺伝子発現を確認する。レーザーマイクロダイセクション法により得られる細胞数は限られるため、細胞から抽出したRNAを増幅させるためには、更にPCR法を組み合わせて用いることが好適である。このレーザーマイクロダイセクション法は、従来のin situハイブリダイゼーション法に比べて、定量性にすぐれ、また、実体顕微鏡下マイクロダイセクション法より簡便であるという利点を有している。
このように、蛋白負荷した近位尿細管において特異的発現又は発現増加が認められる腎疾患関連遺伝子群は、腎疾患の発症又は進行或いはそれらの誘導又は調整との関連が強く示唆される。
従って、本願発明における腎疾患関連遺伝子群は、腎疾患解析用、腎疾患診断用、腎疾患検出用、腎疾患判定用、腎疾患の予後の解析用又は腎機能解析用などとして有用な遺伝子群である。
本願発明の遺伝子群は、配列番号1〜2007のいずれかに記載の塩基配列からなるDNAを有する2007個の遺伝子から選ばれる1又は複数個の遺伝子で構成される。例えば、本発明の腎疾患関連遺伝子群としては、2007個の遺伝子から選ばれる10個の遺伝子からなる遺伝子群や、2007個の遺伝子から選ばれる100個の遺伝子からなる遺伝子群が含まれる。
本願発明の腎疾患関連遺伝子群には、配列番号1〜2007に記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子から選ばれる遺伝子のみからなる遺伝子群で構成されるものでもよく、また、該2007個の遺伝子以外の他の公知の遺伝子を含んで構成されるものでもよい。
例えば、腎疾患関連遺伝子との関係が強く示唆される配列番号61、263、278、295、763、896、916又は2007に記載のDNA配列をそれぞれ有する8個の遺伝子のみからなる腎疾患関連遺伝子群が挙げられる。又は、該8個の遺伝子に、更に、公知の遺伝子を少なくとも1つ含めた遺伝子群が挙げられる。
本発明の腎疾患関連遺伝子群は、機能により、更に特定のグループ群に分類される。該特定のグループ群を利用すれば、各種疾患と遺伝子発現との関係や、各種腎疾患の原因などを効率よく解析することが可能になる。さらに、創薬のターゲットの絞り込みも適切に行うことができる。
例えば、次のような遺伝子群が挙げられる。
(a)免疫関連の腎疾患関連遺伝子群
配列番号9、23、32、42、69、70、73、105、129、185、202、219、225、256、273、279、337、435、456、518、525、533,544、592、596、624、630、636、645、647、651、873、894、896、916、929、931、948、952、956、975、988、1001、1003、1004、1032,1047、1050、1080、1153、1195、1236、1240、1278、1280、1298、1416、1425、1453、1478、1581、1597、1602、1609、1638、1646、1672、1691、1741、1784、1816、1841、1847、1906又は1918のいずれかに記載の塩基配列からなるDNA配列を有する遺伝子は、特に免疫機能と関連している。これらは、近位尿細管細胞が抗原提示細胞として深く炎症に関わることを示唆する免疫関連遺伝子である。例えば、配列番号896に記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子は、インターフェロンγの誘導遺伝子の一つで、T細胞の活性化のみならず、細胞増殖に関わるとされるTSA−1(thymic shared antigen−1)をコードする遺伝子である(Kosugi et al.:J Biol Chem 1998 May 15;273(20):12301−6)。配列番号975に記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子は、免疫反応において、キーとなる分子の一つであるセマフォリン4D(semaphorin 4D)をコードする遺伝子である(Watanabe et al.,J Immunol 2001 Oct 15;167(8):4321−8)。配列番号988に記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子は、Jak/Stat系誘導遺伝子の一つであって、免疫反応を引き起こす上でキーとなる遺伝子で、インターフェロン制御因子1(interferon regulatory facter 1(IRF−1))をコードする遺伝子である(Yu−Lee,Lupus 2001;10(10):691−9)。配列番号1280に記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子は、インターフェロンγの誘導遺伝子の一つであって、免疫反応を引き起こす上でキーとなる遺伝子で、MCP−1(monocyte chemoattractant protein−1)をコードする遺伝子である(Zoja et al.:Exp Nephrol 1999 Sep−Dec;7(5−6):420−8)。
また、蛋白尿により近位尿細管細胞においてStat1およびStat5の活性化が生じる事が示された。Stat1/5は遺伝子の転写を起こす蛋白であり、活性化により免疫関連の遺伝子群の発現増加が起こる。例えばStat1はインターフェロンγの主なシグナル伝達経路である。従って、インターフェロンγにより誘導される一群の免疫関連遺伝子具体的にはTSA−1を含む上記遺伝子群は、一つのグループを構成する。
従って、上記記載の配列番号の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子を含んで構成される遺伝子群、好ましくは、上記記載の配列番号の塩基配列からなるDNAを有する75個の遺伝子の集合からなる遺伝子群は、免疫関連の腎疾患解析用、免疫関連腎疾患診断用、免疫関連腎疾患検出用、免疫関連腎疾患判定用、免疫関連腎疾患の予後の解析用又は腎機能解析用などとして有用な遺伝子群である。例えば、これらの遺伝子を発現させた形質転換体やトランスジェニック動物に、被検物質を投与し、リンパ球や免疫系の機能に与える影響を測定して、腎疾患の診断又は治療に有効な薬物のスクリーニング、または腎疾患の診断、解析及び予後の悪化の判定などに利用することができる。
(b)ヒートショック蛋白質(Heat Shock Protein)及び/又はシャペロン(Chaperon)関連の腎疾患関連遺伝子群
配列番号17、18、246、277、278、309、414、527、543、560、611、1042又は1715のいずれかに記載のDNA配列を有する遺伝子は、特にヒートショック蛋白質(Heat Shock Protein(HSP))及び/又はシャペロン(Chaperon)に関連する機能を有している。これらは、近位尿細管細胞が蛋白負荷をストレスとして認識していることを示唆するHeat Shock Protein/Chaperone関連遺伝子である。例えば、配列番号278に記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子はHSP60をコードする遺伝子である。
従って、上記記載の配列番号の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子を含んで構成される遺伝子群、好ましくは、上記記載の配列番号の塩基配列からなるDNAを有する13個の遺伝子の集合からなる遺伝子群は、ヒートショック蛋白質(Heat Shock Protein)及び/又はシャペロン(Chaperon)関連の腎疾患解析用、ヒートショック蛋白質(Heat Shock Protein)及び/又はシャペロン(Chaperon)関連腎疾患診断用、ヒートショック蛋白質(Heat Shock Protein)及び/又はシャペロン(Chaperon)関連腎疾患検出用、ヒートショック蛋白質(Heat Shock Protein)及び/又はシャペロン(Chaperon)関連腎疾患判定用、ヒートショック蛋白質(Heat Shock Protein)及び/又はシャペロン(Chaperon)関連腎疾患の予後の解析用又は腎機能解析用などとして有用な遺伝子群である。例えば、これらの遺伝子を発現させた形質転換体やトランスジェニック動物に、被検物質を投与し、ヒートショック蛋白質及び/又はシャペロン(Chaperon)関連機能に与える影響を測定して、腎疾患の診断又は治療に有効な薬物のスクリーニング、または腎疾患の診断、解析及び予後の悪化の判定などに利用することができる。
(c)ユビキチン(Ubiquitin)及び/又はプロテオソーム(Proteasome)関連の腎疾患関連遺伝子群
配列番号50、58、86、93、97、189、191、211、304、308、324、353、413、460、471、484、486、511、512、534、548、549、587、689、970、1145、1182、1216、1558、1722又は1765のいずれかに記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子は、特にユビキチン(Ubiquitin)及び/又はプロテオソーム(Proteasome)に関連している。これらは、近位尿細管細胞が積極的に蛋白分解するとともに、蛋白をストレスとして認識していることを示唆するUbiquitin/Proteasome関連遺伝子である。
従って、上記記載の配列番号の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子を含んで構成される遺伝子群、好ましくは、上記記載の配列番号の塩基配列からなるDNAを有する31個の遺伝子の集合からなる遺伝子群は、ユビキチン(Ubiquitin)及び/又はプロテオソーム(Proteasome)関連の腎疾患解析用、ユビキチン(Ubiquitin)及び/又はプロテオソーム(Proteasome)関連腎疾患診断用、ユビキチン(Ubiquitin)及び/又はプロテオソーム(Proteasome)関連腎疾患検出用、ユビキチン(Ubiquitin)及び/又はプロテオソーム(Proteasome)関連腎疾患判定用、ユビキチン(Ubiquitin)及び/又はプロテオソーム(Proteasome)関連腎疾患の予後の解析用又は腎機能解析用などとして有用な遺伝子群である。例えば、これらの遺伝子を発現させた形質転換体やトランスジェニック動物に、被検物質を投与し、ユビキチン(Ubiquitin)及び/又はプロテオソーム(Proteasome)関連機能に与える影響を測定して、腎疾患の診断又は治療に有効な薬物のスクリーニング、または腎疾患の診断、解析及び予後の悪化の判定などに利用することができる。
(d)リゾチーム(Lysozyme)関連の腎疾患関連遺伝子群
配列番号111、132、581、789、1045、1228又は1599のいずれかに記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子は、特に、リゾチーム(Lysozyme)に関連している。これらは、近位尿細管細胞が積極的に蛋白分解に寄与していることを示唆するLysozyme関連遺伝子である。
従って、上記記載の配列番号の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子を含んで構成される遺伝子群、好ましくは、上記記載の配列番号の塩基配列からなるDNAを有する7個の遺伝子の集合からなる遺伝子群は、リゾチーム(Lysozyme)関連の腎疾患解析用、リゾチーム(Lysozyme)関連腎疾患診断用、リゾチーム(Lysozyme)関連腎疾患検出用、リゾチーム(Lysozyme)関連腎疾患判定用、リゾチーム(Lysozyme)関連腎疾患の予後の解析用又は腎機能解析用などとして有用な遺伝子群である。例えば、これらの遺伝子を発現させた形質転換体やトランスジェニック動物に、被検物質を投与し、リゾチーム(Lysozyme)関連機能に与える影響を測定して、腎疾患の診断又は治療に有効な薬物のスクリーニング、または腎疾患の診断、解析、予後の悪化の判定などに利用することができる。
(e)薬剤耐性(Drug Resistance)関連の腎疾患関連遺伝子 配列番号295又は1477のいずれかに記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子は、特に、薬剤耐性(Drug Resistance)に関連している。これらは、近位尿細管細胞が蛋白負荷で薬剤耐性を有することを示唆するDrug Resistance関連遺伝子である。例えば、配列番号295に記載の遺伝子は、MAP17遺伝子である。また、配列番号1477に記載の遺伝子は、PDZK1をコードする遺伝子である(Kocher et al.,Lab Invest 1999 Sep;79(9):1161−70)。
従って、上記記載の配列番号の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子を含んで構成される遺伝子群、好ましくは、上記記載の配列番号の塩基配列からなるDNAを有する2個の遺伝子の集合からなる遺伝子群は、薬剤耐性(Drug Resistance)関連腎疾患解析用、薬剤耐性(Drug Resistance)関連腎疾患診断用、薬剤耐性(Drug Resistance)関連腎疾患検出用、薬剤耐性(Drug Resistance)関連腎疾患判定用、薬剤耐性(Drug Resistance)関連腎疾患の予後の解析用又は腎機能解析用などとして有用な遺伝子群である。例えば、これらの遺伝子を発現させた形質転換体やトランスジェニック動物に、被検物質を投与し、薬剤耐性の変化や細胞機能の変化を測定して、腎疾患の診断又は治療に作用する薬物のスクリーニング、または腎疾患の診断、解析及び予後の悪化の判定などに利用することができる。
(f)結合蛋白(Binding Protein)関連の腎疾患関連遺伝子群
配列番号6、22、28、113、173、201、262、263、318、365、371、392、406、440、453、477、519、540、553、561、674、690、704、706、710、763、774、833、881、884、912、914、961、1088、1110、1118、1127、1141、1572、1607、1649又は1843のいずれかに記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子は、特に、結合蛋白(Binding Protein)に関連している。これらは、蛋白負荷による近位尿細管細胞内物質のconformation changeを示唆するBinding Protein関連遺伝子である。例えば、配列番号763に記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子は、Ezrinをコードする遺伝子である。また、配列番号263に記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子はcofilinをコードする遺伝子である。
従って、上記記載の配列番号の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子を含んで構成される遺伝子群、好ましくは、上記記載の配列番号の塩基配列からなるDNAを有する42個の遺伝子の集合からなる遺伝子群は、結合蛋白(Binding Protein)関連腎疾患解析用、結合蛋白(Binding Protein)関連腎疾患診断用、結合蛋白(Binding Protein)関連腎疾患検出用、結合蛋白(Binding Protein)関連腎疾患判定用、結合蛋白(Binding Protein)関連腎疾患の予後の解析用又は腎機能解析用などとして有用な遺伝子群である。例えば、これらの遺伝子を発現させた形質転換体やトランスジェニック動物に、被検物質を投与し、近位尿細管細胞内物質の構造変化や細胞内情報伝達系の変化などを測定して、腎疾患の診断又は治療に作用する薬物のスクリーニング、または腎疾患の診断、解析及び予後の悪化の判定などに利用することができる。
