Il-1基因簇和相關的炎性多態性和單倍型的製作方法
2023-05-21 06:11:51 1
專利名稱:Il-1基因簇和相關的炎性多態性和單倍型的製作方法
1.發明背景IL-1是一種主要的炎性細胞因子,並已經涉及介導急性和慢性病理性炎性疾病。兩個功能類似的分子,IL-1α和IL-1β,由單獨的基因編碼(分別地,IL1A和IL1B)。家族的第三個基因(IL1RN)編碼IL-1受體拮抗劑(IL-1ra),一種抗炎非信號分子,其與受體競爭結合IL-1α和IL-1β。IL-1α,IL-1β和IL-1ra的成對比較在每種情形中產生<25%的同一性,而IL-1β和IL-1ra的X-射線晶體分析法顯示緊密類似的摺疊(Priestle等(1989)PNASUSA 869667-967);Vigers等(1994)Biol Chem 26912874-12879)。在結構上,蛋白質由稱為β-三葉(trefoil)的12個裝配的β-摺疊的單個結構域組成。因為大多數裝配相互作用的特徵在於主鏈原子,已經爭論少數不變的胺基酸是產生IL-1摺疊必需的殘基,因此基因編碼序列的廣泛多樣化已經可能。在大豆胰蛋白酶抑制劑中獲得非常類似的摺疊,而無任何可檢測的序列相似性。所有三種蛋白質僅結合IL-1的功能信號受體,I型IL-1受體(IL-1R1)(參見Sims等(1993)PNAS USA 906155-6159)。
已經表徵IL-1主要作為受激的單核細胞,巨噬細胞和角質細胞的產物,但對於從平滑肌和內皮細胞釋放的IL-1已經提示重要作用(綜述於Ross(1993)Nature 362801-9)。通過IL-1R1的信號涉及受體的胞質類似Toll的結構域(Heguy等,(1992).J Biol Chem 2672605-2609)。功能性IL-1受體廣泛分布於組織中。當前認為IL-1ra不同於IL-1,其不能激活IL-1R1和第二受體元件,IL-1受體輔助蛋白,IL-1RacP之間的相互作用。這是一種跨膜蛋白,其為IL-1R1的遠親,具有類似的結構域結構,但對IL-1不具有內在的親和力(Greenfeder等,(1995)J Biol Chem 27013757-13756;Wesche等,(1997)J Biol Chem 2727727-7731)。
IL-1基因簇在染色體2的長臂上(2q13),在430Kb的區域內包含至少關於IL-1α(IL-1A),IL-1β(IL-1B),和IL-1受體拮抗劑(IL-1RN)的基因(Nicklin,等(1994)Genomics,19382-4)。通過人基因組DNA限制酶切消化物的脈衝場凝膠電泳已經估計遠端基因IL1A和IL1RN的最大間隔為430kb(Nicklin,等(1994)Genomics,19382-4),通過物理克隆的序列分析已經確定三個基因的定向(Nothwang等(1997)Genomics 41370-378)。IL-18似乎是IL-1結構家族的第四個成員(Bazan等(1996)Nature379591)。它也是一種促炎細胞因子,但其活性類似於IL-1。IL-18與相關受體(IL-18R1)而不與IL-1R1結合(Torigoe等(1997)J Biol Chem 27225737-25742),其涉及有關輔助蛋白,IL-18RacP,而不是IL-1RacP(Bom等(1998)。IL-18基因,IL18,位於染色體11上(Nolan等,(1998)Genomics51161-3)。
從商業和公共cDNA資料庫中已經鑑定某些其它包含類似IL-1的元件的蛋白質(Mulero等(1999)Biochem Biophys Res Commun 5702-6;Smith等(2000)J Biol Chem 2751169-1175);Kumar等,(2000)J Biol Chem 27510308-10314;Busfield等(2000)Genomics 66213-216;Lin等(2001)J BiolChem 27620597-20602)。在cDNA選擇後通過與結合IL-1簇的YAC克隆雜交也鑑定了一個類IL-1基因(Barton等,(2000)Eur J Immunol 303299-3308)。該IL-1基因及其產物(即類白細胞介素-1的蛋白質1基因/產物)在我們待審批的申請U.S.S.N.09/617720中詳述,該申請的內容結合於此作為參考。對於這6個新基因的統一命名系統最近已經為涉及基因發現的研究者所認可(參見Sims等(2001)Trends Immunol 22536-537),並將用於本文。識別4個先前已知的IL-1家族成員,新的人基因已經命名為IL1F5,IL1F6,IL1F7,IL1F8(即IL-IL1),IL1F9和IL1F10。蛋白質產物以該方式命名,IL-1F7b(其將意指IL1F7基因的第二個所述推定的蛋白產物)。基因通常似乎在人和小鼠之間保守。
由此其內容全部結合美國專利No.6,268,142中作為參考,我們先前已經描述了與IL-1炎性單倍型有關的某些多態性,包括SNP,及它們在炎性疾病診斷和治療中的應用。在U.S.S.N.09/617720和U.S.S.N.09/969,215[公開號US 2002/0182612]中,由此其內容全部結合,我們先前已經描述基於IL-1B等位基因2(+6912)的多態性的治療和診斷。另外,在U.S.S.N.010/300011(也為PCT US 02/37222)中,其內容也由此完整地結合,我們描述和表徵功能多態性,包括IL-1B基因上遊區域影響轉錄和對炎性疾病和傳染病的易感性的那些。另外,在U.S.S.N.09/617720中,其內容由此完整地結合,我們先前描述類IL-1基因及其產物(即類白細胞介素-1蛋白1基因/產物,即IL-1F8)。認識到整個IL-1基因的基因座主要涉及炎性疾病,我們於此提供另外的詳細的IL-1基因座多態性,連鎖,疾病相關和功能分析,其支持組合物用於檢測人IL-1基因座的遺傳同一性以及它們在預測、診斷和治療炎性疾病中的應用。
2.發明概述通常本發明提供用於檢測IL-1單倍型(例如與發展炎性疾病或症狀增加的風險或降低的風險有關的IL-1單倍型)的組合物和方法。在優選實施方案中,IL-1單倍型與發展疾病或症狀的增加的風險或降低的風險有關,然而本發明必定包括用於檢測與發展炎性疾病或症狀增加的風險及降低的風險無關的IL-1單倍型的材料和方法(例如「正常」或「野生型」基因型)。
在優選實施方案中,本發明提供用於通過檢測與炎性疾病或症狀有關的IL-1等位基因或與該等位基因連鎖不平衡的任何IL-1等位基因,例如一個或多個如
圖1,2A,2B,7A或7B中任何一個所示的連鎖的IL-1等位基因來確定受試者是否患有或傾向於發展與IL-1炎性單倍型有關的疾病或症狀的組合物和方法。在優選實施方案中,連鎖的等位基因與炎性相關等位基因具有至少0.5和優選至少0.6,0.7,0.8或0.9的連鎖不平衡值(D』)。
在另一實施方案中,本發明提供用於通過檢測與炎性疾病或症狀降低的風險有關的IL-1等位基因或與該「保護性的」等位基因連鎖不平衡的任何IL-1等位基因,例如一個或多個如圖1,2A,2B,7A或7B中任何一個所示的連鎖的IL-1等位基因來確定受試者是否具有降低的發展疾病或症狀的風險的組合物和方法,所述疾病或症狀與IL-1炎性單倍型有關。在優選實施方案中,連鎖的等位基因與「保護性的」等位基因具有至少0.5和優選至少0.6,0.7,0.8或0.9的連鎖不平衡值(D』)。在某些優選實施方案中,基於新鑑定的SNP,本發明包括4種新的IL-1單倍型(hap1-4)。在一個優選的實施方案中,本發明提供hap1(IL-1單倍型型式1)和IL-1促炎(與前述單倍型3322146121一致),其包括IL-1A(+4845)等位基因2(與IL-IA(-889)等位基因2100%LD);IL-1B(+3954)等位基因2;和IL-1B(-511)等位基因1。在另一實施方案中,本發明提供hap1單倍型,其包含如圖3A和3B所示的多種兩個或多個等位基因的hap1單倍型型式。在優選實施方案中,hap1單倍型包括圖3A和B所示的IL-1TTC/2-2-1型式。
在另一實施方案中,本發明提供與前述單倍型4411233212一致的IL-1單倍型,hap2,其包括IL-1A(+4845)等位基因1(與IL-1A(-889)等位基因1100%LD);IL-1B(+3954)等位基因1IL-1B(-511)等位基因2。在另一實施方案中,本發明提供hap2單倍型,其包含如圖4A和4B所示的多種兩個或多個等位基因的hap2單倍型型式。在優選實施方案中,hap2單倍型包括圖4A和4B所示的IL-1 GCT/1-1-2型式。
在還有另一實施方案中,本發明提供與前述(「野生型」)等位基因型**111***一致的IL-1單倍型,hap3,其包括IL-1A(+4845)等位基因1(與IL-1A(-889)等位基因1 100%LD);IL-1B(+3954)等位基因1;和IL-1B(-511)等位基因1。在優選實施方案中,本發明提供hap3單倍型,其包含如圖5A和5B所示的多種兩個或多個等位基因的hap3單倍型型式。在優選實施方案中,hap3單倍型包括如圖5A和5B所示的IL-1hap3GCC/1-1-1型式。
在還有另一實施方案中,本發明提供與新IL-1單倍型型式(hap4)一致的新鑑定的SNP,其包含IL-1B(+3954)等位基因;IL-1B(-511)等位基因1;和IL-1B(-3737)等位基因1。在一個優選實施方案中,本發明提供hap4單倍型,其包含如圖6A和6B所示的多種兩個或多個等位基因的hap4單倍型型式。在優選實施方案中,hap3單倍型包括如圖6A和6B所示的IL-1hap4CCC/1-1-1型式。
本發明另一目的是提供涉及來自IL-1基因簇和特別是來自IL-1簇的新的類IL-1基因的序列信息的應用的方法和組合物。另一目的是將該序列信息與遺傳數據結合。因此,本發明提供IL-1簇的圖譜,其提供關於基因的結構和組構和相關多態性的詳細信息。本發明還有一個目的是提供預測和診斷與IL-1基因簇有關的疾病或症狀的方法。另一個目的是提供多種人IL-1基因簇序列標識符(identifier),其包含一個或多個用於鑑定IL-1多態性的核酸,如圖4所示。
3.附圖簡述圖1用示意圖表示在整個IL-1基因簇的基因座中代表性的SNP的連鎖不平衡。
圖2(A和B)顯示在整個IL-1基因簇中代表性的SNP的連鎖不平衡定量值(D』值在對角線下出現)和它們的統計學顯著性(1-p值在對角線上出現)。
圖3(A和B)顯示IL-1單倍型型式1(hap1)的SNP組構(T-T-C=2_2_1)。
圖4(A和B)顯示IL-1單倍型型式2(hap2)的SNP組構(G-C-T=1_1_2)。
圖5(A和B)顯示IL-1單倍型型式3(hap3)的SNP組構(G-C-C=1_1_1)。
圖6(A和B)顯示IL-1單倍型型式4(hap4)的SNP組構(C-C-C=1_1_1)。
圖7(A和B)顯示強烈連鎖不平衡和未特別地包括在LD表中的SNP。
圖8顯示IL-1A基因多態性的同一性和位置。
圖9顯示IL-1B基因多態性的同一性和位置。
圖10(A和B)顯示IL-1RNic基因多態性的同一性和位置。
圖11顯示IL-1RNsec基因多態性的同一性和位置。
圖12顯示對應於IL-1A+4845等位基因1和2的IL-1α變體在通過鈣蛋白酶蛋白酶裂解中的差異。
圖13顯示用表達IL-1+4845等位基因1和2變體的載體穩定轉染的成纖維細胞增殖的速率。
圖14(A和B)顯示IL-1A SNP構建體的基因型(A)和在成纖維細胞系中所選報告基因的活性(B)。
圖15(A,B,C,和D)顯示IL-1B SNP構建體的基因型(A)和在成纖維細胞系中所選報告基因的活性(B);以及另外一組IL-1B構建體的基因型,其中等位基因2出現在位置14和15(C)和在成纖維細胞系中所選報告基因的活性(D)。
圖16(A和B)顯示IL-1RN SNP構建體的基因型(A)和在成纖維細胞系中所選報告基因的活性(B)。
圖17顯示IL-1基因簇的圖譜。在數據之上和之下提供刻度線(kb)以幫助對比。
圖18(A-G)顯示10個已知的IL-1家族成員的3個共有外顯子編碼序列的對比。
圖19顯示在IL-1基因簇內選擇多態性標記的圖譜位置。
4.發明詳述4.1.概述幾種細胞因子白細胞介素(IL)-1基因的同系物對先前鑑定的IL-1基因簇作圖,但該區域的公共測序相對較慢。我們因此構建整個簇的重疊群並注釋它。另外,已經定位在該基因簇(包括IL-1A,IL-1B和IL-RN中的SNP)中的新的人多態性基因座和相關的IL-1單倍型,並如圖1-11所概述鑑定。在後附的本發明和實施例的詳細描述中進一步舉例說明本發明的特徵。
4.2.定義為了方便起見,下面提供在本說明書,實施例,和後附權利要求中使用的某些術語和短語的含義。
術語「等位基因」是指在不同多態區域發現的不同序列變體。例如IL-1RN(VNTR)具有至少5個不同的等位基因。序列變體可以是單個或多個鹼基變化,無限制地包括插入,缺失,或替代,或可以是可變數量的序列重複。
術語「等位基因型」是指一個等位基因或多個等位基因在一個或多個多態區域的同一性。例如,等位基因型可以由在一個多態位點的單個等位基因組成,關於IL-1RN(VNTR)等位基因1,其是在IL-1RN基因座的VNTR處具有至少一個拷貝的IL-1RN等位基因1的等位基因型。備選地,等位基因型可以由單個多態位點的純合或雜合狀態組成。例如,IL1-RN(VNTR)等位基因2,2是這樣的等位基因型,其中存在兩拷貝的對應於純合IL-RN(VNTR)等位基因2狀態的IL-1RN的VNTR標記的第二個等位基因。備選地,等位基因型可以由在多於一個多態位點的等位基因的同一性組成。
術語「抗體」在本文中意欲是指與IL-1多態特異性反應的結合劑,其包括整個抗體或其結合片段。使用常規技術可以將抗體片段化,以與上述對於完整抗體的相同方式篩選片段的效用。例如,通過用胃蛋白酶處理抗體可以產生F(ab)2片段。可以處理得到的F(ab)2片段以還原二硫鍵產生Fab片段。本發明的抗體另外意欲包括雙特異性的,單鏈的,和嵌合和人源化的分子,其具有由抗體的至少一個CDR區域賦予的對IL-1B多肽的親和力。
可以交換使用的「生物學活性」或「生物活性」或「活性」或「生物學功能」在此是意指通過IL-1多肽(無論是它的天然或變性構象)或通過其任何子序列直接或間接實施的效應物或抗原功能。生物學活性包括與靶肽,例如IL-1受體結合。可以通過直接影響IL-1多肽來調節IL-1生物活性。備選地,通過調節IL-1多肽的水平,如通過調節IL-1基因的表達,可以調節IL-1生物活性。
