説明

Elk1リン酸化関連遺伝子

【課題】MAPキナーゼカスケードを活性化する新規な遺伝子及びタンパク質と、これを医薬、診断薬、医療に利用する方法を提供すること。
【解決手段】Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を有する新規タンパク質、該タンパク質をコードするDNA、該DNAを含有する組換えベクター、該組換えベクターを含有する形質転換体、該タンパク質の製造方法、該タンパク質またはその部分ペプチドに対する抗体、及び該抗体の製造方法を提供する。

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を有するタンパク質、該タンパク質をコードするDNA、該DNAの取得方法、該DNAを含有する組換えベクター、該組換えベクターを含有する形質転換体ならびに該蛋白質と特異的に反応する抗体に関する。また、本発明は、Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼの過剰な活性化または阻害が関与する疾患の診断、治療または予防を行なう際の本発明のタンパク質、DNA、RNAまたは抗体の使用に関する。
また本発明は、該タンパク質、DNA、組換えベクターおよび形質転換体を用いて、Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼの活性化を阻害または促進する物質をスクリーニングする方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
MAP(mitogen-activated protein)キナーゼ(MAPK)は1980年代後半に発見された。1990年代に、MAPキナーゼ活性化にいたるシグナル伝達経路は、チロシンキナーゼ活性を有する細胞増殖因子受容体から、SH2とSH3から成るアダプター分子を経て、癌遺伝子産物でGTP結合蛋白質であるRas、さらにセリン/スレオニンキナーゼをコードする癌遺伝子産物Raf-1を介してMAPキナーゼへと至るシグナル伝達経路として解明された。現在ではそのMAPキナーゼシグナル伝達経路が、高等真核生物の増殖、分化および発生を規定する中枢経路であると理解されている(Nishida,E et al., Trends Biochem.Sci.,18:128-131(1993), Marshall, C.J., Curr.Opin.Genet.Dev.,4:82-89(1994), Cobb,M.H. et al., J.Biol.Chem., 270:14843-14846(1995))。
【0003】
MAPキナーゼの活性化には、キナーゼサブドメインVIIとVIIIの間にあるThr-Glu-Tyr(TEY)配列中のThrとTyrがリン酸化されることが必須である。この両アミノ酸残基のリン酸化を触媒する酵素として見出されたのが、MAPKキナーゼ(MAPKK)あるいはMAPK/ERKキナーゼ(MEK)である。従ってこの酵素は、セリン/スレオニンとチロシンの両方をリン酸化できるdual-specificity kinaseである。さらに、MAPKKもその活性化には、キナーゼドメインVIIとVIIIの間にある2つのセリン(あるいはスレオニン)残基のリン酸化が必要で、このリン酸化を担うセリン/スレオニンキナーゼをMAPKKキナーゼ(MAPKKK)と総称する。Raf-1はMAPKKKの一種であり、Ras→Raf-1(=MAPKKK)→MAPKK→MAPKという連鎖がシグナル伝達の主要経路の一つである。MAPKKK/MAPKK/MAPKという3分子からなるキナーゼの連鎖を古典的MAPキナーゼカスケードと呼ぶ。現在、古典的MAPキナーゼに類似のキナーゼとして、SAPK/JNK及びp38/CSBP/MPK2の存在が明らかになっており、これらの系のカスケードを総称してMAPキナーゼカスケードと呼んでいる。
【0004】
SAPK/JNKとは、細胞に蛋白合成阻害剤などの化学的ストレスや、熱ショックや浸透圧変化などの物理的ストレスが加わったときに活性化されるキナーゼとして同定されたStress-Activated Protein Kinase(SAPK)と呼ばれるキナーゼ(Kyriakis,J.M., Nature,369:156-160(1994))と、転写因子JunのN末端をリン酸化して転写活性を上昇させるキナーゼ c-Jun N-terminal Kinase(JNK)(Derijard,B., Cell,76:1025-1037(1994))が同一であることが判明した結果、SAPK/JNKと呼ばれるものである。
【0005】
一方、p38/CSBP/MPK2とは、リンパ球細胞を刺激した時に早期にチロシンリン酸化される蛋白質として同定・クローニングされたp38と呼ばれるMAPキナーゼと類縁のキナーゼ(Han,J., et al., Science,265:808-811(1994))と、リンパ球における炎症性のサイトカインの産生を抑制する薬剤、cytokine-suppressive antiinflammatory drug(CSAID)に結合する蛋白質として同定されたCSAID binding protein(CSBP)(Lee,J.C., et al., Nature,372:739-746(1994))がp38のヒト型であることが判明し、更にストレス刺激で活性化するキナーゼとして独立に取られたMPK2も同じ分子である(Rouse,J., et al., Cell,78:1027-1037(1994))ことが判明した結果、p38/CSBP/MPK2と呼ばれるものである。
【0006】
古典的MAPキナーゼ、SAPK/JNK及びp38/CSBP/MPK2は互いに配列の相同性があってスーパーファミリーを形成している。例えば、SAPK/JNKでは、古典的MAPキナーゼの活性化に必要なTEY配列がTPY(Thr-Pro-Tyr)であり、p38/CSBP/MPK2では、TGY配列であり、いずれの場合においてもThrとTyrが上流のキナーゼMAPKKによってリン酸化されて活性化される。
【0007】
古典的MAPキナーゼ、SAPK/JNK及びp38/CSBP/MPK2のそれぞれに特異的なMAPKKも互いに配列の相同性があってスーパーファミリーを形成しており、MEK, SEK1, MKK3, MKK4, MKK6, MKK7などがこのスーパーファミリーに属する(Kyriakis,J.M., et al., J.Biol.Chem., 271:24313-24316(1996), Davis,R.J., Trends Biochem.Sci., 19:470-473(1994))。例えば、SAPK/JNKを特異的にリン酸化するMAPKKとしては、SAPK/ERK kinase-1(SEK1)あるいはmitogen-activated protein kinase kinase 4 (MKK4)(Lin,A., et al., Science,268:286-290(1995), Sanchez,I., Nature, 372:794-798(1994), Moriguchi,T., et al., J.Biol.Chem., 270:12969-12972 (1995))と、mitogen-activated protein kinase kinase 7 (MKK7)(Moriguchi,T.,et al, EMBO J.,16:7045-7053(1997), Tournier,C., et al, P.N.A.S., 94:7337-7342 (1997),他)が知られている。また、p38を特異的に活性化するMAPKKとしてMKK3とMKK6が知られている(Moriguchi,T., et al., J.Biol.Chem., 271:26981-26988(1996), Cuenda,A., et al., EMBO J., 15:4156-4164 (1996))。
【0008】
古典的MAPキナーゼ、SAPK/JNK及びp38/CSBP/MPK2に至る経路の上流に位置するMAPKKKにおいては、互いの相同性が比較的低く、Raf, TAK1, MEKK, MLK3, Ask1, Mos, CotなどMAPKKK活性を持つキナーゼ同士ではキナーゼドメイン内でも30%程度の相同性しかない。このことは、非常にバラエティーに富んだ刺激に応じて必要なMAPキナーゼシグナル伝達経路を特異的に起動するというシステムの合目的性とよく一致している。現在、SAPK/JNKに至る経路の上流のMAPKKKとしてMEKK1が知られているが、他にもMAPKKKとして働くキナーゼが存在する可能性が高いと考えられる。
【0009】
SAPK/JNKとp38/CSBP/MPK2は、古典的MAPキナーゼを活性化する増殖因子の刺激ではほとんど活性化されず、いずれも浸透圧ショックや熱ショックなどのストレスやTNF-α、IL-1などの炎症性サイトカインで活性化されることが知られている(Kyriakis,J.M., et al., J.Biol.Chem.,271:24313-24316(1996), Davis,R.J., Trends Biochem.Sci.,19:470-473(1994))。また細胞死を誘導するUV照射や血清・増殖因子除去などによっても活性化される(Kyriakis,J.M., et al., J.Biol.Chem.,271:24313-24316(1996), Davis,R.J., Trends Biochem.Sci., 19:470-473(1994))。古典的なMAPキナーゼがチロシンキナーゼ型の受容体から発するシグナルによって活性化されるのに対し、SAPK/JNKやp38/CSBP/MPK2の系はその入口が非常に多様なのが特徴である。
【0010】
以上のように、MAPキナーゼカスケード、特にSAPK/JNKやp38/CSBP/MPK2の系は多様な刺激で活性化する。細胞外の刺激から最終的にSAPK/JNKやp38/CSBP/MPK2の活性化に至るまでの経路には、数多くのMAPKKキナーゼやMAPKキナーゼ、あるいはそれらをつなげるアダプター分子群が存在すると考えられるが、いまだにその全容は明らかにされていない。さらなる解明を行い、医薬・診断・医療の分野でこれらを利用することが望まれている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、上記のように有用なMAPキナーゼカスケードを活性化する作用を有する新規な遺伝子及びタンパク質を見出し、これを医薬、診断薬、医療の分野で利用する方法を提供することにある。上述の3種のMAPキナーゼはどれもElk1をよい基質としてリン酸化する。よって、本発明の課題は、Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を有する新規タンパク質、該タンパク質をコードするDNA、該DNAを含有する組換えベクター、該組換えベクターを含有する形質転換体、該タンパク質の製造方法、該タンパク質またはその部分ペプチドに対する抗体、及び該抗体の製造方法を提供することである。
【0012】
また、本発明の別の課題は、該タンパク質、DNA、組換えベクターおよび形質転換体を用いて、Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを阻害または促進する物質をスクリーニングする方法、該スクリーニング用キット、該スクリーニング方法もしくはスクリーニング用キットを用いて得られるElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を阻害または促進する物質、該物質の製造方法、Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を阻害または促進する物質を含有している医薬などを提供することである。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、SAPK/JNKやp38/CSBP/MPK2が細胞外の各種炎症性サイトカインによる刺激によって速やかに活性化されるという点に注目し、上記課題を解決するために、Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用について鋭意研究を重ねた結果、オリゴキャッピング法を用いて完全長cDNAライブラリーを作製し、HEK293EBNA細胞を用いた発現クローニング法による遺伝子機能アッセイ系を完成し、該アッセイ系によりElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を有するタンパク質をコードする新規DNA(cDNA)を単離することに成功した。この新規DNAは、HEK293EBNA細胞内で発現させることによりElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼの活性化を誘発することを確認した。この結果は、この新規DNAがElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼの活性化経路に関与するシグナル伝達分子であることを示しており、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明によれば、以下の発明が提供される。
【0014】
(1) 以下の(a)または(b)の精製されたタンパク質。
(a)配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66または68のいずれかで表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(b)配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66または68のいずれかにおいて1若しくは複数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を有するタンパク質。
【0015】
(2) (1)に記載のタンパク質とその全長にわたり95%以上のアミノ酸配列の同一性を有するタンパク質であり、かつElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を有する精製されたタンパク質。
(3) 以下の(a)または(b)のタンパク質をコードするポリヌクレオチド配列を包含する単離されたポリヌクレオチド。
(a)配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66または68のいずれかで表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(b)配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66または68のいずれかにおいて1若しくは複数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を有するタンパク質。
【0016】
(4) 以下の(a)〜(c)のいずれかのポリヌクレオチド配列を包含する単離されたポリヌクレオチド。
(a)配列番号1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57、59、61、63、65、または67のいずれかで表されるポリヌクレオチド配列。
(b)(a)のポリヌクレオチド配列と相補的なポリヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を有するタンパク質をコードするポリヌクレオチド配列。
(c)配列番号1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57、59、61、63、65または67のいずれかにおいて、1若しくは複数個のヌクレオチドが欠失、置換若しくは付加されたポリヌクレオチド配列からなり、かつElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を有するタンパク質をコードするポリヌクレオチド配列。
【0017】
(5)以下の(a)〜(c)のいずれかのポリヌクレオチド配列を包含する単離されたポリヌクレオチド。
(a)配列番号1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57、59、61、63、65または67のいずれかのタンパク質コード領域に示されるポリヌクレオチド配列。
(b)(a)のポリヌクレオチド配列と相補的なポリヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を有するタンパク質をコードするポリヌクレオチド配列。
(c)配列番号1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57、59、61、63、65または67に示されるタンパク質コード領域のいずれかであって、1若しくは複数個のヌクレオチドが欠失、置換若しくは付加されたポリヌクレオチド配列からなり、かつElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を有するタンパク質をコードするポリヌクレオチド配列。
【0018】
(6) (3)に記載のポリヌクレオチドと全長にわたり少なくとも95%以上の同一性を有し、かつElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を有するタンパク質をコードするポリヌクレオチド配列を包含する単離されたポリヌクレオチド。
(7) (4)または(5)に記載のポリヌクレオチドと全長にわたり少なくとも95%以上の同一性を有し、かつElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を有するタンパク質をコードするポリヌクレオチド配列を包含する単離されたポリヌクレオチド。
(8) (3)〜(7)のいずれかに記載のポリヌクレオチドによりコードされる精製されたタンパク質。
【0019】
(9) (3)〜(7)のいずれかに記載のポリヌクレオチドを含有する組換えベクター。
(10) (9)に記載の組換えベクターを有効成分として含有する遺伝子治療剤。
(11) (9)に記載の組換えベクターを含む形質転換体。
(12) 膜タンパク質である(1)または(2)に記載のタンパク質を有する、(11)に記載の形質転換体の膜。
(13) (a)(1)、(2)または(8)に記載のタンパク質を発現する条件下で(11)に記載の形質転換体を培養する工程;および
(b)培養物からタンパク質を回収する工程、
を含む、(1)、(2)または(8)に記載のタンパク質の製造方法。
(14) (a)個体のゲノムにおける(1)、(2)または(8)に記載のタンパク質をコードする遺伝子中の変異の存在または不存在を決定する工程;
および/または(b)個体に由来するサンプル中での該タンパク質の発現量を分析する工程を含む、該個体における該遺伝子の発現または活性に関連した疾病または疾病への感受性の診断方法。
【0020】
(15) 以下の工程を含むElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を阻害又は促進する化合物をスクリーニングする方法。
(a)(1)、(2)または(8)に記載のElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を持つタンパク質をコードする遺伝子、並びにElk1をリン酸化する作用を検出できるシグナルを発するタンパク質をコードする遺伝子を宿主に導入して、形質転換体を作製する工程、
(b)1あるいは複数個の候補化合物の存在下または非存在下で、該遺伝子が発現可能となる条件下で該形質転換体を培養する工程、
(c)Elk1をリン酸化する作用を検出できるシグナルを測定する工程、および
(d)候補化合物の非存在の場合と比較して、シグナル量を変化させることができる候補化合物を、Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を阻害又は促進する化合物として選択する工程。
【0021】
(16) 以下の工程を含むElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を阻害又は促進する化合物をスクリーニングする方法。
(a)(1)、(2)または(8)に記載のElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を持つタンパク質をコードする遺伝子を宿主に導入して、形質転換体を作製する工程、
(b)1あるいは複数個の候補化合物の存在下または非存在下で、該遺伝子が発現可能となる条件下で該形質転換体を培養する工程、
(c)Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を検出する工程、および
(d)候補化合物の非存在の場合と比較して、Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を変化させることができる候補化合物を、Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を阻害又は促進する化合物として選択する工程。
【0022】
(17) (15)または(16)に記載のスクリーニング方法により選択される、Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を阻害又は促進する化合物。
【0023】
(18) 以下の工程を含む、医薬組成物を製造する方法。
