WO2000066729A1 - Proteine meg-3 - Google Patents

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WO2000066729A1
WO2000066729A1 PCT/JP2000/002831 JP0002831W WO0066729A1 WO 2000066729 A1 WO2000066729 A1 WO 2000066729A1 JP 0002831 W JP0002831 W JP 0002831W WO 0066729 A1 WO0066729 A1 WO 0066729A1
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dna
meg
antibody
cells
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PCT/JP2000/002831
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Toshio Miyata
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Kurokawa, Kiyoshi
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    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01KANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
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    • A01K2217/075Animals genetically altered by homologous recombination inducing loss of function, i.e. knock out
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00Medicinal preparations containing peptides

Definitions

  • the present invention belongs to the field of genetic engineering, and in particular, relates to the isolation of genes of kidney cells. Background art
  • mesangial cells play a central role in maintaining the structure and function of renal glomeruli. And mesangial cells also have central pathophysiological significance in various types of nephritis. For example, proliferation of mesangial cells and accumulation of extracellular glomerular interstitial matrix are important pathological findings of glomerulosclerosis in patients with various glomerular diseases such as chronic nephritis and diabetic nephropathy. Therefore, finding genes that are expressed in mesangial cells and clarifying their functions is necessary to elucidate the biological properties of mesangial cells, to investigate the causes of diseases associated with mesangial cells, and, consequently, to relate to mesangial cells. It is effective for treating and diagnosing diseases.
  • Thyl antigen As a marker of mesangial cells, Thyl antigen is known in rats. However, this gene is not specific to mesangial cells and is not expressed in mesangial cells in humans (Miyata T. et a., I band unology (1989); 67: 531-533; Miyata T. et al. , I thigh unology (1990): 69:39 395). It is also known that mesangial cells, when activated, express sperm smooth muscle actin. Offspring are not mesangial cell-specific. Thus, there has been no report on genes characteristic of mesangial cells.
  • the present inventor has previously reported megsin as a protein specifically expressed in mesangial cells (J. Clin. Invest, 1998 Au15, 120: 4, 828-36) 0 this onset Ming, it relates to a novel protein with a distinctly different structure with this mEGSIN. Disclosure of the invention
  • An object of the present invention is to isolate a gene that is highly expressed in mesangial cells.
  • the present inventors isolated mRNA from an in vitro culture of human mesangial cells and created a 3 ′ cDNA library. Then, a large number of clones contained in this cDNA library were randomly selected and their nucleotide sequences were determined. Then, by comparing the determined base sequence with the base sequences of known 3 ′ cDNA clones obtained from various organs and cells, a clone specifically expressed in mesangial cells was selected. The AZ IPLox cDNA library prepared from the mesangial cells was screened using the insert of this clone as a probe, and the entire base sequence (3768 bp) of the positive clone was determined to complete the present invention.
  • the amino acid sequence based on Kozak's longest open reading frame with the translation initiation codon was determined.
  • the present inventor has named the protein having the deduced amino acid sequence according to the present invention Meg-3 (Meg-3).
  • the nucleotide sequence of the cDNA of human 'Meg-1 3 is shown in SEQ ID NO: 1
  • the deduced amino acid sequence of human Meg_3 is shown in SEQ ID NO: 2.
  • the base sequence having homology to the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 is an EST having 90% or more homology to 300 to 500 bases from the 3 'end of SEQ ID NO: 1. No other information could be confirmed.
  • This amino acid sequence was homology-searched with the amino acid sequence of the Database Database to confirm that Meg-13 was a novel protein.
  • a motif search was attempted for the putative amino acid J of Ming-Ming—3, a similar region to many proteins called pro li ne rich prote te in the 500th and subsequent regions counted from the N-terminus Amino acid sequence was found.
  • the region consisting of 81 amino acid residues from the 62nd to the 70th position is rich in proline (27.2%) and binds to the SH3 (Src homology 3) domain.
  • Meg-13 protein has two amino acid sequences (xPESPPPAxP) similar to the amino acid sequence (xPxxPPPFxP) of the ch peptide (PR peptide).
  • xPESPPPAxP amino acid sequence similar to the amino acid sequence (xPxxPPPFxP) of the ch peptide (PR peptide).
  • Meg-13 gene is particularly highly expressed in mesangial cells.
  • expression is observed in renal cortical epithelial cells and fibroblasts, and slight expression is observed in human umbilical vein endothelial cells and smooth muscle cells.
  • tissue distribution of Meg-3 was examined by Northern plotting, high expression of Meg-13 was observed in the placenta and then in ⁇ .
  • weak expression is seen in kidney, lung, and heart, and only slight expression is observed in liver and skeletal muscle. In the brain, expression of Meg-13 cannot be detected.
  • the present invention has been completed based on these findings.
  • the present invention specifically relates to the following proteins, DNAs, and uses thereof.
  • [1] includes the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, or an amino acid sequence in which one or more amino acids are substituted, deleted, added, and / or inserted in these amino acid sequences, and includes this amino acid sequence Tampa functionally equivalent to protein 00/02831
  • [5] A DNA that hybridizes with a DNA having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 under stringent conditions and encodes the protein of [1] or a protein functionally equivalent to these proteins.
  • [8] A vector comprising the DNA of any one of [3], [4], and [5].
  • a mesangial cell comprising the antibody according to any one of (12) to (14); Detection reagent.
  • [17] A method for detecting mesangial proliferative nephropathy by measuring the protein of [2] or a fragment thereof contained in a biological sample and comparing the measured value with a measurement value obtained from a normal sample.
  • the present inventors used a 3'-region cDNA library (3'-directed cDNA library). In this way, variations in cloning efficiency that are dependent on the size of the cDNA can be avoided.
  • the sequence of the 3 'region is unique to the gene, and a sequence of about 200 to 300 bp is sufficient to characterize the gene (Yasuda Y., Miyata T. et al., Kidney Int, 1998 Jan, 53: 1, 154-8).
  • the DNA encoding human Meg-13 of the present invention can be obtained by preparing mRNA from mesangial cells and converting it to double-stranded cDNA by a known method. mRNA is prepared by the guanidine isothiocyanate-cesium chloride method [Chirwin, et al.
  • Preparation of poly (A) + RNA from total RNA can be performed using affinity chromatography using a carrier (eg, sepharose, cellulose, latex particles, etc.) to which oligo (dT) is bound.
  • a carrier eg, sepharose, cellulose, latex particles, etc.
  • oligo (dT) complementary to the poIy (A) chain at the 3 'end, random primer 1 or synthetic oligonucleotide corresponding to a part of the amino acid sequence of Meg 13 CDNA treated with reverse transcriptase as primer (1 stst rand).
  • the hybrid mRNA consisting of mRXA and its complementary cDNA is partially digested with E.
  • cDNA can be obtained for homologues of Meg-13 in non-human species such as mouse and rat by the same method.
  • the cDNA of the homologue of Meg-13 can be isolated by the following method. That is, using the nucleotide sequence of the human Meg-13 cDNA as a probe, a cDNA library was screened by colony hybridization or plaque hybridization, and a cDNA encoding a homolog of Meg-3 was isolated. Can be released.
  • the cDNA library 1 can synthesize mRNA extracted from mouse, rat tissues, cultured mesangial cells and the like as type III. Alternatively, a commercially available cDNA library (Funakoshi, etc.) can also be used.
  • a method for designing a digenerative primer before and after an open reading frame based on the human Meg-1 cDNA of the present invention and amplifying a homologous cDNA by PCR using the primer is also described. It can also be used.
  • the human Meg-1 genome can be obtained by screening a genomic library.
  • a genomic library can be synthesized, for example, by preparing a genome from human B lymphoblasts and incorporating DNA partially digested with Sau3 into a phage vector EMBL3 (Blood, vol 83, No. 11). , 1994: pp 3126-3131). If such a genomic library is subjected to the plaque hybridization method (see New Cell Engineering Experimental Protocol, Shujunsha, PP79-92), a clone containing the target genome can be obtained.
  • the probe use the entire region of the open reading frame of Meg-3 cDNA (2202 bp), or each exon-intron obtained by amplifying human genomic DNA by PCR using the cDNA as a primer. be able to.
  • the 5'-RACE method (5'-Full RACE Core Set (Takara Shuzo) was used as a type II mRNA from human cultured mesangial cells or human kidney mRNA (purchased from Clontech). 5) UTR can be sequenced using the method of
  • the gene of the present invention can be obtained by, for example, the phosphoamidite method [Mat tencci, MD & Caruthers, MHJ Am. Chem. Soc. 103, 3185 (1981)], the phosphite-triester method [Hunkapiller, M. et al. 310, 105 (1984)], etc., according to a conventional method using chemical synthesis of nucleic acids.
  • eukaryotic genes often show polymorphism, as is known for the human interferon gene. Due to this polymorphism, protein activity is usually maintained even if one or more amino acid substitutions occur in the amino acid sequence. In general, it is known that protein activity is often maintained by modification of one or several amino acids. Therefore, a gene encoding a protein obtained by artificially modifying the gene encoding the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 has the characteristic function of the gene of the present invention. As long as it has, all are included in the present invention. In addition, all proteins artificially modified from the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 are included in the present invention as long as they have the characteristics of the protein of the present invention.
  • the protein of the present invention includes the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, or an amino acid sequence in which one or more amino acids have been substituted, deleted, added, and / or inserted in these amino acid sequences.
  • Meg 1 by the invention 3 and functional Contains equivalent proteins.
  • functionally equivalent means
  • Meg-13 may be involved in the signal transduction system because it has a PR domain that is predicted to bind to the SH3 domain.
  • the SH3 domain is one of the domains possessed by various intracellular signaling substances, including the Src family.
  • the high possibility of cytoplasmic localization of the protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 (52.2%) also suggests that Meg-3 is likely to be involved in signal transduction.
  • Meg13 also has the following expression characteristics.
  • tissue distribution of Meg-3 was observed by Northern plotting, high expression of Meg-13 was observed in the placenta and then in the tongue.
  • weak expression is seen in kidney, lung, and heart, and only slight expression is observed in liver and skeletal muscle. No expression of Meg-3 can be detected in the brain.
  • the expression status of Meg-3 in each tissue can be known, for example, by performing a Northern plot access using a probe having a nucleotide sequence selected from SEQ ID NO: 1 and using mRNA prepared from each tissue as a sample. it can.
  • Meg-13 All proteins having functionally equivalent biological characteristics as described above constitute Meg-13 according to the present invention. Therefore, not only human Meg-3 whose structure has been specifically clarified, but also homologs of other structurally or functionally equivalent species are included in the present invention.
  • the DNA of the present invention also includes DNAs encoding these functionally equivalent proteins.
  • the DNA encoding these proteins is not only cDNA but also genomic It can be DNA or synthetic DM.
  • the codon for the desired amino acid is known per se, and its selection may be arbitrary, for example, it can be determined according to an ordinary method in consideration of the codon usage frequency of the host to be used [Grantham, R. et al. Nucleic Acids Res. 9, r43 (1981)]. Therefore, those obtained by appropriately modifying DNA in consideration of the degeneracy of codons are also included in the DNA of the present invention.
  • Site-specific displacement mutagenesis using a primer consisting of a synthetic oligonucleotide encoding the desired modification (sitespecific mutagenesis) [Mark, DF et al. Pro Nat 1. Acad. Sci. USA 81,5662 (1984) And the like, the codons of these nucleic acid sequences can be partially modified.
  • Stringent conditions generally include the following conditions. That is, it is hybridized with 4XSS 65, and washed with 0.1 XSSC at 65 for 1 hour.
  • the temperature conditions for hybridization and washing which greatly affect the stringency, can be adjusted according to the melting temperature (Tm).
  • Tm varies depending on the ratio of constituent bases in the hybridized base pairs and the composition of the hybridization solution (salt concentration, sodium formamide-dodecyl sulfate concentration). Therefore, those skilled in the art can empirically set conditions that give equivalent stringency in consideration of these conditions.
  • nucleotide sequence of the DNA according to the present invention can be used for various purposes based on known techniques.
  • the gene encoding Meg-13 cloned in this way can be transformed into other prokaryotic or eukaryotic host cells by incorporating it into an appropriate expression vector DNA. Can be replaced. Furthermore, by introducing an appropriate promoter and a sequence relating to expression into these expression vectors, the gene can be expressed in each host cell.
  • expression vectors include ET-3 [Studier & Moffalt, J. Mol. Biol. 189, 113 (1986)] for Escherichia coli and pEF-BOS [Nucleic Acids Research 18, for COS cells]. 5322 (1990)], pSV2-gpt [Mulligan & Berg, Pro, Natl. Acad. Sci.
  • host cells for eukaryotic microorganisms include, for example, Saccharomyces cervisiae.
  • host cells derived from mammals include, for example, COS cells, CH0 cells, BHK cells and the like.
  • the transformant of the present invention may be cultured by appropriately selecting culture conditions suitable for the host cell.
  • the transformant transformed with the gene encoding Meg-13 as described above is cultured, and the produced Meg-13 is separated from the inside or outside of the cell and purified to a uniform protein.
  • Separation and purification of Meg-13 which is the target protein of the present invention, may be performed by a separation and purification method used for ordinary proteins, and is not limited at all.
  • Meg-13 can be separated and purified by appropriately selecting and combining various chromatography and the like.
  • a recombinant vector containing the gene, a transformant using the vector, and a process for producing Meg-13 using the gene in addition to the above, in addition to the gene of the present invention, a recombinant vector containing the gene, a transformant using the vector, and a process for producing Meg-13 using the gene.
  • the processing means of the gene manipulation can be carried out according to a conventional method described in ⁇ Molecu l ar C l onng- A Labora tory Manua l J (Cold Spring Harbor Labora tory, NY) ''. .
  • a probe for detecting the Meg-13 gene can be designed based on the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1.
  • primers for amplifying DNA or RNA containing these nucleotide sequences can be designed. Designing probes and primers based on a given base sequence is routinely performed by those skilled in the art.
  • Oligonucleotides having the designed nucleotide sequence can be obtained by chemical synthesis. If an appropriate label is added to the oligonucleotide, it can be used for various formats of hybridization assay. Alternatively, it can be used for a nucleic acid synthesis reaction such as PCR. It is desirable that the oligonucleotide used for the probe or the primer has a length of at least 15 bases, preferably 25 to 50 bases.
  • the meg-3 gene according to the present invention is specifically expressed in kidney tissues, particularly in mesangial cells. Therefore, the oligonucleotide according to the present invention that specifically hybridizes to the Megu3 gene is useful as a probe or primer that enables specific detection of mesangial cells. Since mesangial cells are closely related to renal glomerular function, the oligonucleotide according to the present invention can be a useful tool in renal pathological analysis.
  • an antisense nucleic acid capable of controlling the expression of Meg-13 based on the nucleotide sequence of the gene encoding Meg-13 disclosed by the present invention.
  • the antisense nucleic acid according to the present invention is an important tool for elucidating the role of meg-3 in mesangial cells. Alternatively, it is useful for controlling a pathological condition caused by increased expression of Meg-13.
  • the antisense nucleic acid suppresses the expression of the target gene by the following factors. That is, transcription initiation inhibition due to triplex formation, and the site where an open loop structure was locally formed by RNA polymerase.
  • the antisense sequence used in the present invention may suppress the expression of the target gene by any of the actions described above.
  • designing an antisense sequence that is complementary to the untranslated region near the 5 'end of the gene mRNA would be effective in inhibiting translation of the gene.
  • sequences complementary to the coding region or the 3 'untranslated region may also be used.
  • the DNA containing the antisense sequence of the sequence of the untranslated region as well as the translated region of the gene is also included in the antisense DNA used in the present invention.
  • the antisense DNA to be used is ligated downstream of an appropriate promoter, and preferably a sequence containing a transcription termination signal is ligated on the 3 ′ side.
  • the DNA thus prepared can be transformed into a desired host by a known method.
  • the sequence of the antisense DNA is preferably a sequence complementary to the endogenous gene (or a homologous gene thereof) of the transformed host or a part thereof, but as long as the expression of the gene can be effectively inhibited, It need not be completely complementary.
  • RNA transcribed with DNA as type III binds to the transcript of the target gene. And preferably 90%, most preferably 95% complementarity.
  • the length of antisense MA is at least 15 bases or more, preferably 100 bases or more, and more preferably 500 bases or more. is there. Usually, the length of the antisense RNA used is less than 2.5 kb.
  • the promoter region and enhancer region of the Meg-13 gene present in the genome can be obtained. Specifically, JP-A-6-181767, "The Journal of Immunology (1995) 155, 2477-2486, Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1995), 92, 3561-3565" These control areas can be obtained in the same manner as in the above.
