JP2004503220A - 分泌型結腸上皮間質性−1ポリペプチド、これをコードする核酸、およびその使用 - Google Patents
分泌型結腸上皮間質性−1ポリペプチド、これをコードする核酸、およびその使用 Download PDFInfo
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Abstract
Description
(発明の分野)
本発明は、新規な分泌型結腸上皮間質性−1(Secreted Epithelial Colon Stromal−1(Secs−1))ポリペプチドおよびこれをコードする核酸分子に関する。本発明はまた、Secs−1ポリペプチドを産生するための、選択的結合因子、ベクター、宿主細胞および方法に関する。本発明はさらに、Secs−1ポリペプチドと関連する疾患、障害、および状態の、診断、処置、改善、および/または予防のための薬学的組成物および方法に関する。
【0002】
(発明の背景)
核酸分子の同定、クローニング、発現、および操作における技術進歩ならびにヒトゲノムの解読は、新規治療薬の発見を大いに加速した。現在、高速核酸配列決定技術は、前例のない速度で配列情報を作製し得、そしてコンピュータ分析と結合されて、ゲノムの一部および全体への重複配列の組み立てならびにポリペプチドコード領域の同定を可能にする。既知アミノ酸配列のデータベース編集物に対する推定アミノ酸配列の比較は、以前に同定された配列および/または構造の目印に対する相同性の程度を決定することを可能にする。核酸分子のポリペプチドコード領域のクローニングおよび発現は、構造分析および機能分析のためのポリペプチド産物を提供する。核酸分子およびコードされるポリペプチドの操作は、治療剤として使用される生成物に対して有利な特性を与え得る。
【0003】
過去10年間にわたるゲノム研究における有意な技術進歩にも関わらず、ヒトゲノムに基づく新規治療剤の開発に対する可能性は、未だ大部分理解されていない。潜在的に有利なポリペプチド治療剤をコードする多くの遺伝子またはこれらがコードするポリペプチド(これらは、治療分子に対して「標的」としてはたらき得る)は、未だ同定されていない。
【0004】
従って、診断的な利点または治療的な利点を有する、新規ポリペプチドおよびこれらをコードする核酸分子を同定することが、本発明の目的である。
【0005】
(発明の要旨)
本発明は、新規Secs−1の核酸分子およびコードされるポリペプチドに関する。
【0006】
本発明は、以下:
(a)配列番号1または配列番号4のいずれかに示されるヌクレオチド配列;
(b)ATCC受託番号PTA−1753またはPTA−1755中のDNAインサートのヌクレオチド配列;
(c)配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるポリペプチドをコードするヌクレオチド配列;
(d)(a)〜(c)のいずれかの相補体に、中程度または高度にストリンジェントな条件下でハイブリダイズするヌクレオチド配列;および
(e)(a)〜(c)のいずれかに相補的なヌクレオチド配列、
からなる群より選択されるヌクレオチド配列を含む、単離された核酸分子を提供する。
【0007】
本発明はまた、以下:
(a)配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるポリペプチドに少なくとも約70%同一であるポリペプチドをコードするヌクレオチド配列であって、ここで、このコードされたポリペプチドは、配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるポリペプチドの活性を有する、ヌクレオチド配列;
(b)配列番号1もしくは配列番号4のいずれかに示されるヌクレオチド配列、ATCC受託番号PTA−1753もしくはPTA−1755中のDNAインサートのヌクレオチド配列、または(a)の、対立遺伝子改変体またはスプライス改変体をコードするヌクレオチド配列;
(c)少なくとも約25アミノ酸残基のポリペプチドフラグメントをコードする、配列番号1もしくは配列番号4のいずれかのヌクレオチド配列、ATCC受託番号PTA−1753もしくはPTA−1755中のDNAインサート、(a)、または(b)の領域であって、ここで、このポリペプチドフラグメントは、配列番号2もしくは配列番号5のいずれかに示されるコードされたポリペプチドの活性を有するか、または抗原性である、ヌクレオチド配列の領域;
(d)少なくとも約16ヌクレオチドのフラグメントを含む、配列番号1もしくは配列番号4のいずれかのヌクレオチド配列、ATCC受託番号PTA−1753もしくはPTA−1755中のDNAインサート、または(a)〜(c)のいずれかの領域;
(e)中程度または高度にストリンジェントな条件下で、(a)〜(d)のいずれかの相補体にハイブリダイズする、ヌクレオチド配列;ならびに
(f)(a)〜(d)のいずれかに相補的なヌクレオチド配列、
からなる群より選択されるヌクレオチド配列を含む、単離された核酸分子を提供する。
【0008】
本発明はさらに、以下;
(a)少なくとも1つの保存的アミノ酸置換を有する配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるポリペプチドをコードするヌクレオチド配列であって、ここで、このコードされたポリペプチドは、配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるポリペプチドの活性を有する、ヌクレオチド配列;
(b)少なくとも1つのアミノ酸挿入を有する配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるポリペプチドをコードするヌクレオチド配列であって、ここで、このコードされたポリペプチドは、配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるポリペプチドの活性を有する、ヌクレオチド配列;
(c)少なくとも1つのアミノ酸欠失を有する配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるポリペプチドをコードするヌクレオチド配列であって、ここで、このコードされたポリペプチドは、配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるポリペプチドの活性を有する、ヌクレオチド配列;
(d)C末端短縮および/またはN末端短縮を有する配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるポリペプチドをコードするヌクレオチド配列であって、ここで、このコードされたポリペプチドは、配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるポリペプチドの活性を有する、ヌクレオチド配列;
(e)アミノ酸置換、アミノ酸挿入、アミノ酸欠失、C末端短縮、およびN末端短縮からなる群より選択される少なくとも1つの改変を有する配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるポリペプチドをコードするヌクレオチド配列であって、ここで、このコードされたポリペプチドは、配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるポリペプチドの活性を有する、ヌクレオチド配列;
(f)少なくとも約16ヌクレオチドのフラグメントを含む(a)〜(e)のいずれかのヌクレオチド配列;
(g)中程度または高度にストリンジェントな条件下で、(a)〜(f)のいずれかの相補体にハイブリダイズする、ヌクレオチド配列;ならびに
(h)(a)〜(e)のいずれかに相補的なヌクレオチド配列、
からなる群より選択されるヌクレオチド配列を含む、単離された核酸分子を提供する。
【0009】
本発明は、以下:
(a)配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるアミノ酸配列;および
(b)ATCC受託番号PTA−1753またはPTA−1755中のDNAインサートによってコードされるアミノ酸配列、
からなる群より選択されるアミノ酸配列を含む、単離されたポリペプチドを提供する。
【0010】
本発明はまた、以下:
(a)配列番号3または配列番号6のいずれかに示されるアミノ酸配列であって、必要に応じてアミノ末端メチオニンをさらに含む、アミノ酸配列;
(b)配列番号2または配列番号5のいずれかのオルソログに対するアミノ酸配列;
(c)配列番号2または配列番号5のいずれかのアミノ酸配列に少なくとも約70%同一であるアミノ酸配列であって、ここで、このポリペプチドは、配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるポリペプチドの活性を有する、アミノ酸配列;
(d)少なくとも約25アミノ酸残基を含む配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるアミノ酸配列のフラグメントであって、ここで、このフラグメントは、配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるポリペプチドの活性を有するか、または抗原性である、フラグメント;ならびに
(e)配列番号2もしくは配列番号5のいずれかに示されるアミノ酸配列、ATCC受託番号PTA−1753およびPTA−1755中のDNAインサートによってコードされるアミノ酸配列、もしくは(a)〜(c)のいずれかの、対立遺伝子改変体またはスプライス改変体のアミノ酸配列、
からなる群より選択されるアミノ酸配列を含む、単離されたポリペプチドを提供する。
【0011】
本発明は、さらに、以下:
(a)少なくとも1つの保存的アミノ酸置換を有する配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるアミノ酸配列であって、ここで、このポリペプチドは、配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるポリペプチドの活性を有する、アミノ酸配列;
(b)少なくとも1つのアミノ酸挿入を有する配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるアミノ酸配列であって、ここで、このポリペプチドは、配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるポリペプチドの活性を有する、アミノ酸配列;
(c)少なくとも1つのアミノ酸欠失を有する配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるアミノ酸配列であって、ここで、このポリペプチドは、配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるポリペプチドの活性を有する、アミノ酸配列;
(d)C末端短縮および/またはN末端短縮を有する配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるアミノ酸配列であって、ここで、このポリペプチドは、配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるポリペプチドの活性を有する、アミノ酸配列;ならびに
(e)アミノ酸置換、アミノ酸挿入、アミノ酸欠失、C末端短縮、およびN末端短縮からなる群より選択される少なくとも1つの改変を有する配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるアミノ酸配列であって、ここで、このポリペプチドは、配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるポリペプチドの活性を有する、アミノ酸配列、
からなる群より選択されるアミノ酸配列を含む、単離されたポリペプチドを提供する。
【0012】
Secs−1アミノ酸配列を含む融合ポリペプチドもまた、提供される。
【0013】
本発明はまた、本明細書中に示されるような単離された核酸分子を含む発現ベクター、本明細書中に示されるような組換え核酸分子を含む組換え宿主細胞、およびSecs−1ポリペプチドを産生する方法を提供し、この方法は、この宿主細胞を培養する工程、必要に応じてそのように産生されたポリペプチドを単離する工程を包含する。
【0014】
Secs−1ポリペプチドをコードする核酸分子を含むトランスジェニック非ヒト動物もまた、本発明に含まれる。Secs−1核酸分子は、Secs−1ポリペプチドの発現およびSecs−1ポリペプチドの増加したレベル(これは、増加した循環レベルを含み得る)を可能にする様式で、動物中に導入される。あるいは、Secs−1核酸分子は、内因性Secs−1ポリペプチドの発現を妨害する様式で動物に導入される(すなわち、Secs−1ポリペプチド遺伝子ノックアウトを保有するトランスジェニック動物を作製する)。トランスジェニック非ヒト動物は、好ましくは哺乳動物であり、より好ましくはげっ歯類(例えば、ラットまたはマウス)である。
【0015】
本発明のSecs−1ポリペプチドの誘導体もまた、提供される。
【0016】
本発明のSecs−1ポリペプチドに特異的に結合し得る選択的結合因子(例えば、抗体およびペプチド)が、さらに提供される。このような抗体およびペプチドは、アゴニスト性であってもアンタゴニスト性であってもよい。
【0017】
本発明のヌクレオチド、ポリペプチド、もしくは選択的結合因子ならびに1つ以上の薬学的に受容可能な処方剤を含む薬学的組成物もまた、本発明によって含まれる。薬学的組成物は、治療有効量の本発明のヌクレオチドまたはポリペプチドを提供するために使用される。本発明はまた、このポリペプチド、核酸分子、および選択的結合因子を使用する方法に関する。
【0018】
本発明のSecs−1ポリペプチドおよびSecs−1核酸分子は、疾患および障害(本明細書中に列挙されるものを含む)を処置、予防、改善、および/または検出するために使用され得る。
【0019】
本発明はまた、Secs−1ポリペプチドに結合する試験分子を同定するために、試験分子をアッセイする方法を提供する。この方法は、Secs−1ポリペプチドを試験分子と接触させて、この試験分子のこのポリペプチドに対する結合の程度を決定する工程を包含する。この方法はさらに、このような試験分子が、Secs−1ポリペプチドのアゴニストまたはアンタゴニストであるか否かを決定する工程を包含する。本発明はさらに、Secs−1ポリペプチドの発現またはSecs−1ポリペプチドの活性に対する分子の影響を試験する方法を提供する。
【0020】
Secs−1ポリペプチドの発現を調節する方法およびSecs−1ポリペプチドのレベルを調節する(すなわち、増加または減少させる)方法もまた、本発明によって含まれる。1つの方法は、Secs−1ポリペプチドをコードする核酸分子を動物に投与する工程を包含する。別の方法において、Secs−1ポリペプチドの発現を調節または調整するエレメントを含む核酸分子が、投与され得る。これらの方法の例としては、本明細書中にさらに記載されるように、遺伝子治療、細胞治療、およびアンチセンス治療が挙げられる。
【0021】
本発明の別の局面において、Secs−1ポリペプチドは、そのレセプター(「Secs−1ポリペプチドレセプター」)を同定するために使用され得る。種々の形態の「発現クローニング」は、タンパク質リガンドに対するレセプターをクローン化するために広範囲に使用されている。例えば、SimonsenおよびLodish、1994、Trends Pharmacol.Sci.15:437−41ならびにTartagliaら、1995、Cell 83:1263−71を参照のこと。Secs−1ポリペプチドレセプターの単離は、Secs−1ポリペプチドシグナル伝達経路の新規アゴニストおよびアンタゴニストの同定または開発に有用である。このようなアゴニストおよびアンタゴニストとしては、可溶性Secs−1ポリペプチドレセプター、抗Secs−1ポリペプチドレセプター−選択的結合因子(例えば、抗体またはその誘導体)、低分子、およびアンチセンスオリゴヌクレオチドが挙げられ、これらのうちのいずれもが、1つ以上の疾患または障害(本明細書中に開示されるものを含む)の処置に使用され得る。
【0022】
(発明の詳細な説明)
本明細書中で使用される節の表題は、体系的な目的のみのためであり、そして、そこに記載される内容を限定するようには解釈されるべきではない。本願において列挙される全ての参考文献は、明確に本明細書中に参考として援用される
(定義)
用語「Secs−1遺伝子」または「Secs−1核酸分子」あるいは「Secs−1ポリヌクレオチド」とは、配列番号1または配列番号4のいずれかに示されるようなヌクレオチド配列、配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるようなポリペプチドをコードするヌクレオチド配列、ATCC受託番号PTA−1753またはPTA−1755におけるDNA挿入物のヌクレオチド配列、または本明細書中で定義されるような核酸分子を含むか、あるいはこれらからなる核酸分子をいう。
【0023】
用語「Secs−1ポリペプチド対立遺伝子改変体」とは、生物体または生物体の集団の染色体の所定の遺伝子座を占める遺伝子の、天然に存在する可能ないくつかの代替的形態のうちの1つをいう。
【0024】
用語「Secs−1ポリペプチドスプライス改変体」とは、配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるようなSecs−1ポリペプチドのアミノ酸配列のRNA転写物中のイントロン配列の選択的プロセシングによって生成される、核酸分子(通常はRNA)をいう。
【0025】
用語「単離された核酸分子」とは、(1)総核酸が供給源細胞から単離される場合に、天然で一緒に見出されるタンパク質、脂質、炭水化物、または他の物質のうち少なくとも約50パーセントから分離された本発明の核酸分子、(2)「単離された核酸分子」が天然で連結しているポリヌクレオチドの全てまたは一部に連結していない本発明の核酸分子、(3)天然では連結しないポリヌクレオチドに作動可能に連結した本発明の核酸分子、あるいは(4)より大きなポリヌクレオチド配列の一部として、天然には存在しない本発明の核酸分子をいう。好ましくは、本発明の単離された核酸分子は、天然に結合される少なくとも1つの混入核酸分子を実質的に含まない。好ましくは、本発明の単離された核酸分子は、その天然の環境において見出される任意の他の夾雑核酸分子または他の夾雑物(これらは、ポリペプチド産生における使用、または治療的使用、診断的使用、予防的使用、または研究的使用を妨げる)を実質的に含まない。
【0026】
用語「核酸配列」または「核酸分子」は、DNA配列またはRNA配列をいう。この用語は、DNAおよびRNAの公知の塩基アナログのいずれかから形成される分子を含み、例えば、以下であるがこれらに限定されない:4−アセチルシトシン、8−ヒドロキシ−N6−メチルアデノシン、アジリジニル−シトシン、プソイドイソシトシン(pseudoisocytosine)、5−(カルボキシヒドロキシルメチル)ウラシル、5−フルオロウラシル、5−ブロモウラシル、5−カルボキシメチルアミノメチル−2−チオウラシル、5−カルボキシメチルアミノメチルウラシル、ジヒドロウラシル、イノシン、N6−イソ−ペンテニルアデニン、1−メチルアデニン、1−メチルプソイドウラシル、1−メチルグアニン、1−メチルイノシン、2,2−ジメチル−グアニン、2−メチルアデニン、2−メチルグアニン、3−メチルシトシン、5−メチルシトシン、N6−メチルアデニン、7−メチルグアニン、5−メチルアミノメチルウラシル、5−メトキシアミノ−メチル−2−チオウラシル、β−D−マンノシルキューオシン(β−D−mannosylqueosine)、5’−メトキシカルボニル−メチルウラシル、5−メトキシウラシル、2−メチルチオ−N6−イソペンテニルアデニン、ウラシル−5−オキシ酢酸メチルエステル、ウラシル−5−オキシ酢酸、オキシブトキソシン(oxybutoxosine)、プソイドウラシル、キューオシン、2−チオシトシン、5−メチル−2−チオウラシル、2−チオウラシル、4−チオウラシル、5−メチルウラシル、N−ウラシル−5−オキシ酢酸メチルエステル、ウラシル−5−オキシ酢酸、プソイドウラシル、キューオシン、2−チオシトシン、および2,6−ジアミノプリン。
【0027】
用語「ベクター」は、宿主細胞にコード情報を伝達するために使用される任意の分子(例えば、核酸、プラスミド、またはウイルス)をいうために使用される。 用語「発現ベクター」は、宿主細胞の形質転換使用に適切であり、そして挿入された異種核酸配列の発現を、指示および/または制御する核酸配列を含むベクターをいう。発現としては、転写、翻訳、およびRNAスプライシング(イントロンが存在する場合)のようなプロセスが挙げられるがこれらに限定されない。
【0028】
用語「作動可能に連結された」は、隣接配列の配置をいうために本明細書中で、使用され、ここで、このように記載される隣接配列は、その通常の機能を行うように構成または構築される。従って、コード配列に作動可能に連結した隣接配列は、このコード配列の複製、転写および/または翻訳に影響を及ぼし得る。例えば、コード配列は、プロモーターがコード配列の転写を指示し得る場合に、このプロモーターに作動可能に連結される。隣接配列は、これが正確に機能する限り、コード配列と隣接する必要はない。従って、例えば、介在する非翻訳性であるが転写される配列が、プロモーター配列とコード配列との間に存在し得、そしてこのプロモーター配列は、なおこのコード配列に「作動可能に連結」されているとみなされ得る。
【0029】
用語「宿主細胞」は、核酸配列で形質転換されたか、または形質転換され得、次いで目的の選択された遺伝子を発現し得る細胞をいうために使用される。この用語は、選択された遺伝子が存在する限り、子孫が形態学または遺伝子構造において本来の親と同一であろうとなかろうと、親細胞の子孫を含む。
【0030】
用語「Secs−1ポリペプチド」とは、配列番号2または配列番号5のいずれかのアミノ酸配列を含むポリペプチド、および関連ポリペプチドをいう。関連ポリペプチドとしては、Secs−1ポリペプチドフラグメント、Secs−1ポリペプチドオルソログ、Secs−1ポリペプチド改変体、およびSecs−1ポリペプチド誘導体が挙げられ、これは、配列番号2または配列番号5のいずれかに記載されるポリペプチドの少なくとも1つの活性を有する。Secs−1ポリペプチドは、本明細書中で定義されるような成熟ポリペプチドであり得、そしてこれらが調製される方法に依存して、アミノ末端メチオニン残基を有しても有さなくてもよい。
【0031】
用語「Secs−1ポリペプチドフラグメント」とは、配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるようなポリペプチドの、アミノ末端(リーダー配列を有するかもしくは有さない)での短縮および/またはカルボキシル末端での短縮を含むポリペプチドをいう。用語「Secs−1ポリペプチドフラグメント」はまた、Secs−1ポリペプチドオルソログ、Secs−1ポリペプチド誘導体、もしくはSecs−1ポリペプチド改変体の、アミノ末端での短縮および/もしくはカルボキシル末端での短縮をいうか、またはSecs−1ポリペプチド対立遺伝子改変体もしくはSecs−1ポリペプチドスプライス改変体によってコードされるポリペプチドのアミノ末端での短縮および/またはカルボキシル末端での短縮をいう。Secs−1ポリペプチドフラグメントは、選択的RNAスプライシング、またはインビボプロテアーゼ活性から生じ得る。Secs−1ポリペプチドの膜結合形態もまた、本発明によって意図される。好ましい実施形態において、短縮および/または欠失は、約10アミノ酸、または約20アミノ酸、または約30アミノ酸、または約40アミノ酸、または約50アミノ酸、または約60アミノ酸、または約70アミノ酸を含む。このように生成されるポリペプチドフラグメントは、約25個連続したアミノ酸、または約50アミノ酸、または約75アミノ酸、または約100アミノ酸、または約150アミノ酸または約200アミノ酸を含む。このようなSecs−1ポリペプチドフラグメントは、必要に応じて、アミノ末端メチオニン残基を含み得る。このようなフラグメントは、例えば、Secs−1ポリペプチドに対する抗体を作製するために使用され得ることが理解される。
【0032】
用語「Secs−1ポリペプチドオルソログ」とは、配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるようなSecs−1ポリペプチドのアミノ酸配列に対応する、別の種由来のポリペプチドをいう。例えば、マウスおよびヒトのSecs−1ポリペプチドは、互いにオルソログであるとみなされる。
【0033】
用語「Secs−1ポリペプチド改変体」とは、配列番号2または配列番号5のいずれか(リーダー配列を有するかまたは有さない)に示されるSecs−1ポリペプチドのアミノ酸配列と比較して、1つ以上のアミノ酸配列の置換、欠失(例えば、内部欠失および/もしくはSecs−1ポリペプチドフラグメント)、ならびに/または付加(例えば、内部付加および/もしくはSecs−1融合ポリペプチド)を有するアミノ酸配列を含むSecs−1ポリペプチドをいう。改変体は、天然に存在(例えば、Secs−1ポリペプチド対立遺伝子改変体、Secs−1ポリペプチドオルソログ、およびSecs−1ポリペプチドスプライス改変体)し得るか、あるいは、人工的に構築され得る。このようなSecs−1ポリペプチド改変体は、配列番号1または配列番号4のいずれかに示されるようなDNA配列からそれに応じて変化するDNA配列を有する、対応する核酸分子から調製され得る。好ましい実施形態において、この改変体は、1〜3、または1〜5、または1〜10、または1〜15、または1〜20、または1〜25、または1〜30、または1〜40、または1〜50、または50より多くのアミノ酸の置換、挿入、付加、および/あるいは欠失を有し、ここで、この置換は、保存的、または非保存的、あるいはそのいずれかの組み合わせであり得る。
【0034】
用語「Secs−1ポリペプチド誘導体」は、配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるようなポリペプチド、本明細書中で定義されるような、Secs−1ポリペプチドフラグメント、Secs−1ポリペプチドオルソログ、またはSecs−1ポリペプチド改変体をいい、これらは、化学的に改変されている。用語「Secs−1ポリペプチド誘導体」はまた、本明細書中で定義されるような、Secs−1ポリペプチド対立遺伝子改変体またはSecs−1ポリペプチドスプライス改変体によってコードされるポリペプチドをいい、これらは、化学的に改変されている。
【0035】
用語「成熟Secs−1ポリペプチド」は、リーダー配列を欠失したSecs−1ポリペプチドをいう。成熟Secs−1ポリペプチドはまた、他の改変(例えば、アミノ末端(リーダー配列を有するかまたは有さない)および/またはカルボキシ末端のタンパク質分解性プロセシング、より大きな前駆体からのより小さなポリペプチドの切断、N結合型および/またはO結合型グリコシル化など)を含み得る。例示的な成熟Secs−1ポリペプチドは、配列番号3および配列番号6のアミノ酸配列によって示される。
【0036】
用語「Secs−1融合ポリペプチド」は、配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるようなポリペプチド、本明細書中で定義されるような、Secs−1ポリペプチドフラグメント、Secs−1ポリペプチドオルソログ、Secs−1ポリペプチド改変体、またはSecs−1誘導体のアミノ末端またはカルボキシ末端での、1つ以上のアミノ酸の融合(例えば、異種ペプチドまたはポリペプチド)をいう。用語「Secs−1融合ポリペプチド」はまた、本明細書中で定義されるような、Secs−1ポリペプチド対立遺伝子改変体またはSecs−1ポリペプチドスプライス改変体によってコードされるポリペプチドのアミノ末端またはカルボキシ末端での、1つ以上のアミノ酸の融合をいう。
【0037】
用語「生物学的に活性なSecs−1ポリペプチド」は、配列番号2または配列番号5のいずれかのアミノ酸配列を含むSecs−1ポリペプチドの少なくとも1つの活性特徴を有するSecs−1ポリペプチドをいう。さらに、Secs−1ポリペプチドは、免疫原として活性であり得る;すなわち、Secs−1ポリペプチドは、抗体が惹起され得る少なくとも1つのエピトープを含む。
【0038】
用語「単離されたポリペプチド」とは、(1)細胞供給源から単離される場合に、天然で一緒に見出されるポリヌクレオチド、脂質、炭水化物、または他の物質の少なくとも約50%から分離されている本発明のポリペプチド、(2)「単離されたポリペプチド」が天然で連結するポリペプチドの全てまたは一部に(共有結合的または非共有結合的相互作用によって)連結しない、本発明のポリペプチド、(3)天然には連結しないポリペプチドに(共有結合的または非共有結合的相互作用によって)作動可能に連結される、本発明のポリペプチド、あるいは(4)天然には存在しない本発明のポリペプチドをいう。好ましくは、その天然の環境において見出される少なくとも1つの混入ポリペプチドまたは他の混入物を実質的に含まない。好ましくは、この単離されたポリペプチドは、その天然の環境において見出される任意の他の夾雑ポリペプチドまたは他の夾雑物(これは、その治療的使用、診断的使用、予防的使用、または研究的使用を妨げる)を実質的に含まない。
【0039】
用語「同一性」とは、当該分野で公知のように、配列の比較によって決定される、2つ以上のポリペプチド分子または2つ以上の核酸分子の配列間の関係をいう。当該分野において、「同一性」はまた、場合に応じて、2つ以上のヌクレオチド配列または2つ以上のアミノ酸配列間の一致によって決定されるように、核酸分子またはポリペプチド間の配列関連性の程度を意味する。「同一性」は、2つ以上の配列のうちのより小さなものと、特定の数理的モデルまたはコンピュータプログラム(すなわち、「アルゴリズム」)によって位置づけられたギャップアラインメント(存在する場合)との間の、同一の一致のパーセントを評価する。
【0040】
用語「類似性」は、「同一性」とは同類の概念であるが、対照的に「類似性」は、同一の一致および保存的置換の一致の両方を含む関係の測定をいう。2つのポリペプチド配列が、例えば10/20個同一のアミノ酸を有し、そして残りが全て非保存的置換である場合、同一性パーセントおよび類似性パーセントは、どちらも50%である。同じ例において、保存的置換が存在する位置がさらに5つ存在する場合、同一性パーセントは50%のままであるが、類似性パーセントは75%(15/20)である。従って、保存的置換が存在する場合、2つのポリペプチド間の類似性の程度は、これらの2つのポリペプチド間のパーセント同一性よりも高い。
【0041】
用語「天然に存在する」または「ネイティブの」は、核酸分子、ポリペプチド、宿主細胞などのような生物学的物質と関連して使用される場合、天然において見出され、そしてヒトによって操作されていない物質をいう。同様に、「天然に存在しない」または「ネイティブではない」は、本明細書中で使用される場合、天然で見出されないか、またはヒトによって構造的に改変もしくは合成されている物質をいう。
【0042】
用語「有効量」および「治療有効量」は、本明細書中に示されるようなSecs−1ポリペプチドの1つ以上の生物学的活性の観察可能なレベルを支持するために使用されるSecs−1ポリペプチドまたはSecs−1核酸分子の量をいう。
【0043】
