(57)【要約】  本発明は、配列番号１の核酸配列または配列番号１の前記配列と少なくとも８０％の同一性を有する少なくとも７００ｂｐの核酸配列を含み、またはそれからなる単離核酸分子であって、遺伝子のインターニューロン中の発現を、前記遺伝子をコードする核酸配列に作動可能に結合している場合に特異的にもたらす単離核酸分子を提供する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
配列番号１の核酸配列を含み、もしくはそれからなり、または配列番号１の前記配列と少なくとも８０％の同一性を有する少なくとも７００ｂｐの核酸配列からなる単離核酸分子であって、インターニューロン中の遺伝子の特異的発現を、前記遺伝子をコードする核酸配列が前記単離核酸分子に作動可能に結合している場合にもたらす単離核酸分子。
【請求項２】
最小プロモーター、例えば、配列番号２の最小プロモーターをさらに含む、請求項１に記載の単離核酸分子。
【請求項３】
請求項１または２に記載の単離核酸分子とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする配列を含む単離核酸分子。
【請求項４】
規定の細胞中の遺伝子発現を促進するエレメントとして請求項１または２に記載の単離核酸を含む発現カセットであって、前記単離核酸が、少なくとも、桿体光受容器中で特異的に発現させるべき遺伝子をコードする核酸配列に作動可能に結合している発現カセット。
【請求項５】
請求項４に記載の発現カセットを含むベクター。
【請求項６】
ウイルスベクターである、請求項５に記載のベクター。
【請求項７】
インターニューロン中の遺伝子の前記発現のための、請求項１もしくは２に記載の核酸の、請求項４に記載の発現カセットの、または請求項５に記載のベクターの使用。
【請求項８】
単離細胞、細胞系または細胞集団に請求項４に記載の発現カセットを形質移入するステップを含む、桿体光受容器中で遺伝子を発現させる方法であって、前記細胞がインターニューロンであり、または前記細胞がインターニューロンを含む場合、発現させるべき前記遺伝子を前記単離細胞、前記細胞系または前記細胞集団により特異的に発現させる方法。
【請求項９】
請求項４に記載の発現カセットまたは請求項５に記載のベクターを含む単離細胞。
【請求項１０】
前記発現カセットまたはベクターが、前記細胞のゲノム中に安定的に組み込まれている、請求項９に記載の細胞。
【請求項１１】
前記遺伝子の産物が、光感受性分子、例えば、ハロロドプシンまたはチャネルロドプシンである、請求項１もしくは２に記載の単離核酸分子、請求項４に記載の発現カセット、請求項５に記載のベクター、請求項７に記載の使用、請求項８に記載の方法または請求項９に記載の細胞。
【請求項１２】
請求項１または２に記載の単離核酸分子を含む、インターニューロン中で遺伝子を発現させるためのキット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インターニューロン中で遺伝子の発現を特異的にもたらす核酸配列に関する。
【背景技術】
【０００２】
発現目的のため、組換え遺伝子は、通常、標的細胞、細胞集団または組織中に、異種遺伝子の転写を可能とする活性発現カセットの環境下のｃＤＮＡ構築物として形質移入される。ＤＮＡ構築物は、シス制御エレメント、例として、エンハンサー、サイレンサー、インスレーターおよびプロモーター（本明細書においてまとめて「プロモーター」と称される）における多くのトランス作用性転写因子（ＴＦ）の活性を含むプロセスにおける細胞転写機構により認識される。
【０００３】
遺伝子プロモーターは、それらの調節のレベルの全てに関与し、ＤＮＡ配列、転写因子結合およびエピジェネティックな特色の影響を組み込むことにより遺伝子転写における決定因子として機能する。これらは、例えば、プラスミドベクターによりコードされる導入遺伝子発現の強度および前記導入遺伝子が発現される１つまたは複数の細胞タイプを決定する。
【０００４】
哺乳動物細胞中の異種遺伝子発現をドライブするために使用される最も一般的なプロモーターは、ヒトおよびマウスサイトメガロウイルス（ＣＭＶ）主要最初期プロモーターである。これらは強力な発現を付与し、いくつかの細胞タイプにおいてロバストであることが証明されている。他のウイルスプロモーター、例えば、ＳＶ４０最初期プロモーターおよびラウス肉腫ウイルス（ＲＳＶ）ロングターミナルリピート（ＬＴＲ）プロモーターも発現カセット中で高頻度で使用される。
【０００５】
ウイルスプロモーターの代わりに、細胞プロモーターを使用することもできる。公知のプロモーターの中には、大量に転写される細胞転写産物、例えば、ベータ−アクチン、伸長因子１−アルファ（ＥＦ−ｌアルファ）、またはユビキチンをコードするハウスキーピング遺伝子からのものがある。ウイルスプロモーターと比較して、真核生物遺伝子発現は複雑であり、多くの異なる因子の正確な協調を要求する。
【０００６】
導入遺伝子発現のための内因性調節エレメントの使用に関する態様の１つは、安定なｍＲＮＡの生成であり、発現が、それに応じてトランス作用性転写因子が提供される宿主細胞の天然環境中で生じ得ることである。真核生物遺伝子の発現は、シスおよびトランス作用性調節エレメントの複雑な機構により制御されるため、ほとんどの細胞プロモーターは、詳細な機能の特徴付けが欠けている。真核生物プロモーターの一部は、通常、その転写される配列のすぐ上流に位置し、転写開始点として機能する。コアプロモーターは、転写機構により認識されるのに十分である転写開始部位（ＴＳＳ）を直接囲む。近位プロモーターは、コアプロモーターの上流の領域を含み、ＴＳＳおよび転写調節に要求される他の配列特色を含有する。転写因子は、プロモーターおよびエンハンサー配列中の調節モチーフに結合し、それにより、ヌクレオソーム構造および最終的に転写の開始を可能とするその位置を変更するクロマチンおよびヒストン修飾酵素を活性化させることにより配列特異的に作用する。機能プロモーターの同定は、主に、関連する上流または下流のエンハンサーエレメントの存在に依存的である。
【０００７】
導入遺伝子発現のための内因性調節エレメントの使用に関する別の重大な態様は、一部のプロモーターが細胞特異的様式で作用し得、規定のタイプの細胞中で、またはプロモーターに依存して特定のサブセットの細胞中で導入遺伝子の発現をもたらすことである。
【０００８】
したがって、本発明の１つの課題は、哺乳動物細胞中で高い発現レベルで、細胞タイプ特異的様式で組換え遺伝子を発現させるのに好適な新たな配列を得ることである。
【０００９】
このような配列は、例えば、神経変性障害、視力回復、創薬、腫瘍療法および障害の診断の研究のための系を開発するための神経細胞特異的プロモーターについての当分野における必要性に対処する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、エピジェネティクス、バイオインフォマティクスおよび神経科学を組み合わせて眼球中に存在する場合、インターニューロン中でのみ遺伝子発現をドライブするプロモーターを見出した。
【００１１】
本発明の配列の核酸配列は、
【化１】
2020503852.tif 000002
である。
【００１２】
