NO333253B1 - Anvendelse av PIM-3 polypeptid eller DNA som et screeningsmiddel og anvendelse av PIM-3 polypeptid i behandling av insulinresistens eller type-2 diabetes mellitus - Google Patents

Anvendelse av PIM-3 polypeptid eller DNA som et screeningsmiddel og anvendelse av PIM-3 polypeptid i behandling av insulinresistens eller type-2 diabetes mellitus Download PDF

Info

Publication number
NO333253B1
NO333253B1 NO20043459A NO20043459A NO333253B1 NO 333253 B1 NO333253 B1 NO 333253B1 NO 20043459 A NO20043459 A NO 20043459A NO 20043459 A NO20043459 A NO 20043459A NO 333253 B1 NO333253 B1 NO 333253B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
pim
protein
polypeptide
seq
diabetes mellitus
Prior art date
Application number
NO20043459A
Other languages
English (en)
Other versions
NO20043459L (no
Inventor
Guenter Mueller
Georg Tschank
Marcus Korn
Rudolf Schneider
Original Assignee
Sanofi Aventis Deutschland
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanofi Aventis Deutschland filed Critical Sanofi Aventis Deutschland
Publication of NO20043459L publication Critical patent/NO20043459L/no
Publication of NO333253B1 publication Critical patent/NO333253B1/no

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/10Transferases (2.)
    • C12N9/12Transferases (2.) transferring phosphorus containing groups, e.g. kinases (2.7)
    • C12N9/1205Phosphotransferases with an alcohol group as acceptor (2.7.1), e.g. protein kinases
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P3/00Drugs for disorders of the metabolism
    • A61P3/08Drugs for disorders of the metabolism for glucose homeostasis
    • A61P3/10Drugs for disorders of the metabolism for glucose homeostasis for hyperglycaemia, e.g. antidiabetics
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P5/00Drugs for disorders of the endocrine system
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/11DNA or RNA fragments; Modified forms thereof; Non-coding nucleic acids having a biological activity
    • C12N15/52Genes encoding for enzymes or proenzymes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N5/00Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
    • C12N5/06Animal cells or tissues; Human cells or tissues
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6876Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes
    • C12Q1/6883Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for diseases caused by alterations of genetic material
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00Medicinal preparations containing peptides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q2600/00Oligonucleotides characterized by their use
    • C12Q2600/136Screening for pharmacological compounds

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Diabetes (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Endocrinology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Obesity (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)

Abstract

Oppfinnelsen angår isolerte nukleinsyremolekyler og vertsceller omfattende slike nukleinsyremolekyler. Videre angår oppfinnelsen et polypeptid med PIM-3 aktivitet og som har en bestemt aminosyresekvens, så vel som anvendelse av PIM-3 som et screeningsmiddel for å identifisere anti-type 2-diabetes mellitusmedikamenter og for å fremstille medikament for behandling av insulinresistens eller type 2-diabetes mellitus.

