JP6637092B2 - Method and kit for detecting phospholipid hydroperoxide-dependent cell death, inhibitor of phospholipid hydroperoxide-dependent cell death, and agent for preventing or treating heart failure or sudden arrhythmic death - Google Patents
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Description
本発明は、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の検出方法及びキット、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の抑制剤、並びにリン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が関連する疾患の予防又は治療剤に関する。 The present invention relates to a method and a kit for detecting phospholipid hydroperoxide-dependent cell death, an inhibitor of phospholipid hydroperoxide-dependent cell death, and an agent for preventing or treating a disease associated with phospholipid hydroperoxide-dependent cell death.
生体膜を構成するリン脂質は、2位に不飽和脂肪酸を有している。図1に示すように、鉄を介したフェントン反応により、スーパーオキシド又は過酸化水素から生成したヒドロキシラジカルが上記不飽和脂肪酸と反応すると、リン脂質ヒドロペルオキシドが生じることが知られている。 Phospholipids constituting a biological membrane have an unsaturated fatty acid at the 2-position. As shown in FIG. 1, it is known that when a hydroxyl radical generated from superoxide or hydrogen peroxide reacts with the unsaturated fatty acid by a Fenton reaction via iron, phospholipid hydroperoxide is generated.
リン脂質ヒドロペルオキシドグルタチオンペルオキシダーゼ(phospholipid hydroperoxide glutathione peroxidase、以下「PHGPx」という場合がある。)は、グルタチオンを補酵素として、生成したリン脂質ヒドロペルオキシドを直接還元し、リン脂質ヒドロキシ体に変換する酵素である。このPHGPx遺伝子のノックアウトマウスは、胎性致死であることが知られていた(例えば、非特許文献1を参照)。しかしながら、PHGPx欠損による細胞死のメカニズムは不明であった。 Phospholipid hydroperoxide glutathione peroxidase (hereinafter sometimes referred to as "PHGPx") is a phospholipid hydroperoxide that is directly reduced to a phospholipid hydroperoxide by using glutathione as a coenzyme and converted into a phospholipid hydroxy form. is there. This knockout mouse of the PHGPx gene was known to be fetal lethal (for example, see Non-Patent Document 1). However, the mechanism of cell death due to PHGPx deficiency was unknown.
本発明は、PHGPx欠損による細胞死の経路に関与する因子を明らかにし、上記細胞死(以下、「リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死」という。)の検出方法及びキット、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死に関与するタンパク質及び核酸、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の抑制剤、並びにリン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が関連する疾患の予防又は治療剤を提供することを目的とする。 The present invention clarifies factors involved in the pathway of cell death due to PHGPx deficiency, and provides a method and kit for detecting the above cell death (hereinafter, referred to as “phospholipid hydroperoxide-dependent cell death”). An object of the present invention is to provide proteins and nucleic acids involved in cell death, inhibitors of phospholipid hydroperoxide-dependent cell death, and agents for preventing or treating diseases associated with phospholipid hydroperoxide-dependent cell death.
本発明は以下の通りである。
(1)細胞中の、CDK4、MEK、ERK、Cdadc1homolog、C87436及びAbhd2からなる群より選択される少なくとも1つの因子の活性化状態を検出する工程を有する、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の検出方法。
(2)前記検出は、前記因子の細胞内の局在状態を測定すること、前記因子のmRNAレベルでの発現量を測定すること、前記因子のタンパク質レベルでの発現量を測定すること、前記因子のリン酸化率を測定すること及び上記因子の発現抑制による細胞死の抑制を測定することからなる群より選択される少なくとも1つにより行われる、(1)に記載の方法。
(3)リン酸化した又はリン酸化していない、CDK4、MEK、ERK、Cdadc1homolog、C87436又はAbhd2に対する抗体;CDK4、MEK、ERK、Cdadc1homolog、C87436又はAbhd2のmRNA増幅用プライマー;あるいは、CDK4、MEK、ERK、Cdadc1homolog、C87436又はAbhd2に対する、siRNA、shRNA、リボザイム又はアンチセンス核酸;を含む、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の検出用キット。
(4)配列番号1のアミノ酸配列からなるタンパク質、又は配列番号1のアミノ酸配列において1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつ、発現量を低下させるとリン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が抑制されるタンパク質。
(5)配列番号2の塩基配列からなる核酸、又は配列番号2の塩基配列と80%以上の相同性を有し、かつ、発現量を低下させるとリン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が抑制されるタンパク質をコードする核酸。
(6)配列番号3のアミノ酸配列からなるタンパク質、又は配列番号3のアミノ酸配列において1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつ、発現量を低下させるとリン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が抑制されるタンパク質。
(7)配列番号4の塩基配列からなる核酸、又は配列番号4の塩基配列と80%以上の相同性を有し、かつ、発現量を低下させるとリン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が抑制されるタンパク質をコードする核酸。
(8)配列番号5のアミノ酸配列からなるタンパク質、又は配列番号5のアミノ酸配列において1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつ、発現量を低下させるとリン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が抑制されるタンパク質。
(9)配列番号6の塩基配列からなる核酸、又は配列番号6の塩基配列と80%以上の相同性を有し、かつ、発現量を低下させるとリン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が抑制されるタンパク質をコードする核酸。
(10)ビタミンE又はその誘導体を有効成分とする、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の抑制剤。
(11)CDK4阻害剤又はCDK4に対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸を有効成分とする、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の抑制剤。
(12)MEK阻害剤又はMEKに対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸を有効成分とする、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の抑制剤。
(13)ERK阻害剤又はERKに対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸を有効成分とする、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の抑制剤。
(14)Cdadc1homolog、C87436又はAbhd2に対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸を有効成分とする、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の抑制剤。
(15)ビタミンE又はその誘導体を有効成分とする、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が関連する疾患の予防又は治療剤。
(16)CDK4阻害剤又はCDK4に対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸を有効成分とする、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が関連する疾患の予防又は治療剤。
(17)MEK阻害剤又はMEKに対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸を有効成分とする、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が関連する疾患の予防又は治療剤。
(18)ERK阻害剤又はERKに対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸を有効成分とする、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が関連する疾患の予防又は治療剤。
(19)Cdadc1homolog、C87436又はAbhd2に対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸を有効成分とする、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が関連する疾患の予防又は治療剤。
(20)前記リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が関連する疾患は、心不全である、(15)〜(19)のいずれかに記載の予防又は治療剤。
The present invention is as follows.
(1) Detection of phospholipid hydroperoxide-dependent cell death, which comprises a step of detecting the activation state of at least one factor selected from the group consisting of CDK4, MEK, ERK, Cdadclhomolog, C87436, and Abhd2 in cells. Method.
(2) the detecting includes measuring a localization state of the factor in a cell, measuring an expression level of the factor at an mRNA level, measuring an expression level of the factor at a protein level, The method according to (1), wherein the method is performed by at least one selected from the group consisting of measuring the phosphorylation rate of a factor and measuring the suppression of cell death by suppressing the expression of the factor.
(3) an antibody against CDK4, MEK, ERK, Cdadc1homolog, C87436 or Abhd2, which is phosphorylated or unphosphorylated; a primer for amplifying mRNA of CDK4, MEK, ERK, Cdadc1homolog, C87436 or Abhd2; A kit for detecting phospholipid hydroperoxide-dependent cell death, comprising an siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid against ERK, Cdadclhomolog, C87436 or Abhd2.
(4) a protein comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 or an amino acid sequence in which one or several amino acids have been deleted, substituted or added in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1; A protein that suppresses lipid hydroperoxide-dependent cell death.
(5) a nucleic acid comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 or having a homology of 80% or more with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 and reducing the expression level suppresses phospholipid hydroperoxide-dependent cell death Nucleic acid encoding a protein.
(6) a protein comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3 or an amino acid sequence in which one or several amino acids have been deleted, substituted or added in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3 A protein that suppresses lipid hydroperoxide-dependent cell death.
(7) a nucleic acid comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4 or having a homology of 80% or more with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4 and reducing the expression level suppresses phospholipid hydroperoxide-dependent cell death Nucleic acid encoding a protein.
(8) a protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5, or an amino acid sequence in which one or several amino acids have been deleted, substituted or added in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5, and the expression level is reduced. A protein that suppresses lipid hydroperoxide-dependent cell death.
(9) Having a homology of 80% or more with the nucleic acid comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6 or the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6, and reducing the expression level suppresses phospholipid hydroperoxide-dependent cell death. Nucleic acid encoding a protein.
(10) An inhibitor of phospholipid hydroperoxide-dependent cell death, comprising vitamin E or a derivative thereof as an active ingredient.
(11) A CDK4 inhibitor or an inhibitor of phospholipid hydroperoxide-dependent cell death, which comprises an siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid for CDK4 as an active ingredient.
(12) A MEK inhibitor or an inhibitor of phospholipid hydroperoxide-dependent cell death, comprising siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid as an active ingredient against MEK.
(13) An ERK inhibitor or an inhibitor of phospholipid hydroperoxide-dependent cell death, comprising an siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid as an active ingredient against ERK.
(14) An inhibitor of phospholipid hydroperoxide-dependent cell death, comprising as an active ingredient siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid against Cdadc1homolog, C87436 or Abhd2.
(15) An agent for preventing or treating a disease associated with phospholipid hydroperoxide-dependent cell death, comprising vitamin E or a derivative thereof as an active ingredient.
(16) An agent for preventing or treating a disease associated with phospholipid hydroperoxide-dependent cell death, comprising a CDK4 inhibitor or an siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid against CDK4 as an active ingredient.
(17) A prophylactic or therapeutic agent for a disease associated with phospholipid hydroperoxide-dependent cell death, comprising a MEK inhibitor or an siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid for MEK as an active ingredient.
(18) An agent for preventing or treating a disease associated with phospholipid hydroperoxide-dependent cell death, comprising an ERK inhibitor or an siRNA, an shRNA, a ribozyme or an antisense nucleic acid as an active ingredient against ERK.
(19) An agent for preventing or treating a disease associated with phospholipid hydroperoxide-dependent cell death, which comprises as an active ingredient siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid against Cdadcl1 homolog, C87436 or Abhd2.
(20) The preventive or therapeutic agent according to any one of (15) to (19), wherein the disease associated with phospholipid hydroperoxide-dependent cell death is heart failure.
本発明により、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の検出方法及びキットを提供することができる。また、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死に関与するタンパク質及び核酸を提供することができる。また、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の抑制剤を提供することができる。また、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が関連する疾患の予防又は治療剤を提供することができる。 According to the present invention, a method and a kit for detecting phospholipid hydroperoxide-dependent cell death can be provided. In addition, proteins and nucleic acids involved in phospholipid hydroperoxide-dependent cell death can be provided. Further, an agent for inhibiting phospholipid hydroperoxide-dependent cell death can be provided. In addition, a preventive or therapeutic agent for a disease associated with phospholipid hydroperoxide-dependent cell death can be provided.
[リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の検出方法]
1実施形態において、本発明は、細胞中の、CDK4、MEK、ERK、Cdadc1homolog、C87436及びAbhd2からなる群より選択される少なくとも1つの因子の活性化状態を検出する工程を有する、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の検出方法を提供する。
[Method for detecting phospholipid hydroperoxide-dependent cell death]
In one embodiment, the present invention provides a phospholipid hydroperoxide, comprising detecting the activation state of at least one factor selected from the group consisting of CDK4, MEK, ERK, Cdadclhomolog, C87436 and Abhd2 in a cell. Methods for detecting dependent cell death are provided.
後述するように、発明者らは、アポトーシス、ネクローシス、オートファジー性細胞死、ネクトローシスとは明確に異なる新規の経路による細胞死(リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死)を見出した。更に、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の実行因子に、CDK4、MEK、ERK、Cdadc1homolog、C87436及びAbhd2が含まれることを明らかにした。 As described below, the present inventors have found apoptosis, necrosis, autophagic cell death, and cell death by a novel pathway distinct from necrotosis (phospholipid hydroperoxide-dependent cell death). Furthermore, it was revealed that the execution factors of phospholipid hydroperoxide-dependent cell death include CDK4, MEK, ERK, Cdadclhomolog, C87436 and Abhd2.
したがって、これらの因子の活性化状態を検出することにより、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死を検出することができる。本実施形態の方法により、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が進行中であるか否かを検出することもできるし、細胞死が生じた後に当該細胞死がリン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死経路を介していたか否かを判断することもできる。 Therefore, phospholipid hydroperoxide-dependent cell death can be detected by detecting the activation state of these factors. According to the method of this embodiment, it is also possible to detect whether or not phospholipid hydroperoxide-dependent cell death is in progress, and to determine whether the cell death occurs after the cell death occurs, Can be determined.
上記因子の活性化状態の検出は、例えば、上記因子の細胞内の局在状態を測定すること、上記因子のmRNAレベルでの発現量を測定すること、上記因子のタンパク質レベルでの発現量を測定すること、上記因子のリン酸化率を測定すること及び上記因子の発現抑制による細胞死の抑制を測定することからなる群より選択される少なくとも1つにより行うことができる。 The activation state of the factor is detected, for example, by measuring the localization state of the factor in a cell, measuring the expression level of the factor at the mRNA level, and measuring the expression level of the factor at the protein level. It can be performed by at least one selected from the group consisting of measuring, measuring the phosphorylation rate of the above factor, and measuring the suppression of cell death by suppressing the expression of the above factor.
細胞内の局在状態は、例えば、対象の細胞を固定し、上記因子に対する蛍光標識抗体で染色し、蛍光顕微鏡で観察することにより、測定することができる。あるいは、対象細胞内で、上記因子と蛍光タンパク質との融合タンパクを発現させ、融合タンパク質の蛍光を蛍光顕微鏡で観察することにより、上記因子の細胞内の局在状態を測定することができる。ここで、蛍光タンパク質としては、緑色蛍光タンパク質(GFP)、青色蛍光タンパク質(BFP)、黄色蛍光タンパク質(YFP)、シアン蛍光タンパク質(CFP)、赤色蛍光タンパク質(RFP)等が挙げられる。 The localization state in a cell can be measured, for example, by fixing a target cell, staining the cell with a fluorescent-labeled antibody against the above-described factor, and observing the cell with a fluorescence microscope. Alternatively, a fusion protein of the above-described factor and a fluorescent protein is expressed in a target cell, and the localization state of the above-mentioned factor in the cell can be measured by observing the fluorescence of the fusion protein with a fluorescence microscope. Here, examples of the fluorescent protein include green fluorescent protein (GFP), blue fluorescent protein (BFP), yellow fluorescent protein (YFP), cyan fluorescent protein (CFP), and red fluorescent protein (RFP).
上記因子の細胞内の局在状態の測定の結果、例えば、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が進行中でない正常細胞と比較して、上記因子の局在状態に変化が認められた場合に、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死を検出することができる。 As a result of measurement of the intracellular localization of the factor, for example, compared to normal cells in which phospholipid hydroperoxide-dependent cell death is not progressing, when a change in the localization of the factor is observed, Phospholipid hydroperoxide-dependent cell death can be detected.
上記因子のmRNAレベルでの発現量は、例えば、リアルタイムPCR、ノーザンブロッティング等により測定することができる。例えば、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が進行中でない正常細胞と比較して、上記因子のmRNAレベルでの発現量に変化が認められた場合に、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死を検出することができる。 The expression level of the above factors at the mRNA level can be measured, for example, by real-time PCR, Northern blotting, or the like. For example, phospholipid hydroperoxide-dependent cell death is detected when a change in the expression level of the above factors at the mRNA level is observed as compared to normal cells in which phospholipid hydroperoxide-dependent cell death is not in progress. be able to.
上記因子のタンパク質レベルでの発現量は、例えば、上記因子に対する抗体を用いたウエスタンブロッティング等により測定することができる。例えば、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が進行中でない正常細胞と比較して、上記因子のタンパク質レベルでの発現量に変化が認められた場合に、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死を検出することができる。 The expression level of the above factor at the protein level can be measured, for example, by Western blotting using an antibody against the above factor. For example, phospholipid hydroperoxide-dependent cell death is detected when a change in the expression level of the above factors at the protein level is observed as compared to normal cells in which phospholipid hydroperoxide-dependent cell death is not in progress. be able to.
上記因子のリン酸化率は、例えば、リン酸化した上記因子に特異的な抗体を用いたウエスタンブロッティング等により測定することができる。例えば、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が進行中でない正常細胞と比較して、上記因子のリン酸化率に変化が認められた場合に、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死を検出することができる。 The phosphorylation rate of the above factor can be measured, for example, by Western blotting using an antibody specific to the phosphorylated factor. For example, phospholipid hydroperoxide-dependent cell death can be detected when a change in the phosphorylation rate of the above factor is observed as compared to normal cells in which phospholipid hydroperoxide-dependent cell death is not in progress. .
また、上記因子の発現を抑制することにより、細胞死を抑制することができた場合、当該細胞死には、上記因子が関与すると判断することができる。したがって、このような場合には、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死を検出することができる。 When cell death can be suppressed by suppressing the expression of the above factor, it can be determined that the above factor is involved in the cell death. Therefore, in such a case, phospholipid hydroperoxide-dependent cell death can be detected.
上記因子の発現の抑制は、例えば、上記因子に対するsiRNA、shRNA、リボザイム、アンチセンス核酸等を細胞に導入することにより行うことができる。また、細胞死の抑制の測定は、例えば、上記因子の発現抑制を行った場合と行わなかった場合における細胞の生存率を測定することにより行うことができる。細胞の生存率の測定は、例えば、MTTアッセイや顕微鏡撮影による生細胞数の変化の計算により行うことができる。 Suppression of the expression of the above factors can be performed, for example, by introducing siRNA, shRNA, ribozyme, antisense nucleic acid, etc. to the above factors into cells. In addition, the measurement of the suppression of cell death can be performed, for example, by measuring the survival rate of cells in the case where the expression of the above factor is suppressed and in the case where the expression is not performed. The cell survival rate can be measured, for example, by calculating the change in the number of living cells by MTT assay or microscopic imaging.
siRNA(small interfering RNA)は、RNA干渉による遺伝子サイレンシングのために用いられる21〜23塩基対の低分子2本鎖RNAである。細胞内に導入されたsiRNAは、RNA誘導サイレンシング複合体(RISC)と結合する。この複合体はsiRNAと相補的な配列を持つmRNAに結合し切断する。これにより、配列特異的に遺伝子の発現を抑制する。 siRNA (small interfering RNA) is a small double-stranded RNA of 21 to 23 base pairs used for gene silencing by RNA interference. The siRNA introduced into the cell binds to the RNA-induced silencing complex (RISC). This complex binds and cleaves mRNA having a sequence complementary to the siRNA. This suppresses gene expression in a sequence-specific manner.
siRNAは、センス鎖及びアンチセンス鎖オリゴヌクレオチドをDNA/RNA自動合成機でそれぞれ合成し、例えば、適当なアニーリング緩衝液中、約90〜約95℃で約1分程度変性させた後、約30〜70℃で約1〜8時間アニーリングさせることにより調製することができる。 The siRNA is prepared by synthesizing sense and antisense strand oligonucleotides with an automatic DNA / RNA synthesizer, for example, after denaturing in an appropriate annealing buffer at about 90 to about 95 ° C. for about 1 minute, then about 30 minutes. It can be prepared by annealing at 7070 ° C. for about 1 to 8 hours.
shRNA(short hairpin RNA)は、RNA干渉による遺伝子サイレンシングのために用いられるヘアピン型のRNA配列である。shRNAは、ベクターによって細胞に導入し、U6プロモーター又はH1プロモーターで発現させてもよいし、shRNA配列を有するオリゴヌクレオチドをDNA/RNA自動合成機で合成し、siRNAと同様の方法によりセルフアニーリングさせることによって調製してもよい。細胞内に導入されたshRNAのヘアピン構造は、siRNAへと切断され、RNA誘導サイレンシング複合体(RISC)と結合する。この複合体はsiRNAと相補的な配列を持つmRNAに結合し切断する。これにより、配列特異的に遺伝子の発現を抑制する。 shRNA (short hairpin RNA) is a hairpin-type RNA sequence used for gene silencing by RNA interference. shRNA may be introduced into a cell by a vector and expressed by a U6 promoter or an H1 promoter, or an oligonucleotide having an shRNA sequence is synthesized by a DNA / RNA automatic synthesizer and self-annealed by the same method as siRNA. May be prepared. The hairpin structure of the shRNA introduced into the cell is cleaved into siRNA and binds to the RNA-induced silencing complex (RISC). This complex binds and cleaves mRNA having a sequence complementary to the siRNA. This suppresses gene expression in a sequence-specific manner.
リボザイムは、触媒活性を有するRNAである。リボザイムには種々の活性を有するものがあるが、RNAを切断する酵素としてのリボザイムの研究により、RNAの部位特異的な切断を目的とするリボザイムの設計が可能となっている。リボザイムは、グループIイントロン型、RNasePに含まれるM1RNA等の400ヌクレオチド以上の大きさのものであってもよく、ハンマーヘッド型、ヘアピン型等と呼ばれる40ヌクレオチド程度のものであってもよい。 Ribozymes are RNAs having catalytic activity. There are ribozymes having various activities. Research on ribozymes as RNA-cleaving enzymes has enabled the design of ribozymes for site-specific cleavage of RNA. The ribozyme may be a group I intron type, a size of 400 nucleotides or more, such as M1 RNA contained in RNase P, or a ribozyme of about 40 nucleotides called a hammerhead type, a hairpin type, or the like.
アンチセンス核酸は、標的配列に相補的な核酸である。アンチセンス核酸は、三重鎖形成による転写開始阻害、RNAポリメラーゼによって局部的に開状ループ構造が形成された部位とのハイブリッド形成による転写抑制、合成の進みつつあるRNAとのハイブリッド形成による転写阻害、イントロンとエクソンとの接合点でのハイブリッド形成によるスプライシング抑制、スプライソソーム形成部位とのハイブリッド形成によるスプライシング抑制、mRNAとのハイブリッド形成による核から細胞質への移行抑制、キャッピング部位やポリ(A)付加部位とのハイブリッド形成によるスプライシング抑制、翻訳開始因子結合部位とのハイブリッド形成による翻訳開始抑制、開始コドン近傍のリボソーム結合部位とのハイブリッド形成による翻訳抑制、mRNAの翻訳領域やポリソーム結合部位とのハイブリッド形成によるペプチド鎖の伸長阻止、核酸とタンパク質との相互作用部位とのハイブリッド形成による遺伝子発現抑制等により、標的遺伝子の発現を抑制することができる。 Antisense nucleic acids are nucleic acids that are complementary to a target sequence. Antisense nucleic acids inhibit transcription initiation by triplex formation, transcription suppression by hybridization with a site where an open loop structure is formed locally by RNA polymerase, transcription inhibition by hybridization with RNA that is undergoing synthesis, Inhibition of splicing by hybridization at the junction between introns and exons, suppression of splicing by hybridization with spliceosome formation sites, suppression of translocation from the nucleus to cytoplasm by hybridization with mRNA, capping sites and poly (A) addition sites Suppression of splicing by hybridization with a translation initiation factor binding site, suppression of translation initiation by hybridization with a ribosome binding site near the initiation codon, mRNA translation region and polysome binding site Hybridization outgrowth inhibitory peptide chain by the, by gene silencing due hybridization interaction site between a nucleic acid and a protein, it is possible to suppress the expression of a target gene.
本実施形態において、siRNA、shRNA、リボザイム及びアンチセンス核酸は、安定性や活性を向上させるために、種々の化学修飾を含んでいてもよい。例えば、ヌクレアーゼ等の加水分解酵素による分解を防ぐために、リン酸残基を、例えば、ホスホロチオエート(PS)、メチルホスホネート、ホスホロジチオネート等の化学修飾リン酸残基に置換してもよい。また、少なくとも一部がペプチド核酸(PNA)等の核酸類似体により構成されていてもよい。 In the present embodiment, the siRNA, shRNA, ribozyme, and antisense nucleic acid may contain various chemical modifications in order to improve stability and activity. For example, a phosphate residue may be replaced with a chemically modified phosphate residue such as, for example, phosphorothioate (PS), methylphosphonate, or phosphorodithionate to prevent degradation by a hydrolase such as nuclease. Further, at least a part thereof may be constituted by a nucleic acid analog such as a peptide nucleic acid (PNA).
[リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の検出用キット]
1実施形態において、本発明は、リン酸化した又はリン酸化していない、CDK4、MEK、ERK、Cdadc1homolog、C87436又はAbhd2に対する抗体;CDK4、MEK、ERK、Cdadc1homolog、C87436又はAbhd2のmRNA増幅用プライマー;あるいは、CDK4、MEK、ERK、Cdadc1homolog、C87436又はAbhd2に対する、siRNA、shRNA、リボザイム又はアンチセンス核酸;を含む、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の検出用キットを提供する。
[Kit for detecting phospholipid hydroperoxide-dependent cell death]
In one embodiment, the present invention provides an antibody against CDK4, MEK, ERK, Cdadc1homolog, C87436 or Abhd2, phosphorylated or unphosphorylated; a primer for mRNA amplification of CDK4, MEK, ERK, Cdadc1homolog, C87436 or Abhd2; Alternatively, the present invention provides a kit for detecting phospholipid hydroperoxide-dependent cell death, which comprises siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid against CDK4, MEK, ERK, Cdadclhomoglog, C87436 or Abhd2.
