WO1995031542A1 - Adn mutant recepteur de l'insuline humaine - Google Patents

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WO1995031542A1
WO1995031542A1 PCT/JP1995/000906 JP9500906W WO9531542A1 WO 1995031542 A1 WO1995031542 A1 WO 1995031542A1 JP 9500906 W JP9500906 W JP 9500906W WO 9531542 A1 WO9531542 A1 WO 9531542A1
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insulin receptor
dna
human insulin
mutant
mutated
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PCT/JP1995/000906
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Yosuke Ebina
Original Assignee
Otsuka Pharmaceutical Co. Ltd.
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/705Receptors; Cell surface antigens; Cell surface determinants
    • C07K14/72Receptors; Cell surface antigens; Cell surface determinants for hormones
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00Medicinal preparations containing peptides

Definitions

  • the present invention relates to abnormalities in the insulin receptor structural gene in non-insulin-dependent diabetes mellitus (hereinafter referred to as NID DM), and more particularly to a mutant human insulin receptor DNA containing a mutation at a specific site and a fragment thereof.
  • NID DM non-insulin-dependent diabetes mellitus
  • NIDDMM is one of the most frequent genetic diseases in humans, which is thought to be caused by several genetic abnormalities and environmental factors such as obesity, stress and aging. It is said that there are about 500,000 patients in Japan at present, and in recent years it has been designated as the four major diseases next to cancer, stroke, and myocardial infarction, and measures are urgently needed. Because NIDDM usually improves symptoms and test results with diet and exercise, it is advisable to diagnose it early, preferably before the onset of symptoms. Currently, in the early stages of diagnosis of NID DM, 75 g of glucose is orally administered on an empty stomach, blood is collected every 30 minutes, and blood glucose is measured for 2 hours to diagnose complicated diabetes such as OGTT. In many cases, they cannot be detected without a test, and early detection by simple and reliable diagnostic methods and appropriate prevention of onset are required.
  • NID DM insulin receptor substrate 1
  • IMS-1 insulin receptor substrate 1
  • GIS-1 insulin receptor substrate 1
  • GCS-2 insulin receptor substrate 1
  • Genes include glucose transporter Eve 2, glucokinase, and mitochondrial genes. The latter two genes were searched for abnormalities in NIDDM, but both were reported to be only about 1%. Mechanism group, 1993 interim report).
  • the present inventors prepared chromosomal DNA from the blood of a typical Japanese NI DDM patient and elucidated the nucleotide sequence of the insulin receptor DNA in order to elucidate the relationship between human insulin receptor gene abnormalities and NI DDM.
  • the inventors have found that qualitative abnormalities of insulin receptor exist in NID DM patients at a significant frequency, and have completed the present invention.
  • FIG. 1 is a photograph of electrophoresis showing a part of the nucleotide sequence of the insulin receptor / 3 subunit exon 13 of five NI DDM patients.
  • FIG. 2 is a photograph of electrophoresis showing a part of the nucleotide sequence of insulin receptor / 3 subunit exon 22 of eight patients with NIDDM.
  • Insurin wild type (IR WT) and mutant (IR A831) receptor Shows binding (A) and receptor ostial synkinase activity (B, C).
  • A IR WT (clone No. 12: 0—O; N 0.21: ⁇ ) or I
  • PI 3- kinase p 85 subunit of (P 85) in COS cells were co-expressed in each transient to the wild-type (IR WT) or artificial mutant IR (IR A831 or IR C1334). 10 -.
  • FIG. 5 shows the relationship between the onset of NI DDM and the mutation in a family with IR ei 334 mutation.
  • A Family analysis with substitution of TAC (Ty r 1334 ) ⁇ TGC (Cy s 133 ). Squares represent men and circles represent women. Those painted in black are NI DDM patients, the arrow represents the person, and the hatched one represents the deceased.
  • B Allele-specific hybridization. PCR products from insulin receptor exon 22 obtained from genomic DNA of three patients or normal individuals were separated on an agarose gel and transferred to nitrocellulose filters. After hybridization with a 32 P-labeled oligonucleotide probe specific for the mutant allele, the filters were subjected to autoradiography. An IRC1334 mutation (346 bp fragment) was identified in one allele of the subject (YY), but his brother (TS) and And his sister (SK) were not observed.
  • FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the onset of NI DDM and the mutation in a family with an IR A831 mutation.
  • ACG Th r 831
  • the IR A831 mutation was identified in one allele of the subject (Yh.T.), two older brothers (IT and Yo. ⁇ .) and one older sister ( ⁇ .0.). Arrows indicate the person, squares indicate males, and circles indicate females.
  • the ones painted in black are NI DDM patients, the black and white patterns are shown by IGT (Impart glucosolerance), and the shaded ones represent the deceased.
  • the IR A831 mutation in the exon 13 PCR fragment cleaves a specific site of the restriction enzyme Cf0I.
  • the Cf0I digest (322 bp) of the mutant PCR fragment appears as bands of 102 bp and 220 bp, but this cleavage is inhibited in the wild type.
  • FIG. 7 shows DNA encoding human insulin receptor (part 1).
  • FIG. 8 shows DNA (part 2) encoding the human insulin receptor.
  • FIG. 9 shows DNA encoding human insulin receptor (part 3).
  • FIG. 10 shows DNA encoding the human insulin receptor (part 4).
  • the mutated site (amino acid 831) of the mutated human insulin receptor of the present invention is indicated by a box.
  • FIG. 11 shows DNA encoding the human insulin receptor (part 5).
  • the mutation site (amino acid 1334) of the mutant human insulin receptor of the present invention is indicated by a box. Detailed description of the invention
  • the nucleotide sequence encoding Thr at position 831 in human insulin receptor DNA is mutated to the nucleotide sequence encoding A1a and / or the nucleotide sequence encoding Tyr at position 1334 encodes Cys.
  • the present invention provides a mutant human insulin receptor DNA mutated to a base sequence that changes, or the above mutant human insulin receptor DNA fragment containing the mutated portion.
  • the insulin receptor specifically binds insulin and transmits that information into cells. It is a receptor of the biological membrane that reaches, consisting of two alpha chains (735 residues, molecular weight 84,214) and two / 3 chains (620 residues, molecular weight 69,700).
  • the gene for the insulin receptor consists of 22 exons, 11 of which encode the alpha subunit and the other 1 iexon encodes the subunit (S. Seino et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86: 114-118, 1989).
  • the nucleotide sequence of the human insulin receptor and the corresponding amino acid sequence are shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing.
  • the mutated human insulin receptor DNA of the present invention is characterized in that the nucleotide sequence ( ⁇ CG) encoding Thr at position 831 of subunit exon 13 is mutated to a nucleotide sequence (CG) encoding Ala.
  • a mutant human insulin receptor DNA in which the nucleotide sequence (T ⁇ C) encoding Tyr at position 1334 of Subunit exon 22 has been mutated to a nucleotide sequence (T ⁇ C) encoding Cys, and the mutated portion thereof And a fragment of the mutant human insulin receptor DNA.
  • the mutated site of the mutant human insulin receptor of the present invention is shown in the sequences shown in FIGS. 7 to 11 (same as the sequence of SEQ ID NO: 1 in the sequence listing) in a box.
  • the mutant human insulin receptor DNA of the present invention is obtained by amplifying all 22 exon genes of the insulin receptor of 51 typical Japanese patients with NID DM by PCR (polymerase chain reaction) and inserting them into the pUC19 vector. Later, it was obtained by determining the DNA base sequence. As a result of DNA sequence analysis, the thr at position 831 of yS subunit exon 13 of one parental gene was mutated to A1a in three cases, and the 1334th position of subunit exon 22 of subunit exon 22 of one parental gene. One case was found in which Ding r was mutated to Cys.
  • the mutated human insulin receptor DNA of the present invention constitutes a qualitative mutation of at least about 6% of the NIDDM onset gene, which is a significant value that enables the application of NIDDM to genetic diagnosis.
  • NIDDM neurotrophic factor
  • mutant human insulin receptor DNA containing the mutant portion of the present invention and a fragment of the mutant human insulin receptor DNA, but also a DNA complementary thereto or a fragment thereof is useful as a diagnostic probe. is there. Therefore,
  • the nucleotide sequence (TAC) encoding the Tyr at position 1334 of subunit exon 22 is a nucleotide sequence encoding Cys.
  • TGC human insulin receptor DNA fragment mutated to stem ij
  • the present invention is also useful as a cleavage probe for NIDM in the present invention.
  • DNA fragments for a diagnostic probe generally have a length of up to about 100 bases containing the above-mentioned mutated portion, preferably 10 to 50 bases containing the mutated portion, more preferably 10 to 30 bases containing the mutated portion. Consists of an array.
  • the DNA or DNA fragment of the present invention can be synthesized, for example, according to the base sequence of the present invention using a DNA automatic synthesizer utilizing a solid phase method on a support such as silica.
  • the genetic diagnosis according to the invention of the present application is not limited to any particular method, and various methods may be widely adopted as long as the specific mutations identified and characterized by the present invention are detected. Can be. Since the gene mutation to be detected is clarified and identified by the present application, it will be easy for those skilled in the art to appropriately employ a method for the detection according to the present disclosure.
  • such a method can be performed by analyzing the base sequence at the above-mentioned specified position, and naturally includes this.
  • the Southern hybridization method and the dot hybridization method may be options.
  • PCR Polymerase chain reaction; one RFLP method (Restriction fragment length polymor phism)
  • PCR Single-chain higher-order structural polymorphism analysis method (Orita, M., Iwahana, H. , Kanazawa, ⁇ ., Hayashi, K. and Sekiya, T., Proc. Natl. Acad.
  • PCR-SSO method Specific sequence oligonucleotide: P CR—specific sequence oligonucleotide method
  • PCR—allele specific oligomer method using SSO and dot hybridization method allele specific oligomer: AS 0; Saiki, RK, Bugawan, TL, Horn, GT, Mullis, KB and Erlich, HA, Nature, 324: 163-166, 1986, etc.
  • other methods that combine PCR with DNA amplification methods are simple and easy to use with small amounts of DNA samples. And high sensitivity and accuracy Detection is possible and can be preferably exemplified.
  • the employment of the RFLP method and / or the allele-specific hybridization method can be preferably exemplified due to its simplicity.
  • the detection method will be described in more detail by taking such a detection method as an example.
  • Various operations that can be employed in the detection method of the present invention for example, chemical synthesis of part of DNA, enzymatic treatment for DNA cleavage, deletion, addition or binding, isolation, purification, replication of DNA, Selection and the like can be performed in accordance with the usual methods [Molecular Genetics Experimental Method, published by Kyoritsu Publishing Co., Ltd. in 1983; PCR technology, Takara Shuzo Co., Ltd. published in 1990, etc.].
