JP5029751B2 - Recombinant canine prolactin and method for producing the same - Google Patents
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Description
本発明は、イヌプロラクチン遺伝子配列の解明および組換えイヌプロラクチンの製造に関する。イヌプロラクチン遺伝子配列を同定したことにより、遺伝子組換え技術を用いてイヌプロラクチンを製造することができ、イヌにおいて乳癌の罹患に関与する因子の1つであるプロラクチンの血中濃度を正確に測定することが可能となる。 The present invention relates to elucidation of canine prolactin gene sequences and production of recombinant canine prolactin. By identifying the canine prolactin gene sequence, it is possible to produce canine prolactin using gene recombination technology, and accurately measure the blood concentration of prolactin, one of the factors involved in the incidence of breast cancer in dogs. It becomes possible.
ペプチドやタンパク質ホルモンは、動物種間で構造に変異があり、動物種に特異的な構造をもつため、正確な測定をするためには動物種特異的な測定系の開発が必要とされる。しかし、ヒト・ウシなどに比べ、伴侶動物に特異的なペプチド・タンパク質の測定系は現状ではまだ整備されていない。特に、伴侶動物において病気の診断等に利用できるホルモンについての正確な測定系の開発が望まれている。 Peptide and protein hormones vary in structure among animal species and have a structure specific to animal species, and therefore, development of an animal species-specific measurement system is required for accurate measurement. However, a peptide / protein measurement system specific to companion animals is not yet established as compared to humans and cattle. In particular, it is desired to develop an accurate measurement system for hormones that can be used for diagnosis of diseases in companion animals.
通常、血液中のホルモンは、抗体に対する親和性を利用する免疫競合法で測定され、検出法の違いによってRIA やELISA 法などがある。このような方法である種のホルモンを測定する場合、標準品を少なくともその種の標準品(ホルモン)にしないと、サンプルと標準品の抗体に対する親和性が異なるので、正確な測定値を出せない。そこで、正確な測定値を得るには、その動物種のホルモンを使って種特異的な測定系で測定する必要がある。 Normally, hormones in the blood are measured by an immunocompetitive method that uses affinity for antibodies, and there are RIA and ELISA methods depending on the detection method. When measuring a certain type of hormone in this way, it is necessary to use at least that standard (hormone) as the standard, because the affinity of the sample and standard for the antibody is different, so accurate measurements cannot be obtained. . Therefore, in order to obtain an accurate measurement value, it is necessary to use a species-specific measurement system using the hormone of the animal species.
プロラクチン(PRL)は、下垂体前葉から分泌されるタンパク質ホルモンであり、生殖、行動、成長・発達、免疫および代謝に関与する多くの生理作用をもつ。特に、乳腺の分化・発達に重要な役割を果たし、乳汁分泌を促進する。現在、プロラクチンは乳癌リスクを増加させるとの報告がなされており、乳癌の診断への応用の可能性がある。 Prolactin (PRL) is a protein hormone secreted from the anterior pituitary gland and has many physiological functions involved in reproduction, behavior, growth / development, immunity and metabolism. In particular, it plays an important role in the differentiation and development of the mammary gland and promotes milk secretion. Currently, prolactin has been reported to increase breast cancer risk and has potential applications in breast cancer diagnosis.
伴侶動物の中でもイヌにおいては、乳腺腫瘍が最も多い腫瘍であり、雌イヌにおける腫瘍全体の約半分を占める。さらに、乳腺腫瘍の半数は最終的に悪性、即ち乳癌となる。このようにイヌにとって乳癌は、他の動物におけるよりも危険性の高い病気である。乳腺腫瘍に関与する因子の中でプロラクチンがリスク因子となることが判明している。さらに、プロラクチンはストレスマーカーとして行動学分野においても測定が望まれている。 Among the companion animals, in the dog, the mammary tumor is the most common tumor and accounts for about half of the whole tumor in the female dog. Furthermore, half of the breast tumors eventually become malignant, ie breast cancer. Thus, breast cancer is a more dangerous disease for dogs than in other animals. Prolactin has been found to be a risk factor among factors involved in breast tumors. Furthermore, prolactin is desired to be measured in the behavioral field as a stress marker.
