(57)【要約】      （修正有）【課題】過敏性膀胱疾患の診断のためのバイオマーカー及びこれを利用した薬剤スクリーニング方法を提供する。【解決手段】本願発明のバイオマーカーは、正常個体群と区別して、過敏性膀胱疾患（OAB）の発症を効率的に検出又は診断することができる効果がある。特に尿に放出されるOAB特異的タンパク質マーカーを通じて非侵襲的な方法で簡単かつ迅速にOABの診断が可能である。さらに、当該バイオマーカーの発現の態様を利用して、これを変化させる薬剤を選別することにより、より効果的なOAB疾患の予防又は治療薬剤スクリーニングが可能である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Anxa5 (Annexin A5)、Slc12a7 (solute carrier family 12 member 7)、Vamp8 (Vesicle-associated membrane protein 8)、Cacna2d1 (Voltage-dependent calcium channel subunit alpha-2/delta-1)、Lgals3bp (galectin 3 binding protein)、Pgrmc1 (Membrane-associated progesterone receptor component 1)、ENTPD1 (Ectonucleoside Triphosphate Diphosphohydrolase 1)、P2RX1 (P2X purinoceptor 1)、ATP5B (ATP synthase subunit beta)、VAMP2 (Vesicle-associated membrane protein 2)、EIF4B (Eukaryotic translation initiation factor 4B)、PTMA (Prothymosin Alpha)、C2 (complement component 2)、C3 (complement component 3)、C4A (complement component 4A)、C4B (complement component 4B)、CFH (complement factor H)、CILP (cartilage intermediate layer protein)、IGFBP7 (insulin-like growth factor binding protein 7)、ITIH1 (inter-alphatrypsin inhibitor heavy chain 1)、MGP (matrixGla protein)、NID2 (nidogen 2)、PF4 (platelet factor 4)、RBP4 (Retinol binding protein 4)、RPSA (40S ribosomal protein SA)、PIN2 (Auxin efflux carrier component 2)、CP (ceruloplasmin)、SOD2 (superoxide dismutase 2)、HSPD1 (60 kDa heat shock protein family D member 1)、PEF1 (Peflin)、1300017J02Rik protein、A1BG (alpha-1-B glycoprotein)、CFL2 (cofilin 2)、CPA3 (carboxypeptidase A3)、ECM1 (extracellular matrix protein 1)、FBLN5 (fibulin 5)、FGB (fibrinogen beta chain)、FMOD (fibromodulin)、GPX3 (glutathione peroxidase 3)、HBA1 (hemoglobin alpha 1)、HBA2 (hemoglobin alpha 2)、HP (haptoglobin)、ITIH4 (inter-alpha-trypsin inhibitor heavy chain family member 4)、LAMC1 (laminin gamma 1)、LTBP4 (latent transforming growth factor beta binding protein 4)、PCOLCE (procollagen C-endopeptidase enhancer)、PRG2 (proteoglycan 2)、PXDN (peroxidasin)、SERPINA6 (serpin peptidase inhibitor clade A member 6)、SUSD2 (sushi domain containing 2)、TINAGL1 (tubulointerstitial nephritis antigen-like 1)及びTNC （tenascin C）からなる群から選ばれる１つ以上のものの活性又は発現水準を測定する製剤を含む、過敏性膀胱疾患の診断用組成物。
【請求項２】
前記タンパク質は、C2、C3、C4A、C4B、CFH、CILP、IGFBP7、ITIH1、MGP、NID2、PF4、1300017J02Rik protein、A1BG、CFL2、CP、CPA3、ECM1、FBLN5、FGB、FMOD、GPX3、HBA1、HBA2、HP、ITIH4、LAMC1、LTBP4、PCOLCE、PRG2、PXDN、RBP4、SERPINA6、SUSD2、TINAGL1及びTNCからなる群から選ばれる１つ以上のものであることを特徴とする、請求項１記載の過敏性膀胱疾患の診断用組成物。
【請求項３】
前記製剤は、
（I) 請求項１から選ばれるもののタンパク質に特異的に結合する抗体、前記タンパク質に特異的な結合ドメインを有するペプチド又はアプタマー；又は
（II）請求項１から選ばれるもののタンパク質をコードする遺伝子のmRNAに特異的に結合するプライマー又はプローブであることを特徴とする請求項１記載の過敏性膀胱疾患の診断用組成物。
【請求項４】
前記プローブは、オリゴヌクレオチドプローブ、単鎖DNAプローブ、二重鎖DNAプローブ及びRNAプローブからなる群から選ばれる1つ以上のものであることを特徴とする、請求項３記載の過敏性膀胱疾患の診断用組成物。
【請求項５】
請求項１記載の組成物を含む、過敏性膀胱疾患の診断用キット。
【請求項６】
過敏性膀胱疾患の診断に必要な情報を提供するために、疑わしい個体から分離された生物学的試料から、Anxa5、Slc12a7、Vamp8、Cacna2d1、Lgals3bp、Pgrmc1、ENTPD1、P2RX1、ATP5B、VAMP2、EIF4B、PTMA、C2、C3、C4A、C4B、CFH、CILP、IGFBP7、ITIH1、MGP、NID2、PF4、RBP4、RPSA、PIN2、CP、SOD2、HSPD1、PEF1、1300017J02Rik protein、A1BG、CFL2、CPA3、ECM1、FBLN5、FGB、FMOD、GPX3、HBA1、HBA2、HP、ITIH4、LAMC1、LTBP4、PCOLCE、PRG2、PXDN、SERPINA6、SUSD2、TINAGL1及びTNCからなる群から選ばれる1つ以上のものを検出する方法。
【請求項７】
(A)Anxa5、Slc12a7、Vamp8、Cacna2d1、Lgals3bp、Pgrmc1、ENTPD1、P2RX1、ATP5B、VAMP2、EIF4B、PTMA、C2、C3、C4A、C4B、CFH、CILP、IGFBP7、ITIH1、MGP、NID2及びPF4からなる群から選ばれる1つ以上のものを発現する細胞を、試験製剤と一緒に、又は試験製剤なしで培養する段階;及び
（B)前記試験製剤と一緒に培養された細胞と試験製剤なしで培養された細胞での前記（A)段階で選ばれたものの発現又は活性の程度を比較して、前記試験製剤が前記（A)段階で選ばれたものに対する発現又は活性を抑制するか否かを確認する段階
を含む、過敏性膀胱疾患の予防又は治療用薬剤のスクリーニング方法。
【請求項８】
（a)RBP4、RPSA、PIN2、CP、SOD2、HSPD1、PEF1、1300017J02Rik protein、A1BG、CFL2、CPA3、ECM1、FBLN5、FGB、FMOD、GPX3、HBA1、HBA2、HP、ITIH4、LAMC1、LTBP4、PCOLCE、PRG2、PXDN、SERPINA6、SUSD2、TINAGL1及びTNCからなる群から選ばれる1つ以上のものを発現する細胞を、試験製剤と一緒に、又は、試験製剤なしで培養する段階;及び
（b)前記試験製剤と一緒に培養された細胞と、試験製剤なしで培養された細胞での前記（a)段階で選ばれたものの発現又は活性の程度を比較して、前記試験製剤が前記（a)段階で選ばれたものに対する発現又は活性を増加させるか否かを確認する段階
を含む、過敏性膀胱疾患の予防又は治療用薬剤のスクリーニング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過敏性膀胱疾患(overactive bladder、OAB)の診断のためのバイオマーカー及びこれを利用した薬剤のスクリーニング方法に関するもので、より詳細にはAnxa5、Slc12a7、Vamp8、Cacna2d1、Lgals3bp、Pgrmc1、ENTPD1、P2RX1、ATP5B、VAMP2、EIF4B、PTMA、C2、C3、C4A、C4B、CFH、CILP、IGFBP7、ITIH1、MGP、NID2、PF4、RBP4、RPSA、PIN2、CP、SOD2、HSPD1、PEF1、1300017J02Rik protein、A1BG、CFL2、CPA3、ECM1、FBLN5、FGB、FMOD、GPX3、HBA1、HBA2、HP、ITIH4、LAMC1、LTBP4、PCOLCE、PRG2、PXDN、SERPINA6、SUSD2、TINAGL1及びTNCからなる群から選ばれる1つ以上のものの活性又は発現水準を測定する製剤の、OAB疾患の診断における使用、及びこれを利用してOAB疾患診断に必要な情報を提供する方法と、さらに、前記群から選ばれる1つ以上のものの活性又は発現水準を阻害するか、又は活性化する効果を示す薬剤を選別する段階を含む、OAB疾患の予防又は治療用薬剤をスクリーニングする方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
過敏性膀胱は尿切迫、切迫尿失禁、夜間頻尿、頻尿等を含む複合的な症状を伴う病症を意味するもので、健康と関連した生活の質において、否定的な影響を与える。16776人のヨーロッパ人を対象にした研究結果によると、OABの全体罹病率は、16.6％であることが報告された(Milsom I. et al. (2001))。5204人のアメリカ人を対象にしたアンケート調査で、OABの罹病率は、男性16.0％、女性16.9％であることが報告された(Stewart W. F. et al. (2003))。伝統的にOABは、主に女性に影響を与えるものと考えられていたが、LUTS（lower urinary tract symptom)を患っている患者の罹病率によれば、OABは男性にも影響を与えることが知られた。大部分が良性前立腺肥大症によって誘発される膀胱下尿道閉鎖（閉塞、Bladder outlet obstruction）は、排尿筋の過剰活動を誘導する場合があり、高齢者の男性におけるOABの最も一般的な原因である。この疾患の物理的な様相に加えて、OABは、しばしば痛みを伴う極めて一般的な状態であって、生活の質に否定的な悪影響を与える。また、この疾患は医学的にだけでなく、生産性の損失を通じて結局は社会に深刻な財政負担を与える。
【０００３】
膀胱は、3つの明確な組織層で構成されている。膀胱の最も内側の層は、中空ルーメン（hollow lumen）を取り囲む粘膜層である。他の中空器官(hollow organ)の粘膜とは異なり、膀胱には尿路上皮(urothelium)と呼ばれる移行上皮組織(transitional epithelial tissue)で取り囲まれている。尿路上皮は大容量の尿を収容するために大幅に拡張することができ、酸性又はアルカリ性尿から尿路上皮以下の組織を保護する。中間層は、粘膜下（ubmucosa）組織であり、血管及び神経組織と共に結合組織層をなし、周辺組織層を支持して制御する。最も外側の層は筋肉膜として、粘膜層を取り囲んで膀胱が膨張して収縮することができるようにする。筋肉の膜層は、一般的に排尿筋と呼ばれ、排尿時に収縮して身体から尿が排出されるようにする。
【０００４】
OABを媒介する正確な病原性メカニズムは完全には理解されてはいないが、現在までに、神経原性（neurogenic）及び筋原性（myogenic）原因からの寄与があると考えられている。OABは、排尿筋の筋肉のムスカリン性受容体の変化又は機能障害と関連があるものと一般的に信じられている(Michel M. C. & Igawa Y (2015))。このような変化は、不安定な膀胱収縮又は排尿筋の過剰な活動につながる。従って、OABの治療に広く使用される抗コリン性薬剤の主要なメカニズムは、コリンで刺激された膀胱排尿筋における、ムスカリン性受容体に対するアセチルコリン（Acetylcholine、Ach)の効果への拮抗作用(antagonism)である(Giarenis I. et al. (2015))。
【０００５】
膀胱の尿路上皮は、主に障壁として作用することが知られている。しかし、最近の研究によると、尿路上皮は、生理学的及び化学的刺激を感知して、物理的又は化学的刺激に反応して、多様な信号分子と多様な栄養因子(trophic factor)を放出できる反応構造(responsive structure)であることが示された。尿路上皮は、センサー(sensor)及び変換器(transducer)の役割を果たすことができるので、尿路上皮と他の膀胱組織層との間の相互通信が可能である。従って、尿路上皮の機能は、神経系の機能と密接に関連しており、尿路上皮におけるシグナル伝達経路活性の制御は、OABの治療のための新しい治療戦略になり得る。しかし、従来のOAB研究は、膀胱の排尿筋又は神経組織のみに焦点を合わせただけで、尿路上皮に対する分子水準の詳細な分析は、これまで報告されていない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Milsom I. et al. How widespread are the symptoms of an overactive bladder and how are they managed. A population-based prevalence study. BJU Int 87, 760-766（2001）。
【非特許文献２】Stewart W.F. et al. Prevalence and burden of overactive bladder in the United States. World J Urol 20, 327-336（2003）。
【非特許文献３】Michel M.C.＆Igawa、Y. Therapeutic targets for overactive bladder other than smooth muscle. ExpertOpinTherTargets19, 687-705（2015）。