  • DNA isolation and purification can be performed according to agarose gel electrophoresis, and the DNA sequence can be determined, for example, by the dideoxy method (Sanger, F., Nicklen, S. and Coulson, AR, Proc. Natl. Acad. Sci.
  • the determination of the DNA base sequence can be easily performed by using a commercially available sequence kit or the like.
  • the PCR method for amplification of a specific region of DNA is also a conventional method (for example, Saiki, RK, Scharf, S., Faloona, FA, Mullis, KB, Horn, GT, Erlich, HA and Arnheim, N., Science, 230: 1350-1354, 1985, etc.).
  • Saiki, RK, Scharf, S., Faloona, FA, Mullis, KB, Horn, GT, Erlich, HA and Arnheim, N., Science, 230: 1350-1354, 1985, etc. These various basic operations are also employed, for example, in various documents cited in the present application, and are referred to together with examples described later.
  • the genomic DNA to be measured is a human-derived sample, and any sample containing the same can be used without particular limitation.
  • Genomic DNA can be extracted, purified, and prepared from these samples by a conventional method.
  • the DNA region containing the mutation site according to the present invention can be amplified to obtain a large and concentrated sample.
  • This can be carried out, for example, according to the PCR method, and is carried out by employing a primer appropriately selected so as to specifically widen only the region containing the mutation site of exon 13 or 22.
  • the setting of such a primer may be carried out according to a conventional method, and there is no limitation on the base length of the region to be amplified, and it can be usually from 100 bp to 500 bp. Suitable examples of such primer settings include, for example, flanking intronic sequences. primers (Seino, S., Seino, M.
  • a sense primer 5'-CACTGACC TCATGCGCATGTGCTGG-3 'and an antisense primer: 5'-ATTGGACCGAGGCAAGGTCAGAAT-3' are employed.
  • Such a primer set provides the desired regions as amplified DNA fragments of 322 bp (exon 13) and 346 bp (exon 22), respectively.
  • the mutation specific to the present invention contained in the region can be detected and confirmed.
  • the detection of the mutation relating to exon 13 is performed according to the RFLP method.
  • Mutation of A la 831 (GCG) results in a specific cleavage site for the restriction enzyme CfoI. Therefore, the PCR amplification product of exon 13 having the mutation (322 bp) gave two fragments of 102 bp and 220 bp by subjecting it to Cf0I digestion. This cleavage does not occur in the wild type (322 bp). The generated fragment is confirmed as a specific band according to a conventional method.
  • an allele-specific hybridization method using the above-described DNA fragment for a diagnostic probe is employed. This can be performed according to a conventional method as long as the specific mutation is detected by using the specific diagnostic probe described above.
  • the conditions adopted in Examples described below are as follows.
  • Hybridization of the PCR amplified product of exon 22 (346 bp) transferred to a nitrocellulose filter was performed using a probe solution (6 x SSC, 10 x Denhardt's solution, 1% SDS, 1 mg Zm1 salmon sperm) DNA and 32 P-labeled probe) at 30 ° C. overnight.
  • the hybridized filters were washed twice (in 6 X SSC with 0.1% SDS, 54 ° C, 20 minutes each) and then subjected to conventional autoradiography.
  • the wild-type (Ty r 1334: TAC) IR can distinguish from C 1334 mutation (Cy s 1334: TGC) Japanese A unique probe is the 32 P-labeled probe: 5'-ATGTGTGTG C ⁇ AAGGG ATGT-3 '.
  • the present invention also provides such a non-insulin-dependent diabetes diagnostic agent.
  • the diagnostic agent contains a specific reagent as an essential component according to the method for detecting the presence of the mutation according to the present invention.
  • a specific reagent is appropriately set in accordance with the detection method to be employed.
  • the specific reagent is used as a means for specifically detecting the mutation according to the present invention such as the DNA fragment for a diagnostic probe and a specific restriction enzyme. Characterized as a required reagent.
  • reagents for specifically PCR-amplifying the region related to the mutation of the present invention for example, a primer set for the PCR are not considered to be essential components of the diagnostic agent of the present invention. Similar to the reagents for bridging, it can be included in the diagnostic agent of the present invention.
  • Example 1 Isolation of human chromosome DNA
  • the insulin receptor gene was amplified by the PCR method using the primer DNA capable of amplifying all 22 exons of one gene.
  • dNTPs mix (2.5mM) 8.0 ⁇ 200 iiM
  • the PCR-amplified DN ⁇ fragment obtained in this manner was purified by agarose gel electrophoresis, ligated to the H inc II site of pUC19 treated with allyl phosphatase, and the recombinant was introduced into E. coli. . Twelve colonies were picked out from hundreds of ampicillin-resistant colonies, and it was confirmed for each exon that 50% or more of the colonies contained the PCR DNA fragment. The remaining hundreds of colonies were all scraped off from the agar medium, grown in a liquid medium, and the crude plasmid DNA was separated by an alkali method, and RNA was removed by a polyethylene glycol precipitation method. When a large number of E.
  • V a 1 830 -Th r 831 H is 832
  • V a 1830 18 1 a 831 -H is 832
  • FIG. 1 shows a photograph of electrophoresis showing a part of the DNA base sequence of the insulin receptor; S subunit exon 13 of five NID DM patients including the NID DM patient having this mutation.
  • the third patient lane was found to der heterozygote having both sequences of Th r 831 (ACG) and A la 831 (GCG). There were two other patients with the same sequence.
  • Another example of a mutation involving amino acid substitution had the following mutation in which the amino acid Tyr at position 1334 of insulin subunit 3 subnexon 22 was mutated to Cys.
  • FIG. 2 shows a photograph of electrophoresis showing a part of the DN ⁇ nucleotide sequence of the insulin receptor ⁇ -subunit texon 22 of eight NI DDM patients including the NI DDM patient having this mutation. 7 th patients lane has been found to be heterozygote with both sequences of Ty r 1334 (TAC) and C ys 13 34 (TGC).
  • TAC Ty r 1334
  • TGC C ys 13 34
  • IR A831 (those Th r 831 is mutated to A 1 a 831) and IR c is3 4 (Ty r 1334 is Cy s1334 ).
  • CHO cells were transfused with SRa IR WT , SR «IR A831 or SRC1334 (10 zg each), and pSV2-neo (1 // g) by the calcium phosphate precipitation method.
  • SRa IR WT SR «IR A831 or SRC1334 (10 zg each)
  • pSV2-neo (1 // g) by the calcium phosphate precipitation method.
  • G418 Sigma
  • cells expressing the human insulin receptor were transformed by the method described in the literature (H. Hayas hi et al., Biochem. J. 280: 769-775, 1991).
  • 125 I-labeled insulin binding was calculated by Scatchard analysis (G. Scatchard, Ann. NY Acad. Sci. 51: 660-672, 1949).
  • Insulin-stimulated receptor autophosphorylation of IR WT and IR A831 was performed in 96-well plates using the method described in the literature (H. Hayashi et al., Biochem. J. 280: 769-775, 1991). .
  • the incorporation of 32 P into the receptor 3—subunit was detected by 6% SDS-PAGE and measured with a Bioimage analyzer BAS2000.
  • PI 3- kinase a type p 85 Sabuyuni' bets, as well as wild-type or human E mutant insulin receptions evening - in order to express the (IR) transient, L ip 0 fectamine TM Reagent (B ethesda R esearch L aboratories) COS-7 cells were transfected with S p85a ( 1.5 ⁇ g and S Ra IR, SRIR A831 or SRa IR C1334 ( 1.5 g each) using COS- 7 cells.
  • a cell lysate was prepared and incubated with an anti-IR antibody 1G2 recognizing an IR subunit, or an anti- ⁇ 85 ⁇ antibody from Escherichia coli and protein G-Sepharose.
  • the immunoprecipitate was electrophoresed on a 6% SDS-PAGE, and the immunoblot was performed using an anti-phosphotyrosine antibody (PY20) or an anti-insulin receptor-monoclonal antibody that recognizes the ⁇ -subunit of IR 3-11. .
  • FIG. 3A shows a Scatchard yard analysis of IR WT (clone 12, 21 ) and IR A831 (clone 10, 17).
  • the number of insulin binding sites in each clone was determined.
  • the number of high affinity binding sites, respectively for 1 cells per 1.1 IR WT and IR A831, 1. 5 xl 0 6 and 0.5, a 0. 9 X 10 6, dissociation constant (Kd) is 2 8, 3.5 nM and 1.7, 2.7 nM.
  • the autophosphorylation activity of these receptors was measured by the test method described in (3) above. The results obtained are shown in FIG. 3B. As is clear from the figure, the receptor autophosphorylation activity increased with the number of receptors. 50% maximum (11 & 1 f — ma xi In ma 1) stimulation IR WT and IR A831 respectively, 5. 5, 5. 4x 10 - 10 M and 5.0, a 4. 9 x 10- 1 ⁇ ⁇ , prominent among the wild-type and artificial mutant There was no significant difference.
  • Insulin binding and receptor autophosphorylation were then tested using COS cells transiently expressing IR WT and IR A831 to eliminate differences between CHO clones stably expressing each IR. As a result, no remarkable difference was observed in the insulin binding affinity and the receptor kinase activity between the wild type and the artificial mutant receptor. No significant differences were observed between wild-type and artificially mutated receptors in receptor processing, internalization, degradation, insulin-stimulated glucose uptake, glycogen synthesis, and DNA synthesis. Therefore, no significant impairment of receptor function was found for the A831 mutation.
  • IR autophosphorylated Tyr 1334 is located in a putative binding motif (Y (P) XXM) with the SH2 domain of the 85-kDa regulatory subunit of phosphatidylinositol 3-kinase (p85).
  • Y (P) XXM putative binding motif
  • Autophosphorylation to PI 3-kinase in response to insulin This mechanism may be an alternative pathway for activation of PI 3-kinase by IRS-1, as IR binding activates this enzyme. Absent.
  • PI 3-kinase is a glucose transporter type 4
  • the p85 subunit of PI 3-kinase was transiently expressed in COS cells using IR WT , IR A831 and IR C1334 .
  • cell lysates were precipitated with either anti-IR3 antibody ( ⁇ IR ⁇ ) or anti-p85 antibody ( ⁇ 85) (Figure 4).
  • Immunoprecipitates were tested by Immunobout using an anti-phosphotyrosine antibody ( ⁇ ) (Fig. 4 ⁇ ) or an anti-IR submit antibody (Fig. 4B).
  • insulin treatment was used. by, PI 3 -.
  • IR C1334 showed IR in CHO cells stably expressing IR against autophosphorylation site and endogenous substrate poly ( Glu , Tyr ) 4: 1.