  • the promoter region is a DNA region that regulates the expression of a gene located upstream of the transcription start site
  • the enhancer region is a gene region that regulates the expression of a gene present in intron or 3 ′ UTR. DNA region to be controlled.
  • the promoter region can be obtained, for example, by the following method.
  • a DNA fragment obtained by removing the coding region of the Meg-3 gene from the DNA obtained in 2) is subcloned on a plasmid, and 2-5 kbp downstream of this DNA fragment, chloramphenicone as a reporter gene is subcloned.
  • CAT Luacetyl transferase
  • the 5'-end and 3'-end of the Meg-13 gene upstream portion were removed by restriction enzyme digestion or PCR in such a manner as to include each potential portion of the promoter region.
  • DNA fragments corresponding to various sites are prepared, and a CAT gene or a luciferase gene as a repo overnight gene is constructed downstream of these to construct a repo overnight plasmid.
  • the 3 'UTR and the enhancer region in the intron were cloned using the Meg-3 cDNA as a probe, cloning the genomic gene of human Meg-13 from the human genomic library, and proceeding in the same manner as in the above-mentioned method for promotion. Thus, a region having an enhancer activity can be obtained.
  • the transcription factors controlling the expression of Meg-1 3 genes include “New Cell Engineering Experimental Protocol (Shujunsha)”, “Biomanual Series 5 Transcription Factor Research Method (Yodosha)”, “DNA & Well-known methods such as the method described in Cell Biology, 13, 731-742 (1994) j, for example, a method using an affinity column, a Southwestern method, a footprinting method, a gel shift method,
  • a transcription factor is a factor that regulates transcription of the Meg-3 gene, and a transcription initiation factor that induces a transcription initiation reaction, A transcription factor that positively or negatively regulates transcription.
  • the nuclear extract is applied to the column obtained by the above-mentioned method, in which the promoter overnight region and the enhancer region are immobilized on Sepharose or latex beads, and the column is washed.
  • a transcription factor controlling the expression of Meg-13 gene can be obtained.
  • the expression product of cDNA inserted into an expression vector (for example, til) of Escherichia coli is screened with a labeled probe.
  • the cDNA to be screened is expressed as a fusion protein with (3-galactosidase) and adsorbed onto a nitrocellulose membrane. Then, the DNA fragment of the promoter-enhanced region labeled with a radioisotope is made into a probe, and the phage that synthesizes a fusion protein having binding activity is selected to control the expression of the Meg-13 gene. Transcription factor can be obtained.
  • the gel shift method is based on the phenomenon that when free DNA binds to a protein, the mobility of electrophoresis by polyacrylamide gel is different. DNA fragments in the promoter and enhancer regions are used as probes, mixed with a sample containing a transcription factor (eg, a nuclear protein extract), and subjected to electrophoretic analysis under low ionic strength. Transcription factor binding is detected as a band with a different mobility than free DNA.
  • the gel shift method can separate transcription factors with high sensitivity from a mixture of proteins.
  • the binding site of the transcription factor can be determined.
  • Footprinting utilizes the phenomenon that binding of a protein to DNA protects it from DNase I digestion. That is, the DNA of the promoter region, which is labeled with 32 P at the end, is partially digested with DNase I in the presence of a transcription factor, and separated on a denaturing polyacrylamide gel for nucleotide sequence determination. Compared to the result of performing the same treatment in the absence of the transcription factor, the disappearance of the band due to the binding of the transcription factor is observed, so that the binding site can be estimated.
  • the present invention also provides an antibody that recognizes Meg-13.
  • the antibodies of the present invention include, for example, antibodies against a protein having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2.
  • An antibody eg, a polyclonal antibody, a monoclonal antibody
  • an antiserum against Meg-1 or a partial peptide of Meg-3 of the present invention can be obtained by using the Meg-1 of the present invention.
  • a partial peptide of meg-3 of the present invention or a fusion protein such as c-myc- (His) 6 -tag-megu3 or MBP-megu3 according to the present invention as an antigen
  • a known antibody or a known antibody may be used.
  • it can be produced according to a method for producing antiserum.
  • the Meg-13 of the present invention or the partial peptide of Meg-13 of the present invention is administered to a warm-blooded animal together with a known carrier or diluent at a site where the antibody can be produced by administration.
  • Complete Freund's adjuvant or incomplete Freund's adjuvant may be administered in order to enhance the antibody-producing ability upon administration. Administration is usually performed once every 1 to 6 weeks, for a total of about 2 to 10 times.
  • Warm-blooded animals used for antibody production include, for example, monkeys, rabbits, dogs, guinea pigs, mice, rats, sheep, goats, and chickens, and mice and rabbits are preferably used.
  • a warm-blooded animal immunized with the antigen for example, a mouse with an antibody titer is selected from the mouse, and the spleen or lymph node is collected 2 to 5 days after the final immunization and contained in them.
  • a monoclonal antibody-producing hybridoma By fusing the antibody-producing cells obtained with myeloma cells, a monoclonal antibody-producing hybridoma can be prepared.
  • the antibody titer in the antiserum is measured, for example, by reacting the labeled meg 13 described below with the antiserum, and then measuring the activity of the labeling agent bound to the antibody.
  • the fusion operation can be performed according to a known method, for example, the method of Koehler and Milstein (Nature, 256, 495 (1975)).
  • the fusion promoter include polyethylene glycol (PEG) and Sendai virus, and PEG is preferably used.
  • myeloma cells examples include X-63Ag8, NS-K P3UK SP2 / 0, AP-1 and the like, with X-63Ag8 being preferred.
  • the preferred ratio between the number of antibody-producing cells (spleen cells) and the number of myeloma cells used is 1:20 to 20: 1, and PEG (preferably PEG1000 to PEG6000) is added at a concentration of about 10 to 80%. Incubation at 20 to 40 ° C, preferably 30 to 37 ° C for 1 to 10 minutes enables efficient cell fusion.
  • Various methods can be used to screen anti-Meg-13 antibody-producing hybridomas.
  • a solid phase in which Meg-3 antigen is adsorbed directly or together with a carrier eg, a microphone
  • an anti-immunoglobulin antibody anti-mouse immunoglobulin antibody if the cells used for cell fusion are mice
  • protein A to detect anti-Megu3 monoclonal antibody bound to the solid phase
  • add the hybridoma culture supernatant to the solid phase to which anti-immunoglobulin antibody or protein A is adsorbed and add radioactive substances or enzymes.
  • a method of adding labeled Meg-13 and detecting anti-Meg-13 monoclonal antibody bound to the solid phase can be mentioned.
  • Selection and closing of the anti-Megou3 monoclonal antibody can be performed according to a method known per se or a method analogous thereto. It is usually performed in a medium for animal cells supplemented with HAT (hypoxanthine, aminopterin, thymidine).
  • HAT hyperxanthine, aminopterin, thymidine
  • any medium may be used as long as it can grow eight hybridomas.
  • RPMI 1640 medium containing 1-20%, preferably 10-2 ( ⁇ fetal bovine serum) (Dainippon Pharmaceutical Co., Ltd.), GIT medium containing 1-10% fetal bovine serum (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • the culture temperature is usually 20 to 40, preferably about 37.
  • the cultivation time is generally 5 days to 3 weeks, preferably 1 week to 2 weeks.
  • the cultivation is usually performed under carbon dioxide gas.
  • the antibody titer of the hybridoma culture supernatant is as follows. The measurement can be performed in the same manner as the measurement of the anti-Megu 3 antibody titer.
  • the cloning can be usually performed by a method known per se, such as a semi-solid Atger method or a limiting dilution method. Cultured in serum medium, giving optimal amount of antibody to the supernatant The desired monoclonal antibody can also be obtained by ascites.
  • the monoclonal antibody according to the present invention can be made not to cross with other proteins by selecting an antibody that recognizes an epitope specific to Meg-13. Generally, at least 7 or more consecutive amino acid residues, preferably 10 to 20 amino acids, in the amino acid sequence constituting the protein It is said that the epitope presented shows a specific epitope for the protein. Therefore, a monoclonal antibody that recognizes an epitope that is selected from the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 2 and has an amino acid sequence consisting of at least 7 consecutive amino acid residues and that recognizes an epitope is described in the present invention. — A 3-specific monoclonal antibody.
  • Separation and purification of the anti-Meg-13 monoclonal antibody are carried out according to the immunoglobulin separation and purification method in the same manner as ordinary polyclonal antibody separation and purification.
  • Known purification methods include, for example, salting out method, alcohol precipitation method, isoelectric point precipitation method, gel electrophoresis method, adsorption / desorption method using an ion exchanger (for example, DEAE), ultracentrifugation method, gel filtration method, antigen Techniques such as a specific purification method in which only the antibody is collected using a binding solid phase or an active adsorbent such as protein A or protein G and the bond is dissociated to obtain the antibody can be shown.
  • the monoclonal antibody or polyclonal antibody according to the present invention that recognizes meg13 thus obtained can be used for diagnosis or treatment of diseases associated with mesangial cells.
  • Methods for measuring Meg-13 using these antibodies include a sandwich method for detecting a sandwich complex formed by reacting Meg-13 with an antibody bound to an insoluble carrier and a labeled antibody, To show a competitive method, etc., in which labeled human 'Meg-13 and human-derived Meg-13 in the sample are allowed to react competitively with the antibody, and human-derived Meg-13 in the sample is measured based on the amount of labeled antigen reacted with the antibody. Can be.
  • Meg-13 In the measurement of Meg-13 by the sandwich method, first, after reacting the immobilized antibody with Meg-3, the unreacted substances are completely removed by washing, and the labeled antibody is added, followed by addition of the labeled antibody.
  • a two-step method of forming a 13-labeled antibody or a one-step method of simultaneously mixing an immobilized antibody, a labeled antibody and Meg-13 can be used.
  • Insoluble carriers used for measurement include, for example, synthetic resins such as polystyrene, polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polyester, polyacrylate, nylon, polyacetal, and fluororesins; polysaccharides such as cellulose and agarose; Examples include glass and metal.
  • synthetic resins such as polystyrene, polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polyester, polyacrylate, nylon, polyacetal, and fluororesins
  • polysaccharides such as cellulose and agarose
  • examples include glass and metal.
  • shape of the insoluble carrier various shapes such as tray shape, spherical shape, particle shape, fibrous shape, rod shape, disk shape, container shape, cell, test tube and the like can be used.
  • the antibody-adsorbed carrier is stored in a cool place in the presence of a preservative such as sodium azide as appropriate.
  • a known chemical bonding method or physical adsorption method can be used.
  • a chemical bonding method for example, a method using dartalaldehyde, N-succinimidyl-4- (N-maleimidomethyl) cyclohexane-1-carboxylate, N-succinimidyl-2-maleimidoacetate, or the like is used.
  • Maleimide method triethyl-3-
  • Other examples include the maleimidobenzoyl-N-hydroxysuccinimide ester method, the N-succimidyl-3- (2-pyridyldithio) propionic acid method, the bisdiazonated benzidine method, and the dipalmityl lysine method.
  • a complex formed by first reacting the target substance and two kinds of antibodies having different epitopes may be captured by immobilizing the third antibody against the antibody by the above-described method. It is possible.
  • the labeling substance is not particularly limited as long as it can be used for an immunological assay.
  • enzymes fluorescent substances, luminescent substances, radioactive substances, metal chelates and the like can be used.
  • Preferable labeling enzymes include, for example, peroxidase, alkaline phosphatase, j3-D-galactosidase, malate dehydrogenase, staphylococcal nuclease, DEL-5-steroid isomerase, ⁇ -glycerol phosphate dehydrogenase, and triose phosphate isomerase.
  • fluorescent substances include, for example, fluorescein isocyanate, phycopyri protein, rhodamine, phycoerythrin, phycocyanin, allophycocyanin, and orthophthalaldehyde.
  • Preferred luminescent material examples thereof include isoluminol, lucigenin, luminol, aromatic acridinium ester, imidazole, acridinium salt and its modified ester, luciferin, luciferase, and aequorin.
  • Preferred radioactive material 125 I, 127 I, l 3 'I, 14 C, 3 ⁇ 4, 32 P, or 35 S and the like.
  • Direct and indirect signs can be used.
  • a direct labeling method a method of chemically covalently bonding an antibody or an antibody fragment and a label with a crosslinking agent is generally used.
  • Crosslinking agents include ⁇ , ⁇ '-orthophenylenedimaleimide, 4- ( ⁇ -maleimidomethyl) cyclohexanoic acid ⁇ ⁇ -succinimide ester, 6-maleimidohexanoic acid ⁇ ⁇ -succinimide ester , 4,4'-dithiopyridine and other known crosslinking agents can be used.
  • cross-linking agents and enzymes and antibodies may be performed according to a known method depending on the properties of each cross-linking agent.
  • a method may be employed in which a low-molecular-weight hapten such as biotin, dinitrophenyl, pyridoxal, or fluorescamine is bound to the antibody, and indirectly labeled with a binding component that recognizes this.
  • Avidin and streptavidin are used as recognition ligands for piotin.
  • dinitrophenyl, pyridoxal or fluorescamine antibodies that recognize these haptens are labeled.
  • horseradish beluoxidase can be used as a labeling enzyme.
  • This enzyme is advantageous because it can react with many substrates and can be easily bound to antibodies by the periodate method.
  • a fragment thereof for example, Fab ', Fab, F (ab') 2 is used as the antibody.
  • Enzyme-labeled products can be obtained by the same treatment regardless of whether the antibody is a polyclonal antibody or a monoclonal antibody. If the enzyme-labeled product obtained by using the above-mentioned cross-linking agent is purified by a known method such as affinity chromatography, a more sensitive immunoassay system becomes possible. The purified enzyme-labeled antibody is stored by adding thimerosal or the like as a preservative, and glycerin or the like as a stabilizer. Labeled antibodies should be lyophilized and stored in a cool, dark place Can be stored for a longer period.
  • the labeling agent is an enzyme
  • a substrate and, if necessary, a color former are used to measure its activity.
  • peroxidase is used as the enzyme
  • H 2 O 2 is used as the substrate solution
  • 2,2'-azino-di- [3-ethylbenzthiazoline sulfonate] ammonium salt (ABTS) is used as the color former.
  • Aminosalicylic acid, orthophenylenediamine, 4-aminoantipyrine, 3,3 ', 5,5'-tetramethylbenzidine and the like can be used.
  • alkaline phosphatase is used as an enzyme
  • orthonitrophenylphosphate, paranitrophenylphosphoric acid, etc. can be used as a substrate.
  • the present invention also relates to a monoclonal antibody or a polyclonal antibody which has been labeled or immobilized to form a reagent for immunological measurement of Meg-13. It also includes those prepared as a kit with the indicator and control sample.
  • the subject of measurement of Meg-13 in the present invention is a biological sample containing Meg-13, or a precursor or fragment of Meg-13, such as plasma, serum, blood, urine, tissue fluid, or a body fluid such as cerebrospinal fluid. It is not limited if it is.
  • the present invention relates to transgenic non-human vertebrates having altered expression levels of the Meg-3 gene.
  • the Meg-13 gene includes cDNA, genomic DNA or synthetic DNA encoding Meg-13. Gene expression also includes both transcription and translation steps.
  • the transgenic animal according to the present invention is useful for studying the function or expression regulation of megu3, elucidating the mechanism of diseases related to human mesangial cells, and developing disease model animals for screening and safety of pharmaceuticals It is.
  • the gene can be modified so as to be artificially increased or decreased compared to the expression level of the original gene.
  • a modification is a regulation of transcription of the Meg-13 gene.
  • protein translation can also be modified by deleting part of the pexon or by replacing it with a stop codon by introducing a point mutation into the translation region. This mutation can be introduced by a known method, and a transgenic animal can be obtained.
  • a transgenic animal is an animal in which a foreign gene has been artificially introduced into germ cells by genetic recombination in a narrow sense.
  • an antisense RNA in which the function of a specific gene is suppressed by using antisense RNA
  • sense sense transgenic animals animals in which specific genes have been knocked out using embryonic stem cells (ES cells), and animals into which point-mutated DNA has been introduced.
  • ES cells embryonic stem cells
  • the transgenic animal includes all vertebrates other than humans.
  • Transgenic animals can be prepared by mixing the gene and egg and treating with calcium phosphate, or by introducing the gene directly into the nucleus of a pronuclear egg under a phase-contrast microscope using a micropipette. (Microinjection method, US Pat. No. 4,873,191), and a method using embryonic stem cells (ES cells).
  • ES cells embryonic stem cells
  • a method has been developed in which a gene is inserted into a retrovirus vector to infect eggs, and a sperm vector method in which a gene is introduced into eggs via sperm.