如本文所用,術語「IL-1多肽的生物活性片段」是指全長IL-1多肽的片段,其中該片段特異性地模擬或拮抗野生型IL-1多肽的活性。生物活性片段優選是能夠與白細胞介素受體相互作用的片段。
術語「異常活性」,如應用於多肽如IL-1的活性,是指這樣的活性,其不同於野生型或天然多肽的活性或不同於健康受試者中多肽的活性。因為它強於它的天然對應物的活性,所以多肽活性可以是異常的。備選地,因為它相對於它的天然對應物的活性較弱或缺乏,活性可以是異常的。異常活性還可以是活性的變化。例如異常多肽可以與不同靶肽相互作用。由於編碼IL-1基因座多肽的IL-1基因座基因的過表達或表達不足(underexpression),細胞可以具有異常的IL-1活性。
「細胞」,「宿主細胞」或「重組宿主細胞」在本文中是可以交換使用的術語,不僅是指特定的受試者細胞,而且指該細胞的後代或潛在的後代。因為由於突變或環境影響導致某些改變可以在後代中發生,該後代事實上可以與母細胞不相同,但仍被包括在本文所用術語的範圍內。
「異源嵌合體」,「同源嵌合體」,「嵌合的哺乳動物」等是指轉基因哺乳動物,其在至少一些它的含有基因組的細胞中具有剔除或敲入(knock-in)構建體。
術語「對照」或「對照樣品」是指對於所用檢測技術適合的任何樣品。對照樣品可以包含所用等位基因檢測技術的產物或待檢測的材料。另外,對照可以是陽性或陰性對照。通過實施例的方式,其中等位基因檢測技術是PCR擴增,接著大小分級,對照樣品可以包含適當大小的DNA片段。同樣,當等位基因檢測技術涉及檢測突變蛋白質時,對照樣品可以包含突變蛋白質的樣品。然而,優選對照樣品包含待檢測的物質。例如,對照可以是基因組DNA樣品或IL-1基因簇的克隆部分。然而,當待檢測的樣品是基因組DNA時,優選對照樣品是高度純化的基因組DNA樣品。
短語「與IL-1多態性有關的疾病和症狀」是指多種疾病或症狀,基於IL-1複合體內的一個或多個等位基因的鑑定可以顯示在受試者中對其的易感性。實例包括炎性或退行性疾病,包括系統性炎症反應(SIRS);阿爾茨海默氏病(和相關的病症和症狀包括慢性神經炎症,神經膠質激活;增加的小神經膠質細胞;神經炎斑塊形成;和對治療的應答);肌萎縮性側索硬化症(Amylotropic Lateral Sclerosis)(ALS),關節炎(和相關的病症和症狀,包括急性關節炎,抗原誘導的關節炎,與慢性淋巴細胞性甲狀腺炎有關的關節炎,膠原誘導的關節炎,幼年性慢性關節炎;幼年性類風溼關節炎,骨關節炎,預後(prognosis)和鏈球菌誘導的關節炎),哮喘(和相關病症和症狀,包括支氣管哮喘;慢性阻塞性氣道疾病,慢性阻塞性肺疾病,幼年性哮喘和職業性哮喘);心血管疾病(和相關病症和症狀,包括動脈粥樣硬化;自身免疫性心肌炎,慢性心臟缺氧,充血性心力衰竭,冠狀動脈病,心肌病和心細胞功能障礙,包括主動脈平滑肌細胞激活;心細胞編程性細胞死亡;和心細胞功能的免疫調節;糖尿病和相關病症和症狀,包括自身免疫性糖尿病,胰島素依賴性(1型)糖尿病,糖尿病牙周炎,糖尿病視網膜病,和糖尿病腎病);腸胃炎症(和相關病症和症狀,包括乳糜瀉(celiac disease),相關的骨質稀少,慢性結腸炎,局限性迴腸炎,炎性腸病和潰瘍性結腸炎);胃潰瘍;肝炎症,膽固醇膽石和肝纖維化,HIV感染(和相關病症和症狀,包括退行性應答,神經變性應答,和HIV有關的霍奇森病),川崎症候群(和相關病症和症狀,包括黏膜皮膚淋巴結症候群,子宮頸淋巴結病,冠狀動脈損傷,浮腫,發熱,增加的白細胞,輕度貧血,脫皮,皮疹,結膜發紅,血小板增多;多發性硬化,腎病(和相關疾病和病症,包括糖尿病腎病,晚期腎病,腎小球性腎炎,古德帕斯徹綜合症,血液透析存活和腎局部缺血再灌注損傷),神經變性病(和相關疾病和症狀,包括急性神經變性,衰老和神經變性病中IL-1的誘導,IL-1誘導的下丘腦神經元的可塑性和慢性應激過度反應性),眼病(Qphthalmopathies)(和相關疾病和病症,包括糖尿病視網膜病,格雷夫斯眼病,和葡萄膜炎,骨質疏鬆症(和相關疾病和病症,包括牙糟,股骨,橈骨,椎骨或腕骨損失或骨折發生,經絕後的骨損失,物質(mass),骨折發生或骨損失速率),中耳炎(成人或兒科),胰腺炎或胰腺泡炎,牙周病(和相關疾病和病症,包括成人,早發性和糖尿病性);肺病,包括慢性肺病,慢性竇炎,透明膜病,缺氧和SIDS中的肺病;再狹窄;風溼病,包括類風溼性關節炎,風溼病阿孝夫小體,風溼病和風溼性心肌炎;甲狀腺炎,包括慢性淋巴細胞性甲狀腺炎;尿道感染,包括慢性前列腺炎,慢性骨盆疼痛綜合症和尿石病。免疫疾病,包括自身免疫病,如斑禿,自身免疫性心肌炎,格雷夫斯病,格雷夫斯眼病,苔蘚硬化症,多發性硬化,牛皮癬,系統性紅斑狼瘡,系統性硬化,甲狀腺病(例如甲狀腺腫和基質淋巴瘤性(橋本甲狀腺炎,淋巴結樣甲狀腺腫),睡眠障礙和慢性疲勞綜合症和肥胖症(非糖尿病性或與糖尿病有關)。對傳染病的抗性,所述傳染病如利什曼病,麻風病,萊姆病,萊姆心炎,瘧疾,腦型瘧,腦膜炎,與瘧疾有關的管狀腸腎炎),其是由細菌,病毒(例如巨細胞病毒,腦炎,EB病毒,人免疫缺陷病毒,流感病毒)或原生動物(例如惡性瘧原蟲,錐蟲)導致的。對包括腦外傷的外傷的應答,(包括中風和局部缺血,腦炎,腦病,癲癇,圍生期腦損傷,持續熱性癲癇發作,SIDS和蛛網膜下出血),低出生體重(例如大腦性麻痺),肺損傷(急性出血性肺損傷,古德帕斯徹綜合症,急性局部缺血再灌注),心肌功能障礙,其是由職業和環境汙染物導致(例如對毒油綜合症矽病的易感性),輻射創傷,和傷口癒合反應的效率(例如燒傷或燙傷,慢性傷口,外科手術傷口和脊髓損傷)。對瘤形成的易感性,包括乳腺癌相關的溶骨轉移瘤,惡病質,結直腸癌,過度增殖性疾病,霍奇森病,白血病,淋巴瘤,代謝病和腫瘤,轉移瘤,骨髓瘤(myeolomas),和各種癌症(包括乳房,前列腺,卵巢,結腸,肺等),厭食症和惡病質。激素調節,包括生育力/生殖力,妊娠的可能性,早產發生率,產前和新生期併發症,包括早產低出生體重,大腦性麻痺,敗血病,低甲狀腺素症(hypothyroxinernia),氧依賴,顱畸形,絕經提前。受試者對移植物的反應(排斥或接受),急性期反應(例如發熱反應),普通炎症發應,急性呼吸窘迫反應,急性系統性炎症反應,傷口癒合,粘連,免疫炎症反應,神經內分泌反應,發熱發展和抵抗,急性期反應,應激反應,疾病易感性,重複運動應激,網球肘,和疼痛管理和反應。
術語「基因破壞」和「定向破壞」或任何類似的短語是指位點特異性的破壞天然DNA序列以便與野生型拷貝的該基因相比防止在細胞中該基因的表達。間斷可以由對基因的缺失,插入或修飾或其任何組合所導致。
本文所用的術語「單倍型」意欲是指一組等位基因,其在統計學有意義的水平上(pcorr<0.05)作為一組(連鎖不平衡)一起遺傳。如本文所用,短語「IL-1單倍型」是指IL-1基因座中的單倍型。IL-1炎性或促炎單倍型是指表示增加的激動劑和/或降低的拮抗物活性的單倍型。
本文所用的術語「IL-1基因簇」和「IL-1基因座」包括位於或接近染色體2的2q13區域的所有核酸,包括至少IL-1A,IL-1B和IL-1RN基因和其它任何連鎖序列。(Nicklin等,Genomics 19382-84,1994)。本文所用的術語「IL-1A」,「IL-1B」,和「IL-1RN」分別是指編碼IL-1,IL-1和IL-1受體拮抗物的基因。IL-1A,IL-1B,和IL-1RN的基因登記號分別為X03833,X04500,和X64532。
「IL-1功能突變」是指lL-1基因簇內導致改變的表型的突變(即影響IL-1基因或蛋白質的功能)。實例包括IL-1A(+4845)等位基因2,IL-1B(+3954)等位基因2,IL-1B(+6912)等位基因2和IL-1RN(+2018)等位基因2。
「IL-1X(Z)等位基因Y」是指特定的等位基因型,稱為Y,其出現在基因X的IL-1基因座多態位點,其中X是IL-1A,B或RN並且位於或接近核苷酸Z,其中核苷酸Z是相對於主要轉錄起始位點編號,其是特定IL-1基因X的核苷酸+1。如本文另外所用,4179X術語「IL-1X等位基因(Z)」是指位於或接近核苷酸Z的基因X中IL-1多態位點的所有等位基因。例如,術語「IL-1RN(+2018)等位基因」是指在標記+2018處IL-1RN基因的備選型。「IL-1RN(+2018)等位基因1」是指IL-1RN基因型,其在有義鏈的位置+2018包含半胱氨酸(C)。Clay等,Hum.Genet.97723-26,1996。「IL-1RN(+2018)等位基因2」是指IL-1RN基因形式,其在正鏈的位置+2018含有胸腺嘧啶(T)。當受試者具有兩個相同的IL-1RN等位基因時,受試者被稱為純合的,或具有純合狀態。當受試者具有兩個不同IL-1RN等位基因時,受試者被稱為雜合的,或具有雜合狀態。術語「IL-1RN(+2018)等位基因2,2」是指純合IL-1RN(+2018)等位基因2狀態。相反,術語「IL-1RN(+2018)等位基因1,1」是指純合IL-1RN(+2018)等位基因1狀態。術語「IL-1RN(+2018)等位基因1,2」是指雜合等位基因1和2狀態。
術語「IL-1表型」含義是指由IL-1基因座位的遺傳同一性導致的任何表型-即包括對炎性疾病或症狀的增加或降低的傾向以及「正常的」(例如平均或「野生型」)相關的炎性疾病或病症的可能性。
本文所用的「IL-1相關」意欲包括在人染色體2(2q 12-14)上所有與人IL-1基因座基因有關的基因。這些包括位於染色體2(2q 13-14)的人IL-1基因簇的IL-1基因,包括編碼白細胞介素-1α的IL-1A基因,編碼白細胞介素-1β的IL-1B基因,和編碼白細胞介素-1受體拮抗物的IL-1RN(或IL-1ra)基因。另外這些IL-1相關基因包括位於人染色體2(2q12)的I型和II型人IL-1受體基因和位於小鼠染色體1位置19.5cM的它們的小鼠同系物。白細胞介素-1α,白細胞介素-1β,和白細胞介素-1RN如此相關以致它們都與IL-1I型受體結合,然而僅白細胞介素-1α和白細胞介素-1β是激活IL-1I型受體的激動劑配體,而白細胞介素-1RN是天然存在的拮抗物配體。當將術語「IL-1」用於參考基因產物或多肽時,意欲是指由人染色體2(2q 12-14)上的白細胞介素-1基因座所編碼的所有基因產物和來自其它物種的它們對應的同系物或其功能變體。術語IL-1因此包括促進炎症應答的分泌的多肽,如IL-1α和IL-1β,以及拮抗炎症應答的分泌的多肽,如IL-1受體拮抗物和IL-1II型(引誘)受體。
「IL-1受體」或「IL-1R」是指結合各種細胞膜的蛋白質受體,其能夠結合和/或轉導來自IL-1基因座編碼的配體的信號。術語適用於任何能夠結合白細胞介素-1(IL-1)分子的蛋白質,所述蛋白質為它們的天然構型作為哺乳動物質膜蛋白,可能在將IL-1提供的信號轉導給細胞中起作用。如本文所用,術語包括具有IL-1結合或信號轉導活性的天然蛋白質的類似物。實例包括在美國專利4,968,607中描述的人和鼠IL-1受體。術語「IL-1核酸」是指編碼IL-1蛋白質的核酸。
「IL-1多肽」和「IL-1蛋白質」意欲包括包含由圖1,2,和3中顯示的IL-1基因組DNA序列編碼的胺基酸序列的多肽,或其片段和其同系物,並且包括激動劑和拮抗物多肽。
「增加的風險」是指與未攜帶特定多態等位基因的群體成員中疾病或病症發生頻率相比,在攜帶特定多態等位基因的個體中統計學上更高的疾病或病症發生頻率。
「降低的風險」是指與未攜帶特定多態等位基因的群體成員中或在整個群體中疾病或病症發生頻率相比,在攜帶特定多態等位基因的個體中統計學上更低的疾病或病症發生頻率。
本文所用的術語「相互作用」意欲包括分子間可檢測的關係或關聯(例如生化相互作用),如本質上蛋白質-蛋白質,蛋白質-核酸,核酸-核酸和蛋白質-小分子或核酸-小分子之間的相互作用。
本文關於核酸如DNA或RNA所用的術語「分離的」是指分別從在大分子天然來源中存在的其它DNA,或RNA分離的分子。例如,編碼受試者IL-1多肽之一的分離的核酸優選包括不超過10千鹼基(kb)的天然緊鄰基因組DNA中IL-1基因的核酸序列,更優選不超過5kb這種天然存在的側翼序列,最優選小於1.5kb的這種天然存在的側翼序列。本文所用的術語分離還指基本上不含細胞物質,病毒物質,或當通過重組DNA技術生產時培養基,或當化學合成時的化學前體或其它化學物質的核酸或肽。此外,「分離的核酸」意欲包括天然不是作為片段存在和在自然狀態未發現的核酸片段。術語「分離的」在本文中還用於指從其它細胞蛋白質分離的多肽,並且意欲包括純化和重組的多肽。
「敲入(knock-in)」轉基因動物是指已經將修飾基因導入其基因組的動物,並且修飾基因可以是外源或內源性的。
「剔除」轉基因動物是指其中存在對內源基因表達的部分或完全抑制的動物(例如基於缺失至少基因的一部分,用第二種序列替換至少基因的一部分,引入終止密碼子,編碼關鍵胺基酸的鹼基的突變,或內含子接點的去除等)。
「剔除構建體」是指可以用於降低或抑制細胞中由內源DNA序列編碼的蛋白質的表達的核酸序列。在簡單實施例中,剔除構建體由基因,如IL-1RN基因組成,基因的關鍵部分有缺失,以便活性蛋白不能從中表達。備選地,可以將許多終止密碼子加至天然基因以導致蛋白質的提前終止或可以使內含子接點失活。在典型的剔除構建體中,用可選擇的標記(如neo基因)替換基因的某些部分因此基因可以如下表示IL-1RN 5』/neo/IL-1RN3』,其中IL-1RN 5』和IL-1RN 3』是指基因組或cDNA序列,其分別在相對於部分IL-1RN基因的上遊和下遊,並且其中neo是指新黴素抗性基因。在另一剔除構建體中,將第二種可選擇的標記加入側翼位置因此基因可以表示為IL-1RN/neo/IL-1RN/TK,其中TK是胸苷激酶基因,其可以加至前述構建體的IL-1RN5』或IL-1RN3』序列並且可以另外相對在適當培養基中選擇(即是陰性可選擇標記)。該雙標記構建體允許從典型地保留TK序列的非同源重組事件中選擇去除側翼TK標記的同源重組事件。基因缺失和/或替換可以從外顯子,內含子,特別是內含子接點,和/或調節區域如啟動子進行。
「連鎖不平衡」是指兩個等位基因以大於從給定對照群體中每個等位基因發生的分開頻率所期望的頻率的共遺傳。獨立遺傳的兩個等位基因發生的期望頻率是第一個等位基因的頻率乘以第二個等位基因的頻率。以期望頻率共發生的等位基因稱為「連鎖不平衡」。連鎖不平衡的原因經常是不清楚的。它可以是由於對特定等位基因組合的選擇或遺傳異種群體的最近混合。另外,在標記與疾病基因非常緊密連鎖的情形中,如果疾病突變在最近過去發生以致還未經過足夠的時間以通過特定染色體區域的重組事件達到平衡,期望等位基因(或一組連鎖等位基因)與疾病基因的關聯。當提及由多於一個等位基因組成的等位基因型時,如果所有包含第一個等位基因型的等位基因與第二個等位基因型的至少一個等位基因連鎖不平衡,則第一個等位基因型與第二個等位基因型連鎖不平衡。連鎖不平衡的實例是在IL-1RN(+2018)和IL-1RN(VNTR)多態位點的等位基因之間發生。IL-1RN(+2018)的兩個等位基因與IL-1RN(VNTR)的兩個最頻繁的等位基因,等位基因1和等位基因2是100%連鎖不平衡。
