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JP2002510055A - Assay for growth differentiation factor 9 - Google Patents

Assay for growth differentiation factor 9

Info

Publication number
JP2002510055A
JP2002510055A JP2000541529A JP2000541529A JP2002510055A JP 2002510055 A JP2002510055 A JP 2002510055A JP 2000541529 A JP2000541529 A JP 2000541529A JP 2000541529 A JP2000541529 A JP 2000541529A JP 2002510055 A JP2002510055 A JP 2002510055A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gdf
receptor
binding
expression
gene
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000541529A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
マツック,マーティン,エム.
エルビン,ジュリア,エイ.
ワン,ペイ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Baylor College of Medicine
Original Assignee
Baylor College of Medicine
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Baylor College of Medicine filed Critical Baylor College of Medicine
Publication of JP2002510055A publication Critical patent/JP2002510055A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/68Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving proteins, peptides or amino acids
    • G01N33/689Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving proteins, peptides or amino acids related to pregnancy or the gonads
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/74Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving hormones or other non-cytokine intercellular protein regulatory factors such as growth factors, including receptors to hormones and growth factors
    • GPHYSICS
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    • G01N2333/475Assays involving growth factors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、GDF−9の活性を変える(阻害する、増強する)薬剤の同定方法に関する。該方法は、GDF−9のレセプターと該レセプターへのGDF−9の結合により遺伝子の発現が調節される遺伝子を有する細胞、GDF−9;および評価対象の薬剤を合せる工程を含む。調製された合せ物は細胞上のレセプターへのGDF−9の結合に適する条件下に維持される。次いで、細胞上のレセプターへのGDF−9の結合が生ずる程度を測定する。その際、評価対象の薬剤の存在下、その非存在下におけるよりも、より低い程度またはより高い程度のレセプターへのGDF−9の結合がGDF−9活性を変える薬剤を示す。 (57) Abstract The present invention relates to a method for identifying a drug that alters (inhibits or enhances) the activity of GDF-9. The method includes a step of combining a GDF-9 receptor and a cell having a gene whose gene expression is regulated by binding of GDF-9 to the receptor, GDF-9; and a drug to be evaluated. The prepared combination is maintained under conditions suitable for binding GDF-9 to the receptor on the cell. The extent to which GDF-9 binding to the receptor on the cell occurs is then measured. In that case, an agent whose GDF-9 binding to a lower or higher degree of receptor alters GDF-9 activity in the presence or absence of the agent to be evaluated than in its absence.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 関連出願 本願は、1998年4月1日に出願された仮出願番号第60/080,385
号に対し優先権を主張するものである。その全教示は参照により本明細書に組み
込まれる。
Related Application The present application filed with Provisional Application No. 60 / 080,385, filed on April 1, 1998.
Claim priority to the issue. The entire teachings are incorporated herein by reference.

【0002】 政府援助 本発明は、NIHグラント(NICHD)RO1 HD33438、GM−0
7330およびGM−08307により、全部または一部が援助された。政府は
本発明において特定の権利を有する。
GOVERNMENT ASSISTANCE The present invention relates to NIH Grant (NICHD) RO1 HD33438, GM-0
All or part was assisted by 7330 and GM-08307. The government has certain rights in the invention.

【0003】 発明の背景 卵母細胞は哺乳動物の卵巣内での卵胞形成の調節において肝要な役割を果たし
ている。特に、卵母細胞は顆粒膜細胞に作用し、周産期的に卵胞形成を調節し、
顆粒膜細胞増殖を刺激し、顆粒膜細胞遺伝子発現を調節し、ならびにステロイド
合成に影響を与えることが示されている〔(Eppig,J.J.,Dev.Biol.,5:51-59(199
4)に概説されている〕。排卵前の卵胞における顆粒膜細胞は、卵母細胞に対する
それらの近接に関して2つの集団に分けられ得る;卵丘顆粒膜細胞(cumul
us granulosa cell)は密に卵母細胞を取り囲んでおり、一方
、壁在性顆粒膜細胞(mural granulosa cell)は卵胞腔に
より卵母細胞から分離された卵胞の周囲の回りに位置している。卵丘細胞(cu
mulus cell)は卵丘拡張(cumulus expansion)の
際にヒアルロン酸−リッチマトリックスを分泌し、また、排卵の際に卵母細胞と
共に排出される。この拡張マトリックス(expanded matrix)は
生殖保全(reproductive integrity)に重要な因子であ
る。というのは、該マトリックスは卵母細胞および共に卵丘細胞を結合し、卵胞
排出(follicular extrusion)および卵管采補足(ovi
ductal fimbria capture)を促進し、精子貫入および受
精を可能にするからである〔Salustri,A.,et al.,Zygote,4:313-315(1996)〕。 一方、壁在性顆粒膜細胞は排卵における卵胞破裂に重要なプロテアーゼを合成し
、卵丘細胞−卵母細胞複合体が放出された後卵巣内に止まり、結局、最終の分化
を受けて、黄体を形成する。顆粒膜細胞集団におけるこれらの位置および機能の
違いは、卵母細胞により分泌される因子の勾配が遺伝子発現および結果として起
こる細胞分化を調節することを示唆する。インビトロでの研究では、卵母細胞に
より分泌される成長因子は、ヒアルロン酸、ウロキナーゼプラスミノーゲンアク
チベーター(uPA)およびLHレセプターの顆粒膜細胞合成ならびにステロイ
ド合成および黄体形成を調節することを示す〔Salustri,A.,et al.,Zygote 4:31
3-315(1996);Vanderhyden,B.C.,et al.,Endocrinology,133:423-426(1993);Eppi
g,J.J.,et al.,Biol.Reprod.,56:976-984(1997);Eppig,J.J.,et al.,Human Repr
od.,12:127-132(1997);Nekola,M.V.およびNalbandov,A.V.,Biol.Reprod.,4:154-
160(1971);El-Fouly,M.A.,et al.,Endocrinology,87:288-293(1970)〕。しかし ながら、これらの体細胞機能を調節する卵母細胞由来因子の性状についてはほと
んど知られていないままである。
BACKGROUND OF THE INVENTION [0003] Oocytes play a vital role in regulating follicle formation in the ovaries of mammals. In particular, oocytes act on granulosa cells, regulate follicle formation in the perinatal period,
It has been shown to stimulate granulosa cell proliferation, regulate granulosa cell gene expression, and affect steroid synthesis [(Eppig, JJ, Dev. Biol., 5: 51-59 (199
4)]. Granulosa cells in preovulatory follicles can be divided into two populations with respect to their proximity to oocytes; cumulus granulosa cells (cumul)
us granulosa cell) closely surrounds the oocyte, whereas mural granulosa cells are located around the periphery of the follicle separated from the oocyte by the follicular cavity. Cumulus cells (cu
mulus cells secrete a hyaluronic acid-rich matrix during cumulus expansion and are excreted with oocytes during ovulation. This expanded matrix is an important factor for reproductive integrity. Because the matrix binds oocytes and both cumulus cells, follicular extrusion and ovarian fimbrial supplementation (ovi).
because it promotes D. fimbria capture and allows sperm penetration and fertilization [Salustri, A., et al., Zygote, 4: 313-315 (1996)]. On the other hand, mural granulosa cells synthesize a protease important for follicular rupture during ovulation and stay in the ovary after the cumulus cell-oocyte complex is released, eventually undergoing terminal differentiation to the corpus luteum To form These differences in location and function in the granulosa cell population suggest that a gradient of factors secreted by oocytes regulates gene expression and consequent cell differentiation. In vitro studies show that growth factors secreted by oocytes regulate granulosa cell synthesis of hyaluronic acid, urokinase plasminogen activator (uPA) and LH receptors and steroid synthesis and luteinization [ Salustri, A., et al., Zygote 4:31
3-315 (1996); Vanderhyden, BC, et al., Endocrinology, 133: 423-426 (1993); Epipi
g, JJ, et al., Biol.Reprod., 56: 976-984 (1997); Eppig, JJ, et al., Human Repr.
od., 12: 127-132 (1997); Nekola, MV and Nalbandov, AV, Biol. Reprod., 4: 154-
160 (1971); El-Fouly, MA, et al., Endocrinology, 87: 288-293 (1970)]. However, little is known about the properties of oocyte-derived factors that regulate these somatic functions.

【0004】 マウス成長分化因子(growth differentiation fa
ctor)9(mGDF−9)は卵巣で、特に卵母細胞で発現される(PCT国
際公開第94/15966号パンフレット)。GDF−9ノックアウトマウスは
、卵胞形成の初期のブロック(block)により雌性不妊を示した〔Dong et
al.,Nature,383:531-535(1996)〕。しかしながら、GDF−9レセプターおよび
GDF−9レセプターを発現する細胞型は同定されていない。GDF−9レセプ
ターを発現する細胞型の発見は生殖能力におけるGDF−9の役割を明らかにす
る際の助けとなるであろう。また、GDF−9活性を標的とする薬剤を同定する
ためのアッセイシステムを提供するであろう。
[0004] A mouse growth differentiation factor (growth differentiation fa)
ctor) 9 (mGDF-9) is expressed in the ovaries, especially in oocytes (PCT Publication WO 94/15966). GDF-9 knockout mice exhibited female infertility due to an early block of folliculogenesis [Dong et al.
al., Nature, 383: 531-535 (1996)]. However, GDF-9 receptor and cell types expressing GDF-9 receptor have not been identified. Finding a cell type that expresses the GDF-9 receptor will help define the role of GDF-9 in fertility. It will also provide an assay system for identifying agents that target GDF-9 activity.

【0005】 発明の概要 本明細書には、GDF−9は哺乳動物の卵巣に見出される顆粒膜細胞に結合す
るという発見に基づく、成長分化因子9(GDF−9)のインビトロアッセイを
記載する。また、本明細書に記載のように、特定タンパク質の発現は顆粒膜細胞
上のレセプターへのGDF−9の結合の際に増強および/または阻害される。
SUMMARY OF THE INVENTION [0005] Described herein is an in vitro assay for growth differentiation factor 9 (GDF-9) based on the discovery that GDF-9 binds to granulosa cells found in the ovaries of mammals. Also, as described herein, the expression of specific proteins is enhanced and / or inhibited upon binding of GDF-9 to receptors on granulosa cells.

【0006】 本発明は、GDF−9の活性を変える(調節する)薬剤の同定方法に関する。
本明細書に使用される用語「変える(alter)」は、一部のおよび/または
完全な、活性の阻害(活性の減少)または活性の増強(活性の増加)をいう。本
方法は、GDF−9のレセプターと該レセプターへのGDF−9の結合により発
現が調節される遺伝子(1つまたはそれ以上)〔たとえば、ヒアルロナンシンタ
ーゼ、ステロイド産生早期調節タンパク質(steroidogenic ac
ute regulatory protein)(StAR)、黄体形成ホル
モン(LH)レセプター、シクロオキシゲナーゼ2(COX−2)、ウロキナー
ゼプラスミノーゲンアクチベーター(uPA)、キットリガンド、アクチビン/
インヒビンβBおよびフォリスタチン(follistatin)〕を有する細
胞(たとえば、顆粒膜細胞);GDF−9;および評価対象の薬剤を合せる工程
(試験サンプル)を含む。試験サンプルにおいて調製された合せ物を細胞上のレ
セプターへのGDF−9の結合に適する条件下に維持する。遺伝子の発現が生ず
る程度を次いで測定する。その際、評価対象の薬剤の存在下におけるレセプター
へのGDF−9の結合の際の遺伝子の発現の変化は、該薬剤がGDF−9活性を
変えることを示す。本方法はさらに対照工程を含み得る。その際、薬剤の存在下
において生ずる結合の程度を薬剤の非存在下において生ずる結合の程度と比較す
る。たとえば、試験サンプルにおいて生ずる遺伝子の発現の程度を対照サンプル
(たとえば、GDF−9のレセプターと該レセプターへのGDF−9の結合によ
り発現が調節される遺伝子を有する細胞とGDF−9を含む合せ物)において生
ずる遺伝子の発現の程度と比較する。
[0006] The present invention relates to methods for identifying agents that alter (modulate) the activity of GDF-9.
As used herein, the term "alter" refers to a partial and / or complete inhibition of activity (decrease in activity) or enhancement of activity (increase in activity). The method includes the use of a GDF-9 receptor and a gene (one or more) whose expression is regulated by the binding of GDF-9 to the receptor [eg, hyaluronan synthase, a steroidogenic early regulator protein (steroidogenic ac).
ute regulatory protein (StAR), luteinizing hormone (LH) receptor, cyclooxygenase 2 (COX-2), urokinase plasminogen activator (uPA), kit ligand, activin /
A cell having inhibin βB and follistatin] (eg, granulosa cell); GDF-9; and a step of combining the drug to be evaluated (test sample). Combinations prepared in test samples are maintained under conditions suitable for binding GDF-9 to receptors on the cells. The extent to which expression of the gene occurs is then measured. At that time, a change in gene expression upon binding of GDF-9 to the receptor in the presence of the drug to be evaluated indicates that the drug alters GDF-9 activity. The method may further include a control step. In doing so, the degree of binding that occurs in the presence of the drug is compared to the degree of binding that occurs in the absence of the drug. For example, the degree of gene expression occurring in a test sample can be determined by comparing a control sample (e.g., a cell having a receptor for GDF-9 and a gene whose expression is regulated by binding of GDF-9 to the receptor) to a combination comprising GDF-9. ) Is compared with the degree of gene expression that occurs in

【0007】 本発明はまた、GDF−9活性のインヒビターである薬剤の同定方法に関する
。1つの態様において、顆粒膜細胞;GDF−9;と評価対象の薬剤を合せる。
調製された合せ物を顆粒膜細胞上のレセプターへのGDF−9の結合に適する条
件下に維持する;そして、顆粒膜細胞上のレセプターへのGDF−9の結合の際
に生ずるレセプターへのGDF−9の結合により調節される遺伝子の発現の程度
を測定する。評価対象の薬剤の存在下におけるレセプターへのGDF−9の結合
の際の遺伝子の発現の阻害は、該薬剤がGDF−9活性を阻害することを示す。
他の1つの態様において、顆粒膜細胞;GDF−9;と評価対象の薬剤を合せる
。調製された合せ物を顆粒膜細胞上のレセプターへのGDF−9の結合に適する
条件下に維持する;そして、顆粒膜細胞上のレセプターへのGDF−9の結合の
際に生ずるレセプターへのGDF−9の結合により調節される遺伝子であるuP
Aの発現の程度を測定する。評価対象の薬剤の存在下におけるレセプターへのG
DF−9の結合の際のuPA遺伝子の発現の増加は、該薬剤がGDF−9活性を
阻害することを示す。
[0007] The invention also relates to a method of identifying an agent that is an inhibitor of GDF-9 activity. In one embodiment, granulosa cells; GDF-9; and the agent to be evaluated are combined.
The prepared combination is maintained under conditions suitable for binding of GDF-9 to the receptor on granulosa cells; and GDF to the receptor produced upon binding of GDF-9 to the receptor on granulosa cells The extent of expression of the gene regulated by -9 binding is determined. Inhibition of gene expression upon binding of GDF-9 to the receptor in the presence of the drug to be evaluated indicates that the drug inhibits GDF-9 activity.
In another embodiment, the granulosa cells; GDF-9; and the agent to be evaluated are combined. The prepared combination is maintained under conditions suitable for binding of GDF-9 to the receptor on granulosa cells; and GDF to the receptor produced upon binding of GDF-9 to the receptor on granulosa cells -9, a gene regulated by the binding of -9
The degree of expression of A is measured. G to the receptor in the presence of the drug to be evaluated
Increased expression of the uPA gene upon binding of DF-9 indicates that the agent inhibits GDF-9 activity.

【0008】 本発明はまた、GDF−9活性のエンハンサーである薬剤の同定方法に関する
。1つの態様において、顆粒膜細胞;GDF−9;と評価対象の薬剤を合せる。
調製された合せ物を顆粒膜細胞上のレセプターへのGDF−9の結合に適する条
件下に維持し、顆粒膜細胞上のレセプターへのGDF−9の結合の際に生ずるレ
セプターへのGDF−9の結合により調節される遺伝子の発現の程度を測定する
。評価対象の薬剤の存在下におけるレセプターへのGDF−9の結合の際の遺伝
子の発現の増強は、GDF−9活性のエンハンサーである薬剤を示す。他の1つ
の態様において、顆粒膜細胞;GDF−9;と評価対象の薬剤を合せる。調製さ
れた合せ物を顆粒膜細胞上のレセプターへのGDF−9の結合に適する条件下に
維持する;そして、顆粒膜細胞上のレセプターへのGDF−9の結合の際に生ず
るレセプターへのGDF−9の結合により調節されるuPA遺伝子の発現の程度
を測定する。評価対象の薬剤の存在下におけるレセプターへのGDF−9の結合
の際のuPA遺伝子の発現の減少は、該薬剤がGDF−9活性を増強することを
示す。
[0008] The present invention also relates to a method for identifying an agent that is an enhancer of GDF-9 activity. In one embodiment, granulosa cells; GDF-9; and the agent to be evaluated are combined.
The prepared combination is maintained under conditions suitable for the binding of GDF-9 to the receptor on the granulosa cells, and the GDF-9 on the receptor generated upon binding of GDF-9 to the receptor on the granulosa cells The degree of expression of the gene regulated by the binding of is measured. Enhanced gene expression upon binding of GDF-9 to its receptor in the presence of the drug to be evaluated indicates a drug that is an enhancer of GDF-9 activity. In another embodiment, the granulosa cells; GDF-9; and the agent to be evaluated are combined. The prepared combination is maintained under conditions suitable for binding of GDF-9 to the receptor on the granulosa cells; and The extent of expression of the uPA gene regulated by -9 binding is determined. A decrease in the expression of the uPA gene upon binding of GDF-9 to the receptor in the presence of the drug to be evaluated indicates that the drug enhances GDF-9 activity.

【0009】 本発明の方法はまた、哺乳動物(たとえば、ヒト)において生殖能力を阻害す
る薬剤を同定するために使用することができる。他方、本発明の方法は哺乳動物
において生殖能力を増強する薬剤を同定するために使用することができる。
[0009] The methods of the invention can also be used to identify agents that inhibit fertility in mammals (eg, humans). On the other hand, the methods of the present invention can be used to identify agents that enhance fertility in mammals.

【0010】 本発明はまた、GDF−9のアゴニストである薬剤の同定方法に関する。この
方法において、GDF−9のレセプターと遺伝子を有する細胞、ここで、該遺伝
子の発現はレセプターへのGDF−9の結合により調節される;GDF−9;と
評価対象の薬剤を合せる。調製された合せ物を細胞上のレセプターへのGDF−
9の結合に適する条件下に維持し、そして、レセプターへのGDF−9の結合に
より調節される遺伝子の発現が生ずる程度を測定する。その際、評価対象の薬剤
の存在下における遺伝子の発現は、該薬剤がGDF−9のアゴニストであること
を示す。
[0010] The present invention also relates to a method for identifying a drug that is an agonist of GDF-9. In this method, cells having a GDF-9 receptor and gene, wherein the expression of the gene is regulated by binding of GDF-9 to the receptor; GDF-9; and the agent to be evaluated. GDF-
9 are maintained under conditions suitable for binding, and the extent to which expression of the gene regulated by binding of GDF-9 to the receptor occurs is determined. At that time, expression of the gene in the presence of the drug to be evaluated indicates that the drug is an agonist of GDF-9.

【0011】 さらに、本発明はGDF−9のアゴニストまたはアンタゴニストである薬剤の
同定方法に関する。この方法において、GDF−9のレセプターと該レセプター
へのGDF−9の結合により発現が調節される遺伝子を有する細胞;GDF−9
と評価対象の薬剤を合せる。調製された合せ物を細胞上のレセプターへの薬剤の
結合に適する条件下に維持する。細胞上のレセプターへの薬剤の結合が生ずる程
度を測定する。その際、GDF−9レセプターへの薬剤の結合は、該薬剤がGD
F−9のアゴニストまたはアンタゴニストであることを示す。
Furthermore, the present invention relates to a method for identifying a drug that is an agonist or antagonist of GDF-9. In this method, a cell having a receptor for GDF-9 and a gene whose expression is regulated by binding of GDF-9 to the receptor; GDF-9
And the drug to be evaluated. The prepared combination is maintained under conditions suitable for binding the drug to the receptor on the cell. The extent to which binding of the drug to the receptor on the cell occurs is measured. At that time, the binding of the drug to the GDF-9 receptor is determined by the
Indicates an agonist or antagonist of F-9.

【0012】 細胞上のレセプターへのGDF−9の結合が生ずる程度は種々の方法で測定す
ることができる。たとえば、結合が生ずる程度を、レセプターへのGDF−9の
結合により調節される遺伝子の遺伝子産物(たとえば、遺伝子のDNA、RNA
等の核酸;遺伝子によりコードされるタンパク質、ペプチド)を直接測定するこ
とにより測定する。1つの態様において、遺伝子はヒアルロン酸の合成に関与す
るタンパク質(たとえば、ヒアルロナンシンターゼ)をコードし、顆粒膜細胞上
のレセプターへのGDF−9の結合が生ずる程度を、該遺伝子の産物(たとえば
、ヒアルロナンシンターゼをコードするRNA)の産生を測定することにより測
定する。その際、遺伝子産物の産生の増加は薬剤がGDF−9活性のエンハンサ
ーであることを示し、遺伝子産物の産生の減少は薬剤がGDF−9活性のインヒ
ビターであることを示す。他の1つの態様において、遺伝子はプロゲステロンの
合成に関与するタンパク質(たとえば、StAR)をコードし、顆粒膜細胞上の
レセプターへのGDF−9の結合が生ずる程度を、該遺伝子の産物(たとえば、
StARをコードするRNA)の産生を測定することにより測定する。その際、
遺伝子産物の産生の増加は薬剤がGDF−9活性のエンハンサーであることを示
し、遺伝子産物の産生の減少は薬剤がGDF−9活性のインヒビターであること
を示す。さらに他の1つの態様において、遺伝子はプラスミンの産生に関与する
タンパク質(たとえば、uPA)をコードし、レセプターへのGDF−9の結合
の際に生ずるレセプターへのGDF−9の結合により調節される遺伝子の発現の
程度を、遺伝子の産物(たとえば、uPAをコードするRNA)の産生を測定す
ることにより測定する。その際、遺伝子産物の発現の減少は薬剤がGDF−9活
性のエンハンサーであることを示し、遺伝子産物の発現の減少は薬剤がGDF−
9活性のインヒビターであることを示す。細胞上のレセプターへのGDF−9の
結合が生ずる程度はまた、細胞上のレセプターへのGDF−9の結合により発現
が調節される遺伝子によりコードされるタンパク質の活性に起因する産物または
機能(たとえば、ヒアルロン酸、プロゲステロンおよび/またはプラスミン)を
測定することにより測定することができる。
The extent to which GDF-9 binds to a receptor on a cell can be measured by various methods. For example, the extent to which binding occurs is regulated by the binding of GDF-9 to the receptor.
Nucleic acids; proteins and peptides encoded by genes). In one embodiment, the gene encodes a protein involved in the synthesis of hyaluronic acid (eg, hyaluronan synthase) and determines the extent to which binding of GDF-9 to a receptor on granulosa cells occurs, eg, by the product of the gene (eg, It is determined by measuring the production of RNA encoding hyaluronan synthase). In that case, an increase in the production of the gene product indicates that the drug is an enhancer of GDF-9 activity, and a decrease in the production of the gene product indicates that the drug is an inhibitor of GDF-9 activity. In another embodiment, the gene encodes a protein involved in the synthesis of progesterone (eg, StAR) and determines the extent to which binding of GDF-9 to a receptor on granulosa cells occurs, eg, by the product of the gene (eg,
It is measured by measuring the production of RNA encoding StAR). that time,
Increased production of the gene product indicates that the drug is an enhancer of GDF-9 activity, and decreased production of the gene product indicates that the drug is an inhibitor of GDF-9 activity. In yet another embodiment, the gene encodes a protein involved in plasmin production (eg, uPA) and is regulated by binding of GDF-9 to the receptor that occurs upon binding of GDF-9 to the receptor. The degree of expression of the gene is measured by measuring the production of the product of the gene (eg, RNA encoding uPA). At that time, a decrease in the expression of the gene product indicates that the drug is an enhancer of GDF-9 activity, and a decrease in the expression of the gene product indicates that the drug is a GDF-
9 indicates an inhibitor of 9 activities. The extent to which GDF-9 binding to the receptor on the cell occurs also depends on the product or function resulting from the activity of the protein encoded by the gene whose expression is regulated by the binding of GDF-9 to the receptor on the cell (eg, , Hyaluronic acid, progesterone and / or plasmin).

【0013】 顆粒膜細胞がGDF−9に応答する、およびこの応答は1つまたはそれ以上の
誘導可能な遺伝子により測定できるという知見は、GDF−9のインビトロバイ
オアッセイを可能にする。かかるアッセイは、哺乳動物における生殖能力の問題
を診断するために、また、たとえば、哺乳動物における生殖能力の問題を診断お
よび/または治療するために用いることができる、GDF−9のインヒビター、
エンハンサー、アンタゴニストおよびアナログを同定するために使用することが
できる。
The finding that granulosa cells respond to GDF-9, and that this response can be measured by one or more inducible genes, allows for an in vitro bioassay of GDF-9. Such assays can be used to diagnose fertility problems in mammals, and for example, inhibitors of GDF-9, which can be used to diagnose and / or treat fertility problems in mammals.
It can be used to identify enhancers, antagonists and analogs.

【0014】 発明の詳細な説明 本発明は、成長分化因子9(GDF−9)の活性を変える(調節する)薬剤の
同定方法に関する。特に、本発明の方法は、初期の卵巣での卵胞形成の際に必要
とされる因子であるGDF−9の活性を阻害または増強する薬剤の能力を評価す
るためのアッセイである。GDF−9活性を変える(阻害する、増強する)薬剤
を同定する本発明の方法において、以下の試薬を合せて試験サンプルを調製する
:GDF−9のレセプターと該レセプターへのGDF−9の結合により発現が調
節される遺伝子を有する細胞;GDF−9;と評価対象の薬剤。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is directed to methods for identifying agents that alter (modulate) the activity of growth differentiation factor 9 (GDF-9). In particular, the methods of the present invention are assays for assessing the ability of an agent to inhibit or enhance the activity of GDF-9, a factor required during early ovarian follicle formation. In a method of the invention for identifying an agent that alters (inhibits or enhances) GDF-9 activity, a test sample is prepared by combining the following reagents: a receptor for GDF-9 and binding of GDF-9 to the receptor. A cell having a gene whose expression is regulated by GDF-9; and a drug to be evaluated.

【0015】 GDF−9のレセプターと細胞上の該レセプターへのGDF−9の結合により
発現が調節される遺伝子を有する細胞には、たとえば、哺乳動物の卵巣の卵胞に
見出される顆粒膜細胞(たとえば、壁在性顆粒膜細胞、卵丘細胞)を含む。卵胞
形成のあらゆる段階におけるGDF−9のレセプターを有する細胞(たとえば、
顆粒膜細胞)により取り囲まれる卵母細胞を含む、哺乳動物の卵巣の卵胞も本発
明の方法において使用することができる。たとえば、始原、一次、二次、三次(
排卵前)または過剰排卵の卵巣の卵胞を本発明の方法において使用することがで
きる。この態様において、卵巣の卵胞は一般に、GDF−9を発現する卵母細胞
および顆粒膜細胞を含むであろう。それゆえ、試験サンプルにおけるGDF−9
の添加はこの態様においては任意である。評価対象の薬剤がGDF−9活性を阻
害する、またはさらに卵巣の卵胞に存在するGDF−9の活性を増強する程度を
評価する。顆粒膜細胞および/または卵巣の卵胞は、本明細書に記載のようにあ
らゆる哺乳動物源から、当該分野で既知の技術を用いて得ることができる。たと
えば、顆粒膜細胞および/または卵巣の卵胞は、霊長類の動物(たとえば、サル
、ヒト)、ウシ、ブタ、ネコ、イヌおよびネズミ源から得ることができる。さら
に、顆粒膜細胞および/または卵巣の卵胞は、卵胞形成のあらゆる段階の哺乳動
物から、または過剰排卵の状態の哺乳動物から得ることができる。たとえば、哺
乳動物における過剰排卵の状態は哺乳動物にゴナドトロピン(たとえば、妊馬血
清ゴナドトロピン)を投与することにより得ることができ、かかる哺乳動物から
顆粒膜細胞および/または卵巣の卵胞が得られるだろう。本発明の方法における
使用に適する細胞の他の例には、GDF−9レセプターおよび細胞上の該レセプ
ターへのGDF−9の結合により発現が調節される遺伝子を発現するように組換
え的に作製された細胞(たとえば、GDF−9レセプターおよび、レセプターへ
のGDF−9の結合の際にさらにヒアルロナンシンターゼを発現する、組換え的
に作製されたチャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞)を含む。
Cells having a GDF-9 receptor and a gene whose expression is regulated by the binding of GDF-9 to the receptor on the cell include, for example, granulosa cells found in the follicles of mammalian ovaries (eg, , Mural granulosa cells, cumulus cells). Cells with receptors for GDF-9 at all stages of follicle formation (eg,
Ovarian follicles of mammals, including oocytes surrounded by granulosa cells), can also be used in the methods of the invention. For example, Primitive, Primary, Secondary, Tertiary (
Ovarian follicles (before ovulation) or superovulated can be used in the methods of the invention. In this embodiment, the ovarian follicle will generally comprise oocytes and granulosa cells that express GDF-9. Therefore, GDF-9 in the test sample
Is optional in this embodiment. The degree to which the drug to be evaluated inhibits GDF-9 activity or further enhances the activity of GDF-9 present in the ovarian follicles is evaluated. Granulosa cells and / or ovarian follicles can be obtained from any mammalian source as described herein using techniques known in the art. For example, granulosa cells and / or ovarian follicles can be obtained from primate animals (eg, monkeys, humans), cows, pigs, cats, dogs, and murine sources. In addition, granulosa cells and / or ovarian follicles can be obtained from mammals at any stage of follicle formation, or from mammals in a state of superovulation. For example, a condition of superovulation in a mammal can be obtained by administering a gonadotropin (eg, pregnant horse serum gonadotropin) to the mammal, which will provide granulosa cells and / or ovarian follicles. . Other examples of cells suitable for use in the methods of the invention include the GDF-9 receptor and recombinantly produced genes that express a gene whose expression is regulated by binding of GDF-9 to the receptor on the cell. (E.g., recombinantly produced Chinese hamster ovary (CHO) cells that express the GDF-9 receptor and hyaluronan synthase upon binding of GDF-9 to the receptor).

【0016】 本明細書に記載のように、本発明の方法は、GDF−9のレセプターと細胞上
の該レセプターへのGDF−9の結合により発現が調節される遺伝子を有する細
胞を利用する。本発明における使用のための遺伝子(1つまたはそれ以上)には
、たとえば、ヒアルロナンシンターゼ、ステロイド産生早期調節タンパク質、黄
体形成ホルモンレセプター、シクロオキシゲナーゼ2、ウロキナーゼプラスミノ
ーゲンアクチベーター、アクチビン/インヒビンおよびフォリスタチンをコード
する遺伝子を含む。
As described herein, the methods of the present invention utilize cells having a receptor for GDF-9 and a gene whose expression is regulated by binding of GDF-9 to the receptor on the cell. Genes (one or more) for use in the present invention include, for example, hyaluronan synthase, steroidogenic early regulatory protein, luteinizing hormone receptor, cyclooxygenase 2, urokinase plasminogen activator, activin / inhibin and follistatin. And a gene encoding

【0017】 本明細書に使用の「GDF−9」は、GDF−9タンパク質、その個々のサブ
ユニット、その個々のサブユニットの多量体、GDF−9の機能的フラグメント
もしくは一部、ならびにGDF−9の機能的均等物および/またはアナログをい
う。本明細書において定義されるように、GDF−9の機能的フラグメントは、
たとえば、ヒアルロン酸の合成に関与する1つまたは複数のタンパク質(たとえ
ば、ヒアルロナンシンターゼ)、プロゲステロンの合成に関与する1つまたは複
数のタンパク質(たとえば、StAR)および/またはプラスミンの合成に関与
するタンパク質(たとえば、uPA)をコードする遺伝子を調節するフラグメン
トである。また、本明細書において定義されるように、「GDF−9」の機能的
均等物またはフラグメントには、得られるGDF−9産物が本明細書に記載のG
DF−9と類似の活性を有する(たとえば、ヒアルロン酸の合成に関与するタン
パク質をコードする遺伝子を調節する)ように改変されたGDF−9タンパク質
を含む。
As used herein, “GDF-9” refers to a GDF-9 protein, its individual subunits, multimers of the individual subunits, functional fragments or portions of GDF-9, and GDF-9. Nine functional equivalents and / or analogs. As defined herein, a functional fragment of GDF-9 is
For example, one or more proteins involved in the synthesis of hyaluronic acid (eg, hyaluronan synthase), one or more proteins involved in the synthesis of progesterone (eg, StAR) and / or proteins involved in the synthesis of plasmin ( For example, a fragment that regulates the gene encoding uPA). Also, as defined herein, a functional equivalent or fragment of “GDF-9” includes the resulting GDF-9 product as a GDF-9 as described herein.
Includes GDF-9 proteins that have been modified to have activity similar to DF-9 (eg, regulate genes encoding proteins involved in hyaluronic acid synthesis).

【0018】 本方法の使用に適するGDF−9および本発明の組成物は種々の供給源から得
ることができ、または当該分野で既知の技術を用いて合成することができる。た
とえば、卵巣の卵胞に生ずるようなGDF−9を本発明の方法において使用する
ことができる。さらに、GDF−9は天然源(たとえば、霊長類の動物、ウシ、
ブタ、ネコ、イヌおよびネズミ源)から精製(単離、実質的に純粋)することが
でき、化学合成により製造することができ、組換えDNA技術により製造するこ
とができ、または市販源から得ることができる。
[0018] GDF-9 and compositions of the present invention suitable for use in the present methods can be obtained from a variety of sources, or can be synthesized using techniques known in the art. For example, GDF-9, as occurs in ovarian follicles, can be used in the methods of the invention. In addition, GDF-9 is derived from natural sources (eg, primate animals, cattle,
(Porcine, cat, dog and murine sources), can be purified (isolated, substantially pure), can be produced by chemical synthesis, can be produced by recombinant DNA technology, or can be obtained from commercial sources be able to.

