JP2000502570A - Fhitタンパク質および核酸ならびにそれに基づく方法 - Google Patents

Fhitタンパク質および核酸ならびにそれに基づく方法

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、FHIT遺伝子のヌクレオチド配列およびそれによりコードされるタンパク質のアミノ酸配列、それらの誘導体および類似体、ならびに該タンパク質に対する抗体に関する。FHIT遺伝子配列は細胞の過増殖を伴う疾患(特に消化管の悪性疾患)において突然変異を起こしている。本発明はさらに、細胞の過増殖と関連した疾病状態を検出および治療するための診断薬および治療薬としてのFHIT遺伝子およびそれによりコードされるタンパク質の使用に関する。

Description

【発明の詳細な説明】 FHIT タンパク質および核酸ならびにそれに基づく方法 本出願は、1996年2月9日付けの係属中の米国特許出願第08/598,873号(その 全体を参考としてここに組み入れる)の一部継続出願である。 本発明は、米国立がん研究所により授与された認可番号CA51083 、CA39860 、 CA21124 およびCA56336 のもとに政府の支援を得て一部行われたものである。米 国政府は本発明に対していくらかの権利を有する。 1.序文 本発明は、腫瘍抑制FHIT遺伝子のヌクレオチド配列およびそれによりコードさ れるタンパク質のアミノ酸配列、その誘導体および類似体ならびにそれに対する 抗体に関する。本発明は、腫瘍の検出および治療のための診断薬および治療薬と しての、FHIT遺伝子のヌクレオチド配列およびそれによりコードされるタンパク 質のアミノ酸配列、その誘導体および類似体ならびにそれに対する抗体の使用に 関する。本発明はまた、Fhitタンパク質、その誘導体もしくは類似体、それに対 する抗体、Fhitタンパク質をコードする核酸、その誘導体もしくは類似体、また はFHITアンチセンス核酸を含有する治療用組成物に関する。 2.発明の背景 腫瘍は依然として米国では最も重大な医療問題の一つであり、社会において相 当の死亡および医療コストを占めている。ヒトでの腫瘍形成はオンコジーンの活 性化と腫瘍抑制遺伝子の失活を伴う複雑なプロセスである(Bishop,1991,Cell6 4:235-248)。ヒトの腫瘍抑制遺伝子は腫瘍細胞で生じる遺伝子変化の研究を通し て同定されてきた(Ponder,1990,Trends Genet.6:213-218; Weinberg,1991,S cience 254:1138-1146)。 特定の染色体異常(例えば、染色体の転座、逆位および欠失)とあるタイプの 悪性疾患の間には密接な関係があり、このことは、この種の異常が腫瘍プロセス において原因的役割を果たし得ることを示している。染色体異常は遺伝子融合へ 導き、これは骨髄系統に関係している腫瘍の大部分に観察されるようなキメラ・ オンコタンパク質をもたらす。あるいはまた、染色体異常は造血細胞で活動して いる調節エレメントにプロトオンコジーンを並置させることでプロトオンコジー ンの脱調節と結び付いており、これはリンパ球系統で起こる転座において観察さ れる(Virgilioら,1993,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 90:9275-9279)。欠失は 悪性疾患へと至らせる腫瘍抑制遺伝子の欠損を引き起こす。 非ランダム染色体転座は大部分のヒト造血悪性疾患に特徴的であり(Haluskaら ,1987,Ann.Rev.Genet.21:321-345)、また、一部の固形腫瘍に関係している 可能性がある(Croce,1987,Cell 49:155-156)。B細胞およびT細胞では、染色 体の転座および逆位は、多くの場合、免疫グロブリン(Ig)またはT細胞受容 体(TCR)の遺伝子の正常な組換え過程での誤りの結果として起こる。こうし た再編成(rearrangement)はIgまたはTCR遺伝子のエンハンサーエレメント をオンコジーンに並置させる。そうするとオンコジーンの発現が脱調節される。 大部分のケースでは、リンパ様悪性疾患で観察される再編成は2つの異なる染色 体間で起こる。 第14染色体のq32.1バンド上のTCL-1 遺伝子座は、しばしば、T前リンパ球性 白血病(T-PLL)(Brito-Babapulle & Catovsky,1991,Cancer Genet.Cytogenet .55:1-9)、免疫不全症候群毛細管拡張性運動失調(AT)と関連した急性および慢 性白血病(Russoら,1988,Cell 53:137-144; Russoら,1989,Proc.Natl.Acad .Sci.USA 86:602-606)および成人T細胞白血病(Virgilioら,1993,Proc.Nat l.Acad.Sci.USA 90:9275-9279)を含めて、重症の胸腺後タイプのT細胞白血病 およびリンパ腫において観察される、T細胞受容体遺伝子との染色体転座および 逆位に関係している。 1979年に、ボストン在住のイタリア系アメリカ人の大家族は、初期に発症する 両側性で多病巣性の明細胞腎臓癌(RCC)を有するこの家族において分離された、 構成的な相互t(3;8)(p14.2;q24)染色体転座(Cohenら,1979,N.Engl.J.Med.3 01:592-595; Wang & Perkins,1984,Cancer Genet.Cytogenet.11:479-481)を 遺伝していることが観察された。いくつかの家族性腫瘍の細胞遺伝学的追跡調査 研究から、腫瘍は転座3p14-pter領域を担う派生第8染色体を欠失しているこ とが実証され、したがって、腫瘍は3p14.2切断の末端小粒側(telomeric)の全遺 伝子座に対してホモ接合であった(Liら,1993,Annals of Internal Medicine11 8:106-111)。転座は腫瘍抑制遺伝子の発現に影響を及ぼすことが示唆され(Cohen ら,1979,N.Engl.J.Med.301:592-595)、そして数人の研究者らが候補抑制 遺伝子を探し求めてきた。我々は、候補腫瘍抑制遺伝子としてプロテインチロシ ンホスファターゼガンマ遺伝子(PTPRG)を提案し(LaForgiaら,1991,Proc.Natl .Acad.Sci.USA 88:5036-5040)、大多数の明細胞 RCCが転座に隣接する0.5Mb 領域のヘテロ接合性の欠損を示すことを提起した(Lubinski ら,1994,Cancer Re s.54:3710-3713; Druck ら,1995,Cancer Res.55:5348-5355)が、我々は残り のPTPRG 遺伝子の異常を観察しなかった。3p14.2領域は鼻咽頭腫瘍を含めた多数 の他のタイプの腫瘍の欠失中にも含まれている(Lo ら,1994,Int.J.Oncol.4: 1359-1364)。 t(3;8)転座の切断点がクローニングされ、この切断点の近傍に由来するプロー ブを用いて候補腫瘍抑制遺伝子の3kb転写物が検出された(Boldog ら,1993,Pro c.Natl.Acad.Sci.USA 90:8509-8513)。この転写物に関する更なる詳細は、 この主題に関してこのグループから発表された、3p14.2 3;8転座切断点に架かる 約6MbのDNAのYACコンティグ(contig)を報告する後続の刊行物にもかかわ らず、報告されていない(Boldog ら,1994,Genes,Chromosomes & Cancer 11:2 16-221)。さらに、3p14.2には抑制遺伝子が存在せず、実際、t(3;8)転座は3p25 にある腫瘍抑制遺伝子 von Hippel-Lindau遺伝子を失うための作用機構であると 提唱された(Gnarra ら,1994,Nature Genet.7:85-90)。 染色体領域3p14.2中のもう一つの細胞遺伝学的ランドマークは、構成的アフィ ジコリン誘導性脆弱部位(fragile site)のうちで最も知られた FRA3Bであり、こ れはt(3;8)転座と細胞遺伝学的に区別できない(Glover ら,1988,Cancer Genet .Cytogenet.31:69-73)。脆弱部位[ヒトでは100 を超える脆弱部位が記載され ている(Sutherland,1991,Genet.Anal.Tech.Appl.8:1616-166)]は、特殊な 試薬または培養条件にさらしたとき、細胞遺伝学的に検出可能なギャップを出現 するヒトゲノムの領域である。いくつかの、葉酸感受性で、遺伝性の、X連鎖性 および常染色体脆弱部位は不安定なCCG またはCGG 反復配列に局在しており(Yu ら, 1991,Science 252:1179-1181; Kremer ら,1991,Science 252,1711-1714;Ver kerk ら,1991,Cell 65:905-914; Fu ら,1991,Cell 67:1047-1058)、これら のうちの一つ、11q23.3 にあるFRA11Bについては、CCG 反復配列が既知のプロト オンコジーンCBL2遺伝子の5'非翻訳領域内に存在する(Jonesら,1995,Nature37 6:145-149)。また、この脆弱部位FRA11Bはヤコブセン(11q-)症候群と関係があり 、このことは脆弱部位とin vivo 染色体切断との直接的関連を示している(Jones ら,1994,Hum.Mol.Genet.3:2123-2130)。誘導された脆弱部位は染色体中の ギャップまたは切断点に似ているので、しばしば脆弱部位は腫瘍における染色体 再編成部位であり得ると考えられてきた(Yunis & Soreng,1984,Science226:11 99-1204)。さらに、以前に同定された脆弱部位は過メチル化されることも示され ており(Knight ら,1993,Cell 74:127-134)、したがって、腫瘍抑制遺伝子調節 領域中の脆弱部位のメチル化は腫瘍抑制遺伝子の転写の低下を引き起こし、以前 に指摘されたように(Jonesら,1995,Nature 376:145-149)、腫瘍形成過程で「 ヒット」(hit)として作用する可能性がある。これらの著者はまた、腫瘍形成に おける脆弱部位発現の重要な寄与は、腫瘍形成中の染色体欠失の出現率を増加さ せることであり得ると提起した。 FRA3B 領域は、げっ歯類−ヒトハイブリッドを用いていくつかのグループの研 究により詳述されている。ハムスターのバックグラウンドに対してヒトの第3染 色体または第3およびX染色体を保持するハイブリッド細胞を、(X染色体を欠 失しているハイブリッドを選択するため)アフィジコリンまたは6-チオグアニ ンで処理し、サブクローンを選択した。第3染色体の部分と領域3p14-p21に明ら かな切断をもつサブクローンを特異的な3pマーカーの欠失または保持について同 定し、3p14-21 切断位置を決定した(LaForgia ら,1991,Proc.Natl.Acad.Sci .USA 88:5036-5040; LaForgia ら,1993,Cancer Res.53:3118-3124;Paradee ら,1995,Genomics 27:358-361)。 小細胞肺癌(SCLC)および非小細胞肺癌(NSCLC)におけるオンコジーンおよび腫 瘍抑制遺伝子の変異が記載されており、最も頻度の多い標的はp53 遺伝子の変異 (Takahashiら,1989,Science 246:491-494; Chibaら,1990,Oncogene 5:1603- 1610; Mitsudomi ら,1992,Oncogene 7:171-180)および網膜芽細胞腫遺伝子の 変異(Harbourら,1988,Science 241:353-357; Xu ら,1994,J.Natl.CancerI nst.86:695-699)および第3染色体の短腕(3p)の対立遺伝子欠失(Kokら,1987,N ature 330:578-581; Naylorら,1987,Nature 329:451-454; Rabbittsら,1989, Genes Chrom.Cancer 1:95-105)である。細胞遺伝学的に可視的な欠失に加えて( Whang-Peng ら,1982,Science 215:181-182; Testaら,1994,Genes Chrom.Can cer 11:178-194)、3p上の遺伝子座でのヘテロ接合欠損(LOH)がSCLCのほぼ100% に(Kokら,1987,Nature 330:578-581; Naylorら,1987,Nature 329:451-454; Brauchら,1987,N.Engl.J.Med.317:1109-1113; Yokotaら,1987,Proc.Nat l.Acad.Sci.USA 84:9252-9256)、そしてNSCLC の50%以上に報告されており( Brauch ら,1987,N.Engl.J.Med.317:1109-1113; Yokotaら,1987,Proc.Na tl.Acad.Sci.USA 84:9252-9256; Rabbitts ら,1990,Genes Chrom.Cancer 2 :231-238; Hibi ら,1992,Oncogene 7:445-449; Yokoyamaら,1992,Cancer Res .52:873-877; Horio ら,1993,Cancer Res.53:1-4)、この染色体領域に少な くとも1つの腫瘍抑制遺伝子が存在することが強く示唆される。 しかしながら、対立遺伝子欠損はしばしば3pの大部分を巻き込むという観察か ら、関与遺伝子の単離が妨げられてきた。3p25に位置するvon-Hippel Lindau 遺 伝子のような候補遺伝子座が同定されているが、この遺伝子はその後肺癌細胞系 ではめったに突然変異を起こさないことが見いだされた(Sekido ら,1994,Oncog ene 9:1599-1604)。3p21内の領域に位置する他の遺伝子座は、SCLCで頻発するホ モ接合欠失の部位であることが報告された(Daly ら,1993,Oncogene 8:1721-17 29; Kok ら,1993,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 90:6071-6075; Kokら,1994, Cancer Res.54:4183-4187)。さらに、領域3p21.3-p21.2のサブ染色体断片の腫 瘍細胞系への転移は腫瘍抑制活性を示唆している(Killaryら,1992,Proc.Natl .Acad.Sci.USA 89:10877-10881; Daly ら,1993,Oncogene 8:1721-1729)。3 p12-14 領域でのより近位の欠失も報告されている(Rabbitts ら,1989,Genes Ch rom.Cancer 1:95-105; Rabbittsら,1990,Genes Chrom.Cancer 2:231-238; D aly ら,1991,Genomics 9:113-119)。 肺癌は全世界的に上位の死亡原因となっており、全体的な生存率はここ20年 で顕著には改善されていない。一次予防により達成された成功にもかかわらず、 肺癌は依然として圧倒的な医療・社会問題となっている。禁煙者のグループにお いてさえ、肺癌の発生率は蓄積された損傷の結果数年間は高いままであり、禁煙 した個体の癌死亡率を低下させることを目的とした戦略の客観的な必要性が存在 する。 かかる癌の検出、治療および予防において診断薬および治療/予防薬として使 用するための消化管の癌や他の癌と関連した遺伝子を単離して特徴づける、まだ 実現されていない必要性が存在している。 上記の文献の引用は、このような文献が本発明に対する先行技術であることを 容認するものであると解釈されるべきでない。 3.発明の概要 本発明は、FHIT遺伝子のヌクレオチド配列およびそれによりコードされるFHIT タンパク質のアミノ酸配列、その誘導体(例えば、断片)および類似体、ならび にそれに対する抗体に関する。本発明はさらに、前記のヌクレオチド配列にハイ ブリダイズできるまたは相補的な核酸、ならびにFHITタンパク質をコードする均 等な核酸配列に関する。特定の態様において、FHIT遺伝子およびタンパク質はヒ トの遺伝子およびタンパク質である。 FHIT遺伝子配列の突然変異(特に、欠失)は食道、胃、結腸、腎臓および他の 癌と関連がある。 本発明はまた、FHITタンパク質、その誘導体または類似体をコードする発現ベ クター、ならびにFHITタンパク質、その誘導体または類似体をコードする発現ベ クターを含有する宿主細胞に関する。本明細書中で用いる「FHIT」はFHIT遺伝子 に関して用いられ、一方、「Fhit」はFHIT遺伝子のタンパク質産物に関して用い られる。 本発明はさらに、癌もしくは前癌状態または過増殖性疾患、特に染色体または 分子の異常(中でも、3p14.2の位置での異常)および/またはFhitタンパク質の 発現レベルの低下または該タンパク質の機能不全形態の発現と関連した疾患、の 検出に有用な診断薬としての、またはかかる診断薬の製造におけるFHIT遺伝子の ヌクレオチド配列およびそれによりコードされるFhitタンパク質のアミノ酸配列 の使用に関する。本発明はさらに、癌、特に3p14.2での染色体または分子の異常 および/またはFhitタンパク質の発現レベルの低下または該タンパク質の機能不 全形態の発現と関連した癌、の治療/予防における治療/予防薬としてのFHIT遺 伝子のヌクレオチド配列およびそれによりコードされるFhitタンパク質のアミノ 酸配列の使用に関する。 本発明はまた、機能的に活性な、すなわち、全長(野生型)Fhitタンパク質と 関係のある既知の機能活性を1以上示すことができる、本発明のFhit誘導体およ び類似体に関する。このような機能活性としては、抗原性[抗Fhit抗体と結合す る(または、かかる結合に関してFhitと競合する)能力]、免疫原性(Fhitと結 合する抗体を生成する能力)、およびFhitの受容体/リガンドまたは基質と結合 するか(または、かかる結合に関してFhitと競合する)能力、およびFhitと多量 体化する能力が挙げられるが、これらに限らない。 本発明はさらに、Fhitタンパク質の1以上のドメイン(例:ヒスタジン三連構 造(triad))を含み、かつ/またはFhitタンパク質の抗原性を保持する(すなわち 、抗Fhit抗体により結合され得る)Fhitタンパク質の断片(およびその誘導体な らびに類似体)に関する。 本明細書中で開示するFHIT遺伝子およびタンパク質配列、ならびに該タンパク 質配列に対する抗体は、3p14.2での染色体または分子異常および/またはFhitタ ンパク質レベルもしくは活性の低下と関連した癌(例えば消化管や気道の腫瘍) を、患者サンプル由来のFHIT野生型mRNAの減少を検出または測定することに より、または患者サンプル由来のFhitタンパク質のレベルもしくは活性の低下を 検出または測定することにより、または異常なFhitDNA、mRNAもしくはタ ンパク質を検出することにより診断するアッセイにおいて使用することができる 。 本明細書中で開示するFhitタンパク質またはその誘導体もしくは類似体は、患 者サンプル中のFhitタンパク質を検出または測定するためにイムノアッセイで診 断上用いられる抗Fhit抗体の産生のために使用することができる。抗Fhit抗体は 例えば生検細胞および組織中のFhitタンパク質を検出または測定する目的で診断 上用いられる。 本発明はさらに、Fhitタンパク質、その誘導体もしくは類似体、それに対する 抗体、またはFhitタンパク質、その誘導体もしくは類似体をコードする核酸、ま たはFHITアンチセンス核酸を含有する治療用組成物に関する。 