  • the sperm vector method is a genetic recombination method in which a spontaneous gene is attached to sperm or incorporated into sperm cells by a method such as electroporation and then fertilized by an egg to introduce the foreign gene (M Lavi tranoe et al. Cell, 57, 717, 1989).
  • site-specific recombination can be used in vivo such as the cre / loxP recombinase system of bacteriophage PI and the FLP recombinase system of Saccharomyces s cerevisiae.
  • a method for producing a transgenic animal by the microinjection method is performed, for example, as follows. First, a transgene consisting essentially of a promoter involved in the regulation of expression, a gene encoding a specific protein, and a polyA signal is required.
  • the expression style and expression level of a specific molecule depend on the promoter activity.
  • the transgenic animals created differ depending on the copy number of the introduced transgene and the introduced site on the chromosome.
  • Expression ⁇ Check the expression level. Since it has been known that the expression level is changed by splicing, the spliced intron sequence may be introduced before the polyA signal. It is important to use as pure a gene as possible to introduce into a fertilized egg. Animals used include fertilized egg collection mice (5-6 weeks old), mating male mice, pseudopregnant female mice, vasectomy male mice, and the like.
  • ovulation may be induced by gonadotropin or the like.
  • the fertilized egg is collected, and the gene in the injection pipe is injected into the male pronucleus of the egg by microinjection.
  • Prepare animals (pseudo-pregnant female mice, etc.) for returning the injected eggs to the oviduct, and transplant about 10 to 15 animals per animal.
  • whether the transgene has been introduced into the mouse born whether the transgene has been detected by Southern or PCR extraction of the genomic DNA from the tip of the tail, or when homologous recombination has occurred It can be selected by the positive cloning method in which a marker gene that activates only is inserted.
  • the transgene-derived transcript is detected by the Northern method or the RT-PCR method. Alternatively, detection can be performed by Western blotting using a specific antibody against the protein.
  • the knockout mouse of the present invention has been processed so that the function of the mouse Meg-13 gene is lost.
  • Knockout mice are transgenic mice in which any gene has been disrupted by homologous recombination technology and the function has been lost. Embryonic stem cells And then homologous recombination is used to select embryonic stem cells in which one of the alleles has been altered or destroyed, and a knockout mouse can be produced.
  • a genetically engineered embryonic stem cell is injected into a blastocyst or an 8-cell embryo of a fertilized egg to obtain a chimeric mouse in which cells derived from embryonic stem cells and cells derived from an embryo are mixed.
  • this chimeric mouse (a chimera is a single individual formed from somatic cells based on two or more fertilized eggs) is bred to a normal mouse, a heterozygous cell in which all of one allele has been altered or destroyed A zygote mouse can be produced. Furthermore, by crossing heterozygous mice, homozygous mice can be produced.
  • the transgenic animal according to the present invention includes both these heterozygotes and homozygotes.
  • Homologous recombination refers to recombination that occurs between two genes having the same or very similar nucleotide sequences in the gene recombination mechanism.
  • PCR can be used to select cells that have undergone homologous recombination.
  • a PCR reaction was performed using a part of the inserted gene and a part of the region expected to be inserted as a primer, and it was found that homologous recombination occurred in the cells in which the amplification product was produced.
  • a neomycin resistance gene can be linked to the introduced gene, and the cells can be selected by making the cells neomycin resistant after introduction. The method can be easily selected using the methods described above and their modifications.
  • FIG. 1 is a photograph showing the result of Western blot analysis using an anti-Meg-3 antibody. Each lane corresponds to the next antigen.
  • Lane 3 Luciferase protein (Promega) expressed in Escherichia coli reticulocytes in vitro transcr ipption and translation
  • Lane 4 3-terminal c-myc-added meg—3
  • FIG. 2 is a photograph showing the results of microscopic examination of a CHO cell in which a 3-terminal c-myc-added meg-13 was highly expressed by a confocal laser microscope. The nucleus is stained in blue at the center, and the part fluorescently stained in green around the nucleus indicates the localization of Megou3.
  • Human glomerular kidney mesangial cells were isolated from normal human kidneys isolated from a 58-year-old man.
  • the renal cortex was isolated under aseptic conditions, minced, and passed through several sieves. The sieve used was gradually reduced in pore size.
  • the glomeruli captured on a sieve with a pore size of 75-200 ⁇ m were washed and incubated with 100 zg / mL collagenase (Washington Biochemical) at 37 for 20 minutes.
  • glomeruli were transferred to medium 199 (Gibco BRL) containing 25 mM HEPES, 10 ⁇ Nu-serum (Collaborative Biomedical Products II, Bedford, MA) and antibiotics (10 / g / mL penicillin, streptomycin, and fungizone). company, Gai thersburg, resuspended in MD), and incubated in a 5% C0 2 incubator.
  • mesangial cells were transformed with typical morphological characteristics, trypsin, puromycin and D-valine metabolism, actin (Zymed Laboratories II, San Francisco, CA), mVLA (, very late antigen)- Identified by a series of criteria, such as a positive immunostaining for l, 3,5 (I unotech) and a negative immunostaining for factor VIII (Dako, CA).
  • RNA was isolated from human mesangial cells using the guanidine isothiocyanate (GTC) method. That is, in the culture solution containing the serum of the cells of Example 1 The mesangial cell confluent culture was washed with phosphate buffered saline (PBS) and dissolved in a 5.5 mM GTC solution. DNA was removed by passing it through an 18 gauge needle. Nuclei and other cell debris were precipitated by centrifugation at 5, OOOXg for 90 seconds. The supernatant was carefully placed on a cesium trifluoroacetate (CsTFA) layer and centrifuged at 15 ° C, 125, OOOXg for 24 hours. The RNA pellet was dissolved in TE buffer. Poly (A) + RNA was separated using an oligo dT cellulose column (Pharmacia).
  • GTC guanidine isothiocyanate
  • cDNA synthesis was performed using a vector primer based on pUC19 [Norrander J., et al., Gene, 26, 101-106 (1983)].
  • This vector primer DNA had a HincII end and a Pstl end with a T tail, and was dam-methylated at the Mbol site (GATC).
  • GTC Mbol site
  • the cDNA sequence and the single BamHI site in the lacZ gene of the vector were cut with Mbol and BamHI, respectively, followed by circularization and ligation at low DNA concentrations. A portion of the ligation mixture was transformed into E. coli. The resulting transformants were randomly selected and individually dissolved by simple heating.
  • the inserted cDNA sequence was amplified by paired PCR using primers (5'-TGTAAAACGACGGCCAGT-3 '/ SEQ ID NO: 3 and 5'-ACCATGATTACGCCAAGCTTG-3' / SEQ ID NO: 4) adjacent to the PUC19 cloned site. I let it.
  • the resulting short double-stranded DNA was used in a cycle sequencing reaction and analyzed with an automatic sequencer.
  • an AZIPLox cDNA library was synthesized using an oligo dT primer and a random primer.
  • a commercially available ⁇ zip lox (manufactured by Gibco BRL, trade name: AZIPLox EcoRI Arms) was used for library synthesis.
  • the AZIPLox cDNA library was screened using the insert as a probe for a specific clone detected particularly frequently in the mesangial cell cDNA library obtained in Example 4. For the positive clones, the nucleotide sequence of the inserted gene fragment was determined by the dideoxy luminescence method.
  • the position of the predicted start codon ATG was consistent with the consensus sequence and gave the longest open reading frame (satisfying the "the first ATG rule").
  • the nucleotide sequence of Meg-13 cDNA is shown in SEQ ID NO: 1
  • the deduced amino acid sequence of Meg-13 is shown in SEQ ID NO: 2.
  • the Northern plot analysis of Meg-13 was performed as follows.
  • the insert of the positive clone of the 3 'region cDNA library (Example 3) was RI-labeled by random DNA labeling and used as a probe.
  • poly (A) + RNA (2 g) isolated from the following cells was separated on an agarose gel containing 2.2 M formamide and transferred to a nitrocellulose filter.
  • the filters were hybridized in Rapid Hyb solution (Amersham, Arlington Heights, ID.) After hybridization, the filters were washed at 60 with a final stringency of 0.1XSSPE / 0.1% SDS.
  • Northern blot of multiple primary cultures of cells and tissues from humans Samples for Northern plots were purchased from Clontech (Palo Alto, CA).
  • Primary cultured cells were 2 x g of Poly (A) + RNA derived from primary cultured human mesangial cells, human dermal fibroblasts, human renal cortical epithelial cells, human umbilical vein endothelial cells, and human smooth muscle cells.
  • Northern blots of human cancer cell lines include promyelocytic leukemia HL-60, HeLa cell S3, chronic myelogenous leukemia K-562, lymphoblastic leukemia MOLT-4, Burkitt lymphoma Raji, colon adenocarcinoma SW480, lung cancer A549 And 2 g of P0ly (A) + RNA from melanoma G361 were used as samples.
  • Tissue Northern blots included 2 g of poly (A) + RNA from heart, brain, placenta, lung, liver, skeletal muscle, kidney, and Katsu. Hybridization and washing were performed as described above. The results are shown in Table 1_3.
  • a single transcript (approximately 4.0 kb) was detected in cultured Mesangium cells by Northern blot analysis using the Meg-13 cDNA probe.
  • Megu3 gene was particularly highly expressed in mesangial cells.
  • expression was observed in renal cortical epithelial cells and dermal fibroblasts, and slight expression was observed in human umbilical vein endothelial cells and smooth muscle cells.
  • high expression was observed in the placenta of the human and then in the knee.
  • expression was observed in tissues such as heart, lung, and kidney, and expression was weak in liver and skeletal muscle, and expression in brain could not be detected.
  • cultured cancer cell lines strong expression was observed in HeLa cell S3 and colon adenocarcinoma SW480, and also in lung cancer A549, but no significant expression was observed in other cell lines.
  • ISH in situ hybridization
  • a primer designed to encode the translation region using a human cultured mesangial cell line poly (A) + RNA (Q.g / ⁇ ) IOI as type I That is, a primer (5'-CGGAATTCATGGGGTGGATGGG-3 '/ SEQ ID NO: 6) containing a start codon and a restriction enzyme EcoRI recognition sequence at the 5' end, and a primer (5'-GCGAATTCTAGAACTCAGTCTGCACCC) containing a stop codon and an EcoRI recognition sequence A PCR reaction was performed with CTGC-37 SEQ ID NO: 7).
  • reaction conditions were as follows: lOXEx Taq buffer 51, dNTP mixture (2.5 mM) 8 K PCR primer (SEQ ID NO: 6, 20 pmo 0.5 K primary PCR Al primer (SEQ ID NO: 7, 20 pmol / l) 0.5 KT aKaRa Ex TaqTM ( 10 U / 1) 0.5 / K Sterile water to make the total volume 50 1.
  • K PCR primer SEQ ID NO: 6, 20 pmo 0.5 K primary PCR Al primer (SEQ ID NO: 7, 20 pmol / l)
  • KT aKaRa Ex TaqTM 10 U / 1
  • “Set in Takara PCR Thermal Cyclerj and let it react for 30 cycles of 1 minute at 94, 2 minutes at 60, and 2 minutes at 72.
  • the ampicillin-resistant strain was inoculated into 3 ml of LB culture solution, and After the interculture, the plasmid was extracted by the mini-prep method and confirmed with restriction enzymes to obtain an expression vector, pMALc2 / meg3.
  • Escherichia coli XL1-Blue transformed with pMALc2 / meg3 is shake-cultured at 37 ° C for 18 hours in 10 ml of LB medium supplemented with ampicillin to lOO / ig / ml.
  • 11 Rich medium (1 L, lOg tryptone, 5 g yeast extract, 5 g NaC, 2 g dalcoses, ampicillin added to 100 g / ml), and cultured at 37 ° C with shaking .
  • the fused maltose binding protein can be cleaved and removed by an enzyme in the following manner. Put the protein solution in a dialysis tube (fraction molecular weight: 3,500) and dialyze against Factor Xa buffer (20 mM Tris-CK 100 mM NaCK 2 mM CaCl 2 , lmM sodium azide). 10 1 factor Xa in dialyzed solution (lmg / ml) And reacting for 24 hours at room temperature to specifically cleave the binding site between the maltose-binding protein and the target protein. After cleavage, the target protein can be obtained by purifying by gel filtration chromatography, ion exchange column chromatography, or the like.
  • Concentrated fusion protein MBP-Meg-3 (lOmM sodium phosphate, obtained in Example 9) 0.5M NaCl, lOmM ⁇ Is) was mixed with an equal amount of Freund's complete adjuvant and sufficiently emulsified. 0.5 ml of this emulsion was subcutaneously administered to New Zealand white egrets (female, about 4000 g) (20 j ⁇ g / animal). After the first immunization, 3 weeks (50 wg / animal), 5 weeks (50 ig / animal), 7 weeks after using MBP-Meg13 mixed with Freund's incomplete adjuvant
  • test blood was collected, and the antibody titer was measured. As a result, it was confirmed that the titer had increased to 204,800 times.
  • the antibody titer was measured by EIA using a 96-well plate on which the antigen was immobilized at 50 ng / well. The primary reaction was performed by adding serially diluted antiserum to each well at 100 / zl. After removing the supernatant and washing, anti-Egret IgGFab'-HRP
  • Example 11 [Example 11] ⁇ ⁇ Examination of the reactivity of heron polyclonal anti-MBP-Meg-13 IgG IgG using MBP-Meg-13, 3-terminal c-myc-added Meg-13, and Escherichia coli lysate expressing MBP alone as antigens The reactivity of egret IgG using MBP-Meg-13 as an immunogen was confirmed.
  • MBP-Meg-13 a cell disruption solution of E. coli JM109 transformed with pMALc2 / meg3 was used.
  • expression of 3rd-terminal c-myc-added meg-13 was carried out using a primer (5'-GCGMTTCGAACTCAGTCTGCACCCCTGC-37 SEQ ID NO: 8) in which an EcoRI recognition sequence was added as an antisense primer in place of the PCRA1 primer, excluding the stop codon.
  • a fragment synthesized in the same manner as in Example 9 was used.
  • sample buffer 0.25% Tris-HCl, 2% SDS, 30% glycerin, 10% 3-mercaptoethanol, 0.
  • sample buffer 0.25% Tris-HCl, 2% SDS, 30% glycerin, 10% 3-mercaptoethanol, 0.
  • the sample was treated with 025% bromophenol (manufactured by Daiichi Kagaku) and heated at 95 for 5 minutes to obtain a sample.
  • the obtained sample was subjected to SDS-polyacrylamide gel electrophoresis (SD S-PAGE) using a gradient gel (manufactured by Daiichi Pure Chemicals) with a gel concentration of 4 to 20% (Lae recitation li, UK, Nature, Chapter 1). 227, pp. 680-685, 1970).
  • PVDF polyvinylidene difluoride
  • the PVDF membrane was washed with TTBS (20 mM Tris, 500 mM NaCl, 0.05% Tween 20, pH 7.5), and then a primary antibody diluted with TTBS, egosa polychlore anti-MBP-Meg— The reaction was carried out overnight at 4 with a solution of 3 IgG. Next, detection was performed using an amplified alkaline phosphatase imiyun blot kit (manufactured by Bio-Rad).
  • the above pcDNA3.1 into which the ORF fragment of EcoRI fragment Meg-13 was inserted was transformed into CHO, and the 3-terminal c-myc added Meg-13 was highly expressed. Two days later, the cells were fixed with 4% paraformaldehyde and 0.5% Triton X-100, reacted with anti-mouse c-myc antibody, and reacted with FITC-labeled anti-mouse antibody. Further, nuclear staining was performed with Hoechst 33341, and the cells were examined with a confocal laser microscope.
  • a DNA that is frequently expressed in mesangial cells a protein encoded by the DNA, and the like are provided. These are presumed to be deeply involved in the physiological activity specific to mesangial cells, and are useful for identifying mesangial cells, detecting abnormalities in mesangial cells, and the like. Furthermore, the function of the protein will reveal the function of the mesangial cells, and is expected to be applied to the investigation of the cause of diseases associated with the mesangial cells. It is also expected to be applied to the treatment and diagnosis of diseases related to mesangial cells.
  • the onset and progress of glomerulonephritis may be controlled by artificial regulation of Meg-13.
  • quantification of meg protein and mRNA in mesangial cells and body fluids can be expected to make it possible to diagnose renal diseases such as glomerulonephritis.
  • Renionephritis dysfunction of the mesangial region is observed, resulting in increased proliferation of mesangial cells or increased production of matrix substrates from the cells. It is quite possible that Meg-13 may be involved in these conditions.