【0019】 本明細書に記載のように、本発明の方法において調製される合せ物(試験サン
プル)を細胞上のレセプターへのGDF−9の結合に適する条件下に維持する。
本明細書に記載の方法を実施するのに好適な温度範囲は、約0℃から約45℃で
ある。1つの態様において、本方法は約37℃で実施でき、他の1つの態様にお
いて、本方法は約25℃で実施できる。本方法を実施し得る好適なpH範囲は約
pH5から約pH8であり、特に、約pH7から約pH7.4である。1つの態
様において、本方法は約pH7.4で実施することができる。さらに、本方法は
、1日で、または数日に渡って実施することができる。たとえば、本方法は約1
時間から約96時間まで、約1時間から約48時間まで、または約1時間から約
24時間まで実施することができる。1つの態様において、本方法は約3時間か
ら約24時間まで実施することができる。
As described herein, the combination (test sample) prepared in the method of the invention is maintained under conditions suitable for binding GDF-9 to a receptor on the cell.
A suitable temperature range for performing the methods described herein is from about 0 ° C to about 45 ° C. In one aspect, the method can be performed at about 37 ° C, and in another aspect, the method can be performed at about 25 ° C. The preferred pH range in which the method can be performed is from about pH 5 to about pH 8, and particularly from about pH 7 to about pH 7.4. In one embodiment, the method can be performed at about pH 7.4. Further, the method can be performed in one day or over several days. For example, the method uses about 1
From about 1 hour to about 48 hours, or from about 1 hour to about 24 hours. In one embodiment, the method can be performed for about 3 hours to about 24 hours.

【0020】 本発明の方法において、細胞上のレセプターへのGDF−9の結合が生ずる程
度は直接的にまたは間接的に測定することができる。たとえば、細胞上のレセプ
ターへのGDF−9の結合が生ずる程度は、アッセイに使用される細胞上に存在
するGDF−9レセプターへのGDF−9の結合に応答して生ずる特定の遺伝子
産物(たとえば、DNA、RNA(mRNA)、ペプチド、タンパク質)を直接
測定することにより測定することができる。かかる特定の遺伝子産物の例には、
限定されるものではないが、ヒアルロナンシンターゼ、ステロイド産生早期調節
タンパク質、黄体形成ホルモンレセプター、シクロオキシゲナーゼ2、ウロキナ
ーゼプラスミノーゲンアクチベーター、キットリガンド、アクチビン/インヒビ
ンβBおよびフォリスタチンを含む。
In the method of the present invention, the extent to which binding of GDF-9 to a receptor on a cell occurs can be measured directly or indirectly. For example, the extent to which binding of GDF-9 to a receptor on a cell occurs to the extent that a particular gene product (e.g., , DNA, RNA (mRNA), peptide, protein). Examples of such specific gene products include:
Including but not limited to hyaluronan synthase, steroidogenic early regulatory protein, luteinizing hormone receptor, cyclooxygenase 2, urokinase plasminogen activator, kit ligand, activin / inhibin βB and follistatin.

【0021】 他方、遺伝子産物の活性の結果として生ずる(たとえば、下流)産物または機
能も測定することができる。1つの態様において、遺伝子はヒアルロン酸の合成
に関与し(たとえば、ヒアルロナンシンターゼをコードする遺伝子)、ヒアルロ
ン酸等の、遺伝子の活性から生ずる産物を測定することができる。他の1つの態
様において、遺伝子はプロゲステロンの合成に関与し(たとえば、StARをコ
ードする遺伝子)、プロゲステロン、リン酸化StARおよび/またはプロゲス
テロン合成経路における他のステロイド等の、遺伝子の活性から生ずる産物を測
定することができる。さらなる態様において、遺伝子はプラスミンの合成に関与
し(たとえば、uPA)、プラスミン等の遺伝子の活性から生ずる産物、および
/またはプラスミノーゲンの切断等の遺伝子の機能を測定することができる。他
の1つの態様において、遺伝子はプロスタグランジン(たとえば、COX−2)
の産生に関与し、プロスタグランジン等の遺伝子の活性から生ずる産物を測定す
ることができる。遺伝子はまた、アクチビンBまたはインヒビンBの産生に関与
し得、アクチビンβB:アクチビンおよび/またはβBインヒビンα:アクチビ
ンβB等の、遺伝子の活性から生ずる産物を測定することができる。他の1つの
態様において、遺伝子はLHレセプターの産生に関与し、LHレセプターの結合
の結果として産生される産物(たとえば、サイクリックAMP)等の、遺伝子の
活性から生ずる産物、および/またはLHレセプターへのリガンドの結合等の、
遺伝子の活性から生ずる機能を測定することができる。さらに、特に、GDF−
9のアゴニストまたはアンタゴニストが同定されるであろう方法において、細胞
上のレセプターへの評価対象の薬剤の存在下におけるGDF−9の結合が生ずる
程度は、当該分野において既知の技術(たとえば、ラジオレセプターアッセイ)
を用いて、直接、細胞上のレセプターに結合されたGDF−9の量を測定するこ
とにより測定することができる。
On the other hand, the product or function resulting from the activity of the gene product (eg, downstream) can also be measured. In one embodiment, the gene is involved in the synthesis of hyaluronic acid (eg, a gene encoding hyaluronan synthase), and products resulting from the activity of the gene, such as hyaluronic acid, can be measured. In another embodiment, the gene is involved in the synthesis of progesterone (eg, the gene encoding StAR) and produces products resulting from the activity of the gene, such as progesterone, phosphorylated StAR and / or other steroids in the progesterone synthesis pathway. Can be measured. In further embodiments, the gene is involved in plasmin synthesis (eg, uPA), and the product resulting from the activity of the gene, such as plasmin, and / or the function of the gene, such as cleavage of plasminogen, can be measured. In another embodiment, the gene is a prostaglandin (eg, COX-2)
, Which are involved in the production of E. coli and produce from the activity of genes such as prostaglandins. The gene may also be involved in the production of activin B or inhibin B, and products resulting from the activity of the gene can be measured, such as activin βB: activin and / or βB inhibin α: activin βB. In another embodiment, the gene is involved in the production of LH receptor and / or a product resulting from the activity of the gene, such as a product produced as a result of LH receptor binding (eg, cyclic AMP), and / or an LH receptor. Such as binding of a ligand to
The function resulting from the activity of the gene can be measured. Furthermore, in particular, GDF-
In a method where nine agonists or antagonists would be identified, the extent to which binding of GDF-9 to the receptor on the cell in the presence of the drug being evaluated occurs, using techniques known in the art (eg, radioreceptors). Assay)
Can be measured directly by measuring the amount of GDF-9 bound to the receptor on the cell.

【0022】 細胞上のレセプターへのGDF−9の結合が生ずる程度を測定するために使用
することができる方法は測定されるであろうそのパラメータに依存する。細胞上
のレセプターへのGDF−9の結合により調節される遺伝子に関連する核酸(D
NA、RNA)の存在を、たとえば、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)産物の視
覚化、放射性標識法、放射性標識PCR産物の写真撮影検出、PCR産物のサザ
ンブロット、RNアーゼプロテクションアッセイおよび/またはノーザンブロッ
トを用いて測定することができる。他方、細胞上のレセプターへのGDF−9の
結合により調節される遺伝子に関連するタンパク質の存在を、高圧液体クロマト
グラフィー(HPLC)、免疫組織化学、ウエスタンブロット解析および免疫沈
降等の技術を用いて測定することができる。さらに、細胞上のレセプターへのG
DF−9の結合により調節される遺伝子の活性に応答して生ずる下流産物(たと
えば、ヒアルロン酸、プロゲステロン、プラスミン)は、たとえば、HPLCお
よび/またはラジオイムノアッセイを使用して測定することができる。
The methods that can be used to determine the extent to which binding of GDF-9 to a receptor on a cell occurs depend on the parameters that will be measured. Nucleic acids associated with genes regulated by the binding of GDF-9 to receptors on cells (D
NA, RNA) can be determined, for example, by visualizing the polymerase chain reaction (PCR) product, radiolabeling methods, photographic detection of radiolabeled PCR products, Southern blots of PCR products, RNase protection assays and / or Northern blots. It can be measured using: On the other hand, the presence of proteins related to genes regulated by the binding of GDF-9 to receptors on cells was determined using techniques such as high pressure liquid chromatography (HPLC), immunohistochemistry, Western blot analysis and immunoprecipitation. Can be measured. In addition, G to receptors on cells
Downstream products (eg, hyaluronic acid, progesterone, plasmin) produced in response to the activity of the gene regulated by DF-9 binding can be measured, for example, using HPLC and / or radioimmunoassay.

【0023】 本発明の方法はさらに、対照サンプルの使用を含み得る。たとえば、試験サン
プル中の細胞上のレセプターへのGDF−9の結合の程度を、対照サンプル(す
なわち、評価対象の薬剤を除いて試験サンプルと同じ試薬の組み合わせを含み、
かつ試験サンプルと同じ様式で加工されているサンプル)中で生ずる細胞上のレ
セプターへのGDF−9の結合の程度と比較する。
[0023] The method of the invention may further include the use of a control sample. For example, the extent of GDF-9 binding to receptors on cells in a test sample can be determined by comparing the control sample (ie, including the same combination of reagents as the test sample except for the drug being evaluated,
(A sample that has been processed in the same manner as the test sample) and the extent of GDF-9 binding to the receptor on cells that occurs in the test sample.

【0024】 本明細書に記載の方法および該方法により同定される薬剤は種々の方法で使用
することができる。たとえば、本方法は、GDF−9のインヒビター、エンハン
サー、アンタゴニスト、アゴニスト、および/またはアナログである薬剤および
生殖問題を診断および/または治療するために使用することができる薬剤を同定
するためのスクリーニング方法として、または、不妊等の生殖問題を検出するた
めの診断アッセイ(たとえば、GDF−9活性を解析するための卵胞液のアッセ
イ)として使用することができる。本発明の方法により同定される薬剤は、GD
F−9活性が異常であるあらゆる疾患または症状において使用することができる
。たとえば、本発明の方法において同定される薬剤を使用して、生殖能力を阻害
(たとえば、避妊、避妊薬)または生殖能力を増強(たとえば、インビトロでの
受精の成功の増加)することができる。
The methods described herein and the agents identified by the methods can be used in various ways. For example, the method includes screening agents for identifying agents that are inhibitors, enhancers, antagonists, agonists, and / or analogs of GDF-9 and agents that can be used to diagnose and / or treat reproductive problems. Or as a diagnostic assay to detect reproductive problems such as infertility (eg, an assay of follicular fluid to analyze GDF-9 activity). The agent identified by the method of the present invention is GD
It can be used in any disease or condition where F-9 activity is abnormal. For example, the agents identified in the methods of the invention can be used to inhibit fertility (eg, contraception, contraceptives) or to enhance fertility (eg, increasing successful fertilization in vitro).

【0025】 本明細書に記載のように、切断した、成熟マウスGDF−9タンパク質でなら
したCHO細胞培地(CHO 19A12)を用いる初期卵胞培養実験において
、卵胞は顆粒状のようであり、顆粒膜細胞は寄り集まり、また、互いに離れ、培
養の2日後、粘膜分泌細胞化マトリックスを形成するようであることに言及した
。CHO対照培地または骨形態形成タンパク質15(BMP−15)のみを含む
培地(CHO 21A5)は、卵胞に対しこの粘膜分泌細胞化効果を有さなかっ
た。GDF−9およびBMP−15の両方を発現する細胞由来であるが、GDF
−9レベルがCHO 19A12におけるより5〜10倍低いと推定される培地
(CHO 27A11)では、結局、培養の5日後に粘膜分泌期事象が生じた。
As described herein, in early follicle culture experiments using chopped, CHO cell medium conditioned with mature mouse GDF-9 protein (CHO 19A12), the follicles appear granular and It was noted that the cells converged and separated from each other and appeared to form a mucosal secretory cellization matrix after 2 days of culture. CHO control medium or medium containing only bone morphogenetic protein 15 (BMP-15) (CHO 21A5) did not have this mucosal secretion cellizing effect on follicles. Derived from cells expressing both GDF-9 and BMP-15,
In the medium in which -9 levels were estimated to be 5-10 fold lower than in CHO 19A12 (CHO 27A11), a mucosal secretory event occurred after 5 days of culture.

【0026】 卵丘細胞として知られる、排卵前の卵胞において卵母細胞と直接接触する顆粒
膜細胞は、卵丘拡張と呼ばれる工程において、インビボおよびインビトロの両方
でヒアルロン酸を含むプロテオグリカンマトリックスを産生する。この拡張マト
リックスは卵母細胞および共に卵丘細胞を結合し、卵胞排出および卵管采捕捉を
促進し、精子貫入および受精を可能にする〔Salustri et al.,Zygote,4:313-315
(1996)〕。インビトロでの卵丘拡張は、卵胞刺激ホルモンおよび卵母細胞由来因
子に依存することが観察されている〔Buccione et al.,Dev.Biol.,138:16-25(19
90)〕。卵母細胞からはぎ取られた卵丘細胞は拡張せず、付着性の線維芽細胞の 形態をとり、極僅かな量のヒアルロン酸を産生する。卵母細胞を培養物に戻して
添加した場合、または卵母細胞でならした培地(OCM)(〜1卵母細胞/μl
培地)にて卵丘細胞を増殖させる場合、それらは5〜10倍の高いレベルのヒア
ルロン酸を産生する。卵母細胞ならし培地および/またはTGF−βでの処理に
より、壁在性顆粒膜細胞(すなわち、卵母細胞と接触していない排卵前の卵胞の
顆粒膜細胞)を誘導し、インビトロでヒアルロン酸を作製することができること
も示された〔Salustri et al.,J.Biol.Chem.,265:19517-19523(1990)〕。OCM
およびTGF−βの両方の影響は相加的であった。抗TGF−β抗体はTGF−
βの影響をブロックすることができたが、卵母細胞ならし培地の影響をブロック
することはできなかった。このことは、TGF−βそれ自体はヒアルロン酸産生
を刺激する卵母細胞由来シグナルではないことを示す。さらに、これらの実験を
転写ブロッキング剤であるアクチノマイシンDを用いて繰り返した。TGF−β
の影響の〜50%はこれらの条件下でブロックされることが示された〔Tirone e
t al.,J.Biol.Chem.,272:4787-4794(1997)〕。
Granulosa cells, which are in direct contact with oocytes in the preovulatory follicle, known as cumulus cells, produce a proteoglycan matrix containing hyaluronic acid both in vivo and in vitro, in a process called cumulus expansion. . This expansion matrix binds the oocytes and both cumulus cells, promotes follicular emptying and fallopian tube trapping, and allows sperm penetration and fertilization (Salustri et al., Zygote, 4: 313-315).
(1996)]. Cumulus expansion in vitro has been observed to be dependent on follicle-stimulating hormone and oocyte-derived factors (Buccione et al., Dev. Biol., 138: 16-25 (19
90)]. Cumulus cells peeled from oocytes do not expand, take the form of adherent fibroblasts, and produce very small amounts of hyaluronic acid. When oocytes are added back to culture, or in oocyte conditioned medium (OCM) (~ 1 oocytes / μl
When growing cumulus cells in culture medium, they produce 5 to 10-fold higher levels of hyaluronic acid. Treatment with oocyte conditioned medium and / or TGF-β induces mural granulosa cells (ie, granulosa cells of preovulatory follicles that have not been contacted with oocytes) and is treated with hyaluronan in vitro. It has also been shown that acids can be made [Salustri et al., J. Biol. Chem., 265: 19517-19523 (1990)]. OCM
The effects of both and TGF-β were additive. Anti-TGF-β antibody is TGF-
The effects of β could be blocked, but the effects of oocyte conditioned media could not be blocked. This indicates that TGF-β itself is not an oocyte-derived signal that stimulates hyaluronic acid production. In addition, these experiments were repeated using actinomycin D, a transcription blocking agent. TGF-β
影響 50% of the effects of A. were shown to be blocked under these conditions [Tirone e
etal., J. Biol. Chem., 272: 4787-4794 (1997)].

【0027】 最近、ヒアルロナンシンターゼ2型(HAS2)がマウスで同定され、トラン
スフェクトされたCOS細胞においてヒアルロン酸産生を触媒することができる
ことが示された〔Spicer et al.,J.Biol.Chem.,271:23400-23406(1996)〕。他の
研究において、標準過剰排卵プロトコル〔妊馬血清ゴナドトロピン(PMSG)
−48時間 hCG〕のヒト絨毛膜ゴナドトロピン(hCG)投与の1時間〜4
時間後、HAS2は卵丘卵母細胞複合体において誘導されることが示されること
が示された〔Fulop et al.,Arch.Biochem.Biophysics,337:261-266(1997)〕。そ
の酵素活性およびその発現パターンにより、HAS2は卵丘拡張に導くヒアルロ
ン酸産生を担うようであり、卵母細胞により産生されるまたは卵母細胞ならし培
地に存在する因子に応答する遺伝子であるかもしれない。
Recently, hyaluronan synthase type 2 (HAS2) has been identified in mice and shown to be able to catalyze hyaluronic acid production in transfected COS cells [Spicer et al., J. Biol. Chem. 271: 23400-23406 (1996)]. In another study, a standard superovulation protocol [pregnant horse serum gonadotropin (PMSG)
-48 hours hCG] 1 hour to 4 hours after human chorionic gonadotropin (hCG) administration
After a time, it was shown that HAS2 was shown to be induced in the cumulus oocyte complex [Fulop et al., Arch. Biochem. Biophysics, 337: 261-266 (1997)]. Due to its enzymatic activity and its expression pattern, HAS2 appears to be responsible for hyaluronic acid production leading to cumulus expansion and may be a gene produced by oocytes or responsive to factors present in the oocyte conditioned medium. unknown.

【0028】 さらに、研究により、第2遺伝子であるウロキナーゼプラスミノーゲンアクチ
ベーター(uPA)が卵母細胞由来因子により阻害されることが示されている〔
Canipari et al.,Devel.Biol.,167:371-378(1995)〕。uPAは、プラスミノー ゲンを切断して活性なプロテアーゼであるプラスミンを形成するセリンプロテア
ーゼであり、卵胞壁の排卵前のタンパク質分解による崩壊において役割を演ずる
ことが示唆されている。uPAは、顆粒膜細胞および卵胞膜細胞(theca
cell)においてゴナドトロピンにより刺激される。卵丘卵母細胞複合体にお
ける卵丘細胞は、通常、uPAを産生しない。しかしながら、卵母細胞からはぎ
取られ、FSHにより刺激された卵丘細胞はuPAを分泌する。uPA分泌は、
卵丘細胞を卵母細胞とまたは卵母細胞ならし培地で培養することにより非常に減
少する。
In addition, studies have shown that a second gene, urokinase plasminogen activator (uPA), is inhibited by oocyte-derived factors [
Canipari et al., Devel. Biol., 167: 371-378 (1995)]. uPA is a serine protease that cleaves plasminogen to form plasmin, an active protease, and has been suggested to play a role in pre-ovulation proteolytic breakdown of the follicle wall. uPA is used for granulosa cells and follicular membrane cells (theca).
cell) stimulated by gonadotropin. Cumulus cells in the cumulus oocyte complex do not normally produce uPA. However, cumulus cells that have been stripped from oocytes and stimulated by FSH secrete uPA. uPA secretion
Cultivation of cumulus cells in oocytes or in oocyte conditioned media is greatly reduced.

【0029】 また、実施例において示すように、卵母細胞特異的TGF−βファミリー成長
因子であるmGDF−9の組み換え体は、顆粒膜細胞において、HAS2および
/またはプロゲステロンの発現を誘導し、および/またはuPA発現を阻害する
ことができる。HAS2発現に対するこの効果は卵胞培養実験により予想される
ようにGDF−9に特異的であり、他の卵母細胞特異的TGF−βファミリーの
メンバー(すなわち、BMP−15およびBMP−6)により誘導されない。
[0029] Also, as shown in the Examples, recombinants of mGDF-9, an oocyte-specific TGF-β family growth factor, induce HAS2 and / or progesterone expression in granulosa cells, and And / or can inhibit uPA expression. This effect on HAS2 expression is specific for GDF-9 as expected by follicle culture experiments and is induced by other oocyte-specific TGF-β family members (ie, BMP-15 and BMP-6). Not done.

【0030】 実施例3に記載のように、マウスGDF−9タンパク質は全ての卵母細胞にお
いて発現され、卵胞腔卵胞を含む3a型卵胞段階において開始される。卵丘拡張
を含む卵胞形成の後期段階におけるGDF−9の生物学的機能を調べるために、
成熟しグリコシル化された組換えマウスGDF−9をチャイニーズハムスター卵
巣細胞発現システムを用いて作製した。顆粒膜細胞培養システムを構築し、半定
量的RT−PCRを用いていくつかの重要な卵巣遺伝子産物の調節におけるGD
F−9の役割を決定した。組換えGDF−9は、ヒアルロナンシンターゼ2(H
AS2)、シクロオキシゲナーゼ2(COX−2)、およびステロイド産生早期
調節タンパク質(StAR)mRNA合成を誘導するが、ウロキナーゼプラスミ
ノーゲンアクチベーター(uPA)および黄体形成ホルモンレセプター(LHR
)mRNA合成を抑制することが見出された。GDF−9によるStAR mR
NAの誘導と一致して、組換えGDF−9はFSHの非存在下に顆粒膜細胞のプ
ロゲステロン合成を増加した。卵丘細胞におけるHAS2の誘導およびプロテア
ーゼuPAの抑制は、卵丘拡張の際に産生されるヒアルロン酸−リッチ細胞外マ
トリックスの産生において重要な事象であるので、GDF−9がこの工程を擬似
できるかどうか決定した。卵母細胞切除卵丘細胞−卵母細胞複合体を用いて、組
換えGDF−9はインビトロで卵丘拡張を誘導することが示された。これらの研
究は、GDF−9は顆粒膜細胞上のレセプターに結合し、多くの遺伝子産物の発
現を調節することができることを示す。したがって、初期卵胞形成の際に成長お
よび分化因子として重要な機能を果たす他に、いくつかの重要な顆粒膜細胞酵素
を調節する、卵母細胞により分泌されるパラクリン因子としてのGDF−9機能
は、卵丘拡張、ならびに正常排卵、受精、および雌性生殖に必須である、最適な
卵母細胞微小環境、工程の維持に関与した。
As described in Example 3, mouse GDF-9 protein is expressed in all oocytes and is initiated at the type 3a follicular stage, including follicular cavities. To investigate the biological function of GDF-9 in the late stages of follicle formation, including cumulus expansion,
Mature, glycosylated recombinant mouse GDF-9 was produced using the Chinese Hamster Ovary Cell Expression System. Establish a granulosa cell culture system and use semi-quantitative RT-PCR to regulate GD in the regulation of some key ovarian gene products
The role of F-9 was determined. Recombinant GDF-9 is derived from hyaluronan synthase 2 (H
AS2), cyclooxygenase 2 (COX-2), and steroidogenic early regulatory protein (StAR) mRNA synthesis, but not urokinase plasminogen activator (uPA) and luteinizing hormone receptor (LHR).
) Found to inhibit mRNA synthesis; StAR mR by GDF-9
Consistent with the induction of NA, recombinant GDF-9 increased progesterone synthesis in granulosa cells in the absence of FSH. Since the induction of HAS2 and suppression of the protease uPA in cumulus cells are important events in the production of the hyaluronic acid-rich extracellular matrix produced during cumulus expansion, can GDF-9 mimic this process? I decided. Using an oocyte-excised cumulus cell-oocyte complex, recombinant GDF-9 was shown to induce cumulus expansion in vitro. These studies indicate that GDF-9 can bind to receptors on granulosa cells and regulate the expression of many gene products. Thus, in addition to serving important functions as growth and differentiation factors during early follicle formation, GDF-9 function as a paracrine factor secreted by oocytes, which regulates several key granulosa cell enzymes, Involved in the maintenance of an optimal oocyte microenvironment, a process essential for normal ovulation, fertilization, and female reproduction.

【0031】 実施例4に記載のように、GDF−9の非存在のために生ずる分子欠陥を解析
した。主要な知見は以下の通りであった:1)いくつかの卵胞膜細胞層マーカー
(すなわち、17αヒドロキシラーゼ、黄体形成ホルモンレセプター(LHR)
、およびキットリガンドのレセプターであるc−キット)について、GDF−9
欠損卵胞の周りに検出可能なシグナルは存在しない。このことは、GDF−9非
存在下に、卵胞は、卵胞を取り囲むために卵胞膜細胞前駆体を漸増するシグナル
を発することができないということを示す。2)GDF−9欠損マウスの一次卵
胞はキットリガンドおよびインヒビンαのアップレギュレーションを示す。この
ことは、顆粒膜細胞において発現される、これらの2つの重要な分泌される成長
因子は、GDF−9により、直接、パラクリン様式で調節されるようであること
を示す。また、卵母細胞上でのc−キットを通したシグナル伝達を介するキット
リガンドのアップレギュレーションは、直接、GDF−9欠損卵母細胞のサイズ
の増加および卵母細胞の最後の消滅に関与するようである。3)卵母細胞の損失
後、GDF−9欠損卵胞の細胞は、組織学的に小さな黄体に類似するステロイド
産生クラスターに残存する。しかしながら、分子レベルで、これらの細胞は、黄
体マーカー(たとえば、LHRおよびP−450側鎖切断)および非黄体マーカ
ー(たとえば、インヒビンαおよびP−450アロマターゼ)の両方に対し陽性
である。このことは、初期に、卵母細胞の存在は黄体形成マーカーの発現を防ぐ
が、初期の時点におけるGDF−9の非存在は顆粒膜細胞の分化プログラムを変
えることを示す。4)PCNAまたはKi−67のいずれかとTUNEL標識に
よる染色により示されるように、GDF−9欠損3b型一次卵胞の顆粒膜細胞は
増殖しないが、また、細胞死に至らない。このことは、3b型卵胞の顆粒膜細胞
は増殖の継続のために、また、たとえば、分化事象を通じてのアポトーシスを受
けるようになるためにGDF−9を必要とすることを示す。
As described in Example 4, the molecular defects resulting from the absence of GDF-9 were analyzed. The main findings were: 1) Several follicular membrane cell layer markers (ie, 17α hydroxylase, luteinizing hormone receptor (LHR)).
, And c-kit, which is a receptor for kit ligand), GDF-9
There is no detectable signal around the defective follicle. This indicates that in the absence of GDF-9, the follicle cannot emit signals that recruit follicular cell precursors to surround the follicle. 2) Primary follicles of GDF-9 deficient mice show up-regulation of kit ligand and inhibin α. This indicates that these two important secreted growth factors, expressed in granulosa cells, are likely to be regulated by GDF-9 directly in a paracrine manner. Also, up-regulation of kit ligand via signaling through c-kit on oocytes may be directly involved in increasing the size of GDF-9 deficient oocytes and the final disappearance of oocytes. It is. 3) After oocyte loss, cells of the GDF-9 deficient follicle remain in steroidogenic clusters that are histologically similar to the small corpus luteum. However, at the molecular level, these cells are positive for both luteal markers (eg, LHR and P-450 side-chain truncation) and non-luteal markers (eg, inhibin α and P-450 aromatase). This indicates that, initially, the presence of the oocyte prevents the expression of the luteinizing marker, whereas the absence of GDF-9 at an earlier time alters the differentiation program of granulosa cells. 4) As shown by staining with either PCNA or Ki-67 and TUNEL labeling, GDF-9 deficient primary 3b type follicular granulosa cells do not proliferate, but do not lead to cell death. This indicates that granulosa cells of type 3b follicles require GDF-9 for continued proliferation and for example to become apoptotic through differentiation events.

【0032】 本発明を以下の実施例により説明する。かかる実施例は、いずれにも限定する
ことを意図するものではない
The present invention is illustrated by the following examples. Such examples are not intended to be limiting.

【0033】
実施例 実施例1 GDF−9機能についての顆粒膜細胞培養物インビトロアッセイ プロトコル 21日齢のCD−1マウスを、Charles River Laborat
oriesまたはBaylor Collegeの医学検問施設群(Medic
ine barrier facility colony)のどちらかより得
た。各雌に、7.5IUの妊馬血清ゴナドトロピン(PMSG)(我々のストッ
ク0.3cc)を注入した。最初、48時間後(実施例1の最後の実験では42
〜46時間後)、マウスを頸の脱臼により屠殺し、可能なかぎり全ての脂肪およ
び嚢組織を除去しながら、卵巣を回収した。前もって温めておいた30mmディ
ッシュ中の回収培地(DMEM/F12 w/ 1X GPSおよび.3%BS
A)に、卵巣を置いた。解剖的視野に基づいて、27 1/2ゲージの針で刺す
ことを繰り返すことにより、大きな卵胞腔卵胞から顆粒膜細胞を放した。顆粒膜
細胞の凝集塊を、パスツールピペットで吸って、上下に口でピペッティングする
ことにより分散した。卵母細胞および卵丘卵母細胞複合体(COC)を、顆粒膜
細胞から手作業で分離した。一度、全ての明白な卵母細胞およびCOCのものを
除去し、顆粒膜細胞をさらに前もって温められた回収培地を有するきれいなディ
ッシュに移し、残っている卵母細胞およびCOCを除去した。2つめのディッシ
ュの中身を、2つの1.5mlのエッペンドルフチューブに移し、3分間150
0rpmで回転した。新しい回収培地を使用して、プレートから残った細胞を洗
浄してはがし、エッペンドルフに移し、1500rpmで再度回転した。
[0033]
EXAMPLES Example 1 Granulosa Cell Culture In Vitro Assay for GDF-9 Function Protocol Twenty-one day old CD-1 mice were harvested from Charles River Laborat.
ories or Baylor College medical check-up facilities (Medic
Ine barrier facility colony). Each female was injected with 7.5 IU of pregnant horse serum gonadotropin (PMSG) (0.3 cc of our stock). First, after 48 hours (42 in the last experiment of Example 1)
After 4646 hours), the mice were sacrificed by cervical dislocation and the ovaries were harvested, removing as much fat and sac tissue as possible. Recovery medium (DMEM / F12 w / 1X GPS and 0.3% BS) in a pre-warmed 30 mm dish
In A), the ovaries were placed. Granulosa cells were released from large follicular follicles by repeated stabbing with a 271/2 gauge needle based on the anatomical field. The aggregate of granulosa cells was dispersed by sucking with a Pasteur pipette and pipetting up and down with the mouth. Oocytes and cumulus oocyte complex (COC) were manually separated from granulosa cells. Once, all obvious oocytes and COC's were removed and the granulosa cells were further transferred to a clean dish with pre-warmed recovery media to remove any remaining oocytes and COC. Transfer the contents of the second dish to two 1.5 ml Eppendorf tubes, 150 minutes for 3 minutes
Rotated at 0 rpm. The remaining cells were washed off the plate using fresh recovery medium, transferred to an Eppendorf and spun again at 1500 rpm.

【0034】 回収された卵巣ごとに、1X 卵胞培養培地(アルファ MEM、1Xインシ
ュリン/トランスフェリン/亜セレン酸塩、1Xグルタミン/ペニシリン/スト
レプトマイシン、4ng/mlのヒツジFSH、+/−10%ウシ胎仔血清)2
50μl〜500μlで、穏やかにピペッティンッグすることにより、顆粒膜細
胞を再懸濁し、顆粒膜細胞250μlを24ウェルプレートのウェルごとに入れ
た。各ウェルに対して、研究対象の処理の2X量の1X 卵胞培養培地250μ
l以上。最終的な培養容積は、500μlであった。
For each collected ovary, 1 × follicle culture medium (alpha MEM, 1 × insulin / transferrin / selenite, 1 × glutamine / penicillin / streptomycin, 4 ng / ml sheep FSH, +/− 10% fetal bovine serum ) 2
Granulosa cells were resuspended by gentle pipetting from 50 μl to 500 μl and 250 μl of granulosa cells were placed per well of a 24-well plate. For each well, a 2 × volume of 1 × follicle culture medium 250 μL of the treatment under study
l or more. The final culture volume was 500 μl.

