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WO2005067971A1 - 動脈硬化の予防・治療用医薬 - Google Patents

動脈硬化の予防・治療用医薬 Download PDF

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Sachio Shibata
Yoshio Taniyama
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Takeda Pharmaceutical Co Ltd
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    • C12N2310/10Type of nucleic acid
    • C12N2310/14Type of nucleic acid interfering nucleic acids [NA]

Definitions

  • mice that overexpress TNF ⁇ in adipose tissue such as Zucker fa / ia rat and ob / ob mouse, have significantly higher GM3 synthase mRNA than their respective lean animals. From these results, it is presumed that in fat cells, the intracellular GM3 is increased by the TNF signal, and the insulin renal inactivation is suppressed, resulting in the emergence of insulin resistance.
  • GM3 synthase is a protein having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 or a salt thereof;
  • (31) a method for preventing and treating arteriosclerosis, which comprises administering an effective amount of a GM3 synthase gene expression inhibitor to a mammal;
  • CMP-sialic acid lactosylceramide alpha-2
  • CMP-NeuAc 3-sialyltransferase
  • GM3 biosynthesized by transfer of sialic acid from N-acetylneuraminate
  • galact I ⁇ -is of jS-D-galactosyl-1
  • 4-i3_D-glucosylceramide via a few bonds.
  • one or more (preferably about 1 to 10, more preferably a number (1 to 5)) amino acids in the amino acid sequence are deleted.
  • 1 or 2 or more (preferably, about 1 to 20, more preferably, about 1 to 10, and more preferably, about 1 to 5) amino acids are added to the amino acid sequence.
  • 1 or 2 or more (preferably about 1 to 20; more preferably about 1 to 10; more preferably, about 1 to 5) amino acids are inserted into the amino acid sequence.
  • one or more (preferably about 1 to 10, more preferably several, and more preferably about 1 to 5) amino acids in the amino acid sequence are replaced with other amino acids. It may be substituted.
  • the protecting group of the phenolic hydroxyl group of tyrosine for example, B z and C 1 2 - Bz l, 2- two Bok port benzyl, B r- Z, such as t one-butyl is used.
  • the elimination reaction by the above acid treatment is generally performed at a temperature of about 120 to 40, but in the acid treatment, for example, anisole, phenol, thioanitool, methacresol, paracresol, dimethylsulfide, It is effective to add a force-thione scavenger such as 1,4-butanedithiol or 1,2-ethanedithiol.
  • a force-thione scavenger such as 1,4-butanedithiol or 1,2-ethanedithiol.
  • a protein of the present invention characterized by comparing the GM3 synthase activity of a cell having the ability to produce the protein of the present invention, its cell extract or its purified protein with a test compound mixture.
  • the compound having an activity of inhibiting the activity of the protein of the present invention is useful as a safe and low-toxic drug for inhibiting the physiological activity of the protein of the present invention.
  • arteriosclerotic disease eg, myocardial infarction, unstable angina, etc.
  • a compound or a salt thereof that inhibits the activity of the protein of the present invention for the purpose of treatment is usually administered to an adult (with a body weight of 60 kg) in the form of an injection, the compound or a salt thereof may be administered in an amount of about 0% per day. It is convenient to administer about 01 to 3 Omg, preferably about 0.1 to 20 mg, more preferably about 0.1 to 1 Omg by injection to the atherosclerotic lesion. In the case of other animals, the dose can be administered in terms of weight per 6 O kg.
  • the protein of the present invention can be quantified using a monoclonal antibody against the protein of the present invention (hereinafter, sometimes referred to as the monoclonal antibody of the present invention), and can also be detected by tissue staining or the like.
  • the antibody molecule itself may be used, or the F (ab ') 2 , Fab', or Fab fraction of the antibody molecule may be used.
  • BZF separation The amount of any of B and F is measured, and the amount of antigen in the test solution is quantified.
  • a soluble antibody is used as the antibody
  • BZF separation is performed using polyethylene glycol
  • a liquid phase method using a second antibody against the antibody and a first antibody is used.
  • an immobilized antibody is used as the first antibody, or an immobilized antibody is used as the second antibody, and an immobilized antibody is used as the second antibody.
  • Such dosage unit forms include, for example, tablets, pills, capsules, injections (ampoules), and suppositories.
  • the antibody content is usually about 5 to 50 mg per dosage unit dosage form, especially about 5 to 100 mg for injections, and about 10 to 250 mg for other dosage forms. Is preferably contained.
  • mutant DNA of the present invention those having a mutation (for example, mutation) in the base sequence of the original DNA of the present invention, specifically, addition or deletion of a base, substitution of another base, or the like.
  • DNA that has undergone exchange is used, and also includes abnormal DNA.
  • the abnormal DNA means a DNA that expresses an abnormal protein of the present invention, and for example, a DNA that expresses a protein that suppresses the function of the normal protein of the present invention is used.
  • the abnormal DNA of the present invention is highly expressed, and the function of the protein of the present invention is ultimately reduced by inhibiting the function of endogenous normal DNA.
  • Inactive refractory disease may occur and can be used as a model animal for the disease. For example, it is possible to elucidate the pathological mechanism of the functionally inactive refractory state of the protein of the present invention and to examine a method for treating this disease using the abnormal DNA transgenic animal of the present invention.
  • NA-inactivated ES cells of the present invention or knockout ES cells of the present invention include, for example, The DNA of the present invention possessed by a non-human mammal to be isolated is isolated and a drug resistance gene represented by a neomycin resistance gene, a hygromycin resistance gene, lacZ (/ 3-galactosidase gene), cat ( Chloramphenicol acetyltransferase gene) to disrupt the exon function by inserting a repo overnight gene or the like, or to terminate the transcription of the gene in the intron part between exons.
  • a drug resistance gene represented by a neomycin resistance gene, a hygromycin resistance gene, lacZ (/ 3-galactosidase gene), cat ( Chloramphenicol acetyltransferase gene) to disrupt the exon function by inserting a repo overnight gene or the like, or to terminate the transcription of the gene in the intron part between exons.
  • An example of a method for determining the sex of ES cells is a method of amplifying and detecting a gene in the sex-determining region on the Y chromosome by PCR. With this method, the number of ES cells in a colony was about 1 (about 50), compared to about 10 6 cells for karyotype analysis.
  • the primary selection of ES cells in the initial stage can be performed by gender discrimination, and the early selection of male cells can greatly reduce the labor required in the initial culture.
  • a test compound when screening for a compound having a therapeutic / preventive effect against arteriosclerotic disease, a test compound is administered to a non-human mammal with DNA transfer of the present invention, and the test compound non-administered group and the arteriosclerotic disease are administered.
  • the difference in the degree of onset and the degree of healing of atherosclerotic disease are observed over time in the above tissues.
  • the DNA of the present invention When the DNA of the present invention is used as the above-described prophylactic or therapeutic agent, the DNA is used alone or after being inserted into an appropriate vector such as a retrovirus vector, an adenovirus vector, or an adenovirus associated virus vector. It can be administered to humans or warm-blooded animals according to conventional means.
  • the DNA of the present invention can be administered as it is or in the form of a formulation with a physiologically acceptable carrier such as an auxiliary agent for promoting uptake, and using a gene gun or a catheter such as Hyde-mouth gel catheter. .
  • the supernatant was collected by centrifugation at 15,000 rpm for 5 minutes, and the pellet was further washed with 200 ⁇ of a black-mouthed form / methanol mixture (2: 1), and the supernatant was collected by the same centrifugation.
  • the collected supernatant was dried under a stream of nitrogen, resuspended in a 50 ⁇ mixture of form / methanol (2: 1), centrifuged, and 20 ⁇ of the supernatant was removed from HPTLC (Merck). Spot on the black form / methanol

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Abstract

本発明は、GM3合成酵素阻害剤またはGM3合成酵素遺伝子の発現阻害剤を含有してなる動脈硬化の予防・治療剤、GM3合成酵素に対する抗体を含有してなる動脈硬化の診断薬、GM3合成酵素に対する抗体等を用いる動脈硬化の診断方法、GM3又はGM3合成酵素の動脈硬化の診断マーカーとしての使用などに関する。

Description

明細書
動脈硬化の予防 ·治療用医薬 技術分野
本発明は、 動脈硬化の予防 ·治療用医薬、 動脈硬化の診断薬、 動脈硬化の診断 マーカーなどに関する。
背景技術
死亡原因の最上位を占める虚血性心疾患や脳血管障害などの虚血性臓器疾患発 症の原因として粥状動脈硬化の存在は重要である。 動脈硬化病変の病理形態学的 特徴は、 内皮下にコレステロールエステルを蓄積した主にマクロファージからな る細胞 (泡沫化細胞) が集積した脂肪線条 (fat ty s t reak) 、 さらに進行した状 態である、 平滑筋細胞、 マクロファージ、 T細胞などの浸潤と細胞壊死像と脂質 蓄積が認められる繊維性硬班 (f ibrous pl aque) である。 脂質蓄積した部位は構 造的脆弱性を示し、 血行力学的な力が引き金となり硬班が破綻し (pl adue rapture) 、 組織因子と血液凝固系因子との反応により急激に血栓が形成する。 冠動脈で硬班が破綻し血栓性閉塞が起きることが急性心筋梗塞、 不安定狭心症、 心臓性突然死などのいわゆる急性冠症候群 (acu te coronary syndrome) の発症 に密接に関係する事が明らかにされてきている (Fus ter, V. et al. , . Engl. J. Med. , 326, 242-250, 1992) 。
急性冠症候群発症の最も重要な危険因子は、 いくつかの大規模疫学的調査 (4S s tudy, CARE s tudyなど) により、 血清コレステロール値、 特に低密度リポタン パク質—コレステロール値 (LDL-C) であることが示されており、 HMG-CoA還元酵 素阻害剤であるス夕チン系薬剤による血清コレステロール低下療法が心疾患ィベ ントの発症率を低下させたェビデンスは危険因子としての L D Lの妥当性を証明 するものである。
細胞生物学的検討から、 マクロファージ細胞は、 スカベンジャー受容体フアミ リーと呼ばれる受容体により、 血中の主要脂質担体である L D Lが修飾を受けた 酸化 L D Lを細胞内に取り込むことが明らかとなった。 この受容体は細胞内コレ ステロール量によるネガティブフィードバックを受けず、 マクロファージはこの 受容体を介して過剰の酸化 L D Lを取り込んで泡沫化細胞となる。
高コレステロ一ル血症患者では高 L D L血症を示し、 また L D Lの易酸化性等 が報告されている点、 近年、 酸化 L D Lの特異的抗体を用いた血中酸化 L D Lの 定量系開発が行われ、 心疾患のリスクが高い患者群での血中濃度が上昇し、 さら に病変部位での酸化 L D L陽性マクロファージ細胞数が増加しており (Ehara, S. e t al. , Ci rculat ion, 103, 1955-1960, 2001) 、 酸化 L D Lによるマクロファ ージの泡沫化を機序とした粥状動脈硬化病変形成が生体レベルで起きていること が強く示唆されてきた。 酸化 L D Lはマクロファージ細胞を泡沫化させるだけで はなく、 血管内皮細胞、 平滑筋細胞、 マクロファージ細胞に対して、 動脈硬化惹 起性の作用を示すが、 その 1つとしてアポトーシスの誘導が考えられる。 本発明 者らはこの泡沫化マクロファージのアポ 1 ^一シスに関して、 セラミドの代謝系に 関わる酵素が重要な役割を演じており、 動脈硬化形成に関与していることを報告 している (W0 03/78624号公報) 。
一方、 疎水基としてセラミドを持つスフインゴ糖脂質の動脈硬化巣での蓄積も 報告され (Arteriosc ler Thromb Vase Biol., 15, 1607-1615, 1995) 、 その中 でも GM3は、 WHHLゥサギではノーマルゥサギと比べて蓄積が 11倍上昇し (Hara, A. and Take torn i, T., J. Bioc em. 109, 904-908, 1991) 、 ヒト大動脈の病巣では 抗 GM3抗体陽性細胞が蓄積していることなどが明らかとなっている (Bobryshev, Y. V. , et al, Biochim. Biophys. Acta, 1535, 87-99, 2001 ) 。 さらに、 GM3は、 マクロファージによる LDLの取込みを加速させるという報告もある (Prokazova N et al. , Biochem Biophys. Res. Co匪 un. 177, 582-587, 1991) 。 しかしながら、 これら GM3の蓄積メカニズム、 さらには、 その蓄積が動脈硬化形成に関与してい るのかについては、 現在、 全く分かっていない。
生体内で GM3を生成する経路に関しては、 主に二種類の経路が知られている。 一つは、 ラクトシルセラミドに N-ァセチルノイラミン酸を付加して GM3を合成す る経路で、 これは GM3合成酵素により触媒される (Kol ter, T. et al. , J. Biol. Chem. , 277, 25859-25862, 2002) 。 もう一つの経路は、 GM2から N-ァセチルガラ クトサミンを除去して GM3を生成する経路で、 この反応は、 )3 -へキソサミニダ一 ゼが触媒する (Tet tamant i, G. et al. , Biochimie, 85, 423-437, 2003) 。 また、 GM3は TNF a刺激により脂肪細胞で増加し、 インスリン抵抗性の原因物質 となる可能性が報告されている (Tagami, S. et al. , J. Biol. C em. , 277, 3085-3092, 2002) 。 GM3合成酵素を 3T3-L1脂肪細胞で過剰発現させると、 インス リンレセプ夕一の自己リン酸化は変化しないが、 IRS- 1のリン酸化が選択的に抑 制されることや、 脂肪細胞に GM3を添加するとインスリン刺激による IRS-1のリン 酸化やグルコースの取り込みの抑制が起こることから、 GM3そのものがィンスリ ン抵抗性を惹起する可能性が指摘されている。
