ＴＲＰＭ５イオンチャネルのためのハイスループットスクリーニングアッセイ
ＴＲＰＭ５のような、速効型イオンチャネルの活性を特異的に調節する化合物を同定し得る、ハイスループットスクリーニングアッセイの必要性が当該分野において存在する。現在の方法は、感受性の欠如、低い処理量という欠点があり、そして大きな労働力を要する。請求される方法は、迅速な結果の読み取りを与え、高いシグナル対ノイズバックグラウンド比を有し、使用が容易であり、自動化および小型化のために改変し得、そして化合物が特異的にＴＲＰＭ５を調節するという実証を提供する、光学的読み取りによる蛍光アッセイを提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の背景
発明の分野
本発明は、味覚に影響を与える化合物のハイスループットスクリーニング方法に関連する。より具体的には、本発明は、イオンチャネルＴＲＰＭ５の活性を調節することによって味覚に影響を与える化合物の同定に有用なスクリーニング方法に関連する。そのスクリーニング方法は、蛍光膜電位色素を用いて、目に見える蛍光の読み取り情報を提供することによって、数千の化合物の迅速なスクリーニングを可能にし、それは容易に自動化し得る。
【背景技術】
【０００２】
背景
味覚の認知は、ヒトの栄養状態に決定的な役割を果たすだけでなく、下等および高等動物の生存にも不可欠である（Ｍａｒｇｏｌｓｋｅｅ，Ｒ．Ｆ． Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．２７７：１−４（２００２）；Ａｖｅｎｅｔ，Ｐ．およびＬｉｎｄｅｍａｎｎ，Ｂ． Ｊ．Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｂｉｏｌ．１１２：１−８（１９８９））。味覚の認知は、味覚受容体細胞（ＴＲＣ）によって行われる。ＴＲＣは、所定の味覚と関連した多数の化合物を知覚し、そしてその知覚を脳によって解読されるシグナルに変換し、甘味、苦味、酸味、塩味、またはうま味（風味）を生じる。
【０００３】
ＴＲＣは、極性を示す上皮細胞であり、それは、それらが特殊化した頂端および側底部の膜を有することを意味する。味蕾は６０−１００のＴＲＣを含み、それぞれその膜のごく一部が舌の粘膜表面に露出している（Ｋｉｎｎａｍｏｍ，Ｓ．Ｃ． ＴＩＮＳ １１：４９１−４９６（１９８８））。感覚の伝達は、味分子、または「味物質」によって開始され、それはＴＲＣの頂端部の膜において微絨毛突起と相互作用する。味物質は特異的な膜受容体に結合し、細胞膜を横切る電位変化を引き起こし、これが次に細胞を脱分極させ、または電位を変化させ、伝達物質の放出および一次味覚神経線維の興奮を引き起こす。
【０００４】
イオンチャネルは、膜に孔を形成し、そしてイオンを一方から他方へ通過させる膜貫通タンパク質である（Ｂ．Ｈｉｌｌｅ（編）、１９９２、Ｉｏｎｉｃ Ｃｈａｎｎｅｌｓ ｏｆ Ｅｘｃｉｔａｂｌｅ Ｍｅｍｂｒａｎｅｓ 第２版、Ｓｉｎａｕｅｒ、Ｓｕｎｄｅｒｌａｎｄ、Ｍａｓｓ．において概説されている）。いくらかのイオンチャネルは、全ての生理学的膜条件の下で開口するが（いわゆる漏出性チャネル）、多くのチャネルは、特定の刺激に反応して開口する「ゲート」を有する。例として、電位開口型チャネルは、膜を横切る電位の変化に反応し、機械刺激依存チャネルは膜の機械刺激に反応し、そしてリガンド開口型チャネルは、特異的な分子の結合に反応する。様々なリガンド開口型チャネルが、神経伝達物質（伝達物質開口型チャネル）のような細胞外因子、またはイオン（イオン開口型チャネル）またはヌクレオチド（ヌクレオチド開口型チャネル）のような細胞内因子に反応して開口し得る。さらに他のイオンチャネルは、Ｇタンパク質のようなタンパク質との相互作用によって調節される（Ｇタンパク質共役受容体またはＧＰＣＲ）。
【０００５】
ほとんどのイオンチャネルタンパク質は、１つの支配的なイオン種の透過を媒介する。例えば、ナトリウム（Ｎａ＋）、カリウム（Ｋ＋）、塩素（Ｃｌ−）、およびカルシウム（Ｃａ２＋）チャネルが同定された。
【０００６】
１つの最近発見されたイオンチャネル、ＴＲＰＭ５は、味覚の伝達に不可欠であることが示された。非特許文献１；非特許文献２。ＴＲＰＭ５は、イオンチャネルの一過性受容器電位（ＴＲＰ）ファミリーのメンバーである。ＴＲＰＭ５は、味覚受容体細胞の膜を通してチャネルを形成し、そしてホスホリパーゼＣと共役した受容体経路の活性化によって、およびＩＰ３によるＣａ２＋の放出によって活性化されると考えられる。このチャネルの開口は、Ｃａ２＋レベルの上昇に依存する。非特許文献３。このチャネルの活性化は、ＴＲＣの脱分極を引き起こし、それが今度は伝達物質の放出および一次味覚神経線維の興奮を引き起こす。
【０００７】
ＴＲＰＭ５は、味覚認知機構の必要な部分であるので、その阻害は、動物が特定の味を感じることを阻害する。味覚の認知は重要な機能であるが、ある状況下では、望ましくない味覚を阻害する、または遮蔽することが有用である。例えば、薬剤の多くの活性医薬品成分は、苦味のような望ましくない味覚を生じる。薬剤によって生じる苦味の阻害は、患者による認容性の改善を引き起こし得る。他の状況において、改善された人工甘味料の開発の場合、または高齢者のようなグループにおける味覚の喪失の治療におけるように、味覚の増強が望ましくあり得る。Ｍｏｊｅｔら、Ｃｈｅｍ．Ｓｅｎｓｅｓ ２６：８４５−６０（２００１）。
【０００８】
ＴＲＰＭ５は、受容体の刺激時に、電位の調節および迅速な活性化／不活性化（「開口および閉鎖」）動態を示し（非特許文献３）、それはナトリウムおよびカリウムのような、一価の陽イオンの通過を可能にする。密接に関連したタンパク質、ＴＲＰＭ４ｂも、Ｃａ２＋依存性の電位調節を示すが、開口および閉鎖はＴＲＰＭ５よりかなり遅い。従って、ＴＲＰＭ５は、迅速な活性化／不活性化動態を有する、電位調節、Ｃａ２＋活性化、一価陽イオンチャネルの最初の例である（非特許文献３）。
【０００９】
イオンチャネルの活性化または阻害を、細胞をある刺激に接触させた場合の細胞膜電位の変化を測定することによって決定し得る。細胞膜電位は複数のチャネルによって影響され得るので、これはイオンチャネル調節を評価する間接的な方法である。
【００１０】
イオンチャネル活性を試験するための１つの方法は、パッチクランプ技術を用いて細胞膜電位の変化を測定することである（非特許文献４）。この技術において、細胞を、マイクロピペットチップを含む電極に付着させ、それは細胞の電気的状態を直接測定する。これは、様々な刺激に反応した膜電位の変化を、詳細に生物物理学的に特徴付けることを可能にする。従って、パッチクランプ技術を、イオンチャネルの活性を調節する化合物を同定するためのスクリーニングツールとして使用し得る。しかし、この技術は習得するのが困難であり、そして一貫した、信頼性の高いデータを得るためにはかなりの熟練の技が必要である。さらに、この技術は時間がかかり、そして１日あたり２つまたは３つより少ない化合物しか活性に関してスクリーニングできない。
【００１１】
理想的には、試験化合物をスクリーニングする方法は、ハイスループットであり（すなわち、多くの化合物を迅速にスクリーニングすることを可能にする）、自動化され、使用が容易であり、感受性が高く、そして選択的である。スクリーニングアッセイはまた、高いシグナル対バックグラウンドノイズの比を提供するべきである。（非特許文献５）。バックグラウンドノイズは、そのイオンチャネルに対する効果に関わらず、化合物が産生する最低の刺激である。最も低い反応が、バックグラウンド測定値の上に見えるので、高い比は、正または負の調節物質の可視化をより簡単にする。これは、調節化合物の明確な同定につながる。
【００１２】
イオンチャネルの調節を決定するための潜在的なハイスループット法は、細胞膜電位が変化した場合に蛍光シグナルを産生する蛍光色素を利用する。膜電位が変化する時に、蛍光色素が細胞膜二重層において細胞内から細胞外位置へとその方向を「変える」ので、蛍光の増加が起こる。この方向転換は蛍光の増加を引き起こし、それは通常光学的読み取り装置を用いて容易に検出および定量される。イオンチャネル機能の光学的読み取りは、潜在的に感受性が高く、多目的であり、そして小型化および自動化を受け入れられるので、ハイスループットスクリーニングに好ましい。今日の光学的読み取り装置は、複数のサンプルから短時間で蛍光を検出し、そして自動化し得る。蛍光の読み取りは、細胞内イオン濃度をモニターするために、および膜電位を測定するために広く使用される。
【００１３】
従来の蛍光色素の欠点のいくつかを克服する試みにおいて、Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ＤｅｖｉｃｅｓのＦＬＩＰＲ（登録商標）膜電位色素（ＦＭＰ）のような、改変ビスオキソノール蛍光色素が開発された。ＦＭＰ色素は、「スロー」イオンチャネルに関するパッチクランプ記録によって直接決定される膜電位と蛍光を関連付けるのに有効であった（非特許文献５；非特許文献６；および非特許文献７）。
【００１４】
特定のイオンチャネルを調節する化合物に関するハイスループットスクリーニング（ＨＴＳ）法のデザインにおける主な難点は、チャネルの活性化を決定する方法が間接的であることである。ＴＲＰＭ５活性の調節を通して味覚に影響を与える化合物を同定するために、その化合物の味覚に対する影響がＴＲＰＭ５に特異的であり、そして細胞表面に存在する多数の他のチャネルおよび受容体の１つまたはそれ以上にも特異的ではないことを示さなければならない。それに加えて、ＴＲＰＭ５の活性化はカルシウム依存性であるので、ＴＲＰＭ５／試験化合物相互作用の特異性を、ＧＰＣＲ−アゴニストカルシウム流入も調節する化合物を除外することによって確認しなければならない。
【非特許文献１】Ｐｅｒｅｚら、Ｎａｔｕｒｅ Ｎｅｕｒｏｓｃｉｅｎｃｅ ５：１１６９−１１７６（２００２）
【非特許文献２】Ｚｈａｎｇら、Ｃｅｌｌ １１２：２９３−３０１（２００３）
【非特許文献３】Ｈｏｆｍａｎｎら、Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｂｉｏｌ．１３：１１５３−１１５８（２００３）
【非特許文献４】Ｈａｍｉｌｌら、Ｎａｔｕｒｅ ２９４：４６２−４（１９８１）
【非特許文献５】Ｂａｘｔｅｒら、Ｊ．Ｂｉｏｍｏｌ．Ｓｃｒｅｅｎ．７：７９−８５（２００２）
【非特許文献６】Ｂｅｈｒｅｎｄｔら、Ｂｒｉｔｉｓｈ Ｊ．Ｐｈａｒｍａｃｏｌ．１４１：７３７−７４５（２００４）
【非特許文献７】Ｗｈｉｔｅａｋｅｒら、Ｊ．Ｂｉｏｍｏｌ．Ｓｃｒｅｅｎ．６：３０５−３１２（２００１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
従って、当該分野において、ＴＲＰＭ５に特異的に作用することによって味覚を調節する化合物を、他のメカニズムによって作用し得、そして味覚に影響を与えないかもしれない化合物と区別し得るＨＴＳアッセイの必要性が存在する。請求される発明は、迅速および特異的な結果を生じ、高いシグナル対バックグラウンド比を有し、そして使用が簡単であるＨＴＳ法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
発明の簡単な概要
ＴＲＰＭ５イオンチャネル活性を調節する化合物の迅速なスクリーニングを可能にする、新規ハイスループットスクリーニングアッセイが発見された。本発明の方法は、膜電位の変化の評価のみに頼る方法よりも選択的である。本発明は、従事者が、イオンチャネルの非特異的調節因子である薬剤を、ＴＲＰＭ５の調節を介して作用する薬剤と区別することを可能にする。さらに、その方法は、潜在的にこの速いイオンチャネルを調節し、そして味覚に影響する数千の化合物を、迅速におよび信頼性高くスクリーニングすることを可能にする。
【００１７】
本発明の実施態様は、ＴＲＰＭ５を発現する細胞を、細胞内カルシウム濃度を増加させる最適未満の濃度の薬剤と接触させることであって、当該細胞は、膜電位蛍光色素で前処理されていること；当該細胞を、潜在的な増強化合物と接触させること；光学的検出器を用いて、当該潜在的増強化合物の存在下で当該細胞の蛍光強度を測定すること；および測定蛍光強度を、細胞内カルシウム濃度を増加させる最適濃度の薬剤の存在下で、ＴＲＰＭ５を発現する異なる細胞の蛍光強度と比較することを含む、ＴＲＰＭ５イオンチャネルの潜在的なエンハンサーをスクリーニングするための、ハイスループットスクリーニングアッセイである。
【００１８】
本発明のさらなる実施態様は、ＴＲＰＭ５を発現し、膜電位蛍光色素で前処理した細胞を、塩化カリウムの存在下で試験化合物と接触させること；光学的検出器を用いて、当該潜在的調節化合物の存在下で、当該細胞の蛍光強度を測定すること；上記で決定した測定蛍光強度を、塩化カリウムの存在下で、および試験化合物の非存在下で、ＴＲＰＭ５を発現し、そして膜電位色素で前処理した異なる細胞の蛍光強度と比較すること；およびＫＣｌおよび試験化合物による蛍光強度の、試験化合物の非存在下におけるＫＣｌによる強度に対する比が、１より小さいかまたは大きいかを決定することによって、試験化合物がＴＲＰＭ５特異的調節因子であり得るかどうかを評価することを含む、試験化合物が、ＴＲＰＭ５イオンチャネル特異的調節因子であるかどうかを決定するための、ハイスループットスクリーニングアッセイである。
【００１９】
本発明のさらなる実施態様は、ＴＲＰＭ５を発現し、そして細胞内カルシウム色素で前処理した細胞を、試験化合物および細胞内カルシウム濃度を増加させる最適未満の濃度のカルシウム調節薬剤と接触させること；光学的検出器を用いて、当該カルシウム調節化合物の存在下で、当該細胞の蛍光強度を測定すること；上記で決定した、測定蛍光強度を、最適未満の濃度のカルシウム調節薬剤の存在下および試験化合物の非存在下で、ＴＲＰＭ５を発現し、そして細胞内カルシウム色素で前処理した異なる細胞の蛍光強度と比較すること；および最適未満の濃度のカルシウム調節薬剤および試験化合物による蛍光強度の、試験化合物の非存在下における最適未満の濃度のカルシウム調節薬剤による強度に対する比が、１より小さいかまたは大きいかを決定することによって、その試験化合物がＴＲＰＭ５特異的改変因子であり得るかどうかを評価することを含む、試験化合物が、ＴＲＰＭ５イオンチャネル特異的調節因子であるかどうかを決定するための、ハイスループットスクリーニングアッセイである。
【００２０】
請求される発明の別の実施態様は、野生型ＴＲＰＭ５および非機能性ＴＲＰＭ５の両方を発現し、そして膜電位蛍光色素で前処理した細胞を、当該細胞においてカルシウム濃度を増加させる薬剤の存在下で、潜在的なエンハンサーと接触させること；光学的検出器を用いて、当該潜在的エンハンサーの存在下で当該細胞の蛍光強度を測定すること；およびＴＲＰＭ５増強の程度を決定するために、上記で決定した測定蛍光強度を、潜在的な増強化合物の存在下で、野生型ＴＲＰＭ５を発現し、そして膜電位色素で前処理した細胞の蛍光強度と比較することを含む、ＴＲＰＭ５イオンチャネルの潜在的なエンハンサーをスクリーニングするための、ハイスループットスクリーニングアッセイである。
【００２１】
いくつかの実施態様において、非機能性ＴＲＰＭ５は、ＴＲＰＭ５遺伝子の最初の１０００塩基対の欠失を含む。別の実施態様において、非機能性ＴＲＰＭ５は、ＴＲＰＭ５遺伝子の最初の２０００塩基対の欠失を含む。
【００２２】
いくつかの実施態様において、請求された方法はさらに、ＴＲＰＭ５活性を増強する化合物を選択することを含む。他の実施態様において、請求された方法はさらに、ＴＲＰＭ５活性を阻害する化合物を選択することを含む。
【００２３】
さらなる実施態様において、請求された方法は、マルチウェル容器に入った細胞をスクリーニングすることに向けられる。請求された発明のマルチウェル容器は、９６穴まで、および９６穴と同じ数を含み得る。別の実施態様において、マルチウェル容器は、９６穴より多く含む。別の実施態様において、マルチウェル容器は、３８４穴を含む。さらに別の実施態様において、マルチウェル容器は、１５３６穴を含む。
【００２４】
請求された発明のいくつかの実施態様において、カルシウム濃度を増加させる薬剤を、トロンビン、アデノシン３リン酸（ＡＴＰ）、カルバコール、および内因性Ｇタンパク質共役受容体（ＧＰＣＲ）のアゴニストからなるグループから選択する。本発明の１つの実施態様において、カルシウム濃度を増加させる薬剤は、カルシウムイオノフォア、例えばＡ２３１８７、カルシマイシンまたはイオノマイシンである。
【００２５】
請求された発明のいくつかの実施態様において、膜電位蛍光色素は、ＦＭＰ色素である。
【００２６】
請求された発明のさらなる実施態様において、光学的検出器は、Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｐｌａｔｅ Ｒｅａｄｅｒ（ＦＬＩＰＲ（登録商標））、ＦＬＥＸＳｔａｔｉｏｎ、Ｖｏｌｔａｇｅ／Ｉｏｎ Ｐｒｏｂｅ Ｒｅａｄｅｒ（ＶＩＰＲ）、蛍光顕微鏡および電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラ、およびＰａｔｈｗａｙＨＴからなるグループから選択される。本発明の１つの実施態様において、光学的検出器はＦＬＩＰＲ（登録商標）である。
【００２７】
本発明のさらなる実施態様、特徴、および利点、および本発明の様々な実施態様の構造および操作は、付随する図を参照して、下記で詳細に記載される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
発明の詳細な説明
概観
本発明は、ＴＲＰＭ５の活性を調節する化合物に関するハイスループットスクリーニングアッセイである。ＴＲＰＭ５の制御因子は、味覚に影響を与える可能性があるので、従って本発明は、ＴＲＰＭ５を特異的に調節し得る、味物質の同定に有用な最初のハイスループットスクリーニング法を提供する。この方法は、カウンタースクリーニング、最適未満の投与量の使用、およびＴＲＰＭ５のドミナントネガティブ変異体を採用するので、この方法は、味覚に影響を与え得る化合物に関する他のスクリーニングより選択的である。
【００２９】
ハイスループットは、短時間で多くの化合物を処理することを指す。例えば、本発明を使用して、１０００より多い試験化合物を、１時間以内にＴＲＰＭ５活性を調節する能力に関してスクリーニングし得る。このアッセイを、ＴＲＰＭ５を発現する細胞を用いて行う。明細書および請求において使用される場合、単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、文脈が明らかに他を規定しなければ、複数の指示を含む。例えば、「イオンチャネル」という用語は、複数のイオンチャネルを含む。「細胞」という用語は、複数の細胞を含む。
【００３０】
細胞を試験化合物に接触させ、そしてその化合物のチャネルの開口を刺激する、または開口を阻害する能力を測定する。試験化合物の効果を、細胞を化合物に接触させた後の細胞膜電位の変化を測定することによって決定する。細胞膜電位の変化に反応する蛍光色素を、検出のために使用する。化合物のチャネルを調節する能力の特異性を評価する措置を、上記で記載した方法と平行して行う。これらの平行する方法は、塩化カリウムカウンタースクリーニングの使用、チャネルを刺激することが公知である最適未満の投与量の化合物の使用、および生物学的に不活性なドミナントネガティブＴＲＰＭ５チャネルの使用を含む。
【００３１】
特定の構成および配置が議論されるが、これは説明目的のみのためになされることが理解される。当業者は、本発明の意図および範囲から離れることなく、他の構成および配置を使用し得ることを認識する。本発明を、様々な他の適用においても採用し得ることが、当業者に明らかである。
【００３２】
細胞
本発明の方法において使用するための細胞は、機能的、または非機能的ＴＲＰＭ５のいずれかを含む。実施者は、ＴＲＰＭ５が内因性である細胞を使用し得る、またはＴＲＰＭ５を細胞に導入し得る。もしＴＲＰＭ５が細胞に内因性であるが、発現レベルが最適でないならば、実施者は細胞におけるＴＲＰＭ５の発現レベルを増加させ得る。所定の細胞が全く、または十分なレベルでＴＲＰＭ５を産生しない場合、発現および細胞膜への挿入のために、ＴＲＰＭ５の核酸を宿主細胞に導入し得る。一般的に制限なく「形質転換」と呼び得るその導入は、あらゆる利用可能な技術を採用し得る。真核細胞に関して、適当な技術は、リン酸カルシウムトランスフェクション、ＤＥＡＥ−Ｄｅｘｔｒａｎ、エレクトロポレーション、リポソームによるトランスフェクション、およびレトロウイルスまたは他のウイルス、例えばワクシニアウイルスまたは昆虫細胞に関してはバキュロウイルスを用いた導入を含み得る。哺乳類細胞宿主システム形質転換の一般的な局面が、米国特許第４，３９９，２１６号において記載された。哺乳類細胞を形質転換する様々な技術に関しては、Ｋｅｏｗｎら、Ｍｅｔｈ．Ｅｎｚｙｍ．１８５：５２７−５３７（１９９０）およびＭａｎｓｏｕｒら、Ｎａｔｕｒｅ ３３６：３４８−３５２（１９８８）を参照のこと。下記で詳細に記載されるように、ＴＲＰＭ５を非機能的にもし得る。生物学的に不活性なＴＲＰＭ５を、上記で記載した技術のいずれかを用いて細胞に導入し得る。不活性ＴＲＰＭ５を発現する細胞は、ＴＲＰＭ５活性化の特異性の確認のために有用である。
【００３３】
ＴＲＰＭ５遺伝子は、様々な胎児および成人組織において、４．５ｋｂの転写物として発現する（Ｐｒａｗｉｔｔら、Ｈｕｍ．Ｍｏｌ．Ｇｅｎ．９：２０３−２１６（２０００））。ヒトＴＲＰＭ５は、２４個のエキソンを含む推定リーディングフレームを有し、それは１１６５アミノ酸の、膜貫通ポリペプチドをコードする。Ｔｈｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ（ＮＣＢＩ）データベースは、それぞれＴＲＰＭ５のヒトおよびマウス形式の両方に関して、核酸（ＮＰ＿０６４６７３、ＮＰ＿０５５３７０、ＡＡＰ４４４７７、ＡＡＰ４４４７６）およびアミノ酸（ＮＭ＿０１４５５５、ＮＭ＿０２０２７７、ＡＹ２８０３６４、ＡＹ２８０３６５）配列の両方に関していくつかの配列を列挙する。上記の配列を含むことは、ＴＲＰＭ５遺伝子配列を説明する目的のためであるが、本発明は開示された配列の１つに制限されない。
【００３４】
単離された配列の供給源に依存して、遺伝子配列においてかなりの不均一性が存在し得ることが、当該分野において認識される。本発明は、ＴＲＰＭ５の保存的に改変された変異体の使用を企図する。保存的に改変された変異体は、アミノ酸および核酸配列の両方にあてはまる。特定の核酸配列に関して、保存的に改変された変異体は、同一の、または本質的に同一のアミノ酸配列をコードする核酸、または核酸がアミノ酸配列をコードしない場合は、本質的に同一の配列を指す。遺伝コードの縮重のために、多くの機能的に同一の核酸が、あらゆる所定のタンパク質をコードする。
【００３５】
例えば、コドンＧＣＡ、ＧＣＣ、ＧＣＧ、およびＧＣＵは全て、アミノ酸アラニンをコードする。従って、コードされたポリペプチドを変更することなく、コドンによってアラニンが指定された全ての位置において、コドンを説明した対応するコドンのいずれかに変更し得る。そのような核酸変異は、「サイレント変異」であり、保存的に改変された変異の１つの種類である。ポリペプチドをコードする、本明細書中の全ての核酸配列は、核酸のあらゆる可能性のあるサイレント変異も説明する。当業者は、核酸における各コドン（通常メチオニンの唯一のコドンであるＡＵＧ、および通常トリプトファンの唯一のコドンであるＴＧＧを除いて）を、機能的に同一の分子を生じるために改変し得ることを認識する。よって、ポリペプチドをコードする、核酸の各サイレント変異は、記載された配列それぞれに潜在的に含まれる。
【００３６】
