(57)【要約】本発明は試料中の一つ以上の特異的リガンドの存在を決定する方法に関する。該方法は、ａ）試料と一連の細胞株とを接触させるステップであって、各細胞株は異なる特異的リガンドにより誘導される細胞経路に応答するレポーター遺伝子構築物を含むステップ、ｂ）個々の細胞株におけるレポーター遺伝子の活性を測定するステップ、ｃ）個々の細胞株において測定された活性を比較するステップ、及びｄ）該比較に基づいて試料中のリガンドの存在を決定するステップを含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料中の一つ以上の特異的リガンドの存在を決定する方法であって、前記方法は、
ａ）前記試料と一連の細胞株とを接触させるステップであって、各細胞株は異なる特異的リガンドにより誘導される細胞経路に応答するレポーター遺伝子構築物を含むステップ、
ｂ）個々の細胞株におけるレポーター遺伝子の活性を測定するステップ、
ｃ）個々の細胞株において測定された活性を比較するステップ、及び
ｄ）前記比較に基づいて試料中のリガンドの存在を決定するステップ
を含む方法。
【請求項２】
前記細胞株が一つの親細胞株を起源とするものである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記細胞株がヒトの骨芽細胞株Ｕ２−ＯＳを起源とするものである、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記一連の細胞株が少なくとも二つの細胞株、好ましくは少なくとも三つの細胞株を含む、請求項１、２又は３に記載の方法。
【請求項５】
一つ以上の細胞株が細胞経路の特定構成要素をそれぞれコードする一つ以上の発現プラスミドを含む、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記特定構成要素がホルモン受容体である、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記ホルモン受容体がステロイドホルモン受容体又は甲状腺ホルモン受容体である、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記レポーター遺伝子構築物がプロモーター遺伝子及びレポーター遺伝子に連結され機能するホルモン応答エレメントをコードするＤＮＡを含む、請求項６又は７に記載の方法。
【請求項９】
前記レポーター遺伝子構築物がルシフェラーゼ・レポーター構築物ｐＧＬ３のマルチクローニングサイトに挿入される最小アデノウイルスＥ１Ｂ  ＴＡＴＡプロモーター配列（ＧＧＧＴＡＴＡＴＡＡＴ）の上流にホルモン応答エレメント（ＨＲＥ）オリゴヌクレオチドの３縦列反復：ＡＡＧＣＴＴＡＧＡＡＣＡＧＴＴＴＧＴＡＡＣＧＡＧＣＴＣＧＴＴＡＣＡＡＡＣＴＧＴＴＣＴＡＧＣＴＣＧＴＴＡＣＡＡＡＣＴＧＴＴＣＴＡＡＧＣＴＣＡＡＧＣＴＴを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記異なるホルモン受容体をコードするＤＮＡがｐＳＧ５発現プラスミドに導入される、請求項８又は９に記載の方法。
【請求項１１】
前記特異的構成要素がリガンド改変因子である、請求項５に記載の方法。
【請求項１２】
前記リガンド改変因子が酵素である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
プロモーター遺伝子及びレポーター遺伝子に連結され機能するホルモン応答エレメントをコードするＤＮＡを含むレポーター遺伝子構築物、並びにホルモン受容体をコードするＤＮＡを含む一つ以上の発現プラスミドを含むヒトの骨芽細胞株Ｕ２−ＯＳであって、前記ホルモン受容体がアンドロゲン受容体、プロゲステロン受容体、グルココルチコイド受容体、ミネラルコルチコイド受容体、及び甲状腺受容体からなる群より選択されるヒトの骨芽細胞株Ｕ２−ＯＳ。
【請求項１４】
