WO2003002146A1 - Composition medicinale - Google Patents

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WO2003002146A1
WO2003002146A1 PCT/JP2002/006461 JP0206461W WO03002146A1 WO 2003002146 A1 WO2003002146 A1 WO 2003002146A1 JP 0206461 W JP0206461 W JP 0206461W WO 03002146 A1 WO03002146 A1 WO 03002146A1
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seq
protein
binding
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Masaya Tohyama
Taiichi Katayama
Takayuki Manabe
Kazunori Imaizumi
Yoko Ikeda
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Japan Science And Technology Agency
Taisho Pharmaceutical Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to an inhibitor capable of inhibiting the binding of HMG_I protein to presenilin-12 mRNA exon 5, a neuronal cell death inhibitor capable of suppressing neuronal cell death, presenilin-12 mRNA exon 5 deficiency
  • the present invention relates to a pharmaceutical composition useful for treating or preventing a disease caused by production of a type splicing variant, a method for treating or preventing the disease, and use of the inhibitor.
  • AD Alzheimer's disease
  • sAD sporadic Alzheimer's disease
  • PS2V aberrant protein encoded by a variant of the presenilin-2 gene is present in apoptotic body cells in the cerebral cortex and hippocampal CA1 region of sAD patients [Sato (Sato) , N.) et al., J. Biol. Chem .. 276, 2108-2114 (2001)].
  • PS2V is induced by hypoxia stimulation in cultured human neuroblastoma SK-N-SH cells and has been shown to be dependent on oxidative stress and new protein synthesis in SK-N-SH cells [Sato, N., et al., J. Neurochera., 72, 249 8-2505 (1999)].
  • PS2V reduces the glucose regulatory protein (GRP78), an endoplasmic reticulum (ER) stress-responsive molecular chaperone, and increases the production of / ⁇ -amyloid protein in PS2V-expressing cells.
  • GRP78 glucose regulatory protein
  • ER endoplasmic reticulum
  • PS 2 V may be one of the important factors in neuronal death in sAD, details of the mechanism of PS 2 V generation and disease development are not fully known. is the current situation. At present, there is a need for an effective treatment for a disease caused by the generation of PS 2 V. Disclosure of the invention
  • An object of the present invention is to provide an inhibitor capable of inhibiting the binding between HMG-I protein and presenilin-12 mRNA exon 5.
  • the present invention also inhibits the binding of the HMG-I protein to presenilin-2 mRNA exon 5, suppresses presenilin-2 exon 5 deficient splicing abnormality, and thereby suppresses neuronal cell death. It is intended to provide a nerve cell death inhibitor.
  • the present invention is based on suppression of cell death, particularly neuronal cell death, excellent transduction efficiency into cells, excellent stability in vivo, and production of a presenilin-2mRNA exon 5 defective splicing variant.
  • the present invention enables more efficient and continuous treatment or prevention of diseases caused by the production of presenilin- 12 mRNA exon 5 deficient splicing variants, in particular, cerebral disorders and neurodegenerative diseases.
  • An object of the present invention is to provide a method for treating or preventing a disease caused by the production of a presenilin_2 mRNA exon 5 deficient slicing variant. That is, the present invention
  • the compound is (A) an RNA molecule containing the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1 and / or the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 2 and binding to the HMG-I protein,
  • the inhibitor according to (1) which is one selected from the group consisting of
  • RNA molecule comprising the nucleotide sequence of any one of SEQ ID NOs: 3, 4, 5, 6, and 7, and capable of binding to HMG-I protein;
  • the inhibitor according to (2) which is one selected from the group consisting of
  • a nerve cell death inhibitor comprising, as an active ingredient, an inhibitor of the binding between the HMG-I protein and the presenilin-12 gene, which comprises a compound that inhibits binding as an active ingredient;
  • RNA molecule comprising the nucleotide sequence of any one of SEQ ID NOs: 3, 4, 5, 6, and 7, and capable of binding to HMG-I protein;
  • Nerve cell death inhibitor containing the inhibitor as an active ingredient
  • a pharmaceutical composition comprising as an active ingredient,
  • RNA molecule comprising the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1 and NO or the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 2 and binding to the HMG-I protein,
  • RNA molecule comprising the nucleotide sequence of any one of SEQ ID NOs: 3, 4, 5, 6, and 7, and capable of binding to HMG-I protein;
  • composition according to [10] which is one selected from the group consisting of: 2'-0-methyl oligo RNA having the base sequence represented by SEQ ID NO: 27
  • [20] The inhibitor of any one of [1;) to [4] or the inhibitor of [5: !!] in a disease caused by the production of a presenilin-12 mRNA exon 5 defective splicing variant.
  • a therapeutically effective amount of the neuronal cell death inhibitor according to any one of (1), (2) treatment of a disease caused by production of a presenilin-2 mRNA exon 5 deletion splicing variant, or Prevention methods.
  • FIG. 1 is a diagram showing expression of PS 2 V in sAD brain and cultured cell lines.
  • the left panel shows the results of amplification products from representative sAD brains or age-matched control brains separated on polyacrylamide gels and visualized by thidium bromide staining.
  • the right panel shows the total PCR from various cells under normal oxygen, hypoxia exposure, tunicamycin (TM), and ⁇ -amyloid stress, and the PCR product was subjected to PCR. This is the result of separation on an acrylamide gel and visualization by bromide dye staining.
  • black arrows indicate the molecular weight points corresponding to PS 2 (upper) and PS 2V (lower).
  • FIG. 2 shows the results of immunohistochemical detection of PS 2 V in each of the sAD brain and control brain.
  • Control and sAD brain sections of 10 m thickness were prepared, followed by immunohistochemical detection of PS2V using anti-SSMAG antibody. These results were obtained by analyzing at least three different control and AD brains with similar results.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing a pre-mRNA binding experiment method. After recovering SK-N-SH cells 21 hours after normoxia or hypoxia stimulation, the nuclear extract was After preparation, a binding reaction is performed with each probe of the PS 2 pre-mRNA fragment. After irradiating the reaction solution with ultraviolet (UV) light, the probe is digested with RNase A, followed by SDS treatment. After the SDS-treated sample is separated by SDS-PAGE assay, a binding positive band is detected using an imaging plate for Bas.
  • UV ultraviolet
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a PS2pre-mRNA probe.
  • six probes of the PS2pre-mRNA fragment for the binding test are schematically shown.
  • the boxed region and the underlined parts represent exons and introns, respectively. All probes are labeled by in vitro transcription.
  • FIG. 5 is a diagram showing the results of the p re-mRNA binding experiment.
  • SK-N-SH cells were harvested 21 hours after stimulation after exposure to normoxia or hypoxia.
  • the recovered cell-derived nuclear extract was analyzed by a pre-mRNA binding experiment using each radiolabeled probe. Then, after subjecting to SDS-PAGE on a concentration gradient (10 to 20%) polyacrylamide gel, it was exposed to an imaging plate for Bas.
  • FIG. 6 shows the results of the pre-mRNA binding experiment.
  • SK-N-SH cells were harvested 21 hours after stimulation after exposure to normoxia or hypoxia. Nuclear extracts were pre-incubated with each 35 S-unlabeled cold probe under binding conditions. The pre-mRNA binding experiment using the pre-incubated reaction solution was started by the addition of each 35 S-labeled hot probe, followed by SDS-PAGE on a 15% polyacrylamide gel, followed by Exposed to the imaging plate. These experiments were repeated at least four times using separate cell cultures with similar results.
  • FIG. 7 shows a purified profile of a fraction having N0.5 probe binding activity derived from SK-N-SH cell nuclear extract of human neuroblastoma under hypoxic stress. You. The purification method is shown in italics. Individual fractions are indicated by Roman numerals.
  • FIG. 8 is a view showing the results of analyzing the protein (25 ⁇ 1 / fraction) at each purification step shown in FIG. 7 by 15% SDS-PAGE and silver staining. In the figure, M indicates a molecular weight (kDa) marker.
  • FIG. 9 is a diagram showing the binding activity between the 35 S-labeled No. 5 probe and the fraction (15 / 1Z fraction) in each purification step.
  • FIG. 10 is a diagram showing the results of a supershift access using an antibody against the HMG-IZY protein.
  • SK-N-SH cells were harvested 21 hours after stimulation with normoxia (left panel) or hypoxia (right panel). Prior to reacting with the radiolabeled No. 5 probe, the nuclear extract was incubated in a conventional buffer in the presence or absence of an antibody against the HMG-IZY protein. The samples were then subjected to gel delay electrophoresis and autoradiography. These experiments were repeated at least four times with separate cell cultures with similar results.
  • FIG. 11 is a diagram showing seven types of structures of PS2 pre-mRNA. In the figure, exons are shown in upper case and introns are shown in lower case. Two similar sequences are shown in bold and underlined.
  • FIG. 12 is a diagram showing the results of examining the binding site of HMG-I protein in PS 2 pre-mRNA.
  • SK-N-SH cells are harvested 21 hours after stimulation after exposure to normoxia or hypoxia.
  • the recovered cell-derived nuclear extract is analyzed by Pre-mRNA binding assay using each radiolabeled probe. Then, after subjecting to SDS-PAGE, it is exposed to an imaging plate for Bas.
  • black arrows indicate the corresponding molecular weight points.
  • FIG. 13 shows the results of Northern blot analysis of the effects of various stresses on the expression of HMG-I mRNA (HMG I mRNA in the figure) and a protein corresponding to the mRNA in cultured cells. is there.
  • Left panel and center The panel shows the results of analysis of cell lines harvested 21 hours after exposure to normoxia or hypoxia.
  • the right panel shows the results of analysis on SK-N-SH cells collected 24 hours after treatment with tunicamycin.
  • Total RNA is subjected to formaldehyde-formamide gel electrophoresis and subjected to Northern blot access using a radiolabeled HMG-I cDNA probe.
  • the molecular weight points are indicated by black arrows.
  • FIG. 14 is a diagram showing the results of examining the effects of various stresses on the expression of HMG-I mRNA and a protein corresponding to the mRNA in cultured cells by eastern blot analysis.
  • Each cell line is harvested 21 hours after stimulation after exposure to normoxia or hypoxia.
  • the obtained nuclear extract is subjected to SDS-PAGE and immunoblot assay using an antibody against the HMG-IZY protein.
  • black arrows indicate the corresponding molecular weight points of the HMG-I (upper, in the figure, “HMG I J”) and HMG-Y (lower, in the figure, “HMGYj”) proteins.
  • FIG. 15 shows the effect of hypoxia on the subcellular localization of immunoreactive HMG-I protein in SK-N-SH cells. Expose S K -N—SH cells to normoxia or hypoxia for 21 hours. The cells are immunostained with an anti-HMG-IZY ("HMG IZYj" in the figure) antibody and an anti-SC35 antibody for a primary immune reaction, and then stained with a FITC-conjugated secondary antibody and a Cy3-conjugated secondary antibody. These experiments were repeated at least four times with separate cell cultures with similar results
  • FIG. 16 shows the results of examining the effect of transient expression of HMG-I or HMG-Y on exon 5 skipping of the PS2 gene in cultured cells.
  • Each cell line was transfected with mock or HMG-I, and then collected 24 hours after the transfection.
  • the nuclear extract was subjected to SDS-PAGE and immunoblotting using antibodies against HMG-IZY.
  • the black arrow is HMG-I Tano.
  • the corresponding molecular weight points of the proteins ("HMG I" in the figure) are shown. This These experiments have been repeated at least four times with separate cell cultures with similar results.
  • FIG. 17 shows the results of examining the effect of transient expression of HMG-I or HMG-Y on exon 5 skipping of the PS2 gene in cultured cells.
  • Each cell line was transfected with different amounts of mock, HMG-I (HMG IJ in the figure) or HMG-Y (HMGY in the figure), and then transfection was performed for 24 hours. Later collected. Total RNA from the recovered cells was subjected to RT-PCR by the method of literature [Sato et al., J. Neurochem., 72, 2498-2505 (1999)]. Amplification products were separated on polyacrylamide gel and visualized by bromide dye staining. Black arrows indicate the corresponding molecular weight points for PS2 (top) and PS2V (bottom). These experiments were repeated at least four times with separate cell cultures with similar results.
  • Fig. 18 shows the results of examining the effect of HMG-I (HMG IJ in the figure) on the binding of Ul (70K) snRNP to PS2 pre-mRNA.
  • Nuclear extraction from recovered cells liquid and prior to reaction with the probe of No. 12 shown in the top panel (32 P-labeled) HMG in the presence or absence of antibodies to IZY protein was incubated in normal buffer one. then, The sample was subjected to gel delay electrophoresis and autoradiography, in which black arrows indicate free, bound and super-shifted probes, and Ab in the figure indicates anti-Ulsn RNP antibody.
  • FIG. 19 is a diagram showing the interaction between HMG-IZY and U 1 (70 K) sn RNP.
  • the upper panel shows the results of an immunobout attestation using anti-Ul (70K) snRNP antibody.
  • Nuclear extracts were prepared after harvesting SK-N-SH cells exposed to normoxia or hypoxia 24 hours after stimulation. The nuclear extract was immunoprecipitated with an anti-HMG-I / Y antibody (“anti-HMG IZY antibody” in the figure). After that, immunoblotting was performed using an anti-Ul (7 OK) snRNP antibody.
  • the lower panel shows the results of immunoblot assay using an anti-HMG-I / Y antibody. The nuclear extract was immunoprecipitated with an anti-U1 (7 OK) snRNP antibody, and then subjected to immunoblot assay using an anti-HMG-IZY antibody. These experiments were repeated at least three times with separate cell cultures with similar results.
  • FIG. 20 is a schematic diagram of a hypothesis of an aberrant splicing mechanism on PS2 pre-mRNA.
  • FIG. 21 shows the results of examining the expression of HMG-I / Y protein in sAD brain by Western blot analysis.
  • Whole lysates, cytosolic fractions and nuclear fractions were prepared from three different sAD brains and age-matched control hippocampus. These fractions were subjected to SDS-PAGE and immunoblot assay using an antibody against HMG-IZY protein.
  • Black arrows indicate the corresponding molecular weight points of the HMG-I (top, "HMG I J” in the figure) and HMG-Y (bottom, "HMGYj”) proteins.
  • FIG. 22 shows the results of examining the expression of HMG-I ZY protein in sAD brain by immunohistochemistry.
  • FIG. 23 is a diagram showing the synthesized oligonucleotides. This was done in a conventional manner. Annealing was performed using two types of complementary oligonucleotides having a base length of 24 or 60 mer to obtain double-stranded DNAs No. 1 to No. 11 respectively. In the figure, in each oligonucleotide, each fragment of exon 5 of PS 2 is underlined and shown in bold.
  • FIG. 24 is a graph showing the results of examining the effect of 2′-0-methyl oligo RNA on the production of a presenilin 1-2 gene exon 5 deletion splicing variant.
  • FIG. 25 shows the results of examining the effect of 2′-0-methyl oligo RNA on hypoxia-induced HMG-I binding in vitro.
  • ⁇ J in lane 1 indicates normoxic condition
  • Hj in lane 2 indicates hypoxic condition.
  • the amount of 2'-0-methyl oligo RNA used was 0.5 in lane 3. g, 5 Ci g for lane 4, 50 ⁇ g for lane 5, and 500 g for lane 6.
  • FIG. 26 shows the results of examining the uptake, stability and transfection efficiency of 2′-O-methyl oligo RNA in cells.
  • panel A panel a shows the amount of 2'-0-methyl oligo RNA uptake in each fraction of SK-N-SH cells
  • panel b shows the 2'-incorporation of SK-N-SH cells into the SK-N-SH cells.
  • 5 shows the introduction efficiency of 0_methyl oligo RNA.
  • Panel B shows the results of examining the stability of 2′-0-methyl oligo RNA at 48 hours after the introduction of the 2′-0-methyl oligo RNA into SK—N—SH cells.
  • FIG. 27 is a view showing a sequence of a synthetic DNA for determining a DNA recognition motif of HMG-I. The top row shows the consensus sequence of the HMG-I recognition motif.
  • FIG. 28 is a view showing the results of examining the effect of 2′-0-methyl oligo RNA on DNA binding of HMG-I in a nuclear extract derived from SK—N—SH cells.
  • Panel A shows the results of gel shift assay, and panel B shows the numerical data of panel A.
  • FIG. 29 shows the result of examining the effect of 2′-0-methyl oligo RNA on cell death.
  • Panel A examined cell death induced by hypoxia and tunicamycin.
  • Panel B showed transient expression of HMG-I and tunicamycin. This is the result of examining the death of pongus cells induced by pulp.
  • the inhibitor of the present invention contains, as an active ingredient, a compound that inhibits the binding between the HMG-I protein and presenilin-12 mRNA exon 5. Since the inhibitor of the present invention contains the compound, the inhibitor exhibits an excellent effect of inhibiting the binding between HMG-I protein and presenilin-2 mRNA. Further, the inhibitor of the present invention exhibits an excellent effect of suppressing abnormalities of presenilin-12 mRNA splicing, particularly abnormalities of presenilin-12 exon 5 deficient splicing. Furthermore, since the inhibitor of the present invention can suppress presenilin-12-exon 5 defective splicing abnormality, it exerts an excellent effect of further suppressing neuronal cell death.
  • the presenilin-2 gene is considered to be one of the causative genes in Alzheimer's disease.
  • the protein encoded by the presenilin-2 gene is a membrane protein present in the endoplasmic reticulum Golgi apparatus and is a protein involved in amyloid metabolism or deposition.
  • the presenilin-12 gene is composed of 12 exons, of which 10 exons encode proteins [for example, Levy-Lahad et al., Genomics, 34, 198-204, (1996) ); Levy Lahad et al., Science, 269, 973-977 (1995); Rogaev et al. Nature, 376, 775-778 (1995) et al.
  • presenilin-12 gene means to include both mRNA and DNA (for example, genomic DNA, cDNA) encoding the presenilin-12 protein.
  • DNA for example, genomic DNA, cDNA
  • the nucleotide sequence and amino acid sequence of the presenilin-12 gene are described, for example, in GenBank accession numbers: XM002127, XM002128, XP002127, etc. ing.
  • the “compound that inhibits the binding between the HMG-I protein and presenilin-12 mRNA exon 5” used in the present invention is, for example, specifically antagonizing the binding at a specific site, Or a compound that specifically antagonizes the binding at a specific site, thereby reducing the binding strength of the binding.
  • Specific examples of the “specific site” include, for example, (1) a region consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 1, (2) a region consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 2, and (3) SEQ ID NO: 1. A region containing the base sequence shown and the base sequence shown in SEQ ID NO: 2; and (2) a region consisting of a continuous sequence on the DNA corresponding to each of the above (1) to (3).
  • the “specific site” comprises (i) a continuous sequence involved in binding between the HMG-I protein and the bresenilin-2 gene in the amino acid sequence of the HMG-I protein. A region; (ii) a spatial region formed from a plurality of amino acid residues present in the HMG-I protein and being involved in binding between the HMG-I protein and the presenilin-12 gene; Regions are also included.
  • amino acid residue that contributes to binding examples include, for example, a residue that, when substituted with another amino acid residue, loses the ability of the obtained protein to bind to the presenilin-2 gene.
  • the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1 and the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 2 are sequences existing in the mRNA of the presenilin-12 gene, and are important for binding to the HMG-I protein. Are base sequences found by the present inventors, and the present invention is based on such findings of the present inventors.
  • SEQ ID NO: 1 or 2 is a sequence having at least one mutation in SEQ ID NO: 1 or 2, and HMG-I protein. It may be a sequence exhibiting binding ability to a protein and a DNA sequence corresponding thereto, and has at least 90%, preferably 95% or more sequence identity with the base sequence of SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2. May be a sequence having the ability to bind to the HMG-II protein.
  • the compound may be a low molecular compound or a high molecular compound.
  • examples of the compound include nucleic acids such as RNA and DNA; and organic synthetic compounds.
  • the nucleic acid may be single-stranded or double-stranded, and may be linear or cyclic.
  • Examples of the compound include a compound that blocks an amino acid sequence present in the HMG-I protein and blocks an amino acid sequence involved in binding between the HMG-I protein and the bresenilin-2 gene (for example, , Nucleic acids, nucleic acid analogs, etc.); from a plurality of amino acid residues present in the HMG-I protein and involved in the binding between the HMG-I protein and the presenilin-12 gene.
  • a compound that blocks an amino acid sequence present in the HMG-I protein and blocks an amino acid sequence involved in binding between the HMG-I protein and the bresenilin-2 gene for example, Nucleic acids, nucleic acid analogs, etc.
  • a compound that blocks a formed spatial region for example, an organic synthetic compound or the like that fits into the spatial region; a region consisting of a base sequence present in presenilin-12 mRNA exon 5, and HMG — Compounds that block the region where the I protein and the presenilin-2 gene associate (eg, nucleic acids, nucleic acid analogs, etc.).
  • the HMG-I protein and the presenilin-12 gene may bind via the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1 and Z or the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 2.
  • sequence identity refers to the identity of corresponding residues between a nucleic acid molecule consisting of the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1 or 2 and a nucleic acid molecule to be compared.
  • sequence identity includes 2′-0-methyl derivatives, deamino derivatives (eg, inosine), adenosine derivatives (eg, isopentenyladenine, threoninocarbonyladenine, etc.), sulfur-containing derivatives (4 One chip, two chips It is intended to include the case where the residue is similar to the residue of the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 or 2 via a modified base such as limidine derivative).
  • the “sequence identity” can be determined by comparing two nucleotide sequences aligned in an optimal state over the region of the nucleotide sequence to be compared.
  • the sequence identity value is determined by determining the number of matching sites by determining the same nucleobases present in both sequences, and then determining the number of bases in the sequence region to be compared by the total number of bases. It can be calculated by dividing the number of sites and multiplying the obtained value by 100.
  • Algorithms for obtaining optimal alignment and homology include, for example, the local homology algorithm of Smith et al. [Add. APL Math., 2, 482 (1981)], and the homology of Needleman et al. One alignment algorithm [J. ol. Biol, 48, 443 (1970)], the homology search method of Pearson et al. [Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 85, 2444 (1988)], and the like. Can be More specifically, dynamic programming, gap penalty, Smith-Waterman algorithm, Good-Kan ehisa algorithm, BLAST algorithm, FASTA algorithm, etc.
  • RNA molecule As the compound, specifically, (A) an RNA molecule containing the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1 or the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 2 and binding to the HMG-I protein; No. According to the RNA molecule (A), any of the regions (i) and (ii) can be blocked.
  • RNA molecule (A) examples include (a) a nucleotide sequence represented by any one of SEQ ID NOs: 3, 4, 5, 6, and 7, and an HMG-I protein And an RNA molecule capable of binding to the same.
  • nucleic acid containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 1, a nucleic acid containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 2, and a base sequence shown in SEQ ID NO: 1 and a base sequence shown in SEQ ID NO: 2 If they exhibit the same binding affinity in terms of the binding affinity between one selected from the group consisting of nucleic acids containing
  • the nucleic acid derivative obtained from the RNA molecule (A) is also included in the scope of the present invention. That is, in the present invention, the SEQ ID NO: 1 or 2 is a sequence having a mutation of at least one residue in the SEQ ID NO: 1 or 2, and a sequence exhibiting a binding ability to an HMG-I protein.
  • SEQ ID NO: 1 or 2 may be at least 90%, preferably 95% or more, of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2. It may be a sequence having identity and a sequence exhibiting the ability to bind to the HMG-I protein and a DNA sequence corresponding thereto, and the nucleic acid having such a sequence is also included in the scope of the present invention. Is a conventional method used for analysis of protein-nucleic acid interaction such as Southwestern analysis, gel shift assay, resonance plasmon interaction analysis, etc. It may be more evaluation.
  • nucleic acid and the nucleic acid derivative for example,
  • DNA sequence corresponding to the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 or “DNA sequence corresponding to SEQ ID NO: 2”
  • the “DNA sequence corresponding to the base sequence shown” means a complementary strand of a reverse transcript of the sequence shown in SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2.
  • Specific examples of the DNA molecule (B) include, for example, (b) a DNA sequence (u) corresponding to any one of SEQ ID NOs: 3, 4, 5, 6 and 7; Is converted to t) and can bind to the HMG-I protein.
  • the antisense molecule complementary to the RNA molecule of the above (A) is a region in presenilin- 12 mRNA exon 5 which comprises the HMG-I protein and the presenilin-2 gene. It is expected that the area where will meet will be blocked.
  • the antisense molecule complementary to the DNA molecule (B) is expected to block the region (i) or (ii).
  • Examples of the antisense molecule represented by (C) include an antisense molecule complementary to either the RNA molecule of (a) or the DNA molecule of (b).
  • an oligo having a thiophosphate diester bond in which the oxygen atom in the phosphodiester bond in the RNA molecule of the above (A) or the DNA molecule of the above (B) is substituted with an io atom is used.
  • Modified to make oligonucleotides less susceptible to degradation in vivo such as nucleotides (S-oligo) or oligonucleotides in which the phosphodiester bond has been substituted with an uncharged methylphosphate group. Oligonucleotides and the like.
  • the analog molecule may be a nucleic acid called a so-called peptide nucleic acid.
  • analog molecules include 2′-0-methyl oligo RNA having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 27, and 4-thioperidine having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 27 RNA, including 2-thiopyrimidine-containing RNA having the base sequence shown in SEQ ID NO: 27, and the like. These analog molecules are particularly advantageous, for example, in that they have excellent stability in vivo.
  • the analog of the DNA molecule of (B) and an analog molecule which binds to the HMG-I protein it is a region in the presenilin-1 mRNA exon 5 which comprises the HMG-I protein. It is expected to block the region where quality and the preseurin-2 gene associate.
  • the analog molecule represented by (D) is, for example, an analog of either the RNA molecule of (a) or the DNA molecule of (b), and binds to the HMG-I protein. Analog molecules.
  • the compound used for the inhibitor of the present invention can be obtained by a conventional gene recombination technique, a nucleic acid synthesis method, or a site-directed mutagenesis method.
  • a nucleic acid or a nucleic acid derivative may be directly synthesized using, for example, a DNA synthesizer according to a nucleic acid synthesis method generally used in genetic engineering, and these nucleic acids or nucleic acid derivatives (particularly, mutants) may be synthesized.
  • the nucleic acid may be amplified using a PCR method or a cloning vector.
  • the DNA molecule obtained by these methods is cleaved with a restriction enzyme or the like, and then ligated to an appropriate vector or the like using DNA ligase or the like, and the obtained recombinant vector is ligated.
  • the nucleic acid may be produced from the obtained transformant by introducing it into an appropriate host.
  • the base, sugar, and phosphate moieties of the nucleic acid may be chemically modified.
  • Examples of the site-directed mutagenesis method include a gapped 'duplex (gapped duplex) method [see, for example, ucleic Acids Research, 12, 9441-9456 (1984) and the like], a Kunkel method [for example, Natl. Acad. Sci. USA. 82, 488-492 (1985), etc.], and a method using PCR using a primer for mutagenesis.
  • nucleic acid synthesis method examples include a phosphoric triester method, a phosphoramidite method, and an H-phosphonate method.
