WO2003072778A1 - Methode pour etudier une maladie allergique - Google Patents

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WO2003072778A1
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socs3
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indicator gene
allergic disease
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PCT/JP2003/000600
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Naoko Nagata
Tadahiro Oshida
Yuji Sugita
Masato Kubo
Hirohisa Saito
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Genox Research, Inc.
Japan As Represented By General Director Of Agency Of National Center For Child Health And Development
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Definitions

  • the present invention relates to a method for testing an allergic disease.
  • Allergic diseases are considered to be multifactorial diseases.
  • bronchial asthma ditopic dermatitis is caused by the interaction of the expression of many different genes, and the expression of these individual genes is affected by several environmental factors. For this reason, it was very difficult to elucidate the specific genes that cause allergic diseases.
  • Allergic diseases are thought to be related to the expression of genes having mutations or deficiencies, or to overexpression or decreased expression of specific genes. To elucidate the role of gene expression in respect to diseases, involved in how the onset genes, it is necessary force s to understand how external stimuli such as a drug alters how gene expression.
  • allergen-specific I g E measurement, leukocyte histamine release test, or lymphocyte blastogenesis test, and the like.
  • the presence of allergen-specific IgE is evidence of an allergic reaction to the allergen.
  • some patients may not always be able to detect allergen-specific IgE.
  • diagnosis Testing must be performed for all required allergens.
  • Leukocyte histamine release test ⁇ Lymphocyte blastogenesis test is a method for observing the response of the immune system to allergens in vitro. These methods are complicated in operation. On the other hand, a method for utilizing the immune response observed when a patient is actually brought into contact with an allergen to diagnose allergens (the latter) is also known. Such tests include prick tests, scratch 'tests, patch' tests, intradermal reactions, or provocation tests. While these tests can directly diagnose a patient's allergic reaction, they can be described as highly invasive tests that actually expose subjects to allergens.
  • test methods have been attempted to prove the involvement of allergic reactions regardless of the allergen.
  • a high serum IgE level may indicate that the patient has an allergic reaction.
  • the serum IgE value is information corresponding to the total amount of allergen-specific IgE. Although it is easy to determine the total amount of IgE regardless of the type of allergen, IgE may be low in patients with diseases such as non-atopic bronchitis.
  • markers for allergic diseases could be provided, which would have minimal invasiveness to patients and could easily obtain information necessary for diagnosis.
  • Such a marker is considered to be deeply involved in the development of allergic diseases, and may be an important target not only in diagnosis but also in control of allergic symptoms. Disclosure of the invention
  • An object of the present invention is to provide an indicator gene which enables a test for allergic diseases. Furthermore, an object of the present invention is to provide a method for testing allergic diseases and a method for screening therapeutic drugs for allergic diseases based on the index.
  • the present inventors have conducted intensive studies in order to solve the above problems, and found that By isolating genes whose expression levels are different between diseased patients and healthy subjects and clarifying the relationship with allergic reactions, new targets for the treatment of allergic diseases can be found Thought.
  • peripheral blood mononuclear cells were selected as biological samples for comparing gene expression states. It is known that IL-5, IL-6 and IL-10 are secreted from peripheral blood mononuclear cells by antigenic stimulation in patients with atopic disease, and peripheral blood mononuclear cells are closely related to allergic reactions (Jenmalm MC et al, Pediatr. Allergy Immunol. 10: 168-177, 1999). In other words, genes having different expression levels in peripheral blood mononuclear cells can be said to be genes closely related to allergic reactions. Furthermore, since peripheral blood mononuclear cells are easy to obtain, a high yield to eliminate false negatives can be expected, and therefore, it is thought that the expression of minute amounts of genes can be detected.
  • the present inventors thought that by observing changes in gene expression in blood cells that support such an immune response system, it was possible to isolate genes related to the allergic reaction. Based on such a concept, the present applicant has succeeded in isolating the next gene whose expression level is changed in peripheral blood cells of a hay fever patient, and has filed a patent application.
  • Pollinosis-related gene 3 7 3 (WO00 / 65046) Pollinosis-related gene 4 19 (WO00 / 65045) Pollinosis-related gene 5 13 (WO00 / 65049) Pollinosis-related gene 58 1 (WO00 / 65048) Pollinosis Related gene 7 95 (WO00 / 65050) Hay fever-related gene 62 7 (WO00 / 65051) Hay fever-related gene 44 1 (WO00 / 73435) Hay fever-related gene 46 5 (WO00 / 73439) Hay fever-related gene 7 8 7 (WO00 / 73440)
  • B1153 is a gene whose expression level is different from that of healthy subjects in peripheral blood T cells of patients with allergic diseases, and filed a patent application (WO 02/50269).
  • B1153 is a differential diagnosis using samples from healthy subjects with allergic diseases. It is a gene isolated by the Renal Display method.
  • PBMCs peripheral blood mononuclear cells
  • T cells peripheral blood mononuclear cells
  • T cells are cells that determine the immune response. Therefore, an important role is predicted for genes whose expression levels are high in T cells of patients with allergic diseases. Immune and inflammatory responses are controlled by a number of cytokines, including interleukin interferon. Cytokine is regulated by its receptor, and further downstream by Janus tyrosine kinase (JAK, signal tranceducer and activator of
  • Suppressor of cytokine signaling is essential as a factor that negatively regulates this cytokine signaling pathway.
  • the present inventors measured mRNA expression in peripheral blood T cells to examine the role of one SOCS family member in atopic dermatitis. It was found that the expression level was significantly higher than the expression level. Based on these findings, the present inventors have found that it is possible to test for allergic diseases or to screen therapeutic drugs for allergic diseases using the S0CS3 gene as an indicator, and completed the present invention. That is, the present invention relates to the following methods for detecting allergy, remedies for allergic diseases, methods for screening the same, model animals for allergic diseases, and kits for these methods.
  • a method for testing an allergic disease comprising the following steps, wherein the indicator gene is S0CS3.
  • a reagent for testing an allergic disease comprising a polynucleotide containing the nucleotide sequence of the SOCS3 gene or an oligonucleotide having a complementary nucleotide sequence to its complementary strand and having a length of at least 15 nucleotides.
  • a reagent for testing allergic diseases comprising an antibody that recognizes a peptide containing an amino acid sequence encoded by the SOCS3 gene.
  • a method for screening a therapeutic drug for an allergic disease comprising the following steps, wherein the indicator gene is SOCS3 or a gene functionally equivalent to the SOCS3 gene.
  • a method for screening a therapeutic agent for an allergic disease comprising the following steps, wherein the indicator gene is SOCS3 or a gene functionally equivalent to the SOCS3 gene.
  • a method for screening a therapeutic agent for an allergic disease comprising the following steps, wherein the indicator gene is SOCS3 or a gene functionally equivalent to the SOCS3 gene.
  • a method for screening a therapeutic agent for an allergic disease comprising the following steps, wherein the indicator gene is SOCS3 or a gene functionally equivalent to the SOCS3 gene.
  • an allergic disease comprising as an active ingredient a compound obtainable by the screening method according to any one of [8], [10], [11] and [12]. Remedy.
  • a therapeutic agent for an allergic disease comprising as a main component an antisense DNA containing a sequence complementary to at least a continuous sequence of at least 15 bases of the base sequence of the sense strand of the indicator gene, Gene is functional with SOCS3 or SOCS3 Therapeutic agent that is a gene equivalent to
  • a therapeutic agent for an allergic disease comprising as its main component an antibody that binds to a protein encoded by an indicator gene, wherein the indicator gene is the SOCS3 gene or a gene functionally equivalent to SOCS3 medicine.
  • an allergy comprising a polynucleotide containing the nucleotide sequence of the indicator gene, or an oligonucleotide having a nucleotide sequence complementary to the complementary strand thereof and having a length of at least 15 nucleotides, and a cell expressing the indicator gene
  • a kit for screening drugs for treating sexual diseases wherein the indicator gene is SOCS3 or a gene functionally equivalent to SOCS3.
  • kits for screening a therapeutic drug for an allergic disease comprising an antibody recognizing a peptide consisting of an amino acid sequence encoded by an indicator gene and cells expressing the indicator gene, wherein the indicator gene is SOCS3
  • the present invention also relates to a method for treating an allergic disease, comprising a step of administering a compound represented by any one of the following (A) to (C).
  • the present invention relates to use of a compound represented by any one of the following (A) to (C) in the manufacture of a medicament for treating an allergic disease.
  • the present invention provides a model of allergic disease comprising a step of increasing the expression intensity of SOCS3 or a gene functionally equivalent to SOCS3 of T cells in a non-human vertebrate.
  • the present invention relates to a method for producing an animal.
  • the present invention relates to the use of a transgeuk non-human vertebrate as an animal model for an allergic disease in which the expression intensity of SOCS3 or a gene functionally equivalent to SOCS3 is increased.
  • SOCS3 an indicator gene of the present invention
  • SOCS3 is induced by an inflammatory cytokine such as IL-6 or IFN- ⁇ or an anti-inflammatory cytokine such as IL-10, and exerts a negative effect on cytokines.
  • an inflammatory cytokine such as IL-6 or IFN- ⁇ or an anti-inflammatory cytokine such as IL-10
  • T cells differentiated into Th2 that produces IL-4 and IL-5 are important factors.
  • Kubo et al. One of the inventors, found that SOCS3 was specifically expressed in Th2 cells. Furthermore, transgenic mice of SOCS3 were prepared and functional differentiation of T cells was observed. Thl differentiation was remarkably suppressed, and Th2 binding was promoted in response. The mechanism was thought to be due to the fact that SOCS3 induced by IL-4 suppresses IL-12 receptor signaling that promotes Thl differentiation.
  • Thl cells have enhanced expression of SOCS1
  • Th2 cells have enhanced expression of SOCS3.
  • IL-4 / STAT6 signaling is suppressed in Thl cells
  • IL-12 / STAT4 signaling is suppressed in Th2 cells
  • EPO primary response gene 1 (EPRG1)
  • S0CS cytokine signaling protein
  • the allergic disease is a general term for diseases associated with the allergic reaction. More specifically, it can be defined as the fact that an allergen is identified, that the exposure to the allergen and the pathogenesis of the lesion are deeply linked, and that the lesion has an immunological mechanism.
  • the immunological mechanism means that white blood cells show an immune response by allergen stimulation. Examples of allergens include mite antigens and pollen antigens.
  • allergic diseases can include bronchial asthma, allergic rhinitis, atopic dermatitis, hay fever, or insect allergy.
  • Allergic diathesis is a genetic factor transmitted from a parent with an allergic disease to a child.
  • a familial allergic disease is also called atopic disease, and the genetic factors that cause it are predisposed to atopy.
  • Atopic dermatitis is a generic term given to atopic diseases, especially those associated with skin inflammatory conditions.
  • the SOCS3 gene refers to the human SOCS3 gene identified in the present example and a gene at the same locus or a homologous locus in another organism.
  • the SOCS3 gene includes any allele at the same or homologous locus as the human SOCS3 gene identified in the present example.
  • the SOCS3 gene specifically includes the human SOCS3 gene identified in the present example, its polymorphism (including SNP), mutant, splicing variant, and homolog of another organism. Since these genes are considered to have substantially the same or similar expression control as the human SOCS3 gene, it is possible to test the allergic disease of the present invention by detecting their expression. It is possible.
  • the SOCS3 gene is substantially the same as an endogenous gene consisting of the following nucleic acids.
  • An endogenous gene is a gene originally retained by a natural organism that has not been modified by human hands, and has the same nucleotide sequence. Is a gene substantially identical to the endogenous gene.
  • the term "gene” as used herein refers to a transcript or a nucleic acid (such as DNA or RNA) encoding the transcript.
  • nucleic acid comprising a base sequence selected from the base sequence of the SOCS3 gene
  • nucleic acid comprising a base sequence of the coding sequence of the SOCS3 gene, in which one or more bases have been replaced, deleted, and inserted or deleted.
  • nucleic acid that encodes a protein containing an amino acid sequence in which one or more amino acids have been substituted, deleted, and / or substituted in the amino acid sequence of the SOCS3 protein.
  • nucleic acid that hybridizes under stringent conditions to a nucleic acid containing at least 50 contiguous bases of the SOCS3 gene and no sequence other than the base sequence of the SOCS3 gene.
  • the nucleic acid according to (a) preferably has at least 40 continuous nucleotides, more preferably at least 60 nucleotides, more preferably at least 100 nucleotides, more preferably at least a continuous nucleotide sequence of the SOCS3 gene (more preferably, its code sequence).
  • it includes a nucleic acid containing 200 bases or more, more preferably 500 bases or more, more preferably 1000 bases or more, and most preferably full length.
  • Such nucleic acids can include mainly polymorphisms, variants, and splice variants of the gene within the same species.
  • a nucleic acid comprising the base sequence of The base sequence is preferably selected from the code sequence of the SOCS3 gene. Any number of base sequences can be selected. When a plurality of base sequences are selected, a nucleic acid containing a continuous base sequence of two or more sites, preferably three or more sites, more preferably four or more sites, and more preferably five or more sites is selected so as not to overlap. More preferred.
  • Such nucleic acids may include related counterpart genes of other species, polymorphisms, variants thereof, and splicing variants thereof.
  • Such a nucleic acid is preferably 85% or more, more preferably 90% or more, more preferably 92% or more, more preferably 95% or more, more preferably 99% or more identical to the coding sequence of SEQ ID NO: 1. It is a nucleic acid containing a nucleotide sequence having a property.
  • the identity of the nucleotide sequence or amino acid sequence can be determined, for example, using the * BLAST program (Altschul, SF et al., 1990, J. Mol. Biol. 215: 403-410). Specifically, use the blastn program to determine the identity of nucleotide sequences, and the blastp program to determine the identity of amino acid sequences.For example, use the BLAST website of the NCBI (National Center for Biothchnology Information) to reduce Low complexity. Turn off all included filters and search using default parameters (Altschul, SF et al. (1993) Nature Genet. 3: 266-272; Madden, TL et al. (1996) Meth. Enzymol.
  • the nucleic acid according to (c) preferably has at least 20 contiguous amino acids, more preferably 30 amino acids or more, more preferably 50 amino acids or more, more preferably 100 amino acids or more, more preferably the continuous amino acid sequence of the SOCS3 protein. Is more than 300 amino acids, More preferably, it includes a nucleic acid encoding 500 amino acids or more, and most preferably, full length.
  • Such a nucleic acid can include mainly polymorphisms, mutants, and splice variants of the gene within the same species, as in (a) above.
  • nucleic acid according to (c) includes a continuous sequence of at least 8 amino acids, more preferably at least 10 amino acids, more preferably at least 15 amino acids, more preferably at least 20 amino acids, more preferably at least 25 amino acids in the base sequence of the SOCS3 protein.
  • Nucleic acids containing two or more, preferably three or more, more preferably four or more, and more preferably five or more base sequence portions encoding the above amino acid sequences so as not to overlap with each other are more preferable.
  • the term includes a nucleic acid that encodes a protein containing an amino acid sequence in which 1% or less of amino acids have been substituted, deleted, and inserted or deleted. This nucleic acid may include untranslated sequences.
  • Such nucleic acids can include genes for counterparts of closely related other species, polymorphisms, variants thereof, and splicing palants.
  • Such a nucleic acid preferably has an identity of 85% or more, more preferably 90% or more, more preferably 92% or more, more preferably 95% or more, more preferably 99% or more with the amino acid sequence of the SOCS3 protein. It is a nucleic acid encoding a protein containing the amino acid sequence. Gaps are treated in the same way as mismatches, and the identity value for the entire amino acid sequence of the SOCS3 protein is calculated. Amino acid sequence identity can be determined as described above.
  • the nucleic acid according to (e) preferably has at least 80 consecutive bases, more preferably at least 100 bases, more preferably at least 120 bases, more preferably at least 80 consecutive bases described in the SOCS3 gene (more preferably the coding system IJ).
  • Such a nucleic acid was prepared, for example, by using a nucleic acid containing the base sequence of the SOCS3 gene as a type III. It may be a nucleic acid that hybridizes with the probe under stringent conditions.
  • a probe having a length of 50 bases to several hundred bases can be synthesized, for example, by NA synthesis, or can be prepared by a random prime method, a nick translation method, a PCR method, or the like.
  • the stringent end conditions are preferably in a hybridization solution containing about 0.5 to 0.9 M NaCl, at 60 ° C, preferably at 62 ° C, more preferably at 65 ° C. And then washing for 1 hour in IX SSC, preferably in 0.5 X SSC, more preferably in 0.2 X SSC, and more preferably in 0.1 X SSC at the same temperature as the hybridization. .
  • the temperature conditions for hybridization and washing which greatly affect the stringency, can be adjusted according to the melting temperature (Tm) of the probe.
  • the Tm varies depending on the ratio of the constituent bases to the hybridizing base pairs, the probe chain length, and the composition of the hybridization solution (salt concentration and formamide concentration). Therefore, a person skilled in the art can empirically set conditions that give equivalent stringency in consideration of these conditions, and as the hybridization solution, for example, 4XSSC or preferably For example, ExpressHyb (registered trademark) Hybridization Solution (manufactured by Clontech) can be used.
  • the method for testing for an allergic disease includes a step of measuring the expression level of the SOCS3 gene in a biological sample of a subject and comparing the measured level with the measured value of a healthy subject. As a result of a comparison between the two, if the expression is higher than in a healthy subject, the subject is determined to have an allergic disease.
  • a standard value is usually set based on, for example, the expression level of the indicator gene in a healthy subject. Based on this standard value, for example, a range of ⁇ 2 SD is considered as an allowable range.
  • the subject is determined to have an allergic disease. If the expression level is within the allowable range, allergic The likelihood of having a monogenic disease is expected to be low.
  • the SOCS3 gene that can be used as an index for an allergic disease is referred to as an index gene.
  • the indicator gene can be combined with not only SOCS3 but also a gene that is an indicator of other allergic diseases. Testing accuracy can be increased by combining and measuring multiple genes as indicator genes. Patients with allergic diseases such as atopic dermatitis are heterogeneous (heterogeneous) populations, so more reliable diagnosis can be made by using multiple genes as indices.
  • the expression level of the indicator gene includes transcription of the gene into mRNA and translation into a protein. Therefore, the method of testing for allergic diseases according to the present invention is performed based on the comparison of the expression intensity of mRNA corresponding to the indicator gene or the expression level of the protein encoded by the indicator gene.
  • the measurement of the expression level of the indicator gene in the test for allergic disease in the present invention can be performed according to a known gene analysis method. Specifically, for example, a hybridization technique using a nucleic acid that hybridizes to the gene as a probe or a gene amplification technique using a DNA that hybridizes to the gene of the present invention as a primer can be used.
  • the probe or primer used in the test of the present invention can be set based on the base sequence of the indicator gene.
  • the nucleotide sequence of the human SOCS3 gene is known as GenBank Ac NO.AB006967.
  • GenBank Ac NO.AB006967 The nucleotide sequence of the SOCS3 gene is shown in SEQ ID NO: 1, and the amino acid sequence encoded by this nucleotide sequence is shown in SEQ ID NO: 2.
  • a polynucleotide comprising the nucleotide sequence of the indicator gene or a polynucleotide containing at least 15 nucleotides complementary to a complementary strand thereof can be used.
  • the “complementary strand” refers to one strand of a double-stranded DNA consisting of A: T (U for RNA) and G: C base pairs with respect to the other strand.
  • the term “complementary” is not limited to a case where the sequence is completely complementary in at least 15 contiguous nucleotide regions, and is at least 70%, preferably at least 80%, more preferably 90%, and still more preferably 95%. It is only necessary to have the above homology on the base sequence. The homology of the nucleotide sequences can be determined by an algorithm such as BLAST.
  • Such a polynucleotide can be used as a probe for detecting the indicator gene and as a primer for amplifying the indicator gene.
  • a primer When used as a primer, it usually has a chain length of 15 bp to: 100 bp, preferably 15 bp to 35 bp.
  • a DNA having at least a part or all of the sequence of the indicator gene (or its complementary strand) and having a chain length of at least 15 bp is used.
  • the 3′-side region needs to be complementary, but a restriction enzyme recognition sequence tag or the like can be added to the 5′-side.
  • the “polynucleotide” in the present invention can be DNA or RNA.
  • oligonucleotide means a polynucleotide having a relatively low degree of polymerization among polynucleotides. Oligonucleotides are included in polynucleotides.
  • Testing for allergic diseases using hybridization techniques can be performed using, for example, a Northern hybridization method, a dot blot method, a method using a DNA microarray, or the like. Furthermore, gene amplification techniques such as the RT-PCR method can be used. In the RT-PCR method, more quantitative analysis can be performed on the expression of the gene of the present invention by using the PCR amplification monitor method in the gene amplification process.
  • a probe whose both ends are labeled with different fluorescent dyes that cancel each other's fluorescence is used to hybridize to the detection target (DNA or reverse transcription product of RNA).
  • the detection target DNA or reverse transcription product of RNA.
  • the two fluorescent dyes separate and the fluorescence is detected. This fluorescence is detected in real time.