リン酸化した又はリン酸化していない上記因子に対する抗体は、上記因子の細胞内の局在状態の測定、上記因子のタンパク質レベルでの発現量の測定、上記因子のリン酸化率の測定等に好適である。 Antibodies to the phosphorylated or non-phosphorylated factor are suitable for measuring the localization state of the factor in cells, measuring the expression level of the factor at the protein level, measuring the phosphorylation rate of the factor, and the like. It is.
上記因子のmRNA増幅用プライマーは、上記因子のmRNAレベルでの発現量の測定等に好適である。 The primer for amplifying mRNA of the above factor is suitable for measuring the expression level of the above factor at the mRNA level and the like.
上記因子に対する、siRNA、shRNA、リボザイム又はアンチセンス核酸は、上記因子の発現の抑制に好適である。 SiRNAs, shRNAs, ribozymes or antisense nucleic acids against the above factors are suitable for suppressing the expression of the above factors.
本実施形態のキットを用いることにより、対象とする細胞におけるリン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死を簡便に検出することができる。 By using the kit of the present embodiment, phospholipid hydroperoxide-dependent cell death in target cells can be easily detected.
[Cdadc1homolog]
1実施形態において、本発明は、配列番号1のアミノ酸配列からなるタンパク質、又は配列番号1のアミノ酸配列において1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつ、発現量を低下させるとリン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が抑制されるタンパク質を提供する。ここで、1若しくは数個とは、例えば、1〜20個、1〜10個、1〜5個を意味する。
[Cdadc1homolog]
In one embodiment, the present invention relates to a protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1, or an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1, and expressed. Reduced amounts provide proteins that inhibit phospholipid hydroperoxide-dependent cell death. Here, one or several means, for example, 1 to 20, 1 to 10, 1 to 5 pieces.
配列番号1は、Cdadc1homologのアミノ酸配列を示す。後述するように、発明者らは、Cdadc1homologが、新規遺伝子によりコードされた新規タンパク質であることを明らかにした。また、後述するように、発明者らは、Cdadc1homologが、新規の細胞死である、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の実行因子であることを見出した。 SEQ ID NO: 1 shows the amino acid sequence of Cdadcl1 homolog. As described below, the present inventors have revealed that Cdadcl1 homolog is a novel protein encoded by a novel gene. In addition, as described later, the present inventors have found that Cdadcl1 homolog is an execution factor of phospholipid hydroperoxide-dependent cell death, which is a novel cell death.
したがって、細胞中のCdadc1homologタンパク質の活性を抑制又は促進することにより、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死を制御することができる。Cdadc1homologタンパク質の活性の抑制又は促進は、例えば、Cdadc1homologタンパク質の発現量を低下又は上昇させること、Cdadc1homologタンパク質のアミノ酸配列を改変すること等により行うことができる。 Therefore, phospholipid hydroperoxide-dependent cell death can be controlled by suppressing or promoting the activity of Cdadcl1 homolog protein in cells. The suppression or promotion of the activity of the Cdadcl1 homolog protein can be performed, for example, by decreasing or increasing the expression level of the Cdadcl1 homolog protein, or by modifying the amino acid sequence of the Cdadcl1 homolog protein.
Cdadc1homologタンパク質の発現量の低下は、例えば、細胞中のCdadc1homolog遺伝子を欠失させることにより行うことができる。あるいは、細胞内に、Cdadc1homolog遺伝子を標的とした、siRNA、shRNA、リボザイム又はアンチセンス核酸を導入すること等により行うことができる。また、Cdadc1homologタンパク質の発現量の上昇は、細胞内に、Cdadc1homologタンパク質の発現ベクターを導入すること等により行うことができる。 The expression level of the Cdadc1homolog protein can be reduced, for example, by deleting the Cdadc1homolog gene in the cell. Alternatively, it can be carried out by, for example, introducing an siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid targeting the Cdadcl1 homolog gene into cells. In addition, the expression level of Cdadc1homolog protein can be increased by introducing an expression vector of Cdadc1homolog protein into cells.
別の実施形態において、本発明は、配列番号2の塩基配列からなる核酸、又は配列番号2の塩基配列と80%以上の相同性を有し、かつ、発現量を低下させるとリン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が抑制されるタンパク質をコードする核酸を提供する。 In another embodiment, the present invention relates to a nucleic acid comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2, or a nucleotide sequence having a homology of 80% or more with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2, and having a reduced expression level. Provided is a nucleic acid encoding a protein in which dependent cell death is suppressed.
配列番号2は、Cdadc1homologをコードする塩基配列を示す。本実施形態の核酸は、配列番号2の塩基配列を有していてもよい。また、本実施形態の核酸は、発現量を低下させるとリン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が抑制されるタンパク質をコードする限り、配列番号2の塩基配列とは異なる塩基配列を有していてもよい。この場合、配列番号2の塩基配列と80%以上の相同性を有することが好ましく、85%以上の相同性を有することがより好ましく、90%以上の相同性を有することが更に好ましく、95%以上の相同性を有することが特に好ましい。 SEQ ID NO: 2 shows a nucleotide sequence encoding Cdadcl1 homolog. The nucleic acid of the present embodiment may have the base sequence of SEQ ID NO: 2. In addition, the nucleic acid of the present embodiment may have a nucleotide sequence different from the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 as long as the nucleic acid encodes a protein whose phospholipid hydroperoxide-dependent cell death is suppressed when the expression level is reduced. Good. In this case, it preferably has 80% or more homology with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2, more preferably has 85% or more homology, further preferably has 90% or more homology, and has 95% or more homology. It is particularly preferred to have the above homology.
本実施形態の核酸は、人工的に組み換えられたものであってもよい。例えば、発現ベクターに組み込まれた形態であってもよい。 The nucleic acid of the present embodiment may be artificially recombined. For example, it may be in a form incorporated into an expression vector.
[C87436]
1実施形態において、本発明は、配列番号3のアミノ酸配列からなるタンパク質、又は配列番号3のアミノ酸配列において1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつ、発現量を低下させるとリン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が抑制されるタンパク質を提供する。ここで、1若しくは数個とは、例えば、1〜20個、1〜10個、1〜5個を意味する。
[C87436]
In one embodiment, the present invention relates to a protein comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3, or an amino acid sequence in which one or several amino acids have been deleted, substituted or added in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3, and Reduced amounts provide proteins that inhibit phospholipid hydroperoxide-dependent cell death. Here, one or several means, for example, 1 to 20, 1 to 10, 1 to 5 pieces.
配列番号3は、C87436のアミノ酸配列を示す。後述するように、発明者らは、C87436が、新規の細胞死である、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の実行因子であることを見出した。 SEQ ID NO: 3 shows the amino acid sequence of C87436. As described below, the inventors have found that C87436 is a determinant of phospholipid hydroperoxide-dependent cell death, a novel cell death.
したがって、細胞中のC87436タンパク質の活性を抑制又は促進することにより、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死を制御することができる。C87436タンパク質の活性の抑制又は促進は、例えば、C87436タンパク質の発現量を低下又は上昇させること、C87436タンパク質のアミノ酸配列を改変すること等により行うことができる。 Therefore, phospholipid hydroperoxide-dependent cell death can be controlled by suppressing or promoting the activity of C87436 protein in cells. Suppression or promotion of the activity of the C87436 protein can be performed, for example, by decreasing or increasing the expression level of the C87436 protein, modifying the amino acid sequence of the C87436 protein, and the like.
C87436タンパク質の発現量の低下は、例えば、細胞中のC87436遺伝子を欠失させることにより行うことができる。あるいは、細胞内に、C87436遺伝子を標的とした、siRNA、shRNA、リボザイム又はアンチセンス核酸を導入すること等により行うことができる。また、C87436タンパク質の発現量の上昇は、細胞内に、C87436タンパク質の発現ベクターを導入すること等により行うことができる。 The expression level of the C87436 protein can be reduced, for example, by deleting the C87436 gene in the cell. Alternatively, it can be carried out by introducing siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid targeting the C87436 gene into cells. The expression level of C87436 protein can be increased by introducing an expression vector of C87436 protein into cells.
別の実施形態において、本発明は、配列番号4の塩基配列からなる核酸、又は配列番号4の塩基配列と80%以上の相同性を有し、かつ、発現量を低下させるとリン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が抑制されるタンパク質をコードする核酸を提供する。 In another embodiment, the present invention relates to a nucleic acid consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4, or a nucleotide sequence having the homology of 80% or more with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4, and having reduced expression level. Provided is a nucleic acid encoding a protein in which dependent cell death is suppressed.
配列番号4は、C87436をコードする塩基配列を示す。本実施形態の核酸は、配列番号4の塩基配列を有していてもよい。また、本実施形態の核酸は、発現量を低下させるとリン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が抑制されるタンパク質をコードする限り、配列番号4の塩基配列とは異なる塩基配列を有していてもよい。この場合、配列番号4の塩基配列と80%以上の相同性を有することが好ましく、85%以上の相同性を有することがより好ましく、90%以上の相同性を有することが更に好ましく、95%以上の相同性を有することが特に好ましい。 SEQ ID NO: 4 shows a nucleotide sequence encoding C87436. The nucleic acid of the present embodiment may have the base sequence of SEQ ID NO: 4. Further, the nucleic acid of the present embodiment may have a nucleotide sequence different from the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4 as long as the nucleic acid encodes a protein whose phospholipid hydroperoxide-dependent cell death is suppressed when the expression level is reduced. Good. In this case, it preferably has 80% or more homology with the base sequence of SEQ ID NO: 4, more preferably has 85% or more homology, still more preferably has 90% or more homology, and has 95% or more homology. It is particularly preferred to have the above homology.
本実施形態の核酸は、人工的に組み換えられたものであってもよい。例えば、発現ベクターに組み込まれた形態であってもよい。 The nucleic acid of the present embodiment may be artificially recombined. For example, it may be in a form incorporated into an expression vector.
[Abhd2]
1実施形態において、本発明は、配列番号5のアミノ酸配列からなるタンパク質、又は配列番号5のアミノ酸配列において1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつ、発現量を低下させるとリン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が抑制されるタンパク質を提供する。ここで、1若しくは数個とは、例えば、1〜20個、1〜10個、1〜5個を意味する。
[Abhd2]
In one embodiment, the present invention relates to a protein comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5, or an amino acid sequence in which one or several amino acids have been deleted, substituted or added in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5, and expressed Reduced amounts provide proteins that inhibit phospholipid hydroperoxide-dependent cell death. Here, one or several means, for example, 1 to 20, 1 to 10, 1 to 5 pieces.
配列番号5は、Abhd2のアミノ酸配列を示す。後述するように、発明者らは、Abhd2が、新規の細胞死である、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の実行因子であることを見出した。 SEQ ID NO: 5 shows the amino acid sequence of Abhd2. As described below, the inventors have found that Abhd2 is a determinant of a novel cell death, phospholipid hydroperoxide-dependent cell death.
したがって、細胞中のAbhd2タンパク質の活性を抑制又は促進することにより、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死を制御することができる。Abhd2タンパク質の活性の抑制又は促進は、例えば、Abhd2タンパク質の発現量を低下又は上昇させること、Abhd2タンパク質のアミノ酸配列を改変すること等により行うことができる。 Therefore, phospholipid hydroperoxide-dependent cell death can be controlled by suppressing or promoting the activity of Abhd2 protein in cells. The suppression or promotion of Abhd2 protein activity can be performed, for example, by decreasing or increasing the expression level of Abhd2 protein, or by modifying the amino acid sequence of Abhd2 protein.
Abhd2タンパク質の発現量の低下は、例えば、細胞中のAbhd2遺伝子を欠失させることにより行うことができる。あるいは、細胞内に、Abhd2遺伝子を標的とした、siRNA、shRNA、リボザイム又はアンチセンス核酸を導入すること等により行うことができる。また、Abhd2タンパク質の発現量の上昇は、細胞内に、Abhd2タンパク質の発現ベクターを導入すること等により行うことができる。 The expression level of Abhd2 protein can be reduced, for example, by deleting the Abhd2 gene in a cell. Alternatively, it can be carried out by introducing siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid targeting Abhd2 gene into cells. In addition, the expression level of Abhd2 protein can be increased by introducing an Abhd2 protein expression vector into cells.
別の実施形態において、本発明は、配列番号6の塩基配列からなる核酸、又は配列番号6の塩基配列と80%以上の相同性を有し、かつ、発現量を低下させるとリン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が抑制されるタンパク質をコードする核酸を提供する。 In another embodiment, the present invention relates to a nucleic acid consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6, or a nucleotide sequence having a homology of 80% or more with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6, and reducing the expression level. Provided is a nucleic acid encoding a protein in which dependent cell death is suppressed.
配列番号6は、Abhd2をコードする塩基配列を示す。本実施形態の核酸は、配列番号6の塩基配列を有していてもよい。また、本実施形態の核酸は、発現量を低下させるとリン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が抑制されるタンパク質をコードする限り、配列番号6の塩基配列とは異なる塩基配列を有していてもよい。この場合、配列番号6の塩基配列と80%以上の相同性を有することが好ましく、85%以上の相同性を有することがより好ましく、90%以上の相同性を有することが更に好ましく、95%以上の相同性を有することが特に好ましい。 SEQ ID NO: 6 shows a nucleotide sequence encoding Abhd2. The nucleic acid of the present embodiment may have the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6. Further, the nucleic acid of the present embodiment may have a nucleotide sequence different from the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6 as long as the nucleic acid encodes a protein whose phospholipid hydroperoxide-dependent cell death is suppressed when the expression level is reduced. Good. In this case, it preferably has 80% or more homology with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6, more preferably has 85% or more homology, still more preferably has 90% or more homology, and has 95% or more homology. It is particularly preferred to have the above homology.
本実施形態の核酸は、人工的に組み換えられたものであってもよい。例えば、発現ベクターに組み込まれた形態であってもよい。 The nucleic acid of the present embodiment may be artificially recombined. For example, it may be in a form incorporated into an expression vector.
[リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の抑制剤]
(ビタミンE又はその誘導体)
1実施形態において、本発明は、ビタミンE又はその誘導体を有効成分とする、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の抑制剤を提供する。
[Inhibitor of phospholipid hydroperoxide-dependent cell death]
(Vitamin E or its derivatives)
In one embodiment, the present invention provides a phospholipid hydroperoxide-dependent cell death inhibitor comprising vitamin E or a derivative thereof as an active ingredient.
後述するように、発明者らは、ビタミンE又はその誘導体をインビトロで又はインビボで投与することにより、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死を抑制することができることを見出した。したがって、ビタミンE又はその誘導体は、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の抑制剤として使用することができる。 As described below, the present inventors have found that administration of vitamin E or a derivative thereof in vitro or in vivo can suppress phospholipid hydroperoxide-dependent cell death. Therefore, vitamin E or a derivative thereof can be used as an inhibitor of phospholipid hydroperoxide-dependent cell death.
ビタミンEの誘導体としては、トロロックス(2,5,7,8−テトラメチル−6−ヒドロキシクロマン−2−カルボン酸)、トログリタゾン(5−[[4−[(3,4−ジヒドロ−6−ヒドロキシ−2,5,7,8−テトラメチル−2H−1−ベンゾピラン−2−イル)メトキシ]−フェニル]メチル]−2,4−チアゾリジンジオン)等が挙げられる。 As derivatives of vitamin E, trolox (2,5,7,8-tetramethyl-6-hydroxychroman-2-carboxylic acid) and troglitazone (5-[[4-[(3,4-dihydro-6- Hydroxy-2,5,7,8-tetramethyl-2H-1-benzopyran-2-yl) methoxy] -phenyl] methyl] -2,4-thiazolidinedione).
ビタミンE又はその誘導体の投与量は、培養細胞の培地に添加する場合には、例えば、50〜1000μMが好ましく、例えば、150〜400μMが好ましい。また、動物に投与する場合には、例えば1日あたり50〜260mg/kg体重を数回に分けて投与することが好ましい。 When added to the culture medium of cultured cells, the dose of vitamin E or a derivative thereof is preferably, for example, 50 to 1000 μM, and more preferably, for example, 150 to 400 μM. When administered to animals, it is preferable to administer, for example, 50 to 260 mg / kg body weight per day in several divided doses.
ビタミンE又はその誘導体は、それ自体を投与してもよいし、適宜の薬理学的に許容される添加剤と混合した医薬組成物として製剤化したものを投与してもよい。 Vitamin E or its derivative may be administered as it is, or may be administered as a pharmaceutical composition mixed with an appropriate pharmacologically acceptable additive.
(医薬組成物)
医薬組成物における製剤化の例としては、必要に応じて糖衣を施した錠剤、カプセル剤、エリキシル剤、マイクロカプセル剤として経口的に使用されるものが挙げられる。また、水若しくは水以外の薬学的に許容される液体との無菌性溶液、又は懸濁液剤の注射剤の形で非経口的に使用されるものが挙げられる。更には、薬理学上許容される担体若しくは媒体、具体的には、滅菌水、生理食塩水、植物油、乳化剤、懸濁剤、界面活性剤、安定剤、香味剤、賦形剤、ベヒクル、防腐剤、結合剤等と適宜組み合わせて、一般に認められた製薬実施に要求される単位用量形態で混和することによって製剤化されたものが挙げられる。
(Pharmaceutical composition)
Examples of the pharmaceutical composition include those which are orally used as tablets, capsules, elixirs, and microcapsules, if necessary, which are sugar-coated. In addition, those used parenterally in the form of a sterile solution of water or a pharmaceutically acceptable liquid other than water, or a suspension can be used. Further, a pharmacologically acceptable carrier or medium, specifically, sterile water, physiological saline, vegetable oil, emulsifier, suspension, surfactant, stabilizer, flavor, excipient, vehicle, preservative Formulations may be made by appropriately combining with agents, binders, and the like, and mixing in a unit dosage form generally required for pharmaceutical practice.
錠剤、カプセル剤に混和することができる添加剤としては、例えば、ゼラチン、コーンスターチ、トラガントガム、アラビアゴムのような結合剤、結晶性セルロースのような賦形剤、コーンスターチ、ゼラチン、アルギン酸のような膨化剤、ステアリン酸マグネシウムのような潤滑剤、ショ糖、乳糖又はサッカリンのような甘味剤、ペパーミント、アカモノ油又はチェリーのような香味剤が挙げられる。調剤単位形態がカプセルである場合には、上記の材料に更に油脂のような液状担体を含有することができる。注射のための無菌組成物は注射用蒸留水のようなベヒクルを用いて通常の製剤実施に従って処方することができる。 Additives that can be incorporated into tablets and capsules include, for example, binders such as gelatin, corn starch, tragacanth gum, gum arabic, excipients such as crystalline cellulose, swelling agents such as corn starch, gelatin, and alginic acid. Agents, lubricating agents such as magnesium stearate, sweetening agents such as sucrose, lactose or saccharin, flavoring agents such as peppermint, reddish oil or cherry. When the unit dosage form is a capsule, the above-mentioned materials may further contain a liquid carrier such as an oil or fat. Sterile compositions for injection can be formulated using vehicles such as distilled water for injection, according to standard formulation practice.
注射用の水溶液としては、例えば生理食塩水、ブドウ糖、その他の補助薬、例えばD−ソルビトール、D−マンノース、D−マンニトール、塩化ナトリウムを含む等張液が挙げられ、適当な溶解補助剤、例えばアルコール、具体的にはエタノール、ポリアルコール、例えばプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、非イオン性界面活性剤、例えばポリソルベート80(商標)、HCO−50と併用してもよい。 Aqueous solutions for injection include, for example, physiological saline, dextrose, and other adjuvants such as isotonic solutions containing D-sorbitol, D-mannose, D-mannitol, sodium chloride, and suitable solubilizing agents, such as Alcohols, specifically ethanol, polyalcohols such as propylene glycol, polyethylene glycol, non-ionic surfactants such as Polysorbate 80 ™, HCO-50 may be used in combination.
油性液としてはゴマ油、大豆油が挙げられ、溶解補助剤として安息香酸ベンジル、ベンジルアルコールと併用してもよい。また、緩衝剤、例えばリン酸塩緩衝液、酢酸ナトリウム緩衝液、無痛化剤、例えば、塩酸プロカイン、安定剤、例えばベンジルアルコール、フェノール、酸化防止剤と配合してもよい。調製された注射液は通常、適当なアンプルに充填させる。 The oily liquid includes sesame oil and soybean oil, and may be used in combination with benzyl benzoate or benzyl alcohol as a solubilizer. It may also be combined with buffers such as phosphate buffers and sodium acetate buffers, soothing agents such as procaine hydrochloride, stabilizers such as benzyl alcohol, phenol and antioxidants. The prepared injection is usually filled into an appropriate ampoule.
患者への投与は、例えば、動脈内注射、静脈内注射、皮下注射等のほか、鼻腔内的、経気管支的、筋内的、経皮的、または経口的に当業者に公知の方法により行いうる。投与量は、患者の体重や年齢、投与方法等により変動するが、当業者であれば適当な投与量を適宜選択することが可能である。また、当該化合物がDNAによりコードされうるものであれば、当該DNAを遺伝子治療用ベクターに組込み、遺伝子治療を行うことも考えられる。投与量、投与方法は、患者の体重や年齢、症状等により変動するが、当業者であれば適宜選択することが可能である。 Administration to patients is performed, for example, by intraarterial injection, intravenous injection, subcutaneous injection, etc., or intranasally, transbronchially, intramuscularly, transdermally, or orally by a method known to those skilled in the art. sell. The dose varies depending on the weight and age of the patient, the administration method, and the like, but those skilled in the art can appropriately select an appropriate dose. If the compound can be encoded by DNA, the DNA may be incorporated into a gene therapy vector to perform gene therapy. The dose and administration method vary depending on the patient's body weight, age, symptoms and the like, but can be appropriately selected by those skilled in the art.
化合物の投与量は、症状により差異はあるが、経口投与の場合、一般的に成人(体重60kgとして)においては、1日あたり約0.1〜100mg、約1.0〜50mg、約1.0〜20mgであると考えられる。 The dose of the compound varies depending on the condition, but in the case of oral administration, generally, in an adult (with a body weight of 60 kg), about 0.1 to 100 mg, about 1.0 to 50 mg, about 1. It is believed to be 0-20 mg.
非経口的に投与する場合は、その1回の投与量は投与対象、対象臓器、症状、投与方法によっても異なるが、例えば注射剤の形では通常成人(体重60kgとして)においては、通常、1日当り約0.01〜30mg、約0.1〜20mg、約0.1〜10mgを静脈注射により投与するのが好適であると考えられる。 In the case of parenteral administration, the single dose varies depending on the administration subject, target organ, symptoms, and administration method. It may be preferable to administer about 0.01-30 mg, about 0.1-20 mg, about 0.1-10 mg per day by intravenous injection.
本実施形態の抑制剤による治療効果が期待される好適な例として、心不全、不整脈性突然死等が挙げられる。 Preferable examples in which a therapeutic effect of the inhibitor of the present embodiment is expected include heart failure, arrhythmic sudden death, and the like.
(CDK4阻害剤又はCDK4発現抑制剤)
1実施形態において、本発明は、CDK4阻害剤又はCDK4に対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸を有効成分とする、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の抑制剤を提供する。
(CDK4 inhibitor or CDK4 expression inhibitor)
In one embodiment, the present invention provides a CDK4 inhibitor or an inhibitor of phospholipid hydroperoxide-dependent cell death comprising an siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid against CDK4 as an active ingredient.
後述するように、発明者らは、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の実行因子に、CDK4が含まれることを明らかにした。したがって、CDK4阻害剤又はCDK4に対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸は、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の抑制剤として使用することができる。 As described below, the present inventors have revealed that CDK4 is involved in the execution factor of phospholipid hydroperoxide-dependent cell death. Therefore, a CDK4 inhibitor or siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid against CDK4 can be used as an inhibitor of phospholipid hydroperoxide-dependent cell death.
CDK4阻害剤としては、例えば、3−ATA(3−アミノ−9−チオ[10H]−アクリドン)、NSC−625987(1,4−ジメトキシ−9−チオ[10H]−アクリドン)等が挙げられる。CDK4に対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸は、CDK4の発現を抑制することができるものであれば特に制限されない。 Examples of the CDK4 inhibitor include 3-ATA (3-amino-9-thio [10H] -acridone), NSC-625987 (1,4-dimethoxy-9-thio [10H] -acridone) and the like. The siRNA, shRNA, ribozyme, or antisense nucleic acid for CDK4 is not particularly limited as long as it can suppress CDK4 expression.
CDK4阻害剤の投与量は、培養細胞の培地に添加する場合には、例えば、5〜20μMが好ましい。また、動物に投与する場合には、例えば1回あたり2〜10mg/kg体重を1日1回投与することが好ましい。 When the dose of the CDK4 inhibitor is added to the culture medium of cultured cells, for example, the dose is preferably 5 to 20 μM. When administered to an animal, it is preferable to administer, for example, 2 to 10 mg / kg of body weight at a time, once a day.
例えば、3−ATAは、1回あたり1〜50mg/kg体重、より好ましくは、2〜10mg/kg体重を、1日1回投与するとよい。 For example, 3-ATA may be administered at a dose of 1 to 50 mg / kg body weight, more preferably 2 to 10 mg / kg body weight once a day.