(a)(1)、(2)または(8)に記載のElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を持つタンパク質をコードする遺伝子、並びにElk1をリン酸化する作用を検出できるシグナルを発するタンパク質をコードする遺伝子を宿主に導入して、形質転換体を作製する工程、
(b)1あるいは複数個の候補化合物の存在下または非存在下で、該遺伝子が発現可能となる条件下で該形質転換体を培養する工程、
(c)Elk1をリン酸化する作用を検出できるシグナルを測定する工程、
(d)候補化合物の非存在の場合と比較して、シグナル量を変化させることができる候補化合物を、Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を阻害又は促進する化合物として選択する工程、および
(e)工程(d)で選択された化合物を含む医薬組成物を調製する工程。
【0024】
(19) 以下の工程を含む、医薬組成物を製造する方法。
(a)(1)、(2)または(8)に記載のElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を持つタンパク質をコードする遺伝子を宿主に導入して、形質転換体を作製する工程、
(b)1あるいは複数個の候補化合物の存在下または非存在下で、該遺伝子が発現可能となる条件下で該形質転換体を培養する工程、
(c)Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を検出できるシグナルを測定する工程、
(d)候補化合物の非存在の場合と比較して、Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を変化させることができる候補化合物を、Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を阻害又は促進する化合物として選択する工程、および
(e)工程(d)で選択された化合物を含む医薬組成物を調製する工程。
【0025】
(20) Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を阻害又は促進する化合物をスクリーニングするためのキットであって、(a)(1)、(2)または(8)に記載のElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を促進するタンパク質をコードする遺伝子、並びにElk1をリン酸化する作用を検出できるシグナルを発するタンパク質をコードする遺伝子を導入した形質転換体、および(b)上記シグナルを測定するための試薬、を含む上記のキット。
【0026】
(21) (1)、(2)または(8)に記載のタンパク質を認識するモノクローナルまたはポリクローナル抗体またはその断片。
(22) (1)、(2)または(8)に記載のタンパク質が有するElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を阻害する、(21)に記載のモノクローナルまたはポリクローナル抗体またはその断片。
(23) (1)、(2)または(8)に記載のタンパク質を抗原あるいはエピトープ含有フラグメントとして非ヒト動物に投与することを含む、(21)または(22)に記載のモノクローナルまたはポリクローナル抗体の製造方法。
【0027】
(24) Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を促進するタンパク質の発現を阻害する、(3)〜(7)のいずれかに記載のポリヌクレオチドの一部に相補的な配列を有するアンチセンスオリゴヌクレオチド。
(25) (1)、(2)または(8)記載のタンパク質をコードするRNAを開裂する作用を有するか、またはElk1をリン酸化へ導く経路および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化へ導く経路のタンパク質をコードするRNAを開裂する作用を有する、Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を阻害するリボザイムまたはデオキシリボザイム。
(26) Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を促進するタンパク質の発現を抑制する、(3)〜(7)のいずれかに記載のポリヌクレオチド配列の一部に対応する配列を持つ二本鎖RNA。
【0028】
(27) 炎症、自己免疫疾患、癌疾患、感染症、骨疾患、AIDS、神経変性疾患、虚血性障害、GVHD、皮膚疾患、IgA腎炎、紫斑病性腎炎、増殖性腎炎、および劇症肝炎からなる群から選択される疾患の治療に有効な量の(15)または(16)に記載の方法でスクリーニングされた化合物、および/または(21)または(22)に記載のモノクローナルまたはポリクローナル抗体またはその断片、および/または(24)に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチド、および/または(25)に記載のリボザイムまたはデオキシリボザイム、および/または(26)に記載の二本鎖RNAを個体に投与することを含む、Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用に関連する疾患の治療方法。
【0029】
(28) Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を阻害または活性化するための、(18)または(19)に記載の方法により製造された医薬組成物。
(29) 炎症、自己免疫疾患、癌疾患、感染症、骨疾患、AIDS、神経変性疾患、虚血性障害、GVHD、皮膚疾患、IgA腎炎、紫斑病性腎炎、増殖性腎炎、および劇症肝炎の治療および/または予防のための、(28)記載の医薬組成物。
(30) Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用の異常に起因した疾患を患っている患者に(18)または(19)に記載の方法により製造された医薬組成物を投与することを含む、炎症、自己免疫疾患、癌疾患、感染症、骨疾患、AIDS、神経変性疾患、虚血性障害、GVHD、皮膚疾患、IgA腎炎、紫斑病性腎炎、増殖性腎炎、および劇症肝炎を治療する方法。
【0030】
(31) (21)または(22)に記載のモノクローナルまたはポリクローナル抗体またはその断片を有効成分として含有する医薬組成物。
(32) (24)に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチドを有効成分として含有する医薬組成物。
(33) (25)に記載のリボザイムまたはデオキシリボザイムを有効成分として含有する医薬組成物。
(34) (26)に記載の二本鎖RNAあるいはその二本鎖RNAを発現することが可能なベクターを有効成分として含有する医薬組成物あるいは遺伝子治療剤。
(35) 炎症、自己免疫疾患、癌疾患、感染症、骨疾患、AIDS、神経変性疾患、虚血性障害、GVHD、皮膚疾患、IgA腎炎、紫斑病性腎炎、増殖性腎炎、および劇症肝炎からなる群から選択される疾患の治療および/または予防のための、(31)から(34)の何れかに記載の医薬組成物。
【0031】
(36) 配列番号1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57、59、61、63、65または67に示されるヌクレオチド配列もしくはそれらのコード領域のヌクレオチド配列のうち少なくとも1以上を含むデータセット、および/または、配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66または68に示されるアミノ酸配列のうち少なくとも1以上を含むデータセットを保存したコンピュータ読み込み可能媒体。
(37)(36)に記載の媒体上のデータと他のポリヌクレオチド配列および/または他のアミノ酸配列のデータを比較して他のポリヌクレオチド配列および/またはアミノ酸配列との同一性の算出を行なう方法。
【0032】
(38) 配列番号1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57、59、61、63、65または67から選択されるヌクレオチド配列の全てまたは一部を含むポリヌクレオチドが固定されている不溶性基質。
(39) 配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66または68で表されるアミノ酸配列から選択されるアミノ酸配列の全てまたは一部を含むポリペプチドが固定されている不溶性基質。
【0033】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の基本的特徴を更に明らかにするために、本発明の完成に至る経緯を追いながら、本発明について説明する。MAPキナーゼカスケードを活性化する作用を有する新規遺伝子を取得する目的で、実施例に示すように、以下の実験を実行した。
【0034】
まずヒト末梢血単核球(PBMC)より調製したmRNAより、オリゴキャッピング法によって完全長cDNAを作製し、該cDNAをベクターpME18S-FL3(GenBank Accession AB009864)に組み込んだ完全長cDNAライブラリーを作製した。次に、該cDNAライブラリーを大腸菌に導入し、1クローンずつプラスミドを調製した。次に、HEK293EBNA細胞(INVITROGEN社)に、ヒトJNK遺伝子をコードするDNAを含有する動物細胞発現用のプラスミドpcDNA3.1(INVITROGEN社)、ヒトp38遺伝子をコードするDNAを含有する動物細胞発現用のプラスミドpcDNA3.1(INVITROGEN社)、それらの基質となるElk1の一部とGAL4DNA結合領域との融合蛋白質をコードするDNAを含有するプラスミドpFA2-Elk1(STRATAGENE社)、およびGal4認識部位をルシフェラーゼをコードする遺伝子の上流に持つレポータープラスミドpFR-Luc(STRATAGENE社)と上記の完全長cDNAプラスミドとを共導入した。そして、24時間培養後、ルシフェラーゼ活性を測定し、ルシフェラーゼ活性が対照実験(完全長cDNAの代わりに、ベクターpME18SFL3を入れた細胞)と比べて有意に上昇している(対照実験と比べてルシフェラーゼ活性が3倍以上の値を示した)プラスミドを選抜し、該プラスミドにクローニングされているcDNAの全ヌクレオチド配列を決定した。前述したように、MAPキナーゼカスケードの最下流に存在するp38、JNK、ERKなどは、Elk1をよい基質とするため、Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼの活性化に関与するシグナル伝達分子は、MAPキナーゼカスケードを活性化するシグナル伝達分子である可能性が高い。よってこのようにして得られたcDNAによりコードされるタンパク質は、Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼの活性化に関与するシグナル伝達分子であると同時に、MAPキナーゼカスケードの活性化に関与するシグナル伝達分子である可能性が高いことが期待できる。
【0035】
Elk1をリン酸化するキナーゼを活性化するとは、具体的にはElk1をリン酸化するキナーゼを直接修飾して活性化する場合と、その更に上流のシグナルを活性化することによって間接的に活性化する場合が含まれる。
【0036】
以下に、本発明について詳細に説明する。
本発明におけるElk1をリン酸化する作用若しくはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を有するとは、適切な宿主内に遺伝子を導入し、該遺伝子がコードするタンパク質を過剰発現させた時、Elk1が直接的あるいは間接的にリン酸化されることをいう。Elk1のリン酸化は、例えばElk1とGAL4DNA結合領域を融合させた遺伝子とともに、GAL4認識配列の下流にルシフェラーゼ遺伝子をつないだレポーター遺伝子を細胞に共導入することによるレポーター遺伝子アッセイにより測定できる。Elk1をリン酸化する作用若しくはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を有することは、該レポーター活性を対照実験(空のベクターのみを導入した宿主)に比し上昇させる作用を指標として確認することができる。指標とするレポーター活性の上昇は、好ましくは1.5倍以上、さらに好ましくは2倍以上、さらに好ましくは3倍以上である。
【0037】
レポーター活性は、発現させたいタンパク質をコードするポリヌクレオチド(例えばcDNA)を適切な発現ベクター内にクローニングし、該発現ベクターをElk1とGAL4DNA結合領域を融合させた遺伝子、GAL4認識配列の下流にルシフェラーゼ遺伝子をつないだレポーター遺伝子とともに適切な宿主に共導入(コ・トランスフェクション)し、一定時間培養後レポーターの活性を測定することにより測定することができる。適切な発現ベクターは当業者にはよく知られており、例えばpME18S−FL3、pcDNA3.1(Invitrogen社)などが挙げられる。レポーター遺伝子は、当業者がその発現を容易に検出できるものであればよく、例えばルシフェラーゼ、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ、β−ガラクトシダーゼをコードする遺伝子などが挙げられ、ルシフェラーゼをコードする遺伝子を使用することがもっとも好ましい。Elk1とGAL4DNA結合領域を融合させた遺伝子としては、例えばpFA2−Elk1(STRATAGENE社)が挙げられ、またGAL4認識配列の下流にルシフェラーゼ遺伝子をつないだレポーター遺伝子としては、pFR−Luc(STRATAGENE社)が例示される。適切な宿主とは、IL−1あるいはTNF−αなどの刺激によりMAPKカスケードが活性化されるような応答を示すような宿主であり、例えば293−EBNA細胞が挙げられる。宿主培養及び宿主への遺伝子導入(トランスフェクション)は、当業者であれば当該技術分野で公知の慣用方法により実施でき最適化できる。
【0038】
好ましい方法としては、293−EBNA細胞を細胞培養用96穴プレートに1×10cells/wellの細胞数となるように、5%FBS(Fetal Bovine Serum)存在下のDMEM(Dulbecco's Modified Eagle Medium)培地に播種し、5%CO存在下、37℃で24時間培養した後、FuGENE6(Roche社)を用いてpFR−Luc(STRATAGENE社)、pFA2−Elk1(STRATAGENE社)、ヒトp38遺伝子を組み込んだpcDNA3.1(+)(INVITROGEN社)、ヒトJNJ1β1遺伝子を組み込んだpcDNA3.1(+)(INVITROGEN社)、及び発現ベクターを1ウエルに共導入する。37℃で24時間培養後、ロングタームルシフェラーゼシステムピッカジーンLT2.0(東洋インキ社)を用いて、ルシフェラーゼ活性を測定することにより、Elk1をリン酸化する作用若しくはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を測定する。ルシフェラーゼ活性の測定は、たとえばPerkinElmer社のWallac ARVOTMST 1420 MUTILABEL COUNTERを用いて測定できる。FuGENE6による遺伝子導入の方法及びピッカジーンLT2.0によるルシフェラーゼ活性測定は、それぞれに添付されているプロトコールに従い実施できる。FuGENE6を用いた96穴プレートでの遺伝子導入の方法は、1ウエルあたりFuGENE6の量は0.3〜0.5μlが良く、好ましくは0.5μlであり、導入するそれぞれのプラスミド遺伝子量は、pFR−Lucプラスミド量は50〜100ngが良く、好ましくは60ngであり、pFA2−Elk1プラスミド量は0.1〜0.5ngが良く、好ましくは0.25ngであり、ヒトp38遺伝子を組み込んだpcDNA3.1(+)プラスミド量は5ngが好ましく、ヒトJNJ1β1遺伝子を組み込んだpcDNA3.1(+)プラスミド量は30ngが好ましい。Elk1をリン酸化する作用若しくはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を有することは、該レポーター活性(ルシフェラーゼ活性)を対照実験(空のベクターのみを導入した宿主)に比し上昇させる作用を指標として確認することができる。指標とするレポーター活性の上昇は、好ましくは1.5倍以上、さらに好ましくは2倍以上、さらに好ましくは3倍以上である。
【0039】
配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66または68のアミノ酸配列に関連して、本発明は以下のタンパク質を提供する。
(a)上記アミノ酸配列を含むタンパク質。
(b)上記アミノ酸配列の1つを有するペプチド。
(c) Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を有し、かつ上記アミノ酸配列において、1または複数個、好ましくは数個のアミノ酸の欠失、置換または付加を有するタンパク質。
(d)Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を有し、かつその全長にわたり上記アミノ酸配列番号に少なくとも95%、好ましくは97〜99%の同一性を有するアミノ酸配列を含むタンパク質。
【0040】
本明細書で言う“同一性”とは、当該技術で知られている通り、配列を比較することにより決定される、2以上のタンパク質あるいは2以上のポリヌクレオチドの間の関係により決定される。当該技術で“同一性”とは、タンパク質またはポリヌクレオチド配列の間の適合によって、あるいは場合によっては、一続きのそのような配列間の適合によって決定されるような、タンパク質またはポリヌクレオチド配列の間の配列相関性の程度を意味する。“同一性”および“類似性”は、既知の方法により容易に決定できる。同一性を決定する好ましい方法は、試験する配列間で最も長く適合するように設計される。同一性および類似性を決定するための方法は、公に利用可能なプログラムにコードされている。相同性決定には、AltschulらによるBLAST(Basic Local Alignment Search Tool)プログラム(例えば、Altschul SF, Gish W, Miller W, Myers EW, Lipman DJ., J. Mol. Biol., 215: p403-410 (1990), Altschul SF, Madden TL, Schaffer AA, Zhang J, Miller W, Lipman DJ., Nucleic Acids Res. 25: p3389-3402 (1997))を利用し決定することができる。BLASTのようなソフトウェアを用いる場合、デフォルト値を用いるのが好ましい。BLAST検索に一般的に用いられる主な初期条件は、以下の通りであるが、これに限定されない。
【0041】
アミノ酸置換行列とは20種類のアミノ酸の各々のペアの類縁性を数値化した行列であり、通常BLOSUM62のデフォルトマトリックスが用いられる。このアミノ酸置換行列の理論については、Altschul S.F., J. Mol. Biol., 219:555-565(1991)に、DNA配列の比較への適用については、States D.J., Gish W., Altschul S.F., Methods, 3:66-70(1991)に示されている。その際の最適なギャップコストは経験的に決定されており、BLOSUM62の場合は好ましくは、Existence11、Extension 1のパラメーターが用いられる。期待値(EXPECT)とは、データベース配列に対してマッチする際の統計的有意性に関する閾値であり、デフォルト値は10である。
【0042】
上記した配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66または68に記載されたアミノ酸配列からなるタンパク質がElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を有することは、本願明細書実施例に記載の通りである。
【0043】
配列番号1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57、59、61、63、65または67のポリヌクレオチドまたはこれらの配列に示されるコード領域(CDS)からなるポリヌクレオチドに関連して、本発明はさらに以下の単離されたポリヌクレオチドを提供する。
(a)上記配列を有するポリヌクレオチド。
(b)上記配列に少なくとも95%、好ましくは9799%の同一性を有し、かつ、Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を有するタンパク質をコードするヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチド。
(c)配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66または68のアミノ酸配列に少なくとも95%、好ましくは97〜99%の同一性を有するアミノ酸配列を有し、かつ、Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を有するタンパク質をコードするヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチド。
【0044】