  • the nucleic acid of (A) for example, the nucleic acid of (A), more specifically, the base sequence shown in SEQ ID NO: 4 in the presence of a test substance (pharmacological evaluation target)
  • the detection can be performed by detecting the binding between the nucleic acid having the HMG-I protein and measuring the binding strength (eg, binding affinity and the like) of the binding.
  • the binding between the nucleic acid and the HMG-I protein is not detected in the presence of the test substance, or II) the binding strength of the binding between the nucleic acid and the HMG-I protein in the presence of the test substance.
  • the test substance When a is smaller than the binding strength b of the bond between the nucleic acid and the HMG-I protein in the absence of the test substance, the test substance is composed of presenilin-1 2 mRNA exon 5 and HMG- It serves as an indicator that it is an inhibitor of binding to the I protein. Further, the binding affinity of the test substance is examined.
  • the binding and the binding strength (for example, binding affinity, etc.) can be determined by, for example, a conventional method used for analysis of protein-nucleic acid interaction, such as the Southwestern analysis, gel shift assay, resonance plasmon interaction analysis, etc. Can be evaluated.
  • the binding and the binding strength are determined in the presence of a test substance, for example, on a suitable support, by using the nucleic acid of (A), more specifically, the sequence Nucleic acid having the nucleotide sequence shown in No. 4 or HMG-I protein Using a standardized matrix, a substance corresponding to the substance immobilized on the matrix is brought into contact with the substance, and a change in mass, a change in fluorescence, or the like can be used as an index to measure, for example, the resonance plasmon interaction analysis or the like. .
  • the HMG-I protein can be obtained, for example, by culturing appropriate cells under normal oxygen conditions, then culturing them under hypoxic conditions, and thereby expressing them in cells.
  • the low oxygen condition include a low oxygen pressure (8 t0 rr) condition. Specifically, for example, using an incubator equipped with a low-oxygen chamber maintained in a humidified atmosphere of low oxygen pressure (8 t0 rr) for 21 hours under low oxygen conditions at 37'C Maintaining the culture can provide cells with a hypoxic stimulus.
  • the cells include central nervous system cells such as neural cells, glial cells, and astrocytes, and fibroblasts, and more specifically, for example, SK-N-SH cells (ATCC HT B-11).
  • the protein may be purified by a conventional protein purification technique [salting out, ion exchange chromatography, affinity chromatography, adsorption column chromatography, etc.].
  • the active ingredient when the active ingredient is a nucleic acid or a nucleic acid derivative, the nucleic acid or the nucleic acid derivative may be appropriately introduced into a cell, such as a vector liposome, a metal particle, a positively charged polymer, etc. May be held.
  • Examples of the vector include a detoxified herpes virus vector, an adenovirus vector, an adeno-associated virus vector, and a detoxified retrovirus vector.
  • the ribosome examples include HV J-ribosome and positively charged ribosome.
  • the amount of the active ingredient in the inhibitor of the present invention can be appropriately set within a range in which the binding inhibitory effect is exhibited, depending on the purpose of use and the like.
  • the active ingredient is preferably 0.01 to 10 Omg, and more preferably 3 to 10 Omg.
  • the inhibitor of the present invention suppresses presenilin-12-exon-5 deficient splicing abnormality and thereby can suppress nerve cell death. Therefore, the inhibitor can provide a nerve cell death inhibitor. . Such a nerve cell death inhibitor is also included in the scope of the present invention.
  • the nerve cell death inhibitor of the present invention is characterized by containing the inhibitor as an active ingredient. Therefore, it has an excellent effect of suppressing nerve cell death.
  • the content of the active ingredient in the nerve cell death inhibitor of the present invention can be appropriately set depending on the body weight, age, and purpose of administration of the individual to be administered.
  • the dose of the neuronal cell death inhibitor of the present invention is appropriately selected depending on the purpose of administration (for example, the type of disease), the age and weight of the individual to be administered, the type of active ingredient, and the like.
  • the dose contains, for example, an RNA molecule, for example, it is desirable that the effective component is 0.01 to 10 Omg, preferably 3 to 10 Omg.
  • Examples of the method for administering the nerve cell death inhibitor of the present invention include an in vivo method of directly introducing the compound into the body.
  • the dosage form When administered by the in vivo method, the dosage form is appropriately selected depending on the purpose of administration (eg, type of disease), age and weight of the individual to be administered, type of active ingredient, and the like.
  • administration eg, type of disease
  • age and weight of the individual to be administered e.g., age and weight of the individual to be administered
  • type of active ingredient e.g., type of active ingredient, and the like.
  • intravenous injection e.g, nasal mucosa Inhalation and the like.
  • the amount of the active ingredient per day is from 0.01 to 100111, preferably Desirably, it is 3 to 10 Omg.
  • the agent for inhibiting neuronal cell death of the present invention includes a compound that can be easily introduced into nerve cells and the like. And may contain conventional pharmacologically acceptable carriers, excipients, binders, stabilizers, buffers, dissolution aids, isotonic agents and the like.
  • the pharmacological evaluation of the neuronal cell death inhibitor of the present invention can be performed by the following method together with the pharmacological evaluation of the inhibitor. That is, hypoxia was observed in SK-N-SH cells (test cells) into which the test substance (a candidate for a neuronal cell death inhibitor) was introduced and in SK-N-SH cells (control cells) without the introduction. Pharmacological evaluation can be carried out by examining nerve cell death caused by tunicamycin, etc. under conditions (conditions of hypoxia (8 t0 rr) etc.). In the case where the test substance is a neuronal cell death inhibitor, the test substance serves as an indicator that the test substance is a neuronal cell death inhibitor.
  • SK-N-SH cells test cells
  • SK-N-SH cells control cells
  • an incubator provided with a low oxygen chamber maintained in a humidified atmosphere of a low oxygen pressure (8 t0 rr) is used. Exposure of the culture for one hour can provide hypoxic stimulation to the cells.
  • the inhibitor and the neuronal cell death inhibitor of the present invention can suppress neuronal cell death, and have an abnormal splicing of presenilin-12-mRNA, in particular, a presenilin-12-exon-5 deficient splicing.
  • the inhibitor of the present invention and the nerve cell death inhibitor can be used to produce a disease caused by the production of a presenilin-1-2 mRNA exon 5 deficient splicing variant, particularly a brain disorder or a neurodegenerative disease.
  • a pharmaceutical composition useful for the treatment or prevention of the disease is also included in the present invention.
  • the inhibitor and the neuronal cell death inhibitor of the present invention comprise a pharmaceutical composition for treating or preventing a disease caused by the production of a presenilin- 12 mRNA exon 5 deficient splicing variant, particularly a brain disorder or a neurodegenerative disease. Can be used in the manufacture of goods.
  • the pharmaceutical composition of the present invention contains the inhibitor or the nerve cell death inhibitor as an active ingredient.
  • the pharmaceutical composition of the present invention has an effect of suppressing splicing abnormality, an effect of suppressing the production of a presenilin-2 mRNA exon 5 deficient splicing variant, and the like. Therefore, the pharmaceutical composition of the present invention is expected to be applied to the treatment or prevention of a disease caused by the production of a spresin variant deficient in Bresnerin-12-mRNA exon 5, particularly encephalopathy or neurodegenerative disease.
  • Diseases to which the pharmaceutical composition of the present invention can be applied include, for example, brain disorders caused by production of a presenilin-2mRNA exon 5 deficient splicing variant in brain tissue, and presenilin-1mRNA exon-5 deficient splicing. Examples include neurodegenerative diseases caused by the production of variants.
  • cerebral disorder examples include ischemic brain disease, cerebral neurodegenerative disease and the like. More specifically, cerebrovascular dementia, Parkinson's syndrome, Alzheimer's disease and the like can be mentioned.
  • neurodegenerative disease examples include amyotrophic lateral sclerosis.
  • the dose of the pharmaceutical composition of the present invention is appropriately selected depending on the purpose of administration (for example, the type of disease), the age and weight of the individual to be administered, the type of active ingredient, and the like.
  • the dosage is for example, when RNA molecules are contained, the amount of the active ingredient is preferably from 0.1 to 10 Omg, and more preferably from 3 to 10 Omg.
  • the pharmaceutical composition of the present invention may be in a dosage form such that the active ingredient is incorporated into the cells of the affected area or the cells of the target tissue, and may be used alone or as a mixture with a conventional carrier. Administered, administered topically.
  • the administration form is appropriately selected depending on the purpose of administration (for example, the type of disease), the age and weight of the individual to be administered, the type of active ingredient, and the like, and examples include intravenous injection and nasal mucosal inhalation.
  • the pharmaceutical composition contains, for example, a nucleic acid or a nucleic acid derivative, and is administered into the blood, generally, the amount of the active ingredient is 3 to 10 mg per day, once to several times per day. Can be administered.
  • the pharmaceutical composition of the present invention can be prepared in the form of a sustained-release preparation (such as a mini-pellet preparation) and implanted near the affected part in order to facilitate the presence of the gene around the diseased site. It can also be administered gradually and continuously to the affected area using a smotic pump or the like.
  • a sustained-release preparation such as a mini-pellet preparation
  • the pharmaceutical composition of the present invention may contain, if necessary, substances capable of facilitating introduction into a diseased site, various carriers, auxiliaries, stabilizers, lubricants, and other commonly used additives such as lactose and quinic acid. , Tartaric acid, stearic acid, magnesium stearate, china clay, sucrose, corn starch, talc, gelatin, agar, pectin, falling oil, olive oil, cocoa butter, ethylene glycol and the like.
  • the pharmacological evaluation of the pharmaceutical composition of the present invention can be performed by the same evaluation method as that for the aforementioned inhibitor and nerve cell death. Routine pharmacological evaluation can also be performed depending on the target disease.
  • the inhibitor and the neuronal cell death inhibitor of the present invention can suppress neuronal cell death, and suppress abnormal splicing of Bresenaline-12 mRNA, particularly abnormal presenilin-12 exon-5 deficient splicing.
  • the inhibitor of the present invention can provide a method for treating or preventing a disease caused by production of a presenilin-12 mRNA exon 5 deficient splicing variant, for example, a brain disorder or a neurodegenerative disease. Such a treatment or prevention method is also included in the scope of the present invention.
  • the method of the present invention for treating or preventing a disease caused by the production of a presenilin-12 mRNA exon 5 deficient splicing variant for example, a therapeutically effective amount of the present invention for an individual with a brain disorder or an individual with a neurodegenerative disease
  • One feature is to administer the inhibitor or the nerve cell death inhibitor of the present invention.
  • treatment or prevention of a disease caused by production of a presenilin-2mRNA exon 5 deficient splicing variant is expected because the inhibitor or the nerve cell death inhibitor is administered. .
  • the inhibitor or the nerve cell death inhibitor since the inhibitor or the nerve cell death inhibitor is administered, the inhibitory action on nerve cell death can be exhibited more efficiently and more sustainably. Demonstrates excellent effects. Therefore, the present invention exerts an excellent effect that treatment or prevention of a disease caused by production of a presenilin-12 mRNA exon 5 deficient splicing variant can be performed more efficiently and more continuously. Further, according to the treatment or prevention method of the present invention, since the inhibitor or the nerve cell death inhibitor is administered, HMG-I is exerted by binding to DNA at a DNA binding site. It exerts an excellent effect of inhibiting the RNA binding site without impairing the function. Therefore, according to the treatment or prevention method of the present invention, an excellent effect of not causing an effect due to loss of the original function based on the binding between HMG-I and DNA is exhibited.
  • “Therapeutically effective amount” means an amount capable of suppressing neuronal cell death and suppressing abnormalities of presenilin-1-2 mRNA splicing, in particular, presenilin-2exon-5-deficient splicing abnormalities. I do.
  • Administration of an inhibitor or a nerve cell death inhibitor to an individual can be performed, for example, by intravenous injection and nasal mucosa. Inhalation or the like can be carried out by administering 3 to 1001118 once or several times a day as an active ingredient of an inhibitor or a nerve cell death inhibitor per day.
  • the effect of the treatment or prevention method of the present invention can be evaluated using the suppression of the expression of pathological features and the like of the target disease as an index.
  • Wii 1 1is is used to temporarily occlude the bilateral common carotid artery of an animal with incompletely formed arterial rings, and then reopens Using a model animal of delayed neuronal death obtained by exclusion; a local cerebral ischemia model animal obtained by permanently or transiently occluding the middle cerebral artery;
  • the effect of the treatment or prevention method of the present invention can be evaluated by administering the compound and examining the improvement of symptoms.
  • a chemical hypoxia model animal obtained by long-term loading of mice with aluminum, iron, or the like; a model animal such as an aged mouse reflecting microtubule infarction hypoxia caused by aging;
  • the effect of the treatment or prevention method of the present invention can also be evaluated by administering a neurodepressant and examining the improvement of symptoms and the like.
  • the inhibitor and the neuronal cell death inhibitor of the present invention can suppress neuronal cell death and reduce presenilin-12 mRNA splicing abnormality, in particular, presenilin-12 exon 5 deficient splicing abnormality. Therefore, the inhibitor and the neuronal cell death inhibitor of the present invention are used to administer a presenilin- 12 mRNA exon 5 deletion splicing variant to an individual having a disease caused by the production thereof.
  • a pharmaceutical composition for treating or preventing a disease caused by production of a bilin-1 2 mRNA exon 5 defective splicing variant can be produced.
  • Human neuroblastoma SK- N-SH cells the 1 0% ⁇ shea calf serum containing M EM [Gibco B. R. El (GI BCO BRL) Co.] in, in 5% C0 2, 37 And cultured.
  • the serum-containing ⁇ -MEM in the culture was replaced with serum-free ⁇ MEM.
  • the culture after the medium replacement was further cultured for 4 hours.
  • hypoxic stimulation If hypoxic stimulation is to be applied, the cultures obtained should be incubated at 37 ° C under hypoxia using an incubator equipped with a hypoxic chamber maintained in a humidified atmosphere of hypoxic pressure (8 t0 rr). Exposure for hours.
  • RNA and mouse Moroni monoleukemia virus reverse transcriptase produced by Promega
  • a reverse transcription reaction was performed at 42 for 1 hour.
  • nested PCR was performed using the obtained reaction product as type III.
  • the primer ps252C5'-gttcgtggtgcttccagagg-3 '(SEQ ID NO: 11)] and the primer ps233C5'-ggaccactctgggaggtac a-3' (SEQ ID NO: 12)] were used. .
  • a nuclear extract was prepared as follows according to an improved method of the method of Shreiber et al. [Yoneda, Y. et al., Neuroscience, 90, 519-533 (1999)]. Before use, each of the used buffer solution and other solutions was sterilized by filtration with Sterite 0p (manufactured by Millipore) having a pore size of 220 nm each time. Unless otherwise noted, homogenization of each cell structure was performed using 1 OmM KC1, ImM EDTA, ImM EGTA, 5 mM dithiothreitol (DTT), and ImM (p-amidinophenyl) methanesulfonyl fluoride (PMSF). Contains 10 mM HEPES-NaOH (pH 7.9) 50 volumes [31 5 ⁇ 1Z plate] 2. Performed in C.
  • Nuclear fractions were prepared as follows according to the literature of Manabe et al. [Manabe et al., Neuroscience, 100.453-463, (2000)].
  • Each oligonucleotide shown in FIG. 23 was synthesized by a conventional method. Annihilation was performed using two types of complementary oligonucleotides having a base length of 24 or 60 bases, and each of Nos. L to No. 11 (SEQ ID NOs: 13 to 23) A double-stranded DNA fragment was obtained. In the figure, in each oligonucleotide, each fragment of exon 5 of PS 2 is underlined and shown in bold.
  • the DNA construct obtained in Experimental Example 5 was linearized with EcoRI to obtain type I DNA. Then, the ⁇ DNA, and [One 35 S] labeled UTP (62. 5 ⁇ C i) or [One 32 P] labeled UTP (50 ⁇ C i) and 0. 25mM UTP 0. 5mM ATP and 0. 5mM CTP and 0.5mM GTP and T7
  • RNA probes No. 1 to 11 RNA probes No. 1 to 11).
  • Experimental example 7 pre— mRNA binding The nuclear extract protein content 5 g equivalent amount, 10 ⁇ £: 113 ⁇ 4 eighth and with each 36 3 labeled RNA probe (1 zg), and incubation buffer [6 Omm KC 1 and 4 mM MgC l 2 and ImM EDTA 25 in 12 mM HEPE S-NaOH buffer (pH 7.9) containing ImM EGTA, ImM DTT, 10% glycerol and 1 mM PMSF. Incubated for 30 minutes at C (total volume 251).
  • reaction product was irradiated with ultraviolet light (UV) at room temperature for 15 minutes under a UV irradiator (254 nm, 60 W). Thereafter, 1 OzgORNase A was added to the reaction product after UV irradiation, and the mixture was incubated at 25 for 30 minutes to digest the probe in the reaction product.
  • UV ultraviolet light
  • the obtained product was mixed with 1 OmM Tris-HC 1 buffer (pH 6.8) containing 10% glycerol, 2% SDS, 0.01% bromophenol blue and 5% 2-mercaptoethanol (pH 6.8).
  • the mixture was mixed at 1: 4 and treated with sodium dodecyl sulfate (SDS).
  • SDS-treated solution was placed on a 10-20% gradient polyacrylamide gel or 0.1% polyacrylamide gel containing 0.1% SDS at a constant current of 15 mA / plate for 2 hours at room temperature. It was subjected to electrophoresis. The gel after electrophoresis was fixed, dried, and exposed to an imaging plate.
  • Experimental Example 8 Northern Plot Atsee
  • the immunoblotting assay was performed as described below according to the above-mentioned document of Manabe et al. [Manabe et al. Neuroscience, 100, 453-463, (2000)]. That is, the protein amount was measured for the nuclear extract, the whole lysate, the cytosol fraction and the nuclear fraction. Next, each of the nuclear extract, total lysate, cytosolic fraction and nuclear fraction, and a buffer [10 mM Tris-HCl, 10% glycerol, 2% sodium dodecyl sulfate (SDS), 0.01 % Promophenol blue, 5% mercaptoethanol, (pH 6.8)] were mixed at a volume ratio of 1: 4. The resulting mixture was boiled at 100 ° C.
  • Nuclear extracts derived from S ⁇ - ⁇ -S ⁇ cells in normoxia or S ⁇ - ⁇ - SH cells derived from hypoxia-exposed S cells were purified using anti-HMG-I antibody (manufactured by Santa Cruz Biotechnology, Inc.). ) And incubated at 4 for 8 hours. The resulting product was mixed with protein-G agarose (Pharmacia Biotech) and maintained at 4 e C for 1 hour. The resulting precipitate was suspended in PBS, and the resulting suspension was centrifuged at 3000 rpm for 5 minutes. The suspension was subjected to SDS treatment, and the resulting solution was subjected to SDS-PAGE, and the resulting gel was subjected to antibody detection using an antibody against U1 (70K) snRNP. Munoblotting was performed.
  • SK-N-SH cells were maintained in normoxia, or the cells were exposed to hypoxia for 21 hours. The cells obtained are then fixed in 4% paraformaldehyde for 2 hours at room temperature and permeabilized in 0.3% Triton—XI00 for at least 5 minutes. I let you. The fixed and permeated cells were washed three times with PBS. The washed cells were immunoreacted with anti-HMG-IZY antibody and anti-SC35 antibody (Sigma) for 12 hours with 4.
  • Immunohistochemistry was performed using the improved imnoperoxidase method described in the above-mentioned Sato et al. [Sato (Sato N) et al., Biol. Chem., 276, 2108-2114, (2001)]. . That is, control or sAD brain sections were fixed at room temperature for 2 hours, and then subjected to HMG-IZY immunohistochemistry. Anti-HMG-1 antibody or anti-331-800 antibody was used at a dilution of 1: 1 000. Piotinylated anti-goat antibody or biotinylated anti-Peacock IgG (Vectastin Elite, Inc.) was used as a secondary antibody. Immunoreactivity was visualized with 0.05% DAB and 0.01% hydrogen peroxide in 5 OmM Tris (pH 7.6)
  • Nuclear extract equivalent to 5 / g protein was combined with 1 g of anti-HMG-I / Y antibody (manufactured by Sanyo Kurtz Biotechnology) or 0.5 to 2. Oig of anti-U1 (70K) snRNP antibody ( (Santa Cruz Biotechnology, Inc.) at 4 for 8 hours for pretreatment.
  • the resulting pretreated product Inkyubeshi Yong buffer [composition: 6 OmM KC 1 and 4 mM MgC l 2 and ImM EDTA and ImM EGTA and ImM DTT and 12 mM HEPES-NaOH which contained 10% glycerol and 1 mM PMSF Buffer (pH 7.9)] medium 2 / zg Alternatively, it was incubated with 1 O zg of tRNA. Then, a 32 P-labeled RNA probe [1, No. 5 probe shown in FIG. 4] was added thereto, and incubated at 25 ° C. for 30 minutes (total volume 501).
  • the obtained reaction product was subjected to 11 VZcm on a 4% polyacrylamide gel in a buffer solution (pH 8.5) containing 50 mM 13 1 and 0.381 ⁇ glycine and 2111] ⁇ EDTA.
  • the bound and free probes were separated by electrophoresis at 4 ° C for 1.5 hours at a constant voltage of 1.
  • the gel after electrophoresis was fixed, dried, and then exposed to X-ray film.
  • RNA from sporadic Alzheimer's disease (sAD) brain or total RNA from age-matched control brain was analyzed by RT-PCR.
  • mRNA was isolated according to the method described by Anwar R. et al. [Anwar R. et al., J. Neurochem., 66. 1774-1777 (1996)]. did.
  • a reverse transcription reaction was carried out using the obtained mRNA and mouse Moroni monoleukemia virus reverse transcriptase (manufactured by Promega).
  • the thermal profile for PCR is: denaturation: 95, 2 minutes Z95 ° C, 30 seconds, annealing: 60. C, 30 seconds, elongation: 72, 30 cycles with 1 minute as 1 cycle.
  • the obtained reaction product was 5% polyacrylamide gel. Electrophoresed above. Amplified products were visualized by bromide dye staining. Fig. 1 shows the results. Lane 1 in the left panel of FIG. 1 and the literature by Sato et al. [Sato et al.
  • PS 2 V (Hereinafter, referred to as PS 2 V).
  • the full-length PS in various cell lines exposed to normoxia namely HeLa cells, HEK-293T cells and SK-NSH cells. It can be seen that only 2 is detected. Similar results are seen in HeLa cells and HEK-293T cells exposed to hypoxic conditions, as shown in lanes 4 and 5 in the right panel of FIG.
  • the detectable PS 2V is due to other stresses such as tunicamycin (Fig. 1, right panel lane 7), amyloid (Fig. 1, right panel lane) and hydrogen peroxide [Sato et al. J. Neurochem .. 72. 2498-2505 (1999)].
  • PS2V localization was examined by an immunohistochemical staining method using an antibody against PS2V protein (anti-SSMAG antibody). The results are shown in FIG. As shown in FIG. 2 and the literature of Sato et al. [Sato N, et al., J. Biol. Cem., 276, 2108-2114, (2001)], the immunoreactivity to PS2V was sAD.
  • PS 2 V is localized in the pyramidal cell layer of the hippocampal CA1 region of the sAD brain tissue and the pyramidal cell layer of the temporal cortex.
  • Example 2 Detection of PS 2 pre-mRNA-binding factor in hypoxia-exposed cells
  • various 35 S-labeled pre-mRNA probes shown in FIG. RNA probe was prepared. According to the strategy shown in FIG. 3, a unique pre-mRNA binding assay using various probes shown in FIG. 4 was constructed.
  • Figure 5 shows the results
  • no signal was detected at the molecular weight (approximately 20 kDa) indicated by the black arrow, and nuclear extraction from SK-N-SH cells derived from neuroblastoma exposed to hypoxic conditions for 21 hours.
  • lane 2 a signal was detected at the position of the molecular weight (about 20 kDa) indicated by the black arrow.
  • test fraction was added to the pre-mRNA binding reactant, and the increase in the binding activity to the No. 5 probe was measured. By doing that, I was lucky.
  • the SK-N-SH cell-derived nuclear extract (FIG. 9, lane 1) exposed to hypoxic conditions as in Example 1 was fractionated with 60% saturated ammonium sulfate, and N.O. 5 A fraction having a binding activity to the RNA probe [fraction ( ⁇ ), FIG. 7 (II)] was obtained.
  • the result of silver staining of the fraction (II) is shown in FIG. 8, lane 2, and the result of RNA-binding assay is shown in FIG. 9, lane 2.
  • the fraction (II) was dialyzed twice at 4 ° C. for 4 hours each in 5 L of 5 OmM Tris-HC1 buffer (pH 7.5), thereby removing ammonium sulfate.
  • the obtained dialysate was subjected to anion exchange chromatography using a DEAE column (Pharmacia Biotech), and then the column was washed with 10 ml of 50 mM Tris—HC 1 After washing with a buffer solution (pH 7.5), elution was carried out using 1 Om1 of 5 OmM Tris-HC1 buffer solution (pH 7.5) containing 1 M NaCl, and the solution was eluted with No. 5 RNA probe. A fraction having a strong binding activity (fraction (III), Fig. 7 (UI)) was obtained. The silver staining result of the fraction ( ⁇ ) is shown in Fig. 8, lane 3 in RNA binding assay. The results are shown in Figure 9, lane 3.
  • the fraction (III) was dialyzed twice against 5 1 1 501 501 Tris-HC1 buffer (pH 7.5) at 4 ° C for 4 hours. Then, the obtained dialysate was subjected to 5'-monoamino-2'-0-methyl oligo RNA (5'-aucuucuugguggugcucuacaag uaccgcugcuacaaggugaggcccu-3 'sequence number: 24) -bound CNB r-activated cephalos-4S [Pharmacia Biotech (Pharmacia Biotech) was applied to an affinity column.
  • the affinity column was washed with the incubation buffer (1 Oml), eluted with an incubation buffer (15 ml) containing 1 M NaCl, and bound to the No. 5 RNA probe.
  • a fraction having a property [fraction (IV), FIG. 7 (IV)] was obtained (FIG. 9, lane 4).
  • the result of silver staining is shown in FIG. 8, lane 4, and the result of RNA-binding assay is shown in FIG. 9, lane 4.
  • the fraction (IV) was then dialyzed twice against 5 L of Mi1i-1Q water at 4 for 4 hours. After the obtained dialysate was completely lyophilized, it was redissolved in MiI-IQ water containing 0.1% TFA.
  • the resulting solution was subjected to reverse phase chromatography using a Waters 5 C 18 -MS (4.6 mm ⁇ 150 mm) column. That is, the column was washed with MiI-I-Q water containing 0.1% TFA. Thereafter, elution was performed using 0 to 100% linear gradient acetonitrile in 25 ml of an aqueous solution of 0.1% TFA-containing Mi 1 i-Q, followed by 5 ml of 100% acetonitrile in 0.1% TFA. Natsuko
  • the obtained fraction was separated on a 12% polyacrylamide gel containing 0.1% SDS by electrophoresis at a constant current of 15 mAZ plate for 2 hours at room temperature. Then, the gel fragment containing the separated protein band was cut out and In-gel digestion was performed using psin. The eluted peptide fragments were separated by HPLC using a TSK gel 0 DS-8 OTs QA column (2.0 mm x 250 mm, manufactured by Tosoh Corporation). The separated peptide fragments were then analyzed using an automated protein sequencer (HP G1005A Pre-Sequen cng System). The obtained peptide sequence information was used for searching the database.