現在、イヌ特異的なホルモン測定系は限られており、甲状腺刺激ホルモン (TSH)の測定系と成長ホルモン (GH) の測定系が利用可能であるが、プロラクチンについては、一般に利用できる測定系はない。天然のイヌプロラクチンとしては、生体試料から精製した極めて少量の研究用の試料が存在するが、一般には供与されず、また、タンパク質の構造の解析はなされていない。プロラクチンタンパク質の構造はいく種類かの脊椎動物で同定されてはいるが、種間の変動が他のホルモンに比べ大きく、イヌにおいてはその構造は不明であった。 At present, there are only a limited number of canine-specific hormone measurement systems, and thyroid-stimulating hormone (TSH) measurement system and growth hormone (GH) measurement system are available. Absent. As natural canine prolactin, there is a very small amount of research sample purified from a biological sample, but it is generally not provided and analysis of protein structure has not been made. Although the structure of the prolactin protein has been identified in several vertebrates, the variation between species is greater than that of other hormones, and the structure is unknown in dogs.
さらに、天然のプロラクチンは下垂体に極めて微量しか含まれていないので、ホルモン抽出のためには数百匹のイヌが必要となる。しかし、その入手は、動物愛護の観点からも経済的にも非常に困難である。また、生体試料からのプロラクチンの単離・精製自体も難しく、構造の解析には至っていない。 Furthermore, since natural prolactin is contained in a very small amount in the pituitary gland, several hundred dogs are required for hormone extraction. However, it is very difficult to obtain it from the viewpoint of animal welfare. In addition, isolation and purification of prolactin from a biological sample itself is difficult, and the structure has not been analyzed.
イヌにおける乳癌の診断のためのマーカーやストレスマーカーとして、イヌプロラクチンの正確な測定系の開発が望まれているが、測定に必要な量のプロラクチンを生体試料から入手するのは、動物愛護の観点からも経済的にも非常に困難であった。また、プロラクチンは種に特異的であり、イヌの測定系ではイヌに特異的な抗体を作製する必要がある。 Development of an accurate measurement system for canine prolactin as a marker for breast cancer diagnosis and stress in dogs is desired, but obtaining prolactin in an amount necessary for measurement from a biological sample is a viewpoint of animal welfare. It was very difficult both economically and economically. Prolactin is species-specific, and it is necessary to produce a dog-specific antibody in a dog measurement system.
従って、本発明は、イヌプロラクチンを正確に測定するために必要な量のイヌプロラクチンを安定して得ることを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to stably obtain an amount of canine prolactin necessary for accurately measuring canine prolactin.
そこで、本発明者らは遺伝子組換え技術によってイヌプロラクチンを作製するために、イヌプロラクチン遺伝子をクローニングして配列を決定することを検討した。これまで、イヌプロラクチンの推定配列はいくつかGenbank データベースにおいて報告されているが、mRNAとして転写されているイヌプロラクチン遺伝子の配列を同定した研究はこれまでなかった。 Therefore, the present inventors examined the cloning and determination of the canine prolactin gene in order to produce canine prolactin by gene recombination technology. To date, several putative sequences of canine prolactin have been reported in the Genbank database, but no studies have identified the sequence of the canine prolactin gene transcribed as mRNA.
本発明者らは、イヌ下垂体のcDNAライブラリーからイヌプロラクチン遺伝子をクローニングし、組換えタンパク質を発現させることにより、イヌプロラクチンの構造を解明をし、本発明を完成させた。 The present inventors have elucidated the structure of canine prolactin by cloning a canine prolactin gene from a canine pituitary cDNA library and expressing a recombinant protein, thereby completing the present invention.
即ち、本発明は、以下の通りである。
1.配列番号1で表される塩基配列を有するイヌプロラクチン遺伝子。
2.配列番号1の43〜732位の塩基配列からなるポリヌクレオチド。
3.配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドを含む組換えイヌプロラクチン前躯体。
4.配列番号1の133〜732位の塩基配列からなるポリヌクレオチド。
5.配列番号2の31〜229位のアミノ酸配列からなるポリペプチドを含む組換えイヌプロラクチン。
6.配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードするポリヌクレオチド。
7.配列番号2の31〜229位のアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードするポリヌクレオチド。
8.上記6記載のポリヌクレオチドを含むプラスミド。
9.上記7記載のポリヌクレオチドを含むプラスミド。
10.上記8または9記載のプラスミドにより形質転換された細胞。
11.上記10記載の細胞を培養してイヌプロラクチンを発現させ、これを採取することを特徴とする、組換えイヌプロラクチンの製造方法。
That is, the present invention is as follows.