CDK4に対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸の投与量は、培養細胞の培地に添加する場合には、例えば、50nM〜10μMが好ましく、例えば、50〜200nMが好ましい。また、動物に投与する場合には、例えば1回あたり50〜500mg/kg体重を1日1回投与することが好ましい。 The dose of siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid for CDK4 is preferably, for example, 50 nM to 10 μM, and more preferably, for example, 50 to 200 nM when added to the culture medium of cultured cells. When administered to an animal, it is preferable to administer, for example, 50 to 500 mg / kg body weight once a day once a day.
CDK4阻害剤又はCDK4に対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸は、それ自体を投与してもよいし、適宜の薬理学的に許容される添加剤と混合した医薬組成物として製剤化したものを投与してもよい。医薬組成物の好ましい形態は、上述したものと同様である。 The CDK4 inhibitor or the siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid against CDK4 may be administered as such, or may be formulated as a pharmaceutical composition mixed with an appropriate pharmacologically acceptable additive. May be administered. Preferred forms of the pharmaceutical composition are the same as those described above.
(MEK阻害剤又はMEK発現抑制剤)
1実施形態において、本発明は、MEK阻害剤又はMEKに対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸を有効成分とする、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の抑制剤を提供する。
(MEK inhibitor or MEK expression inhibitor)
In one embodiment, the present invention provides a MEK inhibitor or an inhibitor of phospholipid hydroperoxide-dependent cell death comprising an siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid as an active ingredient against MEK.
後述するように、発明者らは、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の実行因子に、MEKが含まれることを明らかにした。したがって、MEK阻害剤又はMEKに対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸は、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の抑制剤として使用することができる。 As described below, the present inventors have revealed that MEK is involved in the execution factor of phospholipid hydroperoxide-dependent cell death. Thus, siRNAs, shRNAs, ribozymes or antisense nucleic acids against MEK inhibitors or MEK can be used as inhibitors of phospholipid hydroperoxide dependent cell death.
MEK阻害剤としては、例えば、MEK inhibitor I((2Z)−3−アミノ−3−[(2−アミノフェニル)スルファニル]−2−{3−[ヒドロキシ(ピリジン−4−イル)メチル]フェニル}プロパ−2−エンニトリル)、U−0126(1,4−ジアミノ−2,3−ジシアノ−1,4−ビス[2−アミノ−フェニルチオ]ブタジエン)等が挙げられる。MEKに対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸は、MEKの発現を抑制することができるものであれば特に制限されない。 Examples of MEK inhibitors include, for example, MEK inhibitor I ((2Z) -3-amino-3-[(2-aminophenyl) sulfanyl] -2- {3- [hydroxy (pyridin-4-yl) methyl] phenyl}. Prop-2-ennitrile), U-0126 (1,4-diamino-2,3-dicyano-1,4-bis [2-amino-phenylthio] butadiene) and the like. The siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid for MEK is not particularly limited as long as it can suppress the expression of MEK.
MEK阻害剤の投与量は、培養細胞の培地に添加する場合には、例えば、1〜100μMが好ましく、例えば、5〜20μMが好ましい。また、動物に投与する場合には、例えば1回あたり2〜10mg/kg体重を1日1回投与することが好ましい。 When the dose of the MEK inhibitor is added to the culture medium of cultured cells, it is preferably, for example, 1 to 100 μM, and more preferably, for example, 5 to 20 μM. When administered to an animal, it is preferable to administer, for example, 2 to 10 mg / kg of body weight at a time, once a day.
MEKに対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸の投与量は、培養細胞の培地に添加する場合には、例えば、50nM〜10μMが好ましく、例えば、50〜200nMが好ましい。また、動物に投与する場合には、例えば1回あたり50〜500mg/kg体重を1日1回投与することが好ましい。 The dose of siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid to MEK is preferably, for example, 50 nM to 10 μM, and more preferably, for example, 50 to 200 nM when added to the culture medium of cultured cells. When administered to an animal, it is preferable to administer, for example, 50 to 500 mg / kg body weight once a day once a day.
MEK阻害剤又はMEKに対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸は、それ自体を投与してもよいし、適宜の薬理学的に許容される添加剤と混合した医薬組成物として製剤化したものを投与してもよい。医薬組成物の好ましい形態は、上述したものと同様である。 The siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid against MEK inhibitor or MEK may be administered as such, or may be formulated as a pharmaceutical composition mixed with an appropriate pharmacologically acceptable additive. May be administered. Preferred forms of the pharmaceutical composition are the same as those described above.
(ERK阻害剤又はERK発現抑制剤)
1実施形態において、本発明は、ERK阻害剤又はERKに対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸を有効成分とする、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の抑制剤を提供する。本実施形態において、ERKは、ERK1であってもERK2であってもよい。
(ERK inhibitor or ERK expression inhibitor)
In one embodiment, the present invention provides an ERK inhibitor or an inhibitor of phospholipid hydroperoxide-dependent cell death comprising an siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid as an active ingredient against ERK. In the present embodiment, the ERK may be ERK1 or ERK2.
後述するように、発明者らは、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の実行因子に、ERKが含まれることを明らかにした。したがって、ERK阻害剤又はERKに対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸は、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の抑制剤として使用することができる。 As described below, the present inventors have revealed that ERK is involved in the execution factor of phospholipid hydroperoxide-dependent cell death. Therefore, siRNAs, shRNAs, ribozymes or antisense nucleic acids against ERK inhibitors or ERK can be used as inhibitors of phospholipid hydroperoxide dependent cell death.
ERK阻害剤としては、例えば、ERK Inhibitor({3−(2−アミノエチル)−5−[(4−エトキシフェニル)メチレン]−2,4−チアゾリジンジオン,HCl})、ERK Inhibitor II({5−(2−フェニル−ピラゾロ[1,5−a]ピリジン−3−イル)−1H−ピラゾロ[3,4−c]ピリダジン−3−イルアミン})等が挙げられる。ERKに対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸は、ERKの発現を抑制することができるものであれば特に制限されない。 Examples of the ERK inhibitor include, for example, ERK Inhibitor ({3- (2-aminoethyl) -5-[(4-ethoxyphenyl) methylene] -2,4-thiazolidinedione, HCl}), ERK Inhibitor II (# 5 -(2-phenyl-pyrazolo [1,5-a] pyridin-3-yl) -1H-pyrazolo [3,4-c] pyridazin-3-ylamine}) and the like. The siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid for ERK is not particularly limited as long as it can suppress ERK expression.
ERK阻害剤の投与量は、培養細胞の培地に添加する場合には、例えば、1〜100μMが好ましく、例えば、5〜20μMが好ましい。また、動物に投与する場合には、例えば1回あたり2〜10mg/kg体重を1日1回投与することが好ましい。 When the dose of the ERK inhibitor is added to the culture medium of the cultured cells, for example, 1 to 100 μM is preferable, and for example, 5 to 20 μM is preferable. When administered to an animal, it is preferable to administer, for example, 2 to 10 mg / kg of body weight at a time, once a day.
ERKに対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸の投与量は、培養細胞の培地に添加する場合には、例えば、50nM〜10μMが好ましく、例えば、50〜200nMが好ましい。また、動物に投与する場合には、例えば1回あたり50〜500mg/kg体重を1日1回投与することが好ましい。 The dose of siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid to ERK is preferably, for example, 50 nM to 10 μM, and more preferably, for example, 50 to 200 nM when added to the culture medium of cultured cells. When administered to an animal, it is preferable to administer, for example, 50 to 500 mg / kg body weight once a day once a day.
ERK阻害剤又はERKに対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸は、それ自体を投与してもよいし、適宜の薬理学的に許容される添加剤と混合した医薬組成物として製剤化したものを投与してもよい。医薬組成物の好ましい形態は、上述したものと同様である。 The siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid against the ERK inhibitor or ERK may be administered as such, or may be formulated as a pharmaceutical composition mixed with an appropriate pharmacologically acceptable additive. May be administered. Preferred forms of the pharmaceutical composition are the same as those described above.
(Cdadc1homolog、C87436又はAbhd2の発現抑制剤)
1実施形態において、本発明は、Cdadc1homolog、C87436又はAbhd2に対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸を有効成分とする、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の抑制剤を提供する。
(Cdadc1homolog, C87436 or Abhd2 expression inhibitor)
In one embodiment, the present invention provides an inhibitor of phospholipid hydroperoxide-dependent cell death, comprising as an active ingredient siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid against Cdadcl1 homolog, C87436 or Abhd2.
後述するように、発明者らは、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の実行因子に、Cdadc1homolog、C87436、Abhd2が含まれることを明らかにした。したがって、Cdadc1homolog、C87436又はAbhd2に対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸は、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の抑制剤として使用することができる。 As described below, the present inventors have revealed that Cdadclhomolog, C87436, and Abhd2 are included in the execution factors of phospholipid hydroperoxide-dependent cell death. Thus, siRNAs, shRNAs, ribozymes or antisense nucleic acids against Cdadc1homolog, C87436 or Abhd2 can be used as inhibitors of phospholipid hydroperoxide-dependent cell death.
Cdadc1homolog、C87436又はAbhd2に対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸は、Cdadc1homolog、C87436又はAbhd2の発現を抑制することができるものであれば特に制限されない。 The siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid against Cdadc1homolog, C87436 or Abhd2 is not particularly limited as long as it can suppress the expression of Cdadc1homolog, C87436 or Abhd2.
Cdadc1homolog、C87436又はAbhd2に対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸の投与量は、培養細胞の培地に添加する場合には、例えば、50nM〜10μMが好ましく、例えば、50〜200nMが好ましい。また、動物に投与する場合には、例えば1回あたり50〜500mg/kg体重を1日1回投与することが好ましい。 The dose of siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid to Cdadcl1 homolog, C87436 or Abhd2 is preferably, for example, 50 nM to 10 μM, and more preferably, for example, 50 to 200 nM when added to the culture medium of cultured cells. When administered to an animal, it is preferable to administer, for example, 50 to 500 mg / kg body weight once a day once a day.
Cdadc1homolog、C87436又はAbhd2に対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸は、それ自体を投与してもよいし、適宜の薬理学的に許容される添加剤と混合した医薬組成物として製剤化したものを投与してもよい。医薬組成物の好ましい形態は、上述したものと同様である。 SiRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid against Cdadcl1 homolog, C87436 or Abhd2 may be administered as such, or may be formulated as a pharmaceutical composition mixed with an appropriate pharmacologically acceptable additive. May be administered. Preferred forms of the pharmaceutical composition are the same as those described above.
[リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が関連する疾患の予防又は治療剤]
(ビタミンE又はその誘導体)
1実施形態において、本発明は、ビタミンE又はその誘導体を有効成分とする、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が関連する疾患の予防又は治療剤を提供する。
[Preventive or therapeutic agent for diseases associated with phospholipid hydroperoxide-dependent cell death]
(Vitamin E or its derivatives)
In one embodiment, the present invention provides a preventive or therapeutic agent for a disease associated with phospholipid hydroperoxide-dependent cell death, comprising vitamin E or a derivative thereof as an active ingredient.
別の実施形態において、本発明は、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が関連する疾患の予防又は治療のためのビタミンE又はその誘導体を提供する。 In another embodiment, the present invention provides vitamin E or a derivative thereof for the prevention or treatment of a disease associated with phospholipid hydroperoxide-dependent cell death.
別の実施形態において、本発明は、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が関連する疾患の予防又は治療剤の製造のためのビタミンE又はその誘導体の使用を提供する。 In another embodiment, the present invention provides the use of vitamin E or a derivative thereof for the manufacture of a prophylactic or therapeutic agent for a disease associated with phospholipid hydroperoxide-dependent cell death.
別の実施形態において、本発明は、ビタミンE又はその誘導体の有効量を、治療を必要とする患者に投与することを含む、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が関連する疾患の予防又は治療方法を提供する。 In another embodiment, the present invention provides a method for preventing or treating a disease associated with phospholipid hydroperoxide-dependent cell death, comprising administering to a patient in need thereof an effective amount of vitamin E or a derivative thereof. I will provide a.
後述するように、発明者らは、ビタミンE又はその誘導体をインビトロで又はインビボで投与することにより、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死を抑制することができることを見出した。したがって、ビタミンE又はその誘導体は、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が関連する疾患の予防又は治療剤として使用することができる。 As described below, the present inventors have found that administration of vitamin E or a derivative thereof in vitro or in vivo can suppress phospholipid hydroperoxide-dependent cell death. Therefore, vitamin E or a derivative thereof can be used as an agent for preventing or treating a disease associated with phospholipid hydroperoxide-dependent cell death.
ビタミンEの誘導体としては、トロロックス(2,5,7,8−テトラメチル−6−ヒドロキシクロマン−2−カルボン酸)、トログリタゾン(5−[[4−[(3,4−ジヒドロ−6−ヒドロキシ−2,5,7,8−テトラメチル−2H−1−ベンゾピラン−2−イル)メトキシ]−フェニル]メチル]−2,4−チアゾリジンジオン)等が挙げられる。 As derivatives of vitamin E, trolox (2,5,7,8-tetramethyl-6-hydroxychroman-2-carboxylic acid) and troglitazone (5-[[4-[(3,4-dihydro-6- Hydroxy-2,5,7,8-tetramethyl-2H-1-benzopyran-2-yl) methoxy] -phenyl] methyl] -2,4-thiazolidinedione).
ビタミンE又はその誘導体を投与する場合には、例えば1日あたり50〜260mg/kg体重を数回に分けて投与することが好ましい。 When administering vitamin E or a derivative thereof, it is preferable to administer, for example, 50 to 260 mg / kg body weight per day in several divided doses.
ビタミンE又はその誘導体は、それ自体を投与してもよいし、適宜の薬理学的に許容される添加剤と混合した医薬組成物として製剤化したものを投与してもよい。医薬組成物の好ましい形態は、上述したものと同様である。 Vitamin E or its derivative may be administered as it is, or may be administered as a pharmaceutical composition mixed with an appropriate pharmacologically acceptable additive. Preferred forms of the pharmaceutical composition are the same as those described above.
(CDK4阻害剤又はCDK4発現抑制剤)
1実施形態において、本発明は、CDK4阻害剤又はCDK4に対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸を有効成分とする、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が関連する疾患の予防又は治療剤を提供する。
(CDK4 inhibitor or CDK4 expression inhibitor)
In one embodiment, the present invention provides a CDK4 inhibitor or an agent for preventing or treating a disease associated with phospholipid hydroperoxide-dependent cell death, comprising siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid against CDK4 as an active ingredient. I do.
別の実施形態において、本発明は、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が関連する疾患の予防又は治療のためのCDK4阻害剤又はCDK4に対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸を提供する。 In another embodiment, the present invention provides a CDK4 inhibitor or siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid against CDK4 for the prevention or treatment of a disease associated with phospholipid hydroperoxide-dependent cell death.
別の実施形態において、本発明は、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が関連する疾患の予防又は治療剤の製造のためのCDK4阻害剤又はCDK4に対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸の使用を提供する。 In another embodiment, the present invention relates to the use of a CDK4 inhibitor or a siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid against CDK4 for the manufacture of a prophylactic or therapeutic agent for a disease associated with phospholipid hydroperoxide-dependent cell death. I will provide a.
別の実施形態において、本発明は、CDK4阻害剤又はCDK4に対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸の有効量を、治療を必要とする患者に投与することを含む、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が関連する疾患の予防又は治療方法を提供する。 In another embodiment, the present invention provides a phospholipid hydroperoxide-dependent method, comprising: administering to a patient in need of treatment a CDK4 inhibitor or an effective amount of an siRNA, shRNA, ribozyme, or antisense nucleic acid for CDK4. Provided is a method for preventing or treating a disease associated with cell death.
後述するように、発明者らは、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の実行因子に、CDK4が含まれることを明らかにした。したがって、CDK4阻害剤又はCDK4に対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸は、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が関連する疾患の予防又は治療剤として使用することができる。 As described below, the present inventors have revealed that CDK4 is involved in the execution factor of phospholipid hydroperoxide-dependent cell death. Therefore, a CDK4 inhibitor or an siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid against CDK4 can be used as a preventive or therapeutic agent for a disease associated with phospholipid hydroperoxide-dependent cell death.
CDK4阻害剤としては、例えば、3−ATA(3−アミノ−9−チオ[10H]−アクリドン)、NSC−625987(1,4−ジメトキシ−9−チオ[10H]−アクリドン)等が挙げられる。CDK4に対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸は、CDK4の発現を抑制することができるものであれば特に制限されない。 Examples of the CDK4 inhibitor include 3-ATA (3-amino-9-thio [10H] -acridone), NSC-625987 (1,4-dimethoxy-9-thio [10H] -acridone) and the like. The siRNA, shRNA, ribozyme, or antisense nucleic acid for CDK4 is not particularly limited as long as it can suppress CDK4 expression.
CDK4阻害剤を投与する場合には、例えば1回あたり1〜50mg/kg体重、より好ましくは、2〜10mg/kg体重を、1日1回投与することが好ましい。例えば、3−ATAは、1回あたり0.5〜10mg/kg体重、より好ましくは、1〜2mg/kg体重を、1日1回投与するとよい。 When a CDK4 inhibitor is administered, it is preferable to administer, for example, 1 to 50 mg / kg body weight per dose, more preferably 2 to 10 mg / kg body weight once a day. For example, 3-ATA may be administered at a dose of 0.5 to 10 mg / kg body weight, more preferably at a dose of 1 to 2 mg / kg body weight once a day.
CDK4に対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸の投与量は、例えば1回あたり50〜500mg/kg体重を1日1回投与することが好ましい。 The dose of siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid to CDK4 is preferably, for example, 50 to 500 mg / kg body weight per dose administered once a day.
CDK4阻害剤又はCDK4に対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸は、それ自体を投与してもよいし、適宜の薬理学的に許容される添加剤と混合した医薬組成物として製剤化したものを投与してもよい。医薬組成物の好ましい形態は、上述したものと同様である。 The CDK4 inhibitor or the siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid against CDK4 may be administered as such, or may be formulated as a pharmaceutical composition mixed with an appropriate pharmacologically acceptable additive. May be administered. Preferred forms of the pharmaceutical composition are the same as those described above.
(MEK阻害剤又はMEK発現抑制剤)
1実施形態において、本発明は、MEK阻害剤又はMEKに対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸を有効成分とする、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が関連する疾患の予防又は治療剤を提供する。
(MEK inhibitor or MEK expression inhibitor)
In one embodiment, the present invention provides a MEK inhibitor or an agent for preventing or treating a disease associated with phospholipid hydroperoxide-dependent cell death, comprising siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid as an active ingredient against MEK. I do.
別の実施形態において、本発明は、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が関連する疾患の予防又は治療のためのMEK阻害剤又はMEKに対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸を提供する。 In another embodiment, the present invention provides a MEK inhibitor or a siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid against MEK for the prevention or treatment of a disease associated with phospholipid hydroperoxide-dependent cell death.
別の実施形態において、本発明は、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が関連する疾患の予防又は治療剤の製造のためのMEK阻害剤又はMEKに対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸の使用を提供する。 In another embodiment, the present invention relates to the use of an siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid against a MEK inhibitor or MEK for the manufacture of a prophylactic or therapeutic agent for a disease associated with phospholipid hydroperoxide-dependent cell death. I will provide a.
別の実施形態において、本発明は、MEK阻害剤又はMEKに対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸の有効量を、治療を必要とする患者に投与することを含む、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が関連する疾患の予防又は治療方法を提供する。 In another embodiment, the invention provides a phospholipid hydroperoxide-dependent method comprising administering to a patient in need of treatment an effective amount of a siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid for a MEK inhibitor or MEK. Provided is a method for preventing or treating a disease associated with cell death.
後述するように、発明者らは、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の実行因子に、MEKが含まれることを明らかにした。したがって、MEK阻害剤又はMEKに対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸は、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が関連する疾患の予防又は治療剤として使用することができる。 As described below, the present inventors have revealed that MEK is involved in the execution factor of phospholipid hydroperoxide-dependent cell death. Therefore, the MEK inhibitor or siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid against MEK can be used as a preventive or therapeutic agent for a disease associated with phospholipid hydroperoxide-dependent cell death.
MEK阻害剤としては、例えば、MEK inhibitor I((2Z)−3−アミノ−3−[(2−アミノフェニル)スルファニル]−2−{3−[ヒドロキシ(ピリジン−4−イル)メチル]フェニル}プロパ−2−エンニトリル)、U−0126(1,4−ジアミノ−2,3−ジシアノ−1,4−ビス[2−アミノ−フェニルチオ]ブタジエン)等が挙げられる。MEKに対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸は、MEKの発現を抑制することができるものであれば特に制限されない。 Examples of MEK inhibitors include, for example, MEK inhibitor I ((2Z) -3-amino-3-[(2-aminophenyl) sulfanyl] -2- {3- [hydroxy (pyridin-4-yl) methyl] phenyl}. Prop-2-ennitrile), U-0126 (1,4-diamino-2,3-dicyano-1,4-bis [2-amino-phenylthio] butadiene) and the like. The siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid for MEK is not particularly limited as long as it can suppress the expression of MEK.
MEK阻害剤を投与する場合には、例えば1回あたり2〜10mg/kg体重を1日1回投与することが好ましい。 When the MEK inhibitor is administered, it is preferable to administer, for example, 2 to 10 mg / kg body weight once a day once a day.
MEKに対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸を投与する場合には、例えば1回あたり50〜500mg/kg体重を1日1回投与することが好ましい。 When administering siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid to MEK, it is preferable to administer, for example, 50 to 500 mg / kg body weight once a day once.
MEK阻害剤又はMEKに対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸は、それ自体を投与してもよいし、適宜の薬理学的に許容される添加剤と混合した医薬組成物として製剤化したものを投与してもよい。医薬組成物の好ましい形態は、上述したものと同様である。 The siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid against MEK inhibitor or MEK may be administered as such, or may be formulated as a pharmaceutical composition mixed with an appropriate pharmacologically acceptable additive. May be administered. Preferred forms of the pharmaceutical composition are the same as those described above.
(ERK阻害剤又はERK発現抑制剤)
1実施形態において、本発明は、ERK阻害剤又はERKに対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸を有効成分とする、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が関連する疾患の予防又は治療剤を提供する。
(ERK inhibitor or ERK expression inhibitor)
In one embodiment, the present invention provides an ERK inhibitor or an agent for preventing or treating a disease associated with phospholipid hydroperoxide-dependent cell death, comprising an siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid as an active ingredient against ERK. I do.
別の実施形態において、本発明は、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が関連する疾患の予防又は治療のためのERK阻害剤又はERKに対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸を提供する。 In another embodiment, the present invention provides an siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid against an ERK inhibitor or ERK for the prevention or treatment of a disease associated with phospholipid hydroperoxide-dependent cell death.
別の実施形態において、本発明は、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が関連する疾患の予防又は治療剤の製造のためのERK阻害剤又はERKに対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸の使用を提供する。 In another embodiment, the present invention relates to the use of an siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid against an ERK inhibitor or ERK for the manufacture of a prophylactic or therapeutic agent for a disease associated with phospholipid hydroperoxide-dependent cell death. I will provide a.
別の実施形態において、本発明は、ERK阻害剤又はERKに対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸の有効量を、治療を必要とする患者に投与することを含む、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が関連する疾患の予防又は治療方法を提供する。 In another embodiment, the present invention relates to a phospholipid hydroperoxide-dependent method comprising administering to a patient in need thereof an effective amount of an siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid against an ERK inhibitor or ERK. Provided is a method for preventing or treating a disease associated with cell death.
後述するように、発明者らは、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の実行因子に、ERKが含まれることを明らかにした。したがって、ERK阻害剤又はERKに対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸は、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が関連する疾患の予防又は治療剤として使用することができる。 As described below, the present inventors have revealed that ERK is involved in the execution factor of phospholipid hydroperoxide-dependent cell death. Therefore, an ERK inhibitor or siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid against ERK can be used as an agent for preventing or treating a disease associated with phospholipid hydroperoxide-dependent cell death.
ERK阻害剤としては、例えば、ERK Inhibitor({3−(2−アミノエチル)−5−[(4−エトキシフェニル)メチレン]−2,4−チアゾリジンジオン,HCl})、ERK Inhibitor II({5−(2−フェニル−ピラゾロ[1,5−a]ピリジン−3−イル)−1H−ピラゾロ[3,4−c]ピリダジン−3−イルアミン})等が挙げられる。ERKに対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸は、ERKの発現を抑制することができるものであれば特に制限されない。 Examples of the ERK inhibitor include, for example, ERK Inhibitor ({3- (2-aminoethyl) -5-[(4-ethoxyphenyl) methylene] -2,4-thiazolidinedione, HCl}), ERK Inhibitor II (# 5 -(2-phenyl-pyrazolo [1,5-a] pyridin-3-yl) -1H-pyrazolo [3,4-c] pyridazin-3-ylamine}) and the like. The siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid for ERK is not particularly limited as long as it can suppress ERK expression.
ERK阻害剤を投与する場合には、例えば1回あたり2〜10mg/kg体重を1日1回投与することが好ましい。 When the ERK inhibitor is administered, it is preferable to administer, for example, 2 to 10 mg / kg body weight once a day once a day.