  • Example 3 Based on the results of Example 3, in order to confirm that HMG-I is actually a substance having a binding activity, an antibody against the HMG-I protein and a nuclear extract or SK-NS H cell-derived nuclear extract exposed to hypoxia Using a nucleus extract derived from SK-N-SH cells in normoxia, a sub-bar shift assay was performed as described below according to Experimental Example 13.
  • a nuclear extract equivalent to 5 zg protein was used together with 0.5 to 2.0 g of an anti-HMG-IZY antibody [manufactured by Santa Cruz Biotechnology (Santa Cruz Biotechnology)].
  • the cells were incubated at C for 8 hours and pretreated.
  • the pretreated nuclear extract was incubated with t RNA of 1 0 g in incubation buffer, then the resulting product, total volume 5 0 1 32 [rho labeled RNA probe [1 ii g, in Figure 4
  • the indicated No. 5 probe was added and incubated at 25 ° C for 30 minutes.
  • the bound probe and the free probe were combined with 50 mM D1: 13, 0.38 M glycine and 2 mM EDTA.
  • hypoxia-exposed SK-N-SH cell-derived substance having binding activity to probe No. 5 is HMG-I.
  • the present inventors focused on the similar sequence (repeated sequence) that was repeated twice at the 3 'end of PS2 exon 5 of probe No. 5 in Fig. 4, and found that the HMG-I protein Expected to bind to the sequence. Therefore, as a derivative of probe No. 5, six types of RNA probes (probes Nos. 6 to 11) shown in FIG. 11 were prepared. — MRNA binding was performed. Fig. 12 shows the results.
  • the repetitive sequence is the underlined sequence in probe No. 5 in FIG. Shown in 1 and 2.
  • the binding activity to probe No. 5 could not be detected in nuclear extracts from SK—N—SH cells exposed to normal oxygen conditions.
  • a nuclear extract derived from SK—N—SH cells exposed to low oxygen was used for the binding activity to probe No. 5, as in FIGS. 5 and 6, as shown in lane 2 of FIG. 12, a nuclear extract derived from SK—N—SH cells exposed to low oxygen was used.
  • the molecular weight strongly increases at the position of the molecular weight indicated by the black arrow.
  • FIG. 12 shows that either or both of SEQ ID NOs: 1 and 2 are required for HMG-I binding activity to PS 2 pre-mRNA.
  • SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 2 were examined for homology to compare them with other genes in the database, SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 2 were, so far, exons of PS2 It is shown that the sequence is unique to 5.
  • HMG-I / Y protein binds to single-stranded RNA. And that the HMG-I protein recognizes and binds to a site consisting of a sequence containing gcucuacaag (SEQ ID NO: 1) and / or gcugcu acaag (SEQ ID NO: 2).
  • SEQ ID NO: 1 gcucuacaag
  • SEQ ID NO: 2 gcugcu acaag
  • HMG-I mRNA and protein expression levels were compared between normoxia and hypoxia exposure.
  • immunoreactive HMG-I protein was analyzed by immunoblotting analysis using an anti-HMG-IZY antibody. It can be seen that the expression is higher in SH cell nucleus extract than in cells under normoxic condition. However, as indicated by the lower arrow in the left panel of FIG. 14, it can be seen that the immunoreactive HMGY protein is not affected by hypoxic stress in the SK-N-SH cell-derived nuclear extract. As shown in the right panel of FIG. 14, it can be seen that no significant immunoreactivity with anti-HMG-IZY antibody was observed in hypoxia-exposed HEK-293 T cells.
  • SK-N-SH cell cultures were exposed to hypoxic conditions for 21 hours and immunofluorescence microscopy using anti-HMG-1 // ⁇ and anti-3-35 antibodies.
  • HMG-I protein was detected.
  • the anti-SC35 antibody is an antibody against SC35 protein, which is an essential factor for splicing.
  • an immunocytochemical test was performed using the anti-SC35 antibody as a marker for speckles, which are splicing factor existing points.
  • HMG-I protein is mainly localized in the nucleus, It can be seen that a diffuse immune response is obtained in the cytoplasm without co-localization with the immunoreactive SC35 protein present only in nuclear speckle.
  • Example 8 Effect of transient transfection of HMG-I and HMGY on exon 5 skipping of PS2 gene in vivo According to the method described in Sato et al. [Sato et al., J. Neurochem., 72, 2498-2505 (1999)], sporadic Alzheimer's disease brain and hypoxia exposure SK-1N— From each of the SH cells, an alternatively spliced PS2 gene lacking exon 5 was obtained.
  • HMG-I / Y HMG for the induction of PS2V in SK-N-SH and HEK-293T cells was investigated. -The effect of transient expression of I was examined. The results of the immunoblot analysis are shown in FIG. 16, and the results of the RT-PCR are shown in FIG.
  • the RT-PCR assay revealed that the main transcript (full-length PS2, as shown in lanes 2 and 3 in FIG. 17) was used. It can be seen that not only PS 2) in FIG. 17 but also a shorter RT-PCR product (PS 2 V in FIG. 17) is detected depending on the amount of HMG-I.
  • RT—PCR products are shown by direct sequence analysis to be alternative splicing products of PS2 lacking exon 5.
  • transient induction of HMG-Y resulted in weak induction of PS2V in SK-N-SH cells, whereas HMGY protein was not.
  • SK—N SH cell-derived nuclear extract Not induced by hypoxia.
  • PS2V is detected by overexpression of HMG-I in HEK-293T cells, a cell line in which PS2V is not induced by hypoxia (FIG. 2).
  • U1 (7 OK) snRNP one of the essential factors for splicing, is generally known to bind to the 5 'splice site. Therefore, it is expected that HMG-I could inhibit the binding of UlsnRNP to pre-mRNA. Therefore, the effect of HMG-I on the binding activity of U 1 (70K) snR NP to pre-1 mRNA in nuclear extracts derived from SK—N—SH cells was examined.
  • a nuclear extract equivalent to 5 g protein was incubated with 1 zg of anti-HMG-IZY antibody (manufactured by Santa Cruz Biotechnology) at 4 for 8 hours, and pre-treated. Transfer the resulting pre-treated product to incubation buffer
  • composition 60 mM KC 1 and 4 mM MgC l 2 and ImM EDTA and ImM EGTA and ImM DTT and 1 0% glycerol and 1 mM PMSF and 1 2 mM HEPES-NaOH buffer containing (. PH 7 9)] of the middle 2xig Incubated with tRNA. Then, a 32 P-labeled RNA probe [1 ⁇ g, No. 5 probe shown in FIG. 4] was added, and the mixture was incubated at 25 for 30 minutes (total volume 501).
  • the obtained reaction product was placed on a 4% polyacrylamide gel in a buffer solution (pH 8.5) containing 5 OmM 1 * 13, 0.38 M glycine and 2 mM EDTA at a constant voltage of 11 VZcm. 1.
  • the bound and free probes were separated by electrophoresis at 4 ° C for 5 hours.
  • the gel after electrophoresis was fixed, dried, and then exposed to X-ray film. The results are shown in Fig. 18 ⁇
  • FIG. 19 shows the results obtained by examining the inhibition of the binding activity of U 1 (7 OK) snRNP to p re -mRNA by HMG-I.
  • HMG-I binds directly to U 1 (7 OK) s nRNP in hypoxia-exposed SK-N-SH cell-derived nuclear extracts, but not to oxygen normal. It can be seen that the nuclear extract from the state-exposed cells does not bind to U1 (7 OK) s nRNP.
  • U 1 (70K) snRNP is an essential factor for splicing, and recognizes a 5 ′ splicing site and binds to the 5 ′ splicing site. Ul (70K) s nRNP recognition sequence and HMG-I recognition sequence are close to each other on the No. 5 probe. In contact. The binding activity of Ul (7 OK) s nRNP to PS2 mRNA was inhibited in vitro in nuclear extracts from HMGI-transfect SK-N-SH (Fig. 18).
  • HMG-I protein bound to Ul (70K) snRNP in nuclear extracts from hypoxia-exposed SK-N-SH cells (FIG. 19).
  • the association of HMG-I and U 1 (7 OK) s nRNP observed in this example inhibited the binding of SF2ZASF to Ul (70K) s nRNP, and consequently U1 (70 K) s nRNP. It seems to suppress the activity of nRNP binding to pre-mRNA.
  • HMG-I inhibits the binding of Ul (70K) snRNP to pre-mRNA or other splicing factors as shown in FIG. The possibility of suppressing the effect on is shown.
  • Example 9 Expression of HMG-IZY protein in s AD brain
  • both HMG-I and Y proteins are increased compared to age-matched controls, indicating that all licenses from the hippocampus of three different sAD patients were present. It can be seen that it is expressed in a single and nuclear fraction. However, as shown in the middle diagram of Fig. 21, it is clear that there is no significant difference between the sAD patient and the control in the hippocampal cytosol fraction.
  • HMG-IZY protein was detected in the nuclear fraction from the hippocampus of the control brain (Fig. 21), but HMG-I / Y protein was detected in the hippocampus CA1 region of the control brain. Was hardly detected (Fig. 22). This was because HMG-IZY was expressed from the porous layer to the molecular layer of the control hippocampus, and there was no difference in comparison with the sAD brain.
  • HMG-IZY protein may bind to PS2 pre-mRNA and actually induce a splicing variant lacking exon 5 of the PS gene in sAD brain and cell lines.
  • RNA of neuroblastoma SK-N-SH cells and RT-PCR were performed, and 2′10-methyl having a base sequence represented by SEQ ID NO: 27 was obtained.
  • the effect of oligo RNA to suppress the production of a presenilin-2 mRNA exon 5 deficient splicing variant was examined as follows. Neuroblastoma SK-N-SH cells are seeded in 8 ml of Dulbecco's minimum essential medium (Gibco BB 'RL') containing 10% fetal calf serum, 0, 10 and 1 each.
  • the cells were cultured for 16 hours under conditions of 5% CO 2 and 37 ° C. The medium was replaced after 12 hours of culture. Thereafter, the obtained cells were cultured for another 21 hours in a low oxygen chamber (oxygen pressure 8 t0 rr).
  • RNA was extracted and purified using an RNessy total RNA kit [Qiagen (Qiagen)].
  • RNA and mouse Moroni monoleukemia virus reverse transcriptase [Promega (Promega)] a reverse transcription reaction was performed at 42 ° C for 1 hour. Primary PCR was performed using the obtained reaction product as type III, and secondary PCR was performed using the obtained PCR product as type III.
  • the thermal profile of PCR is 30 cycles, each cycle consisting of 95 ° C 30 seconds-60 ° C 30 seconds-72, 1 minute (72 in the final cycle; C2 minutes).
  • primer ps 25 1 SEQ ID NO: 9
  • primer ps231 SEQ ID NO: 10
  • primer ps252 SEQ ID NO: 11
  • primer ps233 SEQ ID NO: 12
  • the obtained product was subjected to electrophoresis using 5% polyacrylamide gel (TBE) and visualized by bromide dye staining.
  • RNA derived from SK-N-SH cells, into which 2'-0-methyl oligo RNA was not introduced was used. The results are shown in FIG.
  • SK-N-SH cells were cultured for 21 hours under conditions of 5% CO 2 and 37 under normoxic or hypoxic conditions.
  • a nuclear extract was prepared from the obtained cells.
  • the bound probe and the free probe were placed on a 4% polyacrylamide gel in a buffer (pH 8.5) containing 5 OmM Tris, 0.38 M glycine and 2 mM EDTA at a constant voltage of 11 VZ cm. Separated by electrophoresis at 4 for 5 hours. Thereafter, the gel after electrophoresis was fixed and dried. Then, the dried gel was exposed to an X-ray film and subjected to autoradiography.
  • Figure 25 shows the results.
  • HMG-I binding to RNA probe No. 5 having the sequence shown in SEQ ID NO: 3 was determined by SK—N—SH cultured under normoxic conditions. Compared to the cells, it increased in nuclear extracts of SK-N-SH cells cultured under hypoxic conditions. The increase in these bindings was inhibited in a dose-dependent manner by the addition of the 2'-0-methyloligo RNA, so that the 2'-0-methyl oligo RNA was expressed on HMG-I and PS2 pre-mRNA. was found to inhibit hypoxia-induced binding activity to the target site.
  • the amount of uptake is estimated to be about 1 Ocm dish of 2'-0-methyl oligo RNA, so the maximum dose for subsequent cell introduction is 10 cm. Set to dish.
  • the nucleotide sequence of the HMG-I recognition motif was determined by in vitro DNA selection.
  • the in vitro DNA selection procedure is as follows. Using 5′-GTAATACGACTCACTATAGGGTGATCAGATTCTGATCCA-3 ′ (SEQ ID NO: 67) and 5′-GCGACGGATCCAAGCTTCA-3 ′ (SEQ ID NO: 68) as primers, (94.C 1 min-53.C 1 min-72 ° C 1 min) was performed by 7 cycles of PCR, and a random sequence of 31 nucleotides was obtained (by direct sequencing of 16 clones, 20.
  • Synthetic DN A [5′-GGTGATCAGATTCTGATCCA (N 3 TGAAGCTTGGATCCGTCG C-3 ′) containing 1% A, 22.1% C, 31.5% T, 25.1% G) was amplified.
  • the obtained reaction solution was subjected to immunoprecipitation using an antibody against HMG-I, and the immunoprecipitated product was designated as type III.
  • GCGACGGATCCAAGCTTCA-3 ′ (SEQ ID NO: 68) was used as a primer, and 7 cycles of PCR were performed using [94 ° C. 1 minute—53 minutes 1-72 ° C. 1 minute] as one cycle.
  • the obtained PCR product was cloned into a ⁇ GEM-T vector (Promega) and analyzed by direct sequence. As a result, the consensus sequence shown at the top of Fig. 27 was an HMG-I recognition motif. Was suggested.
  • the HMG I 32 comprises a recognition motif P - labeled DNA probe [gcgG (A) GT (A) A (T) ATTTcgc ( SEQ ID NO: 6 6)] 2 in binding and HMG I '- 0 —The effect of methyl oligo RNA (SEQ ID NO: 27) was examined.
  • the protein equivalent of protein, 1 g of d IdC and 2 parts of each concentration were added to the incubation buffer.
  • _0- methyl oligo RNA (SEQ ID NO: 27) was added and, then, 1 g of 32 P-labeled DNA probes CgcgG (A) GT (A) A (T) ATTTcgc ( SEQ ID NO: 6 6)] to the accompanying To give a total of 50/1, and further incubated at 25 ° C for 30 minutes.
  • SK—N—SH cells test cells
  • 2 ′ _0—methyl oligo RNA (SEQ ID NO: 27) and SK—N—SH cells (control cells) not transfected were each hypoxic.
  • the cells were cultured at 37 under hypoxic or normoxic conditions for 21 hours, and then 2 M tunicamycin was added. The cells were cultured for 10 hours in the presence or absence.
  • SK-N—SH cells test cells that transiently expressed HMG-I and transfected with 2′-0-methyl oligo RNA (SEQ ID NO: 27) and HMG-I
  • the SK—N—SH cells and the SK—N—SH cells that express sex were respectively cultured for 10 hours in the presence or absence of 2 ⁇ M tunicamycin.
  • the survival rate of the cells was determined by performing MTS assay in the same manner as described above.
  • SEQ ID NO: 1 shows the sequence of a binding region.
  • SEQ ID NO: 2 shows a sequence of a binding region.
  • SEQ ID NO: 3 shows the sequence of RNA probe No. 5.
  • SEQ ID NO: 4 shows the sequence of RNA probe No. 7.
  • SEQ ID NO: 5 shows the sequence of RNA probe No. 9.
  • SEQ ID NO: 6 shows a sequence of RNA probe No. 10
  • SEQ ID NO: 7 shows the sequence of RNA probe No. 11.
  • SEQ ID NO: 8 shows the sequence of RNA probe No. 8.
  • SEQ ID NO: 9 shows the sequence of primer ps251.
  • SEQ ID NO: 10 shows the sequence of primer ps231.
  • SEQ ID NO: 11 shows the sequence of primer ps252.
  • SEQ ID NO: 12 shows the sequence of primer ps233.
  • SEQ ID NO: 13 shows the sequence of DNA probe No. 1.
  • SEQ ID NO: 14 shows the sequence of DNA probe No. 2.
  • SEQ ID NO: 15 shows the sequence of DNA probe No. 3.
  • SEQ ID NO: 16 shows the sequence of DNA probe No. 4.
  • SEQ ID NO: 17 shows the sequence of DNA probe No. 5.
  • SEQ ID NO: 18 shows the sequence of DNA probe No. 6.
  • SEQ ID NO: 19 shows the sequence of DNA probe No. 7.
  • SEQ ID NO: 20 shows the sequence of DNA probe No. 8.
  • SEQ ID NO: 21 shows the sequence of DNA probe No. 9.
  • SEQ ID NO: 22 shows a sequence of DNA probe No. 10,
  • SEQ ID NO: 23 shows a sequence of DNA probe No. 11.
  • SEQ ID NO: 24 shows a sequence of 5′-amino 2′-0-methyl oligo RNA used as a ligand for affinity column.
  • SEQ ID NO: 25 shows a sequence of RNA probe No. 6.
  • SEQ ID NO: 26 shows a sequence of RNA probe No. 12.
  • SEQ ID NO: 27 shows the sequence of 2'-O-methyloligo RNA corresponding to the sequence of the HMG-I protein binding region present in SEQ ID NO: 24.
  • SEQ ID NO: 28 shows a sequence of a synthetic DNA containing the HMG-I recognition motif.
  • SEQ ID NO: 29 shows a sequence of a synthetic DNA containing the HMG-I recognition motif.
  • SEQ ID NO: 30 shows a sequence of a synthetic DNA containing the HMG-I recognition motif.
  • SEQ ID NO: 31 shows a sequence of a synthetic DNA containing the HMG-I recognition motif.
  • SEQ ID NO: 32 shows a sequence of a synthetic DNA containing the HMG-I recognition motif.
  • SEQ ID NO: 33 shows a sequence of a synthetic DNA containing the HMG-I recognition motif.
  • SEQ ID NO: 34 shows a sequence of a synthetic DNA containing the HMG-I recognition motif.
  • SEQ ID NO: 35 shows a sequence of a synthetic DNA containing the HMG-I recognition motif.
  • SEQ ID NO: 36 shows a sequence of a synthetic DNA containing the HMG-I recognition motif.
  • SEQ ID NO: 37 shows a sequence of a synthetic DNA containing the HMG-I recognition motif.
  • SEQ ID NO: 38 shows a sequence of a synthetic DNA containing the HMG-I recognition motif.
  • SEQ ID NO: 39 shows a sequence of a synthetic DNA containing the HMG-I recognition motif.
  • SEQ ID NO: 40 shows a sequence of a synthetic DNA containing the HMG-I recognition motif.
  • SEQ ID NO: 41 shows a sequence of a synthetic DNA containing the HMG-I recognition motif.
  • SEQ ID NO: 42 shows a sequence of a synthetic DNA containing the HMG-I recognition motif.
  • SEQ ID NO: 43 shows a sequence of a synthetic DNA containing the HMG-I recognition motif.
  • SEQ ID NO: 44 shows a sequence of a synthetic DNA containing the HMG-I recognition motif.
  • SEQ ID NO: 45 shows a sequence of a synthetic DNA containing the HMG-I recognition motif.
  • SEQ ID NO: 46 shows a sequence of a synthetic DNA containing the HMG-I recognition motif.
  • SEQ ID NO: 47 shows a sequence of a synthetic DNA containing the HMG-I recognition motif.
  • SEQ ID NO: 48 shows a sequence of a synthetic DNA containing the HMG-I recognition motif.
  • SEQ ID NO: 49 shows a sequence of a synthetic DNA containing the HMG-I recognition motif.
  • SEQ ID NO: 50 shows a sequence of a synthetic DNA containing the HMG-I recognition motif.
  • SEQ ID NO: 51 shows a sequence of a synthetic DNA containing the HMG-I recognition motif.
  • SEQ ID NO: 52 shows a sequence of a synthetic DNA containing the HMG-I recognition motif.
  • SEQ ID NO: 53 shows a sequence of a synthetic DNA containing the HMG-I recognition motif.
  • SEQ ID NO: 54 shows a sequence of a synthetic DNA containing the HMG-I recognition motif.
  • SEQ ID NO: 55 shows a sequence of a synthetic DNA containing the HMG-I recognition motif.
  • SEQ ID NO: 56 shows a sequence of a synthetic DNA containing the HMG-I recognition motif.
  • SEQ ID NO: 57 shows a sequence of a synthetic DNA containing the HMG-I recognition motif.
  • SEQ ID NO: 58 shows a sequence of a synthetic DNA containing the HMG-I recognition motif.
  • SEQ ID NO: 59 shows a sequence of a synthetic DNA containing the HMG-I recognition motif.
  • SEQ ID NO: 60 shows a sequence of a synthetic DNA containing the HMG-I recognition motif.
  • SEQ ID NO: 61 shows a sequence of a synthetic DNA containing the HMG-I recognition motif.
  • SEQ ID NO: 62 shows a sequence of a synthetic DNA containing the HMG-I recognition motif.
  • SEQ ID NO: 63 shows a sequence of a synthetic DNA containing the HMG-I recognition motif.
  • SEQ ID NO: 64 shows a sequence of a synthetic DNA containing the HMG-I recognition motif.
  • SEQ ID NO: 65 shows a sequence of a synthetic DNA used for in vitro DNA selection assay.
  • n represents G or A or T or C.
  • SEQ ID NO: 66 shows a sequence of a synthetic DNA containing the HMG-I recognition motif.
  • SEQ ID NO: 67 shows a sequence of a primer used for in vitro DNA selection assay.
  • SEQ ID NO: 68 shows a sequence of a primer used for in vitro DNA selection assay.
  • Industrial applicability ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the inhibitor of this invention, the binding of HMG-I protein and presenilin-12 mRNA exon 5 can be inhibited, and thereby the disease resulting from splicing abnormality, especially a brain disorder or a neurodegenerative disease It has an excellent effect that it is possible to treat and / or prevent the disease. Further, the neuronal cell death inhibitor of the present invention has an excellent effect of suppressing presenilin-12-exon-5 deficient splinting abnormality and thereby suppressing nerve cell death.
  • nerve cell death can be suppressed, and diseases caused by production of a presenilin- 1 2 mRNA exon 5 deficient splicing variant, particularly brain disorders or neurodegenerative diseases, can be suppressed. It has an excellent effect that it can be treated or prevented. Further, according to the treatment or prevention method of the present invention, the treatment or prevention of a disease caused by the production of a presenilin-2mRNA exon 5 deficient splicing variant, particularly a cerebral disorder or a neurodegenerative disease, can be performed more efficiently. It has an excellent effect that it can be performed continuously.