  • Anti-phosphotyrosine antibodies appear to recognize the site of autophosphorylated Y1334 better than the other sites of autophosphorylation of I, as they show almost the same degree of tyrosine kinase activity as WT and IR A831 .
  • Anti-p85 antibody co-precipitated IR WT and IR A831 , but not IRdsa (FIG. 4B). This suggests that the major binding sites of the IR is Y 1334 residues to Ikoto, and p 85 a bonded IR C1334 is a p 85.
  • Example 5 Statistical processing
  • Non-diabetic patients are not diagnosed by performing tests such as OGTT, and their parents, siblings, and both grandparents, including themselves, have no symptoms of diabetes and have been diagnosed with diabetes and visited hospitals, etc. He was treated as non-diabetic.
  • IR A831 A family with IR A831 to test the association between IR A831 and NI DDM was analyzed. The father was dead and could not be confirmed for the mutation, but was known to have NI DDM. The mother was too old to be tested. Also, of his four siblings, including himself, three were NID DMs and one was an intermediate between normal and diabetic IGT (Imparedglucosetoler an ce), and all four were 11 ⁇ 831 116 1 6 1 * 0 272 0 te. (See Figure 6). The detection of IR A831 was performed by the above-described method of generating a specific cleavage site for the restriction enzyme Cf0I (FIG. 6B). Family marriage was excluded. The allele of IR A831 appeared to be from the father. This pedigree analysis strongly suggests that the heterozygous gous mutation in IR A831 is responsible for the development of NI DDM.
  • Sequence length 4723 (139-4287) Sequence type: nucleic acid

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Description

明細書
変異ヒ トインスリンレセプター D N A 技術分野
本発明はインスリン非依存型糖尿病 (Non-Insulin-Dependent Diabetes Melli tus:以下 N I D DMという) におけるインスリンレセプター構造遺伝子の異常 に関し、 さらに詳しくは特定部位に変異を含む変異ヒトインスリンレセプター D N Aおよびその断片に関する。 背景技術
N I D D Mは幾つかの遺伝子異常と、 肥満、 ストレス、 加齢などの環境因子が 加わって発症すると考えられている、 人類が抱える最も頻度の高い遺伝病の 1つ である。 現在我が国にも約 5 0 0万人の患者がいると言われており、 近年、 癌、 脳卒中、 心筋梗塞に次ぐ 4大疾患に指定され、 その対策が緊急に望まれている。 N I D DMは通常、 食事療法や運動療法によって症状や検査結果が改善されるこ とが多いことから、 これを早期に、 できれば発症前に診断することが望ましい。 現在、 N I D DMの診断は、 その初期においては、 空腹時にグルコース 7 5 gを 経口投与し、 3 0分おきに採血して、 2時間血糖値を測定して糖尿病を診断する O G T Tなどの繁雑な検査をしなくては発見できない場合が多く、 簡単かつ確実 な診断法による早期発見と適切な発症予防が求められている。
現在までのところ、 N I D DMの原因遺伝子は明らかになっていないが、 イン スリン作用機構に関与する因子の遺伝子、 またはインスリン分泌に関与する因子 の遺伝子が候補遺伝子と予想されている。 このうち、 インスリン作用に関与する 因子としては、 インスリ ンレセプター、 インスリンレセプ夕一サブストレート一 1 ( I R S— 1 ) 、 グルコーストランスポータータイプ 4などが考えられており、 またインスリン分泌に関与する因子の遺伝子としては、 グルコーストランスポー ター夕イブ 2、 グルコキナーゼ、 ミ トコンドリア遺伝子などが考えられている。 後者の 2つの遺伝子について N I D D M中での異常について検索されたが、 いず れも 1 %前後に過ぎないことが報告されている (厚生省糖尿病調査研究事業発症 機序班、 平成 5年度中間報告) 。
ィンスリンが標的細胞に作用するには、 その細胞膜上に存在するインスリンレ セプターと結合することが必須であり、 また N I DDMの初期にはインスリン抵 抗性が存在するという多くの報告がある (Taylor, S.I. Diabetes 41:1473-1490, 1992) ことから、 インスリンレセプターが関与遺伝子である可能性についても 検討されてきた。 ィンスリンレセプターに異常が存在すると、 高度のィンスリン 抵抗性を示し、 高インスリン血症となる重篤な糖尿病となるはずである。 しかし ながら、 N I DDMではそのような特徵を示す症例はほとんどないことから、 ィ ンスリ ンレセプタ一異常は N I D DMとは関係しないと従来考えられてきた。 —方、 最近になって本発明者を含む研究者によって多くのインスリンレセプタ 一異常症が発見され、 変異の種類により患者の検査結果と症状が多彩であること が明らかとなってきた ( . Taira et al. , Science 245:63-66, 1989; F. Shima da et al. , Lancet 335:1179 - 1181, 1990) 。 これにより N I D DMの発症原因 の一部にインスリンレセプター遺伝子異常が存在する可能性が示唆された。 しか しながら、 N I DDMとの関連においてインスリンレセプター遺伝子異常を大規 模かつ系統的に検索したことは今までになく、 また遺伝子異常の具体的位置につ いても不明のままであった。
かかる状況において、 本発明者はヒトインスリンレセプター遣伝子異常と N I DDMとの関連を解明すべく、 日本人の典型的 N I DDM患者の血液から染色体 DNAを調製し、 インスリンレセプター DNAの塩基配列を鋭意研究した結果、 N I D DM患者に有意な頻度のインスリンレセプターの質的異常が存在すること を発見し、 本発明を完成するに至った。 図面の簡単な説明
図 1は、 N I DDM患者 5名のインスリンレセプター /3サブュニッ トェクソン 13の塩基配列の一部分を示す電気泳動の写真である。
図 2は、 N I D DM患者 8名のィンスリンレセプター /3サブュニッ トェクソン 22の塩基配列の一部分を示す電気泳動の写真である。
図 3は、 野生型 ( I RWT) および変異型 ( I RA831) レセプターのィンスリン 結合 (A) ならびにレセプターチ口シンキナーゼ活性 (B、 C) を示す。 (A) :、 I RWT (クローン No. 12 : 0— O; N 0. 21 : ·— ·) 、 または I
RA831 (クローン No. 10 :△ --- Δ; N 0. 17 :▲—▲) を発現するコン フルェント CHO細胞を種 の濃度の125 I—インスリンとともに 4°Cで 12時 間ィンキュベー トした。 結合125 I—インスリ ンの放射能を測定し、 スキャッチャ ード法によりプロッ トした。 (B) : インスリン依存性のレセプター自己リン酸 化活性を、 (A) と同じセルラインを用いてインスリンレセプタ一 3サブュニッ 卜に取り込まれた32 Pの量として表した。 (C) : (A) と同じセルラインを用 いて、 I RS— 1および I R 3サブュニッ トのィンスリン依存性のチロシンリン 酸化を抗ホスホチロシン抗体によるィムノブロッ ト (電気泳動) の図である。 図 4は、 正常および 2種の人工変異ィンスリンレセプター: I RA831または I RC1334と、 P I 3—キナーゼの p 85サブュニッ 卜とのィンスリン誘導化複合 体形成を示す。 P I 3—キナーゼの p 85サブユニッ ト (P 85) を COS細胞 中で、 野生型 (I RWT) または人工変異型 I R ( I RA831または I RC1334) と それぞれ一過性に同時発現させた。 10 -7Mインスリンの存在下において、 細胞 溶解物を I Rの抗 /3サブュニッ ト (a I または抗 ρ 85 (α ρ 85) 抗体 によって免疫沈降させた。 免疫沈降物を (Α) では抗ホスホチロシン抗体 (αΡ Υ) で、 (Β) では I Rの抗 αサブュニッ ト抗体 I Ra) でィムノブ口ッ ト した得た電気泳動の図である。
図 5は、 I Rei 334の変異をもつ一家系の N I DDM発症と変異の関連を示す。 (A) : TAC (Ty r 1334) →TGC (Cy s 133 ) の置換をもつ家系分析で ある。 四角は男性を、 丸は女性を表す。 黒で塗ったものは N I DDM患者であり、 矢印は本人を表し、 また斜線をいれたものは故人を表す。 (B) :対立遺伝子特 異的ハイブリダイゼーシヨン。 3名の患者または正常人のゲノム DNAから得た インスリンレセプターェクソン 22由来の P CR産物をァガロースゲルで分離し、 ニトロセルロースフィルターにトランスファ一した。 突然変異対立遺伝子に特異 的な32 P—標識オリゴヌクレオチドプローブでハイプリダイゼーションした後、 フィルターをォ一トラジオグラフィーに付した。 本人 (Y. Y. ) の 1つの対立 遺伝子に I RC 1334変異 (346 b p断片) が同定されたが、 兄 (T. S. ) お よび姉 (S. K. ) には観察されなかった。
図 6は、 I RA831の変異をもつ一家系の N I DDM発症と変異の連関を示す図 である。 (A) ACG (Th r 831) →GCG (A 1 a831) の置換をもつ家系分 析である。 I RA831変異が本人 (Yh. T. ) 、 2人の兄 ( I. T. および Yo. Τ. ) ならびに姉 (Τ. 0. ) の 1つの対立遺伝子に同定された。 矢印は本人、 四角は男性、 丸は女性を表す。 黒で塗ったものは N I DDM患者であり、 黒白模 様は I GT imp a r e d g l u c o s e t o l e r a n c e) でめり、 また斜線をいれたものは故人を表す。 (B) :制限酵素消化による I RA831の検 出を示す電気泳動の図である。 ェクソン 13の PCR断片における I RA831変異 は制限酵素 C f 0 Iの特異的部位を切断する。 変異型 PCR断片の C f 0 I消化 物 (322bp) は 102b pと 220 b pのバンドとして出現するが、 野生型 ではこの切断が阻害される。