(g)ATPアーゼ(ATPase)関連の腎疾患関連遺伝子群
配列番号118、124、224、528、558、628、682、738、888又は1191のいずれかに記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子は、特に、ATPアーゼ(ATPase)に関連している。これらは、近位尿細管細胞が活性化していることを示唆するATPase関連遺伝子である。
従って、上記記載の配列番号の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子を含んで構成される遺伝子群、好ましくは、上記記載の配列番号の塩基配列からなるDNAを有する10個の遺伝子の集合からなる遺伝子群は、ATPアーゼ(ATPase)関連腎疾患解析用、ATPアーゼ(ATPase)関連腎疾患診断用、ATPアーゼ(ATPase)関連腎疾患検出用、ATPアーゼ(ATPase)関連腎疾患判定用、ATPアーゼ(ATPase)関連腎疾患の予後の解析用又は腎機能解析用などとして有用な遺伝子群である。例えば、これらの遺伝子を発現させた形質転換体やトランスジェニック動物に、被検物質を投与し、ATPアーゼ活性や細胞活性の変化などを測定して、腎疾患の診断又は治療に作用する薬物のスクリーニング、または腎疾患の診断、解析及び予後の悪化の判定などに利用することができる。
(h)チトクローム(Cytochrome)関連の腎疾患関連遺伝子群
配列番号48、145、155、163、212、284、325、347、402、478、693、739、1202、1404又は1878のいずれかに記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子は、特に、チトクローム(Cytochrome)に関連している。これらは、近位尿細管細胞内でアポトーシスが進行していることを示唆するCytochrome関連遺伝子の遺伝子である。
従って、上記記載の配列番号の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子を含んで構成される遺伝子群、好ましくは、上記記載の配列番号の塩基配列からなるDNAを有する15個の遺伝子の集合からなる遺伝子群は、チトクローム(Cytochrome)関連腎疾患解析用、チトクローム(Cytochrome)関連腎疾患診断用、チトクローム(Cytochrome)関連腎疾患検出用、チトクローム(Cytochrome)関連腎疾患判定用、チトクローム(Cytochrome)関連腎疾患の予後の解析用又は腎機能解析用などとして有用な遺伝子群である。例えば、これらの遺伝子を発現させた形質転換体やトランスジェニック動物に、被検物質を投与し、チトクローム関連機能や、活動エネルギーの変化、アポトーシスの進行の変化などを測定して、腎疾患の診断又は治療に作用する薬物のスクリーニング、または腎疾患の診断、解析及び予後の悪化の判定などに利用することができる。
(i)サイクリン(Cyclin)関連の腎疾患関連遺伝子群
配列番号244、254、287、514、995、1135又は1708のいずれかに記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子は、特に、サイクリン(Cyclin)に関連している。これらは、蛋白尿が近位尿細管細胞の増殖と関わることを示唆するCyclin関連遺伝子である。
従って、上記記載の配列番号の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子を含んで構成される遺伝子群、好ましくは、上記記載の配列番号の塩基配列からなるDNAを有する7個の遺伝子の集合からなる遺伝子群は、サイクリン(Cyclin)関連の腎疾患解析用、サイクリン(Cyclin)関連腎疾患診断用、サイクリン(Cyclin)関連腎疾患検出用、サイクリン(Cyclin)関連腎疾患判定用、サイクリン(Cyclin)関連腎疾患の予後の解析用又は腎機能解析用などとして有用な遺伝子群である。例えば、これらの遺伝子を発現させた形質転換体やトランスジェニック動物に、被検物質を投与し、サイクリン関連機能や細胞増殖などを測定して、腎疾患の診断又は治療に作用する薬物のスクリーニング、または腎疾患の診断、解析、及び予後の悪化の判定などに利用することができる。
(j)Fos及び/又はRas及び/又はSV40関連の腎疾患関連遺伝子群 配列番号223、234、322、831、1061、1063、1065、1095、1308、1692又は1787のいずれかに記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子は、特に、Fos及び/又はRas及び/又はSV40に関連している。これら蛋白尿が近位尿細管細胞の形質転換と関わることを示唆するFos/Ras/SV40関連遺伝子の遺伝子である。
従って、上記記載の配列番号の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子を含んで構成される遺伝子群、好ましくは、上記記載の配列番号の塩基配列からなるDNAを有する11個の遺伝子の集合からなる遺伝子群は、Fos及び/又はRas及び/又はSV40関連の腎疾患解析用、Fos及び/又はRas及び/又はSV40関連腎疾患診断用、Fos及び/又はRas及び/又はSV40関連腎疾患検出用、Fos及び/又はRas及び/又はSV40関連腎疾患判定用、Fos及び/又はRas及び/又はSV40関連腎疾患の予後の解析用又は腎機能解析用などとして有用な遺伝子群である。例えば、これらの遺伝子を発現させた形質転換体やトランスジェニック動物に、被検物質を投与し、Fos及び/又はRas及び/又はSV40関連機能に与える影響などを測定して、腎疾患の診断又は治療に作用する薬物のスクリーニング、または腎疾患の診断、解析及び予後の悪化の判定などに利用することができる。
(k)メタロプロテイナーゼ(metalloproteinase)関連の腎疾患関連遺伝子群
配列番号359、361又は1345のいずれかに記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子は、特に、メタロプロテイナーゼ(metalloproteinase)に関連している。これらは、蛋白尿が近位尿細管細胞の形質転換と関わることを示唆するmetalloproteinase関連遺伝子である。
従って、上記記載の配列番号の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子を含んで構成される遺伝子群、好ましくは、上記記載の配列番号の塩基配列からなるDNAを有する3個の遺伝子の集合からなる遺伝子群は、メタロプロテイナーゼ(metalloproteinase)関連の腎疾患解析用、メタロプロテイナーゼ(metalloproteinase)関連腎疾患診断用、メタロプロテイナーゼ(metalloproteinase)関連腎疾患検出用、メタロプロテイナーゼ(metalloproteinase)関連腎疾患判定用、メタロプロテイナーゼ(metalloproteinase)関連腎疾患の予後の解析用又は腎機能解析用などとして有用な遺伝子群である。例えば、これらの遺伝子を発現させた形質転換体やトランスジェニック動物に、被検物質を投与し、メタプロテイナーゼの発現やメタプロテイナーゼ関連機能に与える影響などを測定して、腎疾患の診断又は治療に作用する薬物のスクリーニング、または腎疾患の診断、解析及び予後の悪化の判定などに利用することができる。
(l)成長因子(Growth Factor)関連の腎疾患関連遺伝子群
配列番号192、217、806、1238、1725又は1873のいずれかに記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子は、特に、成長因子(Growth Factor)に関連している。これらは、蛋白尿による影響にGrowth Factorが関わることを示唆するGrowth Factor関連遺伝子である。
従って、上記記載の配列番号の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子を含んで構成される遺伝子群、好ましくは、上記記載の配列番号の塩基配列からなるDNAを有する6個の遺伝子の集合からなる遺伝子群は、成長因子(Growth Factor)関連の腎疾患解析用、成長因子(Growth Factor)関連腎疾患診断用、成長因子(Growth Factor)関連腎疾患検出用、成長因子(Growth Factor)関連腎疾患判定用、成長因子(Growth Factor)関連腎疾患の予後の解析用又は腎機能解析用などとして有用な遺伝子群である。例えば、これらの遺伝子を発現させた形質転換体やトランスジェニック動物に、被検物質を投与し、成長因子の増減や成長因子関連機能に与える影響などを測定して、腎疾患の診断又は治療に作用する薬物のスクリーニング、または腎疾患の診断、解析及び予後の悪化の判定などに利用することができる。
(m)インテグリン(Integrin)関連の腎疾患関連遺伝子群
配列番号44、188、261、651又は1869のいずれかに記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子は、特に、インテグリン(Integrin)に関連している。これらは、蛋白尿による近位尿細管細胞への影響に細胞外マトリックスが関わることを示唆するIntegrin関連遺伝子である。
従って、上記記載の配列番号の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子を含んで構成される遺伝子群、好ましくは、上記記載の配列番号の塩基配列からなるDNAを有する5個の遺伝子の集合からなる遺伝子群は、インテグリン(Integrin)関連の腎疾患解析用、インテグリン(Integrin)関連腎疾患診断用、インテグリン(Integrin)関連腎疾患検出用、インテグリン(Integrin)関連腎疾患判定用、インテグリン(Integrin)関連腎疾患の予後の解析用又は腎機能解析用などとして有用な遺伝子群である。例えば、これらの遺伝子を発現させた形質転換体やトランスジェニック動物に、被検物質を投与し、インテグリン関連機能や細胞外マトリックスに与える影響などを測定して、腎疾患の診断又は治療に作用する薬物のスクリーニング、または腎疾患の診断、解析及び予後の悪化の判定などに利用することができる。
(n)キナーゼ(Kinase)関連の腎疾患関連遺伝子群
配列番号85、123、160、162、260、270、424、476、578、901、1084、1133、1218、1362、1628、1645、1682又は1697のいずれかに記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子は、特に、キナーゼ(Kinase)に関連している。これらは、蛋白尿により近位尿細管細胞内において様々なシグナル伝達が関わることを示唆するKinase関連遺伝子である。例えば、配列番号260に記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子は、MEK2(MAP kinase/Erk kinase)をコードする遺伝子である。また、配列番号1697に記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子も、MEKキナーゼをコードする遺伝子である(Pages,G.et al.,Science,286,1374−1377,1999)。
従って、上記記載の配列番号の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子を含んで構成される遺伝子群、好ましくは、上記記載の配列番号の塩基配列からなるDNAを有する18個の遺伝子の集合からなる遺伝子群は、キナーゼ(Kinase)関連の腎疾患解析用、キナーゼ(Kinase)関連腎疾患診断用、キナーゼ(Kinase)関連腎疾患検出用、キナーゼ(Kinase)関連腎疾患判定用、キナーゼ(Kinase)関連腎疾患の予後の解析用又は腎機能解析用などとして有用な遺伝子群である。例えば、これらの遺伝子を発現させた形質転換体やトランスジェニック動物に、被検物質を投与し、キナーゼの活性変化やシグナル伝達などの細胞機能に与える影響などを測定して、腎疾患の診断又は治療に作用する薬物のスクリーニング、または腎疾患の診断、解析及び予後の悪化の判定などに利用することができる。
(o)神経関連の腎疾患関連遺伝子群
配列番号3、120、243、455、472、584、792、826、993、1171、1194、1288、1335、1448、1778、1792、1817又は2007のいずれかに記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子は、特に、神経に関連している。これらは、蛋白尿により近位尿細管細胞が幼弱化していることを示唆する神経関連遺伝子である。
従って、上記記載の配列番号の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子を含んで構成される遺伝子群、好ましくは、18個の遺伝子の集合からなる遺伝子群は、神経関連腎疾患解析用、神経関連腎疾患診断用、神経関連腎疾患検出用、神経関連腎疾患判定用、神経関連腎疾患の予後の解析用又は腎機能解析用などとして有用な遺伝子群である。例えば、これらの遺伝子を発現させたトランスジェニック非ヒト動物と発現させていない非ヒト動物の双方に被検物質を投与し、動態や神経系の発達の差異などの比較検討を行って、腎疾患の診断乃至治療に有効な薬物のスクリーニング、または腎疾患の診断、解析及び予後の悪化の判定などに利用することができる。
(p)レセプター(Receptor)及び/又はトランスポーター(Transporter)関連の腎疾患関連遺伝子群
配列番号57、67、134、183、200、247、377、454、482、487、580、629、683、770、820、874、1019、1044、1103、1208、1321、1348、1378、1428、1491、1556、1635、1807、1808、1818、1839又は1912のいずれかに記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子は、特に、レセプター(Receptor)及び/又はトランスポーター(Transporter)に関連している。これらは、蛋白尿により近位尿細管細胞機能が変化していることを示唆するReceptor/Transporter関連遺伝子である。