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Description

明細書 医薬組成物 技術分野
本発明は、 HMG_ Iタンパク質とプレセ二リン一 2 mRNAェキソン 5と の結合を阻害しうる阻害剤、 神経細胞死を抑制することができる神経細胞死抑制 剤、 プレセ二リン一 2 mRNAェキソン 5欠損型スプライシングバリアントの 産生に起因する疾患の治療又は予防に有用な医薬組成物、 該疾患の治療又は予防 方法及び該阻害剤の使用に閬する。 背景技術
神経変性疾患の 1つであるアルツハイマー病 (AD) は、 9 0%を超える AD 患者の疾患が孤発性アルツハイマー病 (sAD) に分類される。 sAD患者の大 脳皮質及び海馬 C A 1領域のそれぞれのアポトーシス性維体細胞に、 プレセニリ ンー 2遺伝子のバリアントがコードする異常タンパク質 (PS 2 V) が存在する ことが知られている [サトウ(Sato, N.)ら, J. Biol. Chem.. 276, 2108-2114 ( 2001)]。
PS 2 Vは、 ヒト神経芽細胞腫 SK - N - SH培養細胞において低酸素刺激に より誘導され、 酸化ストレス及び SK— N— S H細胞での新たなタンパク質合成 に依存することが示されている [サトウ(Sato, N.)ら, J. Neurochera. , 72, 249 8-2505 (1999)]。
前記 PS 2 Vにより、 小胞体 (ER) ストレス応答性分子シャペロンであるグ ルコース調節タンパク質 (GRP 78) が減少し、 PS 2 V発現細胞において/ δ 一アミロイドタンパク質の產生が増加することが知られている [サトウ(Sato, N .)ら, J. Biol. Chem. , 276, 2108-2114 (2001)]。 しかしながら、 P S 2 Vが s A Dにおけるニューロン死の重要な因子の 1つで ある可能性は示唆されているものの、 P S 2 Vの生成、 疾患発症におけるメカ二 ズムの詳細が十分に知られていないのが現状である。 また、 前記 P S 2 Vの生成 に起因する疾患の有効な治療法が求められているのが現状である。 発明の開示
本発明は、 HMG— Iタンパク質とプレセ二リン一 2 m R NAェキソン 5と の結合を阻害しうる阻害剤を提供することを目的とする。 また、 本発明は、 HM G - Iタンパク質とプレセニリンー 2 mR NAェキソン 5との結合を阻害し、 プレセニリン— 2ェキソン 5欠損型スプライシング異常を抑制し、 それにより神 経細胞死を抑制することができる神経細胞死抑制剤を提供することを目的とする 。 さらに、 本発明は、 細胞死、 特に、 神経細胞死を抑制すること、 細胞への導入 効率に優れること、 生体内における安定性に優れること及びプレセニリンー 2 mR NAェキソン 5欠損スプライシングバリアントの産生に起因する疾患、 特に 脳障害、 神経変性疾患等の治療又は予防の少なくとも 1つを達成することが可能 な、 医薬組成物を提供することを目的とする。 また、 本発明は、 プレセ二リン一 2 m R N Aェキソン 5欠損スブライシングバリアントの産生に起因する疾患、 特に脳障害、 神経変性疾患等の治療又は予防を、 より効率よく、 持続的に行なう ことが可能な、 プレセ二リン _ 2 m R NAェキソン 5欠損スブライシングバリ アントの産生に起因する疾患の治療又は予防方法を提供することを目的とする。 すなわち、 本発明は、
C 1〕 HMG - Iタンパク質とプレセニリンー 2 mR NAェキソン 5との結 合を阻害する化合物を有効成分として含有してなる、 HMG— Iタンパク質とプ レセニリン— 2遺伝子との間の結合の阻害剤、
〔 2〕 該化合物が、 (A)配列番号: 1に示される塩基配列及び/又は配列番号: 2に示される塩基 配列を含有し、 かつ HMG— Iタンパク質と結合する RNA分子、
(B)配列番号: 1に示される塩基配列に対応する DNA配列及び Z又は配列番 号: 2に示される塩基配列に対応する DNA配列を含有し、 かつ HMG— Iタン パク質と結合する DNA分子、
(C)前記 (A)の RNA分子又は (B)の DNA分子のいずれかに相補的なァ ンチセンス分子、
(D)前記 (A)の RNA分子又は (B)の DNA分子のいずれかのアナログで あって、 かつ HMG— Iタンパク質と結合するアナログ分子、 及び
(E)前記 (C)のアンチセンス分子のアナログ分子、
からなる群より選択された 1種である、 前記 〔1〕 記載の阻害剤、
〔 3〕 該化合物が、
(a)配列番号: 3、 4、 5、 6若しくは 7のいずれかに示される塩基配列を含 有し、 かつ HMG— Iタンパク質と結合しうる RNA分子、
(b)配列番号: 3、 4、 5、 6若しくは 7のいずれかに示される塩基配列に対 応する DNA配列を含有し、 かつ HMG— Iタンパク質と結合しうる DNA分子
(c)前記 (a)の RNA分子又は (b)の DNA分子のいずれかに相補的なァ ンチセンス分子、
(d)前記 (a)の RNA分子又は (b)の DNA分子のいずれかのアナログで あって、 かつ HMG— Iタンパク質と結合するアナログ分子、 及び
(e)前記 (c)のアンチセンス分子のアナログ分子、
からなる群より選択された 1種である、 前記 〔2〕 記載の阻害剤、
〔4〕 該化合物が、 配列番号: 27に示される塩基配列を有する 2' — 0—メ チルオリゴ RNA分子である、 前記 〔1〕 又は 〔2〕 記載の阻害剤、
(5〕 HMG- Iタンパク質とプレセニリン一 2 mRNAェキソン 5との結 合を阻害する化合物を有効成分として含有した、 HMG— Iタンパク質とプレセ 二リン一 2遺伝子との間の結合の阻害剤を有効成分として含有してなる神経細胞 死抑制剤、
〔 6〕 該化合物が、
(A)配列番号: 1に示される塩基配列及び Z又は配列番号: 2に示される塩基 配列を含有し、 かつ HMG— Iタンパク質と結合する RNA分子、
(B)配列番号: 1に示される塩基配列に対応する DNA配列及び Z又は配列番 号: 2に示される塩基配列に対応する DNA配列を含有し、 かつ HMG— Iタン パク質と結合する DNA分子、
(C)前記 (A)の RNA分子又は (B)の DNA分子のいずれかに相補的なァ ンチセンス分子、
(D)前記 (A) の RNA分子又は (B)の DNA分子のいずれかのアナログで あって、 かつ HMG— Iタンパク質と結合するアナログ分子、 及び
(E)前記 (C)のアンチセンス分子のアナログ分子、
からなる群より選択された 1種である、 前記 〔5〕 記載の神経細胞死抑制剤、 〔 7〕 該化合物が、
(a)配列番号: 3、 4、 5、 6若しくは 7のいずれかに示される塩基配列を含 有し、 かつ HMG— Iタンパク質と結合しうる RNA分子、
(b)配列番号: 3、 4、 5、 6若しくは 7のいずれかに示される塩基配列に対 応ずる DNA配列を含有し、 かつ HMG— Iタンパク質と結合しうる DNA分子
(c)前記 (a)の RNA分子又は (b)の DNA分子のいずれかに相補的なァ ンチセンス分子、
(d)前記 (a)の RNA分子又は (b)の DNA分子のいずれかのアナログで あって、 かつ HMG— Iタンパク質と結合するアナログ分子、 及び
(e)前記 (c) のアンチセンス分子のアナログ分子、 からなる群より選択された 1種である、 前記 〔6〕 記載の神経細胞死抑制剤、 〔8〕 該化合物が、 配列番号: 27に示される塩基配列を有する 2' — 0—メ チルオリゴ RNA分子である、 前記 〔5〕 又は 〔6〕 記載の神経細胞死抑制剤、 〔9〕 HMG- Iタンパク質とプレセ二リン一 2 mRNAェキソン 5との結 合を阻害する化合物を有効成分として含有した、 HMG— Iタンパク質とプレセ 二リン一 2遺伝子との間の結合の阻害剤、 又は
該阻害剤を有効成分として含有した神経細胞死抑制剤
を有効成分として含有してなる医薬組成物、
〔1 0〕 該化合物が、
(A)配列番号: 1に示される塩基配列及びノ又は配列番号: 2に示される塩基 配列を含有し、 かつ HMG— Iタンパク質と結合する RNA分子、
(B)配列番号: 1に示される塩基配列に対応する DNA配列及び 又は配列番 号: 2に示される塩基配列に対応する DNA配列を含有し、 かつ HMG— Iタン パク質と結合する DNA分子、
(C)前記 (A) の RNA分子又は (B) の DNA分子のいずれかに相補的なァ ンチセンス分子、
(D)前記 (A) の RNA分子又は (B) の DNA分子のいずれかのアナログで あって、 かつ HMG— Iタンパク質と結合するアナログ分子、 及び
(E)前記 (C) のアンチセンス分子のアナログ分子、
からなる群より選択された 1種である、 前記 〔9〕 記載の医薬組成物、 〔1 1〕 該化合物が、
(a)配列番号: 3、 4、 5、 6若しくは 7のいずれかに示される塩基配列を含 有し、 かつ HMG— Iタンパク質と結合しうる RNA分子、
(b)配列番号: 3、 4、 5、 6若しくは 7のいずれかに示される塩基配列に対 応する DNA配列を含有し、 かつ HMG— Iタンパク質と結合しうる DNA分子 (c) 前記 (a) の RNA分子又は (b) の DN A分子のいずれかに相補的なァ ンチセンス分子、
(d) 前記 (a) の RNA分子又は (b) の DN A分子のいずれかのアナログで あって、 かつ HMG— Iタンパク質と結合するアナログ分子、 及び
(e) 前記 (c) のアンチセンス分子のアナログ分子、
からなる群より選択された 1種である、 前記 〔1 0〕 記載の医薬組成物、 〔1 2〕 該化合物が、 配列番号: 27に示される塩基配列を有する 2' — 0— メチルオリゴ RNA分子である、 前記 〔9〕 又は 〔 1 0〕 記載の医薬組成物、 〔1 3〕 スプライシング異常を抑制する作用を有する、 前記 〔9〕 〜 〔 1 2〕 いずれか 1項に記載の医薬組成物、
〔1 4〕 プレセ二リ ン一 2 mRNAェキソン 5欠損スプライシングバリアン トの産生を抑制する作用を有する、 前記 〔9〕 〜 〔 1 3〕 いずれか 1項に記載の 医薬組成物、
〔1 5〕 プレセ二リン一 2 mRNAェキソン 5欠損スプライシングバリアン 卜の産生に起因する脳障害又は神経変性疾患を治療又は予防しうる、 前記 〔9〕
〜 (: 1 4〕 いずれか 1項に記載の医薬組成物、
〔1 6〕 該脳障害が、 虚血性脳疾患又は脳神経変性疾患である、 前記 〔1 5〕 記載の医薬組成物、
〔1 7〕 該脳障害が、 脳血管性痴呆、 パーキンソン症候群及びアルツハイマー 病からなる群より選ばれた疾患である、 前記 ( 1 6〕 記載の医薬組成物、
〔1 8〕 該神経変性疾患が、 筋萎縮性側索硬化症である、 前記 (1 5〕 記載の 医薬組成物、
〔1 9〕 ブレセ二リン一 2 mRNAェキソン 5欠損スプライシングバリアン トの産生に起因する疾患の個体に投与し、 それにより、 プレセ二リン一 2 mR N Aェキソン 5欠損スプライシングバリアントの産生に起因する疾患を治療又は 予防するための医薬組成物の製造のための、 前記 〔1〕 〜4いずれか 1項に記載 の阻害剤若しくは前記 〔5〕 〜 〔8〕 レ、ずれか 1項に記載の神経細胞死抑制剤の 使用、 並びに
〔20〕 プレセ二リン一 2 mRNAェキソン 5欠損スプライシングバリアン 卜の産生に起因する疾患の個体に、 前記 〔1;) 〜 〔4〕 いずれか 1項に記載の阻 害剤若しくは前記 〔5:! 〜 〔8〕 いずれか 1項に記載の神経細胞死抑制剤を治療 上有効量投与することを特徴とする、 プレセ二リン— 2 mRNAェキソン 5欠 損スプライシングバリアントの産生に起因する疾患の治療又は予防方法、 に関する。 図面の簡単な説明
第 1図は、 sADの脳及び培養細胞株における PS 2 Vの発現を示す図である 。 左パネルは、 代表的な s A D脳又は年齢がマッチした対照脳由来の増幅産物を ポリアクリルアミ ドゲル上で分離し、 臭化工チジゥム染色により可視化した結果 である。 右パネルは、 正常酸素状態、 低酸素曝露、 ッニカマイシン (TM)、 β 一アミロイドの各ストレス下の種々の細胞由来の全 R Ν Αを R Τ— P C Rに供し 、 得られた PC R産物をボリアクリルアミ ドゲル上で分離し、 臭化工チジゥム染 色により可視化した結果である。 図中、 黒矢印は、 PS 2 (上部) 及び PS 2V (下部) に対応する分子量点を示す。 これらの実験は、 別個の細胞培養物を用い て少なくとも 4回繰り返し、 同様の結果を得たものである。
第 2図は、 sAD脳及び対照脳のそれぞれにおける PS 2 Vの免疫組織化学検 出を行なった結果を示す図である。 厚さ 1 0 mの対照及び s ADの脳切片を作 製し、 続いて抗 S SMAG抗体を用いる P S 2 Vの免疫組織化学的検出をおこな つた。 これらの結果は、 少なくとも 3種の異なる対照及び ADの脳を解析し、 同 様の結果を得たものである。
第 3図は、 p r e—mRNA結合実験法の概略を示す図である。 SK— N— S H細胞を、 酸素正常状態又は低酸素刺激の 2 1時間後に回収した後、 核抽出液を 調製し、 続いて PS 2 p r e— mRNA断片の各プローブと結合反応させる。 反応液に紫外 (UV) 光を照射した後、 RNァーゼ Aを用いてプローブを消化し 、 続いて SDS処理を行なう。 SDS処理した試料を、 SDS— PAGEアツセ ィにより分離した後、 B a s用イメージングブレートを用いて結合陽性バンドを 検出する。
第 4図は、 PS 2 p r e— mRNAプローブの概略図である。 図中、 結合実 験法のための PS 2 p r e— mRNA断片の 6種のプローブを概略的に示す。 枠で囲んだ領域及び下線部は、 それぞれェキソン及びイントロンを表す。 全ての プローブは、 インビトロ転写により標識される。
第 5図は、 p r e— mRNA結合実験法の結果を示す図である。 SK— N— S H細胞を酸素正常状態又は低酸素に曝露した後、 刺激の 2 1時間後に回収した。 各放射性標識プローブを用いる p r e— mRNA結合実験法により、 回収した細 胞由来の核抽出液を解析した。 次いで、 濃度勾配 ( 1 0〜20%) ポリアクリル アミ ドゲル上で SDS— PAGEに供した後、 Ba s用イメージングブレートに 曝した。 これらの実験は、 別個の細胞培養物を用いて少なくとも 4回繰り返し、 同様の結果を得たものである。
第 6図は、 p r e— mRNA結合実験法の結果を示す図である。 SK— N— S H細胞を酸素正常状態又は低酸素に曝露した後、 刺激の 2 1時間後に回収した。 核抽出液を各35 S—非標識コールドプローブとともに結合条件下で前ィンキュベ 一トした。 前ィンキュベ一トした反応液を用いる p r e一 mRNA結合実験法を 、 各35 S—標識ホットプローブの添加により開始し、 次いで、 1 5%ポリアクリ ルアミ ドゲル上で SDS— PAGEに供した後、 Ba s用イメージングプレート に曝した。 これらの実験は、 別個の細胞培養物を用いて少なくとも 4回繰り返し 、 同様の結果を得たものである。
第 7図は、 低酸素ストレス下のヒト神経芽細胞腫 SK— N—SH細胞核抽出液 由来の N 0. 5プローブ結合活性を有するフラクションの精製プロフィ一ルを示 す。 精製方法はイタリック体で示す。 個々のフラクションをローマ数字で示す。 第 8図は、 第 7図に示される各精製段階におけるタンパク質 (25 β 1/フラ クシヨン) を 1 5%SDS— PAGE及び銀染色により解析した結果を示す図で ある。 図中、 Mは、 分子量 (kDa) マーカーを示す。
第 9図は、 35S—標識 No. 5プローブと各精製段階におけるフラクション ( 15 / 1Zフラクション) との結合活性を示す図である。
第 1 0図は、 HMG— IZYタンパク質に対する抗体を用いたスーパ一シフ ト アツセィの結果を示す図である。 SK-N— SH細胞を酸素正常状態 (左図) 又 は低酸素 (右図) の刺激の 21時間後に回収した。 放射能標識した No. 5プロ —ブと反応させる前に、 HMG— IZYタンパク質に対する抗体の存在下又は非 存在下で、 通常のバッファ一中で核抽出液をインキュベートした。 次いで、 試料 をゲル遅延電気泳動及びォ一トラジオグラフィーに供した。 これらの実験は、 別 個の細胞培養物を用いて少なくとも 4回繰り返し、 同様の結果を得た。
第 1 1図は、 PS2 p r e— mRNAの 7種類の構造を示す図である。 図中 、 ェキソンを大文字で示し、 イントロンを小文字で示す。 2個の類似配列を太字 で示し、 下線を付す。
第 1 2図は、 HMG— Iタンパク質の PS 2 p r e— mRNAにおける結合 部位を調べた結果を示す図である。 S K - N - S H細胞を酸素正常状態又は低酸 素に曝露した後、 刺激の 21時間後に回収する。 各放射能標識プローブを用いる P r e - mRNA結合実験法により、 回収した細胞由来の核抽出液を解析する。 次いで、 SDS— PAGEに供した後、 Ba s用イメージングプレートに曝す。 図中、 黒矢印は、 対応する分子量点を示す。 これらの実験は、 別個の細胞培養物 を用いて少なくとも 4回繰り返し、 同様の結果を得たものである。
第 1 3図は、 培養細胞における HMG— I mRNA (図中、 HMG I mR NA)及び該 mRNAに対応するタンパク質の発現に対する種々のストレスの影 響をノーザンブロット解析により調べた結果を示す図である。 左バネル及び中央 パネルは、 酸素正常状態又は低酸素に曝露した後、 曝露の 21時間後に回収した 細胞株について解析した結果を示す。 右パネルは、 ッニカマイシン処理し、 24 時間後に回収した SK— N— S H細胞について解析した結果を示す。 全 R N Aを ホルムアルデヒドーホルムアミ ドゲル電気泳動し、 放射能標識した HMG— I cDNAプローブを用いたノーザンプロットアツセィに供す。 図中、 分子量点を 黒矢印で示す。
第 14図は、 培養細胞における HMG— I mRNA及び該 mRNAに対応す るタンパク質の発現に対する種々のストレスの影響をゥエスタンブロット解析に より調べた結果を示す図である。 各細胞株を、 酸素正常状態又は低酸素に曝露し た後、 刺激の 21時間後に回収する。 得られた核抽出液を SDS— PAGE及び HMG- IZYタンパク質に対する抗体を用いてィムノブロットアツセィに供す 。 図中、 黒矢印は、 HMG— I (上部、 図中、 「HMG I J ) 及び HMG— Y ( 下部、 図中、 「HMGYj ) タンパク質の対応する分子量点を示す。
第 15図は、 SK— N— SH細胞における免疫反応性 HMG— Iタンパク質の 細胞下局在に対する低酸素の影響を示す図である。 S K - N— S H細胞を酸素正 常状態又は低酸素に 21時間曝露する。 細胞を、 一次免疫反応のために抗 HMG 一 IZY (図中、 「HMG IZYj ) 抗体及び抗 SC 35抗体で免疫染色した後 、 F I TC結合二次抗体及び Cy 3結合二次抗体で染色する。 これらの実験は、 別個の細胞培養物を用いて少なくとも 4回繰り返し、 同様の結果を得たものであ る
第 16図は、 培養細胞における PS 2遺伝子のェキソン 5スキッピングに対す る HMG— I又は HMG— Yの一過性発現の効果を調べた結果を示す図である。 各細胞株に mo c k又は HMG— Iのトランスフヱクシヨンを行った後、 トラン スフヱクシヨンの 24時間後に回収した。 核抽出液を SDS— PAGE、 及び H MG- IZYに対する抗体を用いてィムノブロットアツセィに供した。 黒矢印は 、 HMG- Iタンノ、。ク質 (図中、 「HMG I」 ) の対応する分子量点を示す。 こ れらの実験は、 別個の細胞培養物を用いて少なくとも 4回繰り返し、 同様の結果 を得たものである。
第 1 7図は、 培養細胞における PS2遺伝子のェキソン 5スキッピングに対す る HMG— I又は HMG— Yの一過性発現の効果を調べた結果を示す図である。 各細胞株に、 異なる量の mo ck、 HMG- I (図中、 「HMG IJ )又は HM G— Y (図中、 「HMGY」 ) のトランスフヱクシヨンを行った後、 トランスフ ェクシヨンの 24時間後に回収した。 回収した細胞由来の全 RNAを、 文献 [サ トウ(Sato)ら、 J. Neurochem. , 72, 2498-2505 (1999)]の方法により RT— P C Rに供した。 増幅産物をポリアクリルアミ ドゲル上で分離し、 臭化工チジゥム染 色により可視化した。 黒矢印は、 PS2 (上部) 及び PS 2V (下部) の対応す る分子量点を示す。 これらの実験は、 別個の細胞培養物を用いて少なくとも 4回 繰り返し、 同様の結果を得たものである。
第 1 8図は、 Ul (70K) snRNPのPS2 p r e— mRNAへの結合 に対する HMG— I (図中、 「HMG I J ) の効果を調べた結果を示す図である 。 回収した細胞由来の核抽出液を、 上部パネルに示した No. 12のプローブ ( 32P標識) と反応させる前に、 HMG— IZYタンパク質に対する抗体の存在下 又は非存在下で、 通常のバッファ一中でインキュベートした。 次いで、 試料をゲ ル遅延電気泳動及びオートラジオグラフィ一に供した。 図中、 黒矢印は、 遊離、 結合及びスーパ一シフトしたプローブを示す。 また、 図中 Abは、 抗 U l s n RNP抗体を示す。 これらの実験は、 別個の細胞培養物を用いて少なくとも 4回 繰り返し、 同様の結果を得たものである。
第 1 9図は、 HMG— IZYと U 1 (70 K) s n RN Pとの相互作用を示す 図である。 上部パネルは、 抗 Ul (70K) s nRNP抗体を用いてィムノブ口 ットアツセィを行なった結果を示す。 酸素正常状態又は低酸素に曝露した SK— N— SH細胞を刺激の 24時間後に回収した後、 核抽出液を調製した。 核抽出液 を抗 HMG— I/Y抗体 (図中、 「抗 HMG IZY抗体」 ) により免疫沈降させ た後、 抗 Ul (7 OK) s nRNP抗体を用いてィムノブロットアツセィを行な つた。 下部パネルは、 抗 HMG— I/Y抗体を用いてィムノブロットアツセィを 行なった結果を示す。 核抽出液を抗 U1 (7 OK) s nRNP抗体により免疫沈 降させた後、 抗 HMG— IZY抗体を用いてィムノブロットアツセィを行なった 。 これらの実験は、 別個の細胞培養物を用いて少なくとも 3回繰り返し、 同様の 結果を得たものである。
第 20図は、 PS2 p r e— mRNA上の異常スプライシング機構の仮説の 概略図である。
第 21図は、 s AD脳における HMG— I /Yタンパク質の発現をウェスタン プロット解析により調べた結果を示す図である。 全ライセ一ト、 サイトゾルフラ クシヨン及び核フラクションを、 3例の異なる sAD脳及び年齢がマッチした対 照の海馬から調製した。 これらのフラクションを SDS— PAGE、 及び HMG 一 IZYタンパク質に対する抗体を用いるィムノブロットアツセィに供した。 黒 矢印は、 HMG— I (上部、 図中、 「HMG I J ) 及び HMG— Y (下部、 図中 、 「HMGYj ) タンパク質の対応する分子量点を示す。
第 22図は、 s AD脳における HMG— I ZYタンパク質の発現を免疫組織化 学により調べた結果を示す図である。 少なくとも 3種の異なる対照及び ADの脳 を解析し、 常に同様の結果を得たものである。 厚さ 10 /111の対照及び5八0の 脳切片を作製し、 続いて免疫反応性 HMG - IZYの免疫組織化学的検出をおこ なった。 少なくとも 3種の異なる対照及び ADの脳を解析し、 常に同様の結果を 得たものである。
第 23図は、 合成された各オリゴヌクレオチドを示す図である。 慣用の方法に よりした。 24マ一又は 60マーの塩基長を有する 2種の相補的なオリゴヌクレ ォチドを用いてアニーリングを行ない、 No. l〜No. 1 1の各二本鎖 DNA を得た。 なお、 図中、 各オリゴヌクレオチドにおいて、 PS 2のェキソン 5の各 断片を下線を付し、 太字で示す。 第 24図は、 2' — 0—メチルオリゴ RNAによるプレセ二リン一 2遺伝子ェ キソン 5欠損スプライシングバリアントの産生抑制効果を調べた結果を示す図で あ Oo
第 25図は、 イン ' ビトロでの低酸素誘導 HMG— I結合における 2' — 0— メチルオリゴ RNAの影響を調べた結果を示す図である。 図中、 レーン 1の ΓΝ J は、 正常酸素条件、 レーン 2の 「Hj は、 低酸素条件を示す。 また、 2' — 0 —メチルオリゴ RNAの使用量は、 レーン 3については、 0. 5 g、 レーン 4 については、 5 Ci g、 レーン 5については、 50〃g、 レーン 6については、 5 00 gである。