上記ヌクレオチド配列に含まれるヌクレオチド配列に同一またはほとんど同一なポリヌクレオチドは、本発明のタンパク質をコードする全長cDNAおよびゲノムクローンまたは上記配列に対応する相同性の高い他の遺伝子のcDNAまたはゲノムクローンを単離するためのハイブリダイゼーションプローブとして、または核酸増幅反応のためのプライマーとして使用してもよい。代表的には、これらのヌクレオチド配列は、上記配列に70%同一であり、好ましくは、80%同一であり、より好ましくは90%同一であり、最も好ましくは、95%以上同一である。プローブまたはプライマーは、一般的には少なくとも15ヌクレオチドを含有し、好ましくは30ヌクレオチドを含有し、50ヌクレオチドを含有してもよい。特に好ましいプローブは、30〜50ヌクレオチドを有する。特に好ましいプライマーは、20〜25ヌクレオチドを有する。
【0045】
本発明のポリヌクレオチドは、DNAの形態(たとえば、cDNAおよびクローニングによって得られるか、あるいは合成的に生成されるゲノムDNAを含む)であってもよく、RNA(たとえばmRNA)の形態であってもよい。該ポリヌクレオチドは、二本鎖であっても、一本鎖であってもよい。二本鎖の場合は、二本鎖DNA、二本鎖RNAまたはDNA:RNAのハイブリッドであってもよい。一本鎖の場合は、センス鎖(コード鎖としても知られる)であっても、アンチセンス鎖(非コード鎖としても知られる)であってもよい。
【0046】
当業者であれば、公知の方法を用いてこのタンパク質中のアミノ酸の置換などを適宜行い、配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66または68に記載のアミノ酸配列を有するタンパク質と同様にElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を有するタンパク質を作製することが可能である。一つの方法としては、該タンパク質をコードするDNAに対して、慣用の突然変異誘発法を使用する方法がある。別の方法としてはたとえば部位特異的変異法(たとえば宝酒造株式会社のMutan-Super Express Km キット)が挙げられる。また、タンパク質のアミノ酸の変異は自然界においても生じうる。このようにアミノ酸の欠失、置換、付加により配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66または68に記載のアミノ酸配列を有するタンパク質に対してアミノ酸配列が変異した変異体であって、Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を有するタンパク質及び該タンパク質をコードするDNAも本発明に含まれる。アミノ酸の変異の数は特に限定されないが、好ましくは1〜10個、より好ましくは1〜5個、最も好ましくは1〜3個が好ましい。
【0047】
アミノ酸置換の例としては、保存的置換が好ましく、具体的には以下のグループ内での置換が挙げられる。(グリシン、アラニン)(バリン、イソロイシン、ロイシン)(アスパラギン酸、グルタミン酸)(アスパラギン、グルタミン)(セリン、トレオニン)(リジン、アルギニン)(フェニルアラニン、チロシン)。
【0048】
当業者であれば、ハイブリダイゼーション技術などを用いて配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66または68で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNA(たとえば配列番号1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57、59、61、63、65または67)またはその一部を基に、これと類似性の高いDNAを単離して、該DNAから配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66または68で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質と同様にElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を有するタンパク質を得ることも通常行ない得ることである。
【0049】
このように上記した配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66または68で表されるアミノ酸配列のタンパク質と高い同一性を有するタンパク質であって、Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を有するタンパク質も本発明のタンパク質に含まれる。高い同一性とは、上記配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66または68で表わされるアミノ酸配列の全長にわたり少なくとも90%、好ましくは、少なくとも9799%の同一性を有するアミノ酸配列を示す。
【0050】
本発明のタンパク質としては、ヒトや哺乳動物のあらゆる細胞や組織に由来する天然のタンパク質でもよく、化学合成タンパク質であってもよく、また遺伝子組換え技術によって得られたタンパク質でもよい。タンパク質は糖鎖やリン酸化などの翻訳後修飾は受けていても受けていなくても良い。
本発明の遺伝子がコードするタンパク質としては、例えば、分泌タンパク質(増殖因子、サイトカイン、ホルモン等)、タンパク質修飾酵素(タンパク質リン酸化酵素、タンパク質脱リン酸化酵素、プロテアーゼ等)、シグナル伝達分子(タンパク間相互作用分子等)、核内タンパク質(核内受容体、転写因子等)、膜タンパク質等が挙げられる。膜タンパク質は、受容体、細胞接着分子、イオンチャンネル、トランスポーター等が挙げられる。タンパク質が膜タンパク質である場合、後述するスクリーニングにより選択された化合物は、細胞内へ容易に移行する或いは細胞内にシグナルを伝達させることが予想されるため、医薬化合物のリードサーチツールとしては、より有用である。
【0051】
本発明はまた、上記で示される本発明のタンパク質をコードするポリヌクレオチドを提供する。上記の配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66または68で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするヌクレオチド配列としてより具体的には、たとえば配列番号1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57、59、61、63、65または67で表されるヌクレオチド配列が挙げられる。DNAはcDNAのほか、ゲノムDNA、化学合成DNAも含まれる。遺伝暗号の縮重に従い、遺伝子から生産されるタンパク質のアミノ酸配列を変えることなく配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66または68で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするヌクレオチド配列の少なくとも1つのヌクレオチドを他の種類のヌクレオチドに置換することができる。従って、本発明のDNAはまた、遺伝暗号の縮重に基づく置換によって変換されたヌクレオチド配列も含有する。このようなDNAは、公知の方法により合成することができる。
【0052】
本発明のDNAは、配列番号1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57、59、61、63、65または67で表されるヌクレオチド配列あるいはこれらと相補的なヌクレオチド配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を有するタンパク質をコードするポリヌクレオチドも包含する。ストリンジェントな条件とは、当業者には十分理解できることであり、たとえば、T.Maniatisらの実験操作書(Molecular Cloning A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor Laboratory 1982、1989)に従えば容易に実施できる。
【0053】
すなわち、ストリンジェントな条件とは、30%ホルムアミドを含むハイブリダイゼーション溶液中(5×SSC(0.75MのNaCl、75mMのクエン酸三ナトリウム)、5×デンハルト溶液、0.5%SDS、100μg/mlの変性せん断サケ精子DNA)で37℃のインキュベーションを一晩行い、その後2×SSC、0.1%SDS中、室温で10分の洗浄を3回行い、次いで1×SSC、0.1%SDS中、37℃で10分の洗浄を2回行なう条件である(低ストリンジェンシー)。より好ましい条件は、40%ホルムアミドを含むハイブリダイゼーション溶液中で42℃のインキュベーションを一晩行い、その後2×SSC、0.1%SDS中、室温で10分の洗浄を3回行い、次いで0.2×SSC、1%SDS中、42℃で10分の洗浄を2回行なう条件である(中ストリンジエンシー)。最も好ましい条件は、50%ホルムアミドを含むハイブリダイゼーション溶液中で42℃のインキュベーションを一晩行い、その後2×SSC、0.1%SDS中、室温で10分の洗浄を3回行い、次いで0.2×SSC、0.1%SDS中、50℃で10分の洗浄を2回行なう条件である(高ストリンジェンシー)。この際、得られたDNAは、Elk1をリン酸化する作用および/またははElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を有するタンパク質をコードすることが必須である。
【0054】
本発明は、上記(3)、(4)あるいは(5)のポリヌクレオチドのヌクレオチド配列と高い類似性を有し、かつElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を有するタンパク質をコードするヌクレオチドを含むポリヌクレオチドを含む。代表的には、これらのヌクレオチド配列は、上記(3)、(4)または(5)のポリヌクレオチドのヌクレオチド配列の全長にわたり95%同一であり、より好ましくは97%同一であり、最も好ましくは少なくとも99%同一である。
【0055】
上記の本発明のDNAは、上記(1)、(2)あるいは(8)のタンパク質を、組換えDNA技術を用いて製造するのに用いることができる。本発明のDNA及びペプチドは、概略以下のようにして得ることができる。
(A)本発明のタンパク質をコードするDNAをクローニングする。
(B)タンパク質の全コード領域あるいはその一部をコードするDNAを発現用ベクターに組み込んで、組換えベクターを構築する。
(C)構築した組換えベクターにより、宿主を形質転換する。
(D)得られた宿主を培養し、該タンパク質、またはその類縁体を発現させ、カラムクロマトグラフィーなどにより精製する。
【0056】
上記の工程中でDNA、組換え体宿主としての大腸菌等の取り扱いに必要な一般的な操作は、当業者間で通常行われているものであり、たとえば、上記T.Maniatisらの実験操作書に従えば容易に実施できる。使用する酵素、試薬類も全て市販の製品を用いることができ、特に断らない限り、製品で指定されている使用条件に従えば、完全にそれらの目的を達成することができる。以下に上記(A)〜(D)の工程について更に詳しく説明する。
【0057】
上記工程(A)における本発明のタンパク質をコードするDNAのクローニングの手段としては、本願明細書実施例に記載した方法の他に、本発明のヌクレオチド配列(たとえば配列番号1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57、59、61、63、65または67)の一部を有する合成DNAをプライマーとしたPCR法によって増幅する方法、あるいは、適当なベクターに組み込んだDNA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を標識したものとのハイブリダイゼーションによって選別すること、などが挙げられる。細胞、組織より全RNAまたはmRNA画分を調製したものを用いて直接Reverse Transcriptase Polymerase Chain Reaction(RT-PCR法)によって増幅することもできる。
【0058】
適当なベクターに組み込んだDNAとしては、たとえば市販されている(CLONTECH社、STRATAGENE社)ライブラリーを使用することができる。ハイブリダイゼーションの方法は、当業者間で通常行われているものであり、たとえば、上記T.Maniatisらの実験操作書に従えば容易に実施できる。クローン化された本発明のタンパク質をコードするDNA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、リンカーを付加したりして使用することができる。上記のようにして得られるDNAは、配列番号1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57、59、61、63、65または67に記載のヌクレオチド配列を有する遺伝子であるか、あるいは前述の(3)〜(7)のポリヌクレオチドであればよい。上記(B)において発現ベクターに組み込むDNAは、上述のタンパク質の全長をコードする全長cDNAでも、DNA断片でも良いし、その一部分を発現する様に構築されたDNA断片でも良い。
【0059】
すなわち、本発明によれば、上記のDNAを含有する組換えベクターが提供される。本発明のタンパク質の発現ベクターは、たとえば、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、該DNA断片を適当な発現ベクター中のプロモーターの下流に連結することにより製造することができる。
用いる発現ベクターとしては、大腸菌をはじめとする原核生物由来、酵母由来、真菌由来、昆虫ウイルス由来、脊椎動物ウイルス由来いずれのベクターでも良いが、宿主に適したものを選択する必要がある。また、発現物に応じて、宿主―発現ベクター系としては、適切な組み合わせが選択される。
【0060】
微生物を宿主として使用する場合、これら微生物に適したプラスミドベクターが組み換え体DNAの複製可能な発現ベクターとして一般に用いられる。たとえば、大腸菌を形質転換するためのプラスミドベクターとしては、プラスミドpBR322やpBR327などを用いることができる。プラスミドベクターは通常複製起源、プロモーター、及び組換え体DNAで形質転換した宿主を選別するのに有用な表現型を組換え体DNAに与えるマーカー遺伝子等を含んでいる。プロモーターの例としては、βラクタマーゼプロモーター、ラクトースプロモーター、トリプトファンプロモーター等が挙げられる。マーカー遺伝子の例としては、アンピシリン耐性遺伝子やテトラサイクリン耐性遺伝子などが挙げられる。適した発現ベクターの例としては、プラスミドpBR322、pBR327の他に、pUC18、pUC19等が挙げられる。
【0061】
酵母で本発明のDNAを発現するためには、複製可能なベクターとして、たとえばYEp24を用いることができる。プラスミドYEp24はURA3遺伝子を含有しており、このURA3遺伝子をマーカー遺伝子として利用することができる。酵母細胞用の発現ベクターのプロモーターの例としては、3ホスホグリセレートキナーゼ、グリセルアルデヒド−3−ホスフェートデヒドロゲナーゼ、アルコールデヒドロゲナーゼなどの遺伝子のプロモーター等が挙げられる。
【0062】
真菌で本発明のDNAを発現するための発現ベクターに用いられるプロモーター及びターミナーターの例としては、3−ホスホグリセレートキナーゼ(PGK)、グリセルアルデヒド3ホスフェートデヒドロゲナーゼ(GAPD)、アクチン等の遺伝子プロモーター及びターミネーターが挙げられる。適した発現ベクターの例としては、プラスミドpPGACY2、pBSFAHY83等が挙げられる。
昆虫細胞で本発明のDNAを発現させるための発現ベクターに用いられるプロモーターの例としては、ポリヘドリンプロモーター、P10プロモーターなどが挙げられる。昆虫細胞に適した発現ベクターの例としては、バキュロウイルスベクターなどが挙げられる。
【0063】
動物細胞で本発明のDNAを発現させるための組換えベクターは、一般に遺伝子を制御するための機能配列、たとえば、本発明のDNAの上流に位置すべきプロモーター、ポリアデニル化部位や転写終止配列を含有している。本発明のDNAを真核細胞内で発現させるのに用いることができるそのような機能配列はウイルスやウイルス性物質から得ることができる。
【0064】
例えば、SRαプロモーター、SV40プロモーター、LTRプロモーター、CMV(サイトメガロウイルス)プロモーター、HSV-TKプロモーターなどがあげられる。これらのうち、CMVプロモーター、SRαプロモーターなどを用いるのが好ましい。また、本発明のタンパク質をコードする遺伝子の上流位置に本来存在するプロモーターも、上述の宿主ベクター系で使用するのに適しているならば使用することができる。複製起源については、外来性の起源、たとえばアデノウイルス、ポリオーマ、SV40等のウイルス由来の複製起点を用いることができる。また、発現ベクターとして宿主染色体に組み込まれるような性質を有するベクターを用いる場合、宿主染色体の複製起源を利用することができる。適した発現ベクターの例としては、プラスミドpSVdhfr(ATCC 37146)、pBPV1(91)(ATCC 37111)、pcDNA3.1(INVITROGEN社)、pME18SFL3等が挙げられる。
【0065】
本発明によれば、上記の組換えベクターを含む形質転換体も提供される。本発明の複製可能な組換えベクターで形質転換された微生物または細胞等の宿主は、前述の通り、組換えベクターに与えられた少なくとも1種の表現型によって形質転換されずに残った親宿主から選別される。表現型は少なくとも1種のマーカー遺伝子を組換えベクターに挿入することによって与えることができる。また複製可能なベクターが本来有しているマーカー遺伝子を利用することもできる。マーカー遺伝子の例としては、たとえば、ネオマイシン耐性などの薬剤耐性遺伝子やジヒドロ葉酸レダクターゼをコードする遺伝子などが挙げられる。
【0066】
上記工程(C)において用いる宿主としては、大腸菌をはじめとする原核生物、酵母、真菌等の微生物、及び昆虫や動物等の細胞のいずれでも良いが、用いる発現ベクターに適したものを選択する必要がある。微生物の例としては、エシュリヒア コリ(Escherichia coli)の菌株、たとえばE.coliK12株294(ATCC 31446)、E.coli X1776(ATCC 31537)、E.coli C600、E.coli JM109、E.coli B株、あるいはバチラス サブチリス(Bacillus subtilis)等のBacillus属の菌株、あるいはサルモネラ チフィムリウム(Salmonella typhimurium)またはセラチア マーゼサンス(Serratia marcesans)等の大腸菌以外の腸内菌、あるいはシュードモナス(Pseudomonas)属の種々の菌株が挙げられる。酵母としては、たとえば、サッカロミセス セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)、シゾサッカロミセス ポンベ(Schizosaccharomyces pombe)、ピキア パストリス(Pichia pastoris)などが用いられる。真菌としては、たとえば、アスペルギルス ニドランス(Aspergillus nidulans)、アクレモニウム クリソゲナム(Acremonium chrysogenum)(ATCC 11550)等が挙げられる。
【0067】
昆虫細胞としては、たとえば、ウイルスがAcNPVの場合は、夜盗蛾の幼虫由来株化細胞(Spodoptera frugiperda:Sf細胞)、Trichoplusia niの卵由来のHigh FiveTM細胞、などが用いられる。動物細胞の例としては、HEK293細胞、COS1細胞、COS7細胞、Hela細胞、チャイニーズハムスター(CHO)細胞等が挙げられる。これらの中でも、CHO細胞およびHEK293細胞が好ましい。細胞を宿主とする場合、用いられる発現ベクターと宿主細胞の組み合わせは実験の目的により異なるが、その組み合わせにより、一過的発現、構成的発現の2種類の発現方式が考えられる。
【0068】
上記工程(C)における微生物及び細胞等の宿主の形質転換とは、DNAを強制的方法や、宿主の貪食能により宿主に取り込ませ、プラスミド状態あるいは染色体に組み込まれた状態でDNAの形質を一過的あるいは構成的に発現させることである。当業者であれば公知の方法によって形質転換できる(たとえば実験医学別冊遺伝子工学ハンドブック)。たとえば動物細胞の場合、DEAEデキストラン法、リン酸カルシウム法、エレクトロポレーション法(電気穿孔法)、リポフェクション法などの方法でDNAを宿主に導入することができる。動物細胞を用いて、本発明のタンパク質を安定に発現させる細胞を取得する方法としては、上記の動物細胞に導入された発現ベクターが染色体に組み込まれた細胞をクローン選択によって選択する方法がある。具体的には、上記の選択マーカーを指標にして形質転換体を選択する。さらに、このように選択マーカーを用いて得られた動物細胞に対して、繰り返しクローン選択を行なうことにより本発明のタンパク質の高発現能を有する安定な動物細胞株を得ることができる。また、Dihydroforate reductase(DHFR)遺伝子を選択マーカーとして用いた場合Methotrexate(MTX)濃度を徐々に上げて培養し、耐性株を選択することにより、DHFR遺伝子とともに、本発明のタンパク質をコードするDNAを細胞内で増幅させて、さらに高発現の動物細胞株を得ることもできる。
【0069】
