JP6367315B2 - 潜在的味覚調節物質を特定するためのモデルとしての細胞 - Google Patents
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Description
a)U2−OS細胞を試験化合物と接触させるステップ、および
b)甘味受容体活性を測定するステップ
を含み、前記試験化合物による甘味受容体活性の変化は、前記試験化合物による甘味受容体の調節を示し、それによって、前記試験化合物を甘味調節物質として特定する。
CADO−ES1、JURKAT、647−V、SK−MEL−2、MDA−MB−175−VII、MKN74、SNU−C4、LCLC−97TM1、SCC−4、BHY、IGR−37、KYO−1、Hs281.T、TT、TUHR4TKB、HT−1080、NCI−H660、TE441.T、LS1034、KNS−42、Panc04.03、HCC1419、AZ−521、SNG−M、NCI−N87、G−292、クローンA141B1、KPL−1、MDA−MB−361、CL−14、NCI−H2170、HuH−7、RD、NCI−H2066、IGR−1、TE−14、VCaP、BL−41、SNU−620、SK−MES−1、MEC−2、NCI−H1299、IGR−39、RT112/84、SF−295、DV−90、A2780、BICR56、NCI−H510、NCI−H2141、YD−8、NCI−H2405、TF−1、MEC−1、CCK−81、NCI−H1048、Hs822.T、NCI−H2052、KO52、CAL−54、Hs840.T、SW620、SK−CO−1、BT−474、CL−11、KNS−62、NCI−H1650、G−401、MOLT−16、SNU−398、COLO−680N、EM−2、Hs294T、CAL−62、KMRC−3、A101D、KG−1、BT−549、HT115、A−375、SW−1710、WM−115、KLE、JHUEM−3、MKN7、CHP−212、HCC202、BC−3C、NCI−H1568、KMS−18、PE/CA−PJ49、COLO−849、SIMA、OCI−AML3、GSS、EC−GI−10、EFO−21、RCM−1、DMS273、KU−19−19、RERF−GC−1B、SH−4、SK−MEL−3、RERF−LC−Ad2、M059K、JHOM−2B、MDA PCa 2b、Hs852.T、RL95−2、Panc03.27、SNU−216、Panc02.13、CFPAC−1、SK−N−SH、OCI−AML2、LoVo、SBC−5、NCI−H1876、NCI−H441、SK−N−AS、COR−L24、HCC38、NCI−H1781、DOHH−2、NCI−H1563、U−251MG、HPAC、JIMT−1、U−2OS、A−673、TC−71、NCI−H650、NIH:OVCAR−3、CAS−1、JL−1、SK−MEL−1、MDA−MB−435S、イシカワ(Ishikawa)(Heraklio)02ER−、TE617.T、SU.86.86、RERF−LC−AI、TT2609−C02、LS180、YAPC、HDQ−P1、KNS−81、FU−OV−1、KP−2、DMS53、SNU−1272、デトロイト(Detroit)562、42−MG−BA、L3.3、COLO−679、NCI−H2087、NCI−H2030、GCT、NCI−H889、Caov−3、MDA−MB−436、NCI−H524、MKN1、KCL−22、Capan−1、CML−T1、H4、NCI−H727、Hs343.T、MHH−ES−1、NMC−G1、HCC−1171、REC−1、Hs618.T、A172、YD−10B、SW48、MUTZ−5、TE−6、JHH−1、HCT116、TE−4、IA−LM、MG−63、NCI−H1975、TALL−1、HCC1806、HMCB、SCLC−21H、HCC1500、CL−34、Panc05.04、SW403、TM−31、HCC1937、JMSU−1、DMS79、SNB−19、NCI−H1836、Li−7、HCC827、639−V、MOLM−13、SK−BR−3、IMR−32、TUHR10TKB、OAW42、SK−N−MC、TGBC11TKB、NCI−H1581、EFM−192A、YMB−