また、 Zucker fa/iaラッ卜、 ob/obマウスなど、 脂肪組織で TNF αを過剰発現す る動物の GM3合成酵素の mRNAは、 それぞれの対象である痩せ型動物と比較して著 しく高い。 これらの結果から、 脂肪細胞では TNFひシグナルで細胞内の GM3が増加 し、 インスリンレセプ夕一のイン夕一ナリゼーションが抑制されインスリン抵抗 性が出現したと推定されている。
GM3合成酵素は Type- I I membrane proteinで N末端に膜貫通領域を持ち、 ゴルジ 内腔側に存在する膜タンパク質である。 その発現は脳や骨格筋、 精巣などで高い とされているが (Ishi i, A. et al. , J. Biol. Chem. , 273, 31652-31655,
1998) 、 GM3合成酵素欠損マウスは、 成獣にまで生育する成績から (Yamashi ta, T. et al. , Proc. Nat l. Acad. Sci. USA, 100, 3445-3449, 2003) 、 GM3合成酵 素の活性がマウスの生育に必須ではないことを示している。 この欠損マウスのィ ンスリンに対する感受性は高く、 高脂肪食負荷のィンスリン抵抗性に対して防御 的に働くことから、 GM3は、 インスリンシグナルの負の制御因子と考えることも できる。 発明の開示
動脈硬化発症モデル動物で特異的に発現変動する分子を標的とし、 有用な診断 マーカ一を確立すること、 動脈硬化における血漿中のタンパクの動態を明らかに すること、 更には、 従来知られている動脈硬化の危険因子の制御とは異なるメカ 二ズムで動脈硬化の予防 ·治療効果を示す優れた薬剤を提供することが切望され ている。
本発明者らは、 上記の課題を解決するために鋭意努力した結果、 GM3合成酵素 が動脈硬化惹起性刺激で発現誘導され、 動脈硬化促進活性があることを見出した
。 即ち、 動脈硬化発症モデル動物である ApoEノックアウトマウスの大動脈サンプ ルで発現が亢進している遺伝子群のなかから、 シグナル伝達系あるいは代謝系全 体の変化を調べるためにパスウェー解析を行い、 glycosphingol ipid (GSL) 代謝 の亢進を見出した。 そのなかでヒトゃゥサギの動脈硬化病巣での蓄積が報告され ている GM3の合成酵素が、 マクロファージ細胞において動脈硬化惹起性刺激で発 現亢進が顕著であることを見出した。 動脈硬化巣に存在するマクロファージでは INF-ァをはじめとする動脈硬化惹起性刺激によって細胞内の GM3が増加し、 コレ ステロール搬出能の低下や炎症性反応、 MMP産生能などの誘導が起こり、 動脈硬 化促進的に作用していると考えられる。 この GM3合成酵素の動脈硬化促進作用を 明らかにし、 その作用を有効に阻害することにより、 動脈硬化の新たな予防法お よび Zまたは治療法を確立することができる。
本発明者らは、 これらの知見に基づいて、 GM3合成酵素を阻害する薬剤が、 インスリン抵抗性の改善薬に加えて、 動脈硬化予防および または治療薬となる 可能性も考え、 さらに検討を重ねた結果、 本発明を完成するに至った。
すなわち、 本発明は、
( 1 ) GM 3合成酵素阻害剤を含有してなる動脈硬化の予防 ·治療用医薬;
( 2 ) GM 3合成酵素遺伝子の発現阻害剤を含有してなる動脈硬化の予防 ·治療 用医薬;
( 3 ) GM 3合成酵素が、 配列番号: 1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは 実質的に同一のアミノ酸配列を含有するタンパク質もしくはその部分ペプチドま たはその塩である前記 (1 ) または (2 ) 記載の医薬;
( 4 ) GM 3合成酵素が、 配列番号: 1で表されるアミノ酸配列からなるタンパ ク質またはその塩である前記 (1 ) または (2 ) 記載の医薬;
( 5 ) 配列番号: 1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のアミ ノ酸配列を含有するタンパク質もしくはその部分ペプチドをコードするポリヌク レオチドの塩基配列に相補的もしくは実質的に相補的な塩基配列またはその一部 を含有するアンチセンスポリヌクレオチド ;
( 6 ) 前記 (5 ) 記載のアンチセンスポリヌクレオチドを含有してなる医薬; (7) 動脈硬化の予防 ·治療用医薬である前記 (6) '記載の医薬;
(8) 配列番号: 1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のアミ ノ酸配列を含有するタンパク質もしくはその部分ペプチドをコードするポリヌク レオチドに対する s i RNAまたは s hRNA;
(9) 前記 (8) 記載の s i RNAまたは s hRNAを含有してなる医薬;
(10) 動脈硬化の予防 ·治療用医薬である前記 (9) 記載の医薬;
(1 1) GM 3合成酵素に対する抗体を含有してなる動脈硬化の予防 ·治療用医 薬;
(1 1 a) 抗体が、 配列番号: 1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的 に同一のアミノ酸配列を含有するタンパク質もしくはその部分ペプチドまたはそ の塩に対する抗体である前記 (1 1) 記載の医薬;
(12) GM 3合成酵素に対する抗体を含有してなる動脈硬化の診断薬; (12 a) 抗体が、 配列番号: 1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的 に同一のアミノ酸配列を含有するタンパク質もしくはその部分ペプチドまたはそ の塩に対する抗体である前記 (12) 記載の診断薬;
(13) 配列番号: 1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のァ ミノ酸配列を有するタンパク質もしくはその部分ペプチドをコードするポリヌク レオチドを含有してなる動脈硬化の診断薬;
(14) GM 3合成酵素に対する抗体または配列番号: 1で表されるアミノ酸配 列と同一もしくは実質的に同一のアミノ酸配列を有するタンパク質もしくはその 部分べプチドをコードするポリヌクレオチドを用いることを特徴とする動脈硬化 の診断方法;
(15) 動脈硬化の診断薬の製造のための GM 3合成酵素に対する抗体または配 列番号: 1で表されるァミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のアミノ酸配列 を有するタンパク質もしくはその部分ペプチドをコードするポリヌクレオチドの 使用 ;
(16) 哺乳動物の血漿中の GM 3量を測定することを特徴とする動脈硬化の診 断方法;
(17) GM 3の動脈硬化の診断マーカーとしての使用 ; (18) 哺乳動物の血漿中の GM3合成酵素の量を翻定することを特徴とする動 脈硬化の診断方法;
(18 a) 哺乳動物の血漿中の可溶化 GM 3合成酵素の量を測定することを特徴 とする動脈硬化の診断方法;
(19) GM 3合成酵素の動脈硬化の診断マーカーとしての使用 ;
(19 a) 可溶化 GM 3合成酵素の動脈硬化の診断マーカ一としての使用 ; (20) 配列番号: 1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のァ ミノ酸配列を含有する夕ンパク質もしくはその部分べプチドまたはその塩を用い ることを特徴とする動脈硬化の予防 ·治療剤のスクリーニング方法;
(21) 配列番号: 1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のァ ミノ酸配列を含有するタンパク質もしくはその部分ペプチドまたはその塩を含有 することを特徴とする動脈硬化の予防 ·治療剤のスクリーニング用キッ卜 ; (22) 配列番号: 1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のァ ミノ酸配列を有するタンパク質もしくはその部分ペプチドをコードするポリヌク レオチドを用いることを特徴とする動脈硬化の予防 ·治療剤のスクリーニング方 法;
(23) 配列番号: 1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のァ ミノ酸配列を有するタンパク質もしくはその部分ペプチドをコードするポリヌク レオチドを含有することを特徴とする動脈硬化の予防 ·治療剤のスクリーニング 用キット ;
(24) 配列番号: 1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のァ ミノ酸配列を含有するタンパク質もしくはその部分ペプチドまたはその塩の活性 を測定することを特徴とする動脈硬化の予防 ·治療剤のスクリーニング方法;
(25) 配列番号: 1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のァ ミノ酸配列を含有するタンパク質もしくはその部分ペプチドまたはその塩の量を 測定することを特徴とする動脈硬化の予防 ·治療剤のスクリーニング方法;
(26) GM3合成酵素に対する抗体を用いることを特徴とする配列番号: 1で 表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のアミノ酸配列を含有する夕 ンパク質もしくはその部分ペプチドまたはその塩の定量方法; (27) 配列番号: 1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のァ ミノ酸配列を有するタンパク質もしくはその部分べプチドをコードするポリヌク レオチドの量を測定することを特徴とする動脈硬化の予防 ·治療剤のスクリー二 ング方法;
(28) GM 3合成酵素を阻害することを特徴とする動脈硬化の予防 ·治療方 法;
(28 a) GM 3合成酵素の活性を阻害することを特徴とする動脈硬化の予防 · 治療方法;
(28 b) GM 3合成酵素の発現または産生を阻害することを特徴とする動脈硬 化の予防 ·治療方法;
(29) GM3合成酵素遺伝子の発現を阻害することを特徴とする動脈硬化の予 防 ·治療方法;
(30) GM3合成酵素阻害剤の有効量を哺乳動物に投与することを特徴とする 動脈硬化の予防 ·治療方法;
(31) GM3合成酵素遺伝子の発現阻害剤の有効量を哺乳動物に投与すること を特徴とする動脈硬化の予防 ·治療方法;
(32) 動脈硬化の予防 ·治療剤の製造のための GM 3合成酵素阻害剤の使用 ; (33) 動脈硬化の予防 ·治療剤の製造のための GM 3合成酵素遺伝子の発現阻 害剤の使用などを提供する。 発明を実施するための最良の形態
本発明で用いられる GM 3合成酵素 (Ganglioside GM3 synthase; EC
2.499.9) は、 S I AT 9 (sialyltransferase 9) 、 SAT- I
(sialyltransferase I) 、 CMP-シアル酸:ラクトシルセラミド a- 2, 3シアル酸転 移酵素 (CMP-NeuAc: lactosylceramide alpha— 2, 3— sialyl transferase) などとも 呼ばれ、 CMP-シアル酸 (CMP-N-acetylneuraminate) 由来のシアル酸を jS - D- galactosyl-1, 4- i3_D- glucosylceramideの非還元末端ガラク I ^一スにひ- 2, 3結合 で転移することで生合成される GM 3 (a-N-acetylneuraminyl-2, 3- β -D- galactosyl-1, 4-i3-D-glucosylceramide) の合成反応を触媒する酵素である。 本発明で用いられる GM 3合成酵素としては、 例えば、 配列番号: 1で表され るアミノ酸配列 (NP— 003887) と同一もしくは実質的に同一のアミノ酸配列を含 有するタンパク質 (以下、 本発明のタンパク質または本発明で用いられるタンパ ク質と称することもある) などが挙げられ、 ヒトゃ温血動物 (例えば、 モルモッ ト、 ラット、 マウス、 ニヮトリ、 ゥサギ、 ブ夕、 ヒッジ、 ゥシ、 サルなど) の細 胞 (例えば、 肝細胞、 脾細胞、 神経細胞、 グリア細胞、 臈臓 i3細胞、 骨髄細胞、 メサンギゥム細胞、 ランゲルハンス細胞、 表皮細胞、 上皮細胞、 杯細胞、 内皮細 胞、 平滑筋細胞、 繊維芽細胞、 繊維細胞、 筋細胞、 脂肪細胞、 免疫細胞 (例、 マ クロファージ、 T細胞、 B細胞、 ナチュラルキラー細胞、 肥満細胞、 好中球、 好 塩基球、 好酸球、 単球) 、 巨核球、 滑膜細胞、 軟骨細胞、 骨細胞、 骨芽細胞、 破 骨細胞、 乳腺細胞、 肝細胞もしくは間質細胞、 またはこれら細胞の前駆細胞、 幹 細胞もしくはガン細胞など) もしくはそれらの細胞が存在するあらゆる組織、 例 えば、 脳、 脳の各部位 (例、 嗅球、 扁桃核、 大脳基底球、 海馬、 視床、 視床下部、 大脳皮質、 延髄、 小脳) 、 脊髄、 下垂体、 胃、 膝臓、 腎臓、 肝臓、 生殖腺、 甲状 腺、 胆のう、 骨髄、 副腎、 皮膚、 筋肉、 肺、 消化管 (例、 大腸、 小腸) 、 血管、 心臓、 胸腺、 脾臓、 顎下腺、 末梢血、 前立腺、 睾丸、 卵巣、 胎盤、 子宮、 骨、 関 節、 骨格筋などに由来するタンパク質であってもよく、 合成タンパク質であって もよい。
配列番号: 1で表されるアミノ酸配列と実質的に同一のアミノ酸配列としては、 配列番号: 1で表わされるアミノ酸配列と約 5 0 %以上、 好ましくは約 6 0 %以 上、 さらに好ましくは約 7 0 %以上、 より好ましくは約 8 0 %以上、 特に好まし くは約 9 0 %以上、 最も好ましくは約 9 5 %以上の相同性を有するアミノ酸配列 などが挙げられる。 アミノ酸配列の相同性は、 相同性計算アルゴリズム NCBI BLAST (Nat ional Center for Biotechnology Informat ion Bas ic Local
Al ignment Search Tool) を用い、 以下の条件 (期待値 = 1 0 ;ギャップを許 す;マトリクス = B L〇S UM 6 2 ; フィルタリング - O F F ) にて計算するこ とができる。
配列番号: 1で表されるアミノ酸配列と実質的に同一のアミノ酸配列を含有す るタンパク質としては、 例えば、 前記の配列番号: 1で表されるアミノ酸配列と 実質的に同一のアミノ酸配列を含有し、 配列番号: 1で表されるアミノ酸配列を 含有するタンパク質と実質的に同質の活性を有するタンパク質などが好ましい。 また、 配列番号: 1で表されるアミノ酸配列と実質的に同一のアミノ酸配列を 含有するタンパク質としては、 配列番号: 1で表されるアミノ酸配列を含有する タンパク質などが挙げられるが、 配列番号: 1で表されるアミノ酸配列からなる タンパク質が好ましく用いられる。
実質的に同質の活性としては、 例えば、 GM 3の合成反応を触媒する酵素活性 (GM 3合成酵素活性) などが挙げられる。 実質的に同質とは、 それらの性質が 性質的に (例、 生理学的に、 または薬理学的に) 同質であることを示す。 したが つて、 GM 3合成酵素活性が同等 (例、 約 0 . 0 1〜 1 0 0倍、 好ましくは約 0 . 1〜 1 0倍、 より好ましくは 0 . 5〜2倍) であることが好ましいが、 これらの 活性の程度、 タンパク質の分子量などの量的要素は異なっていてもよい。
GM 3合成酵素活性の測定は、 自体公知の方法、 例えば、 ラクトシルセラミド を基質として、 CMP-シアル酸 (10-100 nmol) と酵素を、 一定時間、 37ででイン キュペートし、 酵素反応によって生成した GM3を定量する方法 (例、 Methods in Enzymology, 311卷, 82-94 (2000)などに記載の方法など)またはそれに準じる方法 などにより測定することができる。
また、 例えば、 細胞表層あるいは細胞内 GM 3量などでも測定できる。
具体的には、 GM 3合成酵素発現細胞株 (例えばマウスメラノーマ B 1 6 - F 1株など) における細胞表層、 あるいは細胞内 GM 3を抗 GM 3抗体を用いて量 的に検出する方法が知られている。 細胞表層 GM 3はホルムアルデヒドなどで固 定化した後、 抗 GM 3抗体 (例えば Clone M2590など) と反応させた後、 H R P 標識抗マウス I g M抗体あるいは A P標識抗マウス I g M抗体と反応させ、 化学 発光系あるいは発色系で検出する方法が知られている (Wang, X. Q. et al. , J. Biol. Chem. , 277, 47028-47034, 2002) 。 また、 ホルムアルデヒドなどで固定 化したあるいは非固定の浮遊した状態の細胞と抗 GM 3抗体 (例えば Clone
M2590など) とを反応した後、 FITC標識抗マウス I g M抗体などと反応後、 F A C Sで解析する方法が知られている (Tagami, S. et al. , J. Biol. Chem. , 277, 3085-3092, 2002) 。 また、 細胞内 GM 3量は細胞を T r i t o n X— 1 0 0な どで溶解させることで検出可能となる (Inokuchi, J. et al., J. Cel l Phys. , 141, 573-583, 1989) 。
本明細書において、 「GM 3合成酵素阻害」 とは、 GM 3合成酵素の活性の阻 害または GM 3合成酵素の産生の阻害 (好ましくは、 GM 3合成酵素の活性の阻 害) の何れであってもよい。
また、 本明細書において、 「GM 3合成酵素阻害剤」 とは、 配列番号: 1で表 されるァミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のァミノ酸配列を含有する夕ン パク質もしくはその部分ペプチドまたはその塩の活性を阻害する化合物またはそ の塩;配列番号: 1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のアミ ノ酸配列を含有するタンパク質もしくはその部分べプチドまたはその塩の産生を 阻害する化合物またはその塩 (好ましくは、 配列番号: 1で表されるアミノ酸配 列と同一もしくは実質的に同一のアミノ酸配列を含有するタンパク質もしくはそ の部分べプチドまたはその塩の活性を阻害する化合物またはその塩) の何れであ つてもよい。 本明細書において、 「GM 3合成酵素遺伝子の発現阻害剤」 として は、 配列番号: 1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のァミノ 酸配列を含有するタンパク質もしくはその部分べプチドをコードするポリヌクレ ォチドの発現を阻害する化合物またはその塩などが用いられる。
また、 本発明で用いられるタンパク質としては、 例えば、 1) 配列番号: 1で 表されるアミノ酸配列中の 1または 2個以上 (例えば 1〜 1 0 0個程度、 好まし くは 1〜3 0個程度、 好ましくは 1〜 1 0個程度、 さらに好ましくは数 (1〜 5 ) 個) のアミノ酸が欠失したアミノ酸配列、 2) 配列番号: 1で表されるアミ ノ酸配列に 1または 2個以上 (例えば 1〜 1 0 0個程度、 好ましくは 1〜3 0個 程度、 好ましくは 1〜 1 0個程度、 さらに好ましくは数 (1〜5 ) 個) のァミノ 酸が付加したアミノ酸配列、 3) 配列番号: 1で表されるアミノ酸配列に 1また は 2個以上 (例えば 1〜 1 0 0個程度、 好ましくは 1〜3 0個程度、 好ましくは 1〜 1 0個程度、 さらに好ましくは数 (1〜5 ) 個) のアミノ酸が挿入されたァ ミノ酸配列、 4) 配列番号: 1で表されるアミノ酸配列中の 1または 2個以上 (例えば 1〜 1 0 0個程度、 好ましくは 1〜3 0個程度、 好ましくは 1〜 1 0個 程度、 さらに好ましくは数 (1〜5 ) 個) のアミノ酸が他のアミノ酸で置換され たアミノ酸配列、 または 5) それらを組み合わせたアミノ酸配列を含有するタン パク質などのいわゆるムテインも含まれる。
上記のようにアミノ酸配列が挿入、 欠失または置換されている場合、 その挿入、 欠失または置換の位置としては、 とくに限定されない。
本発明で用いられるタンパク質は、 ペプチド標記の慣例に従って左端が N末端 (ァミノ末端) 、 右端が C末端 (カルボキシル末端) である。 配列番号: 1で表 わされるアミノ酸配列を含有するタンパク質をはじめとする、 本発明で用いられ るタンパク質は、 C末端がカルボキシル基 (- C00H) 、 カルボキシレ一卜(-C00—) 、 アミド (_C0NH2) またはエステル (-C00R) の何れであってもよい。
ここでエステルにおける Rとしては、 例えば、 メチル、 ェチル、 n —プロピル、 イソプロピル、 n —ブチルなどの アルキル基、 例えば、 シクロペンチル、 シクロへキシルなどの C 3_8シクロアルキル基、 例えば、 フエニル、 α—ナフチ ルなどの C 6 _ 1 2ァリール基、 例えば、 ベンジル、 フエネチルなどのフエ二ルー C 卜2アルキル基もしくは α—ナフチルメチルなどの α—ナフチル— C i _ 2アルキ ル基などの C 71 4ァラルキル基、 ビバロイルォキシメチル基などが用いられる。 本発明で用いられるタンパク質が C末端以外にカルボキシル基 (またはカルボ キシレート) を有している場合、 カルボキシル基がアミド化またはエステル化さ れているものも本発明で用いられるタンパク質に含まれる。 この場合のエステル としては、 例えば上記した C末端のエステルなどが用いられる。
さらに、 本発明で用いられるタンパク質には、 N末端のアミノ酸残基 (例、 メ チォニン残基) のァミノ基が保護基 (例えば、 ホルミル基、 ァセチル基などの C 卜6アルカノィルなどの C i _ 6ァシル基など) で保護されているもの、 生体内で 切断されて生成する N末端のグルタミン残基がピログルタミン酸化したもの、 分 子内のアミノ酸の側鎖上の置換基 (例えば— O H、 _ S H、 アミノ基、 イミダゾ —ル基、 インドール基、 グァニジノ基など) が適当な保護基 (例えば、 ホルミル 基、 ァセチル基などの アルカノィル基などの C卜 6ァシル基など) で保護 されているもの、 あるいは糖鎖が結合したいわゆる糖タンパク質などの複合タン パク質なども含まれる。
本発明で用いられるタンパク質の具体例としては、 例えば、 配列番号: 1で表 されるアミノ酸配列を含有するタンパク質などがあげられる。
本発明で用いられるタンパク質の部分ペプチドとしては、 前記した本発明で用 いられるタンパク質の部分ペプチドであって、 好ましくは、 前記した本発明で用 いられるタンパク質と同様の性質を有するものであればいずれのものでもよい。 具体的には、 後述する本発明の抗体を調製する目的には、 配列番号: 1で表さ れるアミノ酸配列において、 少なくとも 2 0個以上、 好ましくは 5 0個以上、 さ らに好ましくは 7 0個以上、 より好ましくは 1 0 0個以上、 最も好ましくは 2 0 0個以上のァミノ酸配列を有するぺプチドなどが用いられる。
また、 本発明で用いられる部分ペプチドは、 そのアミノ酸配列中の 1または 2 個以上 (好ましくは、 1〜 1 0個程度、 さらに好ましくは数 (1〜5 ) 個) のァ ミノ酸が欠失し、 または、 そのアミノ酸配列に 1または 2個以上 (好ましくは、 1〜2 0個程度、 より好ましくは 1〜1 0個程度、 さらに好ましくは数 (1〜 5 ) 個) のアミノ酸が付加し、 または、 そのアミノ酸配列に 1または 2個以上 (好ましくは、 1〜2 0個程度、 より好ましくは 1〜 1 0個程度、 さらに好まし くは数 (1〜5 ) 個) のアミノ酸が挿入され、 または、 そのアミソ酸配列中の 1 または 2個以上 (好ましくは、 1〜 1 0個程度、 より好ましくは数個、 さらに好 ましくは 1〜5個程度) のアミノ酸が他のアミノ酸で置換されていてもよい。
また、 本発明で用いられる部分ペプチドは C末端がカルボキシル基 (-C00H) 、 カルボキシレート (-COO—) 、 アミド (-C0NH2) またはエステル (- C00R) の何れ であってもよい。
さらに、 本発明で用いられる部分ペプチドには、 前記した本発明で用いられる タンパク質と同様に、 C末端以外にカルボキシル基 (またはカルボキシレート) を有しているもの、 N末端のアミノ酸残基 (例、 メチォニン残基) のァミノ基が 保護基で保護されているもの、 N端側が生体内で切断され生成したグルタミン残 基がピログルタミン酸化したもの、 分子内のアミノ酸の側鎖上の置換基が適当な 保護基で保護されているもの、 あるいは糖鎖が結合したいわゆる糖ペプチドなど の複合べプチドなども含まれる。
本発明で用いられる部分べプチドは抗体作成のための抗原としても用いること ができる。 本発明で用いられるタンパク質または部分ペプチドの塩としては、 生理学的に 許容される酸 (例、 無機酸、 有機酸) や塩基 (例、 アルカリ金属塩) などとの塩 が用いられ、 とりわけ生理学的に許容される酸付加塩が好ましい。 この様な塩と しては、 例えば、 無機酸 (例えば、 塩酸、 リン酸、 臭化水素酸、 硫酸) との塩、 あるいは有機酸 (例えば、 酢酸、 ギ酸、 プロピオン酸、 フマル酸、 マレイン酸、 コハク酸、 酒石酸、 クェン酸、 リンゴ酸、 蓚酸、 安息香酸、 メタンスルホン酸、 ベンゼンスルホン酸) との塩などが用いられる。
本発明で用いられるタンパク質もしくはその部分ペプチドまたはその塩は、 前 述したヒトゃ温血動物の細胞または組織から自体公知のタンパク質の精製方法に よって製造することもできるし、 タンパク質をコードする D NAを含有する形質 転換体を培養することによつても製造することができる。 また、 後述のペプチド 合成法に準じて製造することもできる。
ヒトゃ哺乳動物の組織または細胞から製造する場合、 ヒトゃ哺乳動物の組織ま たは細胞をホモジナイズした後、 酸などで抽出を行い、 該抽出液を逆相クロマト グラフィー、 イオン交換クロマトグラフィーなどのクロマトグラフィーを組み合 わせることにより精製単離することができる。