1. A canine prolactin gene having the base sequence represented by SEQ ID NO: 1.
2. A polynucleotide comprising the nucleotide sequence of positions 43 to 732 of SEQ ID NO: 1.
3. A recombinant canine prolactin precursor comprising a polypeptide consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2.
4). A polynucleotide comprising the nucleotide sequence of positions 133 to 732 of SEQ ID NO: 1.
5. A recombinant canine prolactin comprising a polypeptide consisting of the amino acid sequence at positions 31 to 229 of SEQ ID NO: 2.
6). A polynucleotide encoding a polypeptide consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2.
7). A polynucleotide encoding a polypeptide consisting of the amino acid sequence of positions 31 to 229 of SEQ ID NO: 2.
8). A plasmid comprising the polynucleotide according to 6 above.
9. A plasmid comprising the polynucleotide according to 7 above.
10. 10. A cell transformed with the plasmid according to 8 or 9 above.
11. 10. A method for producing recombinant canine prolactin, which comprises culturing the cells described in 10 above to express canine prolactin and collecting the canine prolactin.
本発明を以下に詳しく説明する。
イヌプロラクチン遺伝子の配列決定は次のようにして行った。まず、イヌ下垂体cDNAライブラリーを作製するために、実験動物のイヌから下垂体を採取し、RNA を抽出した。これを逆転写してcDNAに変換し、cDNAをプラスミドに挿入した。このcDNAライブラリーの各クローンの遺伝子配列を解析し、データーベースで検索した。次いで、イヌゲノムのデータベースを参考にして、プロラクチンと推定されるクローン全長の塩基配列を決定した。
The present invention is described in detail below.
The canine prolactin gene was sequenced as follows. First, in order to construct a canine pituitary cDNA library, pituitary glands were collected from experimental animal dogs and RNA was extracted. This was reverse transcribed and converted to cDNA, and the cDNA was inserted into a plasmid. The gene sequence of each clone of this cDNA library was analyzed and searched in the database. Next, the base sequence of the full-length clone estimated to be prolactin was determined with reference to the canine genome database.
得られたクローンの塩基配列をHM369390(配列番号1)と称する。この塩基配列は推定アミノ酸配列と共に図1に示されており、下線部分は推定シグナル配列を示す。二重下線の部分は理論的N-グリコシル化部位であり、アステリスク (*)は終止コドンを示す。ポリアデニル化シグナルは破線で示される。 The base sequence of the obtained clone is referred to as HM369390 (SEQ ID NO: 1). This base sequence is shown in FIG. 1 together with the deduced amino acid sequence, and the underlined portion indicates the deduced signal sequence. The double underlined part is the theoretical N-glycosylation site, and the asterisk (*) indicates the stop codon. The polyadenylation signal is indicated by a dashed line.
次いで、クローンをHEK293細胞に導入し、安定発現細胞株を選抜した。HEK293細胞の培養上清からイヌプロラクチンを精製した。精製には、ゲル濾過と逆相HPLCを組み合わせて行えばよい。SDS-PAGEの移動度から分子量を測定し、同時にウエスタンブロットで抗プロラクチン抗体に対する反応性を確認した。ウエスタンブロット法での解析において、抗プロラクチン抗体で検出されるバンドを確認した。 Subsequently, the clone was introduced into HEK293 cells, and a stable expression cell line was selected. Canine prolactin was purified from the culture supernatant of HEK293 cells. For purification, gel filtration and reverse phase HPLC may be combined. The molecular weight was measured from the mobility of SDS-PAGE, and at the same time, the reactivity against the anti-prolactin antibody was confirmed by Western blot. In the analysis by Western blotting, the band detected by the anti-prolactin antibody was confirmed.
本発明においてクローニングしたプロラクチン遺伝子は、ゲノムの塩基配列から推定される配列に一致すること、発現されたタンパク質が、抗プロラクチン抗体に反応すること、およびその分子量からイヌプロラクチンと判断される。 The prolactin gene cloned in the present invention is judged to be canine prolactin from the fact that it matches the sequence deduced from the base sequence of the genome, the expressed protein reacts with the anti-prolactin antibody, and its molecular weight.
本発明で同定された配列HM369390 (配列番号1) は、NCBI GenBankにイヌプロラクチン遺伝子として登録されている2つの配列、XM_545363およびAY741405とは異なっていた。 The sequence HM369390 (SEQ ID NO: 1) identified in the present invention was different from the two sequences XM_545363 and AY741405 registered as canine prolactin genes in NCBI GenBank.