従って、上記記載の配列番号の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子を含んで構成される遺伝子群、好ましくは、上記記載の配列番号の塩基配列からなるDNAを有する32個の遺伝子の集合からなる遺伝子群は、レセプター(Receptor)及び/又はトランスポーター(Transporter)関連腎疾患解析用、レセプター(Receptor)及び/又はトランスポーター(Transporter)関連腎疾患診断用、レセプター(Receptor)及び/又はトランスポーター(Transporter)関連腎疾患検出用、レセプター(Receptor)及び/又はトランスポーター(Transporter)関連腎疾患判定用、レセプター(Receptor)及び/又はトランスポーター(Transporter)関連腎疾患の予後の解析用又は腎機能解析用などとして有用な遺伝子群である。例えば、これらの遺伝子を発現させた形質転換体やトランスジェニック動物に、被検物質を投与し、レセプター及び/又はトランスポーター関連機能又は細胞機能に与える影響などを測定して、腎疾患の診断又は治療に作用する薬物のスクリーニングまたは腎疾患の診断、解析及び予後の悪化の判定などに利用することができる。
(q)転写因子関連の腎疾患関連遺伝子群
配列番号372、400、430、457、526、531、1073、1211、1584又は1719のいずれかに記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子は、特に、転写因子に関連している。これらは、遺伝子発現の変化に様々な転写調節因子が関与していることを示唆する転写因子関連遺伝子である。
従って、上記記載の配列番号の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子を含んで構成される遺伝子群、好ましくは、上記記載の配列番号の塩基配列からなるDNAを有する10個の遺伝子の集合からなる遺伝子群は、転写因子関連腎疾患解析用、転写因子関連腎疾患診断用、転写因子関連腎疾患検出用、転写因子関連腎疾患判定用、転写因子関連腎疾患の予後の解析用又は腎機能解析用などとして有用な遺伝子群である。例えば、これらの遺伝子を発現させた形質転換体やトランスジェニック動物に、被検物質を投与し、転写因子又は転写調節因子関連機能に与える影響などを測定して、腎疾患の診断又は治療に作用する薬物のスクリーニングまたは腎疾患の診断、解析及び予後の悪化の判定などに利用することができる。
これら本発明の腎疾患関連遺伝子群には、各群に記載の配列番号の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子のみからなる遺伝子群であってもよく、また、各群に記載の配列番号の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子以外の他の遺伝子を含んで構成されるものであってもよい。
また、本発明の遺伝子群は、各配列番号の塩基配列からなるDNAと相補的な配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAを有する遺伝子を含んで構成される遺伝子群として用いることができる。
また、該遺伝子群は、上記記載の配列番号の塩基配列からなるDNAに対応するヒト由来のDNAを有する遺伝子を含んで構成される遺伝子群として用いることができる。また、上記記載の配列番号の塩基配列からなるDNAに対応するヒト由来のDNAを有する遺伝子と相補的な配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAを有する遺伝子を含んで構成される遺伝子群として用いることができる。
本発明において、「ストリンジェントな条件」とは、特異的なハイブリダイゼーションのみが起き、非特異的なハイブリダイゼーションが起きないような条件をいう。このような条件とは、通常、「1xSSC、0.1%SDS、37℃」程度であり、好ましくは「0.5xSSC、0.1%SDS、42℃」程度であり、更に好ましくは、「0.2xSSC、0.1%SDS、65℃」程度である。配列番号1〜2007のいずれかに記載の塩基配列からなるDNAと相補的な配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAとは、配列番号1〜2007に記載の塩基配列からなるDNAと通常高い相同性を有している。ここで、高い相同性とは、60%以上の相同性、好ましくは75%以上の相同性、更に好ましくは90%以上の相同性を指す。
これらの遺伝子群は、該遺伝子群の関連する機能に応じて、所望の目的に応じて使用することができ、各種腎疾患解析用、各種腎疾患診断用、各種腎疾患検出用、各種腎疾患判定用、各種腎疾患の予後の解析用又は腎機能解析用などとして用いられる。
また、本発明の遺伝子群と近位尿細管の機能等との関係を調べることによって、蛋白尿が腎臓のメカニズムに与える影響なども解析することができる。更に、該解析した結果に基づいて腎疾患の診断乃至治療に有効な成分の探索を効率よく進めることができる。
本発明の特定の遺伝子群を利用して得られる情報並びに知見は、疾患の予防、治療又は診断に有効な治療薬の開発、疾患の罹患、重症度、予後の判定などに有用に利用できるものである。
腎疾患関連遺伝子群の遺伝子配列を利用したデータベース、記録媒体及びデータ処理装置
本発明は、更に、上記腎疾患関連遺伝子群を利用したデータベース、記録媒体及びデータ処理装置を提供する。
データベースは、上記腎疾患関連遺伝子群の遺伝子の配列を含んで構成される。該データベースには、他の公知の遺伝子配列を含めることもできる。
本発明のデータベースに含まれる遺伝子は、必要に応じて、適宜修正、追加、削除することができる。そしてまた、それらを更新して用いることもできる。更に、編集、分類又はグループ化して用いることもできる。
本発明のデータベースにおいては、遺伝子配列に加えて、該遺伝子又は腎疾患に関する有用な情報を含めることができる。例えば、各遺伝子のコードする蛋白質や特定機能に関する情報、該遺伝子の由来する生物種名、腎疾患の種類や態様に関連する情報、検体に関する情報などを含めることができる。
本発明のデータベースは、腎疾患に関連する遺伝子の情報をはじめとして、腎疾患に関連する有用な情報を含むものであるから、各種腎疾患の解析用、診断用、検出用、判定用、腎疾患の予後の解析用又は腎機能解析用などとして、有用に用いることができる。
本発明のデータベースから得られる情報は全体的又は部分的に利用することができる。また変形して利用することもできる。
本発明の記録媒体は、上記腎疾患関連遺伝子群の遺伝子配列を記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
ここで、記録媒体としては、遺伝子配列を記録して保存することができるものであれば特に限定されることはない。例えば、磁気テープ、光磁気ディスク、光ディスクなどが挙げられる。
本発明の該記録媒体には、遺伝子配列だけでなく、遺伝子配列に関する情報、例えば、遺伝子の由来や遺伝子がコードする蛋白質などの情報も記録することができる。また遺伝子配列の解析に有用なプログラム、例えば、演算処理プログラムや画像処理プログラム等を記録することもできる。
本発明の記録媒体は、該記録媒体に記録された遺伝子配列や遺伝子配列に関する情報を、該記録媒体を挿入したコンピュータで読み取ること、読み取った情報を利用して、表示すること、また演算等の各種処理を行うことなどにより利用することができる。
本発明の遺伝子データ処理装置は、上記腎疾患関連遺伝子群を構成する遺伝子の配列の解析手段、統計手段、検索手段など、本発明の遺伝子群を構成する遺伝子の配列又は関連情報を処理する機能を備えた装置である。
例えば、本発明の遺伝子データ処理装置には、遺伝子配列を格納する手段、該遺伝子配列にアクセスする手段、ターゲットとなる遺伝子配列を検索する手段、演算処理、画像処理又は編集処理等の電算処理結果を表示する手段、遺伝子配列又は遺伝子配列から得られる情報を利用して演算処理を行う手段、遺伝子の塩基配列をアミノ酸配列に翻訳する手段、遺伝子配列を用いて相同性検索を行う手段、遺伝子を追加、削除及び/又は修正する手段、遺伝子配列の編集、分類、グループ化を行う手段、患者情報など各種情報との照合手段などの種々の機能を有する手段を設けることができる。
遺伝子データ処理装置においては、以上に記載したような各処理手段を、所望に応じて1又は2種以上組み合わせて用いることができる。
これらのデータベース、記録媒体又はデータ処理装置を用いることにより、本発明の腎疾患関連遺伝子群から得られる有用な情報の検討をより適切かつ迅速に行うことができる。また、これらを利用して、腎疾患の検出や診断、腎機能の解析、創薬ターゲットのスクリーニングなどを効率よく進めることもできる。
腎疾患関連遺伝子
次に、本発明の遺伝子群を構成する個々の遺伝子の機能について、例を挙げて、更に詳細に説明する。
・配列番号2007に記載の配列を有する遺伝子(GMF−B(Glia maturation factor−beta)遺伝子)
本発明の遺伝子のうち、配列番号2007に記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子は、近位尿細管障害への関与が特に強く示唆される遺伝子である。相同性検索を行った結果、この遺伝子はGMF−B遺伝子と考えられる。
GMF−B遺伝子は、分子量17−kDaの脳グリア細胞の分化を誘導する脳特異的なタンパク質として単離されており、神経グリア培養細胞(C6細胞)においては、GMF遺伝子発現により転写因子NF−kBを活性化し、神経成長因子産生や神軽成長因子の分泌を起こす事が知られている。GMF−B遺伝子のアミノ酸配列は種を越えて、極めて良く保存されており、マウスとウシ間では100%、ヒトとマウス間で98%の相同性がある。この事は本遺伝子産物が生命現象に必須であることを示唆する。そのアミノ酸配列は核移行シグナルと細胞骨格蛋白であるアクチンと結合するコフィリン(cofilin)と類似の配列を有している。
従来、GMF−B遺伝子は、脳に特異的に発現し、神経細胞の成長・分化に関与することが知られていたが、他の臓器での機能は明らかにされていなかった。
本発明において、このGMF−B遺伝子が、障害を起こした腎細胞に特異的に発現していることが明らかとなった。
更に、腎近位尿細管病態モデルにおいて、このGMF−B遺伝子を強制発現させて解析したところ、(1)p38MAPKの活性化が生じることが明らかとなった。
一般に、p38MAPKは高血糖、酸化ストレス、虚血ストレス、紫外線照射など刺激により活性化され、細胞の増殖・分化、又はアポトーシスなどの細胞死を引き起こす、生体内でストレス応答に関わる主要なシグナル伝達分子である。活性化したp38は、MAPKAP2、Elk−1などの細胞内シグナル伝達系・転写因子等をリン酸化することにより、それらの分子を活性化する。例えば、p38により活性化される転写因子Elk−1はSREと呼ばれる遺伝子配列に結合し、Egr−1遺伝子発現を誘導する。結果として、ケモカイン(MCP1、IL1βなど)・細胞接着因子レセプター等の発現を促進する事が分っている。これらは、いずれも、腎障害に関与する分子群である。つまり、p38MAPKの活性化は、腎障害に関与する分子群が誘導される鍵になっていると考えられている。
従って、GMF−B遺伝子の近位尿細管での発現誘導によって、P38MAPKの活性化が生じるという事実は、本遺伝子又は遺伝子産物が近位尿細管障害に関わることを強く示唆するものである。
更に、腎近位尿細管病態モデルにおいてこのGMF−B遺伝子を強制発現させて解析した結果、(2)F−アクチンの再構築が起ること、及び(3)F−アクチン/活性型p38/GMF−Bの細胞内での存在場所が同一であることも明らかになった。
細胞骨格蛋白であるF−アクチンは、種々の病態において再構築が起ることが知られている。腎臓では、虚血を起こすと、尿細管上皮細胞でF−アクチンの再構築がおこる。糸球体メサンギウム細胞では高血糖(糖尿病性腎障害モデル)や腎炎の一形態である膜性腎症や補体による実験腎炎モデルなどで、F−アクチンの再構築が報告されている。この様なことから、F−アクチンの再構築により細胞極性が無くなり、細胞−細胞間、細胞−細胞外基質間の接着が障害されると考えられている。
結果として、虚血では急性尿細管壊死と呼ばれる急性腎障害が起り、また、糸球体メサンギウム細胞機能が障害され、その結果、糸球体硬化(つまり腎障害の末期像)へと進展すると考えられている。
従って、GMF−B遺伝子の近位尿細管での発現誘導によって、F−アクチンの再構築をもたらすという事実は、本遺伝子が細胞−細胞間、細胞−細胞外基質間の接着を障害し、結果として、急性腎障害、糸球体硬化への進展を誘発していることを示唆するものである。
また、更に次のことが明らかとなった。
GMF−Bを強制的に近位尿細管細胞で発現させた場合には、細胞死(アポトーシス)が起りやすくなる。また、細胞内の酸化ストレス刺激(例えばH202刺激のような酸化ストレス)によって、強制発現系でのみ細胞死が起る。
アンチセンスGMF−B導入細胞、遺伝子導入を行っていない細胞、GMF−B強制発現細胞、GMF−B強制発現細胞にp38MAPK阻害剤を加えた場合について、アポトーシス(細胞死)によるDNAの断片化を調べると、GMF−B強制発現系でのみ細胞死の増強が認められる。一方p38MAPK阻害剤(SB203580)を加えたものは遺伝子導入を行っていない細胞と同レベルになる。
また、細胞死に関わる重要なcaspase3活性をGMF−B強制発現系とwild type(近位尿細管培養細胞系)、アンチセンスGMF−B発現系で測定すると、H202刺激によりcaspase3活性はGMF−B発現細胞系でのみ顕著に誘導される。一方、p38MAPK阻害剤、caspase3阻害剤でそれらの誘導は抑制される。
更に、細胞死(apoptosis)の早期マーカーであるアネキシンV(Annexin V)の細胞膜への結合(binding)を、フローサイトメトリー(Flow cytometry)により同定すると、H202刺激により、アンチセンスGMF−B強制発現細胞、ワイルドタイプ(wild type)細胞、GMF−B強制発現細胞で細胞死が起こり、そのうち、GMF−B強制発現細胞では細胞死が著明に起こる。この結果、GMF−B強制発現系ではH202刺激により細胞死がおこりやすくなっていることを示すものである。猶、これらの変化はp38MAPK阻害剤(SB203580)により抑制される。
また、GMF−B強制発現系では、H202刺激により細胞内の酸化ストレス(ROS:eactive xgen species)が遷延する。更に、細胞内に酸化ストレスを惹起する代表的な因子であるTNF−aとアンギオテンシンII(angiotensinII)で刺激した場合も、やはり細胞内の酸化ストレスが遷延する。
これらのことは、GMF−B発現が細胞内酸化ストレスの遷延化をもたらし、p38MAPK活性化、F−actinの再構築、細胞死に対する脆弱性を引き起こすことを示唆するものである。
これらのことから、GMF−B発現細胞を用いることによって、候補物質が、1.細胞死に対する脆弱性、2:F−actinの再構築、3:酸化ストレスの遷延化の、どのパスウェイを抑制するかを確認することが可能である。
従って、細胞死、F−actinの再構築、酸化ストレスなどへの作用が考えられる物質を中心に候補物質を探索すること、または被検物質がGMF−B遺伝子の発現やGMF−B遺伝子発現により誘導される事象に与える影響を測定することによって、腎疾患の診断乃至治療薬の有効成分を効率よく探索することができる。
例えば、GMF−B遺伝子を発現させた形質転換体、トランスジェニック非ヒト動物或いはGMF−B遺伝子ノックアウト非ヒト動物に、被検物質を投与し、該被検物質が(1)細胞内酸化ストレスの遷延化、(2)p38MAPK活性化、(3)F−actinの再構築、又は(4)細胞死に対する脆弱性などに与える影響を測定することによって、腎疾患診断乃至治療薬の候補物質を探索(スクリーニング)することができる。