【0035】 実験例1 培地: 1) CHO対照(濃縮)=CHO A2(発現ベクターを持たないCHO細胞
)由来の濃縮培地100μl+1X 卵胞培養培地(F.C.M.)400μl
。最終希釈=1:10。 2) mGDF−9(濃縮)=mGDF−9発現細胞由来の濃縮CHO 19A
12培地50μl+1X F.C.M.450。最終希釈=1:20。見積もら
れた最終mGDF−9濃度=50ng/ml。 3) mBMP−15(濃縮)=mBMP−15発現細胞由来の濃縮CHO 2
1A5培地100μl+1X F.C.M.400μl。見積もられた最終mB
MP−15濃度≧50ng/ml。 4) mGDF−9+mBMP−15(濃縮)=濃縮CHO 19A12培地5
0μl+濃縮CHO 21A5培地100μl+F.C.M.350μl。見積
もられた最終mGDF−9濃度=50ng/ml。* 残っている1X F.C.M.500μl+細胞を、1500rpmで3分間
回転しておとし、2X F.C.M.で再懸濁し、250μlを2つの残りのウ
ェルに入れた。 5) * mGDF−9(濃縮なし)=CHO 19A12濃縮なしの250μ
l+顆粒膜細胞を有する2X F.C.M.250μl。見積もられた最終mG
DF−9濃度=300ng/ml。 6) * m二量体(濃縮なし)=CHO 27A11濃縮なしの250μl(m
GDF−9およびmBMP−15両方を発現するCHO細胞)。見積もられた最
終mGDF−9濃度<150ng/ml。見積もられた最終mBMP−15濃度
>150ng/ml。 全ての細胞を一晩(〜20時間)37℃で5%CO2 で培養した。
Experimental Example 1 Medium: 1) CHO control (concentrated) = 100 μl of concentrated medium derived from CHO A2 (CHO cells without an expression vector) +400 μl of 1 × follicle culture medium (FCM)
. Final dilution = 1: 10. 2) mGDF-9 (enriched) = enriched CHO 19A derived from mGDF-9 expressing cells
12 medium 50 μl + 1 × F. C. M. 450. Final dilution = 1: 20. Estimated final mGDF-9 concentration = 50 ng / ml. 3) mBMP-15 (enriched) = enriched CHO 2 derived from mBMP-15-expressing cells
100 μl of 1A5 medium + 1 × F. C. M. 400 μl. Final mB estimated
MP-15 concentration ≧ 50 ng / ml. 4) mGDF-9 + mBMP-15 (concentrated) = concentrated CHO 19A12 medium 5
0 μl + concentrated CHO 21A5 medium 100 μl + F. C. M. 350 μl. Estimated final mGDF-9 concentration = 50 ng / ml. * 1X F. remaining. C. M. 500 μl + cells were spun at 1500 rpm for 3 minutes and 2 × F. C. M. And 250 μl was placed in the two remaining wells. 5) * mGDF-9 (no concentration) = 250μ without CHO 19A12 concentration.
2X F.l with l + granulosa cells C. M. 250 μl. Final mG estimated
DF-9 concentration = 300 ng / ml. 6) * m dimer (no concentration) = 250 μl without CHO 27A11 concentration (m
CHO cells expressing both GDF-9 and mBMP-15). Estimated final mGDF-9 concentration <150 ng / ml. Estimated final mBMP-15 concentration> 150 ng / ml. All cells were cultured overnight (〜20 hours) at 37 ° C. with 5% CO 2 .

【0036】 培地を吸引し、RNA Stat−60(Leedo Medical Su
pply)500μlを各ウェルに単回で添加し、上下にピペッティングして細
胞を溶解した。全ての細胞を、解剖顕微鏡を使用して確かめながら溶解した。細
胞をホモジナイズするために、細胞をP200ピペットマンを用いて上下にピペ
ッティングした。クロロホルム100μlを各チューブに添加し、ボルテックス
し、次いで氷上で10分間インキュベートした。チューブを、4℃で、20分間
、最高速度で回転した。水相を注意深く回収し、RNAを−20℃で2時間イソ
プロパノール250μlで沈澱させた。4℃で、30分間、最高速度で回転した
後、非常に小さいRNAペレットを観察した。ペレットを70%エタノールで洗
浄し、風乾し、次いでDEPC水100μlで再懸濁し、−80℃で保存した。
The medium is aspirated and RNA Stat-60 (Ledo Medical Su)
pply) was added in a single addition to each well and the cells were lysed by pipetting up and down. All cells were lysed with confirmation using a dissecting microscope. The cells were pipetted up and down using a P200 Pipetman to homogenize the cells. 100 μl of chloroform was added to each tube, vortexed and then incubated on ice for 10 minutes. The tube was spun at maximum speed for 20 minutes at 4 ° C. The aqueous phase was carefully collected and the RNA was precipitated with 250 μl of isopropanol at −20 ° C. for 2 hours. After spinning at maximum speed for 30 minutes at 4 ° C., a very small RNA pellet was observed. The pellet was washed with 70% ethanol, air dried, then resuspended in 100 μl of DEPC water and stored at −80 ° C.

【0037】 GIBCO Superscript II逆転写酵素キットおよびオリゴ−d
Tプライマーを用いた逆転写(RT)によって、各RNAサンプル5μl(全回
収の1/2)から、cDNAを合成した。全反応容積は、20μlであった。次
のプライマーを用いたPCRによって、HAS2を検出した:スプライスされた
mRNA由来の430bpの予測される産物を与える、HAS2−1F(5’)
=GCTTGACCCTGCCTCATCTGTGG(配列番号:1)およびH
AS2−1R(3’)=CTGGTTCAGCCATCTCAGATATT(配
列番号:2)。GAPDHを、RNA完全性についての対照として使用し、次の
プライマーで検出した:486bpの産物を与える、GAPDH−1F(5’)
=CATGTTTGTGATGGGTGTGAACC(配列番号:3)およびG
APDH−1R(3’)=TGGGAGTTGCTGTTGAAGTCGCA(
配列番号:4)。次の増幅条件での各プライマーセットに対する標準50μlP
CR反応で、各RT反応物2μlを使用した:94℃3分間、28X(94℃1
分間、60℃30秒間、72℃1分間および72℃7分間)。産物を1.5%ア
ガロースゲルで泳動し、視覚化した。
GIBCO Superscript II Reverse Transcriptase Kit and Oligo-d
CDNA was synthesized from 5 μl of each RNA sample (1 / of total recovery) by reverse transcription (RT) using T primers. The total reaction volume was 20 μl. HAS2 was detected by PCR with the following primers: HAS2-1F (5 ′), which gives the expected product of 430 bp from spliced mRNA
= GCTTGACCCTGCCTCATCTGTGG (SEQ ID NO: 1) and H
AS2-1R (3 ′) = CTGGTTCAGCCATCTCAGATATT (SEQ ID NO: 2). GAPDH was used as a control for RNA integrity and was detected with the following primers: GAPDH-1F (5 ′), giving a 486 bp product.
= CATGTTTGTTGATGGGTGTGAACC (SEQ ID NO: 3) and G
APDH-1R (3 ′) = TGGGAGTTGCTGTTGAAGTCCGCA (
SEQ ID NO: 4). Standard 50 μl P for each primer set under the following amplification conditions
In the CR reaction, 2 μl of each RT reaction was used: 3 min at 94 ° C., 28 × (94 ° C. 1
Min, 60 ° C for 30 seconds, 72 ° C for 1 minute and 72 ° C for 7 minutes). The products were run on a 1.5% agarose gel and visualized.

【0038】 結果: CHO対照および試験された全ての他の成長因子と比較して、mGDF−9を
含むサンプルで、HAS2の発現は有意に上昇した(〜10倍)。
Results: HAS2 expression was significantly increased (-10-fold) in samples containing mGDF-9 compared to the CHO control and all other growth factors tested.

【0039】 実験例2および3: この実験例をさらに2回繰り返し、対照、mGDF−9およびmBMP−15
培地での5時間および>20時間の培養で、HAS2誘導が見られ、HAS2の
発現がmGDF−9処理された壁在性顆粒膜細胞で上昇することが、一貫して見
られた。さらに、mGDF−9のこの効果は、培地での血清の存在またはインビ
ボでの卵胞成長のPMSG刺激に依存しない。
Experimental Examples 2 and 3: This experimental example was repeated two more times, with controls, mGDF-9 and mBMP-15.
At 5 h and> 20 h of culture in culture, HAS2 induction was seen, and it was consistently seen that HAS2 expression was elevated in mGDF-9 treated mural granulosa cells. Furthermore, this effect of mGDF-9 is not dependent on the presence of serum in the medium or PMSG stimulation of follicular growth in vivo.

【0040】 実験例4: 濃縮なしおよび濃縮のならし培地両方における、mGDF−9およびhGDF
−9を、ウエスタンブロットにより測定した。MGDF−9(濃縮)培地は、〜
1μg/ml含み、mGDF−9非濃縮培地は、〜0.6μg/ml含んだ。h
GDF−9ならし培地は、〜1μg/ml含んだ。最終濃度10ng/ml、5
0ng/mlおよび100ng/mlに希釈した濃縮なしのmGDF−9培地を
使用して、次の実験を行なった。hGDF−9ならし培地を、50ng/ml、
100ng/mlおよび300ng/mlで試験した。本目的は、活性濃度範囲
および効果に対する初期のタイムコースを定義することであった。
Experimental Example 4: mGDF-9 and hGDF in both unconcentrated and enriched conditioned media
-9 was measured by Western blot. MGDF-9 (concentrated) medium is ~
1 μg / ml, mGDF-9 non-concentrated medium contained 0.60.6 μg / ml. h
GDF-9 conditioned medium contained 11 μg / ml. Final concentration 10 ng / ml, 5
The following experiments were performed using unconcentrated mGDF-9 medium diluted to 0 ng / ml and 100 ng / ml. hGDF-9 conditioned medium, 50 ng / ml,
Tested at 100 ng / ml and 300 ng / ml. The purpose was to define an initial time course for the activity concentration range and effect.

【0041】 プロトコル この実験例に対する次のプロトコルは、次の修飾を有し、前記のものと同一で
ある。
Protocol The following protocol for this experimental example has the following modifications and is identical to that described above.

【0042】 1X卵胞培養培地はウシ胎仔血清を含まなかったので、見られた全ての効果は
血清非依存性である。
Since the 1 × follicle culture medium did not contain fetal calf serum, all the effects seen were serum independent.

【0043】 沈澱したRNAペレットのサイズを増加し、かつ沈殿工程の信頼性を高めるた
めに、ホモジナイズ工程の際に、酵母tRNA10〜20ngを各サンプルに添
加した。
To increase the size of the precipitated RNA pellet and increase the reliability of the precipitation step, 10-20 ng of yeast tRNA was added to each sample during the homogenization step.

【0044】 RNAの完全性および定量についての内部対照を、次のプライマーを用いるH
PRTに変更した:HPRT−1F(5’)=CCTGGTTAAGCAGTA
CAGCC(配列番号:5)およびHPRT−2R(3’)=TACTAGGC
AGATGGCCACAG(配列番号:6)。
An internal control for RNA integrity and quantification was performed using H with the following primers:
Changed to PRT: HPRT-1F (5 ′) = CCTGGTTAAGCAGTA
CAGCC (SEQ ID NO: 5) and HPRT-2R (3 ') = TACTAGGC
AGATGGCCACAG (SEQ ID NO: 6).

【0045】 ウロキナーゼプラスミノーゲンアクチベーター(uPA)レベルを、各サンプ
ルで試験し、ならびに次のプライマーを使用してHAS2を試験した:uPA−
3F(5’)=GTTCAGACTGTGAGATCACTGG(配列番号:7
)およびuPA−4R(3’)=CAGAGAGGACGGTCAGCATGG
(配列番号:8)。
Urokinase plasminogen activator (uPA) levels were tested in each sample, and HAS2 was tested using the following primers: uPA-
3F (5 ') = GTTCAGACTGTGAGATCACTGG (SEQ ID NO: 7
) And uPA-4R (3 ′) = CAGAGAGGACGGTCAGCATGG
(SEQ ID NO: 8).

【0046】 産物検出の感度を増加するために、αP32ーdCTP0.1μlを各PCR反
応に追加した。RT反応物1μlのみを鋳型として使用し、増幅を20サイクル
行なった。各反応物5μlを4%ポリアクリルアミドゲルで泳動し、ゲルを乾燥
し、Kodak X−OMATオートラジオグラフィーフィルムに暴露した。
To increase the sensitivity of product detection, 0.1 μl of αP 32 -dCTP was added to each PCR reaction. Amplification was performed for 20 cycles, using only 1 μl of the RT reaction as a template. 5 μl of each reaction was run on a 4% polyacrylamide gel, the gel was dried and exposed to Kodak X-OMAT autoradiography film.

【0047】 結果 培養3時間までは、100ng/mlのmGDF−9は、CHO対照と比較し
て、HAS2産生を刺激しuPA産生を阻害する一方、100ng/mlのhG
DF−9は、HAS2を刺激できず、有意にuPAを誘導する。5時間培養後、
10ng/mlのmGDF−9は、HAS2を誘導する一方、50ng/mlお
よび100ng/mlの両方とも、約5〜10倍高いレベルを誘導する。5時間
培養後、100ng/mlのhGDF−9は、検出可能なHAS2シグナルを誘
導する一方、300ng/mlは、50ng/mlのmGDF−9のものに近づ
くレベルを誘導する。5時間で、100ng/mlのmGDF−9は、uPA発
現を阻害する一方、全ての濃度のhGDF−9は、刺激効果を有するように見え
る。これらの結果は、HAS2を誘導するためのmGDF−9の最大活性は、5
0ng/ml付近にあり、hGDF−9もまた、マウスGDF−9レセプターを
結合し、HAS2発現を刺激できるが、このインビトロモデルシステムでは非常
に弱いかもしれないことを示唆する。uPAは、高濃度のmGDF−9によって
阻害されるが(少なくとも約100ng/ml)、低濃度により刺激されるかも
しれない(多くても約50ng/ml)。これらの観察は、排卵のための卵胞壁
崩壊が起こるであろうと定義される、卵母細胞から最も遠い壁在性顆粒膜細胞が
到達する最も少ないレベルを有する、卵母細胞由来のGDF−9の拡散によって
生じる卵胞腔嵩(antral cavity)でのGDF−9濃度勾配に、u
PAのGDF−9調節が依存するかもしれないことを示唆する。
Results Up to 3 hours in culture, 100 ng / ml mGDF-9 stimulated HAS2 production and inhibited uPA production, while 100 ng / ml hGDF, compared to CHO controls.
DF-9 is unable to stimulate HAS2 and significantly induces uPA. After 5 hours of culture,
10 ng / ml of mGDF-9 induces HAS2, while both 50 ng / ml and 100 ng / ml induce about 5- to 10-fold higher levels. After 5 hours of culture, 100 ng / ml hGDF-9 induces a detectable HAS2 signal, while 300 ng / ml induces levels approaching those of 50 ng / ml mGDF-9. At 5 hours, 100 ng / ml mGDF-9 inhibits uPA expression, while all concentrations of hGDF-9 appear to have a stimulatory effect. These results indicate that the maximal activity of mGDF-9 to induce HAS2 is 5
Near 0 ng / ml, hGDF-9 also suggests that it can bind the mouse GDF-9 receptor and stimulate HAS2 expression, but may be very weak in this in vitro model system. uPA is inhibited by high concentrations of mGDF-9 (at least about 100 ng / ml) but may be stimulated by low concentrations (at most about 50 ng / ml). These observations indicate that oocyte-derived GDF-9 has the lowest level reached by the mural granulosa cells furthest from the oocyte, defining that follicular wall collapse for ovulation will occur. GDF-9 concentration gradient at the follicular cavity caused by the diffusion of
Suggests that GDF-9 regulation of PA may be dependent.

【0048】 結論 これらの結果をあわせると、mGDF−9は、通常、卵丘細胞においてヒアル
ロン酸産生およびuPAの阻害を生じる卵母細胞由来の成長因子であることが示
される。さらに、これらの結果は、顆粒膜細胞がGDF−9に応答し、GDF−
9レセプターを発現できることを指示する。表を参照のこと。
Conclusions Together, these results indicate that mGDF-9 is an oocyte-derived growth factor that normally produces hyaluronic acid production and inhibition of uPA in cumulus cells. Furthermore, these results indicate that granulosa cells respond to GDF-9 and GDF-
Indicates that the 9 receptor can be expressed. See table.

【0049】[0049]

【表1】 [Table 1]

【0050】 実施例2 インビトロ培養壁在性顆粒膜細胞によるプロゲステロン合成に対する
組換えmGDF−9の刺激効果の同定 プロトコル 一次顆粒膜細胞を前記のように単離し、指示されたような10%ウシ胎仔血清
があるまたはないFSH2〜5ng/mlを含むαMEMを基礎とする培地での
組換えmGDF−9の様々な濃度で、5時間または24時間培養した。培地を培
養後除去し、汚染となる非接着細胞を遠心分離によって除去した。培地を−20
℃で凍らせた。培地のプロゲステロンレベルを、ラジオイムノアッセイ(RIA
)によって定量した。簡単には、標準量の放射性標識されたプロゲステロンが、
RIAチューブに含まれるa−プロゲステロン抗体結合部位に対して実験サンプ
ルに含まれるプロゲステロンと競争する。所与の標準により、実験サンプルのプ
ロゲステロンレベルと結合するカウント数と相関する標準曲線の構築ができる。
プロゲステロンRIAキットはDiagnostic Products Co
rporationから得られ、100μl容のサンプルを用いて、0.1〜4
0ng/mlのプロゲステロンレベルを検出する。アッセイ前に所与の希釈液で
実験サンプルを希釈することにより、より高濃度を測定できる。
Example 2 Identification of the Stimulatory Effect of Recombinant mGDF-9 on Progesterone Synthesis by In Vitro Cultured Mural Granulosa Cells Protocol Primary granulosa cells were isolated as described above and 10% fetal calf as indicated. Cultures were performed for 5 or 24 hours at various concentrations of recombinant mGDF-9 in αMEM-based medium containing 2-5 ng / ml FSH with or without serum. The medium was removed after culture and contaminating non-adherent cells were removed by centrifugation. Medium at -20
Frozen at ℃. Progesterone levels in the medium were determined by radioimmunoassay (RIA).
). Briefly, a standard amount of radiolabeled progesterone is
Competes with the progesterone contained in the experimental sample for the a-progesterone antibody binding site contained in the RIA tube. A given standard allows the construction of a standard curve that correlates to the number of counts binding to the progesterone level of the experimental sample.
The progesterone RIA kit is available from Diagnostic Products Co.
0.1 to 4 using a 100 μl volume of sample obtained from
A progesterone level of 0 ng / ml is detected. Higher concentrations can be measured by diluting the experimental sample with a given diluent prior to the assay.

【0051】 結果 組換えmGDF−9は、インビトロで培養された一次顆粒膜細胞により、時間
および濃度依存型で、プロゲステロン合成を刺激した(Figure 1、2お
よび3を参照のこと)。5時間で、60ng/mlのmGDF−9が、2.5倍
の増加を示し、300ng/mlが、4.5倍の増加を示した(Figure
2を参照のこと)。プロゲステロンのこの刺激がまた、24時間で見られ、そこ
で、3.5〜4倍の刺激を観察した(Figure 3を参照のこと)。
Results Recombinant mGDF-9 stimulated progesterone synthesis in a time- and concentration-dependent manner by primary granulosa cells cultured in vitro (see Figures 1, 2 and 3). At 5 hours, 60 ng / ml of mGDF-9 showed a 2.5-fold increase and 300 ng / ml showed a 4.5-fold increase (FIGURE
2). This stimulation of progesterone was also seen at 24 hours, where a 3.5- to 4-fold stimulation was observed (see Figure 3).

【0052】 考察 プロゲステロン合成の律速段階は、酵素複合体シトクロムP450側鎖切断(
scc)によるコレステロールのプレグネノロンへの触媒作用である。非黄体形
成培養ラット顆粒膜細胞を刺激し、P450scc mRNAレベルを増加させ
、cAMPアゴニストであるフォルスコリンでインビトロでプロゲステロンを産
生させることができ(Oonkら、J.Biol.Chem.,264:219
34〜21942)、この段階でのプロゲステロン合成が、cAMP依存性であ
り、P450scc転写の増加と関連することを指示する。本明細書で記載され
た結果は、GDF−9の他の1つの機能(すなわち、プロゲステロン合成の刺激
)およびGDF−9シグナル伝達の他の1つの下流標的遺伝子(すなわち、シト
クロムP450側鎖切断遺伝子)を示す。さらに、プロゲステロンの測定は、G
DF−9アナログおよびインヒビターの試験のためのGDF−9機能についての
速くかつ容易な機能アッセイを与える。
DISCUSSION The rate-limiting step in progesterone synthesis depends on the enzyme complex cytochrome P450 side chain cleavage (
Scc) catalysis of cholesterol on pregnenolone. Non-luteinized cultured rat granulosa cells can be stimulated to increase P450scc mRNA levels and produce progesterone in vitro with the cAMP agonist forskolin (Oonk et al., J. Biol. Chem., 264: 219).
34-21942), indicating that progesterone synthesis at this stage is cAMP-dependent and associated with increased P450scc transcription. The results described herein demonstrate that one other function of GDF-9 (ie, stimulation of progesterone synthesis) and one other downstream target gene of GDF-9 signaling (ie, the cytochrome P450 side chain cleavage gene) ). Furthermore, the measurement of progesterone is based on G
Provides a fast and easy functional assay for GDF-9 function for testing DF-9 analogs and inhibitors.

【0053】 実施例3 哺乳類卵巣における成長分化因子−9のパラクリン作用 材料及び方法 免疫組織化学 CD1(ICR)マウス由来の卵巣(チャールズ・リバー・ラボラトリーズ(
Charles River Laboratories)所蔵品からベイロール医科大学(Baylor College
of Medicine)にて得た)を、10%中性緩衝ホルマリン中に固定し、処理し、
パラフィンに包埋した。4μmの卵巣切片を脱ワックスした後、一連の段階的エ
タノール溶液にて再水和した。0.1Mリン酸緩衝生理食塩水(PBS)及び0
.1%BSAにて希釈した1×広域ブロッキング緩衝液(バイオジェネックス(B
iogenex)、サンラモン(San Ramon)、カリフォルニア州)に30分間、前インキ
ュベートすることにより、非特異的結合を低減させた。一次抗体であるマウス抗
ヒトGDF−9モノクローナル抗体はネイル・ウルフマン(Neil Wolfman) 博士
(ジェネティックス・インスティテュート(Genetics Institute)、ケンブリッジ
、マサチューセッツ州)より提供され、各切片に加え、最終濃度30〜60ng
/μlで2時間インキュベートした。切片を、PBS中0.1%BSAで5分間
2回洗浄した後、ビオチニル化ヤギ抗マウスIgG(バイオジェネックス、サン
ラモン、カリフォルニア州)中で20分間インキュベートした。上記の洗浄後、
切片を、アルカリホスファターゼと結合させたストレプトアビジン(バイオジェ
ネックス、サンラモン、カリフォルニア州)中で20分間インキュベートし、P
BS中0.1%BSA中で2回洗浄し、ニュー・フクシン(New Fuchsin) アルカ
リホスファターゼ基質とともに、製造業者の指示書(バイオジェネックス)によ
りインキュベートした。陽性反応の検出後、切片をヘマトキシリンで対比染色し
、グリセロール中に入れた。
Example 3 Paracrine Action of Growth Differentiation Factor-9 in Mammalian Ovaries Materials and Methods Immunohistochemistry Ovaries from CD1 (ICR) mice (Charles River Laboratories (
Charles River Laboratories collection from Baylor College of Medicine (Baylor College)
of Medicine) was fixed in 10% neutral buffered formalin, processed,
Embedded in paraffin. After dewaxing 4 μm ovarian sections, a series of stepwise
It was rehydrated with a ethanol solution. 0.1 M phosphate buffered saline (PBS) and 0
. 1x wide-area blocking buffer diluted with 1% BSA (Biogenex (B
iogenex), San Ramon, CA for 30 minutes before ink
Non-specific binding was reduced. Mouse anti-primary antibody
Human GDF-9 monoclonal antibody was purchased by Dr. Neil Wolfman
(Genetics Institute, Cambridge
(Massachusetts, Mass.) And a final concentration of 30-60 ng was added to each section.
/ Μl for 2 hours. Sections were washed with 0.1% BSA in PBS for 5 minutes
After washing twice, biotinylated goat anti-mouse IgG (Biogenex, Sun
(Ramon, CA) for 20 minutes. After the above washing,
Sections were stained with streptavidin conjugated to alkaline phosphatase (Biogen
Nex, San Ramon, CA) for 20 minutes.
Wash twice in 0.1% BSA in BS, add New Fuchsin Alka
Along with the rephosphatase substrate, according to the manufacturer's instructions (Biogenex)
And incubated. After detection of a positive reaction, the sections were counterstained with hematoxylin.
Glycerol.

【0054】 組換えマウスGDF−9の産生 全長マウスGDF−9 cDNA(Incerti, B. et al., Biochim. Biophys.
Acta., 1222:125-128(1994) )を、プロセッシング遺伝子PACE(ジェネティ
ックス・インスティテュート、ケンブリッジ、マサチューセッツ州のモニーク・
デービス(Monique Davies)博士より贈与)を含む発現ベクターpHTop内にサ
ブクローニングした。GDF−9発現ベクターを、標準条件下(ギブコBRLラ
イフ・テクノロジーズ(Gibco BRL Life Technologies) )でCHO細胞にリポフ
ェクチン・トランスフェクトした。CHO細胞におけるマウスGDF−9の発現
は、続いてtet-調節性プロモーターにより誘導されたが、SV40プロモーター
はPACEの発現を調節した。10%熱不活性化透析ウシ胎仔血清、100μg
/ml G418−硫酸塩(ギブコBRLライフ・テクノロジーズ)並びに抗生
物質のゲンタマイシン、ペニシリン及びスレプトマイシンを含むα−改変イーグ
ル培地(αMEM)中、0.02μMメトトレキセートの存在下で、安定で陽性
のクローンを選出した。クローン選出及び0.02μMメトトレキセート中での
拡張後、100mg/mlのヘパリン(シグマ(SIGMA)、セントルイス、
ミズーリ州)を含むOpti−MEM低血清コレクション培地中で、GDF−9
発現細胞を24時間インキュベートした。培地を集め、GDF−9タンパク質レ
ベルをSDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動(PAGE)、続くイムノブロ
ッティングにより測定した(次項参照のこと)。
Production of Recombinant Mouse GDF-9 Full-length mouse GDF-9 cDNA (Incerti, B. et al., Biochim. Biophys.
Acta., 1222: 125-128 (1994)), using the processing gene PACE (Genetics Institute, Cambridge, Mass., Mass.).
The gene was subcloned into an expression vector pHTop containing the gene (donated by Dr. Monique Davies). The GDF-9 expression vector was transfected into CHO cells under standard conditions (Gibco BRL Life Technologies) in lipofectin. Expression of mouse GDF-9 in CHO cells was subsequently driven by a tet-regulated promoter, while the SV40 promoter regulated PACE expression. 10% heat-inactivated dialyzed fetal calf serum, 100 μg
/ Ml G418-sulfate (Gibco BRL Life Technologies) and clones stable and positive in the presence of 0.02 μM methotrexate in α-modified Eagle's medium (αMEM) containing the antibiotics gentamicin, penicillin and streptomycin Was elected. After clonal selection and expansion in 0.02 μM methotrexate, 100 mg / ml heparin (Sigma, St. Louis,
GDF-9 in Opti-MEM low serum collection medium containing Missouri).
The expressing cells were incubated for 24 hours. The medium was collected and GDF-9 protein levels were measured by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE) followed by immunoblotting (see next section).

【0055】 ウエスタンブロット解析 GDF−9含有培地のサンプルを、バイオラド・ミニサブセル(Biorad Mini-S
ubcell) 装置において5%濃縮用/15%分離用SDSポリアクリルアミドゲル
上で、先に記載(Sambrook, J., et al.,"In: Molecular Cloning": A Laborator
y manual, (N. Ford and C. Nolan, eds) Vol. 3, 2nd Ed., 3 vol., Cold Spri
ng Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, USA (1989)) のようにして
電気泳動させ、続いてPVDF膜に移した。該膜を、0.05%Tween−2
0を含む1×Tris緩衝生理食塩水中5%無脂肪ミルク中で一晩ブロックした
。マウス抗ヒトGDF−9モノクローナル抗体(上記)をブロッキング溶液中1
:1000希釈で使用し、ホースラディッシュペルオキシダーゼに結合させた抗
マウス二次抗体(サザン・バイオテクノロジー・アソシエーツ(Southern Biotec
hnology Associates) 、バーミンガム、アラバマ州)をブロッキング溶液中1:
2500希釈で使用した。ECLウエスタン検出試薬(ピアス(Pierce)、ロック
フォード、イリノイ州)を用いる化学発光及びオートラジオグラフィーのフィル
ムはシグナルを検出した。デンシトメーター(モレキュラー・ダイナミクス(Mo
lecular Dynamics))及びイメージクアント(Imagequant)ソフトウェアを用いて
バンドを定量し、ならし培地中のGDF−9のシグナル強度を、同時に測った既
知濃度のGDF−9標品のものと比較することにより、ならし培地中のGDF−
9の濃度を測定した。組換えマウスGDF−9のいくつかのバッチがこれの実験
過程中に生じ、それらはすべて、ウエスタンブロット定量に基づく類似の活性(
すなわち、対生物作用に相関する免疫反応性)を有するようであった。
Western Blot Analysis A sample of the GDF-9-containing medium was subjected to Biorad Mini-Sell (Biorad Mini-S
ubcell) on a 5% enrichment / 15% separation SDS polyacrylamide gel in an apparatus (Sambrook, J., et al., "In: Molecular Cloning": A Laborator).
y manual, (N. Ford and C. Nolan, eds) Vol. 3, 2nd Ed., 3 vol., Cold Spri
ng Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, USA (1989)) and subsequently transferred to a PVDF membrane. The membrane was washed with 0.05% Tween-2.
Blocked overnight in 5% non-fat milk in 1 × Tris buffered saline containing 0. Mouse anti-human GDF-9 monoclonal antibody (above) in blocking solution 1
: Anti-mouse secondary antibody conjugated to horseradish peroxidase at a dilution of 1000 (Southern Biotec Associates)
hnology Associates), Birmingham, AL) in blocking solution 1:
Used at 2500 dilution. Chemiluminescent and autoradiographic films using ECL Western detection reagent (Pierce, Rockford, Ill.) Detected the signal. Densitometer (Molecular Dynamics (Mo
lecular Dynamics) and Imagequant software to quantitate the bands and compare the signal intensity of GDF-9 in the conditioned medium to that of a known concentration of GDF-9 standard measured simultaneously. GDF- in conditioned medium
9 were measured. Several batches of recombinant mouse GDF-9 occurred during the course of this experiment and they all had similar activities based on Western blot quantification (
(I.e., immunoreactivity that correlates with biological effects).

【0056】 顆粒膜細胞の単離及び培養 21〜24日齢の雌CD−1(ICR)マウス(ベイロール医科大学)に、7
.5IUのGestyl(ジオシンス(Diosynth),B.V.、オランダ)を注射
し、44〜48時間後、卵巣を集め、脂肪及び周辺細胞のないように切り出し、
0.3mg/mlのL−グルタミン、100U/mlのペニシリン、0.1mg
/mlのストレプトマイシン(ギブコBRL、グランドアイランド、ニューヨー
ク)及び0.3%BSA(シグマ)を加えた25mM HEPESを含む最少必
須培地中に入れた。
Isolation and Culture of Granulosa Cells
. Inject 5 IU of Gestil (Diosynth, BV, The Netherlands) and after 44-48 hours collect the ovaries and excise without fat and peripheral cells,
0.3 mg / ml L-glutamine, 100 U / ml penicillin, 0.1 mg
Per ml of streptomycin (Gibco BRL, Grand Island, NY) and 25 mM HEPES supplemented with 0.3% BSA (Sigma).

【0057】 壁在性顆粒膜細胞は、大卵胞腔卵胞を穿刺することにより放出された 卵母細胞及び卵丘細胞−卵母細胞複合体(COC)を注意深く取り出し(下記
参照)、多数の卵巣由来の顆粒膜細胞をプールし、遠心分離し、20%ウシ胎仔
血清(ハイクローン・ラボラトリーズ(Hyclone Laboratories)、ローガン、ユタ
州)の存在下又は非存在下、及びヒツジFSH(ナショナル・ホルモン・アンド
・ピチュイタリー・プログラム(National Hormone and Pituitary Program))
のパーロウ(Parlow)博士のご好意により提供されたNIDDK−o−FSH−2
0)の存在下又は非存在下で、2×顆粒膜細胞培養培地(GCM):0.6mg
/mlのL−グルタミン、200U/mlのペニシリン、0.2mg/mlのス
トレプトマイシン及び2×インスリン輸送亜セレン酸塩(ギブコBRL)を含む
αMEM(ギブコBRL)中に再懸濁した。GDF−9含有培地又は対照ならし
培地を、α−MEM中2×最終濃度まで希釈した。等容量の2×GDF−9含有
培地又は対照培地を、2×培養培地中の顆粒膜細胞と合わせ、5%CO2 を含む
加湿雰囲気下、37℃で培養した。さまざまな期間での培養後、非接着細胞を培
地で小球形にし(pelleted)、培地を−20℃で保存した。顆粒膜細胞を溶解させ
、全RNAをRNA Stat−60(リード・メディカル・ラボラトリーズ(
Leedo Medical Laboratories)、ヒューストン、テキサス州)を用い、製造業者
のプロトコルに従って単離した。
The mural granulosa cells carefully remove the oocytes and cumulus cell-oocyte complex (COC) released by puncturing the follicles of the large follicles (see below), Granulosa cells from the cells were pooled, centrifuged, and in the presence or absence of 20% fetal calf serum (Hyclone Laboratories, Logan, UT) and sheep FSH (National Hormone and・ Pictuary program (National Hormone and Pituitary Program)
NIDDK-o-FSH-2 courtesy of Dr. Parlow
2x granulosa cell culture medium (GCM) in the presence or absence of 0): 0.6 mg
/ Ml L-glutamine, 200 U / ml penicillin, 0.2 mg / ml streptomycin and 2x insulin transport selenite (Gibco BRL) in αMEM (Gibco BRL). GDF-9 containing medium or control conditioned medium was diluted to 2x final concentration in α-MEM. An equal volume of 2 × GDF-9 containing medium or control medium was combined with granulosa cells in 2 × culture medium and cultured at 37 ° C. in a humidified atmosphere containing 5% CO 2 . After culturing for various periods of time, the non-adherent cells were pelleted with medium and the medium was stored at -20 ° C. The granulosa cells are lysed, and the total RNA is converted to RNA Stat-60 (Read Medical Laboratories (
Leedo Medical Laboratories), Houston, Tex.) According to the manufacturer's protocol.

