JP2001514015A - Ts10q23.3と称する腫瘍抑制因子 - Google Patents
Ts10q23.3と称する腫瘍抑制因子Info
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Abstract
Description
本発明はヒト第10染色体上の腫瘍抑制因子遺伝子の同定に関する。この遺伝子
の欠損は例えば神経膠腫などの癌の発生に関する。
積によって起こることがわかっている多段階の生物学的プロセスとして記載して
いる。分子レベルにおいて、腫瘍形成の多段階プロセスには、正の調節エフェク
ターおよび負の調節エフェクターの両方の崩壊が関係している(ワインバーグ(
Weinberg)、1989)。ボゲルステイン(Vogelstein)およびその共同研究者たち (1990)は、ヒト結腸カルシノーマの分子的基礎が、多数の癌原遺伝子、腫瘍抑
制因子遺伝子および修復遺伝子に関与すると仮定している。同様に、網膜芽腫の
発生を導く欠損は他の腫瘍抑制因子遺伝子に関連付けて考えられた(リー(Lee )ら、1987)。さらに別の癌原遺伝子および腫瘍抑制因子が他の多様な悪性腫瘍
において同定された。不幸なことに、治療可能な癌が少なからず残されており、
癌の影響は破局的である---米国単独でも一年に50万人を超える人々が死亡して いる。
状細胞系の細胞から発生した腫瘍が挙げられる(ラッセル(Russell)およびル ビンステイン(Rubinstein)1989)。これらの腫瘍の大部分は成人世代に起こる
。一次脳腫瘍もまた、小児科患者における最も一般的な固形癌を占め、15歳未満
の子供における癌死の第2の原因である。一次脳腫瘍の推定18,500の新規ケース が1994年には診断された(ボーリング(Boring)ら、1994)。疫学的研究により
脳腫瘍の発生が増加し、それが18歳から35歳までの患者の癌死の第3の最も一般
的原因であることが明らかになっている。脳内での位置のため、および周辺組織
に腫瘍細胞が典型的に侵入するため、一次脳腫瘍の治療に関する発明はしばしば
制限される。不幸なことであるが、これらの罹患個体の約3分の2は2年以内で死 亡にいたるであろう。成人の最も一般的な頭蓋内腫瘍は神経膠細胞系の細胞から
生じ、約48%の神経膠細胞腫多形成(GBM)、21%の星状細胞腫(A)(未分化(
AA)および低級)および9%の脳室上衣腫およ乏突起膠腫(レビン(Levin)ら、
1993)の頻度で起こる。
産物に関係した遺伝子研究がある。種々の報告がなされている:上皮増殖因子受
容体の増幅およびそのリガンド、形質転換増殖因子−α、N−myc;gli、変形ス プライシングおよび繊維芽細胞増殖因子受容体の発現およびp53、p16、Rb、神経
繊維芽細胞腫遺伝子1および2、DCCおよび染色体番号4、10,17(p53でないもの )、19、22およびX染色体上の推定腫瘍抑制因子遺伝子である(ウォング(Wong )ら、1987;エル−アゾウジ(El-Azouzi)ら、1989;ニシ(Nishi)ら、1991;
ジェームズ(James)ら、1988;カム(Kamb)ら、1994;ヘンソン(Henson)ら 、1994;ヤマグチ(Yamaguchi)ら、1994;ビアンチ(Bianchi)ら、1994;ラン
ソン(Ranson)ら、1992;ラシード(Rasheed)ら、1992;シェック(Scheck) およびクーンズ(Coons)、1993;フォン・デムリング(Von Demling)ら;ルビ
ノ(Rubino)ら、1994;リットランド(Ritland)ら、1995)。
)、p16(〜50%)、Rb(〜30%)の増幅および第10染色体上での欠失(>90%
)である。さらに、星状細胞腫瘍の組織学的な悪性の重度または程度は結腸癌腫
と同様の遺伝的損傷の蓄積が増加することに相関がある。さらに、変化の中には
相対的に細胞系譜特異的または等級特異的であるようなものもある。例えば、染
色体19qに対する喪失は、オリゴデンドロ神経膠腫中に有意に生じる一方、染色 体10およびEGF受容体の増幅および突然変異は主としてGBMsにおいて生じている 。コピー全体の欠失または染色体番号10のセグメントの欠失は、一次脳腫瘍の最
も一般的な形態であるGBMsに関連する最も一般的な遺伝的事象として強く示され
ている。
する、頻度が高く伸展した遺伝子変化を明らかに証明した(ビグナー(Bigner)
ら、1988;ランソン(Ranson)ら、1992;ラシード(Rasheed)ら、1992;ジェ ームズら、1988;フジモト(Fujimoto)ら、1989;ファルツ(Fults)ら、1990 、1993;カールボム(Karlbom)ら、1993;ラシードら1995;ソノダ(Sonoda) ら、1996;アルバロサ(Albarosa)ら、1996)。細胞遺伝学的分析によりGBMsに
おける一般的事件として染色体番号の変更が変更を示している腫瘍の約60%によ
り明らかに示された。GBMsの対立遺伝子欠失実験は染色体番号10(90%)と関連
のある非常に頻繁である対立遺伝子の不均衡も明らかにした。しかしながら、そ
の喪失は、非常に拡張的かつ頻繁なので、染色体上に局在する一貫した喪失がな
いことはこれらの分析によって明らかに定義することができない。
喪失しか示さない、一連の下等および高等神経膠腫を用いる対立遺伝子欠失分析
に関連している(ラシードら、1995)。この領域(〜1cM)は失われるかまたは1
1GBMs、4AA’s、1Aおよび乏突起膠腫では無益であり、候補領域の局在を示唆し ている。この研究はまた、神経膠腫中で起こる第10染色体の欠失を例示した。
アルバロサ(Albarosa)ら(1996)はD10S221からD10S209までのマーカーから小
児脳腫瘍中の対立遺伝子の欠失に基づく動原体の候補領域を示唆する。サヤ(Sa
ya)ら、一連のGBMsを使用することにより欠失の2つの一般的な共有領域である1
0q26および10q24(D10S192)を示唆している。
。研究は、最初に神経膠腫の10p上にある腫瘍抑制因子遺伝子の機能的な証拠を 提供し(ステック(Steck)ら、1995)、後に前立腺に関しても後に示した(サ ンチェズ(Sanchez)ら、1995;ムラカミ(Murakami)ら、1996)。後の研究は 、D10S1172およびD10S527の間の11cM領域を示唆した。神経膠腫の対立遺伝子欠 失研究は、10p上でさらに広範囲にわたる欠失を示している。神経膠腫の対立遺 伝子欠失研究は10p上での広範囲にわたる欠失を示したが、再度確固たる限局は 達成されていなかった(カルボム(Karbom)ら、1993;キンメルマン(Kimmelma
n)ら、1996:第10染色体のこれらの領域は、以下の図1に示される。さらにそ
の上、EGF-受容体の増幅はまた、染色体10における欠失を腫瘍に殆ど排他的に生
じることを示し、これらの遺伝的変更間の可能性のある結合を示唆している(フ
ォン・デイムリング(Von Deimling)ら、1992。
ma、および急性T細胞白血病などに関して報告されている(カーター(Carter) ら、1990;モリタ(Morita)ら、1991;ハーブスト(Herbst)ら、1984;ジョー
ンズ(Jones)ら、1994;レンペル(Rempel)ら、1993;ペイフェン(peiffen)
ら、1995;ピーターゼン(Petersen)ら、1997)。最近、前立腺癌に関する詳細
な研究は(1)第10染色体の短腕および長腕は腫瘍抑制因子遺伝子をはっきり と含有しているようであり、および(2)長腕の抑制因子遺伝子マップでは10q23
−24境界に局在する(グレイ(Gray)ら、1995;イットマン(Ittmann)1996、 トリバス(Trybus)ら、1996)。これらの3群によって同定した共有欠失領域はD
10S215周辺に集中し、約10cMを広げる(図1)。候補領域と重複する領域は、し かしながら該領域内での更なる局在はないことが前立腺癌に関して報告された。
前立腺癌と関連する対立遺伝子の喪失はまた、試験した腫瘍の約30−40%に
おいてのみ起こると見られている。さらに、欠失は、GBM同様、一層進行した
段階の腫瘍中で観察され、転移能力に関連するかもしれない(ニヘイ(Nihei) ら、1995;コミヤ(Komiya)ら、1996)。これらの結果の組み合わせによりヒト
多発性癌は10q23−24領域を暗示することを示唆している。
q上の2またはそれ以上の腫瘍抑制因子遺伝子の存在を可能にする。第2に、すべ てではない欠失が腫瘍抑制因子遺伝子座に影響を及ぼす。これらの代わりは相互
に排他的ではない。その後の可能性の支持において、潜在的な中心体は遺伝的変
更、特に破損を生じるであろう10q25で起こると示唆される(ボウイライアー(V
ouillaire)ら、1993)。 このすべての情報にもかかわらず、該遺伝子(または複数の遺伝子)の同定は
10q23−24関連腫瘍抑制因子が曖昧であることに関する。特定の遺伝子の同定お よびそれをコードするタンパク質の推定なくしてこの産物を標的とする効果的な
療法を発達させることは不可能である。したがって、この領域に位置する腫瘍抑
制因子を単離することおよびその構造および機能を決定することは重要な目的で
ある。
PTENと称することもある)腫瘍抑制因子を提供することである。また、TS
10Q23.3をコードする遺伝子全体またはその一部を表現するDNAを提供す ることも本発明の目的である。これらの組成物の使用方法を提供することもまた
目的である。 上記目的にしたがって、ひとつの態様において、TS10Q23.3と称する
腫瘍抑制因子を提供する。1つの例において、ポリペプチドは、配列番号:2、
配列番号:10、配列番号:17、配列番号:49、配列番号:55、または配
列番号:57で示されるアミノ酸配列を有する。他の例において、ポリペプチド
は、配列番号:3、配列番号:4、配列番号:5、配列番号:6、配列番号:7
、配列番号:8、配列番号:11、配列番号:12、配列番号:13、配列番号
:14、配列番号:15、配列番号:18、配列番号:50、配列番号:51、
配列番号:52、配列番号:53、配列番号:60、配列番号:61、配列番号
:62、または配列番号:63で示されるアミノ酸配列を有する。約10〜約50個
の連続した残基を持つTS10Q23.3と称する腫瘍抑制因子の単離したペプ
チドを提供する。該ペプチドは、例えば、KLHまたはBSAなどの担体分子にコンジ
ュゲートしてもよい。
合するモノクローナル抗体を提供する。該抗体は他のヒトポリペプチドとクロス
反応しないかまたはヒトの他のTS10Q23.3には結合するがヒトTS10
Q23.3には結合しないでいるものでよい。該抗体は例えば蛍光標識、化学蛍
光標識、放射線標識または酵素などの検出可能な標識をさらに含んでいてよい。
また、ハイブリドーマ細胞およびそのような抗体を製造する細胞株をも含む。 他の態様には、ポリクローナル抗血清、TS10Q23.3と称する腫瘍抑制
因子に免疫学的に結合する抗体を含む。該抗血清は任意の動物から得てよいが、
好ましくはヒト、マウスまたはイヌ以外の動物からのものである。 さらに他の態様において、ある領域、またはその相補領域を含む核酸はTS1
0Q23.3と称する腫瘍抑制因子をコードし、またはその対立遺伝子変異体ま
たはその突然変異体をコードする。腫瘍抑制因子コーディング領域は任意の哺乳
類動物から得たものであって良いが、特定の態様においては、マウス、イヌおよ
びヒトからの配列から選択される。突然変異には、欠失変異体、挿入変異体、フ
レームシフト変異体、ナンセンス変異体、ミスセンス変異体またはスプライシン
グ変異体を含む。ひとつの態様において、突然変異は、1つまたはそれ以上の腫
瘍抑制因子のエクソンのホモ接合欠失を含む。特定の態様においては、エクソン
3,4,5,6,7,8または9が欠失する。他の態様においては、エクソン2
が欠失する。他の態様においては、エクソン3〜9が欠失する。他の態様におい
ては、エクソン2〜9が欠失する。特定の態様においては、腫瘍抑制因子は配列
番号:2、配列番号:10、配列番号:17、配列番号:49、配列番号:55
、または配列番号:57で示されるアミノ酸配列を有する。核酸配列は、配列番
号:1、配列番号:9、配列番号:16、配列番号:54、または配列番号:5
6で示される配列またはその相補配列を有することもできる。さらに、核酸配列
は、配列番号:19、配列番号:20、配列番号:21、配列番号:22、配列
番号:23、配列番号:24、配列番号:25、配列番号:26、または配列番
号:27で示される酸配列またはその相補配列を有することもできる。 核酸配列は、配列番号:64で示される酸配列またはその相補配列を有すること
もできる。核酸はゲノムDNA、相補的DNAまたはRNAである。
いては、スプライシング変異は、エクソン3、エクソン8またはイントロン2に
ある。より特定の態様においては、スプライシング変異の結果、(i)エクソン
3の+1位置におけるGからTへの変化、(ii)エクソン8の+1位置における
GからTへの変化、(iii)イントロン2の−1位置におけるGからTへの変化 、が生じる。 他の態様において、突然変異は、ミスセンス変異体である。特定の態様におい
ては、ミスセンス変異は、エクソン2にある。より特定の態様においては、ミス
センス変異の結果、エクソン2の46位置においてTからGへの変化が生じ、L
EWがARGになる。他の態様において、ミスセンス変異の結果、エクソン2の
28位置においてGからAへの変化が生じ、GLYがGLUになる。他の態様に
おいて、ミスセンス変異の結果、エクソン2の112および113位置において
CからTへの変化が生じる。他の態様において、ミスセンス変異の結果、エクソ
ン2の112および113位置においてCCからTTへの変化が生じ、腫瘍抑制
因子の第38アミノ酸においてPROがPHEになる。特定の態様において、ミ
スセンス変異の結果、エクソン5の323位置においてTからGへの変化が生じ
、腫瘍抑制因子の第108アミノ酸においてLEWがARGになる。他の特定の
態様において、ミスセンス変異の結果、エクソン5の331位置においてTから
Cへの変化が生じ、腫瘍抑制因子の第111アミノ酸においてTRPがARGに
なる。他の態様において、ミスセンス変異の結果、エクソン5の335位置にお
いてTからGへの変化が生じ、腫瘍抑制因子の第112アミノ酸においてLEW
がARGになる。さらに他の態様において、ミスセンス変異の結果、エクソン5
の407位置においてTからAへの変化が生じ、腫瘍抑制因子の第136アミノ
酸においてCYSがTYRになる。他の態様において、ミスセンス変異の結果、
エクソン5の455位置においてTからCへの変化が生じ、腫瘍抑制因子の第1
52アミノ酸においてLEUがPROになる。さらに他の態様においては、ミス
センス変異は、エクソン6にある。さらに詳しくは、ミスセンス変異の結果、エ
クソン6の517位置においてCからTへの変化が生じ、腫瘍抑制因子の第17
3アミノ酸においてARGがCYSになる。他の特定の態様において、ミスセン
ス変異の結果、エクソン6の518位置においてGからCへの変化が生じ、腫瘍
抑制因子の第173アミノ酸においてARGがPROになる。
て、ナンセンス変異は、エクソン5にある。より特定の態様においては、ナンセ
ンス変異の結果、エクソン5の388位置においてCからTへの変化が生じ、腫
瘍抑制因子の第130コドンにおいてARGが停止コドンになる。他の態様にお
いて、ナンセンス変異は、エクソン7にある。より特定の態様においては、ナン
センス変異の結果、エクソン7の697位置においてCからTへの変化が生じ、
腫瘍抑制因子の第233コドンにおいてARGが停止コドンになる。他の態様に
おいて、ナンセンス変異は、エクソン8にある。より特定の態様においては、ナ
ンセンス変異の結果、エクソン8の202位置においてCからTへの変化が生じ
る。 本発明のさらに他の態様において、突然変異にはフレームシフト変異体も含ま
れる。他の態様において、フレームシフト変異は、エクソン7にある。より特定
の態様においては、フレームシフト変異の結果、エクソン7の705位置におい
てAの欠失が生じ、トランケーションを起こした腫瘍抑制因子が発現する。特定
の態様において、フレームシフト変異の結果、エクソン7の823位置において
Gの欠失が生じ、トランケーションを起こした腫瘍抑制因子が発現する。他の態
様において、フレームシフト変異は、エクソン7の98位置におけるTTの挿入
である。他の態様において、フレームシフト変異は、エクソン1にある。より特
定の態様においては、フレームシフト変異は、エクソン1の16および17位置
におけるAAの欠失である。
の要素は、ポリアデニル化シグナルおよび複製起点である。 レトロウイルス、アデノウイルス、ヘルペスウイルス、ワクシニアウイルスお
よびアデノ関連ウイルスなどのウイルスベクターが使用されてよい。該ベクター
は「そのままの状態」またはウイルス粒子に納まっていてもよい。代わりに、該
核酸はリポソームに包まれた発現ベクターを含んでいてよい。 核酸の多様な大きさが考慮されるが、制限されるものではない:約1212塩基、
約1500塩基、約2000塩基、約3500塩基、約5000塩基、約10,000塩基、約15,000塩
基、約20,000塩基、約25,000塩基、約30,000塩基、約35,000塩基、約40,000塩基
、約45,000塩基、約50,000塩基、約75,000塩基および100,000塩基である。
ゴヌクレオチド、TS10Q23.3と称する腫瘍抑制因子をコードする単離さ
れたオリゴヌクレオチドおよびその相補物を提供する。該オリゴヌクレオチドは
長さ約15塩基、約17塩基、約20塩基、約25塩基または約50塩基であってよい。 さらに別の態様において、(i)被験者からサンプルを入手し;ついで(ii) 該サンプルにおける機能的なTS10Q23.3腫瘍抑制因子の発現を決定する
工程を含む、癌の診断方法を提供する。癌は、悪性脳腫瘍、肺癌、肝臓癌、脾臓
癌、腎臓癌、悪性リンパ腫、小腸癌、膵臓癌、血液細胞の癌、胃癌、乳癌、子宮
内膜癌、前立腺癌、睾丸癌、卵巣癌、皮膚癌、頭頸部癌、食道癌、骨髄癌および
血液の癌であってよい。好ましい態様において、該癌は前立腺癌または乳癌であ
る。他の好ましい態様において、癌は、例えば悪性脳腫瘍、神経膠腫などである
。該サンプルは組織または液体サンプルである。
方法は、さらに該核酸を増幅するために適当な条件にサンプルをかけることを含
む。別法として、該方法は該サンプルを例えばELISAなどでTS10Q23.3 に免疫学的に結合する抗体を接触させることを含んでいてよい。形式にかかわら
ず、比較には、TS10Q23.3の発現と癌でないサンプル中のTS10Q2
3.3を比較することが含まれる。該比較はTS10Q23.3発現のレベルを
見てよい。別法として、該比較はTS10Q23.3遺伝子、タンパク質または
転写物の構造を評価することを含んでいてよい。そのような形式はシークエンシ
ング、野生型オリゴヌクレオチドハイブリダイゼーション、突然変異オリゴヌク
レオチドハイブリダイゼーション、SSCPTMおよびRNアーゼ保護を含んでいてよい
。特定の態様には、オリゴヌクレオチドがチップまたはウェーハー上に列を形成
する野生型または突然変異オリゴヌクレオチドハイブリダイゼーションを評価す
ることが含まれる。
条件下、TS10Q23.3と称する腫瘍抑制因子と該細胞を接触させる工程を
含む腫瘍細胞の表現型を変更する方法を提供する。該腫瘍細胞は脳、胚、脾臓、
腎臓、リンパ節、卵巣、皮膚、頭頚部、食道、骨髄および血液組織などの組織か
ら由来していてよい。該表現型は、増殖、移動、接触阻害、軟アガー増殖または
細胞周期から選択されてよい。該腫瘍抑制因子はリポソームに包み込まれるかま
たは自由な状態であってもよい。
モーターは該腫瘍細胞によって核酸の取り込みを可能にする条件下で、腫瘍抑制
因子をコードする領域に作動可能に結合しているものと該細胞を接触させる工程
を含む腫瘍細胞の表現型を変える方法を提供する。該表現型は、増殖、移動、接
触阻害、軟アガー増殖または細胞周期であってよい。該核酸はリポソームに包み
込まれていてよい、該核酸がレトロウイルス、アデノウイルス、アデノ関連ウイ
ルス、ワクシニアウイルスおよびヘルペスウイルスである場合、ウイルス粒子に
包まれていてもよい。
該プロモーターは該腫瘍細胞によって核酸の取り込みを可能にする条件下で、腫
瘍抑制因子をコードする領域に作動可能に結合しているものと該細胞を接触させ
る工程を含む願を治療する方法を提供する。被験者はヒトであってよい。 さらに別の態様において、TS10Q23.3をコードする遺伝子の両方のコ
ピーが妨害されるかまたは他の遺伝子と置き換わるトランスジェニック哺乳動物
を提供する。 さらに別の態様において、(i)被験者からサンプルを入手し;ついで(ii) 該サンプル中の細胞の機能的TS10Q23.3腫瘍抑制因子の発現を決定する
工程を含む癌の程度を決定する方法を提供する。該癌は悪性脳腫瘍であり、その
程度は初期の癌および神経膠腫とははっきり区別される。その決定はTS10Q
23.3核酸または該サンプル中のポリペプチドのアッセイを含んでいてよい。
る工程を含む腫瘍転移を推定する方法を提供する。該癌は、転移性および非転移
性として区別されるであろう。その決定には、TS10Q23.3核酸または該
サンプル中のポリペプチドのアッセイを含んでいてよい。 さらに別の態様において、(i)機能的TS10Q23.3ポリペプチドを欠 如している細胞を提供し;(ii)候補基質と該細胞を接触させ;ついで(iii) 該細胞に及ぼす候補基質の効果を決定する工程を含む抗腫瘍活性の候補基質をス
クリーニングする方法を提供する。該細胞は、腫瘍細胞、例えばTS10Q23
.3.7のコーディング領域における突然変異を持つ腫瘍細胞であってよい。該突
然変異体は欠失変異、挿入変異、フレームシフト変異、ナンセンス突然変異、ミ
スセンス突然変異またはスプライシング突然変異であってよい。その決定には、
候補基質の存在下での1またはそれ以上の細胞の特徴を、候補基質の不在下での 細胞の特徴と比較することを含んでいてよい。その特徴は、TS10Q23.3
発現、ホスファターゼ活性、増殖、転移、接触阻害、軟アガー増殖、細胞周期調
節、腫瘍形成、腫瘍の進行および組織浸潤であってよい。候補基質は、化学療法
剤または放射線治療剤または小分子ライブラリーから選択されるものであってよ
い。該細胞はイン・ビトロまたはイン・ビボで接触されてよい。
TS10Q23.3ポリペプチドを持つことを提供し;(ii)該細胞を候補基質
と接触させ;ついで(iii)候補基質が該部位のリン酸化に及ぼす影響を決定す る工程を含む、抗キナーゼ活性の候補基質をスクリーニングする方法を提供する
。その決定には、候補基質の存在下での1またはそれ以上の細胞の特徴を候補基 質の不在下での細胞の特徴と比較することを含んでいてよい。その特徴は、TS
10Q23.3のリン酸化された状態、TS10Q23.3の発現、ホスファタ
ーゼ活性、増殖、転移接触阻害、軟アガー増殖、細胞周期調節、腫瘍形成、腫瘍
の進行および組織浸潤であってよい。候補基質は、化学療法剤または放射線治療
剤または小分子ライブラリーから選択されるものであってよい。該細胞は、イン
・ビボまたはイン・ビトロで接触してもよい。
サンプルの細胞における機能的TS10Q23.3遺伝子産物の発現を測定する
工程を含む、カウデン症候群の診断方法を提供する。特に好ましい態様において
、細胞は、胸、卵巣、甲状腺および子宮内膜から選択する。他の態様において、
サンプルは組織または体液サンプルであってもよい。本発明の他の態様において
、測定は、サンプルから核酸をアッセイすることを含む。より好ましい態様にお
いて、該方法はさらに、核酸の増幅に適した条件にサンプルを付すことを含む。
他の態様において、該方法はさらに、TS10Q23.3の発現をカウデン症候
群に罹っていないサンプルにおけるTS10Q23.3の発現と比較する工程を
含む。特定の態様において、比較とは、TS10Q23.3の発現レベルを評価
することである。より特定の態様において、カウデン症候群のサンプルは、TS
10Q23.3のコーディング配列に突然変異を含む。突然変異は、フレームシ
フト変異、欠失変異、挿入変異またはミスセンス変異を含む。より特定の態様に
おいて、突然変異はエクソン7にある。他の特定の態様において、突然変異は、
TS10Q23.3遺伝子産物の早期終了を起こす。他の態様において、欠失変
異はエクソン8にある。別の態様において挿入変異はエクソン2にある。特に好
ましい態様において、突然変異は、エクソン7の第791塩基におけるATの挿
入である。他の特に好ましい態様において、突然変異はエクソン8の第915塩
基における13個の塩基対の欠失である。他の好ましい態様において、突然変異
はエクソン2の第137塩基における3個の塩基対の挿入である。より詳しくは
、該3個の塩基対の挿入により、TS10Q23.3遺伝子産物においてASN
がコードされる。
細胞における機能的TS10Q23.3遺伝子産物の発現を測定する工程を含む
、乳癌に罹っている被験者の診断方法を提供する。特別の態様において、細胞は
、胸、卵巣、甲状腺および子宮内膜から選択する。他の態様において、サンプル
は組織または体液サンプルであってもよい。特に好ましい態様において、該方法
はさらに、TS10Q23.3の発現を正常なサンプルにおけるTS10Q23
.3の発現と比較する工程を含む。さらに限定された態様において、サンプルは
、TS10Q23.3のコーディング配列に突然変異を含む。突然変異は、フレ
ームシフト変異、欠失変異、挿入変異またはミスセンス変異を含む。より特定の
態様において、突然変異はエクソン7にある。他の特定の態様において、突然変
異は、TS10Q23.3遺伝子産物の早期終了を起こす。他の態様において、
欠失変異はエクソン8にある。別の態様において挿入変異はエクソン2にある。
特に好ましい態様において、突然変異は、エクソン7の第791塩基におけるA
Tの挿入である。他の特に好ましい態様において、突然変異はエクソン8の第9
15塩基における13個の塩基対の欠失である。他の好ましい態様において、突
然変異はエクソン2の第137塩基における3個の塩基対の挿入である。より詳
しくは、該3個の塩基対の挿入により、TS10Q23.3遺伝子産物において
ASNがコードされる。 本発明の他の目的、特徴および利点は、後記の詳細な説明において明らかにな
るであろう。しかし、詳細な説明および特定の実施例は、本発明の好ましい具体
例を示しているとはいえ、説明のためのみに提示しているものであり、本発明の
範囲内における種々の変更や修飾は、当業者にとっては、この詳細な説明から明
らかになるものである。
;配列番号:3=配列番号:1の第3−119塩基の翻訳;配列番号:4=配列
番号:1の第123−242塩基の翻訳;配列番号:5=配列番号:1の第24
6−272塩基の翻訳;配列番号:6=配列番号:1の第276−317塩基の
翻訳;配列番号:7=配列番号:1の第321−449塩基の翻訳;配列番号:
8=配列番号:1の第453−2243塩基の翻訳;配列番号:9=マウスTS
10Q23.3の遺伝子配列(図9);配列番号:10=配列番号:9のCDS
からのマウスTS10Q23.3のペプチド配列;配列番号:11=配列番号:
9の第14−55塩基の翻訳; 配列番号:12=配列番号:9の第59−16 6塩基の翻訳;配列番号:13=配列番号:9の第172−222塩基の翻訳;
配列番号:14=配列番号:9の第223−273塩基の翻訳;配列番号:15
=配列番号:9の第283−1959塩基の翻訳;配列番号:16=イヌTS1
0Q23.3の遺伝子配列(図9);配列番号:17=配列番号:16のCDS
からのイヌTS10Q23.3のペプチド配列;配列番号:18=配列番号:1
6の第1−1290塩基の翻訳;配列番号:19=エクソン1(図10);配列
番号:20=エクソン2(図10);配列番号:21=エクソン3(図10);
配列番号:22=エクソン4(図10);配列番号:23=エクソン5(図10
);配列番号:24=エクソン6(図10);配列番号:25=エクソン7(図
10);配列番号:26=エクソン8(図10);配列番号:27=エクソン9
(図10);配列番号:28=第88−98残基のモチーフ;配列番号:29=
タンパク質チロシンホスファターゼの保存された触媒ドメイン(Denuら、199
6);配列番号:30=野生型TS10Q23.3ポリペプチドの第1−60残
基(図12A−12C);配列番号:31=突然変異TS10Q23.3ポリペ
プチドの第1−60残基(図12D−12F);配列番号:32=KE突然変異
TS10Q23.3ポリペプチドの第1−60残基(図12G−12I);配列
番号:33=CA6.ex8.FBプライマー;配列番号:34=CA6.ex
8.RQプライマー;配列番号:35=CA6.ex8.FCプライマー;配列
番号:36=CA6.ex8.RRプライマー;配列番号:37=第2アンプリ
コンエクソン8FB−RQを得るために用いた入れ子プライマー;配列番号:3
8=第2アンプリコンエクソン9FB−RRを得るために用いた入れ子プライマ
ー;配列番号:39=M5’Fプライマー;配列番号:40=M5’Rプライマ
ー;配列番号:41=M2’Fプライマー;配列番号:42=F3’Rプライマ
ー;配列番号:43=ヒト胎児脳の第1ラウンドPCRにおけるプライマー;配
列番号:44=ヒト胎児脳の第1ラウンドPCRにおけるプライマー;配列番号
:45=ヒト胎児脳の第2ラウンドPCRにおけるプライマー;配列番号:46
=ヒト胎児脳の第2ラウンドPCRにおけるプライマー;配列番号:47=偽遺
伝子であってTS10Q23ではない遺伝子から特異的303bp産物を産生す
るのに用いたプライマー;配列番号:48=偽遺伝子であってTS10Q23で
はない遺伝子から特異的303bp産物を産生するのに用いたプライマー;配列
番号:49=マウスMMAC1タンパク質の配列;配列番号:50=ペプチド配
列;配列番号:51=配列番号:1の第321−1034塩基の翻訳;配列番号
:52=配列番号:9の第169−750塩基の翻訳;配列番号:53=配列番
号:16の第1−108塩基の翻訳;配列番号:54=イヌMMAC1遺伝子の
配列;配列番号:55=配列番号:54のCDSからのイヌMMAC1タンパク
質の配列;配列番号:56=マウスMMAC1遺伝子の配列;配列番号:57=
配列番号:56のCDSからのマウスMMAC1タンパク質の配列;配列番号:
58=MMAC1エクソン2における配列にマッチするプライマーMAC1.6
f;配列番号:59=MMAC1エクソン5における配列にマッチするプライマ
ーMAC1.6r;配列番号:60=配列番号:56の第1−54塩基の翻訳;
配列番号:61=配列番号:56の第58−96塩基の翻訳;配列番号:62=
配列番号:56の第98−178塩基の翻訳;配列番号:63=配列番号:56
の第182−208塩基の翻訳;配列番号:64=ヒトTS10Q23.3偽遺
伝子の配列。
活性を担う遺伝子または複数の遺伝子の同定は決定されていない。腫瘍発生神経
膠腫細胞に腫瘍抑制因子遺伝子を宿すと疑われる、染色体または染色体の断片の
トランスファーに関与する機能的なアプローチを以前には使用した。これらの努
力の結果により、推定腫瘍抑制因子遺伝子の生物学的活性の定義を可能にし、そ
のような局在化に対する援助を可能にした。染色体2および10はU251神経膠腫細 胞にトランスファーされ、また、染色体2および10はLG−11細胞にもトランスフ ァーされた。LG‐11細胞は染色体10のそのままのコピーを持たないことを示して
おり、続いてその中止点は10q24で起こるとわかった。染色体番号10番のトラン スファーにより抑制された表現型を示すハイブリッド細胞を生じ、腫瘍発生性を
喪失して示し(腫瘍の形成はない)および軟アガロース中で増殖させることがで
きる能力の喪失(50Xから1000Xの減少;パースハウス(pershouse)ら、1993) を示す。そのハイブリッドの指数関数的増殖速度は親細胞に類似であるが、ハイ
ブリッド細胞の飽和密度は親胞より有意に低い(10Xから20X)。染色体番号2番 のトランスファーは親細胞同様に作用するハイブリッド細胞を生じる。
片化した染色体をトランスファーすることである。しかしながら本発明者らはハ
イブリッド細胞のいくつかが自発的に染色体再配列を受け、挿入された染色体10
番の多様な領域しか保有しないハイブリッド細胞を製造することを観察した(パ
ースハウスら、1993)。ついで本発明者らは、断片化実験を開始する代わりに、
そのハイブリッドをサブクローニングし、分析した(ステック(Steck)ら、199
5)。挿入された染色体番号10番またはその断片の保有は、情報を与える有益なR
FLPマーカーおよびFISH分析によって突き止められた。興味深いことに、挿入さ れた染色体のみが再配列を受ける。染色体番号10番の完全なコピーの挿入は、軟
アガロース中で増殖させ、ヌードマウス中で腫瘍を形成するハイブリッド細胞の
形質転換した特質の阻害を生じる。
腕の主要部分の喪失を明らかにし、軟アガー中で増殖し、ヌードマウス中で腫瘍
を形成することに失敗し、よって、染色体(10pterから10q11)の残りの部分に 腫瘍抑制性の遺伝子座が存在することを示している。対照的に、長腕、10q24か ら10q26にかけての遠位領域を保有するクローンは、軟アガロース中でもヌード マウス中でも増殖できなかった(図4参照)。これは該染色体の遠位領域にある 別の表現型の抑制性領域を示唆する。別の10−関連物質の欠如はさらに、染色体
番号10番の残りの物質が変更された生物学的表現型を担うことを示唆している。
これらの結果は神経膠腫親交に関する染色体番号10番上の2つの表現型上独立の 抑抑制領域の存在を示している(ステック(Steck)ら、1995)。 本発明により、本発明者らは、神経膠腫、乳癌、前立腺癌および他の癌に関係
するTS10Q23.3と称する腫瘍抑制因子遺伝子を局在化するいくつかの独 立した方策を使用した。これらの方法は、以下の実施例に一層詳細に記載されて
おり、(i)一連のヒト神経膠腫細胞株中での同種の欠失の同定;(ii)腫瘍発 生性に関して抑圧されたクローン中での保有の一致領域の決定;および(iii) 神経膠腫の多様な程度と対応する正常サンプルに関する対立遺伝子欠失研究を含
む。該遺伝子を操作すると、現在、ヒト癌に関連する新規診断および治療方法を
発達させる遺伝子によってコードされる情報を利用することができるようである
。
業者にはよく知られている。他の腫瘍の例としては、少し挙げるとp53、Rbおよ びp16である。これらの分子は構造的に顕著である一方、TS10Q23.3が成
員である機能的に関連のある分子の群を形成する。これらのほかの腫瘍抑制因子
が現在開発されている使用法は、同様に本明細書において応用可能である。 全TS10Q23.3分子に加えて、本発明はまた、腫瘍抑制(または他の) 活性を保有しているか、またはしていないポリペプチドの断片に関連する。該分
子のN−末端を含む断片はコーディング領域内に翻訳停止部位を遺伝的に操作す ることによって製造されてもよい(以下に議論する)。代わりに、例えばプロテ
アーゼとして知られるタンパク質分解酵素でTS10Q23.3分子の処理によ り多様なN−末端断片、C−末端断片および内部の断片を製造することができる。
断片の例には、長さ6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20
、21、22、23、24、25、30、35、40、45、50、55、60、65、75、80、85、90、95
、100,200,300、400またはそれを超えるのアミノ酸の図7および図9に与えられ
ている配列の隣接残基を含んでいてよい。これらの断片は沈殿(例えば硫酸アル
ミニウム)、HPLC、イオン交換クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグ
ラフィー(イムノアフィニティークロマトグラフィー)または多様なサイズ分離
(体積、ゲル電気泳動、ゲル濾過)などの公知の方法により精製されてよい。
子の推定分子量47,122である。したがって、最少限でこの分子は、分子量および
plが試験されるアッセイにおいて標準として使用されてもよい。 122−131残基に位置するホスファターゼ一致部位は、配列: p1411行 のチロシンホスファターゼ(PTP)同一配列を完全にマッチする。活性化ドメイン の外側は配列は非常に異なっている。PTPsはリン酸化酵素中間体を通して進む。
該酵素反応は、システインのチオラートアニオンにより基質のリン原子の核親和
性攻撃後のリン酸システイン中間体の形成に関する酵素反応に関する。その反応
は2段階化学的プロセスとして代表されることができる:脱リン酸化産物の急激 な放出により伴われる酵素にリン酸基転移;およびリン酸の急激な放出に付随し
てリン酸チオール中間体の加水分解である。触媒競合要素複合体を形成するため
に、酵素がリン酸含有基質の2価陰イオンと反応する。酵素上で、アスパラギン 酸は陽子を加えられなければならず、核親和性システインは、酵素にリン酸基転
移に関して2価陽イオンと反応しない(チオラートアニオン)。また、233−240 および308−315残基で位置するチロシンリン酸化が可能なことおよび128、164、
223および335残基で位置するcAMPリン酸化にも注目する。ホスファターゼはキナ
ーゼ部位を持つと知られ、これらの酵素のリン酸活性は、これらの部位でのリン
酸化により調節されることができる。一般的にプロテインホスファターゼは2つ の部類に分類される−セリン/トレオニンホスファターゼおよびチロシンホスフ
ァターゼである。チロシンホスファターゼのあるものはまた、ホスホセリンおよ
びホスホトレオニンに対する活性を持つ。
酸化状態は細胞生理学において重要な特徴として証明される。多様なメカニズム
により、キナーゼおよびホスファターゼはシグナル伝達、エネルギー保存および
細胞調節に関する細胞内の異なる経路で作用する。形質転換タンパク質src(コ レット(Collet)およびエリクソン(Erickson)、1978)中の内在性チロシ
ンキナーゼ機能の同定、特にチロシン残基でのリン酸化の役割は細胞増殖および
癌の誘発に重要な役割を演じる(ハンター(Hunter)1991;Bishop, 1991)。プ
ロテインホスファターゼが増殖調節において果たす役割は、その他の多くの生物
学的生化学的活性同様に生物学的に重要な分子のリン酸化状態に相関する(コー
エン(Cohen)、1994)。
細胞骨格関連タンパク質、チキンテンシンおよびウシオーキシリンに相同である
2特異的ホスファターゼをコードすると考えられる(Steckら、1997;Liら 、1997)。TS10Q23.3のN末端ハーフは数種のホスファターゼに対
して相同であり。その推定コアホスファターゼモチーフは第122−134残基
に存在する(Denuら、1996;TonksおよびNeelら、1996)。したがって 、TS10Q23.3のN末端領域は、酵素的および細胞的に局在する活性をも
つ。TS10Q23.3のC末端タンパク質は、第240、315および336
残基に3つの潜在的チロシンリン酸化部位を含む。もしリン酸化が行われれば、
チロシンのC末端の3つの残基に位置するロイシン残基があるので、チロシン3
15は潜在的SH2結合部位になる(Songyangら、1995)。2つの潜在的セ
リンリン酸化部位もまたTS10Q23.3のC末端にハーフに存在する。セリ
ン残基338は、潜在的Ca2+/カルモジュリン依存性タンパク質キナーゼI
I部位になり、一方セリン355残基は、潜在的カゼインキナーゼII部位にな
る(HardieおよびHanks、1995)。最後の4つのアミノ酸ITKVは、潜在 的PDZ結合ドメインになる(FanningおよびAnderson、1996;Sarasおよび
Heldin、1996)。PDZドメインは種々の細胞内タンパク質に存在し、ひょ
的タンパク質のC末端に直接結合することによりタンパク質−タンパク質相互作