1、HCC2935、ECC12、HCC−33、DU145、NCI−H146、SNU−1214、SNU−1077、23132/87、HT−144、SNU−182、Hs888.T、SNU−475、GCIY、Hs729、JHOC−5、SW1573、HEC−6、OCI−AML5、Hs688(A).T、Hs821.T、PCM6、RT−112、SK−N−DZ、SNU−478、SNU−119、HCC1143、NCI−H209、8−MG−BA、COR−L105、COR−L95、SNU−46、COV504、CAL−148、SNU−C5、DBTRG−05MG、BHT−101、WM−266−4、BFTC−905、KYSE−270、TE−8、SNU−213、及びSH−SY5Y。
試験化合物は、天然に存在するものでもよく、又は合成により製造することもできる。タンパク質、ポリペプチド、ペプチド、多糖、小分子、及び無機塩は、本明細書に開示する方法を用いて、スクリーニングすることができる試験化合物の例である。
一部の実施形態では、甘味調節物質を特定する方法は、細胞を試験化合物と接触させるステップと、甘味受容体活性を測定するステップとを含む。試験化合物による甘味受容体の変化は、試験化合物による甘味受容体の調節を示し、これによって、試験化合物を甘味調節物質として特定する。
JUMP−IN(商標)T−REX(商標)U2−OS細胞株及び標的化可能なJUMP−IN(商標)U2−OS細胞株の作製
JUMP−IN(商標)T−REX(商標)U2−OS細胞株の作製。JUMP−IN(商標)U2−OS細胞を、LIPOFECTAMINE(商標)LTX試薬(Life Technologies♯15338−100)を用いて、pLenti TR puroベクターでトランスフェクトした。トランスフェクトした細胞は、1μgのピューロマイシン(Life Technologies♯A1113803)を用いて選択し、非トランスフェクト親細胞を抗生物質選択陰性対照として用いた。
方法
細胞培養物及び化合物処理。U2−OS細胞を、10%ウシ胎児血清を補充したマッコイ培地に増殖させた。PDLコート384ウェルプレートに、5,000細胞/ウェルの密度で細胞を接種した。
ERK1/2のリン酸化
ERK1/2のリン酸化は、PLCβ2−IP3経路を介したGPCR活性化に続く一般的な下流イベントである。増殖培地を、血清を含まないダルベッコ(Dulbecco)リン酸緩衝食塩水(DPBS)に2時間取り替えた。U2−OS細胞を、20mMのラクチソールを含む、又は含まない100mM D−グルコースで5、15及び30分間処理してから、固定し、抗pERK1/2及びHoechst33342で染色した後、イメージングした。Molecular DevicesのMultiwaves Cell Scoring解析アルゴリズムを用いて、pERK1/2発現を定量した。各データ点について、平均細胞組み込み強度の平均及び標準偏差を4反復データ点から計算する。D−グルコースは、親U2−OS(図4、左側)及びGα15を過剰発現するU2−OS細胞(図5、左側)において、時間依存的にpERK1/2活性化を誘導した。重要なことには、pERK1/2活性は、甘味受容体アンタゴニストである、ラクチソール(図4、右側)又はPLCβ2阻害剤U73122(図5、右側)により阻止された。
Gα15の過剰発現
U2−OS細胞におけるGα15の過剰発現は、甘味調節物質に対する応答におけるシグナル伝達を有意に増大する。スクラロースは、Gα15でトランスフェクトしたU2−OS細胞株において、Ca(2+)応答を濃度依存的に誘導した(図2)。12μl/40,000細胞でトランスフェクトしたU2−OS細胞において、最高のCa(2+)応答が認められた(図2)。6μl/40,000細胞によるU2−OS細胞のトランスフェクションは、グルコース、フルクトース、及びスクロースなどの天然の糖による処理時に、Ca(2+)応答を有意に高めた(図3)。さらに、Gα15の過剰発現は、U2−OS細胞において、グルコース、又はマルトースでの処理時にpERK1/2活性を増大した(図6)。重要なことには、pERK1/2活性化は、PLCβ2阻害剤U73122により阻止された(図7)。
Ca(2+)応答