【非特許文献４】Giarenis I., Robinson, D.＆Cardozo、L. Overactive Bladder and the beta3-Adrenoceptor Agonists：Current Strategy and Future Prospects. Drugs 75, 1707-1713（2015）。
【非特許文献５】Lluel P., Duquenne C.＆Martin D. Experimental bladder instability following bladder outlet obstruction in the female rat. J Urol160, 2253-2257（1998）。
【非特許文献６】Lee T., Andersson K.E., Streng T. ＆ Hedlund P. Simultaneous registration of intra abdominal and intra vesical pressures during cystometry inconscious rats-effects of bladder outlet obstruction and intravesical PGE2. Neurourol Urodyn 27, 88-95（2008）。
【非特許文献７】Park E.C. et al., Analysis of the endoplasmic reticulum subproteome in the livers of type 2 diabetic mice. Int J Mol Sci 13, 17230-17243（2012）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明者らは、従来のOABの臨床的診断が症状に基づいて行われているという問題点を解決するために、分子水準でのOABの診断マーカーを開発しようと研究する中で、OAB疾患と関連した膀胱尿路上皮のマーカータンパク質を見出し、特に尿(urine)で放出されるOAB特異的タンパク質マーカーを通じて非侵襲的(non-invasive)な方法でOABの診断が可能であることを確認し、さらに前記マーカーの発現(及び活性)態様を利用して、これを変化(特に、正常化)させる薬剤を選別することにより、より効果的なOAB疾患の予防又は治療薬剤スクリーニングが可能であることを確認して本発明を完成した。
【０００８】
従って、本発明の目的は、Anxa5、Slc12a7、Vamp8、Cacna2d1、Lgals3bp、Pgrmc1、ENTPD1、P2RX1、ATP5B、VAMP2、EIF4B、PTMA、C2、C3、C4A、C4B、CFH、CILP、IGFBP7、ITIH1、MGP、NID2、PF4、RBP4、RPSA、PIN2、CP、SOD2、HSPD1、PEF1、1300017J02Rik protein、A1BG、CFL2、CPA3、ECM1、FBLN5、FGB、FMOD、GPX3、HBA1、HBA2、HP、ITIH4、LAMC1、LTBP4、PCOLCE、PRG2、PXDN、SERPINA6、SUSD2、TINAGL1及びTNCからなる群から選ばれる1つ以上のものの、過敏性膀胱疾患の診断のためのバイオマーカーとしての使用を提供することである。
【０００９】
具体的に、本発明の目的は、前記群から選ばれる1つ以上のものの活性又は発現水準を測定する製剤を含む、過敏性膀胱疾患の診断用組成物及びこれを含むキットを提供することである。
【００１０】
本発明の他の目的は、過敏性膀胱疾患の診断に必要な情報を提供するために、疑わしい個体から分離された生物学的試料からAnxa5、Slc12a7、Vamp8、Cacna2d1、Lgals3bp、Pgrmc1、ENTPD1、P2RX1、ATP5B、VAMP2、EIF4B、PTMA、C2、C3、C4A、C4B、CFH、CILP、IGFBP7、ITIH1、MGP、NID2、PF4、RBP4、RPSA、PIN2、CP、SOD2、HSPD1、PEF1、1300017J02Rik protein、A1BG、CFL2、CPA3、ECM1、FBLN5、FGB、FMOD、GPX3、HBA1、HBA2、HP、ITIH4、LAMC1、LTBP4、PCOLCE、PRG2、PXDN、SERPINA6、SUSD2、TINAGL1及びTNCからなる群から選ばれる1つ以上のものを検出する方法を提供することである。
【００１１】
本発明のさらに他の目的は、
（Ａ）Anxa5、Slc12a7、Vamp8、Cacna2d1、Lgals3bp、Pgrmc1、ENTPD1、P2RX1、ATP5B、VAMP2、EIF4B、PTMA、C2、C3、C4A、C4B、CFH、CILP、IGFBP7、ITIH1、MGP、NID2及びPF4からなる群から選ばれる1つ以上のものを発現する細胞を、試験製剤と一緒に、又は試験製剤なしで培養する段階；及び
（Ｂ）前記試験製剤と共に培養された細胞と、試験製剤なしで培養された細胞における、前記（Ａ）段階で選ばれたものの発現又は活性の程度を比較して、前記試験製剤が前記（Ａ）段階で選ばれたものに対する発現又は活性を阻害するか否かを確認する段階
を含む過敏性膀胱疾患の予防又は治療用薬剤のスクリーニング方法を提供することである。
【００１２】
本発明のさらに他の目的は、
（a)RBP4、RPSA、PIN2、CP、SOD2、HSPD1、PEF1、1300017J02Rik protein、A1BG、CFL2、CPA3、ECM1、FBLN5、FGB、FMOD、GPX3、HBA1、HBA2、HP、ITIH4、LAMC1、LTBP4、PCOLCE、PRG2、PXDN、SERPINA6、SUSD2、TINAGL1及びTNCからなる群から選ばれる1つ以上のものを発現する細胞を、試験製剤と共に、又は試験製剤なしで培養する段階；及び
（b)前記試験製剤と共に培養された細胞と、試験製剤なしで培養された細胞における、前記（a)段階で選ばれたものの発現又は活性の程度を比較して、前記試験製剤が前記（a)段階で選ばれたものに対する発現又は活性を増加させるか否かを確認する段階
を含む過敏性膀胱疾患の予防又は治療用薬剤のスクリーニング方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記のような目的を達成するために、本発明は、Anxa5、Slc12a7、Vamp8、Cacna2d1、Lgals3bp、Pgrmc1、ENTPD1、P2RX1、ATP5B、VAMP2、EIF4B、PTMA、C2、C3、C4A、C4B、CFH、CILP、IGFBP7、ITIH1、MGP、NID2、PF4、RBP4、RPSA、PIN2、CP、SOD2、HSPD1、PEF1、1300017J02Rik protein、A1BG、CFL2、CPA3、ECM1、FBLN5、FGB、FMOD、GPX3、HBA1、HBA2、HP、ITIH4、LAMC1、LTBP4、PCOLCE、PRG2、PXDN、SERPINA6、SUSD2、TINAGL1及びTNCからなるタンパク質群から選ばれる1つ以上のもの、又は前記タンパク質群をコードする遺伝子(又はポリヌクレオチド)からなる群から選ばれる1つ以上のものを含む、過敏性膀胱疾患の診断用組成物及びこれを含むキットを提供する。
【００１４】
具体的には、本発明は、Anxa5、Slc12a7、Vamp8、Cacna2d1、Lgals3bp、Pgrmc1、ENTPD1、P2RX1、ATP5B、VAMP2、EIF4B、PTMA、C2、C3、C4A、C4B、CFH、CILP、IGFBP7、ITIH1、MGP、NID2、PF4、RBP4、RPSA、PIN2、CP、SOD2、HSPD1、PEF1、1300017J02Rik protein、A1BG、CFL2、CPA3、ECM1、FBLN5、FGB、FMOD、GPX3、HBA1、HBA2、HP、ITIH4、LAMC1、LTBP4、PCOLCE、PRG2、PXDN、SERPINA6、SUSD2、TINAGL1及びTNCからなる群から選ばれる1つ以上のものの活性又は発現水準を測定する製剤を含む、過敏性膀胱疾患の診断用組成物及びこれを含むキットを提供する。
【００１５】
本発明の他の目的を達成するために、本発明は、過敏性膀胱疾患の診断に必要な情報を提供するために、疑わしい個体から分離された生物学的試料から、Anxa5、Slc12a7、Vamp8、Cacna2d1、Lgals3bp、Pgrmc1、ENTPD1、P2RX1、ATP5B、VAMP2、EIF4B、PTMA、C2、C3、C4A、C4B、CFH、CILP、IGFBP7、ITIH1、MGP、NID2、PF4、RBP4、RPSA、PIN2、CP、SOD2、HSPD1、PEF1、1300017J02Rik protein、A1BG、CFL2、CPA3、ECM1、FBLN5、FGB、FMOD、GPX3、HBA1、HBA2、HP、ITIH4、LAMC1、LTBP4、PCOLCE、PRG2、PXDN、SERPINA6、SUSD2、TINAGL1及びTNCからなる群から選ばれる1つ以上のものを検出する方法を提供する。
【００１６】
本発明のさらに他の目的を達成するために本発明は、
（A)Anxa5、Slc12a7、Vamp8、Cacna2d1、Lgals3bp、Pgrmc1、ENTPD1、P2RX1、ATP5B、VAMP2、EIF4B、PTMA、C2、C3、C4A、C4B、CFH、CILP、IGFBP7、ITIH1、MGP、NID2及びPF4からなる群から選ばれる1つ以上のものを発現する細胞を試験製剤と共に、又は試験製剤なしで培養する段階；及び
（B)前記試験製剤と一緒に培養された細胞と試験製剤なしで培養された細胞での前記（A)段階で選ばれたものの発現又は活性の程度を比較して、前記試験製剤が前記（A)段階で選ばれたものに対する発現又は活性を阻害するか否かを確認する段階
を含む過敏性膀胱疾患の予防又は治療用薬剤のスクリーニング方法を提供する。
【００１７】
本発明のさらに他の目的を達成するために、本発明は、（a)RBP4、RPSA、PIN2、CP、SOD2、HSPD1、PEF1、1300017J02Rik protein、A1BG、CFL2、CPA3、ECM1、FBLN5、FGB、FMOD、GPX3、HBA1、HBA2、HP、ITIH4、LAMC1、LTBP4、PCOLCE、PRG2、PXDN、SERPINA6、SUSD2、TINAGL1及びTNCからなる群から選ばれる1つ以上のものを発現する細胞を試験製剤と共に又は試験製剤なしで培養する段階；及び
（b)前記試験製剤と共に培養された細胞と試験製剤なしで培養された細胞での前記（a)段階で選ばれたものの発現又は活性の程度を比較して、前記試験製剤が前記（a)段階で選ばれたものに対する発現又は活性を増加させるか否かを確認する段階
を含む、過敏性膀胱疾患の予防又は治療用薬剤のスクリーニング方法を提供する。
【００１８】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１９】
本発明の発明者らは、過敏性膀胱疾患で過剰発現される355個のマーカー遺伝子(及び/又はそこから発現されたタンパク質)を確認しており、これらの中でも特に、後述する52個のマーカータンパク質及びこれらをコードする遺伝子が、過敏性膀胱疾患に対する診断マーカーとしての価値が極めて顕著であることを確認した。
【００２０】
従って、本発明は、Anxa5（Annexin A5）、Slc12a7（solute carrier family 12 member7)、Vamp8（Vesicle-associated membrane protein 8)、Cacna2d1（Voltage-dependent calcium channel subunit alpha-2/delta-1)、Lgals3bp（galectin 3 binding protein）、Pgrmc1（Membrane-associated progesterone receptor component 1)、ENTPD1（Ectonucleoside Triphosphate Diphosphohydrolase 1）、P2RX1（P2X purinoceptor 1）、ATP5B（ATP synthase subunit beta)、VAMP2（Vesicle-associated membrane protein 2)、EIF4B（Eukaryotic translation initiation factor 4B)、PTMA（Prothymosin Alpha)、C2（complement component 2）、C3（complement component 3）、C4A（complement component 4A)、C4B（complement component 4B)、CFH（complement factor H)、CILP（cartilage intermediate layer protein)、IGFBP7（insulin-like growth factor binding protein 7）、ITIH1（inter-alpha-trypsin inhibitor heavy chain1)、MGP（matrixGla protein)、NID2（nidogen 2)、PF4（platelet factor 4)、RBP4（Retinol binding protein 4)、RPSA（40S ribosomal protein SA）、PIN2（Auxin efflux carrier component 2)、CP（ceruloplasmin)、SOD2（superoxide dismutase 2）、HSPD1（60kDa heat shock protein family D member 1)、PEF1（Peflin）、1300017J02Rik protein、A1BG（alpha-1-B glycoprotein）、CFL2（cofilin 2)、CPA3（carboxypeptidase A3)、ECM1（extracellular matrix protein 1）、FBLN5（fibulin 5)、FGB（fibrinogen beta chain)、FMOD（fibromodulin）、GPX3（glutathione peroxidase3）、HBA1（hemoglobin alpha 1）、HBA2（hemoglobin alpha 2）、HP（haptoglobin)、ITIH4（inter-alpha-trypsin inhibitor heavy chain family member 4)、LAMC1（laminin gamma 1)、LTBP4（latent transforming growth factor beta binding protein 4）、PCOLCE（procollagen C-endopeptidase enhancer)、PRG2（proteoglycan 2）、PXDN（peroxidasin)、SERPINA6（serpin peptidase inhibitor clade A member 6)、SUSD2（sushi domain containing 2)、TINAGL1（tubulointerstitial nephritis antigen-like 1)及びTNC（tenascin C）からなる群より選ばれる1つ以上のものを(有効成分として)含む、過敏性膀胱疾患の診断用組成物及びこれを含むキットを提供する。
