WO2012005379A1 - Transformant obtained by introducing gm1 gene and crmp2 gene - Google Patents

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Abstract

The present invention provides: a transformant which is obtained by introducing a Gm1 gene and a CRMP2 gene; a screening method for a signaling modulator substance mediated by a Gm1 protein, said method using the transformant; and the like.

Description

Gm1遺伝子及びCRMP2遺伝子導入形質転換体Gm1 gene and CRMP2 gene-introduced transformant
 本発明は、Gm1遺伝子及びCRMP2遺伝子が導入された形質転換体並びにその利用に関する。 The present invention relates to a transformant into which a Gm1 gene and a CRMP2 gene have been introduced and use thereof.
 Gm1タンパク質は、G−タンパク質αサブユニットの一種であり、G−タンパク質共役受容体(GPCR)刺激による細胞内シグナル伝達に関与していることが知られている。Gm1遺伝子は、Golf遺伝子のスプライシングバリアントであり、第1エクソン領域のみ固有の塩基配列を有しており、第2エクソン領域以降はGolf遺伝子と塩基配列を共有している。Gm1タンパク質は、NCBIデータベースにおいて登録番号「NM_182978」で示されるG−タンパク質αサブユニットの一種であり、guanine nucleotide binding protein(G protein)、alpha activating activity polypeptide、olfactory type(GNAL)、transcript variant 1とも呼ばれることもあり、他のGタンパク質と比較してN末端領域が約80アミノ酸長い特徴的な構造を有している(例えば、US2005−0260595号公報参照)。
 CRMP2タンパク質は、コラプシン応答メディエータタンパク質2(Collapsin Response Mediator Protein 2,CRMP2)であり、神経ガイダンス因子であるセマフォリンの情報を媒介する因子として同定されたタンパク質である(例えば、Nature(1995),376,509−514参照)。CRMP2タンパク質は、チューブリン、Numb、Sra−1、TrkB等の分子と直接的又は間接的に結合し、これらの分子を軸策先端へ輸送することにより軸策を伸長させる機能を有することが知られている(Nat.Cell Biol.,(2002)4:583−591、Nat.Cell Biol.,(2003)5:819−826、Nat.Rev.Neurosci.,8:194−205(2007)、Developmental Cell,16,675−686(2009))。CRMP2タンパク質は、cdk5、GSK3β、Rhoキナーゼ等のキナーゼによりリン酸化されることにより、その活性が調節されること、具体的には、非リン酸化型が活性を有し、キナーゼによりリン酸化されることにより不活化されること、が知られている(Cell,120,137−149,(2005)、Mol.Cell.Biol.,25,9973−9984(2005))。非リン酸化型変異CRMP2遺伝子を神経細胞に導入すると軸策先端の退縮が損なわれることや、神経細胞でCRMP2タンパク質の生物学的機能を阻害すると軸策の伸長が阻害されること等も報告されている(Cell,120,137−149,(2005)、J.Biol.Chem.,275,23973−23980(2000))。神経損傷後にCRMP2タンパク質を過剰発現させると神経軸索再生が促進されること(例えば、J.Neurochem.,86,1042−50,(2003))や、CRMP2タンパク質の変異が統合失調症のリスク要因になっていること(例えば、Biol Psychiatry.,53,571−576,(2003))等も報告されている。
Gm1 protein is a kind of G-protein α subunit, and is known to be involved in intracellular signal transduction by G-protein coupled receptor (GPCR) stimulation. The Gm1 gene is a Splicing variant of the Golf gene, and has a unique base sequence only in the first exon region, and shares the base sequence with the Golf gene after the second exon region. The Gm1 protein is a kind of G-protein α subunit represented by the registration number “NM — 182978” in the NCBI database. Both guanine nucleotide binding protein (G protein), alpha activating lipid ligand, olfactory ligand, The N-terminal region has a characteristic structure that is about 80 amino acids longer than other G proteins (see, for example, US2005-0260595).
The CRMP2 protein is a collapse response mediator protein 2 (Collapsin Response Mediator Protein 2, CRMP2), which is a protein identified as a factor that mediates information on semaphorin, which is a nerve guidance factor (eg, Nature (1995), 376). , 509-514). It is known that CRMP2 protein has a function of extending axon by directly or indirectly binding to molecules such as tubulin, Numb, Sra-1, TrkB, and transporting these molecules to the axon tip. (Nat. Cell Biol., (2002) 4: 583-591, Nat. Cell Biol., (2003) 5: 819-826, Nat. Rev. Neurosci., 8: 194-205 (2007), Developmental Cell, 16, 675-686 (2009)). CRMP2 protein is phosphorylated by a kinase such as cdk5, GSK3β, Rho kinase, etc., and its activity is regulated. Specifically, non-phosphorylated form has activity and is phosphorylated by kinase It is known that it is inactivated (Cell, 120, 137-149, (2005), Mol. Cell. Biol., 25, 9973-9984 (2005)). It has also been reported that introduction of a non-phosphorylated mutant CRMP2 gene into neurons impairs the axon retraction, and inhibition of CRMP2 protein biological function in neurons inhibits axon elongation. (Cell, 120, 137-149, (2005), J. Biol. Chem., 275, 2397-23980 (2000)). Overexpression of CRMP2 protein after nerve injury promotes nerve axon regeneration (eg, J. Neurochem., 86, 1042-50, (2003)), and CRMP2 protein mutation is a risk factor for schizophrenia (For example, Biol Psychiatry., 53, 571-576, (2003)) has been reported.
 CRMP2タンパク質を介したシグナル伝達の異常に起因すると思われる疾患、例えば、アルツハイマー病、統合失調症及び軸策損傷等のような疾患の症状を改善させるために有用な、知識の蓄積及び技術の開発が急務であり、これに関連する試験ツール等の開発が期待されている。
 本発明は、Gm1タンパク質の生物学的機能の活性化によりCRMP2タンパク質のリン酸化が抑制される、即ち、CRMP2タンパク質の生物学的機能が活性化されるとの新たに見出された知見に基づく。
 即ち、本発明は
1.下記遺伝子(1)及び(2)の両者が宿主細胞内に導入された形質転換体(以下、本発明形質転換体と記すこともある。):
(1)Gm1タンパク質のアミノ酸配列をコードする塩基配列を有する外来遺伝子、及び
(2)CRMP2タンパク質のアミノ酸配列をコードする塩基配列を有する外来遺伝子;
2.前記外来遺伝子が、前記タンパク質のアミノ酸配列をコードする塩基配列を含有するプラスミドの形態である核酸である前項1記載の形質転換体;
3.前項1又は2記載の形質転換体であって、前記遺伝子(1)及び(2)にコードされるタンパク質をいずれもその細胞内で共発現している形質転換体;
4.(a)被験物質と、前項1、2又は3記載の形質転換体とを接触させる第一工程と、
(b)第一工程後の形質転換体におけるCRMP2タンパク質のリン酸化状態又はそれと相関する指標値を測定する第二工程と、
(c)第二工程で測定されたリン酸化状態又はそれと相関する指標値を、対照と比較して、前記形質転換体におけるCRMP2タンパク質のリン酸化状態又はそれと相関する指標値を変動させる被験物質を選択する第三工程と
を含むGm1タンパク質を介したシグナル伝達調節物質のスクリーニング方法(以下、本発明スクリーニング方法と記すこともある。);
5.第三工程における対照が、被験物質を接触させていない前項1、2又は3記載の形質転換体におけるCRMP2タンパク質のリン酸化状態又はそれと相関する指標値である前項4記載のスクリーニング方法;
6.前項4又は5記載のスクリーニング方法により得られるGm1タンパク質を介したシグナル伝達調節物質;
7.前項6記載のGm1タンパク質を介したシグナル伝達調節物質を有効成分として含有する、CRMP2タンパク質を介したシグナル伝達異常に起因する疾患の治療又は予防剤(以下、本発明薬剤と記すこともある。);
 本発明により、Gm1タンパク質を介したシグナル伝達調節物質のスクリーニング方法及びそれに利用する形質転換体を含む試験ツール等を提供することが可能となる。
Accumulation of knowledge and development of techniques useful for ameliorating the symptoms of diseases that appear to be due to abnormal signaling through the CRMP2 protein, such as Alzheimer's disease, schizophrenia and axon injury There is an urgent need, and development of related testing tools is expected.
The present invention is based on the newly discovered finding that activation of the biological function of Gm1 protein suppresses phosphorylation of CRMP2 protein, that is, the biological function of CRMP2 protein is activated. .
That is, the present invention is 1. A transformant in which both of the following genes (1) and (2) are introduced into a host cell (hereinafter sometimes referred to as the transformant of the present invention):
(1) a foreign gene having a base sequence encoding the amino acid sequence of Gm1 protein, and (2) a foreign gene having a base sequence encoding the amino acid sequence of CRMP2 protein;
2. [2] The transformant according to [1] above, wherein the foreign gene is a nucleic acid in the form of a plasmid containing a base sequence encoding the amino acid sequence of the protein;
3. 3. The transformant according to item 1 or 2, wherein both of the proteins encoded by the genes (1) and (2) are co-expressed in the cells;
4). (A) a first step of bringing a test substance into contact with the transformant according to the preceding item 1, 2, or 3,
(B) a second step of measuring the phosphorylation state of CRMP2 protein in the transformant after the first step or an index value correlated therewith;
(C) a test substance that varies the phosphorylation state of CRMP2 protein in the transformant or the index value correlated therewith by comparing the phosphorylation state measured in the second step or the index value correlated therewith with a control. A screening method for a substance that regulates signal transduction via Gm1 protein, which comprises a third step to be selected (hereinafter also referred to as the screening method of the present invention);
5. 4. The screening method according to item 4, wherein the control in the third step is a phosphorylation state of CRMP2 protein in the transformant according to item 1, 2 or 3 not contacted with the test substance or an index value correlated therewith;
6). A substance that regulates signal transduction via Gm1 protein obtained by the screening method according to 4 or 5 above;
7. A therapeutic or prophylactic agent for diseases caused by abnormal signaling via CRMP2 protein, which contains as an active ingredient a signal transduction regulator via Gm1 protein according to item 6 (hereinafter sometimes referred to as the drug of the present invention). ;
According to the present invention, it is possible to provide a screening method for a signal transduction regulator via Gm1 protein, a test tool including a transformant used for the screening method, and the like.