前記レポーター遺伝子構築物がルシフェラーゼ・レポーター構築物ｐＧＬ３のマルチクローニングサイトに挿入される最小アデノウイルスＥ１Ｂ  ＴＡＴＡプロモーター配列（ＧＧＧＴＡＴＡＴＡＡＴ）の上流にホルモン応答エレメント（ＨＲＥ）オリゴヌクレオチドの３縦列反復：ＡＡＧＣＴＴＡＧＡＡＣＡＧＴＴＴＧＴＡＡＣＧＡＧＣＴＣＧＴＴＡＣＡＡＡＣＴＧＴＴＣＴＡＧＣＴＣＧＴＴＡＣＡＡＡＣＴＧＴＴＣＴＡＡＧＣＴＣＡＡＧＣＴＴを含む、請求項１３に記載のヒトの骨芽細胞株。
【請求項１５】
異なるホルモン受容体をコードするＤＮＡがｐＳＧ５発現プラスミドに導入される、請求項１３又は請求項１４に記載のヒトの骨芽細胞株。
【請求項１６】
試料中の一つ以上のリガンドの存在を決定する検定におけるヒトの骨芽細胞株の使用。
【請求項１７】
前記細胞株がＵ２−ＯＳ細胞株である、請求項１６に記載の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は試料中の一つ以上のリガンドの存在を決定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
生物活性化合物、即ちリガンドの同定は、例えば薬理及び臨床のスクリーニング、食品製造及び化合物の毒性モニタリングなどの種々の分野において重要である。従来、モニタリング戦略は、二つの両極端な方法、即ち高性能で且つ詳細にわたる化学分析、並びに動物一体の検定及び疫学を用いた生物学的作用の測定に重点を置いている。これらの方法では、化合物の組織レベル又は環境レベルと生物に見られる作用との間に相関関係ができる（暴露及び作用の測定）。
【０００３】
主要な問題は、親化合物が未知の生物活性を有する代謝産物に代謝されるため化学分析が生物学的作用を予測することが不十分である場合又は生物活性化合物の複合混合物が存在する場合に生じるが、後者は一般的に環境試料及び食品試料の事例である。加えて、実験動物の生物学的作用の測定は様々な限界がある。第一に、試験は費用及び時間がかかる。その上、限られた数の評価項目が単一の動物でモニタリングされ、化合物に対する組織及び種に特異的な応答のため、予測がしばしば不正確である。更に、動物実験の量を減らすよう求める圧力が益々強まっている。
【０００４】
毎年、市場に参入する多数の新規な化学物質、食品添加剤及び医薬品では、高速大量処理能力の試験方法が必要とされている。分子生物学及びバイオテクノロジーの革命により、培養細胞、受容体及び他の生体分子などの単離された生物学的評価項目、並びに遺伝子操作された生物を用いて、実際に広範囲の新規な高速試験戦略が開発されてきた。
【０００５】
化学物質のリスク評価において優先される生物学的評価項目は、発癌性、変異原性及び生殖毒性（「ＣＭＲ」物質；欧州委員会（２００１）、白書、将来の化学物質の方針についての戦略、ブリュッセル）又はＰＯＰ（残留性有機汚染物質）の特徴である。生殖毒性においては、現在、アンドロゲン、エストロゲン及び甲状腺ホルモンの作用を妨げる化学物質に重点がおかれている。
【０００６】
ステロイドホルモンは、ほとんどの生殖過程に必須であり、同様に多数の他の生理的過程に影響し得る。ステロイドの比較的単純な化学構造及び脂溶性により、ステロイドの細胞制御経路は、薬理、環境及び食物のリガンドにより容易に変更できる。結果として、ステロイド及びステロイド様化合物は多くの分野に適用され、それらの検出は、一連の分野、例えばドーピング制御、肉の品質制御、医療行為、環境及び食品のモニタリングなどで重要である。
【０００７】
ステロイドホルモンは拡散により細胞に入った後、細胞内受容体に結合する。５つの主要な型の受容体が知られている。即ち、エストロゲン、アンドロゲン、プロゲスチン、グルココルチコイド及びミネラルコルチコイドの受容体である。該受容体に結合するリガンドが活性化すると、その後、該リガンドは核に入り、標的遺伝子のプロモーター領域の認識配列、即ち、ホルモン応答エレメントに結合する。ＤＮＡに結合した受容体は該標的遺伝子の転写を活性化する。これにより、新しいタンパク質が合成され、細胞の機能が変化する。
【０００８】