  • Meg-3 according to the present invention has the same features as megsin previously reported by the present inventor in that it is highly expressed in mesangial cells.
  • Meg-3 according to the present invention is an intracellular signaling system having a proline rich domain.
  • Megsin is a protein with homology to the protease inhibitor, the SERPIN superfamily, while its potential for quality is suggested.
  • the fact that expression of meg 13 according to the present invention is observed in a relatively wide range of tissues is different from the feature that megsin is specifically expressed in mesangial cells. Therefore, Meg-3 according to the present invention has the potential to be an important protein that supports the function of mesangial cells. The present invention, which clarified the existence of such an important protein, is significant.

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Description

メグ一 3タンパク質 技術分野
本発明は、 遺伝子工学の分野に属し、 特に腎細胞の遺伝子の単離に関する。 背景技術
体内の 60兆個もの様々な細胞が、本質的に同一のゲノム DNAを有している。正 常な生理学的機能のために、 これらの遺伝子の発現は、 細胞系統、 および細胞が 受容するシグナルにより厳密に制御されている。 従って、 個々の細胞型に発現し ている遺伝子を解明することは極めて重要である。
メサンギゥム細胞 (mesangial cell)は、 腎糸球体の構造および機能の維持に中 心的な役割を果たしている。 そしてメサンギゥム細胞は、 各種腎炎においても中 心的な病態生理学的意義を有する。 例えばメサンギゥム細胞の増殖、 および細胞 外の糸球体間質マトリックスの蓄積は、 慢性腎炎および糖尿病性腎症のような 様々な糸球体疾患の患者の糸球体硬化症の重要な病理所見である。 従って、 メサ ンギゥム細胞で発現している遺伝子を見いだしその機能を明らかにすることは、 メサンギゥム細胞の生物学的性質の解明、 メサンギゥム細胞に関連する疾患の原 因の究明、 ひいては、 メサンギゥム細胞に関連する疾病の治療、 診断等に有効で ある。
メサンギゥム細胞のマーカ一としては、ラットでは Thyl抗原が知られている。 しかしこの遺伝子はメサンギゥム細胞特異的ではないうえ、 ヒトではメサンギゥ ム細胞には発現していない (Miyata T. et aし, I匪 unology (1989); 67: 531-533; Miyata T. et al., I腿 unology (1990): 69: 39卜 395)。 また、 メサンギゥム細胞 は活性化されるとひ平滑筋ァクチンを発現することが知られているが、 この遺伝 子もメサンギゥム細胞特異的ではない。 このように、 メサンギゥム細胞に特徴的 な遺伝子については、 従来報告がなかった。
なお本発明者は、 先にメサンギゥム細胞に特異的に発現しているタンパク質と してメグシンを報告している ( J . C l i n. I nves t , 1 998 Au 1 5, 1 20 : 4, 828-36) 0 本発 明は、 このメグシンとも明確に異なった構造を持つ新規なタンパク質に関する。 発明の開示
本発明は、 メサンギゥム細胞で高度に発現される遺伝子を単離することを課題 とする。
本発明者は、 ヒトメサンギゥム細胞のインビトロ培養物から mRNAを単離し、 3 '側の cDNAライブラリ一を作成した。そしてこの cDNAライブラリーに含まれる多 数のクローンをランダムに選択してその塩基配列を決定した。 次いで決定した塩 基配列を、 種々の臓器及び細胞から得られた既知の 3'側の cDNAクローンの塩基 配列と比較することによって、 メサンギゥム細胞で特異的に発現しているクロー ンを選択した。そしてメサンギゥム細胞から調製した A Z IPLoxcDNAライブラリー を、 このクローンのインサートをプローブとしてスクリーニングし、 ポジティブ クローンの全塩基配列(3768bp)を決定して本発明を完成した。 更に Kozakの翻訳 開始コドンを有する最も長いオープンリーディングフレームに基づくアミノ酸配 列を決定した。 この推定アミノ酸配列を持つ本発明によるタンパク質を、 本発明 者はメグー 3 (Meg-3)と命名した。ヒト 'メグ一 3の cDNAの塩基配列を配列番号: 1に、 ヒト ·メグ _ 3の推定アミノ酸配列を配列番号: 2に示した。 配列番号: 1に示す塩基配列に対して相同性を持つ塩基配列は、 配列番号: 1の 3'末端から 3 0 0〜5 0 0塩基に対して 9 0 %以上のホモロジ一を持つ ESTが検索された他 には確認することができなかった。
このアミノ酸配列について、 Swi s sPro tデータベースのアミノ酸配列とホモ口 ジ一検索を行い、 メグ一 3が新規なタンパク質であることを確認した。 更に本発 明のメグ— 3の推定アミノ酸 J己列についてモチーフ検索を試みたところ、 N末端 から数えて 5 0 0番目以降の領域において、 pro l i ne r i ch pro te i nと呼ばれる多 くのタンパク質と良く似たアミノ酸配列が見出された。 特に 6 2 1番目〜 7 0 1 番目に至る 8 1アミノ酸残基からなる領域は、 プロリンに富み (2 7 . 2 %)、 S H3 (Src homo l ogy 3)ドメインに結合する pro l i ne r i chペプチド (PRペプチド) のアミノ酸配列(xPxxPPPFxP)に類似するアミノ酸配列(xPESPPPAxP)を 2ケ所に有 する。 このことから、 メグ一 3タンパク質の C末端構造は、 PR ドメインとして S rcファミリーなどの細胞内シグナル伝達物質の SH3ドメインに結合できる可能性、 そしてシグナル伝達系に関与する可能性が示唆された。 配列番号: 2のアミノ酸 配列からなる夕ンパク質の細胞質局在の可能性が高い(52. 2%)ことからも、メグ一 3がシグナル伝達に関与する可能性が大きいことが示唆される。この領域の他(N 末端から 1〜5 5 0番目のアミノ酸) では、 特に相同性の高いアミノ酸配列を見 出すことはできなかった。
ヒ卜の初代培養細胞においては、 メグ一 3遺伝子がメサンギゥム細胞で特に高 度に発現していることが特徴的である。 その他の初代培養細胞では、 腎皮質上皮 細胞や繊維芽細胞で発現が観察され、 ヒトの臍帯静脈内皮細胞や平滑筋細胞にお いてはわずかな発現が観察される。 更にノーザンプロッティングによりメグ— 3 の組織分布をみたところ、 メグ一 3は胎盤、 次いで塍において高度な発現が観察 される。 その他、 腎、 肺、 および心では弱い発現が見られ、 肝、 および骨格筋で はわずかな発現が観察されるのみである。 脳では、 メグ一 3の発現は検出できな レ^ 本発明はこれらの知見に基づいて完成されたものである。
すなわち、 本発明は具体的には以下のタンパク質、 DNA、 並びにそれらの用途に 関する。
〔1〕 配列番号: 2に記載のアミノ酸配列、 またはこれらアミノ酸配列において 1若しくは複数個のアミノ酸が置換、 欠失、 付加、 および/または挿入されたァ ミノ酸配列を含み、 このアミノ酸配列を含むタンパク質と機能的に同等なタンパ 00/02831
ク質。
〔2〕 配列番号: 2のアミノ酸配列を含む 〔1〕 のタンパク質。
〔3〕 〔1〕 に記載のタンパク質をコードする DNA。
〔4〕 配列番号: 1の塩基配列を含む 〔3〕 記載の DNA。
〔 5〕 配列番号: 1の塩基配列を持つ DNAとストリンジェン卜な条件下でハイブ リダィズし、 〔 1〕に記載のタンパク質またはこれらタンパク質と機能的に同等な タンパク質をコードする DNA。
〔6〕 〔4〕 に記載の DNAと特異的にハイブリダィズする DNAであって、少なくと も 1 5ヌクレオチドの鎖長を持つ駄
〔7〕 〔4〕 に記載の DNAもしくはその一部に対するアンチセンス DNA。
〔8〕 〔3〕、 〔4〕、 および 〔5〕 のいずれかに記載の DNAを含むことを特徴とす るベクター。
〔9〕 〔3〕、 〔4〕、 および 〔5〕 のいずれかに記載の DNAを発現可能に保持する 形質転換細胞。
〔1 0〕 〔9〕 に記載の形質転換細胞を培養し、 〔3〕、 〔4〕、 および〔5〕 のいず れかに記載の DNAの発現産物を回収することを特徴とする、 〔 1〕に記載のタンパ ク質の製造方法。
〔1 1〕 〔6〕 の DNAを含むメサンギゥム細胞の検出用試薬
〔1 2〕 〔1〕 に記載のタンパク質に結合することを特徴とする抗体。
〔1 3〕 配列番号: 2のアミノ酸配列から選択されたアミノ酸配列を持つタンパ ク質の一部を認識する 〔1 2〕 の抗体。
〔1 4〕 抗体がモノクローナル抗体である 〔1 3〕 の抗体。
〔1 5〕 〔1 3〕 または 〔1 4〕 のいずれかに記載の抗体と 〔2〕 のタンパク質、 またはその断片との免疫学的な結合に基づいて 〔2〕 のタンパク質またはその断 片を測定する免疫学的測定方法。
〔1 6〕 〔1 2〕 〜 〔1 4〕 のいずれかに記載の抗体を含む、 メサンギゥム細胞の 検出用試薬。
〔1 7〕 生体試料中に含まれる 〔2〕 のタンパク質またはその断片を測定し、 正 常試料から得られた測定値と比較することによってメサンギゥム増殖性腎症を検 出する方法。
〔18〕 メグ一 3をコードする遺伝子の発現レベルを変化させたトランスジェニ ック非ヒト脊椎動物。
〔1 9〕 非ヒト脊椎動物がマウスである 〔1 8〕 のトランスジエニック非ヒト脊 椎動物
〔20〕 メグ— 3をコードする遺伝子の発現が抑制されたノックァゥトマウスで ある 〔19〕 のトランスジエニック非ヒト脊椎動物。
前記課題を達成するために本発明者は、 3'領域 cDNAライブラリー(3' -directe d cDNA library)を用いた。 この方法により、 cDNAの大きさによって左右される クローニング効率の変動を回避することができる。 3'領域の配列は遺伝子に特有 なものであり、約 200〜300bpの配列デ一夕は、遺伝子の特徴を明らかにするのに 充分である(Yasuda Y.,Miyata T.et al., Kidney Int, 1998 Jan, 53:1, 154-8)。 本発明のヒト ·メグ一 3をコードする DNAは、 メサンギゥム細胞から mRNAを調 製した後、既知の方法により二本鎖 cDNAに変換することにより得ることができる。 mRNAの調製はグァニジンイソチオシァネート—塩化セシウム法 [Chirwin, et al.
Biochemistry 18, 5294 (1979)]、 デォキシリポヌクレアーゼ存在下に界面活性 剤処理、 フエノール処理を行なう方法 [Berger&Birkenmeier, Biochemistry 18,
5143 (1979)] などを用いることができる。 全 RNAからの poly(A)+RNAの調製は オリゴ (dT)を結合した担体 (例えばセファロース、 セルロースやラテックス粒子 等) を用いたァフィ二ティークロマトグラフィーなどを用いて行なうことができ る。 得られた mRNAを铸型として、 3'端にある poIy(A)鎖に相補的なオリゴ (dT)、 ランダムプライマ一、 あるいはメグ一 3のアミノ酸配列の一部に相応する合成ォ リゴヌクレオチドをプライマーとして逆転写酵素で処理することによって cDNA (1 s t s t rand)を得ることができる。 mRXAとそれに相補的な cDNAとで構成される ハイブリッドの mRNAを E. Co l i RNase Hで部分的に切断し、これをプライマーと して E. Co l i DNA po lymerase Iにより cD A (2nd s t rand)が合成される。 最終的 に E. Co l i DNA L igaseで処理することにより、二本鎖 cDNAを得ることができる。 ヒト · メグ— 3遺伝子塩基配列をもとに合成したプライマーを用いて、 メサン ギゥム細胞 po 1 y (A) +RNAを铸形にして RT-PCR法によりクローニングすることも可 能である。 また、 PCRによらず、 ヒト ·メグ一 3遺伝子塩基配列をもとにプロ一 ブを合成し、 直接 cDNAライブラリ一をスクリーニングし、 目的とする cDNAを得 ることもできる。 本発明の遺伝子は、 これらの方法により得られた遺伝子の中か ら、 その遺伝子の塩基配列を確認することにより、 選択することができる。 マウ スとラット等、 ヒト以外の種におけるメグ一 3のホモログについても、 同様の手 法により cDNAの取得が可能である。
あるいは、メグ一 3のホモログの cDNAを以下のような手法によって単離するこ とも可能である。 すなわち、 前記ヒト ·メグ一 3 cDNAの塩基配列をプローブとし て用い、 cDNAライブラリーをコロニーハイブリダィゼ一シヨンやプラークハイブ リダィゼーシヨンによってスクリーニングして、 メグ— 3のホモログをコードす る cDNAを単離することができる。 cDNAライブラリ一は、 マウス、 ラッ卜の組織 や、培養メサンギゥム細胞等から抽出した mRNAを铸型として合成することができ る。 あるいは、 市販 cDNAライブラリ一 (フナコシ製等) を用いることもできる。 この他に、 本発明によるヒト ·メグ一 3の cDNAをもとに、 オープンリーディング フレームの前後にデイジエネレーティブプライマ一を設計し、 これを利用した PC Rによってホモログの cDNAを増幅する方法を用いることもできる。
ヒト ·メグ一 3ゲノムは、 ゲノミックライブラリ一のスクリーニングによって 得ることができる。 ゲノミックライブラリ一は、 たとえばヒト Bリンパ芽球から ゲノムを調製し、 Sau3で部分的に切断した DNAをファージベクターである EMBL3 に組み込むことにより合成することができる (Bl ood, vo l 83, No 11 , 1994 : pp 3126-3131 )。 このようなゲノミックライブラリ一について、 プラークハイブリダ ィゼーシヨン法 (新細胞工学実験プロトコール、 秀潤社、 PP79- 92、 参照) を行え ば、 目的とするゲノムを含むクローンを取得できる。 プロ一ブとしては、 メグ一 3 cDNAのオープンリーディングフレーム全ての領域 (2202bp)、 または cDNA部分 をプライマーとしてヒトゲノム DNAを PCR法を用いて増幅することにより得られ た各ェキソン一イントロン部分を用ることができる。 また、 同時に調節領域に関 しても、 ヒト培養メサンギゥム細胞由来 mRNA、 もしくはヒト腎臓 mRNA (Cl ontec h社より購入) を铸型として、 5' RACE法 (5' -Ful l RACE Core Set (宝酒造 (株) の方法に従う)) を用いて 5' UTRの配列決定を行うことができる。
本発明の遺伝子は、例えばホスホアミダイド法 [Mat tencc i , M. D. &Caruthers, M. H. J. Am. Chem. Soc. 103, 3185 (1981) ]、ホスファイト ·トリエステル法 [H unkapi l ler, M. et al . Nature 310, 105 (1984) ] 等の核酸の化学合成を用いる 常法に従って製造することもできる。
なお、 一般に、 真核生物の遺伝子はヒ卜インターフェロン遺伝子で知られてい るように多形現象を示すことが多い。 この多形現象によって、 アミノ酸配列に 1 個あるいはそれ以上のアミノ酸の置換を生じても、 通常タンパク質の活性は維持 される。 また一般に、 1個または数個のアミノ酸の改変では、 タンパク質の活性 は維持される場合が多いことが知られている。 従って、 配列番号: 2に示される ァミノ酸配列をコードする遺伝子を人工的に改変したものを用いて得られたタン パク質をコードする遺伝子は、 該タンパク質が本発明の遺伝子の特徴的な機能を 有する限り、 すべて本発明に含まれる。 また、 配列番号: 2に示されるアミノ酸 配列を人工的に改変したタンパク質は、本発明のタンパク質の特徴を有する限り、 すべて本発明に含まれる。
