JPH08506240A - ヒトセロトニン受容体(5−ht▲4b▼)をコードするdna及びその使用 - Google Patents
ヒトセロトニン受容体(5−ht▲4b▼)をコードするdna及びその使用Info
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、哺乳動物5−HT4B受容体をコードする単離された核酸分子およびヒト5−HT4B受容体をコードする単離された核酸分子、哺乳動物5−HT4B受容体である単離されたタンパク、哺乳動物5−HT4B受容体をコードする単離された核酸分子を具備するベクター、ヒト5−HT4B受容体をコードする単離された核酸分子を具備するベクター、このようなベクターを具備する哺乳動物細胞、該5−HT4B受容体に向けられた抗体、哺乳動物若しくはヒト5−HT4B受容体をコードする核酸を検出するために有効な核酸プローブ、哺乳動物若しくはヒト5−HT4B受容体をコードする核酸分子の何れかの配列に相補的なアンチセンスオリゴヌクレオチド、ヒト5−HT4B受容体に関連した薬剤組成物を提供する。本発明は更に、リガンドの結合を検出すること、発現を検出すること、薬剤のスクリーニング、およびヒト5−HT4B受容体に関連した異常を緩和するための治療を提供する。
Description
【発明の詳細な説明】
ヒトセロトニン受容体(5−HT 4B)をコードする
DNA及びその使用
〔発明の背景〕
この出願の全体を通して、括弧内の部分的な引用により種々の刊行物が参照さ
れる。これらの刊行物の完全な記述は、明細書の最後、即ち請求の範囲の直前に
見出しうる。これら刊行物の開示は全体として、本発明が属する技術の状態をよ
り完全に記述するために、参照としてこの出願に組み込まれる。
この出願、即ちヒトセロトニン受容体(5−HT4B)をコードするDNA及び
その使用の主発明は、IUPHARの「セロトニン受容体命名委員会」によって
「5−HT7」と改名された「5−HT4B」受容体に関する。従って、5−HT4 B
受容体及び5−HT4B受容体をコードする核酸分子に直接又は間接に関連する
全てのクレームは、5−HT7受容体および5−HT7受容体をコードする核酸分
子も包含する。
一次アミノ酸配列およびシグナルトランスダクションデーター(signal trans
duction data)は、4種のクローン化された5−HT1様受容体、3種のクロー
ン化された5−HT2受容体、および1種の5−HT3受容体が現在確認されてい
る。これらの受容体の配列相同性並びにシグナルトラ
ンスダクシヨン経路(signal transduction pathway)の分析により、これらの
属性に基づいたグループ分けができる。5−HT1サブファミリーは、5−HT1 A
(Fargin,1988;Kobilka,1989)、5−HT1B/5−HT1Dβ(Weinshank e
t al.,1991など)、5−HT1Dα(Branchek et al.,1992;Hamblin and Met
calf,1991;Weinshank et al.,1992)、5−HT1E(Levyet al.,1992;McA
llister et al.,1992,Zgombi-ck et al.,1992)および5HT1F(Adham e
t al.,1993)を含む。これらのサブタイプは、>50%のトランスメンブラン
アミノ酸の同一性を有し、アデニレートシクラーゼの阻害に結びつけれられる。
5−HT2ファミリーには、5−HT2受容体(Pritchett et al.,1988)、5−
HT1c(Juliuset al.,1989)、および5−HT2F(ラット胃基底部;Foquet e
t al.,1992;Kursar etal.,1992)が含まれる。これらの受容体は、>70%
のアミノ酸の相同性を有し、ホスフィノイノシチド加水分解に結びつけられる。
5−HT3受容体は、リガンド依存性イオンチャンネルであることが示されてい
る(Maricqet al.,1991)。他のリガンド依存性イオンチャンネルは十分な異質
性を示すが、5−HT3受容体の異質性については議論の余地がある。このシリ
ーズから明らかに欠失しているのが5−HT4受容体である。組織からのセカン
ドメッセンジャーカップリングの研究で、シグナルトランスダクションの一次形
態(primary mode)としてアデニレートシクラーゼの活
性化が示された(Dumiuset al.,1988;Bockaert etal.,1990)。我々は、アデ
ニレートシクラーゼ活性の刺激に結びつけられる初めての哺乳動物5−HT受容
体(これを我々は5−HT4Bと命名することを提案する。)のクローニングを報
告する。この受容体の薬理学的な性質は、ブタ大動脈(Trevethick et al.,198
4)、ネコ伏在静脈、冠状動脈(Cushing and Cohen,1992)において説明された
一連の機能的に同定されている5−HT受容体、および幾つかの血管拡張作用(
Mylecharane and Phillips1989)と同様である。これらの受容体は、アンギーナ
、冠状動脈疾患、アテローム硬化症、および発作となりうる大脳血管障害におけ
る治療の利益の可能性を示す単離された血管における収縮および弛緩応答の基礎
となるように思われる。CNSにこのサブタイプがあることは、より高い認識過
程の疾患並びに自立神経性の機能の制御に使用できる可能性も示唆する。
〔本発明の概要〕
本発明は、哺乳動物5−TH4B受容体をコードする単離された核酸分子を提供
する。本発明の好ましい態様では、単離された核酸分子は、ヒト5−HT4B受容
体をコードする。本発明の他の態様では、該核酸分子は、pcEXV−5−HT4B
(ATCC受付番号第75332)と称されるプラスミドを含有する。
本発明は、哺乳動物5−HT4B受容体をコードする核酸分子の配列の範囲に含
まれる配列と特異的にハイブリダイズ
できる少なくとも15のヌクレオチドよりなる核酸分子を含有する核酸プローブ
を提供する。本発明はまた、ヒト5−HT4B受容体をコードする核酸分子の配列
の範囲に含まれる配列と特異的にハイブリダイズできる少なくとも15のヌクレ
オチドよりなる核酸分子を提供する。
本発明は、mRNA分子の翻訳を阻害するような哺乳動物5−HT4B受容体を
コードするmRNA分子に特異的に結合することができる配列を有するアンチセ
ンスオリゴヌクレオチドを提供する。本発明はまた、mRNA分子の翻訳を阻害
するようなヒト5−HT4B受容体をコードするmRNA分子に特異的に結合する
ことができる配列を有するアンチセンスオリゴヌクレオチドを提供する。
本発明は、哺乳動物5−HT4B受容体に向けられたモノクローナル抗体を提供
する。本発明はまた、ヒト5−HT4B受容体に対するモノクローナル抗体を提供
する。
本発明は、哺乳動物5−HT4B受容体の過剰発現でもたらされる異常を緩和す
るのに効果的な量の物質および薬剤的に許容しうる担体を含有する薬剤組成物、
並びに哺乳動物5−HT4B受容体の過少発現で起こる異常を緩和するのに有効な
量の物質および薬剤的に許容しうる担体を含有する薬剤組成物を提供する。
本発明は、ヒト5−HT4B受容体の過剰発現で起こる異常を緩和するのに有効
な量の物質及び薬剤的に許容しうる担体を含有する薬剤組成物を提供する。本発
明はまた、ヒト5−HT4B受容体の過少発現で起こる異常を緩和するのに有
効な量の物質及び薬剤的に許容しうる担体を含有する薬剤組成物を提供する。
本発明は、そのゲノムが哺乳動物5−HT4BをコードするDNAを含有するヒ
ト以外のトランスジェニック哺乳動物であって、該DNAが、哺乳動物5−HT4B
受容体をコードするmRNAに対して相補的なアンチセンスmRNA中に転写
されるようにゲノムの範囲内に位置され、該相補的なmRNAが、哺乳動物5−
HT4B受容体をコードするmRNAにハイブリダイズされたとき、該相補的なm
RNAが、哺乳動物5−HT4B受容体をコードするmRNAの翻訳を低下させる
ものを提供する。
本発明はまた、そのゲノムがヒト5−HT4BをコードするDNAを含有するヒ
ト以外のトランスジェニック哺乳動物であって、該DNAが、ヒト5−HT4B受
容体をコードするmRNAに対して相補的なアンチセンスmRNAに転写される
ようにゲノムの範囲内に位置され、該アンチセンスmRNAが、ヒト5−HT4B
受容体をコードするmRNAにハイブリダイズされたとき、該相補的なmRNA
が、ヒト5−HT4B受容体をコードするmRNAの翻訳を低下させるものを提供
する。
本発明は、そのゲノムが、哺乳動物5−HT4B受容体をコードするDNAを含
有するヒト以外のトランスジェニック哺乳動物であって、該DNAが、哺乳動物
5−HT4B受容体をコードするmRNAに相補的であるアンチセンスmRNAに
転写されるようにゲノムの範囲内に位置され、該アンチ
センスmRNAが、該5−HT4B受容体をコードするmRNAにハイブリダイズ
されたとき、これによって該アンチセンスmRNAが、5−HT4B受容体をコー
ドするmRNAの翻訳を妨害するものを提供する。
本発明はまた、そのゲノムが、ヒト5−HT4B受容体をコードするDNAを含
有するヒト以外のトランスジェニック哺乳動物であって、該DNAが、ヒト5−
HT4B受容体をコードするmRNAに相補的であるアンチセンスmRNAに転写
されるようにゲノムの範囲内に位置され、該アンチセンスmRNAが、ヒト5−
HT4B受容体をコードするmRNAにハイブリダイズされたとき、該アンチセン
スmRNAが、これによって5−HT4B受容体の翻訳を妨害するものを提供する
。
本発明は、細胞表面の哺乳動物5−HT4B受容体と特異的に相互作用して結合
する薬剤を同定するために薬剤をスクリーニングする方法であって、哺乳動物5
−HT4B受容体をコードする単離されたDNAを含有する哺乳動物細胞(これに
よって発現されたタンパクが細胞表面に発現される。)を複数の薬剤と接触させ
、該哺乳動物細胞に結合するこれらの薬剤を決定し、これによって哺乳動物5−
HT4B受容体に特異的に相互作用し、結合する薬剤を同定する方法を提供する。
本発明は、細胞表面上のヒト5−HT4B受容体と特異的に相互作用して結合す
る薬剤を同定するために薬剤をスクリーニングする方法であって、ヒト5−HT4B
受容体をコー
ドする単離されたDNA分子を含有する哺乳動物細胞(これによってコードされ
たタンパクが細胞表面上に発現される。)を複数の薬剤と接触し、該哺乳動物細
胞と結合するこれらの薬剤を決定し、これによってヒト5−HT4B受容体と特異
的に相互作用し、結合する薬剤を同定することを具備した方法を提供する。
本発明はまた、哺乳動物5−HT4B受容体を種々のレベルで発現することの生
理学的影響を決定するための方法であって、哺乳動物5−HT4B受容体発現を調
節する誘導プロモータの使用により哺乳動物5−HT4B受容体発現のレベルが変
化する、ヒト以外のトランスジェニック動物を製造することを具備した方法を提
供する。
本発明はまた、ヒト5−HT4B受容体を種々のレベルで発現することの生理学
的影響を決定するための方法であって、ヒト5−HT4B受容体の発現を調節する
誘導プロモータの使用によりヒト5−HT4B受容体の発現のレベルが変化するヒ
ト以外のトランスジェニック動物を製造することを具備した方法を提供する。
本発明は更に、哺乳動物5−HT4B受容体を種々のレベルで発現することの生
理学的影響を決定するための方法であって、夫々が異なった量の哺乳動物5−H
T4B受容体を発現するヒト以外のトランスジェニック動物のパネルを製造するこ
とを具備した方法を提供する。
本発明は更に、ヒト5−HT4B受容体を種々のレベルで発現することの生理学
的影響を決定するための方法であって、
夫々が異なった量のヒト5−HT4B受容体を発現するヒト以外のトランスジェニ
ック動物のパネルを製造することを具備した方法を提供する。
本発明は、ヒト5−HT4B受容体対立遺伝子の発現に伴う疾患の疾病素因を診
断するための方法であって、a)疾患に履患している対象(subjects)のDNA
を得ること;b)制限酵素のパネルで該DNAの制限消化を行うこと;c)得ら
れたDNAフラグメントをサイジングゲル上で電気泳動的に分離すること;d)
この得られたゲルを、ヒト5−HT4B受容体をコードするDNAと特異的にハイ
ブリダイズでき且つ検出マーカーでラベルされた核酸プローブに接触させること
;e)検出マーカーでラベルされたヒト5−HT4B受容体をコードするDNAに
ハイブリダイズした標識バンドを検出し、該疾患に履患した対象のDNAに特異
的な独特のバンドパターンを形成すること;f)ステップa〜eによる診断のた
めに、得られたDNAを調製すること;およびg)ステップeで得られた前記疾
患に履患している対象のDNAに特異的な独特のバンドパターンと、ステップf
で診断のために得られたDNAのバンドパターンとを比較し、これらパターンが
同一であるか又は異なっているかを決定し、これによって、パターンが同一であ
れば該疾患の疾病素因ありと診断することを具備した方法を提供する。
本発明は、哺乳動物5−HT4B受容体に結合しうることが知られていない物質
であるかどうかを決定するための方法であって、哺乳動物5−HT4B受容体をコ
ードする単離さ
れたDNA分子を含有する哺乳動物細胞と該物質とを、5−HT4B受容体に結合
することが知られている物質を結合する条件下で接触すること、5−HT4B受容
体に結合される任意の物質の存在を検出すること、およびこれによって、該物質
が5−HT4B受容体に結合するか否かを決定することを具備した方法を提供する
。
本発明は、ヒト5−HT4B受容体に結合できることが知られていない物質が、
ヒト5−HT4B受容体に結合できるか否かを決定するための方法であって、ヒト
5−HT4B受容体をコードする単離されたDNA分子を含有する哺乳動物細胞と
該物質とを、ヒト5−HT4B受容体に結合することが知られている物質を結合す
る条件下で接触させること、5−HT4B受容体に結合された任意の物質を検出す
ること、およびこれによって該物質が、5−HT4B受容体に結合するか否かを決
定することを具備した方法を提供する。
〔図面の簡単な説明〕
図1:
新規なヒト5−HT4Bセロトニン受容体のヌクレオチド配列および推定アミノ
酸配列。ヌクレオチドは、5’から3’の方向で示されており、コード領域は、
開始メチオニンから出発して終止コドンで終わるように番号がふられている。長
い読み取り枠による推定アミノ酸配列が、5’および3’の翻訳されない領域と
共に示されている。左右の余白の数字は、ヌクレオチド(上の行)およびアミノ
酸(下の行)の番号を
表し、最初の位置が、それぞれアデノシン(A)および開始メチオニン(M)で
開始されている。
図2:
ヒト5−HT4B受容体クローン(hp78aと称される)と5HT1A、5HT1Dα
、5HT1Dβ、5HT1E、および5HT1Fとの配列アライメントである。出
発のメチオニン(M)から終止コドン(*)までのヒト5−HT4B受容体(第一
行)の推定アミノ酸配列は、ヒト5HT1Aセロトニン受容体クローン(Kobilka
et al.,1987)、5HT1Dαセロトニン受容体クローン(Hamblin et al.,1991
;Wein-shank et al.,1992;Demchyshyn et al.,1992)、5HT1Dβセロトニ
ン受容体クローン(Jin et al.,1992;Weinshank et al.,1992)、5HT1Eセ
ロトニン受容体クローン(Zgombick et al.,1992;Mc-Allister et al.,1992
)、および5HT1Fセロトニン受容体クローン(Adham et al.,提出中)と共に
並べられている。ハイフンは、完全なアライメントに対して必要な追加のスペー
スを表す。灰色の影は、ヒト5−HT4B受容体と同一な受容体クローン中の残基
を示す。アミノ酸配列上の番号は、ヒト5−HT4B受容体のアミノ酸の位置に対
応し、開始メチオニン(M)から始まって終止コドン(*)で終了し、完全なア
ライメントを明らかにするためのスペースを含む。
図3:
5−HT4B受容体遺伝子をコードするmRNAのヒト組
織分布。種々のヒト組織から単離された全RNAは、逆転写酵素を用いたランダ
ムプライミングによって一本鎖DNAに変換された。cDNAは、機能的hp7
8aに特異的なPCRプライマーを用いてPCRによって増幅された。PCR生
成物は、1.5%アガロースゲルにかけられ、ナイロン膜上にブロッティングさ
れ、内部の遺伝子特異的オリゴヌクレオチドにハイブリダイズされた。陽性対照
は、遺伝子特異的な組換えプラスミドよりなる;dH2Oは陰性対照として用い