本発明はさらに、Fhitタンパク質または核酸に基づいた治療および診断方法な らびに組成物に関する。本発明の治療用化合物としては、Fhitタンパク質、その 誘導体(断片を含む)もしくは類似体;それに対する抗体;Fhitタンパク質、誘 導体もしくは類似体をコードする核酸、またはFHITアンチセンス核酸が含まれる が、これらに限らない。 本発明は、Fhit活性を促進する化合物(例えば、Fhit、Fhitのアゴニスト、Fh itをコードする核酸)を投与することによる過増殖性疾患(例えば、癌および高 増殖性疾患)の予防または治療方法を提供する。 本発明はまた、FHIT変異型核酸またはタンパク質を特異的に中和する化合物( 例えば、該変異型に特異的な抗体またはアンチセンス核酸)を投与することによ る過増殖性疾患(ただし、該患者はドミナントネガティブFHIT突然変異に対して 半接合性である)の予防および治療方法を提供する。 モデル動物、疾患にかかりやすい素因の診断方法およびスクリーニング方法、 ならびにFhitアゴニストおよびアンタゴニストの同定方法も本発明により提供さ れる。 本発明はさらに、例えば組換え手段による、Fhitタンパク質、誘導体および類 似体の産生方法に関する。 第6節の実施例に記載される本発明の特定の態様では、ヒトFHIT配列が開示さ れ、いろいろな癌において突然変異を起こしていることが示される。 4.図面の説明 図1A−1B: 3p14.2 FRA3Bに対するFHIT遺伝子の構成および転座部位。正 常な3p14.2領域のスキームをAに示す。染色体領域(一定の比例に応じて描いた ものではない)はSTS マーカーの位置(該遺伝子に対するD3S1234 の位置は知ら れてない)と共に最上部の線で表され、FRA3Bはハイブリッドc13 切断で表され 、そしてt(3;8)転座切断点も示される。破線部分は腫瘍細胞系においてホモ接合 欠 失に関与した領域を表す。上記マーカーをマップするのに用いた3種のYAC クロ ーンおよびコスミドコンティグが示されるが、コスミドコンティグを下に、そし てFHIT転写物中のエキソンの分布をコンティグの下に示す。黒色のボックスと点 線入りのボックスはそれぞれコードエキソンと非コードエキソンを表す。星印は 開始および停止コドンをもつエキソンを示す。1つのエキソン(E5)は規定された ホモ接合欠失領域内にある。エキソン1(E1)、2(E2)および3(E3)はt(3;8)転座 切断の動原体側にあり、そしてエキソン4(E4)および6〜10(E6〜E10)はそれぞ れ動原体側および末端小粒側のホモ接合欠失領域に隣接している。腫瘍細胞系か らの異常な転写物のタイプの構成をBに示す。ジグザグ領域は異常な転写物への 新しい配列(通常は反復配列)の挿入を表す。CCL234および235 は結腸癌由来の 細胞系であり、脆弱領域中のホモ接合欠失は検出されなかった。CCL234のRNA では、異常な大きさのFHIT転写物のみがRT-PCR増幅および配列決定により検出さ れた。より短い転写物はエキソン3からエキソン5までのスプライシングにより 生ずることがわかった。非コードエキソン4が欠失され、コード領域は無傷のま ま残る。鋳型としてCCL235のRNAを用いると、明らかに正常なRT-PCR産物と異 常なRT-PCR産物が増幅され、異常な産物はエキソン4からエキソン8までのスプ ライシングから生じ、E4とE8の間に140 bpの反復インサート(同じ読み枠のMet コドンを与える)を有する。HeLa細胞(t(3;8)転座近くのDNAの欠失または再 編成を示す子宮頸癌由来の細胞系)由来のRNAのRT-PCR増幅は正常および異常 な大きさの産物を出現させ、最小の産物はエキソン4からエキソン9までのスプ ライシングから生ずる。KatoIII(D3S1481 遺伝子座およびエキソン5とエキソ ン6の間の約50 kbp領域を含む不連続な欠失をもつ胃癌由来の細胞系)由来のR NAのRT-PCR増幅は、エキソン4〜7を欠失している異常な大きさの産物のみを もたらした。エキソン3の下流に挿入された86bpの反復配列は同じ読み枠のMet コドンを与える。HT29[大きな欠失(約200kbp、648D4 YAC の大きさとほぼ同じ )があり、エキソン5を含む結腸癌由来の細胞系]は、エキソン3からエキソン 7までのスプライシングから生じる異常な大きさの産物のみを与えた。肺癌(試 験した3種のうちの1種)、骨肉腫(1/1)、NPC(3/3)、卵巣癌(2/2)および造血腫 瘍(4/5)から誘導される多数の他の腫瘍由来細胞系は異常なFHIT転写産 物を示した。欠失のない胃癌由来のRF48細胞系は正常な大きさの産物を示し、t( 3;8)転座があるリンパ芽球系、メラノーマ(WM1158)および腎臓癌(RC17)由来の細 胞系も同様であった。欠失のある(AGS,LS180,LoVo)または欠失のない(Colo320 )他の結腸癌および胃癌由来の細胞系は、異常な逆転写酵素-ポリメラーゼ連鎖反 応(RT-PCR)産物を示した(データは示してない)。 図2A−2B: 正常および異常なFHIT cDNAの構造。FHIT遺伝子のヌク レオチド配列(配列番号1)および推定アミノ酸配列(配列番号2)をAに示す 。エキソンの位置は配列の上の矢で示し、ネステッドPCR およびRACE反応で用い たプライマーの位置は配列の下の矢で示す。消化管の非培養腫瘍組織で観察され た異常な転写物のいくつかの模式図をBに示す。表3にコード配列の欠失を示し た転写物のみを示す。Bにおける最上部の線は無傷のFHIT cDNAの地図を示 す。太線と細線はそれぞれコード領域と非翻訳領域を示す。スプライス部位の位 置はAに示したヌクレオチド番号に従って下向きの矢印で示す。クラスI転写物 はエキソン5を欠失しており、一方、クラスII転写物はエキソン5を保持してい るが総じてエキソン8を失っている。星印をつけた転写物では、エキソン4の下 流に種々の長さの挿入が観察された。E1〜10はエキソン1〜10を示す。 図3A−3C: 正常組織および腫瘍でのFHIT遺伝子の発現。正常および腫瘍 由来のFHIT-mRNAのノーザンブロット(A,B)およびRT-PCR分析(C)。 パネルAは、FHIT cDNAプローブとハイブリダイズさせた、脾臓(レーン1 )、胸腺(レーン2)、前立腺(レーン3)、精巣(レーン4)、卵巣(レーン 5)、小腸(レーン6)、結腸(粘膜ライニング)(レーン7)、および末梢血 白血球(レーン8)由来の正常mRNA(2μg/レーン)のノーザンブロットを 示す。パネルBは、FHIT cDNAプローブ(パネルB、上)とハイブリダイズ させた、正常な小腸(レーン1)由来のmRNA(2μg/レーン)および腫瘍由 来の細胞系、すなわち、KatoIII(レーン2)、HK1(レーン3)、LoVo(レーン 4)、CNE2(レーン5)、CNE1(レーン6)、Colo320(レーン7)、LS180(レ ーン8)由来のmRNAのノーザンブロットを示す。同一のブロットをβ-アク チンcDNAプローブ(パネルB、下)とハイブリダイズさせた。パネルCは、 同一患者(J4,9625,5586,E37,E32,E3)の一致した非培養腫瘍 (T)および正常(N)組織に由来するmRNA、または腫瘍組織のみ(J9,J7 ,J3,J1,E3)に由来するmRNAのネステッドRT-PCR増幅後に観察された増幅 産物を示す。矢は異常なDNA配列をもつ増幅産物の位置を示す。対応する転写 物のDNA配列の詳細を表2および図2Bに示す。腫瘍レーン中の白点は正常な DNA配列をもつ転写物の位置を示す。 図4A−4B: (A)HITファミリーのタンパク質のアミノ酸配列とFHITc DNAの翻訳物とのアライメント。アライメントはBOXSHADEバージョン3.0 を用 いて行った。黒色の陰影はその位置での2以上の同一の残基を示し、灰色の陰影 は類似性を示す。PAPH1(配列番号3)(受託番号U32615)およびCAPH1(配列番 号4)(受託番号U28374)はS.pombeおよびS.cerevisiaeのジアデノシン5',5' ''-P1,P4 テトラホスフェート非対称ヒドロラーゼ(aph1)を表す。PHIT(配列番 号6)はシアノバクテリアSynechococcus Sp.(受託番号P32084)由来のHITファ ミリーメンバーを示し、BHIT(配列番号5)はB.Taurus(ウシ;受託番号P1643 6)由来のプロテインキナーゼC阻害剤を示し、MHIT(配列番号7)はM.hyorhi nis(マイコプラズマ;受託番号M37339)由来であり、YHIT(配列番号8)はS. cerevisiae(受託番号Q04344)由来である。Fhitタンパク質は109アミノ酸の長 さにわたりS.pombe(PAPH1)遺伝子に対して69%の類似性を有する。(B)FHIT 遺伝子の異なる対立遺伝子を含む組換えプラスミドからのin vitro翻訳産物。す なわち、非コードエキソン4の欠失があるpFHIT1(レーン1);エキソン4と5 の間に72bpのインサートを含むpFHIT2(レーン2);エキソン1を欠失している 野生型FHITを含むpFHIT3(レーン3);Bluescript中のpFHIT全長野生型遺伝子 (レーン4);対照反応、PTPRG 遺伝子の細胞外領域の一部を保持するpBCAHベ クターからのin vitro翻訳物(推定分子量 40kDa)。 図5: 3p14.2脆弱領域中の立証された染色体切断部に対するFHIT遺伝子の構 造。1つのFHIT対立遺伝子をt(3;8)ファミリーのすべての転座キャリアーにおい て破壊する。エキソン1、2および3は派生第3染色体上に残存し、全コード領 域を含むエキソン4〜10は上に示したように派生第8染色体に転座される。エキ ソン5のちょうど末端小粒側にde novo FRA3B切断をもつハイブリッド細胞系c13 はFHITコード領域の大部分を欠失している。KatoIII細胞は明らかに全部の FHITエキソンを保持するが、エキソン4〜7を欠く異常な転写物のみをコードし 、したがってFhitタンパク質を産生できない。MB436およびHT29細胞はどちらも 、脆弱領域の異なるセグメントの欠失によりエキソン5を失っている。 図6: DNAおよびタンパク質分析用のWisconsin GCG ソフトウェアのPEPP LOT プログラムを用いてプロットした、Fhit推定タンパク質配列(配列番号2) の親水性プロット。 図7: FHIT cDNA配列(cDNA 7F1)(配列番号1)およびR11128ヌクレオ チド配列(配列番号77)とアライメントさせたR50713ヌクレオチド配列(配列番 号9)のプリントアウト。FHITコード領域はヌクレオチド363 で開始し、ヌクレ オチド812 で終わる。 図8: R50713 EST配列の5'方向と3'方向での3つすべてのリーディングフレ ームでの翻訳。5'3'フレーム1:配列番号10〜15および76;5'3'フレーム2:配 列番号16〜19;5'3'フレーム3:配列番号20〜25;3'5'フレーム1:配列番号26 〜31;3'5'フレーム2:配列番号32〜36;3'5'フレーム3:配列番号37〜40。 図9: R11128 EST配列の5'方向と3'方向での3つすべてのリーディングフレ ームでの翻訳。5'3'フレーム1:配列番号41〜44および76;5'3'フレーム2:配 列番号45〜48;5'3'フレーム3:配列番号49〜56;3'5'フレーム1:配列番号57 〜58;3'5'-フレーム2:配列番号59〜64;3'5'フレーム3:配列番号65〜68。 図10A−10B: (A)酵母(S.pombe)Ap4A ヒドロラーゼ配列(U32615)とFHI T cDNA配列(cDNA 7F1)(配列番号1)とのアライメント。(B)U32615とcD NA 7F1の間の相同領域の検索の結果。 図11A−11B: 小細胞肺癌(SCLC)におけるFHIT遺伝子の発現。(A)SCLC腫 瘍(T)および合致させた正常(N)組織におけるネステッドRT-PCR分析による FHIT遺伝子の発現。ケース 83Lは腫瘍 83Tから樹立された細胞系を示す。増幅産 物の大きさを右側に示す。(B)SCLCの腫瘍組織で観察されたタイプIおよびII の異常な転写物の模式図。最上部の線は無傷のFHIT cDNA配列を示す。太線 と細線はそれぞれコード領域と非翻訳領域を示す。スプライス部位の位置はヌク レオチド番号に従って下向きの矢印で示す。タイプI転写物はエキソン4〜6を 欠失しており、一方、タイプII転写物はエキソン4〜8を欠失している。 図12A−12B: 小細胞肺癌におけるFHIT遺伝子の発現およびFHIT転写物の配 列。(A)ケース45の腫瘍(T)および正常(N)組織由来のmRNA、および ケース83の腫瘍(T)、正常(N)および細胞系(L)サンプル由来のmRNA のネステッドRT-PCR後に観察されたFHIT増幅産物。矢印は増幅産物の大きさを示 す。(B)SCLCで観察されたタイプIおよびIIの異常な転写物の配列。矢印は野 生型転写物(WT)中のエキソン3と4の間、タイプIの異常な転写物中のエキソン 3と7の間、およびタイプIIの異常な転写物中のエキソン3と9の間の接合部を 示す。WT配列:配列番号78。タイプI配列:配列番号79。タイプII配列:配列番 号80。 図13A−13B: 非小細胞肺癌(NSCLC)におけるFHIT遺伝子の発現およびFHIT 転写物の配列。(A)NSCLC腫瘍(T)および対応する正常(N)組織における ネステッドRT-PCR分析によるFHIT遺伝子の発現。(B)NSCLCケース2、3およ び17で観察された異常な転写物の配列。矢印はケース2および17の野生型産物(2 WT,17WT)中のエキソン4から5の接合部、およびケース3の野生型産物(3WT)中 のエキソン3から4の接合部を示す。2Aはケース2の異常な産物中のエキソン4 と9の間の接合部を示し、3Aはケース3の異常な産物中のエキソン3と8の間の 接合部を示し、そして17A はケース17の異常な産物中のエキソン4と8の間の接 合部を示す。WT配列:配列番号81。3WT 配列:配列番号82。17WT配列:配列番号 83。2A配列:配列番号84。3A配列:配列番号85。17A配列:配列番号86。 5.発明の詳細な説明 本発明は、FHIT遺伝子のヌクレオチド配列およびそれによりコードされるFhit タンパク質のアミノ酸配列、その誘導体および類似体、ならびにそれに対する抗 体に関する。 以下の実施例で述べるように、本発明者らは、食道、胃、結腸、腎臓および他 の癌と関連があるヒトFHIT遺伝子を単離し特徴づけた。FHIT遺伝子機能の欠損へ と至らせるFHIT遺伝子配列の突然変異は癌と関係している。 本発明はさらに、染色体または分子の異常および/またはFHITの発現増加と関 連した疾病状態(例えば、癌)を検出するためのアッセイにおける、またはかか る疾病状態の治療/予防における、FHIT遺伝子または関連ヌクレオチド配列、そ れによりコードされるタンパク質またはその誘導体もしくは類似体、またはそれ に対する抗体の使用に関する。本発明はまた、Fhitタンパク質、その誘導体もし くは類似体、それに対する抗体、またはFhitタンパク質、その誘導体もしくは類 似体をコードする核酸、またはFHITアンチセンス核酸を含有する治療用組成物に 関する。 FHIT遺伝子配列はさまざまな種(脊椎動物、哺乳動物、ウシ、ヒツジ、ブタ、 ウマ、げっ歯類およびヒトを含むが、これらに限らない)の1つに由来するもの で、天然配列もしくは変異型であってよく、また、天然、合成、組換えのいずれ の供給源から得られるものでもよい。ここに記載する特定の態様では、FHIT遺伝 子配列はヒト配列である。Fhitタンパク質はさまざまな種(哺乳動物、ウシ、ヒ ツジ、ブタ、ウマ、げっ歯類およびヒトを含むが、これらに限らない)の1つに 存在するもので、天然型もしくは変異型であってよく、また、天然、合成、組換 えのいずれの供給源から得られるものでもよい。ここに記載する特定の態様では 、Fhitタンパク質はヒトタンパク質である。 本明細書中で定義されるFhit誘導体とは、図2Aに示したFhit配列の断片また はアミノ酸変異体(例えば、挿入、置換および/または欠失誘導体)であり得、 ただし、該断片またはアミノ酸変異体は全長Fhitタンパク質と関係した機能活性 を1以上示すことができるものである。このような機能活性としては、抗原性( 抗Fhit抗体と結合する能力)、免疫原性(Fhitタンパク質と結合できる抗体を生 成する能力)、細胞増殖または腫瘍増殖を阻止する能力、Fhitの基質と結合する か(または、かかる結合に関してFhitと競合する)能力、Fhitと多量体化する能 力、および、おそらく、Ap4Aまたは他のジアデノシンヒドロラーゼ活性が挙げら れるが、これらに限らない。本発明は少なくとも10アミノ酸、または少なくとも 25アミノ酸、または少なくとも50アミノ酸、または少なくとも100アミノ酸から なるFhitタンパク質の断片を提供する。このような誘導体または類似体をコード する核酸も本発明の範囲内である。好ましいFhitタンパク質変異体は、FHITアミ ノ酸配列の少なくとも25、少なくとも50、少なくとも75、少なくとも100、また は少なくとも147(全長)の連続アミノ酸にわたり、天然のFhitタンパク質に 対して少なくとも70%のアミノ酸配列相同性を有するものであり、特に好ましい Fhitタンパク質は少なくとも80%のアミノ酸配列相同性を有するものであり、他 の特に好ましいFhitタンパク質変異体は少なくとも90%のアミノ酸配列相同性を 有するものである。本明細書中で用いるアミノ酸配列相同性とは、同一のアミノ 酸残基をもつアミノ酸配列またはアミノ酸残基の保存的変化を含むアミノ酸配列 のことである。他の態様において、FHIT相同タンパク質は前記長さのアミノ酸に わたり天然のFHITタンパク質と同一の配列を前記パーセントで含むものである。 非ストリンジェント条件、適度のストリンジェント条件、またはストリンジェン ト条件のもとでFHIT遺伝子とハイブリダイズできる核酸によりコードされるタン パク質も提供される。 本発明はまた、Fhitタンパク質もしくは核酸または抗Fhit抗体に基づいた治療 および診断方法ならびに組成物に関する。本発明は、Fhit活性を促進する化合物 (例えば、Fhitタンパク質およびその機能的に活性な類似体および誘導体(断片 を含む);Fhitタンパク質、類似体または誘導体をコードする核酸、Fhitのアゴ ニスト)を投与することによる過増殖性疾患(例えば、癌および高増殖性疾患) の治療または予防を提供する。 本発明はさらに、Fhit変異型遺伝子またはタンパク質のドミナントネガティブ 機能を特異的に中和するまたは抑制する化合物(例えば、該変異型に特異的な抗 体またはFhitアンチセンス核酸)を患者(ただし、該患者はFhitドミナントネガ ティブ突然変異に対して半接合性である)に投与することによる過増殖性疾患の 治療または予防方法を提供する。 モデル動物、疾患にかかりやすい個体素因の診断方法およびスクリーニング方 法も本発明により提供される。 5.1. FHIT コード配列 FHIT cDNA、ゲノム配列およびそれに相補的な配列は本発明により提供さ れるFHIT核酸である。特定の態様では、FHIT cDNA配列が提供され、かくし てイントロンを欠失している。それにハイブリダイズできる配列(好ましくはイ ントロンを欠くもの)も提供される。FHIT DNAまたはRNAエキソン配列を 含む核酸も提供される。各種の態様では、FHITエキソン配列の少なくとも15、25 または50の連続ヌクレオチドが核酸中に存在する。少なくとも8ヌクレオチド、 少なくとも15ヌクレオチド、少なくとも25ヌクレオチド、少なくとも50ヌクレオ チド、少なくとも100ヌクレオチド、少なくとも200ヌクレオチド、または少なく とも350ヌクレオチドからなるFHIT cDNAまたはRNAを含む核酸も本発明の 範囲内に含まれる。