  • the number of copies to be detected in the target sample is determined based on the number of linear cycles of PCR amplification by simultaneously measuring a standard sample with a clear copy number for the target (Holland, PM et al., 1991, Proc. Natl. Acad. Sci. USA
  • the method for testing an allergic disease of the present invention can also be performed by detecting a protein encoded by the indicator gene.
  • a protein encoded by the indicator gene is referred to as an indicator protein.
  • a test method for example, a Western blotting method, an immunoprecipitation method, an ELISA method, or the like using an antibody that binds to these indicator proteins can be used.
  • Antibodies that bind to the indicator protein used for this detection can be obtained using techniques well known to those skilled in the art.
  • the antibody used in the present invention can be a polyclonal antibody or a monoclonal antibody (Milstein C, et al., 1983, Nature 305: 934): 537-40).
  • a polyclonal antibody against the indicator protein the blood of a mammal sensitized with the antigen is collected, and serum is separated from the blood by a known method.
  • serum containing the polyclonal antibody can be used.
  • a fraction containing a polyclonal antibody can be further isolated from the serum.
  • immunocytes are removed from a mammal sensitized with the above antigen, and are fused with myeloma cells and the like.
  • the hybridoma thus obtained can be cloned, and the antibody can be recovered from the culture to obtain a monoclonal antibody.
  • these antibodies may be appropriately labeled and used. Further, without labeling the antibody, a substance that specifically binds to the antibody, for example, protein A or protein G can be labeled and detected indirectly. As a specific detection method, for example, an ELISA method can be mentioned.
  • a protein or a partial peptide thereof used as an antigen can be prepared by, for example, incorporating the gene or a part thereof into an expression vector, introducing this into an appropriate host cell, preparing a transformant, and culturing the transformant.
  • To express the recombinant protein and the expressed recombinant protein can be purified from a culture or a culture supernatant.
  • the amino acid sequence encoded by these genes, or the full length Oligopeptides consisting of a partial amino acid sequence of the amino acid sequence encoded by the cDNA can be chemically synthesized and used as an immunogen.
  • an allergic disease can be tested using not only the expression level of the indicator gene but also the activity of the indicator protein in a biological sample as an indicator.
  • the activity of the indicator protein refers to the biological activity of each protein.
  • the activity of the indicator protein can be detected based on a known method.
  • a biological sample of a subject is usually used as a sample.
  • peripheral blood T cells and the like can be used.
  • Methods for obtaining T cells from peripheral blood are known. That is, PBMC can be collected by diluting peripheral blood and centrifuging it using Ficoll.
  • the test method of the present invention can be carried out by measuring the indicator gene or the indicator protein using the separated PBMC as a sample.
  • PBMCs include lymphocytes and monocytes.
  • the indicator gene is highly expressed in T cells. Therefore, the presence of other cells has little effect on the results of measurement of the indicator gene or indicator protein.
  • T cells can be specifically adsorbed and separated with micro-mouth beads immobilized with an anti-CD3 antibody.
  • Blood cells can be destroyed, and the mRNA or indicator protein of the indicator gene in the cell can be measured. It is also possible to measure an indicator protein present in the blood.
  • a commercially available kit For example, RNeasy Mini (registered trademark) (manufactured by Qiagen) or ISOGEN (registered trademark) (Fujitsu Gene) can be used.
  • the measured value of the expression level of the indicator gene in the T cell can be corrected by a known method. With the correction, changes in the expression level of the gene in the cells can be compared.
  • the correction of the measured value should be used as an index in the present invention based on the measured value of the expression level of a gene (housekeeping gene) which is expressed in T cells and whose expression level does not largely fluctuate regardless of the state of the cell. Measurement of gene expression level This is done by correcting the value.
  • genes include the / 3-actin gene and the dalyseraldehyde triphosphate dehydrogenase (GAPDH) gene.
  • the indicator gene of the present invention showed a high expression level in T cells of patients in comparison between healthy subjects and patients with atopic dermatitis. Therefore, an allergic disease such as atopic dermatitis can be tested using the expression level of the indicator gene as an indicator.
  • the test for allergic disease in the present invention includes, for example, the following tests. Even if a patient cannot show a symptom of atopic dermatitis and cannot be judged as an allergic disease by a general test, it can be easily judged as a patient with an allergic disease by performing the test based on the present invention. More specifically, an increase in the expression of an indicator gene in a patient presenting with a suspected symptom of an allergic disease indicates that the cause of the symptom is likely to be an allergic disease.
  • test method of the present invention can provide extremely important information in identifying the cause of dermatitis.
  • the indicator gene of the present invention showed an increased expression level in T cells of allergic disease patients.
  • T cells are cells that act as control towers in the immune response. Therefore, genes whose expression is increased in T cells responsible for the immune response are useful for determining the therapeutic effect. More specifically, an increase in the expression of an indicator gene in a patient diagnosed with an allergic disease indicates that the allergic symptoms are likely to be progressing.
  • the present invention also relates to a transgenic non-human animal having an increased expression level of the indicator gene SOCS3 or a gene functionally equivalent to the SOCS3 gene in T cells.
  • the present invention relates to use as a model animal for lergosis. Allergic disease model animals are useful for elucidating in vivo changes in allergy. Furthermore, the animal model for allergic disease of the present invention is useful for evaluating a therapeutic agent for allergic disease.
  • a transgenic animal refers to a genetically modified animal that involves the insertion, substitution, and / or deletion of one or more nucleotides in genomic DNA.
  • This allergic disease model animal is useful for elucidating changes in a living body due to allergy. Further, the allergic disease model animal of the present invention is useful for evaluating therapeutic drugs for allergic diseases and for screening.
  • An increase in the expression level in T cells includes an increase in the expression level of the indicator gene in whole blood cells. That is, the expression level of the indicator gene is increased not only in the case of T cells alone, but also in the case where the expression level of the gene is increased in whole blood cells or systemically.
  • a gene functionally equivalent to the SOCS3 gene is an indicator gene.
  • genes include the human SOCS3 gene or artificial variants of its counterpart in other organisms.
  • the amino acid at the N-terminus or C-terminus may be deleted, or the sequence of the tag peptide or another amino acid sequence derived from the expression vector may be added. That happens frequently.
  • the gene encoding such a protein is endogenous. It is called a gene functionally equivalent to the gene.
  • the activity of the indicator protein in the present invention includes JAK inhibitory activity.
  • a gene encoding a protein having JAK inhibitory activity which is a protein in which one or more amino acids of human SOCS3 protein have been deleted, inserted, and / or substituted, can be used to produce the transgenic animal model of the present invention.
  • Can be used for Such a variant protein is a protein having, for example, 90% or more, preferably 95% or more, and more preferably 99% or more homology with the amino acid sequence of human SOCS3 protein.
  • a gene containing a nucleotide sequence that hybridizes under stringent conditions to DNA containing the nucleotide sequence of the SOCS3 gene, and that encodes a protein having JAK inhibitory activity is also a gene functionally equivalent to the SOCS3 gene.
  • a gene encoding a protein having a homology of 90% or more, preferably 95% or more, more preferably 99% or more with the amino acid sequence of the human SOCS3 protein is functionally equivalent to the SOCS3 gene. It can be shown as a gene. Also, a gene that can be amplified using the oligonucleotides consisting of the nucleotide sequences of SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 2 used in the Examples as primers, and whose gene is increased in T cells, is also functional. Is a gene equivalent to
  • the model animal of the present invention corresponds to, for example, (a) a step of detecting the phenotype of the model animal, and (b) an animal (control) in which the expression level of the indicator gene in T cells is lower than that of the model animal.
  • the process of associating phenotypic differences with allergic disease can be used as a model for allergic disease.
  • the control animal include a non-transgenic animal having the same genetic background as the model animal, a transgenic animal into which an empty vector has been introduced, and the like.
  • the phenotype includes a desired phenotype including allergic symptoms such as dermatitis, rhinitis, or asthma, or activation of immune system cells or altered gene expression.
  • the expression level of the indicator gene SO CS3 in T cells is increased. It is of great significance to use transgenic animals that can be obtained as such as animal models for allergic diseases and to evaluate the role of this gene and drugs that target this gene.
  • the allergic disease model animal according to the present invention is useful for screening a drug for treating or preventing an allergic disease described below, and at the same time, elucidates the mechanism of the allergic disease and further screens it. It is also useful for testing compound safety. For example, if the animal model for allergic disease according to the present invention develops atopic dermatitis or allergic asthma, or shows a change in measured values related to any allergic disease, it has an effect of restoring it.
  • a screening system for searching for a compound can be constructed.
  • an increase in the expression level refers to a state in which a target gene is introduced as a foreign gene and is forcibly expressed, a state in which transcription and / or translation of a gene provided in the host is enhanced, In addition, it means any state in which the degradation of the protein as a translation product is suppressed.
  • the expression level of the gene can be confirmed, for example, by quantitative PCR as described in Examples.
  • the expression level or activity of the protein as a translation product can be confirmed by comparison with a normal state.
  • a typical transgenic animal is an animal into which a target gene has been introduced and forcibly expressed.
  • the half-life of mRNA can be increased by removing the sequence that causes RNA instability from the sequence of the untranslated region (UTR) of mRNA.
  • UTR untranslated region
  • a mutation is introduced into the coding region of the indicator gene to enhance its activity or to be modified to an amino enzyme sequence that is hardly degraded.
  • Amino acid sequence mutations can include substitutions, deletions, insertions, or additions.
  • the expression itself of the indicator gene can be increased by mutating the transcriptional regulatory region of the gene.
  • Transgenic animals for specific genes are known. That is, a method in which a gene and an egg are mixed and treated with calcium phosphate, or a method in which a gene is directly introduced into a nucleus of a pronuclear stage egg using a phase-contrast microscope with a micropipette.
  • Transgenic animals can be obtained by an injection method, US Pat. No. 4,873,191), a method of introducing a gene into embryonic stem cells (ES cells), and the like.
  • ES cells embryonic stem cells
  • a method of inserting a gene into a retrovirus vector and infecting an egg and a method of introducing a gene into an egg via sperm, such as a sperm vector method, have also been developed.
  • the sperm vector method is a genetic set that introduces a foreign gene by attaching a foreign gene to sperm or incorporating it into sperm cells by a method such as electroporation and then fertilizing the sperm into eggs. (M. Lavitranoet et al., Cell, 57, 717, 1989).
  • the transgenic animal used as the allergic disease model animal of the present invention can be prepared using any vertebrate other than human. Specifically, transgenic animals in which various genes have been introduced or their expression levels have been modified in vertebrates such as mice, rats, rabbits, egrets, miniature pigs, goats, sheep, monkeys, and birds have been created. I have.
  • the present invention relates to a method for screening a therapeutic drug for an allergic disease.
  • the expression level of the indicator gene is significantly increased in T cells of patients with allergic diseases. Therefore, a therapeutic agent for allergic diseases can be obtained by selecting a compound that can reduce the expression levels of these genes.
  • the compound that decreases the expression level of a gene is a compound that has an action that acts in an inhibitory manner on any of the steps of transcription, translation, and expression of protein activity.
  • the screening method of the remedy for allergic diseases of the present invention can be carried out in vivo or in vitro. This screening can be performed, for example, according to the following steps.
  • the indicator gene in the screening method of the present invention includes, in addition to the SOCS3 gene, any gene that is not functionally equivalent to the SOCS3 gene.
  • an allergic disease model animal can be used as a test animal in the screening method of the present invention.
  • Allergic disease model animals are known.
  • a spontaneous dermatitis model using NC / Nga mice has been reported.
  • a total of 8 administrations of mite antigen (5 / zg / ear) to the pinna of the mouse at 2-3 day intervals can induce symptoms very similar to human atopic dermatitis after 2 weeks .
  • the screening according to the present invention can be performed by administering a candidate compound to this system and tracking the change in the expression level of the indicator gene of the present invention.
  • the drug candidate compound By administering the drug candidate compound to the test animal in this way and monitoring the effect of the compound on the expression of the indicator gene in the biological sample of the test animal, the drug candidate compound is given to the expression level of the indicator gene. Can be detected. Fluctuations in the expression level of the indicator gene in the biological sample of the test animal can be monitored by the same method as the above-described test method of the present invention. Furthermore, if a drug candidate compound that reduces the expression level of the indicator gene is selected based on the result of this detection, the drug candidate conjugate can be screened.
  • the screening according to the present invention can be performed by collecting a biological sample from a test animal and comparing the expression level of the indicator gene with a control to which no candidate compound is administered.
  • a biological sample whole blood, PBMC, T cells or the like can be used. Methods for collecting and preparing these biological samples are known.
  • drugs that participate in the expression of the indicator gene in various forms can be selected.
  • a drug with the following effects: Complement compounds can be found.
  • the present invention also includes a method comprising the step of stimulating a test animal with an allergen before and / or after administration of a candidate compound in the above-mentioned screening method. included. If the candidate compound is stimulated with the allergen before administration, the effect of the candidate compound on suppressing the immune response after the allergen stimulation can be detected. Compounds obtained by such a screw-jung can be expected to have a therapeutic effect on allergic diseases. When the candidate compound is stimulated with an allergen after administration, the effect of the candidate compound on suppressing the initiation of an immune response by the allergen stimulation can be detected. Compounds that can be obtained by such screening can be expected to have a preventive effect on allergic unigenic diseases.
  • allergens that can be used in the screening method of the present invention
  • a known allergenic substance can be used. Specifically, mites, house dust, plant pollen, proteins derived from various foods, and the like are known as allergenic substances. These allergens may be of natural origin or may be synthesized by a method such as genetic recombination. Allergens can also be fragments of proteins. Methods for preparing purified allergens are also known.
  • a method of contacting a candidate compound with a cell that expresses the indicator gene and selecting a compound that reduces the expression level of the indicator gene can be mentioned.
  • This screening can be performed, for example, according to the following steps.
  • cells that express the indicator gene can be obtained by inserting the indicator gene into an appropriate expression vector and introducing the vector into an appropriate host cell.
  • Usable vectors and host cells may be any as long as they can express the gene of the present invention. Examples of host cells in the host-vector system include Escherichia coli, yeast, insect cells, animal cells, and the like, and any available vector can be appropriately selected.
  • Examples of a method for introducing a vector into a host include a biological method, a physical method, and a chemical method.
  • Biological methods include, for example, a method using a viral vector, a method using a specific receptor, a cell fusion method (HVJ (Sendai virus), polyethylene glycol (PEG), an electric cell fusion method, micronucleus fusion). Method (transfer of chromosomes)).
  • Examples of the physical method include a microinjection method, an electoral-portion method, and a method using a gene particle gun.
  • Chemical methods include the calcium phosphate precipitation method, the liposome method, the DEAE dextran method, the protoplast method, the erythrocyte ghost method, the erythrocyte membrane ghost method, and the microcapsule method.
  • the established T cell Molt4 or the human acute leukemia T cell Jurkat (ATCC Number TIB-152) is suitable for the screening method of the present invention.
  • This cell can be purchased from ATCC.
  • a candidate compound is added to the cell line. Thereafter, the expression level of the indicator gene in the cell line is measured, and a compound that reduces the expression level of the gene is selected.
  • the expression levels of the indicator genes can be compared not only by the expression levels of the proteins encoded by these genes, but also by detecting the corresponding mRNAs. Comparison of expression level by mRNA To do this, instead of the protein sample preparation step, the mRNA sample preparation step described above is performed. Detection of mRNA or protein can be performed by a known method as described above.
  • a transcriptional regulatory region of the indicator gene of the present invention can be obtained, and a reporter atssay system can be constructed.
  • the reporter atsey system refers to an atsey system for screening for a transcriptional regulatory factor acting on the transcriptional regulatory region, using the expression level of a reporter gene located downstream of the transcriptional regulatory region as an index.
  • the present invention relates to a method for screening a therapeutic agent for an allergic disease, comprising the following steps, wherein the indicator gene is SOCS3 or a gene functionally equivalent to SOCS3.
  • transcription control region examples include a promoter, an enhancer, a CAAT box, a TATA pox, and the like which are usually found in a promoter region.
  • reporter gene CAT (chloramphenicol acetyltransferase) gene, luciferase gene, growth hormone gene and the like can be used.
  • the transcription regulatory region used for the screening of the present invention can be obtained as follows. That is, first, based on the nucleotide sequence of the indicator gene disclosed in the present invention, screening is performed by a method using PCR or hybridization from human genomic DNA library power such as a BAC library or a YAC library. A genomic DNA clone containing the sequence of the cDNA is obtained. Based on the sequence of the obtained genomic DNA, a transcription regulatory region of the cDNA disclosed in the present invention is estimated to obtain the transcription regulatory region. The obtained transcription regulatory region is cloned so as to be located upstream of the reporter gene to construct a reporter construct. The obtained reporter construct is introduced into a cultured cell line to obtain a transformant for screening. By contacting a candidate compound with the transformant, a compound that controls the expression of a reporter gene can be screened.
  • the cell containing the reporter gene linked under the control of the transcriptional regulatory region of the indicator gene may be a so-called knock-in animal cell.
  • a knock-in animal refers to a genetically modified animal in which another foreign gene has been inserted into the protein coding region of the endogenous target gene. Since the knocked-in foreign gene is inserted downstream of the transcription regulatory region of the target gene, it is expressed under the same expression control as the endogenous target gene.
  • a reporter gene as a knock-in gene screening can be performed using the obtained knock-in animal or cells obtained from the animal.
  • a method for screening using a knockin animal includes the steps of (a) administering a candidate compound to an animal in which a reporter gene has been knocked-in to an indicator gene site, and (b) measuring the expression level of the reporter gene. And (c) selecting a compound that reduces the expression level of the reporter gene as compared to a control to which the candidate compound is not administered.
  • the expression level of the reporter gene in leukocytes, preferably T cells, of the knock-in animal is measured with and without the administration of the candidate compound, and a compound that reduces the expression is selected.
  • Screening using cells from a knock-in animal includes: (a) contacting a candidate compound with cells from an animal in which a reporter gene has been knocked-in to the indicator gene site; (b) measuring the expression level of the reporter gene (C) selecting a compound that reduces the expression level of the reporter gene as compared to a control not contacted with the candidate compound.
  • the expression level of the reporter gene is measured in leukocytes, preferably T cells, obtained from a knock-in animal in the presence or absence of a candidate compound, and a compound that reduces the expression level is selected.
  • the reporter gene is expressed in the other allele so that the index gene is expressed while the allele remains normal so that the original function of the indicator gene is not completely lost. Screening is preferably performed using a knocked-in heteroknock-in conjugate.
  • SOCS3 expression inhibitor for example, dominant negative can be used. Specifically, it is well known that a gene having a point mutation in the N-terminal kinase inhibitory region (KIR) region of SOCS3 acts as a dominant negative and inhibits the expression of SOCS3.
  • KIR N-terminal kinase inhibitory region
  • An in vitro screening method is based on the activity of an indicator protein.
  • screening methods can be used. That is, the present invention relates to a method for screening a therapeutic agent for an allergic disease, comprising the following steps, wherein the indicator gene is SOCS3 or a gene functionally equivalent to the SOCS3 gene.
  • the gene functionally equivalent to the indicator gene is endogenous as described above.
  • Such screening can be carried out, for example, by exogenously expressing the indicator gene in a cell and measuring the activity of the indicator protein in the cell.
  • the indicator gene is inserted into an expression vector, and the vector is introduced into an appropriate mammalian cell or the like.
  • a method for introducing a vector into a host include a biological method, a physical method, and a chemical method.
  • biological methods for example, a method using a virus vector, a method using a specific receptor, a cell fusion method (HVJ (Sendai virus), polyethylene glycol (PEG), an electric cell fusion method, a micronucleus, etc. Fusion method (chromosome transfer)).
  • Examples of the physical method include a method using a microinjection method, an electro evaporation method, and a method using a gene gun.
  • Chemical methods include the calcium phosphate precipitation method, the liposomal method, the DEAE dextran method, the protoplast method, the erythrocyte ghost method, the erythrocyte membrane ghost method, and the microcapsule method.
  • SOCS3 an indicator protein in the present invention, negatively regulates the action of anti-inflammatory cytokines such as IL-10 (Yasukawa H., Sasajd A. and Yoshimura, A. 2000. Negative regulation of cytokine signaling pathway. Annu. Rev, Immunol. 18: 143-164.).
  • SOCS3 has a function of inducing T cell differentiation into Th2.
  • SOCS3 has the activity of inhibiting the signal from the receptor by binding to the receptor itself or the downstream factor, the Janus family of protein tyrosine kinase protein (JAK). Therefore, the inhibitory activity of S0CS3 can be measured using the binding between SOCS3 and receptor or the binding to JAK protein as an index.
  • SOCS3 activity can be measured using the kinase kinase activity of JAK or the transcription activity of STAT as a transcription factor as an index.
  • JAK2 and STAT4 are active downstream of the IL-12 receptor, which is important for Thl differentiation.
  • SO CS3 binds to JAK2 and inhibits kinase activity of JAK2 (Genes Cells 1999 Jun; 4 (6): 339-51 Cytokine-inducible SH2 protein-3 (CIS3 / SOCS3) inhibits Janus tyrosine kinase by binding through the N -terminal kinase inhibitory region as well as SH2 domain.
