JPWO2014017462A1 - Pharmaceutical composition for suppressing abnormal spine formation - Google Patents

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Abstract

結節性硬化症では、synteninタンパク質量が増加していることを明らかにした。また、このsynteninタンパク質量の増加に伴い、スパイン形成を誘導する因子として知られている、syndecan−2タンパク質とCASKタンパク質との結合が阻害されることにより、スパイン形成異常が生じることも明らかにした。そして、syntenin遺伝子特異的なsiRNAを投与することによって、結節性硬化症におけるスパイン形成異常を抑制できること、さらには行動異常の改善及びてんかん発作の抑制もできることを見出し、スパイン形成異常を抑制するための医薬組成物及びワクチン組成物、並びにスパイン形成異常を抑制する活性を有する化合物のスクリーニング方法を提供した。In tuberous sclerosis, it was revealed that the amount of syntenin protein was increased. In addition, as the amount of the syntenin protein increases, it has also been clarified that spine formation abnormality occurs due to inhibition of the binding of syndecan-2 protein and CASK protein, which is known as a factor that induces spine formation. . In addition, by administering a syntenin gene-specific siRNA, it is found that abnormal spine formation in tuberous sclerosis can be suppressed, and further that abnormal behavior can be improved and epileptic seizures can be suppressed. Provided are a pharmaceutical composition and a vaccine composition, and a method for screening a compound having an activity to suppress abnormal spine formation.

Description

本発明は、スパイン形成異常を抑制するための医薬組成物及びワクチン組成物に関する。また、本発明は、スパイン形成異常を抑制する活性を有する化合物のスクリーニング方法に関する。   The present invention relates to a pharmaceutical composition and a vaccine composition for suppressing abnormal spine formation. The present invention also relates to a method for screening a compound having an activity of suppressing abnormal spine formation.

結節性硬化症は、プリングル病とも言われ、全身に過誤腫と呼ばれる良性腫瘍が多発する母斑症である。また、中枢神経症状として、てんかん、精神遅滞、自閉症等を合併する。自閉症が遺伝的に発症することは最近報告されるようになってきたが、結節性硬化症は、最も早くから遺伝性の自閉症を起こすと言われている疾患である。   Tuberous sclerosis, also called Pringle's disease, is a nevus with multiple benign tumors called hamartomas throughout the body. Moreover, epilepsy, mental retardation, autism, etc. are combined as central nervous system symptoms. Although it has recently been reported that autism develops genetically, tuberous sclerosis is the disease that is said to cause hereditary autism from the earliest.

自閉症を含む発達障害では、脳の神経細胞の微細な形態変化があることが報告されている。特に、樹状突起の棘状構造物(スパイン)は興奮性シナプスの後シナプス側を形成するが、発達障害患者ではスパインの形成不全や形態変化が認められている。結節性硬化症でも樹状突起スパインの形成異常が確認されている(非特許文献1)。スパイン形成異常は、通常の興奮性シナプス伝達に異常があることを意味しており、それが発達障害の中枢症状の原因と考えられる。   In developmental disorders including autism, it has been reported that there are minute morphological changes in neurons in the brain. In particular, the spinous structure (spine) of dendrites forms the synapse side after the excitatory synapse, but spinal dysplasia and morphological changes are recognized in patients with developmental disorders. Abnormal formation of dendritic spines has been confirmed even in tuberous sclerosis (Non-patent Document 1). Spine dysplasia means that there is an abnormality in normal excitatory synaptic transmission, which is thought to be the cause of central symptoms of developmental disorders.

結節性硬化症の原因遺伝子は、TSC1遺伝子又はTSC2遺伝子であることが知られている。TSC1タンパク質とTSC2タンパク質とは複合体を作り、Rhebという低分子GTP結合タンパク質のGTPaseを活性化する。すなわち、Rhebに対するGTPase活性化因子(GAP)として働く。しかし、TSC1タンパク質又はTSC2タンパク質に変異があると、Rhebタンパク質がGTP型(活性型)となり、mTORタンパク質というセリンスレオニンキナーゼを活性化する。そして、mTORタンパク質の活性化によってタンパク質合成が亢進し、自閉症等を発症すると考えられてきた(非特許文献2)。   It is known that the causative gene of tuberous sclerosis is the TSC1 gene or the TSC2 gene. TSC1 protein and TSC2 protein form a complex and activate GTPase, a small GTP-binding protein called Rheb. That is, it acts as a GTPase activator (GAP) for Rheb. However, if there is a mutation in the TSC1 protein or TSC2 protein, the Rheb protein becomes GTP type (active type) and activates serine threonine kinase called mTOR protein. And it has been thought that activation of mTOR protein promotes protein synthesis and develops autism and the like (Non-patent Document 2).

しかし、非特許文献1において示されているように、また、後述の実施例においても示す通り、mTOR阻害薬であるラパマイシンを投与しても、結節性硬化症におけるスパイン形成異常は改善されないことが明らかになっている。   However, as shown in Non-Patent Document 1 and as shown in Examples described later, even when rapamycin, an mTOR inhibitor, is administered, abnormal spine formation in tuberous sclerosis may not be improved. It has become clear.

一方、シンテニン(syntenin)タンパク質は、SDCBP(シンデカン結合タンパク質)、MDA9(メラノーマ分化関連遺伝子9)又はTACIP18(プロ−TGF−α細胞質ドメイン結合タンパク質18)とも称されるタンパク質であり、C末側に有する2つのPDZドメインを介して、様々な種類のタンパク質と結合することが知られている(非特許文献3)。また、synteninタンパク質は、シナプスの形成・安定期等にあるニューロンにおいて多く発現していることが知られている。さらに、幼若ニューロン及び成熟ニューロンにおいて、synteninタンパク質を過剰発現させると、樹状突起上の小突起(dendritic protrusion)の増加により、ニューロンの形態が顕著に変化することが明らかになっている(非特許文献4)。しかしながら、synteninタンパク質と結節性硬化症との関連の有無については明らかにされていなかった。   On the other hand, syntenin protein is a protein also called SDCBP (syndecan binding protein), MDA9 (melanoma differentiation-related gene 9) or TACIP18 (pro-TGF-α cytoplasmic domain binding protein 18), It is known to bind to various types of proteins via the two PDZ domains it has (Non-patent Document 3). Syntenin protein is known to be expressed in a large amount in neurons in the synapse formation / stable period. Furthermore, it has been clarified that overexpression of the syntenin protein in juvenile and mature neurons causes a marked change in neuronal morphology due to an increase in dendritic protrusion (non-dendritic growth) Patent Document 4). However, whether or not there is an association between the syntenin protein and tuberous sclerosis has not been clarified.

このように、スパイン形成異常を引き起こす機序については未だ解明されていないため、結節性硬化症等のスパイン形成異常を伴う疾患に対する有効な治療薬等は依然として開発がなされていない。   Thus, since the mechanism which causes a spine formation abnormality is not yet elucidated, the effective therapeutic agent etc. with respect to the disease accompanied by a spine formation abnormality, such as tuberous sclerosis, are not yet developed.

Tavazoie SF.ら、Nat Neurosci.、2005年、8巻、1727〜1734ページTabazoie SF. Nat Neurosci. 2005, Vol. 8, pp. 1727 to 1734 Inoki K.ら、Nature Genetics、2005年、37巻、19〜24ページInoki K.K. Et al., Nature Genetics, 2005, 37, 19-24. Beekman JM.ら、J Cell Sci.、2008年、121巻(Pt 9)、1349〜1355ページBeekman JM. Et al., J Cell Sci. 2008, 121 (Pt 9), pp. 1349-1355 Hirbec H.ら、Mol Cell Neurosci.、2005年、28巻、4号、737〜746ページHirbec H.M. Et al., Mol Cell Neurosci. 2005, 28, 4, 737-746

本発明は、前記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、スパイン形成異常を抑制するための医薬組成物及びワクチン組成物、並びにスパイン形成異常を抑制する活性を有する化合物のスクリーニング方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and includes a pharmaceutical composition and a vaccine composition for suppressing abnormal spine formation, and a method for screening a compound having an activity of suppressing abnormal spine formation. The purpose is to provide.

本発明者らは、前記目的を達成すべく、先ず、結節性硬化症の発症の機序において、結節性硬化症の原因となるTSC2タンパク質の下流に位置するRhebタンパク質に着目し、該タンパク質に結合するタンパク質を探索した。その結果、Rhebタンパク質に結合するタンパク質として、synteninタンパク質を新たに見出した。さらに、本発明者らは、結節性硬化症では、活性化したRhebタンパク質とsynteninタンパク質との結合が弱まり、ユビキチン−プロテアソーム系によるsynteninタンパク質の分解が抑制され、synteninタンパク質量が増加していることを明らかにした。また、このsynteninタンパク質量の増加に伴い、スパイン形成を誘導する因子として知られている、syndecan−2タンパク質とCASKタンパク質との結合が阻害されることにより、スパイン形成異常が生じることも明らかにした(図1及び2 参照)。そして、syntenin遺伝子特異的なsiRNAを投与して、syntenin遺伝子の機能を抑制することによって、結節性硬化症におけるスパイン形成異常を抑制できること、さらには行動異常(文脈依存的恐怖弁別)の改善及びてんかん発作の抑制もできることを見出した。   In order to achieve the above object, the present inventors first focused on the Rheb protein located downstream of the TSC2 protein that causes tuberous sclerosis in the onset mechanism of tuberous sclerosis. We searched for proteins to bind. As a result, a syntenin protein was newly found as a protein that binds to the Rheb protein. Furthermore, the present inventors show that in tuberous sclerosis, the binding between the activated Rheb protein and the syntenin protein is weakened, the degradation of the syntenin protein by the ubiquitin-proteasome system is suppressed, and the amount of the syntenin protein is increased. Was revealed. In addition, as the amount of the syntenin protein increases, it has also been clarified that spine formation abnormality occurs due to inhibition of the binding of syndecan-2 protein and CASK protein, which is known as a factor that induces spine formation. (See FIGS. 1 and 2). Then, administration of a syntenin gene-specific siRNA to suppress the function of the syntenin gene can suppress spine formation abnormalities in tuberous sclerosis, and further improve behavioral abnormalities (context-dependent fear discrimination) and epilepsy It was found that seizures can be suppressed.

本発明は上記知見に基づくものであり、より詳しくは以下を提供するものである。
<1> syntenin遺伝子の機能を抑制する分子を有効成分として含む、スパイン形成異常を抑制するための医薬組成物。
<2> syntenin遺伝子の機能を抑制する分子が、下記(a)〜(c)のいずれか1に記載の分子である、<1>に記載の医薬組成物
(a)syntenin遺伝子の転写産物に結合するRNA、又は該RNAをコードするDNA
(b)抗synteninタンパク質抗体
(c)synteninタンパク質に結合するRNA又はDNA。
<3> synteninタンパク質又はその部分ペプチドを有効成分として含む、スパイン形成異常を抑制するためのワクチン組成物。
<4> 下記(a)〜(c)の工程を含む、スパイン形成異常を抑制する活性を有する候補化合物のスクリーニング方法
(a)被検化合物とsynteninタンパク質とを接触させる工程、
(b)被検化合物とsynteninタンパク質との結合を検出する工程、
(c)前記synteninタンパク質と結合する化合物を選択する工程。
<5> 下記(a)〜(c)の工程を含む、スパイン形成異常を抑制する活性を有する化合物のスクリーニング方法
(a)被検化合物の存在下で、synteninタンパク質とsyndecan−2タンパク質とを接触させる工程、
(b)synteninタンパク質とsyndecan−2タンパク質との結合を検出する工程、
(c)前記結合を抑制する化合物を選択する工程。
<6> 下記(a)〜(c)の工程を含む、スパイン形成異常を抑制する活性を有する化合物のスクリーニング方法
(a)syntenin遺伝子を発現する細胞に、被検化合物を接触させる工程、
(b)該細胞内におけるsyntenin遺伝子の発現を検出する工程、
(c)被検化合物を接触させない場合と比較して、syntenin遺伝子の発現を減少させる化合物を選択する工程。
<7> 下記(a)〜(c)の工程を含む、スパイン形成異常を抑制する活性を有する化合物のスクリーニング方法
(a)syntenin遺伝子のプロモーター領域の下流にレポーター遺伝子が機能的に結合したDNAを有する細胞に、被検化合物を接触させる工程、
(b)該細胞内における前記レポーター遺伝子の発現を検出する工程、
(c)被検化合物を接触させない場合と比較して、前記レポーター遺伝子の発現を減少させる化合物を選択する工程。
The present invention is based on the above findings, and more specifically, provides the following.
<1> A pharmaceutical composition for suppressing spine formation abnormality, comprising a molecule that suppresses the function of the syntenin gene as an active ingredient.
<2> The pharmaceutical composition according to <1>, wherein the molecule that suppresses the function of the syntenin gene is a molecule according to any one of the following (a) to (c): (a) a transcription product of the syntenin gene RNA to be bound or DNA encoding the RNA
(B) Anti-syntenin protein antibody (c) RNA or DNA that binds to syntenin protein.
<3> A vaccine composition for suppressing spine formation abnormality, comprising a syntenin protein or a partial peptide thereof as an active ingredient.
<4> A screening method of a candidate compound having an activity of suppressing spine formation abnormality including the following steps (a) to (c): (a) a step of contacting a test compound with a syntenin protein;
(B) detecting the binding between the test compound and the syntenin protein;
(C) selecting a compound that binds to the syntenin protein.
<5> A screening method for a compound having an activity to suppress abnormal spine formation, including the following steps (a) to (c): (a) contacting a syntenin protein with a syndecan-2 protein in the presence of a test compound The process of
(B) detecting the binding between the syntenin protein and the syndecan-2 protein;
(C) A step of selecting a compound that suppresses the binding.
<6> A screening method for a compound having an activity to suppress spine formation abnormality including the following steps (a) to (c): (a) a step of bringing a test compound into contact with a cell expressing the syntenin gene;
(B) detecting the expression of the syntenin gene in the cell,
(C) A step of selecting a compound that decreases the expression of the syntenin gene as compared with the case where the test compound is not contacted.
<7> A screening method for a compound having an activity to suppress abnormal spine formation, comprising the following steps (a) to (c): (a) a DNA having a reporter gene operably linked downstream of the promoter region of the syntenin gene; A step of contacting a test compound with cells having
(B) detecting the expression of the reporter gene in the cell;
(C) A step of selecting a compound that decreases the expression of the reporter gene as compared with the case where the test compound is not contacted.

本発明によれば、スパイン形成異常を抑制するための医薬組成物及びワクチン組成物、並びにスパイン形成異常を抑制する活性を有する化合物のスクリーニング方法を提供することが可能となり、ひいては、結節性硬化症等のスパイン形成異常を伴う疾患の治療及び予防が可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the pharmaceutical composition and vaccine composition for suppressing a spine formation abnormality, and the screening method of the compound which has the activity which suppresses a spine formation abnormality, By extension, tuberous sclerosis Thus, it is possible to treat and prevent diseases accompanied by abnormal spine formation.