GMF−Bの発現により、細胞骨格に関与するアクチン遺伝子ファミリーの発現あるいは蛋白構築が変化する。また、p38MAPKを介し細胞内酸化ストレスの遷延をもたらす。従ってGMF−B発現によりアクチン遺伝子ファミリーおよびkinase関連遺伝子が一群となって発現あるいは機能調節を来す。
このようなGMF−B発現誘導及びそれに続く事象は、腎臓に限定される現象ではなく、生体内の一般的な事象である。従って、上記のような方法は、腎疾患だけでなく、例えば、肝障害、呼吸器疾患、神経脳疾患、消化器疾患、自己免疫疾患など、慢性刺激による細胞機能変化が生ずる疾患の診断乃至治療薬の有効成分の探索にも応用することができる。
・配列番号896に記載のDNA配列を有する遺伝子(TSA−1遺伝子)
本発明の遺伝子のうち、配列番号896に記載の塩基配列で表されるDNA配列を有する遺伝子は、近位尿細管障害への関与が特に強く示唆される遺伝子であった。この遺伝子を更に解析した結果、TSA−1遺伝子であることが明らかとなった。
T細胞の活性化に関わる2つの遺伝子(T−cell specific protein(TSP)とtymic shared antigen−1(TSA−1))の発現増加は、腎臓mRNAを用いたノーザン解析により確認された。これらの遺伝子の、蛋白尿による遺伝子発現増加は、今まで報告されたことが無い。TSPはT細胞特異的なGTP結合蛋白で、T細胞の分化・活性化に重要な働きをする。TSA−1はLy−6ファミリーに属し、やはりT細胞の分化・活性化のマーカーとして有用であると考えられている。Ly−6ファミリー分子は10−18kDaの糖蛋白でGPIアンカーを介して細胞膜にリンクしている。ある研究では、インターフェロンγにより腎臓、特に近位尿細管の管腔則におけるLy−6発現が著明に増加することが示されている。Ly−6ファミリーの機能はウロキナーゼ型プラスミノゲーゲンactivatorレセプターの様に、レセプターであると推定されている。Ly−6リガンドの存在が、リンパ球系細胞の表面に報告されている。Ly−6蛋白は、ちょうどT細胞の活性化や細胞接着に関与するCD59抗原の様に、細胞内情報伝達系や細胞接着の過程にある種の機能があると考えられている。これらの知見にもとづき、Ly−6ファミリー蛋白であるTSA−1をさらに検討した。TSA−1は、未分化なT細胞や胸腺上皮細胞とともに、リンパ系以外の組織にも発現していることが報告されている。Ly−6ファミリーは多くの場合、近位尿細管細胞の管腔側に発現が報告されている。TSA−1分子の腎臓内における発現を検討するために、モノクローナル抗体、PRST1を用いた免疫組織学的解析を行った。TSA−1の発現は、蛋白負荷3週後の近位尿細管において細胞の血管側に明らかに認められた。一方、コントロールにおいてその発現は認められなかった。
TSA−1の血管側の発現が、MHCクラスIやIIの発現パターンと同様であることは、興味深いことである。病態モデルにおけるTSA−1 mRNAの発現増加は、レーザーマイクロダイセクション・real time PCR法により定量的に検討した。ほとんどコンタミネーションなしに近位尿細管のみを収集し、mRNA発現の定量を行った結果、近位尿細管におけるTSA−1 mRNA発現レベルは3週間の蛋白負荷によりコントロールの約3.8倍に増加していた。また、TSA−1 mRNA発現増は、腎臓全体から抽出したmRNAを用いたノーザン解析から得られた結果とほぼ同じであった。
多くのGPIアンカー型蛋白は、T細胞活性化の制御に関与している。小杉らは、TSA−1の細胞外ドメインが、生理学的に、また機能的に、T細胞レセプター(TCR)の中心分子であるCD3zetaと関連することを示している。さらに、ClassonらはTSA−1の細胞外ドメインがある種のT細胞に結合することを報告しており、TSA−1のリガンドがこれらの細胞にあると考えている。
これらのことから、TSA−1は、T細胞の表面の標的分子と相互作用しうる細胞表面レセプターとして、近位尿細管とT細胞の直接の相互作用に関わっていることが示唆される。
また、TSA−1遺伝子を強制的に発現させた細胞系を作成して細胞増殖について測定したところ、細胞増殖速度が増加すること、抗TSA抗体によってその増加がコントロールレベルまで低下することが確認された。
このような事実から、TSA−1を細胞血管側に発現した近位尿細管は、それ自体が抗原提示細胞として、間質に浸潤してくるT細胞やマクロファージを活性化し、近位尿細管の障害の進展に関与する責任分子の一つとして機能しているものと考えられる。
TSA−1遺伝子を利用した具体的な医薬の有効成分の探索方法としては、例えば、TSA−1遺伝子を発現させた形質転換体に、被検物質を投与し、該被検物質がTSA−1の発現誘導を抑制するかあるいは増加させるかを確認する方法、TSA−1強制発現細胞系に被検物質を投与し、該被検物質の増殖を抑制するかどうかを調べる方法、TSA−1遺伝子を発現させたトランスジェニック非ヒト動物或いはTSA−1遺伝子ノックアウト非ヒト動物に被検物質を投与し、リンパ球系の活性化を抑制するかどうか、或いは、TSA−1発現が制御されるかどうかを測定する方法が挙げられる。これにより、リンパ系或いは免疫系に作用する薬物の選択を効率よく行うことができる。また、抗TSA−1抗体を用いて、腎生検における染色・尿中への漏出の検定系を行うこともできる。これにより、腎疾患、特に免疫関連腎疾患の診断や、免疫関連診断薬又は治療薬の作用評価などを有効に行うことができる。
・配列番号61に記載のDNA配列を有する遺伝子(GS188遺伝子)
本発明の遺伝子群の中から、近位尿細管に特異的に発現し、かつ蛋白尿により発現が増加している、配列番号61に記載のDNA配列を有する遺伝子を選択し、さらに検討を加えた。まずマウスcDNAを得るため、5’RACE用のプライマーを準備した。マウスcDNAの5’部分がいくつか得られ、これからDNA配列を決定した。
該配列番号61に記載のDNA配列を有する遺伝子は、従来機能が明らかにされていない、新規遺伝子である。
この遺伝子と腎疾患との強い関連性が以下のように明らかとなった。
マウスの配列番号61のDNA配列を有する遺伝子の全長は約1.1kbで、732塩基の244アミノ酸をコードする部分を含んでいた。計算により、その分子量は約26.6kDaと推定された。翻訳開始領域はKozak配列と類似していた。さらに、疎水性の解析から、該遺伝子がコードする蛋白は4つの強い疎水領域を持つことが明らかとなり、膜蛋白であることが示唆された。該蛋白質のアミノ酸配列についてGenBankのデータを用い、FASTAによる相同性検索を行った。その結果、ヒト肝細胞癌関連抗原、マウスClast1、マウスおよびヒトLR8などに類似している事が明らかとなった。LR8の報告されているアミノ酸配列よりの疎水性解析結果は、配列番号61に記載のDNA配列を有する遺伝子がコードする蛋白質のものとよく似ていた。マウスLR8は263アミノ酸をコードする789ベースの蛋白コード領域を持っている。LR8mRNA発現は線維芽細胞に限局しており、線維芽細胞のマーカーとして有用であると報告されている。
該蛋白質発現の組織分布を見るため、ノーザン解析を行ったところ、該蛋白質は、マウス腎、肺、脾に主な発現が認められ、その大きさはおよそcDNAから得られたものと同様であった。該遺伝子mRNAの腎臓における発現部位を同定するため、in situハイブリダイゼーションを行った。その発現は、蛋白尿に3週間さらされた近位尿細管に主に発現していた。病態モデルにおける遺伝子の発現をレーザーマイクロダイセクション法により定量した。この結果により、近位尿細管において3週間蛋白負荷した後、該遺伝子mRNAは、正常コントロールの約5.9倍に増加していることが確認された。
更に、マウスとヒトのゲノムプロジェクトの結果を参照すると、マウスにおける配列番号61のDNA配列を有する遺伝子はマウス染色体6番に、ヒトの配列番号61のDNA配列を有する遺伝子はヒト染色体7q36にあることがわかった。ヒトにおいてもマウスにおいてもLR8遺伝子は配列番号61のDNA配列を有する遺伝子の極めて近傍にあった。エクソン−イントロ解析を行ったところ、ヒトとマウスとの配列番号61の配列を有する遺伝子の構造はほとんど同じであった。2つの遺伝子(LR8と配列番号61に記載のDNA配列を有する遺伝子)は反対方向にあり、最初のイントロン内に5’非翻訳域を重なって持っている。これらの知見は配列番号61に記載のDNA配列を有する遺伝子とLR8遺伝子が極めて類似したものであることを示すものである。
このように配列番号61に記載の配列を有する新規遺伝子(GS188遺伝子)は、腎疾患との関連が強く示唆される遺伝子である。
GS188遺伝子を利用した具体的な医薬の有効成分の探索方法としては、例えば、GS188遺伝子を発現させた形質転換体に、被検物質を投与し、該被検物質がGS188の発現誘導を抑制するあるいは増加させるかを確認する方法、GS188強制発現細胞系に被検物質を投与し、該被検物質の増殖を抑制するかどうかを調べる方法、GS188遺伝子を発現させたトランスジェニック非ヒト動物或いはGS188遺伝子ノックアウト非ヒト動物に被検物質を投与し、被検物質が与える影響又はGS188の発現が制御されるかどうかを測定する方法が挙げられる。また、抗GS188抗体を用いて、腎生検における染色・尿中への漏出の検定系を行うこともでき、これにより、腎疾患の診断や診断薬又は治療薬の作用評価などを有効に行うことができる。
蛋白質
本発明の蛋白質は、上述の腎疾患関連遺伝子によってコードされる腎疾患関連蛋白質である。具体的には、腎疾患の発症又は進行或いはそれらの誘導又は調整を行う蛋白質である。
本発明の蛋白質には、該蛋白質の塩や誘導体も含まれる。また、該蛋白質のアミノ酸配列の一部が欠失、置換、付加などによって改変されているが、実質的に本発明の蛋白質と同等の機能を有し得るものも含まれる。
本発明の蛋白質を取得する方法は特に限定されないが、例えば、以下のような方法で得ることができる。
配列番号1〜2007のいずれかに記載のDNA配列又はその相補配列を有する遺伝子を、適当なプロモーターの下流に連結される形でベクターに挿入し、発現ベクターを構築する。ついで得られた発現ベクターを宿主細胞に導入し、形質転換体を作成する。ベクターとしては、例えば、レトロウイルス系ベクター、パピローマウイルスベクター、ワクシニアウイルスベクター、SV40系ベクター、バキュロウィルスベクターなどを用いることができる。宿主細胞としては、例えば、菌類、細菌、酵母、昆虫細胞、植物細胞及び動物細胞などを用いることができる。
作成した形質転換体を培養することによって、上記遺伝子がコードする蛋白質を産生することができる。産生された蛋白質は、公知の精製方法、例えば、無機塩類による塩析、有機溶媒による分画沈殿、イオン交換樹脂カラムクロマトグラフィー、アフィニティーカラムクロマトグラフィー、ゲルろ過法、免疫沈降法などの公知の精製技術を用いることによって、分離精製することができる。
本発明の蛋白質は、腎疾患の予防乃至治療薬の開発などに有用に利用することができる。
例えば、本発明の蛋白質は、腎疾患において特異的に発現していることから、生体から調整した試料における該蛋白質の発現量を調べることによって、腎疾患の罹患や重症度などを判定することができる。また、該蛋白質の機能又は作用を制御する化合物を、腎疾患又は他の疾患の予防乃至治療薬の有効成分として利用することもできる。また、本発明の蛋白質又はその部分ペプチドを抗原として腎疾患を検出するための抗体等を作成することもできる。
相互作用蛋白の検索並びに該検索方法を用いた関連物質のスクリーニング方法
本発明の腎疾患関連蛋白質と相互作用する蛋白を検索することにより、当該蛋白質の細胞内での役割がより明らかになる。更に、生体分子間のネットワークの全体像や腎機能の解明等を明らかにすることなどができる。
本発明の腎疾患関連蛋白質と相互作用する蛋白を検索する方法としては、例えば、マーカーと融合させたbait(餌)となる蛋白質Xに、prey(獲物)となる蛋白質Yを作用させ、蛋白質Xと反応した蛋白質Yの複合体を精製し、蛋白質群を同定する方法などが挙げられる。
具体的には、次のように行うことができる。まず、本発明の遺伝子がコードしている蛋白質(GMF−B、TSA−1もしくはGS188など)とGSTと呼ばれるマーカーとの融合蛋白質X(bait)を作成する。次に、細胞(近位尿細管細胞;正常細胞あるいは蛋白負荷又はH202処理後の細胞)抽出液と該融合蛋白質Xを反応させ、bait蛋白質と反応した分子を含む複合体ごと取り出す。更に、GST−カラムにより粗精製する。bait蛋白質Xと反応した蛋白質Yを含む複合体を、電気泳動により分離し、回収する。更に、染色(銀染色もしくはクマシンブルー染色)により、蛋白質Yをゲルより回収し、質量分析装置によって、蛋白質Yを同定する。
GMF−B、TSA−1もしくはGS188等の種々の蛋白質と相互作用する蛋白質を同定することにより、遺伝子間のネットワーク像全体を知ることが出来、腎疾患の機能に関する様々な知見を得ることができる。また機能を推定できない遺伝子については、それと相互作用する既知蛋白質に関する情報を得ることにより、その遺伝子の機能も解明することができる。
抗体
本発明の抗体は、上記本発明の蛋白質又はその部分ペプチドを認識し得るものであれば、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体の何れであってもよい。
モノクローナル抗体は、例えば、次のように製造される。本発明の蛋白質又はその部分ペプチドを抗原として免疫された温血動物、例えばマウスから、抗体価の認められる個体を選択し、最終免疫の2〜5日後に脾臓またはリンパ節を採取し、それらに含まれる抗体産生細胞を骨髄腫細胞と融合させ、モノクローナル抗体産生ハイブリドーマを調製する。該ハイブリドーマを培養して、抗体を産生し、適宜分離精製を行うことによって、モノクローナル抗体を得ることができる。
融合操作は既知の方法、例えばケーラーとミルスタインの方法(Nature,256,495,1975)やその変法(J.Immunol.Method,39,285,1980、Eur.J.Biochem.,118,437,1981、Nature,285,446,1980)に従い、実施できる。融合促進剤としてはポリエチレングリコール(PEG)やセンダイウィルス等が用いられる。また、本発明のモノクローナル抗体をヒト化抗体として用いてもよい。
ポリクローナル抗体は、例えば、次のように作成できる。蛋白質抗原自体、あるいはそれとキャリアー蛋白質との複合体をつくり、モノクローナル抗体の製造方法と同様に温血動物に免疫を行う。該免疫動物から本発明のタンパク質に対する抗体含有物を採取して、抗体の分離精製を行うことにより、得ることができる。
本発明の抗体は、検出試薬や診断薬など、腎疾患又は他の疾患の検出や診断などに有効に利用することができる。
例えば、検体から調整した尿などの試料に、本発明の抗体を接触させ、腎疾患において特異的に発現している蛋白質の有無を測定することによって、腎疾患の検出や、重症度、又は疾患の予後の解析などを有効に行うことができる。また、本発明の抗体を含有する診断薬や検出薬を調整し、腎疾患又は他の疾患の診断や解析などに利用することもできる。
例えば、GMF−B、TSA−1或いはGS188に対する抗体等を用いて、腎生検における染色・尿中への漏出の検定を行うことができる。また該検出した結果に基づいて、腎疾患の診断や、腎疾患関連診断薬又は治療薬の作用を評価することなどができる。
トランスジェニック非ヒト動物
本発明におけるトランスジェニック非ヒト動物とは、本発明の腎疾患関連遺伝子、具体的には配列番号1〜2007に記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子を導入させて、遺伝子組換えにより、作成された非ヒト動物のことをいう。非ヒト動物には、マウス、ウサギ、ラットなどのヒト以外の哺乳動物が含まれる。