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en ny anvendelse av PIM-3-kinase.
Rotte PIM-3 (opprinnelig betegnet KID-1, KID "kinaseindusert ved depolarisering"), frosk PIM-1 og humant og murint PIM-1 er alle kjent for å ha serin/treonin proteinkinaseaktivitet i in vitro fosforyleringsanalyser. Den høye polypeptidsekvenlikhet mellom humant, murint og rotte PIM-3, frosk PIM-1 og humant og murint PIM-1 viser at humant og murint PIM-3 er en serin/treonin proteinkinase.
Rotte PIM-3 er beskrevet av Feldman, J.D. et al. (J. Biol. Chem. (1998) 273, 16535-16543). Rotte PIM-3 induseres i spesielle regioner av hippcampus og cortex som respons på kaininsyre og elektrokrampesjokk hvilket antyder at PIM-3 er involvert i nervefunksjon, synaptisk plastisitet, læring og hukommelse så vel som kaininsyre anfall og enkelte nervesystemrelaterte sykdommer slik som anfall og epilepsi.
US 6 143 540, Konietzko, U. et al. (EMBO (1999) 18, 3359-3369) og Eichmann, A.
(Oncogene (2000) 19, 1215-1224) beskriver også PIM-3-kinase.
Foreliggende oppfinnelse omfatter anvendelse av PIM-3 polypeptid som et screeningsmiddel for å identifisere anti-type 2-diabetes mellitus medikamenter, der nevnte polypeptid er valgt fra et polypeptid som har aminosyresekvens SEQ ID NO: 2, 6 eller 10.
Videre omfatter foreliggende oppfinnelse anvendelse av PIM-3 kodende DNA som et screeningsmiddel for å identifisere anti-type 2-diabetes mellitus medikamenter, hvor nevnte DNA omfatter nukleotidsekvens SEQ ID NO: 1, 5 eller 9.
Omfattet av oppfinnelsen er også PIM-3 polypeptid for anvendelse i behandling av insulinresistens eller type 2 diabetes mellitus, hvor nevnte polypeptid har aminosyresekvensen SEQ ID NO. 2, 6 eller 10.
Videre er anvendelse av PIM-3 polypeptid for fremstilling av et medikament for behandling av insulinresistens eller type 2 diabetes mellitus, hvor nevnte polypeptid har aminosyresekvensen SEQ ID NO. 2, 6 eller 10 omfattet av oppfinnelsen.
Omfattet av foreliggende oppfinnelse er også anvendelse av PIM-3 kodende DNA som et screeningsmiddel for å identifisere anti-type 2 diabetes mellitus medikamenter, hvor nevnte DNA omfatter nukleotidsekvens SEQ ID NO: 3 eller 7.
Foreliggende oppfinnelse frembringer nye anvendelser av PIM-3.
Det er også mulig å skaffe tilveie nye PIM-3-kodende sekvenser, slike som human og murin PIM-3-sekvens. SEQ ID NO: 1 viser DNA-sekvensen og SEQ ID NO: 2 den antatte aminosyresekvens til human PIM-3. Den åpne leseramme til SEQ ID NO: 1 strekker seg fra nukleotid 17 til nukleotid 995 (SEQ ID NO: 3).
SEQ ID NO: 5 viser DNA-sekvensen og SEQ ID NO: 6 viser den antatte aminosyresekvens til murint PIM-3. Den åpne leseramme til SEQ ID NO: 5 strekker seg fra nukleotid 199 til nukleotid 1177 (SEQ ID NO: 7).
Foreliggende oppfinnelse viser at ekspresjon av rotte PIM-3-genet er redusert i adipocytter i to ulike modeller for insulinresistens. Behandling med en insulinsensibilisator medfører en økning i PIM-3-genekspresjon i murine 3T3-LI-celler. Fordi humant og murint PIM-3 er species ortolog til rotte PIM-3 humant og murint PIM-3 involvert i noen eller alle de prosesser og sykdommer der rotte-PIM-3 er involvert. PIM-3, spesielt humant og murint PIM-3 er involvert i utvikling av insulinresistens. I tillegg er PIM-3, i særdeleshet humant og murint PIM-3, involvert i utvikling av type 2 diabetes mellitus. I tillegg er de humane og murine PIM-3-paraloger, PIM-1-proteinene protoonkogener. Følgelig er PIM-3, i særdeleshet humant og murint PIM-3 involvert i cellevekstregulering, cancer og beslektede reaksjonsveier og sykdommer.
Foreliggende oppfinnelse angår anvendelse av PIM-3-kodende nukleinsyremolekyler, PIM-3-proteiner og proteinhomologer i a) screeningsanalyser for å identifisere forbindelser som modulerer insulinresistensen eller type 2 diabetes mellitus;
b) deteksjonsanalyser for å påvise insulinresistens eller type 2 diabetes mellitus (for eksempel kromosomkatrlegging, vevstyping og rettsmedisin); c) prediktiv medisin
(forutsigelse av insulinresistens eller type 2 diabetes mellitus ved for eksempel diagnostiske analyser, prognoseanalyser, kontroll av kliniske studier og farmakogenomiks).
Foreliggende oppfinnelse angår i særdeleshet anvendelse av et isolert nukleinsyremolekyl omfattende nukleotidsekvensen SEQ ID NO: 1. Foreliggende oppfinnelse angår videre anvendelse av et isolert nukleinsyremolekyl omfattende nukleotidsekvensen SEQ ID NO: 3.
Foreliggende oppfinnelse angår anvendelse av et isolert nukleinsyremolekyl omfattende en nukleotidsekvens utvalgt fra
a) SEQ ID NO: 5,
b) SEQ ID NO: 7,
Nukleinsyrer som beskrevet i c) og d) er også mulig å frembringe
c) en DNA-sekvens som hybridiserer med SEQ ID NO: 5 eller SEQ ID NO: 7, og d) DNA-sekvenser som er degenerert som et resultat av den genetiske koden til sekvensene definert i a), b) og c) og som koder for et polypeptid av PIM-3-typen.
Videre er det mulig å tilveiebringe vektorer og vertsceller omfattende de respektive DNA-sekvenser og deler av disse.
Foreliggende oppfinnelse angår anvendelse av polypeptider med PIM-3-aktivitet, der polypeptidet omfatter:
a) et polypeptid med aminosyresekvensen SEQ ID NO: 6,
Det er videre mulig og frembinge polypeptider som beskrevet under:
b) et polypeptid som i forhold til a) er defisient i en eller flere aminosyrer,
c) et polypeptid som i forhold til a) har en eller flere aminosyreerstatninger med ulike aminosyrer, d) et polypeptid i forhold til a) som har en eller flere aminosyretilførsler til sekvensen, e) et fusjonspolypeptid omfattende en aminosyresekvens som omfatter alle eller en del av aminosyrene til sekvensen SEQ ID NO: 6. Fortrinnsvis er ikke flere enn
10 aminosyrer erstattet i henhold til punkt c).
Foreliggende oppfinnelse angår anvendelse av PIM-3 som et screeningsmiddel for å identifisere anti-diabetes mellitus medikamenter, for eksempel ved anvendelse av PIM-3-kodende DNA eller et polypeptid med PIM-3-aktivitet for slike hensikter.
Foreliggende oppfinnelse angår videre anvendelse av PIM-3 for fremstilling av et medikament for behandling av insulinresistens eller type 2 diabetes mellitus og anvendelse av PIM-3 for å kunne forutsi insulinresistens eller type 2 diabetes mellitus. PIM-3-protein som interagerer med andre cellulære proteiner kan følgelig anvendes som et mål for å utvikle terapeutiske molekyler for modulering av PIM-3-proteinet i celler som uttrykker PIM-3-protein eller celler som er involvert i PIM-3-reaksjonsveien, for eksempel adipocytter. Nukleinsyremolekyl ene kan anvendes for å uttrykke PIM-3-protein (for eksempel via en rekombinant ekspresjonsvektor i en vertscelle i genterapiapplikasjoner, for å påvise PIM-3-mRNA (for eksempel i en biologisk prøve) eller en genetisk lesjon i et PIM-3 gen og for å modulere PIM-3 aktivitet.
Pim-3-proteiner kan anvendes for å screene medikamenter eller forbindelser som modulerer PIM-3-aktiviteten eller -ekspresjonen så vel som til å behandle forstyrrelser kjennetegnet ved manglende eller forhøyet produksjon av PIM-3-protein eller produksjon av PIM-3-proteinformer som har redusert eller avkortet aktivitet sammenliknet med vildtype-3-proteinet.
Oppfinnelsen frembringer anvendelser av fremgangsmåter (også benevnt her i dokumentet en "screeninganalyse") for å identifisere modulatorer, dvs. kandidater eller testforbindelser eller stoffer (for eksempel peptider, peptidomimetiks, små molekyler eller andre medikamenter) som binder til PIM-3-proteiner eller har en stimulatorisk eller inhibitorisk effekt på for eksempel PIM-3-ekspresjon eller PIM-3-aktivitet.
Det er mulig å frembringe analyser for å screene kandidater eller testforbindelser som binder til eller modulerer aktiviteten til et PIM-3-protein eller -polypeptid eller biologisk aktiv del av dette. Testforbindelsen kan oppnås ved anvendelse av en hvilken som helst av de mange tilnærminger innenfor kombinatoriske bibliotekmetoder kjent innen teknikken inkludert; biologiske bibliotek; delvis adresserbare parallelle fastfase eller løsningsfasebiblioteker; syntetiske bibliotekmetoder som krever dekonvolvering; "en kule en forbindelse" bibliotekmetoden; og syntetiske bibliotekmetoder som anvender affinitetskromatografiutvelgelse.
En analyse kan være en cellefri analyse omfattende det å bringe et PIM-3-molekyl eller en biologisk aktiv del av denne i kontakt med en testforbindelse og bestemme den evnen testforbindelsen har til å binde PIM-3-proteinet eller den biologiske aktive delen av denne. Binding av testforbindelsen til PIM-3-proteinet kan bestemmes enten direkte eller indirekte.
Analysen kan videre være å bringe PIM-3-proteinet eller den biologisk aktive delen av denne i kontakt med en kjent forbindelse som binder PIM-3 for å danne en analyseblanding, bringe analyseblandingen i kontakt med en testforbindelse og bestemme den evnen testforbindelsen har til å interagere met et PIM-3-protein, der bestemmelse av den evnen testforbindelsen har til å interagere med et PIM-3-protein, omfatter bestemmelse av den evnen testforbindelsen har til fortrinnsvis å binde PIM-3 eller den biologiske aktive delen av dette sammenliknet med den kjente forbindelsen.