  • Sasaki A Yasukawa H, Suzuki A, Kamizono S, Syoda T, Kinjyo I, Sasaki M, Johnston JA, Yoshimura A.).
  • the activity of SOCS3 can be measured by measuring the binding between SOCS3 and JAK2, or by measuring the kinase activity of JAK2.
  • the transcriptional activity of STAT4 is inhibited. It is easy to measure the transcription activity of STAT4 by using a reporter assay system using STAT4 responsive element as a promoter.
  • SOCS3 activity that inhibits the signal downstream of IL-12 can be measured by the method described above.
  • Test candidate compounds used in these screenings include steroid derivatives and other compound samples synthesized by existing chemical methods, compound compounds synthesized by combinatorial chemistry, extracts of animal and plant tissues, or microbial cultures. And a mixture containing a plurality of compounds such as a product, and a sample purified therefrom.
  • kits Polynucleotides, antibodies, cell lines, or model animals required for various screening methods according to the present invention can be combined in advance to form a kit. More specifically, it is composed of, for example, cells that express the indicator genes and reagents for measuring the expression levels of these indicator genes.
  • a reagent for measuring the expression level of an indicator gene for example, a polynucleotide containing a nucleotide sequence of at least one indicator gene or at least 15 nucleotides having a nucleotide sequence complementary to a complementary strand thereof is used. Oligonucleotides are used. Alternatively, an antibody that recognizes a peptide containing an amino acid sequence of at least one indicator protein can be used as a reagent.
  • These kits are packaged with the substrate compound used to detect the label, media and containers for cell culture, positive and negative standard samples, and instructions describing how to use the kit. You can also put it.
  • antisense DNA capable of suppressing the expression of the indicator gene in the present invention is also useful as a therapeutic drug for allergic diseases.
  • an antisense DNA has at least 20 consecutive nucleotides, more preferably 25 nucleotides or more, more preferably 30 nucleotides or more, more preferably 40 nucleotides or more, of the nucleotide sequence of the sense strand of the indicator gene in the present invention. It is preferably an antisense DNA containing a sequence complementary to a sequence of 50 bases or more, more preferably 100 bases or more.
  • the antisense region may be an antisense at any site of the transcript of the indicator gene (which may be any of transcripts before processing, an intermediate product, or after processing). Examples of such a site include a region including a translation initiation codon.
  • the antibody that binds to the protein encoded by the indicator gene in the present invention is useful as a therapeutic drug for allergic diseases.
  • Preferred antibodies useful as therapeutic agents of the invention include, for example, Antibodies that bind to the interaction domain can be indicated.
  • the therapeutic agent for an allergic disease of the present invention comprises a compound selected by the screening method, the antisense DNA, or the antibody as at least one main component, and a physiologically acceptable carrier, excipient, or It can be manufactured by mixing with a diluent or the like.
  • the therapeutic agent for allergic diseases of the present invention can be administered orally or parenterally for the purpose of improving allergic symptoms.
  • dosage forms such as granules, powders, tablets, capsules, solvents, emulsions, and suspensions can be selected.
  • Injections include subcutaneous injections, intramuscular injections, and intraperitoneal injections.
  • a therapeutic effect can be achieved by introducing a gene encoding the protein into a living body using a gene therapy technique.
  • Techniques for treating a disease by introducing a gene encoding a protein that produces a therapeutic effect into a living body and expressing the gene are known.
  • antisense DNA can be incorporated downstream of a suitable promoter sequence and administered as an antisense RNA expression vector.
  • this expression vector is introduced into T cells of an allergic disease patient, antisense of these genes is expressed, and a therapeutic effect for allergy can be achieved by reducing the expression level of the genes.
  • Methods for introducing an expression vector into T cells are known in vivo and ex vivo.
  • the dosage varies depending on the age, sex, weight and condition of the patient, therapeutic effect, administration method, processing time, or the type of active ingredient contained in the pharmaceutical composition, but is usually once per adult.
  • a dose smaller than the above-mentioned dose may be sufficient, and a dose exceeding the above range may be required in some cases.
  • FIG. 1 is a graph showing the expression levels of SOCS family (SOCS1, SOCS3, SOCS5, CIS1) genes in T cells of healthy subjects and patients with mild, moderate, and severe atopic dermatitis.
  • the vertical axis shows the copy number of each SOCS mRNA per 1 ng of T cell RNA, and the horizontal axis shows the sample.
  • Figure 2 shows a schedule for the preparation of a dermatitis model mouse and the administration of prednisolone ointment.
  • FIG. 3 shows the results of measuring changes in ear edema of dermatitis model mice during the mite antigen sensitization period.
  • the upper part shows the results of dissection 14 days after sensitization, and the lower part shows the results of dissection 28 days after sensitization.
  • Ear edema rate (%) (ear thickness after sensitization / ear thickness before sensitization)
  • the vertical axis shows the total IgE concentration in blood (ng / mL), and the horizontal axis shows the sensitization period (weeks).
  • Each column corresponds to the measurement results of the unsensitized control group, the sensitized control group, and the prednisolone-administered group in order from the left.
  • FIG. 5 shows the results of quantifying the SOCS3 mRNA expression level in the auricle of a mouse model of NC / Nga mite antigen-induced dermatitis.
  • the vertical axis shows the mRNA expression level (copy / ng RNA), and the horizontal axis shows the number of days after the start of mite antigen sensitization.
  • Each column corresponds to the measurement results of the unsensitized control group, the sensitized control group, and the prednisolone-administered group in order from the left.
  • Example 1 Blood collection from patients and healthy subjects For the purpose of isolating genes whose expression is specific to allergic diseases, cases were analyzed, and blood was collected from selected patients and healthy subjects. Blood was collected from 10 healthy subjects, 7 patients with mild atopic dermatitis, 10 patients with moderate atopic dermatitis, and 12 patients with severe atopic dermatitis.
  • T cells were prepared from 10 ml of blood as follows. First, the wall of the syringe was uniformly treated with 1 ml of Heparin manufactured by Nopo, etc., and blood was collected in a 10 ml syringe containing a final concentration of 50 unit / ml heparin. At this time, two 22G needles were prepared for one blood sample. The injection needle was removed and transferred to a 50 ml centrifuge tube (made of polypropylene). Centrifugation was performed at 1500 rpm for 5 minutes at room temperature. 1.1 ml was collected from as close to the surface as possible, and centrifuged at 15000 rpm for 5 minutes at 4 ° C. to collect 1 ml of supernatant as plasma.
  • PRP Plate rich plasma, platelet-rich plasma
  • PRP Platelet-rich plasma
  • Centrifugation was performed at 1500 rpm (equivalent to 400 Xg in a Tomy centrifuge) for 30 minutes at room temperature. As a result, granulocytes (erythrocytes) precipitated, and lymphocytes, lymphocytes, monocytes, and platelets were contained in the middle layer with the ficoll layer between them.
  • erythrocytes erythrocytes
  • the lymphocyte fraction obtained in Example 2 was centrifuged at 1200 rpm at 4 ° C. for 5 minutes, and suspended in BSA / PBS at a ratio of 10 8 per 100 1. The capacity became about 20 ⁇ 1. This was transferred to an Ebbendolf tube (1.5 ml), and the CD3 microbead solution was added. After that, it was left in LO ⁇ C for 30 minutes 4 ⁇ : (not on ice at this time). This sample was treated with a magnetic cell sorter (MACS) (Miltenyi Biotech In) as follows.
  • MCS magnetic cell sorter
  • the MS + / RS + column was attached to the 1 ⁇ 111] ⁇ ⁇ 8 or ⁇ & 1 ⁇ 0] ⁇ ⁇ 8 separation unit (without needles).
  • 500 ⁇ l of BSA / PBS was gently applied to the column, and the buffer was poured out. The beads labeled with CD3 microphone mouth beads were then applied to the force column.
  • the column was washed three times with 5001 ( ⁇ cell fraction).
  • the column was removed from the separation unit and placed on a tube to collect the eluate. 1 ml of BSA / PBS was applied to the column, and positive cells were rapidly flushed out using a plunger attached to the column. This was used as the T cell fraction.
  • the obtained T cell fraction was centrifuged at 1200 rpm for 5 minutes at 4 ° C.
  • the precipitate was washed twice with BSA / PBS. After the second washing, the cells were suspended in 1 ml, and a part thereof was diluted 2-fold with a trypable plate to count the number of cells. Total cell number was approximately 4 ⁇ 10 6 .
  • the cell suspension was centrifuged at 1000-: L200 rpm for 5 minutes, and the supernatant was removed by aspiration.
  • a 350 / il lysis buffer RLT (containing 2-mercaptoethanol) solution was added to the precipitate.
  • lysates of cells in RLT buffer can be stored at -70 ° C. Noh. If the cell lysate was stored frozen, incubate at 37 ° C for 10 to 15 minutes, and if insoluble matter was visible, centrifuged at maximum speed for 3 minutes to collect only the supernatant. This lysate was homogenized with a syringe equipped with a 20 G force teran needle, and then treated with QIAshredder.
  • a lysate of 3501 cells was applied to a Kearshredder unit using a pipetteman. This was centrifuged at 1500 rpm for 2 minutes, and the effluent was collected. Add 350 1 of 70% ethanol and mix well by pipetting.
  • RNeasy spin column was attached to the attached 2 ml tube, the lysate mixture of cells was applied, centrifuged at 8000 Xg (11500 rpm) for 1 minute, and the effluent was discarded. 700 / l of Pushbuffer-1 RW1 was applied to the column, and it was allowed to stand for 5 minutes.
  • the mixture was centrifuged at 11,500 rpm for 15 seconds and the effluent was discarded.
  • the column was attached to a new 2 ml tube, 500 / xl of Posh buffer RPE (containing ethanol) was applied to the column, and the column was centrifuged at 11,500 rpm for 15 seconds, and the effluent was discarded.
  • Posh buffer RPE 500 / zl was applied to the column and centrifuged at maximum speed for 2 minutes.
  • the column was placed in a new 1.5 ml tube, 30 il of DEPC-treated water was applied, the lid was closed, and the column was allowed to stand for 10 minutes. Centrifugation was performed at 11,500 rpm for 10 minutes to obtain total RNA. Measure the concentration, and if the volume is low, renew the column, attach it to a 1.5 ml tube, apply 30 ⁇ of DEPC-treated water, close the lid, stand for 10 minutes, and centrifuge at 11500 rpm for 10 minutes did.
  • DNase treatment was performed to remove DNA from total RNA prepared from T cells.
  • the mixture was centrifuged at 12000 rpm at room temperature for 10 minutes, and the upper layer (aqueous layer) was transferred to a new 1.5 ml tube.
  • the TaqMan method is a system that quantitatively detects PCR-amplified DNA strands in real time using fluorescent dyes.
  • a primer set prepared based on the base sequence of each SOCS gene was used (Table 1).
  • the TaqMan probe was labeled with FAM (6-carboxy-fluorescein) at the 5 'end and TAMRA (6-carboxy-N, N, N', N'-tetramethylrhodamine) at the 3 'end. .
  • the primer sets used and the base sequence of the TaqMan probe are shown below.
  • AF025947-f ACCTGCAGAAGATGCCAGAAG (SEQ ID NO: 3)
  • AF025947-r TCGGCATACTCAATGCGTACA (SEQ ID NO: 4),
  • AF025947p TGTTCACGCTGTCAGTGAAAACCACTCG (SEQ ID NO: 5)
  • U88326p TCCCCCTGGTTGTTGTAGCAGCTTAACT (SEQ ID NO: 8)
  • SOCS3 primer AB006967-f CTTCAGCATCTCTGTCGGAAGA (SEQ ID NO: 9)
  • AB006967p AACGGCCACCTGGACTCCTATGAGAAAG (SEQ ID NO: 11)
  • AF073958-f GGCAGAAGCAGCGTCAGATAT (SEQ ID NO: 12)
  • AF073958p TGGAGACAGCCATACCCATGTTAGCAGA (SEQ ID NO: 14)
  • Table 1 The composition of a reaction solution for monitoring PCR amplification is shown in Table 1.
  • the following plasmids were used as a standard for the number of copies of each gene.
  • a fragment amplified by the primer is inserted.
  • the size of the fragment to be amplified is shown in 0.
  • Table 2 and figures show the gene expression levels of SOCS families.
  • Tick Extract- Dp is a lyophilized powder extracted from the adult Dermatophagoides pteronyssinus (Acari: Phytoseiidae). Mite extraction-Dp was adjusted to a concentration of 5 mg / ml using water for injection (Otsuka Pharmaceutical, Lot No. 1F76N).
  • Prednisolone ointment 0.5% (Taisho Pharmaceutical Co., Ltd., Lot No. P715, P317, PE15) was used to confirm the effect of the existing drug on the prepared dermatitis model.
  • mice 65 5-week-old NC / Nga male mice (Nippon Charles' Riva) were purchased and used at the age of 6 weeks.
  • the mouse is at room temperature 20 ⁇ 26 ° C (actual value 20.0 ⁇ 25.1 ° C), humidity 40 ⁇ 70% (actual value 37.8 ⁇ 73.6%), lighting time 12 hours
  • the animals were raised in a breeding room set at 19:00), and were allowed to freely ingest solid feed F-2 (& Bashi Farm) and tap water.
  • F-2 & Bashi Farm
  • the test was performed in three groups (non-sensitized control group, sensitized control group, and prednisolone-administered group). 14 days and 28 days after the start of mite antigen administration, 10 mice were dissected in each group.
  • mice were used as 10 mice per group.
  • the mite antigen 5 / zg / site (1; / 1 / site) was applied to the left and right auricles and two previously shaved backs (total of four) for 3 days.
  • Intradermal administration was performed at intervals (dissection 14 days after the start of mite antigen administration: 5 administrations in total, 28 days after mite antigen administration initiation: 9 administrations in total).
  • FIG. 2 shows a production schedule of the dermatitis model of this example.
  • Prednisolone ointment was transdermally administered to animals in the prednisolone-administered group 9 days after the start of mite antigen administration.
  • the dose of prednisolone ointment was 30 mg (30 mg X 4 places, 120 mg / animal / time) for each mite antigen administration site.
  • the dosing schedule is shown in FIG.
  • the excised auricle and back skin (one square centimeter each) and the thymus, spleen, and lymph nodes were placed in a 15 mL Falcon tube. Then, inject 5 mL of IS0GEN and use a homogenizer (NS-310E; Nissan Medical Science Instrument Co., Ltd.) Homogenized under ice cooling. After homogenization, the sample was immersed in liquid nitrogen and frozen. Samples were stored at -80 ° C until RNA extraction.
  • FIG. 3 shows the results of measuring changes in ear edema of the dermatitis model mice during the mite antigen sensitization period.
  • No edema was observed in the non-sensitized control group in both the dissection 14 days after mite antigen administration (Fig. 3, top) and the 28 days post-dissection (Fig. 3, bottom).
  • ear thickening was apparent more than one week after mite antigen administration, and the value continued to be high after two weeks.
  • the prednisolone-treated group showed clear ear thickening one week after mite antigen administration, and suppressed the increase in ear edema after two weeks.
  • FIG 4 shows the measurement results of the total IgE concentration.
  • an increase in the blood total IgE concentration was observed 2 weeks after the mite antigen administration.
  • hyperplasia of the epidermis In the group receiving prednisolone, hyperplasia of the epidermis, inflammatory cell infiltration (such as neutrophils, eosinophils, histiocytes and lymphocytes), edema, hyperplasia of connective tissue, and mast cell degranulation in the dermis and subcutaneous tissues were observed. Was observed. Ulcer formation was associated with 1/10 cases.
  • the frozen ISOGEN sample was thawed on ice and homogenized with a 20G caterane injection needle (TERMO). From the obtained homogenate (5 mL), 600 L was collected into a 1.5 mL tube, and total RNA was extracted according to the ISOGEN product protocol. The extracted RNA was treated with an RNeasy column (QUIAGEN) according to the product protocol. Then DNase
  • RT grade, Futaba Gene Processing was performed according to the product protocol. 1 / z g of the total bandage was obtained, and cDNA was synthesized using Random primers (GIBCO BRL) and Superscript II (Invitrogen) according to the product protocol, followed by RNase H treatment.
  • CDNAs from 10 mice in each mouse test group were mixed at the same concentration.
  • mRNA quantification of mouse S0CS3 was performed using ABI7700.
  • the quantitative value was corrected using the quantitative value of mouse-actin as an internal standard.
  • the nucleotide sequences of the primers and probes used in the quantitative experiments are shown below.
  • Reverse primer (SEQ ID NO: 16): 5, -CACTggATgCgTAggTTCTTg-3 '
  • Probe SEQ ID NO: 17: 5'-FAM-CACTggATgCgTAggTTCTTg-TAMRA-3 '
  • Reverse primer (SEQ ID NO: 19): 5'-GGATGCCACAGGATTCCATACC-3,
  • Probe SEQ ID NO: 20: 5'-FAM-CCTGAGGCTCTTTTCCAGCCTTCCTTCT -TAMRA-3 'Quantification of S0CS3 mRNA expression in auricle of NC / Nga mite antigen-induced dermatitis model mouse The results are shown in FIG. In the auricles of NC / Nga mite antigen-induced dermatitis model mice, S0CS3 mRNA expression was higher in both the sensitized control group and the prednisolone treated group at 14 and 28 days after the start of mite antigen stimulation. Showed high values.
  • the present invention provides a gene SOCS3 whose expression level is significantly increased in T cells of atopic dermatitis patients. Based on the indicator gene of the present invention, it has become possible to perform allergic disease tests and therapeutic drug screening.
  • the expression level of the allergic disease-related gene provided by the present invention can be easily determined regardless of the type of allergen. Therefore, the pathology of allergic reaction can be comprehensively grasped.
  • the method for detecting allergy according to the present invention can analyze the expression level of peripheral blood mononuclear cells as a sample, so that the invasiveness to patients is low.
  • highly sensitive measurement using a small amount of sample is possible, unlike the measurement of proteins such as ECP.
  • Genetic analysis technology has been increasing its throughput and lowering its price year by year. Therefore, the method of testing for allergy according to the present invention is expected to be an important bedside diagnostic method in the near future. In this sense, the diagnostic value of these disease-related genes is high.