 図1は、2次元電気泳動サンプルの抗CRMP2抗体でのウエスタンブロットの結果を示す図である。上段図はCRMP2タンパク質を発現し活性化型Gm1タンパク質は発現しない対照細胞での結果、下段図はCRMP2タンパク質と活性化型Gm1タンパク質とを共発現する細胞での結果である。
 図2は、図1に示すウエスタンブロットの各スポットを定量した結果を示す図である。非リン酸化型CRMP2タンパク質のスポット(No.1)の強度を「1」とした時の、各リン酸化型CRMP2タンパク質のスポットの強度を示す。黒棒グラフは対照細胞での結果、白棒グラフはCRMP2タンパク質と活性化型Gm1タンパク質とを共発現する細胞での結果である。
 図3は、2次元電気泳動サンプルの抗CRMP2抗体でのウエスタンブロットの結果を示す図である。上段図は対照(DMSO)での結果、下段図は被験物質としてSKF81297を用いた結果である。
 図4は、図3に示すウエスタンブロットの各スポットを定量した結果を示す図である。非リン酸化型CRMP2タンパク質のスポット(No.1)の強度を「1」とした時の、各リン酸化型CRMP2タンパク質のスポットの強度を示す。黒棒グラフは対照(DMSO)での結果、白棒グラフは被験物質としてSKF81297を用いた結果である。
 図5は、図4に示す各スポットの定量値を溶媒対照と被験物質との間で比較した結果を示す図である。黒棒グラフは対照(DMSO)での結果、白棒グラフは被験物質としてSKF81297を用いた結果である。
FIG. 1 is a diagram showing the results of Western blotting with an anti-CRMP2 antibody of a two-dimensional electrophoresis sample. The upper diagram shows the results for the control cells that express the CRMP2 protein and does not express the activated Gm1 protein, and the lower diagram shows the results for the cells that co-express the CRMP2 protein and the activated Gm1 protein.
FIG. 2 is a diagram showing the results of quantifying each spot of the Western blot shown in FIG. The intensity of each phosphorylated CRMP2 protein spot when the intensity of the non-phosphorylated CRMP2 protein spot (No. 1) is “1” is shown. Black bar graphs are the results for control cells, and white bar graphs are the results for cells that co-express CRMP2 protein and activated Gm1 protein.
FIG. 3 is a diagram showing the results of Western blotting with an anti-CRMP2 antibody of a two-dimensional electrophoresis sample. The upper graph shows the results for the control (DMSO), and the lower graph shows the results using SKF81297 as the test substance.
FIG. 4 is a diagram showing the results of quantifying each spot of the Western blot shown in FIG. The intensity of each phosphorylated CRMP2 protein spot when the intensity of the non-phosphorylated CRMP2 protein spot (No. 1) is “1” is shown. The black bar graph is the result for the control (DMSO), and the white bar graph is the result using SKF81297 as the test substance.
FIG. 5 is a diagram showing the results of comparing the quantitative values of each spot shown in FIG. 4 between the solvent control and the test substance. The black bar graph is the result for the control (DMSO), and the white bar graph is the result using SKF81297 as the test substance.
 本明細書において、DNAの調製やプラスミドの調製等の遺伝子工学的な手法、タンパク質の抽出やウエスタンブロッティング等のタンパク質工学的な手法は、特に明記しない限り、Molecular Cloning,A Laboratory Manual(T.Maniatis et al.,Cold Spring Harbor Laboratory(1982))、新生化学実験講座(日本生化学会編;東京化学同人)等の実験書に記載される方法又はそれに準じた方法により行うことができる。
 本発明における「Gm1タンパク質」とは、背景技術に記載されるように、G−タンパク質共役受容体(GPCR)刺激による細胞内シグナル伝達に関与していることが知られている、G−タンパク質αサブユニットの一種である。Gm1タンパク質は、例えば、US2005−0260595号公報等に記載された公知のタンパク質である。
 Gm1タンパク質が有するアミノ酸配列としては、例えば、前記公開公報に記載される配列番号1、25又は26で示されるアミノ酸配列等を挙げることができる。Gm1タンパク質は、NCBIデータベースにおいて登録番号「NM_182978」で示されるG−タンパク質αサブユニットの一種であり、guanine nucleotide binding protein(G protein)、alpha activating activity polypeptide、olfactory type(GNAL)、transcript variant 1とも呼ばれることもあり、他のGタンパク質と比較してN末端領域が約80アミノ酸長い特徴的な構造を有している。
 Gm1遺伝子は、Golf遺伝子のスプライシングバリアントであり、第1エクソン領域のみ固有の塩基配列を有しており、第2エクソン領域以降はGolf遺伝子と塩基配列を共有している。Gm1タンパク質が有するアミノ酸配列をコードする塩基配列としては、例えば、前記公開公報に記載される配列番号2、27又は28で示される塩基配列等を挙げることができる。
 US2005−0260595号公報において配列番号1で示されるアミノ酸配列を配列番号1に、US2005−0260595号公報において配列番号2で示される塩基配列を配列番号2に示す。
 本発明における「Gm1タンパク質」は、当該タンパク質の生物学的機能を維持する限り、その一部からなるものを含む。例えば、前記公開公報に記載される配列番号1で示されるアミノ酸配列は、Gタンパク質αサブユニット間で保存されている「GTP結合部位」及び「GTPase活性化部位」のアミノ酸配列と配列同一性が高いアミノ酸配列部分を有する。これらの部分は、前記公開公報に記載される配列番号1で示されるアミノ酸配列におけるアミノ酸番号126~133、287~292、353~359、428~435の各領域である。これらのアミノ酸領域は、既にGタンパク質αサブユニットとして同定されている「Gs」及び「Golf」における「GTP結合部位」及び「GTPase活性化部位」のアミノ酸配列(NATURE,117−127(1991),vol.349)と一致している。また、配列番号1で示されるアミノ酸配列は、Gタンパク質αサブユニット間で特にGsファミリーに属する「Gs」及び「Golf」で高く保存されている特徴的配列と同じ配列(配列番号1で示されるアミノ酸番号119~126)を有し、しかもGタンパク質αサブユニット間で保存されているαヘリックス構造をとりうる配列である。
 Gm1タンパク質の生物学的機能を喪失すること無く、Gm1タンパク質が有する如何なるアミノ酸残基を何個置換、欠失又は付加できるかの指標は、特開2003−193330に記載された方法等により見出すことができる。前記生物学的機能を喪失しない改変は、例えば、既に同定されている各種のGタンパク質αサブユニットのアミノ酸配列との配列同一性が低い部分について行えばよい。
 「Gm1タンパク質」としては、例えば、US2009−0042789号公報等に記載されたタンパク質を挙げることもできる。
 本発明における「CRMP2タンパク質」とは、背景技術に記載されるように、コラプシン応答メディエータタンパク質2(Collapsin Response Mediator Protein 2,CRMP2)であり、神経ガイダンス因子であるセマフォリンの情報を媒介する因子として同定されたタンパク質である。CRMP2タンパク質は、例えば、Goshimaら,Nature(1995),376,509−514等に記載された公知のタンパク質である。
 CRMP2タンパク質が有するアミノ酸配列、及び、当該アミノ酸配列をコードする塩基配列としては、例えば、前記文献に記載されるアミノ酸配列、及び、塩基配列等を挙げることができる。CRMP2タンパク質は、NCBIデータベースにおいて登録番号「NP_001377」で示されるタンパク質であり、dihydropyrimidinase−like 2、dihydropyrimidinase−like 2、又はDPYSL2と呼ばれることもある。
 本発明形質転換体は、下記遺伝子(1)及び(2)の両者が宿主細胞内に導入されて得られる:
(1)Gm1タンパク質タンパク質のアミノ酸配列をコードする塩基配列を有する外来遺伝子、及び
(2)CRMP2タンパク質タンパク質のアミノ酸配列をコードする塩基配列を有する外来遺伝子。
 すなわち、本発明形質転換体は、Gm1タンパク質タンパク質のアミノ酸配列をコードする塩基配列を有するポリヌクレオチド、及びCRMP2タンパク質タンパク質のアミノ酸配列をコードする塩基配列を有するポリヌクレオチドを含有する形質転換細胞である。
 本発明形質転換体の宿主細胞としては、公知のいかなる宿主細胞でも用いることができ、例えば、大腸菌(例えば、K12等)、バチルス属細菌(例えば、MI114等)等の細菌、酵母(例えば、AH22等)、昆虫細胞(例えば、Sf細胞等)、動物細胞(例えば、COS7細胞等)等を挙げることができる。なかでも、哺乳動物由来の培養細胞(例えば、COS7細胞、CHO細胞、HEK293細胞、Hela細胞、PC12細胞等)を好ましく挙げることができる。
 本発明形質転換体は、このような宿主細胞に対して、Gm1タンパク質のアミノ酸配列をコードする塩基配列を含有するプラスミドの形態である核酸、及び、CRMP2タンパク質のアミノ酸配列をコードする塩基配列を含有するプラスミドの形態である核酸、の両者を外来的に導入する人為的操作を施すことにより作製することができる。本発明形質転換体は、Gm1タンパク質のアミノ酸配列をコードする塩基配列及びCRMP2タンパク質のアミノ酸配列をコードする塩基配列の両者を含有するプラスミドの形態である核酸を外来的に導入する人為的操作を施すことにより作製することもできる。
 前記人為的操作としては、用いられる宿主細胞に応じた通常の遺伝子工学的手法を利用すればよい。具体的には例えば、市販のトランスフェクション試薬を用いて、当該試薬に添付された説明書に記載される方法に従い行う方法を挙げることができる。また、外来遺伝子としてプラスミドの形態である核酸を利用する場合には、リン酸カルシウム法、エレクトロポレーション法、リポフェクション法、DEAEデキストラン法等を挙げることができる。