したがって、本発明は、配列番号１の核酸配列または配列番号１の前記核酸配列と少なくとも７０％の同一性を有する少なくとも７００ｂｐの核酸配列を含み、またはそれからなる単離核酸分子であって、遺伝子をコードする前記核酸配列に作動可能に結合している前記遺伝子のインターニューロン中の発現を特異的にもたらす単離核酸分子を提供する。一部の実施形態において、核酸配列は、少なくとも７００ｂｐであり、配列番号１の前記核酸配列と少なくとも８０％の同一性を有する。一部の実施形態において、核酸配列は、少なくとも７００ｂｐであり、配列番号１の前記核酸配列と少なくとも８５％の同一性を有する。一部の実施形態において、核酸配列は、少なくとも７００ｂｐであり、配列番号１の前記核酸配列と少なくとも９０％の同一性を有する。一部の実施形態において、核酸配列は、少なくとも７００ｂｐであり、配列番号１の前記核酸配列と少なくとも９５％の同一性を有する。一部の実施形態において、核酸配列は、少なくとも７００ｂｐであり、配列番号１の前記核酸配列と少なくとも９６％の同一性を有する。一部の実施形態において、核酸配列は、少なくとも７００ｂｐであり、配列番号１の前記核酸配列と少なくとも９７％の同一性を有する。一部の実施形態において、核酸配列は、少なくとも７００ｂｐであり、配列番号１の前記核酸配列と少なくとも９８％の同一性を有する。一部の実施形態において、核酸配列は、少なくとも７００ｂｐであり、配列番号１の前記核酸配列と少なくとも９９％の同一性を有する。一部の実施形態において、核酸配列は、少なくとも７００ｂｐであり、配列番号１の前記核酸配列と１００％の同一性を有する。
【００１３】
本発明の単離核酸分子は、最小プロモーター、例えば、ＳＶ４０最小プロモーター、例えば、ＳＶ４０最小プロモーターまたは配列
【化２】
2020503852.tif 000003
を有するものをさらに含み得る。
【００１４】
上記の本発明の単離核酸分子とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする配列を含む単離核酸分子も提供される。
【００１５】
本発明はまた、上記の本発明の単離核酸を含む発現カセットであって、前記プロモーターが、少なくとも、インターニューロン中で特異的に発現させるべき遺伝子をコードする核酸配列に作動可能に結合している発現カセットを提供する。
【００１６】
本発明はさらに、本発明の発現カセットを含むベクターを提供する。一部の実施形態において、前記ベクターは、ウイルスベクターである。
【００１７】
本発明はまた、インターニューロン中の遺伝子の発現のための、本発明の核酸の、本発明の発現カセットの、または本発明のベクターの使用を包含する。
【００１８】
本発明はさらに、単離細胞、細胞系または細胞集団（例えば、組織）に本発明の発現カセットを形質移入するステップを含む、インターニューロン中で遺伝子を発現させる方法であって、前記細胞がインターニューロンであり、または前記細胞がインターニューロンを含む場合、発現させるべき遺伝子を単離細胞、細胞系または細胞集団により発現させる方法を提供する。一部の実施形態において、単離細胞、細胞系または細胞集団もしくは組織はヒトである。
【００１９】
本発明はまた、本発明の発現カセットを含む単離細胞を提供する。一部の実施形態において、発現カセットまたはベクターは、前記細胞のゲノム中に安定的に組み込まれている。
【００２０】
本発明のプロモーターに作動可能に結合させることができる典型的な遺伝子は、ハロロドプシンまたはチャネルロドプシンをコードする遺伝子である。
【００２１】
さらに、本発明はまた、本発明の単離核酸分子を含む、インターニューロン中で遺伝子を発現させるためのキットを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】全てのＧＡＢＡ作動性インターニューロンを標識する、成体ＧＡＤ６７−ｃｒｅ×Ａｉ９（ｔｄＴｏｍａｔｏ）マウスにおけるＡＡＶ−ｓｙｎＰ１０７−ＣｈＲ２−ＥＧＦＰの皮質Ｖ１注射から３週間後の配列番号１を有するプロモーターからのＥＧＦＰ発現のレーザー走査型共焦点顕微鏡写真。ＧＡＢＡ作動性インターニューロン中の誘導発現を観察することができる。緑色＝配列番号１によりドライブされたＥＧＦＰ。赤色＝ｔｄＴｏｍａｔｏ。スケールバー：２０μｍ。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明者らは、エピジェネティクス、バイオインフォマティクスおよび神経科学を組み合わせて眼球中に存在する場合、インターニューロン中でのみ遺伝子発現をドライブするプロモーターを見出した。
【００２４】
本発明の配列の核酸配列は、
【化３】
2020503852.tif 000004
である。
【００２５】
したがって、本発明は、配列番号１の核酸配列または配列番号１の前記核酸配列と少なくとも７０％の同一性を有する少なくとも７００ｂｐの核酸配列を含み、またはそれからなる単離核酸分子であって、遺伝子をコードする前記核酸配列に作動可能に結合している前記遺伝子のインターニューロン中の発現を特異的にもたらす単離核酸分子を提供する。一部の実施形態において、核酸配列は、少なくとも７００ｂｐであり、配列番号１の前記核酸配列と少なくとも８０％の同一性を有する。一部の実施形態において、核酸配列は、少なくとも７００ｂｐであり、配列番号１の前記核酸配列と少なくとも８５％の同一性を有する。一部の実施形態において、核酸配列は、少なくとも７００ｂｐであり、配列番号１の前記核酸配列と少なくとも９０％の同一性を有する。一部の実施形態において、核酸配列は、少なくとも７００ｂｐであり、配列番号１の前記核酸配列と少なくとも９５％の同一性を有する。一部の実施形態において、核酸配列は、少なくとも７００ｂｐであり、配列番号１の前記核酸配列と少なくとも９６％の同一性を有する。一部の実施形態において、核酸配列は、少なくとも７００ｂｐであり、配列番号１の前記核酸配列と少なくとも９７％の同一性を有する。一部の実施形態において、核酸配列は、少なくとも７００ｂｐであり、配列番号１の前記核酸配列と少なくとも９８％の同一性を有する。一部の実施形態において、核酸配列は、少なくとも７００ｂｐであり、配列番号１の前記核酸配列と少なくとも９９％の同一性を有する。一部の実施形態において、核酸配列は、少なくとも７００ｂｐであり、配列番号１の前記核酸配列と１００％の同一性を有する。
【００２６】
本発明の単離核酸分子は、最小プロモーター、例えば、ＳＶ４０最小プロモーター、例えば、ＳＶ４０最小プロモーターまたは配列を有するものをさらに含み得る。
【化４】
2020503852.tif 000005
【００２７】
上記の本発明の単離核酸分子とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする配列を含む単離核酸分子も提供される。
【００２８】
本発明はまた、上記の本発明の単離核酸を含む発現カセットであって、前記プロモーターが、少なくとも、インターニューロン中で特異的に発現させるべき遺伝子をコードする核酸配列に作動可能に結合している発現カセットを提供する。
【００２９】
本発明はさらに、本発明の発現カセットを含むベクターを提供する。一部の実施形態において、前記ベクターは、ウイルスベクターである。
【００３０】
本発明はまた、インターニューロン中の遺伝子の発現のための、本発明の核酸の、本発明の発現カセットの、または本発明のベクターの使用を包含する。
【００３１】
本発明はさらに、単離細胞、細胞系または細胞集団（例えば、組織）に本発明の発現カセットを形質移入するステップを含む、インターニューロン中で遺伝子を発現させる方法であって、前記細胞がインターニューロンであり、または前記細胞がインターニューロンを含む場合、発現させるべき遺伝子を単離細胞、細胞系または細胞集団により発現させる方法を提供する。一部の実施形態において、単離細胞、細胞系または細胞集団もしくは組織はヒトである。
【００３２】
本発明はまた、本発明の発現カセットを含む単離細胞を提供する。一部の実施形態において、発現カセットまたはベクターは、前記細胞のゲノム中に安定的に組み込まれる。
【００３３】
本発明のプロモーターに作動可能に結合させることができる典型的な遺伝子は、ハロロドプシンまたはチャネルロドプシンをコードする遺伝子である。
【００３４】
さらに、本発明はまた、本発明の単離核酸分子を含む、インターニューロン中で遺伝子を発現させるためのキットを提供する。
【００３５】