BLAST(http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/) 解析により、HM369390はイヌ染色体35に位置し、5つのエクソンと4つのイントロンを含むことが判明した。配列AY741405はイヌ染色体において検出されなかった。また、配列XM_545363は同じ染色体中に同定され、6つのエクソンと5つのイントロンを含む(図2)が、この配列はゲノム配列から推定された配列であり、実際にmRNAに転写されることが確認されたわけではない。これに対し、本発明の配列HM369390は、イヌ下垂体cDNAライブラリーより配列決定されたmRNA由来のものであるので、実際のプロラクチンをコードする遺伝子と考えられる。 BLAST (http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/) analysis revealed that HM369390 is located on canine chromosome 35 and contains 5 exons and 4 introns. The sequence AY741405 was not detected on the canine chromosome. In addition, the sequence XM_545363 is identified in the same chromosome and contains 6 exons and 5 introns (FIG. 2), but this sequence is a sequence deduced from the genome sequence and confirmed to be actually transcribed into mRNA. It wasn't done. In contrast, the sequence HM369390 of the present invention is derived from mRNA sequenced from a canine pituitary cDNA library, and thus is considered to be a gene encoding an actual prolactin.
他種プロラクチンは、複数のスプライシング及び/又は翻訳変異体を有し、例えば、ヒトプロラクチン遺伝子は6つのエクソンからなるが、翻訳される配列は5つのエクソンからなる。ラットプロラクチンはグリコシル化、リン酸化および開裂などの、ペプチドの翻訳後修飾による複数の生化学的変異体を有する。 Other types of prolactin have multiple splicing and / or translation variants, for example, the human prolactin gene consists of 6 exons, while the translated sequence consists of 5 exons. Rat prolactin has multiple biochemical variants due to post-translational modification of peptides, such as glycosylation, phosphorylation and cleavage.
図2に示すように、XM_545363はHM369390とエクソンII〜Vを共有しており、HM369390とXM_545363はスプライシング変異体となり得ることを示唆するが、XM_545363は本発明者らの作製したcDNAライブラリーでは検出されなかった。XM_545363については、推定配列を決定する際に、実際の読み出し位置と異なる位置に開始コドンを設定したものと思われる。 As shown in FIG. 2, XM_545363 shares exons II to V with HM369390, suggesting that HM369390 and XM_545363 can be splicing mutants, but XM_545363 is detected in the cDNA library prepared by the present inventors. Was not. For XM — 545363, it is considered that the start codon was set at a position different from the actual readout position when the deduced sequence was determined.
図1に示すように、塩基配列HM369390 (配列番号1) では、930bp のヌクレオチド配列が、推定229 アミノ酸ポリペプチドをコードする完全オープンリーディングフレームを含む。HM369390のアミノ酸配列は、そのアミノ末端にシグナルペプチドであると推定される30個の疎水性アミノ酸を含み、また1つのN-グリコシル化部位を有する。 As shown in FIG. 1, in the base sequence HM369390 (SEQ ID NO: 1), the 930 bp nucleotide sequence contains a complete open reading frame encoding a putative 229 amino acid polypeptide. The amino acid sequence of HM369390 contains 30 hydrophobic amino acids presumed to be signal peptides at its amino terminus and has one N-glycosylation site.
配列番号1の43〜732位の塩基配列が翻訳領域を表し、133〜732位の塩基配列がシグナルペプチドをコードする領域を除いた成熟プロラクチンをコードする領域を表す。また、配列番号2は、シグナルペプチドを含むプロラクチン前躯体のアミノ酸配列を表し、配列番号1の43〜732位の塩基配列に対応する。配列番号2の31〜229位のアミノ酸配列は、シグナルペプチドを除いた成熟プロラクチンのアミノ酸配列を表す。 The base sequence at positions 43 to 732 of SEQ ID NO: 1 represents the translation region, and the base sequence at positions 133 to 732 represents the region encoding mature prolactin excluding the region encoding the signal peptide. SEQ ID NO: 2 represents the amino acid sequence of the prolactin precursor containing the signal peptide, and corresponds to the nucleotide sequence at positions 43 to 732 of SEQ ID NO: 1. The amino acid sequence at positions 31 to 229 of SEQ ID NO: 2 represents the amino acid sequence of mature prolactin excluding the signal peptide.