正常(野生型)ニューロンのスパイン形成における分子機構を示す概略図である。図中、「synt」はsynteninタンパク質を示し、「sdc2」はsyndecan−2タンパク質を示し、「Ub」はユビキチンを示す(図2においても同じ)。It is the schematic which shows the molecular mechanism in the spine formation of a normal (wild type) neuron. In the figure, “synt” represents the syntenin protein, “sdc2” represents the syndecan-2 protein, and “Ub” represents ubiquitin (the same applies to FIG. 2). 結節性硬化症(TSC2+/−)ニューロンのスパイン形成異常における分子機構を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the molecular mechanism in spine formation abnormality of tuberous sclerosis (TSC2 +/− ) neurons. 野生型及びTSC2+/−由来のニューロンを、EGFP及び抗vGlut1(小胞グルタミン酸輸送体)抗体にて染色して、蛍光顕微鏡にて観察した結果を示す写真である。なお、EGFPはニューロン全体を染色し、抗vGlut1抗体は興奮性シナプスのマーカー分子(vGlut1)を特異的に標識する。図中、白い矢印は樹状突起スパインが形成されていることを示す(以下、図7、14、17、24、27、31及び43において同じ)。また、図中のスケールバーは5μmであることを示す(以下、図7、14、17、24、27、31、34、43及び46において同じ)。It is a photograph which shows the result of having dye | stained the neuron derived from a wild type and TSC2 +/- with EGFP and an anti-vGlut1 (vesicular glutamate transporter) antibody, and observed with the fluorescence microscope. EGFP stains the entire neuron, and the anti-vGlut1 antibody specifically labels the excitatory synaptic marker molecule (vGlut1). In the figure, white arrows indicate that dendritic spines are formed (hereinafter the same in FIGS. 7, 14, 17, 24, 27, 31 and 43). Further, the scale bar in the figure indicates 5 μm (hereinafter the same in FIGS. 7, 14, 17, 24, 27, 31, 34, 43 and 46). 野生型及びTSC2+/−由来のニューロンにおける、樹状突起上の突起の長さの累積確率を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing cumulative probabilities of protrusion length on dendrites in wild-type and TSC2 +/− derived neurons. TSC2+/−由来のニューロンにおける、スパインシナプス密度の相対値を示すグラフである。該相対値は、野生型由来のニューロンにおけるスパインシナプス密度を100%とした際の値である。It is a graph which shows the relative value of a spine synapse density in the neuron derived from TSC2 +/- . The relative value is a value when the spine synapse density in the wild-type neuron is 100%. TSC2+/−由来のニューロンにおける、シャフトシナプス密度の相対値を示すグラフである。該相対値は、野生型由来のニューロンにおけるシャフトシナプス密度を100%とした際の値である。It is a graph which shows the relative value of a shaft synapse density in the neuron derived from TSC2 +/- . The relative value is a value when the shaft synapse density in a wild-type neuron is 100%. 100nM ラパマイシン又はDMSO存在下にて培養したTSC2+/−由来のニューロンを、EGFP及び抗vGlut1抗体にて染色し、蛍光顕微鏡にて観察した結果を示す写真である。It is a photograph which shows the result of having dye | stained the neuron derived from TSC2 +/- which culture | cultivated in the presence of 100 nM rapamycin or DMSO with EGFP and an anti-vGlut1 antibody, and observed with the fluorescence microscope. 100nM ラパマイシン又はDMSO存在下にて培養したTSC2+/−由来のニューロンにおける、樹状突起上の突起の長さの累積確率を示すグラフである。It is a graph which shows the cumulative probability of the length of the processus on the dendrite in the neuron derived from TSC2 +/− cultured in the presence of 100 nM rapamycin or DMSO. 100nM ラパマイシン存在下にて培養したTSC2+/−由来のニューロンと、DMSO存在下にて培養したTSC2+/−由来のニューロンとにおける、各樹状突起10μmあたりのスパインシナプス密度を示すグラフである。And 100nM rapamycin presence of TSC2 +/- derived cultured under neurons in the TSC2 +/- derived neurons cultured in the presence of DMSO, is a graph showing the spine synaptic density per each dendrite 10 [mu] m. synteninタンパク質及びその変異体の構造を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of a syntenin protein and its variant. GST沈降法により、syntenin(synt)タンパク質と、活性型Rheb(RhebQ64V)タンパク質又は不活性型Rheb(RhebD60I)タンパク質との結合を解析した結果を示す写真である。It is a photograph which shows the result of having analyzed the coupling | bonding of syntenin (synt) protein, and active type | mold Rheb (Rheb Q64V ) protein or inactive type | mold Rheb (Rheb D60I ) protein by GST precipitation method. GST沈降法により、syntenin(synt)タンパク質と、RhebD60Iタンパク質又はそのエフェクタードメイン変異体(図中「T38M/D60I」若しくは「I39K/D60I」)との結合を解析した結果を示す写真である。It is a photograph which shows the result of having analyzed the coupling | bonding of syntenin (synt) protein and Rheb D60I protein or its effector domain variant ("T38M / D60I" or "I39K / D60I" in a figure) by GST precipitation method. GST沈降法により、synteninタンパク質(図中、「synt」)又は図10に示すsynteninタンパク質変異体と、Rhebタンパク質との結合を解析した結果を示す写真である。It is a photograph which shows the result of having analyzed syntenin protein (in the figure, "synt") or the syntenin protein variant shown in FIG. 10, and the Rheb protein by GST precipitation method. syntenin遺伝子を過剰発現させた野生型由来のニューロン(図中「synt」)を、EGFP及び抗vGlut1抗体にて染色して、蛍光顕微鏡にて観察した結果を示す写真である。また、syntenin遺伝子を過剰発現させていない野生型由来のニューロン(図中「対照」)の観察結果も示す。It is the photograph which shows the result of having dye | stained the neuron derived from the wild type which overexpressed the syntenin gene ("synt" in a figure) with EGFP and anti-vGlut1 antibody, and observed with the fluorescence microscope. Moreover, the observation result of the wild-type neuron ("control" in the figure) that does not overexpress the syntenin gene is also shown. syntenin遺伝子を過剰発現させた野生型由来のニューロン(図中「synt」)における、樹状突起上の突起の長さの累積確率を示すグラフである。また、syntenin遺伝子を過剰発現させていない野生型由来のニューロン(図中「対照」)における結果も示す。It is a graph which shows the accumulation probability of the length of the processus | protrusion on a dendrite in the neuron derived from the wild type which overexpressed the syntenin gene ("synt" in a figure). The results are also shown for wild-type neurons that do not overexpress the syntenin gene (“control” in the figure). syntenin遺伝子を過剰発現させた野生型由来のニューロン(図中「synt」)と、syntenin遺伝子を過剰発現させていない野生型由来のニューロン(図中「対照」)とにおける、各樹状突起10μmあたりのスパインシナプス数を示すグラフである。For each 10 μm of dendrites in a wild-type neuron overexpressing the syntenin gene (“synt” in the figure) and a wild-type neuron not overexpressing the syntenin gene (“control” in the figure) It is a graph which shows the number of spine synapses. syntenin siRNAを導入したTSC2+/−由来のニューロン(図中「synt siRNA」)と、非特異的siRNAを導入したTSC2+/−由来のニューロン(図中「非特異的siRNA」)と、syntenin siRNA及びECFP−synteninを導入したTSC2+/−由来のニューロン(図中「synt siRNA+ECFP−synt」)とを、EGFP及び抗vGlut1抗体にて染色して、蛍光顕微鏡にて観察した結果を示す写真である。図中の「ECFP−synt」に付されている「*」は、synt siRNAの標的配列に縮重変異が導入されているため、synt siRNAに対して抵抗性を有している、synteninタンパク質又はその変異体をコードする核酸であることを表わす(図19、24〜26においても同じ)。Neurons derived from TSC2 +/− introduced with syntenin siRNA (“synt siRNA” in the figure), neurons derived from TSC2 +/− introduced with non-specific siRNA (“non-specific siRNA” in the figure), and syntenin siRNA And ECFP-syntenin-introduced TSC2 +/- derived neurons ("synt siRNA + ECFP-synt * " in the figure) stained with EGFP and anti-vGlut1 antibody, and a photograph showing the results of observation with a fluorescence microscope is there. In the figure, “*” attached to “ECFP-synt” is a syntenin protein having resistance to synt siRNA because degenerate mutations are introduced into the target sequence of synt siRNA. This represents a nucleic acid encoding the mutant (the same applies to FIGS. 19 and 24 to 26). syntenin siRNAを導入したTSC2+/−由来のニューロン(図中「synt siRNA」)と、非特異的siRNAを導入したTSC2+/−由来のニューロン(図中「非特異的siRNA」)と、syntenin siRNA及びECFP−synteninを導入したTSC2+/−由来のニューロン(図中「synt siRNA+synt」)とにおける、樹状突起上の突起の長さの累積確率を示すグラフである。Neurons derived from TSC2 +/− introduced with syntenin siRNA (“synt siRNA” in the figure), neurons derived from TSC2 +/− introduced with non-specific siRNA (“non-specific siRNA” in the figure), and syntenin siRNA And ECSC-syntenin-introduced TSC2 +/− derived neurons (“synt siRNA + synt * ” in the figure) are graphs showing the cumulative probabilities of the length of protrusions on dendrites. syntenin siRNAを導入したTSC2+/−由来のニューロン(図中「synt siRNA」)と、非特異的siRNAを導入したTSC2+/−由来のニューロン(図中「非特異的siRNA」)と、syntenin siRNA及びECFP−synteninを導入したTSC2+/−由来のニューロン(図中「synt siRNA+ECFP−synt」)とにおける、各樹状突起10μmあたりのスパインシナプス数を示すグラフである。図中、「***」はp<0.001であることを示す。Neurons derived from TSC2 +/− introduced with syntenin siRNA (“synt siRNA” in the figure), neurons derived from TSC2 +/− introduced with non-specific siRNA (“non-specific siRNA” in the figure), and syntenin siRNA 5 is a graph showing the number of spine synapses per 10 μm of each dendrite in neurons derived from TSC2 +/− introduced with ECFP-syntenin (“synt siRNA + ECFP-synt * ” in the figure). In the figure, “***” indicates p <0.001. 野生型ラットの海馬及びTSC2+/−ラットの海馬におけるsynteninタンパク質の量(図中、「synt」)を、ウェスタンブロット法により解析した結果を示す写真である。図中、「1」は野生型ラットの海馬についての結果を示し、「2」はTSC2+/−ラットの海馬についての結果を示す。It is a photograph which shows the result of having analyzed the quantity (in the figure, "synt") of the syntenin protein in the hippocampus of the wild type rat and the hippocampus of TSC2 +/- rat by the Western blot method. In the figure, “1” indicates the results for the hippocampus of wild-type rats, and “2” indicates the results for the hippocampus of TSC2 +/− rats. TSC2+/−ラットの海馬におけるsynteninタンパク質量の相対値を示すグラフである。該相対値は、野生型ラットの海馬におけるsynteninタンパク質量を100%とした際の値である。図中、「**」はp<0.01であることを示す。It is a graph which shows the relative value of the syntenin protein amount in the hippocampus of TSC2 +/- rat. The relative value is a value when the amount of the syntenin protein in the hippocampus of the wild type rat is 100%. In the figure, “**” indicates that p <0.01. 不活性型Rheb(RhebD60I)タンパク質又は活性型Rheb(RhebQ64V)タンパク質の存在下において、ユビキチン化されたsynteninタンパク質(Ub−synt)の量を解析した結果を示す写真である。なお、このユビキチン化アッセイに用いた、synteninタンパク質にはFLAGタグが融合してある。図中、「1」及び「2」は抗FLAG抗体(anti−FLAG)にて免疫沈降(IP)を行い、沈降してきたタンパク質を抗FLAG抗体(anti−FLAG)を用いたウェスタンブロット法(IB)にて解析した結果を示す。「3」及び「4」は抗FLAG抗体にて免疫沈降(IP)を行い、沈降してきたタンパク質を抗ポリユビキチン抗体(anti−poly−Ub)を用いたウェスタンブロット法(IB)にて解析した結果を示す。It is a photograph showing the result of analyzing the amount of ubiquitinated syntenin protein (Ub-synt) in the presence of inactive Rheb (Rheb D60I ) protein or active Rheb (Rheb Q64V ) protein. The syntenin protein used in this ubiquitination assay is fused with a FLAG tag. In the figure, “1” and “2” are subjected to immunoprecipitation (IP) with an anti-FLAG antibody (anti-FLAG), and the precipitated protein is subjected to Western blotting using an anti-FLAG antibody (anti-FLAG) (IB ) Shows the result of analysis. “3” and “4” were subjected to immunoprecipitation (IP) with an anti-FLAG antibody, and the precipitated protein was analyzed by Western blotting (IB) using an anti-polyubiquitin antibody (anti-poly-Ub). Results are shown. 不活性型Rheb(RhebD60I)タンパク質及び活性型Rheb(RhebQ64V)タンパク質に関し、ユビキチン化されたRhebタンパク質(Ub−Rheb)の量を解析した結果を示す写真である。なお、このユビキチン化アッセイに用いた、Rhebタンパク質にはEGFPタグが融合してある。図中、「1」及び「2」は抗GFP抗体(anti−GFP)にて免疫沈降(IP)を行い、沈降してきたタンパク質を抗GFP抗体(anti−GFP)を用いたウェスタンブロット法(IB)にて解析した結果を示す。「3」及び「4」は抗GFP抗体にて免疫沈降(IP)を行い、沈降してきたタンパク質を抗ポリユビキチン抗体(anti−poly−Ub)を用いたウェスタンブロット法(IB)にて解析した結果を示す。It is a photograph which shows the result of having analyzed the quantity of ubiquitinated Rheb protein (Ub-Rheb) regarding inactive type Rheb (Rheb D60I ) protein and active type Rheb (Rheb Q64V ) protein. The Rheb protein used in this ubiquitination assay is fused with an EGFP tag. In the figure, “1” and “2” are subjected to immunoprecipitation (IP) with an anti-GFP antibody (anti-GFP), and the precipitated protein is subjected to Western blotting using an anti-GFP antibody (anti-GFP) (IB) ) Shows the result of analysis. “3” and “4” were subjected to immunoprecipitation (IP) with an anti-GFP antibody, and the precipitated protein was analyzed by Western blotting (IB) using an anti-polyubiquitin antibody (anti-poly-Ub). Results are shown. syntenin遺伝子又はその変異体(図10 参照)と、syntenin siRNA(synt siRNA)とを導入した、野生型由来のニューロンを、EGFP及び抗vGlut1抗体にて染色して、蛍光顕微鏡にて観察した結果を示す写真である。The result of observing a neuron derived from a wild type introduced with a syntenin gene or a mutant thereof (see FIG. 10) and a syntenin siRNA (synt siRNA) with an EGFP and an anti-vGlut1 antibody using a fluorescence microscope. It is a photograph shown. syntenin遺伝子又はその変異体(図10 参照)と、syntenin siRNAとを導入した、野生型由来のニューロンにおける、樹状突起上の突起の長さの累積確率を示すグラフである。It is a graph which shows the cumulative probability of the length of the processus | protrusion on a dendrite in the neuron derived from a wild type which introduce | transduced the syntenin gene or its variant (refer FIG. 10), and syntenin siRNA. syntenin遺伝子又はその変異体(図10 参照)と、syntenin siRNAとを導入した、野生型由来のニューロンにおける、各樹状突起10μmあたりのスパインシナプス数を示すグラフである。図中、「***」はp<0.001であることを示す。It is a graph which shows the number of spine synapses per 10 micrometers of each dendrite in the neuron derived from a wild type which introduce | transduced the syntenin gene or its variant (refer FIG. 10), and syntenin siRNA. In the figure, “***” indicates p <0.001. syntenin siRNA(synt siRNA)及びsyndecan−2 siRNA(sdc2 siRNA)を導入したTSC2+/−由来のニューロンと、syntenin siRNA及び非特異的siRNAを導入したTSC2+/−由来のニューロンとを、EGFP及び抗vGlut1抗体にて染色して、蛍光顕微鏡にて観察した結果を示す写真である。Syntenin siRNA (synt siRNA) and syndecan-2 siRNA (sdc2 siRNA) introduced TSC2 +/- derived neurons, syntenin siRNA and non-specific siRNA introduced TSC2 +/- derived neurons, EGFP and anti-neurons It is a photograph which shows the result of having dye | stained with vGlut1 antibody and observed with the fluorescence microscope. syntenin siRNA及びsyndecan−2 siRNAを導入したTSC2+/−由来のニューロン(図中、「sdc2 siRNA」)と、syntenin siRNA及び非特異的siRNAを導入したTSC2+/−由来のニューロン(図中、「非特異的siRNA」)とにおける、樹状突起上の突起の長さの累積確率を示すグラフである。Neurons derived from TSC2 +/− introduced with syntenin siRNA and syndecan-2 siRNA (“sdc2 siRNA” in the figure) and neurons derived from TSC2 +/− introduced with syntenin siRNA and non-specific siRNA (in the figure, “ It is a graph which shows the accumulation probability of the length of the processus | protrusion on a dendrite in "non-specific siRNA"). syntenin siRNA及びsyndecan−2 siRNAを導入したTSC2+/−由来のニューロン(図中、「sdc2 siRNA」)と、syntenin siRNA及び非特異的siRNAを導入したTSC2+/−由来のニューロン(図中、「非特異的siRNA」)とにおける、各樹状突起10μmあたりのスパインシナプス数を示すグラフである。図中、「***」はp<0.001であることを示す。Neurons derived from TSC2 +/− introduced with syntenin siRNA and syndecan-2 siRNA (“sdc2 siRNA” in the figure) and neurons derived from TSC2 +/− introduced with syntenin siRNA and non-specific siRNA (in the figure, “ It is a graph showing the number of spine synapses per 10 μm of each dendrite in “non-specific siRNA”). In the figure, “***” indicates p <0.001. GST沈降法により、synteninタンパク質(図中、「FLAG−synt」)の量を増やした際の、一定量のCASKタンパク質(図中、「FLAG−CASK」)に結合するsyndecan−2タンパク質(図中、「GST−sdc2 IC」)の量を解析した結果を示す写真である。When the amount of the syntenin protein (“FLAG-synt” in the figure) is increased by the GST precipitation method, a syndecan-2 protein (in the figure, which binds to a certain amount of CASK protein (“FLAG-CASK” in the figure)) , “GST-sdc2 IC”). CASKタンパク質の量を一定にし、synteninタンパク質の量を増やした野生型由来のニューロンを、EGFP及び抗vGlut1抗体にて染色して、蛍光顕微鏡にて観察した結果を示す写真である。図中の数値は、リポフェクション法(Invitrogen社製Lipofectamin 2000を使用)により、野生型ラット由来の初代培養ニューロン(培養後11日目)に導入された、EGFP−CASK融合タンパク質をコードするプラスミド(図中、「CASK」)及びECFP−syntenin融合タンパク質をコードするプラスミド(図中、「synt」)の質量(μg)を各々示している。It is the photograph which shows the result of having dye | stained the neuron derived from the wild type which made the quantity of CASTEN protein constant and the quantity of the syntenin protein increased with EGFP and anti-vGlut1 antibody, and observed with the fluorescence microscope. The figures in the figure are the plasmids encoding the EGFP-CASK fusion protein introduced into the primary cultured neurons (11 days after culture) derived from wild type rats by the lipofection method (using Lipofectamine 2000 manufactured by Invitrogen). In the figure, “CASK”) and the mass (μg) of the plasmid encoding the ECFP-syntenin fusion protein (“synt” in the figure) are shown. CASKタンパク質の量を一定にし、synteninタンパク質の量を増やした野生型由来のニューロンにおける、各樹状突起10μmあたりのスパインシナプス数を示すグラフである。図中、「***」はp<0.001であることを示す。また、「synt0」は、CASKタンパク質1μgのみ導入されている野生型由来のニューロンについての結果を示し、「synt0.5」は、CASKタンパク質1μgに対して0.5μgのsynteninタンパク質が導入されている野生型由来のニューロンについての結果を示し、「synt1」は、CASKタンパク質1μgに対して1μgのsynteninタンパク質が導入されている野生型由来のニューロンについての結果を示す。It is a graph which shows the number of spine synapses per 10 micrometers of each dendrite in the neuron derived from the wild type which made the quantity of CASTEN protein constant and increased the quantity of syntenin protein. In the figure, “***” indicates p <0.001. In addition, “synt0” indicates the result of a wild-type neuron in which only 1 μg of the CASK protein is introduced, and “synt0.5” indicates that 0.5 μg of syntenin protein is introduced with respect to 1 μg of the CASK protein. The results for wild-type neurons are shown, and “syntl” indicates the results for wild-type neurons into which 1 μg of syntenin protein is introduced per 1 μg of CASK protein. diolisitic法を用いた、in vivo樹状突起スパインの可視化の方法を示す、写真である。It is a photograph which shows the method of visualization of the in vivo dendritic spine using the diolisic method. 野生型ラット及びTSC2+/−ラットの海馬を、diolisitic法によりDiI標識し、ニューロンの形態を観察した結果を示す、顕微鏡写真である。It is a microscope picture which shows the result of having carried out the DiI labeling of the hippocampus of a wild type rat and a TSC2 +/- rat, and observing the form of the neuron. 野生型ラット及びTSC2+/−ラットの海馬における、樹状突起上の突起の幅の累積確率を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing cumulative probabilities of protrusion widths on dendrites in wild type and TSC2 +/− rat hippocampus. 野生型ラット及びTSC2+/−ラットの海馬における、樹状突起上の突起の長さの累積確率を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing cumulative probabilities of protrusion lengths on dendrites in wild type and TSC2 +/− rat hippocampus. syntenin siRNAを導入したTSC2+/−ラットの海馬(図中、「syntenin siRNA」)と、非特異的siRNAを導入したTSC2+/−ラットの海馬(図中、「非特異的siRNA」)と、siRNAを導入していないTSC2+/−ラットの海馬(図中、「手術のみ」)とを、diolisitic法によりDiI標識し、ニューロンの形態を観察した結果を示す、顕微鏡写真である。syntenin siRNA-introduced TSC2 +/− rat hippocampus (in the figure, “syntenin siRNA”), non-specific siRNA-introduced TSC2 +/− rat hippocampus (in the figure, “non-specific siRNA”), It is a microscope picture which shows the result of having labeled the hippocampus of the TSC2 +/- rat which has not introduce | transduced siRNA (in the figure, "operation only") with DiI by the diolisic method, and having observed the form of the neuron. syntenin siRNAを導入したTSC2+/−ラットの海馬(図中、「syntenin siRNA」)と、非特異的siRNAを導入したTSC2+/−ラットの海馬(図中、「非特異的siRNA」)と、siRNAを導入していないTSC2+/−ラットの海馬(図中、「手術のみ」)とにおける、樹状突起上の突起の幅の累積確率を示すグラフである。syntenin siRNA-introduced TSC2 +/− rat hippocampus (in the figure, “syntenin siRNA”), non-specific siRNA-introduced TSC2 +/− rat hippocampus (in the figure, “non-specific siRNA”), It is a graph which shows the cumulative probability of the width | variety of the processus | protrusion on a dendrite in the hippocampus (in the figure, "operation only") of TSC2 < +/- > rat which has not introduce | transduced siRNA. syntenin siRNAを導入したTSC2+/−ラットの海馬(図中、「syntenin siRNA」)と、非特異的siRNAを導入したTSC2+/−ラットの海馬(図中、「非特異的siRNA」)と、siRNAを導入していないTSC2+/−ラットの海馬(図中、「手術のみ」)とにおける、樹状突起上の突起の長さの累積確率を示すグラフである。syntenin siRNA-introduced TSC2 +/− rat hippocampus (in the figure, “syntenin siRNA”), non-specific siRNA-introduced TSC2 +/− rat hippocampus (in the figure, “non-specific siRNA”), It is a graph which shows the cumulative probability of the length of the processus | protrusion on a dendrite in the hippocampus (in the figure, "operation only") of TSC2 < + > /-rat which has not introduce | transduced siRNA. syntenin siRNAを脳室内に持続注入したTSC2+/−ラットに対して行った文脈依存的恐怖弁別試験の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of the context-dependent fear discrimination test performed with respect to the TSC2 +/- rat which inject | poured syntenin siRNA continuously into the ventricle. syntenin siRNAを脳室内に持続注入したTSC2+/−ラット(TSC2+/− syntenin siRNA)に対して行った文脈依存的恐怖弁別試験の結果を示すグラフである。野生型ラット(WT)と、syntenin siRNAを注入していないTSC2+/−ラット(TSC2+/−)とについての文脈依存的恐怖弁別試験の結果も、対照として示す。The Syntenin siRNA is a graph showing the results of contextual fear discrimination test performed against TSC2 +/- rats continuous infusion intraventricularly (TSC2 +/- syntenin siRNA). The results of context-dependent fear discrimination tests for wild-type rats (WT) and TSC2 +/− rats not injected with syntenin siRNA (TSC2 +/− ) are also shown as controls. syntenin+/−マウスの作製スキームを示す概略図である。It is the schematic which shows the preparation scheme of syntenin +/- mouse. 野生型マウス(WT)、TSC2+/−マウス(Tsc2+/−)及びTSC2+/−;syntenin+/−マウス(Tsc2+/−;synt+/−)由来の海馬ニューロンを、EGFP及び抗vGlut1(小胞グルタミン酸輸送体)抗体にて染色して、蛍光顕微鏡にて観察した結果を示す写真である。Hippocampal neurons from wild-type mice (WT), TSC2 +/− mice (Tsc2 +/− ) and TSC2 +/− ; syntenin +/− mice (Tsc2 +/− ; synt +/− ), EGFP and anti-vGlut1 (Vesicular glutamate transporter) It is a photograph showing the result of staining with an antibody and observing with a fluorescence microscope. 野生型マウス(WT)、TSC2+/−マウス(Tsc2+/−)及びTSC2+/−;syntenin+/−マウス(Tsc2+/−;synt+/−)由来の海馬ニューロンにおける、スパインシナプス密度の相対値を示すグラフである。該相対値は、野生型マウス由来のニューロンにおけるスパインシナプス密度を100%とした際の値である。図中、「***」はp<0.001であることを示す。Spinal synaptic density in hippocampal neurons from wild type mice (WT), TSC2 +/− mice (Tsc2 +/− ) and TSC2 +/− ; syntenin +/− mice (Tsc2 +/− ; synt +/− ) It is a graph which shows a relative value. The relative value is a value when the spine synapse density in a neuron derived from a wild type mouse is 100%. In the figure, “***” indicates p <0.001. 野生型マウス(WT)、TSC2+/−マウス(Tsc2+/−)及びTSC2+/−;syntenin+/−マウス(Tsc2+/−;synt+/−)由来の海馬ニューロンにおける、シャフトシナプス密度の相対値を示すグラフである。該相対値は、野生型由来のニューロンにおけるシャフトシナプス密度を100%とした際の値である。図中、「***」はp<0.001であることを示す。Shaft synaptic density in hippocampal neurons from wild-type mice (WT), TSC2 +/− mice (Tsc2 +/− ) and TSC2 +/− ; syntenin +/− mice (Tsc2 +/− ; synt +/− ) It is a graph which shows a relative value. The relative value is a value when the shaft synapse density in a wild-type neuron is 100%. In the figure, “***” indicates p <0.001. 野生型マウス(WT)、TSC2+/−マウス(Tsc2+/−)及びTSC2+/−;syntenin+/−マウス(Tsc2+/−;synt+/−)由来の海馬を、diolisitic法によりDiI標識し、ニューロンの形態を観察した結果を示す、顕微鏡写真である。Hippocampus derived from wild-type mice (WT), TSC2 +/− mice (Tsc2 +/− ) and TSC2 +/− ; syntenin +/− mice (Tsc2 +/− ; synt +/− ) were labeled with DiI by the diolitic method. It is a micrograph showing the result of observing the morphology of neurons. 野生型マウス(WT)、TSC2+/−マウス(Tsc2+/−)及びTSC2+/−;syntenin+/−マウス(Tsc2+/−;synt+/−)由来の海馬ニューロンにおける、各樹状突起1μmあたりの突起数を示すグラフである。Each dendrite in hippocampal neurons from wild-type mice (WT), TSC2 +/− mice (Tsc2 +/− ) and TSC2 +/− ; syntenin +/− mice (Tsc2 +/− ; synt +/− ) It is a graph which shows the number of protrusions per micrometer. 野生型マウス(WT)、TSC2+/−マウス(Tsc2+/−)及びTSC2+/−;syntenin+/−マウス(Tsc2+/−;synt+/−)由来の海馬における、樹状突起上の突起の幅の累積確率を示すグラフである。On dendrites in the hippocampus from wild type mice (WT), TSC2 +/− mice (Tsc2 +/− ) and TSC2 +/− ; syntenin +/− mice (Tsc2 +/− ; synt +/− ) It is a graph which shows the accumulation probability of the width | variety of a processus | protrusion. 野生型マウス(WT)、TSC2+/−マウス(Tsc2+/−)及びTSC2+/−;syntenin+/−マウス(Tsc2+/−;synt+/−)由来の海馬における、樹状突起上の突起の長さの累積確率を示すグラフである。On dendrites in the hippocampus from wild type mice (WT), TSC2 +/− mice (Tsc2 +/− ) and TSC2 +/− ; syntenin +/− mice (Tsc2 +/− ; synt +/− ) It is a graph which shows the accumulation probability of the length of a projection. 野生型マウス(WT)、TSC2+/−マウス(Tsc2+/−)及びTSC2+/−;syntenin+/−マウス(Tsc2+/−;synt+/−)に対して行った文脈依存的恐怖弁別試験の結果を示すグラフである。Context-dependent fear discrimination performed on wild-type mice (WT), TSC2 +/− mice (Tsc2 +/− ) and TSC2 +/− ; syntenin +/− mice (Tsc2 +/− ; synt +/− ) It is a graph which shows the result of a test. 野生型マウス(WT)、TSC2+/−マウス(tsc)及びTSC2+/−;syntenin+/−マウス(tsc;syn)にペンチレンテトラゾールを注射し、誘導されたてんかん発作の強度を示すグラフである。図中、横軸にペンチレンテトラゾールの投与回数を示し、縦軸に発作スコア(てんかん発作の強度)を示す。A graph showing the intensity of induced epileptic seizures by injecting pentylenetetrazole into wild type mice (WT), TSC2 +/− mice (tsc) and TSC2 +/− ; syntenin +/− mice (tsc; syn). is there. In the figure, the horizontal axis represents the number of administrations of pentylenetetrazole, and the vertical axis represents the seizure score (epileptic seizure intensity).