られた。逆転写酵素で処理されないRNAサンプルのPCR増幅およびサザンン
ブロッティングは陰性であった。
図4:
クローニングされたヒト5−HT4B受容体を発現する、一時的に形質導入され
たCos−7細胞中における5−HTによってもたらされるcAMP酸性の刺激
。完全な細胞のcAMP測定は、方法と材料で説明したとおりである。これらの
データポイントは少なくとも他の2つを代表する単独の実験を3回繰り返したも
のの平均を表す。垂直の棒は、S.E.M.を表す。データは、放出されたcA
MPを基にしたパーセントとして示されている(基底、0.053±0.004
pmol/ml/10分)。
図5:
クローニングされたヒト5−HT4B受容体を発現する、一時的に形質導入され
たCos−7細胞中における5−CTによってもたらされるcAMP酸性の刺激
。完全な細胞のcAMP測定は、方法と材料で説明したとおりである。これら
のデータポイントは少なくとも他の2つを代表する単独の実験を3回繰り返した
ものの平均を表す。垂直の棒は、S.E.M.を表す。データは、放出されたc
AMPを基にしたパーセントとして示されている(基底、0.053±0.00
4pmol/ml/10分)。
〔発明の詳細な説明〕
本発明は、哺乳動物5−HT4B受容体をコードする単離された核酸分子を提供
する。本発明は更に、ヒト5−TH4B受容体をコードする単離された核酸分子を
提供する。ここで用いる「単離された核酸分子」の語は、天然に存在しない核酸
分子、即ち天然に存在しない形態の分子を意味する。このような単離された核酸
分子の例は、RNA、cDNA、又は哺乳動物5−HT4B受容体又はヒト5−H
T4B受容体をコードする単離されたゲノミックDNAである。ここで使用される
「5−HT4B受容体」は、生理学的条件下で、神経伝達物質セロトニンに対して
実質的に特異的であり、飽和でき、セロトニンに対して高い親和性を有し、アデ
ニレートシクラーゼの活性と関連した活性を有する分子を意味する。本発明の一
態様は、哺乳動物5−HT4B受容体をコードする単離された核酸分子である。他
の好ましい態様は、ヒト5−HT4B受容体をコードする単離された核酸分子であ
る。このような分子は、図1に示されたコーディング配列と実質的に同じコーデ
ィング配列を有しうる。図1のDNA分子は(配列番号1)、ヒト5−HT4B受
容体の配列をコードす
る。哺乳動物5−HT4B受容体を単離する1つの手段は、当該技術で周知の方法
を用いて、天然または人工的にデザインされたDNAプローブで哺乳動物のゲノ
ミックライブラリーをプロービングすることである。本発明の好ましい態様では
、哺乳動物5−HT4B受容体は、ヒトタンパクであり、ヒト5−HT4B受容体を
コードする核酸分子は、ヒトゲノミックライブラリーおよびヒトcDNAライブ
ラリーから単離される。ショウジョウバエ(Drosophila)セロトニン受容体遺伝
子DRO5HT Rから誘導されるオーバーラッピング膜内外オリゴヌクレオチ
ドプローブは、この目的のための有効なプローブである。ヒト5−HT4B受容体
をコードするDNAおよびcDNA分子は、ヒト、哺乳動物若しくは他の動物源
から相補的ゲノミックDNA、cDNAまたはRNAを得るために使用されるか
、または以下に詳細に説明する方法を用いて、cDNAまたはゲノミックライブ
ラリーのスクリーニングによって関連するcDNAクローンまたはゲノミックク
ローンを単離するために使用され得る。これによって、単離されたクローンの5
′非翻訳領域からの転写調節因子が得られ、また単離された遺伝子の3′および
5′非翻訳領域からの他の安定性決定領域、プロセッシング決定領域、転写決定
領域、翻訳決定領域および組織特異性決定領域が得られる。
本発明は、正常な5−HT4B受容体活性を有する分子をコードできないように
突然変異され、且つ本来の5−HT4B受容体を発現しない単離された核酸分子を
提供する。本
発明で提供される突然変異された核酸分子の例は、転写RNAがタンパクに翻訳
されないようにコーディング配列に挿入されたインフレーム(in-frame)終止コ
ドンを有する単離された核酸分子である。
本発明は更に、哺乳動物5−HT4B受容体をコードするcDNA分子であって
、該cDNA分子が、図1(配列番号1)に示されるコーディング配列と実質的
に同様なコーディング配列を有する分子を提供する。本発明はまた、ヒト5−H
T4B受容体をコードするcDNA分子であって、該cDNA分子が、図1(配列
番号1)に示されたコーディング配列と実質的に同様であるコーディング配列を
有する分子を提供する。これらの分子およびこれたらの等価体は、上記の手段に
よって得られる。
本発明はまた、哺乳動物5−HT4B受容体である単離されたタンパクを提供す
る。本発明の好ましい態様では、該タンパクは、図1(配列番号1および2)に
示されたアミノ酸配列と実質的に同様なアミノ酸配列を有するヒト5−HT4B受
容体タンパクである。本発明の他の態様では、該タンパクは、図1(配列番号1
および2)に示されるアミノ酸配列と実質的に同様のアミノ酸配列を有するネズ
ミ5−HT4B受容体タンパクである。ここで使用される「単離されたタンパク」
の語は、他の細胞性成分を含まないタンパク分子を包含することを意図している
。単離された哺乳動物5−HT4B受容体タンパクを得るための1つの手段は、当
業者に周知の方法を用いて、バクテリア、酵母、または哺乳動物細
胞のような適切なホスト中で、5−HT4B受容体をコードするDNAを発現し、
該DNAがこのようなホスト中で発現された後に、再度当該技術で周知の方法を
用いて受容体タンパクを回収することである。該受容体はまた、これを発現する
細胞、特に、以下で更に詳細に説明される発現ベクターで形質導入された細胞か
らも単離される。
本発明は、哺乳動物5−HT4B受容体をコードする、DNA、RNA、または
cDNAのような単離された核酸分子を具備するベクターを提供する。本発明は
更に、ヒト5−HT4B受容体をコードする、DNA、RNA、またはcDNAの
ような単離された核酸分子を具備するベクターを提供する。ベクターの例には、
バクテリオファージ(λファージを含むがこれに限定されない。)、動物ウイル
ス(バキュロウイルス、ネズミ白血病ウイルス、およびヘルペスウイルスが含ま
れるがこれらに限定されない。)、コスミド、プラスミド(ニュージャージー州
ピスキャタウエイのファルマシア社から入手可能なpUC18のようなもの。)
および他の組換えベクターである。核酸分子は、当業者に周知の方法によってベ
クターゲノムに挿入される。このようなプラスミドの例は、図1(配列番号1)
に示されるコーディング配列と実質的に同様なコーディング配列を有するcDN
Aを具備したプラスミドであり、ATTC受付番号75332として寄託された
クローンpcEXV−5HT4Bと称される。
他の方法として、これらのベクターを得るためには、挿入DNAとベクターD
NAの両者を一つの制限酵素で処理し、
両方の分子に塩基対が相互に相補的である末端を生成させ、次いでリガーゼで連
結すればよい。或いは、ベクターDNAの制限酵素部位に対応するリンカーを挿
入DNAに連結し、次いで該部位で切断する制限酵素で消化してもよい。他の手
段を用いることも可能である。
本発明はまた、バクテリア細胞、酵母細胞、または哺乳動物細胞における発現
に適合した哺乳動物5−HT4B受容体をコードするDNA分子を具備するベクタ
ーおよびヒト5−HT4B受容体をコードするDNA分子を具備したベクターであ
って、更に、哺乳動物5−HT4B受容体をコードするDNAまたはヒト若しくは
哺乳動物5−HT4B受容体をコードするDNAを発現するように、これらのDN
Aに対して相対的に配置された、前記バクテリア、酵母細胞、哺乳動物細胞、ま
たは昆虫細胞内での前記DNAの発現のために必要な調節要素を具備するベクタ
ーを提供する。図1に示されるコーディング配列と実質的に同じコーディング配
列を有するDNAは、ヒト5−HT4B受容体を発現するこれらのベクターに有効
に挿入されうる。発現に必要な調節要素は、RNAポリメラーゼに結合するプロ
モータ配列およびリボゾームに結合するための転写開始配列を含有する。例えば
、バクテリア発現ベクターにはlacプロモータのようなプロモータと、転写開
始のためのシャイン・ダルガノ配列および開始コドンAUGとが含まれる(Mani
atis,et al.,Mole-cular Cloning,Cold Spring Harbor Laboratory,1982)
。同様に、真核細胞発現ベクターには、RNAポリ
メラーゼのための異種または同種プロモータ、下流のポリアデニル化シグナル、
開始コドンAUGおよびリボゾーム脱離のための終止コドンが含まれる。更に、
組換えバキュロウイルスのような昆虫細胞発現ベクターは、昆虫細胞中に挿入さ
れた遺伝子の発現のための多角形遺伝子(polyhedringene)を使用する。このよ
うなベクターは、商業的に入手可能でありうるか、または当該技術において周知
の方法、例えば一般にベクターを構築するための上記方法によって、記述された
配列から組み立ててもよい。発現ベクターは、該受容体を発現する細胞を製造す
るために有用である。このような細胞の一定の使用について、以下により詳細に
説明する。
本発明の一態様では、プラスミドは、バクテリア細胞、酵母細胞、昆虫細胞、
または特に哺乳動物細胞における発現に適している。該プラスミドは、哺乳動物
5−HT4B受容体をコードするDNA分子若しくはヒト5−HT4B受容体をコー
ドするDNA分子、および、哺乳動物5−HT4B受容体をコードするDNAまた
はヒト若しくは哺乳動物5−HT4B受容体をコードするDNAを発現するように
、これらのDNAに対して相対的に配置された、該バクテリア細胞、酵母細胞、
昆虫細胞または哺乳動物細胞中のDNAの発現に必要な調節要素を具備する。適
切なプラスミドには、哺乳動物細胞、例えばEVJB、EXV−3中の発現に適
したプラスミドが含まれうるが、これらに限定されない。哺乳動物細胞中での発
現に適したこのようなプラスミドの例は、図1(配列番号1)に示されるコーデ
ィング配列と実質的に同様なコ
ーディング配列を有するcDNA、および哺乳動物細胞中の該DNAの発現に必
要な調節要素を具備したプラスミドである。このプラスミドは、pcEXV−5
−HT4Bと称され、ATCC受付番号75332として寄託された。当業者であ
れば、哺乳動物またはヒト5−HT4B受容体をコードするDNA及びこのような
DNAを哺乳動物細胞内で発現するために必要な調節要素を具備した哺乳動物細
胞内での発現に適用される多くのプラスミが、現存するプラスミドを利用して、
これを前記DNAの哺乳動物細胞内での発現に必要な調節要素を適切に含ませる
ために適用することによって構築され得ることを容易に認めるであろう。該プラ
スミドは、発現ベクターおよび一般のベクターについて説明した上記方法によっ
て、並びに当該技術において周知の他の方法によって構築され得る。
上記で述べた寄託は、特許手続き上の微生物の寄託の国際的承認に関するブダ
ペスト条約に従い、これを満たすように、メリーランド州20852ロックウイ
ル12301パークローンドライブのアメリカン・タイプ・カルチャー・コレク
ション(ATCC)に対して行なわれた。
本発明は、哺乳動物細胞内での発現に適合したプラスミドを具備する哺乳動物
細胞のような哺乳動物5−HT4B受容体をコードするDNA分子を具備する哺乳
動物細胞であって、哺乳動物5−HT4B受容体をコードするDNA分子および哺
乳動物細胞内での前記DNAの発現のために必要な、哺乳動物5−HT4B受容体
をコードするDNAに対してその発
現を可能とするように相対的に配置された調節要素とを具備した哺乳動物細胞を
提供する。本発明は、哺乳動物細胞内での発現に適合したプラスミドを具備する
哺乳動物細胞のようなヒト5−HT4B受容体をコードするDNA分子を具備する
哺乳動物細胞であって、ヒト5−HT4B受容体をコードするDNA分子および哺
乳動物細胞内での前記DNAの発現のために必要な、ヒト5−HT4B受容体をコ
ードするDNAに対してその発現を可能とするように相対的に配置された調節要
素とを具備した哺乳動物細胞を提供する。マウス繊維芽細胞NIH3T3、CH
O細胞、HeLa細胞、LM(tk−)細胞、Cos細胞等を含む多くの哺乳動
物細胞が、ホストとして用いられ得る。上述したような発現ベクターは、リン酸
カルシウム沈殿法のような当該技術で周知の方法によって哺乳動物細胞を形質導
入するために使用されうる。また、さもなければ、ヒト若しくは哺乳動物5−H
T4B受容体をコードするDNAを、例えばマイクロインジェクション法によって
哺乳動物に挿入し、ヒト若しくは哺乳動物5−HT4B受容体をコードするDNA
(例えばcDNA若しくはプラスミド)を具備した哺乳動物細胞を得ることがで
きる。プラスミドpcEXV−5HT4Bを具備し、発現するLM(tK−)細胞
は、上記のATCCに寄託され、ATCC受付番号CRL11166が付与され
た。
本発明は、ヒト5−HT4B受容体をコードする核酸分子の配列内に含まれる配
列、例えば図1(配列番号1)に示される配列の範囲内に含まれるコーディング
配列と特異的にハ
イブリダイズできる少なくとも15の核酸分子を含有する核酸プローブを提供す
る。ここで使用される「特異的にハイブリダイズする」という語句は、核酸分子
がそれ自身の配列に対して相補的なヌクレオチド配列を認識し、相補的な塩基対
の間の水素結合を介して二重螺旋セグメントを形成する能力を意味する。核酸プ
ローブ技術は当業者に周知であり、該当業者は、このようなプローブはその長さ
が大きく変化し得ること、および該プローブの検出を容易にするために放射性ア
イソトープまたは蛍光色素のような検出ラベルで標識され得ることを容易に理解
するであろう。ヒト5−HT4B受容体をコードする核酸の検出は、5−HT4B受
容体の発現のレベルが変化される任意の疾患プロセスに対する診断テストとして
有用である。DNAプローブ分子は、全て当該技術において周知の方法を用いて
、5−HT4B受容体またはこれらのフラグメントをコードするDNA分子を、プ
ラスミド若しくはバクテリオファージのような適切なベクターに挿入し、次いで
これを適切なバクテリアホスト細胞に挿入し、DNAプローブを複製および回収
することによって製造される。例えば、該DNAは、該DNAのフェノール若し
くはエタノールを用いて細胞溶解物から抽出され、既述したベクター中への該D
NAの挿入部位に対応する制限酵素で消化され、電気泳動され、得られたゲルか
ら切り出され得る。このようなDNA分子の例は図1に示されている。該プロー
ブは、「insitu」のハイブリダイゼーション又はこの遺伝子ファミリーを発現す
る組織の位置を捜し出すために有用であるか、ま
たは種々の生物学的組織におけるこれら遺伝子若しくはそのmRNAの存在を調
べるための他のハイブリダイゼーションアッセイのために有用である。加えて、
哺乳動物5−HT4B受容体をコードするDNA分子の配列に相補的であるか、ま
たはヒト5−HT4B受容体をコードするDNA分子の配列に相補的な合成オリゴ
ヌクレオチド(DNA合成機で製造されたもの)は、これら遺伝子若しくはその
関連mRNAのプローブとして有用であり、或いはゲノム若しくはcDNAライ
ブラリーの相同性スクリーニングによる関連遺伝子の単離またはポリメラーゼ・
チェーン反応のような増幅技術を用いることによる関連遺伝子の単離のために有
用である。
本発明はまた、5−HT4B受容体をコードするmRNAの存在を検出ことによ
る細胞表面のヒト5−HT4B受容体の発現を検出する方法を提供する。本発明は
更に、哺乳動物5−HT4B受容体をコードするmRNAの存在を検出することに
よる細胞表面の哺乳動物5−HT4B受容体の発現を検出する方法を提供する。こ
れらの方法は、当該技術において周知の方法を用いて細胞から全mRNAを得、
そのようにして得られたmRNAを、ハイブリダイズする条件下で上記のような
核酸プローブと接触させ、該プローブにハイブリダイズしたmRNAの存在を検
出し、これによって細胞による該受容体の発現を検出することを具備する。mR
NA分子のような標的核酸分子へのプローブのハイブリダイゼーションは、当該
技術で周知の技術を用いる。しかし、本発明の一態様では、核酸は溶解された細
胞から沈殿によって抽出され、
mRNAが、該mRNA分子のポリA−尾部を結合するカラムを用いて該抽出物
から単離される(Maniatis,T.etal.,Molecular Cloning;Cold Spring Harbo
rLaboratory,pp.197-98(1982))。次いで、該mRNAはニトロセルロース