第 26図は、 細胞内における 2' —O—メチルオリゴ RNAの取り込み、 安定 性及び導入効率を調べた結果を示す図である。 バネル Aにおいて、 パネル aは、 SK— N— SH細胞の各画分における 2' — 0—メチルオリゴ RN Aの取り込み 量を示し、 パネル bは、 SK— N— SH細胞への前記 2' — 0_メチルオリゴ R NAの導入効率を示す。 パネル Bは、 SK— N— SH細胞への前記 2' — 0 -メ チルオリゴ RNAの導入後、 48時間の時点での 2' — 0—メチルオリゴ RNA の安定性を調べた結果を示す。
第 27図は、 HMG— Iの DNA認識モチーフを決定するための合成 DNAの 配列を示す図である。 最上段は、 HMG— I認識モチーフのコンセンサス配列を 示す。
第 28図は、 SK— N— SH細胞由来の核抽出液中の HMG— Iの DNA結合 における 2' —0—メチルオリゴ RN Aの作用を調べた結果を示す図である。 パ ネル Aは、 ゲルシフトアツセィの結果を示し、 パネル Bは、 バネル Aを数値化し たデータを示す。
第 29図は、 細胞死に対する 2' -0—メチルオリゴ RN Aの作用を調べた結 果を示す。 パネル Aは、 低酸素条件とッニカマイシンとにより誘導された細胞死 について調べた結果、 バネル Bは、 HMG— Iの一過性発現とッニカマイシンと により誘導された紬胞死について調べた結果である。 発明を実施するための最良の形態
本発明の阻害剤は、 HMG— Iタンパク質とプレセ二リン一 2 mRNAェキ ソン 5との間の結合を阻害する化合物を有効成分として含有することに 1つの特 徵がある。 本発明の阻害剤は、 前記化合物を含有しているため、 HMG— Iタン パク質とプレセニリン— 2 mRNAとの間の結合を阻害することができるとい う優れた効果を発揮する。 また、 本発明の阻害剤によれば、 前記プレセ二リン一 2 mRNAのスプライシング異常、 特にプレセ二リン一 2ェキソン 5欠損型ス プライシング異常を抑制することができるという優れた効果を発揮する。 さらに 、 本発明の阻害剤は、 プレセ二リン一 2ェキソン 5欠損型スプライシング異常を 抑制できるため、 さらに神経細胞死を抑制することができるという優れた効果を 発揮する。
プレセニリン— 2遺伝子は、 アルツハイマー病における原因遺伝子の 1つとし て考えられている遺伝子である。 前記プレセニリンー 2遺伝子にコードされる夕 ンパク質は、 小胞体ゴルジ体に存在する膜タンパク質であって、 アミロイド代謝 又は沈着に閼係するタンパク質である。 前記プレセ二リン一 2遺伝子は、 1 2の ェキソンから構成され、 このうち、 1 0のェキソンがタンパク質をコードする [ 例えば、 レビーラハド(Levy-Lahad)ら, Genomics, 34, 198-204, (1996);レビー ラハドら, Science, 269, 973-977 (1995); ロゲフ(Rogaev)ら. Nature, 376, 7 75-778 (1995) 等を参照のこと〗 。
なお、 本明細書において、 「プレセニリン一 2遺伝子」 とは、 プレセ二リン一 2タンパク質をコードする mRNA、 DNA (例えば、 ゲノム DNA、 cDNA ) のいずれをも含むことを意味する。 なお、 プレセ二リン一 2遺伝子の塩基配列 及びアミノ酸配列は、 例えば、 ジーンバンク (Ge nBa nk) のァクセッショ ン番号: XM002 1 27、 XM 002 1 28、 XP 002 1 27等に記載され ている。
本発明で用いられる 「HMG— Iタンパク質とプレセ二リン一 2 mR NAェ キソン 5との間の結合を阻害する化合物」 は、 例えば、 特定部位において、 該結 合を特異的に拮抗し、 それにより、 該結合を完全に阻害する化合物、 又は、 特定 部位において、 該結合を特異的に拮抗し、 それにより、 該結合の結合強度を減少 させる化合物のいずれでもよい。
前記 「特定部位」 としては、 具体的には、 例えば、 ①配列番号: 1に示される 塩基配列からなる領域、 ②配列番号: 2に示される塩基配列からなる領域、 ③配 列番号: 1に示される塩基配列と配列番号: 2に示される塩基配列とを含有した 領域;④前記①〜③それぞれに対応する DNA上における連続した配列からなる 領域等が挙げられる。
また、 本発明においては、 前記 「特定部位」 には、 ( i ) HMG— Iタンパク 質のアミノ酸配列において、 HMG— Iタンパク質とブレセニリン— 2遺伝子と の間の結合に関与する連続した配列からなる領域; (ii) HMG— Iタンパク質 中に存在するアミノ酸残基であって、 かつ HMG— Iタンパク質とプレセニリン 一 2遺伝子との間の結合に関与する複数のアミノ酸残基から形成される空間的な 領域をも含まれる。
前記 「結合に閟与するアミノ酸残基」 としては、 例えば、 他のアミノ酸残基に 置換された場合、 得られたタンパク質のプレセニリンー 2遺伝子への結合能を消 失させる残基等が挙げられる。
前記配列番号: 1に示される塩基配列及び配列番号: 2に示される塩基配列は 、 プレセ二リン一 2遺伝子の mRNAに存在する配列であり、 HMG— Iタンパ ク質との結合に重要であることが、 本発明者らにより見出された塩基配列であり 、 本発明は、 かかる本発明者らの知見に基づく。
本発明においては、 前記配列番号: 1又は 2は、 前記配列番号: 1又は 2にお いて、 少なくとも 1残基の変異を有する配列であって、 かつ HMG— Iタンパク 質との結合能を呈する配列及びそれに対応する D N A配列であってもよく、 前記 配列番号: 1若しくは配列番号: 2の塩基配列と少なくとも 9 0 %、 好ましくは 9 5 %以上の配列同一性を有する配列であって、 かつ HMG—〖タンパク質との 結合能を呈する配列であってもよい。
前記化合物は、 低分子化合物であっても、 高分子化合物であってもよい。 前記 化合物としては、 例えば、 RNA、 DN A等の核酸;有機合成化合物等が挙げら れる。 前記核酸は、 1本鎖でも 2本鎖であってもよく、 直鎖状であっても環状で あってもよい。
前記化合物としては、 例えば、 HMG— Iタンパク質中に存在するアミノ酸配 列であって、 かつ HMG— Iタンパク質とブレセニリン— 2遺伝子との結合に関 与するアミノ酸配列からなる領域をブロックする化合物 (例えば、 核酸、 核酸ァ ナログ等) ; HMG— Iタンパク質中に存在するアミノ酸残基であって、 かつ H MG— Iタンパク質とプレセ二リン一 2遺伝子との結合に関与する複数のァミノ 酸残基から形成される空間的な領域をブロックする化合物 (例えば、 該空間的な 領域に適合する有機合成化合物等) ;プレセニリン一 2 mR NAェキソン 5中 に存在する塩基配列からなる領域であって、 かつ HMG— Iタンパク質とプレセ 二リン - 2遺伝子とが会合する領域をブロックする化合物 (例えば、 核酸、 核酸 アナログ等) 等が挙げられる。
また、 本発明においては、 前記配列番号: 1に示される塩基配列及び Z又は配 列番号: 2に示される塩基配列を介して、 HMG— Iタンパク質とプレセ二リン 一 2遺伝子とが結合することを阻害しうる化合物も本発明の範囲に含まれる。 なお、 本明細書において、 「配列同一性」 とは、 配列番号: 1又は 2に示され る塩基配列からなる核酸分子と比較対象の核酸分子との間の対応残基の同一性を いう。 前記 「配列同一性」 には、 2 ' — 0—メチル誘導体、 脱ァミノ誘導体 (例 えば、 イノシン等) 、 アデノシン誘導体 (例えば、 イソペンテニルアデニン、 ト レオニノカルボニルアデニン等) 、 含硫誘導体 (4一チォゥリジン、 2—チォピ リミジン誘導体) 等の修飾塩基等を介して、 配列番号: 1又は 2に示される塩基 配列の残基に類似する場合をも含むことを意図する。 前記 「配列同一性」 は、 比 較対象の塩基配列の領域にわたつて、 最適な状態にァラインメントされた 2つの 塩基配列を比較することにより決定されうる。 配列同一性の数値 (パーセンテー ジ) は、 両方の配列に存在する同一の核酸塩基を決定して、 適合部位の数を決定 し、 ついで、 比較対象の配列領域内の塩基の総数で、 前記適合部位の数を割、 得 られた数値に 1 0 0をかけることにより、 算出されうる。 最適なアラインメント 及びホモロジ一を得るためのアルゴリズムとしては、 例えば、 スミス(Smi th) ら の局所ホモロジ一アルゴリズム [Add. APL Math. , 2, 482 (1981) ]、 ニードルマ ン(Needleman) らのホモロジ一アラインメントアルゴリズム [J. ol. Biol, 48, 443 (1970) ]、 パールソン(Pearson) らの相同性検索法 [Proc. Nat l. Acad. Sci . USA, 85, 2444 (1988) ] 等が挙げられる。 より具体的には、 ダイナミックプロ グラミング法、 ギャップペナルティ法、 Smi th-Watermanアルゴリズム、 Good-Kan ehisa アルゴリズム、 BLASTアルゴリズム、 FASTA アルゴリズム等が挙げられる o
前記化合物としては、 具体的には、 (A) 配列番号: 1に示される塩基配列及 び 又は配列番号: 2に示される塩基配列を含有し、 かつ HMG— Iタンパク質 と結合する R NA分子が挙げられる。 前記 (A) の R NA分子によれば、 前記 ( i ) 又は (i i) のいずれかの領域をブロックすることができる。
前記 (A) の R NA分子としては、 具体的には、 例えば、 (a ) 配列番号: 3 、 4、 5、 6若しくは 7のいずれかに示される塩基配列を含有し、 かつ HMG— Iタンパク質と結合しうる R NA分子等が挙げられる。
また、 配列番号: 1に示される塩基配列を含有した核酸、 配列番号: 2に示さ れる塩基配列を含有した核酸、 及び配列番号: 1に示される塩基配列と配列番号 : 2に示される塩基配列とを含有した核酸からなる群より選ばれた 1種と H M G 一 Iとの間の結合親和性の点において、 同等の結合親和性を呈するものであれば 、 前記 (A) の RNA分子から得られる核酸誘導体も本発明の範囲に含まれる。 すなわち、 本発明においては、 前記配列番号: 1又は 2は、 前記配列番号: 1 又は 2において、 少なくとも 1残基の変異を有する配列であって、 かつ HMG— Iタンパク質との結合能を呈する配列及びそれに対応する D NA配列であっても よく、 前記配列番号: 1又は 2は、 前記配列番号: 1若しくは配列番号: 2の塩 基配列と少なくとも 9 0 %、 好ましくは 9 5 %以上の配列同一性を有する配列で あって、 かつ HMG— Iタンパク質との結合能を呈する配列及びそれに対応する DNA配列であってもよく、 かかる配列を有する核酸も本発明の範囲に含まれる 前記結合親和性は、 HMG— Iタンパク質との結合を、 サウスウェスタン解析 、 ゲルシフトアツセィ、 共鳴プラズモン相互作用解析等の、 タンパク質一核酸間 相互作用の解析に使用される慣用の手法により評価されうる。
具体的には、 核酸及び核酸誘導体としては、 例えば、
( B) 配列番号: 1に示される塩基配列に対応する DNA配列及び Z又は配列番 号: 2に示される塩基配列に対応する DNA配列を含有し、 かつ HMG— Iタン パク質と結合する DNA分子、
(C) 前記 (A) の RNA分子又は (B) の DNA分子のいずれかに相補的なァ ンチセンス分子、
(D) 前記 (A) の RNA分子又は (B) の D NA分子のいずれかのアナログで あって、 かつ HMG— Iタンパク質と結合するアナログ分子、
( E) 前記 (C) のアンチセンス分子のアナログ分子、
等が挙げられる。
前記 (B) の D NA分子によれば、 プレセ二リン一 2 mRNAェキソン 5中 における領域であって、 HMG— Iタンパク質とプレセユリンー 2遺伝子とが会 合する領域をブロックすることが期待される。 ここで、 前記 (B) において、 「 配列番号: 1に示される塩基配列に対応する DNA配列」 又は 「配列番号: 2に 示される塩基配列に対応する DNA配列」 とは、 配列番号: 1又は配列番号: 2 に示される配列の逆転写産物の相補鎖を意味する。 前記 (B) の DNA分子とし ては、 具体的には、 例えば、 (b ) 配列番号: 3、 4、 5、 6若しくは 7のいず れかに示される塩基配列に対応する DNA配列 (uが tに変換されたもの) を含 有し、 かつ HMG— Iタンパク質と結合しうる DNA分子が挙げられる。
前記 (C ) において、 前記 (A) の RNA分子に相補的な分子 (アンチセンス 分子) によれば、 プレセ二リン一 2 mRNAェキソン 5中における領域であつ て、 HMG— Iタンパク質とプレセニリンー 2遺伝子とが会合する領域をブロッ クすることが期待される。 一方、 前記 (B) の DNA分子に相補的なアンチセン ス分子によれば、 前記 (i ) 又は (ii) の領域をブロックすることが期待される 。 前記 (C ) に示されるアンチセンス分子としては、 前記 (a ) の RNA分子又 は (b ) の DNA分子のいずれかに相補的なアンチセンス分子が挙げられる。 前記 (D) において、 アナログ分子としては、 前記 (A) の RN A分子又は ( B ) の DNA分子において、 リン酸ジエステル結合における酸素原子がィォゥ原 子で置換されたチオリン酸ジエステル結合を有するオリゴヌクレオチド (S—才 リゴ) 、 又は、 リン酸ジエステル結合を電荷をもたないメチルホスフヱ一ト基で 置換されたォリゴヌクレオチド等の生体内でォリゴヌクレオチドが分解を受けに くくするために改変されたオリゴヌクレオチド等が挙げられる。 また、 前記アナ ログ分子は、 いわゆるペプチド核酸といわれる核酸であってもよい。 前記アナ口 グ分子としては、 具体的には、 配列番号: 2 7に示される塩基配列を有する 2 ' — 0—メチルオリゴ RNA、 該配列番号: 2 7に示される塩基配列を有する 4— チォゥリジン含有 RNA、 該配列番号: 2 7に示される塩基配列を有する 2—チ ォピリミジン含有 RNA等が挙げられる。 これらのアナログ分子は、 例えば、 生 体内における安定性に優れる点が特に有利である。
前記 (D) において、 前記 (A) の RNA分子のアナログであって、 かつ HM G— Iタンパク質と結合するアナログ分子によれば、 前記 (i ) 又は (ii) の領
1 g 域をブロックすることが期待される。 また、 前記 (B) の DNA分子のアナログ であって、 かつ HMG— Iタンパク質と結合するアナログ分子によれば、 プレセ 二リン一 2 m R NAェキソン 5中における領域であって、 HMG— Iタンパク 質とプレセユリン— 2遺伝子とが会合する領域をブロックすることが期待される 。 前記 (D) に示されるアナログ分子としては、 具体的には、 例えば、 前記 (a ) の RNA分子又は (b ) の DNA分子のいずれかのアナログであって、 かつ H MG - Iタンパク質と結合するアナログ分子が挙げられる。
前記 (E) において、 アナログ分子としては、 前記 (C) のアンチセンス分子 において、 リン酸ジエステル結合における酸素原子がィォゥ原子で置換されたチ ォリン酸ジエステル結合を有するオリゴヌクレオチド (S—オリゴ) ; リン酸ジ エステル結合を電荷をもたないメチルホスフヱ一ト基で置換されたオリゴヌクレ ォチド等の生体内でォリゴヌクレオチドが分解を受けにくくするために改変した オリゴヌクレオチド等が挙げられる。 また、 前記アナログ分子の場合、 いわゆる ペプチド核酸といわれる核酸であってもよい。 具体的には、 (e ) 前記 (c ) の アンチセンス分子のアナログ分子が挙げられる。
本発明の阻害剤に用いられる化合物は、 核酸又は核酸誘導体を用いる場合、 慣 用の遺伝子組換え技術、 核酸合成法、 部位特異的変異導入法により得られうる。 例えば、 核酸又は核酸誘導体は、 遺伝子工学で一般的に用いられる核酸合成法に 従い、 例えば、 DNA合成装置を用いて直接合成してもよく、 これらの核酸又は 核酸誘導体 (特に、 変異体) を含む核酸又はその一部を合成した後、 P C R法又 はクローニングベクター等を用いて核酸を増幅してもよい。 さらに、 DNA分子 の場合、 これらの方法により得られた DNA分子を、 制限酵素等により切断し、 ついで、 DNAリガ一ゼ等を用いて適切なベクター等に連結し、 得られた組換え ベクターを適切な宿主に導入して、 得られた形質転換体から核酸を製造してもよ い。 また、 さらに細胞内でより安定な核酸誘導体を得るために、 前記核酸の塩基 、 糖、 リン酸部分を化学修飾を施してもよい。 前記部位特異的変異導入法としては、 例えば、 ギャップド 'デュプレックス (g apped duplex) 法 [例えば、 ucleic Acids Research, 12, 9441-9456(1984) 等 を参照のこと] 、 クンケル (Kunkel)法 [例えば、 Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 82, 488-492(1985)等を参照のこと] 、 変異導入用プライマーを用いた P C Rによ る方法等が挙げられる。
前記核酸合成法としては、 リン酸トリエステル法、 ホスホルアミダイト法、 H 一ホスホネート法等が挙げられる。
本発明の阻害剤の薬理評価は、 例えば、 被検物質 (薬理評価対象物) の存在下 において、 前記 (A) の核酸、 より具体的には、 配列番号: 4に示される塩基配 列を有する核酸と HMG— Iタンパク質との結合を検出すること又は該結合の結 合強度 (例えば、 結合親和性等) を測定することにより行なわれうる。
すなわち、 被検物質の存在下に、 前記 (A) の核酸、 より具体的には、 配列番 号: 4に示される塩基配列を有する核酸と HMG— Iタンパク質とを接触させる 工程を行ない、 I ) 被検物質の存在下において、 該核酸と該 HMG— Iタンパク 質との結合が検出されない場合、 又は I I) 被検物質の存在下における該核酸と該 HMG - Iタンパク質との結合の結合強度 aが、 被検物質の非存在下における該 核酸と該 HMG— Iタンパク質との結合の結合強度 bよりも小さい場合、 該被検 物質が、 プレセ二リン一 2 m R NAェキソン 5と HMG— Iタンパク質との間 の結合に対する阻害剤であることの指標となる。 また、 前記被検物質について、 結合親和性を調べる。 前記結合及び結合強度 (例えば、 結合親和性等) は、 例え ば、 前記サウスウェスタン解析、 ゲルシフトアツセィ、 共鳴プラズモン相互作用 解析等の、 タンパク質一核酸間相互作用の解析に使用される慣用の手法により評 価できる。
具体的には、 前記結合及び結合強度 (例えば、 結合親和性等) は、 被検物質の 存在下において、 例えば、 適切な支持体上に前記 (A) の核酸、 より具体的には 、 配列番号: 4に示される塩基配列を有する核酸又は HMG— Iタンパク質を固 定化されたマトリックスを用い、 該マトリックスに固定した物質に対応する物質 を接触させ、 質量の変化、 蛍光の変化等を指標として、 例えば、 前記共鳴プラズ モン相互作用解析等により測定することができる。
なお、 前記 HMG - Iタンパク質は、 例えば、 適切な細胞を、 通常の酸素条件 下に培養し、 ついで、 低酸素条件下に培養し、 それにより細胞内で発現させうる 通常の酸素条件としては、 用いる細胞に応じて適宜設定できるが、 例えば、 S K— N - S H細胞の場合、 5 % C 02 下、 3 7ででの培養等の条件等が挙げられ る。 低酸素条件としては、 例えば、 低酸素圧 (8 t 0 r r ) の条件が挙げられる 。 具体的には、 例えば、 低酸素圧 (8 t 0 r r ) の加湿雰囲気下に維持した低酸 素チャンバ一を備えたインキュベーターを用い、 3 7 'Cで低酸素条件下に 2 1時 間、 培養物を維持することにより、 細胞に低酸素刺激を与えることができる。 前記細胞としては、 例えば、 神経钿胞、 グリア細胞、 星状細胞等の中枢神経系 細胞、 織維芽細胞等が挙げられ、 より具体的には、 例えば、 S K— N— S H細胞 (A T C C HT B - 1 1 ) 等が挙げられる。
また、 必要により、 慣用のタンパク質精製手法 〔塩析、 イオン交換クロマトグ ラフィー、 ァフィ二ティークロマトグラフィー、 吸着カラムクロマトグラフィー 等〕 により精製してもよい。
本発明の阻害剤においては、 有効成分が核酸又は核酸誘導体である場合、 使用 目的に応じて、 核酸又は核酸誘導体を、 適宜、 細胞への導入に適したベクターリ ポソーム、 金属粒子、 正電荷ボリマー等に保持せしめてもよい。
前記ベクターとしては、 例えば、 無毒化したヘルぺスウィルスベクタ一、 アデ ノウィルスベクター、 アデノ随伴ウィルスベクター、 無毒化したレトロウイルス ベクター等が挙げられる。
前記リボソームとしては、 HV J—リボソーム、 正電荷リボソーム等が挙げら れる。 本発明の阻害剤における有効成分量は、 使用目的等に応じて、 結合阻害作用を 発揮する範囲で適宜設定されうる。 例えば、 有効成分が、 0. 01〜10 Omg 好ましくは、 3〜1 0 Omgであることが望ましい。
本発明の阻害剤は、 プレセ二リン一 2ェキソン 5欠損型スプライシング異常を 抑制し、 それにより、 神経細胞死を抑制することができるため、 該阻害剤により 、 神経細胞死抑制剤が提供されうる。 かかる神経細胞死抑制剤も本発明の範囲に 含まれる。
本発明の神経細胞死抑制剤は、 前記阻害剤を有効成分として含有することを 1 つの大きな特徴とする。 したがって、 神経細胞死を抑制することができるという 優れた効果を発揮する。
本発明の神経細胞死抑制剤における有効成分の含有量は、 投与対象の個体の体 重、 年齢、 投与目的により適宜設定することができる。
また、 本発明の神経細胞死抑制剤においては、 投与量は、 投与目的 (例えば、 疾患の種類) 、 投与対象の個体の年齢及び体重、 有効成分の種類等により適宜選 択される。 前記投与量は、 例えば、 RNA分子を含有する場合、 例えば、 有効成 分が、 0. 0 1〜1 0 Omg、 好ましくは、 3〜1 0 Omgであることが望まし い o
本発明の神経細胞死抑制剤の投与方法としては、 直接体内に導入する i n v i vo法等が挙げられる。
前記 i n v i vo法により投与する場合、 投与形態は、 投与目的 (例えば、 疾患の種類) 、 投与対象の個体の年齢及び体重、 有効成分の種類等により適宜選 択され、 例えば、 静脈注射、 鼻粘膜吸入等が挙げられる。
例えば、 核酸又は核酸誘導体を含有した阻害剤を有効成分として神経細胞死抑 制剤を血液内投与する場合、 一般には 1日あたり、 有効成分量として、 0. 0 1 〜1 0 0111 、 好ましくは3〜1 0 Omgであることが望ましい。
また、 本発明の神経細胞死抑制剤には、 神経細胞等への導入を容易にしうる物 質、 通常の薬理学的に許容されうる担体、 賦形剤、 結合剤、 安定剤、 緩衝剤、 溶 解補助剤、 等張剤等を含有してもよい。
本発明の神経細胞死抑制剤の薬理評価は、 前記阻害剤における薬理評価と共に 以下に示す手法により行ないうる。 すなわち、 被検物質 (神経細胞死抑制剤の候 補) を導入した S K— N—S H細胞 〔被検細胞〕 と導入していない S K— N— S H細胞 〔対照細胞〕 とについて、 それぞれ低酸素条件 (低酸素圧 (8 t 0 r r ) の条件等〕 下、 ッニカマイシン等により引き起こされる神経細胞死を調べること により薬理評価が行なわれうる。 ここで、 被検細胞における神経細胞死が、 対照 細胞における神経細胞死よりも抑制される場合、 前記被検物質が、 神経細胞死抑 制剤であることの指標となる。 また、 HM G— Iを一過性発現し、 かつ被検物質 (神経細胞死抑制剤の候補) を導入した S K - N - S H細胞 〔被検細胞〕 と、 H MG— Iを一過性発現する S K— N - S H細胞 〔対照細胞〕 とについて、 ッニカ マイシン等により引き起こされる神経細胞死を調べることにより薬理評価が行な われうる。 ここで、 被検紬胞における神経細胞死が、 対照細胞における神経細胞 死よりも抑制される場合、 前記被検物質が、 神経細胞死抑制剤であることの指標 となる。
かかる神経細胞死の抑制について、 MT T法 [モッスマン(Mossman,T. )ら, J.