トランスジェニック非ヒト動物を作成する方法としては、例えば、位相差顕微鏡下で前核期卵子の核に、微小ピペットで遺伝子を直接導入する方法(マイクロインジェクション法)、胚性幹細胞(ES細胞)を使用する方法、レトロウイルスベクターまたはアデノウイルスベクターに遺伝子を挿入し、卵子に感染させる方法、または、精子を介して遺伝子を卵子に導入する精子ベクター法などが挙げられる。
本発明の遺伝子を対象動物に導入させるにあたっては、該遺伝子を、動物細胞で発現させ得るプロモーターの下流に結合した遺伝子コンストラクトを形成し、該遺伝子コンストラクトを対象動物の受精卵、たとえばマウス受精卵へマイクロインジェクションすることによって導入した遺伝子を強制発現させたトランスジェニック動物を作出できる。プロモーターとの遺伝子コンストラクトは、通常の遺伝子工学的手法によって作成できる。受精卵細胞段階における遺伝子の導入は、対象動物の胚芽細胞および体細胞の全てに存在するように行うとよい。遺伝子導入後の作出動物の胚芽細胞において本発明腎疾患関連遺伝子が存在することは、作出動物の子孫が、全て、その胚芽細胞及び体細胞の全てに、該遺伝子を有することを意味する。遺伝子を受け継いだこの種の動物の子孫はその胚芽細胞および体細胞の全てに該本発明の腎疾患関連遺伝子を有する。
上記のように作成したトランスジェニック非ヒト動物は、交配により遺伝子を安定に保持することを確認して、該遺伝子保有動物として通常の飼育環境で継代飼育することができる。さらに、目的遺伝子を保有する雌雄の動物を交配することにより、導入遺伝子を相同染色体の両方に持つ雌雄の動物を取得し、この雌雄の動物を交配することによりすべての子孫が該外遺伝子を有するように繁殖継代することができる。
本発明におけるトランスジェニック非ヒト動物は、腎疾患又は他の疾患の予防乃至治療に有効な医薬のスクリーニングなどに利用することができ、また腎疾患モデル動物として利用することもできる。
例えば、トランスジェニック非ヒト動物を腎疾患モデル動物として被検物質を投与し、被検物質が、該トランスジェニック動物に対して与える影響を測定することにより、腎疾患の診断至治療に有効な物質のスクリーニングを効率よく行うことができる。また、例えば、該トランスジェニック非ヒト動物に腎障害を引き起こす操作を加えた上で、候補物質を投与し評価することにより、該候補物質の有効性や薬理作用を調べることなどもできる。
また、本発明の腎疾患関連遺伝子を導入してトランスジェニック非ヒト動物を作成し、該動物をそのまま、又は蛋白尿又はストレスを与えて蛋白尿を発生させ、蛋白尿発生腎疾患モデル動物として利用することもできる。
ノックアウト非ヒト動物
本発明のノックアウト非ヒト動物は、本発明の腎疾患関連遺伝子、具体的には、配列番号1〜2007のいずれかに記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子が失われるように処理されたものである。非ヒト動物としては、マウス、ウサギ、ラットなどのヒト以外の哺乳動物などが含まれる。
ノックアウト非ヒト動物は、例えば、ES細胞を用いて相同組換えを行い、一方の対立遺伝子を改変・破壊した胚性幹細胞を選別し、ホモ接合体を得ることにより、作製することができる。
例えば、動物としてマウスを用いた場合には、以下のように作成することができる。受精卵の胚盤胞や桑実胚期に遺伝子を操作した胚性幹細胞を注入して、胚性幹細胞由来の細胞と胚由来の細胞が混ざったキメラマウスを得る。このキメラマウスと正常マウスを交配すると、一方の対立遺伝子の全てが改変・破壊されたヘテロ接合体マウスを作製することができる。さらに、ヘテロ接合体マウス同士を交配することで、ホモ接合体マウスを作成する。
本発明のノックアウト非ヒト動物を用いることによって、遺伝子の生体機能又は腎疾患との関連をより適切に調べることができる。また、腎疾患又は他の疾患の診断乃至治療に有効な物質の開発やスクリーニングなどに有用に利用することができる。
例えば、ノックアウト非ヒト動物に被検物質を投与し、被検物質が、該ノックアウト非ヒト動物に対して与える影響を測定することにより、腎疾患の診断至治療に有効な物質のスクリーニング等を効率よく行うことができる。また、例えば、該ノックアウト非ヒト動物に腎障害を引き起こす操作を加えた上で、候補物質を投与し評価することにより、該候補物質の有効性や薬理作用を調べることなどもできる。
腎疾患関連プローブ
本発明のプローブは、配列番号1〜2007のいずれかに記載の塩基配列又はその相補配列の全部又は一部からなる腎疾患関連プローブである。
一部とは、上記塩基配列又はその相補配列の連続する少なくとも15塩基からなるポリヌクレオチドである。該プローブは、適宜標識化して用いてもよい。
本発明の腎疾患関連プローブは、蛋白負荷した近位尿細管における特異的な発現又は発現の増加が見られる遺伝子を特異的に検出し得るものである。従って、本発明の腎疾患関連プローブは、腎疾患関連遺伝子検出用、又は腎疾患解析用、腎疾患診断用などとして有用に用いることができる。
例えば、検体から調整した遺伝子試料に、配列番号1〜2007に記載の塩基配列又はその相補配列の全部又は一部からなる腎疾患関連プローブの少なくとも1つをハイブリダイゼーションさせて、腎疾患のin vitroの解析乃至診断などを行うことができる。
具体的に、次のように行う。本発明の腎疾患関連遺伝子から選択した遺伝子の配列に基づき、全長40〜100塩基のプローブを作成し、標識化する。一方、検体試料から抽出したRNAをテンプレートとしてRT−PCRを行い、増幅後のDNAを精製し、スライド上に固定して、DNAチップを作成する。該チップ上で、本発明の腎疾患関連遺伝子に基づき作成した標識プローブとのハイブリダイゼーションを行い、発現パターンを解析する。解析した結果を検討することにより、腎疾患の罹患の有無や、腎疾患の種類の特定などを判断することができ、腎疾患の検出や診断、予後の解析などを適切に行うことが可能となる。本発明のプローブは、上記各種腎疾患関連遺伝子群として記載したグループに応じて、特定の機能毎にグループ化して用いることもできる。
DNAチップ
本発明に係るDNAチップは、本発明の腎疾患関連プローブ、具体的には、配列番号1〜2007に記載の塩基配列又はその相補配列の全部又は一部からなるプローブを、高密度に整列させて、シリコンウェハーやガラススライド等の支持体上に固定化したものである。
本発明のDNAチップには、蛋白負荷した近位尿細管に特異的に発現している遺伝子に係るプローブが固定化されており、腎疾患解析用乃至診断用として有用に用い得る。
本発明のDNAチップには、所望に応じて、本発明の腎疾患関連プローブに加えて、他のプローブを適宜固定化してもよい。また、プローブは、適宜標識化して用いてもよい。
本発明のDNAチップは、配列番号1〜2007に記載の塩基配列又はその相補配列の全部又は一部からなるプローブの少なくとも1つが固定されていればよい。例えば、配列番号1〜2007に記載の塩基配列又はその相補配列の全部又は一部からなる2007個全てのプローブを支持体上に固定化したものが挙げられる。
また、本発明のDNAチップは、特定の機能に応じて分類された各種腎疾患関連のプローブ毎に固定して、各種疾患の解析乃至診断用としてもよい。
例えば、配列番号9、23、32、42、69、70、73、105、129、185、202、219、225、256、273、279、337、435、456、518、525、533、544、592、596、624、630、636、645、647、651、873、894、896、916、929、931、948、952、956、975、988、1001、1003、1004、1032、1047、1050、1080、1153、1195、1236、1240、1278、1280、1298、1416、1425、1453、1478、1581、1597、1602、1609、1638、1646、1672、1691、1741、1784、1816、1841、1847、1906又は1918のいずれかに記載の塩基配列又はその相補配列の全部又は一部からなるプローブを少なくとも1つ支持体上に固定化した免疫関連腎疾患解析乃至診断用DNAチップが挙げられる。
好ましくは、上記配列番号に記載の塩基配列又はその相補配列の全部又は一部からなる75個全てのプローブを支持体上に固定化した免疫関連腎疾患解析乃至診断用DNAチップとするのがよい。
本発明のDNAチップ上で、検体から調整した試料をハイブリダイゼーションさせることにより、各種腎疾患の適切な解析乃至診断を行うことが可能となる。
具体的には、以下のように行う。まず、本発明の腎疾患関連遺伝子の塩基配列に基づいて作成したプローブを、蛍光色素にて標識化し、スライドガラス上に整列・固定化して、本発明のDNAチップを作成する。一方、検体試料から、レーザーマイクロダイセクション法などにより細胞を採取し、該細胞から抽出したRNAをPCR法等により増幅し、増幅したRNAを前記蛍光色素とは異なる色の色素にて標識化する。例えば、腎疾患関連遺伝子プローブを赤色で標識し、検体試料から得られたRNAは緑色で標識する。該標識化して調整した検体試料を、本発明のDNAチップ上でコハイブリタイゼーションさせて色調の判定により発現量を比較検討する。該発現量の検討により、腎疾患の検出や診断、具体的には腎疾患の罹患の有無や腎疾患の種類の特定、又は予後の解析等を適切に行うことが可能となる。
この方法を用いると、数個から数万の遺伝子の発現量を同時に検討することが可能であり、また遺伝子発現という観点から腎機能や腎疾患の仕組みを包括的に解析することが可能である。上記機能毎に分類された本発明のDNAチップを用いれば、各種疾患の種類や態様に応じたより適切な解析や診断が可能となる。
アンチセンスDNA
本発明の腎疾患関連アンチセンスDNAは、配列番号1〜2007のいずれかに記載の塩基配列のDNAに相補的な又は実質的に相補的な塩基配列を有し、遺伝子の発現を抑制し得る作用を有するものである。本発明の腎疾患関連アンチセンスDNAは、腎疾患診断用、腎疾患検出用、或いは腎疾患解析用などの用途に用いることができる。
実質的に相補的な塩基配列とは、例えば、本発明の遺伝子の塩基配列と、約70%以上、好ましくは約80%以上、より好ましくは約90%以上、最も好ましくは約95%以上の相同性を有する塩基配列である。
本発明のアンチセンスDNAは、薬学的に許容することができる担体と組み合わせて腎疾患診断乃至治療薬として用いることもできる。該アンチセンスDNAを含有する医薬において、配列番号1〜2007のいずれかに記載の塩基配列からなるDNAと相補的な配列を有するアンチセンスDNAは1種含有させてもよく、また2種以上含有させてもよい。
本発明におけるアンチセンスDNAは、上記腎疾患関連遺伝子の転写またはmRNAの翻訳を有効に抑制することができるので、該腎疾患関連遺伝子の発現に基づく疾患の進行を効果的に抑制することができる。
具体的な適用方法としては、例えば、該アンチセンスDNAを単独あるいはレトロウイルスベクター、アデノウイルスベクター、アデノウイルスアソシエーテッドウイルスベクターなどの適当なベクターに挿入した後、そのまま、あるいは摂取促進のために補助剤などの生理学的に認められる担体とともに製剤化し、遺伝子銃やハイドロゲルカテーテルのようなカテーテルによって投与する方法などが挙げられる。さらに、該アンチセンスDNAは、腎疾患診断用、腎疾患検出用、或いは腎疾患解析用オリゴヌクレオチドプローブとして、検体から取得した試料や実験細胞における本発明の遺伝子の存在や発現状況を調べるために使用することもできる。
スクリーニング方法
本発明の腎疾患関連遺伝子の発現を増加又は抑制する物質は、腎疾患の診断薬、予防薬乃至治療薬の有効成分の有力な候補化合物となり得る。
そのような化合物をスクリーニングするための方法としては、例えば、被験化合物の存在下及び非存在下において、配列番号1〜2007に記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子から選ばれる少なくとも1つの遺伝子の発現量を測定し、該発現量を比較する方法等が挙げられる。
本発明の各腎疾患関連遺伝子群を利用して、各種腎疾患の種類に応じて、特定の疾患に効果的な診断乃至治療薬の有効成分を探索することができる。
例えば、被験化合物の存在下及び非存在下において、配列番号9、23、32、42、69、70、73、105、129、185、202、219、225、256、273、279、337、435、456、518、525、533、544、592、596、624、630、636、645、647、651、873、894、896、916、929、931、948、952、956、975、988、1001、1003、1004、1032、1047、1050、1080、1153、1195、1236、1240、1278、1280、1298、1416、1425、1453、1478、1581、1597、1602、1609、1638、1646、1672、1691、1741、1784、1816、1841、1847、1906又は1918に記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子から選ばれる1又は2以上の遺伝子の発現量を測定し、測定した発現量を比較する免疫関連腎疾患診断乃至治療薬の有効成分のスクリーニング方法が挙げられる。好ましくは、上記配列番号に記載の塩基配列からなるDNAを有する75個の遺伝子の発現量を測定し、該発現量を比較する免疫関連腎疾患診断乃至治療薬の有効成分のスクリーニング方法である。
また、本発明のトランスジェニック動物又はノックアウト動物を用いてスクリーニングを行うこともできる。
例えば、配列番号1〜2007のいずれかに記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子が導入された腎疾患モデルトランスジェニック非ヒト動物に被検物質を投与し、被検物質が該動物に対して与える影響を測定する工程を含む腎疾患の診断至治療に有効な物質のスクリーニング方法が挙げられる。
また、配列番号1〜2007のいずれかに記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子が導入された腎疾患モデルトランスジェニック非ヒト動物に、腎機能の回復又は障害を引き起こす操作を行い、次いで、被検物質を投与し、被検物質が該動物に対して与える影響を測定する工程を含む腎疾患の診断至治療に有効な物質のスクリーニング方法が挙げられる。
また、配列番号1〜2007のいずれかに記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子を欠損させたノックアウト非ヒト動物に被検物質を投与し、該動物に対して被検物質が与える影響を測定することを含む、腎疾患の診断至治療に有効な物質のスクリーニング方法が挙げられる。
また、配列番号1〜2007のいずれかに記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子を欠損させたノックアウト非ヒト動物に、腎機能の回復又は障害を引き起こす操作を行った後、被検物質を投与し、被検物質が該動物に対して与える影響を測定する工程を含む、腎疾患の診断至治療に有効な物質のスクリーニング方法が挙げられる。
上記トランスジェニック非ヒト動物又はノックアウト非ヒト動物を用いた方法は、各種腎疾患関連遺伝子群に分類したスクリーニングに対応させて行うことも可能である。