用を媒介すると考えられる。 該分子のN−末端の60程度のアミノ酸はtensinなる接着プラークに示される細 胞骨格タンパク質に幾分のホモロジーを示す。これはTS10Q23.3点突然 変異が接触阻害、侵入、移動または細胞‐細胞間シグナル伝達において関与する
であろうことを示唆している。ある腫瘍細胞株中に同定されたTS10Q23. 3点突然変異はこの領域中で二次的に提案された構造に影響を及ぼす。
ば、異常状態から転移の妨害または侵入性腫瘍の増殖を妨害するために非常に悪
性の状態へと形質転換するのを阻害する能力を持つことを意味する。正常なTS
10Q23.3遺伝子産物によって調節されるとみなされるであろう他の表現型 は血管形成、接着、移動、細胞‐細胞シグナル伝達、細胞増殖、細胞分化、密度
依存性増殖、固定(anchorage)依存性増殖およびそのほかのものである。どの 分子がこの活性を持つのかという決定は当業者によく知られたアッセイを用いて
達成される。例えば、TS10Q23.3またはその変異体をコードする遺伝子 を機能的TS10Q23.3産物を持たない細胞へと形質転換することおよびそ れにより不完全な増殖コントロールを示すものは増殖抑制のためにTS10Q2
3.3機能を持つ分子を同定する。
に合致している。また、推定キナーゼ標的は分子中に局在し、ホスファターゼの
他の特徴である。他の腫瘍抑制因子はこの種の活性を同定しているので、TS1
0Q23.3の腫瘍抑制におけるホスファターゼ機能を決定するのが望ましいで あろう。これはまた、TS10Q23.3機能の不在に関するスクリーニングア ッセイを発展させるのに、または癌治療の開発に、例えばTS10Q23.3の ホスファターゼ機能を標的化すること、TS10Q23.3が作用する基質を標 的化すること、および/またはTS10Q23.3に作用を及ぼすキナーゼまた は複数のキナーゼを標的化することに有利な方法であろう。
欠失変異体は機能的活性、または免疫原性活性に必須ではないそのままのタンパ
ク質の1またはそれ以上の残基を欠如し、上記の膜貫通配列を欠如した変異体に よって例示される。欠失変異体の別の一般的なタイプは、1つの欠如分泌シグナ ル配列または細胞の特定の部位に結合するタンパク質に関するシグナル配列であ
る。挿入変異体は、典型的に該ポリペプチド中の末端点ではない点でさらなる物
質に関係する。これは免疫応答性のエピトープまたは単純に単一残基の挿入を含
む。終末の付加、いわゆる融合タンパク質は以下で議論する。
の安定性などのポリペプチドの1またはそれ以上の特性を調節するために設計さ れていてもよい。この種の置換は、好ましくは保存的であり、すなわち一つのア
ミノ酸が同様の形および変化のうちの1つで置換されている。保存された置換は 当該技術においてよく知られており、かつ例えば変更を含む:アラニンからセリ
ンへ;アルギニンからリジンへ;アスパラギンからグルタミンまたはヒスチジン
へ;アスパラギン酸からグルタミン酸へ;システインからセリンへ;グルタミン
からアスパラギンへ;グルタミンからアスパラギン酸;グリシンからプロリンへ
;ヒスチジンからアスパラギンまたはグルタミンへ;イソロイシンからロイシン
またはバリンへ;ロイシンからバリンまたはイソロイシンへ;リジンからアルギ
ニンへ;メチオニンからロイシンまたはイソロイシンへ;フェニルアラニンから
チロシン、ロイシンまたはメチオニンへ;セリンからトレオニンへ;トレオニン
からセリンへ;トリプトファンからチロシンへ;チロシンからトリプトファンま
たはフェニルアラニンへ;およびバリンからイソロイシンまたはロイシンへの変
更を含む。
界で公知の標準的技術を用いるであろうことを企図している。さらに、N末端欠
失、C末端欠失、内部欠失ならびにランダムおよび点突然変異についても同様の
ことを企図するものである。 N末端およびC末端欠失は、C末端またはN末端領域の端部に近い適当なシン
グル制限部位の存在といったような利点を有する欠失突然変異の形態である。D
NAはそのような部位で切断され、切断端は、BAL31、エクソヌクレアーゼ
III,DNアーゼIおよびS1ヌクレアーゼなどのヌクレアーゼによって分解
される。2つの切断端を再結合すると、制限部位の周囲に種々のサイズの欠失を
もつ一連のDNAが作製される。本明細書の記載にしたがって、こういった突然
変異から発現したタンパク質について、アポトーシス阻害および/またはチャペ
ロン機能をアッセイすることができる。内部欠失突然変異においても同様の技術
を用いることができるが、内部欠失において突然変異は、2つの適当に配置され
た制限部位を用いることによって作製され、それによって予め決定された欠失を
作ることができ、末端を上記のように処理することができる。
、当業者は、反応時間の長さに応じて多数の場所でDNAを切断する“フリーク
エントカッター”を用いることができる。したがって、反応条件を変えることに
よって、一連の種々のサイズの突然変異を作製することができ、次いで活性をス
クリーニングすることができる。 DNアーゼなどでDNA配列を切断し、3、6、9、12個などのアミノ酸を
コードするヌクレオチドを挿入し、端部をライゲートすることによって、ランダ
ム内部突然変異もまた作製することができる。いったんこのような突然変異を作
製すると、野生型のタンパク質にみられる種々の活性について該変異体をスクリ
ーニングすることができる。 特定のタンパク質ドメインをコードする遺伝子の一般的領域を同定すると、点
突然変異を用いて、TS10Q23.3に関連する特定の活性においてどのアミ
ノ酸残基が重要であるかという特定性を同定することができる。したがって、当
業者は、DNA鎖においてシングル塩基変化を作製することができ、その結果と
して変質コドンおよびミスセンス変異を作製することができる。
たは基質の分子上の結合部位などの構造と結合能力の相互性の応用可能な喪失な
しにタンパク質構造中で置換されているのであろう。その相互作用的能力および
タンパク質の生物学的機能的な活性を定義するので、あるアミノ酸置換体はタン
パク質配列中、およびその基礎にあるDNAコーディング領域で製造されることが でき、やはり所有物であるのようにタンパク質を入手する。ゆえに、以下に議論
するように、生物学的な有用性または活性の適用可能な喪失なしに遺伝子のDNA 配列はにおいて多様な変更がなされるであろうということが本発明者らにより考
えられている。表1はある独特のアミノ酸をコードするコドンを示している。 そのような変化、アミノ酸のヒドロパシー価(hydropathic index)が考慮さ れていよい。親水性アミノ酸指標が当該技術分野において一般的に理解されてい
るタンパク質上で相互作用的に生物学的機能値が存在する(カイト(Kyte)および
ドゥーリトル(Doolittele)、1982)。アミノ酸の相対的にヒドロパシー特徴は
得られたタンパク質の二次構造に貢献し、今度は、該タンパク質と他の分子の相
互作用を定義する、例えば酵素、基質、受容体、DNA、抗体、抗原などである。 各アミノ酸は、その疎水性おおび帯電特徴を基礎に割り当てられる(カイトお
よびドゥーリトル):イソロイシン(+4.5);バリン(+4.2);ロイシン(+
3.8);フェニルアラニン(+2.8);システイン/シスチン(+2.5);メチオ ニン(+1.9);アラニン(+1.8);グリシン(‐0.4);トレオニン(‐0.7)
;セリン(‐0.8);トリプトファン(‐0.9);チロシン(‐1.3);プロリン (−1.6);ヒスチジン(−3.2);グルタミン酸(−3.5);アスパラギン酸( −3.5);アスパラギン(−3.5);リジン(−3.9);およびアルギニン(−4.5
)である。
って置換されてもよいし、同様の生物学的活性、すなわち生物学的機能が同等で
あるタンパク質をさらに入手することになってもよいことは当業者には明らかで
ある。そのような変化を起こす場合、ヒドロパシー価がおおよそ2以内であるこ とが好ましいアミノ酸の置換を起こす場合に、指数がおよそ1以内であるものが 特に好ましく、またさらに0.5以内であるものが特に好ましい。 アミノ酸のような置換がヒドロパシーに基づき効果的に作成されることができ
るとまた理解される。米国特許第4,554,101号(参照のため本明細書に引用する )はその近隣のアミノ酸のヒドロパシーによって支配されるようなタンパク質の
最も偉大な局在化した平均的なヒドロパシーがタンパク質の特性に相関する。米
国特許第4,554,101号に詳細に記載されるように、以下の親水性値がアミノ酸残 基に割当てられている:アルギニン(+3.0);リジン(+3.0);アスパラギン
酸(+3.0±1);グルタミン酸(+3.0±1);セリン(+0.3);アスパルギン (+0.2);グルタミン(+0.2);グリシン(0);トレオニン(‐0.4);プロ
リン(‐0.5±1);アラニン(‐0.5);ヒスチジン*‐0.5);システイン(−1
.0);メチオニン(−1.3);バリン(−1.5);ロイシン(−1.8);イソロイ シン(−1.8);チロシン(−2.3);フェニルアラニン(−2.5);トリプトフ ァン(−3.4)である。
であることおよび生物学的同等性タンパク質とおよび免疫学的同等性タンパク質
をさらに入手できることが理解されている。そのような変化において、その親水
性値が±2以内であるアミノ酸の置換が好ましく、その値が±1以内であるものが
特に好ましく、そしてその値が±0.5以内が一層さらに好ましい。 上記概説のように、アミノ酸置換は一般的にアミノ酸側鎖置換基の相対的な類
似性、例えば、その疎水性、親水性、帯電性、大きさなどの類似性に基づく。多
様な前記の特徴を考慮する例示的置換基は当業者によく知られており、:アルギ
ニンおよびリジン、グルタミン酸およびアスパルギン酸、セリンおよびトレオニ
ン;グルタミン酸およびアスパラギン酸;およびバリン、ロイシンおよびイソロ
イシンが挙げられる。
である。模倣体はタンパク質の二次構造の要素を模倣するペプチド含有分子であ
る。例えば、ジョンソン(Johnson)ら、バイオテクノロジー・アンド・ファー マシー(BIOTECHNOLOGY AND PHARMACY)、ペズト(Pezzuto)ら、編、チャプマ ン(Chapman)およびホール(Hall)、ニューヨーク(1993)中の「ペプチド・ ターン・ミメティクス(Peptide Turn Mimetics)」参照。ペプチド模倣体の使 用に隠れている潜在的な理論的根拠はタンパク質のペプチド骨格は主として抗体
および抗原のアミノ酸などの分子相互作用を促進するためのような方法において
アミノ酸側鎖を正しく判断することに存在する。ペプチド模倣体は天然の分子に
類似の分子相互作用を可能にするように期待されている。これらの主義は、上記
主義概説に関連して使用され、TS10Q23.3の多数の天然の特性を持つ第2
世代の分子を操作することに使用してよい。
変更すると信じられているTS10Q23.3に同定されてきている。これらの 実験は、少なくとも2つの理由にとって重要である。最初に、それらはこの遺伝 子のさらに別のホモログ、対立遺伝子変異体および突然変異体が関連の種、例え
ば、ラット、ウサギ、サル、テナガザル、チンパンジー、ヒトニザル、ヒヒ、ウ
シ、ブタ、ウマ、ヒツジおよびネコなどの種に存在していてもよい合理的な予測
を提供する。これらのホモログ、変異体および突然変異体の単位rに関してハエ 、タンパク質の分析に関連して、ある活性ドメインまたは機能的ドメインが同定
されることができる。第2に、これは該分子のさらに変異分析の出発点を提供す るであろう。この情報が開発されることができる一つの方法が「ドメインスイッ
チング」にあるのである。 ドメインスイッチングは、異なっているがこの場合では関連するポリペプチド
を使用してキメラ分子の製造に関係する。該マウス、イヌおよびヒトのTS10
Q23.3の配列をタンパク質の種のTS10Q23.3の配列と比較し、また、
これらのポリペプチドの突然変異体および対立遺伝子変異体と比較することによ
って、これらの分子の機能的に重要な領域に関する推定を行なうことができる。
ついで、これらの領域のTS10Q23.3機能に対する重要性を決定する努力 において、これらの分子の関連ドメインスイッチをいれることが可能である。こ
れらの分子は、これらの「キメラ」が天然の分子から区別可能であるということ
における別の価値を持っていてよく、同じ機能を提供する可能性も一方ではある
。 配列同一性に基づき、マウス、イヌおよびヒト配列のアミノ酸レベルにおいて
、該分子の一次配列における小さな変化でさえ機能に影響を及ぼすことが推論さ
れてもよい。さらに別の突然変異体の分析および二次構造に影響を及ぼす推定さ
れる効果がこの理解に添加するであろう。 ドメインスイッチング実験の豊富な基礎を提供するTS10Q23.3の構造 上の別の側面はチロシンフォスファターゼ様ドメインおよび推定チロシンリン酸
化ドメインである。このドメインは、この機能の特異性を変更するための他のフ
ォスファターゼドメインに適していてよい。さらにTS10Q23.3のと他の ホスファターゼ間のホモロジーの調査はこの観察によって保証されている。
第2のポリペプチドのすべてまたは一部にN−末端またはC−末端に結合したその ままの分子のすべてもしくは実質的な部位を有する。例えば、融合は典型的に異
種性宿主におけるタンパク質の組換え発現を可能にするタンパク質の種からのリ
ーダー配列を使用する。タンパク質の有用な融合タンパク質には例えば、抗体エ
ピトープなどの免疫学的に活性のあるドメインを融合タンパク質の精製を容易に
するために付加することを含む。融合接合部位またはその近辺部位に開裂部位が
含まれることにより、精製後の的外れの除去を容易にするであろう。タンパク質
の有用な融合には、例えば酵素からの活性部位、グリコシル化ドメイン、細胞標
的化シグナルまたは膜貫通領域からの活性部位などの機能的なドメインの結合を
含む。関心のある1つの特定の融合には、TS10Q23.3のホスファターゼ部
位が欠如しているが、その基質分子を結合することができるその他の領域を含む
欠失構築物が包含される。基質−TS10Q23.3複合体の精製に用いること
ができるポリペプチドへの融合は、同定および分析のための基質の単離に有用で
ある。
ゼ(GST)システム(ファルマシア、ピスカタウェイ、NJ)、マルトース結
合タンパク質システム(NEB、ビバリー、MA)、FLAGシステム(IBI
、ニューヘブン,CT)および6xHisシステム(キアゲン、チャットワース
、CA)が挙げられる。 これらのシステムの幾つかは、数の少ないアミノ酸のみを生み出す組換えポリ
ペプチドを産生する。たとえば、FLAGシステムおよび6xHisシステムの
両方は、短い配列のみを付加し、両者とも抗原性が乏しいことが知られており、
ポリペプチドの折りたたみにおいて、その天然のコンホーメーションに逆の影響
を及ぼさない。 さらに他のシステムにおいて、TS10Q23.3融合構築物の免疫原性を増
強する融合タンパク質構築物を創作することが可能である。免疫原性を増加する
ことは当業者には公知であり、たとえば、hsp70などのヘルパー抗原とTS
10Q23.3との融合、またはジフテリア毒素鎖もしくはIL12などのサイ
トカイン由来のペプチド配列とTS10Q23.3との融合は、免疫応答を誘発
するのに有用である。他の態様において、TS10Q23.3関連組成物が特異
的部位または細胞にターゲッティングするのを強化する融合構築物を作製するこ
とができる。たとえば、ある種のリガンドに対して、融合TS10Q23.3ま
たはTS10Q23.3型のタンパク質は、そのようなリガンドに対する受容体
発現部位へ組成物をターゲッティングするための有効な手段である。この作法に
おいて、TS10Q23.3またはTS10Q23.3関連組成物は、受容体媒
介デリバリーを介して細胞内へ誘導される。TS10Q23.3タンパク質は、
リガンドへ共有的に結合または融合することができる。このことは、細胞内への
デリバリー機構として用いることができる。タンパク質が結合したリガンドは、
次いで受容体発現細胞によって内在化することができる。 他の融合システムは、所望のポリヌクレオチドから融合パートナーを切り離す
ことが望ましいポリペプチドハイブリッドを作製する。1つの態様において、融
合タンパク質は、特異的プロテアーゼ認識配列を含むペプチド配列によって組換
えTS10Q23.3ポリペプチドに結合する。適当な配列の例として、タバコ
エッチウイルスプロテアーゼ(ライフ・テクノロジーズ、ガイサースバーグ、M
D)またはXa因子(ニュー・イングランド・バイオラブス、ビバリー、MA)
によって認識される配列が挙げられる。
いて、ポリペプチドおよび非ポリペプチド断片に対する細胞環境の大まかな分別
に関係する。他のタンパク質からのポリペプチドを分離すると、関心のあるポリ
ペプチドは、さらにクロマトグラフィーおよび電気泳動技法を用いたさらなる精
製により部分的精製または完全な精製(または均一性に対する精製)を行なう。
特に純粋なペプチドの調製に適している分析方法はイオン交換クロマトグラフィ
ー、排除クロマトグラフィー、ポリアクリルアミドゲル電気泳動、等電点電気泳
動法である。ポリペプチドの精製に特に有効な方法は、高速タンパク質液体クロ
マトグラフィーであるかまたはHPLCである。 本発明のある側面は精製に関しており、特定の態様においてはコードサンブル
ックrタンパク質タンパク質またはペプチドの実質的な精製に関する。本明細書 で使用する「精製タンパク質またはポリペプチド」なる語は、組成物に関すると
意図されており、タンパク質の組成物から単離可能であり、該タンパク質または
ペプチドは天然で入手可能な状態に任意の程度比較して精製される。それゆえ、
精製したタンパク質またはペプチドはまた、天然に存在するであろう環境から離
れたタンパク質またはペプチドをもいう。
化を受けやすいタンパク質またはペプチド組成物をいい、その組成物は実質的に
生物学的活性を保有している。「実質的に精製している」なる語が使用される場
合、この名称は、例えば、組成物中のタンパク質が50%、約60%、約70%、約80
%、約90%、約95%またはそれを超える割合であるような組成物の主要成分をタ
ンパク質またはペプチドが形成する組成物をいうであろう。 該タンパク質またはペプチドの精製の程度を定量する多様な方法は本開示に照
らし合わせて当業者には公知である。これらには、例えば、活性化区分の特定活
性を決定すること、またはSDS/PAGE分析によって画分内のポリペプチドの料を 査定することなどが含まれる。 ある画分の精製を評価する好ましい方法には、該画分の特定活性を計算し、そ
れを最初の抽出物の特定活性と比較し、ついでしたがって精製の程度を計算し、
本明細書において「−倍の精製数(-fold purification number)」によって検 出可能である。活性料を表すのに使用する実際の単位は、勿論、精製後に選択し
た特定のアッセイ技術に依存し、発現したタンパク質またはペプチドが検出可能
な活性を示すか否かに依存する。
。これらには、例えば、硫酸アンモニウム、PEG、抗体などでの沈殿、または熱 変性によるかまたは遠心後;イオン交換クロマトグラフィー、ゲル濾過クロマト
グラフィー、逆相クロマトグラフィー、ヒドロキシルアパタイトクロマトグラフ
ィーおよびアフィニティークロマトグラフィーなどのクロマトグラフィー工程;
等電点電気泳動;ゲル電気泳動;およびそれらの組み合わせおよびタンパク質の
技法である。当業界において一般的に知られるように、多様な精製工程を行なう
順序が変化してもく、またはある工程は省略してもよく、またさらに実質的に生
成したタンパク質またはペプチドの適当な調製方法を生じてもよいことが信じら
れている。 該タンパク質またはペプチドがいつも最も精製された状態にて提供されるとい
う一般的な必要条件は全くない。実際、殆ど実質的ではなく精製された産物はあ
る態様における有用性を持つと考えられ得る。部分的な精製は、組み合わせ一層
少ない精製工程を用いることにより、または同じ一般的な精製計画の異なる形態
を利用することによって達成されてよい。例えば、HPLC機器を用いて達成される
陽イオン交換カラムクロマトグラフィーは一般的に低圧力クロマトグラフィー系
を利用する同じ技法より高「−倍」精製を生じる。相対的に低い程度の精製を示
す方法はタンパク質産物の総回収量において利点があり、または発現されたタン
パク質の活性を維持することに利点があってよい。
分子量が変化するかもしれない。 高速液体クロマトグラフィー(HPLC)は、ピークのストラタジーンくれた分析 での非常に並外れた迅速な分解によって特徴付けられる。これは、適当な流速を
維持する非常にきれいな粒子および高圧を使用して達成される。分離は、数分ま
たはせいぜい1時間で達成されることができる。さらに、該サンプルの非常に少 量のみを必要とする。というのは、粒子は非常に小さく、該真空容量がbed容量 の非常に小さな画分であるように密に詰められているからである。また、該サン
プルの濃度は、バンドが該サンプルの非常にわずかな希釈が存在するとても狭い
ものであるため、それほど高い必要はない。 ゲルクロマトグラフィーまたは分子篩クロマトグラフィーは、分子の大きさに
基づく特別な型の分割クロマトグラフィーである。ゲルクロマトグラフィーの後
ろにある理論は、カラムは、小孔を含む不活性基質の小さな粒子で調製されてい
るのだが、大きさにより、分子が孔を通過するかその周辺にあるように小分子と
大分子を分離するというものである。粒子が作成される物質が該分子に吸着しな
い限り、流速を決定する唯一の因子が大きさである。したがって、分子は形が比
較的一定である限り、大きさを小さくしてカラムから溶出される。ゲルクロマト
グラフィーは異なる大きさの分子を分離するためにしのがれる。というのは、分
離は、pH、イオン化強度、温度などのすべての他の因子から独立しているからで
ある。実際には、吸着は全くなく、ゾーンの分離は少なく、そして溶出容量は分
子量に対する単純な事象に関連する。
とができる分子間の特的なアフィニティーを信頼するクロマトグラフィー手法で
ある。カラム物質は結合パートナーの1つを難溶性マトリクスに共有結合させる ことによって合成される。ついで、カラム物質は該溶液からの物質を特異的に吸
収することができる。溶出は結合が起きない条件に変化させることによって起こ
る(pH、イオン化強度、温度などを変える)。 炭水化物含有化合物の精製に有用であるアフィニティークロマトグラフィーの
特定の型は、レクチンアフィニティークロマトグラフィーである。レクチンは多
様なポリサッカリドおよび糖タンパク質に結合する物質の類である。レクチンは
通常臭化シアンによってアガロースに結合している。セファロースに結合したCo
nconavalin Aは使用されるこの種類の最初の物質であり、ポリサッカリドの単離
においておよび糖タンパク質の単離において広く使用されレンズマメレクチンを
含むタンパク質のレクチン、N−アセチルグリコサミニル残基の精製に有用であ る小麦生殖凝集素およびへリックスポマティア(Helix pomatia)レクチンであ る。レクチンそのものは炭水化物のリガンドを持つアフィニティークロマトグラ
フィーを用いて精製される。ラクトースはヒマシマメ(castor bean)およびピ ーナツからのレクチンを純粋にするために使用した;麦芽糖はレンズマメおよび
ジャックビーン(jack bean)から抽出するのに有用である。N−アセチル−Dガ ラクトサミンはダイズからのレクチンを精製するために使用される;N−アセチ ルグリコサミニルは麦芽からのレクチンに結合する;D−ガラクトサミンは2枚貝
からのレクチンを入手するのに使用し、L−フコースはハスからのレクチンに結 合する。 マトリクスはそれ自身は任意の程度まで分子に吸着しない物質であるべきであ
り、広い範囲の化学的安定性、物理的安定性および温度安定性を持つ。リガンド
は、その結合特性を影響しないような方法で結合すべきである。該リガンドは相
対的にしっかりした結合も提供すべきである。およびサンプルまたはリガンドを
破壊することなく物質を溶出することができるべきである。アフィニティークロ
マトグラフィーの最も一般的な形態の1つは、イムノアフィニティークロマトグ ラフィーである。本発明で使用するために適している抗体の製造については以下
に議論する。
0Q23.3関連ペプチドについても記載する。その相対的に小さなサイズのた め、本発明のペプチドは従来の技術により、溶液中または固相支持体上で合成さ
れることもできる。多様な自動合成は、市販されており入手可能であり、公知の
プロトコールに従って使用することができる。例えば、ステュワート(Stewart )およびヤング(Young)(1984);タム(Tam)ら、(1993);メリフィールド
(Merrifield)(1986);およびバラニー(Barany)およびメリフィールド(19
79)、各々は参照のため本明細書に含有する。短いペプチド配列または重複ペプ
チドのライブラリーはたいてい約6から約35から50までのアミノ酸であり、本明 細書に記載される選択された領域に対応するものであり、容易に合成でき、つい
で応答性のペプチドを同定するために設計されるスクリーニングアッセイにおい
てスクリーングできる。代わりに、組換えDNA技法は本発明のペプチドをコード する各酸配列が発現ベクターに挿入され、適当な宿主細胞に形質転換またはトラ
ンスフェクションされ、ついで発現に適切な条件下で培養されてよい。 米国特許第4554101号(本発明の参考文献である)もまた、親水性に基
く一次アミノ酸配列からのエピトープの同定および製造を教示している。Hoppに
開示されている方法を通じて、当業者であれば、本明細書に開示のDNA配列の
いずれかによってコードされるアミノ酸配列のいずれかからエピトープを同定す
ることができるであろう。
23.3タンパク質またはペプチドの使用に関して提供する。TS10Q23.3
またはその一部がカップリングし、結合し、結び付けられ、コンジュゲートされ
るかまたはリンカー、ポリリンカーまたは誘導体化されたアミノ酸を介して1ま たはそれ以上の薬剤に化学的に結合していることを想像できる。これば、両また
は特異性または多価組成物またはワクチンが製造されるように行なわれる。これ
らの組成物の調製に使用される方法は、当業者によく知られており、例えば製薬
学的に許容し得るように動物に投与するのに適しているべきである。好ましい薬
剤は、キーホール・リンペットヘモシアニン(keyhole limpet hemocyanin)(K
LH)またはウシ血清アルブミン(BSA)である。
供する。ヒト、イヌおよびマウスのTS10q23.3分子遺伝子が同定されてい
る。しかし、当業者であれば、これらの2つの核酸を用いて、容易に種々の他種
の関連する相同体を同定することができるが、本発明はこれらの遺伝子に限定さ
れるものではない(ラット、ウサギ、サル、テナガザル、チンパンジー、類人猿
、ヒヒ、ウシ、ブタ、ウマ、ヒツジ、ネコなど)。この遺伝子のマウスとイヌの
相同体の発見は、よりヒトに関連性が近い種が、実際に同様の相同体を持ってい
るかもしれないという事実の存在を有望にするものである。 さらに、本発明が本明細書に開示されている特定の核酸に限定されないことは
明白である。以下に議論するように、”TS10q23.3遺伝子”は、種々の 異なる塩基を含み、さらにまだ、本明細書に開示するヒトおよびマウス遺伝子と
機能的に(幾つかの場合においては、構造的に)区別しえない対応するポリペプ
チドを産生することができる。 同様に、ある核酸に対するどのようなレファレンスでも、その核酸を含む宿主
細胞を包囲するものであり、幾つかの場合においては、その核酸の産物を発現す
ることができるものとして理解すべきである。さらに、治療的考察に加えて、本
発明の核酸を発現する細胞は、TS10q23.3の機能を誘発、抑制、阻害、 増大、妨害、終結、刺激または増強させる作用剤をスクリーニングする際に有用
である。
が、本発明のTS10q23.3遺伝子である。本発明の核酸は、TS10q2 3.3遺伝子全体、腫瘍抑制またはホスファターゼ機能を発現するTS10q2 3.3のドメインまたは本明細書に記載されたTS10q23.3のいずれかの他
のフラグメントをコードする。該核酸は、ゲノムDNAから誘導、すなわち、特
定の有機体のゲノムから直接クローニングされる。しかし、好ましい具体例にお
いて、該核酸は、相補的DNA(cDNA)を包含する。また、cDNAプラス
天然のイントロンまたは他の遺伝子から誘導されたイントロンもまた本発明にお
いて企図される。このように設計された分子は、”ミニ遺伝子”と呼ばれること
もある。最小の使用法として、これらの核酸および本発明の他の核酸は、たとえ
ばゲル電気泳動において分子量標準として用いることができる。 語句“cDNA”は、テンプレートとしてメッセンジャーRNA(mRNA)
を用いて作製されたDNAを意味することを意図している。ゲノムDNAまたは
ゲノム、非または部分切断RNAテンプレートからポリメライズされたDNAと
は異なって、cDNAを用いる利点は、cDNAが本質的に対応するタンパク質
をコードする配列を含むことである。最適発現のために非コーディング領域が必
要である場合、あるいは最適発現のためにイントロンなどの非コーディング領域
がアンチセンス方策において標的とされている場合など、全または部分ゲノム配
列が好ましい場合がある。
ードする天然の変異体によって、ある1つの種のある1つのTS10q23.3
が表されることも企図している(表1参照)。 本明細書において、語句“TS10q23.3をコードする核酸”とは、全細
胞核酸から単離された核酸分子を意味する。好ましい具体例において、本発明は
、本質的に図6および図9に記載された核酸配列に関する。語句“図6または図
9に記載された”とは、該核酸配列が、図6または図9の一部と実質的に対応す
ることを意味する。本明細書において、語句“機能的に等価なコドン”とは、ア
ルギニンまたはセリンに対する6つのコドンなどの同じアミノ酸をコードするコ
ドン(後記表1参照)、および後記に議論するように、生物学的に等価なアミノ
酸をコードするコドンを意味する。
も約60%、さらに通常少なくとも約70%、最も多くは約80%、好ましくは
少なくとも約90%および最も好ましくは約95%が、図9と同一である配列が
、“図9に記載の”配列といえよう。図9に記載の配列と本質的に同じ配列もま
た、標準的条件下においてハイブリッド形成して図9の相補配列を含む核酸セグ
メントとなりうる配列として機能的に定義しうる。 本発明のDNAセグメントとしては、上述したような、生物学的にTS10q
23.3と機能が等価のタンパク質およびペプチドをコードするセグメントが挙
げられる。このような配列は、核酸配列およびそれによってコードされるタンパ
ク質において天然に生じる事がわかっている、コドンの過剰およびアミノ酸の機
能的等価性の結果として生じる。別法として、機能的に等価なタンパク質または
ペプチドを、タンパク質の構造において変化を工作するといったような組換えD
NA技術を適用して創生することができる。人間によって設計された変化は、部
位特異的突然変異誘発技術の適用によって導入することができるが、あるいはラ
ンダムに導入した後に所望の機能をスクリーニングしてもよい。
るか、または本質的に相補的であるDNAセグメントがが包含される。“相補的
”である核酸配列とは、標準的ワトソン−クリックの相補ルールに従う塩基対で
ありうる配列である。 本明細書において、語句“相補的配列”とは、上記と同じ核酸比較法で評価しう
るような実質的に相補的な配列であるか、または本明細書に記載するような相対
的緊縮条件下において図6および図9の核酸セグメントにハイブリダイズしうる
ものとして定義される核酸配列を意味する。このような配列は、全TS10q2 3.3タンパク質またはその機能的あるいは非機能的フラグメントをコードする
ことができる。 また、該ハイブリダイズセグメントは、より短いオリゴヌクレオチドであって
もよい。長さが17塩基の配列は、ヒトゲノム内で一回だけ発生すべきであり、
したがって、独特の標的配列を特定するのに十分である。より短いオリゴヌクレ
オチドのほうがインビボ経路において作りやすく、かつ増やしやすいけれども、
ハイブリッド形成の特異性の測定において、多数の他の因子が関わってくる。そ
の相補的標的に対するオリゴヌクレオチドの結合親和性および配列特異性は、長
さが増えると増大する。たとえば、これらに限定されるものではないが、8、9
、10、11、12、12、14、15、16、17、18、19、20、25
、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85
、90、95、100またはそれ以上の塩基対からなるオリゴヌクレオチドを用
いることを企図するものである。250、500、1000、1212、150
0、2000、2500、3000または3431塩基およびさらに長い塩基を
コードする、より長いポリヌクレオチドも企図するものに含まれる。このような
オリゴヌクレオチドを、たとえばサザンブロットおよびノーザンブロットにおけ
るプローブとして、および増幅反応におけるプライマーとして用いる。
、部位特異的突然変異誘発によるアミノ酸の置換では、より低い緊縮条件が必要
であることがわかる。これらの条件下では、プローブおよび標的鎖の配列が完全
に相補的ではなくて、1つまたはそれ以上の位置にミスマッチがある場合でさえ
もハイブリッド形成が生じる。塩濃度の増加および温度の低下によって、条件の
緊縮性が低くなる。たとえば、NaCl約0.1〜0.25M、温度約37℃〜
約55℃において、中程度の緊縮条件になり、塩約0.15〜0.9M、温度約
20℃〜約55℃において、低い緊縮条件になる。このように、ハイブリッド形
成条件は、容易に操作することができ、それゆえに所望の結果に応じて選択し得
る一般的な方法となるのである。 他の具体例では、たとえば、50mMトリス−HCl(pH8.3)、3mM
MgCl2、10mMジチオスレイトール、温度約20℃〜約37℃において、
ハイブリッド形成が達成される。他のハイブリッド形成条件としては、10mM
トリス−HCl(pH8.3)、50mM KCl、1.5μM MgCl2、温 度約40℃〜約72℃が挙げられる。ホルムアミドおよびSDSも他のハイブリ
ッド形成条件に用いることができる。 本発明のプローブおよびプライマーを用いる方法のひとつは、TS10q23
.3に関連する遺伝子の探索、特に他の種からのTS10q23.3の相同体の
探索である。マウス相同体が存在することによって、ヒトTS10q23.3の
他の相同体が、マウスよりも、より近い種およびより遠縁の種において発見され
るであろうことが強く示唆される。スクリーニングにはRNA分子の分析が含ま
れるが、通例、標的DNAは、ゲノムまたはcDNAである。ハイブリッド形成
の緊縮性およびプローブの領域を変化させることによって、相同性の程度の異な
る相同体を見出すことができる。
特異的突然変異誘発である。部位特異的突然変異誘発は、基本的なDNAの特異
的突然変異誘発を介して、個別のペプチド、または生物学的機能等価タンパク質
またはペプチドを製造するのに有用な技術である。該技術はさらに、前述の考察
の1つあるいはそれ以上を組み合わせて、1つあるいはそれ以上のヌクレオチド
配列の変化をDNAへ導入することによって、配列変異体を作製し、試験するこ
とが容易になる。部位特異的突然変異誘発によって、所望の突然変異ならびに十
分な数の近接のヌクレオチドのDNA配列をコードする特定のオリゴヌクレオチ
ド配列を用いる突然変異体の産生が行われ、トラバースされる欠失ジャンクショ
ンの両端に安定な二重体を形成するのに十分な大きさと配列複雑性をもつプライ
マー配列が提供される。代表的には、変更される配列ジャンクションの両端に約
5から0残基をもつ長さ約17〜25ヌクレオチドのプライマーが好ましい。 該技術は、代表的には、一本鎖体および二本鎖体の両方で存在するバクテリオ
ファージベクターを使用する。部位特異的突然変異誘発に有用な代表的なベクタ
ーとしては、M13ファージといったようなベクターが挙げられる。このような
ファージベクターは、市販されており、その使用方法は、一般に当業者には公知
である。二本鎖プラスミドもまた部位特異的突然変異誘発において日常的に使用
され、対象の遺伝子をファージからプラスミドへ移す段階を省くことができる。
コードするDNA配列を含む一本鎖ベクターを得るか、または二本鎖ベクターの
二本の鎖を解くことによって行われる。所望の突然変異を生じさせるオリゴヌク
レオチドは、合成的に製造される。次いで、このプライマーを、ハイブリッド形
成条件を選択する際のミスマッチの程度を考慮して、一本鎖DNA調製物とアニ
ーリングし、E.coliポリメラーゼIクレノーフラグメントなどのDNAポリメ
ライズ酵素で処理し、突然変異を生じた鎖の合成を完成する。このようにして、
1つの鎖がもとの非変異配列をコードし、第二の鎖が所望の突然変異を含むヘテ
ロ二重体を形成する。次いで、このヘテロ二重体ベクターを用いて、E.coliな
どの適当な細胞の形質転換を行い、突然変異配列アレンジメントを生じている組
換えベクターを含む配列を選択する。 部位特異的突然変異誘発を用いて選択された遺伝子の配列変異体の作製は、潜
在的に有用な種を作製するという手段で提供されるが、これらに限定されるもの
ではなく、遺伝子の配列変異体が得られる他の方法がある。たとえば、所望の遺
伝子をコードする組換えベクターを、ヒドロキシルアミンなどの突然変異誘発剤
で処理して配列変異体を得てもよい。
野生型”分子において突然変異ポリペプチドが過剰量で発現される場合でさえも
、それらは遺伝子置換療法によって克服することができない突然変異的機能をも
っている。アンチセンス処置は、このような状況に立ち向かう方法のひとつであ
る。アンチセンス技術はまた、細胞系またはトランスジェニックマウスの発達に
おけるTS10q23.3の“ノックアウト”機能に対し、調査、診断およびス
クリーニングの目的でも使用できる。 アンチセンス方法論の利点は、核酸がその“相補的”配列と対を形成する傾向
にあるという事実である。相補性とは、ポリヌクレオチドがワトソン−クリック
相補性ルールに従って塩基対を形成することができるということを意味する。す
なわち、相対的に大きいプリンが、相対的に小さいピリミジンと塩基対を形成し
て、DNAの場合、グアニンとシトシン(G:C)およびアデニンとチミン(A
:T)、あるいはRNAの場合、アデニンとウラシル(A:U)という組み合わ
せを形成する。ハイブリッド形成配列においてイノシン、5−メチルシトシン、
6−メチルアデニン、ヒポキサンチンなどの普遍性の少ないものを含めても、対
形成に干渉しない。 ポリヌクレオチドで二本鎖(ds)DNAを標的化すると、三重ヘリックスが
形成され;RNAを標的化すると二重ヘリックスが形成される。アンチセンスポ
リヌクレオチドは、標的細胞に導入されが場合、その標的ポリヌクレオチドに特
異的に結合し、転写、RNA切断、移入、翻訳および/または安定性に干渉する
。アンチセンスRNA構築物、あるいはこのようなアンチセンスRNAをコード
するDNAを用いて、インビトロまたはインビボにて、ヒトを含めた宿主動物と
いったような宿主細胞内における遺伝子転写または翻訳もしくはその両方を阻害
することができる。
エクソン、イントロンに、あるいはエクソン−イントロン境界にさえも結合する
ように設計することができる。ほとんどの有効なアンチセンス構築物は、イント
ロン/エクソンスプライスジャンクションに相補的な領域を含むことを企図され
ている。したがって、好ましい具体例は、50−200塩基対からなるイントロ
ン−エクソンスプライスジャンクション領域に相補的なアンチセンス構築物を含
むことが求められる。その標的選択性に大きく影響を及ぼすことなく該構築物に
含めることができるエクソン配列がいくつか存在することが観察されている。含
まれるエキソン性部分の量は、使用する特定のエキソンおよびイントロン配列に
応じて変化する。エクソン過剰DNAが含まれるかどうかは、単純に該構築物を
インビトロでテストし、正常な細胞機能に影響を及ぼすかどうか、あるいは相補