膜上の放射能でラベルされたプローブに曝され、該プローブは相補的なmRNA
配列にハイブリダイズし、これをラベルする。結合は、オートラジオグラフィー
又はシンチレーション計数によって検出され得る。しかし、これらのステップを
実行するための他の方法が当業者に周知であり、上記の議論は単なる例に過ぎな
い。
本発明は、ヒト5−HT4B受容体をコードするmRNA分子の何れかの配列と
特異的に結合してヒト5−HT4B受容体の翻訳を妨害することができる配列を有
するアンチセンスオリゴヌクレオチドを提供する。本発明はまた、哺乳動物5−
HT4B受容体をコードするmRNA分子の何れかの配列と特異的に結合して、哺
乳動物5−HT4B受容体の翻訳を妨げることができる配列を有するアンチセンス
オリゴヌクレオチドを提供する。ここで使用される「特異的に結合する」という
語句は、核酸配列がそれ自身に相補的である核酸分子を認識し、相補的な塩基対
の間の水素結合を介して二重螺旋セグメントを形成するアンチセンスオリゴヌク
レオチドの能力を意味する。該アンチセンスオリゴヌクレオチドは、その配列が
図1に示されているcDNAの何れかの配列と特異的に結合できる配列を有する
。アンチセンスオリゴヌクレオチドの特別な例は、ヌクレオチドの化学的類似体
を具備するア
ンチセンスオリゴヌクレオチドである。
本発明はまた、細胞膜を通過し、細胞内の5−HT4B受容体をコードするmR
NAと特異的に結合し、その翻訳を妨げることによってヒト5−HT4B受容体の
発現を低下させるのに効果的な上記オリゴヌクレオチドの有効量と、細胞膜を通
過できる薬剤的に許容しうる疎水性の担体とを含有する薬剤組成物を提供する。
本発明は更に、細胞膜を通過し、細胞内の哺乳動物5−HT4B受容体をコードす
るmRNAと特異的に結合し、その翻訳を妨げることによって哺乳動物5−HT4B
受容体の発現を低下させるのに効果的な上記オリゴヌクレオチドの有効量と、
細胞膜を通過できる薬剤的に許容しうる疎水性の担体とを含有する薬剤組成物を
提供する。ここで使用される「薬剤的に許容しうる担体」の語には、リン酸塩で
緩衝された生理食塩水、水、および油/水若しくは水/油エマルジョンのような
エマルジョン、並びに種々のタイプの湿潤剤のような何れかの標準的な薬剤担体
が包含される。該オリゴヌクレオチドは、リボザイムのようなmRNAを不活性
化する物質にカップリングしうる。細胞膜を通過することができる薬剤的に許容
しうる疎水性担体も、選択された細胞のタイプに特異的なトランスポーターに結
合し、これによって選択された細胞タイプの細胞によって取り込まれる構造を具
備し得る。該構造は、細胞タイプに特異的なトランスポーターに結合することが
知られたタンパク(例えば膵臓細胞を標的とするインスリン分子)の一部であり
得る。図1に示したコーディング配列と実質的に同じコーディング配列
を有するDNA分子は、この薬剤組成物のオリゴヌクレオチドとして使用され得
る。
本発明は、5−HT4B受容体の発現を低下させることによって緩和される異常
を治療する方法を提供する。この方法は、対象による5−HT4B受容体の発現を
低下するのに効果的な上記薬剤組成物の有効量を対象に投与することを具備する
。
本発明は更に、5−HT4B受容体活性に関連した異常症状を治療する方法であ
って、対象による5−HT4Bの発現を低下させるのに効果的な上記薬剤組成物の
所定量を対象に投与することを具備した方法を提供する。このような異常症状の
例には、アンギーナ、冠状動脈疾患、アテローム硬化症、および発作となりうる
大脳血管障害、過敏性の腸の症候群(irritable bowel syndrome)若しくは他の
消化器部分の疾患、CNS疾患、痛みの感知、感情の疾患、精神分裂症を含む(
但しこれに限定されない)より高度の認識的過程の疾患、並びに自律神経作用の
コントロールがある。
アンチセンスオリゴヌクレオチド薬剤は、5−HT4B受容体をコードするmR
NAの翻訳を阻害する。合成アンチセンスオリゴヌクレオチド、または他のアン
チセンス化学構造は、5−HT4B受容体をコードするmRNAに結合し、5−H
T4B受容体の翻訳を阻害するように設計され、患者内の5−HT4B受容体の発現
を阻害する薬剤として有効である。本発明は、ヒト若しくは哺乳動物5−HT4B
受容体の発現レベルを、該5−HT4B受容体をコードするmRNA
の翻訳を阻害する合成アンチセンスオリゴヌクレオチド薬剤(SAOD)を使用
することによって、治療的に変更するための手段を提供する。mRNAを認識し
て選択的に結合するように設計された合成アンチセンスオリゴヌクレオチド、ま
たは他のアンチセンス化学構造は、DNA、RNAまたは化学的に修飾された人
工核酸の図1に示したヌクレオチド配列の一部に対して相補的であるように構築
される。このSAODは、注射によって患者に投与するために、血流中で安定で
あるように設計される。或いは、患者から取り出した細胞に対して投与するため
に、実験室における細胞培養条件において安定であるように設計される。SAO
Dは、細胞の細胞質内に入り込むことを目的として、細胞膜を透過できるように
設計される。SAODの細胞質内への入り込みは、該SAODの細胞膜を透過可
能とする物理的および化学的性質(例えば、小さい疎水性SAOD化学構造を設
計することにより達成される)によって、或いは該SAODを認識してこれを細
胞内に輸送する細胞内の特異的な輸送系によって可能になる。加えて、このSA
ODは一定の選択された細胞ポピュレーションにだけ投与されるように設計され
得る。これは、SAODを狙い撃ちする細胞の特異的な取り込みメカニズム、即
ち、該SAODに結合してこれを一定の選択された細胞ポピュレーション内にの
み取り込むメカニズムが、該SAODを認識することによって達成される。例え
ば、SAODは、上記のように一定の細胞タイプにのみ見出されるトランスポー
ターと結合するように設計され得る。SAODはまた、標的mR
NA配列(図1に示した配列内に含まれる配列に対応し得る)を認識し、該mR
NAに対する相補的な塩基対によってこれに選択的に結合するように設計される
。結局のところ、このSAODは次の三つのメカニズムの何れかによって、標的
mRNA配列を不活性化するように設計される:1)標的mRNAに結合して、
RNAseI消化のような固有の細胞メカニズムにより該mRNAの分解を誘発
させる;2)翻訳調節因子またはリボゾームの結合を妨害することにより、標的
mRNAの翻訳を阻害する;3)リボザイム配列または反応性化学基のような、
標的mRNAを分解しまたは化学的に修飾する他の化学構造を含める。合成アン
チセンスオリゴヌクレオチド薬剤は、mRNA標的に向けられたとき、上記の特
性を発揮できることが示されている(J.S.Cohen,Trends in Pharm.Sci.10
,435(1989);H.M.Weintraub,Sci.Am.January(1990)p.40)。加えて、
リボザイムをアンチセンスオリゴヌクレオチドに結合させることは、標的mRN
Aを不活性化するための有望な戦略である(N.Sarver et al.,Science 247,1
222(1990))。注射によって患者に投与されるように設計されれば、或いは患
者の標的細胞を取り出し、実験室でSAODで処理して患者に移植されれば、S
AODは効果的な治療剤として働く。この方法において、SAODは、5−HT4B
受容体の発現低下によって利益を受ける何れかの臨床的症状において、患者の
特定の標的細胞における5−HT4B受容体の発現を低下させるための治療として
役立つ。
本発明は、ヒト5−HT4B受容体に向けられた抗体を提供する。本発明はまた
、哺乳動物5−HT4B受容体に向けられた抗体を提供する。この抗体は、例えば
、細胞表面に存在するヒト5−HT4B受容体のエピトープであって、且つ図1に
示したアミノ酸配列に含まれるヒト5−HT4B受容体の細胞表面エピトープのア
ミノ酸配列と実質的に同じアミノ酸配列を有するエピトープに向けられたモノク
ローナル抗体を具備する。アミノ酸配列は、これによって構築れるタンパク中に
疎水性または親水性領域を生成するか否かを決定するために、当業者において周
知の方法により分析される。水性環境下においては、細胞膜タンパクの場合、親
水性領域が細胞表面に位置する一方、疎水性領域は細胞膜の脂質二重層内に挿入
されるタンパク部分を形成することが周知である。従って、図1に示した親水性
アミノ酸配列に対する抗体は、上記のように、ヒト5−HT4B受容体の表面エピ
トープに結合するであろう。このヒト若しくは哺乳動物5−HT4B受容体に向け
られる抗体は、血清由来の抗体またはモノクローナル抗体であり得、当該技術に
おいて周知の方法を用いて製造される。例えばモノクローナル抗体は、ハイブリ
ドーマ技術を用いることにより、免疫化した動物からの抗体産生B細胞をミエロ
ーマ細胞と融合させ、得られた所望の抗体を産生するハイブリドーマ細胞ライン
を選択することによって製造される。NIH3T3細胞またはLM(tk-)細
胞のような細胞が、このような抗体を作る免疫原として用いられうる。別の方法
として、商業的に入手可能な機械および図1に
示したアミノ酸配列を用いて、合成ペプチドを調製してもよい。更に別の方法と
して、cDNAまたはそのフラグメントのようなDNAをクローン化して発現さ
せ、得られたポリペプチドを回収して免疫原に用いてもよい。これら抗体は、単
離されたDNAによりコードされるヒト5−HT4B受容体の存在を検出するため
に有用であり、或いは生きた動物、ヒト、動物若しくはヒトから単離された生物
学的組織若しくは体液中において、5−HT4B受容体の機能を阻害するために有
用である。
本発明はまた、天然に存在する物質がヒト5−HT4B受容体に結合するのをブ
ロックするために有効な、効果的な量のヒト若しくは哺乳動物5−HT4B受容体
のエピドープに向けられた抗体と、薬剤的に許容しうる担体とを含有する薬剤組
成物を提供する。細胞表面に存在するヒト5−HT4B受容体のエピトープであっ
て、且つ図1に示したアミノ酸配列に含まれるヒト5−HT4B受容体の細胞表面
エピトープのアミノ酸配列と実質的に同じアミノ酸配列を有するエピトープに向
けられたモノクローナル抗体は、この目的のために有用である。
本発明はまた、ヒト若しくは哺乳動物5−HT4B受容体の発現を低下させるこ
とにより緩和される対象における異常を治療する方法であって、対象に対して、
天然に存在する物質の該受容体への結合をブロックするために有効な、効果的な
量の上記薬剤組成物を投与することにより、ヒト若しくは哺乳動物5−HT4B受
容体の過剰発現からもたらされる異
常を緩和することを具備した方法を提供する。前記抗体の受容体への結合は、該
受容体が機能するのを阻害することによって過剰発現の影響を中和する。上記で
述べたモノクローナル抗体は、この目的のために有用である。加えて、本発明は
5−HT4B受容体活性の過剰に関連する異常症状を治療する方法であって、対象
に対して、天然に存在する物質の5−HT4B受容体への結合をブロックするため
に有効な、所定量の上記薬剤組成物を投与することにより、前記異常症状を緩和
することを具備した方法を提供する。このような過剰な5−HT4B受容体活性に
関連した異常症状の幾つかの例は、アンギーナ、冠状動脈疾患、アテローム硬化
症、および発作となりうる大脳血管障害、より高度の認識的過程の疾患(例えば
精神分裂症)、並びに自律神経作用のコントロールである。
本発明は、細胞の表面における5−HT4B受容体の存在を検出する方法であっ
て、該5−HT4B受容体に向けられた抗体が該受容体に結合される条件下で、前
記細胞を前記抗体と接触させることと、該細胞に結合した前記抗体の存在を検出
し、これにより前記細胞表面におけるヒト5−HT4B受容体の存在を検出するこ
ととを具備する方法を提供する。このような方法は、所定の細胞が5−HT4B受
容体の発現を欠いているか否かを決定するために有用である。結合された抗体は
、当該技術において周知の方法によって検出される。例えば、蛍光マーカーを該
抗体に結合し、蛍光顕微鏡下で細胞サンプルを検査して、抗体の結合を示す細胞
上の蛍光を検
出する。上記に述べたモノクローナル抗体は、この目的のために有用である。
本発明は、ヒト5−HT4B受容体をコードするDNAを発現する、ヒト以外の
トランスジェニック哺乳動物、および哺乳動物5−HT4B受容体をコードするD
NA発現するヒト以外のトランスジェニック哺乳動物を提供する。本発明はまた
、正常な受容体活性もたないように突然変異されたヒト若しくは哺乳動物5−H
T4B受容体をコードするDNAを発現し、且つ本来の5−HT4B受容体を発現し
ない、ヒト以外のトランスジェニック哺乳動物を提供する。本発明は更に、その
ゲノムがヒト5−HT4B受容体をコードするDNAを具備するヒト以外のトラン
スジェニック哺乳動物であって、前記DNAが、ヒト5−HT4B受容体をコード
するmRNAに対して相補的なアンチセンスmRNA(これは5−HT4B受容体
をコードするmRNAにハイブリダイズしてその翻訳を低下させる)中に転写さ
れるように配置されているトランスジェニック哺乳動物を提供する。更に本発明
は、そのゲノムが哺乳動物5−HT4B受容体をコードするDNAを具備するヒト
以外のトランスジェニック哺乳動物であって、前記DNAが、哺乳動物5−HT4B
受容体をコードするmRNAに対して相補的なアンチセンスmRNA(これは
哺乳動物5−HT4B受容体をコードするmRNAにハイブリダイズしてその翻訳
を低下させる)中に転写されるように配置されているトランスジェニック哺乳動
物を提供する。該DNAは、発現が誘導され又は特定の細胞タイプに限定され
得るように、追加的に誘導プロモータを具備し、又は追加的に組織特異的な調節
要素を具備し得る。DNAの例は、図1に示したコーディング配列と実質的に同
じコーディング配列を有するDNA分子またはcDNA分子である。トランスジ
ェニック動物の一例は、トランスジェニックマウスである。組織特異性決定領域
の例は、メタロチオネインプロモータ(Low,M.J.,Lechan,R.M.,Hammer,R
.E.etal.Science 231:1002-1004(1986))およびL7プロモータ(Oberdic
k,J.,Smeyne,R.J.,Mann,J.R.,Jackson,S.and Morgan,J.I.Science
248:223-226(1990))である。
種々の技術を用いて、5−HT4B受容体の発現が増大もしくは減少され、また
は発現された5−HT4B受容体タンパクのアミノ酸配列が変更されるようなトラ
ンスジェニック動物を創製することによって、哺乳動物受容体の生理学的役割お
よび行動的役割を解明する動物モデル系が製造される。これら技術の例には次の
ものが含まれるが、これに限定されない。1)トランスジェニック動物を製造す
るために、ヒト5−HT4B受容体をコードするDNAの正常もしくは突然変異バ
ージョン、またはこの遺伝子の相同性動物バージョンを、マイクロインジェクシ
ョン、レトロウイルス感染または当業者に周知の他の手段によって、適切な受精
胚胎内に挿入すること(Hogan B.et al.,Manipulating theMouse Embryo,A L
aboratory Manual,Cold SpringHarbor Laboratory(1986))。2)この受容体
の構造ま
たは発現調節を変えるために、これら遺伝子の突然変異若しくは正常なヒト若し
くは動物バージョンと、トランスジェニック動物における天然の遺伝子座との相
同性組換え(Capecchi M.R.Science 244:1288-1292(1989);Zimmer,A.an
d Gruss,P.Nature 338:150-153(1989))を行なうこと。相同性組換えの技
術は、当該技術において周知である。これは天然遺伝子を挿入遺伝子で置き換え
るから、天然の受容体を発現できないが、例えば、挿入された突然変異受容体(
組換えにより、動物ゲノムの天然受容体と置換されたもの)を発現し、当該受容
体の過少発現をもたらす動物を製造するために有用である。マイクロインジェク
ションはゲノムに遺伝子を加えるが、遺伝子を除去することはないから、それ自
身の受容体および加えられた受容体を発現し、受容体の過剰発現をもたらす動物
を製造するために有用である。
トランスジェニック動物を製造するために用いることができる一つの手段につ
いて、マウスを例に説明すれば次の通りである。雌のマウスを交配させ、生じた
受精卵を切開した輸卵管から取り出す。この卵子を、M2培地(Hogan B.etal.