各種の態様では、塩基(二本鎖であれば、bp)が2,000未満 、500 未満、275 未満、200 未満、100 未満、または50未満である核酸が提供さ れる。各種の態様において、核酸は300 kb、200 kb、100 kb、50kb、または10kb 未満である。核酸は一本鎖でも二本鎖でもよい。特定の態様では、FHITコード配 列の少なくとも15の連続ヌクレオチドを含むが、FHITイントロンの全部または一 部を含まない、単離された核酸が提供される。特定の態様において、核酸は少な くとも1つのFHITコードエキソン(エキソン5,6,7,8または9)を含んで なる。別の態様では、核酸はエキソン5と6の間のFHITイントロンを実質的に欠 失しているが、エキソン5と少なくとも1つの他のFHITコードエキソン(エキソ ン6、エキソン7、エキソン8およびエキソン9の中から選択される)をなおも 含んでいる。さらに別の態様では、核酸はエキソン1、2、3、4および5の中 から選択される少なくとも1つのFHITエキソンを含み、かつエキソン6、7、8 、9および10の中から選択される少なくとも1つのFHITエキソンを含み、好まし くは大きさが10kb未満である。好ましい態様において、FHITエキソン配列はそれ らがゲノム中に存在する順序で核酸中に存在し、これとは別の態様では、エキソ ン配列は同じ順序では存在しない。他の態様では、核酸は全部のFHITエキソン( エキソン1〜10)または全部のFHITコードエキソン(エキソン5〜9)を連続的 な様式で含み、かくしてイントロンを欠失している。さらに他の特定の態様では 、FHIT遺伝子エキソン配列を含む核酸はゲノムフランキング遺伝子(すなわち、 ゲノム中のFHIT遺伝子の5'側または3'側)の配列を含まない。特定の態様では、 FHITゲノム配列(したがって、イントロンを含む)が提供される。 さらに、本発明は、FHIT配列含有断片を増幅するプライマーとしてPCRで使 用するための一本鎖オリゴヌクレオチドを提供し、例えば、FHIT遺伝子のハイブ リダイズ可能な部分(少なくとも約8ヌクレオチド)の配列をもつオリゴヌクレ オチドと、FHIT遺伝子の同一鎖中の下流配列の逆相補配列をもつもう一つのオリ ゴヌクレオチド(かくして、各オリゴヌクレオチドプライマーは他方に向かう方 向で合成する)を提供する。オリゴヌクレオチドは好ましくは長さが10〜35ヌク レオチドの範囲である。 ヒトFHITの全長cDNA配列は図2A(配列番号1)に示してあり、そのコー ド領域は図2Aのヌクレオチド番号1〜441 にわたっている。図2AのFHIT c DNAの配列分析から、147 個のアミノ酸からなるタンパク質(配列番号2)を コードしている441 個のヌクレオチドのオープンリーディングフレームが明らか にされた。 本発明に従うと、FHIT遺伝子産物のアミノ酸配列をコードするポリヌクレオチ ド配列はどれも、Fhitの発現を指令する組換え分子を作製するために使用するこ とができる。FHITの検出または増幅においてプローブまたはプライマーとして有 用な少なくとも8ヌクレオチド(すなわち、ハイブリダイズ可能な部分)からな る核酸は本発明の範囲内に含まれる。 ここに記載する特定の態様では、本発明はヒトFHIT遺伝子の核酸配列に関する 。本発明の好適な(しかし制限するものではない)実施形態では、ヒトFHITcD NA配列はATCCに寄託されて受託番号69977を指定されたプラスミドp7F1中に存 在するものである。このような配列は、例えば以下の第6節に記載するように、 クローニングして塩基配列を決定することができる。本発明はまた、前記配列に ハイブリダイズ可能な核酸配列、または前記配列に相補的な核酸配列、または均 等な核酸配列がFhit機能活性を示すタンパク質産物をコードするという点で前記 配列に均等な核酸配列に関する。 FHITの断片および誘導体をコードする核酸を以下でさらに説明する。 本発明はまた、FHIT配列を含む上記核酸にハイブリダイズ可能なまたは相補的 な核酸に関する。特定の実施形態では、FHIT遺伝子の少なくとも10、25、50、10 0 もしくは200 ヌクレオチドまたは全コード領域に相補的な配列を含む核酸が提 供される。特定の態様では、低ストリンジェント条件下で、FHIT核酸またはFhit 誘導体をコードする核酸にハイブリダイズできる核酸が提供される。例を挙げる と(制限ではない)、このような低ストリンジェント条件を用いる手順は次 のとおりである(Shilo & Weinberg,1981,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 78:67 89-6792 も参照のこと)。DNAを含むフィルターを、35% ホルムアミド、5XSS C、50mM Tris-HCl(pH7.5)、5mM EDTA、0.1% PVP、0.1% Ficoll 、1% BSAおよ び500μtg/ml変性サケ精子DNAを含有する溶液中で40℃で6時間予備処理する 。ハイブリダイゼーションを同じ溶液中で、ただし次のような変更を加えて行う 。すなわち、0.02% PVP 、0.02% Ficoll、0.2% BSA、100μg/ml変性サケ精子D NA、10%(w/v)デキストラン硫酸、および5-20×106cpmの32P-標識プローブを使 用する。フィルターをハイブリダイゼーション混合物中で40℃で18〜20時間イン キュベートし、次に2X SSC、25mM Tris-HCl(pH7.4)、5mM EDTAおよび0.1%SDS を含む溶液中で55℃で1.5時間洗浄する。洗浄液を新しい洗浄液に取り替え、60 ℃でさらに1.5時間インキュベートする。フィルターにブロッティングし、乾燥 し、オートラジオグラフィーのために露光する。必要ならば、65〜68℃でフィル ターの3回目の洗浄を行い、フィルムに再露光する。使用できる他の低ストリン ジェント条件は(例えば、種間ハイブリダイゼーションに使用されるように)当 技術分野で公知である。 別の特定の態様では、高ストリンジェント条件下でFHIT核酸にハイブリダイズ できる核酸が提供される(下記参照)。 好ましい実施形態では、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を用いて、既知のFH IT配列を表すオリゴヌクレオチドプライマーによりライブラリー中のまたは組織 源由来の所望の核酸配列を増幅する。このようなプライマーを用いると、RNA またはDNA源(好ましくは、cDNAライブラリー)から対象の配列を増幅す ることができる。PCRを行うには、例えば、Perkin-Elmer Cetusサーマルサイ クラーおよびTaq ポリメラーゼ(Gene AmpTM)を用いる。増幅されるDNAには真 核生物種由来のmRNAまたはcDNAまたはゲノムDNAが含まれる。PCR 反応で使用するために、いくつかの異なる縮重プライマーを合成することを選ぶ ことができる。また、クローン化されるFHIT遺伝子と既知のFHIT遺伝子の間のよ り高いまたはより低いヌクレオチド配列相同性を可能にするために、PCR反応 を開始するのに用いたハイブリダイゼーション条件のストリンジェンシーを変え ることが可能である。核酸のプライマー依存性増幅の他の手段も当業者に知 られており、それらも使用可能である。 FHIT遺伝子のセグメント(例えば、既知FHIT遺伝子の対立遺伝子もしくは多型 変異体または種相同体)をうまく増幅した後で、そのセグメントを分子クローニ ングし、配列を決定し、完全なcDNAまたはゲノムクローンを単離するための プローブとして利用する。次いで、これは、以下に記載するような、その遺伝子 の完全なヌクレオチド配列の決定、その発現の分析、および機能分析のためのそ のタンパク質産物の産生を可能にするだろう。このようにして、Fhitタンパク質 をコードする追加の遺伝子を同定することができる。あるいはまた、本発明のFH IT遺伝子は、ゲノムDNAを用いて、エキソン・トラッピング・システムにより 単離することもできる(Nehlsら,1994,Oncogene 9(8):2169-2175; Vernaら,19 93,Nucleic Acids Res.21(22):5198-5202; Auch ら,1990,Nucleic AcidsRes .18(22):6743-6744)。 おそらく、真核細胞はどれもFHIT遺伝子の分子クローニングのための核酸源と して利用することができる。FHITをコードする核酸配列は例えばヒト、ブタ、ウ シ、ネコ、トリ、ウマ、イヌ、げっ歯類および追加の霊長類源から単離しうる。 DNAは、例えばクローン化DNA(例えば、DNA「ライブラリー」)から、 当技術分野で公知の一般的手順により、化学合成により、cDNAクローニング により、または所望の細胞から精製されたゲノムDNAまたはその断片のクロー ニングにより得られる。(例えば、Sambrookら,1989,Molecular Cloning,ALa boratory Manual,2d Ed.,Cold Spring Harbor Laboratory Press,ColdSpring Harbor,New York; Glover,D.M.編,1985,DNA Cloning: A PracticalApproa ch,MRL Press,Ltd.,Oxford,U.K.Vol.I,II を参照のこと。)ゲノムDN Aから誘導されたクローンはコード領域に加えて調節およびイントロンDNA領 域を含み、一方、cDNAから誘導されたクローンはFHITエキソン配列のみを含 むだろう。供給源がなんであれ、遺伝子はそれを増やすための適当なベクターに 分子クローニングされる。特定の態様において、FHIT遺伝子配列を単離するため の好適な核酸源は腎臓、胃または肺の細胞から得られる。 ゲノムDNAからの遺伝子の分子クローニングでは、DNA断片を生成させる が、そのうちの幾つかは所望の遺伝子をコードするだろう。DNAは種々の制限 酵素を使って特定の部位で切断する。あるいはまた、マンガンの存在下でDNAse を使ってDNAを断片化したり、DNAを物理的に、例えば音波処理により、剪 断することもできる。次に、アガロースまたはポリアクリルアミドゲル電気泳動 およびカラムクロマトグラフィーを含むがこれらに限らない一般的方法により、 線状DNA断片を大きさに従って分離する。 DNA断片が生成されたら、所望の遺伝子を含む特定のDNA断片を多くの方 法で同定することができる。例えば、本発明のFHIT遺伝子もしくはその特異的R NA、またはプローブやプライマーのようなその断片を単離し、標識し、その後 生成されたFHIT遺伝子を検出するためのハイブリダイゼーションアッセイにおい て使用する(Benton,W.& Davis,R.,1977,Science 196:180; Grunstein,M.& Hogness,D.,1975,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 72:3961)。プローブに対し て実質的な配列相同性を有するDNA断片が高ストリンジェント条件下でハイブ リダイズするだろう。本明細書中で用いる「高ストリンジェント条件」という語 は、(1)洗浄のために低イオン強度および高温、例えば、0.015M NaCl/0.0015Mク エン酸ナトリウム/0.1% SDS を50℃で用いる、(2)ハイブリダイゼーションの間 ホルムアミドのような変性剤を用いる、例えば、0.1%ウシ血清アルブミン/0.1% Ficoll/0.1% ポリビニルピロリドン/750mM NaCl,75mM クエン酸ナトリウムを含 む50mMリン酸ナトリウム緩衝液(pH6.5)と共に50%(v/v)ホルムアミドを42℃で用 いる、または(3)50% ホルムアミド、5 x SSC(0.75M NaCl,0.075M ピロリン酸 ナトリウム)、5 x Denhardt溶液、音波処理したサケ精子DNA(50g/ml)、0.1% SD Sおよび10% デキストラン硫酸を42℃で用い、0.2 x SSC および0.1% SDS中42℃ で洗浄する、というハイブリダイゼーション条件を意味する。 また、適切な断片は、制限酵素消化および断片の大きさと既知の制限地図によ り予想された大きさとの比較により同定することも可能である。遺伝子の性質に 基づいて更なる選択を行うこともできる。あるいはまた、遺伝子の存在はその発 現産物の物理的、化学的または免疫学的性質に基づくアッセイにより検出するこ とができる。例えば、電気泳動移動度、等電点電気泳動挙動、タンパク質分解消 化地図、結合活性または抗原性の性質がFHITについて知られている性質と類似し ているかまたは同一であるタンパク質を産生するcDNAクローン、またはゲノ ムDNAクローン(適切なmRNAをハイブリッド選択する)を選択することが できる。あるいはまた、FHITタンパク質は、例えばELISA(酵素結合イムノソルベ ントアッセイ)型の手法により、推定上のFHIT発現クローンと標識抗体との結合 により同定することもできる。 FHIT遺伝子はまた、核酸ハイブリダイゼーションによるmRNA選択と、これ に続くin vitro翻訳により同定することもできる。この手法では、断片を用いる ハイブリダイゼーションにより相補的mRNAを単離する。このようなDNA断 片は他のFHIT遺伝子の入手可能な精製FHIT DNAでありうる。単離されたmR NAのin vitro翻訳産物の免疫沈降分析または機能的アッセイにより、mRNA 、それゆえ、所望の配列を含む相補的DNA断片が同定される。さらに、特定の mRNAは細胞から単離されたポリソームをFHITタンパク質に対する固定化抗体 に吸着させることで選択することができる。選択したmRNA(吸着したポリソ ームから)を鋳型として用いて放射標識FHIT cDNAを合成し得る。その後、 放射標識したmRNAまたはcDNAをプローブとして用いて、他のゲノムDN A断片の中からFHIT DNA断片を同定する。 FHITゲノムDNAを単離するための別法には、既知配列から遺伝子配列自体を 化学合成すること、またはcDNAをFHITタンパク質をコードするmRNAにす ることが含まれるが、これらに限らない。例えば、FHIT遺伝子のcDNAクロー ニングに有用なRNAは、FHITを発現する細胞、例えば腎臓、胃または肺の細胞 から単離することができる。その他の方法も当業者に知られており、それらも本 発明の範囲内である。 同定し単離した遺伝子は次に、適当なクローニングベクターに挿入される。当 技術分野で公知の多数のベクター-宿主系を使用できる。可能なベクターにはプ ラスミドや修飾ウイルスが含まれるが、ベクター系は用いる宿主細胞と適合する ものでなければならない。このようなベクターとして、ラムダ誘導体のようなバ クテリオファージ、またはpBR322またはpUC プラスミド誘導体またはBluescript ベクター(Stratagene)のようなプラスミドが挙げられるが、これらに限らない。 クローニングベクターへの挿入は、例えば、相補的接着末端をもつクローニング ベクターにDNA断片を連結することで達成される。しかし、DNAの断片化に 用いた相補的制限部位がクローニングベクター中に存在しない場合は、DNA分 子の末端を酵素的に修飾することができる。あるいはまた、DNA末端にヌクレ オチド配列(リンカー)を連結して所望の部位を生成させてもよい。これらの連 結リンカーは制限エンドヌクレアーゼ認識配列をコードする特定の化学合成オリ ゴヌクレオチドを含む。別法として、開裂したベクターとFHIT遺伝子をホモポリ マーテーリングにより修飾してもよい。組換え分子は、多コピー数の遺伝子配列 が生成されるように、形質転換、トランスフェクション、感染、エレクトロポレ ーションまたは当業者に公知の他の方法により宿主細胞に導入することができる 。 別法として、所望の遺伝子を同定し、「ショットガン」法で適当なクローニン グベクターに挿入した後単離することができる。所望の遺伝子の富化(例えば、 大きさに基づく分画化による)をクローニングベクターへの挿入前に行ってもよ い。 特定の実施形態において、単離されたFHIT遺伝子、cDNAまたは合成DNA 配列を組み込む組換えDNA分子による宿主細胞の形質転換は、遺伝子の多コピ ー数を生成させる。かくして、形質転換体を増殖させ、該形質転換体から組換え DNA分子を単離し、必要に応じて、単離した組換えDNAから挿入遺伝子を回 収することにより遺伝子を大量に得ることができる。 FHITコードまたは非コード配列の一部を含むオリゴヌクレオチド、またはFHIT タンパク質の一部をコードするオリゴヌクレオチド(例えば、PCRで用いるプ ライマー)は、当技術分野で公知の一般的方法により合成することができる。こ のようなオリゴヌクレオチドは8〜25ヌクレオチドの範囲の大きさであることが 好ましい。特定の実施形態では、このようなオリゴヌクレオチドは15〜25ヌクレ オチドまたは15〜35ヌクレオチドの範囲の大きさである。 本発明により提供されるFHIT配列は、天然Fhitタンパク質と実質的に同じアミ ノ酸配列をコードするヌクレオチド配列、および機能的に同等のアミノ酸を有す るそれらのコード化アミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列、ならびにFhit 誘導体および類似体に関して以下で説明するような、他のFhit誘導体または類似 体をコードするヌクレオチド配列を含むものである。 5.2.FHIT 遺伝子の発現 本発明にしたがって、FHIT タンパク質の発現を目的とする組換えDNA分子 産生のため、適切な発現ベクター、すなわち挿入されるタンパク質をコードする 配列の転写および翻訳に必要な要素を含有するベクター中に、FHIT タンパク質 、誘導体、例えばフラグメント、またはそれらの類似体をコードするヌクレオチ ド配列を挿入することができる。こうしたFHIT ポリヌクレオチド配列は、他の ポリヌクレオチドまたはそれらの補体と同様に、核酸ハイブリダイズアッセイ、 サザンおよびノーザンブロット分析その他においても使用することができる。特 定の態様において、ヒト FHIT 遺伝子、またはヒト FHIT 遺伝子の機能的に活性 な部分をコードする配列が発現される。また別の態様において、ヒト FHIT 遺伝 子の誘導体またはフラグメントが発現される。 遺伝子コードの固有の縮重のため、実質的に同一のまたは機能的に等価な FHI T アミノ酸配列をコードする別のDNA配列は本発明の範囲内である。こうした DNA配列として、ストリンジェント条件下でヒト FHIT 配列とハイブリダイズ しうるものが含まれる。 本発明にしたがって使用することができる変更されたDNA配列として、結果 的に同一のまたは機能的に等価な遺伝子産物をコードする配列である、別々のヌ クレオチド残基の欠失、付加または置換が含まれる。遺伝子産物自身が機能的に 等価な FHIT タンパク質を生産するサイレントな変化になるような、FHIT 配列 中のアミノ酸残基の欠失、付加または置換を含んでいてもよい。こうしたアミノ 酸の置換は関与する残基の極性、電荷、溶解性、疎水性、親水性および/または 両親媒的性質の類似性に基づいて実施することができる。例えば、負荷電アミノ 酸としてアスパラギン酸およびグルタミン酸が含まれ、正荷電アミノ酸としてリ ジンおよびアルギニンが含まれ、類似の親水性値を有する非荷電極性末端基(hea d group)を有するアミノ酸として、ロイシン、イソロイシン、バリン;グリシン 、アラニン;アスパラギン、グルタミン;セリン、トレオニン;フェニルアラニ ン、チロシンが含まれる。 