Immunol. Methods, 65. 55-59(1985) ] により確認してもよく、 慣用の 3— ( 4 , 5—ジメチルチアゾ一ルー 2—ィル) 一 5— (3—カルボキシメトキシフエ二 ル) 一 2— (4一スルホフエニル) 一 2 H—テトラゾリゥムアツセィ (MT Sァ ッセィという) を行なって、 細胞の生存率を測定し、 被検細胞と対照細胞とを比 較することにより確認してもよい。
前記低酸素条件として、 具体的には、 例えば、 低酸素圧 (8 t 0 r r ) の加湿 雰囲気下に維持した低酸素チャンバ一を備えたインキュベータ一を用い、 3 7 V で低酸素下に 2 1時間、 培養物を曝露することにより、 細胞に低酸素刺激を与え る条件が挙げられる。 本発明の阻害剤及び神経細胞死抑制剤は、 神経細胞死を抑制することができ、 プレセ二リ ン一 2 m R NAのスプライシング異常、 特にプレセ二リ ン一 2ェキ ソン 5欠損型スプライシング異常を抑制することができるため、 本発明の阻害剤 及び神経細胞死抑制剤により、 プレセ二リン一 2 m R NAェキソン 5欠損スプ ライシングバリアントの産生に起因する疾患、 特に脳障害又は神経変性疾患の治 療又は予防に有用な医薬組成物が提供されうる。 かかる医薬組成物も本発明に含 まれる。 また、 本発明の阻害剤及び神経細胞死抑制剤は、 プレセ二リン一 2 m R NAェキソン 5欠損スプライシングバリアントの産生に起因する疾患、 特に脳 障害又は神経変性疾患の治療又は予防用の医薬組成物の製造に使用されうる。 本発明の医薬組成物は、 前記阻害剤又は前記神経細胞死抑制剤を有効成分とし て含有することに 1つの特徴がある。 本発明の医薬組成物は、 スプライシング異 常を抑制する作用、 プレセ二リンー 2 m R NAェキソン 5欠損スプライシング バリアントの産生を抑制する作用等を有する。 したがって、 本発明の医薬組成物 は、 ブレセ二リン一 2 m R NAェキソン 5欠損スプライシングバリアントの産 生に起因する疾患、 特に脳障害又は神経変性疾患の治療又は予防への応用が期待 される。
本発明の医薬組成物の適用対象となる疾患としては、 例えば、 脳組織における プレセニリンー 2 m R NAェキソン 5欠損スプライシングバリアントの産生に 起因する脳障害、 プレセ二リン一 2 m R NAェキソン 5欠損スプライシングバ リアントの産生に起因する神経変性疾患等が挙げられる。
前記脳障害としては、 虚血性脳疾患、 脳神経変性疾患等が挙げられる。 より具 体的には、 脳血管性痴呆、 パーキンソン症候群、 アルツハイマー病等が挙げられ る。
前記神経変性疾患としては、 筋萎縮性側索硬化症等が挙げられる。
本発明の医薬組成物の投与量は、 投与目的 (例えば、 疾患の種類) 、 投与対象 の個体の年齢及び体重、 有効成分の種類等により適宜選択される。 前記投与量は 、 例えば、 R NA分子を含有する場合、 有効成分量として、 0 . 0 1〜1 0 O m g、 好ましくは 3〜1 0 O m gであることが望ましい。
本発明の医薬組成物は、 有効成分が、 患部の細胞又は目的とする組織の細胞内 に取り込まれるような剤形であればよく、 単独で、 もしくは、 慣用の担体と混合 して、 非経口投与、 局所投与で投与される。
投与形態は、 投与目的 (例えば、 疾患の種類) 、 投与対象の個体の年齢及び体 重、 有効成分の種類等により適宜選択され、 例えば、 静脈注射及び鼻粘膜吸入等 が挙げられる。
医薬組成物が、 例えば、 核酸又は核酸誘導体を含有するものであり、 血液内投 与する場合、 一般には 1日あたり、 有効成分量として、 3〜1 0 O m gを 1日 1 回から数回投与することができる。
また、 本発明の医薬組成物は、 疾患部位の周囲に遺伝子を存在し易くするため に、 徐放性の製剤 (ミニペレツト製剤等) を調製し患部近くに埋め込むことも可 能であり、 あるいはォスモチックポンプ等を用いて患部に連続的に徐々に投与す ることもできる。
本発明の医薬組成物は、 必要に応じ、 疾患部位への導入を容易にしうる物質、 各種の担体、 助剤、 安定剤、 潤滑剤、 その他一般に使用される添加剤、 例えば乳 糖、 クェン酸、 酒石酸、 ステアリン酸、 ステアリン酸マグネシウム、 白陶土、 蔗 糖、 コーンスターチ、 タルク、 ゼラチン、 寒天、 ぺクチン、 落下生油、 ォリーブ 油、 カカオバター、 エチレングリコール等をさらに含有してもよい。
本発明の医薬組成物の薬理評価は、 前記阻害剤及び神経細胞死と同様の評価方 法により行なわれうる。 また、 対象となる疾患に応じて、 慣用の薬理評価を行な うこともできる。
本発明の阻害剤及び神経細胞死抑制剤は、 神経細胞死を抑制することができ、 ブレセ二リン一 2 m R NAのスプライシング異常、 特にプレセ二リン一 2ェキ ソン 5欠損型スプライシング異常を抑制することができるため、 本発明の阻害剤 及び神経細胞死抑制剤により、 プレセ二リン一 2 mR NAェキソン 5欠損スプ ライシングバリアントの産生に起因する疾患、 例えば、 脳障害又は神経変性疾患 の治療又は予防方法が提供されうる。 かかる治療又は予防方法も本発明の範囲に 含まれる。
本発明の治療又は予防方法は、 プレセ二リン一 2 mRNAェキソン 5欠損ス プライシングバリアントの產生に起因する疾患、 例えば、 脳障害の個体又は神経 変性疾患の個体に、 治療上有効量の本発明の阻害剤又は本発明の神経細胞死抑制 剤を投与することを 1つの特徴とする。 本発明の治療又は予防方法によれば、 前 記阻害剤又は神経細胞死抑制剤を投与するため、 プレセニリンー 2 mR NAェ キソン 5欠損スプライシングバリアントの産生に起因する疾患の治療又は予防が 期待される。
また、 本発明の治療又は予防方法によれば、 前記阻害剤又は神経細胞死抑制剤 を投与するため、 神経細胞死の抑制作用を、 より効率よく、 より持続的に発揮さ せることができるという優れた効果を発揮する。 したがって、 プレセ二リン一 2 mRNAェキソン 5欠損スプライシングバリアントの産生に起因する疾患の治 療又は予防を、 より効率よく、 より持続的に行なうことができるという優れた効 果を発揮する。 また、 本発明の治療又は予防方法によれば、 前記阻害剤又は神経 細胞死抑制剤を投与するため、 HMG— Iが DNA結合部位において DNAと結 合することにより発揮される HMG— I本来の機能を損なうことなく、 R NA結 合部位を阻害するという優れた効果を発揮する。 したがって、 本発明の治療又は 予防方法によれば、 HMG— Iと DNAとの結合に基づく本来の機能を損失させ ることによる影響を生じないという優れた効果を発揮する。
「治療上有効量」 とは、 神経細胞死を抑制することができ、 プレセ二リン一 2 mR NAのスプライシング異常、 特にプレセニリン— 2ェキソン 5欠損型スプ ライシング異常を抑制することができる量を意味する。
個体への阻害剤又は神経細胞死抑制剤の投与は、 例えば、 静脈注射及び鼻粘膜 吸入等により、 1日あたり、 阻害剤又は神経細胞死抑制剤の有効成分量として、 3〜1 0 0 111 8を1日 1回から数回投与することにより行なわれうる。
本発明の治療又は予防方法の効果は、 対象となる疾患の病理学的特徴等の発現 の抑制を指標として評価されうる。 例えば、 脳虚血のモデルとして、 特に限定さ れないが、 先天的に W i 1 1 i s動脈輪の形成が不完全な動物の両側総頸動脈を 一過性に閉塞して、 ついで再開通させることにより得られる遅発性神経細胞死の モデル動物;中大脳動脈を永久又は一過性に閉塞して得られる局所脳虚血モデル 動物等を用い、 該モデルに前記阻害剤又は神経抑制剤を投与し、 症状の改善等を 調べることにより、 本発明の治療又は予防方法の効果を評価することができる。 さらに、 マウスに対して、 長期的にアルミニウムや鉄等を負荷して得られる化学 的低酸素モデル動物;加齢により生じる微小管梗塞低酸素を反映する老齢マウス 等のモデル動物に、 前記阻害剤又は神経抑制剤を投与し、 症状の改善等を調べる ことにより、 本発明の治療又は予防方法の効果を評価することもできる。
また、 本発明の阻害剤及び神経細胞死抑制剤は、 神経細胞死を抑制することが でき、 プレセ二リン一 2 m R NAのスブライシング異常、 特にプレセ二リン一 2ェキソン 5欠損型スプライシング異常を抑制することができるため、 本発明の 阻害剤及び神経細胞死抑制剤により、 プレセ二リン一 2 m R NAェキソン 5欠 損スプライシングバリアントの産生に起因する疾患の個体に投与し、 それにより 、 プレセ二リン一 2 m R NAェキソン 5欠損スプライシングバリアントの産生 に起因する疾患を治療又は予防するための医薬組成物を製造することができる。 しらがって、 プレセ二リン一 2 m R NAェキソン 5欠損スプライシングバリア ントの産生に起因する疾患の個体に投与し、 それにより、 プレセ二リン一 2 m R N Aェキソン 5欠損スプライシングバリアントの産生に起因する疾患を治療又 は予防するための医薬組成物を製造するための、 本発明の阻害剤又は神経細胞死 抑制剤の使用も本発明に含まれる。 実験例 1 細胞培養、 低酸素刺激及び一過性トランスフ クシヨン
サトウらの文献 [サトウ(Sato N)ら、 J. Biol. Chem.. 276, 2108-2114, (200 1)] に従い、 以下のように、 細胞培養及び低酸素刺激を行なった。
ヒト神経芽細胞腫 SK— N— SH細胞を、 1 0%ゥシ胎仔血清を含有した M EM 〔ギブコ ビー ·アール ·エル (G I BCO BRL) 社製〕 中において、 5%C02 、 37でで培養した。 前記細胞が 1 76. 6 cm2 培養皿にてコンフ ルェントに達したとき、 培養物中の血清含有 α— MEMを、 無血清 αΜΕΜと交 換した。 培地交換後の培養物を、 さらに 4時間培養した。
ΗΕΚ- 29 3 Τ細胞及び He L a細胞については、 それぞれ 1 0%ゥシ胎仔 血清を含有したダルべッコ最小必須培地 (ギブコ ビー ·アール ·エル社製〕 中 において、 5% C02 、 37°Cで培養した。 前記細胞のそれぞれが 1 76. 6 cm2 培養皿にてコンフルェントに達したとき、 培養物中の血清含有ダルベッコ 最小必須培地を、 無血清ダルベッコ最小必須培地と交換した。 培地交換後の培養 物を、 さらに 4時間培養した。
低酸素刺激を与える場合、 低酸素圧 (8 t 0 r r) の加湿雰囲気下に維持した 低酸素チャンバ一を備えたインキュベーターを用い、 得られた培養物を 37°Cで 低酸素下に 2 1時間曝露した。
種々の構築物の一過性トランスフヱクシヨンを、 リボフヱクタミン 2000 ( L e p 0 f e c t AM I NE™ 2000) 〔ギブコ ビー 'アール 'エル社製 〕 を用いて行なった。
また、 オリゴ RNAの一過性トランスフヱクシヨンを、 ォリゴフヱクタミン ( 01 i go f e c t Am i n e) (ギブコ ビー ·アール ·エル社製〕 を用いて 行なつた。 実験例 2 全 R N Aの調製及び R T-PCR
サトウらの文献 [サトウ(Sato N)ら、 J. Neurochem. , 72, 2498-2505, (1999) ] に従い、 以下のように、 種々のストレス下の神経芽細胞腫 SK - N— SH細胞 、 HEK - 293 T細胞及び He La細胞それぞれ由来の全 RNAの調製、 並び に RT— PCRを行なった。
RNe a s yトータル RNAキット 〔キアゲン (Q i a g e n) 社製〕 を用い 、 製造者の説明書に従い、 酸素正常状態、 低酸素曝露又は HMG - Iの過剰発現 時における SK— N— SH紬胞及び HEK— 293 T細胞のそれぞれから全 RN Aを抽出、 精製した。
ついで、 得られた全 RNAと、 マウスモロニ一白血病ウィルス逆転写酵素 〔プ 口メガ (P r ome ga) 社製〕 とを用いて、 42でで 1時間逆転写反応を行な つた。 ついで、 得られた反応物を铸型として、 ネステイツド PCRを行なった。
PCRのサ一マルプロファイルは、 95°C30秒- 60eC30秒— 72°C 1分 ( 最終サイクルにおいては 2分) を 1サイクルとした 30サイクルである。 1次 P CRには、 プライマ— p s 25 1 C5' -attcagacctctctgcggcc-3' (配列番号: 9 ) 〕 とプライマ一 p s 23 1 C5' -aagcgggagccaaagtctgg-3' (配列番号: 1 0) 〕 とを用いた。 2次 PCRには、 プライマ一 p s 252 C5' -gttcgtggtgcttccag agg-3' (配列番号: 1 1 ) 〕 とプライマー p s 233 C5' -ggaccactctgggaggtac a-3' (配列番号: 1 2) 〕 とを用いた。
得られた産物を、 5%ボリアクリルアミ ドゲル上で電気泳動し、 臭化工チジゥ ム染色により可視化した。 実験例 3 核抽出液の調製
核抽出液を、 シュレイバー(Shreiber)らの方法の改良方法 [ヨネダ (Yoneda, Y .)ら、 Neuroscience, 90, 519-533 (1999)] に従い、 以下のように調製した。 なお、 使用した緩衝液及びその他の溶液は、 いずれも、 使用前に、 その都度、 孔径 220 nmの S t e r i t 0 p 〔ミリポア (M i 1 i p o r e ) 社製〕 によ り濾過して滅菌した。 各細胞構造物のホモジナイズについては、 特に断りのないかぎり、 1 OmM KC 1と ImM EDTAと ImM EGTAと 5mM ジチオトレイトール ( DTT) と ImM (p—アミジノフヱニル) メタンスルホニルフルオリ ド (P MSF) とを含有する 1 0mM HEPES-NaOH (pH7. 9 ) 50容量 〔31 5〃 1Zプレート〕 中 2。Cで行なった。
ついで、 得られたホモジネートに 1 0 % Non i de t P— 40を添加し て終濃度を 0. 6%とした。 得られた混合物を 1 5000 r pmで 5分間遠心分 離した。 ついで、 得られたペレットを、 400 mM KC 1と ImM EDTA と ImM EGTAと ImM DTTと ImM PMS Fとを含有した 20 mM
Tr i s— HC 1 (pH7. 5) 1 0容量 〔0. 1ml〕 中に懸濁し、 30分 間、 氷冷した。 氷冷後の懸濁物を、 1 5000 r pmで 5分間遠心分離した。 得 られた上清を、 p r e— mRNA結合アツセィ、 ゲルシフトアツセィ及びスーパ 一シフトアツセィのための核抽出液として用いた。 なお、 前記核抽出液は、 使用 まで、 一 80てで保存した。 実験例 4 サイトゾルフラクション及び核フラクションの調製
核フラクションを、 マナべ(Manabe)らの文献 [マナべ(Manabe)ら, Neuroscien ce, 100. 453-463, (2000)] に従い、 以下のように調製した。
1 OmM KC 1と ImM EDTAと ImM EGTAと 5mM DTTと ImM PMSFとを含有した 1 OmM HE P E S— N a OH緩衝液 (p H 7 . 9) 〔31 5 z 1 プレート〕 中 2°Cで脳構造物をホモジナイズした。 得られ たホモジネートに、 10% Non i de t P— 40を添加して終濃度を 0. 6%に調製した。 得られた混合物を、 1 5000 r pmで 5分間遠心分離して、 ペレツト 〔核フラクション (NP— 40不溶性) 〕 と上清 〔サイトゾルフラクシ ヨン (NP— 40可溶性) 〕 とを得た。 また、 前記ペレットを、 ImM EDT Aと ImM EGTAと PMSFとを含有した 5 OmM Tr i s -HC 1 (p H7. 5) 〔50 1〕 中に懸濁し、 核フラクション (NP— 40不溶性) とし
実験例 5 DN A構築物の調製
第 23図に示す各オリゴヌクレオチドを慣用の方法により合成した。 24マ一 又は 60マ一の塩基長を有する 2種の相補的なォリゴヌクレオチドを用いてァニ 一リングを行ない、 No. l〜No. 1 1 (配列番号: 1 3〜23) の各二本鎖 DNA断片を得た。 なお、 図中、 各オリゴヌクレオチドにおいて、 PS 2のェキ ソン 5の各断片を下線を付し、 太字で示す。
得られた二本鎖 DNA断片を、 それぞれ、 pcDNA3 ( + ) ベクターに組み 込み、 DNA構築物を得た。 DNAシークェンサ一 373 A型 〔アプライドバイ ォシステム (App l i ed b i o s ys t em)社製〕 を用いて、 前記二本 鎖 DNA断片のそれぞれについて、 配列解析を行なった。 実験例 6 pr e一 mRNAプローブの調製
実験例 5で得られた DN A構築物を、 Ec oR Iを用いて直鎖状にし、 それに より铸型 DNAを得た。 ついで、 前記铸型 DNAを、 [ 一35 S]標識 UTP ( 62. 5〃C i)又は [ 一32 P]標識 UTP (50〃C i) と 0. 25mM UTPと 0. 5mM ATPと 0. 5mM CTPと 0. 5mM GTPと T7
RNAボリメラーゼ用緩衝液と 20Uの T7 RNAポリメラ一ゼ 〔プロメガ (P r omega)社製〕 と 40単位の RNァーゼインヒビター (東洋紡社製) とを含有した転写用緩衝液中 37でで 1時間インキュベートすることにより、 ィ ンビトロ転写を行ない、 pr e— mRNAプローブ (RNAプローブ No 1〜1 1 ) を得た。 実験例 7 p r e— mRNA結合アツセィ タンパク質量 5 g相当量の核抽出液を、 10〃£:の11¾ 八と各363—標識 RNAプローブ (1 zg) とともに、 インキュベーション緩衝液 〔6 OmM K C 1と 4mM MgC l 2 と ImM EDTAと ImM EGTAと ImM D TTと 1 0 %グリセロールと 1 mM PMSFとを含有した 1 2mM HEPE S— N a OH緩衝液 (pH7. 9)〕 中 25。Cで 30分間インキュベートした ( 全容量 25 1 )。
ついで、 得られた反応物に、 UV照射器 ( 254 nm、 60W)下、 1 5分間 室温で紫外線 (UV)照射した。 その後、 UV照射後の反応物に 1 O zgORN ァ一ゼ Aを添加し、 25でで 30分間インキュベーションして、 前記反応物中の プローブを消化した。
得られた産物を、 1 0% グリセロールと 2% SDSと 0. 01% ブロモ フエノールブルーと 5% 2—メルカプトエタノールとを含有した 1 OmM T r i s - HC 1緩衝液 (pH6. 8 ) と体積比 1 : 4で混合して、 ドデシル硫酸 ナトリウム (SDS)処理を行なった。 SDS処理した溶液を、 0. 1%の SD Sを含有する 10〜20%グラジヱントボリアクリルアミ ドゲル又は 1 5%ポリ アクリルアミ ドゲル上、 15mA/プレートの一定電流で 2時間、 室温での電気 泳動に供した。 電気泳動後のゲルを固定し、 乾燥し、 イメージングプレートに曝 した。 実験例 8 ノーザンプロットアツセィ
ノーザンプロットアツセィを、 前記サトウらの文献 [サトウ(Sato N)ら、 J. B iol. Chem.. 276, 2108-2114, (2001)] に記載の方法に従って、 下記のように行 なった。 すなわち、 全 RNAの 20 zg相当量を、 ホルムアルデヒド一ホルムァ ミ ドゲルを用いて電気泳動し、 得られたゲルをナイロンフィルターにプロットし た。 ついで、 前記ナイロンフィルターに転写された RNAと標識ヒト HMG— I cDNAとをハイブリダィズさせた。 なお、 前記標識ヒト HMG— I cDN Aを、 Ra n d om— Lab e 1 i ngキッ ト (宝酒造社製) を用いて標識して 作製した。 実験例 9 ィムノブロッ トアツセィ
ィムノブロッ トアツセィを、 前記マナべ (Manabe)らの文献 [マナべ (Manabe)ら . Neuroscience, 100, 453-463, (2000)] の記載に従って、 下記のように行なつ た。 すなわち、 核抽出液、 全ライセート、 サイトゾルフラクション及び核フラク シヨンについて、 タンパク質量を測定した。 ついで、 核抽出液、 全ライセート、 サイトゾルフラクション及び核フラクションの各ァリコートと、 緩衝液 〔 1 0m M Tr i s—HC l、 1 0% グリセロール、 2% ドデシル硫酸ナトリウム (SDS) 、 0. 0 1 % プロモフヱノールブルー、 5% メルカプトエタノー ル、 (pH6. 8) 〕 とを体積比 1 : 4で混合した。 得られた混合液を 1 0 0°C で 1 0分間煮沸した。 一定量の各ァリコート (核抽出液においては 25〃gタン パク質相当量、 全ライセートとサイトゾルフラクションと核フラクションとにお いては 50 gタンパク質相当量) を、 0. 1 % SDSを含有した 1 5% ポ リアクリルアミ ドゲル上、 1 5 mAZプレートの一定電流で 2時間、 室温で電気 泳動した。 電気泳動後のゲルを、 1 00% メタノールにより活性化させたボリ ビニリデンジフルオリ ド (PVDF) 膜にブロッ トした。 ブロット後の PVDF 膜を、 5% スキムミルクを含有した 0. 0 5% Twe e n— 20含有 PBS でブロックした。 ついで、 PVDF膜を、 1 %スキムミルクを含有した 0. 0 5 % Twe e n- 20含有 P B Sに希釈した抗 HMG— IZY抗体と反応させた 。 アルカリホスファターゼ結合抗ャギィムノグロブリン G ( I gG) 抗体と反応 させた。 免疫反応性を、 1 0 OmM NaC 1と 5mM MgC 12 と 6 6. 7 % 4一二トロブルーテトラゾリゥムクロリ ド (NTB) と 33. 3¾> X—ホ スフェート 5—ブロモー 4一クロロー 3—インドリルホスフエート ( B C I P ) とを含有した 1 0 OmM Tr i s— HC 1緩衝液 (pH9. 5) 中で可視化 した c 実験例 1 0 免疫沈降
免疫沈降を、 前記サトウらの文献 [サトウ(Sato N)ら、 J. Biol. Chem. , 276, 2108-2114, (2001)] に記載の条件に従って、 下記のように行なった。
酸素正常状態の S Κ - Ν - S Η細胞由来の核抽出液又は低酸素曝露した S Κ— Ν— SH細胞由来の核抽出液を、 抗 HMG— I抗体 (サンタクルツバイオテクノ ロジ一社製) とともに 4でで 8時間インキュベートした。 得られた産物をプロテ イン一 Gァガロース (フアルマシアバイオテク (Pha rma c i a B i o t e ch)社製〕 と混合し、 4eCで 1時間維持した。 得られた混合物を、 3000 r pmで 5分間遠心分離し、 得られた沈殿物を PBSに懸濁した。 さらに、 得ら れた懸濁物を、 3000 r pmで 5分間遠心分離した。 得られた沈殿物を、 M i 1 i一 Q水に懸濁した。 この懸濁液を、 SDS処理し、 得られた溶液を、 SDS — PAGEに供した。 得られたゲルについて、 U 1 (70K) snRNPに対す る抗体を用い、 ィムノブロットアツセィを行なった。
また、 前記抗 HMG— I抗体の代わりに、 抗 Ul (70K) snRNP抗体 ( サン夕クルツバイオテクノロジー社製) を用いて免疫沈降を行ない、 前記 U1 ( 7 OK) s nRNPに対する抗体の代わりに、 HMG— I /Yに対する抗体 〔抗 HMG- I/Y抗体;サンタクルツバイオテクノロジー社製〕 を用いてィムノブ ロットァッセィを行なつた。 実験例 1 1 免疫細胞化学
免疫細胞化学的検査を SK— N—SH細胞で行なった。 すなわち、 SK— N— SH細胞を酸素正常状態に維持するか、 あるいは、 該細胞を低酸素条件下に 21 時間曝露した。 ついで、 得られた細胞を、 4%パラホルムアルデヒド中に室温で 2時間固定し、 0. 3% Tr i t on— XI 00中で少なくとも 5分間透過さ せた。 固定及び透過させた細胞を PBSで 3回洗浄した。 洗浄細胞を、 抗 HMG 一 IZY抗体及び抗 SC 35抗体 〔シグマ (S i gma)社製〕 と 4でで 12時 間免疫反応させた。 細胞を PBSで 3回洗浄し、 F I TC結合抗ャギ I gG抗体 及び Cy 3結合抗マウス I gG抗体とともに室温で 2時間インキュベートした。 免疫反応性タンパク質を、 コンピューターに接続した顕微鏡下で 488 nm励起 フィルターを用いて観察した。 実験例 1 2 免疫組織化学
免疫組織化学法を、 前記サトウらの文献 [サトウ(Sato N)ら、 Biol. Chem. , 276, 2108-2114, (2001)] に記載の改良ィムノペルォキシダーゼ法を用いて行 なった。 すなわち、 対照又は sADの脳切片を室温で 2時間固定し、 ついで、 H MG- IZY免疫組織化学の処理を行なった。 抗 HMG— 1ノ丫抗体又は抗33 1^八〇抗体を1 : 1 000の希釈律で使用した。 ピオチニル化抗ャギ抗体又はビ ォチニル化抗ゥサギ I gG 〔ベクタス夕チンエラィト (Ve c t a s t a i n E l i t e)社製〕 を二次抗体として使用した。 免疫反応性を、 5 OmM Tr i s (pH7. 6) 中 0. 05%DAB及び 0. 0 1 %過酸化水素で可視化した
実験例 1 3 スーパーシフトアツセィ
5 /gタンパク質相当量の核抽出液を、 1 gの抗 HMG— I/Y抗体 (サン 夕クルツバイオテクノロジー社製) 又は 0. 5〜2. O igの抗 U1 (70K) s nRNP抗体 (サンタクルツバイオテクノロジー社製) とともに 4でで 8時間 インキュベートし、 前処理を行なった。 得られた前処理産物を、 インキュベーシ ヨン緩衝液 〔組成: 6 OmM KC 1と 4mM MgC l 2 と ImM EDTA と ImM EGTAと ImM DTTと 10 %グリセロールと 1 mM PMSF とを含有した 12mM HEPES— NaOH緩衝液 (pH7. 9 ) 〕 中 2 /z g 若しくは 1 O zgの t RNAとともにインキュベートした。 ついで、 32P標識 R NAプローブ 〔1 、 第 4図に示される No. 5プローブ〕 を添加して、 25 °Cで 30分間インキュベーションした (全容量 50 1 )。
得られた反応物を、 5 0mM 丁1" 1 3と0. 381^グリシンと2111]^ ED TAとを含有した緩衝液 (pH8. 5) 中、 4%ボリアクリルアミ ドゲル上、 1 1 VZcmの一定電圧で 1. 5時間、 4 °Cで電気泳動することにより、 結合プロ ーブと遊離プローブとを分離した。 電気泳動後のゲルを固定し、 乾燥し、 ついで X線フィルムに曝した。 実施例 1 孤発性アルツハイマー病患者脳及び培養細胞中における PS 2 Vの発 現
(1) 孤発性アルツハイマー病患者の脳における PS 2 Vの発現
孤発性アルツハイマー病 (sAD) 脳由来の全 RN A又は年齢がマッチした対 照脳由来の全 RNAを、 RT— PCRでアツセィした。
sAD脳及び対照脳のそれぞれから、 アンウォー(Anwar R.)ら [アンウォー(A nwar R.)ら, J. Neurochem. , 66. 1774-1777 (1996)]記載の方法に従い、 mRN Aを単離した。
ついで、 得られた mRNAと、 マウスモロニ一白血病ウィルス逆転写酵素 〔プ 口メガ (P r ome g a) 社製〕 とを用いて、 逆転写反応を行なった。 PCRに おけるサ一マルプロファイルは、 変性: 95で、 2分 Z95°C、 30秒、 ァニー リング: 60。C、 30秒、 伸長: 72で、 1分を 1サイクルとする 30サイクル である。 また、 1次プライマ一として、 前記プライマー p S 2 5 1と p s 23 1 とを用い、 2次プライマーとして、 ブライマ一 p s 252と p s 233とを用い 得られた反応物を 5%ボリアクリルアミ ドゲル上で電気泳動した。 増幅産物を 臭化工チジゥム染色により可視化した。 その結果を第 1図に示す。 第 1図の左パネルのレーン 1と、 サトウ(Sato)らの文献 [サトウ(Sato)ら、 J.