用語「薬学的に受容可能なキャリア」または「生理学的に受容可能なキャリア」は、本明細書中で使用される場合、薬学的組成物としてのSecs−1ポリペプチド、Secs−1核酸分子、またはSecs−1選択的結合因子の送達の達成または増強に適切な1つ以上の処方材料をいう。
【0044】
用語「抗原」とは、選択的結合因子(例えば、抗体)により結合され得、そしてさらに動物において使用されて、その抗原のエピトープに結合し得る抗体を産生し得る分子または分子の一部をいう。抗原は、1つ以上のエピトープを有し得る。
【0045】
用語「選択的結合因子」とは、Secs−1ポリペプチドに特異性を有する分子をいう。本明細書中で使用される場合、用語「特異的」および「特異性」とは、選択的結合因子が、ヒトSecs−1ポリペプチドに結合し、かつヒト非Secs−1ポリペプチドに結合しない能力をいう。しかし、選択的結合因子がまた、配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるようなポリペプチドのオルソログ(すなわち、その種間のバージョン(例えば、マウスポリペプチドおよびラットポリペプチド))に結合し得ることが、理解される。
【0046】
用語「形質導入」とは、通常はファージによる1つの細菌から別の細菌への遺伝子の伝達をいうために使用される。「形質導入」はまた、レトロウイルスによる真核生物細胞配列の獲得および伝達をいう。
【0047】
用語「トランスフェクション」は、細胞による外来DNAまたは外因性DNAの取り込みをいうために使用され、そして細胞は、外因性DNAが細胞膜内に導入された場合には「トランスフェクト」されている。多数のトランスフェクション技術は、当該分野で周知であり、そして本明細書中に開示される。例えば、Grahamら,1973 Virology 52:456;Sambrookら,Molecular Cloning,A Laboratory Manual(Cold Spring Harbor Laboratories,1989);Davisら,Basic Methods in Molecular Biology(Elsevier,1986);およびChuら,1981、Gene 13:197を参照のこと。このような技術を使用して、1つ以上の外因性DNA部分を適切な宿主細胞に導入し得る。
【0048】
本明細書中で使用される場合、用語「形質転換」とは、細胞の遺伝的特徴における変化をいい、そして細胞は、新しいDNAを含有するように改変された場合に形質転換されている。例えば、細胞は、それがそのネイティブな状態から遺伝的に改変される場合に形質転換される。トランスフェクションまたは形質導入に続いて、形質転換DNAは、物理的に細胞の染色体に組み込むことにより細胞のDNAと組換わり得るか、複製されることなしにエピソームエレメントとして一過的に保持され得るか、またはプラスミドとして独立的に複製し得る。DNAが細胞分裂と共に複製される場合に、細胞は、安定に形質転換されたとみなされる。
【0049】
(核酸分子および/またはポリペプチドの関連性)
関連した核酸分子が、配列番号1または配列番号4のいずれかの核酸分子の対立遺伝子改変体またはスプライス改変体を含むこと、および上記のヌクレオチド配列のいずれかに相補的である配列を含むことが理解される。関連した核酸分子はまた、配列番号2または配列番号5のいずれかにおけるポリペプチドと比較して1以上のアミノ酸残基の置換、改変、付加および/または欠失を含むかまたは本質的にこれからなるポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む。このような関連したSecs−1ポリペプチドは、例えば、1以上のN−連結もしくはO−連結グリコシル化部位の付加および/もしくは欠失、または1以上のシステイン残基の付加および/もしくは欠失を含み得る。
【0050】
関連した核酸分子はまた、配列番号2または配列番号5のいずれかのSecs−1ポリペプチドの少なくとも約25個連続したアミノ酸、または少なくとも約30個のアミノ酸、または約40個のアミノ酸、または約50個のアミノ酸、または約60個のアミノ酸、または約70個のアミノ酸、または70個より多くのアミノ酸残基のポリペプチドをコードする、Secs−1核酸分子のフラグメントを包含する。
【0051】
さらに、関連したSecs−1核酸分子はまた、本明細書中で定義したとおりの中程度または高度にストリンジェントな条件下で、配列番号1もしくは配列番号4のいずれかのSecs−1核酸分子またはポリペプチドをコードする分子の十分に相補的な配列とハイブリダイズするヌクレオチド配列を含む分子を包含し、このポリペプチドは、配列番号2もしくは配列番号5、または本明細書中に定義したとおりの核酸フラグメント、または本明細書中に定義したとおりのポリペプチドをコードする核酸フラグメントのいずれかに示されるアミノ酸配列を含む。ハイブリダイゼーションプローブは、本明細書中に提供されるSecs−1配列を用いてcDNAライブラリー、ゲノムDNAライブラリーまたは合成DNAライブラリーを関連した配列についてスクリーニングするために調製され得る。Secs−1ポリペプチドのDNA配列および/またはアミノ酸配列のうちの、既知配列に対して顕著な同一性を示す領域は、本明細書中に記載されるとおりの配列アラインメントアルゴリズムを用いて容易に決定され、そしてこれらの領域を用いて、スクリーニングのためのプローブを設計し得る。
【0052】
用語「高度にストリンジェントな条件」とは、配列が非常に相補的であるDNA鎖のハイブリダイゼーションを許容し、かつ顕著に不一致のDNAのハイブリダイゼーションを排除するように設計された条件をいう。ハイブリダイゼーションのストリンジェンシーは、温度、イオン強度および変性剤(例えば、ホルムアミド)の濃度によって主に決定される。ハイブリダイゼーションおよび洗浄についての「高度にストリンジェントな条件」の例は、65〜68℃での0.015M塩化ナトリウム、0.0015Mクエン酸ナトリウムまたは42℃での0.015M塩化ナトリウム、0.0015Mクエン酸ナトリウムおよび50%ホルムアミドである。Sambrook,FritschおよびManiatis,Molecular Cloning:A Laboratory Manual(第2版,Cold Spring Harbor Laboratory,1989);Andersonら,Nucleic Acid Hybridisation:A Practical Approach 第4章(IRL Press Limited)を参照のこと。
【0053】
よりストリンジェントな条件(例えば、より高い温度、より低いイオン強度、より高いホルムアミドまたは他の変性剤)もまた用いられ得るが、ハイブリダイゼーションの速度が影響される。他の薬剤は、非特異的および/またはバックグラウンドのハイブリダイゼーションを減少させる目的のために、ハイブリダイゼーションおよび洗浄の緩衝液中に含まれ得る。例は、0.1%ウシ血清アルブミン、0.1%ポリビニルピロリドン、0.1%ピロリン酸ナトリウム、0.1%ドデシル硫酸ナトリウム、NaDodSO4、(SDS)、ficoll、デンハルト溶液、超音波処理サケ精子DNA(または別の非相補的DNA)および硫酸デキストランであるが、他の適切な薬剤もまた用いられ得る。これらの添加剤の濃度および種類は、ハイブリダイゼーション条件のストリンジェンシーに実質的に影響を与えることなく変更され得る。ハイブリダイゼーション実験は通常、pH6.8〜7.4で実施される;しかし、代表的なイオン強度の条件では、ハイブリダイゼーションの速度は、pHからほぼ独立する。Andersonら,Nucleic Acid Hybridisation:A Practical Approach第4章(IRL Press Limited)を参照のこと。
【0054】
DNA二重鎖の安定性に影響を与える因子としては、塩基組成、長さおよび塩基対の不一致程度が挙げられる。ハイブリダイゼーション条件は、これらの変動要因を適応させ、そして異なる配列関連性のDNAがハイブリッドを形成するのを可能にするために当業者によって調整され得る。完全に一致したDNA二重鎖の融解温度は、以下の方程式によって評価され得る:
Tm(℃)=81.5+16.6(log[Na+])+0.41(G+C%)−600/N−0.72(%ホルムアミド)
ここで、Nは、形成される二重鎖の長さであり、[Na+]は、ハイブリダイゼーション溶液または洗浄溶液中のナトリウムイオンのモル濃度であり、G+C%は、ハイブリッド中での(グアニン+シトシン)塩基の百分率である。不完全に一致したハイブリッドについては、融解温度は、1%の不一致毎に約1℃下げられる。
【0055】
用語「中程度にストリンジェントな条件」とは、「高度にストリンジェントな条件」下で生じ得るよりも高い程度の塩基対不一致を有するDNA二重鎖が形成され得る条件をいう。代表的な「中程度にストリンジェントな条件」の例は、50〜65℃での0.015M塩化ナトリウム、0.0015Mクエン酸ナトリウムまたは37〜50℃での0.015M塩化ナトリウム、0.0015Mクエン酸ナトリウムおよび20%ホルムアミドである。例示として、0.015Mナトリウムイオン中での50℃という「中程度にストリンジェントな条件」は、約21%の不一致を可能にする。
【0056】
「高度にストリンジェントな条件」と「中程度にストリンジェントな条件」との間に絶対的な区別が存在しないことが当業者によって認識される。例えば、0.015Mナトリウムイオン(ホルムアミドなし)では、完全に一致した長さのDNAの融解温度は、約71℃である。65℃で(同じイオン強度で)の洗浄を用いると、約6%の不一致が可能になる。より関連性の遠い配列を捕獲するために、当業者は、単純に、温度を低くし得るかまたはイオン強度を高くし得る。
【0057】
約20ntまでのオリゴヌクレオチドプローブについての1M NaCl*中での融解温度の良好な評価は、以下によって与えられる:
Tm=A−T塩基対あたり2℃ + G−C塩基対あたり4℃
*6×塩クエン酸ナトリウム(SSC)中でのナトリウムイオン濃度は、1Mである。Suggsら,Developmental Biology Using Purified Genes 683(BrownおよびFox編,1981)を参照のこと。
【0058】
オリゴヌクレオチドについての高度ストリンジェンシー洗浄条件は通常、6×SSC、0.1% SDS中でのそのオリゴヌクレオチドのTmよりも0℃〜5℃低い温度においてである。
【0059】
別の実施形態では、関連した核酸分子は、配列番号1もしくは配列番号4のいずれかに示されるとおりのヌクレオチド配列に対して少なくとも約70パーセント同一であるヌクレオチド配列を含むかもしくはこれからなるか、または配列番号2もしくは配列番号5のいずれかに示すとおりのポリペプチドに対して少なくとも約70パーセント同一であるポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含むかもしくは本質的にこれからなる。好ましい実施形態では、ヌクレオチド配列は、配列番号1もしくは配列番号4のいずれかに示されるとおりのヌクレオチド配列に対して約75パーセント、もしくは約80パーセント、もしくは約85パーセント、もしくは約90パーセント、もしくは約95、96、97、98、もしくは99パーセント同一であるか、またはヌクレオチド配列は、配列番号2もしくは配列番号5のいずれかに示されるとおりのポリペプチド配列に対して約75パーセント、もしくは約80パーセント、もしくは約85パーセント、もしくは約90パーセント、もしくは約95、96、97、98、もしくは99パーセント同一であるポリペプチドをコードする。関連した核酸分子は、配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるポリペプチドの少なくとも1つの活性を保有するポリペプチドをコードする。
【0060】
核酸配列における相違は、配列番号2または配列番号5のいずれかのアミノ酸配列と比較して、アミノ酸配列の保存的改変および/または非保存的改変をもたらし得る。
【0061】
配列番号2または配列番号5のいずれかのアミノ酸配列に対する保存的改変(およびコードするヌクレオチドに対する、対応する改変)は、Secs−1ポリペプチドの機能的特徴および化学的特徴と類似の機能的特徴および化学的特徴を有するポリペプチドを生じる。対照的に、Secs−1ポリペプチドの機能的特徴および/または化学的特徴における実質的な改変は、以下を維持することに対するその影響が顕著に異なる、配列番号2または配列番号5のいずれかのアミノ酸配列における置換を選択することによって達成され得る:(a)例えば、シートコンホメーションもしくはヘリックスコンホメーションのような、置換領域における分子骨格の構造、(b)標的部位での分子の電荷もしくは疎水性、または(c)側鎖のかさ。
【0062】
例えば、「保存的アミノ酸置換」は、その位置でのアミノ酸残基の極性にも電荷にもほとんど影響がないかまたは全く影響がないような、非ネイティブ残基によるネイティブなアミノ酸残基の置換を含み得る。さらに、ポリペプチド中の任意のネイティブな残基はまた、「アラニンスキャニング変異誘発」について以前に記載されたように、アラニンで置換され得る。
【0063】
保存的アミノ酸置換はまた、生物学的系における合成によるよりむしろ、化学的なペプチド合成によって代表的に組み込まれる、天然には存在しないアミノ酸残基を含む。これらとしては、ペプチド模倣物、およびアミノ酸部分の他の逆転形態または反転形態が挙げられる。
【0064】
天然に存在する残基は、共通の側鎖特性に基づいて、複数のクラスに分割され得る:
1)疎水性:ノルロイシン、Met、Ala、Val、Leu、Ile;
2)中性親水性:Cys、Ser、Thr;
3)酸性:Asp、Glu;
4)塩基性:Asn、Gln、His、Lys、Arg;
5)鎖の配向に影響を与える残基:Gly、Pro;および
6)芳香族:Trp、Tyr、Phe。
【0065】
例えば、非保存的置換は、これらのクラスのうちの1つのメンバーの、別のクラス由来のメンバーに対する交換を包含し得る。このような置換された残基は、非ヒトSecs−1ポリペプチドと相同なヒトSecs−1ポリペプチドの領域またはこの分子の非相同領域に導入され得る。
【0066】
このような変化を行う際に、アミノ酸のヒドロパシー指数が考慮され得る。各アミノ酸は、その疎水性特性および電荷特性に基づいて、ヒドロパシー指数を割り当てられている。ヒドロパシー指数は、以下である:イソロイシン(+4.5);バリン(+4.2);ロイシン(+3.8);フェニルアラニン(+2.8);システイン/シスチン(+2.5);メチオニン(+1.9);アラニン(+1.8);グリシン(−0.4);スレオニン(−0.7);セリン(−0.8);トリプトファン(−0.9);チロシン(−1.3);プロリン(−1.6);ヒスチジン(−3.2);グルタミン酸(−3.5);グルタミン(−3.5);アスパラギン酸(−3.5);アスパラギン(−3.5);リジン(−3.9);およびアルギニン(−4.5)。
【0067】
タンパク質に対する相互作用的な生物学的機能を確認する際の、ヒドロパシーアミノ酸指数の重要性は、当該分野において一般的に理解されている(Kyteら、1982,J.Mol.Biol.157:105−31)。特定のアミノ酸が、類似のヒドロパシー指数またはスコアを有する他のアミノ酸に代えて置換され得、そして依然として類似の生物学的活性を維持し得ることが、公知である。ヒドロパシー指数に基づいて変化を起こす際に、ヒドロパシー指数が±2以内であるアミノ酸の置換が好ましく、±1以内であるものが特に好ましく、そして±0.5以内であるものが、なおより特に好ましい。
【0068】
類似のアミノ酸の置換が親水性に基づいて効果的になされ得る(特に、これによって作製された生物学的機能的に等価なタンパク質またはペプチドが、この場合においてと同様に、免疫学的実施形態における使用に関して考慮される場合)こともまた、当該分野において理解されている。タンパク質の最も大きな局所的平均親水性は、その隣接するアミノ酸の親水性によって支配される場合に、その免疫原性および抗原性、すなわち、そのタンパク質の生物学的特性に相関する。
【0069】
以下の親水性の値が、これらのアミノ酸残基に割り当てられた:アルギニン(+3.0);リジン(+3.0);アスパラギン酸(+3.0±1);グルタミン酸(+3.0±1);セリン(+0.3);アスパラギン(+0.2);グルタミン(+0.2);グリシン(0);スレオニン(−0.4);プロリン(−0.5±1);アラニン(−0.5);ヒスチジン(−0.5);システイン(−1.0);メチオニン(−1.3);バリン(−1.5);ロイシン(−1.8);イソロイシン(−1.8);チロシン(−2.3);フェニルアラニン(−2.5);およびトリプトファン(−3.4)。類似の親水性の値に基づいて変化を行う際に、親水性値が±2以内であるアミノ酸の置換が好ましく、±l以内であるものが特に好ましく、そして±0.5以内であるものが、なおより特に好ましい。一次アミノ酸配列から、エピトープをまた、親水性に基づいて同定し得る。これらの領域はまた、「エピトープコア領域」と呼ばれる。
【0070】
所望のアミノ酸置換(保存的であれ非保存的であれ)は、当業者によって、このような置換が所望される時点で決定され得る。例えば、アミノ酸置換を使用して、Secs−1ポリペプチドの重要な残基を同定し得るか、または本明細書中に記載されるSecs−1ポリペプチドの親和性を増加もしくは減少させ得る。例示的なアミノ酸置換は、表Iに記載される。
【0071】
【表1】
当業者は、配列番号2または配列番号5のいずれかに示される通りのポリペプチドの適切な改変体を、周知の技術を使用して、決定し得る。生物学的活性を破壊することなく変化され得る分子の適切な領域を同定するために、当業者は、活性のために重要であるとは考えられない領域を標的化し得る。例えば、同じ種由来かまたは他の種由来の、類似の活性を有する類似のポリペプチドが既知である場合には、当業者は、Secs−1ポリペプチドのアミノ酸配列を、このような類似のポリペプチドと比較し得る。このような比較を用いて、類似のポリペプチド間で保存される分子の残基および部分を同定し得る。このような類似のポリペプチドに対して保存されていない、Secs−1分子の領域における変化が、Secs−1ポリペプチドの生物学的活性および/または構造にさほど不利に影響を与えるようではないことが、理解される。当業者にはまた、比較的保存された領域においてさえ、化学的に類似のアミノ酸を、活性を維持しながら天然に存在する残基に代わって置換し得ることが公知である(保存的アミノ酸残基置換)。従って、生物学的活性または構造のために重要であり得る領域でさえ、生物学的活性を破壊することなく、またはポリペプチド構造に不利に影響を与えることなく、保存的アミノ酸置換に供され得る。
【0072】
さらに、当業者は、活性または構造のために重要である、類似のポリペプチドにおける残基を同定する、構造−機能研究を再調査し得る。このような比較の観点において、類似のポリペプチドにおける活性または構造のために重要なアミノ酸残基に対応するSecs−1ポリペプチドにおける、アミノ酸残基の重要性を予測し得る。当業者は、Secs−1ポリペプチドのこのような予測された重要なアミノ酸残基に代わる化学的に類似のアミノ酸置換を、選択し得る。
【0073】
当業者はまた、類似のポリペプチドにおける三次元構造およびその構造に関連するアミノ酸配列を分析し得る。このような情報の観点において、当業者は、Secs−1ポリペプチドのアミノ酸残基のアライメントを、その三次元構造に関して予測し得る。当業者は、そのタンパク質の表面上に存在すると予測されるアミノ酸残基に対する急激な変化を起こさないように、選択し得る。なぜなら、このような残基は、他の分子との重要な相互作用に関与し得るからである。さらに、当業者は、単一のアミノ酸置換を各アミノ酸残基に含む、試験改変体を生成し得る。これらの改変体は、当業者に公知の活性アッセイを使用して、スクリーニングされ得る。このような改変体は、適切な改変体に関する情報を集めるために使用され得る。例えば、特定のアミノ酸残基に対する変化が、破壊された活性、望ましくなく減少した活性、または適切でない活性を生じたことを発見した場合には、このような変化を有する改変体は、回避される。換言すれば、このような慣用的な実験から集めた情報に基づいて、当業者は、さらなる置換が、単独でかまたは他の変異と組み合わせてかのいずれかで回避されるべきであるアミノ酸を、容易に決定し得る。
【0074】
多数の科学刊行物が、二次構造の推定に充てられてきた。Moult,1996,Curr.Opin.Biotechnol.7:422−27;Chouら、1974,Biochemistry 13:222−45;Chouら、1974,Biochemistry 113:211−22;Chouら、1978,Adv.Enzymol.Relat.Areas Mol.Biol.47:45−48;Chouら、1978,Ann.Rev.Biochem.47:251−276;およびChouら、1979,Biophys.J.26:367−84を参照のこと。さらに、コンピュータプログラムが、二次構造の推定を補助するために、現在利用可能である。二次構造を推定する1つの方法は、相同性モデリングに基づく。例えば、30%より大きな配列同一性または40%より大きな類似性を有する、2つのポリペプチドまたはタンパク質は、しばしば、類似の構造トポロジーを有する。タンパク質構造データベース(PDB)の近年の成長は、二次構造(ポリペプチドまたはタンパク質の構造における可能な折り畳みの数を含む)の増強された予測性を提供してきた。Holmら、1999,Nucleic Acids Res.27:244−47を参照のこと。所定のポリペプチドまたはタンパク質において制限された数の折り畳みが存在すること、および一旦、臨界数の構造が解明されると、構造推定は劇的により正確となることが、示唆されてきた(Brennerら、1997,Curr.Opin.Struct.Biol.7:369−76)。
【0075】
二次構造を推定するさらなる方法としては、「スレッディング(threading)」(Jones,1997,Curr.Opin.Struct.Biol.7:377−87;Sipplら、1996,Structure 4:15−19)、「プロフィール分析」(Bowieら、1991,Science,253:164−70;Gribskovら、1990,Methods Enzymol.183:146−59;Gribskovら、1987,Proc.Nat.Acad.Sci.U.S.A.84:4355−58)、および「進化学的連鎖」(Holmら、前出、およびBrennerら、前出を参照のこと)が挙げられる。
【0076】
好ましいSecs−1ポリペプチド改変体としては、グリコシル化部位の数および/または型が、配列番号2または配列番号5のいずれかに記載のアミノ酸配列と比較して変化している、グリコシル化改変体が挙げられる。1つの実施形態において、Secs−1ポリペプチド改変体は、配列番号2または配列番号5のいずれかに記載のアミノ酸配列より多いかまたはより少ない数のN結合型グリコシル化部位を含む。N結合型グリコシル化部位は、配列Asn−X−SerまたはAsn−X−Thrによって特徴付けられ、ここで、Xと印されるアミノ酸残基は、プロリン以外の任意のアミノ酸残基であり得る。この配列を作製するためのアミノ酸残基の置換は、N結合型糖鎖の付加のための潜在的な新たな部位を提供する。あるいは、この配列を排除する置換は、存在するN結合型糖鎖を除去する。1つ以上のN連結グリコシル化部位(代表的に、天然に存在するグリコシル化部位)が排除され、そして1つ以上の新たなN結合部位が作製される、N結合型糖鎖の再配列もまた、提供される。さらなる好ましいSecs−1改変体としては、1つ以上のシステイン残基が、配列番号2または配列番号5のいずれかに記載のアミノ酸配列と比較して欠失しているか、または別のアミノ酸(例えば、セリン)で置換されている、システイン改変体が挙げられる。システイン改変体は、Secs−1ポリペプチドが、例えば不溶性の封入体の単離の後に、生物学的に活性な立体構造へとリフォールディングされなければならない場合に、有用である。システイン改変体は、一般に、ネイティブタンパク質より少ないシステイン残基を有し、そして代表的には偶数のシステイン残基を有し、対合していないシステインから生じる相互作用を最小にする。
【0077】
他の実施形態において、関連する核酸分子は、少なくとも1つのアミノ酸挿入を有しかつポリペプチドが配列番号2または配列番号5のいずれかに記載のポリペプチドの活性を有する、配列番号2または配列番号5のいずれかに記載のポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含むかもしくはこの配列からなるか、あるいは少なくとも1つのアミノ酸欠失を有しかつポリペプチドが配列番号2または配列番号5のいずれかに記載のポリペプチドの活性を有する、配列番号2または配列番号5のいずれかに記載のポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含むかもしくはこの配列からなる。関連する核酸分子はまた、ポリペプチドがカルボキシル末端および/またはアミノ末端の短縮を有しかつさらにこのポリペプチドが、配列番号2または配列番号5のいずれかに記載のポリペプチドの活性を有する、配列番号2または配列番号5のいずれかに記載のポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を、含むかまたはこの配列からなる。関連する核酸分子はまた、アミノ酸置換、アミノ酸挿入、アミノ酸欠失、カルボキシル末端短縮、およびアミノ末端短縮からなる群より選択される少なくとも1つの改変を含み、そしてここで、ポリペプチドが配列番号2または配列番号5のいずれかに記載のポリペプチドの活性を有する、配列番号2または配列番号5のいずれかに記載のポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を、含むかまたはこの配列からなる。
【0078】
さらに、配列番号2または配列番号5のいずれかのアミノ酸配列を含むポリペプチドあるいは他のSecs−1ポリペプチドは、同種ポリペプチドに融合してホモダイマーを形成し得るか、あるいは異種ポリペプチドに融合してヘテロダイマーを形成し得る。異種のペプチドおよびポリペプチドとしては、以下が挙げられるが、それらに限定されない:Secs−1融合ポリペプチドの検出および/または単離を可能にするエピトープ;膜貫通レセプタータンパク質またはその部分(例えば、細胞外ドメインまたは膜貫通ドメインおよび細胞内ドメイン);膜貫通レセプタータンパク質に結合する、リガンドまたはその部分;触媒的に活性である、酵素またはその部分;オリゴマー化を促進するポリペプチドまたはペプチド(例えば、ロイシンジッパードメイン);安定性を増加させるポリペプチドまたはペプチド(例えば、免疫グロブリン定常領域);ならびに配列番号2または配列番号5のいずれかに記載のアミノ酸配列を含むポリペプチドあるいは別のSecs−1ポリペプチドとは異なる治療活性を有する、ポリペプチド。
【0079】
融合は、配列番号2または配列番号5のいずれかに記載のアミノ酸配列を含むポリペプチド、あるいは他のSecs−1ポリペプチドの、アミノ末端またはカルボキシル末端のいずれかにおいて、なされ得る。融合は、リンカーもアダプター分子も用いずに直接であっても、リンカーもしくはアダプター分子を介してであってもよい。リンカーまたはアダプター分子は、1つ以上のアミノ酸残基であり得、代表的に、約20〜約50アミノ酸残基である。DNA制限エンドヌクレアーゼまたはプロテアーゼに対する切断部位を有するリンカーまたはアダプター分子がまた、設計されて、融合した部分の分離を可能にし得る。一旦構築されると、融合ポリペプチドは、本明細書中に記載の方法に従って誘導体化され得ることが、理解される。
【0080】
本発明のさらなる実施形態において、配列番号2または配列番号5のいずれかのアミノ酸配列を含むポリペプチド、あるいは他のSecs−1ポリペプチドは、ヒトIgGのFc領域の1つ以上のドメインに融合する。抗体は、以下の機能的に独立した2つの部分を含む;抗原を結合する「Fab」として公知の可変ドメイン、ならびに相補的活性化および食作用細胞による攻撃のようなエフェクター機能に関与する、「Fc」として公知の定常ドメイン。Fcは、長い血清半減期を有し、一方でFabは、短寿命である。Caponら、1989,Nature 337:525−31。治療タンパク質と一緒に構築される場合には、Fcドメインは、より長い半減期を提供し得るか、またはFcレセプター結合、プロテインA結合、補体結合、および恐らく、胎盤移入のような機能を組み込み得る。同書。表IIは、当該分野において公知の特定のFc融合物の使用を要約する。
【0081】
【表2】
一例において、ヒトIgGのヒンジ領域、CH2領域、およびCH3領域は、当業者に公知の方法を使用して、Secs−1ポリペプチドのアミノ末端またはカルボキシル末端のいずれかにおいて、融合し得る。別の例において、ヒトIgGのヒンジ領域、CH2領域、およびCH3領域は、Secs−1ポリペプチドフラグメント(例えば、Secs−1ポリペプチドの推定細胞外部分)のアミノ末端またはカルボキシル末端のいずれかにおいて、融合し得る。
【0082】
得られるSecs−1融合ポリペプチドは、プロテインAアフィニティーカラムの使用によって、精製され得る。Fc領域に融合したペプチドおよびタンパク質は、融合していない対応物より実質的に長いインビボでの半減期を示すことが見出された。また、Fc領域への融合は、融合ポリペプチドの二量化/多量体化を可能にする。Fc領域は、天然に存在するFc領域であり得るか、または治療品質、循環時間、もしくは減少した凝集のような特定の品質を改善するよう変更され得る
関連する核酸分子およびポリペプチドの同一性および類似性は、公知の方法によって容易に計算される。このような方法としては、Computational Molecular Biology(A.M.Lesk編、OxfordUniversity Press 1988);Biocomputing:Informatics and Genome Projects(D.W.Smith編、Academic Press 1993);Computer Analysis of Sequence Data(Part 1,A.M.GriffinおよびH.G.Griffin編、Humana Press 1994);G.von Heinle,Sequence Analysis in Molecular Biology(Academic Press 1987);Sequence Analysis Primer(M.GribskovおよびJ.Devereux編、M.Stockton Press 1991);ならびにCarilloら、1988,SIAM J.Applied Math.,48:1073に記載されるものが挙げられるが、これらに限定されない。
【0083】
同一性および/または類似性を決定するための好ましい方法は、試験される配列間での最大の適合を与えるために、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、公共に利用可能なコンピュータプログラムにおいて記載されている。2つの配列間の同一性および類似性を決定するための、好ましいコンピュータプログラム方法としては、GCGプログラムパッケージ(GAP(Devereuxら、1984,Nucleic Acids Res.12:387;Genetics Computer Group,University of Wisconsin,Madison,WI)、BLASTP、BLASTN、およびFASTA(Altschulら、1990,J.Mol.Biol.215:403−10)を含む)が挙げられるが、これらに限定されない。BLASTXプログラムは、National Center for Biotechnology Information(NCBI)および他の供給源(Altschulら、BLAST Manual(NCB NLM NIH,Bethesda,MD);Altschulら、1990、前出)から公共に利用可能である。周知のSmith Watermanアルゴリズムもまた、同一性を決定するために使用され得る。