その他、 本発明のタンパク質には、 配列番号: 2に記載のアミノ酸配列、 また はこれらアミノ酸配列において 1若しくは複数個のアミノ酸が置換、欠失、付加、 および または挿入されたアミノ酸配列を含み、 本発明によるメグ一 3と機能的 に同等なタンパク質が含まれる。 なお本発明において機能的に同等とは、 メグ一
3と同等の生物学的特性を持つことを意味する。 本発明者は、 メグ一 3にたとえ ば以下のような生物学的な特性を見出している。
まずメグ一 3は、 SH3 ドメインとの結合性が推測される PR ドメインを備えてい ることから、 シグナル伝達系に関与する可能性がある。 SH3 ドメインは、 Srcファ ミリーなどをはじめとして、 各種細胞内シグナル伝達物質が有するドメインの一 つである。 配列番号: 2のアミノ酸配列からなるタンパク質の細胞質局在の可能 性が高い(52. 2%)ことからも、メグ— 3がシグナル伝達に関与する可能性が大きい ことが示唆される。
またメグ一 3は、 次のような発現特性を持っている。 まず、 ヒトの初代培養細 胞においては、 メグ一 3遺伝子がメサンギゥム細胞で特に高度に発現しているこ とが特徴的である。 その他の初代培養細胞では、 腎皮質上皮細胞や繊維芽細胞で 発現が観察され、 ヒ卜の臍帯静脈内皮細胞や平滑筋細胞においてはわずかな発現 が観察される。 更にノーザンプロッティングによりメグ— 3の組織分布をみたと ころ、 メグ一 3は胎盤、 次いで滕において高度な発現が観察される。 その他、 腎、 肺、 および心では弱い発現が見られ、 肝、 および骨格筋ではわずかな発現が観察 されるのみである。 脳では、 メグ— 3の発現は検出できない。 各組織におけるメ グ— 3の発現状態は、 たとえば配列番号: 1から選択された塩基配列を持つプロ ーブによって、各組織から調製した mRNAを試料としてノーザンプロットアツセィ を行うことによって知ることができる。
以上のような生物学的特性について、 機能的に同等なタンパク質は、 いずれも 本発明によるメグ一 3を構成する。 したがって、 具体的に構造を明らかにしたヒ トのメグ— 3のみならず、 構造的にあるいは機能的に同等な他の種のホモログは 本発明に含まれる。
また、 本発明の DNAには、 これらの機能的に同等なタンパク質をコードする DN Aが含まれる。 これらのタンパク質をコードする DNAは、 cDNAのみならずゲノム DNAや合成 DMであることもできる。
また、 所望のアミノ酸に対するコドンはそれ自体公知であり、 その選択も任意 でよく、 例えば利用する宿主のコドン使用頻度を考慮して常法に従い決定できる [Grantham, R. et al. Nucleic Acids Res. 9, r43 (1981)]。従って、 コドンの 縮重を考慮して、 DNAを適宜改変したものもまた本発明の DNAに含まれる。 所望 の改変をコードする合成オリゴヌクレオチドからなるプライマーを利用した部位 特異的変位導入法 (si tespeci f ic mutagenesis) [Mark, D. F. et al. Pro Nat 1. Acad. Sci. U.S.A. 81,5662 (1984)]等にしたがって、 これら核酸配列のコド ンを一部改変することができる。
更に、 配列番号: 1に記載の塩基配列を含む DNAとハイプリダイズすることが でき、 かつその DNAによってコードされるタンパク質が本発明によるメグ一 3に 特徴的な機能を有する限り、 その DN'Aは本発明による DNAに含まれる。 ストリン ジェン卜な条件下で特定配列にハイプリダイズすることができる配列は、 特定配 列がコードするタンパク質と類似した活性を持つものが多いと考えられる。 スト リンジェン卜な条件とは、 一般的には以下のような条件を示すことができる。 す なわち、 4XSS 65ででハイブリダィゼ一シヨンさせ、 0. 1 XSSCを用いて 65でで 1時間洗浄する。 ストリンジエンシーを大きく左右するハイブリダィゼ ーシヨンや洗浄の温度条件は、 融解温度(Tm)に応じて調整することができる。 Tm はハイブリダィズする塩基対に占める構成塩基の割合、 ハイブリダィゼ一シヨン 溶液組成 (塩濃度、 ホルムアミドゃドデシル硫酸ナトリウム濃度) によって変動 する。 したがって、 当業者であればこれらの条件を考慮して同等のストリンジェ ンシーを与える条件を経験的に設定することができる。
変異体も含め本発明による DNAの塩基配列は、 公知の技術に基づいてさまざま な用途に利用することができる。
このようにしてクローン化されたメグ一 3をコードする遺伝子は適当な発現べ クタ一 DNAに組み込むことにより、 他の原核細胞または真核細胞の宿主を形質転 換させることができる。 さらに、 これらの発現ベクターに適当なプロモー夕一お よび形質発現に係る配列を導入することにより、 それぞれの宿主細胞において遺 伝子を発現することが可能である。 発現ベクターとしては、 例えば大腸菌の場合 は、 ET-3 [Studier & Moffalt, J. Mol. Biol. 189, 113 (1986)] 等が、 COS細 胞の場合は pEF- BOS [Nucleic Acids Research 18, 5322 (1990)]、 pSV2-gpt [Mul ligan & Berg, Proに Natl. Acad. Sci. U.S.A. 78, 2072 (1981)] 等が、 CH0細 胞の場合は pVYl [国際公開第 89/03874号公報] 等がそれぞれ挙げられる。 また、 目的とする遺伝子に他のポリペプチドをコードする遺伝子を連結して融合タンパ ク質として発現させることにより、 精製を容易にし、 その後目的タンパク質を切 り出すことも可能である。 融合させるタンパク質としては、 ヒスチジンタグ、 c- mycタグ、 MBP-タグ、 あるいは GST-タグ等が知られている。 これらのタグを融合 させた状態でインサートを発現させることができるベクタ一は市販されている。 本発明の発現系に用いる宿主のうち原核生物宿主細胞としては、 例えば、 大腸 菌 (Escherichia coli) が挙げられる。 また真核生物のうち、 真核微生物の宿主 細胞としては、 例えは'サッカロミセス 'セレピシェ一 (Saccharomyces cervisia e) 等が挙げられる。 一方哺乳動物由来の宿主細胞としては、 例えば COS細胞、 C H0細胞、 BHK細胞等が挙げられる。 なお、 本発明の形質転換体の培養は、 宿主細 胞に適した培養条件を適宜選択して行なえばよい。
以上のようにして目的とするメグ一 3をコードする遺伝子で形質転換した形質 転換体を培養し、 産生されたメグ一 3は、 細胞内または細胞外から分離し均一な タンパク質にまで精製することができる。 なお、 本発明の目的タンパク質である メグ一 3の分離、 精製は、 通常のタンパク質で用いられる分離、 精製方法を使用 すればよく、 何ら限定されるものではない。 例えば各種クロマトグラフィー等を 適宜選択し、 組み合わせれば、 メグ一 3を分離、 精製することができる。
なお、 上述の他、 本発明の遺伝子、 該遺伝子を含有する組換えべクタ一、 該べ クタ一による形質転換体および該遺伝子を用いたメグ一 3の製造過程における遺 伝子操作の処理手段は、 「Mo l ecu l ar C l on i ng- A Labora t ory Manua l J (Co l d Spr i ng Harbor Labora t ory, N. Y. ) に記載の常法に従って行うことができる。
この他、 配列番号: 1に記載の塩基配列に基づいて、 メグ一 3遺伝子を検出す るためのプローブを設計することができる。 あるいは、 これらの塩基配列を含む DNAや RNAを増幅するためのプライマーを設計することができる。 与えられた塩 基配列をもとに、 プローブやプライマーを設計することは当業者が日常的に行つ ていることである。 設計された塩基配列を持つォリゴヌクレオチドは化学合成に よって得ることができる。 そしてそのオリゴヌクレオチドに適当な標識を付加す れば、 さまざまなフォーマツ卜のハイブリダィゼーシヨンアツセィに利用するこ とができる。 あるいは、 PCRのような核酸の合成反応に利用することができる。 プローブやプライマーに利用するオリゴヌクレオチドは、少なくとも 15塩基、好 適には 25-50塩基の長さとするのが望ましい。
本発明によるメグ— 3遺伝子は、ィンサイチュハイブリダイゼーションの結果、 腎臓の組織中では特にメサンギゥム細胞で特異的に発現している。 したがって、 メグー 3遺伝子に特異的にハイプリダイズする本発明に基づくォリゴヌクレオチ ドは、 メサンギゥム細胞の特異的な検出を可能とするプローブやプライマーとし て有用である。メサンギゥム細胞は腎糸球体機能と密接に関連していることから、 本発明によるオリゴヌクレオチドは、 腎臓の病理学的な解析において有用なッ一 ルとなりうる。
更に本発明が明らかにしたメグ一 3をコ一ドする遺伝子の塩基配列に基づいて、 メグ一 3の発現を制御しうるアンチセンス核酸が提供される。 本発明によるアン チセンス核酸は、 メグ— 3のメサンギゥム細胞における役割を明らかにするため の重要なツールとなる。 あるいはメグ一 3の発現亢進によってもたらされる病態 の制御に有用である。 アンチセンス核酸が標的遺伝子の発現を抑制する作用とし ては、 以下のような複数の要因が存在する。 すなわち、 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 のハイプリッド形成による転写抑制、 合成の進みつつある RNAとのハイプリッド 形成による転写阻害、 イントロンとェキソンとの接合点でのハイプリッド形成に よるスプライシング抑制、 スプライソソ一ム形成部位とのハイブリツド形成によ るスプライシング抑制、 DiRNA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、キヤッピング部位やポリ(A)付加部位とのハイプ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ツ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プリッド形成による翻訳抑制、 mR NAの翻訳領域やポリソ一ム結合部位とのハイプリッド形成によるタンパク質鎖 に伸長阻止、 および核酸とタンパク質との相互作用部位とのハイプリッド形成に よる遺伝子発現抑制、 などである。 これらは、 転写、 スプライシング、 または翻 訳の過程を阻害して、標的遺伝子の発現を抑制する(平島および井上「新生化学実 験講座 2 核酸 I V 遺伝子の複製と発現」,日本生化学会編,東京化学同人, PP. 319 -347, 1993)。
本発明で用いられるァンチセンス配列は、 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、 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、 コード領域もしくは 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 DNAも、 本発明で利用されるアンチセンス DNAに含まれる。 使用さ れるアンチセンス DNAは、 適当なプロモータ一の下流に連結され、 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。 このようにして調製された DNA は、 公知の方法で、 所望の宿主へ形質転換できる。 アンチセンス DNAの配列は、 形質転換する宿主が持つ内在性遺伝子(あるいはその相同遺伝子)、 またはその一 部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。
DNAを铸型として転写された RNAが、 標的遺伝子の転写産物に対 して好ましくは 90¾、最も好ましくは 95%の相補性を有するように設計する。アン チセンス配列を用いて、 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 MA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の長 さは 2. 5kbよりも短い。
更に本発明が提供するメグ一 3の cDNA塩基配列に基づいて、ゲノム中に存在す るメグ一 3遺伝子のプロモーター領域、 ェンハンサー領域を取得することができ る。 具体的には、 特開平 6- 181767号公報、 「The Journal of Immuno logy (1995) 1 55, 2477-2486, Proc. Nat l . Acad. Sc i . USA (1995), 92, 3561-3565」 等と同様の 方法でこれらの制御領域の取得が可能である。 なお、 本明細書において、 プロモ —夕一領域とは転写開始部位の上流に存在する遺伝子の発現を制御する DNA領域 を、 ェンハンサ一領域とはィントロンまたは 3' UTRに存在する遺伝子の発現を制 御する DNA領域をいう。
具体的には、 プロモーター領域は、 例えば、 以下の方法によって取得すること ができる。
1 ) メグ _ 3の cDNAの 5'末端側をプローブとし、 ヒトゲノムライブラリーより メグ一 3のプロモーター領域をクロ一ニングする。
2 ) 制限酵素消化してメグ一 3遺伝子の翻訳開始コドンを含むその上流部分 (2 〜5 kbp) のプロモーター領域を含む DNAを得、 塩基配列を決定する。 ヒトメサン ギゥム細胞から調製した po ly (A) +RNAを銬型とし、 メグ— 3遺伝子の 5'末端側 c DNA配列より選択したプライマー DNAを用いたプライマー伸長法により、転写開始 点 (+ 1 ) を決定する。 塩基配列から転写因子結合配列を検索し、 プロモーター 活性を有する可能性がある箇所を予想する。
3 ) 2 ) で得た DNAからメグ— 3遺伝子のコード領域を除いた DNA断片をプラス ミド上にサブクロ一ニングし、 この DNA断片の 2〜5 kbp下流に、 レポーター遺 伝子としてのクロラムフエニコ一ルァセチル転位酵素 (C A T) 遺伝子、 あるい は、ルシフェラ一ゼ遺伝子を連結したレポータープラスミドを構築する。 同様に、 プロモータ一領域の可能性がある各箇所を含むような形で、制限酵素消化により、 或いは、 P C Rにより、 5'末端側及び 3'末端側を順次削ったメグ一 3遺伝子上流 部分の様々な部位に該当する DNA断片を作成し、 これらの下流に、 レポ一夕一遺 伝子としての C A T遺伝子、 あるいは、 ルシフェラ一ゼ遺伝子を連結したレポ一 夕一プラスミドを構築する。
4 ) 3 ) で作製したレポ一タープラスミドで形質転換した動物細胞の C A T或い はルシフェラ一ゼ活性を測定することにより、 メグ一 3遺伝子上流部分に存在す るプロモー夕一領域を得る。
また、 3' UTR、 イントロン中のェンハンサ一領域は、 メグ— 3 cDNAをプローブ とし、 ヒトゲノムライブラリ一よりヒト ·メグ一 3のゲノム遺伝子をクローニン グし、 上述のプロモー夕一に関する方法と同様にして、 ェンハンサー活性を有す る領域を得ることができる。
メグ一 3遺伝子の発現を制御している転写因子は、 「新細胞工学実験プロトコ ール (秀潤社)」、 「バイオマニュアルシリーズ 5転写因子研究法 (羊土社)」、 「DN A & Ce l l Bi o l ogy, 13, 731-742 (1994) j に記載の方法等の公知の方法、例えば、 ァフィ二ティ一カラムを用いた方法、 サウスウエスタン法、 フットプリンティン グ法、 ゲルシフト法、 または one-hybr i d法で得ることができる。 なお、 本明細書 において、 転写因子とはメグ— 3遺伝子の転写を調節している因子で、 転写の開 始反応を誘導する転写開始因子と、 転写を正または負に調節する転写調節因子を さす。
ァフィ二ティーカラム法を用いる場合は、 前述の方法で得た、 プロモ一夕一領 域、 ェンハンサー領域をセファロース或いはラテックスビーズに固定化したカラ ムに、 核抽出液をかけ、 カラムを洗浄後、 カラムに固定化した配列と同様の配列 を有する DNAを用い、 結合した転写因子を溶出することによって、 メグ一 3遺伝 子の発現を制御している転写因子を得ることができる。 また、 サウスウエスタン法を用いる場合は、 大腸菌の発現べクタ一 (例えば t i l ) に挿入した cDNAの発現産物を標識プローブによってスクリーニングする。 たとえばスクリーニングすべき cDNAを) 3—ガラクトシダーゼとの融合タンパク 質として発現させ、 これをニトロセルロース膜に吸着させる。 次いで放射性同位 元素で標識されたプロモー夕一領域ゃェンハンサー領域の DNA断片をプロ一ブに し、結合活性をもつ融合タンパク質を合成するファージを選択することによって、 メグ一 3遺伝子の発現を制御している転写因子を得ることができる。