<スパイン形成異常を抑制するための医薬組成物>
本発明は、syntenin遺伝子の機能を抑制する分子を有効成分として含む、スパイン形成異常を抑制するための医薬組成物を提供する。
<Pharmaceutical composition for suppressing abnormal spine formation>
The present invention provides a pharmaceutical composition for suppressing spine formation abnormality, which contains, as an active ingredient, a molecule that suppresses the function of the syntenin gene.

本発明において「スパイン」とは、興奮性シナプスの後シナプス側を形成する、樹状突起上の棘状構造物を意味する。また「スパイン形成異常」とは、スパインの形状、大きさ、数が、正常(野生型)ニューロンと比較して異なっている状態を意味し、例えば、スパインの形成不全(例えば、スパインになる前の未熟な形態であるフィロポディアからスパインへの移行の停止)が挙げられる。   In the present invention, “spine” means a spinous structure on a dendrite that forms the post-synaptic side of an excitatory synapse. “Spine dysplasia” means a state in which the shape, size, and number of spines are different from those of normal (wild-type) neurons. For example, spine dysplasia (for example, before spine formation) Stop the transition from filopodia to spine).

本発明における「遺伝子の機能の抑制」は、遺伝子の発現の抑制(転写の抑制、翻訳の抑制)並びに、遺伝子の翻訳産物(タンパク質)の活性の抑制の双方を含む意である。   In the present invention, “suppression of gene function” includes both suppression of gene expression (suppression of transcription, suppression of translation) and suppression of activity of a gene translation product (protein).

本発明において、機能の抑制の対象となる「syntenin遺伝子」は、ヒト由来のものであれば典型的には、配列番号:2に記載のアミノ酸配列からなるタンパク質をコードする遺伝子(配列番号:1に記載の塩基配列からなる遺伝子)である。マウス由来のものであれば典型的には、RefSeq ID:NP_058087.1で特定されるアミノ酸配列からなるタンパク質をコードする遺伝子(RefSeq ID:NM_016807.1で特定される塩基配列からなる遺伝子)である。ラット由来のものであれば、典型的には、RefSeq ID:NP_114192.1で特定されるアミノ酸配列からなるタンパク質をコードする遺伝子(RefSeq ID:NM_031986.1で特定される塩基配列からなる遺伝子)である。しかしながら、遺伝子のDNA配列は、その変異などにより、自然界において(すなわち、非人工的に)変異しうる。従って、本発明においては、このような天然の変異体も、機能の抑制の対象となりうる。   In the present invention, the “syntenin gene” that is the target of function suppression is typically a gene that encodes a protein consisting of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2 (SEQ ID NO: 1) as long as it is human. A gene comprising the base sequence described in 1). Typically, a mouse-derived gene encodes a protein consisting of an amino acid sequence specified by RefSeq ID: NP_05887.1 (a gene consisting of a base sequence specified by RefSeq ID: NM_0166807.1). . If it is derived from a rat, it is typically a gene encoding a protein consisting of an amino acid sequence specified by RefSeq ID: NP — 114192.1 (a gene consisting of a base sequence specified by RefSeq ID: NM — 031986.1). is there. However, the DNA sequence of a gene can be mutated in nature (ie, non-artificially) due to such mutations. Therefore, in the present invention, such a natural mutant can also be a target of function suppression.

なお、BLASTPを用いたアミノ酸配列レベルでの相同性解析によれば、ラット由来のsynteninタンパク質と、ヒト由来のsynteninタンパク質との相同性は89%と高く、特にPDZ1及び2ドメインやC末端側は極めて高度に保存されている。また、後述の実施例において示す通り、本発明においてsynteninタンパク質と結合することが明らかになったRhebタンパク質に関しても、ラット由来のRhebタンパク質(RefSeq ID:NP_037348.1で特定されるアミノ酸配列からなるタンパク質)と、ヒト由来のRhebタンパク質(RefSeq ID:NP_005605.1で特定されるアミノ酸配列からなるタンパク質)との相同性は99%と極めて高い。さらに、synteninタンパク質と結合するsyndecan−2タンパク質に関しても、ラット由来のsyndecan−2タンパク質(RefSeq ID:NP_037214.1で特定されるアミノ酸配列からなるタンパク質)と、ヒト由来のsyndecan−2タンパク質(配列番号:4に記載のアミノ酸配列からなるタンパク質)との相同性は81%と高い。このように、図1及び2に示す、TSCタンパク質からsyndecan−2タンパク質に至る、スパイン形成に関与するシグナル伝達物質は、ラットとヒトとにおいて高度に保存されている。   According to the homology analysis at the amino acid sequence level using BLASTP, the homology between the syntenin protein derived from rat and the syntenin protein derived from human is as high as 89%, and in particular, PDZ1 and 2 domains and the C-terminal side are It is highly preserved. In addition, as shown in the examples described later, the Rheb protein that was found to bind to the syntenin protein in the present invention is also a rat-derived Rheb protein (a protein consisting of an amino acid sequence specified by RefSeq ID: NP — 0334488.1). ) And a human-derived Rheb protein (a protein consisting of an amino acid sequence specified by RefSeq ID: NP_005605.1) is extremely high at 99%. Furthermore, regarding syndecan-2 protein that binds to syntenin protein, rat-derived syndecan-2 protein (refSeq ID: protein consisting of an amino acid sequence specified by NP — 03724.1) and human-derived syndecan-2 protein (SEQ ID NO: : A protein having the amino acid sequence described in 4 :) is as high as 81%. Thus, the signaling substances involved in spine formation from TSC protein to syndecan-2 protein shown in FIGS. 1 and 2 are highly conserved in rats and humans.

「syntenin遺伝子の機能を抑制する分子」としては、例えば、syntenin遺伝子の転写産物に結合するRNA又は該RNAをコードするDNA、抗synteninタンパク質抗体、synteninタンパク質に結合するRNA又はDNAが挙げられる。   Examples of the “molecule that suppresses the function of the syntenin gene” include RNA that binds to the transcription product of the syntenin gene or DNA encoding the RNA, anti-syntenin protein antibody, and RNA or DNA that binds to the syntenin protein.

なお、後述の実施例において示す通り、syntenin遺伝子に対するsiRNAによってスパインの形成異常が抑制されること並びに行動異常(文脈依存的恐怖弁別)も改善されることが明らかになり、syntenin遺伝子の機能の抑制と、スパインの形成異常等の抑制との間に因果関係があることも明らかになった。従って、siRNAのみならず、抗synteninタンパク質抗体等、前記遺伝子の機能を抑制する分子を用いることにより、スパインの形成異常等を抑制できる。   In addition, as shown in the below-mentioned Example, it became clear that a spine formation abnormality is suppressed by siRNA with respect to a syntenin gene, and a behavioral abnormality (context-dependent fear discrimination) is also improved, and suppression of the function of a syntenin gene It was also clarified that there is a causal relationship between suppression of abnormal spine formation and the like. Therefore, not only siRNA but also an anti-syntenin protein antibody or the like can be used to suppress abnormal spine formation by using a molecule that suppresses the function of the gene.

−syntenin遺伝子の転写産物に結合するRNA−
スパイン形成異常を抑制するための医薬組成物の有効成分として含有されるsyntenin遺伝子の転写産物に結合するRNA又は該RNAをコードするDNAとしては、synteninタンパク質をコードする遺伝子の転写産物と相補的なdsRNA(二重鎖RNA)又は該dsRNAをコードするDNAが挙げられる。
-RNA that binds to the transcript of the syntenin gene-
The RNA that binds to the transcription product of the syntenin gene contained as an active ingredient of the pharmaceutical composition for suppressing spine formation abnormality or the DNA encoding the RNA is complementary to the transcription product of the gene encoding the syntenin protein. Examples include dsRNA (double-stranded RNA) or DNA encoding the dsRNA.

dsRNAをコードするDNAは、標的遺伝子の転写産物(mRNA)のいずれかの領域に対するアンチセンスRNAをコードしたアンチセンスDNAと、該mRNAのいずれかの領域のセンスRNAをコードしたセンスDNAを含み、該アンチセンスDNA及び該センスDNAより、それぞれアンチセンスRNA及びセンスRNAを発現させることができる。また、これらのアンチセンスRNA及びセンスRNAよりdsRNAを作製することができる。   DNA encoding dsRNA includes antisense DNA encoding antisense RNA for any region of the transcript (mRNA) of the target gene, and sense DNA encoding sense RNA for any region of the mRNA, Antisense RNA and sense RNA can be expressed from the antisense DNA and the sense DNA, respectively. Moreover, dsRNA can be produced from these antisense RNA and sense RNA.

dsRNAの発現システムをベクター等に保持させる場合の構成としては、同一のベクターからアンチセンスRNA及びセンスRNAを発現させる場合と、異なるベクターからそれぞれアンチセンスRNAとセンスRNAを発現させる場合がある。同一のベクターからアンチセンスRNA及びセンスRNAを発現させる構成としては、例えば、アンチセンスDNA及びセンスDNAの上流にそれぞれpolIII系のような短いRNAを発現し得るプロモーターを連結させたアンチセンスRNA発現カセットとセンスRNA発現カセットをそれぞれ構築し、これらカセットを同方向にあるいは逆方向にベクターに挿入する構成である。   As a configuration for holding a dsRNA expression system in a vector or the like, there are a case where an antisense RNA and a sense RNA are expressed from the same vector, and a case where an antisense RNA and a sense RNA are expressed from different vectors, respectively. As a configuration for expressing antisense RNA and sense RNA from the same vector, for example, an antisense RNA expression cassette in which a promoter capable of expressing a short RNA such as a polIII system is linked upstream of the antisense DNA and the sense DNA. And sense RNA expression cassettes are constructed, and these cassettes are inserted into the vector in the same direction or in the opposite direction.

また、異なる鎖上に対向するように、アンチセンスDNAとセンスDNAとを逆向きに配置した発現システムを構成することもできる。この構成では、アンチセンスRNAコード鎖とセンスRNAコード鎖とが対となった一つの二本鎖DNA(siRNAコードDNA)が備えられ、その両側にそれぞれの鎖からアンチセンスRNAとセンスRNAとを発現し得るようにプロモーターを対向して備える。この場合には、センスRNAとアンチセンスRNAの下流に余分な配列が付加されることを避けるために、それぞれの鎖(アンチセンスRNAコード鎖、センスRNAコード鎖)の3’末端にターミネーターをそれぞれ備えることが好ましい。このターミネーターは、A(アデニン)塩基を4つ以上連続させた配列などを用いることができる。また、このパリンドロームスタイルの発現システムでは、二つのプロモーターの種類は異なっていることが好ましい。   It is also possible to construct an expression system in which antisense DNA and sense DNA are arranged in opposite directions so as to face each other on different strands. In this configuration, one double-stranded DNA (siRNA-encoding DNA) in which an antisense RNA coding strand and a sense RNA coding strand are paired is provided, and antisense RNA and sense RNA from each strand are provided on both sides thereof. A promoter is provided oppositely so that it can be expressed. In this case, in order to avoid adding extra sequences downstream of the sense RNA and the antisense RNA, a terminator is added to the 3 ′ end of each strand (antisense RNA coding strand, sense RNA coding strand). It is preferable to provide. As this terminator, a sequence in which four or more A (adenine) bases are continued can be used. Further, in this palindromic style expression system, the two promoter types are preferably different.

また、異なるベクターからアンチセンスRNA及びセンスRNAを発現させる構成としては、例えば、アンチセンスDNA及びセンスDNAの上流にそれぞれpolIII系のような短いRNAを発現し得るプロモーターを連結させたアンチセンスRNA発現カセットとセンスRNA発現カセットとをそれぞれ構築し、これらカセットを異なるベクターに保持させる構成である。なお、上記dsRNAは、当業者であればそれぞれの鎖を化学合成して調製することも可能である。   In addition, as a configuration for expressing antisense RNA and sense RNA from different vectors, for example, antisense RNA expression in which a promoter capable of expressing a short RNA such as a polIII system is linked upstream of the antisense DNA and the sense DNA. A cassette and a sense RNA expression cassette are constructed, and these cassettes are held in different vectors. In addition, those skilled in the art can prepare the dsRNA by chemically synthesizing each strand.

本発明に用いるdsRNAとしては、siRNA、shRNA(short haipin RNA)が好ましい。siRNAは、細胞内で毒性を示さない範囲の短鎖からなる二重鎖RNAを意味する。また、shRNAは、センスRNAとアンチセンスRNAとがスぺーサー配列を配置した1本鎖のRNAであり、細胞内等でセンスRNAとアンチセンスRNAとの間で水素結合が生じ、スぺーサー配列がヘアピン構造となるもので、該ヘアピン構造が細胞内で切断されることにより、siRNAとなり得るものを意味する。   The dsRNA used in the present invention is preferably siRNA or shRNA (short hairpin RNA). siRNA means double-stranded RNA consisting of short strands in a range that does not show toxicity in cells. In addition, shRNA is a single-stranded RNA in which a sense RNA and an antisense RNA are arranged with a spacer sequence, and hydrogen bonding occurs between the sense RNA and the antisense RNA in a cell or the like, resulting in a spacer. It means that the sequence becomes a hairpin structure and can be an siRNA by cleaving the hairpin structure in a cell.

さらに、標的遺伝子の発現を抑制することができ、かつ、毒性を示さなければ、その鎖長に特に制限はない。dsRNAの鎖長は、例えば、15〜49塩基対であり、好適には15〜35塩基対であり、さらに好適には21〜30塩基対である。   Furthermore, the chain length is not particularly limited as long as the expression of the target gene can be suppressed and it does not show toxicity. The chain length of dsRNA is, for example, 15 to 49 base pairs, preferably 15 to 35 base pairs, and more preferably 21 to 30 base pairs.

dsRNA又は該dsRNAをコードするDNAは、標的遺伝子の塩基配列と完全に同一である必要はないが、少なくとも70%以上、好ましくは80%以上、さらに好ましくは90%以上(例えば、95%、96%、97%、98%、99%以上)の配列の同一性を有する。配列の同一性は、BLASTプログラムにより決定することができる。   The dsRNA or the DNA encoding the dsRNA need not be completely identical to the base sequence of the target gene, but is at least 70% or more, preferably 80% or more, more preferably 90% or more (for example, 95%, 96 %, 97%, 98%, 99% or more). Sequence identity can be determined by the BLAST program.

本発明に用いるsynteninタンパク質をコードする遺伝子の転写産物と相補的なdsRNAとしては、syntenin遺伝子の発現に対する抑制効果の高さから、ヒト由来のsyntenin遺伝子に関しては、配列番号:1に記載の894〜918位の塩基配列からなるDNAと相補的なdsRNAであることが好ましい。   The dsRNA complementary to the transcription product of the gene encoding the syntenin protein used in the present invention has a high inhibitory effect on the expression of the syntenin gene. From the viewpoint of the human-derived syntenin gene, 894 to 894 described in SEQ ID NO: 1 A dsRNA complementary to DNA consisting of the nucleotide sequence at position 918 is preferred.

本発明における「syntenin遺伝子の転写産物に結合するRNA」の他の態様としては、syntenin遺伝子の転写産物と相補的なアンチセンスRNA又は該RNAをコードするDNA(アンチセンスDNA)が挙げられる。   Other embodiments of the “RNA that binds to the transcription product of the syntenin gene” in the present invention include antisense RNA complementary to the transcription product of the syntenin gene or DNA encoding the RNA (antisense DNA).

アンチセンスRNA又はアンチセンスDNAが標的遺伝子の発現を抑制する作用としては、三重鎖形成による転写開始阻害、RNAポリメラーゼによって局部的に開状ループ構造がつくられた部位とのハイブリッド形成による転写抑制、合成の進みつつあるRNAとのハイブリッド形成による転写阻害、イントロンとエクソンとの接合点でのハイブリッド形成によるスプライシング抑制、スプライソソーム形成部位とのハイブリッド形成によるスプライシング抑制、mRNAとのハイブリッド形成による核から細胞質への移行抑制、キャッピング部位やポリ(A)付加部位とのハイブリッド形成によるスプライシング抑制、翻訳開始因子結合部位とのハイブリッド形成による翻訳開始抑制、開始コドン近傍のリボソーム結合部位とのハイブリッド形成による翻訳抑制、mRNAの翻訳領域やポリソーム結合部位とのハイブリッド形成によるペプチド鎖の伸長阻止、及び核酸とタンパク質との相互作用部位とのハイブリッド形成による遺伝子発現抑制等が挙げられる。これらは、転写、スプライシング、又は翻訳の過程を阻害して、標的遺伝子の発現を抑制する(平島及び井上、「新生化学実験講座2 核酸IV 遺伝子の複製と発現」、日本生化学会編,東京化学同人、1993年、319〜347ページ)。本発明で用いられるアンチセンスRNA又はアンチセンスDNAは、上記のいずれの作用で標的遺伝子の発現を抑制してもよい。一つの態様としては、標的遺伝子のmRNAの5’端近傍の非翻訳領域に相補的なアンチセンス配列を設計すれば、遺伝子の翻訳阻害に効果的であろう。しかし、コード領域又は3’側の非翻訳領域に相補的な配列も使用し得る。このように、遺伝子の翻訳領域だけでなく非翻訳領域の配列のアンチセンス配列を含むRNA又はDNAも、本発明で利用されるアンチセンスRNA又はアンチセンスDNAに含まれる。使用されるアンチセンスDNAは、適当なプロモーターの下流に連結され、好ましくは3’側に転写終結シグナルを含む配列が連結される。   Antisense RNA or antisense DNA suppresses target gene expression by inhibiting transcription initiation by triplex formation, transcription suppression by hybridization with a site where an open loop structure is locally created by RNA polymerase, Inhibition of transcription by hybridization with RNA, which is progressing synthesis, suppression of splicing by hybridization at the junction of intron and exon, suppression of splicing by hybridization with spliceosome formation site, nuclear to cytoplasm by hybridization with mRNA Suppression of translocation, suppression of splicing by hybridization with capping sites and poly (A) addition sites, suppression of translation initiation by hybridization with translation initiation factor binding sites, hybridization with ribosome binding sites in the vicinity of the start codon Translational repression by de formation, outgrowth inhibitory peptide chains by the formation of a hybrid with a coding region or polysome binding sites of mRNA, and the gene silencing due hybridization and interaction site between a nucleic acid and protein. These inhibit the transcription, splicing, or translation process and suppress the expression of the target gene (Hirashima and Inoue, "New Chemistry Laboratory Lecture 2 Nucleic Acid IV Gene Replication and Expression", Japan Biochemical Society, Tokyo Chemical) Doujin, 1993, pp. 319-347). The antisense RNA or antisense DNA used in the present invention may suppress the expression of the target gene by any of the actions described above. In one embodiment, if an antisense sequence complementary to the untranslated region near the 5 'end of the mRNA of the target gene is designed, it will be effective for inhibiting translation of the gene. However, sequences complementary to the coding region or 3 'untranslated region can also be used. Thus, RNA or DNA containing an antisense sequence of not only the translation region of a gene but also the sequence of an untranslated region is also included in the antisense RNA or antisense DNA used in the present invention. The antisense DNA to be used is linked downstream of a suitable promoter, and preferably a sequence containing a transcription termination signal is linked on the 3 'side.

アンチセンスRNA又はアンチセンスDNAは、syntenin遺伝子の配列情報を基にホスホロチオエート法(Stein,Nucleic Acids Res.、1988年、16巻、3209〜3221ページ)等の記載に基づき調製することが可能である。   Antisense RNA or antisense DNA can be prepared on the basis of the description of the phosphorothioate method (Stein, Nucleic Acids Res., 1988, Vol. 16, pages 3209-3221) based on the sequence information of the syntenin gene. .

アンチセンスRNA又はアンチセンスDNAの配列は、synteninの転写産物と相補的な配列であることが好ましいが、遺伝子の発現を有効に阻害できる限り、完全に相補的でなくてもよい。アンチセンスRNA又はアンチセンスDNAは、標的とする遺伝子の転写産物に対して好ましくは90%以上(例えば、95%、96%、97%、98%、99%以上)の相補性を有する。効果的に標的遺伝子の発現を阻害するには、アンチセンスRNA又はアンチセンスDNAの長さは、少なくとも15塩基以上であり、好ましくは100塩基以上であり、さらに好ましくは500塩基以上である。通常、用いられるアンチセンスRNA又はアンチセンスDNAの長さは5kbよりも短く、好ましくは2.5kbよりも短い。   The sequence of the antisense RNA or antisense DNA is preferably a sequence complementary to the transcriptin of syntenin, but may not be completely complementary as long as it can effectively inhibit gene expression. Antisense RNA or antisense DNA preferably has a complementarity of 90% or more (for example, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% or more) to the transcript of the target gene. In order to effectively inhibit the expression of the target gene, the length of the antisense RNA or antisense DNA is at least 15 bases or more, preferably 100 bases or more, more preferably 500 bases or more. Usually, the length of antisense RNA or antisense DNA used is shorter than 5 kb, preferably shorter than 2.5 kb.

本発明における「syntenin遺伝子の転写産物に結合するRNA」の他の態様としては、syntenin遺伝子の転写産物を特異的に開裂するリボザイム活性を有するRNA、又は該RNAをコードするDNAが挙げられる。リボザイムには、グループIイントロン型や、RNasePに含まれるM1RNAのように400ヌクレオチド以上の大きさのものもあるが、ハンマーヘッド型やヘアピン型と呼ばれる40ヌクレオチド程度の活性ドメインを有するものもある(小泉誠及び大塚栄子、蛋白質核酸酵素、1990年、35巻、2191ページ)。   Other embodiments of the “RNA that binds to the transcriptin of the syntenin gene” in the present invention include RNA having a ribozyme activity that specifically cleaves the transcript of the syntenin gene, or DNA encoding the RNA. Some ribozymes have a group I intron type and a size of 400 nucleotides or more like M1RNA contained in RNaseP, but some have an active domain of about 40 nucleotides called hammerhead type or hairpin type ( Makoto Koizumi and Eiko Otsuka, Protein Nucleic Acid Enzyme, 1990, 35, 2191).