本発明者らは、単糖及び二糖の両方が、甘味受容体T1R2/T1R3/Gα15のドキシサイクリン誘導性発現と共に、JUMP−IN(商標)T−REX(商標)U2−OS細胞株における濃度依存的Ca(2+)応答を誘導した。T1R2/T1R3媒介Ca(2+)放出は、ラクチソールによって阻害された(図1B)。さらに、U73122は、D−グルコース及びD−フルクトースによる処理時のCa(2+)放出を消失させ、スクロース及びスクラロースによる刺激後のCa(2+)応答に何らの作用も及ぼさなかった(図1B)。
人工甘味料
人工甘味料、Ace−K、アスパルテーム、及びサッカリンを用いて、いくつかの顕著な観測がなされた。Ace−K及びアスパルテームは、JUMP−IN(商標)T−REX(商標)U2−OS細胞株において、T1R2/T1R3媒介性Ca(2+)応答を誘導しなかった(図1A)。サッカリンによる処理時に、T1R2/T1R3非依存的Ca(2+)が起こったが、これは、人工甘味料、Ace−K、アスパルテーム、及びサッカリンが、まだ特定されていない共通の受容体を標的化することを示している。
甘味受容体へのβ−アレスチン動員に対する甘味化合物の作用
様々な種類のエビデンスが、GPCRリガンドが、β−アレスチンシグナル伝達経路を選択的に活性化することを示唆した。甘味受容体へのβ−アレスチン動員に対する甘味化合物の作用を評価するために、β−アレスチン再分布に対して高度に感受性であるTransfluor Model(MDC)を使用した。甘味化合物による細胞の処理は、蛍光小胞の形成を誘導したが、これは、エンドソームへのT1R2/T1R3−β−アレスチン複合体のインターナリゼーションを示している(図8A)。MetaXpress Software(MDC)のTransfluor Application Moduleにより、甘味受容体インターナリゼーションを定量した。D−グルコース、D−フルクトース、及びAce−Kは、甘味受容体インターナリゼーションを増大したのに対し、スクロース、スクラロース、及びアスパルテームは、T1R2/T1R3インターナリゼーションに対して強力な作用を有した(図8B)。対照的に、サッカリンによる処理時には、最小限のインターナリゼーションすら起らなかった(図8B)。
他の実施態様
1.甘味調節物質を特定する方法において、
a)U2−OS細胞を試験化合物と接触させるステップ、及び
b)甘味受容体活性を測定するステップ
を含み、前記試験化合物による甘味受容体活性の変化は、前記試験化合物による甘味受容体の調節を示し、それによって、前記試験化合物を甘味調節物質として特定する、方法。
2.前記U2−OS細胞が、前記甘味受容体を過剰発現するように修飾されている、実施態様1記載の方法。
3.前記U2−OS細胞における細胞内セカンドメッセンジャーのレベルを検出することによって、前記甘味受容体活性を測定する、実施態様1記載の方法。
4.前記セカンドメッセンジャーが、cAMP、cGMP、NO、CO、又はH 2 Sである、実施態様3記載の方法。
5.前記セカンドメッセンジャーがDAG又はIP3である、実施態様3記載の方法。
6.前記細胞における細胞内カルシウムのレベルを検出することによって、甘味受容体活性を測定する、実施態様1記載の方法。
7.前記甘味受容体活性が結合活性である、実施態様1記載の方法。
8.結合活性の変化を競合結合アッセイにより検出する、実施態様7記載の方法。
9.結合活性の変化を表面プラズモン共鳴により検出する、実施態様7記載の方法。
10.ERK1/2のリン酸化を検出することによって、甘味受容体活性を測定する、実施態様1記載の方法。
11.前記受容体のインターナリゼーションを検出することによって、甘味受容体活性を測定する、実施態様1記載の方法。
12.前記U2−OS細胞が、Gα15、Gα16、Gα16gust25、Gα15gust25、Gα16gust44、Gα15gust44、又はGα15−i/3−5をコードする外因性核酸をさらに含む、実施態様1〜11いずれか記載の方法。
13.前記U2−OS細胞が、Tet−リプレッサータンパク質発現構築物を含む、実施態様1〜12いずれか記載の方法。
14.Gα15、Gα16、Gα16gust25、Gα15gust25、Gα16gust44、Gα15gust44、又はGα15−i/3−5をコードする外因性核酸を含む、単離U2−OS細胞。