ERKに対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸を投与する場合には、例えば1回あたり50〜500mg/kg体重を1日1回投与することが好ましい。 When administering siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid to ERK, it is preferable to administer, for example, 50 to 500 mg / kg body weight once a day, for example.
ERK阻害剤又はERKに対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸は、それ自体を投与してもよいし、適宜の薬理学的に許容される添加剤と混合した医薬組成物として製剤化したものを投与してもよい。医薬組成物の好ましい形態は、上述したものと同様である。 The siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid against the ERK inhibitor or ERK may be administered as such, or may be formulated as a pharmaceutical composition mixed with an appropriate pharmacologically acceptable additive. May be administered. Preferred forms of the pharmaceutical composition are the same as those described above.
(Cdadc1homolog、C87436又はAbhd2の発現抑制剤)
1実施形態において、本発明は、Cdadc1homolog、C87436又はAbhd2に対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸を有効成分とする、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が関連する疾患の予防又は治療剤を提供する。
(Cdadc1homolog, C87436 or Abhd2 expression inhibitor)
In one embodiment, the present invention provides a prophylactic or therapeutic agent for a disease associated with phospholipid hydroperoxide-dependent cell death, comprising an siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid as an active ingredient against Cdadcl1 homolog, C87436 or Abhd2. I do.
別の実施形態において、本発明は、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が関連する疾患の予防又は治療のための、Cdadc1homolog、C87436又はAbhd2に対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸を提供する。 In another embodiment, the present invention provides an siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid against Cdadclhomolog, C87436 or Abhd2 for the prevention or treatment of a disease associated with phospholipid hydroperoxide-dependent cell death.
別の実施形態において、本発明は、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が関連する疾患の予防又は治療剤の製造のための、Cdadc1homolog、C87436又はAbhd2に対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸の使用を提供する。 In another embodiment, the present invention relates to the production of an siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid against Cdadclhomoglog, C87436 or Abhd2 for the manufacture of a prophylactic or therapeutic agent for a disease associated with phospholipid hydroperoxide-dependent cell death. Provide use.
別の実施形態において、本発明は、Cdadc1homolog、C87436又はAbhd2に対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸の有効量を、治療を必要とする患者に投与することを含む、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が関連する疾患の予防又は治療方法を提供する。 In another embodiment, the present invention relates to a phospholipid hydroperoxide-dependent method, comprising administering to a patient in need of said treatment an effective amount of an siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid against Cdadc1homolog, C87436 or Abhd2. Provided is a method for preventing or treating a disease associated with cell death.
後述するように、発明者らは、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の実行因子に、Cdadc1homolog、C87436、Abhd2が含まれることを明らかにした。したがって、Cdadc1homolog、C87436又はAbhd2に対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸は、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が関連する疾患の予防又は治療剤として使用することができる。 As described below, the present inventors have revealed that Cdadclhomolog, C87436, and Abhd2 are included in the execution factors of phospholipid hydroperoxide-dependent cell death. Therefore, siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid against Cdadc1homolog, C87436 or Abhd2 can be used as an agent for preventing or treating a disease associated with phospholipid hydroperoxide-dependent cell death.
Cdadc1homolog、C87436又はAbhd2に対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸は、Cdadc1homolog、C87436又はAbhd2の発現を抑制することができるものであれば特に制限されない。 The siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid against Cdadc1homolog, C87436 or Abhd2 is not particularly limited as long as it can suppress the expression of Cdadc1homolog, C87436 or Abhd2.
Cdadc1homolog、C87436又はAbhd2に対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸を投与する場合には、例えば1回あたり50〜500mg/kg体重を1日1回投与することが好ましい。 When administering siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid to Cdadcl1 homolog, C87436 or Abhd2, it is preferable to administer, for example, 50 to 500 mg / kg body weight once a day once a day.
Cdadc1homolog、C87436又はAbhd2に対する、siRNA、shRNA、リボザイム若しくはアンチセンス核酸は、それ自体を投与してもよいし、適宜の薬理学的に許容される添加剤と混合した医薬組成物として製剤化したものを投与してもよい。医薬組成物の好ましい形態は、上述したものと同様である。 SiRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid against Cdadcl1 homolog, C87436 or Abhd2 may be administered as such, or may be formulated as a pharmaceutical composition mixed with an appropriate pharmacologically acceptable additive. May be administered. Preferred forms of the pharmaceutical composition are the same as those described above.
上述した、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が関連する疾患としては、例えば心不全、不整脈性突然死等が挙げられる。後述するように、発明者らは、マウスを用いたインビボの実験において、上記の予防又は治療剤が、心不全(不整脈性突然死)を予防できることを明らかにした。 The above-mentioned diseases associated with phospholipid hydroperoxide-dependent cell death include, for example, heart failure and sudden arrhythmic death. As described below, the present inventors have shown in an in vivo experiment using mice that the above preventive or therapeutic agent can prevent heart failure (sudden arrhythmic death).
次に実施例を示して本発明を更に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples.
[実験例1]
(タモキシフェン誘導型PHGPx欠損MEF細胞株の樹立)
PHGPx欠損細胞死のメカニズムを明らかにするために、タモキシフェン誘導型PHGPx欠損MEF細胞株を樹立した。この細胞は、タモキシフェンを培地に加えると24時間以内にCre−loxPシステムによりPHGPxゲノム遺伝子が欠失する。
[Experimental example 1]
(Establishment of tamoxifen-induced PHGPx-deficient MEF cell line)
To elucidate the mechanism of PHGPx-deficient cell death, a tamoxifen-induced PHGPx-deficient MEF cell line was established. In these cells, the PHGPx genomic gene is deleted by the Cre-loxP system within 24 hours when tamoxifen is added to the medium.
具体的には、PHGPx遺伝子ノックアウトマウス(PHGPx−/−)に、loxP配列に挟まれたPHGPx遺伝子(loxP−PHGPx)を遺伝子導入(Tg)した、Tg(loxP−PHGPx):PHGPx−/−マウスと、PHGPx+/−マウスを交配させた。続いて、遺伝子型がTg(loxP−PHGPx):PHGPx−/−である13.5日胚から、マウス胎仔線維芽細胞(MEF)を調製した。続いて、得られた細胞にSV40ウイルスのT抗原遺伝子を遺伝子導入することにより不死化した。続いて、得られた細胞にタモキシフェン誘導型CreERT2遺伝子を導入した。これにより、タモキシフェン誘導型PHGPx欠損MEF細胞株が得られた。 Specifically, Tg (loxP-PHGPx): PHGPx − / − mouse in which a PHGPx gene (loxP-PHGPx) flanked by loxP sequences was transfected (Tg) into a PHGPx gene knockout mouse (PHGPx − / − ). And PHGPx +/− mice were bred. Subsequently, mouse fetal fibroblasts (MEF) were prepared from 13.5 day embryos whose genotype was Tg (loxP-PHGPx): PHGPx − / − . Subsequently, the cells were immortalized by introducing the T antigen gene of SV40 virus into the obtained cells. Subsequently, the tamoxifen-induced CreERT2 gene was introduced into the obtained cells. As a result, a tamoxifen-induced PHGPx-deficient MEF cell line was obtained.
なお、CreERT2とは、エストロゲン受容体と融合タンパク質にしたCre(CreER)を、エストロゲンに反応せず、タモキシフェンに反応するように変異させたものである。タモキシフェン誘導型PHGPx欠損MEF細胞株の培地にタモキシフェンを添加すると、CreER2のエストロゲン受容体部分にタモキシフェンが結合し、エストロゲン受容体の核移行シグナルが露出する。その結果、CreER2が核内へ移行し、loxPで挟まれたPHGPxゲノム遺伝子が破壊される。添加するタモキシフェンの濃度は終濃度1μM程度でよい。 In addition, CreERT2 is obtained by mutating Cre (CreER), which is a fusion protein with an estrogen receptor, so that it does not react with estrogen but reacts with tamoxifen. When tamoxifen is added to the medium of a tamoxifen-induced PHGPx-deficient MEF cell line, tamoxifen binds to the estrogen receptor portion of CreER2, exposing a nuclear translocation signal of the estrogen receptor. As a result, CreER2 translocates into the nucleus, and the PHGPx genomic gene flanked by loxP is destroyed. The concentration of tamoxifen to be added may be about 1 μM final concentration.
[実験例2]
(タモキシフェン誘導型PHGPx欠損MEF細胞株へのタモキシフェンの投与)
タモキシフェン誘導型PHGPx欠損MEF細胞株の培地に終濃度1μMのタモキシフェンを添加した。続いて、タモキシフェン添加から0、24及び48時間後の細胞を回収し、抗PHGPx抗体を用いたウエスタンブロッティングにより、各細胞サンプル中のPHGPxタンパク質の量を測定した。
[Experimental example 2]
(Administration of Tamoxifen to Tamoxifen-Induced PHGPx-Deficient MEF Cell Line)
Tamoxifen at a final concentration of 1 μM was added to the medium of the tamoxifen-induced PHGPx-deficient MEF cell line. Subsequently, cells were collected at 0, 24 and 48 hours after the addition of tamoxifen, and the amount of PHGPx protein in each cell sample was measured by Western blotting using an anti-PHGPx antibody.
図2は、PHGPxタンパク質を検出するウエスタンブロッティングの結果を示す写真である。その結果、タモキシフェン投与から24時間以内にPHGPxタンパク質の発現量が減少することが確認された。 FIG. 2 is a photograph showing the result of Western blotting for detecting PHGPx protein. As a result, it was confirmed that the expression level of PHGPx protein was reduced within 24 hours after tamoxifen administration.
[実験例3]
(PHGPx欠損細胞におけるリン脂質ヒドロペルオキシドの検出)
タモキシフェン誘導型PHGPx欠損MEF細胞株の培地に終濃度1μMのタモキシフェンを添加し、生成されるリン脂質ヒドロペルオキシドを検出した。検出には、液体クロマトグラフィー(LC)−エレクトロスプレーイオン化質量分析(ESI−MS)/質量分析(MS)を用いた。
[Experimental example 3]
(Detection of phospholipid hydroperoxide in PHGPx-deficient cells)
Tamoxifen at a final concentration of 1 μM was added to the medium of the tamoxifen-induced PHGPx-deficient MEF cell line, and the generated phospholipid hydroperoxide was detected. Liquid chromatography (LC) -electrospray ionization mass spectrometry (ESI-MS) / mass spectrometry (MS) was used for detection.
液体クロマトグラフィーには、ACQUITY UPLC装置(ウォーターズ社)を用い、質量分析には、四重極リニアイオントラップ質量分析システム(商品名4000 Q−TRAP、エービー・サイエックス社)を用いた。液体クロマトグラフィーのカラムには、ACQUITY UPLC(商標)BEH C18カラム(0.17μm、150mm×1.0mm)を使用した。 An ACQUITY UPLC apparatus (Waters) was used for liquid chromatography, and a quadrupole linear ion trap mass spectrometry system (trade name: 4000 Q-TRAP, AB CYX) was used for mass spectrometry. As a column for liquid chromatography, an ACQUITY UPLC (trademark) BEH C18 column (0.17 μm, 150 mm × 1.0 mm) was used.
タモキシフェン添加から、0、12、24、36及び48時間後の各細胞から抽出した全リン脂質画分のサンプルをオートサンプラーに供し、移動相A(アセトニトリル/メタノール/水=2:2:1(v/v)、0.1%ほう酸、0.028%アンモニア):移動相B(イソプロパノール、0.1%ほう酸、0.028%アンモニア)の100:0(0〜5分)、50:50(5〜25分)、50:50(25〜49分)、100:0(59〜60分)及び100:0(60〜75分)のステップグラジエント、流量70μL/分、カラム温度30℃の条件で分離した。 Samples of the total phospholipid fraction extracted from each cell at 0, 12, 24, 36 and 48 hours after the addition of tamoxifen were subjected to an autosampler, and mobile phase A (acetonitrile / methanol / water = 2: 2: 1 ( v / v), 0.1% boric acid, 0.028% ammonia: 100: 0 (0-5 minutes), 50:50 of mobile phase B (isopropanol, 0.1% boric acid, 0.028% ammonia) (5-25 minutes), 50:50 (25-49 minutes), 100: 0 (59-60 minutes) and 100: 0 (60-75 minutes) step gradient, flow rate 70 μL / min, column temperature 30 ° C. Separated under conditions.
MS/MS解析は、MRM(Multi Reaction Monitoring)の手法を用いてネガティブイオンモードで実施した。イオンスプレー電圧は、−4500Vに設定した。窒素ガスを障壁ガス及びコリジョンガスとして使用した。酸化リン脂質の検出において、コリジョンエネルギーは20−65eVに設定した。装置のスキャンレンジは、m/z 50〜950、スキャンスピード1000Th/秒に設定した。Q0トラッピングをオンにし、リニアイオントラップフィルタイムを10ミリ秒に設定した。デクラスタリングポテンシャルを−105Vに設定した。Q1の解像度を「ユニット」に設定した。ホスファチジルコリンヒドロペルオキシド(18:0:20:4由来)の特徴的なフラグメンテーションパターンは、ドウェル タイム50ミリ秒、デクラスタリングポテンシャルを−80Vに設定した。Q1及びO3の解像度はユニットに設定し、Q1は886m/z、O3は283m/z(コリジョンエネルギー−60eV)及び335m/z(コリジョンエネルギー−45eV)に設定した。 The MS / MS analysis was performed in a negative ion mode using the technique of MRM (Multi Reaction Monitoring). The ion spray voltage was set to -4500V. Nitrogen gas was used as barrier gas and collision gas. In the detection of oxidized phospholipids, the collision energy was set at 20-65 eV. The scan range of the apparatus was set at m / z 50 to 950, and the scan speed was 1000 Th / sec. Q0 trapping was turned on and the linear ion trap filter time was set to 10 milliseconds. The declustering potential was set at -105V. The resolution of Q1 was set to “unit”. The characteristic fragmentation pattern of phosphatidylcholine hydroperoxide (from 18: 0: 20: 4) was set at a dwell time of 50 ms and a declustering potential of -80V. The resolution of Q1 and O3 was set to the unit, Q1 was set to 886 m / z, O3 was set to 283 m / z (collision energy-60 eV) and 335 m / z (collision energy-45 eV).
図3は、タモキシフェン誘導型PHGPx欠損MEF細胞株の培地に終濃度1μMのタモキシフェンを添加後、0、12、24、36及び48時間後の細胞内で、18:0(ステアリン酸)、20:4(アラキドン酸)をもつホスファチジルコリン(PC)から酸化により生成した酸化一次生成物であるリン脂質ヒドロペルオキシド(PCOOH)の生成量を経時的に示したグラフである。タモキシフェンの添加から24時間後をピークに、アラキドン酸を含むリン脂質の酸化一次生成物であるリン脂質ヒドロペルオキシドが生成された。DHAを含むリン脂質の酸化一次生成物であるリン脂質ヒドロペルオキシドも同様な結果が得られている(図なし)。 FIG. 3 shows that after adding tamoxifen at a final concentration of 1 μM to the culture medium of the tamoxifen-induced PHGPx-deficient MEF cell line, the cells at 0, 12, 24, 36, and 48 hours were 18: 0 (stearic acid), 20: 4 is a graph showing the amount of phospholipid hydroperoxide (PCOOH), which is an oxidized primary product generated by oxidation from phosphatidylcholine (PC) having 4 (arachidonic acid), over time. At 24 hours after the addition of tamoxifen, phospholipid hydroperoxide, which is a primary oxidation product of phospholipid containing arachidonic acid, was produced. Similar results were obtained with phospholipid hydroperoxide, which is a primary oxidation product of phospholipids containing DHA (not shown).
[実験例4]
(PHGPx欠損細胞のMTTアッセイ)
タモキシフェン誘導型PHGPx欠損MEF細胞株の培地に終濃度1μMのタモキシフェンを添加し、MTTアッセイにより、細胞の生存率を測定した。また、タモキシフェンと同時に終濃度200μMのビタミンE添加群についても同様の検討を行った。
[Experimental example 4]
(MTT assay of PHGPx-deficient cells)
Tamoxifen at a final concentration of 1 μM was added to the medium of the tamoxifen-induced PHGPx-deficient MEF cell line, and the cell viability was measured by the MTT assay. In addition, the same examination was performed for a vitamin E-added group having a final concentration of 200 μM at the same time as tamoxifen.
より具体的には、タモキシフェンの添加から24、48及び72時間後の細胞の培地にMTT(3−[4,5−dimethylthiazol−2−yl]−2,5−diphenyl tetrazolium bromid)を添加し、4時間後に各細胞をジメチルスルホキシド(DMSO)に溶解し、540nmにおける吸光度を測定した。 More specifically, MTT (3- [4,5-dimethylthiazol-2-yl] -2,5-diphenyltetrazolium bromide) was added to the medium of the cells 24, 48 and 72 hours after the addition of tamoxifen, After 4 hours, each cell was dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO), and the absorbance at 540 nm was measured.
図4は、MTTアッセイの結果を示すグラフである。タモキシフェン添加から48時間後から72時間の間に細胞死が起こることが明らかとなった。また、ビタミンEの添加により細胞死が完全に抑制されることが明らかとなった。 FIG. 4 is a graph showing the results of the MTT assay. It became clear that cell death occurred between 48 hours and 72 hours after the addition of tamoxifen. Moreover, it became clear that cell death was completely suppressed by the addition of vitamin E.
[実験例5]
(リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死とアポトーシスとの比較)
リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死(PHGPx欠損による細胞死)が、アポトーシスによる細胞死経路を介しているのか否かについて詳細に検討した。
[Experimental example 5]
(Comparison between phospholipid hydroperoxide-dependent cell death and apoptosis)
It was examined in detail whether phospholipid hydroperoxide-dependent cell death (cell death due to PHGPx deficiency) is mediated through the cell death pathway by apoptosis.
タモキシフェン誘導型PHGPx欠損MEF細胞株の培地に、カスパーゼ阻害剤であるZ−VAD−FMKを終濃度50μM、ミトコンドリアタンパク質であるアポトーシス誘導因子(AIF)の放出阻害剤であるDHIQを終濃度300μM、ビタミンE誘導体であるトロロックスを終濃度400μM添加したもの、及び、対照として何も添加していない細胞を用意した。各細胞に終濃度1μMのタモキシフェンを同時に添加した。タモキシフェン、阻害剤添加3日後にKeyence社のオールインワン顕微鏡にて、ランダムに20枚の写真を撮り、付着している生細胞の数をカウントした。対物レンズにPlan Flour ELWD20x0.45(Nicon)を用いて10倍で観察した(一視野 877.5μm×661.2μm)。細胞生存率(%)は、タモキシフェンを添加せずに、3日培養した時の細胞数を100%として表した。 In the culture medium of a tamoxifen-induced PHGPx-deficient MEF cell line, a caspase inhibitor, Z-VAD-FMK, was added at a final concentration of 50 μM, a mitochondrial protein apoptosis-inducing factor (AIF) release inhibitor, DHIQ, at a final concentration of 300 μM, A trolox, which is an E derivative, to which a final concentration of 400 μM was added, and cells to which nothing was added as a control were prepared. Tamoxifen at a final concentration of 1 μM was added simultaneously to each cell. Three days after the addition of tamoxifen and the inhibitor, 20 photos were randomly taken with a Keyence all-in-one microscope, and the number of viable cells attached was counted. Observation was performed at 10 × magnification using a Plan Flour ELWD 20 × 0.45 (Nicon) as an objective lens (one field of view: 877.5 μm × 661.2 μm). The cell viability (%) was expressed assuming that the number of cells when cultured for 3 days without adding tamoxifen was 100%.
結果を図5(a)に示す。カスパーゼ阻害剤、AIF系の阻害剤では、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死を抑制することができなかった。一方ビタミンE誘導体であるトロロックスは細胞死を抑制することができた。 The results are shown in FIG. Caspase inhibitors and AIF-based inhibitors could not suppress phospholipid hydroperoxide-dependent cell death. On the other hand, Trolox, a vitamin E derivative, was able to suppress cell death.
次に、タモキシフェン誘導型PHGPx欠損MEF細胞株の培地にアポトーシス誘導試薬であるスタウロスポリンを終濃度0.5μMで添加したものと、タモキシフェンを終濃度1μMで添加したものを用意した。5時間後、24時間後、48時間後に、各細胞を、蛍光免疫染色し、シトクロムC及び活性化カスパーゼ3を染色した。また、TUNEL(TdT−mediated dUTP nick end labeling)法によりアポトーシスの特徴であるDNAの断片化を検出した。 Next, a culture medium of a tamoxifen-induced PHGPx-deficient MEF cell line was prepared by adding a staurosporine, an apoptosis-inducing reagent, to a final concentration of 0.5 μM and a tamoxifen at a final concentration of 1 μM. After 5 hours, 24 hours and 48 hours, each cell was subjected to immunofluorescent staining to stain for cytochrome C and activated caspase-3. In addition, DNA fragmentation characteristic of apoptosis was detected by the TUNEL (TdT-mediated dUTP nickel end labeling) method.
結果を図5(b)に示す。スタウロスポリン処理では、5時間後にシトクロムCの放出が観察され、カスパーゼ3が活性化し、24時間後にはTUNEL陽性の細胞死(アポトーシス)が観察された。一方、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死では、シトクロムCの放出やカスパーゼ3の活性化は観察されなかった(図では48時間後を示したが、60時間後でも観察されなかった)。TUNEL染色のみ、核内にドット状の染色が観察されたが、DNAラダーは検出されなかった。 The results are shown in FIG. In the staurosporine treatment, cytochrome C release was observed 5 hours later, caspase 3 was activated, and TUNEL-positive cell death (apoptosis) was observed 24 hours later. On the other hand, in the phospholipid hydroperoxide-dependent cell death, release of cytochrome C and activation of caspase 3 were not observed (FIG. 48 shows the cells after 48 hours, but not after 60 hours). With TUNEL staining only, dot-like staining was observed in the nucleus, but no DNA ladder was detected.
以上のことから、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死は、典型的なアポトーシスとは異なることが明らかとなった。 From the above, it became clear that phospholipid hydroperoxide-dependent cell death is different from typical apoptosis.
[実験例6]
(リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死とネクローシスとの比較)
リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が、ネクローシスによるものか否かについて詳細に検討した。
[Experimental example 6]
(Comparison between phospholipid hydroperoxide-dependent cell death and necrosis)
Whether the phospholipid hydroperoxide-dependent cell death was due to necrosis was examined in detail.
タモキシフェン誘導型PHGPx欠損MEF細胞株の培地にタモキシフェンを終濃度1μMで添加し、細胞死の瞬間をタイムラプス解析で検討した。しかしながら、細胞死の瞬間にネクローシスの特徴である細胞の膨潤は観察されなかった。細胞死の直前に細胞が形を変形し、最後はシャーレよりはがれて突然致死となった(図示せず。)。 Tamoxifen was added to the culture medium of the tamoxifen-induced PHGPx-deficient MEF cell line at a final concentration of 1 μM, and the moment of cell death was examined by time-lapse analysis. However, at the moment of cell death, no cell swelling, characteristic of necrosis, was observed. Immediately before cell death, the cells deformed shape, and finally detached from the petri dish and suddenly died (not shown).
続いて、タモキシフェン誘導型PHGPx欠損MEF細胞株の培地に、ネクローシス誘導剤であるtert−ブチルヒドロペルオキシドを終濃度300mMで添加したものと、タモキシフェンを終濃度1μMで添加したものを用意した。30分後(tert−ブチルヒドロペルオキシド添加群)及び48時間後(タモキシフェン添加群)に、各細胞を、蛍光免疫染色し、ネクローシスの特徴であるHMGB1(High Mobility Group Box1)タンパク質の細胞質への放出を観察した。 Subsequently, tamoxifen-inducible PHGPx-deficient MEF cell line culture medium was prepared by adding tert-butyl hydroperoxide as a necrosis inducer at a final concentration of 300 mM, and tamoxifen at a final concentration of 1 μM. After 30 minutes (tert-butyl hydroperoxide added group) and 48 hours later (tamoxifen added group), each cell was subjected to fluorescent immunostaining, and the release of HMGB1 (High Mobility Group Box1) protein, which is a characteristic of necrosis, to the cytoplasm. Was observed.
図6(a)は、tert−ブチルヒドロペルオキシド添加30分後の結果を示す写真であり、図6(b)は、タモキシフェン添加48時間後の結果を示す写真である。なお、図6(a)及び(b)において、HMGB1の分布を赤で、核をHoechst(青)で染色した。 FIG. 6A is a photograph showing the result 30 minutes after the addition of tert-butyl hydroperoxide, and FIG. 6B is a photograph showing the result 48 hours after the addition of tamoxifen. 6 (a) and 6 (b), the distribution of HMGB1 was stained in red and the nucleus was stained in Hoechst (blue).
その結果、tert−ブチルヒドロペルオキシド添加による細胞死では、ネクローシスの指標であるHMGB1の核から細胞質への放出が観察されたのに対し、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死では、HMGB1は核にとどまっており細胞質への放出が認められなかった。 As a result, in cell death due to the addition of tert-butyl hydroperoxide, release of HMGB1, which is an indicator of necrosis, from the nucleus to the cytoplasm was observed, whereas in phospholipid hydroperoxide-dependent cell death, HMGB1 remained in the nucleus. And no release to the cytoplasm was observed.