術語「標記」是指已知在個體之間變化的基因組序列。例如,IL-1RN基因具有由可變數量的串聯重複(VNTR)組成的標記。
「突變基因」或「突變」或「功能突變」是指基因的等位基因型,相對於不具有突變基因的受試者,其能夠改變具有突變基因的受試者的表型。通過某些試劑可以校正或補償由突變導致的改變的表型。如果對於該突變受試者必須是純合的以具有改變的表型,則突變稱為隱性的。如果一個拷貝的突變基因足以改變受試者的表型,則突變稱為顯性的。如果受試者具有一個拷貝的突變基因和具有純合和雜合受試者之間的表型(對於該基因),突變稱為共顯性的。
本發明的「非人類動物」包括哺乳動物如嚙齒類,非人靈長類,羊,狗,牛,山羊,等,兩棲類,如非洲爪蟾屬成員,和轉基因鳥類(例如雞,鳥等)。術語「嵌合動物」在本文中用來指其中發現重組基因,或者其中重組基因在動物的一些但不是全部細胞中表達的動物。術語「組織特異性嵌合動物」表示重組IL-1基因之一在一些組織但不在其它組織中存在和/或表達或破壞。術語「非人類哺乳動物」是指哺乳動物綱除了人類以外的任何成員。
如本文所用,術語「核酸」是指多核苷酸或寡核苷酸如脫氧核糖核酸(DNA),並且當適當時,指核糖核酸(RNA)。術語應當也被理解為包括,作為等價物,由核苷酸類似物製成的RNA或DNA的類似物(例如肽核酸)和如適用於描述的實施方案,單(有義或反義)和雙鏈多核苷酸。
術語「營養物(nutraceutical)」如本文所用包括食品和飲食添加劑的FDA定義,其可以在治療疾病或症狀-特別是與炎性疾病有關的疾病或症狀中有價值。因此,「營養物」包括可以用於獲得健康益處的營養成分。這些成分可以是在「食品」-即「功能食品」中或在飲食添加劑中。在1994年10月,飲食添加劑健康和教育法案(Dietary Supplement Health andEducation Act)(「DSHEA」)被籤署為法律。DSHEA認為數百萬的消費者認為飲食添加劑可以提供健康益處。議會通過它的意圖在於在消費者獲得飲食添加劑和FDA當局反對存在安全問題或攜帶假的或誤導標籤的添加劑之間權衡輕重。DSHEA為飲食添加劑的安全性和標籤建立了新的規章制度。FDA有義務以實現DSHEA的方式執行DSHEA。因此,本文所用的「營養物」包括本領域已知的飲食添加劑(例如微生素,礦物質,藥草和其它添加劑),其被消化和意欲補充營養,包括「營養成分」。營養成分可以包括維生素,礦物質,藥草或其它藥材,胺基酸,和營養物質如酶。營養成分還可以是代謝物,組分,提取物,濃縮物,或這些成分的組合。營養物添加劑以包括片,膠囊,液體和棒的形式提供。
術語「多態性」是指基因或其部分(例如等位基因變體)多於一種形式的共存。存在至少兩種不同形式,即兩種不同核苷酸序列的基因的一部分被稱為「基因的多態區域」。基因多態區域的特異基因序列是等位基因。多態區域可以是單核苷酸,其同一性在不同等位基因中不同。多態區域也可以是幾個核苷酸長。
術語「對疾病的傾向」,和對疾病的「傾向」或「易感性」或任何相似的短語含義是某些等位基因因此被發現有關於或預示受試者發展特定疾病(例如血管病)的發生率。與健康個體相比,等位基因因此在患病個體中經常過度表達。因此,這些等位基因可以用來預測疾病,甚至在症狀前或患病前的個體中預測疾病。
本文所用的「小分子」含義是指組合物,其具有小於約5kD和最優選小於約4kD的分子量。小分子可以是核酸,肽,肽模擬物,碳水化合物,脂質或其它有機或無機分子。
如本文所用,術語「特異性雜交」或「特異性檢測」是指核酸分子與樣品核酸的至少約6個連續核苷酸雜交的能力。
「轉錄調節序列」是貫穿本說明書使用的通稱,是指DNA序列,如起始信號,增強子,和啟動子,其誘導或控制它們可操作連接的蛋白質編碼序列的轉錄。
如本文所用,術語「轉基因」是指已經導入細胞的核酸序列(編碼例如一種IL-1多肽,或向其的反義轉錄物)。轉基因可以對於導入其的轉基因動物或細胞部分或完全異源,即外源,或對於導入其的轉基因動物或細胞的內源基因同源,但其被設計來以改變插入其的細胞基因組的方式被插入,或插入到動物基因組中(例如將它在不同於天然基因的位點插入或者它的插入導致剔除)。轉基因還可以以附加體的形式存在於細胞中。轉基因可以包括一個或多個轉錄調節序列和其它任何核酸,如內含子,其可能對於所選核酸的最佳表達是所需的。
「轉基因動物」是指任何動物,優選非人類哺乳動物,鳥或兩棲動物,其中一個或多個動物細胞包含通過人幹預的方式如本領域公知的轉基因技術引入的異源核酸。經過計劃的遺傳操作,如通過用重組病毒顯微注射或通過注射,通過導入細胞前體將核酸直接或間接導入細胞。術語遺傳操作不包括常規的雜交育種,或體外受精,而涉及重組DNA分子的引入。該分子可以整合到基因組中,或可以是染色體外複製的DNA。在本文所述的典型轉基因動物中,轉基因導致細胞表達IL-1多肽之一的重組形式,例如激動劑或拮抗物形式。然而,還考慮其中重組基因是沉默的轉基因動物,例如以下描述的FLP或CRE重組酶依賴性構建體。此外,「轉基因動物」還包括其中一個或多個基因的基因破壞是由人幹預導致的那些重組動物,所述人幹預包括重組和反義技術。術語意欲包括所有後代。因此,包括起始動物及其所有的F1,F2,F3等後代。
本文所用的術語「治療」意欲包括治癒以及改善病症或疾病的至少一種症狀。
術語「載體」是指核酸分子,其能夠運輸已經與它連接的另一核酸。一類優選載體是附加體,即能夠在染色體外複製的核酸。優選載體是能夠自主複製和/或表達與它們連接的核酸的那些。能夠指導與它們可操作連接的基因表達的載體在此處被稱為「表達載體」。通常,用於重組DNA技術的表達載體經常是「質粒」形式,其通常是指環狀雙鏈DNA環,它們的載體形式與染色體不結合。在本說明書中,「質粒」和「載體」可以交換使用,因為質粒是最常用的載體形式。然而,本發明隨後於此意欲包括這種其它形式的表達載體,其起相當的作用並為本領域所知。
術語「野生型等位基因」是指基因的等位基因,當以兩個拷貝存在受試者中時其導致野生型表型。因為基因中的某些核苷酸變化可能不影響具有兩個拷貝具有核苷酸變化的基因的受試者的表型,可以存在特定基因的多個不同野生型等位基因。
4.3等位基因的檢測許多方法可供檢測人多態基因座的特定等位基因。用於檢測特定多態等位基因的優選方法將部分依賴於多態性的分子性質。例如,多態基因座的不同等位基因形式可以通過DNA單鹼基對區別。這種單核苷酸多態性(或SNP)是遺傳變異的主要貢獻者,包含約80%的所有已知多態性,它們在人類基因組中的密度估計為平均每1,000個鹼基對1個。SNP是最頻繁的二等位基因-僅以兩種不同形式存在(儘管高達四種不同形式的SNP,對應於在DNA中出現的四種不同核苷酸鹼基,在理論上是可能的)。然而,SNP在突變上比其它多態性更穩定,使它們適合於關聯研究,其中將標記和未知變體之間的連鎖不平衡用於將致病突變作圖。另外,因為SNP典型地僅具有兩種等位基因,它們可以通過簡單的正/負測定而不是長度測量來基因分型,使它們更易於自動化。
多種方法可供檢測個體中特定單核苷酸多態等位基因的存在。該領域的進展已經提供準確,容易和便宜的大規模SNP基因分型。最近,例如已經描述幾種新技術,包括動態等位基因特異性雜交(DASH),微板陣列對角凝膠電泳(MADGE),焦磷酸測序(pyrosequencing),寡核苷酸特異性連接,TaqMan系統以及各種DNA「晶片」技術如Affymetrix SNP晶片。這些方法要求靶基因區域典型地通過PCR的擴增。還有其它新開發的方法,其基於通過侵入裂解產生小信號分子,接著質譜分析或固定化鎖定探針和滾環擴增,最終可能消除PCR的需要。如下總結本領域已知的用於檢測特定單核苷酸多態性的幾種方法。本發明的方法應當理解為包括所有可利用的方法。
已經開發幾種方法以促進單核苷酸多態性的分析。在一個實施方案中,通過使用專門的抗外切核酸酶的核苷酸可以檢測單鹼基多態性,如例如Mundy,C.R.(美國專利4,656,127)所公開。根據該方法,與緊接多態位點3』的等位基因序列互補的引物允許與從特定動物或人獲得的靶分子雜交。如果在靶分子上的多態位點包含與存在的特定抗外切核酸酶的核苷酸衍生物互補的核苷酸,那麼該衍生物將被摻入到雜交引物的末端。該摻入導致引物抗外切核酸酶,由此允許它的檢測。因為樣品抗外切核酸酶的衍生物的身份是已知的,引物已經變得抗外切核酸酶的發現顯示存在靶分子的多態位點中的核苷酸與用於反應中的核苷酸衍生物互補。該方法具有優勢即它不要求測定大量的外來序列數據。
在本發明的另一實施方案中,基於溶液的方法被用於測定多態位點核苷酸的同一性。Cohen,D.等(法國專利2,650,840;PCT申請No.WO91/02087)。如在美國專利4,656,127的Mundy方法中,使用與緊接多態位點3』的等位基因序列互補的引物。使用標記的雙脫氧核苷酸衍生物,該方法確定那個位點的核苷酸的同一性,所述雙脫氧核苷酸衍生物如果與多態位點的核苷酸互補將變得摻入引物的末端。
Goelet,P.等(PCT申請92/15712)描述一種備選方法,稱為遺傳位分析法(Genetic BitAnalysis)或GBA.TM。Goelet,P.等的方法使用標記的終止子和引物的混合物,所述引物與多態位點3』的序列互補。摻入的標記的終止子因此通過存在於被評估的靶分子的多態位點中的核苷酸而測定並與其互補。與Cohen等的方法(法國專利2,650,840;PCT申請No.WO91/02087)形成對比,Goelet,P.等的方法優選是不均勻相測定,其中將引物或靶分子固定於固相。
近來,已經描述幾種用於測定DNA中多態位點的引物引導的核苷酸摻入方法(Komher,J.S.等,Nucl.Acids.Res.177779-7784(1989);Sokolov,B.P.,Nucl.Acids Res.183671(1990);Syvanen,A.-C.,等,Genomics 8684-692(1990);Kuppuswamy,M.N.等,Proc.Natl.Acad.Sci.(U.S.A.)881143-1147(1991);Prezant,T.R.等,Hum.Mutat.1159-164(1992);Ugozzoli,L.等,GATA 9107-112(1992);Nyren,P.等,Anal.Biochem.208171-175(1993))。這些方法區別於GBA.TM,在於它們全部依賴於標記的脫氧核苷酸的摻入以在多態位點處的鹼基之間區別。在該形式中,因為信號與摻入的脫氧核苷酸的數量成比例,在相同核苷酸的運行中出現的多態性可以產生與運行長度成比例的信號(Syvanen,A.-C.,等,Amer.J.Hum.Genet.5246-59(1993))。
對於導致蛋白質翻譯的過早終止的突變,蛋白質截短試驗(PTT)提供有效的診斷方法(Roest,等,(1993)Hum.Mol. Genet.21719-21;van derLuijt,等,(1994)Genomics 201-4)。對於PTT,RNA最初從可利用的組織中分離並被逆轉錄,通過PCR擴增目的區段。然後將逆轉錄PCR的產物用作嵌套PCR擴增的模板,引物包含RNA聚合酶啟動子和用於起始真核生物翻譯的序列。在擴增目的區域以後,摻入到引物的獨特基序允許PCR產物的連續體外轉錄和翻譯。經過翻譯產物的十二烷基硫酸鈉-聚丙烯醯胺凝膠電泳以後,截短多肽的出現指示導致翻譯過早終止的突變的存在。在該技術的變體中,當目的靶區域來源於單個外顯子時,將DNA(與RNA相反)用作PCR模板。
可以利用任何細胞類型或組織以獲得用於本文所述診斷的核酸樣品。在優選實施方案中,DNA樣品獲自體液,例如通過已知技術(例如靜脈穿刺)獲得的血液或唾液。備選地,可以在乾燥樣品(例如頭髮或皮膚)上進行核酸檢驗。當使用RNA或蛋白質時,可以使用的細胞或組織必須表達IL-1基因。
還可以直接在獲自活組織檢查或切除術的受試者組織的組織切片(固定和/或冷凍)上原位進行診斷步驟,因此不需要核酸純化。可以將核酸試劑用作該原位方法的探針和/或引物(參見例如,Nuovo,G.J.,1992,PCR insitu hybridizationprotocols and applications,Raven Press,NY)。
除了主要集中在檢測一個核酸序列的方法以外,在該檢測方案中還可以評估圖譜。例如通過使用差異顯示方法,Northern分析和/或RT-PCR可以產生指紋圖譜。
優選的檢測方法是使用探針的等位基因特異性雜交,所述探針重疊IL-1促炎單倍型的至少一個等位基因區域和具有突變或多態區域周圍約5,10,20,25,或30個核苷酸。在本發明的優選實施方案中,將能夠與其它涉及再狹窄的等位基因變體特異性雜交的幾個探針附著在固相載體,例如「晶片」(其可以容納高達約250,000個寡核苷酸)。寡核苷酸可以通過包括平版印刷術的多種方法與固相載體結合。例如在Cronin等(1996)Human Mutation 7244中描述使用這些包含寡核苷酸的晶片,也稱為「DNA探針陣列」的突變檢測分析。在一個實施方案中,晶片包含基因的至少一個多態區域的所有等位基因變體。然後將固相載體與檢驗核酸接觸並檢測與特異性探針的雜交。因此,在簡單的雜交實驗中可以鑑定一個或多個基因的許多等位基因變體的同一性。
這些技術可以還包含在分析前擴增核酸的步驟。擴增技術對於本領域技術人員是已知的,並包括但不限於克隆,聚合酶鏈式反應(PCR),特異性等位基因的聚合酶鏈式反應(ASA),連接酶鏈式反應(LCR),嵌套聚合酶鏈式反應,自動維持序列擴增(Guatelli,J.C.等,1990,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 871874-1878),轉錄擴增系統(Kwoh,D.Y.等,1989,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 861173-1177),和Q-Beta複製酶(Lizardi,P.M.等,1988,Bio/Technology 61197)。
擴增產物可以以多種方式測定,包括大小分析,限制消化接著大小分析,在反應產物中檢測特異性標記的寡核苷酸引物,等位基因特異性寡核苷酸(ASO)雜交,等位基因特異性5』外切核酸酶檢測,測序,雜交等。