的配列を有する関係する遺伝子の発現に影響を及ぼすかどうかを決定することに
よって容易にテストすることができる。 前記にて定義したように、“相補性”または“アンチセンス”は、その全長に
おいて実質的に相補的であり、僅かな塩基ミスマッチをもつポリヌクレオチド配
列を意味する。たとえば、長さ15塩基対では、それらが13または14の位置
において相補的ヌクレオチドをもつ場合に相補的であるということができる。天
然においては、完全に相補的な配列とは、その全長において完全に相補的であり
、塩基対のミスマッチがない配列である。相同性の程度がより低いその他の配列
も含まれる。たとえば、相同性が高い限定された領域をもつが、非相同領域(リ
ボザイムなど、後記)も含んでいるアンチセンス構築物を設計することができる
。これらの分子の相同性は50%より小さいけれども、適切な条件下においては
、標的配列に結合することができる。 ゲノムDNAの一部とcDNAまたは合成配列とを組み合わせて、特異的構築
物を作製することができる。たとえば、最も遠い構築物においてイントロンが望
まれる場合、ゲノムクローンを用いる必要がある。構築物の残りの部分に対して
、cDNAまたは合成ポリヌクレオチドが、より都合の良い制限部位を提供し、
したがって、配列の残部に対して使用される。
使用することである。タンパク質は核酸の触媒として伝統的に用いられているが
、別のクラスの巨大分子が、この試みにおいて有用であることがわかってきてい
る。リボザイムは、部位特異的に核酸を切断するRNA−タンパク質複合体であ
る。リボザイムは、エンドヌクレアーゼ活性を有する特異的触媒部位をもつ(Ki
mおよびCook、1987;Gerlachら、1987;ForsterおよびSymons、198 7)たとえば、多くのリボザイムは、高度の特異性をもってホスホエステルトラ
ンスファー反応を促進し、オリゴヌクレオチド基質において、数個のホスホエス
テルのうちのただ1つを切断する(Cookら、1981;MichelおよびWestof、1 990;Reinhold-HurekおよびShub、1992)。この特異性は、基質が化学反
応に先だって、特異的塩基対相互反応を介してリボザイムの内部ガイド配列(I
GS)に結合するという要件に起因している。 最初、リボザイム触媒は、核酸に関係する配列特異的切断/ライゲーション反
応の一部として観察されている(Joyce、1989;Cookら、1981)。たと えば、米国特許第5354855には、あるリボザイムが、公知のリボヌクレア
ーゼよりも大きな配列特異性をもつエンドヌクレアーゼとして作用し、DNA制
限酵素の配列特異性に似ているが報告されている。したがって、配列特異的リボ
ザイムが媒介する遺伝子発現の阻害は、特に治療としての適用に適している(Sc
anlonら、1991;Sarverら、1990)。近年、リボザイムが、それらが適 用される幾つかの細胞系において遺伝子の変化を誘発させ、変化した遺伝子が癌
遺伝子H-ras、c-fosおよびHIVの遺伝子を含むことが報告された。この種の 研究のほとんどに、特異的リボザイムによって切断される特異的突然変異コドン
に基づく、標的mRNAの修飾が関係している。
に抗血清またはモノクローナル抗体を産生させるのに用い、さらにそれを用いて
さらに実験を行う。他の具体例では、発現ベクターを遺伝子療法に用いる。発現
には、ベクターに提供される適当なシグナルが必要であり、それには、宿主細胞
に対象の遺伝子を発現させる、ウイルスおよび哺乳動物由来のエンハンサー/プ
ロモーターといったような種々の調節要素が含まれる。宿主細胞内におけるメッ
センジャーRNAの安定性および翻訳能力を最適化するように設計されたエレメ
ントも定義される。産物を発現する永続的で、安定な細胞クローンを創立するた
めの多数の優性ドラッグ選択性マーカーの使用条件もまた提供される。ドラッグ
選択性マーカーの発現とポリペプチドの発現をリンクするエレメントである。
する配列の一部または全部が転写されうるような遺伝子産物をコードする核酸を
含む、どのようなタイプの遺伝子構築物もが含まれることを意味する。転写物は
、タンパク質に翻訳されるが、必須というわけではない。ある具体例において、
発現には、遺伝子の転写および遺伝子産物へのmRNAの翻訳の両方が含まれる
。他の具体例では、発現には、対象の遺伝子をコードする核酸の転写のみが含ま
れる。 遺伝子産物をコードする核酸は、プロモーターの転写調節下にある。“プロモ
ーター”とは、遺伝子の特異的転写を開始するのに必要な、細胞の合成機構によ
って認識されるDNA配列、または合成機構を導入するDNA配列を意味する。
語句“転写調節下”とは、プロモーターがRNAポリメラーゼ開始および遺伝子
発現を調節する核酸に関連して、正しい位置および方向性にあることを意味する
。 語句“プロモーター”は、本明細書においては、RNAポリメラーゼIIに対
する開始部位の周囲に集まる転写調節モジュールのグループを意味する。どにょ
うにプロモーターが組織されるかについての多くの見解は、HSVチミジンキナ
ーゼ(tk)およびSV40早期転写酵素ユニットなどの数種のウイルスプロモー
ターの分析から得られている。より最近の研究によって予測されてきたように、
これらの実験から、プロモーターが、それぞれおよそ7−20bpのDNAから
なり、一個またはそれ以上の転写アクチベーターまたはリプレッサータンパク質
に対する認識部位を含む、分離した機能モジュールからなるということがわかっ
てきている。
位を置くように機能する。このもっとも良く知られている例は、TATAボック
スであるが、哺乳類末端デオキシヌクレオチジルトランスフェラーゼ遺伝子のプ
ロモーターおよびSV40遅延遺伝子のプロモーターといったような、TATA
ボックスを持たないいくつかのプロモーターにおいては、それ自身の開始部位に
横たわっている分離エレメントが開始場所の決定を補助する。 さらなるプロモーターエレメントは、転写開始の頻度を調節する。近年、多数
のプロモーターが機能エレメントを開始部位の下流に含むことがわかってきてい
るが、代表的には、これらは開始部位の上流30−110bpの領域に位置して
いる。プロモーターエレメント間のスペーシングは、しばしばフレキシブルであ
り、そのためエレメントがもう1つのエレメントに対して逆方向になるかまたは
移動する場合、プロモーター機能は保存される。tkプロモーターにおいて、プ
ロモーターエレメント間のスペーシングは、活性の低下芽始まる前に、50bp
まで増加可能である。プロモーターに応じ、個々のエレメントが、共同作動的ま
たは独立的のいずれかにて機能して、転写を活性化しうることがわかる。 それが、標的細胞内で核酸の発現を指示することが可能である限りは、対象の
核酸配列の発現を調節するのに用いる特定のプロモーターは、重要であるとは考
えられない。したがって、ヒト細胞が標的である場合、核酸コーディング領域に
近接した位置にあり、ヒト細胞において発現可能なプロモーターのコントロール
下にあることが好ましい。一般的に述べると、このようなプロモーターはヒトあ
るいはウイルスプロモーターのいずれかを含んでいる。
モーター、SV40プロモーター、ラウス肉腫ウイルス長末端リピート、ラット
インスリンプロモーターおよびグリセロアルデヒド−3−ホスフェートデヒドロ
ゲナーゼを用いて、対象コード配列の高レベルの発現を得ることができる。発現
レベルが既定の目的とって十分であるならば、対象のコード配列の発現を達成す
ることが当業者には公知である他のウイルスおよび哺乳類細胞またはバクテリオ
ファージプロモーターも同様に本発明に企図される 特定の生理的シグナルに応答して調節されるプロモーターを選択することによ
り、遺伝子産物の誘導可能な発現が得られる。たとえば、導入遺伝子の発現、ま
たはマルチシストロニックベクターを用いる場合の複数導入遺伝子の発現が、ベ
クターが産生される細胞に対して毒性である場合、1つまたはそれ以上の導入遺
伝子の発現を阻害または低減化するのが望ましい。産生細胞系に対して毒性であ
る導入遺伝子の例は、プロ−アポトーシスおよびサイトカイン遺伝子である。数
種の誘導可能なプロモーターシステムが、導入遺伝子産物が毒性であるウイルス
ベクターの産生において利用することができる。
なシステムのひとつである。このシステムは、哺乳動物細胞において対象の遺伝
子の調節された状態で発現するように設計されている。該システムは、導入遺伝
子の発現は実質的に最小限ではないが、200倍以上の誘導性を可能にしている
強く調節された発現メカニズムからなる。このシステムは、のショウジョウバエ
のヘテロダイマーエクジソン受容体に基いており、エクジソンまたはムリステロ
ンAといったようなその類縁体が受容体に結合する場合、受容体はプロモーター
を活性化して、下流導入遺伝子を発現させ、高レベルのmRNA転写物が得られ
る。このシステムにおいて、ヘテロダイマー受容体の両モノマーは、ひとつのベ
クターから構成的に発現されるが、対象遺伝子の発現を駆動させるエクジソン応
答性受容体は、他のプラスミド上にある。したがって、このタイプのシステムの
対象遺伝子トランスファーベクターへの工作は、有用である。次いで、対象遺伝
子を含むプラスミドおよび産生細胞の受容体モノマーの共トランスフェクション
を行うことにより、潜在的に毒性の導入遺伝子を発現することなく、遺伝子トラ
ンスファーベクターが産生される。適当な時点において、エクジソンまたはムリ
ステロンAによって導入遺伝子の発現を活性化することができる。
標)またはTet−On(登録商標)システムである。このシステムもまた、テトラ サイクリンまたはドキシサイクリンなどのテトラサイクリン誘導体に応答して、
高レベルの遺伝子発現を調節された状態で発現させる。Tet−Onシステムでは、 ドキシサイクリンの存在下で遺伝子発現が作動されるが、Tet−Offシステムでは
ドキシサイクリンの不在下で遺伝子発現が作動される。これらのシステムは、大
腸菌のテトラサイクリン耐性オペロンから誘導された2つの調節エレメントに基
いている。テトラサイクリンリプレッサーが結合するテトラサイクリンオペレー
ター配列およびテトラサイクリンリプレッサータンパク質。対象遺伝子を、テト
ラサイクリン応答性エレメントがその中に存在するプロモーターの後ろでプラス
ミドにクローニングする。第2のプラスミドは、テトラサイクリン制御トランス
アクチベーターと呼ばれ、Tet−Offシステムでは、単純ヘルペスウイルス由来の
VP16ドメインおよび野生型テトラサイクリンリプレッサーからなる調節エレ
メントを含む。したがって、ドキシサイクリンの不在下において、転写が構成的
に行われる。Tet−Onシステムでは、テトラサイクリンリプレッサーは野生型で はなく、ドキシサイクリンの存在下で転写を活性化する。テトラサイクリンまた
はドキシサイクリンの存在下で産生細胞が成長させることができ、潜在的毒性導
入遺伝子の発現を阻止することができるが、ベクターが患者に誘導されるときに
、遺伝子発現が構造的に行われるので、遺伝子療法用ベクター産生には、Tet−O
ffシステムが好ましい。
節することが望ましい。たとえば、所望の発現レベルに応じて、種々の強さの活
性をもつ異なるウイルスプロモーターを用いることができる。哺乳動物細胞では
、CMV即時早期プロモーターは、強い転写活性化を提供するためにしばしば用
いられる。強度の低いCMVプロモーターの修飾バージョンもまた、導入遺伝子
の低レベルの発現が望まれる場合に用いられている。造血細胞における導入遺伝
子の発現が望まれる場合、MLVまたはMMTV由来のLTRといったようなレ
トロウイルスプロモーターがしばしば用いられる。所望の効果に応じて用いられ
る他のウイルスプロモーターとしては、SV40、RSV LTR、HIV−1 およびHIV−2 LTR、E1A、E2AまたはMLP領域由来などのアデノ ウイルスプロモーター、AAV LTR、カリフラワーモザイクウイルス,HS V−TKおよびトリ肉腫ウイルスが挙げられる。 同様に、組織特異的プロモーターを用いて、潜在的毒性または標的組織でない
組織に対する望まない効果が減少されるように、特異的組織または細胞における
転写を行うことができる。たとえば、PSA、プロバシン、プロスタティック酸
ホスファターゼまたは前立腺特異的カリクレイン(hK2)を用いて前立腺にお
いて遺伝子発現を標的化することができる。同様に、次のプロモーターを用いて
他の組織において遺伝子発現を標的化することができる。
いて転写を活性化することが望ましい。これは、ホルモンまたはサイトカイン調
節可能なプロモーターにおいてなしうるものである。たとえば、適応症が、特定
のステロイドが産生されるかまたは送られる生殖腺組織である場合の遺伝子療法
では、アンドロゲンまたはエストロゲン調節プロモーターの使用が都合がよい。
このようなホルモン調節可能なプロモーターとしては、MMTV、MT−1、エ
クジソンおよびルビスコ(RuBisco)が挙げられる。甲状腺、脳下垂体お
よび副腎ホルモンに応答するような他のホルモン調節プロモーターは、本発明に
おいて有用であることが予測される。使用できると考えられるサイトカインおよ
び炎症タンパク質応答プロモーターとしては、KおよびTキニノゲン(Kageyama
ら、1987)、c−fos、TNF−α、C−反応性タンパク質(Arconeら、
1988)、ハプトグロビン(Oliveroら、1987)、血清アミロイドA2、 C/EBPα、IL−1、IL−6(PoliおよCortese、1989)、補体C3 (Wilsonら、1990)、IL−8、α−1酸糖タンパク質(ProwseおよびBaum
ann、1988)、α−1アンチプシン、リポプロテインリパーゼ(Zechnerら、
。1988)、アンギオテンシノーゲン(Ronら、1991)、フィブリノーゲ ン、c−jun(ホルボールエステル、TNF−α、紫外線照射、レチノイン酸
および過酸化水素によって誘導しうる)、コラゲナーゼ(ホルボールエステルお
およびレチノイン酸によって誘導される)、メタロチオネイン(重金属およびグ
ルコロルチコイド誘導可能)、ストロメリシン(ホルボールエステル、インター
ロイキン−1およびEDFによって誘導可能)、α2マクログロブリンおよびα
1アンチキモトリプシンが挙げられる。
えば、ビシストロン遺伝子療法ベクターでは、細胞をG1相にとどめるp16な
どの第1遺伝子の発現を駆動させる強いCMVプロモーターの使用に続いて、細
胞周期のG1相において活性であるプロモーターのコントロール下でp53など
の第2遺伝子が発現し、それによって細胞がアポトーシスに導かれる“第2ヒッ
ト”が提供される。種々のサイクリン類、PCNA、ガレクチン−3、E2F1
、p53およびBRCA1といったような他のプロモーターが使用できる。 オステオカルシン、低酸素症応答エレメント(HRE)、MAGE−4、CE
A、αフェトプロテイン、GRP78/BiPおよびチロシナーゼなどの腫瘍特
異的プロモーターもまた、腫瘍細胞における遺伝子発現の調節に用いることがで
きる。本発明に使用しうる他のプロモーターとしては、Lac−調節可能,化学
療法誘発(MDRなど)および熱(高熱症)誘発可能プロモーター、照射誘発可
能(EGR(Jokiら、1995))、αインヒビン、RNApolIIItRNAmet および他のアミノ酸プロモーター、U1 snRNA(Barlettら、1996)、
MC−1、PGK、βアクチンおよびαグロビンなどが挙げられる。有用である
他の多くのプロモーターが、WalterおよびStein(1996)にリストされてい る。 上記プロモーター単独使用または他のプロモーターとの組み合わせ使用のいず
れもが、所望する作用に応じて、本発明において有用であることが予想される。
さらに、このプロモーターのリストは、包括的または制限的にとらえるべきでは
なく、当業者であれば、本明細書に開示されるプロモーターおよび方法に関連し
て使用することができる他のプロモーターについて知ることができるであろう。
プロモーターからの転写を増強する遺伝子エレメントである。エンハンサーは、
プロモーターと良く似たように組織される。すなわち、それらは多くの個別のエ
レメントからなり、各エレメントは、1つまたはそれ以上の転写タンパク質に結
合する。エンハンサーとプロモーターの間の基本的な差異は、操作上のことであ
る。エンハンサー領域は全体として、離れたところで転写を刺激することができ
なければならない。このことはプロモーター領域またはその成分エレメントでは
層である必要はない。一方、プロモーターは、特定の部位および特定の方向性に
おいてRNA峇清の開始を指示する、1つまたはそれ以上のエレメントをもたな
ければならないが、エンハンザーにはこのような特性はない。プロモーターおよ
びエンハンサーはしばしばオーバーラップし、隣接しており、非常に類似したモ
ジュラー組織を持つように見えることが多い。 下記に示すのは、上記リストした組織特異的プロモーターのほかに、さらに苦
加えるプロモーターのリストである(表3および表4)。補足すると、(真核プ
ロモーターデータベースEPDBによる)どのようなプロモーター/エンハンサ
ー組み合わせ物でも、遺伝子発現に用いることができる。デリバリーコンプレッ
クスの一部または付加的遺伝子発現構築物のいずれかとして、適当な細菌ポリメ
ラーゼが提供されれば、真核細胞は、細菌プロモーターからの細胞質転写をサポ
ートすることができる。
なポリアデニル化を起こすためにポリアデニル化シグナルを含むことが望ましい
。ポリアデニル化シグナルの性質は、本発明の実行を成功させることにおいて極
めて重大であるとは考えられず、ヒト成長ホルモンおよびSV40ポリアデニル
化シグナルなどの配列も用いることができる。ターミネーターもまた発現カセッ
トのエレメントとして企図されるものである。これらのエレメントは、カセット
から他の配列へのメッセージレベルを増強することおよび読みを最小化するのに
役立つ。
エレメントを使用して多重遺伝子またはポリシストロン性メッセージを作成する
。IRESエレメントは、5’メチル化Cap依存性翻訳のリボソームスキャン
モデルをバイパスし、内部部位で翻訳を開始することができる(Pelltierおよび
Sonenberg、1988)。ピカノウイルスファミリーに属する2つのメンバー( ポリオおよびエンケファロマイオカルジチス)のIRESエレメント(Pelltier
およびSonenberg、1988)および哺乳類メッセージのIRES(Macejakおよ
びSarnow、1991)が開示されている。IRESエレメントは、異種オープン
リーディングフレームに結合することができる。多重オープンリーディングフレ
ームは、は一緒に転写され、それぞれIRESによって分離され、ポリシストロ
ン性メッセージを作成する。IRESエレメントのおかげで、各オープンリーデ
ィングフレームがリボソームにアクセスして、翻訳することができる。多重遺伝
子は、シングルメッセージを転写するためのシングルプロモーター/エンハンサ
ーを用いて発現される。 どのような異種オープンリーディングフレームでもIRESエレメントに結合
することができる。これには、分泌タンパク質、マルチサブユニットタンパク質
、独立した遺伝子によってコードされるタンパク質、細胞内または膜結合タンパ
ク質および選択可能なマーカーに対する遺伝子が含まれる。この経路において、
数種のタンパク質の発現を、1つの構築物および1つの選択可能なマーカーとと
もに同時に細胞内へ遺伝子工作することができる。
胞は発現構築物内にマーカーを含むことによってインビボまたはインビトロで同
定することができる。このようなマーカーによって、細胞に同定可能な変化が付
与され、発現構築物を含む細胞を容易に同定することができるようになる。通常
、薬物選択的マーカーはクローニングおよび形質転換物の選択を助け、たとえば
、ネオマイシン、プロマイシン、ハイグロマイシン、DHFR、GPT、ゼオシ
ンおよびヒスチジノールに対する耐性を付与する遺伝子は、有用な選択可能なマ
ーカーである。また、単純ヘルペスウイルスチミジンキナーゼ(tk)またはク
ロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)などの酵素を使用し
てもよい。免疫学的マーカーも使用することができる。遺伝子産物をコードする
核酸と同時に発現されることが可能である限りは、使用する選択可能なマーカー
が重要なものであるとは考えられない。さらなる選択可能なマーカーが当業者に
とって公知である。
、発現構築物は、ウイルスまたはウイルスゲノム由来の工作された構築物を含ん
でいる。受容体媒介性エンドサイトーシスを介して細胞内へ入るウイルスの能力
、宿主ゲノムへ組み込まれ、ウイルス遺伝子を安定的および効率的に発現するウ
イルスの能力ゆえに、ウイルスは哺乳類細胞に外来性遺伝子を移入するための魅
力的な候補である(Ridgeway、1988;NicolasおよびRubenstein、1988 ;BaichwalおよびSuden、1986;Temin、1986)。遺伝子ベクターとして
最初に用いられたウイルスは、パポバウイルス(シミアンウイルス40、ウシパ
ピローマウイルス、およびポリオーマ)(Ridgeway、1988; Baichwalおよ びSuden、1986)およびアデノウイルス(Ridgeway、1988; Baichwalお
よびSuden、1986)といったようなDNAウイルスであった。これらは、相 対的に外来性DNA配列に対するキャパシティが小さく、宿主の範囲に制限があ
る。さらに、許容細胞内でのそれらの発癌力および細胞障害効果は安全性に関す
る事柄を提起する。それらは、たった8kbまでの外来性遺伝物質しか収容する
ことができないが、用意に種々の細胞系および実験動物に導入することができる
(NicholasおよびRebinstein、1988;Temin、1986)。ベクターは細胞 の内部で複製することができる。別の態様においては、ベクターは複製不能であ
り、デリバリー前にヘルパーT細胞において複製する。適当なベクターは公知で
あり、米国特許5252479およびPCT公開公報WO93/07282なら
びに米国特許5691198、5747469、5436146および5753
500に開示されている。
ウイルス発現ベクターを使用する。“アデノウイルス発現ベクター”とは、(a
)構築物のパッケージングをサポートする;および(b)クローニングされたア
ンチセンスポリヌクレオチドを発現するのに十分なアデノウイルス配列を含む構
築物を包含することを意味する。これに関連して、発現は遺伝子産物が合成され
ることを必要としない。 発現ベクターは、遺伝子的に工作されたアデノウイルスである。アデノウイル
スの遺伝子的組織の知識(36kb、直線、二本鎖DNAウイルス)によって、
アデノウイルスDNAの大きなピースと7kbまでの外来性配列の置換が可能に
なる(GrunhausおよびHorwitz、1992)。レトロウイルスとは異なって、な アデノウイルスDNAは潜在的遺伝毒性なしにエピソーム的作法で複製すること
ができるので、宿主細胞がアデノウイルスに感染しても、染色体組み込みは起こ
らない。また、アデノウイルスは、構造的に安定であり、大量に増殖した後にゲ
ノム再構成が検出されていない。アデノウイルスは、細胞サイクルの時期を考慮
することなく、実質上すべての上皮細胞に感染することができる。これまでに、
アデノウイルス感染は、ヒトの急性呼吸器疾患などの軽い疾患のみに関係してい
ることがわかっている。
力価が高く、標的細胞の範囲が広く、かつ感染能力が高いので、遺伝子運搬ベク
ターとして特に好適である。ウイルスゲノムの両端には、ウイルスDNAの複製
およびパッケージングに必要なcisエレメントである、100−200塩基対の 逆方向反復(ITRs:inverted repeats)が含まれている。ゲノムの初期(E
)および後期(L)領域は、ウイルスDNA複製の開始によって分けられる異な
る転写ユニットを含んでいる。E1領域(E1AおよびE1B)は、ウイルスゲ
ノムおよび2、3の細胞遺伝子の転写の調節をつかさどるタンパク質をコードす
る。E2領域(E2AおよびE2B)の発現により、ウイルスDNA複製のため
のタンパク質の合成がなされる。これらのタンパク質は、DNA複製、後期遺伝
子の発現および細胞停止に関与している(Renan、1990)。ウイルスキャプ シドタンパク質の大部分が含まれる、後期遺伝子の産物は、主要後期プロモータ
ー(MLP)によって生み出されるシングル第1次転写物の重大なプロセシング
後のみに発現される。MLP(16.8m.u.に位置する)は、感染の後期中特に
有効であり、このプロモーターから生み出されるすべてのmRNAは、それらを
翻訳に適したものにする、5’−3分節リーダー(TPL)配列をもつ。 現在のシステムでは、組換えアデノウイルスは、シャトルベクターとプロウイ
ルスベクターを用いた相同的組換えから作製される。2つのプロウイルスベクタ
ー間の可能な組換えにより、野生型アデノウイルスが、このプロセスから作製さ
れる。したがって、個々のプラークからウイルスのシングルクローンを単離し、
そのゲノム構造を審査することが重要である。
からAd5 DNAフラグメントによって形質転換され、E1タンパク質を構成 的に発現する、293と称されるユニークヘルパー細胞系に従属している(Grah
am、1977)。E3領域はアデノウイルスゲノムから分与しうるので(Jones およびShenk、1978)、293細胞のヘルプを受けて、アデノウイルスベク ターは、E1、E3または両方の領域に外来性DNAを運搬する(Grahamおよび
Preovec)。天然において、アデノウイルスは、およそ105%の野生型ゲノム をパッケージすることができるが(Ghosh-Choudhuryら、1987)、これは約 2kb過剰のDNAに対するキャパシティである。E1およびE3領域に置換可
能な約5.5kbのDNAと組み合わせて、アデノウイルスベクターの最大キャ
パシティは7.5kb以下、あるいはベクター全長の約15%である。80%以
上のアデノウイルスゲノムがベクターバックボーンに残り、それらはベクターが
生み出す細胞毒性源である。また、E1欠失ウイルスの複製不能性は不完全であ
る。たとえば、ウイルス遺伝子発現の漏れが、高度多重性感染(MOI)におい
て現在入手可能なベクターに観察された(Muligan、1993)。
織細胞または上皮細胞といったようなヒト細胞から誘導することができる。また
、ヘルパー細胞は、ヒトアデノウイルスに対して許容性である他の哺乳類の細胞
から誘導することもできる。このような細胞として、たとえば、ベロ細胞または
他のサル胚間充織細胞または上皮細胞がある。上述したように、好ましいヘルパ
ー細胞は、293である。 近年、Racherら(1995)に、293細胞および増殖するアデノウイルスの
改良された培養法が開示された。ひとつの方法では、天然の細胞集合体を個々の
細胞を、100−200mlの培地を入れた1リットルのシリコンコーティングし
たスピネルフラスコ(Techne、ケンブリッジ、UK)にて培養することによって
成長させる。40rpmで攪拌し、細胞の生存率をトリパンブルーで評価する。他 の方法では、Fibra−Celマイクロキャリヤ(Bibby Sterlin,ストーン、UK)(
5g/l)を次のように用いる。5mlの培地で再懸濁した細胞植え込み物を2
50mlのエルレンマイヤーフラスコに入れた該キャリヤ(50ml)に加え、
時々震とうしながら1−4時間置く。次いで培地を50mlの新鮮な培地と交換
し、震とうを開始する。ウイルス産生のために、細胞を約80%の集密となるま
で成長させ、その後、培地を交換し(最終体積の25%まで)、0.05のMO
Iでアデノウイルスを加える。培養物を一夜静置し、次いで、体積を100%ま
で増加し、さらに72時間震とうする。
であることという要求以外には、アデノウイルスベクターが本発明を成功裏に実
行することにとって重大であるとは考えられない。アデノウイルスは、42種類
の異なるセロタイプまたはサブグループA−Fのいずれであってもよい。本発明
に用いる条件付複製不能アデノウイルスベクターを得るためには、サブグループ
Cの5型アデノウイルスが好ましい開始材料である。5型アデノウイルスは、生
化学的および遺伝子的常包が非常によくわかっており、歴史的にアデノウイルス
をベクターとして用いる構築物のほとんどに用いられてきているヒトアデノウイ
ルスであるというのがその理由である 上述したように、本発明の代表的なベクターは複製不能であり、アデノウイル
スE1領域を持たない。したがって、E1コーディング配列が除去された位置に
対象遺伝子をコードするポリヌクレオチドを導入するのが、もっとも簡便である
。しかし、構築物をアデノウイルス配列に挿入する位置は、本発明において重大
なことではない。Karlsonら(1986)に記載されているように、対象の遺伝 子をコードするポリヌクレオチドを、E3置換ベクターにおいて消失したE3領
域の代りに、もしくはE4が欠失したヘルパー細胞系またはヘルパーウイルス補
体のE4領域に挿入することもできる。 アデノウイルスは成長および増殖させるのが容易であり、インビトロおよびイ
ンビボにおいて宿主範囲が広範である。このグループのウイルスは高力価(10 9 1011ユニット/mlなど)であり、感染応力も高い。アデノウイルスのライ フサイクルは、宿主細胞ゲノムへの組み込み必要としない。アデノウイルスベク
ターによってデリバリーされる外来性遺伝子はエピソーマルであり、それゆえに
宿主細胞に対する遺伝毒性が低い。野生型アデノウイルスを用いたワクチン接種
の研究においても副作用は報告されておらず(Couchら、1963;Topら、19
71)、その安全性および治療上有効なインビボ遺伝子運搬ベクターであること
は明らかである。 アデノウイルスベクターは、真核遺伝子発現(Levreroら、1991;Gomez-F
oixら、1992)およびワクチンの開発(GrunhausおよびHorwiz、1992;G
rahamおよびPrevec、1992)に用いられている。近年、動物実験により、組 換えアデノウイルスを遺伝子療法に用いうることが示唆された(Stratford-Perr
icaudetおよびPerreicaudet、1991;Stratford-Perricaudetら、1990;
Richら、1993)組換えアデノウイルスを異なる組織に投与する研究として、
気管滴下(Rosenfeldら、1991;Rosenfeldら、1992)、筋肉注射(Rago
tら、1993)、末梢静脈血管注射(HerzおよびGerard、1993)および脳 内ステレオタクチック植え込み(Le Gal La Salleら、1993)などがある。
RNAを二本鎖DNAに変換する能力を特徴とする一本鎖RNAウイルスのグル
ープである(Coffin、1990)。次いで、得られるDNAをプロウイルスとし
て細胞内染色体へ安定に組み込み、ウイルスタンパク質の合成を行う。組み込み
によって、レシピエント細胞およびその子孫細胞にウイルス遺伝子配列が保有さ
れる。レトロウイルスゲノムは、キャプシドタンパク質、ポリメラーゼ酵素およ
びエンベロープ成分をそれぞれコードするgag、polおよびenvの3つの遺伝子を 含んでいる。gag遺伝子から上流に発見された配列は、ゲノムをビリオンにパッ ケージングするシグナルを含んでいる。2つの長い末端反復(LTR)配列が、
ウイルスゲノムの5’および3’末端に存在する。これらは、強力なプロモータ
ーおよびエンハンサー配列を含んでおり、宿主細胞ゲノムに組み込むためにも必
要である(Coffin、1990)。 レトロウイルスベクターを構築するためには、複製不能なウイルスを産生する
ためのウイルス配列の代りに、対象の遺伝子をコードする核酸をウイルスゲノム
へ挿入する。ビリオンを産生するためには、gag、polおよびenv遺伝子を含むが ,LTRを含まないパッケージング細胞系およびパッケージング成分を構築する
(Mannら、1983)。cDNA、およびレトロウイルスLTRならびにパッケ
ージング配列を含む組換えプラスミドを細胞系に導入する場合(リン酸カルシウ
ム沈降法などにより)、パッケージング配列によって、組換えプラスミドのRN
A転写物がウイルス粒子にパッケージされうるようになり、次いで培養培地へ分
泌される(NicolasおよびRubenstein、1988;Temin、1986:Mannnら、1
983)。次いで、組換えレトロウイルスを含む培地を、集め、必要に応じて濃
縮し、遺伝子運搬に使用する。レトロウイルスベクターは、広範なタイプの細胞
に感染することができる。しかし、組み込みおよび安定した発現には、宿主細胞
の分割が必要である(Paskindら、1975)。
アプローチが、ウイルスエンベロープにラクトース残基を化学的に付加すること
によるレトロウイルスの化学的修飾にもとづいて発達してきた。この修飾によっ
てシアログリコタンパク質受容体を介しする肝細胞の特異的感染が可能になった
。 レトロウイルスエンベロープタンパク質および特定の細胞受容体に対するビオ
チン化抗体を使用するという、組換えレトロウイルスの標的化への異なるアプロ
ーチが設計された。クラスIおよびクラスIIの主要細胞適合性複合体抗原に対
する抗体を用いて、異所性ウイルスによる、表面抗原を生み出す種々のヒト細胞
の感染が実証された(Rouxら、1989)。 本発明のすべての態様において、レトロウイルスベクターの使用に対しては制
限がある。たとえば、通常、レトロウイルスベクターは、細胞ゲノム内のランダ
ムな部位にに組み込む。このことから、宿主遺伝子の遮断またはウイルス調節配
列の挿入による挿入突然変異誘発が起こり、フランキング遺伝子の機能を妨害さ
る(Varmusら、1981)。欠陥ウイルス使用に関するもうひとつの関係は、パ
ッケージング細胞における野生型複製コンピテントウイルスの潜在的出現である
。これは、組換えウイルスの完全な配列が、宿主細胞ゲノムに組み込まれたgag 、pol、env配列の上流に挿入されるという組換えイベントに由来する。しかし、
今や新規なパッケージング細胞系が入手可能であり、組換えの可能性は大きく減
少すべきである(Markowitzら、1988;Hersdorfferら、1990)。
神経系疾患の治療において大きな関心がもたれている。さらに、宿主細胞染色体
に組み込まれることなく、または他の宿主細胞代謝を変化させることなく、なら
びに潜在中に活性であるプロモーターが存在しつつ、非分裂神経細胞において潜
在性感染を創立するHSVの能力は、HSVを興味深いベクターにしている。多
くの注目がHSVの神経親和性適用に集まっているけれども、このベクターは、
他の組織にも広い宿主範囲で利用することができる。 HSVを興味深いものにしている他の因子は、ゲノムの大きさと構成である。
HSVは大きいので、複数の遺伝子または発現カセットの組み入れに関して、他
の、より小さいウイルスシステムよりも問題性が少ない。さらに、種々の性能(
一時性、強度など)をもつ異なるウイルスコントロール配列の有用性が、他のシ
ステムにおけるよりも広い範囲で発現をコントロールすることを可能にしている
。ウイルスが相対的に少ないスプライスメッセージしか持たないこと、さらに,
遺伝子的工作が容易であることもまたこのウイルスの利点である。 また、HSVは相対的に工作が容易であり、高い力価で成長させることができ
る。したがって、十分なMOIを得るために必要なボリュームの点および繰り返
し投与の必要性が少ない点の両方において、デリバリーにおける問題が少ない。
遺伝子療法ベクターとしてのHSVをレビューするために、Glorisoら(199 5)を参照せよ。
染仲介者のうちのひとつである、エンベロープをもつウイルスであり、世界中で
多数のヒト患者が感染している。大きい、複合した二本鎖DNAゲノムは、たく
さんの異なる遺伝子産物をコードしており、その幾つかは、スプライスされた転
写物から誘導される。ビリオンおよびエンベロープ構造成分に加えて、該ウイル
スは、プロテアーゼ、リボ核酸レダクターゼ、DNAポリメラーゼ、ssDNA
結合タンパク質、ヘリカーゼ/プライマーゼ、DNA依存性ATPアーゼ、dU
TPアーゼなどの多くの他のタンパク質をコードする。 HSV遺伝子は、発現が調和的に調節され、配列的にカスケード形式で並んで
いる幾つかのグループを形成する(HonessおよびRoizman、1974;Honessお よびRoizman、1975;RoizmanおよびSear、1995)。α遺伝子(感染後に
発現される遺伝子の第1セット)の発現は、番号16のビリオンタンパク質また
はα形質導入因子によって強化される(Postら、1981;BattersonおよびRoiz
man、1983;Campbellら、1983)。β遺伝子の発現は、α4遺伝子によ ってコードされる機能的α遺伝子産物(最も重要なものはICP4である)(De
Lucaら、1985)。γ遺伝子(大きなビリオン構造タンパク質をコードするヘ
テログループの遺伝子)は最適発現のためにウイルスDNA合成の開始を必要と
する(Hollandら、1980)。 ゲノムの複雑性と一致して、HSVのライフサイクルは全く複雑なものである
。ウイルス粒子の合成をもたらし、最終的には細胞死にいたる溶菌サイクルに加
えて、ウイルスは、未決定のシグナルが溶菌サイクルの繰り返しの引き金をひく
までゲノムが神経節に維持される潜在期に入る能力をもっている。HSVのビル
レント変異体が開発されており、遺伝子療法状況においては容易に入手可能であ
る(米国特許5672344)。
れ出している。レトロウイルスおよびアデノウイルス媒介性遺伝子トランスファ
ーの研究は、前者の強力なガン遺伝子特性および後者に関連する免疫原的問題へ
の関心を喚起するけれども、AAVは、このような病原的適用のいずれにも関連
しない。 さらに、AAVは、他のベクターよりも、よりその所望性を高める幾つかのユ
ニークな特徴をもっている。レトロウイルスとは異なり、AAVは非分裂細胞に
感染することができる;野生型AAVは、ヒト細胞の第19染色体への部位特異
的組み込みにおいて特徴がある(KotinおよびBern、1989;Kotinら、199
0;Kotinら、1991;Samulskiら、1991);およびAAVはまた、アン チガン遺伝子の特性ももっている(Ostroveら、1981;BernsおよびGiraud、
1996)。組換えAAVゲノムは、AAVITRsのうち対象のDNA配列を
分子的にクローニングし、野生型AAVゲノムの完全コーディング配列を排除す
ることによって構築される。このように作製されたAAVベクターは野生型AA
Vのコーディング配列のいずれかを欠いているが、なお、インビトロおよびイン
ビボの両方での形質導入における安定な染色体組み込みおよび組換え遺伝子の発
現という特性を保持している(Berns、1990;BernsおよびBohensky、198
7;Bertranら、1996;Kearns、1996;Ponnazhaganら、1997a)。
最近まで、AAVは、ほとんどすべてのタイプの細胞および種交差バリヤーでさ
えも感染すると信じられていた。しかし、今や、AAV感染が受容体媒介性であ
ることが実証されている(Ponnazhaganら、1996;Mizukamiら、1996) 。
た末端繰り返しがゲノムに隣接している。2つの遺伝子が、ゲノム内に存在し、
多くの異なる遺伝子産物を生み出す。第1のcap遺伝子は、VP−1、VP−
2およびVP−3と称する3つの異なるビリオンタンパク質(VP)を産生する
。第二のrep遺伝子は、4つの非構造タンパク質(NS)をコードする。これ
らのrep遺伝子産物の1種またはそれ以上が、トランス作用AAV転写に応答
可能である。AAVの配列は、Srivastavaら(1983)および米国特許525
2479(完全な内容は特に本発明の参考文献である)によって提供されている
。 AAVにおける3つのプロモーターは、マップユニットにおいて、ゲノム内の
その位置によって名づけられている。左から右にかけてp5、p19およびp4
0である。転写によって6つの転写物が生み出され、3つのプロモーターそれぞ
れから2つが開始され、各ペアのひとつがスプライスされる。マップユニット4