FHIT コード配列の末端を種々変更するために、本発明のDNA配列を遺伝子 操作することができる。これらとして、限定するわけではないが、遺伝子産物の プロセシングおよび発現を修飾する変更が含まれる。例えば、新規な制限部位を 挿入するための、部位特異的突然変異誘発など、当業界で周知の手法を使用して 、突然変異を導入すること、その他である。 本発明の別の態様において、FHIT 遺伝子配列またはそれらの誘導体を非 FHIT 配列に連結して、キメラ融合タンパク質をコードさせる。FHIT タンパク質を非F HIT 部分(moiety)から切断することができるようにするため、FHIT 配列と非 FH IT タンパク質配列との間に位置する切断部位を含むように、融合タンパク質を もまた遺伝子操作することができる。特定の態様において、融合タンパク質中に 存在する FHIT アミノ酸配列は FHIT タンパク質配列の隣接アミノ酸10以上、隣 接アミノ酸25以上、隣接アミノ酸50以上、隣接アミノ酸75以上、隣接アミノ酸10 0以上、またはアミノ酸147 (全長)以上で構成される。 本発明のある別の態様において、当業界で周知の化学的方法を使用して、FHI Tコード配列を全部または部分的に合成する。例えば、Caruthers ら、1980,Nuc .Acids Res.Symp.Ser.7:215-233;Crea and Horn,1980,Nuc.Acids Res.9(10):23 31;Matteucci and Caruthers,1980,Tetrahedron Letters 21:719;およびChow a nd Kempe,1981,Nuc.Acids Res.9(12):2807-2817 を参照されたい。あるいは、FH IT アミノ酸配列の全部または一部を合成するため、化学的方法を使用してタン パク質自体を製造することもできる。例えば、ペプチドを固相技術によって合成 し、樹脂から切断し、調製用高性能液体クロマトグラフィーによって精製するこ とができる(例えば、Creighton,1983,Proteins Structures And Molecular Pri nciples,W.H.Freeman and Co.,N.Ypp.50-60参照)。合成されたペプチドの組成 をアミノ酸分析または配列決定によって確認することができる(例えば、Edman 分解法;Creighton,1983,Proteins Structures And Molecular Principles,W.H. Freeman and Co.,N.Ypp.34-49参照)。 生物学的に活性な FHIT タンパク質またはその誘導体を発現させるため、適切 な発現ベクター、すなわち挿入されるコード配列の転写および翻訳に必要な要素 を含有するベクター中に、FHIT タンパク質またはその誘導体をコードするポリ ヌクレオチド配列を挿入する。FHIT 遺伝子産物および組換え FHIT 発現ベクタ ーでトランスフェクトまたは形質転換された宿主細胞または細胞系は各種の目的 のために使用することができる。これらの中に、限定するわけではないが、FHIT タンパク質に免疫特異的に結合する抗体(すなわち、モノクローナルまたはポ リクローナル)を産生させるものが含まれる。被験者サンプル中の FHIT タンパ ク質の検出またはレベルの測定において、抗 FHIT 抗体を使用することができる 。 5.2.1.発現系 FHIT コード配列および適切な転写/翻訳制御シグナルを含有する発現ベクタ ーを構築するために、当業者に周知の方法を使用することができる。これらの方 法として、in vitro組換えDNA技術、合成技術およびin vivo 組換え/遺伝子 組換えが含まれる。例えば、Sambrookら、1989,Molecular Cloning,A Laborator yManual 2d ed.,Cold Spring Harbor Laboratory,N.Yおよび Ausubel ら、1989, Current Protocols in Molecular Biology,Green Publishing Associates and W iley Interscience,N.Y.を参照されたい。 FHIT コード配列を発現させるため、各種の宿主−発現ベクター系を利用する ことができる。これらとして、限定するわけではないが、FHIT コード配列を含 有する組換えバクテリオファージDNA、プラスミドDNAまたはコスミドDN A発現ベクターで形質転換された細菌;FHIT コード配列を含有する組換え酵母 発現ベクターで形質転換された酵母;などの微生物、FHIT コード配列を含有す る組換えウイルス発現ベクター(例えばバキュロウイルス)を感染させた昆虫細 胞系;FHITコード配列を含有する組換えウイルス発現ベクター(例えばカリフラ ワーモザイクウイルス、CaMV;タバコモザイクウイルス、TMV)を感染させるか または組換えプラスミド発現ベクター(例えばTiプラスミド)で形質転換させた 植物細胞系;または動物細胞系が含まれる。これらの系の発現要素はその強度お よび特異性が異なっている。利用する宿主/ベクター系に応じて、構成的および 誘導性プロモーターを含む多数の好適な転写および翻訳要素のいずれをも発現ベ クター中で使用することができる。例えば、細菌系中でクローン化する場合、バ クテリオファージλのpL、plac、ptrp、ptac(ptrp-lacハイブリッドプロモータ ー)などの誘導性プロモーターを使用することができる;昆虫系中でクローン化 する場合、バキュロウイルスポリヘドリンプロモーターなどのプロモーターを使 用することができる;植物細胞系中でクローン化する場合、植物細胞のゲ ノムから誘導されるプロモーター(例えば、熱ショックプロモーター;RUBISCO の小サブユニットのためのプロモーター;クロロフィルa/b結合タンパク質のた めのプロモーター)または植物ウイルスからのプロモーター(例えば、CaMVの 35SRNAプロモーター;TMVのコートタンパク質プロモーター)を使用すること ができる;哺乳動物細胞系中でクローン化する場合、哺乳動物細胞のゲノムから 誘導されるプロモーター(例えば、メタロチオネインプロモーター)または哺乳 動物ウイルスからのプロモーター(例えば、アデノウイルス後期プロモーター; ワクシニアウイルス 7.5 Kプロモーター)を使用することができる;FHITDN Aの多数のコピーを含有する細胞系を産生させる場合、適切な選別可能なマーカ ーを有するSV40-、BPV-およびEBV-に基づくベクターを使用することができる。 細菌系においては、発現される FHIT タンパク質の使用目的に応じて、好都合 な多数の発現ベクターを選択することができる。例えば、抗体の産生のために大 量の FHIT タンパク質を製造しようとする場合、そのまま精製することができる 高レベルの融合タンパク質産物の発現を導くベクターが望ましい。こうしたベク ターとして限定するわけではないが、E.coli発現ベクターpUR278(Rutherら、19 83,EMBO J.2:1791)(このベクターでは、ハイブリッドAS-lac Zタンパク質が 産生されるように、ベクターのlac Z をコードする領域を有するフレーム内に FHIT コード配列を連結することができる);PINベクター類(Inouye & Inouye ,1985,Nucleic acids Res.13:3101-3109;Van Heeke & Schuster,1989,J.Biol. Chem.264:5503-5509);などが含まれる。pGEXベクターもまたグルタチオンS-ト ランスフェラーゼ(GST)を有する融合タンパク質として外来のポリペプチドを 発現させるのに使用することができる(Smith and Johnson,1988,Gene 7:31-40 )。一般に、これらの融合タンパク質は可溶性で、溶解細胞からグルタチオン− アガロースビーズに吸着させた後、遊離グルタチオンの存在下で溶離させること によって、容易に精製することができる。pGEXベクターは、目的のクローン化ポ リペプチドが GST 部分分子から放出されるために、トロンビンまたは因子 Xa プロテアーゼ切断部位を含むように設計される。 酵母においては、構成的または誘導性プロモーターを含有する多数のベクター を使用することができる。総説として、以下の文献を参照されたい:Current Pr otocols in Molecular Biology,Vol.2,1988,Ed.Ausubel ら、Greene Publish.As soc.& Wiley Interscience,Ch.13;Grant ら、1987,Expression and Secretion Vectors for Yeast,in Methods in Enzymology,Ed.Wu & Grossman,1987,Acad. Press,N.Y.153:516-544;Glover,1986,DNA Cloning,Vol.II,IRL Press,Wash.,D.C .,Ch.3;およびBitter,1987,Heterologous Gene Expression in Yeast,Methods in Enzymology,Eds.Berger & Kimmel,Acad.Press,N.Y.152:673-684; および Th e Molecular Biology of the Yeast Saccharomyces,1982,Eds.Strathern ら、Co ld Spring Harbor Press,Vols.I and II。 植物発現ベクターを使用する場合、多数のプロモーターのいずれによっても、 FHIT コード配列の発現を行なわせることができる。例えば、CaMV の 35SRNA および 19SRNAプロモーター(Brissonら、1984,Nature 310:511-514)、また は TMV のコートタンパク質プロモーター(Takamatsuら、1987,EMBO J.6:307-31 1)を使用することができる;あるいは、RUBISCO の小サブユニット(Coruzzi ら、1984,EMBO J.3:1671-1680;Broglieら、1984,Science 224:838-843);また は例えば大豆hsp17.5-Eまたはhsp17.3-Bなどの熱ショックプロモーター(Gurley ら、1986,Mol.Cell.Biol.6:559-565)のような植物プロモーターを使用すること ができる。Tiプラスミド、Riプラスミド、植物ウイルスベクター、直接DNA形 質転換、マイクロインジェクション、エレクトロポレーションその他を使用して 、これらの構築物を植物細胞中に導入することができる。こうした技術の総説と して、例えば、Weissbach & Weissbach,1988,Methods for Plant Molecular Bi ology,Academic Press,NY,Section VIII,pp.421-463;およびGrierson & Corey ,1988,Plant Molecular Biology,2d Ed.,Blackie,London,Ch.7-9、を参照された い。 FHIT 遺伝子を発現させるために使用することができる別の発現系として昆虫 系がある。こうした系の1つにおいて、外来遺伝子を発現させるベクターとして 、Autographa californica核多角体ウイルス(AcNPV)を使用する。このウイル スは Spodoptera frugiperda細胞中で増殖する。FHIT コード配列をこのウイル スの非必須領域(例えばポリヘドリン遺伝子)中にクローン化し、AcNPV プロモ ーター(例えばポリヘドリンプロモーター)の制御下に置く。FHIT コード配列 の挿入が成功すると、ポリヘドリン遺伝子が不活性化され、非閉鎖性(non-occlu de d)組換えウイルス(すなわち、ポリヘドリン遺伝子によってコードされるタンパ ク質コートを欠失したウイルス)が生成する。次に、これらの組換えウイルスを 使用して、Spodoptera frugiperda 細胞に感染させると、この細胞中で挿入遺伝 子が発現する(例えば、Smith ら、1983,J.Virol.46:584;Smith,米国特許第 4, 215,051号参照)。 哺乳動物宿主細胞においては、多数のウイルスに基づく発現系を利用すること ができる。発現ベクターとしてアデノウイルスの1つを使用する場合、FHIT コ ード配列をアデノウイルス転写/翻訳制御複合体、例えば後期プロモーターおよ び三部分(tripartite)リーダー配列、に連結することができる。次に、このキメ ラ遺伝子を in vitro または in vivo 組換えによってアデノウイルスゲノム中 に挿入する。ウイルスゲノムの非必須領域(例えば領域 E1 または E3 )に挿入 された結果、感染宿主中で生存して FHIT を発現することができる組換えウイル スが生成する(例えば、Logan & Shenk,1984,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 81:3655 -3659、参照)。あるいは、ワクシニア 7.5 Kプロモーターを使用してもよい( 例えば、Mackett ら、1982,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 79:7415-7419;Mackett ら 、1984,J.Virol.49:857-864;Panicali ら、1982,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 79:4 927-4931、参照)。 挿入された FHIT コード配列の有効な翻訳のためには、特異的な開始シグナル も必要となることがある。これらのシグナルとして、ATG 開始コドンおよび隣接 配列が含まれる。それ自体の開始コドンおよび隣接配列を含む全 FHIT 遺伝子が 適切な発現ベクター中に挿入される場合は、その他の翻訳制御シグナルは必要で ないと考えられる。しかし、FHIT コード配列の5'末端を欠失した部分のみが挿 入される場合は、ATG 開始コドンを含む外因性翻訳制御シグナルを供給する必要 がある。さらに、全挿入物の翻訳を確実にするためには、その開始コドンがFHIT コード配列のリーディングフレームに接していなければならない。これらの外 来性翻訳制御シグナルおよび開始コドンは天然および合成ともに各種の起源のも のとすることができる。適切な転写エンハンサー要素、転写ターミネーター、そ の他を含ませることによって、発現の効果が増強される(Bittner ら、1987,Met hods in Enzymol.153:516-544、参照)。 その他、挿入された配列の発現をモジュレートする、あるいは遺伝子産物を所 望の特定の形に修飾またはプロセシングするような宿主細胞株を選択することも できる。タンパク質産物のこうした修飾(例えばリン酸化)およびプロセシング (例えば切断)はタンパク質の機能にとって重要となることがある。タンパク質 の翻訳後プロセシングおよび修飾については、それぞれの宿主細胞が特徴的およ び特異的な機構を有している。発現された外来のタンパク質の正確な修飾および プロセシングを確実にするため、適切な細胞系または宿主系を選択することがで きる。このためには、一次転写物の適切なプロセシングおよび遺伝子産物のリン 酸化のための細胞機構を保有している真核宿主細胞を使用することができる。こ うした哺乳動物宿主細胞として、限定するわけではないが、CHO,VERO,BHK,HeL a,COS,MDCK,293,WI38その他が含まれる。 組換えタンパク質の長期にわたる高収率での製造のためには、安定した発現が 好ましい。例えば、FHIT タンパク質を安定して発現する細胞系を遺伝子操作す ることができる。ウイルス起源の複製部分を含有する発現ベクターを使用するよ りも、適切な発現制御要素(例えば、プロモーター、エンハンサー、配列、転写 ターミネーター、ポリアデニル化部位、その他)および選別可能なマーカーによ って制御されたFHITDNAで宿主細胞を形質転換することができる。外来DNA の導入後、遺伝子操作された細胞を富化培地中で1-2 日間増殖させ、次に選別用 培地に移す。組換えプラスミド中の選別可能なマーカーによって選別に対する抵 抗性が与えられ、そして細胞の染色体中にプラスミドが安定して集積され、増殖 して増殖巣を形成し、次にこれがクローン化されて細胞系中に広がることができ る。この方法は FHIT タンパク質を発現する細胞系を遺伝子操作するために好都 合に使用される。本発明は、FHIT タンパク質をコードする組換え発現ベクター で宿主細胞を形質転換して、その細胞によって FHIT タンパク質が発現されるよ うにした宿主細胞を増殖させて、発現された FHIT タンパク質を回収することを 含む、組換え FHIT タンパク質を製造する方法を提供するものである。 多数の選別系を使用することができ、これらとして限定するわけではないが以 下のものが含まれる;単純ヘルペスウイルスチミジンキナーゼ(Wiglerら、1977 ,Cell 11:223)、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 (Szybalska & Szybalski,1962,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 48:2026)、およびア デニ ンホスホリボシルトランスフェラーゼ(Lowyら、1980,Cell 22:817)遺伝子をそ れぞれtk-,hgprt-,またはaprt-細胞中で使用することができる。また、以下の ものについて選別の基礎として代謝拮抗物質抵抗性を使用することができる;メ トトレキセートに対する抵抗性を与える dhfr(Wigler ら、1980,Nml.Acad.Sci. USA 77:3567;O'Hare ら、1981,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 78:1527);マイコフ ェノール酸に対する抵抗性を与える gpt(Mulligan & Berg,1981,Proc.Natl.Ac ad.Sci.USA 78:2072 );アミノグリコシド G-418 に対する抵抗性を与える neo (Colberre-Garapin ら、1981,J.Mol.Biol.150:1);およびヒグロマイシンに対 する抵抗性を与える hygro(Santerre ら、1984,Gene 30:147)。最近、以下の さらに別の選別可能な遺伝子が記述された;細胞にトリプトファンの代わりにイ ンドールを利用させる trpB ;細胞にヒスチジンの代わりにヒスチノールを利用 させる hisD(Hartman & Mulligan,1988,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 85:8047); およびオルニチンデカルボキシラーゼ阻害剤、2-(ジフルオロメチル)-DL-オルニ チン、DFMOに対する抵抗性を与える ODC(オルニチンデカルボキシラーゼ)(Mc Conlogue,L.,1987,In:Current Communications in Molecular Biology,Cold Spr ing Harbor Laboratory,Ed.)。 5.2.2.FHIT を発現するトランスフェクタントまたは形質転換細胞の同 コード配列を含有し、生物学的に活性な遺伝子産物を発現する宿主細胞を少な くとも次の4つの一般的な方法によって同定することができる;(a)DNA− DNAまたはDNA−RNAハイブリダイゼーション;(b)「マーカー」遺伝 子機能の存在または不存在;(c)宿主細胞中での FHITmRNA転写物の発現 によって測定される転写レベルの評価;および(d)イムノアッセイまたはその 生物活性によって測定される遺伝子産物の検出。 