上述したように、本発明により初めて、全長イヌプロラクチンcDNAが単離され配列決定された。推定アミノ酸配列は、ネコおよびブタを含む他の種のものと高度に相同性であった。さらに、組換えイヌプロラクチンを哺乳動物細胞において発現させ、N-結合グリコシル化(31kDa) または非グリコシル化(27kDa) タンパク質として分泌されることが判明した。本発明者らはまた、組換えタンパク質の分子量がイヌ下垂体から抽出した天然プロラクチンの分子量と同等であることを見出した。 As described above, for the first time, the full length canine prolactin cDNA was isolated and sequenced according to the present invention. The deduced amino acid sequence was highly homologous to that of other species including cats and pigs. Furthermore, recombinant canine prolactin was expressed in mammalian cells and was found to be secreted as an N-linked glycosylated (31 kDa) or non-glycosylated (27 kDa) protein. The inventors have also found that the molecular weight of the recombinant protein is equivalent to that of natural prolactin extracted from the canine pituitary gland.
組換えイヌプロラクチンの製造は、配列番号1の43〜732位の塩基配列または133〜732位の塩基配列で表される塩基配列からなるポリヌクレオチドを含む発現ベクターを、常法により哺乳動物細胞などの適宜宿主に導入し、形質転換させた細胞から遺伝子が組み込まれ安定発現する細胞を選択して、この細胞を培養することにより製造することができる。また、安定発現株を作ることで、安定してプロラクチン組み換え体を作り続けることができる。 Recombinant canine prolactin can be produced by using an expression vector containing a polynucleotide consisting of the nucleotide sequence of positions 43 to 732 of SEQ ID NO: 1 or the nucleotide sequence of positions 133 to 732 in mammalian cells or the like by a conventional method. It can be produced by introducing a cell into an appropriate host, selecting a cell in which a gene is integrated and stably expressing the transformed cell, and culturing the cell. Moreover, a prolactin recombinant can be stably produced by creating a stable expression strain.
本発明により作製された組換えイヌプロラクチンは、診断などのための血中プロラクチン測定に利用できる。血中プロラクチンの測定は、通常、抗原抗体反応を利用した免疫測定法により行う。本発明により、イヌプロラクチン組み換え体を安定に大量に産生することができるため、これを抗原として、より特異性の高い抗体を作製することが可能となる。プロラクチンは、他の下垂体ホルモンに比べて動物種差が大きく、他の動物のプロラクチンを利用した測定系ではイヌプロラクチンの正確な測定ができない。 The recombinant canine prolactin prepared according to the present invention can be used for blood prolactin measurement for diagnosis and the like. Blood prolactin is usually measured by an immunoassay utilizing an antigen-antibody reaction. According to the present invention, a recombinant canine prolactin can be stably produced in large quantities, so that it is possible to produce a more specific antibody using this as an antigen. Prolactin has a large difference in animal species compared to other pituitary hormones, and canine prolactin cannot be accurately measured by a measurement system using prolactin of other animals.
免疫測定法には、例えば、時間分解蛍光免疫測定法があり、精製イヌプロラクチンと抗イヌプロラクチン抗体、さらにユーロピウム標識したイヌプロラクチンを測定に用いる。この場合、本発明で得られる組換えプロラクチンを抗原として特異抗体を作るだけでなく、標準品(検量線用)、ユーロピウム標識ホルモン(トレーサー)として組換えプロラクチンを使用できる。即ち、正確な配列に基づくイヌプロラクチンを検量線用標準品に用いることで、正確な測定値を得ることができるようになる。 Examples of the immunoassay include time-resolved fluorescence immunoassay, and purified canine prolactin and anti-canine prolactin antibody, and europium-labeled canine prolactin are used for the measurement. In this case, not only can a specific antibody be produced using the recombinant prolactin obtained in the present invention as an antigen, but a recombinant prolactin can be used as a standard product (for a calibration curve) and a europium labeled hormone (tracer). That is, by using canine prolactin based on an accurate sequence as a standard for a calibration curve, an accurate measurement value can be obtained.
さらに、本発明により得られる組換え体は、イヌプロラクチンのタンパク質機能を検討することにより、イヌ乳癌の治療のための標的を研究しうる点でも有用である。 Furthermore, the recombinant obtained by the present invention is useful in that a target for treatment of canine breast cancer can be studied by examining the protein function of canine prolactin.