基於PCR的檢測方法可以同時包括多重擴增多個標記。例如,在本領域中公知選擇PCR引物以產生大小不重疊並且可以同時分析的PCR產物。備選地,可以用區別標記和因此每個可以區別檢測的引物擴增不同標記。當然,基於雜交的檢測方法允許樣品中多個PCR產物的差異檢測。本領域已知其它技術允許多個標記的多重分析。
在僅僅說明性的實施方案中,方法包括以下步驟(i)從患者收集細胞樣品,(ii)從樣品細胞中分離核酸(例如,基因組,mRNA或兩者),(iii)在各種條件下將核酸樣品與一個或多個引物接觸以便發生等位基因的雜交和擴增,所述引物與IL-1促炎單倍型的至少一個等位基因5』和3』特異性雜交,和(iv)檢測擴增產物。如果這些分子以極低數量存在,這些檢測方案對於檢測核酸分子特別有用。
在受試者測定的優選實施方案中,通過限制酶切割圖譜的改變鑑定IL-1促炎單倍型的等位基因。例如,分離樣品和對照DNA,擴增(任選地),用一種或多種限制內切核酸酶消化,通過凝膠電泳確定片段長度大小。
在還有另一實施方案中,本領域已知的多種測序反應中的任何一種可以用於直接將等位基因測序。示例性的測序反應包括基於由Maxim和Gilbert((1977)Proc.Natl Acad Sci USA 74560)或Sanger(Sanger等(1977)Proc.Nat.Acad.Sci USA 745463)開發的技術的那些。還考慮當進行受試者測定時可以使用多種自動測序方法中的任何一種(參見例如Biotechniques(1995)19448),包括通過質譜測序(參見例如PCT公開WO94/16101;Cohen等(1996)Adv Chromatogr 36127-162;和Griffin等(1993)Appl Biochem Biotechnol 38147-159)。對於本領域技術人員將明顯的是,對於某些實施方案,僅僅需要在測序反應中確定一個,兩個或三個核酸鹼基的出現。例如,可以進行A-跟蹤(track)等,如其中僅檢測一個核酸。
在另一實施方案中,可以使用防止切割劑(如核酸酶,羥胺或四氧化鋨和哌啶)的保護來檢測RNA/RNA或RNA/DNA或DNA/DNA異源雙鏈中的錯配鹼基(Myers,等(1985)Science 2301242)。通常,「錯配切割」的現有技術通過提供通過將含有野生型等位基因的(標記的)RNA或DNA與樣品雜交形成的異源雙鏈起始。用試劑處理雙鏈體,該試劑切割雙鏈體的單鏈區域,如由於對照和樣品鏈之間的鹼基對錯配導致其將存在。例如,可以用RNA酶處理RNA/DNA雙鏈體,用S1核酸酶處理DNA/DNA雜交物(hybrid)以酶促消化錯配區域。在其它實施方案中,可以用羥胺或四氧化鋨和哌啶處理DNA/DNA或RNA/DNA雙鏈體以便消化錯配區域。在消化錯配區域以後,然後通過在變性聚丙烯醯胺凝膠上通過大小分離得到的物質以確定突變位點。參見例如Cotton等(1988)Proc.NatlAcad Sci USA854397;和Saleeba等(1992)Methods Enzymol.217286-295。在優選實施方案中,可以將對照DNA或RNA標記以用於檢測。
在還有另一實施方案中,錯配切割反應使用一種或多種識別雙鏈DNA中的錯配鹼基對的蛋白質(所謂「DNA錯配修復」酶)。例如大腸桿菌mutY酶在G/A錯配處切割A,來自HeLa細胞的胸苷DNA糖基化酶在G/T錯配處切割T(Hsu等(1994)Carcinogenesis 151657-1662)。按照例舉的實施方案,基於IL-1基因座單倍型的等位基因的探針與來自檢驗細胞的cDNA或其它DNA產物雜交。用DNA錯配修復酶處理雙鏈體,從電泳方案等可以檢測切割產物,如果有的話。參見例如美國專利5,459,039。
在其它實施方案中,電泳遷移率的改變將可以用來鑑定IL-1基因座等位基因。例如,單鏈構象多態性(SSCP)可以用於檢測突變型和野生型核酸之間的電泳遷移率的差異(Orita等(1989)Proc Natl.Acad.Sci USA 862766,還參見Cotton(1993)Mutat Res 285125-144;和Hayashi(1992)Genet Anal Tech Appl 973-79)。將樣品和對照IL-1基因座等位基因的單鏈DNA片段變性並允許復性。單鏈核酸的二級結構根據序列而變化,導致的電泳遷移率的改變使能夠檢測甚至單一的鹼基變化。可以將DNA片段標記或用標記探針檢測。通過使用RNA(而不是DNA)可以增強測定的靈敏性,在RNA中二級結構對序列變化更敏感。在優選實施方案中,基於電泳遷移率的變化,主題方法使用異源雙鏈體分析來分離雙鏈異源雙鏈分子(Keen等(1991)Trends Genet 75)。
在還有另一實施方案中,使用變性梯度凝膠電泳(DGGE)測定在含有梯度變性劑的聚丙烯醯胺凝膠中等位基因的運動(Myers等(1985)Nature313495)。當將DGGE用作分析方法時,例如通過PCR加入約40bp高-熔解富含GC的DNA的GC夾(clamp)修飾DNA以確保它不完全變性。在另一實施方案中,使用溫度梯度替代變性劑梯度來鑑定對照和樣品DNA的遷移率差異(Rosenbaum和Reissner(1987)Biophys Chem 26512753)。
其它用於檢測等位基因的技術的實例包括但不限於,選擇性寡核苷酸雜交,選擇性擴增,或選擇性引物延伸。例如,可以製備其中已知突變或核苷酸差異(例如在等位基因變體中)被放置在中央的寡核苷酸引物,然後在只有當發現完全匹配時允許雜交的條件下與靶DNA雜交(Saiki等(1986)Nature 324163);Saiki等(1989)Proc.Natl Acad.Sci USA 866230)。當寡核苷酸與PCR擴增的靶DNA雜交時該等位基因特異性寡核苷酸雜交技術可以用於檢測每個反應一個突變或多態區域,當寡核苷酸附著在雜交膜和與標記的靶DNA雜交時該技術可以用於檢測許多不同突變或多態區域。
備選地,依賴於選擇性PCR擴增的等位基因特異性擴增技術可以與本發明結合使用。用作特異性擴增的引物的寡核苷酸可以在分子中央攜帶所關心的突變或多態區域(因此擴增取決於示差雜交)(Gibbs等(1989)Nucleic Acids Res.172437-2448),或者在一條引物的最3』末端,其中在適當條件下可以防止錯配,或減少聚合酶延伸(Prossner(1993)Tibtech 11238)。另外,可以期望在突變區域引入新的限制位點以產生基於切割的檢測(Gasparini等(1992)Mol.Cell Probes 61)。預期在某些實施方案還可以使用用於擴增的Taq連接酶來進行擴增(Barany(1991)Proc.Natl.Acad.Sci USA 88189)。在這些情形中,只有當5』序列的3』末端存在完全匹配時發生連接,使可以通過檢查擴增的存在或缺乏來檢測在特定位點已知突變的存在。
在另一實施方案中,如例如U.S.專利4,998,617和在Landegren,U.等((1988)Science 2411077-1080)所述,使用寡核苷酸連接測定(OLA)進行等位基因變體的鑑定。OLA方案使用兩條寡核苷酸,其設計來能夠與靶單鏈的鄰接序列雜交。寡核苷酸之一與分離標記連接,例如生物素化,另一條可檢測地標記。如果在靶分子中發現精確的互補序列,寡核苷酸將雜交以致它們的末端鄰接,並產生連接底物。然後連接允許使用抗生物素蛋白或另外的生物素配體回收標記的寡核苷酸。Nickerson,D.A.等已經描述結合PCR和OLA屬性的核酸檢測分析(Nickerson,D.A.等(1990)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 878923-27)。在該方法中,將PCR用於實現靶DNA的指數擴增,然後使用OLA檢測。
已經開發幾種基於該OLA方法的技術並可以用於檢測IL-1基因座單倍型的等位基因。例如,美國專利5,593,826公開OLA,其使用具有3』-氨基的寡核苷酸和5』-磷酸化寡核苷酸以形成具有氨基磷酸酯連接的偶聯物。在Tobe等((1996)Nucleic Acids Res 243728)描述的另一種OLA變體中,與PCR結合的OLA允許在單個微量滴定孔中將兩個等位基因分型。通過用獨特的半抗原,即羊地黃毒苷和螢光素標記每種等位基因特異性引物,通過使用半抗原特異性抗體可以檢測每種OLA反應,所述半抗原特異性抗體用不同酶報告基因(reporter),鹼性磷酸酶或辣根過氧化物酶標記。該系統允許使用導致兩種不同顏色產生的高通量形式檢測兩個等位基因。
本發明另一實施方案涉及用於檢測發展再狹窄的傾向的試劑盒。該試劑盒可包含一種或多種寡核苷酸,包括與IL-1基因座單倍型的至少一個等位基因5』和3』雜交的5』和3』寡核苷酸。PCR擴增寡核苷酸應當在相隔25和2500個鹼基對之間,優選相隔約100和約500個鹼基之間雜交,以便產生大小便於隨後分析的PCR產物。
特別優選的引物包括在圖8-11中描述的核苷酸序列。來自包含人IL-1基因座的人染色體2q13-的最新序列信息和最新的關於該基因座可獲得的人多態性信息的可用性促進用於通過本發明方法擴增和檢測IL-1多態等位基因的另外的寡核苷酸的設計。例如,分別在圖1(GenBank登記號X03833),2(GenBank登記號X04500)和3(GenBank登記號X64532)中顯示關於IL-1A,IL-1B和IL-1RN的DNA序列。使用該序列信息和本領域已知用於設計和優化引物序列的標準技術,可以容易地設計用於檢測這些基因中人類多態性的適當引物。例如通過使用可商購的引物選擇程序如Primer 2.1,Primer 3或GeneFisher可以完成這些引物序列的最優設計(還參見Nicklin M.H.J.,Weith A.Duff G.W.,「A Physical Map of theRegion Encompassing the Human Interleukin-1α,Interleukin-1β,andInterleukin-1Receptor Antagonist Genes」Genomics 19382(1995);Nothwang H.G,等「Molecular Cloning of the Interleukin-1 gene ClusterConstruction of an Integrated YAC/PAC Contig and a partial transcriptionalMap in the Region of Chromosome 2ql 3」Genomics 41370(1997);Clark,等(1986)Nucl.Acids.Res.,147897-7914[出版錯誤在Nucleic Acids Res.,15868(1987)和URL http//www.gdb.org的Genome Database(GDB)計劃中出現]。
關於試劑盒中的使用,寡核苷酸可以是多種天然和/或合成組合物中的任何一種,如合成寡核苷酸,限制片段,cDNA,合成肽核酸(PNA),等。分析試劑盒和方法還可以使用標記的寡核苷酸以允許在測定中易於鑑定。可以使用的標記的實例包括放射標記,酶,螢光化合物,鏈黴抗生物素,抗生物素蛋白,生物素,磁性部分,金屬結合部分,抗原或抗體部分等。
試劑盒可以任選地還包括DNA取樣裝置。DNA取樣裝置對於本領域技術人員是公知的並且可以包括但不限於基質,如濾紙,AmpliCard.TM(University of Sheffield,Sheffield,England S10 2JF;Tarlow,JW,等,J.ofInvest.Dermatol.103387-389(1994))等;DNA純化試劑如Nucleo.TM試劑盒,裂解緩衝液,蛋白酶溶液等;PCR試劑,如10x反應緩衝液,熱穩定性聚合酶,dNTP等;和等位基因檢測裝置如HinfI限制酶,等位基因特異性寡核苷酸,用於從幹血的嵌套PCR的簡併寡核苷酸引物。
4.4藥物基因組學(pharmacogenomics)單獨或結合關於其它有助於特定疾病或病症的遺傳缺陷的信息,了解與發展特定疾病或病症的敏感性相關的特定等位基因允許按照個體的遺傳圖譜定製化預防或治療,這是「藥物基因組學」的目標。因此,個體IL-1圖譜與種群圖譜關於血管疾病的比較,允許選擇或設計藥物或其它治療方案,其期望對於特定患者或患者群體(即一組具有相同遺傳改變的患者)是安全和有效的。
另外,基於遺傳圖譜靶向期望顯示最高臨床益處的群體的能力使可以1)重新定位已經上市的藥物;2)拯救由於安全性或功效限制導致中斷臨床開發的患者亞群特異性的候選藥物;和3)加速和更便宜地開發候選療法和更優化的藥物標籤(例如因為測量各種劑量的藥劑對致病突變的效果對於優化有效劑量是有用的)。
通過測定蛋白質(例如IL-1α,IL-1β,或IL-1Ra),mRNA和/或轉錄水平可以監測特定療法的個體治療。根據檢測水平,然後可以維持或調整(增加或減少劑量)治療方案。在優選實施方案中,用藥劑治療受試者的效力包含以下步驟(i)在給藥藥劑之前從受試者中獲得給藥前樣品;(ii)檢測給藥前樣品中的蛋白質,mRNA或基因組DNA的水平或數量;(iii)從受試者中獲得一個或多個給藥後的樣品;(iv)在給藥後的樣品中檢測蛋白質,mRNA或基因組DNA的表達水平或活性;(v)將在給藥前的樣品中蛋白質,mRNA或基因組DNA的表達水平或活性分別與在給藥後的樣品中對應的蛋白質,mRNA或基因組DNA比較;和(vi)相應地改變對受試者的藥劑給藥。
還可以在治療劑給藥之前和之後獲得受試者的細胞以檢測除了IL-1基因以外的基因的表達水平,以證實治療劑未增加或減少可能有害的基因的表達。這可以例如通過使用轉錄作圖(profiling)的方法完成。因此,可以將來自體內暴露於治療劑的細胞的mRNA和來自未暴露於治療劑的相同類型細胞的mRNA逆轉錄和與含有來自多個基因的DNA的晶片雜交,由此比較在用治療劑處理或未處理的細胞中基因的表達。