本明細書において使用される場合、用語「プロモーター」は、任意のシス調節エレメント、例として、エンハンサー、サイレンサー、インスレーターおよびプロモーターを指す。プロモーターは、転写が必要とされる遺伝子の上流に（５’領域に向かって）一般には位置するＤＮＡの領域である。プロモーターは、それが制御する遺伝子の適切な活性化または抑制を可能とする。本発明の関連において、プロモーターは、それらに作動可能に結合している遺伝子のインターニューロン中の特異的発現をもたらす。「あるタイプの細胞中でのみの発現」とも称される「特異的発現」は、目的の遺伝子を発現する細胞の少なくとも７５％超が、規定されたタイプ、すなわち、本事例においてはインターニューロンであることを意味する。
【００３６】
発現カセットは典型的には、宿主細胞中への発現カセットの侵入および宿主細胞中の発現カセットの維持を促進するベクター中に導入される。このようなベクターは一般に使用されており、当業者に周知である。多数のそのようなベクターは、例えば、Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ、Ｓｔｒａｔａｇｅｎｅ、Ｃｌｏｎｔｅｃｈなどから市販されており、多数のガイド、例えば、Ａｕｓｕｂｅｌ、Ｇｕｔｈｒｉｅ、Ｓｔｒａｔｈｅｍ、またはＢｅｒｇｅｒなどに記載されている（全て前掲）。このようなベクターとしては、典型的には、多重クローニング部位、および追加のエレメント、例えば、複製起点、選択マーカー遺伝子（例えば、ＬＥＵ２、ＵＲＡ３、ＴＲＰ１、ＨＩＳ３、ＧＦＰ）、セントロメア配列などと共にプロモーター、ポリアデニル化シグナルなどが挙げられる。
【００３７】
ウイルスベクター、例えば、ＡＡＶ、ＰＲＶまたはレンチウイルスは、本発明のプロモーターを使用して遺伝子をインターニューロンに標的化し、送達するのに好適である。
【００３８】
神経細胞のアウトプットは、電気的方法、例えば、多電極アレイもしくはパッチクランプを使用して、または視覚的方法、例えば、蛍光の検出を使用して計測することができる。
【００３９】
本発明の核酸配列を使用する方法であって、本発明のプロモーター下で１つ以上の導入遺伝子を発現するインターニューロンと試験化合物を接触させるステップ、および前記試験化合物の存在下で得られたインターニューロンの少なくとも１つのアウトプットを、前記試験化合物の不存在下で得られた同一のアウトプットと比較するステップを含む方法は、インターニューロンが関与する神経障害の治療のための治療剤を同定するために使用することができる。
【００４０】
さらに、本発明のプロモーターを使用する方法であって、本発明のプロモーターの制御下で１つ以上の導入遺伝子を発現するインターニューロンを薬剤と接触させるステップ、および前記薬剤との接触後に得られた少なくとも１つのアウトプットを、前記薬剤との前記接触前に得られた同一のアウトプットと比較するステップを含む方法も、視力回復のインビトロ試験に使用することができる。
【００４１】
チャネルロドプシンは、光開閉型イオンチャネルとして機能するオプシンタンパク質のサブファミリーである。これらは、単細胞緑藻中で感覚光受容器として機能し、走光性、すなわち、光に応答する運動を制御する。他の生物体の細胞中で発現されると、それらは、細胞内酸性度、カルシウム流入、電気興奮性、および他の細胞プロセスを制御するための光の使用を可能とする。以下の少なくとも３つの「天然」チャネルロドプシン：チャネルロドプシン−１（ＣｈＲ１）、チャネルロドプシン−２（ＣｈＲ２）、およびボルボックスチャネルロドプシン（ＶＣｈＲ１）が現在公知である。さらに、これらのタンパク質の一部の改変／改善バージョンも存在する。全ての公知のチャネルロドプシンは非特異的陽イオンチャネルであり、Ｈ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、およびＣａ２＋イオンを伝導する。
【００４２】
ハロロドプシンは、塩化物イオンに特異的な光駆動性イオンポンプであり、好塩菌として公知の系統発生的に古代の「細菌」（古細菌）に見出される。これは、レチニリデンタンパク質ファミリーの７回膜貫通型タンパク質であり、光駆動性プロトンポンプバクテリオロドプシンと相同であり、網膜中で光を感知する色素の脊椎動物ロドプシンと三次構造において類似する（しかし、一次配列構造においては類似しない）。ハロロドプシンは、光駆動性イオンチャネルのチャネルロドプシンとも配列類似性を共有する。ハロロドプシンは、必須の光異性化可能ビタミンＡ誘導体オールトランスレチナールを含有する。ハロロドプシンは、結晶構造が公知の数少ない膜タンパク質の１つである。ハロロドプシンアイソフォームは、好塩菌の複数の種、例として、Ｈ．サリナラム（Ｈ．ｓａｌｉｎａｒｕｍ）およびＮ．ファラオニス（Ｎ．ｐｈａｒａｏｎｉｓ）に見出すことができる。非常に進行中の研究はこれらの違いを探究中であり、それらを使用して光周期およびポンプ特性を別個に解析している。バクテリオロドプシンの後に、ハロロドプシンは研究される最良のＩ型（微生物）オプシンであり得る。ハロロドプシンレチナール複合体のピーク吸光度は約５７０ｎｍである。近年、ハロロドプシンは、オプトジェネティクスにおけるツールとなっている。青色光活性化イオンチャネルのチャネルロドプシン−２が、青色光の短いパルスで興奮性細胞（例えば、ニューロン、筋細胞、膵臓細胞、および免疫細胞）を活性化させる能力を開くように、ハロロドプシンは、黄色光の短いパルスで興奮性細胞を静める能力を開く。このように、ハロロドプシンおよびチャネルロドプシンは一緒になって、神経活動の多色光学的な活性化、鎮静、および脱同期を可能とし、強力な神経工学のツールボックスを作出する。
【００４３】
一部の実施形態において、プロモーターは、生存インターニューロン中で検出可能である少なくとも１つのレポーター遺伝子を発現する、組織に標的化されるベクターの一部である。
【００４４】
本発明に好適なウイルスベクターは、当分野において周知である。例えば、ＡＡＶ、ＰＲＶまたはレンチウイルスは、遺伝子をインターニューロンに標的化し、送達するのに好適である。
【００４５】
形質移入された細胞のアウトプットは、周知の方法を使用して、例えば、電気的方法、例えば、多電極アレイもしくはパッチクランプを使用して、または視覚的方法、例えば、蛍光の検出を使用して計測することができる。一部の場合、内境界膜の顕微手術により内境界膜が除去される。他の場合、記録は、内境界膜に実施されたスライスを通して達成される。
【００４６】
インターニューロンの任意の供給源を、本発明に使用することができる。本発明の一部の実施形態において、細胞は、ヒト由来であり、またはその中に存在する。他の実施形態において、組織、または細胞は、動物からのもの、例えば、ウシまたはげっ歯類起源のものである。
【００４７】
本明細書において使用される場合、用語「動物」は、全ての動物を含むように本明細書において使用される。本発明の一部の実施形態において、非ヒト動物は脊椎動物である。動物の例は、ヒト、マウス、ラット、ウシ、ブタ、ウマ、ニワトリ、アヒル、ガチョウ、ネコ、イヌなどである。用語「動物」はまた、胚期および胎生期を含め、全ての発生段階における個々の動物を含む。「遺伝子改変動物」は、細胞下レベルでの意図的な遺伝子操作、例えば、標的化組換え、マイクロインジェクションまたは組換えウイルスの感染によるものにより、直接的または間接的に変更され、または受け入れられた遺伝子情報を担持する１つ以上の細胞を含有する任意の動物である。用語「遺伝子改変動物」は、古典的な交雑も体外受精も包含するものではなく、むしろ、１つ以上の細胞が組換えＤＮＡ分子により変更され、またはそれを受け入れている動物を包含することを意味する。この組換えＤＮＡ分子は、規定の遺伝子座に特異的に標的化され得、染色体内にランダムに組み込まれ得、またはそれは、染色体外複製ＤＮＡであり得る。用語「生殖細胞系列遺伝子改変動物」は、遺伝子変更または遺伝子情報が生殖系列細胞中に導入され、それにより、遺伝子情報をその子孫へ伝達する能力が付与された遺伝子改変動物を指す。このような子孫が、実際、その変更または遺伝子情報の一部または全部を保有する場合、それらは、同様に遺伝子改変動物である。