2−46から誘導されたスプライス部位は、各転写物において同じである。4つ
の非構造タンパク質が、より長い転写物から誘導され、3つのビリオンタンパク
質はすべて小さいほうの転写物から生じる。 AAVは、ヒトにおいてはどのような病原性状態にも関連がない。興味深いこ
とに、有効な複製が行われるために、AAVが単純ヘルペスウイルスIおよびI
I、サイトメガロウイルス、シュードラビースウイルスおよびもちろんアデノウ
イルスなどから“ヘルピング”機能を必要とすることである。もっとも特徴的な
ヘルパーは、アデノウイルスであり、このウイルスの多くの“早期”機能がAA
V複製を補助することが明らかになっている。AAVrepタンパク質の低レベ
ルの発現は、AAV構造発現を抑えると考えられ、ヘルパーウイルス感染がこの
ブロックを除去すると考えられる。
性、相対的高レベルでの発現が得られること、宿主範囲が広いことおよび運ぶD
NAのキャパシティが大きいことから、広範囲に用いられている。ワクシニアウ
イルスは、著しい“A−T”嗜好性を呈する、約186kbの直線、二本鎖DN
Aゲノムを含む。約10.5kbの折り曲げられた末端繰り返しがゲノムに隣接
している。大部分の本質的遺伝子は、ポックスウイルス間に最も高く保存されて
いる中央領域に位置すると考えられる。ワクシニアウイルスのオープンリーディ
ングフレームは150から200であると見積もられている。両方の鎖がコーデ
ィングされているけれども広範なオーバーラップは、一般的ではない。 少なくとも25kbをワクシニアウイルスのゲノムに挿入することができる(
SmithらおよびMoss、1983)。プロトタイプのワクシニアウイルスベクター は、相同的組換えを介してウイルスチミジンキナーゼ遺伝子内に挿入された導入
遺伝子を含む。ベクターはtk−表現型に基いて選択する。エンケファロミオカ
ルジチスウイルスの非翻訳ラダー配列の含有、発現レベルは常套のベクターより
も高く、導入遺伝子は24時間で感染細胞タンパク質の10%以上に蓄積される
(Elroy-Steinら、1989)。
よく発現させるために、発現構築物を細胞内にデリバリーしなければならない。
このデリバリーは、細胞系の形質転換を行う実験操作としてインビトロにて、あ
るいは疾患の治療としてインビボまたはインビトロにて行うことができる。デリ
バリーのメカニズムのひとつは、ウイルス感染を介することであり、発現構築物
を感染ウイルス粒子内に封入する。 発現構築物を培養した哺乳類細胞内に運搬する方法としてウイルスを用いない
幾つかの方法も本発明に用いることができる。これらの方法として、リン酸カル
シウム沈降法(GrahamおよびVan Der Eb、1973;ChenおよびOkayama、19 87;Rippeら、1990)、DEDA−デキストラン(Gopal、1985)、電 気穿孔法(Tur-Kaspaら、1986;Potterら、1984)、直接マイクロイン ジェクション(HarlandおよびWeintraub、1985)、DNA−装填リポソーム
(Nicolau、およびSene、1982;Fraleyら、1979)およびリポフェクタ ミン−DNA複合体、細胞音波処理法(Fecheimerら、1987)、高速マイク ロ発射装置による遺伝子爆撃法(Yangら、1990)および受容体媒介移入(Wu
およびWu、1987;WuおよびWu、1988)が挙げられる。これらの技術のい
くつかは、インビボまたはインビトロの使用において有効である。 発現構築物を細胞にいったんデリバリーすると、対象遺伝子をコードする核酸
を異なる部位に配置し、発現させることができる。具体例においては、該遺伝子
をコードする核酸を細胞のゲノム内に安定に組み込む。この組み込みは、相同的
組換えによって同種の位置および方向性にする(遺伝子置換)か、あるいはラン
ダムな不特定の位置にする(遺伝子オーギュメンテーション)ことができる。他
の具体例においては、DNAの分離したエピソーマルセグメントとして核酸を細
胞内に安定に維持する。このような核酸セグメントまたは“エピソーム”は、宿
主細胞のサイクルとは独立して、あるいは同調して維持および複製を行うに充分
な配列をコードしている。どのように発現構築物を細胞にデリバリーするか、そ
して細胞内のどこで核酸を保持するかは、使用した発現構築物のタイプに応じて
決める。
的に細胞膜を透過し得る、前述の方法いずれ方法でおこなってもよい。このこと
は特にインビトロにおける運搬に適用されるが、インビボでも同様に適用するこ
とができる。 Dubenskyら(1984)は、ポリオーマウイルスDNAをリン酸カルシウム沈降
体として成体および新生児マウスの肝臓および脾臓に注入し、活発なウイルス複
製および急性感染を実証するのに成功した。BrevenistyおyびNeshif(1986
)もまた、リン酸カルシウム沈降処理したプラスミドの直接腹腔内注射により、
移入された遺伝子の発現が得られることを実証した。対象遺伝子をコードするD
NAもまた同様の作法でインビボにて運搬され、遺伝子産物を発現することがで
きることが想定される。 さらに他の本発明の具体例においては、無処置のDNA発現構築物を細胞内に
運搬するために粒子爆撃法が用いられる。この方法は、細胞を生かしたまま細胞
膜に孔を穿ち、DNAを細胞内に導入するための、DNA被覆マイクロ発射体を
高速に加速する能力に依存している(Kleinら、1987)。小さい粒子を加速 するいくつかの装置が開発されている。 このような装置のひとつは、高圧放電を用いて、作動力を順に生み出す電流を発
生させることを利用している(Yangら、1990)。使用するマイクロ発射体は
、タングステンまたは金のビーズなどの生物学的に不活性な物質からなる。
ビボにて爆撃されている(Yangら、1990;Zeleninら、1991)。これに は、組織または細胞を外科処置に付し、銃砲と標的器官の間にある組織を切除す
ることが必要である(エクスビボ処置)。特定の遺伝子をコードするDNAをこ
の方法によってデリバリーすることができ、この方法は本発明の参考として組み
込まれている。 本発明のさらに他の具体例においては、発現構築物をリポソーム内に補足する
。リポソームは、リン脂質二重膜および内部水性媒体を特徴とする小胞構造であ
る。多重ラメラリポソームは、水性媒体によって分離される多重脂質層をもつ。
これは、リン脂質を過剰の水性媒体に懸濁すると形成される。閉鎖構造が形成さ
れる前に脂質成分は自己再構成され、水分および脂質二重層間の溶解した溶質を
補足する(GhoshおよびBachhawat、1991)。リポフェクタミン−DNA複合
体も本発明に含まれる。 インビトロにおけるリポソーム媒介性核酸デリバリーおよび外来性DNAの発
現は非常に成功しやすい。Wongら(1980)には、培養されたヒヨコ胚、He
Laおよび肝臓癌細胞における、リポソーム媒介性デリバリーおよび外来性DN
Aの発現が実証されている。Nicolauら(1987)は、ラットにおいて静脈内 注射後のリポソーム媒介性遺伝子運搬に成功した。
の複合体を作製する。このことによって、細胞膜との融合が促進され、リポソー
ムに封入されたDNAの細胞内への導入をプロモートされることが示されている
(Kanedaら、1989)。他の具体例では、リポソームを核非ヒストン染色体タ
ンパク質(HMG−1)と複合あるいは結合させている(Katoら、1991)さ
をHVJおよびHMG−1の両方と複合あるいは結合させている。このような発
現構築物がインビトロおよびインビボにて核酸の運搬および発現に有効に用いら
れる場合、それらは、本発明に適用可能である。細菌プロモーターをDNA構築
物に用いる場合、リポソーム内に適当な細菌ポリメラーゼが含まれることも望ま
れる。 特定の遺伝子をコードする核酸を細胞へデリバリーするのに用いることができ
る他の発現構築物は、受容体−媒介性デリバリービヒクルである。これらは、ほ
とんどの真核細胞における受容体−媒介性エンドサイトーシスによる巨大分子の
選択的取り込みという利点をもっている。種々の受容体の細胞型特異的分散によ
り、デリバリーは特異性が高い(WuおよびWu、1993)。 受容体媒介性遺伝子標的化ビヒクルは、一般に2つの成分からなる:細胞受容
体−特異的リガンドとDNA−結合剤である。いくつかのリガンドが受容媒介性
遺伝子運搬に用いられてきた。最も広範囲にわたって特徴がわかっているリガン
ドは、アシアロオロソムコイド(ASOR)(WuおよびWu、1987)およびト
ランスフェリン(Wagnerら、1990)。最近、ASORと同じ受容体を認識す
る合成ネオ糖タンパク質は、遺伝子デリバリービヒクルとして使用されている(
Fercolら、1993;Peralesら、1994)および上皮増殖因子(EGF)も また遺伝子をうろこ状のカルシノーマ細胞へデリバリーするのに用いられている
(Myers、EPO0273085)。
らなる。たとえば、Nicolauら(1987)は、ラクトシル−セラミド、ガラク トース末端アシアルガングリオシドをリポソームに封入し、肝細胞によるインス
リン遺伝子の取り込みの増加を観察した。したがって、リポソームを持つ/持た
ない、いくつかの受容体−リガンド系によって、特定の遺伝子をコードする核酸
を、肺、上皮または腫瘍細胞などのタイプの細胞へ特異的にデリバリーすること
ができる。たとえば、EGF受容体のアップレギュレーションを呈している多く
の腫瘍細胞において、遺伝子をコードする核酸の媒介性デリバリーのための受容
体として上皮増殖因子(EGF)を用いることができる。マンノースを用いて肝
臓細胞上のマンノース受容体を標的化することができる。また、CD5(CLL
)、CD22(ィンパ腫)、CD25(T細胞白血病)およびMAA(黒色肉腫
)に対する抗体も、同様に標的化部分として用いることができる。 別の具体例においては、遺伝子運搬を、エクスビボ条件下で、より容易に行う
ことができる。エクスビボ遺伝子療法とは、動物からの細胞を単離し、インビト
ロにて細胞へ核酸をデリバリーし、次いで修飾細胞を動物へ戻すことを意味する
。これには、動物、または細胞および組織の一次培養物から、組織/器官を外科
的に除去することが含まれる。 一次哺乳類細胞培養物は、種々の方法で調製することができる。インビトロ実
験中、および発現構築物と接触している間中、細胞を生かしておくためには、細
胞を、正しい割合の酸素と二酸化炭素ならびに栄養と接触させ、微生物による汚
染からは保護することが必要である。細胞培養技術については、文献が多数存在
するが、Freshner(1992)にも開示されている。
ファーを使用して細胞を不死化することが関係している。対象の遺伝子を前述の
ようにして適当な宿主細胞へ運搬し、次いで、細胞を適当な条件下で培養する。
実質上いずれかのポリペプチドをコードする遺伝子をこの方法において用いるこ
とができる。組換え発現ベクター、およびそれらに含まれるエレメントの製造に
ついては前に記している。別の言い方をすれば、産生されるべきタンパク質は、
細胞内で正常に合成される内在性タンパク質である。 有用な哺乳類宿主細胞系の例としては、VeroおよびHeLa細胞ならびに
チャイニーズハムスター卵巣の細胞系、W138、BHK、COS−7、293
、HepG2、NIH3T3、RINおよびMDCK細胞が挙げられる。さらに
、挿入された配列の発現を調節する宿主細胞株、あるいは所望の作法で遺伝子産
物を修飾し、プロセシングする宿主細胞株を選択する。タンパク質産物のこのよ
うな修飾(グリコシル化など)およびプロセシング(切断など)はタンパク質の
機能にとって重要である。異なる宿主細胞は、タンパク質の翻訳後プロセシング
および修飾のための特徴的および特異的メカニズムをもっている。適当な細胞系
または宿主系を選択して、発現した外来性タンパク質の正しい修飾およびプロセ
シングを確実にすることができる。 それぞれ、tk−、hgprt−またはaprt−細胞内にある、HSVチミ
ジンキナーゼ、ヒポキサンチン−グアニンホスホリボシルトランスフェラーゼお
よびアデニンホスホリボシルトランスフェラーゼ遺伝子などの多くの選択系を用
いることができるが、これらに限定されるものではない。また、抗代謝産物耐性
を、dhfr(に耐性を付与);gpt(ミコフェノール酸に対する耐性を付与
);neo(アミノグリコシドG418に対する耐性を付与);およびhygr
o(ヒグロマイシンに対する耐性を付与)に対する選択の基準として用いること
ができる。
ときに、培養物のバルク全体に懸濁物として成長する非足場依存性細胞として、
または固体基質への付着を必要とする足場依存性細胞(すなわち、単層型細胞増
殖)として、である。 連続樹立細胞系からの非足場依存性あるいは懸濁培養物は、細胞あるいは細胞
製品を大規模に製造する場合に最も広範囲に用いられている手段である。しかし
、懸濁培養細胞は、潜在的腫瘍化能および付着T細胞よりもタンパク質産生が低
いといったような制限を有している。 攪拌タンク内での大規模な哺乳動物細胞の培養は、組換えタンパク質の製造に
おいて通例の方法である。2つの懸濁培養反応槽のデザイン、すなわち、攪拌型
反応槽と空気揚水型反応槽が広く用いられている。攪拌型槽は、インターフェロ
ンの製造において8000リットルのキャパシティで順調に用いられている。細
胞は、高さと直径の比率が1:1〜3:1のステンレスのタンク内で増殖する。
通常、培養物は、平たいブレード状のディスクあるいは海中で用いるプロペラの
パターンをもつ、1つまたはそれ以上の攪拌器で混合される。平たいブレードよ
りも剪断力の小さい攪拌器システムもある。混合は、磁気的に組み合わされた駆
動力によって直接的あるいは間接的に駆動される。間接的駆動では、攪拌軸をシ
ールすることによって微生物による汚染のリスクが軽減される。
槽は、培養物の攪拌および酸素処理の両方のために気流を利用している。気流は
、反応槽内の上昇セクションに導入され、内容物を循環させる。気体は、培養物
の表面で開放され、液体を含まない気体のバブルは、反応層の下降セクションに
移動する。このデザインの主な利点は、単純性および機械的攪拌を必要としない
ことである。代表的には、高さと直径の比率は10:1である。空気揚水反応槽
ののスケールアップは比較的容易であり、それによって気体の移動性は良好にな
り、剪断力はより小さくなる。 本発明の抗体は、免疫沈降法を用いた抗原の単離に特に有用である。免疫沈降
法は、複合体混合物から標的抗原成分を分離することが必要であり、少量のタン
パク質の区別あるいは単離に用いられる。胆汁塩などの他の作用剤もよいが、非
イオン性塩が好ましく、酸性pHまたは二価のカチオンの存在下で沈降する。抗
体およびその用途について以下にさらに記載する。
ローナル抗体であってよい。好ましい実施態様では、抗体はモノクローナル抗体
である。抗体を製造および確認する手法は該分野でよく知られている(例えば、
ハウエル(Howell)およびレーン(Lane)(1988)を参照)。 簡潔に言えば、ポリクローナル抗体は本発明のポリペプチドからなる免疫原で
動物を免疫化し、該免疫化した動物から抗血清を収集することで製造する。広範
囲の動物種を抗血清の産生において使用可能である。典型的に、抗−抗血清の産
生に使用する動物は兎、マウス、ラット、ハムスター、豚または馬などの非−ヒ
トの動物である。比較的大量の血液量を有しているために、兎はポリクローナル
抗体の産生にとって好ましい選択肢である。 イソ型の抗原にとって特異的なポリクローナルおよびモノクローナル両抗体は
、該分野の当業者にとって一般的に知られているように、通常の免疫化の技法を
用いて製造可能である。本発明の化合物の抗原エピトープを含有する組成物を兎
またはマウスなどの1以上の実験動物を免疫化させ、次いで本発明の化合物に対
して特異的な抗体を産生させることができる。抗体が発生する時間が経過した後
、単に該動物から採血し、全血液から血清サンプルを製造して、ポリクローナル
抗血清を得ることができる。
の標準的免疫化学操作法や組織染色などの免疫組織化学操作法、さらにTS10
q23.3−関連抗原エピトープに特異的な抗体を利用し得る他の操作法に適用 することが提案される。加えて、異種のあるTS10q23.3に特異的なモノ クローナル抗体を他の有用な応用に利用することも提案される。 一般的に、TS10q23.3に対するポリクローナルおよびモノクローナル 両抗体を様々な実施態様において使用可能である。例えば、それらをcDNAま
たは他のTS10q23.3をコードする遺伝子を得るために、抗体クローニン グプロトコールにおいて使用可能である。それらはまた、細胞または動物中のT
S10q23.3関連ペプチドの影響を分析するための阻害研究においても使用 可能である。抗−TS10q23.3抗体をまた、様々な細胞事象の間TS10 q23.3の分布を分析するために、例えば細胞周期における異なる時点でのT S10q23.3ポリペプチドの細胞または組織−特異的分布を決定するために 免疫局在化研究においても有用となる。該抗体の特に有用な利用は、天然または
組換えTS10q23.3を精製する場合、例えば抗体アフィニティーカラムを 用いる場合である。該免疫学的技法全てにおける操作が本発明の開示に照らして
当業者に知られている。
ウ(Harlow)およびレーン(Lane)(1988)による引例(このものを本明細書中に盛 り込む)を参照)。モノクローナル抗体製造のより特定の例として、以下の実施
例を挙げる。 該分野でよく知られているとおり、得られた組成物は該免疫原性において多岐
にわたる。したがって、ペプチドまたはポリペプチド免疫原を担体にカップリン
グさせることで達成可能となるように、宿主免疫系を促進することが場合により
必要となる。典型的かつ好ましい担体としては、キーホールリンペットヘモシア
ニン(KLH)および牛血清アルブミン(BSA)が挙げられる。オボアルブミン、
マウス血清アルブミンおよび兎血清アルブミンなどの他のアルブミンもまた担体
として使用可能である。担体タンパク質にポリペプチドを接合する手法は該分野
でよく知られており、グルタルアルデヒド、m−マレイミドベンゾイル−N−ヒ
ドロキシスクシンイミドエステル、カルボジイミドおよびビス−ジアゾ化ベンジ
ジンが挙げられる。 該分野でよく知られているとおり、特定の免疫原組成物の免疫原性をアジュバ
ントとして知られる免疫応答の非−特異的刺激物質を用いることで拡張可能であ
る。典型的および好ましいアジュバントとしては、完全フロイントアジュバント
(殺菌した結核菌を含有する免疫応答の非−特異的刺激物質)、不完全フロイン
トアジュバントおよび水酸化アルミニウムアジュバントなどが挙げられる。
動物と同様に免疫原の性質で変わってくる。該免疫原を投与するのに、様々な経
路を用いることが可能である(皮下、筋肉内、皮内、静脈内および腹膜腔内)。
免疫化した後、免疫化された動物の血液を様々な時点でサンプリングすることで
、ポリクローナル抗体の産生を追跡可能である。第2に、ブースター、注入を行
なうことも可能である。適当な力価を達成するまで、ブースティングおよびタイ
ターリングの工程を繰り返した。免疫原性の望むレベルが得られると、該免疫化
動物から血を採り、血清を単離、貯蔵可能であり、および/またはmAbsを発
生させるために該動物を使用することもできる。 MAbsを、米国特許第4,196,265号に例示の技法(本明細書中に引例として 盛り込む)などの公知技法を用いて容易に製造可能である。典型的に、本技法は
選択した免疫原組成物、例えば精製もしくは部分的に精製したTS10q23. 3タンパク質、ポリペプチドもしくはペプチドまたは高レベルのTS10q23
.3を発現する細胞を用いて適当な動物を免疫化することを含有する。該免疫化 組成物を、抗体産生細胞を刺激するのに有効な方法で投与する。マウスおよびラ
ットなどのげっ歯類が好ましい動物であるが、しかしながら、兎、羊、蛙細胞を
使用することも可能である。ラットを用いると特定の利点を供することが可能で
あるが(ゴーディング(Goding)による(1986))、好ましいのはマウスであり、最
も煩雑に用いられおよび一般的に高いパーセンテージで安定な融合が得られる理
由でBALB/cマウスが最も好ましい。
細胞)をmAb発生プロトコールにおいて使用するために選択する。該細胞は生
検脾臓、扁桃もしくはリンパ節から得られ、または末梢血液試料から得られる。
脾臓細胞および末梢血球が好ましく、前者は分裂血漿未分化期にある抗体産生細
胞の源として豊富であるため、また後者は末梢血液が容易に入手可能であるため
に好ましい。しばしば、1群の動物を免疫化し、最も高い抗体力価を有する動物
の脾臓を取り、該脾臓をシリンジで均一化することで脾臓リンパ球を得る。典型
的に、免疫化したマウスからの脾臓はおよそ5×107〜2×108リンパ球を含
有する。 次いで、免疫化した動物からの抗体産生Bリンパ球を不死化骨髄腫細胞、一般
的に免疫化した動物と同種のものの細胞と融合する。ハイブリドーマ産生融合法
に使用するのに適した骨髄腫細胞系としては、抗体を産生せず、高い融合効率を
有し、目的の融合細胞(ハイブリドーマ)だけの増殖を支持する特定の選択培地
では生長し得ないような酵素欠損のものが好ましい。 当業者に知られているように、多くの骨髄腫細胞のいずれか1つを使用可能で
ある(ゴーディングによる(1986);キャンベル(Campbell)による(1984))。例え
ば、免疫化された動物がマウスである場合、P3−X63/Ag8、P3−X6
3−Ag8.653、NS1/1.Ag4l、SP210−Ag14、FO、NS
O/U、MPC−11、MPC11−X45−GTG1.7およびS194/5 XX0Bulを;ラットの場合、R210.RCY3、Y3−Ag1.2.3、I R983Fおよび4B210を;並びにU−266、GM1500−GRG2、
LlCR−LON−HMy2およびUC729−6を使用可能であり、これらは
全て、細胞融合と併せて有用である。
る方法は通常、体細胞を骨髄腫細胞と2:1の比で混合することからなるが、該
比は細胞膜の融合を促進する1個の薬剤または複数の薬剤(化学的または電気的
)の存在下、各々約20:1〜約1:1までの多岐にわたる。センダイウイルス
を用いた融合法は既に記載されており(コーラー(Kohler)およびミルステイン(M
ilstein)による(1975);(1976))、37%(v/v)PEGなどのポリエチレング
リコール(PEG)を用いるものがある(ゲフター(Gefter)らによる(1977))。
電気的に誘導された融合法の使用もまた適当である(ゴーディングによる(1986)
)。 融合製法により通常、低頻度(1×10-6〜1×10-8)で生長しうる(viabl
e)ハイブリッドを産生する。しかしながら、生長しうる融合したハイブリッドは
選択培地中で培養することによって母細胞、未融合細胞(特に、通常無限に分割
し続ける未融合骨髄腫細胞)から分化するので、このことは問題にならない。該
選択培地は一般的に、組織培養培地においてヌクレオチドの新生合成を遮断する
薬剤を含有するものである。典型的かつ好ましい薬剤はアミノプテリン、メトト
レキセートおよびアザセリンである。アミノプテリンおよびメトトレキセートは
プリンおよびピリミジンの両新生合成を遮断する一方、アザセリンはプリン合成
だけを遮断する。アミノプテリンもしくはメトトレキセートを用いる場合、培地
はヌクレオチドの源としてヒポキサンチンおよびチミジンで補足する(HAT培
地)。アザセリンを用いる場合、培地をヒポキサンチンで補足する。 好ましい選択培地はHAT培地である。ヌクレオチド再生経路を操作すること
の可能な細胞だけがHAT培地中で生存可能である。該骨髄腫細胞は再生経路の
重要な酵素、例えばヒポキサンチン・ホスホリボシル・転移酵素(HPRT)が
欠損しており、生存不可能である。B−細胞は本経路をオペレートすることがで
きるが、それらは培地中で限られた寿命を有しており、一般的に約2週間以内に
死亡する。したがって、選択培地中で生存可能な唯一の細胞は骨髄腫とB−細胞
から形成するハイブリッドである。
が提供される。典型的に、ハイブリドーマの選別はマイクロタイタープレート中
で単一クローン希釈によって細胞を培養し、続いて個々のクローン上清を目的の
反応に対して調べる(約2〜3週間後)ことで行なう。該アッセイは感度がよく
、簡単でかつ早急なラジオイムノアッセイ、酵素免疫アッセイ、細胞毒性アッセ
イ、プラークアッセイ、ドット免疫結合アッセイなどが挙げられる。 次いで、選別したハイブリドーマを連続して希釈し、個別に抗体−産生細胞系
中でクローンし、次いで該クローンを無限に生長させてmAbを得る。該細胞系
を2通りの基本的な方法でmAb産生に利用可能である。ハイブリドーマの試料
を、初期の融合において体細胞と骨髄腫細胞を提供するために使用するタイプの
組織適合性動物中(腹膜腔中が多い)に注入する。該注入された動物は融合細胞
ハイブリッドによって産生された特定のモノクローナル抗体を分泌する腫瘍を発
生させる。次いで、血清もしくは腹水などの動物の体液を採取して、高濃度のm
Abを得る。該個々の細胞系はインビボで培養することもでき、その場合mAb
は培地中に自然に分泌され、該培地から高濃度で容易に得られる。どちらの手法
により産生したmAbも、要すれば、ろ過、遠心分離、およびHPLCもしくは
アフィニティークロマトグラフィーなどの様々なクロマトグラフィー法を用いて
さらに精製される。
中に自然に分泌され、該培地から高濃度で容易に得られる。 どちらの手法により産生したmAbも、要すれば、ろ過、遠心分離、およびH
PLCもしくはアフィニティークロマトグラフィーなどの様々なクロマトグラフ
ィー法を用いてさらに精製される。本発明のモノクローナル抗体のフラグメント
は、ペプシンまたはパパインなどを用いる酵素消化および/または化学的還元に
よるジスルフィド結合の切断などの方法によって、精製モノクローナル抗体から
得ることができる。別法として、本発明に包含されるモノクローナル抗体フラグ
メントは自動ペプチド合成機を用いて合成することができる。 分子クローニング的アプローチを用いてモノクローナル抗体を産生することも
本発明の企図するものに含まれる。このために、免疫感作した動物の脾臓から単
離したRNAから組み合わせ免疫グロブリンファージミドライブラリーを調製し
、抗原を発現している細胞およびコントロール細胞(正常ウイルス腫瘍細胞など
)を用いてパニングすることにより適当な抗体を発現しているファージミドを選
択する。慣例のハイブリドーマ技術を凌ぐこのアプローチの利点は、1回のラウ
ンドで約104倍の抗体を産生し、スクリーニングすることができること、およ びHおよびL鎖の組み合わせによって新たな特異性が生み出され、それによって
適当な抗体を見出す機会が増加することである。
は可変領域のフレームワーク配列がヒトの配列と置き換えるという修飾がなされ
ているが、依然としてもとの動物の特異性も残している動物起源の抗体である。
このような抗体は通例、ヒト抗原に対する特異性をもつげっ歯類抗体から誘導さ
れる。このような抗体は一般的にインビボにおける治療的適用に有用である。こ
の方策は、外来性抗体への宿主の応答を低減化し、ヒトエフェクター機能の選択
を許可する。 ヒト化免疫グロブリンを産生する技術は当業者には公知である。たとえば、米
国特許5693762には、1つまたはそれ以上の相補性決定領域(CDR)を
もつヒト化免疫グロブリンの産生方法およびその組成物が開示されている。無傷
の抗体に組み合わせる場合、ヒト化免疫グロブリンはヒトにおいて実質的に非免
疫原性であり、エピトープを含むタンパク質または他の化合物といったような抗
原に対してドナー免疫グロブリンと同様の親和性を保持している。 本発明に有用な抗体の産生を教示するその他の米国特許(本発明の参考文献で
ある)として、米国特許5565332(組み合わせアプローチを用いるキメラ
抗体の産生が記載されている);4816567(組換え免疫グロブリンが記載
されている);および4867973(抗体−治療剤複合体が記載されている)
が挙げられる。
が強化されている抗体または抗体フラグメントの産生方法が記載されている。ヒ
ト化抗体は鎖シャッフリング(本発明に有用なこのような方法と同様におそらく
ファージ提示技術を用いて)によって得ることができる。米国特許556533
2の全内容は本発明の参考文献である。Hoonら(1993)に記載されているよ
うに、ヒト抗体は、EBVでB細胞を形質転換し、続いてセクレターのクローニ
ングを行うことによって産生することもできる。 本発明のさらに別の態様は、TS10Q23.3抗体が検出可能な標識または
細胞毒性剤に結合している抗体複合体である。診断用抗体複合体は、種々のイム
ノアッセイにおいてインビトロ診断剤として、および造影技術などにおいてイン
ビボ診断剤として使用することができる。 特定の抗体複合体は、一次的にインビトロでの使用を意図されるものを含み、
その場合、抗体は第2結合リガンドまたは色素産生基質と接触すると着色生成物
を生み出す酵素(酵素タグ)に結合している。適当な酵素の例としては、ウレア
ーゼ、アルカリホスファターゼ、(ホースラディッシュ)水素ペルオキシダーゼ
およびグルコースオキシダーゼが挙げられる。好ましい第第2結合リガンドは、
ビオチンおよびアビジンまたはストレプトアビジン化合物である。このような標
識の使用は、当業者には公知であり、米国特許3817837;3850752
;3939350;3996345;4277437;4275149および4
366241などに記載されている。これらは、本発明の参考文献である。
て産生することができる。たとえば、モノクローナル抗体をヨウ化ナトリウムま
たはカリウムおよび次亜塩素酸ナトリウムなどの化学的酸化剤またはラクトpッ
ルオキシダーゼなどの酵素的酸化剤と接触させてヨウ化することができる。本発
明のモノクローナル抗体は、リガンド交換プロセス、たとえば、スズ溶液でパー
テクネートを還元し、還元されたテクネチウムをセファデックスカラムでキレー
ト形成し、次いで抗体をこのカラムに供することによって、あるいはパーテクネ
ート、SnCl2、フタル酸ナトリウム−カリウム溶液および抗体をインキュベ ートするなどの直接標識技術によって、テクネチウム99mで標識することができ る。 金属イオンとして存在する放射性同位体を抗体に結合するのにしばしば用いら
れる中間の機能性グループは、ジエチレントリアミン五酢酸(DTPA)および
エチレンジアミン四酢酸(EDTA)である。蛍光標識としては、ローダミン、
フロレセインイソチオシアネートおよびレノグラフィンが挙げられる。
を引き起こしたりもしくは癌の発生を促進し、一次部位での癌の進行を引き起こ
したりもしくは促進し、および/または転移を引き起こしたりもしくは促進する
可能性がある。TS10q23.3によって影響をうけ得る悪性腫瘍に関連した 他の現象としては血管形成および組織侵襲が挙げられる。
の種のアッセイは関連癌の診断において重要性を持つ。該癌としては脳の癌(神
経こう、髄芽腫、神経こう星状細胞腫、乏突起こう腫、脳室上皮腫)、肺、肝臓
、脾臓、腎臓、膵臓、小腸、血球、リンパ節、結腸、乳、子宮内膜、胃、前立腺
、精巣、卵巣、皮膚、頭部と頸部(head and neck)、食道、骨髄、血液または他 の組織の癌を含有する。特に、本発明は神経こう腫(グリオーム)の診断に関す
る。 生体試料はいかなる組織または液体であってもよい。様々な実施態様としては
、皮膚、筋肉、顔、脳、前立腺、乳、子宮内膜、肺、頭部と頸部、膵臓、小腸、
血球、肝臓、精巣、卵巣、結腸、皮膚、胃、食道、脾臓、リンパ節、骨髄もしく
は腎臓の細胞が挙げられる。他の実施態様としては、末梢血液、リンパ液、腹水
、血漿、胸膜滲出液(胸水)、痰、脳脊髄液、涙液、便もしくは尿などの液体試 料が挙げられる。 使用する核酸は、標準方法論(サンブルックらによる(1989))に従い、生体試
料中に含まれる細胞から単離する。該核酸は遺伝的DNAまたは分画もしくは全
細胞RNAであってよい。RNAを用いる場合、該RNAを相補的DNAに変換
することを望むことも可能である。1実施態様において、RNAは全細胞RNA
であり、他方ではポリ−A RNAである。通常、核酸は増幅される。 場合によっては、試料中の関係する特定の核酸を増幅によって直接に、または
増幅後第2の公知の核酸を用いて同定する。次に、同定した生成物を検出する。
特定の利用の場合、該検出は可視手段(例えば、ゲルの臭化エチジウム染色)に
より行ない得る。別法として、該検出は放射線標識もしくは蛍光標識の化学発光
、放射性シンチグラフを介した、または電気的もしくは熱的インパルス信号を用
いるシステムを介した該成物の間接的な同定を含有する(アフィマックス・テク
ノロジー(Affymax Technology);ベラス(Bellus)、1994)。
.3に関連した病気を持った患者の統計学的に有意な対照群のデータと比較する 。本方法において、様々な臨床状態で検出したTS10q23.3の量もしくは 種類を関連付けることが可能である。 本発明者らによって様々なタイプの欠損が同定されている。したがって、“変
質”とは欠損、挿入、点突然変異および重複をはじめとするものであると理解で
きる。点変異により停止コドン、フレームシフト変異またはアミノ酸置換が生じ
る。体細胞突然変異は非−生殖細胞系列組織中で起こるものである。生殖細胞系
列組織はいかなる組織中でも生じ、遺伝可能である。コード領域の内側および外
側での変異はまた、遺伝子の転写を変えることで産生した、あるいは不安定化す
る際にまたは他に転写物(mRNA)もしくはタンパク質のプロセシングを変え
る際に産生したTS10q23.3の量に影響を及ぼし得る。
体細胞突然変異の獲得によって不活性化される場合、細胞はがん原性形質転換に
向かう遺伝的段階をとる。該遺伝子の他の対立遺伝子の不活性化は、通常、体細
胞突然変異または染色体対立遺伝子欠失を含み、その結果としてヘテロ接合度の
損失(LOH)が生じる。一方、腫瘍サプレッサー遺伝子の両コピーはホモ接合
欠失によって失われる。 TS10Q23.3における新規突然変異を同定しようとする本発明者らの開
始段階は、1次腫瘍および腫瘍細胞系(TCL)を10Q23の領域内のLOH
に関してプレスクリーニングすることであった。1次腫瘍標本およびTCLのL
OHを、TS10Q23.3遺伝子座に近接する第10染色体上の多形短タンデ
ムリピートマーカーを用いて診査した(表)6。このサンプルパネルにおいて、本
発明者らは、結腸標本における頻度の20%からグリア芽細胞腫マルチフォーム
(GBMs)における頻度の75%までの範囲にて、1次腫瘍標本におけるLO
Hを観察し、全体のLOH頻度は〜49%であった。サンプルサイズが9以上で
あるTCLでは、LOHの発生率は28%(結腸)から82%(GBMs)まで
変化し、全体の頻度は〜46%であった。
本発明者らは、乳癌にフレームシフト突然変異、小児GBMにナンセンス突然変
異、小児GBMにスプライシング変異体およびメラノーマにミスセンス突然変異
を検出した(表7)。本発明者らは、LOHを呈しているTCLも研究し、TS
10Q23.3のコーディング領域に影響を及ぼす10個のホモ接合欠失を同定
した(図13Aおよび図13B)。ホモ接合欠失は、星状細胞腫、膀胱腫、乳癌
、グリア芽細胞腫、肺がん、メラノーマおよび前立腺ガン由来のTCLに存在し
た。細胞系のうちの2つは、9つのTS10Q23.3エクソンすべてを失って
いたが、他の8つのTCLは、遺伝子の異なるコーディング部分をホモ接合的に
欠失していた。残りのTCLの分析では、ひとつのフレームシフト、ひとつのナ
ンセンスおよび7つの非保存性ミスセンス変異体が見られた(表7)。これらの
独特の突然変異は、これらの突然変異を同定するように特別に設計されたオリゴ
ヌクレオチドまたはこれらのマーカーを野生型TS10Q23.3から区別する
抗体で標的化される。 他のTS10Q23.3遺伝子における突然変異を本発明にしたがって同定す
ることができる。多岐にわたり異なるアッセイが本観点において予想され、例え
ばフロレッセント・イン・シチュー・ハイブリダイゼーション(fluorescent in
situ hybridaization;FISH)、直接DNAシークエンシング、PFGE分 析(パルスフィールド電気泳動)、サザンもしくはノーザンブロット法、一本鎖
立体配座分析(single-stranded conformation analysis;SSCA)、RNA se保護アッセイ(リボヌクレアーゼ保護アッセイ)、対立遺伝子−特異的オリ
ゴヌクレオチド(allele-specific oligonucleotide;ASO)、ドットブロッ ト分析、変性勾配ゲル電気泳動法、PFLPおよびPCR−SSCPが挙げられ
るが、これらに限定されるものではない。
成されつつある核酸の合成を初回免疫可能ないかなる核酸をも含有することを意
味する。典型的に、プライマーは長さ:10〜20塩基対のオリゴヌクレオチド
であるが、それより長い配列も使用可能である。プライマーは二本鎖もしくは一
本鎖の形態で供されるが、一本鎖の形態が好ましい。プローブはプライマーとし
て作用し得るが、プローブは個別に定義する。プローブはおそらく初回免疫可能
であろうが、標的DNAもしくはRNAに結合するよう設計し、増幅工程で使用
する必要はない。 好ましい実施態様では、該プローブまたはプライマーは放射性同位元素(32P 、14C、35S、3Hもしくは他の標識)、発蛍光団(ローダミン、フルオロセリ ン)または化学発光物質(ルシフェラーゼ)を用いて標識する。
するのに役立つ。最善の公知増幅法の1つは、ポリメラーゼ連鎖反応(PCRTM と呼ばれる)であり、このものは米国特許番号第4,683,195、4,683,202および4,
800,159中およびインニスら(1990)中に詳細に記載されており、該各々を本明細 書中にそっくりそのまま引例として盛り込む。 簡潔に言えば、PCRにおいて、マーカー配列の反対相補鎖上の領域に相補的
である2個のプライマー配列を製造する。過剰のデオキシヌクレシド・トリホス
フェートをDNAポリメラーゼ(例えば、タック(Taq)ポリメラーゼ)と共に
反応混合物に加える。マーカー配列が試料中に存在するならば、該プライマーは
該マーカーに結合し、ポリメラーゼはヌクレオチドを加えることでマーカー配列
に沿ってプライマーを伸張するようになる。反応混合物の温度を上昇および低下
させることで、該伸張プライマーは該マーカーから解離して反応生成物を形成し
、過剰のプライマーはマーカーおよび反応生成物に結合し、そして該工程は繰り
返される。 逆転写PCR増幅製法を増幅されたmRNAの量を定量するのに用いられる。
逆転写RNAのcDNAへの逆転写方法は公知であり、サンブルックら(1989)に
より記載されている。逆転写の変質法は熱的に安定なRNA−依存DNAポリメ
ラーゼを使用する。該方法はWO90/07641(1990年12月21日発行)中に記載され
ている。ポリメラーゼ連鎖方法論は該分野で公知である。
320 308中に記載されており、このものを引例として本明細書中にそっくりその まま盛り込む。LCRにおいては、2個の相補的プローブ対を作製し、標的配列
の存在下、各対を互いに接する(abut)ように標的の反対相補鎖に結合させる。リ
ガーゼの存在下、2個のプローブ対を連結させると一本鎖単位を形成する。PC
Rの場合と同様に温度を繰り返し変化させることで、結合ライゲート単位は標的
から解離し、次いで過剰のプローブ対のライゲーションに対する“標的配列”と
して作用する。米国特許番号第4,883,750号では、プローブ対の標的配列に対す る結合についてLCRと同様の方法を記載している。 Q−βレプリカーゼ(PCT出願番号 PCT/US87/00880に記載)をま た、本発明においてさらに別の増幅方法として使用可能である。本方法において
は、標的の領域と相補的な領域を有するRNAの複製配列をRNAポリメラーゼ
の存在下試料に加える。ポリメラーゼは複製配列をコピーし、次いで検出可能と
なる。 等温増幅法(該方法において、制限エンドヌクレアーゼおよびリガーゼを、制
限部位の一方の鎖におけるヌクレオチド:5'−[アルファ−チオ]トリホスフェ ートを含む標的分子の増幅を達成するために使用する)をまた、本発明の核酸の