例えば、配列番号295又は1477に記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子が導入された腎疾患モデルトランスジェニック非ヒト動物に被検物質を投与し、被検物質が該動物に対して与える影響を測定する工程を含む薬剤耐性(Drug Resistance)関連腎疾患の診断至治療に有効な物質のスクリーニング方法が挙げられる。
また、配列番号295又は1477に記載の塩基配列からなるからなるDNAを有する遺伝子を欠損させたノックアウト非ヒト動物に被検物質を投与し、該動物に対して被検物質が与える影響を測定することを含む、薬剤耐性(Drug Resistance)関連腎疾患の診断至治療に有効な物質のスクリーニング方法が挙げられる。
更に、特定の機能が解明された遺伝子については、機能に関連させたスクリーニング方法を適宜行うことができる。
例えば、配列番号2007に記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子を導入したトランスジェニック非ヒト動物或いは配列番号2007に記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子を欠損させたノックアウト非ヒト動物に、被検物質を投与し、該被検物質が(1)細胞内酸化ストレスの遷延化、(2)p38MAPK活性化、(3)F−actinの再構築及び/又は(4)細胞死に対する脆弱性に与える影響を測定する工程を有する腎疾患関連診断乃至治療薬の有効成分のスクリーニング方法が挙げられる。
また、配列番号896に記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子を導入したトランスジェニック非ヒト動物或いは配列番号896に記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子を欠損させたノックアウト非ヒト動物に、被検物質を投与し、該被検物質が(1)リンパ球系の活性化、及び/又は(2)TSA−1発現に与える影響を測定する工程を有する、腎疾患関連診断乃至治療薬の有効成分のスクリーニング方法が挙げられる。
これらのスクリーニング方法において、遺伝子の発現を検出する方法としては、例えば、レポーターアッセイ法などを用いることができる。具体的には、遺伝子の転写調節領域とその下流に連結されたレポーター遺伝子からなるDNA構成を調製し、これを適当な動物細胞に導入する。この細胞を、被験物質の存在下及び非存在下に培養した後、細胞抽出液中のレポーター蛋白質の活性などを測定することにより、発現量を定量し比較すればよい。また、細胞や組織からRNA(mRNA)を抽出し、PCR法、RNA分解酵素プロテクションアッセイ法、あるいはノーザンブロット解析法などを利用して、遺伝子の発現をmRNAレベルで検出してもよい。また、上述した抗体などを利用して、免疫化学的方法(ELISA法、免疫組織染色法など)などにより、遺伝子が発現する蛋白質を検出してもよい。
腎疾患関連医薬
本発明の医薬としては、例えば、本発明の遺伝子を含有する医薬、本発明の蛋白質又は抗体を含有する医薬、本発明のDNAアンチセンスを含有する医薬などが挙げられる。また、本発明の医薬には、本発明の遺伝子の発現を制御する化合物を有効成分とする医薬、本発明の蛋白質の機能又は作用を制御する化合物を有効成分とする医薬が挙げられる。具体的には、上述のスクリーニング方法によって選定された化合物を有効成分とする医薬などが挙げられる。
本発明における配列番号1〜2007に記載の各塩基配列からなるDNAを有する腎疾患関連遺伝子は、蛋白負荷した近位尿細管において特異的発現又は発現増加が認められたものである。従って、上記のような本発明の医薬は腎疾患の予防薬、診断乃至治療薬などとして有用に用いることができる。
腎疾患の種類は特に限定されないが、例えば、慢性腎炎、慢性腎不全、急性腎障害、自己免疫疾患等による2次性腎疾患、糖尿病性腎障害、ネフローゼ症候群などが挙げられる。
そして、本発明の医薬は腎疾患だけでなく、他の疾患にも適用可能である。
例えば、GMF−B発現誘導及びそれに続く事象は生体内の一般的な現象である。従って、GMF−B遺伝子の発現誘導及びそれに続く事象を検討することによって、慢性刺激による細胞機能変化が生ずるほとんど全ての疾患、例えば、肝障害、呼吸器疾患、神経脳疾患、消化器疾患、自己免疫疾患などの慢性炎症による変化がもたらされる疾患、動脈硬化病変等等の診断乃至治療薬の候補物質を探索することができる。そして、探索した成分を各種疾患の診断乃至治療薬の有効成分とすることができる。
また、Jak2/Stat1/Stat5を用いた評価系は、シグナル伝達が関与するあらゆる疾患の診断乃至治療薬の開発に利用することもできる。
本発明の医薬は、化合物の物性や投与形態、適用箇所等に応じ、公知の技術を用いて、適宜製剤化して用いることができる。
また、本発明の腎疾患関連医薬は、ヒトの疾患に適用されるほか、マウス、ラット、ウサギなどの各種哺乳動物の疾患にも適用される。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明をより詳しく説明するため実施例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。
実施例1:蛋白負荷したモデルの近位尿細管で高発現している遺伝子
(1)マウスタンパク負荷モデルの作成
蛋白負荷モデルは、5週齢のC57B/6の雄と雌のマウス(約20g重)を生理食塩水に溶解した10mg/g体重のウシ血清アルブミン(BSA,シグマ社、米国)を一週間のうち5日間腹腔内投与して作成した。最初の週は2.5mg/g体重から徐々に投与量を増加させ、最終量にした。アルブミン負荷は3週間継続した。
一方、コントロールマウス(正常モデル)は、5週齢のC57B/6の雄と雌のマウス(約20g重)に対し、アルブミンを含まない生理食塩水を用いる以外は、上記と同様の処理を行って作成した。
(2)マウス近位尿細管細胞のマイクロダイセクション
(1)で作成したマウスに、麻酔を行った後、腎近位尿細管を回収した。腎臓は5mlのマイクロダイセクション用の溶液で灌流した(at 4℃,containing 135mM NaCl,1mM NaHPO,1.2mM NaHPO,1.2mM MgSO,5mM KCl,2mM CaCl,5.5mM glucose,and 5N−2−hydroxyethylpiperazine−N’−2’−ethanesulfonic acid,pH7.4)。腎臓は、一部を切除しRNAlater液(Ambion社、米国)につけ、4度に冷却したマイクロダイセクション用皿に移した。S1からS3細胞を含む近位尿細管を、実体顕微鏡下マイクロダイセクション法により腎臓から収集した。回収された近位尿細管全体の総計は約30cmと推定された。
(3)DNA配列同定とデータ解析
RNAをマイクロダイセクションされた近位尿細管からTRIzol液(Life Tecnologies社、米国)を用いて回収した。cDNAはpUC19を元にしたベクターのプライマーを用いて合成し、MboI(damメチラーゼに感受性な4ベースを認識する制限酵素)で切断後、環状にし、大腸菌に導入した。導入された大腸菌コロニーを約3000個、無作為に選択し96穴プレートで培養した。挿入したcDNAは近傍の配列を用い、DNA配列を用いPCRを行い、増幅後、サンガー法により、その配列を決定して遺伝子群を作成した。
正常近位尿細管に発現している遺伝子群と蛋白負荷蛋白尿モデル近位尿細管に発現している遺伝子群の遺伝子情報をコンピュータ上で比較し、発現量が増加もしくは減少した遺伝子群を選択し、お互いに相同性を調べた。相同性はFASTA法で調べた。プログラムとしては、大久保らが開発したプログラム(Okubo K,Hori N,Matoba R,et al.:A novel system for large−scale sequencing of cDNA by PCR amplification.DNA Seq 2:137−144.,1991及びOkubo K,Hori N,Matoba R,et al.:Large scale cDNA sequencing for analysis of quantitative and qualitative aspects of gene expression.Nat Genet 2:173−179.,1992)を用い、約95%の相同性を持つものを同一の遺伝子としてグループ化した。そして、蛋白負荷モデルと正常モデルとの間で少なくとも1.5−2倍程度の発現量の差を認める遺伝子を、ノーザンブロット法やin situハイブリダイゼーション法やレーザーマイクロダイセクション・real time PCR法により解析し、有為に発現量の変化を確認できたものについての配列情報を集積してデータベース化した。
実施例2:配列番号2007に記載の塩基配列からなるDNA配列を有する遺伝子(GMF−B遺伝子)を用いた評価系
(1)実施例1で得られた遺伝子データベースの中から、蛋白尿モデルの近位尿細管遺伝子情報上、特異的に発現し、かつ発現量の多いクローン(配列番号2007のDNA配列を有するもの)について、相同性の検索を行った結果、配列番号2007に記載の塩基配列からなるDNAを有する遺伝子が、GMF−B遺伝子に該当するものであることが明らかになった。
(2)正常モデルにおけるGMF−B遺伝子の発現分布
正常モデルにおいて知られているGMF−B遺伝子の発現分布を図1に示す(Asger Z.et al.J.Neurochem.1993より改変)。図1において、縦軸はGMF−B遺伝子の相対的発現量を、横軸はどの組織でのデータであるかを示す。図1に示されるように、正常モデルにおいて、GMF−B遺伝子は、神経系に特異的に発現しており、他の臓器における発現はほとんどみられない。
(3)腎疾患モデルにおけるGMF−B遺伝子の発現分布
腎疾患モデルにおける、GMF−B遺伝子の発現分布を解析するために、配列番号2007に記載の塩基配列からなるDNA配列を有する遺伝子をプローブとして、腎疾患モデルマウスより抽出したmRNAに対し、ノーザン解析を行った。その結果を図2に示す。
図2において、縦軸は、腎臓におけるGMF−B遺伝子の発現量を、横軸は左から正常腎臓・蛋白尿モデルマウスの1週(1wk)、2週(2wk)、3週(3wk)、4週目(4wk)を示す。この結果、蛋白尿モデル腎臓(腎疾患モデル腎臓)において、該GMF−B遺伝子の発現が増加することが確認された。
(4)GMF−B強制発現における活性型p38の増加
GMF−B強制発現におけるp38と活性型p38の蛋白質発現量をウエスタンブロット法により解析した。その結果を図3に示す。WTはコントロールの近位尿細管細胞である。p38の発現量は、コントロール細胞とGMF−B発現系でほとんど差がないが、活性型p38の発現量は、GMF−B発現系において増加していることが確認された。
(5)GMF−B強制発現近位尿細管細胞におけるGMF−Bと活性型p38の存在場所
GMF−B強制発現近位尿細管細胞において、GMF−Bと活性型p38の存在場所を解析した結果を図4に示す。強制発現したGMF−Bにflagと呼ばれるマーカーをつけてGMF−Bを緑色に染色した(図4a)。また活性型p38に対する抗体で赤色に染色した。GMF−B遺伝子産物を強制発現する細胞では通常の近位尿細管培養細胞では認めない活性型p38の存在を認められた(図4b)。両図を重ね合わせたところ、GMF−Bと活性型p38が同じ部分に存在する事が確認された(図4c)。
(6)正常細胞における、F−アクチンと非活性型p38の細胞内局在
正常細胞における、F−アクチンと非活性型p38の細胞内局在を解析した結果を図5に示す。ロダミンを用いてF−アクチンを染色したところ、F−アクチンは、正常細胞に通常認められるファイバー形成をしていた(図5a)。非活性型p38(非活性型)を抗p38抗体により染色して調べたところ、通常のように、核内に存在していた(図5b)。両図をかさねると、これら非活性型p38とF−アクチンの細胞内における存在場所は、全く異なっていることが確認された(図5c)。
(7)正常細胞における、F−アクチンと活性型p38(p−p38)の細胞内局在
正常細胞における、F−アクチンと活性型p38(p−p38)の細胞内局在を解析した結果を図6に示す。F−アクチンをFITCラベル抗F−アクチン抗体により染色して調べたところ、図5と同じパターンの発現が確認された(図6a)。活性型p38(p−p38)は、通常の近位尿細管培養細胞には認められず、抗p−P38抗体により同定しえなかった(図6b)。また、両図をかさねると、F−アクチンのみが確認された(図6c)。
(8)F−アクチンの再構築
F−アクチンの再構築を測定した結果を図7に示す。コントロールとして、正常細胞における、近位尿細管細胞のF−アクチンを染色して調べた(図7a)。一方、GMF−B遺伝子を強制発現した同じ細胞系のF−アクチンを赤色で染色して調べた(図7b)。その結果、両図の比較で示されるように、GMF−Bの発現によって、F−アクチン構造の細胞内構築が変化している(再構築が起っている)ことが確認できた。
(9)p38MAPK阻害剤SB203580の影響
p38MAPK阻害剤SB203580の影響を図8に示す。GMF−B強制発現細胞系にp38MAPK阻害剤であるSB203580(CALBIOCHEM−NOVABIOCHEM社、10394 Pacific Center Court,San Diego,California 92121 USA)を加えた。その結果、F−アクチンの再構築が消失する事が明らかとなった。これによって、F−アクチンの再構築が、GMF−Bにより生じた活性型p38MAPKの作用と関係する事が推測された。
(10)F−アクチン/活性型p38/GMF−Bの細胞内での存在場所の確認
F−アクチン/活性型p38/GMF−Bの細胞内での存在場所を調べた結果を図9に示す。図9に示されるように、GMF−Bと活性型p38MAPKの細胞内での位置は同じであることが確認された。また、GMF−B強制発現細胞におけるGMF−BとF−アクチンの細胞内分布を確認するために、GMF−B強制発現細胞系において、F−アクチンを染色し(図9a)、GMF−Bを染色して(図9b)それぞれの位置を調べ、両図を重ね合わせたところ、同じ場所に発現している事が確認された(図9c)。
このことから、GMF−Bを中心に、これら一連の現象が生じていることが明らかとなった。この事実から、GMF−B遺伝子の腎障害への関与が示唆された。
(11)GMF−B遺伝子強制発現細胞系の細胞死の変化
GMF−B遺伝子を強制的に近位尿細管細胞で発現させて(以下、GMF−B強制発現細胞系という。)、細胞死(アポトーシス)の変化を調べた。また、GMF−B遺伝子強制発現系の細胞内の酸化ストレス刺激(例えばH202刺激のような酸化ストレス刺激)に対する強制発現系の細胞死の変化を調べた(図10)。左よりアンチセンスGMF−B導入細胞、何も遺伝子を導入していない細胞、GMF−B強制発現細胞、GMF−B強制発現細胞にp38MAPK阻害剤を加えた場合のアポトーシス(細胞死)によるDNAの断片化の結果を示す。この結果、GMF−B強制発現系の細胞死の増強が確認された。また、この細胞死の増強は、p38MAPK阻害剤(SB203580)で正常レベルに復帰することがわかった。
次に、細胞死に関わる重要なcaspase3活性を、GMF−B強制発現系とwild type(近位尿細管培養細胞系)、アンチセンスGMF−B発現系で測定した。図11に示されるように、H202刺激によりcaspase3活性はGMF−B発現細胞系において著名に誘導された。また、この誘導は、p38MAPK阻害剤、caspase3阻害剤によって抑制された。