第1の方法において、それぞれ FHIT コード配列に相同なヌクレオチド配列ま たはそれらの部分若しくは誘導体を含むプローブを使用し、DNA−DNAまた はDNA−RNAハイブリダイゼーションによって、発現ベクター中に挿入され た FHIT コード配列の存在を検出することができる。 第2の方法において、ある種の「マーカー」遺伝子機能(例えば、チミジンキ ナーゼ活性、抗生物質に対する抵抗性、メトトレキセートに対する抵抗性、形質 転換の表現型、バキュロウイルス中での閉鎖体(occlusion body)の形成、その他 )の存在または不存在に基づいて、組換えベクター/宿主系を同定および選別す ることができる。例えば、ヒト FHIT コード配列をベクターのあるマーカー遺伝 子配列内に挿入した場合、FHIT コード配列を含有する組換え細胞はそのマーカ ー遺伝子の機能の不存在によって同定することができる。あるいは、FHIT コー ド配列の発現を制御するために使用したものと同一または異なるプロモーター制 御下で、マーカー遺伝子を FHIT 配列と縦列形態で置くことができる。誘導また は選別に応答したそのマーカーの発現は FHIT コード配列の発現を示している。 第3の方法において、FHIT 遺伝子の転写活性をハイブリダイゼーションアッ セイによって評価することができる。例えば、RNAを単離して、FHIT コード 配列または転写された非コード配列に相同な配列あるいはそれらの特定の部分を 有するプローブを使用するノーザンブロットによって分析することができる。あ るいは、宿主細胞の全核酸を抽出してこれらのプローブに対するハイブリダイゼ ーションについて定量的にアッセイしてもよい。 第4の方法において、例えば、ウェスタンブロット、放射性免疫沈降、酵素結 合イムノアッセイなどのイムノアッセイによって、FHIT タンパク質生成物のレ ベルを免疫学的に評価することができる。 5.3.発現遺伝子産物の精製 一旦FHIT遺伝子の配列を発現する組換え体が同定されれば、該遺伝子産物が分 析できる。このことは、その産物の放射性標識とその後のゲル電気泳動、イムノ アッセイまたは当業者に公知の他の検出法を始めとする、その産物の物理的特性 または機能的特性に基づくアッセイにより達成される。 一旦FHITタンパク質が同定されれば、クロマトグラフィー(例えば、イオン交 換、アフィニティー、および分別(sizing)カラムクロマトグラフィー)、遠心分 離、示差溶解度を始めとする標準法、もしくは他の何れかのタンパク質精製の標 準法によりそれを単離および精製してよい。機能的特性は何れかの適切なアッセ イを用いて評価してもよい。 別法として、一旦組換え体により産生されたFHITタンパク質が同定されれば、 該組換え体中に含まれるキメラ遺伝子の核酸配列から該タンパク質のアミノ酸配 列を推定することができる。その結果として、該タンパク質を当該技術分野にお いて公知の標準化学法により合成することができる(例えば、Hunkapillerら,19 84,Nature 310:105-111)。 本発明の実施態様では、組換えDNA法によって産生されたものであれ、また は化学合成法によって産生されたものであれ、かかるFHITタンパク質としては、 限定されるものではないが、一次アミノ酸配列として、図2A(配列番号:2) に示されたごとき実質的に全ての、もしくは一部のアミノ酸配列、並びにフラグ メントおよび他の誘導体、並びにその類似体を含有するものが含まれる。 5.4.Fhit に対する抗体の作製 本発明によれば、Fhitタンパク質、そのフラグメントまたは他の誘導体、もし くはその類似体を免疫原として用いて、かかる免疫原を認識する抗体を作製して もよい。かかる抗体としては、限定されるものではないが、ポリクローナル、モ ノクローナル、キメラ、一本鎖、FabフラグメントおよびFab発現ライブラリーが 含まれる。特定の実施態様では、ヒト Fhitタンパク質に対する抗体が作製される。 Fhitタンパク質または誘導体または類似体に対するポリクローナル抗体の作製 のためには、当該技術分野において公知の種々の手順を用いてよい。抗体の作製 のためには、限定されるものではないが、ウサギ、マウス、ラットなどを始めと する種々の宿主動物を、天然のFhitタンパク質または合成型、もしくはその誘導 体(例えば、フラグメント)を注射することにより免疫感作させる。宿主の種に より、限定されるものではないが、フロイント(完全および不完全)、水酸化ア ルミニウムのごとき無機ゲル、リゾレシチンのごとき界面活性物質、プルロニッ ク(pluronic)ポリオール類、ポリアニオン類、ペプチド類、油性乳剤、カサガイ ヘモシアニン、ジニトロフェノール並びにBCG(Calmette-Guerin杆菌)およびco rynebacterium parvumのごとき潜在的に有用なヒトアジュバントを含む種々のア ジュバントを用いて免疫応答を増強してよい。 Fhitタンパク質配列またはその類似体に対するモノクローナル抗体の作製のた めには、培養における連続的細胞株による抗体分子の作製のために供する方法を 用いてよい。例えば、KohlerおよびMilstein(1975,Nature 256:495-497)により 最初に開発されたハイブリドーマ法、並びにヒトモノクローナル抗体を作製する ためのトリオーマ法、ヒトB細胞ハイブリドーマ法(Kozborら,1983,Immunolog y Today 4:72)、およびEBV−ハイブリドーマ法(Coleら,1985,in Monoclona l Antibodies andCancer Therapy,Alan R.Liss,Inc.,pp.77-96)。本発明のさ らなる実施態様では、モノクローナル抗体は最近の技術を利用して、無菌動物で 作製できる(PCT/US90/02545)。本発明によれば、ヒト抗体を用いてよく、ヒ トハイブリドーマを用いることによるか(Coteら,1983,Proc.Natul.Acad.Sci .USA 80:2026-2030)、またはin vitroにてEBVウイルスを用いてヒトB細胞を形 質転換することによるかして(Coleら,1985,in Monoclonal Antibodies and Can cer Therapy,Alan R.Liss,Inc.,pp.77-96)それを得ることができる。実際は 、本発明に従い、FHITに特異 的なマウス抗体分子からの遺伝子を適した生物学的活性を有するヒト抗体分子か らの遺伝子と共にスプライシングすることにより、「キメラ抗体」の作製のため に開発された技術(Morrisonら,1984,Proc,Natl.Acad.Sci.USA 81:6851-68 55; Neubergerら,1984,Nature 312:604-608; Takebeら,1985,Nature 314:45 2-454)を用いることができ、かかる抗体は本発明の範囲内である。 本発明によれば、一本鎖抗体の作製に関して記載した技術(米国特許第4,9 46,778号)を適用してFhit特異的一本鎖抗体を作製できる。本発明のさら なる実施態様はFab発現ライブラリーの構築に関して記載された技術(Huseら,19 89,Science 246:1275-1281)を利用して、Fhitタンパク質、誘導体または類似体 に対して所望の特異性をを有するモノクローナルFabフラグメントを迅速かつ容 易に同定させるものである。 特定の実施態様では、Fhitタンパク質のフラグメントを含む分子を免疫原とし て用いる。例えば、親水性領域が恐らく抗原決定基を含むと信じられているので 、Fhitタンパク質の親水性タンパク質に相当するか、またはそれを含むペプチド を免疫原として用いるのが好ましい。 その分子のイディオタイプを含む抗体フラグメントは公知の技術により作製す ることができる。例えば、かかるフラグメントとしては、限定されるものではな いが、その抗体分子のペプシン消化により作製できるF(ab’)2フラグメント 、F(ab')2フラグメントのジスルフィド架橋を還元することにより作製できる Fab’フラグメント、ならびにパパインおよび還元剤での抗体分子の処理により 作製できるFabフラグメントが含まれる。 抗体の産生において、所望の抗体についてのスクリーニングは、当該技術分野 において公知の方法、例えばELISA(酵素結合イムノソルベント検定法)に より達成できる。例えば、Fhitタンパク質の特異的ドメインを認識する抗体を選 択するためには、かかるドメインを含有するFhitフラグメントに結合する産物に 対して作製されたハイブリドーマを 分析すればよい。ヒトFhitに対して特異的な抗体の選択のためには、ヒトFhitに 明確に結合し、かつ例えばマウスFhitには結合しないことに基づき選抜すること ができる。 前記抗体を本発明のタンパク質配列の位置決定および活性に関して当該技術分 野において公知の方法に、例えばこれらタンパク質のイメージング(imaging)、 適当な生理学的サンプル、診断法におけるそのレベルの測定のためなどに用いる ことができる。 5.5.FHIT 遺伝子およびタンパク質の構造 FHIT遺伝子およびタンパク質の構造は当該技術分野で公知の種々の方法により 分析できる。 5.5.1.遺伝子分析 FHIT遺伝子に相当するクローン化DNAまたはcDNAは、限定されるもので はないが、サザンハイブリダイゼーション(Southern E.M.,1975,J.Mol.Biol .98:503-517)、ノーザンハイブリダイゼーション(例えば、Freemanら,1983,P roc.Natl.Acad.Sci.USA 80:4094-4098参照)、制限エンドヌクレアーゼマッ ピング(Maniatis,T.,1982,Molecular Cloning,A Laboratory,Cold Springs Harbor,New York)、およびDNA配列分析を始めとする方法により分析できる 。ポリメラーゼ連鎖反応(PCR;米国特許第4,683,202号、第4,683,195号および 第4,889,818号;Gyllensteinら,1988,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 85:7652-7 656;Ochmanら,1988,Genitics 120:621-623;Lohら,1989,Science 243:217- 220)とその後のFHIT特異的プローブを用いたサザンハイブリダイゼーションは 、種々の細胞型からののDNA中のFHIT遺伝子の検出を可能にする。一つの実施 態様では、サザンハイブリダイゼーションを用いてFHITの遺伝的連鎖を決定して よい。また、PCRとその後のハイブリダイゼーション検定を用いて、FHITRNA または3p14.2染色体もしくは分子の異常性を検出または測定してもよい。ノーザ ンハイブリダイゼーション検定を用いてFHIT遺伝子の発現レベルを測定してもよ い。他のアッセ イは5.11節に記載している。種々の発達段階また活性段階の種々の細胞型を FHIT発現に関して試験することができる。サザンおよびノーザンの両ハイブリダ イゼーションもしくはドットブロットについてのハイブリダイゼーション条件の 緊縮度(stringency)を操作して、用いた特異的FHITプローブに対して好ましい程 度の関連性を持つ核酸を確実に決定することができる。 制限エンドヌクレアーゼマッピングを用いてFHIT遺伝子の遺伝子構造の概略を 決定することができる。制限エンドヌクレアーゼ切断によって得られた制限地図 はDNA配列分析により確認することができる。 DNA配列分析は、限定されるものではないが、MaxamおよびGilbert(1980,M eth.Enzymol.65:499-560)の方法、Sangerジデオキシ法(Sangerら,1977,Proc .Natl.Acad.Sci.USA 74:5463)、T7DNAポリメラーゼの使用(Taborおよ びRichardson,米国特許第4,795,699号、または自動DNAシークエネ ーター(sequenator)の使用(例えば、Applied Biosystems,Foster city,CA) を始めとする当該技術分野において公知の何れの技術によって行われてもよい。 代表的なFHIT遺伝子のcDNA配列は実質的に図2A(配列番号:1)に示され 、後記第6節に記載されたたごとき配列を含む。 5.5.2.タンパク質分析 Fhitタンパク質のアミノ酸配列はDNA配列からの推測により、もしくは別法 としては、例えば自動アミノ酸シーケンサーを用いたタンパク質の直接の配列決 定により得ることができる。代表的なFhitタンパク質のアミノ酸配列は、アミノ 酸番号1−147により示される代表的成熟タンパク質を伴い、実質的に図2A (配列番号:2)で示され、後記第6節に詳述されたごとき配列を含む。 親水性分析(Hopp,T.およびWoods,K.,1981,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 7 8:3824)によりFhitタンパク質配列をさらに特徴付けることができる。親水性プ ロフィールを用いて、Fhitタンパク質の疎水性値域お よび親水性領域、並びにかかる領域をコードする遺伝子配列の相当領域を同定す ることができる。 また、二次構造分析(Chou,P.およびFasman,G.,1974,Biochemistry 13:222 )を行って、特異的二次構造を仮定するFhitタンパク質の領域を同定することも できる。 操作、翻訳および二次構造の推定、並びにオープンリーディングフレームの推 定およびプロッティングを当該技術分野で利用可能なコンピュータソフトウエア プログラムを用いて達成することもできる。 また他の構造分析法を利用することもできる。これらには、限定されるもので はないが、X線結晶学(Engstom,A.,1974,Biochem.Exp.Biol.11:7-13)およ びコンピュータモデリング(Fletterick,R.およびZoller,M.(編),1986,Com puter Graphics and Molecular Modeling,in Current Communications in Mole cular Biology,Cold Spring Harbor Labortory,Cold Spring Harbor,New Yor k)が含まれる。 の動物モデル系でも用いることができる。 5.6.Fhit蛋白質、誘導体および類似体 さらに本発明はFhit蛋白質および誘導体(限定されるものではないが断片 を含む)並びにFhit蛋白質の類似体に関する。また、Fhit蛋白質誘導体 をコードする核酸および蛋白質類似体も提供する。また、Fhit蛋白質または 誘導体を含む分子も提供する。一つの具体例では、該Fhit蛋白質は前記5. 1節に記載したFhit核酸によりコードされる。ある態様では、該蛋白質、誘 導体または類似体は動物のFhit蛋白質のものである。 Fhitに関する誘導体および類似体の作製および使用は本発明の範囲内にあ る。具体例では、該誘導体または類似体は機能的に活性がある、すなわち、全長 、野生型Fhit蛋白質に付随する1以上の機能活性を発現することができる。 一例として、所望の免疫原性または抗原性を有するかかる誘導体または類似体を 、例えば、イムノアッセイに、免疫感作に、Fhit活性の阻害などに用いるこ とができる。もう一つの例として、加水分解酵素活性を有するかかる誘導体また は類似体を提供する。注目する所望のFhit特性を保持した、またはそうでな ければ欠如した、あるいは阻害する誘導体または類似体を、かかる特性およびそ の生理学的関連のそれぞれインデューサーもしくはインヒビターとして用いるこ とができる。具体例は抗−Fhit抗体により結合可能なFhit断片に関する ものである。Fhitの誘導体または類似体は、限定されるものではないが、後 記のアッセイを始めとする当該技術分野において公知の手順により、所望の活性 について試験することができる。 特に、Fhit誘導体は、機能的同等分子を提供する置換、付加もしくは欠失 によりFHIT配列を改変することにより作出できる。核酸コーディング配列の 縮重のため、FHIT遺伝子と実質的に同一のアミノ酸配列をコードする他のD NA配列を本発明の実施に用いてもよい。これらは、限定されるものではないが 、配列中に機能的同等アミノ酸残基をコードする異なるコドンの置換によって改 変され、かくしてサイレント変異が生じるFHIT遺伝子の全てまたは一部を含 む。同様に、本発 明のFhit誘導体は、限定されるものではないが、一次アミノ酸配列として、 そこで機能的同等アミノ酸残基が配列中の残基と置換し、結果としてサイレント 変異が生じる改変配列を始めとするFhit蛋白質のアミノ酸配列の全てまたは 一部を含有するものを含む。例えば、配列中の1以上のアミノ酸残基を機能的同 等体として作用する同一の極性を持つ別のアミノ酸で置換し、その結果サイレン ト変異を得ることができる。配列中のアミノ酸の置換基はそのアミノ酸が属する クラスの他の種から選択すればよい。例えば、非極性(疎水性)アミノ酸として は、アラニン、ロイシン、イソロイシン、バリン、プロリン、フェニルアラニン 、トリプトファンおよびメチオニンが挙げられる。極性中性アミノ酸としては、 グリシン、セリン、トレオニン、システイン、チロシン、アスパラギンおよびグ ルタミンが挙げられる。正電荷を持つ(塩基性)アミノ酸としては、アルギニン 、リジンおよびヒスチジンが挙げられる。負電荷を持つ(酸性)アミノ酸として は、アスパラギン酸およびグルタミン酸が挙げられる。 本発明の特定の具体例では、Fhit蛋白質の少なくとも10個の(連続した )アミノ酸から構成されるFhit蛋白質の断片から成るか、またはそれを含む 蛋白質を提供する。他の具体例では、該断片はFhit蛋白質の少なくとも20 または50個のアミノ酸から構成される。具体例では、かかる断片は35、10 0または140アミノ酸より長くはない。Fhitの誘導体または類似体は、限 定されるものではないが、Fhitに対して実質的に相同な領域またはその断片 (例えば、種々の具体例では、同定サイズ、すなわちそこでその整列が当該技術 分野において公知のコンピュータホモロジープログラムによってなされる整列配 列に比較した場合のアミノ酸配列にわたって少なくとも60%または70%また は80%または90%または95%一致)を含む分子、またはそのコードする核 酸がストリンジェント条件下、適度のストリンジェント条件下、またはストリン ジェントでない条件下で、コーディングFHIT配列とハイブリダイズすること ができる分子を含む。 本発明のFhit誘導体および類似体は当該技術分野において公知の種々の方法に よって作製できる。結果的にそれらが産生される操作を遺伝子または蛋白質レベ ルで起こすことができる。例えば、クローン化FHIT遺伝子配列は当該技術分 野において公知の多くの戦略(Maniatis,T.,1990,Molecular Cloning,A Labor atory Manual,第二版,ColdSpring Harbor Laboratory,Cold Spring Harbor, New York)の何れによっても改変することができる。制限エンドヌクレアーゼを 用いて適当な部位で該配列を切断し、次いで所望によりさらに酵素的に改変し、 単離し、イン・ビトロで連結することができる。