上記の形質転換体を本発明のタンパク質をコードするDNAが発現可能な条件下で培養し、本発明のタンパク質を生成、蓄積せしめることによって、本発明のタンパク質を製造することができる。すなわち、本発明は、上記(3)〜(7)に記載の単離されたポリヌクレオチドを含む形質転換体を、該ポリヌクレオチドによりコードされているタンパク質を発現させる条件下で培養し、次いで培養物(即ち、宿主自体または培地)から該タンパク質を回収することを含む該タンパク質の製造方法も提供される。
【0070】
上記の形質転換体の培養は、当業者に公知の方法で行なうことができる(たとえばバイオマニュアルシリーズ4、羊土社)。たとえば動物細胞の場合、各種の動物細胞培養法、たとえば、シャーレ培養、マルチトレー式培養、モジュール培養などの付着培養、または細胞培養用担体(マイクロキャリアー)に付着させるか生産細胞自体を浮遊化させ浮遊培養等の公知の方法により培養を行なえば良い。培地は通常良く用いられる動物細胞用の培地、たとえばDMEMやI−MDM、RPMI1640等を用いれば良い。
【0071】
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、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、塩析や溶媒沈澱法などの溶解度を利用する方法、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、透析法、限外ろ過法、ゲルろ過法、およびSDS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、アフィニティー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。たとえば、本発明のタンパク質は、硫安またはエタノール沈殿、酸抽出、アニオンまたはカチオン交換クロマトグラフィー、ホスフォセルロースクロマトグラフィー、疎水性相互作用クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー、ヒドロキシアパタイトクロマトグラフィーおよびレクチンクロマトグラフィーを含む既知の方法により組換え細胞培養物から回収し、精製することができる。好ましくは、高性能液体クロマトグラフィーが精製に使用される。ポリペプチドが細胞内合成、単離または精製の間に変性するときには、活性なコンフォーメションを再生するためにタンパク質をリフォールディングするためのよく知られた技術を使用できる。
【0072】
本発明のタンパク質は、他のタンパク質との融合タンパク質として製造することができる。これら融合タンパク質も、本発明の範囲内である。この融合タンパク質を発現する際に用いられるベクターとしては、該タンパク質をコードするDNAを組み込むことができ、かつ該融合タンパク質を発現することができるベクターであれば、いかなるベクターでも用いることができる。本発明のペプチドに融合できるタンパク質としては、たとえばグルタチオンSトランスフェラーゼ(GST)、ヒスチジン残基の6個の連続配列(6×His)等が挙げられる。本発明のタンパク質を他の蛋白質と融合した蛋白質として発現させた場合には、融合した蛋白質に親和性をもつ物質を用いたアフィニティークロマトグラフィーを用いて精製することができ、有利である。例えば、GSTとの融合蛋白質として生産した場合は、グルタチオンをリガンドとするアフィニティークロマトグラフィーにより精製することができる。
【0073】
本発明のタンパク質が膜タンパク質である場合には、上記した本発明のタンパク質をコードするDNAを導入した形質転換体は、その細胞の膜上にタンパク質を発現することができる。このような形質転換体から調製される膜であって本発明のタンパク質を有する膜も本発明の範囲内である。なお、本明細書で言う細胞の膜とは、細胞膜、並びに細胞内小器官の膜の全てを包含する。細胞の膜の調製は当業者に公知の方法により行なう事ができる。例えば、形質転換体を培養した培養物から細胞を回収し、好適な緩衝液に懸濁後、ホモジナイザーを用いて、あるいはガラスビーズを加えボルテックスにて細胞を破砕する。破砕溶液を遠心し未破砕の細胞等を除去し、得られた上清を適切な条件で超遠心し、得られた沈殿を緩衝液に懸濁することにより膜画分調製することができる。超遠心の条件は膜の種類などに応じて適宜設定することができる。
【0074】
本発明によれば、本発明のタンパク質の活性を阻害するタンパク質も提供される。このようなタンパク質の具体例としては、例えば、抗体または本発明のタンパク質の活性中心等に結合し活性の発現を妨げる他のタンパク質が挙げられる。
【0075】
本発明は、前記の本発明のタンパク質あるいはその部分ペプチドに反応する抗体ならびに該抗体の製造方法に関する。さらに好ましくは、前記の本発明のタンパク質あるいはその部分ペプチドに特異的に反応する抗体、並びにそのような抗体の製造方法に関する。ここでいう「特異的」とは、本発明のタンパク質以外の物質に対する交差反応性が少ないもの、より好ましくはないものを意味する。
【0076】
本発明の抗体は、本発明のタンパク質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、ならびにこれらの抗体のフラグメント、一本鎖抗体、ヒト化抗体の何れであってもよい。抗体フラグメントは、公知の技術によって作製することができる。たとえば、該抗体フラグメントには、限定されるものではないが、F(ab’)2フラグメント、Fab’フラグメント、Fabフラグメント及びFvフラグメントが含まれる。たとえば、モノクローナル抗体またはポリクローナル抗体は、上記(1)または(2)に記載のタンパク質を抗原またはエピトープ含有フラグメントとして非ヒト動物に投与することにより得られる。本発明のタンパク質に対する抗体は、本発明のタンパク質あるいはそのペプチドを抗原として用い、公知の抗体または抗血清の製造法に従って製造することができる。たとえば実験医学別冊 新遺伝子工学ハンドブック 改訂第3版に記載の方法が挙げられる。
【0077】
ポリクローナル抗体の場合であれば、たとえば、ウサギなどの動物に本発明のタンパク質あるいはペプチドを注射することにより該タンパク質あるいはペプチドに対する抗体を産生させ、次いで血液を採取し、これを、たとえば硫安沈殿、イオン交換クロマトグラフィー、あるいは該タンパク質を固定化したアフィニティーカラム等によって精製することで調製することができる。
【0078】
モノクローナル抗体の場合は、たとえば、本発明のタンパク質をマウスなどの動物に免疫し、同マウスから脾臓を抽出し、これをすりつぶして細胞にし、マウスミエローマ細胞とポリエチレングリコールなどの試薬により融合させ、これによりできた融合細胞(ハイブリドーマ)の中から、本発明のタンパク質に対する抗体を産生するクローンを選択する。次いで、得られたハイブリドーマをマウス腹腔内に移植し、同マウス内より腹水を回収し、得られたモノクローナル抗体を、たとえば硫安沈殿、イオン交換クロマトグラフィー、あるいは該タンパク質を固定化したアフィニティーカラム等によって精製することで調製することができる。
【0079】
得られた抗体をヒトに投与する目的で使用する場合は、免疫原性を低下させるために、ヒト型化抗体あるいはヒト抗体を用いることが好ましい。ヒト抗体は、トランスジェニックマウスまたは他の哺乳動物を用いて作製することができる。これらのヒト型化抗体やヒト抗体の一般的概説は、たとえば、Morrison,S.L.et al.〔Proc.Natl.Acad.Sci.USA,81:6851-6855(1984)〕、Jones,P.T.et al〔Nature 321:522-525(1986)〕、野口浩〔医学のあゆみ 167:457462(1993)〕、松本隆志〔化学と生物 36:448456(1998)〕によって供されている。ヒト化キメラ抗体は、マウス抗体のV領域とヒト抗体のC領域を遺伝子組換えにより結合し、作製することができる。ヒト化抗体は、マウスのモノクローナル抗体から相補性決定部位(CDR)以外の領域をヒト抗体由来の配列に置換することによって作製できる。
【0080】
また、免疫系をヒトのものと入れ換えたマウスを用いて、該マウスを免疫して、通常のモノクローナル抗体と同様に直接ヒト抗体を作製することもできる。これらの抗体は、タンパク質を発現するクローンを単離したり、同定するのに使用できる。
また、これらの抗体は、本発明のタンパク質を細胞抽出液、または本発明のタンパク質を産生する形質転換体から精製するのに使用できる。更にこれらの抗体は、細胞や組織中の本発明のタンパク質を検出するELISAやRIA(ラジオイムノアッセイ)、またはウエスタンブロット系の構築に使用できる。このような検出系は、動物、好ましくは、ヒトの組織または血管内流体などの身体サンプル中に存在する本発明のタンパク質の存在量を検出する診断目的に使用することができる。たとえば、これらの抗体は、炎症、自己免疫疾患、感染症(一例としてHIV感染)、癌などの、本発明のタンパク質の(発現)異常に起因するMAPキナーゼカスケードの望ましくない活性化によって特徴付けられる疾患の診断に使用できる。
【0081】
疾患の診断の基礎を提供するために、本発明のタンパク質の発現についての通常の値、すなわち標準値が確立されなければならないが、これは当業者においては周知の技術である。すなわち、複合体形成のための適切な条件下で、ヒトあるいは動物のどちらでもよいが、正常の被験者から得られた体液あるいは細胞抽出物と、本発明のタンパク質に対する抗体とを結合させ、この抗体タンパク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(本発明のタンパク質)を含む標準液を用いて作成した標準曲線を用いて、正常サンプルから得られた標準値を算出する。標準値と本発明のタンパク質が関係する疾患を潜在的に患う被験者からのサンプルから得られた値と比較し、標準値との偏差によって疾病の存在を確認することができる。また、これらの抗体は、本発明のタンパク質の機能を研究する試薬としても用いることができる。
【0082】
本発明の抗体は、以下の通り医薬として用いることができる。本発明の抗体を医薬として用いる場合には、本発明のタンパク質が有するElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を阻害することができる抗体(即ち、中和抗体)を用いることが好ましい。
【0083】
本発明の抗体は精製することができ、次いで、たとえば、炎症、自己免疫疾患、感染症(一例としてHIV感染)、癌などの、本発明のタンパク質の(発現)異常に起因するElk1をリン酸化するキナーゼの望ましくない活性化によって特徴付けられる疾患の患者に投与することができる。すなわち本発明によれば、上記に記載の抗体を有効成分として含有する医薬組成物、および抗体を用いた治療および/または予防方法が提供される。本発明の医薬組成物は、上記抗体を有効成分として用いて、さらに治療または予防的使用のための他の有効成分または不活性成分(たとえば、従来の薬学的に受容可能なキャリアまたは希釈剤(たとえば、免疫原性アジュバント)と、生理学的に無毒の安定化剤/または賦形剤を用いて調製することができる。本発明の抗体を含む医薬組成物は、濾過滅菌および凍結乾燥し、投薬バイアル中に、または安定化水性調製物中の貯蔵物として、投薬形態に製剤化することができる。
【0084】
患者への投与は、たとえば、動脈内注射、静脈内注射、皮下注射などの当業者に公知の方法により行ない得る。投与量は、患者の体重や年齢、投与方法などにより変動するが、当業者であれば適当な投与量を適宜選択することが可能である。これらの抗体は、本発明のタンパク質で仲介されるMAPキナーゼカスケードの活性化を阻害し、治療効果を示す。より具体的には、本発明の抗体は、炎症、自己免疫疾患、感染症(一例としてHIV感染)、癌などのMAPキナーゼカスケードの活性化異常が関係する疾患を治療および/または予防する医薬として有用である。
【0085】
本発明のDNAは、細胞内シグナリングプロセスに関与する他のタンパク質を単離、同定、クローン化することにも使用できる。たとえば、本発明のタンパク質をコードするDNA配列は、コードされたタンパク質を「ベイト(bait)」として用いて、cDNAまたはゲノムDNAライブラリーから、本発明のタンパク質に結合できるタンパク質をコードする他の配列「プレイ(prey)」を単離し、クローン化する酵母ツーハイブリッドシステム(たとえばNature、340:245246(1989))に用いることができる。同様の方式で、本発明のタンパク質が、他の細胞タンパク質(たとえばJNK,p38)に結合できるかどうかも決定することができる。あるいは別の方法として、本発明のタンパク質の抗体を用いた免疫沈降法(たとえば、実験医学別冊新遺伝子工学ハンドブック)によって、本発明のタンパク質に結合し得るタンパク質を細胞抽出物から単離する方法が挙げられる。さらに別の方法として、上記に記載のように、本発明のタンパク質を他のタンパク質との融合タンパク質として発現させ、融合タンパク質に対する抗体を用いて免疫沈降法を行ない、本発明のタンパク質に結合し得るタンパク質を単離する方法が挙げられる。
【0086】
本発明によれば、(a)個体のゲノムにおける本発明のタンパク質をコードする遺伝子中の変異の存在または不存在を決定する工程;および/または(b)個体に由来するサンプル中での該遺伝子の発現量を分析する工程を含む、該個体における該タンパク質の発現または活性に関連した疾病または該疾病への感受性の診断方法が提供される。
【0087】
本発明の診断方法では、Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する機能に関与する本発明のタンパク質をコードする該遺伝子中の変異を検出することにより、疾患の診断や該疾患への感受性を診断することができる。さらにこのような疾患は、個体に由来するサンプル中のタンパク質またはmRNAレベルの異常な減少または増加を測定することを含む方法によって診断してもよい。
【0088】
ここで、Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する機能に関与する本発明のタンパク質をコードする該遺伝子中の変異を検出する方法としては、それらの遺伝子のヌクレオチド配列の一部をプライマーとして、RT−PCRを行い、その後通常のヌクレオチド配列決定方法によって配列を決定し、変異の有無を検出する方法が挙げられる。あるいは、PCR−SSCP法(Gennomics、5:874-879、1989年、実験医学別冊新遺伝子工学ハンドブック)によっても変異の有無を調べることができる。
【0089】
サンプル中の遺伝子の発現の減少または増加は、当該技術でRNAレベルでのポリヌクレオチドの定量によく知られた方法、たとえば、RTPCRなどの核酸増幅法、およびRNase保護法、ノーザンブロット法その他のハイブリダイゼーション法などの方法で測定できる。宿主に由来するサンプル中のタンパク質レベルの測定に使用され得るアッセイ技術は、当業者によく知られている。そのような方法には、ラジオイムノアッセイ、競合的結合測定法、ウェスタンブロット分析およびELISAアッセイが含まれる。タンパク質レベルでの発現量を調べる場合には、前記した本発明の抗体を利用して測定することができる。
サンプル中の遺伝子の発現量の異常の程度は特に限定されないが、本発明の一実施態様によれば、発現するタンパク質の量が正常の2倍以上、あるいは、1/2以下の場合に病気であると診断することができる。本発明の別の実施態様によれば、発現するタンパク質の量が正常の3倍以上、あるいは、1/3以下の場合に病気であると診断することができる。
【0090】
個体のゲノムにおける本発明のタンパク質をコードする遺伝子中に変異があることが検出された場合には、該変異がElk1のリン酸化に関与する該タンパク質の発現および/または活性に関連した疾病を引き起こす可能性がある
また、個体に由来するサンプル中での該タンパク質の発現量を分析した結果、当該発現量が正常値と異なる値を示す場合は、Elk1のリン酸化に関与する本発明のタンパク質の発現量の異常が、Elk1のリン酸化に関与する該タンパク質の発現および/または活性に関連した疾病の原因となる可能性がある。
【0091】
また、本発明は、本発明のタンパク質を介するMAPキナーゼカスケードを活性化(Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化)する作用を阻害または促進する化合物のスクリーニング方法に関する。
上記のスクリーニング方法は、
(a)本発明のElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を持つタンパク質をコードする遺伝子、並びにElk1をリン酸化する作用を検出できるシグナルを発するタンパク質をコードする遺伝子を宿主に導入して、形質転換体を作製する工程、
(b)1あるいは複数の候補化合物の存在下または非存在下で、該遺伝子が発現可能となる条件下で該形質転換体を培養する工程、
(c)Elk1をリン酸化する作用を検出できるシグナルを測定する工程、および
(d)候補化合物の非存在下の場合と比較して、シグナル量を変化させることができる化合物を、Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を阻害または促進する化合物として選択する工程、
を含む。
【0092】
本発明では、シグナル量を正常より2倍以上に増加させる化合物を活性化剤化合物として単離または同定し、2分の1以下に減少させる化合物を阻害剤化合物として単離または同定することが好ましい。
Elk1をリン酸化する作用を検出できるシグナルをコードする遺伝子としては、たとえばレポーター遺伝子が挙げられる。レポーター遺伝子は、テストを行なう転写因子の活性化を直接検出するかわりに用いられるもので、調べたい遺伝子のプロモーターをレポーター遺伝子につなぎ、レポーター遺伝子の産物の活性を測定することによってプロモーターの転写活性の解析を行なうものである(バイオマニュアルシリーズ4、羊土社(1994))。
【0093】
レポーター遺伝子としては、その発現産物の活性または生産量(mRNAの生産量も含まれる)を当業者が測定可能なものであれば、いかなるペプチド、タンパク質をコードする遺伝子も用いることができる。たとえば、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ、βガラクトシダゼ、ルシフェラーゼ等の酵素活性を測定することで利用できる。Elk1のリン酸化の活性化を評価するのに用いるレポータープラスミドとしては、イーストの転写因子Gal4の認識配列をレポーター遺伝子の上流に組み込んだものであれば良く、例えばpFRLuc(STRATAGENE社)と、各種MAPキナーゼの基質となる遺伝子例えばElk1やATF2などとイーストのGal4タンパク質のDNA結合領域をつないだ融合蛋白質例えばpFA2Elk1やpFA2ATF2(STRATAGENE社)とを同時に宿主内に導入することにより利用できる。
【0094】
宿主としては、Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を検出し得る宿主であればよく、好ましくは、哺乳動物細胞であり、たとえばHEK293EBNA細胞が好適に用いられる。形質転換及び培養に関しては、上記に記載の通りである。
Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を阻害または促進する化合物のスクリーニングは、具体的には、たとえば、一定時間培養した形質転換体に、被験物質を任意の量添加し、一定時間後の該形質転換体が発現するレポーター活性を測定し、被験物質を添加しない宿主のレポーター活性と比較することにより、Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を阻害または促進する化合物をスクリーニングすることができる。レポーター活性の測定は、当業者に公知の方法(たとえばバイオマニュアルシリーズ4、羊土社(1994))で行なうことができる。
【0095】
スクリーニングの被検物質には特に制限はなく、低分子化合物、高分子化合物及びペプチドなどが挙げられる。被検化合物は、人工的に合成したものであっても、天然に存在するものであっても良い。また単一物質でも、混合物でもよい。例えば、低分子化合物のライブラリー、コンビナトリアルケミストリーにより合成された化合物ライブラリー、細胞、植物、動物またはその一部を含む天然物、又は当該天然物由来の抽出物などを用いることもできる。複数の化合物を含む混合物をスクリーニングの被験物質として用いた場合は、本発明のタンパク質によるElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を阻害または促進する活性が認められた被験物質についてさらにスクリーニングを行なうことにより、該活性を有する単一物質を単離することができる。また、混合物から目的化合物を単離、精製するには、公知の方法、例えば濾過、抽出、洗浄、乾燥、濃縮、結晶化、各種クロマトグラフィー等を適宜組み合わせて行なう事ができる。
【0096】
また、本発明のスクリーニング法は以下の工程で行なうこともできる。
(a)本発明のElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を持つタンパク質をコードする遺伝子を宿主に導入して、形質転換体を作製する工程、
(b)1あるいは複数の候補化合物の存在下または非存在下で、該遺伝子が発現可能となる条件下で該形質転換体を培養する工程、
(c)Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を検出できるシグナルを測定する工程、および