 ここで「プラスミド」としては、Gm1タンパク質及びCRMP2タンパク質の両タンパク質を宿主細胞内で共発現させることが可能なプラスミドを挙げることができる。このようなプラスミドは、通常の遺伝子工学的手法に従い、Gm1タンパク質のアミノ酸配列をコードする塩基配列を含有する核酸、及び、CRMP2タンパク質のアミノ酸配列をコードする塩基配列を含有する核酸、の両者をそれぞれ、公知の発現プラスミドのプロモーター下流の発現可能な位置に連結することにより作製することができる。
 ここで「発現プラスミド」としては、例えば、大腸菌を宿主細胞とする場合には、pBR322、pUC12、pUC119、pBluescript等、バチルス属細菌を宿主細胞とする場合には、pUB110、pC194等、酵母を宿主細胞とする場合には、Yip5、Yep24等、昆虫細胞を宿主細胞とする場合には、AcNPV等、動物細胞を宿主細胞とする場合には、pUC18、pcDNA3.1等の公知のプラスミドを挙げることができる。
 本発明形質転換体における、Gm1タンパク質のアミノ酸配列をコードする塩基配列を有する外来遺伝子及びCRMP2タンパク質のアミノ酸配列をコードする塩基配列を有する外来遺伝子の宿主細胞内での保持は、一過的に保持されたものであってもよいし、また安定的に保持させたものであってもよい。前記外来遺伝子が安定的に保持された形質転換体は、当該外来遺伝子と同時に宿主細胞内に導入された薬剤耐性マーカー等の選択マーカー(例えば、発現プラスミドに含有された薬剤耐性マーカー等)を指標にして選択すればよい。
 本発明形質転換体の細胞内で、Gm1タンパク質及びCRMP2タンパク質の両者を共発現させるには、例えば、本発明形質転換体を培養液の中で培養すればよい。
 本発明形質転換体の培養条件は、本発明形質転換体の種類に応じた条件を適宜選択すればよい。
 例えば、本発明形質転換体が微生物である場合には、微生物の培養に通常使用される液体培地又は平板培地を用いて培養すればよい。培養温度は、微生物の生育可能温度内であればよく、例えば、15~40℃程度を挙げることができる。培地のpHも、微生物の生育可能範囲であればよく、例えば、pH6~8程度を挙げることができる。培養時間は、その他の培養条件により異なるが、通常、1~5日間程度、特に1~2日間程度にすればよい。温度シフト型やIPTG誘導型等の誘導型の発現プラスミドを用いる場合には、誘導時間は1日間以内、特に数時間程度とすればよい。
 形質転換体が昆虫細胞の場合には、昆虫細胞の種類に応じて適した培養条件とすればよい。例えば、FBS及びYeastlateを含むGrace’s medium等の昆虫細胞用培地を用いて培養すればよい。培養温度は、25~35℃程度を挙げることができる。培地のpHも、昆虫細胞の生育可能範囲であればよく、例えば、pH6~8程度を挙げることができる。培養時間は、その他の培養条件により異なるが、通常、1~5日間程度、特に2~3日間程度にすればよい。
 発現プラスミドとしてBaculovirus等のウィルスを含む形質転換体の場合は、培養時間は細胞質効果が現れて細胞が死滅する前まで(例えば3~7日間程度、特に4~6日間程度)とするのが好ましい。
 形質転換体が哺乳動物細胞の場合には、哺乳動物細胞の種類に応じて適した培養条件とすればよい。例えば、FBSを添加したDMEM培地(ニッスイ社製等)を用いて5%CO存在下、数日毎に新しい培地に交換しながら培養すればよい。哺乳動物細胞がコンフルエントになるまで増殖したら、例えば、トリプシン溶液を加えて個々の細胞に分散させ、得られた細胞の懸濁液を数倍に希釈して新しいシャーレに播種し継代を続ければよい。
 培養温度は、36~38℃程度を挙げることができる。培地のpHも、哺乳動物細胞の生育可能範囲であればよく、例えば、pH6~8程度を挙げることができる。培養時間は、その他の培養条件により異なるが、通常、2~5日間程度、特に2~3日間程度にすればよい。
 本発明形質転換体の細胞内で、Gm1タンパク質及びCRMP2タンパク質の両者が共発現していることを確認する方法としては、通常のタンパク質工学的方法を利用すればよい。具体的には例えば、本発明形質転換体より調製されたタンパク質抽出液を、抗Gm1タンパク質抗体及び抗CRMP2タンパク質抗体を用いてウエスタンブロットを行う方法等を挙げることができる。
 本発明スクリーニング方法は、(a)被験物質と、前項1、2又は3記載の形質転換体とを接触させる第一工程と、(b)第一工程後の形質転換体におけるCRMP2タンパク質のリン酸化状態又はそれと相関する指標値を測定する第二工程と、(c)第二工程で測定されたリン酸化状態又はそれと相関する指標値を、対照と比較して、前記形質転換体におけるCRMP2タンパク質のリン酸化状態又はそれと相関する指標値を変動させる被験物質を選択する第三工程とを含む。
 本発明スクリーニング方法において「被験物質」としては、特に限定は無く、例えば、タンパク質(抗体を含む)、ペプチド、非ペプチド性化合物(ヌクレオチド、アミン、糖質、脂質等)、有機低分子化合物、無機低分子化合物、醗酵生産物、細胞抽出液、植物抽出液、動物組織抽出液等を挙げることができる。被験物質の形態としては、特に限定は無く、固体、液体、基剤との混合物、縣濁液又は溶液等を挙げることができる。縣濁液若しくは溶液とする場合、水、pH緩衝液、メチルセルロース溶液、生理食塩水、有機溶媒水溶液(有機溶媒としては通常エタノールやジメチルスルホキシドが用いられる。)等を用いればよい。
 被験物質の接触量、接触回数及び接触時間は、例えば、本発明形質転換体に重篤な影響を及ぼさない範囲内とすればよい。
 本発明スクリーニング方法の第一工程における「接触」は、当業者に汎用されている方法で実施することができる。被験物質を本発明形質転換体に接触する場合、その接触方法には特に限定はなく、例えば、本発明形質転換体を含む培養液・寒天培地等の中に、0.001~10μM程度の濃度となるように被験物質を添加すればよい。
 本発明スクリーニング方法の第二工程における「CRMP2タンパク質のリン酸化状態又はそれと相関する指標値を測定する」方法では、タンパク質抽出液の調製、電気泳動法、メンブレンの上への転写、CRMP2タンパク質の検出方法等を用いることができる。これらの方法では、通常の生化学的手法・タンパク質工学的手法等を用いて分析すればよい。例えば、2次元電気泳動法とウエスタンブロット法とを組み合わることにより行えばよい。具体的には例えば、まず被験物質を接触させた本発明形質転換体からタンパク質抽出液を調製する。調製されたタンパク質抽出液を1次元目の電気泳動を行ない、次いで2次元目の電気泳動を行う。分離されたCRMP2タンパク質を適当なメンブレンの上に転写する。次いで、当該メンブレンの上に転写されたCRMP2タンパク質を抗CRMP2タンパク質抗体等で検出する。これら操作の結果、CRMP2タンパク質はリン酸化の程度の違いによって分離される。
 非リン酸化型CRMP2は、よりアルカリ性側に検出され、リン酸化型CRMP2はリン酸化の程度が高くなるほど、より酸性側に検出される。リン酸化の程度に基づくCRMP2の分離は、それ自体公知の通常用いられる方法に従い行うことができる。
 CRMP2のリン酸化状態を定量する方法としては、公知の定量化法を用いればよいが、例えば、ウエスタンブロットにより検出されたシグナルをイメージアナライザー等にて定量化すればよい。具体的には例えば、本発明形質転換体において2次元電気泳動後のウエスタンブロットにより検出されたCRMP2のスポットの非リン酸化型CRMP2のスポット強度を「1」とし、それぞれのリン酸化型CRMP2のスポット強度を算出する。同様に、対照におけるCRMP2のスポットの強度も、非リン酸化型CRMP2のスポット強度を「1」とし、それぞれのリン酸化型CRMP2のスポット強度を算出する。
 本発明スクリーニング方法の第三工程における対照との比較では、例えば、被験物質を接触させた本発明形質転換体におけるCRMP2タンパク質の第二工程で測定されたリン酸化状態又はそれと相関する指標値を、被験物質を接触させていない本発明形質転換体におけるCRMP2タンパク質の第二工程で測定されたリン酸化状態又はそれと相関する指標値と比較すればよい。ここで「被験物質を接触させていない本発明形質転換体」とは、例えば、溶媒のみを接触させた本発明形質転換体であってもよい。
 かかる対照は、対照とするCRMP2タンパク質のリン酸化状態又はそれと相関する指標値を、本発明形質転換体におけるCRMP2タンパク質のリン酸化状態又はそれと相関する指標値と併行して測定して求めてもよいし、別途測定して求めてもよい。
 例えば、被験物質と接触させた本発明形質転換体におけるCRMP2タンパク質のリン酸化状態又はそれと相関する指標値の測定値が、対照とする本発明形質転換体におけるCRMP2タンパク質のリン酸化状態又はそれと相関する指標値の測定値よりも低ければ、前記被験物質との接触は、CRMP2タンパク質のリン酸化状態を抑制することによりCRMP2タンパク質を活性化させる効果を有することを意味し、そして当該被験物質はGm1を介したシグナル伝達調節物質として選択することができる。具体的には例えば、対照におけるそれぞれのスポットを100%とし、被検物質を接触させた本発明形質転換体で検出されたCRMP2のそれぞれのスポットのパーセンテージを算出する。被検物質を接触させた本発明形質転換体において検出されたCRMP2のそれぞれのスポットのパーセンテージのいずれかが、例えば70%以下、好ましくは60%以下、更に好ましくは50%以下になる被検物質を、シグナル伝達調節物質の候補物質として選択すればよい。また好ましくは、より高度にリン酸化されたスポットにおいて、スポットのパーセンテージが、例えば70%以下、好ましくは60%以下、更に好ましくは50%以下になる被検物質を、シグナル伝達を活性化する候補物質として選択すればよい。
 被験物質の代わりに「対照物質」となり得るポジティブコントロール又はネガティブコントロールを用いて本発明スクリーニング方法を実施することにより、場合に応じて上記の対照とすることもできる。
 ここで「ポジティブコントロール」とは、CRMP2タンパク質のリン酸化状態を制御する効果を有する任意の物質を表し、また「ネガティブコントロール」としては、被験物質に含まれる溶媒、バックグランドとなる試験系溶液等が挙げられる。
 「対照物質」をネガティブコントロールとする場合、被験物質が有する「CRMP2タンパク質のリン酸化状態を抑制する効果」が、対照物質が有する「CRMP2タンパク質のリン酸化状態を抑制する効果」よりも大きければ、当該被験物質は「CRMP2タンパク質のリン酸化状態を抑制する効果」を有すると評価すればよい。一方、被験物質が有する「CRMP2タンパク質のリン酸化状態を抑制する効果」が、対照物質が有する「CRMP2タンパク質のリン酸化状態を抑制する効果」と同程度若しくは小さければ、当該被験物質が有する「CRMP2タンパク質のリン酸化状態を抑制する効果」を有さないと評価することができる。
 また、対照物質をポジティブコントロールとする場合、被験物質が有する「CRMP2タンパク質のリン酸化状態を抑制する効果」と、対照物質が有する「CRMP2タンパク質のリン酸化状態を抑制する効果」とを比較することにより、被験物質が有する「CRMP2タンパク質のリン酸化状態を抑制する効果」を評価すればよい。
 このようにして効果を有すると評価された場合には、当該被験物質を、Gm1を介したシグナル伝達調節物質として選択することができる。
 本発明薬剤は、例えば、上記のようにして選択された「Gm1タンパク質を介したシグナル伝達調節物質」を有効成分として含有する。本発明薬剤は、CRMP2タンパク質を介したシグナル伝達異常に起因する疾患の治療又は予防剤として有用である。
In this specification, genetic engineering techniques such as DNA preparation and plasmid preparation, and protein engineering techniques such as protein extraction and western blotting, unless otherwise specified, are described in Molecular Cloning, A Laboratory Manual (T. Maniatis). et al., Cold Spring Harbor Laboratory (1982)), New Chemistry Laboratory (Edited by The Japanese Biochemical Society; Tokyo Kagaku Dojin), etc., or a method analogous thereto.