【0084】
2つのアミノ酸配列を整列させるための特定のアライメントスキームは、これら2つの配列の短い領域のみの適合を生じ得、そしてこの小さな整列領域は、2つの全長配列間に有意な関連がない場合でさえも、非常に高い配列同一性を有し得る。従って、好ましい実施形態において、選択された整列方法(GAPプログラム)は、特許請求されるポリペプチドの少なくとも50の連続するアミノ酸にわたる整列を生じる。
【0085】
例えば、コンピュータアルゴリズムGAP(Genetics Computer Group,University of Wisconsin,Madison,WI)を使用して、配列同一性の百分率が決定されるべき2つのポリペプチドが、それらのそれぞれのアミノ酸の最適な適合(アルゴリズムによって決定される「適合したスパン」)のために、整列される。ギャップオープニングペナルティー(gap opening penalty)(これは、平均対角の3倍として計算される:「平均対角」とは、使用される比較行列(comparison matrix)の対角の平均である;「対角」とは、特定の比較行列によって各完全なアミノ酸適合に対して割り当てられたスコアまたは数である)およびギャップエクステンションペナルティー(gap extension penalty)(これは通常、キャップオープニングペナルティーの0.1倍である)、ならびにPAM 250またはBLOSUM 62のような比較行列が、このアルゴリズムと組み合わせて使用される。標準的な比較行列もまた、このアルゴリズムによって使用される(Dayhoffら、5 Atlas of Protein Sequence and Structure(補遺3 1978)(PAM250比較行列);Henikoffら、1992,Proc.Natl.Acad.Sci USA 89:10915−19(BLOSUM 62比較行列)を参照のこと)。
【0086】
ポリペプチド配列比較のための好ましいパラメータは、以下を含む:
Algorithm:Needleman and Wunsch,1970,J.Mol.Biol.48:443−53;
Comparison matrix:BLOSUM 62(Henikoffら、前出);
Gap Penalty:12
Gap Length Penalty:4
Threshold of Similarity:0
このGAPプログラムは、上記パラメータを用いて有用である。上記パラメータは、GAPアルゴリズムを用いるポリペプチド比較(末端ギャップに対してはペナルティーがないこととともに)のためのデフォルトパラメータである。
【0087】
核酸分子配列比較のための好ましいパラメータは、以下を含む:
Algorithm:Needleman and Wunsch,前出;
Comparison matrix:matches=+10,mismatch=0
Gap Penalty:50
Gap Length Penalty:3
このGAPプログラムはまた、上記パラメータを用いて有用である。上記パラメータは、核酸分子比較のためのデフォルトパラメータである。
【0088】
Program Manual,Wisconsin Package,Version 9,September,1997に記載されるものを含む、他の例示的なalgorithm、gap opening penalty、gap extension penalty、comparison matrix、およびthreshold of similarityが使用され得る。なされるべき特定の選択は、当業者に明らかであり、そしてなされるべき特定の比較(例えば、DNA対DNA、タンパク質対タンパク質、タンパク質対DNA);ならびにさらに、その比較が所定の対の配列間(この場合には、GAPまたはBestFitが一般的に好ましい)であるか、1つの配列と大きなデータベースの配列との間(この場合には、FASTAまたはBLASTAが好ましい)であるかに依存する。
【0089】
(核酸分子)
Secs−1ポリペプチドのアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする核酸分子は、種々の様式(化学合成、cDNAもしくはゲノムのライブラリーのスクリーニング、発現ライブラリースクリーニング、および/またはcDNAのPCR増幅が挙げられるが、これらに限定されない)で容易に得られ得る。
【0090】
本明細書中において使用される組換えDNA法は、一般に、Sambrookら、Molecular Cloning:A Laboratory Manual(Cold Spring Harbor Laboratory Press,1989)および/またはCurrent Protocols in Molecular Biology(Ausubelら編、Green Publishers Inc.およびWiley and Sons 1994)に記載されている方法である。本発明は、本明細書中に記載されるような核酸分子、およびこのような分子を得るための方法を提供する。
【0091】
Secs−1ポリペプチドのアミノ酸配列をコードする遺伝子が1つの種から同定された場合には、この遺伝子の全てまたは一部を、同じ種由来のオーソログまたは関連する遺伝子を同定するためのプローブとして使用し得る。このプローブまたはプライマーを使用して、Secs−1ポリペプチドを発現すると考えられる種々の組織供給源由来のcDNAをスクリーニングし得る。さらに、配列番号1または配列番号4のいずれかに記載されるような配列を有する核酸分子の部分または全てを使用して、ゲノムライブラリーをスクリーニングし、Secs−1ポリペプチドのアミノ酸配列をコードする遺伝子を同定および単離し得る。代表的に、中程度または高いストリンジェンシーの条件が、スクリーニングのために使用されて、このスクリーニングから得られる誤った陽性の数を最小にする。
【0092】
Secs−1ポリペプチドのアミノ酸配列をコードする核酸分子もまた、発現されたタンパク質の特性に基づいて陽性クローンの検出を使用する発現クローニングによって、同定され得る。代表的に、核酸ライブラリーは、抗体または他の結合パートナー(例えば、レセプターまたはリガンド)を、宿主細胞表面において発現および提示されたクローンタンパク質に結合させることによって、スクリーニングされる。抗体または結合パートナーは、所望のクローンを発現する細胞を同定するために、検出可能な標識で改変される。
【0093】
以下に記載される説明に従い実施される組換え発現技術に従って、これらのポリヌクレオチドを産生し得、そしてコードされたポリペプチドを発現させ得る。例えば、Secs−1ポリペプチドのアミノ酸配列をコードする核酸配列を適切なベクターに挿入することによって、当業者は、多量の所望されるヌクレオチド配列を容易に生成し得る。次いで、これらの配列を使用して、検出プローブまたは増幅プライマーを生成し得る。あるいは、Secs−1ポリペプチドのアミノ酸配列をコードするポリヌクレオチドを、発現ベクターに挿入し得る。発現ベクターを適切な宿主に導入することによって、コードされたSecs−1ポリペプチドが、多量に生成され得る。
【0094】
適切な核酸配列を得るための別の方法は、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)である。この方法において、cDNAは、酵素逆転写酵素を使用して、ポリ(A)+RNAまたは全RNAから調製される。次いで、2つのプライマー(代表的には、Secs−1ポリペプチドのアミノ酸配列をコードするcDNAの2つの別個の領域に対して相補的である)が、TaqポリメラーゼのようなポリメラーゼとともにこのcDNAに添加され、そしてこのポリメラーゼが、これら2つのプライマー間のcDNA領域を増幅する。
【0095】
Secs−1ポリペプチドのアミノ酸配列をコードする核酸分子を調製する別の手段は、Engelsら、1989,Angew.Chem.Intl.第28版:716−34によって記載されるような、当業者に周知の方法を使用する、化学合成である。これらの方法としては、とりわけ、核酸合成のためのホスホトリエステル、ホスホルアミダイト、およびH−ホスホネート方法が挙げられる。このような化学合成のために好ましい方法は、標準的なホスホルアミダイト化学を使用する、ポリマーにより支持される合成である。代表的に、Secs−1ポリペプチドのアミノ酸配列をコードするDNAは、数百ヌクレオチド長である。約100ヌクレオチドより長い核酸は、これらの方法を使用して、いくつかのフラグメントとして合成され得る。次いで、これらのフラグメントが一緒に連結されて、Secs−1遺伝子の全長ヌクレオチド配列を形成し得る。通常、このポリペプチドのアミノ末端をコードするDNAフラグメントは、ATG(これは、メチオニン残基をコードする)を有する。このメチオニンは、宿主細胞において産生されるポリペプチドがその細胞から分泌されるよう設計されているか否かに依存して、Secs−1ポリペプチドの成熟形態で存在してもそうでなくてもよい。当業者に公知の他の方法が、同様に使用され得る。
【0096】
特定の実施形態において、核酸改変体は、所定の宿主細胞におけるSecs−1ポリペプチドの最適な発現のために変更されたコドンを含む。特定のコドン変更は、発現のために選択される宿主細胞およびSecs−1ポリペプチドに依存する。このような「コドン最適化」は、種々の方法によって(例えば、所定の宿主細胞において高度に発現される遺伝子において使用されるのに好ましいコドンを選択することによって)実施され得る。高度に発現された細菌遺伝子のコドン優先度(codon preference)についての「Eco_high.Cod」のようなコドン頻度表を組み込むコンピュータアルゴリズムが使用され得、そしてUniversity of Wisconsin Package Version 9.0(Genetics Computer Group,Madison,WI)によって提供される。他の有用なコドン頻度表としては、「Celegans_high.cod」、「Celegans_low.cod」、「Drosophila_high.cod」、「Human_high.cod」、「Maize_high.cod」、および「Yeast_high.cod.」が挙げられる。
【0097】
いくつかの場合において、Secs−1ポリペプチド改変体をコードする核酸分子を調製することが所望され得る。改変体をコードする核酸分子は、プライマーが所望の点変異を有する部位特異的変異誘発、PCR増幅、または他の適切な方法を使用して生成され得る(変異誘発技術の説明に関しては、Sambrookら、前出、およびAusubelら、前出を参照のこと)。Engelsら、前出によって記載される方法を使用する化学合成もまた、このような改変体を調製するために使用され得る。当業者に公知の他の方法が、同様に使用され得る。
【0098】
(ベクターおよび宿主細胞)
Secs−1ポリペプチドのアミノ酸配列をコードする核酸分子を、標準的な連結技術を使用して適切な発現ベクターに挿入する。ベクターは、代表的に、使用される特定の宿主細胞において機能的であるように選択される(すなわち、ベクターは、遺伝子の増幅および/または遺伝子の発現が生じ得るように、宿主細胞機構と適合性である)。Secs−1ポリペプチドのアミノ酸配列をコードする核酸分子は、原核生物宿主細胞、酵母宿主細胞、昆虫(バキュロウイルス系)宿主細胞および/または真核生物宿主細胞において増幅/発現され得る。宿主細胞の選択は、Secs−1ポリペプチドが翻訳後修飾(例えば、グリコシル化および/またはホスホリル化)されるか否かに一部依存する。その場合、酵母宿主細胞、昆虫宿主細胞、または哺乳動物宿主細胞が好ましい。発現ベクターの総説については、Meth.Enz.,第185巻(D.V.Goeddel編,Academic Press 1990)を参照のこと。
【0099】
代表的に、任意の宿主細胞に使用される発現ベクターは、プラスミド維持のための配列ならびに外来性ヌクレオチド配列のクローニングおよび発現のための配列を含む。このような配列(集合的に、「隣接配列」という)は、特定の実施形態において、代表的に、以下のヌクレオチド配列の1つ以上を含む:プロモーター、1つ以上のエンハンサー配列、複製起点、転写終結配列、ドナーおよびアクセプタースプライス部位を含む完全なイントロン配列、ポリペプチド分泌のためのリーダー配列をコードする配列、リボソーム結合部位、ポリアデニル化配列、発現されるポリペプチドをコードする核酸を挿入するためのポリリンカー領域、ならびに選択可能マーカーエレメント。これらの配列のそれぞれが、以下に議論される。
【0100】
必要に応じて、ベクターは、「タグ」コード配列(すなわち、Secs−1ポリペプチドコード配列の5’末端または3’末端に配置されるオリゴヌクレオチド分子)を含み得;このオリゴヌクレオチド配列は、ポリHis(例えば、ヘキサHis)、または別の「タグ」(例えば、FLAG、HA(赤血球凝集素インフルエンザウイルス)またはmyc(これに対して、市販の抗体が存在する)をコードする。このタグは、代表的には、ポリペプチドの発現の際にポリペプチドに融合され、宿主細胞からの、Secs−1ポリペプチドのアフィニティー精製のための手段として役立ち得る。アフィニティー精製は、例えば、アフィニティーマトリクスとして、タグに対する抗体を使用するカラムクロマトグラフィーによって達成され得る。必要に応じて、タグは、引き続いて、切断のために特定のペプチダーゼを使用するような、種々の手段によって、精製されたSecs−1ポリペプチドから除去され得る。
【0101】
隣接配列は、同種(すなわち、宿主細胞と同じ種および/または株由来)であり得るか、異種(すなわち、宿主細胞種または株以外の種由来)であり得るか、ハイブリッド(すなわち、1つより多くの供給源由来の隣接配列の組み合わせ)であり得るか、または合成であり得るか、あるいは隣接配列は、Secs−1ポリペプチド発現を調節するために通常機能するネイティブな配列であり得る。従って、隣接配列の供給源は、任意の原核生物または真核生物、任意の脊椎生物または無脊椎生物、または任意の植物であり得るが、但し、隣接配列は、この宿主細胞の機構において機能的であり、そしてこの宿主細胞の機構によって活性化され得る。
【0102】
本発明のベクターに有用な隣接配列は、当該分野において周知である任意のいくつかの方法によって得られ得る。代表的には、Secs−1遺伝子の隣接配列以外の、本発明で有用な隣接配列は、マッピングおよび/または制限エンドヌクレアーゼ消化によって以前に同定されており、従って、適切な制限エンドヌクレアーゼを使用して、適切な組織供給源から単離され得る。いくつかの場合において、隣接配列の全長ヌクレオチド配列は公知であり得る。ここで、隣接配列は、核酸合成またはクローニングのために本明細書中で記載される方法を使用して合成され得る。
【0103】
隣接配列の全てまたは一部のみが既知である場合、これは、PCRを使用して、ならびに/あるいは適切なオリゴヌクレオチドおよび/または同種もしくは別の種由来の隣接配列フラグメントを用いてゲノムライブラリーをスクリーニングすることによって得られ得る。隣接配列が公知ではない場合、隣接配列を含むDNAのフラグメントは、例えば、コード配列または別の遺伝子さえも含み得る大きなDNA片から単離され得る。単離は、適切なDNAフラグメントを生成するための制限エンドヌクレアーゼ消化、続くアガロースゲル精製を使用する単離、Qiagen(登録商標)カラムクロマトグラフィー(Chatsworth、CA)、または当業者に公知の他の方法によって達成され得る。この目的を達成するための適切な酵素の選択は、当業者に容易に明らかである。
【0104】
複製起点は、代表的に、市販の原核生物発現ベクターの一部であり、この起点は、宿主細胞におけるベクターの増幅を補助する。特定のコピー数までのベクターの増幅は、いくつかの場合において、Secs−1ポリペプチドの最適な発現のために重要であり得る。選択されたベクターが複製起点部位を含まない場合、複製起点は、既知の配列に基づいて化学的に合成され得、そしてベクターに連結され得る。例えば、プラスミドpBR322(New England Biolabs,Beverly,MA)からの複製起点は、大部分のグラム陰性細菌に適切であり、そして種々の起源(例えば、SV40、ポリオーマ、アデノウイルス、水疱性口内炎ウイルス(VSV)、またはHPVもしくはBPVのようなパピローマウイルス)は、哺乳動物細胞におけるベクターのクローニングのために有用である。一般的に、複製起点の成分は、哺乳動物発現ベクターには必要ない(例えば、SV40起源は、それが初期プロモーターを含むという理由のみによって、しばしば使用されている)。
【0105】
転写終結配列は、代表的にポリペプチドコード領域の3’ 末端に配置され、そして転写を終結させるのに役立つ。通常、原核生物細胞における転写終結配列は、G−Cリッチフラグメントと、それに続くポリT配列である。この配列はライブラリーから容易にクローン化されるか、またはさらにベクターの一部としての市販されているが、これはまた、本明細書中に記載された核酸合成のための方法を使用して容易に合成され得る。
【0106】
選択マーカー遺伝子エレメントは、選択培養培地において増殖される宿主細胞の生存および増殖に必要なタンパク質をコードする。代表的な選択マーカー遺伝子は、(a)原核生物宿主細胞に対して、抗生物質または他の毒素(例えば、アンピシリン、テトラサイクリン、またはカナマイシン)に対する耐性を与えるか;(b)細胞の栄養要求性の欠損を補うか;あるいは、(c)複合培地から入手可能でない重要な栄養素を供給する、タンパク質をコードする。好ましい選択マーカーは、カナマイシン耐性遺伝子、アンピシリン耐性遺伝子、およびテトラサイクリン耐性遺伝子である。ネオマイシン耐性遺伝子もまた、原核生物宿主細胞および真核生物宿主細胞における選択のために使用され得る。
【0107】
他の選択遺伝子は、発現される遺伝子を増幅するために使用され得る。増幅は、増殖に重要なタンパク質の産生のために大いに要求されている遺伝子が、組換え細胞の継続世代の染色体内でタンデムに反復されているプロセスである。哺乳動物細胞に対する適切な選択マーカーの例としては、ジヒドロ葉酸レダクターゼ(DHFR)およびチミジンキナーゼが挙げられる。哺乳動物細胞の形質転換体は、選択圧下に置かれ、ここで、形質転換体のみが固有に、ベクターに存在する選択遺伝子によって生存するように適応される。培地中の選択因子の濃度を連続的に変化させ、それによって選択遺伝子とSecs−1ポリペプチドをコードするDNAとの両方の増幅を導く条件下で、形質転換された細胞を培養することによって、選択圧を加える。結果として、増加した量のSecs−1ポリペプチドが、増幅されたDNAから合成される。
【0108】
リボソーム結合部位は、通常、mRNAの翻訳開始に必要であり、そしてShine−Dalgarno配列(原核性物)またはKozak配列(真核生物)によって特徴付けられる。このエレメントは、代表的に、発現されるSecs−1ポリペプチドのプロモーターに対して3’側およびコード配列に対して5’側に配置される。Shine−Dalgarno配列は、可変であるが、代表的には、ポリプリン(すなわち、高いA−G含有量を有する)である。多くのShine−Dalgarno配列は、同定されており、これらのそれぞれが、本明細書中に記載の方法を使用して、容易に合成され得、原核生物ベクターにおいて使用され得る。
【0109】
リーダー配列、またはシグナル配列は、宿主細胞の外にSecs−1ポリペプチドを指向させるために使用され得る。代表的には、シグナル配列をコードするヌクレオチド配列は、Secs−1核酸分子のコード領域に位置するか、または直接Secs−1ポリペプチドコード領域の5’側に位置する。多くのシグナル配列が同定されており、選択された宿主細胞において機能的である任意のシグナル配列が、Secs−1核酸分子と組み合わせて使用され得る。従って、シグナル配列は、Secs−1核酸分子に対して同種(天然に存在する)または異種であり得る。さらに、シグナル配列は、本明細書中に記載される方法を使用して化学的に合成され得る。大半の場合、シグナルペプチドの存在による宿主細胞からのSecs−1ポリペプチドの分泌は、分泌されたSecs−1ポリペプチドからのシグナルペプチドの除去を生じる。シグナル配列は、ベクターの成分であり得るか、またはベクターに挿入されたSecs−1核酸分子の一部であり得る。
【0110】
Secs−1ポリペプチドコード領域に結合されたネイティブなSecs−1ポリペプチドシグナル配列をコードするヌクレオチド配列、または、Secs−1ポリペプチドコード領域に結合された異種シグナル配列をコードするヌクレオチド配列のいずれかの使用は本発明の範囲内である。選択された異種シグナル配列は、宿主細胞によって認識され、プロセスされる(すなわち、シグナルペプチダーゼによって切断される)ものであるべきである。ネイティブなSecs−1ポリペプチドシグナル配列を認識せず、そしてプロセスもしない原核生物宿主細胞について、シグナル配列は、例えば、アルカリホスファターゼ、ペニシリナーゼ、または熱安定エンテロトキシンIIリーダーの群から選択される原核生物シグナル配列によって置換される。酵母分泌のために、ネイティブなSecs−1ポリペプチドシグナル配列は、酵母インベルターゼ、α因子、または酸ホスファターゼリーダーによって置換され得る。哺乳動物細胞発現において、ネイティブなシグナル配列で十分であるが、他の哺乳動物シグナル配列が適切であり得る。
【0111】
真核生物宿主細胞発現系においてグリコシル化が所望されるような、いくつかの場合において、グリコシル化または収量を改善するために種々のプレ配列(presequence)が操作され得る。例えば、特定のシグナルペプチドのペプチダーゼ切断部位を変更し得るかまたはプロ配列(pro−sequence)を加え得、これはまた、グリコシル化に影響し得る。最終タンパク質産物は、1位に(成熟タンパク質の最初のアミノ酸と相対的に)、発現に付随する1つ以上のさらなるアミノ酸を有し得、これは、完全には除去されない可能性がある。例えば、最終のタンパク質産物は、アミノ末端に結合される、ペプチダーゼ切断部位において見出される1つまたは2つのアミノ酸残基を有し得る。あるいは、いくつかの酵素切断部位の使用は、酵素が成熟ポリペプチド内のこのような領域で切断する場合に所望のSecs−1ポリペプチドのわずかに短縮された(truncate)形態を生じ得る。
【0112】
多くの場合において、核酸分子の転写は、ベクター内の1つ以上のイントロンの存在によって増加する;これは、ポリペプチドが真核生物宿主細胞(特に、哺乳動物宿主細胞)において産生される場合に特に当てはまる。使用されるイントロンは、特に使用される遺伝子が全長ゲノム配列またはそのフラグメントである場合にSecs−1遺伝子内に天然に存在するものであり得る。イントロンが遺伝子内に天然に存在しない場合(大部分のcDNAについて)、イントロンは、別の供給源から得られ得る。隣接配列およびSecs−1遺伝子に対してイントロンの位置は、イントロンが有効に転写されなければならないので、一般的に重要である。従って、Secs−1 cDNA分子が転写される場合、イントロンの好ましい位置は、転写開始部位に対して3’側であり、かつポリ−A転写終止配列に対して5’側である。好ましくは、イントロン(単数または複数)は、コード配列を妨害しないように、cDNAの1つの側または他の側(すなわち、5’側または3’側)に配置される。任意の供給源(ウイルス、原核生物および真核生物(植物または動物)を含む)由来のイントロンを使用して本発明を実行し得るが、但し、このイントロンは、挿入される宿主細胞に適合性である。合成イントロンもまたここに含まれる。必要に応じて、1つより多くのイントロンがベクター内で使用され得る。
【0113】
本発明の発現ベクターおよびクローニングベクターは、代表的には、宿主生物によって認識され、Secs−1ポリペプチドをコードする分子に作動可能に連結されたプロモーターを含む。プロモーターは、構造遺伝子の転写を制御する構造遺伝子(一般的に、約100〜1000bp)の開始コドンに対して上流(すなわち、5’側)に配置される非転写配列である。プロモーターは、従来、2つのクラス(誘導プロモーターおよび構成プロモーター)のうちの1つにグループ化されている。誘導プロモーターは、培養条件におけるいくらかの変化(例えば、栄養素の存在または非存在、あるいは温度の変化)に応答して、それらの制御下でDNAからの転写の増加したレベルを開始する。他方、構成プロモーターは、連続的な遺伝子産物の産生を開始する;すなわち、遺伝子発現に対してほとんど制御しないかまたは全く制御しない。多数のプロモーター(種々の潜在的な宿主細胞によって認識される)が周知である。適切なプロモーターは、供給源のDNAからプロモーターを制限酵素消化によって取り出し、そして所望のプロモーター配列をベクターに挿入することによって、Secs−1ポリペプチドをコードするDNAに作動可能に連結される。ネイティブなSecs−1プロモーター配列は、Secs−1核酸分子の増幅および/または発現を指示するために使用され得る。しかし、ネイティブなプロモーターと比較してより多い転写および発現タンパク質のより高い産生を可能とし、そして使用のために選択された宿主細胞系と適合性である場合には異種プロモーターが好ましい。
【0114】
原核生物宿主での使用に適切なプロモーターとしては、β−ラクタマーゼおよびラクトースプロモーター系;アルカリホスファターゼ;トリプトファン(trp)プロモーター系;およびハイブリッドプロモーター(例えば、tacプロモーター)が挙げられる。他の公知の細菌プロモーターもまた適切である。これらの配列は公開されており、これらの配列により、当業者は、任意の有用な制限部位を供給するのに必要とされるリンカーまたはアダプターを使用して、所望のDNA配列にそれらの配列を連結し得る。
【0115】
酵母宿主での使用に適切なプロモーターはまた、当該分野において周知である。酵母エンハンサーは、酵母プロモーターと共に有利に使用される。哺乳動物宿主細胞での使用に適切なプロモーターは周知であり、限定しないが、ポリオーマウイルス、鶏痘ウイルス、アデノウイルス(例えば、Adenovirus2)、ウシパピローマウイルス、鳥類肉腫ウイルス、サイトメガロウイルス、レトロウイルス、B型肝炎ウイルスおよび最も好ましいシミアンウイルス40(SV40)のようなウイルスのゲノムから得られるプロモーターが挙げられる。他の適切な哺乳動物プロモーターとしては、異種哺乳動物プロモーター(例えば、熱ショックプロモーターおよびアクチンプロモーター)が挙げられる。
【0116】
Secs−1遺伝子発現を制御する際に目的となり得るさらなるプロモーターとしては、限定しないが、以下が挙げられる:SV40初期プロモータ領域(BernoistおよびChambon,1981,Nature 290:304−10);CMVプロモーター;ラウス肉腫ウイルスの3’側の長末端反復に含まれるプロモーター(Yamamotoら,1980,Cell 22 :787−97);ヘルペスチミジンキナーゼプロモーター(Wagnerら,1981,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.78:1444−45);メタロチオネイン遺伝子の調節配列(Brinsterら,1982,Nature 296:39−42);β−ラクタマーゼプロモーターのような原核生物発現ベクター(Villa−Kamaroffら,1978,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.,75:3727−31);またはtacプロモーター(DeBoerら,1983,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.,80:21−25)。組織特異性を示し、そしてトランスジェニック動物において利用されている、以下の動物転写制御領域もまた関心が高い:膵臓腺房細胞において活性なエラスターゼI遺伝子制御領域(Swiftら,1984,Cell 38:639−46;Ornitzら,1986,Cold Spring Harbor Symp.Quant.Biol.50:399−409(1986);MacDonald,1987,Hepatology 7:425−515);膵臓β細胞において活性なインシュリン遺伝子制御領域(Hanahan,1985,Nature 315:115−22);リンパ系細胞において活性な免疫グロブリン遺伝子制御領域(Grosschedlら,1984,Cell 38:647−58;Adamesら,1985,Nature 318:533−38;Alexanderら,1987,Mol.Cell.Biol.,7:1436−44);精巣細胞、乳房細胞、リンパ系細胞、および肥満細胞において活性なマウス哺乳動物腫瘍ウイルス制御領域(Lederら,1986,Cell 45:485−95);肝臓において活性なアルブミン遺伝子制御領域(Pinkertら,1987,Genes and Devel.1:268−76);肝臓において活性なα−フェトタンパク質遺伝子制御領域(Krumlaufら,1985,Mol.Cell.Biol.,5:1639−48;Hammerら,1987,Science 235:53−58);肝臓において活性なα1−抗トリプシン遺伝子制御領域(Kelseyら,1987,Genes and Devel.1:161−71);骨髄性細胞において活性なβ−グロビン遺伝子制御領域(Mogramら,1985,Nature 315:338−40;Kolliasら,1986,Cell 46:89−94);脳の稀突起神経膠細胞において活性なミエリン塩基性タンパク質遺伝子制御領域(Readheadら,1987,Cell 48:703−12);骨格筋において活性なミオシン軽鎖−2遺伝子制御領域(Sani,1985,Nature 314:283−86);ならびに視床下部において活性なゴナドトロピン放出ホルモン遺伝子制御領域(Masonら,1986,Science 234:1372−78)。
【0117】
エンハンサー配列は、より高等な真核生物によって本発明のSecs−1ポリペプチドをコードするDNAの転写を増加するように、ベクターに挿入され得る。エンハンサーは、転写を増加させるためにプロモーターに作用する、通常約10〜300bpの長さのDNAのシス作用性エレメントである。エンハンサーは、比較的方向および位置に非依存性である。これらは、転写ユニットに対して5’側および3’側に見出された。哺乳動物遺伝子から入手可能ないくつかのエンハンサー配列が公知である(例えば、グロビン、エラスターゼ、アルブミン、α−フェトタンパク質およびインシュリン)。しかし、代表的には、ウイルス由来のエンハンサーが、使用される。SV40エンハンサー、サイトメガロウイルス初期プロモーターエンハンサー、ポリオーマエンハンサー、およびアデノウイルスエンハンサーは、真核生物プロモーターの活性化のための例示的な増強エレメントである。エンハンサーは、Secs−1核酸分子に対して5’位または3’位でベクターにスプライシングされ得るが、代表的には、プロモーターから5’側に配置される。
【0118】
本発明の発現ベクターは、市販のベクターのような開始ベクターから構築され得る。このようなベクターは、全ての所望な隣接配列を含んでも良いし、含まなくても良い。本明細書中に記載される隣接配列の1つ以上が予めベクター内に存在しない場合、これらは、個々に得られ得、ベクターに連結され得る。隣接配列のそれぞれを得るために使用される方法は、当業者に周知である。
【0119】