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Description

明細書 ァレルギ一性疾患の検査方法 技術分野
本発明は、 アレルギー性疾患の検査方法に関する。 背景技術
ァレルギ一性疾患は、多因子性の病気 (multifactorial diseases)と考えられてい る。 つまり気管支喘息ゃァトピー性皮膚炎は多くの異なる遺伝子の発現の相互作 用によって起こり、 これらの個々の遺伝子の発現は、 複数の環境要因によって影 響を受ける。 このため、 アレルギー性疾患を起こす特定の遺伝子を解明すること は、 非常に困難であった。
アレルギ一性疾患には、 変異や欠損を有する遺伝子の発現や、 特定の遺伝子の 過剰発現や発現量の減少が関わっていると考えられている。 病気に関して遺伝子 発現が果たしている役割を解明するためには、遺伝子が発症にどのように関わり、 薬剤などの外的な刺激が遺伝子発現をどのように変化させるのかを理解する必要 力 sある。
さて、 現在アレルギー性疾患の診断においては、 一般に、 問診、 家族歴、 そし て本人の既往症の確認が重要な要素となっている。 またアレルギーをより客観的 な情報に基づいて診断するために、 血液を試料とする試験方法や、 アレルゲンに 対する患者の免疫学的な応答を観察する方法も実施されている。前者の例として、 アレルゲン特異的 IgE測定、 白血球ヒスタミン遊離試験、 あるいはリンパ球幼若 化試験等が挙げられる。 アレルゲン特異的 IgEの存在は、 そのアレ^^ゲンに対す るアレルギー反応の証明である。 しかし患者によっては、 必ずしもアレルゲン特 異的な IgEを検出できるとは限らない場合もある。 また、 その測定原理上、 診断 に必要なアレルゲンの全てに対して、 試験を実施しなければならない。 白血球ヒ スタミン遊離試験ゃリンパ球幼若化試験は、 免疫システムのアレルゲンに対する 反応を in vitroで観察する方法である。 これらの方法は、 操作が煩雑である。 一方、 患者を実際にァレルゲンに接触させたときに観察される免疫応答をァレ ルギ一の診断に役立てる方法 (後者) も公知である。 プリック ·テス ト、 スクラ ツチ 'テス ト、 パッチ 'テスト、 皮内反応、 あるいは誘発試験等が、 この種の試 験に含まれる。 これらの試験では、 患者のアレルギー反応を直接診断することが できる反面、 実際に被検者をアレルゲンに曝露する侵襲性の高い検査であると言 うことができる。
この他、 アレルゲンに関わらず、 アレルギー反応の関与を証明するための試験 方法も試みられている。 たとえば、 血清 IgE値が高値である場合、 その患者には アレルギー反応が起きていると推定することができる。 血清 IgE値は、 アレルゲ ン特異 IgEの総量に相当する情報である。アレルゲンの種類に関わらず IgEの総量 を決定することは容易であるが、非ァトピー型気管支炎等の疾患を持つ患者では、 IgEが低値となる場合がある。
したがって、 患者に対する侵襲が少なく、 しかも診断に必要な情報を容易に得 ることができる、 アレルギー性疾患のマーカーが提供されれば有用である。 この ようなマーカ一は、 ァレルギ一性疾患の発症に深く関与していると考えられるの で、 診断のみならず、 アレルギー症状のコントロールにおいても、 重要な標的と なる可能性がある。 発明の開示
本発明は、 特にァレルギ一性疾患の検査を可能とする指標遺伝子の提供を課題 とする。 さらに、 本発明は該指標に基づく、 アレルギー性疾患の検査方法おょぴ ァレルギ一性疾患治療薬のスクリ一ユング方法を提供することを課題とする。 本発明者らは上記課題を解決するために鋭意研究を行った結果、 ァレルギ一性 疾患の患者と健常者との間で発現レベルに差が見られる遺伝子を単離し、 ァレル ギー反応との関連性を明らかにすることにより、 ァレルギ一性疾患治療の新たな 標的を見出すことができるものと考えた。
このような考えに基づき、 本発明者らは、 アトピー性皮膚炎患者と健常者との 間で発現レベルの異なる遺伝子の探索を行った。 また、 遺伝子の発現状態を比較 する生体試料としては、 末梢血単核球を選択した。 アトピー性疾患の患者への抗 原刺激によって末梢血単核球からの IL-5、IL-6および IL-10の分泌が知られており、 末梢血単核球はァレルギ一反応と密接に関係している (Jenmalm M. C. et al, Pediatr. Allergy Immunol. 10: 168-177, 1999)。 つまり、 末梢血単核球において 発現レベルの異なる遺伝子は、 アレルギー反応に深い関連性を有する遺伝子であ ると言える。 さらに末梢血単核球は、 収得するのが容易であるため偽陰性をなく すための高収量が期待でき、 従って微量な遺伝子の発現を検出することが可能な ものと考えられる。
本発明者らは、 このような免疫応答システムを支える血液細胞における遺伝子 発現の変化を観察することによって、 ァレルギ一反応に関連する遺伝子を単離す ることができると考えた。 本出願人は、 このような考えかたに基づいて、 花粉症 患者の末梢血の血液細胞において発現レベルが変化している次の遺伝子の単離に 成功し、 特許出願している。
花粉症関連遺伝子 3 7 3 (WO00/65046) 花粉症関連遺伝子 4 1 9 (WO00/65045) 花粉症関連遺伝子 5 1 3 (WO00/65049) 花粉症関連遺伝子 5 8 1 (WO00/65048) 花粉症関連遺伝子 7 9 5 (WO00/65050) 花粉症関連遺伝子 6 2 7 (WO00/65051) 花粉症関連遺伝子 4 4 1 (WO00/73435) 花粉症関連遺伝子 4 6 5 (WO00/73439) 花粉症関連遺伝子 7 8 7 (WO00/73440)
あるいは本出願人は、 アレルギー性疾患の患者末梢血 T細胞において、 健常者 と比較して発現レベルに差の見られる遺伝子として B1153を単離し、 特許出願し た (WO 02/50269)。 B1153はアレルギー性疾患と健常者の試料を用いたディファ レンシャルディスプレイ法によって単離された遺伝子である。
更に本発明者らは、 アトピー性皮膚炎患者の末梢血単核球 (peripheral blood mononuclear cell;以下 PBMCと省略する) 、 特に T細胞において発現レベルが異 なる遺伝子の探索を行った。
T細胞は免疫応答を決定している細胞である。 したがって、 アレルギー性疾患 患者の T細胞において発現レベルが高い遺伝子には、 重要な役割が予測される。 免疫反応や炎症反応はインターロイキンゃィンターフェロンを含む多数のサイ トカインによって制御される。 サイト力インはその受容体、 さらにその下流の Janus tyrosine kinase (JAK や signal tranceducer and activator of
transcription (STAT)を活性化することによって、 作用を示す。 Suppressor of cytokine signaling (SOCS)はこのサイトカインシグナル経路を負に制御する因 子として不可欠である。
本発明者らは SOCSフアミリ一分子がァトピー性皮膚炎において果たす役割を 検討するために、末梢血 T細胞における mRNA発現を測定し、 SOCS3遺伝子がァ トビー性皮膚炎患者の T細胞において、 健常者よりも発現レベルが有意に高いこ とを明らかにした。 これらの知見に基づいて、本発明者らは、 S0CS3遺伝子を指 標としてアレルギー性疾患の検査、 あるいはアレルギー性疾患の治療薬のスクリ 一ユングが可能となることを見出し、 本発明を完成した。 すなわち本発明は、 以 下のアレルギーの検查方法、 アレルギー性疾患の治療薬、 そのスクリーニング方 法、 アレルギー性疾患のモデル動物、 並びにこれらの方法のためのキットに関す る。
〔1〕 次の工程を含む、 アレルギー性疾患の検査方法であって、 指標遺伝子が S0CS3である方法。
( a ) 被検者の生体試料における、 指標遺伝子の発現レベルを測定する工程
( b ) 該発現レベルを、 健常者の生体試料における該指標遺伝子の発現レべ ルと比較する工程 ( c ) 該被検者の生体試料における該指標遺伝子の発現レベルの有意な上昇 が観察された場合に被検者がァレルギ一性疾患を有すると判定するェ 程
〔2〕 アレルギー性疾患がアトピー性皮膚炎である、 〔1〕 に記載の検査方法。 〔3〕 遺伝子の発現レベルを、 cDNAの PCRによって測定する 〔1〕 に記載の検 査方法。
〔4〕 遺伝子の発現レベルを、 前記遺伝子によってコードされる蛋白質の検出に よって測定する 〔1〕 に記載の検査方法。
〔5〕 生体試料が末梢血 T細胞を含む試料である 〔1〕 に記載の方法。
〔6〕 SOCS3遺伝子の塩基配列を含むポリヌクレオチド、 またはその相補鎖に相 補的な塩基配列を有する少なくとも 1 5塩基の長さを有するオリゴヌクレ ォチドからなる、 アレルギー性疾患検査用試薬。
〔 7〕 SOCS3遺伝子によってコードされるァミノ酸配列を含むぺプチドを認識す る抗体からなる、 アレルギー性疾患検査用試薬。
〔8〕 次の工程を含む、 アレルギー性疾患の治療薬のスクリーニング方法であつ て、指標遺伝子が SOCS3または SOCS3遺伝子と機能的に同等な遺伝子であ る方法。
( 1 ) 指標遺伝子を発現する細胞に候補化合物を接触させる工程
( 2 ) 指標遺伝子の発現レベルを測定する工程、 および
( 3 ) 候補化合物を接触させない対照と比較して指標遺伝子の発現レベルを 低下させる化合物を選択する工程
〔9〕 細胞が T細胞である 〔8〕 に記載の方法。
〔1 0〕 次の工程を含む、 アレルギー性疾患の治療薬のスクリーニング方法であ つて、指標遺伝子が SOCS3または SOCS3遺伝子と機能的に同等な遺伝子で ある方法。
( 1 ) 被験動物に候補化合物を投与する工程、 ( 2 ) 被験動物の生体試料における指標遺伝子の発現強度を測定する工程、 および
( 3 ) 候補化合物を投与しない対照と比較して指標遺伝子の発現レベルを低 下させる化合物を選択する工程
〔1 1〕 次の工程を含む、 アレルギー性疾患の治療薬のスクリーニング方法であ つて、指標遺伝子が SOCS3または SOCS3遺伝子と機能的に同等な遺伝子で ある方法。
( 1 ) 指標遺伝子の転写調節領域と、 この転写調節領域の制御下に発現する レポータ一遺伝子を含むベクタ一を導入した細胞と候補物質を接触さ せる工程、
( 2 ) 前記レポーター遺伝子の活性を測定する工程、 および
( 3 ) 候補化合物と接触させない対照と比較して前記レポーター遺伝子の発 現レベルを低下させる化合物を選択する工程
〔1 2〕 次の工程を含む、 アレルギー性疾患の治療薬のスクリーニング方法であ つて、指標遺伝子が SOCS3または SOCS3遺伝子と機能的に同等な遺伝子で ある方法。
( 1 )指標遺伝子によってコードされる蛋白質と候補物質を接触させる工程、
( 2 ) 前記蛋白質の活性を測定する工程、 および
( 3 ) 候補化合物と接触させない対照と比較して前記蛋白質の活性を低下さ せる化合物を選択する工程
〔1 3〕 〔8〕 、 〔1 0〕 、 〔1 1〕 、 〔1 2〕 のいずれかに記載のスクリー二 ング方法によって得ることができる化合物を有効成分として含有する、 ァ レルギ一性疾患の治療薬。
〔1 4〕 指標遺伝子のセンス鎖の塩基配列の連続する少なくとも 15塩基の配列に 対して相補的な配列を含むアンチセンス DNAを主成分として含む、 アレル ギー性疾患の治療薬であって、指標遺伝子が SOCS3または SOCS3と機能的 に同等な遺伝子である治療薬。
〔1 5〕 指標遺伝子によってコードされる蛋白質に結合する抗体を主成分として 含む、 アレルギー性疾患の治療薬であって、 指標遺伝子が SOCS3遺伝子ま たは SOCS3と機能的に同等な遺伝子である治療薬。
〔1 6〕 指標遺伝子の T細胞における発現強度を上昇させたトランスジエニック 非ヒト脊椎動物のアレルギ一性疾患のモデル動物としての使用であって、 指標遺伝子が SOCS3または SOCS3と機能的に同等な遺伝子である使用。
〔1 7〕 指標遺伝子の塩基配列を含むポリヌクレオチド、 またはその相補鎖に相 補的な塩基配列を有する少なくとも 1 5塩基の長さを有するオリゴヌクレ ォチドと、 指標遺伝子を発現する細胞からなる、 アレルギー性疾患の治療 薬をスクリーユングするためのキットであって、 指標遺伝子が SOCS3また は SOCS3と機能的に同等な遺伝子であるキット。
〔1 8〕 指標遺伝子によってコードされるアミノ酸配列からなるペプチドを認識 する抗体と、 指標遺伝子を発現する細胞からなる、 アレルギー性疾患の治 療薬をスクリーニングするためのキットであって、 指標遺伝子が SOCS3ま たは SOCS3と機能的に同等な遺伝子であるキット。
また本発明は、以下の (A) - (C)のいずれかに示す化合物を投与する工程を含む、 アレルギー性疾患の治療方法に関する。あるいは本発明は、以下の (A) - (C)のいず れかに示す化合物のアレルギー性疾患の治療薬の製造における使用に関する。
(A) 〔8〕 、 〔1 0〕 、 〔1 1〕 、 および 〔1 2〕 のいずれかに記載のスク リーニング方法によって得ることができる化合物
(B) SOCS3のセンス鎖の塩基配列の連続する少なくとも 15塩基の配列に対し て相補的な配列を含むァンチセンス DNA
(C) SOCS3遺伝子によってコードされる蛋白質に結合する抗体
更に本発明は、非ヒト脊椎動物における T細胞の SOCS3または SOCS3と機能的 に同等な遺伝子の発現強度を上昇させる工程を含む、 ァレルギ一性疾患のモデル 動物の製造方法に関する。 あるいは本発明は、 SOCS3または SOCS3と機能的に 同等な遺伝子の発現強度を上昇させたトランスジェユック非ヒト脊椎動物のァレ ルギー性疾患のモデル動物としての使用に関する。
本発明において指標遺伝子とする SOCS3遺伝子の構造は既に明らかにされて いる。本発明の指標遺伝子である SOCS3は、 IL-6、 IFN- γのような炎症性サイト 力イン、 あるいは IL-10のような抗炎症性サイト力インによって誘導され、 それ らサイトカインの作用を負に制御することが報告されている (Yasukawa H., Sasaki A. ana foshimura, A. 2000. Negative regulation of cytokine signaling pathway. Annu. Rev. Immunol. 18: 143-164.) 。
アレルギー反応においては、 IL-4や IL-5を産生する Th2に分化した T細胞が重要 な要因となっている。 発明者の一人である久保らは、 SOCS3が Th2細胞特異的に 発現していることを見出した。 さらに、 SOCS3のトランスジエニックマウスを作 製し、 T細胞の機能分化を観察したところ Thl分化が顕著に抑制され、 これに呼応 して Th2分ィ匕が促進していた。 そのメカニズムとしては、 IL-4によって誘導され た SOCS3が Thlへの分化を促す IL-12受容体のシグナル伝達を抑制していること が原因と考えられた。
実際に、 ナイーブ T細胞の Thl細胞または Th2細胞への分ィ匕には特定の SOCS分 子の優位な発現が伴う。 Thl細胞では SOCS1の発現が, Th2細胞では SOCS3の発 現の亢進が認められる。 Thl細胞では IL-4/STAT6のシグナル伝達が, また Th2細 胞では IL-12/STAT4のシグナル伝達が抑制されていると考えられる (Egwuagu CE, Yu CR, Zhang M, Mahdi RM, Kim SJ, Gery I" J Immunol 2002 Apr l;168(7):3181-7, Suppressors of cytokine signaling proteins are differentially expressed in Thl and Th2 cells: implications for Th cell lineage commitment and maintenance. )o
以上のことから、 ヒトの末梢血 T細胞における SOCS3の発現上昇によって Th2 細胞への分化が促進されることがァレルギ一発症の一因となっていると考えられ た。
SOCS3に関しての特許はいくつか報告されている。 し力 し、いずれもサイトカ ィンシグナルを抑制するという一般的な機能の報告に留まり、 ァレルギ一性疾患 における役割を示すデータは示されていない。 以下に代表的な特許を示した。
• WO200129178-A2, EP0877030A2 (SMITHKLINE BECKMAN
CORPORATION)
EPO primary response gene 1 (EPRG1)
Erythropoietin を増殖に必要とするヒト培養細胞株から分離された遺伝子が 記載されている。 血液疾患に関連する多くの疾患との関連性を指摘しているが、 いずれの疾患についても、 この遺伝子との関連性を裏付けるデータは無い。
• WO09923220-A1 (INCYTE PHERM INC.)
Human suppressor of cytokine signaling (HSCS-1)
遺伝子の塩基配列情報が記載されている。 幅広い疾患との関連性が述べられて いるが、 特定の疾患との関連性を裏付けるデータは無い。
• WO9820023-A1 (HALL INST MEDICAL RES WALTER & ELIZA)
Suppressor of cytokine signaling protein (S0CS)o 癌、 傷病、 免疫関連疾患、 高血圧についての記載がある。 し力、し、 やはりこれらの疾患との関連性を裏付け るデータを伴っていない。
更に、 アトピー性皮膚炎患者末梢血 T細胞における CIS-1, SOCS1, SOCS3、 SOCS5の mRNA発現を測定した結果、 SOCS3は患者群において有意に発現が高 く, SOCS3の発現量は血中 IgE値とも高い相関性が認められた (長田直子, 押田 忠弘, 関陽一, 杉田雄二, 斎藤博久, 久保允人第 32回 (2002年 12月) 日本免疫学 会 1#演要 ^^Proceedings oi the Japanese Society for Immunology Vol. 32, 2002 ISSN0919-1984 page 198, 「ァレルギ一性疾患患者における Suppressors of cytokine signaUng-3 (SOCS3) 分子の高発現」 ) 。 この知見は、 特許出願後に 本発明者らによつて発表された。 本発明において、 ァレルギ一性疾患 (allergic disease)とはァレルギ一反応の関 与する疾患の総称である。 より具体的には、 アレルゲンが同定され、 アレルゲン への曝露と病変の発症に深レ、結びつきが証明され、 その病変に免疫学的な機序が 証明されることと定義することができる。 ここで、 免疫学的な機序とは、 アレル ゲンの刺激によって白血球細胞が免疫応答を示すことを意味する。 アレルゲンと しては、 ダニ抗原や花粉抗原等を例示することができる。
代表的なアレルギー性疾患には、 気管支喘息、 アレルギー性鼻炎、 アトピー性 皮膚炎、 花粉症、 あるいは昆虫アレルギー等を示すことができる。 アレルギー素 因 (allergic diathesis)とは、 アレルギー性疾患を持つ親から子に伝えられる遺伝 的な因子である。 家族性に発症するアレルギー性疾患はァトピー性疾患とも呼ば れ、 その原因となる遺伝的に伝えられる因子がアトピー素因である。 アトピー性 皮膚炎は、 アトピー性疾患のうち、 特に皮膚炎症状を伴う疾患に対して与えられ た総称である。
本発明において SOCS3遺伝子とは、 本実施例において同定されたヒト SOCS3 遺伝子およびそれと同一の遺伝子座または他生物において相同の遺伝子座にある 遺伝子を言う。例えば本発明において SOCS3遺伝子は、本実施例において同定さ れたヒト SOCS3遺伝子と同じまたは相同の遺伝子座にある任意の対立遺伝子が 含まれる。 本発明において SOCS3遺伝子には、 具体的には、 本実施例において同 定されたヒト SOCS3遺伝子、 その多型 (SNPを含む) 、 変異体、 スプライシング バリアント、 および他生物のホモログを含む。 これらの遺伝子は、 ヒト SOCS3 遺伝子と実質的に同一または類似の発現制御を受けていると考えられることから、 それらの発現を検出することにより、 本発明のアレルギー性疾患の検査を行うこ とが可能である。