As described in the background art, the “Gm1 protein” in the present invention is a G-protein α known to be involved in intracellular signal transduction by G-protein coupled receptor (GPCR) stimulation. A type of subunit. The Gm1 protein is a known protein described in, for example, US2005-0260595.
As an amino acid sequence which Gm1 protein has, the amino acid sequence shown by sequence number 1, 25, or 26 described in the said publication | presentation gazette etc. can be mentioned, for example. The Gm1 protein is a kind of G-protein α subunit represented by the registration number “NM — 182978” in the NCBI database. Both guanine nucleotide binding protein (G protein), alpha activating lipid ligand, olfactory ligand, The N-terminal region has a characteristic structure that is about 80 amino acids longer than other G proteins.
The Gm1 gene is a Splicing variant of the Golf gene, and has a unique base sequence only in the first exon region, and shares the base sequence with the Golf gene after the second exon region. Examples of the base sequence encoding the amino acid sequence of the Gm1 protein include the base sequence represented by SEQ ID NO: 2, 27 or 28 described in the above-mentioned publication.
In US2005-0260595, the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 1 is shown in SEQ ID NO: 1, and in US2005-0260595, the base sequence shown by SEQ ID NO: 2 is shown in SEQ ID NO: 2.
The “Gm1 protein” in the present invention includes a part thereof as long as the biological function of the protein is maintained. For example, the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 described in the above publication has sequence identity with the amino acid sequences of “GTP binding site” and “GTPase activation site” conserved among G protein α subunits. Has a high amino acid sequence portion. These portions are the regions of amino acid numbers 126 to 133, 287 to 292, 353 to 359, and 428 to 435 in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 described in the publication. These amino acid regions are amino acid sequences of “GTP binding site” and “GTPase activation site” in “Gs” and “Golf” that have already been identified as G protein α subunits (NATURE, 117-127 (1991), vol.349). The amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 is the same as the characteristic sequence highly conserved among “Gs” and “Golf” belonging to the Gs family among G protein α subunits (shown by SEQ ID NO: 1). This sequence has amino acid numbers 119 to 126) and can take an α-helical structure conserved between G protein α subunits.
An index indicating how many amino acid residues of the Gm1 protein can be substituted, deleted, or added without losing the biological function of the Gm1 protein should be found by the method described in JP-A-2003-193330, etc. Can do. The modification that does not lose the biological function may be performed, for example, on a portion having low sequence identity with the amino acid sequences of various G protein α subunits that have already been identified.
Examples of the “Gm1 protein” include proteins described in US2009-0042789.
As described in the background art, “CRMP2 protein” in the present invention is collapsin response mediator protein 2, CRMP2, and is a factor that mediates information on semaphorin, which is a nerve guidance factor. The identified protein. CRMP2 protein is a known protein described in, for example, Goshima et al., Nature (1995), 376, 509-514.
Examples of the amino acid sequence possessed by CRMP2 protein and the base sequence encoding the amino acid sequence include the amino acid sequences and base sequences described in the above documents. The CRMP2 protein is a protein represented by the registration number “NP — 001377” in the NCBI database, and is sometimes called dihydropyrimidinase-like 2, dihydropyrimidinase-like 2, or DPYSL2.
The transformant of the present invention is obtained by introducing both of the following genes (1) and (2) into a host cell:
(1) a foreign gene having a base sequence encoding the amino acid sequence of Gm1 protein protein, and (2) a foreign gene having a base sequence encoding the amino acid sequence of CRMP2 protein protein.
That is, the transformant of the present invention is a transformed cell containing a polynucleotide having a base sequence encoding the amino acid sequence of Gm1 protein protein and a polynucleotide having a base sequence encoding the amino acid sequence of CRMP2 protein protein.
As the host cell of the transformant of the present invention, any known host cell can be used. For example, bacteria such as Escherichia coli (for example, K12), Bacillus bacteria (for example, MI114), yeast (for example, AH22) Etc.), insect cells (eg, Sf cells, etc.), animal cells (eg, COS7 cells, etc.), and the like. Among these, cultured cells derived from mammals (for example, COS7 cells, CHO cells, HEK293 cells, Hela cells, PC12 cells, etc.) can be preferably mentioned.
The transformant of the present invention contains a nucleic acid in the form of a plasmid containing a base sequence encoding the amino acid sequence of Gm1 protein and a base sequence encoding the amino acid sequence of CRMP2 protein for such a host cell. It can be prepared by performing an artificial operation to introduce both nucleic acids in the form of plasmids to be introduced exogenously. The transformant of the present invention is subjected to an artificial operation for exogenously introducing a nucleic acid in the form of a plasmid containing both the base sequence encoding the amino acid sequence of Gm1 protein and the base sequence encoding the amino acid sequence of CRMP2 protein. Can also be produced.
As the artificial operation, a normal genetic engineering technique corresponding to the host cell to be used may be used. Specifically, for example, a commercially available transfection reagent can be used according to the method described in the instructions attached to the reagent. Moreover, when using the nucleic acid which is the form of a plasmid as a foreign gene, the calcium phosphate method, the electroporation method, the lipofection method, the DEAE dextran method etc. can be mentioned.
Here, examples of the “plasmid” include a plasmid capable of co-expressing both Gm1 protein and CRMP2 protein in a host cell. Such a plasmid is prepared according to a conventional genetic engineering technique, in which both a nucleic acid containing a base sequence encoding the amino acid sequence of the Gm1 protein and a nucleic acid containing a base sequence encoding the amino acid sequence of the CRMP2 protein are respectively present. It can be prepared by linking to a position where expression is possible downstream of the promoter of a known expression plasmid.
Here, examples of the “expression plasmid” include pBR322, pUC12, pUC119, pBluescript, etc. when Escherichia coli is used as a host cell, and pUB110, pC194, etc., when Bacillus bacterium is used as a host cell. When cells are used, Yip5, Yep24, etc., when insect cells are used as host cells, AcNPV, etc. When animal cells are used as host cells, pUC18, pcDNA3.1, etc. should be mentioned. Can do.
In the transformant of the present invention, the foreign gene having the base sequence encoding the amino acid sequence of Gm1 protein and the foreign gene having the base sequence encoding the amino acid sequence of CRMP2 protein are temporarily retained in the host cell. It may be made, or may be stably held. The transformant in which the foreign gene is stably retained is an indicator of a selection marker such as a drug resistance marker (for example, a drug resistance marker contained in an expression plasmid) introduced into the host cell simultaneously with the foreign gene. You can make a selection.
In order to co-express both Gm1 protein and CRMP2 protein in the cells of the transformant of the present invention, for example, the transformant of the present invention may be cultured in a culture solution.
The culture conditions for the transformant of the present invention may be appropriately selected according to the type of the transformant of the present invention.
For example, when the transformant of the present invention is a microorganism, it may be cultured using a liquid medium or a plate medium usually used for culturing microorganisms. The culture temperature only needs to be within the temperature at which microorganisms can grow, and examples thereof include about 15 to 40 ° C. The pH of the medium may be within the range in which microorganisms can grow, and examples thereof include about pH 6 to 8. The culture time varies depending on other culture conditions, but is usually about 1 to 5 days, particularly about 1 to 2 days. When an induction type expression plasmid such as a temperature shift type or an IPTG induction type is used, the induction time may be within one day, particularly about several hours.
When the transformant is an insect cell, culture conditions suitable for the type of insect cell may be used. For example, the culture may be performed using an insect cell medium such as Grace's medium containing FBS and yeast. The culture temperature can be about 25 to 35 ° C. The pH of the medium may be within the range in which insect cells can grow, and examples thereof include about pH 6-8. Although the culture time varies depending on other culture conditions, it is usually about 1 to 5 days, particularly about 2 to 3 days.
In the case of a transformant containing a virus such as Baculovirus as an expression plasmid, the culture time is preferably set until the cytoplasmic effect appears and the cells die (for example, about 3 to 7 days, particularly about 4 to 6 days). .
When the transformant is a mammalian cell, culture conditions suitable for the type of mammalian cell may be used. For example, a DMEM medium (Nissui, etc.) supplemented with FBS may be used in the presence of 5% CO 2 while being replaced with a new medium every few days. Once the mammalian cells have grown to confluence, for example, add trypsin solution to disperse them into individual cells, dilute the resulting cell suspension several times, seed in a new petri dish, and continue to pass. Good.
The culture temperature can be about 36 to 38 ° C. The pH of the medium may be within the range in which mammalian cells can grow, and examples thereof include about pH 6-8. The culture time varies depending on other culture conditions, but is usually about 2 to 5 days, particularly about 2 to 3 days.
As a method for confirming that both Gm1 protein and CRMP2 protein are co-expressed in the cells of the transformant of the present invention, an ordinary protein engineering method may be used. Specific examples include a method in which a protein extract prepared from the transformant of the present invention is subjected to Western blotting using an anti-Gm1 protein antibody and an anti-CRMP2 protein antibody.
The screening method of the present invention comprises (a) a first step in which a test substance is brought into contact with the transformant described in the preceding item 1, 2 or 3, and (b) phosphorylation of CRMP2 protein in the transformant after the first step. A second step of measuring a state or an index value correlated therewith, and (c) comparing the phosphorylation state measured in the second step or an index value correlated therewith with a CRMP2 protein in the transformant, And a third step of selecting a test substance that varies the phosphorylation state or an index value correlated therewith.
The “test substance” in the screening method of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include proteins (including antibodies), peptides, non-peptidic compounds (nucleotides, amines, carbohydrates, lipids, etc.), organic low molecular compounds, inorganic Examples thereof include low molecular weight compounds, fermentation products, cell extracts, plant extracts, animal tissue extracts and the like. The form of the test substance is not particularly limited, and examples thereof include a solid, a liquid, a mixture with a base, a suspension or a solution. In the case of a suspension or solution, water, pH buffer solution, methylcellulose solution, physiological saline, organic solvent aqueous solution (ethanol or dimethyl sulfoxide is usually used as the organic solvent) and the like may be used.