【００４８】
変更または遺伝子情報は、レシピエントが属する動物の種にとって外来、もしくは特定の個々のレシピエントにとってのみ外来であり得、またはレシピエントにより既に保有される遺伝子情報であり得る。その最後の場合、変更され、または導入された遺伝子は、天然遺伝子とは異なって発現され得、または全く発現され得ない。
【００４９】
標的遺伝子を変更するために使用される遺伝子は広範な技術により得ることができ、それとしては、限定されるものではないが、ゲノム資源からの単離、単離ｍＲＮＡテンプレートからのｃＤＮＡの調製、直接的合成、またはそれらの組合せが挙げられる。
【００５０】
導入遺伝子導入のための標的細胞のタイプは、ＥＳ細胞である。ＥＳ細胞は、インビトロで培養された着床前胚から得ることができ、胚と融合することができる（Ｅｖａｎｓ  ｅｔ  ａｌ．（１９８１），Ｎａｔｕｒｅ  ２９２：１５４−１５６；Ｂｒａｄｌｅｙ  ｅｔ  ａｌ．（１９８４），Ｎａｔｕｒｅ  ３０９：２５５−２５８；Ｇｏｓｓｌｅｒ  ｅｔ  ａｌ．（１９８６），Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ  ８３：９０６５−９０６９；Ｒｏｂｅｒｔｓｏｎ  ｅｔ  ａｌ．（１９８６），Ｎａｔｕｒｅ  ３２２：４４５−４４８；Ｗｏｏｄ  ｅｔ  ａｌ．（１９９３），Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ  ９０：４５８２−４５８４）。導入遺伝子は、標準的技術、例えば、エレクトロポレーションを使用するＤＮＡ形質移入により、またはレトロウイルス媒介性形質導入によりＥＳ細胞中に効率的に導入することができる。得られた形質転換ＥＳ細胞は、その後、凝集により桑実胚と組み合わせることができ、または非ヒト動物からの胚盤胞中に注射することができる。その後、導入ＥＳ細胞は胚をコロニー化し、得られたキメラ動物の生殖細胞系列に寄与する（Ｊａｅｎｉｓｃｈ（１９８８），Ｓｃｉｅｎｃｅ  ２４０：１４６８−１４７４）。遺伝子標的化された遺伝子改変マウスの生成における遺伝子標的化されたＥＳ細胞の使用は１９８７年に記載され（Ｔｈｏｍａｓ  ｅｔ  ａｌ．（１９８７），Ｃｅｌｌ  ５１：５０３−５１２）、他箇所で概説されている（Ｆｒｏｈｍａｎ  ｅｔ  ａｌ．（１９８９），Ｃｅｌｌ  ５６：１４５−１４７；Ｃａｐｅｃｃｈｉ（１９８９），Ｔｒｅｎｄｓ  ｉｎ  Ｇｅｎｅｔ．５：７０−７６；Ｂａｒｉｂａｕｌｔ  ｅｔ  ａｌ．（１９８９），Ｍｏｌ．Ｂｉｏｌ．Ｍｅｄ．６：４８１−４９２；Ｗａｇｎｅｒ（１９９０），ＥＭＢＯ  Ｊ．９：３０２５−３０３２；Ｂｒａｄｌｅｙ  ｅｔ  ａｌ．（１９９２），Ｂｉｏ／Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  １０：５３４−５３９）。
【００５１】
染色体アレル中に特異的変化を挿入するための標的化相同組換えを使用することにより、任意の遺伝子領域を不活性化させ、または所望される任意の突然変異に変更する技術が利用可能である。
【００５２】
本明細書において使用される場合、「標的化遺伝子」は、ヒトの介入により非ヒト動物の生殖細胞系列中に導入されるＤＮＡ配列であり、それとしては、限定されるものではないが、本明細書に記載の方法が挙げられる。本発明の標的化遺伝子としては、同族の内因性アレルを特異的に変化させるように設計されるＤＮＡ配列が挙げられる。
【００５３】
本発明において、「単離」は、その元の環境（例えば、それが天然に存在する場合、天然の環境）から取り出された材料を指し、したがって、その天然状態から「人工的に」変更されている。例えば、単離ポリヌクレオチドは、ベクターもしくは物質の組成物の一部であり得、または細胞内に含有され得、依然として「単離」されている。それというのも、そのベクター、物質の組成物、または特定の細胞はそのポリヌクレオチドの元の環境ではないためである。用語「単離」は、ゲノムライブラリーもｃＤＮＡライブラリーも、全細胞トータルＲＮＡ調製物もｍＲＮＡ調製物も、ゲノムＤＮＡ調製物（電気泳動により分離され、ブロット上に転写されたものを含む）も、剪断された全細胞ゲノムＤＮＡ調製物も、当分野が本発明のポリヌクレオチド／配列の区別される特色を実証していない他の組成物も指さない。単離ＤＮＡ分子のさらなる例としては、異種宿主細胞中で維持された組換えＤＮＡ分子または溶液中の（部分的に、または実質的に）精製されたＤＮＡ分子が挙げられる。単離ＲＮＡ分子としては、本発明のＤＮＡ分子のインビボまたはインビトロＲＮＡ転写産物が挙げられる。しかしながら、ライブラリーの他のメンバーから単離されていないライブラリー（例えば、ゲノムまたはｃＤＮＡライブラリー）のメンバーであるクローン中に（例えば、ライブラリーのそのクローンおよび他のメンバーを含有する均質な溶液の形態で）、あるいは細胞または細胞溶解物から取り出された染色体（例えば、核型におけるような「染色体スプレッド」）内に、あるいはランダムに剪断されたゲノムＤＮＡの調製物または１つ以上の制限酵素により切断されたゲノムＤＮＡの調製物内に含有される核酸は、この発明においては、「単離」されていない。本明細書にさらに考察されるとおり、本発明による単離核酸分子は、天然に、組換えにより、または合成により産生することができる。
【００５４】
「ポリヌクレオチド」は、一本鎖ＤＮＡおよび二本鎖ＤＮＡ、一本鎖領域および二本鎖領域の混合物であるＤＮＡ、一本鎖ＲＮＡおよび二本鎖ＲＮＡ、ならびに一本鎖領域および二本鎖領域の混合物であるＲＮＡ、一本鎖、またはより典型的には二本鎖、または一本鎖領域および二本鎖領域の混合物であり得るＤＮＡおよびＲＮＡを含むハイブリッド分子から構成され得る。さらに、ポリヌクレオチドは、ＲＮＡまたはＤＮＡまたはＲＮＡおよびＤＮＡの両方を含む三本鎖領域から構成され得る。ポリヌクレオチドはまた、１つ以上の改変塩基または安定性のためにもしくは他の理由のために改変されたＤＮＡもしくはＲＮＡ骨格を含有し得る。「改変」塩基としては、例えば、トリチル化塩基および異常塩基、例えば、イノシンが挙げられる。種々の改変がＤＮＡおよびＲＮＡになされ得；したがって、「ポリヌクレオチド」は、化学的に、酵素的に、または代謝的に改変された形態を包含する。
【００５５】
表現「ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド」は、そのポリペプチドについてのコード配列のみを含むポリヌクレオチドならびに追加のコード配列および／または非コード配列を含むポリヌクレオチドを包含する。
【００５６】
「ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件」は、５０％のホルムアミド、５×ＳＳＣ（７５０ｍＭのＮａＣｌ、７５ｍＭのクエン酸三ナトリウム）、５０ｍＭのリン酸ナトリウム（ｐＨ７．６）、５×デンハルト溶液、１０％の硫酸デキストラン、および２０μｇ／ｍｌ変性剪断サケ精子ＤＮＡを含む溶液中の４２℃における一晩のインキュベーションとそれに続く約５０℃における０．１×ＳＳＣ中のフィルターの洗浄を指す。ハイブリダイゼーションおよびシグナル検出のストリンジェンシーの変化は、主に、ホルムアミド濃度（より低い割合のホルムアミドがストリンジェンシーの低下をもたらす）；塩条件、または温度の操作を通して達成される。例えば、中程度に高いストリンジェンシー条件としては、６×ＳＳＰＥ（２０×ＳＳＰＥ＝３ＭのＮａＣｌ；０．２ＭのＮａＨ２ＰＯ４；０．０２ＭのＥＤＴＡ、ｐＨ７．４）、０．５％のＳＤＳ、３０％のホルムアミド、１００μｇ／ｍｌのサケ精子ブロッキングＤＮＡを含む溶液中の３７℃における一晩のインキュベーションとそれに続く５０℃における１×ＳＳＰＥ、０．１％のＳＤＳによる洗浄が挙げられる。さらに、いっそうより低いストリンジェンシーを達成するため、ストリンジェントなハイブリダイゼーション後に実施される洗浄は、より高い塩濃度（例えば、５×ＳＳＣ）において行うことができる。上記の条件における変法は、ハイブリダイゼーション実験においてバックグラウンドを抑制するために使用される代替ブロッキング試薬の包含および／または置換を通して達成することができる。典型的なブロッキング試薬としては、デンハルト試薬、ＢＬＯＴＴＯ、ヘパリン、変性サケ精子ＤＮＡ、および市販の専売配合物が挙げられる。規定のブロッキング試薬の包含は、適合性についての問題に起因して上記のハイブリダイゼーション条件の改変を要求し得る。