増幅に使用可能である(ウォルカー(Walker)らによる(1992))。鎖置換増幅(S
DA)は鎖置換の多重ラウンドおよび合成(すなわち、ニックトランスレーショ
ン)を含む核酸の等温増幅を行なう別方法である。SDAについては米国特許5
270184および5445166ならびにWalkerら(1992b)、好温性S
DAについてはSpargoら(1996)を参照せよ。
にわたるいくつかのプローブのアニーリング、続いて4個の塩基中2個だけが存
在する修復反応を含有するものである。該他方の2個の塩基を簡易検出用にビオ
チニル化した誘導体として加えることも可能である。同様なアプローチがSDA
において用いられる。標的特異的配列をまた環状プローブ反応(CPR)を用い
て検出可能である。CPRにおいては、非−特異的DNAの3'および5'配列並
びに特異的RNAの中間配列を有するプローブを試料中に存在するDNAにハイ
ブリッドさせる。ハイブリダイゼーションの際、反応液をリボヌクレアーゼHを
用いて処理し、該プローブの生成物を消化後、放出される異なる生成物として同
定する。初期の鋳型を別の環状プローブにアニーリングし、該反応を繰り返す。 さらに別の増幅方法(GB番号2 202 328およびPCT出願番号PCT/US8
9/01025中に記載し、これらの各々は引例として本明細書中にそっくりそのまま
盛り込む)を本発明に関連して使用可能である。前者の利用としては、“修飾”
プライマーをPCR−似、鋳型−および酵素−依存性合成において使用する。該
プライマーを捕捉分子(例えば、ビオチン)および/または検出分子(例えば、
酵素)を用いて標識化することにより、修飾可能である。後者の利用においては
、過剰の標識化プローブを試料に加える。標的配列の存在下、該プローブは結合
し、触媒的に切断される。切断後、該標的配列は過剰のプローブによって結合さ
れた無傷のまま放出される。該標識プローブの切断により、標的配列の存在がシ
グナルされる。
amplification systems:TAS)、例えば核酸配列に基づく増幅(nucleic acid
sequence based amplification:NASBA)および3SR(コー(Kwoh)らに よる(1989);ギンゲラス(Gingeras)らによるPCT出願WO88/10315、本明細 書中に引例としてそっくりそのまま盛り込む)が挙げられる。3SRおよびNA
SBAについて、米国特許5409818、Fahyら(1991)およびCompton (1991)を参照せよ。NASBAの場合において、核酸は増幅のために、標
準フェノール/クロロホルム抽出、臨床試料の熱変性、溶菌緩衝液を用いた処理
、並びにDNAおよびRNAを単離するためのミニスピンカラムまたはRNAの
塩化グアニジニウム抽出により製造可能である。これらの増幅法は標的特異的配
列を有するプライマーのアニーリングを含有する。重合に続き、二本鎖DNA分
子を再び熱変成しながら、DNA/RNAハイブリッドをリボヌクレアーゼHを
用いて消化する。どちらの場合も、一本鎖DNAは第2の標的特異的プライマー
を加え、続いて重合することで完全に二本鎖となる。次いで、該二本鎖DNA分
子をT7もしくはSP6などのRNAポリメラーゼにより多重的に転写する。等
温サイクリック反応において、該RNAを一本鎖DNAに逆転写し、次いで二本
鎖DNAに変換し、次いでT7もしくはSP6などのRNAポリメラーゼを用い
て再び1回転写する。該生じた生成物は、先端を切った状態もしくは完全な状態
に関わらず、標的特異的配列を示す。
くりそのまま盛り込む)は、一本鎖RNA(“ssRNA”)、ssDNAおよ
び二本鎖DNA(dsDNA)(これらは本発明と関連して使用可能である)の 臨床的な合成を含有する核酸増幅工程を開示している。該ssRNAは第1のプ
ライマーオリゴヌクレオチド用の鋳型であり、このものは逆転写酵素(RNA−
依存性DNAポリメラーゼ)により伸張される。次いで、リボヌクレアーゼH(
リボヌクレアーゼH、DNAもしくはRNAのどちらかを有する二重らせん中で
のRNAに特異的なリボヌクレアーゼ)を作用させて、該RNAを生成したDN
A:RNA二重らせんから除去する。生成したssDNAは第2のプライマー用
鋳型であり、このものとしてはまた鋳型に相同なRNAポリメラーゼプロモータ
ー(T7RNAポリメラーゼにより例示される)5'の配列が挙げられる。次い で、本プロモーターをDNAポリメラーゼ(大腸菌DNAポリメラーゼIのラー
ジ“クレノウ”フラグメントによって例示される)によって伸張し、二本鎖DN
A(“dsDNA”)分子(該分子はプライマー間で初期のRNAのものと同一
の配列を有し、加えて一方の末端でプロモーター配列を有する)を生じる。本プ
ロモーター配列は該DNAの多くのRNAコピーを作るために適当なRNAポリ
メラーゼによって使用可能である。次いで該コピーを非常に速やかな増幅を起こ
す該サイクルに再入力可能である。酵素を適当に選ぶことで、本増幅は各サイク
ルで酵素を加えることなく等温的に行うことが可能となる。本工程の臨床性の理
由で、出発配列をDNAもしくはRNAどちらの形態もとるように選択可能であ
る。
に関する多くのRNAコピーの転写に基づく核酸配列の増幅スキームを開示して
いる。本スキームはサイクリックではなく、すなわち新しい鋳型は生成するRN
A転写物から産生されるものではない。他の増幅方法としては“RACE”およ
び“一部位での(one-sided)PCR(登録商標)”(フローマン(Frohman) (1990
);オーハラ(Ohara)らによる(1989);各々を本明細書中に引例としてそっくりそ
のまま盛り込む)が挙げられる。 核酸(生成する“ジ−ヌクレオチド”の配列を有し、結果該ジ−ヌクレオチド
を増幅する)の存在下、2個(もしくはそれ以上)のオリゴヌクレオチドのライ
ゲーションに基づく方法もまた、本発明の増幅段階で使用可能である。フー(Wu)
らによる(1989)(このものを本明細書中に引例としてそっくりそのまま盛り込む)
。
NAの使用を含有し、一方ノーザンブロット法は標的としてのRNAの使用を含
有する。cDNAブロット法は多くの点でRNA種のブロット法に類似であるが
、各々は異なる種類の情報を提供する。 簡単に言えば、プローブは、適当なマトリックス(ニトロセルロースのフィル
ターが多い)上で免疫化したDNAもしくはRNA種を標的にするのに使用する
。分析を促進するために、該異なる種をいくらか分離するべきである。このこと
は核酸種のゲル電気泳動、続く該フィルター上での“ブロッティング”により達
成されることが多い。 引き続いて、該ブロットされた標的を変性および再ハイブリダイゼーションを
促進する条件下、プローブ(通常、標識化したもの)と共にインキュベートする
。該プローブは該標的との塩基対となるように設計されているので、プローブは
変性条件下標的配列の一部分と結合する。次いで、未結合プローブを除去し、検
出を上記に記載の通り達成する。
プライマーから1または2段階で増幅生成物を分離することが望ましい。1実施
態様において、標準法を用いたアガロース、アガロース−アクリルアミドまたは
ポリアクリルアミドゲル電気泳動により、増幅生成物を分離する。サンブルック
ら(1989)を参照。 または、分離を達成するためにクロマトグラフィー法を使用可能である。この
ものとしては、本発明において使用可能な多くの種類;吸着、分配、イオン−交
換およびモレキュラーシーブのクロマトグラフィーがあり、それらを使用するた
めの多くの専門的な技法としてはカラム、ぺーパー、薄層およびガスクロマトグ
ラフィーが挙げられる(フライフェルダー(Freifelder)による(1982))。
典型的な視覚化方法としては臭化エチジニウムを用いたゲルの染色およびUV光
下での視覚化が挙げられる。または、該増幅生成物を放射線−または蛍光−標識
化ヌクレオチドを用いて完全に標識化するならば、該増幅生成物をX−線フィル
ムに被曝するかまたは適当な刺激スペクトルの下で視覚化し、続いて分離するこ
とが可能である。 1実施態様においては、視覚化を間接的に達成する。増幅生成物の分離に続い
て、標識化した核酸およびプローブを該増幅化したマーカー配列と接触させる。
該プローブは蛍光団と接合させることが好ましいが、放射線標識化してもよい。
別の実施態様では、該プローブを結合パートナーに接合させるが、該結合パート
ナーとは抗体もしくはビオチンおよび検出可能な分子を持つ他の結合対などであ
る。 1実施態様においては、標識化したプローブによって検出を行なう。該技法は
該分野の当業者にとってよく知られており、また分子プロトコールに関する多く
の標準的な本の中にも示されている。サンブルックら(1989)を参照。例えば、発
色団または放射性同位体プローブもしくはプライマーは増幅の間またはその後の
標的を同定する。 前述の1例が米国特許第5,279,721号に記載されており(このものを本明細書 中に引例として盛り込む)、そこでは自動化電気泳動用の装置および方法並びに
核酸の転移が開示されている。該装置によりゲルの余分な操作が必要なく、電気
泳動およびブロッティングが可能であり、理論的には本発明による方法を実行す
るのに適当である。 加えて、上記に記載の増幅生成物を、標準配列分析法を用いて特定の種類の変
化を同定するために配列分析に供することが可能である。或る方法においては、
最適シークエンシング用に設計したプライマーの組を用いた配列分析により遺伝
子の完全分析を行なう(ピグノン(Pignon)らによる(1994))。本発明は該タイプ
の分析の一部もしくは全部に使用可能な方法を提供する。本明細書中に開示の配
列を用いて、直接シークエンシングにより分析可能なTS10q23.3遺伝子 を通じて配列の増幅が許容されるようにオリゴヌクレオチドプライマーを設計可
能である。
である。このものは一般的に予め選択したプライマーおよびプローブからなる。
また、様々なポリメラーゼ(RT、Taq、シークエナーゼTMなど)をはじめと
した核酸を増幅するのに適当な酵素、デオキシヌクレオチドおよび緩衝液を、増
幅するのに必要な反応混合物を提供するために含有してもよい。該キットはまた
一般的に適当な媒体中、各プライマーもしくはプローブに対するのと同様に各個
々の試薬および酵素に対して異なる内容物からなる。
ある。特定のmRNA種の濃度変化を決定することで、特定のmRNA種をコー
ドする遺伝子が別々に発現したことが分かる。 PCRの場合、増幅される標的DNAの分子の数は、ある要因によって増加し
、ある試薬が限定に達するまで、反応の各サイクルで2近くまで増加する。その
後、増幅の速度はサイクル間での増幅された標的が増加しなくなるまで次第に減
少する。周期の数(cycle number)をX軸にとり、増幅した標的DNAの濃度のl
ogをY軸にとってグラフをプロットするならば、プロットした点を結ぶことで
特徴的な形の曲線を形成する。第1のサークルではじめると、該線の勾配は正で
かつ一定となる。これは曲線の直線部分という。試薬が限界に達した後、該線の
勾配は減少し始め、結局は0となる。この点で、増幅した標的DNAの濃度は漸
近線となり、ある一定値となる。このことを曲線のプラトー部分という。 PCR増幅の直線部分における標的DNAの濃度は、反応を始める前は標的の
出発濃度に対して正比例である。同数の周期で完結し、該直線範囲内にあるPC
R反応における標的DNAの該増幅生成物の濃度を決定することで、初期のDN
A混合物における特定の標的配列の相対濃度を決定することが可能となる。該D
NA混合物が異なる組織もしくは細胞から単離したRNAから合成したcDNA
であるならば、誘起された標的配列由来の特定mRNAの相対的含量(relative
abundance)を個々の組織または細胞について決定可能である。PCR生成物の濃
度と相対的mRNA含量の間で本正比例することは該PCR反応において直線範
囲においては真実である。
の利用率(availability)によって決定され、このものは標的DNAの初期濃度か
ら独立している。したがって、RNA母集団を収集するために、mRNA種の相
対的含量をRT−PCRで決定する前に満たさなければいけない第1の条件は、
増幅PCR生成物の濃度をPCR反応が曲線の直線部分にある時にサンプリング
することである。
いて満たさなければいけない第2の条件は、増幅可能なcDNAの相対的濃度を
ある程度独立した基準にまで規格化しなければいけないことである。RT−PC
R実験の目標は試料中の全mRNA種の平均含量に相対的な特定のmRNA種の
含量を決定することである。下記に記載する実施例において、β−アクチン、ア
スパラギン合成酵素およびリポコルテンIIのmRNAを、他のmRNAの相対
的含量を比較するための外部および内部標準として使用可能である。 競争的PCRにおける多くのプロトコールは、標的としてほとんど無視できる
内部PCR標準を使用可能である。該PCR増幅の生成物を該直線期の間にサン
プルする場合、該戦略は有効である。反応がプラトー期に達するときに該生成物
をサンプルするならば、含量の劣る生成物が相対的に過剰に現れてくる。異なる
発現に対してRNA試料を調べる場合のように、多くの異なるRNA試料につい
て相対的含量を比較することは、RNAの相対的含量の差異が実際よりも少なく
現れるように曲解することになる。内部標準が標的よりもずっと多いならば、こ
のことは重大な問題ではない。内部標準が標的よりも多いならば、RNA試料間
で直接に直線の比較を行なうことが可能である。 上記の議論は、臨床的に誘導された物質におけるRT−PCRアッセイに関す
る理論的考察を記載するものである。臨床的試料中に内在する問題はその量が多
岐にわたること(規格化が問題になる)、およびその質が多岐にわたること(信
頼できる内部コントロール(標的よりも大きいものが好ましい)との共−増幅を
必要とする)。RT−PCRを内部標準と共に相対定量的RT−PCRとして行
なうならば、これらの問題の両方を克服できるであろうが、その場合内部標準は
標的cDNAフラグメントよりも大きい増幅可能なcDNAフラグメントであり
、また内部標準をコードするmRNAの存在量が標的をコードするmRNAのお
よそ5〜1000倍以上である必要がある。本アッセイは、各mRNA種の絶対
含量ではなく、相対的含量を測定するものである。
の研究を行なうことも可能である。該アッセイは増幅曲線の直線部分においてP
CR生成物をサンプルする。該サンプリングに対して至適なPCRサイクルの数
は、各標的cDNAフラグメントに対して経験的に決定しなければいけない。加
えて、様々な組織試料から単離した各RNA母集団の逆転写生成物を増幅可能な
cDNAの等濃度について注意深く規格化しなければいけない。該アッセイは絶
対mRNA含量を測定するので本濃度は非常に重要である。絶対mRNA含量は
規格化した試料中のみの異なる遺伝子発現の手段として使用可能である。増幅曲
線の直線範囲を経験的に決定しおよびcDNA製造を規格化することは煩雑かつ
時間を浪費する工程であるが、生じるRT−PCRアッセイは内部標準と併せた
相対定量的RT−PCRアッセイから派生するアッセイよりも優れていることが
ある。 本利点の1つの理由としては、内部標準/競合物質がなくても全試薬を増幅曲
線の直線範囲内の単一PCR生成物に変換することが可能であり、したがって該
アッセイの感度が増加することである。別の理由としては1個のPCR生成物と
だけ共にある場合、電気泳動ゲル上での生成物の表示または別の表示方法が複雑
にならず、バックグラウンドがほとんどなく、および解釈がより容易であること
である。
析するための定量方法である。遺伝子をオリゴヌクレオチドと付加するかまたは
一定のプローブアレイを用いることで、標的分子を高密度アレイとして分離し、
またハイブリダイゼーションに基づいてこれらの分子をスクリーニングするため
に、チップ技法を使用できる。ピース(Pease)らによる(1994);フォドル(Fodor)
らによる(1991)をも参照。
、健康なおよび病的組織中のTS10q23.3内容物を確認するのに使用でき る。これはまた悪性腫瘍の存在の有無に関するスクリーンまたは将来の癌の予測
に供し得る。 エライザアッセイにおいて本発明の抗体を使用することを考えてみる。例えば
、抗−TS10q23.3抗体は選択表面上に、好ましくはポリスチレンマイク ロタイタープレートのウェルなどのタンパク質アフィニティーを阻害する表面に
免疫化する。不完全に吸収された物質を除去するために洗浄後、試験抗血清に関
して抗原的に中性であると知られている、牛血清アルブミン(BSA)、カゼイン
もしくは粉末ミルクの溶液などの非特異的タンパク質を用いて、該アッセイプレ
ートウェルを結合もしくは被覆することが望ましい。このため、免疫化表面上で
の非特異的吸収部位は遮断され、したがって該表面上での抗原の非特異的結合に
よってバックグラウンドは減少する。 抗体を該ウェルに結合させ、バックグランドを減少するために未反応物質を用
いて被覆しおよび非結合物質を除去するために洗浄した後、該免疫化した表面を
該試料と接触させ、免疫複合体(抗原/抗体)が形成するような方法で調べた。
合体の挙動およびその形成量を、第1抗体と異なるTS10q23.3に対して 特異性を有する第2抗体に同様に供することによって決定した。適当な条件とし
ては、BSA、牛ガンマグロブリン(BGG)およびホスフェート緩衝塩液(P
BA)/ツイーン(Tween、登録商標)などの希釈剤を用いて試料を希釈するこ とが好ましい。該添加剤はまた非特異的バックグラウンドの減少を助ける傾向が
ある。次いで、層化した抗血清を約2〜4時間、好ましくは約25℃〜約27℃
の次数の温度でインキュベートする。インキュベートに続き、抗血清と接触させ
た表面を非免疫複合化物質を除去するために洗浄する。好ましい洗浄方法として
は、PBS/ツイーン(登録商標)などの溶液、またはボレート緩衝液を用いた洗
浄が挙げられる。 検出手段を供給するために、第2の抗体が適当な色素原性の基質を用いてイン
キュベートする場合に着色を生じさせる会合した酵素を有することが好ましい。
したがって、例えば該第2抗体と結合させた表面を、免疫複合体の形成が生じる
のに好ましい期間および条件下でウレアーゼもしくはペルオキシダーゼ接合抗ヒ
トIgGを用いて接触およびインキュベートさせることが望まれる(例えば、P
BS/ツイーン(登録商標)などのPBS含有−溶液中室温で2時間インキュベー
トする)。
去するために洗浄後、標識の量を、酵素標識がペルオキシダーゼの場合、尿素お
よびブロモクレゾールパープルもしくは2,2'−アジノ(azino)−ジ−(3−エチ
ル−ベンゾチアゾリン)−6−スルホン酸(ABTS)、およびH2O2などの染色 原性基質を用いてインキュベートすることで定量化する。次いで、例えば可視ス
ペクトルスペクトル分光計を用いて着色の程度を測定することによって定量を達
成する。 先のフォーマットを最初に該アッセイプレートに試料を結合させることで変化
することが可能である。次いで、アッセイプレートを用いて一次抗体をインキュ
ベートし、続いて一次抗体に対し特異性を有する標識化二次抗体を用いて結合一
次抗体を検出する。 種々の有用な免疫検出法の段階が、Nakamuraら(1987;本発明の参考文献
である)などの科学文献に記載されている。最も単純かつ直接的認識において、
イムノアッセイは結合アッセイである。好ましいイムノアッセイは、種々のタイ
プのラジオイムノアッセイ(RIA)および免疫ビーズ捕捉アッセイである。組
織切片を用いる免疫組織化学的検出もまた特に有用である。しかし、検出がこの
ような技術に限定されないことは容易に認められるであろうし、ウエスタンブロ
ッティング、ドットブロッティング、FACS分析なども本発明に用いることが
できる。
非常に有用である。ニトロセルロース、ナイロンなどの固体支持体マトリックス
もしくはその組み合わせ上に免疫化したたんぱく質を同定するための高アフィニ
ティー一次試薬として、該抗体を使用可能である。免疫沈降と併せ、続いてゲル
電気泳動を行なうことで、該抗体は抗原を検出する際に使用する1工程試薬とし
て使用可能であるが、ここで抗原を検出の際に使用する二次試薬により相反する
(adverse)バックグラウンドが起こる。ウエスタンブロット法と併せて使用する 免疫学に基づく検出法としては、この点で特に使用すべきと考えられる有毒な分
子に対する酵素活性−、放射性標識−、または蛍光−標識化した二次抗体が挙げ
られる。このような標識の使用に関する米国特許としては、3817837;3
850752;3939350;3996345;4277437;42751
49および4366241が挙げられ、これらは本発明の参考文献である。もち
ろん、当業界で公知の第2抗体またはビオチン/アビジンリガンド結合アレンジ
メントなどの第2の結合リガンドの使用を通じてさらなる利点を見出すことがで
きる。
の克服、または突然変異体TS10q23.3分子の効果のブロックのいずれか
おける活性に関して化合物のスクリーニングすることにおける使用を企図する。
これらのアッセイは、様々な異なる形式を用いることができ、それに関してその
スクリーニングが行われる、「活性」の種類に依存し得る。企図される機能的な
“読み出し情報(read-out)”には、化合物への結合、化合物による基質、リガ
ンド、レセプターまたは他の結合パターンへの結合の阻害、ホスフェート活性、
抗ホスファターゼ活性、TS10q23.3のリン酸化、TS10q23.3の
脱リン酸化、細胞−細胞間シグナル伝達の阻害または刺激、増殖、転移、細胞分
裂、細胞移動、軟寒天コロニー形成、接触阻害、侵入性、血管形成、アポトーシ
ス、腫瘍の進行または他の悪性表現型が含まれる。 本発明のポリペプチドは、組み合わせライブラリーテクノロジーの結果として
現れた化合物のスクリーニングにも使用できる。組み合わせライブラリーテクノ
ロジーは、ポリペプチドの活性を調節する能力について、おびただしい数の異な
る物質を試験する効率的な方法を提供する。このようなライブラリーおよびその
用途は当業界では公知である。ペプチドライブラリーの使用が好ましい。たとえ
ば、WO97/02048を参照せよ。
は、1つまたはそれ以上の試験物質を適当な反応培地においてポリペプチドと接
触させ、処理したポリペプチドの活性を試験し、次いで試験物質で処理していな
い比較反応培地におけるポリペプチドの活性と比較することが含まれる。処理お
よび非処理ポリペプチド間の活性の相異は試験物質の調節効果を示すものである
。 活性の調節のスクリーニングに先立つかまたはそれに加えて、酵母2ハイブリ
ッドシステム(Bartelら、1993;FieldsおよびSong、1989;Chevrayお よびNathans、1992;Leeら、1995など)などにおいて、試験物質のポリ
ペプチドと相互作用する能力をスクリーニングすることができる。このシステム
は、物質の実際のポリペプチド調節能力を試験する前の粗スクリーニングとして
用いることができる。それとは別に、該スクリーニングはKVLQT1またはK
CNE1特異的結合パートナーへの、試験物質の結合をスクリーニングするため
、またはKVLQT1またはKCNE1ポリペプチドの模擬体を見つけるために
使用することができる。 ポリペプチドの活性を調節するかまたはそれに影響を及ぼす物質の同定に続い
て、該物質をさらに研究する。さらに、該物質は加工し、および/または製品ま
たは配合品、もしくは医薬、医薬組成物、薬物などの組成物などの製品として使
用することができる。これらは個々に投与することができる。 したがって、本発明は、種々の態様において、本明細書の記載にしたがってポ
リペプチド活性のモジュレーターとして核酸分子を用いて同定された物質ばかり
でなく、このような物質を含む医薬組成物、医薬、薬物または他の組成物、この
ような物質を、LQTの治療(予防的治療を含む)などのために患者に投与する
ことを特徴とする方法、LQTの治療のための投与用組成物の製造におけるこの
ような物質の使用、およびコーディングのような物質を医薬的に許容し得る賦形
剤、ビヒクルまたは担体ならびに必要に応じて他の成分と混合することを特徴と
する医薬組成物の製造方法にまで拡張される。
は溶液中で遊離状態であるか、支持固体に固定されているか、細胞内または細胞
表面上で発現するかのいずれかであり得る。ポリペプチドまたは化合物のいずれ
かを標識し、それにより結合の測定を可能にし得る。 別の態様では、アッセイにより、天然または人工の基質または結合パートナー
に対するTS10q23.3の結合の阻害を測定することができる。競合結合ア ッセイは、試薬のうちの1つ(TS10q23.3、結合パートナーまたは化合 物)を標識して行うことができる。通常、ポリペプチドが標識された物質であろ
う。結合した標識に対するフリーの標識のレベルの量を測定し、結合または結合
の阻害について測定することができる。 化合物の高処理量スクリーニングのためのさらなる技術は、WO84/035
64に記載されている。大量の小さなペプチド試験化合物を、例えばプラスチッ
クピンまたは他の表面などの固体の基面上で合成する。ペプチド試験化合物は、
TS10q23.3と反応し、洗浄される。結合したポリペプチドを様々な方法 により検出する。 精製したTS10q23.3を、前述の薬物スクリーニング技術において使用 するためのプレート上で直接コーティングすることができる。しかしながら、そ
のポリペプチドに対する非中和抗体を使用して、そのポリペプチドを固相に固定
化することができる。また、反応領域(好ましくは末端領域)を含む融合タンパ
ク質を使用して、TS10q23.3活性領域を固相に連結させるたことができ る。 TS10q23.3の野生型または自然もしくは作製された突然変異を含む様 々な細胞系を使用して、TS10q23.3の様々な機能上の特質について、そ して候補化合物がこれらの特質に対してどのように影響を及ぼすかについて調べ
ることができる。突然変異の作製方法が本明細書の他の箇所に記載されている。
悪性へと導くか、その一因となるか、および/または悪性を引き起こす、TS1
0q23.3における自然に生ずる突然変異も記載されている。そのようなアッ セイでは、化合物を適当に製剤化し、その生化学的性質を付与し、そして標的細
胞と接触させる。アッセイによっては、培養細胞が必要であるかもしれない。次
いで、数多くの異なる生理学的アッセイによって細胞を調べることができる。あ
るいは、TS10q23.3の機能または関係する経路を調査し得る分子解析を 行うことができる。これには、タンパク質発現、酵素機能、基質利用、TS10
q23.3を含む様々な分子のリン酸化状態、cAMPレベル、mRNA発現( 全細胞またはポリA RNAのディファレンシャルディスプレー)に関するアッ セイおよびその他のアッセイなどのアッセイが含まれる。
S10q23.3の間でみられた同一性によって、それが正常に発現する動物系 全体においてTS10q23.3の機能を調べるすばらしい機会が与えられる。 正常なTS10q23.3を発現することができない突然変異細胞系を開発し単 離することによって、ヒトおよび他の動物における癌を高度に予測し得るマウス
の癌モデルを作製することができる。これらのモデルは、模擬的な原発性および
/または転移性腫瘍に対して腫瘍細胞の正所性(orthotopic)または全身的投与
を用いることができる。あるいは、悪性変換および/または腫瘍の進行に関与す
るある特定の事象の原因であると分かっている試薬を与えることにより動物にお
いて癌を誘導することができる。最後に、野生型TS10q23.3を欠損して いるトランスジェニック動物(以下に記載)を癌の発生と処置のためのモデルと
して用いることができる。 試験化合物による動物の処置には、適当な形態の、化合物の動物への投与が含
まれる。投与は、口、鼻、口腔粘膜、直腸、膣、皮膚を含むがこれらに限られな
い臨床的または非臨床的目的で利用し得るいずれかの経路によるものである。あ
るいは、投与は、気管内、点滴注入、気管支点滴、皮内、皮下、筋肉内、腹腔内
または静脈内注射によるものであってもよい。特に企図されるのは、全身的な静
脈内注射、血液またはリンパ液供給および腫瘍内注射による局所投与である。 in vivo での化合物の効果の測定には、様々な異なった判断基準を含み得る。
このような判断基準には、生存率、腫瘍負荷(burden)または腫瘍塊の減少、腫
瘍の進行の阻止または遅延、腫瘍の除去、転移の阻害または阻止、活性レベルの
増加、免疫エフェクタ機能の改善および食物摂取量の改善が含まれる。
それらが相互作用するような構造的なアナログ(アゴニスト、アンタゴニスト、
インヒビター、結合パートナーなど)を製造することである。このようなアナロ
グを作製することにより、天然の分子よりもより活性なまたはより安全な薬物を
作ることが可能であり、それは変化に対する異なった感受性を有するかまたは様
々な他の分子の機能に影響を及ぼす。1つのやり方においては、TS10q23
.3またはそのフラグメントに関する三次元構造を作製する。これは、X線結晶 学、コンピューターモデリングまたはその両方の方法の組合せによって達成でき
る。別の方法である「アラニンスキャン」は、分子全体にわたるアラニンによる
残基のランダムな置換と測定された機能に対する生じた影響に関係するものであ
る。 機能的アッセイにより選択されたTS10q23.3特異的抗体を単離した後 、その結晶構造を解析することも可能である。原則として、この手段によって、
後の薬物設計がそれに基づくことができるファーマコア(pharmacore)が得られ
る。概して、機能的、薬理学的に活性な抗体に対する抗イディオタイプ抗体を作
製することによって、タンパク質結晶学を全体的に回避することができる。鏡像
の鏡像として、抗イディオタイプの結合部位は、もとの抗原のアナログであると
予想される。次に、抗イディオタイプを使用して、化学的または生物学的に製造
したペプチドのバンクからペプチドを同定し単離することができる。次に、選択
されたペプチドはファーマコアとして役立つであろう。抗イディオタイプは、抗
原として抗体を使用して、抗体の製造について本明細書に記載された方法を用い
て作製することができる。 このように、改善されたTS10q23.3活性を有する、または刺激因子、 インヒビター、アゴニスト、アンタゴニストまたはTS10q23.3またはT S10q23.3機能によって影響される分子として働く薬物を設計することが できる。クローンされたTS0q23.3配列を利用することにより、十分な量 のTS10q23.3を製造して結晶学的研究を行うことができる。さらに、ポ リペプチド配列に関する知識により、構造−機能間の関係をコンピューターを利
用して予測することを可能にする。
ペプチドまたは非ペプチドである。非ペプチド“小分子”は多数のインビトロ医
薬用途に好ましいことが多い。したがって、該物質の模擬体(特にペプチド)は
医薬用途に適している。 公知の医薬的活性化合物の模擬体の設計は、“リード”化合物に基いた医薬品
の発展への公知のアプローチである。活性化合物の合成が困難または高価である
場合、または純粋なペプチドが、消化管にあるプロテアーゼによってすばやく分
解される傾向があるなど経口組成物として不適当な活性剤であるなど特定の投与
方法にとって不適当である場合に、これが望ましい。模擬体の設計、合成および
試験は、一般に多数の分子について標的特性をランダムにスクリーニングするこ
とを避けるために用いられる。 通例、標的特性をもつ化合物から模擬体を設計するのに行われる数種の段階が
ある。第1に、標的特性を決定するのに重大かつ重要な化合物の特定の部分を決
定する。ペプチドの場合、これは、各残基を順番に置換するなど、ペプチドのア
ミノ酸配列をシステマチックに変化させることによって行うことができる。通例
、ペプチドのアラニン走査を用いてこのようなペプチドモチーフを精製する。化
合物の活性領域を構成するこれらの部分または残基はその“ファルマコフォア”
として知られている。 一度ファルマコフォアが見出されると、立体化学、結合、サイズおよび/また
は荷電などの物理的特性にしたがって、分光光学技術、エックス線回折データお
よびNMRなどのデータを用いてその構造のモデルが作製される。コンピュータ
ー分析、類似性マッピング(原子間の結合よりもむしろファルマコフォアの荷電
および/またはボリュームを模すものである)および他の技術を用いてこのモデ
リングプロセスを行うことができる。 このアプローチの別の態様においては、リガンドおよびその結合パートナーの
3次元構造をモデル化する。これは、リガンドおよび/または結合パートナーが
、結合のコンホーメーションを変化する場合に特に有用であり、模擬体の設計に
おいてモデルがこれを考慮したものにする。 次いで、ファルマコフォアを模擬する化学的グループが接合しうるテンプレー
ト分子を選択する。テンプレート分子およびそれに接合された化学的グループは
、リード化合物の生物学的活性を保持しつつも、模擬体が合成しやすく、医薬的
に許容しうるものであり、インビボで分解しないものになるように常套的に選択
することができる。さらに、模擬体がペプチドベースである場合、ペプチドを、
その堅固さを強化するために環化することによってさらに安定性が達成される。
次いで、このようなアプローチによって見出された模擬体をそれらが標的特性を
もっているかどうか、あるいはどの程度それを呈しているかを調べるためにスク
リーニングする。
、本発明にしたがえば、TS10q23.3が関与するもののみに限られる。関 与することにより、TS10q23.3が突然変異を起こしているかまたは異常 であることは必要ですらなく、この腫瘍抑制因子の過剰発現が細胞内の他の病変
を実際に克服し得る。このように、TS10q23.3療法を用いて、脳(グリ ア芽細胞腫、星状細胞腫、希突起グリオーム、上衣細胞腫)、肺、肝臓、脾臓、
腎臓、リンパ節、膵臓、小腸、血液細胞、結腸、胃、胸部、子宮内膜、前立腺、
精巣、卵巣、皮膚、頭および頚部、食道、骨髄、血液またはその他の組織の癌を
含む、広く様々な腫瘍を処置し得ることが企図される。 多くの状況では、腫瘍細胞を殺すかまたは正常な細胞死または「アポトーシス
」を受けるように誘導する必要はない。むしろ、有意義な処置を達成するために
必要とされることは、腫瘍の成長をある程度まで遅らせることである。腫瘍の成
長は完全にブロックされるかもしれないが、いくつかの腫瘍の退縮が達成される
かもしれない。「寛解」および「腫瘍負荷(burden)の減少」などの臨床学的な
用語もまた、与えられた通常の語法が企図される。
与する事象において分子レベルで介入することである。具体的には、本発明者は
、癌細胞に、TS10q23.3をその細胞に提供することが可能な発現構築物 を提供することを意図する。ヒト、マウス、およびイヌの遺伝子間の配列相同性
ゆえに、これらの核酸のいずれもがヒトの治療に使用でき、同様に、同じまたは
生物学的に等価なポリペプチドをコードし得る上記の遺伝子配列変異体のいずれ
もが使用できる。発現ベクターの詳細な議論とそこで使用される遺伝子エレメン
トは、参考のため本節の一部とする。特に好ましい発現ベクターは、アデノウイ
ルス、アデノ関連ウイルス、ヘルペスウイルス、ワクシニアウイルスおよびレト
ロウイルスなどのウイルスベクターである。また、リポソームで包まれた発現ベ
クターも好ましい。 当業者は、in vivo および ex vivo の状況で遺伝子送達を如何にして適用す るかについてよく理解している。ウイルスベクターについては、一般にウイルス
ベクターストックを調製する。ウイルスの種類とその達成できる力価によって、
1×104、1×105、1×106、1×107、1×108、1×109、1×1
010、1×1011、1×1012の感染性粒子を患者に送達する。相対的取り込み
効率を比較することにより、同様の計算をリポソーム製剤または他の非ウイルス
製剤に関して外挿し得る。薬学的に許容し得る組成物としての製剤は、以下に記
載する。 様々な腫瘍のタイプについて様々な経路が企図される。経路に関する以下の節
で、考えられる経路の詳細なリストを記載する。実際にはいずれかの腫瘍に対し
て、全身的な送達が企図される。このことは、微細なまたは転移性の腫瘍につい
ては特に重要であることがわかるであろう。分散した腫瘍の塊が見つかる場合は
、様々な、直接的、局所的および領域的な手段が講じられ得る。例えば、発現ベ
クターを腫瘍に直接注射し得る。腫瘍床は、切除前、切除中または切除後に処置
することができる。切除後は、一般に、術後に入れておいたカテーテルによって
ベクターを送達する。腫瘍の血管構造を利用し、維持している静脈または動脈に
注入することによって腫瘍にベクターを導入することができる。より末梢の血液
供給経路も利用することができる。 異なる態様では、ex vivo 遺伝子治療が企図される。この方法は、骨髄に関連
する癌の処置に特に適しているがそれに限られない。ex vivo の態様では、患者
の細胞を取り出して少なくともある期間体外で維持する。この期間、治療を行い
、その後でその細胞を患者に再導入し、うまくいけば、試料中のいかなる腫瘍細
胞も殺されていると期待される。 自己骨髄移植(ABMT)は、ex vivo 遺伝子治療の一例である。基本的に、
ABMTの背景にある概念は、患者が、その患者自身の骨髄ドナーとなるという
ことである。即ち、通常致死投与量の放射線照射または化学療法をその患者に投
与して腫瘍細胞を殺し、ex vivo で維持(および多分膨張)した患者自身の細胞で
もって骨髄細胞を再び生着させる。骨髄はしばしば腫瘍細胞で汚染されているの
で、骨髄からこれらの細胞を一掃することが望ましいからである。この目標を達
成するための遺伝子治療の使用は、本発明にしたがって用いられ得るTS10q
23.3とはまた別の方法である。
る。これらには、ウイルスおよび非ウイルス伝達法が含まれる。パポーバウイル
ス(SV40、Madzakら、1992)、アデノウイルス(Berkner、1992;B
erknerら、1988;GorzinliaおよびKapikian、1992;Quantinら、199
2;Rosenfeldら、1992;WilkinsonおよびAkrigg、1992;Stratford−P
erricaudetら、1990;Schneiderら、1998)、ワクシニアウイルス(Mos
s、1992;Moss、1996)、アデノ関連ウイルス(Muzyczka、1992;O
hiら、1990;RussellおよびHirata、1998)、HSVおよびEBVを含 むヘルペスウイルス(Margolskee、1992;Johnsonら、1992;Finkら、 1992;BreakefieldおよびGeller、1987;Freeseら、1990;Finkら 、1996)、レンチウイルス(Naldiniら、1996)、シンドビスおよびセ ムリキフォレストウイルス(Berglundら、1993)およびトリレトロウイルス
(BandyopadhyayおよびTemin、1984;Petropoulosら、1992)、マウス (Miller、1992;Millerら、1985;Sorgeら、1984;MannおよびBal
timore、1985;Millerら、1988)およびヒト起源(Shimadaら、199 1;Helsethら、1990;Pageら、1990;BuchschacherおよびPanganiban 、1992)などの多くのウイルスを遺伝子伝達ベクターまたは遺伝子伝達ベク
ターの修復用ベースとして用いられる。 当業界で公知の非ウイルス遺伝子伝達法には、リン酸カルシウム共沈法(Grah
amおよびvan der Eb、1973;Pellicerら、1980)などの化学的技術、マ
イクロインジェクション(Andersonら、1980;Gordonら、1980:Brinst
erら、1981;ConstantiniおよびLacy、1981)、リポソーム経由膜融合 媒介性伝達(Felgnerら、1987;WangおよびHuang、1989;Kanedaら、1
989;Stewartら、1992;Nabelら、1990;Limら、1991)および 直接DNA取り込みおよび受容体媒介DNA伝達(Wolfら、1990;Wuら、1