I en annen tilnærming er en analyse en cellefri analyse omfattende det å bringe PIM-3-proteinet eller den biologiske aktive del av denne i kontakt med en testforbindelse og bestemme den evnen testforbindelsen har til å modulere (for eksempel stimulere eller inhibere) aktiviteten til PIM-3-proteinet eller den biologi aktive delen av dette. Bestemmelse av den evne testforbindelsen har til å modulere aktiviteten til PIM-3 kan utføres for eksempel ved å bestemme den evnen PIM-3-proteinet har til å binde seg til et PIM-3-målmolkyl, hvilket betyr bestemmelse av direkte binding. I en alternativ utførelsesform kan bestemmelse av den evnen testforbindelsen har til å modulere aktiviteten til PIM-3 utføres ved å bestemme den evnen PIM-3-proteinet har til ytterligere å modulere et PIM-3-målmolekyl. For eksempel kan den katalytiske /enzymatiske aktivitet til målmolekylet på et hensiktsmessig substrat bestemmes.
Videre kan den cellefrie analysen omfatte det å bringe PIM-3-proteinet eller den biologiske aktive delen av dette i kontakt med en kjent forbindelse som binder PIM-3 for å danne en analyseblanding, ved å bringe analyseblandingen i kontakt med en testforbindelse og bestemme den evnen testforbindelsen har til å interagere med PIM-3-proteinet, der bestemmelsen av den evne testforbindelsen har til å interagere med PIM-3-proteinet omfatter bestemmelse av den evnen PIM-3 har til fortrinnsvis å binde til eller modulere aktiviteten til et PIM-3-målmolekyl.
Fosfoaminosyreanalyser av det fosforylerte substrat kan også utføres for å bestemme hvilke rester på PIM-3-substsratet som er fosforylert. I korthet kan radiofosforylerte proteinbånd skjæres ut fra SDS-gelen og utsettes for partiell syrehydrolyse. Produktet kan deretter separeres ved endimensjonal elektroforese og analyseres for eksempel på en fosfoimager og sammenlignes med ninhydrinfarge fosfoaminosyrestandarder.
I en annen utførelsesform bestemmer den cellefrie analysen den evnen PIM-3-proteinet har til å fosforylere et PIM-3-målmolekyl ved for eksempel en in vitro kinaseanalyse. I korthet kan et PIM-3-målmolekyl, for eksempel et immunpresipitert PIM-3-målmolekyl fra en cellelinje som uttrykker et molekyl, inkuberes med PIM-3-proteinet og radioaktivt ATP.
Analysen kan videre være en cellebasert analyse der en celle som uttrykker en løselig form av PIM-3-proteinet, eller en biologisk aktiv del av denne, bringes i kontakt med en testforbindelse og den evnen testforbindelsen har til å binde til et PIM-3 bestemmes. Cellen kan for eksempel være en gjærcelle eller en celle av pattedyr opprinnelse. Bestemmelse av den evnen testforbindelsen har til å binde PIM-3-proteinet kan utføres for eksempel ved å kople testforbindelsen til en radioisotop eller enzymatisk markør slik at binding av testforbindelsen til PIM-3-proteinet eller den biologiske aktive delen av dette kan bestemmes ved å påvise den merkede forbindelse i et kompleks, for eksempel sup. 125 I, sup 35 S, sup. 14 C eller sup 3H eller enzymatisk ved for eksempel pepperrotperoksidase, alkalisk fosfatase eller luciferase.
Analysen kan også være en cellebasert analyse omfattende det å bringe en celle som uttrykker en løselig form av PIM-3-proteinet eller en biologisk aktiv del av denne i kontakt med en testforbindelse og bestemme den evnen testforbindelsen har til å modulere (for eksempel stimulere eller inhibere) aktiviteten til PIM-3-proteinet eller den biologisk aktive del av denne. Bestemmelse av den evnen testforbindelsen har til å modulere aktiviteten til PIM-3 eller en biologisk aktiv del av denne kan utføres for eksempel ved å bestemme evnen PIM-3-proteinet har til å binde eller interagere med et PIM-3 -målmolekyl.
Slik det anvendes her i dokumentet er "et målmolekyl" et molekyl til hvilket et PIM-3-protein bindes eller interagere naturlig, for eksempel et substratmolekyl fosforylert med PIM-3-protein i det indre av en celle som uttrykker et PIM-3-protein, intracellulære domener av transmembranreseptorene, et molekyl assosiert med den indre overflaten av en cellemembran eller et cytoplasmisk molekyl, et PIM-3-målmolekyl kan være et ikke-PIM-3-målmolekyl eller et PIM-3-protein eller polypeptid som beskrevet her i. Et PIM-3-målmolekyl kan være en komponent av en signaltransduksjonsreaksjonsvei som medierer transduksjon av et signal.
Bestemmelse av den evnen PIM-3-proteinet har til å binde eller interagere met et PIM-3-målmolekyl utføres ved å bestemme aktiviteten til målmolekyl et. For eksempel kan aktiviteten til målmolekyl et bestemmes ved å detektere induksjon av en cellulær andre budbringer for målet (for eksempel intracellulært Ca<2+>, diacylglyserol, IP3 etc), detektere katalytisk/enzymatisk aktivitet av målet på et hensiktsmessig substrat, detektere induksjon av et reportergen (for eksempel et PIM-3-responsivt regulatorisk element operasjonelt bundet til en nukleinsyre som koder for en detekterbar markør, for eksempel luciferase) eller detektering av en cellulærrespons for eksempel celledifferensiering eller celleproliferering.
I ulike formater av analysemetodene kan det være ønskelig å immobilisere enten PIM-3 eller dets målmolekyl for å lette separering av komplekserte fra ukomplekserte former av en eller begge proteinene, så vel som å imøtekomme automatisering av analysen. Binding av en testforbindelse til PIM-3, eller interaksjon av PIM-3 med et målmolekyl i nærvær eller fravær av en kandidatforbindelse kan utføres i en hvilken som helst beholder egnet for å innbefatte reaktantene. Eksempler på slike beholdere inkluderer mikrotiterplater, reagensrør og mikrosentrifugerør. Et fusjonsprotein kan frembringes som tilfører et domene som muliggjør at en eller begge proteinene kan bindes til en matriks. For eksempel kan glutation-S-transferase/PIM-3-fusjonsproteiner eller glutation-S-transferase/målfusjonsproteiner adsorberes på glutation sefarosekuler eller glutation derivatiserte mikrotiterplater, som deretter kombineres med testforbindelsen og enten det ikke-adsorberte målprotein eller PIM-3-proteinet, og blandingen inkuberes under betingelser som fremmer kompleksdannelse, for eksempel ved fysiologiske betingelser for salt og pH). Etter inkubering vaskes kulene eller mikrotiterbrønnene for å fjerne alle ubundne komponenter og kompieksdannelsen måles enten direkte eller indirekte. Alternativt kan kompleksene dissosieres fra matriksen og nivået av PIM-3-binding eller -aktivitet bestemmes ved anvendelse av standard teknikker.
Andre teknikker for immobilisering av proteiner på matrikser kan også anvendes i screeninganalysen. For eksempel kan enten PIM-3 eller dens målmolekyl immobiliseres ved anvendelse av konjugering av biotin og streptavidin. Biotinylert PIM-3 eller målmolekyler kan tilberedes fra biotin-NHS (N-hydroksy-succinimid) ved anvendelse av teknikker vel kjent innen teknikken. Alternativt kan antistoffer som reagerer med PIM-3 eller målmolekyl ene men som ikke interfererer med bindingen av PIM-3-proteinet til sitt målmolekyl derivativeres til brønnene på platen, og ubundet målmolekyl eller PIM-3 holdes igjen i brønnen ved antistoffkonjugering. Fremgangsmåter for å påvise slike komplekser, i tillegg til de beskrevet ovenfor for GST-immobiliserte komplekser, inkluderer immundeteksjon av komplekser ved anvendelse av antistoffer reaktive for PIM-3 eller målmolekylet så vel som enzymbundne analyser som baseres på deteksjon av enzymatisk aktivitet forbundet med PIM-3 eller målmolekylet.
Modulatorer av PIM-3-ekspresjon kan identifiseres i en fremgangsmåte, der en celle bringes i kontakt med en kandidatforbindelse og ekspresjonen av PIM-3-mRNA eller - protein i cellen bestemmes. Ekspresjonsnivået for PIM-3-mRNA eller protein i nærvær av kandidatforbindelsen sammenliknes med ekspresjonsnivået av PIM-3-mRNA eller - protein i fravær av kandidatforbindelsen. Kandidatforbindelsen kan deretter identifiseres som en modulator av PIM-3-ekspresjon basert på denne sammenlikning. For eksempel når ekspresjonen av PIM-3-mRNA eller -protein er høyere (statistisk signifikant høyere) i nærvær av kandidatforbindelsen enn i fravær, identifiseres kandidatforbindelsen som en stimulator for PIM-3-mRNA eller proteinekspresjon. Alternativt, når ekspresjon av PIM-3-mRNA eller -protein er lavere (statistisk signifikant lavere) i nærvær av kandidatforbindelsen enn i fravær, identifiseres kandidatforbindelsen som en inhibitor av PIM-3-mRNA eller -proteinekspresjon. Nivået av PIM-3-mRNA eller - proteinekspresjon i cellen kan bestemmes ved fremgangsmåter beskrevet her i dokumentet for påvisning av PIM-3-mRNA eller -protein.
I et annet aspekt kan PIM-3-proteinene eller -polypeptidene anvendes som "lokkemat" proteiner i en tohybridsanalyse eller trehybridsanalyse, for å identifisere andre proteiner, som binder til eller interagerer med PIM-3 ("PIM-3-bindende proteiner" eller "PIM-3-bp") og modulerer PIM-3-aktiviteten. Slike PIM-3-bindende proteiner er sannsynligvis også involvert i forplantningen av signaler fra PIM-3-proteiner som for eksempel oppstrøms eller nedstrøms elementer fra PIM-3-reaksjonsveien. Det er også mulig å frembringe anvendelse av proteiner som interagerer med PIM-3, for eksempel tohybrids interaksjoner med PIM-3, som lokkemat i tohybridsscreeninger og identifisering av PIM-3 interagerende proteininteragerende proteiner. PIM-3-interagerende proteininteragerende proteiner er sannsynligvis involvert i PIM-3-signaltransduksjons-reaksjonsveien.