本発明を実行するために好ましいベクターは、細菌宿主細胞、昆虫宿主細胞、および哺乳動物宿主細胞と適合性のベクターである。このようなベクターとしては、特に、pCRII、pCR3、およびpcDNA3.1(Invitrogen、San Diego、CA)、pBSII(Stratagene、La Jolla、CA)、pET15(Novagen、Madison、WI)、pGEX(Pharmacia Biotech、Piscataway、NJ)、pEGFP−N2(Clontech、Palo Alto、CA)、pETL(BlueBacII、Invitrogen)、pDSR−α(PCT公開番号WO 90/14363)ならびにpFastBacDual(Gibco−BRL、Grand Island、NY)が挙げられる。
【0120】
さらなる適切なベクターとしては、限定しないが、コスミド、プラスミド、または改変ウイルスが挙げられるが、これらのベクター系は、選択された宿主細胞と適合性でなければならないことが理解される。このようなベクターとしては、限定しないが、Bluescript(登録商標)プラスミド誘導体(高コピー数ColEl−ベースのファージミド、Stratagene Cloning Systems,La Jolla CA)のようなプラスミド、Taq増幅PCR産物をクローニングするために設計されたPCRクローニングプラスミド(例えば、TOPOTM TA Cloning(登録商標)Kit、PCR2.1(登録商標)プラスミド誘導体、Invitrogen、Carlsbad、CA)、ならびにバキュロウイルス発現系のような哺乳動物ベクター、酵母ベクターまたはウイルスベクター(pBacPAKプラスミド誘導体、Clontech、Palo Alto、CA)が挙げられる。
【0121】
ベクターが構築され、そしてSecs−1ポリペプチドをコードする核酸分子がベクターの適切な部位に挿入された後に、完全なベクターが増幅および/またはポリペプチド発現に適切な宿主細胞に挿入され得る。Secs−1ポリペプチドについての発現ベクターの選択された宿主細胞への形質転換は、トランスフェクション、感染、塩化カルシウム、エレクトロポレーション、マイクロインジェクション、リポフェクション、DEAE−デキストラン法、または他の公知の技術のような方法を含む周知の方法によって達成され得る。選択される方法は、使用される宿主細胞の型にいくぶん関連する。これらの方法および他の適切な方法は、当業者に周知であり、例えば、Sambrookら、上記に記載される。
【0122】
宿主細胞は、原核生物宿主細胞(例えば、E.coli)または真核生物宿主細胞(例えば、酵母細胞、昆虫細胞、または脊椎動物細胞)であり得る。宿主細胞は、適切な条件下で培養される場合にSecs−1ポリペプチドを合成し、これは、続いて、培養培地から(宿主細胞がそのポリペプチドを培地に分泌する場合)収集され得るか、または直接そのポリペプチドを産生する宿主細胞から収集される(そのポリペプチドが分泌されない場合)。適切な宿主細胞の選択は、所望の発現レベル、活性に望ましいかまたは必要なポリペプチド修飾(例えば、グリコシル化またはリン酸化)、および生物学的に活性な分子へと折り畳まれる容易さなどの種々の因子に依存する。
【0123】
多くの適切な宿主細胞が当該分野において公知であり、多くが、American Type Culture Collection(ATCC),Manassas,VAから入手可能である。例としては、限定しないが、チャイニーズハムスター卵巣細胞(CHO)、CHO DHFR(−)細胞(Urlaubら,1980,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.97:4216−20)、ヒト胚性腎臓(HEK)293または293T細胞、あるいは3T3細胞のような哺乳動物細胞が挙げられる。適切な哺乳動物宿主細胞の選択ならびに形質転換、培養、増幅、スクリーニング、産物生成、および精製のための方法が当該分野において公知である。他の適切な哺乳動物細胞株は、サルCOS−1およびCOS−7細胞株、およびCV−1細胞株である。さらなる例示的な哺乳動物宿主細胞としては、霊長動物細胞株およびげっ歯類細胞株(形質転換細胞株を含む)が挙げられる。正常な二倍体細胞、初代組織のインビトロ培養物から誘導される細胞株、ならびに初代外植片もまた適切である。候補細胞は、選択遺伝子を遺伝子型的に欠失し得るか、または優性に作用する選択遺伝子を含み得る。他の適切な哺乳動物細胞株としては、限定しないが、マウス神経芽細胞腫N2A細胞、HeLa、マウスL−929細胞、Swissから誘導された3T3株、Balb−cまたはNIHマウス、BHKまたはHaKハムスター細胞株が挙げられる。これらの細胞株のそれぞれは、タンパク質発現に関する分野の当業者にとって公知であり入手可能である。
【0124】
同様に、本発明に適切な宿主細胞として有用なのは細菌細胞である。例えば、E.coli(例えば、HB101、DH5α、DH10、およびMC1061)の種々の菌株は、生物工学の分野において宿主細胞として周知である。B.subtilis、Pseudomonas spp.、他のBacillus spp.、Streptomyces spp.などの種々の菌株もまた、本方法において使用され得る。
【0125】
当業者に公知の酵母細胞の多くの菌株はまた、本発明のポリペプチドの発現のための宿主細胞として利用可能である。好ましい酵母細胞としては、例えば、Saccharomyces cerivisaeおよびPichia pastorisが挙げられる。
【0126】
さらに、望ましい場合には、昆虫細胞系が、本発明の方法において利用され得る。このような系は、例えば、Kittsら,1993,Biotechniques,14:810−17;Lucklow,1993,Curr.Opin.Biotechnol.4:564−72;およびLucklowら,1993,J.Virol.,67:4566−79に記載される。好ましい昆虫細胞は、Sf−9およびHi5(Invitrogen)である。
【0127】
グリコシル化Secs−1ポリペプチドを発現するために、トランスジェニック動物がまた使用され得る。例えば、トランスジェニック乳汁産生動物(例えば、雌ウシまたはヤギ)を使用し、本発明のグルコシル化ポリペプチドを動物の乳汁中に得ることができる。Secs−1ポリペプチドを産生するために、植物もまた使用し得るが、一般的に、植物において生じるグリコシル化は、哺乳動物細胞において産生されるものとは異なり、ヒト治療の用途に適切ではないグリコシル化産物を生じ得る。
【0128】
(ポリペプチド産生)
Secs−1ポリペプチド発現ベクターを含む宿主細胞は、当業者に周知の標準的な培地を使用して培養され得る。この培地は通常、細胞の増殖および生存に必要な全ての栄養素を含む。E.coli細胞を培養するための適切な培地としては、例えば、Luria Broth(LB)および/またはTerrific Broth(TB)が挙げられる。真核生物細胞を培養するための適切な培地としては、Roswell Park Memorial Institute medium 1640(RPMI 1640)、Minimal Essential Medium(MEM)および/またはDulbecco’s Modified Eagle Medium(DMEM)が挙げられ、これらの全ては、培養される特定の細胞株に必要とされるように血清および/または増殖因子を補充され得る。昆虫培養物についての適切な培地は、必要に応じて、イーストレート(yeatolate)、ラクトアルブミン加水分解産物、および/または胎仔ウシ血清を補充したグレース培地である。
【0129】
代表的に、トランスフェクトされた細胞または形質転換された細胞の選択的な増殖に有用な抗生物質または他の化合物が、培地に補充物質として添加される。使用される化合物は、宿主細胞が形質転換されるプラスミドに存在する選択マーカーエレメントによって指示される。例えば、選択マーカーエレメントがカナマイシン耐性である場合、培養倍地に加えられる化合物は、カナマイシンである。選択的増殖のための他の化合物としては、アンピシリン、テトラサイクリン、およびネオマイシンが挙げられる。
【0130】
宿主細胞によって産生されるSecs−1ポリペプチドの量は、当該分野において公知の標準的な方法を使用して評価され得る。このような方法としては、限定しないが、ウェスタンブロット分析、SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動、非変性ゲル電気泳動、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)分離、免疫沈降、および/またはDNA結合ゲルシフトアッセイのような活性アッセイが挙げられる。
【0131】
Secs−1ポリペプチドが宿主細胞から分泌されるように設計される場合、ポリペプチドの大部分は、細胞培養培地中で見出され得る。しかし、Secs−1ポリペプチドが宿主細胞から分泌されない場合、細胞質および/または核(真核宿主細胞について)に、あるいは、細胞質ゾル(グラム陰性細菌宿主細胞について)に存在する。
【0132】
宿主細胞細胞質および/または核(真核生物宿主細胞について)に位置するかまたは細胞質ゾル(細菌宿主細胞について)に位置するSecs−1ポリペプチドについて、細胞内物質(グラム陰性細菌についての封入体を含む)は、当業者に公知の任意の標準的な技術を使用して宿主細胞から抽出され得る。例えば、宿主細胞は、フレンチプレス、ホモジネート化、および/または超音波処理、続く遠心分離によって、ペリプラズム/細胞質の内容物を放出するように溶解され得る。
【0133】
Secs−1ポリペプチドが細胞質ゾル内に封入体を形成した場合、この封入体は、しばしば、細胞内膜および/または細胞外膜に結合され得、従って、主に、遠心分離後のペレット材料において見出される。次いで、ペレット材料は、極端なpHで、あるいはジチオトレイトールのような還元剤の存在下アルカリ性のpHで、またはトリスカルボキシエチルホスフィンの存在下酸性のpHで、界面活性剤、グアニジン、グアニジン誘導体、尿素、または尿素誘導体のようなカオトロピック剤で処理されて、封入体を放出させ、分断させ、そして溶解させ得る。次いで、溶解されたSecs−1ポリペプチドは、ゲル電気泳動、免疫沈降などを使用して分析され得る。Secs−1ポリペプチドを単離することが望ましい場合、単離は、本明細書中およびMarstonら,1990,Meth.Enz.,182:264−75に記載される方法のような標準的な方法を使用して達成され得る。
【0134】
いくつかの場合、Secs−1ポリペプチドは、単離の際に生物学的に活性でなくても良い。ポリペプチドをその三次構造に「再折り畳み」または変換し、そしてジスルフィド結合を生成するための種々の方法を使用して、生物学的活性を回複し得る。このような方法は、溶解されたポリペプチドを、一定のpH(通常は、7より上)および特定の濃度のカオトロピック剤(chaotrope)の存在に曝露する工程を包含する。カオトロピック剤の選択は、封入体溶解に使用される選択肢に非常に類似するが、通常、カオトロピック剤は低い濃度で使用され、溶解に使用されるカオトロピック剤と必ずしも同一ではない。多くの場合、再折り畳み/酸化溶液はまた、還元剤、または特定の比の還元剤およびその酸化形態を含んで、特定の酸化還元電位を生成し、タンパク質のシステイン架橋の形成を生じるジスルフィドシャフリングを可能にする。通常使用される酸化還元対のいくつかとしては、システイン/シスタミン、グルタチオン(GSH)/ジチオビスGSH、塩化銅、ジチオトレイトール(DTT)/ジチアンDTT、および2−2−メルカプトエタノール(bME)/ジチオ−b(ME)が挙げられる。多くの場合において、共溶媒が、再折り畳みの効率を増加するのに使用され得るかまたは必要とされ得、この目的のために使用されるより一般的な試薬としては、グリセロール、種々の分子量のポリエチレングリコール、アルギニンなどが挙げられる。
【0135】
封入体がSecs−1ポリペプチドの発現において有意な程度まで形成されない場合、ポリペプチドは、主に、細胞ホモジネートの遠心分離後の上清中に見出される。ポリペプチドは、さらに、本明細書中に記載されるような方法を使用して上清から単離され得る。
【0136】
溶液からのSecs−1ポリペプチドの精製は、種々の技術を使用して達成され得る。ポリペプチドが、ヘキサヒスチジン(Secs−1ポリペプチド/ヘキサHis)のようなタグまたは他の小さなペプチド(例えば、FLAG(Eastman Kodak Co.,New Haven,CT)またはmyc(Invitrogen,Carlsbad,CA))をそのカルボキシル末端またはアミノ末端のいずれかにおいて含むように合成された場合、カラムマトリクスがタグに対して高い親和性を有するアフィニティーカラムに溶液を通すことによって一工程で精製され得る。
【0137】
例えば、ポリヒスチジンは、ニッケルに対して大きな親和性および特異性で結合する。従って、ニッケルのアフィニティーカラム(例えば、Qiagen(登録商標)ニッケルカラム)は、Secs−1ポリペプチド/ポリHisの精製のために使用され得る。例えば、Current Protocols in Molecular Biology § 10.11.8(Ausubelら編,Green Publishers Inc.およびWiley and Sons 1993)を参照のこと。
【0138】
さらに、Secs−1ポリペプチドは、Secs−1ポリペプチドを特異的に認識し得、そして結合し得るモノクローナル抗体の使用によって精製され得る。
【0139】
精製のための他の適切な手段としては、アフィニティークロマトグラフィー、免疫アフィニティークロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、モレキュラーシーブクロマトグラフィー、HPLC、電気泳動(ネイティブゲル電気泳動を含む)、続くゲル溶出、および調製等電点電気泳動(「Isoprime」machine/technique,Hoefer Scientific,San Francisco,CA)が挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの場合において、2つ以上の精製技術を、増加した純度を達成するために組み合わせ得る。
【0140】
Secs−1ポリペプチドはまた、Merrifieldら,1963,J.Am.Chem.Soc.85:2149;Houghtenら,1985,Proc Natl Acad.Sci.USA 82:5132;ならびに、StewartおよびYoung,Solid Phase Peptide Synthesis(Pierce Chemical Co.1984)に記載されるような当該分野で公知の技術を使用する、化学合成法(例えば、固相ペプチド合成)によって調製され得る。このようなポリペプチドは、アミノ末端にメチオニンを有するかまたは有さずに合成され得る。化学的に合成されたSecs−1ポリペプチドは、これらの参考文献に記載される方法を使用して酸化されて、ジスルフィド架橋を形成し得る。化学的に合成されたSecs−1ポリペプチドは、組換え的に産生されるかまたは天然の供給源から精製された対応のSecs−1ポリペプチドに匹敵する生物学的活性を有すると予想され、従って、組換えまたは天然のSecs−1ポリペプチドと相互交換可能に使用され得る。
【0141】
Secs−1ポリペプチドを得る別の手段は、Secs−1ポリペプチドが天然に見出される供給源の組織および/または流体のような生物学的サンプルからの精製による。このような精製は、本明細書中に記載されるようなタンパク質精製のための方法を使用して行われ得る。精製の間、Secs−1ポリペプチドの存在が、例えば、組換え的に産生されたSecs−1ポリペプチドまたはそのペプチドフラグメントに対して調製された抗体を使用してモニターされ得る。
【0142】
核酸およびポリペプチドを産生するための多くのさらなる方法は、当該分野において公知であり、この方法は、Secs−1ポリペプチドに対して特異性を有するポリペプチドを産生するために使用され得る。例えば、Robertsら,1997,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.94:12297−303を参照のこと。これは、mRNAとそのコードされるペプチドとの間の融合タンパク質の産生を記載する。Roberts,1999,Curr.Opin.Chem.Biol.3:268−73もまた参照のこと。さらに、米国特許第5,824,469号は、特定の生物学的機能を実行し得るオリゴヌクレオチドを得るための方法を記載する。この手順は、異種プールのオリゴヌクレオチドを生成する工程を包含し、この異種プールのオリゴヌクレオチドはそれぞれが、5’ランダム化配列、中央部の予備選択配列、および3’ランダム化配列を有する。得られる異種プールは、所望の生物学的機能を示さない細胞の集団に導入される。次いで、細胞の亜集団を、予め決定された生物学的機能を示すものについてスクリーニングする。その亜集団から、所望の生物学的機能を実行し得るオリゴヌクレオチドが単離される。
【0143】
米国特許第5,763,192号;同第5,814,476号;同第5,723,323号;および同第5,817,483号は、ペプチドまたはポリペプチドを産生するためのプロセスを記載する。これは、確率論的な遺伝子またはそのフラグメントを産生し、次いで、その確率論的な遺伝子によってコードされた1以上のタンパク質を産生する宿主細胞にこれらの遺伝子を導入することによって達成される。次いで、この宿主細胞は、所望の活性を有するペプチドまたはポリペプチドを産生するクローンを同定するためにスクリーニングされる。
【0144】
ペプチドまたはポリペプチドの産生するための別の方法は、Athersys,Inc.によって出願されたPCT/US98/20094(WO99/15650に記載される。これは、「Random Activation of Gene Expression for Gene Discovery」(RAGE−GD)として知られており、このプロセスは、インサイチュ組換え方法によって、内因性遺伝子の発現または遺伝子の過剰発現の活性化を含む。例えば、内因性遺伝子の発現は、非相同性組換えまたは異常な組換えによって、遺伝子の発現を活性化し得る標的細胞中に、調節配列を組み込むことによって、活性化または増加される。この標的DNAは、まず、照射に供せられ、そして遺伝子プロモーターが挿入される。このプロモーターは、遺伝子の前方に最終的に中断点を配置し、遺伝子の転写を開始する。これは、所望のペプチドまたはポリペプチドの発現を引き起こす。
【0145】
これらの方法はまた、包括的なSecs−1ポリペプチド発現ライブラリーを作製するために使用され得、これは、続いて、種々のアッセイ(例えば、生化学的アッセイ、細胞アッセイおよび生物全体のアッセイ(例えば、植物、マウスなど))において、ハイスループット表現型スクリーニングのために使用され得ることが理解される。
【0146】
(合成)
本明細書中に記載される核酸分子およびポリペプチド分子は、組換えおよび他の手段によって産生され得ることが、当業者によって理解される。
【0147】
(選択的結合因子)
用語「選択的結合因子」は、1以上のSecs−1ポリペプチドに対して特異性を有する分子をいう。適切な選択的結合因子としては、抗体およびその誘導体、ポリペプチド、ならびに低分子が挙げられるが、これらに限定されない。適切な選択的結合因子は、当該分野で公知の方法を使用して調製され得る。本発明の例示的なSecs−1ポリペプチド選択的結合因子は、Secs−1ポリペプチドの特定の部分を結合し得、これにより、ポリペプチドのSecs−1ポリペプチドレセプターへの結合を阻害する。
【0148】
Secs−1ポリペプチドと結合する抗体および抗体フラグメントのような選択的結合因子は、本発明の範囲内である。この抗体は、一重特異的なポリクローナル抗体を含むポリクローナル抗体;モノクローナル抗体(MAb);組換え抗体;キメラ抗体;ヒト化抗体(例えば、CDR移植化抗体);ヒト抗体;単鎖抗体;および/または二重特異的抗体;ならびにそれらのフラグメント;改変体;または誘導体であり得る。抗体フラグメントとしては、Secs−1ポリペプチド上のエピトープに結合する抗体の部分を含む。このようなフラグメントの例としては、全長抗体の酵素的切断によって産生されたFabおよびF(ab’)フラグメントが挙げられる。他の結合フラグメントとしては、組換えDNA技術(例えば、抗体可変領域をコードする核酸配列を含む、組換えプラスミドの発現)によって産生されたフラグメントが挙げられる。
【0149】
Secs−1ポリペプチドに指向されたポリクローナル抗体は、一般に、Secs−1ポリペプチドおよびアジュバンドの複数回の皮下注射または腹腔内注射によって動物(例えば、ウサギまたはマウス)において産生される。Secs−1ポリペプチドをキャリアタンパク質に結合させることは有用であり得る。このキャリアタンパク質は、キーホールリンペットヘモシアニン、血清、アルブミン、ウシサイログロブリン、またはダイズトリプシンインヒビターのように、免疫される種において免疫原性である。また、ミョウバンのような凝集剤は、免疫応答を増強させるために使用される。免疫後、この動物は採血され、そして血清を、抗Secs−1抗体力価についてアッセイする。
【0150】
Secs−1ポリペプチドに指向されたモノクローナル抗体は、培養中の継代細胞株による抗体分子の産生を提供する任意の方法を使用して産生される。モノクローナル抗体を調製するために適切な方法の例として、Kohlerら、1975、Nature 256:495−97のハイブリドーマ法、およびヒトB細胞ハイブリドーマ法(Kozbor、1984、J.Immunol.133:3001;Brodeurら、Monoclonal Antibody Production Techniques and Applications 51−63(Marcel Dekker,Inc.,1987))が挙げられる。Secs−1ポリペプチドと反応性のモノクローナル抗体を産生するハイブリドーマ細胞株もまた、本発明によって提供される。
【0151】
本発明のモノクローナル抗体は、治療剤として使用するために、改変され得る。1つの実施形態は、「キメラ」抗体であり、この抗体において重鎖(H)および/または軽鎖(L)の一部が、特定の種に由来するかまたは特定の抗体のクラスもしくはサブクラスに属する抗体中の対応する配列と同一であるか、または相同性であり、一方で、この鎖の残りの部分は、別の種に由来するか、または別の抗体のクラスもしくはサブクラスに属する抗体における対応の配列と同一であるか、または相同性である。抗体のフラグメントが所望の生物学的活性を示す限り、このような抗体のフラグメントも含まれる。米国特許第4,816,567号;Morrisonら、1985、Proc.Natl.Acad.Sci.81:6851−55を参照のこと。
【0152】
別の実施形態において、本発明のモノクローナル抗体は、「ヒト化」抗体である。非ヒト抗体をヒト化するための方法は、当該分野で周知である。米国特許第5,585,089号および同第5,693,762号を参照のこと。一般に、ヒト化した抗体は、非ヒトである供給源からその抗体に導入される1以上のアミノ酸残基を有する。ヒト化は、例えば、当該分野(Jonesら、1986、Nature 321:522−25;Riechmannら、1998、Nature 332:323−27;Verhoeyenら、1988、Science 239:1534−36)で記載される方法を使用して、げっ歯類の相補性決定領域(CDR)の少なくとも一部をヒトの抗体の対応する領域の代わりに置換することによって、実施され得る。
【0153】
Secs−1ポリペプチドと結合するヒト抗体もまた、本発明によって包含される。内因性の免疫グロブリン産生の非存在下で、ヒト抗体のレパートリーを産生し得る、トランスジェニック動物(例えば、マウス)を使用して、このような抗体は、Secs−1ポリペプチド抗原(すなわち、少なくとも6個の連続するアミノ酸を有する)を用いて免疫することによって産生され、必要に応じて、キャリアに結合される。例えば、Jakobovitsら,1993,Proc.Natl.Acad Sci.90:2551−55;Jakobovitsら,1993,Nature 362:255−58;Bruggermannら,1993,Year in Immuno.7:33を参照のこと。1つの方法において、このようなトランスジェニック動物は、重鎖および軽鎖の免疫グロブリン鎖をコードする内因性遺伝子座をその中で無能にし、そしてヒトの重鎖および軽鎖のタンパク質をコードする遺伝子座をそのゲノムに挿入することによって産生される。次いで、部分的に改変された動物(この動物は、完全には補完されていない改変を有する)は、所望の免疫系の改変の全てを有する動物を得るために交雑される。免疫原が投与される場合、これらのトランスジェニック動物が、ヒト(例えば、マウスではない)アミノ酸配列(このアミノ酸配列は、これらの抗原に対して免疫特異性である可変領域を含む)を有する抗体を産生する。PCT出願番号PCT/US96/05928および同PCT/US93/06926を参照のこと。さらなる方法は、米国特許第5,545,807号、PCT出願番号PCT/US91/245および同PCT/GB89/01207、ならびに欧州特許第546073B1号および同第546073A1号に記載される。ヒト抗体はまた、宿主細胞中での組換えDNAの発現または本明細書中に記載されるようなハイブリドーマ細胞中での発現によって産生され得る。
【0154】
代替の実施形態において、ヒト抗体はまた、ファージディスプレイライブラリから産生され得る(Hoogenboomら,1991,J.Mol.Biol.227:381;Marksら,1991,J.Mol.Biol.222:581)。これらのプロセスは、糸状バクテリオファージ表面上の抗体レパートリーの提示を介した免疫選択、そして選択した抗原へのこれらの結合によるファージの引き続く選択を模倣する。このような技術の1つは、PCT出願番号PCT/US98/17364に記載されており、これには、このようなアプローチを使用する、MPLレセプターおよびmskレセプターに対して高い親和性の抗体および機能的なアゴニスト抗体の単離が記載される。
【0155】
キメラ抗体、CDR移植抗体、およびヒト化抗体は、代表的には組換え方法によって産生される。抗体をコードする核酸は、宿主細胞中に導入され、そして本明細書中に記載される材料および手順を使用して発現される。好ましい実施形態において、この抗体は、哺乳動物宿主細胞(例えば、CHO細胞)中で産生される。モノクローナル(例えば、ヒト)抗体は、本明細書中に記載されるように、宿主細胞中での組換えDNAの発現またはハイブリドーマ細胞中での発現によって産生され得る。
【0156】
本発明の抗Secs−1抗体は、Secs−1ポリペプチドの検出および定量のための任意の公知のアッセイ方法(例えば、競合結合アッセイ、直接的および間接的なサンドイッチアッセイ、および免疫沈降アッセイ)において使用され得る(Sola,Monoclonal Antibodies:A Manual of Techniques 147−158(CRC Press,Inc.,1987))。これらの抗体は、使用されるアッセイ方法に適切な親和性でSecs−1ポリペプチドと結合する。
【0157】
診断的適用のために、特定の実施形態において、抗Secs−1抗体は、検出可能な部分で標識され得る。この検出可能な部分は、直接的または間接的のいずれかで、検出可能なシグナルを産生し得る任意の部分であり得る。例えば、検出可能な部分は、放射性同位体(例えば、3H、14C、32P、35S、125I、99Tc、111In、または67Ga);蛍光化合物または化学発光化合物(例えば、フルオレセインイソチオシアネート、ローダミン、もしくはルシフェリン);または酵素(例えば、アルカリホスファターゼ、β−ガラクトシダーゼ、もしくは西洋ワサビペルオキシダーゼ)であり得る(Bayerら,1990,Meth.Enz.184:138−63)。
【0158】
競合結合アッセイは、標識した標準物質(例えば、Secs−1ポリペプチド、またはその免疫学的に反応性の部分)の能力に依存し、限定された量の抗Secs−1抗体との結合に関して、試験サンプル分析物(Secs−1ポリペプチド)と競合する。試験サンプル中のSecs−1ポリペプチドの量は、抗体と結合する標準物質の量と反比例する。結合する標準物質の量を決定するのを容易にするために、これらの抗体は、代表的には競合前または競合後に不溶化され、その結果これらの抗体と結合する標準物質および分析物は、結合しないままの標準物質および分析物から都合よく分離され得る。
【0159】
サンドイッチアッセイは、代表的には2つの抗体の使用を含み、各々の抗体は、検出および/または定量されるタンパク質の異なる免疫原性部分(すなわち、エピトープ)に結合し得る。サンドイッチアッセイにおいて、この試験サンプル分析物は、代表的には固体支持体上に固定される第1抗体によって結合され、その後、第2抗体が、この分析物に結合し、このようにして不溶性の3部分複合体を形成する。例えば、米国特許第4,376,110号を参照のこと。第2抗体自体は、検出可能な部分で標識され得るか(直接的なサンドイッチアッセイ)、または検出可能な部分で標識された抗免疫グロブリン抗体を使用して測定され得る(間接的なサンドイッチアッセイ)。例えば、サンドイッチアッセイの1つの型は、酵素結合イムノソルベントアッセイ(ELISA)(この場合、検出可能な部分は、酵素である)である。
【0160】
抗Secs−1抗体を含む、選択的結合因子はまた、インビボ画像化のために有用である。検出可能な部分で標識した抗体は、動物に、好ましくは、血流に投与され得、宿主中における標識した抗体の存在および位置がアッセイされる。この抗体は、核磁気共鳴、放射線学、または当該分野で公知の他の検出手段のいずれかによって、動物中で検出可能である任意の部分で標識され得る。
【0161】
抗体を含む、本発明の選択的結合因子は、治療剤として使用され得る。これらの治療剤は、一般に、アゴニストまたはアンタゴニストであり、これらはそれぞれ、Secs−1ポリペプチドの少なくとも1つの生物学的活性を、増強または減少させるかのいずれかである。1つの実施形態において、本発明のアンタゴニスト抗体は、Secs−1ポリペプチドに特異的に結合し得、そしてインビボまたはインビトロでSecs−1ポリペプチドの機能活性を阻害または排除し得る、抗体またはその結合フラグメントである。好ましい実施形態において、選択的結合因子(例えば、アンタゴニスト抗体)は、Secs−1ポリペプチドの機能活性を、少なくとも約50%、および好ましくは、少なくとも約80%阻害する。別の実施形態において、選択的結合因子は、Secs−1ポリペプチド結合パートナー(リガンドまたはレセプター)と相互作用し得、これにより、インビトロまたはインビボにおいてSecs−1ポリペプチド活性を阻害または排除する、抗Secs−1ポリペプチドであり得る。アゴニストおよびアンタゴニスト抗Secs−1ポリペプチド抗体を含む、選択的結合因子は、当該分野で周知であるスクリーニングアッセイによって同定される。
【0162】
本発明はまた、Secs−1選択的結合因子(例えば、抗体)および生物学的サンプル中でSecs−1ポリペプチドレベルを検出するために有用である他の試薬を含むキットに関する。このような試薬として、検出可能な標識、ブロッキング血清、ポジティブおよびネガティブコントロールサンプル、ならびに検出試薬が挙げられ得る。
【0163】
(マイクロアレイ)