機能的に類似のアミノ酸を提供する保存的置換表が、当該分野で周知である。例えば、保存的置換を選択するための１つの典型的なガイドラインは、（もとの残基に続いて典型的な置換）：アラニン／グリシンまたはセリン；アルギニン／リジン；アスパラギン／グルタミンまたはヒスチジン；アスパラギン酸／グルタミン酸；システイン／セリン；グルタミン／アスパラギン；グリシン／アスパラギン酸；グリシン／アラニンまたはプロリン；ヒスチジン／アスパラギンまたはグルタミン；イソロイシン／ロイシンまたはバリン；ロイシン／イソロイシンまたはバリン；リジン／アルギニンまたはグルタミンまたはグルタミン酸；メチオニン／ロイシンまたはチロシンまたはイソロイシン；フェニルアラニン／メチオニンまたはロイシンまたはチロシン；セリン／スレオニン；スレオニン／セリン；トリプトファン／チロシン；チロシン／トリプトファンまたはフェニルアラニン；バリン／イソロイシンまたはロイシンを含む。第２の典型的なガイドラインは、それぞれお互いに保存的置換であるアミノ酸を含む、以下の６つのグループを使用する：１）アラニン（Ａ）、セリン（Ｓ）、スレオニン（Ｔ）；２）アスパラギン酸（Ｄ）、グルタミン酸（Ｅ）；３）アスパラギン（Ｎ）、グルタミン（Ｑ）；４）アルギニン（Ｒ）、リジン（Ｋ）；５）イソロイシン（Ｉ）、ロイシン（Ｌ）、メチオニン（Ｍ）、バリン（Ｖ）；および６）フェニルアラニン（Ｆ）、チロシン（Ｙ）、トリプトファン（Ｗ）；（例えばＣｒｅｉｇｈｔｏｎ、Ｐｒｏｔｅｉｎｓ、Ｗ．Ｈ．Ｆｒｅｅｍａｎ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ（１９８４）；ＳｃｈｕｌｔｚおよびＳｃｈｉｍｅｒ、Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ（１９７９）も参照のこと）。当業者は、上記で同定された置換が唯一可能な保存的置換ではないことを認識する。例えば、ある目的のために、陽性または陰性のいずれにせよ、全ての荷電アミノ酸をお互いに保存的置換であると見なし得る。それに加えて、コードされたアミノ酸において、単一のアミノ酸または少ないパーセンテージのアミノ酸を変化、追加、または欠失させる個々の置換、欠失、または追加も、「保存的に改変された変異」と判断し得る。
【００３７】
ＴＲＰＭ５のドミナントネガティブ形式も、ＴＲＰＭ５を特異的に調節する化合物を同定するためのハイスループットスクリーニングアッセイにおいて使用し得る。本明細書中で、「ドミナントネガティブ」によって、そのタンパク質がイオンチャネルを形成する能力は保持するが、１価陽イオンの流入を調節できないような、野生型のサブユニットに対する結合に関して競合する少なくとも１つの変異体ＴＲＰＭ５モノマーを含むタンパク質を意味する。イオンチャネルの組成に依存して、１価陽イオンの流入が阻害される程度は変動する。
【００３８】
本発明の変異ＴＲＰＭ５タンパク質は、非保存的改変（例えば置換）を含む。本明細書中で、「非保存的」改変によって、野生型残基および変異残基が、疎水性、電荷、大きさ、および形を含む、１つまたはそれ以上の物理的性質においてかなり異なる改変を意味する。例えば、極性残基から非極性残基への改変またはその逆、陽性荷電残基から陰性荷電残基への改変またはその逆、および大きな残基から小さな残基への改変またはその逆は、非保存的改変である。例えば、変更領域におけるポリペプチドバックボーンの構造、例えばアルファへリックスまたはベータシート構造；標的部位における分子の電荷または疎水性；または側鎖の大きさに、より有意に影響を与える置換をし得る。一般的にポリペプチドの性質に最も大きな変化を起こすことが期待される置換は、（ａ）親水性残基、例えばセリンまたはスレオニンが、疎水性残基、例えばロイシン、イソロイシン、フェニルアラニン、バリンまたはアラニンで置換される（または置換する）；（ｂ）システインまたはプロリンが、あらゆる他の残基で置換される（または置換する）；（ｃ）正に帯電した側鎖を有する残基、例えばリジン、アルギニン、またはヒスチジンが、負に帯電した残基、例えばグルタミン酸またはアスパラギン酸で置換される（または置換する）；または（ｄ）大きな側鎖を有する残基、例えばフェニルアラニンが、側鎖を有さない残基、例えばグリシンで置換される（または置換する）ものである。１つの実施態様において、本発明の変異ＴＲＰＭ５タンパク質は、少なくとも１つの非保存的改変を有する。１つの実施態様において、変異ＴＲＰＭ５タンパク質は、ＴＲＰＭ５遺伝子の最初の１０００塩基対が欠失したポリヌクレオチドの翻訳から生じる。別の実施態様において、変異ＴＲＰＭ５タンパク質は、ＴＲＰＭ５遺伝子の最初の２０００塩基対が欠失したポリヌクレオチドの翻訳から生じる。
【００３９】
例えば、以前に米国特許第６，１８８，９６５；６，２９６，３１２；６，４０３，３１２号において記載された、ＰＤＡＴＭシステム；アラニンスキャニング（米国特許第５，５０６，１０７号を参照のこと）、遺伝子シャッフリング（ＷＯ０１／２５２７７）、部位飽和的変異誘発（ｓｉｔｅ ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ ｍｕｔａｇｅｎｅｓｉｓ）、平均場（ｍｅａｎ ｆｉｅｌｄ）、配列相同性、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）または点突然変異または欠失変異部位および型を選択する指針となる、当業者に公知の他の方法によって、変異タンパク質を産生し得る。
【００４０】
本発明の方法において使用する細胞は、生物体に存在し得る、またはそれから抽出し得る、適当なタンパク質またはそれらをコードする核酸で一時的に、または持続的にトランスフェクトまたは形質転換された細胞または細胞系統であり得る、または内因性（すなわち人工的に導入されていない）遺伝子から必要なＴＲＰＭ５を発現する細胞または細胞系統であり得る。
【００４１】
ＴＲＰＭ５タンパク質の発現は、内因性遺伝子または細胞に導入された核酸のいずれか由来の、ＴＲＰＭ５遺伝子配列からのＴＲＰＭ５ポリペプチドの翻訳を指す。本明細書中で使用される「インサイツ」という用語は、これら全ての可能性を含む。従って、インサイツ方法を、ＴＲＰＭ５を発現する（天然のチャネルとして、または細胞に導入された核酸から）、適切に反応性の細胞系統において行い得る。その細胞系統は、組織培養中であり得る、または例えば非ヒト動物対象における細胞系統異種移植片であり得る。
【００４２】
本明細書中で使用される場合、「細胞膜」という用語は、生物学的区画を囲む脂質二重層を指し、そして膜、または細胞の一部を含む細胞全体を含む。
【００４３】
哺乳類細胞の安定したトランスフェクションに関して、使用する発現ベクターおよびトランスフェクション技術に依存して、少しの細胞のみがそのゲノムに外来性ＤＮＡを組み込み得る。これらの組み込み体を同定および選択するために、一般的に選択マーカー（例えば抗生物質に対する耐性）をコードする遺伝子が、関心のある遺伝子と共に宿主細胞に導入される。好ましい選択マーカーは、Ｇ４１８、ハイグロマイシン、およびメトトレキサートのような、薬剤に対する耐性を与えるものを含む。選択マーカーをコードする核酸を、ＴＲＰＭ５をコードするものと同じベクターで宿主細胞に導入し得る、または別々のベクターで導入し得る。導入核酸で安定にトランスフェクトされた細胞を、薬剤選択によって同定し得る（例えば、選択マーカーを組み込んだ細胞は生存し、一方他の細胞は死ぬ）。
【００４４】
ＴＲＰＭ５の発現はまた、テトラサイクリン反応エレメント、ＴＲＥのような、当該分野で公知の多くの誘導プロモーターのいずれかによっても調節され得ることに注意するべきである。例えば、ＴＲＰＭ５は、Ｃｌｏｎｅｔｅｃｈによって提供されるＴｅｔ−ｏｎおよびＴｅｔ−ｏｆｆ発現システムを用いた発現の調節によって、細胞膜に選択的に提示され得る（Ｇｏｓｓｅｎ，Ｍ．およびＢｕｊａｒｄ，Ｈ．Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ ８９：５５４７−５５５１（１９９２））。Ｔｅｔ−ｏｎシステムにおいて、遺伝子発現は、テトラサイクリン誘導体ドキシサイクリン（Ｄｏｘ）の添加によって活性化され、一方Ｔｅｔ−ｏｆｆシステムにおいて、遺伝子発現はテトラサイクリン（Ｔｃ）またはＤｏｘの中止によって活性化される。あらゆる他の誘導哺乳類遺伝子発現システムも使用し得る。例は、哺乳類細胞において条件的に遺伝子を発現するための、熱ショック転写因子、ステロイドホルモン、重金属イオン、ホルボールエステルおよびインターフェロンを用いるシステムを含む。
【００４５】
本発明のアッセイにおいて使用される細胞系統を、ＴＲＰＭ５の一時的な発現を達成するために使用し得る、またはＴＲＰＭ５ペプチドを発現する構築物で安定にトランスフェクトし得る。安定に形質転換した細胞系統を産生する手段は、当該分野で周知であり、そしてそのような手段を本明細書中で使用し得る。細胞の例は、Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｈａｍｓｔｅｒ Ｏｖａｒｙ（ＣＨＯ）細胞、ＣＯＳ−７、ＨｅＬａ、ＨＥＫ２９３、ＰＣ−１２、およびＢＡＦを含むがこれに限らない。
【００４６】
ＴＲＰＭ５核酸を細胞に導入することによって、またはＴＲＰＭ５をコードする異種核酸からの発現を引き起こすまたは可能にすることによって、細胞におけるＴＲＰＭ５の発現レベルを増加させ得る。異種遺伝子を導入せず、内因性にＴＲＰＭ５を発現する細胞を使用し得る。そのような細胞は、本発明の方法において使用するために十分なレベルのＴＲＰＭ５を内因性に発現し得る、または低レベルのＴＲＰＭ５しか発現せず、本明細書中で記載されるような補充を必要とし得る。
【００４７】
細胞におけるＴＲＰＭ５の発現レベルをまた、内因性遺伝子の発現レベルを増加させることによって増加させ得る。内因性遺伝子活性化技術は当該分野で公知であり、そしてウイルスプロモーター（ＷＯ９３／０９２２２；ＷＯ９４／１２６５０およびＷＯ９５／３１５６０）、および人工転写因子（Ｐａｒｋら、Ｎａｔ．Ｂｉｏｔｅｃｈ．２１：１２０８−１２１４（２００３））の使用を含むがこれに限らない。
【００４８】
細胞におけるＴＲＰＭ５の発現レベルを、核酸ハイブリダイゼーション、ポリメラーゼ連鎖反応、リボヌクレアーゼプロテクション、ドットブロッティング、免疫細胞化学、およびウェスタンブロッティングを含むがこれに限らない、当該分野で公知の技術によって決定し得る。あるいは、ＴＲＰＭ５の発現を、リポーター遺伝子システムを用いて測定し得る。例えば赤色または緑色蛍光タンパク質（例えばＭｉｓｔｉｌｉおよびＳｐｅｃｔｏｒ、Ｎａｔｕｒｅ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ １５：９６１−９６４（１９９７）を参照のこと）を含む、そのようなシステムは、当業者に公知の標準的な技術、例えば蛍光顕微鏡を用いて、リポーター遺伝子の可視化を可能にする。さらに、トロンビンのような公知の正に調節する化合物によって活性化されるＴＲＰＭ５の能力を、ＴＲＰＭ５発現細胞の操作の後に決定し得る。
【００４９】
本明細書中で記載された細胞を、あらゆる従来の栄養培地で培養し得る。培地、温度、ｐＨ等のような培養条件は、過剰な実験無しに当業者によって選択され得る。一般的に、細胞培養の生産性を最大限にする原理、プロトコールおよび実用的な技術は、「Ｍａｍｍａｌｉａｎ Ｃｅｌｌ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ：ａ Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ａｐｐｒｏａｃｈ」、Ｍ．Ｂｕｔｌｅｒ編、ＪＲＬ Ｐｒｅｓｓ（１９９１）およびＳａｍｂｒｏｏｋら、前出において見出し得る。
【００５０】
細胞内カルシウム活性化
ＴＲＰＭ５は、ナトリウムのような１価陽イオンを透過させる、カルシウム活性化イオンチャネルである。従って、チャネル活性を観察するために、細胞内貯蔵カルシウムを最初に活性化しなければならない。細胞内貯蔵カルシウムを活性化する多くの方法が存在し、そして多くのカルシウム活性化薬剤が当該分野で公知であり、そしてトロンビン、アデノシン３リン酸（ＡＴＰ）、カルバコール、およびカルシウムイオノフォア（例えばＡ２３１８７）を含むがこれに限らない。カルシウム濃度範囲のナノモルの増加がＴＲＰＭ５チャネル活性化に必要であるが、請求される発明のために有用な濃度範囲は当該分野で公知であり、例えばＡＴＰに関して１０−１０から１０−４Ｍであるが、正確な濃度は、細胞の型およびインキュベーション時間を含む様々な因子に依存して変動し得る。増加したカルシウム濃度を、カルシウム感受性色素、例えばＦｌｕｏ３、Ｆｌｕｏ４、またはＦＬＩＰＲカルシウム３色素、およびＦｕｒａ２と組み合わせた単一細胞イメージング技術を用いて確認し得る。
【００５１】
下記で記載するように、最適未満の投与量のカルシウム活性化薬剤の適用を、ＴＲＰＭ５調節特異性の２次スクリーニングとして使用し得る。最大限達成可能な反応より低い蛍光反応が生じるように、試験細胞を、より低用量の上記で記載したカルシウム活性化薬剤とインキュベートする。一般的に、その用量は有効濃度またはＥＣ２０−３０と呼ばれ、それは有効条件と関連し、ここでその蛍光強度は最大反応の２０−３０％である。本明細書中で使用される場合、「ＥＣ」は有効条件を指し、ＥＣ２０は最大反応の２０％の蛍光強度を生じる有効条件を指す。ＴＲＰＭ５特異的活性化化合物の添加時に、この低い反応が、最高レベルの活性化まで、またはその付近まで増加する。
【００５２】
ＴＲＰＭ５特異的調節化合物を同定するために、カウンタースクリーニング技術も有用である。ＴＲＰＭ５の阻害および活性化に特異的な化合物を、ＴＲＰＭ５に加えて、またはＴＲＰＭ５の代わりに、他のイオンチャネル、特に味覚の伝達に関係しないチャネルを調節する化合物と区別する能力が重要である。下記でより詳細に記載されるように、塩化カリウムは、非特異的に多くのイオンチャネルを活性化するが、ＴＲＰＭ５は活性化しない。従って、ＫＣｌ活性化を、ＴＲＰＭ５特異的調節化合物を同定するためにカウンタースクリーニングとして使用し得る。
【００５３】
蛍光色素
本発明のアッセイおよび方法において使用し得る電位感受性色素は、細胞膜電位に取り組むために使用されてきた（Ｚｏｃｈｏｗｓｋｉら、Ｂｉｏｌ．Ｂｕｌｌ．１９８：１−２１（２０００））。膜電位色素または電位感受性色素は、脱分極した細胞に入り、細胞内タンパク質または膜に結合し、そして蛍光の増強を示す分子または分子の組み合わせを指す。これらの色素を使用して、細胞に発現するＴＲＰＭ５のようなイオンチャネルの活性の変化を検出し得る。電位感受性色素は、改変ビスオキソノール色素、ナトリウム色素、カリウム色素、およびトリウム色素を含むがこれに限らない。その色素は細胞に入り、そして細胞内タンパク質または膜に結合し、そこで蛍光の増強および赤色スペクトルシフトを示す（Ｅｐｐｓら、Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．Ｌｉｐｉｄｓ ６９：１３７−１５０（１９９４））。脱分極の増加は、陰イオン色素のより多くの流入、そして従って蛍光の増加を引き起こす。
【００５４】
そのアッセイのＴＲＰＭ５細胞を、試験化合物を添加する前に３０−２４０分間、膜電位色素で前処理する。前処理は、試験化合物の添加の前に一定時間蛍光色素を加えることを指し、その間に色素は細胞に入り、そして細胞内の親油性部分に結合する。
【００５５】
１つの実施態様において、その膜電位色素は、Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｄｅｖｉｃｅｓから入手可能なＦＭＰ色素である（カタログ番号Ｒ８０３４、Ｒ８１２３）。他の実施態様において、適当な色素は、ＤｉＳＢＡＣ２、ＤｉＳＢＡＣ３、およびＣＣ−２−ＤＭＰＥ（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ カタログ番号Ｋ１０１６）のような、二波長ＦＲＥＴに基づく色素を含み得る。［化学名Ｐａｃｉｆｉｃ ＢｌｕｅＴＭ １，２−ジテトラデカノイル−ｓｎ−グリセロ−３−ホスホエタノールアミン、トリエチルアンモニウム塩］。典型的には、細胞を色素の１から１０μＭの緩衝化溶液で、３７℃で２０から６０分間処理する。
【００５６】
細胞内カルシウムレベルを測定する色素も、ＴＲＰＭ５特異性を確認するために使用する。１つの実施態様において、細胞内カルシウム色素は、Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｄｅｖｉｃｅｓから入手可能なＦＬＩＰＲカルシウム３色素である（パーツ番号：Ｒ８０９１）。他の実施態様において、Ｆｌｕｏ−３、Ｆｌｕｏ−４（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ（カタログ番号Ｆ１４２４２およびＦ１４２０２））のような適当な色素を、細胞内カルシウムの増加を測定するために使用し得る。典型的には、細胞を色素の１から１０μＭの緩衝化溶液で、３７℃で２０から６０分間処理する。色素溶液を細胞から除去して、そしてアッセイを続ける前に、新しいアッセイ緩衝液を加える必要がある場合もある。
【００５７】
アッセイ検出
膜電位における変化に反応した色素のスペクトルの特徴の変化の検出および記録を、当業者に公知のあらゆる手段で行い得る。本明細書中で使用される場合、「記録」は、蛍光イメージング分析において得られるような、処理された蛍光シグナルから得られたデータを集めることおよび／または保存することを指す。
【００５８】
いくつかの実施態様において、本発明のアッセイを、スペクトル（すなわち蛍光）性質の変化を検出するために、顕微鏡イメージングを用いて、単離された細胞において行う。他の実施態様において、そのアッセイを、マルチウェル形式で行い、そしてスペクトルの特徴を、マイクロプレートリーダーを用いて決定する。
【００５９】
「ウェル」によって、一般的に容器内の境界のある領域を意味し、それは分離している（例えば、単離された試料を提供するために）か、あるいは１つまたはそれ以上の他の境界のある領域と連絡している（例えばウェル内の１つまたはそれ以上の試料間の液体の連絡を提供するために）かのいずれかであり得る。例えば、基質上に増殖した細胞は通常ウェル内に含まれ、それはまた生きた細胞のための培地も含む。基質は、プラスチック、ガラス等のような、あらゆる適当な物質を含み得る。インビトロにおける細胞の維持および／または増殖のために、プラスチックが便利に使用される。
【００６０】
上記で述べたような「マルチウェル容器」は、アレイ中に１つ以上のウェルを含む基質の例である。本発明において有用なマルチウェル容器は、様々な標準的形式（例えば２、４、６、２４、９６、３８４、または１５３６個等のウェルを有するプレート）のいずれかであり得るが、非標準的な形式（例えば３、５、７個等のウェルを有するプレート）でもあり得る。
【００６１】
単一細胞イメージングのために適当な配置は、コンピューターシステムを備えた顕微鏡の使用を含む。そのような配置の１つの例、Ｃａｒｌ ＺｅｉｓｓのＡＴＴＯ’ｓ Ａｔｔｏｆｌｕｏｒ（登録商標）ＲａｔｉｏＶｉｓｉｏｎ（登録商標）リアルタイムデジタル蛍光分析計は、生きた細胞および調製された標本中の蛍光プローブを分析するための、完全に統合されたワークステーションである（ＡＴＴＯ、Ｒｏｃｋｖｉｌｌｅ、ＭＤ）。そのシステムは、使用するプローブの光学的性質によってのみ制限される組み合わせで、個別に、または同時にイオンを観察し得る。標準的なイメージングシステムは、同じ時間に、同じ細胞において、ＧＦＰ（トランスフェクションのため）と組み合わせたＦＭＰ（ナトリウムのため）のような、複数の色素実験を行い得る。複数の色素からの比画像および図データを、オンラインで示す。
【００６２】
本発明のアッセイをマルチウェル形式で行う場合、使用する色素のスペクトル性質の変化を検出するための適当な装置は、マルチウェルマイクロプレートリーダーである。適当な装置が、例えばＭｏｌｅｃｕｌａｒ Ｄｅｖｉｃｅｓ（ＦＬＥＸｓｔａｔｉｏｎ（登録商標）マイクロプレートリーダーおよび液体移動システムまたはＦＬＩＰＲ（登録商標）システム）、Ｈａｍａｍａｔｓｕ（ＦＤＳＳ６０００）、およびＡｕｒｏｒａ、Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅ Ｃｏｒｐ．ＣＡ、ＵＳＡ（「ＶＩＰＲ」電位イオンプローブリーダー）から、市販で入手可能である。ＦＬＩＰＲ−ＴｅｔｒａＴＭは、第２世代のリーダーであり、１５３６個までの同時液体移動システムを用いて、細胞に基づくリアルタイムの動態アッセイを提供する。これらのシステムを全て、可視波長範囲で励起するＦＭＰのような、市販で入手可能な色素と共に使用し得る。
【００６３】
ＦＬＩＰＲ（登録商標）システムを用いて、蛍光強度の変化を時間につれてモニターし、そして例えば図９Ａ−９Ｃにおいて示すように、図表で示す。ＴＲＰＭ５増強化合物の添加は、蛍光の増加を引き起こし、一方ＴＲＰＭ５阻害化合物は、この増加を阻害する。
【００６４】
単一のウェルに、または複数のウェルに同時に液体を注入し得る、いくつかの市販の蛍光検出器が利用可能である。これらは、Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｄｅｖｉｃｅｓ ＦｌｅｘＳｔａｔｉｏｎ（８ウェル）、ＢＭＧ ＮｏｖｏＳｔａｒ（２ウェル）、およびＡｕｒｏｒａ ＶＩＰＲ（８ウェル）を含むがこれに限らない。典型的には、これらの装置は、フラッシュ発光または蛍光モード（１分／ウェル）で、９６穴プレートを読むために１２から９６分必要とする。第２の方法は、カルシウム反応を、ＦＬＩＰＲ（登録商標）、ＦＬＩＰＲ−３８４またはＦＬＩＰＲ−ＴｅｔｒａＴＭ装置においてカルシウム感受性蛍光色素によって読む方法と同様の、調節因子を全ての試料ウェルに同時に注入し、そして電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラでイメージングすることによってプレート全体の発光を測定することである。統合された液体操作を有する他の蛍光イメージングシステムは、Ａｍｅｒｓｈａｍの第２世代ＬＥＡＤＳＥＥＫＥＲ、Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ ＣｅｌｌＬｕｘ−Ｃｅｌｌｕｌａｒ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ ＷｏｒｋｓｔａｔｉｏｎおよびＨａｍａｍａｔｓｕ ＦＤＳＳ６０００システムのような、他の市販の供給業者から期待される。これらの装置を、一般的に、ＦＭＰ色素（５４０ｅｘ±１５ｎｍ、５７０ｅｍ±１５ｎｍ）およびカルシウム色素（４９０ｅｘ±１５ｎｍ、５３０ｅｍ±１５ｎｍ）を読むために適当な励起および発光設定に設定し得る。励起／発光の特徴は各色素で異なり、従って、各アッセイのために選択した色素を検出するために装置を設定する。
【００６５】
試験化合物
本発明のスクリーニング法において採用する試験化合物は、例えば、制限無しに、合成有機化合物、化学的化合物、天然に存在する産物、ポリペプチドおよびペプチド、核酸等を含む。
【００６６】
実質的にあらゆる化学的化合物を、本発明のアッセイにおける潜在的な調節物質またはリガンドとして使用し得る。最も多くの場合、水性または有機性（特にジメチルスルホキシドまたはＤＭＳＯに基づく）溶液に溶解した化合物を使用する。アッセイ工程を自動化することによって、大きなケミカルライブラリーをスクリーニングするためにアッセイをデザインする。化合物を、あらゆる簡便な供給源から細胞に提供する。アッセイは、典型的には平行して行う（例えば、同じプレートの異なるウェルに異なる試験化合物を含む、ロボットアッセイにおけるマイクロタイタープレート上のマイクロタイター形式において）。ＣｈｅｍＤｉｖ（Ｓａｎ Ｄｉｅｇｏ、ＣＡ）、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ、ＭＯ）、Ｆｌｕｋａ Ｃｈｅｍｉｋａ−Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａ−Ａｎａｌｙｔｉｋａ（Ｂｕｃｈｓ Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）等を含む、化学的化合物の多くの供給業者が存在することが認識される。