図 7は、 ヒトインスリンレセプターをコードする DNA (その 1) である。 図 8は、 ヒトインスリンレセプターをコードする DNA (その 2) である。 図 9は、 ヒトインスリンレセプターをコードする DNA (その 3) である。 図 10は、 ヒトインスリンレセプターをコードする DNA (その 4) である。 本願発明の変異ヒトインスリンレセプターの変異部位 (831番目アミノ酸) を 四角で囲んで示す。
図 11は、 ヒトインスリンレセプターをコードする DNA (その 5) である。 本願発明の変異ヒトインスリンレセプターの変異部位 (1334番目アミノ酸) を四角で囲んで示す。 発明の詳細な説明
本発明は、 ヒトインスリンレセプター DN A中 831番目の Th rをコードす る塩基配列が A 1 aをコードする塩基配列に変異および/または 1334番目の Ty rをコードする塩基配列が Cy sをコードする塩基配列に変異した変異ヒ ト ィンスリンレセプター DNA、 あるいは該変異部分を含む上記変異ヒ トインスリ ンレセプター DN A断片を提供する。
ィンスリンレセプターはィンスリンを特異的に結合してその情報を細胞内に伝 達する生体膜の受容体であって、 2本の α鎖 (735残基、 分子量 84, 214) と 2本の /3鎖 (620残基、 分子量 69, 700) から成る。 ィンスリンレセプ ターの遺伝子は 22ェクソンから成っており、 そのうち 11ェクソンは αサブュ ニッ トをコードし、 他の 1 iェクソンが サブユニッ トをコードする (S. Seino et al. , Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86:114-118, 1989) 。 ヒ トインスリンレ セプターの塩基配列ならびにこれと対応するァミノ酸配列を配列表の配列番号 1 に示す。 本願発明の変異ヒトインスリンレセプター DNAは、 サブユニッ トェ クソン 13の 831番目の Th rをコ一ドする塩基配列 (^CG) が A 1 aをコ ードする塩基配列 ( CG) に変異および/または /3サブュニッ トェクソン 22 の 1334番目の Ty rをコードする塩基配列 (T^C) が Cy sをコ一ドする 塩基配列 (T^C) に変異した変異ヒトインスリンレセプター DNA、 ならびに 該変異部分を含む上記変異ヒトインスリンレセプター DNAの断片である。 本願 発明の変異ヒトインスリンレセプターの変異部位を図 7〜11に示す配列 (配列 表の配列番号 1の配列と同じ) 中に四角で囲んで示す。
本願発明の変異ヒトインスリンレセプター DNAは、 日本人の典型的な N I D DM患者 51人のインスリンレセプタ一全 22ェクソン遺伝子を PCR (ポリメ ラーゼチヱインリアクション) 法にて増幅し、 pUC 19ベクタ一に挿入後、 D NA塩基配列を決定することによって得られた。 DNA塩基配列分析の結果、 片 親の遺伝子の ySサブュニッ トェクソン 13の 831番目の Th rが A 1 aに変異 している症例が 3例と、 また片親の遺伝子の サブユニッ トェクソン 22の 13 34番目の丁 rが Cy sに変異している症例が 1例発見された。
前者の変異 (Th r831→A 1 a831) に見られるアミノ酸置換は従来までに報 告されていないものである。 c DN A上でこの変異を作り、 動物細胞で強制発現 させ、 レセプター機能を解析したが、 顕著なレセプター機能の障害は見られなか" た。 しかしながら、 この変異は正常人 272人を検索したところ発見されず、 ま た統計学的処理により N I DDM発症と関連していることが明らかとなった。 さ らに、 この変異 (I RA831) と N I DDM発症との関連を試験するために、 I R をもつ—家系についてのデータを分析した。 その結果、 I R 3iの h e t e r o z y g o u s変異が N I D DM発症の原因であることが強く示唆された。 —方、 後者の変異 (Ty r 133 →C y s 1334) に関しても顕著なレセプター機 能の障害は観察されなかった。 また、 一家系を解析した結果、 この変異はこの家 族の N I DDM発症とは関連していないと思われた。 しカヽし、 この変異インスリ ンレセプターは P I 3—キナーゼと結合できなかった。 本発明者らは最近ィンス リンシグナル伝達、 特にィンスリンによるグルコーストランスポーターの t r a n s 1 o c a t i o nには P I 3—キナーゼが関与していることを証明している (F. Kanai et al. , Biochem. Biophys. Res. Commun. 195:762-768, 1993) 。 したがって、 この変異が N I DDM発症と関連している可能性を示唆するもので ある。
本願発明の変異ヒトインスリンレセプター DNAは N I D DM発症原因遺伝子 の少なくとも約 6%の質的変異を構成し、 N I D DMの遺伝子診断への応用を可 能とする有意な数値である。 N I D DMの発症に関与する遺伝子は複数存在し、 またそれぞれの遺伝子の中の変異は h o t s p o tが存在し、 そのうち本願発 明の変異ィンスリンレセプター DN Aの変異部分を含む数箇所が主要なものを占 めると予想される。 したがって、 今後他の関与変異が解明されると、 本願発明の 変異ヒ トインスリンレセプタ一 DN Aまたは該変異ヒ トインスリンレセプター D N Aの断片と組み合わせることにより、 簡単かつ確実な N I D DMの遺伝子診断 が可能となる。 さらにかかる遺伝子診断と従来の診断法を組み合わせて N I DD Mの早期診断を行うことにより適切な予防と治療に多大な貢献をするものと思わ れる。
また上記の診断に用いるには、 本願発明の変異部分を含む変異ヒトインスリン レセプター DNA、 該変異ヒ トインスリンレセプター DNAの断片のみならず、 これらと相補的な DNAまたはその断片も診断プローブとして有用である。 した がって、
(a) ヒ トインスリンレセプター DNA中、 ^サブユニッ トェクソン 13の 83 1番目の Th rをコードする塩基配列 (ACG) が A 1 aをコードする塩基配列 (GCG) に変異した変異ヒ トインスリ ンレセプター DN A断片、
(b) ヒ トインスリ ンレセプター DNA中、 サブユニッ トェクソン 22の 13 34番目の Ty rをコードする塩基配列 (TAC) が Cy sをコ一ドする塩基配 歹 ij (TGC) に変異した変異ヒ トインスリンレセプタ一 DNA断片、
(c) 上記 (a) または (b) の変異ヒトインスリンレセプター DN A断片と相 補的な DNA断片、
も本願発明の N I D DMの 断プローブとして有用である。
これらの診断プローブ用 DNA断片は一般に、 上記変異部分を含む約 100塩 基までの塩基、 好ましくは変異部分を含む 10〜50塩基、 より好ましくは変異 部分を含む 10〜30塩基の長さの塩基配列で構成される。
本願発明の DNAまたは DNA断片は、 例えば、 シリカなどの支持体上での固 相法を利用する DN A自動合成機を用いて本願発明の塩基配列に従って合成する ことができる。
本願発明にかかる上記遺伝子診断は、 本願発明によって明らかにされ特徴付け られた前記特定の変異を検出するものである限りにおいて、 その手法等には何ら の限定もなく各種の方法を広く採用することができる。 本願 ¾明によって検出す ベき遺伝子変異が明らかにされこれが特定されている以上、 かかる本願開示に従 えば、 その検出の為の方法の適宜採用は当業者に容易であろう。
例えばかかる方法は、 上記特定された位置の塩基配列の解析を行うことによつ ても可能であり、 もちろんこれを包含する。 サザンハイブリダィゼ一シヨン法や ドッ トハイブリダィゼーシヨン法 (いずれも Southern, E. M. , J. Mol. Biol. , 98:503-517, 1975等参照) も採用しうる選択であろう。 例えば、 PCR (Poly merase chain reaction; 一 RFLP法 (Restriction fragment length polymor phism:制限酵素断片長多型分析法) 、 PCR—単鎖高次構造多型分析法 (Orita, M. , Iwahana, H. , Kanazawa, Η., Hayashi, K. and Sekiya, T. , Proc. Natl. Acad. Sci., U.S. A., 86:2766-2770, 1989等参照) 、 PCR— S SO法 (Speci fic sequence oligonucleotide: P CR—特異的配列オリゴヌクレオチド法) 、 PCR— SSOとドッ トハイブリダィゼ一ション法を用いる対立遺伝子特異的ォ リゴヌクレオチド法 (allele specific oligomer: A S 0; Saiki, R. K., Bugaw an, T.L., Horn, G. T. , Mullis, K. B. and Erlich, H. A. , Nature, 324:163-166, 1986等参照) 等の PCR法を利用する DNAの増幅手法との組み合わせによる 方法は、 少量の DN A試料を利用して簡便かつ容易にしかも感度および精度の高 い検出が可能であり好ましく例示することができる。
特に本発明においては、 その簡便さから、 RF L P法および または対立遺伝 子特異的ハイブリダイゼーション法の採用を好ましく例示することができる。 以 下に、 かかる検出法を例にとり、 より詳細に説明する。
なお、 本発明の検出法において採用され得る各種の操作、 例えば、 一部 DNA の化学合成、 DNAの切断、 削除、 付加または結合を目的とする酵素処理、 DN Aの単離、 精製、 複製、 選択等はいずれも常法に従うことができる [分子遺伝学 実験法、 共立出版 (株) 1983年発行; PCRテクノロジー、 宝酒造 (株) 1 990年発行等参照] 。 例えば、 DNAの単離精製は、 ァガロースゲル電気泳動 法等に従うことができ、 DNA配列の決定は、 例えばジデォキシ法 (Sanger, F. , Nicklen, S. and Coulson, A. R. , Proc. Natl. Acad. Sci., U.S.A., 74:5463- 5467, 1977) や、 マクサム一ギルバート法 (Maxam, A. M. and Gilbert, W. , Me thod in Enzymology, 65:499-560, 1980) 等に従うことができる。 上記 DNA塩 基配列の決定は、 市販のシークェンスキッ ト等を用いることによつても容易に行 い得る。 DN Aの特定領域の増幅のための P CR法もまた常法 (例えば、 Saiki, R. K. , Scharf, S. , Faloona, F. A. , Mullis, K. B. , Horn, G. T. , Erlich, H. A. and Arnheim, N. , Science, 230:1350-1354, 1985等参照) に従うことができ る。 これら各種の基本的操作は、 例えば本出願に引用の各種文献においても採用 されており、 後述の実施例とともに参照される。
本発明の検出法において、 測定対象であるゲノム DNAは、 ヒト由来のサンプ ルであり、 これを含むものであれば特に限定なく採用できる。 ゲノム DNAは、 これらサンプルより常法に従い抽出、 精製し、 調製することができる。