以上のことから、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死は、ネクローシスとは異なることが明らかとなった。 From the above, it became clear that phospholipid hydroperoxide-dependent cell death is different from necrosis.
[実験例7]
(リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死とオートファジー性細胞死との比較)
リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が、オートファジー性細胞死によるものか否かについて詳細に検討した。オートファジー性細胞死を起こすためにはATG5遺伝子が必須であることが知られている。
[Experimental example 7]
(Comparison between phospholipid hydroperoxide-dependent cell death and autophagic cell death)
Whether or not phospholipid hydroperoxide-dependent cell death was due to autophagic cell death was examined in detail. It is known that the ATG5 gene is essential for causing autophagic cell death.
タモキシフェン誘導型PHGPx欠損MEF細胞株に、ATG5特異的shRNA(short hairpin RNA)を導入し、ATG5の発現をノックダウンした細胞を用意した。ATG5特異的shRNAとしては、ATG5 shRNA−3(配列番号7)及びATG5 shRNA−4(配列番号8)の2種類のshRNAを使用した。また、対照として、shRNA発現ベクターのみを導入した細胞を用意した。これらの細胞の培地に、タモキシフェンを終濃度1μMで添加し、24、36、48、60及び72時間後の細胞を、Keyence社のオールインワン顕微鏡にて、ランダムに20枚の写真を撮り、付着している生細胞の数をカウントした。細胞生存率(%)は、タモキシフェンを添加後24時間後の細胞数を100(%)とし、それぞれの時間の生細胞数の割合の変化を細胞生存率(%)として表した。 ATG5-specific shRNA (short hairpin RNA) was introduced into a tamoxifen-induced PHGPx-deficient MEF cell line, and cells in which ATG5 expression was knocked down were prepared. As the ATG5-specific shRNA, two types of shRNA, ATG5 shRNA-3 (SEQ ID NO: 7) and ATG5 shRNA-4 (SEQ ID NO: 8), were used. As a control, a cell into which only the shRNA expression vector was introduced was prepared. Tamoxifen was added to the culture medium of these cells at a final concentration of 1 μM, and the cells after 24, 36, 48, 60 and 72 hours were randomly photographed with a Keyence all-in-one microscope, and 20 photographs were taken. The number of living cells was counted. The cell viability (%) was expressed as the cell viability (%), where the number of cells 24 hours after the addition of tamoxifen was 100 (%), and the ratio of the viable cell number at each time was changed.
結果を図7(a)及び図7(b)に示す。ATG5の発現をノックダウンしても、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死を抑制することはできなかった。また、図7(b)に示すように、RT−PCRの結果から、shRNAの導入により、ATG5遺伝子の発現がノックダウンされたことが確認された。 The results are shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b). Knockdown of ATG5 expression failed to suppress phospholipid hydroperoxide-dependent cell death. In addition, as shown in FIG. 7 (b), the results of RT-PCR confirmed that the introduction of shRNA knocked down the expression of the ATG5 gene.
以上のことから、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死は、オートファジー性細胞死とは異なることが明らかとなった。 From the above, it became clear that phospholipid hydroperoxide-dependent cell death is different from autophagic cell death.
[実験例8]
(リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死とネクトローシスとの比較)
リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が、ネクトローシスによるものか否かについて詳細に検討した。ネクトローシスは、プログラムされたネクローシスとして知られる細胞死の1形態である。また、receptor−interacting protein kinase 1(Rip1)のノックダウンにより、ネクトローシスが顕著に抑制されることが知られている。
[Experimental example 8]
(Comparison between phospholipid hydroperoxide-dependent cell death and nectosis)
It was examined in detail whether phospholipid hydroperoxide-dependent cell death was due to necrosis. Nectosis is a form of cell death known as programmed necrosis. It is also known that knockdown of receptor-interacting protein kinase 1 (Rip1) significantly suppresses necrosis.
タモキシフェン誘導型PHGPx欠損MEF細胞株に、Rip1特異的shRNA(small hairpin RNA)を導入し、Rip1の発現をノックダウンした細胞を用意した。Rip1特異的shRNAとしては、Rip1 shRNA−4(配列番号9)を使用した。また、対照として、shRNA発現ベクターのみを導入した細胞、及び培地中に終濃度400μMでトロロックスを添加した細胞を用意した。これらの細胞の培地に、タモキシフェンを終濃度1μMで添加し、24時間後、72時間後の生細胞をKeyence社のオールインワン顕微鏡にて、ランダムに20枚の写真を撮り、付着している生細胞の数をカウントした。細胞生存率(%)は、タモキシフェンを添加後24時間後の細胞数を100(%)とし、72時間後の付着している生細胞数の割合を細胞生存率(%)として表した。 Rip1-specific shRNA (small hairpin RNA) was introduced into a tamoxifen-induced PHGPx-deficient MEF cell line, and cells in which Rip1 expression was knocked down were prepared. Rip1 shRNA-4 (SEQ ID NO: 9) was used as Rip1 specific shRNA. As controls, cells into which only the shRNA expression vector was introduced and cells into which Trolox was added at a final concentration of 400 μM in a medium were prepared. Tamoxifen was added to the culture medium of these cells at a final concentration of 1 μM, and the living cells after 24 hours and 72 hours were randomly photographed with a Keyence all-in-one microscope to obtain 20 live cells. Was counted. The cell viability (%) was expressed as the cell viability (%), where the number of cells 24 hours after the addition of tamoxifen was 100 (%) and the number of viable cells adhered 72 hours later.
結果を図8(a)及び図8(b)に示す。Rip1の発現をノックダウンしても、PHGPx欠損による細胞死を抑制することはできなかった。また、図8(b)に示すように、ウエスタンブロッティングの結果から、shRNAの導入により、Rip1タンパク質の発現がノックダウンされたことが確認された。 The results are shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b). Knockdown of Rip1 expression failed to suppress cell death due to PHGPx deficiency. In addition, as shown in FIG. 8 (b), the results of Western blotting confirmed that the expression of Rip1 protein was knocked down by the introduction of shRNA.
以上のことから、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死は、ネクトローシスとは異なることが明らかとなった。すなわち、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死は、アポトーシス、ネクローシス、オートファジー性細胞死、ネクトローシスとは異なる新規の細胞死であることが明らかとなった。 From the above, it became clear that phospholipid hydroperoxide-dependent cell death is different from necrosis. That is, it was revealed that phospholipid hydroperoxide-dependent cell death is a novel cell death different from apoptosis, necrosis, autophagic cell death, and necrosis.
[実験例9]
(リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死を抑制可能な化合物のスクリーニング)
約300種類の既知の酵素に対する阻害剤ライブラリー(文科省科研費・新学術領域・がん支援・化学療法基盤支援活動班・標準阻害剤キット)を用い、タモキシフェン誘導型PHGPx欠損MEF細胞株に、タモキシフェンを終濃度1μMで添加した場合の、72時間後の細胞死を抑制できる化合物をスクリーニングした。その結果、cyclin−dependent kinase 4(CDK4)の阻害剤である、3−ATA及びNSC625987、並びにmitogen−activated protein kinase kinase(MEK1/2)の阻害剤である、U−0126及びMEK inhibitorIの4種類の化合物が、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死を抑制できることを見出した。一方、p38及びJNKの阻害剤では、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死を抑制することができなかった。
[Experimental example 9]
(Screening of compounds capable of suppressing phospholipid hydroperoxide-dependent cell death)
A tamoxifen-induced PHGPx-deficient MEF cell line using a library of inhibitors for about 300 known enzymes (Kakenhi, MEXT, New Academic Area, Cancer Support, Chemotherapy Support Team, Standard Inhibitor Kit) A compound that can suppress cell death after 72 hours when tamoxifen was added at a final concentration of 1 μM was screened. As a result, 3-ATA and NSC625959, which are inhibitors of cyclin-dependent kinase 4 (CDK4), and U-0126 and MEK inhibitor 4, which are inhibitors of mitogen-activated protein kinase kinase (MEK1 / 2). Was found to be able to suppress phospholipid hydroperoxide-dependent cell death. On the other hand, p38 and JNK inhibitors could not suppress phospholipid hydroperoxide-dependent cell death.
[実験例10]
(CDK4、MEK1/2の阻害剤を使用した、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の抑制)
図9(a)は、CDK4の阻害剤である3−ATAを使用した、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の抑制の結果を示すグラフである。図9(b)は、MEK1/2の阻害剤であるU−0126を使用した、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の抑制の結果を示すグラフである。
[Experimental example 10]
(Suppression of phospholipid hydroperoxide-dependent cell death using inhibitors of CDK4 and MEK1 / 2)
FIG. 9A is a graph showing the results of suppression of phospholipid hydroperoxide-dependent cell death using 3-ATA, which is a CDK4 inhibitor. FIG. 9 (b) is a graph showing the results of suppression of phospholipid hydroperoxide-dependent cell death using U-0126 which is an inhibitor of MEK1 / 2.
タモキシフェン誘導型PHGPx欠損MEF細胞株の培地に、各濃度の3−ATA又はU−0126及び終濃度1μMのタモキシフェンを添加し、24時間後、72時間後の生細胞をKeyence社のオールインワン顕微鏡にて、ランダムに20枚の写真を撮り、付着している生細胞の数をカウントした。細胞生存率(%)は、タモキシフェンを添加後24時間後の細胞数を100(%)とし、72時間後の付着している生細胞数の割合を細胞生存率(%)として表した。 To the medium of the tamoxifen-induced PHGPx-deficient MEF cell line, 3-ATA or U-0126 at each concentration and tamoxifen at a final concentration of 1 μM were added, and 24 hours and 72 hours later, the live cells were analyzed using a Keyence All-in-One microscope. Twenty photographs were taken at random, and the number of viable cells attached was counted. The cell viability (%) was expressed as the cell viability (%), where the number of cells 24 hours after the addition of tamoxifen was 100 (%) and the number of viable cells adhered 72 hours later.
その結果、3−ATA及びU−0126のいずれも、濃度依存的にリン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死を抑制することが明らかとなった。 As a result, it was revealed that both 3-ATA and U-0126 suppressed phospholipid hydroperoxide-dependent cell death in a concentration-dependent manner.
図9(c)は、3−ATA、U−0126及びビタミンEの、インビトロにおけるリン脂質自動酸化抑制能を検討した結果を示すグラフである。ジリノレオイルフォスファチジルコリンのエタノール溶液中に、各濃度の3−ATA、U−0126及びビタミンEを添加し、イムロン1プレート(サーモフィッシャーサイエンティフィック社)にそれぞれの量で50μl加え、37度で乾固させ、更に一晩放置し自動酸化を行った。自動酸化により生成したリン脂質ヒドロペルオキシドの測定には、リン脂質ヒドロペルオキシドと反応して蛍光を発するプローブであるジヒドロローダミン123(DHR)(モレキュラープローブ社)を1μg/mlで30分反応させ、蛍光プレートリーダーにて蛍光量を測定した(励起波長:485nm、蛍光波長:530nm)。 FIG. 9 (c) is a graph showing the results of examining the ability of 3-ATA, U-0126 and vitamin E to inhibit phospholipid autoxidation in vitro. To a solution of dilinoleoyl phosphatidylcholine in ethanol was added 3-ATA, U-0126 and vitamin E at each concentration, and 50 μl of each amount was added to Imlon 1 plate (Thermo Fisher Scientific). The mixture was allowed to dry at room temperature and left standing overnight for auto-oxidation. For measurement of phospholipid hydroperoxide generated by auto-oxidation, dihydrorhodamine 123 (DHR) (Molecular Probes), which is a probe that emits fluorescence by reacting with phospholipid hydroperoxide, is reacted at 1 μg / ml for 30 minutes, and the fluorescence is measured. The amount of fluorescence was measured with a plate reader (excitation wavelength: 485 nm, fluorescence wavelength: 530 nm).
ビタミンEは、インビトロでリン脂質の自動酸化を抑制するが、3−ATA及びU−0126は、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死を抑制できる濃度において、インビトロでのリン脂質の自動酸化を抑制しないことが明らかとなった。このことから、3−ATA及びU−0126は、抗酸化能をもたず、CDK4及びMEK1/2活性を阻害することにより、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死を抑制していると考えられた。 Vitamin E inhibits phospholipid autoxidation in vitro, whereas 3-ATA and U-0126 do not inhibit phospholipid autoxidation in vitro at concentrations that can inhibit phospholipid hydroperoxide-dependent cell death It became clear. This suggests that 3-ATA and U-0126 have no antioxidant ability and inhibit CDK4 and MEK1 / 2 activities, thereby suppressing phospholipid hydroperoxide-dependent cell death. .
[実験例11]
(CDK4のキナーゼ活性がリン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死に必要である)
レトロウイルス感染系でshRNAをタモキシフェン誘導型PHGPx欠損MEF細胞に発現させることにより、CDK4のノックダウン細胞を作成し、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死を抑制できるか否かを検討した。
[Experimental example 11]
(Kinase activity of CDK4 is required for phospholipid hydroperoxide-dependent cell death)
By expressing shRNA in tamoxifen-induced PHGPx-deficient MEF cells in a retrovirus infection system, knockdown cells of CDK4 were prepared, and it was examined whether phospholipid hydroperoxide-dependent cell death could be suppressed.
図10(a)は、検討結果を示すグラフである。まず、タモキシフェン誘導型PHGPx欠損MEF細胞株に、CDK4特異的shRNA(配列番号10)を導入し、CDK4をノックダウンした細胞を用意した(Cdk4 KD)。対照として、ベクターのみを導入した細胞を用意した(Control)。更に、CDK4をノックダウンした細胞株にヒトCDK4発現ベクター(hCdk4)、キナーゼ活性が破壊されたヒトCDK4発現ベクター(hCdk4D158N)及び対照としてベクターのみ(mock)をそれぞれ導入した。続いて、各細胞に終濃度1μMのタモキシフェンを添加した。タモキシフェンの添加から24時間後、72時間後の生細胞をKeyence社のオールインワン顕微鏡にて、ランダムに20枚の写真を撮り、付着している生細胞の数をカウントした。細胞生存率(%)は、タモキシフェンを添加後24時間後の細胞数を100(%)とし、72時間後の付着している生細胞数の割合を細胞生存率(%)として表した。 FIG. 10A is a graph showing the result of the study. First, CDK4-specific shRNA (SEQ ID NO: 10) was introduced into a tamoxifen-induced PHGPx-deficient MEF cell line to prepare a cell in which CDK4 was knocked down (Cdk4 KD). As a control, cells into which only the vector was introduced were prepared (Control). Further, a human CDK4 expression vector (hCdk4), a human CDK4 expression vector (hCdk4D158N) in which kinase activity was disrupted, and a vector alone (mock) as a control were introduced into the cell line in which CDK4 was knocked down. Subsequently, tamoxifen at a final concentration of 1 μM was added to each cell. Twenty photographs were taken at random of all living cells 24 hours and 72 hours after the addition of tamoxifen with an all-in-one microscope of Keyence, and the number of living cells attached was counted. The cell viability (%) was expressed as the cell viability (%), where the number of cells 24 hours after the addition of tamoxifen was 100 (%) and the number of viable cells adhered 72 hours later.
なお、ここで導入したヒトCDK4遺伝子(配列番号16)は、上述のマウスCDK4特異的shRNAに耐性であった。すなわち、ヒトCDK4遺伝子は、上述のマウスCDK4特異的shRNAによって、ノックダウンされないものであった。 The human CDK4 gene (SEQ ID NO: 16) introduced here was resistant to the above-mentioned mouse CDK4-specific shRNA. That is, the human CDK4 gene was not knocked down by the mouse CDK4-specific shRNA.
その結果、CDK4のノックダウン細胞(Cdk4 KD/mock)では、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が抑制された。また、CDK4をノックダウンしたうえで、ヒトCDK4遺伝子を再導入した細胞(Cdk4 KD/hCdk4)では、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が回復した。一方、CDK4をノックダウンしたうえで、キナーゼ活性が破壊されたヒトCDK4遺伝子を導入した細胞(Cdk4 KD/hCdk4D158N)では、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が回復しなかった。なお、図中の星印は、5%未満の危険率で有意差があることを示す。 As a result, phospholipid hydroperoxide-dependent cell death was suppressed in CDK4 knockdown cells (Cdk4 KD / mock). Further, phospholipid hydroperoxide-dependent cell death was restored in cells in which the human CDK4 gene was re-introduced after knocking down CDK4 (Cdk4 KD / hCdk4). On the other hand, phospholipid hydroperoxide-dependent cell death was not restored in cells (Cdk4 KD / hCdk4D158N) into which CDK4 was knocked down and the human CDK4 gene in which kinase activity was disrupted was introduced. In addition, the star in the figure shows that there is a significant difference at a risk rate of less than 5%.
図10(b)に、ウエスタンブロッティングにより、CDK4タンパク質の発現を確認した結果を示す。 FIG. 10 (b) shows the result of confirming the expression of CDK4 protein by Western blotting.
以上の結果から、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死には、CDK4のキナーゼ活性が必要であることが明らかとなった。 The above results revealed that phospholipid hydroperoxide-dependent cell death requires CDK4 kinase activity.
(CDK4をノックダウンした細胞の作製)
上記実験例において、CDK4をノックダウンしたタモキシフェン誘導型PHGPx欠損MEF細胞は、次のようにして作製した。
(Preparation of cells knocking down CDK4)
In the above experimental example, tamoxifen-induced PHGPx-deficient MEF cells in which CDK4 was knocked down were prepared as follows.
まず、図33(a)に示す、shRNAベクター(piMG−drU6)のU6プロモーターの下流にCDK4特異的shRNA(配列番号10)をコードするDNA断片を組み込んだ。続いて、レトロウイルス感染系を利用して上記shRNAの発現カセットを対象細胞のゲノムに組み込み、CDK4特異的shRNAを発現させ、CDK4をノックダウンした細胞を得た。 First, a DNA fragment encoding a CDK4-specific shRNA (SEQ ID NO: 10) was incorporated downstream of the U6 promoter of the shRNA vector (piMG-drU6) shown in FIG. 33 (a). Subsequently, using the retrovirus infection system, the shRNA expression cassette was integrated into the genome of the target cell, CDK4-specific shRNA was expressed, and CDK4 knocked down cells were obtained.
図33(b)は、発現したshRNAからsiRNAが形成され、標的RNAが破壊される過程を示すモデル図である。shRNAベクターは、東京大学医学部 廣瀬謙三先生、名古屋大学医学部 菅生厚太郎先生より頂いた。後述するCDK4以外の遺伝子をノックダウンした細胞、並びに実験例7、8で使用したATG5及びRip1のノックダウン細胞も同様の方法により作製した。 FIG. 33 (b) is a model diagram showing a process in which siRNA is formed from the expressed shRNA and the target RNA is destroyed. The shRNA vector was provided by Dr. Kenzo Hirose, Faculty of Medicine, University of Tokyo and Dr. Kotaro Sugo, Faculty of Medicine, Nagoya University. Cells in which genes other than CDK4 described below were knocked down, and ATG5 and Rip1 knockdown cells used in Experimental Examples 7 and 8 were also prepared by the same method.
(CDK4の再発現)
再発現実験に用いたレトロウイルス感染系の高発現ベクターとしては、図34に示すpMXs−IRベクターを用いた。pMXs−IRベクターは、東京大学医科学研究所 北村俊雄先生に頂いた。後述する、CDK4以外の遺伝子の発現も同様の方法により行った。
(Reexpression of CDK4)
The pMXs-IR vector shown in FIG. 34 was used as a high expression vector of the retrovirus infection system used in the reexpression experiment. The pMXs-IR vector was provided by Dr. Toshio Kitamura, Institute of Medical Science, The University of Tokyo. Expression of genes other than CDK4, which will be described later, was also performed by the same method.
(PlatE細胞への遺伝子導入)
shRNAベクター及びpMXs−IRベクターからのレトロウイルスの調製には、PlatE細胞を使用した。PlatE細胞とは、ヒト胎児由来腎臓上皮細胞である293T細胞に、gag−pol遺伝子及びenv遺伝子が組み込まれた細胞である。
(Gene introduction into PlatE cells)
PlatE cells were used for retrovirus preparation from shRNA vectors and pMXs-IR vectors. PlatE cells are cells in which the gag-pol gene and the env gene have been incorporated into 293T cells, which are human embryonic kidney epithelial cells.
PlatE細胞は、10%FCS、2mMグルタミン(GIBCO)、100units/mlペニシリン(GIBCO)、100μg/mlストレプトマイシン(GIBCO)を含むダルベッコ変法イーグル培地(DMEM、日水製薬)を用いて、37℃にてCO2インキュベーターで培養した。 PlatE cells were grown at 37 ° C. using Dulbecco's modified Eagle's medium (DMEM, Nissui Pharmaceutical) containing 10% FCS, 2 mM glutamine (GIBCO), 100 units / ml penicillin (GIBCO), and 100 μg / ml streptomycin (GIBCO). And cultured in a CO 2 incubator.
PlatE細胞を5×105cells/シャーレで6cmシャーレ(CORNING)にまき、1日培養した。1.5mLチューブにDMEM FCS(−)を200μL、生成したプラスミドDNA(目的遺伝子を組み込んだshRNAベクター又はpMXs−IRベクター)を2μg/2μL、Plus Reagent(invitrogen、製品番号11514−015)8μLを加え、15分間室温放置した。次に、DMEM FCS(−)50μLとLipofectamine Reagent(invitrogen、製品番号18324−020)12μLをあらかじめ混ぜておいたものを上記の反応液に加え、15分室温放置した。リン酸緩衝液(PBS)で細胞を洗浄し、DMEM FCS(−)を1.728mL加えた。続いて、上記の反応液を細胞に添加し、37℃にて3時間CO2インキュベーター中に放置し、遺伝子導入を行った。その後、DMEM 10%FCS 6mLで反応液を置き換えて、37℃にて約48時間培養した。 PlatE cells were seeded on a 6 cm Petri dish (CORNING) at 5 × 10 5 cells / dish and cultured for 1 day. To a 1.5 mL tube, 200 μL of DMEM FCS (−), 2 μg / 2 μL of the generated plasmid DNA (shRNA vector or pMXs-IR vector incorporating a target gene), and 8 μL of Plus Reagent (invitrogen, product number 11514-015) are added. And left at room temperature for 15 minutes. Next, 50 μL of DMEM FCS (−) and 12 μL of Lipofectamine Reagent (invitrogen, product number 18324-020) were mixed in advance, and the mixture was added to the above reaction solution, and left at room temperature for 15 minutes. The cells were washed with a phosphate buffer (PBS), and 1.728 mL of DMEM FCS (-) was added. Subsequently, the above reaction solution was added to the cells, and the cells were allowed to stand at 37 ° C. for 3 hours in a CO 2 incubator to perform gene transfer. Thereafter, the reaction solution was replaced with 6 mL of DMEM 10% FCS, and the cells were cultured at 37 ° C. for about 48 hours.
(ウイルス液の調製)
続いて、培養上清を15mLチューブ(CORNING)に移し、3,000rpm、5分、4℃の条件で遠心した。上清を新しいチューブに移し、ウイルス液とした。
(Preparation of virus solution)
Subsequently, the culture supernatant was transferred to a 15 mL tube (CORNING) and centrifuged at 3,000 rpm for 5 minutes at 4 ° C. The supernatant was transferred to a new tube and used as a virus solution.
(ウイルスの感染)
ウイルス感染させる前日にタモキシフェン誘導型PHGPx欠損細胞を6cm シャーレ(CORNING)に1×105cells/シャーレでまき、1日培養した。最終濃度が8μg/mLになるようにPolybrene(商標)(Hexadimethrine bromide、SIGMA、カタログ番号H9268)を加えたウイルス液5mLを、細胞の培地を置き換えることにより感染させ、24時間培養後に培地を交換した。なお、Polybrene(商標)は、クリーンベンチ内において、滅菌水で10mg/mLとなるように溶解してフィルター滅菌し、使用時に希釈して用いた。
(Viral infection)
On the day before virus infection, tamoxifen-induced PHGPx-deficient cells were seeded on a 6 cm Petri dish (CORNING) at 1 × 10 5 cells / dish and cultured for one day. 5 mL of a virus solution to which Polybrene ™ (Hexadimethrine bromide, SIGMA, Catalog No. H9268) was added to a final concentration of 8 μg / mL was infected by replacing the cell culture medium, and the culture medium was replaced after 24 hours of culture. . Polybrene (trademark) was dissolved in sterile water to a concentration of 10 mg / mL in a clean bench, filter sterilized, and diluted at the time of use.
[実験例12]
(MEK1のキナーゼ活性がリン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死に必要である)
レトロウイルスでshRNAを発現させることにより、MEK1のノックダウン細胞を作成し、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死を抑制できるか否かを検討した。
[Experimental example 12]
(Kinase activity of MEK1 is required for phospholipid hydroperoxide-dependent cell death)
By expressing shRNA with a retrovirus, knockdown cells of MEK1 were prepared, and it was examined whether phospholipid hydroperoxide-dependent cell death could be suppressed.