【００５７】
ポリペプチドに言及する場合の用語「断片」、「誘導体」および「アナログ」は、そのようなポリペプチドと実質的に同一の生物学的機能または活性のいずれかを保持するポリペプチドを意味する。アナログとしては、プロタンパク質部分の開裂により活性化させて活性成熟ポリペプチドを産生することができるプロタンパク質が挙げられる。
【００５８】
用語「遺伝子」は、ポリペプチド鎖の産生に関与するＤＮＡのセグメントを意味し；それは、コード領域に先行する領域およびその後に続く領域「リーダーおよびトレーラー」ならびに個々のコードセグメント（エクソン）間の介在配列（イントロン）を含む。
【００５９】
ポリペプチドは、ペプチド結合により互いに連結しているアミノ酸または改変ペプチド結合により互いに連結しているアミノ酸、すなわち、ペプチドイソスターから構成され得、２０個の遺伝子コードアミノ酸以外のアミノ酸を含有し得る。ポリペプチドは、天然プロセス、例えば、翻訳後プロセシング、または当分野において周知の化学修飾技術のいずれかにより修飾することができる。このような修飾は、基礎的な教本およびより詳細なモノグラフ、ならびに膨大な研究論文に十分記載されている。修飾は、ポリペプチド中のいずれの箇所においても生じ得、その箇所としては、ペプチド骨格、アミノ酸側鎖およびアミノまたはカルボキシル末端が挙げられる。同一のタイプの修飾が、所与のポリペプチド中のいくつかの部位において同一または変動する程度で存在し得ることが認識される。さらに、所与のポリペプチドは、多くのタイプの修飾を含有し得る。ポリペプチドは、例えば、ユビキチン化の結果として分枝鎖であり得、それらは分枝を有し、または分枝を有さない環状であり得る。環状、分枝鎖、および分枝鎖環状ポリペプチドは翻訳後の天然プロセスから生じ得、または合成方法により作製することができる。修飾としては、限定されるものではないが、アセチル化、アシル化、ビオチン化、ＡＤＰ−リボシル化、アミド化、フラビンの共有結合性付着、ヘム部分の共有結合性付着、ヌクレオチドまたはヌクレオチド誘導体の共有結合性付着、脂質または脂質誘導体の共有結合性付着、ホスホチジルイノシトール（ｐｈｏｓｐｈｏｔｉｄｙｌｉｎｏｓｉｔｏｌ）の共有結合性付着、架橋、環化、公知の保護／ブロッキング基による誘導体化、ジスルフィド結合形成、脱メチル化、共有結合性架橋の形成、システインの形成、ピログルタメートの形成、ホルミル化、ガンマ−カルボキシル化、グリコシル化、ＧＰＩアンカー形成、ヒドロキシル化、ヨウ素化、抗体分子または他の細胞リガンドへの結合、メチル化、ミリストイル化、酸化、ペグ化、タンパク質分解プロセシング（例えば、開裂）、リン酸化、プレニル化、ラセミ化、セレノイル化、硫酸化、タンパク質へのアミノ酸のトランスファーＲＮＡ媒介付加、例えば、アルギニル化、およびユビキチン化が挙げられる（例えば、ＰＲＯＴＥＩＮＳ−ＳＴＲＵＣＴＵＲＥ  ＡＮＤ  ＭＯＬＥＣＵＬＡＲ  ＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳ，２ｎｄ  Ｅｄ．，Ｔ．Ｅ．Ｃｒｅｉｇｈｔｏｎ，Ｗ．Ｈ．Ｆｒｅｅｍａｎ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ（１９９３）；ＰＯＳＴＴＲＡＮＳＬＡＴＩＯＮＡＬ  ＣＯＶＡＬＥＮＴ  ＭＯＤＩＦＩＣＡＴＩＯＮ  ＯＦ  ＰＲＯＴＥＩＮＳ，Ｂ．Ｃ．Ｊｏｈｎｓｏｎ，Ｅｄ．，Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，ｐｇｓ．Ｉ−１２（１９８３）；Ｓｅｉｆｔｅｒ  ｅｔ  ａｌ．，Ｍｅｔｈ  Ｅｎｚｙｍｏｌ  １８２：６２６−６４６（１９９０）；Ｒａｔｔａｎ  ｅｔ  ａｌ．，Ａｎｎ  ＮＹ  Ａｃａｄ  Ｓｃｉ  ６６３：４８−６２（１９９２）参照）。
【００６０】
「生物学的活性を有する」ポリペプチド断片は、用量依存性を伴い、または伴わない、特定の生物学的アッセイにおいて計測される元のポリペプチド、例えば、成熟形態の活性と類似するが必ずしも同一でなくてもよい活性を示すポリペプチドを指す。用量依存性が存在する場合、それは、ポリペプチドのそれと同一である必要はなく、むしろ、元のポリペプチドと比較して所与の活性において用量依存性と実質的に類似する（すなわち、候補ポリペプチドは、元のポリペプチドに対して高い活性または約２５倍以下少ない、一部の実施形態においては、約１０倍以下少ない活性、もしくは約３倍以下少ない活性を示す）。
【００６１】
種ホモログは、本明細書に提供される配列から好適なプローブまたはプライマーを作製し、好適な核酸資源を所望のホモログについてスクリーニングすることにより単離および同定することができる。
【００６２】
「バリアント」は、元のポリヌクレオチドまたはポリペプチドとは異なるが、その必須の特性を保持するポリヌクレオチドまたはポリペプチドを指す。一般に、バリアントは、元のポリヌクレオチドまたはポリペプチドと全体的に密接に類似し、多くの領域において、同一である。
【００６３】
実際問題として、任意の特定の核酸分子またはポリペプチドが、本発明のヌクレオチド配列と少なくとも８０％、８５％、９０％、９２％、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％、または１００％同一であるか否かは、慣用的には、公知のコンピュータプログラムを使用して決定することができる。グローバル配列アラインメントとも称される、クエリ配列（本発明の配列）と対象配列との間の最良の全体的なマッチを決定するための好ましい方法は、Ｂｒｕｔｌａｇら（Ｃｏｍｐ．Ａｐｐ．Ｂｌｏｓｃｉ．（１９９０）６：２３７−２４５）のアルゴリズムに基づくＦＡＳＴＤＢコンピュータプログラムを使用して決定することができる。配列アラインメントにおいて、クエリ配列および対象配列は両方ともＤＮＡ配列である。ＲＮＡ配列は、ＵをＴに変換することにより比較することができる。前記グローバル配列アラインメントの結果は、パーセント同一性におけるものである。パーセント同一性を計算するためのＤＮＡ配列のＦＡＳＴＤＢアラインメントに使用される好ましいパラメータは以下である：行列＝ユニタリー、ｋ−タプル＝４、ミスマッチペナルティ−−１、結合ペナルティ−−３０、ランダム化グループ長＝０、カットオフスコア＝ｌ、ギャップペナルティ−−５、ギャップサイズペナルティ０．０５、ウィンドウサイズ＝５００または対象ヌクレオチド配列の長さのどちらか短い方。対象配列が、内部欠失のためではなく５’または３’欠失に起因してクエリ配列よりも短い場合、その結果を手作業により補正しなければならない。これは、ＦＡＳＴＤＢプログラムが、パーセント同一性を計算する場合、対象配列の５’および３’トランケーションを考慮しないためである。クエリ配列に対して５’または３’末端においてトランケートされた対象配列について、パーセント同一性は、クエリ配列の全塩基のパーセントとして、マッチング／アラインメントされていない対象配列の５’および３’であるクエリ配列の塩基の数を計算することにより補正される。ヌクレオチドがマッチング／アラインメントされているか否かは、ＦＡＳＴＤＢ配列アラインメントの結果により決定される。次いで、この割合は、規定のパラメータを使用する上記のＦＡＳＴＤＢプログラムにより計算されたパーセント同一性から減算され、最終のパーセント同一性スコアに達する。この補正スコアが、本発明のために使用されるものである。