Fhitの誘導体または類似体 をコードする遺伝子の作製においては、所望のFhit活性がコードされる遺伝 子領域中において、翻訳停止シグナルにより妨害されないFhitとして同一の 翻訳リーディングフレーム内に改変遺伝子が確実に留まるよう注意すべきである 。 さらには、Fhitがコードする核酸配列をイン・ビトロまたはイン・ビボで 変異誘発して、翻訳、開始および/または終結配列を創出または破壊することや 、コーディング領域における変異を創出、および/または新たな制限エンドヌク レアーゼ部位を形成する、もしくは先在のものを破壊して、イン・ビトロでの修 飾をさらに促進することができる。限定されるものではないが、化学的突然変異 誘発、イン・ビトロ位置指定突然変異誘発(Hutchinson,C.ら,1978,J.Biol. Chem 253:6551)などを始めとする当該技術分野において公知の何れの突然変異誘 発法を用いることができる。 また、Fhit配列の操作を蛋白質レベルで行ってもよい。翻訳中または翻訳 後に種々に修飾される(例えば、グルコシル化、アセチル化、リン酸化、アミド 化、公知の保護/遮断基による誘導体化、蛋白質分解切断、抗体分子または他の 細胞内リガンドとの結合などによる)Fhit蛋白質断片または他の誘導体もし くは類似体は本発明の範囲内に含まれる。多くの化学的修飾の何れを、限定され るものではないが、ブロモシアン、トリプシン、キモトリプシン、パパイン、V 8プロテアーゼ、 NaBH4による特異的化学的切断;アセチル化、フォルミル化、酸化、還元; ツニカマイシンの存在化での代謝合成などを始めとする、公知の技術により行っ てよい。 さらに、Fhitの誘導体または類似体は化学的に合成できる。例えば、所望 のドメインを含む(第5.6.1節参照)、またはイン・ビトロで所望の活性を 仲介するFhit蛋白質の一部に相当するペプチドをペプチドシンセサイザーの 使用によって合成することができる。さらに、所望により、非分類アミノ酸また は化学的アミノ酸類似体をFhit配列への置換または付加として導入すること ができる。非分類アミノ酸としては、限定されるものではないが、通常アミノ酸 のD−異性体、α−アミノイソブチル酸、4−アミノブチル酸、Abu、2−ア ミノブチル酸、γ−Abu、ε−Ahx、6−アミノヘキサン酸、Aib、2− アミノイソブチル酸、3−アミノプロピオン酸、オルニチン、ノルロイシン、ノ ルバリン、ヒドロキシプロリン、サルコシン、シトルリン、システイン酸、t− ブチルグリシン、t−ブチルアラニン、フェニルグリシン、シクロヘキシルアラ ニン、β−アラニン、フルオロアミノ酸、β−メチルアミノ酸、Cα−メチルア ミノ酸、Nα−メチルアミノ酸のごときデザイナーアミノ酸、および一般的なア ミノ酸類似体が挙げられる。さらに、アミノ酸はD(右旋性)またはL(左旋性 )でありうる。 具体例では、Fhit誘導体は、異なる蛋白質のアミノ酸配列とのペプチド結 合を介してそのアミノ−またはカロボキシ−末端で連結されたFhit蛋白質ま たはその断片を含む(好ましくは少なくともFhit蛋白質のドメインまたはモ チーフ、あるいはFhit蛋白質の少なくとも10個のアミノ酸から成る)キメ ラ、もしくは融合蛋白質である。一つの具体例では、かかるキメラ蛋白質は蛋白 質をコードする核酸(異なる蛋白質に対するコーディング配列とフレーム内で結 合されたFhitコーディング配列を含む)の組換え体発現によって産生される 。かかるキメラ産物は、当該技術分野において公知の方法によって適当なコーデ ィングフレーム内で、所望のアミノ酸配列をコードする適当な核酸配列 を互いに連結し、次いで当該技術分野で一般的に公知の方法によって該キメラ産 物を発現させることにより作製できる。別法として、かかるキメラ産物を蛋白質 合成法により、例えば、ペプチドシンセサイザーの使用により作製してもよい。 何れの異種蛋白質をコードする配列と融合させたFhitの一部を含むキメラ遺 伝子を構築してもよい。 もう一つの具体例では、該Fhit誘導体はFhit蛋白質と相同性を持つ領 域を含む分子である。例示の手段により、種々の具体例では、第一の領域に含ま れる数と等しい数のアミノ酸を持つ第二の領域の任意の配列と比較した場合、も しくは当該技術分野において公知のコンピュータホモロジープログラムによって 整列された第二の配列の整列配列と比較した場合、第一の領域のアミノ酸配列が 少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、75%、80%、90% または95%一致するとき、第一の蛋白質領域を第二の蛋白質領域に対して「相 同である」とみなすことができる。例えば、分子はFhitドメイン(第5.6 .1節参照)またはその一部あるいは全長Fhit蛋白質に対して相同な1以上 の領域を含んでよい。 5.7.Fhit蛋白質、誘導体および類似体のアッセイ Fhit蛋白質、誘導体および類似体の機能活性は種々の方法によってアッセ イすることができる。 例えば、抗−Fhit抗体との結合に関する野生型Fhit結合する能力また は競合する能力についてアッセイする一つの具体例では、限定されるものではな いが、ラジオイムノアッセイ、ELISA(酵素結合イムノソルベント検定法) 、「サンドイッチ」イムノアッセイ、免疫放射線検定法、ゲル内拡散沈降素反応 、免疫拡散検定法、in situイムノアッセイ(例えば、コロイド金、酵素 または放射性同位元素標識を用いる)、ウエスタンブロット、沈降反応、凝集検 定法(例えば、ゲル凝集検定法、赤血球凝集検定法)、補体結合検定法、免疫蛍 光検定法、蛋白質A検定法および免疫電気泳動検定法などの方法を用いる競合的 、非競合的アッセイ系を始めとする当該技術分野において公知の種々のイ ムノアッセイを用いることができる。一つの具体例では、抗体結合を一次抗体上 の標識を検出することにより検出する。もう一つの具体例では、該一次抗体を一 次抗体への二次抗体または試薬の結合を検出することにより検出する。さらなる 具体例では、該二次抗体を標識する。イムノアッセイにおける結合を検出するた めに多くの方法が当該技術分野において公知であり、それは本発明の範囲内であ る。 Fhit蛋白質が同定されるもう一つの具体例では、該結合は例えば、当該技 術分野で十分公知の手段によって検定できる。 Fhit蛋白質が加水分解酵素活性を有するはずであるもう一つの具体例では 、加水分解酵素アッセイを用いてFhit加水分解酵素活性を測定することがで きる。かかるアッセイは当該技術分野で十分公知の方法によって行うことができ る。 さらには、当該技術分野において公知のアッセイを用いてイン・ビトロまたは イン・ビボで細胞増殖を阻害する能力を検出または測定することができる。 他の方法は当業者に公知であり、本発明の範囲内である。 5.8.治療用途:細胞の過増殖に関与する障害の治療および予防 本発明は治療化合物(本明細書では「治療薬」という)の投与により種々の疾 病および障害の治療または予防を提供する。かかる「治療薬」には、限定される ものではないが、Fhit蛋白質および類似体およびその誘導体(断片を含む) (例えば、本明細書に前記したごとき);それに対する抗体(本明細書に前記し たごとき);Fhit蛋白質、類似体または誘導体(例えば、本明細書に前記し たごとき)をコードする核酸;並びに突然変異FHIT遺伝子または蛋白質のF hitアゴニストおよびアンタゴニスト(例えば、抗体またはアンチセンス核酸 )が含まれる。好ましい具体例では、細胞の過増殖を伴う障害はFhit機能を 誘導する治療薬の投与により治療または予防される。前記は下記のサブセクショ ンで詳述される。 一般的に、患者の種と同一種である種の起源または(抗体の場合は) 種の反応性を持つ産物を投与することが好ましい。かくしてこのましい具体例で は、ヒトFhit蛋白質、誘導体または類似体、もしくは核酸、もしくはヒトF hit蛋白質またはヒトFHITアンチセンス核酸に対する抗体を治療的または 予防的にヒト患者に投与する。 本発明に従って使用できる治療薬のさらなる記載および供給源は本明細書の第 5.1節ないし第5.7節に見出される。 FHITポリヌクレオチドおよびそのFhit蛋白質産物を、細胞の過増殖を 伴う疾病、並びにFHIT遺伝子座に関する染色体の転座または逆位または分子 異常、および/または野生型FHIT RNAまたは蛋白質の発現の低下、およ び/または変異型FHIT RNAまたは蛋白質の発現、および/または変異型 FHIT RNAまたは蛋白質の発現に関連する他の障害に対する治療/予防目 的のために使用することができる。FHITポリペプチドおよびそのFHIT蛋 白質産物を単独または癌および過増殖または不全増殖障害の治療に有用な他の治 療薬と併用して治療/予防目的に使用してもよい。 細胞の過増殖を伴う疾病および障害を、Fhit機能を誘導する(例えば、増 加させるまたは供給する)治療薬の投与により治療/予防する。かかる治療薬の 例としては、限定されるものではないが、機能的に活性を持つ、特に細胞の過増 殖の阻害に活性を持つ(例えば、イン・ビトロアッセイで、または動物モデルで 証明されたごとき)、Fhit蛋白質、誘導体または断片、並びにFhit蛋白 質をコードする核酸または機能的に活性を持つその誘導体もしくは断片(例えば 、遺伝子治療への使用のための)が拳げられる。用いることができる他の治療薬 、例えばFhitアゴニストは後記の例、イン・ビトロアッセイまたは動物モデ ルを用いて同定できる。 具体例では、(1)Fhit機能性蛋白質のまたはFhit機能レベルの不在 または(正常または所望のレベルに比べて)低下を伴う疾病または障害において 、例えば、Fhit蛋白質が欠如している、遺伝的に欠失した、生物学的に不活 性または異常に不活発な(underactive)、 もしくは発現しない(underexpressed)患者において、もしくは(2)イン・ビト ロ(またはイン・ビボ)アッセイがFhitアゴニスト投与の有用性を示す疾病 または障害において、Fhit機能を誘導する治療薬を(予防のためも含めて) 治療的に投与する。Fhit蛋白質または機能の不在またはレベルの低下は、例 えば、患者の組織サンプル(例えば、生検組織から)を得、次いでイン・ビトロ でそれをRNAまたは蛋白質レベル、構造および/または発現したFhit R NAまたは蛋白質の活性に関して検定することにより容易に検出できる(後記の 第5.11節診断に用いられるアッセイ参照)。かくして、限定されるものでは ないが、Fhit蛋白質を検出および/または視覚化するためのイムノアッセイ (例えば、ウエスタンブロット、免疫沈降法に続くドデシル硫酸ナトリウムポリ アクリルアミドゲル電気泳動、免疫細胞化学など)、および/またはFhitm RNAまたはcDNAを検出および/または視覚化することによりFhit発現 を検出するためのハイブリダイゼーションアッセイ(例えば、ノーザンアッセイ 、ドットブロット、in situハイブリダイゼーションおよび好ましくは第 5.11節に記載されたアッセイ)などを始めとする、当該技術分野で標準的な 多くの方法が使用できる。 治療または予防できる細胞の過増殖を伴う疾病および障害としては、限定され るものではないが、悪性腫瘍、前悪性症状(例えば、過形成、化生、異形成)、 良性腫瘍、過増殖性障害、良性不全増殖障害などが挙げられる。これらの例とし ては下記に詳述する。 5.8.1.悪性腫瘍 Fhit機能(例えば、全長Fhitタンパク質またはその機能的誘導体または前記の ものをコードする核酸)を誘導する治療薬の投与により治療または予防可能な悪 性腫瘍および関連障害としては、限定されるものではないが、表1に挙げられた ものが含まれる(かかる障害の総論についてはFishmanら,1985,Medicine,第 2版,J.B.Lippincott Co.,Philadelphia)。 表1 悪性腫瘍および関連障害 白血病 急性白血病 急性リンパ性白血病 急性骨髄性白血病 骨髄芽球性 前骨髄芽球性 骨髄単球性 単球性 赤白血病 慢性白血病 慢性骨髄性(顆粒球性)白血病 慢性リンパ性白血病 真性赤血球増加症 リンパ腫 ホジキン病 非ホジキン病 多発性骨髄腫 ヴァルデンストレームマクログロブリン血症 H鎖病 固形腫瘍 肉腫および癌 繊維肉腫 粘液肉腫 脂肪肉腫 軟骨肉腫 骨原性肉腫 骨肉腫 脊索腫 血管肉腫 内皮肉腫 リンパ管肉腫 リンパ管内皮肉腫 滑膜腫 中皮腫 ユーイング腫 平滑筋肉腫 横紋筋肉腫 結腸癌 結腸直腸癌 脾臓癌 胸癌 卵巣癌 前立腺癌 扁平上皮癌 基底細胞癌 腺癌 汗腺癌 皮脂腺癌 乳頭状癌 乳頭状腺癌 嚢胞腺癌 髄様癌 気管支原生癌 腎細胞癌 肝癌 胆汁管癌 絨毛癌 精上皮腫 胎生期癌 ヴィルムス腫 頸部癌 子宮癌 精巣癌 肺癌 小細胞肺癌 非小細胞肺癌 膀胱癌 上皮癌 神経膠腫 星状細胞腫 髄芽腫 頭蓋咽頭腫 脳室上衣細胞腫 松果体腫 血液芽細胞腫 聴神経腫 乏突起神経膠腫 髄膜腫 黒色腫 神経芽種 網膜芽腫 鼻咽腔癌 食道癌 具体例では、限定されるものではないが、食道、胃、結腸および結腸直腸癌を 始めとする消化管癌を治療または予防する。もう一つの具体例では、胚癌(例え ば、小細胞肺癌)および鼻咽腔癌のごとき気管癌を治療または予防する。さらに 他の具体例では、悪性腫瘍または不全増殖変異(変質形成および異形成のごとき )または過増殖障害が頭部、首、頸部、腎臓、胃、皮膚、卵巣、膀胱、胸部、結 腸、肺または子宮で治療または予防される。他の具体例では、肉腫または白血病 を治療または予防する。もう一つの特定の具体例では、骨肉腫または腎細胞腫を 治療または予防する。 5.8.2.前悪性症状 また、Fhit活性を誘導する本発明の治療薬を投与して前悪性症状を治療し、限 定されるものではないが、表1に挙げた障害を始めとする新形成または悪性状態 への進行を回避することができる。かかる予防または治療用途は前記した新形成 または癌への進行について公知のまたは予測される症状において、特に、過形成 、変質形成、または最も特定には異形成からなる非新形成的細胞増殖が生じた場 合に指示される(かかる異常増殖症状の総論についてはRobbinsおよびAngell,1 976,Basic Pathology,第二版,編,W.B.Sauders Co.,Philadelphia,pp.68- 79を参照 のこと)。過形成とは、構造または機能に有意な改変なく、組織または器官中の 細胞数の増加に関する制御された細胞増殖の形態である。一例として、子宮内膜 の過形成はしばしば子宮内膜の癌の前に起こる。変質形成とは、そこである腫の 成熟または十分に分化した細胞が別の成熟細胞に置き換わる、制御された細胞増 殖の形態である。変質形成は上皮細胞または連結組織細胞で生じ得る。不規則な 変質形成は多少無秩序な変質形成の上皮を示す。異形成はしばしば癌の兆候とな り、主に上皮中に認められ、個々の細胞の均一性および細胞の構造上の並びを欠 いた、非新形成的細胞増殖の最も無秩序な形態である。異形成細胞はしばしば異 常に大きく、核が濃く染まり、多能性を発現する。異形成は特徴的には、慢性刺 激または炎症が存在するところに生じ、しばしば頸部、気道、口腔、および胆嚢 に見られる。 本発明の好ましい具体例では、患者のDNAでFHIT遺伝子において突然変異、 特に欠失、さらに特定にはホモ接合性突然変異が検出され、それにより患者が癌 に対する素因を持つことが決定され、次いでFhitタンパク質またはその機能的誘 導体または同をコードする核酸の投与により治療される(遺伝子治療)。 過形成、変質形成、または異形成として特徴付けられた異常細胞増殖の存在と は別に、もしくはそれに加えて、イン・ビボで示されたまたは患者由来の細胞サ ンプルによりイン・ビトロで示された形質転換した表現型、もしくは悪性の表現 型の1以上の特性が存在することにより、Fhit機能を誘導する治療薬の治療的/ 予防的投与の妥当性を示すことができる。前記したごときに、形質転換した表現 型のかかる特性としては、形態変異、よりルーズな下層付着、接触阻害の欠如、 足場依存性の欠如、プロテアーゼの放出、糖輸送の増加、血清要求性の低下、 胎児抗原の発現、250,000ダルトンの細胞表面タンパク質の消失などが挙 げられる(同上、形質転換したまた悪性の表現型に関連する特徴についての84 −90頁も参照のこと)。 具体例では、白斑症、上皮の良性と思われる過形成領域または異形成領域、も しくはボーエン病、in situ癌は、予防薬の介入の妥当性を示す前新形成 領域である。 もう一つの具体例では、繊維嚢胞症(嚢胞性の過形成、乳房異形成、特に腺障 害(良性上皮過形成))が予防薬の介入の妥当性を示す。 他の具体例では、悪性腫瘍に対して予め処置した以下の1以上の因子を発現す る患者を、有効量の治療薬を投与することにより治療する:悪性腫瘍に関連する 染色体転座(例えば、慢性骨髄性白血病に対するフィラデルフィア染色体、小胞 性リンパ腫に対するt(14;18)など)、家族性ポリープ症またはガードナ ー症候群(結腸癌の前兆の可能性がある)、良性モノクローナルガンマグロブリ ン異常(多形性骨髄腫の前兆の可能性がある)、およびメンデルの(遺伝子)遺 伝パターンを示す癌または前癌性疾病を有する人の一親等(例えば、結腸の家族 性ポリープ症、ガードナー症候群、遺伝性外骨腫、多内分泌腺腫症、アミロイド 産生およびクロム親和細胞種を伴う髄様甲状腺癌、ポイツ−ジェガーズ症候群、 ボン・レクリングホーセン(Von Recklinghausen)の神経線維腫症、網膜芽腫、頸 動脈小体腫瘍、皮膚黒色癌、眼球内黒色癌、色素性乾皮症、毛細血管拡張性運動 失調、チェディアック−東症候群、白皮症、ファンコーニ無形性貧血、ブルーム 症候群;RobbinsおよびAngell,1976,Basic Pathology,第二版 編,W.B.Saun ders Co.,Philadelphia,pp.112-113参照など)。 具体例では、本発明の治療薬をヒト患者に投与して、胸部、結腸、肺、胃また は子宮癌、もしくは黒色種または肉腫への進行を回避する。 5.8.3.過増殖性および増殖異常障害 本発明のもう一つの具体例では、Fhit活性を誘導する治療薬が、過増殖性もし くは良性の増殖異常障害の治療もしくは予防のために使用される。具体例は良性 腫瘍、繊維性嚢胞、および組織肥大(例えば、前立腺肥大)の治療もしくは予防 に向けられる。具体例では、腸ポリープ、結 腸ポリープ、もしくは食道形成異常の患者が治療薬の投与によって処置される。 5.8.4.遺伝子療法 特定の実施態様では、遺伝子療法として、Fhitタンパク質もしくはその機能的 誘導体をコードする配列を含む核酸を投与してFhit機能を増進させる。遺伝子療 法とは、核酸を患者に投与することにより行われる治療法をいう。 FHITポリヌクレオチドは、癌のごとき染色体3p14.2の異常性、および/ または野生型FHIT RNAもしくはタンパク質の発現の低下に関連する種々の病 状の治療に用いられる。FHIT遺伝子配列を細胞に導入することにより、遺伝子療 法を利用して、機能的FHIT RNAもしくはタンパク質の発現不全に関連する症 状を治療してよい。従って、本発明は、治療上有効な量の機能的Fhitタンパク質 をコードする核酸を、染色体3p14.2の異常に関連する病状に苦しむ哺乳動 物に投与することを特徴とする、染色体3p14.2の異常に関連する病状に苦 しむ哺乳類における、染色体3p14.2の異常に関連する病状を治療する方法 を提供する。本発明のこの具体例では、核酸は自身がコードするタンパク質を産 生し、そのタンパク質がFhit機能を促進することにより治療学的効果を仲介し、 それによって、例えば腫瘍もしくは癌の出現または進行を阻害する。 当該技術分野において利用可能な何れの遺伝子療法も、本発明において使用す ることができる。実施例の方法は、以下に記載する。 