4.5.用於與IL-1多態性有關的疾病和病症的治療劑用於與IL-1多態性或單倍型有關的疾病和病症的治療劑是指防止或延遲受試者中特定疾病或症狀的發展或緩解其症狀的任何試劑或治療方案(包括藥物,營養物和外科方法)。治療劑可以是多肽,肽模擬物,核酸或其它無機或有機分子,優選包括維生素,礦物質和其它養分的「小分子」。通過模仿或加強(激動)或抑制(拮抗)天然存在的多肽作用,優選治療劑可以調節IL-1多肽的至少一種活性,例如與受體的相互作用。激動劑可以是野生型蛋白質或其具有至少一種野生型生物活性例如受體結合活性的衍生物。激動劑還可以是上調基因表達或者增加蛋白質的至少一種生物活性的化合物。激動劑還可以是增加多肽與另一分子例如受體相互作用的化合物。拮抗物可以是抑制或減少蛋白質和另一分子例如受體之間的相互作用的化合物,或者是阻斷信號轉導或翻譯後加工的試劑(例如IL-1轉化酶(ICE)抑制劑)。因此,優選的拮抗物是抑制或減少與受體結合和由此阻斷隨後受體激活的化合物。拮抗物還可以是下調基因表達或減少存在的蛋白質的量的化合物。拮抗物可以是顯性失活形式(negative form)的多肽,例如能夠與靶肽例如受體相互作用但是不促進受體激活的形式的多肽。拮抗物還可以是編碼顯性失活形式的多肽的核酸,反義核酸,或能夠與RNA特異性相互作用的核酶。還有的其它拮抗物是與多肽結合和抑制其作用的分子。這些分子包括肽,例如不具有生物活性和抑制與受體結合的各種形式的靶肽。因此,這些肽將與蛋白質的活性位點結合和防止它與靶肽相互作用。還有的其它拮抗物包括與分子表位特異性相互作用,以致結合幹涉多肽的生物學功能的抗體。在還有另一優選實施方案中,拮抗物是小分子,如能夠抑制多肽和靶受體之間相互作用的分子。備選地,通過與除了受體結合位點以外的位點相互作用,小分子可以用作拮抗物。
IL-1(例如IL-1α,IL-1β或IL-1受體拮抗物)或由與IL-1基因連鎖不平衡的基因編碼的蛋白質的調節物可以包含任何類型的化合物,包括蛋白質,肽,肽模擬物(peptidomimetic),小分子,或核酸。優選的拮抗物包括核酸(例如編碼IL-1蛋白或被IL-1蛋白上調或下調的基因),蛋白質(例如IL-蛋白質或由此上調或下調的蛋白質)或小分子(例如調節IL-1蛋白表達或結合)。例如使用本文所述的測定可以鑑定的優選拮抗物,包括核酸(例如單(反義)或雙鏈(三鏈體)DNA或PNA和核酶),蛋白質(例如抗體)和用於制止或抑制IL-1轉錄和/或蛋白質活性的小分子。
4.6.有效劑量和製劑和應用通過在細胞培養物或實驗動物中例如用於測定LD50(50%群體致死的劑量)和Ed50(50%群體治療有效的劑量)的標準藥物程序,可以測定這些化合物的毒性和治療功效。有毒和治療作用之間的劑量比率是治療指數,它可以表達為比率LD50/ED50。優選顯示大的治療指數的化合物。儘管可以使用顯示毒性副作用的化合物,應當小心設計傳遞系統,其將這些化合物靶向受影響組織的部位,以便最小化對未感染細胞的潛在損傷和由此減小副作用。
從細胞培養測定和動物研究獲得的數據可以用於配製各種用於人類的劑量。這些化合物的劑量優選位於包括ED50具有很小或無毒性的循環濃度範圍內。根據所用劑型和所用給藥途徑,劑量可以在該範圍內變化。對於本發明方法中所用的任何化合物,最初從細胞培養測定中可以評估治療有效劑量。在動物模型中可以配製劑量以獲得包括如細胞培養中測定的IC50(即獲得症狀最大抑制一半的檢測化合物的濃度)的循環血漿濃度範圍。該信息可以用於更準確地測定人類中的有效劑量。例如通過高效液相色譜可以測量血漿中的水平。
可以使用一種或多種生理上可接受的載體或賦形劑以常規方法配製按照本發明使用的組合物。因此,可以配製化合物和它們生理上可接受的鹽和溶劑化物,用於通過例如注射,吸入或吹入(通過嘴或鼻)給藥或口服,頰含(buccal),腸胃外或直腸給藥。
對於該治療,可以將本發明化合物配製用於各種負荷的給藥,包括系統和局部(topical)或定位(localized)給藥。技術和配製通常可以在Remmington′s Pharmaceutical Sciences,Meade Publishing Co.,Easton,Pa中發現。對於全身給藥,優選注射,包括肌內,靜脈內,腹膜內和皮下。對於注射,可以將本發明化合物配製在液體溶液中,優選在生理相容的緩衝液如Hank’s溶液或Ringer’s溶液。另外,化合物可以以固體形式配製和在即將使用前再溶解或懸浮。還包括凍幹形式。
對於口服給藥,組合物可以採用例如片劑或膠囊的形式,其是通過常規方法用以下各項製備藥用賦形劑如粘合劑(例如預先糊化的玉米澱粉,聚乙烯吡咯烷酮或羥丙基甲基纖維素);填充劑(例如乳糖,微晶纖維素或磷酸氫鈣);潤滑劑(例如硬脂酸鎂,滑石或矽石);崩解劑(例如馬鈴薯澱粉或羥基乙酸澱粉鈉);或溼潤劑(例如十二烷基硫酸鈉)。可以用本領域公知的方法包衣片劑。用於口服給藥的液體製劑可以採取例如溶液,糖漿或混懸劑的形式,或者它們可以作為在使用前與水或其它適當載體組構的乾產品存在。通過常規方法用藥用添加劑可以製備這些液體製劑,所述藥用添加劑如懸浮劑(例如山梨糖醇糖漿,纖維素衍生物或氫化食用脂肪);乳化劑(例如卵磷脂或阿拉伯膠);非水性載體(例如ationd油,油性酯,乙醇或分級的植物油);和防腐劑(例如甲基或丙基對羥基苯甲酸酯或山梨酸)。如果適當製劑還可以包含緩衝鹽,調味劑,著色劑和甜味劑。
可以將用於口服給藥的製劑適當地配製以產生活性化合物的控釋。對於頰含給藥組合物可以採取以常規方法配製的片劑或錠劑的形式。對於通過吸入給藥,按照本發明使用的化合物便利地以來自加壓包裝或噴霧器的氣溶膠噴霧呈遞的形式使用適當的推進劑傳遞,所述推進劑例如二氯二氟甲烷,三氯氟甲烷,二氯四氟乙烷,二氧化碳或其它適當的氣體。在加壓氣溶膠的情形中,通過提供閥門以傳遞計量的量可以測定劑量單位。可以配製用於吸入器或吹入器的例如明膠的膠囊和藥筒,其包含化合物和適當粉末基質如乳糖或澱粉的粉末混合物。
可以配製化合物用於腸胃外給藥,其通過注射例如通過大丸劑注射或連續輸注。用於注射的製劑可以與加入的防腐劑以單位劑量形式,例如在安剖中或在多劑量容器中存在。組合物可以採取諸如在油性或水性載體中的混懸液,溶液或乳劑的形式,並且可以包含配製試劑如混懸劑,穩定劑和/或分散劑。備選地,活性成分可以是在使用前與適當載體例如無菌不含熱原的水組構的粉末形式。
化合物還可以配製成直腸組合物如栓劑或保留灌腸劑,例如包含常規栓劑基質如可可油或其它甘油酯。
除了前述製劑,化合物還可以配製成貯存製劑。這些長效製劑可以通過移植(例如皮下或肌內)或通過肌內注射施用。因此,例如化合物可以用適當的聚合或疏水性物質(例如作為可接受油中的乳劑)或離子交換樹脂配製,或配製成微溶衍生物,例如微溶鹽。其它適當的傳遞系統包括微球體,其提供在延長時期的時間內局部非侵害傳遞藥物的可能性。該技術利用前毛細血管大小的微球體,其可以經由冠狀動脈導管注射到例如心臟或其它器官的任何選擇的部分而不導致炎症或局部缺血。施用的治療劑從這些微球體緩慢地釋放並被周圍組織細胞(例如內皮細胞)吸收。
還可以通過經黏膜或經皮的方法全身給藥。對於經黏膜或經皮給藥,在製劑中使用適於被滲透的屏障的滲透劑。該滲透劑在本領域公知,並且包括例如用於經黏膜給藥膽汁鹽和梭鏈孢酸衍生物。另外,可以使用洗滌劑以促進滲透。經黏膜給藥可以通過鼻噴霧或使用栓劑。對於局部給藥,本發明的寡聚體可以配製成本領域公知的軟膏,藥膏,凝膠,或乳膏。可以局部使用洗液以處理損傷或炎症以加速癒合。
如果需要,組合物可以存在於包裝或分配器裝置之中,其可以含有一種或多種含有活性成分的單位劑量形式。包裝例如可以包含金屬或塑料箔,如泡罩包裝。包裝或分配器裝置可以附有給藥使用說明。
4.7.鑑定治療劑的測定基於導致或有助於與IL-1多態性或單倍型有關的疾病或紊亂發展的突變的鑑定,本發明另外特徵在於用於鑑定治療劑的基於細胞或無細胞的測定。在一個實施方案中,在測試化合物單獨存在下或在測試化合物和另外的蛋白質的存在下,溫育在其細胞膜外表面上表達IL-1受體或由與IL-1基因連鎖不平衡的基因編碼的蛋白質的受體的細胞,並例如通過使用微生理儀(microphysiometer)(McConnell等(1992)Science 2571906)檢測測試化合物和受體之間或蛋白質(優選標記蛋白質)和受體之間的相互作用。通過微生理儀檢測作為培養基酸化變化的受體和測試化合物或蛋白質之間的相互作用。該測定系統因此提供鑑定例如通過幹涉蛋白質-受體相互作用起作用的分子拮抗物以及例如通過激活受體起作用的分子激動劑的方法。
細胞或無細胞測定還可以用於鑑定調節IL-1基因或與其連鎖不平衡的基因的表達,調節mRNA翻譯或調節mRNA或蛋白質穩定性的化合物。因此,在一個實施方案中,將能夠產生IL-1或其它蛋白質的細胞,與測試化合物溫育,測量細胞培養基中生產的蛋白質的量,並與從未與測試化合物接觸的細胞中生產的量比較。通過各種對照分析,例如測量一個或多個對照基因的表達,可以證實化合物相對於蛋白質的特異性。特別是,該分析可以用於測定反義,核酶和三聚體化合物的功效。
無細胞測定還可以用於鑑定能夠與蛋白質相互作用,由此改變蛋白質活性的化合物。該化合物可以例如修飾蛋白質的結構由此影響它與受體結合的能力。在優選實施方案中,用於鑑定這些化合物的無細胞測定基本上由反應混合物組成,所述反應混合物包含在結合配體的存在或不存在條件下蛋白質和測試化合物或測試化合物庫。測試化合物可以是例如結合配體的衍生物,例如無生物活性的靶肽或小分子。
因此,本發明的一個示例性篩選測定包括將蛋白質或其功能片段與測試化合物或測試化合物庫接觸和檢測複合體的形成的步驟。為了檢測目的,分子可以用特異的標記來標記,測試化合物或測試化合物庫用不同的標記標記。於是在溫育步驟和洗滌步驟以後通過測定兩種標記的水平可以檢測測試化合物與蛋白質或其片段的相互作用。在洗滌步驟以後兩種標記的存在表示相互作用。
通過使用檢測表面等離子共振(SPR),一種光學現象的實時BIA(生物分子相互作用分析,Pharmacia Biosensor AB)也可以鑑定分子間的相互作用。檢測依賴於在生物特異性界面大分子質量濃度的變化,不需要標記任何反應物。在一個實施方案中,可以將測試化合物庫固定在傳感器表面,例如,其形成微流量池的一個池壁。然後含有蛋白質或其功能片段的溶液連續流過傳感器表面。如信號記錄所示的共振角的變化顯示相互作用已經發生。該技術例如在Pharmacia的BIA技術手冊中進一步描述。
本發明另一示例性的篩選測定包括以下步驟(a)形成反應混合物,其包括(i)IL-1或其它蛋白質,(ii)適當的受體,和(iii)測試化合物;和(b)檢測蛋白質和受體的相互作用。與缺乏測試化合物的相互作用相比,在測試化合物存在條件下蛋白質和受體的相互作用的統計學顯著變化(加強或抑制)顯示可能的拮抗物(抑制劑)。該測試的化合物可以同時接觸。備選地,蛋白質可以首先與測試化合物接觸適當量的時間,接著將受體加入反應混合物。通過使用各種濃度的測試化合物獲得的數據產生劑量反應曲線可以評估化合物的功效。此外,還可以進行對照測定以提供比較的基線。
通過各種技術可以檢測在蛋白質和受體之間的複合體形成。通過免疫測定,或通過色譜檢測,使用例如可檢測的標記蛋白質,如放射性標記,螢光標記,或酶促標記的蛋白質或受體,可以定量複合體形成的調節。
典型地,期望固定化蛋白質或受體以促進從非複合形式的一種或兩種蛋白質中分離複合體以及適應測定的自動化。在任何適於包含反應物的容器中可以完成蛋白質和受體的結合。實例包括微量滴定板,試管,和微型離心管。在一個實施方案中,可以提供融合蛋白質,其增加允許蛋白質與基質結合的結構域。例如,穀胱甘肽-S-轉移酶融合蛋白質可以吸附到穀胱甘肽瓊脂糖珠粒(Sigma Chemical,St.Louis,MO)或穀胱甘肽衍生化的微量滴定板上,其然後與受體例如35S-標記的受體,和測試化合物結合,儘管稍微更嚴謹的條件可能更理想,在有助於複合體形成的條件下,例如在鹽和pH的生理條件下,溫育混合物。在溫育後,洗滌珠粒以去除任何未結合的標記,將基質固定和直接測定放射性標記(例如將珠粒放於閃爍體中),或在隨後將複合體解離後在上清液中測定。備選地,複合體可以從基質上解離,通過SDS-PAGE分離,使用如在後附實施例中所述的標準電泳技術從凝膠中定量在珠級分中發現的蛋白質或受體的水平。其它用於固定蛋白質於基質上的技術也可以供主題測定使用。例如,利用生物素和鏈黴抗生物素的偶聯可以固定化蛋白質或受體。也可以製備轉基因動物以鑑定激動劑和拮抗物或證實候選治療劑的安全性和功效。本發明的轉基因動物可以包括非人類動物,其包含在適當內源啟動子的控制下或在異源啟動子的控制下的再狹窄致病突變。
轉基因動物還可以是含有在適當啟動子的控制下轉基因如報告基因或其片段的動物。這些動物用於例如鑑定如通過調節基因表達來調節IL-1蛋白質的生產的藥物。獲得轉基因非人類動物的方法在本領域公知。在優選實施方案中,使用例如以期望模式控制表達的順式作用序列,將再狹窄致病突變的表達限制在特定的細胞亞群,組織或發育階段。在本發明中,這種蛋白質的嵌合表達可能對於許多連鎖分析類型是關鍵性的,並且可以另外提供評估例如表達水平效果的方法,所述表達水平可能完全改變另外正常胚胎內小塊組織的發育。為此,可以使用組織特異性調節序列和條件調節序列來控制在特定空間分布模式中突變的表達。此外,通過例如條件重組系統或原核轉錄調節序列可以提供表達的時間分布模式。遺傳技術,其允許通過體內位點特異性遺傳操作可以調節突變表達,對於本領域技術人員是已知的。
本發明的轉基因動物在多個它們的細胞內都包括本發明的致病突變轉基因,該轉基因改變「宿主細胞」的表型。在說明性的實施方案中,可以使用噬菌體P1的cre/loxP重組酶系統(Lakso等(1992)PNAS 896232-6236;Orban等(1992)PNAS 896861-6865)或釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)的FLP重組酶系統(O』Gorman等(1991)Science 2511351-1355;PCT公開WO 92/15694)來產生體內位點特異性遺傳重組系統。Cre重組酶催化位於loxP序列之間的插入靶序列的位點特異性重組。loxP序列是Cre重組酶結合的34個鹼基對的核苷酸重複序列並且為Cre重組酶介導的遺傳重組所需。當Cre重組酶存在時,loxP序列的定向決定插入靶序列被切除或倒置(Abremski等(1984)J. Biol.Chem.2591509-1514);當loxP序列定向為正向重複時催化靶序列的切除,當loxP序列定向為反向重複時催化靶序列的倒置。
因此,靶序列的遺傳重組取決於Cre重組酶的表達。重組酶的表達可以通過啟動子元件調節,所述啟動子受調節控制,例如組織特異性,發育階段特異性,通過外加試劑可誘導的或可抑制的。這種調節的控制將僅在重組酶表達受啟動子元件介導的細胞中導致靶序列的遺傳重組。因此,通過控制重組酶表達可以調節致病突變轉基因的表達的激活。
將cre/loxP重組酶系統用於調節致病突變轉基因的表達要求構建含有編碼Cre重組酶和主題蛋白質的轉基因的轉基因動物。通過構建「二重」轉基因動物可以提供含有Cre重組酶和再狹窄致病突變轉基因的動物。提供這些動物的便利方法是使兩種各自含有一種轉基因的動物交配。
使用原核啟動子序列可以提供類似的條件轉基因,為了促進轉基因的表達所述原核啟動子序列要求原核蛋白質同時表達。示例的啟動子和相應的反式激活原核蛋白質在美國專利4,833,080中提供。