【0058】 半定量的RT−PCR解析 各RNAサンプル由来のオリゴ−dTでプライミングしたcDNAを、Sup
erscript逆転写酵素(ギブコBRL)を用い、製造業者のプロトコルに
従って合成した。1μlの各RT反応物(全体の1/20)を、遺伝子特異的オ
リゴヌクレオチドでプライミングされた各25μlのPCR反応物において使用
した。マウスHAS2 mRNA発現を、1.4kbイントロンに広がる5'GCTT
GACCCTGCCTCATCTGTGG 3'(配列番号:1)(センス)プライマー及び5'CTGGTTCA
GCCATCTCAGATATT 3'(配列番号:2)(アンチセンス)プライマー(Fulop, C.,
et al., Arch. Biochem. Biophys., 337:261-266(1997))を用いて検出した。4
03bpのPCR産物は、RNAから増幅し、混入DNAの増幅から容易に識別
される。マウスuPA mRNA発現は、全長1.4kbの2つのイントロンに
広がる5'GTTCAGACTGTGAGATCACTGG 3' (配列番号:7)(センス)プライマー及
び5'CAGAGAGGACGGTCAGCATGG 3'(配列番号:8)(アンチセンス)プライマーを
用いて検出した。434bpのPCR産物は、RNAから増幅する。マウスヒポ
キサンチンホスホリボシルトランスフェラーゼ(HPRT)を、未知の大きさの
3つのイントロンに広がり、かつRNA由来の大きさ309bpの推定mRNA
由来産物を与える5'CCTGGTTAAGCAGTACAGCC 3' (配列番号:5)(センス)プラ
イマー及び5'TACTAGGCAGATGGCCACAG 3' (配列番号:6)(アンチセンス)プラ
イマーを用いて検出した。マウスStAR mRNA発現は、多数の小イントロ
ンに広がり、かつmRNA由来の522bp産物を与える5'TCGCTTGGAGGTGGTGGT
AGAC 3' (配列番号:9)(センス)プライマー及び5'GCAGGTCAATGTGGTGGACAGT
3' (配列番号:10)(アンチセンス)プライマーを用いて検出した。マウス
コレステロール側鎖切断P−450mRNA発現は、5'GCCAACATTACCGAGATGC 3'
(配列番号:11)(センス)プライマー及び5'CGAACACCCCAGCCAAAGCC 3' (配
列番号:12)(アンチセンス)プライマーを用いて検出し、mRNA由来の4
26bp産物を与える。マウスCOX−2 mRNA発現は、5'CTCCTTTTCAACCA
GCAGTTCC 3' (配列番号:13)(センス)プライマー及び5'TCTGCAGCCATTTCCT
TCTCTC 3' (配列番号:14)(アンチセンス)プライマーを用いて検出し、3
77bp産物を与える。マウスLHレセプターmRNA発現は、多数のイントロ
ンに広がり、かつ516bp産物を与える5'CTTATACATAACCACCATACCAG 3'(配列
番号:15)(センス)プライマー及び5'ATCCCAGCCACTGAGTTCATTC 3' (配列番
号:16)(アンチセンス)プライマーを用いて検出した。顆粒膜細胞cDNA
から増幅したPCR産物を最初に単離し、サブクローニングし、配列決定し、そ
れらが公表された配列にマッチすることを確認した。後の実験で、[α32P]−
dCTPを各PCR反応に加え、産物を4%ポリアクリルアミドゲル上での電気
泳動により分離した。ゲルを乾燥し、オートラジオグラフィーに供し、放射活性
バンドを、モレキュラー・ダイナミクス・ホスファーイメージャー(Molecular
Dynamics Phosphorimager )(Storm 860)上で定量した。
Semi-quantitative RT-PCR analysis The oligo-dT primed cDNA from each RNA sample was
Synthesized using erscript reverse transcriptase (Gibco BRL) according to the manufacturer's protocol. 1 μl of each RT reaction (1/20 of the total) was used in each 25 μl PCR reaction primed with gene-specific oligonucleotide. Mouse HAS2 mRNA expression spreads to 1.4 kb intron 5'GCTT
GACCCTGCCTCATCTGTGG 3 '(SEQ ID NO: 1) (sense) primer and 5' CTGGTTCA
GCCATCTCAGATATT 3 '(SEQ ID NO: 2) (antisense) primer (Fulop, C.,
et al., Arch. Biochem. Biophys., 337: 261-266 (1997)). 4
The 03 bp PCR product is amplified from RNA and is easily distinguished from amplification of contaminating DNA. Mouse uPA mRNA expression was performed using a 5 'GTTCAGACTGTGAGATCACTGG 3' (SEQ ID NO: 7) (sense) primer and a 5 'CAGAGAGGACGGTCAGCATGG 3' (SEQ ID NO: 8) (antisense) primer spanning two introns of 1.4 kb in length. Detected. The 434 bp PCR product is amplified from RNA. Mouse hypoxanthine phosphoribosyltransferase (HPRT) spreads over three introns of unknown size and is 309 bp of putative mRNA from RNA.
Detection was performed using a 5 'CCTGGTTAAGCAGTACAGCC 3' (SEQ ID NO: 5) (sense) primer and a 5 'TACTAGGCAGATGGCCACAG 3' (SEQ ID NO: 6) (antisense) primer, which give a derived product. Mouse StAR mRNA expression spreads over a number of small introns and gives a 522 bp product from the mRNA 5'TCGCTTGGAGGTGGTGGT
AGAC 3 '(SEQ ID NO: 9) (sense) primer and 5' GCAGGTCAATGTGGTGGACAGT
Detection was performed using a 3 ′ (SEQ ID NO: 10) (antisense) primer. Mouse cholesterol side chain truncated P-450 mRNA expression was 5 'GCCAACATTACCGAGATGC 3'
(SEQ ID NO: 11) Detected using the (sense) primer and 5′CGAACACCCCAGCCAAAGCC 3 ′ (SEQ ID NO: 12) (antisense) primer, and
Gives a 26 bp product. Mouse COX-2 mRNA expression is 5'CTCCTTTTCAACCA
GCAGTTCC 3 ′ (SEQ ID NO: 13) (sense) primer and 5′TCTGCAGCCATTTCCT
TCTCTC 3 '(SEQ ID NO: 14) detected using (antisense) primer
Gives a 77 bp product. Mouse LH receptor mRNA expression spreads over a number of introns and gives a 516 bp product 5′CTTATACATAACCACCATACCAG 3 ′ (SEQ ID NO: 15) (sense) primer and 5′ATCCCCAGCCACTGAGTTCATTC 3 ′ (SEQ ID NO: 16) (antisense) primer Detected using Granulosa cell cDNA
PCR products amplified from were first isolated, subcloned, sequenced and confirmed that they matched the published sequence. In later experiments, [α 32 P] −
dCTP was added to each PCR reaction and the products were separated by electrophoresis on a 4% polyacrylamide gel. The gel was dried and subjected to autoradiography, and the radioactive band was analyzed using Molecular Dynamics Phosphor Imager (Molecular
Quantification on a Dynamics Phosphorimager (Storm 860).

【0059】 ノーザンブロット解析 全RNAを顆粒膜細胞から単離し、リボグリーン(Ribogreen) RNA定量試薬
(モレキュラープローブス、Eugene、OR)を用いる蛍光定量法により4
85〜495nm励起フィルターと515〜525nm放射フィルターを用いた
VersaFluor蛍光計(BIORAD、Hercules、CA)で定量した。各サンプルの
全RNA15μgを1.2%アガロース/7.6%ホルムアルデヒドゲル上で電
気泳動し、ハイボンド(Hybond)Nナイロン膜(Amersham、アーリントン
ハイツ、IL)に移した。StripEZプローブ合成キット(Ambion
、オースチン、TX)を用いた〔α32P〕−dATPでランダムプライミングに
よりHAS2用及びuPA用のプローブを前記のサブクローニングしたPCR産
物から生成した。膜をハイブリダイズし、洗浄して、記載したようにオートラジ
オグラフィーに供した(マーモウジ(Mahmoudi,M.) とリン(Lin, V.K.) 、Biotec
h.,7:331-332(1989)) 。製造業者のプロトコルに従い、Strip−EZ除去試
薬(Ambion)を用いて膜からプローブを除去した。次いで、負荷対照とし
てグリセルアルデヒド−3−ホスフェートデヒドロゲナーゼ(GAPDH)を用
いて同じブロットをリプローブした。各プローブのシグナルをモレキュラー・ダ
イナミックス・ホスファーイメージャーで定量した。
Northern Blot Analysis Total RNA was isolated from granulosa cells and analyzed by fluorimetry using Ribogreen RNA quantification reagent (Molecular Probes, Eugene, OR).
An 85-495 nm excitation filter and a 515-525 nm emission filter were used.
Quantification was performed with a VersaFluor fluorometer (BIORAD, Hercules, CA). 15 μg of total RNA from each sample was electrophoresed on a 1.2% agarose / 7.6% formaldehyde gel and transferred to a Hybond N nylon membrane (Amersham, Arlington Heights, IL). StripEZ probe synthesis kit (Ambion
Probes for HAS2 and uPA were generated from the subcloned PCR product by random priming with [α 32 P] -dATP using Austin, TX). Membranes were hybridized, washed, and subjected to autoradiography as described (Mahmoudi, M. and Lin, VK, Biotec
h., 7: 331-332 (1989)). The probe was removed from the membrane using Strip-EZ removal reagent (Ambion) according to the manufacturer's protocol. The same blot was then reprobed with glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) as a loading control. The signal of each probe was quantified with a Molecular Dynamics Phosphor Imager.

【0060】 プロゲステロンラジオイムノアッセイ 製造業者の使用説明書に従い、ダイアグノスチック・プロダクツ・コーポレー
ション(Diagnostic Products Corporation) (ロサンゼルス、CA)製のキット
を用いた特異的固層ラジオイムノアッセイで培地中のプロゲステロンを2回測定
した。このアッセイの感度は、0.02ng/mlであり、0.1〜40ng/
mlの較正標準を用いた。
Progesterone Radioimmunoassay Specific proprietary solid-phase radioimmunoassay using a kit from Diagnostic Products Corporation (Los Angeles, Calif.) According to the manufacturer's instructions for the determination of progesterone in the medium by 2 Measured times. The sensitivity of this assay is 0.02 ng / ml, 0.1-40 ng / ml.
ml of calibration standard was used.

【0061】 卵母細胞切除(oocytectomized)複合体の拡張 前記のように卵丘(cumulus)細胞−卵母細胞複合体を回収した。前記のように
マイクロ注射器を用いて各複合体から卵母細胞を取り出した(バクシオン(Bucc
ione,R.)ら、Dev. Biol.,138:16-25(1990)) 。卵質の大部分と共に卵核胞を除去
することにより成功した卵母細胞切除を評価した。100ng/ml GDF−
9の存在下又は非存在下で10%ウシ胎仔血清と1μg/ml oLHを有して
いるか有していない5ng/ml又は100ng/mlのoFSHを補足した顆
粒膜細胞培地20μl液滴中で卵母細胞切除複合体を18時間一まとめにしてイ
ンキュベートした。写真は、ニコン倒立顕微鏡でとった。
Expansion of Oocytectomized Complex The cumulus cell-oocyte complex was recovered as described above. Oocytes were removed from each complex using a microsyringe as described above (Buccion).
ione, R.) et al., Dev. Biol., 138: 16-25 (1990)). Successful oocyte resection was evaluated by removing germinal vesicles along with most of the egg quality. 100ng / ml GDF-
Eggs in 20 μl droplets of granulosa cell culture medium supplemented with 10% fetal calf serum and 5 μg / ml or 100 ng / ml oFSH with or without 1 μg / ml oLH in the presence or absence of 9 The maternal resection complex was incubated together for 18 hours. Pictures were taken with a Nikon inverted microscope.

【0062】 結果 マウス卵巣におけるGDF−9の免疫組織化学的検出 ヒトGDF−9に対するモノクローナル抗体を用い、マウス卵巣においてGD
F−9タンパク質を特異的に検出した。低倍率の免疫組織化学的染色した卵巣で
GDF−9免疫反応性を卵母細胞のみで検出し、一方、GDF−9欠損卵巣中の
卵母細胞は染まらなかった。始原(2型)卵母細胞は、GDF−9mRNA発現
の非存在と一致して陰性であった(マクグラス(McGrath,S.A.) ら、Mol. Endoc
r.,9:131-136(1995)) 及びエルビン(Elvin) とマズック(Matzuk)、未公開のデー
タ)。始めに低い(及び様々な)レベルで3a型卵胞(卵母細胞の周囲に同心層
に配置された20未満の立方顆粒膜細胞を有する卵胞)の卵母細胞においてGD
F−9免疫反応性を観察し、3b型及びその後の卵胞の卵母細胞においてはより
高いレベルで観察した。多層前卵胞腔卵胞の完全に成熟した卵母細胞は一貫して
より強くGDF−9について染色され、大卵胞腔卵胞及び排卵前卵胞の卵丘細胞
−卵母細胞複合体の卵母細胞においてGDF−9免疫反応性をはっきりと検出し
た。分泌されたペプチドについて予期したように、GDF−9免疫反応性は卵核
胞(例えば、核)から排除された。興味深いことに、おそらく卵母細胞小胞体及
びゴルジ複合体の中の前駆体型のGDF−9の検出により、非対称の染色パター
ンが卵母細胞内で頻繁に観察された〔ワシャーマン(Wasserman,P.M.) 及びアル
バーチニ(Albertini,D.F.)、"The mammalian ovum", In: クノービル(E. Knobil
) とネイル(J. Neill)(編) The physiology of reproduction, Raven Press 、
ニューヨーク、79-122頁(1994) 〕。従って、全ての成熟卵胞の卵母細胞により
GDF−9mRNA及びタンパク質が合成され、このことは、それが卵胞形成(
folliculogenesis) の全ての段階で作用しうることを示す。
Results Immunohistochemical detection of GDF-9 in mouse ovaries GD was detected in mouse ovaries using a monoclonal antibody against human GDF-9.
The F-9 protein was specifically detected. GDF-9 immunoreactivity was detected only in oocytes in low magnification immunohistochemically stained ovaries, while oocytes in GDF-9 deficient ovaries did not stain. Primitive (type 2) oocytes were negative consistent with the absence of GDF-9 mRNA expression (McGrath, SA, et al., Mol. Endoc.
r., 9: 131-136 (1995)) and Elvin and Matzuk, unpublished data). Initially low (and variable) levels of GD in oocytes of type 3a follicles (follicles with less than 20 cubic granulosa cells arranged concentrically around the oocyte)
F-9 immunoreactivity was observed, and at higher levels in type 3b and subsequent follicular oocytes. The fully matured oocytes of the multilayered pre-alveolar follicle are consistently more strongly stained for GDF-9, and the GDF in the oocytes of the large and preovulatory follicle cumulus-oocyte complex -9 immunoreactivity was clearly detected. As expected for the secreted peptide, GDF-9 immunoreactivity was excluded from the germinal vesicle (eg, nucleus). Interestingly, asymmetric staining patterns were frequently observed in oocytes, presumably due to the detection of precursor GDF-9 in the oocyte endoplasmic reticulum and Golgi complex [Wasserman, PM] And Albertini, DF, "The mammalian ovum", In: E. Knobil
) And Nail (J. Neill) (ed.) The physiology of reproduction, Raven Press,
New York, pp. 79-122 (1994)]. Thus, GDF-9 mRNA and protein are synthesized by oocytes of all mature follicles, which indicates that
folliculogenesis).

【0063】 組換えマウスGDF−9の産生 卵胞形成の後期段階でのGDF−9の作用を研究するため、組換えGDF−9
を産生することが必要であった。全長マウスGDF−9cDNAと、プレプロペ
プチド配列開裂酵素であるPACE用cDNAの両方を含む発現ベクターを用い
て、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞を安定的にトランスフェクトし
た。マウスGDF−9発現ベクターを含むCHO細胞由来の培地のウエスタンブ
ロット解析は変性条件下で分析し、模擬(mock) ならし培地に存在していない、
分子量約21kDと60kDの2つの特有のバンドを示した。四塩基R−R−R
−R部位でのGDF−9のタンパク質分解プロセッシングは、予期される分子量
約15.6kDを有する135アミノ酸のカルボキシル末端成熟ペプチドを生じ
ることが予期されるだろう(マクフェロン(McPherron,A.C.) とリー(Lee, S.-J
.),J. Biol. Chem., 268:3444-3449(1993)) 。成熟GDF−9配列は、一本鎖の
N結合グリコシル化部位(Asn325 −Leu326 −Ser327 )を含む。優勢
な21kD型は、1つのN結合オリゴ糖を有する、マウスGDF−9の開裂した
成熟単量体型に相当するだろう。このバンドは、CHO細胞中で合成された組換
えヒトGDF−9と同一の位置に泳動した。60kDのバンドは、グリコシル化
された非プロセッシング(プロホルモン)型(441アミノ酸)に相当し、これ
はまた培地内に分泌されている。これら2つの型の分子量の増加はN結合グリコ
シル化によることを確認するため、GDF−9含有培地をN−グリカナーゼで処
理し、N結合オリゴ糖を除去した。この処理は、21kDのバンドのサイズを1
6kd、即ち細菌により産生されたGDF−9成熟ペプチドと同じ分子量に減少
し、また60kDのバンドを50kDに減少した。21kDグリコシル化GDF
−9型は常に最も豊富にある型であるので、PACEの存在下及び血清を含まな
い培地条件下で哺乳類細胞において組換えグリコシル化GDF−9を産生すると
いうこのストラテジーは効率的である。
Production of Recombinant Mouse GDF-9 To study the effects of GDF-9 at later stages of follicle formation, recombinant GDF-9
It was necessary to produce Chinese hamster ovary (CHO) cells were stably transfected using an expression vector containing both full-length mouse GDF-9 cDNA and cDNA for PACE, a prepropeptide sequence cleavage enzyme. Western blot analysis of medium derived from CHO cells containing the mouse GDF-9 expression vector was analyzed under denaturing conditions and was not present in the mock conditioned medium.
Two distinct bands with molecular weights of about 21 kD and 60 kD were shown. Four bases RRR
Proteolytic processing of GDF-9 at the -R site would be expected to result in a 135 amino acid carboxyl-terminal mature peptide with the expected molecular weight of about 15.6 kD (McPherron, AC) and Lee ( Lee, S.-J
.), J. Biol. Chem., 268: 3444-3449 (1993)). Mature GDF-9 sequence contains N-linked glycosylation sites of single strand (Asn 325 -Leu 326 -Ser 327) . The predominant 21 kD form would correspond to the cleaved mature monomeric form of mouse GDF-9 with one N-linked oligosaccharide. This band migrated at the same position as recombinant human GDF-9 synthesized in CHO cells. The 60 kD band corresponds to the glycosylated, unprocessed (prohormone) form (441 amino acids), which is also secreted into the medium. To confirm that the increase in molecular weight of these two types was due to N-linked glycosylation, GDF-9 containing media was treated with N-glycanase to remove N-linked oligosaccharides. This process reduces the size of the 21 kD band to 1
It reduced to 6 kd, the same molecular weight as the mature GDF-9 peptide produced by bacteria, and reduced the 60 kD band to 50 kD. 21 kD glycosylated GDF
This strategy of producing recombinant glycosylated GDF-9 in mammalian cells in the presence of PACE and under serum-free media conditions is efficient because type-9 is always the most abundant type.

【0064】 組換えGDF−9によるヒアルロナンシンターゼ2(HAS2)及びuPAmR
NA合成の調節 卵母細胞は、ヒアルロン酸合成を刺激し、ウロキナーゼプラスミノーゲン活性
化因子(uPA)を阻害し、インビトロの卵丘拡張を引き起こすことが知られて
いる成長因子を分泌する(サルシトリ(Salustri, A.) ら、Zygote, 4:313-315(
1996))。ヒアルロナンシンターゼ2(HAS2)は、ゴナドトロピンの急増後及
び効率的な卵丘拡張の直前のマウス卵丘細胞−卵母細胞複合体において発現され
(フロップ(Fuelop, C.) ら、Arch. Bioch. Bioph., 337:261266(1997))、卵丘
拡張に関与する主要なヒアルロン酸シンターゼとして包含される (スピサー(Spi
cer,A.P.) ら、J. Biol. Chem.,271-23400-23406(1996)) 。GDF−9が、ヒア
ルロン酸マトリックス合成を増加し、かつヒアルロン酸マトリックス分解を低減
することを通して卵丘拡張を誘導する原因である卵母細胞分泌因子であるかを決
定するため、組換えマウスGDF−9で処理した、新たに単離された顆粒膜細胞
においてHAS2及びuPAの発現レベルを調べた。特定産物への放射標識ヌク
レオチドのRT−PCR組み込みを用いて、対照とGDF−9処理した顆粒膜細
胞の培養物におけるHAS2とuPAの発現レベルをモニターした。まず、3遺
伝子(即ち、HAS2、uPA及びHPRT)の各オリゴヌクレオチド対につい
ての産物増幅の直線範囲を確立した。PCR反応において放射標識〔α−32P〕
−dCTPを用い、同じサンプルを16〜22サイクルで増幅してオートラジオ
グラフィーのフィルムのフォトデンシトメトリー分析を用いて定量した。増幅産
物の直線的な増加をHPRTについては16〜20サイクル、HAS2について
は16〜20サイクル、uPAについては18〜22サイクルで対照とGDF−
9処理したサンプルの両方から観察した。18〜20サイクルを最適のものと決
定し、全てのさらなる分析において全ての3遺伝子産物を研究するのに使用した
。同様のPCR条件をCOX−2、LHレセプター、P−450scc、及びS
tAR研究について行った(下記参照)。
Hyaluronan synthase 2 (HAS2) and uPAmR with recombinant GDF-9
Regulation of NA Synthesis Oocytes stimulate growth of hyaluronic acid, inhibit urokinase plasminogen activator (uPA), and secrete growth factors known to cause cumulus expansion in vitro (sarcitri (Salustri, A.) et al., Zygote, 4: 313-315 (
1996)). Hyaluronan synthase 2 (HAS2) is expressed in the mouse cumulus cell-oocyte complex after a gonadotropin surge and just prior to efficient cumulus expansion (Flop, C. et al., Arch. Bioch. Bioph. ., 337: 261266 (1997)), which is included as the major hyaluronan synthase involved in cumulus expansion (Spiser (Spi
cer, AP) et al., J. Biol. Chem., 271-23400-23406 (1996)). To determine if GDF-9 is an oocyte secreted factor that increases hyaluronic acid matrix synthesis and induces cumulus expansion through reducing hyaluronic acid matrix degradation, recombinant mouse GDF- The expression levels of HAS2 and uPA were examined in freshly isolated granulosa cells treated with 9. RT-PCR incorporation of radiolabeled nucleotides into specific products was used to monitor HAS2 and uPA expression levels in control and GDF-9 treated granulosa cell cultures. First, a linear range of product amplification was established for each oligonucleotide pair of the three genes (ie, HAS2, uPA and HPRT). Radiolabel [α- 32 P] in PCR reaction
Using dCTP, the same samples were amplified in 16-22 cycles and quantified using photodensitometric analysis of autoradiographic films. The linear increase of the amplification product was 16-20 cycles for HPRT, 16-20 cycles for HAS2, and 18-22 cycles for uPA, with the control and GDF-
Observed from both of the 9 treated samples. 18-20 cycles were determined to be optimal and used to study all three gene products in all further analyses. Similar PCR conditions were used for COX-2, LH receptor, P-450scc, and S
A tAR study was performed (see below).

【0065】 次いで、組換えGDF−9とHAS2mRNA合成との間の用量反応関係を調
べた。卵母細胞ならし培地にさらされた卵丘細胞又は壁在性顆粒膜細胞によるヒ
アルロン酸の合成速度は、培養中6〜12時間でピークに達した(サルストリ(
Salustri, A.) ら、J. Biol. Chem.,264:13840-13847(1989)及びド・アレサンド
リス(D'Alessandris, T.E.) ら、J. Biol. Chem.,272:4787-4794(1997)) 。従っ
て、用量反応実験に関して、顆粒膜細胞を様々な濃度の組換えGDF−9の非存
在下又は存在下で5時間培養した。半定量的なRT−PCRを用いて、10ng
/mlの組換えGDF−9によりHAS2発現においてわずかの増加を検出する
ことができる。30〜300ng/mlの間の組換えGDF−9のレベルは、3
0〜120ng/mlの間に生じる比較的直線的な用量/反応を伴う強いHAS
2誘導を与えた。プライミングしていない未成熟のマウス卵巣から回収した顆粒
膜細胞も組換えGDF−9に同様に応答した。対照的に、組換えマウスBMP−
15(150ng/ml)又は組換えヒトBMP−6(50ng/ml)は、ど
の顆粒膜細胞アッセイで試験しても、HAS2発現を刺激したり、又はuPA発
現を抑制することができなかった。これらの所見は、これらの活性がGDF−9
に特異的であり、他の卵母細胞分泌TGF−βファミリーメンバーがこれらの活
性に応答することができないことを示している。
Next, the dose-response relationship between recombinant GDF-9 and HAS2 mRNA synthesis was examined. The rate of hyaluronic acid synthesis by cumulus cells or mural granulosa cells exposed to the oocyte conditioned medium peaked at 6-12 hours in culture (sarstri (
Salustri, A.) et al., J. Biol. Chem., 264: 13840-13847 (1989) and D'Alessandris, TE et al., J. Biol. Chem., 272: 4787-4794 (1997). ). Thus, for dose response experiments, granulosa cells were cultured in the absence or presence of various concentrations of recombinant GDF-9 for 5 hours. 10 ng using semi-quantitative RT-PCR
A slight increase in HAS2 expression can be detected with / ml recombinant GDF-9. The level of recombinant GDF-9 between 30-300 ng / ml is 3
Strong HAS with relatively linear dose / response occurring between 0-120 ng / ml
Two leads were given. Granulosa cells recovered from unprimed immature mouse ovaries also responded to recombinant GDF-9. In contrast, recombinant mouse BMP-
15 (150 ng / ml) or recombinant human BMP-6 (50 ng / ml) failed to stimulate HAS2 expression or suppress uPA expression when tested in any of the granulosa cell assays. These findings indicate that their activity was GDF-9.
And show that other oocyte-secreted TGF-β family members are unable to respond to these activities.

【0066】 100ng/mlのGDF−9を用いたHAS2発現パターンのタイムコース
分析(0〜24時間)は、2時間でHAS2mRNAのわずかな誘導、培養3〜
5時間の間にピーク誘導、及び培養9時間までにHAS2発現レベルが低減する
ことを示した。GDF−9の非存在下で0〜24時間培養した顆粒膜細胞は、G
DF−9誘導ピークレベルに比べて10倍を超える低いレベルのHAS2を発現
し、これらの細胞における非常に低いレベルの基礎的活性を示す。GDF−9非
存在下で培養した対照顆粒膜細胞におけるuPA発現についてのタイムコースは
、uPAレベルが培養中の最初の9時間にわたって増加することを示した。しか
しながら、100ng/mlの組換えGDF−9で処理された顆粒膜細胞は、検
出可能な、しかし、非常に低いレベルのuPA発現を維持した。5時間で、GD
F−9処理したサンプル由来のバンド強度は、対照の約15%であり、9時間で
対照処理サンプルのバンド強度(各サンプルについてHPRTに標準化した)の
約9%であった。
Time course analysis of HAS2 expression pattern using 100 ng / ml GDF-9 (0-24 hours) showed slight induction of HAS2 mRNA in 2 hours,
Peak induction was seen during 5 hours, and HAS2 expression levels were shown to decrease by 9 hours in culture. Granulosa cells cultured in the absence of GDF-9 for 0 to 24 hours
Expresses more than 10-fold lower levels of HAS2 compared to DF-9-induced peak levels, indicating very low levels of basal activity in these cells. The time course for uPA expression in control granulosa cells cultured in the absence of GDF-9 showed that uPA levels increased over the first 9 hours in culture. However, granulosa cells treated with 100 ng / ml recombinant GDF-9 maintained detectable but very low levels of uPA expression. 5 hours, GD
The band intensity from the F-9 treated sample was approximately 15% of the control and at 9 hours was approximately 9% of the band intensity of the control treated sample (normalized to HPRT for each sample).

【0067】 RT−PCRによって示されるようなHAS2及びuPA発現に対するGDF
−9の効果を確認するため、50ng/mlのGDF−9の存在下又は非存在下
でのノーザンブロット解析により一次顆粒膜細胞におけるHAS2の発現を調べ
た。各サンプルからの全RNA(50ng/ml GDF−9の存在下又は非存
在下での0又は5時間インキュベーション時点)を、ノーザンブロット解析に供
し、HAS2又はuPAプローブのいずれかと、次いでGAPDHプローブとハ
イブリダイズさせた。シグナルをホスファーイメージャーでHAS2とuPAレ
ベルについて定量し、GAPDHに標準化した。HAS2は、対照サンプルにお
いて0時間で又は培養5時間後に壁在性顆粒膜細胞でかろうじて検出可能であっ
た。しかしながら、GDF−9とのインキュベーションの5時間後、4.8kb
及び3.2kbの両方のHAS2mRNA型(スピーサー(Spicer,A.P.)ら、J.
Biol. Chem.,271:23400-23406(1996)) が対照に比べて9.7倍に増加した。対
照的に、uPAのノーザンブロット解析は、50ng/mlのGDF−9がuP
A合成を対照培地の40%に抑制したことを示した。従って、ノーザンブロット
のデータは我々のRT−PCT分析を確認した。
GDF on HAS2 and uPA expression as shown by RT-PCR
To confirm the effect of -9, the expression of HAS2 in primary granulosa cells was examined by Northern blot analysis in the presence or absence of 50 ng / ml GDF-9. Total RNA from each sample (0 or 5 hour incubation in the presence or absence of 50 ng / ml GDF-9) was subjected to Northern blot analysis and hybridized with either the HAS2 or uPA probe and then with the GAPDH probe. Let it soy. The signal was quantified on a phosphor imager for HAS2 and uPA levels and normalized to GAPDH. HAS2 was barely detectable in mural granulosa cells at 0 hours or 5 hours in culture in control samples. However, 4.8 kb after 5 hours of incubation with GDF-9.
And 3.2 kb of the HAS2 mRNA type (Spicer, AP) et al.
Biol. Chem., 271: 23400-23406 (1996)) increased 9.7-fold compared to the control. In contrast, Northern blot analysis of uPA showed that 50 ng / ml GDF-9
It was shown that A synthesis was suppressed to 40% of the control medium. Thus, Northern blot data confirmed our RT-PCT analysis.

【0068】 組換えGDF−9は卵母細胞切除卵丘細胞−卵母細胞複合体の卵丘拡張を引き起
こす 未処置の卵丘細胞−卵母細胞複合体をPMSG処理した未成熟の雌マウスから
単離した。セットしたトランスジェニックマイクロマニピュレーターを用いて、
これらの複合体由来の卵母細胞に穴をあけ、卵母細胞の内容物を吸い出した。培
養前に、これらの卵母細胞切除卵丘複合体は、空の透明帯を取り巻いている顆粒
膜細胞のいくつかの層からなる直径約100μmの球状物であった。培養18時
間後、対照培地(即ち、GDF−9が欠乏しているが、10%ウシ胎仔血清と5
ng/ml又は150ng/mlのFSHを含有する)で培養した卵母細胞切除
複合体25個のうちの25個由来の卵丘細胞は、組織培養プレートに付着し、線
維芽細胞の外観を呈する。卵丘細胞が低い又は検出不可能なレベルのLHレセプ
ターmRNAを有するという以前の報告と一致して、LH(1μg/ml)と共
のこれらの卵母細胞切除複合体(9個のうち9個)のインキュベーションは、そ
の線維芽細胞の外観を変えられなかった。対照的に、同一条件下で単離され、1
00ng/mlのGDF−9の存在下で培養された44個の卵母細胞切除複合体
のうち40個は、球状の外観を維持し、三次元のゼラチン状の球体に拡張した。
これらの結果は、FSH含有培地で培養した未処置の卵母細胞を有する卵丘細胞
−卵母細胞複合体と類似している。これらの細胞は、大多数の細胞が生体染料で
あるトリパンブルーを除外し続けたので、細胞死によりプレートから分離しなか
った。対照的に、組換えヒトBMP−6又はBMP−15と共の複合体のインキ
ュベーションは、卵丘拡張を生じなかった。これらの観察は、GDF−9が特異
的に卵丘拡張を刺激し、このプロセスを通常媒介する卵母細胞由来の因子である
ことを示す。
Recombinant GDF-9 Causes Cumulus Expansion of Oocyte-Resected Cumulus Cells-Oocyte Complexes From Immature Female Mice Treated With Untreated Cumulus Cell-Oocyte Complexes Isolated. Using the set transgenic micromanipulator,
Oocytes from these complexes were punctured and the contents of the oocytes were aspirated. Prior to culture, these oocyte-excised cumulus complexes were spheroids approximately 100 μm in diameter consisting of several layers of granulosa cells surrounding the empty zona pellucida. After 18 hours of culture, control medium (ie, GDF-9 deficient but 10% fetal calf serum and 5%
Cumulus cells from 25 of the 25 oocyte resection complexes (containing ng / ml or 150 ng / ml FSH) adhere to tissue culture plates and have the appearance of fibroblasts. . Consistent with previous reports that cumulus cells have low or undetectable levels of LH receptor mRNA, these oocyte ablation complexes (9 out of 9) with LH (1 μg / ml) ) Incubation did not alter the appearance of the fibroblasts. In contrast, isolated under the same conditions,
Forty of the forty-four oocyte resection complexes cultured in the presence of 00 ng / ml GDF-9 maintained a spherical appearance and expanded into three-dimensional gelatinous spheres.
These results are similar to the cumulus cell-oocyte complex with untreated oocytes cultured in FSH containing media. These cells did not detach from the plate due to cell death, as the majority of cells continued to exclude the vital dye trypan blue. In contrast, incubation of the complex with recombinant human BMP-6 or BMP-15 did not result in cumulus expansion. These observations indicate that GDF-9 specifically stimulates cumulus expansion and is an oocyte-derived factor that normally mediates this process.