図11(a)は、検討結果を示すグラフである。まず、タモキシフェン誘導型PHGPx欠損MEF細胞株に、MEK1特異的shRNA(配列番号11)を導入し、MEK1をノックダウンした細胞を用意した(MEK1 KD)。対照として、ベクターのみを導入した細胞を用意した(Control)。更に、MEK1をノックダウンした細胞にヒトMEK1発現ベクター(hMek1)、キナーゼ活性が破壊されたヒトMEK1発現ベクター(hMek1S222A)及び対照としてベクターのみ(mock)をそれぞれ導入した。続いて、各細胞に終濃度1μMのタモキシフェンを添加した。タモキシフェンの添加から24時間後、72時間後の生細胞をKeyence社のオールインワン顕微鏡にて、ランダムに20枚の写真を撮り、付着している生細胞の数をカウントした。細胞生存率(%)は、タモキシフェンを添加後24時間後の細胞数を100(%)とし、72時間後の付着している生細胞数の割合を細胞生存率(%)として表した。 FIG. 11A is a graph showing the examination result. First, MEK1-specific shRNA (SEQ ID NO: 11) was introduced into a tamoxifen-induced PHGPx-deficient MEF cell line, and a cell in which MEK1 was knocked down was prepared (MEK1 KD). As a control, cells into which only the vector was introduced were prepared (Control). Furthermore, a human MEK1 expression vector (hMek1), a human MEK1 expression vector in which kinase activity was disrupted (hMek1S222A), and a vector alone (mock) as a control were introduced into cells in which MEK1 was knocked down. Subsequently, tamoxifen at a final concentration of 1 μM was added to each cell. Twenty photographs were taken at random of all living cells 24 hours and 72 hours after the addition of tamoxifen with an all-in-one microscope of Keyence, and the number of living cells attached was counted. The cell viability (%) was expressed as the cell viability (%), where the number of cells 24 hours after the addition of tamoxifen was 100 (%) and the number of viable cells adhered 72 hours later.
なお、ここで導入したヒトMEK1遺伝子(配列番号17)は、上述のマウスMEK1特異的shRNAに耐性であった。すなわち、ヒトMEK1遺伝子は、上述のマウスMEK1特異的shRNAによって、ノックダウンされないものであった。 The introduced human MEK1 gene (SEQ ID NO: 17) was resistant to the above-mentioned mouse MEK1-specific shRNA. That is, the human MEK1 gene was not knocked down by the mouse MEK1-specific shRNA described above.
その結果、MEK1のノックダウン細胞(MEK1 KD/mock)では、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が抑制された。また、MEK1をノックダウンしたうえで、ヒトMEK1遺伝子を導入した細胞(MEK1 KD/hMek1)では、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が回復した。一方、MEK1をノックダウンしたうえで、キナーゼ活性が破壊されたヒトMEK1遺伝子を導入した細胞(MEK1 KD/hMek1S222A)では、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が回復しなかった。なお、図中の星印は、5%未満の危険率で有意差があることを示す。 As a result, phospholipid hydroperoxide-dependent cell death was suppressed in MEK1 knockdown cells (MEK1 KD / mock). In addition, phospholipid hydroperoxide-dependent cell death was restored in cells into which the human MEK1 gene was introduced after MEK1 was knocked down (MEK1 KD / hMek1). On the other hand, phospholipid hydroperoxide-dependent cell death was not restored in cells into which the human MEK1 gene in which kinase activity was disrupted after MEK1 was knocked down (MEK1 KD / hMek1S222A). In addition, the star in the figure shows that there is a significant difference at a risk rate of less than 5%.
図11(b)に、ウエスタンブロッティングにより、MEK1タンパク質の発現を確認した結果を示す。 FIG. 11 (b) shows the result of confirming the expression of MEK1 protein by Western blotting.
以上の結果から、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死には、MEK1のキナーゼ活性が必要であることが明らかとなった。 These results revealed that MEK1 kinase activity is required for phospholipid hydroperoxide-dependent cell death.
[実験例13]
(MEK1/2及びERKのリン酸化は、タモキシフェン添加後36時間以降で亢進する)
リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の過程で、いつMEKのリン酸化及びその基質であるERKのリン酸化が起きるのかについて検討した。
[Experimental example 13]
(Phosphorylation of MEK1 / 2 and ERK is enhanced 36 hours after tamoxifen addition)
We examined when phosphorylation of MEK and phosphorylation of its substrate, ERK, occur during the process of phospholipid hydroperoxide-dependent cell death.
タモキシフェン誘導型PHGPx欠損MEF細胞株の培地に、終濃度1μMでタモキシフェンを添加した。続いて、タモキシフェンの添加から、24、27、30、33、36、39、42、45及び48時間後の細胞サンプルを用いて、抗MEK抗体、抗リン酸化MEK抗体、抗ERK抗体及び抗リン酸化ERK抗体を用いたウエスタンブロッティングを行った。 Tamoxifen was added to the medium of the tamoxifen-induced PHGPx-deficient MEF cell line at a final concentration of 1 μM. Subsequently, using the cell samples 24, 27, 30, 33, 36, 39, 42, 45 and 48 hours after the addition of tamoxifen, the anti-MEK antibody, anti-phosphorylated MEK antibody, anti-ERK antibody and anti-phosphorus antibody were used. Western blotting using an oxidized ERK antibody was performed.
図12(a)及び図12(b)は、ウエスタンブロッティングの結果を示す写真である。その結果、タモキシフェンの添加後36〜45時間でMEK1/2のリン酸化が亢進し、タモキシフェンの添加後36〜48時間でERK2のリン酸化が亢進していることが明らかになった。ERK1のリン酸化の亢進は見られなかった。タモキシフェンを添加しない場合は、この時間におけるMEK及びERK2のリン酸化は見られなかった(図なし)。 FIGS. 12A and 12B are photographs showing the results of Western blotting. As a result, it became clear that phosphorylation of MEK1 / 2 was enhanced 36 to 45 hours after the addition of tamoxifen, and phosphorylation of ERK2 was enhanced 36 to 48 hours after the addition of tamoxifen. No enhancement of ERK1 phosphorylation was observed. When tamoxifen was not added, no phosphorylation of MEK and ERK2 was observed at this time (not shown).
[実験例14]
(ERK2のノックダウンはリン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死を抑制する)
レトロウイルスでshRNAを発現させることにより、ERK2のノックダウン細胞を作成し、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死を抑制できるか否かを検討した。
[Experimental example 14]
(Knockdown of ERK2 suppresses phospholipid hydroperoxide-dependent cell death)
By expressing shRNA with a retrovirus, knockdown cells of ERK2 were prepared, and it was examined whether phospholipid hydroperoxide-dependent cell death can be suppressed.
図13(a)は、検討結果を示すグラフである。まず、タモキシフェン誘導型PHGPx欠損MEF細胞株に、ERK2特異的shRNA(配列番号12)を導入し、ERK2をノックダウンした細胞を用意した(Erk2 shRNA−2)。対照として、ベクターのみを導入した細胞を用意した(mock)。続いて、各細胞に終濃度1μMのタモキシフェンを添加した。タモキシフェンの添加から24時間後、72時間後の生細胞をKeyence社のオールインワン顕微鏡にて、ランダムに20枚の写真を撮り、付着している生細胞の数をカウントした。細胞生存率(%)は、タモキシフェンを添加後24時間後の細胞数を100(%)とし、72時間後の付着している生細胞数の割合を細胞生存率(%)として表した。 FIG. 13A is a graph showing the examination result. First, ERK2-specific shRNA (SEQ ID NO: 12) was introduced into a tamoxifen-induced PHGPx-deficient MEF cell line, and a cell in which ERK2 was knocked down was prepared (Erk2 shRNA-2). As a control, cells into which only the vector was introduced were prepared (mock). Subsequently, tamoxifen at a final concentration of 1 μM was added to each cell. Twenty photographs were taken at random of all living cells 24 hours and 72 hours after the addition of tamoxifen with an all-in-one microscope of Keyence, and the number of living cells attached was counted. The cell viability (%) was expressed as the cell viability (%), where the number of cells 24 hours after the addition of tamoxifen was 100 (%) and the number of viable cells adhered 72 hours later.
その結果、ERK2のノックダウン細胞(Erk2 shRNA−2)では、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の抑制が認められ、ERK2をノックダウンするとリン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が抑制されることが明らかとなった。 As a result, suppression of phospholipid hydroperoxide-dependent cell death was observed in ERK2 knockdown cells (Erk2 shRNA-2), and it was clear that knockdown of ERK2 suppressed phospholipid hydroperoxide-dependent cell death. It became.
図13(b)に、ウエスタンブロッティングにより、ERK1及びERK2タンパク質の発現を確認した結果を示す。 FIG. 13 (b) shows the results of confirming the expression of ERK1 and ERK2 proteins by Western blotting.
以上の結果から、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死には、MEKの下流で、ERK2が関与していると考えられた。 These results suggest that ERK2 is involved in phospholipid hydroperoxide-dependent cell death downstream of MEK.
[実験例15]
(リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死経路において、リン脂質ヒドロペルオキシドの生成及びCDK4は、MEK1/2の上流で機能している)
タモキシフェンの添加から39時間後に生じるMEK及びERKのリン酸化が、タモキシフェンの添加から24時間後に生じるリン脂質ヒドロペルオキシドの生成やCDK4の活性化の下流で機能しているか否かを検討した。具体的には、タモキシフェン誘導型PHGPx欠損MEF細胞株の培地に、脂質酸化抑制剤である、ビタミンE誘導体のトロロックス(終濃度400μM)、及びCDK4阻害剤である3−ATA(終濃度10μM)を、終濃度1μMのタモキシフェンと同時に添加し、タモキシフェンの添加から39時間後に生じるMEKとERK2のリン酸化を、ウエスタンブロッティングにより検討した。
[Experimental example 15]
(In the phospholipid hydroperoxide-dependent cell death pathway, phospholipid hydroperoxide production and CDK4 function upstream of MEK1 / 2)
It was examined whether the phosphorylation of MEK and ERK occurring 39 hours after the addition of tamoxifen functions downstream of the production of phospholipid hydroperoxide and activation of CDK4 occurring 24 hours after the addition of tamoxifen. Specifically, in the culture medium of a tamoxifen-induced PHGPx-deficient MEF cell line, the lipid oxidation inhibitor, vitamin E derivative trolox (final concentration: 400 μM), and the CDK4 inhibitor 3-ATA (final concentration: 10 μM) Was added simultaneously with tamoxifen at a final concentration of 1 μM, and the phosphorylation of MEK and ERK2 occurring 39 hours after the addition of tamoxifen was examined by Western blotting.
図14(a)は、ウエスタンブロッティングの結果を示す写真である。その結果、トロロックス、3−ATA添加によりMEKとERK2のリン酸化の亢進が抑制されたことから、脂質酸化、CDK4の活性化の下流にMEK−ERK2経路が位置することが明らかになった。 FIG. 14A is a photograph showing the result of Western blotting. As a result, the enhancement of the phosphorylation of MEK and ERK2 was suppressed by the addition of Trolox and 3-ATA, which revealed that the MEK-ERK2 pathway was located downstream of lipid oxidation and CDK4 activation.
図14(b)は、以上の結果から明らかになったリン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死経路の一部を示すモデル図である。 FIG. 14 (b) is a model diagram showing a part of the phospholipid hydroperoxide-dependent cell death pathway clarified from the above results.
[実験例16]
(リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死経路において、CDK4は、リン脂質ヒドロペルオキシドの生成の下流で機能している)
CDK4及びMEK1の活性化が、リン脂質ヒドロペルオキシドの生成の下流で機能しているか否かをフローサイトメトリーにより検討した。
[Experimental example 16]
(In the phospholipid hydroperoxide-dependent cell death pathway, CDK4 functions downstream of phospholipid hydroperoxide production)
Whether or not CDK4 and MEK1 activation functioned downstream of phospholipid hydroperoxide production was examined by flow cytometry.
図15は、フローサイトメトリーの結果を示すグラフである。タモキシフェン誘導型PHGPx欠損MEF細胞にCDK4特異的shRNA(配列番号10)を導入した細胞(Cdk4 KD)、及びMEK1特異的shRNA(配列番号11)を導入した細胞(Mek1 KD)を用意した。また、対照として、ベクターのみを導入した細胞(Control)を用意した。各細胞を、終濃度1μMのタモキシフェンの存在下又は非存在下で24時間インキュベート後、リン脂質ヒドロペルオキシドの生成を検出できる蛍光色素であるH2DCFDAで染色し、フローサイトメトリーで測定した。 FIG. 15 is a graph showing the results of flow cytometry. Cells in which CDK4-specific shRNA (SEQ ID NO: 10) was introduced into tamoxifen-induced PHGPx-deficient MEF cells (Cdk4 KD) and cells in which MEK1-specific shRNA (SEQ ID NO: 11) was introduced (Mek1 KD) were prepared. As a control, a cell (Control) into which only the vector was introduced was prepared. Each cell was incubated for 24 hours in the presence or absence of tamoxifen at a final concentration of 1 μM, and then stained with H2DCFDA, a fluorescent dye capable of detecting the production of phospholipid hydroperoxide, and measured by flow cytometry.
その結果、CDK4又はMEK1をノックダウンした細胞においても、タモキシフェンの添加により、リン脂質ヒドロペルオキシドが増加することが確認された。この結果から、CDK4及びMEK1の活性化が、リン脂質ヒドロペルオキシドの生成の下流で機能していることが明らかとなった。 As a result, it was confirmed that addition of tamoxifen increased phospholipid hydroperoxide even in cells in which CDK4 or MEK1 had been knocked down. The results revealed that CDK4 and MEK1 activation functioned downstream of phospholipid hydroperoxide production.
図16に、以上の結果から明らかとなった、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死経路のモデル図を示す。PHGPxが欠損すると、リン脂質の酸化一次生成物であるリン脂質ヒドロペルオキシドが、24時間後をピークとして上昇する。その下流でCDK4が活性化し、36時間後以降にMAPキナーゼ経路のMEK、ERKがリン酸化され、48時間後から72時間の間で細胞死を引き起こす。 FIG. 16 shows a model diagram of the phospholipid hydroperoxide-dependent cell death pathway clarified from the above results. When PHGPx is deficient, phospholipid hydroperoxide, which is a primary product of oxidation of phospholipids, rises after 24 hours. Downstream, CDK4 is activated, and after 36 hours, MEK and ERK of the MAP kinase pathway are phosphorylated, causing cell death between 48 hours and 72 hours.
[実験例17]
(レンチウイルスshRNAライブラリーを用いた、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の実行因子の同定)
リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の実行因子を同定するために、レンチウイルス網羅的shRNAライブラリー(SBI社)を用いたスクリーニングを行った。このシステムでは、shRNAの配列が、Genechip(商品名、アフィメトリクス社)に結合するように作成されているため、shRNAの配列の同定にGenechipを利用することができる。
[Experimental example 17]
(Identification of Executing Factors for Phospholipid Hydroperoxide-Dependent Cell Death Using Lentivirus shRNA Library)
In order to identify the execution factor of phospholipid hydroperoxide-dependent cell death, screening using a lentivirus comprehensive shRNA library (SBI) was performed. In this system, since the shRNA sequence is created so as to bind to Genechip (trade name, Affymetrix), Genechip can be used for identification of the shRNA sequence.
まず、網羅的shRNAを発現することができるプール型のレンチウイルスを、タモキシフェン誘導型PHGPx欠損MEF細胞に感染させ、shRNA発現細胞を作製した。このshRNA発現細胞の培地に終濃度1μMのタモキシフェンを添加し、通常であれば完全に細胞死が起きる96時間後に生き残っていた細胞を回収した。回収した細胞からRNAを抽出し、細胞に導入されていたshRNA配列を含むcDNAを数回増幅し、Genechipのプローブを作成し、マイクロアレイ解析を行った。 First, tamoxifen-induced PHGPx-deficient MEF cells were infected with a pool-type lentivirus capable of expressing a comprehensive shRNA to prepare shRNA-expressing cells. Tamoxifen at a final concentration of 1 μM was added to the medium of the shRNA-expressing cells, and the cells that had survived 96 hours after cell death normally occurred were collected. RNA was extracted from the collected cells, cDNA containing the shRNA sequence introduced into the cells was amplified several times, Genechip probes were prepared, and microarray analysis was performed.
図17は、shRNAライブラリーのスクリーニング手順の概要を示す図である。2回の実験により、2つに分けたレンチウイルス感染細胞をタモキシフェン添加後96時間後にも生存していた細胞と、タモキシフェン未添加状態で96時間後に生存している全ての細胞に含まれるshRNA配列を増幅したプローブを用いてGenechipを行い、タモキシフェン添加細胞で未添加細胞よりも濃縮されたプローブを検出した。2回の実験で濃縮された共通の細胞死実行因子の同定を試みた結果、細胞死実行因子の候補として151個の遺伝子を得た。 FIG. 17 is a diagram showing an outline of a procedure for screening an shRNA library. According to two experiments, the shRNA sequences contained in the two lentivirus-infected cells that survived 96 hours after the addition of tamoxifen and the shRNA sequences contained in all the cells that survived 96 hours after the addition of tamoxifen were not added. Genechip was carried out using the probe obtained by amplifying, and a probe more concentrated in the tamoxifen-added cells than in the non-added cells was detected. Attempts to identify a common cell death executive factor enriched in the two experiments resulted in the acquisition of 151 genes as candidate cell death executive factors.
[実験例18]
(レトロウイルス感染系を用いた単独shRNAの発現による、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の実行因子の候補遺伝子の確定)
同定されたリン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の実行因子の候補遺伝子151遺伝子それぞれをノックダウンし、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の抑制効果を検討した。
[Experimental example 18]
(Identification of candidate genes for the execution factor of phospholipid hydroperoxide-dependent cell death by expression of single shRNA using retrovirus infection system)
Each of the identified 151 candidate genes for the phospholipid hydroperoxide-dependent cell death executive factor was knocked down, and the effect of suppressing phospholipid hydroperoxide-dependent cell death was examined.
タモキシフェン誘導型PHGPx欠損MEF細胞に、候補遺伝子のshRNA発現ベクターを、レトロウイルス感染系を用いて1種類ずつ導入し、各候補遺伝子をノックダウンした細胞を作製した。各細胞の培地に終濃度1μMのタモキシフェンを添加し、96時間後の細胞死の抑制効果を測定した。具体的には、タモキシフェンの添加から24時間後、96時間後の生細胞をKeyence社のオールインワン顕微鏡にて、ランダムに20枚の写真を撮り、付着している生細胞の数をカウントした。細胞生存率(%)は、タモキシフェンを添加後96時間後の細胞数を100(%)とし、96時間後の付着している生細胞数の割合を細胞生存率(%)として計算した。 A shRNA expression vector of a candidate gene was introduced into tamoxifen-induced PHGPx-deficient MEF cells one by one using a retrovirus infection system, and cells in which each candidate gene was knocked down were prepared. Tamoxifen at a final concentration of 1 μM was added to the medium of each cell, and the inhibitory effect on cell death after 96 hours was measured. Specifically, 20 photographs were taken at random of the living cells 24 hours and 96 hours after the addition of tamoxifen using an all-in-one microscope of Keyence, and the number of viable cells attached was counted. The cell viability (%) was calculated assuming that the number of cells 96 hours after the addition of tamoxifen was 100 (%) and the ratio of the number of viable cells adhered 96 hours after the addition of tamoxifen was the cell viability (%).
図18は、151個の候補遺伝子について、タモキシフェンの添加から24時間後の細胞数に対する、タモキシフェンの添加から96時間後の細胞数の割合(細胞生存率(%))が高い順に並べた結果を示すグラフである。 FIG. 18 shows the results of 151 candidate genes arranged in descending order of the ratio of the number of cells 96 hours after the addition of tamoxifen to the number of cells 24 hours after the addition of tamoxifen (cell viability (%)). It is a graph shown.
リアルタイムPCRにより目的遺伝子の発現抑制を確認でき、かつCDK4のノックダウン細胞よりもリン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死を強く抑制できる遺伝子を17個見出した。また、リアルタイムPCRにより目的遺伝子の発現抑制を確認でき、かつリン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死を抑制する効果が、MEK1のノックダウン細胞よりも高く、CDK4のノックダウン細胞よりも低い遺伝子を20個見出した。 By real-time PCR, expression suppression of the target gene was confirmed, and 17 genes were found which could more strongly suppress phospholipid hydroperoxide-dependent cell death than CDK4 knockdown cells. In addition, the suppression of expression of the target gene can be confirmed by real-time PCR, and the effect of suppressing phospholipid hydroperoxide-dependent cell death is higher than that of MEK1 knockdown cells and lower than that of CDK4 knockdown cells. I found it.
これらの37個の遺伝子には、アポトーシス等の既知の細胞死に関与する遺伝子は全く含まれていなかった。この結果は、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が新規の細胞死であることを更に支持するものである。 These 37 genes did not include any genes involved in known cell death such as apoptosis. This result further supports that phospholipid hydroperoxide-dependent cell death is a novel cell death.
[実験例19]
(Cdadc1homologは、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の実行因子である)
上述した候補遺伝子の中から、Cdadc1homolog遺伝子(配列番号2)を見出した。本遺伝子は、新規遺伝子であった。ホモロジー検索の結果から、Cdadc1homologは、Cdcadc1の新しいバリアントであることが予想された。しかしながら、Cdadc1も機能未知の遺伝子であった。Cdadc1は、シチジンdCMPデアミナーゼドメインを2つ有すると推定されたが、Cdadc1homologは、シチジンdCMPデアミナーゼドメインを1つのみ有していると推定された。また、Cdadc1homologは、C末端の5つのアミノ酸以外はCdadc1と同一のアミノ酸配列を有していた。Cdadc1homologのアミノ酸配列を配列番号1に示す。図19(a)は、Cdadc1homolog遺伝子及びCdadc1 variant−2(Cdadc1 tv2)遺伝子の構造を示す図である。
[Experimental example 19]
(Cdadcl1 homolog is an executive of phospholipid hydroperoxide-dependent cell death)
Among the candidate genes described above, the Cdadcl1 homolog gene (SEQ ID NO: 2) was found. This gene was a novel gene. From the results of the homology search, Cdadcl1 homolog was predicted to be a new variant of Cdcadc1. However, Cdadc1 was also a gene of unknown function. Cdadc1 was presumed to have two cytidine dCMP deaminase domains, whereas Cdadc1homolog was presumed to have only one cytidine dCMP deaminase domain. Cdadc1homolog had the same amino acid sequence as Cdadc1 except for the five C-terminal amino acids. The amino acid sequence of Cdadcl1 homolog is shown in SEQ ID NO: 1. FIG. 19A is a diagram showing the structure of the Cdadc1homolog gene and the Cdadc1 variant-2 (Cdadc1 tv2) gene.
レトロウイルス感染系でshRNAを発現させることにより、Cdadc1homologのノックダウン細胞を作成し、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死を抑制できるか否かを検討した。 By expressing shRNA in a retrovirus infection system, knockdown cells of Cdadc1homolog were prepared, and it was examined whether phospholipid hydroperoxide-dependent cell death could be suppressed.
図19(b)は、検討結果を示すグラフである。まず、タモキシフェン誘導型PHGPx欠損MEF細胞株に、Cdadc1homolog特異的shRNA(配列番号13)を導入し、Cdadc1homologをノックダウンした細胞を用意した(Cdadc1h KD)。対照として、ベクターのみを導入した細胞を用意した(Control)。更に、これらの細胞にCdadc1homolog発現ベクター(Cdadc1h)、Cdadc1 variant−2の発現ベクター(Cdadc1tv2)、及び対照としてベクターのみ(mock)をそれぞれ導入した。 FIG. 19B is a graph showing the result of the study. First, Cdadc1homolog-specific shRNA (SEQ ID NO: 13) was introduced into a tamoxifen-induced PHGPx-deficient MEF cell line, and cells in which Cdadc1homolog was knocked down were prepared (Cdadc1h KD). As a control, cells into which only the vector was introduced were prepared (Control). Furthermore, a Cdadc1homolog expression vector (Cdadc1h), a Cdadc1 variant-2 expression vector (Cdadc1tv2), and a vector alone (mock) as a control were introduced into these cells.
続いて、各細胞に終濃度1μMのタモキシフェンを添加した。タモキシフェンの添加から24時間後、96時間後の生細胞をKeyence社のオールインワン顕微鏡にて、ランダムに20枚の写真を撮り、付着している生細胞の数をカウントした。細胞生存率(%)は、タモキシフェンを添加後96時間後の細胞数を100(%)とし、96時間後の付着している生細胞数の割合を細胞生存率(%)として計算した。 Subsequently, tamoxifen at a final concentration of 1 μM was added to each cell. Twenty photographs were taken at random of the living cells 24 hours and 96 hours after the addition of tamoxifen with a Keyence all-in-one microscope, and the number of living cells attached was counted. The cell viability (%) was calculated assuming that the number of cells 96 hours after the addition of tamoxifen was 100 (%) and the ratio of the number of viable cells adhered 96 hours after the addition of tamoxifen was the cell viability (%).