本発明によって、イヌプロラクチンに関し、mRNAとして転写されている遺伝子の配列が初めて正確に示された。本発明のイヌプロラクチンをコードするポリヌクレオチドを用いれば、遺伝子組換え法を用いてイヌプロラクチンを大量に安定して作製することができる。また、得られた組換えイヌプロラクチンは、イヌ特異的抗プロラクチン抗体を作製するために使用でき、イヌにおいてこのホルモンの正確な測定が可能となるイヌ特異的なプロラクチン測定系を確立することができる。この測定は、プロラクチン産生腫瘍の診断におけるマーカーとして、また行動学分野におけるストレスマーカーとしての有用性が期待される。 According to the present invention, the sequence of a gene transcribed as mRNA was accurately shown for the first time with respect to canine prolactin. If the polynucleotide encoding canine prolactin of the present invention is used, canine prolactin can be stably produced in a large amount using a gene recombination method. Further, the obtained recombinant canine prolactin can be used to produce a canine-specific anti-prolactin antibody, and a canine-specific prolactin measurement system that enables accurate measurement of this hormone in dogs can be established. . This measurement is expected to be useful as a marker in the diagnosis of prolactin-producing tumors and as a stress marker in the behavioral field.
本発明を以下の実施例によりさらに具体的に説明する。 The present invention will be described more specifically with reference to the following examples.
イヌ下垂体cDNAライブラリーからのイヌプロラクチン遺伝子の同定
ビーグル種成犬から下垂体を採取し、QIAGENのRNA 調整キット(RNAeasy)を用いて総RNA を抽出した。RNA からcDNAクローンの作製は、日立ハイテクマニファクチャ&サービス株式会社の受託サービスを利用した。960クローンを入手し、配列を決定した。
Identification of canine prolactin gene from canine pituitary cDNA library Pituitary gland was collected from adult beagle dogs, and total RNA was extracted using QIAGEN RNA preparation kit (RNAeasy). The production of cDNA clones from RNA was performed using a contract service of Hitachi High-Tech Manufacturing & Service Co., Ltd. 960 clones were obtained and sequenced.
cDNAライブラリー中でイヌプロラクチン遺伝子配列を探し、Genbank データベースと比較すると、同じcDNA配列(配列HM369390、配列番号1)を有する2つのクローンが検出された。配列HM369390は、登録されているイヌプロラクチン遺伝子の2つの配列、XM_545363およびAY741405と重複する部分もあるが、全体としては異なっていた。 When the canine prolactin gene sequence was searched in the cDNA library and compared with the Genbank database, two clones having the same cDNA sequence (sequence HM369390, SEQ ID NO: 1) were detected. The sequence HM369390 was totally different, although it overlapped with the two sequences of registered canine prolactin genes, XM_545363 and AY741405.
HM369390の推定アミノ酸配列のシグナルペプチドを、SignalP (http://www.cbs.dtu.dk/services/SignalP/) を用いて予想すると、930bp のヌクレオチド配列が、推定229 アミノ酸のポリペプチドをコードする完全オープンリーディングフレームを包含していた(図1)。HM369390のアミノ酸配列は、そのアミノ末端にシグナルペプチドであると推定される30個の疎水性アミノ酸を含み、また1つのN-グリコシル化部位を有する。HM369390の推定アミノ酸配列は、XM_545363と86.10 %の相同性を有し、AY741405とは56.07 %相同である。HM369390の遺伝子はまた、ネコおよびブタ遺伝子を含む他の動物種の遺伝子と高いアミノ酸相同性も示す。 When the signal peptide of the deduced amino acid sequence of HM369390 is predicted using SignalP (http://www.cbs.dtu.dk/services/SignalP/), the 930 bp nucleotide sequence encodes a deduced 229 amino acid polypeptide. It included a fully open reading frame (Figure 1). The amino acid sequence of HM369390 contains 30 hydrophobic amino acids presumed to be signal peptides at its amino terminus and has one N-glycosylation site. The deduced amino acid sequence of HM369390 has 86.10% homology with XM — 545363 and 56.07% homology with AY741405. The gene for HM369390 also exhibits high amino acid homology with genes from other animal species, including cat and pig genes.