クエリ配列とマッチング／アラインメントされていない、ＦＡＳＴＤＢアラインメントによりディスプレイされる対象配列の５’および３’塩基の外側の塩基のみが、パーセント同一性スコアを手作業により調整する目的に計算される。例えば、９０塩基の対象配列は、１００塩基のクエリ配列とアラインメントされてパーセント同一性が決定される。欠失は対象配列の５’末端において生じ、したがって、ＦＡＳＴＤＢアラインメントは、５’末端における最初の１０塩基のマッチング／アラインメントを示さない。この１０個の損なわれた塩基はその配列の１０％（マッチングされていない５’および３’末端における塩基の数／クエリ配列中の塩基の総数）に相当し、したがって、１０％がＦＡＳＴＤＢプログラムにより計算されたパーセント同一性スコアから減算される。残りの９０塩基が完全にマッチした場合、最終のパーセント同一性は９０％である。別の例において、９０塩基の対象配列が、１００塩基のクエリ配列と比較される。この場合、欠失は内部欠失であるため、クエリとマッチング／アラインメントされていない対象配列の５’にも３’にも塩基は存在しない。この場合、ＦＡＳＴＤＢにより計算されたパーセント同一性は、手作業により補正されない。再度述べると、クエリ配列とマッチング／アラインメントされていない対象配列の５’および３’の塩基のみが手作業により補正される。
【００６４】
本発明のクエリアミノ酸配列と少なくとも、例えば９５％「同一の」アミノ酸配列を有するポリペプチドにより、対象ポリペプチドのアミノ酸配列は、対象ポリペプチド配列がクエリアミノ酸配列のそれぞれの１００アミノ酸につき５つまでのアミノ酸変更を含み得ることを除きクエリ配列と同一であることが意図される。換言すると、クエリアミノ酸配列と少なくとも９５％同一のアミノ酸配列を有するポリペプチドを得るため、対象配列中のアミノ酸残基の５％までを挿入し、欠失し、または別のアミノ酸と置換することができる。参照配列のこれらの変更は、参照アミノ酸配列のアミノもしくはカルボキシ末端位置において、またはそれらの末端位置の間のいずれの箇所でも、参照配列中の残基の間に個々に、または参照配列内の１つ以上の連続する群として散在して生じ得る。
【００６５】
実際問題として、任意の特定のポリペプチドが、例えば、配列に示されるアミノ酸配列または寄託ＤＮＡクローンによりコードされるアミノ酸配列と少なくとも８０％、８５％、９０％、９２％、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％、または１００％同一であるか否かは、慣用的には、公知のコンピュータプログラムを使用して決定することができる。グローバル配列アラインメントとも称される、クエリ配列（本発明の配列）と対象配列との間の最良の全体的なマッチを決定するための好ましい方法は、Ｂｒｕｔｌａｇら（Ｃｏｍｐ．Ａｐｐ．Ｂｉｏｓｃｉ．（１９９０）６：２３７−２４５）のアルゴリズムに基づくＦＡＳＴＤＢコンピュータプログラムを使用して決定することができる。配列アラインメントにおいて、クエリ配列および対象配列は両方ともヌクレオチド配列または両方ともアミノ酸配列のいずれかである。前記グローバル配列アラインメントの結果は、パーセント同一性におけるものである。ＦＡＳＴＤＢアミノ酸アラインメントに使用される好ましいパラメータは以下である：行列＝ＰＡＭ０、ｋ−タプル＝２、ミスマッチペナルティ−−Ｉ、結合ペナルティ＝２０、ランダム化グループ長＝０、カットオフスコア＝ｌ、ウィンドウサイズ＝配列長、ギャップペナルティ−−５、ギャップサイズペナルティ−−０．０５、ウィンドウサイズ＝５００または対象アミノ酸配列の長さのどちらか短い方。対象配列が、内部欠失のためではなくＮまたはＣ末端欠失に起因してクエリ配列よりも短い場合、その結果を手作業により補正しなければならない。これは、ＦＡＳＴＤＢプログラムが、グローバルパーセント同一性を計算する場合、対象配列のＮおよびＣ末端トランケーションを考慮しないためである。クエリ配列に対してＮおよびＣ末端においてトランケートされた対象配列について、パーセント同一性は、クエリ配列の全塩基のパーセントとして、対応する対象残基とマッチング／アラインメントされていない、対象配列のＮおよびＣ末端であるクエリ配列の残基の数を計算することにより補正される。残基がマッチング／アラインメントされているか否かは、ＦＡＳＴＤＢ配列アラインメントの結果により決定される。次いで、この割合は、規定のパラメータを使用する上記のＦＡＳＴＤＢプログラムにより計算されたパーセント同一性から減算され、最終のパーセント同一性スコアに達する。この最終パーセント同一性スコアが、本発明のために使用されるものである。クエリ配列とマッチング／アラインメントされていない、対象配列のＮおよびＣ末端にある残基のみが、パーセント同一性スコアを手作業により調整する目的に考慮される。それは、対象配列の最も遠いＮおよびＣ末端残基の外側のクエリ残基位置のみである。クエリ配列とマッチング／アラインメントされていない、ＦＡＳＴＤＢアラインメントにおいてディスプレイされる対象配列のＮおよびＣ末端の外側の残基位置のみが手作業により補正される。他の手作業による補正は、本発明のために行われるべきでない。
【００６６】
天然に存在するタンパク質バリアントは、「アレルバリアント」と呼ばれ、生物体の染色体上の所与の遺伝子座を占める遺伝子のいくつかの代替形態の１つを指す（Ｇｅｎｅｓ  １１，Ｌｅｗｉｎ，Ｂ．，ｅｄ．，Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ（１９８５））。これらのアレルバリアントは、ポリヌクレオチドレベルおよび／またはポリペプチドレベルのいずれかにおいて変動し得る。あるいは、天然に存在しないバリアントは、突然変異誘発技術により、または直接的合成により産生することができる。
【００６７】
「標識」は、直接的に、またはシグナル産生系の１つ以上の追加のメンバーとの相互作用を通して、検出可能なシグナルを提供し得る薬剤を指す。直接的に検出可能であり、本発明において使用することができる標識としては、蛍光標識が挙げられる。具体的なフルオロフォアとしては、フルオレセイン、ローダミン、ＢＯＤＩＰＹ、シアニン色素などが挙げられる。
【００６８】
「蛍光標識」は、ある波長の光を、別の波長の光により活性化された場合に放射する能力を有する任意の標識を指す。
【００６９】
「蛍光」は、蛍光シグナルの任意の検出可能な特徴を指し、それとしては、強度、スペクトル、波長、細胞内分布などが挙げられる。
【００７０】
蛍光を「検出すること」は、定性的または定量的方法を使用して細胞の蛍光を評価することを指す。本発明の実施形態の一部において、蛍光は、定性的様式で検出される。換言すれば、組換え融合タンパク質が発現されるか否かを示す蛍光マーカーが存在するか否かである。他の例として、蛍光は、例えば、蛍光強度、スペクトル、または細胞内分布を計測する定量的手段を使用して測定することができ、異なる条件下で得られる値の統計的比較を可能とする。レベルは、定性的方法、例えば、複数の試料、例えば、蛍光顕微鏡または他の光学的検出器（例えば、画像分析システムなど）を使用して検出される試料のヒトによる目視分析および比較を使用して測定することもができる。蛍光における「変更」または「モジュレーション」は、別の条件と比較した特定の条件下での蛍光の強度、細胞内分布、スペクトル、波長、または他の側面における任意の検出可能な差を指す。例えば、「変更」または「モジュレーション」は定量的に検出され、その差は統計的に有意な差である。蛍光における任意の「変更」または「モジュレーション」は、標準的な機器、例えば、蛍光顕微鏡、ＣＣＤ、もしくは任意の他の蛍光検出器を使用して検出することができ、自動システム、例えば、統合システムを使用して検出することができ、またはヒト観測者による変更の主観的検出を反映し得る。
【００７１】