991;Zenkeら、1990;Wuら、1989;Wolfら、1991;Wagnerら、 1990:Wagnerら、1991;Cottenら、1990;Curielら、1992;Cu
rielら、1991)などの機械的技術が含まれる。ウイルス媒介遺伝子伝達は、
リポソームデリバリーを用いる直接インビボ遺伝子伝達と組み合わせることがで
き、それによってウイルスベクターを周囲の非分裂細胞ではなく腫瘍細胞へ直接
移せるようになる。さらに別法として、レトロウウイルスベクター産生細胞系を
腫瘍細胞に注入することができる(Culverら、1992)。産生細胞の注入は、
ベクター粒子の継続的な源を提供する。この技術は外科手術不可能な脳腫瘍をも
つヒトに使用されている。
は、いずれかのサイズのプラスミドDNAをアデノウイルスヘクソンタンパク質
に特異的なポリリシン複合抗体と組み合わせ、得られる複合体をアデノウイルス
ベクターに結合させる。次いで、三分子複合体を用いて細胞に感染させる。アデ
ノウイルスベクターは、効率的に結合し、内在化し、対のDNAが損傷を受ける
前にエンドソームを分解する。アデノウイルスに基くベクターのデリバリーのた
めの他の技術については、Schneiderら(1998)および米国特許56911 98;5747469;5436146および5753500を参照せよ。 リポソーム/DNA複合体は、インビボにおいて直接遺伝子伝達を媒介しうる
ことがわかっている。標準的リポソーム調製において、遺伝子伝達プロセスは非
特異的であるが、局在化したインビボ取り込みおよび発現が、直接インサイトゥ
投与後などの腫瘍蓄積において報告されている。 遺伝子療法に関連する発現ベクターは、その中でクローニングされてきたポリ
ヌクレオチドを発現するのに十分な配列を含む構築物が包含されることを意図す
るものである。ウイルス発現ベクターにおいて、構築物は、構築物のパッケージ
ングをサポートするのに十分なウイルス配列を含んでいる。ポリヌクレオチドが
TS10Q23.3遺伝子をコードするならば、発現は対応するタンパク質を産
生するであろう。ポリヌクレオチドがアンチセンスポリヌクレオチドまたはリボ
ザイムをコードするならば、発現はアンチセンスポリヌクレオチドまたはリボザ
イムを産生するであろう。したがって、この状況において、発現は、タンパク質
産物が合成されることを要求しない。発現ベクターにクローニングされたポリヌ
クレオチドに加えて、ベクターは、真核細胞において機能するプロモーターもを
含んでいる。クローニングされたポリヌクレオチド配列はプロモーターのコント
ロール下にある。適当な真核細胞プロモーターには前述したものが含まれる。発
現ベクターは、選択可能なマーカーおよび本明細書に記載されたその他の配列と
いったような配列も含んでいる。
の使用によるものである。免疫エフェクタは、例えば、腫瘍細胞の表面上のいく
つかのマーカーに対し特異的な抗体であり得る。抗体は単独で、治療のエフェク
タとして働くかまたは他の細胞を編成して細胞殺傷を実際に引き起こすことがで
きる。抗体は薬物または毒物(化学療法剤、放射性核種、リシンA鎖、コレラ毒
素、百日咳毒素など)と共役し、単に標的剤として働くこともある。あるいは、
エフェクタは腫瘍細胞標的と直接または間接的に相互作用する表面分子を運ぶリ
ンパ球であることもある。様々なエフェクタ細胞には細胞傷害性T細胞およびN
K細胞が含まれる。 本発明によれば、(i)細胞の表面上で発現しないようであり、そして(ii
)TS10q23.3の不在でなく存在が正常な状態と関係するといわれるなら ば、免疫エフェクタの標的としてTS10q23.3が働き得ることはないよう である。しかし、TS10q23.3の特定の突然変異体は、抗体、抗体コンジ ュゲートまたは免疫エフェクタ細胞のいずれかを使用する免疫療法によって標的
となり得ることは可能である。 より可能性の高いシナリオは、免疫療法が組合せ療法の一部として、TS10
q23.3を標的とする遺伝子治療とともに使用できるということである。組合 せ療法のための一般的な方法は、以下に記載する。一般に、腫瘍細胞は、標的化
しやすい、即ち他の大部分の細胞には存在しないマーカーを有しているはずであ
る。多くの腫瘍マーカーが存在し、これらのうちのいずれかが本発明に関する標
的化に適当であり得る。一般的な腫瘍マーカーには、胎児性癌抗原、前立腺特異
的抗原、尿の腫瘍関連抗原、胎児抗原、チロシナーゼ(p97)、gp68、T
AG−72、HMFG、シアリルルイス抗原、MucA、MucB、PLAP、エス
トロゲンレセプター、ラミニンレセプター、erbBおよびp155が含まれる。
ーに結合する抗体が細胞毒性剤に結合されるイムノトキシンを提供する。イムノ
トキシンテクノロジーは、かなり進歩した技術であり、当業者には公知である。
イムノトキシンは、抗体成分がもう1つの作用剤、特に細胞を殺したり、細胞の
成長または分裂を抑制する能力をもつ、細胞毒性剤またはその他の抗細胞剤に連
結される作用剤である。 本明細書で用いる語句“毒性”および“毒性部分”とは、殺傷または抑制特性
を有する、細胞毒性剤またはその他の抗細胞剤を意味する。したがって、毒素は
、抗体と複合体を形成し、活性体として細胞にデリバリーされ、そこで非常に有
害な影響を及ぼす薬学的作用剤である。 イムノトキシンの製造は、一般に当業者に公知である(米国特許434053
5などを参照せよ;本発明の参考文献である)。IgGに基くイムノトキシンは
代表的に、よりすぐれた結合能力を呈し、そのFab’フラグメントに基くイム
ノトキシンよりも血液中のクリアランスが遅いが、Fab’フラグメントに基く
イムノトキシンは、一般に、IgGに基くイムノトキシンと比べて、よりすぐれ
た組織貫通能力を呈することも公知である。 抗細胞剤としてはたとえば、化学療法剤、放射性同位体ならびに細胞毒素が挙
げられる。化学療法剤としてはたとえば、ステロイドなどのホルモン;シトシン
アラビノシド、フルオロウラシル、メトトレキセートまたはアミノプテリンなど
の代謝拮抗物質;アントラシクリン;ミトマイシンC;ビンカアルカロイド;デ
メコルシン;エトポシド;ミトラマイシン;またはクロラムブシルもしくはメル
ファランなどのアルキル化剤が挙げられる。
ルシン、アスペルギリン、レスチリクトシン、リボヌクレアーゼ、ジフテリア毒
素またはシュードモナウエクソトキシンといったような植物,真菌または細菌由
来の毒素である。毒素−抗体構築物はイムノトキシン業界では公知であり、抗体
への結合についてもよく知られている。もちろん、種々の毒素を組み合わせてひ
とつの抗体分子へ結合させることもでき、それによって多様な、あるいは増強さ
れた細胞毒性を調整される。 抗体に結合する毒素のひとつのタイプはリシンであり、デグリコシル化リシン
A鎖が特に好ましい。本明細書で用いる語句“リシン”とは、天然源から得られ
るリシンおよび組換え手段によって調製されたリシンの両方を意味する。種々の
‘組換え体’または‘遺伝子工作された’リシン分子が、当業界で公知であり、
それらすべてを本発明に用いることができる。 効力が優れていること、半減期が長いこと、および臨床グレードおよびスケー
ルでそれを経済的に製造することが実現可能であることから、デグリコシル化リ
シンA鎖(dgA)が好ましい(インランド・ラボラトリーズ、オースチン、T
Xから市販されている)。30個のN末端アミノ酸がナガラーゼ(シグマ)によ
って除去されている先端を欠いたリシンA鎖もまた用いることができる。
共有結合、親和性結合、インターカレーション、配位結合および複合体形成など
の種々のメカニズムによって達成される。好ましい結合方法は、化学的架橋体、
天然ペプチドまたはジスルフィド結合の使用といったような共有結合である。 共有結合は、存在する側鎖の直接縮合または外因的架橋分子の組み込みによっ
て達成される。タンパク質分子を他のタンパク質、ペプチドまたはアミン感応基
にカップリングする際に、多くの二価または多価作用剤が有用である。カップリ
ング剤の例としては、カルボジイミド、ジイソシアネート、グルタルアルデヒド
、ジアゾベンゼンおよびヘキサメチレンジアミンが挙げられる。このリストは当
業界で公知の多様なカップリング剤の包括であることを意図するものではなく、
むしろ、使用しうる、より通例的なカップリング剤の例示にすぎない。 このましい具体例においては、最初に抗体を誘導体化し、次いでその誘導産物
に毒素成分を結合させる。本明細書で用いる語句“誘導体化”とは、適当な架橋
剤で抗体物質を化学的に修飾することを記載するために用いる。このような方法
で用いる架橋剤の例としては、ジスルフィド結合を含むリンカーSPDP(N−
スクシンイミジル−3−(2−ピリジルジチオ)プロピオネート)およびSMP
T(4−スクシンイミジル−オキシカルボニル−α−(2−ピリジルジチオ)ト
ルエン)が挙げられる。
れることが可能でなければならない臨床的に有効なイムノトキシンを現実化する
には、生物学的に解放しうる結合が特に重要である。システインなどのアミノ酸
に含まれている、あるいはそれぞれのタンパク質構造に導入された、スルフヒド
リル基の間での単純直接ジスルフィド結合形成、および入手可能または設計され
たリンカー部分を用いるジスルフィド連結といったような、多くのタイプの結合
構築物が知られている。 多くのタイプのジスルフィド結合含有リンカーが公知であり、それらを用いて
毒素部分を抗体に効率よく複合させることができるが、インビボでの安定性が優
れており、作用部位に結合する前に毒素部位が解放されることが阻止されるので
、立体的に妨害されたジスルフィド結合リンカーなどが一般に好ましい。特に好
ましい架橋試薬はSMPTであるが、SATA、SPDPおよび2−イミノチオ
レートといったような他のリンカーも使用できる。 いったん複合させると、未複合のA鎖または抗体などのコンタミネーションを
除去するために、精製することが重要になる。毒性が増加される可能性があるた
め、未複合のA鎖を除去することが重要である。さらに、複合体および未複合体
間での抗原に対する競合の可能性を回避するために未複合の抗体を除去すること
が重要である。どの状況においても、多くの精製技術が見出されており、臨床的
に有用であるのに十分な純度まで複合体を精製することができる。
セファロースの使用である。ブルー−セファロースはCibacron Blue 3GAとア
ガロースを含むカラム物質であり、免疫複合体の精製に有用であることがわかっ
ている。ブルー−セファロースの使用によって、イオン交換とA鎖の結合の特性
が組み合わされ、未複合結合物から複合結合物が良好に分離される。ブルー−セ
ファロースは、複合体調製物から遊離(未複合)抗体を排除する。遊離(未複合)毒
素(dgAなど)を排除するために、常套のゲル濾過操作または高性能液体クロ
マトグラフィーのいずれかを用いる分子排除クロマトグラフィー段階を行う。
薬組成物に配合することが望まれる。これは、適当な医薬組成物を含む媒体を最
終精製段階で使用することにより行われる。このような配合物は代表的に医薬緩
衝剤、賦形剤、安定化剤などを含む。医薬的に許容しうる組成物は、滅菌されて
おり、非免疫原性であり、非発熱原性であるものである。その詳細な調製方法は
当業界で公知であり、本明細書にも記載されている。内毒素コンタミネーション
は、できるかぎりの安全レベル、たとえば0.5ng/mgタンパク質以下にす
べきである。 本発明の適当な医薬組成物は、一般に、滅菌水溶液などの許容しうる希釈剤ま
たは賦形剤と混合した所望の複合体を約10〜約100mg/ml含み、複合体
の最終濃度が約0.25〜約2.5mg/mlにする。 上述したように、本発明の抗体は、1つまたはそれ以上の抗腫瘍剤、サイトカ
イン、代謝拮抗物質、アルキル化剤、ホルモン、核酸などの化学療法剤と結合す
ることができ、したがって、該抗体複合体を用いてTS10Q23.3発現癌細
胞を標的化することができる。抗体未複合作用剤と比べた場合、抗体−複合作用
剤の利点は、抗体によってもたらされた選択性が追加されることである。 抗体を複合させるのに利用し得る、種々の化学療法剤および薬理学的作用剤の
分析においては、効率よく抗体と複合体を形成し、薬理学的に機能することがあ
らかじめ明らかにされているものであることを特に考慮したい。これまでに使用
されている抗新生物剤の例としては、ドクソルビシン、ダウノマイシン、メトト
レキセート、ビンブラスチンが挙げられる。さらに、ネオカルジノスタチン、マ
クロマイシン、トレニモンおよびα−アマンチンなどの他の作用剤の追加につい
てもこれまでに述べられている。本明細書に記載されている適当な作用剤のリス
トはもちろん、組織への特異的デリバリーのための抗体に医薬的作用剤を結合す
るための技術が十分に確立されていることにおける例示にすぎない。 したがって、一般に、抗体のアミノ酸または炭化水素基に結合または架橋する
のに利用しうる、第1または第2アミン基、ヒドラジドまたはヒドラジン基、カ
ルボキシルアルコール、ホスフェートまたはアルキル化基を含む薬理学的作用剤
と抗体を複合させることが可能であると考えられている。タンパク質構造の場合
、イムノトキシンに関して上述したように、このことは、架橋剤という手段によ
って最も容易に達成される。結合は、薬物と抗体の間の酸適応性アシルヒドラゾ
ンまたはシス−アコニチル架橋という手段によっても、薬物のγ−カルボキシル
基と抗体のアミノ酸の間のL−Leu−L−AlaL−Leu−L−Alaとい
ったようなペプチドスペーサーを用いることによっても達成することができる。
、組換え発現法によって製造できるか、または十分に小さければ、自動化された
ペプチドシンセサイザーによって製造することができる。製剤は、投与形態と目
的に基づいて選択でき、リポソーム製剤および典型的な医薬調製物が含まれるが
、これらに限られない。 D.免疫療法、典型的な化学療法または放射線治療との組合せ治療 DNA傷害剤に対する腫瘍細胞の耐性は、臨床的腫瘍学における主要な問題を
示している。現在の癌研究の目標の1つは、化学療法および放射線療法の効力を
改善する方法を見つけることである。1つの方法は、このような典型的な治療法
を遺伝子治療と結びつけることによるものである。例えば、単純ヘルペスチミジ
ンキナーゼ(HS−tk)遺伝子は、レトロウイルスベクター系により脳腫瘍に
送達したとき、抗ウイルス剤ガンシクロビルに対する感受性をうまく誘導する(
Culverら,1992)。本発明の状況では、TS10q23.3置換療法 が化学療法または放射線療法による介入と組み合わせて同様に使用し得ることが
企図される。上記のように、TS10q23.3と免疫療法とを結びつけること が効果的であるとわかるであろう。 細胞を殺傷、細胞増殖を阻害、転移を阻害、血管形成を阻害またはそうでなけ
れば腫瘍細胞の悪性の表現型を逆転または減少させるために、本発明の方法と組
成物を使用して、一般に「標的」をTS10q23.3発現構築物および少なく とも1つの他の試薬と接触させることができる。これらの組成物は、細胞の殺傷
または細胞増殖の阻害に対し有効な合計した量で提供される。この過程は、発現
構築物と試薬または因子とを同時に細胞に接触させることを含むことができる。
これは、細胞を両方の試薬を含む1つの組成物または薬理学的製剤と接触させる
か、または細胞を、1つの組成物が発現構築物を含みもう一方の組成物が試薬を
含んでいる、2つの別個な組成物または製剤と同時に接触させることによって達
成することができる。
による処理の前または後に行うことができる。他の試薬および発現構築物が別々
に細胞に適用される態様では、一般に、有意な期間が各送達の期間の間で終わら
ず、試薬と発現構築物が、都合よく複合的効果を細胞に及ぼすことが、依然とし
てできるようにする。そのような場合においては、細胞を両種とそれぞれ他の1
2〜24時間以内に、より好ましくはそれぞれ他の約6〜12時間以内に接触さ
せ得ることが企図され、遅延時間はわずか約12時間が最も好ましい。しかし、
いくつかの場合において、処置のための期間を有意に延長することが望ましいか
も知れないが、その場合それぞれの投与の間に数日(2、3、4、5、6または
7)〜数週間(1、2、3、4、5、6、7または8)が経過する。 TS10q23.3または他の試薬の1を越える投与が望ましいであろういう ことも考えられる。以下に例示するような様々な組合せを用いることができる。
TS10q23.3は「A」、他の試薬は「B」とする。 A/B/A B/A/B B/B/A A/A/B B/A/A A/B/B B/B/B/A B/B/A/B A/A/B/B A/B/A/B A/B/B/A B/B/A/A B/A/B/A B/A/A/B B/B/B/A A/A/A/B B/A/A/A A/B/A/A A/A/B/A A/B/B/B B/A/B/B B/B/A/B 他の組合せが企図される。再び、細胞殺傷を達成するために、両方の試薬を細胞
を殺傷するに有効な合計した量で細胞に送達する。 組合せ治療において使用するに適当な試薬または因子は、細胞に適用したとき
にDNA傷害を誘導するいずれかの化合物または処置方法である。そのような試
薬および因子には、放射線照射、およびDNA傷害を誘導する波動、例えば、γ
線照射、X線、UV照射、マイクロ波、放射電子などが含まれる。「化学療法剤
」としても記載されている様々な化合物は機能してDNA傷害を誘導し、そのす
べては、本明細書に開示した組合せ処置方法において使用することを意図する。
使用することが意図される化学療法用試薬には、例えば、アドリアマイシン、5
−フルオロウラシル(5FU)、エトポシド(VP−16)、カンプトテシン、
アクチノマイシン−D、マイトマシシンC、シスプラチン(CDDP)および過
酸化水素も含まれる。本発明はまた、照射ベースか実際の化合物であるかに関わ
らず、1またはそれ以上のDNA傷害剤の組合せの使用も含む。例えばX線とシ
スプラチンの使用またはシスプラチンとエトポシドの使用など。ある特定の態様
において、TS10q23.3発現構築物と組み合わせたシスプラチンの使用は 、この化合物として特に好ましい。
ることができる。これは、局所化した腫瘍部位にX線、UV光、γ線またはマイ
クロ波などの放射線を照射することによって達成することができる。あるいは、
、アドリアマイシン、5−フルオロウラシル、エトポシド、カンプトテシン、ア
クチノマイシン−D、マイトマイシンCまたはより好ましくはシスプラチン等の
化合物を含む医薬組成物を患者に治療上有効量で投与することによって腫瘍細胞
を試薬と接触させることができる。上記のようにTS10q23.3発現構築物 と組み合わせることにより、試薬を調製して組合せ治療組成物またはキットとし
て使用することができる。 核酸、具体的にはDNAを直接架橋する試薬は、TS10q23.3との共同 性の、抗腫瘍性の組合せへと導くDNA傷害を促進すると考えられる。シスプラ
チンなどの試薬および他のDNAアルキル化剤が用いられ得る。シスプラチンは
、癌を処置するために広く使用されており、臨床的適用に使用される有効用量は
、全3コースについて3週間ごとに5日間20mg/m2である。シスプラチンは
、口からは吸収されないので、静脈、皮下、腫瘍内または腹腔内注射により送達
しなければならない。 DNAに傷害を与える試薬には、DNA複製、有糸分裂、および染色体分離を
妨害する化合物も含まれる。そのような化学療法用化合物には、ドキソルビシン
としても知られるアドリアマイシン、エトポシド、ベラパミル、ポドフィロトキ
シンなどが含まれる。腫瘍の処置のために臨床的環境において広く使用されるよ
うに、これらの化合物を、アドリアマイシンについて、21日の間隔をおいて2
5〜75mg/m2の範囲でボーラス注射により静脈内投与し、エトポシドについ
て35〜50mg/m2で静脈投与または静脈投与量の2倍を経口で投与する。
NA傷害をもたらす。それ自体で、数多くの核酸前駆体が開発されている。特に
有用なのは、詳細に渡る試験を受けた、容易に入手し得る試薬である。そのよう
なものとして、5−フルオロウラシル(5−FU)等の試薬は腫瘍組織によって
優先的に使用され、このことが、この試薬を腫瘍細胞の標的化にとって有用なも
のにしている。かなり毒性であるが5−FUは、局所を含む、広範囲の担体中で
適用可能であり、3〜15mg/kg/日の範囲の用量での静脈投与が一般的に 使用される。 DNA傷害を引き起こし、広範囲に使用されている他の因子には、γ線、X線
として一般に知られているもの、および/または腫瘍細胞への放射性同位元素の
望ましい送達が含まれる。DNA傷害因子の他の形態には、マイクロ波およびU
V照射なども企図される。これら因子のすべては、DNA前駆体、DNAの複製
および修復、および染色体の構築と維持において、広範囲のDNA傷害を引き起
こすようである。X線の用量範囲は、一定期間(3〜4週間)の場合は1日50
〜200レントゲン、一回の用量は2000〜6000レントゲンである。放射
性同位体の用量範囲は非常に広く、その同位体の半減期、放射する放射線の強度
およびタイプ、および腫瘍細胞による取りこみに依存する。 当業者は、“Remington's Pharmaceutical Science”15版、33章、特に6
24〜652頁によって教示される。処置する患者の状態に応じて、用量をいく
らか変えることが必要であろう。投与の責任者が、少なくとも、個々の患者にと
って適当な用量を決定する。更に、ヒトの投与については、調製物を、FDA
Office of Biologics スタンダードが要求する無菌状態、発熱原性、一般的安全
性および純度の標準に適合させる。 発明者らは、10q23関連の癌患者へのTS10q23.3発現構築物の正 所性投与は、臨床性の疾患を阻止する治療上効果的な遺伝子の送達のための非常
に効率的な方法であろう。同様に、化学療法または放射線療法は患者の身体の特
定の冒された領域を目的とし得る。あるいは、発現構築物および/または試薬の
全身的送達は、ある種の状況、例えば広範囲の転移が起こっている場合に適当で
あり得る。 TS10q23.3を標的とする治療を化学療法および放射線療法と組み合わ せることに加えて、他の遺伝子治療との組合せが有利であろうということも企図
される。例えば、TS10q23.3およびp53またはp16突然変異体を同 時に標的化することは、改善された抗癌処置をもたらし得る。他のいずれかの腫
瘍関連遺伝子は、考えられるところでは、このようにして標的化することができ
る。例えば、p21、Rb、APC、DCC、NF-1、NF-2、BCRA2、
p16、FHIT、WT-1、MEN-1、MEN-II、BRCA1、VHL、 FCC、MCC、ras、myc、neu、raf、erb、src、fms、jun、trk、rei、gsp、h
st、bclおよびabl。 TS10q23.3の処置において、前述の治療のいずれかがそれ自身有用で あるとわかるかもしれないとうことも指摘される。これに関して、化学療法およ
び非TS10q23.3遺伝子治療の組合せを参照することは、これらの方法が 別々に用いられ得るということも企図すると理解するべきである。
、タンパク質、抗体および薬物−を意図する適用に適当な形態に調製する必要が
あるであろう。一般に、このことは発熱原ならびにヒトまたは動物に有害となり
得る他の不純物を本質的に含まない組成物の調製を必要とするであろう。 適当な塩および緩衝剤を用いてベクターを安定に送達し、標的細胞に取りこま
せることが一般に望ましいであろう。緩衝剤は、組換え細胞を患者に導入する場
合にも用いられ得る。本発明の水性組成物は、薬学的に許容し得る担体または水
性媒体に溶解または分散させた、細胞に対する有効量のベクターを含んでいる。
そのような組成物を接種物ともいう。「薬学的または薬理学的に許容し得る」な
る語は、動物またはヒトに投与した場合に、有害な、アレルギー性の、または他
の不適当な反応を生じない分子および組成物を意味する。本明細書に使用される
「薬学的に許容し得る担体」には、いずれかのおよびすべての溶媒、分散媒体、
コーティング、抗細菌および抗真菌剤、等張剤および吸着遅延剤などが含まれる
。そのような媒体および試薬の薬学的に活性な物質に対する使用は、当技術分野
においてよく知られている。いずれかの慣用の媒体または試薬が本発明のベクタ
ーまたは細胞と相容れない場合を除けば、治療用組成物におけるその使用が企図
される。補足的な活性成分も組成物に入れることができる。 本発明の活性な組成物には、典型的な医薬調製物が含まれる。本発明に従うこ
れら組成物の投与は、その経路を経て標的組織が利用できる限りいずれの慣用の
経路によるものであろう。これには、口、鼻、口腔粘膜、直腸、膣または皮膚が
含まれる。あるいは、投与は、正所性、皮内、皮下、筋肉内、腹腔内または静脈
内注射によるものであってよい。そのような組成物を、前掲の薬学的に許容し得
る組成物として通常は投与する。 活性な化合物は、非経口的または腹腔内投与することもできる。遊離塩基また
は薬理学的に許容し得る塩としての活性化合物の溶液は、ヒドロキシプロピルセ
ルロースなどの界面活性剤と適当に混合した水の中で調製することができる。分
散液はグリセリン、ポリエチレングリコール液およびその混合物の中でおよび油
中で調製することもできる。保存および使用の通常の条件下では、これらの調製
物は、微生物の増殖を阻止するための保存剤を含有している。
た注射可能な溶液または分散液の即時調製のための滅菌した粉末が含まれる。い
ずれの場合にも、その形態は滅菌状態であり、注射器から容易に出る程度に流動
性でなければならない。製造および保存の条件下で安定でなければならず、微生
物、例えば細菌および真菌の作用の混入に対して保護されなければならない。担
体は、例えば、水、エタノール、ポリオール(例えばグリセリン、プロピレング
リコール、および液体ポリエチレングリコールなど)、適当なそれらの混合物お
よび植物油を含んでいる溶媒または分散媒体であり得る。例えば、レシチンなど
のコーティングの使用により、分散液の場合は必要な粒径を維持することにより
、および界面活性剤の使用により、適当な流動性を維持することができる。微生
物の作用の阻止は、様々抗細菌剤および抗真菌剤、例えばパラベン、クロロブタ
ノール、フェノール、ソルビン酸、チロメサールなどにより行うことができる。
多くの場合においては、等張剤、例えば当または塩化ナトリウムを含有させるこ
とが好ましいであろう。注射可能な組成物の長期間の吸収は、吸収遅延剤、例え
ばモノステアリン酸アルミニウムおよびゼラチンを組成物中で使用することによ
り行うことができる。 滅菌した注射可能な溶液は、活性化合物を適当な溶媒中に必要な量で、上で列
挙した様々な他の成分とともに入れた後、必要に応じ、滅菌濾過によって調製す
る。一般に、分散液は、様々な活性成分をベースとなる分散媒体および上記で列
挙した必要な他の成分を含む滅菌ビークルに入れることによって調製する。滅菌
した注射可能な溶液の調製のための滅菌した粉末の場合には、好ましい調製方法
は、活性成分といずれかのさらなる所望の成分の粉末が前述のその滅菌濾過した
溶液から得られる、真空乾燥および凍結乾燥技術である。
べての溶媒、分散媒体、コーティング、抗細菌剤および抗真菌剤、等張剤および
吸収遅延剤等が含まれる。薬学的に活性な物質のためのそのような媒体および試
薬の使用は、当分野でよく知られている。いずれかの慣用の媒体または試薬が活
性成分と相容れない場合を除いて、治療用組成物におけるその使用が企図される
。補足的な活性成分もその組成物に入れることができる。 経口投与に関して、本発明のポリペプチドに賦形剤を加え、非摂取性の口洗剤
および歯磨き剤の形態で使用することができる。口洗剤は、必要な量で活性成分
を適当な溶媒、例えばホウ酸ナトリウム溶液(Dobell's溶液)に入れて調製する
ことができる。あるいは、活性成分をホウ酸ナトリウム、グリセリンおよび炭酸
水素カリウムを含む防腐性洗剤に入れることができる。活性成分を歯磨き剤(ジ
ェル、ペースト、粉末およびスラリーを含む)に分散させることもできる。活性
成分は、水、結合剤、研磨剤、香料、発泡剤、および湿潤剤を含んでいてもよい
ペースト状の歯磨き剤に治療上有効な量で加えることができる。 本発明の組成物は、中性のまたは塩の形態で製剤化することができる。薬学的
に許容し得る塩には、酸付加塩(タンパク質の遊離アミノ基と形成した)が含ま
れ、それは例えば塩酸またはリン酸などの無機酸、または酢酸、シュウ酸、酒石
酸、マンデル酸などの有機酸と形成する。遊離のカルボキシル基と形成した塩は
、例えば、ナトリウム、カリウム、アンモニウム、カルシウムまたは水酸化鉄な
どの無機の塩基、およびイソプロピルアミン、トリメチルアミン、ヒスチジン、
プロカインなどの有機の塩基から誘導することもできる。 製剤化の後、溶液を投与形態に適したやり方および治療上有効な量で投与する
。製剤は、注射可能な溶液、薬物放出カプセルなどの様々な投与形態で容易に投
与される。水溶液での非経口投与に関しては、例えば、溶液は、必要であれば適
当に緩衝化し、希釈液を十分な生理食塩水またはグルコースでまず等張させる。
これらの特定の水溶液は、特に静脈内、筋肉内、皮下および腹腔内投与に特に適
当である。これに関連して、使用することができる滅菌した水性媒体は、本明細
書の開示に照らして当業者によく知られるであろう。例えば、一回の投与量を1
mLの等張NaCl溶液に溶解し、1000mLの皮下注入液に加えるかまたは意図
した輸注部位に注入することができる(例えば、“Remington's Pharmaceutical
Sciences”15版、1035〜1038および1570〜1580頁参照)。処 置する患者の状態によって、投与量の変更が幾分必要になるであろう。投与の責
任者が、少なくとも、個々の患者にとって適当な投与量を決定する。更に、ヒト
の投与については、調製物を、FDA Office of Biologics スタンダードが要
求する無菌状態、発熱原性、一般的安全性および純度の標準に適合させる。
変異体をコードする機能的な移植遺伝子を含んでいるトランスジェニック動物を
作製する。TS10q23.3移植遺伝子を発現するトランスジェニック動物、 そのような動物に由来する組換え細胞系およびトランスジェニック胚は、TS1
0q23.3の機能を誘導するまたは抑制する試薬をスクリーニングおよび同定 するための方法において有用であり得る。本発明のトランスジェニック動物はま
た、癌などの徴候を研究するための方法として使用することもできる。 本発明の1つの態様では、TS10q23.3移植遺伝子をヒト以外の宿主に 導入して、ヒトまたはネズミTS10q23.3遺伝子を発現するトランスジェ ニック動物を作成する。トランスジェニック動物は、移植遺伝子の発現を可能に
するやりかたで、移植遺伝子をゲノムへ統合させることにより作成する。トラン
スジェニック動物を作成するための方法は、一般的にWagner および Hoppe(参 考のために本明細書の一部とする米国特許第4,873,191号)、その全内容
を参考のために本明細書の一部とするBrinsterら、1985、および“Manipula
ting the Mouse Embryo, A Laboratory Manual”第2版(その全内容を参考のた
めに本明細書の一部とする Hogan, Beddington, Costantimi および Long 編,Co
ld Spring Harbor Laboratory Press, 1994)に記載されている。 内因性のTS10q23.3を相同的組換えにより移植遺伝子と内因性遺伝子 との間で置換することが望ましいこともあり、または内因性の遺伝子が“ノック
アウト”動物の調製におけるように欠失によって除かれることもある。典型的に
は、ゲノム配列に連結したTS10q23.3遺伝子を、マイクロインジェクシ ョンによって受精卵へ移す。マイクロインジェクションした受精卵を宿主となる
メスに着床させ、子孫を移植遺伝子の発現についてスクリーニングする。トラン
スジェニック動物は、爬虫類、両生類、鳥類、哺乳類および魚類等の数多くの動
物に由来する受精卵から作製することができる。特に好ましい態様では、TS1
0q23.3を過剰発現するまたは突然変異体のポリペプチドを発現するトラン スジェニックマウスを作成する。あるいは、“ノックアウト”マウスにおけるT
S10q23.3の不在により、TS10q23.3タンパク質の欠損がin vivo
で細胞に対して有する効果ついての研究を可能にする。ノックアウトマウスはま
た、TS10q23.3に関連する癌の発生に関するモデルを提供する。 ノックアウト動物の作製方法は、一般的に、Shastry(1995、1998) およびOsterriederおよびWolf(1998)に記載されている。所望の時点でノ ックアウトされるまで遺伝子が活性である条件付きのノックアウト動物の作製方
法は、一般にFeilら(1996)、Gagnetenら(1997)およびLobeおよびNa
gy(1998)に記載されている。これらの文献は本発明の参考文献である。 上に記載したように、トランスジェニック動物およびそのような動物に由来す
る細胞系は、ある種の試験の実験において使用することができる。これに関して
、野生型または突然変異体TS10q23.3を発現することが可能なトランス ジェニック動物および細胞系を試験物質に曝露することができる。これらの試験
物質を、野生型のTS10q23.3発現および/または機能を増強する、また は突然変異体のTS10q23.3の発現または機能を損なわせる能力について スクリーニングすることができる。
施例に記載された技術は、本発明の実施においてよく機能することが発明者によ
って発見された技術を意味することが当業者によって認識され、したがってその
実施のための好ましい態様を構成すると解釈される。しかし、当業者は、本明細
書の開示に照らして、開示される特定の態様に多くの変更を加えることができ、
本発明の概念、精神および範囲から逸脱することなく、類似または同様の結果が
得られるということを理解する。より具体的には、本明細書に記載の試薬を、化
学的にもそして生理学的にも関連するある試薬で置き換えることができると同時
に、同じかまたは同様の結果が達成されるということが明らかであろう。当業者
に明らかなそのような同様の置換および変更はすべて、添付の請求の範囲によっ
て定義された発明の精神、範囲および概念の内に存在すると考えられる。
正常な細胞とともに21の一連のグリオーマ細胞系および初代培養に由来するD
NAを試験した。予め関連する領域のまたはその付近のおおよその位置付けのた
めにマーカーを選択した(図1)。分析した細胞は、Department of Neuro-Onco
logy UTMDACC(LG11、EFC−2、PL−1、PC−1、JW、F G−2、FG−0、NG−1、 PH−2、KE、PC−3およびD77)で作 製され、商業的に入手可能であり(U138、A172、U373、U87、U
251、U118およびT98G)、または協力者から得た(13 wk astro, D54−MG)。マーカーは、Research Genetics, Huntsville, AL または報告 された配列から合成した。細胞系EFC−2は、D10S215の周辺の4つの
マーカーに関係する大きなホモ接合欠失を示した(図2)。この欠失はまた、そ
の領域に位置するYAC 746h6を使用するFISHによっても観察された 。他の3つの細胞系(D−54、A172、およびLG11)もまた、AFM0
86でホモ接合欠失を示し、それによりその領域が推定の腫瘍抑制遺伝子を含ん
でいることを強く意味している(図2)。2組のプライマー(多重の)の存在下
でPCRTM反応における欠失を行い、適当な増幅条件を確認した。すべての欠失
を(少なくとも)3回の反応によって確認した。この同じ領域は前立腺癌にも関
係している(Grayら、1995)。細胞系におけるホモ接合欠失はまた、小細胞
肺癌における3p21.3での腫瘍抑制遺伝子座を決定するために使用されてい る(Dalyら、1993;Kokら、1994;Weiら、1996)。
が復帰変異体クローンには存在しない、第10染色体の領域を試験することであ
った。この解析は、第10染色体上の2つの腫瘍抑制因子座の存在を証明し、維
持された領域を解析した、本発明者の以前の研究をさらに進めたものである。1
0qのすべてまたは一部を維持しているハイブリッドは、軟アガロースおよびヌ
ードマウスにおいて増殖できなかった(“完全に”抑制されたクローン)。一方
、挿入された染色体10qの大部分を失ったハイブリッド細胞は、軟アガロース
において増殖したが、非腫瘍形成性であった(“部分的に”抑制されたクローン
;Steckら、1995;図3、右側)。もとのクローンU251N10.6、N1
0.7およびN10.8は10qのフラグメントのみ維持していることが以前に示
された(Pershouseら、1993;Steckら、1995)。情報を提供する、更なるミクロ
サテライトマーカーを使用して、3つの維持された領域を3つの抑制されたクロ
ーンすべてにおいて同定した;D10S219からD10S110までの22c
M領域、D10S192からD10S187までの14cM領域、およびD10
S169からD10S1134までの18cM領域(図3)。 この制限を回避するために、ハイブリッドU251N10.7に由来するはじ めに移入したネオマイシン耐性タグを付与した第10染色体を、マウスA9細胞
への、ミクロ細胞が媒介する染色体の移入によって“レスキュー”した。これに
より、すべてのヒトのミクロサテライトマーカーによって、第10染色体の存在
を知ることができる。この分析の基礎は、すべての“完全に”抑制されたサブク
ローンは共通の領域を維持しており、この領域は“部分的に”抑制されたサブク
ローンでは除かれているということである。第10染色体に特異的なプローブを
使用するFISHによって測定されるとおり、N10.7は維持された第10染 色体のサイズにおいてかなりの不均一性を示したということは、さらに弾みをつ
けた。また、このレスキューに使用したハイブリッド細胞を、軟アガロース増殖
についてはじめに分析したが、コロニーの形成がなかったことが示された。移入
したヒト第10染色体を含むマウスハイブリッドは、すべて第10染色体の短腕
を含んでいた。同じ領域が軟アガロースにおいて増殖した“部分的に”抑制され
たクローン(N10.5a-j)において維持されており(Steckら、1995)、 10q腫瘍抑制遺伝子を含んでいるこの領域(10pter−10q11)が除かれて いた。10qの維持された領域の試験は、かなりの不均一性を示した(図3)。 クローンの大部分は、10q23−26の部分的なまたは広範な欠失のいずれか を示した。2つの領域のみが試験したすべてのサブクローンに維持された。維持
されたセントロメア領域の大部分は、マーカーD10S210およびD10S2
19を含んでいた。しかし、これらのマーカーは、もとのN10.6および/ま たはN10.8クローンには存在しておらず、この領域が除かれていた(図3) 。D10S215のテロメア(〜4cM)以外の領域は、D4S536のセント
ロメアであった。マーカーAFM086およびD10S536は、試験したすべ
てのクローンに維持されていた(図3、囲みの領域)。これらのマーカーは、部
分的に抑制されたクローンには存在していなかった(N10.5a-j)。これらの
結果は、AFM086付近の共通の領域が、表現型が抑制されているすべてのハ
イブリッド細胞において維持されていることを証明している。この同じ領域は、
いくつかのグリオーム細胞系においては欠失している。 この分析にはいくつかの制限がある。第1に、レスキューしたクローンは、生
物学的活性ついては分析できないので、移入の間またはその後で第10染色体に
起こり得るいかなる変化も測定できない。この懸念に対し部分的に取り組むため
に、本発明者の分析を、クローンが回収可能になればできる限りすぐに行った。
さらに、染色体のこの部分の維持は in vitro の人工的な欠失のみを“訂正(co