(d)候補化合物の非存在下の場合と比較して、シグナル量を変化させることができる化合物を、Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を阻害または促進する化合物として選択する工程。
【0097】
上記方法で、Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を測定する方法としては、例えば細胞抽出液を得た後に、リン酸化された各種MAPキナーゼに対する抗体を用いて、各種MAPキナーゼの活性化を検出する方法があげられる。リン酸化された各種MAPキナーゼに対する抗体は、例えばNEB(New England Biolabs社)社の製品を用いることができる。上記抗体を用いた検出の方法としては、ELISA法、ウエスタンブロット法、ドットハイブリダイゼーション法などがあげられる。また、各種MAPキナーゼに対する抗体を用いた免疫沈降法によって各種MAPキナーゼの活性を測定することも可能である。各種MAPキナーゼに対する抗体、及びそれらに対する基質は例えばUpstate Biotechnology社の製品を用いることができる。
【0098】
さらに本発明によれば、以下の工程を含む、医薬組成物を製造する方法が提供される。
(a)本発明のElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を持つタンパク質をコードする遺伝子、およびElk1をリン酸化する作用を検出できるシグナルを発するタンパク質をコードする遺伝子を宿主に導入して、形質転換体を作製する工程、
(b)1あるいは複数の候補化合物の存在下または非存在下で、該遺伝子が発現可能となる条件下で該形質転換体を培養する工程、
(c)Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を検出できるシグナルを測定する工程、および
(d)候補化合物の非存在下の場合と比較して、シグナル量を変化させることができる化合物を、Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を阻害または促進する化合物として選択する工程、および
(e)工程(d)で選択された化合物を含む医薬組成物を調製する工程。
【0099】
さらに本発明では、以下の工程により医薬組成物を製造することもできる。
(a)本発明のElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を有するタンパク質をコードする遺伝子を宿主に導入して、形質転換体を作製する工程、
(b)1あるいは複数の候補化合物の存在下または非存在下で、該遺伝子が発現可能となる条件下で該形質転換体を培養する工程、
(c)Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を検出する工程、および
(d)候補化合物の非存在下の場合と比較して、シグナル量を変化させることができる化合物を、Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を阻害または促進する化合物として選択する工程、および
(e)工程(d)で選択された化合物を含む医薬組成物を調製する工程。
また、上記医薬組成物製造方法の工程(d)においては、シグナル量を正常より2倍以上に増加させる化合物を活性化剤化合物、2分の1以下に減少させる化合物を阻害剤化合物として単離または同定することが好ましい。
【0100】
本発明のタンパク質は、以下の工程により、該タンパク質のアゴニスト、アンタゴニストまたは阻害剤を、構造を基礎にして設計する方法に使用してもよい。
(a)まず、タンパク質の三次元構造を決定する工程、
(b)アゴニスト、アンタゴニストまたは阻害剤の反応性部位または結合部位と思われる部位の三次元構造を推論する工程、
(c)推論した結合部位または反応性部位に結合するかあるいは結合すると予測される候補化合物を合成する工程、および
(d)該候補化合物が実際にアゴニスト、アンタゴニストまたは阻害剤であるか否かを試験する工程。
【0101】
また本発明によれば、上記スクリーニングによって選択された化合物が提供される。該化合物は、本発明のタンパク質によるMAPキナーゼカスケードの活性化を阻害または促進する活性を有する。さらに詳細には、該化合物は、本発明のタンパク質によるElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を阻害または促進する活性を有する。
【0102】
上記スクリーニングによって得られた化合物は、Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼ活性化する作用を阻害または促進する作用を有しているので、Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼの望ましくない活性化あるいは不活性化に起因する疾患を治療または予防するための医薬として有用である。
【0103】
化合物の塩を取得したい時は、化合物が塩の形で得られる場合にはそのまま精製すれば良く、また遊離の形で得られる場合には、通常の方法により適当な溶媒に溶解または懸濁し、所望の酸または塩基を添加し、塩を形成させて単離精製すれば良い。本発明の方法を用いて得られる化合物またはその塩を医薬組成物として調製する工程としては、例えば以下のように常法により製剤化することが挙げられる。すなわち活性成分として有効な量の上記化合物またはその薬理的に許容される塩と、薬理的に許容される担体とを混合すれば良い。また製剤化は選択された投与様式に適した形態が選ばれる。経口投与に適した組成物としては、錠剤、顆粒剤、カプセル剤、丸剤、および散剤などの固体形態、溶液剤、シロップ剤、エリキシル剤、および懸濁液剤などの液体形態が挙げられる。非経口投与に有用な形態としては、無菌溶液剤、乳剤、および懸濁液剤が挙げられる。上記の担体としては、例えばゼラチン、乳糖、グルコース等の糖類、コーン・小麦・米・とうもろこし澱粉等の澱粉類、ステアリン酸等の脂肪酸、ステアリン酸カルシウム・ステアリン酸マグネシウム等の脂肪酸塩、タルク、植物油、ステアリンアルコール・ベンジルアルコール等のアルコール、ガム、ポリアルキレングリコール等が挙げられる。これらのうち液状担体の例としては、一般に水、生理食塩水、デキストロースまたは類似の糖溶液、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール等のグリコール類が挙げられる。
【0104】
本発明によれば、Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用の阻害剤または活性化剤としての活性について化合物をスクリーニングするためのキットも含まれる。該キットは、(a)本発明のElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を有するタンパク質をコードする遺伝子、およびElk1をリン酸化する作用が検出できるシグナルを発するタンパク質をコードする遺伝子を導入した形質転換体、および(b)上記シグナルを測定するための試薬、から成るものであり、Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を阻害または促進する化合物をスクリーニングするために必要な試薬類を含む。
【0105】
別の側面において、本発明は、
(a)配列番号1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57、59、61、63、65または67で表わされるヌクレオチド配列を有する本発明のポリヌクレオチド;
(b)(a)のヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチド;
(c)配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66または68で表わされるアミノ酸配列を有する本発明のタンパク質またはそれらの断片;または、
(d)(c)の本発明のタンパク質に対する抗体;
を含む診断キットに関する。
【0106】
少なくとも(a)〜(d)のいずれかを含むキットは、炎症、自己免疫疾患、感染性疾患(たとえばHIV感染)および癌などの疾患または該疾患への感受性を診断するのに有用である。
MAPキナーゼカスケードは、炎症、自己免疫疾患、癌及びウイルス感染などの多種の病理学的状態におけるその関与のため、薬物デザイン及び治療介在のための魅力的な標的である。多数の実験が、MAPキナーゼカスケード活性化の阻害が深い生理学的作用を有し得ることを示している(例えば、J Cell Biochem 2001 Apr 3-27;82(1):68-77、Pharmacol Res 2001 Mar;43(3):275-83、Diabetes 2001 Jun;50(6):1495-504、Diabetes 2001 Jun;50(6):1464-71、 Atherosclerosis 2001 May;156(1):81-90))。
【0107】
本明細書中に報告するElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を有する新規タンパク質の発見により、異常なMAPキナーゼカスケード活性化を阻害する新しい方法が提供された。さらなる具体例において、本発明は、MAPキナーゼカスケードの活性化を阻害するための前記のElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を有するタンパク質の機能を阻害する化合物を用いる方法に関する。また、本発明は、MAPキナーゼカスケードの活性化を促進するための前記のElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を有するタンパク質の機能を促進する化合物を用いる方法に関する。上記スクリーニング方法によって得られた、Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼの活性化を阻害する化合物または促進する化合物は、たとえば炎症、自己免疫疾患、感染症(1例としてHIV感染症)などの、MAPキナーゼカスケードの望ましくない活性化によって特徴付けられる疾患の治療または予防をする医薬として有用である。
【0108】
MAPキナーゼカスケードの活性化は、アポトーシスを誘導する場合があることが知られており、Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼの活性化阻害剤はアポトーシスを抑制する可能性が考えられる。アポトーシスの抑制が治療につながる疾患としてはGVHD、Toxic epidermal necrolysis(TEN)などの皮膚疾患、増殖性腎炎(IgA腎炎、紫斑病性腎炎、ループス腎炎)、劇症肝炎などが挙げられる。逆にアポトーシスの誘導が治療につながる疾患としては癌疾患等を含む腫瘍が挙げられる。
よって、上記スクリーニング方法によって得られた、Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を阻害する化合物または促進する化合物はこれらの疾患の治療または予防のための医薬として有用である。
【0109】
更に、本発明のタンパク質をコードする遺伝子は、癌、自己免疫疾患、アレルギー性疾患、および炎症性応答を初めとする様々な疾患の治療を目的とした遺伝子治療にも有用である。遺伝子治療とは、疾病の治療を目的として、遺伝子または遺伝子を導入した細胞をヒトの体内に投与することを意味する。本発明のタンパク質や該タンパク質をコードするDNAは、診断目的にも使用できる。すなわち、本発明によれば、本発明のタンパク質をコードする遺伝子を含む遺伝子治療剤が提供される。
【0110】
また本発明のタンパク質をコードする遺伝子を遺伝子治療剤に用いる場合、後述するRNA interference(RNAi)の手法を応用することもできる。すなわち本発明によれば、本発明のタンパク質をコードする遺伝子配列を持つ二本鎖RNAを発現するような遺伝子治療用のベクターも提供される。
【0111】
遺伝子治療剤の形態は特に限定されないが、例えば生理緩衝液からなる薬剤キャリア中に本発明の遺伝子を含む発現ベクターを含む医薬組成物などが挙げられる。薬剤キャリアとしては、その他に適当な安定剤(例えばヌクレアーゼ阻害剤など)、キレート剤(例えばEDTAなど)、及び/またはその他の助剤も含むことができる。あるいはまた、本発明の遺伝子治療剤は、本発明の遺伝子を含む発現ベクターとリポソームとの複合体として提供しても良い。上記した遺伝子治療剤は、例えばカテーテルを利用して適用することもできる。例えば、本発明の遺伝子治療剤を患者の血管などに直接注入することも可能である。
【0112】
本発明の遺伝子治療剤の投与量は、患者の年齢、性別、体重、症状、及び投与経路などの条件に応じて適宜増減されるべきであるが、一般的には成人1回あたりは有効成分のDNA量として1μg/kgから1000mg/kg程度の範囲であり、好ましくは10μg/kgから100mg/kg程度の範囲である。投与回数は特に限定されない。
【0113】
本発明の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を上述の医薬組成物として使用する場合、常套手段に従って実施することができる。たとえば、錠剤、カプセル剤、エリキシル剤、マイクロカプセル剤、無菌性溶液、懸濁液剤などとすることができる。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、たとえば、ヒトや哺乳動物(たとえば、ラット、ウサギ、ヒツジ、ブタ、ウシ、ネコ、イヌ、サルなど)に対して投与することができる。患者への投与は、たとえば、動脈内注射、静脈内注射、皮下注射など当業者に公知の方法により行ないうる。投与量、投与方法は、患者の体重や年齢などにより変動するが、当業者であれば適宜投与方法を選択すると共に、投与方法に応じて適当な投与量を適宜選択することが可能である。また、該化合物がDNAによりコードされうるものであれば、該DNAを遺伝子治療用ベクターに組込み、遺伝子治療を行なうことも考えられる。
すなわち本発明は、Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を促進または阻害する化合物を有効成分として含有する医薬に関する。
【0114】
さらに、上記化合物は、炎症、自己免疫疾患、ウイルス性疾患、感染症、癌などの、MAPキナーゼカスケードの望ましくない活性化によって特徴付けられる疾患の治療または予防する医薬として有用である。すなわち本発明は、MAPキナーゼカスケードの活性化を促進または阻害する化合物を含む、炎症、自己免疫疾患、ウイルス性疾患、ガンなどの医薬にを提供する。具体的には、例えば、慢性関節リウマチ、変形性関節症、全身性エリテマトーデス、糖尿病、敗血症、喘息、アレルギー性鼻炎、虚血性心疾患、炎症性腸疾患、くも膜下出血、ウイルス肝炎、エイズ、GVHD、Toxic epidermal necrolysis(TEN)などの皮膚疾患、増殖性腎炎(IgA腎炎、紫斑病性腎炎、ループス腎炎)、劇症肝炎などに対する治療及び予防薬として有用である。
さらにまた、本発明は、炎症、自己免疫疾患、ウイルス性疾患、ガンなどの治療および予防のための医薬の製造における上記化合物の使用も提供される。
【0115】
また本発明によれば、上記(3)〜(7)に記載のポリヌクレオチドに対するアンチセンスオリゴヌクレオチドが提供される。アンチセンスオリゴヌクレオチドは、標的とした遺伝子配列に対して相補的な配列を持つオリゴヌクレオチドを用いて、タンパク質への翻訳、細胞質への輸送、あるいは全体的な生物活性機能に必要な他の活性等のRNAの機能を阻害することによって、標的遺伝子の発現を抑制することができる。この際、アンチセンスオリゴヌクレオチドとしては、RNAを用いても良いし、DNAを用いても良い。本発明のDNA配列は、本発明のタンパク質をコードする遺伝子から転写されたmRNAとハイブリダイズし得るアンチセンスオリゴヌクレオチドを作製するために使用できる。一般にアンチセンスオリゴヌクレオチドが、その遺伝子の発現に対して抑制的に作用することは公知での事実である(たとえば、細胞工学 Vol.13 No.4(1994))。本発明のタンパク質をコードする遺伝子に対するアンチセンスコード配列を有するオリゴヌクレオチドは、標準の方法で細胞内に導入することができ、該オリゴヌクレオチドは、本発明のタンパク質をコードする遺伝子のmRNAの翻訳を効果的に遮断して、その発現を遮断して、望ましくない作用を抑制することができる。
【0116】
本発明のアンチセンスオリゴヌクレオチドは、天然に見出されるオリゴヌクレオチドの他に、修飾されたものであっても良い〔たとえば、村上&牧野:細胞工学 Vol.13 No.4 p259-266(1994)、村上章:蛋白質核酸酵素 Vol.40 No.10 p1364-1370(1995)、竹内恒成ら:実験医学 Vol.14 No.4 p85-95(1996)〕。従って、オリゴヌクレオチドは変化した糖部分あるいは糖間部分を有していても良い。これらの例は、当該技術分野において使用が知られているホスホチオエート及び他のイオウ含有種である。幾つかの好ましい態様に従えば、オリゴヌクレオチドの少なくとも一つのホスホジエステル結合が、その活性が調節されるべきRNAが位置する細胞の領域に浸透する組成物の能力を高める機能を有する構造により置換される。
【0117】
このような置換は、ホスホロチオエート結合、ホスホロアミデート結合、メチルホスホネート結合または短鎖アルキルもしくはシクロアルキル構造を含むことが好ましい。アンチセンスオリゴヌクレオチドはまた、少なくとも幾つかの修飾されたヌクレオチド型を含んでいても良い。従って、天然に通常見いだされるもの以外のプリン及びピリミジンを使用していても良い。同様に本発明の本質的な意図が実行される限り、ヌクレオチドサブユニットのフラノシル部分を修飾することもできる。このような修飾の例は、2’Oアルキル、及び2’ハロゲン置換ヌクレオチドである。本発明において有用な幾つかの糖部分の2’位の修飾の例は、OH、SH、SCH、OCH、OCN、またはO(CH)nCH(ここでnは1から約10である)、及び同様の特性を有する他の置換基である。全てのこのような類似体は、本発明の遺伝子のmRNAとハイブリダイズしてそのRNAの機能を阻害する機能を果たす限り、本発明に包含される。
【0118】
本発明のアンチセンスオリゴヌクレオチドは、約3から約50ヌクレオチドを含み、約8から約30ヌクレオチドを含むことが好ましく、約12から約25ヌクレオチドを含むことがさらに好ましい。本発明のオリゴヌクレオチドは、周知の方法である固相合成法により作製することができる。このような合成のための装置は、Applied Biosystemsを含む幾つかの業者により販売されている。ホスホチオエート等の他のオリゴヌクレオチドの製造も当業者に公知の方法で作製できる。
【0119】
本発明のアンチセンスオリゴヌクレオチドは、本発明の遺伝子から転写されるmRNAとハイブリダイズできるように設計される。与えられた遺伝子の配列に基づいてアンチセンスオリゴヌクレオチドを設計する方法は、当業者であれば容易である〔たとえば、村上および牧野:細胞工学 Vol.13 No.4 p259-266(1994)、村上章:蛋白質核酸酵素 Vol.40 No.10 p1364-1370(1995)、竹内恒成ら:実験医学 Vol.14 No.4 p85-95(1996)〕。最近の研究は、mRNAの5’領域、好ましくは翻訳開始部位を含む領域に設計されたアンチセンスオリゴヌクレオチドが、遺伝子の発現の阻害に最も効果的であることを示唆している。アンチセンスオリゴヌクレオチドの長さは、15から30ヌクレオチドが好ましく、20から25ヌクレオチドがより好ましい。ホモロジー検索で他のmRNAとの相互作用がないこと、オリゴヌクレオチド配列内で二次構造を取らないことを確認しておくことは重要である。設計したアンチセンス分子が機能したかどうかの評価は、適当な細胞を用いて、該細胞にアンチセンスオリゴヌクレオチドを導入し、当業者には公知の方法で、対象mRNAの量(たとえば、ノーザンブロットまたはRTPCR法)、あるいは対象タンパク質の量(たとえば、ウエスタンブロットまたは蛍光抗体法)を測定することにより、発現抑制の効果を確認できる。
【0120】
一方、三重らせん形成(トリプル・ヘリックス技術)は、核内のDNAを標的とした、主に転写の段階での遺伝子発現制御方法である。オリゴヌクレオチドは、主に転写に関与する遺伝子領域に設計され、それにより、転写及び本発明のタンパク質の産生を抑える。これらのRNA、DNA、オリゴヌクレオチドは、公知の合成装置などを用いて製造することができる。
【0121】
本発明のアンチセンスオリゴヌクレオチドは、標的核酸配列を含む細胞に、たとえばリン酸カルシウム法、リポフェクション法、エレクトロポレーション法、マイクロインジェクション法などのDNAトランスフェクション法、またはウイルスなどの遺伝子導入ベクターの使用を含む遺伝子導入法のいずれを用いて導入してもよい。適切なレトロウイルスベクターを用いてアンチセンスオリゴヌクレオチド発現ベクターを作製し、その後、該発現ベクターを細胞とin vivoまたはex vivoで接触させることにより、標的核酸配列を含む細胞に導入できる。
本発明のDNAは、アンチセンスRNA/DNA技術またはトリプル・へリックス技術を用いて、本発明のタンパクを介するMAPキナーゼカスケードの活性化を阻害する目的で使用できる。
【0122】