,Manipulating the Mouse Embryo,ALaboratory Manual,Cold Spring HarborL
aboratory(1986))のような適切な培地中に保存する。受容体をコードするD
NAまたはcDNAは、当該技術において周知の方法により、ベクター(例えば
、上記のプラスミドpcEXV−5HT4B)から精製される。導入遺伝子
(trans-gene)の発現を調節する実験的手段を提供するために、誘導プロモータ
がDNAのコーディング領域と融合され得る。その代わりに又はこれに加えて、
導入遺伝子の組織特異的発現を可能とするために、組織特異性の調節要素がコー
ディング領域に融合され得る。適切な緩衝溶液中のDNAをマイクロインジェク
ション針(ピペットプラー(pipetpuller)を用いてキャピラリー管から作製さ
れ得る)の中に収容し、遺伝子を注入すべき卵子を凹部スライド(de-pression
slide)内に置く。針を卵子の前核中に挿入し、DNA溶液を注入する。注入さ
れた卵子は、次いで擬妊娠マウス(実際には妊娠していないが、妊娠を維持する
ように適切なホルモンによって刺激されたマウス)の輸卵管中に移される。その
後、卵子は子宮へ移動し、着床し、所定期間だけ発育する。先に述べたように、
マイクロインジェクションは卵子細胞中にDNAを挿入する唯一の方法ではなく
、ここでは例示の目的のためだけに用いられている。
受容体に特異的な薬剤の正常な作用は、該受容体の活性化又は阻害であるから
、上記のトランスジェニック動物モデル系は、受容体に向けられた薬剤の生物学
的活性を試験するために(このような薬剤が入手可能になる前であっても)有用
である。これら動物モデル系は、生きた動物において、天然遺伝子または導入遺
伝子の発現を誘導または阻害し、正常もしくは突然変異受容体の発現を増大もし
くは減少させるため、受容体を活性化または阻害する薬剤の可能な治療的適用を
予測しまたは評価するために有用である。こうして、この受容
体に向けられた薬剤の生物学的活性を、そのような薬剤が入手可能になる前に評
価できるモデル系が製造される。この受容体を過剰産生または過少産生するトラ
ンスジェニック動物は、その生理学的状態によって、この受容体の過剰産生また
は過少産生が治療的に有用であるか否かを示す。
従って、トランスジェニックモデル系に基づいて薬剤作用を評価することは有
用である。一つの用途は当該技術において周知の事実、即ち、抗欝剤のような薬
剤は神経伝達物質の取込みをブロックすることにより、シナプス間隙における神
経伝達物質の量を増大させるという事実に基づいている。この作用の生理学的結
果は、影響された細胞がより少ない受容体を産生することを刺激し、結局は過少
発現が導かれることである。従って、受容体を過少発現する動物は、過少発現を
もたらすような薬剤の作用が実際に治療的であるか否かを研究するためのテスト
系として有用である。もう一つの用途は、もし過剰発現が異常を導くことが見出
だされれば、下方調節する薬剤またはこの受容体に対するアンタゴニストとして
作用する薬剤を開発する価値があることが示されること、並びに、もし有望な治
療的適用がこれらモデル系によって明らかにされないときは、この5−HT4B受
容体に向けられたアゴニスト又はアンタゴニスト薬剤を製造することによって、
または人間でのこの5−HT4B受容体の発現を増大または減少させる何等かの方
法によって、5−HT4B受容体の活性化または阻害が治療的に達成されることで
ある。
本発明は更に、ヒト若しくは哺乳動物5−HT4B受容体
を種々のレベルで発現することの生理学的効果を決定する方法であって、受容体
の発現を調節する誘導プロモータを使用することにより、ヒト若しくは哺乳動物
5−HT4B受容体発現のレベルが変化されるようなヒト以外のトランスジェニッ
ク哺乳動物を製造することを具備した方法を提供する。本発明はまた、ヒト若し
くは哺乳動物5−HT4B受容体を種々のレベルで発現することの生理学的効果を
決定する方法であって、夫々が異なった量のヒト若しくは哺乳動物5−HT4B受
容体を発現するヒト以外のトランスジェニック哺乳動物のパネルを製造すること
を具備した方法を提供する。このような動物は、発生によってトランスジェニッ
ク動物になるべき卵細胞中に、ヒト若しくは哺乳動物5−HT4B受容体をコード
する異なった量のDNAを導入することによって製造されうる。
本発明はまた、ヒト若しくは哺乳動物5−HT4B受容体の過剰発現からもたら
される異常を緩和することができる物質を同定するための方法であって、少なく
とも一つのヒト若しくは哺乳動物5−HT4B受容体をコードする人為的に導入さ
れたDNA分子を発現するヒト以外のトランスジェニック哺乳動物に物質を投与
すること、およびヒト若しくは哺乳動物5−HT4B受容体の過剰発現の結果とし
てヒト以外のトランスジェニック哺乳動物が示す身体的および行動的な異常を、
前記物質が軽減するか否かを決定こととを具備する方法を提供する。ここで使用
される「物質」の用語は、天然、合成、またはスクリーニングから導かれる産物
でありうる化
合物または組成物を意味する。DNA分子の例は、図1に示されたコーディング
配列と実質的に同様のコーディング配列を有するDNAまたはcDNA分子であ
る。
本発明は、5−HT4B受容体の過剰発現からもたらされる異常を軽減するため
に有効な所定量の上記物質と、薬剤的に許容しうる担体とを含有する薬剤組成物
を提供する。
本発明は更に、ヒト若しくは哺乳動物5−HT4B受容体の過剰発現の結果から
もたらされる異常を治療するための方法であって、対象に対して、ヒト若しくは
哺乳動物5−HT4B受容体の過剰発現からもたらされる異常を軽減するために有
効な所定量の上記薬剤組成物を投与することを具備した方法を提供する。
本発明は、ヒト若しくは哺乳動物5−HT4B受容体の過少発現からもたらされ
る異常を軽減できる物質を同定するための方法であって、非機能的なヒト若しく
は哺乳動物5−HT4B受容体のみを発現する上記ヒト以外のトランスジェニック
哺乳動物に対して前記物質を投与すること、および該物質が、ヒトおよび哺乳動
物5−HT4B受容体の過少発現の結果として前記ヒト以外のトランスジェニック
哺乳動物が示す身体的および行動的異常を軽減するか否かを決定することとを具
備した方法を提供する。
本発明はまた、ヒト若しくは哺乳動物5−HT4B受容体の過少発現によりもた
らされる異常を軽減するために有効な所定量の物質と、薬剤的に許容しうる担体
とを含有する薬剤組成物を提供する。
本発明は更に、ヒト若しくは哺乳動物5−HT4B受容体の過少発現の結果生じ
る異常を治療するための方法であって、対象に対して、ヒト若しくは哺乳動物5
−HT4B受容体の過少発現の結果生じる異常を軽減するのに有効な所定量の上記
薬剤組成物を投与することを具備した方法を提供する。
本発明は、ヒと若しく哺乳動物5−HT4B受容体対立遺伝子の発現に伴う疾患
の疾病素因を診断する方法であって:a)該疾患にかかった対象のDNAを得る
こと;b)制限酵素のパネルで前記DNAの制限切断を行うこと;c)得られた
DNAフラグメントをサイジングゲル上で電気泳動により分離すること;d)得
られたゲルを、ヒト若しくは哺乳動物5−HT4B受容体をコードするDNAに特
異的にハイブリダイズすることができ、且つ検出マーカーでラベルされた核酸プ
ローブに接触させること;e)検出マーカーでラベルされたヒト若しくは哺乳動
物5−HT4B受容体をコードするDNAにハイブリダイズされている標識バンド
を検出し、該疾患に履患した対象のDNAに特異的な独特のバンドパターンを得
ること;f)ステップa−eによる診断のために得られたDNAを調製すること
;およびg)ステップeで得られた前記疾患に履患している対象のDNAに特異
的な独特のバンドパターンと、ステップfで診断のために得られたDNAとを比
較して、これらパターンが同一であるか又は異なっているかを決定することによ
り、パターンが同一であれば該疾患の疾病素因ありと診断することを具備した方
法を提供する。この方法はまた、特異的な5−HT4Bヒト若しくは哺
乳動物5−HT4B受容体対立遺伝子の発現が関与している病気を診断するために
も用いられ得る。
本発明は、単離された5−HT4B受容体を調製する方法であって、細胞に受容
体の発現を誘導すること、得られた細胞から該受容体を回収すること、およびこ
うして回収された受容体を精製することを具備した方法を提供する。5−HT4B
受容体の一例は、図1に示したアミノ酸配列と実質的に同じアミノ酸配列を有す
る単離されたタンパクである。例えば、ホルモンのような物質に曝すことによっ
て、細胞に受容体の発現を誘導できる。次いで、細胞はホモジナイズされ、該ホ
モジネートから、例えばセロトニン又は5−HT4B受容体に結合することが知ら
れた他の物質を含むアフィニティーカラムを使用して、前記受容体が単離される
。次に、得られた分画は、これをイオン交換カラムと接触させ、どの分画が5−
HT4B受容体活性を有するか又は抗受容体抗体と結合するかを決定することによ
って精製されうる。
本発明は、単離された5−HT4B受容体を調製する方法であって、5−HT4B
受容体をコードする核酸を適切なベクター中に挿入すること、得られたベクター
を適切な宿主細胞内に挿入すること、得られた細胞によって生産された前記受容
体を回収すること、およびこうして回収された前記受容体を精製することを具備
した方法を提供する。単離された5−HT4B受容体の一例は、図1に示したアミ
ノ酸配列と実質的に同じアミノ酸配列を有する単離されたタンパクである。これ
らの5−HT4B受容体を調製する方法では、当業者に
周知の組換えDNA技術を使用する。例えば、5−HT4B受容体をコードする単
離された核酸が、発現ベクターのような適切なベクターに挿入される。適切な宿
主細胞(例えばバクテリア細胞、または酵母細胞のような真核細胞)が、該ベク
ターで形質導入される。5−HT4B受容体は、アフィニティー精製、クロマトグ
ラフィー、或いは当業者に周知の他の方法によって培地から単離される。
本発明は、ヒト5−HT4B受容体に結合できることが知られていないリガンド
が、ヒト5−HT4B受容体に結合できるか否かを決定するための方法であって、
ヒト5−HT4B受容体をコードするDNA分子を有する哺乳動物細胞(これによ
ってコードされたタンパクは該細胞表面に発現される)と前記リガンドとを、5
−HT受容体に結合することが知られているリガンドが結合される条件下で接触
させること、前記5−HT4B受容体に結合した何らかのリガンドの存在を検出す
ること、およびこれによって前記リガンドが前記5−HT4B受容体に結合するか
否かを決定することを具備した方法を提供する。本発明はまた、ヒト5−HT4B
受容体に結合できることが知られていないリガンドが、その活性を機能的に活性
化しまたはそのように活性化するリガンドの作用を妨げることができるか否かを
決定するための方法を提供する。この方法は、ヒト5−HT4B受容体をコードす
る単離されたDNA分子を有する哺乳動物細胞と前記リガンドとを、機能的応答
の活性化またはブロックを可能とする条件下で接触させること、バイオアッセイ
の手段によって前記哺乳
動物細胞からの第二メッセンジャー応答を検出すること、およびこれによって前
記リガンドが前記ヒト5−HT4B受容体の機能的アウトプットを活性化しまたは
妨げるか否かを決定することとを具備する。細胞内の前記DNAは、図1に示す
コーディング配列と実質的に同じコーディング配列を有しうる。好ましくは、前
記哺乳動物細胞は非神経細胞起源である。哺乳動物の非神経細胞の一例はLtk
−細胞、特にL−5−HT4Bと命名されたLtk−細胞である。機能的アッセイ
のために使用される非神経系哺乳動物細胞のもう一つの例は、ネズミ繊維芽細胞
系、特にNIH3T3細胞である。リガンドがヒト5−HT4B受容体に結合でき
るか否かを決定するための好ましい方法は、その表面に5−HT4B受容体を発現
する形質導入された非神経系哺乳動物細胞(即ち、本来的には何れのタイプの5
−HTまたはGタンパク結合受容体をも発現せず、該細胞内に形質導入されると
、このような受容体のみを発現する細胞)とリガンド、又はこのような形質導入
細胞から誘導された膜プレパレーションとリガンドとを、該リガンドの5−HT4B
受容体へのin vivo結合に効果があり、従ってこの結合に関連することが知ら
れている条件下で接触させること、前記細胞表面の5−HT4B受容体に結合した
何れかの被験リガンドの存在を検出すること、およびこれによって、該リガンド
が5−HT4B受容体に結合し、これを活性化し又はその活性化を阻害するか否か
を決定することを具備する。この応答系は、ホスホイノシチド加水分解、アデニ
レートシクラーゼ、グアニレートシクラーゼ
又はイオンチャンネルのような望ましい第二メッションジャー系を含む適切なホ
スト細胞内に、単離されたDNAを形質導入することによって得られる。このよ
うなホスト系は先在する細胞ラインから単離され、或いは第二メッセンジャー系
の適切な成分を現存の細胞ラインに挿入することによって創製され得る。このよ
うな形質導入系は、上記リガンドでのヒト5−HT4B受容体の活性化を研究また
はアッセイするための完全な応答系を提供する。形質導入系は、公知の薬剤また
は候補薬剤と、前記受容体に結合し且つ放射性試薬、分光学的試薬または他の試
薬でラベルされたリガンドとの間で競争結合アッセイを行なうための生細胞培養
体として有用である。形質導入細胞から単離された受容体を含む膜プレパレーシ
ョンもまた、これら競争結合アッセイのために有用である。形質導入系における
第二メッセンジャー系またはその結果の機能的アッセイは、受容体機能の活性化
における結合親和性および効率のためのアッセイとして働く。形質導入系は、ヒ
ト5−HT4B受容体の本来の機能を活性化または阻害する治療薬剤として直接使
用され得、または該治療薬剤として更に改変され得るような、薬剤開発のための
可能性をもった天然化合物または合成化合物を同定するために有用な「薬剤発見
系」を構成する。該形質導入系はまた、ヒト5−HT4B受容体部位における公知
薬剤の親和性および効率を測定するためにも有用である。
本発明はまた、細胞表面のヒト若しくは哺乳動物5−HT4B受容体と特異的に
相互作用してこれに結合する薬剤を同
定するために、薬剤をスクリーニングする方法であって、細胞表面におけるヒト
若しくは哺乳動物5−HT4B受容体をコードする単離されたDNA分子を有する
哺乳動物細胞と複数の薬剤とを接触させること、前記哺乳動物細胞に結合するこ
れらの薬剤を決定すること、およびこれによってヒトおよび/または哺乳動物5
−HT4B受容体と特異的に相互作用してこれに結合する薬剤を同定することとを
具備する方法を提供する。種々の検出方法が使用されうる。該薬剤は、検出マー
カ物質(例えば放射性標識またはビオチンのような非同位体標識)との関連で「
標識され」うる。該細胞内のDNAは、図1に示したコーディング配列と実質的
に同じコーディング配列を有しうる。好ましくは、該哺乳動物細胞は、非神経細
胞起源である。非神経系哺乳類細胞の一例は、Cos7細胞である。候補薬剤は
、当該技術において周知の放射性リガンドを結合する方法(この例は本明細書で
説明される結合アッセイにおいて示される)を用いて、形質導入された細胞にお
いて発現された5−HT4B受容体タンパクに高い親和性で結合する化学化合物を
選択することによって同定される。候補薬剤はまた、一種類の特定の受容体に対
して高い親和性で結合するが、何れかの他の受容体サブタイプまたは何れかの他
の公知の受容体とは高い親和性で結合しない化合物を同定することによって選択
性に対してスクリーニングされる。選択的で高親和性の化合物が、患者に投与さ
れた後、主として標的5−HT4B受容体部位と相互作用するので、望まない副作
用を有する薬剤を生成する機会は、このアプローチに
よって最小になる。本発明は、上記の方法によって同定される薬剤および薬剤的
に許容しうる担体を含有する薬剤組成物を提供する。ここで使用する「薬剤的に
許容しうる担体」の語には、リン酸塩で緩衝された生理食塩水、水、および油/
水若しくは水/油エマルジョンのようなエマルジョン、並びに種々のタイプの湿
潤剤のような何れかの標準的な薬剤担体が包含される。候補薬剤が、例えば経口
若しくは注射(十分な治療濃度が、十分な期間作用部位で維持され、所望の治療
効果が得られなければならない)のような投与の特別な経路に従って十分に生物
学的に利用しうることが示され、適切な疾患モデルで無毒であり、治療的に効果
があることが一度示されれば、該薬剤は、適切な固体若しくは液体の形態で、そ
の薬剤が生物学的に利用しうると決定されたその投与経路で患者に投与され、所
望の治療効果が得られる。
出願人は、5−HT4Bと称される新規なヒト5−HT受容体サブタイプのタン
パクを同定し、また治療のための薬理学的化合物を同定する方法を記載した。特
定の受容体サブタイプに向けられた薬理学的化合物は、効果的で且つ副作用が最
小限である新しい治療法を提供する。
神経性セロトニン受容体の分子構造を明らかにすることは、セロトニン作動性
神経伝達物質の理解における重要なステップとなる。この開示には、ヒト5−H
T4B受容体をコードする新規なcDNAクローンの単離、アミノ酸配列および機
能発現が報告されている。5−HT受容体サブタイプの同定は、セロトニン作動
性伝達物質の基礎となる分子メカニズム
を説明するのに重要な役割を担っており、新規な治療薬の開発の手助けともなる
であろう。
セロトニン受容体サブタイプをコードする相補的DNAクローン(これはhp
78aと称される)は、ヒト、ヒトcDNAおよびゲノムDNAライブラリーか
ら単離され、その機能性は、哺乳動物細胞内で試験される。ヌクレオチド配列か
ら、膜に広がるドメインに適合した7つの高度に疎水的な領域を有する445の
アミノ酸のタンパク質が予測される。5−HT4Bの構造および機能の分析は、ア
ンギーナ、冠状動脈疾患、アテローム硬化症、および発作となりうる大脳血管障
害、過敏性の腸の症候群(irritable bowel syndrome)若しくは他の消化器部分
の疾患、CNS疾患、痛みの感知、感情の疾患、精神分裂症を含む(但しこれに
限定されない)より高度の認識的過程の疾患、並びに自律神経作用のコントロー
ルの治療に有用である。
本発明は、哺乳動物セロトニン受容体、そのアミノ酸配列、およびその哺乳動
物遺伝子を初めて同定する。本発明は、この発見によりもたらされる情報および
実験手段を提供し、本発明が促進されることは、この新しい受容体タンパク、そ
の関連mRNA分子またはその関連ゲノムDNAに対する新しい治療薬および新
しい治療もしくは診断試験を生み出す手助けとなる。この発見により提供される
情報および実験手段は、この新しい受容体タンパク、その関連mRNA分子また
はその関連ゲノムDNAのための新しい治療薬および新しい治療もしくは診断試
験を生み出すために有用であろう。
特に、本発明は、5−HT4Bと称される新規なセロトニン受容体をコードする
哺乳動物cDNAおよびゲノムDNAクローンの単離に関する。hp78aとし
てここに同定されたこの受容体のための新しいヒト遺伝子が同定され、特徴付け
られた。また、一連の関連cDNAおよび関連ゲノムクローンが単離された。加
えて、ヒト5−HT4B受容体が、Cos7細胞をプラスミドpcEXV−5HT4B
で形質導入することによって該細胞内で発現される。コードされた5−HT4B
受容体の薬理学的結合特性が決定され、該結合特性によって、該受容体は新規な
セロトニン受容体に分類される。このヒト5−HT4B受容体を細胞表面に発現す
る哺乳動物の細胞ラインが構築され、該新規な5−HT4B受容体を研究するため
に用いられる十分に定義された初めての培養細胞ラインが確立された。
本発明は、以下に示す実験の詳細を参照することによって更によく理解される
であろう。しかし、詳述された個々の実験は、ここで説明され、後記の請求の範
囲によって定義された本発明の単なる例示であり、本発明を制限することを意味
するものではないことを当業者は容易に承認するであろう。
方法と材料
クローニングおよび配列決定:
λdashII(〜1.5×106全組換体、ストラタジーン、ラジョーラ、C
A)中のヒト胎盤ゲノムライブラリーはショウジョウバエセロトニン 受容体遺
伝子、Dor5HTR(ウィッツら、1990)から誘導された、オーバラップ
した膜貫通(TM)オリゴヌクレオチドプローブ(TM3、5、6および7)を
用いてスクリーニングされた。オーバラッピングオリゴマーはDNAポリメラー
ゼの大きな断片で合成することによって[32P]dATPおよび[32P]dCT
Pでラベルされた。ハイブリダイゼイションは以下の中程度に厳格な条件で行わ
れた:45℃、37.5%ホルムアミド、10%デキストラン硫酸、5×SSC
(1×SSCは0.15M塩化ナトリウム、0.015Mクエン酸ナトリウム)
、1×デンハーツ溶液(0.02%ポリビニルピロリドン、0.02%ファイコ
ール、0.02%牛血清アルブミン)、および200μg/μlの超音波処理済
みサケ精子DNAを含む溶液中。フィルターは45℃にて0.1%ドデシル硫酸
ナトリウムを含む0.1×SSC中で洗浄され、−70℃にて増感紙の存在下コ
ダックXARフィルムに露光された。プローブとハイブリダイズしたラムダファ
ージクローンはプラーク精製され、DNAがサザンブロット分析するために調製
された(サザン、1975;サムブルックラ、1989)。サブクローニングお
よび更なるサザンブロット分析に対して、D
NAはpUC18(ファルマシア、ピスカタウエイ、NJ)、pGEM−5Zf
(プロメガ、マディソン、WI)あるいはpBluescriptII(ストラタ
ジーン、ラジョーラ、CA)中にクローニングされた。ヌクレオチド配列分析は
変成した二重鎖プラスミド鋳型上で、シークエナーゼ(USバイオケミカル社、
クリーブランド、OH)、Bst DNA配列決定キット(バイオラド研究所、
リッチモンド、CA)、あるいはTaqTrack配列決定キット(プロメガ社
、マディソン、WI)を用いて、ザンガーのジデオキシヌクレオチドチェインタ
ーミネイション法(ザンガーら、1977)によって行われた。
全部の長さを持つクローンを単離するために、ヒトcDNAライブラリーは以
下の単離されたゲノムクローンから作られた各々1μMの特異的なオリゴヌクレ
オチドプライマーを用いてポリメラーゼチェーン反応(PCR)によってスクリ
ーニングされた:センス鎖(ヌクレオチド512−535)は、5′TGACC
CTGTGCGTGATCAGCATTG3′から、およびアンチセンス鎖(ヌ
クレオチド945−974)は、5′GCTTTCTGTTCTCGCTTAA
AGATGGAGATG3′から(図1参照)。プライマーはTm3の3′終末
からであり、各々は、上流と下流のプライマーに対するTm5/Tm6ループ領
域であった。cDNAライブラリー(λZapII;ストラタジーン、ラジョーラ
、CA)からのファージDNA、1から2μlは、〜106−107pfuとして
表現され、10mMトリス−HCl、p
H8.3、50mMKCl、1.5mMMgCl2、0.01%ゼラチン、各々
200μMのdATP、dCTP、dGTP、dTTP、および2.5単位のサ
ーマス アキュアティクスDNAポリメラーゼ(Taqポリメラーゼ;パーキン
−エルマー−シータス、ノルウォーク、CT)中で増幅された。増幅プロフィー
ルは30サイクル行われた:5分間95℃で初期(すなわち1サイクル)変成、
続いて94℃で2分間、68℃で2分間、72℃で3分間、3秒間伸張して、続
いて最後の10分間72℃にて伸張させた。PCR産物は臭化エチジウム(Et
Br)で染色されたアガロースゲルにより分析されて、EtBr染色ゲル上にバ
ンドが存在する幾つかのサンプルは陽性であると考えられた。
次に、陽性のライブラリーはプレート化され、[α−32P]dCTPおよび[
α−32P]dATPおよびDNAポリメラーゼのクレノー断片を使って満たされ
たオーバラッピングした45量体のオリゴヌクレオチドプローブでスクリーニン
グされた。このプローブは上記で考察した増幅プライマーに対して内側に存在し
た:センス鎖(ヌクレオチド864−908)からは、5′CCTGAATGG
CATAGTGAAGCTCCAGAAGGAGGTGGAAGAGTGTGC
3′、およびアンチセンス鎖(ヌクレオチド889−933)からは、5′AT
GCTTGAGGAGTCTCGAAAGGTTTGCACACTCTTCCA
CCTCCTT3′(図1参照)。陽性のcDNAファージクローンはプラーク
精製され、商品取扱い説明書(ストラタジーン、ラジョ
ーラ、CA)によって記載されているように、pBluescript組換えD
NAsがヘルパーファージR408を使ってλZapIIからレスキューにより切
り出された。挿入サイズは制限酵素切断分析によって確認されて、組換え体は上
述したように配列決定された。
3つの追加のオーバラップしたオリゴヌクレオチドの組み合わせが、全部で3
つの部分的ではあるがオーバラップしたcDNAクローンを単離するために使わ
れた。これらのオリゴヌクレオチドおよび対応するcDNAクローンの名前は次
の通りである:hFB9a(Tm3/4ループ中)からは、センス鎖(nt.5
29−573)、5′AGCATTGACAGGTACCTTGGGATCAC
AAGGCCCCTCACATACCCT3′、およびアンチセンス鎖(nt.