遺伝子療法の方法の総括的な総説は、Goldspielら,1993,ClinicalPharmacy 12:488-505;WuおよびWu,1991,Biotherapy 3:87-95;Tolstoshev,1993,Ann .Rev.Pharmacol.Toxicol.32:573-596;Mulligan,1993,Science 260:926-93 2;MorganおよびAnderson,1993,Ann.Rev.Biochem.62:191-217;May,1993,T IBTECH 11(5):155-215を参照。当該組換えDNA技術の分野において一般的に知 られている、使用可能な 方法は、Ausubelら(編),1993,Current Protocols in Molecular Biology,J ohn Wiley & Sons,NY;およびKriegler,1990,Gene Transfer and Expression ,A Laboratory Manual,Stockton Press,NY.に記載されている。 好ましい態様では、該治療薬は適切な宿主中でFhitタンパク質またはフラグメ ントまたはそのキメラタンパク質を発現する、発現ベクターの一部分であるFHIT 核酸を含有する。特に、かかる核酸は該FHITをコードする領域に作動可能なよう に連結されたプロモーターを持ち、該プロモーターは誘導可能もしくは構成的で あり、かつ所望により組織特異的である。もう一つの特定の具体例では、FHITコ ード配列および他の任意の所望の配列が、ゲノムの所望の位置での相同組換えを 誘導する領域にはさまれている核酸分子が使用され、かくして該FHIT核酸の染色 体内における発現が供される(KollerおよびSmithies,1989,Proc.Natl.Acad .Sci.USA 86:8932-8935;Zijlstraら,1989,Nature 342:435-438)。 該核酸の患者への送達は、患者が該核酸もしくは核酸保有ベクターに直接曝露 される場合のように直接的なものであってもよいし、もしくは、まずin vitroに おいて該核酸で細胞を形質転換させ、次いで該患者に移植する場合のように間接 なものであってもよい。これら2種類の試みはそれぞれin vivoもしくはex vivo 遺伝子療法として知られている。 具体例では、該核酸はイン・ビボにて直接投与され、コードされた産物を生産 するために発現させる。これは、当該技術分野において公知の多くの方法、例え ば適切な核酸発現ベクターの一部としてそれを構築し、次いで、例えば欠損また は弱毒化したレトロウイルスもしくは他のウイルスベクターを使用して感染させ ることによって、それが細胞内に来るよう投与することにより、(米国特許第4 ,980,286号参照)、もしくは裸のDNAを直接注射することにより、も しくは超微粒子衝撃法(例えば、遺伝子銃;Biolistic,Dupont)の使用により 、もしくは脂質または細胞表面受容体またはトランスフェクション試薬による被 覆、 リポソーム、超微粒子、またはマイクロカプセルへの被包により、もしくは核に 入り込むことが知られているペプチドに結合させてそれを投与することにより、 リガンドに結合させてそれを投与し、受容体により媒介されるエンドサイトーシ スを行わせることなどにより(例えば、WuおよびWu,1987,J.Biol.Chem.262 :4429-4432参照)(これは、該受容体を特異的に発現する標的細胞タイプに対し て使用できる)達成できる。もう一つの具体例では、そのリガンドがエンドソー ムを破砕するための融合誘導ウイルス性ペプチドを含有する、核酸−リガンド複 合体を形成させて、該核酸のリポソーム分解を避けることができる。さらにもう 一つの具体例では、イン・ビボにおいて、特異的な受容体を標的にすることによ り、該核酸を細胞特異的な取り込みおよび発現のための標的とすることができる (例えば、1992年4月16日付けのPCT国際公開WO92/06180( Wuら);1992年12月23日付けのWO92/22635(Wilsonら);1 992年11月26日付けのWO92/20316(Findeisら);1993年 7月22日付けのWO93/14188(Clarkeら);1993年10月14日 付けのWO93/20221(Young)参照)。別法として、相同組換えにより 該核酸を発現のために細胞内に導入し、次いで宿主細胞のDNA内に組み込むこ とができる(Kollerおよび Smithies,1989,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 86:8 932-8935;Zijlstraら,1989,Nature 342:435-438)。 具体例では、該FHIT核酸を含有するウイルスベクターを使用する。例えば、レ トロウイルスベクターを使用できる(Millerら,1993,Meth.Enzymol.217:581- 599)。これらレトロウイルスベクターは、ウイルスゲノムのパッケージングや 宿主細胞DNAへの組込みには必要のないレトロウイルス配列を欠失するように 修飾されて来た。遺伝子療法で使用される該FHIT核酸は、ベクター中でクローン 化され、このことにより遺伝子を患者に送達することが容易となる。レトロウイ ルスベクターに関してのさらなる詳細は、Boesenら,1994,Biotherapy 6:291-3 02に見出 すことができ、それは化学療法に対して幹細胞の耐性をより高めるために、造血 幹細胞へmdr1遺伝子を送達するためのレトロウイルスベクターの使用につい て記載している。遺伝子療法におけるレトロウイルスベクターの使用を示した他 の参照文献としては:Clowesら,1994,J.Clin.Invest.93:644-651;Kiemら ,1994,Blood 83:1467-1473;SalmonsおよびGunzberg,1993,Human Gene Ther apy 4:129-141;GrossmanおよびWilson,1993,Curr.Opin.in Genetics and D evel.3:110-114がある。 アデノウイルスは遺伝子療法に使用可能な、その他のウイルスベクターである 。アデノウイルスは、呼吸器上皮に遺伝子を送達するために特に魅力的な伝達体 である。本来、アデノウイルスは、呼吸器上皮に感染し、そこで軽症の疾病を引 き起こす。アデノウイルスに基づく送達系のためのその他の標的は、肝臓、中枢 神経系、内皮細胞および筋肉である。アデノウイルスは、非分裂細胞に感染でき るという利点を持っている。KozarskyおよびWilson,1993,Current Opinion in Genetics and Development 3:499-503には、アデノウイルスに基づく遺伝子療 法の総論が述べられている。Boutら,1994,Human Gene Therapy 5:3-10におい ては、アカゲザルの呼吸器上皮に遺伝子を導入するためのアデノウイルスベクタ ーの使用が説明されている。遺伝子療法におけるアデノウイルスの使用の他の実 例は、Rosenfeldら,1991,Science 252:431-434;Rosenfeldら,1992,Cell 68 :143-155;およびMastrangeliら,1993,J.Clin.Invest.91:225-234に見出す ことができる。 また、アデノ随伴ウイルス(AAV)も遺伝子療法における使用のために提案 されている(Walshら,1993 Proc.Soc.Exp.Biol.Med.204:289-300)。また 、ヘルペスウイルスも使用できる。 遺伝子療法に対するその他の試みには、エレクトロポレーション、リポフェク ション、リン酸カルシウム媒介トランスフェクション、もしくはウイルス感染の ごとき方法により、組織培養中の細胞に遺伝子を導入 することを含むものである。通常、導入法としては細胞への選択可能なマーカー の導入がある。次いで該細胞は、導入された遺伝子を取り込み、発現している細 胞を単離するための選別にかけられる。次いで、それらの細胞は患者に送達され る。 この具体例では、該核酸は、イン・ビボでの得られた組換え細胞の投与の前に 細胞に導入される。かかる導入は、限定されるものではないが、トランスフェク ション、エレクトロポレーション、マイクロインジェクション、該核酸配列を含 有するウイルスまたはバクテリオファージベクターによる感染、細胞融合、染色 体媒介遺伝子転移法、微小細胞媒介遺伝子転移法、スフェロプラスト融合などを 含む当該技術分野において公知の何れの方法によって行われてもよい。外来遺伝 子を細胞に導入するための多くの技術が当該技術分野において公知であり(例え ば、LoefflerおよびBehr,1993,Meth.Enzymol.217:559-618;Cohenら,1993 ,Meth.Enzymol.217:618-644;Cline,1985,Pharmac.Ther.79:69-92参照) 、受容細胞に必要な発生(development)および生理学的機能が損なわれない限り 、本発明に従って使用し得る。該技術は、該核酸が該細胞によって発現可能であ り、好ましくは遺伝されてその子孫細胞によっても発現可能なように、該核酸の 細胞への安定した導入をもたらすはずである。 得られた組換え細胞は、当該技術分野において公知の種々の方法により患者に 送達することができる。好ましい実施態様では、上皮細胞が注射される(例えば 皮下注射)。もう一つの実施態様では、組換え皮膚細胞を皮膚移植片として患者 に適用してよい。組換え血液細胞(例えば、造血幹細胞もしくは造血先祖細胞) は静脈投与されることが好ましい。使用のために計画される細胞の量は、所望の 作用、患者の病状などに依存し、当業者により決定することができる。 遺伝子療法の目的で核酸を導入することができる細胞は、何れの所望の利用可 能な細胞タイプをも包含し、限定されるものではないが、上皮 細胞、内皮細胞、ケラチノサイト、繊維芽細胞、筋細胞、肝細胞;Tリンパ球、 Bリンパ球、単球、マクロファージ、好中球、好酸球、巨核球、顆粒球のごとき 血液細胞;種々の幹細胞もしくは先祖細胞、特に造血幹細胞もしくは造血先祖細 胞(例えば、骨髄、臍帯血、抹消血液、胎児肝臓などから得られるごとき)を含 む。 好ましい実施態様では、遺伝子療法に使用される細胞は患者の自己細胞である 。 組換え細胞が遺伝子療法に使用される実施態様では、FHIT核酸を細胞に導入し 、該細胞もしくはその子孫細胞によって発現させ、次いで該組み換え細胞を治療 学的効果のためにイン・ビボで投与する。特定の実施態様では、幹細胞もしくは 先祖細胞が使用される。イン・ビトロで単離し、維持できる何れの幹および/も しくは先祖細胞も、本発明のこの実施態様に従って使用することが潜在的に可能 である。かかる幹細胞には、限定されるものではないが、血液幹細(HBC)、 皮膚および消化管の内層細胞のごとき上皮組織の幹細胞、胚の心筋細胞、肝臓幹 細胞(1994年4月25日付けPCT国際公開WO94/08898)および 神経幹細胞(StempleおよびAnderson,1992,Cell,71:973-985)が含まれる。 上皮幹細胞(ESC)もしくはケラチノサイトは、公知の手順(Rheiwald,19 80,Meth.Cell Bio.21A:229)により、皮膚および消化管の上層細胞のごとき 組織から得ることができる。皮膚のごとき層を形成する上皮組織においては、基 底層に最も近い層である、胚細胞層中の幹細胞の有糸分裂により、再生が起こる 。消化管の内層細胞中の幹細胞は、この組織の迅速な再生速度を提供する。患者 もしくは供与者の皮膚または消化管の内層細胞から得られたESCもしくはケラ チノサイトは組織培養で増殖させることができる(Rheinwald,1980,Meth.Cel l Bio.21A:229;PittelkovおよびScott,1986,Mayo Clinic Proc.61:771)。 該ESCがドナーにより提供された場合、宿主対移植片の反応性を抑制する ための方法(例えば、適度な免疫抑制を促進するための照射、薬物もしくは抗体 投与)もまた使用できる。 造血幹細胞(HSC)に関しては、本発明のこの実施態様において、HSCの イン・ビトロにおける単離、増殖および維持を提供する何れの技術でも使用でき る。これが達成され得る技術には、(a)将来の宿主もしくは供与者から単離さ れた骨髄細胞由来のHSC培養物の単離および樹立、もしくは(b)(同種内ま たは異種間であってよい)予め樹立された、長期培養HSCの使用が含まれる。 非自己のHSCは、将来の宿主/患者の移植免疫反応を抑制する方法と併用され ることが好ましい。本発明の実施態様では、ヒト骨髄細胞は後腸骨稜から吸引用 針を用いて得ることができる(例えば、Kodoら,1984 J.Clin.Invest.73:137 7-1384参照)。本発明の好ましい実施態様では、該HSCは高濃度もしくは実質 的に純粋な形態で作製することができる。かかる高濃度は、長期培養の前、長期 培養中もしくはその後に達成されてもよいし、当該技術分野において公知の他の 何れの技術を用いて達成されてもよい。例えば部分的に変更したDexter細 胞培養法(Dexterら,1977,J.CellPhysiol.91:335)、Witlock−Wi tteの培養法(WitlockおよびWitte,1982,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 79: 3608-3612)を用いることにより、骨髄細胞の長期培養を確立および維持するこ とができる。 ある特定の実施態様では、遺伝子療法の目的で導入される該核酸は、作動可能 なようにコーディング領域に連結した誘導性のプロモーターを含み、その結果、 適当な転写誘発剤の存在または不在を制御することにより、該核酸の発現を制御 が可能になる。 Fhitタンパク質もしくはその機能的誘導体をコードする核酸を送達させるため に用いられる別の方法は、第5.8.5節に記載されている。 5.8.5 過剰増殖障害の治療および予防のための優性ネガティブFHIT変異に対 する拮抗 また本発明は、変異型FHIT遺伝子もしくは蛋白質(野生型のFHITまたはFhitで はなく)に特異的に拮抗する(アンタゴニストを投与する)ことにより、患者が 半接合のFHIT変異(おそらく優性ネガティブFHIT変異)を有する過剰増殖障害( 例えば、癌、過増殖性障害)を治療もしくは予防する方法をも提供する。例えば 、本明細書の第5.11.節および第6節に記載された方法により、患者由来のサン プル中の正常型および変異型双方のFHIT DNA(例えば、cDNA)もしくは RNAの存在を観察することによりFHIT変異の半接合が検出できる。 例えば、1つの特定の実施態様では、該変異体型FHIT遺伝子の発現を阻害する が野生型FHIT遺伝子は阻害しない有効量のアンチセンスオリゴヌクレオチドを投 与する。例えば、患者における半接合性FHIT変異が、少なくとも1以上のFHITエ クソンの促なくとも一部分の欠失である場合、該アンチセンスオリゴヌクレオチ ドは、欠失により形成された、変異型FHIT遺伝子に存在するが野生型FHIT遺伝子 には存在しない接合部と相補的にハイブリダイズできる配列を含む得る。かくし て、該アンチセンスオリゴヌクレオチドは、野生型FHIT cDNAにおいては本 来隣接が認められない、2つのエクソン由来の隣接配列と相補性のある配列を含 む。 もう一つの特定の実施態様では、治療的にもしくは予防的に該半接合性Fhit変 異型蛋白質に特異的に拮抗する抗体を使用することができる。例えば、かかる抗 体は、野生型Fhit蛋白質においては本来は隣接しない配列の融合によって形成さ れたFhit欠失変異体のエピトープを特異的に認識することができる。治療の目的 で、Fhit変異型蛋白質を、野生型Fhit蛋白質ではなくFhit変異型蛋白質の活性を 中和する抗−Fhit抗体を作製するための免疫原として使用することができる。従 って、本発明は、治療上有効量の、異常性FHIT遺伝子または蛋白質に特異的な抗 −Fhit抗体を、FHIT異常に関連する病状に苦しむ哺乳類に投与することを夫君で なる、FHIT異常に関連する病状に苦しむ哺乳類において、FHIT異常に関連する病 状を治療する方法を提供する。 もう一つの特定の実施態様では、特にそのような変異が優性ネガティブなもの であると考えられている場合、該変異体を“ノックアウト”する(作用を阻害す る)目的で、患者の変異型FHIT遺伝子との相同組換えを特異的に促進するように 、FHIT配列に隣接する非−FHIT配列から成る組換え核酸を患者に導入する。 アンチセンスオリゴヌクレオチドについては、以下にさらに詳細に記載されて いる。 5.8.5.1.変異型FHIT遺伝子発現のアンチセンス調節 特定の実施態様では、FHITアンチセンス核酸の使用により、FhitもしくはFHIT の変異型の機能が特異的に阻害される。本発明は、変異型Fhitをコードする遺伝 子またはcDNAに対してアンチセンスである、少なくとも6ヌクレオチドの核 酸の治療的もしくは予防的使用を提供する。本明細書で使用されるFHIT「アンチ センス」核酸とは、(ポリA尾部のごとき非特異的配列に対するもの以外)いく つかの配列の相補性により、FHIT RNA(好ましくはmRNA)もしくはその 変異形態の一部とハイブリダイズできる核酸をいう。該アンチセンス核酸はFHIT mRNAのコーディングおよび/または非コーディング領域に対して相補的で あってよい。かかるアンチセンス核酸は、優性ネガティブ変異型Fhit機能を阻害 する治療薬として有用性を有し、前記第5.8.節およびそのサブセクションに記載 したような障害の治療もしくは予防に使用できる。 本発明のアンチセンス核酸は、二本鎖もしくは一本鎖の、RNAまたはDNA またはそれらの修飾体もしくは誘導体であるオリゴヌクレオチドであってよく、 それは細胞に直接投与されてもよいし、または導入された外来配列の転写により 細胞内で産生されてもよい。 さらに本発明は、第5.10節に記載されたごとく、製剤学上許容しうる担体中に 本発明のFHITアンチセンス核酸の有効量を含む医薬組成物を提 供する。 もう一つの実施態様では、本発明は、本発明のFHITアンチセンス核酸を含む組 成物を有効量にて該細胞に与えることを含んでなる、原核生物もしくは真核生物 細胞におけるFHIT変異型核酸配列の発現を特異的に阻害する方法に関する。 該FHITアンチセンス核酸は少なくとも6個のヌクレオチド、好ましくはオリゴ ヌクレオチドを含む(6〜約50個の範囲のオリゴヌクレオチド)。具体的態様にお いて、該オリゴヌクレオチドは少なくとも10個のヌクレオチド、少なくとも15個 のヌクレオチド、もしくは少なくとも100個のヌクレオチド、少なくとも200個の ヌクレオチドである。該オリゴヌクレオチドは、DNAまたはRNA、もしくは それらのキメラ混合物、、誘導体または修飾体であってよく、一本鎖もしくは二 本鎖であってもよい。該オリゴヌクレオチドは塩基部分、糖部分、もしくはリン 酸骨格で修飾することができる。該オリゴヌクレオチドはペプチド、もしくは細 胞膜を通過する輸送を容易にする試薬(例えば、Letsingerら,1989,Proc.Natl .Acad.Sci.U.S.A.86:6553-6556;Lemaitreら,1987,Proc.Natl.Acad.Sci .84:648-652;1988年12月15日公開のPCT国際公開第WO88/09810参照)もしく は血液−脳関門の輸送を容易にする試薬(例えば、1988年4月25日公開のPCT 国際公開第WO89/10134号参照)、もしくはハイブリダイゼーション−トリガー切 断剤(例えば、Krolら,1988,BioTechniques 6:958-976参照)、もしくは挿入 試薬(例えば、Zon,1988,Pharm.Res.5:539-549参照)のごとき他の付加物質 群を含んでもよい。 