本発明で用いられるタンパク質もしくは部分ペプチドまたはその塩、 またはそ のアミド体の合成には、 通常市販のタンパク質合成用樹脂を用いることができる。 そのような樹脂としては、 例えば、 クロロメチル樹脂、 ヒドロキシメチル樹脂、 ベンズヒドリルァミン樹脂、 アミノメチル樹脂、 4 _ベンジルォキシベンジルァ ルコール樹脂、 4 _メチルベンズヒドリルァミン樹脂、 P AM樹脂、 4—ヒドロ キシメチルメチルフエ二ルァセ卜アミドメチル樹脂、 ポリアクリルアミド樹脂、 4 - ( 2 ' , 4 ' ージメトキシフエ二ルーヒドロキシメチル) フエノキシ樹脂、 4 - ( 2 ' , 4 ' —ジメトキシフエ二ルー F m o cアミノエチル) フエノキシ樹 脂などを挙げることができる。
このような樹脂を用い、 α—ァミノ基と側鎖官能基を適当に保護したアミノ酸 を、 目的とするタンパク質の配列通りに、 自体公知の各種縮合方法に従い、 樹脂 上で縮合させる。
反応の最後に樹脂からタンパク質または部分ペプチドを切り出すと同時に各種 保護基を除去し、 さらに高希釈溶液中で分子内ジスルフィ ド結合形成反応を実施 し、 目的のタンパク質もしくは部分ペプチドまたはそれらのアミド体を取得する。 上記した保護アミノ酸の縮合に関しては、 タンパク質合成に使用できる各種活 性化試薬を用いることができるが、 特に、 カルポジイミド類がよい。 カルボジィ ミド類としては、 D C C、 N, N'—ジイソプロピルカルポジイミド、 N—ェチル 一 Ν'— ( 3—ジメチルァミノプロリル) カルポジイミドなどが用いられる。 これ' らによる活性化にはラセミ化抑制添加剤 (例、 HO B t , H O O B t ) とともに 保護アミノ酸を直接樹脂に添加するかまたは、 対称酸無水物または H O B tエス テルあるいは H O O B tエステルとしてあらかじめ保護アミノ酸の活性化を行な つた後に樹脂に添加することができる。
保護アミノ酸の活性化や樹脂との縮合に用いられる溶媒としては、 タンパク質 縮合反応に使用しうることが知られている溶媒から適宜選択されうる。 例えば、
N, N—ジメチルホルムアミド, N, N—ジメチルァセトアミド, N—メチルピ 口リドンなどの酸アミド類、 塩化メチレン, クロ口ホルムなどのハロゲン化炭化 水素類、 トリフルォロエタノールなどのアルコール類、 ジメチルスルホキシドな どのスルホキシド類、 ピリジン, ジォキサン, テトラヒドロフランなどのエーテ ル類、 ァセトニトリル, プロピオ二トリルなどの二トリル類、 酢酸メチル, 酢酸 ェチルなどのエステル類あるいはこれらの適宜の混合物などが用いられる。 反応 温度はタンパク質結合形成反応に使用され得ることが知られている範囲から適宜 選択され、 通常約一 2 0 °C〜 5 0での範囲から適宜選択される。 活性化されたァ ミノ酸誘導体は通常 1 . 5〜 4倍過剰で用いられる。 ニンヒドリン反応を用いた テス卜の結果、 縮合が不十分な場合には保護基の脱離を行なうことなく縮合反応 を繰り返すことにより十分な縮合を行なうことができる。 反応を繰り返しても十 分な縮合が得られないときには、 無水酢酸またはァセチルイミダゾールを用いて 未反応アミノ酸をァセチル化することによって、 後の反応に影響を与えないよう にすることができる。
原料のァミノ基の保護基としては、 例えば、 Z、 B o c、 t—ペンチルォキシ 力ルポニル、 イソボルニルォキシカルボニル、 4ーメトキシベンジルォキシカル ボニル、 C I— Z、 B r— Z、 ァダマンチルォキシカルポニル、 トリフルォロア セチル、 フタロイル、 ホルミル、 2—二トロフエニルスルフエニル、 ジフエニル ホスフイノチオイル、 Fmo cなどが用いられる。
カルボキシル基は、 例えば、 アルキルエステル化 (例えば、 メチル、 ェチル、 プロピル、 ブチル、 tーブチル、 シクロペンチル、 シクロへキシル、 シクロヘプ チル、 シクロォクチル、 2 _ァダマンチルなどの直鎖状、 分枝状もしくは環状ァ ルキルエステル化) 、 ァラルキルエステル化 (例えば、 ベンジルエステル、 4一 ニトロべンジルエステル、 4—メトキシベンジルエステル、 4—クロ口べンジル エステル、 ベンズヒドリルエステル化) 、 フエナシルエステル化、 ベンジルォキ シカルボニルヒドラジド化、 t _ブトキシカルボニルヒドラジド化、 トリチルヒ ドラジド化などによつて保護することができる。
セリンの水酸基は、 例えば、 エステル化またはエーテル化によって保護するこ とができる。 このエステル化に適する基としては、 例えば、 ァセチル基などの低 級 (C^e) アルカノィル基、 ベンゾィル基などのァロイル基、 ベンジルォキシ 力ルポニル基、 ェトキシカルポニル基などの炭酸から誘導される基などが用いら れる。 また、 エーテル化に適する基としては、 例えば、 ベンジル基、 テトラヒド ロビラ二ル基、 t一ブチル基などである。
チロシンのフエノール性水酸基の保護基としては、 例えば、 B z し C 12- Bz l、 2—二卜口ベンジル、 B r— Z、 t一ブチルなどが用いられる。
ヒスチジンのイミダゾ一ルの保護基としては、 例えば、 To s、 4ーメトキシ —2, 3, 6 _トリメチルベンゼンスルホニル、 DNP、 ベンジルォキシメチル、 Bum、 Bo c、 T r t、 Fm o cなどが用いられる。
原料のカルボキシル基の活性化されたものとしては、 例えば、 対応する酸無水 物、 アジド、 活性エステル 〔アルコール (例えば、 ペンタクロロフエノール、 2, 4, 5—トリクロ口フエノール、 2, 4ージニトロフエノール、 シァノメチルァ ルコール、 パラニトロフエノール、 H〇NB、 N—ヒドロキシスクシミド、 N— ヒドロキシフ夕ルイミド、 HOB t) とのエステル〕 などが用いられる。 原料の ァミノ基の活性化されたものとしては、 例えば、 対応するリン酸アミドが用いら れる。
保護基の除去 (脱離) 方法としては、 例えば、 Pd—黒あるいは Pd—炭素な どの触媒の存在下での水素気流中での接触還元や、 また、 無水フッ化水素、 メタ ンスルホン酸、 トリフルォロメタンスルホン酸、 トリフルォロ酢酸あるいはこれ らの混合液などによる酸処理や、 ジイソプロピルェチルァミン、 トリェチルアミ ン、 ピぺリジン、 ピぺラジンなどによる塩基処理、 また液体アンモニア中ナトリ ゥムによる還元なども用いられる。 上記酸処理による脱離反応は、 一般に約一 2 0で〜 4 0 の温度で行なわれるが、 酸処理においては、 例えば、 ァニソール、 フエノール、 チオア二ツール、 メタクレゾール、 パラクレゾール、 ジメチルスル フイ ド、 1, 4—ブタンジチオール、 1, 2—エタンジチオールなどのような力 チオン捕捉剤の添加が有効である。 また、 ヒスチジンのイミダゾ一ル保護基とし て用いられる 2, 4—ジニトロフエニル基はチォフエノール処理により除去され、 トリブトファンのインドール保護基として用いられるホルミル基は上記の 1, 2 一エタンジチオール、 1 , 4一ブタンジチオールなどの存在下の酸処理による脱 保護以外に、 希水酸化ナトリウム溶液、 希アンモニアなどによるアルカリ処理に よっても除去される。
原料の反応に関与すべきでない官能基の保護ならびに保護基、 およびその保護 基の脱離、 反応に関与する官能基の活性化などは公知の基または公知の手段から 適宜選択しうる。
タンパク質または部分ペプチドのアミド体を得る別の方法としては、 例えば、 まず、 カルボキシ末端アミノ酸の α—カルボキシル基をアミド化して保護した後、 アミノ基側にペプチド (タンパク質) 鎖を所望の鎖長まで延ばした後、 該ぺプチ ド鎖の Ν末端のひ—ァミノ基の保護基のみを除いたタンパク質または部分べプチ ドと C末端のカルボキシル基の保護基のみを除去したタンパク質または部分ぺプ チドとを製造し、 これらのタンパク質またはペプチドを上記したような混合溶媒 中で縮合させる。 縮合反応の詳細については上記と同様である。 縮合により得ら れた保護タンパク質またはペプチドを精製した後、 上記方法によりすベての保護 基を除去し、 所望の粗タンパク質またはペプチドを得ることができる。 この粗夕 ンパク質またはペプチドは既知の各種精製手段を駆使して精製し、 主要画分を凍 結乾燥することで所望の夕ンパク質またはペプチドのアミド体を得ることができ る。 タンパク質またはペプチドのエステル体を得るには、 例えば、 カルボキシ末端 アミノ酸の α _カルボキシル基を所望のアルコール類と縮合しアミノ酸エステル とした後、 タンパク質またはペプチドのアミド体と同様にして、 所望のタンパク 質またはペプチドのエステル体を得ることができる。
本発明で用いられる部分ペプチドまたはそれらの塩は、 自体公知のペプチドの 合成法に従って、 あるいは本発明で用いられるタンパク質を適当なぺプチダーゼ で切断することによって製造することができる。 ペプチドの合成法としては、 例 えば、 固相合成法、 液相合成法のいずれによっても良い。 すなわち、 本発明で用 いられる部分ペプチドを構成し得る部分ペプチドもしくはアミノ酸と残余部分と を縮合させ、 生成物が保護基を有する場合は保護基を脱離することにより目的の ペプチドを製造することができる。 公知の縮合方法や保護基の脱離としては、 例 えば、 以下の 1) 〜5) に記載された方法が挙げられる。
1) M. Bodanszky および M. A. Ondet t i, ペプチド ·シンセシス (Pept ide Synthes is) , Intersc ience Publ i shers, New York (1966年)
2) Schroederおよび Luebke、 ザ ·ペプチド(The Pept ide) , Academic Press, New York (1965年)
3) 泉屋信夫他、 ペプチド合成の基礎と実験, 丸善 (株) (1975年)
4) 矢島治明 および榊原俊平、 生化学実験講座 1、 タンパク質の化学 IV、 205、 (1977年)
5) 矢島治明監修、 続医薬品の開発、 第 14巻、 ペプチド合成、 広川書店
また、 反応後は通常の精製法、 例えば、 溶媒抽出 ·蒸留 ·カラムクロマトダラ フィー ·液体クロマトグラフィー ·再結晶などを組み合わせて本発明で用いられ る部分ペプチドを精製単離することができる。 上記方法で得られる部分ペプチド が遊離体である場合は、 公知の方法あるいはそれに準じる方法によって適当な塩 に変換することができるし、 逆に塩で得られた場合は、 公知の方法あるいはそれ に準じる方法によって遊離体または他の塩に変換することができる。
本発明で用いられるタンパク質をコードするポリヌクレオチドとしては、 前述 した本発明で用いられるタンパク質をコードする塩基配列を含有するものであれ ばいかなるものであってもよい。 好ましくは D NAである。 D NAとしては、 ゲ ノム DNA、 ゲノム DNAライブラリー、 前記した細胞 '組織由来の c DNA、 前記した細胞 ·組織由来の c DNAライブラリ一、 合成 DN Aのいずれでもよレ^ ライブラリーに使用するベクターは、 バクテリオファージ、 プラスミド、 コス ミド、 ファージミドなどいずれであってもよい。 また、 前記した細胞 '組織より totalRNAまたは mRNA画分を調製したものを用いて直接 Reverse
Transcriptase Polymerase Chain Reaction (以下、 RT— PCR法と略称す る) によって増幅することもできる。
本発明で用いられるタンパク質をコードする DNAとしては、 例えば、 配列番 号: 2 (NMJ03896) などで表される塩基配列を含有する DNA、 または配列番 号: 2などで表される塩基配列とハイ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有し、 前記した配列番号: 1で表されるアミノ酸配列を含有 するタンパク質と実質的に同質の性質を有するタンパク質をコードする D NAT あれば何れのものでもよい。
配列番号: 2などで表される塩基配列とハイストリンジェントな条件下でハイ ブリダィズできる DNAとしては、 例えば配列番号: 2などで表される塩基配列 と約 50%以上、 好ましくは約 60%以上、 さらに好ましくは約 70%以上、 よ り好ましくは約 80 %以上、 特に好ましくは約 90%以上、 最も好ましくは約 9 5%以上の相同性を有する塩基配列を含有する DN Aなどが用いられる。 塩基配 列の相同性は、 相同性計算アルゴリズム NCBI BLAST (National Center for Biotechnology Information Basic Local Alignment Search Tool) 用レ 、 以 下の条件 (期待値 =10 ;ギャップを許す; フィルタリング =ON;マッチスコ ァ = 1 ; ミスマッチスコア =ー 3) にて計算することができる。
ハイブリダィゼーシヨンは、 自体公知の方法あるいはそれに準じる方法、 例え ば、 Molecular Cloning 2nd (J. Sambrook et al. , Cold Spring Harbor Lab. Press, 1989) に記載の方法などに従って行なうことができる。 また、 市販のラ ィブラリーを使用する場合、 添付の使用説明書に記載の方法に従って行なうこと ができる。 より好ましくは、 ハイストリンジェン卜な条件に従って行なうことが できる。
ハイストリンジェン卜な条件とは、 例えば、 ナトリウム濃度が約 1 9〜40m M、 好ましくは約 19〜2 OmMで、 温度が約 50〜70 :、 好ましくは約 60 〜65tの条件を示す。 特に、 ナトリウム濃度が約 19 mMで温度が約 65での 場合が最も好ましい。
より具体的には、 配列番号: 1で表されるアミノ酸配列を含有するタンパク質 をコードする DNAとしては、 配列番号: 2で表される塩基配列を含有する DN Aなどが用いられる。
本発明で用いられる部分ペプチドをコードするポリヌクレオチド (例、 DN A) としては、 前述した本発明で用いられる部分ペプチドをコードする塩基配列 を含有するものであればいかなるものであってもよい。 また、 ゲノム DNA、 ゲ ノム DN Aライブラリー、 前記した細胞 ·組織由来の c DNA、 前記した細胞 - 組織由来の c DNAライブラリー、 合成 DNAのいずれでもよい。
本発明で用いられる部分ペプチドをコードする DNAとしては、 例えば、 配列 番号: 2などで表される塩基配列を含有する DNAの一部分を有する DNA、 ま たは配列番号: 2などで表される塩基配列とハイ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有し、 本発明のタンパク質と実質的に同質の活性 を有するタンパク質をコードする DN Aの一部分を含有する DN Aなどが用いら れる。
配列番号: 2などで表される塩基配列とハイブリダィズできる DNAは、 前記 と同意義を示す。
ハイブリダィゼーシ ンの方法およびハイストリンジェントな条件は前記と同 様のものが用いられる。
本発明で用いられるタンパク質、 部分ペプチド (以下、 これらをコードする D N Aのクローニングおよび発現の説明においては、 これらを単に本発明のタンパ ク質と略記する場合がある) を完全にコードする DNAのクローニングの手段と しては、 本発明のタンパク質をコードする塩基配列の一部分を有する合成 DNA プライマ一を用いて PC R法によって増幅するか、 または適当なベクターに組み 込んだ DN Aを本発明のタンパク質の一部あるいは全領域をコードする DNA断 片もしくは合成 DNAを用いて標識したものとのハイブリダィゼーションによつ て選別することができる。 ハイブリダィゼーシヨンの方法は、 例えば、 Molecular Cloning 2nd (J. Sambrook et al. , Cold Spring Harbor Lab. Press, 1989) に記載の方法などに従って行なうことができる。 また、 市販のライブラリ 一を使用する場合、 添付の使用説明書に記載の方法に従って行なうことができる。
DNAの塩基配列の変換は、 PCR、 公知のキット、 例えば、 Mutan™-super Express Km (夕カラバイオ (株) ) 、 Mutan™-K (夕カラバイオ (株) ) 等を用い て、 ODA- LA PCR法、 Gapped duplex法、 Kunkel法等の自体公知の方法あるいはそ れらに準じる方法に従って行なうことができる。
クローン化されたタンパク質をコードする DN Aは目的によりそのまま、 また は所望により制限酵素で消化したり、 リンカ一を付加したりして使用することが できる。 該 DNAはその 5' 末端側に翻訳開始コドンとしての ATGを有し、 ま た 3' 末端側には翻訳終止コドンとしての TAA、 TG Aまたは TAGを有して いてもよい。 これらの翻訳開始コドンや翻訳終止コドンは、 適当な合成 DNAァ ダブ夕一を用いて付加することもできる。
本発明のタンパク質の発現ベクターは、 例えば、 (ィ) 本発明のタンパク質を コードする DNAから目的とする DNA断片を切り出し、 (口) 該 DNA断片を 適当な発現べクタ一中のプロモータ一の下流に連結することにより製造すること ができる。
ベクターとしては、 大腸菌由来のプラスミド (例、 pBR322, p BR 32 5, pUC 12, pUC 13) 、 枯草菌由来のプラスミド (例、 pUB 1 10, pTP 5, pC 194) 、 酵母由来プラスミド (例、 p SH 19, p SH 1 5) 、 λファージなどのバクテリオファージ、 レトロウイルス, ワクシニアウィルス, バキュロウィルスなどの動物ウィルスなどの他、 pAl— 1 1、 pXT l、 pR c/CMV、 pRc/RSV, p c DNA I ZN e oなどが用いられる。
本発明で用いられるプロモーターとしては、 遺伝子の発現に用いる宿主に対応 して適切なプロモーターであればいかなるものでもよい。 例えば、 動物細胞を宿 主として用いる場合は、 SRひプロモータ一、 SV40プロモータ一、 LTRプ 口モー夕一、 CMVプロモーター、 H S V-TKプロモーターなどが挙げられる。 これらのうち、 CMV (サイトメガロウィルス) プロモータ一、 SRaプロモー ターなどを用いるのが好ましい。 宿主がェシエリヒア属菌である場合は、 t r p プロモータ一、 l a cプロモーター、 r e cAプロモー夕一、 APLプロモータ 一、 l ppプロモーター、 T7プロモ一夕一などが、 宿主がバチルス属菌である 場合は、 SP01プロモ一夕一、 SPO 2プロモーター、 p e nPプロモーター など、 宿主が酵母である場合は、 PH05プロモー夕一、 PGKプロモーター、 GAPプロモーター、 ADHプロモーターなどが好ましい。 宿主が昆虫細胞であ る場合は、 ポリヘドリンプロモーター、 P 10プロモー夕一などが好ましい。
発現ベクターには、 以上の他に、 所望によりェンハンサ一、 スプライシングシ ダナル、 ポリ A付加シグナル、 選択マ一カー、 SV40複製オリジン (以下、 S V40 o r iと略称する場合がある) などを含有しているものを用いることがで きる。 選択マーカ一としては、 例えば、 ジヒドロ葉酸還元酵素 (以下、 dh f r と略称する場合がある) 遺伝子 〔メソトレキセ一ト (MTX) 耐性〕 、 アンピシ リン耐性遺伝子 (以下、 Amp ^と略称する場合がある) 、 ネオマイシン耐性遺 伝子 (以下、 Ne o1"と略称する場合がある、 G418耐性) 等が挙げられる。 特に、 dh f r遺伝子欠損チャイニーズハムスター細胞を用いて d h f r遺伝子 を選択マーカーとして使用する場合、 目的遺伝子をチミジンを含まない培地によ つても選択できる。
また、 必要に応じて、 宿主に合ったシグナル配列を、 本発明のタンパク質の N 端末側に付加する。 宿主がェシエリヒア属菌である場合は、 PhoA*シグナル配列、 0即 A ·シグナル配列などが、 宿主がバチルス属菌である場合は、 ひ一アミラー ゼ ·シグナル配列、 サブチリシン ·シグナル配列などが、 宿主が酵母である場合 は、 MFひ ·シグナル配列、 SUC2 ·シグナル配列など、 宿主が動物細胞であ る場合には、 インシュリン ·シグナル配列、 ひ一インターフェロン ·シグナル配 列、 抗体分子 ·シグナル配列などがそれぞれ利用できる。
このようにして構築された本発明のタンパク質をコードする DNAを含有する ベクターを用いて、 形質転換体を製造することができる。
宿主としては、 例えば、 ェシエリヒア属菌、 バチルス属菌、 酵母、 昆虫細胞、 昆虫、 動物細胞などが用いられる。
ェシエリヒア属菌の具体例としては、 例えば、 ェシエリヒア 'コリ
(Escherichia coli) K 12 · DH 1 [Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 60 巻, 160(1968)〕 , J Μ 103 [Nucleic Acids Research, 9巻, 309 (1981)〕 , J A 221 (Journal of Molecular Biology, 120巻, 517 (1978)〕 , HB 101
[Journal of Molecular Biology, 41巻, 459 (1969)〕 , C 600 [Genetics, 39 巻, 440(1954)〕 などが用いられる。
バチルス属菌としては、 例えば、 バチルス ·サブチルス (Bacillus subtilis) M I 1 14 〔Gene, 24巻, 255 (1983)〕 , 207 - 21 [Journal of Biochemistry, 95卷, 87(1984)3 などが用いられる。
酵母としては、 例えば、 サッカロマイセス セレピシェ (Saccharomyces cerevisiae) AH22, AH22R―, NA 87 - 1 1 A, DKD—5D, 20 B— 12、 シゾサッカロマイセス ボンべ (Schizosaccharomyces pombe) NC YC 1913, NCYC 2036 ピキア パストリス (Pichia pastoris) K Μ71などが用いられる。
昆虫細胞としては、 例えば、 ウィルスが Ac NPVの場合は、 夜盗蛾の幼虫由 来株化細胞 (Spodoptera frugiperda cell; S f細胞) 、 Trichoplusia niの中 腸由来の MG 1細胞、 Trichoplusia niの卵由来の High Five™細胞、 Mamestra brassicae由来の細胞または Estigmena acrea由来の細胞などが用いられる。 ウイ ルスが BmNP Vの場合は、 蚕由来株化細胞 (Bombyx mori N細胞; BmN細 胞) などが用いられる。 該 S f細胞としては、 例えば、 S f 9細胞 (ATCC CRL1711) 、 S f 21細胞 (以上、 Vaughn, J. L.ら、 イン ·ヴイボ (In
Vivo) , 13, 213-217, (1977)) などが用いられる。
昆虫としては、 例えば、 カイコの幼虫などが用いられる 〔前田ら、 ネイチヤー (Nature) , 315巻, 592 (1985)〕 。
動物細胞としては、 例えば、 サル細胞 COS— 7, Ve r o, チャイニーズハ ムスター細胞 CHO (以下、 CHO細胞と略記) , dh f r遺伝子欠損チヤィニ ーズハムス夕一細胞 CHO (以下、 CHO (d h f r~) 細胞と略記) , マウス L細胞, マウス A t T— 20, マウスミエローマ細胞, マウス ATDC 5細胞, ラット GH3, ヒト FL細胞などが用いられる。
ェシエリヒア属菌を形質転換するには、 例えば、 Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 69巻, 2110 (1972)や Gene, 17巻, 107 (1982)などに記載の方法に従って行なうこ とができる。
バチルス属菌を形質転換するには、 例えば、 Molecular & General
Genet ics, 168巻, 111 (1979)などに記載の方法に従って行なうことができる。
酵母を形質転換するには、 例えば、 Methods in Enzymology, 194巻, 182- 187 (1991)、 Pro Nat l. Acad. Sc i. USA, 75巻, 1929 (1978)などに記載の方法に 従って行なうことができる。
昆虫細胞または昆虫を形質転換するには、 例えば、 Bio/Technology, 6, 47- 55 (1988)などに記載の方法に従って行なうことができる。
動物細胞を形質転換するには、 例えば、 細胞工学別冊 8 新細胞工学実験プロ 卜コール · 263- 267 (1995) (秀潤社発行) 、 Vi rology, 52巻, 456 (1973)に記載の方 法に従つて行なうことができる。
このようにして、 タンパク質をコードする D NAを含有する発現べクタ一で形 質転換された形質転換体を得ることができる。
宿主がェシエリヒア属菌、 バチルス属菌である形質転換体を培養する際、 培養 に使用される培地としては液体培地が適当であり、 その中には該形質転換体の生 育に必要な炭素源、 窒素源、 無機物その他が含有せしめられる。 炭素源としては、 例えば、 グルコース、 デキストリン、 可溶性澱粉、 ショ糖など、 窒素源としては、 例えば、 アンモニゥム塩類、 硝酸塩類、 コーンスチープ ' リカー、 ペプトン、 力 ゼイン、 肉エキス、 大豆粕、 バレイショ抽出液などの無機または有機物質、 無機 物としては、 例えば、 塩化カルシウム、 リン酸二水素ナトリウム、 塩化マグネシ ゥムなどが挙げられる。 また、 酵母エキス、 ビタミン類、 生長促進因子などを添 加してもよい。 培地の p Hは約 5〜 8が望ましい。
ェシエリヒア属菌を培養する際の培地としては、 例えば、 グルコース、 カザミ ノ酸を含む M 9培地 [Journal of Experiments in Molecular Genet ics, 431- 433, Cold Spring Harbor Laboratory, New York 1972〕 が好ましい。 ここに必要 によりプロモータ一を効率よく働かせるために、 例えば、 3 —インドリルァク リル酸のような薬剤を加えることができる。