【００２１】
具体的には、本発明は、前記群から選ばれる1つ以上のものの活性又は発現水準を測定する製剤を含む、過敏性膀胱疾患の診断用組成物及びこれを含むキットを提供する。
【００２２】
前記過敏性膀胱疾患は、尿切迫(切迫尿)、切迫尿失禁、夜間頻尿、頻尿等の複合的な症状を伴う病症であって、膀胱感覚神経が余りに鋭敏過ぎて、膀胱で尿を保存している間、自分の意思とは関係なく、膀胱筋が収縮して急な尿意を感じるようになり、尿を頻繁に排尿する現象を意味するもので、国際尿失禁学会の定義によれば、過敏性膀胱疾患とは、本人の抑制意思とは関係無く、膀胱充満期に不随意的排尿筋収縮が起こる場合を意味し、排尿障害のうち、切迫尿を中心に、通常頻尿と夜間頻尿の症状が現れることを意味し、このとき切迫性尿失禁は、同伴することも、同伴しないこともある。つまり、切迫性尿失禁の同伴の有無にかかわらず、頻尿と尿切迫等の症状が伴うと、過敏性膀胱疾患として定義することが知られている。従って、好ましくも本発明では、切迫性尿失禁の有無にかかわらず、頻尿、夜間尿及び切迫尿(尿切迫)で構成された群から選ばれる排尿障害症状を含む(又は持つ)過敏性膀胱疾患を意味してもよい。
【００２３】
前記切迫性尿失禁は、突然我慢できない尿意を感じる尿漏れの症状を意味し、頻尿(日中頻尿)とは、尿の回数が頻繁になる症状を意味するもので、昼間に8回以上、過度に頻繁な排尿症状である。切迫尿とは、尿意を我慢できない症状を意味し、夜間尿(夜間頻尿)は、夜も尿意を感じながら、頻繁な尿意により寝付けない症状を意味するもので、就寝中、排尿のために2回以上起きることを特徴とする。
【００２４】
本発明で前記過敏性膀胱疾患は、より好ましくは膀胱下尿道閉塞に関連した過敏性膀胱症を意味するものでもあって、前記の膀胱下尿道閉塞は、様々な原因によることがあり、例えば、結石、前立腺肥大症、子宮脱出、便秘、感染等に起因することがあるが、これらに限定されない。本発明では、前記の多様な原因に因る膀胱下尿道閉塞に関連する過敏性膀胱疾患を含む。
【００２５】
本発明において、用語“発現(expression)”とは、目的とするタンパク質自体又は前記タンパク質をコードするポリヌクレオチド(特に、mRNA)の生成(生成増加を含む)を意味するもので、プロモーターによって誘発された特定核酸配列の転写と翻訳を全て含むことを意味する。
【００２６】
本発明において、用語“タンパク質”とは“ポリペプチド”又は“ペプチド”と互換性をもって使用され、例えば、自然状態のタンパク質から一般的に発見されたように、アミノ酸残基の重合体を意味する。本発明では前記のタンパク質は、好ましくは哺乳類由来のものを意味するものであり、さらに好ましくはヒトのものでもある。
【００２７】
本発明において、用語“ポリヌクレオチド”又は“核酸”とは、単一又は二重鎖の形態のデオキシリボヌクレオチド（DNA)又はリボヌクレオチド（RNA)を意味し、特にDNAにおいては、遺伝子と称することができる。他の制限がない限り、天然で生成されるヌクレオチドと類似した方法で核酸に混成化される、天然ヌクレオチドの公知のアナログも含まれる。前記RNAにおいて、本発明では好ましくはmRNAを指すものと理解されることもあるが、これに限定されない。前記“mRNA”とは、タンパク質合成の過程で、特定の遺伝子からアミノ酸配列を特定することになるRNAであって、リボソームに遺伝情報(遺伝子特異的塩基配列)を伝達するRNAである。本発明で前記ポリヌクレオチドは、好ましくは哺乳類由来のタンパク質に根幹を置くことを意味するもので、さらに好ましくはヒトのタンパク質に根幹を置くことでもある。
【００２８】
本発明において、用語“診断”とは、特定の疾患に対する一つの個体の感受性(susceptibility)を判定すること、一つの個体に対して特定の病理状態の存在又は特徴を確認することを全て含む概念である。本発明で前記診断は、過敏性膀胱疾患の発症可否又は発症可能性(危険性)を確認することである。
【００２９】
本発明の前記52種のマーカータンパク質又は前記タンパク質をコードする遺伝子(核酸)は、疑わしい個体から分離された検体又は生物学的試料からその活性水準(量)又は発現水準(量)の分析が行われることであり、本発明において、用語“検体”又は“生物学的試料”とは、血液及び生物学的由来のその他の液状試料、生検標本、組織培養のような固形組織試料、又はこれに由来した細胞が含まれる。より具体的には、例えば、これに限定はされないが、組織、細胞、細胞溶解物、全血、血漿、血清、唾液、眼球液、脳脊髄液、汗、尿、乳、腹水液、滑液、腹膜液等でもある。本発明で前記生物学的試料は、膀胱尿路上皮(bladder urothelium)又は尿試料が好ましいこともある。前記尿路上皮は、これに限定されないが、好ましくは膀胱の粘膜層(mucosal layer)を意味することでもある。
【００３０】
前記試料は動物、好ましくは哺乳動物から得ることができ、最も好ましくは、ヒトから得ることができる。前記試料は、検出又は診断に使用する前に前処理することができる。例えば、均質化(homogenization)、ろ過、蒸留、抽出、濃縮、妨害成分の不活化、試薬の添加等を含むことができる。
【００３１】
本発明において、用語“マーカー”又は“バイオマーカー”とは、過敏性膀胱疾患が発症した組織、器官又は個体を、正常な組織、器官又は個体と区別して検出又は診断することができる物質であって、正常検体に比べて疾患が発生した組織や部位で増加又は減少を示すタンパク質又は核酸(例：mRNA等)、脂質、糖脂質、糖タンパク質又は糖(単糖類、二糖類、オリゴ糖類等)等のような有機生体分子を含む。本発明では、正常個体と比較して過敏性膀胱疾患の疾患を有する個体の尿路上皮及び／又は尿（urine)において発現が増加又は減少する Anxa5（Annexin A5）、Slc12a7（solute carrier family 12 member7)、Vamp8（Vesicle-associated membrane protein 8)、Cacna2d1（Voltage-dependent calcium channel subunit alpha-2/delta-1)、Lgals3bp（galectin 3 binding protein）、Pgrmc1（Membrane-associated progesterone receptor component 1)、ENTPD1（Ectonucleoside Triphosphate Diphosphohydrolase 1）、P2RX1（P2X purinoceptor 1）、ATP5B（ATP synthase subunit beta)、VAMP2（Vesicle-associated membrane protein 2)、EIF4B（Eukaryotic translation initiation factor 4B)、PTMA（Prothymosin Alpha)、C2（complement component 2）、C3（complement component 3）、C4A（complement component 4A)、C4B（complement component 4B)、CFH（complement factor H)、CILP（cartilage intermediate layer protein)、IGFBP7（insulin-like growth factor binding protein 7）、ITIH1（inter-alpha-trypsin inhibitor heavy chain1)、MGP（matrixGla protein)、NID2（nidogen 2)、PF4（platelet factor 4)、RBP4（Retinol binding protein 4)、RPSA（40S ribosomal protein SA）、PIN2（Auxin efflux carrier component 2)、CP（ceruloplasmin)、SOD2（superoxide dismutase 2）、HSPD1（60kDa heat shock protein family Dmember 1)、PEF1（Peflin）、1300017J02Rik protein、A1BG（alpha-1-B glycoprotein）、CFL2（cofilin 2)、CPA3（carboxypeptidase A3)、ECM1（extracellular matrix protein 1）、FBLN5（fibulin 5)、FGB（fibrinogen beta chain)、FMOD（fibromodulin）、GPX3（glutathione peroxidase3）、HBA1（hemoglobin alpha 1）、HBA2（hemoglobin alpha 2）、HP（haptoglobin)、ITIH4（inter-alpha-trypsin inhibitor heavy chain family member 4)、LAMC1（laminin gamma 1)、LTBP4（latent transforming growth factor beta binding protein 4）、PCOLCE（procollagen C-endopeptidase enhancer)、PRG2（proteoglycan 2）、PXDN（peroxidasin)、SERPINA6（serpin peptidase inhibitor clade A member 6)、SUSD2（sushi domain containing 2)、TINAGL1（tubulointerstitial nephritis antigen-like 1)及びTNC（tenascin C）からなるタンパク質群から選ばれる1つ以上のもの；又は前記タンパク質群をコードする遺伝子(又はポリヌクレオチド)からなる群から選ばれる1つ以上のものをマーカーとして利用することが特徴である。
【００３２】
前記各マーカータンパク質及びこれをコードする遺伝子の具体的配列(アミノ酸配列及び塩基配列)は、当業界でよく知られている遺伝子データベース、例えば、Uniprot及びGenbank等を通じて公知されており、当業者であれば、各マーカーの具体的配列及びこれをベースにする検出又は測定手段(例えば、抗体、アプタマー、プライマー、プローブ等)を構成(製作)するにおいて、前記のデータベースに介在した配列情報を適宜選択して使用可能である。
【００３３】
具体的には、前記Anxa5、Slc12a7、Vamp8、Cacna2d1、Lgals3bp、Pgrmc1、ENTPD1、P2RX1、ATP5B、VAMP2、EIF4B、PTMA、C2、C3、C4A、C4B、CFH、CILP、IGFBP7、ITIH1、MGP、NID2又はPF4は、これの発現水準(量)又は検出水準(量)が過敏性膀胱疾患リスクと比例することを特徴とするもので、OAB疾患を有する個体で発現が増加している。つまり、これら23種のマーカータンパク質又は前記タンパク質をコードする遺伝子が過剰発現された場合、OABの疾患が発症しているか、又は発症する可能性が高いと判断することができる。
【００３４】
特に、前記ENTPD1、VAMP2、EIF4B、PTMA、C2、C3、C4A、C4B、CFH、CILP、IGFBP7、ITIH1、MGP、NID2又はPF4のマーカータンパク質の場合、OABの尿路上皮及び／又は尿でのみ特異的に存在及び検出されることが、本発明者らによって初めて解明された。従って、前記タンパク質は、通常の尿路上皮及び／又は尿での発現水準と比較(又は対照)する過程がなくても、これらの発現の有無又は検出の有無だけでもOABを判定又は診断することができる効果があり、マーカーとしての技術的価値がさらに大きい。
【００３５】
また、前記RBP4、RPSA、PIN2、CP、SOD2、HSPD1、PEF1、1300017J02Rik protein、A1BG、CFL2、CPA3、ECM1、FBLN5、FGB、FMOD、GPX3、HBA1、HBA2、HP、ITIH4、LAMC1、LTBP4、PCOLCE、PRG2、PXDN、SERPINA6、SUSD2、TINAGL1又はTNCは、これの発現水準(量)又は検出水準(量)が過敏性膀胱疾患のリスクと反比例することを特徴とするものであり、OAB疾患を有する個体では発現が減少される。つまり、これら29種のマーカータンパク質又は前記タンパク質をコードする遺伝子が低発現された場合、OAB疾患が発症しているか、又は発症する可能性が高いと判断することができる。
【００３６】
特に、前記29種のマーカータンパク質の場合、OABの尿路上皮及び／又は尿では検出されず、正常尿路上皮及び／又は尿でのみ特異的に存在又は検出されることが、本発明者らによって初めて解明された。従って、これらのタンパク質は、正常なOAB尿路上皮及び／又は尿での発現水準と比較(又は対照)する過程がなくても、これらの発現の有無又は検出の有無だけでOABを判定又は診断することができる効果があって、技術的価値が大きい。
【００３７】
好ましくは、本発明のマーカーは、OAB個体の尿路上皮で特異的に発現が変化する前述した52個のマーカータンパク質のうち、特に尿の中に分泌されるタンパク質をマーカーとして利用することが好ましくもあって、具体的にはC2、C3、C4A、C4B、CFH、CILP、IGFBP7、ITIH1、MGP、NID2、PF4、1300017J02Rik protein、A1BG、CFL2、CP、CPA3、ECM1、FBLN5、FGB、FMOD、GPX3、HBA1、HBA2、HP、ITIH4、LAMC1、LTBP4、PCOLCE、PRG2、PXDN、RBP4、SERPINA6、SUSD2、TINAGL1及びTNCからなる群から選ばれる1つ以上のもの(タンパク質)を使用することができる。これらのタンパク質は、尿に分泌されるので、検体(又は生物学的試料)取得のために尿路上皮生検等の侵襲的方法を利用しなくても、体外に排出される尿を検体として利用できるので、非侵襲的(non-invasive)方法で簡便かつ迅速にOABの診断が可能なことが特徴である。
【００３８】
これらのうち、前記C2、C3、C4A、C4B、CFH、CILP、IGFBP7、ITIH1、MGP、NID2又はPF4は、OAB個体の尿でのみ特異的に存在又は検出されるタンパク質であって、尿におけるこれらタンパク質の存在の有無又は検出の有無だけでもOABを判定又は診断することができる効果がある。
【００３９】
また、前記1300017J02Rik protein、A1BG、CFL2、CPA3、ECM1、FBLN5、FGB、FMOD、GPX3、HBA1、HBA2、HP、ITIH4、LAMC1、LTBP4、PCOLCE、PRG2、PXDN、RBP4、SERPINA6、SUSD2、TINAGL1又はTNCは、OABの尿では検出されず、正常個体の尿でのみ特異的に存在又は検出されるタンパク質であって、尿におけるこれらのタンパク質の存在の有無又は検出の有無だけでもOABを判定又は診断することができる効果がある。
【００４０】