その結果、Cdadc1homologのノックダウン細胞(Cdadc1h KD/mock)では、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が抑制された。また、Cdadc1homologをノックダウンしたうえで、Cdadc1homolog遺伝子を導入した細胞(Cdadc1h KD/Cdadc1h)では、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が回復した。一方、Cdadc1homologをノックダウンしたうえで、Cdadc1 variant−2遺伝子を導入した細胞(Cdadc1h KD/Cdadc1tv2)では、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が回復しなかった。 As a result, phospholipid hydroperoxide-dependent cell death was suppressed in Cdadc1homolog knockdown cells (Cdadc1h KD / mock). In addition, in the cells into which the Cdadc1homolog gene was introduced after knocking down the Cdadc1homolog (Cdadc1h KD / Cdadc1h), phospholipid hydroperoxide-dependent cell death was recovered. On the other hand, in the cells into which the Cdadc1 variant-2 gene was introduced after knocking down Cdadc1homolog (Cdadc1h KD / Cdadc1tv2), phospholipid hydroperoxide-dependent cell death was not recovered.
以上の結果から、Cdadc1homologは、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の実行因子であることが明らかとなった。また、Cdadc1homologは、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死においてバリアント選択的な機能を有することが明らかとなった。 From the above results, it was revealed that Cdadcl1 homolog is an execution factor of phospholipid hydroperoxide-dependent cell death. In addition, it was revealed that Cdadcl1 homolog has a variant-selective function in phospholipid hydroperoxide-dependent cell death.
[実験例20]
(C87436は、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の実行因子である)
上述した候補遺伝子の中から、C87436遺伝子(配列番号4)を見出した。C87436遺伝子は、cDNAが報告されているのみの機能未知の遺伝子であった。
[Experimental example 20]
(C87436 is an executive of phospholipid hydroperoxide-dependent cell death)
C87436 gene (SEQ ID NO: 4) was found among the candidate genes described above. The C87436 gene was a gene of unknown function whose cDNA was only reported.
レトロウイルスでshRNAを発現させることにより、C87436のノックダウン細胞を作成し、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死を抑制できるか否かを検討した。 By expressing shRNA with a retrovirus, C87436 knockdown cells were prepared, and it was examined whether phospholipid hydroperoxide-dependent cell death could be suppressed.
図20は、検討結果を示すグラフである。まず、タモキシフェン誘導型PHGPx欠損MEF細胞株に、C87436特異的shRNA(配列番号14)を導入し、C87436をノックダウンした細胞を用意した(C87436 KD)。対照として、ベクターのみを導入した細胞を用意した(Control)。更に、これらの細胞にC87436発現ベクター(C87436)及び対照としてベクターのみ(mock)をそれぞれ導入した。なお、C87436発現ベクターに組み込んだC87436のcDNAは、C87436特異的shRNAによりノックダウンされないようサイレント変異を導入したものを用いた。 FIG. 20 is a graph showing the result of the study. First, C87436-specific shRNA (SEQ ID NO: 14) was introduced into a tamoxifen-induced PHGPx-deficient MEF cell line, and cells in which C87436 was knocked down were prepared (C87436 KD). As a control, cells into which only the vector was introduced were prepared (Control). Furthermore, a C87436 expression vector (C87436) and a vector alone (mock) were introduced into these cells as a control, respectively. The cDNA of C87436 incorporated in the C87436 expression vector used had a silent mutation introduced so as not to be knocked down by C87436-specific shRNA.
続いて、各細胞に終濃度1μMのタモキシフェンを添加した。タモキシフェンの添加から24時間後、96時間後の生細胞をKeyence社のオールインワン顕微鏡にて、ランダムに20枚の写真を撮り、付着している生細胞の数をカウントした。細胞生存率(%)は、タモキシフェンを添加後96時間後の細胞数を100(%)とし、96時間後の付着している生細胞数の割合を細胞生存率(%)として計算した。 Subsequently, tamoxifen at a final concentration of 1 μM was added to each cell. Twenty photographs were taken at random of the living cells 24 hours and 96 hours after the addition of tamoxifen with a Keyence all-in-one microscope, and the number of living cells attached was counted. The cell viability (%) was calculated assuming that the number of cells 96 hours after the addition of tamoxifen was 100 (%) and the ratio of the number of viable cells adhered 96 hours after the addition of tamoxifen was the cell viability (%).
その結果、C87436のノックダウン細胞(C87436 KD/mock)では、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が抑制された。また、C87436をノックダウンしたうえで、C87436遺伝子を導入した細胞(C87436 KD/C87436)では、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が回復した。 As a result, in C87436 knockdown cells (C87436 KD / mock), phospholipid hydroperoxide-dependent cell death was suppressed. In addition, in the cells into which the C87436 gene was introduced after knocking down C87436 (C87436 KD / C87436), phospholipid hydroperoxide-dependent cell death was restored.
以上の結果から、C87436は、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の実行因子であることが明らかとなった。 From the above results, it was revealed that C87436 is an execution factor of phospholipid hydroperoxide-dependent cell death.
[実験例21]
(Abhd2は、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の実行因子である)
上述した候補遺伝子の中から、Abhd2遺伝子を見出した。Abhd2遺伝子はalpha/beta hydrolaseドメイン構造を有する加水分解酵素であると考えられているが、その基質は明らかにされていない。
[Experimental example 21]
(Abhd2 is an executive of phospholipid hydroperoxide-dependent cell death)
Abhd2 gene was found among the candidate genes described above. The Abhd2 gene is thought to be a hydrolase having an alpha / beta hydrolase domain structure, but its substrate has not been clarified.
レトロウイルス感染系でshRNAを発現させることにより、Abhd2のノックダウン細胞を作成し、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死を抑制できるか否かを検討した。 Abhd2 knockdown cells were prepared by expressing shRNA in a retrovirus infection system, and it was examined whether phospholipid hydroperoxide-dependent cell death could be suppressed.
図21は、検討結果を示すグラフである。まず、タモキシフェン誘導型PHGPx欠損MEF細胞株に、Abhd2特異的shRNA(配列番号15)を導入し、Abhd2をノックダウンした細胞を用意した(Abhd2 KD)。対照として、ベクターのみを導入した細胞を用意した(Control)。更に、これらの細胞にAbhd2発現ベクター(Abhd2)及び対照としてベクターのみ(mock)をそれぞれ導入した。なお、Abhd2発現ベクターに組み込んだAbhd2のcDNAは、Abhd2特異的shRNAによりノックダウンされないようサイレント変異を導入したものを用いた。 FIG. 21 is a graph showing the examination results. First, Abhd2-specific shRNA (SEQ ID NO: 15) was introduced into a tamoxifen-inducible PHGPx-deficient MEF cell line, and cells in which Abhd2 was knocked down were prepared (Abhd2 KD). As a control, cells into which only the vector was introduced were prepared (Control). Further, an Abhd2 expression vector (Abhd2) and a vector alone (mock) as a control were introduced into these cells, respectively. The Abhd2 cDNA incorporated into the Abhd2 expression vector used had a silent mutation introduced so as not to be knocked down by Abhd2-specific shRNA.
続いて、各細胞に終濃度1μMのタモキシフェンを添加した。タモキシフェンの添加から24時間後、96時間後の生細胞をKeyence社のオールインワン顕微鏡にて、ランダムに20枚の写真を撮り、付着している生細胞の数をカウントした。細胞生存率(%)は、タモキシフェンを添加後96時間後の細胞数を100(%)とし、96時間後の付着している生細胞数の割合を細胞生存率(%)として計算した。 Subsequently, tamoxifen at a final concentration of 1 μM was added to each cell. Twenty photographs were taken at random of the living cells 24 hours and 96 hours after the addition of tamoxifen with a Keyence all-in-one microscope, and the number of living cells attached was counted. The cell viability (%) was calculated assuming that the number of cells 96 hours after the addition of tamoxifen was 100 (%) and the percentage of viable cells adhered 96 hours after the addition of tamoxifen was the cell viability (%).
その結果、Abhd2のノックダウン細胞(Abhd2 KD/mock)では、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が抑制された。また、Abhd2をノックダウンしたうえで、Abhd2遺伝子を導入した細胞(Abhd2 KD/Abhd2)では、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が回復した。 As a result, phospholipid hydroperoxide-dependent cell death was suppressed in Abhd2 knockdown cells (Abhd2 KD / mock). In addition, phospholipid hydroperoxide-dependent cell death was restored in cells (Abhd2 KD / Abhd2) into which Abhd2 gene was introduced after Abhd2 was knocked down.
以上の結果から、Abhd2は、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の実行因子であることが明らかとなった。 From the above results, it was revealed that Abhd2 is an execution factor of phospholipid hydroperoxide-dependent cell death.
[実験例22]
(Cdadc1homolog、C87436及びAbhd2は、アポトーシス、ネクローシスには関与しない)
リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が抑制されたCdadc1homologのノックダウン細胞、C87436のノックダウン細胞及びAbhd2のノックダウン細胞が、アポトーシス又はネクローシスを抑制できるか否かについて検討した。
[Experimental example 22]
(Cdadcl1 homolog, C87436 and Abhd2 are not involved in apoptosis and necrosis)
It was examined whether or not Cdadc1homolog knockdown cells, C87436 knockdown cells and Abhd2 knockdown cells in which phospholipid hydroperoxide-dependent cell death was suppressed can suppress apoptosis or necrosis.
図22(a)は、アポトーシスについて検討した結果を示すグラフである。Cdadc1homologのノックダウン細胞(Cdadc1h KD)、C87436のノックダウン細胞(C87436 KD)、Abhd2のノックダウン細胞(Abhd2 KD)、及び対照細胞(Control)を用意した。各細胞の培地に、アポトーシス誘導試薬であるスタウロスポリンを、終濃度0.01〜1.50μMとなるように添加した。続いて、24時間インキュベートした後、各細胞の細胞生存率(%)をMTTアッセイにより測定した。 FIG. 22A is a graph showing the result of examining apoptosis. Knockdown cells of Cdadc1homolog (Cdadc1h KD), knockdown cells of C87436 (C87436 KD), knockdown cells of Abhd2 (Abhd2 KD), and control cells (Control) were prepared. Staurosporine, an apoptosis-inducing reagent, was added to the medium of each cell to a final concentration of 0.01 to 1.50 μM. Subsequently, after incubation for 24 hours, the cell viability (%) of each cell was measured by the MTT assay.
その結果、Cdadc1homolog、C87436及びAbhd2は、スタウロスポリン添加によるアポトーシスに対して、全く抑制効果を示さないことが明らかとなった。 As a result, it became clear that Cdadc1homolog, C87436 and Abhd2 did not show any inhibitory effect on apoptosis caused by the addition of staurosporine.
図22(b)は、ネクローシスについて検討した結果を示すグラフである。Cdadc1homologのノックダウン細胞(Cdadc1h KD)、C87436のノックダウン細胞(C87436 KD)、Abhd2のノックダウン細胞(Abhd2 KD)、及び対照細胞(Control)を用意した。各細胞の培地に、ネクローシス誘導試薬であるtert−ブチルヒドロペルオキシドを、終濃度2.3〜300.0mMとなるように添加した。終濃度300mMがネクローシスを誘導する条件である。続いて、30分間インキュベートした後、各細胞の細胞生存率(%)をMTTアッセイにより測定した。 FIG. 22 (b) is a graph showing the result of examining necrosis. Knockdown cells of Cdadc1homolog (Cdadc1h KD), knockdown cells of C87436 (C87436 KD), knockdown cells of Abhd2 (Abhd2 KD), and control cells (Control) were prepared. Tert-butyl hydroperoxide, a necrosis-inducing reagent, was added to the medium of each cell to a final concentration of 2.3 to 300.0 mM. A final concentration of 300 mM is a condition for inducing necrosis. Subsequently, after incubating for 30 minutes, the cell viability (%) of each cell was measured by the MTT assay.
その結果、Cdadc1homolog、C87436及びAbhd2は、300mMのtert−ブチルヒドロペルオキシド添加によるネクローシスに対して、抑制効果を示さないことが明らかとなった。 As a result, it was revealed that Cdadc1homolog, C87436 and Abhd2 did not show an inhibitory effect on necrosis caused by the addition of 300 mM tert-butyl hydroperoxide.
しかしながら、低濃度領域のtert−ブチルヒドロペルオキシド添加では、C87436及びAbhd2遺伝子のノックダウン細胞において、弱いながらネクローシスの抑制効果が確認された。tert−ブチルヒドロペルオキシド添加により脂質酸化が誘導されることから、tert−ブチルヒドロペルオキシドを低濃度添加した条件下においては、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死経路が同時に機能していることが示唆された。 However, when tert-butyl hydroperoxide was added in the low concentration region, the effect of suppressing necrosis was confirmed in C87436 and Abhd2 gene knockdown cells, although weak. Lipid oxidation is induced by the addition of tert-butyl hydroperoxide, suggesting that the phospholipid hydroperoxide-dependent cell death pathway functions simultaneously under the conditions where tert-butyl hydroperoxide is added at a low concentration. Was.
[実験例23]
(Cdadc1homolog及びC87436は、ERKリン酸化の上流で機能し、Abhd2は、ERKリン酸化の下流で機能する)
タモキシフェン誘導型PHGPx欠損MEF細胞株に、終濃度1μMのタモキシフェンを添加し、抗リン酸化ERK抗体で蛍光染色すると、タモキシフェンの添加から36時間後以降では、ERKのリン酸化が亢進した細胞を検出することができる。
[Experimental example 23]
(Cdadcl homolog and C87436 function upstream of ERK phosphorylation, Abhd2 functions downstream of ERK phosphorylation)
When tamoxifen at a final concentration of 1 μM is added to a tamoxifen-induced PHGPx-deficient MEF cell line and fluorescent staining is performed with an anti-phosphorylated ERK antibody, cells with enhanced ERK phosphorylation are detected 36 hours after the addition of tamoxifen. be able to.
そこで、タモキシフェン誘導型PHGPx欠損MEF細胞株のCdadc1homolog、C87436又はAbhd2をノックダウンし、培地に終濃度1μMのタモキシフェンを添加した場合のERKのリン酸化の亢進を検討した。 Thus, Cdamclhomomolog, C87436 or Abhd2 of the tamoxifen-induced PHGPx-deficient MEF cell line was knocked down, and the enhancement of ERK phosphorylation was investigated when tamoxifen having a final concentration of 1 μM was added to the medium.
Cdadc1homologをノックダウンしたタモキシフェン誘導型PHGPx欠損MEF細胞(Cdadc1h KD)、C87436をノックダウンしたタモキシフェン誘導型PHGPx欠損MEF細胞(C87436 KD)、Abhd2をノックダウンしたタモキシフェン誘導型PHGPx欠損MEF細胞(Abhd2 KD)、及び対照としてのタモキシフェン誘導型PHGPx欠損MEF細胞(Control)を用意した。 Tamoxifen-induced PHGPx-deficient MEF cells (Cdadcl1h KD) knocked down Cdadclhomolog, tamoxifen-induced PHGPx-deficient MEF cells (C87436 KD) knocked down C87436, and tamoxifen-induced PHGPxDhd MEF cells knocked down Abhd2 (C87436 KD) And a tamoxifen-induced PHGPx-deficient MEF cell (Control) as a control.
続いて、各細胞の培地に、終濃度1μMのタモキシフェンを添加、未添加細胞を準備し、36時間後に抗リン酸化ERK抗体で蛍光染色した。続いて、蛍光顕微鏡観察により、ERKがリン酸化された細胞数を数えた。 Subsequently, tamoxifen at a final concentration of 1 μM was added to the culture medium of each cell, and cells not added were prepared. After 36 hours, the cells were stained with anti-phosphorylated ERK antibody and stained with fluorescence. Subsequently, the number of ERK phosphorylated cells was counted by fluorescence microscopy.
図23(a)は、ERKのリン酸化が亢進した細胞の割合(%)を測定した結果を示すグラフである。グラフは、タモキシフェン未添加細胞におけるERKリン酸化が見られる細胞数100としたときの、タモキシフェン処理した際にリン酸化ERKを有する細胞数の増加率を計算し、ERKのリン酸化が亢進した細胞の割合(%)として表記したものである。 FIG. 23 (a) is a graph showing the results of measuring the percentage (%) of cells in which ERK phosphorylation was enhanced. The graph calculates the rate of increase in the number of cells having phosphorylated ERK upon tamoxifen treatment when the number of cells showing ERK phosphorylation in tamoxifen-free cells was 100, and calculated the percentage of cells with increased ERK phosphorylation when treated with tamoxifen. It is expressed as a ratio (%).
その結果、Abhd2遺伝子のノックダウン細胞のみにおいて、ERKのリン酸化の亢進が確認された。この結果から、Cdadc1homolog及びC87436は、ERKリン酸化の上流で機能し、Abhd2は、ERKリン酸化の下流で機能していると考えられた。図23(b)は、以上の結果から明らかになったリン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死経路の一部を示すモデル図である。 As a result, enhancement of ERK phosphorylation was confirmed only in the Abhd2 gene knockdown cells. These results suggest that Cdadcl1 homolog and C87436 function upstream of ERK phosphorylation, and Abhd2 functions downstream of ERK phosphorylation. FIG. 23 (b) is a model diagram showing a part of the phospholipid hydroperoxide-dependent cell death pathway clarified from the above results.
[実験例24]
(Cdadc1homologは、PHGPx欠損によるリン脂質ヒドロペルオキシドの生成に関与する)
タモキシフェン誘導型PHGPx欠損MEF細胞株のCdadc1homolog、C87436又はAbhd2をノックダウンし、培地に終濃度1μMのタモキシフェンを添加した場合のPHGPx欠損によるリン脂質ヒドロペルオキシドの生成について検討した。
[Experimental example 24]
(Cdadcl1 homolog is involved in the production of phospholipid hydroperoxide due to PHGPx deficiency)
Cdadclhomolog, C87436 or Abhd2 of the tamoxifen-induced PHGPx-deficient MEF cell line was knocked down, and the production of phospholipid hydroperoxide due to PHGPx deficiency when tamoxifen at a final concentration of 1 μM was added to the medium was examined.
図24(a)は、フローサイトメトリーにより、リン脂質ヒドロペルオキシドの生成を検出した結果を示すグラフである。具体的には、まず、Cdadc1homologをノックダウンしたタモキシフェン誘導型PHGPx欠損MEF細胞(Cdadc1h KD)、C87436をノックダウンしたタモキシフェン誘導型PHGPx欠損MEF細胞(C87436 KD)、Abhd2をノックダウンしたタモキシフェン誘導型PHGPx欠損MEF細胞(Abhd2 KD)、及び対照としてのタモキシフェン誘導型PHGPx欠損MEF細胞(Control)を用意した。 FIG. 24A is a graph showing the result of detecting the production of phospholipid hydroperoxide by flow cytometry. Specifically, first, a tamoxifen-induced PHGPx-deficient MEF cell (Cdadc1h KD) in which Cdadc1homolog was knocked down, a tamoxifen-induced PHGPx-deficient MEF cell (C87436 KD) in which C87436 was knocked down, and a tamoxifen-induced PH in which Abhd2 was knocked down. Defective MEF cells (Abhd2 KD) and tamoxifen-induced PHGPx-deficient MEF cells (Control) were prepared as controls.
続いて、これらの細胞の培地に終濃度1μMのタモキシフェンを添加し、26時間インキュベート後、リン脂質ヒドロペルオキシドの生成を検出できる蛍光色素であるH2DCFDAで染色し、フローサイトメトリーで測定した。 Subsequently, tamoxifen at a final concentration of 1 μM was added to the medium of these cells, and after incubation for 26 hours, the cells were stained with H2DCFDA, a fluorescent dye capable of detecting the production of phospholipid hydroperoxide, and measured by flow cytometry.
その結果、Cdadc1homologのノックダウン細胞において、PHGPx欠損によるリン脂質ヒドロペルオキシドの生成が強く抑制されていることが明らかとなった。 As a result, it was revealed that the generation of phospholipid hydroperoxide due to PHGPx deficiency was strongly suppressed in the knockdown cells of Cdadcl1 homolog.
このことから、Cdadc1homologは、PHGPx欠損によるリン脂質ヒドロペルオキシドの生成に関与すると考えられた。図24(b)は、以上の結果から明らかになったリン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死経路の一部を示すモデル図である。 From this, it was considered that Cdadcl1 homolog was involved in the production of phospholipid hydroperoxide due to PHGPx deficiency. FIG. 24 (b) is a model diagram showing a part of the phospholipid hydroperoxide-dependent cell death pathway clarified from the above results.
[実験例25]
(PHGPx欠損によるリン脂質ヒドロペルオキシドの生成は鉄を介さない)
従来、リン脂質の酸化反応は鉄を介したフェントン反応により生じたヒドロキシラジカルを介しておきると考えられてきた。そこで、鉄のキレーターであるデフェロキサミンを用いてPHGPx欠損によるリン脂質ヒドロペルオキシドの生成が抑制できるか否かについて検討した。
[Experimental example 25]
(Production of phospholipid hydroperoxide due to PHGPx deficiency is not mediated by iron)
Heretofore, it has been considered that the oxidation reaction of phospholipids is mediated by a hydroxyl radical generated by the Fenton reaction via iron. Therefore, it was examined whether or not the production of phospholipid hydroperoxide due to PHGPx deficiency can be suppressed using deferoxamine, which is an iron chelator.
検討には、リン脂質ヒドロペルオキシドの生成を検出できる蛍光色素であるH2DCFDA及びフローサイトメトリーを使用した。タモキシフェン誘導型PHGPx欠損MEF細胞株の培地に、終濃度100μMのデフェロキサミン(DFO)又は終濃度200μMのビタミンEを添加したものを用意した。これらの各細胞に、更に終濃度1μMのタモキシフェンを添加した。対照として、タモキシフェンの存在下(1μM)又は非存在下でインキュベートしたタモキシフェン誘導型PHGPx欠損MEF細胞を用いた。タモキシフェンの添加から26時間後に、各細胞をH2DCFDAで染色し、フローサイトメトリーで解析した。 The study used H2DCFDA, a fluorescent dye capable of detecting the formation of phospholipid hydroperoxide, and flow cytometry. A tamoxifen-derived PHGPx-deficient MEF cell line medium was prepared by adding a final concentration of 100 μM deferoxamine (DFO) or a final concentration of 200 μM vitamin E to the medium. Tamoxifen was further added to each of these cells at a final concentration of 1 μM. As a control, tamoxifen-induced PHGPx-deficient MEF cells incubated in the presence (1 μM) or absence of tamoxifen were used. Twenty-six hours after the addition of tamoxifen, each cell was stained with H2DCFDA and analyzed by flow cytometry.
図25(a)及び図25(b)は、フローサイトメトリーの結果を示すグラフである。PHGPx欠損によるリン脂質ヒドロペルオキシドの生成は、鉄のキレーターであるデフェロキサミンでは抑制できなかったが、ビタミンEでは抑制することができた。この結果から、PHGPx欠損によるリン脂質ヒドロペルオキシドの生成は鉄を介さないことが示された。 FIGS. 25A and 25B are graphs showing the results of flow cytometry. The production of phospholipid hydroperoxide due to PHGPx deficiency could not be suppressed by deferoxamine, which is an iron chelator, but could be suppressed by vitamin E. The results indicated that the production of phospholipid hydroperoxide due to PHGPx deficiency was not mediated by iron.
[実験例26]
(フェントン反応の抑制がリン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死に及ぼす影響)
フェントン反応を抑制すると考えられる、Manganese(III)tetrakis(4−carboxyphenyl)porphyrin(Mn−TBAP)、N−アセチルシステイン(NAC)、デフェロキサミン(DFO)をタモキシフェン誘導型PHGPx欠損MEF細胞株の培地に添加することにより、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死を抑制することができるか否かについて検討した。
[Experimental example 26]
(Effect of suppression of Fenton reaction on phospholipid hydroperoxide-dependent cell death)
Manganase (III) tetrakis (4-carboxyphenyl) porphyrin (Mn-TBAP), N-acetylcysteine (NAC), and deferoxamine (DFO), which are thought to suppress the Fenton reaction, are added to the tamoxifen-induced PHGPx-deficient MEF cell line medium. It was examined whether this could suppress phospholipid hydroperoxide-dependent cell death.
Mn−TBAPは、スーパーオキサイドを消去する作用を有し、NACは過酸化水素を消去する作用を有し、デフェロキサミンは鉄をキレートする作用を有する。図26(a)は、リン脂質ヒドロペルオキシドの生成における、Mn−TBAP、NAC、デフェロキサミン、ビタミンEの作用点を示すモデル図である。 Mn-TBAP has an action of eliminating superoxide, NAC has an action of eliminating hydrogen peroxide, and deferoxamine has an action of chelating iron. FIG. 26A is a model diagram showing the action points of Mn-TBAP, NAC, deferoxamine, and vitamin E in the production of phospholipid hydroperoxide.
タモキシフェン誘導型PHGPx欠損MEF細胞株の培地に、Mn−TBAP(終濃度100μM)、NAC(終濃度5mM)、デフェロキサミン(終濃度100μM)又はビタミンE(終濃度200μM)を添加したものを用意した。対照として、培地に何も添加していないタモキシフェン誘導型PHGPx欠損MEF細胞を用意した。 A medium obtained by adding Mn-TBAP (final concentration: 100 μM), NAC (final concentration: 5 mM), deferoxamine (final concentration: 100 μM), or vitamin E (final concentration: 200 μM) to the medium of a tamoxifen-induced PHGPx-deficient MEF cell line was prepared. As a control, tamoxifen-induced PHGPx-deficient MEF cells to which nothing was added to the medium were prepared.