最近、エストロゲンの受容体が標的遺伝子のプロモーターの特異的ＤＮＡ配列に結合した後に該遺伝子の転写を誘導する転写因子であるという事実を利用して、エストロゲン化合物のスクリーニング方法が開発された。これらのＤＮＡ配列が容易に検出できるタンパク質の遺伝子（いわゆる「レポーター遺伝子」）に連結され適切な細胞内で誘導されると、エストロゲン応答性レポーター細胞株が作製でき、例えば化学物質の大量スクリーニングを可能にする。極めて低いバックグラウンド活性を有し且つ高度に選択性及び応答性のあるレポーター遺伝子構築物が作製された。該構築物では、３つのエストロゲン応答要素が最小プロモーター及びルシフェラーゼに連結された。ヒトのＴ４７Ｄ乳癌細胞における安定な誘導で、極めて感度の高い生物学的検出方法が創出された（Ｌｅｇｌｅｒ  ｅｔ  ａｌ．，Ｔｏｘｉｃｏｌ．Ｓｃｉｅｎｃｅｓ  ４８：５５−６６，１９９９）。この方法は特定化合物のエストロゲン活性を測定するのに適しているが、この方法は異なる生物活性化合物の複合混合物を含む試料中の他の未知のリガンドの存在についての情報を提供しない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は試料中の一つ以上のリガンドの存在を決定する簡単且つ信頼性の高い方法を提供することである。
【００１０】
本目的は、
ａ）試料と一連の細胞株とを接触させるステップであって、各細胞株は異なる特異的リガンドにより誘導される細胞経路に応答するレポーター遺伝子構築物を含むステップ、
ｂ）個々の細胞株におけるレポーター遺伝子の活性を測定するステップ、
ｃ）個々の細胞株において測定された活性を比較するステップ、及び
ｄ）該比較に基づいて試料中のリガンドの存在を決定するステップ
を含む方法による本発明によって達成される。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
従って、本発明の方法は、潜在的に有益作用又はより重要なことには毒性作用を有し得る未知の特異的リガンドの存在について、試料を迅速にインビトロ・スクリーニングできる。該試料は、例えば血液、血漿、血清又は他の体液などの生体試料（例えばステロイドの乱用について試験するため）、環境試料、又は食品試料などであってもよい。該試料は単一の化学化合物も含み得る。該方法は、簡単であり、信頼性が高く、迅速であり並びに動物に優しい上に、化合物などのリガンドにより標的にされ得る一連の生物学的評価項目を依然網羅している。該方法は、従来の化学検出を免れる（意図的な）遮蔽化合物又はその複合混合物の作用も検出するため、極めて感度が高く、品質管理施策に適している。更に、該方法は、化合物の化学的性質を問わず、化合物の活性を測定できる。該方法は特に初回スクリーニングに適しており、既知化合物の作用評価又は化合物の同定の場合は、動物を用いて、及び／又は環境試料、食品試料若しくは生体試料の品質管理の場合は化学分析を用いて、より広範囲のリスク分析について更なる判断を教示する。
【００１２】
本発明の方法で使用する一連の細胞株を準備するために、受容者側として単一の細胞株を使用すること、即ち一つの親細胞株を起源とする細胞株を有することは都合が良い。これにより、該系の個々の細胞株と非特異的作用の検出とのより良い比較ができる。
【００１３】
本発明の前には、全てのステロイド受容体が極めて活性な細胞株は知られていなかった。本発明に至る研究において、驚くべきことに、ヒトの骨細胞株Ｕ２−ＯＳは、アンドロゲン受容体のような幾つかの「扱いにくい」ものを含む、あらゆる種類の受容体に対して極めて応答性のある細胞株を作製するために適切に使用できることが見出された。骨芽骨細胞に及ぼす甲状腺ホルモンの周知の影響を鑑みると、この細胞株は甲状腺ホルモン応答性細胞株を作製するために使用してもよい。従って本発明の好ましい実施形態によると、該細胞株はヒトの骨芽細胞株Ｕ２−ＯＳを起源とする。
【００１４】
一連の細胞株は少なくとも二つの細胞株を含むことが好ましく、少なくとも三つの細胞株を含むことがより好ましい。このような比較的少数の細胞株を用いる場合でさえ、例えば全てのステロイド・リガンドは一つ以上の細胞株で陽性を示すことが予想されることにより、偽陰性結果の出現を最小限にする。活性化のパターンはどの型のステロイドが試料中に存在し得るかの目安になる。
【００１５】