例えば、ハンマーヘッド型リボザイムの自己切断ドメインは、G13U14C15のC15の3’側を切断するが、活性にはU14が9位のAと塩基対を形成することが重要とされ、15位の塩基はCの他にA又はUでも切断されることが示されている。リボザイムの基質結合部を標的部位近傍のRNA配列と相補的になるように設計すれば、標的RNA中のUC、UU又はUAという配列を認識する制限酵素的なRNA切断リボザイムを作出することが可能である(Koizumiら、FEBS Lett.1988年、239巻、285〜288ページ、小泉誠及び大塚栄子、蛋白質核酸酵素、1990年、35巻、2191ページ、Koizumiら、Nucleic.Acids.Res.1989年、17巻、7059ページ)。   For example, the self-cleaving domain of hammerhead ribozyme cleaves on the 3 ′ side of C15 of G13U14C15, but it is important for activity that U14 forms a base pair with A at position 9, and the base at position 15 is In addition to C, A or U is also shown to be cut. If the ribozyme substrate binding site is designed to be complementary to the RNA sequence in the vicinity of the target site, it is possible to create a restriction enzyme-like RNA-cleaving ribozyme that recognizes the sequence UC, UU or UA in the target RNA. (Koizumi et al., FEBS Lett. 1988, 239, 285-288, Koizumi Makoto and Otsuka Eiko, Protein Nucleic Acid, 1990, 35, 2191, Koizumi et al., Nucleic. Acids. Res. 1989. 17 pp. 7059).

また、ヘアピン型リボザイムも、本発明の目的のために有用である。ヘアピン型リボザイムは、例えばタバコリングスポットウイルスのサテライトRNAのマイナス鎖に見出される(Buzayan,Nature、1986年、323巻、349ページ)。このリボザイムも、標的特異的なRNA切断を起こすように設計できることが示されている(Kikuchi及びSasakiら、Nucleic Acids Res、1992年、19巻、6751ページ、菊池洋,化学と生物、1992年、30巻、112ページ)。標的を切断できるよう設計されたリボザイムは、神経細胞等にて転写されるようにプロモーター及び転写終結配列に連結される。このような構成単位をタンデムに並べ、標的遺伝子内の複数の部位を切断できるようにして、より効果を高めることもできる(Yuyamaら、Biochem.Biophys.Res.Commun.、1992年、186巻、1271ページ)。   Hairpin ribozymes are also useful for the purposes of the present invention. Hairpin ribozymes are found, for example, in the minus strand of satellite RNA of tobacco ring spot virus (Buzyan, Nature, 1986, 323, 349). It has been shown that this ribozyme can also be designed to cause target-specific RNA cleavage (Kikuchi and Sasaki et al., Nucleic Acids Res, 1992, 19, 6751, Hiroshi Kikuchi, Chemistry and Biology, 1992, 30, 112 pages). A ribozyme designed to cleave a target is linked to a promoter and a transcription termination sequence so as to be transcribed in a nerve cell or the like. Such a structural unit can be arranged in tandem so that a plurality of sites in the target gene can be cleaved to further increase the effect (Yuyama et al., Biochem. Biophys. Res. Commun., 1992, 186, 1271).

−抗synteninタンパク質抗体−
抗synteninタンパク質抗体は、ポリクローナル抗体であっても、モノクローナル抗体であってもよく、また、抗体の機能的断片であってもよい。また、「抗体」には、免疫グロブリンのすべてのクラス及びサブクラスが含まれる。抗体の「機能的断片」とは、抗体の一部分(部分断片)であって、synteninタンパク質を特異的に認識するものを意味する。具体的には、Fab、Fab’、F(ab’)2、可変領域断片(Fv)、ジスルフィド結合Fv、一本鎖Fv(scFv)、sc(Fv)2、ダイアボディー、多特異性抗体、及びこれらの重合体などが挙げられる。
-Anti-syntenin protein antibody-
The anti-syntenin protein antibody may be a polyclonal antibody, a monoclonal antibody, or a functional fragment of the antibody. “Antibody” also includes all classes and subclasses of immunoglobulins. The “functional fragment” of an antibody means a part (partial fragment) of an antibody that specifically recognizes a syntenin protein. Specifically, Fab, Fab ′, F (ab ′) 2, variable region fragment (Fv), disulfide bond Fv, single chain Fv (scFv), sc (Fv) 2, diabody, multispecific antibody, And polymers thereof.

また、抗synteninタンパク質抗体には、キメラ抗体、ヒト化抗体、ヒト抗体、及び、これら抗体の機能的断片が含まれる。本発明の抗体を治療薬としてヒトに投与する場合は、副作用低減の観点から、キメラ抗体、ヒト化抗体又はヒト抗体が望ましい。   Anti-syntenin protein antibodies include chimeric antibodies, humanized antibodies, human antibodies, and functional fragments of these antibodies. When the antibody of the present invention is administered to a human as a therapeutic agent, a chimeric antibody, a humanized antibody or a human antibody is desirable from the viewpoint of reducing side effects.

本発明において「キメラ抗体」とは、ある種の抗体の可変領域とそれとは異種の抗体の定常領域とを連結した抗体である。キメラ抗体は、例えば、抗原をマウスに免疫し、そのマウスモノクローナル抗体の遺伝子から抗原と結合する抗体可変部(可変領域)を切り出して、ヒト骨髄由来の抗体定常部(定常領域)遺伝子と結合し、これを発現ベクターに組み込んで宿主に導入して産生させることにより取得することができる(例えば、特開平8−280387号公報、米国特許第4816397号公報、米国特許第4816567号公報、米国特許第5807715号公報)。また、本発明において「ヒト化抗体」とは、非ヒト由来の抗体の抗原結合部位(CDR)の遺伝子配列をヒト抗体遺伝子に移植(CDRグラフティング)した抗体であり、その作製方法は、公知である(例えば、EP239400、EP125023、WO90/07861、WO96/02576 参照)。本発明において、「ヒト抗体」とは、すべての領域がヒト由来の抗体である。ヒト抗体の作製においては、免疫することで、ヒト抗体のレパートリーを生産することが可能なトランスジェニック動物(例えばマウス)を利用することが可能である。ヒト抗体の作製手法は、公知である(例えば、Nature,1993年,362巻,255〜258ページ、Intern.Rev.Immunol,1995年,13巻,65〜93ページ、J.Mol.Biol,1991年,222巻,581〜597ページ、Nature Genetics,1997年,15巻,146〜156ページ、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,2000年,97巻、722〜727ページ、特開平10−146194号公報、特開平10−155492号公報、特許2938569号公報、特開平11−206387号公報、特表平8−509612号公報、特表平11−505107号公報)。   In the present invention, the “chimeric antibody” is an antibody in which the variable region of a certain antibody is linked to the constant region of a heterologous antibody. A chimeric antibody, for example, immunizes a mouse with an antigen, cuts out an antibody variable region (variable region) that binds to the antigen from the mouse monoclonal antibody gene, and binds to a human bone marrow-derived antibody constant region (constant region) gene. Can be obtained by incorporating it into an expression vector and introducing it into a host for production (for example, JP-A-8-280387, U.S. Pat. No. 4,816,397, U.S. Pat. No. 4,816,567, U.S. Pat. 5807715). Further, in the present invention, the “humanized antibody” is an antibody obtained by grafting (CDR grafting) the gene sequence of the antigen binding site (CDR) of a non-human-derived antibody to a human antibody gene, and its production method is publicly known. (See, for example, EP239400, EP125503, WO90 / 07861, WO96 / 02576). In the present invention, a “human antibody” is an antibody derived from all regions. In the production of human antibodies, it is possible to use a transgenic animal (for example, a mouse) that can produce a repertoire of human antibodies by immunization. Techniques for producing human antibodies are known (for example, Nature, 1993, 362, 255-258, Inter. Rev. Immunol, 1995, 13, 65-93, J. Mol. Biol, 1991). Year, 222, 581-597, Nature Genetics, 1997, 15, 146-156, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2000, 97, 722-727, JP-A-10-146194 No. 10-155492, No. 2938569, No. 11-206387, No. 8-509612, No. 11-505107.

また、抗synteninタンパク質抗体には、望ましい活性(synteninタンパク質への結合活性、スパイン形成異常を抑制する活性、及び/又は他の生物学的特性等)を減少させることなく、そのアミノ酸配列が修飾された抗体が含まれる。アミノ酸配列変異体は、抗体鎖をコードするDNAへの変異導入によって、又はペプチド合成によって作製することができる。抗体のアミノ酸配列が改変される部位は、改変される前の抗体と同等の活性を有する限り、抗体の重鎖又は軽鎖の定常領域であってもよく、さらに、可変領域(フレームワーク領域及びCDR)であってもよい。CDR以外のアミノ酸の改変は、抗原との結合親和性への影響が相対的に少ないと考えられるが、現在では、CDRのアミノ酸を改変して、抗原へのアフィニティーが高められた抗体をスクリーニングする手法が公知である(PNAS,2005年、102巻、8466〜8471ページ、Protein Engineering,Design&Selection,2008年、21巻、485〜493ページ、WO2002/051870、J.Biol.Chem.、2005年、280巻、24880〜24887ページ、Protein Engineering,Design&Selection,、2008年、21巻、345〜351ページ)。   In addition, the amino acid sequence of an anti-syntenin protein antibody is modified without reducing the desired activity (binding activity to syntenin protein, activity to suppress spine formation abnormality, and / or other biological properties, etc.). Antibodies. Amino acid sequence variants can be made by introducing mutations into DNA encoding the antibody chain or by peptide synthesis. The site where the amino acid sequence of the antibody is modified may be the constant region of the heavy chain or light chain of the antibody as long as it has an activity equivalent to that of the antibody before modification, and further, the variable region (framework region and CDR). Modification of amino acids other than CDR is considered to have a relatively small effect on the binding affinity with the antigen, but at present, the amino acid of the CDR is modified to screen for an antibody having an increased affinity for the antigen. Methods are known (PNAS, 2005, 102, 8466-8471, Protein Engineering, Design & Selection, 2008, 21, 485-493, WO2002 / 051870, J. Biol. Chem., 2005, 280 Volume, 24880-24887, Protein Engineering, Design & Selection, 2008, 21, 345-351).

改変されるアミノ酸数は、好ましくは、10アミノ酸以内、より好ましくは5アミノ酸以内、最も好ましくは3アミノ酸以内(例えば、2アミノ酸以内、1アミノ酸)である。アミノ酸の改変は、好ましくは、保存的な置換である。本発明において「保存的な置換」とは、化学的に同様な側鎖を有する他のアミノ酸残基で置換することを意味する。化学的に同様なアミノ酸側鎖を有するアミノ酸残基のグループは、本発明の属する技術分野でよく知られている。例えば、酸性アミノ酸(アスパラギン酸及びグルタミン酸)、塩基性アミノ酸(リシン・アルギニン・ヒスチジン)、中性アミノ酸においては、炭化水素鎖を持つアミノ酸(グリシン・アラニン・バリン・ロイシン・イソロイシン・プロリン)、ヒドロキシ基を持つアミノ酸(セリン・トレオニン)、硫黄を含むアミノ酸(システイン・メチオニン)、アミド基を持つアミノ酸(アスパラギン・グルタミン)、イミノ基を持つアミノ酸(プロリン)、芳香族基を持つアミノ酸(フェニルアラニン・チロシン・トリプトファン)で分類することができる。アミノ酸配列変異体は、抗原への結合活性が対象抗体と同等であることが好ましい。抗原への結合活性は、例えば、フローサイトメーター、ELISA,ウェスタンブロッティング、免疫沈降法等を用いて解析することにより評価することができる。   The number of amino acids to be modified is preferably within 10 amino acids, more preferably within 5 amino acids, and most preferably within 3 amino acids (eg, within 2 amino acids, 1 amino acid). The amino acid modification is preferably a conservative substitution. In the present invention, “conservative substitution” means substitution with another amino acid residue having a chemically similar side chain. Groups of amino acid residues having chemically similar amino acid side chains are well known in the technical field to which the present invention belongs. For example, acidic amino acids (aspartic acid and glutamic acid), basic amino acids (lysine, arginine, histidine), neutral amino acids, amino acids having a hydrocarbon chain (glycine, alanine, valine, leucine, isoleucine, proline), hydroxy group Amino acids with amino acids (serine / threonine), amino acids with sulfur (cysteine / methionine), amino acids with amide groups (asparagine / glutamine), amino acids with imino groups (proline), amino acids with aromatic groups (phenylalanine / tyrosine / (Tryptophan). The amino acid sequence variant preferably has the same binding activity to the antigen as the target antibody. The binding activity to the antigen can be evaluated by analysis using, for example, a flow cytometer, ELISA, Western blotting, immunoprecipitation method or the like.

さらに、本発明においては、抗体の安定性を増加させる等の目的で脱アミド化されるアミノ酸若しくは脱アミド化されるアミノ酸に隣接するアミノ酸を他のアミノ酸に置換することにより脱アミド化を抑制してもよい。また、グルタミン酸を他のアミノ酸へ置換して、抗体の安定性を増加させることもできる。本発明は、こうして安定化された抗体をも提供するものである。   Furthermore, in the present invention, deamidation is suppressed by substituting an amino acid adjacent to the amino acid deamidated or deamidated with another amino acid for the purpose of increasing the stability of the antibody. May be. Alternatively, glutamic acid can be substituted with other amino acids to increase antibody stability. The present invention also provides the antibody thus stabilized.

また、本発明の抗体としては、前述の通り、synteninタンパク質を特異的に認識するものであればよいが、synteninタンパク質とsyndecan−2タンパク質との結合を阻害して、syndecan−2タンパク質とCASKタンパク質との相互作用を維持することにより、スパイン形成異常を抑制できるという観点から、synteninタンパク質のPDZ2ドメインを特異的に認識する抗体が好ましい。なお、PDZ2ドメインは、ヒト由来のsynteninタンパク質(配列番号:2に記載のアミノ酸配列からなるタンパク質)においては、196〜269番目のアミノ酸配列からなるポリペプチドである。   In addition, as described above, the antibody of the present invention may be any antibody that specifically recognizes syntenin protein, but inhibits the binding between syntenin protein and syndecan-2 protein, and syndecan-2 protein and CASK protein. An antibody that specifically recognizes the PDZ2 domain of the syntenin protein is preferable from the viewpoint that the spine formation abnormality can be suppressed by maintaining the interaction with. The PDZ2 domain is a polypeptide consisting of the 196th to 269th amino acid sequences in the human-derived syntenin protein (protein consisting of the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 2).

−synteninタンパク質に結合するRNA又はDNA−
スパイン形成異常を抑制するための医薬組成物の有効成分として含有されるsynteninタンパク質に結合するRNA又はDNAは、典型的には核酸アプタマーである。
-RNA or DNA binding to syntenin protein-
The RNA or DNA that binds to the syntenin protein contained as an active ingredient of a pharmaceutical composition for suppressing spine formation abnormality is typically a nucleic acid aptamer.

本発明の核酸アプタマーとしては、生体内における安定性が高いという観点から、DNAが好ましい。さらに、本発明の核酸アプタマーは、同観点から、核酸分子構造中のリン酸骨格に修飾を加え、生体内における安定性を増大させた核酸分子を含んでもよい。かかるリン酸骨格としては、例えば、ホスホロチオエート結合、ホスホロジチオエート結合、ホスホラミドチオエート結合、ホスホラミデート結合、ホスホルジアミデート結合、メチルホスホネート結合を含むリン酸骨格が挙げられる。   The nucleic acid aptamer of the present invention is preferably DNA from the viewpoint of high in vivo stability. Furthermore, from the same viewpoint, the nucleic acid aptamer of the present invention may include a nucleic acid molecule in which the phosphate skeleton in the nucleic acid molecule structure is modified to increase the in vivo stability. Examples of the phosphate skeleton include a phosphate skeleton including a phosphorothioate bond, a phosphorodithioate bond, a phosphoramidothioate bond, a phosphoramidate bond, a phosphordiamidate bond, and a methylphosphonate bond.

本発明の核酸アプタマーは、構造的特徴として、少なくとも1つのループ構造、デオキシグアノシン(グアノシン、グアノシンアナログを含む)を多く包含する一次構造、又は、デオキシグアノシンが4量体クラスター構造(いわゆる「Gカルテット構造」)を含んでいても良い。また、本発明の核酸アプタマーは、二本鎖からなる核酸及び一本鎖からなる核酸のいずれでもよいが、一本鎖からなる核酸が好ましい。   The nucleic acid aptamer of the present invention has, as structural features, at least one loop structure, a primary structure containing many deoxyguanosines (including guanosine and guanosine analogs), or a deuteroguanosine tetramer cluster structure (so-called “G quartet”). Structure "). The nucleic acid aptamer of the present invention may be either a double-stranded nucleic acid or a single-stranded nucleic acid, but a single-stranded nucleic acid is preferred.

本発明の核酸アプタマーの長さは、synteninタンパク質に特異的に結合することができる塩基数を有していれば、特に制限はないが、例えば、10〜200塩基、好ましくは、20〜150塩基、より好ましくは30〜150塩基、さらに好ましくは50〜150塩基であり、具体的には50、60、70、80、90、100、110、120、130、140及び150塩基のアプタマーが挙げられる。   The length of the nucleic acid aptamer of the present invention is not particularly limited as long as it has the number of bases that can specifically bind to the syntenin protein. For example, the length is 10 to 200 bases, preferably 20 to 150 bases. More preferably, it is 30 to 150 bases, more preferably 50 to 150 bases, and specific examples include 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140 and 150 base aptamers. .

また、本発明の核酸アプタマーとしては、synteninタンパク質と特異的に結合するものであればよいが、synteninタンパク質とsyndecan−2タンパク質との結合を阻害して、syndecan−2タンパク質とCASKタンパク質との相互作用を維持することにより、スパイン形成異常を抑制できるという観点から、synteninタンパク質のPDZ2ドメインと特異的に結合する核酸が好ましい。   In addition, the nucleic acid aptamer of the present invention may be any one that specifically binds to the syntenin protein, but inhibits the binding between the syntenin protein and the syndecan-2 protein so that the syndecan-2 protein and the CASK protein interact with each other. From the viewpoint that spine formation abnormality can be suppressed by maintaining the action, a nucleic acid that specifically binds to the PDZ2 domain of the syntenin protein is preferable.

本発明の核酸アプタマーは、当業者であれば公知の手法を適宜選択し、製造することができる。公知の手法としては、例えば、インビトロセレクション法(SELEX法)(Tuerk,C.ら、Science、1990年、249巻、505〜510ページ、Green,L.ら、Meths.Enzymol.、1991年、2巻、75〜86ページ、Gold,L.ら、Annu.Rev.Biochem.、1995年、64巻、763〜797ページ、Uphoff,K.W.ら、Curr.Opin.Struct.Biol.、1996年、6巻、281〜288ページ)が挙げられる。   The nucleic acid aptamer of the present invention can be produced by a person skilled in the art by appropriately selecting a known technique. Known methods include, for example, in vitro selection method (SELEX method) (Tuerk, C. et al., Science, 1990, 249, pp. 505-510, Green, L. et al., Meths. Enzymol., 1991, 2 Vol. 75-86, Gold, L. et al., Annu. Rev. Biochem., 1995, 64, 763-797, Uphoff, KW et al., Curr. Opin. Struct. , Vol. 6, pages 281 to 288).

インビトロセレクション法は、ランダムな配列を含む核酸のプールから所望のタンパク質に対して親和性を有する核酸を選択し、親和性を持たない核酸を排除する方法のことである。   The in vitro selection method is a method of selecting a nucleic acid having affinity for a desired protein from a pool of nucleic acids containing a random sequence and excluding nucleic acids having no affinity.

本発明の核酸アプタマーをインビトロセレクション法にて製造する場合に、具体的には、先ず、20〜300塩基、好ましくは30〜150塩基、より好ましくは30〜100塩基程度のランダムな塩基配列を含む核酸を調製する。該核酸は、直接合成してもよく、RNA分子の場合には、まずDNA分子を合成した後、転写反応により調製してもよい。該核酸がDNAの場合は、その両端にPCR増幅を可能にするためのプライマーとなる塩基配列を有することが好ましい。プライマー結合配列部分は、PCR増幅後にプライマー部分を制限酵素によって切除するための適当な制限酵素認識配列を有するように調製してもよい。プライマー結合配列部分の長さは、特に制限はないが、通常20〜50、好ましくは20〜30塩基長である。また、該プライマーの5’側末端にPCR増幅後のDNAを電気泳動等で分離するために、放射物質、蛍光物質等を用いて標識を行ってもよい。さらに、RNAを調製する場合には、5’末端側のプライマーに適当なプロモーター、例えば、T7プロモーター配列を有するDNA等を用いて、DNA分子からRNA分子へ転写して調製してもよい。   Specifically, when the nucleic acid aptamer of the present invention is produced by the in vitro selection method, first, a random base sequence of about 20 to 300 bases, preferably 30 to 150 bases, more preferably about 30 to 100 bases is included. Prepare the nucleic acid. The nucleic acid may be synthesized directly, or in the case of RNA molecules, the DNA molecules may be synthesized first and then prepared by a transcription reaction. When the nucleic acid is DNA, it is preferable to have a base sequence serving as a primer for enabling PCR amplification at both ends. The primer binding sequence portion may be prepared so as to have an appropriate restriction enzyme recognition sequence for excising the primer portion with a restriction enzyme after PCR amplification. The length of the primer binding sequence portion is not particularly limited, but is usually 20 to 50, preferably 20 to 30 bases. Further, in order to separate the DNA after PCR amplification at the 5 'end of the primer by electrophoresis or the like, labeling may be performed using a radioactive substance, a fluorescent substance or the like. Furthermore, when RNA is prepared, it may be prepared by transcription from a DNA molecule to an RNA molecule using an appropriate promoter as a 5'-end primer, such as DNA having a T7 promoter sequence.