より好ましくは、OAB個体の尿でのみに存在又は検出されるタンパク質をマーカーとして利用することが好ましく、具体的にはC2、C3、C4A、C4B、CFH、CILP、IGFBP7、ITIH1、MGP、NID2及びPF4からなる群から選ばれる1つ以上のもの(タンパク質)を利用するものでもある。これらのタンパク質は、OAB尿でのみ存在しない他のタンパク質マーカーと比較して、検出利便性及び診断効率増加等の面において、かなりの利点を提供する。
【００４１】
本願に関わるマーカーは、一つ又は二つ以上の組合わせ、例えば２個、３個、４個、５個、６個、７個又はそれ以上の組合わせで使用することができ、当業者であれば、正常人及び患者を含む対象体の生物学的試料を使用した分析及び／又はロジスティック回帰分析(Logistic regression analysis)のような方法によって、目的とする感度及び特異性を満足するマーカーの組合せを選別することができる。
【００４２】
前述した52種のタンパク質の新規な診断における使用に基づいて、本発明は、Anxa5、Slc12a7、Vamp8、Cacna2d1、Lgals3bp、Pgrmc1、ENTPD1、P2RX1、ATP5B、VAMP2、EIF4B、PTMA、C2、C3、C4A、C4B、CFH、CILP、IGFBP7、ITIH1、MGP、NID2、PF4、RBP4、RPSA、PIN2、CP、SOD2、HSPD1、PEF1、1300017J02Rik protein、A1BG、CFL2、CPA3、ECM1、FBLN5、FGB、FMOD、GPX3、HBA1、HBA2、HP、ITIH4、LAMC1、LTBP4、PCOLCE、PRG2、PXDN、SERPINA6、SUSD2、TINAGL1及びTNCからなる群(前記群は、マーカータンパク質それぞれ及び、これをコードする遺伝子（これの前体を含むポリヌクレオチドの両方を含むことを意味する）のそれぞれの両方を含む群)から選ばれる1つ以上のものの活性又は発現水準を測定する製剤を含む、過敏性膀胱疾患の診断用組成物及び前記組成物を含むOAB疾患診断用キットを提供する。
【００４３】
前記製剤は、前述したマーカーの活性又は発現水準を測定することができるものであれば、具体的な種類が特に限定されないが、
（I)前記群から選ばれるもののタンパク質に特異的に結合する抗体、前記タンパク質に特異的な結合ドメインを有するペプチド又はアプタマー;又は
（II）前記群から選ばれるもののタンパク質をコードする遺伝子のmRNA(又はcDNA)に特異的に結合するプライマー又はプローブを使用しているものでもあり得る。
【００４４】
これらに限定はされないが、具体的に本発明の診断用組成物が、前記マーカータンパク質の活性又は発現水準を測定するためのものであるとき、測定のために使用する製剤では（I)前記52種のマーカー群から選ばれるマーカータンパク質に特異的に結合する抗体、前記マーカータンパク質に特異的な結合ドメインを有するペプチド又はアプタマーを使用することができる。
【００４５】
前記”抗体”とは、この技術分野で公知された用語であって、抗原性部位に特異的に結合する免疫グロブリンを意味する。前記抗体は特定のタンパク質(本発明では、前述した各マーカータンパク質)を動物に注入して、この時に生成される抗体を得る等、この技術分野の通常の方法により製造することができる。前記抗体は各マーカータンパク質の全長配列ポリペプチドを通じて製作されるものもあって、又は前記ポリペプチドの抗原性部位を含む断片を利用して製造することもできる。本発明の抗体の形態は特に制限されず、ポリクローナル抗体又はモノクローナル抗体を含む。また、抗原−抗体結合性(反応)を有するものであれば、全体抗体の一部(つまり、断片)も、本発明の抗体に含まれる。例えば、2つの全長の軽鎖及び2つの全長の重鎖を有する完全な形態の抗体だけではなく、抗体分子の機能的な断片、すなわち、抗原結合機能を有するFab、F（ab'）、F（ab')2及びFv等を含む。さらに、本発明の抗体には、ヒト化抗体、キメラ抗体等の特殊抗体と組換え抗体も含まれる。また、前記抗体は当業界に市販されているものを購入して使用することができる。
【００４６】
前記“ペプチド”とは、前述した抗体又はその断片の構造を有してはいないが、目的とするタンパク質(本発明では、前述した各マーカータンパク質)の特定部位に対して特異的に結合するドメインを有するポリペプチドを意味する。前記ペプチドの長さは、特に制限はされないが、例えば、2乃至100個のアミノ酸を含むものでもあって、好ましくは550個のアミノ酸を含むものでもある。
【００４７】
本発明において、用語“アプタマー”とは、試料内の検出しようとする分析物質と特異的に結合することができる物質で、それ自体で安定した三次構造を有する単鎖の核酸(DNA、RNA、又は変形核酸)を意味するもので、特異的に試料内の標的タンパク質(ポリペプチド)の存在を確認することができる。アプタマーの製造は、一般的なアプタマーの製造方法により、確認しようとする標的タンパク質に対して選択的に高い結合力を有するオリゴヌクレオチドの配列を決定して合成した後、オリゴヌクレオチドの5'末端又は3'末端をアプタマーチップの官能基に結合できるように、-SH、-COOH、-OH、又は-NH2に変形させることによりなされるが、これに限定されない。
【００４８】
本発明では、これらの測定製剤を含むOAB疾患診断用キットを提供する。前記キットは当業界に、抗体、目的タンパク質に特異的結合ドメインを有するペプチド、又はアプタマーを構成品として提供する分析キットとして知られているものであれば、その種類が特に制限されないが、例えばウエスタンブロット、ELISA(enzyme-linked immunospecific assay)、放射性免疫分析法、放射免疫拡散法、オクタロニー免疫拡散法、ロケット免疫電気泳動、組織免疫染色、免疫沈降分析法、補体固定分析法、FACS(Fluorescence activated cell sorter)又はタンパク質チップ用キット等を含む。
【００４９】
前記キットには、マーカーを認識する抗体、マーカータンパク質に特異的な結合ドメインを有するペプチド、又はアプタマー以外に、分析方法に適した一種類又はそれ以上の他の構成成分組成物、溶液又は装置を含むことができる。一例として、前記キットは結合された抗体を検出することができる試薬、例えば、標識された二次抗体、発色団(chromophores)、酵素(抗体とコンジュゲートされた形態として)及びその基質又は抗体と結合することができる他の物質等を含むことができる。また、本発明のキットは、余剰の発色基質と結合されていないタンパク質等は削除して、抗体と結合されたタンパク質マーカーだけを保有することができる洗浄液又は溶離液を含むことができる。
【００５０】
また、本発明の診断用組成物が、前記マーカータンパク質をコードする遺伝子(ポリヌクレオチド、特にmRNA)の発現水準を測定するためのものであるときは、測定のために使用する製剤には（II）前記52種のマーカー群から選ばれるマーカータンパク質をコードする遺伝子のmRNA(又はcDNA)に特異的に結合するプライマー又はプローブを使用することができる。
【００５１】
前記“プライマー”とは、短い自由３’−末端水酸化基(free 3’ hydroxyl group)を有する核酸配列で相補的なテンプレート(template)と塩基対を形成することができ、テンプレート鎖の複写のための開始点として作用する短い核酸配列を意味する。プライマーは適切な緩衝液(buffer)と温度条件で、鋳型であるポリヌクレオチドに特異的に結合して、DNA重合酵素がプライマーに鋳型DNAに相補的な塩基を有するヌクレオチド三リン酸を追加して連結することにより、DNAが合成される。プライマーは、一般的に15乃至30個の塩基配列で構成されており、塩基構成と長さにより、鋳型鎖に結合する温度(melting temperature、Tm)が変わる。プライマーは、適切な緩衝液及び温度で重合反応のための試薬(つまり、DNAポリメラーゼ又は逆転写酵素)及び異なる4つのヌクレオチド３リン酸の存在下でDNA合成を開始することができる。PCR条件や、センス及びアンチセンスプライマーの長さは、当業界に公知された技術に基づいて適切に選択することができる。
【００５２】
プライマーの配列は、鋳型の一部の塩基配列と完全に相補的な配列を有する必要はなく、鋳型とハイブリダイズしてプライマー固有の作用をすることができる範囲内での相補性を有すれば十分である。従って、本発明では、前記マーカーのmRNAの発現水準を測定するためのプライマーは、マーカー遺伝子配列に完全に相補的な配列を有する必要はなく、DNA合成を通じてmRNA又はcDNAの特定区間を増幅してmRNAの量の測定を試みる目的に合った長さと相補性を有するものであれば十分である。前記増幅反応のためのプライマーは、増幅しようとするmRNAの特定区間の両端の鋳型(sense)と反対側(antisense)にそれぞれ相補的に結合する一対(set)で構成される。プライマーは当業者であれば、マーカーmRNA又はcDNAの塩基配列を参照して、容易に設計することができる。
【００５３】
前記“プローブ”とは、mRNAと特異的に結合を成し得る、短くは数塩基乃至長くは数百塩基に該当するRNA又はDNA等の核酸断片を意味し、ラベリングされていて、特定のmRNA又はcDNAの存在の有無、発現量を確認することができる。プローブは、オリゴヌクレオチド(oligonucleotide)プローブ、単鎖DNA(single strand DNA)プローブ、二重鎖DNA(double strand DNA)プローブ、RNAプローブ等の形態で製作することができる。適切なプローブの選択及びハイブリダイズ条件は、当該技術分野で公知の技術により適宜選択することができる。
【００５４】
本発明のプライマー又はプローブは、ホスホロアミダイト（phosphoramidite)固体支持体合成法やその他の公知された方法を利用して化学的に合成することができる。また、プライマー又はプローブは、mRNAとのハイブリダイズを妨げない範囲で、当該技術分野で公知の方法によって多様に変形させることができる。このような変形の例には、メチル化、キャップ化、天然ヌクレオチド、一つ以上の同族体への置換、及びヌクレオチド間の変形、例えば荷電されていない連結体(例：メチルホスホン酸、リン酸トリエステル、ホスホロアミダイト、カルバミン酸等)又は荷電された連結体(例：チオリン酸、ジチオリン酸等)、さらに、蛍光又は酵素を利用した標識物質(labeling material)の結合等がある。
【００５５】
本発明では、これらの測定製剤を含むOAB疾患診断用キットを提供する。前記キットは当業界においてプライマー又はプローブを構成品として提供する分析キットとして知られているものであれば、その種類は特に制限されないが、例えば、PCR、RNase保護分析法、ノーザンブロット又はDNAマイクロアレイチップ用キット等を含む。
【００５６】
前記キットには、マーカーを認識するプライマー又はプローブ以外に、分析方法に適した一種類又はそれ以上の他の構成成分組成物、溶液又は装置を含むことができる。一例として、前記キットは、テストチューブ又は他の適切なコンテナ、反応緩衝液(pH及びマグネシウム濃度は多様)、デオキシヌクレオチド(dNTPs)、DNAポリメラーゼ(例えばTaqポリメラーゼ)及び逆転写酵素、DNase、RNase抑制剤、DEPC水、滅菌水、蛍光物質等を含むことができる。
【００５７】
また、本発明は、過敏性膀胱疾患の診断に必要な情報を提供するために、疑わしい個体から分離された生物学的試料からAnxa5、Slc12a7、Vamp8、Cacna2d1、Lgals3bp、Pgrmc1、ENTPD1、P2RX1、ATP5B、VAMP2、EIF4B、PTMA、C2、C3、C4A、C4B、CFH、CILP、IGFBP7、ITIH1、MGP、NID2、PF4、RBP4、RPSA、PIN2、CP、SOD2、HSPD1、PEF1、1300017J02Rik protein、A1BG、CFL2、CPA3、ECM1、FBLN5、FGB、FMOD、GPX3、HBA1、HBA2、HP、ITIH4、LAMC1、LTBP4、PCOLCE、PRG2、PXDN、SERPINA6、SUSD2、TINAGL1及びTNCからなる群から選ばれる1つ以上のもの(すなわち、前記のタンパク質群又は前記タンパク質をコードする遺伝子からなる群から選ばれる1つ以上のもの)を検出する方法を提供する。
【００５８】
本明細書で前記“検出”とは、定量及び／又は定性分析(測定)を含み、対象物質(マーカー)の試料内における存在又は不存在を確認するか、又は試料に存在する対象物質の量の増加又は減少を確認することを全て含む。前記定性分析は、目的とする物質の存在の有無を測定及び確認することを意味することでもあって、前記定量分析は、目的とする物質の存在水準(発現水準)又は量の変化を測定及び確認することでもある。本発明で分析又は測定は、定性的な方法と定量的な方法を全て含めて制限なく行うことができる。これらの検出方法は、当業界に公知されており、前記52種のマーカーの活性又は発現水準を測定する製剤及びこれを含むキットについて、前述したことを参照して理解される。当業者であれば本発明の実施のために適切な方法及び試薬を選択することができる。
【００５９】
本明細書で前記検出の対象となるものは好ましくは、前記の52個の中から選ばれたマーカータンパク質の活性又は発現水準であるか、又は前記選ばれたマーカータンパク質をコードする遺伝子のmRNA発現水準を意味することができる。従って、前記検出は本発明の52個のマーカーの中で選ばれたタンパク質の活性又は発現水準の測定によって成されるか又は、前記選ばれたタンパク質をコードする遺伝子のmRNA発現水準の測定によって成されるものでもある。
【００６０】
具体的には、前記マーカータンパク質の活性又は発現水準の検出は、例えば、好ましくはウエスタンブロット、ELISA、放射性免疫分析、放射免疫拡散法、オクタロニー免疫拡散法、ロケット免疫電気泳動、組織免疫染色、免疫沈降分析法、補体固定分析法、FACS及びタンパク質チップからなる群から選ばれたいずれか一つを利用するものでもあり、当業界に公知されたタンパク質の発現測定方法によるものであれば、本明細書での検出方法は特に制限されない。
【００６１】
タンパク質発現において、タンパク質の増加された発現水準は、通常、これらのタンパク質の活性水準が増加される結果をもたらすので、突然変異発生の場合等、特殊な状況を除いて、前述した方法を通じた分析法がタンパク質の活性度を評価できることが当業者に明らかに理解される。さらに、突然変異発生の場合等、特殊な状況を除いて、特定タンパク質の活性が高く検出される場合、そのタンパク質の存在水準(つまり、発現水準)が増加していることが一般的だと言えるので、前述した方法以外に、一例として酵素的な方法等を通じて、前記対象物質特有の特定の反応を誘発する活性強度により、タンパク質の存在水準を評価できることも当業者に明らかに理解される。
【００６２】
これに加えて、タンパク質自体の活性変化を検出する方法が行なわれる。これは、目的とするタンパク質(前記マーカータンパク質)の公知の活性を利用することができ、一例として、特定のリガンド(ligand)又は受容体と結合する活性、酵素基質特異性、特定反応を触媒する活性(例えば、他の基質のリン酸化反応を触媒)、特定物質を加水分解する活性、特定物質を生合成する活性、特定物質を酸化／還元する活性等を利用するものでもあって、各活性の種類によって当業界に公知された測定方法を利用して、これを測定することができ、測定に使用される反応産物、及び評価のための発色物質等を含むキットが当業界に常用化されている。