The contact amount, the number of times of contact, and the contact time of the test substance may be set within a range that does not seriously affect the transformant of the present invention, for example.
The “contact” in the first step of the screening method of the present invention can be performed by a method widely used by those skilled in the art. When the test substance is brought into contact with the transformant of the present invention, the contact method is not particularly limited. For example, the concentration is about 0.001 to 10 μM in a culture solution / agar medium containing the transformant of the present invention. The test substance may be added so that
In the second step of the screening method of the present invention, the “measurement of the phosphorylation state of CRMP2 protein or an index value correlated therewith” comprises the preparation of a protein extract, electrophoresis, transcription onto a membrane, detection of CRMP2 protein A method or the like can be used. In these methods, analysis may be performed using a normal biochemical technique, protein engineering technique, or the like. For example, it may be performed by combining two-dimensional electrophoresis and Western blotting. Specifically, for example, a protein extract is first prepared from the transformant of the present invention in contact with a test substance. The prepared protein extract is subjected to the first dimension electrophoresis and then the second dimension electrophoresis. Transfer the separated CRMP2 protein onto a suitable membrane. Next, the CRMP2 protein transferred onto the membrane is detected with an anti-CRMP2 protein antibody or the like. As a result of these manipulations, CRMP2 protein is separated according to the degree of phosphorylation.
Non-phosphorylated CRMP2 is detected on the more alkaline side, and phosphorylated CRMP2 is detected on the more acidic side as the degree of phosphorylation increases. Separation of CRMP2 based on the degree of phosphorylation can be performed according to a commonly used method known per se.
As a method for quantifying the phosphorylation state of CRMP2, a known quantification method may be used. For example, a signal detected by Western blot may be quantified with an image analyzer or the like. Specifically, for example, the spot intensity of non-phosphorylated CRMP2 in the CRMP2 spot detected by Western blot after two-dimensional electrophoresis in the transformant of the present invention is “1”, and each spot of phosphorylated CRMP2 Calculate the intensity. Similarly, regarding the intensity of the CRMP2 spot in the control, the spot intensity of the non-phosphorylated CRMP2 is “1”, and the spot intensity of each phosphorylated CRMP2 is calculated.
In comparison with the control in the third step of the screening method of the present invention, for example, the phosphorylation state measured in the second step of CRMP2 protein in the transformant of the present invention contacted with the test substance or an index value correlated therewith, What is necessary is just to compare with the phosphorylation state measured at the 2nd process of CRMP2 protein in the transformant of this invention which is not contacting the test substance, or the index value correlated with it. Here, the “transformant of the present invention not in contact with the test substance” may be, for example, the transformant of the present invention in which only the solvent is contacted.
Such a control may be obtained by measuring the phosphorylation state of CRMP2 protein as a control or an index value correlated therewith in parallel with the phosphorylation state of CRMP2 protein in the transformant of the present invention or an index value correlated therewith. However, it may be determined by measuring separately.
For example, the measured value of the CRMP2 protein phosphorylation state in the transformant of the present invention brought into contact with the test substance or an index value correlated therewith correlates with the phosphorylation state of CRMP2 protein in the control transformant of the present invention. If it is lower than the measured value of the index value, it means that the contact with the test substance has an effect of activating CRMP2 protein by suppressing the phosphorylation state of CRMP2 protein, and the test substance has Gm1 It can be selected as a signal transduction regulator. Specifically, for example, each spot in the control is defined as 100%, and the percentage of each spot of CRMP2 detected by the transformant of the present invention in contact with the test substance is calculated. A test substance in which one of the percentages of each spot of CRMP2 detected in the transformant of the present invention contacted with the test substance is, for example, 70% or less, preferably 60% or less, more preferably 50% or less May be selected as a candidate substance for a signal transduction regulator. Also preferably, in a highly phosphorylated spot, a test substance in which the percentage of the spot is, for example, 70% or less, preferably 60% or less, more preferably 50% or less is selected as a candidate for activating signal transduction. What is necessary is just to select as a substance.
By carrying out the screening method of the present invention using a positive control or negative control that can be a “control substance” instead of the test substance, the above-mentioned control can be used as the case may be.
Here, “positive control” represents any substance having an effect of controlling the phosphorylation state of CRMP2 protein, and “negative control” includes a solvent contained in the test substance, a test system solution serving as a background, etc. Is mentioned.
When the “control substance” is a negative control, if the “effect of suppressing the phosphorylation state of CRMP2 protein” possessed by the test substance is greater than the “effect of suppressing the phosphorylation state of CRMP2 protein” possessed by the control substance, What is necessary is just to evaluate that the said test substance has "the effect which suppresses the phosphorylation state of CRMP2 protein." On the other hand, if the “effect of suppressing the phosphorylation state of CRMP2 protein” possessed by the test substance is similar to or smaller than the “effect of suppressing the phosphorylation state of CRMP2 protein” possessed by the control substance, “CRMP2 It can be evaluated that it does not have an “effect of suppressing the phosphorylation state of a protein”.
When the control substance is used as a positive control, compare the “effect of suppressing the phosphorylation state of CRMP2 protein” possessed by the test substance with the “effect of suppressing the phosphorylation state of CRMP2 protein” possessed by the control substance. Thus, the “effect of suppressing the phosphorylation state of CRMP2 protein” possessed by the test substance may be evaluated.
Thus, when it is evaluated that it has an effect, the said to-be-tested substance can be selected as a signal transduction regulator via Gm1.
The drug of the present invention contains, for example, the “signal transduction modulator via Gm1 protein” selected as described above as an active ingredient. The agent of the present invention is useful as a therapeutic or prophylactic agent for diseases caused by abnormal signaling through the CRMP2 protein.
 以下、本発明の実施例を示してより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