DNAマイクロアレイ技術は、本発明に従って利用され得ることが理解される。DNAマイクロアレイは、固体支持体(例えば、ガラス)上に配置された核酸の小型高密度アレイである。このアレイ内の各細胞またはエレメントは、相補的核酸配列(例えば、mRNA)とハイブリダイゼーションするための標識として作用する、単一の核酸種の多数のコピーを含む。DNAマイクロアレイ技術を使用する発現プロファイリングにおいて、mRNAは、細胞サンプルまたは組織サンプルからまず抽出され、次いで、蛍光標識されたcDNAに酵素学的に変換される。この材料は、マイクロアレイにハイブリダイズされ、そして未結合のcDNAは、洗浄により除去される。次いで、このアレイ上に提示される個々の遺伝子の発現は、各標的核酸分子に特異的に結合する、標識されたcDNAの量を定量することによって可視化される。このようにして、数千の遺伝子の発現が、生物学的材料の単一サンプルから、高スループットの並行様式で定量され得る。
【0164】
この高スループット発現プロファイリングは、本発明のSecs−1分子に関連して広範な用途を有し、これらとしては、以下が挙げられるが、これに限定されない:治療のための標的としての、Secs−1疾患関連遺伝子の同定および確認;関連するSecs−1分子およびそのインヒビターの分子毒性学;臨床試験のための集団の階層化および代理マーカーの産生;および高スループットスクリーニングにおいて、選択化合物の同定を援助することによって、関連するSecs−1ポリペプチド低分子薬物の発見を増強すること。
【0165】
(化学的誘導体)
Secs−1ポリペプチドの化学的に改変された誘導体は、本明細書中の開示を考慮して、当業者によって調製され得る。Secs−1ポリペプチド誘導体は、このポリペプチドに自然に結合した分子の型または位置のいずれかで、異なる様式で改変される。誘導体は、1以上の自然に結合した化学的な基の欠失によって形成される分子を含み得る。配列番号2もしくは配列番号5のいずれかのアミノ酸配列を含むポリペプチド、または他のSecs−1ポリペプチドは、1以上のポリマーの共有結合によって改変され得る。例えば、選択されるポリマーは、代表的に水溶性であり、その結果、このポリマーが結合するタンパク質は、水環境(例えば、生理学的な環境)下で沈殿しない。ポリマーの混合物が、適切なポリマーの範囲内に含まれる。好ましくは、最終生成物の調製物の治療的使用のために、このポリマーは、薬学的に受容可能である。
【0166】
このポリマーの各々は、任意の分子量を有し得、そして分枝または非分枝であり得る。このポリマーの各々は、代表的に、約2kDaと約100kDaとの間の平均分子量を有する(この用語「約(およそ)」は、水溶性ポリマーの調製の際に、幾つかの分子は上記の分子量より多く、幾つかの分子は上記の分子量より少ない重量を有することを示す)。各ポリマーの平均分子量は、好ましくは、約5kDaと約50kDaの間、より好ましくは、約12kDaと約40kDaとの間、そして最も好ましくは、約20kDaと約35Daとの間である。
【0167】
適切な水溶性ポリマーまたはその混合物としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない:N結合型またはO結合型の炭水化物、糖、ホスフェート、ポリエチレングリコール(PEG)(これは、モノ−(C1−C10)、アルコキシ−、またはアリールオキシ−ポリエチレングリコールを含む、タンパク質を誘導体化するために使用されるPEGの形態を含む)、モノメトキシ−ポリエチレングリコール、デキストラン(例えば、低分子量(例えば、約6kD)のデキストラン)、セルロース、または他の炭水化物ベースのポリマー、ポリ−(N−ビニルピロリジン)ポリエチレングリコール、プロピレングリコールホモポリマー、ポリプロピレンオキシド/エチレンオキシドコポリマー、ポリオキシエチル化ポリオール(例えば、グリセロール)、およびポリビニルアルコール。共有結合したSecs−1ポリペプチドマルチマーを調製するために使用され得る、二官能性架橋分子もまた、本発明に含まれる。
【0168】
一般に、化学的誘導体化は、活性化したポリマー分子とタンパク質とを反応させるために使用される任意の適切な条件下で、実施され得る。ポリペプチドの化学的誘導体を調製するための方法は、一般に、以下の工程を包含する:(a)配列番号2もしくは配列番号5のいずれかのアミノ酸配列を含むポリペプチド、または他のSecs−1ポリペプチドが、1以上のポリマー分子に結合する条件下で、活性化したポリマー分子(例えば、ポリマー分子の反応性エステル誘導体またはアルデヒド誘導体)とポリペプチドとを反応させる工程、および(b)反応生成物を得る工程。最適な反応条件は、既知のパラメータおよび所望の結果に基づいて決定される。例えば、ポリマー分子のタンパク質に対する比が大きくなるほど、結合したポリマー分子の割合も大きくなる。1実施形態において、Secs−1ポリペプチド誘導体は、アミノ末端に単一ポリマー分子部分を有し得る。例えば、米国特許第5,234,784号を参照のこと。
【0169】
ポリペプチドのペグ化(pegylation)は、当該分野で公知のペグ化反応のいずれかを使用して特異的に実施され得る。このような反応は、例えば、以下の参考文献に記載されている:Francisら,1992,Focus on Growth Factors 3:4−10;欧州特許第0154316号および同第0401384号;ならびに米国特許第4,179,337号。例えば、ペグ化は、本明細書中に記載されるように、反応性ポリエチレングリコール分子(または、類似の反応性水溶性ポリマー)とのアシル化反応またはアルキル化反応を介して実施され得る。アシル化反応のために、選択されたポリマーは、単一の反応性エステル基を有すべきである。還元アルキル化のために、選択されたポリマーは、単一の反応性アルデヒド基を有すべきである。例えば、反応性アルデヒドは、ポリエチレングリコールプロピオンアルデヒド(これは水安定性である)またはそのモノC1−C10アルコキシ誘導体もしくはアリールオキシ誘導体である(米国特許第5,252,714号を参照のこと)。
【0170】
別の実施形態において、Secs−1ポリペプチドは、ビオチンに化学的に連結され得る。次いで、このビオチン/Secs−1ポリペプチド分子は、アビジンに結合されて、4価のアビジン/ビオチン/Secs−1ポリペプチド分子が得られる。Secs−1ポリペプチドはまた、ジニトロフェノール(DNP)またはトリニトロフェノール(TNP)に共有結合され得、そして得られる結合体は、抗DNPまたは抗TNP−IgMと共に沈殿して、10価の十量体の結合体を形成する。
【0171】
一般に、本発明のSecs−1ポリペプチド誘導体の投与によって緩和または調節され得る条件は、Secs−1ポリペプチドについて本明細書中に記載された条件を含む。しかし、本明細書中に開示されるSecs−1ポリペプチド誘導体は、非誘導体化分子と比較した場合、さらなる活性、増大または減少した生物学的活性、あるいは他の特性(例えば、増加または減少した半減期)を有し得る。
【0172】
(遺伝子操作された非ヒト動物)
マウス、ラット、または他のげっ歯類;ウサギ、ヤギ、ヒツジ、または他の家畜のような非ヒト動物であって、ここで、ネイティブなSecs−1ポリペプチドをコードする遺伝子が破壊(すなわち「ノックアウト」)され、その結果、Secs−1ポリペプチドの発現レベルが有意に減少しているかまたは完全に消失している非ヒト動物が、さらに本発明の範囲内に含まれる。このような動物は、米国特許第5,557,032号に記載されるような技術および方法を使用して調製され得る。
【0173】
本発明は、マウス、ラット、または他のげっ歯類;ウサギ、ヤギ、ヒツジ、または他の家畜のような非ヒト動物であって、この動物のSecs−1遺伝子の天然の形態または異種Secs−1遺伝子のいずれかが、この動物によって過剰発現され、これによって、「トランスジェニック」動物を作製する、非ヒト動物をさらに含む。このようなトランスジェニック動物は、米国特許第5,489,743号およびPCT公開番号WO94/28122号に記載されるような周知の方法を使用して調製され得る。
【0174】
本発明は、本発明のSecs−1ポリペプチドについてのプロモーターの1以上が(例えば、相同組換え方法を使用することによって)活性化されるか、または不活化されるかのいずれかによって、ネイティブSecs−1ポリペプチドの1以上の発現のレベルが改変された、非ヒト動物をさらに含む。
【0175】
これらの非ヒト動物は、薬物候補物スクリーニングのために使用され得る。このようなスクリーニングにおいて、動物での薬物候補物の影響が測定され得る。例えば、薬物候補物は、Secs−1遺伝子の発現を減少または増加させ得る。特定の実施形態において、産生されるSecs−1ポリペプチドの量は、動物を薬物候補物に曝露した後に測定され得る。さらに、特定の実施形態において、動物での薬物候補物の実際の影響を検出し得る。例えば、特定の遺伝子の過剰発現は、疾患状態または病理学的状態を生じ得るか、またはこれらに関連し得る。このような場合において、薬物候補物が遺伝子の発現を減少させる能力あるいは薬物候補物が病理学的状態を防止または阻害する能力を試験し得る。他の例において、ポリペプチドのフラグメントのような、特定の代謝産物の産生により、疾患状態または病理学的状態を生じ得るか、またはこれらに関連し得る。このような場合において、薬物候補物がこのような代謝産物の産生を減少させる能力あるいは薬物候補物が病理学的状態を防止または阻害する能力を試験し得る。
【0176】
(Secs−1ポリペプチド活性の他のモジュレーターについてのアッセイ)
いくつかの状態において、Secs−1ポリペプチドの活性のモジュレーターである分子(すなわち、アゴニストまたはアンタゴニスト)を同定することが所望され得る。Secs−1ポリペプチドを調節する天然または合成の分子は、本明細書中に記載されるスクリーニングアッセイのような、1以上のスクリーニングアッセイを使用して同定され得る。このような分子は、エキソビボ様式またはインビボ様式のいずれかで、注射、または経口送達、移植デバイスなどによって投与され得る。
【0177】
「試験分子」とは、Secs−1ポリペプチドの活性を調節する(すなわち、増加または減少させる)ための能力について評価する分子をいう。最も一般的に、試験分子は、Secs−1ポリペプチドと直接的に相互作用する。しかし、試験分子はまた、例えば、Secs−1遺伝子発現に影響を与えることによって、またはSecs−1ポリペプチド結合パートナー(例えば、レセプターまたはリガンド)に結合することによって、Secs−1ポリペプチド活性を直接的に調節し得ることも意図される。1実施形態において、試験分子は、少なくとも約10−6M、好ましくは、約10−8M、より好ましくは、約10−9M、そしてさらにより好ましくは約10−10Mの親和性定数(affinity constant)でSecs−1ポリペプチドと結合する。
【0178】
Secs−1ポリペプチドと相互作用する化合物を同定するための方法は、本発明によって包含される。特定の実施形態において、Secs−1ポリペプチドは、試験分子とSecs−1ポリペプチドとの相互作用が可能な条件下で、試験分子と共にインキュベートされ、そして相互作用の程度が測定される。試験分子は、実質的に精製された形態または粗製の混合物中でスクリーニングされ得る。
【0179】
特定の実施形態において、Secs−1ポリペプチドアゴニストまたはアンタゴニストは、Secs−1ポリペプチドと相互作用して、その活性を調節する、タンパク質、ペプチド、炭水化物、脂質、または低分子量の分子であり得る。Secs−1ポリペプチドの発現を調節する分子は、Secs−1ポリペプチドをコードする核酸と相補的であるか、またはSecs−1ポリペプチドの発現を指向もしくは制御する核酸配列に対して相補的であって、かつ発現のアンチセンス調節因子として作用する核酸を含む。
【0180】
一旦、試験化合物がSecs−1ポリペプチドと相互作用すると同定されると、この分子は、Secs−1ポリペプチド活性を増加または減少させる能力についてさらに評価され得る。試験分子とSecs−1ポリペプチドとの相互作用の測定は、いくつかの形態で実施され得、これには、細胞ベースの結合アッセイ、膜結合アッセイ、溶液相アッセイ、および免疫アッセイが挙げられる。一般に、試験分子は、特定の期間、Secs−1ポリペプチドと共にインキュベートされ、そしてSecs−1ポリペプチド活性が、生物学的活性を測定するために1以上のアッセイによって決定される。
【0181】
試験分子とSecs−1ポリペプチドとの相互作用はまた、免疫アッセイにおいて、ポリクローナル抗体またはモノクローナル抗体を使用して直接的にアッセイされ得る。あるいは、本明細書中に記載されるようなエピトープタグを含むSecs−1ポリペプチドの改変形態は、溶液および免疫アッセイ中で使用され得る。
【0182】
Secs−1ポリペプチドが、結合パートナー(例えば、レセプターまたはリガンド)との相互作用を介して、生物学的活性を示す場合において、種々のインビトロアッセイが、対応する結合パートナー(例えば、選択的結合因子、レセプター、またはリガンド)へのSecs−1ポリペプチドの結合を測定するために使用され得る。これらのアッセイは、結合パートナーに対するSecs−1ポリペプチドの結合の速度および/または結合程度を増加または減少させる能力について、試験分子をスクリーニングするために使用され得る。1つのアッセイにおいて、Secs−1ポリペプチドは、マイクロタイタープレートのウェル中に固定化される。次いで、放射標識したSecs−1ポリペプチド結合パートナー(例えば、ヨウ素化したSecs−1ポリペプチド結合パートナー)および試験化合物は、このウェルに、一時に一方を(いずれかの順序で)または同時に添加され得る。インキュベーション後に、このウェルを洗浄し、そしてシンチレーション計数器を使用して、放射能を計数して、結合パートナーがSecs−1ポリペプチドに結合した程度を決定し得る。代表的に、分子は、ある濃度範囲にわたって試験され、そして試験アッセイの1以上の要素を欠く一連のコントロールウェルは、結果の評価において正確性に関して使用され得る。この方法の代わりは、タンパク質の「位置」を逆にする工程(すなわち、マイクロタイタープレートウェルにSecs−1ポリペプチド結合パートナーを固定化し、試験分子および放射標識したSecs−1ポリペプチドをインキュベートし、そしてSecs−1ポリペプチド結合の程度を決定する工程)を包含する。例えば、Current Protocols in Molecular Biology、第18章(Ausubelら編、Green Publishers Inc.およびWiley and Sons 1995)を参照のこと。
【0183】
放射標識に対する代替として、Secs−1ポリペプチドまたはその結合パートナーは、ビオチンへと結合体化され得、次いで、ビオチン化されたタンパク質の存在が、酵素(例えば、西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)またはアルカリホスファターゼ(AP))に結合したストレプトアビジンを使用して検出され得、これらは、比色定量的に検出され得るか、またはストレプトアビジンの蛍光タグ化によって検出され得る。Secs−1ポリペプチドに対する抗体またはSecs−1ポリペプチド結合パートナーに対する抗体(これらは、ビオチンに結合されている)もまた、APまたはHRPに連結した酵素連結ストレプトアビジンとの複合体のインキュベーションに続いて、検出の目的のために使用され得る。
【0184】
Secs−1ポリペプチドまたはSecs−1ポリペプチド結合パートナーはまた、アガロースビーズ、アクリルビーズ、または他の型のこのような不活性な固相基材への付着によって固定化され得る。基材−タンパク質複合体は、相補タンパク質および試験化合物を含む溶液内に配置され得る。インキュベーション後、これらのビーズは、遠心分離によって沈澱され得、そしてSecs−1ポリペプチドとその結合パートナーとの間の結合の量が、本明細書中に記載の方法を使用して評価され得る。あるいは、基材−タンパク質複合体はカラム内に固定化され得、試験分子および相補タンパク質はカラムを通過し得る。Secs−1ポリペプチドトとその結合パートナーとの間の複合体の形成が、次いで、本明細書中に記載の技術(例えば、放射標識または抗体結合)のいずれかを使用して評価され得る。
【0185】
Secs−1ポリペプチド結合タンパク質とSecs−1ポリペプチド結合パートナーとの間の複合体の形成を増加または減少させる試験分子を同定するために有用な別のインビトロアッセイは、表面プラズモン共鳴検出器システム(例えば、BIAcoreアッセイシステム(Pharmacia,Piscataway,NJ))である。BIAcoreシステムは、製造業者によって特定されるように利用される。このアッセイは、本質的に、Secs−1ポリペプチドまたはSecs−1ポリペプチド結合パートナーのいずれかの、デキストランでコートされたセンサーチップ(これは、検出器に存在する)への共有結合を含む。次いで、この試験化合物および他の相補タンパク質が、同時にかまたは連続的にかのいずれかで、センサーチップを含むチャンバーに注入され得る。結合する相補タンパク質の量は、センサーチップのデキストランコート側面に物理的に関係する分子の質量の変化に基づいて評価され得、この分子の質量の変化は、検出器システムによって測定される。
【0186】
いくつかの場合において、2つ以上の試験化合物を一緒に、Secs−1ポリペプチドとSecs−1ポリペプチド結合パートナーとの間の複合体の形成を増加または減少させるそれらの能力について評価することが所望され得る。これらの場合において、本明細書中に記載のアッセイは、第一の試験化合物と同時にか、またはそれに続いてのいずれかで、このようなさらなる試験化合物を添加することによって容易に改変され得る。このアッセイにおける残りの工程は、本明細書中に記載される通りである。
【0187】
インビトロアッセイ(例えば、本明細書中に記載されるもの)は、Secs−1ポリペプチドとSecs−1ポリペプチド結合パートナーとの間の複合体の形成に対する効果について、多数の化合物をスクリーニングするために、有利に使用され得る。これらのアッセイは、ファージディスプレイ、合成ペプチド、および化学合成ライブラリーにおいて生成された化合物をスクリーニングするために、自動化され得る。
【0188】
Secs−1ポリペプチドとSecs−1ポリペプチド結合パートナーとの間の複合体の形成を増加または減少される化合物はまた、Secs−1ポリペプチドまたはSecs−1ポリペプチド結合パートナーのいずれかを発現する細胞および細胞株を使用して、細胞培養物においてスクリーニングされ得る。細胞および細胞株は、任意の哺乳動物から得られ得るが、好ましくは、ヒト、または他の霊長類、イヌまたはげっ歯類の供給源由来である。Secs−1ポリペプチドの、Secs−1ポリペプチド結合パートナーを発現する細胞への、その表面での結合は、試験分子の存在または非存在下で評価され、そして結合の程度が、例えば、Secs−1ポリペプチド結合パートナーに対するビオチン化抗体を使用するフローサイトメトリーによって決定され得る。細胞培養アッセイは、本明細書中に記載されるタンパク質結合アッセイにおいて、陽性であるとスコア付けされる化合物をさらに評価するために有利に使用され得る。
【0189】
細胞培養物はまた、薬物候補の影響をスクリーニングするために使用され得る。例えば、薬物候補は、Secs−1遺伝子の発現を減少または増加させ得る。特定の実施形態において、生成されるSecs−1ポリペプチドまたはSecs−1ポリペプチドフラグメントの量は、細胞培養物の薬物候補への曝露の後に測定され得る。特定の実施形態において、細胞培養物に対する薬物候補の実質的な影響を検出し得る。例えば、特定の遺伝子の過剰発現は、細胞培養物に対する特定の影響を有し得る。このような場合に、遺伝子の発現を増加または減少させる薬物候補の能力、または細胞培養物に対する特定の影響を予防または阻害するその能力を試験し得る。他の例において、特定の代謝産物(例えば、ポリペプチドのフラグメントなど)の生成が、疾患または病的状態を生じ得るか、またはそれらと関連し得る。このような場合、細胞培養物におけるこのような代謝産物の生成を減少させる薬物候補の能力を試験し得る。
【0190】
(内部移行タンパク質)
tatタンパク質配列(HIV由来)が、タンパク質を細胞内に内部移行させるために、使用され得る。例えば、Falwellら、1994、Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.91:664−68を参照のこと。例えば、HIV tatタンパク質の11アミノ酸の配列(Y−G−R−K−K−R−R−Q−R−R−R;配列番号12)(「タンパク質形質導入ドメイン」、またはTAT PDTを称される)は、細胞の細胞質膜および核膜を横切る送達を媒介するとして記載されている。Schwarzeら,1999,Science 285:1569−72;およびNagaharaら,1998,Nat.Med.4:1449−52を参照のこと。これらの手順において、FITC構築物(FITC標識G−G−G−G−Y−G−R−K−K−R−R−Q−R−R−R;配列番号13)(これは、腹腔内投与に続いて組織を貫通する)が調製され、そしてこのような構築物の細胞への結合が、蛍光活性化細胞分離(FACS)分析によって検出される。tat−β−gal融合タンパク質で処置された細胞は、β−gal活性を示す。注射に続いて、このような構築物の発現が、多くの組織(肝臓、腎臓、肺、心臓および脳組織を含む)において検出され得る。このような構築物は、細胞に入るためにある程度の変性を受け、そしてそれ自体、細胞内への移入に続いて、再折り畳みを必要とし得ると考えられる。
【0191】
従って、tatタンパク質配列は、所望のポリペプチドを細胞に内部移入させるために使用され得ることが理解される。例えば、tatタンパク質配列を使用して、Secs−1アンタゴニスト(例えば、抗Secs−1選択的結合因子、低分子、可溶性レセプター、またはアンチセンスオリゴヌクレオチド)は、Secs−1分子の活性を阻害するために、細胞内投与され得る。本明細書中で使用される場合、用語「Secs−1分子」は、本明細書中に記載されるような、Secs−1核酸分子およびSecs−1ポリペプチドの両方をいう。所望ならば、Secs−1タンパク質自体もまた、これらの手順を使用して、細胞に内部投与され得る。Straus,1999,Science 285:1466−67もまた参照のこと。
【0192】
(Secs−1ポリペプチドを使用する細胞供給源の同定)
本発明の特定の実施形態に従って、Secs−1ポリペプチドと関連する特定の細胞型の供給源を決定し得ることが有用であり得る。例えば、適切な治療を選択する際の補助として疾患または病的状態の起源を決定することが有用であり得る。特定の実施形態において、Secs−1ポリペプチドをコードする核酸は、プローブとして使用されて、このようなプローブを用いて細胞の核酸をスクリーニングすることによって、本明細書中に記載の細胞を同定し得る。他の実施形態において、抗Secs−1ポリペプチド抗体を使用して、細胞におけるSecs−1ポリペプチドの存在について試験し得、従って、このような細胞が本明細書中に記載される型の細胞か否かを決定し得る。
【0193】
(Secs−1ポリペプチド組成物および投与)
治療組成物は、本発明の範囲内である。このようなSecs−1ポリペプチド薬学的組成物は、治療有効量のSecs−1ポリペプチドまたはSecs−1核酸分子を、投与の様式と適合するように選択される薬学的にまたは生理学的に受容可能な処方薬剤と混合して含み得る。薬学的組成物は、治療有効量の1以上のSecs−1ポリペプチド選択的結合因子を、投与の様式と適合するように選択される薬学的にまたは生理学的に受容可能な処方薬剤と混合して含み得る。
【0194】
受容可能な処方物材料は、好ましくは、使用される投薬量および濃度で、レシピエントに対して非毒性である。
【0195】
薬学的組成物は、例えば、pH、浸透圧、粘度、透明度、色、等張性、におい、無菌性、安定性、解離または放出の速度、吸着、または組成物の浸透を改変、維持または保存するための処方物材料を含み得る。適切な処方物材料としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない:アミノ酸(例えば、グリシン、グルタミン、アスパラギン、アルギニン、またはリジン)、抗菌剤、抗酸化剤(例えば、アスコルビン酸、亜硫酸ナトリウム、または亜硫酸水素ナトリウム(sodium hydrogen−sulfite))、緩衝液(例えば、ホウ酸塩、重炭酸塩、Tris−HCl、クエン酸塩、リン酸塩、または他の有機酸)、バルキング剤(例えば、マンニトールまたはグリシン)、キレート剤(エチレンジアミン四酢酸(EDTA))、錯化剤(例えば、カフェイン、ポリビニルピロリドン、β−シクロデキストリン、またはヒドロキシプロピル−β−シクロデキストリン)、フィラー、単糖類、二糖類、および他の炭水化物(例えば、グルコース、マンノースまたはデキストリン)、タンパク質(例えば、血清アルブミン、ゼラチン、または免疫グロブリン)、着色剤、香味剤および希釈剤、乳化剤、親水性ポリマー(例えば、ポリビニルピロリドン)、低分子量ポリペプチド、塩形成対イオン(例えば、ナトリウム)、保存剤(例えば、塩化ベンザルコニウム、安息香酸、サリチル酸、チメロサール、フェネチルアルコール、メチルパラベン、プロピルパラベン、クロルヘキシジン、ソルビン酸、または過酸化水素)、溶媒(例えば、グリセリン、プロピレングリコール、またはポリエチレングリコール)、糖アルコール(例えば、マンニトールまたはソルビトール)、懸濁剤、界面活性剤または湿潤剤(例えば、プルオニック(pluronic);PEG;ソルビタンエステル;ポリソルビテート(例えば、polysorbate 20またはpolysorbate 80);トリトン;トロメタミン;レシチン;コレステロールまたはチロキサポール(tyloxapal))、安定性増強剤(例えば、スクロースまたはソルビトール)、張度増強剤(例えば、ハロゲン化アルカリ金属(好ましくは塩化ナトリウムまたは塩化カリウム)、またはマンニトール、ソルビトール)、送達ビヒクル、希釈剤、賦形剤および/または薬学的なアジュバント。Remington’s Pharmaceutical Sciences(第18版,A.R.Gennaro,編,Mack Publishing Company 1990を参照のこと。
【0196】
最適な薬学的組成物は、当業者によって、例えば、意図される投与経路、送達形式、および所望の投薬量に依存して決定される。例えば、Remington’s Pharmaceutical Sciences,前出を参照のこと。このような組成物は、Secs−1分子の、物理的な状態、安定性、インビボ放出の速度、およびインビボクリアランスの速度に影響し得る。
【0197】
薬学的組成物における主要なビヒクルまたはキャリアは、事実上、水性または非水性のいずれかであり得る。例えば、注射のための適切なビヒクルまたはキャリアは、水、生理学的な生理食塩水溶液、または人工脳脊髄液であり得、おそらく非経口投与のための組成物において一般的な他の材料で補充されている。中性の緩衝化生理食塩水または血清アルブミンと混合された生理食塩水は、さらなる例示的なビヒクルである。他の例示的な薬学的組成物は、約pH7.0〜8.5のTris緩衝液または約pH4.0〜5.5の酢酸塩緩衝液を含み、これはさらに、ソルビトールまたは適切な置換物を含み得る。本発明の1つの実施形態において、Secs−1ポリペプチド組成物は、所望の程度の純度を有する選択された組成物を、任意の処方薬剤(Remington’s Pharmaceutical Sciences,前出)と混合することによって、凍結乾燥ケークまたは水溶液の形態で、保存のために調製され得る。さらに、Secs−1ポリペプチド産物は、スクロースのような適切な賦形剤を使用して凍結乾燥物として処方され得る。
【0198】
このSecs−1ポリペプチドの薬学的組成物は、非経口送達のために選択され得る。あるいは、これらの組成物は、吸入または消化管を介する送達(例えば、経口的に)のために、選択され得る。このような薬学的に受容可能な組成物の調製は、当該分野の技術範囲内にある。
【0199】
処方成分が、投与の部位に受容可能な濃度で存在する。例えば、緩衝液は、生理学的pHまたは僅かに低いpH(典型的に、約5〜約8のpH範囲内)にこの組成物を維持するために使用される。
【0200】
非経口投与が意図される場合、本発明における使用のための治療組成物は、薬学的に受容可能なビヒクルに所望のSecs−1分子を含む、発熱物質を含まない非経口的に受容可能な水溶液の形態であり得る。非経口注射のために特に適切なビヒクルは、滅菌蒸留水であり、ここで、Secs−1分子が、滅菌の等張溶液として処方され、適切に保存される。なお別の調製物は、所望の分子と、薬剤(例えば、注射可能なミクロスフィア、生体腐食性(bio−erodible)粒子、ポリマー化合物(ポリ乳酸またはポリグリコール酸)、ビーズまたはリポソーム)との処方物を含み得、これは、次いで蓄積注射を介して送達され得る産物の制御されたまたは持続された放出を提供する。ヒアルロン酸がまた、使用され得、そしてこれは、循環において、維持された持続時間を促進する効果を有し得る。所望の分子の導入のための他の適切な手段は、移植可能な薬物送達デバイスを含む。
【0201】
1つの実施形態において、薬学的組成物は、吸入のために処方され得る。例えば、Secs−1ポリペプチドは、吸入のための乾燥粉末として処方され得る。Secs−1ポリペプチドまたは核酸分子の吸入溶液はまた、エアロゾル送達のための噴霧体と共に処方され得る。なお別の実施形態において、溶液が噴霧され得る。肺投与が、PCT公開番号WO94/20069にさらに記載され、これは化学的に改変されたタンパク質の肺送達を記載する。
【0202】
特定の処方物が、経口投与され得ることがまた意図される。本発明の1つの実施形態において、この様式で投与されるSecs−1ポリペプチドが、固体投薬形態(例えば、錠剤またはカプセル)の調合において慣用的に使用されるキャリアを伴うか、または伴わず処方され得る。例えば、カプセルは、バイオアベイラビリティーが最大化され、そして前全身分解が最小化される場合、胃腸管内の点で処方物の活性部分を放出するように設計され得る。さらなる薬剤が、Secs−1ポリペプチドの吸収を容易にするために含まれ得る。希釈剤、香味剤、低融点ワックス、植物油、潤滑剤、懸濁剤、錠剤崩壊剤、および結合剤もまた、使用され得る。
【0203】
別の薬学的組成物は、錠剤の製造に適切な非毒性賦形剤との混合物中に、有効量のSecs−1ポリペプチドを含み得る。錠剤を滅菌水または別の適切なビヒクルに溶解することによって、溶液が、単位用量形態で調製され得る。適切な賦形剤としては以下が挙げられるが、これらに限定されない:不活性な希釈剤(例えば、炭酸カルシウム、炭酸ナトリウムまたは重炭酸ナトリウム、ラクトース、あるいはリン酸カルシウム);または結合剤(例えば、デンプン、ゼラチンまたはアカシア);あるいは潤滑剤(例えば、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸またはタルク)。
【0204】
さらなるSecs−1ポリペプチド薬学的組成物は、当業者に明らかであり、これらとしては、持続または制御送達処方物中にSecs−1ポリペプチドを含む処方物が挙げられる。種々の他の持続または制御送達手段(例えば、リポソームキャリア、生体腐食性微粒子あるいは多孔性ビーズおよび蓄積注射)を処方するための技術もまた、当業者に公知である。例えば、PCT/US93/00829(これは、薬学的組成物の送達のための多孔性ポリマー性微粒子の制御放出を記載する)を参照のこと。
【0205】