Neurochem.. 72, 2498-2505 (1999)]とに示されるように、 対照脳においては、 全長 PS 2が主要な RT— PCR産物として検出されることがわかる。 一方、 第
1図の左バネルのレーン 2に示されるように、 sAD脳においては、 全長 PS 2 に加え、 より短鎖の産物が検出されることがわかる。 ダイレクトシ一クェンシン グの結果、 前記短鎖の産物は、 PS 2遺伝子のェキソン 5が欠失したバリアント
(以下、 PS 2 Vという) であることが示される。
(2) 培養細胞における PS 2 Vの発現
sADのモデルのように、 培養細胞において、 PS 2 Vの生成を効率よく再現 するために、 前記と同様の実験によりあらゆる種類のストレス下における種々の 細胞株由来の全 RNAについて、 PS 2 Vの発現を測定した。 その結果を第 1図 の右パネルに示す。
第 1図の右パネルのレーン 1〜 3に示されるように、 酸素正常状態に曝露した 種々の細胞株、 すなわち He L a細胞、 HE K— 293 T細胞及びSK-N-S H細胞において、 全長 PS 2のみが検出されることがわかる。 また、 第 1図の右 パネルのレーン 4及び 5に示されるように、 同様の結果が低酸素条件に曝露した H e L a細胞及び HEK— 293 T細胞において見られる。
しかしながら、 低酸素条件に曝露した SK— N— SH細胞 〔第 1図、 右パネル のレーン 6 ;サトウ(Sato)ら、 J. Neurochem. , 72, 2498-2505 (1999) 〕 並びに sAD脳においては、 PS 2と、 ダイレクトシ一クェンシングにより PS 2Vで あることが確認された短鎖の産物とが検出されることがわかる。
—方、 検出可能な PS 2Vは、 他のストレスであるッニカマイシン (第 1図、 右パネルのレーン 7) 、 ーアミロイド (第 1図、 右パネルのレーン ) 及び過 酸化水素 [サトウ(Sato)ら、 J. Neurochem.. 72. 2498-2505 (1999)]においては 観察されなかった。 ついで、 PS 2 Vタンパク質に対する抗体 (抗 SSMAG抗体) を用いて、 免 疫組織化学的染色法により、 PS 2Vの局在を調べた。 結果を第 2図に示す。 第 2図及びサトウらの文献 [サトウ(Sato N)ら、 J. Biol. C em. , 276, 2108- 2114, (2001)] に示されるように、 PS 2 Vに対する免疫反応性が、 sAD脳組 織の海馬 C A 1領域の錐体細胞層及び側頭皮質の維体細胞層に観察される。 した がって、 s AD脳組織の海馬 C A 1領域の錐体細胞層及び側頭皮質の錐体細胞層 において、 PS 2 Vが局在することがわかる。 実施例 2 低酸素曝露細胞における PS 2 p r e— mRNA結合因子の検出 低酸素曝露細胞における PS 2 p r e— mRNA結合因子を検出するため、 第 4図に示す種々の35 S—標識 p r e - mRNAプローブ (RNAプローブ) を 調製した。 第 3図に示されるストラテジーにより、 第 4図に示す種々のプローブ を用いる独自の p r e— mRNA結合アツセィを構築した。 結果を第 5図に示す
0
その結果、 No. 0の35 S—標識プローブを用いた p r e— mRNA結合アツ セィにより、 第 5図、 レーン 1に示されるように、 酸素正常状態の神経芽細胞腫 SK— N— SH細胞由来の核抽出液においては、 黒矢印で示した分子量 (約 20 kDa) の位置にシグナルが検出されず、 低酸素条件に 2 1時間曝露した神経芽 細胞腫 SK— N— SH細胞由来の核抽出液においては、 第 5図、 レーン 2に示さ れるように、 黒矢印で示した分子量 (約 20 kDa) の位置にシグナルが検出さ れた。 したがって、 低酸素曝露神経芽細胞腫 SK— N— SH細胞由来の核抽出液 において、 PS 2 p r e— mRNA結合活性を呈する因子が存在することがわ かる。 p r e— mRNA結合アツセィに使用する前における核抽出液の加熱によ り、 PS 2 p r e—mRNA結合活性がほぼ完全に消失するため、 この結合活 性がタンパク質由来であり、 核酸、 脂質等の他の因子由来ではないという可能性 が高い。 また、 第 5図のレーン 3〜1 2に示されるように、 低酸素条件に曝露された S K一 N— SH細胞由来の核抽出液中に見出された PS 2 p r e— mRNA結合 活性を呈する因子は、 PS 2ェキソン 5の 3' 部位に結合することがわかる。 さらに、 低酸素条件に曝露された SK— N—SH細胞由来の核抽出液中に見出 された前記因子と No. 0プローブとの結合に対する非標識の No. 1〜5の各 プローブの影響を、 p r e— mRNA結合アツセィにより調べた。 結果を第 6図 に示す。
第 6図に示されるように、 低酸素曝露 S K -N-S H細胞由来の核抽出液中に 見出された前記因子と No. 0プローブとの結合は、 No. 5の35 S—非標識プ ローブの添加により阻害されるが、 他の非標識プローブ (No. 1〜4) では阻 害されないことがわかる。
さらに、 刺激後の異なる時点で得た核抽出液における No. 5プローブに対す る結合活性の誘導における酸素正常状態及び低酸素の影響を調べた。 その結果、 酸素正常状態曝露 SK— N— SH細胞由来の核抽出液においては、 使用した条件 下の No. 5プローブについて顕著な結合活性は認められなかった。 しかしなが ら、 刺激後 1 6〜2 1時間の間の核抽出液では低酸素による結合活性の増強が認 められ、 少なくとも 24時間持続することが示された。
本実施例における全ての実験は、 別の細胞培養物を用いて、 少なくとも 4回繰 り返され、 同様の結果が得られた。 したがって、 低酸素により誘導される結合活 性は、 No. 5プローブに特異的であることが示唆される。 実施例 3 ヒト PS 2ェキソン 5結合タンパク質の精製及び同定
実施例 2における N 0 , 5ブローブへの結合活性を有する因子を精製するため 、 被検フラクションを、 p r e—mRNA結合性反応物に加え、 No. 5のプロ ーブに対する結合活性の増加を測定することによりアツセィした。
精製手順の概略を第 7図に示す。 第 7図に示された ( I) 〜 (V) の各フラク シヨンを、 銀染色 (第 8図) 及び RN A結合アツセィ (第 9図) によりアツセィ した。
実施例 1と同様に低酸素条件に曝露した SK— N-SH細胞由来の核抽出液 ( 第 9図、 レーン 1) を、 60%飽和硫酸アンモニゥムで分画し、 上清として、 N 0. 5 RNAプローブへの結合活性を有するフラクション 〔フラクション (Π ) 、 第 7図 (II) 〕 を得た。 なお、 前記フラクション (II) の銀染色の結果を第 8図、 レーン 2に示し、 RNA結合アツセィの結果を第 9図、 レーン 2に示す。 前記フラクション (II) を、 それぞれ 5 Lの 5 OmM Tr i s— HC 1緩衝 液 (pH7. 5) 中、 4°Cで 4時間、 2回透析し、 それにより、 硫酸アンモニゥ ムを除去した。 得られた透析物を、 DEAEカラム (フアルマシアバイオテク ( Pha rma c i a B i o t e ch)社製〕 による陰イオン交換クロマトグラ フィ一に供し、 その後、 カラムを 1 0mlの 50 mM Tr i s— HC 1緩衝液 (pH7. 5)で洗浄した。 ついで、 1M Na C 1を含有した 5 OmM Tr i s— HC 1緩衝液 (pH7. 5) 1 Om 1を用いて溶出を行ない、 No. 5 RNAプローブへの強い結合活性を有するフラクション (フラクション(III) 、 第 7図(UI) 〕 を得た。 なお、 前記フラクション(ΠΙ) について、 銀染色の結果 を第 8図、 レーン 3に示し、 RNA結合アツセィの結果を第 9図、 レーン 3に示 す。
前記フラクション(III) を、 51^の501111^ Tr i s— HC 1緩衝液 (pH 7. 5) に対して、 4°Cで 4時間、 2回透析した。 ついで、 得られた透析物を、 5 ' 一アミノー 2' — 0—メチルオリゴ RNA (5' -aucuucuugguggugcucuacaag uaccgcugcuacaaggugaggcccu -3' 配列番号: 24)結合 CNB r活性化セファロ —ス 4 B 〔フアルマシアバイオテク (Pha rma c i a B i o t e ch)社 製〕 ァフィ二ティ一カラムに供した。 前記ァフィ二ティ一カラムを、 前記インキ ュベーシヨン緩衝液 1 Omlで洗浄し、 1M NaC 1を含有したインキュベー シヨン緩衝液 15m 1を用いて溶出して、 No. 5 RNAプローブへの結合活 性を有するフラクション 〔フラクション (IV) 、 第 7図 (IV) 〕 を得た (第 9図 、 レーン 4) 。 フラクション (IV) について、 銀染色の結果を第 8図、 レーン 4 に示し、 RNA結合アツセィの結果を第 9図、 レーン 4に示す。
銀染色の結果より、 第 8図、 レーン 4に示すように、 完全には精製されていな いことがわかった。
ついで、 前記フラクション (IV) を、 5 Lの Mi 1 i一 Q水に対して、 4でで 4時間、 2回透析した。 得られた透析物を完全に凍結乾燥した後、 0. 1 %TF Aを含有した Mi 1 i一 Q水に再溶解した。
得られた溶液を、 Wa t e r s 5 C 1 8 -MS (4. 6mmx 1 50mm) カラムを用いた逆相クロマトグラフィーに供した。 すなわち、 0. 1 %TFAを 含有した Mi 1 i一 Q水でカラムを洗浄した。 その後、 0〜1 00%のリニアグ ラジヱントァセトニトリルの 0. 1 % TFA含有 Mi 1 i— Q水溶液 25m 1 、 続いて 0. 1 % TFA含有 1 00%ァセトニトリル 5m 1を用いて溶出を行 なつ τこ。
その結果、 20〜25%ァセトニトリルで溶出された単一ピークのフラクショ ン 〔フラクション (V) 、 第 7図 (V) 〕 を得た。 かかるフラクションは、 SD S— PAGE後の銀染色により、 第 8図、 レーン 5に示されるように、 黒矢印で 示した分子量の位置において単一のバンドを示した。 しかしながら、 最終フラク シヨンの結合活性は、 先のステップ (第 7図 (IV) 〕 のものと比較して劇的に低 下した。 結合反応溶液におけるァセトニトリルの最終濃度を 30 %とすることに より、 もとのフラクション中のプローブ No. 5に対する結合活性がほぼ完全に 消失したため、 最終フラクションの結合活性の減少は、 逆相クロマトグラフィー 用溶離緩衝液に含まれるァセトニトリルに依存することがわかる。
得られたフラクションを、 0. 1 % SDSを含有した 1 2%ポリアクリルァ ミ ドゲルで、 1 5mAZプレートの一定電流にて 2時間、 室温で電気泳動して分 離した。 その後、 分離されたタンパク質バンドを含むゲル断片を切り出し、 トリ プシンを用いてゲル内消化を行なった。 溶出したペプチド断片を、 TSKゲル 0 DS- 8 OTs QAカラム (2. 0 mm x 250 mm、 東ソ一社製) を用いた HPLCにより分離した。 ついで、 分離されたペプチド断片を、 自動タンパク質 シークェンサ一 (HP G 1 005 A Pr o t e i n Sequen c i ng Sy s t em) により解析した。 得られたペプチド配列情報をデータベースの 検索に使用した。
最終フラクション中の単一バンドについてペプチド配列解析を行ない、 1 7個 のアミノ酸配列を得た。 得られたペプチド配列を、 配列データベースの既知の夕 ンパク質と比較した結果、 低酸素曝露 S K— N— S H細胞由来の核抽出液中の P S 2 p r e— mRNA結合性タンパク質は、 HMG— Iに完全にマッチした ( ジーンバンクァクセッション番号 P 1 7096 ) 。 実施例 4 HMG- Iの結合活性の評価
実施例 3の結果に基づき、 HMG— Iが、 実際に結合活性を有する物質である ことを確認するため、 HMG— Iタンパク質に対する抗体と、 低酸素曝露 SK— N-S H細胞由来の核抽出液又は酸素正常状態の S K - N - S H細胞由来の核抽 出液とを用いて、 実験例 1 3に従い、 下記のように、 ス一バーシフトアツセィを 行なつた。
すなわち、 5 zgタンパク質相当量の核抽出液を、 0. 5〜2. 0 gの抗H MG- IZY抗体 〔サンタクルツバイオテクノロジー (San t a Cruz B i o t e chno l ogy)社製〕 とともに、 4。Cで 8時間インキュベートし 、 前処理を行なった。 前処理した核抽出液を、 インキュベーション緩衝液中 1 0 gの t RNAとともにインキュベートし、 ついで、 得られた産物に、 全容量 5 0 1の32 Ρ標識 RNAプローブ 〔1 ii g、 第 4図に示される No. 5プローブ 〕 を添加して、 25てで 30分間インキュベーションした。 結合プローブと遊離 プローブとを、 50mM 丁1: 1 3と0. 38Mグリシンと 2mM EDTAと を含有した緩衝液 (pH8. 5) 中、 4%ポリアクリルアミ ドゲル上、 1 1VZ 0111の一定電圧で1. 5時間、 4でで電気泳動することにより分離した。 ゲルを 固定し、 乾燥した。 ついで、 乾燥ゲルを、 X線フィルムに曝して、 オートラジオ グラフィーを行なった。
その結果、 低酸素曝露 SK - N— SH細胞由来の核抽出液を用いた場合、 第 1 0図、 右パネルのレーン 1及び 2に示すように、 酸素正常状態の SK— N— SH 細胞由来の核抽出液を用いた場合よりも強い結合活性が見られた。 また、 この結 合活性の増加は、 第 1 0図、 右パネルのレーン 3〜5に示すように、 抗 HMG— IZY抗体での前処理により、 抗体濃度依存的にスーパ一シフトされることがわ かる。 しかしながら、 第 1 0図、 左パネルに示すように、 対照実験としての酸素 正常状態の SK— N— SH細胞由来の核抽出液では、 HMG - IZY抗体の添加 による顕著な効果は観察されなかった。
これらの結果により、 プローブ No. 5に対する結合活性を有する低酸素曝露 SK— N— SH細胞由来物質は、 HMG— Iであることが示される。
また、 HMG— Iタンパク質の低酸素曝露細胞におけるプローブ No. 5に対 する結合活性は、 p r e— mRNA結合アツセィでは UV照射に依存しないこと が示される。 実施例 5 PS 2 p r e— mRNA結合部位の決定
本発明者らは、 第 4図のプローブ No. 5の PS 2ェキソン 5の 3' 末端にお ける 2回繰り返した類似配列 (反復配列) に着目し、 HMG— Iタンパク質がこ れらの反復配列に結合することを予想した。 そこで、 プローブ No. 5の誘導体 として、 第 1 1図に示した 6種の RNAプローブ (プローブ No. 6〜1 1) を 調製し、 得られたプローブを用いて、 前記実験例 7に従い、 p r e— mRNA結 合アツセィを行なった。 その結果を第 12図に示す。 なお、 前記反復配列は、 第 1 1図のプローブ No. 5中における下線部の配列であり、 それぞれ配列番号: 1及び 2に示される。
第 1 2図のレーン 1に示すように、 プローブ No. 5に対する結合活性は、 酸 素正常状態曝露 S K— N— S H細胞由来の核抽出液において検出できなかつた。 一方、 プローブ No. 5に対する結合活性は、 第 5図及び第 6図と同様、 第 1 2 図のレーン 2に示すように、 低酸素曝露 S K— N— S H細胞由来の核抽出液を用 いることにより、 黒矢印で示した分子量の位置において強く増加することがわか る。
しかしながら、 低酸素曝露によるこの結合活性の増大は、 第 1 2図のレーン 3 に示すように、 配列番号: 1及び 2の配列を欠いたプローブ (第 1 1図のプロ一 ブ No. 6) を使用することにより消失した。 一方、 低酸素曝露 SK— N— SH 細胞由来の核抽出液において、 配列番号: 1及び 2のそれぞれを直接結合させた 配列を含むプローブ No. 7 (第 1 1図) を使用することにより、 結合が強く上 昇した (第 1 2図、 レーン 4) 。 また、 配列番号: 1及び 2の配列において、 そ れぞれの Cを Aに置換された配列を含むプローブ No. 8 (第 1 1図) を用いた 場合、 第 1 2図のレーン 5に示すように、 ほとんどの部分で完全に結合活性が消 失した。 さらに、 配列番号: 1又は 2のいずれか一方を結合アツセィに使用し、 結合活性を観察すると (第 1 2図、 レーン 6及び 8) 、 両配列を有するプローブ No. 1 0に対する結合活性が最も強かった (第 1 2図、 レーン 7) 。 これらの 結果は、 配列番号: 1又は 2のいずれか又は両方が、 PS 2 p r e-mRNA に対する HMG— Iタンパク質の結合活性に必要であることを意味する。
第 1 2図は、 配列番号: 1又は 2のいずれか又は両方が、 PS 2 p r e— m RNAに対する HMG— Iの結合活性に必要であることを示す。 前記配列番号: 1及び配列番号: 2の配列をデータベースの他の遺伝子と比較するために相同性 を調べたところ、 前記配列番号: 1及び 2は、 これまでのところ、 PS 2のェキ ソン 5に特有の配列であることが示される。
以上の結果は、 HMG— I/Yタンパク質が一本鎖 RN Aに結合することを示 し、 HMG— Iタンパク質が、 gcucuacaag (配列番号: 1 ) 及び 又は gcugcu acaag (配列番号: 2) を含有した配列からなる部位を認識し、 結合することを 示す。 実施例 6 HMG- I mRNA及び免疫反応性 HMG— Iタンパク質の発現に 対する低酸素の影響
結合活性の増加が HMG - Iの発現の増加に依存するか否かを調べるため、 H MG- Iの mRNA及びタンパク質の発現レベルについて、 酸素正常状態の場合 と低酸素曝露した場合とを比較した。
第 1 3図の上部左パネルに示されるように、 ノーザンブロッ ト解析により、 H MG- Iの mRNAレベルは、 神経芽細胞腫 S K— N— S H細胞において P S 2 Vを発現する条件である低酸素曝露により劇的に増加することがわかる。 しかし ながら、 PS 2 Vを誘導しない低酸素曝露 HE K— 293 T細胞を用いた場合 ( 第 13図、 上部中央バネル) 又は PS 2 Vを誘導しないッニカマイシン処理 SK 一 N— SH細胞を用いた場合 (第 1 3図、 上部中央パネル) では、 ストレス下で の顕著な増加は見られないことがわかる。
その結果、 第 14図、 左パネルにおける上側の矢印に示されるように、 抗 HM G— IZY抗体を用いたィムノブロット解析により、 免疫反応性 HMG— Iタン パク質は、 低酸素曝露 SK- N - SH細胞核抽出液において、 酸素正常状態条件 下の細胞の場合よりも多く発現することがわかる。 しかしながら、 第 14図の左 パネルにおける下側の矢印に示されるように、 免疫反応性 HMGYタンパク質は 、 SK—N— SH細胞由来の核抽出液において低酸素ストレスによる影響を受け ないことがわかる。 第 14図の右パネルに示されるように、 低酸素曝露 HEK— 293 T細胞では、 抗 HMG— IZY抗体による顕著な免疫反応性が見られない ことがわかる。
低酸素曝露 HEK— 293 T細胞及びツユ力マイシン処理 SK— N— SH細胞 を用いる実験により示された結果は、 低酸素により初期事象として HMG— \/ Y mRNAの定常状態の細胞レベルが増加し、 それに伴って HMG_ IZYタ ンパク質が増加するという先の報告 [ジー(Ji, Y. S.) ら、 Circ. Res., 83, 29 5-304, (1998)]と矛盾する。 この明白な矛盾は、 各細胞株の相違を反映している のかもしれない。 実施例 7 HMG- Iタンパク質の細胞レベルでの局在
細胞下の局在を調べるため、 SK- N— SH細胞培養物を低酸素条件に 21時 間曝露し、 抗 HMG— 1//丫抗体と抗3〇35抗体とを用いて免疫蛍光顕微鏡に より HMG— Iタンパク質を検出した。 なお、 前記抗 SC 35抗体は、 スプライ シングの必須因子である SC 35タンパク質に対する抗体である。 本実施例にお いては、 前記抗 SC35抗体を、 スプライシング因子存在点であるスペックルの マーカーとして使用して、 免疫細胞化学的検査を行なった。
免疫細胞化学的検査を行なった結果、 酸素正常状態下の細胞では、 第 1 5図の 酸素正常状態の図に示されるように、 HMG— Iタンパク質は、 主に核に局在し 、 弱く、 散在的な免疫反応が、 核スペックルのみに存在する免疫反応性 SC 35 夕ンパク質と共一局在することなく細胞質において得られることがわかる。
しかしながら、 SC 35が共一局在する核スペックルにおいて、 より強い免疫 反応性が得られ、 細胞質の免疫反応性は、 低酸素曝露 SK - N- SH細胞におい て、 酸素正常状態の細胞よりも低下した。 したがって、 HMG— Iタンパク質が SK— N— SH細胞において低酸素刺激により誘導されるだけでなく、 細胞質か ら核に蓄積され、 HMG— Iの発現と PS 2Vの誘導との間に相関関係があると 考えられる。 実施例 8 イン · ビボにおける PS 2遺伝子のェキソン 5スキッピングへの HM G - I及び HMG Yの一過性トランスフヱクションの効果 前記サトウ(Sato)らの文献 [サトウ(Sato)ら、 J. Neurochem. , 72, 2498-2505 (1999)]に記載の方法に従い、 孤発性アルツハイマー病の脳及び低酸素曝露 SK 一 N— SH細胞のそれぞれから、 ェキソン 5を欠損した選択的スプライシング型 の PS 2遺伝子を得た。
PS 2遺伝子のェキソン 5欠損を伴う選択的スプライシングが HMG— I/Y により起こるか否かを調べるため、 SK— N— SH培養細胞及び HEK— 29 3 T培養細胞における P S 2 Vの誘導に対する HMG― Iの一過性発現の効果を調 ベた。 ィムノブロット解析の結果を第 1 6図に示し、 RT— PCRの結果を第 1 7図に示す。
第 1 6図に示すように、 HMG— I トランスフエクト SK— N— SH細胞由来 の核抽出液及び HMG— I トランスフヱクト HEK— 293 T細胞由来の核抽出 液のそれぞれにおいて、 これらの mo c kトランスフエクト細胞由来の核抽出液 よりも、 より強い免疫反応性 HMG— Iタンパク質の発現が見出された。 さらに 、 第 1 7図のレーン 1に示すように、 mo c kトランスフエクト SK— N— SH 細胞由来の全 RNAの RT— PCRアツセィにおいて、 全長 PS 2遺伝子が対応 する分子量の位置において主要転写産物 (第 1 7図中、 PS 2) として検出され ることがわかる。 対照的に、 HMG— I トランスフエクト細胞由来の全 RNAを 用いた場合、 RT— PCRアツセィにより、 第 1 7図のレーン 2及びレーン 3に 示されるように、 全長 PS 2である主転写産物 (第 1 7図中、 PS 2) だけでな く、 HMG— I量依存的に、 より短鎖の RT - PCR産物 (第 1 7図中、 PS 2 V) も検出されることがわかる。
異常 RT— PCR産物は、 ダイレクトシークェンス解析により、 ェキソン 5を 欠く PS 2のオルタナティブスプライシング產物であることが示される。 それに 対し、 第 1 7図のレーン 4及びレーン 5に示すように、 HMG— Yの一過性トラ ンスフヱクシヨンにより、 PS 2Vの弱い誘導が、 SK— N— SH細胞において 見られるが、 HMGYタンパク質は、 SK— N— SH細胞由来核抽出液において 低酸素により誘導されない。 さらに、 第 1 7図に示すように、 PS2Vが低酸素 により誘導されない細胞株 (第 2図) である HEK— 293 T細胞において、 H MG- Iの過剰発現により PS 2 Vが検出される。
スプライシングの必須因子の 1つである U1 (7 OK) snRNPは、 通常、 5' スプライシング部位に結合することが知られている。 したがって、 HMG— Iは、 Ul s nRNPの p r e— mRNAへの結合を阻害しうることが予想され る。 そこで、 SK— N— SH細胞由来の核抽出液における U 1 (70K) s nR NPの p r e一 mRNAへの結合活性に対する HMG— Iの効果を調べた。
U 1 (7 OK) s nRNPに対する抗体 〔抗 U 1 (70 K) s nRNP抗体 ( サンタクルツバイオテクノロジー社製) 〕 を用い、 実験例 13に従い、 下記のよ うに、 スーパ一シフトアツセィを行なった。
すなわち、 5 gタンパク質相当量の核抽出液を、 1 zgの抗 HMG— IZY 抗体 (サンタクルツバイオテクノロジー社製) とともに 4でで 8時間インキュべ ートし、 前処理を行なった。 得られた前処理産物を、 インキュベーション緩衝液
〔組成: 60mM KC 1と 4mM MgC l 2 と ImM EDTAと ImM EGTAと ImM DTTと 1 0 %グリセロールと 1 mM PMSFとを含有し た 1 2mM HEPES— NaOH緩衝液 (pH7. 9) 〕 中 2xigの tRNA とともにインキュベートした。 ついで、 32 P標識 RN Aプローブ 〔1〃g、 第 4 図に示される No. 5プローブ〕 を添加して、 25でで 30分間インキュベーシ ヨンした (全容量 50 1 ) 。 得られた反応物を、 5 OmM 丁1* 1 3と0. 3 8Mグリシンと 2mM EDTAとを含有した緩衝液 (pH8. 5 ) 中、 4%ポ リアクリルアミ ドゲル上、 1 1 VZcmの一定電圧で 1. 5時間、 4°Cで電気泳 動することにより、 結合プローブと遊離プローブとを分離した。 電気泳動後のゲ ルを固定し、 乾燥し、 ついで X線フィルムに曝した。 その結果を第 1 8図に示す ο
第 18図の左パネルに示すように、 Mockトランスフエクト SK— N— SH
4 Θ 細胞由来の核抽出液におけるプローブ No. 12に対する結合活性は、 抗 U 1 ( 7 OK) s nRNP抗体による前処理によって抗体濃度依存的にスーパ一シフト することがわかる。 また、 第 1 8図の左パネルのレーン 1、 右パネルのレーン 1 に示すように、 HMG— I トランスフヱクト SK— N— SH細胞由来の核抽出液 では、 Mockトランスフ クト細胞由来の核抽出液よりも強い結合活性が見ら れる。
しかしながら、 これらの結合活性は、 第 1 8図、 レーン 2〜4、 右バネルに示 されるように、 HMG— I トランスフエクト SK— N— SH細胞核抽出液では、 抗 U l (70K) s nRNP抗体の添加による影響を受けないことがわかる。 す なわち、 これらの結果により、 HMG— Iは、 p r e— mRNAに対する U 1 ( 7 OK) s nRNPの結合活性を阻害することが示される。
さらに、 HMG- Iによる p r e -mRNAに対する U 1 (7 OK) s nRN Pの結合活性の阻害を調べた結果を第 1 9図に示す。
第 1 9図に示されるように、 HMG— Iは、 低酸素曝露 SK— N— SH細胞由 来の核抽出液においては、 U 1 (7 OK) s nRNPと直接結合するが、 酸素正 常状態曝露細胞由来の核抽出液においては、 U1 (7 OK) s nRNPと結合し ないことがわかる。
31<— ]^—3^1細胞での11^[0— I一過性トランスフヱクシヨンは、 PS 2 V の発現を誘導した (第 17図) 。 さらに、 低酸素曝露により PS 2 Vが発現され ない細胞株である HEK - 293 T細胞 (第 2図) での HMG— Iの過剰発現に より、 検出可能な PS 2Vが観察された (第 1 7図) 。 したがって、 PS 2Vは 、 細胞で HMG— I過剰発現させるだけで誘導されるといえる。 低酸素刺激より も HMG— I発現の増加が PS 2 Vの誘導に必要であることが示唆される。
U 1 (70K) s nRNPは、 スプライシングの必須因子であり、 5' スプラ イシング部位を認識し、 該 5' スプライシング部位に結合する。 Ul (70K) s nRNP認識配列及び HMG - I認識配列は、 No. 5プローブ上で互いに近 接している。 Ul (7 OK) s nRNPの PS 2mRNAへの結合活性は、 HM G— I トランスフエクト SK— N— SH由来の核抽出液においてインビトロで阻 害された (第 18図) 。
さらに、 HMG— Iタンパク質は、 低酸素曝露 SK— N— SH細胞由来の核抽 出液において Ul (70K) s nRNPと結合した (第 19図) 。 本実施例で観 察された HMG— Iと及び U 1 (7 OK) s nRNPの会合は、 SF2ZASF と Ul (70K) s nRNPとの結合を阻害した後、 その結果として U1 (70 K) s nRNPの p r e—mRNAへの結合活性を抑制すると思われる。
また、 HMG— Iが、 p r e—mRNA又は第 20図に示すような他のスプラ イシング因子への Ul (70K) s nRNPの結合を阻害することによって、 U 1 (70K) snRNPの PS2 p r e— mRNAに対する作用を抑制する可 能性が示される。 実施例 9 s AD脳における HMG— IZYタンパク質の発現
本当に HMG— Iタンパク質が、 PS 2のェキソン 5を欠く選択的スプライン ングを誘導するならば、 対照脳よりも s AD脳においてより強い HMG— Iの発 現が観察されるはずであることが考えられる。 そこで、 ィムノブロットアツセィ により、 対照脳における HMG— Iの発現レベルを sAD脳における場合と比較 した。 その結果を第 21図に示す。