ゲルシフ卜法は、 遊離の DNAがタンパク質と結合したときにポリアクリルアミ ドゲルによる電気泳動の移動度に差を生じる現象に基づいている。 プロモーター 領域やェンハンサー領域の DNA断片をプローブとし、転写因子が含まれる試料(た とえば核蛋白質抽出液) と混合して、 低イオン強度の元で電気泳動分析する。 転 写因子の結合は、 遊離の DNAとは違った移動度のバンドとして検出される。 ゲル シフト法は、 タンパク質の混合物から高い感度で転写因子を分離することができ る。
ゲルシフト法によって得られた DNAと転写因子の複合体を、 更にフットプリン ト法によって解析すると、 転写因子の結合部位を決定することができる。 フット プリント法は、 DNA上にタンパク質が結合すると DNase Iの消化から保護される 現象を利用している。 すなわち、 末端を32 Pで標識したプロモーター領域ゃェン ハンサー領域の DNAを、 転写因子の共存化で DNas e Iによって部分消化し、 これ を塩基配列決定用の変性ポリアクリルアミドゲルで分離する。 転写因子の無い状 態で同様の処理を行った結果と比較すると、 転写因子の結合によってバンドの消 失が観察されることから、 その結合部位の推定が可能となる。
本発明はまた、 メグ一 3を認識する抗体を提供する。 本発明の抗体には、 例え ば、 配列番号: 2に記載のアミノ酸配列を有するタンパク質に対する抗体が含ま れる。 メグ一 3または本発明のメグ— 3の部分ペプチドに対する抗体 (例えばポ リクローナル抗体、 モノクローナル抗体) または抗血清は、 本発明のメグ一 3、 本発明のメグ— 3の部分ペプチド、 あるいは本発明による c-myc- (Hi s) 6- Tag-メ グー 3や MBP-メグー 3のような融合夕ンパク質を抗原として用い、公知の抗体ま たは抗血清の製造法に従って製造することができる。
本発明のメグ一 3、 または本発明のメグ一 3の部分ペプチドは、 温血動物に対 して投与による抗体産生が可能な部位に、公知の担体や希釈剤と共に投与される。 投与に際して抗体産生能を高めるため、 完全フロイントアジュバントや不完全フ ロイントアジュバントを投与してもよい。 投与は通常 1〜6週毎に 1回ずつ、 計 2 〜10回程度行われる。 抗体産生に用いられる温血動物としては、 例えばサル、 ゥ サギ、 ィヌ、 モルモット、 マウス、 ラッ卜、 ヒッジ、 ャギ、 あるいはニヮトリ等 が挙げられるが、 マウスおよびゥサギが好ましく用いられる。
モノクローナル抗体産生細胞の作製に際しては、 抗原を免疫された温血動物、 例えばマウスから抗体価の認められた個体を選択し最終免疫の 2〜5日後に脾臓 またはリンパ節を採取し、 それらに含まれる抗体産生細胞を骨髄腫細胞と融合さ せることにより、 モノクローナル抗体産生ハイプリドーマを調製することができ る。 抗血清中の抗体価の測定は、 例えば後記の標識化メグ一 3と抗血清とを反応 させた後、 抗体に結合した標識剤の活性を測定することによりなされる。 融合操 作は既知の方法、 例えばケーラーとミルスタインの方法 (Nature, 256, 495 (19 75) ) に従い実施できる。 融合促進剤としてはポリエチレングリコール (PEG) や センダイウィルスなどが挙げられるが、 好ましくは PEGが用いられる。
骨髄腫細胞としては例えば X - 63Ag8、 NS-K P3UK SP2/0、 AP-1などが挙げられ るが、 X-63Ag8が好ましく用いられる。 用いられる抗体産生細胞 (脾臓細胞) 数 と骨髄腫細胞数との好ましい比率は 1: 20〜20: 1であり、 PEG (好ましくは PEG1 000〜PEG6000)が 10〜80%程度の濃度で添加され、 20〜40°C、好ましくは 30〜37°C で 1〜10分間インキュベー卜することにより効率よく細胞融合を実施できる。 抗 メグ一 3抗体産生ハイプリドーマのスクリーニングには種々の方法が使用できる が、 例えばメグ— 3抗原を直接又は担体と共に吸着させた固相 (例えば、 マイク 口プレート) にハイプリドーマ培養上清を添加し、 次に放射性物質や酵素などで 標識した抗免疫グロブリン抗体 (細胞融合に用いられる細胞がマウスの場合、 抗 マウス免疫グロブリン抗体) が用いられる。 またはプロテイン Aを加え、 固相に 結合した抗メグー 3モノクローナル抗体を検出する方法、 抗免疫グロプリン抗体 又はプロテイン Aを吸着させた固相にハイプリドーマ培養上清を添加し、 放射性 物質や酵素などで標識したメグ一 3を加え、 固相に結合した抗メグ一 3モノクロ —ナル抗体を検出する方法などが挙げられる。
抗メグー 3モノクローナル抗体の選別およびクロ一ニングは、 自体公知または それに準じる方法に従って行うことができる。 通常 HAT (ヒポキサンチン、 アミ ノプテリン、 チミジン) を添加した動物細胞用培地で行われる。 選別、 クロー二 ングおよび育種用培地としては、 八イブリドーマが生育できるものならばどのよ うな培地を用いてもよい。 例えば、 1〜20%、 好ましくは 10〜2 (^の牛胎児血清を 含む RPMI 1640培地 (大日本製薬 (株))、 1〜10%の牛胎児血清を含む GIT培地 (和 光純薬工業 (株))、 またはハイプリドーマ培養用無血清培地 (SFM-101、 日水製薬 (株)) などを用いることができる。 培養温度は、 通常 20〜40 :、 好ましくは約 3 7でである。 培養時間は、 通常 5日〜 3週間、 好ましくは 1週間〜 2週間である。 培養は、 通常 ¾炭酸ガス下で行われる。 ハイプリドーマ培養上清の抗体価は、 上 記の抗血清中の抗メグー 3抗体価の測定と同様にして測定できる。 クローニング は、 通常半固体アツガー法や限界希釈法などのそれ自体公知の方法で行うことが でき、 クローン化されたハイプリドーマは、好ましくは無血清培地中で培養され、 至適量の抗体をその上清に与える。 目的のモノク口一ナル抗体は腹水化して得る こともできる。
本発明によるモノクローナル抗体は、 メグ一 3に特異的なェピトープを認識す るものを選択することによって他のタンパク質と交差しないものとすることがで きる。 一般的に、 そのタンパク質を構成するアミノ酸配列の中から、 連続する少 なくとも 7以上のアミノ酸残基、 望ましくは 10- 20アミノ酸のアミノ酸配列によ つて提示されるェピトープは、 そのタンパク質に固有のェピト一プを示すといわ れている。 したがって、 配列番号: 2に記載されたアミノ酸配列から選択され、 かつ連続する少なくとも 7ァミノ酸残基からなるアミノ酸配列を持つぺプチドに よって構成されるェピトープを認識するモノクローナル抗体は、 本発明における メグ— 3特異的なモノクローナル抗体といえる。
抗メグ一 3モノクローナル抗体の分離精製は通常のポリクローナル抗体の分離 精製と同様に免疫グロブリンの分離精製法に従って行われる。 公知の精製法とし ては、 例えば、 塩析法、 アルコール沈殿法、 等電点沈殿法、 «気泳動法、 イオン 交換体 (例えば DEAE) による吸脱着法、 超遠心法、 ゲル濾過法、 抗原結合固相ま たはプロテイン Aまたはプロテイン Gなどの活性吸着剤により抗体のみを採取し、 結合を解離させて抗体を得る特異的精製法のような手法を示すことができる。 このようにして得られたメグ一 3を認識する本発明によるモノクローナル抗体、 あるいはポリクローナル抗体は、 メサンギゥム細胞に関連する疾病の診断や治療 に利用することが可能である。 これらの抗体を用いてメグ一 3を測定する方法と しては、 不溶性担体に結合させた抗体と標識化抗体とによりメグ一 3を反応させ て生成したサンドイッチ錯体を検出するサンドイッチ法、 また、 標識ヒト 'メグ 一 3と検体中のヒト由来メグ一 3を抗体と競合的に反応させ、 抗体と反応した標 識抗原量から検体中のヒト由来メグ一 3を測定する競合法等を示すことができる。 サンドイッチ法によるメグ一 3の測定においては、 まず、 固定化抗体とメグ— 3とを反応させた後、 未反応物を洗浄によって完全に除去し、 標識化抗体を添加 して固定化抗体一メグ一 3標識化抗体を形成させる 2ステップ法、 もしくは固定 化抗体、 標識化抗体およびメグ一 3を同時に混合する 1ステップ法などを用いる ことができる。
測定に使用される不溶性担体は、 例えばポリスチレン、 ポリエチレン、 ポリプ ロピレン、 ポリ塩化ビニル、 ポリエステル、 ポリアクリル酸エステル、 ナイロン、 ポリアセタール、 フッ素樹脂等の合成樹脂、 セルロース、 ァガロース等の多糖類、 ガラス、 金属などが挙げられる。 不溶性担体の形状としては、 例えばトレィ状、 球状、 粒子状、 繊維状、 棒状、 盤状、 容器状、 セル、 試験管等の種々の形状を用 いることができる。 抗体を吸着した担体は、 適宜アジ化ナトリウム等の防腐剤の 存在下、 冷所に保存する。
抗体の固相化は、 公知の化学結合法又は物理的吸着法を用いることができる。 化学的結合法としては例えばダルタルアルデヒドを用いる方法、 N-スクシ二イミ ジル -4- (N-マレイミドメチル) シクロへキサン- 1-カルボキシレート及び N-スク シニイミジル- 2-マレイミドアセテートなどを用いるマレイミド法、 卜ェチル- 3-
(3-ジメチルァミノプロピル) カルポジイミド塩酸などを用いるカルポジイミド 法が挙げられる。その他、マレイミドベンゾィル -N-ヒドロキシサクシニミドエス テル法、 N-サクシミジル- 3- (2-ピリジルジチォ) プロピオン酸法、 ビスジァゾ化 ベンジジン法、 ジパルミチルリジン法が挙げられる。 あるいは、 先に被検出物質 とェピトープの異なる 2種類の抗体を反応させて形成させた複合体を、 抗体に対 する第 3の抗体を上記の方法で固相化させておいて捕捉することも可能である。 標識物質は、 免疫学的測定法に使用することができるものであれば特に限定さ れない。 具体的には、 酵素、 蛍光物質、 発光物質、 放射性物質、 金属キレート等 を使用することができる。好ましい標識酵素としては、例えばペルォキシダーゼ、 アルカリフォスファタ一ゼ、 j3 - D-ガラクトシダーゼ、 リンゴ酸デヒドロゲナーゼ、 ブドウ球菌ヌクレアーゼ、 デル夕- 5-ステロイドイソメラ一ゼ、 α -グリセロール ホスフェートデヒドロゲナーゼ、 トリオースホスフェートイソメラーゼ、 西洋わ さびパーォキシダーゼ、 ァスパラギナーゼ、 グルコースォキシダ一ゼ、 リボヌク レアーゼ、 ゥレアーゼ、 力夕ラーゼ、 グルコース一 6—ホスフエ一トデヒドロゲナ —ゼ、 ダルコアミラーゼ、 およびアセチルコリンエステラーゼ等が挙げられる。 好ましい蛍光物質としては、 例えばフルォレセインイソチアネート、 フィコピリ プロテイン、 ローダミン、 フィコエリ トリン、 フィコシァニン、 ァロフィコシァ ニン、 およびオルトフタルアルデヒド等が挙げられる。 好ましい発光物質として はイソルミノール、 ルシゲニン、 ルミノール、 芳香族ァクリジニゥムエステル、 イミダゾール、 ァクリジニゥム塩及びその修飾エステル、 ルシフェリン、 ルシフ エラーゼ、 およびェクオリン等が挙げられる。 そして好ましい放射性物質として は、 125I、 127I、 l 3' I、 14C、 ¾、 32P、 あるいは35 S等が挙げられる。
前記標識物質を抗体に結合する手法は公知である。 具体的には、 直接標識と間 接標識が利用できる。 直接標識としては、 架橋剤によって抗体、 あるいは抗体断 片と標識とを化学的に共有結合する方法が一般的である。 架橋剤としては、 Ν, Ν' -オルトフエ二レンジマレイミド、 4- (Ν-マレイミドメチル) シクロへキサン酸 · Ν-スクシンィミドエステル、 6-マレイミドへキサン酸 · Ν-スクシンィミドエステ ル、 4, 4' -ジチォピリジン、 その他公知の架橋剤を利用することができる。 これら の架橋剤と酵素および抗体との反応は、 それぞれの架橋剤の性質に応じて既知の 方法に従って行えばよい。 この他、 抗体にピオチン、 ジニトロフエニル、 ピリド キサール又はフルォレサミンのような低分子ハプテンを結合させておき、 これを 認識する結合成分によって間接的に標識する方法を採用することもできる。 ピオ チンに対してはアビジンやストレブトァビジンが認識リガンドとして利用される。 一方、 ジニトロフエニル、 ピリドキサール又はフルォレサミンについては、 これ らのハプテンを認識する抗体が標識される。 抗体を標識する場合、 西洋わさびべ ルォキシダーゼを標識化酵素として用いることができる。 本酵素は多くの基質と 反応することができ、 過ヨウ素酸法によって容易に抗体に結合させることができ るので有利である。 また、 抗体としては場合によっては、 そのフラグメント、 例 えば Fab'、 Fab, F (ab' ) 2を用いる。 また、 ポリクロ一ナル抗体、 モノクロ一ナ ル抗体にかかわらず同様の処理により酵素標識体を得ることができる。 上記架橋 剤を用いて得られる酵素標識体はァフィ二ティ一クロマトグラフィー等の公知の 方法にて精製すれば更に感度の高い免疫測定系が可能となる。 精製した酵素標識 化抗体は、 防腐剤としてチメロサール (Th imerosal)等を、 そして安定剤としてグ リセリン等を加えて保存する。 標識抗体は、 凍結乾燥して冷暗所に保存すること により、 より長期にわたって保存することができる。
標識化剤が酵素である場合には、 その活性を測定するために基質、 必要により 発色剤が用いられる。 酵素としてペルォキシダーゼを用いる場合には、 基質溶液 として H202を用い、発色剤として 2, 2' -アジノ-ジ - [3 -ェチルベンズチアゾリンス ルホン酸]アンモニゥム塩 (ABTS)、 5 -ァミノサリチル酸、 オルトフエ二レンジァ ミン、 4-ァミノアンチピリン、 3,3' , 5,5' -テトラメチルべンジジン等を使用する ことができる。 酵素にアルカリフォスファタ一ゼを用いる場合は、 基質としてォ ルトニトロフエニルフォスフエ一ト、 パラニトロフエ二ルリン酸等を使用するこ とができる。酵素に i3 -D-ガラクトシダ一ゼを用いる場合は基質としてフルォレセ イン-ジ- D-ガラクトピラノシド)、 4-メチルゥンベリフエニル - 3 -D-ガラク トピラノシド等を使用することができる。 本発明は、 また、 前述のモノクローナ ル抗体、 あるいはポリクロ一ナル抗体を標識して、 あるいは固相化してメグ一 3 の免疫学的測定用試薬としたもの、 更にはこの試薬に標識検出用の指示薬や対照 試料等をキット化したのものをも含むものである。
本発明におけるメグ一 3の測定対象は、 血漿、 血清、 血液、 尿、 組織液、 ある いは脳脊髄液等の体液等、 メグ一 3、 あるいはメグ一 3の前駆体や断片を含む生 体試料であれば限定されない。
加えて本発明は、 メグ— 3遺伝子の発現レベルを変化させたトランスジェニッ ク非ヒト脊椎動物に関する。 ここでメグ一 3遺伝子とは、 メグ一 3をコードする cDNA、 ゲノム DNAあるいは合成 DNAを含む。 また、 遺伝子の発現には、 転写と翻 訳のいずれのステップも含まれる。 本発明によるトランスジエニック動物は、 メ グー 3の機能あるいは発現調節の研究、 ヒトのメサンギゥム細胞に関連する疾患 のメカニズムの解明、 医薬品のスクリ一ニング ·安全性に用いる疾患モデル動物 の開発に有用である。
本発明においては、 メグ— 3遺伝子の発現を正常に調節しているいくつかの重 要な部位 (ェンハンサー、 プロモーター、 イントロン等) の一部に欠失、 置換、 挿入などの変異を起こさせることにより、 本来の遺伝子の発現レベルと比較して 人工的に上昇または下降するように修飾することができる。 このような修飾は、 メグ一 3遺伝子の転写の調節である。 一方、 ヱキソンの一部を欠損させたり、 翻 訳領域への点突然変異の導入により終止コドンへ置換することにより、 タンパク 質への翻訳を修飾することもできる。 この変異の導入は、 公知の方法により行う ことができ、 トランスジエニック動物を得ることができる。
トランスジエニック動物とは狭義には遺伝子組換えにより、 外来遺伝子が生殖 細胞に人為的に導入された動物のことをいい、 広義にはアンチセンス RNAを用い て特定の遺伝子の機能を抑えたアンチセンス ' トランスジエニック動物や、 胚性 幹細胞 (ES細胞) を用いて特定の遺伝子をノックアウトさせた動物、 点突然変異 DNAを導入した動物を含み、 個体発生の初期に外来遺伝子が安定して染色体に導 入され、 その子孫に遺伝形質として伝達され得る動物のことをいう。 本明細書中 でいうトランスジエニック動物とはヒト以外のすべての脊椎動物を含む。