【0069】 GDF−9によるLHレセプター及びシクロオキシゲナーゼ2(COX−2)の
調節 上記の所見に基づいて、顆粒膜細胞培地におけるLHレセプター及びCOX2
発現に対する組換えマウスGDF−9の効果を半定量的なRT−PCRを用いて
決定した。顆粒膜細胞の回収後(T=0)、低レベルのLHレセプターを検出し
た。GDF−9の非存在下で、LHレセプターのレベルはさらに低減したが、発
現は、5時間〜24時間で増加した。対照的に、GDF−9(100ng/ml
)を用いた顆粒膜細胞のインキュベーションは、全ての時点でLHレセプターm
RNA合成を抑制した。10ng/ml FSHの存在下でさえ、LHレセプタ
ーmRNAを100ng/mlのGDF−9の存在下で抑制した。10ng/m
lのFSHを用いて示された実験において、対照処理した顆粒膜細胞は、GDF
−9処理した顆粒膜細胞より約30倍のLHレセプターを発現した(p<0.0
5、n=3)。対照的に、COX−2発現は、GDF−9の非存在下で低かった
が、100ng/mlのGDF−9の存在下のインキュベーションの24時間後
、劇的な上昇レベルを示した。FSHは、対照又はGDF−9処理した顆粒膜細
胞のいずれかで有意な効果を有しなかったが、GDF−9はCOX−2発現にお
ける50倍を超える増加を引き起こした。これらのサンプルにおけるHAS2発
現の分析は、以前の結果と一致した。
Regulation of LH receptor and cyclooxygenase 2 (COX-2) by GDF-9 Based on the above findings, LH receptor and COX2 in granulosa cell culture medium
The effect of recombinant mouse GDF-9 on expression was determined using semi-quantitative RT-PCR. After collection of granulosa cells (T = 0), low levels of LH receptor were detected. In the absence of GDF-9, LH receptor levels were further reduced, but expression increased between 5 and 24 hours. In contrast, GDF-9 (100 ng / ml
)), The LH receptor m
RNA synthesis was suppressed. LH receptor mRNA was suppressed in the presence of 100 ng / ml GDF-9, even in the presence of 10 ng / ml FSH. 10ng / m
In experiments shown with 1 FSH, control-treated granulosa cells were
-9 expressed about 30 times more LH receptor than granulosa cells treated (p <0.0
5, n = 3). In contrast, COX-2 expression was low in the absence of GDF-9, but showed dramatic elevated levels after 24 hours of incubation in the presence of 100 ng / ml GDF-9. FSH had no significant effect on either control or GDF-9 treated granulosa cells, while GDF-9 caused a more than 50-fold increase in COX-2 expression. Analysis of HAS2 expression in these samples was consistent with previous results.

【0070】 プロゲステロン合成のGDF−9調節 プロゲステロン合成の調節に対するGDF−9及びFSHの効果を研究するた
め、用量反応及びタイムコース実験を行った。半定量的RT−PCRを行い、P
−450scc mRNA合成及びStAR mRNA合成を分析し、ラジオイ
ムノアッセイを用いて、培地中に分泌されたプロゲステロンを分析した。50n
g/mlのGDF−9の存在下又は非存在下で様々な量のFSHを含む3つ組の
ウェルで4時間培養した顆粒膜細胞から培地を回収し、ラジオイムノアッセイで
プロゲステロンについてアッセイした。これらの条件下、FSHの非存在下又は
低レベルのFSHで4時間培養した顆粒膜細胞は、非常にわずかなプロゲステロ
ンを産生した。一方、50ng/mlのGDF−9と共に培養した顆粒膜細胞は
5〜7倍高い量のプロゲステロンを産生した(Figure4A)。GDF−9の存在
下又は非存在下で0又は10ng/mlのFSHを有する10%FCSを含有す
る培地で顆粒膜細胞を24時間インキュベートした。しかしながら、5ng/m
lのFSHの存在下で産生されたプロゲステロンの量は、GDF−9の存在又は
非存在により有意に影響を受けず、GDF−9のみの存在下又は低レベルのFS
Hで産生されたものより約2〜3倍多かった。24時間のインキュベーション後
、GDF−9のみが有意に高い量のプロゲステロンを誘導したが、高濃度のFS
H(10ng/ml)の存在下では、GDF−9の効果はごくわずかであった(
Figure4B)。これらのデータは、プロゲステロンのFSHとGDF−9の刺激
が相加的なものでないことを示している。
GDF-9 Modulation of Progesterone Synthesis Dose response and time course experiments were performed to study the effects of GDF-9 and FSH on the regulation of progesterone synthesis. Perform semi-quantitative RT-PCR and
-450scc mRNA synthesis and StAR mRNA synthesis were analyzed, and progesterone secreted into the medium was analyzed using a radioimmunoassay. 50n
Media was collected from granulosa cells cultured for 4 hours in triplicate wells containing various amounts of FSH in the presence or absence of g / ml GDF-9 and assayed for progesterone by radioimmunoassay. Under these conditions, granulosa cells cultured for 4 hours in the absence or low levels of FSH produced very little progesterone. On the other hand, granulosa cells cultured with 50 ng / ml GDF-9 produced 5-7 times higher amounts of progesterone (Figure 4A). Granulosa cells were incubated with medium containing 10% FCS with 0 or 10 ng / ml FSH in the presence or absence of GDF-9 for 24 hours. However, 5 ng / m
The amount of progesterone produced in the presence of 1 FSH is not significantly affected by the presence or absence of GDF-9, but in the presence of GDF-9 alone or low levels of FS
About 2-3 times more than that produced in H. After 24 hours of incubation, only GDF-9 induced significantly higher amounts of progesterone, but higher concentrations of FS
In the presence of H (10 ng / ml), the effect of GDF-9 was negligible (
(Figure 4B). These data indicate that stimulation of progesterone FSH and GDF-9 is not additive.

【0071】 FSHとGDF−9が顆粒膜細胞培養物においてプロゲステロン合成をどのよ
うに調節するかを決定するために、FSHの存在下又は非存在下、或いはGDF
−9の存在下又は非存在下での24時間インキュベーション後の半定量的RT−
PCRによりP−450scc及びStAR mRNAのレベルを分析した(Fi
gure4C−4D)。一方、10ng/mlのFSHは、P−450sccのわず
かな増加を引き起こし、GDF−9の存在は何ら効果を有していなかった。対照
的に、GDF−9は、StAR mRNAレベルの2〜5倍誘導を生じた(p<
0.05)。これらの結果は、FSHとGDF−9が異なる機構を経て重要なプ
ロゲステロン合成を調節するように作用していることを示している。
To determine how FSH and GDF-9 modulate progesterone synthesis in granulosa cell cultures, in the presence or absence of FSH or GDF
-Quantitative RT- after 24-hour incubation in the presence or absence of -9
The levels of P-450scc and StAR mRNA were analyzed by PCR (Fi
gure4C-4D). On the other hand, 10 ng / ml FSH caused a slight increase in P-450scc and the presence of GDF-9 had no effect. In contrast, GDF-9 resulted in a 2- to 5-fold induction of StAR mRNA levels (p <
0.05). These results indicate that FSH and GDF-9 act through different mechanisms to regulate key progesterone synthesis.

【0072】 考察 免疫組織化学的分析を用いて、GDF−9タンパク質はまず一次卵胞(3a型
卵胞)の成熟している卵母細胞内で低レベルで検出され、3b型の卵胞完全成熟
卵母細胞においてより高いレベルで存在し、そして続く各発生段階の卵母細胞に
おいて検出されることが本明細書に示される。さらに、卵母細胞が密接に顆粒膜
細胞と結合している大卵胞腔卵胞及び排卵前卵胞の卵母細胞によってもGDF−
9タンパク質は合成されていることが示されている。GDF−9タンパク質は3
a型卵胞の卵母細胞で検出されるが、それは3b型〜4型の卵胞移行での卵胞形
成にのみ必須となる。このことは、GDF−9シグナル伝達カスケードが3b型
卵胞段階の前には活性でないことを示す。
Discussion Using immunohistochemical analysis, the GDF-9 protein was first detected at low levels in mature oocytes of the primary follicle (type 3a follicle), and the type 3b follicle fully matured oocyte It is shown herein to be present at higher levels in cells and to be detected in oocytes at each subsequent developmental stage. Furthermore, GDF- is also produced by the oocytes of the follicles of the large follicle and the preovulatory follicle in which the oocyte is closely associated with the granulosa cell.
Nine proteins have been shown to be synthesized. GDF-9 protein is 3
It is detected in oocytes of type a follicles, but it is only essential for follicle formation in type 3b-4 type follicular translocation. This indicates that the GDF-9 signaling cascade is not active before the type 3b follicular stage.

【0073】 本明細書に示すように、GDF−9は、排卵前卵胞において生じるプロセスに
典型的なHAS2誘導とuPA抑制を分析したアッセイにおいて、卵母細胞と卵
母細胞ならし培地のかわりとなり得た。本明細書でも示すように、他の卵母細胞
発現TGF−βファミリーメンバーであるBMP−15とBMP−6は、これら
の顆粒膜細胞アッセイにおいてGDF−9の代用とすることができなかった。組
換えGDF−9で処理した卵胞腔卵胞から単離した壁在性顆粒膜細胞を誘導して
、用量依存方式及び時間依存方式でHAS2を発現した。GDF−9は、HA合
成に対する卵母細胞の最大の効果に十分相当する壁在性顆粒膜細胞において、約
10倍以上高いレベルのHAS2mRNAを誘導した。さらに、GDF−9に関
する用量反応曲線は、卵母細胞ならし培地のものと非常に似ていた。非常に低い
投与量(例えば、0.5卵母細胞/μl又は10ng/mlのGDF−9)はヒ
アルロン酸合成又はHAS2発現の非常に低いが検出可能な増加を誘導し、一方
、1卵母細胞/μl又は30〜50ng/mlのGDF−9は、2〜4卵母細胞
/μl又は120〜300ng/mlのGDF−9で安定状態に達するより大き
く劇的な誘導を引き起こした(サルストリ(Salustri, A.) ら、Dev. Biol.,138
:26-32(1990)) 。GDF−9作用のタイムコースも、卵母細胞産生因子に関する
以前のデータと一致した。一方、HAS2mRNAは、GDF−9を用いた培養
2時間までに誘導され、卵母細胞誘導されたヒアルロン酸は、2.5時間後に低
レベルで検出可能となった(サルストリら、J. Biol. Chem.,264:13840-13847(1
989)) 。GDF−9は、ピークのHAS2mRNAレベルは3〜5時間の間に誘
導され、一方、卵母細胞誘導ヒアルロン酸合成の速度は6〜12時間の間に最大
になった(サルストリら、J. Biol. Chem.,264:13840-13847(1989)) 。同様に、
卵母細胞誘導ヒアルロン酸合成は、12時間後に低下し、18時間後にヒアルロ
ン酸それ以上生成されなかった(ド・アレッサンドリス(D'Alessandris, T.E.)
ら、J. Biol. Chem.,272:4787-4794(1997)) ;GDF−9誘導HAS2発現は、
24時間までに低下し、uPA合成は24時間までに増加した。この期間の間の
HAS2発現及びヒアルロン酸合成の活性化並びにuPA合成の増加という「一
過性の」性質は、培地中のGDF−9の不安定性、GDF−9レセプターのダウ
ンレギュレーション、顆粒膜細胞のGDF−9誘導性分化、及び/又はGDF−
9シグナル伝達カスケード内の負のフィードバック機構の刺激によるものであろ
うと思われる。これらのプロセスのいくつかを調節する卵母細胞分泌因子は不安
定であると認められていること、及び顆粒膜細胞を含む様々な同時培養物(co-cu
ltures) における卵母細胞の継続的な存在が継続的な活性に必要とされることが
認められることは興味深い(エッピッグ(Eppig, J.J.)ら、Biol. Reprod.,56:9
76-984(1997)) 。最後に、本明細書に記載されたデータは、壁在性顆粒膜細胞と
拡張している卵丘顆粒膜細胞とのインビボ表現型での違いが細胞自身に固有のも
のでないが、それらの卵母細胞への近接と、卵母細胞産生GDF−9の濃度勾配
によることを示している。
As shown herein, GDF-9 replaces oocyte and oocyte conditioned media in assays analyzing HAS2 induction and uPA suppression typical of processes occurring in preovulatory follicles. Obtained. As also shown herein, other oocyte-expressed TGF-β family members, BMP-15 and BMP-6, could not substitute for GDF-9 in these granulosa cell assays. Mural granulosa cells isolated from follicular cavity follicles treated with recombinant GDF-9 were induced to express HAS2 in a dose-dependent and time-dependent manner. GDF-9 induced about 10-fold higher levels of HAS2 mRNA in mural granulosa cells, which corresponded well to the maximal effect of oocytes on HA synthesis. Furthermore, the dose response curve for GDF-9 was very similar to that of the oocyte conditioned medium. Very low doses (eg, 0.5 oocytes / μl or 10 ng / ml GDF-9) induce very low but detectable increases in hyaluronic acid synthesis or HAS2 expression, while one oocyte Cells / μl or 30-50 ng / ml GDF-9 caused a greater and more dramatic induction to reach a stable state with 2-4 oocytes / μl or 120-300 ng / ml GDF-9 (sarstri ( Salustri, A.) et al., Dev. Biol., 138.
: 26-32 (1990)). The time course of GDF-9 action was also consistent with previous data on oocyte production factors. On the other hand, HAS2 mRNA was induced by 2 hours of culture using GDF-9, and oocyte-induced hyaluronic acid became detectable at a low level after 2.5 hours (Sarstri et al., J. Biol. Chem., 264: 13840-13847 (1
989)). GDF-9 induced peak HAS2 mRNA levels between 3-5 hours, while the rate of oocyte-induced hyaluronic acid synthesis was maximal between 6-12 hours (Sarstri et al., J. Biol. Chem., 264: 13840-13847 (1989)). Similarly,
Oocyte-induced hyaluronic acid synthesis was reduced after 12 hours and no more hyaluronic acid was produced after 18 hours (D'Alessandris, TE)
J. Biol. Chem., 272: 4787-4794 (1997)); GDF-9 induced HAS2 expression
By 24 hours, uPA synthesis had increased by 24 hours. The "transient" nature of HAS2 expression and activation of hyaluronic acid synthesis and increased uPA synthesis during this period is due to the instability of GDF-9 in the medium, down-regulation of GDF-9 receptor, granulosa cells GDF-9-induced differentiation of and / or GDF-
It appears to be due to stimulation of a negative feedback mechanism in the 9 signaling cascade. The oocyte secreted factors that regulate some of these processes have been found to be unstable, and various co-cultures containing granulosa cells (co-cu
It is interesting to note that the continued presence of oocytes in the ltures is required for continued activity (Eppig, JJ et al., Biol. Reprod., 56: 9
76-984 (1997)). Finally, the data described herein show that although the differences in in vivo phenotype between mural and expanding cumulus granulosa cells are not unique to the cells themselves, their egg This shows that it is due to the proximity to the mother cell and the concentration gradient of GDF-9 produced by the oocyte.

【0074】 コレステロールのプレグネノロンへの変換は、顆粒膜細胞ステロイド産生にお
ける速度測定段階である。プレグネノロン合成の速度は、反応を触媒する酵素シ
トクロムP−450側鎖切断(P−450scc)のレベルと活性、及びステロ
イド産生早期調節タンパク質(StAR)の刺激を介する基質コレステロールと
の接近に依存している(レンナート(Rennert, H.)ら、"Intracellular cholest
erol dynamics in steroidogenic cells" 、In: アダシ(L.C. Adashi,E.Y.)ら(
編)The Ovary 、ラベンプレス社(Raven Press, Ltd.) 、ニューヨーク、147016
4 頁(1993)) 。FSH誘導された及びLH誘導された細胞内cAMPの増加は、
続くP−450sccの刺激、StARmRNA合成及びStARタンパク質リ
ン酸化を導き、インビトロのプロゲステロン合成を刺激することが十分確立され
ている(リチャーズ(Richards, J.S.) とヘジン(Hedin, L.) 、Annu. Rev. Phy
siol.,50:441-463(1988); クラーク(Clark, B.J.) ら、Mol. Endocr.,9:1346-55
(1995)及びアラカン(Arakane, F.) ら、J. Biol. Chem.,272:32656-62(1997))。
GDF−9処理で見られる効果に対比して、アクチビンAは、基底及びFSH刺
激P−450scc、3βヒドロキシステロイドデヒドロゲナーゼ(3βHSD
)及びブロゲスロン合成をジエチルスチルベストロール(DES)刺激ラット由
来の培養した顆粒膜細胞により低減した。本明細書で記載されたデータは、FS
Hがマウス顆粒膜細胞においてP−450scc mRNA合成を刺激すること
を確認しているが、GDF−9がP−450scc mRNA合成に有意に作用
しなかったことを示している。対照的に、FSHは、StAR mRNAに対す
る誘導的な効果をわずかしか有していないが、FSHを有している又は有してい
ないGDF−9は、StAR発現を有意に誘導する。結果として、GDF−9と
FSHは共に、顆粒膜細胞によるプロゲステロン産生を非依存的に増加すること
ができ、同じ経路であるが、異なる機構を通して作用するようである。卵丘細胞
によるプロゲステロンのこの局所的な産生は、排卵後及び受精前の卵母細胞のた
めの完全な微環境を達成するのに不可欠でありうるようである。これの証拠だて
として、排卵されたラット卵丘細胞−卵母細胞複合体は測定可能なレベルのプロ
ゲステロンとプロスタグランジン(主にPGE2)の両方を分泌している(シュ
ーツ(Schuetz, A.W.) とデュビン(Dubin, N.H.) 、Endocr.,108:457-463(1981))
、及びアミノグルテチミド、これはコレステロールのプレグネノロンへの変換を
阻害する、の使用は、インビトロの卵胞成熟後に回復した正常なヒツジ卵母細胞
の数を低減する。
The conversion of cholesterol to pregnenolone is a kinetic step in granulosa cell steroidogenesis. The rate of pregnenolone synthesis depends on the level and activity of the enzyme cytochrome P-450 side chain cleavage (P-450scc), which catalyzes the reaction, and access to the substrate cholesterol through stimulation of the steroidogenic early regulatory protein (StAR). (Rennert, H. et al., "Intracellular cholest
erol dynamics in steroidogenic cells ", In: Adashi (LC Adashi, EY) et al. (
Ed.) The Ovary, Raven Press, Ltd., New York, 147016
P. 4 (1993)). The increase in FSH- and LH-induced intracellular cAMP is
It is well established that it leads to subsequent stimulation of P-450scc, StAR mRNA synthesis and StAR protein phosphorylation, and stimulates in vitro progesterone synthesis (Richards, JS and Hedin, L., Annu. Rev.). . Phy
siol., 50: 441-463 (1988); Clark, BJ et al., Mol. Endocr., 9: 1346-55.
(1995) and Arakane, F. et al., J. Biol. Chem., 272: 32656-62 (1997)).
In contrast to the effects seen with GDF-9 treatment, activin A was found to be basal and FSH stimulated P-450scc, 3β hydroxysteroid dehydrogenase (3βHSD
) And brogeslone synthesis were reduced by cultured granulosa cells from rats stimulated with diethylstilbestrol (DES). The data described herein is based on FS
Although H was confirmed to stimulate P-450scc mRNA synthesis in mouse granulosa cells, it indicates that GDF-9 did not significantly affect P-450scc mRNA synthesis. In contrast, FSH has only a small inductive effect on StAR mRNA, whereas GDF-9 with or without FSH significantly induces StAR expression. As a result, both GDF-9 and FSH are able to increase progesterone production by granulosa cells independently, and appear to act through the same pathway but different mechanisms. This local production of progesterone by cumulus cells appears to be essential in achieving a complete microenvironment for oocytes after ovulation and before fertilization. Evidence of this is that the ovulated rat cumulus cell-oocyte complex secretes measurable levels of both progesterone and prostaglandins (primarily PGE2) (Schuetz, AW). And Dubin, NH, Endocr., 108: 457-463 (1981))
And the use of aminoglutethimide, which inhibits the conversion of cholesterol to pregnenolone, reduces the number of normal sheep oocytes recovered after in vitro follicle maturation.

【0075】 本明細書に記載したように、排卵前卵胞におけるLHレセプターのインサイチ
ューハイブリダイゼーション分析は、インビボのLH処理後、COX2発現が卵
丘細胞において最高になるのに対し、LHレセプターが卵丘細胞において抑制さ
れるが、壁在性顆粒膜細胞では抑制されないことを示している。本明細書でも記
載しているように、組換えGDF−9は、LHレセプターmRNAを抑制するが
、COX−2発現を誘導し、卵丘細胞においてこれらの遺伝子の正常な発現によ
く似ている。しかしながら、エッピッグとその同僚(エッピッグ(Eppig, J.J)
ら、Biol. Reprod.,56:976-984(1997)及びエッピッグら、Mol. Reprod. Dev.,49
:327-332(1998)) は、完全成熟卵母細胞がLHレセプターmRNA発現を抑制す
るが、前卵胞腔卵胞由来の卵母細胞、中期IIで停止された卵母細胞、又は2細胞
胚が有効なものでないことを簡潔に示した。ノックアウト研究(ドング(Dong, J
.)ら、Nature, 383:531-535(1996) 及びエルビン(Elvin, J.A.) ら、Mol. Endoc
r.(提出された)(1999)) 並びに本明細書で述べられているように、GDF−9
は、細胞形態学、遺伝子発現、及びステロイド産生における変化を刺激すること
ができ、少なくとも一次卵胞由来及び卵胞腔卵胞由来の顆粒膜細胞が、GDF−
9を結合するレセプターを有していることを示している(本明細書に記載された
所見の概要についてはFigure5を参照のこと)。GDF−9は、COX−2発現
のレベルを劇的に増加するため、COX−2発現が卵胞形成のより早い段階で発
現されない理由又はより早い段階の卵母細胞(エッピッグ(Eppig, J.J.)ら、19
97 Biol. Reprod.,56:976-984(1997) 及びエッピッグら、Human Reprod.,12:127
-132(1997)及びエッピッグら、Mol. Reprod. Dev.,49:327-332(1998))がLHレ
セプターを抑制するのに効果が低い理由について明らかでない。GDF−9タン
パク質は、卵胞形成の全ての段階で免疫組織化学的なレベルで検出されるが、こ
れはGDF−9がこれら全ての段階で活性であることを必ずしも証明していない
。一つの可能性として、GDF−9前駆体が3b型段階と卵胞腔卵胞段階で活性
な成熟二量体に処理されるだけであることが挙げられる。GDF−9処理酵素の
調節は、翻訳後にGDF−9の活性を調節する一つの方法であろう。他の説明と
して、GDF−9調節性及びGDF−9非依存性の転写因子の両方がCOX−2
の合成を調節するのに共に作用していることが挙げられる。COX−2の少なく
とも1つのレギュレーターは、転写因子エンハンサー結合タンパク質P(C/E
BPβ)である。C/EBPβ、これはhCG処理後4〜7時間の間誘導される
、は、COX−2プロモーターに結合してCOX−2 mRNA発現をダウンレ
ギュレートする。卵巣におけるCOX−2発現は、通常hCG処理後4時間でピ
ークに達し、一方、COX−2タンパク質は、排卵後、卵丘細胞に存在し続ける
(リム(Lim,H.)ら、Cell,91:197-208(1997))。しかしながら、C/EBPβノッ
クアウトマウス〔これは生殖力がない〔ステーネック(Sterneck),1997#279〕〕
において、COX−2mRNAのレベルは増加したままである。また、COX−
2ノックアウトマウスは、排卵欠陥かつ卵母細胞成熟障害により、生殖力がない
(リム(Lim,H.)ら、Cell,91:197-208(1997))。C/EBPβ及びCOX−2ノッ
クアウトモデルからのこれらの研究は、卵丘細胞におけるCOX−2の適当な調
節が卵母細胞周辺のプロスタグランジンの最適な微環境を維持するのに必要であ
ることを示している。GDF−9はCOX−2誘導の際に関与する因子の1つで
あると思われ、C/EBPβはCOX−2のダウンレギュレーションにある役割
を果たす。本明細書に記載した研究及び他の研究(ロウレンス(Lawrence, T.)ら
、Endocr.,106:1114-1118(1980) 及びメジュリ(Meduri, G.)ら、Endocr.,131:36
6-373(1992))もLHが卵丘細胞におけるCOX−2とC/EBPβの両方の発現
を、LHレセプターがこれらの細胞上に存在しないため、間接的に調節している
ことを示している。しかしながら、いかにしてこれが達成されるのか又はいかに
してCOX−2が急速に現れ、C/EBPβがよりゆっくりと現れるのかは明ら
かでない。
As described herein, in situ hybridization analysis of LH receptors in preovulatory follicles indicates that COX2 expression is highest in cumulus cells after LH treatment in vivo, whereas LH receptors are It shows that it is suppressed in cells, but not in mural granulosa cells. As described herein, recombinant GDF-9 suppresses LH receptor mRNA but induces COX-2 expression, mimicking the normal expression of these genes in cumulus cells. . However, Eppig and his colleagues (Eppig, JJ)
Biol. Reprod., 56: 976-984 (1997) and Eppig et al., Mol. Reprod. Dev., 49.
: 327-332 (1998)) states that fully mature oocytes suppress LH receptor mRNA expression, but oocytes derived from prefollicular cavity follicles, oocytes arrested in metaphase II, or two-cell embryos It was briefly indicated that it was not valid. Knockout Research (Dong, J
., Et al., Nature, 383: 531-535 (1996) and Elvin (JA) et al., Mol. Endoc.
r. (submitted) (1999)) and, as described herein, GDF-9.
Can stimulate changes in cell morphology, gene expression, and steroidogenesis, and granulosa cells from at least primary follicles and follicular cavity follicles are GDF-
9 (see Figure 5 for a summary of the findings described herein). Because GDF-9 dramatically increases the level of COX-2 expression, either COX-2 expression is not expressed at an earlier stage of follicle formation or an earlier stage of oocytes (Eppig, JJ et al.) , 19
97 Biol. Reprod., 56: 976-984 (1997) and Eppig et al., Human Reprod., 12: 127.
-132 (1997) and Eppig et al., Mol. Reprod. Dev., 49: 327-332 (1998)) are not clear why they are less effective at inhibiting the LH receptor. GDF-9 protein is detected at the immunohistochemical level at all stages of follicle formation, but this does not necessarily prove that GDF-9 is active at all these stages. One possibility is that the GDF-9 precursor is only processed into an active mature dimer at the 3b type stage and the follicular cavity follicle stage. Regulation of the GDF-9 processing enzyme may be one way to regulate the activity of GDF-9 post-translationally. Another explanation is that both GDF-9 regulated and GDF-9 independent transcription factors are COX-2
Act together to regulate the synthesis of. At least one regulator of COX-2 is a transcription factor enhancer binding protein P (C / E
BPβ). C / EBPβ, which is induced for 4-7 hours after hCG treatment, binds to the COX-2 promoter and down regulates COX-2 mRNA expression. COX-2 expression in the ovaries usually peaks 4 hours after hCG treatment, while COX-2 protein remains present in cumulus cells after ovulation (Lim, H. et al., Cell, 91 : 197-208 (1997)). However, C / EBPβ knockout mice (which lack fertility [Sterneck, 1997 # 279])
In, the levels of COX-2 mRNA remain elevated. COX-
2 knockout mice are infertile due to defective ovulation and impaired oocyte maturation (Lim, H. et al., Cell, 91: 197-208 (1997)). These studies from the C / EBPβ and COX-2 knockout models indicate that proper regulation of COX-2 in cumulus cells is necessary to maintain the optimal microenvironment of prostaglandins around oocytes. Is shown. GDF-9 appears to be one of the factors involved in COX-2 induction, and C / EBPβ plays a role in COX-2 downregulation. The work described herein and others (Lawrence, T. et al., Endocr., 106: 1114-1118 (1980) and Meduri, G.) et al., Endocr., 131: 36.
6-373 (1992)) also show that LH indirectly regulates expression of both COX-2 and C / EBPβ in cumulus cells, since the LH receptor is not present on these cells. I have. However, it is not clear how this is achieved or how COX-2 appears rapidly and C / EBPβ appears more slowly.

【0076】 実施例4 成長分化因子9−欠損卵巣における卵胞欠陥の分子キャラクタリーゼ
ーション 材料及び方法 実験動物 すべての実験マウスは、実験動物の世話及び使用(Care and Use of Laborato
ry Animals)のためのNIHガイドに従って維持した。特に記載のない限り、6
〜12週齢の成体C57B1/6/129SvEvハイブリッドマウス由来の卵
巣を、RNA単離、並びにインサイチューハイブリダイゼーション及び免疫組織
化学のための標本の両方に使用した。COX−2の実験のため、3週齢マウスに
7.5IUのGestyl(ジオシンス,B.V.、オランダ)、次いで、48
時間後5IUのhCG(シグマ、セントルイス、ミズーリ州)を腹腔内注射した
。hCGu注射の5時間後、卵巣を回収した。
Example 4 Molecular Characterization of Follicular Defects in Growth Differentiation Factor 9-Deficient Ovaries Materials and Methods Experimental Animals All experimental mice were cared for and used by laboratory animals.
ry Animals). Unless otherwise specified, 6
Ovaries from C12-week-old adult C57B1 / 6 / 129SvEv hybrid mice were used for both RNA isolation and preparation for in situ hybridization and immunohistochemistry. For COX-2 experiments, 7.5 IU of Gestil (Diosyns, BV, The Netherlands) was given to 3-week old mice, followed by 48
After time, 5 IU of hCG (Sigma, St. Louis, Mo.) was injected intraperitoneally. Ovaries were harvested 5 hours after hCGu injection.

【0077】 RNA単離及びノーザンブロット解析 全RNAを、野生型及びGDF−9欠損C57B1/6/129SvEvハイ
ブリッドマウスの種々の組織から、RNA STAT−60(リード・メディカ
ル・ラボラトリーズ、ヒューストン、テキサス州)を用い、製造業者の記載のよ
うにして抽出し、分光光度計で定量した。各サンプルの15μgの全RNAを、
1.2%アガロース/7.6%ホルムアルデヒドゲル上で電気泳動させ、Hyb
ond Nナイロン膜(アマシャム(Amersham) 、アーリントンハイツ、イリノ
イ州)に移した。表2に、これらの実験でプローブを作製するのに使用したすべ
ての特異的cDNA断片の概要を示す。Strip−EZプローブ合成キット(
アンビオン(Ambion) 、オースチン、テキサス州)を用い、{α−32P}dAT
Pでランダムプライミングすることにより、プローブを作製した。膜をハイブリ
ダイズし、洗浄し、記載(Mahmoudi, M. and Lin, V.K., Biotech., 7:331-332(1
989)) のようにオートラジオグラフィーに供した。Strip−EZ除去試薬(
アンビオン)を用い、製造業者のプロトコルに従ってプローブを膜から除いた。
次いで、同じブロットを、グリセルアルデヒド−3−ホスフェートデヒドロゲナ
ーゼ(GAPDH)、又は負荷対照として18SリボソームRNAをリプローブ
(reprobe) した。各プローブのシグナルをモレキュラー・ダイナミクス光濃度計
で定量した。
RNA Isolation and Northern Blot Analysis Total RNA was obtained from various tissues of wild-type and GDF-9 deficient C57B1 / 6 / 129SvEv hybrid mice, RNA STAT-60 (Reed Medical Laboratories, Houston, Tex.). Was extracted as described by the manufacturer and quantified on a spectrophotometer. 15 μg of total RNA for each sample
Electrophoresis on a 1.2% agarose / 7.6% formaldehyde gel, Hyb
and N nylon membranes (Amersham, Arlington Heights, Ill.). Table 2 provides a summary of all specific cDNA fragments used to generate the probes in these experiments. Strip-EZ probe synthesis kit (
Ambion, Austin, Tex. Using {α- 32 P} dAT
A probe was prepared by random priming with P. The membrane was hybridized, washed and described (Mahmoudi, M. and Lin, VK, Biotech., 7: 331-332 (1
Autoradiography was performed as in 989)). Strip-EZ removal reagent (
The probe was removed from the membrane using Ambion) according to the manufacturer's protocol.
The same blot was then reprobed with glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) or 18S ribosomal RNA as a loading control.
(reprobe) The signal of each probe was quantified with a molecular dynamics optical densitometer.

【0078】[0078]

【表2】 [Table 2]

【0079】 インサイチューハイブリダイゼーション 以下の変更を伴うが本質的に先に記載(Albrecht, U., et al.,"Visualization
of gene expression patterns by in situ hybridization", In: G. P. Daston
(ed) Mol. Cell. Meth. Dev. Toxic., CRC Press, Boca Raton, FL, pp. 23-48
,(1997))のようにしてインサイチューハイブリダイゼーションを行った。野生型
又はGDF−9欠損C57B1/6/129SvEvハイブリッドマウス由来の
新しく切り出した卵巣を、4%パラホルムアルデヒド−PBS中で一晩固定し、
処理し、パラフィンに包埋した。5μm厚の切片を切り取り、記載のようにして
前処理した。表2は、特異的プローブの情報の概要を含む。{α−35S}UTP
−標識アンチセンス及びセンスプローブを、リボプローブ(Riboprobe
)T7/T3又はリボプローブT7/SP6コンビネーション・システム(プロ
メガ (Promega)、マディソン、ウィスコンシン州) を用いて作製した。スライド
1個あたり5×106 cpmの各リボプローブを用い、50%脱イオンホルムア
ルデヒド/0.3M NaCl/20mM TrisHCl(pH8.0)/5
mM EDTA/10mM NaPO4 (pH8.0)/10%デキストラン硫
酸/1×デンハート溶液/0.5mg/ml酵母RNA中で、ハイブリダイゼー
ションを55℃で16〜18時間行なった。65℃の2×SSC/50%ホルム
アミド及び0.1×SSSCの高ストリンジェンシー洗浄を行なった。脱水切片
をNTB−2エマルジョン(イーストマン・コダック(Eastman Kodak) 、ロチェ
スター、ニューヨーク州)に浸漬し、プローブに応じて2〜14日間4℃で曝し
た。現像後、スライドをヘマトキシリンで対比染色し、写真撮影のために載置し
た。
In Situ Hybridization Essentially described above with the following changes (Albrecht, U., et al., “Visualization
of gene expression patterns by in situ hybridization ", In: GP Daston
(ed) Mol. Cell. Meth. Dev. Toxic., CRC Press, Boca Raton, FL, pp. 23-48
, (1997)). Freshly excised ovaries from wild-type or GDF-9 deficient C57B1 / 6 / 129SvEv hybrid mice were fixed in 4% paraformaldehyde-PBS overnight,
Treated and embedded in paraffin. 5 μm thick sections were cut and pretreated as described. Table 2 contains a summary of specific probe information. {Α- 35 S} UTP
-Labeled antisense and sense probes were replaced with Riboprobe
) Made using the T7 / T3 or Riboprobe T7 / SP6 combination system (Promega, Madison, Wis.). Using 5 × 10 6 cpm of each riboprobe per slide, 50% deionized formaldehyde / 0.3 M NaCl / 20 mM TrisHCl (pH 8.0) / 5
Hybridization was performed at 55 ° C. for 16-18 hours in mM EDTA / 10 mM NaPO 4 (pH 8.0) / 10% dextran sulfate / 1 × Denhardt's solution / 0.5 mg / ml yeast RNA. A high stringency wash of 2 × SSC / 50% formamide and 0.1 × SSSC at 65 ° C. was performed. Dehydrated sections were immersed in NTB-2 emulsion (Eastman Kodak, Rochester, NY) and exposed at 4 ° C for 2-14 days depending on the probe. After development, slides were counterstained with hematoxylin and mounted for photography.

