STRUCTURAL GENE OF SWINE CASPASE FAMILY

• P1999-284829 (Oct 5, 1999) JP

• (In Japanese)宗田 吉広
• (In Japanese)森 康行
• (In Japanese)下地 善弘
• (In Japanese)新井 啓五

• (In Japanese)国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構

カスパーゼ－1（Caspase－1）は、インターロイキン－1（IL－1）βの単球でのプロセシングに必要なシステインプロテアーゼとして見いだされ（N．A．Thornberry．， et al．， Nature， 356， 768－774）、インターロイキン－1β変換酵素（interleukin－1 beta converting enzyme（ICE））と呼ばれていた。その後、線虫のアポトーシスの実行遺伝子であるced－3とICE遺伝子の塩基配列が相同性を示すことが報告され、類似の構造を持つシステインプロテアーゼが次々に見いだされた。そこで、これらのシステインプロテアーゼの総称として「カスパーゼ（caspase）」という名が提唱された（E．S．Alnemri et al．， Cell， 87， 171）。

カスパーゼ－3（caspase－3）もced－3とICE遺伝子の塩基配列に相同性を示すシステインプロテアーゼをコードする遺伝子としてヒトで見いだされ（T．Alnemri．， et al．， J．Biol．Chem．， 269， 30761－30764）、カスパーゼカスケードの比較的下流に位置する重要な分子として知られている。

現在、種々の感染症、癌細胞あるいは化学物質によるプログラム細胞死（Programed cell death）において、カスパーゼカスケードはアポトーシスを起こすシグナル伝達の最も重要な経路と考えられている（D．W．Nicholson and N．A．Thornberry．，Trends Biochem． Sci．， 22，299－306）。そのため、これらアポトーシス異常の関与する疾患の治療薬としてカスパーゼファミリーのプロテアーゼとそのインヒビターは大きなターゲットと考えられている（D．W．Nicholson， Nat．Biotechnol．，14，297－301）。

カスパーゼファミリーのタンパク質は、約40kDaの不活性型前駆体として合成され、プロセシングを受けて、分子量約10－kDaの短鎖と分子量約20－kDaの長鎖のサブユニットの重合したヘテロ4量体タンパク質として活性型となる。最近の研究により、カスパーゼ－1はIL－βばかりでなく、主にマクロファージで産生されるIL－18を活性のない前駆体から活性型に変換する酵素であること（T．Ghayur．， et al．， Nature， 386， 619－623， Y．Gu．， et al．， Science， 275， 206－209）、及びカスパーゼ－3はIL－18を活性型から活性のない変性産物へと変換する役割も果たすことが明らかとなった（K．Akita et al．， J．Biol．Chem．，272， 26595－26603）。そのため、IL－1βの関与する様々な炎症反応、及びIL－18の関与するTh1細胞の活性化を制御する因子としても、そのインヒビターとともに研究が進められている。

これまでに、ヒト（D．P．Cerretti et al．，Science， 256， 97－100）、マウス（M．A．Nett et al．， J．immunol．， 149，3254－3259）、ラット（K．M．Keane et al．，Cytokine， 7， 105－110）、イヌ（F．Okano et al．，J．interferon cytokine Res．，19， 27－32）及びニワトリ（A．L．Johnson．， et al．， Gene， 219， 55－62）のカスパーゼ－1遺伝子、並びにヒト（T．Alnemri．， et al．， J．Biol．Chem．， 269， 30761－30764）、マウス（Genbank公開データU19522）、ラット（Genbank公開データU84410）及びニワトリ（Genbank公開データAF083029）のカスパーゼ－3遺伝子の全塩基配列が明らかとなっているが、ブタをはじめとする家畜のカスパーゼファミリーに属する遺伝子の報告はなされておらず、ブタをはじめとする家畜におけるウィルス感染症・細菌感染症をはじめとするアポトーシスを呈する病態の解析・予防・治療方法の開発の妨げとなっている。

また、本発明者らは、これまでにブタIL－18のcDNAをクローニングし、その前駆体蛋白質および活性型蛋白質をバキュロウィルス・昆虫細胞を用いた発現系により作製したことを報告している（Y．Muneta et al．， Cytokine， 12， 566－572， 2000）。しかしながら、IL－18が分泌シグナルを持たないこと、昆虫細胞がIL－18の前駆体から活性型への成熟に必要とされるカスパーゼ－1を持たないこと、昆虫細胞がIL－18を活性型から変性産物へと分解する内在性のカスパーゼ－3様活性を持っていること等から、バキュロウィルス・昆虫細胞を用いた発現系により前駆体型ブタIL－18は効率よく培養上清中に分泌発現されるものの、活性型IL－18を効率よく分泌発現することはできなかった。

このような状況の下、ブタのカスパーゼファミリーに属する遺伝子の単離・同定が切望されている。

本発明は、カスパーゼ活性を有するタンパク質（特にブタカスパーゼ－1及びブタカスパーゼ－3）、該タンパク質をコードするDNA、該DNAに相補的なRNA、該DNAを含む発現ベクター、該発現ベクターにより形質転換された形質転換体、並びに該タンパク質に反応する抗体に関する。

• C12N 15/09       Recombinant DNA-technology
• A01K 67/033      Rearing or breeding invertebrates; New breeds of invertebrates
• C12N  5/10       Cells modified by introduction of foreign genetic material, e.g. virus-transformed cells
• C12P 21/02       having a known sequence of two or more amino acids, e.g. glutathione
• C12N  9/64       derived from animal tissue, e.g. rennin
• C12N 15/09       Recombinant DNA-technology
• C12R  1:93      
• C12P 21/02       having a known sequence of two or more amino acids, e.g. glutathione

• 4B024AA01 Medicine (treatment, prevention)
• 4B024AA11 Analysis, diagnosis
• 4B024BA14 Variants that act on peptide bonds (EC3.4)
• 4B024BA26 Interleukins
• 4B024CA04 cDNA
• 4B024CA09 Probes
• 4B024DA02 Animal cells
• 4B024EA02 Animal viruses
• 4B024GA11 Introduction of genes, plasmids
• 4B024HA01 Protein engineering
• 4B024HA12 Variants using DNA probes
• 4B050CC04 Enzymes with artificially changed sequences
• 4B050CC10 Others
• 4B050DD11 Enzymes derived from animals
• 4B050LL01 Medicines for treatment or prevention
• 4B064AG01 Peptides and proteins
• 4B064AG03 Interleukin (IL)
• 4B064CA10 Animal cells or tissue
• 4B064CA12 Viruses or phages
• 4B064CA19 Microorganisms into which foreign genes have been introduced
• 4B064CC24 Use of genetic engineering technology
• 4B064DA01 Medicine, prevention, or treatment
• 4B065AA90 Animal cells or tissue
• 4B065AA95 Viruses
• 4B065AB01 Production by introduction of foreign genes
• 4B065AC14 Substance-production capabilities
• 4B065BA02 Production using vectors
• 4B065CA24 Peptides and proteins
• 4B065CA33 Proteases
• 4B065CA44 Medicines and medical treatments for humans
• 4B065CA46 Diagnosis and screening