【００６３】
特に、リガンド、基質又は受容体等の特定対象と直接的に結合する活性(つまり、結合能)について測定する場合には、当業界に公知された多様な結合分析(binding assay)を含めて、前述した分析方法にもマイクロフィジオメーター(microphysiometer)、リアルタイム生体分子間相互作用分析（real time biomolecular interaction analysis、BIA)、細胞(代表的に、酵母)を利用するツーハイブリッドシステム(two-hybrid system)分析法又はスリーハイブリッドシステム(three-hybrid system)分析法等が使用可能であることが当業界に公知されている。これについては、以下でより詳細に記述された部分を参照する。
【００６４】
また、前記マーカー遺伝子のmRNA発現水準検出は、例えばPCR、RNase保護分析法、ノーザンブロッティング及びDNAチップからなる群から選ばれたいずれか一つを利用することでもあるが、当業界に公知されたmRNA又はcDNA発現測定方法によるものであれば、本明細書での検出方法は特に制限されない。
【００６５】
本発明において用語“発現水準(発現量)増加”とは、特定の対象物が正常な状態での一定の発現水準を超えて著しい増加を示すことを意味するもので、本願では、従来(特に、正常の状態)に特定試料内に存在していないことが確認された物質(特に、各マーカータンパク質)が、疾患状態では試料内に存在することが確認されることを全て含む意味である。
【００６６】
本発明において、用語“発現水準(発現量)減少”とは、特定対象物が正常な状態での一定の発現水準に満たない著しい減少を示すことを意味するもので、本願では、従来(特に、正常の状態)に特定試料内に存在することが確認された物質(特に、各マーカータンパク質)が、疾患状態では試料内に存在していないことが確認されるものを全て含む意味である。
【００６７】
前記“生物学的試料”とは、前述した通りであり、本発明において用語“対照群”とは、OAB疾患がない正常個体又は前記正常個体からの試料を意味することでもある。
【００６８】
さらに、前記の方法は、前記検出を遂行する（1)段階を通じて導出された疑わしい個体からの検出結果を、対照群(正常人)での検出結果と比較する（2)段階をさらに含むことができる。好ましい具体例として、本発明は、
（1)疑わしい個体から分離された生物学的試料から、Anxa5、Slc12a7、Vamp8、Cacna2d1、Lgals3bp、Pgrmc1、ENTPD1、P2RX1、ATP5B、VAMP2、EIF4B、PTMA、C2、C3、C4A、C4B、CFH、CILP、IGFBP7、ITIH1、MGP、NID2、PF4、RBP4、RPSA、PIN2、CP、SOD2、HSPD1、PEF1、1300017J02Rik protein、A1BG、CFL2、CPA3、ECM1、FBLN5、FGB、FMOD、GPX3、HBA1、HBA2、HP、ITIH4、LAMC1、LTBP4、PCOLCE、PRG2、PXDN、SERPINA6、SUSD2、TINAGL1及びTNCからなる群から選ばれる1つ以上のものの活性又は発現水準を測定する段階；及び
（2)前記（1)段階の測定結果を正常人における測定結果と比較する段階
を含む過敏性膀胱疾患の診断に必要な情報を提供する方法(以下、OABの診断方法)を提供する。
【００６９】
前記OABの診断方法が、前述した検出段階((1)段階)に加えて検出結果を対照群と比較する段階((2)段階)を含む場合において、Anxa5、Slc12a7、Vamp8、Cacna2d1、Lgals3bp、Pgrmc1、ENTPD1、P2RX1、ATP5B、VAMP2、EIF4B、PTMA、C2、C3、C4A、C4B、CFH、CILP、IGFBP7、ITIH1、MGP、NID2及びPF4からなるタンパク質群から選ばれる1つ以上のもの；又は前記タンパク質をコードする遺伝子からなる群から選ばれる1つ以上のものの発現水準が対照群よりも上向発現制御(up-regulation)される、又は活性水準が対照群(正常人)よりも増加していると、過敏性膀胱疾患が発症するか、又は発症する可能性が高いと判断することができる。
【００７０】
また、RBP4、RPSA、PIN2、CP、SOD2、HSPD1、PEF1、1300017J02Rik protein、A1BG、CFL2、CPA3、ECM1、FBLN5、FGB、FMOD、GPX3、HBA1、HBA2、HP、ITIH4、LAMC1、LTBP4、PCOLCE、PRG2、PXDN、SERPINA6、SUSD2、TINAGL1及びTNCからなるタンパク質群から選ばれる1つ以上のもの；又は前記タンパク質をコードする遺伝子からなる群から選ばれる1つ以上のものの発現水準が対照群よりも下向発現制御(down-regulation)されると、又は活性水準が対照群(正常人)より減少している場合は、過敏性膀胱疾患が発症したか、発症する可能性が高いと判断することができる。
【００７１】
本発明のさらに好ましい一態様において、本発明の前記OABの診断方法は、前記検出段階((1)段階)で生物学的試料(特に、尿路上皮及び/又は尿)からENTPD1、VAMP2、EIF4B、PTMA、C2、C3、C4A、C4B、CFH、CILP、IGFBP7、ITIH1、MGP、NID2及びPF4からなるタンパク質群から選ばれる1つ以上のものが検出されると(つまり、存在していることが確認されると)、OAB疾患が発症したか、又は発症可能性が高いと直ちに判断することができる。これらのタンパク質は、OABの尿路上皮及び／又は尿でのみ特異的に存在又は検出されるタンパク質であって、著しい診断的価値を有する。
【００７２】
その他に、Anxa5、Slc12a7、Vamp8、Cacna2d1、Lgals3bp、Pgrmc1、P2RX1又はATP5Bのタンパク質をマーカーとして利用する際には、対照群(正常人)で同じ方法で測定した結果と比較する段階((2)段階)がさらに必要になる。OABで発現水準が増加している前記のマーカー23種の遺伝子(これの前体を含むポリヌクレオチドの両方を含むもの。特に、mRNA)を検出対象とする場合にも、このような遺伝子の過剰発現を対照群での結果と比較する段階が必要になることもある。これらの場合には、対照群と比較することで疑わしい個体において、前記マーカーの発現水準(又は、検出水準)が増加した場合に、OAB発症又はその可能性を判定することができる。
【００７３】
さらに、他の好ましい一態様として、本発明の前記OABの診断方法は、検出段階で生物学的試料からRBP4、RPSA、PIN2、CP、SOD2、HSPD1、PEF1、1300017J02Rik protein、A1BG、CFL2、CPA3、ECM1、FBLN5、FGB、FMOD、GPX3、HBA1、HBA2、HP、ITIH4、LAMC1、LTBP4、PCOLCE、PRG2、PXDN、SERPINA6、SUSD2、TINAGL1及びTNCからなるタンパク質群から選ばれる1つ以上のものが検出されない場合には、OAB疾患が発症したか、又は発症する可能性が高いと直ちに判断することができる。逆に、これらのタンパク質が検出される場合には、OABが発症していないか、発症する可能性が低い(正常)個体であると判断することができる。これらのタンパク質は、正常個体の尿路上皮及び／又は尿でのみ特異的に存在又は検出されるタンパク質であって、著しい診断的価値を有する。
【００７４】
前記マーカー29種の遺伝子(特に、mRNA)を検出対象とする場合には、これらの遺伝子の低発現を対照群での結果と比較する段階が必要なこともある。このような場合には、対照群と比較を通じて疑わしい個体において前記マーカーの発現水準が減少した場合に、OAB発症又はその可能性を判定することができる。
【００７５】
前記マーカーの発現水準が増加又は減少した程度によって、OAB疾患の発症可能性があるか、又は疾患が既に進行中であるか、深化されるか等を判断することができる。診断の基準となる活性又は発現水準の増加／減少の程度に対しては、使用した測定方法に合わせて、当業界に公知された技術により発現水準の程度の等級を分けて決定することができる。例えば、多数の正常人と患者の試料からそれぞれのマーカーの発現水準を測定してデータを蓄積して分析することにより、発現水準の程度により正常な範囲、疾患が重症である範囲又は発症の可能性がある範囲等に区分して、適切な診断の基準を提供することもできる。
【００７６】
前記本発明の究明した52種のタンパク質(及びこれをコードする遺伝子)のOABに対する発現傾向はまた、OAB疾患に対する予防及び治療効能を有することができる薬剤(物質)の選別戦略を提供する。
【００７７】
まず、本発明は、阻害剤方式でOABを予防又は治療することができる薬剤を選別するために、
（A)Anxa5、Slc12a7、Vamp8、Cacna2d1、Lgals3bp、Pgrmc1、ENTPD1、P2RX1、ATP5B、VAMP2、EIF4B、PTMA、C2、C3、C4A、C4B、CFH、CILP、IGFBP7、ITIH1、MGP、NID2及びPF4からなる群から選ばれる1つ以上のものを発現する細胞を試験製剤と共に、又は試験製剤なしで培養する段階；及び
（B)前記試験製剤と共に培養された細胞と試験製剤なしで培養された細胞での前記（A)段階で選ばれたものの発現又は活性の程度を比較して、前記試験製剤が前記（A)段階で選ばれたものに対する発現又は活性を阻害するか否かを確認する段階
を含む過敏性膀胱疾患の予防又は治療用薬剤のスクリーニング(選別)方法を提供する。
【００７８】
前記スクリーニング方法は、（B)段階の後で、
（C)前記（B)段階で発現又は活性を抑制する効果があると確認された試験製剤を、過敏性膀胱疾患を有する動物に投与して、治療効果を示すか否かを確認する段階
をさらに含むことができる。
【００７９】
本発明者らは、OAB疾患状態において、前述した種類の23個のマーカーが特に発現水準が増加していることを確認している。従って、当業者にとって、具体的な作用メカニズムを制限することなく、前述した23種のマーカーからなる群から選ばれる1つ以上のものの発現及び／又は活性を阻害(減少)する結果をもたらす薬剤(試験製剤)が、OAB疾患状態の改善、治療又は予防効果を有するものと期待できることが明らかに理解される。
【００８０】
本発明において、用語“阻害剤”とは、活性の抑制剤又は発現の抑制剤を全て含み、活性又は発現を一部減少させるか、又は完全に(実質的に完全に)阻害(ブロック)する物質を意味する。前記阻害剤は、目的とする対象物に直接又は間接的に作用することができ、有機又は無機化合物のような単一化合物、ペプチド、タンパク質、核酸(ポリヌクレオチド)、炭水化物及び脂質のような生体高分子化合物及び複数化合物の複合体等を含む。
【００８１】
一例として、前記活性阻害剤は、前述した23種のタンパク質に対して競争的又は非競争的に結合して活性(シグナル伝達等)を減少させる可能性があり、例えば、前記のタンパク質に特異的に結合する抗体等を含むが、これに限定されない。
【００８２】
一例として、前記発現抑制剤は、タンパク質合成のための転写及び翻訳を含む全(total)過程の中で、任意の時点でタンパク質合成を阻害する方式で作用する物質を意味するものであり、その種類は特に制限されないが、例えば、アンチセンスRNA(antisense RNA)、siRNA、及びmiRNA等を含む。具体的な一例として、転写段階での制御は、当業者に公知された遺伝子の発現を抑制するための方法、例えば、プロモーター又は遺伝子部位の突然変異を誘導してプロモーター活性又はタンパク質の機能を阻害する方法でもあって、前述した通り、アンチセンス遺伝子を発現させる方法、iRNA(iRNAはsiRNA、shRNA等、当業界に公知された多様な形態や名称の干渉RNAを含む)又はマイクロRNA(microRNA)法等により行うことができる。また、別の一例として、転写後段階での制御は、当業者に公知されたタンパク質の発現を阻害するための方法、例えば、転写されたmRNAの安定性を阻害する方法、タンパク質又はポリペプチドの安定性を阻害する方法により行うことができる。
【００８３】
本明細書で“治療”とは、疾患の発生抑制、再発抑制、症状の緩和、疾病の直接又は間接的な病理学的結果の減少、疾病進行速度の減少、疾病状態の改善、好転、緩和を意味する。
【００８４】
本発明で使用される用語“予防”とは、疾患の発症を抑制、又は進行を遅延させるすべての行為を意味する。
【００８５】
また、本発明は活性化剤方式でOABを予防又は治療することができる薬剤(物質)をスクリーニングするために
（a)RBP4、RPSA、PIN2、CP、SOD2、HSPD1、PEF1、1300017J02Rik protein、A1BG、CFL2、CPA3、ECM1、FBLN5、FGB、FMOD、GPX3、HBA1、HBA2、HP、ITIH4、LAMC1、LTBP4、PCOLCE、PRG2、PXDN、SERPINA6、SUSD2、TINAGL1及びTNCからなる群から選ばれる1つ以上のものを発現する細胞を試験製剤と共に、又は試験製剤なしで培養する段階；及び
（b)前記試験製剤と共に培養された細胞と試験製剤なしで培養された細胞での前記（a)段階で選ばれたものの発現又は活性の程度を比較して、前記試験製剤が前記（a)段階で選ばれたものに対して発現又は活性を増加させるか否かを確認する段階
を含む過敏性膀胱疾患の予防又は治療用薬剤のスクリーニング方法を提供する。
【００８６】
前記スクリーニング方法は（b)段階の後で、
（c)前記（b)段階で発現又は活性を増加させる効果があると確認された試験製剤を、過敏性膀胱疾患を有する動物に投与して治療効果を示すか否かを確認する段階
をさらに含むことができる。
【００８７】
本発明者らは、OAB疾患状態において、前述した種類の29個のマーカーは、特に発現水準が減少していることを確認している。従って、当業者にとって、具体的な作用メカニズムを制限することなく、前述した29種のマーカーからなる群から選ばれる1つ以上のものの発現及び／又は活性を増加(促進)させる結果をもたらす薬剤(試験物質)が、OAB疾患状態の改善、治療又は予防効果を有するものと期待できることが明らかに理解される。
【００８８】
本発明において、用語“活性化剤”とは、活性の促進剤(増強剤)又は発現の促進剤(増強剤)を全て含み、活性又は発現を増加、誘導又は刺激する物質を意味する。前記活性化剤は、目的とする対象物に直接又は間接的に作用することができ、有機又は無機化合物のような単一化合物、ペプチド、タンパク質、核酸(ポリヌクレオチド)、炭水化物及び脂質のような生体高分子化合物及び複数化合物の複合体等を含む。
【００８９】
一例として、前記活性化剤は、前述した29種のマーカーの中から選ばれた複数のタンパク質又は前記マーカータンパク質を符号化(コード)しているポリヌクレオチドに対して、競争又は非競争的に結合して活性(シグナル伝達等)を増加させるものでもあって、また、タンパク質合成のための転写及び翻訳を含む全過程の中で、任意の時点でタンパク質合成を増加する方式で作用するものでもあるが、その具体的な種類は特に限定されない。
【００９０】