実施例1(活性化型Gm1によるCRMP2のリン酸化の抑制作用)
(1)Gm1遺伝子の取得
 文献(特開2004−350672号)記載の方法に準じた方法を用いて、ヒト脳由来cDNAライブラリー(宝酒造社製)20ngを鋳型に用いて且つ10μMのフォワードプライマーprGm1ATG(5’−ATGGGTCTGTGCTACAGTCTGCGG;配列番号3)、10μMのリバースプライマーprGNAL3’(5’−TCACAAGAGCTCATACTGCTT;配列番号4)及びTAKARA LA Taqポリメラーゼ(TAKARALA Taq with GC Buffer,宝酒造社製)を用いてPCRを行った。PCR条件は、95℃で30秒間、次いで60℃で30秒間、次いで72℃で2分間の保温を1サイクルとしてこれを35サイクル行った。得られたDNA断片をアガロースゲル電気泳動後、当該ゲル上で検出された約1.5kbのバンドを切り出し、切り出したゲルからDNAを回収して該DNAをpCR2.1−TOPOベクター(インビトロジェン社製)へクローニングしpCR−Gm1を作製した。
(2)pcDNA−AFGm1の構築
 文献(US2009−0042789号)記載の方法に準じた方法を用いて、実施例1で作製されたプラスミドpCR−Gm1 10ngを鋳型に用いて且つ10μMのフォワードプライマーprGm1ATG(5’−ATGGGTCTGTGCTACAGTCTGCGG;配列番号5)、10μMのリバースプライhAFGm1AS(5’−TCCATTTTCTCCTCTCATCCCTTAAGCCACCAACATCAAACAT;配列番号7)及びPyrobestポリメラーゼ(宝酒造社製)を用いてPCRを行った。PCR条件は、95℃で30秒間、次いで60℃で30秒間、次いで72℃で1分間の保温を1サイクルとしてこれを30サイクル行った。得られたDNAをアガロースゲル電気泳動後、当該ゲル上で検出されたバンドを切り出し、切り出したゲルからDNA断片を回収してこのDNA断片をAF5’とした。
 同様にプラスミドpCR−Gm1 10ngを鋳型に用いて且つ10μMのリバースプライマーprGNAL3’(5’−TCACAAGAGCTCATACTGCTT;配列番号6)、10μMのフォワードプライhAFGm1S(5’−ATGTTTGATGTTGGTGGCTTAAGGGATGAGAGGAGAAAATGGA;配列番号8)及びPyrobestポリメラーゼ(宝酒造社製)を用いてPCRを行った。PCR条件は、95℃で30秒間、次いで60℃で30秒間、次いで72℃で1分間の保温を1サイクルとしてこれを30サイクル行った。得られたDNAをアガロースゲル電気泳動後、当該ゲル上で検出されたバンドを切り出し、切り出したゲルからDNA断片を回収してこのDNA断片をAF3’とした。
 次いで、回収されたDNA断片AF5’及びAF3’それぞれ10ngを鋳型に用いて且つ10μMのフォワードプライマーprGm1ATG(5’−ATGGGTCTGTGCTACAGTCTGCGG;配列番号5)、10μMのリバースプライマーprGNAL3’(5’−TCACAAGAGCTCATACTGCTT;配列番号6)及びPyrobestポリメラーゼ(宝酒造社製)を用いてPCRを行った。PCR条件は、95℃で30秒間、次いで60℃で30秒間、次いで72℃で2分間の保温を1サイクルとしてこれを30サイクル行った。得られたDNA断片をアガロースゲル電気泳動後、当該ゲル上で検出された約1.5kbのバンドを切り出し、切り出したゲルからDNAを回収して該DNAをpDriveベクター(Q1AGEN社製)へクローニングしpDr−AFGm1を作製した。作製されたプラスミドpDr−AFGm1をEcoRV及びSpeIで二重消化した後、このDNA断片をアガロースゲル電気泳動し、当該ゲル上で検出された約1.5kbのバンドを切り出し、切り出したゲルからDNAを回収して該DNAをインサートDNAとした。pcDNA3.1(インビトロジェン社製)をEcoRV及びXbaIで二重消化したものをベクターとして用い、これに前記インサートDNAをライゲースを用いて連結することにより、プラスミドpcDNA−AFGm1を作製した。
(3)pcDNA−CRMP2の構築
 ヒト脳由来cDNAライブラリー(宝酒造社製)20ngを鋳型に用いて且つ10μMのフォワードプライマーhCRMP2(ATG)(5’−CACCATGTCTTATCAGGGGAAGAAAAA;配列番号9)、10μMのリバースプライマーhCRMP2(−STOP)rev(5’−GCCCAGGCTGGTGATGTTGGCACGGCCA;配列番号10)及びKOD DNAポリメラーゼ(東洋紡製)を用いてPCRを行った。PCR条件は、95℃で30秒間、次いで60℃で30秒間、次いで68℃で2分間の保温を1サイクルとしてこれを35サイクル行った。得られたDNAをアガロースゲル電気泳動後、当該ゲル上で検出された約1.7kbのバンドを切り出し、切り出したゲルからDNAを回収して該DNAをpENTR/D−TOPOベクター(インビトロジェン社製)へクローニングしpENTR−CRMP2を作製した。次いで、4μl pENTR−CRMP2、1μl pcDNA6.2・V5−DEST及び2μl LRクロナーゼII(インビトロジェン社製)を混合し室温で1時間保持することにより、プラスミドpcDNA−CRMP2を作製した。
(4)pcDNA3.1の調製
 pcDNA3.1は、インビトロジェン社から販売されている市販品を購入し、これを用いた。
(5)本発明形質転換体の作製
 COS7細胞(ATCCからの購入品)を10cmシャーレに5×10cells/シャーレで播種し、10%FCSを含むDMEM培地(インビトロジェン社製)中で、37℃、5%CO2条件下にて約24時間培養した。上記(2)で得られた「活性化型Gm1発現プラスミド(pcDNA−AFGm1;12μg)」、及び、上記(3)で得られた「CRMP2発現プラスミド(pcDNA−CRMP2;6μg)」の両者を、45μlのリポフェクトアミン2000(インビトロジェン社製)と混合し、20分間保持したものを前記細胞にトランスフェクションした。トランスフェクション3時間後に培地を全交換し、更に約21時間培養した。尚、対照として上記の活性化型Gm1発現プラスミドの代わりに、上記(4)記載の発現プラスミド(pcDNA3.1;12μg)を用いること以外は同様な操作を行うことにより、対照細胞を作製した。
(6)活性化型Gm1タンパク質によるCRMP2タンパク質のリン酸化の抑制作用の確認
 上記(5)で作製された細胞を試験細胞として以下の試験で用いた。
 上記(5)で作製された細胞を、培地が除かれた後、PhosphoProtein Purification kit(キアゲン)を用いて溶解することにより細胞抽出液を得た。当該細胞抽出液から2−D Clean−Up kit(GEヘルスサイエンス)を用いてタンパク質抽出液(精製タンパク質)を調製した。
 得られたタンパク質抽出液(精製タンパク質800μg)を、Immobiline DryStrip(GEヘルスサイエンス)を用いた一次元目の電気泳動に供した。次いで、7.5%SDS−PAGEゲルを用い2次元目の電気泳動を行った。2次元電気泳動後のゲルを、Hybond−P(GEヘルスサイエンス)へ転写した。次いで、当該メンブレンの上に転写されたCRMP2タンパク質を抗CRMP2抗体(C4G)(株式会社免疫生物研究所)を用いてウエスタンブロッティングにより検出した(図1参照)。図1でアルカリ性側に位置するスポットNo.1は、非リン酸化型CRMP2タンパク質のスポットであり、それより酸性側に位置するNo.2−6は、リン酸化型CRMP2タンパク質のスポットである。また、より酸性側に位置するスポットほど、つまりNo.6側に位置するスポットほどリン酸化の程度が高いCRMP2タンパク質のスポットである。
 次に、図1に示したウエスタンブロットにより検出されたそれぞれのスポットのシグナル強度を、LAS−4000(富士フィルム)を用い測定した。非リン酸化型CRMP2タンパク質のスポットの強度を「1」とした時のそれぞれリン酸化型CRMP2タンパク質のスポットの強度を算出した(図2参照)。図2に示された結果から明らかな通り、活性化型Gm1タンパク質を共発現させた細胞におけるリン酸化CRMP2タンパク質のスポット(スポットNo.2からNo.6)のシグナル強度が、活性化型Gm1タンパク質を共発現しない対照細胞におけるリン酸化CRMP2タンパク質のスポットのシグナル強度と比較して低下していた。
 以上の結果より、Gm1タンパク質の活性化によりCRMP2タンパク質のリン酸化が抑制されることが確認された。
実施例2(本発明スクリーニング方法:Gm1タンパク質を介したシグナル伝達調節物質のスクリーニング)(その1)
(1)pcDNA−Gm1の構築
 文献(特開2004−350672号)記載の方法に準じた方法を用いて、実施例1で作製されたプラスミドpCR−Gm1を制限酵素XbaI及びKpnIで二重消化した後、このDNA断片をアガロースゲル電気泳動し、当該ゲル上で検出された約1.5kbのバンドを切り出し、切り出したゲルからDNAを回収して該DNAをインサートDNAとした。pcDNA3.1(インビトロジェン社製)をXbaI及びKpnIで二重消化したものをベクターとして用い、これに前記インサートDNAをライゲースを用いて連結することにより、プラスミドpcDNA−Gm1を作製した。
(2)シグナル伝達調節物質のスクリーニング
 COS7細胞(ATCCからの購入品)を10cmシャーレに5×10cells/シャーレで播種し、10%FCSを含むDMEM培地(インビトロジェン社製)中で、37℃、5%CO2条件下にて約24時間培養した。上記(7)で得られた「Gm1発現プラスミド(pcDNA−Gm1;12μg)」、及び、上記(3)で得られた「CRMP2発現プラスミド(pcDNA−CRMP2;6μg)」の両者を、45μlのリポフェクトアミン2000(インビトロジェン社製)と混合し、20分間保持したものを前記細胞にトランスフェクションした。トランスフェクション3時間後に培地を全交換し、更に約21時間培養した。
 次いで、被験物質SKF81297((±)−6−Chloro−2,3,4,5−tetrahydro−1−phenyl−1H−3−benzazepine hydrobromide;C1616ClNO・HBr)を、最終濃度10μMになるように前記細胞の培養液中に添加した後、得られた培養物を37℃で30分間静置した。
 次いで、得られた培養物から、SKF81297を含む培地を除去した後、PhosphoProtein Purification kit(キアゲン)を用いて溶解することにより細胞抽出液を得た。当該細胞抽出液から2−D Clean−Up kit(GEヘルスサイエンス)を用いてタンパク質抽出液(精製タンパク質)を調製した。対照として、SKF81297の代わりにDMSO溶媒のみを前記細胞の培養液中に添加した培養物を調製し、同様にしてタンパク質抽出液(精製タンパク質)を調製した。
 得られたタンパク質抽出液(精製タンパク質800μg)を、Immobiline DryStrip(GEヘルスサイエンス)を用いた一次元目の電気泳動に供した。次いで、7.5%SDS−PAGEゲルを用い2次元目の電気泳動を行った。2次元電気泳動後のゲルを、Hybond−P(GEヘルスサイエンス)へ転写した。次いで、当該メンブレンの上に転写されたCRMP2タンパク質を抗CRMP2抗体(C4G)(株式会社免疫生物研究所)を用いてウエスタンブロッティングにより検出した(図3参照)。図3でアルカリ性側に位置するスポットNo.1は、非リン酸化型CRMP2タンパク質のスポットであり、それより酸性側に位置するNo.2−6は、リン酸化型CRMP2タンパク質のスポットである。また、より酸性側に位置するスポットほど、つまりNo.6側に位置するスポットほどリン酸化の程度が高いCRMP2タンパク質のスポットである。
 次に、図3に示したウエスタンブロットにより検出されたそれぞれのスポットのシグナル強度を、LAS−4000(富士フィルム)を用い測定した。非リン酸化型CRMP2タンパク質のスポットの強度を「1」とした時のそれぞれリン酸化型CRMP2タンパク質のスポットの強度を算出した(図4参照)。図4に示された結果から明らかな通り、SKF81297を接触させた細胞における「より高度にリン酸化されたスポット(スポットNo.6およびNo.5)」のシグナル強度が、DMSO溶媒のみを接触させた細胞における「より高度にリン酸化されたスポット(スポットNo.6およびNo.5)」のシグナル強度と比較して低下していた。一方、SKF81297を接触させた細胞における「リン酸化の程度の低いスポット(スポットNo.2およびNo.3)」のシグナル強度が、DMSO溶媒のみを接触させた細胞における「リン酸化の程度の低いスポット(スポットNo.2およびNo.3)」のシグナル強度と比較して増加していた。
 以上の結果より、SKF81297を接触させた細胞において、リン酸化の程度が抑制された結果、より高度にリン酸化された状態のCRMP2タンパク質が減少し、それに伴い、リン酸化の程度に低いCRMP2タンパク質の量が相対的に増加したことが確認された。
 次に、各スポットにおけるシグナルの変化の程度を定量化するために、DMSO溶媒のみを接触させた細胞におけるそれぞれのスポットの値を100%とし、SKF81297を接触させた細胞におけるそれぞれのスポットのパーセンテージを算出した(図5参照)。その結果、SKF81297を接触させた細胞の「より高度にリン酸化型されたCRMP2のスポット(スポットNo.6およびNo.5)」において、スポットのシグナルのパーセンテージがそれぞれ、28.4%及び35.5%であることが確認された。
 以上の結果より、SKF81297がGm1タンパク質を介するシグナル伝達調節物質であることが判明した。
実施例3(本発明スクリーニング方法:Gm1タンパク質を介したシグナル伝達調節物質のスクリーニング)(その2)
 COS7細胞(ATCCからの購入品)を10cmシャーレに5×10cells/シャーレで播種し、10%FCSを含むDMEM培地(インビトロジェン社製)中で、37℃、5%CO2条件下にて約24時間培養する。上記(7)で得られた「Gm1発現プラスミド(pcDNA−Gm1;12μg)」、及び、上記(3)で得られた「CRMP2発現プラスミド(pcDNA−CRMP2;6μg)」の両者を、45μlのリポフェクトアミン2000(インビトロジェン社製)と混合し、20分間保持したものを前記細胞にトランスフェクションする。トランスフェクション3時間後に培地を全交換し、更に約21時間培養する。
 次いで、各種の被験物質を、最終濃度10μMになるように前記細胞の培養液中に添加した後、得られた培養物を37℃で30分間静置する。
 次いで、得られた培養物から、前記被験物質を含む培地を除去した後、PhosphoProtein Purification kit(キアゲン)を用いて溶解することにより細胞抽出液を得た後、当該細胞抽出液から2−D Clean−Up kit(GEヘルスサイエンス)を用いてタンパク質抽出液(精製タンパク質)を調製する。対照として、前記被験物質の代わりにDMSO溶媒のみを前記細胞の培養液中に添加した培養物を調製し、同様にしてタンパク質抽出液(精製タンパク質)を調製する。
 得られたタンパク質抽出液(精製タンパク質800μg)を、Immobiline DryStrip(GEヘルスサイエンス)を用いた一次元目の電気泳動に供する。次いで、7.5%SDS−PAGEゲルを用い2次元目の電気泳動を行う。2次元電気泳動後のゲルを、Hybond−P(GEヘルスサイエンス)へ転写する。次いで、当該メンブレンの上に転写されたCRMP2タンパク質を抗CRMP2抗体(C4G)(株式会社免疫生物研究所)を用いてウエスタンブロッティングにより検出する。
 次に、ウエスタンブロットにより検出されたそれぞれのスポットのシグナル強度を、LAS−4000(富士フィルム)を用い測定した。非リン酸化型CRMP2タンパク質のスポットの強度を「1」とした時のそれぞれリン酸化型CRMP2タンパク質のスポットの強度を算出する。
 次に、各スポットにおけるシグナルの変化の程度を定量化するために、DMSO溶媒のみを接触させた細胞におけるそれぞれのスポットの値を100%とし、前記被験物質を接触させた細胞におけるそれぞれのスポットのパーセンテージを算出する。その結果、前記被験物質を接触させた細胞のいずれかのリン酸化型CRMP2タンパク質のスポットにおいて、スポットのシグナルのパーセンテージが50%以下になる被験物質を、「Gm1タンパク質を介するシグナル伝達調節物質」として選択する。選択された「Gm1タンパク質を介したシグナル伝達調節物質」を有効成分として含有する薬剤(即ち、CRMP2タンパク質を介したシグナル伝達異常に起因する疾患の治療又は予防剤)を調製する。
EXAMPLES Hereinafter, although the Example of this invention is shown and demonstrated in detail, this invention is not limited to these Examples.