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オリゴヌクレオチドは、たとえば炎症、自己免疫疾患、感染症(たとえば、HIV感染症症)、ガンなどの、MAPキナーゼカスケードの望ましくない活性化によって特徴付けられる疾患を治療または予防する医薬として有用である。すなわち、本発明は、上記アンチセンスオリゴヌクレオチドを有効成分として含有する医薬が提供される。また、本発明のアンチセンスオリゴヌクレオチドは、ノーザンハイブリダイゼーション法またはPCR法を用いてそれらの疾病の検出に利用することもできる。
本発明によれば、Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼの活性化を阻害するリボザイムまたはデオキシリボザイムも提供される。リボザイムまたはデオキシリボザイムは、核酸のヌクレオチド配列を認識して、核酸を切断する活性を持つRNAである(たとえば、柳川弘志 実験医学バイオサイエンス12、RNAのニューエイジ)。リボザイムまたはデオキシリボザイムは、選択された標的RNA、たとえば本発明のタンパク質をコードするmRNAを開裂するように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DNAのヌクレオチド配列を基に、本発明のタンパク質のmRNAを特異的に切断するリボザイムまたはデオキシリボザイムを設計することができ、かようなリボザイムまたはデオキシリボザイムは本発明のタンパク質のmRNAに対して相補的な配列を有し、該mRNAと相補的結合し、ついで該mRNAが開裂され本発明のタンパク質の発現が減少し(または完全に発現せず)、発現減少のレベルは標的細胞内でのリボザイムまたはデオキシリボザイム発現のレベルに依存している。
【0123】
よく用いられるリボザイムまたはデオキシリボザイムには、ハンマーヘッド型とヘアピン型の2種類があり、特にハンマーヘッド型リボザイムまたはデオキシリボザイムは切断活性に必要な一次構造や二次構造がよく調べられており、当業者であれば、本発明のタンパク質をコードするDNAのヌクレオチド配列情報のみで容易にリボザイムまたはデオキシリボザイムの設計が可能である〔たとえば、飯田ら:細胞工学Vol.16 No.3,p438-445 (1997)、大川&平比良:実験医学Vol.12 No.12 p83-88(1994)〕。ハンマーヘッドリボザイムまたはデオキシリボザイムは、標的RNAと相補鎖を形成する2ヶ所の認識部位(認識部位Iと認識部位II)と活性部位からなる構造をなし、標的RNAと認識部位で相補対を形成した後、標的RNAのNUXの配列(N:AまたはGまたはCまたはU、X:AまたはCまたはU)の3’末端側で切断することが知られており、特にGUC(あるいはGUA)が一番高い活性を持つことが知られている〔たとえばKoizumi,Mら:Nucl. Acids Res.17,7059-7071(1989)、飯田ら:細胞工学Vol.16 No.3,p438-445 (1997)、大川&平比良:実験医学Vol.12 No.12 p83-88(1994)、川崎&多比良:実験医学 Vol.18 No.3 p381-386 (2000)〕。
【0124】
そこでまず、本発明のDNA配列の中からGTC(またはGTA)の配列を探し出し、その前後で数ヌクレオチドから十数ヌクレオチドの相補対をつくることができるようにリボザイムまたはデオキシリボザイムを設計する。設計したリボザイムまたはデオキシリボザイムの適切性の評価は、たとえば、大川&平比良の文献〔実験医学Vol.12 No.12 p83-88(1994) 〕に記載の方法によって、作製したリボザイムまたはデオキシリボザイムが、イン ビトロ(in vitro)で標的mRNAを切断できるかどうかを調べることで評価できる。リボザイムまたはデオキシリボザイムの調製は、RNA分子またはDNA分子を合成するための当分野で周知の方法により調製する。
【0125】
別法としては、リボザイムの配列をDNA合成機で合成し、たとえばT7或いはSP6のような適切なRNAポリメラーゼプロモータを有する多種のベクターに組み込み、イン ビトロで酵素的にRNAを合成させる方法が挙げられる。これらのリボザイムは、たとえばマイクロインジェクション法などの遺伝子導入方法によって細胞内に導入できる。あるいは別の方法として、リボザイムをコードするDNAを適当な発現ベクターに組み込んで、株細胞、細胞或いは組織内に導入する。選択された細胞中にリボザイムを導入するのに、適切なベクターを使用することができ、たとえばプラスミドベクター、動物ウイルス(たとえばレトロウイルス、アデノウイルス、ヘルペスあるいはワクシニアウイルス)ベクターがこれらの目的に通常用いられる。これらのリボザイムは、本発明のタンパク質で仲介されるElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを阻害する作用を有する。
【0126】
本発明によれば、Elk-1をリン酸化する作用および/またはElk-1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を阻害する二本鎖RNAも提供される。
二本鎖RNAを細胞に導入すると、その配列に対応するmRNAが特異的に分解されることにより遺伝子発現が抑制されるRNA interference(RNAi)という現象が最近明らかにされてきた。RNAiを利用する方法として、人工的に合成したsmall interfering RNA(siRNA)を細胞に導入する方法が一例として挙げられる。siRNAとは、RNAi現象を引き起こすために重要なトリガーといわれる19から25塩基対の二本鎖RNAである。本発明のタンパク質をコードする遺伝子の配列中の適当な領域の19〜25塩基配列について、センスRNA(DNA配列をRNA配列に置き換えたRNA)とアンチセンスRNA(センスRNAと相補的な配列を持つRNA)を合成してsiRNAを作製し、そのsiRNAを例えばfugene6などのリポフェクション法で細胞へ導入することによってRNAiを利用することができる。
【0127】
また、合成siRNAの導入以外の方法として、本発明のタンパク質をコードする遺伝子の配列中の適当な領域の19〜25塩基の配列、及びそれと相補的な配列をプラスミドに組み込み、一時的に細胞内でsiRNAを発現させる方法も効果的な方法であることが最近徐々に明らかにされてきている。具体的には、例えばAmbion社のpSilencer siRNA Expression Vectorなどを用いることができる。(森田隆ら タンパク質 核酸 酵素 Vol.4 No.14 p1939-p1945(2001)、杉本亜砂子 化学と生物 Vol.40 No.11 p713-718)
【0128】
本発明のcDNAは、完全長cDNAであるため、その5’末端の配列がmRNAの転写開始点であり、該cDNA配列をゲノムのヌクレオチド配列と比較することにより、該遺伝子のプロモーター領域を同定することに利用できる。ゲノムのヌクレオチド配列は、データベースに公知の配列として登録されている場合はその配列を利用できる。あるいは、該cDNAを用いてたとえばハイブリダイゼーションによってゲノムライブラリーからクローニングし、ヌクレオチド配列を決めることもできる。このようにして、本発明のcDNAのヌクレオチド配列をゲノムの配列と比較することによって、その上流に存在する該遺伝子のプロモーター領域を同定することが可能である。さらに、このようにして同定した該遺伝子のプロモーター断片を用いて該遺伝子の発現を調べるレポータープラスミドを作製することができる。レポータープラスミドは、大方の場合、転写開始点からその上流2kb、好ましくは転写開始点からその上流1kbのDNA断片をレポーター遺伝子の上流に組み込むことによって作製できる。さらに該レポータープラスミドは、該遺伝子の発現を増強あるいは減弱させる化合物のスクリーニングに利用できる。具体的には例えば、該レポータープラスミドで適当な宿主を形質転換し、一定時間培養した形質転換体に、被験物質を任意の量添加し、一定時間後の該形質転換体が発現するレポーター活性を測定し、被験物質を添加しない形質転換体のレポーター活性と比較することによりスクリーニングすることができる。これらの方法も本発明に含まれる。
【0129】
また本発明は、配列番号1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57、59、61、63、65または67で表されるヌクレオチド配列もしくはコード領域のヌクレオチド配列のうち少なくとも1以上を含むデータセットおよび/または配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66または68で表されるアミノ酸配列のうち少なくとも1以上を含むデータセットを保存したコンピュータ読み込み可能媒体に関する。
【0130】
さらに本発明は、上記に記載の媒体上のデータと他のヌクレオチド配列のデータを比較して相同性の算出を行なう方法に関する。すなわち、本発明のポリヌクレオチドおよびアミノ酸配列は、その2次元および3次元構造を決定し、たとえば同様の機能を有する相同性の高いさらなる配列を同定するための貴重な情報源となる。これらの配列をコンピュータ読み込み可能媒体に保存し、ついで既知の高分子構造プログラムにおいて保存したデータを用いて、GCGプログラムパッケージ(Devereux, J.ら、Nucleic Acids Research 12(1):387(1984))のような既知検索ツールを用いてデータべースを検索すれば、データベース中の、ある相同性を有する配列を見出すことは容易である。
【0131】
コンピュータ読み取り可能媒体は情報またはデータを保存するのに用いる物体のいずれの組成物であってもよく、たとえば、市販フレキシブルディスク、テープ、チップ、ハードディスク、コンパクトディスク、およびビデオディスク等がある。また、本媒体上のデータは、他のヌクレオチド配列のデータと比較して相同性の算出を行なう方法を可能にする。この方法には、本発明ポリヌクレオチド配列を含む第一のポリヌクレオチド配列をコンピュータ読み込み可能媒体中に提供し、次いで、該第一のポリヌクレオチド配列を少なくとも一つの第二のポリヌクレオチドまたはポリペプチド配列と比較して相同性を同定する工程を含む。
【0132】
本発明はまた、配列番号1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57、59、61、63、65または67から選択されるヌクレオチド配列の全てまたは一部を含むポリヌクレオチドが固定されている不溶性基質に関する。DNAプローブである複数の各種ポリヌクレオチドがスライドガラス等の特別に加工された基質上に固定され、次いで標識された標的ポリヌクレオチドを、固定化されたポリヌクレオチドとハイブリダイズさせ、それぞれのプローブからのシグナルを検出する。得られるデータは、解析され、遺伝子発現が測定される。
本発明はさらにまた、配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66または68で表されるアミノ酸配列から選択されるアミノ酸配列の全てまたは一部を含むポリペプチドが固定されている不溶性基質に関する。このタンパク質を固定した不溶性基質と、生物由来の細胞抽出液とを混合し、不溶性基質上に捕獲された、診断あるいは新薬開発のために有効であることが期待されるタンパク質などの細胞由来成分を、単離あるいは同定することができる。
【0133】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて本発明を詳しく説明するが、本発明は、これらの例に何ら限定されるものではない。
(実施例1)オリゴキャッピング法を用いた完全長cDNAライブラリーの作製
(1)ヒト末梢血単核球(PBMC)からのRNA調製
約2×10個のヒトPBMCを、10%FBS(Fetal Bovine Serum:GIBCO社より購入)、終濃度10μg/mlでPHA(Phytohemagglutinin)を含むRPMI1640培地(GIBCO社より購入)にて5%CO2存在下、37℃で7日間培養した。かくして得られた培養液を遠心分離に供したあと、PBSで1回洗浄し、約1×10個の細胞を回収し、RNA抽出源(1)とした。また、残りの細胞(約1×10個)は、PHAを欠く同上の培地にて24時間培養した後2等分し、一方はそのまま24時間培養を継続した後、上記と同様に回収してRNA抽出源(2)とした。そしてもう一方には終濃度10nM、10μMとなるようPMA(Phorbol-12-myristate-13-acetate)、A23187をそれぞれ添加し、24時間培養を行った後、細胞回収を実施し、抽出源(3)とした。ついでこれら(1)〜(3)の3種類の回収細胞からRNA抽出用試薬ISOGEN(ニッポンジーンより購入)を用いて全RNAを各々取得した。取得の具体的方法は、添付のプロトコールに従った。次いで、オリゴdTセルロース カラムを用いて、全RNAからポリA+RNAを取得した。ポリA+RNA取得の具体的方法は、上記Maniatisの実験書に従った。
【0134】
(2)オリゴキャッピング法による完全長cDNAライブラリー作製
上記、ヒトPBMCのポリA+RNAから、オリゴキャッピング法により完全長cDNAライブラリーをそれぞれ作製した。オリゴキャッピング法による完全長cDNAライブラリー作製の具体的方法は、菅野らの方法〔たとえば、Maruyama,K.& Sugano,S.Gene,138:171-174(1994)、Suzuki、Y.et al.Gene、200:149-156(1997)、鈴木・菅野 実験医学別冊 遺伝子工学ハンドブック改訂第3版〕に従って作製した。
【0135】
(3)プラスミドDNAの調製
上記実施例で作製した完全長cDNAライブラリーを、エレクトロポレーション法によって大腸菌TOP10株に形質転換した後、100μg/mlアンピシリンを含有するLB寒天培地に塗布し、37℃で一晩インキュベートした。続いて、アンピシリン含有LB寒天培地上で生育した大腸菌のコロニーから、QIAGEN社のQIAwell 96 Ultra Plasmid Kitを用いてプラスミドを回収した。具体的方法は、QIAwell 96 Ultra Plasmid Kitに添付のプロトコールに従った。
【0136】
(実施例2)Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を有するDNAのクローニング
(1)Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を有するタンパク質をコードするcDNAのスクリーニング
293EBNA細胞(INVITROGEN社より購入)を細胞培養用96穴プレートに1×104Cells/wellとなるように5%FBS存在下のDMEM培地を用いて播種し、そののち24時間37℃で培養した(5%CO2存在下)。次いで、FuGENE6(Roche社より購入)を用いて、pFRLuc(STRATAGENE社より購入)60ng、pFA2Elk1(STRATAGENE社より購入)0.25ng、ヒトp38遺伝子を組み込んだpcDNA3.1(+)(INVITROGEN社)5ng、ヒトJNJ1β1遺伝子を組み込んだpcDNA3.1(+)(INVITROGEN社)30ng、及び上記実施例1.(3)で調製した完全長cDNA2μlを1ウエルに共導入した。導入の方法は添付のプロトコールに従った。24時間37℃で培養後、ロングタームルシフェラーゼアッセイシステム、ピッカジーンLT2.0(東洋インキ社)を用いて添付されている説明書に従い、MAPキナーゼカスケード活性化を反映するレポーター活性(ルシフェラーゼ活性)を測定した。なおルシフェラーゼ活性の測定は、Perkin Elmer社のWallac ARVOTMST 1420 MULTILA BEL COUNTERを用いて行った。
【0137】
(2)ヌクレオチド配列の決定
上記スクリーニングを行い、ルシフェラーゼ活性が対照実験で得られた値(完全長cDNAの代わりに、空ベクターpME18SFL3を導入した細胞のルシフェラーゼ活性)と比べて3倍以上上昇しているプラスミドを選抜し、クローニングされているcDNAの5’側(シークエンスプライマ:5'-CTTCTGCTCTAAAAGCTGCG-3'(配列番号69)と3’側(シークエンスプライマ:5'-CGACCTGCAGCTCGAGCACA-3'(配列番号70))からそれぞれonepassシークエンスを行ない、できる限り長く決定した。なお、ヌクレオチド配列決定のための試薬や方法は、Thermo Sequenase II Dye Terminator Cycle Sequencing Kit(アマシャムファルマシア社)、あるいはBigDye Terminator Cycle Sequencing FS Ready Reaction Kit(アプライドバイオシステムズ社)を用い、ABI PRISM 377シークエンサー、あるいは、ABI PRISM 3100シークエンサーを用い、各々キットに添付されている説明書に従って行なった。
【0138】
(3)得られたクローンのデータベース解析
得られたヌクレオチド配列について、GenBankに対するBLAST(Basic local alignment search tool)〔S. F. Altschul et al., J. Mol. Biol., 215: 403-410 (1990) 〕検索を行なった。その結果、34クローンがElk1をリン酸化する作用若しくはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を有する新規のタンパク質をコードする34種類の遺伝子であった。
【0139】
(4)全長シークエンス
上記スクリーニングによって得られた34種類の新規のクローンについて、全長ヌクレオチド配列(配列番号1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57、59、61、63、65または67)を決定し、タンパク質をコードする部分(オープンリーディングフレーム)のアミノ酸配列(配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66または68)を予想した。
【0140】
(実施例3)MAPキナーゼカスケード、特にp38のシグナルの活性化を阻害する化合物の評価系
293EBNA細胞を細胞培養用96wellプレートに、1×104Cells/100μl/wellの細胞数になるように、5%FBS存在下のDMEM培地に播種し、5%CO存在下、37℃で24時間培養した。次いで、FuGENE6を用いて、上記実施例2のスクリーニングで得た、MAPキナーゼカスケードを活性化する作用を有することが既に公知のタンパク質MKK3をコードする遺伝子を含有するプラスミド10ngと、pFRLuc(STRATAGENE社より購入)60ng、pFA2Elk1(STRATAGENE社より購入)0.25ng、ヒトp38遺伝子を組み込んだpcDNA3.1(+)(INVITROGEN社)5ng、を1wellに共導入した。1時間以内にMAPキナーゼの一種であるp38阻害剤であることが知られているSB203580(CALBIOCHEMより購入)を終濃度0.082〜20μMになるように培養液中に加えた。37℃で24時間培養後、ピッカジーンLT2.0を用いてレポーター活性を測定した。その結果、SB203580はレポーター遺伝子の発現をIC50がおよそ0.4μMで抑制した(図1)。
【0141】
(実施例4)内部標準を用いて補正したレポーター活性の測定
293EBNA細胞を細胞培養用96wellプレートに、1×104Cells/100μl/wellの細胞数になるように、5%FBS存在下のDMEM培地に播種し、5%CO存在下、37℃で24時間培養した。次いで、FuGENE6(Roche社より購入)を用いて、上記実施例2で得た、配列番号2、4、6、10、16、18、24、26、32、36、44、50、52、56、60、62、64、68のMAPキナーゼカスケードを活性化する作用を有するタンパク質をコードする遺伝子を含有する発現プラスミドをそれぞれ25ng、50ng、100ngと、pFR−Luc(STRATAGENE社より購入)60ng、pFA2−Elk1(STRATAGENE社より購入)0.25ng、ヒトp38遺伝子を組み込んだpcDNA3.1(+)(INVITROGEN社)5ng、ヒトJNJ1β1遺伝子を組み込んだpcDNA3.1(+)(INVITROGEN社)30ng、及び内部標準用のレポーター遺伝子としてpRL−tk(東洋インキ社より購入)10ngを1ウエルに共導入した。導入の方法は添付のプロトコールに従った。24時間37℃で培養後、ピッカジーンデュアル(東洋インキ製造株式会社より購入)を用いて添付されている説明書に従い、MAPキナーゼカスケード活性化を反映するレポーター活性(ハタルシフェラーゼ活性)と、内部標準となるレポーター活性(シーパンジールシフェラーゼ)を測定した。なおルシフェラーゼ活性は、Perkin Elmer社のWallac ARVOTMST 1420 MULTILABEL COUNTERを用いて測定した。
【0142】
その結果、上記実施例2で得た、配列番号2、4、6、10、16、18、24、26、32、36、44、50、52、56、60、62、64、68のMAPキナーゼカスケードを活性化する作用を有するタンパク質をコードする遺伝子を含有する発現プラスミドをそれぞれ25ng、50ng、100ngと導入量を変えて導入した際、内部標準レポーター活性で補正したMAPキナーゼカスケード活性化を反映するレポーター活性が、導入量に依存して上昇した。
表1に、上記の遺伝子を含有する発現プラスミドを導入した際の、内部標準レポーター活性で補正したMAPキナーゼカスケード活性化を反映するレポーター活性を、空ベクターを導入した際の同じレポーター活性で割った値(S/B値)で示した。
【0143】
【表1】