各細胞の培地に、終濃度1μMのタモキシフェンを添加した。タモキシフェンの添加から24時間後、72時間後の生細胞をKeyence社のオールインワン顕微鏡にて、ランダムに20枚の写真を撮り、付着している生細胞の数をカウントした。細胞生存率(%)は、タモキシフェンを添加後24時間後の細胞数を100(%)とし、72時間後の付着している生細胞数の割合を細胞生存率(%)として表した。 Tamoxifen at a final concentration of 1 μM was added to the medium of each cell. Twenty photographs were taken at random of all living cells 24 hours and 72 hours after the addition of tamoxifen with an all-in-one microscope of Keyence, and the number of living cells attached was counted. The cell viability (%) was expressed as the cell viability (%), where the number of cells 24 hours after the addition of tamoxifen was 100 (%) and the number of viable cells adhered 72 hours later.
図26(b)は、各細胞の生存率を測定した結果を示すグラフである。その結果、Mn−TBAP、NAC、デフェロキサミン(DFO)の添加では、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死を抑制することができなかった。これらの結果から、PHGPx欠損によるリン脂質ヒドロペルオキシドの生成は、フェントン反応を介さず、Cdadc1homologが関与する系で行われる可能性が考えられた。 FIG. 26 (b) is a graph showing the results of measuring the survival rate of each cell. As a result, addition of Mn-TBAP, NAC, and deferoxamine (DFO) could not suppress phospholipid hydroperoxide-dependent cell death. From these results, it was considered that the generation of phospholipid hydroperoxide due to PHGPx deficiency may be performed in a system involving Cdadcl1 homolog without involving the Fenton reaction.
図27に、以上の結果から明らかとなった、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死経路のモデル図を示す。 FIG. 27 shows a model diagram of the phospholipid hydroperoxide-dependent cell death pathway clarified from the above results.
リン脂質からリン脂質ヒドロペルオキシド(PCOOH)が生成される過程にCdadc1homologが関与する。生成されたリン脂質ヒドロペルオキシドは、正常時ではPHGPxによりリン脂質ヒドロキシ体(PCOH)に還元される。 Cdadclhomolog is involved in the process of producing phospholipid hydroperoxide (PCOOH) from phospholipids. The produced phospholipid hydroperoxide is normally reduced to a phospholipid hydroxy form (PCOH) by PHGPx.
PHGPxが欠損すると、リン脂質ヒドロペルオキシドが、24時間後をピークとして上昇する。その下流でCDK4及びC87436が機能している。36時間後以降にMAPキナーゼ経路のMEK、ERKがリン酸化される。ERKリン酸化の下流ではAbhd2が機能し、48時間後から72時間後の間に細胞死を引き起こす。PHGPxが欠損する場合としては、PHGPx遺伝子が障害を受けた場合、細胞内のグルタチンが枯渇した場合、ビタミンEが不足した場合、PHGPxを標的とする薬物等による酵素の失活等が挙げられる。 When PHGPx is deficient, phospholipid hydroperoxide rises after 24 hours. Downstream, CDK4 and C87436 function. After 36 hours, MEK and ERK of the MAP kinase pathway are phosphorylated. Abhd2 functions downstream of ERK phosphorylation, causing cell death between 48 and 72 hours. Examples of the case where PHGPx is deficient include a case where the PHGPx gene is damaged, a case where intracellular glutatin is depleted, a case where vitamin E is deficient, an inactivation of an enzyme by a drug targeting PHGPx, and the like.
[実験例27]
(心筋特異的PHGPx欠損マウスは発生過程の17.5日で心筋細胞死により致死となる)
PHGPx欠損マウスは、発生過程の7.5日で致死になることが知られている。ここでは、心臓特異的にPHGPxを欠損させたマウスを作製し、その影響を解析した。まず、PHGPx+/−マウスと、心臓特異的プロモーターである筋肉クレアチンキナーゼプロモーター(Muscle creatine kinase)の下流にCre遺伝子を有するマウス(Cre+/+)との交配を繰り返し、Cre+/+PHGPx+/−マウスを得た。
[Experimental example 27]
(Myocardium-specific PHGPx-deficient mice are lethal by cardiomyocyte death in 17.5 days of development)
It is known that PHGPx-deficient mice are lethal in 7.5 days of development. Here, mice in which PHGPx was specifically deficient in the heart were produced, and the effects thereof were analyzed. First, mating between a PHGPx +/− mouse and a mouse (Cre + / + ) having a Cre gene downstream of a muscle creatine kinase promoter (Muscle creatine kinase), which is a heart-specific promoter, was repeated, and Cre + / + PHGPx + / − Mice were obtained.
続いて、Cre+/+PHGPx+/−マウスと、上述したTg(loxP−PHGPx)+/+:PHGPx−/−マウスとを交配することにより、Cre+/−Tg(loxP−PHGPx)+/−:PHGPx−/−マウスを得た。このマウスは、心臓特異的にPHGPxを欠損する。 Subsequently, by crossing Cre + / + PHGPx +/− mice and the above-mentioned Tg (loxP-PHGPx) + / + : PHGPx − / − mice, Cre +/− Tg (loxP-PHGPx) + / - : PHGPx − / − mice were obtained. This mouse is deficient in heart-specific PHGPx.
このようにして得られた心臓特異的PHGPx欠損マウスを観察したところ、発生過程の16.5日までは正常に生育したが、17.5日に心筋細胞が突然死を起こし、18.5日には浮腫を引き起こして致死となった。図28(a)は、発生過程の17.5日(17.5dpc)及び18.5日(18.5dpc)における、野生型マウス(Control)及び心臓特異的PHGPx欠損マウス(KO)の写真である。 When the cardiac-specific PHGPx-deficient mouse thus obtained was observed, it grew normally until 16.5 days of development, but suddenly cardiomyocytes died on 17.5 days, and 18.5 days Was fatal, causing edema. FIG. 28 (a) is a photograph of a wild-type mouse (Control) and a heart-specific PHGPx-deficient mouse (KO) at 17.5 days (17.5 dpc) and 18.5 days (18.5 dpc) during the development process. is there.
また、図28(b)は、発生過程17.5日目のマウスの心臓の組織切片を、DAPI染色及びTUNEL染色(TUNEL)した結果を示す写真である。心臓特異的PHGPx欠損マウス(KO)の心臓組織では、TUNEL染色陽性の細胞(細胞死)が多数認められた。母親にビタミンE添加食(50mgビタミンE/100g餌)を毎日与えた時、発生過程17.5日目の心臓特異的PHGPx欠損マウス(KO)の心臓組織の細胞死は完全に抑制され、正常に心臟特異的PHGPx欠損マウスが産まれた。通常食で母親マウスを飼育していたときに17.5日の心臓特異的PHGPx欠損マウス胎児で起きる心筋細胞死においても、カスパーゼ3の活性化やDNAのラダーは観察されず、またリン脂質の酸化体の蓄積が観察された(図なし)。このことからこの心筋細胞死も脂質酸化を介した新規細胞死が誘導されていると考えられた。 FIG. 28 (b) is a photograph showing the results of DAPI staining and TUNEL staining (TUNEL) of a tissue section of the heart of a mouse at 17.5 days of development. In the heart tissue of the heart-specific PHGPx-deficient mouse (KO), a large number of TUNEL-staining positive cells (cell death) were observed. When the mother was fed a diet supplemented with vitamin E daily (50 mg vitamin E / 100 g diet), cell death of cardiac tissue of cardiac-specific PHGPx-deficient mice (KO) on day 17.5 of development was completely suppressed and normal. A heart-specific PHGPx-deficient mouse was born. Caspase-3 activation and DNA ladder were not observed in cardiomyocyte death that occurred in fetal heart-specific PHGPx-deficient mouse embryos on day 17.5 when mother mice were bred on a normal diet. Oxidant accumulation was observed (not shown). This suggests that cardiomyocyte death also induces new cell death through lipid oxidation.
また、図28(c)は、発生過程17.5日目のマウスの心臓におけるPHGPxタンパク質の発現をウエスタンブロッティングにより検出した結果を示す写真である。心臓特異的PHGPx欠損マウス(KO)では、PHGPxタンパク質が欠損していることが確認された。 FIG. 28 (c) is a photograph showing the result of detecting the expression of PHGPx protein in the heart of a mouse at 17.5 days of development by Western blotting. It was confirmed that PHGPx protein was deficient in heart-specific PHGPx-deficient mice (KO).
[実験例28]
(CDK4阻害剤3−ATAの母親マウス腹腔への投与は、心臟特異的PHGPx欠損マウス18.5日胎仔の致死を抑制する)
CDK4阻害剤3−ATAを母親マウス腹腔に投与することにより、心臟特異的PHGPx欠損マウスの致死を抑制することができるか否かについて検討した。
[Experimental example 28]
(Administration of the CDK4 inhibitor 3-ATA to the abdominal cavity of mother mice suppresses lethality of heart-specific PHGPx-deficient 18.5 day-old fetuses)
It was examined whether or not administration of the CDK4 inhibitor 3-ATA to the abdominal cavity of mother mice could suppress the lethality of heart-specific PHGPx-deficient mice.
心臟特異的PHGPx欠損マウス胎仔の発生過程14.5日、15.5日、16.5日、17.5日に、母親マウスの腹腔に1.5mg/kg体重の3−ATAを投与し、発生過程18.5日目の胎仔を観察した。 Developmental Process of Heart-Specific PHGPx-Deficient Mouse Embryo On days 14.5, 15.5, 16.5 and 17.5 days, 1.5 mg / kg body weight of 3-ATA was administered intraperitoneally to mother mice, Embryos at 18.5 days of development were observed.
その結果、10匹の心臟特異的PHGPx欠損マウスのうち、8匹で浮腫が抑制されていた。残りの2匹には浮腫が観察された。また、浮腫が抑制されていた8匹のうち、2匹は生存していた。残りの6匹は死亡していた。 As a result, edema was suppressed in 8 out of 10 heart-specific PHGPx-deficient mice. Edema was observed in the remaining two animals. Two of the eight animals whose edema was suppressed were alive. The remaining six died.
図29(a)〜(c)は、発生過程18.5日のマウス胎仔の写真である。図29(a)は、野生型マウスの写真であり、図29(b)は、3−ATAを投与しなかった心臟特異的PHGPx欠損マウスの写真であり(心臓PHGPx KO 3−ATA(−))、図29(c)は、3−ATAを投与した心臟特異的PHGPx欠損マウスの写真である(心臓PHGPx KO 3−ATA(+))。 29 (a)-(c) are photographs of mouse embryos at 18.5 days of development. FIG. 29 (a) is a photograph of a wild-type mouse, and FIG. 29 (b) is a photograph of a heart-specific PHGPx-deficient mouse to which 3-ATA was not administered (heart PHGPx KO 3-ATA (−)). FIG. 29 (c) is a photograph of a heart-specific PHGPx-deficient mouse to which 3-ATA was administered (heart PHGPx KO 3-ATA (+)).
[実験例29]
(心臓特異的PHGPx欠損マウスはビタミンE添加食により正常に育つが、通常食に変えると10日前後で突然死を引きおこす)
心臟特異的PHGPx欠損マウスの胎仔期において、母親にビタミンE添加食を与えると、致死が完全に抑制された。また、誕生した心臟特異的PHGPx欠損マウスにビタミンE添加食(50mgビタミンE/100g餌)を毎日与え続けると、正常に生育することが明らかとなった。
[Experimental example 29]
(Heart-specific PHGPx-deficient mice grow normally on a diet supplemented with vitamin E, but suddenly die around 10 days after switching to a normal diet)
In the fetal period of heart-specific PHGPx-deficient mice, when mothers were fed a diet supplemented with vitamin E, lethality was completely suppressed. In addition, it was revealed that when the heart-specific PHGPx-deficient mice born were continuously fed daily with a vitamin E-added diet (50 mg vitamin E / 100 g diet), they grew normally.
ここで、ビタミンE添加食は、一日量当たり130mg/kg体重のビタミンEを含んでいた。また、通常食は、一日量当たり13mg/kg体重のビタミンEを含んでいた。 Here, the diet supplemented with vitamin E contained vitamin E in an amount of 130 mg / kg body weight per day. The normal diet also contained 13 mg / kg body weight of vitamin E per daily dose.
図30(a)は、ビタミンE添加食を与えることにより、正常に生育した心臟特異的PHGPx欠損マウスの食餌を、通常食に変えてからの生存率を示すグラフである。正常に生育した心臟特異的PHGPx欠損マウスの食事を通常食に変えると、10日前後で突然死を引き起こすことが明らかとなった。 FIG. 30 (a) is a graph showing the survival rate after changing the diet of heart-specific PHGPx-deficient mice that grew normally by feeding a diet supplemented with vitamin E to a normal diet. It was revealed that changing the diet of normally grown heart-specific PHGPx-deficient mice to a normal diet causes sudden death around 10 days before.
図30(b)は、ビタミンE添加食を与えた心臟特異的PHGPx欠損マウス(ビタミンE添加食)、食餌を通常食に変えることにより死亡した心臟特異的PHGPx欠損マウス(通常食KO(死亡))、及び通常食を与えた野生型マウス(通常食wild)の心臓中のビタミンEの量を測定した結果を示すグラフである。ビタミンE添加食を与えた心臟特異的PHGPx欠損マウスの心臓中には、心臓1g当たり約24nmolのビタミンEが含まれていた。通常食では心臓1g当たり約4nmolのビタミンEが含まれていた。このマウス致死モデルでは、心臟のビタミンE量の低下により、脂質酸化が起因となる心筋細胞死が誘導される(図なし)。 FIG. 30 (b) shows heart-specific PHGPx-deficient mice fed a diet supplemented with vitamin E (a diet supplemented with vitamin E), and heart-specific PHGPx-deficient mice that died by changing the diet to a normal diet (KO (dead diet)). 7) and a graph showing the results of measuring the amount of vitamin E in the heart of a wild-type mouse fed with a normal diet (wild on a normal diet). Hearts of heart-specific PHGPx-deficient mice fed a vitamin E supplemented diet contained about 24 nmol of vitamin E per gram of heart. The normal diet contained about 4 nmol of vitamin E per gram of heart. In this mouse lethal model, a decrease in the amount of vitamin E in the heart induces cardiomyocyte death due to lipid oxidation (not shown).
図30(c)は、ビタミンE添加食を与えた心臟特異的PHGPx欠損マウス(ビタミンE添加食心臓KO)、及び食餌を通常食に変えて10日目の心臟特異的PHGPx欠損マウス(通常食心臓KO)の死直前の心電図を示すグラフである。食餌を通常食に変えた心臟特異的PHGPx欠損マウスの心電図には不整脈が見られ、不整脈性の突然死(心不全)が認められた。 FIG. 30 (c) shows heart-specific PHGPx-deficient mice fed a vitamin E-added diet (vitamin E-added diet heart KO) and heart-specific PHGPx-deficient mice on the 10th day after changing the diet to a normal diet (normal diet). It is a graph which shows the electrocardiogram just before death of the heart KO). An electrocardiogram of heart-specific PHGPx-deficient mice whose diet was changed to a normal diet showed arrhythmia, and arrhythmic sudden death (heart failure) was observed.
[実験例30]
(CDK4阻害剤3−ATAは、ビタミンE添加食から通常食に変えて起きる心臟特異的PHGPx欠損マウスの心不全による突然死を延命することができる)
ビタミンE添加食を与えた心臟特異的PHGPx欠損マウスの食餌を通常食に変えた後、CDK4阻害剤3−ATAを投与した場合の影響を検討した。
[Experimental example 30]
(The CDK4 inhibitor 3-ATA can prolong the sudden death of heart-specific PHGPx-deficient mice caused by heart failure caused by changing from a diet supplemented with vitamin E to a normal diet)
The effects of administering the CDK4 inhibitor 3-ATA after changing the diet of heart-specific PHGPx-deficient mice fed a vitamin E-supplemented diet to a normal diet were examined.
図31は、心臟特異的PHGPx欠損マウスの食餌を通常食に変えたマウス(Vit.E−)、心臟特異的PHGPx欠損マウスの食餌を通常食に変え、更に食餌を通常食に変えてから4日目から1日1回、2mg/kg体重の3−ATAを腹腔内投与したマウス(Vit.E−,3−ATA+)、及び心臟特異的PHGPx欠損マウスにビタミンE添加食を与え、更に実験開始後4日目から1日1回、2mg/kg体重の3−ATAを腹腔内投与したマウス(Vit.E+,3−ATA+)の生存率を示すグラフである。 FIG. 31 shows mice (Vit.E-) in which the diet of heart-specific PHGPx-deficient mice was changed to normal diet, the diet of heart-specific PHGPx-deficient mice was changed to normal diet, and the diet was further changed to normal diet. Mice (Vit. E-, 3-ATA +) to which 2 mg / kg body weight of 3-ATA was intraperitoneally administered once a day from the day, and a heart-specific PHGPx-deficient mouse were fed a vitamin E-supplemented diet, followed by further experiments. It is a graph which shows the survival rate of the mouse (Vit.E +, 3-ATA +) which administered intraperitoneally 2 mg / kg body weight of 3-ATA once a day from the 4th day after starting.
心臟特異的PHGPx欠損マウスの食餌を通常食に変えたマウス(Vit.E−)(n=23)の実験開始からの生存期間の中央値は10日であった。また、心臟特異的PHGPx欠損マウスの食餌を通常食に変え、更に食餌を通常食に変えてから4日目から1日1回、2mg/kg体重の3−ATAを腹腔内投与したマウス(Vit.E−,3−ATA+)(n=6)の実験開始からの生存期間の中央値は18日であった。これらの結果には、1%未満の危険率で有意差が認められた。 The median survival time from the start of the experiment of mice (Vit.E-) (n = 23) in which the diet of heart-specific PHGPx-deficient mice was changed to the normal diet was 10 days. Further, the diet of heart-specific PHGPx-deficient mice was changed to a normal diet, and a mouse (Vit) in which 2 mg / kg body weight of 3-ATA was intraperitoneally administered once a day from the fourth day after the diet was changed to the normal diet (Vit The median survival from the start of the experiment for .E-, 3-ATA +) (n = 6) was 18 days. These results showed a significant difference at a risk of less than 1%.
以上の結果から、CDK4阻害剤3−ATAは、ビタミンE添加食から通常食に変えて起きる心臟特異的PHGPx欠損マウスの心不全による突然死を延命することができることが示された。 The above results indicate that the CDK4 inhibitor 3-ATA can prolong the sudden death of heart-specific PHGPx-deficient mice caused by heart failure caused by changing from a diet supplemented with vitamin E to a normal diet.
[実験例31]
(MEK阻害剤U−0126は、ビタミンE添加食から通常食に変えて起きる心臟特異的PHGPx欠損マウスの心不全による突然死を延命することができる)
ビタミンE添加食を与えた心臟特異的PHGPx欠損マウスの食餌を通常食に変えた後、MEK阻害剤U−0126を投与した場合の影響を検討した。
[Experimental example 31]
(MEK inhibitor U-0126 can prolong the sudden death of heart-specific PHGPx-deficient mice caused by heart failure caused by changing from a diet supplemented with vitamin E to a normal diet)
After changing the diet of heart-specific PHGPx-deficient mice fed a vitamin E-added diet to a normal diet, the effect of administering the MEK inhibitor U-0126 was examined.
図32は、心臟特異的PHGPx欠損マウスの食餌を通常食に変えたマウス(Vit.E−)、心臟特異的PHGPx欠損マウスの食餌を通常食に変え、更に食餌を通常食に変えてから4日目から1日1回、3mg/kg体重のU−0126を腹腔内投与したマウス(Vit.E−,U−0126+)、及び心臟特異的PHGPx欠損マウスにビタミンE添加食を与え、更に実験開始後4日目から1日1回、3mg/kg体重のU−0126を腹腔内投与したマウス(Vit.E+,U−0126+)の生存率を示すグラフである。 FIG. 32 shows that the diet of heart-specific PHGPx-deficient mice was changed to normal diet (Vit. E-), the diet of heart-specific PHGPx-deficient mice was changed to normal diet, and the diet was further changed to normal diet. Mice (Vit. E-, U-0126 +) to which 3 mg / kg body weight of U-0126 was intraperitoneally administered once a day from the day and heart-specific PHGPx-deficient mice were fed a vitamin E-supplemented diet, and further tested. It is a graph which shows the survival rate of the mouse (Vit.E +, U-0126 +) which administered intraperitoneally 3 mg / kg body weight of U-0126 once a day from the 4th day after starting.
心臟特異的PHGPx欠損マウスの食餌を通常食に変えたマウス(Vit.E−)(n=23)の実験開始からの生存期間の中央値は10日であった。また、心臟特異的PHGPx欠損マウスの食餌を通常食に変え、更に食餌を通常食に変えてから4日目から1日1回、3mg/kg体重のU−0126を腹腔内投与したマウス(Vit.E−,U−0126+)(n=7)の実験開始からの生存期間の中央値は20日であった。これらの結果には、1%未満の危険率で有意差が認められた。 The median survival time from the start of the experiment of mice (Vit.E-) (n = 23) in which the diet of heart-specific PHGPx-deficient mice was changed to the normal diet was 10 days. In addition, the diet of heart-specific PHGPx-deficient mice was changed to a normal diet, and a mouse in which 3 mg / kg body weight of U-0126 was intraperitoneally administered once a day from the fourth day after the diet was changed to a normal diet (Vit The median survival from the start of the experiment for .E-, U-0126 +) (n = 7) was 20 days. These results showed a significant difference at a risk of less than 1%.
以上の結果から、MEK阻害剤U−0126は、ビタミンE添加食から通常食に変えて起きる心臟特異的PHGPx欠損マウスの心不全による突然死を延命することができることが示された。 The above results showed that the MEK inhibitor U-0126 was able to prolong the sudden death of heart-specific PHGPx-deficient mice caused by heart failure caused by changing from a diet supplemented with vitamin E to a normal diet.
本発明により、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の検出方法及びキットを提供することができる。また、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死に関与するタンパク質及び核酸を提供することができる。また、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の抑制剤を提供することができる。また、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が関連する疾患の予防又は治療剤を提供することができる。 According to the present invention, a method and a kit for detecting phospholipid hydroperoxide-dependent cell death can be provided. In addition, proteins and nucleic acids involved in phospholipid hydroperoxide-dependent cell death can be provided. Further, an agent for inhibiting phospholipid hydroperoxide-dependent cell death can be provided. In addition, a preventive or therapeutic agent for a disease associated with phospholipid hydroperoxide-dependent cell death can be provided.
Claims (4)
細胞サンプル中の、リン脂質ヒドロペルオキシドの生成を検出する工程、並びに
MEKのmRNAレベルでの発現量を測定する工程、MEKのタンパク質レベルでの発現量を測定する工程、MEKのリン酸化率を測定する工程、及び、MEKの発現抑制による細胞死の抑制を測定する工程からなる群より選択される少なくとも1つの工程、を有し、
MEKのmRNAレベルでの発現量を測定した場合には、当該発現量が、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が進行中でない正常細胞と比較して上昇したことが、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が進行中であることを示し、
MEKのタンパク質レベルでの発現量を測定した場合には、当該発現量が、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が進行中でない正常細胞と比較して上昇したことが、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が進行中であることを示し、
MEKのリン酸化率を測定した場合には、当該リン酸化率が、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が進行中でない正常細胞と比較して上昇したことが、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が進行中であることを示し、
MEKの発現抑制による細胞死の抑制を測定した場合には、MEKの発現抑制により細胞死を抑制することができたことが、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死が進行中であることを示す、検出方法。 A method for detecting phospholipid hydroperoxide-dependent cell death,
Detecting the production of phospholipid hydroperoxide in the cell sample, measuring the expression level of MEK at the mRNA level, measuring the expression level of MEK at the protein level, measuring the phosphorylation rate of MEK And at least one step selected from the group consisting of measuring the suppression of cell death by suppressing the expression of MEK,
When the expression level of MEK at the mRNA level was measured, it was found that the expression level was increased as compared to normal cells in which phospholipid hydroperoxide-dependent cell death was not in progress. Indicates that death is in progress,
When the expression level of MEK at the protein level was measured, it was found that the expression level was increased as compared to normal cells in which phospholipid hydroperoxide-dependent cell death was not in progress. Indicates that death is in progress,
When the phosphorylation rate of MEK was measured, it was found that the phosphorylation rate was increased as compared to normal cells in which phospholipid hydroperoxide-dependent cell death was not in progress, indicating that phospholipid hydroperoxide-dependent cell death was observed. Indicates that it is in progress,
When the suppression of cell death due to the suppression of MEK expression was measured, cell death was suppressed by suppressing the expression of MEK, indicating that phospholipid hydroperoxide-dependent cell death is in progress. Detection method.
リン酸化したMEKに対する抗体及びリン酸化していないMEKに対する抗体;MEKのmRNA増幅用プライマー;あるいはMEKに対する、siRNA、shRNA、リボザイム又はアンチセンス核酸、
を含む、リン脂質ヒドロペルオキシド依存性細胞死の検出用キット。 A reagent for detecting the production of phospholipid hydroperoxide, an antibody against phosphorylated MEK and an antibody against unphosphorylated MEK; a primer for amplifying mRNA of MEK; or an siRNA, shRNA, ribozyme or antisense nucleic acid against MEK;
A kit for detecting phospholipid hydroperoxide-dependent cell death, comprising:
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