Feltet prediktiv medisin der diagnostiske analyser, prognostiske analyser, farmakogenomisk og monitorerende kliniske studier kan anvendes for prognostisk (prediktive) hensikter for dermed å behandle et individ profylaktisk. Følgelig vil det kunne anvendes diagnostiske analyser for å bestemme PIM-3-protein- og/eller nukleinsyreekspresjon så vel som PIM-3-aktivitet, i sammenheng med en biologisk prøve (for eksempel blod, serum, celler, vev fra individet, fortrinnsvis menneske) for dermed å bestemme om et individ er rammet av en sykdom eller forstyrrelse, eller er i risikosonen for å utvikle en forstyrrelse, assosiert med avvikende PIM-3-ekspresjon eller -aktivitet. Videre er det mulig å frembringe prognostiske (eller prediktive) analyser for å bestemme om et individ er i risikosonen for å utvikle en forstyrrelse assosiert med PIM-3-protein, nukleinsyreekspresjon eller aktivitet. For eksempel kan mutasjoner i et PIM-3-gen analyseres i en biologisk prøve. Slike analyser kan anvendes for prognostiske eller prediktive hensikter for dermed profylaktisk å behandle et individ før forstyrrelsen kjennetegnet av eller assosiert med PIM-3-protein, nukleinsyreekspresjon eller aktivitet bryter ut. Fremgangmåter kan frembringes for å bestemme PIM-3-protein, nukleinsyreekspresjon eller PIM-3-aktivitet i et individs biologiske prøve for dermed å utvelge de hensiktsmessige terapeutiske eller profylaktiske midler for individet (her i dokumentet betegnet "farmakogenomisk"). Farmakogenomisk tillater seleksjon av midler (for eksempel medikamenter) for terapeutisk eller profylaktisk behandling av et individ basert på geneotypen til individet (for eksempel genotypen til individet som er undersøkt for å bestemme hvilken evne individet har til å respondere på et spesielt middel).
Et annet mulig aspekt er overvåking av påvirkningen fra midlene (for eksempel medikamenter eller andre forbindelser) på ekspresjon eller aktivitet til PIM-3 i kliniske studier.
Et eksempel på en metode for påvisning av tilstedeværelse eller fravær av PIM-3 i en biologisk prøve involverer det å frembringe en biologisk prøve fra et forsøksindivid og bringe den biologiske prøven i kontakt med en forbindelse eller et middel som er i stand til å detektere PIM-3-protein eller -nukleinsyre (for eksempel mRNA, genomisk DNA) som koder for PIM-3-protein slik at tilstedeværelsen PIM-3 påvises i den biologiske prøven. Et middel for å påvise PIM-3-mRNA eller genomisk DNA kan være en merket nukleinsyreprobe som er i stand til å hybridisere ed PIM-3-mRNA eller genomisk DNA.
Et middel for å påvise PIM-3-protein kan være et antistoff som er i stand til å binde PIM-3-protein, fortrinnsvis et antistoff med en detekterbar markør. Antistoffene kan være polyklonale, eller fortrinnsvis monoklonale. Et intakt antistoff eller et fragment av dette (for eksempel Fab eller F(ab')2) kan anvendes.
Betegnelsen "biologisk prøve" har til hensikt å inkludere vev, celler og biologiske væsker isolert fra et individ, så vel som vev, celler og væsker til stede i et individ. Det betyr at deteksjonsmetoden kan anvendes for å påvise PIM-3-mRNA-protein eller genomisk DNA i en biologisk prøve for eksempel in vitro så vel som in vivo. Den biologiske prøven kan inneholde proteinmolekyler fra forsøksindividet. Alternativt kan den biologiske prøven inneholde mRNA-molekyler fra forsøksindividet eller genomiske DNA-molekyler fra forsøksindividet. En biologisk prøve er for eksempel en biopsi fra fettvev isolert ved konvensjonelle metoder fra et individ.
Fremgangsmåten kan videre oppnå en biologisk kontrollprøve fra et kontrollindivid, bringe kontrollprøven i kontakt med en forbindelse eller et middel som er i stand til å påvise PIM-3-protein, mRNA eller genomisk DNA, slik at tilstedeværelsen av PIM-3-protein, mRNA eller genomisk DNA påvises i den biologiske prøven og, sammenlikne tilstedeværelse av PIM-3-protein, mRNA eller genomisk DNA i kontrollprøven med tilstedeværelsen av PIM-3-protein, mRNA eller genomisk DNA i forsøksprøven.
Det er også mulig å frembringe et analysesett for å påvise tilstedeværelse av PIM-3 i en biologisk prøve (en testprøve) slike analysesett kan anvendes for å bestemme om et individ lider av eller har økt risiko for å utvikle en forstyrrelse assosiert med insulinresistens eller type 2-diabetes. For eksempel kan analysesettet omfatte en merket forbindelse eller stoff som er i stand til å påvise PIM-3-protein eller mRNA i en biologisk prøve og midler for å bestemme mengden PIM-3 i prøven (for eksempel et anti-PIM-3-antistoff eller en oligonukleotidprobe som binder til DNA som koder for PIM-3, for eksempel SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 5 eller SEQ ID NO: 7).
Fremgangsmåten beskrevet her i dokumentet kan videre benyttes som diagnostiske eller prognostiske analyser for å identifisere individer som har eller er i risikosonen for å utvikle en sykdom eller forstyrrelse assosiert med avvikende PIM-3-ekspresjon eller - aktivitet. For eksempel kan analysene beskrevet her i dokumentet, slik som de foregående diagnostiske analyser eller de følgende analyser, benyttes til å identifisere et individ som har eller risikerer å utvikle insulinresistens eller type 2-diabetes. Følgelig beskrives det en fremgangsmåte der PIM-3-protein eller -nukleinsyre (for eksempel mRNA, genomisk DNA) påvises i en forsøksprøve fra et individ, der tilstedeværelse av PIM-3-protein eller -nukleinsyre er diagnostisk for individet som har eller risikerer å utvikle en sykdom eller forstyrrelse assosiert med avvikende PIM-3-ekspresjon eller - aktivitet. Slik det anvendes her i dokumentet betegner en "forsøksprøve" en biologisk prøve oppnådd fra et individ av interesse. For eksempel kan forsøksprøve være en biologisk væske (for eksempel serum), celleprøve eller vev.
Videre kan de prognostiske analyser anvendes for å bestemme om et individ kan få administrert et middel (for eksempel en agonist, antagonist, peptidetterlikner, protein, peptid, nukleinsyre, småmolekyler eller andre medikamentkandidater) for å behandle insulinresistens eller type 2-diabetes. For eksempel kan slike metoder anvendes for å bestemme om et individ kan behandles effektiv med et spesielt middel eller klasse av midler (for eksempel en type som reduserer PIM-3-aktiviteten).
Midler eller modulatorer som har en stimulerende eller inhiberende effekt på PIM-3-aktiviteten (for eksempel PIM-3-genekspresjon) identifisert ved en screeningsanalyse kan anvendes for å fremstille et farmasøytisk middel som er nyttig for behandling (profylaktisk eller terapeutisk) av forstyrrelser (for eksempel forstyrrelser som omfatter celler eller vev der PIM-3 uttrykkets, slik som adipocytter) assosiert med avvikende PIM-3-aktivitet. I sammenheng med slik behandling kan farmakogenomiks (dvs. en studie forhold mellom et individs genotype og individets respons på en fremmed forbindelse eller medikament) til individet vurderes. Forskjeller i metabolisme av terapeutiske midler kan føre til alvorlig toksisitet eller terapeutisk svikt ved å endre forholdet mellom dose og blodkonsentrasjon av det farmakologisk aktive middel. Følgelig muliggjør farmakogenomiks til individet utvelgelse av effektive midler (for eksempel medikamenter) for profylaktisk eller terapeutisk behandling basert på en vurdering av individets geneotype. Slik farmakogenomiks kan videre anvendes for å bestemme hensiktsmessig doser og terapeutiske regimer. Følgelig kan aktiviteten til PIM-3-proteinet, ekspresjon av PIM-3-nukleinsyre eller mutasjoner i PIM-3-gener hos et individ bestemmes for dermed å utvelge hensiktsmessige midler for terapeutisk eller profylaktisk behandling av individet.
Overvåking av midlenes innvirkning (for eksempel medikamenter, forbindelser) på ekspresjon eller aktivitet av PIM-3 (for eksempel evne til å modulere avvikende celleproliferering og/eller differensiering) kan anvendes ikke bare innen basal medikamentscreening, men også innen kliniske forsøk.
Et anti- type2-diabetesmiddel som modulerer PIM-3-proteinaktiviviteten kan være et middel, slik som et lite molekyl, for eksempel et lite molekyl som modulerer protein kinaseaktiviteten til PIM-3, en nukleinsyre eller et protein, en naturlig forekommende beslektet ligand av PIM-3-proteinet, et peptid eller en PIM-3-peptidetterlikner. I en utførelsesform stimulerer middelet en eller flere av de biologiske aktiviteter til p. middelet en eller flere av de biologiske aktiviteter til PIM-3-proteinet. Eksempler på slike stimulerende midler inkluderer små molekyler som stimulerer en eller flere aktiviteter av PIM-3, for eksempel PIM-3-proteinaseakti viteten, aktivt PIM-3-protein og et nukleinsyremolekyl som koder for PIM-3 som er blitt introdusert inn i en celle. I en annen utførelsesform inhiberer middelet en eller flere av de biologiske aktiviteter til PIM-3-proteinet. Eksempler på slike inhibitoriske midler inkluderer et småmolekyl som inhiberer en eller flere PIM-3-aktiviteter for eksempel PIM-3-proteinkinaseaktivitet, antisense-PIM-3-nukleinsyremolekyler og anti- PIM-3-antistoffer.
Oppfinnelsen illustreres videre ved de følgende eksempler som ikke skal være begrensende.
Eksempler
Eksempel 1
Bestemmelse av nukleotidsekvensen til humant og murint PIM-3.
Rotte PIM-3-nukleotidsekvenen (AF057026, NM 022602, SEQ ID NO: 9) ble anvendt for spørring i en proprietær database som anvender BLASTN programmet med BLOSUM62-matriksen. Denne proprietære databasen baseres på et proprietært cDNA-bibliotek som er konstruert i standard kloningsvektorer. De nærmest beslektede cDNA-kloner identifisert ved denne BLASTN ble sekvensert. cDNA-sekvensene ble satt sammen til contig. Den humane PIM-3-sekvensen ble bestemt fra konsensussekvensen av contig, ytterligere analyse av denne contig viste at cDNA-sekvensen var 1977 basepar langt. Dette humane PIM-3-cDNA inneholder en åpen leseramme på 978 basepar antatt å kode for et nytt 326 aminosyrers protein.