【0144】
(実施例5)阻害剤のスクリーニング
293EBNA細胞を細胞培養用96wellプレートに、1×104Cells/100μl/wellの細胞数になるように、5%FBS存在下のDMEM培地に播種し、5%CO存在下、37℃で24時間培養した。次いで、FuGENE6(Roche社より購入)を用いて、上記実施例2で得た、配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66または68のMAPキナーゼカスケードを活性化する作用を有するタンパク質をコードする遺伝子を含有する発現プラスミドをそれぞれ50ng、pFR−Luc(STRATAGENE社より購入)60ng、pFA2−Elk1(STRATAGENE社より購入)0.25ng、ヒトp38遺伝子を組み込んだpcDNA3.1(+)(INVITROGEN社)5ng、ヒトJNJ1β1遺伝子を組み込んだpcDNA3.1(+)(INVITROGEN社)30ngを1ウエルに共導入した。導入の方法は添付のプロトコールに従った。37℃で2時間培養後、手持ちの化合物1000種類を1ウエルあたり最終濃度10μMとなるように添加し、更に24時間37℃で培養後、ピッカジーンLT2(東洋インキ製造株式会社より購入)を用いて添付されている説明書に従い、MAPキナーゼカスケード活性化を反映するレポーター活性を測定した。化合物を添加しないウエルをコントロールとして、化合物を添加したウエルのレポーター活性が50パーセント以下となるような化合物を探索した。その結果、配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66または68のMAPキナーゼカスケードを活性化する作用を有するタンパク質をコードする遺伝子を含有する発現プラスミドを導入した系で、各種カイネースの活性を非特異的に阻害することが既に知られているスタウロスポリンが阻害剤として得られた。今回得られたスタウロスポリンの構造式を図2に示す。
【0145】
【発明の効果】
本発明により、産業上有用性の高いMAPキナーゼカスケードを活性化する作用、即ちElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を有するタンパク質やそれらの遺伝子が提供される。本発明のタンパク質やそれらの遺伝子により、MAPキナーゼカスケードの過剰な活性化、又は阻害が関与する疾患の治療や予防に有用な化合物のスクリーニング、さらにそのような疾患の診断薬を作製することが可能である。更に本発明の遺伝子は、遺伝子治療に用いられる遺伝子ソースとしても有用である。
【0146】
【配列表フリーテキスト】
配列番号69:プライマー
配列番号70:プライマー
【0147】
【配列表】