具体的には、本発明において SOCS3遺伝子は、以下の核酸からなる内在性遺伝 子と実質的に同一の遺伝子である。 内在性遺伝子とは、 自然界の生物が元来保持 している、 人の手により改変されていない遺伝子を言い、 それと同一の塩基配列 からなる遺伝子は、 内在性遺伝子と実質的に同一の遺伝子である。 また「遺伝子」 とは、 ここでは転写産物またはそれをコードする核酸 (DNAまたは RNAなど) を言う。
( a ) SOCS3遺伝子の塩基配列から選択された塩基配列を含む核酸。
( b ) SOCS3遺伝子のコード配列の塩基配列において、 1または複数の塩基が置 換、 欠失、 およびノまたは挿入した塩基配列を含む核酸。
( c ) SOCS3蛋白質のアミノ酸配列の連続した少なくとも 15アミノ酸をコードす る核酸。
( d ) SOCS3蛋白質のアミノ酸配列において、 1または複数のアミノ酸が置換、 欠失、 およぴノまたは揷入したアミノ酸配列を含む蛋白質をコードする核酸。
( e ) SOCS3遺伝子の連続した少なくとも 50塩基を含み、 SOCS3遺伝子の塩基 配列以外の配列を含まない核酸と、 ストリンジェントな条件下でハイブリダイズ する核酸。
( a ) に記載の核酸には、好ましくは SOCS3遺伝子 (より好ましくはそのコー ド配列) に記載の塩基配列の連続した少なくとも 40塩基、 より好ましくは 60塩基 以上、 より好ましくは 100塩基以上、 より好ましくは 200塩基以上、 より好ましく は 500塩基以上、 より好ましくは 1000塩基以上、 最も好ましくは全長を含む核酸 が含まれる。 このような核酸には、 主に同一種内の遺伝子の多型、 変異体、 およ びスプライシングバリアントが含まれ得る。 また (a ) に記載の核酸としては、 SOCS3遺伝子の塩基配列の連続した少なくとも 30塩基、 より好ましくは 35塩基 以上、 より好ましくは 40塩基以上、 より好ましくは 45塩基以上、 より好ましくは 50塩基以上の塩基配列を含む核酸が挙げられる。塩基配列は、 SOCS3遺伝子のコ —ド配列から選択することが好ましい。 塩基配列は、 任意の数を選択することが できる。 複数の塩基配列を選択する場合には、 オーバーラップしないように 2箇 所以上、 好ましくは 3箇所以上、 より好ましくは 4箇所以上、 より好ましくは 5箇 所以上の連続した塩基配列を含む核酸がより好ましい。 ( b ) に記載の核酸には、 好ましくは SOCS3遺伝子のコード配列において、 全 塩基数の 15%以内、 より好ましくは 10%以内、 より好ましくは 8%以内、 より好 ましぐは 5%以内、 より好ましくは 1%以内の塩基が置換、 欠失、 および/ /または 挿入した塩基配列を含む核酸が含まれる。 このような核酸には、 近縁の他種生物 のカウンターパートの遺伝子、 その多型、 その変異体、 およびそのスプライシン グバリアントなどが含まれ得る。 このような核酸は、 好ましくは配列番号: 1の コード配列と 85%以上、 より好ましくは 90%以上、 より好ましくは 92%以上、 よ り好ましくは 95%以上、より好ましくは 99%以上の同一性を有する塩基配列を含 む核酸である。
塩基配列またはアミノ酸配列の同一性は、例えは *BLASTプログラム(Altschul, S. F. et al., 1990, J. Mol. Biol. 215: 403-410) を用いて決定することができる。 具体的には、 塩基配列の同一性を決定するには blastnプログラム、 アミノ酸配列 の同一性を決定するには blastpプログラムを用い、例えば NCBI (National Center for Biothchnology Information) の BLASTのゥェブサイトにおいて Low complexityを含むフィルターは全て OFFにして、 デフォルトのパラメータを用い て検索を行う (Altschul, S.F. et al. (1993) Nature Genet. 3:266-272; Madden, T.L. et al. (1996) Meth. Enzymol. 266:131-141; Altschul, S.F. et al. (1997) Nucleic Acids Res. 25:3389-3402; Zhang, J. & Madden, T.L. (1997) Genome Res. 7:649-656) 。 例えば 2つの配列の比較を行う blast2sequencesプログラム (Tatiana A et al. (1999) FEMS Microbiol Lett. 174:247-250) により、 2配列 のァライメントを作成し、 配列の同一性を決定することができる。 ギャップはミ スマッチと同様に扱い、 SOCS3遺伝子のコード配列全体に対する同一性の値を計 算する。
( c ) に記載の核酸には、好ましくは SOCS3蛋白質のアミノ酸配列の連続した 少なくとも 20アミノ酸、 より好ましくは 30アミノ酸以上、 より好ましくは 50アミ ノ酸以上、 より好ましくは 100ァミノ酸以上、 より好ましくは 300ァミノ酸以上、 より好ましくは 500ァミノ酸以上、 最も好ましくは全長をコードする核酸が含ま れる。 このような核酸には、 上記の (a ) と同様に、 主に同一種内の遺伝子の多 型、 変異体、 およぴスプライシングバリアントが含まれ得る。 また (c ) に記載 の核酸としては、 SOCS3蛋白質の塩基配列の連続した少なくとも 8アミノ酸、 よ り好ましくは 10アミノ酸以上、 より好ましくは 15アミノ酸以上、 より好ましくは 20アミノ酸以上、 より好ましくは 25アミノ酸以上のアミノ酸配列をコードする塩 基配列部分を、 オーバーラップしないように 2箇所以上、 好ましくは 3箇所以上、 より好ましくは 4箇所以上、 より好ましくは 5箇所以上含む核酸がより好ましい。
( d ) に記載の核酸には、好ましくは SOCS3蛋白質のアミノ酸配列において、 全アミノ酸数の 15%以内、 より好ましくは 10%以内、 より好ましくは 8%以内、 より好ましくは 5 %以内、 より好ましくは 1%以内のアミノ酸が置換、 欠失、 およ びノまたは挿入したアミノ酸配列を含む蛋白質をコードする核酸が含まれる。 こ の核酸は、 非翻訳配列を含んでいてよい。 このような核酸には、 近縁の他種生物 のカウンターパートの遺伝子、 その多型、 その変異体、 およびそのスプライシン グパリアントなどが含まれ得る。 このような核酸は、好ましくは SOCS3蛋白質の ァミノ酸配列と 85%以上、 より好ましくは 90%以上、 より好ましくは 92%以上、 より好ましくは 95%以上、より好ましくは 99%以上の同一性を有するァミノ酸配 列を含む蛋白質をコードする核酸である。 ギャップはミスマッチと同様に扱い、 SOCS3蛋白質のアミノ酸配列全体に対する同一性の値を計算する。アミノ酸配列 の同一性は上記に従つて決定することができる。
( e ) に記載の核酸には、 好ましくは SOCS3遺伝子 (より好ましくはコード配 歹 IJ) に記載の連続した少なくとも 80塩基、 より好ましくは 100塩基以上、 より好 ましくは 120塩基以上、 より好ましくは 200塩基以上を含み、 SOCS3遺伝子 (よ り好ましくはコード配列) に記載した塩基配列以外の配列を実質的に含まない核 酸と、 ストリンジ-ントな条件下でハイブリダィズする核酸が含まれる。 このよ うな核酸は、例えば SOCS3遺伝子の塩基配列を含む核酸を铸型にして作製された プローブと、ストリンジェントな条件下でハイブリダィズする核酸であってよい。
50塩基から数百塩基の長さのプローブは、例えは NA合成により合成することも できるし、あるいはランダムプライム法、ニックトランスレーション、または PCR 法などにより作製することができる。
( e ) に記載の核酸における、 ストリンジエンドな条件とは、 好ましくは 0.5 〜0.9 M程度の NaCl を含むハイブリダィゼーシヨン溶液中、 60°C、 好ましく は 62で、 より好ましくは 65°Cでハイブリダィゼーシヨンを行い、 その後ハイブリ ダイゼーシヨンと同じ温度で I X SSC中、 好ましくは 0.5 XSSC中、 より好ましく は 0.2 X SSC中、 より好ましくは 0.1 X SSC中で、 1時間洗浄する条件である。 伹 し、 ストリンジエンシーを大きく左右するハイブリダィゼーシヨンや洗浄の温度 条件は、 プローブの融解温度 (Tm)に応じて調整することができる。 Tmはハイブ リダィズする塩基対に占める構成塩基の割合、 プローブの鎖長、 ハイブリダィゼ ーシヨン溶液組成 (塩濃度おょぴホルムアミ ド濃度) によって変動する。 したが つて、 当業者であればこれらの条件を考慮して同等のストリンジエンシーを与え る条件を経験的に設定することができるノ、イブリダィゼーシヨン溶液としては、 例えば 4XSSC、 または好ましくは ExpressHyb (登録商標) Hybridization Solution (Clontech社製) などを用いることができる。
本発明のァレルギ一性疾患の検査方法は、 被検者の生体試料における SOCS3 遺伝子の発現レベルを測定し、 健常者の測定値と比較する工程を含む。 両者の比 較の結果、 健常者よりも発現が亢進している場合には、 被検者がアレルギー性疾 患であると判定される。 発現レベルの比較のためには、 通常、 たとえば健常者に おける前記指標遺伝子の発現レベルに基づいて、 標準値が設定される。 この標準 値をもとに、 たとえば ± 2 S.D.の範囲が許容範囲とされる。 指標遺伝子の測定値 に基づいて、 標準値や許容範囲を設定する手法は公知である。 被検者における指 標遺伝子の発現レベルが許容範囲よりも高ければ、 その被検者はアレルギー性疾 患を有すると判定される。 またその発現レベルが許容範囲内であれば、 アレルギ 一性疾患を有する可能性は低いと予想される。 本発明において、 アレルギー性疾 患の指標とすることができる SOCS3遺伝子を指標遺伝子と言う。
指標遺伝子は、 SOCS3のみならず、他のアレルギー性疾患の指標となる遺伝子 と組み合わせることもできる。 指標遺伝子として複数の遺伝子を組み合わせて測 定することによって検査精度を高めることができる。 アトピー性皮膚炎患者等の アレルギー性疾患患者は、 ヘテロジーニアス (不均一) な集団なので、 複数の遺 伝子を指標とすることにより、 より確実な診断を行うことができる。
本発明において、 指標遺伝子の発現レベルとは、 遺伝子の mRNAへの転写、 並 びに蛋白質への翻訳を含む。 したがって本発明によるァレルギ一性疾患の検査方 法は、 前記指標遺伝子に対応する mRNAの発現強度、 あるいは前記指標遺伝子に よってコードされる蛋白質の発現レベルの比較に基づいて行われる。
本発明におけるアレルギー性疾患の検査における指標遺伝子の発現レベルの測 定は、 公知の遺伝子解析方法にしたがって実施することができる。 具体的には、 たとえばこの遺伝子にハイブリダイズする核酸をプロ一ブとしたハイブリダイゼ ーション技術、または本発明の遺伝子にハイブリダイズする DNAをプライマーと した遺伝子増幅技術等を利用することができる。
本発明の検査に用いられるプローブまたはプライマーは、 前記指標遺伝子の塩 基配列に基づいて設定することができる。たとえばヒト SOCS3遺伝子の塩基配列 は、 GenBank Ac NO.AB006967として公知である。 SOCS3遺伝子の塩基配列を 配列番号: 1に、 またこの塩基配列によってコードされるアミノ酸配列を配列番 号: 2に示した。
なお一般に高等動物の遺伝子は、 高い頻度で多型を伴う。 また、 スプライシン グの過程で相互に異なるアミノ酸配列からなるアイソフォームを生じる分子も多 く存在する。 多型やアイソフォームによつて塩基配列に変異を含む遺伝子であつ ても、 前記指標遺伝子と同様の活性を持ち、 アレルギーに関与する遺伝子は、 い ずれも本発明の指標遺伝子に含まれる。 プライマーあるいはプローブには、 前記指標遺伝子の塩基配列からなるポリヌ クレオチド、 またはその相補鎖に相補的な少なくとも 1 5ヌクレオチドを含むポ リヌクレオチドを利用することができる。 ここで 「相補鎖」 とは、 A:T (RNAの 場合は U) 、 G:Cの塩基対からなる 2本鎖 DNAの一方の鎖に対する他方の鎖を指 す。 また、 「相補的」 とは、 少なくとも 15個の連続したヌクレオチド領域で完全 に相補配列である場合に限られず、少なくとも 70%、好ましくは少なくとも 80% 、 より好ましくは 90% 、 さらに好ましくは 95%以上の塩基配列上の相同性を有す ればよい。塩基配列の相同性は、 BLAST等のアルゴリズムにより決定することが できる。
このようなポリヌクレオチドは、指標遺伝子を検出するためのプローブとして、 また指標遺伝子を増幅するためのプライマーとして利用することができる。 ブラ イマ一として用いる場合には、 通常、 15bp〜: I00bp、 好ましくは 15bp〜35bpの 鎖長を有する。 また、 プローブとして用いる場合には、 指標遺伝子 (またはその 相補鎖) の少なくとも一部若しくは全部の配列を有し、少なくとも 15bpの鎖長の DNAが用いられる。 プライマーとして用いる場合、 3'側の領域は相補的である必 要があるが、 5'側には制限酵素認識配列ゃタグなどを付加することができる。 なお、 本発明における 「ポリヌクレオチド」 は、 DNAあるいは RNAであるこ とができる。 これらポリヌクレオチドは、 合成されたものでも天然のものでもよ レ、。 また、 ハイブリダィゼーシヨンに用いるプローブ DNAは、 通常、 標識したも のが用いられる。標識方法としては、例えば次のような方法を示すことができる。 なお用語オリゴヌクレオチドは、 ポリヌクレオチドのうち、 重合度が比較的低い ものを意味している。 オリゴヌクレオチドは、 ポリヌクレオチドに含まれる。
• DNAポリメラーゼ Iを用いるニックトランスレーションによる標識
•ポリヌクレオチドキナーゼを用いる末端標識
' クレノーフラグメントによるフィルィン末端標識 (Berger SL, Kimmel AR. (1987) Guide to Molecular Cloning Techniques, Method in Enzvmology, Academic Press; Hames BD, Higgins SJ (1985) Genes Probes: A Practical Approach. IRL Press; Sambrook J, Fritsch EF, Maniatis T. (1989) Molecular Cloning: a Laboratory Manual, 2nd Edn. Cold Spring Harbor Laboratory Press)
• RNAポリメラーゼを用いる転写による標識 (Melton DA, Krieg,PA,
Rebagkiati MR, Maniatis T, Zinn K, Green MR. (1984) Nucleic Acid Res., 12,7035-7056)
•放射性同位体を用いない修飾ヌクレオチドを DNAに取り込ませる方法(Kricka LJ. (1992) Nonisotopic DNA Probing Techniques. Academic Press;
ハイブリダイゼーション技術を利用したァレルギ一性疾患の検査は、 例えば、 ノ一ザンハイブリダイゼーション法、 ドットブロット法、 DNAマイクロアレイを 用いた方法などを使用して行うことができる。 さらには、 RT-PCR法等の遺伝子 増幅技術を利用することができる。 RT-PCR法においては、 遺伝子の増幅過程に おいて PCR増幅モニター法を用いることにより、本発明の遺伝子の発現について、 より定量的な解析を行うことが可能である。
PCR遺伝子増幅モニター法においては、 両端を互いの蛍光を打ち消し合う異な つた蛍光色素で標識したプローブを用い、 検出対象 (DNAもしくは RNAの逆転 写産物)にハイブリダィズさせる。 PCR反応が進んで Taqポリメラーゼの 5'-3'ェ クソヌクレアーゼ (exonuclease) 活性により同プローブが分解されると二つの 蛍光色素が離れ、 蛍光が検出されるようになる。 この蛍光の検出をリアルタイム に行う。 検出対象についてコピー数の明らかな標準試料について同時に測定する ことにより、 PCR増幅の直線性のあるサイクル数で目的試料中の検出対象のコピ 一数を決定する (Holland, P.M. et al., 1991, Proc. Natl. Acad. Sci. USA
88:7276-7280; Livak, K. J. et al., 1995, PCR Methods and Applications
4(6):357-362; Heid, C. A. et al" Genome Research 6:986-994; Gibson, E. M. U. et al., 1996, Genome Research 6:995-1001)。 PCR増幅モニター法においては、 例えば、 ABI PRISM7700 (PEバイオシステムズ社) を用いることができる。 また本発明のアレルギー性疾患の検査方法は、 前記指標遺伝子によりコ一ドさ れる蛋白質を検出することにより行うこともできる。 以下、 本明細書において、 前記指標遺伝子によりコードされる蛋白質を指標蛋白質と記載する。 このような 検査方法としては、 例えば、 これら指標蛋白質に結合する抗体を利用したウェス タンブロッテイング法、 免疫沈降法、 ELISA法などを利用することができる。 この検出に用いる前記指標蛋白質に結合する抗体は、 当業者に周知の技法を用 いて得ることができる。 本発明に用いる抗体は、 ポリクローナル抗体、 あるいは モノクローナル抗体 (Milstein C, et al.,1983, Nature 305は 934): 537-40) であ ることができる。 例えば、 指標蛋白質に対するポリクローナル抗体は、 抗原を感 作した哺乳動物の血液を取り出し、 この血液から公知の方法により血清を分離す る。 ポリクローナル抗体としては、 ポリクローナル抗体を含む血清を使用するこ とができる。 あるいは必要に応じてこの血清からポリクローナル抗体を含む画分 をさらに単離することもできる。 また、 モノクローナル抗体を得るには、 上記抗 原を感作した哺乳動物から免疫細胞を取り出して骨髄腫細胞などと細胞融合させ る。 こうして得られたハイプリ ドーマをクローユングして、 その培養物から抗体 を回収しモノクロ一ナル抗体とすることができる。
指標蛋白質の検出には、 これらの抗体を適宜標識して用いればよい。 また、 こ の抗体を標識せずに、 該抗体に特異的に結合する物質、 例えば、 プロテイン Aや プロティン Gを標識して間接的に検出することもできる。 具体的な検出方法とし ては、 例えば、 ELISA法を挙げることができる。
抗原に用いる蛋白質もしくはその部分べプチドは、 例えば該遺伝子もしくはそ の一部を発現ベクターに組込み、 これを適当な宿主細胞に導入して、 形質転換体 を作成し、 該形質転換体を培養して組み換え蛋白質を発現させ、 発現させた組み 換え蛋白質を培養体または培養上清から精製することにより得ることができる。 あるいは、 これらの遺伝子によってコードされるアミノ酸配列、 あるいは全長 cDNAによってコードされるアミノ酸配列の部分アミノ酸配列からなるオリゴぺ プチドを化学的に合成し、 免疫原として用いることもできる。
更に本発明においては、 指標遺伝子の発現レベルのみならず、 生体試料におけ る指標蛋白質の活性を指標として、ァレルギ一性疾患の検査を行うこともできる。 指標蛋白質の活性とは、 各蛋白質が備える生物学的な活性を言う。 前記指標蛋白 質の活性は、 公知の方法に基づいて検出することができる。