「緑色蛍光タンパク質」（ＧＦＰ）は、青色光に曝露された場合に緑色の蛍光を発する、クラゲのエクオレア・ビクトリア（Ａｅｑｕｏｒｅａ  ｖｉｃｔｏｒｉａ）／エクオレア・エクオレア（Ａｅｑｕｏｒｅａ  ａｅｑｕｏｒｅａ）／エクオレア・フォルスカレア（Ａｅｑｕｏｒｅａ  ｆｏｒｓｋａｌｅａ）から最初に単離された、２３８アミノ酸（２６．９ｋＤａ）から構成されるタンパク質である。Ａ．ビクトリア（Ａ．ｖｉｃｔｏｒｉａ）からのＧＦＰは、３９５ｎｍの波長におけるメジャー励起ピークおよび４７５ｎｍにおけるマイナーピークを有する。この発光ピークは５０９ｎｍであり、それは、可視スペクトルの低い方の緑色部分に存在する。ウミシイタケ（レニラ・レニフォルミス（Ｒｅｎｉｌｌａ  ｒｅｎｉｆｏｒｍｉｓ））からのＧＦＰは、４９８ｎｍにおける単一のメジャー励起ピークを有する。広範な使用法の潜在性および研究者らの発展的要望に起因して、ＧＦＰの多くの異なる突然変異体が遺伝子操作されている。最初の主要な改善は、Ｒｏｇｅｒ  ＴｓｉｅｎによりＮａｔｕｒｅにおいて１９９５年に報告された単一点突然変異（Ｓ６５Ｔ）であった。この突然変異は、ＧＦＰのスペクトル特徴を大幅に改善し、増加した蛍光、光安定性およびピーク放射を５０９ｎｍに保持したままでのメジャー励起ピークの４８８ｎｍへのシフトをもたらした。この足場への３７℃フォールディング効率（Ｆ６４Ｌ）点突然変異体の追加は、増強型ＧＦＰ（ＥＧＦＰ）を生じさせた。ＥＧＦＰは、９．１３×１０−２１ｍ２／分子の光学的断面積としても公知であり、５５，０００Ｌ／（ｍｏｌ・ｃｍ）としても引用される、消衰係数（εと表示される）を有する。十分にフォールディングしていないペプチドと融合した場合でさえもＧＦＰが迅速にフォールディングし、成熟するのを可能とする一連の突然変異であるスーパーフォールダー（Ｓｕｐｅｒｆｏｌｄｅｒ）ＧＦＰが２００６年に報告された。
【００７２】
「黄色蛍光タンパク質」（ＹＦＰ）は、エクオレア・ビクトリア（Ａｅｑｕｏｒｅａ  ｖｉｃｔｏｒｉａ）に由来する緑色蛍光タンパク質の遺伝子突然変異体である。この励起ピークは５１４ｎｍであり、その発光ピークは５２７ｎｍである。
【００７３】
本明細書において使用される場合、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈が明らかに他に記述しない限り、複数の参照対象を含む。
【００７４】
「ウイルス」は、宿主細胞の外側では成長も繁殖もし得ない超顕微鏡的感染性物質である。それぞれのウイルス粒子、またはビリオンは、キャプシドと呼ばれる保護タンパク質コート内の遺伝子材料、ＤＮＡ、またはＲＮＡからなる。キャプシド形状は、単純ならせんおよび正二十面体（多面体またはほぼ球形）形態から、尾部またはエンベロープを有するより複雑な構造まで変動する。ウイルスは、細胞生物形態に感染し、感染される宿主のタイプに応じて動物、植物および細菌タイプに分類される。
【００７５】
本明細書において使用される場合、用語「経シナプス性ウイルス」は、あるニューロンから別の介在ニューロンにシナプスを通って移動し得るウイルスを指す。このような経シナプス性ウイルスの例は、ラブドウイルス、例えば、狂犬病ウイルス、およびアルファヘルペスウイルス、例えば、仮性狂犬病ウイルスまたは単純ヘルペスウイルスである。本明細書において使用される場合、用語「経シナプス性ウイルス」はまた、あるニューロンから別の介在ニューロンにシナプスを通って移動する能力をそれ自体で有するウイルスのサブユニットおよび生物学的ベクター、例えば、そのようなサブユニットを組み込み、あるニューロンから別の介在ニューロンにシナプスを通って移動する能力を実証する改変ウイルスを包含する。
【００７６】
経シナプス性移動は、順行性または逆行性のいずれかであり得る。逆行性移動の間、ウイルスは、シナプス後ニューロンからシナプス前ニューロンに動く。したがって、順行性移動の間、ウイルスは、シナプス前ニューロンからシナプス後ニューロンに動く。
【００７７】
ホモログは、共通の祖先を共有するタンパク質を指す。アナログは、共通の祖先を共有しないが、それらを１つのクラスに含めることにさせるいくつかの（構造的よりむしろ）機能的な類似性を有する（例えば、トリプシン様セリンプロテイナーゼおよびサブチリシンは明らかに関連せず、活性部位の外側のそれらの構造は完全に異なるが、それらは、事実上幾何的に同一の活性部位を有し、したがって、アナログへの収束進化の一例とみなされる）。
【００７８】
ホモログの２つのサブクラスのオルソログおよびパラログが存在する。オルソログは、異なる種における同一遺伝子である（例えば、シトコム（ｃｙｔｏｃｈｏｍｅ）「ｃ」）。同一生物体における２つの遺伝子は、オルソログであり得ない。パラログは遺伝子重複の結果である（例えば、ヘモグロビンベータおよびデルタ）。２つの遺伝子／タンパク質が相同であり、同一生物体内に存在する場合、それらはパラログである。
【００７９】
本明細書において使用される場合、用語「障害」は、不快感、疾患、疾病、臨床病態、または病的状態を指す。
【００８０】
本明細書において使用される場合、用語「薬学的に許容可能な担体」は、活性成分の生物学的活性の有効性に干渉せず、化学的に不活性であり、それが投与される患者に対して毒性ではない担体媒体を指す。
【００８１】
本明細書において使用される場合、用語「薬学的に許容可能な誘導体」は、対象に対して比較的無毒である、例えば、本発明のスクリーニングの方法を使用して同定される薬剤の任意のホモログ、アナログ、または断片を指す。
【００８２】
用語「治療剤」は、障害または障害の合併症の予防または治療を補助する任意の分子、化合物、または治療物を指す。
【００８３】
適合性医薬担体中に配合されたそのような薬剤を含む組成物は、治療のために調製し、包装し、ラベル貼付することができる。
【００８４】
複合体が水溶性である場合、それは、適切な緩衝液、例えば、リン酸緩衝生理食塩水または他の生理学的に適合性の溶液中で配合することができる。
【００８５】
あるいは、得られた複合体が水性溶媒中で不十分な溶解度を有する場合、それは、非イオン性界面活性剤、例えば、Ｔｗｅｅｎ、またはポリエチレングリコールと共に配合することができる。したがって、化合物および生理学的に許容可能なその溶媒和物は、（口腔または鼻腔のいずれかを介する）吸入もしくは吹送による投与または経口、バッカル、非経口、直腸投与のために配合することができ、または腫瘍の場合、固形腫瘍中に直接注射することができる。
【００８６】
経口投与について、医薬製剤は、液体形態、例えば、液剤、シロップ剤もしくは懸濁液剤であり得、または使用前の水もしくは他の好適なビヒクルによる再構成のための薬物製品として提供することができる。このような液体製剤は、薬学的に許容可能な添加剤、例えば、懸濁化剤（例えば、ソルビトールシロップ、セルロース誘導体または水添食用脂）；乳化剤（例えば、レシチンまたはアカシアガム）；非水性ビヒクル（例えば、アーモンド油、油性エステル、または分留植物油）；および保存剤（例えば、メチルもしくはプロピルｐ−ヒドロキシベンゾエートまたはソルビン酸）を用いて慣用の手段により調製することができる。医薬組成物は、薬学的に許容可能な賦形剤、例えば、結合剤（例えば、アルファ化トウモロコシデンプン、ポリビニルピロリドンまたはヒドロキシプロピルメチルセルロース）；増量剤（例えば、ラクトース、微結晶性セルロースまたはリン酸水素カルシウム）；滑沢剤（例えば、ステアリン酸マグネシウム、タルクまたはシリカ）；崩壊剤（例えば、ジャガイモデンプンまたはデンプングリコール酸ナトリウム）；または湿潤剤（例えば、ラウリル硫酸ナトリウム）を用いて慣用の手段により調製される、例えば、錠剤またはカプセル剤の形態をとり得る。錠剤は、当分野において周知の方法によりコーティングすることができる。
【００８７】
経口投与のための製剤は、活性化合物の徐放性を与えるように好適に配合することができる。
【００８８】
化合物は、注射、例えば、ボーラス注射または持続注入による非経口投与のために配合することができる。注射用配合物は、添加される保存剤と共に、単位剤形中で、例えば、アンプル中または複数用量容器中で提供することができる。