554−599)、5′CCATGCATTTCCCATTCTGCCTCAC
AGGGTATGTGAGGGGCCTTG3′;hFB44a(Tm2/3ル
ープ中)からは、センス鎖(nt.412−456)、5′GTCAGCGTC
ACCGACCTCATCGGGGGCAAGTGGATCTTTGGACAC
3′、およびアンチセンス鎖(nt.437−481)、5′TGGCGATG
AAGACATTACAGAAAAAGTGTCCAAAGATCCACTTG
C3′;hFB41a(NH2末端中)からは、センス鎖(nt.107−15
0)、5′GGCGCCGACCCGGTCGCGGGCTCCTGGGCAC
CGCACCTGCTGAGC3′、およびアンチセンス(nt.131−17
5)、
5′TGGGCGCCGGGCTGGCTGTCACCTCGCTCAGCAG
GTGCGGTGCCC3′。
発現:
5′非翻訳(5′UT)の27bpおよび3′非翻訳配列(3′UT)の50
bpを含む、ヒト5−HT4B受容体(1338bp)の全体をコードする領域は
、EXJ.HR(未公開データ)と呼ばれる、ポリリンカーで修飾された真核生
物発現ベクターpCEXV−3(ミラーら、1986)のSalIおよびEco
RI部位にクローニングされた。その構築体には部分的にオーバーラップしたヒ
ト胎盤ゲノムおよび胎児脳cDNAクローン由来の3つのフラグメントの連結が
含まれる:0.5kb NcoI−NcoIゲノム断片上の開始コドンからTM
3(ベクターから誘導されたSalI部位は、5′終末で、内部の挿入で誘導さ
れたNcoI部位の代わりにサブクローニングに使われた)、NcoI末端およ
びKpnI端末を有するオーバラップしたオリゴヌクレオチド(先に決定したc
DNA配列を基にして)として合成されたTM3単独、および0.8kbKpn
I−EcoRIcDNA断片上のTM3/4ループから停止コドンおよび3′U
Tまでである。サル腎臓細胞(Cos−7)はDEAEデキストラン方法論(ス
ペシャリティーメディア、ラベレット、NJから入手した)を使ってプラスミド
hp78a/EXJ(ヒト5−HT4B受容体遺伝子をコードする発現ベクター)
で一時的に形質導入された。細胞は制御された環境(37℃、
5%CO2)中でダルベッコ変法イーグル培地(ギブコ、グランドアイランド、
N.Y.;23)で単層になるように成育された。安定した細胞ラインは、カル
シウムリン酸法を用いて、プラスミドhp78a/EXJ(ヒト5−HT4B受容
体遺伝子を含む発現ベクター)およびプラスミドpGCcos3neoをLM(
tk-)細胞中に共形質導入(cotransfection)することによって得られた。細
胞は、制御された環境(37℃、5%CO2)で、25mMグルコースを有し、
10%胎児牛血清、100ユニット/mlペニシリンG、および100μg/m
l硫酸ストレプトマイシンを補われた、ダルベッコ変法イーグル培地(ギブコ、
グランドアイランド、N.Y.;23)中で単層になるように成育された。次に
、安定なクローンは以前記載(ベインシャックら、1990)したように抗生物
質G−418(1mg/ml)に対する耐性に対して選択され、膜を集め、上述
したように(放射リガンド結合測定参照)[3H]ハイドロキシトリプタミンへ
の結合に対する能力が測定された。
マクロ局在化(PCR/組織転写発現実験):
ヒト組織は(NDRI)ホモジネートされ、全RNAは以前記載したようにグ
アニジンイソチオシアネート/CsCl cushion法(キングストン、1
987)を用いて抽出された。cDNAは40U RNasin、2.5mMM
gCl2、50mMKClおよび1mMdNTPsを含む50mMトリス−HC
lバッファー、pH8.3中で、42℃
にて一時間スーパースクリプト逆転写酵素(BRL)を用いてランダムヘキサヌ
クレオチドプライマー(500pmol)で全RNA5μgから調製された。RNa
seH(2U)が添加されて、20分間37℃でインキュベートされ、続いて9
5℃で5分間加熱され、氷上で冷やされた。ファーストストランドcDNAのア
リコートは、製造社(シータス社)によって供給されたバッファー中のTaqポ
リメラーゼ1.25UおよびPCRプルトコール中の1μMプライマーを含んで
いる50μlPCR反応液(最終濃度200μMdNTPs)中に希釈(1:5
)された(5′および3′オリゴはcDNAライブラリーをスクリーニングする
ために使用されたものと同じであった;上記参照)。PCR増幅反応は最初に5
分間95℃でインキュベートし、続いて以下のサイクルで30ラウンド行った:
94℃で2分間、68℃で2分間、72℃で3分間、更に最後に72℃でインキ
ュベーションを10分間行った。DNA(RNA抽出の間に持ち込まれたものを
)増幅をコントロールするために、コントロールPCR反応はcDNA試料と同
様の方法で希釈されたRNAを用いて平行して行われた。PCR産物は1.5%
アガロースゲル上で泳動され、荷電したナイロン膜(ゼータプローブ、バイオラ
ド)に移された。フィルターはPCRプライマー(このオリゴは最初のヒト胎児
脳cDNAライブラリーをスクリーニングするために使用されたものと同じであ
った;上記参照)に対する末端ラベルした([γ−32P]ATP)内部プローブ
でハイブリダズされ、高度に厳密な条件で(50℃)洗
浄されて、上述したように、増感紙の存在下コダックXARフィルムに−70℃
にて露光された。
ミクロ局在化(in situハイブリダイゼイション):
in situハイブリダイゼイションおよび受容体オートラジオグラフィー実験に
対して使用されたラットは、CO2で安楽死させ、断頭され、脳を解剖して冷却
したイソペンタン中で凍結された。それから組織はクライオスタット上に乗せさ
れて、−20℃に維持されたクライオスタット中で、in situハイブリダイゼイ
ション用に11μmに連続的に切断されるか、または受容体オートラジオグラフ
ィー用に20μmに連続的に切断された。切片はポリ−1−リジンでコートされ
た顕微鏡スライド上に融解−マウント(thaw-mount)され、室温で1時間空気乾
燥され、使用するまで−80℃で保存された。
ラット5−HT4BmRNAに対するアンチセンスおよびセンスオリゴヌクレオ
チド(45量体)はサイクロンプラスDNAシンセサイザー(ミリゲン/バイオ
サーチ)上で合成された。プローブは、末端デオキシヌイクレオチジル転移酵素
(ベーリンガー マンハイム;インディアナポリス、IN)を用いて比放射能1
09dpm/μgまで、35S−dATP(1200Ci/mmol、ニューイングラ
ンド ヌクレアー、ボストン、MA)を用いて3′−末端ラベルされた。放射ラ
ベルされたプローブはバイオスピン6クロマトグラフィーカラム(バイオラド;
リッチモンド、CA)で精製され、1.
5×104cpm/μlの濃度にハイブリダイゼイションバッファーで希釈され
た。ハイブリダイゼイションバッファーは50%ホルムアミド、4×クエン酸ナ
トリウムバッファー(SSC;1X=0.15M NaClおよび0.015M
クエン酸ナトリウム)、1×デンハーツ溶液(0.2%ポリビニルピローリジン
、0.2%ファイコール、0.2%牛血清アルブミン)、50mMジチオスレイ
トール、0.5mg/mlサケ精子DNA、0.5mg/ml酵母tRNA、お
よび10%硫酸デキストランからなっていた。
組織切片は使用する前に1時間室温まで暖められた。該切片は10mMリン酸
バッファー生理食塩水(PBS)中で4%(W/V)パラホルムアルデヒドで固
定されて、PBSで2回洗浄されて、5mMDTTを含む水でリンスされ、0.
1Mトリエタノールアミン中0.25%(V/V)無水酢酸で10分間アセチル
化されて、2×SSCで2回リンスされた。次に、該切片は特級エタノールで脱
水されて、クロロホルムで脱脂されて、空気乾燥された。希釈されたプローブの
100μlは各々の切片に加えられ、次いでパラフィルムカバースリップで覆わ
れた。ハイブリダイゼイションは40から55℃で加湿チャンバー中で一晩中行
われた。翌日、切片を室温で1時間に2×SSCを2回取り替えて洗浄し、50
から60℃にて30分間2×SSCで洗浄し、最後に室温にて30分間0.1×
SSCで洗浄した。組織を特級エタノールで脱水し、−20℃にて3日から2週
間コダックXAR−5フィルムに並べ、次いで0.2%グリセロール水で1:1
に希釈されたコダックNTB3オートラジオグラフィーエマルジョンに浸した。
2から4週間4℃にて露光された後、スライドをコダックD−19現像機で現像
され、固定され、ヘマトキシリンおよびエオシンで逆染色した。
ミクロ局在化(受容体オートラジオグラフィー):
[3H]5−CT結合は次の通り行われた。マウントされた組織切片(20μ
m)を室温に戻し、0.17Mトリス−HCl、4. 0mMCaCl2、0.0
1%(W/V)アスコルビン酸、および10μMパージリンを含むバッファーで
15分間前もってインキュベートした。スライドは0.5nM[3H]5−カル
ボキシアミドチプタミン(NEN、50.4Ci/mmol)で、室温にて1時間イ
ンキュベートされた。[3H]5−CTも結合する他のセロトニン受容体から、
5−HT4B受容体を識別するために、100nMPAPPおよび160nM(−
)ピンドロールがマスクとして使用された。5−HT4B受容体はメチオテピンに
対し非常に高い親和性を持つので、5nMメチオテピンが5−HT4B受容体に対
する[3H]5−CT結合を消去するために放射リガンドに添加された。非特異
的結合は放射リガンドに1μMエルゴタミンを添加することによって決定された
。続いて放射リガンド中でインキュベートされ、スライドは4℃にて上記のバッ
ファー中で20分間2回洗浄され、氷冷水で手短ににリンスされ、穏やかな流れ
の暖かい空気のもとで乾燥された。スライドは4〜6週間室温てハイパーフィル
ム(アマシャ
ム)に並べられ、その後フイルムはD−19(コダック)で現像され、固定され
、空気乾燥された。
膜調製:
ヒト5−HT4B受容体遺伝子を一時的に形質導入させたCos−7細胞は、4
8時間成育され、膜が以前記載したように(ブランチェックら、1990)集め
られた。膜懸濁液は氷上に保持され、放射リガンド結合実験に対して1時間以内
に使用された。タンパク濃度は標準としてウシ血清アルブミンを使用するブラッ
ドフォード(ブラッドフォード、1976)の方法によって決定された。
放射リガンド結合実験:
結合実験は放射リガンドとして[3H]5−HTを使用して以前記載したよう
に行った(ゾンビックら、1991)。[3H]5−HTの8種類の濃度(1−
100nM)を飽和実験に使用した;7種類の濃度の非ラベル化合物および5n
M[3H]5−HTを競合実験に使用した。非ラベル5−HT(10μM)を非
特異的結合を明らかにするために使用した。測定を減圧濾過(ブランデル、ガイ
サーバーグ、MD)によって終了し、残存する放射活性を、ベックマン500T
A液体シンチレイションカウンター(ベックマン機器、フラートン、CA)を用
いて定量した。
cAMP形成測定:
ヒト5−HT4B受容体遺伝子を発現する一時的に形質導入されたCos−7細
胞、モック形質導入されたCos−7細胞、非形質導入Cos−7細胞および安
定に形質導入されたLM(tk−)細胞を、細胞内cAMPレベルを修飾する5
−HTの能力に対して試験した。cAMPレベルの5−HTが関与する阻害およ
び剌激の両方を、これらの3種類のインタクト細胞で実験した。細胞内cAMP
形成をゾンビックら(1991)によって概説された方法論を用いて、放射免疫
測定(cAMP放射免疫測定キット、アドバンスト マグネティクス、ケンブリ
ッジ、MA)によって測定した。放射活性はパッカードCOBRA自動ガンマー
カウンター(データ減算ソフトウエアーが装備されている)を用いて定量化され
た。
データ分析:
結合データは非線型回帰分析によって分析された(アキュフィット アンド
アキュカンプ、ロンドン ソフトウエアー、チャーリン フォール、OH)。チ
ェング−プラソフ式がIC50値をKi値に変換するために使用された。機能的デ
ータは、応答パラメーターを得るために4種類のパラメーターの論理計算式にフ
ィットされた(EC50、EMAX、nH;インプロット、グラフパッド、サン デ
ィエゴ、CA)。全ての実験は最低3回行われた。
薬剤:
薬剤は次に示す会社から入手した;[3H]5−HT比放射性=20.4−2
8.0 Ci/mmol;ニューイングランドヌクレアー、ボストンMA);5−H
T、エルゴタミン、エルゴノビン、オキシメタゾリン、(±)−ピンドロール、
5′−グアニリルイミド二リン酸(シグマ、セントルイス、MO);5−CT、
DP−5−CT、5−MeOT、5−MeO−DMT、(±)−α−Me−5−
HT、2−Me−5−HT、トリプタミン、DPAT、DOI、ケタンセリン、
メチセルギド、1−ナフチルピペラジン、PAPP、スピペロン、TFMPP、
ヨヒンビン、ザコプリド(リザーチ バイオケミカル社、ナティック、MA);
リセルゴール、メチルエルゴノビン(アルドリッヒ ケミカルズ、ミルウォーキ
ー、WI)、ラウボルスシン(アキュレートケミカルズ、ウエストバリー、NY
)、メチオテピン(バイオモール リザーチ研究所、プリマウスミーティング、
PA)。他の全ての化合物は商品として入手可能な最高純度の物であった。
結果
中程度に厳密な条件下で、ショウジョウバエ セロトニン受容体遺伝子、Dr
o5HTR(ウィッツら、1990)の3番、5番、6番そして7番目の膜貫通
領域に向けられたオリゴヌクレオチドプローブを用いてヒトゲノム胎盤ライブラ
リーをスクリーニングした。全部で3つの陽性クローンを単
離し、サザンブロット分析によって特徴付けた。2つのクローンは同一であり、
そして他のクローンは他の2つのクローンのオーバラッピング断片であった。2
つの同一のクローンのうち1つは、hp78aと表現され、1.8kbのEco
RI/PstI断片を含んでおり、これはショウジョウバエから誘導されたオリ
ゴヌクレオチドプローブでハイブリダイゼイションされ、pUCベクターにサブ
クローンされた。DNA配列分析はショウジョウバエ5HT受容体に対して最も
大きな相同性を示し、それはアデニレートサイクラーゼの行進と共役されている
(ウッツら、1990)。このサブクローンの疎水性プロットは、親水性アミノ
酸残基の部分を挟み込む疎水性アミノ酸領域を示しており、7つの膜貫通G−タ
ンパクがカップリングされた受容体遺伝子スーパーファミリー(サバレーゼら、
1992)のメンバーと一致する。さらに、このクローンは予測された5番目の
膜貫通領域中にアラニン残基を含んでおり、それがセロトニンサブファミリーの
メンバーであることと一致する;このアラニン残基によってセロトニンサブファ
ミリーは他のカテコールアミン受容体(この位置にセリン残基を持っている;ベ
インシャンクら、1992b)から区別される。このクローンはTM4からカル
ボキシルをコードしていて、予測された第2の細胞内ループの上流にイントロン
を含んでいる。
全長のクローンを得るために、総数〜1.5×106組換体を持つヒトcDN
Aライブラリーのアリコートが、ゲノムクローンから決定された配列の特異的な
オリゴヌクレオチド
プローブを使用するポリメラーゼチェイン反応によってスクリーニングされた(
材料と方法参照)。λZapII(〜1.5×106組換体)内に、陽性のものを
含んだヒト胎児脳cDNAライブラリーは(ストラタジーン、ラジョーラ、CA
)内部プローブを用いる伝統的なプラークハイブリダイゼイション(材料と方法
参照)を用いてスクリーニングされ、その結果1つの部分的な長さを持つcDN
Aクローン、hFB9aが単離された。これは、TM3から停止コドンまでを含
んでおり、本来のゲノムクローン、hp78aとオーバーラップしていた(Tm
3とTm4の間のイントロンはmRNAスプライシングのために存在していなか
った)。このcDNAクローンは全長でなかったので、同じヒト胎児脳cDNA
ライブラリーは、Tm3/4ループに対応しているhFB9acDNAクローン
の最上流の非保存領域から誘導されたプローブでスクリーニングされた(材料と
方法参照)。このスクリーニングによって、もう一つの陽性であるが部分的な長
さのcDNAクローン、hFB44aが単離され、それはTM2からTM3まで
のみを含み、TM3内でhFB9a cDNAクローンとオーバーラップしてい
た。再度、5′cDNAクローンを得るために、ヒト胎児脳cDNAライブラリ
ーは、TM2/3ループに対応しているhFB44a cDNAクローンの最上
流の非保存領域から誘導されるプローブでスクリーニングされた(材料と方法参
照)。このスクリーニングによって、他の陽性であるが部分的な長さのcDNA
クローン、hFB41aが単離され、これはアミノ末端の一部
からTM3までを含んでいるが、開始メチオニン残基から約20個のアミノ酸が
欠落していた(同様に、このクローンはTM2からTM3までにおいてhFB4
4aとcDNAがオーバーラップしていた)。最後に、完全なアミノ末端を得る
ために、ヒトゲノム胎盤ライブラリーがhFB41acDNAクローンの非保存
アミノ末端領域から誘導されたプローブを用いて、高度に厳密な条件下でスクリ
ーニングされた。全部で2つの異なる陽性クローンが、このゲノムのスクリーニ
ングから単離され、サザンブロット分析によって特徴付けられた。1つのクロー
ンは5−HT4B受容体の偽遺伝子だった(非公開データ)、一方、もう1つのゲ