徐放性調製物のさらなる例としては、成形された物品の形態(例えば、フィルム、またはマイクロカプセル)の半透過性ポリマーマトリックスが挙げられる。徐放性マトリックスとしては、ポリエステル、ヒドロゲル、ポリラクチド(米国特許第3,773,919号および欧州特許第058481号)、L−グルタミン酸とγエチル−L−グルタメートとのコポリマー(Sidmanら,1983,Biopolymers 22:547−56)、ポリ(2−ヒドロキシエチル−メタクリレート)(Langerら,1981,J.Biomed.Mater.Res.15:167−277およびLanger,1982,Chem.Tech.12:98−105)、エチレンビニルアセテート(Langerら,前出)またはポリ−D(−)−3−ヒドロキシ酪酸(欧州特許第133988号)が挙げられる。徐放性組成物はまた、リポソームを含み得、これは、当該分野で公知のいくつかの方法のいずれかによって調製され得る。例えば、Eppsteinら,1985,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 82:3688−92;および欧州特許第036676号、同第088046号、および同第143949号を参照のこと。
【0206】
インビボ投与のために使用されるSecs−1薬学的組成物は、代表的に滅菌でなければならない。これは、滅菌濾過膜を介する濾過によって達成され得る。組成物が凍結乾燥される場合、この方法を使用する滅菌は、凍結乾燥および再構成の前に、またはその後のいずれかで実施され得る。非経口投与のための組成物は、凍結乾燥された形態または溶液で保存され得る。さらに、非経口組成物は、一般に、滅菌アクセスポートを有する容器(例えば、静脈内溶液バッグまたは皮下注射針によって貫通可能なストッパーを有するバイアル)内に配置される。
【0207】
一旦、薬学的組成物が処方されると、それは、滅菌バイアル中に溶液、懸濁液、ゲル、エマルジョン、固体、または脱水粉末または凍結乾燥粉末として保存され得る。このような処方物は、すぐに使用できる形態または投与の前に再構成を必要とする形態(凍結乾燥された形態)のいずれかで保存され得る。
【0208】
特定の実施形態において、本発明は、単一用量投与単位を生成するためのキットに関する。このキットは、各々、乾燥タンパク質を有する第一の容器および水性処方物を有する第二の容器の両方を含み得る。また、本発明の範囲内には、単一および多チャンバーの予め充填されたシリンジ(例えば、液体シリンジおよび分散シリンジ(lyosyringe))を含むキットが含まれる。
【0209】
治療的に使用されるSecs−1薬学的組成物の有効量は、例えば、治療の内容および目的に依存する。当業者は、処置のための適切な投薬レベルが、従って、送達される分子、Secs−1分子が使用されるための指標、投与の経路、および患者のサイズ(体重、体表面、または器官の大きさ)および状態(年齢および一般的な健康)に、部分的に依存して変化することを理解する。従って、臨床医は、最適な治療効果を得るために、投薬量を力価決定し(titer)、投与経路を改変し得る。代表的な投薬量は、上記の因子に依存して、約0.1μg/kg〜約100mg/kg以上までの範囲であり得る。他の実施形態において、投薬量は、0.1μg/kg〜約100mg/kgまで;または1μg/kg〜約100mg/kgまで;または5μg/kg〜約100mg/kgまでの範囲であり得る。
【0210】
投薬の頻度は、使用される処方物中でのSecs−1分子の薬物動態学的パラメーターに依存する。典型的に、臨床医は、所望の効果を達成する投薬量に達するまで組成物を投与する。従って、組成物は、長期的に単一用量として、2以上の用量(これは、同量の所望の分子を含んでも、含まなくてもよい)として、あるいは移植デバイスまたはカテーテルを介する連続的な注入として、投与され得る。適切な投薬量のさらなる改良は、当業者によって慣用的になされ、そして当業者によって慣用的に実施される業務の範囲内である。適切な投薬量は、適切な用量−応答データの使用を介して確認され得る。
【0211】
薬学的組成物の投与の経路は、以下の公知の方法と一致する:例えば、経口的経路;静脈内、腹腔内、脳内(実質内の)、脳室内、筋肉内、眼内、動脈内、門脈内、または病巣内の経路による注入を介する経路;徐放性システムによる経路;または移植デバイスによる経路。所望される場合、これらの組成物は、ボーラス注射によって投与され得るか、または注入によって連続的に投与され得るか、または移植デバイスによって投与され得る。
【0212】
あるいはまたはさらに、この組成物は、所望の分子が吸収されるかまたはカプセル化された膜、スポンジ、または他の適切な材料の移植を介して局所的に投与され得る。移植デバイスが使用される場合、このデバイスは、任意の適切な組織または器官に移植され得、そして所望の分子の送達は、拡散、時限放出ボーラスまたは連続的な投与を介し得る。
【0213】
いくつかの場合において、エキソビボ様式において、Secs−1ポリペプチドの薬学的組成物を使用することが所望され得る。このような例において、患者から取り出された細胞、組織、または器官が、Secs−1ポリペプチド薬学的組成物に曝露され、その後にそれらの細胞、組織または器官は患者に移植によって戻される。
【0214】
他の場合において、Secs−1ポリペプチドは、本明細書中に記載される方法を使用して、Secs−1ポリペプチドを発現し、そして分泌するように遺伝的に操作された特定の細胞を移植することによって送達され得る。このような細胞は、動物またはヒト細胞であり得、そして自己、異種、または外因性の細胞であり得る。必要に応じて、細胞は、不死化され得る。免疫学的応答の機会を減少するために、細胞はカプセル化され、周囲の組織の浸潤を回避し得る。カプセル化材料は、典型的に、生体適合性の半浸透性ポリマー性包囲物または膜であり、これらは、タンパク質産物の放出を可能にするが、患者の免疫系または周囲の組織からの他の有害な因子による細胞の破壊を防止する。
【0215】
本明細書中において議論されるように、単離された細胞集団(例えば、幹細胞、リンパ球、赤血球、軟骨細胞、ニューロンなど)を1つ以上のSecs−1ポリペプチドで処理することが、望ましくあり得る。このことは、細胞膜に対して透過性の形態である場合には、単離された細胞をこのポリペプチドに直接曝露することによって達成され得る。
【0216】
本発明のさらなる実施形態は、治療ポリペプチドのインビトロ産生と、遺伝子治療または細胞治療による治療ポリペプチドの産生および送達との両方のための、細胞および方法(例えば、相同組換えおよび/または他の組換え産生方法)に関する。相同組換えおよび他の組換えの方法を使用して、通常は転写に対してサイレントなSecs−1遺伝子(すなわち、過少発現される遺伝子)を含む細胞を改変し得、これによって、治療有効量のSecs−1ポリペプチドを発現する細胞を産生し得る。
【0217】
相同組換えは、もともとは、遺伝子を標的化して転写活性な遺伝子における変異を誘導するか、または修正するために開発された技術である。Kucherlapati,1989,Prog.in Nucl.Acid Res.& Mol.Biol.36:301。基本的な技術が、特定の変異を哺乳動物ゲノムの特定の領域に導入するため(Thomasら、1986,Cell 44:419−28;ThomasおよびCapecchi,1987,Cell 51:503−12;Doetschmanら、1988,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.85:8583−87)、または欠損遺伝子における特定の変異を修正するため(Doetschmanら、1987,Nature 330:576−78)の方法として、開発された。例示的な相同組換え技術は、米国特許第5,272,071号;欧州特許第9193051号および同第505500号;PCT/US90/07642、ならびにPCT公開番号WO 91/09955)に記載されている。
【0218】
相同組換えによって、ゲノムに挿入されるべきDNA配列は、それを標的DNAに付着させることによって、目的の遺伝子の特定の領域に指向され得る。この標的DNAは、ゲノムDNAの領域に相補的(相同)であるヌクレオチド配列である。ゲノムの特定の領域に対して相補的な標的DNAの小さな断片は、DNA複製プロセスの間に、親鎖と接触される。これは、細胞に挿入されてハイブリダイズしたDNAの一般的な特性であり、そして従って、共有される相同領域を介して、内因性DNAの他の断片と組み換わる。この相補鎖が、変異または異なる配列またはさらなるヌクレオチドを含むオリゴヌクレオチドに付着される場合には、これはまた、この組換えの結果として新たに合成された鎖に組み込まれる。プルーフリーディング機能の結果として、DNAの新たな配列がテンプレートとして働くことが可能である。従って、移入されたDNAは、ゲノムに組み込まれる。
【0219】
Secs−1ポリペプチドと相互作用し得るかまたはその発現を制御し得るDNAの領域(例えば、隣接配列)が、標的DNAのこれらの断片に付着する。例えば、プロモーター/エンハンサーエレメント、サプレッサ、または外因性転写調節エレメントが、意図される宿主細胞のゲノムにおいて、所望のSecs−1ポリペプチドをコードするDNAの転写に影響を与えるのに十分に近位であり、かつそのような配向で挿入される。制御エレメントは、この宿主細胞ゲノムに存在するDNAの部分を制御する。従って、所望のSecs−1ポリペプチドの発現は、Secs−1遺伝子自体をコードするDNAのトランスフェクションによってではなく、むしろ、Secs−1遺伝子の転写のための認識可能なシグナルを有する内因性遺伝子配列を提供するDNA調節セグメントと結合した標的DNA(目的の内因性遺伝子と相同の領域を含む)の使用によって、達成され得る。
【0220】
例示的な方法において、細胞における所望の標的遺伝子(すなわち、所望の内因性細胞遺伝子)の発現は、予め選択された部位における細胞ゲノムへの相同組換えを介して、少なくとも調節配列、エキソン、およびスプライスドナー部位を含むDNAの導入によって、変化される。これらの構成成分は、新たな転写ユニットの産生を実際に生じるような様式で、染色体(ゲノム)DNAに導入される(ここで、DNA構築物に存在する調節配列、エキソン、およびスプライスドナー部位は、内因性遺伝子に作動可能に連結する)。染色体DNAへのこれらの構成成分の導入の結果として、所望の内因性遺伝子の発現が変化される。
【0221】
変化された遺伝子発現は、本明細書中で記載されるように、通常は得られたままの細胞においてサイレントな(発現されていない)遺伝子の活性化(または発現させる)、ならびに得られたままの細胞において生理学的に有意なレベルでは発現されない遺伝子の発現の増加を包含する。この実施形態はさらに、調節または誘導のパターンを変化させる工程を包含し、その結果、これは、得られたままの細胞において生じる調節または誘導のパターンとは異なり、そして得られたままの細胞において発現される遺伝子の発現を減少(排除を含む)させる。
【0222】
細胞の内在性Secs−1遺伝子からのSecs−1ポリペプチドの産生を増加するかまたはこれを引き起こすために相同定組換えが使用され得る1つの方法は、最初に、相同性組換えを使用して、部位特異的組換え系由来の組換え配列(例えば、Cre/loxP、FLP/FRT)(Sauer,1994,Curr.Opin.Biotechnol.,5:521−27;Sauer,1993,Methods Enzymol.,225:890−900)を、細胞の内在性ゲノムSecs−1ポリペプチドコード領域の上流(すなわち、5’)に配置する工程を包含する。ゲノムSecs−1ポリペプチドコード領域のすぐ上流に配置された部位に対して相同性の組換え部位を含むプラスミドは、適切なリコンビナーゼ酵素と共に、改変された細胞株に導入される。このリコンビナーゼによって、プラスミドは、このプラスミドの組換え部位を介して、この細胞株のゲノム内のSecs−1ポリペプチドコード領域のすぐ上流に位置する組換え部位に組込まれ得る(BaubonisおよびSauer、1993,Nucleic Acids Res.21:2025−29;O’Garmanら、1991,Science 251:1351−55)。転写を増加させることが知られている任意の隣接配列(例えば、エンハンサー/プロモーター、イントロン、翻訳エンハンサー)は、このプラスミド中に適切に配置される場合、細胞の内在性Secs−1遺伝子からの新たな(de novo)または増加したSecs−1ポリペプチド産生する新たなまたは改変された転写単位を作製するような様式で一体化する。
【0223】
部位特異的組換え配列が細胞の内在性ゲノムSecs−1ポリペプチドコード領域のすぐ上流に配置された細胞株を使用するさらなる方法は、細胞株のゲノムの他の位置に第2の組換え部位を導入するために相同性組換えを使用することである。適切な組換え酵素は、次いで、二組換え部位細胞株に導入され、組換え現象(欠失、転化、および転座)を生じ(Sauer,1994,Curr.Opin.Biotechnol.,5:521−27;Sauer,1993,Methods Enxymol.,225:890−900)、これは、細胞の内在性Secs−1遺伝子からの新規なまたは増加したSecs−1ポリペプチド産生を生じる新しいかまたは改変された転写ユニットを作製する。
【0224】
細胞の内在性Secs−1遺伝子からのSecs−1ポリペプチドの発現を増加するため、または引き起こすためのさらなるアプローチは、細胞の内在性Secs−1遺伝子からの新たなまたは増加したSecs−1ポリペプチドの産生を生じる様式で、遺伝子(例えば、転写因子)の発現を増加するかまたは引き起こし、そして/または遺伝子(例えば、転写リプレッサ)の発現を減少する工程を包含する。この方法は、天然に存在しないポリペプチド(例えば、転写因子ドメインに融合した部位特異的DNA結合ドメインを含むポリペプチド)を、細胞の内在性Secs−1遺伝子からの新たなまたは増加したSecs−1ポリペプチドの産生が起こるように、細胞に導入する工程を包含する。
【0225】
本発明はさらに、標的遺伝子の発現を変化させる方法において有用なDNA構築物に関する。特定の実施形態において、例示的なDNA構築物は、以下を含む:(a)1つ以上の標的配列、(b)制御配列、(c)エキソン、および(d)不対スプライスドナー部位。DNA構築物中の標的配列は、エレメント(a)〜(d)の細胞中の標的遺伝子への組込みを指向し、その結果、これらのエレメント(b)〜(d)は、内在性標的遺伝子の配列に作動可能に連結される。別の実施形態において、DNA構築物は、以下を含む:(a)1つ以上の標的配列、(b)制御配列、(c)エキソン、(d)スプライスドナー部位、(e)イントロン、および(f)スプライスアクセプター部位。ここで、標的配列は、エレメント(a)〜(f)の組込みを指向し、その結果、これらのエレメント(b)〜(f)は、内在性遺伝子に作動可能に連結される。標的配列は、相同性組換えが生じる細胞染色体DNAの予め選択された部位に対して相同性である。この構築物において、エキソンは、一般的に、制御配列の3’であり、そしてスプライスドナー部位は、このエキソンの3’である。
【0226】
特定の遺伝子の配列(例えば、本明細書中で記載されるSecs−1ポリペプチドの核酸配列)が公知である場合、遺伝子の選択された領域に対して相補的なDNAの部分は、合成されるか、またはそうでなければ、例えば、目的の領域に結合している特定の認識部位におけるネイティブのDNAの適切な制限によって得られ得る。この部分は、細胞に挿入された際に、標的配列として働き、そしてそのゲノム内の相同性領域にハイブリダイズする。このハイブリダイゼーションが、DNA複製の間に生じる場合、このDNAの部分、およびそれに結合した任意のさらなる配列は、Okazakiフラグメントとして作用し、そしてDNAの新たに合成された娘鎖に組み込まれる。従って、本発明は、Secs−1ポリペプチドをコードするヌクレオチドを含み、このヌクレオチドは、標的配列として使用され得る。
【0227】
Secs−1ポリペプチド細胞治療(例えば、Secs−1ポリペプチドを産生する細胞の移植)もまた企図される。この実施形態は、生物学的に活性な形態のSecs−1ポリペプチドを合成および分泌し得る細胞を移植する工程を包含する。このようなSecs−1ポリペプチド産生細胞は、Secs−1ポリペプチドの天然産物である細胞であり得るか、または組換え細胞であって、そのSecs−1ポリペプチドを産生する能力が、所望のポリペプチドをコードする遺伝子またはSecs−1ポリペプチドの発現を増大する遺伝子で形質転換することによって増大された、組換え細胞であり得る。このような改変は、遺伝子を送達し、その発現および分泌を促進するために適切なベクターによって達成され得る。Secs−1ポリペプチドを投与されている患者における強力な免疫学的反応を最小化するために、異種のポリペプチドの投与と共に生じる場合、Secs−1ポリペプチドを産生する天然の細胞が、ヒト起源であり、そしてヒトSecs−1ポリペプチドを産生することが好ましい。同様に、Secs−1ポリペプチドを産生する組換え細胞が、ヒトSecs−1ポリペプチドをコードする遺伝子を含む発現ベクターで形質転換されることが好ましい。
【0228】
移植細胞は、周辺組織の浸透を回避するようにカプセル化され得る。ヒトまたは非ヒト動物細胞は、生体適合性の半透性ポリマー封入物または膜(これは、Secs−1ポリペプチドの放出を可能にするが、患者の免疫系または周辺組織からの他の有害な因子による細胞の崩壊を防止する)の形態で患者に移植され得る。あるいは、Secs−1ポリペプチドをエキソビボで産生するように形質転換された患者自身の細胞が、このようなカプセル化なしで、患者に直接移植され得る。
【0229】
生きた細胞をカプセル化するための技術は当該分野で公知であり、そしてカプセル化された細胞の調製およびそれらの患者への移植は、慣用的に達成され得る。例えば、Baetgeら(PCT公開WO95/05452およびPCT/US94/09299)は、生物学的に活性な分子の効果的な送達のために遺伝子操作された細胞を含む膜カプセルを記載する。このカプセルは、生体適合性であり、そして容易に取り出し可能である。このカプセルは、哺乳動物宿主に移植された際に、インビボでダウンレギュレーションに供されないプロモーターに作動可能に連結された生物学的に活性な分子をコードするDNA配列を含む組換えDNA分子でトランスフェクトされた細胞をカプセル化する。このデバイスは、生きた細胞由来の分子のレシピエント内の特定の部位への送達を提供する。さらに、米国特許第4,892,538号;同第5,011,472号;および同第5,106,627号を参照のこと。生きた細胞をカプセル化するためのシステムは、PCT公開WO91/10425(Aebischerら)に記載される。PCT公開WO91//10470(Aebischerら);Winnら、1991,Exper.Neurol.113:322−29;Aebischerら、1991,Exper.Neurol.111:269−75;およびTrescoら、1992,ASAIO 38:17−23もまた参照のこと。
【0230】
Secs−1ポリペプチドのインビボおよびインビトロの遺伝子治療送達もまた想定される。遺伝子治療技術の一例は、構成的または誘発性プロモーターに作動可能に連結され得るSecs−1ポリペプチドをコードするSecs−1遺伝子(ゲノムDNA、cDNAおよび/または合成DNAのいずれか)を使用して、「遺伝子治療DNA構築物」を形成することである。このプロモーターは、内在性Secs−1遺伝子に対してホモ接合性またはヘテロ接合性であるが、ただし、これは、構築物が挿入される細胞または組織型において活性である。遺伝子治療DNA構築物の他の成分は、必要に応じて、部位特異的組込みのために設計されるDNA分子(例えば、相同性組換えのために有用な内在性配列)、組織特異的プロモーター、エンハンサーまたはサイレンサー、親細胞を越える選択的優性を提供し得るDNA分子、形質転換された細胞を同定するための標識として有用なDNA分子、ネガティブ選択系、細胞特異的結合因子(例えば、細胞標的化について)。細胞特異的内部移行因子、ベクターからの発現を増大する転写因子、およびベクターの産生を可能にする因子を含む。
【0231】
遺伝子治療DNA構築物は、次いで、ウイルスベクターまたは非ウイルスベクターを使用して細胞に導入され得る(エキソビボまたはインビボノいずれか)。遺伝子治療DNA構築物を導入するための1つの方法は、本明細書中に記載されるようなウイルスベクターの使用による。特定のベクター(例えば、レトロウイルスベクター)は、DNA構築物を細胞の染色体DNAに送達し、そしてこの遺伝子は、染色体DNAに組み込まれ得る。他のベクターは、エピソームとして機能し、そして遺伝子治療DNA構築物は、細胞質に残る。
【0232】
さらに他の実施形態において、制御エレメントが、標的細胞におけるSecs−1遺伝子の制御された発現のために含められ得る。このようなエレメントは、適切なエフェクターに応答して刺激される。このようにして、治療的ポリペプチドは、所望の場合に発現され得る。1つの従来の制御手段は、低分子結合ドメインおよび生物学的プロセスを開始し得るドメインを含むキメラタンパク質(例えば、DNA結合タンパク質または転写活性タンパク質)を二量化する低分子二量化剤またはラパログ(rapalog)の使用を包含する(PCT公開WO96/41865、WO97/31898およびWO97/31899を参照のこと)。タンパク質の二量化は、導入遺伝子の転写を開始するために使用され得る。
【0233】
代替の調節技術は、目的の遺伝子から発現されたタンパク質を、凝集体またはクラスターとして細胞の内側に貯蔵する方法を使用する。目的の遺伝子は、内在性小網における凝集タンパク質の保持を生じる、条件的凝集ドメインを含む融合タンパク質として発現される。貯蔵されたタンパク質は安定であり、そして細胞の内側で不活性である。しかし、このタンパク質は、条件的凝集ドメインを除去する薬物(例えば、低分子リガンド)を投与することによって放出され得、それにより、凝集体またはクラスターを破壊し、その結果、このタンパク質が細胞から分泌され得る。Aridorら、2000,Science 287:816−17およびRiveraら、2000,Science 287:826−30を参照のこと。
【0234】
他の適切な制御手段または遺伝子スイッチとしては、本明細書中に記載される系が挙げられるが、これらに限定されない。ミフェプリストン(RU486)が、プロゲステロンアンタゴニストとして使用される。プロゲステロンアンタゴニストに対する、改変されたプロゲステロンレセプターリガンド結合ドメインの結合は、2つの転写因子の二量体の形成し、次いで、これらの転写因子が、核に入ってDNAに結合することによって、転写を活性化する。このリガンド結合ドメインは、そのレセプターがその天然のリガンドに結合する能力を排除するよう改変される。改変されたステロイドホルモンレセプター系は、米国特許第5,364,791号ならびにPCT公開番号WO96/40911およびWO97/10337に、さらに記載されている。
【0235】
なお別の制御系は、エクジソン(ショウジョウバエのステロイドホルモン)を使用し、これは、エクジソンレセプター(細胞質レセプター)に結合し、そしてこのレセプターを活性化する。次いで、このレセプターは、核に転移して、特定のDNA応答エレメント(エクジソン応答性遺伝子由来のプロモーター)を結合する。エクジソンレセプターは、転写を開始するための、トランス活性化ドメイン、DNA結合ドメインおよびリガンド結合ドメインを含む。エクジソン系は、米国特許第5,514,578号ならびにPCT公開番号WO97/38117、WO96/37609、およびWO93/03162にさらに記載されている。
【0236】
別の制御手段は、ポジティブなテトラサイクリン制御可能トランスアクチベーターを使用する。この系は、転写を活性化させるポリペプチドに連結された、変異tetリプレッサータンパク質DNA結合ドメイン(逆テトラサイクリン調節トランスアクチベータータンパク質(すなわち、これは、テトラサイクリンの存在下で、tetオペレーターに結合する)を生じる変異tet R−4アミノ酸変化)を含む。このような系は、米国特許第5,464,758号、同第5,650,298号、および同第5,654,168号に記載されている。
【0237】
さらなる発現制御系および核酸構築物は、Innovir Laboratories Inc.に対する米国特許第5,741,679号および同第5,834,186号に記載されている。
【0238】
インビボ遺伝子治療は、Secs−1ポリペプチドをコードする遺伝子を、Secs−1核酸分子の局所的注射を介してかまたは他の適切なウイルス送達ベクターもしくは非ウイルス送達ベクターによって、細胞に導入することにより達成され得る。Hefti,1994,Neurobiology,25:1418−35。例えば、Secs−1ポリペプチドをコードする核酸分子は、標的化された細胞への送達のために、アデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターに含まれ得る(例えば、Johnson,PCT公開番号WO95/34670;およびPCT出願番号PCT/US95/07178を参照のこと)。組換えAAVゲノムは、代表的に、機能的プロモーターおよびポリアデニル化配列に作動可能に連結されたSecs−1ポリペプチドをコードするDNA配列に隣接する、AAV逆方向末端反復を含む。
【0239】
代替の適切なウイルスベクターとしては、レトロウイルスベクター、アデノウイルスベクター、単純ヘルペスウイルスベクター、レンチウイルスベクター、肝炎ウイルスベクター、パルボウイルスベクター、パポバウイルスベクター、ポックスウイルスベクター、アルファウイルスベクター、コロナウイルスベクター、ラブドウイルスベクター、パラミクソウイルスベクター、およびパピローマウイルスベクターが挙げられるが、これらに限定されない。米国特許第5,672,344号は、組換え神経栄養性HSV−1ベクターを含む、インビボウイルス媒介遺伝子移入系を記載する。米国特許第5,399,346号は、治療タンパク質をコードするDNAセグメントを挿入するようインビトロで処理されたヒト細胞の送達による、患者に治療タンパク質を提供するためのプロセスの例を、提供する。遺伝子治療技術の実施のさらなる方法および材料は、米国特許第5,631,236号(アデノウイルスベクターを含む);米国特許第5,672,510号(レトロウイルスベクターを含む);および米国特許第5,635,399号(サイトカインを発現するレトロウイルスベクターを含む)に記載されている。
【0240】
非ウイルス送達方法としては、リポソーム媒介移入、裸のDNA送達(直接注入)、レセプター媒介移入(リガンド−DNA複合体)、エレクトロポレーション、リン酸カルシウム沈降、および微粒子ボンバードメント(例えば、遺伝子銃)が挙げられるが、これらに限定されない。遺伝子治療の材料および方法としてはまた、誘導性プロモーター、組織特異的エンハンサー−プロモーター、部位特異的組み込みのために設計されたDNA配列、親細胞より優れた選択的利点を提供し得るDNA配列、形質転換された細胞を同定するための標識、ネガティブ選択系および発現制御系(安全性の尺度)、細胞特異的結合因子(細胞標的化のため)、細胞特異的インターナリゼーション因子、およびベクターによる発現を増強するための転写因子、ならびにベクター作製の方法が挙げられ得る。遺伝子治療技術の実施のための、このようなさらなる方法および材料は、米国特許第4,970,154号(エレクトロポレーション技術を含む)、米国特許第5,679,559号(遺伝子送達のためのリポタンパク質含有系を記載する)、米国特許第5,676,954号(リポソームキャリアを含む)、米国特許第5,593,875号(リン酸カルシウムトランスフェクションのための方法を記載する)、米国特許第4,945,050号(生物学的に活性な粒子が、細胞において、この粒子がこの細胞の表面を貫通しそしてこの細胞の内側に取り込まれる速度で推進されるプロセス、を記載する)、およびPCT公開番号WO96/40958(核リガンドを含む)に記載されている。
【0241】
Secs−1遺伝子治療または細胞治療が、同じまたは異なる細胞における1つ以上のさらなるポリペプチドの送達をさらに含み得ることがまた意図される。このような細胞は、患者に別々に導入され得るか、またはこれらの細胞は、単一の移植可能なデバイス(例えば、上記のカプセル化膜)内に含まれ得るか、または細胞は、ウイルスベクターによって別々に改変され得る。
【0242】
遺伝子治療を介して細胞における内因性Secs−1ポリペプチド発現を増加させるための手段は、1つ以上のエンハンサーエレメントをSecs−1ポリペプチドプロモーターに挿入することであり、ここで、このエンハンサーエレメントは、Secs−1遺伝子の転写活性を増加させるよう作用し得る。使用されるエンハンサーエレメントは、遺伝子を活性化することが所望される組織に基づいて選択される;この組織においてプロモーター活性化を与えることが公知であるエンハンサーエレメントが、選択される。例えば、Secs−1ポリペプチドをコードする遺伝子がT細胞において「オンにされる」場合には、lckプロモーターエンハンサーエレメントが使用され得る。ここで、付加される転写エレメントの機能性部分は、標準的なクローニング技術を使用して、Secs−1ポリペプチドプロモーターを含むDNAのフラグメントに挿入され得る(そして必要に応じて、ベクターおよび/または5’および/または3’隣接配列に挿入され得る)。次いで、この構築物(「相同組換え構築物」として公知)が、エキソビボでかまたはインビボでのいずれかで、所望の細胞に導入され得る。
【0243】
遺伝子治療はまた、内因性プロモーターのヌクレオチド配列を改変することによって、Secs−1ポリペプチド発現を減少させるために、使用され得る。このような改変は、代表的に、相同組換え法を介して達成される。例えば、不活化について選択されたSecs−1遺伝子のプロモーターの全てまたは一部を含むDNA分子は、転写を調節するプロモーター片を除去および/または置換するように、操作され得る。例えば、プロモーターの転写アクチベーターのTATAボックスおよび/または結合部位が、標準的な分子生物学の技術を使用して、欠失され得る;このような欠失は、プロモーター活性を阻害し得、これによって、対応するSecs−1遺伝子の転写を抑制する。プロモーターにおけるTATAボックスまたは転写アクチベーター結合部位の欠失は、(調節されるSecs−1遺伝子と同じ種かまたは関連する種由来の)Secs−1ポリペプチドプロモーターの全てまたは関連する部分を含むDNA構築物を生成することによって達成され得、ここで、1つ以上のTATAボックスおよび/または転写アクチベーター結合部位のヌクレオチドが、1つ以上のヌクレオチドの置換、欠失および/または挿入を介して変異される。その結果、TATAボックスおよび/またはアクチベーター結合部位は、活性が減少されているか、または完全に不活性にされている。この構築物はまた、代表的に、その改変されたプロモーターセグメントに隣接するネイティブな(内因性の)5’および3’DNA配列に対応する、少なくとも約500塩基のDNAを含む。この構築物は、直接的にかまたは本明細書中に記載されるようなウイルスベクターを介して、適切な細胞に(エキソビボでかまたはインビボでかのいずれかで)導入され得る。代表的に、細胞のゲノムDNAへのこの構築物の組み込みは、相同組換えを介し、ここで、このプロモーター構築物における5’および3’DNA配列は、ハイブリダイゼーションを介するその内因性染色体DNAへの改変されたプロモーター領域の組み込みを補助するよう作用し得る。
【0244】
(治療的使用)
Secs−1核酸分子、ポリペプチド、ならびにそれらのアゴニストおよびアンタゴニストは、本明細書中に引用される疾患、障害または状態を含む、多くの疾患、障害または状態を処置、診断、改善または予防するために使用され得る。
【0245】