次に、PCR増幅によって得られたランダムな核酸と、synteninタンパク質又はその部分ペプチドとを混合し、インキュベートする。インキュベート後、混合物を電気泳動にかけて、核酸とsynteninタンパク質との複合体と、遊離核酸とを分離する。そして、synteninタンパク質と複合体を形成している核酸を公知の手法に従って抽出する。回収された核酸がDNAの場合には、さらにPCR増幅を行い、増幅されたDNAを熱変性する等して、一本鎖からなるDNAとして回収する。回収された核酸がRNAの場合には、該RNAを逆転写してcDNAとしたのち、PCR増幅し、増幅されたDNAを転写してRNAを調製する。また、前述の核酸とsynteninタンパク質とを混合する工程、synteninタンパク質と結合した核酸を分離する工程、PCR増幅(RNAの場合には、逆転写後増幅)の工程、増幅された核酸を再びsynteninタンパク質との結合に使用する工程からなる操作を、数回繰り返し行う。得られた核酸の配列決定を、公知の方法に従い行うことができる。   Next, the random nucleic acid obtained by PCR amplification and the syntenin protein or a partial peptide thereof are mixed and incubated. After incubation, the mixture is electrophoresed to separate the nucleic acid-syntenin protein complex and free nucleic acid. Then, the nucleic acid forming a complex with the syntenin protein is extracted according to a known method. When the recovered nucleic acid is DNA, PCR amplification is further performed, and the amplified DNA is recovered by heat denaturation or the like, and recovered as single-stranded DNA. When the recovered nucleic acid is RNA, the RNA is reverse transcribed into cDNA, PCR amplified, RNA is prepared by transferring the amplified DNA. In addition, the step of mixing the above-mentioned nucleic acid and the syntenin protein, the step of separating the nucleic acid bound to the syntenin protein, the step of PCR amplification (in the case of RNA, reverse transcription and amplification), the amplified nucleic acid again in the syntenin protein The operation consisting of the steps used for binding to is repeated several times. Sequencing of the obtained nucleic acid can be performed according to a known method.

また、本発明の核酸アプタマーの製造は、前記操作により得られた核酸の配列に基づき、化学合成、DNA依存性RNAポリメラーゼ又はDNA依存性DNAポリメラーゼを用いたインビトロでの転写、PCRによる増幅により行ってもよい。   The nucleic acid aptamer of the present invention is produced by chemical synthesis, in vitro transcription using DNA-dependent RNA polymerase or DNA-dependent DNA polymerase, and amplification by PCR based on the nucleic acid sequence obtained by the above-described operation. May be.

本発明の医薬組成物は、syntenin遺伝子の機能を抑制することにより、スパイン形成異常を抑制することができるため、スパイン形成異常を伴う疾患、例えば、結節性硬化症(プリングル病)、てんかん(結節性硬化症における難治性てんかん等)、精神遅滞、自閉症、アルツハイマー病等の治療又は予防のために投与される医薬組成物として好適に用いることができる。   Since the pharmaceutical composition of the present invention can suppress abnormal spine formation by suppressing the function of the syntenin gene, diseases associated with abnormal spine formation such as tuberous sclerosis (Pringle disease), epilepsy (nodule) Refractory epilepsy etc. in multiple sclerosis), mental retardation, autism, Alzheimer's disease and the like can be suitably used as a pharmaceutical composition to be administered for the treatment or prevention.

本発明の医薬組成物は、公知の製剤学的方法により製剤化することができる。例えば、カプセル剤、錠剤、丸剤、液剤、散剤、顆粒剤、細粒剤、フィルムコーティング剤、ペレット剤、トローチ剤、舌下剤、咀嚼剤、バッカル剤、ペースト剤、シロップ剤、懸濁剤、エリキシル剤、乳剤、塗布剤、軟膏剤、硬膏剤、パップ剤、経皮吸収型製剤、ローション剤、吸引剤、エアゾール剤、注射剤、坐剤等として、経口的又は非経口的に使用することができる。   The pharmaceutical composition of the present invention can be formulated by a known pharmaceutical method. For example, capsule, tablet, pill, liquid, powder, granule, fine granule, film coating, pellet, troche, sublingual, chewing agent, buccal, paste, syrup, suspension, Use orally or parenterally as elixirs, emulsions, coatings, ointments, plasters, poultices, transdermal preparations, lotions, inhalants, aerosols, injections, suppositories, etc. Can do.

これら製剤化においては、薬理学上許容される担体、具体的には、滅菌水や生理食塩水、植物油、溶剤、基剤、乳化剤、懸濁剤、界面活性剤、安定剤、pH調節剤、香味剤、芳香剤、賦形剤、ベヒクル、防腐剤、結合剤、希釈剤、等張化剤、無痛化剤、増量剤、崩壊剤、緩衝剤、コーティング剤、滑沢剤、着色剤、甘味剤、粘稠剤、矯味矯臭剤、溶解補助剤あるいはその他の添加剤等と適宜組み合わせることができる。   In these preparations, a pharmacologically acceptable carrier, specifically, sterilized water or physiological saline, vegetable oil, solvent, base, emulsifier, suspension, surfactant, stabilizer, pH adjuster, Flavoring agent, fragrance, excipient, vehicle, preservative, binder, diluent, tonicity agent, soothing agent, extender, disintegrant, buffering agent, coating agent, lubricant, colorant, sweetness Can be suitably combined with an agent, a thickening agent, a flavoring agent, a solubilizing agent or other additives.

本発明の医薬組成物は、前記自閉症等の治療又は予防に用いられる公知の医薬組成物と併用してもよい。また、本発明の医薬組成物は、ヒトを含む動物を対象として使用することができる。ヒト以外の動物としては特に制限はなく、種々の家畜、家禽、ペット、実験用動物等を対象とすることができる。   You may use the pharmaceutical composition of this invention together with the well-known pharmaceutical composition used for the treatment or prevention of the said autism etc. Moreover, the pharmaceutical composition of the present invention can be used for animals including humans. There is no restriction | limiting in particular as an animal other than a human, Various livestock, a poultry, a pet, a laboratory animal, etc. can be made into object.

本発明の医薬組成物の投与形態としては特に制限はなく、例えば、静脈内投与、動脈内投与、腹腔内投与、皮下投与、皮内投与、気道内投与、直腸投与及び筋肉内投与、輸液による投与、脳内に直接投与(局所投与)が挙げられる。   The dosage form of the pharmaceutical composition of the present invention is not particularly limited. For example, intravenous administration, intraarterial administration, intraperitoneal administration, subcutaneous administration, intradermal administration, intratracheal administration, rectal administration and intramuscular administration, by infusion Administration and administration directly into the brain (local administration) can be mentioned.

本発明の医薬組成物を脳内に直接投与する方法としては、例えば、後述の実施例に示す通り、本発明の医薬組成物を入れた徐放系ドラッグデリバリーシステム(例えば、ALZET社製の浸透圧ポンプ)を、脳内に埋め込む方法や、開頭し、本発明の医薬組成物を電気穿孔法により導入する方法や、定位脳手術方法によってカニューレ等を挿入し、当該カニューレを通じて脳内に投与する方法が挙げられる。   As a method for directly administering the pharmaceutical composition of the present invention into the brain, for example, as shown in the examples described later, a sustained-release drug delivery system containing the pharmaceutical composition of the present invention (for example, permeation manufactured by ALZET) A pressure pump) is embedded in the brain, the head is opened, the pharmaceutical composition of the present invention is introduced by electroporation, or a cannula is inserted by stereotactic brain surgery, and administered through the cannula into the brain. A method is mentioned.

また、本発明の医薬組成物を脳内に直接投与しない場合には、前記syntenin遺伝子の機能を抑制する分子に脳関門透過物質を結合させて投与する方法を利用してもよい。なお、脳関門透過物質としては、例えば、狂犬病ウィルス由来の29アミノ酸からなる糖タンパク質(Kumarら、Nature、2007年7月5日、448巻、39〜43ページ 参照)が挙げられるが、これに制限されない。   In addition, when the pharmaceutical composition of the present invention is not directly administered into the brain, a method in which a brain barrier permeating substance is bound to a molecule that suppresses the function of the syntenin gene may be used. Examples of the brain barrier permeating substance include a glycoprotein consisting of 29 amino acids derived from rabies virus (see Kumar et al., Nature, July 5, 2007, 448, pages 39-43). Not limited.

本発明の医薬組成物を投与する場合、その投与量は、対象の年齢、体重、症状、健康状態等に応じて、適宜選択されるが、例えば、本発明の医薬組成物の投与量(有効成分換算量)は、有効成分の種類に応じて異なるが、例えば、有効成分がRNA又はDNAである場合には、通常、0.1μg〜10mg/kg体重であり、有効成分が抗体である場合には、通常、1〜10mg/kg体重である。また、1日あたりの投与又は摂取の回数としても、特に制限はなく、前記のような様々な要因を考慮して、適宜選択することができる。有効成分がsyntenin遺伝子の転写産物に結合するRNAをコードするDNAである場合には、適切な量のRNAが発現するように、発現構築物を作製して投与すればよい。   When administering the pharmaceutical composition of the present invention, the dosage is appropriately selected according to the age, weight, symptom, health condition, etc. of the subject. For example, the dosage of the pharmaceutical composition of the present invention (effective (Equivalent component amount) varies depending on the type of active ingredient. For example, when the active ingredient is RNA or DNA, it is usually 0.1 μg to 10 mg / kg body weight, and the active ingredient is an antibody. Is usually 1 to 10 mg / kg body weight. Also, the number of administrations or intakes per day is not particularly limited and can be appropriately selected in consideration of the various factors as described above. When the active ingredient is DNA encoding RNA that binds to the transcription product of the syntenin gene, an expression construct may be prepared and administered so that an appropriate amount of RNA is expressed.

本発明は、このように、本発明の医薬組成物を対象(自閉症の患者等)に投与させることを特徴とする、対象におけるスパイン形成を伴う疾患の治療又は予防の方法をも提供する。   Thus, the present invention also provides a method for treating or preventing a disease associated with spine formation in a subject, characterized by causing the subject (such as an autistic patient) to administer the pharmaceutical composition of the present invention. .

本発明の医薬組成物又の製品(医薬品)又はその説明書は、スパイン形成を伴う疾患の治療又は予防に用いられる旨の表示を付したものであり得る。ここで「製品または説明書に表示を付した」とは、製品の本体、容器、包装などに表示を付したこと、あるいは製品の情報を開示する説明書、添付文書、宣伝物、その他の印刷物などに表示を付したことを意味する。スパイン形成を伴う疾患の治療又は予防に用いられる旨の表示においては、本発明のsyntenin遺伝子の機能を抑制する分子を投与することにより、スパイン形成異常が抑制される機序についての情報を含むことができる。   The pharmaceutical composition or product (pharmaceutical product) of the present invention or instructions thereof may be labeled with an indication that it is used for the treatment or prevention of diseases associated with spine formation. Here, “labeled product or instructions” means that the product body, container, packaging, etc. are marked, or instructions, package inserts, promotional materials, or other printed materials that disclose product information. It means that the display is attached to. In the indication that it is used for the treatment or prevention of diseases associated with spine formation, it contains information on the mechanism by which abnormal spine formation is suppressed by administering a molecule that suppresses the function of the syntenin gene of the present invention. Can do.

<ワクチン組成物>
本発明において、抗synteninタンパク質抗体等のsyntenin遺伝子の機能を抑制する分子が、スパイン形成異常を抑制する活性を有することが判明したことから、synteninタンパク質又はその部分ペプチドをワクチンとして、ヒトを含む哺乳動物に投与することも可能である(例えば、特開2007−277251号公報、特開2006−052216号公報)。本発明は、このようなワクチン用途に用いられる、synteninタンパク質又はその部分ペプチドを有効成分として含む、スパイン形成異常を抑制するためのワクチン組成物をも提供するものである。synteninタンパク質の「部分ペプチド」としては、synteninタンパク質とsyndecan−2タンパク質との結合を阻害し、syndecan−2タンパク質とCASKタンパク質との相互作用を維持することにより、スパイン形成異常を抑制できるという観点から、synteninタンパク質のPDZ2ドメインが好ましい。製剤化する場合には、前記本発明の医薬組成物と同様に、薬理学上許容される担体、例えば、安定剤、防腐剤、等張化剤等を適宜組み合わせて含有させることができる。
<Vaccine composition>
In the present invention, since a molecule that suppresses the function of the syntenin gene, such as an anti-syntenin protein antibody, has been found to have an activity to suppress abnormal spine formation, the syntenin protein or a partial peptide thereof can be used as a vaccine for mammals including humans. It is also possible to administer to animals (for example, JP 2007-277251 A, JP 2006-052216 A). The present invention also provides a vaccine composition for suppressing abnormal spine formation, comprising a syntenin protein or a partial peptide thereof as an active ingredient, which is used for such vaccine applications. As a “partial peptide” of a syntenin protein, it is possible to suppress spine formation abnormality by inhibiting the binding between the syntenin protein and the syndecan-2 protein and maintaining the interaction between the syndecan-2 protein and the CASK protein. The PDZ2 domain of the syntenin protein is preferred. In the case of formulation, like the pharmaceutical composition of the present invention, pharmacologically acceptable carriers such as stabilizers, preservatives, tonicity agents and the like can be appropriately combined.

本発明は、このように、本発明のワクチン組成物を対象(自閉症の患者等)に投与させることを特徴とする、対象におけるスパイン形成を伴う疾患の治療又は予防の方法をも提供することができる。   Thus, the present invention also provides a method for treating or preventing a disease associated with spine formation in a subject, characterized by causing the subject (such as an autistic patient) to administer the vaccine composition of the present invention. be able to.

本発明のワクチン組成物の製品(ワクチン)又はその説明書は、スパイン形成を伴う疾患の治療又は予防に用いられる旨の表示を付したものであり得る。ここで「製品または説明書に表示を付した」とは、製品の本体、容器、包装などに表示を付したこと、あるいは製品の情報を開示する説明書、添付文書、宣伝物、その他の印刷物などに表示を付したことを意味する。スパイン形成を伴う疾患の治療又は予防に用いられる旨の表示においては、synteninタンパク質又はその部分ペプチドを投与することにより、スパイン形成異常が抑制される機序についての情報を含むことができる。   The product (vaccine) of the vaccine composition of the present invention or the instructions thereof may be labeled with an indication that it is used for the treatment or prevention of diseases associated with spine formation. Here, “labeled product or instructions” means that the product body, container, packaging, etc. are marked, or instructions, package inserts, promotional materials, or other printed materials that disclose product information. It means that the display is attached to. In the indication of being used for treatment or prevention of a disease associated with spine formation, information on the mechanism by which spine formation abnormality is suppressed by administering a syntenin protein or a partial peptide thereof can be included.

<スクリーニング方法>
後述の実施例において示す通り、syntenin遺伝子の機能を抑制することにより、スパイン形成異常が抑制されることを見出した。従って、スパイン形成異常を抑制する活性を有する化合物のスクリーニングに際し、syntenin遺伝子の機能を抑制する化合物の候補として、synteninタンパク質と結合する化合物を選択することは有効である。すなわち、本発明は、下記(a)〜(c)の工程を含む、スパイン形成異常を抑制する活性を有する候補化合物のスクリーニング方法を、本発明のスクリーニング方法の第一の態様として提供する。
(a)被検化合物とsynteninタンパク質とを接触させる工程、
(b)被検化合物とsynteninタンパク質との結合を検出する工程、
(c)前記synteninタンパク質と結合する化合物を選択する工程。
<Screening method>
As shown in the below-mentioned Example, it discovered that spine formation abnormality was suppressed by suppressing the function of a syntenin gene. Therefore, in screening for compounds having an activity to suppress abnormal spine formation, it is effective to select a compound that binds to the syntenin protein as a candidate for a compound that suppresses the function of the syntenin gene. That is, this invention provides the screening method of the candidate compound which has the activity which suppresses spine formation abnormality including the process of following (a)-(c) as a 1st aspect of the screening method of this invention.
(A) contacting the test compound with the syntenin protein;
(B) detecting the binding between the test compound and the syntenin protein;
(C) selecting a compound that binds to the syntenin protein.

本発明のスクリーニング方法において使用する「被検化合物」としては特に制限はなく、例えば、遺伝子ライブラリーの発現産物、合成低分子化合物ライブラリー、ペプチドライブラリー、ポリヌクレオチドライブラリー、抗体、細菌放出物質、細胞(微生物、植物細胞、動物細胞)の抽出液及び培養上清、精製または部分精製ポリペプチド、海洋生物、植物または動物由来の抽出物、土壌、ランダムファージペプチドディスプレイライブラリーが挙げられる。被検化合物は、synteninタンパク質の立体構造を基にしたin silicoでのデザインを基に合成したものであってもよい。   The “test compound” used in the screening method of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include expression products of gene libraries, synthetic low molecular compound libraries, peptide libraries, polynucleotide libraries, antibodies, and bacterial release substances. Cell (microbe, plant cell, animal cell) extract and culture supernatant, purified or partially purified polypeptide, marine organism, plant or animal extract, soil, random phage peptide display library. The test compound may be synthesized based on an in silico design based on the three-dimensional structure of the syntenin protein.

また、本発明のスクリーニング方法において使用する「synteninタンパク質」は、例えば、配列番号:2に記載のアミノ酸配列からなるタンパク質が挙げられる。また、本発明のスクリーニング方法において使用するsynteninタンパク質としては、その部分ペプチドであってもよく、部分ペプチドとしては、synteninタンパク質とsyndecan−2タンパク質との結合を阻害し、syndecan−2タンパク質とCASKタンパク質との相互作用を維持することにより、スパイン形成異常を抑制できるという観点から、synteninタンパク質のPDZ2ドメイン(例えば、配列番号;2に記載の196〜269番目のアミノ酸配列からなるポリペプチド)が好ましい。   Examples of the “syntenin protein” used in the screening method of the present invention include a protein consisting of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2. In addition, the syntenin protein used in the screening method of the present invention may be a partial peptide thereof, and the partial peptide inhibits the binding between the syntenin protein and the syndecan-2 protein, and the syndecan-2 protein and the CASK protein. The PDZ2 domain of the syntenin protein (for example, a polypeptide comprising the 196th to 269th amino acid sequences described in SEQ ID NO: 2) is preferable from the viewpoint that spine formation abnormality can be suppressed by maintaining the interaction with.

また、本発明のスクリーニング方法において使用するsynteninタンパク質は、前記天然型のタンパク質やその部分ペプチドに加え、改変体、修飾体等を用いることができる。例えば、検出を容易にするためのマーカー蛋白質、アルカリフォスファターゼ(SEAP)、β−ガラクトシダーゼ等の酵素、グルタチオン−S−トランスフェラーゼ(GST)、緑色蛍光蛋白質(GFP)等の蛍光蛋白質との融合蛋白質として発現させて得られるものを用いることができる。   Moreover, as the syntenin protein used in the screening method of the present invention, in addition to the natural type protein and its partial peptide, a modified form, a modified form, and the like can be used. For example, expressed as a fusion protein with a marker protein for easy detection, an enzyme such as alkaline phosphatase (SEAP), β-galactosidase, a fluorescent protein such as glutathione-S-transferase (GST), or a green fluorescent protein (GFP) What is obtained can be used.

工程(b)において、被検化合物とsynteninタンパク質との結合を検出するが、かかる結合の検出には、公知の手法を適宜採用することができる。例えば、被検化合物が、合成低分子化合物、天然物(細菌放出物質、細胞(微生物、植物細胞、動物細胞)の抽出液及び培養上清、精製又は部分精製ポリペプチド、海洋生物、植物又は動物由来の抽出物、土壌)又はランダムファージペプチドディスプレイライブラリーである場合には、固定したsynteninタンパク質に、これら化合物を作用させ、synteninタンパク質に結合する分子をスクリーニングする方法が挙げられる。また、被検化合物が、合成低分子化合物である場合には、コンビナトリアルケミストリー技術によるハイスループットを用いたスクリーニング方法(Wrighton
NCら、Science、1996年、273巻、458〜464ページ、Verdine GL.Nature1996年、384巻、11〜13ページ、Hogan JC
Jr.、Nature、1996年、384巻、17〜19ぺージ)が挙げられる。さらに、被検化合物がポリヌクレオチドライブラリーである場合には、前述のインビトロセレクション法が挙げられる。また、synteninタンパク質を固定したアフィニティカラムに、合成低分子化合物、前記天然物、ペプチドライブラリーを供して、synteninタンパク質に結合する化合物を精製して同定する方法も挙げられる。さらに、被検化合物が遺伝子ライブラリーである場合には、synteninタンパク質をベイトタンパク質として発現させて利用する、酵母ツーハイブリッドシステムを好適に用いることができる。また、被検化合物がペプチドライブラリーや抗体である場合には、GST沈降法や免疫沈降法を利用することができる。さらに、本発明において、被検化合物とsynteninタンパク質との結合を検出する手段として表面プラズモン共鳴現象を利用したバイオセンサーを使用することもできる。
In the step (b), the binding between the test compound and the syntenin protein is detected, and a known technique can be appropriately employed to detect the binding. For example, the test compound is a synthetic low molecular weight compound, a natural product (bacterial release material, cell (microorganism, plant cell, animal cell) extract and culture supernatant, purified or partially purified polypeptide, marine organism, plant or animal. In the case of an extract derived from soil, soil) or a random phage peptide display library, a method of screening a molecule that binds to the syntenin protein by allowing these compounds to act on the immobilized syntenin protein can be mentioned. In addition, when the test compound is a synthetic low molecular weight compound, a screening method using high throughput by combinatorial chemistry technology (Wrightton
NC et al., Science, 1996, 273, 458-464, Verdine GL. Nature 1996, 384, 11-13, Hogan JC.
Jr. Nature, 1996, 384, 17-19). Furthermore, when the test compound is a polynucleotide library, the above-described in vitro selection method can be mentioned. In addition, a synthetic low molecular weight compound, the natural product, and a peptide library are provided on an affinity column to which a syntenin protein is immobilized, and a compound that binds to the syntenin protein is purified and identified. Furthermore, when the test compound is a gene library, a yeast two-hybrid system in which the syntenin protein is expressed and used as a bait protein can be preferably used. When the test compound is a peptide library or an antibody, GST precipitation or immunoprecipitation can be used. Furthermore, in the present invention, a biosensor using the surface plasmon resonance phenomenon can also be used as means for detecting the binding between the test compound and the syntenin protein.

なお、工程(a)における「被検化合物とsynteninタンパク質との接触」及び工程(c)における「synteninタンパク質と結合する化合物の選択」の方法は、当業者であれば、前記結合の検出に用いる方法の種類に応じて実施することができる。   The method of “contact between test compound and syntenin protein” in step (a) and “selection of compound that binds to syntenin protein” in step (c) can be used by those skilled in the art to detect the binding. It can be implemented depending on the type of method.