ノムクローンは開始メチオニン残基からTM3とTM4の間のイントロンまでを
含んでいた。開始メチオニンからTM3の中のNcoI部位を含む0.5kb
NcoI/NcoI断片がpGEMにサブクローニングされた。
完全な全長遺伝子は2つの部分から構築された:第1の部分は、2つのcDN
Aクローンからの2つの断片および合成された2重鎖オリゴヌクレオチドをpB
luescript中に連結させることを含んでおり、第2の部分は、アミノ末
端を含むゲノム断片および第一の部分構成物からの断片を発現ベクター中に連結
させることを含んでいる。構築の最初の部分は、hFB41a cDNAクロー
ンからの0.4kb SalI/NcoI(SalI部位はベクター由来であり
、一方NcoI部位はTm3中にある)、NcoIおよびKpnI末端をもつ様
にデザインしたアニールされた相補的な2
重鎖オリゴヌクレオチド断片(〜100bp;配列はhFB9a、hFB44a
、およびhFB41a cDNAクローンからのデータを基礎としていた)およ
びhFB9a cDNAクローンからの0.8kb KpnI/EcoRI断片
(EcoRIはベクター由来であり、一方KpnI部位はTM3/4中にある)
は,SalIおよびEcoRIで切断されたpBluescript中に連結さ
せることを含んでいる。構築の第2の部分は、開始メチオニンからTM3までを
含んでいる0.5kb SalI/NcoIゲノムサブクローン(SalIはベ
クター由来で、一方NcoIはTM3の範囲内にある;この断片は、NcoIで
部分的に切断およびSalIで完全に切断されることによって得られた)を、第
1の部分構造からの0.9kbNcoI/EcoRI合成オリゴヌクレオチド/
cDNA断片(TM3から停止コドンまでを含んでいる)を用いて、SalIお
よびEcoRIで切断された発現ベクター中に、連結することによって行われた
。
発現ベクター(hp78a/EXJと呼ばれる)中のゲノム/cDNAの全長
の構築は1335bpのオープンリーディングフレーム(27bpの5′UTお
よび50bpの3′UTを有する)を含み、長さが445aa、相対的な分子量
が〜49、000ダルトンであるタンパクをコードしている。タンパクのハイド
ロパシー分析は、Gタンパクがカップリングした受容体ファミリーを示す7つの
膜貫通領域の推定上のトポグラフィーと一致する。最初の配列分析により、TM
2およびTM3中の保存されたアスパラギン酸残基、TM3末
でのAsp−Arg−Tyr配列、5番目の膜貫通領域中の保存されたアラニン
残基、およびTm4−7の保存されたプロリン残基(ハーティング1989;ハ
ーティングら、1990)を含んでいるセロトニン受容体ファミリーのメンバー
間で観察される多くの保存された構造的特徴/残基を、クローンhp78a/E
XJが持っていたので、該クローンが、セロトニン受容体と最も関連しているこ
とが示された。このヒト5−HT4B受容体遺伝子の他の特徴は、アミノ末端中の
N−結合グリコシレーションのための2つの潜在的部位が存在すること(アスパ
ラジン残基5および66;図1)および、タンパクキナーゼによる潜在的なリン
酸化のための部位として役立ちうるカルボキシル末端および細胞内ループ中の幾
つかのセリンおよびスレオニンが存在することである。
5−HT4B受容体遺伝子をコードするRNAのヒト組織分布。様々なヒト組織
から単離された全RNAは、逆転写酵素でランダム−プライミング法によって1
本鎖cDNAに変換された。cDNAはヒト5−HT4B受容体遺伝子特異的PC
Rプライマーを用いてPCRによって増幅された。PCR産物は1.5%アガロ
ースゲルで電気泳動され、ナイロン膜上でブロッティングされ、内部遺伝子特異
的オリゴヌクレオチドにハイブリダイズされた。ハイブリダイゼイションに続い
て、ブロットは高度に厳密な条件下で洗浄された。陽性対照は遺伝子特異的組換
えプラスミドからなっていた;dH2Oは、鋳型cDNA、RNAあるいはプラ
スミドを除く全ての試薬を含んでいる陰性対照として使われた。逆転写酵素
で処理されなかったRNA試料のPCR増幅およびサザンブロッティングは陰性
であった。
hp78a転写物の発現を様々なヒト組織から単離されたRNAから誘導され
たcDNAの増幅によって分析した(逆転写PCRあるいはRT−PCR)(図
3)。遺伝子特異的PCRプライマーおよび遺伝子特異的内部オリゴヌクレオチ
ドプローブを用いることによって、機能的なhp78aクローン(擬遺伝子(ps
eudegene)ではない)の組織分布を選択的に実験することができたが、これによ
って擬遺伝子を検出できなかった。適度に高いレベルで構成的に発現される遺伝
子、アクチンおよびグリセルアルデヒド三−リン酸脱水素酵素に対するプライマ
ーを用いて、対照のRT−PCRを行うことによって、全ての組織に対して比較
しうる量の開始RNAがもたらされた(クロンテック;結果は示されない)。5
−HT4B受容体(hp78a)受容体をコードするmRNAは脳内において高い
レベルで発現され、様々な末梢組織(腎臓、肝臓、すい臓、精巣、子宮、腸間膜
(mesentary)そして脾臓)では低いレベルで発現される。5−HT4B受容体の
薬理学的プロフィールおよび平滑筋弛緩に関与する既に特徴付けられた5−HT
受容体とのその関連性を基にして、RNA発現に対して更に多くの組織を試験し
た。興味深いことに、平滑筋弛緩受容体としての5−HT4Bの役割の可能性と一
致した冠状動脈および胃、膀胱、下行結腸および回腸を含む、胃腸管の様々な領
域における5−HT4Bに対する高いレベルのmRNAが検出された(図3)。
in situハイブリダイゼイション研究の結果により(表2)、5−HT4BmR
NAの分布は、幾つかの領域で5−HT4B受容体の分布と重なり合っていたこと
が示された。最も強いハイブリダイゼイションシグナルは視床中のニューロンに
渡って、前方海馬痕跡、および海馬中のCA3に渡って観察された。ハイブリダ
イゼイションシグナルを含んでい
るほかの領域は中隔、視床下部、中央内部の扁桃体及び中脳水道周囲の灰白質を
含んでいた。興味深いことに、強い受容体結合シグナルが存在する2つの領域、
淡蒼球および黒質は、5−HT4Bハイブリダイゼイションシグナルを含んでおら
ず、このことはこれら2つの関連した構造において5−HT4B受容体は前シナプ
スに局在することを示唆している。
[3H]5−CTの特異的結合はラット脳の多くの領域で観察された。1μM
のエルゴタミンを用いたインキュベートの後、この結合は完全に解離された。放
射リガンドにPAPPおよび(−)ピンドロールを添加すると多くの領域で、最
も著しくは、大脳皮質の深層、海馬、背面の縫線、および脊髄で、結合が顕著に
減少した。マスクを添加した後、[3H]5−CT結合が残っていた領域は皮質
の層1−3、中隔、淡蒼球、視床、視床下部、中央内部の扁桃体、黒質、中脳水
道周囲の灰白質、および上丘であった。これらの領域全てにおける放射リガンド
結合は、インキュベートレジメン(regi-menn)に5μMメチトロピンを添加す
ることよって失われた。このことは、観察された結合が5−HT4B受容体による
ものであることを示している。
新規ヒト5−HT受容体をコードする遺伝子を一時的に発現するサル腎臓細胞
を、薬理学的実験に使用した。一時的に形質導入されたCos−7細胞から集め
られた膜は、高い親和性で、飽和しうる[3H]5−HT結合を示した。[3H]
5−HT飽和データの非線形解析から平行解離定数(Kd)
8.5±0.8nMおよび結合部位密度(BMAX)6.6±0.8pmol/mgタン
パクが得られた。特異的[3H]5−HT結合は、Kd値と等しい放射リガンド濃
度において全結合の90%以上であった。一次的形質導入体から調製された膜に
対する高親和性の[3H]5−HT結合は、100μMのGpp(NH)p(こ
れは、GTPの非加水分解され得ない類似物である)によって有意に(75%)
減少された。非形質導入宿主細胞では特異的[3H]5−HT結合は見られなか
った。
新しく単離されたセロトニン受容体遺伝子の薬理学的特徴(identity)をさら
に評価するために、クローンhp78aの詳細な結合特性が、高い親和性[3H
]5−HT結合に対する競合を非線形解析することにより決定された。特異的[3
H]5−HT結合は、種々の構造的に異なったセロトニン作動性リガンドによ
って一相性の仕方(monophasicmanner)で(nH=1)完全に置換された。特異
的[3H]5−HT結合を置換するこれらの化合物の効果の順位は、5−CT>
メチオテピン>メテルゴリン=DHE=5−MeOT>5−HT>2−Br−L
SD>DP−5−CT>DPAT>スマトリプタン>ICS203930であっ
た(表3および4)。幾つかのエルゴット誘導体は、クローン5−HT4B受容体
に対して高い親和性(Ki<20nM)を示し、これらの誘導体にはメテルゴリ
ン、ジヒドロエルゴタミン、エルゴタミン、およびメサレルギンが含まれる。サ
ブタイプを選択的に表示し、クローンfp78aに対して低い親和性
(Ki>100nM)を示すセロトニン作動性リガンドには、DPAT(5−H
T1A)、スマトリプタン(5−HT1D)、ケタンセリン(5−HT2)、および
ザコプリド(5−HT3)が含まれる。機能的な5−HT4受容体に活性である化
合物、置換ベンザミド(ICS203930、MDL29429、ザコプリド)
も5−HT4B受容体に対して低い親和性(Ki>500nM)を示した。他の生
理活性アミンは、クローンhp78aに対して感知できる親和性(Ki>1μM
)を示さなかった(表3および4)。
アデニレートシクラーゼと機能的にカップリングするクローンhp78aの能
力を、hp78aをコードする遺伝子を一時的に発現するインタクトCos−7
細胞を用いて試験した。基底(basal)cAMP放出の刺激およびFSKで刺激
されたcAMP応答の阻害の両方について試験した。5−HT(1μM)は、形
質導入されていないCos−7細胞あるいはモックで形質導入されたCos7細
胞における基底あるいはFSKで刺激されたアデニレートシクラーゼ活性のいず
れにも影響しなかった(結果は示されない)。この結果は、内在性シクラーゼカ
ップリングされたセロトニン受容体が形質導入されていない細胞では発現されて
いないということを示している。形質導入されたCos−7細胞へ5−HT(1
μM)を添加すると基底cAMP放出が7倍刺激される結果となった(0.03
5±0.004pmol/ml/10分);基底あるいはFSKで剌激されたcAMP
放出の阻害は観察されなかった。1μMFSKおよび1μM5−HTを同時にイ
ンキュベーショントすると、相乗作用でcAMP応答が引き起こされ、細胞内c
AMPの蓄積が75倍刺激された(結果は示されない)。5−CTおよび5−M
eOTも1μMで強力なアゴニストであったが、興味深いことに5−CTは5−
HT自身よりさらに効果が高いようだった。一方8−OH−DPATは1μMで
約2倍だけ基低cAMP応答を刺激した。10μMでメチセルギド、メテルゴリ
ンおよびメチオテピンは、ほとんど完全に5−HT応答を拮抗したが、ICS−
205−930は100μMで弱い阻害効果を持っていただけであった。完全な
用量−反応曲線が5−HTおよび5−CTについて決定された。5−HTは99
2±345nMのEC50値および2,191±715%の基底cAMP放出(n
=4)の最大剌激(EMAX値)を示し、一方5−CTは
同様なEMAX(2029±47%の基礎cAMP放出、n=4)を持つより高い
親和性(EC50=75±15nM)を持っていた(表5;図4および5)。
安定的に形質導入されたLM(tk-)細胞では、5−H
Tは基底cAMPの蓄積の400%の最高刺激を示した。基底あるいはFSKで
刺激されたcAMP放出のいずれかの阻害は観察されなかった。様々な試験化合
物の親和性値が表6にまとめられている。一般に機能的な研究から得られたアゴ
ニストのEC50値は、結合アッセイから得られたKi値よりも大きさが約1ケタ
低くなっていた。5−CTおよび5−MeOTは5−HTに匹敵する本質的な活
性を持っている強力な作働薬であった。しかし5−CTは5−HTよりも顕著に
高い親和性(約10倍)を有していた。8−OH−DPATは5−HTによって
引き出される最大の応答の約半分の値を示す弱いアゴニストであった。全ての試
験されたエルゴットアルカロイドは、結合アッセイから得られたKiから大きく
離れていないKB値をもつサイレントアンタゴニストとしてふるまった。メチオ
テピンも強力なサイレントアンタゴニストであった(表6)。
考察
我々は、ヒト脳cDNAおよびゲノムDNAから新規なヒトセロトニン受容体
(hp78aあるいは5HT4B)を表すDNAをクローニングした。全ての既知
のGタンパクがカップリングする受容体配列(EMBL/ジーンバンクデータベ
ース)のうち、最も大きな相同性が、クローンhp78a受容体遺伝子とショウ
ジョウバエ5HTRセロトニン受容体遺伝子(ウィッツら、1990)間に存在
した。既知のGタンパクがカップリングする受容体配列とクローンhp78a推
定アミノ酸配列とを比較すると、一致するアミノ酸が膜貫通ドメインに最も高い
濃度で存在することが示される。これらのTM領域内では、hp78aクローン
に対する一致率がDro5HTR1と比較して57%、セロトニン受容体サブフ
ァミリーとでは39−53%(図2参照)、アドレナリン作動性受容体サブファ
ミリーとでは40−50%、ドーパミン受容体サブファミリーとでは44−49
%、ヒスタミン受容体サブファミリーとでは37−41%、ペプチド受容体とで
は27−28%およびアデノシン受容体とでは32−33%である。他のGタン
パクがカップリングする受容体あるいはセロトニン作動性サブファミリーの他の
メンバーと比較すると、このヒトhp78a配列の並び方および一致率は共に、
これが新しい受容体であるということを強く示唆している。クローンhp78a
受容体と既知の何れかのセロトニン受容体間のTM相同性が55%より低く、こ
の受容体がアデニレ
ートシクラーゼに陽性にカップリングしているという事実があるので(結果およ
び以下参照)、我々はこのクローンを5−HT4Bと命名している。
この受容体の転写産物の局在化は比較的広い組織分布を示す。調べられた組織
のうち、ヒト5−HT4B(クローンhp78a)受容体mRNAは脳、精巣およ
び膀胱中で、最も豊富に検出され、他の末梢組織中では中程度から低いレベルで
観察され、皮膚および舌ではシグナルは検出されなかった。
ここで記載された5−HT4B受容体およびそのmRNAの分布は、この新規な
セロトニン受容体が、幾つかの脳システム内で機能を補助しているのかもしれな
いということを示している。縁システム(中隔、中央内側の扁桃体、前方海馬痕
跡、視床下部)では、特に良く表われており、感情の過程における5−HT4B受
容体の役割が示唆される。この受容体がクロザピンに非常に良く結合するという
調査結果は、この見解を支持しており、5−HT4B受容体が精神分裂病あるいは
他の神経学的に基礎とされる感情の疾患に関与しうることを暗示している。加え
て、新皮質に突出する視床核でのクローンhp78amRNAの局在化は、この
受容体が感覚の過程に関与していることを示唆している。縫線核における局在化
は、不安解消あるいは抗うつ作用における5−HT4Bの機能を介する新規な治療
法としての目標になりうオートレセプターとして機能しうることを示している。
5−HT受容体の分布が一般に種に渡って保存されているので、ラットあるいは
モルモットのようなヒト以外の種で起こる局在化
の結果は、ヒト脳に対して最もありそうな類似結果であると考えられている。
クローンhp78a受容体で得られた結合プロフィールは、その独特な薬理学
的プロフィールを基にした異なったセロトニン受容体サブタイプを表わしている
と考えられる。[3H]5−HT結合に置換する化合物の順位は(表3)、他の
[3H]5−HT結合部位で得られた結合特性(XiongおよびNelson
、1989;ゼムイリンら、1991)、あるいは様々な機能的プレパレーショ
ン(preparations)で示された薬理学的に定義されたセロトニン受容体の薬理学
的性質(以下参照)とは一致しない。クローンhp78a受容体に対する5−C
Tの高い親和性(Ki=0.5nM)およびスマトリプタンの低い親和性(Ki>
750nM)は、モルモット線条体のホモジネートで最近同定された[3H]5
−CT結合部位の結合特性と一致する(マーレら、1992)。しかしながら、
結合部位の完全な特徴付けが欠如していること、そして機能的反応が示されてい
ないことから、[3H]5−CT結合部位の薬理学的性質に対するクローンhp
78a受容体の薬理学的性質を直接比較することはできない。
5−HT1受容体サブタイプを分類するために使用されている結合の基準には
、5−HTおよび5−CTに対する高い親和性が含まれる。これらの2つの化合
物はクローンhp78a受容体に対して高い親和性を示す(表3)。しかし、最
近クローニングされたヒト5−HT1E(マックアリスターら、1992;ゾンビ
ックら、1992)および5−HT1F
(アダムら、1992)両受容体は、5−HTに対して高い親和性(Ki<1
0nM)を示し、5−CTに対して低い親和性(Ki>700nM)を示してい
る。5−HT1Eと5−HT1F受容体は、5−HT1受容体ファミリーの他のクロ