宿主がェシェリヒア属菌の場合、 培養は通常約 1 5〜 4 3 °Cで約 3〜 2 4時間 行い、 必要により、 通気や撹拌を加えることもできる。 宿主がバチルス属菌の場合、 培養は通常約 30〜 40 °Cで約 6〜 24時間行い、 必要により通気や撹拌を加えることもできる。
宿主が酵母である形質転換体を培養する際、 培地としては、 例えば、 バークホ 一ルダー (Burkholder) 最小培地 (Bostian, K. L. ら、 Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 77巻, 4505 (1980)〕 や 0. 5 %カザミノ酸を含有する S D培地 〔Bitter, G. A. ら、 Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 81巻, 5330 (1984)〕 が挙げられる。 培地の pH は約 5〜8に調整するのが好ましい。 培養は通常約 20T:〜 35でで約 24〜 7 2時間行い、 必要に応じて通気や撹拌を加える。
宿主が昆虫細胞または昆虫である形質転換体を培養する際、 培地としては、 Grace's Insect Medium (Grace, T. C. C. , Nature, 195, 788(1962)) に非動化した 10 %ゥシ血清等の添加物を適宜加えたものなどが用いられる。 培地の pHは約 6. 2〜6. 4に調整するのが好ましい。 培養は通常約 27 で約 3〜5 '日間行 レ 必要に応じて通気や撹拌を加える。
宿主が動物細胞である形質転換体を培養する際、 培地としては、 例えば、 約 5 〜20 %の胎児牛血清を含む MEM培地 [Science, 122巻, 501 (1952)〕 , DME M培地 [Virology, 8巻, 396 (1959)〕 , RPM I 1640培地 [The Journal of the American Medical Association 199巻, 519 (1967)〕 , 199培地
[Proceeding of t e Society for the Biological Medicine, 73巻, 1 (1950) ) な どが用いられる。 pHは約 6〜8であるのが好ましい。 培養は通常約 30で〜 4 0でで約 1 5〜60時間行い、 必要に応じて通気や撹拌を加える。
以上のようにして、 形質転換体の細胞内、 細胞膜または細胞外に本発明のタン パク質を生成せしめることができる。
上記培養物から本発明のタンパク質を分離精製するには、 例えば、 下記の方法 により行なうことができる。
本発明のタンパク質を培養菌体あるいは細胞から抽出するに際しては、 培養後、 公知の方法で菌体あるいは細胞を集め、 これを適当な緩衝液に懸濁し、 超音波、 リゾチームおよび/または凍結融解などによって菌体あるいは細胞を破壊したの ち、 遠心分離やろ過によりタンパク質の粗抽出液を得る方法などが適宜用いられ る。 緩衝液の中に尿素や塩酸グァニジンなどの蛋白質変性剤や、 トリトン X— 1 0 0 TMなどの界面活性剤が含まれていてもよい。 培褰液中にタンパク質が分泌さ れる場合には、 培養終了後、 それ自体公知の方法で菌体あるいは細胞と上清とを 分離し、 上清を集める。
このようにして得られた培養上清、 あるいは抽出液中に含まれるタンパク質の 精製は、 自体公知の分離 ·精製法を適切に組み合わせて行なうことができる。 こ れらの公知の分離、 精製法としては、 塩析ゃ溶媒沈澱法などの溶解度を利用する 方法、 透析法、 限外ろ過法、 ゲルろ過法、 および S D S —ポリアクリルアミドゲ ル電気泳動法などの主として分子量の差を利用する方法、 イオン交換クロマトグ ラフィーなどの荷電の差を利用する方法、 ァフィ二ティ一クロマトグラフィーな どの特異的親和性を利用する方法、 逆相高速液体クロマトグラフィーなどの疎水 性の差を利用する方法、 等電点電気泳動法などの等電点の差を利用する方法など が用いられる。
かくして得られるタンパク質が遊離体で得られた場合には、 自体公知の方法あ るいはそれに準じる方法によって塩に変換することができ、 逆に塩で得られた場 合には自体公知の方法あるいはそれに準じる方法により、 遊離体または他の塩に 変換することができる。
なお、 組換え体が産生するタンパク質を、 精製前または精製後に適当な蛋白修 飾酵素を作用させることにより、 任意に修飾を加えたり、 ポリペプチドを部分的 に除去することもできる。 蛋白修飾酵素としては、 例えば、 トリプシン、 キモト リプシン、 アルギニルエンドべプチダーゼ、 プロテインキナーゼ、 グリコシダ一 ゼなどが用いられる。
かくして生成する本発明のタンパク質の存在は、 特異抗体を用いたェンザィム ィムノアツセィゃウエスタンブロッテイングなどにより測定することができる。 本発明で用いられるタンパク質もしくは部分ペプチドまたはその塩に対する抗 体は、 本発明で用いられるタンパク質もしくは部分ペプチドまたはその塩を認識 し得る抗体であれば、 ポリクローナル抗体、 モノクローナル抗体の何れであって もよい。
本発明で用いられるタンパク質もしくは部分ペプチドまたはその塩 (以下、 抗 体の説明においては、 これらを単に本発明のタンパク質と略記する場合がある) に対する抗体は、 本発明のタンパク質を抗原として用い、 自体公知の抗体または 抗血清の製造法に従って製造することができる。
〔モノクローナル抗体の作製〕
(a) モノクローナル抗体産生細胞の作製
本発明のタンパク質は、 温血動物に対して投与により抗体産生が可能な部位に それ自体あるいは担体、 希釈剤とともに投与される。 投与に際して抗体産生能を 高めるため、 完全フロイントアジュバントゃ不完全フロイントアジュバントを投 与してもよい。 投与は通常 2〜 6週毎に 1回ずつ、 計 2〜 10回程度行われる。 用いられる温血動物としては、 例えば、 サル、 ゥサギ、 ィヌ、 モルモット、 マウ ス、 ラット、 ヒッジ、 ャギ、 ニヮトリが挙げられる力 マウスおよびラットが好 ましく用いられる。
モノクローナル抗体産生細胞の作製に際しては、 抗原で免疫された温血動物、 例えばマウスから抗体価の認められた個体を選択し最終免疫の 2〜 5日後に脾臓 またはリンパ節を採取し、 それらに含まれる抗体産生細胞を同種または異種動物 の骨髄腫細胞と融合させることにより、 モノクローナル抗体産生ハイプリ ドーマ を調製することができる。 抗血清中の抗体価の測定は、 例えば、 後記の標識化夕 ンパク質と抗血清とを反応させたのち、 抗体に結合した標識剤の活性を測定する ことにより行なうことができる。 融合操作は既知の方法、 例えば、 ケーラーとミ ルス夕インの方法 〔ネイチヤー (Nature), 256、 495 (1975)〕 に従い実施するこ とができる。 融合促進剤としては、 例えば、 ポリエチレングリコール (PEG) やセンダイゥィルスなどが挙げられる力 好ましくは P E Gが用いられる。 骨髄腫細胞としては、 例えば、 NS_ 1、 P 3U1、 S P 2/0, AP— 1な どの温血動物の骨髄腫細胞が挙げられるが、 P 3U1が好ましく用いられる。 用 いられる抗体産生細胞 (脾臓細胞) 数と骨髄腫細胞数との好ましい比率は 1 : 1 〜20 : 1程度であり、 PEG (好ましくは PEG 1000〜PEG6000) が 10〜 80%程度の濃度で添加され、 20〜40 :、 好ましくは 30〜37 で 1〜 10分間ィンキュベー卜することにより効率よく細胞融合を実施できる。 モノクローナル抗体産生ハイプリドーマのスクリ一ニングには種々の方法が使 用できるが、 例えば、 タンパク質抗原を直接あるいは担体とともに吸着させた固 相 (例、 マイクロプレート) にハイプリドーマ培養上清を添加し、 次に放射性物 質や酵素などで標識した抗免疫グロプリン抗体 (細胞融合に用いられる細胞がマ ウスの場合、 抗マウス免疫グロブリン抗体が用いられる) またはプロテイン Aを 加え、 固相に結合したモノクローナル抗体を検出する方法、 抗免疫グロブリン抗 体またはプロテイン Aを吸着させた固相にハイプリドーマ培養上清を添加し、 放 射性物質や酵素などで標識したタンパク質を加え、 固相に結合したモソクローナ ル抗体を検出する方法などが挙げられる。
モノクローナル抗体の選別は、 自体公知あるいはそれに準じる方法に従って行 なうことができる。 通常 HA T (ヒポキサンチン、 アミノプテリン、 チミジン) を添加した動物細胞用培地で行なうことができる。 選別および育種用培地として は、 ハイプリ ドーマが生育できるものならばどのような培地を用いても良い。 例 えば、 1〜2 0 %、 好ましくは 1 0〜2 0 %の牛胎児血清を含む R P M I 1 6 4 0培地、 1〜1 0 %の牛胎児血清を含む G I T培地 (和光純薬工業 (株) ) あ るいはハイプリドーマ培養用無血清培地 (S F M— 1 0 1、 日水製薬 (株) ) な どを用いることができる。 培養温度は、 通常 2 0〜4 0 ^、 好ましくは約 3 7で である。 培養時間は、 通常 5日〜 3週間、 好ましくは 1週間〜 2週間である。 培 養は、 通常 5 %炭酸ガス下で行なうことができる。 ハイプリドーマ培養上清の抗 体価は、 上記の抗血清中の抗体価の測定と同様にして測定できる。
( b ) モノクローナル抗体の精製
モノクローナル抗体の分離精製は、 自体公知の方法、 例えば、 免疫グロブリン の分離精製法 〔例、 塩析法、 アルコール沈殿法、 等電点沈殿法、 電気泳動法、 ィ オン交換体 (例、 D E A E ) による吸脱着法、 超遠心法、 ゲルろ過法、 抗原結合 固相あるいはプロティン Aあるいはプロティン Gなどの活性吸着剤により抗体の みを採取し、 結合を解離させて抗体を得る特異的精製法〕 に従って行なうことが できる。
〔ポリクローナル抗体の作製〕
本発明のポリクローナル抗体は、 それ自体公知あるいはそれに準じる方法に従 つて製造することができる。 例えば、 免疫抗原 (タンパク質抗原) 自体、 あるい はそれとキャリア一蛋白質との複合体をつくり、 上記のモノクローナル抗体の製 造法と同様に温血動物に免疫を行い、 該免疫動物から本発明のタンパク質に対す る抗体含有物を採取して、 抗体の分離精製を行なうことにより製造することがで きる。
温血動物を免疫するために用いられる免疫抗原とキャリアー蛋白質との複合体 に関し、 キャリアー蛋白質の種類およびキャリアーとハプテンとの混合比は、 キ ャリア一に架橋させて免疫したハプテンに対して抗体が効率良くできれば、 どの 様なものをどの様な比率で架橋させてもよいが、 例えば、 ゥシ血清アルブミンや ゥシサイログロブリン、 へモシァニン等を重量比でハプテン 1に対し、 約 0 . 1 〜2 0、 好ましくは約 1〜5の割合でカプルさせる方法が用いられる。
また、 ハプテンとキャリアーの力プリングには、 種々の縮合剤を用いることが できるが、 ダルタルアルデヒドやカルポジイミド、 マレイミド活性エステル、 チ オール基、 ジチオビリジル基を含有する活性エステル試薬等が用いられる。
縮合生成物は、 温血動物に対して、 抗体産生が可能な部位にそれ自体あるいは 担体、 希釈剤とともに投与される。 投与に際して抗体産生能を高めるため、 完全 フロイントアジュバントや不完全フロイン卜アジュバントを投与してもよい。 投 与は、 通常約 2〜 6週毎に 1回ずつ、 計約 3〜 1 0回程度行なわれる。
ポリクローナル抗体は、 上記の方法で免疫された温血動物の血液、 腹水など、 好ましくは血液から採取することができる。
抗血清中のポリクローナル抗体価の測定は、 上記の抗血清中の抗体価の測定と 同様にして測定できる。 ポリクローナル抗体の分離精製は、 上記のモノクローナ ル抗体の分離精製と同様の免疫グロブリンの分離精製法に従って行なうことがで さる。
本発明で用いられるタンパク質または部分べプチドをコードするポリヌクレオ チド (例、 D NA (以下、 アンチセンスポリヌクレオチドの説明においては、 こ れらの D N Aを本発明の D N Aと略記する場合がある) ) の塩基配列に相補的な、 または実質的に相補的な塩基配列またはその一部を有するアンチセンスポリヌク レオチドとしては、 本発明のポリヌクレオチド (例、 D N A) の塩基配列に相補 的な、 または実質的に相補的な塩基配列またはその一部を有し、 該 D NAの発現 を抑制し得る作用を有するものであれば、 いずれのアンチセンスポリヌクレオチ ドであつてもよいが、 ァンチセンス D N Aが好ましい。
本発明の DNAに実質的に相補的な塩基配列とは、 例えば、 本発明の DNAに 相補的な塩基配列 (すなわち、 本発明の DNAの相補鎖) の全塩基配列あるいは 部分塩基配列と約 70 %以上、 好ましくは約 80%以上、 より好ましくは約 9 0%以上、 最も好ましくは約 95%以上の相同性を有する塩基配列などが挙げら れる。 特に、 本発明の DNAの相補鎖の全塩基配列うち、 (ィ) 翻訳阻害を指向 したアンチセンスポリヌクレオチドの場合は、 本発明の夕ンパク質の N末端部位 をコードする部分の塩基配列 (例えば、 開始コドン付近の塩基配列など) の相補 鎖と約 70%以上、 好ましくは約 80%以上、 より好ましくは約 90%以上、 最 も好ましくは約 95 %以上の相同性を有するアンチセンスポリヌクレオチドが、 (口) RNa s eHによる RNA分解を指向するアンチセンスポリヌクレオチド の場,合は、 イントロンを含む本発明の DN Aの全塩基配列の相補鎖と約 70%以 上、 好ましくは約 80%以上、 より好ましくは約 90 %以上、 最も好ましくは約 95%以上の相同性を有するアンチセンスポリヌクレオチドがそれぞれ好適であ る。
具体的には、 配列番号: 2などで表わされる塩基配列を含有する DN Aの塩基 配列に相補的な、 もしくは実質的に相補的な塩基配列、 またはその一部分を有す るアンチセンスポリヌクレオチドなど、 好ましくは例えば、 配列番号: 2などで 表わされる塩基配列を含有する DN Aの塩基配列に相補な塩基配列、 またはその 一部分を有するアンチセンスポリヌクレオチドなどが挙げられる。
アンチセンスポリヌクレオチドは通常、 10〜40個程度、 好ましくは 15〜 30個程度の塩基から構成される。
ヌクレアーゼなどの加水分解酵素による分解を防ぐために、 アンチセンス DN Aを構成する各ヌクレオチドのりん酸残基 (ホスフェート) は、 例えば、 ホスホ ロチォエー卜、 メチルホスホネート、 ホスホロジチォネートなどの化学修飾りん 酸残基に置換されていてもよい。 また、 各ヌクレオチドの糖 (デォキシリポ一 ス) は、 2' _〇_メチル化などの化学修飾糖構造に置換されていてもよいし、 塩基部分 (ピリミジン、 プリン) も化学修飾を受けたものであってもよく、 配列 番号: 2などで表わされる塩基配列を有する DN Aにハイブリダィズするもので あればいずれのものでもよい。 これらのアンチセンスポリヌクレオチドは、 公知 の D N A合成装置などを用いて製造することができる。
本発明に従えば、 本発明のタンパク質遺伝子の複製または発現を阻害すること のできるアンチセンスポリヌクレオチド (核酸) を、 クローン化した、 あるいは 決定されたタンパク質をコードする D NAの塩基配列情報に基づき設計し、 合成 しうる。 かかるポリヌクレオチド (核酸) は、 本発明のタンパク質遺伝子の R N Aとハイプリダイズすることができ、 該 R N Aの合成または機能を阻害すること ができるか、 あるいは本発明のタンパク質関連 R N Aとの相互作用を介して本発 明のタンパク質遺伝子の発現を調節 ·制御することができる。 本発明のタンパク 質関連 R N Aの選択された配列に相補的なポリヌクレオチド、 および本発明の夕 ンパク質関連 R N Aと特異的にハイプリダイズすることができるポリヌクレオチ ドは、 生体内および生体外で本発明のタンパク質遺伝子の発現を調節 ·制御する のに有用であり、 また病気などの治療または診断に有用である。 用語 「対応す る」 とは、 遺伝子を含めたヌクレオチド、 塩基配列または核酸の特定の配列に相 同性を有するあるいは相補的であることを意味する。 ヌクレオチド、 塩基配列ま たは核酸とペプチド (蛋白質) との間で 「対応する」 とは、 ヌクレオチド (核 酸) の配列またはその相補体から誘導される指令にあるペプチド (蛋白質) のァ ミノ酸を通常指している。 タンパク質遺伝子の 5 ' 端ヘアピンループ、 5 ' 端 6 一ベースペア · リピート、 5 ' 端非翻訳領域、 ポリペプチド翻訳開始コドン、 蛋 白質コード領域、 O R F翻訳終止コドン、 3 ' 端非翻訳領域、 3 ' 端パリンドロ ーム領域、 および 3 ' 端ヘアピンループは好ましい対象領域として選択しうるが、 タンパク質遺伝子内の如何なる領域も対象として選択しうる。
目的核酸と、 対象領域の少なくとも一部に相補的でハイブリダィズすることが できるポリヌクレオチドとの関係は、 「アンチセンス」 であるということができ る。 アンチセンスポリリボヌクレオチドは、 2 —デォキシ—D—リボースを含有 しているポリデォキシリボヌクレオチド、 D—リボースを含有しているポリヌク レオチド、 プリンまたはピリミジン塩基の N—グリコシドであるその他のタイプ のポリヌクレオチド、 あるいは非ヌクレオチド骨格を有するその他のポリマー (例えば、 市販の蛋白質核酸および合成配列特異的な核酸ポリマー) または特殊 な結合を含有するその他のポリマー (但し、 該ポリマーは D NAや R NA中に見 出されるような塩基のペアリングゃ塩基の付着を許容する配置をもつヌクレオチ ドを含有する) などが挙げられる。 それらは、 2本鎖 D NA、 1本鎖 D NA、 2 本鎖 R NA、 1本鎖 R NA、 さらに D NA: R NAハイブリッドであることがで き、 さらに非修飾ポリヌクレオチド (または非修飾オリゴヌクレオチド) 、 さら には公知の修飾の付加されたもの、 例えば当該分野で知られた標識のあるもの、 キャップの付いたもの、 メチル化されたもの、 1個以上の天然のヌクレオチドを 類縁物で置換したもの、 分子内ヌクレオチド修飾のされたもの、 例えば非荷電結 合 (例えば、 メチルホスホネート、 ホスホトリエステル、 ホスホルアミデート、 力ルバメートなど) を持つもの、 電荷を有する結合または硫黄含有結合 (例えば、 ホスホロチォェ一卜、 ホスホロジチォエートなど) を持つもの、 例えば蛋白質 (ヌクレアーゼ、 ヌクレア一ゼ ·インヒビター、 トキシン、 抗体、 シグナルぺプ チド、 ポリ一 L—リジンなど) や糖 (例えば、 モノサッカライドなど) などの側 鎖基を有しているもの、 インターカレント化合物 (例えば、 ァクリジン、 .ソラレ ンなど) を持つもの、 キレート化合物 (例えば、 金属、 放射活性をもつ金属、 ホ ゥ素、 酸化性の金属など) を含有するもの、 アルキル化剤を含有するもの、 修飾 された結合を持つもの (例えば、 αァノマー型の核酸など) であってもよい。 こ こで 「ヌクレオシド」 、 「ヌクレオチド」 および 「核酸」 とは、 プリンおよびピ リミジン塩基を含有するのみでなく、 修飾されたその他の複素環型塩基をもつよ うなものを含んでいて良い。 こうした修飾物は、 メチル化されたプリンおよびピ リミジン、 ァシル化されたプリンおよびピリミジン、 あるいはその他の複素環を 含むものであってよい。 修飾されたヌクレオチドおよび修飾されたヌクレオチド はまた糖部分が修飾されていてよく、 例えば、 1個以上の水酸基がハロゲンとか、 脂肪族基などで置換されていたり、 あるいはエーテル、 ァミンなどの官能基に変 換されていてよい。
本発明のアンチセンス ·ポリヌクレオチド (核酸) は、 R NA、 D NA, ある いは修飾された核酸 (R N A、 D NA) である。 修飾された核酸の具体例として は核酸の硫黄誘導体ゃチォホスフェート誘導体、 そしてポリヌクレオシドアミド やオリゴヌクレオシドアミドの分解に抵抗性のものが挙げられるが、 それに限定 されるものではない。 本発明のアンチセンス核酸は次のような方針で好ましく設 計されうる。 すなわち、 細胞内でのアンチセンス核酸をより安定なものにする、 アンチセンス核酸の細胞透過性をより高める、 目標とするセンス鎖に対する親和 性をより大きなものにする、 そしてもし毒性があるならアンチセンス核酸の毒性 をより小さなものにする。
こうした修飾は当該分野で数多く知られており、 例えば J. Kawakami et al. , Pharm Tech Japan, Vol. 8, pp. 247, 1992 ; Vol. 8, pp. 395, 1992 ; S. T.
Crooke et al. ed. , Ant i sense Research and Appl icat ions, CRC Press, 1993 などに開示がある。
本発明のアンチセンス核酸は、 変化せしめられたり、 修飾された糖、 塩基、 結 合を含有していて良く、 リボゾーム、 ミクロスフエアのような特殊な形態で供与 されたり、 遺伝子治療により適用されたり、 付加された形態で与えられることが できうる。 こうして付加形態で用いられるものとしては、 リン酸基骨格の電荷を 中和するように働くポリリジンのようなポリカチオン体、 細胞膜との相互作用を 高めたり、 核酸の取込みを増大せしめるような脂質 (例えば、 ホスホリピド、 コ レステロールなど) といった疎水性のものが挙げられる。 付加するに好ましい脂 質としては、 コレステロールやその誘導体 (例えば、 コレステリルクロ口ホルメ ート、 コール酸など) が挙げられる。 こうしたものは、 核酸の 3 ' 端あるいは 5 ' 端に付着させることができ、 塩基、 糖、 分子内ヌクレオシド結合を介して付 着させることができうる。 その他の基としては、 核酸の 3 ' 端あるいは 5 ' 端に 特異的に配置されたキャップ用の基で、 ェキソヌクレア一ゼ、 R N a s eなどの ヌクレア一ゼによる分解を阻止するためのものが挙げられる。 こうしたキャップ 用の基としては、 ポリエチレングリコール、 テトラエチレングリコールなどのグ リコールをはじめとした当該分野で知られた水酸基の保護基が挙げられるが、 そ れに限定されるものではない。
アンチセンス核酸の阻害活性は、 本発明の形質転換体、 本発明の生体内や生体 外の遺伝子発現系、 あるいは本発明のタンパク質の生体内や生体外の翻訳系を用 いて調べることができる。 該核酸それ自体公知の各種の方法で細胞に適用できる。 以下に、 本発明のタンパク質もしくは部分ペプチドまたはその塩 (以下、 本発 明のタンパク質と略記する場合がある) 、 本発明のタンパク質または部分べプチ ドをコードする D NA (以下、 本発明の D NAと略記する場合がある) 、 本発明 のタンパク質もしくは部分ペプチドまたはその塩に対する抗体 (以下、 本発明の 抗体と略記する場合がある) 、 および本発明の D N Aのアンチセンスポリヌクレ ォチド (以下、 本発明のアンチセンスポリヌクレオチドと略記する場合がある) の用途を説明する。
本発明のタンパク質は、 動脈硬化性疾患において、 また、 動脈硬化病変部で発 現が増加するので、 動脈硬化の診断マーカーとして利用することが出来る。 すな わち、 本発明のタンパク質 (好ましくは、 可溶化タンパク質 (1回膜貫通型の膜 タンパク質である本発明のタンパク質を可溶化したタンパク質) など) は、 動脈 硬化性疾患における早期診断、 動脈硬化の進展度の推定のためのマーカ一として 有用である。 よって本発明のタンパク質をコードする遺伝子のアンチセンスポリ ヌクレオチド、 本発明のタンパク質をコードする遺伝子に対する s i R NAまた は s h R NA、 本発明のタンパク質の活性を阻害する化合物もしくはその塩、 本 発明のタンパク質の遺伝子の発現を阻害する化合物もしくはその塩、 本発明の夕 ンパク質の産生を阻害する化合物もしくはその塩、 または本発明のタンパク質に 対する抗体を含有する医薬などは、 例えば、 動脈硬化の予防 ·治療用医薬、 動脈 硬化性疾患などの予防 ·治療剤などとして使用することができる。
また、 本発明のタンパク質により合成される GM 3は、 動脈硬化性疾患におい て、 また、 動脈硬化病変部で量が増加するので、 動脈硬化の診断マーカーとして 利用することが出来る。 すなわち、 動脈硬化性疾患における早期診断、 動脈硬化 の進展度の推定のためのマーカーとして有用である。
( 1 ) 疾病に対する医薬候補化合物のスクリーニング
本発明のタンパク質は動脈硬化病変部で発現が増加しており、 さらに、 本発明 のタンパク質を阻害する 〔以下、 「本発明のタンパク質の活性を阻害すること」 、 「本発明のタンパク質の遺伝子の発現を阻害すること」 および 「本発明のタンパ ク質の産生を阻害すること」 を総称して、 「本発明のタンパク質を阻害する」 と 記載することがある。 また、 本発明のタンパク質を阻害する化合物またはその塩 自体を、 本発明のタンパク質の阻害剤と称することがある。 さらに、 本発明の動 脈硬化の予防 ·治療用医薬には、 本発明のタンパク質を阻害する化合物またはそ の塩自体およびこれを含有する医薬組成物などが含まれる。 〕 と動脈硬化の病変 が改善される。 従って、 本発明のタンパク質を阻害する化合物またはその塩は、 例えば、 動脈硬化の予防 ·治療用医薬、 動脈硬化性疾患などの予防 ·治療剤とし て使用することができる。 また、 例えば、 糖尿病などへの適応も考えられる。 したがって、 本発明のタンパク質は、 本発明のタンパク質の活性を阻害する化 合物またはその塩のスクリーニングのための試薬として有用であり、 かつそのス クリーニング方法を提供する。
より具体的には、 例えば、 (i) 本発明のタンパク質を産生する能力を有する 細胞、 その細胞抽出物あるいはその精製タンパクの GM 3合成酵素活性と、
(i i) 本発明のタンパク質を産生する能力を有する細胞、 その細胞抽出物あるい はその精製夕ンパクと試験化合物の混合物の GM 3合成酵素活性とを比較するこ とを特徴する本発明のタンパク質の活性を阻害する化合物またはその塩のスクリ 一二ング方法;