Rotte PIM-3-nukleotidsekvensen ble også anvendt for å spørre i den offentlige UNIGENE muse-databasen ved anvendelse av BLASTN-programmet med BLOSSUM62-matriks. Noen nær beslektede EST-sekvenser ble identifiser ved denne BLASTN. Sekvensinformasjon for disse EST ble anvendt for å screene et museembryo cDNA-bibliotek konstruert ved anvendelse av "Gene Trapper II Technolog" (Life Technologies, Karlsruhe, Tyskland). En cDNA klon ble sekvensert og cDNA-sekvensene ble satt sammen til et contig. Den murine PIM-3-sekvensen ble bestemt fra konsensussekvensen til denne contig, ytterligere analyse av denne contig og eksklusjon av en intronsekvens ga en cDNA-sekvens på 2236 basepar. Dette murine PIM-3-cDNA inneholdt en åpen leseramme på 978 basepar som antas å kode for et nytt 326
aminosyrers protein.
Eksempel 2
Karakterisering av de humane og det murine PIM-3-protein.
I dette eksempelet ble den antatte aminosyresekvens til humant PIM-3 og murint PIM-3-protein sammenliknet med aminosyresekvensene til kjente motiver og/eller domener til stede i proteiner og med polypeptidsekvenser fra kjente proteiner. Polypeptiddomener og/eller motiver til stede i humant PIM-3 og murint PIM-3 ble identifisert slik også proteiner med betydelig aminosyrelikheter med humant PIM-3 og murint PIM-3 ble identifisert. I tillegg ble molekylvekten til humant PIM-3 og murint PIM-3-protein beregnet.
De humane og murine nukleotidsekvenser (SEQ ID NO: 1; SEQ ID NO: 5) identifisert som beskrevet ovenfor, koder for et 326 aminosyrers protein (SEQ ID NO: 2 og SEQ ID NO: 6). Humant og murint PIM-3 har en beregnet molekylvekt på henholdsvis 35,9 kDa som ikke inkluderer posttranslasjonelle modifiseringer. For å sjekke bevis for en antatt kinaseaktivitet og for mulig posttranslasjonelle modifiseringsseter ble de humane og murine polypeptidsekvenser ifølge henholdsvis SEQ ID NO: 2 og SEQ ID NO: 6 analysert ved anvendelse av PROSITE databasen for proteinmønsteret, så vel som ved anvendelse av IMP AL A og PD AM.
Søk i PROSITE-databasen viste tilstedeværelse av et cAMP og cGMP avhengig protein kinasefosforyleringssete fra aminosyrene 260-263 av SEQ ID NO: 2 og SEQ ID NO: 6; tre kasein kinase II fosforyleringsseter fra aminosyrenne 202-205, 211-214 og 321-324 av SEQ ID NO: 2 og firekasein kinase II fosforyleringsseter fra aminosyrene 202-205, 211-214, 299-302 og 321-324 av SEQ ID NO: 6; ti N-myristolyleringsseter fra aminosyrene 43-48, 49-54, 52-57, 57-62, 63-68, 80-85, 98-103, 101-106, 295-300 og 316-321 av SEQ ID NO: 2 og SEQ ID NO: 6; tre protein kinase C fosforyleringsseter fra aminosyrene 137-139, 275-277 og 279-281 av SEQ ID NO: 2 og SEQ ID NO: 6 et tyrosin kinase fosforyleringssete fra aminosyrene 33-40 av SEQ ID NO: 2 og SEQ ID NO: 6 en protein kinasesignatur og profil (ATP-bindingssete) fra aminosyrene 46-69 av SEQ ID NO: 2 og SEQ ID NO: 6; et serin/treonin protein kinase aktivitetssetesignatur fra aminosyrene 166-178 av SEQ ID NO: 2 og SEQ ID NO: 6. Søk i IMP ALA viste tilstedeværelse av et eukaryotisk protein kinase domene fra aminosyrene 40-293 (SEQ ID NO: 4 og SEQ ID NO: 8), av henholdsvis SEQ ID NO: 2 og SEQ ID NO: 6; med et skår på 186 bits og en forventet verdi på 8e-49 og med en skår på 184 bits og forventet verdi på 4e-48. Søk i PF AM viste også tilstedeværelse av et eukaryotisk protein kinase domene fra aminosyrene 40-293 av SEQ ID NO: 2 og SEQ ID NO: 6; med et skår på 262,5 og E-verdi på 5,7e-75 og med en skår på 261,1 bits og en E-verdi på l,5e-74.
De humane, murine og rotte PIM-3-polynukleotidsekvenser (SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 6 og SEQ ID NO: 10) ble sammenstilt i en parvis Clustal W-sammenstillingsanalyse ved anvendelse av BLOSUM som proteinvektsmatriks. Dermed ble humant PIM-3 funnet å være 95% identisk med murint og rotte-PIM-3 (AF057026, NM22602, SEQ ID NO: 10) med en skår på 2011, murint PIM-3-3 ble funnet å være 99% identisk med rotte-PIM-3 (AF057026, NM 022602, SEQ ID NO: 10 med en skår på 2074.
De humane og murine PIM-3-polypeptidsekvenser ifølge SEQ ID NO: 2 og SEQ ID NO: 6 ble anvendt for å spørre Swissprot-databasen for proteinsekvenser ved bruk av BLASTP-programmet med BLOSUM62 matriks. De fire nærmest beslektede proteiner med humant og murint PIM-3 identifisert ved BLASTP-analysen her følgende: Humant og murint PIM-3 ble funnet å være 76% identisk med Xenopus laevis (frosk) PIM-1(Q91822; SEQ ID NO: 11) med en skår på 518, 72% identisk med rotte PIM-1 (P26794; SEQ ID NO: 12) med en skår på 442, 71% identisk med humant PIM-1 (Pl 1309; SEQ ID NO: 13) med en skår på 441 og 71% identisk med humant PIM-3 (P06803; SEQ ID NO: 14) med en skår på 436 og 438.
Eksempel 3:
Genekspresjon av PIM-3 i en in vivo modell for insulinresistens og type 2-diabetes mellitus.
Sukkerdiabetiske fete (ZDF) rotter er en vel kjent dyremodell som bærer en homozygot defekt i leptinreseptor fa-genet. Denne rottestammen utvikler aldersavhengig en insulinresistent, hyperinsulinemisk tilstand som utvikles til tydelig type 2-diabetes mellitus/hyperglykemisk tilstand. For å identifisere gener enten induseres eller undertrykkes ekspresjon av disse, som sådan bidrar til eller markerer utvikling av insulinresistens eller type 2-diabetes mellitus, ble genekspresjonsprofiler fra ZDF rotter og deres magre heterozygote kontroller fra samme kull samlet ved anvendelse av oligonukleotid arraybaserte profilteknikker.
Material og metoder:
Sukkerdiabetiske fete hannrotter (ZDF/Gmi.TM.-fa/fa) så vel som deres magre hann fa+/fa- motparter anvendt som friske kontroller i en alder av 6, 8 og 13 uker ble skaffet fra Genetic Models Inc. (Indianapolis, IND., US).
Før dyrene ble inkludert i studien ble de huset under standard oppstallingsbetingelser i en uke. For innsamling av epidydimal fettvev og blodprøver ble dyrene avlivet ved nakketrekk. 6 ZDF-rotter og 6 magre fa+/fa-kullinger per aldersgruppe ble anvendt for genekspresjonsanalyser som beskrevet nedenfor.
Innsamling av vev og RNA-isolering:
Etter avliving ble epididymale fettputer fjernet kirurgisk, porsjonert og rask overført i egnede rør inneholdende tilstrekkelig volum av RNA (Ambion, TX, US). Prøvene fra hvert dyr ble lagret individuelt. Langtids lagring av prøvene foregikk ved minus 80°C. Totalt cellulært RNA ble ekstrahert fra fettvev ved anvendelse av Rneasy Mini kit (Qiagen, Hilden, Tyskland) ifølge produsentens anbefalinger for RNA-isolering fra fettvev. RNA ble eluert to ganger i 50ul RNAse-fritt vann, RNA-konsentrasjonen ble bestemt spektroskopisk (A260).
For ytterligere rensing ble RNA-løsningen fylt opp til lOOul totalt volum med RNase-fritt vann. RNA-opprensning ble utført ifølge produsentens retningslinjer ved anvendelse av Qiagen Rneasy Mini kit. RNA ble eluert to ganger i 50ul RNase-fritt vann, RNA -konsentrasjonen ble bestemt spektroskopisk (A260).
For konsentrasjon av RNA-eluat, ble en NHracetat og etanol tilsatt, og RNA ble presipitert over natten i et etanoltørt vannbad. RNA ble samlet ved sentrifugering ved maksimal hastighet ved 4°C. Pelletert RNA ble vasket to ganger med 80% etanol, lufttørket og løst i et lite volum av RNAse-fritt vann. RNAse konsentrasjonen ble bestemt spektroskopisk (A260).
Genekspresj onsprofiler:
Generell anvendelse av oligonukleotidmatrikser for genekspresjonovervåking er blitt beskrevet i US 6 177 248. For vår praktiske anvendelse inneholdt de anvendte mikromatriser desoksynukleotidsekvenser som representerer omtrent 8000 kjente gener eller EST-grupper. Hvert gen eller EST-sekvens er representert med opp til 20 oligonukleotidpar, hvert par består av et oligo som er tilpasset et segment av transkriptet, og et kontrolloligo som inneholder en sentralt plassert misstilpasning på et basepar. For rotter til tre matrikser (RG U34A, RG U34B og RG U34C) som representerer omtrent 24000 gen- EST-sekvenser totalt, avledet fra en database av kjente gener eller EST-sekvenser fra Affymetrix, Santa Clara, CA, US:
cRNA-preparering for hybridisering:
RNA ble oppnådd fra epididymalt fett som beskrevet ovenfor. En oligo dT primer inneholdende et T7-promotersete ble tilsatt det totale cellulære RNA (10ug)+. Etter annealing av primeren ble RNA deretter revers transkribert ved anvendelse av superscript valgt revers transkriptase, ifølge produsentens bruksanvisning. Etter ekstrahering med fenol/kloroform:isoamylalkohol, ved anvendelse av "phase lock gel tubes" (Eppendorf, Hamburg, Tyskland), og etanolpresipitering ble cDNA samlet ved sentrifugering og vasket to ganger med 80% etanol. Pelleten ble løst i RNase-fritt vann og transkribert til biotinylert cRNA ved anvendelse av "Enzo High Yield" merkingstranskirpsjonskit (Enzo Diagnostics, Farmingdale, US) eller MEGAskript T7-høyytelsestranskripsjonskit (Ambion, Austin, TX, US) ifølge produsentens instruksjoner. For den siste anvendelsen ble biotinmerket UTP og CTP (Sigma, Munchen, Tyskland) pluss umerket ATP og GTP anvendt i molare forhold 1:3 (merket versus umerket). cRNA ble deretter presipitert og vasket som beskrevet ovenfor. Til slutt ble det presipiterte, lufttørkede cRNA oppløst i et lite volum RNAse-fritt vann. RNA-konsentrasjonen ble bestemt spektroskopisk (A260) og størrelsesdistribusjonen ble undersøkt ved agarosegelelektroforese. Deretter ble cRNA hydrolisert til en gjennomsnittsstørrelse på 50 nukleotider i lengde ved å inkubere 25 minutter i 40mM Tris-acetat pH 8,1, 100 mM kaliumacetat, 30 mM magnesiumacetat ved 94°C. 20ug fragmentert cRNA ble anvendt for å sette opp en hybridiseringscocktail ifølge instruksjoner fra Affymetrix. Før hybridisering ble RNA-prøvene oppvarmet i en hybridiseringscocktail til 99°C i 10 minutter, plassert på is i 5 minutter og ekvilibrert til romtemperatur før de plasseres i en hybridiseringsstrømningscelle. Hybridiseringscocktailen ble deretter hybridisert med en mikromatriks ved 45°C og 60rpm i en hybridiseringsovn over natten. Etter hybridisering ble hybridiseringscocktailen fjernet og lagret ved -80°C for videre anvendelse. Matriksen ble vasket og farget i en Affymetix fluidics stasjon som anvender fycoerytrin-streptavid-antistoffamplifiseringsprotokollen EukWS2 ifølge produsentens instruksjoner. Data ble samlet ved anvendelse av et skanning confocalt mikroskop laget for Affymetrix av Hewlett Packard (kommersielt tilgjenglig gjennom Affymetrix, Santa Clara, CA, US). Skanneren benytter en argonionelaser som eksiteringkilde, med emisjon detektert ved en fotomultiplikatorrør gjennom enten et 530 nm båndpassfilter (fluorescein) eller et 560 nm langpassfilter (fykoerytrin).