此外,通過類似基因治療的方法可以誘導條件轉基因的表達,其中將編碼反式激活蛋白,例如重組酶或原核蛋白質的基因傳遞到組織並使如以細胞類型特異性的方式表達。通過該方法,轉基因可以保持沉默至成年期直至通過引入反式激活物「開啟」。
在例舉的實施方案中,通過將轉基因導入非人類動物的種系中生產本發明的「轉基因非人類動物」。在不同發育階段的胚胎靶細胞可以用來導入轉基因。根據胚胎靶細胞的發育階段使用不同方法。以普遍良好的健康,好的胚胎產率,在胚胎中良好的原核能見度,和良好的生殖適度選擇用來實施本發明的任何動物的特定品系。另外,單倍型是一個重要因素。例如,當生產轉基因小鼠時,經常使用品系如C57BUJ6或FVB品系(JacksonLaboratory,Bar Harbor,ME)。優選的品系是具有H-2b,H-2d或H-2q單倍型的那些如C57BL/6或DBA/1。用於實施本發明的品系它們本身可以是轉基因的,和/或者可以是剔除物(knockouts)(即從一個或多個基因部分或完全被抑制的動物獲得)。
在一個實施方案中,將轉基因構建體導入單一階段的胚胎。合子是顯微注射的最好目標。在小鼠中,雄性原核達到直徑約20微米的大小,其允許1-2pl DNA溶液的可重複注射。將合子用作基因轉移的目標具有一個主要優勢,即在大多數情形中注射的DNA將在第一次卵裂之前整合到宿主基因中(Brinster等(1985)PNAS 824438-4442)。結果,所有轉基因動物細胞將攜帶整合的轉基因。這通常也將反映在轉基因有效的傳遞給建立者(founder)的後代,因為50%生殖細胞將含有轉基因。
通常,將受精的胚胎在適當培養基中溫育直至原核出現。約在此時,如下所述將包含轉基因的核苷酸序列導入雌性或雄性原核。在一些物種如小鼠中,優選雄性原核。最優選在它被卵核或合子的雌性原核加工以前將外源遺傳物質加至合子的雄性DNA互補體(complement)。認為卵核或雌性原核釋放影響雄性DNA互補體的分子,其可能通過用組蛋白替換雄性DNA的魚精蛋白,由此促進雌性和雄性DNA互補體的結合以形成二倍體合子。因此,優選在它受雌性原核的影響之前將外源遺傳物質加入雄性DNA互補體或任何其它DNA互補體。例如,在形成雄性原核之後儘可能快地將外源遺傳物質加入早期雄性原核,這時雄性原核和雌性原核很好地分離並且都位於近細胞膜。備選地,在它已經被誘導進行解凝聚以後可以將外源遺傳物質加入精核。含有外源遺傳物質的精子然後可以加入卵子或者可以將解凝聚的精子加入卵子,其後儘可能快地加入轉基因構建體。
通過本領域已知的任何方法如例如顯微注射,電穿孔或脂轉染,可以完成將轉基因核苷酸序列導入胚胎。在將轉基因核苷酸序列導入胚胎以後,胚胎可以體外溫育不同數量的時間,或重移植到替代宿主中,或兩者都進行。體外溫育至成熟在本發明的範圍內。取決於物種,一種常規方法是將胚胎體外溫育約1-7天,然後將它們重移植到替代宿主中。
為了本發明的目的,合子基本上是二倍體細胞的形成,其能夠發育成完整的生物。通常合子將由含有通過融合來自一個配子或多個配子的兩個單倍體核,天然或人工形成的核的卵子組成。因此,配子核必須是天然相容的配子核,即產生能生存的能夠進行分化和發育成功能生物的合子的配子核。通常,優選整倍體合子。如果獲得整倍體合子,那麼相對於任何一個配子起源的生物的整倍體數量,染色體的數量改變應當不超過一個。
除了類似的生物學考慮,物理考慮也決定外源遺傳物質的數量(例如體積),所述外源遺傳物質可以加入合子的核或者可以形成合子核的一部分的遺傳物質。如果未去除遺傳物質,那麼可以加入的外源遺傳物質的量受將被吸收而不物理破壞性的量的限制。通常,插入的外源遺傳物質的體積將不超過約10皮升。加入的物理影響不應該如此大以致物理上破壞合子的生存力。因為得到的合子的遺傳物質,包括外源遺傳物質必須在生物學上能夠起始和保持合子的分化和發育成功能生物,DNA序列的數量和種類的生物學限制將根據具體合子和外源遺傳物質的功能而變化,並且對於本領域技術人員將容易明顯的。
加入合子的轉基因構建體的拷貝數目取決於加入的外源遺傳物質的總量,並且將是能夠使遺傳轉化發生的量。理論上僅需要一個拷貝;然而通常使用許多拷貝,例如1,000-20,000個拷貝的轉基因構建體,以便確保一個拷貝有功能。關於本發明,通常將是有利的是具有多於一個功能拷貝的每個插入外源DNA序列以增強外源DNA序列的表型表達。
只要它不對細胞,核膜或其它存在的細胞或遺傳結構是破壞性的,可以使用允許加入外源遺傳物質於核遺傳物質中的任何技術。將外源遺傳物質優選通過微量注射插入核遺傳物質。細胞和細胞結構的微量注射是已知的並在本領域中使用。
使用標準方法完成重移植。通常,將替代宿主麻醉,將胚胎插入輸卵管。移植到具體宿主中的胚胎的數量將隨物種變化,但是將通常比得上物種天然生產的後代數量。
通過任何適當方法可以篩選替代宿主的轉基因後代轉基因的存在和/或表達。經常使用與轉基因的至少一部分互補的探針,通過DNA印跡或RNA印跡分析完成篩選。可以使用利用針對由轉基因編碼的蛋白質的抗體的蛋白質印跡分析作為備選或另外的篩選轉基因產物存在的方法。典型地,從尾組織中製備DNA並通過DNA印跡分析或PCR分析轉基因。備選地,儘管任何組織或細胞類型可以用於該分析,但使用DNA印跡分析或PCR檢驗認為以最高水平表達轉基因的組織或細胞轉基因的存在和表達。
用於評估轉基因存在的備選或另外的方法無限制地包括適當的生物化學測定如酶和/或免疫學測定,針對特定標記或酶活性的組織學染色,流式細胞儀分析等。血液的分析也可以用於檢測血液中轉基因產物的存在,以及評估轉基因對各種類型的血細胞和其它血液成分的水平的影響。
通過將轉基因動物與適當的配偶交配,或通過獲自轉基因動物的卵和/或精子的體外受精,可以獲得轉基因動物的後代。當進行與配偶交配時,配偶可以是或不是轉基因的和/或剔除物;當它是轉基因的時,它可以包含相同或不同的轉基因,或都含有。備選地,配偶可以是母本品系。當使用體外受精時,可以將受精胚胎移植到替代宿主中或體外溫育,或兩者都進行。使用任一方法,使用上述方法或其它適當的方法可以評估後代轉基因的存在。
按照本發明生產的轉基因動物將包括外源遺傳物質。另外,在該實施方案中,序列將附著在轉錄控制元件例如啟動子上,所述啟動子優選允許在特定類型的細胞中表達轉基因產物。
逆轉錄病毒感染也可以用來將轉基因導入非人類動物。發育的非人類胚胎可以體外培養至胚泡期。在該期間,可以以卵裂球為逆轉錄感染的目標(Jaenich,R.(1976)PNAS 731260-1264)。通過酶處理去除透明帶可以獲得卵裂球的有效感染(Manipulating the Mouse Embryo,Hogan eds.(ColdSpring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,1986)。用於導入轉基因的病毒載體系統典型地是攜帶轉基因的複製缺陷的逆轉錄病毒(Jahner等(1985)PNAS 826927-6931;Van der Putten等(1985)PNAS 826148-6152)。通過在生產病毒的細胞單層上培養卵裂球容易或有效地獲得轉染(Van derPutten,上文;Stewart等(1987)EMBO J. 6383-388)。備選地,在後期可以進行感染。可以將病毒或產生病毒的細胞注射到囊胚腔中(Jahner等(1982)Nature 298623-628)。因為整合僅在形成轉基因非人類動物的細胞亞群中發生,大多數建立者將是轉基因的嵌合體。另外,建立者可以在基因組的不同位置包含轉基因的各種逆轉錄病毒插入,其通常將在後代中分離。另外,還可以通過子宮內逆轉錄病毒感染懷孕間期胚胎將轉基因導入種系(Jahner等(1982)上文)。
第三類用於轉基因導入的靶細胞是胚胎幹細胞(ES)。ES細胞獲自體外培養和與胚胎融合的移植前的胚胎(Evans等(1981)Nature 292154-156;Bradley等(1984)Nature 309255-258;Gossler等(1986)PNAS 839065-9069;和Robertson等(1986)Nature 322445-448)。通過DNA轉染或通過逆轉錄病毒介導的轉導可以將轉基因有效地導入ES細胞。該轉化的ES細胞此後可以與來自非人類動物的胚泡結合。ES細胞此後移植(colonize)胚胎,並有助於得到的嵌合動物的種系。關於綜述參見Jaenisch,R.(1988)Science 2401468-1474。
進一步通過下列實施例來舉例說明本發明,所述實施例不應當被認為是以任何方式限制性的。所有引用的參考文獻(包括貫穿本申請引用的文獻參考,授權的專利,公開的專利申請)的內容特別結合於此作為參考。除非另外說明,本發明的實施將使用本技術領域內的常規技術。這些技術在文獻中充分解釋。參見例如Molecular Cloning A Laboratory Manual,(第二版,Sambrook,Fritsch和Maniatis,編輯.,Cold Spring Harbor LaboratoryPress1989);DNA Cloning,卷I和II(D.N.Glover編輯.,1985);Oligonucleotide Synthesis(M.J.Gait編輯.,1984);U.S.專利號4,683,195;U.S.專利號4,683,202;和Nucleic Acid Hybridization(B.D.Hames S.J.Higgins編輯.,1984)。
5.實施例下面的實施例進一步支持但不排他性地表示本發明的優選實施方案。
實施例1IL-1基因座位的作圖和表徵已經鑑定編碼具有IL-1摺疊的蛋白質的6個新基因。分類家族涉及炎症信號。基於克隆和放射雜交作圖已經將所有6個新基因以染色體2上的~400kb間隔放置在接近於或在與3個原有基因家族成員(IL1A,IL1B,IL1RN)相同的簇內。我們已經將不完全的公共資料庫序列與我們自己的序列結合產生參考序列和包含所有新基因的圖譜,允許確定基因結構,外顯子的精確定位和常規SNP與微衛星標記之間距離的測定。從著絲粒至端粒的基因順序是IL1A-IL1B-IL1F7-IL1F9-IL1F6-IL1F8-IL1F5-IL1F10-IL1RN,其中IL1A,IL1B和IL1F8僅向著絲粒轉錄。基因順序與基因之間的進化關係有關。外顯子邊界的關鍵特徵是保守的。沒有其它IL-1家族成員在簇內的證據。
最近,顯示與IL-1R1最緊密相關的受體,稱為IL-1受體相關蛋白2(IL-1Rrp2,基因IL1RL2)賦予轉染細胞對IL-1F9的應答性,該應答極有效地被最緊密類似IL-1ra的IL-1F5抑制。與IL-1F5的相互作用似乎是高親和力的。IL-1F5和IL-1F9在上皮細胞中較豐富,已經提示它們在調節該特定區室的炎症中具有作用。其它基因的功能是未知的,但在IL-1F7和IL-18R1之間(Pan等,2001),和在IL-1F10和IL-1R1之間(Lin等,2001)已經報導低親和力的相互作用。新IL-1家族成員的生物學作用正在研究中,但mRNA表達似乎與IL-1α,IL-1β,IL-1ra和IL-18所看到的相比遠更有限。因此可能涉及新IL-1家族成員功能的細胞類型比IL-1情形的更特化。
材料和方法測序和序列拼接(sequence assembly)按照公共結構域中的部分序列(Lander等,2001)鑑定包含IL1A,IL1B,IL1RN和IL1F5的BAC,其先前已經作圖為基因簇(Nicklin等,1994;Notwang等,1996;Barton等,2000)。9個選擇的BAC為RP11-1I24,RP11-477F18,RP11-554I7,RP11-368A17,RP11-434I13,RP11-67L14,RP11-725J3,RP11-339F22,RP11-97J14和RP11-65I12。很多公共數據是未完成的,不包含序列或定向信息。將單個BAC的公共序列彼此對比提供最小重疊的信息。為了在區域內產生最小平鋪支架(scaffold),選擇7個BAC(RP11-477F18,RP11-554I7,RP11-434I13,RP11-67L14,RP11-725J3,RP11-339F22,RP11-97J14)並測序至3X覆蓋度。在正向和方向上將小的插入質粒克隆(~3500bp)測序,提供跨越克隆的成對閱讀。將PHRED和PHRAP(Ewing等,1998;Ewing和Green,1998)用於7個BAC的鹼基調用和拼接。使用內部重疊群觀察工具來分析得到的拼接。我們通過匹配其成對閱讀落到其它重疊群末端的測序的重疊群末端來將重疊群排序。在該低覆蓋率下,BAC拼接成大量重疊群,但確定了順序和定向。從Genebank輸入7個內部測序的BAC以及2個外部完成的BAC(RP11-1I24和RP11-65I12)的公共數據。使用各種軟體工具比較和排列內部的,公共的和重疊順序,提供跨越所有可用數據的順序和定位信息。然後從這些排列中選擇重疊群以在區域內產生儘可能多的連續序列,並使用Sequencher(4.0.5版)拼接。
序列對比和外顯子定位用在NCBI伺服器上運行的2-序列BLAST程序(Altschul等,1997)將引物和cDNA序列最初與基因組序列匹配。用在HGMP伺服器(Cambridge,UK)上運行的est2基因組程序(Mott,1997)進行外顯子對比。設置程序以鑑定共有的外顯子邊界。將由於它們較短不能鑑定的5』外顯子手工定位在最近的在共有剪接供體二核苷酸(GT)處終止的對應序列。未嘗試將非編碼區的3』末端作圖,因為mRNA大小數據大多不可獲得。
結果IL-1簇的序列將900kb區域拼接成14個有序的結合內部和公共序列的連續序列。該序列的端粒部分包含基因PAX8。隨後,從該區域中提取由7個重疊群組成的較短區域,總共496kb。公共資料庫的近來更新已經使我們將序列中6個缺口中的5個補平。(參見圖17)。我們已經向公共資料庫提交495475個核苷酸的註解的序列,如本報告所述(登記號***)。剩餘的單個缺口(在圖17上標記「缺口」)是IL-1簇的著絲粒。序列不是完成質量但為完成序列提供框架和允許我們檢查基因在IL-1簇內的結構。新圖譜與先前公開的圖譜(Nicklin等,1994;Nothwang等,1996)一致,但基本上不同於不完全的公共基因組拼接計劃(Lander等,2001)。
向著絲粒最近的鑑定的側翼基因與IL-1無關。它是質膜磷酸鹽轉運蛋白SLC20A1(以前鑑定為長臂猿白血病病毒受體,GLVR1的人同系物,登記號XM_002217),其定位(map)於圖1中在原點左邊63kb-45kb之間。向該簇的端粒方向存在TIC(登記號NM_012455),其最有可能是ARF6-選擇性的鳥嘌呤核苷酸交換因子(MN和Tomas Klenka,準備手稿),其在端粒側翼。它的圖譜位置在圖17中顯示。