【００６７】
本明細書中で使用される「調節する」は、ＴＲＰＭ５の機能的活性に対するあらゆる効果を含む。これは、適当な刺激物質の存在下における、またはそれに反応した、チャネルの活性の遮断または阻害を含む。あるいは、調節物質は、チャネルの活性を増強し得る。本明細書中で使用される「増強する」は、ＴＲＰＭ５の機能的活性のあらゆる増加を含む。
【００６８】
１つの実施態様において、ハイスループットスクリーニング法は、多数の潜在的なＴＲＰＭ５調節因子を含む、小さい有機分子またはペプチドライブラリーを提供することを含む。そのような「ケミカルライブラリー」を次いで、本明細書中で記載したように、１つまたはそれ以上のアッセイにおいてスクリーニングして、望ましい特徴的な活性を示すライブラリーメンバー（特定の化学的種またはサブクラス）を同定する。そのように同定された化合物は、伝統的な「リード化合物」として役立ち得る、またはそれ自身を潜在的な、または実際の産物として使用し得る。
【００６９】
コンビナトリアルケミカルライブラリーは、化学的合成または生物学的合成のいずれかによって、試薬のような多くの化学的「基礎単位」を連合することによって産生された、多様な化学的化合物の集合である。例えば、ポリペプチドライブラリーのような、直鎖状のコンビナトリアルケミカルライブラリーは、化学的基礎単位（アミノ酸）のセットを、所定の化合物の長さ（すなわち、ポリペプチド化合物中のアミノ酸の数）で、あらゆる可能性のある方法で組み合わせることによって形成される。数百万の化学的化合物を、化学的基礎単位のそのようなコンビナトリアルミキシングによって合成し得る。
【００７０】
コンビナトリアルケミカルライブラリーの調製およびスクリーニングは、当業者に周知である。そのようなコンビナトリアルケミカルライブラリーは、ペプチドライブラリー（例えば米国特許第５，０１０，１７５号；Ｆｕｒｋａ Ｉｎｔ．Ｊ．Ｐｅｐｔ．Ｐｒｏｔ．Ｒｅｓ．３７：４８７−４９３（１９９１）およびＨｏｕｇｈｔｏｎら、Ｎａｔｕｒｅ ３５４：８４−８８（１９９１）を参照のこと）を含むがこれに限らない。化学的多様性ライブラリーを産生する他の化学も使用し得る。そのような化学は、ペプトイド（例えば、ＰＣＴ公開番号ＷＯ９１／１９７３５）、コードされたペプチド（例えばＰＣＴ公開番号ＷＯ９３／２０２４２）、ランダムバイオオリゴマー（例えばＰＣＴ公開番号ＷＯ９２／０００９１）、ベンゾジアゼピン（例えば米国特許第５，２８８，５１４号）、ヒダントイン、ベンゾジアゼピン、およびジペプチドのようなダイバーソマー（Ｈｏｂｂｓら、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ ９０：６９０９−６９１３（１９９３））、ビニロガス（ｖｉｎｙｌｏｇｏｕｓ）ポリペプチド（Ｈａｇｉｈａｒａら、Ｊ．Ａｍｅｒ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１１４：６５６８（１９９２））、グルコース足場を有する非ペプチド性ペプチド模倣物（Ｈｉｒｓｃｈｍａｎｎら、Ｊ．Ａｍｅｒ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１１４：９２１７−９２１８（１９９２））、小化合物ライブラリーの類似有機合成（Ｃｈｅｎら、Ｊ．Ａｍｅｒ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１１６：２６６１（１９９４））、オリゴカルバメート（Ｃｈｏら、Ｓｃｉｅｎｃｅ ２６１：１３０３（１９９３））、および／またはペプチジルホスホネート（Ｃａｍｐｂｅｌｌら、Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．５９：６５８（１９９４））、核酸ライブラリー（Ａｕｓｕｂｅｌ、ＢｅｒｇｅｒおよびＳａｍｂｒｏｏｋ、全て前出を参照のこと）、ペプチド核酸ライブラリー（例えば米国特許第５，５３９，０８３号を参照のこと）、抗体ライブラリー（例えばＶａｕｇｈｎら、Ｎａｔｕｒｅ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ １４：３０９−３１４（１９９６）およびＰＣＴ／ＵＳ９６／１０２８７を参照のこと）、炭水化物ライブラリー（例えばＬｉａｎｇら、Ｓｃｉｅｎｃｅ ２７４：１５２０−１５２２（１９９６）および米国特許第５，５９３，８５３号を参照のこと）、有機小分子ライブラリー（例えばイソプレノイド、米国特許第５，５６９，５８８号；チアゾリジノンおよびメタチアザノン、米国特許第５，５４９，９７４号；ピロリジン、米国特許第５，５２５，７３５および５，５１９，１３４号；モルホリノ化合物、米国特許第５，５０６，３３７号；ベンゾジアゼピン、米国特許第５，２８８，５１４号等を参照のこと）を含むがこれに限らない。
【００７１】
コンビナトリアルライブラリーを調製するための装置が、市販で入手可能である（例えば、３５７ＭＰＳ、３９０ＭＰＳ、Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｃｈｅｍ Ｔｅｃｈ、Ｌｏｕｉｓｖｉｌｌｅ ＫＹ；Ｓｙｍｐｈｏｎｙ、Ｒａｉｎｉｎ、Ｗｏｂｕｒｎ、ＭＡ；４３３Ａ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ、Ｆｏｓｔｅｒ Ｃｉｔｙ、ＣＡ；９０５０ Ｐｌｕｓ、Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ、Ｂｅｄｆｏｒｄ、ＭＡを参照のこと）。それに加えて、多数のコンビナトリアルライブラリーが、それ自身市販で入手可能である（例えば、ＣｏｍＧｅｎｅｘ、Ｐｒｉｎｃｅｔｏｎ、ＮＪ；Ａｓｉｎｅｘ、Ｍｏｓｃｏｗ、Ｒｕｓｓｉａ；Ｔｒｉｐｏｓ，Ｉｎｃ．、Ｓｔ Ｌｏｕｉｓ、ＭＯ；ＣｈｅｍＳｔａｒ，Ｌｔｄ．、Ｍｏｓｃｏｗ、Ｒｕｓｓｉａ；３Ｄ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌｓ、Ｅｘｔｏｎ、ＰＡ；Ｍａｒｔｅｋ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ、Ｃｏｌｕｍｂｉａ、ＭＤ；等を参照のこと）。
【００７２】
候補薬剤、化合物、薬物等は、多数の化学的クラスを含むが、典型的にはそれらは有機分子、好ましくは１００以上および約１０，０００ダルトン未満、好ましくは約２０００から５０００ダルトン未満の分子量を有する、小さい有機化合物である。候補化合物は、タンパク質との構造的相互作用、特に水素結合に必要な官能基を含み得、そして典型的には少なくとも１つのアミン、カルボニル、ヒドロキシル、またはカルボキシル基、好ましくは少なくとも２つの化学的官能基を含む。候補化合物は、１つまたはそれ以上の上記の官能基で置換された、環状炭素またはヘテロ環構造、および／または芳香族または多環式芳香族構造を含み得る。候補化合物はまた、ペプチド、糖類、脂肪酸、ステロイド、プリン、ピリミジン、誘導体、構造的アナログ、またはその組み合わせを含む生体分子から見出される。
【００７３】
様々な他の試薬を、本発明によるスクリーニングアッセイに含み得る。そのような試薬は、塩、溶媒、中立タンパク質、例えばアルブミン、界面活性剤等を含むがこれに限らず、それを使用して最適なタンパク質−タンパク質結合を促進し得る、および／または非特異的またはバックグラウンド相互作用を抑制し得る。溶媒の例は、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、エタノールおよびアセトンを含むがこれに限らず、そして一般的に全アッセイ容量の１％（ｖ／ｖ）より少ない、またはそれと等しい濃度で使用する。それに加えて、プロテアーゼ阻害剤、抗菌薬等のような、別の方法でアッセイの有効性を改善する試薬を使用し得る。さらに、本方法における構成要素の混合物を、必要な結合を提供するあらゆる順番で加え得る。
【００７４】
開示されたアッセイを用いて同定された化合物は、摂取する組成物、すなわち食物および飲料、および経口投与される薬剤において、成分または香料として潜在的に有用である。味の知覚を調節する化合物を、単独で、または食物または飲料における香料として組み合わせて使用し得る。そのような化合物の量は、望ましい程度の味の知覚の調節を引き起こす量であり、その開始濃度は一般的に０．１および１０００μＭの間であり得る。
【実施例】
【００７５】
実施例１：一時的にトランスフェクトした細胞を用いた、イメージングに基づくハイスループットスクリーニングアッセイ
下記でより詳細に記載するように、ヒトＴＲＰＭ５遺伝子を有するプラスミドで一時的にトランスフェクトしたＨＥＫ２９３細胞を使用して、ハイスループットスクリーニングアッセイを開発した。ＨＥＫ２９３細胞内のＮａ＋イオンの変化の間接的な測定を、ＦＭＰ色素およびカルシウム活性化薬剤を用いた細胞の刺激を用いて行った。
【００７６】
プラスミドの構築
ヒト小腸ポリＡ＋ＲＮＡ（ＢＤ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ）から、Ｔｈｅｒｍｏｓｃｒｉｐｔ ＲＴ−ＰＣＲ Ｓｙｓｔｅｍ（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）によって、第１鎖ｃＤＮＡを合成し、そして全長ｈＴＲＰＭ５を、ＧＣ Ｍｅｌｔ（ＢＤ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ）を用いてＰＣＲによって増幅した。Ｐｕｒｅ Ｌｉｎｋ ＰＣＲ Ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）によって産物をＰＣＲ精製し、そしてＴＯＰＯ ＴＡ Ｃｌｏｎｉｎｇ Ｋｉｔ（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）を用いてベクターへ挿入した。配列決定後、６個の変異が見出され、そしてＱｕｉｃｋ Ｃｈａｎｇｅ Ｍｕｌｔｉ Ｓｉｔｅ Ｄｉｒｅｃｔｅｄ Ｍｕｔａｇｅｎｅｓｉｓ Ｋｉｔ（Ｓｔｒａｔａｇｅｎｅ）を２回用いて、その変異を修正した。各回で３つの変異を修正した。全長ＴＲＰＭ５を、ＥｃｏＲＩおよびＮｏｔＩ制限酵素を用いてＴＯＰＯ ＴＡベクターから切り出し、そしてそれもＥｃｏＲＩおよびＮｏｔＩで消化したｐＥＮＴＲ ３Ｃベクターにライゲーションした。挿入断片およびベクターのバンドをゲル抽出し、そしてＳＮＡＰ Ｇｅｌ Ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｋｉｔ（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）を用いて精製した。最後に、ＬＲ Ｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ Ｒｅａｃｔｉｏｎ（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）を用いて、エントリークローンを、関心のあるデスティネーションベクターへ挿入した（例えば、ｐＴ−Ｒｅｘ−ＤＥＳＴ ３０、ｐｃＤＮＡ−ＤＥＳＴ ５３、ｐｃＤＮＡ３．２／ｖ５−ＤＥＳＴおよびｐｃＤＮＡ６．２／Ｖ５−ＤＥＳＴ）。
【００７７】
トランスフェクション
１．０×１０６のＨＥＫ２９３細胞（ＡＴＣＣ）を、６ウェル組織培養皿の各ウェルに一晩まいた。次の日、製造会社のプロトコールに従って、ＴＲＰＭ５ ｃＤＮＡを含む４μｇのｐｃＤＮＡ３．２ベクター、および８μｌのリポフェクタミン２０００（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）で、細胞をトランスフェクトし、そして一晩インキュベートした。次の日、トランスフェクトした細胞をトリプシン処理し、そして９６穴黒色、透明底、ポリ−Ｄ−リジンプレート（Ｃｏｒｎｉｎｇ）に、１００μｌの容量中７０，０００細胞／ウェルの密度でまき、そして３７℃／５％ＣＯ２インキュベーターで一晩インキュベートした。
【００７８】
蛍光顕微鏡
ＨＥＫトランスフェクト細胞がＴＲＰＭ５を発現することを確認するために、ＴＲＰＭ５を発現する６μｇのプラスミドＤＮＡ（上記で記載したような）で一時的にトランスフェクトし、そしてＬａｂ ＴｅｋＩＩ Ｃｈａｍｂｅｒスライド上で増殖させた細胞を評価した。コントロール、未トランスフェクト細胞を、トランスフェクト細胞と平行して増殖させた。ＧＦＰ−ＴＲＰＭ５発現細胞の蛍光発光を、蛍光顕微鏡の緑色検出チャネル（５１５−５３０ｎｍ）を用いて検出した。
【００７９】
膜電位アッセイ
一旦ＨＥＫ細胞におけるＴＲＰＭ５の発現を確認したら、１００μｇのＢｌｕｅまたはＲｅｄ ＦＭＰ色素（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｄｅｖｉｃｅｓ）を、一時的にトランスフェクトした細胞をまいたプレートの各ウェルに加えた。次いでそのプレートを３７℃／５％ＣＯ２インキュベーターで１時間インキュベートした。そのプレートを、ＦＬＥＸＳｔａｔｉｏｎマイクロプレートリーダー（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｄｅｖｉｃｅｓ）で、５３０ｎｍの励起および５６５ｎｍの発光で測定した。細胞をカルシウム活性化薬剤（カルバコール、トロンビンペプチドまたはＡＴＰ）と接触させた時に、蛍光を３分間モニターした。
【００８０】
結果
ＧＦＰ−ＴＲＰＭ５プラスミドでトランスフェクトされた、明るい緑色のＨＥＫ２９３細胞の出現によって示されるように、ＴＲＰＭ５プラスミドは容易に発現した（図２）。
【００８１】
刺激に対するＴＲＰＭ５反応の表示を、図３Ａ−３Ｃに示す。ＴＲＰＭ５トランスフェクト細胞を、ＦＭＰ色素で処置し、そして次いでトロンビン（図３Ａ）、カルバコール（図３Ｂ）、またはＡＴＰ（図３Ｃ）で処理して、そしてＦＬＥＸＳｔａｔｉｏｎで細胞の蛍光の増加をモニターした。３つの薬剤は全て、アゴニストの添加から最初の３０秒以内に、相対的蛍光における強いスパイクを生じた。アゴニスト添加から約１分後までに、蛍光レベルがベースラインレベル付近まで戻ったので、その反応は天然と同様一時的であった。偽処理細胞は、ＡＴＰおよびカルバコール処理細胞の両方において低い反応を生じたが、トロンビン処理グループにおいては高い程度のバックグラウンド蛍光が観察された。トロンビン処理細胞の蛍光は、バックグラウンドの４倍大きかったので、バックグラウンド蛍光は、データの解釈を妨げなかった。
【００８２】
本発明のスクリーニング方法の、ハイスループット形式への適用性を、図４に示し、ここで３８４ウェルプレート中の試料を、ＦＬＩＰＲ−ＴｅｔｒａＴＭ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｄｅｖｉｃｅｓ）において５分間のアッセイで評価した。１５，０００／ウェルのＴＲＰＭ５トランスフェクトＨＥＫ細胞を、２０μｌの培地中で、ポリ−Ｄ−リジンでコートされた３８４ウェルプレートに一晩まいた。２０μｌ／ウェルの膜電位色素を加え、そしてプレートを３７℃で１時間インキュベートした。プレートをＦＬＩＰＲ−ＴｅｔｒａＴＭに置き、そして適当なフィルターを用いて蛍光を測定した。１０秒後、１０μｌの緩衝液または不活性化薬剤（ＡＴＰ）のいずれかを細胞に加えた（最初の添加）。２００秒において、１０μｌのＡＴＰの２回目の添加を、全ての細胞に加えた。強い、再現性のあるＴＲＰＭ５反応が、緩衝液を加えた細胞（ハイコントロール）で見られ、一方最初にＡＴＰで刺激されたものは不活性化され、そして２回目のＡＴＰの添加に反応しなかった（ローコントロール）。ハイおよびローコントロール間には、ピークの高さ（各ピークの最高−最低の値）に５倍以上の違いがあり、そのアッセイがハイスループットスクリーニングに適当であることを示した。さらに、Ｚ’＊の計算は、ＨＴＳの容認可能な値の０．５より大きな、０．７６の値を与えた（Ｚ’＝１−（（３＊ＳＤハイコントロール＋３＊ＳＤローコントロール）／（ハイコントロール−ローコントロール）））。
【００８３】
実施例２：安定にトランスフェクトした細胞を用いた、イメージングに基づくハイスループットスクリーニングアッセイ
ＴＲＰＭ５の刺激は、ＴＲＰＭ５を安定に発現するＨＥＫ細胞でも見えた。ＴＲＰＭ５発現の確認の後、ＴＲＰＭ５活性を調節する能力を、上記で記載したように分析した。
【００８４】
プラスミド構築およびトランスフェクション
ＴＲＰＭ５を安定に発現するＨＥＫ細胞を、上記で記載した技術を用いて、ｈＴＲＰＭ５を含むｐｃＤＮＡ３．２ベクターを用いて産生した。３５ｍｍの組織培養皿において、１．０×１０６のＨＥＫ２９３細胞を、４μｇのｐｃＤＮＡ３．２−ＴｒｐＭ５でトランスフェクトすることによって、安定なクローンを産生した。トランスフェクションの２日後、細胞をトリプシン処理し、そして１ｍｇ／ｍｌのジェネティシン（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）を含む増殖培地中で１：１０および１：１００に希釈して単一クローンを選択した。単一の個々のクローンを単離および拡張するまで、細胞をこの培地中で維持した。個々のクローンを選択する時、選択圧を維持するために、０．２５ｍｇ／ｍｌのジェネティシンを含む培地中で細胞を維持した。次いで個々のクローンを、上記で記載したように、ＦＬＥＸＳｔａｔｉｏｎまたはＦＬＩＰＲ（登録商標）において、膜電位色素を用いて調査した。次いでＡＴＰおよびカルバコールに対して最も大きな蛍光反応を有するクローンを選択し、そしてさらなる分析のために調査した。次いでＡＴＰおよびカルバコールに対する最も高いＥＣ５０を有する選択されたクローンを拡張し、そしてハイスループットスクリーニングアッセイのために使用した。
【００８５】
結果
ＨＥＫ細胞において安定に発現したＴＲＰＭ５を、異なる濃度のいくつかのＧＰＣＲアゴニストに対して反応する能力に関して分析した。そのアッセイを、ＦＬＩＰＲ（登録商標）において、励起５１０−５４５ｎｍおよび発光５６５−６２５ｎｍフィルターセットを用いて行った。安定に発現するＨＥＫ細胞を含むアッセイプレートを、１×Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ Ａｓｓａｙ Ｄｙｅ Ｒｅｄ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｄｅｖｉｃｅｓ）で、３７℃および５％ＣＯ２インキュベーターで１時間処置した。次いでそのプレートをインキュベーターから出し、そして１５分間室温まで平衡化してから、ＦＬＩＰＲ（登録商標）で測定した。プレートを、全部で３分間、ＦＬＩＰＲ（登録商標）において測定した。ベースライン蛍光を、ＦＬＩＰＲ（登録商標）で１０秒間得てから、ＦＬＩＰＲ（登録商標）によって各アゴニストを添加し、そしてさらに２分５０秒間測定した。図５は、偽トランスフェクト細胞と比較して、ＴＲＰＭ５発現細胞の相対的蛍光の増加によって証明されるように、２つのＴＲＰＭ５発現クローンが、様々な濃度のＧＰＣＲアゴニストによって刺激されたことを示す。グラフの値は、アゴニスト添加時の、最高マイナス最低蛍光の差を示す。個々のクローンは、クローン番号によって示されるが、クローンのプールは選択に抵抗性の全ての細胞の和を示す。全ての場合において、クローン１が、３つのアゴニスト全てに対して最も強い反応を示した（ＡＴＰ、カルバコール、およびトロンビンペプチド、それぞれ図５Ａ−５Ｃ）。クローン５およびプールされたクローンは、クローン１と比較してより低い反応を生じた。しかし、クローン５およびプールの反応はどちらも、非トランスフェクト細胞の蛍光より最低３倍高かった。偽、非トランスフェクト細胞は、どのアゴニスト濃度においても、ほとんど反応を示さなかった、または反応を示さなかった。
【００８６】
実施例３：最適未満の濃度のカルシウム活性化薬剤を用いた、ハイスループットスクリーニングアッセイ
潜在的な活性化化合物の特異性を、細胞内カルシウムレベルを増加させる、最適未満の濃度の薬剤を用いて同定し得る。このタイプのアッセイにおいて、高濃度の、例えばカルバコールを用いるよりも、抑制された濃度を、さらなる試験化合物ありまたは無しで、ＴＲＰＭ５発現細胞に加える。ＴＲＰＭ５活性のエンハンサーは、抑制されたカルバコール処理細胞の蛍光強度を、高用量で処理した細胞で見られるレベルまで増加させる試験化合物である。
【００８７】
最適未満の濃度範囲を決定できるように、カルバコールの用量反応曲線を、ＴＲＰＭ５発現細胞に関して産生した。ＴＲＰＭ５を発現する細胞を、試験化合物を加える前に、ＥＣ２０−ＥＣ３０レベルのカルバコール（０．３から１μＭ）とインキュベートした。偽インキュベートおよびＥＣ１００処理細胞を、コントロールとして使用した。ＥＣ２０−ＥＣ３０処理細胞の蛍光強度を、ＥＣ１００処理細胞に近づくレベルまで増加させた試験化合物を、ＴＲＰＭ５の活性化剤として分類した。
【００８８】
実施例４：ＴＲＰＭ５特異性に関するＫＣｌカウンタースクリーニング
ＴＲＰＭ５活性化の増強された特異性アッセイの必要性を、図６に示す。８５，０００個以上の化合物を、上記で記載したハイスループットスクリーニングアッセイを用いてスクリーニングし、そして阻害値のガウス分布をプロットした。図において見られるように、ほとんどの化合物は、コントロール反応の阻害の−２５から＋２５パーセントの範囲内であった。従って、より高い特異性を有するＴＲＰＭ５調節化合物を同定するために、他のイオンチャネルにも作用する化合物を、分析から除かなければならない。
【００８９】
ＫＣｌは、多くのイオンチャネルを活性化するが、ＴＲＰＭ５は活性化しない。従って、ＫＣｌをカウンタースクリーニングとして使用して、ＴＲＰＭ５に特異的な調節化合物を同定し得る。
【００９０】
理想的な遮断薬は、ＴＲＰＭ５を遮断するが、他のチャネルは遮断しない。ＴＲＰＭ５アッセイを、膜電位色素を利用して、実施例３で記載したように行う。試験化合物を加え、そして次いで細胞をＡＴＰで刺激してチャネルの引き金を引き、色素の反応を引き起こす。その過程を図７で模式的に示す。ＫＣｌカウンタースクリーニングを、同じ化合物で前処理した同一の細胞で、実施例３で記載したように行うが、刺激はＡＴＰではなく、２０ｍＭのＫＣｌであった。ＫＣｌ刺激および非刺激反応を、コントロールとして使用する。ＫＣｌカウンタースクリーニングを用いて同定された非選択的阻害化合物の例を、図８Ａに示す。化合物Ｆ００１３４４，Ａ３（構造を下記に示す）は、ＴＲＰＭ５を阻害するが、ＫＣｌ反応も阻害する（矢印）。さらなる特異性アッセイは、Ｃａ＋＋流入色素（カルシウム３色素、パーツ番号Ｒ８０９１）を利用して、その化合物がアゴニスト誘発Ｃａ＋＋流入反応を阻害するかどうかを決定する。Ｃａ＋＋流入アッセイによって同定された非選択的阻害化合物の例を、図８Ｂに示す。化合物Ｆ００１３４８，Ｃ１３（構造を下記に示す）は、ＴＲＰＭ５を阻害するが、Ｃａ＋＋流入反応も活性化する（矢印）。
【００９１】
【化１】
図９Ａは、４つの濃度の試験化合物、化合物１（構造を下記に示す）のＴＲＰＭ５アッセイにおけるＦＬＩＰＲトレースを示す。パネル１は、ＴＲＰＭ５反応の用量反応性阻害を示す。パネル２および３は、化合物の用量の増加は、ＫＣｌまたはＣａ＋＋反応を変化させないことを示す。これらの結果の定量を、図９Ｂに示す。ＴＲＰＭ５の非特異的阻害を示す、２つのさらなる試験化合物の例（化合物２および３）を、図９Ｃに示し、ここで化合物２はＫＣｌ反応も阻害し、そして化合物３はＣａ＋＋反応を阻害する。