前述した二つの方式のスクリーニング方法において、前記スクリーニングで使用される細胞は、前記のマーカーを天然に発現している細胞を使用することができ、又は当業界に公知された遺伝学的方法を利用して前記マーカーを発現するように遺伝子操作された細胞を利用することもできるが、一例として、組換え発現ベクターを用いて細胞内に前記マーカーが発現するように形質転換する方法を使用することができ、これは、前述した通りを参照する。
【００９１】
前記スクリーニングで使用される細胞は、その具体的な種類は特に限定されないが、好ましくは真核細胞を利用することでもあって、より好ましくは、膀胱を構成する組織の細胞でもある。最も好ましくは膀胱尿路上皮でもある。
【００９２】
本発明で“製剤(agent)”又は“試験製剤(test agent)”とは、任意の物質(substance)、分子、元素、化合物、実在物(entity)又はこれらの組合せを含む。例えば、これに限定はされないが、タンパク質、ポリペプチド、有機小物質(small organic molecule)、多糖類(polysaccharide)、ポリヌクレオチド等を含む。また、天然産物(natural product)、合成化合物、化学化合物、又は２つ以上の物質の組合せでもある。別に指定されない限り製剤、物質及び化合物は、互換性を有して(interchangebly)使用することができる。
【００９３】
本発明の方法でスクリーニング又は同定できる試験製剤は、ポリペプチド、βターン模倣体（beta-turn mimetics）、多糖類、リン脂質、ホルモン、プロスタグランジン、ステロイド、芳香族化合物、ヘテロサイクリック化合物、ベンゾジアゼピン(benzodiazepines)、オリゴマーN-置換グリシン（oligomeric N-substituted glycines)、オリゴカルバメート(oligocarbamates)、糖類、脂肪酸、プリン、ピリミジン又はこれらの誘導体、構造アナログ又は組合せを含む。或る試験製剤は合成物質でもあって、他の試験製剤は天然物質でもある。前記試験製剤は、合成又は天然化合物のライブラリを含む、広範囲で多様な出処から得ることができる。組合せライブラリは、ステップバイステップ方式で合成できる複数種の化合物で生産することができる。多数の組合せライブラリの化合物は、ESL(encoded synthetic libraries)法(WO 95/12608、WO 93/06121、WO94/08051、WO 95/395503 及び WO 95/30642)によって製造することができる。バクテリア、カビ、植物及び動物抽出物形態の天然化合物のライブラリは、商業的出処から入手するか、又はフィールドで収集することができる。公知の薬理学的製剤の構造アナログを製造するために、アシル化、アルキル化、エステル化反応(esterfication)、アミド化反応(amidification)のような指示された、又はランダムな化学修飾を適用することができる。前記試験製剤は、天然に生成されるタンパク質又はその断片でもある。このような試験製剤は、天然物(natural source)、例えば、細胞又は組織溶解物から得ることができる。ポリペプチド製剤のライブラリは、例えば、通常的な方法によって生成されるか、又は商業的に入手できるcDNAライブラリからも得られる。前記試験製剤はペプチド、例えば、約5-30個、好ましくは約5-20個、より好ましくは約7-15個のアミノ酸を有するペプチドでもある。前記ペプチドは、天然に生成されるタンパク質、ランダムペプチド又は“バイアス化(biased)”ランダムペプチドの切断物でもある。
【００９４】
また、前記試験製剤は、“核酸”でもある。核酸試験製剤は天然に生成される核酸、ランダム核酸、又は“バイアス化”ランダム核酸でもある。例えば、原核又は真核ゲノムの切断物を前記記載の通り同様に使用することができる。
【００９５】
また、前記試験製剤は小分子(例：約1000以下の分子量を有する分子)でもある。小分子の制御製剤をスクリーニングするための方法には、好ましくは、高速分析アッセイ(high throughput assay)を適用することができる。前記記載の通り、小分子試験製剤の組合せライブラリが、本発明のスクリーニング方法に容易に適用することができる。多くのアッセイが前記スクリーニングに有用である(Shultz, Bioorg. Med. Chem. Lett., 8:2409-2414, 1998; Weller, Mol. Drivers., 3:61-70, 1997; Fernandes, Curr. Opin. Chem. Biol., 2:597-603、1998; and Sittampalam, Curr. Opin. Chem. Biol., 1:384-91, 1997)。
【００９６】
本発明のスクリーニング(選別)は、当業界に公知された多様な生化学的及び分子生物学的技術によってなされることができ、これらの技術は、次の文献に開示されている：Sambrook et al., Molecular Cloning：A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Press, NY, Second（1998）and Third（2000）Editions; and Ausubel et al., Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley＆Sons、Inc., NewYork (1987-1999)。
【００９７】
本発明の方法でスクリーニングされる試験製剤のライブラリは、前述した各タンパク質やこれのアナログに対する構造研究を基に製造することができる。これらの構造研究は、前述したタンパク質(本発明では、マーカータンパク質)に結合する可能性がある試験製剤の究明を可能にする。タンパク質の3次元的な構造は、多様な方法、例えば、結晶構造及び分子モデリング(crystal structure and molecular modeling)で研究することができる。X線結晶学(X-ray crystallography)を利用するタンパク質の構造研究方法が文献によく知られている：PhysicalBio-Chemistry, VanHolde, KE （Prentice-Hall, NewJersey1971), pp.221-239、及び、Physical Chemistry with Applications to the Life Sciences, D. Eisengerg＆D. Crothers （Benjamin Cummings, Menlo Park1979)。タンパク質構造に対するコンピュータモデリングは、スクリーニング用試験製剤のデザインのための他の手段を提供する。分子モデリングの方法は、文献に開示されている：米国特許第612894号明細書、及び、米国特許第5583973号明細書。また、タンパク質の構造は、中性子回折法(neurton diffraction)及びNMRによって決定することができる：Physical Chemistry, 4th Ed. Moore, W. J. (Prentice-Hall, New Jersey 1972)、及び、NMR of Proteins and Nucleic Acids, K. Wuthrich (Wiley-Interscience, New York 1986)。
【００９８】
本発明で、前記“群から選ばれる1つ以上のものを発現する細胞を試験製剤と共に培養すること”とは、発現されたマーカータンパク質自体及び／又はその発現に影響を与える因子と試験製剤の接触を誘導する過程を意味するものである。前記試験製剤の接触方法は、例えば、試験管内で試験製剤が細胞膜の外部に処理されて、細胞内に導入されることによるものでもあって、又は公知の標準組換えDNA及び分子クローニング技術により試験製剤が細胞内で発現されることによるものでもあるが、これらに限定されない。
【００９９】
前記“発現又は活性の程度(水準)の比較”とは、以前の段階でマーカーに選ばれた対象の発現又は活性の程度を、各実験群(試験製剤の処理群)及び／又は対照群(試験製剤の非処理群)ごとに測定(検出)して対照する過程を全て含む意味である。これに限定はされないが、具体的に、前記測定の対象となることは、好ましくは、前記で選ばれたマーカータンパク質の活性又は発現水準であるか、又は前記選ばれたマーカータンパク質をコードする遺伝子のmRNA発現水準を意味することができ、それらの測定方法については前述した通り参照する。
【０１００】
特に、タンパク質の発現量ではなく、タンパク質自体の活性の変化だけを誘導する薬剤をスクリーニングするためには、間接的に他の因子を通じて(例えば、上流の制御因子に結合して)、目的タンパク質(本発明のマーカー)の活性を阻害するか、又は目的タンパク質に結合する物質をスクリーニングして実施することができる。後者の場合、分離された状態のマーカータンパク質又は細胞内に含まれているマーカータンパク質等、どのような形態のものでも使用することができ、このような方式を利用するスクリーニング方法であって、本発明は、特に、当業界に公知された多様な結合分析により、ハイスループット(high throughput)方式で実施することができる。
【０１０１】
このような本発明のスクリーニング方法(特に結合分析を利用する場合)において、試験物質又は選ばれたマーカータンパク質は、検出可能な標識(detectable label)で標識することができる。例えば、前記検出可能な標識は、化学標識(例えば、ビオチン)、酵素標識(例えば、ホースラディッシュペルオキシダーゼ、アルカリホスファターゼ、ペルオキシダーゼ、ルシフェラーゼ、β-ガラクトシダーゼ及びβ-グルコシダーゼ)、放射能標識(例えば、14C、125I、32P及び35S)、蛍光標識(例えば、クマリン、フルオレセイン)、FITC（fluoresein Isothiocyanate)、ローダミン(rhodamine) 6G、ローダミンB、TAMRA(6-carboxy-tetramethyl-thodamine)、Cy-3、Cy-5、TexasRed、AlexaFluor、DAPI(4,6-diamidino-2-pheylindole)、HEX、TET、Dabsyl及びFAM、発光標識、化学発光(chemiluminescent)標識、FRET(fluorescence resonance energy transfer)標識又は金属標識(例えば、金及び銀)である。
【０１０２】
検出可能な標識が標識された目的とするタンパク質又は試験物質を利用する場合、目的のタンパク質と試験物質間の結合発生の有無は、標識からの信号を検出して分析することができる。例えば、標識としてアルカリンホスファターゼが利用される場合には、ブロモクロロインドールイルホスフェート（BCIP）、ニトロブルーテトラゾリウム（NBT)、ナフトール-AS-B1-ホスフェート（naphthol-AS-B1-phosphate）及びECFのような発色反応基質を利用してシグナルを検出する。標識としてホースラディッシュペルオキシダーゼが利用される場合には、クロロナフトール、アミノエチルカルバゾール、ジアミノベンジジン、D-ルシフェリン、ルシゲニン(ビス-N-メチルアクリジニウムニトレート)、レセルピンベンジルエーテル、ルミノール、アンプレックスレッド試薬(10-アセチル-3,7-ジヒドロキシフェノキサジン)、HYR(p-phenylenediamine-HCl及びpyrocatechol)、TMB(tetramethylbenzidine)、ABTS(2,2'-Azine-di[3-ethylbenzthiazoline sulfonate])、o-フェニレンジアミン（OPD)及びナフトール／パイロニンのような基質を利用してシグナルを検出する。
【０１０３】
あるいは、試験物質の目的とするタンパク質への結合の有無は、相互作用物(interactants)の標識なく分析することもできる。例えば、マイクロフィジオメーター（microphysiometer）を用いて試験物質が目的とするタンパク質に結合するか否かを分析することができる。マイクロフィジオメーターは、LAPS(light-addressable potentiometric sensor)を利用して、細胞がその環境を酸性化する速度を測定する分析装置である。酸性化速度の変化は、試験物質と目的とするタンパク質間の結合に対する裏付けとして利用することができる(McConnell et al., Science 257:1906-1912(1992))。
【０１０４】
試験物質の、目的とするタンパク質に対する結合能力は、リアルタイム生体分子間相互作用分析（BIA)を利用して分析することができる(Sjolander & Urbaniczky,Anal. Chem. 63:2338-2345 (1991)、及び、Szabo et al., Curr. Opin. Struct. Biol. 5:699-705 (1995))。BIAは、リアルタイムで特異的な相互作用を分析する技術として、相互作用物の標識なく実施することができる(例えば、BIAcore（商標）)。表面プラズモン共鳴（SPR)での変化は、分子間のリアルタイムの反応に対する指標（indicator)として使用することができる。
【０１０５】
また、本発明のスクリーニング方法は、細胞(代表的に酵母)のツーハイブリッド分析又はスリーハイブリッド分析法によって実施することができる(米国特許第5283317号明細書; Zervos et al., Cell 72, 223-232, 1993; Madura et al., J. Biol. Chem. 268, 12046-12054, 1993; Bartel et al., BioTechniques 14, 920-924, 1993; Iwabuchi et al., Oncogene 8, 1693-1696, 1993; 及び 国際公開第94/10300号)。この場合、目的とするタンパク質を“釣り餌（bait）”タンパク質として利用することができる。この方法によると、目的とするタンパク質に結合する物質、特にタンパク質を、スクリーニングすることができる。ツーハイブリッドシステムは、転写因子のモジュール特性に基づいて、分割可能なDNA結合ドメイン及び活性化ドメインで構成される。簡単にはこの分析法は2つのDNAコンストラクトを利用する。例えば、一方のコンストラクトで、目的とするタンパク質をコードするポリヌクレオチドを、公知の転写因子(例えば、GAL4)のDNA結合ドメインをコードするポリヌクレオチドに融合させる。他方のコンストラクトでは、分析対象のタンパク質(餌食又は試料（試験製剤））をコードするDNA配列を、前記公知の転写因子の活性化ドメインをコードするポリヌクレオチドに融合させる。もし、釣り餌及び餌食が生体内で相互作用して複合体を形成すると、転写因子のDNA結合ドメイン及び活性化ドメインが隣接することになり、これはレポーター遺伝子(例えば、LacZ)の転写を促進することになる。レポーター遺伝子の発現を検出することができ、これは分析対象のタンパク質が、目的とするタンパク質と結合することができることを示すものであり、このような結合を通じて、目的タンパク質の活性を制御することができる可能性を示し、結論として、細胞のOAB疾患の予防及び治療剤として使用できることを示すものである。