基因結構我們已經將所有IL-1家族的cDNA序列作圖在基因組序列上(圖17),其中基因的範圍用黑長方形表示。圖17顯示IL-1基因簇的圖譜。在數據之上和之下提供刻度線(kb)以幫助對比。所述數據的來源通過上部三條線表示。在基因組治療學上完全測定「新序列」。「公共DB」顯示取自Genbank的序列。從兩個來源的組合拼接「組合序列」。在表示重疊群的短線上面,用標記的箭頭表示先前描述的多態性標記的位置(Cox等概述,1996和di Giovine等,2000)。還顯示單個未填滿的缺口。如本文定義的富含CpG的區域表示為「CpGr」。還將用於先前作圖的稀有切割限制酶位點簇的可能位點標記為「Xrec」,「Yrec?」,和「Zrec」。圖18的cDNA序列作圖在重疊群上的範圍通過重疊群線之下的實心黑長方形表示,除了非細胞因子基因TIC以外,其標記為灰色。CE1,CE2和CE3的編碼序列位置通過垂直線表示。基因符號之前或之後有V形標記以表示轉錄方向。圖17進一步顯示IL-1簇的詳細結構。從著絲粒至端粒順序列出每個基因。「基因」基因的常規基因座名稱。「定向」或者為「正向」,其中存放的序列是有義鏈,或「反向」,其中它是反義的。「位置」是在存放的序列上對應於每個外顯子的核苷酸數目。
當已知cDNA序列為不完全時,類似的外顯子延伸用「<」和「>」符號標記。「外顯子」是我們基於它在對應轉錄物之一的cDNA中的存在賦予每個外顯子的名稱;因此IL1RN-a4/b5/c6是cDNA a(X52015)的第4個外顯子,cDNA b(M55646)的第5個外顯子和cDNA c的第6個外顯子。已經認可對應的mRNA的身份(**)。針對相鄰條目的星號(*)表示兩個外顯子共有剪接供體位點,其為使用備選啟動子的結果。「外顯子邊界」是外顯子內部側鄰內含子的15個核苷酸序列。兩個末端的省略號(…)表示外顯子可能因為cDNA序列已經被截短而不完全。「外顯子類型」表示外顯子的編碼潛力5』N,5』-非翻譯區域;5』SO,可能翻譯的5,短可讀框;Ps,肽前序列(表示這已經被提出);cs,不保守的編碼序列;CE,保守外顯子;3』N,3』-非翻譯區域。省略號表示外顯子分配可能是不完全的,一些或所有非編碼序列已經省略。「編碼」表示由每個外顯子編碼的胺基酸序列。通過cDNA名稱和它們組成的登記號(在盒頂部表示)來鑑定外顯子。每個外顯子的編碼能力以小寫體表示。斜體殘基部分在下一個外顯子上編碼。數字上標表示在包含在密碼子內所述外顯子中的鹼基數。殘基從下一個外顯子中省略。在橋連(bridging)密碼子中的核苷酸通過「外顯子邊界」盒中的斜體表示。在隨後的外顯子是交錯的時候,橋連殘基可以改變。這在括號中表示。加下劃線的殘基來自外顯子的末端完整密碼子,它們的密碼子在「外顯子邊界」盒中加下劃線。星號表示翻譯終止。ILA大部分是著絲粒基因,並向著絲粒轉錄,如相鄰的基因,IL1B。剩餘的基因,以IL1RN結束,簇的大部分端粒成員,向端粒轉錄,除了IL1F8以外。每個基因的最後3個外顯子,我們稱為共有外顯子(CE)1,2和3,編碼IL-1-同源區域(如圖18所示和在別處定義),並且落入序列的緊密區域。CE1,CE2和CE3在圖1中通過垂直線表示,但在圖17的解析度下,一些不能區分。具有很少或無編碼內容的另外的外顯子大大地擴展了大部分基因的範圍。最大的跨度是IL1RN和IL1F8。在後者情形中,第一個非編碼外顯子是基因剩餘部分的20kb端粒。與每個外顯子的編碼肽序列一起給出基因作圖的細節。當剪接變體存在時,該信息使閱讀者能夠拼接不同的可能的蛋白質形式。當前不確定所有這些形式是否可能是生物學相關(參見討論)。
圖18(1-7張)顯示10個已知IL-1家族成員的3個共有外顯子的編碼序列的對比。在每個情形中共有外顯子是最後3個轉錄物;例如IL-1α的7個外顯子中的外顯子5,6和7。通過尋找胺基酸同一性和類似殘基組用眼睛完成對比。然後將缺口最小化。結合IL-1β和IL-1ra的晶體學數據並進一步用於改進對比。順序表示3個共有外顯子部分的翻譯。數字表示由每個外顯子編碼的成熟產物的第一個和最後一個密碼子。根據它們可能的系統發育列出基因產物。(!)表示在蛋白水解位點加工產生成熟蛋白質,但前序列中的一些也在第一個共有外顯子內編碼。加框的殘基對於至少3個序列共有。為了簡單,不顯示相似性。對於IL-1β和IL-1ra,在編碼序列以下的第一行上,(標記的「結晶學」)β-摺疊末端的近似位置通過垂直線表示,摺疊的跨度劃灰色陰影線並用摺疊數標記。在下一條線(標記的「接觸點」)中,數字表示IL-1R與每個殘基側鏈相互作用的結構域。編號的殘基包含至少1個重原子(C,N,O,S),其位於I型IL-1受體重原子的4內部(PDB數據),如程序RasMol(Sayle和Milner-White)所顯現。在IL-1F5下面的行(標記的NMR)中,(^)表示在它們的α-13CNMR信號中顯示強烈的高磁場位移(>0.7)的IL-1F5的殘基,這被認為顯示在β-摺疊內它存在的高概率。框圖的最後一條線(標記的「共有」)表示以小寫體,在該位點出現至少7/10次的殘基。當大寫時,殘基存在於所有情形中。省略號表示特定序列的摺疊1可能在前面的外顯子上開始。(*)表示翻譯終止。
富含CpG區域使用程序CpGplot(Larsen等,1992)鑑定5個可能的CpG島,其具有60%C+G含量,60%的CpG二核苷酸的期望頻率和長度300個核苷酸。除了第一個和最後兩個富含CpG序列,這些區域較短和可能不構成「CpG島」。因此在IL-1簇中不存在CpG島。我們已經嘗試定位先前用於物理作圖的限制位點簇(Nicklin等,1994)。富含CpG的序列在圖1中標記CpGr。兩個另外標記為Xrec和Zrec。這兩個區域包含先前鑑定的稀有的特異切割位點,因此可能對應於簇的側翼,如先前指定。與先前估計從基因組DNA的限制消化的Southern雜交430kb相比,序列數據提供392kb的長度。先前用於將IL1B作圖的Nae I和Eag I位點的緊密配對在標記Yrec?的位點周圍發現,但即使用較不嚴謹的參數也不被程序CpGplot所選擇。僅Xrec和Zrec標記大量的CpG島。資料庫搜索和公共基因組註解努力還未顯示與這些基因座任何一個有關的基因。一個可能是Zrec標記TIC未被識別的上遊外顯子,其為一個在所有檢驗組織中大量表達的非細胞因子基因(Tomas Klenka和MN,未公開數據)。
IL-1簇中的多態性標記我們已經將多態性定位在先前已經描述的該區域中(通過圖17中的箭頭表示和在圖19中列出)。這允許我們重新評估前述不平衡數據(Cox等,1998)。我們的分析給出稍微更好的在圖譜距離和不平衡衰減之間的相關係數(數據未顯示)。
掃描IL-1簇另外的類IL-1基因我們研究在IL-1簇內部是否存在另外的類IL-1序列。因為它們較小的尺寸,該簇的基因組序列可經受用BLAST算法(Altschul等,1997)的極低嚴謹性的搜索。以其預設設置使用NCBI伺服器的兩個序列的BLAST比較,除了將靈敏度升高至期望每個基因組5000次碰擊(hit)(其預設值為10)。將單個外顯子的翻譯提交用於IL-1簇基因組序列的TBLASTN分析。該算法針對來自基因組序列片段的6個可能的閱讀框進行編碼序列的搜索。我們假設外顯子結構將是保守的,如果它們被終止密碼子中斷,匹配隨後折扣。
因為它是更遠的相關序列之一,我們首先用IL1A的CE3搜索。這僅與其自身匹配。IL1B的CE3重現(return)除了IL1A外在IL-1簇上所有已知家族成員的CE3。發現一個連續碰擊,但它僅共有6個相同的推定殘基,長於典型的CE3,並實際上位於IL1B的反方向。序列是折扣的(discounted),因為沒有對應的可能的上遊CE2的證據。我們接下來用IL1F5的CE3搜索,其也重現除了IL1A以外的所有CE3。一條長的可能的富含CpG的外顯子缺乏CE3的保守核心殘基。作為另外的異常值,我們使用IL18(登記號XM_041373)的CE3。這從IL-1簇重現IL1F5和無新序列。我們接下來檢驗來自IL1A和IL1B的CE2(外顯子6)。前者僅重現自身,後者重現IL1F6,IL1F8,IL1F9和IL-10和無其它序列。IL1F5的CE2重現IL1RN,IL1F6,IL1F9和IL1F10,但無新的連續的外顯子。IL18的CE2無重現。最後測試IL1F9的CE2。它重現IL1F6,IL1F8,ILIRN,ILF10的CE2和無其它序列。我們得出結論在IL-1簇內不存在另外的IL-1家族基因,除非它們具有高度發散的序列或者在具有更多分段的外顯子結構方面不同於所有其它家族成員。
進化考慮為了研究IL-1家族的種系發生,我們運行程序Tree-Puzzle(Strimmer和yon Haesler,1996)對比圖2a所示的CE3。將IL-18設置為家族的外組(outgroup)成員。結果在圖3所示的輻射狀的系統樹(Page,1996)中顯現。
實施例2炎性基因和冠心病的病例-群組研究(社區動脈粥樣硬化風險(Atherosclerosis Risk in Communities)(ARIC)計劃的子研究)ARIC是預期的群組研究,其設計來研究動脈粥樣硬化的病因學和自然歷史,臨床動脈粥樣硬化疾病的病因學,和隨種族,性別,地點和時間的心血管風險因子,醫療,疾病的變化。
ARIC群組由來自四個美國社區年齡基準為45-64歲的15,792個個體的概率樣本組成。批准ILGN對所有ARIC計劃參與者基因分型以適當地滿足兩個合作的子研究的目的。在我們正在進行的意外心血管事件的研究中,我們現在具有來自955個ARIC參與者的DNA樣品,所述參與者與隨機抽樣的群組對照組一起經歷急性臨床事件。這些樣品代表在縱向監控的開始11年期間所有的意外心血管情形。最近完成所有樣品的基因分型,可獲得部分結果。這些結果證明對於總膽甾醇(TC)<200mg/dl的受試者,臨床事件的風險與IL-1(+4845)等位基因2之間顯著相關。這些發現的關鍵方面包括●+4845基因型顯著與臨床事件相關(存活率分析相對危險性~4.0,p<.01)●分析包括所有年齡●在多變量模型中,IL-1基因型發現與年齡,性別,吸菸,種族,糖尿病,高血壓,BMI,LDL,HDL無關
●TC<200包括的受試者的數量為955基因座IL1A(+4845),總膽甾醇<200mg/dl層第一次急性冠狀動脈病事件的時間在每個表中存在三個模型。第一個是僅具有基因型變量的原型。這通過調整欄中的「原型」識別。在調整欄中「組1」的模型對年齡,性別和種族/根源(center)調整。在調整欄中「組2」的那些對年齡,性別,種族/根源,現在吸菸者(是/否),糖尿病(是/否),高血壓(是/否),LDL膽甾醇,和HDL膽甾醇。針對『1.1』基線比較『1.2』和『2.2』。
針對『1.1』和『1.2』一起的基線比較『2.2』
排除具有『1.2』的受試者針對『1.1』的基線比較『2.2』
實施例3舊金山骨質疏鬆症骨折研究(SOF)在舊金山加州大學Steven Cummings博士指導下的多根源(multi-center)骨質疏鬆症骨折研究,由大群組的來自4個不同臨床中心的歐洲/白種人血統的婦女組成。自1986年始已經檢查這些婦女各種醫學和生活方式發現,包括臀部,腕和脊柱骨折和腰椎和股頸中的骨礦物密度變化。在基線訪問時(1986/1987)所有參與者(n=9,704)65歲或更年長,能走動和未住院(not institionalized)。從約4,000名受試者收集血樣並保存在-70℃用於DNA分析。
最近的SOF群組死因分析確定IL-1A(4845)等位基因2與心血管病早期死亡顯著相關。
實施例4+4845IL-1SNP的功能分析+4845IL-1SNP是非同義的SNP(即天然存在的多態性,其改變胺基酸並導致IL-1a細胞因子中的胺基酸變化)。使用杆狀病毒載體(bacculoviral vector)在昆蟲細胞中表達變體蛋白質,並分析結構和功能差異。通過序列分析證實用於昆蟲細胞和哺乳動物細胞中蛋白質表達的變體cDNA僅包含一個導致胺基酸變化的SNP。這裡有2個與該SNP有關的數據。
在蛋白質印跡分析中(參見圖12),我們提供數據顯示IL-1a細胞因子的2個變體被鈣蛋白酶消化而不同地加工。鈣蛋白酶是已知切割全長IL-1a細胞因子(31kDa)以形成成熟蛋白質(17kDa)的酶。等位基因-1(Ala)IL-1a細胞因子產生單個17kDa的分子,而等位基因-2(Ser)IL-1a細胞因子產生2條帶,一條大小與等位基因-1發現的條帶相同,但另外它還產生分子量稍微更大的另一條帶。該結果顯示在2個變體中存在結構差異。我們還假定Ala至Ser的突變導致蛋白質的不同的翻譯後修飾,例如,磷酸化或肉豆蔻酸化(myristolation)的差異。該胺基酸變化可以導致翻譯後修飾的識別信號改變(增加或去除)。
發現用表達載體中的ala和ser變體cDNA穩定轉染的成纖維細胞具有不同的增殖速率。等位基因-2變體具有比等位基因-1變體更快的生長速率,這支持我們的主張即等位基因-2預示促炎特性(profile)。(參見圖13)。因此,在等位基因-2變體中改變的胺基酸顯示比等位基因-1變體更有效的促炎細胞因子的證據。
實施例5IL-1A,IL-1B和IL-1RN SNP的系統功能分析在本實施例中,在非「野生型」IL-1序列的背景中構建所選IL-1A,IL-1B,和IL-1RN多態性,在成纖維細胞系中測量效果。
通過報告基因-啟動子構建體轉錄分析IL-1A,IL-1B,IL-1RN基因啟動子SNP。每個基因的數據在分開的圖中(即分別為圖14,15和16)。圖14,15,和16圖片A(和圖15D)顯示SNP和不同的等位基因-2突變,其在分開的螢光素酶構建體和還有不同長度的用轉染分析中研究的SNP注釋的啟動子-螢光素酶構建體中產生。另外,我們還提供僅關於功能SNP的螢光素測定結果,其顯示相對於野生型(在所有基因座的等位基因-1)改變的基因轉錄活性。對於B基因,我們也提供關於骨架中功能SNP的數據,其中SNP#14(-511)和SNP#2(-31)也為等位基因-2。
注意這些構建體在成纖維細胞系(即WI38-其模擬IL-1在炎性應答中的特殊作用)中測試。因此,將特別地檢測其它模擬IL-1-介導的炎性疾病和病症其它機制方面的細胞系。例如人細胞單核細胞系(例如U937)和人karatinocyte細胞系(例如A143)和在人成骨細胞系中(例如以研究對骨質疏鬆症IL-1炎性過程的影響。