【００９２】
【化２】
ＫＣｌカウンタースクリーニングはまた、選択的ＴＲＰＭ５増強化合物の同定にも有用である。図１０は、ＴＲＰＭ５の選択的増強を示す。カウンタースクリーニング実験を、試験化合物４の存在下で、上記で記載したように行った。ＴＲＰＭ５発現ＨＥＫおよびＣＨＯ細胞は、試験化合物４の添加時に、それぞれ１３１％および１３５％の最大刺激を示した。増加する量の試験化合物４の添加はまた、ＴＲＰＭ５活性の用量依存性の増加を引き起こした（図１１）。さらに、化合物５を用いて、最適未満の（ＥＣ１０）濃度のＡＴＰアゴニストで、非常に強力な増強が見られる（図１２）。
【００９３】
実施例５：ドミナントネガティブＴＲＰＭ５を用いたハイスループットアッセイ
ＴＲＰＭ５の特異性を、チャネルのドミナントネガティブ形式を用いて達成し得るかどうかを調べるために、欠失変異体を産生した。Ｎ１０００欠失変異体は、遺伝子の最初の１０００塩基対が欠失したｍＴＲＰＭ５の形式であり、そしてＮ２０００欠失変異体は、遺伝子の最初の２０００塩基対の欠失を含む。遺伝子の最初の２０００塩基対は、ｍＴＲＰＭ５イオンチャネルのアミノ末端ドメインに対応する。この領域の欠失は、アミノ末端ドメイン全体が除去されたタンパク質の短縮バージョンを生じ、そしてタンパク質はイオンチャネルの最初の膜貫通領域から始まる。欠失変異体を、それぞれ最初の１０００塩基対が欠失した、および最初の２０００塩基対が欠失した遺伝子を増幅するようデザインしたプライマーを用いて、ＰＣＲによって構築した。下記で記載する実験を、使用した細胞の数、インキュベーション時間および色素に関して以前に記載したように行った。
【００９４】
ヌルベクターを有する野生型ｍＴＲＰＭ５と比較して、異なる比の欠失変異体対野生型ｍＴＲＰＭ５のトランスフェクションを比較することによって、実験を行った。トランスフェクトしたＤＮＡの全量は、４μｇで一定に維持した。１×１０６のＨＥＫ２９３細胞を、６ウェル皿に一晩まいた。いくつかの比の欠失変異体ｍＴＲＰＭ５／野生型ｍＴＲＰＭ５および野生型ｍＴＲＰＭ５／ｐＳＶ３−ｎｅｏを、次いで表１に示したように、リポフェクタミン２０００を用いて、ＨＥＫ２９３細胞にトランスフェクトした。トランスフェクションの１日後、１５，０００細胞／ウェルを３８４ウェルプレートにまき、そしてインキュベーターで一晩維持した。次の日、細胞を膜電位色素で、３７℃で処置し、そしてＡ２３１８７に対する反応およびカルバコール用量反応性を比較した。
【００９５】
表１：ＨＥＫ２９３細胞におけるトランスフェクションに続くＴＲＰＭ５アッセイ
【００９６】
【表１】
図１３Ａ−１３Ｂに示すように、欠失変異体の濃度が増加するにつれて、Ａ２３１８７（図１３Ａ）またはカルバコール（図１３Ｂ）に反応した相対的蛍光は減少する。しかし、ヌルベクター（ｐＳＶ３−ｎｅｏ）の存在下では、その減少はない。それに加えて、リガンドに対するカルシウム反応には影響がなく、膜電位反応の減少は、カルシウム濃度の変化に起因し得ないことを示す。
【００９７】
本発明の様々な実施態様を上記で記載したが、それらは例示のためにのみ示され、そして制限ではないことが理解される。本発明の意図および範囲から離れることなく、その中で形式および詳細において様々な変更をし得ることが当業者に明らかである。従って、本発明の幅および範囲は、上記で記載された代表的な実施態様のいずれによっても制限されず、以下の請求およびそれに相当するものによってのみ規定されるべきである。本明細書中で引用された全ての出版物、特許、および特許出願は、本開示に、その全体として参考文献に組み込まれる。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
本明細書中に組み込まれ、そして明細書の一部を形成する、付随する図は、本発明の１つまたはそれ以上の実施態様を説明し、そして説明と共に、本発明の原理を説明するために、および当業者が本発明を作成および使用することを可能にするためにさらに役立つ。
【図１】図１は、Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｈａｍｓｔｅｒ Ｏｖａｒｙ（ＣＨＯ）細胞におけるＴＲＰＭ５依存性蛍光シグナル伝達の証明を示す。ヒトＴＲＰＭ５イオンチャネルおよびムスカリン性１（Ｍ１）Ｇタンパク質共役受容体（ＧＰＣＲ）の両方でトランスフェクトしたＣＨＯ細胞に、膜電位色素を加え、そしてＭ１アゴニストであるカルバコールで刺激した。このＧＰＣＲ活性化は、その細胞において細胞内カルシウムイオンの増加を引き起こし、それが次にＴＲＰＭ５イオンチャネルを開口させ、主にナトリウムイオンを細胞内に入れる。この脱分極は、色素の蛍光シグナルを増加させ、それをＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｐｌａｔｅ Ｒｅａｄｅｒ（ＦＬＩＰＲ（登録商標））で測定する。ＴＲＰＭ５に対する化合物の効果を分析するアッセイにおいて、その化合物をＴＲＰＭ５の活性化の前に加えることに注意する。
【図２】図２は、蛍光顕微鏡による、一時的にトランスフェクトしたＨＥＫ２９３細胞におけるＴＲＰＭ５−ＧＦＰの発現を示す。
【図３】図３は、一時的にトランスフェクトしたＨＥＫ２９３細胞におけるＴＲＰＭ５イオンチャネル反応を示す。図３Ａ−Ｃは、ＦＬＥＸｓｔａｔｉｏｎを用いて測定した、３つのＧＰＣＲアゴニスト：トロンビン（図３Ａ）、カルバコール（図３Ｂ）、およびアデノシン３リン酸（ＡＴＰ）（図３Ｃ）に反応した、トランスフェクトした細胞におけるＴＲＰＭ５反応を示す。
【図４】図４は、ＦＬＩＰＲ−ＴｅｔｒａＴＭを用いた、ＴＲＰＭ５ハイスループットスクリーニングアッセイのハイおよびローコントロールを示す。そのアッセイは、０．７６のＺ’値で、高いシグナル対ノイズ比を有する（ハイコントロール対ローコントロール）。Ｚ’＞０．５の値は、ハイスループットスクリーニングのための確固としたアッセイを示す。（Ｚｈａｎｇ，Ｊ．Ｈ．ら。Ｊ．Ｂｉｏｍｏｌ．Ｓｃｒｅｅｎ．４：６７−７３（１９９９））。（Ｚ’＝１−（（３＊ＳＤＨＣ＋３＊ＳＤＬＣ）／（ＡＶＧＨＣ−ＡＶＧＬＣ））。
【図５】図５Ａ−５Ｃは、ＦＬＩＰＲ（登録商標）を用いて測定した、ＡＴＰ（図５Ａ）、カルバコール（図５Ｂ）またはトロンビン（図５Ｃ）を用いた、安定にＴＲＰＭ５を発現する細胞の刺激を示す。
【図６】図６は、８５，０００個より多い化合物に対するＴＲＰＭ５ハイスループットスクリーニングの結果を示す。コントロール反応の阻害パーセントの頻度分布としてそのデータを示す。各化合物を、１０μＭの濃度で試験した。
【図７】図７は、Ｃａ＋＋反応およびＫＣｌカウンタースクリーニングアッセイを用いたＴＲＰＭ５特異性フィルターの図解表示を示す。
【図８Ａ】図８Ａ−８Ｂは、ＫＣｌカウンタースクリーニング（図８Ａ）およびＣａ＋＋流入（図８Ｂ）フィルターは、非選択的阻害化合物を同定することを示す。
【図８Ｂ】図８Ａ−８Ｂは、ＫＣｌカウンタースクリーニング（図８Ａ）およびＣａ＋＋流入（図８Ｂ）フィルターは、非選択的阻害化合物を同定することを示す。
【図９Ａ】図９Ａ−９Ｃは、ＴＲＰＭ５特異的阻害剤を同定するために、ＴＲＰＭ５アッセイにおいてＫＣｌカウンタースクリーニングが有用であることを示す。図９Ａは、ＦＬＩＰＲ（登録商標）を用いて測定した、ＴＲＰＭ５特異的阻害剤の同定を示す。図９Ｂは、ＫＣｌ脱分極の阻害またはカルシウム流入活性化の阻害無しの、化合物によるＴＲＰＭ５の用量反応性阻害を示す。図９Ｃは、ＴＲＰＭ５の非特異的阻害の２つの例を示す。
【図９Ｂ】図９Ａ−９Ｃは、ＴＲＰＭ５特異的阻害剤を同定するために、ＴＲＰＭ５アッセイにおいてＫＣｌカウンタースクリーニングが有用であることを示す。図９Ａは、ＦＬＩＰＲ（登録商標）を用いて測定した、ＴＲＰＭ５特異的阻害剤の同定を示す。図９Ｂは、ＫＣｌ脱分極の阻害またはカルシウム流入活性化の阻害無しの、化合物によるＴＲＰＭ５の用量反応性阻害を示す。図９Ｃは、ＴＲＰＭ５の非特異的阻害の２つの例を示す。
【図９Ｃ】図９Ａ−９Ｃは、ＴＲＰＭ５特異的阻害剤を同定するために、ＴＲＰＭ５アッセイにおいてＫＣｌカウンタースクリーニングが有用であることを示す。図９Ａは、ＦＬＩＰＲ（登録商標）を用いて測定した、ＴＲＰＭ５特異的阻害剤の同定を示す。図９Ｂは、ＫＣｌ脱分極の阻害またはカルシウム流入活性化の阻害無しの、化合物によるＴＲＰＭ５の用量反応性阻害を示す。図９Ｃは、ＴＲＰＭ５の非特異的阻害の２つの例を示す。
【図１０】図１０は、ＴＲＰＭ５アッセイにおけるＫＣｌカウンタースクリーニングの、ＴＲＰＭ５特異的エンハンサー化合物を同定する能力を示す。
【図１１】図１１は、ＴＲＰＭ５特異的エンハンサー（化合物４）を用いた、ＴＲＰＭ５活性の用量反応性の刺激を示す。
【図１２】図１２は、化合物５（３０μＭ）が、特に最適未満の濃度のＡＴＰにおいて、ＴＲＰＭ５の非常に強力な増強（ＥＣ１０において１７倍）を生ずることを示す。
【図１３Ａ】図１３Ａ−１３Ｂは、ＴＲＰＭ５欠失変異体の、カルシウムイオノフォアＡ２３１８７（図１３Ａ）またはカルバコール（図１３Ｂ）の、ＴＲＰＭ５による刺激を引き起こす能力に対する影響を示す。
【図１３Ｂ】図１３Ａ−１３Ｂは、ＴＲＰＭ５欠失変異体の、カルシウムイオノフォアＡ２３１８７（図１３Ａ）またはカルバコール（図１３Ｂ）の、ＴＲＰＭ５による刺激を引き起こす能力に対する影響を示す。
【技術分野】
【０００１】
発明の背景
発明の分野
本発明は、味覚に影響を与える化合物のハイスループットスクリーニング方法に関連する。より具体的には、本発明は、イオンチャネルＴＲＰＭ５の活性を調節することによって味覚に影響を与える化合物の同定に有用なスクリーニング方法に関連する。そのスクリーニング方法は、蛍光膜電位色素を用いて、目に見える蛍光の読み取り情報を提供することによって、数千の化合物の迅速なスクリーニングを可能にし、それは容易に自動化し得る。
【背景技術】
【０００２】
背景
味覚の認知は、ヒトの栄養状態に決定的な役割を果たすだけでなく、下等および高等動物の生存にも不可欠である（Ｍａｒｇｏｌｓｋｅｅ，Ｒ．Ｆ． Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．２７７：１−４（２００２）；Ａｖｅｎｅｔ，Ｐ．およびＬｉｎｄｅｍａｎｎ，Ｂ． Ｊ．Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｂｉｏｌ．１１２：１−８（１９８９））。味覚の認知は、味覚受容体細胞（ＴＲＣ）によって行われる。ＴＲＣは、所定の味覚と関連した多数の化合物を知覚し、そしてその知覚を脳によって解読されるシグナルに変換し、甘味、苦味、酸味、塩味、またはうま味（風味）を生じる。
【０００３】
ＴＲＣは、極性を示す上皮細胞であり、それは、それらが特殊化した頂端および側底部の膜を有することを意味する。味蕾は６０−１００のＴＲＣを含み、それぞれその膜のごく一部が舌の粘膜表面に露出している（Ｋｉｎｎａｍｏｍ，Ｓ．Ｃ． ＴＩＮＳ １１：４９１−４９６（１９８８））。感覚の伝達は、味分子、または「味物質」によって開始され、それはＴＲＣの頂端部の膜において微絨毛突起と相互作用する。味物質は特異的な膜受容体に結合し、細胞膜を横切る電位変化を引き起こし、これが次に細胞を脱分極させ、または電位を変化させ、伝達物質の放出および一次味覚神経線維の興奮を引き起こす。
【０００４】
イオンチャネルは、膜に孔を形成し、そしてイオンを一方から他方へ通過させる膜貫通タンパク質である（Ｂ．Ｈｉｌｌｅ（編）、１９９２、Ｉｏｎｉｃ Ｃｈａｎｎｅｌｓ ｏｆ Ｅｘｃｉｔａｂｌｅ Ｍｅｍｂｒａｎｅｓ 第２版、Ｓｉｎａｕｅｒ、Ｓｕｎｄｅｒｌａｎｄ、Ｍａｓｓ．において概説されている）。いくらかのイオンチャネルは、全ての生理学的膜条件の下で開口するが（いわゆる漏出性チャネル）、多くのチャネルは、特定の刺激に反応して開口する「ゲート」を有する。例として、電位開口型チャネルは、膜を横切る電位の変化に反応し、機械刺激依存チャネルは膜の機械刺激に反応し、そしてリガンド開口型チャネルは、特異的な分子の結合に反応する。様々なリガンド開口型チャネルが、神経伝達物質（伝達物質開口型チャネル）のような細胞外因子、またはイオン（イオン開口型チャネル）またはヌクレオチド（ヌクレオチド開口型チャネル）のような細胞内因子に反応して開口し得る。さらに他のイオンチャネルは、Ｇタンパク質のようなタンパク質との相互作用によって調節される（Ｇタンパク質共役受容体またはＧＰＣＲ）。
【０００５】
ほとんどのイオンチャネルタンパク質は、１つの支配的なイオン種の透過を媒介する。例えば、ナトリウム（Ｎａ＋）、カリウム（Ｋ＋）、塩素（Ｃｌ−）、およびカルシウム（Ｃａ２＋）チャネルが同定された。
【０００６】
１つの最近発見されたイオンチャネル、ＴＲＰＭ５は、味覚の伝達に不可欠であることが示された。非特許文献１；非特許文献２。ＴＲＰＭ５は、イオンチャネルの一過性受容器電位（ＴＲＰ）ファミリーのメンバーである。ＴＲＰＭ５は、味覚受容体細胞の膜を通してチャネルを形成し、そしてホスホリパーゼＣと共役した受容体経路の活性化によって、およびＩＰ３によるＣａ２＋の放出によって活性化されると考えられる。このチャネルの開口は、Ｃａ２＋レベルの上昇に依存する。非特許文献３。このチャネルの活性化は、ＴＲＣの脱分極を引き起こし、それが今度は伝達物質の放出および一次味覚神経線維の興奮を引き起こす。
【０００７】
ＴＲＰＭ５は、味覚認知機構の必要な部分であるので、その阻害は、動物が特定の味を感じることを阻害する。味覚の認知は重要な機能であるが、ある状況下では、望ましくない味覚を阻害する、または遮蔽することが有用である。例えば、薬剤の多くの活性医薬品成分は、苦味のような望ましくない味覚を生じる。薬剤によって生じる苦味の阻害は、患者による認容性の改善を引き起こし得る。他の状況において、改善された人工甘味料の開発の場合、または高齢者のようなグループにおける味覚の喪失の治療におけるように、味覚の増強が望ましくあり得る。Ｍｏｊｅｔら、Ｃｈｅｍ．Ｓｅｎｓｅｓ ２６：８４５−６０（２００１）。
【０００８】
ＴＲＰＭ５は、受容体の刺激時に、電位の調節および迅速な活性化／不活性化（「開口および閉鎖」）動態を示し（非特許文献３）、それはナトリウムおよびカリウムのような、一価の陽イオンの通過を可能にする。密接に関連したタンパク質、ＴＲＰＭ４ｂも、Ｃａ２＋依存性の電位調節を示すが、開口および閉鎖はＴＲＰＭ５よりかなり遅い。従って、ＴＲＰＭ５は、迅速な活性化／不活性化動態を有する、電位調節、Ｃａ２＋活性化、一価陽イオンチャネルの最初の例である（非特許文献３）。
【０００９】
イオンチャネルの活性化または阻害を、細胞をある刺激に接触させた場合の細胞膜電位の変化を測定することによって決定し得る。細胞膜電位は複数のチャネルによって影響され得るので、これはイオンチャネル調節を評価する間接的な方法である。
【００１０】
イオンチャネル活性を試験するための１つの方法は、パッチクランプ技術を用いて細胞膜電位の変化を測定することである（非特許文献４）。この技術において、細胞を、マイクロピペットチップを含む電極に付着させ、それは細胞の電気的状態を直接測定する。これは、様々な刺激に反応した膜電位の変化を、詳細に生物物理学的に特徴付けることを可能にする。従って、パッチクランプ技術を、イオンチャネルの活性を調節する化合物を同定するためのスクリーニングツールとして使用し得る。しかし、この技術は習得するのが困難であり、そして一貫した、信頼性の高いデータを得るためにはかなりの熟練の技が必要である。さらに、この技術は時間がかかり、そして１日あたり２つまたは３つより少ない化合物しか活性に関してスクリーニングできない。
【００１１】
理想的には、試験化合物をスクリーニングする方法は、ハイスループットであり（すなわち、多くの化合物を迅速にスクリーニングすることを可能にする）、自動化され、使用が容易であり、感受性が高く、そして選択的である。スクリーニングアッセイはまた、高いシグナル対バックグラウンドノイズの比を提供するべきである。（非特許文献５）。バックグラウンドノイズは、そのイオンチャネルに対する効果に関わらず、化合物が産生する最低の刺激である。最も低い反応が、バックグラウンド測定値の上に見えるので、高い比は、正または負の調節物質の可視化をより簡単にする。これは、調節化合物の明確な同定につながる。
【００１２】
イオンチャネルの調節を決定するための潜在的なハイスループット法は、細胞膜電位が変化した場合に蛍光シグナルを産生する蛍光色素を利用する。膜電位が変化する時に、蛍光色素が細胞膜二重層において細胞内から細胞外位置へとその方向を「変える」ので、蛍光の増加が起こる。この方向転換は蛍光の増加を引き起こし、それは通常光学的読み取り装置を用いて容易に検出および定量される。イオンチャネル機能の光学的読み取りは、潜在的に感受性が高く、多目的であり、そして小型化および自動化を受け入れられるので、ハイスループットスクリーニングに好ましい。今日の光学的読み取り装置は、複数のサンプルから短時間で蛍光を検出し、そして自動化し得る。蛍光の読み取りは、細胞内イオン濃度をモニターするために、および膜電位を測定するために広く使用される。
【００１３】
従来の蛍光色素の欠点のいくつかを克服する試みにおいて、Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ＤｅｖｉｃｅｓのＦＬＩＰＲ（登録商標）膜電位色素（ＦＭＰ）のような、改変ビスオキソノール蛍光色素が開発された。ＦＭＰ色素は、「スロー」イオンチャネルに関するパッチクランプ記録によって直接決定される膜電位と蛍光を関連付けるのに有効であった（非特許文献５；非特許文献６；および非特許文献７）。
【００１４】
特定のイオンチャネルを調節する化合物に関するハイスループットスクリーニング（ＨＴＳ）法のデザインにおける主な難点は、チャネルの活性化を決定する方法が間接的であることである。ＴＲＰＭ５活性の調節を通して味覚に影響を与える化合物を同定するために、その化合物の味覚に対する影響がＴＲＰＭ５に特異的であり、そして細胞表面に存在する多数の他のチャネルおよび受容体の１つまたはそれ以上にも特異的ではないことを示さなければならない。それに加えて、ＴＲＰＭ５の活性化はカルシウム依存性であるので、ＴＲＰＭ５／試験化合物相互作用の特異性を、ＧＰＣＲ−アゴニストカルシウム流入も調節する化合物を除外することによって確認しなければならない。
【非特許文献１】Ｐｅｒｅｚら、Ｎａｔｕｒｅ Ｎｅｕｒｏｓｃｉｅｎｃｅ ５：１１６９−１１７６（２００２）
【非特許文献２】Ｚｈａｎｇら、Ｃｅｌｌ １１２：２９３−３０１（２００３）
【非特許文献３】Ｈｏｆｍａｎｎら、Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｂｉｏｌ．１３：１１５３−１１５８（２００３）
【非特許文献４】Ｈａｍｉｌｌら、Ｎａｔｕｒｅ ２９４：４６２−４（１９８１）
【非特許文献５】Ｂａｘｔｅｒら、Ｊ．Ｂｉｏｍｏｌ．Ｓｃｒｅｅｎ．７：７９−８５（２００２）
【非特許文献６】Ｂｅｈｒｅｎｄｔら、Ｂｒｉｔｉｓｈ Ｊ．Ｐｈａｒｍａｃｏｌ．１４１：７３７−７４５（２００４）
【非特許文献７】Ｗｈｉｔｅａｋｅｒら、Ｊ．Ｂｉｏｍｏｌ．Ｓｃｒｅｅｎ．６：３０５−３１２（２００１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
従って、当該分野において、ＴＲＰＭ５に特異的に作用することによって味覚を調節する化合物を、他のメカニズムによって作用し得、そして味覚に影響を与えないかもしれない化合物と区別し得るＨＴＳアッセイの必要性が存在する。請求される発明は、迅速および特異的な結果を生じ、高いシグナル対バックグラウンド比を有し、そして使用が簡単であるＨＴＳ法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
発明の簡単な概要
ＴＲＰＭ５イオンチャネル活性を調節する化合物の迅速なスクリーニングを可能にする、新規ハイスループットスクリーニングアッセイが発見された。本発明の方法は、膜電位の変化の評価のみに頼る方法よりも選択的である。本発明は、従事者が、イオンチャネルの非特異的調節因子である薬剤を、ＴＲＰＭ５の調節を介して作用する薬剤と区別することを可能にする。さらに、その方法は、潜在的にこの速いイオンチャネルを調節し、そして味覚に影響する数千の化合物を、迅速におよび信頼性高くスクリーニングすることを可能にする。
【００１７】
本発明の実施態様は、ＴＲＰＭ５を発現する細胞を、細胞内カルシウム濃度を増加させる最適未満の濃度の薬剤と接触させることであって、当該細胞は、膜電位蛍光色素で前処理されていること；当該細胞を、潜在的な増強化合物と接触させること；光学的検出器を用いて、当該潜在的増強化合物の存在下で当該細胞の蛍光強度を測定すること；および測定蛍光強度を、細胞内カルシウム濃度を増加させる最適濃度の薬剤の存在下で、ＴＲＰＭ５を発現する異なる細胞の蛍光強度と比較することを含む、ＴＲＰＭ５イオンチャネルの潜在的なエンハンサーをスクリーニングするための、ハイスループットスクリーニングアッセイである。
【００１８】
本発明のさらなる実施態様は、ＴＲＰＭ５を発現し、膜電位蛍光色素で前処理した細胞を、塩化カリウムの存在下で試験化合物と接触させること；光学的検出器を用いて、当該潜在的調節化合物の存在下で、当該細胞の蛍光強度を測定すること；上記で決定した測定蛍光強度を、塩化カリウムの存在下で、および試験化合物の非存在下で、ＴＲＰＭ５を発現し、そして膜電位色素で前処理した異なる細胞の蛍光強度と比較すること；およびＫＣｌおよび試験化合物による蛍光強度の、試験化合物の非存在下におけるＫＣｌによる強度に対する比が、１より小さいかまたは大きいかを決定することによって、試験化合物がＴＲＰＭ５特異的調節因子であり得るかどうかを評価することを含む、試験化合物が、ＴＲＰＭ５イオンチャネル特異的調節因子であるかどうかを決定するための、ハイスループットスクリーニングアッセイである。
【００１９】
本発明のさらなる実施態様は、ＴＲＰＭ５を発現し、そして細胞内カルシウム色素で前処理した細胞を、試験化合物および細胞内カルシウム濃度を増加させる最適未満の濃度のカルシウム調節薬剤と接触させること；光学的検出器を用いて、当該カルシウム調節化合物の存在下で、当該細胞の蛍光強度を測定すること；上記で決定した、測定蛍光強度を、最適未満の濃度のカルシウム調節薬剤の存在下および試験化合物の非存在下で、ＴＲＰＭ５を発現し、そして細胞内カルシウム色素で前処理した異なる細胞の蛍光強度と比較すること；および最適未満の濃度のカルシウム調節薬剤および試験化合物による蛍光強度の、試験化合物の非存在下における最適未満の濃度のカルシウム調節薬剤による強度に対する比が、１より小さいかまたは大きいかを決定することによって、その試験化合物がＴＲＰＭ５特異的改変因子であり得るかどうかを評価することを含む、試験化合物が、ＴＲＰＭ５イオンチャネル特異的調節因子であるかどうかを決定するための、ハイスループットスクリーニングアッセイである。
【００２０】
請求される発明の別の実施態様は、野生型ＴＲＰＭ５および非機能性ＴＲＰＭ５の両方を発現し、そして膜電位蛍光色素で前処理した細胞を、当該細胞においてカルシウム濃度を増加させる薬剤の存在下で、潜在的なエンハンサーと接触させること；光学的検出器を用いて、当該潜在的エンハンサーの存在下で当該細胞の蛍光強度を測定すること；およびＴＲＰＭ５増強の程度を決定するために、上記で決定した測定蛍光強度を、潜在的な増強化合物の存在下で、野生型ＴＲＰＭ５を発現し、そして膜電位色素で前処理した細胞の蛍光強度と比較することを含む、ＴＲＰＭ５イオンチャネルの潜在的なエンハンサーをスクリーニングするための、ハイスループットスクリーニングアッセイである。
【００２１】