本発明の検査方法においては、 通常、 被検者の生体試料を試料とする。 生体試 料としては、末梢血 T細胞等を用いることができる。末梢血から T細胞を得る方法 は公知である。 すなわち、 末梢血を希釈してフイコールを利用して遠心分離する ことにより PBMCを分取することができる。 分離した PBMCを試料として指標遣 伝子あるいは指標蛋白質を測定することにより、 本発明の検査方法を実施するこ とができる。 PBMCには、 リンパ球 (lymphocyte)や単球 (monocyte)が含まれる。 しかし、 実施例にも示すように、 これらの血液細胞においては、 指標遺伝子は T 細胞で高い発現が見られる。 したがって、 他の細胞の存在は指標遺伝子や指標蛋 白質の測定結果にほとんど影響を与えない。 あるいは抗 CD3抗体を固定したマイ ク口ビーズで T細胞を特異的に吸着し分離することもできる。
血液細胞を破壊し、 細胞中の指標遺伝子の mRNA、 あるいは指標蛋白質を測定 することができる。 また血中に存在する指標蛋白質を測定すること.もできる。 T 細胞のライセートや mRNAの抽出には、 市販のキットを利用すると便利である。 例えば、 RNeasy Mini (登録商標) (Qiagen製) または ISOGEN (登録商標) (二 ツボンジーン)等を用いることができる。
T細胞における指標遺伝子の発現レベルの測定値は、 公知の方法によって補正 することができる。 補正により、 細胞における遺伝子の発現レベルの変化を比較 することができる。 測定値の補正は、 T細胞に発現し、 かつ細胞の状態に関わら ず発現レベルが大きく変動しない遺伝子 (ハウスキーピング遺伝子) の発現レべ ルの測定値に基づいて、 本発明において指標とすべき遺伝子の発現レベルの測定 値を補正することによって行われる。このような遺伝子としては、 /3 -ァクチン(/3 -actin)遺伝子、およびダリセルアルデヒド 3リン酸脱水素酵素 (GAPDH)遺伝子が 挙げられる。
本発明における指標遺伝子は、 健常者とアトピー性皮膚炎患者との比較におい て、 患者の T細胞で高い発現量を示した。 従って、 指標遺伝子の発現レベルを指 標として、ァトピー性皮膚炎などのァレルギ一性疾患の検査を行うことができる。 本発明におけるアレルギー性疾患の検査とは、 たとえば以下のような検査が含 まれる。 アトピー性皮膚炎の症状を示しながら、 一般的な検査ではアレルギー性 疾患と判定できない患者であっても、 本発明に基づく検查を行えばアレルギー性 疾患の患者であることが容易に判定できる。 より具体的には、 アレルギー性疾患 が疑われる症状を示す患者における指標遺伝子の発現の上昇は、 その症状の原因 がアレルギー性疾患である可能性が高いことを示している。 皮膚炎症状には、 ァ レルギ一反応が原因となっているものと、 そうでないものがある。 両者の治療方 法はまったく異なるので、 いずれの原因によって皮膚炎の症状がもたらされてい るのかを診断することは、 治療上、 たいへん重要な工程である。 本発明の検査方 法は、 皮膚炎の原因の特定において、 きわめて重要な情報を提供することができ る。
あるいは、 アレルギ一症状が改善に向かっているのかどうかを判断するための 検査が可能となる。 本発明の指標遺伝子は、 アレルギー性疾患患者の T細胞にお いて発現量の増加を示した。 T細胞は免疫応答において司令塔としての役割を果 たす細胞である。 したがって、 免疫応答を掌る T細胞で発現が高まる遺伝子は、 治療効果の判定に有用である。 より具体的には、 アレルギー性疾患と診断された 患者における指標遺伝子の発現の上昇は、 アレルギーの症状が進行している可能 性が高いことを示している。
また本発明は、 T細胞における、指標遺伝子 SOCS3または SOCS3遺伝子と機能 的に同等な遺伝子の発現レベルを上昇させたトランスジヱニック非ヒト動物のァ レルギ一性疾患モデル動物としての使用に関する。 アレルギー性疾患モデル動物 は、 アレルギーにおける生体内の変化を明らかにするために有用である。 更に、 本発明のァレルギ一性疾患モデル動物は、 ァレルギ一性疾患の治療薬の評価に有 用である。
本発明によって、 T細胞において前記指標遺伝子の発現レベルが、 上昇するこ とが明らかとなった。 したがって、 T細胞において SOCS3遺伝子、 または SOCS3 遺伝子と機能的に同等な遺伝子の発現レベルを人為的に増強した動物は、 アレル ギ一性疾患のモデル動物として利用することができる。 本発明においてトランス ジエニック動物とは、 ゲノム DNAにおける 1または複数のヌクレオチドの挿入、 置換、および/または欠失を伴う、遺伝的に改変された動物(genetically modified animals) を言う。 このアレルギー性疾患モデル動物は、 アレルギーにおける生 体内の変化を明らかにするために有用である。 更に、 本発明のアレルギー性疾患 モデル動物は、 ァレルギ一性疾患の治療薬の評価おょぴスクリ一ユングに有用で ある。 なお T細胞における発現レベルの上昇とは、 血液細胞全体における指標遺 伝子の発現レベルの上昇を含む。 すなわち、 前記指標遺伝子の発現レベルを上昇 させるのは T細胞のみである場合のみならず、 血液細胞全体において、 あるいは 全身性に前記遺伝子の発現レベルが上昇している場合を含む。
本発明において SOCS3遺伝子と機能的に同等な遺伝子とは、 指標遺伝子
SOCS3によってコードされる蛋白質(指標蛋白質) の活性と同等の活性を備えた 蛋白質をコードする遺伝子である。 このような遺伝子としては、 ヒト SOCS3遺伝 子または他の生物のそのカウンターパートの人為的な改変体などが含まれる。 例 えば、 ある遺伝子を発現ベクターに挿入する場合には、 N末端または C末端の数 ァミノ酸を欠失させたり、 タグぺプチドの配列または発現べクター由来の他のァ ミノ酸配列を付加することが頻繁に行われる。 このような蛋白質は天然の細胞が 持つ内在性蛋白質とアミノ酸配列が異なるが、 その活性は実質的に内因性蛋白質 と同等である。 本発明においてこのような蛋白質をコードする遺伝子は、 内因性 遺伝子と機能的に同等な遺伝子と称する。
本発明における指標蛋白質の活性としては JAK阻害活性が挙げられる。 例えば ヒト SOCS3蛋白質の 1または複数のアミノ酸を欠失、 挿入、 および/または置換 した蛋白質であって、 JAK阻害活性を有する蛋白質をコードする遺伝子を、 本発 明のトランスジエニックモデル動物の作製のために用いることができる。 このよ うな改変体蛋白質は、 ヒト SOCS3蛋白質のアミノ酸配列に対して、 たとえば 90% 以上、 望ましくは 95%以上、 更に望ましくは 99%以上の相同性を有する蛋白質で ある。 また、 SOCS3遺伝子の塩基配列を含む DNAとストリンジェントな条件下 でハイブリダィズする塩基配列を含む遺伝子であって、 JAK阻害活性を有する蛋 白質をコードする遺伝子も、 SOCS3遺伝子と機能的に同等な遺伝子として用いる ことができる。
あるいはヒ ト SOCS3タンパク質のアミノ酸配列に対して、 たとえば 9 0 %以上、 望ましくは 9 5 %以上、 更に望ましくは 9 9 %以上の相同性を有するタンパク質 をコードする遺伝子は、 SOCS3遺伝子と機能的な遺伝子として示すことができる。 また、 実施例において用いた配列番号: 1と配列番号: 2に記載の塩基配列から なるオリゴヌクレオチドをプライマーとして増幅することができる遺伝子であつ て、 T細胞において発現が増大する遺伝子も、 機能的に同等な遺伝子である。
本発明のモデル動物は、 例えば (a ) 該モデル動物の表現型を検出する工程、 および (b ) 該モデル動物と比べ T細胞における該指標遺伝子の発現レベルが低 い動物 (対照) の対応する表現型に対する違いをアレルギー疾患と関連付けるェ 程により、 アレルギー疾患のモデルとして使用することができる。 対照の動物と しては、 該モデル動物と同じ遺伝背景を持つ非トランスジェユック動物、 または 空のベクタ一を導入したトランスジエニック動物などが挙げられる。 表現型とし ては、 例えば皮膚炎、 鼻炎、 または喘息等のアレルギー症状、 あるいは免疫系細 胞の活性化または遺伝子発現の変化などを含む、 所望の表現型が挙げられる。 本発明において、指標遺伝子 SO CS3の T細胞における発現レベルを上昇させる ことによって得ることができるトランスジエニック動物をアレルギ一性疾患モデ ル動物として使用し、 この遺伝子の役割や、 この遺伝子を標的とする薬剤を評価 することには大きな意義がある。 また本発明によるアレルギー性疾患モデル動物 は、 後に述べるアレルギ一性疾患の治療または予防のための医薬品のスクリー二 ングに有用であると同時に、 アレルギー性疾患のメカニズムの解明、 さらにはス クリーニングされた化合物の安全性の試験にも有用である。 たとえば本発明によ るアレルギー性疾患モデル動物がァトピー性皮膚炎またはァレルギ一性喘息を発 症したり、 何らかのアレルギー性疾患に関連した測定値の変化を示せば、 それを 回復させる作用を持った化合物を探索するスクリーニングシステムが構築できる。 本発明において、 発現レベルの上昇とは、 目的とする遺伝子が外来遺伝子とし て導入され強制発現している状態、宿主が備える遺伝子の転写および/または蛋白 質への翻訳が増強されている状態、 並びに翻訳産物である蛋白質の分解が抑制さ れた状態のいずれかを意味する。 遺伝子の発現レベルは、 たとえば実施例に示す ような定量的な PCRにより確認することができる。 また翻訳産物である蛋白質の 発現量または活性は、 正常な状態と比較することにより確認することができる。 代表的なトランスジエニック動物は、 目的とする遺伝子を導入し強制発現させ た動物である。 この他のトランスジエニック動物には、 たとえば mRNAの非翻訳 領域 (UTR) の配列などから RNA不安定ィ匕の要因となる配列を除去して mRNA の半減期を伸ばしたりすることができる。 また、 指標遺伝子のコード領域に変異 を導入し、 その活性を増強したり、 あるいは分解されにくいアミノ酵配列に改変 することなどを示すことができる。 アミノ酸配列の変異には、置換、欠失、挿入、 あるいは付カ卩を示すことができる。 その他、 遺伝子の転写調節領域を変異させる ことにより、 指標遺伝子の発現そのものを上昇させることもできる。
特定の遺伝子を対象として、トランスジエニック動物を得る方法は公知である。 すなわち、 遺伝子と卵を混合してリン酸カルシウムで処理する方法や、 位相差顕 微鏡下で前核期卵の核に、 微小ピペットで遺伝子を直接導入する方法 (マイクロ インジェクション法、 米国特許第 4873191号) 、 胚性幹細胞 (ES細胞) に遺伝子 を導入する方法などによってトランスジエニック動物を得ることができる。 その 他、 レトロウイルスベクターに遺伝子を挿入し、 卵に感染させる方法、 および、 精子を介して遺伝子を卵に導入する精子べクタ一法等も開発されている。 精子べ クタ一法とは、 精子に外来遺伝子を付着またはエレクトロポレーシヨン等の方法 で精子細胞内に取り込ませた後に、 この精子を卵子に受精させることにより、 外 来遺伝子を導入する遺伝子組換え法である (M. Lavitranoetら, Cell, 57, 717, 1989)
本発明のアレルギー性疾患モデル動物として用いるトランスジエニック動物は、 ヒ ト以外のあらゆる脊椎動物を利用して作成することができる。 具体的には、 マ ウス、 ラット、 ゥサギ、 ミニブタ、 ャギ、 ヒッジ、 サル、 あるいはゥシ等の脊椎 動物において様々な遺伝子の導入や発現レベルを改変されたトランスジヱニック 動物が作り出されている。
更に本発明は、 アレルギー性疾患治療薬のスクリーニング方法に関する。 本発 明において、 指標遺伝子は、 アレルギー性疾患患者の T細胞において有意に発現 レベルが上昇している。 したがって、 これらの遺伝子の発現レベルを低下させる ことができる化合物を選択することによって、 ァレルギ一性疾患の治療薬を得る ことができる。 本発明において遺伝子の発現レベルを低下させる化合物とは、 遺 伝子の転写、 翻訳、 タンパク質の活性発現のいずれかのステップに対して阻害的 に作用する作用を持つ化合物である。
本発明のァレルギ一性疾患治療薬のスクリ一ユング方法は、 in wVoで行なうこ とも in vitroで行うこともできる。 このスクリーニングは、たとえば以下のような 工程にしたがって実施することができる。 なお本発明のスクリーニング方法にお ける指標遺伝子とは、 SOCS3遺伝子に加え、 SOCS3遺伝子と機能的に同等ない ずれかの遺伝子を含む。
( 1 ) 被験動物に、 候補化合物を投与する工程、 ( 2 ) 被験動物の生体試料における前記指標遺伝子の発現レベルを測定する 工程、 および
( 3 ) 候補化合物を投与しない対照と比較して、 指標遺伝子の発現レベルを 低下させる化合物を選択する工程
本発明のスクリーニング方法における被験動物としては、 たとえばアレルギー 性疾患モデル動物を利用することができる。 ァレルギ一性疾患モデル動物は公知 である。 たとえば人間のアトピー性皮膚炎に近いモデルとして、 NC/Ngaマウス を用いた皮膚炎自然発症モデルが報告されている。 このマウスの耳介にダニ抗原 ( 5 /z g/耳) を 2-3日間隔で計 8回投与すると、 2週間以降にはヒ トのアトピー性 皮膚炎に酷似した症状を誘発することができる。 この系に候補化合物を投与し、 本発明の指標遺伝子の発現レベルの変化を追跡することによつて本発明によるス クリーニングを実施することができる。
このようにして被験動物に薬剤候補化合物を投与し、 被験動物の生体試料にお ける指標遺伝子の発^■に対する化合物の作用をモニターすることにより、 指標遺 伝子の発現レベルに与える薬剤候補化合物の影響を検出することができる。 被験 動物の生体試料における指標遺伝子の発現レベルの変動は、 前記本発明の検査方 法と同様の手法によってモニターすることができる。 更にこの検出の結果に基づ いて、 指標遺伝子の発現レベルを低下させる薬剤候補化合物を選択すれば、 薬剤 候補ィ匕合物をスクリーニングすることができる。
より具体的には、 被験動物から、 生体試料を採取し、 前記指標遺伝子の発現レ ベルを候補化合物を投与しない対照と比較することにより、 本発明によるスクリ 一ユングを実施することができる。 生体試料としては、 全血、 PBMC、 あるいは T細胞等を利用することができる。 これらの生体試料の採取方法、 および調製方 法は公知である。
このようなスクリーニングにより、 指標遺伝子の発現に様々な形で関与する薬 剤を選択することができる。 具体的には、 たとえば次のような作用を持つ薬剤候 補化合物を見出すことができる。
指標遺伝子の転写活性を低下させる作用、
指標遺伝子の転写産物からの翻訳を低下させる作用、
指標遺伝子の翻訳産物の活性を阻害する作用、
指標遺伝子の転写産物の安定化を低下もしくは分解を促進する作用等、 また前記スクリーニング方法において、 候補化合物の投与前および または投 与後に、 被験動物をアレルゲンで刺激する工程を含む方法も本発明に含まれる。 候補ィヒ合物の投与前にアレルゲンで刺激した場合には、 候補化合物の、 アレルゲ ン刺激後の免疫応答を抑制する作用を検出することができる。 このようなスクリ 一ユングによって得ることができる化合物には、 ァレルギ一性疾患の治療効果を 期待できる。 また候補化合物の投与後にアレルゲンで刺激した場合には、 候補化 合物の、 アレルゲン刺激による免疫応答の開始を抑制する作用を検出することが できる。 このようなスクリーニングによって得ることができる化合物には、 ァレ ルギ一性疾患の予防効果を期待できる。 本発明のスクリーニング方法に用いるこ とができるアレルゲンとしては、 公知のアレルゲン性の物質を用いることができ る。 具体的には、 ダニ、 ハウスダスト、 植物の花粉、 あるいは各種の食品由来の タンパク質等がアレルゲン性物質として公知である。 これらのアレルゲンは、 天 然に由来するものであっても良いし、 遺伝子組換えなどの手法によって合成され たものであっても良い。 またアレルゲンは、 タンパク質の断片であることもでき る。 精製アレルゲンの調製方法も公知である。
また、 in vitroでのスクリーニングにおいては、例えば、指標遺伝子を発現する 細胞に候補化合物を接触させ、 指標遺伝子の発現レベルを低下させる化合物を選 択する方法が挙げられる。 このスクリーニングは、 たとえば以下のような工程に したがって実施することができる。
( 1 ) 指標遺伝子を発現する細胞に候補化合物を接触させる工程
( 2 ) 指標遺伝子の発現レベルを測定する工程、 および ( 3 ) 候補化合物を接触させない対照と比較して、 指標遺伝子の発現レベル を低下させる化合物を選択する工程
本発明において、 指標遺伝子を発現する細胞は、 指標遺伝子を適当な発現べク ターに挿入し、 該ベクターを適当な宿主細胞に導入することにより得ることがで きる。 利用できるベクター、 および宿主細胞は、 本発明の遺伝子を発現し得るも のであればよい。 宿主一ベクター系における宿主細胞としては、 大腸菌、 酵母、 昆虫細胞、 動物細胞等が例示でき、 それぞれ利用できるベクターを適宜選択する ことができる。
ベクターの宿主への導入方法としては、 生物学的方法、 物理的方法、 化学的方 法などを示すことができる。 生物学的方法としては、 例えば、 ウィルスベクター を使用する方法、 特異的受容体を利用する方法、 細胞融合法 (HVJ (センダイゥ ィルス)、 ポリエチレングリコール(PEG)、電気的細胞融合法、微少核融合法(染 色体移入) ) が挙げられる。 また、 物理的方法としては、 マイクロインジェクシ ヨン法、 エレク ト口ポレーシヨン法、 ジーンパーティクルガン (gene gun) を用 いる方法が挙げられる。 化学的方法としては、 リン酸カルシウム沈殿法、 リポソ ーム法、 DEAEデキストラン法、 プロトプラスト法、 赤血球ゴースト法、 赤血球 膜ゴースト法、 マイクロカプセル法が挙げられる。
指標遺伝子を発現する細胞として、たとえば株化 T細胞 Molt4、あるいはヒト急 性白血病 T細胞 Jurkat(ATCC Number TIB-152)は、 本発明のスクリ一二ング方 法に好適である。 この細胞は、 ATCCより購入することができる。
本発明のスクリーニングの方法は、 まず前記細胞株に候補化合物を添加する。 その後、 該細胞株における指標遺伝子の発現レベルを測定し、 該遺伝子の発現レ ベルを低下させる化合物を選択する。
なお本発明のスクリーニング方法において、 指標遺伝子の発現レべ は、 これ らの遺伝子がコードするタンパク質の発現レベルのみならず、対応する mRNAを 検出することにより比較することもできる。 mRNAによって発現レベルの比較を 行うには、 タンパク質試料の調製工程に代えて、 先に述べたような mRNA試料の 調製工程を実施する。 mRNAやタンパク質の検出は、 先に述べたような公知の方 法によって実施することができる。
さらに本発明の開示に基づいて本発明の指標遺伝子の転写調節領域を取得し、 レポーターアツセィ系を構築することができる。 レポ一ターアツセィ系とは、 転 写調節領域の下流に配置したレポーター遺伝子の発現量を指標として、 該転写調 節領域に作用する転写調節因子をスクリーニングするアツセィ系をいう。
すなわち本発明は、 次の工程を含む、 アレルギー性疾患の治療薬のスクリー二 ング方法であって、 指標遺伝子が、 SOCS3または SOCS3と機能的に同等な遺伝 子である方法に関する。
( 1 ) 指標遺伝子の転写調節領域と、 この転写調節領域の制御下に発現する レポータ一遺伝子を含むベクターを導入した細胞と候補化合物を接触 させる工程、
( 2 ) 前記レポーター遺伝子の活性を測定する工程、 および
( 3 ) 候補化合物を接触させない対照と比較してレポーター遺伝子の発現レ ベルを低下させる化合物を選択する工程
転写調節領域としては、 プロモーター、 ェンハンサ一、 さらには、 通常プロモ ―タ一領域に見られる CAATボックス、 TATAポックス等を例示することができ る。 またレポーター遺 子としては、 CAT(chloramphenicol acetyltransferase) 遺伝子、 ルシフェラーゼ (luciferase)遺伝子、 成長ホルモン遺伝子等を利用するこ とができる。
マウスゃラット SOCS3遺伝子の転写調節領域についての報告 (Proc Natl Acad Sci U S A 1999 Jun 8;96(12):6964-9, Autoregulation of pituitary corticotroph SOCS-3 expressionrcharacterization of the murine SOCS-3 promoter.