BLAST(http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/)により配列を解析し、そのゲノム構成を決定すると、HM369390はイヌ染色体35に位置し、5つのエクソンと4つのイントロンを含むことが分かった。配列AY741405はその染色体中に検出されなかったが、XM_545363は同染色体中に同定され、6つのエクソンと5つのイントロンを含む(図2)。配列XM_545363はゲノム配列から推定された配列であり、実際にmRNAに転写されることが確認された配列ではない。XM_545363はHM369390とエクソンII〜Vを共有するが、XM_545363は本発明者らのcDNAライブラリーでは検出されなかった。配列XM_545363は、推定配列を決定する際に、実際の読み出し位置と異なる位置に開始コドンを設定したものと思われる。これに対し、本発明でイヌ下垂体cDNAライブラリーより配列決定されたHM369390はmRNAに由来するものであるので、実際のプロラクチン遺伝子と考えられる。 By analyzing the sequence using BLAST (http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/) and determining its genomic organization, HM369390 is located on canine chromosome 35 and contains 5 exons and 4 introns. I understood. The sequence AY741405 was not detected in the chromosome, but XM — 545363 was identified in the same chromosome and contains 6 exons and 5 introns (FIG. 2). The sequence XM_545363 is a sequence deduced from the genome sequence, and is not a sequence that has been confirmed to be actually transcribed into mRNA. XM_545363 shares exons II to V with HM369390, but XM_545363 was not detected in our cDNA library. In the sequence XM — 545363, it is considered that the start codon is set at a position different from the actual readout position when the estimated sequence is determined. In contrast, HM369390 sequenced from the canine pituitary cDNA library in the present invention is derived from mRNA and is considered to be an actual prolactin gene.
組換えイヌプロラクチンの作製
組換えイヌプロラクチンを製造するために、プロラクチン遺伝子を組み込んだプラスミドを作製した。鋳型としてcDNA (HM369390) を用いて、イヌプロラクチンの全長コーディング領域を、PCR により増幅した。高フィデリティポリメラーゼを用いるPCR 増幅 (Expand HiFi :米国、IN、インディアナポリス、Roche Diagnostics)を、95℃、15秒の変性、60℃、30秒のアニーリング、72℃、1分の重合、および72℃、10分の最終重合を30サイクルという標準的条件下で行った。イヌプロラクチン用のプライマーとして、5'-GCC GAA TTC ATC GCC ACC ATG GAT AAC AAA-3'(配列番号3) および5'-TAG GGA TCC TTA GCA GTT GCT GTC GTA GAC-3'(配列番号4) を用いた。 PCR産物をpcDNA3.1(-) のEcoRI およびBamHI 部位にサブクローニングした。プラスミドのDNA 配列は、Dye Deoxy Terminator Cycle Sequencing Kit を用いるABI PRISM 3730 Genetic Analyzer (Applied Biosystems,米国、CA、フォスター市) によって確認した。HM369390発現ベクター (pcPRL)をヒト胚性腎臓(HEK)293細胞 (RIKEN Cell Bank 、つくば市) にトランスフェクトした。これらの細胞を、10%熱不活化ウシ胎児血清、100 U/mlペニシリンおよび100 μg/mg ストレプトマイシンを添加したDMEM/F12 (増殖培地)(Invitrogen、米国、CA、カールスバッド) 中に保持した。細胞を3 ×105 細胞/ウェルの密度で24- ウェルプレートに播種し、FuGene6 トランスフェクション試薬 (Roche Diagnostics 、米国、IN、インディアナポリス) を用いてpcPRL でトランスフェクトした。25時間後、培地を無血清培地 (200 μL /ウェル) に交換し、細胞を4日間培養した。アセトンで沈澱させた調整培地を、抗ヒトプロラクチン抗体 (Clone No. C-17:米国、CA、サンタクルズ、Santa Cruz Biotechnology) を用い既報 (Hashimoto, O. et al., 2006) のようにしてウエスタンブロット分析にかけた。
Preparation of recombinant canine prolactin To produce recombinant canine prolactin, a plasmid incorporating the prolactin gene was prepared. The full-length coding region of canine prolactin was amplified by PCR using cDNA (HM369390) as a template. PCR amplification with high fidelity polymerase (Expand HiFi: USA, IN, Indianapolis, Roche Diagnostics), 95 ° C, 15 sec denaturation, 60 ° C, 30 sec annealing, 72 ° C, 1 min polymerization, and 72 ° C A final polymerization of 10 minutes was performed under standard conditions of 30 cycles. As primers for canine prolactin, 5'-GCC GAA TTC ATC GCC ACC ATG GAT AAC AAA-3 '(SEQ ID NO: 3) and 5'-TAG GGA TCC TTA GCA GTT GCT GTC GTA GAC-3' (SEQ ID NO: 4) Was used. The PCR product was subcloned into the EcoRI and BamHI sites of pcDNA3.1 (-). The DNA sequence of the plasmid was confirmed by ABI PRISM 3730 Genetic Analyzer (Applied Biosystems, CA, Foster City) using Dye Deoxy Terminator Cycle Sequencing Kit. HM369390 expression vector (pcPRL) was transfected into human embryonic kidney (HEK) 293 cells (RIKEN Cell Bank, Tsukuba). These cells were maintained in DMEM / F12 (growth medium) (Invitrogen, CA, Carlsbad) supplemented with 10% heat-inactivated fetal bovine serum, 100 U / ml penicillin and 100 μg / mg streptomycin. Cells were seeded in 24-well plates at a density of 3 × 10 5 cells / well and transfected with pcPRL using FuGene6 transfection reagent (Roche Diagnostics, IN, Indianapolis, USA). After 25 hours, the medium was replaced with serum-free medium (200 μL / well), and the cells were cultured for 4 days. The conditioned medium precipitated with acetone was treated with an anti-human prolactin antibody (Clone No. C-17: USA, CA, Santa Cruz Biotechnology) as described previously (Hashimoto, O. et al., 2006). Blot analysis was performed.