15.甘味受容体をコードする1つ又は複数の外因性核酸を含む、単離U2−OS細胞。
16.検出可能な標識をコードする外因性核酸を含む、単離U2−OS細胞。
17.前記検出可能な標識がβ−アレスチンGFPである、実施態様16記載の単離U2−OS細胞。
18.検出可能な標識をコードする外因性核酸をさらに含む、実施態様14又は15記載の単離U2−OS細胞。
19.Gα15、Gα16、Gα16gust25、Gα15gust25、Gα16gust44、Gα15gust44、又はGα15−i/3−5をコードする外因性核酸をさらに含む、実施態様14〜16いずれか記載の単離U2−OS細胞。
Claims (18)
- 甘味調節物質を特定する方法において、
a)甘味受容体T1R2/T1R3を含むU2−OS細胞であって、Gα16gust25、Gα15gust25、Gα16gust44、Gα15gust44、及びGα15−i/3−5からなる群より選択されるGαタンパク質を発現又は過剰発現するU2−OS細胞を、甘味料及び試験化合物と接触させるステップ、及び
b)甘味受容体活性を測定するステップ
を含み、前記試験化合物の存在下での甘味受容体活性の変化は、該試験化合物が甘味調節物質であることを示唆する、方法。 - 前記U2−OS細胞が、前記甘味受容体を過剰発現するように修飾されている、請求項1記載の方法。
- 前記U2−OS細胞における細胞内セカンドメッセンジャーのレベルを検出することによって、前記甘味受容体活性を測定する、請求項1記載の方法。
- 前記セカンドメッセンジャーが、cAMP、cGMP、NO、CO、又はH2Sである、請求項3記載の方法。
- 前記セカンドメッセンジャーがジアシルグリセロール(DAG)又はIP3である、請求項3記載の方法。
- 前記細胞における細胞内カルシウムのレベルを検出することによって、甘味受容体活性を測定する、請求項1記載の方法。
- 前記甘味受容体活性が、前記甘味料に対する前記甘味受容体の結合活性である、請求項1記載の方法。
- 前記甘味料に対する前記甘味受容体の結合活性の変化を、競合結合アッセイにより検出する、請求項7記載の方法。
- 前記甘味料に対する前記甘味受容体の結合活性の変化を、表面プラズモン共鳴により検出する、請求項7記載の方法。
- ERK1/2のリン酸化を検出することによって、甘味受容体活性を測定する、請求項1記載の方法。
- 前記受容体のインターナリゼーションを検出することによって、甘味受容体活性を測定する、請求項1記載の方法。
- 前記U2−OS細胞が、Tet−リプレッサータンパク質発現構築物をさらに含む、請求項1〜11いずれか1項記載の方法。
- 甘味受容体T1R2/T1R3、及び
Gα16gust25、Gα15gust25、Gα16gust44、Gα15gust44、又はGα15−i/3−5をコードする外因性核酸配列
を含む、単離U2−OS細胞。 - 甘味受容体T1R2/T1R3をコードする1つ又は複数の外因性核酸配列、及び
Gα16gust25、Gα15gust25、Gα16gust44、Gα15gust44、又はGα15−i/3−5をコードする外因性核酸配列
を含む、単離U2−OS細胞。 - 検出可能な標識をコードする外因性核酸配列をさらに含む、請求項13又は14記載の単離U2−OS細胞。
- 前記検出可能な標識がβ−アレスチンGFPである、請求項15記載の単離U2−OS細胞。
- Gα16gust25は配列番号3によりコードされ、Gα15gust25は配列番号5によりコードされ、Gα16gust44は配列番号6によりコードされ、Gα15gust44は配列番号7によりコードされ、及びGα15−i/3−5は配列番号8によりコードされる、請求項1〜12いずれか1項記載の方法。
- Gα16gust25は配列番号3によりコードされ、Gα15gust25は配列番号5によりコードされ、Gα16gust44は配列番号6によりコードされ、Gα15gust44は配列番号7によりコードされ、及びGα15−i/3−5は配列番号8によりコードされる、請求項13〜16いずれか1項記載の単離U2−OS細胞。
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