ーニングされたメンバー(5−HT1A、5−HT1B、5−HT1Dα、5−HT1D β
)のTM相同性に対する5−HT1Eおよび5−HT1F受容体のTM相同性、お
よびセカンドメッセンジャーカップリング(アデニレートシクラーゼの阻害)を
根拠とすると、5−HT1受容体ファミリーのメンバーである。さらに、クロー
ニングされた5−HT1c受容体は高い親和性で[3H]5−HTに結合するが、
クローニングされた5−HT2受容体に対する高いTM相同性(75%)および
ホスフォリパーゼCに対する機能的カップリングを根拠にすれば、該5−HT1c
は5−HT2受容体であると考えられる(ハーティングら、1990;ジュリウ
ス、1992)。これらの観察を基にすると、5−HT1受容体サブタイプとし
てクローンhp78a受容体を分類することは、その放射リガンド結合性質のみ
を根拠として難しい。
クローンhp78a受容体の機能的応答は、その同定に対してさらに洞察を与
える。Cos−7細胞で一時的に発現されたクローンhp78a受容体遺伝子は
アデニレートシクラーゼの刺激にカップリングしていた。5−HTおよび5−C
Tは両方とも基底レベルを越えてcAMP放出を20倍増加させた。結合アッセ
イで得られた5−HTおよび5−CTのKi値は機能的アッセイから得られたこ
れらのアゴニストの
EC50値よりも約100倍高い親和性であった。機能的アッセイで観察されたア
ゴニストの強さの順位、即ち5−CT>5−HT≧5−MeOT>8−OH−D
PATは、特異的[3H]5−HT結合と置換するこれらの化合物の順位と非常
によく似ている。5−HT4B受容体を発現する安定なLM(tk-)細胞は、一
時的に形質導入されたCOS−7細胞に対するのと非常によく似ている薬理作用
を示し、アゴニストは、本質的に同一の強さの順位を示した。しかし、アゴニス
トでもたらされる最大のcAMP応答は、LM(tk-)細胞においてより低か
った。アンタゴニストは次に示す強さの順位を有していた:d−LSD>メチオ
テピン≧2−Br−LSD>メスレルギン=DHE。
アデニレートシクラーゼを活性化するセロトニンの能力は幾つかの系で示され
ている。それらの系は:マウス胚の小丘(5−HT4、ダミウスら、1988)
、ウマ脳グリア膜(5−HT1様、フィリオンら、1980)、ラットおよびモ
ルモット海馬膜(5−HT1A、シェンカーら、1987)、ヒト心房(5−HT4
、カンマンら、1989)、NCB20神経芽細胞腫ハイブリッド細胞(5−
HT4様、コーナーおよびマンサー、1990;コーサリーら、1990)およ
びブタ新生児大動脈(5−HT1様、トラベシックら、1984)。HT4B遺伝
子によってコードされる受容体は、幾つかの共通する性質を持つけれども、これ
らのプレパレーションで同定された5−HT4受容体とは異なっている。小丘、
心房およびNCB20細胞で見出された5−HT4受容体と
クローンhp78a受容体は共に、低い親和性でcAMP放出を剌激する5−H
Tおよび5−MeOTに対して同等の強さを有している。加えて、8−OH−D
PAT、スピペロン、ケタンセリン、およびピンドロールに対して、両方とも比
較的非感受性である。しかし、メチオテピンは小丘および心房の5−HT4受容
体のアンタゴニストではないが、クローンhp78a受容体によって媒介される
機能的応答の強力なアンタゴニストである。最も厳密には、「古典的な」5−H
T4受容体を同定するために使われる化合物は(アゴニスト:シサプリド、ザコ
プリド、BRL29429;弱いアンタゴニスト:ICS−205−930)、
クローンhp78a受容体に対して全て弱い活性かあるいは不活性である。
幾分密接した薬理学的関係が、クローンhp78a受容体とNCB20細胞の
5−HT4様受容体間に存在し、この関係にはメチオテピンの強力なアンタゴニ
スト活性が含まれている。しかし、次に示す違いを根拠にした異なる実体がある
:a)[3H]5−HTはクローンhp78a受容体に対して高い親和性(Kd
=8.5nM)で結合するが、NCB20細胞の5−HT受容体では非常に低い
親和性(〜200nM)である(ベリー−クラビスおよびダウソン、1983)
、b)hp78aへのアゴニストの強さの順位は5−CT>5−HT≧5−Me
OTであり、一方NCB20細胞では順位は5−HT≧5−MeOT>5−CT
である(コーナーおよびマンソアー、1990)。加えて、クローンhp78a
受容体はグリア膜に存在する5−HT受容体と幾つかの性質を
共有している(フィリオンら、1980)。これらには:(a)[3H]5−H
Tの平行解離定数、Kd=10Nm;(b)cAMPの5−HT刺激に対するE
C50値(500−1000nM)、および(c)2−臭化LSD、メチセルギド
およびメチオテピンによる強力な拮抗作用が含まれる。
5−HT1、5−HT2、5−HT3、および5−HT4と命名された4つの異な
るクラスにセロトニン受容体を分類するために使われる基準は、結合の性質、シ
グナルトランスダクション機構(signal transduction mechanisms)、および
推定アミノ酸配列が基となっている。ブラッドリーら(1986)によって提唱
されたセロトニン受容体の分類概要によれば、5−CTはアゴニストとして働き
、その応答は非選択的な5−HT1アンタゴニストメチオテピンによって強力に
拮抗されるので、クローンhp78a受容体は、5−HT1受容体ファミリーの
メンバーであると考えることができる。しかし、ここで観察されたアデニレート
シクラーゼへのクローンhp78a受容体の陽性カップリングは、5−HT1受
容体サブファミリーのクローニングされたメンバーに対する報告と一致していな
い。ここで、前記サブファミリーは、FSKで刺激されるcAMP放出の阻害に
カップリングし、5−HT1A(コビルカら、1987;ファーギンら、1988
)、5−HT1B(アダムら、1992;マロテオックスら、1992)、5−H
T1Dα(ハンブリンおよびメトカーフ、1991;バインシャンクら1992)
;5−HT1Dβ(デンチシンら、1992;ジンら、1992;
バインシャンクら1992);5−HT1E(レビーら、1992;マックアッリ
スターら、1992;ゾンンビックら、1992);そして5−HT1F(アダム
ら、提出中)を含む。
便利な構築体ではあるが、結合の性質だけを根拠にセロトニン受容体を分類す
ると間違うことがある。例えば、結合基準によって最初に命名された5−HT1c
受容体は、([3H]5−HTはこのサブタイプに対して高い親和性で結合する
)5−HT2受容体に対するTMドメイン内での高い程度の相同性、およびセカ
ンドメッセンジャーカップリング(イノシトールリン酸加水分解)を根拠にすれ
ば、現在は5−HT2サブタイプと考えられている[ハーティングら、1990
、ジュリウス、1992]。同様に、クローンhp78a受容体は高い親和性で
[3H]5−HTと結合するが、アデニレートシクラーゼに対する陽性カップリ
ングおよび5−HT1受容体ファミリーの他にクローニングされたメンバーに対
する低いTM相同性(〜50%)により、クローンhp78aは5−HT1サブ
タイプをコードする可能性を除外することができるだろう。従って、TM相同性
の比較およびセカンドメッセンジャーカップリングは、放射リガンド結合特性よ
りも受容体の分類に対してより正確な予測法であると思われる。これらの分析を
基に、我々はクローンhp78aを5−HT4受容体サブファミリーの最初のメ
ンバーとして命名することを提案する。クローンhp78aの薬理学的プロフィ
ールは薬理学的に定義された5−HT4受容体のプロフィールと
は異なる。従って、様々な単離された組織プレパレーションで開示された5−H
T4受容体の薬理学的プロフィールを示しているクローンに対して5−HT4Aの
命名を残しながら、クローンhp78aは5−HT4Bと呼ばれるだろう(ボカー
トら、1992)。
結論として、hp78a遺伝子の一次構造、並びにその独特な薬理学的プロフ
ィールおよび一時的に形質導入された細胞から得られたアデニレートシクラーゼ
に対する陽性カップリングは、この遺伝子が5−HT4B受容体ファミリーの最初
のメンバーをコードしうることを示している。クローンhp78aは、薬理学的
に定義された5−HT4受容体の薬理学的性質を示さないので、5−HT4B受容
体サブタイプとして命名されることが提案される。さらにクローニングをする努
力が、この新たに認識されたセロトニン受容体ファミリーのさらなるメンバーを
単離するために必要であろう(ボッカートら、1992)。組織モデルで定義さ
れた5−HT4Bとセロトニン受容体の薬理学的関係との比較から、脈管系で記載
された関連受容体収集物と同一である可能性が示される。これらの受容体の幾つ
かは、単離された血管で弛緩反応を起こすと考えられており、アンギーナ、冠状
動脈疾患、アテローム硬化症、発作を引き起こす可能性のある大脳血管障害にお
いて、潜在的な治療の有益性を示している。CNSにおけるこのサブタイプの存
在はまた、より高度な認識的過程の疾患、並びに自律神経作用のコントロールに
おける潜在的な利用を示している。さらに、5−HT7受容体に対する
非典型的な抗精神病剤クロザピンの比較的高い親和性(Ki=78nM)、並び
に縁および皮質領域でのこのサブタイプの局在化は、セロトニン作動性神経伝達
が関与する精神分裂病のような神経精神医学的疾患での5−HT7サブタイプの
潜在的な役割を示している。
参照文献
配列表
(1)一般情報
(i)出願人:Bard A.Jonathan
Branchek A.Theresa
Weinshank L.Richard
(ii)発明の名称:ヒトセロトニン受容体(5−HT4B)をコードするD
NAおよびその使用
(iii)配列の数:2
(iv)宛名住所:
(A)宛名人:Cooper & Dunham
(B)ストリート:30 ロックフェラープラザ
(C)シティー:ニューヨーク
(D)州:ミューヨーク
(E)国:米国
(F)郵便番号:10112
(v)コンピユータ読み込み可能形式
(A)メディアのタイプ:フロッピーディスク
(B)コンピュータ:IBM PC互換機
(C)オペレーティングシステム:PC−DOS/MS−DOS
(D)ソフトウェアー:パテントイン リリース#1.24
(vi)本出願のデータ:
(A)出願番号:
(B)出願日:
(C)分類:
(viii)代理人/エージェント情報
(A)氏名:white P.,John
(B)登録番号:28,678
(C)参照/事件番号:41908−A−PCT/JPW/TEP
(ix)通信情報:
(A)電話:(212)977−9550
(B)ファックス:(212)315−1931
(C)テレックス:422523 COOP UI
(2)配列番号1に対する情報
(i)配列の特徴
(A)長さ:1406塩基対
(B)タイプ:核酸
(C)鎖:二重鎖
(D)トポロジー:未知
(ii)分子のタイプ:cDNA
(iii)仮定:N
(iv)アンチセンス:N
(vii)直接の源
(A)ライブラリー:ヒト脳
(B)クローン:hp78a
(ix)特性:
(A)名前/鍵:CDS
(B)位置:28..1362
(D)その他の情報:
(xi)配列の説明:配列番号:1
(2)配列番号2に対する情報
(i)配列の特徴
(A)長さ:445アミノ酸
(B)タイプ:アミノ酸
(D)トポロジー:直線
(ii)分子のタイプ:タンパク
(xi)配列の説明:配列番号:2
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フロントページの続き
(51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI
C07H 21/04 B 8615−4C
C12N 5/10
C12P 21/08 9358−4B
C12Q 1/68 A 9453−4B
G01N 33/566 8310−2J
// A61K 39/395 D 9284−4C
N 9284−4C
(72)発明者 ウエインスハンク、リチャード・エル
アメリカ合衆国、ニューヨーク州 10024、
ニューヨーク、ウエスト・エイティーセブ
ンス・ストリート 302
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.哺乳動物5−HT4B受容体をコードする単離された核酸分子。 2.請求の範囲第1項に記載の核酸分子であって、該核酸分子がヒト5−HT4B 受容体をコードするもの。 3.請求の範囲第1項に記載の核酸分子であって、該核酸分子がDNA分子で あるもの。 4.請求の範囲第3項に記載のDNAであって、該DNA分子がcDNA分子 であるもの。 5.請求の範囲第3項に記載のDNA分子であって、該DNA分子がゲノムD NAから誘導されるもの。 6.1以上のヌクレオチドにおいて5−HT4B受容体をコードする核酸分子の 配列と異なった核酸配列を有し、5HT4B受容体活性を有するタンパクをコード しない単離された核酸分子。 7.請求の範囲第6項に記載の核酸分子であって、該核酸分子がDNA分子で あるもの。 8.請求の範囲第7項に記載のDNA分子であって、該DNA分子がcDNA 分子であるもの。 9.請求の範囲第4項に記載のcDNA分子を具備したベクター。 10.請求の範囲第9項に記載のプラスミドベクター。 11.バクテリア細胞内での発現に適した請求の範囲第9項に記載のベクター であって、5−HT4B受容体をコードするcDNAの発現を可能にするようにc DNAに相対的に 配置された、バクテリア細胞内での5−HT4B受容体をコードするcDNAの発 現に必要な調節要素を具備したベクター。 12.酵母細胞内での発現に適した請求の範囲第9項に記載のベクターであっ て、5−HT4B受容体をコードするcDNAの発現を可能にするようにcDNA に相対的に配置された、酵母細胞内での5−HT4B受容体をコードするcDNA の発現に必要な調節要素を具備したベクター。 13.哺乳動物細胞内での発現に適した請求の範囲第9項に記載のベクターで あって、5−HT4B受容体をコードするcDNAの発現を可能にするようにcD NAに相対的に配置された、哺乳動物細胞内での5−HT4B受容体をコードする cDNAの発現に必要な調節要素を具備したベクター。 14.哺乳動物細胞内での発現に適した請求の範囲第10項に記載のプラスミ ドであって、5−HT4B受容体をコードするDNAの発現を可能にするようにD NAに相対的に配置された、哺乳動物細胞内でのDNAの発現に必要な調節要素 を具備したベクター。 15.pcEXV−5HT4B(ATCC受付番号75332)と称される請求 の範囲第14項に記載のプラスミド。 16.請求の範囲第10項に記載のプラスミドを具備した哺乳動物細胞。 17.請求の範囲第16項に記載の哺乳動物細胞であって、該哺乳動物細胞が LM(tk−)細胞であるもの。 18.L−5−HT4B(ATCC受付番号11166) と称される請求の範囲第14項に記載のプラスミドを具備したLM(tk−)細 胞。 19.哺乳動物5−HT4B受容体をコードする核酸分子の配列内に含まれる配 列と特異的にハイブリダイズすることができる少なくとも15のヌクレオチドの 核酸分子を具備した核酸プローブ。 20.ヒト5−HT4B受容体をコードする核酸分子の配列内に含まれる配列と 特異的にハイブリダイズすることができる少なくとも15のヌクレオチドの核酸 分子を具備した核酸プローブ。 21.請求の範囲第19項に記載の核酸プローブであって、該核酸がDNAで あるもの。 22.請求の範囲第19項に記載の核酸プローブの混合物であって、このよう なプローブが予め定義された位置でお互いに異なった配列を有するもの。 23.mRNA分子の翻訳を阻害するように哺乳動物5−HT4B受容体をコー ドするmRNA分子に特異的に結合することができる配列を有するアンチセンス オリゴヌクレオチド。 24.mRNA分子の翻訳を阻害するようにヒト5−HT4B受容体をコードす るmRNA分子に特異的に結合することができるアンチセンスオリゴヌクレオチ ド。 25.ヌクレオチドの化学的類似体を具備する請求の範囲第23項に記載のア ンチセンスオリゴヌクレオチド。 26.請求の範囲第23項に記載のアンチセンスオリゴヌ クレオチドの混合物であって、このようなオリゴヌクレオチドが予め定義された 位置でお互いに異なっている配列を有す、るもの。 27.哺乳動物5−HT4B受容体の発現を検出するための方法であって、細胞 または組織からRNAを得ること、そのようにして得られたRNAをハイブリダ イズする条件下で請求の範囲第19項に記載の核酸プローブと接触すること、該 プローブにハイブリダイズされた何れかのmRNAの存在、該プローブにハイブ リダイズされたmRNAの存在、該哺乳動物5−HT4B受容体の発現を示すプロ ーブにハイブリダイズされたmRNAの存在を検出すること、およびこれによっ て該哺乳動物5−HT4B受容体の発現を検出することを具備した方法。 28.ヒト5−HT4B受容体の発現を検出するための方法であって、細胞また は組織からRNAを得ること、そのようにして得られたRNAをハイブリダイズ する条件下で請求の範囲第20項に記載の核酸プローブと接触し、該プローブに ハイブリダイズされた何れかのmRNAの存在、即ち該ヒト5−HT4B受容体の 発現を示すプローブにハイブリダイズされたmRNAの存在を検出すること、お よびこれによって該ヒト5−HT4B受容体の発現を検出することを具備した方法 。 