本方法の好ましい実施形態に従って、例えば該細胞株が細胞経路の特定構成要素を内因性発現しない場合、一つ以上の細胞株は該構成要素をそれぞれコードする一つ以上の発現プラスミドを含む。本明細書中、「構成要素」という用語は、特異的リガンドにより誘導される特定の細胞内シグナル経路の一部である要素（即ち、受容体、酵素、セカンドメッセンジャー）を指す。特定構成要素は、ホルモン受容体であることが好ましく、ステロイドホルモン受容体（即ち、アンドロゲン受容体、エストロゲン受容体（α及びβ）、プロゲステロン受容体、グルココルチコイド受容体、ミネラルコルチコイド受容体）又は甲状腺ホルモン受容体であることがより好ましい。
【００１６】
ステロイドの代謝が実質的にそれらの生物学的性質を変えること並びに酵素変換が全く異なる活性プロファイルを有するステロイドをもたらす可能性があることが知られている。従って、極めて特異的な試験方法を用いると、代謝は結果の解釈を複雑にするかもしれない。しかしながら、代謝はまたインビボで起きるため、代謝段階を該試験方法に含むことは有益であり得る。なぜなら、代謝段階はインビボ応答の予見可能性を向上させるレベルの統合をもたらす可能性があるからである。例えば、禁止されていない高濃度の前駆ステロイド又は追跡が困難な前駆ステロイドは、活性ホルモン自体よりもスポーツのドーピングで使用される。よくあることだが、前駆体が標的細胞のレベルで活性ホルモンに変換される場合、活性な循環ホルモンに対する検出機構（化学的又は生物学的のいずれか）は奏効しない。例えば、これらの前駆体を検出しないアンドロゲン検定は高レベルの偽陰性の結果をもたらし得る。対照的に、本発明の方法では、異なるホルモン及び前駆体に応答する一連の細胞株を提供することにより、本方法によって測定される潜在リガンドの数が増える。
【００１７】
他の好ましい実施形態によると、特定構成要素はリガンド改変因子である。該リガンド改変因子は酵素であることが好ましい。従って、本発明の方法の識別力は、調節された酵素活性パターンを有する細胞株を含むことにより更に向上する。例えば、ＤＨＥＡからアンドロステンジオンへの変換を含む活性を有する３−βＨＳＤ酵素（ヒドロキシステロイド・デヒドロゲナーゼ）は、インターロイキンによりアンドロゲン応答性細胞株で誘導され得ることが見出されたことにより、本方法の活性化合物の範囲及び識別力が向上する。薬理学的処置により一つ以上の細胞株の代謝活性を調節することも可能であり、細胞株のゲノムに内因的に含まれる遺伝子の発現をもたらす。代謝能の誘導の代替方法は、酵素を発現する細胞を用いた共培養を用いること、又は（部分的）精製酵素を添加することである。使用する細胞株は、アポトーシス及び／又は細胞死、サイトカイン、ストレス、ＤＮＡ損傷、転写応答を誘導する増殖因子（ＮＦ−κＢ、ＡＰ−１、ＳＴＡＴ、ｐ５３）、レチノイド及びダイオキシン受容体で誘導される経路など、毒性学的及び／又は薬理学的な関連の生体応答に関与する付加的な細胞シグナル経路用に一つ以上の他の構成要素を更に含み得る。
【００１８】
好ましい実施形態によると、該レポーター遺伝子構築物はプロモーター遺伝子及びレポーター遺伝子に連結され機能するホルモン応答エレメントをコードするＤＮＡを含む。本発明のレポーター遺伝子構築物は、例えばｐＧＬ３−ｔａｔａ−Ｌｕｃベクターの合成ＴＡＴＡボックスの上流にクローニングされる特異的な多量体化応答要素を含んでもよい。アンドロゲン・レポーター（ＡＲ）、グルココルチコイド・レポーター（ＧＲ）、プロゲステロン・レポーター（ＰＲ）及びミネラルコルチコイド・レポーター（ＭＲ）は同じＤＮＡ配列を認識するため、同じレポーター遺伝子構築物がこれらの受容体用に使用されてもよい。
【００１９】
該レポーター構築物は、ルシフェラーゼ・レポーター構築物ｐＧＬ３（Ｌｅｇｌｅｒ  ｅｔ  ａｌ．，前出に記載の通り）のマルチクローニングサイトに挿入される最小アデノウイルスＥ１Ｂ  ＴＡＴＡプロモーター配列（ＧＧＧＴＡＴＡＴＡＡＴ）の上流に、ホルモン応答エレメント（ＨＲＥ）オリゴヌクレオチドの３縦列反復：ＡＡＧＣＴＴＡＧＡＡＣＡＧＴＴＴＧＴＡＡＣＧＡＧＣＴＣＧＴＴＡＣＡＡＡＣＴＧＴＴＣＴＡＧＣＴＣＧＴＴＡＣＡＡＡＣＴＧＴＴＣＴＡＡＧＣＴＣＡＡＧＣＴＴを含むことが好ましい。異なる受容体をコードするＤＮＡはｐＳＧ５発現プラスミドに導入されることが好ましい。