該ゲノム DN Aより、 本発明にかかる変異部位を含む DN A領域を増幅し、 多 量にかつ濃縮された被検体を得ることができる。 これは、 例えば PC R法に従い 実施でき、 上記ェクソン 13または 22の変異部位を含む領域のみを特異的に增 幅するように適宜選択したプライマーを採用することにより行われる。 かかるプ ライマーの設定は常法に従えばよく、 また増幅する領域の塩基長等にも制限はな く通常 l O O b pから 500 b pとすることができる。 かかるプライマー設定の 好適な例は、 例えばフランキングイントロニック配列 (flanking intronic sequ ence) に相同性のプライマー (Seino, S. , Seino, M. and Bell, Gl. , Diabetes, 39:123-128, 1990) を採用するものであり、 これは後述の実施例におけるェク ソン 13にかかる領域の増幅のために使用されている。 また、 ェクソン 22にか かる領域の増幅では、 一例 して、 センスプライマー : 5' — CACTGACC TCATGCGCATGTGCTGG-3' とアンチセンスプライマー : 5 ' - ATTGGACCGAGGCAAGGTCAGAAT— 3' が採用されている。 かかるプライマ一設定によれば、 それぞれ 322 b p ( クソン 13) および 3 46 b p (ェクソン 22) の増幅された DNAフラグメントとして上記所望領域 が提供される。
PCR法に従い増幅された所望 DNA領域を利用し、 その領域に含まれる本願 発明特定の変異を検出確認することができる。 後述する実施例では、 ェクソン 1 3にかかる変異の検出は RF LP法に従い実施されている。 A l a831 (GCG) の変異は、 制限酵素 C f o Iの特異的切断サイ トを生じさせている。 したがって、 かかる変異を有する上記ェクソン 13の PC R増幅産物 (322 b p) は、 これ を C f 0 I消化に付すことにより、 102 b pと 220 b pの 2つのフラグメン トを与え、 一方、 この変異のない野生型ではこの切断は生じない (322 b p)。 生成したフラグメントは常法に従い特定バンドとして確認される。
ェクソン 22にかかる変異の検出では、 前記した診断プローブ用 DNA断片を 利用する、 対立遺伝子特異的ハイブリダィゼーシヨン法が採用されている。 これ は、 前記した特定の診断プローブを採用して本願発明特定の変異を検出する限り において常法に従い行うことができるが、 例えば後述する実施例において採用さ れた条件は次の通りである。
二トロセルロースフィルターに移した上記ェクソン 22の P CR増幅物 (34 6 b p) のハイプリダイゼーションは、 プローブ溶液 (6 x S S C、 10 xD e n h a r d t ' s溶液、 1% SDS、 1 m gZm 1サケ*** DN Aおよび32 P 標識プローブを含む) 中、 30°C—晩にて実施された。 ハイブリダィズしたフィ ルターは、 2回洗浄 (0. 1% SDSの 6 X S S C中、 54°C、 各 20分間) 後、 常法によるオートラジオグラフィ一に付された。 ここで採用された、 野生型 (Ty r 1334: TAC) と区別しうる I RC 1334変異 (Cy s 1334 : TGC) 特 異的なプローブは、 32P標識プローブ: 5' - ATGTGTGTG C^AAGGG ATGT- 3' である。
上記のようにして得られたバンド (ェクソン 13の変異にかかる 102 b pと 220 b ρの 2つのバンド άたはェクソン 22の変異にかかる 346 b pのハイ ブリダィズしたバンド) のパターンおよび確認により、 本願発明にかかる変異の 存在検出をすることができる。
なお、 このような遺伝子診断をするに際して、 本願発明にかかる変異の存在検 出をするための手段あるいは試薬を有効成分として含有する診断剤を利用するの が好適である。 したがって、 本願発明は、 かかるインスリン非依存型糖尿病診断 剤をも提供する。 該診断剤は、 本願発明にかかる変異の存在検出をするための方 法に応じた、 特異的な試薬が必須成分として含有される。 かかる特異的試薬は、 採用する検出方法に従い適宜設定されるが、 例えば、 前記した診断プローブ用 D N A断片および または特定の制限酵素等の本願発明にかかる変異を特異的に検 出するための手段に必要な試薬として特徴付けられる。 また、 本願発明の変異に かかる領域を特異的に P CR増幅するための試薬、 例えばそのために設定された プライマ一等は、 本発明診断剤の必須成分とは考えられないが、 これらは、 ハイ ブリダィゼ一シヨンのための試薬類と同様に、 本発明診断剤に含ませることもで さる。
以下の実施例において本願発明を詳しく説明するが、 本願発明はこれに限定さ れるものではない。 実施例
実施例 1 : ヒト染色体 DN Aの分離
千葉大学医学部第 2内科牧野博士らのグループより日本人の典型的 N I DDM 患者約 100名の血液 10m 1ずつを恵与された。 ヒト染色体 DNAの分離は以 下の手順で行った。
1) 2本の 5 Om 1ブルーキャップチューブにそれぞれ 45m 1の A液 (0. 3 2M S u c r o s e, 10 mM T r i s— HC l (pH7. 5) 、 5mM MgC l 2、 1%T r i t o nX- 100) を 10m lのコマゴメピぺッ トを用 いて入れた。
2) 約 1 Om 1の血液を採取した。
3) 血液約 5m 1ずつを A液の入った 2本のブルーキヤップチューブに移して、 転倒混和した。
4) 4°Cにて 3, 000 r pmで 10分遠心した。
5) 上清を注意深く捨てて、 さらにこのチューブをキムワイプの上に逆さに立て て液を除いた。
6) このチューブに 5m 1のコマゴメピペッ トで 4m 1の B液 (0. 075M NaC l、 0. 024M EDTA (pH8. 0) ) を加えて混合し、 ペレッ ト を底から剥がした。 これをもう 1本のチューブに移して、 ボルテックスミキサー でよく混合した。
7) この混合液にォートビぺッ トにて 1 m 1の C液 (5%S D Sと 2mgZm 1 の P r o t e i n a s e Kを等量加えたもの) を加え、 よく混合して一晚 37 °Cで反応させた。
8) 5m 1のコマゴメピペッ トで 5 m 1のフヱノール溶液を加え、 キャップをし て充分混合した。 これにさらに 5mlのクロ口ホルム:イソアミルアルコール (24 : 1) 混合液を加えてキャップをして 30分混合した。
9) 15m 1のオレンジキャップのコニカルチューブに全液を移し、 3, 000 r pm、 10分間遠心した。
10) 先端を切ったパスツールピぺッ 卜で上清を注意深く取り、 新しいオレンジ キャップチューブに移した。 5mlのフヱノール ·クロ口ホルム混合液 (1 : 1) を加え、 30分混合した。
11) 3, 000 r pmで 10分間遠心した。
12) 先端を切ったパスツールピぺッ 卜で上清を注意深く取り、 1本の 50m 1 のブルーキャップチューブに移した。
13) オートピペッ トで 0. 5m lの D液 (3M酢酸ナトリウム) を加え、 キヤッ プを締めて混合した後、 コマゴメピペッ トで 10m 1の冷エタノール (99. 9 %) をゆつくり重層した。
14) キャップを締めてゆつくり転倒混和すると、 染色体 DNAは白い不溶物と して出現した。 これをパスツールピペッ トの先を曲げたものですくいとり、 そつ と lm 1の 70%エタノール溶液中に約 1 5秒間浸した後、 該不溶物を 200/ί 1の Ε液 (1 0mM T r i s— HC 1 (p H 7. 5) 、 1 mM EDTA) が 入ったエツペンドルフチュ ブに移した。
1 5) エツペンドルフチューブにキャップをして、 ボルテックスミキサーで数回 混合し、 DN Aをよく溶かした。
また、 非糖尿病者 272名から同様にして染色体 DNAを分離した。 実施例 2 : P CR法によるインスリンレセプタ一遺伝子ェクソンの増幅とサブ クローニングおよびプラスミ ド DNAの分離
清野ら (S. Seino et al. , Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86:114-118. 1989; S. Seino et al. , Diabetes 39:123-128, 1990) の方法により、 インスリ ンレセ プタ一遺伝子のすべての 22ェクソンを増幅できるプライマー DN Aを用いて P CR法によって、 ィンスリンレセプター遺伝子を増幅した。
すなわち、 0. 5m 1のチューブに下記組成の混合 F液 99// 1を加えてから DNA l/i l (1/ig) を加えて混合した:
(液量) (final)
10 X Reaction Buffer 10.0 //1 1 x
dNTPs mix (2.5mM) 8.0 βΐ 200 iiM
Upstream primer 0.5 ill 50 pmol/100 //1
Downstream primer 0.5 //1 50 pmol/100 βΐ
H20 79.5 ill
Ampli Taq™ polymerase 0.5 //1 2.5 U/Assay _
Total 99.0 ill 上記混合物にサンプルの蒸発防止のためにミネラルオイルを重層し、 また熱伝 導率をよくするために、 ヒートボックスのゥエルにもミネラルオイルを 1滴ずつ 入れた。 これを用いて以下の 件で P C Rを実施した。
1. initial denature 94°C、 3分 2. denature 94°C、 1分
3. anneal 53°C、 1. 5分 x 30サイクル
4. extension 72°C、 2. 5分
72°C、 4分にて終わる。
P CRで増幅されたサンプルにクロ口ホルム 100// 1を加えて、 よくボルテツ クスミキサーで混合し、 1分間遠心した。 下層をパスツールピペッ トで充分に除 いて、 上層から DNAを得た。
このようにして得た P CR増幅 DN Α断片をァガロースゲル電気泳動に付して 精製し、 アル力リホスファターゼ処理した pUC 19の H i n c I I部位へライ ゲーシヨンさせ、 大腸菌へこの組換え体を導入した。 数百個のアンピシリン耐性 コロニーから 12個のコロニーを拾いだし、 50%以上のコロニーに P CR D N A断片が入っていることを各ェクソンごとに確認した。 残り数百個のコロニー 全部を寒天培地からかきとり、 液体培地で増殖後、 アルカリ法により粗プラスミ ド DN Aを分離し、 さらにポリエチレングリコール沈殿法を用いて RN Aを除い た。 本実施例の方法のように多数の大腸菌トランスフォーマントを用いると、 父 方、 母方両遺伝子からの PC R産物はほぼ同量含まれると考えられ、 したがって このような方法で分離した DN Aの塩基配列には父方と母方の遺伝子配列が出現 してくることになる。 実施例 3 : DN A塩基配列の決定
アイソ トープを用いた d i d e 0 X y法 (Maxam, A.M. and Gilbert, W. , Pro c. Natl. Acad. Sci. USA 74:560-564, 1977) により実施例 2で得られた DNA 断片の塩基配列を決定した。 簡単にのべると、 PCRによる DNA増幅に用いた プライマーを DNA断片にハイプリダイゼーションさせ、 アイソトーブラベルし た d CTPを用いてシーケネースで DNA合成させ、 電気泳動後、 オートラジオ グラフィ一を行った。
その結果、 アミノ酸置換を伴わない DNA塩基配列の変異が 10力所と、 アミ ノ酸置換を伴う変異が 4例発見された。
上記アミノ酸置換を伴う変異のうち 3例はインスリンレセプタ一 ^サブュニッ トェクソン 1 3の 83 1番目のアミノ酸 Th rが A 1 aに変異した以下の変異を もつものであった。
V a 1830 -Th r831 一 H i s 832
正常体 5' — GTG - ACG - CAT -3'
3' 一 C AC 一 TGC 一 GTA 一 5' 変異体 5' 一 GTG ― GCG 一 CAT 一 3'
3' - CAC - CGC 一 GTA 一 5'
V a 1830 一八 1 a831 -H i s 832