図3に示すように、27および31kDa に対応する位置に移動した2つのシグナルが還元条件下で検出された。組換えイヌプロラクチンはHEK293細胞中でグリコシル化されたと推定される。グリコシル化プロラクチンはポリペプチド鎖上の31〜33位の単一コンセンサス配列におけるアスパラギンN-結合オリゴ糖であることが報告されている。このグリコシル化部位はさまざまな種で確認されているが、本発明によりイヌプロラクチンにおいて同定された。イヌプロラクチンの31-kDaバンドがN-グリコシル化形態であるかどうかを決定するために、PNGase F (Ner england Biolabs 、米国、MA、イプスウィッチ) で調整培地を処理した。PNGase Fでの処理により31-kDaのバンドが消失し、27-kDaのバンドの強さが増した (図4) 。これらの結果は、イヌプロラクチンの31-kDaのバンドがN-グリコシル化タンパク質であること示す。プロラクチンのグリコシル化はその受容体結合能及び/又はその血漿半減期を変化させると考えられている。 As shown in FIG. 3, two signals that migrated to positions corresponding to 27 and 31 kDa were detected under reducing conditions. Recombinant canine prolactin is presumed to be glycosylated in HEK293 cells. Glycosylated prolactin has been reported to be an asparagine N-linked oligosaccharide in a single consensus sequence at positions 31-33 on the polypeptide chain. This glycosylation site has been identified in various species but has been identified in canine prolactin according to the present invention. To determine if the 31-kDa band of canine prolactin is an N-glycosylated form, conditioned media was treated with PNGase F (Nerengland Biolabs, USA, MA, Ipswich). Treatment with PNGase F disappeared the 31-kDa band and increased the strength of the 27-kDa band (FIG. 4). These results indicate that the 31-kDa band of canine prolactin is an N-glycosylated protein. Prolactin glycosylation is believed to alter its receptor binding capacity and / or its plasma half-life.
最後に、組換えイヌプロラクチンタンパク質と天然プロラクチンが同等であるかどうかを確認するために、pcPRL でトランスフェクトした細胞の調整培地、および既報 (Hashimoto O. et al, 2006) のようにして調製した別の雌成犬からの下垂体抽出物を用いたウエスタンブロッティングを行った。イヌ下垂体抽出物のシグナルバンドは27および31kDa に移動し、組換えイヌPRL タンパク質についても同様であった(図5)。これらの結果は、イヌプロラクチンが、本発明の組換えイヌプロラクチンと同様、天然にはN-グリコシル化 (31 kDA) および非グリコシル化 (27kDa)プロラクチンとして分泌されることを示す。 Finally, conditioned media from cells transfected with pcPRL and prepared as previously reported (Hashimoto O. et al, 2006) to determine if recombinant canine prolactin protein and natural prolactin are equivalent. Western blotting using pituitary extracts from another female adult dog was performed. The signal band of the canine pituitary extract shifted to 27 and 31 kDa, as was the recombinant canine PRL protein (Figure 5). These results indicate that canine prolactin is secreted naturally as N-glycosylated (31 kDA) and non-glycosylated (27 kDa) prolactin, similar to the recombinant canine prolactin of the present invention.
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