【００２０】
試料中の一つ以上のリガンドの存在は、個々の細胞株におけるレポーター遺伝子、例えばルシフェラーゼ遺伝子の転写を測定することにより決定できる。転写されたルシフェラーゼ・タンパク質は、適切な基質が添加された場合、発光する。発光量はリガンドの量に直接関連する。個々の細胞株で測定される活性を比較することにより、生物活性のプロファイルが見出され、該比較に基づいて試料中の一つ以上のリガンドの存在を決定するために使用される。該プロファイルに基づいて、試料の予想される生体活性、即ちその予想される毒性学的、薬理学的及び／又は栄養学的な性質について予測することが可能である。
【００２１】
本発明によると、「リガンド」という用語は、試料中に存在し得る任意の化学物質又は生体化合物を示す。リガンドは、例えば、ホルモン、その前駆体又は誘導体、即ち該ホルモンに直接由来する化合物、例えば内因性酵素により産生される代謝産物など、又は該ホルモンの類似体、即ちホルモン又はその誘導体のクラスに属さないがホルモン受容体に結合しホルモン活性をもたらす（化学）化合物（ホルモン様リガンド）を含み得る。
【００２２】
本発明はさらにヒトの骨芽細胞株Ｕ２−ＯＳに関し、プロモーター遺伝子及びレポーター遺伝子に連結され機能するホルモン応答エレメントをコードするＤＮＡを含むレポーター遺伝子構築物、並びにホルモン受容体をコードするＤＮＡを含む一つ以上の発現プラスミドを含む。ここで、該ホルモン受容体は、アンドロゲン受容体、プロゲステロン受容体、グルココルチコイド受容体、ミネラルコルチコイド受容体、及び甲状腺受容体からなる群より選択される。
【００２３】
更に、本発明は試料中の一つ以上のリガンドの存在を決定する検定におけるヒトの骨芽細胞株の使用に関する。該細胞株はＵ２−ＯＳ細胞株であることが好ましい。これらの細胞における、受容体、特にステロイド受容体の過度の応答性により、これらの細胞は本発明の方法での使用に適しているだけでなく、特定の単一の評価項目を決定するための個々の細胞株としても適している。
【００２４】
本発明は更に下記の実施例及び図面により説明される。
【実施例１】
【００２５】
ＴＡＴＡ−Ｌｕｃレポーターを用いてステロイド受容体用のレポーター細胞株を作製するためのＵ２−ＯＳ細胞の適性
レポーター構築物はｐＧＬ３−ＴＡＴＡ−Ｌｕｃベクターの合成ＴＡＴＡボックスの上流にクローニングされた特異的な合成多量体化ホルモン応答エレメントを用いて作製した。必要に応じて、特異的受容体を含む発現プラスミドｐＳＧ５を用いてコトランスフェクションすると、ステーブルトランスフェクション細胞株が作製された。
【００２６】
図１はレポーター遺伝子構築物とエストロゲン・ホルモン又はエストロゲン様リガンドとの結合を検出する原理を図式的に示す。エストロゲンの結合時に、エストロゲン受容体（ＥＲ）は活性化し、標的遺伝子のプロモーター領域の認識配列、いわゆるエストロゲン応答エレメント（ＥＲＥ）に結合する。これらのＥＲＥの内３つは最小プロモーターエレメント（ＴＡＴＡボックス）及び容易に測定できるタンパク質（この場合はルシフェラーゼ）の遺伝子と連結された。リガンド活性化受容体はルシフェラーゼの転写を活性化し、転写されたルシフェラーゼ・タンパク質は適切な基質が添加されると発光する。シグナルはリガンドの濃度が増すにつれ用量依存的に増大する。
【００２７】
表１は他の細胞株と比較したＵ２−ＯＳ細胞の適性を示す。
【００２８】
【表１】
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【００２９】
本発明に至る研究において、Ｕ２−ＯＳ細胞株は本発明の方法で使用するのに特に適していることが見出された（表１）。Ｕ２−ＯＳ細胞株は、ステロイドホルモンなど、多数の重要なリガンドのシグナル経路に対応した。効率的でステーブルトランスフェクションが可能であり、レポーター細胞株の範囲を容易に拡大できる。更に、該細胞は丈夫であり且つ非専門の実験室における定型的操作に耐えることが示された。世代時間は短く、急速な増殖が従来の血清含有培地で可能である。該細胞は、直ちに標準培養用材料に付着し、２０継代以上の期間で依然ステーブルトランスフェクションされる。