Secs−1ポリペプチドアゴニストおよびアンタゴニストとしては、Secs−1ポリペプチド活性を調節し、そしてSecs−1ポリペプチドの成熟形態の少なくとも1つの活性を増加または減少する、アゴニスト分子およびアンタゴニスト分子が挙げられる。アゴニストまたはアンタゴニストは、Secs−1ポリペプチドと相互作用し、それによってそのSecs−1の活性を調節する、補因子(例えば、タンパク質、ペプチド、糖質、脂質または低分子量分子)であり得る。潜在的なポリペプチドアゴニストまたはアンタゴニストとしては、Secs−1ポリペプチドの可溶性形態または膜結合形態のいずれかと反応する抗体が挙げられ、これらの形態は、Secs−1タンパク質の細胞外ドメインの全てまたは一部を含む。Secs−1ポリペプチド発現を調節する分子としては、代表的に、発現のアンチセンス調節因子として作用し得る、Secs−1ポリペプチドをコードする核酸が挙げられる。
【0246】
Secs−1遺伝子は、インサイチュハイブリダイゼーションによって決定されるように、胃腸管において主に発現される。この発現パターンに基づいて、Secs−1ポリペプチドは、胃腸の発達および機能において役割を果たし得る。従って、Secs−1核酸分子、ポリペプチド、ならびにそれらのアゴニストおよびアンタゴニスト(抗Secs−1選択的結合因子を含むが、これに限定されない)は、胃腸管を含む疾患の診断および/または処置において有用であり得る。このような疾患の例としては、胃腸の潰瘍、逆流性食道炎、小児脂肪便症、糖尿病、虚血再灌流障害、クローン病、炎症性腸疾患、ならびに細菌およびウイルス誘導性の感染および大腸炎が挙げられるが、これらに限定されない。さらに、Secs−1核酸分子、ポリペプチド、ならびにそれらのアゴニストおよびアンタゴニストは、化学療法または放射線誘導性の胃腸の損傷の処置において有用であり得る。胃腸の発達および機能に関連する他の疾患は、本発明の範囲によって含まれる。
【0247】
胃腸管におけるSecs−1遺伝子の発現に基づいて、Secs−1核酸分子、ポリペプチド、それらのアゴニストおよびアンタゴニスト(抗Secs−1選択的結合因子を含むが、これに限定されない)はまた、消化または代謝に関与する疾患の診断および/または処置のために有用であり得る。このような疾患の例としては、肥満、胃腸の逆流、憩室炎、憩室症、腸炎、およびえん下困難が挙げられるが、これらに限定されない。他のこのような代謝障害は、本発明の範囲によって含まれる。
【0248】
Secs−1ポリペプチド発現は、舌および口腔粘膜において検出されているので、Secs−1核酸分子、ポリペプチド、それらのアゴニストおよびアンタゴニスト(抗Secs−1選択的結合因子を含むが、これに限定されない)はまた、口腔に関連する疾患の診断および/または処置のために有用であり得る。このような疾患の例としては、歯周病、口腔癌、および化学療法または放射線誘導性の粘膜炎(mucositis)が挙げられるが、これらに限定されない。口腔に関連する他の疾患が、本発明の範囲によって含まれる。
【0249】
腫瘍細胞および正常細胞におけるSecs−1ポリペプチドの差示的な発現は、Secs−1ポリペプチドが転移性疾患において役割を果たし得ることを示唆する。従って、Secs−1核酸分子、ポリペプチド、それらのアゴニストおよびアンタゴニスト(抗Secs−1選択的結合因子を含むが、これに限定されない)は、癌の診断および/または処置において役割を果たし得る。このような疾患の例としては、結腸、胃、咽喉、食道、乳房、前立腺、子宮、精巣、または肺の癌が挙げられるが、これらに限定されない。他の癌および転移性疾患は、本発明の範囲によって含まれる。
【0250】
有意なレベルのSecs−1ポリペプチド発現はまた、精巣および子宮において検出された。従って、Secs−1核酸分子、ポリペプチド、それらのアゴニストおよびアンタゴニスト(抗Secs−1選択的結合因子を含むが、これに限定されない)は、妊孕性障害の診断および/または処置において役割を果たし得る。このような疾患の例としては、男性不妊、妊孕性強化、子宮内膜症、類線維腫(fibroid)、または月経が挙げられるが、これらに限定されない。妊孕性に関連する他の障害は、本発明の範囲によって含まれる。
【0251】
増加したレベルのSecs−1ポリペプチド発現はまた、乾癬および創傷治癒モデルにおいて検出された。従って、Secs−1核酸分子、ポリペプチド、それらのアゴニストおよびアンタゴニスト(抗Secs−1選択的結合因子を含むが、これに限定されない)は、乾癬および創傷治癒の診断および/または処置において役割を果たし得る。皮膚に関連する他の障害は、本発明の範囲によって含まれる。
【0252】
Secs−1ポリペプチド機能のアゴニストまたはアンタゴニストは、処置される状態に適切であるように、1以上のサイトカイン、増殖因子、抗生物質、抗炎症剤、および/または化学療法剤と組み合わせて(同時にまたは連続的に)使用され得る。
【0253】
Secs−1ポリペプチドの所望でないレベルによって生じるかまたは媒介される他の疾患は、本発明の範囲内に包含される。所望でないレベルには、Secs−1ポリペプチドの過剰なレベルおよびSecs−1ポリペプチドの正常下のレベルが含まれる。
【0254】
(Secs−1核酸およびSecs−1ポリペプチドの使用)
本発明の核酸分子(それ自体は生物学的に活性なポリペプチドをコードしない核酸分子を含む)を使用して、Secs−1遺伝子および関連する遺伝子の染色体上の位置をマッピングし得る。マッピングは、当該分野で公知の技術(例えば、PCR増幅およびインサイチュハイブリダイゼーション)により行われ得る。
【0255】
Secs−1核酸分子(それ自体は生物学的に活性なポリペプチドをコードしない核酸分子を含む)は、哺乳動物組織または体液サンプル中のSecs−1核酸分子の存在について、定性的または定量的のいずれかで試験するための、診断アッセイにおけるハイブリダイゼーションプローブとして有用であり得る。
【0256】
他の方法はまた、1つ以上のSecs−1ポリペプチドの活性を阻害することが所望される場合に使用され得る。このような阻害は、発現制御配列(三重らせん形成)またはSecs−1 mRNAに相補的でありかつこれらにハイブリダイズする核酸分子によりもたらされ得る。例えば、アンチセンスDNA分子またはRNA分子(これらは、Secs−1遺伝子の少なくとも一部に相補的である配列を有する)が、細胞中に導入され得る。アンチセンスプローブは、本明細書中に開示されるSecs−1遺伝子の配列を使用して、利用可能な技術により設計され得る。代表的には、このようなアンチセンス分子の各々は、選択された各Secs−1遺伝子の開始部位(5’末端)に相補的である。このアンチセンス分子が、次いで、対応するSecs−1 mRNAにハイブリダイズする場合、このmRNAの翻訳は、妨げられるかまたは減少される。アンチセンスインヒビターは、細胞または生物におけるSecs−1ポリペプチドの減少または非存在に関連する情報を提供する。
【0257】
あるいは、遺伝子治療を使用して、1つ以上のSecs−1ポリペプチドのドミナントネガティブインヒビターを作製し得る。この状況において、各選択されたSecs−1ポリペプチドの変異体ポリペプチドをコードするDNAが調製され得、そして本明細書中に記載されるウイルス方法または非ウイルス方法のいずれかを使用して患者の細胞中に導入され得る。このような変異体の各々は、代表的に、その生物学的役割において内因性ポリペプチドと競合するように設計される。
【0258】
さらに、Secs−1ポリペプチドは、生物学的に活性であっても活性でなくても、免疫原として使用され得、すなわち、これらのポリペプチドは、抗体が惹起され得る、少なくとも1つのエピトープを含有する。Secs−1ポリペプチドに結合する選択的結合因子(本明細書中に記載されるような)は、インビボおよびインビトロでの診断目的のために使用され得、これらの目的としては、体液サンプルまたは細胞サンプル中のSecs−1ポリペプチドの存在を検出するための標識された形態での使用を含むが、これに限定されない。これらの抗体もまた、本明細書中に列挙される疾患および障害を含む、多数の疾患および障害を、予防、処置または診断するために使用され得る。これらの抗体は、Secs−1ポリペプチドの少なくとも1つの活性特徴を減少またはブロックするようにSecs−1ポリペプチドに結合し得るか、またはポリペプチドに結合してSecs−1ポリペプチドの少なくとも1つの活性特徴を増加し得る(Secs−1ポリペプチドの薬物動態を増加させることによるものを含む)。
【0259】
本発明のSecs−1ポリペプチドは、発現クローニングストラテジーを使用して、Secs−1ポリペプチドレセプターをクローニングするために使用され得る。放射性標識(125ヨウ素)したSecs−1ポリペプチドまたはアフィニティ/活性−タグ化Secs−1ポリペプチド(例えば、Fc融合体またはアルカリホスファターゼ融合体)を結合アッセイにおいて使用して、Secs−1ポリペプチドレセプターを発現する細胞型、細胞株または組織を同定し得る。このような細胞または組織から単離されたRNAを、cDNAに変換し、哺乳動物発現ベクターにクローニングし、そして哺乳動物細胞(例えば、COSまたは293細胞)にトランスフェクトして発現ライブラリーを作製し得る。次いで、放射性標識化またはタグ化Secs−1ポリペプチドを、アフィニティリガンドとして使用して、Secs−1ポリペプチドレセプターを表面に発現する、このライブラリー中の細胞のサブセットを同定および単離し得る。次いで、DNAを、これらの細胞から単離しそして哺乳動物細胞にトランスフェクトして、二次発現ライブラリー(ここで、Secs−1ポリペプチドレセプターを発現する細胞の画分は、元のライブラリーよりも何倍も高い)を作製し得る。この富化プロセスは、Secs−1ポリペプチドレセプターを含む単一の組換えクローンが単離されるまで、繰り返し反復され得る。Secs−1ポリペプチドレセプターの単離は、Secs−1ポリペプチドシグナル伝達経路の新規なアゴニストおよびアンタゴニストを同定または開発するために有用である。このようなアゴニストおよびアンタゴニストとしては、可溶性のSecs−1ポリペプチドレセプター、抗Secs−1ポリペプチドレセプター抗体、低分子またはアンチセンスオリゴヌクレオチドが挙げられ、これらは、本明細書中に記載される1つ以上の疾患または障害を、処置、予防、または診断するために使用され得る。
【0260】
マウスSecs−1ポリペプチドおよびヒトSecs−1をコードし、pSPORT1(Gibco−BRL)およびp7T73D(Pharmacia)にサブクローニングされ、そして登録番号PTA−1753およびPTA−1755を有する、cDNAの寄託を、アメリカン タイプ カルチャー コレクション(バージニア 20110−2209、マナサス、ユニバーシティ ブールバード 10801)にて2000年4月25日に行った。
【0261】
以下の実施例は、例示目的のみのために意図され、本発明の範囲をいかなる様式でも限定するとは解釈されるべきではない。
【0262】
(実施例1:ヒトSecs−1ポリペプチド遺伝子およびマウスSecs−1ポリペプチド遺伝子のクローニング)
概して、Sambrookら(前出)に記載されるような材料および方法を使用して、ヒトSecs−1ポリペプチドおよびマウスSecs−1ポリペプチドをコードする遺伝子をクローン化および分析した。
【0263】
プロテオームに基づくアプローチを使用して、扁平上皮細胞および直腸結腸癌腫細胞株から得た馴化培地由来の新規ペプチドを同定した。このペプチドを同定する際に利用したアプローチは、このペプチドが天然に分泌する産物であることを示唆する。同定されたペプチドのアミノ酸配列を決定し、そしてGenBankデータベースと占有(proprietary)データベース(Amgen dbEST)との両方に存在するEST配列と配列同一性を共有することを見出した。具体的には、この新規分泌ペプチドのアミノ酸配列は、GenBankデータベース(GenBank登録番号AA283751)に存在するヒトEST配列に対応するアミノ酸配列と相同性を共有することが見出された。このEST配列に対応するcDNAクローンを、Integrated Molecular Analysis of Genomes and their Expression(I.M.A.G.E.)Consortiumから得た(I.M.A.G.E.Consortiumクローン番号713624)。このcDNAクローンのヌクレオチド配列を決定し、そしてヒトSecs−1遺伝子に対する完全コード配列を含むことを見出した。
【0264】
ヒトSecs−1ポリペプチドに対する全長cDNAの配列分析は、この遺伝子が、81アミノ酸のタンパク質をコードし、そしてそのアミノ末端で24アミノ酸長の潜在的なシグナルペプチドを有する243bpのオープンリーディングフレームを含むことを示した(図2;推定シグナルペプチドを下線により示す)。図2は、ヒトSecs−1核酸配列のヌクレオチド配列およびヒトSecs−1ポリペプチドの推定アミノ酸配列を示す。ヒトSecs−1ポリペプチドは、51位(Asp)においてグリコシル化されることが見出された。
【0265】
マウスSecs−1遺伝子に対応する配列を、AC−6間質および結腸陰窩cDNAライブラリーからの占有データベースにおいて同定した。マウスSecs−1ポリペプチドcDNA配列を、以下のように単離した。総RNAを、AC−6間質細胞株または結腸陰窩組織のいずれかから、TRIzol(登録商標)法(Gibco−BRL,Rockville,MD)を使用して調製し、Dynabeads mRNAキット(Dynal,Lake Success,NY)を使用して、総RNAからmRNAを単離し、そしてSuperScriptTMシステム(Gibco−BRL)およびNotIオリゴd(T)プライマー(Gibco−BRL)を使用して、単離されたmRNAから、cDNAを合成した。cDNA合成に続いて、SalIアダプター(Gibco−BRL)をこのcDNAに連結し、このcDNAをNotIで消化し、次いで消化したcDNAをアガロースゲルでサイズ選択した。約1.0kb以上のサイズのインサートを単離し、そしてpSPORT(Gibco−BRL)ベクターに連結した。連結産物を、DH10Bコンピテント細胞に形質転換し、次いで、選択されたクローンのヌクレオチド配列を分析した。
【0266】
マウスSecs−1ポリペプチドについての全長cDNAの配列分析は、この遺伝子が、78アミノ酸のタンパク質をコードし、そしてそのアミノ末端で24アミノ酸長の潜在的なシグナルペプチドを有する234bpのオープンリーディングフレームを含むことを示した(図1;推定シグナルペプチドを下線により示す)。図1は、マウスSecs−1核酸配列のヌクレオチド配列およびマウスSecs−1ポリペプチドの推定アミノ酸配列を示す。
【0267】
GenBankデータベースおよび占有データベースにおいて多数の相同配列を同定することに加えて、ヒトSecs−1核酸配列およびマウスSecs−1核酸配列は、以前に報告されたラットEST配列(Henniganら、1994、Oncogene 9:3591−600)と配列相同性を共有することが見出された。しかし、Henniganらは、ラットSecs−1核酸配列の一部のみを開示し、そしてラットSecs−1オルソログについてのオープンリーディングフレームを開示しなかった。図3は、全長ラットSecs−1ポリペプチド、マウスSecs−1ポリペプチド、およびヒトSecs−1ポリペプチドのアミノ酸配列アライメントを示す。ヒトとマウスとの両方のSecs−1ポリペプチドに関する推定アミノ酸配列を使用するSwissProtデータベースのFASTA検索は、有意な相同性を共有する他の配列を何も同定しなかった。
【0268】
図4A〜4Fは、ヒトSecs−1ポリペプチドに対するゲノムヌクレオチド配列を示す。ヒトSecs−1ポリペプチドに対するゲノム配列を、公共に利用可能なBACクローン(GenBank登録番号AC022389)の分析によって決定した。このエキソンの位置およびこのエキソンからの推定アミノ酸配列を示す(図4A、4D、および4F)。
【0269】
(実施例2:Secs−1 mRNA発現)
多数のヒト組織のノーザンブロット(占有か、またはBioSource,Hayward,CAもしくはClontec,Palo Alto,CAから入手したかのいずれか)を、32P−dCTP標識した542bpのヒトSecs−1 PCRフラグメントでプローブした。ヒトSecs−1 PCRプローブを、25ngのJurkat細胞cDNA、ヒトSecs−1遺伝子に対応するアンプリマー(5’−C−C−C−A−A−C−T−C−A−A−C−A−A−A−C−C−T−G−A−A−A−3’;配列番号14および5’−G−G−G−A−C−C−A−C−T−G−G−A−T−G−C−T−G−3’;配列番号15)(各々最終濃度0.2μMで)、2.5単位のTaqポリメラーゼ、200μM dNTP、50μCi 32P−dCTP、および1×Tapポリメラーゼ緩衝液を使用して、25μlの総反応容量で調製した。反応を、94℃2分間で1サイクル;94℃20秒間、57.8℃30秒間、および72℃1分間で40サイクル;ならびに72℃5分間で1サイクルで実施した。
【0270】
ノーザンブロットを、ULTRAhybTM(Ambion,Austin,TX)中42℃で1時間、予備ハイブリダイズし、次いで、約8×104cpm/μlの標識プローブを含む新鮮なハイブリダイゼーション緩衝液中42℃で一晩ハイブリダイズした。ハイブリダイゼーションに続いて、このフィルタを、2×SSPEおよび0.5%SDS中50℃で30分間2回洗浄し、次いで、0.1×SSPEおよび0.5%SDS中室温で15分間2回洗浄した。次いで、ブロットを、燐光画像機(phosphoimager)を使用して分析した。
【0271】
このノーザンブロットの分析は、1kbの分子量を有する単一の転写物が、結腸および前立腺組織において発現されたことを示した。正常結腸におけるSecs−1 mRNAの発現は、結腸腫瘍における発現より4倍高いことが見出され、そして正常前立腺組織におけるSecs−1 mRNAの発現は、前立腺腫瘍における発現より高いことが見出された。
【0272】
Secs−1 mRNAの発現を、インサイチュハイブリダイゼーションによって位置決定した。正常胚組織および成体マウス組織のパネルを、4%パラホルムアルデヒドに固定し、パラフィン中に埋包し、そして5μmに切断した。切断した組織を、0.2M HCl中で透過性にし、Proteinase Kで消化し、そしてトリエタノールアミンおよび無水酢酸を用いてアセチル化した。切片を、300mM NaCl、20mM Tris−HCl(pH8.0)、5mM EDTA、1×デンハルト溶液、0.2% SDS、10mM DTT、0.25mg/ml tRNA、25μg/mlポリA、25μg/mlポリCおよび50%ホルムアミド中60℃で1時間予備ハイブリダイズし、次いで10%デキストラン、およびマウスSecs−1遺伝子に相補的な2×104cpm/μlの33P標識した291bpアンチセンスリボプローブを含む同じ緩衝液中60℃で一晩ハイブリダイズした。
【0273】
このリボプローブを、マウスSecs−1 cDNA配列を含むクローンのインビトロ転写によって得た。マウスSecs−1 cDNA配列を、RT−PCRによって、MSC2.2.2細胞由来の100μgの総RNA、マウスSecs−1遺伝子に対応するアンプリマー(5’−A−C−T−C−C−G−G−C−T−C−C−T−T−C−A−C−T−A−T−G−A−3’;配列番号16および5’−A−T−G−T−G−G−G−C−A−T−C−A−T−C−A−A−C−G−C−T−T−T−A−3’;配列番号17)(各々0.2μMの最終濃度で)、5単位のTaqポリメラーゼ、200μM dNTP、および1×Taqポリメラーゼ緩衝液を、50μlの総反応容量で使用して、生成した。反応を、94℃2分間で1サイクル;94℃20秒間および57℃30秒間で40サイクル;ならびに72℃5分間で1サイクルで実施した。増幅に続いて、PCR産物をアガロースゲルで分離し、このゲルから切り出し、QIAQuick Gel Extractionキット(Qiagen,Valencia,CA)を使用して精製し、そしてpGEM−T(Promega,Madison,WI)ベクターに連結した。連結産物をDH5−αコンピテント細胞に形質導入し、そして6つのクローンを、制限酵素消化による分析および配列決定のために選択した。
【0274】
ハイブリダイゼーションに続いて、切片を緩衝液中でリンスし、RNaseAで処理してハイブリダイズしていないプローブを消化し、次いで0.1×SSC中55℃で30分間洗浄した。次いで、切片をNTB−2エマルジョン(Kodak,Rochester,NY)に浸漬し、4℃で3週間露光し、現像し、そしてヘマトキシリンおよびエオシンで対比染色した。組織形態およびハイブリダイゼーションシグナルを、暗視野および標準の照射によって、脳(1つの矢状部分および2つの冠状部分)、胃腸管(食道、胃、十二指腸、空腸、回腸、近位結腸、および遠位結腸)、下垂体、肝臓、肺、心臓、脾臓、胸腺、リンパ節、腎臓、副腎、膀胱、膵臓、唾液腺、雄性および雌性の生殖器官(雌性における卵巣、卵管、および子宮;ならびに雄性における精巣、精巣上体、前立腺、精嚢、および精管)、BATおよびWAT(皮下、腎周)、骨(大腿)、皮膚、乳房、ならびに骨格筋に対して同時に分析した。
【0275】
Secs−1プローブは、バックグラウンドが低い明白なシグナルを発生させた。胚組織と成体組織との両方において、最も強いシグナルは、胃腸系の上皮細胞において検出された。成体組織において、強い標識は、頬、腹側の舌、食道、および大腸の上皮細胞において特に見出された。中程度のシグナルは、遠位回腸において観察され、そして胃または小腸の近位部分においては発現が検出されなかった。中程度のレベルの発現は、胚の腸の上皮細胞において検出されたが、強いシグナルは、発生中の唾液腺において観察された。
【0276】
胃腸経以外に由来する組織において、中程度から強いシグナルは、精巣の精細管の発生中の精子細胞、子宮のいくらかの部分、および乳頭の上皮細胞において検出された。中程度のレベルの発現は、皮膚および鼻腔の上皮細胞において検出された。低レベルの発現もまた、リンパ節、脾臓、胸腺、ならびに前肢の上腕骨および尺骨において見出された。
【0277】
ヒトSecs−1 mRNAおよびマウスSecs−1 mRNAの、いくつかのヒト腫瘍モデルまたは宿主または異種移植片における発現を、インサイチュハイブリダイゼーションによって分析した。マウス創傷治癒モデルおよび乾癬(薄片状の皮膚)モデルにおける、ヒトSecs−1 mRNAおよびマウスSecs−1 mRNAの、いくつかの時点における発現もまた、インサイチュハイブリダイゼーションによって分析した。Secs−1ポリペプチドを、最初にヒト間質細胞および結腸直腸癌腫細胞株由来の馴化培地のプロテオーム解析によって、同定した。先のインサイチュハイブリダイゼーション実験において、口腔粘膜および胃腸管の上皮層における不連続な標識が観察された。予備研究はまた、Secs−1遺伝子が結腸腫瘍および前立腺腫瘍においてダウンレギュレートされることを示した。
【0278】
292bpのマウスSecs−1プローブ配列および504bpのヒトSecs−1プローブ配列を含む構築物を、NcoIを用いて直鎖化し、そしてアンチセンス33P標識RNAプローブを、Sp6 RNAポリメラーゼを使用して、各構築物から合成した。インサイチュハイブリダイゼーションを、標準的なプロトコルを使用して、組織サンプルの5μmの切片(これは浸漬により固定され、そしてパラフィンに埋没している)を含むスライド上で実施した。組織サンプルを、55℃で一晩ハイブリダイズし、次いでSSC中で数回洗浄した(0.1×SSC中55℃で30分間の高ストリンジェンシーの洗浄)。洗浄に続いて、スライドをエマルジョンに3週間曝露し、次いで現像し、そしてヘマトキシリンおよびエオシンで対比染色した。
【0279】
図5および6は、インサイチュハイブリダイゼーションによって検出した場合の、ヒト類表皮癌腫(A431)異種移植片(図5)、またはヒト前立腺癌腫(PC−3)およびヒト結腸癌腫(HT−29)の細胞株(図6)における、ヒトSecs−1 mRNAおよびマウスSecs−1 mRNAの発現を示す。インサイチュハイブリダイゼーションをまた、ヒト結腸癌腫(HCT−116)細胞株を使用して実施した。わずかなSecs−1シグナルが、PC−3前立腺腫瘍(図6、最上列、中央パネルを参照のこと)またはHCT−116結腸腫瘍細胞株において検出された。中程度のSecs−1 mRNA発現が、HT−29結腸腫瘍細胞株の小さな集団において観察された(図6、第3列、中央パネルを参照のこと)。しかし、最も強いSecs−1 mRNA発現は、A431ヒト類表皮腫瘍異種移植片において検出された(図5、最上列、右側パネルを参照のこと)。この強いシグナルは、腫瘍塊全体で散乱して見られたが、腫瘍塊の表面ではなく深部において、より集中しているようであった。わずかなSecs−1発現が、壊死の領域において見出された。
【0280】
試験した異種移植片の型にかかわらず、マウス宿主の全てが、上にある皮膚上皮細胞において、強いSecs−1 mRNA発現のパッチを示し(図5、下列、右側パネル;図6、第2列、中央パネル;図6、最下列、中央パネルを参照のこと)、増殖中の細胞を示唆する。しかし、選択された異種移植片における増殖中の細胞に対するBrDu染色は、上皮におけるSecs−1 mRNA発現との対応を示さなかった(図6、右側パネル)。同様に、HT−29異種移植片におけるBrDu染色は、Secs−1 mRNAを発現する腫瘍性細胞のパッチとの対応を示さなかった。
【0281】
腫瘍異種移植片の上にある上皮におけるこのような強いSecs−1 mRNA発現事象を考慮して、さらなるインサイチュハイブリダイゼーションを実施して、非腫瘍マウス創傷治癒モデルにおける上皮細胞Secs−1 mRNA発現の一時的な変化を、皮膚穿刺生検に続く3つの時点で、試験した。図7は、この分析の結果を示す。損傷後3日目および4日目に、強いSecs−1 mRNA発現が、皮膚潰瘍の縁の増殖中の皮膚表皮において検出され(図7、第1列および第2列)、そしてサンプリングした表皮の大部分を含むように、この損傷から拡張した。最初の穿刺生検が表皮を除去したので、表皮細胞および従ってシグナルは、これらの初期の時点においては、潰瘍の下において観察されなかった。しかし、8日目までに、創傷の下の表皮が再生され、そして強いSmacs2 mRNA発現が検出され、このときシグナルは、損傷の縁へと、そしてそこを超えて拡張した。
【0282】
Secs−1 mRNA発現をまた、乾癬の変異体マウスモデル(薄片状の皮膚のマウス)において試験した。創傷治癒モデルの試験において得られた結果とは異なり、乾癬モデルは、慢性の、いくらかより組織崩壊する、過剰増殖性の表皮の存在を示すことがわかった。このモデルにおけるインサイチュハイブリダイゼーションは、正常コントロールにおける検出不可能なレベル(図7、第4列)と比較して、皮膚上皮細胞において、同じ強いSecs−1 mRNA発現を示した(図7、最下列)。
【0283】
(実施例4:Secs−1ポリペプチドの産生)
(A.細菌におけるSecs−1ポリペプチドの発現)
ヒトSecs−1細菌発現ベクターを調製するために、ヒトSecs−1 cDNA配列を、最初に、ヒトSecs−1遺伝子に対応する0.4pm/mlのアンプリマー(5’−A−A−A−T−A−A−C−A−T−A−T−G−A−A−A−C−G−T−C−G−T−C−C−A−G−C−T−A−A−A−G−C−C−T−G−G−T−C−A−G−G−C−3’;配列番号18および5’−G−G−T−G−A−T−G−G−T−G−A−T−G−G−T−G−C−A−C−C−T−G−T−G−G−G−A−G−T−G−C−C−C−C−3’;配列番号19)、ならびに2つのReady−To−Go PCRビーズ(Amersham Pharmacia Biotech,Piscataway,NJ)を含む反応混合物(50μlの総反応容量)中での1μgのヒトSecs−1 cDNAクローンのPCR増幅によって調製した。反応を、94℃2分間で1サイクル;94℃45秒間、55℃45秒間、および72℃45秒間で30サイクルで実施した。この反応において生成したPCR産物を、2%アガロースゲルでゲル精製した。
【0284】
この最初の増幅反応において生成したヒトSecs−1 PCR産物を、次いで、ヒトSecs−1遺伝子に対応する0.4pm/μlのアンプリマー(5’−A−A−A−T−A−A−C−A−T−A−T−G−A−A−A−C−G−T−C−G−T−C−C−A−G−C−T−A−A−A−G−C−C−T−G−G−T−C−A−G−G−C−3’;配列番号18および5’−G−T−G−G−T−A−G−T−G−G−T−A−G−T−G−G−T−A−G−T−A−A−C−T−A−T−C−C−T−A−G−G−T−A−T−T−T−3’;配列番号20)ならびに2つのReady−To−Go PCRビーズを含む反応混合物(50μlの総反応容量)中で再増幅した。反応を、94℃2分間で1サイクル;94℃45秒間、55℃45秒間、および72℃45秒間で30サイクルで実施した。再増幅反応において使用したアンプリマー(amplier)を、適切な制限部位をヒトSecs−1 cDNA配列に組み込むように設計した。
【0285】
このpAMG21(ATCC番号98113)ベクター(これは、luxプロモーターおよびカナマイシン耐性遺伝子を含む)、および第2の増幅反応からのPCR産物を、Bam HIおよびNde Iを用いて消化した。次いで、このPCR産物を、ゲル精製して、そしてpAMG21中に連結した。この連結産物を、エレクトロボレーションにより、GM121(ATCC番号202174)コンピテント細胞に形質転換し、そしてカナマイシン耐性について形質転換体を選択した。次いで、選択されたコロニーから単離されたプラスミドDNAを、配列分析に供した。
【0286】
形質転換した宿主細胞を、誘導の前に、40μg/mlのカナマイシンを含む2XYT培地(30℃)中でインキュベートした。遺伝子の発現を、N−(3−オキソヘキサノイル)−dl−ホモセリンラクトンの最終濃度(100ng/ml)までの添加によって誘導し、続いて、4時間、30℃でインキュベートした。この培養物を遠心分離し、そして細菌ペレットを再懸濁および溶解し、次いでSDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動により宿主細胞タンパク質を分析することによって、ヒトSecs−1ポリペプチドの発現を評価した。
【0287】
(B.哺乳動物細胞におけるSecs−1ポリペプチドの発現)
PCRを用いて、Secs−1ポリペプチドをコードするテンプレートDNA配列を増幅する。このPCRには、この配列の5’および3’末端に対応するプライマーを用いる。増幅したDNA産物を改変して、発現ベクター内への挿入を可能にするために制限酵素部位を含むようにし得る。PCR産物をゲル精製し、そして標準的組み換えDNA方法論を用いて発現ベクター中に挿入する。エプスタイン−バーウイルス複製起点を含む代表的な発現ベクターであるpCEP4(Invitrogen,Carlsbad,CA)を、293−EBNA−1細胞におけるSecs−1ポリペプチドの発現のために用い得る。増幅およびゲル精製したPCR産物を、pCEP4ベクターに連結し、そしてリポフェクションによって293−EBNA細胞中に導入する。トランスフェクトした細胞を、100μg/mLのハイグロマイシン中で選択し、そして得られた薬物耐性培養物をコンフルエンスになるまで増殖させる。次いで、この細胞を無血清培地中で72時間培養する。馴化培地を取り出し、Secs−1ポリペプチド発現をSDS−PAGEによって分析する。
【0288】
Secs−1ポリペプチド発現は、銀染色によって検出できる。あるいは、Secs−1ポリペプチドを、ペプチドタグに対する抗体を用いてウエスタンブロット分析によって検出可能である、エピトープタグ(例えば、IgG定常ドメインまたはFLAGエピトープ)を有する融合タンパク質として生成する。