rrect)”し得る。その結果、アレル欠失試験を行ってこの領域がグリオームと 関係しているかどうかについて調べた。また、別の領域が、1つのクローン(C
7)以外のすべてのクローンがこの領域を維持していたD10S1158の分析
によって示唆された。しかし、AFM086で維持された領域もまたホモ接合欠
失を示し、これによりD10S1158と比較されるとおり、2つの別法に関係
している。さらに、腫瘍抑制遺伝子領域が優先的に維持され、10qの残りが断
片化されることに興味を持って注目する。
経膠腫試料および対応患者リンパ球からのDNAでアレル欠失分析を行った。こ
の分析は、本発明の重要な領域もまた神経膠腫試料に関与しているか否かを決定
するために行った。GBMからの試料の大部分において広範囲の欠失が観察され
、38のGBMのうち30は第10染色体のほとんどもしくは完全な欠失を示し
た。試料を未分化星状細胞腫から採取した場合には大部分において欠失の程度は
低くなったのに対し、星状細胞腫およびほとんどの寡突起膠腫では欠失を観察す
ることは稀であった(図4、データは示していない)。この分析に用いたマーカ
ーの大部分は10q23−26にマッピングされた(Gyapayら、1994)。他
の分析と同様、欠失の共通の領域はほとんどのGBM試料における大きな欠失の
ため、納得のいくように示すことはできなかった(Fultsら、1993;Rasheed
ら、1995)。 しかしながら、調べたGBM試料については、一つ(#9、図4)を除いてす
べての腫瘍試料でD10S579〜D10S541の領域を含む欠失が認められ
た。さらに一つのアミノ酸のみが本発明者らの重要な領域内に欠失を示し、星状
細胞腫は示さなかった。2つの寡突起膠腫は該重要な領域内に欠失を示したが、
これら両者は悪性と診断されていた。この分析は幾つかの可能性を示す。第一に
、本発明者らの重要な領域に関与する欠失は、低度の腫瘍ではなくGBMにおい
て主として起こる。このことは、本発明者らの重要な領域中の第10q染色体上
の腫瘍抑制遺伝子の喪失がGBMへの進行に伴う遺伝子変化を表していることを
示唆している。この仮説を支持するものとして、低度の腫瘍でも第10q染色体
上に欠失が生じるけれども、これら試料について10q上の欠失の共通の領域は
同定されなかった。この観察が今度は、第10q腫瘍抑制遺伝子の欠失が主とし
てGBMと関連しており、10q上の欠失のすべてが腫瘍抑制遺伝子に影響を及
ぼすわけではないという示唆を支持している。領域D10S216〜D10S5
87は、広範な欠失を示したが、幾つかのGBMは該領域でヘテロ接合性の保持
を示した(腫瘍#2、#9、#13、#26;図4)。また、低度の腫瘍を本分
析から除外すれば、本発明者らの領域はすべてのGBMで示唆される。この独立
のアプローチの組み合わせは、とりわけAFM086において10q腫瘍抑制遺
伝子が領域D10S215〜D10S541にマッピングされることを示唆して
いる。
S215およびD10S541によって境界とされている(図2および8)。こ
の領域は比較的小さく、幾つかの個々のYAC(787d7;746h8;93
4d3)内に含まれている。EFC−2中期広がり(spreads)でのYAC74 6h8のFISH染色は、YACが部分的に観察され、両側に隣接するYACが
存在することから、ホモ接合性の欠失がYAC内に含まれることを示している。
該領域中のすべてのマーカーについて細菌人工染色体(BAC)またはPACを
単離した(図8)。該領域のBACコンティグは、該領域へのBACマッピング
の末端配列から構築した。幾つかの顕著な特徴が認められた。まず、2つの重複
するBACが同定され(46b12および2f20)、106d16のゲノムの
完全さが確認された。第二に、NotI部位がBACの一方の末端に同定された
。NotI部位の存在およびSacII、EagIおよびBssHIIを用いた
同時制限消化は、106d16内にCpG島(island)が存在することを示唆し
ている。 BAC106d16からのEcoRI断片を用い、以前にホモ接合性のAFM
086であることが示されている神経膠腫細胞において、サザーンブロッティン
グによりホモ接合性欠失の程度を調べた(図2および5)。右側(EcoRI断
片14)は、CpG島らしいものを含み、4つの細胞株のうちの3つに存在する
。NotI/EcoRI(#3)断片を、幾つかのBACおよび神経膠腫細胞株
を含むサザーンブロットにおいてプローブとして用いた(図2)。テロメア側(
右側)の欠失は、EFC−2細胞を除き、46b12からのプローブを用いて検
出されなかった。しかしながら、106d16によって定められる領域(〜65
kb)内に別のホモ接合性欠失が観察された。バンド3のホモ接合性欠失はLG
11細胞およびEFC−2細胞において観察されるが、他の神経膠腫細胞または
正常な対照には観察されない。106d16(バンド12)はすべての細胞にお
いて観察され(EFC−2は変化した移動バンドを示す)、ホモ接合性欠失が完
全に106d16内に含まれることを示唆していた。
によりサイズ分離した。個々のバンドまたは同じサイズのバンドのプールをpS
PL3(GIBCO,ゲイサーズバーグ、メリーランド)にライゲートした。推定エク
ソンを製造業者の記載に従って同定した。2つのエクソンが捕捉ベクター中に正
しくスプライシングされた。これらエクソンは、バンドプール2、3、4、5お
よびバンド7からのものであった。捕捉したエクソンの配列を決定し、知られた
捕捉ベクター配列により定めた。発現された配列タグ(dbEST)データベー
スのBLASTサーチを用い、5つの潜在的な発現配列タグ(EST)を同定し
た。2つのEST(gb/H92038、AA009519)を観察したところ
、これらエクソンのいずれかまたは両者を含んでいた(一方のESTは間違った
方向ではあったが)。 シークエンシングプライマーをESTから生成し、BAC46b12を鋳型と
して用いて推定エクソン−イントロン境界を定めるのに用いた。9つのエクソン
を同定した。ESTとゲノム鋳型との配列の相違を補正した。これらエクソンは
すべてBAC46b12内に含まれていた。各エクソンに隣接するイントロン配
列からプライマーを生成し、各エクソンのアンプリコン単位を形成した。エクソ
ンのうちの2つは、BAC106d16EcoRI配列からの捕捉エクソンに対
応していた。この遺伝子の配列を図6に示す。予測されるアミノ酸の読み取りは
、ATG開始部位、TGAおよびTAA終止コドンのインフレームでの存在、配
列のどこにでも3つのすべての読み取り枠で存在する複数の終止コドン、9つの
スプライシング部位、および開始部位の近傍に存在するコザック配列により定め
た。この403アミノ酸配列を図7および図9に示す。予測される分子量は47
,122であり、pIは5.86である。 タンパク質産物の可能な機能的役割は、幾つかのタンパク質モチーフへのその
配列ホモロジーにより示唆される。残基88〜98からの重要なモチーフ[IHCKA
GKGRTG](配列番号:28)は、プロテインチロシンホスファターゼの保存された 触媒ドメイン[(I/V)HCxAGxxR(S/T)G](配列番号:29)(Denuら、1996)と正 確に一致する。腫瘍抑制遺伝子のホスファターゼ機能と一致する幾つかの他のモ
チーフが同定された。 アンプリコン(遺伝子の種々の領域から生成されるPCRTM産物)をランダム
プライミングcDNAから生成した。アンプリコンの配列はDNA配列に対応す
る。非重複アンプリコンを用いて種々の臓器からの正常組織のノーザンブロット
をプローブした(Clontech、パロアルト、カリフォルニア;多組織ブロット)。
すべてのアンプリコンにより、ノーザンブロット上の5.5〜6kbの主要なバ ンドおよび幾つかの主要でないバンドが同定された。調べたすべての組織(心臓
、脳、胎盤、肺臓、肝臓、骨格筋、腎臓、膵臓、脾臓、胸腺、前立腺、精巣、卵
巣、小腸、結腸および末梢血リンパ球)でメッセージが発現された。
することが示された神経膠腫細胞株を候補遺伝子の存在について分析した。図8
に示すように、AFM086の欠失を示した細胞株はすべて、候補遺伝子の複数
のエクソンのホモ接合性欠失を有していた。さらに、欠失は遺伝子の中央におい
ても生じたのでエクソン2とエクソン7との間に欠失境界(すべての細胞株にお
いて同様の欠失)を定める。遺伝子の中央に影響を及ぼす欠失はさらに、同定さ
れた遺伝子が変異の標的遺伝子を表すことを示している。 配列変異の予備分析もまた一連の神経膠腫細胞株で行った。調べた神経膠腫細
胞株のうち3つを除くすべてにおいて変異および/または欠失が観察された(表
5)。表中の塩基番号は、全配列ではなくエクソンの配列を指すものであり、す
なわちU251についてはエクソン7の98番目の塩基である。
/欠失を示さなかった神経膠腫細胞は低度の腫瘍(PC−3およびPH−2)由
来のものであり、第10染色体のアレル欠失は期待されず、これらの細胞につい
て観察した。他の細胞(D77)は一次細胞培養であり、第10染色体は該遺伝
子内の1bp多型からヘテロ接合性であることが示された。乳癌細胞株もまた変
異を示した。この最初の分析は、10q腫瘍抑制遺伝子の喪失が神経膠芽細胞腫
および疾患進行の重要な分子マーカーとなるとの本発明者らの結論を支持するも
のである。
々の癌のタイプ由来のTS10Q23.3遺伝子座に明らかなLOHを呈してい
る164個の腫瘍細胞系(TCL)におけるTS10Q23.3突然変異の発生
率を報告する。TS10Q23.3遺伝子座に明らかなヘテロ接合損失(LOH
)を示す75個のTCLから、本発明者らは、TS10Q23.3のコーディン
グ部分を除去する10個のホモ接合欠失および1つのフレームシフト、1つのナ
ンセンスおよび7つのミスセンス変異体を見出した。一方、LOHに対して予備
スクリーニングされた84個の初期腫瘍から、本発明者らは、それぞれ1つのフ
レームシフト損傷、ナンセンス突然変異、スプライシング変異体およびミスセン
ス変異体のみを検出した。興味深いことには、TS10Q23.3メッセージの
発現は、正常脳組織と比べて高グレードのグリア芽腫において有意に低減化され
ていることを示していた。 方法 LOH分析: 全ゲノムDNAを凍結標本または脱パラフィン切片から精製し
た。全ゲノムDNAは、Easy−DNAキット(インビトロゲン、サンディエ
ゴ、CA)を用いて癌細胞系から精製した。LOH分析は、(Tengら、1996
;Steckら、1995の記載にしたがって行った。この実験で用い多形ショートタ
ンデムリピートマーカーは:D10S1687(ヘテロ接合度指標、HI=0.
81;p−テロメアからのLdb(Collinsら、1996)照射マップ位置、R L=85Mb)、D10S579(HI=0.59;RL=86.4Mb)、D
10S541(HI=0.78;RL=86.5Mb)、AFM280WE1(
HI=nd;RL=87Mb)、AFMA114XB1(HI=0.70;RL
=91.9Mb)およびD10S1753(HI=0.74;RL=92.48
Mb)である。AFM086WE1によって定義されたTS10Q23.3は、
86.5Mbである。LOHは、試験した各個体の腫瘍および正常DNAから産
生されたSTRマーカーアンプリコンを定量的に比較することによって、初期腫
瘍標本において大多数のケースについて評価した。TCLおよびいくつかの初期
腫瘍のケースにおいて、AFMA114XB1、D10S541およびD10S
1753の明らかなヘミ接合性を合わせたものに基いてLOHを評価した;与え
られたこれら3つのSTRマーカーのすべてがホモ接合性である可能性は、0.
017以下である。 ホモ接合欠失スクリーニング: テンプレートとして細胞系ゲノムDNAを用
い、TaqPlus(ストラタジーン、ラホイア、CA)またはAmpliTa
q Gold(パーキンエルマー、フォスターシティ、CA)にて入れ子PCR 増幅を行った。TS10Q23.3およびMMK4+アンプリコンの産生に用い
たプライマーおよび使用したPCR条件を以下に記載する。20μlの第2反応
を2〜3%Nuシーブ(FMCバイオプロダクツ)アガロースゲル上でフラクシ
ョン化し、続いて視覚化した。 突然変異スクリーニング: 本発明者らは、腫瘍標本のゲノムDNAまたはT
CLにおいて入れ子PCR増幅を行い、Steckら(1997)の操作にいくらか の変更を加えて、配列変異体について得られるアンプリコンをスクリーニングし
た。最初に、エクソン6FB−RRプライマーペアを用いて増幅されたシングル
第2アンプリコンでエクソン6をスクリーニングした。2番目に、FA−RPプ
ライマーを用いてエクソン8の第1増幅を行ったのち、次のFB−RQおよびF
C−RRプライマーを用いて2つの第2アンプリコンとしてエクソンをスクリー
ニングした。
ーシーケンシングを引き起こしたので、本発明者らは、それぞれ入れ子プライマ
ー5’−TTTTTTTTTAGGACAAAATGTTTC−3’(配列番号
:37)および5’−AATTCAGACTTTTGTAATTTGTG−3’
(配列番号:38)を用いて、第2アンプリコンエクソン8FB−RQおよびエ
クソン9FB−RRについて色素ターミネーター配列データを得た。本発明者ら
は、スクリーニングしたすべてのサンプルにおいて、90%以上の範囲のTS1
0Q23.3コーディング配列を得た;すべての突然変異は新たに増幅した産物
をシーケンシングすることによって確認した。 RT−PCR(登録商標)発現: 10個の正常組織および10個のハイグレ
ードグリア芽細胞腫標本の凍結切片からメッセンジャーRNAを単離した。凍結
切片(20個それぞれ5μm)をカットし、mRNAを単離するために用いた(
Micro−Fast Track;インビトロゲン、サンディエゴ、CA)調節した切片を組 織学的に診査し、切片は、優勢的に正常または腫瘍細胞を含むことが明らかとな
った。正常切片は、正常な過程の治療開頭術中、腫瘍がない領域から得た。Supe
rscriptIIおよびコーディング領域−28から347または345から123 2に対応するTS10Q23.3を増幅するためのプライマーを用いて相補的D
NAを作製した。用いたプライマーは以下のものであった。 PCR条件は、アニーリング段階を53℃で行った以外はこれまでに述べたも
のと同様である。
開始時のχμl反応は100ngのcDNAを含んでいた。増幅の最初のラウン
ドで用いたプライマーペアCTTCAGCCACAGGCTCCCAGAC(配
列番号:43)およびGGTGTTTTATCCCTCTTG(配列番号:44
)であり、この後、反応物を20倍に希釈し、CGGGATCCATGACAG
CCATCATCAAAGAGATC(配列番号:46)プライマーで再度増幅
した。使用したPCR条件は、開始時の変性段階を94℃で五分間、次いで94
℃で45秒、55℃で30秒および72℃で1分間を30サイクルであった。こ
の偽遺伝子の染色体での位置を決めるために、本発明者らは、Genebridge4パネ
ル(ゲノムシステムズ)を用いて照射ハイブリッドマッピングを行い、次のプラ
イマーペアは、TS10Q23.3ではなくて偽遺伝子から特定の303bp産
物を生成するために設計した:ATCCTCAGTTTGTGGTCTGC(配
列番号:47)およびGAGCGTGCAGATAATGACAA(配列番号:
48)。このSTSを用いて、本発明者らは、偽遺伝子が第9染色体上の役60
cRに位置することを決定した。さらに、本発明者らは、この偽遺伝子をもつ2
つの細菌人工クローン(BAC)、145c22および188l22を単離して
おり、そのゲノムDNA配列を確認している。TS10Q23.3コーディング
配列と偽遺伝子の配列を比較すると、次の塩基相異が明らかとなった:T2G,
C89T,T202C,T242C,G248A,A258G,G397A,A
405T,G407A,T531C,T544G,C556G,A672G,C
700T,A705G,C720T,C900TおよびA942G。ヒトTS1
0Q23.3偽遺伝子のヌクレオチド配列は配列番号:64である。 TS10Q23.3は腫瘍抑制因子遺伝子であることが明らかなので、この遺
伝子における新規突然変異を同定するための本発明者らの開始時の段階は、10
Q23のこの領域内のLOHについて、初期腫瘍およびTCLをプレスクリーニ
ングすることであった。TS10Q23.3遺伝子座の近くにある第10染色体
上の多形ショートタンデムリピートマーカーを用い、全部で342個の初期腫瘍
標本および164個のTCLをLOHについて診査した(表6)。このサンプル
のパネルにおいて、本発明者らは、初期腫瘍標本におけるLOHの頻度が結腸標
本での20%からグリア芽細胞腫(GBM)における75%の範囲であることを
観察した。サンプルサイズが9より大きいTCLについては、LOHの発生率は
、28%(結腸)から82%(GBM)と変化し、全体の頻度は〜46%であっ
た。
;2)増幅およびシーケンシングが成功したサンプル(>90%のコーディング
配列がスクリーニングされた);3)シーケンシングされたLOHなしのサンプ
ルの数を括弧内に示す。ある初期腫瘍DNA、特に膵臓および子宮内膜のカルシ
ノーマは、マイクロ切断パラフィン固定切片から単離されたが、テンプレートの
品質が悪かったので>90%の範囲でシーケンシングを失敗した;4)スクリー
ニングされたすべてのTCLが明らかなLOHを示した。TS10Q23.3の
コーディング部分におけるホモ接合欠失はシーケンシングによってスクリーニン
グされなかった;5)これらの合計はSteckら(1997)によってすでに報告 されたサンプルを含む;6)肝臓転移にはLOHは、みられなかったが、これら
の結腸サンプルのうち5つは肝臓に転移していた癌からなる。;7)前立腺系、
NCIH660(TCL10F4)は、Liら(1997)によって特徴付けられ
ており、TS10Q23.3のエクソン2〜9からホモ接合欠失があることがわ
かった;8)こららの転移腫瘍標本は、アデノカルシノーマ、肉腫、腎細胞カル
シノーマおよびメラノーマ由来であった。転移性損傷は、ソケイ部へ転移したメ
ラノーマ以外は、肺へのものであった;9)シーケンシングによって分析された
これらの137個の標本のうち、45個が報告されており(Steckら、1997 )、8個がLOHなしであり、84個がLOHを示した。
、本発明者らは、LOHを示した腫瘍DNAから増幅したこの遺伝子のエクソン
およびフランキングスプライスジャンクションからなるアンプリコンをシーケン
シングした。このアプローチにおける警告事項は、この遺伝子の発現レベルに影
響を及ぼす調節突然変異の同定に失敗することである。さらに、このスクリーニ
ングは、ホモ接合突然変異およびヘテロ接合突然変異の発生率は低いことが予想
されるけれども、これらの突然変異の発見の可能性を排除することである。前に
、本発明者らは、グリア芽細胞腫、胸部および腎臓カルシノーマにおけるTS1
0Q23.3コーディング変異体の発生率がそれぞれ、6/26(23%)、2
/14(14%)および1/4であることを報告した(Steckら、1997)。 この実験において、TS10Q23.3遺伝子座の周囲にLOHを示す84個の
初期腫瘍から、本発明者らは、フレームシフト突然変異(胸部カルシノーマ)、
ナンセンス突然変異(小児GBM)、スプライシング変異体(小児GBM)およ
びミスセンス変異体(メラノーマ;表7)を検出した。 表7 初期腫瘍および腫瘍細胞系から同定されたTS10Q23.3変異体サンフ゜ルタイフ゜ 突然変異 エクソン/イントロン コト゛ン 予想された効果 PGT-2 小児ク゛リオーム1 G>Tat-1 イントロン2 - スフ゜ライシンク゛変異体 MT-1 メラノーマ CC112-113TTエクソン2 38 Pro>Phe TCL10B1 胸 T323g エクソン5 108 Leu>Arg TCL10H2 白血病 T331C エクソン5 111 Trp>Arg TCL11E12 ク゛リア芽細胞腫 T335G エクソン5 112 Leu>Arg PGT-5 小児ク゛リオーム1 C388T エクソン5 130 Arg>Stop TCL10A7 胸 G407A エクソン5 136 Cys>Tyr TCL10F5 下顎腺 T455C エクソン5 152 Leu>Pro TCL10H8 白血病 C517T エクソン6 173 Arg>Cys TCL10F7 睾丸 G518C エクソン6 173 Arg>Pro TCL11F5 ク゛リア芽細胞腫 C697T エクソン7 233 Arg>Stop BT-88 胸1 、 2 705delA エクソン7 235 タンハ゜ク質 先欠け TCL10A3 胸 823DdelG エクソン7 275 タンハ゜ク質 先欠け 1)初期腫瘍標本;2)対応正常DNAの分析により、この初期胸部腫瘍サンプ
ルのTS10Q23.3の突然変異が体細胞性であることを明らかにされている
。対応する正常DNAが入手できなかったので、他の3つの初期腫瘍標本におけ
るTS10Q23.3の変質についての同様の分析は不可能であった。しかし、
本発明者らは、すでにSteckら(1997)によって観察された初期腫瘍突然変 異の9つすべてが、体細胞的に発生することを決定している。
ついて一連の腫瘍細胞系を診査した。これらのTCLによって、本発明者らは、
白血病、リンパ腫、神経芽腫、腎芽腫ならびに膀胱、睾丸および子宮癌などスク
リーニングされた初期腫瘍のパネルに存在しなかった癌のタイプを研究する機会
を与えられた。LOHを示している75個のTCLから、本発明者らは、TS1
0Q23.3のコーディング領域に影響を及ぼす10個のホモ接合欠失を同定し
た(図13Aおよび図13B)。ホモ接合欠失はTCLにおいて、星状細胞腫(
1/1)、膀胱カルシノーマ(1/3)、胸部カルシノーマ(1/14)グリア
芽細胞腫(2/8)、肺カルシノーマ(1/7)、メラノーマ(4/7)および
前立腺カルシノーマ(1/2)に存在した。細胞系のうち二つは、すべての9つ
のTS10Q23.3エクソンを喪失していたが、他の八つのTCLは該遺伝子
の異なるコーディング部分がホモ接合欠失していた。残りの65個のTCLの分
析において、1つのフレームシフト、1つのナンセンスおよび7つの非保存性ミ
スセンス変異体が明らかになった(表7)。 TCLにみられた突然変異と比べて、初期腫瘍におけるTS10Q23.3に
みられた突然変異の頻度が相対的に低いゆえに、本発明者らは、一連の10個の
GBMおよび10個の正常標本においてTS10Q23.3の発現を診査した。
すべての正常サンプルはTS10Q23.3の発現を示したが、GBMではコノ
メッセージの有意な発現はみられなかった(図13Cおよび図13D)。曝露を
長くすると弱いシグナルが観測されるサンプルもあったが、切片における正常細
胞のコンタミネーションあるいは腫瘍細胞内のTS10Q23.3発現の低さゆ
えに、本発明者らは、これらのレベルのメッセージが検出されるかどうかを区別
することができなかった。しかし、この観察結果から、TS10Q23.3の変
質された発現が、これらのGBMの腫瘍原性において潜在的に役割を演じること
が示唆される。TS10Q23.3発現の阻害のメカニズムおよび他のタイプの
初期腫瘍におけるTS10Q23.3の発現レベルは現在研究中である。
クリーニングされている初期腫瘍およびTCLの大きなパネルを研究している。
このセットの84個の初期腫瘍にいて、本発明者らは、4つのみの潜在的に不活
性化されているTS10Q23.3突然変異を検出した。本発明者らの以前の発
見(Steckら、1997)を総合すれば、初期グリア芽細胞腫で8/31(26 %)、初期胸ガンで3/31(10%)、初期腎臓で1/8(13%)および初
期メラノーマ腫瘍で1/11(9%)がTS10Q23.3の変質を示した。興
味深いことに、5つの小児GBMのうち2つが、非機能性タンパク質の発現を導
くTS10Q23.3変質を示し、このことが、小児疾患におけるTS10Q2
3.3のかかわりをさらに分析することの正当性を裏付ける。セットの75個の
TCLにおいて、本発明者らは、全部で19個の推定の不活性化されているTS
10Q23.3突然変異を観察した。
そらく初期腫瘍でみられる頻度とTCLでみられる頻度の間であると思われる。
本発明者らの発見は、初期腫瘍と比べて、TCLのTS10Q23.3における
突然変異の発生率は有意に高い(表6)。膀胱癌におけるp16の突然変異につ
いて、同様の知見がSpruckらによって報告されている(Spruck IIIら、1994
)。この相異は、おそらく1つかまたはそれ以上の次に述べる可能性によるもの
と思われる。第1は、インビトロにおける培養を成功させるためには、腫瘍細胞
が、インビボで獲得される、ある組み合わせの遺伝子損傷を必要とすること。第
2は、TS10Q23.3における突然変異イベントが、インビトロにおいて成
長に有利に作用するかまたはTCLの培養中にクローン選択を起こすことができ
ること。第3は、初期GBM標本10/10においてみられるTS10Q23.
3の発現の実質的低下が、ある腫瘍がこの遺伝子にコーディング突然変異を有す
ることができず、代わりに機能性TS10Q23.3の発現レベルが低下するこ
とを示唆すること。そして第4は、正常細胞コンタミネーションおよび初期腫瘍
の標本異種性が、TS10Q23.3遺伝子座において有意な数のTCLに見ら
れる突然変異的メカニズムであるホモ接合欠失を阻止しうることである。コント
ロール発現においては、腫瘍サンプル内で5%の正常組織DNAのコンタミネー
ションが存在してさえ、これらの操作を用いるホモ接合欠失の同定が阻止される
。したがって、初期腫瘍においてTS10Q23.3に影響を及ぼすホモ接合欠
失の存在は、本発明者らの分析によって容易に理解されうるものであり、その発
生を評価する別のアプローチを必要とするであろう。しかし、さらなる問題点は
、第9q染色体に位置する明らかにスプライシングされていないTS10Qq2
3.3偽遺伝子の存在である;TS10Qq23.3のコーディング配列は、1
6/1209塩基において、この推定偽遺伝子とは異なっている(方法の項を参
照)。 TS10Qq23.3の変質の問題点は、変異体のスペクトルが異なることを
示している。同定された非保存性ミスセンス置換はすべて、TS10Qq23.
3の推定ホスファターゼドメイン内のそのN末端部分において見出される。逆に
、TS10Qq23.3の先欠けを引き起こす損傷は、遺伝子全体に分散してい
る。もしもTS10Qq23.3の先欠け体すべてが非機能性であるならば、デ
ータはTS10Qq23.3のカルボキシ末端領域が活性タンパク質の発現に必
須であることを示す。このことは、潜在的リン酸化部位およびPDZモチーフが
TS10Qq23.3機能にとって重要であるという理解に一致する。これとは
別に、このタンパク質のC末端領域の配列は適当な折りたたみのために必要であ
る。これまでに報告されているTS10Qq23.3における生殖細胞突然変異
のみがカウデン症候群に罹患している患者において検出されていること(Liawら
、1997);特徴付けられたすべての他の初期腫瘍TS10Qq23.3変異
体が体細胞に生じていることは、興味深いことである(表7)。観察されたTS
10Qq23.3の変質から、この遺伝子の多くの別個の損傷が、集団で存在す
ることが予想される。全般的に、データは、TS10Qq23.3が多くのタイ
プの癌の発生において重要な役割を演じる腫瘍抑制因子であることを示唆してい
る。
に関連する誘因およびbrca1陰性ケースにおける排除 方法 臨床材料: インフォームドコンセントの後、カウデン症候群の患者から血液
サンプルを得た。ひとつのアリコートはDNA抽出に用いたが、第2のサンプル
から末梢血液単核細胞を精製し、EBV形質転換リンパ芽球細胞系の生成に用い
た。CSの診断は、国際カウデン協会CD診断基準を用いて行った(Nelenら、 1996)。早期発症乳癌の患者について、サンプルは、年齢35歳以下(診断
時の平均年齢は27.7歳)の乳癌が進行しており、CSの臨床的診断を受けた
ことがない、これまでにBRCA1におて明らかに有害な突然変異を保持してい
ることがわかっていない女性63名からなる(サンプルのうち5名の女性は、意
義が未知のミスセンス多形を保持していた)。これらの女性は、BRCA1突然
変異を保持することの危険性が高い家族から選ばれた、20箇所の共同研究所か
らの関連のない798個のサンプルのサブセットである。大部分の家族は、多数
のケースの乳癌、若年における乳癌の診断および卵巣癌の発生率が原因で選ばれ
たものであり、これらの条件はこれまでにBRCA1の生殖細胞突然変異に関連
すことがわかっている。幾つかの家族は二親等まで拡張された。アメリカ合衆国
にある協会からのすべてのサンプルは、乳癌の遺伝学に関する調査実験に参加し
ている患者から集められた。アメリカ合衆国以外の協会からのサンプルは、該協
会と等価の団体によって課された、ヒト患者にかかわる調査に関する適当なガイ
ドラインにしたがって集められた。各家族からの1人の代表者のみをサンプルに
含め、遺伝子マーカーによってBRCA1に関連することがわかっている家族は
含めなかった。家族または集団実験の際に行われる、よりコントロールされたサ
ンプリングとは対照的に、これは高い危険性の臨床状態にある患者の間の相異性
を示す不均質なサンプルである。このことが、サブグループのサンプル頻度が一
般的集団の頻度を反映することを必要としない方法を求める本発明者らの分析を
方向付けてるものたとなっている。したがって、本発明者らは、たとえば、30
歳で乳癌を診断された女性が有害なBRCA1またはTS10Qq23.3(M
MCA1ともいう)の突然変異を保持する蓋然性を評価することができるが、本
発明者らは、一般的集団におけるこのような女性の頻度を評価することはできな
い。TS10Qq23.3実験に用いたすべてのサンプルは無作為に使用した。
iキットを用いて全血またはリンパ芽細胞系から患者のゲノムDNAを抽出した 。OD250で濃度を測定し、OD260/OD280の比率によって純度をチェックし た。 遺伝子型決定: リサーチジェネティクスから第10染色体遺伝子座のための
プライマーペアを得た。33P−γATPおよびポリヌクレオチドキナーゼの存在
下で前進鎖プライマーをエンド標識した。全反応体積30μLにてPCR反応を
行った。反応は、各プライマー10mM、デオキシヌクレオチド200mM,T
aqDNAポリメラーゼ1.5ユニットおよびゲノムDNA50ngで構成され
たものであった。PCRは、94℃変性45秒、55℃アニーリング45秒およ
び72℃伸張1分を35サイクル行った。最後に10分間の伸張を行った。20
μLの停止溶液(95%ホルムアミド、1mMのEDTA、0.25%のブロモ
フェノールブルー0.25%のキシレンシアノ−ル)を加えてPCR反応をとめ
た。次いで、反応物を94℃で5分間変性し、8%変性ポリアクリルアミドゲル
上で生成物を分離した。ゲル上にサイズ標準を含むSequaMark(リサーチジェネ ティクス)によって対立遺伝子のサイズを決定した。 結合分析: MLINKを用いて2点結合分析を行った。20歳以下の個体は
未知とみなした。疾患遺伝子頻度は0.000001と等しくせっとし、マーカ
ー対立遺伝子頻度をILINKを用いて評価した。MLINKおよびILINK
の両方をLINKAGEパッケージ・ヴァージョン5.2(Lathtopら、1984)から
得た。家族Dにおける最も起こりそうなハプロタイプの再構築は、GENEHUNTER(
Kruglyakら、1996)を用いて行った。家系図は、Cyrillic・ヴァージョン2
.02を用いて作図した。
患である。CSの患者は乳癌の危険性が高くなっていることが示唆されており(
Brownsteinら、1978)、他の感受性症候群にみられるように、該患者らは、
若年において乳癌を発生させるようである。CSは、特定の皮膚損傷、毛根鞘腫
(小胞漏斗の腫瘍)にも関連しており、したがって、この乳癌感受性症候群は、
皮下バイオマーカーの存在によって認識されうる(Brownsteinら、1977;1
978)。本発明者らは、この症候群の臨床的および病理学的結果について詳細
に研究しており、CSにおける悪性胸部疾患を発症する平均年齢が46歳である
こと、乳癌に冒された女性の年齢範囲が33歳から74歳であることを実証して
いる。さらに、本発明者らが研究したCSの女性のうち非常にわずかしか乳癌の
家族暦をもたなかった。興味深いことには、CSの男性は乳癌の発生の危険性が
増加しないようであった(Brownsteinら、1978)。本発明者らは、CSの女
性が過増殖の良性胸部疾患を発生させ、乳癌の発生前に多重胸部生検の履歴を頻
繁に報告していることも明らかにしている。したがって、皮膚疾患および良性胸
部疾患の履歴によって、危険性の高い集団において、乳癌の発生前に、冒された
個体の同定することができるようになる。 CSの遺伝子座が第10染色体に存在することがすでに実証されている(Nele
nら、1996)。その研究では、全部で12の家族が診査され、マーカーD1 0S215とD10S564の間のカウデン決定インターバルが同定された。こ
れらの家族の中で冒された個体は、CSおよびレールミット−デュクロー病(L
DD)(Nelenら、1996;Liawら、1997);小脳の形成異常の神経節細 胞腫を特徴とする稀な脳疾患(Albrechtら、1992)であった。このエリアの
精密なマッピングによって、この初期の結果が洗練され(Liawら、1997)、
マーカーD10S215とD10S564の間のCS遺伝子の位置決定がサポー
トされる。さらに最近では、CSをもつ4つの家族において、冒された個体が、
第10染色体上のカウデン決定インターバルに位置するPTEN(Liら、199
7)、TS10Qq23.3(Steckら、1997)またはTEP1(Liら、1 997)として知られる遺伝子において生殖細胞突然変異をもつことが明らかに
されている(Liawら、1997)。興味深いことには、予測されたTS10Qq
23.3タンパク質は、タンパク質フォスファターゼの触媒ドメインならびに細
胞骨格タンパク質、テンシンおよびオーキシリンに対して有意な相同性をもつ配
列モチーフを含んでいる(Liら、1997;Steckら、1997)。さらに、胸 部、脳、前立腺および腎臓のヒト腫瘍または腫瘍細胞系においてTS10Qq2
3.3におけるコーディング領域突然変異が観察される(Liら、1997;Stec
kら、1997)。この遺伝子の機能は未知であるが、おそらくTS10Qq2 3.3は細胞増殖のコントロールにおいてある役割を演じ、その機能の損失はヒ
ト腫瘍の発生において重要であると思われる。
者らは、CSの臨床的証拠をもつ4つの家族において、カウデン決定インターバ
ルに位置する5つのマーカーを用いて2点連鎖分析を行った(Nelenら、199 6)。すべての家族を詳細に診査し、国際カウデン協会CD診断基準を用い、こ
の症候群の診断を行った(Nelenら、1996)。2つの小さい家族が、第10 染色体上の3つの遺伝子座への結合を排除できない陽性LODスコアを示した(
図8の家族AおよびBを参照せよ)。上記と同一の臨床的結果をもつ2つの他の
家族は、この領域のいくつかのマーカーに対して有意な陰性LODスコアを示し
た(図8の家族CおよびDを参照せよ)。異質性テストも行ったが、有意な結果
は得られなかった。これらの結果は、ハプロタイプの構築によって確認した(図
15)。特に、家族Cにおいて、個体2は、彼女の冒された子供たちの両方に、
彼女の冒されていない父から遺伝したハロプタイプをうつした。最後に、家族D
では、個体2および20が、彼らの冒された関連者のものとは異なるハプロタイ
プを受け継いでいた。
れらの4つの家族からの16人の冒された個体において、Steckら(1997) に記載されたプライマーを用いて、TS10Qq23.3のエクソン9および関
連スプライスジャンクションを診査した。興味深いことには、これらの16人の
個体のうち4人が40歳前の乳癌であった。本発明者らは、CSの標準的症状お
よび徴候を示しているこれら4つの家族からのこれらの16人の個体においてコ
ーディング配列に突然変異を検出することができなかった。
23個のCSの家族からの31名の冒された個体をスクリーニングした。31名
の個体のうち、13名は5つの家族からの親類の個体であった。したがって、合
計23名の親類でない発端者が選別された。独身の冒された女性(Waltonら、1
986)は、コーディング配列のエクソン7においてフレームシフト突然変異を
表していた(図16参照)。特に、本発明者らは、791番ヌクレオチドの後の
ATの挿入(791insAT)およびそれによってフレームシフトおよび下流未 成熟終結コドンが生じることを明らかにした。興味深いことに、この女性は36
歳で乳房造影陰性乳癌を発症しており、それは予防的乳房切除時に発見されたも
のであった(Waltonら、1986)。発端者には、冒されていない兄弟ならびに
冒された娘がいた。これらの個体におけるエクソン7の直接シーケンシングから
、冒された娘に同一の突然変異が存在すること(図16)および冒されていない
兄弟には突然変異がないことが明らかになった。CSおよび早期発症乳癌(33
歳)の2番目の個体の実験において、本発明者らは、エクソン2に三塩基挿入が
あり(137ins3)、それによって1つのアミノ酸(Asn)が挿入されるこ とを明らかにした。最後に、左右乳癌および子宮内膜癌の女性において、本発明
者らは、エクソン8の13塩基対のフレームシフト欠失を同定した(915del 12)。これらのデータから、CSに(Liawら、1997)、特にCSおよび乳
癌に(Brownsteinら、1978)に関連するTS10Qq23.3のさらに3つ
の突然変異対立遺伝子が明らかになった。しかし、20の家族からの27名の個
体において、本発明者らは、TS10Qq23.3のコーディング配列に突然変
異を検出しなかった。この集団において、これらの個体のうち7名が乳癌に冒さ
れていたが、これらの女性のすべては40歳以降に乳がんを発症していた。これ
らの7名のうち1名は左右乳癌であった。したがって、全体で、家族データなら
びにこれらの個体データを合わせて、本発明者らは、3つのCS家族からの4名
の個体にコーディング配列突然変異を検出したが、24のCS家族からの他の4
3名の個体にはコーディング配列変質(ミスセンスまたはサイレント変異など)
を検出しなかった。
伝メカニズムの存在について強い主張がなされている(Clausら、1990)。 CSは常染色体優性型式で遺伝するので、この集団における乳癌の進行を調節す
る遺伝メカニズムは早期発症乳癌の進行においても役割を演じることができる。
本発明者らは早期発症乳癌およびCSにおいて生殖細胞系TS10Qq23.3
突然変異を検出し、この遺伝子における突然変異は胸部腫瘍および胸部腫瘍細胞
系で相対的に高い頻度で発生するので(Steckら、1997)、本発明者らは、 生殖細胞系TS10Qq23.3突然変異の役割をさらに研究することを望んだ
。生殖細胞系TS10Qq23.3突然変異に潜在的に富むサンプルセットを求
めて、本発明者らは、35歳以前(診断平均年齢27.7歳)に乳癌を発症し、
CSの臨床的診断がだされておらず、あらかじめBRCA1に非常に有害な突然
変異を保持していないことが明らかとなっている63名の女性において該遺伝子
をシーケンシングした(サンプル中の5名の女性は、有意性が未知のミスセンス
多形を保持していた)。このサンプルセットにおいては9つのエクソンにコーデ
ィング配列変質は検出されなかった。逆に、非アシュケナジ乳癌患者の同様に確
認されたセットにおいてまったく同じ突然変異検出および分析判断基準を用いて
、本発明者らは、BRCA1において7つの有害な突然変異および5つの有意性
が未知のミスセンス多形を予想どおり検出した。さらに、TS10Qq23.3
において生殖細胞系突然変異を保持している前記4名のCS患者から、本発明者
らは、200以上の生殖細胞系染色体においてこの遺伝子のコーディング配列に
配列多形を検出していおらず、事実、ヒトとチンパンジーの配列の間に、ただ1
つの配列相異(サインレント)を見出すのみである。もし、TS10Qq23.