この変異を有する N I D DM患者を含む 5名の N I D DM患者のィンスリンレ セプター; Sサブュニッ トェクソン 1 3の DN A塩基配列の一部分を示す電気泳動 の写真を図 1に示す。 3番目のレーンの患者は Th r 831 (ACG) と A l a831 (GCG) の両配列をもつ h e t e r o z y g o t eであ ことが判明した。 こ れと同じ配列をもつ患者が他に 2名存在した。
また、 アミノ酸置換を伴う変異の他の 1例はィンスリンレセプター 3サブュニッ トェクソン 22の 1334番目のアミノ酸 Ty rが C y sに変異した以下の変異 をもつものであった。
P γ Q 1333― Ύ y 1334— Th f 1335
正常体 5' - C CT 一 TAC 一 ACA —3'
3' 一 GGA 一 ATG 一 TGT 一 5' 変異体 5' 一 C CT ― TGC 一 ACA 一 3'
3' 一 GGA 一 ACG 一 TGT 一 5'
p R 0 1333_ C V S 1334_ T H R 1335
この変異を有する N I DDM患者を含む 8名の N I DDM患者のィンスリンレ セプター βサブュニツ トェクソン 22の DN Α塩基配列の一部分を示す電気泳動 の写真を図 2に示す。 7番目のレーンの患者は Ty r 1334 (TAC) と C y s 13 34 (TGC) の両配列をもつ h e t e r o z y g o t eであることが判明した。 実施例 4 :哺乳動物細胞で発現させた変異インスリンレセプターの機能的性状 の検討
試験方法
(1) 発現プラスミ ドの構築
c DNA上で P CR法を用いて 2種の人工変異 c DNAであるィンスリンレセ プタ一: I RA831 (Th r831が A 1 a831に変異したもの) および I Rcis34 (Ty r 1334が Cy s 1334に変異したもの) を作製した。
次いで人工変異 c DN Aである I RA831、 I RC 1334を哺乳動物発現ベクター SR (Y. Takebe et al., Mol. Cell Biol. 8:466-472, 1988) (それぞれ S Rな I RA831および SRa I RC1334) にサブクローニングした。 対照として用 いた野生型インスリンレセプターは文献記載の方法 (F. Kanai et al. , J. Biol. Chem. 268:14523-14526, 1993) で構築し、 SRな I RWTとした。
(2) 野生型インスリンレセプターおよび人工変異インスリンレセプタ一を発現 する CHO細胞の樹立
リン酸カルシウム沈殿法により、 CHO細胞を SRa I RWT、 SR« I RA831 または SR C1334 (各 10 z g) 、 および p S V2— n e o (1 // g) でトラ ンスフヱクシヨンした。 G418 (S i gma社製) 400 gZm 1で選択し た後、 ヒトインスリンレセプターを発現する細胞を、 文献記載の方法 (H. Hayas hi et al. , Biochem. J. 280:769-775, 1991) を用いて125 I—標識インスリン 結合により同定した。 細胞表面のレセプターの数はスキャッチャード (S c a t c h a r d) 分析 (G. Scatchard, Ann. NY Acad. Sci. 51:660-672, 1949) に よつて s「算した。
(3) レセプターチ口シンキナーゼ活性の測定
文献記載の方法 (H. Hayashi et al., Biochem. J. 280:769-775, 1991) を用 いて、 96ゥエルプレートで I RWTおよび I RA831のインスリン刺激したレセプ ター自己リン酸化を実施した。 レセプター 3—サブュニッ 卜への32 Pの取り込み は 6%SDS— PAGEで検出し、 B i o— i ma g e— a n a l y z e r B AS 2000で測定した。 (4) インスリ ンレセプターと P I 3—キナーゼのひ一タイプ p 85サブュニッ 卜とのインスリ ン誘導複合体の形成
P I 3—キナーゼの 一タイプ p 85サブュニッ ト、 ならびに野生型または人 ェ変異インスリンレセプ夕- ( I R) を一過性に発現させるために、 L i p 0 f e c t a m i n e TM試薬 (B e t h e s d a R e s e a r c h L a b o r a t o r i e s) を用いて、 C OS— 7細胞を S p 85 a (1. 5 β g と S Ra I R、 S R I RA831または SRa I RC1334 (各 1.. 5 g) でトランス フエクシヨンした。 1 0 -7Mィンスリンで 1 0分間刺激した後、 細胞溶解物を調 製し、 I Rの サブユニッ トを認識する抗 I R抗体 1 G2、 またはゥサギポリク 口一ナル抗 ρ 85 α抗体、 ならびにタンパク質 G—セファロースとともにインキュ ペートした。 免疫沈降物を 6%SD S— PAGEで電気泳動した。 抗ホスホチロ シン抗体 (PY20) または I Rの αサブュニッ トを認識する抗ィンスリンレセ プタ一抗体 3 Β 1 1を用いてィムノブ口ッ トを行った。
糸口^
(1) Α83 1変異
上記試験方法 (2) によって得られた I RWT (クローン No. 12、 21) お よび I RA831 (クローン No. 1 0、 1 7) を安定に発現する 2つのクローンを 検討した。
図 3 Aは I RWT (クローン 12、 2 1) および I RA831 (クローン 10、 1 7) のスッキャッチヤード分析を示す。 各クローンのインスリ ン結合部位の数を測定 した。 高親和性結合部位の数は I RWTおよび I RA831のそれぞれについて 1細胞 当たり 1. 1、 1. 5 x l 06および 0. 5、 0. 9 X 106であり、 解離定数 (Kd) は 2. 8、 3. 5 nMおよび 1. 7、 2. 7 nMであった。 レセプター からの125 I —インスリンの pH依存性解離を試験したところ、 I RWTおよび I RA831のいずれにおいても、 pHが 7. 5から 5. 5に減少するのに応じて解離 が起こることが観察され、 野生型と人工変異型で差はなかった。
また、 上記 (3) の試験方法によりこれらのレセプター自己リン酸化活性を測 定した。 得られた結果を図 3 B示す。 図から明らかなように、 レセプター自己リ ン酸化活性はレセプター数に応じて増加した。 50%最大 (11 & 1 f — ma x i ma 1 ) 刺激は I RWTおよび I RA831それぞれにおいて、 5. 5、 5. 4x 10 -10Mおよび 5. 0、 4. 9 x 10—Μであり、 野生型と人工変異型の間で顕著 な差はなかった。
さらに、 内在基質 I RS— '1に対するチロシンキナーゼ活性を抗ホスホチロシ ン抗体 (ΡΥ— 20) を用いるィムノブロッ トで測定した。 得られた結果を図 3 Cに示す。 図から明らかなように、 I RS— 1 (分子量 160, 000) は、 レ セプタ一^ユニッ ト (分子量 95, 000) の自己リン酸^:速度と平行してチロ シン残基においてィンスリン依存的にリン酸化された。
次いで各 I Rを安定に発現する CHOクローン間の相違を排除するために、 I RWTおよび I RA831を一過性に発現する COS細胞を用いてインスリン結合とレ セプタ一自己リン酸化を試験した。 その結果、 野生型と人工変異レセプターとの 間にィンスリン結合親和性およびレセプターキナーゼ活性の顕著な相違は見られ なかった。 また、 レセプタープロセシング、 インターナリゼ一シヨン、 分解、 ィ ンスリン刺激によるグルコース取り込み、 グリコーゲン合成、 および DN A合成 などにおいても野生型と人工変異レセプターとの間に顕著な相違は観察されなかつ た。 したがって、 A831変異に顕著なレセプタ一機能の障害は見いだされなかつ た。
(2) C 1334変異
A831と同様の実験を C 1334変異について実施して、 I RC1334のレセ プター機能障害を検討した。
I Rを安定に発現する CHOクローンを用いる試験では、 I R" 334と I RWT との間の顕著な相違は観察されなかった。
ただし、 P I 3—キナーゼに対する親和性では相違が見られた。 I Rの自己リ ン酸化された Ty r 1334は、 ホスファチジルイノシトール 3—キナーゼの 85— k Da制御サブユニッ ト (p 85) の SH 2 ドメインとの推定的結合モチーフ (Y (P) XXM) に位置していることが知られている (D. J. Van Horn et al. , J. Biol. Chem. 269:29-32, 1994) 。 インスリンに応答する P I 3—キナーゼ への自己リン酸化 I Rの結合によってこの酵素が活性化されるので、 このメカ二 ズムは I RS— 1による P I 3—キナーゼの活性化の別経路であるかも知れない。 本発明者らは先に、 P I 3—キナーゼがグルコーストランスポータータイプ 4
(GLUT 4) の転移を媒介することを報告している (例えば、 F. Kanai et al. , Biochem. Biophys. Res. Comniun. 195:762-768, 1993参照) ので、 I RC 13 34と P I 3_キナーゼの 85との直接的相互作用を試験した。
まず、 P I 3—キナーゼの p 85サブユニッ トを I RWT、 I RA831および I R C1334を用いて COS細胞中で一過性に発現させた。 インスリン処理の後、 細胞 溶解物を抗 I R 3抗体 (α I R^) または抗 p 85抗体 (α ρ 85) のいずれか で沈降させた (図 4) 。 免疫沈降物を抗ホスホチロシン抗体 ( ΡΥ) (図 4Α) または抗 I Rの サブュニッ ト抗体 (な I Rc (図 4 B) を用いるィムノブ口ッ トにより試験した。 一過性発現系においては、 インスリン処理によって、 P I 3 —キナーゼの p 85サブュニッ トのチ口シンリン酸化、 ならびに ρ 85の I RWT への結合が刺激された。 抗 I Rひ抗体を用いるィムノブロッ 卜で測定したところ、 抗 I R 3抗体は、 I RWT、 I RA831および I RC 1334をほぼ同定度に沈降させた (図 4B) 。 抗 p 85抗体を用いるィムノブロッ 卜で測定したところ、 抗 p 85 抗体は I RWT、 I RA831および I RC1334をほぼ同定度に沈降させた。
次いで、 p 85および I RiSのチロシンリン酸化、 ならびに p 85の I RWT、 I RA831および I RC1334への結合を試験した。 抗ホスホチロシン抗体 (図 4A) を用いるィムノブ口ッ 卜で測定したところ、 すべての I Rは同定度に p 85をチ 口シン残基でリン酸化した。 I RC1334のチロシンリン酸化は I RWTおよび I RA 831と比較して減少しており (図 4A) 、 この減少は I RC1334のチロシンキナー ゼ活性の減少と関連していなかった。 基質への32 Pの取り込み試験によると、 I RC1334は自己リン酸化部位および内在基質ポリ (G l u, Ty r) 4 : 1に対 して、 I Rを安定的に発現する CHO細胞中での I RWTや I RA831とほとんど同 定度のチロシンキナーゼ活性を示すので、 抗ホスホチロシン抗体は I のその 他の自己リン酸化部位よりも自己リン酸化 Y 1334の部位をより良く認識するよう に思われる。 抗 p 85抗体は I RWTおよび I RA831を共沈させたが、 I Rdsa は共沈させなかった (図 4B) 。 このことは、 I RC1334が p 85とは結合しな いこと、 ならびに p 85に対する I Rの主要結合部位は Y 1334残基であることを 示唆する。 実施例 5 :統計学的処理