また、後述の実施例において示す通り、synteninタンパク質はsyndecan−2タンパク質と結合することによって、syndecan−2タンパクとCASKタンパク質との相互作用を抑制し、スパイン形成の異常を引き起こすことが明らかになった。従って、スパイン形成異常を抑制する活性を有する化合物のスクリーニングにおいて、synteninタンパク質とsyndecan−2タンパク質との結合を抑制する化合物を選択することが有効である。すなわち、本発明は、下記(a)〜(c)の工程を含む、スパイン形成異常を抑制する活性を有する化合物のスクリーニング方法を、本発明のスクリーニング方法の第二の態様として提供する。
(a)被検化合物の存在下で、synteninタンパク質とsyndecan−2タンパク質とを接触させる工程、
(b)synteninタンパク質とsyndecan−2タンパク質との結合を検出する工程、
(c)前記結合を抑制する化合物を選択する工程。
In addition, as shown in Examples described later, it was revealed that the syntenin protein binds with the syndecan-2 protein, thereby suppressing the interaction between the syndecan-2 protein and the CASK protein and causing abnormal spine formation. . Therefore, it is effective to select a compound that suppresses the binding between the syntenin protein and the syndecan-2 protein in screening for compounds having an activity to suppress abnormal spine formation. That is, this invention provides the screening method of the compound which has the activity which suppresses spine formation abnormality including the process of following (a)-(c) as a 2nd aspect of the screening method of this invention.
(A) contacting a syntenin protein and a syndecan-2 protein in the presence of a test compound;
(B) detecting the binding between the syntenin protein and the syndecan-2 protein;
(C) A step of selecting a compound that suppresses the binding.

第二の態様において用いる「被検化合物」及び「synteninタンパク質」については前述の通りである。本発明のスクリーニング方法において使用する「syndecan−2タンパク質」としては、例えば、配列番号:4に記載のアミノ酸配列からなるタンパク質が挙げられる。また、本発明のスクリーニング方法において使用するsyndecan−2タンパク質としては、その部分ペプチドであってもよく、部分ペプチドとしては、synteninタンパク質とsyndecan−2タンパク質との結合を阻害し、syndecan−2タンパク質とCASKタンパク質との結合を維持することにより、スパイン形成異常を抑制できるという観点から、syndecan−2タンパク質の細胞内ドメインが好ましい。   The “test compound” and “syntenin protein” used in the second embodiment are as described above. Examples of the “syndecan-2 protein” used in the screening method of the present invention include a protein consisting of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 4. Further, the syndecan-2 protein used in the screening method of the present invention may be a partial peptide thereof, and as the partial peptide, the binding between the syntenin protein and the syndecan-2 protein is inhibited, and the syndecan-2 protein and From the viewpoint that spine formation abnormality can be suppressed by maintaining the binding to the CASK protein, the intracellular domain of the syndecan-2 protein is preferable.

第二の態様の工程(a)において、synteninタンパク質とsyndecan−2タンパク質とを被検化合物存在下で接触させるが、かかる接触は、被験化合物の非存在下において、synteninタンパク質とsyndecan−2タンパク質との結合が抑制されない条件下で行われればよい。   In the step (a) of the second embodiment, the syntenin protein and the syndecan-2 protein are contacted in the presence of the test compound, and such contact is performed in the absence of the test compound with the syntenin protein and the syndecan-2 protein. What is necessary is just to carry out on the conditions which are not suppressed.

また、第二の態様の工程(b)における、synteninタンパク質とsyndecan−2タンパク質との結合の検出には、免疫沈降法、GST沈降法、ELISA法、synteninタンパク質を固定化したアフィニティクロマトグラフィーを用いる方法、表面プラズモン共鳴現象を利用した方法、FRET(蛍光共鳴エネルギー移動)を利用した方法等、公知の手法を適宜採用することができる。   In addition, in the step (b) of the second aspect, the binding between the syntenin protein and the syndecan-2 protein is detected using an immunoprecipitation method, a GST precipitation method, an ELISA method, or an affinity chromatography in which the syntenin protein is immobilized. Known methods such as a method, a method using a surface plasmon resonance phenomenon, a method using FRET (fluorescence resonance energy transfer), and the like can be appropriately employed.

さらに、第二の態様の工程(c)において、前記結合を抑制する化合物を選択するが、例えば、免疫沈降法を用いた場合においては、被検化合物存在下で、synteninタンパク質をその特異的な抗体によって沈降させた際に共沈してくるsyndecan−2タンパク質の量と、被検化合物非存在下におけるsyndecan−2タンパク質の量(対照値)とを比較することにより評価することができる。すなわち、被検化合物存在下におけるsyndecan−2タンパク質の量が被検化合物非存在下の量と比較して低い場合(例えば、対照値の80%以下、50%以下、30%以下の場合)には、該被検化合物をスパイン形成異常を抑制する活性を有する化合物と評価することができる。前記結合の検出において免疫沈降法以外の方法を用いる場合も同様に、被検化合物非存在下における前記結合の程度を対照値として用いて評価することができる。   Further, in the step (c) of the second aspect, a compound that suppresses the binding is selected. For example, when immunoprecipitation is used, the syntenin protein is specifically expressed in the presence of the test compound. Evaluation can be made by comparing the amount of syndecan-2 protein co-precipitated when precipitated with an antibody with the amount of syndecan-2 protein in the absence of the test compound (control value). That is, when the amount of syndecan-2 protein in the presence of the test compound is lower than the amount in the absence of the test compound (for example, 80% or less, 50% or less, 30% or less of the control value). Can evaluate the test compound as a compound having an activity of suppressing abnormal spine formation. Similarly, when a method other than the immunoprecipitation method is used in the detection of the binding, the degree of binding in the absence of the test compound can be similarly evaluated as a control value.

また、後述の実施例において示す通り、synteninタンパク質の量は、正常(野生型)ニューロンよりも、結節性硬化症ニューロンの方が多く、このsynteninタンパク質の量の多さが、スパイン形成異常に寄与していることが明らかになった。従って、スパイン形成異常を抑制する活性を有する化合物のスクリーニングにおいて、syntenin遺伝子の発現量又はsyntenin遺伝子の転写産物(mRNA)を減少させる化合物を選択することが有効である。すなわち、本発明は、下記(a)〜(c)の工程を含む、スパイン形成異常を抑制する活性を有する化合物のスクリーニング方法を、本発明のスクリーニング方法の第三の態様として提供する。
(a)syntenin遺伝子を発現する細胞に、被検化合物を接触させる工程、
(b)該細胞内におけるsyntenin遺伝子の発現を検出する工程、
(c)被検化合物を接触させない場合と比較して、syntenin遺伝子の発現を減少させる化合物を選択する工程。
In addition, as shown in Examples described later, the amount of syntenin protein is higher in tuberous sclerosis neurons than in normal (wild-type) neurons, and the large amount of syntenin protein contributes to spine formation abnormality. It became clear that Therefore, it is effective to select a compound that decreases the expression level of the syntenin gene or the transcription product (mRNA) of the syntenin gene in screening for a compound having an activity to suppress abnormal spine formation. That is, this invention provides the screening method of the compound which has the activity which suppresses spine formation abnormality including the process of following (a)-(c) as a 3rd aspect of the screening method of this invention.
(A) contacting a test compound with a cell expressing the syntenin gene;
(B) detecting the expression of the syntenin gene in the cell,
(C) A step of selecting a compound that decreases the expression of the syntenin gene as compared with the case where the test compound is not contacted.

第三の態様において用いる「被検化合物」については前述の通りである。本発明のスクリーニング方法において検出の対象となる「syntenin遺伝子」としては、例えば、配列番号:1に記載の塩基配列からなる遺伝子が挙げられる。   The “test compound” used in the third embodiment is as described above. Examples of the “syntenin gene” to be detected in the screening method of the present invention include a gene consisting of the base sequence described in SEQ ID NO: 1.

本発明のスクリーニング方法において使用する「syntenin遺伝子を発現する細胞」としては、例えば、結節性硬化症モデル動物由来の神経細胞、自閉症等の患者由来の細胞が挙げられる。「結節性硬化症モデル動物」としては、後述のTSC2+/−ラット、TSC2+/−マウス(Dan Ehningerら、Nat Med.、2008年、14巻、8号、843〜848ページ、Kobayashiら、Cancer Research、1999年、59巻、1206〜1211ページ 参照)が挙げられる。Examples of “cells expressing the syntenin gene” used in the screening method of the present invention include nerve cells derived from tuberous sclerosis model animals and cells derived from patients such as autism. Examples of “tuberous sclerosis model animals” include TSC2 +/− rats, TSC2 +/− mice (Dan Ehinger et al., Nat Med., 2008, 14, No. 8, pp. 843-848, Kobayashi et al. Cancer Research, 1999, Vol. 59, see pages 1206-1211).

第三の態様の工程(a)において、「接触」は、例えば、前記細胞の培養液に被検化合物を添加等することにより行うことができる。   In the step (a) of the third aspect, the “contact” can be performed, for example, by adding a test compound to the cell culture medium.

第三の態様の工程(b)における「syntenin遺伝子の発現の検出」には、公知の手法を用いることができる。「遺伝子の発現の検出」は、転写レベル(mRNAレベル)で検出してもよく、翻訳レベル(タンパク質レベル)で検出してもよい。転写レベルで検出する方法としては、例えば、RT−PCR、ノーザンブロッティング、in situハイブリダイゼーション、ドットブロット、RNaseプロテクションアッセイ法が挙げられる。また、翻訳レベルで検出する方法としては、例えば、免疫組織化学的染色法、イメージングサイトメトリー、フローサイトメトリー、ELISA法、ラジオイムノアッセイ、免疫沈降法、ウェスタンブロット法等の抗体を用いて検出する方法(免疫学的手法)が挙げられる。   A known technique can be used for “detection of expression of the syntenin gene” in the step (b) of the third embodiment. “Detection of gene expression” may be detected at the transcription level (mRNA level) or at the translation level (protein level). Examples of the detection method at the transcription level include RT-PCR, Northern blotting, in situ hybridization, dot blot, and RNase protection assay. Moreover, as a method of detecting at the translation level, for example, a method of detecting using antibodies such as immunohistochemical staining, imaging cytometry, flow cytometry, ELISA, radioimmunoassay, immunoprecipitation, Western blot (Immunological technique).

第三の態様の工程(c)において、syntenin遺伝子の発現を減少させる化合物を選択するが、例えば、ウェスタンブロット法を用いた場合においては、被検化合物存在下で、該法において検出されるsynteninタンパク質の量(例えば、synteninタンパク質に由来するバンドの強さ)と、被検化合物非存在下におけるsynteninタンパク質の量(対照値)とを比較することにより評価することができる。すなわち、被検化合物存在下におけるsynteninタンパク質の量が被検化合物非存在下の量と比較して低い場合(例えば、対照値の80%以下、50%以下、30%以下の場合)には、該被検化合物をスパイン形成異常を抑制する活性を有する化合物と評価することができる。前記発現の検出において、ウェスタンブロット法以外の方法を用いる場合も同様に、被検化合物非存在下における前記発現量を対照値として用いて評価することができる。   In step (c) of the third embodiment, a compound that decreases the expression of the syntenin gene is selected. For example, in the case of using Western blotting, syntenin detected in the method in the presence of the test compound. It can be evaluated by comparing the amount of the protein (for example, the intensity of the band derived from the syntenin protein) with the amount of the syntenin protein in the absence of the test compound (control value). That is, when the amount of the syntenin protein in the presence of the test compound is low compared to the amount in the absence of the test compound (for example, 80% or less, 50% or less, 30% or less of the control value), The test compound can be evaluated as a compound having an activity of suppressing abnormal spine formation. Similarly, when a method other than Western blotting is used in the detection of the expression, the expression level in the absence of the test compound can be used as a control value for evaluation.

また、syntenin遺伝子の発現レベルを減少させる化合物のスクリーニングは、レポーター遺伝子を用いた系でも行うことができる。すなわち、本発明は、下記(a)〜(c)の工程を含む、スパイン形成異常を抑制する活性を有する化合物のスクリーニング方法を、本発明のスクリーニング方法の第四の態様として提供する。
(a)syntenin遺伝子のプロモーター領域の下流にレポーター遺伝子が機能的に結合したDNAを有する細胞に、被検化合物を接触させる工程、
(b)該細胞内における前記レポーター遺伝子の発現を検出する工程、
(c)被検化合物を接触させない場合と比較して、前記レポーター遺伝子の発現を減少させる化合物を選択する工程。
Screening for a compound that decreases the expression level of the syntenin gene can also be performed in a system using a reporter gene. That is, this invention provides the screening method of the compound which has the activity which suppresses spine formation abnormality including the process of following (a)-(c) as a 4th aspect of the screening method of this invention.
(A) contacting a test compound with a cell having DNA to which a reporter gene is operably linked downstream of the promoter region of the syntenin gene;
(B) detecting the expression of the reporter gene in the cell;
(C) A step of selecting a compound that decreases the expression of the reporter gene as compared with the case where the test compound is not contacted.

「syntenin遺伝子のプロモーター領域」は、syntenin遺伝子の転写を制御する領域であり、転写因子が結合することのできるsyntenin遺伝子のコーディング領域の上流領域を意味する。「syntenin遺伝子のプロモーター領域」は、当業者であれば、例えば、配列番号:1に記載の塩基配列又はその一部をプローブとしたゲノムDNAライブラリーのスクリーニングにより、クローニングして調製することができる。   The “syntenin gene promoter region” is a region that controls transcription of the syntenin gene and means an upstream region of the coding region of the syntenin gene to which a transcription factor can bind. The “syntenin gene promoter region” can be prepared by those skilled in the art by cloning, for example, by screening a genomic DNA library using the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 or a part thereof as a probe. .

「レポーター遺伝子」としては、その発現が検出可能なものであれば特に制限されず、例えば、当業者において一般的に使用されるCAT遺伝子、lacZ遺伝子、ルシフェラーゼ遺伝子、β−グルクロニダーゼ遺伝子(GUS)及びGFP遺伝子を挙げることができる。   The “reporter gene” is not particularly limited as long as its expression is detectable. For example, a CAT gene, a lacZ gene, a luciferase gene, a β-glucuronidase gene (GUS) commonly used by those skilled in the art, and A GFP gene can be mentioned.

本発明において、syntenin遺伝子のプロモーター領域の下流にレポーター遺伝子が「機能的に結合した」とは、syntenin遺伝子のプロモーター領域に転写因子が結合することにより、レポーター遺伝子の発現が誘導されるように、syntenin遺伝子のプロモーター領域とレポーター遺伝子とが結合していることをいう。   In the present invention, the reporter gene “functionally bound” downstream of the promoter region of the syntenin gene means that the transcription factor is bound to the promoter region of the syntenin gene so that expression of the reporter gene is induced. It means that the promoter region of the syntenin gene is linked to the reporter gene.

第四の態様における「syntenin遺伝子」、「被検化合物」及び「接触」は前記第三の態様と同じである。第四の態様において使用する「細胞」としては、syntenin遺伝子のプロモーター領域に転写因子が結合することにより、レポーター遺伝子の発現が誘導される細胞であればよく、例えば、HEK293T細胞、COS細胞、結節性硬化症モデル動物由来の神経細胞、自閉症等の患者由来の細胞が挙げられる。   The “syntenin gene”, “test compound” and “contact” in the fourth embodiment are the same as those in the third embodiment. The “cell” used in the fourth embodiment may be any cell in which the expression of the reporter gene is induced by binding of a transcription factor to the promoter region of the syntenin gene. For example, HEK293T cells, COS cells, nodules Examples include neuronal cells derived from a model animal of sclerosis and cells derived from patients such as autism.

第四の態様の工程(b)において、検出されるレポーター遺伝子の発現は、使用するレポーター遺伝子の種類に応じて、当業者に公知の方法により検出することができる。例えば、レポーター遺伝子がCAT遺伝子である場合には、該遺伝子産物によるクロラムフェニコールのアセチル化を検出することによって、レポーター遺伝子の発現を検出することができる。レポーター遺伝子がlacZ遺伝子である場合には、該遺伝子発現産物の触媒作用による色素化合物の発色を検出することにより、また、ルシフェラーゼ遺伝子である場合には、該遺伝子発現産物の触媒作用による化学発光を検出することにより、また、GUSである場合には、該遺伝子発現産物の触媒作用によるグルクロンの発光や5−ブロモ−4−クロロ−3−インドリル−β−グルクロニド(X−Gluc)の発色を検出することにより、さらに、GFP遺伝子である場合には、GFPタンパク質による蛍光を検出することにより、レポーター遺伝子の発現を検出することができる。   In the step (b) of the fourth embodiment, the expression of the reporter gene detected can be detected by a method known to those skilled in the art depending on the type of reporter gene used. For example, when the reporter gene is a CAT gene, the expression of the reporter gene can be detected by detecting acetylation of chloramphenicol by the gene product. When the reporter gene is a lacZ gene, the color development of the dye compound is detected by the catalytic action of the gene expression product. When the reporter gene is a luciferase gene, chemiluminescence by the catalytic action of the gene expression product is detected. When GUS is detected, glucuron luminescence or 5-bromo-4-chloro-3-indolyl-β-glucuronide (X-Gluc) coloration is detected by the catalytic action of the gene expression product. Thus, in the case of the GFP gene, the expression of the reporter gene can be detected by detecting the fluorescence of the GFP protein.

第四の態様の工程(c)において、前記レポーター遺伝子の発現を減少させる化合物を選択するが、例えば、レポーター遺伝子としてルシフェラーゼ遺伝子を用いる場合においては、被検化合物存在下で、検出される化学発光の強度と、被検化合物非存在下における化学発光の強度(対照値)とを比較することにより評価することができる。すなわち、被検化合物存在下における発光強度が被検化合物非存在下における発光強度と比較して低い場合(例えば、対照値の80%以下、50%以下、30%以下の場合)には、該被検化合物をスパイン形成異常を抑制する活性を有する化合物と評価することができる。前記発現の検出において、ルシフェラーゼ遺伝子を用いる場合以外の場合も同様に、被検化合物非存在下における前記発現量を対照値として用いて評価することができる。   In the step (c) of the fourth embodiment, a compound that decreases the expression of the reporter gene is selected. For example, when a luciferase gene is used as the reporter gene, chemiluminescence detected in the presence of the test compound And the intensity of chemiluminescence in the absence of the test compound (control value) can be evaluated. That is, when the luminescence intensity in the presence of the test compound is lower than the luminescence intensity in the absence of the test compound (for example, 80% or less, 50% or less, 30% or less of the control value), The test compound can be evaluated as a compound having an activity of suppressing abnormal spine formation. In the detection of the expression, the expression level in the absence of the test compound can be similarly evaluated in the case other than the case of using the luciferase gene as a control value.

以上、本発明のスクリーニング方法について説明したが、これら方法によって選択された化合物については、さらに、in vivoにおける活性を検証することが好ましい。例えば、後述の実施例において示すように、当該化合物を結節性硬化症モデル動物由来の神経細胞(ニューロン)と接触させ、該ニューロンにおけるスパイン形成異常の抑制の程度について評価することにより、結節性硬化症等の疾患の予防又は治療により有効な化合物として選抜することができる。また、in vivoにおける活性の検証は、後述の実施例において示すように、結節性硬化症モデル動物の脳内に、本発明のスクリーニング方法にて選択された化合物を投与し、行動異常の改善の程度を評価することによっても行うことができる。   As mentioned above, although the screening method of this invention was demonstrated, it is preferable to verify the activity in vivo further about the compound selected by these methods. For example, as shown in the Examples described later, the compound is brought into contact with a neuron (neuron) derived from a tuberous sclerosis model animal, and the degree of suppression of spine formation abnormality in the neuron is evaluated, thereby enabling nodular sclerosis. It can be selected as an effective compound by prevention or treatment of diseases such as infectious diseases. In addition, in vivo activity verification is carried out by administering a compound selected by the screening method of the present invention into the brain of a tuberous sclerosis model animal, as shown in the examples described later. It can also be done by evaluating the degree.

以下、実施例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated more concretely based on an Example, this invention is not limited to a following example.

<海馬ニューロンの初代培養>
胎生20日目TSC2+/−(Eker)ラット又は野生型ラットより海馬を摘出し、0.25%トリプシン含有ハンクス緩衝液中において37℃10分間処理した。洗浄した後、細胞を縣濁し、B−27添加物含有ニューロベイサル(Neurobasal)培養液(Gibco社製)を用いて37℃、5%CO条件下にて培養した。遺伝子強制発現にはリポフェクトアミン2000(invitrogen社製)を用いた。
<Primary culture of hippocampal neurons>
On day 20 of embryonic day, the hippocampus was excised from TSC2 +/− (Eker) rat or wild type rat, and treated in Hanks buffer containing 0.25% trypsin at 37 ° C. for 10 minutes. After washing, the cells were suspended, and cultured under a condition of 37 ° C. and 5% CO 2 using a Neurobasal culture solution (Gibco) containing B-27 additive. Lipofectamine 2000 (manufactured by Invitrogen) was used for gene forced expression.

<siRNA>
syntenin遺伝子の発現を抑制するために、下記塩基配列からなるsiRNA
(dsRNA)を用いた。
syntenin siRNA
5’−GAAGGAUGCUCAGAUUGCAGAUAUA−3’(配列番号:5)
5’−UAUAUCUGCAAUCUGAGCAUCCUUC−3’(配列番号:6)
前記syntenin siRNAに対する陰性対照として、下記塩基配列からなるsiRNA(dsRNA)も用いた。
非特異的 siRNA(syntenin)
5’−GAACGUAGACUGUUAAGACUGGAUA−3’(配列番号:7)
5’−UAUCCAGUCUUAACAGUCUACGUUC−3’(配列番号:8)
syndecan−2遺伝子の発現を抑制するために、下記塩基配列からなるsiRNA(dsRNA)を用いた。
syndecan−2 siRNA
5’−CAACUGAUUCCAAGGAUCUCCCUCA−3’(配列番号:9)
5’−UGAGGGAGAUCCUUGGAAUCAGUUG−3’(配列番号:10)
前記syndecan−2 siRNAに対する陰性対照として、下記塩基配列からなるsiRNA(dsRNA)も用いた。
非特異的 siRNA(syndecan−2)
5’−CAAUUAGAACCUAGGCCUCCUCUCA−3’(配列番号:11)
5’−UGAGAGGAGGCCUAGGUUCUAAUUG−3’(配列番号:12)。
<SiRNA>
In order to suppress the expression of the syntenin gene, siRNA comprising the following base sequence
(DsRNA) was used.
syntenin siRNA
5′-GAAGGAUGCUCAGAUUGCAGAUAUA-3 ′ (SEQ ID NO: 5)
5′-UAUAUUCUGCAAUUCAGAGCAUCCUUC-3 ′ (SEQ ID NO: 6)
As a negative control for the syntenin siRNA, siRNA (dsRNA) having the following base sequence was also used.
Non-specific siRNA (syntenin)
5′-GAACGUAGACUGUUAAGACUGGAUA-3 ′ (SEQ ID NO: 7)
5′-UAUCCAGUCUUACAGUCUCUACGUUC-3 ′ (SEQ ID NO: 8)
In order to suppress the expression of the syndecan-2 gene, siRNA (dsRNA) having the following base sequence was used.
syndecan-2 siRNA
5′-CAACUGAUUCCAAGGAUCUCCUCUCA-3 ′ (SEQ ID NO: 9)
5′-UGAGGGGAGAUCCUUGGAAUCAGUGUG-3 ′ (SEQ ID NO: 10)
As a negative control for the syndecan-2 siRNA, siRNA (dsRNA) having the following base sequence was also used.
Non-specific siRNA (syndecan-2)
5′-CAAUUAGAACCUAGGCCUCCUCUCA-3 ′ (SEQ ID NO: 11)
5′-UGAGAGGAGGCCUAGGGUUCUAAUG-3 ′ (SEQ ID NO: 12).