( i i i) 本発明のタンパク質の脂質蓄積促進活性と、 (iv) 本発明のタンパク質 と試験化合物の混合物の脂質蓄積促進活性とを比較することを特徴とする本発明 のタンパク質の活性を阻害する化合物またはその塩のスクリーニング方法などが 用いられる。
本発明のタンパク質を産生する能力を有する細胞としては、 例えば、 前述した 本発明のタンパク質をコードする D NAを含有するベクターで形質転換された宿 主 (形質転換体) が用いられる。 宿主としては、 例えば、 C O S 7細胞、 C H O 細胞、 H E K 2 9 3細胞などの動物細胞が好ましく用いられる。 該スクリーニン グには、 例えば、 前述の方法で培養することによって、 本発明のタンパク質を細 胞内あるいは細胞外に発現させた形質転換体が好ましく用いられる。 本発明の夕 ンパク質を発現し得る細胞の培養方法は、 前記した本発明の形質変換体の培養法 と同様である。
試験化合物としては、 例えばペプチド、 タンパク質、 抗体、 非ペプチド性化合 物、 合成化合物、 発酵生産物、 細胞抽出液、 植物抽出液、 動物組織抽出液、 血漿 などがあげられる。 例えば、 上記 (i i) の場合における GM 3合成酵素活性を、 上記 (i) の場合 に比べて、 約 2 0 %以上、 好ましくは 3 0 %以上、 より好ましくは約 5 0 %以上 阻害させる試験化合物を、 本発明のタンパク質の活性を阻害する化合物として選 択することができる。
また、 例えば、 上記 (i i i ) の場合における脂質蓄積亢進活性を、 上記 (i v) の場合に比べて、 約 2 0 %以上、 好ましくは 3 0 %以上、 より好ましくは約 5 0 %以上阻害させる試験化合物を、 本発明のタンパク質の活性を阻害する化合物 として選択することができる。
本発明のタンパク質の活性を阻害する活性を有する化合物は、 本発明のタンパ ク質の生理活性を阻害するための安全で低毒性な医薬として有用である。
本発明のスクリーニング方法またはスクリーニング用キットを用いて得られる 化合物またはその塩は、 例えば、 ペプチド、 タンパク質、 抗体、 非ペプチド性化 合物、 合成化合物、 発酵生産物、 細胞抽出液、 植物抽出液、 動物組織抽出液、 血 漿などから選ばれた化合物である。 該化合物の塩としては、 前記した本発明のぺ プチドの塩と同様のものが用いられる。
さらに、 本発明のタンパク質の遺伝子も、 動脈硬化において発現が増加するの で、 本発明のタンパク質の遺伝子の発現を阻害する化合物またはその塩も、 例え ば動脈硬化の予防 ·治療用医薬、 動脈硬化性疾患などの予防 ·治療剤として使用 することができる。
したがって、 本発明のポリヌクレオチド (例、 D NA) は、 本発明のタンパク 質の遺伝子の発現を阻害する化合物またはその塩のスクリーニングのための試薬 として有用である。
スクリーニング方法としては、 (V) 本発明のタンパク質を産生する能力を有 する細胞を培養した場合と、 (vi) 試験化合物の存在下、 本発明で用いられる夕 ンパク質を産生する能力を有する細胞を培養した場合との比較を行うことを特徴 とするスクリーニング方法が挙げられる。
上記方法において、 (V) と (v i ) の場合における、 前記遺伝子の発現量 (具 体的には、 本発明のタンパク質量または前記タンパク質をコードするポリヌクレ ォチド (例、 m R NAなど) の量を測定して、 比較する。 試験化合物および本発明のタンパク質を産生する能力を有する細胞としては、 上記と同様のものが挙げられる。
タンパク質量の測定は、 公知の方法、 例えば、 本発明のタンパク質を認識する 抗体を用いて、 細胞抽出液中などに存在する前記タンパク質を、 ウエスタン解析、 E L I S A法などの方法またはそれに準じる方法に従い測定することができる。 m R NA量の測定は、 公知の方法、 例えば、 プローブとして配列番号: 2など またはその一部を含有する核酸を用いるノーザンハイブリダィゼーション、 ある いはプライマーとして配列番号: 2などまたはその一部を含有する核酸を用いる P C R法またはそれに準じる方法に従い測定することができる。
例えば、 上記 (V) の場合における遺伝子の発現を、 上記 (v i ) の場合に比べ て、 約 2 0 %以上、 好ましくは 3 0 %以上、 より好ましくは約 5 0 %以上阻害さ せる試験化合物を、 本発明のタンパク質の遺伝子の発現を阻害する化合物として 選択することができる。
本発明のスクリーニング用キットは、 本発明で用いられるタンパク質もしくは 部分べプチドまたはその塩をコードするポリヌクレオチド、 または本発明で用い られるタンパク質もしくは部分ペプチドを産生する能力を有する細胞を含有する ものである。
本発明のスクリーニング方法またはスクリーニング用キットを用いて得られる 化合物またはその塩は、 上記した試験化合物、 例えば、 ペプチド、 タンパク質、 抗体、 非ペプチド性化合物、 合成化合物、 発酵生産物、 細胞抽出液、 植物抽出液、 動物組織抽出液、 血漿などから選ばれた化合物またはその塩であり、 本発明の夕 ンパク質の活性 (例、 G M 3合成酵素活性など) を阻害する化合物またはその塩、 本発明のタンパク質の遺伝子の発現を阻害する化合物またはその塩、 本発明の夕 ンパク質の産生を阻害する化合物またはその塩である。
該化合物の塩としては、 前記した本発明のタンパク質の塩と同様のものが用い られる。
本発明のタンパク質の活性を阻害する化合物またはその塩、 本発明のタンパク 質の遺伝子の発現を阻害する化合物またはその塩、 本発明のタンパク質の産生を 阻害する化合物またはその塩などはそれぞれ、 例えば動脈硬化の予防 ·治療用医 薬、 動脈硬化性疾患などの予防 ·治療剤として有用である。
本発明のスクリーニング方法またはスクリーニング用キットを用いて得られる 化合物またはその塩を上述の予防 ·治療剤として使用する場合、 常套手段に従つ て製剤化することができる。
例えば、 経口投与のための組成物としては、 固体または液体の剤形、 具体的に は錠剤 (糖衣錠、 フィルムコーティング錠を含む) 、 丸剤、 顆粒剤、 散剤、 カブ セル剤 (ソフトカプセル剤を含む) 、 シロップ剤、 乳剤、 懸濁剤などがあげられ る。 かかる組成物は自体公知の方法によって製造され、 製剤分野において通常用 いられる担体、 希釈剤もしくは賦形剤を含有するものである。 例えば、 錠剤用の 担体、 賦形剤としては、 乳糖、 でんぷん、 蔗糖、 ステアリン酸マグネシウムなど が用いられる。
非経口投与のための組成物としては、 例えば、 注射剤、 坐剤などが用いられ、 注射剤は静脈注射剤、 皮下注射剤、 皮内注射剤、 筋肉注射剤、 点滴注射剤、 関節 内注射剤などの剤形を包含する。 かかる注射剤は、 自体公知の方法に従って、 例 えば、 上記化合物またはその塩を通常注射剤に用いられる無菌の水性もしくは油 性液に溶解、 懸濁または乳化することによって調製する。 注射用の水性液として は、 例えば、 生理食塩水、 ブドウ糖やその他の補助薬を含む等張液などが用いら れ、 適当な溶解補助剤、 例えば、 アルコール (例、 エタノール) 、 ポリアルコー ル (例、 プロピレングリコール、 ポリエチレングリコール) 、 非イオン界面活性 剤 〔例、 ポリソルベート 8 0、 H C O - 5 0 (polyoxyethylene ( 5 O mol) adduct of hydrogenated cas tor oi l) 〕 などと併用してもよい。 油性液として は、 例えば、 ゴマ油、 大豆油などが用いられ、 溶解補助剤として安息香酸ベンジ ル、 ベンジルアルコールなどを併用してもよい。 調製された注射液は、 通常、 適 当なアンプルに充填される。 直腸投与に用いられる坐剤は、 上記化合物またはそ の塩を通常の坐薬用基剤に混合することによって調製される。
上記の経口用または非経口用医薬組成物は、 活性成分の投与量に適合するよう な投薬単位の剤形に調製されることが好都合である。 かかる投薬単位の剤形とし ては、 錠剤、 丸剤、 カプセル剤、 注射剤 (アンプル) 、 坐剤などが例示され、 そ れぞれの投薬単位剤形当たり通常 5〜 5 0 0 m g、 とりわけ注射剤では 5〜 1 0 0mg、 その他の剤形では 10〜25 Omgの上記化合物が含有されていること が好ましい。
なお前記した各組成物は、 上記化合物との配合により好ましくない相互作用を 生じない限り他の活性成分を含有してもよい。
このようにして得られる製剤は安全で低毒性であるので、 例えば、 ヒトまたは 温血動物 (例えば、 マウス、 ラッ卜、 ゥサギ、 ヒッジ、 ブ夕、 ゥシ、 ゥマ、 トリ、 ネコ、 ィヌ、 サル、 チンパンジーなど) に対して経口的にまたは非経口的に投与 することができる。
該化合物またはその塩の投与量は、 その作用、 対象疾患、 投与対象、 投与ルー トなどにより差異はあるが、 例えば、 動脈硬化性疾患 (例、 心筋梗塞、 不安定狭 心症など) の治療の目的で本発明のタンパク質の活性を阻害する化合物またはそ の塩を経口投与する場合、 一般的に成人 (体重 6 O kgとして) においては、 一 日につき該化合物またはその塩を約 0. 1〜10 Omg、 好ましくは約 1. 0〜 50mg、 より好ましくは約 1. 0〜2 Omg投与する。 非経口的に投与する場 合は、 該化合物またはその塩の 1回投与量は投与対象、 対象疾患などによっても 異なるが、 例えば、 動脈硬化性疾患 (例、 心筋梗塞、 不安定狭心症など) の治療 の目的で本発明のタンパク質の活性を阻害する化合物またはその塩を注射剤の形 で通常成人 (体重 6 O kgとして) に投与する場合、 一日につき該化合物または その塩を約 0. 01〜3 Omg程度、 好ましくは約 0. l〜20mg程度、 より 好ましくは約 0. 1〜1 Omg程度を動脈硬化病変部に注射により投与するのが 好都合である。 他の動物の場合も、 体重 6 O kg当たりに換算した量を投与する ことができる。
(2) 本発明のタンパク質、 その部分ペプチドまたはその塩の定量
本発明のタンパク質に対する抗体 (以下、 本発明の抗体と略記する場合があ る) は、 本発明のタンパク質を特異的に認識することができるので、 被検液中の 本発明の夕ンパク質の定量、 特にサンドイツチ免疫測定法による定量などに使用 することができる。
すなわち、 本発明は、
( i ) 本発明の抗体と、 被検液および標識化された本発明のタンパク質とを競合 的に反応させ、 該抗体に結合した標識化された本発明のタンパク質の割合を測定 することを特徴とする被検液中の本発明のタンパク質の定量法、 および
(i i) 被検液と担体上に不溶化した本発明の抗体および標識化された本発明の別 の抗体とを同時あるいは連続的に反応させたのち、 不溶化担体上の標識剤の活性 を測定することを特徴とする被検液中の本発明のタンパク質の定量法などを提供 する。
上記 (i i) の定量法においては、 一方の抗体が本発明のタンパク質の N端部を 認識する抗体で、 他方の抗体が本発明のタンパク質の C端部に反応する抗体であ ることが望ましい。
また、 本発明のタンパク質に対するモノクローナル抗体 (以下、 本発明のモノ クローナル抗体と称する場合がある) を用いて本発明のタンパク質の定量を行な えるほか、 組織染色等による検出を行なうこともできる。 これらの目的には、 抗 体分子そのものを用いてもよく、 また、 抗体分子の F ( a b ' ) 2 、 F a b '、 ある いは F a b画分を用いてもよい。
本発明の抗体を用いる本発明のタンパク質の定量法は、 特に制限されるべきも のではなく、 被測定液中の抗原量 (例えば、 タンパク質量) に対応した抗体、 抗 原もしくは抗体一抗原複合体の量を化学的または物理的手段により検出し、 これ を既知量の抗原を含む標準液を用いて作製した標準曲線より算出する測定法であ れば、 いずれの測定法を用いてもよい。 例えば、 ネフロメトリー、 競合法、 ィム ノメトリック法およびサンドイッチ法が好適に用いられるが、 感度、 特異性の点 で、 後述するサンドイッチ法を用いるのが特に好ましい。
標識物質を用いる測定法に用いられる標識剤としては、 例えば、 放射性同位元 素、 酵素、 蛍光物質、 発光物質などが用いられる。 放射性同位元素としては、 例 えば、 〔1 2 5 I〕 、 〔1 3 1 I〕 、 〔3 H〕 、 〔1 4 C〕 などが用いられる。 上記酵素 としては、 安定で比活性の大きなものが好ましく、 例えば、 /3—ガラクトシダー ゼ、 /3—ダルコシダ一ゼ、 アルカリフォスファターゼ、 パーォキシダ一ゼ、 リン ゴ酸脱水素酵素などが用いられる。 蛍光物質としては、 例えば、 フルォレスカミ ン、 フルォレツセンイソチオシァネートなどが用いられる。 発光物質としては、 例えば、 ルミノール、 ルミノール誘導体、 ルシフェリン、 ルシゲニンなどが用い られる。 さらに、 抗体あるいは抗原と標識剤との結合にピオチン一アビジン系を 用いることもできる。
抗原あるいは抗体の不溶化に当っては、 物理吸着を用いてもよく、 また通常夕 ンパク質あるいは酵素等を不溶化、 固定化するのに用いられる化学結合を用いる 方法でもよい。 担体としては、 ァガロース、 デキストラン、 セルロースなどの不 溶性多糖類、 ポリスチレン、 ポリアクリルアミド、 シリコン等の合成樹脂、 ある いはガラス等が挙げられる。
サンドイッチ法においては不溶化した本発明のモノクローナル抗体に被検液を 反応させ (1次反応) 、 さらに標識化した別の本発明のモノクローナル抗体を反 応させ (2次反応) たのち、 不溶化担体上の標識剤の活性を測定することにより 被検液中の本発明のタンパク質量を定量することができる。 1次反応と 2次反応 は逆の順序に行っても、 また、 同時に行なってもよいし時間をずらして行なって もよい。 標識化剤および不溶化の方法は前記のそれらに準じることができる。 ま た、 サンドイッチ法による免疫測定法において、 固相用抗体あるいは標識用抗体 に用いられる抗体は必ずしも 1種類である必要はなく、 測定感度を向上させる等 の目的で 2種類以上の抗体の混合物を用いてもよい。
本発明のサンドイッチ法による本発明のタンパク質の測定法においては、 1次 反応と 2次反応に用いられる本発明のモノクローナル抗体は、 本発明のタンパク 質の結合する部位が相異なる抗体が好ましく用いられる。 すなわち、 1次反応お よび 2次反応に用いられる抗体は、 例えば、 2次反応で用いられる抗体が、 本発 明のタンパク質の C端部を認識する場合、 1次反応で用いられる抗体は、 好まし くは C端部以外、 例えば N端部を認識する抗体が用いられる。
本発明のモノクローナル抗体をサンドィツチ法以外の測定システム、 例えば、 競合法、 ィムノメトリック法あるいはネフロメトリーなどに用いることができる。 競合法では、 被検液中の抗原と標識抗原とを抗体に対して競合的に反応させた のち、 未反応の標識抗原(F ) と、 抗体と結合した標識抗原 (B ) とを分離し
(B Z F分離) 、 B , Fいずれかの標識量を測定し、 被検液中の抗原量を定量す る。 本反応法には、 抗体として可溶性抗体を用い、 B Z F分離をポリエチレング リコール、 前記抗体に対する第 2抗体などを用いる液相法、 および、 第 1抗体と して固相化抗体を用いるか、 あるいは、 第 1抗体は可溶性のものを用い第 2抗体 として固相化抗体を用いる固相化法とが用いられる。
ィムノメトリック法では、 被検液中の抗原と固相化抗原とを一定量の標識化抗 体に対して競合反応させた後固相と液相を分離するか、 あるいは、 被検液中の抗 原と過剰量の標識化抗体とを反応させ、 次に固相化抗原を加え未反応の標識化抗 体を固相に結合させたのち、 固相と液相を分離する。 次に、 いずれかの相の標識 量を測定し被検液中の抗原量を定量する。
また、 ネフロメトリーでは、 ゲル内あるいは溶液中で抗原抗体反応の結果生じ た不溶性の沈降物の量を測定する。 被検液中の抗原量が僅かであり、 少量の沈降 物しか得られない場合にもレーザーの散乱を利用するレーザーネフロメトリーな どが好適に用いられる。
これら個々の免疫学的測定法を本発明の定量方法に適用するにあたっては、 特 別の条件、 操作等の設定は必要とされない。 それぞれの方法における通常の条件、 操作法に当業者の通常の技術的配慮を加えて本発明のタンパク質の測定系を構築 すればよい。 これらの一般的な技術手段の詳細については、 総説、 成書などを参 照することができる。
例えば、 入江 寛編 「ラジオィムノアツセィ」 (講談社、 昭和 4 9年発行) 、 入江 寛編 「続ラジオィムノアツセィ」 (講談社、 昭和 5 4年発行) 、 石川栄治 ら編 「酵素免疫測定法」 (医学書院、 昭和 5 3年発行) 、 石川栄治ら編 「酵素免 疫測定法」 (第 2版) (医学書院、 昭和 5 7年発行) 、 石川栄治ら編 「酵素免疫 測定法」 (第 3版) (医学書院、 昭和 6 2年発行) 、 「Methods in ENZYMOLOGYj Vol. 70 (Immunochemical Techniques (Part A) ) , 同書 Vol. 73 (Immunochemical Techniaues (Part B) )、 同書 Vol. 74 (Immunochemical Techni oues (Part C) )、 同書 Vol. 84 (Immunochemical Techniaues (Part D: Selected Immunoassays) ) ¾ 同書 Vol. 92 (Immunochemical Techniques (Part E: Monoclonal Ant ibod ies and General Immunoassay Methods) ) ¾ 同書 Vol. 121 (Immunochemical
Techni aues (Part I: Hybridoma Technology and Monoc lonal Ant ibod ies) ) (以上、 アカデミックプレス社発行)などを参照することができる。
以上のようにして、 本発明の抗体を用いることによって、 本発明のタンパク質 を感度良く定量することができる。
さらには、 本発明の抗体を用いて本発明の夕ンパク質の濃度を定量することに よって、 本発明のタンパク質の濃度の増加が検出された場合、 例えば動脈硬化性 疾患などに罹患している、 または将来罹患する可能性が高いと診断することがで さる。
また、 本発明の抗体は、 体液や組織などの被検体中に存在する本発明のタンパ ク質を検出するために使用することができる。 また、 本発明のタンパク質を精製 するために使用する抗体カラムの作製、 精製時の各分画中の本発明のタンパク質 の検出、 被検細胞内における本発明のタンパク質の挙動の分析などのために使用 することができる。
(3) 遺伝子診断薬
本発明の DN Aは、 例えば、 プローブとして使用することにより、 ヒトまたは 温血動物 (例えば、 ラット、 マウス、 モルモット、 ゥサギ、 トリ、 ヒッジ、 ブ夕、 ゥシ、 ゥマ、 ネコ、 ィヌ、 サル、 チンパンジーなど) における本発明のタンパク 質またはその部分ペプチドをコードする DNAまたは mRNAの異常 (遺伝子異 常) を検出することができるので、 例えば、 該 DNAまたは mRNAの損傷、 突 然変異あるいは発現低下や、 該 DN Aまたは mRNAの増加あるいは発現過多な どの遺伝子診断薬として有用である。
本発明の DNAを用いる上記の遺伝子診断は、 例えば、 自体公知のノーザンハ イブリダィゼーシヨンや PC R— S S CP法 (Genomics,第 5巻, 874〜879頁(1989 年)、 Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA, ¾86 巻, 2766〜2770頁(1989年) )などにより実施することができる。
例えば、 ノーザンハイブリダィゼーシヨンにより発現増加が検出された場合や PCR-S SC P法により DN Aの突然変異が検出された場合は、 例えば動脈硬 化性疾患である可能性が高いと診断することができる。
(4) アンチセンスポリヌクレオチドを含有する医薬
本発明の DNAに相補的に結合し、 該 DNAの発現を抑制することができる本 発明のアンチセンスポリヌクレオチドは低毒性であり、 生体内における本発明の 夕ンパク質または本発明の DN Aの機能を抑制することができるので、 医薬とし て使用することができる。
上記アンチセンスポリヌクレオチドを医薬として使用する塲合、 自体公知の方 法に従って製剤化し、 投与することができる。
また、 例えば、 前記のアンチセンスポリヌクレオチドを単独あるいはレトロゥ ィルスベクター、 アデノウイルスベクター、 アデノウイルスァソシエーテツドウ ィルスベクター、 レンチウィルスベクター、 リボソーム誘導体などの適当なべク ターに挿入した後、 常套手段に従って、 ヒトまたは哺乳動物 (例、 ラット、 ゥサ ギ、 ヒッジ、 ブタ、 ゥシ、 ネコ、 ィヌ、 サルなど) に対して経口的または非経口 的に投与することができる。 該アンチセンスポリヌクレオチドは、 そのままで、 あるいは摂取促進のために補助剤などの生理学的に認められる担体とともに製剤 化し、 遺伝子銃やハイドロゲルカテーテルのようなカテーテルによって投与でき る。 あるいは、 エアロゾル化して吸入剤として気管内に局所投与することもでき る。
さらに、 体内動態の改良、 半減期の長期化、 細胞内取り込み効率の改善を目的 に、 前記のアンチセンスポリヌクレオチドを単独またはリボゾームなどの担体と ともに製剤 (注射剤) 化し、 静脈、 皮下等に投与してもよい。
該アンチセンスポリヌクレオチドの投与量は、 対象疾患、 投与対象、 投与ルー 卜などにより差異はあるが、 例えば、 治療目的で本発明のアンチセンスポリヌク レオチドを投与する場合、 一般的に成人 (体重 6 O k g ) においては、 一日につ き該アンチセンスポリヌクレオチドを約 0 . l〜 1 0 0 m g投与する。
さらに、 該アンチセンスポリヌクレオチドは、 組織や細胞における本発明の D NAの存在やその発現状況を調べるための診断用オリゴヌクレオチドプローブと して使用することもできる。
上記アンチセンスポリヌクレオチドと同様に、 本発明のタンパク質をコードす る R N Aの一部を含有する二重鎖 R N A (本発明のポリヌクレオチドに対する s i R NA (smal l (short) interfering RNA) 、 s h R NA (smal l (short) hairpin RNA) など) 、 本発明のタンパク質をコードする R NAの一部を含有す るリボザィムなども、 本発明の遺伝子の発現を抑制するヒとができ、 生体内にお ける本発明で用いられるタンパク質または本発明で用いられる D N Aの機能を抑 制することができるので、 医薬として使用することができる。
二重鎖 RNAは、 公知の方法 (例、 Nature, 411巻, 494頁, 2001年) に準じて、 本発明のポリヌクレオチドの配列を基に設計して製造することができる。
リボザィムは、 公知の方法 (例、 TRENDS in Molecular Medicine, 7巻, 221頁, 2001年) に準じて、 本発明のポリヌクレオチドの配列を基に設計して製造するこ とができる。 例えば、 本発明のタンパク質をコードする RNAの一部に公知のリ ボザィムを連結することによって製造することができる。 本発明のタンパク質を コードする RNAの一部としては、 公知のリボザィムによって切断され得る本発 明の RNA上の切断部位に近接した部分 (RNA断片) が挙げられる。
上記の二重鎖 RNAまたはリボザィムを医薬として使用する場合、 アンチセン スポリヌクレオチドと同様にして製剤化し、 投与することができる。
(5) 本発明の抗体を含有する医薬
本発明の抗体は、 医薬として使用することができる。 また、 抗体分子そのもの を用いてもよく、 また、 抗体分子の F (a b') 2 、 F a b'、 あるいは F ab画分 を用いてもよい。
本発明の抗体を含有する上記疾患の予防 ·治療剤は低毒性であり、 そのまま液 剤として、 または適当な剤型の医薬組成物として、 ヒトまたは哺乳動物 (例、 ラ ット、 ゥサギ、 ヒッジ、 ブ夕、 ゥシ、 ネコ、 ィヌ、 サルなど) に対して経口的ま たは非経口的 (例、 血管内投与、 皮下投与など) に投与することができる。 好ま しくはワクチンとして定法に従って投与することができる。
本発明の抗体は、 それ自体を投与しても良いし、 または適当な医薬組成物とし て投与しても良い。 投与に用いられる医薬組成物としては、 本発明の抗体および その塩と薬理学的に許容され得る担体、 希釈剤もしくは賦形剤とを含むものであ つても良い。 このような医薬組成物は、 経口または非経口投与に適する剤形とし て提供される。
非経口投与のための組成物としては、 例えば、 注射剤、 坐剤、 ワクチン等が用 いられ、 注射剤は静脈注射剤、 皮下注射剤、 皮内注射剤、 筋肉注射剤、 点滴注射 剤等の剤形を包含しても良い。 このような注射剤は、 公知の方法に従って調整で きる。 注射剤の調整方法としては、 例えば、 上記本発明の抗体またはその塩を通 常注射剤に用いられる無菌の水性液、 または油性液に溶解、 懸濁または乳化する ことによって調製できる。 注射用の水性液としては、 例えば、 生理食塩水、 ブド ゥ糖やその他の補助薬を含む等張液等が用いられ、 適当な溶解補助剤、 例えば、 アルコール (例、 エタノール) 、 ポリアルコール (例、 プロピレングリコール、 ポリエチレングリコール) 、 非イオン界面活性剤 〔例、 ポリソルべ一卜 8 0、 H C O— 5 0 (polyoxyethylene (50mol) adduc t of hydrogenated castor oi l) 〕 等と併用してもよい。 油性液としては、 例えば、 ゴマ油、 大豆油等が用 いられ、 溶解補助剤として安息香酸ベンジル、 ベンジルアルコール等を併用して もよい。 調製された注射液は、 適当なアンプルに充填されることが好ましい。 直 腸投与に用いられる坐剤は、 上記抗体またはその塩を通常の坐薬用基剤に混合す ることによって調製されても良い。