【００３０】
ＤＮＡ構築物
アンドロゲン受容体（ＡＲ）、グルココルチコイド受容体（ＧＲ）、プロゲステロン受容体（ＰＲ）及びミネラルコルチコイド受容体（ＭＲ）は同じＤＮＡ配列を認識するため、同じレポーター遺伝子構築物がこれらの受容体に用いられた。
【００３１】
該レポーター構築物は、ルシフェラーゼ・レポーター構築物ｐＧＬ３（Ｌｅｇｌｅｒ  ｅｔ  ａｌ．，前出に記載の通り）のマルチクローニングサイトに挿入される最小アデノウイルスＥ１Ｂ  ＴＡＴＡプロモーター配列（ＧＧＧＴＡＴＡＴＡＡＴ）の上流に、ホルモン応答エレメント（ＨＲＥ）オリゴヌクレオチドの３縦列反復：ＡＡＧＣＴＴＡＧＡＡＣＡＧＴＴＴＧＴＡＡＣＧＡＧＣＴＣＧＴＴＡＣＡＡＡＣＴＧＴＴＣＴＡＧＣＴＣＧＴＴＡＣＡＡＡＣＴＧＴＴＣＴＡＡＧＣＴＣＡＡＧＣＴＴを含む。異なる受容体をコードするＤＮＡはｐＳＧ５発現プラスミド（Ｇｒｅｅｎ  ｅｔ  ａｌ．，Ｎｕｃｌｅｉｃ  Ａｃｉｄ  Ｒｅｓ．１６：３６９−３６９，１９８８）に導入された。
【００３２】
Ｕ２−ＯＳ系のステロイド受容体細胞株の応答性を判断するために、細胞は９６穴プレートに播種し５％のチャコール処理血清を含有する培養液においてホルモンで２４時間処理した。結果は図２に示す（それぞれの点は３回の独立実験の平均値±ＳＥＭを表す）。
【００３３】
ＡＲ細胞株
ＡＲ細胞株はｐＳＧ５−ｈＡＲ及び３ｘＨＲＥ−ＴＡＴＡ−Ｌｕｃレポーター構築物でヒトのＵ２−ＯＳ細胞株をステーブルトランスフェクションすることにより作製した。このステーブル細胞株は、他の核ホルモン受容体リガンドに対するその非応答性並びに異なるステロイドに対するその応答により特徴付けられた。他の既存のアンドロゲン受容体遺伝子検定（Ｂｌａｎｋｖｏｏｒｔ  ｅｔ  ａｌ．，Ａｎｎ．Ｂｉｏｃｈｅｍ．２９８：９３−１０２，２００１；Ｖｉｎｇｇａａｒｄ  ｅｔ  ａｌ．，Ｔｏｘｉｃｏｌ．Ａｐｐｌ．Ｐｈａｒｍａｃｏｌ．１５５：１５０−１６０，１９９９；Ｗｉｌｓｏｎ  ｅｔ  ａｌ．，Ｔｏｘｉｃｏｌ．Ｓｃｉ．６６：６９−８１，２００２；Ｔｅｒｏｕａｎｎｅ  ｅｔ  ａｌ．，Ｍｏｌ．Ｃｅｌｌ．Ｅｎｄｏｃｒｉｎｏｌ．１６０：３９−４９，２０００）と対照的に、本発明のＡＲ細胞株は、細胞株の管理、ルシフェラーゼ活性の誘導能、最小検出限界及びアンドロゲンの特異性に関して卓越することが分かった。図２Ｂはこの細胞株の応答性を示す。使用するアンドロゲン受容体の配列はＴｒａｐｍａｎ  ｅｔ  ａｌ．，ＢＢＲＣ  １５３：２４１−２４８，（１９８８）により記載されている。
【００３４】
ＧＲ細胞株
ＧＲ細胞株はｐＳＧ５−ｈＧＲ及び３ｘＨＲＥ−ＴＡＴＡ−Ｌｕｃレポーター構築物でヒトのＵ２−ＯＳ細胞株を安定にトランスフェクションすることにより作製した。このステーブル細胞株は、他の核ホルモン受容体リガンドに対するその非応答性並びに異なるステロイドに対するその応答により特徴付けられた。２９３系の細胞株と比較して、この細胞株は１０倍低いＥＣ５０値を有した。この細胞株はヒトの血液試料の内因性コルチコステロイド活性レベルを測定するために使用した。この細胞株は血清中のコルチコステロイド及び合成グルココルチコイドの活性を測定するのに非常に適していることが示された。この検定は該細胞に直接血清を添加することにより実施できる。この型の適用は、多くの可能性を開き、他の細胞株にも適用されて、例えば子供の成長に関連し得る或いはある種のホルモン関連疾患の指標となり得るエストロゲン活性の総レベルなど、目的のホルモン活性を測定し得る。図２Ｄはこの細胞株の応答性を示す。使用するグルココルチコイド受容体の配列はＨｏｌｌｅｎｂｅｒｇ  ｅｔ  ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ  ３１８：６３５−６４１，（１９８５）により記載されている。
【００３５】