<タンパク質間相互作用の解析>
GST沈降法又は免疫沈降法により、Rhebとsynteninとの結合部位、CASKとsyndecan−2との結合を、定法に沿って解析した。
<Analysis of protein-protein interaction>
By the GST precipitation method or the immunoprecipitation method, the binding site of Rheb and syntenin and the binding of CASK and syndecan-2 were analyzed according to a conventional method.

<ユビキチン化アッセイ>
Rheb及びsynteninのユビキチン化アッセイにおいては、先ず、HEK293T細胞に、EGFP−Rheb融合タンパク質及びFLAG−syntenin融合タンパク質を強制発現させた。次いで、該細胞のタンパク質抽出液を調製し、GFP抗体にて免疫沈降を行った。そして、得られたサンプルを、抗ユビキチン抗体を用いたウェスタンブロッティングにより解析した。
<Ubiquitination assay>
In the Rheb and syntenin ubiquitination assay, first, EGFP-Rheb fusion protein and FLAG-syntenin fusion protein were forcibly expressed in HEK293T cells. Next, a protein extract of the cells was prepared and immunoprecipitated with a GFP antibody. The obtained sample was analyzed by Western blotting using an anti-ubiquitin antibody.

<免疫細胞染色>
培養ニューロンを4%パラホルムアルデヒドにて固定した。固定したニューロンを10%ヤギ血清含有緩衝液にてブロッキングし、一次抗体と反応させた。更に、蛍光二次抗体を用いて目的タンパク質を標識した。
<Immune cell staining>
Cultured neurons were fixed with 4% paraformaldehyde. The fixed neurons were blocked with 10% goat serum-containing buffer and reacted with the primary antibody. Furthermore, the target protein was labeled using a fluorescent secondary antibody.

<diolisitic標識法>
正常ラット及びTSC2変異ラットを開頭し、各々の脳内にsiRNAを電気穿孔法にて導入した。そして、siRNAを導入した脳を摘出し、2%パラホルムアルデヒドにて固定した。次いで、固定した脳を摘出し、ビブラトームにて250μmの厚さに前額断にて薄切にした。薄切した脳切片に対し、DiI色素を付着させた金粒子を遺伝子銃にて導入することにより、ニューロンを蛍光標識した(図33 参照)。そして、標識したニューロンをレーザー顕微鏡(製品名:LSM780、Carl Zeiss社製)にて観察した。
<Diolisitic labeling method>
Normal rats and TSC2 mutant rats were opened, and siRNA was introduced into each brain by electroporation. Then, the brain into which siRNA was introduced was removed and fixed with 2% paraformaldehyde. Next, the fixed brain was removed and sliced with a vibratome to a thickness of 250 μm with a forehead. Neurons were fluorescently labeled by introducing gold particles with DiI dye attached to sliced brain slices using a gene gun (see FIG. 33). The labeled neurons were observed with a laser microscope (product name: LSM780, manufactured by Carl Zeiss).

<siRNAの投与>
浸透圧ポンプ(Alzet社製、mini pump#1002)にsyntenin siRNA 250μM/生理食塩水溶液を150μl入れ、側脳室内に留置することにより、一日あたり6μlのsyntenin siRNAを14日間、側脳室に持続投与した。
<Administration of siRNA>
150 μl of syntenin siRNA 250 μM / saline solution is placed in an osmotic pump (manufactured by Alzet, mini pump # 1002) and placed in the lateral ventricle, so that 6 μl of syntenin siRNA per day is maintained in the lateral ventricle for 14 days. Administered.

<文脈依存的恐怖弁別試験>
文脈依存的恐怖弁別試験は、「Osterweil EK.ら、Nature、2011年、480巻、7375号、63〜68ページ」に記載の方法に準じて行った(図40 参照)。すなわち、正常ラット又はTSC2+/−ラット(いずれも6〜12週齢の成体ラット)に、前記の通り、浸透圧ポンプを埋め込む手術を施した。2週間後、明室内にて1秒間の電気刺激(フットショック)を3回与えた。そして、その24時間後に、先と同環境である明室又は異なる環境である暗室にラットを移し、ラットのフリージング(動かない状態)の時間を測定した。
<Context-dependent fear discrimination test>
The context-dependent fear discrimination test was performed according to the method described in “Osterweil EK. Et al., Nature, 2011, 480, 7375, pages 63-68” (see FIG. 40). That is, normal rats or TSC2 +/− rats (all adult rats aged 6 to 12 weeks) were subjected to an operation in which an osmotic pump was implanted as described above. Two weeks later, 1-second electrical stimulation (foot shock) was given three times in a bright room. Then, 24 hours later, the rat was transferred to a bright room, which is the same environment as before, or a dark room, which is a different environment, and the time for freezing (non-moving state) of the rat was measured.

(実施例1)
<mTORタンパク質とスパイン形成との関連性の有無についての検証>
結節性硬化症の原因遺伝子TSC2に変異があるラット(「Ekerラット」、「TSC2+/−ラット」とも称する)から、海馬ニューロンを単離し、初代培養した。そして、培養21日後の海馬ニューロンの形態を野生型ラットのそれと比較した。得られた結果を図3〜6に示す。
Example 1
<Verification of presence / absence of association between mTOR protein and spine formation>
Hippocampal neurons were isolated from a rat having a mutation in the causative gene TSC2 of tuberous sclerosis (also referred to as “Eker rat” or “TSC2 +/− rat”) and cultured in primary culture. The morphology of hippocampal neurons after 21 days in culture was compared with that of wild type rats. The obtained results are shown in FIGS.

図3及び4に示す通り、野生型ラットにおいてはスパインを形成していたのに対し、TSC2+/−ラットではスパインが形成されず、スパインになる前の未熟な形態であるフィロポディアが観察された。また、興奮性シナプスが出来ているかどうかをvGlut1に対する抗体を用いて、免疫細胞染色にて検討したところ、TSC2+/−ラットのフィロポディアはシナプスを形成していなかったが、樹状突起に直接シナプスを形成する像が見られた(図3、5及び6 参照)。As shown in FIGS. 3 and 4, spine was formed in wild type rats, whereas spine was not formed in TSC2 +/− rats, and filopodia, an immature form before becoming spine, was observed. . In addition, whether or not excitatory synapses were formed was examined by immunocytochemical staining using an antibody against vGlut1, and TSC2 +/− rat filopodia did not form synapses, but synapses directly on dendrites. (See FIGS. 3, 5 and 6).

このようなTSC2+/−ラットにおけるスパイン形成異常には、mTORタンパク質の活性化が寄与しているのではと推測されている。すなわち、TSC2に変異が生じると、Rhebタンパク質が活性型(Rheb−GTP)となり、下流のmTORタンパク質の活性化を介してスパインにおけるタンパク質の局所翻訳が亢進される。そして、異常に合成されたタンパク質がスパイン形成を阻害すると推測されている。It is speculated that the activation of mTOR protein contributes to the abnormal spine formation in such TSC2 +/− rats. That is, when a mutation occurs in TSC2, the Rheb protein becomes active (Rheb-GTP), and the local translation of the protein in the spine is enhanced through activation of the downstream mTOR protein. And it is speculated that abnormally synthesized proteins inhibit spine formation.

そこで、このスパイン形成異常がmTORタンパク質の活性化によるものかどうかを調べるため、mTOR阻害薬であるラパマイシンを培地に添加し、前記同様に、TSC2+/−ラットの海馬ニューロンの形態を観察した。得られた結果を図7〜9に示す。Therefore, in order to examine whether this spine formation abnormality is due to activation of mTOR protein, rapamycin, an mTOR inhibitor, was added to the medium, and the morphology of hippocampal neurons of TSC2 +/− rats was observed in the same manner as described above. The obtained results are shown in FIGS.

図7〜9に示した結果から明らかなように、ラパマイシンを添加した培地にて培養した海馬ニューロンと、陰性対照としてDMSOを添加した培地にて培養したそれとの間において、ニューロンの形態、樹状突起上の突起の長さ、スパインシナプス密度に関し、有意な差は認められなかった。このように、ラパマイシンによってTSC2+/−ラットにおけるスパイン形成異常は回復されなかったことから、mTORタンパク質はスパイン形成に寄与していないことが示唆された。As is apparent from the results shown in FIGS. 7 to 9, between the hippocampal neurons cultured in the medium supplemented with rapamycin and those cultured in the medium supplemented with DMSO as a negative control, the morphology of the neurons, the dendritic state There was no significant difference regarding the length of the protrusion on the protrusion and the spine synapse density. Thus, rapamycin did not restore spine formation abnormalities in TSC2 +/− rats, suggesting that mTOR protein does not contribute to spine formation.

(実施例2)
<Rhebタンパク質とsynteninタンパク質との結合に関する解析>
実施例1に記載の結果を受け、mTORタンパク質を介さないスパイン形成機構を想定し、mTORタンパク質の上流のRhebタンパク質と結合するタンパク質を、酵母ツーハイブリッド法を用いて探索した。その結果、シンテニン(syntenin)タンパク質とRhebタンパク質とが結合することが明らかになった。synteninタンパク質は、図10に示す通り、C末側に2つのPDZドメインを有し、様々なタンパク質と結合することが知られている(非特許文献3 参照)。しかし、synteninタンパク質とRhebタンパク質とが結合することは、今回初めて明らかになった知見である。
(Example 2)
<Analysis of binding between Rheb protein and syntenin protein>
Based on the results described in Example 1, assuming a spine formation mechanism not mediated by the mTOR protein, proteins that bind to the Rheb protein upstream of the mTOR protein were searched using the yeast two-hybrid method. As a result, it was revealed that the syntenin protein and the Rheb protein bind to each other. As shown in FIG. 10, the syntenin protein has two PDZ domains on the C-terminal side and is known to bind to various proteins (see Non-Patent Document 3). However, the fact that syntenin protein and Rheb protein bind to each other is a finding that has been revealed for the first time.

前述の通り、TSC2+/−ラットにおいては、TSC2の変異により、Rhebタンパク質が活性型(Rheb−GTP)となっている。そこで、synteninタンパク質との結合に関し、活性型Rhebタンパク質と不活性型Rhebタンパク質との間に差があるのかどうかを解析した。すなわち、活性型変異体として知られている、64番目のアミノ酸がグルタミンからバリンに置換されているRheb(RhebQ64V)タンパク質と、不活性型変異体として知られている、60番目のアミノ酸がアスパラギン酸からイソロイシンに置換されているRheb(RhebD60I)タンパク質とを用い、synteninタンパク質との結合について、GST沈降法により解析した。得られた結果を図11に示す。As described above, in TSC2 +/− rats, the Rheb protein is in the active form (Rheb-GTP) due to the mutation of TSC2. Therefore, it was analyzed whether there was a difference between the active Rheb protein and the inactive Rheb protein with respect to the binding to the syntenin protein. That is, the Rheb (Rheb Q64V ) protein in which the 64th amino acid is replaced with glutamine to valine, which is known as an active mutant, and the 60th amino acid, which is known as an inactive mutant, is asparagine. Using Rheb (Rheb D60I ) protein in which acid is replaced with isoleucine, the binding to syntenin protein was analyzed by GST precipitation method. The obtained results are shown in FIG.

図11に示した結果から明らかなように、synteninタンパク質に結合するRhebQ64Vタンパク質の量は、Rhebタンパク質及びRhebD60Iタンパク質のそれらと比較して、顕著に低いものであった。従って、Rhebタンパク質は、活性化すると、synteninタンパク質との結合が弱まることが明らかになった。As is clear from the results shown in FIG. 11, the amount of Rheb Q64V protein bound to the syntenin protein was significantly lower than those of the Rheb protein and the Rheb D60I protein. Therefore, it was revealed that when the Rheb protein is activated, the binding to the syntenin protein is weakened.

次に、Rhebタンパク質におけるsynteninタンパク質の結合部位の同定を試みた。すなわち、先ず、エフェクタードメイン変異体として、38番目のアミノ酸がスレオニンからメチオニンに置換されているRhebD60Iタンパク質(T38M/D60I)と、39番目のアミノ酸がイソロイシンからリシンに置換されているRhebD60Iタンパク質(I39K/D60I)とを調製した。そして、これらRhebタンパク質変異体とsynteninタンパク質との結合について、GST沈降法により解析した。得られた結果を図12に示す。Next, identification of the binding site of the syntenin protein in the Rheb protein was attempted. That is, first, as the effector domain variant, 38 th amino acid with Rheb D60I protein has been replaced with a methionine threonine (T38M / D60I), 39 th Rheb D60I protein amino acids have been substituted with a lysine isoleucine ( I39K / D60I). And the coupling | bonding of these Rheb protein variants and a syntenin protein was analyzed by GST precipitation method. The obtained result is shown in FIG.

なお、Rhebタンパク質は低分子GTP結合タンパク質の1種であり、他の低分子GTP結合タンパク質と同じく、エフェクター分子と結合することにより、シグナルを下流に伝えることが知られている。このエフェクター分子が結合する領域が、エフェクタードメインであり、Rhebタンパク質においては、35〜43番目のアミノ酸からなる領域であることも明らかになっている。   The Rheb protein is a kind of low molecular weight GTP binding protein, and like other low molecular weight GTP binding proteins, it is known to transmit a signal downstream by binding to an effector molecule. It has also been clarified that the region to which this effector molecule binds is an effector domain, and in the Rheb protein, a region consisting of amino acids 35 to 43.

図12に示した結果から明らかなように、synteninタンパク質に結合するエフェクタードメイン変異体の量は、Rhebタンパク質及びRhebD60Iタンパク質(D60I)のそれらと比較して低く、特にT38M/D60I変異体においては、synteninタンパク質との結合がほとんど検出されなかった。従って、Rhebタンパク質は、エフェクタードメインを介して、synteninタンパク質と結合していることが明らかになった。As is clear from the results shown in FIG. 12, the amount of the effector domain mutant that binds to the syntenin protein is low compared to those of the Rheb protein and the Rheb D60I protein (D60I), particularly in the T38M / D60I mutant. , Almost no binding to the syntenin protein was detected. Therefore, it was revealed that the Rheb protein is bound to the syntenin protein via the effector domain.

次に、synteninタンパク質におけるRhebタンパク質の結合部位の同定を試みた。すなわち、先ず、図10に示すsynteninタンパク質の変異体を調製した。そして、これらsynteninタンパク質変異体とRhebタンパク質との結合について、GST沈降法により解析した。得られた結果を図13に示す。   Next, an attempt was made to identify the binding site of the Rheb protein in the syntenin protein. That is, first, a mutant of the syntenin protein shown in FIG. 10 was prepared. And the coupling | bonding of these syntenin protein variants and Rheb protein was analyzed by GST precipitation method. The obtained result is shown in FIG.

図13に示した結果から明らかなように、PDZ2ドメインよりもC末側の領域に変異を導入したsynteninタンパク質(ΔC(278−300)及びΔC(289−300)))のRhebタンパク質に対する結合量は、野生型synteninタンパク質(synt)及び他の変異体と比して、著しく低いものであった。従って、synteninタンパク質は、C末端領域を介して、Rhebタンパク質と結合していることが明らかになった。   As is clear from the results shown in FIG. 13, the amount of syntenin protein (ΔC (278-300) and ΔC (289-300))) in which mutation was introduced into the C-terminal region of the PDZ2 domain, was bound to the Rheb protein. Was significantly lower compared to wild-type syntenin protein (synt) and other mutants. Therefore, it was revealed that the syntenin protein is bound to the Rheb protein via the C-terminal region.

(実施例3)
<synteninとスパイン形成との関連性の有無についての検証>
次に、synteninタンパク質とスパイン形成との関連性の有無を調べるため、野生型ラット由来の培養海馬ニューロンに、syntenin遺伝子発現ベクターを導入することにより、syntenin遺伝子を過剰発現させた。また、TSC2+/−ラット由来の培養海馬ニューロンにおけるsyntenin遺伝子の発現を、RNAiによりノックダウンした。得られた結果を図14〜20に示す。
Example 3
<Verification of the existence of the relationship between syntenin and spine formation>
Next, in order to investigate the presence or absence of the relationship between the syntenin protein and spine formation, the syntenin gene was overexpressed by introducing a syntenin gene expression vector into cultured hippocampal neurons derived from wild type rats. In addition, the expression of the syntenin gene in cultured hippocampal neurons derived from TSC2 +/− rats was knocked down by RNAi. The obtained results are shown in FIGS.

図14〜16に示した結果から明らかなように、syntenin遺伝子の過剰発現により、野生型ラット由来の培養海馬ニューロンにおいて、フィロポディアが増加した。一方、図17〜19に示す通り、syntenin遺伝子の発現を抑制することにより、TSC2+/−ラット由来の培養海馬ニューロンにおいて、スパインが形成されることが明らかになった。As is clear from the results shown in FIGS. 14 to 16, filopodia increased in cultured hippocampal neurons derived from wild-type rats due to overexpression of the syntenin gene. On the other hand, as shown in FIGS. 17 to 19, it was revealed that spine was formed in cultured hippocampal neurons derived from TSC2 +/− rats by suppressing the expression of the syntenin gene.

さらに、TSC2+/−ラット由来の培養海馬ニューロンにおけるsynteninタンパク質の量をウェスタンブロッティングにより解析したところ、野生型のそれと比較して、増加していることが明らかになった(図20及び21 参照)。そこで、このTSC2+/−ラットにおけるsynteninタンパク質の量の増加についての機序を解明すべく、synteninタンパク質及びRhebタンパク質におけるユビキチン化の程度を評価した。得られた結果を図22及び23に示す。Furthermore, when the amount of syntenin protein in cultured hippocampal neurons derived from TSC2 +/- rats was analyzed by Western blotting, it was found that the amount was increased compared to that of the wild type (see FIGS. 20 and 21). . Therefore, the degree of ubiquitination in the syntenin protein and the Rheb protein was evaluated in order to elucidate the mechanism of the increase in the amount of the syntenin protein in the TSC2 +/− rat. The obtained results are shown in FIGS.

図22に示す通り、synteninタンパク質のユビキチン化の程度は、活性型Rheb(RhebQ64V)タンパク質の存在下と、不活性型Rheb(RhebD60I)タンパク質の存在下とにおいて差は認められなかった。As shown in FIG. 22, there was no difference in the degree of ubiquitination of the syntenin protein between the presence of the active Rheb (Rheb Q64V ) protein and the presence of the inactive Rheb (Rheb D60I ) protein.

一方、図23に示す通り、Rhebタンパク質のユビキチン化においては、不活性型Rheb(RhebD60I)タンパク質の方が、活性型Rheb(RhebQ64V)タンパク質よりも、よりユビキチン化され易いということが明らかになった。Meanwhile, as shown in FIG. 23, in the ubiquitination of Rheb protein Trip inactive Rheb (Rheb D60I) protein than active Rheb (Rheb Q64V) protein, the apparent that likely to be more ubiquitinated became.

以上の結果から、野生型ラットのニューロン(正常ニューロン)においては、Rhebタンパク質が不活性型にて存在しており、synteninタンパク質と複合体を形成していることが明らかになった。さらに、不活性型のRhebタンパク質はユビキチン化され易いため、ユビキチン−プロテアソーム系によって、当該複合体ごとsynteninタンパク質が分解されることにより、synteninタンパク質の量は低く抑えられていることも明らかになった(図1 参照)。   From the above results, it was revealed that in the neurons (normal neurons) of wild type rats, the Rheb protein exists in an inactive form and forms a complex with the syntenin protein. Furthermore, since the inactive Rheb protein is easily ubiquitinated, it was also revealed that the amount of the syntenin protein is kept low by degrading the syntenin protein together with the complex by the ubiquitin-proteasome system. (See Figure 1).

一方、TSC2+/−ラットのニューロン(結節性硬化症のニューロン)においては、TSCタンパク質の変異により、Rhebタンパク質は活性型にて存在している。そして、活性型Rhebタンパク質とsynteninタンパク質との結合は弱く、さらに活性型Rhebタンパク質は不活性型よりもユビキチン化されにくい。そのため、TSC2+/−ラットのニューロンにおいては、synteninタンパク質の分解はあまり生じず、synteninタンパク質の量は、野生型ラットのそれと比して高くなっていることが明らかになった(図2 参照)。On the other hand, in TSC2 +/- rat neurons (neurons of tuberous sclerosis), the Rheb protein exists in an active form due to mutations in the TSC protein. The binding between the active Rheb protein and the syntenin protein is weak, and the active Rheb protein is less likely to be ubiquitinated than the inactive type. Therefore, in the neurons of TSC2 +/− rats, syntenin protein degradation did not occur so much, and the amount of syntenin protein was found to be higher than that of wild type rats (see FIG. 2). .

(実施例4)
<synteninタンパク質によるスパイン形成抑制に関する解析>
実施例3において示した通り、synteninタンパク質量の増加によって、スパイン形成は抑制されることが明らかになった。そこで、synteninタンパク質がどのような作用機序にて、スパイン形成を抑制するのかを明らかにするため、synteninタンパク質において、スパイン形成の抑制に必要な領域を同定することを試みた。すなわち、野生型ラット由来の培養海馬ニューロンに、内在性syntenin遺伝子特異的なsiRNAと、RNAi抵抗性のsyntenin遺伝子を発現できるプラスミドとを導入することにより、内在性synteninタンパク質の代わりに、外来的に導入した各種synteninタンパク質変異体(図10 参照)等を、野生型ラット由来の培養海馬ニューロンにおいて過剰発現させ、該ニューロンの形態、樹状突起上の突起の長さ、スパインシナプス密度を解析した。得られた結果を図24〜26に示す。
Example 4
<Analysis of spine formation inhibition by syntenin protein>
As shown in Example 3, it was revealed that spine formation was suppressed by increasing the amount of syntenin protein. Therefore, in order to clarify the mechanism of action of the syntenin protein to suppress spine formation, an attempt was made to identify a region necessary for the suppression of spine formation in the syntenin protein. That is, by introducing an endogenous syntenin gene-specific siRNA and a plasmid capable of expressing an RNAi-resistant syntenin gene into a cultured hippocampal neuron derived from a wild type rat, exogenously instead of the endogenous syntenin protein. Various introduced syntenin protein mutants (see FIG. 10) and the like were overexpressed in cultured hippocampal neurons derived from wild-type rats, and the morphology of the neurons, the length of protrusions on dendrites, and the spine synapse density were analyzed. The obtained results are shown in FIGS.