いくつかの実施態様において、非機能性ＴＲＰＭ５は、ＴＲＰＭ５遺伝子の最初の１０００塩基対の欠失を含む。別の実施態様において、非機能性ＴＲＰＭ５は、ＴＲＰＭ５遺伝子の最初の２０００塩基対の欠失を含む。
【００２２】
いくつかの実施態様において、請求された方法はさらに、ＴＲＰＭ５活性を増強する化合物を選択することを含む。他の実施態様において、請求された方法はさらに、ＴＲＰＭ５活性を阻害する化合物を選択することを含む。
【００２３】
さらなる実施態様において、請求された方法は、マルチウェル容器に入った細胞をスクリーニングすることに向けられる。請求された発明のマルチウェル容器は、９６穴まで、および９６穴と同じ数を含み得る。別の実施態様において、マルチウェル容器は、９６穴より多く含む。別の実施態様において、マルチウェル容器は、３８４穴を含む。さらに別の実施態様において、マルチウェル容器は、１５３６穴を含む。
【００２４】
請求された発明のいくつかの実施態様において、カルシウム濃度を増加させる薬剤を、トロンビン、アデノシン３リン酸（ＡＴＰ）、カルバコール、および内因性Ｇタンパク質共役受容体（ＧＰＣＲ）のアゴニストからなるグループから選択する。本発明の１つの実施態様において、カルシウム濃度を増加させる薬剤は、カルシウムイオノフォア、例えばＡ２３１８７、カルシマイシンまたはイオノマイシンである。
【００２５】
請求された発明のいくつかの実施態様において、膜電位蛍光色素は、ＦＭＰ色素である。
【００２６】
請求された発明のさらなる実施態様において、光学的検出器は、Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｐｌａｔｅ Ｒｅａｄｅｒ（ＦＬＩＰＲ（登録商標））、ＦＬＥＸＳｔａｔｉｏｎ、Ｖｏｌｔａｇｅ／Ｉｏｎ Ｐｒｏｂｅ Ｒｅａｄｅｒ（ＶＩＰＲ）、蛍光顕微鏡および電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラ、およびＰａｔｈｗａｙＨＴからなるグループから選択される。本発明の１つの実施態様において、光学的検出器はＦＬＩＰＲ（登録商標）である。
【００２７】
本発明のさらなる実施態様、特徴、および利点、および本発明の様々な実施態様の構造および操作は、付随する図を参照して、下記で詳細に記載される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
発明の詳細な説明
概観
本発明は、ＴＲＰＭ５の活性を調節する化合物に関するハイスループットスクリーニングアッセイである。ＴＲＰＭ５の制御因子は、味覚に影響を与える可能性があるので、従って本発明は、ＴＲＰＭ５を特異的に調節し得る、味物質の同定に有用な最初のハイスループットスクリーニング法を提供する。この方法は、カウンタースクリーニング、最適未満の投与量の使用、およびＴＲＰＭ５のドミナントネガティブ変異体を採用するので、この方法は、味覚に影響を与え得る化合物に関する他のスクリーニングより選択的である。
【００２９】
ハイスループットは、短時間で多くの化合物を処理することを指す。例えば、本発明を使用して、１０００より多い試験化合物を、１時間以内にＴＲＰＭ５活性を調節する能力に関してスクリーニングし得る。このアッセイを、ＴＲＰＭ５を発現する細胞を用いて行う。明細書および請求において使用される場合、単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、文脈が明らかに他を規定しなければ、複数の指示を含む。例えば、「イオンチャネル」という用語は、複数のイオンチャネルを含む。「細胞」という用語は、複数の細胞を含む。
【００３０】
細胞を試験化合物に接触させ、そしてその化合物のチャネルの開口を刺激する、または開口を阻害する能力を測定する。試験化合物の効果を、細胞を化合物に接触させた後の細胞膜電位の変化を測定することによって決定する。細胞膜電位の変化に反応する蛍光色素を、検出のために使用する。化合物のチャネルを調節する能力の特異性を評価する措置を、上記で記載した方法と平行して行う。これらの平行する方法は、塩化カリウムカウンタースクリーニングの使用、チャネルを刺激することが公知である最適未満の投与量の化合物の使用、および生物学的に不活性なドミナントネガティブＴＲＰＭ５チャネルの使用を含む。
【００３１】
特定の構成および配置が議論されるが、これは説明目的のみのためになされることが理解される。当業者は、本発明の意図および範囲から離れることなく、他の構成および配置を使用し得ることを認識する。本発明を、様々な他の適用においても採用し得ることが、当業者に明らかである。
【００３２】
細胞
本発明の方法において使用するための細胞は、機能的、または非機能的ＴＲＰＭ５のいずれかを含む。実施者は、ＴＲＰＭ５が内因性である細胞を使用し得る、またはＴＲＰＭ５を細胞に導入し得る。もしＴＲＰＭ５が細胞に内因性であるが、発現レベルが最適でないならば、実施者は細胞におけるＴＲＰＭ５の発現レベルを増加させ得る。所定の細胞が全く、または十分なレベルでＴＲＰＭ５を産生しない場合、発現および細胞膜への挿入のために、ＴＲＰＭ５の核酸を宿主細胞に導入し得る。一般的に制限なく「形質転換」と呼び得るその導入は、あらゆる利用可能な技術を採用し得る。真核細胞に関して、適当な技術は、リン酸カルシウムトランスフェクション、ＤＥＡＥ−Ｄｅｘｔｒａｎ、エレクトロポレーション、リポソームによるトランスフェクション、およびレトロウイルスまたは他のウイルス、例えばワクシニアウイルスまたは昆虫細胞に関してはバキュロウイルスを用いた導入を含み得る。哺乳類細胞宿主システム形質転換の一般的な局面が、米国特許第４，３９９，２１６号において記載された。哺乳類細胞を形質転換する様々な技術に関しては、Ｋｅｏｗｎら、Ｍｅｔｈ．Ｅｎｚｙｍ．１８５：５２７−５３７（１９９０）およびＭａｎｓｏｕｒら、Ｎａｔｕｒｅ ３３６：３４８−３５２（１９８８）を参照のこと。下記で詳細に記載されるように、ＴＲＰＭ５を非機能的にもし得る。生物学的に不活性なＴＲＰＭ５を、上記で記載した技術のいずれかを用いて細胞に導入し得る。不活性ＴＲＰＭ５を発現する細胞は、ＴＲＰＭ５活性化の特異性の確認のために有用である。
【００３３】
ＴＲＰＭ５遺伝子は、様々な胎児および成人組織において、４．５ｋｂの転写物として発現する（Ｐｒａｗｉｔｔら、Ｈｕｍ．Ｍｏｌ．Ｇｅｎ．９：２０３−２１６（２０００））。ヒトＴＲＰＭ５は、２４個のエキソンを含む推定リーディングフレームを有し、それは１１６５アミノ酸の、膜貫通ポリペプチドをコードする。Ｔｈｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ（ＮＣＢＩ）データベースは、それぞれＴＲＰＭ５のヒトおよびマウス形式の両方に関して、核酸（ＮＰ＿０６４６７３、ＮＰ＿０５５３７０、ＡＡＰ４４４７７、ＡＡＰ４４４７６）およびアミノ酸（ＮＭ＿０１４５５５、ＮＭ＿０２０２７７、ＡＹ２８０３６４、ＡＹ２８０３６５）配列の両方に関していくつかの配列を列挙する。上記の配列を含むことは、ＴＲＰＭ５遺伝子配列を説明する目的のためであるが、本発明は開示された配列の１つに制限されない。
【００３４】
単離された配列の供給源に依存して、遺伝子配列においてかなりの不均一性が存在し得ることが、当該分野において認識される。本発明は、ＴＲＰＭ５の保存的に改変された変異体の使用を企図する。保存的に改変された変異体は、アミノ酸および核酸配列の両方にあてはまる。特定の核酸配列に関して、保存的に改変された変異体は、同一の、または本質的に同一のアミノ酸配列をコードする核酸、または核酸がアミノ酸配列をコードしない場合は、本質的に同一の配列を指す。遺伝コードの縮重のために、多くの機能的に同一の核酸が、あらゆる所定のタンパク質をコードする。
【００３５】
例えば、コドンＧＣＡ、ＧＣＣ、ＧＣＧ、およびＧＣＵは全て、アミノ酸アラニンをコードする。従って、コードされたポリペプチドを変更することなく、コドンによってアラニンが指定された全ての位置において、コドンを説明した対応するコドンのいずれかに変更し得る。そのような核酸変異は、「サイレント変異」であり、保存的に改変された変異の１つの種類である。ポリペプチドをコードする、本明細書中の全ての核酸配列は、核酸のあらゆる可能性のあるサイレント変異も説明する。当業者は、核酸における各コドン（通常メチオニンの唯一のコドンであるＡＵＧ、および通常トリプトファンの唯一のコドンであるＴＧＧを除いて）を、機能的に同一の分子を生じるために改変し得ることを認識する。よって、ポリペプチドをコードする、核酸の各サイレント変異は、記載された配列それぞれに潜在的に含まれる。
【００３６】
機能的に類似のアミノ酸を提供する保存的置換表が、当該分野で周知である。例えば、保存的置換を選択するための１つの典型的なガイドラインは、（もとの残基に続いて典型的な置換）：アラニン／グリシンまたはセリン；アルギニン／リジン；アスパラギン／グルタミンまたはヒスチジン；アスパラギン酸／グルタミン酸；システイン／セリン；グルタミン／アスパラギン；グリシン／アスパラギン酸；グリシン／アラニンまたはプロリン；ヒスチジン／アスパラギンまたはグルタミン；イソロイシン／ロイシンまたはバリン；ロイシン／イソロイシンまたはバリン；リジン／アルギニンまたはグルタミンまたはグルタミン酸；メチオニン／ロイシンまたはチロシンまたはイソロイシン；フェニルアラニン／メチオニンまたはロイシンまたはチロシン；セリン／スレオニン；スレオニン／セリン；トリプトファン／チロシン；チロシン／トリプトファンまたはフェニルアラニン；バリン／イソロイシンまたはロイシンを含む。第２の典型的なガイドラインは、それぞれお互いに保存的置換であるアミノ酸を含む、以下の６つのグループを使用する：１）アラニン（Ａ）、セリン（Ｓ）、スレオニン（Ｔ）；２）アスパラギン酸（Ｄ）、グルタミン酸（Ｅ）；３）アスパラギン（Ｎ）、グルタミン（Ｑ）；４）アルギニン（Ｒ）、リジン（Ｋ）；５）イソロイシン（Ｉ）、ロイシン（Ｌ）、メチオニン（Ｍ）、バリン（Ｖ）；および６）フェニルアラニン（Ｆ）、チロシン（Ｙ）、トリプトファン（Ｗ）；（例えばＣｒｅｉｇｈｔｏｎ、Ｐｒｏｔｅｉｎｓ、Ｗ．Ｈ．Ｆｒｅｅｍａｎ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ（１９８４）；ＳｃｈｕｌｔｚおよびＳｃｈｉｍｅｒ、Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ（１９７９）も参照のこと）。当業者は、上記で同定された置換が唯一可能な保存的置換ではないことを認識する。例えば、ある目的のために、陽性または陰性のいずれにせよ、全ての荷電アミノ酸をお互いに保存的置換であると見なし得る。それに加えて、コードされたアミノ酸において、単一のアミノ酸または少ないパーセンテージのアミノ酸を変化、追加、または欠失させる個々の置換、欠失、または追加も、「保存的に改変された変異」と判断し得る。
【００３７】
ＴＲＰＭ５のドミナントネガティブ形式も、ＴＲＰＭ５を特異的に調節する化合物を同定するためのハイスループットスクリーニングアッセイにおいて使用し得る。本明細書中で、「ドミナントネガティブ」によって、そのタンパク質がイオンチャネルを形成する能力は保持するが、１価陽イオンの流入を調節できないような、野生型のサブユニットに対する結合に関して競合する少なくとも１つの変異体ＴＲＰＭ５モノマーを含むタンパク質を意味する。イオンチャネルの組成に依存して、１価陽イオンの流入が阻害される程度は変動する。
【００３８】
本発明の変異ＴＲＰＭ５タンパク質は、非保存的改変（例えば置換）を含む。本明細書中で、「非保存的」改変によって、野生型残基および変異残基が、疎水性、電荷、大きさ、および形を含む、１つまたはそれ以上の物理的性質においてかなり異なる改変を意味する。例えば、極性残基から非極性残基への改変またはその逆、陽性荷電残基から陰性荷電残基への改変またはその逆、および大きな残基から小さな残基への改変またはその逆は、非保存的改変である。例えば、変更領域におけるポリペプチドバックボーンの構造、例えばアルファへリックスまたはベータシート構造；標的部位における分子の電荷または疎水性；または側鎖の大きさに、より有意に影響を与える置換をし得る。一般的にポリペプチドの性質に最も大きな変化を起こすことが期待される置換は、（ａ）親水性残基、例えばセリンまたはスレオニンが、疎水性残基、例えばロイシン、イソロイシン、フェニルアラニン、バリンまたはアラニンで置換される（または置換する）；（ｂ）システインまたはプロリンが、あらゆる他の残基で置換される（または置換する）；（ｃ）正に帯電した側鎖を有する残基、例えばリジン、アルギニン、またはヒスチジンが、負に帯電した残基、例えばグルタミン酸またはアスパラギン酸で置換される（または置換する）；または（ｄ）大きな側鎖を有する残基、例えばフェニルアラニンが、側鎖を有さない残基、例えばグリシンで置換される（または置換する）ものである。１つの実施態様において、本発明の変異ＴＲＰＭ５タンパク質は、少なくとも１つの非保存的改変を有する。１つの実施態様において、変異ＴＲＰＭ５タンパク質は、ＴＲＰＭ５遺伝子の最初の１０００塩基対が欠失したポリヌクレオチドの翻訳から生じる。別の実施態様において、変異ＴＲＰＭ５タンパク質は、ＴＲＰＭ５遺伝子の最初の２０００塩基対が欠失したポリヌクレオチドの翻訳から生じる。
【００３９】
例えば、以前に米国特許第６，１８８，９６５；６，２９６，３１２；６，４０３，３１２号において記載された、ＰＤＡＴＭシステム；アラニンスキャニング（米国特許第５，５０６，１０７号を参照のこと）、遺伝子シャッフリング（ＷＯ０１／２５２７７）、部位飽和的変異誘発（ｓｉｔｅ ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ ｍｕｔａｇｅｎｅｓｉｓ）、平均場（ｍｅａｎ ｆｉｅｌｄ）、配列相同性、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）または点突然変異または欠失変異部位および型を選択する指針となる、当業者に公知の他の方法によって、変異タンパク質を産生し得る。
【００４０】
本発明の方法において使用する細胞は、生物体に存在し得る、またはそれから抽出し得る、適当なタンパク質またはそれらをコードする核酸で一時的に、または持続的にトランスフェクトまたは形質転換された細胞または細胞系統であり得る、または内因性（すなわち人工的に導入されていない）遺伝子から必要なＴＲＰＭ５を発現する細胞または細胞系統であり得る。
【００４１】
ＴＲＰＭ５タンパク質の発現は、内因性遺伝子または細胞に導入された核酸のいずれか由来の、ＴＲＰＭ５遺伝子配列からのＴＲＰＭ５ポリペプチドの翻訳を指す。本明細書中で使用される「インサイツ」という用語は、これら全ての可能性を含む。従って、インサイツ方法を、ＴＲＰＭ５を発現する（天然のチャネルとして、または細胞に導入された核酸から）、適切に反応性の細胞系統において行い得る。その細胞系統は、組織培養中であり得る、または例えば非ヒト動物対象における細胞系統異種移植片であり得る。
【００４２】
本明細書中で使用される場合、「細胞膜」という用語は、生物学的区画を囲む脂質二重層を指し、そして膜、または細胞の一部を含む細胞全体を含む。
【００４３】
哺乳類細胞の安定したトランスフェクションに関して、使用する発現ベクターおよびトランスフェクション技術に依存して、少しの細胞のみがそのゲノムに外来性ＤＮＡを組み込み得る。これらの組み込み体を同定および選択するために、一般的に選択マーカー（例えば抗生物質に対する耐性）をコードする遺伝子が、関心のある遺伝子と共に宿主細胞に導入される。好ましい選択マーカーは、Ｇ４１８、ハイグロマイシン、およびメトトレキサートのような、薬剤に対する耐性を与えるものを含む。選択マーカーをコードする核酸を、ＴＲＰＭ５をコードするものと同じベクターで宿主細胞に導入し得る、または別々のベクターで導入し得る。導入核酸で安定にトランスフェクトされた細胞を、薬剤選択によって同定し得る（例えば、選択マーカーを組み込んだ細胞は生存し、一方他の細胞は死ぬ）。
【００４４】
ＴＲＰＭ５の発現はまた、テトラサイクリン反応エレメント、ＴＲＥのような、当該分野で公知の多くの誘導プロモーターのいずれかによっても調節され得ることに注意するべきである。例えば、ＴＲＰＭ５は、Ｃｌｏｎｅｔｅｃｈによって提供されるＴｅｔ−ｏｎおよびＴｅｔ−ｏｆｆ発現システムを用いた発現の調節によって、細胞膜に選択的に提示され得る（Ｇｏｓｓｅｎ，Ｍ．およびＢｕｊａｒｄ，Ｈ．Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ ８９：５５４７−５５５１（１９９２））。Ｔｅｔ−ｏｎシステムにおいて、遺伝子発現は、テトラサイクリン誘導体ドキシサイクリン（Ｄｏｘ）の添加によって活性化され、一方Ｔｅｔ−ｏｆｆシステムにおいて、遺伝子発現はテトラサイクリン（Ｔｃ）またはＤｏｘの中止によって活性化される。あらゆる他の誘導哺乳類遺伝子発現システムも使用し得る。例は、哺乳類細胞において条件的に遺伝子を発現するための、熱ショック転写因子、ステロイドホルモン、重金属イオン、ホルボールエステルおよびインターフェロンを用いるシステムを含む。
【００４５】
本発明のアッセイにおいて使用される細胞系統を、ＴＲＰＭ５の一時的な発現を達成するために使用し得る、またはＴＲＰＭ５ペプチドを発現する構築物で安定にトランスフェクトし得る。安定に形質転換した細胞系統を産生する手段は、当該分野で周知であり、そしてそのような手段を本明細書中で使用し得る。細胞の例は、Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｈａｍｓｔｅｒ Ｏｖａｒｙ（ＣＨＯ）細胞、ＣＯＳ−７、ＨｅＬａ、ＨＥＫ２９３、ＰＣ−１２、およびＢＡＦを含むがこれに限らない。
【００４６】
ＴＲＰＭ５核酸を細胞に導入することによって、またはＴＲＰＭ５をコードする異種核酸からの発現を引き起こすまたは可能にすることによって、細胞におけるＴＲＰＭ５の発現レベルを増加させ得る。異種遺伝子を導入せず、内因性にＴＲＰＭ５を発現する細胞を使用し得る。そのような細胞は、本発明の方法において使用するために十分なレベルのＴＲＰＭ５を内因性に発現し得る、または低レベルのＴＲＰＭ５しか発現せず、本明細書中で記載されるような補充を必要とし得る。
【００４７】
細胞におけるＴＲＰＭ５の発現レベルをまた、内因性遺伝子の発現レベルを増加させることによって増加させ得る。内因性遺伝子活性化技術は当該分野で公知であり、そしてウイルスプロモーター（ＷＯ９３／０９２２２；ＷＯ９４／１２６５０およびＷＯ９５／３１５６０）、および人工転写因子（Ｐａｒｋら、Ｎａｔ．Ｂｉｏｔｅｃｈ．２１：１２０８−１２１４（２００３））の使用を含むがこれに限らない。
【００４８】
細胞におけるＴＲＰＭ５の発現レベルを、核酸ハイブリダイゼーション、ポリメラーゼ連鎖反応、リボヌクレアーゼプロテクション、ドットブロッティング、免疫細胞化学、およびウェスタンブロッティングを含むがこれに限らない、当該分野で公知の技術によって決定し得る。あるいは、ＴＲＰＭ５の発現を、リポーター遺伝子システムを用いて測定し得る。例えば赤色または緑色蛍光タンパク質（例えばＭｉｓｔｉｌｉおよびＳｐｅｃｔｏｒ、Ｎａｔｕｒｅ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ １５：９６１−９６４（１９９７）を参照のこと）を含む、そのようなシステムは、当業者に公知の標準的な技術、例えば蛍光顕微鏡を用いて、リポーター遺伝子の可視化を可能にする。さらに、トロンビンのような公知の正に調節する化合物によって活性化されるＴＲＰＭ５の能力を、ＴＲＰＭ５発現細胞の操作の後に決定し得る。
【００４９】
本明細書中で記載された細胞を、あらゆる従来の栄養培地で培養し得る。培地、温度、ｐＨ等のような培養条件は、過剰な実験無しに当業者によって選択され得る。一般的に、細胞培養の生産性を最大限にする原理、プロトコールおよび実用的な技術は、「Ｍａｍｍａｌｉａｎ Ｃｅｌｌ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ：ａ Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ａｐｐｒｏａｃｈ」、Ｍ．Ｂｕｔｌｅｒ編、ＪＲＬ Ｐｒｅｓｓ（１９９１）およびＳａｍｂｒｏｏｋら、前出において見出し得る。
【００５０】
細胞内カルシウム活性化
ＴＲＰＭ５は、ナトリウムのような１価陽イオンを透過させる、カルシウム活性化イオンチャネルである。従って、チャネル活性を観察するために、細胞内貯蔵カルシウムを最初に活性化しなければならない。細胞内貯蔵カルシウムを活性化する多くの方法が存在し、そして多くのカルシウム活性化薬剤が当該分野で公知であり、そしてトロンビン、アデノシン３リン酸（ＡＴＰ）、カルバコール、およびカルシウムイオノフォア（例えばＡ２３１８７）を含むがこれに限らない。カルシウム濃度範囲のナノモルの増加がＴＲＰＭ５チャネル活性化に必要であるが、請求される発明のために有用な濃度範囲は当該分野で公知であり、例えばＡＴＰに関して１０−１０から１０−４Ｍであるが、正確な濃度は、細胞の型およびインキュベーション時間を含む様々な因子に依存して変動し得る。増加したカルシウム濃度を、カルシウム感受性色素、例えばＦｌｕｏ３、Ｆｌｕｏ４、またはＦＬＩＰＲカルシウム３色素、およびＦｕｒａ２と組み合わせた単一細胞イメージング技術を用いて確認し得る。
【００５１】
下記で記載するように、最適未満の投与量のカルシウム活性化薬剤の適用を、ＴＲＰＭ５調節特異性の２次スクリーニングとして使用し得る。最大限達成可能な反応より低い蛍光反応が生じるように、試験細胞を、より低用量の上記で記載したカルシウム活性化薬剤とインキュベートする。一般的に、その用量は有効濃度またはＥＣ２０−３０と呼ばれ、それは有効条件と関連し、ここでその蛍光強度は最大反応の２０−３０％である。本明細書中で使用される場合、「ＥＣ」は有効条件を指し、ＥＣ２０は最大反応の２０％の蛍光強度を生じる有効条件を指す。ＴＲＰＭ５特異的活性化化合物の添加時に、この低い反応が、最高レベルの活性化まで、またはその付近まで増加する。
【００５２】
ＴＲＰＭ５特異的調節化合物を同定するために、カウンタースクリーニング技術も有用である。ＴＲＰＭ５の阻害および活性化に特異的な化合物を、ＴＲＰＭ５に加えて、またはＴＲＰＭ５の代わりに、他のイオンチャネル、特に味覚の伝達に関係しないチャネルを調節する化合物と区別する能力が重要である。下記でより詳細に記載されるように、塩化カリウムは、非特異的に多くのイオンチャネルを活性化するが、ＴＲＰＭ５は活性化しない。従って、ＫＣｌ活性化を、ＴＲＰＭ５特異的調節化合物を同定するためにカウンタースクリーニングとして使用し得る。
【００５３】
蛍光色素
本発明のアッセイおよび方法において使用し得る電位感受性色素は、細胞膜電位に取り組むために使用されてきた（Ｚｏｃｈｏｗｓｋｉら、Ｂｉｏｌ．Ｂｕｌｌ．１９８：１−２１（２０００））。膜電位色素または電位感受性色素は、脱分極した細胞に入り、細胞内タンパク質または膜に結合し、そして蛍光の増強を示す分子または分子の組み合わせを指す。これらの色素を使用して、細胞に発現するＴＲＰＭ５のようなイオンチャネルの活性の変化を検出し得る。電位感受性色素は、改変ビスオキソノール色素、ナトリウム色素、カリウム色素、およびトリウム色素を含むがこれに限らない。その色素は細胞に入り、そして細胞内タンパク質または膜に結合し、そこで蛍光の増強および赤色スペクトルシフトを示す（Ｅｐｐｓら、Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．Ｌｉｐｉｄｓ ６９：１３７−１５０（１９９４））。脱分極の増加は、陰イオン色素のより多くの流入、そして従って蛍光の増加を引き起こす。
【００５４】