トランスジエニック動物の作製方法は、 遺伝子と卵を混合させてリン酸カルシ ゥムで処理する方法や、 位相差顕微鏡下で前核期卵の核に、 微小ピペットで遺伝 子を直接導入する方法(マイクロインジェクション法、米国特許第 4873191号)、 胚性幹細胞 (ES細胞) を使用する方法などがある。 その他、 レトロウイルスべク 夕一に遺伝子を挿入し、 卵に感染させる方法、 また、 精子を介して遺伝子を卵に 導入する精子べクタ一法等が開発されている。 精子ベクター法とは、 精子に外来 遺伝子を付着またはエレクトロポレーシヨン等の方法で精子細胞内に取り込ませ た後に、 卵子に受精させることにより、 外来遺伝子を導入する遺伝子組換え法で ある (M. Lavi t ranoe t ら Ce l l , 57, 71 7, 1989)。
あるいはバクテリオファージ P Iの c re/ l oxPリコンビナ一ゼ系ゃ Saccharomyce s cerev i s i aeの FLPリコンビナ一ゼ系等の i n v i voにおいて部位特異的遺伝子 組み換えを用いることもできる。 また、 レトロウイルスを使用して、 非ヒト動物 へ目的タンパク質のトランスジーンを導入する方法も報告されている。 マイクロインジェクション法によるトランスジエニック動物作製方法は、 例え ば以下に示すようにして行われる。 まず、 発現制御に関わるプロモーター、 特定 のタンパク質をコードする遺伝子、 ポリ Aシグナルから基本的に構成されるトラ ンスジ一ンが必要である。 プロモーター活性により特定分子の発現様式や発現量 が左右され、 また、 導入トランスジーンのコピー数や染色体上の導入部位により 作製されたトランスジエニック動物は系統間で異なるため、 各系統間で発現様 式 ·発現量を確認する。 非翻訳領域ゃスプライシングにより発現量が変化するこ とが判明しているため、 予めポリ Aシグナルの前にスプライシングされるイント ロン配列を導入してもよい。 受精卵に導入する遺伝子はできるだけ純度の高いも のを使用することが重要である。使用する動物としては、 受精卵採取用マウス (5 〜6週齢)、 交配用雄マウス、 偽妊娠雌マウス、 輸精管結紮雄マウス等が用いられ る。
効率よく受精卵を得るために、ゴナドトロピン等により排卵を誘発してもよレ^ 受精卵を回収し、 マイクロインジェクション法にて卵の雄性前核にィンジェクシ ョンピぺット中の遺伝子を注入する。 注入した卵を輸卵管に戻すための動物(偽 妊娠雌マウス等) を用意し、 一匹に対して約 10〜15個を移植する。 その後、 誕生 したマウスにトランスジーンが導入されているか否か、尾の先端部からゲノム DN Aを抽出し、 サザン法あるいは PCR法によりトランスジーンを検出するか、 ある いは相同組み換えが起こったときのみに活性化するマーカー遺伝子を挿入したポ ジティブクロ一ニング法により選択することができる。 さらに、 トランスジーン の発現を確認するため、ノザン法もしくは RT- PCR法によりトランスジーン由来転 写産物を検出する。 または、 タンパク質に対する特異的抗体によって、 ウェス夕 ンブロッティング法による検出も可能である。
本発明のノックァゥトマウスは、 マウスメグ一 3遺伝子の機能が失われるよう に処理されたものである。 ノックァゥトマウスとは相同組換え技術で任意の遺伝 子を破壊し、 機能を欠損させたトランスジエニックマウスをいう。 胚性幹細胞を 用いて相同組換えを行い、 一方の対立遺伝子を改変 ·破壊した胚性幹細胞を選別 し、 ノックアウトマウスを作製することができる。 例えば、 受精卵の胚盤胞や 8 細胞期胚に遺伝子を操作した胚性幹細胞を注入して、 胚性幹細胞由来の細胞と胚 由来の細胞が混ざったキメラマウスを得る。 このキメラマウス (キメラとは、 2 個以上の受精卵に基づいた体細胞で形成される単一個体をいう) と正常マウスを 交配すると、 一方の対立遺伝子の全てが改変 ·破壊されたへテロ接合体マウスを 作製することができる。 さらに、 ヘテロ接合体マウス同士を交配することで、 ホ モ接合体マウスが作製できる。 本発明によるトランスジエニック動物は、 これら ヘテロ接合体と、 ホモ接合体のいずれをも含むものである。
相同組換えとは、 遺伝子組換え機構で塩基配列が同じ、 または非常に類似して いる 2つの遺伝子間で起こる組換えのことをいう。 相同組換えを起こした細胞の 選別には PCRを使用することができる。 挿入遺伝子の一部と挿入が期待される領 域の一部をプライマ一として使った PCR反応を行い、 増幅産物ができた細胞で相 同組換えを起こしていることが判明する。 また、 胚幹細胞で発現している遺伝子 に相同組み換えを起こさせる場合には、 導入遺伝子にネオマイシン耐性遺伝子を 結合させておき、 導入後に細胞をネオマイシン耐性にさせることにより選択する ことができる等、 公知の方法およびそれらの変法を用いて容易に選択することが できる。 図面の簡単な説明
図 1は、 抗メグ— 3抗体によるウエスタンブロット解析の結果を示す写真であ る。 各レーンは、 次の抗原に対応している。
レーン 1 : MBP
レーン 2 : MBP-メグ一 3
レーン 3 :ゥサギ網状赤血球を用いて i n vi t ro t ranscr i pt i on and t rans l at i on にて発現させたルシフェラーゼ蛋白 (Promega) レーン 4 : 3末端 c-myc付加メグ— 3
図 2は、 3末端 c-myc付加メグ一 3を高発現させた CHO細胞の、 共焦点レー ザ一顕微鏡による検鏡結果を示す写真である。 中央で青色に染色されているのが 核を、 その周囲で緑色に蛍光染色されている部分がメグー 3の局在を示す。 発明を実施するための最良の形態
以下本発明を実施例として更に具体的に説明するが、 本発明は該実施例に限定 されるものではない。
[実施例 1] ヒトメサンギゥム細胞の初代培養
58才の男性から摘出した正常なヒト腎臓から、 ヒト糸球体腎臓メサンギゥム細 胞を単離した。 腎皮質を、 無菌条件下で分離し、 細分化し、 いくつかの篩を通過 させた。 用いる篩は、 段階的に孔径を小さくしていった。 75〜200^mの孔径の篩 に捕捉された糸球体を、 洗浄し、 100 zg/mL のコラゲナーゼ (Washington Biochemical社製) と共に 37でで 20分間ィンキュベ一トした。洗浄後、 糸球体を、 25mMHEPES、 10¾ Nu-serum (Col laborat ive Biomedical Products ¾, Bedford, MA) および抗生物質 (10 /g/mLのペニシリン、 ストレプトマイシン、 およびファンギ ゾン) を含む培地 199 (Gibco BRL社, Gai thersburg, MD) に再懸濁させ、 5%C02 インキュベーター内でインキュベートした。 3 継代目に、 メサンギゥム細胞を、 典型的な形態学的特徴、 トリプシン、 ピューロマイシンおよび D-バリンに対する 而性、 ァクチン (Zymed Laboratories ¾, San Francisco, CA)、 m VLA(,very late antigen)-l,3, 5 (I誦 unotech) の免疫染色に対して陽性を示すこと、 ならびに第 VIII因子 (Dako社, CA) の免疫染色に陰性を示すことなどの一連の基準により同 定した。
[実施例 2] ヒト培養メサンギゥム細胞からの mRNAの単離
6継代目に、 グァニジンイソチオシァネート (GTC) 法を用いて、 全 RNAをヒト メサンギゥム細胞から単離した。 即ち、 実施例 1の細胞の血清を含む培養液中の メサンギゥム細胞コンフルェント培養物をリン酸緩衝生理食塩水(PBS)で洗浄し、 5.5mM GTC溶液中で溶解させた。 DNAは 18ゲージの針を通過させることにより除 去した。 核およびその他の細胞破片は 5, OOOXgで 90秒間遠心分離することによ り沈殿させた。 上清をセシウムトリフルォロアセテート (CsTFA)層に注意深く載 せ、 15°C、 125, OOOXgで 24時間遠心分離した。 RNAペレットを TEバッファーに 溶解させた。 オリゴ dTセルロースカラム (フアルマシア社) により、 poly(A)+RNA を分離した。
[実施例 3] 3'領域 cDNAライブラリ一の構築
poly(A) +R Aを铸型として、 pUC19を基礎とするベクタ一プライマ一 [Norrander J.,et al.,Gene, 26, 101-106 (1983)]を用いた cDNA合成を行った。 このベクタープ ライマー DNAは、 HincII末端、 および Tテールをもつ Pstl末端を有し、 Mbol部 位 (GATC) でダム ·メチル化 (dam- methylated) されていた。 第 2鎖の合成の後、 cDNA配列、 およびベクターの lacZ遺伝子内の単一 BamHI部位を、 それぞれ Mbol および BamHIで切断し、 次に、 低 DNA濃度で環状化およびライゲ一シヨンを行つ た。 ライゲーシヨン混合物のうちの一部を大腸菌に形質転換した。 得られた形質 転換体をランダムに選択し、 簡単に加熱することにより個別に溶解させた。 cDNA 挿入配列を、 PUC19 クロ一ニンダサイ トに隣接するプライマー (5'- TGTAAAACGACGGCCAGT-3' /配列番号: 3および 5' -ACCATGATTACGCCAAGCTTG-3' /配列 番号: 4) を用いたペア一ド PCRにより増幅させた。得られた短い二本鎖 DNAを、 サイクル配列決定反応に用い、 自動配列決定機で解析した。
[実施例 4] メサンギゥム細胞で特異的に発現している遺伝子の単離
メサンギゥム細胞で特異的に発現している遺伝子を同定するため、本発明者は、 大規模な DNA配列決定およびコンピュータによるデータ処理を行った。 このこと により、 様々な異なる細胞および臓器における転写産物を同時に比較することが でさた (Y. Yasuda et al. , Kidney Internatinal 53:154-158, 1998; K. Matsubara et al., Gene. 135, 265 (1993); K. Okubo et al., Nat. Gen. 2, 173 (1992))。 ヒト培養メサンギゥム細胞の 3'領域 cDNAライブラリ一の大規模 DNA配列決定を 行い、 ランダムに選択した 1836個のクローンの部分配列を決定した。 クローンの 配列相同性を、 相互に比較し、 さらに FASTAプログラムを用いて DNAデータバン ク GenBankと比較した。様々な臓器および細胞からの mRNAをドットプロット解析 することにより、 メサンギゥム細胞で特異的に発現しているクローンが選択され た。その結果、本発明者のメサンギゥム細胞 cDNAライブラリーにおいてきわめて 高い頻度で検出されるいくつかのクローンが得られた。
[実施例 5] ヒト ·メサンギゥム細胞 AZIPLox cDNA ライブラリーのスクリー ニング
実施例 2にしたがつて調製した全 mRNAから、 オリゴ dTプライマーとランダム プライマーとを用いて AZIPLox cDNA ライブラリ一を合成した。 ライブラリーの 合成には市販の λ zip lox (Gibco BRL社製、 商品名 AZIPLox EcoRI Arms) を利 用した。実施例 4で得たメサンギゥム細胞 cDNAライブラリ一で特に高頻度に検出 される特定のクローンについて、そのィンサートをプローブとして、この AZIPLox cDNAライブラリーをスクリーニングした。 ポジティブクローンについて、 挿入さ れた遺伝子断片の塩基配列をジデォキシ夕一ミネ一シヨン法により決定した。 予想される開始コドン ATGの位置が、 コンセンサス配列と一致し、 最長のォ一 プンリーディングフレーム (「the first ATG rule」 を満足する) を与えた。 メグ 一 3 cDNA の塩基配列を配列番号: 1に、 メグ一 3の推定アミノ酸配列を配列番 号: 2に示す。
[実施例 6] メサンギゥム特異的遺伝子の機能解析 (1)
SwissProtデータベースで FASTAプログラムによりアミノ酸ホモロジ一検索を 行ったところ、 高い相同性を持った公知のアミノ酸配列はなく、 メグ一 3が新規 なタンパク質であることを確認した。
続いてメグ— 3のアミノ酸配列をモチーフ検索した。 検索には、 PSORT WWW ServerOittp:〃 psort.nibb.ac. jp:8800/)を利用した。 その結果、 N末端から数え て 500番目以降の領域において、 proline rich proteinと呼ばれる多くのタン パク質と良く似たアミノ酸配列が見出された。 特に 62 1番目〜 701番目に至 る 8 1アミノ酸残基からなる領域は、 プロリンに富み (2 7. 2 %)、 SH3(Src homology 3)ドメインに結合する proline richペプチド (PRペプチド) のァミノ 酸配列(xPxxPPPFxP)に類似するアミノ酸配列(xPESPPPAxP)を 2ケ所に有する。 そ の他、 メグ— 3には次に示すようなリン酸化酵素によるリン酸化モチーフの存在 が確認された。 また 2つの N-ミリストイル化部位が認められた。 更に推測される 細胞質局在は 52.2%であった。 これらの事実は、 メグ— 3がシグナル伝達因子で あることを強く示唆する。
カゼィン ·カイネース II リン酸化部位: 14
プロテインカイネース Cリン酸化部位: 9
チロシンカイネースリン酸化部位: 1
また、 これらの事実に基づいて、 733アミノ酸残基からなる上記推定アミノ 酸配列がメグー 3のァミノ酸配列であることが確認された。 このアミノ酸配列か らなるタンパク質の、 計算上の分子量は約 83kDa、 p iの理論値は 5. 72であ る。
[実施例 7] メグ一 3の機能解析 (2) —組織分布
メグ一 3のノーザンプロット解析は、 以下のようにして行った。 3'領域 cDNA ライブラリー (実施例 3) のポジティブクローンのインサートを、 ランダム DNA ラベリングによって RI標識しプローブとして用いた。試料として以下の細胞から 単離した poly(A)+RNA (2 g) を、 2.2Mホルムアミドを含む ァガロースゲルで 分離し、 ニトロセルロースフィル夕一へ転写した。 フィルターを Rapid Hyb溶液 (Amersham社, Arlington Heights, ID 中でハイブリダィズさせた。 ハイブリ ダイズ後に、 60でで、 0.1XSSPE/0.1%SDS という最終ストリンジエンシーで洗浄 した。
ヒ卜の複数の初代培養細胞および組織のノーザンブロット、 ヒ卜の癌細胞株の ノーザンプロットのための試料は、 Clontech (Palo Alto, CA) から購入した。 初 代培養細胞としては、 ヒトメサンギゥム細胞、 ヒト皮膚繊維芽細胞、 ヒト腎皮質 上皮細胞、 ヒト臍帯静脈内皮細胞、 およびヒト平滑筋細胞の初代培養細胞由来の 2 xgの Poly(A)+RNAを試料とした。 ヒトの癌細胞株のノーザンブロットには、 前 骨髄球白血病 HL-60、 HeLa細胞 S3、 慢性骨髄性白血病 K-562、 リンパ芽球白血病 MOLT- 4、 Burkitt リンパ腫 Raji、 大腸腺癌 SW480、 肺癌 A549、 および黒色腫 G361 由来の 2 gの P0ly(A)+RNAを試料とした。 組織のノーザンブロットには、 心、 脳、 胎盤、 肺、 肝、 骨格筋、 腎、 および勝由来の 2 gの poly(A)+RNAを試料とした。 ハイブリダィゼーションおよび洗浄は上記と同様にして行った。 結果は表 1 _ 3 に示すとおりである。
表 1
初代培養細胞
ヒトメサンギゥム細胞 + + +
ヒト皮膚繊維芽細胞 + +
ヒト腎皮質上皮細胞 + +
ヒト臍帯静脈内皮細胞 +
ヒト平滑筋細胞 +
表 2
ヒト癌細胞株
前骨髄球白血病 HL - 60
HeLa細胞 S3
慢性骨髄性白血病 K-562 +
リンパ芽球白血病 M0LT-4
Burkitt リンパ腫 Raj i
大腸腺癌 SW480 + + +
肺癌 A549 + +
黒色腫 G361 + 表 3
ヒト組織
心 +
胎盤 +++
肺 +
肝 +
骨格筋 +
+
塍 + +
メグ一 3 cDNAプローブを用いたノーザンプロット解析で、 メサンギゥム培養 細胞に単一の転写産物 (約 4.0kb) が検出された。 ヒトの初代培養細胞において は、 メグー 3遺伝子がメサンギゥム細胞で特に高度に発現していることが特徴的 であった。 その他の初代培養細胞では、 腎皮質上皮細胞や皮膚繊維芽細胞で発現 が観察され、 ヒトの臍帯静脈内皮細胞や平滑筋細胞においてはわずかな発現が観 察された。 組織間の比較においては、 ヒ卜の胎盤、 次いで膝で高度な発現が観察 された。 その他に、 心、 肺、 あるいは腎等の組織で発現が観察され、 肝と骨格筋 においては発現が弱く、 脳での発現は検出できなかった。 培養癌細胞株において は HeLa細胞 S3と大腸腺癌 SW480で強い発現が、また肺癌 A549でも発現が見られ たが、 その他の細胞株では顕著な発現は観察されなかった。