図24〜26に示した結果から明らかなように、PDZ2に変異を挿入したsynteninタンパク質だけは、スパイン形成に対する抑制作用を示されなかった。従って、スパイン形成に対する抑制効果は、synteninタンパク質のPDZ2ドメインを介して奏されることが明らかになった。   As is clear from the results shown in FIGS. 24 to 26, only the syntenin protein having a mutation inserted in PDZ2 did not show an inhibitory effect on spine formation. Therefore, it was revealed that the inhibitory effect on spine formation is exhibited through the PDZ2 domain of the syntenin protein.

かかる知見に基づき、PDZ2ドメインと相互作用することが明らかになっており、またスパイン形成に関与することが知られているsyndecan−2タンパク質に着目した。そして、TSC2+/−ラット由来の培養海馬ニューロンにおける、syntenin遺伝子及びsyndecan−2遺伝子の発現をRNAiにより抑制し、該ニューロンの形態、樹状突起上の突起の長さ、スパインシナプス密度を解析した。得られた結果を図27〜29に示す。Based on this finding, we focused on the syndecan-2 protein, which has been shown to interact with the PDZ2 domain and is known to be involved in spine formation. Then, the expression of the syntenin gene and the syndecan-2 gene in cultured hippocampal neurons derived from TSC2 +/− rats was suppressed by RNAi, and the morphology of the neurons, the length of projections on dendrites, and the spine synaptic density were analyzed. . The obtained results are shown in FIGS.

図27〜29に示した結果から明らかなように、TSC2+/−ラット由来の培養海馬ニューロンにおいて、synteninタンパク質量を低減させることにより回復されるスパイン形成は、syndecan−2遺伝子の発現を抑制することにより解消された。As is clear from the results shown in FIGS. 27 to 29, spine formation recovered by reducing the amount of syntenin protein suppresses the expression of the syndecan-2 gene in cultured hippocampal neurons derived from TSC2 +/− rats. It was solved by that.

次に、syndecan−2タンパク質と相互作用することにより、スパイン形成を制御することが知られているCASKタンパク質に着目した(Chao HW.ら、J Cell Biol.、2008年、182巻、1号、141〜155ページ 参照)。そして、スパイン形成に必要なsyndecan−2タンパク質とCASKタンパク質との相互作用が、synteninタンパク質によって分断されると考え、syndecan−2タンパクとの結合において、synteninタンパク質とCASKタンパク質とは競合し得るのかどうかを、GST沈降法により検討した。得られた結果を図30に示す。さらに、野生型ラット由来の培養海馬ニューロンにおいて、一定量のCASKタンパク質に対し、synteninタンパク質量を増やした際の、該ニューロンの形態及びスパインシナプス数を評価した。得られた結果を図31及び32に示す。   Next, we focused on the CASK protein that is known to control spine formation by interacting with the syndecan-2 protein (Chao HW. Et al., J Cell Biol., 2008, Vol. 182, No. 1, See pages 141-155). And, it is thought that the interaction between syndecan-2 protein and CASK protein necessary for spine formation is disrupted by syntenin protein, and whether syntenin protein and CASK protein can compete in the binding with syndecan-2 protein. Were examined by the GST precipitation method. The obtained result is shown in FIG. Furthermore, in cultured hippocampal neurons derived from wild type rats, the form of the neurons and the number of spine synapses when the amount of syntenin protein was increased relative to a certain amount of CASK protein were evaluated. The obtained results are shown in FIGS.

図30〜32に示した結果から明らかなように、一定量のCASKタンパク質に対して、synteninタンパク質量を増やしていくと、CASKタンパク質とsyndecan−2タンパク質との結合が弱まり、CASKタンパク質によるスパイン形成も抑えられた。   As is apparent from the results shown in FIGS. 30 to 32, when the amount of syntenin protein is increased with respect to a certain amount of CASK protein, the binding between CASK protein and syndecan-2 protein is weakened, and spine formation by CASK protein is performed. Was also suppressed.

以上の結果から、結節性硬化症のニューロンにおいては、増加したsynteninタンパク質が、syndecan−2タンパク質と結合することにより、CASK及びsyndecan−2タンパク質間の結合を競合的に抑制し、スパイン形成を抑えることが明らかになった(図2 参照)。   From the above results, in the tuberous sclerosis neuron, increased syntenin protein binds with syndecan-2 protein, thereby competitively suppressing the binding between CASK and syndecan-2 protein and suppressing spine formation. (See Figure 2).

(実施例5)
<syntenin遺伝子特異的siRNAによる、結節性硬化症の治療効果の検証>
前述の通り、syntenin遺伝子に対するsiRNAによって、結節性硬化症の培養ニューロンのスパイン形成が回復されることが明らかになった。そこで、次にin vivoにおいても同様の効果があるかどうかを検討した。すなわち、TSC2+/−ラットの海馬に、電気穿孔法によりsyntenin siRNAを導入し、その脳切片を作製した。それらをdiolisitic法によりDiI標識し、個々のニューロンの形態を調べた(図33 参照)。得られた結果を図37〜39に示す。
(Example 5)
<Verification of therapeutic effect on tuberous sclerosis by syntenin gene-specific siRNA>
As described above, it was revealed that the spine formation in cultured neurons of tuberous sclerosis was restored by siRNA against the syntenin gene. Then, next, it was examined whether there is a similar effect also in vivo. That is, syntenin siRNA was introduced into the hippocampus of TSC2 +/− rats by electroporation, and brain sections thereof were prepared. They were labeled with DiI by the diolisic method, and the morphology of individual neurons was examined (see FIG. 33). The obtained results are shown in FIGS.

図34〜36に示す通り、TSC2+/−ラットでは、培養ニューロンと同じく、スパイン形成が野生型に比べて遅れている。対して、syntenin siRNAを導入したTSC2+/−ラットにおいては、スパイン形成が回復することが明らかになった(図37〜39 参照)。As shown in FIGS. 34 to 36, spine formation is delayed in TSC2 +/− rats, as in cultured neurons, compared to wild type. On the other hand, it was revealed that spine formation was recovered in TSC2 +/− rats introduced with syntenin siRNA (see FIGS. 37 to 39).

さらに、このsyntenin siRNAが、結節性硬化症における行動異常にも効果があるかどうかを検討した。結節性硬化症モデルマウスでは、文脈依存的恐怖弁別に異常があることが知られている。TSC2+/−ラットに対し、文脈依存的恐怖弁別試験(図40 参照)を行ったところ、同様の異常が確認された(図41、特に「TSC2+/−」の「異なる環境」における結果 参照)。そこで、syntenin siRNAをTSC2+/−ラットの脳室内に持続注入し、脳全体のsynteninタンパク質の量を減らしたところ、文脈依存的恐怖弁別が改善することが明らかになった(図41 参照)。従って、syntenin siRNA等により、脳内のsynteninタンパク質の量を抑制することにより、結節性硬化症の中枢症状を軽減できることが明らかになった。Furthermore, it was investigated whether this syntenin siRNA was effective in behavioral abnormalities in tuberous sclerosis. It is known that there is an abnormality in context-dependent fear discrimination in tuberous sclerosis model mice. When a context-dependent fear discrimination test (see FIG. 40) was performed on TSC2 +/− rats, similar abnormalities were confirmed (see FIG. 41, particularly, results in “different environment” of “TSC2 +/− ”). ). Thus, it was revealed that context-dependent fear discrimination was improved by continuously injecting syntenin siRNA into the ventricle of TSC2 +/− rats and reducing the amount of syntenin protein in the entire brain (see FIG. 41). Therefore, it was revealed that central symptoms of tuberous sclerosis can be reduced by suppressing the amount of syntenin protein in the brain by using syntenin siRNA or the like.

(実施例6)
<synteninヘテロノックアウトによる、TSC2+/−マウスのスパイン形成と記憶との回復についての検証>
TSC2+/−ラットを用いて得られた結果をマウスにて確認するため、TSC2+/−マウスとsyntenin+/−マウスとを交配し、TSC2+/−;syntenin+/−マウスを作製した。
(Example 6)
<Verification of spine formation and memory recovery in TSC2 +/- mice by syntenin hetero knockout>
In order to confirm the results obtained using TSC2 +/− rats in mice, TSC2 +/− mice and syntenin +/− mice were mated to produce TSC2 +/− ; syntenin +/− mice.

なお、TSC2+/−マウスは、Kobayashiら、Cancer Research、1999年、59巻、1206〜1211ページに記載のマウスを用いた。また、syntenin+/−マウスは、Cre/lox及びFRT/FLPの部位特異的組換えシステムを用い、定法に従って作製した。すなわち先ず、図42に記載のターゲティングベクターと野生型アレルとの間で相同組換えを生じさせることにより、マウスsyntenin遺伝子領域(図42中 野生型アレル)において、両端にFRT配列を有する選択マーカー遺伝子(lacZ及びneo等)を、エクソン2及び3の間に挿入し、さらに当該エクソン3の両側にloxp配列を挿入することを試みた(図42中、標的アレル 参照)。次いで、前記選択マーカー遺伝子の発現を指標に、標的アレルを有するマウスを選抜し、当該マウスとFLPマウスとを交配させることにより、該選択マーカー遺伝子が除去されたマウスを調製した(図42中、フロックスアレル 参照)。そして、フロックス(floxed)アレルを有するマウスと、Creマウスとを交配させることにより、syntenin遺伝子のエクソン3が除去されたマウスを調製した(図42中、Floxedアレル 参照)。なお、マウスsyntenin遺伝子領域から、エクソン3を欠失させることにより、1〜17番目のアミノ酸からなるsyntenin変異体が転写・翻訳されることになる。As the TSC2 +/− mouse, the mouse described in Kobayashi et al., Cancer Research, 1999, 59, 1206-1211, was used. Syntenin +/− mice were prepared according to a standard method using Cre / lox and FRT / FLP site-specific recombination systems. That is, first, by causing homologous recombination between the targeting vector shown in FIG. 42 and the wild type allele, a selection marker gene having FRT sequences at both ends in the mouse syntenin gene region (wild type allele in FIG. 42). (LacZ and neo etc.) were inserted between exons 2 and 3, and further, an attempt was made to insert loxp sequences on both sides of exon 3 (see target allele in FIG. 42). Next, using the expression of the selectable marker gene as an index, a mouse having the target allele was selected, and the mouse and FLP mouse were crossed to prepare a mouse from which the selectable marker gene was removed (in FIG. 42, See Phlox Allele). Then, a mouse having exon 3 of the syntenin gene was prepared by mating a mouse having a floxed allele with a Cre mouse (see Floxed allele in FIG. 42). In addition, by deleting exon 3 from the mouse syntenin gene region, a syntenin mutant consisting of amino acids 1 to 17 is transcribed and translated.

以上の通りに調製した、TSC2+/−ヘテロノックアウトマウス及びTSC2+/−;syntenin+/−マウスと、野生型マウスとにおける、海馬ニューロンの樹状突起を観察した。得られた結果を図43〜49に示す。また、これらマウスを用い、前述のラット同様に文脈依存的恐怖弁別学習試験を行った。得られた結果を図50に示す。The dendrites of hippocampal neurons were observed in TSC2 +/− hetero knockout mice and TSC2 +/− ; syntenin +/− mice and wild type mice prepared as described above. The obtained results are shown in FIGS. In addition, these mice were used to conduct a context-dependent fear discrimination learning test in the same manner as the aforementioned rats. The obtained results are shown in FIG.

図43〜49に示す通り、前述のTSC2+/−ラットと同じく、TSC2+/−マウスでもスパイン形成が顕著に抑制されており、大部分がフィロポディアであることが確認された。しかし、synteninとのダブルヘテロマウス(TSC2+/−;syntenin+/−マウス)においては、スパイン形成が野生型と同程度にまで回復していることが明らかになった。As shown in FIGS. 43 to 49, spine formation was remarkably suppressed in TSC2 +/− mice as in the above-mentioned TSC2 +/− rats, and it was confirmed that most were filopodia. However, it was revealed that spine formation was restored to the same level as that of the wild type in double hetero mice (TSC2 +/− ; syntenin +/− mice) with syntenin.

また、図50に示す通り、前述のラット同様に、TSC2+/−マウスでは弁別が認められたが、TSC2+/−;syntenin+/−マウスでは野生型と同程度にまで回復していた。Further, as shown in FIG. 50, discrimination was observed in TSC2 +/− mice, but in TSC2 +/− ; syntenin +/− mice, it was recovered to the same level as in the wild type, as in the aforementioned rat.

以上の結果は、synteninの減少により、TSCマウスにおけるスパイン形成が回復し、記憶が正常化したためであると考えられる。したがって、syntenin siRNA等のsyntenin遺伝子の機能を抑制する分子は、結節性硬化症の精神遅滞の治療において有効であることが明らかになった。   The above results are considered to be due to the recovery of spine formation in TSC mice and normalization of memory due to the decrease in syntenin. Therefore, it was revealed that molecules that suppress the function of the syntenin gene, such as syntenin siRNA, are effective in the treatment of mental retardation in tuberous sclerosis.

(実施例7)
<syntenin欠損によるTSCマウスのてんかん抑制効果>
結節性硬化症は難治性てんかんを合併する。そこで、てんかんに対するsynteninノックアウトの効果を検討した。すなわち、野生型マウス、TSC2+/−マウス及びTSC2+/−;syntenin+/−マウスに、各々けいれん誘発剤であるペンチレンテトラゾール(2mg/ml、シグマ社製)を、マウス体重1kgあたり30mgとなるように一日おきに腹腔内注射し、てんかん発作を誘導した。そして、各注射後30分間マウスの行動を観察し、Itoらの指標(Neuroscience、2004年、129巻、757〜766ページ)を改変したものに従い、てんかん発作の強度をスコア化(0〜6)した。
具体的には、発作強度のスコア化を以下の基準に基づき行った。得られた結果を図51に示す。
0:通常状態、探索行動
1:脱力、不動状態
2:首ふり運動、1肢から2肢にわたる不随意運動
3:3肢から4肢にわたる不随意運動、体の動きが止まる間代性けいれん
4:転倒、強直けいれん、強く体を折り曲げるあるいは反らせる間代性けいれん
5:繰り返し発生する強直けいれん、激しい跳躍行動
6:死。
(Example 7)
<Epileptic effect of TSC mice due to syntenin deficiency>
Tuberous sclerosis is complicated by intractable epilepsy. Therefore, the effect of syntenin knockout on epilepsy was examined. In other words, wild-type mice, TSC2 +/- mice and TSC2 +/-; to Syntenin +/- mice, are each convulsant agent pentylenetetrazol (2 mg / ml, Sigma) and a 30mg per mouse body weight 1kg Thus, intraperitoneal injection was performed every other day to induce epileptic seizures. Then, the behavior of the mice is observed for 30 minutes after each injection, and the intensity of epileptic seizures is scored according to a modified index of Ito et al. (Neuroscience, 2004, 129, 757-766) (0-6) did.
Specifically, seizure intensity was scored based on the following criteria. The obtained results are shown in FIG.
0: normal state, exploratory behavior 1: weakness, immobility state 2: neck swing movement, involuntary movement from one limb to two limbs 3: involuntary movement from three limbs to four limbs, clonic seizure 4 in which body movement stops : Falls, tonic spasm, clonic cramps that strongly bend or warp the body 5: tonic cramps that occur repeatedly, intense jumping behavior 6: death.

図51に示す通り、TSC2+/−マウスは、野生型マウスより、早期に重度のてんかん発作を起こすことが明らかになった。しかし、TSC2+/−;syntenin+/−マウスでは、てんかん発作の進展は野生型とほぼ同じく、TSC2+/−マウスより常に軽度であることが明らかになった。As shown in FIG. 51, TSC2 +/− mice were found to cause severe epileptic seizure earlier than wild-type mice. However, in TSC2 +/− ; syntenin +/− mice, it was found that the progression of epileptic seizures was always milder than in TSC2 +/− mice, similar to the wild type.

したがって、syntenin
siRNAのsyntenin遺伝子の機能を抑制する分子は、結節性硬化症の難治性てんかんの治療又は予防にも有効であることが明らかになった。
Therefore, syntenin
It has been clarified that molecules that suppress the function of the syntenin gene of siRNA are also effective for the treatment or prevention of intractable epilepsy in tuberous sclerosis.

前述の通り、TSC2+/−マウスにおいてはスパインシナプスが減少し、代償的にシャフトシナプスが増加している。スパインシナプスでは、細胞外のCa2+イオン等の流入はスパイン頭部内に留まるが、シャフトシナプスではイオンが直接樹状突起へ流入するため、シナプス伝達が増強されると考えられる。すなわち、TSC2+/−マウスではイオンの樹状突起への流入が多いため、過剰興奮を起こしやすく、てんかん原性が亢進していると考えられる。As described above, spine synapses are decreased in TSC2 +/− mice, and shaft synapses are increased at a cost. In spine synapses, the inflow of extracellular Ca 2+ ions and the like stays in the spine head, but in the shaft synapse, ions directly flow into dendrites, which is thought to enhance synaptic transmission. That is, in TSC2 +/− mice, the influx of ions into the dendrites is large, and thus it is considered that hyperexcitation tends to occur and the epileptogenicity is enhanced.

以上説明したように、本発明によれば、syntenin遺伝子の機能を抑制することにより、スパイン形成異常を抑制することが可能となる。したがって、本発明の医薬組成物は、スパイン形成異常疾患、例えば、てんかん、精神遅滞、自閉症、結節性硬化症等の治療又は予防において有用である。   As described above, according to the present invention, it is possible to suppress abnormal spine formation by suppressing the function of the syntenin gene. Therefore, the pharmaceutical composition of the present invention is useful in the treatment or prevention of abnormal spine formation diseases such as epilepsy, mental retardation, autism, tuberous sclerosis and the like.

配列番号5〜12
<223> 人工的に合成されたsiRNAの配列
SEQ ID NOs: 5-12
<223> Artificially synthesized siRNA sequences

Claims (7)

syntenin遺伝子の機能を抑制する分子を有効成分として含む、スパイン形成異常を抑制するための医薬組成物。   A pharmaceutical composition for suppressing abnormal spine formation, comprising a molecule that suppresses the function of the syntenin gene as an active ingredient. syntenin遺伝子の機能を抑制する分子が、下記(a)〜(c)のいずれか1に記載の分子である、請求項1に記載の医薬組成物
(a)syntenin遺伝子の転写産物に結合するRNA、又は該RNAをコードするDNA
(b)抗synteninタンパク質抗体
(c)synteninタンパク質に結合するRNA又はDNA。
The pharmaceutical composition according to claim 1, wherein the molecule that suppresses the function of the syntenin gene is a molecule according to any one of the following (a) to (c): RNA that binds to a transcription product of the syntenin gene Or DNA encoding the RNA
(B) Anti-syntenin protein antibody (c) RNA or DNA that binds to syntenin protein.
synteninタンパク質又はその部分ペプチドを有効成分として含む、スパイン形成異常を抑制するためのワクチン組成物。   A vaccine composition for suppressing abnormal spine formation, comprising a syntenin protein or a partial peptide thereof as an active ingredient. 下記(a)〜(c)の工程を含む、スパイン形成異常を抑制する活性を有する候補化合物のスクリーニング方法
(a)被検化合物とsynteninタンパク質とを接触させる工程、
(b)被検化合物とsynteninタンパク質との結合を検出する工程、
(c)前記synteninタンパク質と結合する化合物を選択する工程。
A method for screening a candidate compound having an activity of suppressing abnormal spine formation, comprising the following steps (a) to (c): (a) a step of contacting a test compound with a syntenin protein;
(B) detecting the binding between the test compound and the syntenin protein;
(C) selecting a compound that binds to the syntenin protein.
下記(a)〜(c)の工程を含む、スパイン形成異常を抑制する活性を有する化合物のスクリーニング方法
(a)被検化合物の存在下で、synteninタンパク質とsyndecan−2タンパク質とを接触させる工程、
(b)synteninタンパク質とsyndecan−2タンパク質との結合を検出する工程、
(c)前記結合を抑制する化合物を選択する工程。
A method for screening a compound having an activity of suppressing abnormal spine formation, comprising the following steps (a) to (c): (a) a step of contacting a syntenin protein with a syndecan-2 protein in the presence of a test compound;
(B) detecting the binding between the syntenin protein and the syndecan-2 protein;
(C) A step of selecting a compound that suppresses the binding.
下記(a)〜(c)の工程を含む、スパイン形成異常を抑制する活性を有する化合物のスクリーニング方法
(a)syntenin遺伝子を発現する細胞に、被検化合物を接触させる工程、
(b)該細胞内におけるsyntenin遺伝子の発現を検出する工程、
(c)被検化合物を接触させない場合と比較して、syntenin遺伝子の発現を減少させる化合物を選択する工程。
A method for screening a compound having an activity of suppressing spine formation abnormality including the following steps (a) to (c): (a) a step of contacting a test compound with a cell expressing the syntenin gene;
(B) detecting the expression of the syntenin gene in the cell,
(C) A step of selecting a compound that decreases the expression of the syntenin gene as compared with the case where the test compound is not contacted.
下記(a)〜(c)の工程を含む、スパイン形成異常を抑制する活性を有する化合物のスクリーニング方法
(a)syntenin遺伝子のプロモーター領域の下流にレポーター遺伝子が機能的に結合したDNAを有する細胞に、被検化合物を接触させる工程、
(b)該細胞内における前記レポーター遺伝子の発現を検出する工程、
(c)被検化合物を接触させない場合と比較して、前記レポーター遺伝子の発現を減少させる化合物を選択する工程。
A method for screening a compound having an activity to suppress abnormal spine formation, comprising the following steps (a) to (c): (a) a cell having DNA functionally linked to a reporter gene downstream of the promoter region of the syntenin gene; A step of contacting a test compound,
(B) detecting the expression of the reporter gene in the cell;
(C) A step of selecting a compound that decreases the expression of the reporter gene as compared with the case where the test compound is not contacted.
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