【００８９】
組成物は、油性または水性ビヒクル中の懸濁液、溶液またはエマルションのような形態をとり得、配合用薬剤（ｆｏｒｍｕｌａｔｏｒｙ  ａｇｅｎｔ）、例えば、懸濁化剤、安定剤および／または分散剤を含有し得る。あるいは、活性成分は、使用前の好適なビヒクル、例えば、滅菌パイロジェンフリー水による構成のための粉末の形態であり得る。
【００９０】
化合物は、例えば、局所的適用、例えば、クリーム剤またはローション剤として配合することもできる。
【００９１】
上記の配合物に加えて、化合物はまた、デポー製剤として配合することができる。このような長時間作用性配合物は、埋込（例えば、眼内、皮下または筋肉内）により、または眼内注射により投与することができる。
【００９２】
したがって、例えば、化合物は、好適なポリマーもしくは疎水性材料と共に（例えば、許容可能な油中のエマルションとして）、またはイオン交換樹脂と共に、または難溶性誘導体、例えば、難溶性塩として配合することができる。リポソームおよびエマルションは、親水性薬物のための送達ビヒクルまたは担体の周知の例である。
【００９３】
組成物は、所望により、活性成分を含有する１つ以上の単位剤形を含有し得るパックまたは分注装置中で提供することができる。パックは、例えば、金属またはプラスチックホイル、例えば、ブリスターパックを含み得る。パックまたは分注装置には、投与についての説明書を添付することができる。
【００９４】
本発明はまた、本発明の治療レジメンを実施するためのキットを提供する。このようなキットは、１つ以上の容器中で、治療または予防有効量の組成物を薬学的に許容可能な形態で含む。
【００９５】
キットのバイアル中の組成物は、例えば、滅菌生理食塩水、デキストロース溶液、または緩衝溶液、または他の薬学的に許容可能な滅菌流体との組合せで、薬学的に許容可能な溶液の形態であり得る。あるいは、複合体は、凍結乾燥または乾燥させることができ；この場合、キットは、場合により、容器中で複合体を再構成して注射目的の溶液を形成するための好ましくは滅菌した薬学的に許容可能な溶液（例えば、生理食塩水、デキストロース溶液など）をさらに含む。
【００９６】
別の実施形態において、キットは、複合体を注射するための、好ましくは無菌形態で包装された針もしくはシリンジ、および／または包装されたアルコールパッドをさらに含む。臨床医または患者による組成物の投与についての説明書が場合により含まれる。
【００９７】
「インターニューロン」（リレーニューロン、連合ニューロン、介在ニューロン、中間型ニューロンまたは局所回路ニューロンとも呼ばれる）は、ヒト体内に見出されるニューロンの３つの分類の１つである。インターニューロンは、神経回路を作出し、感覚または運動ニューロンと中枢神経系（ＣＮＳ）との間の伝達を可能とする。これらは、反射、成体哺乳動物脳中の神経オシレーションおよび神経発生において機能することが見出されている。インターニューロンは、２つの群：局所インターニューロン、およびリレーインターニューロンにさらに分類することができ、両方の群は、本明細書において使用される場合、用語「インターニューロン」により包含される。局所インターニューロンは、短い軸索を有し、隣接ニューロンと回路を形成して情報の小片を分析する。リレーインターニューロンは、長い軸索を有し、脳のある領域中のニューロンの回路を他の領域中のものと接続する。インターニューロン間の相互作用は、脳が複雑な機能、例えば、学習、および意思決定を実行するのを可能とする。本発明のプロモーターは、全てのタイプのインターニューロン、例えば、ＧＡＢＡ作動性インターニューロン、パルブアルブミン発現インターニューロン、またはコリン作動性インターニューロン中で遺伝子を発現させるために使用することができる。
【００９８】
インターニューロンは、多数の疾患、例として、精神障害、パーキンソン病および神経変性疾患に関与している。
【００９９】
特に定義のない限り、本明細書において使用される全ての技術的および科学的用語は、本発明が属する分野の当業者により一般に理解されているものと同一の意味を有する。本明細書に記載のものと類似または均等の方法および材料は、本発明の実施または試験に使用することができるが、好適な方法および材料が以下に記載される。矛盾する場合、定義を含む本明細書が優先される。さらに、材料、方法、および実施例は説明のためのものにすぎず、限定的なものではない。
【実施例】
【０１００】
遺伝子構築物
本試験において使用されるプロモーターＩＤ番号１は、７５４ｂｐからなる。ＣｈＲ２−ｅＧＦＰコード配列をこのプロモーターおよび最適化コザック配列（ＧＣＣＡＣＣ）直後に挿入し、それにウッドチャック肝炎ウイルス転写後調節エレメント（ＷＰＲＥ）およびＳＶ４０ポリアデニル化部位が続いた。それぞれ５．８６Ｅ＋１１および４．１８Ｅ＋１１ＧＣ／ｍＬの力価を有するＡＡＶ血清型２／９を使用して、皮質ニューロンを標的化した。
【０１０１】
ウイルス形質移入および組織調製
Ｖ１へのＡＡＶ投与のため、マウスにフェンタニル−メデトミジン−ミダゾラム（フェンタニル０．０５ｍｇ／ｋｇ、メデトミジン０．５ｍｇ／ｋｇ、ミダゾラム５．０ｍｇ／ｋｇ）を麻酔した。Ｃｏｌｉｑｕｉｆｉｌｍ（Ｃｏｌｉｑｕｉｆｉｌｍ、Ａｌｌｅｒｇａｎ、Ｓ０１ＸＡ２０）を眼球に施与して脱水を防止した。３０Ｇ針を使用して一次視覚野上方に両半球中でいくつかの孔を作製した。１μｌのＡＡＶを引張（ｐｕｌｌｅｄ）ホウケイ酸ガラスピペット（１．５ｍｍの外径、チップ直径１００μｍ）中にロードした。ピペットをそれぞれの孔に通してガイドし、針を注射前に１ｍｍ下げた。注射後、麻酔をナロキソン１．２ｍｇ／ｋｇ、アチパメゾール２．５ｍｇ／ｋｇ、およびフルマゼニル０．５ｍｇ／ｋｇのミックスにより拮抗させた。３週間後、単離された脳をＰＢＳ中４％ＰＦＡ中で一晩固定し、次いでＰＢＳ中で４℃において洗浄ステップを行った。ビブラトームを使用して１５０μｍ厚の冠状切片を作製した。最初にスライスを３０％のスクロース中で凍結保護してから３回の冷凍融解サイクルを行った。次いで、これらをＰＢＳ中１０％の正常ロバ血清（ＮＤＳ）、１％のＢＳＡ、０．５％のＴｒｉｔｏｎ  Ｘ−１００により室温において２時間処理した。ＰＢＳ中３％のＮＤＳ、１％のＢＳＡ、０．５％のＴｒｉｔｏｎ  Ｘ−１００中のモノクローナルラット抗ＧＦＰ  Ａｂ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｐｒｏｂｅｓ  Ｉｎｃ．；１：５００）およびポリクローナルウサギ抗ＲＦＰ（Ｒｏｃｋｌａｎｄ、６００−４０１−３７９、１：５００）による処理を、室温において２〜３日間実施した。二次ロバ抗ラットＡｌｅｘａ  Ｆｌｕｏｒ−４８８Ａｂ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｐｒｏｂｅｓ  Ｉｎｃ．；１：２００）および抗ウサギＡｌｅｘａ  Ｆｌｕｏｒ−５６８（Ｌｉｆｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ、Ａ１００４２、１：２００）による処理を２時間行った。切片を洗浄し、スライドガラス上にＰｒｏＬｏｎｇ  Ｇｏｌｄ褐色防止用試薬（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｐｒｏｂｅｓ  Ｉｎｃ．）と共に載せ、Ｚｅｉｓｓ  ＬＳＭ  ７００  Ａｘｉｏ  Ｉｍａｇｅｒ  Ｚ２レーザー走査型共焦点顕微鏡（Ｃａｒｌ  Ｚｅｉｓｓ  Ｉｎｃ．）を使用してイメージングした。
【図１】
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【配列表】
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【国際調査報告】
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