経口投与のための組成物としては、 固体または液体の剤形、 具体的には錠剤 (糖衣錠、 フィルムコーティング錠を含む) 、 丸剤、 顆粒剤、 散剤、 カプセル剤 (ソフトカプセル剤を含む) 、 シロップ剤、 乳剤、 懸濁剤等が挙げられる。 この ような組成物は公知の方法によって製造され、 製剤分野において通常用いられる 担体、 希釈剤もしくは賦形剤を含有していても良い。 錠剤用の担体、 賦形剤とし ては、 例えば、 乳糖、 でんぷん、 蔗糖、 ステアリン酸マグネシウムが用いられる。 上記の非経口用または経口用医薬組成物は、 活性成分の投与量に適合するよう な投薬単位の剤形に調製されることが好都合である。 このような投薬単位の剤形 としては、 例えば、 錠剤、 丸剤、 カプセル剤、 注射剤 (アンプル) 、 坐剤が挙げ られる。 抗体の含有量としては、 投薬単位剤形当たり通常 5〜5 0 O m g程度、 とりわけ注射剤では 5〜 1 0 O m g程度、 その他の剤形では 1 0〜2 5 0 m g程 度の上記抗体が含有されていることが好ましい。
本発明の抗体を含有する医薬の投与量は、 投与対象、 対象疾患、 症状、 投与ル —トなどによっても異なるが、 例えば、 成人の治療 '予防のために使用する場合 には、 本発明の抗体を 1回量として、 通常 0. 0 1〜2 O m g Z k g体重程度、 好ましくは 0. 1〜: L O m g Z k g体重程度、 さらに好ましくは 0. l〜5 m g / k g体重程度を、 1日 1〜5回程度、 好ましくは 1日 1〜3回程度、 静脈注射に より投与するのが好都合である。 他の非経口投与および経口投与の場合もこれに 準ずる量を投与することができる。 症状が特に重い場合には、 その症状に応じて 増量してもよい。
本発明の抗体は、 それ自体または適当な医薬組成物として投与することができ る。 上記投与に用いられる医薬組成物は、 上記抗体またはその塩と薬理学的に許 容され得る担体、 希釈剤もしくは賦形剤とを含むものである。 かかる組成物は、 経口または非経口投与 (例、 血管内注射、 皮下注射など) に適する剤形として提 供される。
なお前記した各組成物は、 上記抗体との配合により好ましくない相互作用を生 じない限り他の活性成分を含有してもよい。
( 6 ) 本発明の 「本発明のタンパク質の活性を阻害する化合物またはその塩」 ; 「本発明のタンパク質の遺伝子の発現を阻害する化合物またはその塩」 および 「本発明のタンパク質の産生を阻害する化合物またはその塩」 について
「本発明のタンパク質の活性を阻害する化合物またはその塩」 および 「本発明 のタンパク質の産生を阻害する化合物またはその塩」 は、 例えば動脈硬化の予 防 ·治療用医薬、 動脈硬化性疾患などの予防 ·治療剤として用いられる。
「本発明のタンパク質の遺伝子の発現を阻害する化合物またはその塩」 は、 例 えば動脈硬化の予防 ·治療用医薬、 動脈硬化性疾患などの予防 ·治療剤として用 いられる。 また、 本明細書における動脈硬化の予防 ·治療用医薬、 動脈硬化性疾 患の予防 ·治療剤には、 「本発明のタンパク質の活性を阻害する化合物またはそ の塩」 自体; 「本発明のタンパク質の遺伝子の発現を阻害する化合物またはその 塩」 自体; 「本発明のタンパク質の産生を阻害する化合物またはその塩」 自体; およびこれらのいずれかを含有する医薬組成物などが含まれる。
該予防 ·治療剤は、 上記と同様にして製造される。
( 7 ) D NA転移動物
本発明は、 外来性の本発明のタンパク質をコードする D NA (以下、 本発明の 外来性 D NAと略記する) またはその変異 D N A (本発明の外来性変異 D NAと 略記する場合がある) を有する非ヒ卜哺乳動物を提供する。
すなわち、 本発明は、
( 1 ) 本発明の外来性 D N Aまたはその変異 D N Aを有する非ヒト哺乳動物、 (2) 非ヒ卜哺乳動物がゲッ歯動物である第 (1).記載の動物、
(3) ゲッ歯動物がマウスまたはラットである第 (2) 記載の動物、 および
(4) 本発明の外来性 DNAまたはその変異 DNAを含有し、 哺乳動物において 発現しうる組換えベクターを提供するものである。
本発明の外来性 DNAまたはその変異 DNAを有する非ヒ卜哺乳動物 (以下、 本発明の DNA転移動物と略記する) は、 未受精卵、 受精卵、 精子およびその始 原細胞を含む胚芽細胞などに対して、 好ましくは、 非ヒト哺乳動物の発生におけ る胚発生の段階 (さらに好ましくは、 単細胞または受精卵細胞の段階でかつ一般 に 8細胞期以前) に、 リン酸カルシウム法、 電気パルス法、 リポフエクシヨン法、 凝集法、 マイクロインジェクション法、 パーティクルガン法、 DEAE—デキス トラン法などにより目的とする DN Aを転移することによって作出することがで きる。 また、 該 DNA転移方法により、 体細胞、 生体の臓器、 組織細胞などに目 的とする本発明の外来性 DNAを転移し、 細胞培養、 組織培養などに利用するこ ともでき、 さらに、 これら細胞を上述の胚芽細胞と自体公知の細胞融合法により 融合させることにより本発明の DNA転移動物を作出することもできる。
非ヒト哺乳動物としては、 例えば、 ゥシ、 ブ夕、 ヒッジ、 ャギ、 ゥサギ、 ィヌ、 ネコ、 モルモット、 ハムスター、 マウス、 ラットなどが用いられる。 なかでも、 病体動物モデル系の作成の面から個体発生および生物サイクルが比較的短く、 ま た、 繁殖が容易なゲッ歯動物、 とりわけマウス (例えば、 純系として、 C 57 B LZ6系統, DBA 2系統など、 交雑系として、 B6 C 3 F 系統, BDF 系統, 8602 ?〗系統, BALBZc系統, I CR系統など) またはラット (例えば、 W i s t a r, SDなど) などが好ましい。
哺乳動物において発現しうる組換えベクターにおける 「哺乳動物」 としては、 上記の非ヒト哺乳動物の他にヒ卜などがあげられる。
本発明の外来性 DNAとは、 非ヒト哺乳動物が本来有している本発明の DNA ではなく、 いったん哺乳動物から単離 ·抽出された本発明の DNAをいう。
本発明の変異 DN Aとしては、 元の本発明の DN Aの塩基配列に変異 (例えば、 突然変異など) が生じたもの、 具体的には、 塩基の付加、 欠損、 他の塩基への置 換などが生じた DNAなどが用いられ、 また、 異常 DNAも含まれる。 該異常 D N Aとしては、 異常な本発明のタンパク質を発現させる D NAを意味 し、 例えば、 正常な本発明のタンパク質の機能を抑制するタンパク質を発現させ る D N Aなどが用いられる。
本発明の外来性 D NAは、 対象とする動物と同種あるいは異種のどちらの哺乳 動物由来のものであってもよい。 本発明の D NAを対象動物に転移させるにあた つては、 該 D N Aを動物細胞で発現させうるプロモーターの下流に結合した D N Aコンストラクトとして用いるのが一般に有利である。 例えば、 本発明のヒト D N Aを転移させる場合、 これと相同性が高い本発明の D N Aを有する各種哺乳動 物 (例えば、 ゥサギ、 ィヌ、 ネコ、 モルモット、 ハムスター、 ラット、 マウスな ど) 由来の D NAを発現させうる各種プロモーターの下流に、 本発明のヒト D N Aを結合した D N Aコンストラクト (例、 ベクターなど) を対象哺乳動物の受精 卵、 例えば、 マウス受精卵へマイクロインジェクションすることによって本発明 の D N Aを高発現する D N A転移哺乳動物を作出することができる。
本発明のタンパク質の発現ベクターとしては、 大腸菌由来のプラスミド、 枯草 菌由来のプラスミド、 酵母由来のプラスミド、 λファージなどのパクテリオファ ージ、 モロニ一白血病ウィルスなどのレトロウイルス、 ワクシニアウィルスまた はバキュロウィルスなどの動物ウィルスなどが用いられる。 なかでも、 大腸菌由 来のプラスミド、 枯草菌由来のプラスミドまたは酵母由来のプラスミドなどが好 ましく用いられる。
上記の D NA発現調節を行なうプロモーターとしては、 例えば、 1)ウィルス (例、 シミアンウィルス、 サイトメガロウィルス、 モロニ一白血病ウィルス、 J Cウィルス、 乳癌ウィルス、 ポリオウイルスなど) に由来する D NAのプロモー ター、 2)各種哺乳動物 (ヒ卜、 ゥサギ、 ィヌ、 ネコ、 モルモット、 ハムスター、 ラット、 マウスなど) 由来のプロモーター、 例えば、 アルブミン、 インスリン I I、 ゥロブラキン I I、 エラス夕ーゼ、 エリスロポエチン、 エンドセリン、 筋ク レアチンキナーゼ、 グリア線維性酸性タンパク質、 ダル夕チオン S—トランスフ エラーゼ、 血小板由来成長因子 i3、 ケラチン K l , K 1 0および K 1 4、 コラー ゲン I型および I I型、 サイクリック AM P依存タンパク質キナーゼ /3 Iサブュ ニット、 ジストロフィン、 酒石酸抵抗性アルカリフォスファターゼ、 心房ナトリ ゥム利尿性因子、 内皮レセプターチ口シンキナーゼ (一般に T i e 2と略され る) 、 ナトリウムカリウムアデノシン 3リン酸化酵素 (Na, K— ATP a s e) 、 ニューロフィラメント軽鎖、 メタ口チォネイン Iおよび I I A、 メタロブ ロティナーゼ 1組織インヒビター、 MHCクラス I抗原 (H— 2 L) 、 H— r a s、 レニン、 ドーパミン/ 3—水酸化酵素、 甲状腺ペルォキシダーゼ (TPO) 、 ペプチド鎖延長因子 1ひ (E F- 1 α) 、 β了クチン、 0;および /3ミオシン重鎖、 ミオシン軽鎖 1および 2、 ミエリン基礎タンパク質、 チログロブリン、 Thy— 1、 免疫グロブリン、 H鎖可変部 (VNP) 、 血清アミロイド Pコンポーネント、 ミオグロビン、 トロポニン (:、 平滑筋 αァクチン、 プレプロエンケフアリン Α、 バソプレシンなどのプロモーターなどが用いられる。 なかでも、 全身で高発現す ることが可能なサイ卜メガロウィルスプロモーター、 ヒトペプチド鎖延長因子 1 (EF— 1 ひ) のプロモーター、 ヒトおよびニヮトリ) 3ァクチンプロモー夕一 などが好適である。
上記べクタ一は、 DNA転移哺乳動物において目的とするメッセンジャー RN Aの転写を終結する配列 (一般にターミネータ一と呼ばれる) を有していること が好ましく、 例えば、 ウィルス由来および各種哺乳動物由来の各 DN Aの配列を 用いることができ、 好ましくは、 シミアンウィルスの SV40ターミネータ一な どが用いられる。
その他、 目的とする外来性 DNAをさらに高発現させる目的で各 DNAのスプ ライシングシグナル、 ェンハンサー領域、 真核 DNAのイントロンの一部などを プロモーター領域の 5'上流、 プロモーター領域と翻訳領域間あるいは翻訳領域の 3 ' 下流 に連結することも目的により可能である。
正常な本発明のタンパク質の翻訳領域は、 ヒトまたは各種哺乳動物 (例えば、 ゥサギ、 ィヌ、 ネコ、 モルモット、 ハムスター、 ラッ卜、 マウスなど) 由来の肝 臓、 腎臓、 甲状腺細胞、 線維芽細胞由来 DNAおよび市販の各種ゲノム DNAラ イブラリーよりゲノム DN Aの全てあるいは一部として、 または肝臓、 腎臓、 甲 状腺細胞、 線維芽細胞由来 RNAより公知の方法により調製された相補 DNAを 原料として取得することが出来る。 また、 外来性の異常 DNAは、 上記の細胞ま たは組織より得られた正常なタンパク質の翻訳領域を点突然変異誘発法により変 異した翻訳領域を作製することができる。
該翻訳領域は転移動物において発現しうる D NAコンストラクトとして、 前記 のプロモーターの下流および所望により転写終結部位の上流に連結させる通常の D N A工学的手法により作製することができる。
受精卵細胞段階における本発明の外来性 D N Aの転移は、 対象哺乳動物の胚芽 細胞および体細胞のすべてに存在するように確保される。 D N A転移後の作出動 物の胚芽細胞において、 本発明の外来性 D N Aが存在することは、 作出動物の後 代がすべて、 その胚芽細胞および体細胞のすべてに本発明の外来性 D N Aを保持 することを意味する。 本発明の外来性 D N Aを受け継いだこの種の動物の子孫は その胚芽細胞および体細胞のすべてに本発明の外来性 D N Aを有する。
本発明の外来性正常 D N Aを転移させた非ヒト哺乳動物は、 交配により外来性 D N Aを安定に保持することを確認して、 該 D N A保有動物として通常の飼育環 境で継代飼育することが出来る。
受精卵細胞段階における本発明の外来性 D N Aの転移は、 対象哺乳動物の胚芽 細胞および体細胞の全てに過剰に存在するように確保される。 D N A転移後の作 出動物の胚芽細胞において本発明の外来性 D N Aが過剰に存在することは、 作出 動物の子孫が全てその胚芽細胞および体細胞の全てに本発明の外来性 D N Aを過 剰に有することを意味する。 本発明の外来性 D NAを受け継いだこの種の動物の 子孫はその胚芽細胞および体細胞の全てに本発明の外来性 D N Aを過剰に有する。 導入 D NAを相同染色体の両方に持つホモザィゴート動物を取得し、 この雌雄 の動物を交配することによりすべての子孫が該 D N Aを過剰に有するように繁殖 継代することができる。
本発明の正常 D NAを有する非ヒ卜哺乳動物は、 本発明の正常 D NAが高発現 させられており、 内在性の正常 D N Aの機能を促進することにより最終的に本発 明のタンパク質の機能亢進症を発症することがあり、 その病態モデル動物として 利用することができる。 例えば、 本発明の正常 D N A転移動物を用いて、 本発明 のタンパク質の機能亢進症や、 本発明のタンパク質が関連する疾患の病態機序の 解明およびこれらの疾患の治療方法の検討を行うことが可能である。
また、 本発明の外来性正常 D NAを転移させた哺乳動物は、 遊離した本発明の タンパク質の増加症状を有することから、 本発明のタンパク質に関連する疾患に 対する予防 ·治療剤、 例えば動脈硬化性疾患などの予防 ·治療剤のスクリーニン グ試験にも利用可能である。
一方、 本発明の外来性異常 D NAを有する非ヒト哺乳動物は、 交配により外来 性 D N Aを安定に保持することを確認して該 D N A保有動物として通常の飼育環 境で継代飼育することが出来る。 さらに、 目的とする外来 D N Aを前述のプラス ミドに組み込んで原料として用いることができる。 プロモーターとの D N Aコン ストラク卜は、 通常の D NA工学的手法によって作製することができる。 受精卵 細胞段階における本発明の異常 D N Aの転移は、 対象哺乳動物の胚芽細胞および 体細胞の全てに存在するように確保される。 D N A転移後の作出動物の胚芽細胞 において本発明の異常 D N Aが存在することは、 作出動物の子孫が全てその胚芽 細胞および体細胞の全てに本発明の異常 D N Aを有することを意味する。 本発明 の外来性 D N Aを受け継いだこの種の動物の子孫は、 その胚芽細胞および体細胞 の全てに本発明の異常 D N Aを有する。 導入 D N Aを相同染色体の両方に持つホ モザィゴート動物を取得し、 この雌雄の動物を交配することによりすべての子孫 が該 D NAを有するように繁殖継代することができる。
本発明の異常 D NAを有する非ヒト哺乳動物は、 本発明の異常 D NAが高発現 させられており、 内在性の正常 D N Aの機能を阻害することにより最終的に本発 明のタンパク質の機能不活性型不応症となることがあり、 その病態モデル動物と して利用することができる。 例えば、 本発明の異常 D N A転移動物を用いて、 本 発明のタンパク質の機能不活性型不応症の病態機序の解明およびこの疾患を治療 方法の検討を行うことが可能である。
また、 具体的な利用可能性としては、 本発明の異常 D NA高発現動物は、 本発 明のタンパク質の機能不活性型不応症における本発明の異常タンパク質による正 常タンパク質の機能阻害 (dominant negat ive作用) を解明するモデルとなる。 また、 本発明の外来異常 D NAを転移させた哺乳動物は、 遊離した本発明の夕 ンパク質の増加症状を有することから、 本発明のタンパク質または機能不活性型 不応症に対する予防 ·治療剤のスクリーニング試験にも利用可能である。
また、 上記 2種類の本発明の D N A転移動物のその他の利用可能性として、 例 えば、
1)組織培養のための細胞源としての使用、
2)本発明の D N A転移動物の組織中の D N Aもしくは R N Aを直接分析するか、 または D N Aにより発現されたペプチド組織を分析することによる、 本発明の夕 ンパク質により特異的に発現あるいは活性化するぺプチドとの関連性についての 解析、
3) D N Aを有する組織の細胞を標準組織培養技術により培養し、 これらを使用し て、 一般に培養困難な組織からの細胞の機能の研究、
4)上記 3)記載の細胞を用いることによる細胞の機能を高めるような薬剤のスクリ 一二ング、 および
5)本発明の変異タンパク質を単離精製およびその抗体作製などが考えられる。 さらに、 本発明の D NA転移動物を用いて、 本発明のタンパク質の機能不活性 型不応症などを含む、 本発明のタンパク質に関連する疾患の臨床症状を調べるこ とができ、 また、 本発明のタンパク質に関連する疾患モデルの各臓器におけるよ り詳細な病理学的所見が得られ、 新しい治療方法の開発、 さらには、 該疾患によ る二次的疾患の研究および治療に貢献することができる。
また、 本発明の D NA転移動物から各臓器を取り出し、 細切後、 トリプシンな どのタンパク質分解酵素により、 遊離した D N A転移細胞の取得、 その培養また はその培養細胞の系統化を行なうことが可能である。 さらに、 本発明のタンパク 質産生細胞の特定化、 アポ卜一シス、 分化あるいは増殖との関連性、 またはそれ らにおけるシグナル伝達機構を調べ、 それらの異常を調べることなどができ、 本 発明のタンパク質およびその作用解明のための有効な研究材料となる。
さらに、 本発明の D NA転移動物を用いて、 本発明のタンパク質の機能不活性 型不応症を含む、 本発明のタンパク質に関連する疾患の治療薬の開発を行なうた めに、 上述の検査法および定量法などを用いて、 有効で迅速な該疾患治療薬のス クリーニング法を提供することが可能となる。 また、 本発明の D NA転移動物ま たは本発明の外来性 D NA発現ベクターを用いて、 本発明のタンパク質が関連す る疾患の D N A治療法を検討、 開発することが可能である。
( 8 ) ノックアウト動物 本発明は、 本発明の DNAが不活性化された非ヒ卜哺乳動物胚幹細胞および本 発明の DNA発現不全非ヒ卜哺乳動物を提供する。
すなわち、 本発明は、
( 1 ) 本発明の DNAが不活性化された非ヒ卜哺乳動物胚幹細胞、
(2) 該 DNAがレポーター遺伝子 (例、 大腸菌由来の /3—ガラクトシダーゼ遺 伝子) を導入することにより不活性化された第 (1) 項記載の胚幹細胞、
(3) ネオマイシン耐性である第 (1) 項記載の胚幹細胞、
(4) 非ヒト哺乳動物がゲッ歯動物である第 (1) 項記載の胚幹細胞、
(5) ゲッ歯動物がマウスである第 (4) 項記載の胚幹細胞、
(6) 本発明の DNAが不活性化された該 DNA発現不全非ヒト哺乳動物、
(7) 該 DNAがレポーター遺伝子 (例、 大腸菌由来の /3—ガラクトシダーゼ遺 伝子) を導入することにより不活性化され、 該レポーター遺伝子が本発明の DN Aに対するプロモーターの制御下で発現しうる第 (6) 項記載の非ヒト哺乳動物、
(8) 非ヒト哺乳動物がゲッ歯動物である第 (6) 項記載の非ヒト哺乳動物、 (9) ゲッ歯動物がマウスである第 (8) 項記載の非ヒト哺乳動物、 および
(10) 第 (7) 項記載の動物に、 試験化合物を投与し、 レポ一ター遺伝子の発 現を検出することを特徴とする本発明の DN Aに対するプロモーター活性を促進 または阻害する化合物またはその塩のスクリーニング方法を提供する。
本発明の DNAが不活性化された非ヒト哺乳動物胚幹細胞とは、 該非ヒト哺乳 動物が有する本発明の DNAに人為的に変異を加えることにより、 DNAの発現 能を抑制するか、 もしくは該 D N Aがコードしている本発明のタンパク質の活性 を実質的に喪失させることにより、 DN Aが実質的に本発明のタンパク質の発現 能を有さない (以下、 本発明のノックアウト DNAと称することがある) 非ヒト 哺乳動物の胚幹細胞 (以下、 ES細胞と略記する) をいう。
非ヒト哺乳動物としては、 前記と同様のものが用いられる。
本発明の DN Aに人為的に変異を加える方法としては、 例えば、 遺伝子工学的 手法により該 DNA配列の一部又は全部の削除、 他 DN Aを挿入または置換させ ることによって行なうことができる。 これらの変異により、 例えば、 コドンの読 み取り枠をずらしたり、 プロモーターあるいはェキソンの機能を破壊することに より本発明のノックアウト DNAを作製すればよい。
本発明の DNAが不活性化された非ヒト哺乳動物胚幹細胞 (以下、 本発明の! NA不活性化 E S細胞または本発明のノックアウト E S細胞と略記する) の具体 例としては、 例えば、 目的とする非ヒト哺乳動物が有する本発明の DNAを単離 し、 そのェキソン部分にネオマイシン耐性遺伝子、 ハイグロマイシン耐性遺伝子 を代表とする薬剤耐性遺伝子、 あるいは l a c Z (/3—ガラクトシダーゼ遺伝 子) 、 c a t (クロラムフエニコールァセチルトランスフェラーゼ遺伝子) を代 表とするレポ一夕一遺伝子等を挿入することによりェキソンの機能を破壊するか、 あるいはェキソン間のィン卜ロン部分に遺伝子の転写を終結させる DNA配列 (例えば、 p o 1 yA付加シグナルなど) を挿入し、 完全なメッセンジャー RN Aを合成できなくすることによって、 結果的に遺伝子を破壊するように構築した DNA配列を有する DNA鎖 (以下、 ターゲッティングベクターと略記する) を、 例えば相同組換え法により該動物の染色体に導入し、 得られた ES細胞について 本発明の DNA上あるいはその近傍の DNA配列をプローブとしたサザンハイブ リダィゼーシヨン解析あるいはターゲッティングベクター上の DNA配列とター ゲッティングベクタ一作製に使用した本発明の D N A以外の近傍領域の D N A配 列をプライマーとした PCR法により解析し、 本発明のノックアウト ES細胞を 選別することにより得ることができる。
また、 相同組換え法等により本発明の DNAを不活化させる元の ES細胞とし ては、 例えば、 前述のような既に樹立されたものを用いてもよく、 また公知
Evansと Kauimaの方法に準じて新しく樹立したものでもよい。 例えば、 マウスの ES細胞の場合、 現在、 一般的には 129系の E S細胞が使用されているが、 免 疫学的背景がはつきりしていないので、 これに代わる純系で免疫学的に遺伝的背 景が明らかな ES細胞を取得するなどの目的で例えば、 C57 BLZ6マウスや C 57 BLZ6の採卵数の少なさを DBAZ2との交雑により改善した BDF マウス (C 57 BLZ6と DBAZ2との F ) を用いて樹立したものなども良 好に用いうる。 BDFjマウスは、 採卵数が多く、 かつ、 卵が丈夫であるという 利点に加えて、 C 57 BLZ6マウスを背景に持つので、 これを用いて得られた E S細胞は病態モデルマウスを作出したとき、 C 57 BLZ6マウスとバックク ロスすることでその遺伝的背景を C 57 BL/ 6マウスに代えることが可能であ る点で有利に用い得る。
また、 ES細胞を樹立する場合、 一般には受精後 3. 5日目の胚盤胞を使用す るが、 これ以外に 8細胞期胚を採卵し胚盤胞まで培養して用いることにより効率 よく多数の初期胚を取得することができる。
また、 雌雄いずれの ES細胞を用いてもよいが、 通常雄の ES細胞の方が生殖 系列キメラを作出するのに都合が良い。 また、 煩雑な培養の手間を削減するため にもできるだけ早く雌雄の判別を行なうことが望ましい。
E S細胞の雌雄の判定方法としては、 例えば、 PCR法により Y染色体上の性 決定領域の遺伝子を増幅、 検出する方法が、 その 1例としてあげることができる。 この方法を使用すれば、 従来、 核型分析をするのに約 106個の細胞数を要して いたのに対して、 1コロニー程度の E S細胞数 (約 50個) で済むので、 培養初 期における E S細胞の第一次セレクションを雌雄の判別で行なうことが可能であ り、 早期に雄細胞の選定を可能にしたことにより培養初期の手間は大幅に削減で きる。
また、 第二次セレクションとしては、 例えば、 G—バンデイング法による染色 体数の確認等により行うことができる。 得られる E S細胞の染色体数は正常数の 100%が望ましいが、 樹立の際の物理的操作等の関係上困難な場合は、 ES細 胞の遺伝子をノックアウトした後、 正常細胞 (例えば、 マウスでは染色体数が 2 n = 40である細胞) に再びクローニングすることが望ましい。
このようにして得られた胚幹細胞株は、 通常その増殖性は大変良いが、 個体発 生できる能力を失いやすいので、 注意深く継代培養することが必要である。 例え ば、 S TO繊維芽細胞のような適当なフィーダ一細胞上で L I F (1- 1000 OU/ml) 存在下に炭酸ガス培養器内 (好ましくは、 5%炭酸ガス、 95%空気ま たは 5%酸素、 5%炭酸ガス、 90%空気) で約 37でで培養するなどの方法で 培養し、 継代時には、 例えば、 トリプシン ZEDTA溶液 (通常 0.001— 0. 5%トリプシンノ 0. 1 - 5mM EDTA、 好ましくは約 0. 1 %トリプシン/ " ImM EDTA) 処理により単細胞化し、 新たに用意したフィーダ一細胞上に 播種する方法などがとられる。 このような継代は、 通常 1—3日毎に行うが、 こ の際に細胞の観察を行い、 形態的に異常な細胞が見受けられた場合はその培養細 胞は放棄することが望まれる。
ES細胞は、 適当な条件により、 高密度に至るまで単層培養するか、 または細 胞集塊を形成するまで浮遊培養することにより、 頭頂筋、 内臓筋、 心筋などの 種々のタイプの細胞に分化させることが可能であり 〔M. J. Evans及び M. H. Kaufman, ネィチヤ一 (Nature) 第 292巻、 154頁、 1981年; G. R. Martin プロ シーディングス ·ォブ ·ナショナル ·アカデミー ·ォブ ·サイエンス ·ユーエス エー (Pro Natl. Acad. Sci. U.S.A.) 第 78巻、 7634頁、 1981年; Τ· C.