【0080】 免疫組織化学 卵巣を、20%中性緩衝ホルマリン中で3時間固定し、処理し、パラフィンに
包埋し、4μm厚に細分した。先に記載(Robker,R.L., and Richards,J.S.,Mol.
Endocr.,12:924-940(1998)) のようにして、マウス抗PCNAモノクローナル抗
体(ノボカストラ・ラボラトリーズ(Novocastra Laboratories) 、ニューカース
ル(Newcastle upon Tyne) 、英国)を用い、PCNAの検出を行なった。ウサギ
抗マウスP−450sccポリクローナル抗血清は、カンザス・メディカル・セ
ンター大学(University of Kansas Medical Center )のマイケル J.ソアレ
ス(Michael J. Soares)氏のご好意による進物であり、2%正常マウス血清(シ
グマ)及び2%正常ヤギ血清(ベクター・ラボラトリーズ(Vector Laboratories
) 、バーリンゲーム (Burlingame) 、ジョージア州)を含む1×PBS、0.0
5%ツイーン20(PBST)中1:625希釈で使用した。2%正常マウス血
清及び2%正常ヤギ血清を含む1%BSA、PBS中0.1%NaN3 中におい
て、ウサギ抗−Ki−67ポリクローナル抗血清(ノボカストラ)を1:300
に希釈、ウサギ抗−p27ポリクローナル抗血清(サンタクルス・バイオテクノ
ロジー社(Santa Cruz Biotechnology,Inc.) 、サンタクルス、カリフォルニア州
)を1:125に希釈した。Ki67及びp27の両方に対する良好な染色は、
抗原回復(antigen retrieval )法を必要とした。Ki−67染色のために、切
片を、0.1Mクエン酸緩衝液pH6.0中で35分間蒸煮した。p27染色の
ために、切片を、pH8.0Tris−EDTA抗原回復溶液中で35分間蒸煮
した。Ki−67、p27及びP−450sccのために、すべての切片を、0
.05%ツイーン20、2%正常マウス血清(シグマ)及び2%正常ヤギ血清を
含む1×PBS中で30分間ブロックし、一次抗体中で1時間室温でインキュベ
ートした。ラット組織で前吸収させた抗マウスIgGビオチニル化二次抗体を含
むスーパー・センシティブ・マウス・アンチボディ・アニマル・ディテクション
(Super Sensitive Mouse Antibody Animal Detection )キット(バイオジェネ
クス、サンラモン、カリフォルニア州)を用い、PCNA検出を行なった。マウ
ス組織で前吸収させた抗ウサギIgGビオチニル化二次抗体を含むスーパー・セ
ンシティブ・ラビット・アンチボディ・ディテクションキット(バイオジェネク
ス)を用い、P−450scc、p27及びKi−67抗体を検出した。PCN
A及びP−450sccは、ストレプトアビジンと結合させたアルカリホスファ
ターゼ標識及びニュー・フクシン基質(バイオジェネクス)を用いて検出し、一
方、p27は、ストレプトアビジンと結合したホースラディッシュペルオキシダ
ーゼ標識(バイオジェネクス)及びDAB基質(ベクター・ラボラトリーズ)を
用いて検出した。
The ovaries were fixed in 20% neutral buffered formalin for 3 hours, processed, embedded in paraffin and minced to a thickness of 4 μm. (Robker, RL, and Richards, JS, Mol.
Endocr., 12: 924-940 (1998)), and PCNA was detected using a mouse anti-PCNA monoclonal antibody (Novocastra Laboratories, Newcastle upon Tyne, UK). . Rabbit anti-mouse P-450scc polyclonal antiserum was obtained from Michael J. of the University of Kansas Medical Center. Courtesy of Michael J. Soares, 2% normal mouse serum (Sigma) and 2% normal goat serum (Vector Laboratories
), 1 × PBS, including Burlingame, Georgia), 0.0
Used at a 1: 625 dilution in 5% Tween 20 (PBST). 1% containing 2% normal mouse serum and 2% normal goat serum BSA, in 0.1% NaN 3 in PBS, rabbit anti-Ki-67 polyclonal antiserum (Nobokasutora) 1: 300
And a 1: 125 dilution of rabbit anti-p27 polyclonal antiserum (Santa Cruz Biotechnology, Inc., Santa Cruz, Calif.). Good staining for both Ki67 and p27
An antigen retrieval method was required. For Ki-67 staining, sections were cooked in 0.1 M citrate buffer pH 6.0 for 35 minutes. For p27 staining, sections were cooked for 35 minutes in a Tris-EDTA antigen recovery solution at pH 8.0. For Ki-67, p27 and P-450scc, all sections were
. Blocked in 1 × PBS containing 05% Tween 20, 2% normal mouse serum (Sigma) and 2% normal goat serum for 30 minutes and incubated in primary antibody for 1 hour at room temperature. Using a Super Sensitive Mouse Antibody Animal Detection Kit (Biogenex, San Ramon, CA) containing an anti-mouse IgG biotinylated secondary antibody preabsorbed in rat tissues , PCNA detection. P-450scc, p27 and Ki-67 antibodies were detected using a Super Sensitive Rabbit Antibody Detection Kit (Biogenex) containing an anti-rabbit IgG biotinylated secondary antibody preabsorbed in mouse tissues. PCN
A and P-450scc are detected using an alkaline phosphatase label conjugated to streptavidin and a new fuchsin substrate (Biogenes), while p27 is a horseradish peroxidase label conjugated to streptavidin (Biogenes) and Detection was performed using DAB substrate (Vector Laboratories).

【0081】 TUNELアッセイ アポプタグ・プラス・コンプリート・アポトーシス・ディテクション(Apopta
g Plus Complete Apoptosis Detection)キット(オンコル・ラボラトリーズ(Onc
or Laboratories)、ガイサーズバーグ(Gaithersburg)、メリーランド州)を用
いる改変TUNEL法により、製造業者の使用説明書に従って、卵巣をアポトー
シス細胞について染色した。核を、ヨウ化プロピジウム(Propidium iodide)/退
色防止剤(Antifade)を含む培地(オンコル・ラボラトリーズ)で対比染色した。
TUNEL Assay Apoptag Plus Complete Apoptosis Detection (Apopta
g Plus Complete Apoptosis Detection) Kit (Oncol Laboratories (Onc
The ovaries were stained for apoptotic cells by a modified TUNEL method using the method described in G.I. The nuclei were counterstained with a medium containing Propidium iodide / Antifade (Oncol Laboratories).

【0082】 RT−PCR解析 対照又はGDF−9欠損卵巣のいずれかのRNA1μg由来のオリゴ−dTで
プライミングしたcDNAを、Superscript逆転写酵素(ギブコBR
L)を用い、製造業者の使用説明書に従って合成した。1μlの各RT反応物(
全体の1/20)を、イントロン及び84bpの選択的スプライシングされたエ
キソンに広がるキットリガンド特異的オリゴヌクレオチド:5'CCAGAAACTAGATCCT
TTACTCCT 3' (配列番号:17)(センス−S40364のnts493−51
7)プライマー及び5'CTGTTGCAGCCAGCTCCCTTAG 3' (配列番号:18)(アンチ
センスS40364の943─919)プライマーでプライミングされる各25
μlPCR反応において使用した。KL−1型の増幅により450bpの産物が
生じ、KL−2型の増幅により366bpの産物が生じる。生成物を2%アガロ
ースゲル上で分離し、臭化エチジウム染色により可視化した。
RT-PCR Analysis cDNA-primed with oligo-dT from 1 μg of either control or GDF-9 deficient ovary RNA was ligated to Superscript reverse transcriptase (Gibco BR
L) according to the manufacturer's instructions. 1 μl of each RT reaction (
Kit ligand specific oligonucleotide spanning an intron and an 84 bp alternatively spliced exon: 5 'CCAGAAACTAGATCCT
TTACTCCT 3 '(SEQ ID NO: 17) (nts493-51 of sense-S40364)
7) 25 each of which is primed with a primer and a 5′CTGTTGCAGCCAGCTCCCTTAG 3 ′ (SEQ ID NO: 18) (943 セ ン ス 919 of antisense S40364) primer
Used in μl PCR reactions. KL-1 type amplification yields a 450 bp product and KL-2 type amplification yields a 366 bp product. The products were separated on a 2% agarose gel and visualized by ethidium bromide staining.

【0083】 結果 細胞周期進行 未処置の卵母細胞を有するGDF−9欠損卵胞は、一層のみの顆粒膜細胞を含
み、多層の顆粒膜細胞からなる卵胞を形成しない。DNAポリメラーゼδ及びサ
イクリン−cdk複合体の補因子である増殖細胞核抗原(PCNA)は、G1中
に発現し、G1/S移行を通して増加し、G2において高く、細胞周期のM期で
急激に低下する(Oktay, K. et al., Biol. Reprod., 53: 295-301(1995))。同様
に、顆粒膜核小体の成分であるKi−67は、G0を除く細胞周期のすべての期
において発現される(Gerdes, J., et al., J. Immunol., 133:1710-1715 (1984)
) 。最も高い増殖性の顆粒膜細胞は、顆粒膜細胞の大部分がPCNA及びKi−
67陽性である野生型卵胞腔においてみられる。野生型卵巣の3b型(大きな1
層)及び4型(2層)卵胞において、PCNA又はKi67の免疫組織化学的解
析は、切断面における顆粒膜細胞の>50%が陽性(すなわち、陽性は核の強い
赤色染色として定義され、陰性は核及び細胞質の薄い又は散在性の染色として定
義される)であることを示した。これに対し、GDF−9欠損卵巣に未処置の卵
母細胞を有する3b型卵胞は、<10%陽性染色顆粒膜細胞/切断面を示し、こ
れは、ほぼすべての顆粒膜細胞がG0でブロックされることを示した。しかしな
がら、卵母細胞変性のすぐ後、GDF−9欠損卵巣の卵胞において顆粒膜細胞分
化が起こり始め、より多くの細胞核がPCNA及びKi−67の両方について陽
性に染色された。PCNA抗体を用いる卵母細胞核染色が、GDF−9欠損3a
及び3b型の卵胞の成熟中の及び完全に成熟した卵母細胞において検出され、こ
れは、野生型卵巣における一次卵胞から卵胞腔卵胞までの卵母細胞の核における
PCNAの存在を示す先の研究(Oktay, K. et al., Biol. Reprod., 53:295-301
(1995)) に一致する。
Results Cell Cycle Progression GDF-9 deficient follicles with untreated oocytes contain only one granulosa cell and do not form a follicle consisting of multiple layers of granulosa cells. Proliferating cell nuclear antigen (PCNA), a cofactor for DNA polymerase δ and the cyclin-cdk complex, is expressed in G1, increased through the G1 / S transition, high in G2, and sharply decreases in the M phase of the cell cycle. (Oktay, K. et al., Biol. Reprod., 53: 295-301 (1995)). Similarly, Ki-67, a component of the granulosa nucleolus, is expressed in all phases of the cell cycle except G0 (Gerdes, J., et al., J. Immunol., 133: 1710-1715). (1984)
). The most proliferative granulosa cells are the majority of granulosa cells with PCNA and Ki-
It is found in the 67-positive wild-type follicular cavity. Wild type ovary type 3b (large 1
In layer) and type 4 (layer 2) follicles, immunohistochemical analysis of PCNA or Ki67 revealed that> 50% of granulosa cells at the section were positive (ie, positive was defined as strong red staining of the nucleus and negative) Is defined as pale or diffuse staining of the nucleus and cytoplasm). In contrast, type 3b follicles with untreated oocytes in GDF-9 deficient ovaries show <10% positively stained granulosa cells / section, which indicates that almost all granulosa cells are blocked by GO. It was shown to be. However, shortly after oocyte degeneration, granulosa cell differentiation began to occur in the follicles of GDF-9 deficient ovaries and more cell nuclei stained positive for both PCNA and Ki-67. Oocyte nucleus staining using PCNA antibody is GDF-9 deficient 3a
And 3b were detected in the mature and fully mature oocytes of follicles, indicating previous studies showing the presence of PCNA in the nuclei of oocytes from primary to follicular follicles in wild-type ovaries (Oktay, K. et al., Biol. Reprod., 53: 295-301
(1995)).

【0084】 TUNEL標識 GDF−9欠損卵巣における正常卵胞発生は、3b型段階で止まり、かつ卵母
細胞消失は、最終的に顆粒膜細胞「分化」をもたらすが、GDF−9欠損卵巣の
組織学的検査では、驚いたことにいずれのアポトーシス提示(appearin
g)細胞も検出されなかった。GDF−9欠損卵巣におけるアポトーシス細胞の
相対的な非存在を確認するため、DNA末端を蛍光標識するのにTUNELアッ
セイを使用した。野生型退縮卵胞腔卵胞の顆粒膜細胞及び黄体は、多数の陽性標
識細胞を含んだ。これに対し、GDF−9欠損卵巣の切片は、卵巣切片あたり2
〜10個の陽性標識細胞を含んだ。単層卵胞においては陽性染色細胞は認められ
なかったが、変性しつつある卵母細胞を有する卵胞においては、ステロイド合成
性卵胞巣内、又は間質組織内に時折アポトーシス細胞が見られた。したがって、
GDF−9の非存在下では、いったん3b型卵胞段階に達すると、顆粒膜細胞の
大部分が休眠状態にとどまり、増殖または死滅しない。
[0086] Normal follicle development in TUNEL-labeled GDF-9 deficient ovaries ceases at the 3b type stage and oocyte loss ultimately results in granulosa cell "differentiation", but histology of GDF-9 deficient ovaries Surprisingly, the apoptotic presentation (appearin
g) No cells were detected. To confirm the relative absence of apoptotic cells in GDF-9 deficient ovaries, a TUNEL assay was used to fluorescently label DNA ends. Granulosa cells and the corpus luteum of the wild-type regression follicle follicles contained a large number of positively labeled cells. In contrast, sections of GDF-9 deficient ovaries were 2 per ovarian section.
Contains 10 to 10 positively labeled cells. No positively stained cells were found in monolayer follicles, but occasionally apoptotic cells were found in steroidogenic follicular nests or stromal tissue in follicles with degenerating oocytes. Therefore,
In the absence of GDF-9, once the type 3b follicle stage is reached, the majority of granulosa cells remain dormant and do not proliferate or die.

【0085】 細胞周期インヒビターの解析 p21及びp27は、文書による十分な裏付けのある細胞周期インヒビターで
あり、卵巣での黄体形成時の細胞周期停止に関連する(Robker, R. L. and Richa
rds, J. S., Biol. Reprod., 59:476-482 (1998)) 。GDF−9ノックアウト卵
巣における顆粒膜細胞の増殖の相対的欠乏に基づき、p21及びp27の両方の
mRNAの発現を、インサイチューハイブリダイゼーション及び免疫組織化学に
よるp27タンパク質により検査した。p21 mRNAは、野生型及びGDF
−9欠損の両方の卵巣において低レベルで遍在的に検出され、野生型退縮卵胞及
び黄体内の分散された(scattered) 細胞並びにGDF−9欠損卵巣の黄体形成卵
胞巣においては高レベルで検出された。また、野生型卵巣において、p27 m
RNAは、卵巣全体に低レベルで遍在的に発現したが、野生型卵巣の黄体におい
てより豊富であった。GDF−9欠損卵巣においては、単層卵胞の顆粒膜細胞は
検出可能なレベルのp27メッセージを発現し、GDF−9欠損卵巣の中央の小
群の細胞はより高レベルを発現した。同様に、核p27免疫反応性は、野生型黄
体内の黄体形成顆粒膜細胞の大部分、並びにGDF−9欠損卵巣の黄体形成卵胞
巣内において明らかに検出可能であった。また、p27核染色の低下は、野生型
及びGDF−9欠損の両方の単層卵胞の顆粒膜細胞にあり、それは、陰性対照又
は間質細胞における染色よりも明らかに強かった。免疫組織化学によりタンパク
質レベルを推定することは不可能であるが、GDF−9ノックアウト卵巣の単層
卵胞と野生型卵巣の単層卵胞との間でp27免疫反応性における劇的な差はない
ようである。これは、p27タンパク質過剰発が、GDF−9欠損卵巣における
一次卵胞段階での卵胞形成のブロックの理由でないことを示す。
Analysis of Cell Cycle Inhibitors p21 and p27 are well documented cell cycle inhibitors and are involved in cell cycle arrest during luteal formation in the ovaries (Robker, RL and Richa
rds, JS, Biol. Reprod., 59: 476-482 (1998)). Based on the relative lack of proliferation of granulosa cells in GDF-9 knockout ovaries, the expression of both p21 and p27 mRNA was examined by p27 protein by in situ hybridization and immunohistochemistry. p21 mRNA is wild-type and GDF
Low levels are ubiquitously detected in both -9 deficient ovaries, and high levels are detected in wild type regressive follicles and scattered cells in the corpus luteum and luteinized follicles of GDF-9 deficient ovaries Was done. In the wild-type ovary, p27 m
RNA was ubiquitously expressed at low levels throughout the ovaries, but was more abundant in the corpus luteum of wild-type ovaries. In GDF-9 deficient ovaries, monolayer follicular granulosa cells expressed detectable levels of p27 message, and cells in the middle subgroup of GDF-9 deficient ovaries expressed higher levels. Similarly, nuclear p27 immunoreactivity was clearly detectable in the majority of luteinizing granulosa cells in the wild-type luteum, as well as in the luteinizing follicles of GDF-9 deficient ovaries. Also, a decrease in p27 nuclear staining was in granulosa cells of both wild-type and GDF-9-deficient monolayer follicles, which was clearly stronger than in negative controls or stromal cells. Although it is not possible to estimate protein levels by immunohistochemistry, there appears to be no dramatic difference in p27 immunoreactivity between monolayer follicles of GDF-9 knockout ovaries and wild-type ovaries. It is. This indicates that p27 protein overexpression is not the reason for blocking follicle formation at the primary follicular stage in GDF-9 deficient ovaries.

【0086】 卵胞膜層発生 形態学的に異なる卵胞膜層は、GDF−9欠損卵巣において光及び電子顕微鏡
解析により検出することができなかったということが以前に報告されている(Do
ng,J.,et al.,Nature 383:531-535(1996))。しかしながら、顆粒膜細胞基底膜の
外側の線維芽細胞の平板化(flattened)層は、GDF−9欠損卵巣に
おいて3b型卵胞を円形に取り囲む。アンドロゲン産生に必要な卵胞膜細胞特異
的酵素である17α−ヒドロキシラーゼシトクロムP−450(17α−OH)
のためのプローブで、インサイチューハイブリダイゼーションを行ない、本当に
卵胞膜層が存在することを確認した。野生型卵巣では、17α−OHを発現する
細胞は、3b型及び4型卵胞に集合し(associate)、多層前卵胞腔卵
胞段階までに、ちょうど顆粒膜細胞基底膜の外側に完全な環を形成し始めた。こ
れに対し、GDF−9欠損卵巣では、わずか数個の17α−OHを発現する細胞
が間質細胞に存在、散在し、卵胞には集まらない。これらの17α−OH陽性細
胞は、血清LHの上昇に応答している卵胞膜細胞前駆体群であるようである(Do
ng,J.,et al.,Nature 383:531-535(1996))。同様に、卵胞周辺におけるLHレセ
プター及びc−キット mRNAの非存在(下記参照)により、卵胞膜細胞層が
形成されないことが確認される。これらのデータは、初期前卵胞腔卵胞に卵胞膜
細胞前駆体を漸増するために、GDF−9シグナリングが直接または間接的に必
要とされることを示す。
It has previously been reported that morphologically distinct follicular membrane layers could not be detected by light and electron microscopic analysis in GDF-9 deficient ovaries (Do
ng, J., et al., Nature 383: 531-535 (1996)). However, the flattened layer of fibroblasts outside the granulosa cell basement membrane surrounds the type 3b follicle circularly in GDF-9 deficient ovaries. 17α-hydroxylase cytochrome P-450 (17α-OH), which is a follicular membrane cell-specific enzyme required for androgen production
In-situ hybridization was performed with the probe for (1), and it was confirmed that the follicular membrane layer was actually present. In the wild-type ovary, cells expressing 17α-OH associate into type 3b and type 4 follicles and form a complete ring just outside the granulosa cell basement membrane by the multilamellar prefollicular cavity follicle stage. Began to do. In contrast, in GDF-9 deficient ovaries, only a few cells expressing 17α-OH are present and scattered in stromal cells and do not collect in follicles. These 17α-OH positive cells appear to be a group of follicular membrane cell precursors that respond to elevated serum LH (Do
ng, J., et al., Nature 383: 531-535 (1996)). Similarly, the absence of the LH receptor and c-kit mRNA around the follicle (see below) confirms that no follicle membrane cell layer is formed. These data indicate that GDF-9 signaling is required, either directly or indirectly, to recruit follicular cell precursors to early prefollicular follicles.

【0087】 c−キット及びキットリガンド発現の解析 c−キット/キットリガンドシグナリング経路が生殖細胞増殖及び卵胞形成に
重要であることが示されている(Besmer,P.,et al., Dev. Suppl.,125-137(1993)
;Huang,E.J.et al.,Dev.Biol.,157:100-109(1993) and Kuroda,H.,et al.,Dev.B
iol.,126:71-79(1988)) 。ノーザンブロット解析により、c−キット mRNA
がGDF−9欠損卵巣において発現されること、及びレベルは野生型卵巣と同等
かわずかに高いことが示された。インサイチューハイブリダイゼーションにより
、c−キット mRNAは、野生型卵巣の卵母細胞及び卵胞膜−間質細胞に局在
するが、以前に示された(Manova,K.,et al.,Devel.,110:1057-1069(1990) )よ
うに顆粒膜細胞からは排除された。GDF−9欠損卵巣において、c−キット
mRNAは卵母細胞のみに局在し、わずかにバックグラウンドレベルの銀粒が他
の細胞株に存在した。
Analysis of c-kit and Kit Ligand Expression The c-kit / kit ligand signaling pathway has been shown to be important for germ cell proliferation and follicle formation (Besmer, P., et al., Dev. Suppl. ., 125-137 (1993)
; Huang, EJet al., Dev. Biol., 157: 100-109 (1993) and Kuroda, H., et al., Dev.B
iol., 126: 71-79 (1988)). Northern blot analysis revealed that c-kit mRNA
Was expressed in GDF-9 deficient ovaries, and levels were shown to be comparable or slightly higher than wild-type ovaries. By in situ hybridization, c-kit mRNA was localized to oocytes and follicle-stromal cells of wild-type ovaries, but was previously shown (Manova, K., et al., Devel., 110 1057-1069 (1990)). In GDF-9 deficient ovaries, c-kit
The mRNA was localized only in the oocytes, with slight background levels of silver grains present in other cell lines.

【0088】 c−キット発現の結果とは対照的に、GDF−9欠損卵巣におけるキットリガ
ンド発現は、野生型卵巣における発現と比べて32倍増加した。IGF−Iは、
初期の前卵胞腔卵胞(preantral follicle)の顆粒膜細胞に
おいても発現されるが、GDF−9欠損卵巣における発現で同様な増加は示され
ず、これは、キットリガンドの増加が、組織構成(composition)効
果よりもむしろ特異的な調節性相互作用を呈したことを示す。インサイチューハ
イブリダイゼーションはmRNA発現の定量に対して信頼性のある方法ではない
が、野生型卵巣とGDF−9欠損卵巣との間の相対的な発現レベルは、ハイブリ
ダイゼーション効率及びエマルジョン濃度におけるスライド間の変動性を最少限
にするために、同じスライド上で互いに近接する卵巣の両方の型由来の切片のポ
ジショニングにより比較しうる。これらの条件下では、キットリガンド発現は、
野生型卵巣においてかろうじて検出され、バックグラウンドを超えるかすかなシ
グナルが前卵胞腔卵胞の顆粒膜細胞において現れた。これに対し、GDF−9欠
損卵巣においては、キットリガンドの顆粒膜細胞発現は豊富であった。3a型及
び初期3b型の卵胞は、検出可能なレベルのキットリガンドを有し、一方で、最
も大きな単層卵胞は、より強い染色を示した。成体卵巣の多層卵胞により産生さ
れるパラクリン因子がキットリガンド発現を抑制する場合には、10、17及び
28日齢の野生型マウス由来の卵巣を検査した。キットリガンドは、前卵胞腔卵
胞の数の増加によりこれらの未成熟卵巣において検出されるのがいくぶん安易で
あったが、卵胞あたりの相対的な発現レベルは、同様の齢でのGDF−9欠損卵
巣においてみられるレベルと同等ではなかった。キットリガンド発現は、おそら
く卵母細胞変性を行なう運命である非対称性卵胞内の顆粒膜細胞においてさらに
増加した。しかしながら、卵母細胞が変性したすぐ後で、キットリガンド発現は
消失し、また、卵胞巣にも存在しなかった。
In contrast to the results of c-kit expression, kit ligand expression in GDF-9 deficient ovaries was increased 32 fold compared to expression in wild type ovaries. IGF-I
It is also expressed in granulosa cells of early pre-follicular follicles, but does not show a similar increase in expression in GDF-9 deficient ovaries, which indicates that increased kit ligand is associated with tissue composition. Indicates that they exhibited specific regulatory interactions rather than effects. Although in situ hybridization is not a reliable method for quantifying mRNA expression, the relative expression level between wild-type and GDF-9 deficient ovaries depends on the hybridization efficiency and between slides in emulsion concentration. To minimize variability, comparisons can be made by positioning sections from both types of ovaries in close proximity to each other on the same slide. Under these conditions, kit ligand expression is
Barely detected in wild-type ovaries, a faint signal above background appeared in granulosa cells of prealveolar follicles. In contrast, in the GDF-9 deficient ovaries, the expression of the kit ligand in granulosa cells was abundant. Type 3a and early type 3b follicles have detectable levels of kit ligand, while the largest monolayer follicles showed stronger staining. If paracrine factors produced by the multilayered follicles of the adult ovary suppressed kit ligand expression, ovaries from 10, 17 and 28 day old wild type mice were examined. Although the kit ligand was somewhat easier to detect in these immature ovaries due to an increase in the number of prefollicular follicles, the relative expression level per follicle was similar to GDF-9 deficiency at similar ages. It was not equivalent to the levels found in the ovaries. Kit ligand expression was further increased in granulosa cells within asymmetric follicles, presumably fate of undergoing oocyte degeneration. However, shortly after the oocyte was denatured, kit ligand expression disappeared and was not present in the follicular nest.

【0089】 KL、KL−1及びKL−2の選択的スプライシングされる形態には2つあり
、それらは84bp異なる。この交互のスプライシングは、タンパク質分解部位
を含むKL−1において、28個のアミノ酸の付加をもたらす。膜結合KLは、
遊離したKL、KL−2よりもより活性で、より安定であるので、細胞結合形は
、結果的により有効である(Besmer,P.,et al., Dev. Suppl.,125-137(1993)) 。
KL−1をKL−2と区別しうるプライマーを用いる非定量的RT−PCRによ
り、KLの両方の形態が、野生型及びGDF−9欠損の両方の卵巣において検出
された。GDF−9欠損卵巣におけるKLタンパク質の免疫組織化学的解析によ
り、KL mRNAと同じ発現パターンが示され、非対称性卵胞において最も強
い染色が生じた。総合すると、これらの結果は、GDF−9が、顆粒膜細胞にお
けるキットリガンド発現をパラクリン様式にて負に調節すること、及び活性なK
Lタンパク質が合成されることを示す。
There are two alternatively spliced forms of KL, KL-1 and KL-2, which differ by 84 bp. This alternate splicing results in the addition of 28 amino acids in KL-1, which contains the proteolytic site. The membrane-bound KL is
The cell-bound form is consequently more effective because it is more active and more stable than the released KL, KL-2 (Besmer, P., et al., Dev. Suppl., 125-137 (1993). )).
Non-quantitative RT-PCR using primers that could distinguish KL-1 from KL-2 detected both forms of KL in both wild-type and GDF-9 deficient ovaries. Immunohistochemical analysis of KL protein in GDF-9 deficient ovaries showed the same expression pattern as KL mRNA and resulted in the strongest staining in asymmetric follicles. Taken together, these results indicate that GDF-9 negatively regulates kit ligand expression in granulosa cells in a paracrine fashion and that active K
2 shows that L protein is synthesized.

【0090】 TGF−βスーパーファミリーメンバー(アクチビン、インヒビン、フォリスタ
チン) アクチビン及びインヒビンは、インビボ及びインビトロの両方における顆粒膜
細胞増殖及び卵胞成熟の調節に関係している(Mather,J.P.,et al.,Proc.Soc.Exp
.Biol.Med,215:209-222(1997) and Matzuk,M.M.,et al.,Rec.Prog.Horm.Res.,51
:123-157(1996)) 。インヒビンα、アクチビンβA、アクチビンβB及びアクチ
ビン結合タンパク質であるフォリスタチンの発現レベル及び発現パターンを、野
生型及びGDF−9欠損卵巣において検査した。ノーザンブロット解析では、驚
いたことに、GDF−9欠損卵巣と野生型卵巣とで、インヒビンαが類似のレベ
ルで発現された。野生型卵巣では、インヒビンαは、すべての成熟している卵胞
(3a型から排卵前段階まで)の顆粒膜細胞において発現されたが、黄体からは
排除された。GDF−9欠損卵巣では、インヒビンαは単層卵胞、変性している
卵母細胞を有する卵胞、及び中央のステロイド産生卵胞巣において高く発現され
た。これは、卵胞巣の細胞は、多くの点で黄体に類似するが、増殖し、多層卵胞
に形成され、かつ黄体形成前の活性な卵胞膜層に集合する、野生型卵巣における
顆粒膜細胞と発生的には異なることを示す。
TGF-β superfamily members (activin, inhibin, follistatin) Activin and inhibin have been implicated in the regulation of granulosa cell proliferation and follicle maturation both in vivo and in vitro (Mather, JP, et al. , Proc.Soc.Exp
.Biol.Med, 215: 209-222 (1997) and Matzuk, MM, et al., Rec. Prog. Horm. Res., 51
: 123-157 (1996)). The expression levels and patterns of inhibin α, activin βA, activin βB and the activin binding protein follistatin were examined in wild-type and GDF-9 deficient ovaries. In Northern blot analysis, surprisingly, inhibin alpha was expressed at similar levels in GDF-9 deficient ovaries and wild-type ovaries. In wild-type ovaries, inhibin alpha was expressed in granulosa cells of all mature follicles (from type 3a to preovulatory) but was excluded from the corpus luteum. In GDF-9 deficient ovaries, inhibin alpha was highly expressed in monolamellar follicles, follicles with degenerating oocytes, and central steroid-producing ovaries. This is because granulosa cells in wild-type ovaries are similar to the corpus luteum in many respects, but proliferate, form multilamellar follicles, and assemble into the active follicular membrane layer before lutealization. Indicates that they are developmentally different.

【0091】 2つのインヒビン/アクチビンβサブユニットであるβA及びβB,並びにア
クチビン結合タンパク質であるフォリスチンは、野生型卵巣において重複するパ
ターンで発現された。すべての3つの遺伝子は、多層前卵胞腔卵胞及び卵胞腔の
顆粒膜細胞において発現された。興味深いことには、退縮卵胞におけるβBの発
現は、低く、卵母細胞周辺に特異的に局在したが、健常な卵胞においてはすべて
の顆粒膜細胞が高レベルで発現した。GDF−9欠損卵巣は、ノーザンブロット
解析ではほとんど検出不可能なβBメッセージ、及びフォリスタチンを非常に低
レベルで有し、これらは、単層卵胞の顆粒膜細胞に弱く局在し;変性している卵
母細胞を有する卵胞でより強く(robustly)局在し;かつ卵母細胞欠損
卵胞巣において最も高いレベルであった。βAメッセージは、単層卵胞において
検出可能ではなかったが、変性している卵母細胞を有する卵胞の顆粒膜細胞に弱
く局在し、卵母細胞欠損卵胞巣において高いレベルで発現した。しかしながら、
ノーザンブロット解析により、GDF−9欠損卵巣と野生型卵巣との間でβA発
現レベルは同等であった。これらの結果は、GDF−9欠損卵巣が、アクチビン
ーβサブユニット及びインヒビンαサブユニットの両方を作製する能力を維持し
たことを示す。
The two inhibin / activin β subunits, βA and βB, and the activin binding protein, follistin, were expressed in overlapping patterns in wild-type ovaries. All three genes were expressed in multilayered prefollicular follicles and follicular granulosa cells. Interestingly, expression of βB in regressive follicles was low and specifically localized around the oocyte, but high levels of all granulosa cells were expressed in healthy follicles. GDF-9 deficient ovaries have very low levels of βB message and follistatin, which are almost undetectable by Northern blot analysis, which are weakly localized in granulosa cells of monolayer follicles; It was more robustly localized in follicles with certain oocytes; and at the highest level in oocyte-deficient follicular nests. The βA message was not detectable in monolayer follicles, but was weakly localized in granulosa cells of follicles with degenerating oocytes and was expressed at high levels in oocyte-deficient follicular nests. However,
By Northern blot analysis, βA expression levels were comparable between GDF-9 deficient ovaries and wild-type ovaries. These results indicate that GDF-9 deficient ovaries maintained the ability to make both activin-β and inhibin α subunits.