3におけるコーディングおよびプロキシマルスプライスジャンクション配列変異
体の頻度がこのサンプルを引き出した集団の5%であったならば、本発明者らは
1つまたはそれ以上のこのような変異体を検出する95%のチャンスを得ていた
であろう。
で、乳癌を発症しやすくする常染色体優性遺伝症候群とは異なるものである(Br
ownsteinら、1997;1978)。さらに、CSの女性は、乳癌の発症前に良
性胸部疾患のための多様な胸部生検を受けた履歴をもつことが多い。これらの女
性のほとんどが乳癌の家族暦をもっていなかった。今日までのところ、もっとも
多く刊行物に記載されている臓器特異的癌感受性をともなうCS関連疾患は、女
性の乳癌である(Brownsteinら、1977)。これらの個体において高い頻度で
癌を明らかに発症する他の臓器系は胸腺などである。BRCA1における突然変
異をともなう関連疾患(Fordら、1995)といったような他の常染色体乳癌感
受性症候群とは逆に、この症候群における卵巣癌の進行は、きわめて稀である。
しかし、CSには、これらの症候群および若年における乳癌の発症ならびに左右
乳癌の可能性の増加が含まれる。これまでの観察から、第10染色体10Q22
−23へのCSの関連性が実証された(Nelenら、1996)。さらに、PTE N(Liら、1997)、TS10Qq23.3(Steckら、1997)またはT EP1(LiおよびSun、1997)として知られる遺伝子(Liawら、1997) における突然変異がCSの個体と関連性があること(Liawら、1997)も今や
明らかである。 本明細書で報告された観察において、本発明者らは、特にCSと乳癌に冒され
ている個体において、CSに関連するTS10Qq23.3のコーディング配列
中の3つの新規な生殖細胞系突然変異を同定した。2名の親類であるCS患者に
おいて、本発明者らは、冒された母親および彼女の冒された娘において同一であ
る、エクソン7におけるフレームシフト突然変異、およびそ能結果としての未成
熟終結コドンについて述べた。2名の冒された個体のうちひとりが、36歳で乳
癌を発症したので、このTS10Qq23.3突然変異は、早期発症乳癌に関連
すると思われる。第三の冒された個体では、本発明者らは、エクソン8において
13塩基対の欠失を同定した。この個体は若年にて乳癌を発症しなかったが、左
右乳癌の病歴をもっていた。興味深いことに、彼女はタモキシフェンを投与され
つつ子宮内膜癌も発症した。もし子宮内膜癌がCS(Starinkら、1986)お よびタモキシフェンの使用(Fornanderら、1989)に関連しているならば、 このひとりの女性における疾患の発症への両危険因子の寄与は、知られていない
ものである。しかし、これは、タモキシフェンを投与されながら子宮内膜癌をは
っしょうする女性のサブ集団は、CSおよび/またはTS10Qq23.3にお
ける突然変異をもつという可能性をもたらす。最後に、本発明者らは、33歳で
乳癌を発症した別の女性のエクソン2において三塩基の挿入を同定した。
族からの4名の個体において生殖細胞系TS10Qq23.3突然変異を検出し
たが、残りの24の親類でない家族からの43名の個体にはどのようなコーディ
ング配列変質も認めなかった。これらのデータは、本発明者らの限りある連鎖情
報にサポートを加えるものであり、すべてのCS家族が第10染色体に同定され
た遺伝子座に結びつくものではないということを示唆している。本発明者らが行
った実験は、TS10Qq23.3の5’調節領域または3’非翻訳領域におけ
る突然変異、あるいは、CSに関連するメチル化サイレンシングなどの発現レベ
ルを変えてしまう他のメカニズムを除外するものではないが、連鎖データとDN
Aシーケンシングの結果の両方が、CSが遺伝的に異種性であるという考えをサ
ポートする。皮膚およびその他の臓器の過誤腫の形成をともなう別の常染色体優
性疾患である結節硬化症は、染色体9q34(Hainsら、1991)および染色 体16p13.3(Kandtら、1992)に位置する別の遺伝子座と遺伝子的に 異種性であることが明らかにされている。本発明者らの結果は、これがCSにと
っても真実であることを示している。なぜこれが初期の観察において明らかにさ
れなかったのかははっきりとはしていないが、おそらく診査された初期の家族の
民族的背景によるものと思われる(Nelenら、1996;Liawら、1997)。 さらに、これらの個体のうちいくつかは、CSおよびレールミット・デュクロー
病をともなっており、それは本発明者らがCS発端者またはCS家族においてこ
れまでに見たことがないものであった(Nelenら、1996;Liawら、1997 )。 早期発症乳癌における胸部腫瘍の形成を調節する遺伝的メカニズムについての
強い主張がなされている。事実、早期発症乳癌は。BRCA1(Mikiら、199
4)およびBRCA2(Woosterら、1995)における突然変異に関連してい る。CSは、早期発症乳癌に関連しており、該癌は通常、管のカルシノーマであ
る(Brownsteinら、1977;Brownsteinら、1978)。この症候群の名前の
由来であるレイチェル・カウデンは、31歳で明らかに乳癌で死亡した(Lloyd およびDennis、1963;Brownsteinら、1978)。本明細書に記載するよう
に、本発明者らは、早期発症乳癌をもつ2名のCS個体および左右乳癌をもつ1
名の個体においてTS10Qq23.3突然変異を同定した。しかし、発明者ら
が、早期発症乳癌であり、CSの徴候がなく、あらかじめ野生型配列のBRCA
1をもつことがわかっている女性のサブグループについて生殖細胞系TS10Q
q23.3突然変異を調査したとき、本発明者らは、どのような配列変異体も検
出することができなかった。これらのデータから、TS10Qq23.3におけ
る生殖細胞系突然変異が、早期発症乳癌の少なくともこのサブ集団においては頻
繁には起こらないことが示唆される。
芽細胞腫の腫瘍腫瘍形成性の抑制 MMCA1/PTENの腫瘍抑制因子としての機能をさらに評価するために、
さらに実験を設計した。腫瘍細胞への能率的、一時的なMMACの形質導入複製
欠陥アデノウイルス(MMCB)を構築した。この実験で提示されたデータは、
MMAC1/PTENのインビボにおける腫瘍抑制活性をサポートし、この組換
えアデノウイルスベクターによるインビボ遺伝子トランスファーが癌遺伝子療法
に有用であることを示唆する。
C1突然変異グリア芽細胞腫細胞系U87MGを入手した。7%CO2を含む湿 潤雰囲気下、37℃にて、培養培地(DME/10%FBS/1%L−グルタミ
ン)中で細胞を維持した。293個の胚性腎臓細胞もATCCから入手し、10
%PBSを補充したDME培養培地で成長させる。 RT−PCR分析: U87MG細胞(Tri試薬、リサーチ・センター)か
ら、製造者指示書にしたがって、全RNAを単離した。MuLV−RT(RNA
PCRキット、パーキン−エルマー)、ランダムヘキサマーおよび他のキット試
薬を用いてRNAを逆転写し、次いでMMAC1のエクソン2および5にそれぞ
れマッチする配列であるプライマーMAC1.6f(5’−CTG CAG AA
A GAC TTG AAG GCG TA−3’、配列番号:58)およびMAC 1,6r(5’−GCC CCG ATG TAA TAA ATA TGC AC− 3’、配列番号:59)を用いてPCRを行った。増幅条件は、95℃変性1分
、次いで95℃で15秒、55℃で30秒のサイクルを25回、次いで72℃で
5分であった。予想される正常産物のサイズは317bpであった。U87MG
からの異常バンドをアガロースゲルから切り取り、精製し(UltraClearn、Mo バイオ・ラブズ)、次いで自動シーケンサー(ABI373A、パーキン−エル
マー)で直接シーケンシングを行った。
sら、1994)の記載にしたがって構築した。このベクターのゲノムはE1お よびE3領域ならびにIXタンパク質遺伝子に欠失をもっており、ヒトサイトメ
ガロウイルス(CMV)即時早期プロモーター/エンハンサーのコントロール下
に導入遺伝子を発現する。p53を全長MMAC1をコードするcDNAで置き
換える以外は、Steckら(1997)と同様の作法で、MMAC1/PTENベ クターMMCBを正確に構築した。その導入遺伝子、強化緑色蛍光タンパク質(
クローンテック)以外は、MMCBにマッチするようにコントロールベクターG
FCBを構築した。もう1つのマッチングコントロールベクター、ZZCBは導
入遺伝子なしで構築した。CMVプロモーターによって駆動する大腸菌LacZを 発現するBGCAコントロールベクターは、パッケージングサイズ制約ゆえに、
E1およびE3ならびにIXタンパク質遺伝子の欠失以外に部分E4欠失をもつ
ゲノムから構築した。すべてのウイルスを293個の細胞で成長させ、Huygheら
(1997)にしたがって、DEAEカラムクロマトグラフィーによって精製し
た。ウイルス粒子濃度を、Resource Q HPLC(Shabramら、1997)によ って決定し、ウイルスDNAの自動シーケンシングによって、すべての導入遺伝
子の一次構造を変化させた。 MMAC1タンパク質の免疫検出: 成長培地1ミリリットル当たりのウイル
ス粒子数(pn/ml)を変えて24時間、GFCBまたはMMCBで単層細胞
を感染させた。ウイルス含有溶液を24時間除去し、細胞は、この時点で採集す
るかまたは成長培地とともに冷凍して後で集めるかのいずれかにて処理した。冷
リン酸緩衝食塩水(PBS)にスクラッピングすることによって細胞を集め、遠
心分離し、さらに冷PBSでもう一度洗浄し、次いで、冷凍−解凍し、溶解緩衝
液[MOPS50mM、pH7.0、NaCl 150mM、1%NP−40.5
%グリセロール、EDTA0.4mMおよびDTT1mMならびにIXコンプリ
ートプロテアーゼインヒビターカクテル(ベーリンガー・マンハイム)を補充] に再懸濁した。10000×gで15分間遠心分離して細胞溶解液を清澄化し、
上清をタンパク質含量について標準化した。プレキャスト8%TRIS−グリシ
ンゲル(ノベックス)を用いるSDS−PAGEにてサンプルを分解し、次いで
、ポリ(二弗化ビニリデン)膜(Immobilon−P)に移して、ウエスタンブロッ ティングを行った。膜を5%スキムミルクを含むTBSTでブロックし、次いで
抗MMAC1ウサギポリクローナル抗体(BL74)、さらに西洋ワサビペルオ
キシダーゼ(アマーシャム)と複合させたロバ−ウサギIgGでブロッティング
した。コダックXAR−5フィルムを用いる化学発光(HCLキット、ピアス)
によってMMAC1を検出した。 FACS感染性アッセイ: U87MG細胞を2×105細胞/ウエルの濃度 で6ウエルプレートに植え、一夜インキュベートし、次いで、1×105〜1× 109粒子数/mlの濃度範囲で24時間GFCBに感染させた。トリプシン処 理して細胞を採集し、フローサイトメトリー(ベクトン・ディッケンソンFAC
Scan)によって緑色蛍光をアッセイした(525nmピーク検出、FL−1フ ィルター)。細胞を前面および側面スキャッターから散乱させ、〜99%の未感
染細胞が陰性であるような蛍光強度の遮断部を確立した。次いで、感染細胞のパ
ーセンテージの最小評価を表す、この遮断部よりも蛍光の大きいGFCB感染細
胞のパーセンテージを決定した。
いで24時間インキュベートした。感染後24時間の時点でウイルス含有溶液を
除去し、新しい組織培養培地に取り替えてさらに24時間置く。採集前に1ウエ
ル当たり1μCiの3H−チミジンで細胞を処理した。細胞をグラスファイバー フィルター上に集め、液体シンチレーション(Top Count、パッカード)を用い て3H−チミジン取り込みを測定した。緩衝液処理コントロールに対するパーセ ンテージとして結果をプロットした(平均±SD)。 細胞計数/生存率アッセイ: U87MG細胞の亜集密的細胞単層を種々の濃
度のMMCBまたはGFCBアデノウイルスで3回感染させて24時間後、上清
を新鮮な組織培養培地に取り替えてさらに48時間置く。次いで、細胞をトリプ
シン処理により採集し、細胞計数器を用いるトリパンブルー排除法にて生存細胞
を計数した。
5%寒天を含む組織培養培地に懸濁し、35mm組織培養ウエルに入れた0.7
%寒天上に3回置く。7%CO2を含む湿潤雰囲気下、37℃にて、組織培養培 地で覆った培養物を、毎日該培地を取り替えながら5日間インキュベートした。
感染後14日目にコロニーの成長を評価した。 腫瘍原性アッセイ: 1×107細胞/T225フラスコの密度で、U87M G細胞を植えた。一夜インキュベートした後、5×107または1×108粒子/
mlのアデノウイルスGFCB、FTCB、BGCAまたはMMCBで細胞単層
を24時間感染させた。感染または未感染細胞をトリプシン処理によって採集し
、培地で洗浄し、トリパンブルーで染色された細胞を計数し、無胸腺nu/nu
雌性マウス(シモンセン・ラブス)に皮下注射した(5×106生存細胞/フラ スコ)。21日目と30日目にマウスの腫瘍に点数を付けた;Vernierキャリパ ーで三次元の腫瘍直径を測定し、それらの積として腫瘍の量を算出した。
エクソン2および5におけるプライマー(実施例9の方法セクション参照)を用
いてU87MGのRNAから誘導された異常に小さいRT−PCR産物は、シー
ケンシングにより、イントロン3スプライスドナー部位突然変異に一致して、エ
クソン3が欠けていることが発見された。エクソン3は45bp(15コドン)
を含み、フレーム内読み取り産物は可能であるけれども、喪失された残基は天然
のタンパク質における保存されたαへリックスをコードし、その損失は、Fumari
ら(1997)によって測定された成長阻害活性を除去した。 精製された組換えMMAC1含有アデノウイルス(MMCB)は、ウサギポリ
クローナル抗体を用いる、細胞溶解液のウエスタンブロッティングによって、U
87MG細胞における導入遺伝子の発現においてその特徴が付与された(図17
)。内在性MMAC1タンパク質は、未感染またはコントロールウイルス感染細
胞においては検出されなかったが、MMCB感染細胞において用量依存様式で2
4時間の感染期間の終了まで、ならびに48時間目、72時間目および96時間
目に検出された(図17)。この実験では、U87MG神経膠腫細胞における効
率的な形質導入および外在性MMAC1タンパク質の正確な発現を証明し、さら
にBL74を用いるウエスタンブロッティングによってその検出を実証した。
はMMCBと同一の組換えアデノウイルスを用いるFACS分析によって定量的
に評価した(図18)。予想されるS字形感染曲線が得られ、それから、5×1
07粒子/mlのウイルス投与24時間で85〜90%の細胞が感染したことを 見積もった。ここで用いた投与パラメーターは、プラーク形成単位またはその派
生物、感染の多様性に基いたものではないことに留意すべきであり、アデノウイ
ルス濃度および感染時間が、インビトロ形質導入の第1の決定要素であることが
これまでに明らかになっている(Nyberg-Hoffman)。 ウイルス濃度の範囲における3H−チミジン取りこみによって、「MMCB」 対「コントロールアデノウイルス感染U87MG細胞」のインビトロ増殖を測定
した(図19A)。U87MGは、ほとんどのウイルス用量において、2つのコ
ントロールアデノウイルス(GFCBおよびZZCB)と比べて、MMCBによ
って特異的に阻害された;幾つかの細胞系においてこれまでに留意されているよ
うに(Harrisら、1995)、高いアデノウイルス濃度(たとえば1×109粒 子/ml)では、非特異的阻害効果が優勢であった。 感染の開始後72時間での生存細胞を計数することによる二番目のインビトロ
アッセイにて成長阻害が確認され(図19B)、同じ用量のGFCBと比べてM
MCBはこの時点での細胞数を約50%まで減少した。この阻害は、規模におい
て一過性プラスミド形質導入を用いて観察される阻害(Furnariら、1997) に匹敵するものであった。MMCBおよびGFCB感染培養物は72時間の時点
での生存率において類似しており、細胞水泡化または核断片化といったような細
胞死の形態学的証拠はMMCB処理ではみられなかった。
コロニー形成によって、足場依存性成長におけるMMAC1の効果も評価した。
後者は確立された腫瘍抑制因子遺伝子でアッセイを実証するために行った。5×
107粒子/mlの用量で24時間後、GFCBコントロールと比べて、MMC BまたはFTCBのコロニー形成は約50%まで阻害されたが、MMCBまたは
FFCBのいずれかの5×108粒子/mlの用量では、>85%の阻害(GF CBと比べて)が達成された(図20)。したがって、MMAC1の用量依存型
、遺伝子特異的効果が、このインビトロアッセイにおいて明らかであった。 MMCB感染U87MG細胞5×106個/注射を、3つの異なるコントロー ルアデノウイルス[GFCB(ΔE1/ΔE3バックグラウンドマッチングの緑 色蛍光タンパク質)、FTCB(ΔE1/ΔE3バックグラウンドマッチングの
p53)、およびBGCA(ΔE1/ΔE3/ΔE4バックグラウンドマッチン
グのLacZ)]に感染した同数の細胞/注射と比較することにより、2つの腫瘍原
性アッセイを行った(表10)。実験1と2の相違点は、一方は2つの用量レベ
ルを使用し他方は1つを使用したこと、および終了日がそれぞれ21日目と30
日目であることであった。実験1の低用量レベルにおいて非常に小さい(〜10
mm3)腫瘍が3個みられた以外は、MMCB感染U87細胞は、21日目また は30日目において完全に非腫瘍原性であった。未感染またはコントロールアデ
ノウイルス感染細胞を注射した39匹のマウスにはすべて腫瘍が形成された。リ
ポーター遺伝子含有コントロールアデノウイルス、GFCBおよびBGCAは、
緩衝液処理細胞と比べて、平均腫瘍サイズを減少する活性をいくらか有していた
が、これは本発明者らによって以前に“アデノウイルス効果”として注目された
ものである(Willsら、1994;Harrisら、1995)。p53含有アデノウ イルスは、平均腫瘍サイズにおいて、より劇的な効果をもっていたが(〜68m
m3)、依然として6匹のマウスすべてに腫瘍が形成された。U87MG細胞は 野生型配列のp53対立遺伝子を含むけれども、これらの結果は、他者により報
告された、これらの細胞へのp53アデノウイルス遺伝子トランスファーによる
成長阻害効果と一致する(Gomez−Manzaniら、1996;Kockら、1996)。
いずれの場合でも、これらのデータは、適度のウイルス用量におけるU87MG
細胞中のMMCBの遺伝子特異的腫瘍抑制活性を示す。
胞におけるMMAC1/PTENのインビトロ成長阻害活性を示した。組換えア
デノウイルスの使用は、MMAC1などの強力に成長阻害するタンパク質を安定
に発現している腫瘍細胞の実験において従来の技術では困難であったことを避け
るのに役立った。MMAC1の特異的腫瘍抑制活性は、インビボアッセイにおい
て最もはっきりと検出され、このことは腫瘍抑制機能を測定する腫瘍原性アッセ
イの重要性をサポートしている。これらのデータは、グリア芽細胞腫腫瘍形成に
おけるMMAC1不活性化の役割をサポートし、さらにインビボにおけるMMA
C1/PTEN遺伝子トランスファーが、強力な癌治療アプローチとみなされう
ることを示唆している。
、本明細書に記載された該組成物および/または方法にならびに段階または方法
の段階の順序を、本発明の概念、意図および範囲を逸脱することなく、変更を加
えることができるということは当業者には明らかであろう。さらに詳しくは、化
学的および生理学的に関連した作用剤を本明細書で記載した作用剤と置換しても
、同じまたは類似した結果が得られることも明らかであろう。当業者には明らか
なこのような類似の置換および修飾のすべては、添付の請求の範囲に定義される
ような本発明の意図、範囲および概念に含まれると考える。
その他の詳細を提供する限りにおいて、参照のため本明細書中に引用される。
ト染色体番号10番上の多様な遺伝子座は腫瘍抑制活性の部位でありえるものとし
て示された。これらの遺伝子座および報告したグループを記載している。
色体番号10番の遺伝子座の両方のコピーにおける欠失の存在に関してスクリーニ
ングした。遺伝子座は垂直軸上に示され、かつ水平軸を横切るように、挙げられ
ている。同種の喪失は色付き楕円によって示されている。マーカーAFMA08
6WG9(AFM086)の存在について、神経膠腫細胞系D54、EFC−2
、A172およびLG11を審査した。マーカーは、個々の反応において数個の
付加的第10染色体多形アレルを用いる多重ポリメラーゼ鎖反応において、欠失
していることが明らかになった。アレルD10S196は、PCR(登録商標)
反応のコントロールとして示す。EFC−2細胞は、4つの隣接マーカーのホモ
接合欠失を示した(図2参照)。
ッドクローンU251.N10.7の11のサブクローンからの微小衛星マーカーに特異的な
染色体番号10番に対応するDNAの存在(塗りつぶした円)または不在(中抜き円 )染色体番号10番の領域を示す。U251.N10.6およびU251.N10.8体細胞ハイブリッ
ドは完全に抑圧されたクローンであり、軟アガロース中で全く増殖を示さないか
殆ど増殖を示さず、また、U251.N10.5AおよびCサブクローンは部分的に抑圧され
ている(ステック(Steck)ら、1995)。完全に抑圧されたクローンと部分的に 抑圧されたクローンとの差異は、腫瘍抑制因子遺伝子の機能的な局在を提供する
。腫瘍抑制因子遺伝子を含む可能性のある領域は、ボックスによって示されてい
る。10q23.3のボックスでは同種欠失と対立遺伝子欠失分析によって示された領 域と重複する(図2および図4参照)。
1994によって記載されるように放射ハイブリッドマップに基づいたおよその染色
体位置にマッピングされている。未分化アストロサイトーマおよび1つの神経膠 腫には関係がない染色体番号101番の領域は、該腫瘍のボックス領域に示され
ている。同種欠失分析から定義され、この分析によって排除されない重要な領域
は右側の実線によって示す。
ップを示す。そのブロッティングの説明をEFC-2細胞におけるEcoバンド番号#14
(Mr 約11kb)の同種の欠失を示す。
プコドンがあるように示している。
ニン;Gはグリシン;Hはヒスチジン;Iはイソロイシン;Kはリジン;Lはロイシ ン;Mはメチオニン;Nはアスパラギン;Pはプロリン;Qはグルタミン;Rはアル ギニン;Sはセリン;Thaトレオニン;Vはバリン;Wはトリプトファン;Yはチロ シンである。ホスファターゼ同一部位は太字で表す;チロシンリン酸化部位はイ
タリック体で示し、下線を付している。
示されている神経膠腫株をTS10Q23.3の存在に関して再度分析した。塗
りつぶした円はその遺伝子領域が存在することを示し;中抜き円は遺伝子領域中
の同種の欠失を示している。*はトラップされたエクソンを示す。
いる。終結コドンはTGA(1210)である。ゲノムまたはアミノ酸レベルでのヒトお よびマウスまたはイヌの配列間の変更を比較された配列において星により示して
いる。ヒトおよびイヌのアミノ酸配列は同一である;マウスの配列は、398位
置において異なり、マウスではセリンであるが、イヌおよびヒトにおいてはトレ
オニンである。
0位である最初のエクソンは除く。小文字は(表5)、最初のエクソンを除き、 この図に存在する配列の数に対応している。U87およびU138の突然変異はエクソ ン(それぞれGおよびH)の後最初のイントロンG残基[G+I>T]である。T98Gお よびKEに関して、点突然変異はそれぞれエクソンBの46位および28位である。LnC
ap細胞に関して、突然変異は最初のイントロンにおける塩基16および17の欠失で
ある。
親媒性シートプロット;図11Gは第二構造プロットである。
ト;図12B:野生型ポリペプチドの1−60残基の表面確率プロット;図12C:野生 型ポリペプチドの1−60残基の二次構造プロット;図12D:KE変異体の1−60残基の
親水性プロット;図12E:KE変異体の1−60残基の表面確率プロット;図12F: KE 変異体の1−60残基の第二構造プロット;図12G:T98G変異体の1−60残基の親水 性プロット;図12H:T98G変異体の1−60残基の表面確率プロット;図12I:T98G 変異体の1−60残基の第二構造プロット。TS10Q23.3の42残基でのT98G 突然変異(Leu→Arg)は、TS10Q23.3の提供されたヘリックス第二構造
の喪失を生じる。KEの36残基でのT98G突然変異(Gly→Gly)は、その領域におけ
る提案されたヘリックス第二構造のオリゴヌクレオチド長さを有意に増加させる
。両突然変異は同じヘリックス構造に影響を及ぼすであろう。また親水性におけ
る少しの変化および表面確率は上昇する。
合欠失および早期グリア芽細胞腫におけるTS10Q23.3mRNA発現レベ
ル。次の配列タグ部位:(1)TS10Q23.3エクソン1、(2)TS10
Q23.3エクソン2、(3)TS10Q23.3エクソン3、(4)TS10
Q23.3エクソン4、(5)TS10Q23.3エクソン5、(6)TS10
Q23.3エクソン6、(7)TS10Q23.3エクソン7、(8)TS10
Q23.3エクソン8、(9)TS10Q23.3エクソン9、(10)コント
ロールMKK4エクソン8を用いるPCR増幅によってそれぞれ診査した、4つ
の細胞系、乳癌TCL11A11、メラノーマTCL11D7、メラノーマTC
L11D9および白血病TCL10G9(ホモ接合欠失したTS10Q23.3
を含まないコントロールサンプル)を示す。
合欠失および早期グリア芽細胞腫におけるTS10Q23.3mRNA発現レベ
ル。スクリーニングされたTCLのTS10Q23.3遺伝子に見られるホモ接
合欠失。黒マルはホモ接合欠失のないエクソンを示し、白マルは失われたエクソ
ンを表す。
合欠失および早期グリア芽細胞腫におけるTS10Q23.3mRNA発現レベ
ル。RT−PCR分析によって検出されたヒト正常脳およびGBMサンプルにお
けるTS10Q23.3メッセージの発現。TS10Q23.3の5’末端アン
プリコンを示す。レーンは、PL−1低グレード神経膠腫からのコントロールア
ンプリコン(C)ならびに7つの正常および腫瘍サンプルである。診査した10
個のGBMのうち6個を、TS10Q23.3遺伝子座およびTS10Q23.
3遺伝子変質体の周囲のLOHについて診査した。6個のサンプルすべてがLO
Hを提示したが、発明者がそれらのDNAをシーケンシングによってスクリーニ
ングしても、突然変異は検出されなかった。等価の品質および量のテンプレート
コントロールとしてGADPHメッセージの発現レベルを用いた。
合欠失および早期グリア芽細胞腫におけるTS10Q23.3mRNA発現レベ
ル。すべての正常およびGBMサンプルのGADPHに対するTS10Q23.
3のRT−PCRアンプリコン強度の比率。
質の位置の描写。TS10Q23.3のN−末端ハーフはホスファターゼならび
に細胞骨格タンパク質、テンシンおよびオーキシンと相同である(茶色枠)。コ
アフォスファターゼドメイン(赤色枠)、3つの潜在性チロシンリン酸化部位(
青色枠)および2つの潜在性セリンリン酸化部位(黄色枠)の位置も示す。PD
Zモチーフ、ITKVは、タンパク質のC−末端に位置する。Steckら(199 7)、Liら(1997)およびLiawら(1997)によって同定されたTS10
Q23.3の変異および本実験によって検出された変質を示す(青の矢印はミス
センス置換、黒の矢印はフレーム内挿入または欠失、緑の矢印は潜在性スプライ
シング変異、およびTS10Q23.3のトランケーションを引き起こす赤の矢
印はフレームシフトまたはナンセンス変異を示す)。星印は、カウデン病の患者
において見出された生殖系列突然変異を示し(Liawら、1997)、黒マルは、
推定的に独立したDNAサンプルにおいて観察された損傷を示す。
するハプロタイプの構築。
DNAシーケンシング。罹患した母親(黒マル)においては、エクソン5に2つ
の塩基対(AT)挿入がみられるが、罹患していない男兄弟(白マル)にはみら
れない。罹患した娘にはAT挿入が遺伝していた。
れている濃度(粒子数/ml)でMMCBまたはGFCBに24時間感染させ、
次いで、溶解液をただちに(第24時間)または24時間後(第48時間)に調
製した。「方法」の項目の記載にしたがってウエスタンブロッティングを行った
。タンパク質サイズのマーカーを左に示す。Liauら(1997)に記載されてい
るように、MMAC1タンパク質は、約5kDの位置に移動した。
濃度で24時間感染させた。緑色の蛍光性タンパク質を発現している細胞のフラ
クションをフローサイトメトリーで定量した。pn/ml:アデノウイルス粒子
数/ml。
A:3H−チミジンの取りこみ。19B:生存細胞計数アッセイ。誤差バーはS .D.である(3回実験)。pn/ml:アデノウイルス粒子数/ml。
GFCB、MMCBまたはFTCBに24時間感染させた。平均コロニー数±S
.D.をプロットする。pn/ml:アデノウイルス粒子数/ml。
Claims (45)
- 【請求項1】 TS10q23.3と称する腫瘍抑制因子の突然変異体をコ ードするDNA、RNAを含む単離核酸またはその相補体であって、該突然変異
体は、以下の突然変異からなる群から選ばれる: (a)イントロン2の1位がGからTに変化するミスセンス突然変異; (b)エクソン2の112および113位がCCからTTに変化するミスセンス
突然変異; (c)エクソン5の323位がTからGに変化するミスセンス突然変異; (d)エクソン5の331位がTからGに変化するミスセンス突然変異; (e)エクソン5の335位がTからGに変化するミスセンス突然変異; (f)エクソン5の407位がGからAに変化するミスセンス突然変異; (g)エクソン5の455位がTからCに変化するミスセンス突然変異; (h)エクソン6の517位がCからTに変化するミスセンス突然変異; (i)エクソン6の518位がGからCに変化するミスセンス突然変異; (j)エクソン5の388位がCからTに変化するミスセンス突然変異; (k)エクソン7の697位がCからTに変化するミスセンス突然変異; (l)エクソン7の705位のAが欠失するフレームシフト突然変異;および (m)エクソン7の823位のGが欠失するフレームシフト突然変異。 - 【請求項2】 TS10q23.3と称する腫瘍抑制因子の突然変異体をコ ードするDNA、RNAを含む単離核酸またはその相補体であって、該突然変異
体は、以下の突然変異からなる群から選ばれる: (a)腫瘍抑制因子の第38アミノ酸がPROからPHEに変化; (b)腫瘍抑制因子の第108アミノ酸がLEUからARGに変化; (c)腫瘍抑制因子の第111アミノ酸がTRPからARGに変化; (d)腫瘍抑制因子の第112アミノ酸がLEUからARGに変化; (e)腫瘍抑制因子の第136アミノ酸がCYSからTYRに変化; (f)腫瘍抑制因子の第152アミノ酸がLEUからPROに変化; (g)腫瘍抑制因子の第173アミノ酸がARGからCYSに変化; (h)腫瘍抑制因子の第173アミノ酸がARGからPROに変化; (i)腫瘍抑制因子の第130コドンがARGから停止コドンに変化;および (j)腫瘍抑制因子の第233コドンがARGから停止コドンに変化。 - 【請求項3】 配列番号:53のアミノ酸配列をコードするDNAまたはR
NAを含む単離核酸。 - 【請求項4】 DNAが配列番号:54のコーディング配列を含む請求項3
に記載の単離核酸またはその相補体。 - 【請求項5】 DNAが配列番号:56の配列をもつDNAを含む単離核酸
またはその相補体。 - 【請求項6】 DNAが配列番号:64の配列をもつDNAを含む単離核酸
。 - 【請求項7】 相補的DNAであり、該腫瘍抑制因子をコードする該領域ま
たはその相補体に作動可能に連結したプロモーターをさらに含む、請求項1から
6のいずれかひとつに記載の核酸。 - 【請求項8】 該腫瘍抑制因子をコードする該領域に作動可能に連結したポ
リアデニル化シグナルをさらに含む、請求項8に記載の核酸。 - 【請求項9】 複製起点をさらに含む、請求項8に記載の核酸。
- 【請求項10】 レトロウイルス、アデノウイルス、ヘルペスウイルス、ワ
クシニアウイルスおよびアデノ関連ウイルスよりなる群から選ばれたウイルスベ
クターである、請求項9に記載の核酸。 - 【請求項11】 ウイルス粒子中にパッケージングされている、請求項10
に記載の核酸。 - 【請求項12】 リポソーム中にパッケージングされている、請求項9に記
載の核酸。 - 【請求項13】 (i)患者からサンプルを採取し、次いで (ii)該サンプルの細胞中での機能性TS10q23.3遺伝子産物の発現を測定 する 段階を含む、カウデン症候群の診断方法。
- 【請求項14】 細胞が、胸、卵巣細胞、胸腺細胞および子宮内膜細胞から
なる群から選ばれる、請求項13に記載の方法。 - 【請求項15】 該サンプルが組織サンプルまたは流体サンプルである、請
求項13に記載の方法。 - 【請求項16】 該測定が、該サンプルからの核酸をアッセイすることを含
む、請求項13に記載の方法。 - 【請求項17】 該サンプルを、該核酸を増幅するのに適した条件に供する
ことをさらに含む、請求項16に記載の方法。 - 【請求項18】 該測定が、該サンプルをTS10q23.3に免疫学的に 結合する抗体と接触させることをさらに含む、請求項13に記載の方法。
- 【請求項19】 該サンプルのタンパク質をELISAに供することをさら
に含む、請求項18に記載の方法。 - 【請求項20】 TS10q23.3の発現を非カウデン症候群サンプル中 でのTS10q23.3の発現と比較する工程をさらに含む、請求項13に記載 の方法。
- 【請求項21】 該比較が、TS10q23.3の発現レベルを評価するこ とを含む、請求項20に記載の方法。
- 【請求項22】 該比較が、TS10q23.3遺伝子、タンパク質または 転写物の構造を評価することを含む、請求項20に記載の方法。
- 【請求項23】 該評価が、シーケンシング、野性型オリゴヌクレオチドハ
イブリダイゼーション、突然変異体オリゴヌクレオチドハイブリダイゼーション
、SSCP、PCRおよびRNアーゼ保護よりなる群から選ばれる、請求項22
に記載の方法。 - 【請求項24】 該評価が野性型または変異体オリゴヌクレオチドハイブリ
ダイゼーションであり、該オリゴヌクレオチドがチップまたはウエハー上のアレ
イとして配置される、請求項22に記載の方法。 - 【請求項25】 カウデン症候群のサンプルがTS10Qq23.3のコー
ディング配列に突然変異を含む、請求項20に記載の方法。 - 【請求項26】 突然変異がフレームシフト突然変異である、請求項25に
記載の方法。 - 【請求項27】 突然変異がエクソン7にある、請求項26に記載の方法。
- 【請求項28】 突然変異がTS10Qq23.3遺伝子産物の未成熟終結
を引き起こす、請求項27に記載の方法。 - 【請求項29】 突然変異が欠失突然変異である、請求項25に記載の方法
。 - 【請求項30】 欠失がエクソン8にある、請求項29に記載の方法。
- 【請求項31】 突然変異が挿入突然変異である、請求項25に記載の方法
。 - 【請求項32】 挿入がエクソン2にある、請求項25に記載の方法。
- 【請求項33】 (i)患者からサンプルを採取し、次いで (ii)該サンプルの細胞中での機能性TS10q23.3遺伝子産物の発現を測定 する 段階を含む、乳癌になりやすい患者の診断方法。
- 【請求項34】 細胞が、胸、卵巣細胞、胸腺細胞および子宮内膜細胞から
なる群から選ばれる、請求項33に記載の方法。 - 【請求項35】 該サンプルが組織サンプルまたは流体サンプルである、請
求項33に記載の方法。 - 【請求項36】 該測定が、該サンプルからの核酸をアッセイすることを含
む、請求項33に記載の方法。 - 【請求項37】 該サンプルを、該核酸を増幅するのに適した条件に供する
ことをさらに含む、請求項36に記載の方法。 - 【請求項38】 該測定が、該サンプルをTS10q23.3に免疫学的に 結合する抗体と接触させることをさらに含む、請求項33に記載の方法。
- 【請求項39】 該サンプルのタンパク質をELISAに供することをさら
に含む、請求項38に記載の方法。 - 【請求項40】 TS10q23.3の発現を正常サンプル中でのTS10 q23.3の発現と比較する工程をさらに含む、請求項33に記載の方法。
- 【請求項41】 該比較が、TS10q23.3の発現レベルを評価するこ とを含む、請求項40に記載の方法。
- 【請求項42】 該比較が、TS10q23.3遺伝子、タンパク質または 転写物の構造を評価することを含む、請求項40に記載の方法。
- 【請求項43】 該評価が、シーケンシング、野性型オリゴヌクレオチドハ
イブリダイゼーション、突然変異体オリゴヌクレオチドハイブリダイゼーション
、SSCP、PCRおよびRNアーゼ保護よりなる群から選ばれる、請求項42
に記載の方法。 - 【請求項44】 該評価が野性型または変異体オリゴヌクレオチドハイブリ
ダイゼーションであり、該オリゴヌクレオチドがチップまたはウエハー上のアレ
イとして配置される、請求項43に記載の方法。 - 【請求項45】 サンプルがTS10Qq23.3のコーディング配列に突
然変異を含む、請求項33に記載の方法。
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