Doetschman ら、 ジャーナル ·ォブ ·ェンブリオロジー ·アンド ·ェクスぺリメ ン夕ル ·モルフォロジ一、 第 87巻、 27頁、 1985年〕 、 本発明の ES細胞を分化さ せて得られる本発明の DNA発現不全細胞は、 インビト口における本発明のタン パク質の細胞生物学的検討において有用である。
本発明の DN A発現不全非ヒト哺乳動物は、 該動物の mRN A量を公知方法を 用いて測定して間接的にその発現量を比較することにより、 正常動物と区別する ことが可能である。
該非ヒト哺乳動物としては、 前記と同様のものが用いられる。
本発明の DNA発現不全非ヒト哺乳動物は、 例えば、 前述のようにして作製し たターゲッティングベクターをマウス胚幹細胞またはマウス卵細胞に導入し、 導 入により夕ーゲッティングベクターの本発明の DN Aが不活性化された DN A配 列が遺伝子相同組換えにより、 マウス胚幹細胞またはマウス卵細胞の染色体上の 本発明の DN Aと入れ換わる相同組換えをさせることにより、 本発明の DN Aを ノックアウトさせることができる。
本発明の DNAがノックアウトされた細胞は、 本発明の DNA上またはその近 傍の D N A配列をプローブとしたサザンハイブリダイゼ一ション解析または夕一 ゲッティングベクター上の DNA配列と、 夕ーゲッティングベクターに使用した マウス由来の本発明の DN A以外の近傍領域の DN A配列とをプライマーとした PCR法による解析で判定することができる。 非ヒ卜哺乳動物胚幹細胞を用いた 場合は、 遺伝子相同組換えにより、 本発明の DNAが不活性化された細胞株をク ローニングし、 その細胞を適当な時期、 例えば、 8細胞期の非ヒト哺乳動物胚ま たは胚盤胞に注入し、 作製したキメラ胚を偽妊娠させた該非ヒト哺乳動物の子宮 に移植する。 作出された動物は正常な本発明の D N A座をもつ細胞と人為的に変 異した本発明の D N A座をもつ細胞との両者から構成されるキメラ動物である。 該キメラ動物の生殖細胞の一部が変異した本発明の D N A座をもつ場合、 この ようなキメラ個体と正常個体を交配することにより得られた個体群より、 全ての 組織が人為的に変異を加えた本発明の D N A座をもつ細胞で構成された個体を、 例えば、 コートカラーの判定等により選別することにより得られる。 このように して得られた個体は、 通常、 本発明のタンパク質のヘテロ発現不全個体であり、 本発明のタンパク質のヘテロ発現不全個体同志を交配し、 それらの産仔から本発 明のタンパク質のホモ発現不全個体を得ることができる。
卵細胞を使用する場合は、 例えば、 卵細胞核内にマイクロインジェクション法 で D N A溶液を注入することにより夕ーゲッティングベクターを染色体内に導入 したトランスジエニック非ヒト哺乳動物を得ることができ、 これらのトランスジ エニック非ヒト哺乳動物に比べて、 遺伝子相同組換えにより本発明の D NA座に 変異のあるものを選択することにより得られる。
このようにして本発明の D N Aがノックァゥ卜されている個体は、 交配により 得られた動物個体も該 D N Aがノックアウトされていることを確認して通常の飼 育環境で飼育継代を行なうことができる。
さらに、 生殖系列の取得および保持についても常法に従えばよい。 すなわち、 該不活化 D N Aの保有する雌雄の動物を交配することにより、 該不活化 D N Aを 相同染色体の両方に持つホモザィゴー卜動物を取得しうる。 得られたホモザィゴ —ト動物は、 母親動物に対して、 正常個体 1, ホモザィゴー卜複数になるような 状態で飼育することにより効率的に得ることができる。 ヘテロザィゴート動物の 雌雄を交配することにより、 該不活化 D N Aを有するホモザィゴートおよびへテ 口ザィゴート動物を繁殖継代する。
本発明の D N Aが不活性化された非ヒト哺乳動物胚幹細胞は、 本発明の D NA 発現不全非ヒト哺乳動物を作出する上で、 非常に有用である。
また、 本発明の D NA発現不全非ヒト哺乳動物は、 本発明のタンパク質により 誘導され得る種々の生物活性を欠失するため、 本発明のタンパク質の生物活性の 不活性化を原因とする疾病のモデルとなり得るので、 これらの疾病の原因究明及 び治療法の検討に有用である。
( 8 a ) 本発明の D NAの欠損や損傷などに起因する疾病に対して治療 ·予防効 果を有する化合物のスクリーニング方法
本発明の D NA発現不全非ヒト哺乳動物は、 本発明の D N Aの欠損や損傷など に起因する疾病に対して治療 ·予防効果を有する化合物のスクリーニングに用い ることができる。
すなわち、 本発明は、 本発明の D NA発現不全非ヒ卜哺乳動物に試験化合物を 投与し、 該動物の変化を観察 '測定することを特徴とする、 本発明の D NAの欠 損や損傷などに起因する疾病などに対して治療 ·予防効果を有する化合物または その塩のスクリーニング方法を提供する。
該スクリーニング方法において用いられる本発明の D N A発現不全非ヒ卜哺乳 動物としては、 前記と同様のものがあげられる。
試験化合物としては、 例えば、 ペプチド、 タンパク質、 抗体、 非ペプチド性化 合物、 合成化合物、 発酵生産物、 細胞抽出液、 植物抽出液、 動物組織抽出液、 血 漿などがあげられ、 これら化合物は新規な化合物であってもよいし、 公知の化合 物であってもよい。
具体的には、 本発明の D NA発現不全非ヒト哺乳動物を、 試験化合物で処理し、 無処理の対照動物と比較し、 該動物の各器官、 組織、 疾病の症状などの変化を指 標として試験化合物の治療 ·予防効果を試験することができる。
試験動物を試験化合物で処理する方法としては、 例えば、 経口投与、 静脈注射 などが用いられ、 試験動物の症状、 試験化合物の性質などにあわせて適宜選択す ることができる。 また、 試験化合物の投与量は、 投与方法、 試験化合物の性質な どにあわせて適宜選択するこどができる。
例えば動脈硬化性疾患などに対して治療 ·予防効果を有する化合物をスクリー ニングする場合、 本発明の D NA転移非ヒト哺乳動物に試験化合物を投与し、 試 験化合物非投与群と動脈硬化性疾患の発症度合いの違いや動脈硬化性疾患の治癒 度合いの違いを上記組織で経時的に観察する。
該スクリーニング方法において、 試験動物に試験化合物を投与した場合、 該試 験動物の上記疾患症状が約 1 0 %以上、 好ましくは約 3 0 %以上、 より好ましく は約 5 0 %以上改善した場合、 該試験化合物を上記の疾患に対して治療 ·予防効 果を有する化合物として選択することができる。
該スクリーニング方法を用いて得られる化合物は、 上記した試験化合物から選 ばれた化合物であり、 本発明のタンパク質の発現亢進などによって引き起こされ る疾患に対して治療 ·予防効果を有するので、 該疾患に対する安全で低毒性な予 防 -治療剤などの医薬として使用することができる。 さらに、 上記スクリーニン グで得られた化合物から誘導される化合物も同様に用いることができる。 本発明 のタンパク質の発現亢進などによって引き起こされる疾患としては、 例えば、 動 脈硬化性疾患などが挙げられる。 従って、 本発明のタンパク質の活性を阻害する 化合物またはその塩、 本発明のタンパク質の遺伝子の発現を阻害する化合物また はその塩、 本発明のタンパク質の産生を詐害する化合物またはその塩などは、 動 脈硬化性疾患などの疾患の予防 ·治療剤として使用することができる。
該スクリーニング方法で得られた化合物は塩を形成していてもよく、 該化合物 の塩としては、 生理学的に許容される酸 (例、 無機酸、 有機酸など) や塩基 (例、 アルカリ金属など) などとの塩が用いられ、 とりわけ生理学的に許容される酸付 加塩が好ましい。 この様な塩としては、 例えば、 無機酸 (例えば、 塩酸、 リン酸、 臭化水素酸、 硫酸など) との塩、 あるいは有機酸 (例えば、 酢酸、 ギ酸、 プロピ オン酸、 フマル酸、 マレイン酸、 コハク酸、 酒石酸、 クェン酸、 リンゴ酸、 蓚酸、 安息香酸、 メタンスルホン酸、 ベンゼンスルホン酸など) との塩などが用いられ る。
該スクリ一ニング方法で得られた化合物またはその塩を含有する医薬は、 前記 した本発明のタンパク質の抗体を含有する医薬と同様にして製造することができ る。
このようにして得られる製剤は、 安全で低毒性であるので、 例えば、 ヒトまた は哺乳動物 (例えば、 ラッ卜、 マウス、 モルモット、 ゥサギ、 ヒッジ、 ブ夕、 ゥ シ、 ゥマ、 ネコ、 ィヌ、 サルなど) に対して投与することができる。
該化合物またはその塩の投与量は、 対象疾患、 投与対象、 投与ルートなどによ り差異はあるが、 例えば、 該化合物を経口投与する場合、 一般的に成人 (体重 6 0 k gとして) の動脈硬化性疾患患者においては、.一日につき該化合物を約 0. 1〜: L 00mg、 好ましくは約 1. 0〜50mg、 より好ましくは約 1. 0〜2 Omg投与する。 非経口的に投与する場合は、 該化合物の 1回投与量は投与対象、 対象疾患などによっても異なるが、 例えば、 該化合物を注射剤の形で通常成人
(6 O k gとして) の動脈硬化性疾患患者に投与する場合、 一日につき該化合物 を約 0. 01〜3 Omg程度、 好ましくは約 0. 1〜2 Omg程度、 より好まし くは約 0. 1〜1 Omg程度を静脈注射により投与するのが好都合である。 他の 動物の場合も、 60 k g当たりに換算した量を投与することができる。
(8 b) 本発明の DNAに対するプロモーターの活性を阻害する化合物をスクリ —ニング方法
本発明は、 本発明の DNA発現不全非ヒ卜哺乳動物に、 試験化合物を投与し、 レポーター遺伝子の発現を検出することを特徴とする本発明の DN Aに対するプ 口モーターの活性を促進または阻害する化合物またはその塩のスクリーニング方 法を提供する。
上記スクリーニング方法において、 本発明の DNA発現不全非ヒト哺乳動物と しては、 前記した本発明の DNA発現不全非ヒト哺乳動物の中でも、 本発明の D NAがレポーター遺伝子を導入することにより不活性化され、 該レポーター遺伝 子が本発明の D N Aに対するプロモーターの制御下で発現しうるものが用いられ る。
試験化合物としては、 前記と同様のものがあげられる。
レポーター遺伝子としては、 前記と同様のものが用いられ、 /3_ガラクトシダ ーゼ遺伝子 ( 1 a c Z) 、 可溶性アルカリフォスファターゼ遺伝子またはルシフ エラーゼ遺伝子などが好適である。
本発明の DN Aをレポーター遺伝子で置換された本発明の DN A発現不全非ヒ ト哺乳動物では、 レポーター遺伝子が本発明の DNAに対するプロモーターの支 配下に存在するので、 レポーター遺伝子がコードする物質の発現をトレースする ことにより、 プロモーターの活性を検出することができる。
例えば、 本発明のタンパク質をコードする DNA領域の一部を大腸菌由来の 3 一ガラクトシダーゼ遺伝子 ( 1 a c Z) で置換している場合、 本来、 本発明の夕 ンパク質の発現する組織で、 本発明のタンパク質の代わりに /3—ガラクトシダー ゼが発現する。 従って、 例えば、 5—プロモー 4一クロロー 3—インドリル— /3 一ガラクトピラノシド (X— g a l ) のような j3—ガラクトシダーゼの基質とな る試薬を用いて染色することにより、 簡便に本発明のタンパク質の動物生体内に おける発現状態を観察することができる。 具体的には、 本発明のタンパク質欠損 マウスまたはその組織切片をダルタルアルデヒドなどで固定し、 リン酸緩衝生理 食塩液 (P B S ) で洗浄後、 X— g a 1を含む染色液で、 室温または 3 7 ^付近 で、 約 3 0分ないし 1時間反応させた後、 組織標本を I mM E D T A/ P B S 溶液で洗浄することによって、 /3 _ガラクトシダーゼ反応を停止させ、 呈色を観 察すればよい。 また、 常法に従い、 1 a c Zをコードする m R NAを検出しても よい。
上記スクリーニング方法を用いて得られる化合物またはその塩は、 上記した試 験化合物から選ばれた化合物であり、 本発明の D N Aに対するプロモータ一活性 を促進または阻害する化合物である。
該スクリーニング方法で得られた化合物は塩を形成していてもよく、 該化合物 の塩としては、 生理学的に許容される酸 (例、 無機酸など) や塩基 (例、 アル力 リ金属など) などとの塩が用いられ、 とりわけ生理学的に許容される酸付加塩が 好ましい。 この様な塩としては、 例えば、 無機酸 (例えば、 塩酸、 リン酸、 臭化 水素酸、 硫酸など) との塩、 あるいは有機酸 (例えば、 酢酸、 ギ酸、 プロピオン 酸、 フマル酸、 マレイン酸、 コハク酸、 酒石酸、 クェン酸、 リンゴ酸、 蓚酸、 安 息香酸、 メタンスルホン酸、 ベンゼンスルホン酸など) との塩などが用いられる。 本発明の D N Aに対するプロモーター活性を調節 (促進または阻害;好ましく は阻害) する化合物またはその塩は、 本発明のタンパク質の発現の調節 (促進ま たは阻害;好ましくは阻害) 、 該タンパク質の機能を調節 (促進または阻害;好 ましくは阻害) することができるので、 例えば動脈硬化性疾患などの予防 ·治療 剤として有用である。
さらに、 上記スクリーニングで得られた化合物から誘導される化合物も同様に 用いることができる。
該スクリーニング方法で得られた化合物またはその塩を含有する医薬は、 前記 した本発明のタンパク質に対する抗体を含有する医薬と同様にして製造すること ができる。
このようにして得られる製剤は、 安全で低毒性であるので、 例えば、 ヒトまた は哺乳動物 (例えば、 ラット、 マウス、 モルモット、 ゥサギ、 ヒッジ、 ブ夕、 ゥ シ、 ゥマ、 ネコ、 ィヌ、 サルなど) に対して投与することができる。
該化合物またはその塩の投与量は、 対象疾患、 投与対象、 投与ルートなどによ り差異はあるが、 例えば、 本発明の DNAに対するプロモー夕一活性を調節 (促 進または阻害;好ましくは阻害) する化合物を経口投与する場合、 一般的に成人 (体重 60 kgとして) の動脈硬化性疾患患者においては、 一日につき該化合物 を約 0. 1〜: I 0 Omg、 好ましくは約 1. 0〜5 Omg、 より好ましくは約 1. 0〜20mg投与する。 非経口的に投与する場合は、 該化合物の 1回投与量は投 与対象、 対象疾患などによっても異なるが、 例えば、 本発明の DNAに対するプ 口モーター活性を調節 (促進または阻害;好ましくは阻害) する化合物を注射剤 の形で通常成人 (6 O kgとして) の動脈硬化性疾患患者に投与する場合、 一日 にっき該化合物を約 0. 01〜3 Omg程度、 好ましくは約 0. l〜20mg程 度、 より好ましくは約 0. 1〜1 Omg程度を静脈注射により投与するのが好都 合である。 他の動物の場合も、 60 k g当たりに換算した量を投与することがで さる。
このように、 本発明の DNA発現不全非ヒト哺乳動物は、 本発明の DNAに対 するプロモーターの活性を促進または阻害する化合物またはその塩をスクリー二 ングする上で極めて有用であり、 本発明の DN A発現不全に起因する各種疾患の 原因究明または予防 ·治療剤の開発に大きく貢献することができる。
また、 本発明のタンパク質のプロモーター領域を含有する DNAを使って、 そ の下流に種々のタンパクをコードする遺伝子を連結し、 これを動物の卵細胞に注 入していわゆるトランスジエニック動物 (遺伝子移入動物) を作成すれば、 特異 的にそのタンパク質を合成させ、 その生体での作用を検討することも可能となる。 さらに上記プロモーター部分に適当なレポーター遺伝子を結合させ、 これが発現 するような細胞株を樹立すれば、 本発明のタンパク質そのものの体内での産生能 力を特異的に促進もしくは抑制する作用を持つ低分子化合物の探索系として使用 できる。
( 9 ) 本発明のタンパク質または本発明の D N Aを含有してなる医薬
本発明のタンパク質は、 本発明のタンパク質をコードする D NAに異常があつ たり、 欠損している場合あるいは本発明のタンパク質の発現量が減少している場 合には、 これらに起因する疾患が発症する。
したがって、 本発明のタンパク質および本発明の D N Aは、 例えば、 前記疾患 の予防 ·治療剤などの医薬として使用することができる。
例えば、 生体内において本発明のタンパク質が減少あるいは欠損している患者 がいる場合に、 (ィ) 本発明の D N Aを該患者に投与し、 生体内で本発明のタン パク質を発現させることによって、 (口) 細胞に本発明の D NAを挿入し、 本発 明のタンパク質を発現させた後に、 該細胞を患者に移植することによって、 また は (八) 本発明のタンパク質を該患者に投与することなどによって、 該患者にお ける本発明のタンパク質の役割を十分に、 あるいは正常に発揮させることができ る。
本発明の D NAを上記の予防 '治療剤として使用する場合は、 該 D NAを単独 あるいはレトロウイルスベクター、 アデノウイルスベクター、 アデノウイルスァ ソシエーテツドウィルスベクターなどの適当なベクターに挿入した後、 常套手段 に従って、 ヒトまたは温血動物に投与することができる。 本発明の D NAは、 そ のままで、 あるいは摂取促進のための補助剤などの生理学的に認められる担体と ともに製剤化し、 遺伝子銃やハイド口ゲルカテーテルのようなカテーテルによつ て投与できる。
本発明のタンパク質を上記の予防 ·治療剤として使用する場合は、 少なくとも 9 0 %、 好ましくは 9 5 %以上、 より好ましくは 9 8 %以上、 さらに好ましくは 9 9 %以上に精製されたものを使用するのが好ましい。
本発明のタンパク質は、 例えば、 必要に応じて糖衣を施した錠剤、 カプセル剤、 エリキシル剤、 マイクロカプセル剤などとして経口的に、 あるいは水もしくはそ れ以外の薬学的に許容し得る液との無菌性溶液、 または懸濁液剤などの注射剤の 形で非経口的に使用できる。 例えば、 本発明のタンパク質を生理学的に認められ る担体、 香味剤、 賦形剤、 べヒクル、 防腐剤、 安定剤、 結合剤などとともに一般 に認められた製剤実施に要求される単位用量形態で混和することによって製造す ることができる。 これら製剤における有効成分量は指示された範囲の適当な用量 が得られるようにするものである。
錠剤、 カプセル剤などに混和することができる添加剤としては、 例えば、 ゼラ チン、 コーンスターチ、 トラガント、 アラビアゴムのような結合剤、 結晶性セル ロースのような賦形剤、 コーンスターチ、 ゼラチン、 アルギン酸などのような膨 化剤、 ステアリン酸マグネシウムのような潤滑剤、 ショ糖、 乳糖またはサッカリ ンのような甘味剤、 ペパーミント、 ァカモノ油またはチェリーのような香味剤な どが用いられる。 調剤単位形態がカプセルである場合には、 前記タイプの材料に さらに油脂のような液状担体を含有することができる。 注射のための無菌組成物 は注射用水のようなべヒクル中の活性物質、 胡麻油、 椰子油などのような天然産 出植物油などを溶解または懸濁させるなどの通常の製剤実施に従って処方するこ とができる。
注射用の水性液としては、 例えば、 生理食塩水、 ブドウ糖やその他の補助薬を 含む等張液 (例えば、 D—ソルビトール、 D—マンニトール、 塩化ナトリウムな ど) などが挙げられ、 適当な溶解補助剤、 例えば、 アルコール (例えば、 ェタノ ールなど) 、 ポリアルコール (例えば、 プロピレングリコール、 ポリエチレング リコールなど) 、 非イオン性界面活性剤 (例えば、 ポリソルべ一ト 8 0 TM、 H C 〇一 5 0など) などと併用してもよい。 油性液としては、 例えば、 ゴマ油、 大豆 油などが挙げられ、 溶解補助剤として安息香酸ベンジル、 ベンジルアルコールな どと併用してもよい。 また、 緩衝剤 (例えば、 リン酸塩緩衝液、 酢酸ナトリウム 緩衝液など) 、 無痛化剤 (例えば、 塩化ベンザルコニゥム、 塩酸プロ力インな ど) 、 安定剤 (例えば、 ヒ卜血清アルブミン、 ポリエチレングリコールなど) 、 保存剤 (例えば、 ベンジルアルコール、 フエノールなど) 、 酸化防止剤などと配 合してもよい。 調製された注射液は、 通常、 適当なアンプルに充填される。 本発明の D NAが挿入されたベクターも上記と同様に製剤化され、 通常、 非経 口的に使用される。
このようにして得られる製剤は、 安全で低毒性であるので、 例えば、 温血動物 (例えば、 ヒ卜、 ラット、 マウス、 モルモット、 ゥサギ、 トリ、 ヒッジ、 ブタ、 ゥシ、 ゥマ、 ネコ、 ィヌ、 サル、 チンパンジーなど) に対して投与することがで さる。
本発明のタンパク質の投与量は、 対象疾患、 投与対象、 投与ルートなどにより 差異はあるが、 例えば、 本発明のタンパク質を経口投与する場合、 一般的に成人 (体重 60 kgとして) においては、 一日につき該タンパク質を約 0. 1〜10 Omg、 好ましくは約 1. 0〜5 Omg、 より好ましくは約 1. 0〜20mg投 与する。 非経口的に投与する場合は、 該タンパク質の 1回投与量は投与対象、 対 象疾患などによっても異なるが、 例えば、 本発明のタンパク質を注射剤の形で成 人 (体重 6 O kgとして) に投与する場合、 一日につき該タンパク質を約 0. 0 1〜3 Omg、 好ましくは約 0. 1〜2 Omg、 より好ましくは約 0. ;!〜 10 m gを患部に注射することにより投与するのが好都合である。 他の動物の場合も、 体重 60 k g当たりに換算した量を投与することができる。
本明細書において、 塩基やアミノ酸などを略号で表示する場合、 I UP AC— I UB Commission on Biochemical Nomenclature による略号あるレ は当該分 野における慣用略号に基づくものであり、 その例を下記する。 またアミノ酸に関 し光学異性体があり得る場合は、 特に明示しなければ L体を示すものとする。
DNA :デォキシリボ核酸
c DNA :相補的デォキシリポ核酸
A :ァァニン
T :チミン
G :グァニン
C : シ卜シン
RNA : リボ核酸
mRNA :メッセンジャーリボ核酸
dATP :デォキシアデノシン三リン酸
dTTP :デォキシチミジン三リン酸
dGTP :デォキシグアノシン三リン酸
dCTP :デォキシシチジン三リン酸
ATP :アデノシン三リン酸 EDTA :エチレンジァミン四酢酸
SD S : ドデシル硫酸ナトリウム
G 1 y :グリシン
A 1 a :ァラニン
V a 1 :ノ Uン
L e u : ロイシン
I 1 e :イソロイシン
S e r :セリン
Th r :スレ才ニン
Cy s :システィン
Me t :メチォニン
G 1 u :グルタミン酸
As :ァスパラギン酸
L y s : リジン
A r g :アルギニン
H i s : ヒスチジン
P h e :フエ二ルァラニン
Ty r :チロシン
T r p : トリブトファン
P r o :プロリン
A s n :ァスパラギン
G 1 n :ダル夕ミン
p G 1 u : ピログルタミン酸
S e c :セレノシスティン (selei
また、 本明細書中で繁用される置換基、 保護基および試薬を下記の記号で表記す る。
Me メチル基
E t ェチル基
B u ブチル基 リ
Ph PQ : フエニル基