【０１０６】
前記スクリーニング法でさらに含まれる検査段階（(C)又は(c)）で使用されるOAB疾患保有動物(non-human animal)はヒトではなく、動物であることが望ましい。
【発明の効果】
【０１０７】
本明細書に記載されたマーカーは、正常個体群と区別して、OABの発症を効率的に検出又は診断できる効果がある。特に尿に放出されるOAB特異的タンパク質マーカーを使用して非侵襲的（non-invasive）方法で簡単かつ迅速にOABの診断が可能である。さらに、本願発明で選別したマーカーの発現(及び活性)の態様を利用して、これを変化(特に、正常化)させる薬剤を選別することにより、より効果的なOAB疾患の予防又は治療薬剤スクリーニングが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】図1は、代表的な膀胱内圧追跡の結果を示す。図1Aは、偽手術グループとして規則的な排尿パターン、安定的な基底圧（BP）と明確な臨界圧力（TP）が観察された。図1Bは、部分的膀胱下尿道閉塞を通じて製作したOABラットのグループであって、安定的ではないBP、不明なTP、短い排尿間隔（MI）と増加した傾きが観察された。値は膀胱内圧（IVP)（単位：cmH2O）と排尿嵩（MV）（単位：ml）で表現した。
【図２】図2は、正常及びOABラットの尿路上皮で同定されたタンパク質の個数を示すベン図（Venn diagram）を示す。
【図３】図3は、同定されたタンパク質の細胞内局在(subcellular localization)を分類した結果を示す。図3Aは、正常(sham)ラット尿路上皮で発見されるタンパク質の細胞内局在の分類結果を示す。図3Bは、OABラット尿路上皮で発見されるタンパク質の細胞内局在の分類結果を示す。グラフに記載された数値は、タンパク質の個数を意味する。
【図４】図4は、通常の尿路上皮と比較して、OABラットの尿路上皮から355個の特異的に発現されたタンパク質の細胞内局在分類と、これらの発現状態(上方制御された、下方制御された)を要約的に示す。
【図５】図5は、IPAを利用して、通常の尿路上皮と比較して、OABラットの尿路上皮で特異的に発現された355個のタンパク質の機能予測(Functional annotation)の結果を示す。正常及びOABラットの尿路上皮で最も重要な上位20個の既知の経路を含めて、合計34個の既知の経路を示している。各経路について、OAB状態で上向発現傾向が大きいか、下向発現傾向が大きいかを表示した。
【図６】図6は、尿路上皮から分泌されるシグナル分子と、本発明で究明したこれらの制御タンパク質に対するネットワーク分析結果を示す(Red:上向発現、green:下向発現)。ATP、NO、PG、TAC1、Ach、NGFのように尿路上皮から分泌されるシグナル分子と関連したタンパク質のネットワークをIPAを利用して確認した。
【図７Ａ】図7Aは、P2RX1、ATP5B、VAMP2、EIF4B及びPTMAタンパク質がOAB管上皮でのみ上向発現されることをウエスタンブロットで確認した結果を示す。
【図７Ｂ】図7Bは、ATP5B、EIF4B及びPTMAタンパク質がOAB管上皮でのみ上向発現されることを、尿路上皮に対する免疫組織染色(immunohistochemistry)を通じて確認した結果を示す(Uro: 尿路上皮層、SC: 尿路上皮下結合組織層、スケールバーは50μmを示す(底部))。
【図８】図8は、C3、C4aは、Clip、Itih1及びNid2の遺伝子がOAB尿路上皮でのみ上向発現されることを、qRT-PCRを通じて確認した結果を示す(データは、正規化(normalization)後の相対的表現として提示される。データは平均±標準偏差の形式で示した。**：p<0.005、***：p<0.001)。
【発明を実施するための形態】
【０１０９】
［発明を実施するための具体的な内容］
以下、本発明を詳細に説明する。
但し、下記の実施例は、本発明を例示するのみで、本発明の内容が下記実施例に限定されるものではない。
【０１１０】
実験方法
1.実験動物
全ての動物実験は、動物の世話と使用に対するガイドラインに従い、プロトコルはInstitutional Animal Care and Use Committee of Chungnam National University、Daejeon、Korea(Irb No. CNU-00706)の承認を得た。本研究では、雌スプラーグドーリーラット(200 ± 30g)を使用した。本研究で動物は、二つのグループに分けられた：偽手術グループ(sham-operated group、n=40)、部分的膀胱下尿道閉塞グループ(n=60)。動物に標準的ラット飼料を与え、水は自由給水された。標準実験条件(25±1℃、55±5%湿度、及び12時間の明暗周期変更)で、前記実験動物は、おがくずを敷いたそれぞれ分離されたケージに個別にハウジングされた。
【０１１１】
２．部分的膀胱下尿道閉塞の外科的誘導
尿道の部分的閉塞を誘導するために、“Lluel P. et al.,(1998）”及び“Lee T. et al., （2008）”に記載されたのと同じ、従来の手術方法を行った。ラットをキシラジン(10mg/kg)及びケタミン(100mg/kg)の筋肉注射で麻酔させた。手術中の熱損失を減らすために、ラットをサーボ制御式手術台(servo-controlled surgical table)に置いた。下部正中切開を通じて膀胱と筋萎部尿道を露出させた。尿道を確認した後、直径0.9mmの鉄棒(steel rod)を管(meatus)から尿道に挿入した。Novafilの4-0縫合糸(nomofilament polybutester; Davis & Geck, Wayne, NJ)を尿道の周りに置いて鉄棒位置で結び、結紮緊張を持続的に加えた。縫合後、鉄棒を除去することで、尿道が部分的に詰まった状態になった。偽手術も同様に、解剖された尿道の周りに4-0非吸収性モノフィラメント縫合糸を緩く結ぶ過程を含む、類似した方法で進行された。
【０１１２】
３．カテーテル挿入
膀胱内カテーテル挿入は、膀胱内圧測定手術（cystometry procedure）の3日前に施行された。下腹部を切開して、カフ（cuff）があるポリエチレンカテーテル(PE-20; A-M Systems, Carlsberg, WA, USA)を膀胱円蓋（bladderdome）に挿入し、6-0シルク糸で円形の巾着縫合（purse-string suture）で固定させた。カテーテルは皮下にトンネルを設け、4-0シルク糸で固定されて、上部肩甲骨の水準で外面化（exteriorize)された。カテーテルの自由端部(free end)は3日間密封された。腹膜及び筋肉切開においては連続的な5-0バイクリル縫合糸を利用して切開部位が縫合され、皮膚の縫合のためには5-0シルク縫合糸が使用された。偽手術ラットも同じ過程を適用した。
【０１１３】
４．膀胱内圧検査
最初の手術後14日目に、麻酔なしで膀胱内圧検査を実施した。膀胱内の圧力を測定するために、膀胱内圧検査の間、膀胱内カテーテルの端部を三方活栓で圧力変換器(PowerLab、AD Instrument、Sydney、Australia)と注入ポンプ(Promed-Tech.、Bellingham、MA、USA)に接続し、室温の生理食塩水を膀胱に10ml/hで注入した。意識のあるマウスを、水と飼料が自由供給されている代謝ケージに置いた。前記ケージはまた、流体収集機を利用して、排尿嵩(micturition volume、MV)の測定が可能であって、前記流体収集機は張力変換器(Grass Instruments、Quincy、MA、USA)に連結され、これは変換器増幅器を通じてデータ収集ソフトウェア(PowerLab、AD Instrument)に連結された。排尿パターンが安定した後、4-6個の代表的な排尿サイクルに対するデータを収集して平均値を計算した。Windowsのデータ収集システム(PowerLab、AD Instrument)のChart v5.5.6を使用して、2000Hzのサンプリング速度でIVPとMVは同時に持続的に記録された。
【０１１４】
排尿後、生理食塩水注入を停止した後、注射器を利用して、膀胱内圧検査のために膀胱内に挿入されていたチューブを通じて残留尿量(residual urine volume、RV)を抽出した。また、後述する膀胱内圧パラメータが調査された：基底圧(BP、二度の排尿の間で最も低い膀胱圧力)、排尿圧力(MP、排尿中で最大膀胱圧)、臨界圧力(TP、排尿開始時の膀胱の圧力)、排尿間圧力(IMP、2回の排尿の間の平均膀胱圧)、自発的活動(SA、IMP-BP)、排尿間隔(MI)、排尿量(MV)、膀胱容量(BC、MV+MV)及び排尿効率(VE、MV/BC、排尿体積を膀胱容量で割った値)を含む膀胱内圧及び体積パラメータを調査した。排尿筋過活動（Detrusor overactivity)は排尿及び／又は非排尿収縮が明らかに増加したことと定義され、非排尿収縮は尿道からの流体の排出がなく、基準圧力(基底圧)からIVPが上昇したものとして定義された。
【０１１５】
５．膀胱尿路上皮組織準備
膀胱内圧検査後、ラットを麻酔させ、腹部を切開して筋萎部尿道付近で膀胱を除去した。膀胱組織を秤量して解剖顕微鏡下で粘膜固有層を切開して、平滑筋層から尿路上皮を慎重に分離した。生化学的測定のために、前記収得した各サンプルを直ちに-70℃で保管した。
【０１１６】
６．タンパク質抽出、SDS-PAGE及びゲル内分解
タンパク体の分析のために、各グループに10個の膀胱尿路上皮組織を、2つのチューブに分けて入れた。膀胱尿路上皮組織サンプルを、8M尿素とプロテアーゼ阻害剤カクテルを含有する700μLリシスバッファーを加えてマイクロペストルで均質化した。組織残骸(debris)は2000xgで10分間の低速遠心分離を通じて除去し、上澄み液を収集した。タンパク質濃度は、ビシンコニン酸(BCA)法によって決定され、以降の研究のために、試料は-70℃で保管した。15μgのタンパク質サンプルを12％SDS-PAGEで分離した。ゲルはクマシーブリリアントブルーR-250で染色された。ゲル内分解(in-gel digestion)は“Park、E. C. et al.、（2012）”等、従来開示された方法に基づいて行われた。ゲルを分子量によって8部分に分画した。ゲル片を脱染(destaining)させ、次いで、タンパク質のシステインを還元及びアルキル化した後、37℃で16時間、トリプシンで分解させた。分解されたペプチドは、抽出溶液(50mM ammonium bicarbonate、50% acetonitrile、及び5% trifluoroacetic acid)で抽出された。分解されたペプチドは、0.02％ギ酸及び0.5％酢酸を含有する10μlのサンプル溶液で溶解させた。
【０１１７】
７．LTQ-Velos質量分析法を使用してLC-MS/MSでタンパク質同定
前記ペプチドを分離し、エレクトロスプレーイオン化質量分析(LC-ESI MS)と統合された液体クロマトグラフィーを使用して、ペプチドを同定した。ペプチドサンプル(5μl)は5μm C18粒子(Acclaim PepMap100、Thermo Scientific)が充填された75μm内径のトラップカラムで濃縮され、2μm C18粒子が充填された15cmの分析カラム(Acclaim PepMap RSLC、Thermo Scientific)上で分析された。逆相クロマトグラフィーは、0.1％ギ酸及び80％ ACN(0.1％ギ酸内、溶媒B)の二元溶媒と共にUltimate 3000 RSLCナノシステム(Thermo Scientific)を使用して行った。300nl/minの流速で100分間、5％から95％まで溶媒Bの直線勾配条件でペプチドが分離された。LTQ-Velos ESIイオントラップ質量分析計(Thermo Scientific、USA)の全てのMS及びMS/MSスペクトルを、データ依存モードで収集した。それぞれの全体MS(m/z 範囲：300〜2000)スキャン以後に、動的除外(dynamic exclusion)が可能なMSスペクトルで最も豊富な前駆体イオンの3つのMS/MSスキャンが続いた。MS/MS分析は、各サンプルに対して3回行われた。MS/MSスペクトルの生ファイルは、Proteome Discoverer daemon ver. 1.4(Thermo Fisher Scientific、Waltham、MA、USA)を利用してmgfファイルに変換された。変換されたmgfファイルは、MASCOT ver. 2.4.0(Matrix science、www.matrixscience.com)を利用したタンパク質の確認に使用された。emPAI(exponentially modified protein abundance index Protein quantification)を計算することによって、タンパク質定量値を得た。データベース検索に適用された検索パラメータは以下の通りであった：enzyme specificity：trypsin/P; maximum missed cleavages：2; carboxymethyl（C)as a static modification; oxidation（M) and N-terminal acetylation as dynamic modifications; a precursor mass tolerance of 0.8 Da; and a MS/MS mass tolerance of 0.8 Da。MS/MSデータは、FDR(false discovery、データベースで一致する数の中でDecoy databaseで偽陽性(false positive)一致比率を計算)<1％基準によりフィルタリングされた。タンパク質同定のためのデータベースとしてUniProt rat proteome database(2015_01.、www.uniprot.org)が使用された。
【０１１８】
８．生物情報学的分析
データセットの機能解析は、Ingenuity Pathway Analysis(IPA、ingenuity Systems、Redwood City、CA、www.ingenuity.com)を使用して行われた。機能的分析を通じてデータセットで最も重要な生物学的機能及び／又は疾病を確認した。前記の分析は、Ingenuity Knowledge Baseに対して行われた。フィッシャーの正確確率検定をp値を計算するために使用し、これは、各データセットに割り当てられたそれぞれの生物学的機能及び／又は疾病が偶然によるものである確率を決定する。既知の経路解析を通じて、データセットで最も重要な経路をIngenuity Pathway Knowledge Baseから確認した。データセットと既知の経路(canonical pathway)間の関連性に対する有意性(significance)は、既知の経路にマッピングされるデータセットからのタンパク質の数を、既知の経路にマッピングされる総タンパク質で割った比率、及び’フィッシャーの正確確率検定により測定された。二つの短いリストからのフォーカス遺伝子(focus genes)はIngenuity Pathway Knowledge Baseに含まれた情報をもとに開発されたグローバル分子ネットワークにオーバーレイされた（overlaid）。これは、個別タンパク質の関連性を基に、ネットワークを作り上げた。同時にタンパク質群(cluster)及び特異的に発現された遺伝子の配置が生成された。