[実施例 8] メグ一 3の機能解析 (3) —インサイチュハイブリダィゼーショ ン
ィンサイチュハイブリダィゼーション(in situ hybridization,以下 ISHと省 略する) により、 ヒト正常腎組織で、 メグ— 3 mRNA発現を評価した。 ISHは、 公 知の方法により行った (Kidney Int. 52, 111 (1997))。 ヒト ·メグ— 3 cDNAの 404-433位の塩基配列 (配列番号: 5) をプローブとして用いた。 糸球体内で、 メグ一 3転写産物はメサンギゥム細胞に局在化していた。 シグナルの特異性を評 価するため、 ハイブリダィゼーシヨンの前に RNaseで組織を前処理すると、 メグ 一 3プローブで検出されるシグナルの大部分が除去された。 また、 100倍過剰の 同種または無関係の未標識オリゴヌクレオチドで競合実験を行ったところ、 メグ 一 3のプローブに由来するシグナルは、 同じ塩基配列を持つオリゴヌクレオチド では消失したが、 非同種オリゴヌクレオチドでは消失しなかった。 これらの結果 から、 配列番号: 1に示した塩基配列を持つメグ一 3遺伝子は、 メサンギゥム細 胞で特異的に発現していることが確認できた。
[実施例 9 ] メグ一 3蛋白質の発現
メグー 3の翻訳領域を含む遺伝子を得るために、 ヒト培養メサンギゥム組胞 po ly(A)+RNA (Q. g/ \) I.O Iを铸型とし、 翻訳領域をコードするように設計 したプライマ一、 すなわち、 開始コドンを含み 5'端に制限酵素 EcoRI認識配列を 加えたプライマー (5' -CGGAATTCATGGGGTGGATGGG-3' /配列番号: 6 ) 及びストップ コドンと EcoRI認識配列を加えたプライマー (5' -GCGAATTCTAGAACTCAGTCTGCACCC CTGC-37配列番号: 7) で PCR反応をおこなった。 反応条件は、 lOXEx Taqバッ ファー 5 1、 dNTP混合物 (2.5mM) 8 K PCRプライマー (配列番号: 6、 20pmo 0.5 K 一次 PCR Alプライマー (配列番号: 7、 20pmol/ l) 0.5 K T aKaRa Ex TaqTM (10U/ 1) 0.5/ K 滅菌水で全量を 50 1 とした。 「Takara PCR Thermal Cyclerj にセットし、 94で1分、 60で2分、 72で 2分を 30サイクル反応 させた。 0.75 %ァガロースゲル電気泳動法でバンドが得られていることを確認し、 反応溶夜中から 1 1を orginal TA Cloning Kitj (Invi trogen社) を用いてサ ブクローニングし、 得られたプラスミドを meg3/pCR2とした。 このプラスミドを EcoRIで切断し、 EcoRIで切断したマルトース結合蛋白質融合蛋白質発現用べクタ ―、 MAL-c2 (New England Biolab社) と、 T4リガ一ゼを用い結合し、 大腸菌 JM 109を形質転換した。 18時間後、 アンピシリン耐性株を 3mlの LB培養液に植え、 18時間培養後、 ミニプレ法にょリプラスミドを抽出し、 制限酵素で確認し、 発現 ベクター、 pMALc2/meg3を得た。
pMALc2/meg3で形質転換した大腸菌 XL1—Blueを lOO/ig/ml になるようにアン ピシリンを加えた 10ml の LB培地で 37°C、 18時間振とう培養し、 この培養液を 11の Rich培地 (1 L中に lOg トリプトン、 5g酵母抽出物、 5gNaCし 2gダルコ一 スを含みアンピシリンを lOO g/mlになるように加えたもの) に加え 37°Cで振と う培養した。濁度計にて約 0.80D (A600)になったところで 0.1M IPTG (isopropyl- i3-D-thiogalactoside 1.41gを水 50mlに溶解したもの) 3mlを加え、続けて 37で で振とう培養した。 2時間後、 遠心操作 (4000gX20分) により菌体を集め、 50ml の溶解バッファー (ΙΟπιΜ Na2HP04, 30mM NaCl、 0.25% Tween20, pH7.0) を加え た。 よく懸濁し、 —80^で 18 時間凍結後、 ソニケーシヨン (BRANSON 社: SONIFIER250) し、 菌体を粉砕した。 0.5M になるように NaCl を加え、 遠心操作 (10000gX30分) により上清を集めた。上清に 200mlの 0.25% Tween20Zカラム バッファーを加え、 あらかじめ 0.25% Tween20Zカラムバッファー (0.25% Tween20 lOmM リン酸、 0.5M NaCl, pH7.2) で平衡化したアミロース樹脂 30ml を充填したカラムにロードした。 1ml/分の流速で、 100mlの 0.25% Tween20Z力 ラムバッファー、 次に 150mlのカラムバッファ一で洗った後、 マル! スを 10mM になるように加えたカラムバッファー、 50mlでアミロース樹脂に結合した融合蛋 白質を溶出した。 これを限外濾過器 (Amicon stirred- cell concentrator) で約 lmg/mlまで濃縮し濃縮融合蛋白質 MBP-メグ一 3とした。
融合しているマルトース結合蛋白質は以下の方法で酵素により切断除去できる。 蛋白質溶液を透析チューブ (分画分子量 3, 500) に入れファクター Xaバッファ一 (20mM Tris-CK lOOmM NaCK 2mM CaCl2, lmM アジ化ナトリウム) に対して透析 する。 透析した溶液 (lmg/ml) に 10 1 のファクター Xa
Figure imgf000034_0001
を 加え、 24時間、 室温で反応することにより、 マルトース結合蛋白質と目的とする 蛋白質との結合部位を特異的に切断する。切断後、ゲル濾過クロマトグラフィー、 イオン交換カラムクロマトグラフィーなどで精製をおこなうことにより目的とす る蛋白質が得られる。
[実施例 1 0] MBP-メグ一 3に対するポリクロ一ナル抗体の製造
実施例 9で得られた濃縮融合蛋白質 MBP-メグ— 3 (lOmM リン酸ナトリウム、 0.5M NaCl, lOmM マル! ^一ス) を等量のフロインド完全アジュバントと混合し、 充分乳化した。この乳液 0.5m 1を、ニュージーランドホワイトゥサギ(雌、約 4000g) の皮下に投与した (20j^g/匹)。 1回目免疫後、 フロインド不完全アジュバントと 混合した MBP-メグ一 3で、 3週間後 (50wg/匹)、 5週間後 (50 ig/匹)、 7週間後
(50 g/匹)、 9週間後 (100/ g/匹)、 11週間後 (200 g/匹) に追加免疫した。 3 回目の免疫後、 1週間後に試験採血を行い、 抗体価を測定した結果、 204800倍に 上昇していることを確認した。 抗体価の測定は、 抗原 50ng/ゥエルを固相化した 96穴プレートを用いた E I Aによって行った。連続的に希釈した抗血清を各ゥエル に 100 /zlづっ加えて一次反応を行い、 上清除去、 洗浄後、 抗ゥサギ IgGFab'-HRP
(IBL、 日本) を反応させ、 洗浄後、 OPD (Sigma, USA) で発色して測定した。 ま た、 得られた抗血清は、 ウェスタンプロットにより、 MBP-メグ— 3と特異的に反 応することを確認した。
[実施例 1 1] ゥサギポリクロ一ナル抗 MBP-メグ一 3 I gGの反応性の検討 MBP-メグ一 3、 3末端 c-myc付加メグ一 3、 並びに MBP単独発現大腸菌破砕液 を抗原として用い、 MBP-メグ一 3を免疫原とするゥサギ I gGの反応性を確認し た。
MBP-メグ一 3には、 pMALc2/meg3で形質転換した大腸菌 JM109の細胞破壊液を 用いた。 また 3末端 c-myc付加メグ一 3の発現には、 アンチセンスプライマーと して PCRA1プライマーに代えてストップコドンを除いて EcoRI認識配列を加えた プライマ一 (5' -GCGMTTCGAACTCAGTCTGCACCCCTGC- 37配列番号: 8) を用い、 実 施例 9と同様の操作で合成した断片を用いた。 この断片を、 EcoRI で消化したほ 乳類細胞発現用 PCDNA3.1 (Invitrogen) に挿入し、 プラスミドとゥサギ網状赤血 球を用レ て in vitro transcription and translation (Promega) によって発現 させて c-myc付加メグー 3とした。
それぞれのタンパク質溶液を等量のサンプルバッファー(0.25%トリスー H C l、 2%SDS、 30%グリセリン、 1 0 % 3—メルカプトエタノール、 0. 025 %ブロモフエノールブル一) (第一化学薬品製)で処理し、 5分間 95 で 加熱して試料とした。 得られた試料を、 ゲル濃度 4— 20%のグラジェントゲル (第一化学薬品製) を用いて SDS—ポリアクリルアミドゲル電気泳動法 (SD S-PAGE) (Lae誦 li,U.K., Nature, 第 227巻, 680 - 685頁, 1970年) により 分離した。
SDS— PAGEで分離したタンパク質を、 ブロッティング溶液 (25mMトリ ス一 HC 1、 192mM グリシン、 20 %メタノール、 pH 8.3) を用いて 10 0Vの定電圧で 1時間、 ポリビニリデンジフルオリド (PVDF) 膜 (バイオ, ラッド製) にブロッテイングした。 ブロッテイングした PVDF膜を蒸留水で洗 浄後、 5 %ブロックエースの TTB S溶液中で 3時間ブロッキングした。 次に、 PVDF膜を TTBS (20mMトリス、 500mMの NaC l、 0. 05 %Twe e n 20、 pH7.5)で洗浄した後、 T T B Sで希釈した 1次抗体であるゥサギ ポリクロール抗 MBP-メグ— 3 I gGの溶液と 4でで一夜反応させた。 次に、 アン プリファイドアルカリフォスファターゼイミユンブロットキット (バイオ · ラッ ド製) を用いて検出した。 すなわち、 TTBSで希釈したピオチン標識ャギ抗ゥ サギ I gGと室温で 1時間インキュベートした後、 あらかじめ室温でストレプト ァビジンとピオチン標識アル力リフォスファタァ一ゼを 1時間ィンキュペートし て調製したストレブトアビジン一ピオチン標識アル力リフォスファ夕ァーゼのコ ンプレックスを反応させた。 P VDF膜を TTB Sで洗浄し、 基質 (ni 0 blue tetrazol iumと 5 - bromo - 4- chloro - 3 - indolyl phosphate, p - toluidine塩の溶液) と室温で約 30分間インキュベートすることにより、 1次抗体に結合された抗体 を可視化した。 蒸留水で十分反応させることにより、 反応を停止させた。
結果を図 1に示した。実施例 10で得た本発明による MBP-メグ— 3に対するポ リク口一ナル抗体で、 MBP-メグ一 3に相当するバンドが確認できた。 したがって このポリクロ一ナル抗体は、 メグ一 3を特異的に認識する抗体であることが示さ れた。 [実施例 1 2 ] メグ一 3の細胞内局在
EcoR I断片メグ一 3の ORFフラグメントを挿入した前記 pcDNA3.1を CHO に形質転換し、 3末端 c-myc付加メグ一 3を高発現させた。 その 2日後の細胞を 4%パラホルムアルデヒド、 0.5% Triton X-100で固定し、 抗マウス c-myc抗体と 反応させ、 FITC標識抗マウス抗体を反応させた。 更にへキスト 33341で核染色 し、 共焦点レーザー顕微鏡で検鏡した。
結果は図 2に示した。 アミノ酸配列の解析で推測されたとおりメグ一 3は細胞 質に局在することが確認された。 産業上の利用の可能性
本発明により、 メサンギゥム細胞に高頻度に発現している DNAと、 この DNAが コードするタンパク質等が提供された。 これらはメサンギゥム細胞に特異的な生 理活性に深く関与していると推測され、 メサンギゥム細胞の同定、 メサンギゥム 細胞の異常の検出などに有用である。 更に、 該タンパク質の機能からメサンギゥ ム細胞の機能が明らかになり、 メサンギゥム細胞に関連する疾患の原因究明への 展開が期待される。 また、 メサンギゥム細胞に関連する疾病の治療、 診断等への 応用が期待される。
具体的には、 たとえばメグ一 3の人為的な調節によって、 糸球体腎炎の発症や 進展を制御できる可能性がある。 あるいはメサンギゥム細胞や体液中のメグ一 3 夕ンパク質や mRNAの定量によつて、糸球体腎炎などの腎疾患の診断が可能となる ことが期待できる。 糸球体腎炎ではメサンギゥム領域の機能異常が見られ、 メサ ンギゥム細胞の増殖、 あるいは細胞からのマトリックス基質の産生亢進が起きて いる。 これらの病態にメグ一 3が関与している可能性は十分に考えられる。 本発明によるメグ— 3は、 メサンギゥム細胞で高度に発現しているという点で は、 本発明者が先に報告したメグシンと共通の特徴を備えている。 しかしながら 本発明によるメグ— 3は prol ine r i chドメインを有する細胞内シグナル伝達系物 質である可能性が示唆されるのに対して、 メグシンはプロテアーゼインヒビ夕一 である SERPINスーパーファミリ一との相同性を持つタンパク質である。また本発 明によるメグ一 3が比較的広範囲な組織において発現が観察されている点は、 メ グシンのメサンギゥム細胞に特異的に発現しているという特徴と相違する。 した がって本発明によるメグ— 3は、 メサンギゥム細胞の機能を支える重要なタンパ ク質である可能性を持っている。 このような重要なタンパク質の存在を明らかに した本発明の意義は大きい。

Claims

請求の範囲 配列番号: 2に記載のアミノ酸配列、 またはこれらアミノ酸配列において 1若しくは複数個のアミノ酸が置換、 欠失、 付加、 および Zまたは挿入された アミノ酸配列を含み、 このアミノ酸配列を含むタンパク質と機能的に同等な夕 ンパク質。 配列番号: 2のアミノ酸配列を含む請求項 1のタンパク質。 請求項 1に記載のタンパク質をコードする DNA。 配列番号: 1の塩基配列を含む請求項 3記載の DNA。 配列番号: 1の塩基配列を持つ DNAとストリンジェン卜な条件下でハイブ リダィズし、 請求項 1に記載のタンパク質またはこれらタンパク質と機能的に 同等なタンパク質をコードする DNA。 請求項 4に記載の DNAと特異的にハイブリダィズする DNAであって、 少な くとも 1 5ヌクレオチドの鎖長を持つ DNA。. 請求項 4に記載の DNAもしくはその一部に対するアンチセンス DNA。. 請求項 3、 請求項 4、 および請求項 5のいずれかに記載の DNAを含むこと を特徴とするベクター。. 請求項 3、 請求項 4、 および請求項 5のいずれかに記載の DNAを発現可能 に保持する形質転換細胞。0 . 請求項 9に記載の形質転換細胞を培養し、 請求項 3、 請求項 4、 および請 求項 5のいずれかに記載の DNAの発現産物を回収することを特徴とする、 請求 項 1に記載のタンパク質の製造方法。
1 . 請求項 6の DNAを含むメサンギゥム細胞の検出用試薬。
2 . 請求項 1に記載のタンパク質に結合することを特徴とする抗体。
3 . 配列番号: 2のアミノ酸配列から選択されたアミノ酸配列を持つタンパク 質の一部を認識する請求項 1 2の抗体。
4 . 抗体がモノクローナル抗体である請求項 1 3の抗体。
5 . 請求項 1 3または請求項 1 4のいずれかに記載の抗体と請求項 2のタンパ ク質、 またはその断片との免疫学的な結合に基づいて請求項 2のタンパク質ま たはその断片を測定する免疫学的測定方法。
6 . 請求項 1 2〜請求項 1 4のいずれかに記載の抗体を含む、 メサンギゥム細 胞の検出用試薬。
7 . 生体試料中に含まれる請求項 2のタンパク質またはその断片を測定し、 正 常試料から得られた測定値と比較することによってメサンギゥム増殖性腎症 を検出する方法。
8 . メグ一 3をコードする遺伝子の発現レベルを変化させたトランスジェニッ ク非ヒト脊椎動物。
9 . 非ヒト脊椎動物がマウスである請求項 1 8のトランスジエニック非ヒト脊 椎動物。
0 . メグ一 3をコ一ドする遺伝子の発現が抑制されたノックァゥトマウスであ る請求項 1 9のトランスジエニック非ヒト脊椎動物。
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