Example 1 (Inhibition of CRMP2 phosphorylation by activated Gm1)
(1) Acquisition of Gm1 gene Using a method according to the method described in the literature (Japanese Patent Laid-Open No. 2004-350672), using 20 ng of human brain-derived cDNA library (Takara Shuzo) as a template and 10 μM forward primer prGm1ATG (5′-ATGGGTCTGTGCTACAGTCTGGCGG; SEQ ID NO: 3) 10 μM reverse primer prGNAL 3 ′ (5′-TCACAAGAGCTCATACTGCTT; SEQ ID NO: 4) and TAKARA LA Taq polymerase (manufactured by TAKARALA Taq with GC Buffer, Takara Shuzo) . The PCR conditions were 95 ° C for 30 seconds, then 60 ° C for 30 seconds, and then 72 ° C for 2 minutes, with one cycle being 35 cycles. The obtained DNA fragment was subjected to agarose gel electrophoresis, then a band of about 1.5 kb detected on the gel was cut out, DNA was recovered from the cut out gel, and the DNA was pCR2.1-TOPO vector (manufactured by Invitrogen). To pCR-Gm1.
(2) Construction of pcDNA-AFGm1 Using a method according to the method described in the literature (US2009-0042789), using 10 ng of the plasmid pCR-Gm1 prepared in Example 1 as a template and a 10 μM forward primer prGm1ATG ( 5′-ATGGGTCTGTGCTACAGTCTGGCGG; SEQ ID NO: 5) PCR was performed using 10 μM reverse ply hAFGm1AS (5′-TCCATTTTCTCCTCTCATCCCTTAAGCCACCAACATCAAACAT; manufactured by Takara Shuzo Co., Ltd.). The PCR was performed at 95 ° C. for 30 seconds, then at 60 ° C. for 30 seconds, and then at 72 ° C. for 1 minute for one cycle. The obtained DNA was subjected to agarose gel electrophoresis, the band detected on the gel was cut out, the DNA fragment was recovered from the cut out gel, and this DNA fragment was designated as AF5 ′.
Similarly, using 10 ng of the plasmid pCR-Gm1 as a template and 10 μM of the reverse primer prGNAL3 ′ (5′-TCACAAGAGCTCATACTGCTT; SEQ ID NO: 6), 10 μM of the forward ply hAFGm1S (5′-ATGTTTGATGTGTGTGTGTAGAGGATGA) PCR was performed using the same product. The PCR was performed at 95 ° C. for 30 seconds, then at 60 ° C. for 30 seconds, and then at 72 ° C. for 1 minute for one cycle. The obtained DNA was subjected to agarose gel electrophoresis, the band detected on the gel was cut out, the DNA fragment was recovered from the cut out gel, and this DNA fragment was designated as AF3 ′.
Next, 10 ng of each of the recovered DNA fragments AF5 ′ and AF3 ′ was used as a template, and 10 μM forward primer prGm1ATG (5′-ATGGGTCTGTGCTACAGTCTGCGGG; SEQ ID NO: 5), 10 μM reverse primer prGNAL3 ′ (5′-TCACAGAGCTCACTACTGCTT; SEQ ID NO: PCR was performed using 6) and Pyrobest polymerase (Takara Shuzo). The PCR conditions were 30 cycles of 95 ° C. for 30 seconds, 60 ° C. for 30 seconds, and then 72 ° C. for 2 minutes. After the obtained DNA fragment was subjected to agarose gel electrophoresis, a band of about 1.5 kb detected on the gel was excised, DNA was recovered from the excised gel, and the DNA was cloned into a pDrive vector (Q1AGEN). pDr-AFGm1 was produced. After double-digesting the prepared plasmid pDr-AFGm1 with EcoRV and SpeI, this DNA fragment was subjected to agarose gel electrophoresis, a band of about 1.5 kb detected on the gel was excised, and DNA was excised from the excised gel. The DNA was recovered and used as insert DNA. Plasmid pcDNA-AFGm1 was prepared by ligating pcDNA3.1 (manufactured by Invitrogen) with EcoRV and XbaI as a vector and ligating the insert DNA with ligase.
(3) Construction of pcDNA-CRMP2 Using 20 ng of human brain-derived cDNA library (Takara Shuzo) as a template and 10 μM forward primer hCRMP2 (ATG) (5′-CACCCATGTCTTATCGGGGGAAGAAAA; SEQ ID NO: 9), 10 μM reverse primer hCRMP2 (-STOP) PCR was performed using rev (5'-GCCCAGGCTGGTGATGTTGGCACGGCCA; SEQ ID NO: 10) and KOD DNA polymerase (manufactured by Toyobo). PCR was performed at 35 ° C. for 30 seconds at 95 ° C., then at 60 ° C. for 30 seconds, and then at 68 ° C. for 2 minutes. After agarose gel electrophoresis of the obtained DNA, a band of about 1.7 kb detected on the gel was cut out, DNA was recovered from the cut out gel, and the DNA was pENTR / D-TOPO vector (manufactured by Invitrogen) Was cloned into pENTR-CRMP2. Subsequently, 4 μl pENTR-CRMP2, 1 μl pcDNA6.2 · V5-DEST and 2 μl LR clonase II (manufactured by Invitrogen) were mixed and kept at room temperature for 1 hour to prepare plasmid pcDNA-CRMP2.
(4) Preparation of pcDNA3.1 For pcDNA3.1, a commercially available product sold by Invitrogen Corporation was purchased and used.
(5) Production of the transformant of the present invention COS7 cells (purchased from ATCC) were seeded in a 10 cm dish at 5 × 10 6 cells / dish, and 37% in DMEM medium (Invitrogen) containing 10% FCS. The cells were cultured for about 24 hours at 5 ° C. under the conditions of 5 ° C. Both the “activated Gm1 expression plasmid (pcDNA-AFGm1; 12 μg)” obtained in (2) above and the “CRMP2 expression plasmid (pcDNA-CRMP2; 6 μg)” obtained in (3) above, The cells were mixed with 45 μl of Lipofectamine 2000 (Invitrogen) and maintained for 20 minutes to transfect the cells. The medium was completely changed 3 hours after the transfection, and further cultured for about 21 hours. As a control, control cells were prepared by performing the same operation except that the expression plasmid (pcDNA3.1; 12 μg) described in (4) above was used instead of the activated Gm1 expression plasmid.
(6) Confirmation of inhibitory action on phosphorylation of CRMP2 protein by activated Gm1 protein The cells prepared in (5) above were used as test cells in the following tests.
The cells prepared in (5) above were lysed using a PhosphoProtein Purification kit (Qiagen) after the medium was removed to obtain a cell extract. A protein extract (purified protein) was prepared from the cell extract using 2-D Clean-Up kit (GE Health Science).
The obtained protein extract (800 μg of purified protein) was subjected to first-dimensional electrophoresis using Immobiline DryStripe (GE Health Science). Next, second-dimensional electrophoresis was performed using 7.5% SDS-PAGE gel. The gel after two-dimensional electrophoresis was transferred to Hybond-P (GE Health Science). Subsequently, the CRMP2 protein transferred onto the membrane was detected by Western blotting using an anti-CRMP2 antibody (C4G) (Immuno-Biological Laboratories, Inc.) (see FIG. 1). In FIG. No. 1 is a spot of non-phosphorylated CRMP2 protein, No. 1 located on the acidic side of it. 2-6 is a spot of phosphorylated CRMP2 protein. Moreover, the spot located on the more acidic side, that is, No. The spot located on the 6 side is a CRMP2 protein spot with a higher degree of phosphorylation.
Next, the signal intensity of each spot detected by the Western blot shown in FIG. 1 was measured using LAS-4000 (Fuji Film). The intensity of the phosphorylated CRMP2 protein spot was calculated when the intensity of the non-phosphorylated CRMP2 protein spot was “1” (see FIG. 2). As is clear from the results shown in FIG. 2, the signal intensity of the phosphorylated CRMP2 protein spots (spots No. 2 to No. 6) in the cells in which the activated Gm1 protein was co-expressed was determined to be the activated Gm1 protein. Decreased compared to the signal intensity of the phosphorylated CRMP2 protein spot in control cells not co-expressing.
From the above results, it was confirmed that activation of the Gm1 protein suppresses phosphorylation of the CRMP2 protein.
Example 2 (Screening method of the present invention: screening of a signal transduction regulator through Gm1 protein) (Part 1)
(1) Construction of pcDNA-Gm1 The plasmid pCR-Gm1 prepared in Example 1 was double digested with restriction enzymes XbaI and KpnI using a method according to the method described in the literature (Japanese Patent Laid-Open No. 2004-350672). Thereafter, this DNA fragment was subjected to agarose gel electrophoresis, a band of about 1.5 kb detected on the gel was cut out, DNA was recovered from the cut out gel, and the DNA was used as insert DNA. A plasmid pcDNA-Gm1 was prepared by ligating pcDNA3.1 (manufactured by Invitrogen) with XbaI and KpnI as a vector and ligating the insert DNA with ligase.