正常人 272名を解析して本願発明のヒトインスリンレセプター DN A中 83 1番目の Th rが A 1 aに 異した変異ィンスリンレセプター D N Aをもつ者を 検索したところこの変異部位をもつ者は見いだされなかつた。 そこで力ィ二乗検 定による統計学的処理によって本願発明の変異ィンスリンレセプタ一 DNAと N I DDMとの関連性を試験した。 この結果を以下の表 1に示す。
インスリンレセプター 3サブュニッ ト T 83 i→ A 831変異の
I D DMおよび非糖尿病者における頻度の解析
N I DDM 非糖尿病者 " 計
A831 32) 0 3
丁831 48 272 320
計 51 272 323
1) 非糖尿病者は OGTTなどの検査を行って診断したものではなく、 問診によ り自身を含め、 両親、 兄弟姉妹、 両祖父母が糖尿病の症状がなく、 また糖尿病と 診断され通院などもしていな 、者を非糖尿病者として扱った。
2) T831→A831の変異は Ya t e sの連続補正を行ったカイ二乗検定により P (危険率) <0. 05で N I D DM発症に有意に差がある。 また N I DDMの自 然発症率が 5%と仮定して非糖尿病者 272名のうち 5% (14名) が N I DD Mの T831のグループに移行したとしてもなお上記検定にて有意の差がある。 実施例 6 :家系解析
(1) I RC1334と N I DDM発症との関連
I Rei 334と N I DDM発症との関連を試験するために、 I RC1334をもつ一家 系についてのデータを分析した。
この家系では、 母親と次男が糖尿病と診断され、 また他の 2人の子供 (T. S. および S. K. ) と本人 (Y. Y. ) も糖尿病であった (図 5A) 。 しかしなが ら、 T^C (Ty r 1334) →TGC (Cy s 1334) における対立遺伝子特異的ハ イブリダィゼ一シヨンで試験した (図 5B) ところ、 このうちの 2人 (T. S. および S. K. ) は正常な I R ( I R" 334) をもっており、 本人 (γ. γ. ) だけが I RC1334をもっていた。 したがって、 この家系解析では、 突然変異 I Rc 1334がこの家系においては N I DDMの発症の共通原因ではないことを示唆した c
(2) I RA831と N I DDM発症との関連
I RA831と N I DDM発症との関連を試験するために、 I RA831をもつ一家系 についてのデータを分析した。 父親は死亡しているため変異については確認でき なかったが、 N I DDMであったことが分かっている。 母親は、 高齢のため検査 不能であった。 また本人を含むその 4人の兄弟のうち、 3人が N I D DMで、 1 人が正常と糖尿病の中間型である I GT ( i mp a r e d g l u c o s e t o l e r an c e) であり、 これら 4人すべてが 11^831の116 1 6 1* 0 272 0 t eであった。 (図 6参照) 。 なお、 I RA831の検出は前述した制限酵素 C f 0 Iの特異的切断サイ トを生じさせる方法によって行った (図 6B) 。 家族間の 結婚は除外した。 I RA831の対立遺伝子は父親に由来すると思われた。 この家系 解析は、 I RA831の h e t e r o z y go u s変異が N I DDM発症の原因であ ることを強く示唆するものである。
【配列表】
配列番号: 1
配列の長さ : 4723 (139-4287) 配列の型:核酸
鎖の数:二本鎖
トポロジー:直鎖状
配列の種類: c DNA
配列の特徴
特徴を表す記号: m a t e p t i d e 存在位置: 221. . 4284
配列
140 150 160 170 180
ATGGGCACCGGGGGCCGGCGGGGGGCGGCGGCCGCGCCGCTG
MetGlyTnrGlyGlyArgArgGlyAlaAlaAlaAlaProLeu
190 200 210 220 230 240
CTGGTGGCGGTGGCCGCGCTGCTACTGGGCGCCGCGGGCCACCTGTACCCCGGAGAGGTG
LeuValAlaValAlaAlaLeuLeuLeuGlyAlaAlaGlyHisLeuTyrProGlyGluVal
250 260 270 280 290 300
TGTCCCGGCATGGATATCCGGAACAACCTCACTAGGTTGCATGAGCTGGAGAATTGCTCT
310 320 330 340 350 360
GTCATCGAAGGACACTTGCAGATACTCTTGATGTTCAAAACGAGGCCCGAAGACTTCCGA
VallleGluGlyHisLeuGlnlle!LeuLeuMetPheliysThrArgProGluAspPheArg
370 380 390 400 410 420
GACCTCAGTTTCCCCAAACTCATCATGATCACTGATTACTTGCTGCTCTTCCGGGTCTAT
AspLeuSerPheProLysLeuIleMetlleThrAspTyrLeuLeuLeuPheArgValTyr
430 440 450 460 470 480
GGGCTCGAGAGCCTGAAGGACCTGTTCCCCAACCTCACGGTCATCCGGGGATCACGACTG
GlyLeuGluSerLeiiLysAspLeuPheProAsnLeuThrVallleArqGlySerArqLeu
490 500 510 520 530 540
TTCTTTAACTACGCGCTGGTCATCTTCGAGATGGTTCACCTCAAGGAACTCGGCCTCTAC
PhePheAsnTyrAlaLeuValllePheGluMetValHisLeuLysGluLeuGlyLeuTyr
550 560 570 580 590 600
AACCTGATGAACATCACCCGGGGTTCTGTCCGCATCGAGAAGAACAATGAGCTCTGTTAC
AsnLeuMetAsrilleThrArgGlySerValArglleGluLysAsnAsnGluLeuCysTyr
610 620 630 640 650 660
TTGGCCACTATCGACTGGTCCCGTATCCTGGATTCCGTGGAGGATAATCACATCGTGTTG
LeuAlaThrlleAspTrpSerArqlleLe AspSerValGluAspAsriHisIleVallieu
670 680 690 700 710 720
AACAAAGATGACAACGAGGAGTGTGGAGACATCTGTCCGGGTACCGCGAAGGGCAAGACC
AsnLysAspAspAsnGluGluCysGlyAspIleCysProGlyThrAlaLysGlyLysThr
730 740 750 760 770 780
AACTGCCCCGCCACCGTCATCAACGGGCAGTTTGTCGAACGATGTTGGACTCATAGTCAC
AsnCysProAlaThrVallleAsnGlyGlnPheValGlrArgCysTrpThrHisSerHis
790 800 810 820 830 840
TGCCAGAAAGTTTGCCCGACCATCTGTAAGTCACACGGCTGCACCGCCGAAGGCCTCTGT
850 860 870 880 890 900
TGCCACAGCGAGTGCCTGGGCAACTGTTCTCAGCCCGACGACCCCACCAAGTGCGTGGCC
CysHisSerGluCysLeuGlyAsnCysSerGlnProAspAspProThrLysCysValAla
910 920 930 940 950 960
TGCCGCAACTTCTACCTGGACGGCAGGTGTGTGGAGACCTGCCCGCCCCCGTACTACCAC
CysArgAsnPheTyrLe iAspGlyArgCysValGluThrCysProProProTyrTyrHis 970 980 990 1000 1010 1020
TTCCAGGACTGGCGCTGTGTGAACTTCAGCTTCTGCCAGGACCTGCACCACAAATGCAAG
1030 1040 1050 1060 1070 1080
AACTCGC GAGGCA GGCTG CA CAATA GTCATTCACAACAA AAGTGCATCCCTGAG
1090 1100 1110 1120 1130 1140
TGTCCCTCCGGGTACACGATGAATTCCAGCAACTTGCTGTGCACCCCATGCCTGGGTCCC
CysProSerGlyTyrThrMetAsnSerSerAsnLexaLeuCysThrProCysLeuGlyPro
1150 1160 1170 1180 1190 1200
TGTCCCAAGGTGTGCCACCTCCTAGAAGGCGAGAAGACCATCGACTCGGTGACGTCTGCC
CysPro!LysValCysHisIieuLeuGluGlyGluLysThrlleAspSerValThrSerAla
1210 1220 1230 1240 1250 1260
CAGGAGCTCCGAGGATGCACCGTCATCAACGGGAGTCTGATCATCAACATTCGAGGAGGC
GlnGluLeuArgGlyCysThrVallleAsnGlySerLeuIlelleAsrilleArgGlyGly
1270 1280 1290 1300 1310 1320
AACAA.TCTGGCAGCTGAGCTAGAAGCCAACCTCGGCCTCATTGAAGAAATTTCAGGGTAT
1330 1340 1350 1360 1370 1380
CTAAAAATCCGCCGATCCTACGCTCTGGTGTCACTTTCCTTCTTCCGGAAGTTACGTCTG
LeixLysIleArgArgSerTyrAlaLeuValSerLeuSerPhePheArgLysLeiaArgLeu
1390 1400 1410 1420 1430 1440
ATTCGAGGAGAGACCTTGGAAATTGGGAACTACTCCTTCTATGCCTTGGACAACCAGAAC
ェ leArgGlyGluThrLeuGluIleGlyAsnTyxSerPheTyrAlaLeuAspAsnGlnAsn
1450 1460 1470 1480 1490 1500
CTAAGGCAGCTCTGGGACTGGAGCAAACACAACCTCACCACCACTCAGGGGAAACTCTTC
LeiiArgGlnLeuTrpAspTrpSerLysHisAsnLeuThrThrThrGlnGlyLysLeuPhe
1510 1520 1530 1540 1550 1560
TTCCACTATAACCCCAAACTCTGCTTGTCAGAAATCCACAAGATGGAAGAAGTTTCAGGA
PheHisTyrAsnProLysLeuCysLeuSerGluIleHisLysMetGluGluValSerGly
1570 1580 1590 1600 1610 1620
ACCAAGGGGCGCCAGGAGAGAAACGACATTGCCCTGAAGACCAATGGGGACAAGGCATCC
ThrLysGlyArgGlnGluArgAsnAspIleAlaLeuLysThrAsnGlyAspLysAlaSer
1630 1640 1650 1660 1670 1680
TGTGAAAATGAGTTACTTAAATTTTCTTACATTCGGACATCTTTTGACAAGATCTTGCTG
CysGluAsnGluLeuLeuLysPheSerTyrlleArg rSerPheAspLysIleLeuLeu
1690 1700 1710 1720 1730 1740
AGATGGGAGCCGTACTGGCCCCCCGACTTCCGAGACCTCTTGGGGTTCATGCTGTTCTAC
Arg rpGluProTyrTrpProProAspP eArgAspLeuLeuGlyPheMetLeuP eTyr
1750 1760 1770 1780 1790 1800
AAAGAGGCCCCTTATCAGAATGTGACGGAGTTCGATGGGCAGGATGCGTGTGGTTCCAAC