また、細胞死(apoptosis)の早期マーカーである、アネキシンV(Annexin V)の細胞膜への結合(binding)をフローサイトメトリー(Flow cytometry)により同定した(図12)。この結果、アンチセンスGMF−B強制発現細胞、Wild type細胞では、H202刺激により細胞死が増加したが(ピンクのシグナルが少し右に寄る)、GMF−B強制発現系では細胞死が特に著明におこり、細胞刺激により細胞死がおこりやすくなっていることがわかった。なお、これらの変化はp38MAPK阻害剤(SB203580)により抑制された(グリーンのライン)。
(12)GMF−B発現系に対する細胞内の酸化ストレスの影響
また、GMF−B強制発現系について、H202刺激による細胞内の酸化ストレス(ROS:eactive xgen species)の時間的変化を調べた。図13において、縦軸は酸化ストレスをフローサイトメトリー(Flow cytometry)により測定した値を、横軸にH202負荷後の時間を示す。その結果、GMF−B強制発現系では細胞内の酸化ストレスが遷延することが明らかとなった(黄色のライン)。
また、同様に、細胞内に酸化ストレスを惹起する代表的な因子であるTNF−aとアンギオテンシンII(angiotensinII)で刺激による酸化ストレスの時間的変化を調べた。結果を図14に示す。その結果、やはり細胞内の酸化ストレスが遷延することが明らかとなった。これらの結果から、GMF−B発現が、細胞内酸化ストレスの遷延化をもたらすことが示唆された。
実施例3:配列番号896に記載のDNA配列を有する遺伝子(TSA−1遺伝子)の機能解析
(1)上記で得られた遺伝子データベースの中から、蛋白尿モデルの近位尿細管遺伝子情報上、特異的に発現し、かつ発現量の多いクローン(配列番号896のDNA配列を有するもの)について、相同性の検索を行った結果、配列番号896のDNA配列を有する遺伝子が、TSA−1遺伝子に該当するものであることが明らかになった。
(2)cDNAのクローニング
配列番号896のDNA配列を有する遺伝子は蛋白負荷により遺伝子情報上発現量の増加している遺伝子である(図15A)。最初に、マウスEST情報を用いてDNA配列をできる限り再構築した。次いで、得られたマウスcDNA配列を、5’−RACE法によりタンパク負荷腎臓から構築したcDNAライブラリーからcDNA全長を得るためのプライマーを作成するために用いた。クローニングするために用いたプライマーは5’−CCTGGGACCTAAAAGGAGCTG−3’であった。SMART−RACE cDNA増幅キット(クローンテック社、米国)は説明どおり使用した。得られたPCR産物はpSTBlue−1ベクター(Novagen社、米国)にクローニングされ、DNA配列はABI PRISM310機(Perkin−Elmer社、米国)を用いて決定した。GAPDH cDNAの為のプローブを準備するためにSabathらが報告した方法にもとづいてPCRを行った。DNA配列はマウス腎臓mRNAを基質として作成したcDNA配列の5’端と3’端からのプライマーを用いてリバーストランスクリプテーション・PCR法によって直接増幅することにより得た。
(3)組織の準備
腎臓はPBS液で灌流後、ノーザン解析用のmRNA回収に使用された。組織学的検討にはPBSついで4%パラフォルムアルデハイド(PFA)で灌流後、腎臓を摘出した。サンプルはPFA固定後、パラフィン包埋法により準備し、免疫染色およびin situハイブリダイゼーション法に用いた。
(4)ノーザン解析
マウス腎臓のRNAはTRIzol溶液を用いて回収した。それぞれ10μgのRNAはフォルマリン・アガロース・ゲルで分離し、ナイロン膜(Hybond−N)に移した。膜は65度で1時間、プレハイブリダイゼーションを行った後、Rediprime II DNAラベルキット(Amersham社)を用いて32P−でラベルしたプローブと一晩ハイブリダイゼーションを行った。ナイロン膜は0.1XSSC・0.1%SDS溶液で、60度15分で2回洗い、次いで−80度で一日、増感紙と共にX−Omat ARフィルム(Eastman Kodak社、米国)で感光させた。SMART−RACE cDNAキットで得たcDNAプローブは、配列を確認した後、使用した。
(5)免疫組織染色
免疫染色はTSA−1用にモノクローナル抗体PRST1を用いて行った。切片は室温でPRST1と30分間反応させ、PBSで2回洗浄し、再び、ビオチン化した2次抗体と30分間反応させた。PBSでさらに洗浄後、切片は30分間室温でVECTASTATIN elite ABCキット(Vectorラボ、米国)を用いて反応させペルオキシダーセ液と40秒間反応させた。近位尿細管であることは、連続切片をPAS染色し、刷子縁を確認することで行った。
(6)レーザーマイクロダイセクションによる組織のサンプリング
レーザーマイクロダイセクション用に、腎臓をPBS、次いで、99.5%エタノールで灌流し、摘出した。その後、30%sucrose/PBS液で一晩、脱水し、Tissue−Tek O.C.T.コンパウンド(Sakura社、米国)で冷凍し、クリオスタットを用いて、サンプルとした。サンプルはガラススライド上の1.35μmの薄いポリエチレン膜(PALM社、ドイツ)上にマウントした。0.1%ポリ L リジン液を用い、組織が膜に強固につくようにした。膜上にマウントしたサンプルはHE染色液で10秒、素早く染色し、DEPC処理水で10秒間洗浄し、99.5%エタノールで脱水後、LM200 Image Archiving Workstation(ARCTURUS Engineering社、米国)によるレーザーマイクロダイセクションに供した。切片は、トランスファー用フィルムで覆い、近位尿細管はレーザービームによりフィルムに付し回収した。
(7)RNA回収、逆転写反応とreal−time PCR
RNAはトランスファー用フィルムについたサンプルからTRIzol液を用いて回収された。抽出したRNAは10μlのDEPC処理水に溶解し、一本鎖DNAはSuperScript II逆転写酵素とランダムプライマーから作成した。産生物はABI Prism 7700機によるreal−time PCR用のテンプレートとして使用された。TSA−1発現の定量はrRNAを標準としてreal−time PCR法を用いて行った。TaqMan ribosomal RNAコントロール試薬はmRNA発現の内部コントロールとして用いた。
Figure 2003091427
(8)T−cell specific protein(TSP)とthymic shared antigen−1(TSA−1)の蛋白尿モデル近位尿細管における発現増加
T細胞の活性化に関わる2つの遺伝子(T−cell specific protein(TSP)とthymic shared antigen−1(TSA−1))の発現増加は腎臓mRNAを用いたノーザン解析により確認された。このような蛋白尿による遺伝子発現増は、報告されたことが無いものである。TSPはT細胞特異的なGTP結合蛋白で、T細胞の分化・活性化に重要な働きをする。TSA−1はLy−6ファミリーに属し、やはりT細胞の分化・活性化のマーカーとして有用であると考えられている。Ly−6ファミリー分子は、10−18kDaの糖蛋白でGPIアンカーを介して細胞膜にリンクしている。ある研究では、インターフェロンγにより腎臓、特に近位尿細管の管腔則におけるLy−6発現が著明に増加することが示されている。Ly−6ファミリーの機能はウロキナーゼ型プラスミノゲーゲンactivatorレセプターの様に、レセプターであると推定されている。Ly−6リガンドの存在が、リンパ球系細胞の表面に報告されている。Ly−6蛋白は細胞内情報伝達系や細胞接着の過程にある種の機能があると考えられている。ちょうどT細胞の活性化や細胞接着に関与するCD59抗原の様である。これらの知見にもとづき、Ly−6ファミリー蛋白であるTSA−1をさらに検討した。TSA−1は未分化なT細胞や胸腺上皮細胞とともに、リンパ系以外の組織にも発現していることが報告されている。Ly−6ファミリーは多くの場合、近位尿細管細胞の管腔側に発現が報告されている。TSA−1分子の腎臓内における発現を検討するために、モノクローナル抗体、PRST1を用いた免疫組織学的解析を行った。TSA−1の発現は、明らかに蛋白負荷3週後の近位尿細管において細胞の血管側に認められた。一方、コントロールマウスにおいてはその発現は認めなかった。結果を図16に示す。
TSA−1の血管側の発現はMHCクラスIやIIの発現パターンと同様であることは、興味深い。病態モデルにおけるTSA−1 mRNAの発現増加はレーザーマイクロダイセクション・real time PCR法により定量的に検討した。ほとんどコンタミネーションなしに近位尿細管のみを収集し、mRNA発現の定量を行う技術で行っている。近位尿細管におけるTSA−1 mRNA発現レベルは3週間の蛋白負荷によりコントロールにおける約3.8倍に増加していた。TSA−1 mRNA発現増はまた、腎臓全体から抽出したmRNAを用いたノーザン解析から得られた結果とほぼ同じである。
多くのGPIアンカー型蛋白はT細胞活性化の制御に関与している。小杉らはTSA−1の細胞外ドメインが、生理学的にまた、機能的にT細胞レセプター(TCR)の中心分子であるCD3zetaと関連することを示している。さらに、ClassonらはTSA−1の細胞外ドメインがある種のT細胞に結合することを報告しており、TSA−1のリガンドがこれらの細胞にあると考えている。これらの報告よりTSA−1は、T細胞表面の標的分子と相互作用しうる細胞表面レセプターと推定される。それゆえ、病態モデル近位尿細管におけるTSA−1の血管側での発現増加は近位尿細管とT細胞の直接の相互作用に関わっていることが示唆される。
実施例4:配列番号61に記載のDNA配列を有する遺伝子(GS188遺伝子)の機能解析
(1)上記で得られた遺伝子データベースの中から、蛋白尿モデルの近位尿細管遺伝子情報上、特異的に発現し、かつ発現量の多いクローン(配列番号61のDNA配列を有するもの)について、相同性の検索を行った結果、配列番号61のDNA配列を有する遺伝子が、機能が未知の新規遺伝子であることが明らかになった。
(2)cDNAのクローニング
配列番号61のDNA配列を有する遺伝子は、蛋白負荷により遺伝子情報上発現量が増加している(図15B)。最初にDNA配列を、マウスEST情報を用いて、できる限り再構築した。次いで、得られたマウスcDNA配列を、5’−RACE法により、タンパク負荷腎臓から構築したcDNAライブラリーからcDNA全長を得るためのプライマーを作成するのに用いた。
クローニングするのに用いた配列は5’−ATCAATGTGGGTGGGTTGTGGAG−3’である。増幅キットとしては、SMART−RACE cDNA増幅キット(クローンテック社、米国)を使用した。得られたPCR産物はpSTBlue−1ベクター(Novagen社、米国)にクローニングされ、DNA配列はABI PRISM310機(Perkin−Elmer社、米国)を用いて決定した。GAPDH cDNAの為のプローブを準備するためにSabathらが報告した方法にもとづいてPCRを行った。DNA配列はマウス賢臓mRNAを基質として作成したcDNA配列の5’端と3’端からのプライマーを用いてリバーストランスクリプテーション・PCR法によって直接増幅することにより得た。
(3)組織の準備
腎臓はPBS液で灌流後、ノーザン解析用のmRNA回収に使用された。組織学的検討にはPBSついで4%パラフォルムアルデハイド(PFA)で灌流後、腎臓を摘出した。サンプルはPFA固定後、パラフィン包埋法により準備し、免疫染色およびin situハイブリダイセーション法に用いた。
(4)ノーザン解析
マウス腎臓のRNAはTRIzol溶液をもちいて回収した。それぞれ10μgのRNAはフォルマリン・アガロース・ゲルで分離され、ナイロン膜(Hybond−N)に移された。膜は65度で1時間、プレハイブリダイゼーションを行った後、Rediprime II DNAラベルキット(Amersham社)を用いて32P−でラベルしたプローブと一晩ハイブリダイゼーションを行った。ナイロン膜は0.1XSSC・0.1%SDS溶液で60度15分で2回洗い、次いで−80度で一日、増感紙と共にX−Omat ARフィルム(Eastman Kodak社、米国)で感光させた。SMART−RACE cDNAキットで得たcDNAプローブは、配列を確認した後使用した。
(5)In situハイブリダイゼーション
PCR反応はIn situハイブリダイゼーション用に、配列番号61のDNA配列を有する遺伝子のセンス或いはアンチセンスcRNAプローブを作成するのに用いた。PCRプライマーは5’−TCTGAGTGTGGTTCTGGGTGGAA−3’と5’−CCCAGATACCCAAGAGCATAGCT−3’である。PCR産物はpSTBlue−1にクローニング後、DNA配列を確認した。クローニングしたサンプルをアンチセンス用にXhoIでセンス用にBamHIで切断した。DIG標識したアンチセンスcRNAプローブは1μgのテンプレイトからT7かSP6 RNAポリメラーゼをDIG RNAラベルキット(Roche社)を用いて作成した。In situハイブリダイゼーションはDNA Nucleic Acid Detectionキット(Roche社、ドイツ)を用いて行った。
(6)レーザーマイクロダイセクションによる組織のサンプリング
レーザーマイクロダイセクション用には、腎臓はPBSと次いで、99.5%エタノールで灌流し、摘出した。その後、30%sucrose/PBS液で一晩脱水し、Tissue−Tek O.C.T.コンパウンド(Sakura社、米国)で冷凍し、クリオスタットを用いて、サンプルとした。サンプルはガラススライド上の1.35μmの薄いポリエチレン膜(PALM社、ドイツ)上にマウントした。0.1%ポリ L リジン液を組織が膜に強固につくように用いた。膜上にマウントしたサンプルはHE染色液で10秒、素早く染色し、DEPC処理水で10秒間洗浄し、99.5%エタノールで脱水後、LM200 Image Archiving Workstation(ARCTURUS Engineering社、米国)によるレーザーマイクロダイセクションに供した。切片はトランスファー用フィルムで覆い、近位尿細管はレーザービームによりフィルムに付けて回収した。
(7)RNA回収、逆転写反応とreal−time PCR
RNAはトランスファー用フィルムについたサンプルからTRIzol液を用いて回収された。抽出したRNAは10μlのDEPC処理水に溶解し、一本鎖DNAはSuperScript II逆転写酵素とランダムプライマーから作成した。産生物はABI Prism 7700機によるreal−time PCR用のテンプレートとして使用した。配列番号61に記載のDNA配列を有する遺伝子のmRNA発現の定量はrRNAを標準としてreal−time PCR法を用いて行った。TaqMan ribosomal RNAコントロール試薬はmRNA発現の内部コントロールとして用いた。
Figure 2003091427
(8)蛋白尿モデルにおける配列番号61のDNA配列を有する遺伝子の発現増加