Auernhammer CJ, Bousquet C, Melmed S.; Eur J Biochem 2000 Oct; 267 (19):5849-57, Regulation of expression of the rat SOCS-3 gene in hepatocytes by growth hormone, interleukin-6 and glucocorticoids mRNA analysis and promoter characterization. Paul C, Seiliez I, Thissen JP, Le Cam A.; J Biol Chem 2002 Jan 18;277(3):2345-52, Regulation of Socs gene expression by the proto-oncoprotein GFI-1B: two routes for STAT5 target gene induction by erythropoietin.Jegalian AG, Wu H.)では、その転写が成長ホルモンゃ IL-6によつ て誘導されること、 転写調節領域には STAT-1/STAT-3結合配列や、 特徴的なシ スエレメントが存在することが報告されている。 ヒトにおいても同様な実験が可 能である。つまり、 SOCS3の転写調節領域の下流にルシフェラーゼゃ CATなどの レポーター遺伝子を結合し、 SOCS3の発現量を測定するアツセィ系を構築するこ とができる。
たとえば、 本発明のスクリーニングに用いる転写調節領域は、 次のようにして 取得することもできる。 すなわち、 まず本発明で開示した指標遺伝子の塩基配列 に基づいて、 BACライブラリー、 YACライブラリ一等のヒトゲノム DNAライブ ラリー力 ら、 PCRまたはハイブリダィゼーションを用いる方法によりスクリ一二 ングを行い、 該 cDNAの配列を含むゲノム DNAクローンを得る。 得られたゲノム DNAの配列を基に、 本発明で開示した cDNAの転写調節領域を推定し、 該転写調 節領域を取得する。 得られた転写調節領域を、 レポーター遺伝子の上流に位置す るようにクローユングしてレポーターコンストラクトを構築する。 得られたレポ 一ターコンストラクトを培養細胞株に導入してスクリーニング用の形質転換体と する。 この形質転換体に候補化合物を接触させ、 レポーター遺伝子の発現を制御 する化合物のスクリーニングを行うことができる。
また、 指標遺伝子の転写調節領域の制御下に連結されたレポーター遺伝子を含 む細胞は、いわゆるノックイン動物の細胞であってもよい。ノックイン動物とは、 内在性標的遺伝子の蛋白質コード領域に他の外来遺伝子が挿入された遺伝子改変 動物を言う。 ノックインされたこの外来遺伝子は、 標的遺伝子の転写調節領域の 下流に挿入されるため、 内在性標的遺伝子と同様の発現制御を受けて発現する。 ノックイン遺伝子としてレポーター遺伝子を用い、 得られたノックイン動物また はその動物から得た細胞を使ってスクリーニングを行うことができる。 ノックィ ン動物を用いてスクリーニングを行う方法は、 (a ) 指標遺伝子部位にレポータ 一遺伝子がノックインされた動物に候補化合物を投与する工程、 (b ) 該レポー ター遣伝子の発現レベルを測定する工程、 および (c ) 該候補化合物を投与しな い対照と比較して該レポ一タ一遺伝子の発現レベルを低下させる化合物を選択す る工程、 を含む。 例えば候補化合物を投与した場合および投与しない場合で、 該 ノックイン動物の白血球好ましくは T細胞における該レポーター遺伝子の発現レ ベルを測定し、 その発現を低下させる化合物を選択する。 またノックイン動物か らの細胞を用いたスクリーニングは、 (a ) 指標遺伝子部位にレポーター遺伝子 がノックインされた動物からの細胞に候補化合物を接触させる工程、 (b ) 該レ ポーター遺伝子の発現レベルを測定する工程、 および (c ) 該候補化合物を接触 させない対照と比較して該レポーター遺伝子の発現レベルを低下させる化合物を 選択する工程、 を含む。 例えば候補化合物の存在下または非存在下でノックイン 動物から得た白血球好ましくは T細胞における該レポータ一遺伝子の発現レベル を測定し、 該発現レベルを低下させる化合物を選択する。 これらのスクリーニン グは本発明の方法に含まれる。 特に個体を用いたスクリーニングにおいては、 指 標遺伝子本来の機能を完全に欠損させないように、 片方のアレルは正常のままに して指標遺伝子が発現するようにして、 もう片方のァレルにレポーター遺伝子が ノックインされているヘテロノックイン接合体を用いてスクリーニングを行うこ とが好ましい。
SOCS3の発現阻害剤として、 たとえばドミナントネガティブ (dominant negative)を利用することができる。 具体的には、 SOCS3の N-terminal kinase inhibitory region(KIR)領域に点突然変異を有する遺伝子は、 ドミナントネガティ ブとして働き、 SOCS3の発現を阻害することがよく知られている。
in vitroでの本発明によるスクリーニング方法として、指標蛋白質の活性に基づ くスクリーニング方法を利用することもできる。 すなわち本発明は、 次の工程を 含む、 アレルギー性疾患の治療薬のスクリーニング方法であって、 指標遺伝子が SOCS3または SOCS3遺伝子と機能的に同等な遺伝子である方法に関する。
( 1 ) 指標遺伝子によってコードされる蛋白質と候補物質を接触させる工程、
( 2 ) 前記蛋白質の活性を測定する工程、 および
( 3 ) 候補化合物を接触させない対照と比較して前記蛋白質の活性を低下させる 化合物を選択する工程
ここで指標遺伝子と機能的に同等な遺伝子としては、 上記のように内在性
SOCS3遺伝子の人為的な改変体などが含まれる。
このようなスクリーニングは、 例えば指標遺伝子を外来的に細胞で発現させ、 その細胞内における指標蛋白質の活性を測定することにより実施することができ る。 このためには、 指標遺伝子を発現ベクターに挿入し、 該ベクターを適当な哺 乳動物細胞などに導入する。 ベクターの宿主への導入方法としては、 生物学的方 法、 物理的方法、 化学的方法などを示すことができる。 生物学的方法としては、 例えば、 ウィルスベクタ一を使用する方法、 特異的受容体を利用する方法、 細胞 融合法 (HVJ (センダイウィルス)、 ポリエチレングリコール (PEG) 、 電気的 細胞融合法、 微少核融合法 (染色体移入) ) が挙げられる。 また、 物理的方法と しては、 マイクロインジェクション法、 エレクトロボレ一シヨン法、 ジーンパ一 ティクルガン (gene gun) を用いる方法が挙げられる。 化学的方法としては、 リ ン酸カルシウム沈殿法、 リポソ一ム法、 DEAEデキストラン法、 プロトプラスト 法、赤血球ゴースト法、赤血球膜ゴースト法、マイクロカプセル法が挙げられる。 本発明における指標蛋白質である SOCS3には、 たとえば IL-10のような抗炎症 性サイトカインの作用を負に制御することが報告されている (Yasukawa H., Sasajd A. and Yoshimura, A. 2000. Negative regulation of cytokine signaling pathway. Annu. Rev, Immunol. 18: 143-164.)。 あるいは SOCS3は、 T細胞の Th2 への分化を誘導する機能を有する。 その他、 SOCS3はレセプター自身、 あるいはその下流の因子である Janus family of protein tyrosine kinase protein (JAK)と結合することによってレセプ ターからのシグナルを阻害する活性を有する。 したがって、 SOCS3とレセプタ一 との結合、または JAK蛋白との結合を指標として、 S0CS3の阻害活性を測定する ことができる。 また、 JAK、 STAT系においては、 キナーゼである JAKのキナー ゼ活性、 または転写因子である STATの転写活性を指標として SOCS3の活性を測 定することができる。
例えば、 Thlの分化に重要な IL-12レセプターの下流では、 JAK2と STAT4が働 いている。 SO CS3は JAK2と結合して JAK2のキナーゼ活性を阻害する (Genes Cells 1999 Jun;4(6):339-51 Cytokine-inducible SH2 protein-3 (CIS3/SOCS3) inhibits Janus tyrosine kinase by binding through the N-terminal kinase inhibitory region as well as SH2 domain.Sasaki A, Yasukawa H, Suzuki A, Kamizono S, Syoda T, Kinjyo I, Sasaki M, Johnston JA, Yoshimura A.)。 従つ て、 SOCS 3と JAK2との結合を測定する、 または、 JAK2のキナーゼ活性を測定 すれば、 SOCS3の働きを測定することができる。 また、 JAK2の活性阻害の結果 として STAT4が持つ転写活性の阻害が起こる。 STAT4が持つ転写活性の測定は STAT4レスポンシブエレメントをプロ一モーターとしてもちいたレポーターァ ッセィ系を用いれば、 容易である。 以上のような方法で IL-12下流のシグナルを 阻害する SOCS3の活性を測定できる。
これらの活性を指標として、 その活性を阻害する活性を有する化合物をスクリ 一ユングすることができる。 このようにして得ることができる化合物は、 SOCS3 の働きを抑制する。 その結果、 T細胞において発現が誘導された指標蛋白質の阻 害を通じて、 ァレルギ一性の免疫応答を制御することができる。
これらスクリーニングに用いる被験候補化合物としては、 ステロイド誘導体等 既存の化学的方法により合成された化合物標品、 コンビナトリァルケミストリー により合成された化合物標品のほか、 動 ·植物組織の抽出物もしくは微生物培養 物等の複数の化合物を含む混合物、 またそれらから精製された標品などが挙げら れる。
本発明による各種のスクリーニング方法に必要な、 ポリヌクレオチド、 抗体、 細胞株、 あるいはモデル動物は、 予め組み合わせてキットとすることができる。 より具体的には、 たとえば指標遺伝子を発現する細胞と、 これらの指標遺伝子の 発現レベルを測定するための試薬とで構成される。 指標遺伝子の発現レベルを測 定するための試薬としては、 たとえば少なくとも 1つの指標遺伝子の塩基配列を 含むポリヌクレオチド、 若しくはその相補鎖に相補的な塩基配列を有する少なく とも 1 5塩基の長さを有するオリゴヌクレオチドが用いられる。 あるいは、 少な くとも 1つの指標蛋白質のァミノ酸配列を含むぺプチドを認識する抗体を試薬と して用いることができる。 これらのキットには、 標識の検出に用いられる基質化 合物、 細胞の培養のための培地や容器、 陽性や陰性の標準試料、 更にはキットの 使用方法を記載した指示書等をパッケージしておくこともできる。
本発明のスクリーニング方法によって選択される化合物は、 アレルギー性疾患 の治療薬として有用である。 あるいは、 本発明における指標遺伝子の発現を抑制 することができるアンチセンス DNAも、アレルギー性疾患の治療薬として有用で ある。好ましくはこのようなアンチセンス DNAは、本発明における指標遺伝子の センス鎖の塩基配列の連続する少なくとも 20塩基、より好ましくは 25塩基以上、 より好ましくは 30塩基以上、 より好ましくは 40塩基以上、 より好ましくは 50塩基 以上、 より好ましくは 100塩基以上の配列に対して相補的な配列を含むアンチセ ンス DNAである。 アンチセンス領域としては、指標遺伝子の転写産物 (プロセッ シング前、 中間産物、 またはプロセッシング後のいずれの転写産物でもよい) の 任意の部位のアンチセンスであってもよい。 このような部位としては、 例えば翻 訳開始コドンを含む領域などが挙げられる。 更に、 本発明における指標遺伝子に よってコードされる蛋白質に結合する抗体は、 アレルギー性疾患の治療薬として 有用である。 本発明の治療薬として有用な好ましい抗体として、 例えば JAKとの 相互作用ドメインに結合する抗体などを示すことができる。 本発明のアレルギー 性疾患の治療薬は、 前記スクリーニング方法によって選択された化合物、 該アン チセンス DNA、または該抗体を少なくとも 1つの主成分として含み、生理学的に 許容される担体、 賦形剤、 あるいは希釈剤等と混合することによって製造するこ とができる。 本発明のアレルギー性疾患の治療剤は、 アレルギー症状の改善を目 的として、 経口、 あるいは非経口的に投与することができる。
経口剤としては、 顆粒剤、 散剤、 錠剤、 カプセル剤、 溶剤、 乳剤、 あるいは懸 濁剤等の剤型を選択することができる。 注射剤には、 皮下注射剤、 筋肉注射剤、 あるいは腹腔内注射剤等を示すことができる。
また、 投与すべき化合物がタンパク質からなる場合には、 それをコードする遺 伝子を遺伝子治療の手法を用いて生体に導入することにより、 治療効果を達成す ることができる。 治療効果をもたらすタンパク質をコードする遺伝子を生体に導 入し、 発現させることによって、 疾患を治療する手法は公知である。
あるいはアンチセンス DNAは、適当なプロモーター配列の下流に組み込み、 ァ ンチセンス RNA発現ベクターとして投与することができる。 この発現ベクターを ァレルギ一疾患患者の T細胞へ導入すれば、 これらの遺伝子のァンチセンスを発 現し、 当該遺伝子の発現レベルの低下によってアレルギーの治療効果を達成する ことができる。 T細胞への発現べクタ一の導入としては、 in vivo,あるいは ex vivo で行う方法が公知である。
投与量は、 患者の年齢、 性別、 体重および症状、 治療効果、 投与方法、 処理時 間、 あるいは該医薬組成物に含有される活性成分の種類などにより異なるが、 通 常成人一人あたり、 一回につき 0.1 mgから 500 mgの範囲で、 好ましくは 0.5 mg から 20 mgの範囲で投与することができる。 し力 し、 投与量は種々の条件により 変動するため、 上記投与量よりも少ない量で充分な場合もあり、 また上記の範囲 を超える投与量が必要な場合もある。 なお本明細書において引用された全ての先 行技術文献は、 参照として本明細書に組み入れられる。 図面の簡単な説明
図 1は、 健常人、 及ぴアトピー性皮膚炎軽症、 中等症、 重症患者の T細胞にお ける SOCSフアミ リー (SOCSl、 SOCS3、 SOCS5、 CIS1) 遺伝子の発現レベルを 示す図。 縦軸は、 T細胞の RNA l ng当たりの各 SOCSの mRNAのコピー数を、横 軸は試料を示す。 * : p<0.05, * * : p<0.01
図 2は、 皮膚炎モデルマウスの作製、 並びにプレドニゾロン軟膏の投与のス ケジュールである。
図 3は、 ダニ抗原感作期間中における、 皮膚炎モデルマウスの耳浮腫の変化を 測定した結果である。 上は感作 1 4日後解剖分、 下は感作 2 8日後解剖分の結果 である。 縦軸は耳浮腫率 (%) を、 横軸は感作期間 (週) を示す (n=10, Mean土 S.E.)。
耳浮腫率 (%) = (感作後の耳の厚さ/感作前の耳の厚さ)
図 4は、 皮膚炎モデルマウスにおける Total IgE濃度の測定結果を示す (n=10, Mean±S.E.)。 縦軸は、 血中の総 IgE濃度 (ng/mL)を、 横軸は感作期間 (週) を示 す。 各カラムは左から順に非感作対照群、 感作対照群、 およぴプレドニゾロン投 与群の測定結果に対応している。
図 5は、 NC/Ngaダニ抗原誘発皮膚炎モデルマウス耳介における SOCS3の mRNA発現レベルを定量した結果を示す。 縦軸は、 mRNAの発現レベル (copy/ng RNA), 横軸はダニ抗原感作開始後の日数を示す。 各カラムは左から順に非感作 対照群、 感作対照群、 およぴプレドニゾロン投与群の測定結果に対応している。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明を実施例により具体的に説明するが、 本発明はこれら実施例に制 限されるものではない。
〔実施例 1〕 患者および健常者からの血液採取 アレルギー性疾患特異的に発現が異なる遺伝子を単離する目的で、 症例を解析 し、 選出された患者および健常者から血液を採取した。 健常者として 10名、 アト ピー性皮膚炎軽症患者として 7名、 アトピー性皮膚炎中等症患者として 10名、 ァ トピ一性皮膚炎重症患者として 12名から血液を採取した。
〔実施例 2〕 血液試料からのリンパ球画分の調製
血液 10mlから、 以下のようにして T細胞を調製した。 まずノポ社製等のへパリ ン lmlで注射筒壁を万遍なく処理し、 最終濃度 50unit/mlのへパリンを含む 10ml 注射筒に採血した。 このとき一人の採血に 22G針を 2本準備した。注射針をはずし、 50mlの遠心チューブ (ポリプロピレン製) に移した。 1500rpm、 室温で 5分間遠 心し、 できるだけ表面近くから 1.1mlを採取し、 15000rpmで 5分間、 4°Cで遠心し て上清 lmlを血漿 (plasma)として回収した。血漿を回収した残りに 3%のデキスト ラン (ナカライ社製) を含む 0.9% NaClを等量 (9ml) 加え、 静かに数回転倒さ せて混和した。 その後 30分間室温で静置した。
PRP(Platelet rich plasma,血小板に富む血漿)を別の 15ml遠心チューブに移し、 1200rpm (トミー社製の遠心機で 150 Xgに相当する) で 5分間、 室温で遠心した。 遠心後、 血小板は上清にあった。 沈殿した細胞をギブコ社等から入手した Ca、 Mg不含の HBSS 5mlに懸濁した。 これを、 パスツールピペットを用いて Ficol Paque (フアルマシア社製)が 5mlが入ったチューブ (ファルコンチューブ: 2006ま たは 2059;ポリプロピレン製) 1本に上層した。 1200rpmで 5分間遠心後、
1500rpm (Tomy社製の遠心機で 400 Xgに相当する) で 30分間室温で遠心した。 その結果、 顆粒細胞 (granulocytes 赤血球 (erythrocyte)が沈殿し、 フイコール層 を挟んで中間層にリンパ球 (lymphocyte)、 単球 (monocyte),血小板 (platelet)が含 まれた。
パスツールピぺットで中間層を回収し、 2〜3倍の容量の BSA/PBS(0.5% BSA, 2mM EDTA in PBS, pH7.2;使用直前に脱気した)を添加し、 1200rpm、 4でで 5 分間遠心した。 沈殿を回収し、 BSA/PBSで 2回洗浄した。 2回目の洗浄後、細胞を 5mlに懸濁し、 その一部をトリパンブルーで 2倍に希釈して細胞数を測定した。全 細胞数は約 1 X 107であった。 これをリンパ球画分とした。
〔実施例 3〕 リンパ球画分からの T細胞の分離
実施例 2で得たリンパ球画分を 1200rpmで 4°C、 5分間遠心し、 100 1あたり 108 になるように BSA/PBSに懸濁した。 容量は約 20 μ 1になった。 これをエツベンド ルフチューブ (1.5ml) に移し、 CD3マイクロビーズ液を添加した。 その後、 30 分間 4〜: LO^Cに放置した (このとき氷上には置かなかった) 。 この試料をマグネ チックセルソーター (MACS) (Miltenyi Biotech In 製) で以下のように処理した。
MS+/RS+カラムを 1^111 ]\^ 8または¥&1^0 ]^ 〇8セパレーションュニットに 装着した (針は付けなかった) 。 500 μ 1の BSA/PBSをカラムに静かにアプライし、 バッファ一は流し出した。 次に CD3マイク口ビーズ標識した細胞を力ラムにァプ ライした。 カラムを 500 1で 3回洗浄した (Β細胞画分) 。 カラムをセパレーシ ヨンユニット力 らはずし、 溶出液を集めるチューブ上に置いた。 1mlの BSA/PBS をカラムにアプライし、 カラム添付のプランジャーを用いポジティブ細胞を急速 に流し出した。 これを T細胞画分とした。
得られた T細胞画分について、 1200rpm、5分間 4°Cで遠心した。沈殿を BSA/PBS で 2回洗浄した。 2回目の洗浄後、 細胞を lmlに懸濁し、 その一部をトリパンブル 一で 2倍に希釈して細胞数を測定した。 全細胞数は約 4 X 106であった。
〔実施例 4〕 T細胞からの^ RNAの調製
T細胞からの全 RNAの調製は RNeasy Mini (Qiagen製) を用い、原則として添 付のマニュアルに従い行った。 操作はすべて手袋を着用して、 室温で行った。 ま たゥォッシュバッファ一 RPEに 4倍量のエタノールを加えた。 リシスバッファー RLTには 10 1/mlの 2-メルカプトェタノールを加えた。
細胞浮遊液を 1000〜: L200rpmで 5分間遠心し、 上清をァスピレーションで除い た。 沈殿に 350 /i lのリシスバッファー RLT(2-メルカプトエタノールを含む)溶液 を加えた。 この段階で、 RLTバッファ一中の細胞のライセ一トは、 -70°Cで保存可 能であった。細胞のライセートを冷凍保存していた場合は、 37°Cで 10〜: 15分間ィ ンキュペートして、 不溶物が見えるようなら最大速度で 3分間遠心し、 上清のみ を回収した。 このライセートを 20Gの力テラン針を付けた注射筒でホモゲナイズ 後、 キアシュレッダー (QIAshredder)で処理した。 すなわち、 ピペットマンを用 いて 350 1の細胞のライセートをキアシュレッダ一ュニットにアプライした。 こ れを 1500rpmで 2分間遠心し、 流出液を回収した。 350 1の 70%エタノールを加 え、 ピペッティングしてよく混ぜた。
RNeasyスピンカラムを添付の 2mlチュ一ブに装着し、細胞のライセート混合物 をアプライし、 8000 Xg(11500rpm)で 1分間遠心し、 流出液は捨てた。 ゥォッシ ュバッファ一 RW1 700 / lをカラムにアプライし、 5分間フタをした形で立てた。
11500rpmで 15秒間遠心し、 流出液は捨てた。 カラムを新しい 2mlチューブに装 着し、 ゥォッシュバッファー RPE (エタノールを含む) 500 /x lをカラムにァプラ ィした後、 11500rpmで 15秒間遠心し、 流出液は捨てた。 ゥォッシュバッファー RPE 500 /z lをカラムにアプライし、 最大速度で 2分間遠心した。 カラムを新しい 1.5mlチューブに装着し、 DEPC処理した水 30 i lをアプライし、 フタをして 10分 間立てた。 11500rpmで 10分間遠心し、 全 RNAを得た。 濃度を測定し、 量が少な いようなら、 再度カラムを新しレ、 1.5mlチューブに装着し、 DEPC処理した水 30 μ ΐをアプライし、 フタをして 10分間立て、 11500rpmで 10分間遠心した。
〔実施例 5〕 全 RNAの DNase処理
T細胞から調製した全 RNAから DNAを除くため、 DNase処理を行った。反応は 2ュニットの DNase (二ツボンジーン社) および 50ュニットの RNaseインヒビタ 一 (フアルマシア社) を含む 100 /z lの I X DNaseバッファー (二ツボンジーン社) 中で行った。 これを 37°C15分間ィンキュベートした後、等量の PCI (フエノール: クロ口ホルム:イソアミルアルコール =25:24:1)を加え、 ボルテックスした。
12000rpmで室温、 10分間遠心し、 上層 (水層) を新しい 1.5mlチューブに移した。
1/10量の 3M酢酸ナトリゥム (pH 5.2)を加え、 2.5倍量の 100%エタノールおよび エタ沈メイト を加えて、 転倒混和させた。 -20°Cで 15分間静置させた後、 12000rpmで 4°C、 15分間遠心し、 上清を除去し、 70%エタノールを加えた。 沈殿 がはがれる程度にタッピングした後、 上清をきれいに除去した。 3分間乾燥させ、 10〜20 / lのDDW(DNaseぉょびRNase不含)に溶解させた。 濃度を測定し、 使用 まで- 80°Cに保存した。
〔実施例 6〕 ABI7700による発現量の定量
上記 T細胞より調製した全 RNA試料の一部を、 ABI-PRISM7700を用いる
TaqMan法による遺伝子発現定量 RT-PCRに使用した。 この TaqMan法は、 PCR 増幅された DNA鎖を蛍光色素を用いてリアルタイムに定量検出するシステムで ある。
各 SOCS遺伝子の塩基配列を基にして作製したプライマーセットを使用した (表 1 ) 。 また、 TaqManプロ一ブは 5'端を FAM (6-carboxy-fluorescein)で、 3' 端を TAMRA (6-carboxy-N,N,N',N'-tetramethylrhodamine)で蛍光標識して用い た。 使用したプライマーセット、 および TaqManプローブの塩基配列を以下に示 す。
CIS1プライマー
AF025947-f: ACCTGCAGAAGATGCCAGAAG (配列番号: 3 )
AF025947-r: TCGGCATACTCAATGCGTACA (配列番号: 4 ) ,
CIS1プローブ
AF025947p: TGTTCACGCTGTCAGTGAAAACCACTCG (配列番号: 5 )
SOCS1プライマー
■326-f : AGACCCCTTCTCACCTCTTGAG (配歹 IJ番号: 6 )
U88326-r: AGAGGTAGGAGGTGCGAGTTCA (配列番号: 7 )
SOCS1プローブ
U88326p: TCCCCCTGGTTGTTGTAGCAGCTTAACT (配列番号: 8 ) SOCS3プライマー AB006967-f: CTTCAGCATCTCTGTCGGAAGA (配列番号: 9 )
ΑΒ006967-Γ: ATCGTACTGGTCCAGGAACTCC (配列番号: 10)
SOCS3プローブ
AB006967p: AACGGCCACCTGGACTCCTATGAGAAAG (配列番号: 1 1)
SOCS5プライマー
AF073958-f: GGCAGAAGCAGCGTCAGATAT (配列番号: 1 2)
AF073958-r: TGTGTGTGGACTTTCCAAGCT (配列番号: 1 3)
SOCS5プローブ
AF073958p: TGGAGACAGCCATACCCATGTTAGCAGA (配列番号: 1 4) PCR増幅のモニタリングのための反応液の組成は表 1に示した。各遣伝子のコ ピー数の標準として、 以下に示すプラスミドを用いた。 各プラスミドには、 上記 プライマ一によって増幅される断片が挿入されている。 増幅される断片のサイズ を 0 内に記載した。
CIS1 /pGEM-T easy(120bp)
SOCS1 /pCR2(120bp)
SOCS3 /pGEM-T easy(102bp)
SOCS5 /pGEM-T easy(76bp)
ABI-PRISM 7700の反応組成 ( 1ゥエルあたりの反応量)
Figure imgf000041_0001
AmpErase UNG (lU/^ L) 0.5 テンプレート溶液 5
終里 50
SOCSフアミリーの遺伝子発現量を表 2および図 :示す。
表 2 番号 病態 SOCS3 SOCS5 SOCS1 CIS1
1 健常 1458.08 1601 .815 2329.491 3188.494
2 健常 351 .9105 1017.66 1406.479 2750.802
3 健常 968.497 3172.139 1844.762 3096.75
4 健常 495.7142 628.7065 2062.804 1227.037
5 健常 380.9607 703.5109 657.1982 2736.331
6 健常 500.85 627.0444 1513.615 3672.791
7 健常 481 .6213 810.591 1 659.7459 3926.74
8 健常 1249.566 1308.318 1749.39 6959.8
9 健常 1788.941 1360.944 2352.998 6168.417
10 健常 728.3886 1268.932 853.7053 7641 .104
1 1 軽症 807.0501 368.1823 719.6516 1976.83
12 軽症 41 .45852 472.873 649.9721 884.8137
13 軽症 319.5918 610.1423 1014.481 5270.148
14 軽症 312.6483 791 .68 627.4481 3760.644
15 軽症 370.994 982.9265 631 .1635 2547.374
16 軽症 842.0954 1251 .164 1814.699 1835.22
17 軽症 1035.245 974.4081 1 124.799 5343.038
18 中等 1555.719 1207.168 1692.552 3037.704
19 中等 4262.705 1870.288 1788.896 7820.949
20 中等 783.5549 809.9576 702.009 1 160.63
21 中等 2895.489 1423.61 1538.51 1 9594.791
22 中等 2418.919 2964.095 1865.82 7750.703
23 中等 326.0805 713.1234 963.3022 1835.058
24 中等 787.6964 799.9439 1 126.562 4280.359
25 中等 3129.147 983.0927 801 .9961 3274.252
26 中等 2037.736 681.7354 1015.533 4577.659
27 中等 41 12.386 1014.482 1227.672 2573.053
28 重症 586.8573 610.7941 488.507 2457.098
29 重症 1304.636 1061 .391 879.1024 2663.894
30 重症 3846.91 1503.684 1032.858 7322.066 31 重症 1308.956 2727.006 1299.147 6285.055
32 重症 544.8535 328.1689 338.7977 2238.208
33 重症 408.0696 283.592 670.1861 2852.863
34 重症 2886.85 1955.84 1327.421 9790.364
35 重症 4092.8 414.1079 638.445 3032.142
36 重症 2847.757 1296.949 799.8222 3102.048
37 重症 943.9513 1017.548 1443.823 2287.345
38 重症 2826.906 1278.804 2537.089 8966.379
39 重症 496.8299 1 137.852 1816.787 2102.247 以上の結果から明らかなように、 SOCSファミリーのうち、 SOCS3のみが患者 試料で有意に高い発現を示した。 健常と中等症間、 健常と重症間、 さらに軽症と 中等症間、 軽症と重症間でも有意差が認められた。
〔実施例 7〕 NC/Ngaダニ抗原誘発皮膚炎モデルマゥス耳介における SOCS3の mRNAの定量
人間のアトピー性皮膚炎に近いモデルとして、 NC/Ngaマウスを用いた皮膚炎 自然発症モデルが報告されている。このモデル動物における SOCS3の mRNAの発 現レベルの変化を観察した。
( 1 ) NC/Ngaマウスを用いたダニ抗原誘発皮膚炎モデルマゥスの作製
1. 皮膚炎モデル作製物質
皮膚炎を作製するための感作物質としてダニ抽出物- Dp (LSL社、 Lot No.