【０１１９】
９．統計分析
データは、平均±SEMで表現された。全ての統計分析は、Predictive Analytics Software 18.0(SPSS Inc.、Chicago、IL、USA)を使用して行われた。統計的分析はスチューデントのｔ検定で行われ、データが正常的に分配されない場合にマン・ホイットニーのＵ検定で行われた。帰無仮説が>95％の信頼度で棄却されるとすれば、その差は統計的に有意なものと見做された。
【０１２０】
10.ウエスタンブロット、免疫組織化学染色(immunohistochemistry)及び定量的RT-PCR
ウエスタンブロット及び免疫組織化学染色は、“Park E. C. et al., （2012）”等で従来公知の標準プロトコルに基づいて行った。使用された一次抗体は、以下の通りである：β-actin（sc-47778）、P2RX1（sc-25692）、ATP5B（sc-33618）、VAMP2（sc-13992）、EIF4B（sc-82587)、PTMA（sc-30037)。総RNA抽出とcDNA合成は“Park E. C. et al., （2012）”等の文献に記載されている通り行われた。SYBR Greenを利用してExicyclerTM96(Bioneer、Daejeon、S. Korea)でリアルタイムPCRを行った。
【０１２１】
＜実施例１＞
OAB (overactive bladder）疾患ラットモデルの確立
OABは膀胱下尿道閉塞（bladder outlet obstruction、BOO)によって誘導されることが知られており、特に前立腺肥大症がある場合に、膀胱の下尿道閉塞症状が現れ、これによるOAB疾患を伴う場合が多い。ヒトの膀胱下尿道閉塞の効果は、動物モデルで外科的に誘導することができるので、部分的膀胱下尿道閉塞動物モデルがOABの研究に使用された。OAB尿路上皮のタンパク質発現プロファイルを調査するために、OABラットモデルを製作した。部分的膀胱下尿道閉塞はラットの尿道を結索する外科的方法で誘導された。OAB群において、対照群に比べて膀胱重量の有意な増加が観察された(表１)。
【０１２２】
【表１】
2019191139.tif 000002
【０１２３】
偽手術グループとOABグループのラットでの、代表的な膀胱内圧追跡結果を図1に示す。不安定な基底圧力パターンがOABグループで観察され、前記圧力は、対照群よりも高く、OABグループで排尿間隔が有意に短くなった。排尿後残尿量は対照群に比べてOAB群で有意に増加しており、排尿量(MV)は有意な減少を示した。OAB群の膀胱内圧検査(Cystometry)で臨界圧力の有意な増加を示し、頻尿と共に自発的な膀胱の活動も増加した。OAB群で最大排尿圧力は有意に増加し、排尿効率は減少した(図1及び表1)。これらの結果は前述した膀胱下尿道閉塞手術を通じて排尿筋過剰活動(detrusor overactivity)を示すOABモデルが製作されたことを裏付け、これらの実験モデルは、多様な原因に因り発生する膀胱下尿道閉塞、及びこれに伴うOAB発生と関連した排尿障害の状態を反映し、特に前立腺肥大症と関連して膀胱、尿道等を含む排尿器官の障害の状態を反映することができる。
【０１２４】
＜実施例２＞
OABに関連したタンパク質の同定
偽コントロール膀胱の尿路上皮と、OAB尿路上皮との間のタンパク質発現の差を調査するために、尿路上皮を平滑筋層から慎重に除去し、タンパク質を抽出してLTQ-Velos ESIイオントラップ質量分析を使用して分析した。偽コントロールラットの尿路上皮では合計507個のタンパク質が検出され、OABラットの尿路上皮では380個のタンパク質が検出された(図2参照)。このうち306個(52.7%)のタンパク質は、偽コントロール及びOABの尿路上皮で共通して発現された。対照的に、偽コントロール尿路上皮では201個のタンパク質が、OAB尿路上皮では74個のタンパク質が、それぞれ特異的に発見された。偽コントロール尿路上皮で発現される多数のタンパク質(507個のうち201個 (39.6%))がOAB尿路上皮で抑制されたことを確認し、タンパク質の19.5％(380個のうち74個)はOAB尿路上皮では発現されたが偽コントロール尿路上皮ではそうでなかった(図2及び表2参照)。また、共通して発現される306個のタンパク質のうち、80個(52+28、26.1%)の発現水準が、少なくとも2.0倍以上に変更された(表2)。これはOAB疾患で尿路上皮のタンパク質の発現が著しく変化して、OABラットモデルにおいて正常な尿路上皮の機能が破壊されたことを示唆する。総合的に、下記表2に示した通り、それぞれ、正常(偽手術)でのみ検出されるタンパク質(201個)、OABでのみ検出されるタンパク質(74個)、OABで発現水準が2倍以上著しく変化するタンパク質(80個)の合計355個のタンパク質がOABで特異的に発現されたことを確認した。
【０１２５】
前記同定されたタンパク質の細胞内局在(subcellular localization)を明らかにするために、細胞の成分分析を行った。偽手術ラットの尿路上皮で確認された507個のタンパク質のうち、84個(16.6%)は、細胞外タンパク質であり、39個(7.7%)は、原形質膜(細胞膜)に位置し、259個(51.1%)は、細胞質に位置して、66個(13.0%)は、核から発見された(図3A)。OABラットの尿路上皮で確認されたタンパク質も類似したタンパク質の局在パターンを示し、71個(18.7%)のタンパク質が細胞外タンパク質であり、45個(11.8%)は原形質膜に位置し、176個(46.3%)は細胞質に位置して、49個(12.9%)が核から発見された(図3B)。特異的に発現されたタンパク質の細胞内局在を比較すると、他の細胞内領域のタンパク質は、共通して抑制された反面、細胞膜タンパク質は、OAB尿路上皮で新たに合成された又は過発現されたものと思われた(図4)。総合的に、タンパク質体の分析結果は、膀胱の尿路上皮で発現されるタンパク質の総個数がOABモデル動物で減少するが(図2)、尿路上皮で発現される原形質膜タンパク質の数は増加することを示した(図4)。図4に示した通り、24個の上向制御された(つまり、発現増加した)原形質膜タンパク質の中で、3つの伝達因子(Anxa5、Slc12a7、Vamp8)、2つのイオンチャンネル(Cacna2d1、P2rx1)及び2つの受容体(Lgals3bp、Pgrmc1)を確認した。これらの事実は、OAB尿路上皮が化学刺激を感知し、受け入れるか又は放出することを示唆している。OABは、正常膀胱よりもはるかに敏感である。従って、これらの上向制御された尿路上皮の原形質膜タンパク質は、OAB発症の原因ともなり、これらのタンパク質を標的とすることは、新しい治療戦略となり得る。
【０１２６】
【表２】
2019191139.tif 000003
【０１２７】
＜実施例３＞
特異的に発現されたタンパク質の機能予測（functional annotation)
データに対して経路及びネットワーク水準での分析を行うために、355個の特異的に発現されたタンパク質をIngenuity Pathway Analysis(IPA)を利用して分析した。34個の確認された既知の経路(cononical pathway)を図5に示し、これは偽コントロール及びOAB尿路上皮で、結合された上位20個の最も重要な既知の経路を示す。OAB尿路上皮で補体系(complement system)、急性期シグナル伝達、LXR/RXR活性化及びp38 MAPKシグナル伝達のように、炎症に関与する経路が著しく上向制御された。対照的に、ILKシグナル伝達、RhoAシグナル伝達及び上皮接着結合の再構成(remodeling of epithelial adherens junction)を含む細胞骨格組織(cytoskeletal organization)と関連したシグナル伝達経路は、一般的にOAB尿路上皮で下向制御された。変性タンパク質応答（ERストレス）に関与するタンパク質が下向制御され、死受容体シグナル伝達(death receptor signaling)に関与するタンパク質らが上向制御された。
【０１２８】
＜実施例４＞
OABの上流制御制御因子（upstream regulator）分析
前述したタンパク質体の分析結果は、正常尿路上皮とOAB尿路上皮との間のタンパク質発現と、これに関連したシグナル伝達経路についてかなりの差を示した。OABの潜在的な原因を調査するためにIPAを使用して、生物情報学的分析(bioinformatic analysis)を行った。分析の結果、前述した実施例でOABから過剰発現されるものと確認されたタンパク質に対して、17個の推定上流制御因子を確認した(表3)。これらの制御因子は、主に炎症と細胞骨格形成に関与した。CR1L(Complement component 3b/4b receptor 1-like)、HTT(huntingtin)及びINHA(inhibin α)は、Cryab、Aldoa、Tpm2、Myl9、Cnn1、Myh11及びC3等の上流制御因子として作用し、筋肉収縮の活性化を誘発できるものと確認された。また、炎症反応を制御することができる6つの上流制御因子HTT、INHA、ITGA2(integrin α2)、CR1L、HNF1B(HNF1 homeobox B)及びPDGF(platelet derived growth factor family)を確認し、これらは尿路上皮で確認された多数の他のタンパク質の制御を通じた白血球の細胞浸潤だけでなく、白血球及び好中球の細胞遊走に影響を与えることができる。下記表3に示した通り上流シグナル因子と、これらの下流作動因子(effector、前述した実施例ではOAB過剰発現を確認)に対する追加的な機能的研究は、OABで排尿筋の非正常的な生理現象の原因に対する分子的証拠を提供することができる。
【０１２９】
【表３】
2019191139.tif 000004
【０１３０】
＜実施例５＞
膀胱尿路上皮でシグナル伝達に関与するタンパク質
尿路上皮は隣接して位置した膀胱神経、排尿筋平滑筋(detrusor smooth muscle、DSM)及び筋線維芽細胞(myofibroblast)のような間質細胞(intestitial cell)と疎通するために、多数のシグナル分子を分泌する。尿路上皮から分泌される典型的なシグナル分子は、アデノシン三リン酸(ATP)、一酸化窒素(NO)、プロスタグランジン（prostaglandin、PG)、プロタキキニン-1(TAC1)、Ach及び神経成長因子(NGF)である。
【０１３１】
前記尿路上皮内シグナル分子の新しい制御因子を確認するために、前述した実施例では、OABラット尿路上皮で特異的に発現されることが確認されたタンパク質のタンパク質ネットワーク分析を行った。その結果、尿路上皮内で前記のシグナル分子を制御することができる52個のタンパク質を確認した(図6)。確認されたタンパク質のうち、34個は、ATPの生成又は放出を制御することができ、18個はNOの生産と放出を制御することができる(図6)。34個のATP関連タンパク質の中で唯7つのタンパク質(ENTPD1、P2RX1、ATP5B、VAMP2、C3、EIF4B及びPTMA)が、OABの尿路上皮でのみ特異的に検出される傾向を示した。具体的には、ENTPD1、VAMP2、C3、EIF4B及びPTMAは偽手術群と対比して、OABでのみ検出され、P2RX1及びATP5Bの場合は、OABで発現水準が著しく増加された。これらの発現パターンは、ウエスタンブロットと免疫組織化学実験によって検証された(図7)。一方、18個のNO関連タンパク質(RBP4、RPSA、PIN2、CP、SOD2、HSPD1 及び PEF1)のうち7つのタンパク質は、正常な膀胱尿路上皮でのみ発現され、OAB尿路上皮で完全に遮断された。前記で制御因子として選別された因子は、前述した実施例でOABから過剰発現されることを確認したものがあって、それ自体でマーカーとして極めて重要な意味を有するだけでなく、それらの水準を正常個体の水準に制御することを通じてOABに対する治療戦略を提供する。
【０１３２】
＜実施例８＞
潜在的OABの診断マーカー
OABに対して知られている分子的診断マーカーがないので、OABの臨床的診断は、依然として症状に基づいて行われている。前述した通り、本研究では、尿路上皮でタンパク質の発現がOABによって動的に変化したことを示した。このようにOAB尿路上皮で異なる発現様相を示すタンパク質は、OABに対する潜在的診断マーカーとして使用することができる。尿路上皮は尿と直接接触する最外郭の壁組織(outermost barrier tissue)である。尿路上皮によって発現される細胞外タンパク質として尿中に放出されるもの等は、さらに、非侵襲的OABの診断マーカーとして使用することができる。正常(sham control)又はOABラット尿路上皮で排他的に発現された37個の細胞外タンパク質を確認した(表4)。このうち、11個のタンパク質は、OABの尿路上皮でのみ発現された(表4)。残りの24個のタンパク質は、正常的な尿路上皮でのみ発現された。このような潜在的なマーカータンパク質は、OABで表れる病態生理学的変化と密接な関連がある。また、リアルタイムPCR実験を通じて、C3、C4aは、Clip、ITIH1、NID2等OABで上向制御されたタンパク質の発現水準増加を確認した(図8)。尿でこれらのタンパク質又はそのペプチド断片を検出することは、OAB診断に有用なものと思われ、これらの発現態様を利用して、これを変化(特に、正常化)させる薬剤を選別することにより、さらに、的中率が高く、効果的なOAB疾患の予防又は治療薬剤スクリーニングが可能である。
【０１３３】
【表４】
2019191139.tif 000005
【産業上の利用可能性】
【０１３４】
以上述べた通り、本発明は、過敏性膀胱疾患の診断のためのバイオマーカー及びこれを利用した薬剤スクリーニング方法に関するものであり、本明細書に記載されたマーカーは、正常個体群と区別して、OABの発症を効率的に検出又は診断することができる効果がある。特に尿に放出されるOAB特異的タンパク質マーカーを通じて非侵襲的な方法で簡単かつ迅速にOABの診断が可能で、診断キット等の適用においてかなりの利点を提供するので、産業上の利用可能性が高い。さらに、本願発明で選別したマーカーの発現態様を利用して、これを変化させる薬剤を選別することにより、より効果的なOAB疾患の予防又は治療薬剤スクリーニングが可能であり、これは製薬産業等において産業上の利用可能性が高い。
【図１】
2019191139.tif 000006
【図２】
2019191139.tif 000007
【図３】
2019191139.tif 000008
【図４】
2019191139.tif 000009
【図５】
2019191139.tif 000010
【図６】
2019191139.tif 000011
【図７Ａ】
2019191139.tif 000012
【図７Ｂ】
2019191139.tif 000013
【図８】
2019191139.tif 000014