實施例6IL-1基因簇SNP的注釋我們已經進一步在整個IL-1基因簇中注釋多態性(參見圖8-11)。因為這些多態性在如本文支持的確定的IL-1單倍型內存在(參見圖1-7),它們提供在本申請中支持的組合物和方法。
等價物和通過參考結合本領域技術人員將認識到或者能夠使用僅僅常規實驗確認,本文所述的具體多肽,核酸,方法,測定和試劑的許多等價物。這些等價物被認為在本發明的範圍內並為下面的權利要求所覆蓋。
本申請包括許多已知文本的引用,公開文章和專利申請以及授權的美國和外國專利。所有這些引用的完整內容由此結合於此作為參考。
權利要求
1.一種用於確定受試者是否患有或傾向於發展與IL-1炎性單倍型有關的疾病或症狀的方法,其包含檢測如圖1,2A,2B,7A或7B中任何一個所示的IL-1等位基因。
2.權利要求1的方法,其中檢測至少兩個包含在圖1,2A,2B,7A或7B中任何一個的等位基因。
3.權利要求2的方法,其中所述兩個等位基因具有至少0.5的連鎖不平衡值(D』)。
4.權利要求2的方法,其中所述兩個等位基因具有至少0.6的連鎖不平衡值(D』)。
5.權利要求2的方法,其中所述兩個等位基因具有至少0.6的連鎖不平衡值(D』)。
6.權利要求2的方法,其中所述兩個等位基因具有至少0.7的連鎖不平衡值(D』)。
7.權利要求2的方法,其中所述兩個等位基因具有至少0.8的連鎖不平衡值(D』)。
8.權利要求2的方法,其中所述兩個等位基因具有至少0.9的連鎖不平衡值(D』)。
9.一種用於確定受試者是否患有或傾向於發展與IL-1炎性單倍型表型有關的疾病或症狀的方法,其包含檢測如圖3A,3B,4A,4B,5A,5B,6A,或6B中任何一個所示的IL-1單倍型的特徵型式。
10.權利要求9的方法,其中所述IL-1單倍型包含如圖3A和3B所示的hap1型式。
11.權利要求9的方法,其包含檢測hap1型式T_T_C/2_2_1的三個等位基因。
12.權利要求9的方法,其中所述IL-1單倍型包含如圖4A和4B所示的hap2型式。
13.權利要求9的方法,其包含檢測hap2型式G_C_T/1_1_2的三個等位基因。
14.權利要求9的方法,其中所述IL-1單倍型包含如圖5A和5B所示的hap3型式。
15.權利要求9的方法,其包含檢測hap3型式G_C_C/1_1_1的三個等位基因。
16.權利要求9的方法,其中所述IL-1單倍型包含如圖6A和6B所示的hap4型式。
17.權利要求9的方法,其包含檢測hap4型式C_C_C/1_1_1的三個等位基因。
18.用於檢測IL-1多態性的IL-1多核苷酸序列,其包含如圖8,9,10A,10B或11中任何一個所示SNP序列的至少12個連續核苷酸的新核酸,或其互補序列。
19.權利要求18的IL-1多核苷酸序列,其中所述新核酸序列包含如圖8,9,10A,10B或11中任何一個所示SNP序列的至少14個連續核苷酸,或其互補序列。
20.權利要求18的IL-1多核苷酸序列,其中所述新核酸序列包含如圖8,9,10A,10B或11中任何一個所示SNP序列的至少17個連續核苷酸,或其互補序列。
21.權利要求18,19或20中任何一項的IL-1多核苷酸序列,其中所述SNP序列是IL-1A SNP,其選自由以下各項組成的組IL-1A SNP #1;IL-1A SNP #2;IL-1A SNP #3;IL-1A SNP #4;IL-1A SNP #9;IL-1A SNP #10;IL-1A SNP #11;IL-1A SNP #14;IL-1A SNP #15;IL-1A SNP #16;IL-1A SNP#19;IL-1A SNP #24;IL-1A SNP #25IL-1A SNP#;IL-1A SNP #30;IL-1ASNP #31;IL-1A SNP #33;和IL-1A SNP #34。
22.權利要求18,19或20中任何一項的IL-1多核苷酸序列,其中所述SNP序列是IL-1B SNP,其選自由以下各項組成的組IL-1B SNP #1;IL-1B SNP #2;IL-1B SNP #3;IL-1B SNP #4;IL-1B SNP #5;IL-1B SNP #6;IL-1B SNP #7;IL-1B SNP #8;IL-1B SNP #9;IL-1B SNP #17;IL-1B SNP #19;IL-1B SNP #35;和IL-1B SNP #38。
23.權利要求18,19或20中任何一項的IL-1多核苷酸序列,其中所述SNP序列是IL-1RNic SNP,其選自由以下各項組成的組IL-1RNic SNP#14;IL-1RNic SNP #14;IL-1RNic SNP #18;IL-1RNic SNP #21;IL-1RNicSNP #22;IL-1RNic SNP #26;IL-1RNic SNP #29;IL-1RNic SNP #30;IL-1RNic SNP #31;IL-1RNic SNP #32;IL-1RNic SNP #33;IL-1RNic SNP#34;IL-1RNic SNP #35;IL-1RNic SNP #36;IL-1RNic SNP #37;IL-1RNicSNP #38;IL-1RNic SNP #40;IL-1RNic SNP #42;43;IL-1RNic SNP #65;IL-1RNic SNP #67;IL-1RNic SNP#;68;和IL-1RNic SNP #82。
24.權利要求18,19或20中任何一項的IL-1多核苷酸序列,其中所述SNP序列是IL-1RNsec SNP,其選自由以下各項組成的組IL-1RNsecSNP #67;IL-1RNsec SNP #68;IL-1RNsec SNP #82;和IL-1RNsec SNP #93。
25.一種用於IL-1基因分型的試劑盒,其包含至少兩個權利要求18,19或20中任何一項的多核苷酸。
26.一種用於IL-1基因分型的試劑盒,其包含至少兩個多核苷酸,該多核苷酸是至少12個連續的選自由以下各項組成的組的核苷酸IL-1ASNP #1;IL-1A SNP #2;IL-1A SNP #3;IL-1A SNP #4;IL-1A SNP #9;IL-1ASNP #10;IL-1A SNP #11;IL-1A SNP #14;IL-1A SNP #15;IL-1A SNP #16;IL-1A SNP #19;IL-1A SNP #24;IL-1A SNP #25IL-1A SNP#;IL-1A SNP #30;IL-1A SNP #31;IL-1A SNP #33;和IL-1A SNP #34;IL-1B SNP #1;IL-1BSNP #2;IL-1B SNP #3;IL-1B SNP #4;IL-1B SNP #5;IL-1B SNP #6;IL-1BSNP #7;IL-1B SNP #8;IL-1B SNP #9;IL-1B SNP #17;IL-1B SNP #19;IL-1B SNP #35;和IL-1B SNP #38;IL-1RNic SNP #14;IL-1RNic SNP #14;IL-1RNic SNP #18;IL-1RNic SNP #21;IL-1RNic SNP #22;IL-1RNic SNP#26;IL-1RNic SNP #29;IL-1RNic SNP #30;IL-1RNic SNP #31;IL-1RNicSNP #32;IL-1RNic SNP #33;IL-1RNic SNP #34;IL-1RNic SNP #35;IL-1RNic SNP #36;IL-1RNic SNP #37;IL-1RNic SNP #38;IL-1RNic SNP#40;IL-1RNic SNP #42;43;IL-1RNic SNP #65;IL-1RNic SNP #67;IL-1RNic SNP#;68;IL-1RNic SNP #82;IL-1RNsec SNP #67;IL-1RNsecSNP #68;IL-1RNsec SNP #82;和IL-1RNsec SNP #93。
27.一種為個體選擇適當治療劑的方法,所述個體患有或傾向於發展與IL-1多態性有關的疾病或症狀,該方法包含以下步驟通過檢測如圖1,2A,2B,7A或7B中任何一個所示的IL-1等位基因檢測IL-1炎性單倍型;和選擇補償所檢測的IL-1炎性單倍型的治療劑。
28.權利要求27的方法,其中檢測檢測至少兩個包含在圖1,2A,2B,7A或7B中任何一個的等位基因。
29.權利要求28的方法,其中所述兩個等位基因具有至少0.5的連鎖不平衡值(D』)。
30.權利要求28的方法,其中所述兩個等位基因具有至少0.6的連鎖不平衡值(D』)。
31.權利要求28的方法,其中所述兩個等位基因具有至少0.6的連鎖不平衡值(D』)。
32.權利要求28的方法,其中所述兩個等位基因具有至少0.7的連鎖不平衡值(D』)。
33.權利要求28的方法,其中所述兩個等位基因具有至少0.8的連鎖不平衡值(D』)。
34.權利要求28的方法,其中所述兩個等位基因具有至少0.9的連鎖不平衡值(D』)。
35.權利要求27的方法,其包含檢測hap1 IL-1單倍型。
36.一種確定特定治療劑在治療具有炎性疾病表型的個體中是否有效的方法,其包含通過檢測如圖1,2A,2B,7A或7B中任何一個所示的IL-1等位基因檢測IL-1單倍型;檢測個體中的炎性表型;用所述治療劑治療該個體;和確定該個體中的炎性表型是否被所述治療劑消除或減輕,其中,如果該個體的炎性表型被所述治療劑消除或減輕,那麼所述治療劑在治療具有所檢測的IL-1單倍型的個體中有效。
37.權利要求36的方法,其中所述治療劑是營養物。
38.權利要求36或37的方法,其中所述IL-1單倍型選自由hap1,hap2,hap3和hap4組成的組。
39.權利要求38的方法,其中檢測至少一個選自由以下各項組成的組的IL-1等位基因IL-1A SNP #1;IL-1A SNP #2;IL-1A SNP #3;IL-1A SNP#4;IL-1A SNP #9;IL-1A SNP #10;IL-1A SNP #11;IL-1A SNP #14;IL-1ASNP #15;IL-1A SNP #16;IL-1A SNP #19;IL-1A SNP #24;IL-1A SNP #25IL-1A SNP #;IL-1A SNP #30;IL-1A SNP #31;IL-1A SNP #33;和IL-1ASNP #34;IL-1B SNP #1;IL-1B SNP #2;IL-1B SNP #3;IL-1B SNP #4;IL-1BSNP #5;IL-1B SNP #6;IL-1B SNP #7;IL-1B SNP #8;IL-1B SNP #9;IL-1BSNP #17;IL-1B SNP #19;IL-1B SNP #35;和IL-1B SNP #38;IL-1RNic SNP#14;IL-1RNic SNP #14;IL-1RNic SNP #18;IL-1RNic SNP #21;IL-1RNicSNP #22;IL-1RNic SNP #26;IL-1RNic SNP #29;IL-1RNic SNP #30;IL-1RNic SNP #31;IL-1RNic SNP #32;IL-1RNic SNP #33;IL-1RNic SNP#34;IL-1RNic SNP #35;IL-1RNic SNP #36;IL-1RNic SNP #37;IL-1RNicSNP #38;IL-1RNic SNP #40;IL-1RNic SNP #42;43;IL-1RNic SNP #65;IL-1RNic SNP #67;IL-1RNic SNP#;68;和IL-1RNic SNP #82;IL-1RNsecSNP #67;IL-1RNsec SNP #68;IL-1RNsec SNP #82;和IL-1RNsec SNP #93;IL-1A SNP #1;IL-1A SNP #2;IL-1A SNP #3;IL-1A SNP #4;IL-1A SNP #9;IL-1A SNP #10;IL-1A SNP #11;IL-1A SNP #14;IL-1A SNP #15;IL-1A SNP#16;IL-1A SNP #19;IL-1A SNP #24;IL-1A SNP #25 IL-1A SNP#;IL-1ASNP #30;IL-1A SNP #31;IL-1A SNP #33;IL-1A SNP #34;IL-1B SNP #1;IL-1B SNP #2;IL-1B SNP #3;IL-1B SNP #4;IL-1B SNP #5;IL-1B SNP #6;IL-1B SNP #7;IL-1B SNP #8;IL-1B SNP #9;IL-1B SNP #17;IL-1B SNP #19;IL-1B SNP #35;IL-1B SNP #38;IL-1RNic SNP #14;IL-1RNic SNP #14;IL-1RNic SNP #18;IL-1RNic SNP #21;IL-1RNic SNP #22;IL-1RNic SNP#26;IL-1RNic SNP #;29;IL-1RNic SNP #30;IL-1RNic SNP #;31;IL-1RNicSNP #32;IL-1RNic SNP #33;IL-1RNic SNP #34;IL-1RNic SNP #35;IL-1RNic SNP #36;IL-1RNic SNP #37;IL-1RNic SNP #38;IL-1RNic SNP#40;IL-1RNic SNP #42;43;IL-1RNic SNP #65;IL-1RNic SNP #67;IL-1RNic SNP#;68;IL-1RNic SNP #82;IL-1RNsec SNP #67;IL-1RNsecSNP #68;IL-1RNsec SNP #82;和IL-1RNsec SNP #93。
全文摘要
本發明提供涉及鑑定和使用來自IL-1基因簇的遺傳信息的方法和組合物,所述遺傳信息包括在IL-1的基因座中發現的新的類IL-1基因的結構和組構以及這些基因內部的多態性和相關的單倍型。本發明由此擴展了從IL-1基因座可獲得的有用遺傳信息的所有組成部分,其包含先前鑑定的IL-1α,IL-1β和IL-1RN基因,用於預測IL-1相關表型(例如增加或減小的炎性疾病的風險)和用於治療I1-1單倍型相關的炎性表型。
文檔編號C07H21/04GK1751127SQ03806113
公開日2006年3月22日 申請日期2003年1月27日 優先權日2002年1月25日
發明者馬丁·尼克林, 戈登·達夫, 肯尼思·科恩曼, 馬裡亞姆·拉菲·科爾平, 謝忠明, 拉朱·戈文達拉朱, 納茲尼恩·阿齊茲, 克裡斯·坎寧 申請人:白介素遺傳公司