(2) Screening for signal transduction modulators COS7 cells (purchased from ATCC) were seeded in 10 cm dishes at 5 × 10 6 cells / dish, and 37 ° C. in DMEM medium (manufactured by Invitrogen) containing 10% FCS. The cells were cultured for about 24 hours under 5% CO2. Both “Gm1 expression plasmid (pcDNA-Gm1; 12 μg)” obtained in (7) above and “CRMP2 expression plasmid (pcDNA-CRMP2; 6 μg)” obtained in (3) above were combined with 45 μl of lipoprotein. The cells were mixed with Perfectamine 2000 (Invitrogen) and kept for 20 minutes to transfect the cells. The medium was completely changed 3 hours after the transfection, and further cultured for about 21 hours.
Next, the test substance SKF81297 ((±) -6-Chloro-2,3,4,5-tetrahydro-1-phenyl-1H-3-benzopine hydrobromide; C 16 H 16 ClNO 2 .HBr) was added to a final concentration of 10 μM. After being added to the cell culture medium, the obtained culture was allowed to stand at 37 ° C. for 30 minutes.
Next, after removing the medium containing SKF81297 from the obtained culture, the cell extract was obtained by lysis using PhosphoProtein Purification kit (Qiagen). A protein extract (purified protein) was prepared from the cell extract using 2-D Clean-Up kit (GE Health Science). As a control, a culture in which only the DMSO solvent was added to the cell culture medium instead of SKF81297 was prepared, and a protein extract (purified protein) was prepared in the same manner.
The obtained protein extract (800 μg of purified protein) was subjected to first-dimensional electrophoresis using Immobiline DryStripe (GE Health Science). Next, second-dimensional electrophoresis was performed using 7.5% SDS-PAGE gel. The gel after two-dimensional electrophoresis was transferred to Hybond-P (GE Health Science). Subsequently, the CRMP2 protein transferred onto the membrane was detected by Western blotting using an anti-CRMP2 antibody (C4G) (Immuno-Biological Laboratories, Inc.) (see FIG. 3). In FIG. No. 1 is a spot of non-phosphorylated CRMP2 protein, No. 1 located on the acidic side of it. 2-6 is a spot of phosphorylated CRMP2 protein. Moreover, the spot located on the more acidic side, that is, No. The spot located on the 6 side is a CRMP2 protein spot with a higher degree of phosphorylation.
Next, the signal intensity of each spot detected by the Western blot shown in FIG. 3 was measured using LAS-4000 (Fuji Film). The intensity of the phosphorylated CRMP2 protein spot was calculated when the intensity of the non-phosphorylated CRMP2 protein spot was “1” (see FIG. 4). As is clear from the results shown in FIG. 4, the signal intensity of the “higher phosphorylated spots (spots No. 6 and No. 5)” in the cells contacted with SKF81297 was contacted only with DMSO solvent. In comparison with the signal intensity of “higher phosphorylated spots (spots No. 6 and No. 5)” in the cells. On the other hand, the signal intensity of “spots with low phosphorylation (spots No. 2 and No. 3)” in cells contacted with SKF81297 is “spot with low phosphorylation” in cells contacted only with DMSO solvent. (Spot No. 2 and No. 3) ”and increased.
From the above results, in the cells contacted with SKF81297, as a result of the suppression of the degree of phosphorylation, CRMP2 protein in a more highly phosphorylated state decreased, and accordingly, the CRMP2 protein having a low degree of phosphorylation It was confirmed that the amount increased relatively.
Next, in order to quantify the degree of signal change at each spot, the value of each spot in cells contacted with DMSO solvent alone is taken as 100%, and the percentage of each spot in cells contacted with SKF81297 is Calculated (see FIG. 5). As a result, in the “highly phosphorylated CRMP2 spots (spots No. 6 and No. 5)” of the cells contacted with SKF81297, the percentage of the spot signal was 28.4% and 35. respectively. It was confirmed to be 5%.
From the above results, it was found that SKF81297 is a signal transduction regulator via Gm1 protein.
Example 3 (screening method of the present invention: screening of a signal transduction regulator through Gm1 protein) (Part 2)
COS7 cells (purchased from ATCC) were seeded in a 10 cm petri dish at 5 × 10 6 cells / petri dish, and about 10% FCS-containing DMEM medium (manufactured by Invitrogen) under conditions of 37 ° C. and 5% CO 2. Incubate for 24 hours. Both “Gm1 expression plasmid (pcDNA-Gm1; 12 μg)” obtained in (7) above and “CRMP2 expression plasmid (pcDNA-CRMP2; 6 μg)” obtained in (3) above were combined with 45 μl of lipoprotein. The cells are mixed with Perfectamine 2000 (Invitrogen) and kept for 20 minutes to transfect the cells. The medium is completely changed 3 hours after transfection, and further cultured for about 21 hours.
Subsequently, various test substances are added to the cell culture solution so as to have a final concentration of 10 μM, and the obtained culture is allowed to stand at 37 ° C. for 30 minutes.
Next, after removing the medium containing the test substance from the obtained culture, a cell extract is obtained by lysis using a PhosphoProtein Purification kit (Qiagen), and then 2-D Clean from the cell extract. -A protein extract (purified protein) is prepared using Up kit (GE Health Science). As a control, a culture in which only the DMSO solvent is added to the cell culture medium instead of the test substance is prepared, and a protein extract (purified protein) is prepared in the same manner.
The obtained protein extract (800 μg of purified protein) is subjected to first-dimensional electrophoresis using Immobiline DryStripe (GE Health Science). Next, second-dimensional electrophoresis is performed using 7.5% SDS-PAGE gel. The gel after two-dimensional electrophoresis is transferred to Hybond-P (GE Health Science). Subsequently, the CRMP2 protein transferred onto the membrane is detected by Western blotting using an anti-CRMP2 antibody (C4G) (Immuno-Biological Laboratories, Inc.).
Next, the signal intensity of each spot detected by Western blotting was measured using LAS-4000 (Fuji Film). The intensity of the phosphorylated CRMP2 protein spot is calculated when the intensity of the non-phosphorylated CRMP2 protein spot is “1”.
Next, in order to quantify the degree of change in the signal at each spot, the value of each spot in the cells contacted only with DMSO solvent is set to 100%, and the value of each spot in the cells contacted with the test substance is determined. Calculate the percentage. As a result, in the phosphorylated CRMP2 protein spot in any of the cells contacted with the test substance, the test substance in which the percentage of the spot signal is 50% or less is defined as a “signal transduction modulator via Gm1 protein”. select. A drug containing the selected “signal transduction modulator via Gm1 protein” as an active ingredient (that is, a therapeutic or prophylactic agent for a disease caused by abnormal signal transduction via CRMP2 protein) is prepared.
 本発明により、Gm1タンパク質を介したシグナル伝達調節物質のスクリーニング方法及びそれに利用する形質転換体を含む試験ツール等を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a screening method for a signal transduction regulator through Gm1 protein, a test tool including a transformant used for the screening method, and the like.
配列番号3
 PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号4
 PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号5
 PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号6
 PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号7
 PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号8
 PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号9
 PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号10
 PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
SEQ ID NO: 3
Oligonucleotide primer designed for PCR SEQ ID NO: 4
Oligonucleotide primer designed for PCR SEQ ID NO: 5
Oligonucleotide primer designed for PCR SEQ ID NO: 6
Oligonucleotide primer designed for PCR SEQ ID NO: 7
Oligonucleotide primer designed for PCR SEQ ID NO: 8
Oligonucleotide primer designed for PCR SEQ ID NO: 9
Oligonucleotide primer designed for PCR SEQ ID NO: 10
Oligonucleotide primers designed for PCR

Claims (7)

  1. 下記遺伝子(1)及び(2)の両者が宿主細胞内に導入された形質転換体:
    (1)Gm1タンパク質のアミノ酸配列をコードする塩基配列を有する外来遺伝子、及び
    (2)CRMP2タンパク質のアミノ酸配列をコードする塩基配列を有する外来遺伝子。
    A transformant in which both of the following genes (1) and (2) are introduced into the host cell:
    (1) a foreign gene having a base sequence encoding the amino acid sequence of Gm1 protein, and (2) a foreign gene having a base sequence encoding the amino acid sequence of CRMP2 protein.
  2. 前記外来遺伝子が、前記タンパク質のアミノ酸配列をコードする塩基配列を含有するプラスミドの形態である核酸である請求項1記載の形質転換体。 The transformant according to claim 1, wherein the foreign gene is a nucleic acid in the form of a plasmid containing a base sequence encoding the amino acid sequence of the protein.
  3. 請求項1又は2記載の形質転換体であって、前記遺伝子(1)及び(2)にコードされるタンパク質をいずれもその細胞内で共発現している形質転換体。 The transformant according to claim 1 or 2, wherein both of the proteins encoded by the genes (1) and (2) are co-expressed in the cells.
  4. (a)被験物質と、請求項1、2又は3記載の形質転換体とを接触させる第一工程と、
    (b)第一工程後の形質転換体におけるCRMP2タンパク質のリン酸化状態又はそれと相関する指標値を測定する第二工程と、
    (c)第二工程で測定されたリン酸化状態又はそれと相関する指標値を、対照と比較して、前記形質転換体におけるCRMP2タンパク質のリン酸化状態又はそれと相関する指標値を変動させる被験物質を選択する第三工程と
    を含むGm1タンパク質を介したシグナル伝達調節物質のスクリーニング方法。
    (A) a first step of bringing the test substance into contact with the transformant according to claim 1, 2, or 3,
    (B) a second step of measuring the phosphorylation state of CRMP2 protein in the transformant after the first step or an index value correlated therewith;
    (C) a test substance that varies the phosphorylation state of CRMP2 protein in the transformant or the index value correlated therewith by comparing the phosphorylation state measured in the second step or the index value correlated therewith with a control. A method for screening a substance that regulates signal transduction via Gm1 protein, comprising a third step of selecting.
  5. 第三工程における対照が、被験物質を接触させていない請求項1、2又は3記載の形質転換体におけるCRMP2タンパク質のリン酸化状態又はそれと相関する指標値である請求項4記載のスクリーニング方法。 The screening method according to claim 4, wherein the control in the third step is the phosphorylation state of CRMP2 protein in the transformant according to claim 1, 2 or 3, which is not contacted with the test substance, or an index value correlated therewith.
  6. 請求項4又は5記載のスクリーニング方法により得られるGm1タンパク質を介したシグナル伝達調節物質。 A signal transduction modulator via Gm1 protein obtained by the screening method according to claim 4 or 5.
  7. 請求項6記載のGm1タンパク質を介したシグナル伝達調節物質を有効成分として含有する、CRMP2タンパク質を介したシグナル伝達異常に起因する疾患の治療又は予防剤。 A therapeutic or prophylactic agent for a disease caused by abnormal signal transduction via CRMP2 protein, comprising as an active ingredient the substance that regulates signal transduction via Gm1 protein according to claim 6.
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