図４は、コルチゾールに特異的なＲＩＡによる測定と比較して、ヒトの血清における日周性及び内因性のコルチゾールのレベルを測定する際のグルココルチコイド受容体を含むＵ２−ＯＳ細胞株の結果を示す。Ａ；ＧＲレポーター細胞は、９６穴プレートに播種し、５％のチャコール処理血清を含有する培養液において５％（ｖ／ｖ）のヒトの血清（一日の様々な時点で健康な男性のボランティアから採取された）を用いて２４時間処理した。それぞれの点は３回の独立実験の平均値±ＳＥＭを表す。Ｂ；同じ試料で放射免疫検定により測定される総コルチゾール・レベルは同様な日周性様式を示す。
【００３６】
ＰＲ細胞株
ＰＲ細胞株はｐＳＧ５−ｈＰＲ及び３ｘＨＲＥ−ＴＡＴＡ−Ｌｕｃレポーター構築物でヒトのＵ２−ＯＳ細胞株を安定にトランスフェクションすることにより作製した。この安定な細胞株は、他の核ホルモン受容体リガンドに対するその非応答性並びに異なるステロイドに対するその応答により特徴付けられた。他の既存のプロゲステロン受容体遺伝子検定（Ｓｃｈｏｏｎｅｎ  ｅｔ  ａｌ．，Ｊ．Ｓｔｅｒｏｉｄ  Ｂｉｏｃｈｅｍ．Ｍｏｌ．Ｂｉｏｌ．６４：１５７−１７０，１９９８）と比較して、本発明のＰＲ細胞株は、ルシフェラーゼ活性の誘導能に関して卓越することが分かった。更に、これは初めてのヒトの検定系である。図２Ｃはこの細胞株の応答性を示す。使用するプロゲステロン受容体の配列はＫａｓｔｎｅｒ  ｅｔ  ａｌ．，ＥＭＢＯ  Ｊ．９：１６０３−１６１４，（１９９０）により記載されている。
【００３７】
ＥＲ−α細胞株
二つの型の二重トランスフェクタントが予め作製された。１．３ｘＨＲＥ−ＴＡＴＡ−Ｌｕｃレポーター構築物によるヒトのＥＲ−β；２．３ｘＨＲＥ−ＴＡＴＡ−Ｌｕｃレポーター構築物によるヒトのＥＲ−α（Ｑｕｅａｄａｃｋｅｒ  ｅｔ  ａｌ．，Ｅｎｄｏｃｒｉｎｏｌ．１４２：１１５６−１１６６，２００１）。これらの細胞株は、応答性の高い２９３系の細胞株（Ｌｅｍｍｅｎ  ｅｔ  ａｌ．，２００２）と同様に応答性があり、細胞培養プレートにはるかに良く付着するという更なる利点を有し、非常に扱い易く高速大量性能スクリーニングに適している。上述の細胞株と同じ細胞バックグラウンドを有するこれらの細胞は、本発明の方法、即ち作用プロファイリングに必須である。図２Ａは、ＥＲ−α受容体を含む細胞株の応答性を示す。使用するエストロゲン受容体の配列はＧｒｅｅｎ  ｅｔ  ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ  ３２０：１３４−１３９，１９８６（ＥＲ−α）及びＭｏｓｓｅｌｍａｎ  ｅｔ  ａｌ．，ＦＥＢＳ  Ｌｅｔｔ．３９２：４９−５３，１９９６（ＥＲ−β）により記載されている。
【実施例２】
【００３８】
作用プロファイリング
Ｕ２−ＯＳ細胞株は、「作用プロファイリング」とも呼ばれ得る本発明の方法で使用するのに非常に適した細胞株であるように思われる。本方法において、一連の細胞株は広範な生物学的評価項目、例えば全てのステロイド受容体シグナル経路用に提供される。異なる細胞株で測定される試料の活性のプロファイルは、単一の生物学的評価項目の測定と比較して、試料中の特異的リガンドの存在について、特に該試料に関連する生物学的なリスク又は利点、応答の特異性、及び試料中の生物活性リガンドの性質について、より適切な情報を与える。
【００３９】
例えば、ステロイドの代謝は実質的にそれらの生物学的性質を改変でき、酵素変換は全く異なる活性プロファイルを有するステロイドをもたらし得る（図３）。禁止されていない高濃度の前駆ステロイド又は追跡するのが困難な前駆ステロイドは、活性ホルモン自体よりもスポーツのドーピングに使用される。よくあることだが、該前駆体が標的細胞のレベルで活性ホルモンに変換される場合、活性な循環ホルモンに対する検出機構（化学的又は生物学的のいずれか）は奏効しない。例えば、これらの前駆体を検出しないアンドロゲン検定は高レベルの偽陰性であり得る。本発明の方法では、前駆ステロイドはいわゆる作用プロファイリングにより検出できる。例えば、弱い作用をもつアンドロゲン前駆体のアンドロステンジオンを測定するがＤＨＥＡを測定しないアンドロゲン応答性細胞株、及びＤＨＥＡを測定するがアンドロステンジオンを測定しないエストロゲン応答性細胞株からなる一連の細胞株を提供することにより、本方法により測定される潜在リガンドの数は増加する。従って、ＤＨＥＡは本発明の方法で測定される。
【００４０】