【0148】




【0149】



【0150】





【0151】



【0152】



【0153】


【0154】




【0155】


【0156】



【0157】

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【0159】

【0160】



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【0179】


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【0199】


【0200】






【0201】



【0202】




【0203】


【0204】




【0205】


【0206】



【0207】

【0208】




【0209】


【0210】


【0211】

【0212】




【0213】

【0214】




【0215】


【0216】

【0217】


【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、MAPキナーゼの一種であるp38阻害剤であるB203580を用いてレポーター活性を測定した結果を示す。
【図2】図2は、スタウロスポリンの構造式を示す。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
以下の(a)または(b)の精製されたタンパク質。
(a)配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66または68のいずれかで表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(b)配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66または68のいずれかにおいて1若しくは複数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を有するタンパク質。
【請求項2】
請求項1に記載のタンパク質とその全長にわたり95%以上のアミノ酸配列の同一性を有するタンパク質であり、かつElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を有する精製されたタンパク質。
【請求項3】
以下の(a)または(b)のタンパク質をコードするポリヌクレオチド配列を包含する単離されたポリヌクレオチド。
(a)配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66または68のいずれかで表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(b)配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66または68のいずれかにおいて1若しくは複数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を有するタンパク質。
【請求項4】
以下の(a)〜(c)のいずれかのポリヌクレオチド配列を包含する単離されたポリヌクレオチド。
(a)配列番号1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57、59、61、63、65、または67のいずれかで表されるポリヌクレオチド配列。
(b)(a)のポリヌクレオチド配列と相補的なポリヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を有するタンパク質をコードするポリヌクレオチド配列。
(c)配列番号1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57、59、61、63、65または67のいずれかにおいて、1若しくは複数個のヌクレオチドが欠失、置換若しくは付加されたポリヌクレオチド配列からなり、かつElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を有するタンパク質をコードするポリヌクレオチド配列。
【請求項5】
以下の(a)〜(c)のいずれかのポリヌクレオチド配列を包含する単離されたポリヌクレオチド。
(a)配列番号1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57、59、61、63、65または67のいずれかのタンパク質コード領域に示されるポリヌクレオチド配列。
(b)(a)のポリヌクレオチド配列と相補的なポリヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を有するタンパク質をコードするポリヌクレオチド配列。
(c)配列番号1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57、59、61、63、65または67に示されるタンパク質コード領域のいずれかであって、1若しくは複数個のヌクレオチドが欠失、置換若しくは付加されたポリヌクレオチド配列からなり、かつElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を有するタンパク質をコードするポリヌクレオチド配列。
【請求項6】
請求項3に記載のポリヌクレオチドと全長にわたり少なくとも95%以上の同一性を有し、かつElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を有するタンパク質をコードするポリヌクレオチド配列を包含する単離されたポリヌクレオチド。
【請求項7】
請求項4または5に記載のポリヌクレオチドと全長にわたり少なくとも95%以上の同一性を有し、かつElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を有するタンパク質をコードするポリヌクレオチド配列を包含する単離されたポリヌクレオチド。
【請求項8】
請求項3〜7のいずれか1項に記載のポリヌクレオチドによりコードされる精製されたタンパク質。
【請求項9】
請求項3〜7のいずれか1項に記載のポリヌクレオチドを含有する組換えベクター。
【請求項10】
請求項9に記載の組換えベクターを有効成分として含有する遺伝子治療剤。
【請求項11】
請求項9に記載の組換えベクターを含む形質転換体。
【請求項12】
膜タンパク質である請求項1または2に記載のタンパク質を有する、請求項11に記載の形質転換体の膜。
【請求項13】
(a)請求項1、2または8に記載のタンパク質を発現する条件下で請求項11に記載の形質転換体を培養する工程;および
(b)培養物からタンパク質を回収する工程、
を含む、請求項1、2または8に記載のタンパク質の製造方法。
【請求項14】
(a)個体のゲノムにおける請求項1、2または8に記載のタンパク質をコードする遺伝子中の変異の存在または不存在を決定する工程;
および/または(b)個体に由来するサンプル中での該タンパク質の発現量を分析する工程を含む、該個体における該遺伝子の発現または活性に関連した疾病または疾病への感受性の診断方法。
【請求項15】
以下の工程を含むElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を阻害又は促進する化合物をスクリーニングする方法。
(a)請求項1、2または8に記載のElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を持つタンパク質をコードする遺伝子、並びにElk1をリン酸化する作用を検出できるシグナルを発するタンパク質をコードする遺伝子を宿主に導入して、形質転換体を作製する工程、
(b)1あるいは複数個の候補化合物の存在下または非存在下で、該遺伝子が発現可能となる条件下で該形質転換体を培養する工程、
(c)Elk1をリン酸化する作用を検出できるシグナルを測定する工程、および
(d)候補化合物の非存在の場合と比較して、シグナル量を変化させることができる候補化合物を、Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を阻害又は促進する化合物として選択する工程。
【請求項16】
以下の工程を含むElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を阻害又は促進する化合物をスクリーニングする方法。
(a)請求項1、2または8に記載のElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を持つタンパク質をコードする遺伝子を宿主に導入して、形質転換体を作製する工程、
(b)1あるいは複数個の候補化合物の存在下または非存在下で、該遺伝子が発現可能となる条件下で該形質転換体を培養する工程、
(c)Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を検出する工程、および
(d)候補化合物の非存在の場合と比較して、Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を変化させることができる候補化合物を、Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を阻害又は促進する化合物として選択する工程。
【請求項17】
請求項15または16に記載のスクリーニング方法により選択される、Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を阻害又は促進する化合物。
【請求項18】
以下の工程を含む、医薬組成物を製造する方法。
(a)請求項1、2または8に記載のElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を持つタンパク質をコードする遺伝子、並びにElk1をリン酸化する作用を検出できるシグナルを発するタンパク質をコードする遺伝子を宿主に導入して、形質転換体を作製する工程、
(b)1あるいは複数個の候補化合物の存在下または非存在下で、該遺伝子が発現可能となる条件下で該形質転換体を培養する工程、
(c)Elk1をリン酸化する作用を検出できるシグナルを測定する工程、
(d)候補化合物の非存在の場合と比較して、シグナル量を変化させることができる候補化合物を、Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を阻害又は促進する化合物として選択する工程、および
(e)工程(d)で選択された化合物を含む医薬組成物を調製する工程。
【請求項19】
以下の工程を含む、医薬組成物を製造する方法。
(a)請求項1、2または8に記載のElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を持つタンパク質をコードする遺伝子を宿主に導入して、形質転換体を作製する工程、
(b)1あるいは複数個の候補化合物の存在下または非存在下で、該遺伝子が発現可能となる条件下で該形質転換体を培養する工程、
(c)Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を検出できるシグナルを測定する工程、
(d)候補化合物の非存在の場合と比較して、Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を変化させることができる候補化合物を、Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を阻害又は促進する化合物として選択する工程、および
(e)工程(d)で選択された化合物を含む医薬組成物を調製する工程。
【請求項20】
Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を阻害又は促進する化合物をスクリーニングするためのキットであって、(a)請求項1、2または8に記載のElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を促進するタンパク質をコードする遺伝子、並びにElk1をリン酸化する作用を検出できるシグナルを発するタンパク質をコードする遺伝子を導入した形質転換体、および(b)上記シグナルを測定するための試薬、を含む上記のキット。
【請求項21】
請求項1、2または8に記載のタンパク質を認識するモノクローナルまたはポリクローナル抗体またはその断片。
【請求項22】
請求項1、2または8に記載のタンパク質が有するElk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を阻害する、請求項21に記載のモノクローナルまたはポリクローナル抗体またはその断片。
【請求項23】
請求項1、2または8に記載のタンパク質を抗原あるいはエピトープ含有フラグメントとして非ヒト動物に投与することを含む、請求項21または22に記載のモノクローナルまたはポリクローナル抗体の製造方法。
【請求項24】
Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を促進するタンパク質の発現を阻害する、請求項3〜7のいずれか1項に記載のポリヌクレオチドの一部に相補的な配列を有するアンチセンスオリゴヌクレオチド。
【請求項25】
請求項1、2または8記載のタンパク質をコードするRNAを開裂する作用を有するか、またはElk1をリン酸化へ導く経路および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化へ導く経路のタンパク質をコードするRNAを開裂する作用を有する、Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を阻害するリボザイムまたはデオキシリボザイム。
【請求項26】
Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を促進するタンパク質の発現を抑制する、請求項3〜7のいずれか1項に記載のポリヌクレオチド配列の一部に対応する配列を持つ二本鎖RNA。
【請求項27】
炎症、自己免疫疾患、癌疾患、感染症、骨疾患、AIDS、神経変性疾患、虚血性障害、GVHD、皮膚疾患、IgA腎炎、紫斑病性腎炎、増殖性腎炎、および劇症肝炎からなる群から選択される疾患の治療に有効な量の請求項15または16に記載の方法でスクリーニングされた化合物、および/または請求項21または22に記載のモノクローナルまたはポリクローナル抗体またはその断片、および/または請求項24に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチド、および/または請求項25に記載のリボザイムまたはデオキシリボザイム、および/または請求項26に記載の二本鎖RNAを個体に投与することを含む、Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用に関連する疾患の治療方法。
【請求項28】
Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用を阻害または活性化するための、請求項18または19に記載の方法により製造された医薬組成物。
【請求項29】
炎症、自己免疫疾患、癌疾患、感染症、骨疾患、AIDS、神経変性疾患、虚血性障害、GVHD、皮膚疾患、IgA腎炎、紫斑病性腎炎、増殖性腎炎、および劇症肝炎の治療および/または予防のための、請求項28記載の医薬組成物。
【請求項30】
Elk1をリン酸化する作用および/またはElk1をリン酸化するキナーゼを活性化する作用の異常に起因した疾患を患っている患者に請求項18または19に記載の方法により製造された医薬組成物を投与することを含む、炎症、自己免疫疾患、癌疾患、感染症、骨疾患、AIDS、神経変性疾患、虚血性障害、GVHD、皮膚疾患、IgA腎炎、紫斑病性腎炎、増殖性腎炎、および劇症肝炎を治療する方法。
【請求項31】
請求項21または22に記載のモノクローナルまたはポリクローナル抗体またはその断片を有効成分として含有する医薬組成物。
【請求項32】
請求項24に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチドを有効成分として含有する医薬組成物。
【請求項33】
請求項25に記載のリボザイムまたはデオキシリボザイムを有効成分として含有する医薬組成物。
【請求項34】
請求項26に記載の二本鎖RNAあるいはその二本鎖RNAを発現することが可能なベクターを有効成分として含有する医薬組成物あるいは遺伝子治療剤。
【請求項35】
炎症、自己免疫疾患、癌疾患、感染症、骨疾患、AIDS、神経変性疾患、虚血性障害、GVHD、皮膚疾患、IgA腎炎、紫斑病性腎炎、増殖性腎炎、および劇症肝炎からなる群から選択される疾患の治療および/または予防のための、請求項31から34の何れかに記載の医薬組成物。
【請求項36】
配列番号1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57、59、61、63、65または67に示されるヌクレオチド配列もしくはそれらのコード領域のヌクレオチド配列のうち少なくとも1以上を含むデータセット、および/または、配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66または68に示されるアミノ酸配列のうち少なくとも1以上を含むデータセットを保存したコンピュータ読み込み可能媒体。
【請求項37】
請求項36に記載の媒体上のデータと他のポリヌクレオチド配列および/または他のアミノ酸配列のデータを比較して他のポリヌクレオチド配列および/またはアミノ酸配列との同一性の算出を行なう方法。
【請求項38】
配列番号1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57、59、61、63、65または67から選択されるヌクレオチド配列の全てまたは一部を含むポリヌクレオチドが固定されている不溶性基質。
【請求項39】
配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66または68で表されるアミノ酸配列から選択されるアミノ酸配列の全てまたは一部を含むポリペプチドが固定されている不溶性基質。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2006−340601(P2006−340601A)
【公開日】平成18年12月21日(2006.12.21)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2003−34875(P2003−34875)
【出願日】平成15年2月13日(2003.2.13)
【出願人】(303046299)旭化成ファーマ株式会社 (105)
【Fターム(参考)】