そのアッセイのＴＲＰＭ５細胞を、試験化合物を添加する前に３０−２４０分間、膜電位色素で前処理する。前処理は、試験化合物の添加の前に一定時間蛍光色素を加えることを指し、その間に色素は細胞に入り、そして細胞内の親油性部分に結合する。
【００５５】
１つの実施態様において、その膜電位色素は、Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｄｅｖｉｃｅｓから入手可能なＦＭＰ色素である（カタログ番号Ｒ８０３４、Ｒ８１２３）。他の実施態様において、適当な色素は、ＤｉＳＢＡＣ２、ＤｉＳＢＡＣ３、およびＣＣ−２−ＤＭＰＥ（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ カタログ番号Ｋ１０１６）のような、二波長ＦＲＥＴに基づく色素を含み得る。［化学名Ｐａｃｉｆｉｃ ＢｌｕｅＴＭ １，２−ジテトラデカノイル−ｓｎ−グリセロ−３−ホスホエタノールアミン、トリエチルアンモニウム塩］。典型的には、細胞を色素の１から１０μＭの緩衝化溶液で、３７℃で２０から６０分間処理する。
【００５６】
細胞内カルシウムレベルを測定する色素も、ＴＲＰＭ５特異性を確認するために使用する。１つの実施態様において、細胞内カルシウム色素は、Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｄｅｖｉｃｅｓから入手可能なＦＬＩＰＲカルシウム３色素である（パーツ番号：Ｒ８０９１）。他の実施態様において、Ｆｌｕｏ−３、Ｆｌｕｏ−４（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ（カタログ番号Ｆ１４２４２およびＦ１４２０２））のような適当な色素を、細胞内カルシウムの増加を測定するために使用し得る。典型的には、細胞を色素の１から１０μＭの緩衝化溶液で、３７℃で２０から６０分間処理する。色素溶液を細胞から除去して、そしてアッセイを続ける前に、新しいアッセイ緩衝液を加える必要がある場合もある。
【００５７】
アッセイ検出
膜電位における変化に反応した色素のスペクトルの特徴の変化の検出および記録を、当業者に公知のあらゆる手段で行い得る。本明細書中で使用される場合、「記録」は、蛍光イメージング分析において得られるような、処理された蛍光シグナルから得られたデータを集めることおよび／または保存することを指す。
【００５８】
いくつかの実施態様において、本発明のアッセイを、スペクトル（すなわち蛍光）性質の変化を検出するために、顕微鏡イメージングを用いて、単離された細胞において行う。他の実施態様において、そのアッセイを、マルチウェル形式で行い、そしてスペクトルの特徴を、マイクロプレートリーダーを用いて決定する。
【００５９】
「ウェル」によって、一般的に容器内の境界のある領域を意味し、それは分離している（例えば、単離された試料を提供するために）か、あるいは１つまたはそれ以上の他の境界のある領域と連絡している（例えばウェル内の１つまたはそれ以上の試料間の液体の連絡を提供するために）かのいずれかであり得る。例えば、基質上に増殖した細胞は通常ウェル内に含まれ、それはまた生きた細胞のための培地も含む。基質は、プラスチック、ガラス等のような、あらゆる適当な物質を含み得る。インビトロにおける細胞の維持および／または増殖のために、プラスチックが便利に使用される。
【００６０】
上記で述べたような「マルチウェル容器」は、アレイ中に１つ以上のウェルを含む基質の例である。本発明において有用なマルチウェル容器は、様々な標準的形式（例えば２、４、６、２４、９６、３８４、または１５３６個等のウェルを有するプレート）のいずれかであり得るが、非標準的な形式（例えば３、５、７個等のウェルを有するプレート）でもあり得る。
【００６１】
単一細胞イメージングのために適当な配置は、コンピューターシステムを備えた顕微鏡の使用を含む。そのような配置の１つの例、Ｃａｒｌ ＺｅｉｓｓのＡＴＴＯ’ｓ Ａｔｔｏｆｌｕｏｒ（登録商標）ＲａｔｉｏＶｉｓｉｏｎ（登録商標）リアルタイムデジタル蛍光分析計は、生きた細胞および調製された標本中の蛍光プローブを分析するための、完全に統合されたワークステーションである（ＡＴＴＯ、Ｒｏｃｋｖｉｌｌｅ、ＭＤ）。そのシステムは、使用するプローブの光学的性質によってのみ制限される組み合わせで、個別に、または同時にイオンを観察し得る。標準的なイメージングシステムは、同じ時間に、同じ細胞において、ＧＦＰ（トランスフェクションのため）と組み合わせたＦＭＰ（ナトリウムのため）のような、複数の色素実験を行い得る。複数の色素からの比画像および図データを、オンラインで示す。
【００６２】
本発明のアッセイをマルチウェル形式で行う場合、使用する色素のスペクトル性質の変化を検出するための適当な装置は、マルチウェルマイクロプレートリーダーである。適当な装置が、例えばＭｏｌｅｃｕｌａｒ Ｄｅｖｉｃｅｓ（ＦＬＥＸｓｔａｔｉｏｎ（登録商標）マイクロプレートリーダーおよび液体移動システムまたはＦＬＩＰＲ（登録商標）システム）、Ｈａｍａｍａｔｓｕ（ＦＤＳＳ６０００）、およびＡｕｒｏｒａ、Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅ Ｃｏｒｐ．ＣＡ、ＵＳＡ（「ＶＩＰＲ」電位イオンプローブリーダー）から、市販で入手可能である。ＦＬＩＰＲ−ＴｅｔｒａＴＭは、第２世代のリーダーであり、１５３６個までの同時液体移動システムを用いて、細胞に基づくリアルタイムの動態アッセイを提供する。これらのシステムを全て、可視波長範囲で励起するＦＭＰのような、市販で入手可能な色素と共に使用し得る。
【００６３】
ＦＬＩＰＲ（登録商標）システムを用いて、蛍光強度の変化を時間につれてモニターし、そして例えば図９Ａ−９Ｃにおいて示すように、図表で示す。ＴＲＰＭ５増強化合物の添加は、蛍光の増加を引き起こし、一方ＴＲＰＭ５阻害化合物は、この増加を阻害する。
【００６４】
単一のウェルに、または複数のウェルに同時に液体を注入し得る、いくつかの市販の蛍光検出器が利用可能である。これらは、Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｄｅｖｉｃｅｓ ＦｌｅｘＳｔａｔｉｏｎ（８ウェル）、ＢＭＧ ＮｏｖｏＳｔａｒ（２ウェル）、およびＡｕｒｏｒａ ＶＩＰＲ（８ウェル）を含むがこれに限らない。典型的には、これらの装置は、フラッシュ発光または蛍光モード（１分／ウェル）で、９６穴プレートを読むために１２から９６分必要とする。第２の方法は、カルシウム反応を、ＦＬＩＰＲ（登録商標）、ＦＬＩＰＲ−３８４またはＦＬＩＰＲ−ＴｅｔｒａＴＭ装置においてカルシウム感受性蛍光色素によって読む方法と同様の、調節因子を全ての試料ウェルに同時に注入し、そして電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラでイメージングすることによってプレート全体の発光を測定することである。統合された液体操作を有する他の蛍光イメージングシステムは、Ａｍｅｒｓｈａｍの第２世代ＬＥＡＤＳＥＥＫＥＲ、Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ ＣｅｌｌＬｕｘ−Ｃｅｌｌｕｌａｒ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ ＷｏｒｋｓｔａｔｉｏｎおよびＨａｍａｍａｔｓｕ ＦＤＳＳ６０００システムのような、他の市販の供給業者から期待される。これらの装置を、一般的に、ＦＭＰ色素（５４０ｅｘ±１５ｎｍ、５７０ｅｍ±１５ｎｍ）およびカルシウム色素（４９０ｅｘ±１５ｎｍ、５３０ｅｍ±１５ｎｍ）を読むために適当な励起および発光設定に設定し得る。励起／発光の特徴は各色素で異なり、従って、各アッセイのために選択した色素を検出するために装置を設定する。
【００６５】
試験化合物
本発明のスクリーニング法において採用する試験化合物は、例えば、制限無しに、合成有機化合物、化学的化合物、天然に存在する産物、ポリペプチドおよびペプチド、核酸等を含む。
【００６６】
実質的にあらゆる化学的化合物を、本発明のアッセイにおける潜在的な調節物質またはリガンドとして使用し得る。最も多くの場合、水性または有機性（特にジメチルスルホキシドまたはＤＭＳＯに基づく）溶液に溶解した化合物を使用する。アッセイ工程を自動化することによって、大きなケミカルライブラリーをスクリーニングするためにアッセイをデザインする。化合物を、あらゆる簡便な供給源から細胞に提供する。アッセイは、典型的には平行して行う（例えば、同じプレートの異なるウェルに異なる試験化合物を含む、ロボットアッセイにおけるマイクロタイタープレート上のマイクロタイター形式において）。ＣｈｅｍＤｉｖ（Ｓａｎ Ｄｉｅｇｏ、ＣＡ）、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ、ＭＯ）、Ｆｌｕｋａ Ｃｈｅｍｉｋａ−Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａ−Ａｎａｌｙｔｉｋａ（Ｂｕｃｈｓ Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）等を含む、化学的化合物の多くの供給業者が存在することが認識される。
【００６７】
本明細書中で使用される「調節する」は、ＴＲＰＭ５の機能的活性に対するあらゆる効果を含む。これは、適当な刺激物質の存在下における、またはそれに反応した、チャネルの活性の遮断または阻害を含む。あるいは、調節物質は、チャネルの活性を増強し得る。本明細書中で使用される「増強する」は、ＴＲＰＭ５の機能的活性のあらゆる増加を含む。
【００６８】
１つの実施態様において、ハイスループットスクリーニング法は、多数の潜在的なＴＲＰＭ５調節因子を含む、小さい有機分子またはペプチドライブラリーを提供することを含む。そのような「ケミカルライブラリー」を次いで、本明細書中で記載したように、１つまたはそれ以上のアッセイにおいてスクリーニングして、望ましい特徴的な活性を示すライブラリーメンバー（特定の化学的種またはサブクラス）を同定する。そのように同定された化合物は、伝統的な「リード化合物」として役立ち得る、またはそれ自身を潜在的な、または実際の産物として使用し得る。
【００６９】
コンビナトリアルケミカルライブラリーは、化学的合成または生物学的合成のいずれかによって、試薬のような多くの化学的「基礎単位」を連合することによって産生された、多様な化学的化合物の集合である。例えば、ポリペプチドライブラリーのような、直鎖状のコンビナトリアルケミカルライブラリーは、化学的基礎単位（アミノ酸）のセットを、所定の化合物の長さ（すなわち、ポリペプチド化合物中のアミノ酸の数）で、あらゆる可能性のある方法で組み合わせることによって形成される。数百万の化学的化合物を、化学的基礎単位のそのようなコンビナトリアルミキシングによって合成し得る。
【００７０】
コンビナトリアルケミカルライブラリーの調製およびスクリーニングは、当業者に周知である。そのようなコンビナトリアルケミカルライブラリーは、ペプチドライブラリー（例えば米国特許第５，０１０，１７５号；Ｆｕｒｋａ Ｉｎｔ．Ｊ．Ｐｅｐｔ．Ｐｒｏｔ．Ｒｅｓ．３７：４８７−４９３（１９９１）およびＨｏｕｇｈｔｏｎら、Ｎａｔｕｒｅ ３５４：８４−８８（１９９１）を参照のこと）を含むがこれに限らない。化学的多様性ライブラリーを産生する他の化学も使用し得る。そのような化学は、ペプトイド（例えば、ＰＣＴ公開番号ＷＯ９１／１９７３５）、コードされたペプチド（例えばＰＣＴ公開番号ＷＯ９３／２０２４２）、ランダムバイオオリゴマー（例えばＰＣＴ公開番号ＷＯ９２／０００９１）、ベンゾジアゼピン（例えば米国特許第５，２８８，５１４号）、ヒダントイン、ベンゾジアゼピン、およびジペプチドのようなダイバーソマー（Ｈｏｂｂｓら、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ ９０：６９０９−６９１３（１９９３））、ビニロガス（ｖｉｎｙｌｏｇｏｕｓ）ポリペプチド（Ｈａｇｉｈａｒａら、Ｊ．Ａｍｅｒ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１１４：６５６８（１９９２））、グルコース足場を有する非ペプチド性ペプチド模倣物（Ｈｉｒｓｃｈｍａｎｎら、Ｊ．Ａｍｅｒ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１１４：９２１７−９２１８（１９９２））、小化合物ライブラリーの類似有機合成（Ｃｈｅｎら、Ｊ．Ａｍｅｒ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１１６：２６６１（１９９４））、オリゴカルバメート（Ｃｈｏら、Ｓｃｉｅｎｃｅ ２６１：１３０３（１９９３））、および／またはペプチジルホスホネート（Ｃａｍｐｂｅｌｌら、Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．５９：６５８（１９９４））、核酸ライブラリー（Ａｕｓｕｂｅｌ、ＢｅｒｇｅｒおよびＳａｍｂｒｏｏｋ、全て前出を参照のこと）、ペプチド核酸ライブラリー（例えば米国特許第５，５３９，０８３号を参照のこと）、抗体ライブラリー（例えばＶａｕｇｈｎら、Ｎａｔｕｒｅ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ １４：３０９−３１４（１９９６）およびＰＣＴ／ＵＳ９６／１０２８７を参照のこと）、炭水化物ライブラリー（例えばＬｉａｎｇら、Ｓｃｉｅｎｃｅ ２７４：１５２０−１５２２（１９９６）および米国特許第５，５９３，８５３号を参照のこと）、有機小分子ライブラリー（例えばイソプレノイド、米国特許第５，５６９，５８８号；チアゾリジノンおよびメタチアザノン、米国特許第５，５４９，９７４号；ピロリジン、米国特許第５，５２５，７３５および５，５１９，１３４号；モルホリノ化合物、米国特許第５，５０６，３３７号；ベンゾジアゼピン、米国特許第５，２８８，５１４号等を参照のこと）を含むがこれに限らない。
【００７１】
コンビナトリアルライブラリーを調製するための装置が、市販で入手可能である（例えば、３５７ＭＰＳ、３９０ＭＰＳ、Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｃｈｅｍ Ｔｅｃｈ、Ｌｏｕｉｓｖｉｌｌｅ ＫＹ；Ｓｙｍｐｈｏｎｙ、Ｒａｉｎｉｎ、Ｗｏｂｕｒｎ、ＭＡ；４３３Ａ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ、Ｆｏｓｔｅｒ Ｃｉｔｙ、ＣＡ；９０５０ Ｐｌｕｓ、Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ、Ｂｅｄｆｏｒｄ、ＭＡを参照のこと）。それに加えて、多数のコンビナトリアルライブラリーが、それ自身市販で入手可能である（例えば、ＣｏｍＧｅｎｅｘ、Ｐｒｉｎｃｅｔｏｎ、ＮＪ；Ａｓｉｎｅｘ、Ｍｏｓｃｏｗ、Ｒｕｓｓｉａ；Ｔｒｉｐｏｓ，Ｉｎｃ．、Ｓｔ Ｌｏｕｉｓ、ＭＯ；ＣｈｅｍＳｔａｒ，Ｌｔｄ．、Ｍｏｓｃｏｗ、Ｒｕｓｓｉａ；３Ｄ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌｓ、Ｅｘｔｏｎ、ＰＡ；Ｍａｒｔｅｋ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ、Ｃｏｌｕｍｂｉａ、ＭＤ；等を参照のこと）。
【００７２】
候補薬剤、化合物、薬物等は、多数の化学的クラスを含むが、典型的にはそれらは有機分子、好ましくは１００以上および約１０，０００ダルトン未満、好ましくは約２０００から５０００ダルトン未満の分子量を有する、小さい有機化合物である。候補化合物は、タンパク質との構造的相互作用、特に水素結合に必要な官能基を含み得、そして典型的には少なくとも１つのアミン、カルボニル、ヒドロキシル、またはカルボキシル基、好ましくは少なくとも２つの化学的官能基を含む。候補化合物は、１つまたはそれ以上の上記の官能基で置換された、環状炭素またはヘテロ環構造、および／または芳香族または多環式芳香族構造を含み得る。候補化合物はまた、ペプチド、糖類、脂肪酸、ステロイド、プリン、ピリミジン、誘導体、構造的アナログ、またはその組み合わせを含む生体分子から見出される。
【００７３】
様々な他の試薬を、本発明によるスクリーニングアッセイに含み得る。そのような試薬は、塩、溶媒、中立タンパク質、例えばアルブミン、界面活性剤等を含むがこれに限らず、それを使用して最適なタンパク質−タンパク質結合を促進し得る、および／または非特異的またはバックグラウンド相互作用を抑制し得る。溶媒の例は、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、エタノールおよびアセトンを含むがこれに限らず、そして一般的に全アッセイ容量の１％（ｖ／ｖ）より少ない、またはそれと等しい濃度で使用する。それに加えて、プロテアーゼ阻害剤、抗菌薬等のような、別の方法でアッセイの有効性を改善する試薬を使用し得る。さらに、本方法における構成要素の混合物を、必要な結合を提供するあらゆる順番で加え得る。
【００７４】
開示されたアッセイを用いて同定された化合物は、摂取する組成物、すなわち食物および飲料、および経口投与される薬剤において、成分または香料として潜在的に有用である。味の知覚を調節する化合物を、単独で、または食物または飲料における香料として組み合わせて使用し得る。そのような化合物の量は、望ましい程度の味の知覚の調節を引き起こす量であり、その開始濃度は一般的に０．１および１０００μＭの間であり得る。
【実施例】
【００７５】
実施例１：一時的にトランスフェクトした細胞を用いた、イメージングに基づくハイスループットスクリーニングアッセイ
下記でより詳細に記載するように、ヒトＴＲＰＭ５遺伝子を有するプラスミドで一時的にトランスフェクトしたＨＥＫ２９３細胞を使用して、ハイスループットスクリーニングアッセイを開発した。ＨＥＫ２９３細胞内のＮａ＋イオンの変化の間接的な測定を、ＦＭＰ色素およびカルシウム活性化薬剤を用いた細胞の刺激を用いて行った。
【００７６】
プラスミドの構築
ヒト小腸ポリＡ＋ＲＮＡ（ＢＤ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ）から、Ｔｈｅｒｍｏｓｃｒｉｐｔ ＲＴ−ＰＣＲ Ｓｙｓｔｅｍ（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）によって、第１鎖ｃＤＮＡを合成し、そして全長ｈＴＲＰＭ５を、ＧＣ Ｍｅｌｔ（ＢＤ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ）を用いてＰＣＲによって増幅した。Ｐｕｒｅ Ｌｉｎｋ ＰＣＲ Ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）によって産物をＰＣＲ精製し、そしてＴＯＰＯ ＴＡ Ｃｌｏｎｉｎｇ Ｋｉｔ（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）を用いてベクターへ挿入した。配列決定後、６個の変異が見出され、そしてＱｕｉｃｋ Ｃｈａｎｇｅ Ｍｕｌｔｉ Ｓｉｔｅ Ｄｉｒｅｃｔｅｄ Ｍｕｔａｇｅｎｅｓｉｓ Ｋｉｔ（Ｓｔｒａｔａｇｅｎｅ）を２回用いて、その変異を修正した。各回で３つの変異を修正した。全長ＴＲＰＭ５を、ＥｃｏＲＩおよびＮｏｔＩ制限酵素を用いてＴＯＰＯ ＴＡベクターから切り出し、そしてそれもＥｃｏＲＩおよびＮｏｔＩで消化したｐＥＮＴＲ ３Ｃベクターにライゲーションした。挿入断片およびベクターのバンドをゲル抽出し、そしてＳＮＡＰ Ｇｅｌ Ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｋｉｔ（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）を用いて精製した。最後に、ＬＲ Ｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ Ｒｅａｃｔｉｏｎ（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）を用いて、エントリークローンを、関心のあるデスティネーションベクターへ挿入した（例えば、ｐＴ−Ｒｅｘ−ＤＥＳＴ ３０、ｐｃＤＮＡ−ＤＥＳＴ ５３、ｐｃＤＮＡ３．２／ｖ５−ＤＥＳＴおよびｐｃＤＮＡ６．２／Ｖ５−ＤＥＳＴ）。
【００７７】
トランスフェクション
１．０×１０６のＨＥＫ２９３細胞（ＡＴＣＣ）を、６ウェル組織培養皿の各ウェルに一晩まいた。次の日、製造会社のプロトコールに従って、ＴＲＰＭ５ ｃＤＮＡを含む４μｇのｐｃＤＮＡ３．２ベクター、および８μｌのリポフェクタミン２０００（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）で、細胞をトランスフェクトし、そして一晩インキュベートした。次の日、トランスフェクトした細胞をトリプシン処理し、そして９６穴黒色、透明底、ポリ−Ｄ−リジンプレート（Ｃｏｒｎｉｎｇ）に、１００μｌの容量中７０，０００細胞／ウェルの密度でまき、そして３７℃／５％ＣＯ２インキュベーターで一晩インキュベートした。
【００７８】
蛍光顕微鏡
ＨＥＫトランスフェクト細胞がＴＲＰＭ５を発現することを確認するために、ＴＲＰＭ５を発現する６μｇのプラスミドＤＮＡ（上記で記載したような）で一時的にトランスフェクトし、そしてＬａｂ ＴｅｋＩＩ Ｃｈａｍｂｅｒスライド上で増殖させた細胞を評価した。コントロール、未トランスフェクト細胞を、トランスフェクト細胞と平行して増殖させた。ＧＦＰ−ＴＲＰＭ５発現細胞の蛍光発光を、蛍光顕微鏡の緑色検出チャネル（５１５−５３０ｎｍ）を用いて検出した。
【００７９】
膜電位アッセイ
一旦ＨＥＫ細胞におけるＴＲＰＭ５の発現を確認したら、１００μｇのＢｌｕｅまたはＲｅｄ ＦＭＰ色素（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｄｅｖｉｃｅｓ）を、一時的にトランスフェクトした細胞をまいたプレートの各ウェルに加えた。次いでそのプレートを３７℃／５％ＣＯ２インキュベーターで１時間インキュベートした。そのプレートを、ＦＬＥＸＳｔａｔｉｏｎマイクロプレートリーダー（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｄｅｖｉｃｅｓ）で、５３０ｎｍの励起および５６５ｎｍの発光で測定した。細胞をカルシウム活性化薬剤（カルバコール、トロンビンペプチドまたはＡＴＰ）と接触させた時に、蛍光を３分間モニターした。
【００８０】
結果
ＧＦＰ−ＴＲＰＭ５プラスミドでトランスフェクトされた、明るい緑色のＨＥＫ２９３細胞の出現によって示されるように、ＴＲＰＭ５プラスミドは容易に発現した（図２）。
【００８１】
刺激に対するＴＲＰＭ５反応の表示を、図３Ａ−３Ｃに示す。ＴＲＰＭ５トランスフェクト細胞を、ＦＭＰ色素で処置し、そして次いでトロンビン（図３Ａ）、カルバコール（図３Ｂ）、またはＡＴＰ（図３Ｃ）で処理して、そしてＦＬＥＸＳｔａｔｉｏｎで細胞の蛍光の増加をモニターした。３つの薬剤は全て、アゴニストの添加から最初の３０秒以内に、相対的蛍光における強いスパイクを生じた。アゴニスト添加から約１分後までに、蛍光レベルがベースラインレベル付近まで戻ったので、その反応は天然と同様一時的であった。偽処理細胞は、ＡＴＰおよびカルバコール処理細胞の両方において低い反応を生じたが、トロンビン処理グループにおいては高い程度のバックグラウンド蛍光が観察された。トロンビン処理細胞の蛍光は、バックグラウンドの４倍大きかったので、バックグラウンド蛍光は、データの解釈を妨げなかった。
【００８２】