【0092】 卵胞腔卵胞マーカー(ERβ、FSHR、アロマターゼシトクロムP450)の
キャラクタリーゼーション GDF−9欠損卵巣の卵胞をさらにキャラクタライズするために、顆粒膜細胞
腔機能性分化に関連する他のマーカー:FSHレセプター(FSHR)、アロマ
ターゼシトクロムP−450(アロマターゼ)及びエストロゲンレセプターβ(
ERβ)の発現を解析した。以前に、FSHRがGDF−9欠損及び野生型の両
方の卵巣において同様に発現されること、及びアロマターゼ発現は、野生型レベ
ルの50%であることがノーザンブロット解析により示されている(Dong,J.,et
al.,Nature,383:531-535(1996) )。また、ノックアウト卵巣と野生型卵巣とで
は、低いが類似のレベルでERβが発現された。野生型卵巣におけるインサイチ
ューハイブリダイゼーションによって、以前に報告(Richards,J.S.,Endocrine R
eviews,15:725-751(1994);Byers,M.,et al., Mol.Endocr.,11:172-182(1997) an
d Camp T.,et al.,Mol.Endocr.,5:1405-1417(1991)) されたように、FSHR、
ERβ及びシトクロムアロマターゼが顆粒膜細胞において特異的に検出された。
ERβは、単層卵胞においては低レベルで、多層卵胞においてより高いレベルで
発現された。FSHRは、多層前卵胞腔卵胞及び卵胞腔卵胞で発現された。アロ
マターゼは、通常、顆粒膜細胞のFSH刺激により誘導されるが、排卵前卵胞に
おいて特異的に高いレベルで発現された。GDF−9欠損卵巣において、ERβ
は、単層卵胞において低レベルで、変性しつつある卵母細胞を有する卵胞におい
てはいくぶん高いレベルで発現された。また、FSHRは、変性しつつある卵母
細胞を有する卵胞において発現されたが、アロマターゼは、完全に変性した卵母
細胞を有する卵胞巣のみにおいて高レベルで発現された。GDF−9欠損卵巣内
のこれらの卵胞巣におけるアロマターゼ発現は、野生型卵巣の排卵前卵胞の顆粒
膜細胞と同様の機能性FSHシグナル伝達経路が存在することを示す。
Characterization of Follicle Cavity Follicle Markers (ERβ, FSHR, Aromatase Cytochrome P450) To further characterize the follicles of GDF-9 deficient ovaries, other markers associated with granulosa cell space functional differentiation: FSH Receptor (FSHR), aromatase cytochrome P-450 (aromatase) and estrogen receptor β (
ERβ) expression was analyzed. Previously, Northern blot analysis showed that FSHR was similarly expressed in both GDF-9-deficient and wild-type ovaries, and that aromatase expression was 50% of wild-type levels (Dong, J., et
al., Nature, 383: 531-535 (1996)). ERβ was expressed at low but similar levels in knockout ovary and wild-type ovary. Previously reported by in situ hybridization in wild-type ovaries (Richards, JS, Endocrine R
eviews, 15: 725-751 (1994); Byers, M., et al., Mol. Endocr., 11: 172-182 (1997) an
d Camp T., et al., Mol. Endocr., 5: 1405-1417 (1991)), FSHR,
ERβ and cytochrome aromatase were specifically detected in granulosa cells.
ERβ was expressed at low levels in unilamellar follicles and at higher levels in multilamellar follicles. FSHR was expressed in multilamellar prefollicular and follicular follicles. Aromatase is normally induced by FSH stimulation of granulosa cells, but was specifically expressed at high levels in preovulatory follicles. In GDF-9 deficient ovaries, ERβ
Was expressed at low levels in monolayer follicles and at somewhat higher levels in follicles with degenerating oocytes. Also, FSHR was expressed in follicles with degenerating oocytes, while aromatase was expressed at high levels only in follicle nests with fully degenerated oocytes. Aromatase expression in these follicles in GDF-9 deficient ovaries indicates that a functional FSH signaling pathway similar to the granulosa cells of preovulatory follicles of wild-type ovaries is present.

【0093】 排卵前マーカー及び黄体マーカー(COX−2、LHR、コレステロール側鎖切
断シトクロムP−450)のキャラクタリーゼーション 先に記載したように、黄体形成顆粒膜細胞の外観を有する、GDF−9欠損卵
巣は多層で中央に局在した細胞巣を含む。電子顕微鏡解析により、これらの巣は
、多数の脂質滴、及び高度にステロイド産生細胞に典型的な管状クリスタを有す
るミトコンドリアを含む(Dong,J.,et al.,Nature,383:531-535(1996) )。その
ステロイド産生及び黄体細胞との類似性を確認するために、シクロオキシゲナー
ゼ2(COX−2)及びLHレセプター(LHR)メッセージ、並びにコレステ
ロール側鎖切断シトクロムP−450タンパク質(P−450scc)の発現を
解析した。COX−2は、LH急増後の期間の不連続な時間帯でのみ野生型卵巣
において発現されるので(Sirois,J.,et al.,J. Biol. Chem.,267:11586-11592(
1992) and Sterrieck,E.,et al.,Genes Dev.,11:2153-2162(1997) )、PMSG
で48時間、次いでhCGで5時間刺激した3週齢マウス由来の卵巣を、ノーザ
ンブロット解析及びインサイチューハイブリダイゼーションの両方に使用した。
ノーザンブロット解析により、過剰排卵した卵巣由来のRNAは、3個の明白な
バンドを示したが、非刺激の野生型又はGDF−9欠損卵巣のレーンではバンド
を検出することができなかった。ノーザンブロットデータと一致して、インサイ
チューハイブリダイゼーションは、PMSG及びhCGで刺激した野生型卵巣に
おいて、COX−2が排卵前卵胞の顆粒膜細胞により発現されることを示した(
Sterrieck,E.,et al.,Genes Dev.,11:2153-2162(1997) )。野生型卵胞の卵丘細
胞では5時間で最も高い発現が生じたが、COX−2発現は、GDF−9欠損卵
巣において完全に検出不可能であった。
Characterization of Preovulatory Markers and Luteal Markers (COX-2, LHR, Cholesterol Side Chain-Cleaved Cytochrome P-450) GDF-9 Deficiency with the Appearance of Lutealizing Granulosa Cells as Described Previously The ovary contains multi-layered, centrally located nests. By electron microscopy analysis, these nests contain a large number of lipid droplets and mitochondria with tubular crystals that are highly typical of steroidogenic cells (Dong, J., et al., Nature, 383: 531-535 ( 1996)). To confirm their steroidogenesis and similarity to luteal cells, we analyzed the expression of cyclooxygenase 2 (COX-2) and LH receptor (LHR) messages, and the expression of cholesterol side chain-cleaved cytochrome P-450 protein (P-450scc). did. COX-2 is expressed in wild-type ovaries only at discrete times during the period following LH surge (Sirois, J., et al., J. Biol. Chem., 267: 11586-11592 (
1992) and Sterrieck, E., et al., Genes Dev., 11: 2153-2162 (1997)), PMSG
Ovaries from 3-week-old mice stimulated for 48 hours and then hCG for 5 hours were used for both Northern blot analysis and in situ hybridization.
By Northern blot analysis, RNA from superovulated ovaries showed three distinct bands, but no bands could be detected in lanes of unstimulated wild type or GDF-9 deficient ovaries. In agreement with the Northern blot data, in situ hybridization showed that COX-2 was expressed by granulosa cells of preovulatory follicles in wild type ovary stimulated with PMSG and hCG (
Sterrieck, E., et al., Genes Dev., 11: 2153-2162 (1997)). The highest expression occurred in cumulus cells of wild type follicles at 5 hours, but COX-2 expression was completely undetectable in GDF-9 deficient ovaries.

【0094】 上述のCOX−2発現データとは対照的に、LHRはGDF−9欠損卵巣にお
いて、野生型卵巣に匹敵するレベルで発現されることがノーザンブロット解析に
より以前に示されている(Dong,J.,et al.,Nature,383:531-535(1996) )。LH
Rは、卵胞膜細胞、排卵前卵胞の顆粒膜細胞及び黄体の黄体形成顆粒膜細胞によ
り発現された(Sirois,J.,et al.,J. Biol. Chem.,267:11586-11592(1992) )。
GDF−9欠損卵巣において、非黄体形成卵胞巣及び黄体形成卵胞巣の顆粒膜細
胞は、非常に高いレベルでLHRを発現した。LHによる卵胞膜及び黄体形成顆
粒膜細胞の刺激は、ステロイド産生酵素P−450sccの産生、続いてプロゲ
ステロンの合成を刺激する(Richards,J.S.,Endocrine Reviews,15:725-751(1994
) )。野生型卵巣においてP−450sccタンパク質は、卵胞膜細胞、黄体及
び二次間質組織に存在した。GDF−9欠損卵巣において、P−450sccタ
ンパク質は、非黄体形成卵胞巣において低レベルで、かつステロイド産生の「黄
体形成」卵胞巣においてずっと高いレベルで検出された。雌6週齢のGDF−9
欠損マウスは、3.4ng/mlの平均血清プロゲステロンレベルを有し、野生
型マウスにおいて2.6ng/mlであることと比べると、これらの巣は、マー
カーを発現するだけでなく、「ミニチュア」黄体様に機能する能力もあることを
示す。しかしながら、先に記載したように、これらの卵胞巣は、通常、黄体にお
いて有意なレベルで決して観察されないマーカーであるインヒビンαも発現する
In contrast to the COX-2 expression data described above, Northern blot analysis has previously shown that LHR is expressed in GDF-9 deficient ovaries at levels comparable to wild-type ovaries (Dong , J., et al., Nature, 383: 531-535 (1996)). LH
R was expressed by follicular membrane cells, granulosa cells of preovulatory follicles and luteinizing granulosa cells of the corpus luteum (Sirois, J., et al., J. Biol. Chem., 267: 11586-11592 (1992). )).
In GDF-9 deficient ovaries, non-luteinized and lutealized follicular ovarian granulosa cells expressed LHR at very high levels. Stimulation of follicular and luteinizing granulosa cells by LH stimulates the production of the steroidogenic enzyme P-450scc, followed by the synthesis of progesterone (Richards, JS, Endocrine Reviews, 15: 725-751 (1994).
)). In wild-type ovaries, P-450scc protein was present in follicular membrane cells, corpus luteum and secondary stromal tissue. In GDF-9 deficient ovaries, P-450scc protein was detected at low levels in non-luteinized follicles and at much higher levels in steroidogenic "luteinized" follicles. GDF-9 female 6 weeks old
Deficient mice had an average serum progesterone level of 3.4 ng / ml, and compared to 2.6 ng / ml in wild-type mice, these nests not only expressed the marker, but also were "miniature". Shows that it also has the ability to function like the corpus luteum. However, as noted above, these follicular nests also express inhibin alpha, a marker that is never observed at significant levels in the corpus luteum.

【0095】 考察 哺乳類卵母細胞におけるGDF−9の非存在が、卵胞発生におけるブロックに
よる不妊を導くことが以前に示されている。Figure 6にまとめているよ
うに、分子レベルでの欠陥がさらにキャラクタライズされている。GDF−9
mRNA(McGrath,S.A.,et al.,Mol.Endocr.,9:131-136(1995) )及びタンパク
質(Elvin,J.A.et al.,Mol.Endocr.,(Submitted)(1999))は、始原卵胞にはなく
、3a型一次卵胞において最初に観察される。GDF−9ノックアウトマウス由
来の卵巣は、3b型一次卵胞段階でのブロックを示す。本明細書において示すよ
うに、3b型卵胞の顆粒膜細胞は、本質的に休眠状態であり:卵母細胞が消失す
るまで、卵胞の顆粒膜細胞においては細胞分裂もアポトーシスも観察されない。
したがって、GDF−9タンパク質は3a型段階で合成されるが、GDF−9シ
グナル伝達カスケードは、さらなる卵胞成熟のために3b型段階でのみ必須とな
るはずである。明らかに、これらの実験は、始原卵胞の漸増、及び始原卵胞段階
(<20顆粒膜細胞)から3b型段階(90顆粒膜細胞)までの顆粒膜細胞の発
生(Pedersen,T.,"Follicle Growth in the Mouse Ovary", In:S.A.Bigger JD(e
d) Oogenesis,University Park Press,Baltimore,pp.361-376(1972) )がGDF
−9に依存しないことを示す。
Discussion The absence of GDF-9 in mammalian oocytes has previously been shown to lead to infertility by blocking in follicular development. As summarized in Figure 6, defects at the molecular level are further characterized. GDF-9
mRNA (McGrath, SA, et al., Mol. Endocr., 9: 131-136 (1995)) and protein (Elvin, JA et al., Mol. Endocr., (Submitted) (1999)) are added to primordial follicles. But is first observed in type 3a primary follicles. Ovaries from GDF-9 knockout mice show a block at the type 3b primary follicle stage. As shown herein, granulosa cells of type 3b follicles are essentially dormant: no cell division or apoptosis is observed in follicular granulosa cells until the oocytes disappear.
Thus, while the GDF-9 protein is synthesized at the type 3a stage, the GDF-9 signaling cascade should be essential only at the type 3b stage for further follicle maturation. Clearly, these experiments demonstrate the recruitment of primordial follicles and the development of granulosa cells from the primordial follicular stage (<20 granulosa cells) to the type 3b stage (90 granulosa cells) (Pedersen, T., "Follicle Growth"). in the Mouse Ovary ", In: SABigger JD (e
d) Oogenesis, University Park Press, Baltimore, pp. 361-376 (1972)) is GDF
Indicates that it does not depend on -9.

【0096】 野生型卵巣の退縮卵胞において観察された劇的なアポトーシスとは異なり、G
DF−9ノックアウト卵巣では最少限のアポトーシスが観察される。通常、アポ
トーシスは、FSHに対して応答性及び依存性になった後の時点で卵胞腔卵胞に
おいて起こる。たとえGDF−9欠損卵巣の顆粒膜細胞が腔マーカーを発現する
としても、アポトーシス細胞はほとんど見られなかった。これらの観察は、いく
つかの択一的な説明を導く。GDF−9は、アポトーシス前(pro−apop
totic)刺激に応答するための反応能を誘導するのに必要とされうる。また
、血清FSHの上昇(Dong,J.,et al.,Nature,383:531-535(1996) )は、3b型
ブロックを克服することはできないが、顆粒膜細胞の生存を促進しうる。最終的
にGDF−9欠損卵巣内の顆粒膜細胞は、卵母細胞が変性してステロイド産生卵
胞巣を形成した後に分化することにより、この「アポトーシス反応能を持つ」状
態を回避しうる。したがって、GDF−9は、顆粒膜細胞の「分化」のための重
要な因子であり、3b型後の(post−type3b)顆粒膜細胞が、アポト
ーシスを行なう能力等の特異的性質を獲得することが可能になる。
[0096] Unlike the dramatic apoptosis observed in regressive follicles of wild-type ovaries, G
Minimal apoptosis is observed in DF-9 knockout ovaries. Apoptosis usually occurs in the follicular cavernous follicles at a point after it becomes responsive and dependent on FSH. Even if GDF-9 deficient ovarian granulosa cells express the cavity marker, few apoptotic cells were found. These observations lead to some alternative explanations. GDF-9 is pro-apoptotic.
totic) may be required to elicit the ability to respond to a stimulus. Also, elevated serum FSH (Dong, J., et al., Nature, 383: 531-535 (1996)) cannot overcome type 3b block but can promote the survival of granulosa cells. Eventually, granulosa cells in the GDF-9 deficient ovaries may circumvent this "capable of apoptotic" state by differentiating after the oocytes have degenerated to form steroid-producing follicles. Thus, GDF-9 is an important factor for "differentiation" of granulosa cells, and post-type 3b granulosa cells acquire specific properties such as the ability to undergo apoptosis. Becomes possible.

【0097】 卵母細胞由来因子は、パラクリン機構によりキットリガンド発現を調節すると
いう仮説が以前にたてられている(Packer,A.I. et al.,Dev.Biol.,161:194-205
(1994))。ゴナドトロピンで刺激したマウスにおいて、キットリガンド発現の勾
配があり、それにより卵母細胞から最も遠い顆粒膜細胞(すなわち、壁在性顆粒
膜細胞)が最も高いレベルで発現するが、卵母細胞に最も近い顆粒膜細胞(すな
わち、卵丘細胞)は非常に低いか検出不可能なレベルで発現する(Motro,B. and
Bernstein,A.,Dev.Dyn.,197:69-79(1993))。本明細書において示したGDF−
9欠損卵胞における劇的に上昇したキットリガンドは、GDF−9が、キットリ
ガンド発現を負に調節する卵母細胞分泌パラクリン因子の1つであることを示す
。この仮説は、本明細書に示した我々のGDF−9作用のインビボ実験からの証
拠により裏付けられ、GDF−9が、卵胞腔卵胞の卵母細胞に対して特異的に発
現される他の遺伝子(すなわち、ヒアルロナンシンターゼ2、シクロオキシゲナ
ーゼ2、ステロイド産生早期調節タンパク質、ウロキナーゼプラスミノーゲンア
クチベーター及び黄体形成ホルモンレセプター)を調節しうることを示す。した
がって、GDF−9により競合されない(unopposed)他の卵母細胞産
生性で卵胞外の因子の作用は、ここで観察されたキットリガンド発現の増加に貢
献するようである。GDF−9欠損卵巣において産生されるキットリガンドも活
性であるようである。他のシステムにおいて以前に報告されているように、おそ
らく漸増及び増殖の増大を刺激したキットリガンドにより、GDF−9欠損卵巣
は、切片1個あたり有意により多くのマスト細胞を含む。また、キットリガンド
もインビトロで卵母細胞発生を刺激することが示されている(Packer,A.I. et a
l.,Dev.Biol.,161:194-205(1994))。GDF−9ノックアウト卵巣における卵母
細胞は、最終的に変性する前に、対照と比べてより急速に、かつ最大サイズが1
5%大きくなるまで成熟し(Carabatsos, M., et al., Dev.Biol.,203:373-384(
1998) )、卵母細胞上のc−キットを介してシグナル伝達する機能性顆粒膜細胞
誘導性のキットリガンドのさらなる証拠を提供する。ノーザンブロット解析によ
って本明細書に示したように、TGF−βスーパーファミリーの他のメンバーは
、GDF−9欠損卵巣において発現され続ける。ノーザンブロット解析により、
インヒビンα及びアクチビンβAサブユニットは、GDF−9欠損卵巣において
対照と類似のレベルで発現されるが、アクチビンβB及びフォリスタチンは劇的
に低下する。インビトロでアクチビンAは、卵胞成熟を刺激すること(Mather e
t al., 1997 )及び顆粒膜細胞DNA合成のFSH刺激を可能にすること(Miro
, F. and Hillier, S., Endocr., 137:464-468(1996))が示されている。さらに
また、アクチビンA+FSHは、未成熟卵胞由来の顆粒膜細胞を刺激してプロゲ
ステロンを産生するが、FSHを含むか又は含まない分化培養物由来の顆粒膜細
胞によってプロゲステロン合成は低下された(Miro, F., et al., Endocr., 129
:3388-3394(1991))。GDF−9欠損卵巣において、卵胞巣で局所的に産生され
たアクチビンAは、制限された顆粒膜細胞の増殖を刺激し、これらの細胞の血清
ゴナドトロピンの上昇に対する応答を増強してP450アロマターゼ及びP−4
50sccを発現するようである。また、GDF−9欠損卵巣におけるアクチビ
ン効果は、アクチビン結合タンパク質及びアンタゴニストであるフォリスタチン
レベルの低下により増強されるようである。
It has previously been hypothesized that oocyte-derived factors regulate kit ligand expression by a paracrine mechanism (Packer, AI et al., Dev. Biol., 161: 194-205).
(1994)). In mice stimulated with gonadotropin, there is a gradient of kit ligand expression, whereby granulosa cells farthest from the oocyte (ie, mural granulosa cells) are expressed at the highest level, while oocytes have the highest level. Near granulosa cells (ie, cumulus cells) express at very low or undetectable levels (Motro, B. and
Bernstein, A., Dev. Dyn., 197: 69-79 (1993)). GDF-
A dramatically elevated kit ligand in the 9-deficient follicle indicates that GDF-9 is one of the oocyte-secreted paracrine factors that negatively regulates kit ligand expression. This hypothesis is supported by evidence from our in vivo experiments of GDF-9 action presented herein, in which GDF-9 is another gene that is specifically expressed on follicular ovarian follicle oocytes. (I.e., hyaluronan synthase 2, cyclooxygenase 2, steroidogenic early regulatory protein, urokinase plasminogen activator and luteinizing hormone receptor). Thus, the effects of other oocyte-producing and extra-follicular factors unopposed by GDF-9 appear to contribute to the increased kit ligand expression observed here. Kit ligands produced in GDF-9 deficient ovaries also appear to be active. As previously reported in other systems, GDF-9 deficient ovaries contain significantly more mast cells per section, presumably due to kit ligands that stimulated recruitment and increased proliferation. Kit ligands have also been shown to stimulate oocyte development in vitro (Packer, AI et a
l., Dev. Biol., 161: 194-205 (1994)). Oocytes in GDF-9 knockout ovaries are more rapid and have a maximum size of 1 compared to controls before final degeneration.
Matured to 5% larger (Carabatsos, M., et al., Dev. Biol., 203: 373-384 (
1998)), provides further evidence of functional granulosa cell-inducing kit ligand signaling through c-kit on oocytes. As shown herein by Northern blot analysis, other members of the TGF-β superfamily continue to be expressed in GDF-9 deficient ovaries. By Northern blot analysis,
The inhibin α and activin βA subunits are expressed at levels similar to controls in GDF-9 deficient ovaries, but activin βB and follistatin are dramatically reduced. Activin A stimulates follicle maturation in vitro (Mather e
t al., 1997) and enabling FSH stimulation of granulosa cell DNA synthesis (Miro
, F. and Hillier, S., Endocr., 137: 464-468 (1996)). Furthermore, activin A + FSH stimulates granulosa cells from immature follicles to produce progesterone, but progesterone synthesis was reduced by granulosa cells from differentiated cultures with or without FSH (Miro, F., et al., Endocr., 129
: 3388-3394 (1991)). In GDF-9 deficient ovaries, activin A produced locally in the follicle nest stimulates the proliferation of restricted granulosa cells and enhances the response of these cells to elevated serum gonadotropin to increase P450 aromatase and P450 aromatase levels. -4
It appears to express 50 scc. Activin effects in GDF-9 deficient ovaries also appear to be enhanced by lower levels of activin binding protein and the antagonist follistatin.

【0098】 実施例5 インビトロ培養した壁在性顆粒膜細胞によるプロゲステロン合成に対 する組換えmGDF−9の刺激性効果の同定 プロゲステロン産生に対するmGDF−9の効果は、卵胞刺激ホルモン(FS
H)の非存在下、又は低用量(0.5又は1ng/ml)下でのみ生じる。より
高用量(5ng/mlと10ng/ml)のFSHでは、FSHのみ又はFSH
+mGDF−9との間でプロゲステロン産生に有意な差はない。FSHは、以前
に示されている(Oonk, et al.)ように、コレステロール生合成経路における速
度制限段階を触媒する酵素であるP450コレステロール側鎖切断発現を刺激す
るようである。ごく最近のデータに基づき、GDF−9によるプロゲステロン刺
激は、P450sccでなく、コレステロールに移動性をもたせたり又は細胞内
に輸送するのに関与することが示されている酵素であるステロイド産生早期調節
タンパク質(STAR)の刺激によるようである。
Example 5 Identification of the Stimulatory Effect of Recombinant mGDF-9 on Progesterone Synthesis by Mural Granulosa Cells Cultured In Vitro The effect of mGDF-9 on progesterone production was determined by follicle stimulating hormone (FS
It occurs only in the absence of H) or at low doses (0.5 or 1 ng / ml). At higher doses (5 ng / ml and 10 ng / ml) of FSH, only FSH or FSH
There is no significant difference in progesterone production with + mGDF-9. FSH appears to stimulate P450 cholesterol side-chain cleavage expression, an enzyme that catalyzes a rate-limiting step in the cholesterol biosynthesis pathway, as previously shown (Oonk, et al.). Based on the most recent data, progesterone stimulation by GDF-9, not P450scc, is a steroidogenic early regulatory protein, an enzyme that has been shown to be involved in mobilizing or transporting cholesterol into cells. (STAR) appears to be due to stimulation.

【0099】 実施例6 インビトロ培養した壁在性顆粒膜細胞によるフォリスタチン及びアク チビンβB発現に対する組換えmGDF−9の刺激性効果の同定 プロトコル 一次顆粒膜細胞を上述の8対の卵巣から単離し、4ng/mlのFSHを含み
、ウシ胎仔血清を含まないα−MEMベースの培地中で、50〜60ng/ml
組換えmGDF−9とともに又はなしで5時間培養した。培養後、培地を除き、
非接着細胞を遠心分離により回収した。Qiagen RNEasy全RNA単
離キットを用いてRNAを単離した。このRNAを、Affymetrix発生
生物学250遺伝子チップへのハイブリダイゼーション用のプローブを作製する
のに使用するcDNAに逆転写した。この最初のスクリーング法の結果に基づき
、顆粒膜細胞培養実験を繰り返し、RNAを調製してノーザンブロット解析に使
用した。
Example 6 Identification of the Stimulatory Effect of Recombinant mGDF-9 on Follistatin and Activin βB Expression by In Vitro Cultured Mural Granulosa Cells Protocol Primary granulosa cells were isolated from the eight pairs of ovaries described above. 50-60 ng / ml in an α-MEM based medium containing 4 ng / ml FSH and no fetal calf serum
Cultured for 5 hours with or without recombinant mGDF-9. After the culture, remove the medium,
Non-adherent cells were collected by centrifugation. RNA was isolated using the Qiagen RNEasy total RNA isolation kit. This RNA was reverse transcribed into cDNA used to generate probes for hybridization to the Affymetrix developmental biology 250 gene chip. Based on the results of this initial screening method, the granulosa cell culture experiment was repeated, and RNA was prepared and used for Northern blot analysis.

【0100】 結果 発生チップ解析によると、組換えmGDF−9は、インビトロ培養した一次顆
粒膜細胞によりフォリスタチン発現では4.9倍の増加{191(mGDF−9
処理):39(対照)}、及びアクチビンβB発現では3.3倍の増加{65(
mGDF−9処理):20(対照)}を刺激した(Figure 3/15−1
)。この結果は、ノーザンブロット解析により確認された(Figure 3/
15−2)。これらのノーザンブロットのデンシトメーターによる解析は、mG
DF−9処理がフォリスチン発現を3.1倍増加及びアクチビンβB発現を3.
3倍増加に刺激したことを示した。さらに、フォリスタチン発現は、mGDF−
9に対して用量依存的に応答した(Figure 3/15−3)。これらの結
果は、GDF−9の非存在下インビボで、フォリスチン発現では3倍の減少及び
アクチビンβB発現では約6倍の減少を示す、我々のGDF−9 欠損マウス卵巣
から単離した全RNAのノーザンブロット解析によりさらに裏付けられる。
Results According to developmental chip analysis, recombinant mGDF-9 showed a 4.9-fold increase in follistatin expression by primary granulosa cells cultured in vitro Δ191 (mGDF-9
Treatment): 39 (control)} and 3.3-fold increase in activin βB expression {65 (
mGDF-9 treatment): 20 (control) were stimulated (Fig. 3 / 15-1)
). This result was confirmed by Northern blot analysis (Fig. 3 /
15-2). Densitometer analysis of these Northern blots revealed mG
DF-9 treatment increased follistin expression 3.1 fold and activin βB expression 3.
Stimulation to a 3-fold increase was indicated. Furthermore, follistatin expression was determined by mGDF-
9 in a dose-dependent manner (FIGURE 3 / 15-3). These results indicate that in vivo in the absence of GDF-9, a three-fold reduction in follistin expression and an approximately six-fold reduction in activin βB expression indicate total RNA isolated from ovaries of our GDF-9 deficient mice. This is further supported by Northern blot analysis.

【0101】 有意性 mGDF−9によるフォリスタチン及びアクチビンβBの調節を示す現在のデ
ータにより、我々が作製している組換えmGDF−9タンパク質が生物学的に活
性である、という我々の先の結果が確認される。ラジオイムノアッセイは、フォ
リスタチン及びアクチビンβBの両方についてタンパク質産生を解析するのに利
用可能であり、GDF−9アゴニスト及びアンタゴニストのさらに2つのアッセ
イを提供する。さらに、これらの結果は、転写調節のためのGDF−9応答エレ
メントを同定するため、及びGDF−9シグナル伝達を理解するために使用し得
るさらに2つの下流標的を提供する。
Significance The current data showing the regulation of follistatin and activin βB by mGDF-9 suggests our earlier results that the recombinant mGDF-9 protein we are making is biologically active. Is confirmed. Radioimmunoassays are available to analyze protein production for both follistatin and activin βB and provide two additional assays for GDF-9 agonists and antagonists. Furthermore, these results provide two additional downstream targets that can be used to identify GDF-9 response elements for transcriptional regulation and to understand GDF-9 signaling.

【0102】 実施例7 インビトロ培養された壁在性顆粒膜細胞による黄体形成ホルモンレセ プター(LHR)発現に対する組換えmGDF−9の阻害効果の同定
プロトコル 顆粒膜細胞を単離し、先に記載のようにして様々な期間でウシ胎仔血清と、+
/−FSHで培養した。RNAを記載のようにして単離し、LHRメッセージに
ついてRT−PCRを、イントロンに広がるプライマーを用い、記載のようにし
て行った。
Example 7 Protocol for Identifying the Inhibitory Effect of Recombinant mGDF-9 on Luteinizing Hormone Receptor (LHR) Expression by Mural Granulosa Cells In Vitro Cultured Granulosa cells were isolated and described as above. Fetal bovine serum for various periods
/ -FSH. RNA was isolated as described and RT-PCR was performed on the LHR message as described using primers that span the intron.

【0103】 結果 LHR発現は、対照培地において培養時間の増加とともに増加する(Figu
re 3/15−4)。しかしながら、50ng/mlのmGDF−9で処理し
た培地では、LHR発現は抑制される。
Results LHR expression increases with increasing culture time in control medium (Figu
re 3 / 15-4). However, LHR expression is suppressed in media treated with 50 ng / ml mGDF-9.

【0104】 有意性 インビボでのLHR発現は、顆粒膜卵丘細胞(卵母細胞に直接接触しているも
の)上において、たとえ検出されても稀であり、卵母細胞からの距離が増加する
ほど増加することが以前に示されている。最近の研究(Eppig, et al.,1997)に
おいて、卵母細胞分泌因子は、LHR発現を阻害する能力を有することが示され
た。本明細書に記載の結果は、GDF−9が、通常LHR発現を阻害する卵母細
胞分泌因子であることを示す。
Significance LHR expression in vivo is rare, if detected, on granulosa cumulus cells (in direct contact with the oocyte) and increases distance from the oocyte Has previously been shown to increase. Recent studies (Eppig, et al., 1997) have shown that oocyte secreted factors have the ability to inhibit LHR expression. The results described herein indicate that GDF-9 is an oocyte secreted factor that normally inhibits LHR expression.

【0105】 均等物 本発明は、その好ましい態様に関して、具体的に示され記載されているが、添
付の請求の範囲によって規定されている本発明の趣旨及び範囲を逸脱せずに、本
発明において形態及び詳細において種々の変更が行われ得ることが当業者によっ
て理解されるであろう。当業者であれば、単なる日常的な実験手法を用いて、本
明細書に詳細に記載された本発明の特定の態様に対する多くの均等物を認識し、
かつ確認することができるであろう。かかる均等物は請求の範囲に包含されるも
のとする。
Equivalents The present invention has been particularly shown and described with respect to preferred embodiments thereof, but without departing from the spirit and scope of the invention, which is defined by the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes can be made in form and detail. Those skilled in the art will recognize, using no more than routine experimentation, many equivalents to the specific embodiments of the invention described in detail herein.
And will be able to confirm. Such equivalents are intended to be encompassed by the following claims.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 Figure1は、組換えマウスGDF−9(mGDF−9)または組換えヒ
トGDF−9(hGDF−9)を含むならし培地が、時間および濃度依存的様式
で、インビトロで培養された一次顆粒膜細胞によるプロゲステロン合成を刺激し
たことを示す、プロゲステロン ラジオイムノアッセイの結果の棒グラフである
FIG. 1. FIG. 1 shows that conditioned media containing recombinant mouse GDF-9 (mGDF-9) or recombinant human GDF-9 (hGDF-9) was cultured in vitro in a time and concentration dependent manner. FIG. 5 is a bar graph of the results of a progesterone radioimmunoassay showing stimulation of progesterone synthesis by primary granulosa cells.

【図2】 Figure2は、組換えmGDF−9がインビトロで一次顆粒膜細胞による
プロゲステロン合成を刺激したことを示す、プロゲステロン ラジオイムノアッ
セイの結果の棒グラフである。
FIG. 2 is a bar graph of the results of a progesterone radioimmunoassay showing that recombinant mGDF-9 stimulated progesterone synthesis by primary granulosa cells in vitro.

【図3】 Figure3は、ウシ胎仔血清(FCS)有りおよび無しの組換えmGDF
−9が、24時間のインビトロでの一次顆粒膜細胞によるプロゲステロン合成を
刺激したことを示す、プロゲステロン ラジオイムノアッセイの結果の棒グラフ
である。
FIG. 3 shows recombinant mGDF with and without fetal calf serum (FCS).
9 is a bar graph of the results of a progesterone radioimmunoassay showing that -9 stimulated progesterone synthesis by primary granulosa cells in vitro for 24 hours.