TC :チアゾリジン— 4 (R) —カルボキサミド基
T o s : -トルエンスルフォニル
CHO :ホルミル
B z 1 :ベンジル
2, 6—ジクロロべンジル
Bom :ベンジルォキシメチル
Z :ベンジルォキシカルボニル
C 1一 Z : 2—クロ口べンジルォキシカルボニル
B r - Z : 2一ブロモベンジルォキシカルボニル
B o c : tーブ卜キシカルポニル
DNP :ジニトロフエニル
T r t : 卜リチル
Bum : t一ブトキシメチル
Fm o c : N— 9一フルォレニルメトキシカルボニル
HOB t : 1ーヒドロキシベンズトリアゾール
HOOB t : 3, 4ージヒドロ一 3—ヒドロキシ一 4—ォキソ一 1, 2, 3 一べンゾトリアジン
HONB : 卜ヒドロキシ- 5-ノルボルネン -2, 3-ジカルボキシイミド
DCC : N, N' ージシクロへキシルカルポジイミド
本願明細書の配列表の配列番号は、 以下の配列を示す。
〔配列番号: 1〕
GM 3合成酵素のアミノ酸配列を示す。
〔配列番号: 2〕
配列番号: 1で表されるアミノ酸配列を有する GM 3合成酵素をコードする DN Aの塩基配列を示す。 (GenBank: NMJ03896に記載の塩基配列の 278番目〜 1363 番目の塩基配列に相当する。 )
〔配列番号: 3〕
実施例 1で用いられたセンスプライマーの塩基配列を示す。 〔配列番号: 4〕
実施例 1で用いられたアンチセンスプライマーの塩基配列を示す。
〔配列番号: 5〕
実施例 5で用いられた shRNA用塩基配列を示す。
〔配列番号: 6〕
実施例 5で用いられた shRNA用塩基配列を示す。 実施例
以下において、 実施例により本発明をより具体的にするが、 この発明はこれら に限定されるものではない。 実施例 1
ゥサギ大動脈の動脈硬化病巣での GM 3合成酵素発現検討
5週齢ニュージーランド白色家兎 (Kbl :NZW) を 0. 5 %コレステロール添加 RC-4 飼料で 8週間飼育後、 さらに 4週間 RC-4飼料で飼育した。 麻酔下、 頸動脈から放血 した後、 大動脈起始部から胸部大動脈までのサンプリングを行った。 冷却生理食 塩水中で血管から脂肪組織、 結合組織などのトリミングを行い、 冷却 RNAl ater
(QIAGEN社製) 中で保存した。 大動脈を目視により動脈硬化病変が多い部分と少 ない部分とに二分割し、 RNeasy Fibrous Ti ssue Mid i Ki t (QIAGEN社製) を用 いてトータル RNAを調製した。 TaqMan Reverse Transcript ion Reagents
(Appl ied Biosystems社製)を用いて cDNAを作成した。 TaqMan Universal PCR Mas ter Mix (Appl ied Biosys tems社製)を用いて PCR反応を行い、 ァガロースゲル 電気泳導を行い半定量的に発現量を比較検討した。 PCRプライマーはゥサギ GM3合 成酵素の部分配列を取得し、 その塩基配列情報からデザインした。 センスプライ マーは TAATCGGAAGTGGCGGAATAC (配列番号: 3 ) 、 アンチセンスプライマーは CTCGGCCCCAGAACCTTGACC (配列番号: 4 ) を用いて、 アニーリング温度 55°C、 サ イクル数 34回の条件で PCR反応を行った。 ァガロースゲル電気泳導の結果、 同一 個体での比較から、 明らかに動脈硬化病変が少ない血管部分に比較して、 病変が 多い血管部分で GM3合成酵素の mRNA発現が亢進していることが示された。 従って、 動脈硬化病巣では GM3合成酵素活性が上昇することが示唆された。 実施例 2
マウス腹腔マクロファージ細胞におけるィンターフェロンァ刺激での GM3合成酵 素発現への影響
袴田らの方法 (実験医学別冊 vol. 14、 No. 12、 循環研究プロトコール、 pp. 49-52 (1996) ) に従い、 チォグリコレート刺激後の C57BL/6jマウスより腹腔 マクロファージを調製した。 10%FBS-DMEM培地に 1. 5-2 X 106 細胞/ mLとなるよ うに懸濁し、 12ゥエルプレートに ImL/ゥエルで播種した。 37で、 5% C02下で一晩 培養後、 PBSで洗浄し、 所定濃度マウスリコンビナント IFN-ァ含有 1 %FBS- DMEM 培地を添加し、 24時間培養した。
PBSで一回洗浄後、 RNeasy Mini Ki t (QIAGEN社製) を用いて] ^一タル RNAを調 製し、 TaaMan Reverse Transcript ion Reagents (Ap l ied Biosys tems社 )を用 いて cDNAを作成した。 TaaMan Universal PCR Mas ter Mix (Appl ied Biosys tems 社製)を用いて TaciMan PCR法で発現量の定量を行った。 マウス GM3合成酵素の TaaMan プローブ、 プライマ一は Appl ied Biosys tems社が提供する、 Assays-on- Demand (Mm00488232_inl) を用いた。
定量は内部標準として GAPDH発現量を用いて、 Δ A Ct法により IFN- r未処理の 条件を 1として相対値として求めた。 結果を表 1に示す。
(表 1 ) mIFN- r (U ) 発現量
0 1
1 4
10 25 マウス GM3合成酵素の発現量は、 動脈硬化惹起性サイトカインとして知られて いる IFN-ァ処理で用量依存的に上昇することが示された。 この結果から、 動脈硬 化病巣で GM3合成酵素が発現上昇するのは IFN-ァによる可能性が示された 実施例 3
THP-1細胞におけるヒト GM3合成酵素の発現量に対するィンターフェロンァの影響 24ゥエルプレート (ファルコン社) 〖こ 1ゥエル当たり 1. 0 X 106個に懸濁した THP-1細胞を、 ホルボール 12-ミリステート 13-アセテート (最終濃度: 100 nM) を含む RPMI-1640培地 (10% FBS, 25 mM HEPES, ペニシリン/ストレブ トマイシンを含む) で 3日間処理しマクロファージ様に分化させた。 PBSで洗浄 後、 所定濃度のヒトリコンビナント IFN-ァ含有 RPMI- 1640培地を添加し、 24時間 培養した。
PBSで一回洗净後、 実施例 2と同様の方法でヒト GM3合成酵素の発現量を定量し た。 ヒト GM3合成酵素の TaqMan プローブ、 プライマーは Appl ied Biosys tems社が 提供する Assays- on-Demand (Hs00187405_ml) を用いた。
定量は内部標準として GAPDH発現量を用いて、 A A Ct法により IFN- 7"未処理の 条件を 1として相対値として求めた。 結果を表 2に示す。
(表 2 ) h!FN- r (ng/mL) 発現量
0 1
3 1. 9
10 2. 6
30 2. 4 この結果、 ヒト GM3合成酵素の発現量が、 インターフェロンァの処理濃度に依 存して亢進することが明らかとなった。 実施例 4
1 ) GM3合成酵素阻害剤のスクリーニング方法 (1 ) RAW2647株 (ATCCから購入; Raschke WC , et al., Cell, 15巻, 261- 267頁, 1978年) に、 レトロウイルスによりヒト GM3合成酵素遺伝子を導入して樹立した ヒト GM3合成酵素安定発現細胞株を、 10% FBS含有 DMEM培地で培養した。 コンフ ルェン卜になるまで培養した後、 冷却した PBSで一度洗浄後、 細胞を回収した。 細胞の湿重量を測定し、 その 3倍容量の細胞懸濁緩衝液 (15mM sodium
cacodilate(pH6.5), 5% glycerol) で細胞を懸濁した。 超音波処理により細胞 を破砕し、 細胞残渣を遠心分離により除いた上清を粗酵素液とした。 粗酵素液の タンパク濃度は BCA (バイオラッド) を用いて測定した。
B0DIPY-ラクトシルセラミド (モレキュラープローブ社) のクロ口ホルム溶液 をエツペンドルフチューブに入れて窒素気流下で乾固させた。 4倍反応緩衝液 (400mM sodium cacodylate (pH6.5) , 1.6% Triton X-100, 40 mM MgCl2, 8 mM 2, 3 de ydro-2-deoxy-N-acetylneuraminic acid) をカロえボルテックスミキサ—— で撹拌後、 20秒間ソニケ一夕バスで超音波処理を行い十分に溶解させ基質溶液と した。
基質溶液を 10 i、 800 ilの CMP-シアル酸を 10 ιλ、 粗酵素液を 10 i、 サンプ ルを 10 を混合後、 37 で 1時間インキュベーションした。 サンプルとして GM3 合成酵素活性への阻害作用が報告されているシチジン一リン酸 (CMP) を用いた (Biochem. Biophys. Res. Commun. , 193巻, 585- 590頁, 1993年) 。 1 mlのクロ 口ホルム/メタノール混合液 (2:1) を反応液に添加し反応を終了させ、 撹拌後、 30分間ソニケ一夕バスで超音波処理を行った。 15,000 rpm 5分間遠心操作で上 清を回収し、 ペレットをさらに 200 μΐのクロ口ホルム/メタノール混合液 (2:1) で洗浄し、 同様の遠心操作で上清を回収した。 集めた上清を窒素気流下で乾固し、 50 μΐのクロ口ホルム/メタノール混合液 (2:1) で再懸濁後、 遠心分離を行い上 清の 20 μΐを HPTLC (メルク社製) にスポットし、 クロ口ホルム/メタノール
/0.2% CaCl2 水溶液 (50: 45: 10) の溶媒系で展開した。 展開後、 LAS-1000 (富 士フィルム社製) で蛍光強度を測定した。 基質である B0DIPY-ラクトシルセラミ ドおよび生成物である B0DIPY- GM3の蛍光強度をそれぞれ測定し、 添加したラク卜 シルセラミドに対する生成した GM3の割合を計算した。 活性は 1 mgの粗酵素液夕 ンパク質当たり、 1時間に生成した GM3の量 (nmol) として算出した。 GM3合成酵素活性 (nmol/mg/hr)
= B0DIPY-GM3 (AU) Z (BODIPY-ラクトシルセラミド (AU) +B0DIPY-GM3 (AU) )
X 10 nmol x 1 / (タンパク質量 (mg) ·反応時間 (hr) )
AUは LAS-1000で定量した数値である。 測定した結果を表 3に示す。
〔表 3〕
CMP (mM) GM3合成酵素活性 (nmol/mg/hr)
0 73
0. 1 46
0. 3 27
1 12
3 5
10 7 以上に述べたアツセィ系で、 GM3合成酵素の活性およびその CMPによる阻害が測 定された。 CMPに換えて試験化合物を添加することにより、 GM3合成酵素阻害化合 物をスクリーニングすることができる。
2 ) GM3合成酵素阻害剤のスクリーニング方法 (2 )
GM3合成酵素の基質であるラクトシルセラミドの Phosphol ipid FlashPlate (PE 社製) へのコーティングは以下に示す方法で行った。 200 μΜ ラクトシルセラミ ド含有反応緩衝液 (100 mM sodium cacodylate (pH6. 5) , 10 mM MgCl2) を 200 μΐ/ ゥエルで分注した後、 室温で一晩放置した。 PBSで一回洗浄後、 30 μΜのラクトシ ルセラミド反応緩衝液を 70 μΐ/ゥエルで分注した。
実施例 4に記載の手法で調整した粗酵素液を 10 μ1、 CMP溶液を 10 μ1、 500 μΜ CMP- [14C]シアル酸 (アマシャム社製, 5xl04 cpm/wel l) を 10 μΐを混合後、 37で で 3時間インキュベーションした。 放射活性をトップカウント (ΡΕ社製) で測定 した。
粗酵素の代わりに細胞懸濁緩衝液を用いたゥエルをブランクとして扱い、 サン プルゥエルの cpm値からブランクウエルの cpm値を引いた値を酵素活性値とした。
CMPの無添加ゥェルを酵素活性測定値を 1として、 これに対する相対値をそれぞ れ算出した。
結果を表 4に示す。
〔表 4〕
CMP (mM) GM3合成酵素活性 (相対値)
0 1. 00
0. 04 1. 01
0. 12 0. 73
0. 4 0. 58
1. 2 0. 32
4 0. 28 以上に述べたアツセィ系で、 GM3合成酵素の活性およびその CMPによる阻害が測 定された。 CMPに換えて試験化合物を添加することにより、 GM3合成酵素阻害化合 物をスクリ一ニングすることができる。 実施例 5
RAW264. 7株における shRNA発現レトロウイルスによる GM3合成酵素活性への影響 RAW264. 7株 (ATCCから購入; Raschke WC , et al., Cel l, 15巻, 26卜 267頁, 1978年) を 10% FBS-DMEM培地に 1 x 105 細胞 /mlとなるように懸濁し、 12ゥエル プレートに 1 ml/ゥエルで播種した。 37で、 5% C02下で一晩培養後、 shRNA (short hair in RNA) 用配列、 SHI (配列番号: 5 ) または SH3 (配列番号: 6 ) を発現するレトロウイルスを RAW264 7株に感染させた。 一晩培養後、 10% FBS- DMEM培地に交換し、 コンフルェントになるまで培養した。 この細胞に対し実 施例 4に記載の方法で粗酵素液を調整し、 その GM3合成酵素活性を測定した。
RAW264. 7株の酵素活性の値を 1としてそれに対するウィルス感染細胞の値を相対 値として求めた。 結果を表 5に示す。 ほ 5〕 感染レトロウイルス GM3合成酵素活性 (相対値)
無し 1. 0
SH1 0. 3
SH3 0. 5 この結果、 shRNA発現レトロウイルス感染 RAW264 7株において GM3合成酵素活性 が低下していることが確認された。 実施例 6
RAW264. 7株における GM3合成酵素ノックダウンのコレステロール搬出に対する影 響
GM3合成酵素に対する shRNAを発現するレトロウイルスを感染させた RAW264. 7株 を、 10%FBS- DMEM培地に 1. 5-2 x 106 細胞/ mlとなるように懸濁し、 12ゥエルプ レートに 1 mL/ゥエルで播種した。 37Τλ 5% C02存在下で一晩培養後、 PBSで洗浄 し、 [ ]コレステロール標識 3 VLDL (最終濃度 150 μ§ トータルコレステロール /ml) を含む 1 % FBS含有 DMEM培地を加えた後、 一晩培養した。 0. 2% BSA/PBSで 2 回洗浄後、 さらに PBSで洗浄し、 0. 1 % BSA含有 DMEM培地に交換し、 一日培養した。 20 g/ml アポリポプロテイン A1を含む 0. 1 % BSA含有 DMEM培地に交換し、 6時間 培養した。 培養上清を回収し、 遠心分離により細胞残渣を除いた上清の放射活性 を液体シンチレ一シヨンカウンターで測定した。 培養上清を除いた細胞に 0. 1 % SDSを含む 0. IN NaOH溶液を加え、 37でで一晩加温後、 細胞溶解液の放射活性を液 体シンチレーシヨンカウンターで測定した。 培養上清および細胞溶解液の放射活 性の総和に対する培養上清の放射活性の割合を算出し、 コレステロール搬出活性 とした。 RAW264. 7株の値を 1としてウイルス感染細胞の値を相対値として求めた。 結果を表 6に示す。
(表 6 ) 感染レトロウイルス コレステロール搬出活性 (相対値)
無し 1. 0
SH 1 1. 3
SH3 1. 1 この結果、 GM3合成酵素活性が低下している shRNA発現レトロウイルス感染 RAW264. 7株においてコレステロール搬出が上昇することが明らかとなった。 以上 の結果から、 GM3合成酵素の活性阻害または発現阻害剤が、 コレステロール搬出 を促進し抗動脈硬化作用につながることが示された。 産業上の利用可能性
本発明で用いられる G M 3合成酵素は、 動脈硬化により特異的に発現亢進し、 動脈硬化の診断マーカーであり、 したがって、 G M 3合成酵素の活性を阻害する 化合物またはその塩、 G M 3合成酵素遺伝子の発現を阻害する化合物またはその 塩、 G M 3合成酵素の産生を阻害する化合物またはその塩などは、 例えば、 動脈 硬化や動脈硬化性疾患 (例、 脳動脈疾患 (例、 脳梗塞、 脳出血など) ;冠動脈疾 患 (例、 心筋梗塞、 狭心症などの虚血性心疾患など) ;大動脈疾患 (例、 大動脈 瘤、 大動脈解離など) ;腎動脈疾患 (例、 腎硬化症、 腎硬化症などに起因する腎 不全など) ;末梢動脈疾患 (例、 閉塞性動脈硬化症など) ;など) の予防 ·治療 剤として安全に使用することができる。

Claims

請求の範囲
1. GM 3合成酵素阻害剤を含有してなる動脈硬化の予防 ·治療用医薬。
2. GM 3合成酵素遺伝子の発現阻害剤を含有してなる動脈硬化の予防 ·治療 用医薬。
3. GM 3合成酵素が、 配列番号: 1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは 実質的に同一のアミノ酸配列を含有するタンパク質もしくはその部分ペプチドま たはその塩である請求項 1または 2記載の医薬。
4. GM3合成酵素が、 配列番号: 1で表されるアミノ酸配列からなるタンパ ク質またはその塩である請求項 1または 2記載の医薬。
5. 配列番号: 1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のアミ ノ酸配列を含有する夕ンパク質もしくはその部分べプチドをコードするポリヌク レオチドの塩基配列に相補的もしくは実質的に相補的な塩基配列またはその一部 を含有するアンチセンスポリヌクレオチド。
6. 請求項 5記載のアンチセンスポリヌクレオチドを含有してなる医薬。
7. 動脈硬化の予防 ·治療用医薬である請求項 6記載の医薬。
8. 配列番号: 1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のアミ ノ酸配列を含有するタンパク質もしくはその部分ペプチドをコードするポリヌク レオチドに対する s i RNAまたは s hRNA。
9. 請求項 8記載の s i RNAまたは s hRNAを含有してなる医薬。
10. 動脈硬化の予防 ·治療用医薬である請求項 9記載の医薬。
1 1. GM 3合成酵素に対する抗体を含有してなる動脈硬化の予防 ·治療用医 薬。
12. GM 3合成酵素に対する抗体を含有してなる動脈硬化の診断薬。
13. 配列番号: 1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のァ ミノ酸配列を有するタンパク質もしくはその部分べプチドをコードするポリヌク レオチドを含有してなる動脈硬化の診断薬。
14. GM 3合成酵素に対する抗体または配列番号: 1で表されるアミノ酸配 列と同一もしくは実質的に同一のアミノ酸配列を有するタンパク質もしくはその 部分ペプチドをコードするポリヌクレオチドを用いることを特徴とする動脈硬化 の診断方法。
1 5 . 動脈硬化の診断薬の製造のための GM 3合成酵素に対する抗体または配 列番号: 1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のアミノ酸配列 を有するタンパク質もしくはその部分ペプチドをコ一ドするポリヌクレオチドの 使用。
1 6 . 哺乳動物の血漿中の GM 3量を測定することを特徴とする動脈硬化の診 断方法。
1 7 . GM 3の動脈硬化の診断マーカーとしての使用。
1 8 . 哺乳動物の血漿中の GM 3合成酵素の量を測定することを特徴とする動 脈硬化の診断方法。
1 9 . GM 3合成酵素の動脈硬化の診断マーカーとしての使用。
2 0 . 配列番号: 1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のァ ミノ酸配列を含有するタンパク質もしくはその部分べプチドまたはその塩を用い ることを特徴とする動脈硬化の予防 ·治療剤のスクリーニング方法。
2 1 . 配列番号: 1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のァ ミノ酸配列を含有するタンパク質もしくはその部分ペプチドまたはその塩を含有 することを特徴とする動脈硬化の予防 ·治療剤のスクリーニング用キット。
2 2 . 配列番号: 1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のァ ミノ酸配列を有するタンパク質もしくはその部分べプチドをコードするポリヌク レオチドを用いることを特徴とする動脈硬化の予防 ·治療剤のスクリーニング方 法。
2 3 . 配列番号: 1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のァ ミノ酸配列を有するタンパク質もしくはその部分ペプチドをコードするポリヌク レオチドを含有することを特徴とする動脈硬化の予防 ·治療剤のスクリーニング 用キット。
2 4. 配列番号: 1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のァ ミノ酸配列を含有するタンパク質もしくはその部分ペプチドまたはその塩の活性 を測定することを特徴とする動脈硬化の予防 ·治療剤のスクリ一ニング方法。
2 5 . 配列番号: 1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のァ ミノ酸配列を含有するタンパク質もしくはその部分ペプチドまたはその塩の量を 測定することを特徴とする動脈硬化の予防 ·治療剤のスクリーニング方法。
2 6 . GM 3合成酵素に対する抗体を用いることを特徴とする配列番号: 1で 表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のアミノ酸配列を含有する夕 ンパク質もしくはその部分ペプチドまたはその塩の定量方法。
2 7 . 配列番号: 1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のァ ミノ酸配列を有するタンパク質もしくはその部分ペプチドをコードするポリヌク レオチドの量を測定することを特徴とする動脈硬化の予防 ·治療剤のスクリ一二 ング方法。
2 8 . GM 3合成酵素を阻害することを特徴とする動脈硬化の予防 ·治療方法。
2 9 . GM 3合成酵素遺伝子の発現を阻害することを特徴とする動脈硬化の予 防 ·治療方法。
3 0 . GM 3合成酵素阻害剤の有効量を哺乳動物に投与することを特徴とする 動脈硬化の予防 ·治療方法。
3 1 . GM 3合成酵素遺伝子の発現阻害剤の有効量を哺乳動物に投与すること を特徴とする動脈硬化の予防 ·治療方法。
3 2 . 動脈硬化の予防 ·治療剤の製造のための GM 3合成酵素阻害剤の使用。
3 3 . '動脈硬化の予防 ·治療剤の製造のための GM 3合成酵素遺伝子の発現阻 害剤の使用。
PCT/JP2005/000733 2004-01-16 2005-01-14 動脈硬化の予防・治療用医薬 Ceased WO2005067971A1 (ja)

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