本発明の方法の更なる利点は、リガンドが全身性の毒性応答をもたらす場合、使用する評価項目に関わらず、これが全ての受容体遺伝子検定の抑制として表れることである。より特異的な毒性経路は種々のレポーター遺伝子構築物に対する応答様式を試験することにより同定できる。一つの細胞株では活性であるが他の細胞株では活性でないアンドロゲン前駆体に関する上述の例において、これが前駆体の特異的な変換により惹起され得ることは明らかであろう。一連の細胞株から得られるデータを比較すると、特定の生合成経路が演繹できる。
【００４１】
その上、増殖、アポトーシス、ＤＮＡ損傷及び分化などの種々の異なる応答に至る細胞活性化シグナルは、重複し得る細胞経路（ｐ５３の活性化、ＡＰ１の活性化など）を通して活性化される。一連の細胞株で同時に種々のシグナル経路を分析することにより、細胞内運命及び他の細胞系との関連性についての情報を与えるパターンが露呈されるであろう。
【００４２】
本発明の方法の使用の更なる他の例は、動物の成長促進物質として欧州連合で違法であり且つ動物飼料又は動物性食品に存在することが認可されていない合成プロゲスチンの酢酸メドロキシプロゲステロン（ＭＰＡ）の検出である。動物飼料への該産物の混入は、高価な計器による方法を用いて発見されてきた（ガスクロマトグラフィー／質量分析；Ｖａｎ  Ｌｅｅｎｇｏｅｄ  ｅｔ  ａｌ．，Ｔｉｊｄｓｃｈｒｉｆｔ  Ｄｉｅｒｇｅｎｅｅｓｋ．１２７：５１６−５１９，２００２）。プロゲステロンなどの内因性プロゲスチンは、通常、肉などの動物性食品に存在し、存在する全てのプロゲスチンの最終作用に応答する簡単な単一レポーター遺伝子検定による検出を妨げる。
【００４３】
しかしながら、本発明に従って、プロゲステロンと対照的に、ＭＰＡはＵ２−ＯＳ系のＡＲ及びＥＲα細胞株における重要な応答ももたらすことにより、３つの細胞株全てを用いると、その検出及び同定を促進することが見出された。ノルエチノドレル及びレボノルゲストレルなどの他の合成プロゲスチンも、内因性リガンドのプロゲステロンと比較すると、異なる活性プロファイルを示す（表２）。
【００４４】
表２のデータは、限られた細胞株一式を用いた場合でさえ、異なる化合物間の識別が向上し得ることを証明している。「作用プロファイリング」系における化合物間の識別力が使用する細胞株の数を増すことにより非常に向上することが明らかであろう。従って、操作の自動化は、効率的な「作用プロファイリング」系において必須段階である。当然、Ｕ２−ＯＳ細胞などの単一の頑丈な親細胞株の使用は、同一の培養条件及び操作条件とともに、自動化の実現性を大いに促進する。
【００４５】
【表２】
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【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】レポーター遺伝子構築物とエストロゲン・ホルモン又はエストロゲン様リガンドとの結合を検出する原理を図式的に示す。
【図２】四つの異なるＵ２−ＯＳ細胞株の応答性が証明される四つのグラフを示す。Ａ：エストロゲン−α受容体を含むＵ２−ＯＳ細胞株；Ｂ：アンドロゲン受容体を含むＵ２−ＯＳ細胞株；Ｃ：プロゲステロン受容体を含むＵ２−ＯＳ細胞株；Ｄ：グルココルチコイド受容体を含むＵ２−ＯＳ細胞株。使用する略称：Ｅ２：１７β−エストラジオール；ＤＥＳ：ジエチル−スチルベストロール；ＤＨＴ：５α−ジヒドロ−テストステロン；ＭＰＡ：酢酸メドロキシプロゲステロン。
【図３】ステロイドホルモンの生合成の異なる代謝段階を示す図式である。ステロイドホルモンは、小分子の変化がそれぞれの酵素変換に影響を与える代謝経路を通して生成する。一つの受容体型の前駆分子は他の受容体に特異的なホルモンである。
【図４】コルチゾールに特異的なＲＩＡによる測定と比較して、ヒトの血清における日周性及び内因性のコルチゾールのレベルを測定する際のグルココルチコイド受容体を含むＵ２−ＯＳ細胞株の結果を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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