【図4】 Figure4Aは、0、0.5、または1ng/mlの種々の濃度のFSH
の存在下、50ng/mlのGDF−9の存在または非存在下に無血清培地にお
いて14時間培養された顆粒膜細胞の培地におけるプロゲステロンのレベルを示
す棒グラフである;エラーバーは平均(SEM)の標準誤差を示す。* 、対照対
FSH=0ng/ml、FSH=0.5ng/ml、またはFSH=1ng/m
lでの50ng/mlのGDF−9についてp<0.05。
FIG. 4 shows various concentrations of FSH at 0, 0.5, or 1 ng / ml.
Is a bar graph showing the level of progesterone in the media of granulosa cells cultured in serum-free media for 14 hours in the presence or absence of 50 ng / ml GDF-9 in the presence of GDF-9; error bars are the mean (SEM). Shows the standard error. * , Control vs. FSH = 0 ng / ml, FSH = 0.5 ng / ml, or FSH = 1 ng / m
p <0.05 for 50 ng / ml GDF-9 at 1.

【図5】 Figure4Bは、10%のFCSを含む培地の3つの別のサンプルについ
ての、細胞+/−GDF−9(100ng/ml)またはFSHの24時間の処
理後の培地におけるプロゲステロンのレベルを示す棒グラフである。* 、対照対
FSH無しで培養されたGDF−9処理細胞についてp<0.05。
FIG. 5 shows the level of progesterone in the medium after treatment with cells +/− GDF-9 (100 ng / ml) or FSH for 24 hours for three separate samples of medium containing 10% FCS. It is a bar graph shown. * , P <0.05 for control versus GDF-9 treated cells cultured without FSH.

【図6】 Figure4C〜4Dは、HPRTレベルに対し標準化されたFigure
4Aおよび4Bの実験からのP−450sccおよびStAR mRNAレベル
の定量を示す棒グラフである;各値は2つまたは3つの別のウェルの平均+/−
SEMである;StAR mRNA解析におけるFSH=0または10ng/m
lでの対照処理サンプル(n=4)。
FIG. 6 shows Figures 4C to 4D that are normalized to HPRT levels.
4A is a bar graph showing quantification of P-450scc and StAR mRNA levels from 4A and 4B experiments; each value is the mean of two or three separate wells +/−.
SEM; FSH = 0 or 10 ng / m in StAR mRNA analysis.
Control treated sample at 1 (n = 4).

【図7】 Figure5は、哺乳動物の卵巣でのGDF−9の役割を示すモデルである
FIG. 7 is a model showing the role of GDF-9 in mammalian ovaries.

【図8】 Figure6は、GDF−9ノックアウト卵巣研究の概要である。FIG. 8 is a summary of GDF-9 knockout ovary studies.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,UG,ZW),E A(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ,BA ,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CU, CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,GD,G E,GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS ,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK, LR,LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,M N,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU ,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM, TR,TT,UA,UG,US,UZ,VN,YU,Z A,ZW (72)発明者 エルビン,ジュリア,エイ. アメリカ合衆国 テキサス 77025 ヒュ ーストン,スタントン ストリート 3114 (72)発明者 ワン,ペイ アメリカ合衆国 テキサス 77025 ヒュ ーストン,ナンバー ナイン,グレン ア ーバー 3822 Fターム(参考) 2G045 AA40 BB20 CB01 CB26 CB30 DA20 DA30 DA36 DA54 DA59 DA69 DA80 FA14 FB02 FB03 FB04 FB05 FB06 FB07 FB08 FB11 FB15 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (81) Designated country EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE ), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, LS, MW, SD, SL, SZ, UG, ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AE, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR , BY, CA, CH, CN, CU, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS , JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, US, UZ, VN, YU, ZA, ZW (72) Inventor Elvin, Julia, A. United States Texas 77025 Houston, Stanton Street 3114 (72) Inventor One, Pay United States Texas 77025 Houston, Number Nine, Glen Arbor 3822 F-term (reference) 2G045 AA40 BB20 CB01 CB26 CB30 DA20 DA30 DA36 DA54 DA59 DA69 DA80 FA14 FB02 FB03 FB04 FB05 FB06 FB07 FB08 FB11 FB15

Claims (46)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 a)i)GDF−9のレセプターと該レセプターへのGDF
−9の結合により発現が調節される遺伝子を有する細胞; ii)GDF−9;および iii)評価対象の薬剤、 を合せる工程; b)細胞上のレセプターへのGDF−9の結合に適する条件下に(a)において
調製された合せ物を維持する工程;ならびに c)レセプターへのGDF−9の結合の際に生ずるレセプターへのGDF−9の
結合により調節される遺伝子の発現の程度を測定する工程、 を含み、評価対象の薬剤の存在下におけるレセプターへのGDF−9の結合の際
の遺伝子の発現の変化が、該薬剤がGDF−9活性を変えることを示す、成長分
化因子9(GDF−9)の活性を変える薬剤の同定方法。
1. a) i) GDF-9 receptor and GDF to the receptor
A cell having a gene whose expression is regulated by the binding of -9; ii) GDF-9; and iii) a drug to be evaluated; b) conditions suitable for binding of GDF-9 to a receptor on the cell. Maintaining the combination prepared in (a); and c) measuring the degree of expression of the gene regulated by binding of GDF-9 to the receptor that occurs upon binding of GDF-9 to the receptor. A change in the expression of the gene upon binding of GDF-9 to the receptor in the presence of the drug to be evaluated, indicating that the drug alters GDF-9 activity. -9) A method for identifying an agent that alters the activity.
【請求項2】 遺伝子の発現が生ずる程度が、遺伝子産物を測定することに
より決定される、請求項1記載の方法。
2. The method of claim 1, wherein the extent to which expression of the gene occurs is determined by measuring the gene product.
【請求項3】 遺伝子が、ヒアルロナンシンターゼ、ステロイド産生早期調
節タンパク質(steroidogenic acute regulator
y protein)、黄体形成ホルモンレセプター、シクロオキシゲナーゼ2
、ウロキナーゼプラスミノーゲンアクチベーター、キットリガンド、アクチビン
/インヒビンβBおよびフォリスタチン(follistatin)からなる群
より選ばれたタンパク質をコードする、請求項2記載の方法。
3. The method according to claim 1, wherein the gene is hyaluronan synthase, a steroidogenic early regulatory protein.
y protein), luteinizing hormone receptor, cyclooxygenase 2
3. The method of claim 2, which encodes a protein selected from the group consisting of urokinase plasminogen activator, kit ligand, activin / inhibin βB and follistatin.
【請求項4】 遺伝子の発現が生ずる程度が、a)i)の遺伝子の活性から
生ずる産物または機能を測定することにより測定される、請求項1記載の方法。
4. The method according to claim 1, wherein the extent to which the expression of the gene occurs is determined by measuring the product or function resulting from the activity of the gene in a) i).
【請求項5】 産物または機能が、ヒアルロン酸、リン酸化ステロイド産生
早期調節タンパク質、プロゲステロン、プラスミン、プロスタグランジン、アク
チビンβB:アクチビンβB、インヒビンα:アクチビンβB、黄体形成ホルモ
ンレセプターの結合の結果として産生される産物、黄体形成ホルモンレセプター
へのリガンドの結合の結果として産生される産物およびプラスミノーゲンの切断
の結果として産生される産物からなる群より選ばれる、請求項4記載の方法。
5. The product or function as a result of binding of hyaluronic acid, a phosphorylated steroid production early regulatory protein, progesterone, plasmin, prostaglandin, activin βB: activin βB, inhibin α: activin βB, luteinizing hormone receptor. 5. The method of claim 4, wherein the product is selected from the group consisting of a product produced, a product produced as a result of binding of a ligand to a luteinizing hormone receptor, and a product produced as a result of cleavage of plasminogen.
【請求項6】 さらに、対照サンプルにおいて発現が生ずる程度と(c)に
おける発現の程度を比較する工程(d)を含む、請求項1記載の方法。
6. The method of claim 1, further comprising the step (d) of comparing the degree of expression in the control sample with the degree of expression in (c).
【請求項7】 a)i)の細胞が、壁在性顆粒膜細胞(mural gra
nulosa cells)および卵丘細胞(cumulus cells)か
らなる群より選ばれる、請求項1記載の方法。
7. a) The cells of i) are mural granulosa cells (mural gra
The method according to claim 1, wherein the method is selected from the group consisting of nulosa cells and cumulus cells.
【請求項8】 a)i)顆粒膜細胞; ii)GDF−9;および iii)評価対象の薬剤、 を合せる工程; b)顆粒膜細胞上のレセプターへのGDF−9の結合に適する条件下に(a)に
おいて調製された合せ物を維持する工程;ならびに c)顆粒膜細胞上のレセプターへのGDF−9の結合の際に生ずるレセプターへ
のGDF−9の結合により調節される遺伝子の発現の程度を測定する工程、 を含み、評価対象の薬剤の存在下におけるレセプターへのGDF−9の結合の際
の遺伝子の発現の変化が、該薬剤がGDF−9活性を変えることを示す、GDF
−9の活性を変える薬剤の同定方法。
8. a) combining i) granulosa cells; ii) GDF-9; and iii) the agent to be evaluated; b) conditions suitable for binding GDF-9 to a receptor on the granulosa cells. Maintaining the combination prepared in (a); and c) expression of a gene regulated by binding of GDF-9 to the receptor resulting upon binding of GDF-9 to the receptor on granulosa cells Measuring the degree of the GDF-9, wherein a change in expression of the gene upon binding of GDF-9 to the receptor in the presence of the drug to be evaluated indicates that the drug alters GDF-9 activity.
A method for identifying an agent that alters the activity of -9.
【請求項9】 遺伝子の発現が生ずる程度が、遺伝子産物を測定することに
より測定される、請求項8記載の方法。
9. The method of claim 8, wherein the degree to which expression of the gene occurs is determined by measuring the gene product.
【請求項10】 遺伝子が、ヒアルロナンシンターゼ、ステロイド産生早期
調節タンパク質、黄体形成ホルモンレセプター、シクロオキシゲナーゼ2、ウロ
キナーゼプラスミノーゲンアクチベーター、キットリガンド、アクチビン/イン
ヒビンβBおよびフォリスタチンからなる群より選ばれたタンパク質をコードす
る、請求項9記載の方法。
10. A protein whose gene is selected from the group consisting of hyaluronan synthase, steroidogenic early regulatory protein, luteinizing hormone receptor, cyclooxygenase 2, urokinase plasminogen activator, kit ligand, activin / inhibin βB and follistatin. 10. The method of claim 9, wherein
【請求項11】 遺伝子の発現が生ずる程度が、a)i)の遺伝子の活性か
ら生ずる産物または機能を測定することにより測定される、請求項8記載の方法
11. The method of claim 8, wherein the extent to which the expression of the gene occurs is determined by measuring the product or function resulting from the activity of the gene in a) i).
【請求項12】 産物または機能が、ヒアルロン酸、リン酸化ステロイド産
生早期調節タンパク質、プロゲステロン、プラスミン、プロスタグランジン、ア
クチビンβB:アクチビンβB、インヒビンα:アクチビンβB、黄体形成ホル
モンレセプターの結合の結果として産生される産物、黄体形成ホルモンレセプタ
ーへのリガンドの結合の結果として産生される産物およびプラスミノーゲンの切
断の結果として産生される産物からなる群より選ばれる、請求項11記載の方法
12. The product or function as a result of binding of hyaluronic acid, a phosphorylated steroid production early regulatory protein, progesterone, plasmin, prostaglandin, activin βB: activin βB, inhibin α: activin βB, luteinizing hormone receptor. 12. The method of claim 11, wherein the product is selected from the group consisting of a product produced, a product produced as a result of binding of a ligand to a luteinizing hormone receptor, and a product produced as a result of cleavage of plasminogen.
【請求項13】 さらに、対照サンプルにおいて発現が生ずる程度と(c)
における発現の程度を比較する工程(d)を含む、請求項8記載の方法。
13. The degree of expression occurring in the control sample and (c)
9. The method according to claim 8, comprising the step (d) of comparing the degree of expression in
【請求項14】 a)i)顆粒膜細胞; ii)GDF−9;および iii)評価対象の薬剤、 を合せる工程; b)顆粒膜細胞上のレセプターへのGDF−9の結合に適する条件下に(a)に
おいて調製された合せ物を維持する工程;ならびに c)顆粒膜細胞上のレセプターへのGDF−9の結合の際に生ずるレセプターへ
のGDF−9の結合により調節される遺伝子の発現の程度を測定する工程、 を含み、評価対象の薬剤の存在下におけるレセプターへのGDF−9の結合の際
の遺伝子の発現の阻害が、該薬剤がGDF−9活性を阻害することを示す、GD
F−9活性のインヒビターである薬剤の同定方法。
14. a) combining i) granulosa cells; ii) GDF-9; and iii) the agent to be evaluated; b) conditions suitable for binding GDF-9 to a receptor on the granulosa cells. Maintaining the combination prepared in (a); and c) expression of a gene regulated by binding of GDF-9 to the receptor resulting upon binding of GDF-9 to the receptor on granulosa cells Measuring the extent of, wherein inhibiting the expression of the gene upon binding of GDF-9 to the receptor in the presence of the agent to be evaluated indicates that the agent inhibits GDF-9 activity, GD
A method for identifying a drug that is an inhibitor of F-9 activity.
【請求項15】 遺伝子の発現が生ずる程度が、遺伝子産物を測定すること
により測定される、請求項14記載の方法。
15. The method of claim 14, wherein the extent to which expression of the gene occurs is determined by measuring the gene product.
【請求項16】 遺伝子が、ヒアルロナンシンターゼ、ステロイド産生早期
調節タンパク質、黄体形成ホルモンレセプター、シクロオキシゲナーゼ2、アク
チビン/インヒビンβBおよびフォリスタチンからなる群より選ばれたタンパク
質をコードする、請求項15記載の方法。
16. The method of claim 15, wherein the gene encodes a protein selected from the group consisting of hyaluronan synthase, steroidogenic early regulatory protein, luteinizing hormone receptor, cyclooxygenase 2, activin / inhibin βB, and follistatin. .
【請求項17】 遺伝子の発現が生ずる程度が、a)i)の遺伝子の活性か
ら生ずる産物または機能を測定することにより測定される、請求項14記載の方
法。
17. The method of claim 14, wherein the extent to which expression of the gene occurs is determined by measuring the product or function resulting from the activity of the gene in a) i).
【請求項18】 産物または機能が、ヒアルロン酸、リン酸化ステロイド産
生早期調節タンパク質、プロゲステロン、プロスタグランジン、アクチビンβB
:アクチビンβB、インヒビンα:アクチビンβB、黄体形成ホルモンレセプタ
ーの結合の結果として産生される産物および黄体形成ホルモンレセプターへのリ
ガンドの結合の結果として産生される産物からなる群より選ばれる、請求項17
記載の方法。
18. The method according to claim 18, wherein the product or function is hyaluronic acid, phosphorylated steroid production early regulatory protein, progesterone, prostaglandin, activin βB.
18. Activin βB, Inhibin α: Activin βB, selected from the group consisting of products produced as a result of binding of luteinizing hormone receptor and products produced as a result of binding of ligand to luteinizing hormone receptor.
The described method.
【請求項19】 さらに、対照サンプルにおいて発現が生ずる程度と(c)
における発現の程度を比較する工程(d)を含む、請求項14記載の方法。
19. The degree to which expression occurs in the control sample and (c)
The method according to claim 14, comprising a step (d) of comparing the degree of expression in
【請求項20】 a)i)顆粒膜細胞; ii)GDF−9;および iii)評価対象の薬剤、 を合せる工程; b)顆粒膜細胞上のレセプターへのGDF−9の結合に適する条件下に(a)に
おいて調製された合せ物を維持する工程;ならびに c)顆粒膜細胞上のレセプターへのGDF−9の結合の際に生ずるレセプターへ
のGDF−9の結合により調節されるuPA遺伝子の発現の程度を測定する工程
、を含み、GDF−9の存在下におけるuPAの産生の増加が、該薬剤がGDF
−9活性のインヒビターであることを示す、GDF−9活性のインヒビターであ
る薬剤の同定方法。
20) combining a) i) granulosa cells; ii) GDF-9; and iii) the agent to be evaluated; b) conditions suitable for binding GDF-9 to a receptor on the granulosa cells. Maintaining the combination prepared in (a); and c) the regulation of the uPA gene regulated by binding of GDF-9 to the receptor resulting upon binding of GDF-9 to the receptor on granulosa cells. Measuring the degree of expression, wherein increasing the production of uPA in the presence of
A method for identifying a drug that is an inhibitor of GDF-9 activity, wherein the agent is an inhibitor of -9 activity.
【請求項21】 a)i)顆粒膜細胞; ii)GDF−9;および iii)評価対象の薬剤、 を合せる工程; b)顆粒膜細胞上のレセプターへのGDF−9の結合に適する条件下に(a)に
おいて調製された合せ物を維持する工程; c)顆粒膜細胞上のレセプターへのGDF−9の結合の際に生ずるレセプターへ
のGDF−9の結合により調節される遺伝子の発現の程度を測定する工程、 を含み、評価対象の薬剤の存在下におけるレセプターへのGDF−9の結合の際
の遺伝子の発現の増強が、該薬剤がGDF−9活性のエンハンサーであることを
示す、エンハンサーGDF−9活性である薬剤の同定方法。
21) combining a) i) granulosa cells; ii) GDF-9; and iii) the agent to be evaluated; b) conditions suitable for binding GDF-9 to a receptor on the granulosa cells. Maintaining the combination prepared in (a); c) expression of a gene regulated by binding of GDF-9 to the receptor resulting upon binding of GDF-9 to the receptor on granulosa cells Measuring the extent, wherein an increase in the expression of the gene upon binding of GDF-9 to the receptor in the presence of the drug to be evaluated indicates that the drug is an enhancer of GDF-9 activity, A method for identifying a drug that is an enhancer GDF-9 activity.
【請求項22】 遺伝子の発現が生ずる程度が、遺伝子産物を測定すること
により測定される、請求項21記載の方法。
22. The method of claim 21, wherein the extent to which expression of the gene occurs is determined by measuring the gene product.
【請求項23】 遺伝子が、ヒアルロナンシンターゼ、ステロイド産生早期
調節タンパク質、黄体形成ホルモンレセプター、シクロオキシゲナーゼ2、アク
チビン/インヒビンβBおよびフォリスタチンからなる群より選ばれたタンパク
質をコードする、請求項22記載の方法。
23. The method of claim 22, wherein the gene encodes a protein selected from the group consisting of hyaluronan synthase, a steroidogenic early regulatory protein, luteinizing hormone receptor, cyclooxygenase 2, activin / inhibin βB, and follistatin. .
【請求項24】 遺伝子の発現が生ずる程度が、a)i)の遺伝子の活性か
ら生ずる産物または機能を測定することにより測定される、請求項21記載の方
法。
24. The method of claim 21, wherein the extent to which expression of the gene occurs is determined by measuring the product or function resulting from the activity of the gene in a) i).
【請求項25】 産物または機能が、ヒアルロン酸、リン酸化ステロイド産
生早期調節タンパク質、プロゲステロン、プロスタグランジン、アクチビンβB
:アクチビンβB、黄体形成ホルモンレセプターの結合の結果として産生される
産物および黄体形成ホルモンレセプターへのリガンドの結合の結果として産生さ
れる産物からなる群より選ばれる、請求項24記載の方法。
25. The product or function of which is hyaluronic acid, phosphorylated steroid production early regulatory protein, progesterone, prostaglandin, activin βB
25. The method of claim 24, wherein the method is selected from the group consisting of: activin βB, a product produced as a result of binding of a luteinizing hormone receptor, and a product produced as a result of binding of a ligand to a luteinizing hormone receptor.
【請求項26】 さらに、対照サンプルにおいて発現が生ずる程度と(c)
における発現の程度を比較する工程(d)を含む、請求項21記載の方法。
26. The degree of expression occurring in the control sample and (c)
22. The method according to claim 21, comprising the step (d) of comparing the degree of expression in
【請求項27】 a)i)顆粒膜細胞; ii)GDF−9;および iii)評価対象の薬剤、 を合せる工程; b)顆粒膜細胞上のレセプターへのGDF−9の結合に適する条件下に(a)に
おいて調製された合せ物を維持する工程;ならびに c)顆粒膜細胞上のレセプターへのGDF−9の結合の際に生ずるレセプターへ
のGDF−9の結合により調節されるuPA遺伝子の発現の程度を測定する工程
、を含み、GDF−9の存在下におけるuPAの産生の減少が、該薬剤がGDF
−9活性のエンハンサーであることを示す、GDF−9活性のエンハンサーであ
る薬剤の同定方法。
27) combining a) i) granulosa cells; ii) GDF-9; and iii) the agent to be evaluated; b) conditions suitable for binding GDF-9 to a receptor on the granulosa cells. Maintaining the combination prepared in (a); and c) binding of the GDF-9 to the receptor on the granulosa cells resulting in the regulation of the uPA gene by the binding of GDF-9 to the receptor. Measuring the degree of expression, wherein the reduction of uPA production in the presence of
A method for identifying a drug that is an enhancer of GDF-9 activity, the method being an enhancer of GDF-9 activity.
【請求項28】 a)i)顆粒膜細胞; ii)GDF−9;および iii)評価対象の薬剤、 を合せる工程; b)顆粒膜細胞上のレセプターへのGDF−9の結合に適する条件下に(a)に
おいて調製された合せ物を維持する工程;ならびに c)顆粒膜細胞上のレセプターへのGDF−9の結合の際に生ずるレセプターへ
のGDF−9の結合により調節される遺伝子の発現の程度を測定する工程、 を含み、評価対象の薬剤の存在下におけるレセプターへのGDF−9の結合の際
の遺伝子の発現の阻害が、該薬剤が生殖能力を阻害することを示す、生殖能力を
阻害する薬剤の同定方法。
28) a step of combining a) i) granulosa cells; ii) GDF-9; and iii) an agent to be evaluated; b) conditions suitable for binding GDF-9 to a receptor on the granulosa cells Maintaining the combination prepared in (a); and c) expression of a gene regulated by binding of GDF-9 to the receptor resulting upon binding of GDF-9 to the receptor on granulosa cells Measuring the extent of the fertility, wherein inhibiting expression of the gene upon binding of GDF-9 to the receptor in the presence of the agent to be evaluated indicates that the agent inhibits fertility. Method for identifying a drug that inhibits ATP.
【請求項29】 遺伝子の発現が生ずる程度が、遺伝子産物を測定すること
により測定される、請求項28記載の方法。
29. The method of claim 28, wherein the extent to which expression of the gene occurs is determined by measuring the gene product.
【請求項30】 遺伝子が、ヒアルロナンシンターゼ、ステロイド産生早期
調節タンパク質、黄体形成ホルモンレセプター、シクロオキシゲナーゼ2、アク
チビン/インヒビンβBおよびフォリスタチンからなる群より選ばれたタンパク
質をコードする、請求項29記載の方法。
30. The method of claim 29, wherein the gene encodes a protein selected from the group consisting of hyaluronan synthase, steroidogenic early regulatory protein, luteinizing hormone receptor, cyclooxygenase 2, activin / inhibin βB, and follistatin. .
【請求項31】 遺伝子の発現が生ずる程度が、a)i)の遺伝子の活性か
ら生ずる産物または機能を測定することにより測定される、請求項28記載の方
法。
31. The method of claim 28, wherein the extent to which expression of the gene occurs is determined by measuring the product or function resulting from the activity of the gene in a) i).
【請求項32】 産物または機能が、ヒアルロン酸、リン酸化ステロイド産
生早期調節タンパク質、プロゲステロン、プロスタグランジン、アクチビンβB
:アクチビンβB、インヒビンα:アクチビンβB、黄体形成ホルモンレセプタ
ーの結合の結果として産生される産物および黄体形成ホルモンレセプターへのリ
ガンドの結合の結果として産生される産物からなる群より選ばれる、請求項31
記載の方法。
32. The product or function of which is hyaluronic acid, phosphorylated steroidogenesis early regulatory protein, progesterone, prostaglandin, activin βB
32. Activin βB, inhibin α: Activin βB, a product produced as a result of binding of a luteinizing hormone receptor and a product produced as a result of binding of a ligand to a luteinizing hormone receptor.
The described method.
【請求項33】 さらに、対照サンプルにおいて発現が生ずる程度と(c)
における発現の程度を比較する工程(d)を含む、請求項28記載の方法。
33. The degree of expression occurring in the control sample and (c)
29. The method according to claim 28, comprising the step of comparing the degree of expression in (d).
【請求項34】 a)i)顆粒膜細胞; ii)GDF−9;および iii)評価対象の薬剤、 を合せる工程; b)顆粒膜細胞上のレセプターへのGDF−9の結合に適する条件下に(a)に
おいて調製された合せ物を維持する工程;ならびに c)顆粒膜細胞上のレセプターへのGDF−9の結合の際に生ずる、レセプター
へのGDF−9の結合により調節されるuPA遺伝子の発現の程度を測定する工
程、を含み、高濃度のGDF−9の存在下におけるuPAの産生の増加が、該薬
剤が生殖能力を阻害することを示す、生殖能力を阻害する薬剤の同定方法。
34) combining i) a granulosa cell; ii) GDF-9; and iii) an agent to be evaluated; b) conditions suitable for binding GDF-9 to a receptor on the granulosa cell. Maintaining the combination prepared in (a); and c) the uPA gene regulated upon binding of GDF-9 to the receptor, which occurs upon binding of GDF-9 to the receptor on granulosa cells A method of identifying a drug that inhibits fertility, wherein an increase in uPA production in the presence of a high concentration of GDF-9 indicates that the drug inhibits fertility. .
【請求項35】 a)i)顆粒膜細胞; ii)GDF−9; iii)評価対象の薬剤、 を合せる工程; b)顆粒膜細胞上のレセプターへのGDF−9の結合に適する条件下に(a)に
おいて調製された合せ物を維持する工程;ならびに c)顆粒膜細胞上のレセプターへのGDF−9の結合の際に生ずるレセプターへ
のGDF−9の結合により調節される遺伝子の発現の程度を測定する工程、 を含み、評価対象の薬剤の存在下におけるレセプターへのGDF−9の結合の際
の遺伝子の発現の増強が、該薬剤が生殖能力を増強することを示す、生殖能力を
増強する薬剤の同定方法。
35) combining a) i) granulosa cells; ii) GDF-9; iii) a drug to be evaluated; b) under conditions suitable for binding of GDF-9 to a receptor on the granulosa cells. (A) maintaining the combination prepared in (a); and c) expression of a gene regulated by binding of GDF-9 to the receptor that occurs upon binding of GDF-9 to the receptor on granulosa cells. Measuring the extent, wherein enhancing expression of the gene upon binding of GDF-9 to the receptor in the presence of the agent to be evaluated indicates that the agent enhances fertility, Methods for identifying potentiating agents.
【請求項36】 遺伝子の発現が生ずる程度が、遺伝子産物を測定すること
により測定される、請求項35記載の方法。
36. The method of claim 35, wherein the degree to which expression of the gene occurs is determined by measuring the gene product.
【請求項37】 遺伝子が、ヒアルロナンシンターゼ、ステロイド産生早期
調節タンパク質、黄体形成ホルモンレセプター、シクロオキシゲナーゼ2、アク
チビン/インヒビンβBおよびフォリスタチンからなる群より選ばれたタンパク
質をコードする、請求項36記載の方法。
37. The method of claim 36, wherein the gene encodes a protein selected from the group consisting of hyaluronan synthase, steroidogenic early regulatory protein, luteinizing hormone receptor, cyclooxygenase 2, activin / inhibin βB, and follistatin. .
【請求項38】 遺伝子の発現が生ずる程度が、a)i)の遺伝子の活性か
ら生ずる産物または機能を測定することにより測定される、請求項35記載の方
法。
38. The method of claim 35, wherein the extent to which expression of the gene occurs is determined by measuring the product or function resulting from the activity of the gene in a) i).
【請求項39】 産物または機能が、ヒアルロン酸、リン酸化ステロイド産
生早期調節タンパク質、プロゲステロン、プロスタグランジン、アクチビンβB
:アクチビンβB、インヒビンα:アクチビンβB、黄体形成ホルモンレセプタ
ーの結合の結果として産生される産物および黄体形成ホルモンレセプターへのリ
ガンドの結合の結果として産生される産物からなる群より選ばれる、請求項38
記載の方法。
39. The product or function of the protein is hyaluronic acid, phosphorylated steroid production early regulatory protein, progesterone, prostaglandin, activin βB
39. An activin βB, inhibin α: activin βB, selected from the group consisting of a product produced as a result of binding of a luteinizing hormone receptor and a product produced as a result of binding of a ligand to a luteinizing hormone receptor.
The described method.
【請求項40】 さらに、対照サンプルにおいて発現が生ずる程度と(c)
における発現の程度を比較する工程(d)を含む、請求項35記載の方法。
40. The degree of expression occurring in the control sample and (c)
36. The method of claim 35, comprising the step of comparing the degree of expression in (d).
【請求項41】 a)i)顆粒膜細胞; ii)GDF−9;および iii)評価対象の薬剤、 を合せる工程; b)顆粒膜細胞上のレセプターへのGDF−9の結合に適する条件下に(a)に
おいて調製された合せ物を維持する工程;ならびに c)顆粒膜細胞上のレセプターへのGDF−9の結合の際に生ずるレセプターへ
のGDF−9の結合により調節されるuPA遺伝子の発現の程度を測定する工程
、を含み、高濃度のGDF−9の存在下におけるuPAの産生の減少が、該薬剤
が生殖能力を増強することを示す、生殖能力を増強する薬剤の同定方法。
41) combining a) i) granulosa cells; ii) GDF-9; and iii) the agent to be evaluated; b) conditions suitable for binding GDF-9 to a receptor on the granulosa cells. Maintaining the combination prepared in (a); and c) the regulation of the uPA gene regulated by binding of GDF-9 to the receptor resulting upon binding of GDF-9 to the receptor on granulosa cells. Measuring the degree of expression, wherein a reduction in uPA production in the presence of high concentrations of GDF-9 indicates that the agent enhances fertility.
【請求項42】 a)i)GDF−9のレセプターと該レセプターへのGD
F−9の結合により遺伝子の発現が調節される遺伝子を有する細胞;および ii)評価対象の薬剤、 を合せる工程; b)細胞上のレセプターへのGDF−9の結合に適する条件下に(a)において
調製された合せ物を維持する工程;ならびに c)レセプターへのGDF−9の結合により調節される遺伝子の発現が生ずる程
度を測定する工程、 を含み、評価対象の薬剤の存在下における遺伝子の発現が、該薬剤がGDF−9
のアゴニストであることを示す、GDF−9のアゴニストである薬剤の同定方法
42) a) i) GDF-9 receptor and GD for the receptor
Combining a cell having a gene whose gene expression is regulated by F-9 binding; and ii) an agent to be evaluated; b) under conditions suitable for binding GDF-9 to a receptor on the cell (a C) determining the extent to which expression of the gene regulated by the binding of GDF-9 to the receptor occurs, and c) determining the degree of expression of the gene in the presence of the drug to be evaluated. Expression of GDF-9
A method for identifying a drug that is an agonist of GDF-9, wherein the drug is an agonist of GDF-9.
【請求項43】 アゴニストが生殖能力を増強する請求項42記載の方法。43. The method of claim 42, wherein the agonist enhances fertility. 【請求項44】 a)i)GDF−9のレセプターと該レセプターへのGD
F−9の結合により遺伝子の発現が調節される遺伝子を有する細胞; ii)GDF−9;および iii)評価対象の薬剤、 を合せる工程; b)細胞上のレセプターへの薬剤の結合に適する条件下にa)において調製され
た合せ物を維持する工程;ならびに c)細胞上のレセプターへの薬剤の結合が生ずる程度を測定する工程、 を含み、GDF−9レセプターへの薬剤の結合が、該薬剤がGDF−9のアゴニ
ストであることを示す、GDF−9のアゴニストである薬剤の同定方法。
44) a) i) GDF-9 receptor and GD for the receptor
A cell having a gene whose expression is regulated by F-9 binding; ii) GDF-9; and iii) a drug to be evaluated; b) conditions suitable for binding the drug to a receptor on the cell Maintaining the combination prepared in a) below; and c) determining the extent to which binding of the drug to the receptor on the cell occurs, wherein the binding of the drug to the GDF-9 receptor is A method for identifying a drug that is an agonist of GDF-9, wherein the method indicates that the drug is an agonist of GDF-9.
【請求項45】 a)i)GDF−9のレセプターと該レセプターへのGD
F−9の結合により遺伝子の発現が調節される遺伝子を有する細胞; ii)GDF−9;および iii)評価対象の薬剤、 を合せる工程; b)細胞上のレセプターへの薬剤の結合に適する条件下にa)において調製され
た合せ物を維持する工程;ならびに c)細胞上のレセプターへの薬剤の結合が生ずる程度を測定する工程、 を含み、GDF−9レセプターへの薬剤の結合が、該薬剤がGDF−9のアンタ
ゴニストであることを示す、GDF−9のアンタゴニストである薬剤の同定方法
45) a) i) GDF-9 receptor and GD for said receptor
A cell having a gene whose expression is regulated by F-9 binding; ii) GDF-9; and iii) a drug to be evaluated; b) conditions suitable for binding the drug to a receptor on the cell Maintaining the combination prepared in a) below; and c) determining the extent to which binding of the drug to the receptor on the cell occurs, wherein the binding of the drug to the GDF-9 receptor is A method for identifying a drug that is an antagonist of GDF-9, wherein the method indicates that the drug is an antagonist of GDF-9.
【請求項46】 アンタゴニストが生殖能力を阻害する請求項46記載の方
法。
46. The method of claim 46, wherein said antagonist inhibits fertility.
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