29.in situのハイブリダイゼイションによって細胞または組織内の哺乳 動物5−HT4B受容体の発現を検出する方法であって、該細胞または組織を、ハ イブリダイズする条 件下で請求の範囲第19項に記載の核酸プローブと接触し、該プローブにハイブ リダイズされた何れかのmRNAの存在、即ち哺乳動物5−HT4B受容体の発現 を示すプローブにハイブリダイズされたmRNAの存在を検出し、これによって 哺乳動物5−HT4B受容体の発現を検出することを具備した方法。 30.in situのハイブリダイゼイションによって細胞または組織内のヒト5 −HT4B受容体の発現を検出する方法であって、該細胞または組織を、ハイブリ ダイズする条件下で請求の範囲第20項に記載の核酸プローブと接触し、該プロ ーブにハイブリダイズされた何れかのmRNAの存在、即ちヒト5−HT4B受容 体の発現を示すプローブにハイブリダイズされたmRNAの存在を検出し、これ によってヒト5−HT4B受容体の発現を検出することを具備した方法。 31.遺伝子ライブラリーから5−HT4B受容体以外の受容体をコードする遺 伝子を単離する方法であって、該ライブラリーを、ハイブリダイズする条件下で 請求の範囲第21項に記載のプローブと接触し、該プローブがハイブリダイズし た何れかの遺伝子を単離することを具備した方法。 32.請求の範囲第31項に記載の方法であって、該ライブラリーを具備した DNAを、ハイブリダイズする条件下で、該第一のプローブがハイブリダイズす る該遺伝子のDNAの相補的ストランドのDNA配列にハイブリダイズすること ができる配列を具備した第二の核酸プローブと同時に接触し、該遺伝子配列の複 数のコピーを製造するように両プローブが ハイブリダイズする何れかの遺伝子配列を処理し、増幅された遺伝子配列を単離 し、遺伝しライブラリーから該増幅されたDNA配列がハイブリダイズした遺伝 子を単離するためのプローブとして該単離された遺伝子配列を使用することを具 備した方法。 33.請求の範囲第31項または第32項の方法によって単離される遺伝子。 34.合成遺伝子から転写されたRNA分子の数を増加するように請求の範囲 第1項に記載の単離された核酸分子およびこれに結合された少なくとも1つの調 節要素を具備した合成遺伝子。 35.合成遺伝子から転写されたRNA分子の数を減少するように請求の範囲 第1項に記載の単離された核酸分子およびこれに結合された少なくとも1つの調 節要素を具備した合成遺伝子。 36.単離された哺乳動物5−HT4B受容体タンパク。 37.請求の範囲第36項に記載の受容体タンパクであって、該哺乳動物5− HT4B受容体タンパクがヒト5−HT4B受容体であるもの。 38.請求の範囲第36項に記載の哺乳動物5−HT4B受容体を製造するため の方法であって、哺乳動物5−HT4B受容体を発現する細胞を誘導し、生じた細 胞から哺乳動物5−HT4B受容体を回収することを具備した方法。 39.請求の範囲第36項に記載の哺乳動物5−HT4B受容体を製造する方法 であって、適切なベクター内に哺乳動 物5−HT4B受容体をコードする核酸分子を挿入すること、適切なホスト細胞内 に生じたベクターを挿入すること、および生じた細胞によって製造される哺乳動 物5−HT4B受容体を回収することを具備した方法。 40.請求の範囲第37項に記載のヒト5−HT4B受容体を製造するための方 法であって、ヒト5−HT4B受容体を発現する細胞を誘導すること、および生じ た細胞からヒト5−HT4B受容体を回収することとを具備した方法。 41.請求の範囲第37項に記載のヒト5−HT4B受容体を製造するための方 法であって、適切なベクター内にヒト5−HT4B受容体をコードする核酸分子を 挿入し、生じたベクターを適切なホスト細胞に挿入し、生じた細胞によって製造 されるヒト5−HT4B受容体を回収することを具備した方法。 42.哺乳動物5−HT4B受容体に向けられた抗体または哺乳動物5−HT4B 受容体のタンパクフラグメントに向けられた抗体。 43.ヒト5−HT4B受容体に向けられた抗体またはヒト5−HT4B受容体の タンパクフラグメントに向けられた抗体。 44.請求の範囲第42項に記載の抗体であって、該抗体がモノクローナル抗 体であるもの。 45.請求の範囲第43項に記載の抗体であって、該抗体がモノクローナル抗 体であるもの。 46.請求の範囲第44項に記載のモノクローナル抗体で あって、該抗体が、哺乳動物細胞表面の5−HT4B受容体のエピドープに向けら れており、該哺乳動物5−HT4B受容体の細胞表面エピドープのアミノ酸配列と 実質的に同じアミノ酸配列を有するもの。 47.請求の範囲第45項に記載のモノクローナル抗体であって、該抗体が、 ヒト細胞表面の5−HT4B受容体のエピドープに向けられており、該ヒト5−H T4B受容体の細胞表面エピドープのアミノ酸配列と実質的に同じアミノ酸配列を 有するもの。 48.ヒト5−HT4B受容体の過剰発現から生じる異常を緩和するのに効果的 な所定量の物質および薬剤的に許容しうる担体を含有する薬剤組成物。 49.ヒト5−HT4B受容体の過小発現から生じる異常を緩和するのに効果的 な所定量の物質および薬剤的に許容しうる担体を含有する薬剤組成物。 50.細胞膜を通過することによってヒト5−HT4B受容体の発現を低下する のに効果的であり、ヒト5−HT4B受容体をコードするmRNAの翻訳を阻害す るように細胞内においてヒト5−HT4B受容体をコードするmRNAと特異的に 結合するのに効果的である、有効量の請求の範囲第24項に記載のオリゴヌクレ オチド、並びに細胞膜を通過することができる薬剤的に許容しうる担体を含有し た薬剤組成物。 51.請求の範囲第50項に記載の薬剤組成物であって、該ヌクレオチドがm RNAを不活性化する物質にカップリングされる組成物。 52.請求の範囲第51項に記載の薬剤組成物であって、該mRNAを不活性 化する物質がリボザイムである組成物。 53.請求の範囲第51項に記載の薬剤組成物であって、細胞膜を通過できる 該薬剤的に許容しうる疎水性担体が選択された細胞タイプに対して特異的なトラ ンスポーターに結合する構造を具備し、これによって該選択された細胞タイプの 細胞によって取り上げられる組成物。 54.ヒト5−HT4B受容体への天然に存在する物質の結合をブロックするの に効果的な所定量の請求の範囲第43項の抗体および薬剤的に許容しうる担体を 含有する薬剤組成物。 55.請求の範囲第1項に記載の核酸分子を含有するヒト以外のトランスジェ ニック哺乳動物。 56.請求の範囲第6項に記載の核酸分子を含有するヒト以外のトランスジェ ニック哺乳動物。 57.ヒト以外のトランスジェニック哺乳動物であって、そのゲノムが、ヒト 5−HT4B受容体をコードするmRNAに相補的なアンチセンスmRNAに転写 されるように配置された請求の範囲第1項に記載の核酸分子を含有し、該相補的 なアンチセンスmRNAがヒト5−HT4B受容体をコードするmRNAにハイブ リダイズされ、これによってその翻訳を低下するもの。 58.請求の範囲第55項に記載のヒト以外のトランスジェニック動物であっ て、該核酸分子が更に誘導プロモータを具備するもの。 59.請求の範囲第55項または58項に記載のヒト以外のトランスジェニッ ク哺乳動物であって、該核酸分子が、更に、組織特異的な調節要素を具備するも の。 60.請求の範囲第55項に記載のヒト以外のトランスジェニック哺乳動物で あって、該ヒト以外のトランスジェニック哺乳動物がマウスであるもの。 61.ヒト5−HT4B受容体の発現のレベルを変化することの生理学的な影響 を決定するための方法であって、ヒト5−HT4B受容体の発現のレベルが誘導プ ロモータの使用によって変化しうるヒト以外のトランスジェニック哺乳動物を製 造すること具備した方法。 62.種々のレベルのヒト5−HT4B受容体を発現することの生理学的影響を 決定するための方法であって、夫々が異なった量のヒト5−HT4B受容体を発現 するヒト以外のトランスジェニック哺乳動物のパネルを製造することを具備した 方法。 63.ヒト5−HT4B受容体に特異的に結合できることがわかっていない化合 物が、ヒト5−HT4B受容体に特異的に結合しうるか否かを決定する方法であっ て、哺乳動物細胞内での発現に適したプラスミド(このプラスミドは細胞の表面 でヒト5−HT4B受容体を発現するDNAを更に含有する)を含有する哺乳動物 細胞と前記化合物とを、5−HT4B受容体に結合することが知られているリガン ドの結合を可能にする条件下で接触させること、前記ヒト5−HT4B受容体に結 合した何らかの化合物の存在を検出すること、即 ち該化合物が該ヒト5−HT4B受容体に特異的に結合しうることを示す結合され た化合物の存在を検出することを具備した方法。 64.請求の範囲第63項に記載の方法であって、該哺乳動物細胞が神経細胞 以外のものである方法。 65.細胞表面のヒト5−HT4B受容体と相互作用してこれに特異的に結合す る薬剤を同定するために、化合物をスクリーニングする方法であって、哺乳動物 細胞内での発現に適したプラスミド(このプラスミドは、細胞表面上でヒト5− HT4B受容体を発現するDNAを更に含有する)を含有する哺乳動物細胞と複数 の薬剤とを接触させること、前記哺乳動物細胞の細胞表上で発現されるヒト5− HT4B受容体に結合するこれらの化合物を決定すること、およびこれによってヒ ト5−HT4B受容体と相互作用してこれに特異的に結合する化合物を同定するこ ととを具備する方法。 66.請求の範囲第65項に記載の方法であって該哺乳動物細胞が非神経細胞 である方法。 67.ヒト5−HT4B受容体に特異的に結合できることが知られていない化合 物が、ヒト5−HT4B受容体に特異的に結合できるか否かを決定する方法であっ て、哺乳動物中での発現に適したプラスミド(このプラスミドは細胞表面におい てヒト5−HT4B受容体を発現するDNAを更に含有する)を含有する哺乳動物 細胞から細胞抽出物を調製すること、該細胞抽出物から膜フラクションを単離す ること、該化合物と該膜フラクションとをヒト5−HT4B受容体と結合 することが知られているリガンドの結合を可能にする条件下でインキュベートす ること、何れかの結合された化合物の存在を検出すること、およびこれによって 該化合物がヒト5−HT4B受容体と特異的に結合することができるか否かを決定 することを具備した方法。 68.請求の範囲第67項に記載の方法であって、該哺乳動物細胞が非神経細 胞である方法。 69.ヒト5−HT4B受容体と相互作用し、これと特異的に結合する薬剤を同 定するために化合物をスクリーニングする方法であって、哺乳動物細胞内での発 現に適したプラスミド(このプラスミドは該細胞表面上でヒト5−HT4B受容体 を発現するDNAを更に含有する)を含有する哺乳動物細胞から細胞抽出物を調 製すること、該細胞抽出物から膜フラクションを単離すること、該膜フラクショ ンと複数の化合物とをインキュベートすること、ヒト5−HT4B受容体と相互作 用し、これと結合するこれらの化合物を決定すること、およびこれによってヒト 5−HT4B受容体と相互作用し、これと特異的に結合する化合物を同定すること を具備した方法。 70.請求の範囲第69項に記載の方法であって、該哺乳動物細胞が非神経細 胞である方法。 71.ヒト5−HT4B受容体に結合できることが知られていない化合物が、哺 乳動物細胞表面でヒト5−HT4B受容体を活性化するかまたはそのように活性化 するリガンドを妨害するか否かを同定する方法であって、哺乳動物細胞(こ の細胞は、該哺乳動物細胞内での発現に適したプラスミドを含有し、このような プラスミドは該哺乳動物細胞の細胞表面でヒト5−HT4Bを発現するDNAを更 に含有する)と該化合物とを、機能的応答のブロック若しくは活性化を可能にす る条件下で接触すること、該化合物がヒト5−HT4B受容体を活性化するかまた はそのように活性化するリガンドを妨害するか否かを決定すること、およびこれ によってヒト5−HT4B受容体と結合して活性化する化合物またはそのように活 性化するリガンドによるヒト5−HT4Bの活性化を妨害する化合物として該化合 物を同定することを具備した方法。 72.請求の範囲第71項に記載の方法であって、該哺乳動物細胞が第二メッ センジャーを製造するのに必要な細胞成分を含有する非神経細胞であり、該化合 物がヒト5−HT4Bの活性化をブロックするかまたは活性化するか否かの決定が 、該第二メッセンジャーの濃度の変化を検出することを具備した方法。 73.請求の範囲第72項に記載の方法であって、該第二メッセンジャーがサ イクリックAMP(cAMP)である方法。 74.請求の範囲第72項に記載の方法であって、該非神経細胞がCOS−7 細胞である方法。 75.請求の範囲第72項に記載の方法であって、該第二メッセンジャーがイ ノシトールリン酸塩代謝物である方法。 76.請求の範囲第72項に記載の方法であって、該第二 メッセンジャーが細胞内カルシウムである方法。 77.請求の範囲第63項、第67項、第71項、第72項、第73項、第7 5項または第76項に記載の方法によって同定される化合物。 78.請求の範囲第65項、第69項、第71項、第72項、第73項、第7 5項または第76項に記載の方法によって同定される薬剤の薬剤組成物。 79.細胞表面上のヒト5−HT4B受容体の存在を検出するための方法であっ て、該細胞と請求の範囲第44項に記載の抗体とを、該受容体への抗体の結合を 可能にする条件下で接触し、該細胞に結合した何れかの抗体の存在を検出し、こ れによって該細胞表面上のヒト5−HT4B受容体の存在を検出することを具備し た方法。 80.ヒト5−HT4B受容体の活性の発現に関連した異常症状を治療するため の方法であって、該5−HT4B受容体に結合して活性化する、天然に存在する物 質の結果として5−HT4B活性を低下するのに効果的な所定量の請求の範囲第8 2項に記載の薬剤組成物を患者に投与することを具備した方法。 81.ヒト5−HT4B受容体対立遺伝子の発現に関連した疾患の疾病素因を診 断するための方法であって、 a)該疾患にかかった対象からDNAを得ること; b)制限酵素のパネルで前記DNAの制限切断を行うこと; c)得られたDNAフラグメントをサイジングゲル上で電気泳動的に分離するこ と; d)該ゲルを、ヒト5−HT4B受容体をコードするDNAに特異的にハイブリダ イズすることができ、且つ検出マーカーでラベルされた核酸プローブに接触させ ること; e)検出マーカーでラベルされた5−HT4B受容体をコードするDNAにハイブ リダイズされている標識バンドを検出し、該疾患に履患した対象のDNAに特異 的な独特のバンドパターンを得ること; f)ステップa〜eによる診断のためのDNAを調製すること;および g)ステップeからの前記疾患に履患している患者のDNAに特異的な独特のバ ンドパターンと、ステップfから診断のために得られたDNAとを比較して、こ れらパターンが同一であるか又は異なっているかを決定することにより、パター ンが同一であれば該疾患の疾病素因ありと診断することを具備した方法。 82.5−HT4B受容体の活性の増加によって緩和される異常を治療するため の方法であって、5−HT4B受容体の活性を増加するのに効果的な、所定量の請 求の範囲第81項に記載の薬剤組成物を患者に投与し、これによって異常に低い 受容体活性から生じる異常を緩和することを具備した方法。 83.請求の範囲第81項に記載の方法であって、特異的なヒト5−HT4B受 容体対立遺伝子の発現に関連した疾患が診断される方法。 84.ヒト5−HT4B受容体の過剰発現から生じる異常 を緩和することができる物質を同定する方法であって、請求の範囲第61項また は第62項に記載のヒト以外のトランスジェニック動物に物質を投与すること、 および該物質が、ヒト5−HT4B受容体の過剰発現の結果として該ヒト以外のト ランスジェニック哺乳動物によって示される身体的および行動的な異常を緩和す るか否かを決定することを具備した方法。 85.ヒト5−HT4B受容体の過小発現から生じる異常を緩和することができ る物質を同定する方法であって、請求の範囲第56項または第57項に記載のト ランスジェニック哺乳動物に物質を投与すること、および該物質が、ヒト5−H T4B受容体の過小発現の結果として該ヒト以外のトランスジェニック哺乳動物に よって示される身体的および行動的異常を緩和するか否かを決定することを具備 した方法。 86.対象における異常を治療する方法であって、該異常がヒト5−HT4B受 容体の発現を低下することによって緩和され、該方法が、ヒト5−HT4B受容体 の発現を低下するのに効果的な有効量の請求の範囲第48項、第50項、第77 項または第78項に記載の薬剤組成物を対象に投与することを具備した方法。 87.ヒト5−HT4B受容体の過小発現から生じる異常を治療する方法であっ て、ヒト5−HT4B受容体の過小発現から生じる異常を緩和するのに効果的な所 定量の請求の範囲第第49項、第77項または第78項に記載の薬剤組成物を対 象に投与することを具備した方法。 88.昆虫細胞内での発現に適した請求の範囲第9項に記載のベクターであっ て、昆虫細胞内の5−HT4B受容体をコードするcDNAの発現を可能にするよ うに該cDNAに対して相対的に位置された、昆虫細胞内での該5−HT4B受容 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