756112)を使用した。 ダニ抽出物- Dpはャケヒヨウダニ (チリダニ科) の成虫から 抽出した凍結乾燥粉末である。 ダニ抽出- Dpは注射用水 (大塚製薬工業、 Lot No. 1F76N) を用いて 5 mg/ml濃度に調整した。
2. 被験物質
作製した皮膚炎モデルに対する既存薬の効果を確認するために、 プレドニゾロ ン軟膏 0. 5% (大正薬品工業、 Lot No. P715, P317, PE15) を使用した。
3.その他の薬物
RNA抽出の前処理に IS0GEN (和光純薬工業、 Lot No. 780011, 78001H, 800011) および麻酔薬としてジェチルエーテル (和光純薬工業、 Lot No. DMK2137) を使用 した。
[使用動物]
試験には、 5週齢の NC/Nga雄性マウス (日本チヤ一ルス ' リバ一) を 6 5匹購 入し、 6週齢で使用した。 マウスは室温 20〜26°C (実測値 20. 0〜25. 1°C) 、 湿度 40〜70% (実測値 35· 8〜73. 6%) 、 照明時間 12時間 · 日 (7時〜 19時) に設定した 飼育室で飼育し、 固形飼料 F-2 ( &橋農場) と水道水をそれぞれ自由摂取させた。 試験には入荷時より 6日間以上予備飼育した後、 一般状態の良好なものを使用し た。
[試験群構成]
試験は、 3群構成で行った(非感作対照群、感作対照群、プレドニゾロン投与群)。 ダニ抗原投与開始から 14日後、 28日後に各群 10匹ずつを解剖した。
[試験方法]
1. 皮膚炎モデルの作製
マウスを 1群 10匹として使用した。感作対照群およぴプレドニゾ口ン投与群は、 左右の耳介および予め毛刈した背部 2箇所 (計 4箇所) にダニ抗原 5 /z g/site (1 ;/ 1/site)を 3日間隔で皮内投与した(ダニ抗原投与開始 14日後解剖:計 5回投与、 ダニ抗原投与開始 28日後解剖:計 9回投与)。本実施例の皮膚炎モデルの作製スケ ジユーノレを図 2に示す。
2. プレドニゾロン軟膏の投与
プレドニゾロン投与群の動物に対して、 ダニ抗原投与開始 9日後よりプレドニ ゾロン軟膏を経皮投与した。 プレドニゾロン軟膏の投与量は各ダニ抗原投与部位 について 30mg (30mgX 4箇所、 120mg/匹/回) とした。 投与スケジュールを図 2に 示した。
3. 耳浮腫の測定
試験期間中全群について、 週 1回 dial thickness gaugeを用いて左右の耳の厚 さを測定した。 測定スケジュールを図 2に示した。
4. 背部皮膚 (ダニ抗原投与部位) の症状観察
試験期間中全群について、週 1回ダニ抗原投与部位の症状観察を行った。観察 はヒトァトピー性皮膚炎の臨床症状の評価基準を参考にスコア化した。観察スケ ジュールを図 2に示した。
評価項目 :①搔痒症、 ②発赤 ·出血、 ③浮腫、 ④擦傷 ·組織欠損、 ⑤乾燥 スコア: 0=無症状、 1 =軽度、 2=中等度、 3 =高度
それぞれの項目についてスコア化して、 その総和を個体のスコアとした。
5. 血中 Total IgE濃度の測定
ダニ抗原感作 28日後解剖の動物について、 ダニ抗原投与前、 投与開始 14日 (眼 窩静脈より採血) および 28日後 (腹部大静脈より採血) に採血し、 遠心分離した 後、 血清を- 80°Cで保存した。 保存した血清はマウス IgE測定キット (ャマサ EIA, Lot No. P102:ャマサ醤油(株)) を用いて血中 Total IgE濃度を測定した。 測定ス ケジュールを図 2に示した。
6. 病理組織学的検査
ダニ抗原投与開始 14日に屠殺 (エーテル麻酔下に脱血屠殺) してダニ抗原投与 部位 (左右の耳介および背中の皮膚 2箇所) 、 胸腺、 脾臓およびリンパ節を摘出 した。 耳介および背中の皮膚のそれぞれ 1箇所および胸腺、脾臓、 リンパ節は RNA 抽出用とした。残り耳介および皮膚(各 1箇所) は、 10%中性緩衝ホルマリン液で 固定した後、 定法に従ってパラフィンブロックを作製し、 へマトキシリン 'ェォ ジン染色、 トルイジンブルー染色およびコンゴ一レツド染色を施して光学顕微鏡 的に検査した。 検查スケジュールを図 2に示した。
7. R A抽出の前処理
摘出した耳介および背部皮膚のそれぞれ 1個所 (約 1平方センチメートル) およ ぴ胸腺、脾臓、 リンパ節を 15mLのファルコンチューブに入れた。次いで IS0GEN 5mLを注入し、 ホモジナイザー (NS-310E; (株)日音医理科器械製作所) を用いて 氷冷下にホモジナイズした。 ホモジナイズ終了後液体窒素に浸し、 凍結した。 サ ンプルは RNA抽出まで- 80°Cで保管した。
[試験結果]
1. 耳浮腫の測定
ダニ抗原感作期間中における、 皮膚炎モデルマゥスの耳浮腫の変化を測定した 結果を図 3に示す。 ダニ抗原投与 14日後解剖 (図 3上) および 28日後解剖 (図 3 下) のいずれの試験においても、非感作対照群では、耳浮腫は認められなかった。 感作対照群では、 ダニ抗原投与 1週間後より明らかな耳の肥厚を示し、 2週間後 以降高値を持続した。 プレドニゾロン投与群では、 ダニ抗原投与 1週間後より明 らかな耳の肥厚を示し、 2週以降の耳浮腫の増加を抑制した。
2. 背部皮膚の症状観察
ダニ抗原投与 14日後解剖および 28日後解剖のいずれの試験においても、ダニ抗 原投与 2週間後より皮膚炎の症状を緩める個体が出現した。
3. 血中 Total IgE濃度の測定
図 4に Total IgE濃度の測定結果を示す。 血中ダニ抗原を投与している感作対 照群およびプレドニゾロン投与群では、 ダニ抗原投与 2週間後より血中 Total IgE濃度の上昇が認められた。
4. 耳介皮膚の病理組織学的検査
ダニ抗原投与 14日後解剖
非感作対照群では、 1/10例で表皮の肥厚、真皮と皮下組織には炎症性細胞浸潤 (主にリンパ球) 、浮腫および結合組織の増生が認められたが、いずれも軽度な 変化であった。残り 9/10例には異常所見は認められなかった。感作対照群では、 表皮の肥厚、真皮と皮下組織には炎症性細胞浸潤 (好中球、好酸球、組織球なら びにリンパ球等)、浮腫、結合組織の増生おょぴ肥満細胞の脱顆粒が軽度〜中等 度で観察された。 また 6/10例では潰瘍形成を伴っていた。
プレドニゾロン投与群では、表皮の肥厚、真皮と皮下組織には炎症性細胞浸潤 (好中球、 好酸球、組織球ならびにリンパ球等) 、浮腫、結合組織の増生および 肥満細胞の脱顆粒が軽度〜中等度の変化で観察された。なお、 6/10例では潰瘍形 成を伴っていた。
ダニ抗原投与 28日後解剖
非感作対照群では、表皮、真皮および皮下組織において異常所見は認められな かった。感作対照群では、 表皮の肥厚、真皮と皮下組織には炎症性細胞浸潤 (好 中球、 好酸球、組織球ならびにリンパ球等) 、 浮腫、結合組織の増生および肥満 細胞の脱顆粒等が軽度〜中等度の変化で観察された。 さらに、 9/10例では潰瘍形 成を伴っていた。
プレドニゾロン投与群では、表皮の肥厚、真皮と皮下組織には炎症性細胞浸潤 (好中球、 好酸球、組織球ならびにリンパ球等) 、浮腫、 結合組織の増生および 肥満細胞の脱顆粒等が軽度〜中等度の変化で観察され、いずれも潰瘍形成を伴つ ていた。
5. 背部皮膚の病理組織学的検査
ダニ抗原投与 14日後解剖
非感作対照群では、異常所見は認められなかった。感作対照群では、表皮の肥 厚、真皮と皮下組織には炎症性細胞浸潤 (好中球、好酸球、組織球ならびにリン パ球等) 、 浮腫、結合組織の増生および肥満細胞の脱顆粒力 観察された。 なお、 3/10例は潰瘍形成を伴っていた。
プレドニゾロン投与群では、表皮の肥厚、真皮と皮下組織には炎症性細胞浸潤 (好中球、 好酸球、組織球ならびにリンパ球等) 、 浮腫、結合組織の増生および 肥満細胞の脱顆粒等が観察された。 なお、 1/10例で潰瘍形成を伴っていた。
ダニ抗原投与 28日後解剖
非感作対照群では、異常所見は認められなかった。感作対照群では、 ダニ抗原 投与 14日後解剖と同程度の変化が認められた。
プレドニゾ口ン投与群では、ダニ抗原投与 14日後と同程度の変化が観察された。 ( 2 ) NC/Ngaダニ抗原誘発皮膚炎モデルマウス耳介における S0CS3 mRNA定量 上記 (1 ) で作製した NC/Ngaモデルマウスにおける、 S0CS3の mRNAを定量した。 ダニ抗原投与 14日後解剖および 28日後に解剖したマゥスの耳介を ISOGENで凍結し、 サンプルとした。
耳介組織からの cDNA合成
ISOGEN凍結サンプルを氷上で融解し、 20Gカテラン注射針(テルモ) にてホモジ ナイズした。 得られたホモジネート 5mLのうち 600 Lを 1. 5mL tubeに分取し、 ISOGEN製品プロ トコルに従い、 total RNAを抽出した。 抽出した RNAについて、 RNeasyカラム (QUIAGEN) 処理を製品プロトコルに従って行った。 次いで、 DNase
(RTグレード、 二ツボンジーン) 処理を製品プロトコルに従って行った。 得られ た Total 匪の 1 /z gにっき、 Random primers (GIBCO BRL) , Super script II (Invitrogen)を用い、製品プロトコルに従って cDNA合成後、 RNase H処理を行った。
mRNA定量
マウス試験群各 10匹分の cDNAを同濃度ずつ混合した。 混合 cDNA 5ngにっき、 ABI7700を用いてマウス S0CS3の mRNA定量を行った。 定量値について、 マウス - actinの定量値を内部標準として補正を行った。定量実験に用いたプライマーおよ びプローブの塩基配列を以下に示す。
マウス S0CS3 (accession No. U88328)
Forward primer (配列番号: 1 5 ) : 5' -CTTTCTTATCCgCgACAgCTC-3'
Reverse primer (配列番号: 1 6 ) : 5,- CACTggATgCgTAggTTCTTg- 3'
Probe (配列番号: 1 7 ) : 5' -FAM- CACTggATgCgTAggTTCTTg- TAMRA- 3'
マウス - actin (accession No. X03672)
Forward primer (配列番号: 1 8 ) : 5'- ACTATTGGCAACGAGCGGTTC -3'
Reverse primer (配列番号: 1 9 ) : 5'- GGATGCCACAGGATTCCATACC - 3,
Probe (配列番号: 2 0 ) : 5' -FAM- CCTGAGGCTCTTTTCCAGCCTTCCTTCT -TAMRA-3' NC/Ngaダニ抗原誘発皮膚炎モデルマウス耳介における S0CS3の mRNA発現を定量 した結果を図 5に示した。 NC/Ngaダニ抗原誘発皮膚炎モデルマウス耳介において、 ダニ抗原刺激開始 14日後、 28日後のいずれの時点においても S0CS3 mRNA発現は非 感作対照群と比較して感作対照群、 プレドニゾロン投与群において高い値を示し た。 プレドニゾロン塗布による明らかな発現変化は認められなかったが、 プレド ニゾロン投与群の血中 Total IgE濃度は感作群と同程度に高値を示しており、また 病理組織学的知見においてもプレドニゾロン塗布によるダニ抗原誘発皮膚炎症状 の改善も認められていないことより、 S0CS3 mRNA発現は皮膚炎症状を反映してい るものと考えることができる。
以上の結果より、 ヒト末梢血 T細胞における S0CS3 mRNA発現が皮膚炎患者で有意 に高いことがマウス皮膚炎モデルにおいても確認されたと考えることができる。 産業上の利用の可能性
本発明により、 アトピー性皮膚炎患者の T細胞において有意に発現レベルが上 昇する遺伝子 SOCS3が提供された。本発明の指標遺伝子に基づいて、 アレルギー 性疾患の検査、 および治療薬のスクリーニングを行うことが可能となった。
本発明によって提供されたアレルギー疾患関連遺伝子は、 アレルゲンの種類に 関わらず、 簡便にその発現レベルを知ることができる。 したがって、 アレルギー 反応の病態を総合的に把握することができる。
また本発明によるアレルギーの検查方法は、 末梢血単核球を試料としてその発現 レベルを解析することができるので、 患者に対する侵襲性が低い。 しかも遺伝子 発現解析に関しては、 たとえば ECPなどの蛋白質測定と異なって、微量サンプル による高感度な測定が可能である。遺伝子解析技術は、年々ハイスループット化、 低価格化が進行している。 したがって本発明によるアレルギーの検査方法は、 近 い将来、 ベッドサイドにおける重要な診断方法となることが期待される。 この意 味でこれらの病態関連遺伝子の診断的価値は高い。

Claims

請求の範囲 次の工程を含む、 アレルギー性疾患の検査方法であって、 指標遺伝子が S OCS3である方法。 ( a ) 被検者の生体試料における、 指標遺伝子の発現レベルを測定する工程( b ) 該発現レベルを、 健常者の生体試料における該指標遺伝子の発現レべ ルと比較する工程 ( c ) 該被検者の生体試料における該指標遺伝子の発現レベルの有意な上昇 が観察された場合に被検者がアレルギー性疾患を有すると判定するェ 程 アレルギー性疾患がアトピー性皮膚炎である、 請求項 1に記載の検査方法 遺伝子の発現レベルを、 cDNAの PCRによって測定する請求項 1に記載 の検查方法。 遺伝子の発現レベルを、 前記遺伝子によってコードされる蛋白質の検出に よって測定する請求項 1に記載の検査方法。 生体試料が末梢血 T細胞を含む試料である請求項 1に記載の方法。 SOCS3遺伝子の塩基配列を含むポリヌクレオチド、 またはその相補鎖に 相補的な塩基配列を有する少なくとも 1 5塩基の長さを有するオリゴヌク レオチドからなる、 アレルギー性疾患検査用試薬。 SOCS3遺伝子によってコードされるァミノ酸配列を含むぺプチドを認識 する抗体からなる、 アレルギー性疾患検査用試薬。 次の工程を含む、 アレルギー性疾患の治療薬のスクリーニング方法であつ て、指標遺伝子が SOCS3または SOCS3遺伝子と機能的に同等な遺伝子で ある方法。 ( 1 ) 指標遺伝子を発現する細胞に候補化合物を接触させる工程 ( 2 ) 指標遺伝子の発現レベルを測定する工程、 および ( 3 ) 候補化合物を接触させなレ、対照と比較して指標遺伝子の発現レベル を低下させる化合物を選択する工程 細胞が T細胞である請求項 8に記載の方法。 次の工程を含む、 アレルギー性疾患の治療薬のスクリーニング方法であ つて、指標遺伝子が SOCS3または SOCS3遺伝子と機能的に同等な遺伝子 である方法。 ( 1 ) 被験動物に候補化合物を投与する工程、 ( 2 ) 被験動物の生体試料における指標遺伝子の発現強度を測定する工程 、 および ( 3 ) 候補化合物を投与しない対照と比較して指標遺伝子の発現レベルを 低下させる化合物を選択する工程 次の工程を含む、 ァレルギ一性疾患の治療薬のスクリ一ユング方法であ つて、指標遺伝子が SOCS3または SOCS3遺伝子と機能的に同等な遺伝子 である方法。
( 1 ) 指標遣伝子の転写調節領域と、 この転写調節領域の制御下に発現す るレポータ一遺伝子を含むベクターを導入した細胞と候補物質を接触させ る工程、
( 2 ) 前記レポーター遺伝子の活性を測定する工程、 および
( 3 ) 候補化合物と接触させない対照と比較して前記レポータ一遺伝子の 発現レベルを低下させる化合物を選択する工程
次の工程を含む、 アレルギー性疾患の治療薬のスクリーニング方法であ つて、指標遺伝子が SOCS3または SOCS3遺伝子と機能的に同等な遺伝子 である方法。
( 1 ) 指標遺伝子によってコードされる蛋白質と候補物質を接触させるェ 程、 ( 2 ) 前記蛋白質の活性を測定する工程、 および
( 3 ) 候補化合物と接触させない対照と比較して前記蛋白質の活性を低下 させる化合物を選択する工程
請求項 8、 1 0、 1 1、 1 2のいずれかに記載のスクリーニング方法に よって得ることができる化合物を有効成分として含有する、 アレルギー性 疾患の治療薬。
指標遺伝子のセンス鎖の塩基配列の連続する少なくとも 15塩基の配列 に対して相補的な配列を含むアンチセンス DNAを主成分として含む、 ァ レルギ一性疾患の治療薬であって、 指標遺伝子が SOCS3 または SOCS3 と機能的に同等な遺伝子である治療薬。
指標遺伝子によってコードされる蛋白質に結合する抗体を主成分として 含む、 アレルギー性疾患の治療薬であって、 指標遺伝子が SOCS3遺伝子 または SOCS3と機能的に同等な遺伝子である治療薬。
指標遺伝子の T細胞における発現強度を上昇させたトランスジヱニック 非ヒト脊椎動物のアレルギー性疾患のモデル動物としての使用であって、 指標遺伝子が SOCS3または SOCS3と機能的に同等な遺伝子である使用。 指標遺伝子の塩基配列を含むポリヌクレオチド、 またはその相補鎖に相 補的な塩基配列を有する少なくとも 1 5塩基の長さを有するオリゴヌクレ ォチドと、 指標遺伝子を発現する細胞からなる、 アレルギー性疾患の治療 薬をスクリーニングするためのキットであって、 指標遺伝子が SOCS3ま たは SOCS3と機能的に同等な遺伝子であるキット。
指標遺伝子によってコードされるアミノ酸配列からなるペプチドを認識 する抗体と、 指標遺伝子を発現する細胞からなる、 アレルギー性疾患の治 療薬をスクリーユングするためのキットであって、 指標遺伝子が SOCS3 または SOCS3と機能的に同等な遺伝子であるキット。
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