遺伝子情報より近位尿細管特異的な発現がありかつ蛋白尿により発現増加する遺伝子である、配列番号61に記載のDNA配列を有する遺伝子を選択し、さらに検討を加えた。マウスcDNAを得るため、5’RACE用のプライマーを準備した。マウスcDNAの5’部分がいくつか得られ、DNA配列を決定した。マウスの配列番号61のDNA配列を有する遺伝子の全長は約1.1kbで732塩基の244アミノ酸をコードする部分を含んでいる。計算より、その分子量は約26.6kDaと推定される。翻訳開始領域はKozak配列類似している。さらに、疎水性の解析から、該遺伝子がコードする蛋白は4つの強い疎水領域を持つことが明らかとなり、膜蛋白であることが示唆された(図17参照)。該蛋白質のアミノ酸配列を用いた類似性検索をGenBankのデータを用いFASTA解析により行った。結果、ヒト肝細胞癌関連抗原、マウスClast1、マウスおよびヒトLR8などが類似している事が明らかとなった。LR8の報告されているアミノ酸配列よりの疎水性解析結果は配列番号61に記載のDNA配列を有する遺伝子がコードする蛋白質のものと、よく似ていた。マウスLR8は263アミノ酸をコードする789ベースの蛋白コード領域を持っている。LR8 mRNA発現は線維芽細胞に限局しており、線維芽細胞のマーカーとして有用であると報告されている。該蛋白質発現の組織分布を見るため、ノーザン解析を行った。該蛋白質は、マウス腎、肺、脾に主な発現が認められ、その大きさはおよそcDNAから得られたものと同様であった。肺と脾は我々の遺伝子解析情報データに無いが、心・脳・骨格筋では発現はほとんど確認されていない。該遺伝子mRNAの腎臓における発現部位を同定するため、in situハイブリダイゼーションを行った。その発現は蛋白尿に3週間さらされることで、近位尿細管に主に発現していた。病態モデルにおける遺伝子の発現をレーザーマイクロダイセクション法により定量した。この結果により、該遺伝子mRNAは近位尿細管において3週の蛋白負荷後、正常コントロールの約5.9倍に増加していることが示された。マウスとヒトのゲノムプロジェクトの結果から、マウスにおける配列番号61のDNA配列を有する遺伝子はマウス染色体6番に、ヒトの配列番号61のDNA配列を有する遺伝子はヒト染色体7q36にあることを見出した。ヒトにおいてもマウスにおいてもLR8遺伝子は配列番号61のDNA配列を有する遺伝子の極めて近傍にあった。エクソン−イントロ解析からヒトとマウス配列番号61の配列を有する遺伝子の遺伝子構造はほとんど同じであった。2つの遺伝子(LR8と配列番号61に記載のDNA配列を有する遺伝子)は反対方向にあり、最初のイントロン内に5’非翻訳域を重なって持っている。これらの知見は配列番号61に記載のDNA配列を有する遺伝子とLR8遺伝子が極めて類似したものであることを示すものである。
実施例5:Stat1、Stat5発現系を用いた評価
(1)免疫関連腎疾患遺伝子群のup−regulation
マウス由来の腎近位尿細管細胞mProx24を、10%FCSを含むDMEM/F−12媒体で培養した。そして、IFN−6γによるStat系の活性の変化と遺伝子発現を調べた。その結果、インターフェロンγにより誘導される遺伝子が免疫関連遺伝子群に多くみられることがわかった。また、インターフェロンγによるStat系の活性変化が確認された。この知見に基づいて、Stat系のシグナル伝達がタンパク負荷で活性化するのではないかと考え、更に、以下の実験を行った。
(2)免疫沈降およびウェスタンブロット法
培養細胞を無血清培地で24時間培養した後、アルブミン(10mg/ml)を5分から1時間、加え刺激した。処理後、氷冷PBS(1mM Na3VO4を加えた)で3回洗浄し溶解液(50mM Tris−HCl,pH7.4,150mM NaCl,1% NP40,0.25% sodium deoxycholate,1mM EDTA,1mM PMSF,1μg/ml aprotinin,leupeptin,pepstatin,1mM Na3VO4,1mM NaF)にて1時間回転溶解した。遠心後、上清を使用した。STAT1、STAT3、STAT5それぞれの抗体と2時間氷上にて静置後、常法に従いプロティンAアガロースを用いて免疫沈降物を回収した。
SDSゲル泳動後、Hybond−P膜(アマシャム社、英国)にトランスファーし、ウエスタンブロットを行い、Pierce Supersignal substrate Chemiluminescence detection kit(Pierce社、米国)によりシグナルを同定した。その結果を図18に示す。図18において、上段はSTAT1、中段はSTAT3、下段はSTAT5を示す。また、P−STAT1はリン酸化された活性型を、STAT1は同蛋白の非活性型を含むバンドを示す。
図18に示されるように、アルブミン添加15分以内に腎近位尿細管細胞でSTAT1とSATAT5の早期活性化が確認された。またSTAT3は15分後に一度活性化が減少し再びコントロールレベルまで復する2相性の変化を示した。
また、酸化スカベンジャーであるN−Acetyl−L−Cysteine(NAC)を添加する事によりアルブミン添加によるSTAT1とSTAT5の活性化(リン酸化)は抑制されることが明らかとなった。その結果を図19に示す。このことから、アルブミン添加によるSTAT1/5の活性化は酸化ストレスが関与することがわかった。
(3)ゲルシフト法(EMSA)
核蛋白を抽出し、下記ダブルストランドオリゴDNAを用いてPanomics’ EMSAキット(Panomics社、米国)によりnon−RI法にて行った。コンペティションアッセイは100倍濃度の標識をしていない同じ配列のダブルストランドオリゴDNAを用いた。
Figure 2003091427
Figure 2003091427
5μgの核蛋白とビオチンラベルしたプローブと1μg/μlのポリdI−dCとバァッファー(100mM HEPES,pH7.6,5mM EDTA,15mM ammonium sulfate,5mM DTT,100mM KCl,1% Tween20)で30分混合した後、6%ポリアクリルアミド・ゲル(0.25%グリセロール入り)を0.5X Tris−borate−EDTA buffer(TBE)にて3時間200Vで泳動した。その後、ナイロン膜(Biodyne B;Pall,NY,USA)に2時間200mAにてトランスファーした。
シグナルはPierce Supersignal substrate chemiluminescence detection kit(Pierce Biotechnology,Rockford IL,USA)を用いて同定した。スーパーシフト・アッセイはあらかじめ抗体と上記反応液を混合した後、同様にシグナルを得た。
図20にEMSA(ゲルシフトアッセイ)の結果を示す。STATは転写因子として機能しているため結合配列とのEMSAにより活性を調べた。これにより、アルブミン添加15分以内のSTAT1、STAT5の活性化が確認され、NAC添加により活性が失われる事がわかった。
(4)DCFH−DA法を用いたflow cytometry(FACS)解析
細胞内の酸化ストレスは細胞を30μMの2’,7’−dichlorodihydrofluorescein−diacetate(DCFH−DA)と無血清培地において1時間37度で培養後、種々のストレスを加えた。細胞はトリプシンで処理・収集し、蛍光はflow cytometry(FACSCalibur,Becton Dickinson,NJ,USA)にて解析した。図21にFACS(Flow cytometory)による細胞内酸化ストレスを調べた結果を示す。アルブミン負荷はH202刺激と同様に細胞内の酸化ストレスを増加させ(グラフが右にシフトしている)、NACを加えることによりその増加が抑制されることが確認された。このことから、アルブミン添加後のSTAT系の活性化には、酸化ストレスが関与していることが示唆された。
以上のように、ウェスタンブロット法、ゲルシフト法を用いた実験により、蛋白負荷により、賢近位尿細管細胞のSTAT1/5が早期に活性化することが確認された。また、この活性化は、N−Acetyl−L−Cysteine(NAC)によって阻害されることが確認された。
また、DCFH−DA法を用いたFACS解析より、蛋白負荷を受けた腎近位尿細管細胞は酸化ストレスを受けており、この酸化ストレスはNACにより阻害されることが確認された。
実施例6:腎疾患モデルトランスジェニックマウス
GMF−B遺伝子の翻訳開始付近点からポリA尾部まで付着する部分の遺伝子を、制限酵素部位(EcoR1)を付加させたプライマーを用いて、PCR法によって増幅した。これをPCRフラグメント挿入用の市販ベクターに挿入し、配列を確認した。(FLAG−GMF−B)。FLAG−GMF−Bを制限酵素を用いて切断し、チキンβ−アクチン(Chicken beta−actin)プロモーター領域が挿入されたベクターに組み込み、プロモーターの下流にGMF−B遺伝子を挿入したプラスミドpCAGGS−FLAG−GMF−Bを作成した(図22)。制限酵素部位で切断することでChicken beta−actinプロモーターの下流にGMF−B遺伝子を配置したDNAフラグメントを取り出した。DNAフラグメントはマイクロインジェクション法によりマウス(系統;C57B/6)の前核期卵に導入した。胚が正常な形態を示したものを、仮腹マウスに移植し、マウスを誕生させた。誕生したマウスの尻尾からゲノムDNAを抽出、PCR法によって、GMF−B遺伝子がゲノム中に挿入されているかを確認した結果、数匹のトランスジェニックマウスが確認された。更に、GMF−B遺伝子を腎臓特異的に高発現しているトランスジェニックマウスが、正常マウスと同様な行動をとり、繁殖能力も備わっていることもわかった。
産業上の利用の可能性
本発明の腎疾患関連遺伝子群は、進行性腎障害において主な障害を担うと考えられる近位尿細管において、特異的に発現・変化している遺伝子群に絞って構築されたものである。従って、本発明の腎疾患関連遺伝子群並びに該遺伝子群から得られる情報を活用すれば、腎疾患診断乃至治療薬有効成分の候補物質を効率良く探索することができる。また腎疾患の解析を効率よくかつ的確に行うことが可能である。また腎疾患の診断や腎疾患の発症や進行の機序などをより正確に調べることができる。
また、本発明の腎疾患関連遺伝子群は、新規な遺伝子や腎疾患での発現が確認されていなかった種々の遺伝子を含んでおり、新規な医薬や、従来とは作用経路又は効能が異なる腎疾患関連医薬の開発に有効に利用し得るものである。
更に、本発明の腎疾患関連遺伝子群は、特定の機能を有する遺伝子群に分類されており、各種病態や疾患との関係をより特定して効率よく解析することが可能になる。
例えば、本発明の腎疾患関連遺伝子群に関する患者の遺伝子発現を適宜モニタニングすることなどにより、患者の疾患の種類や進行度をより正確に選定することが可能になる。また、治療が必要な患者に対しては、より適切な治療法を選定することが可能になり、治療の質も向上させる。
このように、本発明は、腎疾患の診断乃至治療に極めて有効な手段を提供するものである。
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【図面の簡単な説明】
図1は、正常モデルにおいて知られているGMF−B遺伝子の発現分布を示す図面である。図1において、縦軸はGMF−B遺伝子の相対的発現量を、横軸はどの組織でのデータであるかを示す。
図2は、腎疾患モデルマウス腎臓におけるGMF−B遺伝子発現の推移を示す図面である。
図3は、GMF−B強制発現により活性型p38が増加することを示す図面である。p38と活性型p38の蛋白量をウエスタンブロットで示している。WTはコントロールの近位尿細管細胞を示す。
図4は、GMF−B強制発現近位尿細管細胞におけるGMF−Bと活性型p38の存在場所を示す図面である。
図5は、F−アクチンとp38の細胞内局在を示す図面である。
図6は、F−アクチンと活性型p38(p−p38)の細胞内局在を示す図面である。
図7は、F−アクチンの構築の変化を示す図面である。
図8は、F−アクチンの再構築がp38MAPK阻害剤SB203580を加える事により、消失することを示す図面である。
図9は、GMF−B強制発現細胞におけるGMF−BとF−アクチンの細胞内分布を示す図面である。
図10は、GMF−B遺伝子強制発現系の細胞内の酸化ストレス刺激に対する強制発現系の細胞死の変化を調べた図面である。anti GMFはアンチセンスGMF−Bを発現させた事を示す。WTは通常の近位尿細管細胞(mProx24)を示す。GMFはGMF−Bを発現させた事を示す(GMF−Bを強制的に発現させた細胞での結果を示す。)GMF+SB203580はGMF−B発現細胞にp38阻害剤であるSB203580を作用させたものを示す。GMF+Caspase 3 InhibitorはGMF−B発現細胞にcaspase3阻害剤を作用させたものを示す。MARKERはマーカーを示す。図11も同様に示す。
図11は、細胞死に関わる重要なcaspase3活性を、GMF−B強制発現系とwild type(近位尿細管培養細胞系)、アンチセンスGMF−B発現系で測定した結果を示す図面である。
図12は、細胞死(apoptosis)の早期マーカーであるアネキシンV(Annexin V)の細胞膜への結合(binding)をフローサイトメトリー(Flow cytometry)により同定した結果を示す図面である。
図13は、GMF−B強制発現系について、H202刺激による細胞内の酸化ストレス(ROS:eactive xgen species)の時間的変化を調べた結果を示す図面である。図13において、縦軸は酸化ストレスをフローサイトメトリー(Flow cytometry)により測定した値を、横軸はH202負荷後の時間を示す。
図14は、細胞内に酸化ストレスを惹起する代表的な因子であるTNF−aとアンギオテンシンII(angiotensinII)で刺激による酸化ストレスの時間的変化を調べた結果を示す図面である。
図15(A)は、腎疾患モデルマウス腎臓における配列番号896に記載の遺伝子の発現の推移を示す図面である。図15(B)は配列番号61に記載の遺伝子の発現の推移を示す図面である。
図16は、腎臓におけるTSA−1遺伝子の免疫組織化学的解析の結果を示す図面である。
図17は、配列番号61に記載の塩基配列を有する遺伝子がコードする蛋白質のアミノ酸配列(A)と疎水性の解析結果(B)を示す図面である。
図18は、蛋白負荷した腎近位尿細管細胞でのSTAT1とSATAT5の早期活性化を示す図面である。
図19は、N−Acetyl−L−Cysteine(NAC)を添加する事によりアルブミン添加によるSTAT1とSTAT5の活性化(リン酸化)が抑制された結果を示す図面である。
図20は、EMSA(ゲルシフトアッセイ)の結果を示す図面である。図20において、ConはControl(コントロール)、AlbはAlbumin(アルブミン)添加、ComはCompetition(コンペティション)、SSはSuperSift(スーパーシフト)を示す。
図21は、FACS(Flow cytometory)による細胞内酸化ストレスを調べた結果を示す図面である。
図22は、GMF−B遺伝子を用いて作成した腎疾患モデルトランスジェニックモデルマウスのコンストラクトを示した図面である。

Claims (1)

  1. 以下の(a)〜(c)のいずれかに記載のDNAを有する遺伝子から選ばれる少なくとも1つの遺伝子を含む腎疾患関連遺伝子群:
    (a)配列番号1〜2007のいずれかに記載の塩基配列からなるDNA、
    (b)(a)に記載のDNAに対応するヒト由来のDNA、
    (c)(a)又は(b)に記載のDNAと相補的な配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNA。
JP2003587961A 2002-04-24 2003-04-23 近位尿細管に発現する腎疾患関連遺伝子群 Pending JPWO2003091427A1 (ja)

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