【0289】
Secs−1ポリペプチドを、SDS−ポリアクリルアミドゲルから切り出し得るか、またはSecs−1融合タンパク質を、エピトープタグに対するアフィニティークロマトグラフィーによって精製し、そして本明細書に記載のようなN末端アミノ酸配列分析に供する。
【0290】
(C.哺乳動物細胞におけるSecs−1ポリペプチドの発現および精製)
リポフェクションまたはリン酸カルシウムプロトコールのいずれかを用いて、293 EBNA細胞またはCHO細胞中に、Secs−1ポリペプチド発現構築物を導入する。
【0291】
生成されるSecs−1ポリペプチドに対する機能的研究を行うため、ハイグロマイシン選択293 EBNAクローンのプールから大量の馴化培地を生成する。この細胞を500cm Nunc Triple Flasks中で、80%コンフルエンスになるまで培養し、その後、培地を回収する1週間前に無血清培地に切り換える。馴化培地を回収し、そして精製まで−20℃に凍結する。
【0292】
馴化培地を下記のとおり、アフィニティークロマトグラフィーによって精製する。この培地を解凍し、次いで0.2μmフィルターに通す。プロテインGカラムをPBSでpH7.0に平衡化し、次いで濾過した培地をロードした。このカラムをA280の吸収がベースラインに達するまでPBSで洗浄する。0.1M Glycine−HClを用いてpH2.7で、Secs−1ポリペプチドをカラムから溶出し、直ちに1M Tris−HClを用いてpH8.5で中和する。Secs−1ポリペプチドを含有する画分をプールし、PBS中で透析し、そして−70℃で貯蔵した。
【0293】
ヒトSecs−1ポリペプチド−Fc融合ポリペプチドの第Xa因子切断について、アフィニティークロマトグラフィー精製したタンパク質を、50mM Tris−HCl、100mM NaCl、2mM CaCl2中でpH8.0で透析する。制限プロテアーゼ第Xa因子を、透析したタンパク質に1/100(w/w)で添加し、そしてこのサンプルを室温で一晩消化する。
【0294】
(実施例4:抗Secs−1ポリペプチド抗体の産生)
Secs−1ポリペプチドに対する抗体を、HudsonおよびBay、Practical Immunology(第二版、Blackwell Scientific Pubilication)に記載される手順を使用して生成した。具体的に、ウサギを、化学的に合成したSecs−1ペプチド(C−W−V−V−P−G−A−L−P−Q−I;配列番号21)を用いて、免疫した。免疫前に、このSecs−1ペプチド配列を、製造業者により提示されたプロトコールに従って、Maleimide Conjugation Buffer(Pierce Chemical、Rockford、IL)を使用して、K−L−Hに連結した。ウサギに、Secs−1ペプチドを注射し、次いで、十分な血清力価レベル(酵素結合イムノソルベント検定法(ELISA)により決定される)を有するこれらの動物を、ポリクローナル抗体の産生のために選択した。
【0295】
(実施例5:トランスジェニックマウスにおけるSecs−1ポリペプチドの発現)
Secs−1ポリペプチドの生物学的活性を評価するため、肝臓特異的ApoEプロモーターの制御下でSecs−1ポリペプチド/Fc融合タンパク質をコードする構築物を調製する。この構築物の送達により、Secs−1ポリペプチドの機能に関する情報を与える病理的変化を生じることが期待される。同様に、βアクチンプロモーターの制御下で全長Secs−1ポリペプチドを含む構築物を調製する。この構築物の送達により、遍在性発現を生じることが期待される。
【0296】
これらの構築物を生成するために、PCRを用いて、Secs−1ポリペプチドをコードするテンプレートDNA配列を増幅する。このPCRには、所望の配列の5’および3’末端に対応するプライマーを用いる。そしてこの配列は、発現ベクター内への増幅産物の挿入を可能にするために制限酵素部位を組み込む。増幅後、PCR産物をゲル精製し、適切な制限酵素で消化し、そして標準的組み換えDNA技術を用いて発現ベクター中に連結する。例えば、増幅したSecs−1ポリペプチド配列を、Grahamら、1997、Nature Genetics,17:272〜74およびRayら,1991 Genes Dev.5:2265〜73に記載のように、ヒトβアクチンプロモーターの制御下で発現ベクター中にクローニングし得る。
【0297】
連結(ライゲーション)後、反応混合物を用いて、E.coli宿主株をエレクトロポレーションによって形質転換し、そして形質転換体を、薬物耐性で選択する。選択したコロニー由来のプラスミドDNAを単離して、DNA配列決定に供し、適切なインサートの存在および変異が存在しないことを確認する。Secs−1ポリペプチド発現ベクターを、2回のCsCl密度勾配遠心分離を通じて精製し、適切な制限酵素で切断し、そして、Secs−1ポリペプチド導入遺伝子を含有する直線フラグメントを、ゲル電気泳動によって精製する。精製したフラグメントを、5mM Tris(pH7.4)および0.2mM EDTA中で、2mg/mLの濃度で、再懸濁する。
【0298】
BDF1×BDF1交配マウス由来の単一細胞胚を、記載(PCT公開番号WO97/23614)のように注射する。胚を、CO2インキュベーター中で一晩培養し、そして15〜20の2細胞胚を偽妊娠CD1雌性マウスの卵管に移す。マイクロインジェクションした胚の着床から得た子孫を、以下のように、ゲノムDNAサンプル中に取り込まれた導入遺伝子のPCR増幅でスクリーニングする。耳切片を20mLの耳緩衝液(20mM Tris,pH8.0,10mM EDTA、0.5% SDS、および500mg/mL プロテイナーゼK)中で、55℃で一晩消化する。次いで、このサンプルを200mLのTEで希釈し、そして2mLの耳サンプルを、適切なプライマーを用いるPCR反応中で用いる。
【0299】
8週齢で、トランスジェニック創始動物およびコントロール動物を、剖検および病理分析のため、屠殺する。脾臓の一部を取り出し、そしてTotal RNA Extraction Kit(Qiagen)を用いて、脾臓から、総細胞RNAを単離し、そして導入遺伝子発現を、RT−PCRによって決定する。脾臓から回収したRNAを、以下のように、SuperScriptTMPreamplification System(Gibco−BRL)を用いてcDNAに変換する。適切なプライマー(発現ベクター中のSecs−1ポリペプチド導入遺伝子の3’側に位置する)を用いて、導入遺伝子転写物からcDNA合成をプライムする。トランスジェニック創始動物およびコントロール由来の10mgの総脾臓RNAを、1mMのプライマーとともに、10分間70℃でインキュベートし、そして氷上に置く。次いで、反応物に、10mM Tris−HCl、pH8.3、50mM KCl、2.5mM MgCl2、10mMの各dNTP、0.1mM DTT、および200UのSuperScriptII逆転写酵素を補充する。42℃で50分間のインキュベーション後、72℃で15分間加熱することによって反応を停止し、2UのRNase Hを用いて20分間37℃で消化する。次いで、サンプルをSecs−1ポリペプチドに特異的なプライマーを用いるPCRによって増幅する。
【0300】
(実施例6:トランスジェニックマウスにおけるSecs−1ポリペプチドの生物学的活性)
安楽死の前に、トランスジェニック動物を計量し、イソフルオロラン(isofluorane)によって麻酔し、そして心臓穿刺によって採血する。サンプルを、血液学および血清化学分析に供する。X線撮影を、最終的な放血後に行う。肉眼での解剖の際に、主な内臓器官を、重量分析に供する。
【0301】
肉眼での解剖後、組織(すなわち、肝臓、脾臓、膵臓、胃、胃腸管全体、腎臓、生殖器官、皮膚および乳腺、骨、脳、心臓、肺、胸腺、気管、食道、甲状腺、副腎、膀胱、リンパ節および骨格筋)を取出し、そして10%緩衝化Zn−ホルマリン中で組織学的検査のために固定する。固定後、組織をパラフィンブロック中で処理し、そして3mmの切片を得る。全ての切片を、ヘマトキシリンおよびエオシンで染色し、次いで組織学的分析に供する。
【0302】
トランスジェニックマウスおよびコントロールマウスの両方の脾臓、リンパ節およびパイアー斑を、以下の通りにB細胞特異的抗体およびT細胞特異的抗体を用いた免疫組織学的分析に供する。ホルマリンで固定したパラフィン包埋切片を脱パラフィン処理し、そして脱イオン水中で水和する。切片を3%過酸化水素でクエンチし、Protein Block(Lipshaw,Pittsburgh,PA)でブロックし、そしてラットモノクローナル抗マウスB220およびCD3(Harlan,Indianapolis,IN)中でインキュベートする。抗体結合を、色素原(chromagen)としてDAB(BioTek,Santa Barbara,CA)を用いて、ビオチン化ウサギ抗ラット免疫グロブリンおよびペルオキシダーゼ結合体化ストレプトアビジン(BioGenex,San Ramon,CA)によって検出する。切片を、ヘマトキシリンで対比染色する。
【0303】
剖検後、トランスジェニック動物およびコントロールの同腹仔由来の脾臓および胸腺のMLNおよび切片を取出す。シリンジの平らな末端を用いて100mmナイロン性細胞ストレーナー(Becton Dickinson,Franklin Lakes,NJ)の底に対してこの組織を穏やかに粉砕することによって単細胞懸濁物を調製する。細胞を2回洗浄し、計数し、次いで各組織由来の約1×106細胞を、20μL容量において0.5μg CD16/32(FcγIII/II)Fcブロックで10分間インキュベートする。次いで、サンプルを、FITCまたはPEに結合体化した、CD90.2に対するモノクローナル抗体(Thy−1.2)、CD45Rに対するモノクローナル抗体(B220)、CD11bに対するモノクローナル抗体(Mac−1)、Gr−1に対するモノクローナル抗体、CD4に対するモノクローナル抗体またはCD8に対するモノクローナル抗体(PharMingen,San Diego,CA)の0.5μg抗体を用いて、100μL容量のPBS(Ca+およびMg+を欠く)、0.1%ウシ血清アルブミンおよび0.01%アジ化ナトリウム中で2〜8℃で30分間染色する。抗体結合後、細胞を洗浄し、次いでFACScan(Becton Dickinson)でのフローサイトメトリーによって分析する。
【0304】
(実施例7:マウスSecs−1ポリペプチドの生物学的活性)
実施例6において調製されるSecs−1ポリペプチド/Fc融合構築物を使用して、増殖因子のFGFファミリーのメンバーへのSecs−1ポリペプチドの直接的な結合を分析する。
【0305】
骨髄間質細胞株中でのSecs−1ポリペプチドの発現は、間質細胞の造血幹細胞を維持する能力と相関することを示した。間質細胞の造血幹細胞を維持する能力が、Secs−1ポリペプチドの発現に単に相関しているというのではなく起因する場合、非支持性間質細胞株中でのSecs−1ポリペプチドの発現が、この細胞株を支持性細胞株に変換する。同様に、ST2細胞中でのSecs−1の発現が、デキサメタゾンおよびビタミンD3の非存在下において、これらの細胞に破骨細胞形成(osteoclastogenesis)を支持させる場合、この結果は、デキサメタゾンおよびビタミンD3によるSecs−1ポリペプチドの発現の強力な誘導が、単に無害のバイスタンダー(bystander)効果であるだけでなく、この破骨細胞支持表現型の出現に原因として関与することを示唆する。
【0306】
本発明を好ましい実施形態に関して記載してきたが、改変および修飾が当業者に思い浮かぶことが理解される。それゆえ、添付の特許請求の範囲が、本願発明の範囲内に入る全てのこのような均等な改変物を包含することが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図1】
図1は、マウスSecs−1遺伝子のヌクレオチド配列(配列番号1)、およびマウスSecs−1ポリペプチドの推定のアミノ酸配列(配列番号2)を例示する。推定シグナルペプチドを示す(下線部)。
【図2】
図2は、ヒトSecs−1遺伝子のヌクレオチド配列(配列番号4)、およびヒトSecs−1ポリペプチドの推定のアミノ酸配列(配列番号5)を例示する。推定シグナルペプチドを示す(下線部)。
【図3】
図3は、ラットSecs−1ポリペプチド(配列番号7)、マウスSecs−1ポリペプチド(配列番号2)およびヒトSecs−1ポリペプチド(配列番号5)のアミノ酸配列アライメントを例示する。
【図4】
図4A−4Fは、ヒトSecs−1ポリペプチド(配列番号8)についてのゲノムヌクレオチド配列を例示する。エキソンの位置および推定アミノ酸配列(配列番号9〜11)を示す。
【図5】
図5は、ヒト類表皮癌(A431)異種移植片におけるインサイチューハイブリダイゼーションによって検出したときのヒトSecs−1(huSecs1)mRNAおよびマウスSecs−1(muSmac2)mRNAの発現を例示する。
【図6】
図6は、ヒト前立腺癌腫(PC−3)細胞株およびヒト結腸癌腫(HT−29)細胞株におけるインサイチュハイブリダイゼーションによって検出したときのヒトSecs−1(huSecs1)mRNAおよびマウスSecs−1(muSmac2)mRNAの発現を例示する。
【図7】
図7は、創傷治癒および乾癬(鱗状)皮膚モデルにおける異なる時点でのインサイチュハイブリダイゼーションによって検出したときのマウスSecs−1(muSmac2)mRNAの発現を例示する。
Claims (56)
- 単離された核酸分子であって、以下:
(a)配列番号1または配列番号4のいずれかに示されるヌクレオチド配列;
(b)ATCC受託番号PTA−1753およびPTA−1755中のDNAインサートのヌクレオチド配列;
(c)配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるポリペプチドをコードするヌクレオチド配列;
(d)(a)〜(c)のいずれかの相補体に、中程度または高度にストリンジェントな条件下でハイブリダイズするヌクレオチド配列;および
(e)(a)〜(c)のいずれかに相補的なヌクレオチド配列、
からなる群より選択されるヌクレオチド配列を含む、単離された核酸分子。 - 単離された核酸分子であって、以下:
(a)配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるポリペプチドに少なくとも約70%同一であるポリペプチドをコードするヌクレオチド配列であって、ここで、該コードされたポリペプチドは、配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるポリペプチドの活性を有する、ヌクレオチド配列;
(b)配列番号1もしくは配列番号4のいずれかに示されるヌクレオチド配列、ATCC受託番号PTA−1753およびPTA−1755中のDNAインサートのヌクレオチド配列、または(a)の、対立遺伝子改変体またはスプライス改変体をコードするヌクレオチド配列;
(c)少なくとも約25アミノ酸残基のポリペプチドフラグメントをコードする、配列番号1もしくは配列番号4のいずれかのヌクレオチド配列、ATCC受託番号PTA−1753およびPTA−1755中のDNAインサート、(a)、または(b)の領域であって、ここで、該ポリペプチドフラグメントは、配列番号2もしくは配列番号5のいずれかに示されるコードされたポリペプチドの活性を有するか、または抗原性である、ヌクレオチド配列の領域;
(d)少なくとも約16ヌクレオチドのフラグメントを含む、配列番号1もしくは配列番号4のいずれかのヌクレオチド配列、ATCC受託番号PTA−1753およびPTA−1755中のDNAインサート、または(a)〜(c)いずれかの領域;
(e)中程度または高度にストリンジェントな条件下で、(a)〜(d)のいずれかの相補体にハイブリダイズする、ヌクレオチド配列;ならびに
(f)(a)〜(d)のいずれかに相補的なヌクレオチド配列、
からなる群より選択されるヌクレオチド配列を含む、単離された核酸分子。 - 単離された核酸分子であって、以下;
(a)少なくとも1つの保存的アミノ酸置換を有する配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるポリペプチドをコードするヌクレオチド配列であって、ここで、該コードされたポリペプチドは、配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるポリペプチドの活性を有する、ヌクレオチド配列;
(b)少なくとも1つのアミノ酸挿入を有する配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるポリペプチドをコードするヌクレオチド配列であって、ここで、該コードされたポリペプチドは、配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるポリペプチドの活性を有する、ヌクレオチド配列;
(c)少なくとも1つのアミノ酸欠失を有する配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるポリペプチドをコードするヌクレオチド配列であって、ここで、該コードされたポリペプチドは、配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるポリペプチドの活性を有する、ヌクレオチド配列;
(d)C末端短縮および/またはN末端短縮を有する配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるポリペプチドをコードするヌクレオチド配列であって、ここで、該コードされたポリペプチドは、配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるポリペプチドの活性を有する、ヌクレオチド配列;
(e)アミノ酸置換、アミノ酸挿入、アミノ酸欠失、C末端短縮、およびN末端短縮からなる群より選択される少なくとも1つの改変を有する配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるポリペプチドをコードするヌクレオチド配列であって、ここで、該コードされたポリペプチドは、配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるポリペプチドの活性を有する、ヌクレオチド配列;
(f)少なくとも約16ヌクレオチドのフラグメントを含む(a)〜(e)のいずれかのヌクレオチド配列;
(g)中程度または高度にストリンジェントな条件下で、(a)〜(f)のいずれかの相補体にハイブリダイズする、ヌクレオチド配列;ならびに
(h)(a)〜(e)のいずれかに相補的なヌクレオチド配列、
からなる群より選択されるヌクレオチド配列を含む、単離された核酸分子。 - 請求項1、請求項2または請求項3のいずれかに記載の核酸分子を含む、ベクター。
- 請求項4に記載のベクターを含む、宿主細胞。
- 真核生物細胞である、請求項5に記載の宿主細胞。
- 原核生物細胞である、請求項5に記載の宿主細胞。
- Secs−1ポリペプチドを産生するプロセスであって、該ポリペプチドを発現するために適切な条件下で請求項5に記載の宿主細胞を培養する工程、および必要に応じて、該培養物から該ポリペプチドを単離する工程を包含する、プロセス。
- 請求項8に記載のプロセスによって産生される、ポリペプチド。
- 請求項8に記載のプロセスであって、ここで、前記核酸分子が、前記Secs−1ポリペプチドをコードするDNAに作動可能に連結された、ネイティブなSecs−1ポリペプチドに対するプロモーターDNA以外のプロモーターDNAを含む、プロセス。
- 請求項2に記載の単離された核酸分子であって、ここで、同一性パーセントは、GAP、BLASTN、FASTA、BLASTA、BLASTX、BestFit、およびSmith−Watermanアルゴリズムからなる群より選択されるコンピュータープログラムを用いて決定される、単離された核酸分子。
- 化合物がSecs−1ポリペプチド活性またはSecs−1ポリペプチド産生を阻害するか否かを決定するためのプロセスであって、請求項5、請求項6、または請求項7のいずれかに記載の細胞を該化合物に曝露する工程、および該細胞におけるSecs−1ポリペプチド活性またはSecs−1ポリペプチド産生を測定する工程を包含する、プロセス。
- 単離されたポリペプチドであって、以下:
(a)配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるアミノ酸配列;および
(b)ATCC受託番号PTA−1753およびPTA−1755中のDNAインサートによってコードされるアミノ酸配列、
からなる群より選択されるアミノ酸配列を含む、単離されたポリペプチド。 - 単離されたポリペプチドであって、以下:
(a)配列番号3または配列番号6のいずれかに示されるアミノ酸配列であって、必要に応じてアミノ末端メチオニンをさらに含む、アミノ酸配列;
(b)配列番号2または配列番号5のいずれかのオルソログに対するアミノ酸配列;
(c)配列番号2または配列番号5のいずれかのアミノ酸配列に少なくとも約70%同一であるアミノ酸配列であって、ここで、該ポリペプチドは、配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるポリペプチドの活性を有する、アミノ酸配列;
(d)少なくとも約25アミノ酸残基を含む配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるアミノ酸配列のフラグメントであって、ここで、該フラグメントは、配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるポリペプチドの活性を有するか、または抗原性である、フラグメント;ならびに
(e)配列番号2もしくは配列番号5のいずれかに示されるアミノ酸配列、ATCC受託番号PTA−1753およびPTA−1755中のDNAインサートによってコードされるアミノ酸配列、または(a)〜(c)のいずれかの、対立遺伝子改変体またはスプライス改変体のアミノ酸配列、
からなる群より選択されるアミノ酸配列を含む、単離されたポリペプチド。 - 単離されたポリペプチドであって、以下:
(a)少なくとも1つの保存的アミノ酸置換を有する配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるアミノ酸配列であって、ここで、該ポリペプチドは、配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるポリペプチドの活性を有する、アミノ酸配列;
(b)少なくとも1つのアミノ酸挿入を有する配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるアミノ酸配列であって、ここで、該ポリペプチドは、配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるポリペプチドの活性を有する、アミノ酸配列;
(c)少なくとも1つのアミノ酸欠失を有する配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるアミノ酸配列であって、ここで、該ポリペプチドは、配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるポリペプチドの活性を有する、アミノ酸配列;
(d)C末端短縮および/またはN末端短縮を有する配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるアミノ酸配列であって、ここで、該ポリペプチドは、配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるポリペプチドの活性を有する、アミノ酸配列;ならびに
(e)アミノ酸置換、アミノ酸挿入、アミノ酸欠失、C末端短縮、およびN末端短縮からなる群より選択される少なくとも1つの改変を有する配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるアミノ酸配列であって、ここで、該ポリペプチドは、配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるポリペプチドの活性を有する、アミノ酸配列、
からなる群より選択されるアミノ酸配列を含む、単離されたポリペプチド。 - 請求項1、請求項2、または請求項3のいずれかに記載の核酸分子によってコードされる単離されたポリペプチドであって、ここで、該ポリペプチドは、配列番号2または配列番号5のいずれかに示されるポリペプチドの活性を有する、単離されたポリペプチド。
- 請求項14に記載の単離されたポリペプチドであって、ここで、同一性パーセントは、GAP、BLASTP、FASTA、BLASTA、BLASTX、BestFit、およびSmith−Watermanアルゴリズムからなる群より選択されるコンピュータープログラムを用いて決定される、単離されたポリペプチド。
- 請求項13、請求項14、または請求項15のいずれかに記載のポリペプチドに特異的に結合する、選択的結合因子またはそのフラグメント。
- 配列番号2もしくは配列番号5のいずれかに示されるアミノ酸配列を含むポリペプチド、またはそのフラグメントに特異的に結合する、請求項18に記載の選択的結合因子またはそのフラグメント。
- 抗体またはそのフラグメントである、請求項18に記載の選択的結合因子。
- ヒト化抗体である、請求項18に記載の選択的結合因子。
- ヒト抗体またはそのフラグメントである、請求項18に記載の選択的結合因子。
- ポリクローナル抗体またはそのフラグメントである、請求項18に記載の選択的結合因子。
- モノクローナル抗体またはそのフラグメントである、請求項18に記載の選択的結合因子。
- キメラ抗体またはそのフラグメントである、請求項18に記載の選択的結合因子。
- CDR接続抗体またはそのフラグメントである、請求項18に記載の選択的結合因子。
- 抗イディオタイプ抗体またはそのフラグメントである、請求項18に記載の選択的結合因子。
- 可変領域フラグメントである、請求項18記載の選択的結合因子。
- FabフラグメントまたはFab’フラグメントである、請求項28に記載の可変領域フラグメント。
- 配列番号2または配列番号5のいずれかのアミノ酸配列を有するポリペプチドに特異性を有する少なくとも1つの相補性決定領域を含む、選択的結合因子またはそのフラグメント。
- 検出可能標識に結合される、請求項18に記載の選択的結合因子。
- Secs−1ポリペプチドの生物学的活性を拮抗する、請求項18に記載の選択的結合因子。
- Secs−1ポリペプチド関連の疾患、状態、または障害を、処置、予防、または改善するための方法であって、請求項18に記載の選択的結合因子の有効量を患者に投与する工程を包含する、方法。
- 配列番号2または配列番号5のいずれかのアミノ酸配列を含むポリペプチドで動物を免疫することによって産生される、選択的結合因子。
- 請求項1、請求項2、または請求項3のいずれかに記載のポリペプチドに結合し得る選択的結合因子を産生する、ハイブリドーマ。
- 請求項18に記載の抗Secs−1抗体またはフラグメントを用いて、Secs−1ポリペプチドの量を検出または定量する方法。
- 請求項13、請求項14、または請求項15のいずれかに記載のポリペプチド、および薬学的に受容可能な処方剤を含む、組成物。
- 前記薬学的に受容可能な処方剤が、キャリア、アジュバント、溶解剤、安定剤、または抗酸化剤である、請求項37に記載の組成物。
- 前記ポリペプチドが、配列番号3または配列番号6のいずれかに示されるアミノ酸配列を含む、請求項37に記載の組成物。
- 請求項13、請求項14、または請求項15のいずれかに記載のポリペプチドの誘導体を含む、ポリペプチド。
- 水溶性ポリマーを用いて共有結合的に改変された、請求項40に記載のポリペプチド。
- 請求項41に記載のポリペプチドであって、ここで、前記水溶性ポリマーが、ポリエチレングリコール、モノメトキシポリエチレングリコール、デキストラン、セルロース、ポリ−(N−ビニルピロリドン)ポリエチレングリコール、プロピレングリコールホモポリマー、ポリプロピレンオキシド/エチレンオキシドコポリマー、ポリオキシエチル化ポリオール、およびポリビニルアルコールからなる群より選択される、ポリペプチド。
- 請求項1、請求項2、または請求項3のいずれかに記載の核酸分子および薬学的に受容可能な処方剤を含む、組成物。
- 前記核酸分子が、ウイルスベクター中に含まれる、請求項43に記載の組成物。
- 請求項1、請求項2、または請求項3のいずれかに記載の核酸分子を含む、ウイルスベクター。
- 異種アミノ酸配列に融合された、請求項13、請求項14、または請求項15のいずれかに記載のポリペプチドを含む、融合ポリペプチド。
- 前記異種アミノ酸配列が、IgG定常ドメインまたはそのフラグメントである、請求項46に記載の融合ポリペプチド。
- 医学的状態を処置、予防、または改善するための方法であって、請求項13、請求項14、もしくは請求項15のいずれかに記載のポリペプチド、または請求項1、請求項2、もしくは請求項3のいずれかに記載の核酸によってコードされるポリペプチドを患者に投与する工程を包含する、方法。
- 処置、予防または改善される前記医学的状態が、造血障害、骨粗しょう症、大理石骨病、骨形成不全症、ページエット病、歯周病、高カルシウム血症、急性糸球体腎炎、慢性糸球体腎炎、癌、糖尿病、肥満、または悪液質である、請求項48に記載の方法。
- 被験体において病的状態または病的状態に対する感受性を診断する方法であって、以下:
(a)サンプル中の、請求項13、請求項14、もしくは請求項15のいずれかに記載のポリペプチド、または請求項1、請求項2、もしくは請求項3のいずれかに記載の核酸分子によってコードされるポリペプチドの、発現の存在または発現量を決定する工程;および
(b)該ポリペプチドの発現の存在または発現量に基づいて、病的状態または病的状態に対する感受性を診断する工程、
を包含する、方法。 - デバイスであって、以下:
(a)移植に適した膜;および
(b)該膜内にカプセル化された細胞であって、該細胞は、請求項13、請求項14、もしくは請求項15のいずれかに記載のタンパク質を分泌する、細胞;
を備え、
該膜は、該タンパク質に対して透過性であり、そして該細胞に有害な物質に対して不透過性である、デバイス。 - Secs−1ポリペプチドに結合する化合物を同定する方法であって、以下:
(a)請求項13、請求項14、もしくは請求項15のいずれかに記載のポリペプチドを、化合物と接触させる工程;および
(b)該化合物に対する該Secs−1ポリペプチドの結合の程度を決定する工程、
を包含する、方法。 - 前記化合物に結合した場合に、前記ポリペプチドの活性を決定する工程をさらに包含する、請求項52に記載の方法。
- 動物においてポリペプチドのレベルを調節する方法であって、請求項1、請求項2、または請求項3のいずれかに記載の核酸分子を該動物に投与する工程を包含する、方法。
- 請求項1、請求項2、または請求項3のいずれかに記載の核酸分子を含む、トランスジェニック非ヒト哺乳動物。
- 化合物がSecs−1ポリペプチド活性またはSecs−1ポリペプチド産生を阻害するか否かを決定するためのプロセスであって、請求項55に記載のトランスジェニック哺乳動物を該化合物に曝露する工程、および該哺乳動物におけるSecs−1ポリペプチド活性またはSecs−1ポリペプチド産生を測定する工程を包含する、プロセス。
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