本発明のスクリーニング方法の、ハイスループット形式への適用性を、図４に示し、ここで３８４ウェルプレート中の試料を、ＦＬＩＰＲ−ＴｅｔｒａＴＭ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｄｅｖｉｃｅｓ）において５分間のアッセイで評価した。１５，０００／ウェルのＴＲＰＭ５トランスフェクトＨＥＫ細胞を、２０μｌの培地中で、ポリ−Ｄ−リジンでコートされた３８４ウェルプレートに一晩まいた。２０μｌ／ウェルの膜電位色素を加え、そしてプレートを３７℃で１時間インキュベートした。プレートをＦＬＩＰＲ−ＴｅｔｒａＴＭに置き、そして適当なフィルターを用いて蛍光を測定した。１０秒後、１０μｌの緩衝液または不活性化薬剤（ＡＴＰ）のいずれかを細胞に加えた（最初の添加）。２００秒において、１０μｌのＡＴＰの２回目の添加を、全ての細胞に加えた。強い、再現性のあるＴＲＰＭ５反応が、緩衝液を加えた細胞（ハイコントロール）で見られ、一方最初にＡＴＰで刺激されたものは不活性化され、そして２回目のＡＴＰの添加に反応しなかった（ローコントロール）。ハイおよびローコントロール間には、ピークの高さ（各ピークの最高−最低の値）に５倍以上の違いがあり、そのアッセイがハイスループットスクリーニングに適当であることを示した。さらに、Ｚ’＊の計算は、ＨＴＳの容認可能な値の０．５より大きな、０．７６の値を与えた（Ｚ’＝１−（（３＊ＳＤハイコントロール＋３＊ＳＤローコントロール）／（ハイコントロール−ローコントロール）））。
【００８３】
実施例２：安定にトランスフェクトした細胞を用いた、イメージングに基づくハイスループットスクリーニングアッセイ
ＴＲＰＭ５の刺激は、ＴＲＰＭ５を安定に発現するＨＥＫ細胞でも見えた。ＴＲＰＭ５発現の確認の後、ＴＲＰＭ５活性を調節する能力を、上記で記載したように分析した。
【００８４】
プラスミド構築およびトランスフェクション
ＴＲＰＭ５を安定に発現するＨＥＫ細胞を、上記で記載した技術を用いて、ｈＴＲＰＭ５を含むｐｃＤＮＡ３．２ベクターを用いて産生した。３５ｍｍの組織培養皿において、１．０×１０６のＨＥＫ２９３細胞を、４μｇのｐｃＤＮＡ３．２−ＴｒｐＭ５でトランスフェクトすることによって、安定なクローンを産生した。トランスフェクションの２日後、細胞をトリプシン処理し、そして１ｍｇ／ｍｌのジェネティシン（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）を含む増殖培地中で１：１０および１：１００に希釈して単一クローンを選択した。単一の個々のクローンを単離および拡張するまで、細胞をこの培地中で維持した。個々のクローンを選択する時、選択圧を維持するために、０．２５ｍｇ／ｍｌのジェネティシンを含む培地中で細胞を維持した。次いで個々のクローンを、上記で記載したように、ＦＬＥＸＳｔａｔｉｏｎまたはＦＬＩＰＲ（登録商標）において、膜電位色素を用いて調査した。次いでＡＴＰおよびカルバコールに対して最も大きな蛍光反応を有するクローンを選択し、そしてさらなる分析のために調査した。次いでＡＴＰおよびカルバコールに対する最も高いＥＣ５０を有する選択されたクローンを拡張し、そしてハイスループットスクリーニングアッセイのために使用した。
【００８５】
結果
ＨＥＫ細胞において安定に発現したＴＲＰＭ５を、異なる濃度のいくつかのＧＰＣＲアゴニストに対して反応する能力に関して分析した。そのアッセイを、ＦＬＩＰＲ（登録商標）において、励起５１０−５４５ｎｍおよび発光５６５−６２５ｎｍフィルターセットを用いて行った。安定に発現するＨＥＫ細胞を含むアッセイプレートを、１×Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ Ａｓｓａｙ Ｄｙｅ Ｒｅｄ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｄｅｖｉｃｅｓ）で、３７℃および５％ＣＯ２インキュベーターで１時間処置した。次いでそのプレートをインキュベーターから出し、そして１５分間室温まで平衡化してから、ＦＬＩＰＲ（登録商標）で測定した。プレートを、全部で３分間、ＦＬＩＰＲ（登録商標）において測定した。ベースライン蛍光を、ＦＬＩＰＲ（登録商標）で１０秒間得てから、ＦＬＩＰＲ（登録商標）によって各アゴニストを添加し、そしてさらに２分５０秒間測定した。図５は、偽トランスフェクト細胞と比較して、ＴＲＰＭ５発現細胞の相対的蛍光の増加によって証明されるように、２つのＴＲＰＭ５発現クローンが、様々な濃度のＧＰＣＲアゴニストによって刺激されたことを示す。グラフの値は、アゴニスト添加時の、最高マイナス最低蛍光の差を示す。個々のクローンは、クローン番号によって示されるが、クローンのプールは選択に抵抗性の全ての細胞の和を示す。全ての場合において、クローン１が、３つのアゴニスト全てに対して最も強い反応を示した（ＡＴＰ、カルバコール、およびトロンビンペプチド、それぞれ図５Ａ−５Ｃ）。クローン５およびプールされたクローンは、クローン１と比較してより低い反応を生じた。しかし、クローン５およびプールの反応はどちらも、非トランスフェクト細胞の蛍光より最低３倍高かった。偽、非トランスフェクト細胞は、どのアゴニスト濃度においても、ほとんど反応を示さなかった、または反応を示さなかった。
【００８６】
実施例３：最適未満の濃度のカルシウム活性化薬剤を用いた、ハイスループットスクリーニングアッセイ
潜在的な活性化化合物の特異性を、細胞内カルシウムレベルを増加させる、最適未満の濃度の薬剤を用いて同定し得る。このタイプのアッセイにおいて、高濃度の、例えばカルバコールを用いるよりも、抑制された濃度を、さらなる試験化合物ありまたは無しで、ＴＲＰＭ５発現細胞に加える。ＴＲＰＭ５活性のエンハンサーは、抑制されたカルバコール処理細胞の蛍光強度を、高用量で処理した細胞で見られるレベルまで増加させる試験化合物である。
【００８７】
最適未満の濃度範囲を決定できるように、カルバコールの用量反応曲線を、ＴＲＰＭ５発現細胞に関して産生した。ＴＲＰＭ５を発現する細胞を、試験化合物を加える前に、ＥＣ２０−ＥＣ３０レベルのカルバコール（０．３から１μＭ）とインキュベートした。偽インキュベートおよびＥＣ１００処理細胞を、コントロールとして使用した。ＥＣ２０−ＥＣ３０処理細胞の蛍光強度を、ＥＣ１００処理細胞に近づくレベルまで増加させた試験化合物を、ＴＲＰＭ５の活性化剤として分類した。
【００８８】
実施例４：ＴＲＰＭ５特異性に関するＫＣｌカウンタースクリーニング
ＴＲＰＭ５活性化の増強された特異性アッセイの必要性を、図６に示す。８５，０００個以上の化合物を、上記で記載したハイスループットスクリーニングアッセイを用いてスクリーニングし、そして阻害値のガウス分布をプロットした。図において見られるように、ほとんどの化合物は、コントロール反応の阻害の−２５から＋２５パーセントの範囲内であった。従って、より高い特異性を有するＴＲＰＭ５調節化合物を同定するために、他のイオンチャネルにも作用する化合物を、分析から除かなければならない。
【００８９】
ＫＣｌは、多くのイオンチャネルを活性化するが、ＴＲＰＭ５は活性化しない。従って、ＫＣｌをカウンタースクリーニングとして使用して、ＴＲＰＭ５に特異的な調節化合物を同定し得る。
【００９０】
理想的な遮断薬は、ＴＲＰＭ５を遮断するが、他のチャネルは遮断しない。ＴＲＰＭ５アッセイを、膜電位色素を利用して、実施例３で記載したように行う。試験化合物を加え、そして次いで細胞をＡＴＰで刺激してチャネルの引き金を引き、色素の反応を引き起こす。その過程を図７で模式的に示す。ＫＣｌカウンタースクリーニングを、同じ化合物で前処理した同一の細胞で、実施例３で記載したように行うが、刺激はＡＴＰではなく、２０ｍＭのＫＣｌであった。ＫＣｌ刺激および非刺激反応を、コントロールとして使用する。ＫＣｌカウンタースクリーニングを用いて同定された非選択的阻害化合物の例を、図８Ａに示す。化合物Ｆ００１３４４，Ａ３（構造を下記に示す）は、ＴＲＰＭ５を阻害するが、ＫＣｌ反応も阻害する（矢印）。さらなる特異性アッセイは、Ｃａ＋＋流入色素（カルシウム３色素、パーツ番号Ｒ８０９１）を利用して、その化合物がアゴニスト誘発Ｃａ＋＋流入反応を阻害するかどうかを決定する。Ｃａ＋＋流入アッセイによって同定された非選択的阻害化合物の例を、図８Ｂに示す。化合物Ｆ００１３４８，Ｃ１３（構造を下記に示す）は、ＴＲＰＭ５を阻害するが、Ｃａ＋＋流入反応も活性化する（矢印）。
【００９１】
【化１】
図９Ａは、４つの濃度の試験化合物、化合物１（構造を下記に示す）のＴＲＰＭ５アッセイにおけるＦＬＩＰＲトレースを示す。パネル１は、ＴＲＰＭ５反応の用量反応性阻害を示す。パネル２および３は、化合物の用量の増加は、ＫＣｌまたはＣａ＋＋反応を変化させないことを示す。これらの結果の定量を、図９Ｂに示す。ＴＲＰＭ５の非特異的阻害を示す、２つのさらなる試験化合物の例（化合物２および３）を、図９Ｃに示し、ここで化合物２はＫＣｌ反応も阻害し、そして化合物３はＣａ＋＋反応を阻害する。
【００９２】
【化２】
ＫＣｌカウンタースクリーニングはまた、選択的ＴＲＰＭ５増強化合物の同定にも有用である。図１０は、ＴＲＰＭ５の選択的増強を示す。カウンタースクリーニング実験を、試験化合物４の存在下で、上記で記載したように行った。ＴＲＰＭ５発現ＨＥＫおよびＣＨＯ細胞は、試験化合物４の添加時に、それぞれ１３１％および１３５％の最大刺激を示した。増加する量の試験化合物４の添加はまた、ＴＲＰＭ５活性の用量依存性の増加を引き起こした（図１１）。さらに、化合物５を用いて、最適未満の（ＥＣ１０）濃度のＡＴＰアゴニストで、非常に強力な増強が見られる（図１２）。
【００９３】
実施例５：ドミナントネガティブＴＲＰＭ５を用いたハイスループットアッセイ
ＴＲＰＭ５の特異性を、チャネルのドミナントネガティブ形式を用いて達成し得るかどうかを調べるために、欠失変異体を産生した。Ｎ１０００欠失変異体は、遺伝子の最初の１０００塩基対が欠失したｍＴＲＰＭ５の形式であり、そしてＮ２０００欠失変異体は、遺伝子の最初の２０００塩基対の欠失を含む。遺伝子の最初の２０００塩基対は、ｍＴＲＰＭ５イオンチャネルのアミノ末端ドメインに対応する。この領域の欠失は、アミノ末端ドメイン全体が除去されたタンパク質の短縮バージョンを生じ、そしてタンパク質はイオンチャネルの最初の膜貫通領域から始まる。欠失変異体を、それぞれ最初の１０００塩基対が欠失した、および最初の２０００塩基対が欠失した遺伝子を増幅するようデザインしたプライマーを用いて、ＰＣＲによって構築した。下記で記載する実験を、使用した細胞の数、インキュベーション時間および色素に関して以前に記載したように行った。
【００９４】
ヌルベクターを有する野生型ｍＴＲＰＭ５と比較して、異なる比の欠失変異体対野生型ｍＴＲＰＭ５のトランスフェクションを比較することによって、実験を行った。トランスフェクトしたＤＮＡの全量は、４μｇで一定に維持した。１×１０６のＨＥＫ２９３細胞を、６ウェル皿に一晩まいた。いくつかの比の欠失変異体ｍＴＲＰＭ５／野生型ｍＴＲＰＭ５および野生型ｍＴＲＰＭ５／ｐＳＶ３−ｎｅｏを、次いで表１に示したように、リポフェクタミン２０００を用いて、ＨＥＫ２９３細胞にトランスフェクトした。トランスフェクションの１日後、１５，０００細胞／ウェルを３８４ウェルプレートにまき、そしてインキュベーターで一晩維持した。次の日、細胞を膜電位色素で、３７℃で処置し、そしてＡ２３１８７に対する反応およびカルバコール用量反応性を比較した。
【００９５】
表１：ＨＥＫ２９３細胞におけるトランスフェクションに続くＴＲＰＭ５アッセイ
【００９６】
【表１】
図１３Ａ−１３Ｂに示すように、欠失変異体の濃度が増加するにつれて、Ａ２３１８７（図１３Ａ）またはカルバコール（図１３Ｂ）に反応した相対的蛍光は減少する。しかし、ヌルベクター（ｐＳＶ３−ｎｅｏ）の存在下では、その減少はない。それに加えて、リガンドに対するカルシウム反応には影響がなく、膜電位反応の減少は、カルシウム濃度の変化に起因し得ないことを示す。
【００９７】
本発明の様々な実施態様を上記で記載したが、それらは例示のためにのみ示され、そして制限ではないことが理解される。本発明の意図および範囲から離れることなく、その中で形式および詳細において様々な変更をし得ることが当業者に明らかである。従って、本発明の幅および範囲は、上記で記載された代表的な実施態様のいずれによっても制限されず、以下の請求およびそれに相当するものによってのみ規定されるべきである。本明細書中で引用された全ての出版物、特許、および特許出願は、本開示に、その全体として参考文献に組み込まれる。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
本明細書中に組み込まれ、そして明細書の一部を形成する、付随する図は、本発明の１つまたはそれ以上の実施態様を説明し、そして説明と共に、本発明の原理を説明するために、および当業者が本発明を作成および使用することを可能にするためにさらに役立つ。
【図１】図１は、Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｈａｍｓｔｅｒ Ｏｖａｒｙ（ＣＨＯ）細胞におけるＴＲＰＭ５依存性蛍光シグナル伝達の証明を示す。ヒトＴＲＰＭ５イオンチャネルおよびムスカリン性１（Ｍ１）Ｇタンパク質共役受容体（ＧＰＣＲ）の両方でトランスフェクトしたＣＨＯ細胞に、膜電位色素を加え、そしてＭ１アゴニストであるカルバコールで刺激した。このＧＰＣＲ活性化は、その細胞において細胞内カルシウムイオンの増加を引き起こし、それが次にＴＲＰＭ５イオンチャネルを開口させ、主にナトリウムイオンを細胞内に入れる。この脱分極は、色素の蛍光シグナルを増加させ、それをＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｐｌａｔｅ Ｒｅａｄｅｒ（ＦＬＩＰＲ（登録商標））で測定する。ＴＲＰＭ５に対する化合物の効果を分析するアッセイにおいて、その化合物をＴＲＰＭ５の活性化の前に加えることに注意する。
【図２】図２は、蛍光顕微鏡による、一時的にトランスフェクトしたＨＥＫ２９３細胞におけるＴＲＰＭ５−ＧＦＰの発現を示す。
【図３】図３は、一時的にトランスフェクトしたＨＥＫ２９３細胞におけるＴＲＰＭ５イオンチャネル反応を示す。図３Ａ−Ｃは、ＦＬＥＸｓｔａｔｉｏｎを用いて測定した、３つのＧＰＣＲアゴニスト：トロンビン（図３Ａ）、カルバコール（図３Ｂ）、およびアデノシン３リン酸（ＡＴＰ）（図３Ｃ）に反応した、トランスフェクトした細胞におけるＴＲＰＭ５反応を示す。
【図４】図４は、ＦＬＩＰＲ−ＴｅｔｒａＴＭを用いた、ＴＲＰＭ５ハイスループットスクリーニングアッセイのハイおよびローコントロールを示す。そのアッセイは、０．７６のＺ’値で、高いシグナル対ノイズ比を有する（ハイコントロール対ローコントロール）。Ｚ’＞０．５の値は、ハイスループットスクリーニングのための確固としたアッセイを示す。（Ｚｈａｎｇ，Ｊ．Ｈ．ら。Ｊ．Ｂｉｏｍｏｌ．Ｓｃｒｅｅｎ．４：６７−７３（１９９９））。（Ｚ’＝１−（（３＊ＳＤＨＣ＋３＊ＳＤＬＣ）／（ＡＶＧＨＣ−ＡＶＧＬＣ））。
【図５】図５Ａ−５Ｃは、ＦＬＩＰＲ（登録商標）を用いて測定した、ＡＴＰ（図５Ａ）、カルバコール（図５Ｂ）またはトロンビン（図５Ｃ）を用いた、安定にＴＲＰＭ５を発現する細胞の刺激を示す。
【図６】図６は、８５，０００個より多い化合物に対するＴＲＰＭ５ハイスループットスクリーニングの結果を示す。コントロール反応の阻害パーセントの頻度分布としてそのデータを示す。各化合物を、１０μＭの濃度で試験した。
【図７】図７は、Ｃａ＋＋反応およびＫＣｌカウンタースクリーニングアッセイを用いたＴＲＰＭ５特異性フィルターの図解表示を示す。
【図８Ａ】図８Ａ−８Ｂは、ＫＣｌカウンタースクリーニング（図８Ａ）およびＣａ＋＋流入（図８Ｂ）フィルターは、非選択的阻害化合物を同定することを示す。
【図８Ｂ】図８Ａ−８Ｂは、ＫＣｌカウンタースクリーニング（図８Ａ）およびＣａ＋＋流入（図８Ｂ）フィルターは、非選択的阻害化合物を同定することを示す。
【図９Ａ】図９Ａ−９Ｃは、ＴＲＰＭ５特異的阻害剤を同定するために、ＴＲＰＭ５アッセイにおいてＫＣｌカウンタースクリーニングが有用であることを示す。図９Ａは、ＦＬＩＰＲ（登録商標）を用いて測定した、ＴＲＰＭ５特異的阻害剤の同定を示す。図９Ｂは、ＫＣｌ脱分極の阻害またはカルシウム流入活性化の阻害無しの、化合物によるＴＲＰＭ５の用量反応性阻害を示す。図９Ｃは、ＴＲＰＭ５の非特異的阻害の２つの例を示す。
【図９Ｂ】図９Ａ−９Ｃは、ＴＲＰＭ５特異的阻害剤を同定するために、ＴＲＰＭ５アッセイにおいてＫＣｌカウンタースクリーニングが有用であることを示す。図９Ａは、ＦＬＩＰＲ（登録商標）を用いて測定した、ＴＲＰＭ５特異的阻害剤の同定を示す。図９Ｂは、ＫＣｌ脱分極の阻害またはカルシウム流入活性化の阻害無しの、化合物によるＴＲＰＭ５の用量反応性阻害を示す。図９Ｃは、ＴＲＰＭ５の非特異的阻害の２つの例を示す。
【図９Ｃ】図９Ａ−９Ｃは、ＴＲＰＭ５特異的阻害剤を同定するために、ＴＲＰＭ５アッセイにおいてＫＣｌカウンタースクリーニングが有用であることを示す。図９Ａは、ＦＬＩＰＲ（登録商標）を用いて測定した、ＴＲＰＭ５特異的阻害剤の同定を示す。図９Ｂは、ＫＣｌ脱分極の阻害またはカルシウム流入活性化の阻害無しの、化合物によるＴＲＰＭ５の用量反応性阻害を示す。図９Ｃは、ＴＲＰＭ５の非特異的阻害の２つの例を示す。
【図１０】図１０は、ＴＲＰＭ５アッセイにおけるＫＣｌカウンタースクリーニングの、ＴＲＰＭ５特異的エンハンサー化合物を同定する能力を示す。
【図１１】図１１は、ＴＲＰＭ５特異的エンハンサー（化合物４）を用いた、ＴＲＰＭ５活性の用量反応性の刺激を示す。
【図１２】図１２は、化合物５（３０μＭ）が、特に最適未満の濃度のＡＴＰにおいて、ＴＲＰＭ５の非常に強力な増強（ＥＣ１０において１７倍）を生ずることを示す。
【図１３Ａ】図１３Ａ−１３Ｂは、ＴＲＰＭ５欠失変異体の、カルシウムイオノフォアＡ２３１８７（図１３Ａ）またはカルバコール（図１３Ｂ）の、ＴＲＰＭ５による刺激を引き起こす能力に対する影響を示す。
【図１３Ｂ】図１３Ａ−１３Ｂは、ＴＲＰＭ５欠失変異体の、カルシウムイオノフォアＡ２３１８７（図１３Ａ）またはカルバコール（図１３Ｂ）の、ＴＲＰＭ５による刺激を引き起こす能力に対する影響を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＴＲＰＭ５イオンチャネルの潜在的なエンハンサーをスクリーニングするための、ハイスループットスクリーニングアッセイであって、
（ａ）ＴＲＰＭ５を発現する細胞を、細胞内カルシウム濃度を増加させる最適未満の濃度の薬剤と接触させることであって、該細胞は、膜電位蛍光色素で前処理されていること；
（ｂ）該細胞を、潜在的な増強化合物と接触させること；
（ｃ）光学的検出器を用いて、該潜在的増強化合物の存在下で該細胞の蛍光強度を測定すること；および
（ｄ）該測定蛍光強度を、細胞内カルシウム濃度を増加させる最適濃度の薬剤の存在下で、ＴＲＰＭ５を発現する異なる細胞の蛍光強度と比較すること
を含む、アッセイ。
【請求項２】
請求項１に記載のアッセイであって、ＴＲＰＭ５活性を増強する１種以上の試験化合物を選択することをさらに含む、アッセイ。
【請求項３】
請求項１に記載のアッセイであって、前記細胞は、マルチウェル容器に入っている、アッセイ。
【請求項４】
請求項３に記載のアッセイであって、前記マルチウェル容器は、９６穴までを含む、アッセイ。
【請求項５】
請求項３に記載のアッセイであって、前記マルチウェル容器は、９６穴より多くを含む、アッセイ。
【請求項６】
請求項３に記載のアッセイであって、前記マルチウェル容器は、３８４穴を含む、アッセイ。
【請求項７】
請求項３に記載のアッセイであって、前記マルチウェル容器は、１５３６穴を含む、アッセイ。
【請求項８】
請求項１に記載のアッセイであって、前記カルシウム濃度を増加させる薬剤が、トロンビン、アデノシン３リン酸（ＡＴＰ）、カルバコール、カルシウムイオノフォア、および内因性Ｇタンパク質共役受容体分子のアゴニストからなるグループから選択される、アッセイ。
【請求項９】
請求項８に記載のアッセイであって、前記薬剤は、トロンビンである、アッセイ。
【請求項１０】
請求項８に記載のアッセイであって、前記薬剤は、ＡＴＰである、アッセイ。
【請求項１１】
請求項８に記載のアッセイであって、前記薬剤は、カルバコールである、アッセイ。
【請求項１２】
請求項１に記載のアッセイであって、前記膜電位蛍光色素は、Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｐｌａｔｅ Ｒｅａｄｅｒ膜電位（ＦＭＰ）色素である、アッセイ。
【請求項１３】
請求項１に記載のアッセイであって、前記光学的検出器は、Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｐｌａｔｅ Ｒｅａｄｅｒ（ＦＬＩＰＲ（登録商標））、ＦＬＥＸＳｔａｔｉｏｎ、Ｖｏｌｔａｇｅ／Ｉｏｎ Ｐｒｏｂｅ Ｒｅａｄｅｒ（ＶＩＰＲ）、蛍光顕微鏡および電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラ、およびＰａｔｈｗａｙＨＴからなるグループから選択される、アッセイ。
【請求項１４】
請求項１３に記載のアッセイであって、前記光学的検出器は、ＦＬＩＰＲ（登録商標）である、アッセイ。
【請求項１５】
試験化合物がＴＲＰＭ５イオンチャネル特異的調節因子であるかどうかを決定するための、ハイスループットスクリーニングアッセイであって、
（ａ）ＴＲＰＭ５を発現し、膜電位蛍光色素で前処理されている細胞を、塩化カリウムの存在下で試験化合物と接触させること；
（ｂ）光学的検出器を用いて、潜在的調節化合物の存在下で、該細胞の蛍光強度を測定すること；
（ｃ）工程（ｂ）で決定された該測定蛍光強度を、塩化カリウムの存在下で、および該試験化合物の非存在下で、ＴＲＰＭ５を発現しそして膜電位色素で前処理されている異なる細胞の蛍光強度と比較すること；および
（ｄ）塩化カリウムおよび該試験化合物による該蛍光強度 対 該試験化合物の非存在下における塩化カリウムによる該強度の比が、１より小さいかまたは１より大きいかを決定することによって、該試験化合物がＴＲＰＭ５特異的調節因子であり得るかどうかを評価すること
を含む、アッセイ。
【請求項１６】
請求項１５に記載のアッセイであって、ＴＲＰＭ５活性を増強する試験化合物を選択することをさらに含む、アッセイ。
【請求項１７】
請求項１５に記載のアッセイであって、ＴＲＰＭ５活性を阻害する試験化合物を選択することをさらに含む、アッセイ。
【請求項１８】
請求項１５に記載のアッセイであって、前記細胞は、マルチウェル容器に入っている、アッセイ。
【請求項１９】
請求項１８に記載のアッセイであって、前記マルチウェル容器は、９６穴までを含む、アッセイ。
【請求項２０】
請求項１８に記載のアッセイであって、前記マルチウェル容器は、９６穴より多くを含む、アッセイ。
【請求項２１】
請求項１８に記載のアッセイであって、前記マルチウェル容器は、３８４穴を含む、アッセイ。
【請求項２２】
請求項１８に記載のアッセイであって、前記マルチウェル容器は、１５３６穴を含む、アッセイ。
【請求項２３】
請求項１５に記載のアッセイであって、前記カルシウム濃度を増加させる薬剤が、トロンビン、アデノシン３リン酸（ＡＴＰ）、カルバコール、カルシウムイオノフォア、および内因性Ｇタンパク質共役受容体分子のアゴニストからなるグループから選択される、アッセイ。
【請求項２４】
請求項２３に記載のアッセイであって、前記薬剤は、トロンビンである、アッセイ。
【請求項２５】
請求項２３に記載のアッセイであって、前記薬剤は、ＡＴＰである、アッセイ。
【請求項２６】
請求項２３に記載のアッセイであって、前記薬剤は、カルバコールである、アッセイ。
【請求項２７】
請求項１５に記載のアッセイであって、前記膜電位蛍光色素は、Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｐｌａｔｅ Ｒｅａｄｅｒ膜電位（ＦＭＰ）色素である、アッセイ。