LysGluAlaProTyrGlnAsnValThrGluPheAspGlyGlnAspAlaCysGlySerAsn 1810 1820 1830 1840 185Q 1860
AGTTGGACGGTGGTAGACATTGACCCACCCCTGAGGTCCAACGACCCCAAATCACAGAAC
SerTrpThrValValAspェ leAspProProLeuArgSerAsnAspProLysSerGlnAsn
1870 1880 1890 1900 1910 1920
CACCCAGGGTGGCTGATGCGGGGTCTCAAGCCCTGGACCCAGTATGCCATCTTTGTGAAG
HisProGlyTrp!LeuMetArgGlyLeuLysProTrpThrGlnTyrAlallePheValLys
1930 1940 1950 1960 1970 1980
ACCCTGGTCACCTTTTCGGATGAACGCCGGACCTATGGGGCCAAGAGTGACATO^TTTAT Thr!LeuValThrPheSerAspGluArgArg hrTyrGlyAlaLysSerAspェ lelleTyr
1990 2000 2010 2020 2030 2040
GTCCAGACAGATGCCACCAACCCCTCTGTGCCCCTGGATCCAATCTCAGTGTCTAACTCA
2050 2060 2070·. 2080 2090 2100
TCATCCCAGATTATTCTGAAGTGGAAACCACCCTCCGACCCCAATGGCAACATCACCCAC
SerSerGlnllelleiLeuLysTrpIiysPiroPj oSerAspPrOAsnGlyAsi IleThirHis
2110 2120 2130 2140 2150 2160
TACCTGGTTTTCTGGGAGAGGCAGGCGGAAGACAGTGAGCTGTTCGAGCTGGATTATTGC
2170 2180 2190 2200 2210 2220
CTCAAAGGGCTGAAGCTGCCCTCGAGGACCTGGTCTCCACCATTCGAGTCTGAAGATTCT
LeuLysGlyLeuLysLeuProSerArg hrTrpSerProProPheGl SerGluAspSer
2230 2240 2250 2260 2270 2280
CAGAAGCACAACCAGAGTGAGTATGAGGATTCGGCCGGCGAATGCTGCTCCTGTCCAAAG
GlnLysHisAsnGlnSerGluTyrGluAspSerAlaGlyGluCysCysSerCysProLys
2290 2300 2310 2320 2330 2340
ACAGACTCTCAGATCCTGAAGGAGCTGGAGGAGTCCTCGTTTAGGAAGACGTTTGAGGAT
ThrAspSerGlnlleLeuLysGliiLeuGluGluSerSerPheArqLYSThrPheGliaAsp
2350 2360 2370 2380 2390 2400
TACCTGCACAACGTGGTTTTCGTCCCCAGAAAAACCTCTTCAGGCACTGGTGCCGAGGAC
TyrLeuHisAsnValValPheValProArgLysThrSerSerGlyThrGlyAlaGluAsp
2410 2420 2430 2440 2450 2460
CCTAGGCCATCTCGGAAACGCAGGTCCCTTGGCGATGTTGGGAATGTGACGGTGGCCGTG
ProArgProSerArgLysArgArgSerLeuGlyAspValGlyAsnValThrValAlaVal
2470 2480 2490 2500 2510 2520
CCCACGGTGGCAGCTTTCCCCAACACTTCCTCGACCAGCGTGCCCACGAGTCCGGAGGAG
ProThrValAlaAlaPheProAsnThrSerSerThrSerValProT rSerProGluGlu
2530 2540 2550 2560 2570 2580
CACAGGCCTTTTGAGAAGGTGGTGAACAAGGAGTCGCTGGTCATCTCCGGCTTGCGACAC
HisArgProPheGluLysValValAsnLysGluSerLeuVallleSerGlylieuArgHis
2590 2600 2610 2620 2630 2640
TTCACGGGCTATCGCATCGAGCTGCAGGCTTGCAACCAGGACACCCCTGAGGAACGGTGC
PheThrGlyTyrArgェ leGluLeuGlnAlaCysAsnGlnAspThrProGluGluArgCys - 9Z -
Figure imgf000028_0001
OdiSlSfェ 3VS3S5 3:5ェ:) SOS SSIEOYつ■I DOSIPD VIDJLェ:) 工 YDェ SS Df o ε ο ε οο ε οεεε osee οζ,εε ェココ IISVSI OO SVDVSつつェっェ;) ¾0:)3¾3ェ£¾9っ¾¾0ェ33つ V3¾V3ェ 33 3
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90600/S6df/X3d ひ SI£/S6 OAV 3490 3500 3510 3520 3530 3540
CTCCGTTCTCTGCGGCCAGAGGCTGAGAATAATCCTGGCCGCCCTCCCCCTACCCTTCAA
3550 3560 3570 3580 3590 3600
GAGATGATTCAGATGGCGGCAGAGATTGCTGACGGGATGGCCTACCTGAACGCCAAGAAG
3610 3620 3630 3640 3650 3660
TTTGTGCATCGGGACCTGGCAGCGAGAAACTGCATGGTCGCCCATGATTTTACTGTCAAA
3670 3680 3690 3700 3710 3720
ATTGGAGACTTTGGAATGACCAGAGACATCTATGAAACGGATTACTACCGGAAAGGGGGC
IleGlyAspPheGlyMetThrArgAspIleTy GluThrAspTyjrTyrArgLysGlyGly
3730 3740 3750 3760 3770 3780
AAGGGTCTGCTCCCTGTACGGTGGATGGCACCGGAGTCCCTGAAGGATGGGGTCTTCACC
3790 3800 3810 3820 3830 3840
ACTTCTTCTGACATGTGGTCCTTTGGCGTGGTCCTTTGGGAAATCACCAGCTTGGCAGAA
3850 3860 3870 3880 3890 3900
CAGCCTTACCAAGGCCTGTCTAATGAACAGGTGTTGAAATTTGTCATGGATGGAGGGTAT
GlnProTyrGlnGlyLeuSerAsnGluGlnValLeioLysPheValMetAspGlyGlyTyr
3910 3920 3930 3940 3950 3960
CTGGATCAACCCGACAACTGTCCAGAGAGAGTCACTGACCTCATGCGCATGTGCTGGCAA
LeiiAspGlnProAspAsnCysProGliiArgValThrAspLeuMetArgMetCysTrpGln
3970 3980 3990 4000 4010 4020
TTCAACCCCAAGATGAGGCCAACCTTCCTGGAGATTGTCAACCTGCTCAAGGACGACCTG
PheAsnPiroLysMetArgPrOThrPhe!LeuGluIleValAsnLeuLeuLysAspAspIieu
4030 4040 4050 4060 4070 4080
CACCCCAGCTTTCCAGAGGTGTCGTTCTTCCACAGCGAGGAGAACAAGGCTCCCGAGAGT
HisProSerPheProGluValSerPheP eHisSerGluGluAsnLysAlaProGluSer
4090 4100 4110 4120 4130 4140
GAGGAGCTGGAGATGGAGTTTGAGGACATGGAGAATGTGCCCCTGGACCGTTCCTCGCAC
GluGl xLeuGlij etGluPheGluAspMetGluAsnValProLeuAspArgSerSerHis
4150 4160 4170 4180 4190 4200
TGTCAGAGGGAGGAGGCGGGGGGCCGGGATGGAGGGTCCTCGCTGGGTTTCAAGCGGAGC
CysGlnArgGluGluAlaGlyGlyArgAspGlyGlySerSerLeuGlyPheLysArgSer
4210 4220 4230 4240 4250 4260
TACGAGGAACACATCCCTTACACACACATGAACGGAGGCAAGAAAAACGGGCGGATTCTG
4270 4280
ACCTTGCCTCGGTCCAATCCTTCCTAA
ThrLeuProArgSerAsnProSer***

Claims

請求の範囲
1. ヒ トインスリンレセプター DN A中 831番目の Th rをコードする塩基配 列が A 1 aをコードする塩 配列に変異および/または 1334番目の Ty rを コードする塩基配列が C y sをコードする塩基配列に変異した変異ヒトインスリ ンレセプター DNA、 あるいは該変異部分を含む上記変異ヒトインスリンレセプ ター DNA断片。
2. ヒ 卜インスリンレセプター DNA中、 /3サブユニッ トェクソン 13の 831 番目の Th rをコードする塩基配列 (ACG) が A 1 aをコードする塩基配列 (GCG) に変異した請求項 1記載の変異ヒトインスリンレセプター DNAまた は該変異部分を含むその断片。
3. ヒ トインスリンレセプター DNA中、 サブユニッ トェクソン 22の 133 4番目の Ty rをコードする塩基配列 (TAC) が C y sをコードする塩基配列 (TGC) に変異した請求項 1記載の変異ヒトインスリンレセプター DNAまた 'は該変異部分を含むその断片。
4. P I 3—キナーゼと結合しない請求項 1記載の変異ヒトインスリンレセプタ —DN Aまたは該変異部分を含むその断片。
5. 請求項 1記載の変異ヒ トインスリンレセプタ一 DNAと相補的な DNAまた は該変異部分を含むその断片。
6. 請求項 1から 5のいずれか 1項に記載の変異ヒトインスリンレセプター断片 よりなるインスリン非依存型糖尿病診断用プローブ。
7. 請求項 1から 5のいずれか 1項に記載の変異ヒトインスリンレセプタ一断片 を含むィンスリン非依存型糖尿病診断剤。
PCT/JP1995/000906 1994-05-12 1995-05-12 Adn mutant recepteur de l'insuline humaine WO1995031542A1 (fr)

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DIABETOLOGIA, (1992), Vol. 35, No. 3, KIM H. et al., "Detection of Mutations in the Insulin Receptor Gene in Patients With Insulin Resistance by Analysis of Single-Stranded Conformational Polymorphisms", pages 261-6. *
DIABETOLOGIA, (1992), Vol. 35, No. 5, O'RAHILLY S. et al., "Insulin Receptor and Insulin-Responsive Glucose Transporter (GLUT4) Mutations and Polymorphisms in a Welsh Type 2 (Hon-Insulin-Dependent) Diabetic Population", pages 486-9. *
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