Kvantitative analyser av hybridiseringsmønstre og intensiteter:
Etter en kvantitativ skanning av en matriks er en gitter sammenstilt med bilde som anvender kjente dimensjoner fra matriksen og hjørnekontroller som markører. Bildet reduseres til en enkelt tekstfil inneholdende posisjon og intensitetsinformasjon ved bruk av datamaskinprogram utviklet av Affymetrix (tilgjengelig for den confocale skanneren). Denne informasjonen samles med en annen tekstfil som inneholder informasjon relatert til fysisk posisjon på matriksen for å probe sekvensen og identiteten til RNA (og den spesifikke del av RNA) til hvilket oligonukleotidproben er designet. Kvantitative analyser av hybridiseringsresultater involverer et enkelt gjenkjennelsesmønster basert på den antagelse at, i nærhet av et spesifikt RNA vil (PM bety "perfect match" i US 6 177 248)-prober hybridisere sterkere i gjennomsnitt enn deres MM (MM betyr "mismatch" i US 6 177 248)-partnere. Antall tilfeller der PM-hybridiserignssignalet er større enn MM-signalet programbehandles sammen med gjennomsnitt av logaritmen til PM/MM-forholdene for hvert probesett. Disse verdier anvendes for å ta en avgjørelse (ved anvendelse av en på forhånd definert avgjørelsesmatriks) angående tilstedeværelse eller fravær av et RNA. For å bestemme den kvantitative RNA-forekomst beregnes gjennomsnitt av forskjellene (PN minus MM) for hver probefamilie. Fordelen med denne differansemetode er at signalene fra tilfeldig krysshybridisering bidrar i gjennomsnitt likt for PM-probene og MM-probene, mens spesifikk hybridisering bidrar mer til PM-probene. Ved å regne gjennomsnitt av parvise forskjeller tillegges de virkelige signaler konstruktivt mens bidrag fra krysshybridisering tenderer til å bli kansellert. Når forskjellene mellom to ulike RNA-prøver vurderes sammenliknes hybridiseringssignalene fra "side-by-side" eksperimenter på identisk syntetiserte matrikser direkte. Størrelsen på endringene i gjennomsnittsdifferanse (PM-MM)-verdi ene tolkes ved å sammenlikne resultater fra toppeksperimenter så vel som signaler observert for de interne standard bakteriell og fag-RNA-toppene for hver prøve ved en kjent mengde. Dataanalyseprogrammene utviklet av Affymetrix utfører disse operasjoner automatisk.
Eksempel 4: Genekspresjon av PIM-3 i en vitro modell for insulinresistens Adipocytter ble isolert fra epididymale fettputer fra 160-180 g Sprague Dawley-rotter og inkubert som beskrevet (Muller, G og Wied, S. Diabetes (1993) 42: 1852-1867). I korthet ble adipocytter isolert fra det samlede epididymale fett fra 20 hannrotter. De isolerte adipocytter ble delt i to grupper. En gruppe ble gjort insulinresistent ved å inkubere cellene i 5 timer i et medium inneholdende 25mM D-glukose pluss 10nM insulin.
Den andre gruppen ble inkubert i 5 timer i medium inneholdende 5mM D-glukose, hvilket opprettholdt cellene i en insulinsensitiv tilstand. På slutten av inkuberingen ble insulinsensitivitet og insulinresistens sjekket ved å måle insulinavhengig glukoseopptak med en del fra de to gruppene som beskrevet (Muller, G. og Wied, S. Diabetes (1993) 42: 1852-1867). Størsteparten av adipocyttene ble anvendt for å isolere RNA som beskrevet i eksempel 3.
Deretter ble RNA anvendt for genekspresjonsovervåking ved anvendelse av Affimetrix teknologi slik beskrevet i eksempel 3. Antall gangers endring i genekspresjon for PIM-3 ble analysert ved anvendelse av Affimtrix qualifier AF086624S _AT. Resultatene av disse analysene er summert i tabell 4:
Eksperiment 5: Genekspresjon av PIM-3 i 3T3-LI-adipocytter behandlet med antidiabetes medikamenter (PPARy-agonister).
Materiale og metoder:
3T3-Ll-preadipocytter ble dyrket ved 37°C i 110% CO2i Dulbeccos modifiserte Eagles medium (DMEM) inneholdende 1 g/l glukose og 10% føtalt kalveserum (FCS). For differensiering til modne adipocytter ble confluente preadipocytter dyrket i fire dager i DMEM tilsatt 4,5 g/l glukose, 10% FCS, 50 ug/ml askorbinsyre, 1 uMbiotin, 17 uM pantoensyre (= basalmedium), 500 uM 3-isobutylmetylxantin, 0,25 uM deksametason og 1 ug/ml humant rekombinant insulin. I løpet av de fire dagene behandling ble mediet byttet en gang. Til slutt ble 3T3-LI-cellene behandlet i tre dager med basalmedium inneholdende 1 ug/ml insulin hvorpå omtrent 90% av cellene ble konvertert til adipocytter.
Differensierte 3 T3-L-1 -celler ble opprettholdt i basalmedium i ytterligere en dag og deretter oppbevart i serumfritt basalmedium i fire timer. Deretter ble PP AR y-agonister fortynnet i basalmedium tilsatt adipocyttene som beskrevet nedenfor (konsentrasjoner og betingelser se tabell 5):
<*>5 mM og 25 mM stamløsninger av rosiglitazon og troglitazon oppløst i DMSO ble tilberedt og fortynnet 5000 ganger til sluttkonsentrasjonene (1 uM/5 uM) i kulturmediet. Som kontroller ble DMSO uten forbindelse fortynnet på samme måte 5000 ganger til en sluttkonsentrasj on på 0,02% (volum/volum).
RNA ble isolert ved anvendelse av TRIzol-reagens (Life Technologies, Karlsruhe, Tyskland) og behandlet med DNase I ved å anvende det DNA-frie kit (Ambion, Austin, TX, US). Videre rensing av RNA ble oppnådd ved anvendelse av RNeasy mini kit (Qiagen, Hilden, Tyskland) og kvalitets/kvantitetskontroll ble utført med 2100Bionaalyzer (Agilen, Boblingen, Tyskland). 10 ug totalt RNA ble konvertert til biotinylert cRNA ifølge GeneChip -ekspresjonsanalysers tekniske manual (Affymetrix, Santa Gara, CA, US). I korthet ble første og andretråds syntese utført ved å anvende superscript-dobbelttrådet cDN-syntesekit (Life Technologies, Karlsruhe, Tyskland) og biotinmerket cRNA ble produsert med BioArray RNA-trskript labeling kit (Enzo Diagnostics, Framingdale, NY, US). 10 ug cRNA ble fragmentert ved varme, tilsatt GeneChip eukaryot hybridiseringskontrolløsning (Affymetrix) og hybridisert med en GeneChip MG-U74Av2-matrise (Affymetrix) ved rotering i 16 timer ved 45°C. Vasking, farging og skanning av matrisen ble utført ved standard prosedyrer ved anvendelse av maskinvarer levert av Affimetrix. Rådata ble analysert ved å anvende mikromatrisetilpasset datamaskinprogram versjon 4.0.1 (Affymetrix, se ovenfor).
Hele eksperimentet ble gjentatt to ganger for å frembringe tre biologiske replikater.
Dataanalyser:
Dataanalyser inkludert estimering av antall gangers endring ble utført som beskrevet ovenfor. Endringsverdier PIM-3 ble oppnådd ved å sammenlikne prøvene behandlet med forbindelsen mot de ubehandlede kontroller for hvert tidspunkt. Derfor ble Affymetrix qualifier 96841 AT anvendt.
"Rosi" står for "rosiglitazon", "Tro" står for "troglitazon".
Eksempel 6: Genekspresjon av PIM-3 i ZDF-rotter behandlet med anti-diabetesmedikamenter (PP AR y-agonister)
Zucker Diabetic Farty (ZDF/Gmi.TM-fa/fa) hannrotter så vel som deres magre fa+/fa-motparter, alder 5 uker (kontroll 1-5, ZDF 1-10) ble skaffet fra Genetic Models Inc.
(Indianapolis, Ind.). Rottene fikk fri tilgang til mat og vann. ZDF-dyrene ble delt i 2 grupper: gruppe l(dyr ZDF 1-5) ble ikke behandlet med noe medikament, mens den andre gruppen ble behandlet i 14 uker med anti-diabetesmedkamentet Rosiglitazon (3mg/kg/dag, dyr 6-10, Rosi 1-5). For innsamling av epididymale fettputer og også blodprøver, ble i hvert tilfelle 5 dyr avlivet ved cervikal dislokasjon. For å følge hvor vellykket anti-diabetesbehandlingen var ble Hb Ale som markør på langtids-blodglukosenivåene målt ved standard metoder etter avslutning av eksperimentet. Resultatene fra disse målingene er summert i tabell 7:
Samling av epididymal fettvev, RNA-isolering og Affymetrix eksperimentene ble utført som beskrevet i eksperiment 1. Dataanalyser inkluderte sammenlikning av ekspresjonsdata for prøver avledet fra magre kontrolldyr versus de ubehandlede ZDF-rotter så vel som sammenlikning av ekspresjonsdata avledet fra Rosiglitazon-behandlede ZDF-dyr versus ubehandlede ZDF-dyr. Dataanalysene inkluderte estimering av antall ganger endring og den statistiske signifikans av disse endringene ble utført ved anvendelse av en proprietær dataprogramvare utviklet av Aventis pharmaceutical. Antall gangers endring i genekspresjon for PIM-3 ble analysert ved anvendelse av Affimetrix qualifier AF086624 SAT. Resultatene fra disse analysene er summert i de følgende tabeller 8a og 8b:

Claims (5)

1. Anvendelse av PIM-3 polypeptid som et screeningsmiddel for å identifisere anti-type 2-diabetes mellitus medikamenter, der nevnte polypeptid er valgt fra et polypeptid som har aminosyresekvens SEQ ID NO: 2, 6 eller 10.
2. Anvendelse av PIM-3 kodende DNA som et screeningsmiddel for å identifisere anti-type 2-diabetes mellitus medikamenter, hvor nevnte DNA omfatter nukleotidsekvens SEQ ID NO: 1, 5 eller 9.
3. PIM-3 polypeptid for anvendelse i behandling av insulinresistens eller type 2 diabetes mellitus, hvor nevnte polypeptid har aminosyresekvensen SEQ ID NO. 2, 6 eller 10.
4. Anvendelse av PIM-3 polypeptid for fremstilling av et medikament for behandling av insulinresistens eller type 2 diabetes mellitus, hvor nevnte polypeptid har aminosyresekvensen SEQ ID NO. 2, 6 eller 10.
5. Anvendelse av PIM-3 kodende DNA som et screeningsmiddel for å identifisere anti-type 2 diabetes mellitus medikamenter, hvor nevnte DNA omfatter nukleotidsekvens SEQ ID NO: 3 eller 7.
NO20043459A 2002-01-19 2004-08-19 Anvendelse av PIM-3 polypeptid eller DNA som et screeningsmiddel og anvendelse av PIM-3 polypeptid i behandling av insulinresistens eller type-2 diabetes mellitus NO333253B1 (no)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP02001401 2002-01-19
PCT/EP2003/000492 WO2003060130A2 (en) 2002-01-19 2003-01-20 Pim-3 kinase as a target for type 2 diabetes mellitus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO20043459L NO20043459L (no) 2004-10-07
NO333253B1 true NO333253B1 (no) 2013-04-22