【請求項２８】
請求項１５に記載のアッセイであって、前記光学的検出器は、Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｐｌａｔｅ Ｒｅａｄｅｒ（ＦＬＩＰＲ（登録商標））、ＦＬＥＸＳｔａｔｉｏｎ、Ｖｏｌｔａｇｅ／Ｉｏｎ Ｐｒｏｂｅ Ｒｅａｄｅｒ（ＶＩＰＲ）、蛍光顕微鏡および電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラ、およびＰａｔｈｗａｙＨＴからなるグループから選択される、アッセイ。
【請求項２９】
請求項２８に記載のアッセイであって、前記光学的検出器は、ＦＬＩＰＲ（登録商標）である、アッセイ。
【請求項３０】
試験化合物が、ＴＲＰＭ５イオンチャネル特異的調節因子であるかどうかを決定するための、ハイスループットスクリーニングアッセイであって、
（ａ）ＴＲＰＭ５を発現し、そして細胞内カルシウム色素で前処理されている細胞を、試験化合物および細胞内カルシウム濃度を増加させる最適未満の濃度のカルシウム調節薬剤と接触させること；
（ｂ）光学的検出器を用いて、カルシウム調節化合物の存在下で、該細胞の蛍光強度を測定すること；
（ｃ）工程（ｂ）で決定した該測定蛍光強度を、最適未満の濃度のカルシウム調節薬剤の存在下および該試験化合物の非存在下で、ＴＲＰＭ５を発現しそして細胞内カルシウム色素で前処理されている異なる細胞の蛍光強度と比較すること；および
（ｄ）最適未満の濃度のカルシウム調節薬剤および該試験化合物による該蛍光強度 対 該試験化合物の非存在下における最適未満の濃度のカルシウム調節薬剤による該強度の比が、１より小さいかまたは大きいかを決定することによって、該試験化合物がＴＲＰＭ５特異的改変因子であり得るかどうかを評価することを含む、
アッセイ。
【請求項３１】
請求項３０に記載のアッセイであって、ＴＲＰＭ５活性を増強する試験化合物を選択することをさらに含む、アッセイ。
【請求項３２】
請求項３０に記載のアッセイであって、ＴＲＰＭ５活性を阻害する試験化合物を選択することをさらに含む、アッセイ。
【請求項３３】
請求項３０に記載のアッセイであって、前記細胞は、マルチウェル容器に入っている、アッセイ。
【請求項３４】
請求項３３に記載のアッセイであって、前記マルチウェル容器は、９６穴までを含む、アッセイ。
【請求項３５】
請求項３３に記載のアッセイであって、前記マルチウェル容器は、９６穴より多くを含む、アッセイ。
【請求項３６】
請求項３３に記載のアッセイであって、前記マルチウェル容器は、３８４穴を含む、アッセイ。
【請求項３７】
請求項３３に記載のアッセイであって、前記マルチウェル容器は、１５３６穴を含む、アッセイ。
【請求項３８】
請求項３０に記載のアッセイであって、前記カルシウム調節薬剤が、トロンビン、アデノシン３リン酸（ＡＴＰ）、カルバコール、カルシウムイオノフォア、および内因性Ｇタンパク質共役受容体分子のアゴニストからなるグループから選択される、アッセイ。
【請求項３９】
請求項３８に記載のアッセイであって、前記カルシウム調節薬剤は、トロンビンである、アッセイ。
【請求項４０】
請求項３８に記載のアッセイであって、前記カルシウム調節薬剤は、ＡＴＰである、アッセイ。
【請求項４１】
請求項３８に記載のアッセイであって、前記カルシウム調節薬剤は、カルバコールである、アッセイ。
【請求項４２】
請求項３０に記載のアッセイであって、前記細胞内カルシウム色素は、Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｐｌａｔｅ Ｒｅａｄｅｒ（ＦＬＩＰＲ）カルシウム３色素である、アッセイ。
【請求項４３】
請求項３０に記載のアッセイであって、前記光学的検出器は、Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｐｌａｔｅ Ｒｅａｄｅｒ（ＦＬＩＰＲ（登録商標））、ＦＬＥＸＳｔａｔｉｏｎ、Ｖｏｌｔａｇｅ／Ｉｏｎ Ｐｒｏｂｅ Ｒｅａｄｅｒ（ＶＩＰＲ）、蛍光顕微鏡および電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラ、およびＰａｔｈｗａｙＨＴからなるグループから選択される、アッセイ。
【請求項４４】
請求項４３に記載のアッセイであって、前記光学的検出器は、ＦＬＩＰＲ（登録商標）である、アッセイ。
【請求項４５】
ＴＲＰＭ５イオンチャネルの潜在的なエンハンサーをスクリーニングするための、ハイスループットスクリーニングアッセイであって、
（ａ）野生型ＴＲＰＭ５および非機能性ＴＲＰＭ５の両方でトランスフェクトされており、そして膜電位蛍光色素で前処理されている細胞を、該細胞においてカルシウム濃度を増加させる薬剤の存在下で、潜在的なエンハンサーと接触させること；
（ｂ）光学的検出器を用いて、該潜在的エンハンサーの存在下で該細胞の蛍光強度を測定すること；および
（ｃ）ＴＲＰＭ５増強の程度を決定するために、工程（ｂ）からの該測定蛍光強度を、潜在的な増強化合物の存在下での、野生型ＴＲＰＭ５を発現しそして膜電位色素で前処理されている細胞の蛍光強度と比較することを含む、
アッセイ。
【請求項４６】
請求項４５に記載のアッセイであって、前記非機能性ＴＲＰＭ５は、ＴＲＰＭ５遺伝子の最初の１０００塩基対の欠失を含む、アッセイ。
【請求項４７】
請求項４５に記載のアッセイであって、前記非機能性ＴＲＰＭ５は、ＴＲＰＭ５遺伝子の最初の２０００塩基対の欠失を含む、アッセイ。
【請求項４８】
請求項４５に記載のアッセイであって、ＴＲＰＭ５活性を増強する化合物を選択することをさらに含む、アッセイ。
【請求項４９】
請求項４５に記載のアッセイであって、前記細胞は、マルチウェル容器に入っている、アッセイ。
【請求項５０】
請求項４９に記載のアッセイであって、前記マルチウェル容器は、９６穴までを含む、アッセイ。
【請求項５１】
請求項４９に記載のアッセイであって、前記マルチウェル容器は、９６穴より多くを含む、アッセイ。
【請求項５２】
請求項４９に記載のアッセイであって、前記マルチウェル容器は、３８４穴を含む、アッセイ。
【請求項５３】
請求項４９に記載のアッセイであって、前記マルチウェル容器は、１５３６穴を含む、アッセイ。
【請求項５４】
請求項４５に記載のアッセイであって、前記カルシウム濃度を増加させる薬剤が、トロンビン、アデノシン３リン酸（ＡＴＰ）、カルバコール、カルシウムイオノフォア、および内因性Ｇタンパク質共役受容体分子のアゴニストからなるグループから選択される、アッセイ。
【請求項５５】
請求項５４に記載のアッセイであって、前記薬剤は、トロンビンである、アッセイ。
【請求項５６】
請求項５４に記載のアッセイであって、前記薬剤は、ＡＴＰである、アッセイ。
【請求項５７】
請求項５４に記載のアッセイであって、前記薬剤は、カルバコールである、アッセイ。
【請求項５８】
請求項５４に記載のアッセイであって、前記薬剤は、カルシウムイオノフォアＡ２３１８７である、アッセイ。
【請求項５９】
請求項４５に記載のアッセイであって、前記膜電位蛍光色素は、Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｐｌａｔｅ Ｒｅａｄｅｒ膜電位（ＦＭＰ）色素である、アッセイ。
【請求項６０】
請求項４５に記載のアッセイであって、前記光学的検出器は、Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｐｌａｔｅ Ｒｅａｄｅｒ（ＦＬＩＰＲ（登録商標））、ＦＬＥＸＳｔａｔｉｏｎ、Ｖｏｌｔａｇｅ／Ｉｏｎ Ｐｒｏｂｅ Ｒｅａｄｅｒ（ＶＩＰＲ）、蛍光顕微鏡および電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラ、およびＰａｔｈｗａｙＨＴからなるグループから選択される、アッセイ。
【請求項６１】
請求項６０に記載のアッセイであって、前記光学的検出器は、ＦＬＩＰＲ（登録商標）である、アッセイ。
【請求項６２】
ＴＲＰＭ５遺伝子の最初の１０００塩基対が欠失している、単離された核酸。
【請求項６３】
ＴＲＰＭ５遺伝子の最初の２０００塩基対が欠失している、単離された核酸。
【請求項１】
ＴＲＰＭ５イオンチャネルの潜在的なエンハンサーをスクリーニングするための、ハイスループットスクリーニングアッセイであって、
（ａ）ＴＲＰＭ５を発現する細胞を、細胞内カルシウム濃度を増加させる最適未満の濃度の薬剤と接触させることであって、該細胞は、膜電位蛍光色素で前処理されていること；
（ｂ）該細胞を、潜在的な増強化合物と接触させること；
（ｃ）光学的検出器を用いて、該潜在的増強化合物の存在下で該細胞の蛍光強度を測定すること；および
（ｄ）該測定蛍光強度を、細胞内カルシウム濃度を増加させる最適濃度の薬剤の存在下で、ＴＲＰＭ５を発現する異なる細胞の蛍光強度と比較すること
を含む、アッセイ。
【請求項２】
請求項１に記載のアッセイであって、ＴＲＰＭ５活性を増強する１種以上の試験化合物を選択することをさらに含む、アッセイ。
【請求項３】
請求項１に記載のアッセイであって、前記細胞は、マルチウェル容器に入っている、アッセイ。
【請求項４】
請求項３に記載のアッセイであって、前記マルチウェル容器は、９６穴までを含む、アッセイ。
【請求項５】
請求項３に記載のアッセイであって、前記マルチウェル容器は、９６穴より多くを含む、アッセイ。
【請求項６】
請求項３に記載のアッセイであって、前記マルチウェル容器は、３８４穴を含む、アッセイ。
【請求項７】
請求項３に記載のアッセイであって、前記マルチウェル容器は、１５３６穴を含む、アッセイ。
【請求項８】
請求項１に記載のアッセイであって、前記カルシウム濃度を増加させる薬剤が、トロンビン、アデノシン３リン酸（ＡＴＰ）、カルバコール、カルシウムイオノフォア、および内因性Ｇタンパク質共役受容体分子のアゴニストからなるグループから選択される、アッセイ。
【請求項９】
請求項８に記載のアッセイであって、前記薬剤は、トロンビンである、アッセイ。
【請求項１０】
請求項８に記載のアッセイであって、前記薬剤は、ＡＴＰである、アッセイ。
【請求項１１】
請求項８に記載のアッセイであって、前記薬剤は、カルバコールである、アッセイ。
【請求項１２】
請求項１に記載のアッセイであって、前記膜電位蛍光色素は、Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｐｌａｔｅ Ｒｅａｄｅｒ膜電位（ＦＭＰ）色素である、アッセイ。
【請求項１３】
請求項１に記載のアッセイであって、前記光学的検出器は、Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｐｌａｔｅ Ｒｅａｄｅｒ（ＦＬＩＰＲ（登録商標））、ＦＬＥＸＳｔａｔｉｏｎ、Ｖｏｌｔａｇｅ／Ｉｏｎ Ｐｒｏｂｅ Ｒｅａｄｅｒ（ＶＩＰＲ）、蛍光顕微鏡および電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラ、およびＰａｔｈｗａｙＨＴからなるグループから選択される、アッセイ。
【請求項１４】
請求項１３に記載のアッセイであって、前記光学的検出器は、ＦＬＩＰＲ（登録商標）である、アッセイ。
【請求項１５】
試験化合物がＴＲＰＭ５イオンチャネル特異的調節因子であるかどうかを決定するための、ハイスループットスクリーニングアッセイであって、
（ａ）ＴＲＰＭ５を発現し、膜電位蛍光色素で前処理されている細胞を、塩化カリウムの存在下で試験化合物と接触させること；
（ｂ）光学的検出器を用いて、潜在的調節化合物の存在下で、該細胞の蛍光強度を測定すること；
（ｃ）工程（ｂ）で決定された該測定蛍光強度を、塩化カリウムの存在下で、および該試験化合物の非存在下で、ＴＲＰＭ５を発現しそして膜電位色素で前処理されている異なる細胞の蛍光強度と比較すること；および
（ｄ）塩化カリウムおよび該試験化合物による該蛍光強度 対 該試験化合物の非存在下における塩化カリウムによる該強度の比が、１より小さいかまたは１より大きいかを決定することによって、該試験化合物がＴＲＰＭ５特異的調節因子であり得るかどうかを評価すること
を含む、アッセイ。
【請求項１６】
請求項１５に記載のアッセイであって、ＴＲＰＭ５活性を増強する試験化合物を選択することをさらに含む、アッセイ。
【請求項１７】
請求項１５に記載のアッセイであって、ＴＲＰＭ５活性を阻害する試験化合物を選択することをさらに含む、アッセイ。
【請求項１８】
請求項１５に記載のアッセイであって、前記細胞は、マルチウェル容器に入っている、アッセイ。
【請求項１９】
請求項１８に記載のアッセイであって、前記マルチウェル容器は、９６穴までを含む、アッセイ。
【請求項２０】
請求項１８に記載のアッセイであって、前記マルチウェル容器は、９６穴より多くを含む、アッセイ。
【請求項２１】
請求項１８に記載のアッセイであって、前記マルチウェル容器は、３８４穴を含む、アッセイ。
【請求項２２】
請求項１８に記載のアッセイであって、前記マルチウェル容器は、１５３６穴を含む、アッセイ。
【請求項２３】
請求項１５に記載のアッセイであって、前記カルシウム濃度を増加させる薬剤が、トロンビン、アデノシン３リン酸（ＡＴＰ）、カルバコール、カルシウムイオノフォア、および内因性Ｇタンパク質共役受容体分子のアゴニストからなるグループから選択される、アッセイ。
【請求項２４】
請求項２３に記載のアッセイであって、前記薬剤は、トロンビンである、アッセイ。
【請求項２５】
請求項２３に記載のアッセイであって、前記薬剤は、ＡＴＰである、アッセイ。
【請求項２６】
請求項２３に記載のアッセイであって、前記薬剤は、カルバコールである、アッセイ。
【請求項２７】
請求項１５に記載のアッセイであって、前記膜電位蛍光色素は、Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｐｌａｔｅ Ｒｅａｄｅｒ膜電位（ＦＭＰ）色素である、アッセイ。
【請求項２８】
請求項１５に記載のアッセイであって、前記光学的検出器は、Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｐｌａｔｅ Ｒｅａｄｅｒ（ＦＬＩＰＲ（登録商標））、ＦＬＥＸＳｔａｔｉｏｎ、Ｖｏｌｔａｇｅ／Ｉｏｎ Ｐｒｏｂｅ Ｒｅａｄｅｒ（ＶＩＰＲ）、蛍光顕微鏡および電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラ、およびＰａｔｈｗａｙＨＴからなるグループから選択される、アッセイ。
【請求項２９】
請求項２８に記載のアッセイであって、前記光学的検出器は、ＦＬＩＰＲ（登録商標）である、アッセイ。
【請求項３０】
試験化合物が、ＴＲＰＭ５イオンチャネル特異的調節因子であるかどうかを決定するための、ハイスループットスクリーニングアッセイであって、
（ａ）ＴＲＰＭ５を発現し、そして細胞内カルシウム色素で前処理されている細胞を、試験化合物および細胞内カルシウム濃度を増加させる最適未満の濃度のカルシウム調節薬剤と接触させること；
（ｂ）光学的検出器を用いて、カルシウム調節化合物の存在下で、該細胞の蛍光強度を測定すること；
（ｃ）工程（ｂ）で決定した該測定蛍光強度を、最適未満の濃度のカルシウム調節薬剤の存在下および該試験化合物の非存在下で、ＴＲＰＭ５を発現しそして細胞内カルシウム色素で前処理されている異なる細胞の蛍光強度と比較すること；および
（ｄ）最適未満の濃度のカルシウム調節薬剤および該試験化合物による該蛍光強度 対 該試験化合物の非存在下における最適未満の濃度のカルシウム調節薬剤による該強度の比が、１より小さいかまたは大きいかを決定することによって、該試験化合物がＴＲＰＭ５特異的改変因子であり得るかどうかを評価することを含む、
アッセイ。
【請求項３１】
請求項３０に記載のアッセイであって、ＴＲＰＭ５活性を増強する試験化合物を選択することをさらに含む、アッセイ。
【請求項３２】
請求項３０に記載のアッセイであって、ＴＲＰＭ５活性を阻害する試験化合物を選択することをさらに含む、アッセイ。
【請求項３３】
請求項３０に記載のアッセイであって、前記細胞は、マルチウェル容器に入っている、アッセイ。
【請求項３４】
請求項３３に記載のアッセイであって、前記マルチウェル容器は、９６穴までを含む、アッセイ。
【請求項３５】
請求項３３に記載のアッセイであって、前記マルチウェル容器は、９６穴より多くを含む、アッセイ。
【請求項３６】
請求項３３に記載のアッセイであって、前記マルチウェル容器は、３８４穴を含む、アッセイ。
【請求項３７】
請求項３３に記載のアッセイであって、前記マルチウェル容器は、１５３６穴を含む、アッセイ。
【請求項３８】
請求項３０に記載のアッセイであって、前記カルシウム調節薬剤が、トロンビン、アデノシン３リン酸（ＡＴＰ）、カルバコール、カルシウムイオノフォア、および内因性Ｇタンパク質共役受容体分子のアゴニストからなるグループから選択される、アッセイ。
【請求項３９】
請求項３８に記載のアッセイであって、前記カルシウム調節薬剤は、トロンビンである、アッセイ。
【請求項４０】
請求項３８に記載のアッセイであって、前記カルシウム調節薬剤は、ＡＴＰである、アッセイ。
【請求項４１】
請求項３８に記載のアッセイであって、前記カルシウム調節薬剤は、カルバコールである、アッセイ。
【請求項４２】
請求項３０に記載のアッセイであって、前記細胞内カルシウム色素は、Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｐｌａｔｅ Ｒｅａｄｅｒ（ＦＬＩＰＲ）カルシウム３色素である、アッセイ。
【請求項４３】
請求項３０に記載のアッセイであって、前記光学的検出器は、Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｐｌａｔｅ Ｒｅａｄｅｒ（ＦＬＩＰＲ（登録商標））、ＦＬＥＸＳｔａｔｉｏｎ、Ｖｏｌｔａｇｅ／Ｉｏｎ Ｐｒｏｂｅ Ｒｅａｄｅｒ（ＶＩＰＲ）、蛍光顕微鏡および電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラ、およびＰａｔｈｗａｙＨＴからなるグループから選択される、アッセイ。
【請求項４４】
請求項４３に記載のアッセイであって、前記光学的検出器は、ＦＬＩＰＲ（登録商標）である、アッセイ。
【請求項４５】
ＴＲＰＭ５イオンチャネルの潜在的なエンハンサーをスクリーニングするための、ハイスループットスクリーニングアッセイであって、
（ａ）野生型ＴＲＰＭ５および非機能性ＴＲＰＭ５の両方でトランスフェクトされており、そして膜電位蛍光色素で前処理されている細胞を、該細胞においてカルシウム濃度を増加させる薬剤の存在下で、潜在的なエンハンサーと接触させること；
（ｂ）光学的検出器を用いて、該潜在的エンハンサーの存在下で該細胞の蛍光強度を測定すること；および
（ｃ）ＴＲＰＭ５増強の程度を決定するために、工程（ｂ）からの該測定蛍光強度を、潜在的な増強化合物の存在下での、野生型ＴＲＰＭ５を発現しそして膜電位色素で前処理されている細胞の蛍光強度と比較することを含む、
アッセイ。
【請求項４６】
請求項４５に記載のアッセイであって、前記非機能性ＴＲＰＭ５は、ＴＲＰＭ５遺伝子の最初の１０００塩基対の欠失を含む、アッセイ。
【請求項４７】
請求項４５に記載のアッセイであって、前記非機能性ＴＲＰＭ５は、ＴＲＰＭ５遺伝子の最初の２０００塩基対の欠失を含む、アッセイ。
【請求項４８】
請求項４５に記載のアッセイであって、ＴＲＰＭ５活性を増強する化合物を選択することをさらに含む、アッセイ。
【請求項４９】
請求項４５に記載のアッセイであって、前記細胞は、マルチウェル容器に入っている、アッセイ。
【請求項５０】
請求項４９に記載のアッセイであって、前記マルチウェル容器は、９６穴までを含む、アッセイ。
【請求項５１】
請求項４９に記載のアッセイであって、前記マルチウェル容器は、９６穴より多くを含む、アッセイ。
【請求項５２】
請求項４９に記載のアッセイであって、前記マルチウェル容器は、３８４穴を含む、アッセイ。
【請求項５３】
請求項４９に記載のアッセイであって、前記マルチウェル容器は、１５３６穴を含む、アッセイ。
【請求項５４】
請求項４５に記載のアッセイであって、前記カルシウム濃度を増加させる薬剤が、トロンビン、アデノシン３リン酸（ＡＴＰ）、カルバコール、カルシウムイオノフォア、および内因性Ｇタンパク質共役受容体分子のアゴニストからなるグループから選択される、アッセイ。
【請求項５５】
請求項５４に記載のアッセイであって、前記薬剤は、トロンビンである、アッセイ。
【請求項５６】
請求項５４に記載のアッセイであって、前記薬剤は、ＡＴＰである、アッセイ。
【請求項５７】
請求項５４に記載のアッセイであって、前記薬剤は、カルバコールである、アッセイ。
【請求項５８】
請求項５４に記載のアッセイであって、前記薬剤は、カルシウムイオノフォアＡ２３１８７である、アッセイ。
【請求項５９】
請求項４５に記載のアッセイであって、前記膜電位蛍光色素は、Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｐｌａｔｅ Ｒｅａｄｅｒ膜電位（ＦＭＰ）色素である、アッセイ。
【請求項６０】
請求項４５に記載のアッセイであって、前記光学的検出器は、Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｐｌａｔｅ Ｒｅａｄｅｒ（ＦＬＩＰＲ（登録商標））、ＦＬＥＸＳｔａｔｉｏｎ、Ｖｏｌｔａｇｅ／Ｉｏｎ Ｐｒｏｂｅ Ｒｅａｄｅｒ（ＶＩＰＲ）、蛍光顕微鏡および電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラ、およびＰａｔｈｗａｙＨＴからなるグループから選択される、アッセイ。
【請求項６１】
請求項６０に記載のアッセイであって、前記光学的検出器は、ＦＬＩＰＲ（登録商標）である、アッセイ。
【請求項６２】
ＴＲＰＭ５遺伝子の最初の１０００塩基対が欠失している、単離された核酸。
【請求項６３】
ＴＲＰＭ５遺伝子の最初の２０００塩基対が欠失している、単離された核酸。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図９Ｃ】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図９Ｃ】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【公表番号】特表２００９−５１４５３５（Ｐ２００９−５１４５３５Ａ）
【公表日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５３９０６７（Ｐ２００８−５３９０６７）
【出願日】平成１８年１１月３日（２００６．１１．３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００６／０４２９８９
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０５６１６０
【国際公開日】平成１９年５月１８日（２００７．５．１８）
【出願人】（５０７４１４５５７）レッドポイント バイオ コーポレイション (6)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月３日（２００６．１１．３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００６／０４２９８９
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０５６１６０
【国際公開日】平成１９年５月１８日（２００７．５．１８）
【出願人】（５０７４１４５５７）レッドポイント バイオ コーポレイション (6)
【Ｆターム（参考）】
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