第 21図の左パネル及び右パネルに示すように、 HMG— Iタンパク質及び Y タンパク質はともに、 年齢がマッチした対照と比べると増加しており、 3名の異 なる sAD患者の海馬由来の全ライセ一ト及び核フラクションにおいて発現する ことがわかる。 しかしながら、 第 21図の中央図に示されるように、 海馬のサイ トゾルフラクションでは、 sAD患者と対照との間に顕著な差はみられないこと がわかる。
海馬の HMG— IZY発現領域を特定するため、 抗 HMG— IZY抗体を用い て免疫組織化学解析を行なった。 その結果を第 22図に示す。 第 22図に示すよ うに、 sAD脳の海馬 C A 1領域の錐体細胞層において、 対照よりも強い免疫反 応性の発現が認められる。
免疫組織化学的解析において、 免疫反応性 HMG— IZYタンパク質は、 対照 脳の海馬由来の核フラクションにおいて検出されたが (第 21図) 、 対照脳の海 馬 CA 1領域では HMG— I/Yタンパク質は、 ほとんど検出されなかった (第 22図) 。 これは、 HMG— IZYが対照の海馬の多孔層から分子層にわたって 発現したためであり、 sAD脳との比較において違いはなかった。
s ADの海馬核フラクションでは、 HMG— I夕ンパク質及び Yタンパク質の 両方について対照よりも強い発現が観察されたが、 サイトゾルフラクションでは 観察されなかった (第 21図) 。 また、 免疫組織学的検査により、 HMG— \/ Yタンパク質は、 sAD脳の海馬 C A 1領域の錐体細胞において検出された (第 22図) 。 これらの結果は、 HMG— IZYタンパク質が、 PS2 p r e— m RNAに結合し、 s ADの脳及び細胞株において P S遺伝子のェキソン 5を欠く スプライシングバリアントを実際に誘導する可能性を示す。 実施例 1 0
前記サトウらの文献に従レ、、 神経芽細胞腫 SK— N - SH細胞の全 RNAの調 製及び RT— PCRを行ない、 配列番号: 27に示される塩基配列を有する 2' 一 0—メチルオリゴ RN Aによるプレセニリンー 2 mRNAェキソン 5欠損ス プライシングバリアントの産生抑制効果について、 以下のように検討した。 神経芽細胞腫 SK - N - SH細胞を 1 0%ゥシ胎仔血清を含有したダルべッコ 最小必須培地 〔ギブコ ビー 'アール 'エル社製〕 8mlに播種し、 各 0、 1 0 、 1 5 /gの 2' — 0—メチルオリゴ RNA (配列番号: 27) (それぞれ、 0 〃 1、 20 / 1、 45〃 1) を、 ォリゴフヱクタミンを用いてトランスフエクシ ョンした。 ォリゴフェクタミンのみ (それぞれ、 0 z l、 20 / 1、 45 z l) を用いた場合には、 顕著な変化は認められなかった。
前記細胞を 5%C02 、 37°C条件下にて 1 6時間培養した。 培養 1 2時間後 に培地を交換した。 その後、 得られた細胞を低酸素チャンバ一 (酸素圧 8 t 0 r r) 中において、 さらに 2 1時間培養した。
ついで、 前記と同様に、 RNe a s yトータル RNAキット 〔キアゲン (Q i a g e n) 社製〕 を用い、 全 RNAを抽出、 精製した。
得られた全 RNAと、 マウスモロニ一白血病ウィルス逆転写酵素 〔プロメガ ( P r om e g a) 社製〕 とを用いて、 42 °Cで 1時間逆転写反応を行なった。 得 られた反応物を铸型として、 1次 PC Rを行ない、 さらに得られた PC R産物を 铸型として 2次 PC Rを行なった。
PCRのサーマルプロファイルは、 95°C30秒ー 60°C3 0秒一 72で 1分 (最終サイクルにおいては 72。C2分) を 1サイクルとした 30サイクルである o 1次 PCRには、 プライマ一 p s 25 1 (配列番号: 9) とプライマ一 p s 2 3 1 (配列番号: 1 0) とを用いた。 2次 PCRには、 プライマー p s 252 ( 配列番号: 1 1) とプライマー p s 233 (配列番号: 1 2) とを用いた。
得られた産物を、 5%ポリアクリルアミ ドゲル (TBE) を用いて電気泳動し 、 臭化工チジゥム染色により可視化した。
なお、 対照として、 2' — 0—メチルオリゴ RNAを導入しない神経芽細胞腫 SK— N— SH細胞由来の RNAを用いた。 結果を第 24図に示す。
第 24図に示されるように、 2' — 0—メチルオリゴ RNAを導入ない場合に 比べ、 導入した場合、 プレセ二リン一 2 mRNAェキソン 5欠損スプライシン グバリアント (図中、 PS 2V) の産生が抑制されることがわかった。 実施例 1 1
イン . ビトロで、 PS 2 p r e—mRNAへの低酸素誘導された HMG— I の結合における 2' — 0—メチルオリゴ RNA (配列番号: 27) の影響を調べ た。
正常酸素条件又は低酸素条件で、 SK-N-SH細胞を5%CO2、 37で条 件下にて、 2 1時間培養した。 得られた細胞から、 核抽出液を調製した。 その後 、 得られた核抽出液と、 32P標識 RNAプローブ No. 5と、 各種使用量の 2' — 0—メチルオリゴ RNA (レーン 3、 0. 5〃g レーン 4、 5 z g レーン 5、 50 //g レーン 6、 500 g) とを、 25。Cで 30分間インキュべ一シ ヨンした。 結合プローブと遊離プローブとを、 5 OmM Tr i sと 0. 38M グリシンと 2mM EDTAとを含有した緩衝液 (pH8. 5) 中、 4%ポリア クリルァミ ドゲル上、 1 1 VZ c mの一定電圧で 1. 5時間、 4でで電気泳動す ることにより分離した。 その後、 電気泳動後のゲルを固定し、 乾燥した。 ついで 、 乾燥ゲルを、 X線フィルムに曝して、 オートラジオグラフィ一を行なった。 結 果を第 25図に示す。
第 25図のレーン 1及びレーン 2に示されるように、 配列番号: 3に示される 配列を有する RNAプローブ No. 5への HMG - I結合は、 酸素正常条件で培 養した SK— N— S H細胞に比べ、 低酸素条件下で培養した S K— N - S H細胞 の核抽出液において増加した。 これらの結合の増加は、 前記 2' — 0—メチルォ リゴ RNAの添加により、 用量依存的に阻害されたため、 前記 2' — 0—メチル オリゴ RNAが、 HMG— Iと PS 2 p r e— mRN A上の標的部位との低酸 素誘導された結合活性を阻害することがわかった。 実施例 1 2
32 P標識した 2' —0—メチルオリゴ RNA (配列番号: 27) をオリゴフエ クタミンを用いて、 SK— N— SH細胞に導入した。 ついで、 全溶解物、 核画分 、 及びサイトゾル画分のそれぞれを抽出した。 その後、 全溶解物、 核画分、 及び サイトゾル画分のそれぞれにおける放射活性を測定することにより、 SK— N— SH細胞中における 2' — 0—メチルオリゴ RN A (配列番号: 27) の安定性 と、 該 SK— N— SH細胞への 2' — 0—メチルオリゴ RNAの導入効率とを調 ベた。 結果を第 2 6図のパネル Aに示す。
第 2 6図のパネル Aの aに示されるように、 前記 2' — 0—メチルオリゴ RN Aは、 消失することなく、 SK— N— SH細胞に導入され、 用量依存的に核に送 達されることがわかった。 また、 第 2 6図のパネル Aの bに示されるように、 S K一 N— SH細胞への前記 2' — 0—メチルオリゴ RN Aの導入効率は、 2 0 g/1 0 cmディッシュの 2' — 0—メチルオリゴ RNAを用いた場合、 割合が 最ち くなつ 7"こ。
しかしながら、 第 2 6図のパネル Aから、 取り込み量は、 約 1 O c mディッシュの 2' — 0—メチルオリゴ RNAであると推定されるため、 以後の 細胞導入の際の最高用量を 1 0 cmディッシュに設定した。
さらに、 SK— N— SH細胞への 2' — 0—メチルオリゴ RNAの導入後 4 8 時間の時点において、 核における導入された 2' — 0—メチルオリゴ RN Aの安 定性を調べた。 その結果を、 第 2 6図のパネル Bに示す。
第 2 6図のパネル Bに示すように、 導入後、 4 8時間後においても、 2' — 0 一メチルオリゴ RN Aは、 オリジナルフラクション中に存在していた分子量にほ ぼ同等であること、 すなわち、 該 2' — 0—メチルオリゴ RNAは、 4 8時間後 も核内に入り、 分解されずに安定であることがわかった。 実施例 1 3
SK— N— SH細胞由来の核抽出液中の HMG— Iの DNA結合における 2' 一 0—メチルオリゴ RNA (配列番号: 2 7) の作用を調べた。
最初に、 イン ' ビトロ DNA選別アツセィにより、 HMG— I認識モチーフの 塩基配列を決定した。 イン ' ビトロ DNA選別アツセィ手順は、 以下のとおりで ある。 5'-GTAATACGACTCACTATAGGGTGATCAGATTCTGATCCA- 3' (配列番号: 6 7) と 、 5' -GCGACGGATCCAAGCTTCA-3' (配列番号 : 6 8) とをプライマ一として用い、 (94。C 1分— 53。C 1分一 72°C 1分〕 を 1サイクルとした 7サイクルの P C Rにより、 3 1 ヌクレオチドのランダムな配列 ( 1 6クローンのダイレクトシ一 クエンスにより、 20. 1% A、 22. 1% C、 3 1. 5% T、 25. 1 % G) を含む合成 DN A [5' -GGTGATCAGATTCTGATCCA(N3 TGAAGCTTGGATCCGTCG C-3' ] を増幅した。
得られた産物を、 インキュベーション緩衝液 〔6 OmM KC 1 と 4mM M gC l 2 と ImM EDTAと ImM EGTAと ImM DTTと 1 0%グリ セロールと ImM PMSFとを含有した 1 2mM HEPES-NaOH (p H7. 9) 〕 中、 大腸菌発現組換え HMG— I (r HMG— Iと表記する) とと もに 25。Cで 3 0分間インキュベートした。
得られた反応溶液について、 HMG— Iに対する抗体を用いた免疫沈降を行な い、 免疫沈降した産物を铸型とし、 5'-GTAATACGACTCACTATAGGGTGATCAGATTCTGATC CA-3' (配列番号: 67) と、 5' -GCGACGGATCCAAGCTTCA-3' (配列番号: 68) とをプライマーとして用い、 〔94°C 1分— 53で1分一 72°C1分〕 を 1サイ クルとした 7サイクルの PC Rを行なった。 得られた PC R産物を ρ GEM— T ベクター (プロメガ社製) にクローン化し、 ダイレクトシークェンスで解析した その結果、 第 27図の最上段に示されるコンセンサス配列が、 HMG— I認識 モチーフであることが示唆された。
ついで、 前記 HMG— I認識モチーフを含む32 P -標識 DNAプローブ 〔gcgG (A)GT(A)A(T)ATTTcgc (配列番号: 6 6) 〕 と HMG— Iとの結合における 2' — 0—メチルオリゴ RNA (配列番号: 27) の作用を調べた。
核抽出液のタンパク質含有量を測定した後、 前記インキュベーション緩衝液に タンパク質相当量の抽出液と、 1 g ボリ d I dCと、 各濃度の 2
, _0—メチルオリゴ RNA (配列番号: 27) とを添加し、 ついで、 1 gの 32P標識 DNAプローブ CgcgG(A)GT(A)A(T)ATTTcgc (配列番号 : 6 6 ) 〕 を添 加し、 全 50 / 1とし、 さらに、 25°Cで 30分間インキュベートした。
その後、 50mM トリスと 0. 38M グリシンと 2 mM EDTAとを含 む緩衝液中、 l lVZcm 定常電圧、 4で、 1. 5時間での 4% ポリアクリ ルアミ ドゲル電気泳動により、 結合プローブと、 遊離プローブとを分離した。 泳 動後のゲルを乾燥させ、 オートラジオグラフィ一により解析した。
その結果、 第 28図のパネル A及びパネル Bのそれぞれのレーン 1及びレーン 2に示されるように、 SK— N— SH細胞における HMG— Iの過剰発現により 、 前記 HMG— I認識モチーフを含む32 P—標識 DNAプローブと HMG— Iと の結合は、 劇的に上昇した。
しかしながら、 第 28図のパネル A及びパネル Bのそれぞれのレーン 3及び 4 に示されるように、 前記 DNAプローブへの HMG— Iの結合活性の上昇に関し て、 前記 2' — 0—メチルオリゴ RNAによる顕著な影響は観察されなかった。 したがって、 前記 2' — O—メチルオリゴ RNAの阻害作用は、 RNAへの H MG- Iの結合に特異的であるが、 DNAへの HMG— Iの結合には特異的でな いことが示された。 実施例 14
2' _0—メチルオリゴ RNA (配列番号: 27) を導入した SK— N— SH 細胞 〔被検細胞〕 と導入していない SK— N - SH細胞 〔対照細胞〕 とを、 それ ぞれ低酸素圧 (8 t 0 r r)の加湿雰囲気下に維持した低酸素チャンバ一を備え たインキュベーターを用い、 37でで低酸素条件下又は正常酸素条件下、 21時 間培養し、 ついで、 2 M ッニカマイシンの存在又は非存在下、 10時間培養 した。
その後、 プロメガ社製商品名: Ce l l Ti t e r 96R AQu e ου s One So l u t i on Pr o l i f e r a t i on As s ayを用レヽ 、 3— (4, 5—ジメチルチアゾ一ル一 2—ィル) 一 5— (3—力ルポキシメト キシフヱニル) 一 2— (4ースルホフヱニル) 一 2 H—テトラゾリゥムアツセィ (MTSアツセィという) を行なうことにより、 細胞の生存率を解析した。
その結果、 第 29図のパネル Aのレーン 4〜7に示されるように、 低酸素刺激 とッニカマイシンとにより誘導された細胞死は、 前記 2' —0—メチルオリゴ R NAの導入により、 用量依存的に、 和らげられることがわかった。
また、 HMG— Iを一過性発現し、 かつ 2' — 0_メチルオリゴ RNA (配列 番号: 27) が導入された SK - N— SH細胞 (被検細胞〕 と、 HMG— Iを一 過性発現する SK— N— SH細胞と、 SK— N— SH細胞とを、 それぞれ、 2〃 M ッニカマイシンの存在又は非存在下、 1 0時間培養した。
その後、 MTSアツセィを前記と同様に行なうことにより、 細胞の生存率を解 折した。
その結果、 第 29図のパネル Bのレーン 4〜7に示されるように、 HMG— I の一過性発現とッニカマイシンとにより誘導された細胞死は、 前記 2' — 0—メ チルオリゴ RNAの導入により、 用量依存的に、 顕著に、 和らげられることがわ 力、つ τこ。 配列表フリーテキスト
配列番号: 1は、 結合領域の配列を示す。
配列番号: 2は、 結合領域の配列を示す。
配列番号: 3は、 RNAプローブ No. 5の配列を示す。
配列番号: 4は、 RNAプローブ No. 7の配列を示す。
配列番号: 5は、 RNAプローブ No. 9の配列を示す。
配列番号: 6は、 RNAプローブ No. 1 0の配列を示す。
配列番号: 7は、 RNAプローブ No. 1 1の配列を示す。
配列番号: 8は、 RNAプローブ No. 8の配列を示す。
配列番号: 9は、 プライマー p s 251の配列を示す。 配列番号: 10は、 プライマー p s 231の配列を示す。
配列番号: 1 1は、 プライマー p s 252の配列を示す。
配列番号: 12は、 プライマー p s 233の配列を示す。
配列番号: 13は、 DNAプローブ No. 1の配列を示す。
配列番号: 14は、 DNAプローブ No. 2の配列を示す。
配列番号: 15は、 DNAプローブ No. 3の配列を示す。
配列番号: 1 6は、 DNAプローブ No. 4の配列を示す。
配列番号: 17は、 DNAプローブ No. 5の配列を示す。
配列番号: 18は、 DNAプローブ No. 6の配列を示す。
配列番号: 1 9は、 DNAプローブ No. 7の配列を示す。
配列番号: 20は、 DNAプローブ No. 8の配列を示す。
配列番号: 21は、 DNAプローブ No. 9の配列を示す。
配列番号: 22は、 DNAプローブ No, 10の配列を示す。
配列番号: 23は、 DNAプローブ No. 1 1の配列を示す。
配列番号: 24は、 ァフィ二ティ一カラムのリガンドとして用いた 5' —アミ ノー 2' — 0—メチルオリゴ RN Aの配列を示す。
配列番号: 25は、 RNAプローブ No. 6の配列を示す。
配列番号: 26は、 RNAプローブ No. 12の配列を示す。
配列番号: 27は、 配列番号: 24中に存在する HMG— Iタンパク質結合領 域の配列に対応する 2 ' — O—メチルォリゴ RN Aの配列を示す。
配列番号: 28は、 HMG— I認識モチーフを含有した合成 DNAの配列を示 す。
配列番号: 29は、 HMG— I認識モチーフを含有した合成 DNAの配列を示 す。
配列番号: 30は、 HMG— I認識モチーフを含有した合成 DNAの配列を示 す。
5 Θ 配列番号: 3 1は、 HMG— I認識モチーフを含有した合成 DNAの配列を示 す。
配列番号: 3 2は、 HMG— I認識モチーフを含有した合成 DNAの配列を示 す。
配列番号: 3 3は、 HMG— I認識モチーフを含有した合成 DNAの配列を示 す。
配列番号: 3 4は、 HMG— I認識モチーフを含有した合成 DNAの配列を示 す。
配列番号: 3 5は、 HMG— I認識モチーフを含有した合成 DNAの配列を示 す。
配列番号: 3 6は、 HMG— I認識モチーフを含有した合成 DNAの配列を示 す。
配列番号: 3 7は、 HMG— I認識モチーフを含有した合成 DNAの配列を示 す。
配列番号: 3 8は、 HMG— I認識モチーフを含有した合成 DNAの配列を示 す。
配列番号: 3 9は、 HMG— I認識モチーフを含有した合成 DNAの配列を示 す。
配列番号: 4 0は、 HMG— I認識モチーフを含有した合成 DNAの配列を示 す。
配列番号: 4 1は、 HMG— I認識モチーフを含有した合成 DNAの配列を示 す。
配列番号: 4 2は、 HMG— I認識モチーフを含有した合成 DNAの配列を示 す。
配列番号: 4 3は、 HMG— I認識モチーフを含有した合成 DNAの配列を示 す。 配列番号: 4 4は、 HMG— I認識モチーフを含有した合成 DNAの配列を示 す。
配列番号: 4 5は、 HMG— I認識モチーフを含有した合成 DNAの配列を示 す。
配列番号: 4 6は、 HMG— I認識モチーフを含有した合成 DNAの配列を示 す。
配列番号: 4 7は、 HMG - I認識モチーフを含有した合成 DNAの配列を示 す。
配列番号: 4 8は、 HMG— I認識モチーフを含有した合成 DNAの配列を示 す。
配列番号: 4 9は、 HMG— I認識モチーフを含有した合成 DNAの配列を示 す。
配列番号: 5 0は、 HMG— I認識モチーフを含有した合成 D NAの配列を示 す。
配列番号: 5 1は、 HMG— I認識モチーフを含有した合成 DNAの配列を示 す。
配列番号: 5 2は、 HMG— I認識モチーフを含有した合成 DNAの配列を示 す。
配列番号: 5 3は、 HMG— I認識モチーフを含有した合成 DNAの配列を示 す。
配列番号: 5 4は、 HMG— I認識モチーフを含有した合成 DNAの配列を示 す。
配列番号: 5 5は、 HMG— I認識モチーフを含有した合成 DNAの配列を示 す。
配列番号: 5 6は、 HMG— I認識モチーフを含有した合成 DNAの配列を示 す。 配列番号: 5 7は、 HMG— I認識モチーフを含有した合成 DNAの配列を示 す。
配列番号: 5 8は、 HMG— I認識モチーフを含有した合成 DNAの配列を示 す。
配列番号: 5 9は、 HMG— I認識モチーフを含有した合成 DNAの配列を示 す。
配列番号: 6 0は、 HMG— I認識モチーフを含有した合成 DNAの配列を示 す。
配列番号: 6 1は、 HMG— I認識モチーフを含有した合成 DNAの配列を示 す。
配列番号: 6 2は、 HMG— I認識モチーフを含有した合成 DNAの配列を示 す。
配列番号: 6 3は、 HMG— I認識モチーフを含有した合成 DNAの配列を示 す。
配列番号: 6 4は、 HMG— I認識モチーフを含有した合成 DNAの配列を示 す。
配列番号: 6 5は、 イン ' ビトロ DNA選別アツセィに用いられた合成 DNA の配列を示す。 nは、 G又は A又は T又は Cを示す。
配列番号: 6 6は、 HMG— I認識モチーフを含有した合成 DNAの配列を示 す。
配列番号: 6 7は、 イン ' ビトロ DNA選別アツセィに用いられたプライマー の配列を示す。
配列番号: 6 8は、 イン · ビトロ DNA選別アツセィに用いられたプライマー の配列を示す。 産業上の利用可能性 本発明の阻害剤によれば、 HMG— Iタンパク質とプレセ二リン一 2 mR N Aェキソン 5との結合を阻害することができ、 それにより、 スプライシング異常 に起因する疾患、 特に脳障害又は神経変性疾患を治療及び/又は予防することが 可能になるという優れた効果を奏する。 また、 本発明の神経細胞死抑制剤によれ ば、 プレセ二リン一 2ェキソン 5欠損型スプラインング異常を抑制し、 それによ り神経細胞死を抑制することができるという優れた効果を奏する。 さらに、 本発 明の医薬組成物によれば、 神経細胞死を抑制することでき、 プレセ二リン一 2 m R NAェキソン 5欠損スプライシングバリアントの産生に起因する疾患、 特に 脳障害又は神経変性疾患の治療又は予防を行なうことができるという優れた効果 を奏する。 また、 本発明の治療又は予防方法によれば、 プレセ二リン— 2 m R NAェキソン 5欠損スプライシングバリアントの産生に起因する疾患、 特に脳障 害又は神経変性疾患の治療又は予防を、 より効率よく、 持続的に行なうことがで きるという優れた効果を奏する。

Claims

請求の範囲
1. HMG- Iタンパク質とプレセニリン一 2 mRNAェキソン 5との結合 を阻害する化合物を有効成分として含有してなる、 HMG— Iタンパク質とプレ セニリン一 2遺伝子との間の結合の阻害剤。
2. 該化合物が、
(A)配列番号: 1に示される塩基配列及び Z又は配列番号: 2に示される塩基 配列を含有し、 かつ HMG— Iタンパク質と結合する RNA分子、
(B)配列番号: 1に示される塩基配列に対応する DNA配列及び 又は配列番 号: 2に示される塩基配列に対応する DNA配列を含有し、 かつ HMG— Iタン パク質と結合する DNA分子、
(C)前記 (A)の RNA分子又は (B)の DNA分子のいずれかに相補的なァ ンチセンス分子、
(D)前記 (A) の RNA分子又は (B)の DNA分子のいずれかのアナログで あって、 かつ HMG— Iタンパク質と結合するアナログ分子、 及び
(E)前記 (C) のアンチセンス分子のアナログ分子、
からなる群より選択された 1種である、 請求項 1記載の阻害剤。
3. 該化合物が、
(a)配列番号: 3、 4、 5、 6若しくは 7のいずれかに示される塩基配列を含 有し、 かつ HMG— Iタンパク質と結合しうる RNA分子、
(b)配列番号: 3、 4、 5、 6若しくは 7のいずれかに示される塩基配列に対 応ずる DN A配列を含有し、 かつ HMG— Iタンパク質と結合しうる DN A分子
(c)前記 (a) の RNA分子又は (b)の DNA分子のいずれかに相補的なァ ンチセンス分子、
(d)前記 (a)の RNA分子又は (b) の DNA分子のいずれかのアナログで あって、 かつ HMG— Iタンパク質と結合するアナログ分子、 及び
(e)前記(c)のアンチセンス分子のアナログ分子、
からなる群より選択された 1種である、 請求項 2記載の阻害剤。
4. 該化合物が、 配列番号: 27に示される塩基配列を有する 2' — 0—メチ ルォリゴ RN A分子である、 請求項 1又は 2記載の阻害剤。
5. HMG- Iタンパク質とプレセニリン一 2 mRNAェキソン 5との結合 を阻害する化合物を有効成分として含有した、 HMG— Iタンパク質とプレセ二 リンー 2遺伝子との間の結合の阻害剤を有効成分として含有してなる神経細胞死 抑制剤。
6. 該化合物が、
(A)配列番号: 1に示される塩基配列及び/又は配列番号: 2に示される塩基 配列を含有し、 かつ HMG- Iタンパク質と結合する RNA分子、
(B)配列番号: 1に示される塩基配列に対応する DNA配列及び 又は配列番 号: 2に示される塩基配列に対応する DNA配列を含有し、 かつ HMG— Iタン パク質と結合する DNA分子、
(C)前記 (A)の RNA分子又は (B)の DNA分子のいずれかに相補的なァ ンチセンス分子、
(D)前記 (A)の RNA分子又は (B)の DNA分子のいずれかのアナログで あって、 かつ HMG— Iタンパク質と結合するアナログ分子、 及び
(E)前記 (C)のアンチセンス分子のアナログ分子、
からなる群より選択された 1種である、 請求項 5記載の神経細胞死抑制剤。
7. 該化合物が、
(a)配列番号: 3、 4、 5、 6若しくは 7のいずれかに示される塩基配列を含 有し、 かつ HMG— Iタンパク質と結合しうる RNA分子、
(b)配列番号: 3、 4、 5、 6若しくは 7のいずれかに示される塩基配列に対 応ずる DNA配列を含有し、 かつ HMG— Iタンパク質と結合しうる DNA分子
(c)前記 (a) の RNA分子又は (b) の DNA分子のいずれかに相補的なァ ンチセンス分子、
(d)前記 (a) の RNA分子又は (b) の DNA分子のいずれかのアナログで あって、 かつ HMG— Iタンパク質と結合するアナログ分子、 及び
(e)前記 (c) のアンチセンス分子のアナログ分子、
からなる群より選択された 1種である、 請求項 6記載の神経細胞死抑制剤。
8. 該化合物が、 配列番号: 27に示される塩基配列を有する 2' — 0—メチ ルォリゴ RN A分子である、 請求項 5又は 6記載の神経細胞死抑制剤。
9. HMG- Iタンパク質とプレセニリンー 2 mRNAェキソン 5との結合 を阻害する化合物を有効成分として含有した、 HMG— Iタンパク質とプレセ二 リン— 2遺伝子との間の結合の阻害剤、 又は
該阻害剤を有効成分として含有した神経細胞死抑制剤
を有効成分として含有してなる医薬組成物。
1 0. 該化合物が、
(A)配列番号: 1に示される塩基配列及び 又は配列番号: 2に示される塩基 配列を含有し、 かつ HMG— Iタンパク質と結合する RNA分子、 (B)配列番号: 1に示される塩基配列に対応する DNA配列及び Z又は配列番 号: 2に示される塩基配列に対応する DNA配列を含有し、 かつ HMG— Iタン パク質と結合する DNA分子、
(C)前記 (A) の RNA分子又は (B)の DNA分子のいずれかに相補的なァ ンチセンス分子、
(D)前記 (A) の RNA分子又は (B)の DNA分子のいずれかのアナログで あって、 かつ HMG— Iタンパク質と結合するアナログ分子、 及び
(E)前記(C) のアンチセンス分子のアナログ分子、
からなる群より選択された 1種である、 請求項 9記載の医薬組成物。
1 1. 該化合物が、
(a)配列番号: 3、 4、 5、 6若しくは 7のいずれかに示される塩基配列を含 有し、 かつ HMG— Iタンパク質と結合しうる RNA分子、
(b)配列番号: 3、 4、 5、 6若しくは 7のいずれかに示される塩基配列に対 応する DNA配列を含有し、 かつ HMG— Iタンパク質と結合しうる DNA分子
(c)前記 (a) の RNA分子又は (b)の DNA分子のいずれかに相補的なァ ンチセンス分子、
(d)前記 (a) の RNA分子又は (b)の DNA分子のいずれかのアナログで あって、 かつ HMG— Iタンパク質と結合するアナログ分子、 及び
(e)前記 (c) のアンチセンス分子のアナログ分子、
からなる群より選択された 1種である、 請求項 10記載の医薬組成物。
12. 該化合物が、 配列番号: 27に示される塩基配列を有する 2' — 0—メ チルオリゴ RN A分子である、 請求項 9又は 10記載の医薬組成物。
1 3. スプライシング異常を抑制する作用を有する、 請求項 9〜1 2いずれか 1項に記載の医薬組成物。
1 4. プレセ二リン一 2 mRN Aェキソン 5欠損スプライシングバリアント の產生を抑制する作用を有する、 請求項 9〜1 3いずれか 1項に記載の医薬組成 物。
1 5. プレセ二リン一 2 mRNAェキソン 5欠損スプライシングバリアント の産生に起因する脳障害又は神経変性疾患を治療又は予防しうる、 請求項 9〜 1 4いずれか 1項に記載の医薬組成物。
1 6. 該脳障害が、 虚血性脳疾患又は脳神経変性疾患である、 請求項 1 5記載 の医薬組成物。
1 7. 該脳障害が、 脳血管性痴呆、 パーキンソン症候群及びアルツハイマー病 からなる群より選ばれた疾患である、 請求項 1 6記載の医薬組成物。
1 8. 該神経変性疾患が、 筋萎縮性側索硬化症である、 請求項 1 5記載の医薬 組成物。
1 9. プレセ二リン一 2 mRNAェキソン 5欠損スプライシングバリアント の産生に起因する疾患の個体に投与し、 それにより、 プレセ二リン一 2 mRN Aェキソン 5欠損スプライシングバリアントの産生に起因する疾患を治療又は予 防するための医薬組成物の製造のための、 請求項 1〜4いずれか 1項に記載の阻 害剤若しくは請求項 5〜 8いずれか 1項に記載の神経細胞死抑制剤の使用。
20. プレセ二リン一 2 mRNAェキソン 5欠損スプライシングバリアント の産生に起因する疾患の個体に、 請求項 1〜4いずれか 1項に記載の阻害剤若し くは請求項 5〜 8いずれか 1項に記載の神経細胞死抑制剤を治療上有効量投与す ることを特徴とする、 プレセ二リン一 2 mRNAェキソン 5欠損スプライシン グバリアントの產生に起因する疾患の治療又は予防方法。
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