Family

ID=8185311

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20043459A NO333253B1 (no) 2002-01-19 2004-08-19 Anvendelse av PIM-3 polypeptid eller DNA som et screeningsmiddel og anvendelse av PIM-3 polypeptid i behandling av insulinresistens eller type-2 diabetes mellitus

Country Status (14)

Country Link
EP (1) EP1468092B1 (no)
JP (1) JP4272533B2 (no)
KR (2) KR101158326B1 (no)
CN (1) CN100467601C (no)
AT (1) ATE541040T1 (no)
BR (1) BR0306984A (no)
CA (2) CA2680946C (no)
DK (1) DK1468092T3 (no)
IL (1) IL194074A (no)
MX (1) MXPA04006906A (no)
NO (1) NO333253B1 (no)
RU (1) RU2316598C2 (no)
WO (1) WO2003060130A2 (no)
ZA (1) ZA200404997B (no)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2005014809A1 (ja) * 2003-08-11 2006-11-24 株式会社クレハ 肝臓ガン特異的ポリペプチド、該ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、及び該ポリペプチドの発現を抑制するrna分子
US20220235343A1 (en) * 2019-06-27 2022-07-28 Industrial Cooperation Foundation Chonbuk National University Novel adp-ribosyl cyclase and inhibitor thereof

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0911391A3 (en) * 1997-10-24 2000-01-19 Smithkline Beecham Corporation A clone HWHHJ20
US6143540A (en) * 1999-01-26 2000-11-07 Millennium Pharmaceuticals, Inc. Molecules of the HKID-1-related protein family and uses thereof
CN1328134A (zh) * 2001-04-13 2001-12-26 复旦大学 一种蛋白激酶编码序列,其编码的多肽、制法及用途
DE10123055A1 (de) * 2001-05-11 2003-03-20 Gruenenthal Gmbh Screeningverfahren mit PIM1-Kinase oder PIM3-Kinase

Also Published As

Publication number Publication date
CA2680946C (en) 2013-03-12
ATE541040T1 (de) 2012-01-15
ZA200404997B (en) 2006-05-31
RU2316598C2 (ru) 2008-02-10
KR20040075940A (ko) 2004-08-30
WO2003060130A3 (en) 2004-01-15
JP4272533B2 (ja) 2009-06-03
JP2005514068A (ja) 2005-05-19
CA2473566C (en) 2012-05-01
CA2473566A1 (en) 2003-07-24
CN100467601C (zh) 2009-03-11
KR101158326B1 (ko) 2012-06-28
KR101205194B1 (ko) 2012-11-27
MXPA04006906A (es) 2004-12-06
AU2003202579A1 (en) 2003-07-30
EP1468092A2 (en) 2004-10-20
EP1468092B1 (en) 2012-01-11
NO20043459L (no) 2004-10-07
KR20110011753A (ko) 2011-02-08
WO2003060130A2 (en) 2003-07-24
RU2004125291A (ru) 2005-04-20
DK1468092T3 (da) 2012-05-07
BR0306984A (pt) 2004-12-14
CN1620505A (zh) 2005-05-25
IL194074A (en) 2011-08-31
CA2680946A1 (en) 2003-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Karnovsky et al. A cluster of novel serotonin receptor 3-like genes on human chromosome 3
JP2003518920A (ja) 新規なヒト遺伝子および遺伝子発現産物
JP2007289196A (ja) 癌組織でディファレンシャルに発現される核酸配列
US20140087969A1 (en) PIM-3 Kinase as a Target for Type 2 Diabetes Mellitus
CA2469027A1 (en) Human genes and gene expression products isolated from human prostate
US20060188885A1 (en) High throughput functional genomic screening methods for osteoarthritis
NO333253B1 (no) Anvendelse av PIM-3 polypeptid eller DNA som et screeningsmiddel og anvendelse av PIM-3 polypeptid i behandling av insulinresistens eller type-2 diabetes mellitus
US6544742B1 (en) Detection of genes regulated by EGF in breast cancer
JP4120778B2 (ja) 骨代謝異常疾患マーカー及びその利用
AU2003202579B2 (en) PIM-3 kinase as a target for type 2 diabetes mellitus
WO2001074298A2 (en) Methods and compositions for regulating memory consolidation
CA2430794A1 (en) Human genes and gene expression products isolated from human prostate
CA2359145A1 (en) Exocytosis pathway proteins and methods of use
NZ507640A (en) Gene encoding syntaxin interacting protein
WO2003027320A2 (en) Methods for diagnosis and treatment of diseases associated with altered expression of pik3r1
US20020115058A1 (en) Methods for diagnosis and treatment of diseases associated with altered expression of Pik3r1
JP2003230388A (ja) 糖・脂質代謝異常疾患マーカーおよびその利用
JP2005508618A (ja) 双極性障害に関連する核酸およびコードされるポリペプチド
JP2002101891A (ja) 細胞周期調節タンパク質
WO2002068621A2 (en) Rax-related protein

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Lapsed by not paying the annual fees