本発明の好ましい態様では、FHITアンチセンスオリゴヌクレオチドが提供され 、好ましくは一本鎖DNAが提供される。最も好ましい態様では、かかるオリゴ ヌクレオチドは、FHIT遺伝子欠失変異体における、最も好ましくはヒトFHIT遺伝 子突然変異体における通常は隣接しない2つの配列の接合部に対してアンチセン スな配列を含有する。該オリゴヌクレオチドは当該技術分野で一般的に公知の置 換基によりその構造上の何 れの位置で修飾されてもよい。 該FHITアンチセンスオリゴヌクレオチドは、限定されるものではないが、5− フルオロウラシル、5−ブロモウラシル、5−クロロウラシル、5−ヨードウラ シル、ヒポキサンチン、キサンチン、4−アセチルシトシン、5−(カルボキシ ヒドロキシメチル)ウラシル、5−カルボキシメチルアミノメチル−2−チオウ リジン、5−カルボキシメチルアミノメチルウラシル、ジヒドロウラシル、β− D−ガラクトシルキューオシン、イノシン、N6−イソペンテニルアデニン、1 −メチルグアニン、1−メチルイノシン、2,2−ジメチルグアニン、2−メチ ルアデニン、2−メチルグアニン、3−メチルシトシン、5−メチルシトシン、 N6−アデニン、7−メチルグアニン、5−メチルアミノメチルウラシル、5− メトキシアミノメチル−2−チオウラシル、β−D−マンノシルキューオシン、 5’−メトキシカルボキシメチルウラシル、5−メトキシウラシル、2−メチル チオ−N6−イソペンテニルアデニン、ウラシル−5−オキシ酢酸(V)、ワイ ブトキソシン、プソイドウラシル、キューオシン、2−チオシトシン、5−メチ ル−2−チオウラシル、2−チオウラシル、4−チオウラシル、5−メチルウラ シル、ウラシル−5−オキシ酢酸メチルエステル、ウラシル−5−オキシ酢酸( V)、5−メチル−2−チオウラシル、3−(3−アミノ−3−N−2−カルボ キシプロピル)ウラシル、(acp3)Wおよび2,6−ジアミノプリンよりな る群から選択される少なくとも1つの修飾塩基部分を含んでよい。 もう一つの実施態様では、該オリゴヌクレオチドは、限定されるものではない が、アラビノース、2−フルオロアラビノース、キシルロースおよびヘキソース を含む群から選択される少なくとも1つの修飾糖部分を含む。 さらにもう一つの実施態様では、該オリゴヌクレオチドは、ホスホロチオエー ト、ホスホロジチオエート、ホスホルアミドチオエート、ホスホルアミデート、 ホスホルジアミデート、メチルホスホネート、アルキ ルホスホトリエステルおよびホルムアセタールまたはその類似体よりなる群から 選択される少なくとも1つの修飾ホスフェート骨格を含む。 さらにもう一つの実施態様では、該オリゴヌクレオチドはα−アノマーオリゴ ヌクレオチドである。α−アノマーオリゴヌクレオチドは、そこで通常のβ−ユ ニットに反してその鎖が互いに平行に走る、相補的RNAと特異的2本鎖ハイブ リッドを形成する(Gautierら,1987,Nucl.Acids Res.15:6625-6641)。 該オリゴヌクレオチドは別の分子、例えば、ペプチド、ハイブリダイゼーショ ントリガー架橋因子、輸送因子、ハイブリダイゼーション−トリガー切断因子な どに結合させてもよい。 本発明のオリゴヌクレオチドは当該技術分野において公知の標準的方法により 、例えば、(Biosearch,Applied Biosystemsなどから商業的に入手できるごと き)自動DNA合成機の使用により合成してもよい。これらには、例えば固相ホ スホルアミダイト化学合成のごとき当該技術分野で周知のオリゴデオキシリボヌ クレオチドを化学的に合成するための技術が含まれる。例としては、ホスホロチ オエートオリゴヌクレオチドはSteinら(1988,Nucl.Acids Res.16:3209)の方 法により合成してよく、メチルホスホネートオリゴヌクレオチドは制御細孔ガラ スポリマー支持体の使用により調製することができる(Sarinら,1988,Proc.N atl.Acad.Sci.U.S.A.85:7448-7451)など。別法として、RNA分子を、アン チセンスRNA分子をコードするDNA配列のイン・ビトロおよびイン・ビボ転 写により作製してよい。かかるDNA配列を、T7またはSP6ポリメラーゼプ ロモーターのごとき適切なRNAポリメラーゼプロモーター組み込んだ多種多様 なベクターに組み込んでもよい。別法として、使用されるプロモーターに応じて 構成的にまたは誘導可能なようにアンチセンスRNAを合成するアンチセンスc DNA構築体を細胞系へ安定に導入することもできる。 具体例では、該FHITアンチセンスオリゴヌクレオチドは触媒性RNA、 すなわちリボザイムを含む(例えば、1990年10月4日公表のPCT国際特許WO90 /11364;Sarverら,1990,Science 247:1222-1225参照)。リボザイムとは、R NAの特異的切断を触媒する能力を持つ酵素的RNA分子である。リボザイムの 作用機構は、相補的標的RNAに対するリボザイム分子の配列特異的ハイブリダ イゼーション、それに続くエンドヌクレオチド分解切断を含む。変異型FHIT R NA配列のエンドヌクレオチド分解切断を特異的かつ効果的に触媒する、工学的 に作製されたハンマーヘッドモチーフリボザイム分子は本発明の範囲内である。 任意の可能性あるRNA標的内の特異的リボザイム切断部位も、GUA、GU UおよびGUCの配列を含むリボザイム切断部位に対する標的分子をスキャンす ることにより最初に同定される。一旦同定されれば、該切断部位を含有する標的 遺伝子の領域に相当する15〜20個のリボヌクレオチドの間の短いRNA配列を、 該オリゴヌクレオチド配列を不適切なものにする可能性がある二次構造のごとき 推定される構造特性に関して評価してよい。また、リボヌクレアーゼ保護アッセ イを用いて相補的オリゴヌクレオチドとのハイブリダイゼーションの受け易さを 試験することにより、候補となる標的の適合性を評価してもよい。 もう一つの実施態様では、該オリゴヌクレオチドは2’−O−メチルリボヌク レオチド(Inoueら,1987,Nucl.Acids Res.15:6131-6148)、またはキメラRN A−DNA類似体(Inoueら,1987,FEBS Lett.215:327-330)である。 別の実施態様では、本発明のFHITアンチセンス核酸は外来配列からの転写によ り細胞内で産生される。例えば、ベクターをイン・ビボにて導入して、それを細 胞に取り込ませ、その細胞内で該ベクターまたはその一部を転写させ、本発明の アンチセンス核酸(RNA)を産生させることができる。かかるベクターは該FH ITアンチセンス核酸をコードする配列を含むであろう。かかるベクターはエピソ ームに留まるか、または染色体に組み込まれ、それが転写可能な限り所望のアン チセンスRNAを 産生する。かかるベクターは当該技術分野で標準的な組換えDNA技術により構 築することができる。ベクターはプラスミド、ウイルスまたは哺乳類細胞での複 製および発現のために用いられる当該技術分野において公知の他のものであって よい。該FHITアンチセンスRNAをコードする配列の発現は、哺乳類細胞、好ま しくはヒト細胞で働く当該技術分野において公知の何れのプロモーターによるも のでもよい。かかるプロモーターは誘導可能または構成的であり得る。かかるプ ロモーターとしては、限定されるものではないが、SV40初期プロモーター領 域(BernoistおよびChambon,1981,Nature 290:304-310)、ラウス肉腫ウイルス の3’長末端反復配列中に含まれるプロモーター(Yamamotoら,1980,Cell 22:7 87-797)、ヘルペスチミジンキナーゼプロモーター(Wagnerら,1981,Proc.Natl .Acad.Sci.U.S.A.78:1441-1445)、メタロチオネイン遺伝子の調節配列(Brin sterら,1982,Nature 296:39-42)などがある。 本発明のアンチセンス核酸はFHIT遺伝子、好ましくはヒト変異型FHIT遺伝子の RNA転写物の少なくとも一部に対して相補的な配列を含む。しかしながら、絶 対的な相補性は好ましいけれども必要ではない。本明細書でいう「RNAの少な くとも一部に対して相補的な」配列とは、該RNAとハイブリダイズして安定し た二重らせんを形成できるに十分な相補性を有する配列を意味する:かくして二 重らせんFHITアンチセンス核酸の場合には、該二重らせんDNAの一本鎖を試験 してよく、もしくは三重らせん形成をアッセイしてもよい。ハイブリダイズ能力 は相補性の程度およびそのアンチセンス核酸の長さの双方に依存する。一般的に 、ハイブリダイズする核酸が長いほど、より多くの塩基がFHIT RNAと誤対合 し、それは安定した二重らせん(また、あり得る場合として三重らせん)を含み 、また依然としてそれを形成する。当業者ならばハイブリダイズした複合体の融 点を求めるための標準的な手順の使用により誤対合の許容程度を確認することが できる。 該FHITアンチセンス核酸を用いて変異型FHIT RNAを発現すること が示された細胞種の悪性腫瘍または過増殖性障害を治療(もしくは予防)するこ とができる。かかる発現について試験可能な悪性腫瘍、新形成および前−新形成 細胞としては、限定されるものではないが、前掲の第5.8.節で記載したものが含 まれる。好ましい具体例では、一本鎖DNAアンチセンスFHITオリゴヌクレオチ ドが用いられる。 FHIT RNAを発現する悪性(特に、腫瘍)細胞種は、当該技術分野において 公知の種々の方法によって同定することができる。かかる方法には、限定される ものではないが、FHIT−特異的核酸とのハイブリダイゼーション(例えば、ノー ザンハイブリダイゼーション、ドットブロットハイブリダイゼーション、in sit uハイブリダイゼーションによる)、該細胞種由来のRNAのイン・ビトロでのF hit蛋白質へと翻訳される能力を観察することなどが含まれる(第5.11.節の診断 ついて記載したアッセイを参照)。好ましい態様において、患者からの初代腫瘍 組織は、治療の前に、FHIT発現についてアッセイできる。 医薬上許容される担体中に有効量のFHITアンチセンス核酸を含有する本発明の 医薬組成物を、そのアンチセンス核酸により特異的に拮抗される変異型FHIT R NAを発現するタイプである悪性腫瘍を有する患者に投与することができる。 特定の病状または症状の治療に有効であろうFHITアンチセンス核酸の量は該病 状または症状の性質に依存すると考えられ、標準的な臨床技術により決定できる 。可能であれば、イン・ビトロにて、次いでヒトにおける試験および使用に先立 ち通常の動物モデル系にて、治療される腫瘍種のアンチセンス細胞毒性を測定し ておくことが望ましい。 特定の実施態様では、FHITアンチセンス核酸を含む医薬組成物をリポソーム、 微粒子またはマイクロカプセルを介して投与する。本発明の種々の実施態様では 、かかる組成物を使用してFHITアンチセンス核酸の徐を達成することが有用であ ると考えられる。ある特定の実施形態では、特異的に認識できる腫瘍抗原に対す る抗体により標的化されたリポソーム を利用することが望ましいと考えられる(Leonettiら,1990,Proc.Natl.Acad .Sci.USA 87:2448-2451; Renneisenら,1990,J.Biol.Chem.265:16337-1634 2)。 本発明の特定の実施態様では、アンチセンスFHITオリゴヌクレオチドまたは患 者に存在する変異型FHIT遺伝子または特異的に拮抗する抗−Fhit抗体をFHIT遺伝 子療法(野生型Fhit機能の投与)または機能的Fhit蛋白質またはアゴニスト)と 併用して患者に投与することができる。 5.9.治療または予防の有用性の実証 本発明のFHITポリヌクレオチド、FHIT蛋白質産物、それらの誘導体および類似 体、およびそれらに対する抗体、およびアンチセンス核酸を、所望の治療および 予防活性に関して、イン・ビボで試験することができる。例えば、かかる化合物 をヒトで試験する前に、限定されるものではないが、ラット、マウス、ニワトリ 、ウシ、サル、ウサギなどを含む適切な動物モデル系で試験することができる。 イン・ビボでの試験の場合、ヒトへの投与に先立ち、当該技術分野において公知 の何れの動物モデル系でも用いることができる。 5.10.治療/予防方法および組成物 本発明は、有効量の治療薬、すなわち本発明のFHIT核酸、FHIT蛋白質 、それらの誘導体または類似体、またはそれらに対する抗体を被検者に投与する ことによる治療および予防する方法を提供する。好ましい態様では、該治療薬は 、実質的に精製されている。該被験者は、好ましくは動物であり、限定されるも のではないが、ウシ、ブタ、ニワトリなどのごとき動物が含まれ、好ましくは哺 乳類であり、最も好ましくはヒトである。該被験者は、胎児、子供、または成人 であり得る。 具体例では、該被験者はヒトでない哺乳類である。 その治療薬が核酸を含む場合に使用できる処方および投与法は、前記の第5.8 .4節および第5.8.5.1節に記載されている。さらなる適切な処方および 投与経路は、本明細書の下記に記載されるものの中から選択できる。 種々の送達系が公知であり、例えば、リポソーム、超微粒子、マイクロカプセ ルへの被包、組換え細胞による発現、レセプター媒介エンドサイトーシス(例え ば、WuおよびWu,1987,J.Biol.Chem.262:4429-4432参照)、レトロウィルスま たは他のベクターなどの一部としての治療用核酸の構築が本発明の治療薬の投与 に使用できる。導入方法としては、限定されるものではないが、皮膚内、筋肉内 、腹膜内、静脈内、皮下、鼻腔内、および経口経路が挙げられる。化合物は何れ の都合のよい経路によって、例えば、点滴またはボーラス注射によって、上皮ま たは粘膜皮膚内層(例えば、経口粘膜、直腸および腸の粘膜など)からの吸収に よって投与されてよく、他の生物学的に活性のある薬剤とともに投与してもよい 。投与は、全身または局所であってよい。さらに、脳室内および鞘内注射を含む 、任意の適切な経路により、本発明の医薬組成物を中枢神経系へ導入することが 望ましく、脳室内注射は、例えばオマヤレザバーのごときレザバーに取り付けた 脳室内カテーテルによって補助され得る。 具体例では、本発明の医薬組成物を局所的に、治療を必要とする領域へ投与す ることが望ましく、これは、例えば、限定されるものではないが、手術中の局部 点滴によって、例えば手術後の傷の手当てに関連する局所外用薬によって、注射 によって、カテーテルによって、坐剤によって、または移植によって達成されて よい。該移植は、シアラスチック(sialastic)膜のごとき膜または繊維を含む、 多孔性、非多孔性、またはゼラチン状物質からなる。一つの具体例では、投与は 、悪性腫瘍または新形成もしくは前−新形成組織のその部位(または前者の部位 )への直接の注射によってもよい。 具体例では、治療薬が蛋白質をコードする核酸治療薬である場合に、該核酸は 適切な核酸発現ベクターの一部としてそれを構築し、それが細胞内に来るように 例えばレトロウイルスベクター(米国特許第4,980,286号参照)、また は直接注射によって、または微粒子衝撃(例えば遺伝子銃、Biolistic,Dupont )、または脂質もしくは細胞表面受容体もしくはトランスフェクション剤での被 覆の使用によりそれを投与することによって、あるいは核に入ることが公知であ るホメオボックス様ペプチドと結合してそれを投与することによって(例えば、 Joliotら、1991,Proc.Natl.Acad.Sci.USA-88:1864-1868など参照)、イ ン・ビボにて投与してそれらがコードする蛋白質の発現を促進することができる 。別法として、核酸治療薬を細胞内に導入し、相同組換えによって、発現のため の宿主細胞DNA内に組み込むことができる。 また本発明は、医薬組成物を提供する。かかる組成物は治療上有効量の治療薬 、および医薬上許容される担体および賦形剤を含む。かかる担体としては、限定 されるものではないが、生理食塩水、緩衝生理食塩水、デキストロース、水、グ リセロール、エタノール、およびそれらの組み合わせが挙げられる。該担体およ び組成物は滅菌可能である。処方は、投与形態に適合させるべきである。 該組成物はまた、所望により、少量の浸潤剤もしくは乳化剤、または pH緩衝剤を含み得る。該組成物は液剤、懸濁剤、乳剤、錠剤、丸剤、カプセル 剤、徐放製剤、または散剤であってよい。該組成物は従来の結合剤およびトリグ リセリドのごとき担体と共に坐剤として処方することができる。経口処方には、 医薬級のマンニトール、ラクトース、でん粉、ステアリン酸マグネシウム、サッ カリンナトリウム、セルロース、炭酸マグネシウムなどのごとき標準的な担体を 含んでよい。 好ましい具体例では、該組成物は、ヒトへの静脈内投与に適合させた医薬組成 物として慣例法によって処方される。典型的には、静脈内投与用の組成物は滅菌 した等張緩衝溶液である。必要であれば、該組成物はまた、可溶化剤および注射 の部位の痛みを和らげるためのリグノカインのごとき局所麻酔剤を含んでもよい 。一般に、該成分は別々にかまたは単位投与形で、例えば、有効剤の量を示すア ンプルまたはカプセルのごとき密封容器中の凍結乾燥散剤または水を含まない濃 縮物として、共に混合されるかの何れかで供給される。該組成物を点滴として投 与する場合には、それは、滅菌した医薬級の水または生理食塩水を含む点滴瓶で 調剤される得る。該組成物を注射により投与する場合には、投与に先立ち成分を 混合するために、注射用滅菌水または生理食塩水のアンプルが提供できる。 本発明の治療薬は中性または塩の形態として処方され得る。医薬上許容される 塩としては、塩酸、リン酸、酢酸、シュウ酸、酒石酸などから誘導されたものの ごとき遊離アミノ基を用いて形成されたもの、およびナトリウム、カリウム、ア ンモニウム、カルシウム、水酸化第二鉄、イソプロピルアミン、トリエチルアミ ン、2−エチルアミノエタノール、ヒスチジン、プロカインなどから誘導された もののごとき遊離カルボキシル基を用いて形成されたものが挙げられる。 特定の障害または症状の治療に有効である本発明の治療薬の量は、該障害また は症状の性質に依存し、標準的な臨床技術によって決定することができる。さら に、イン・ビトロでのアッセイが、最適な投与量範囲 の同定を助けるために所望により使用されてよい。また、処方に用いられる正確 な投与量は、投与経路および疾病または障害の重篤度に依存するであろうし、開 業医の診断および各患者の状況に従って決定されるべきである。しかしながら、 静脈内投与のための適切な投与量範囲は、一般に、体重1キログラム当たり有効 化合物が約20−500マイクログラムである。鼻腔内投与のための適切な投与 量範囲は、一般に、約0.01pg/kg体重ないし1mg/kg体重である。 イン・ビトロまたは動物モデル試験系から誘導した投与量−反応曲線から、有効 量を外挿すればよい。 一般に坐剤は0.5重量%ないし10重量%の範囲で有効成分を含み、経口処 方は、好ましくは10%ないし95%の有効成分を含む。 また本発明は、本発明の医薬組成物の1以上の成分で満たした1以上の容器か らなる医薬パックまたはキットを提供する。所望により、かかる容器に付随して 、医薬または生物学的生成物の製造、使用または販売を取り締まる政府機関によ って規定された形態での通告が可能であり、その通告はヒトへの投与のための製 造、使用または販売の代理店による承認を反映させている。 5.11.診断上の使用 FHITポリヌクレオチドおよびそれに対して相補性のある核酸、そのFhi t蛋白質生成物、その断片、およびそれに対する抗体が、細胞の過剰増殖に関与 する障害、並びに染色体の転座および逆位またはFHIT遺伝子に関連した分子 の異常、および/または野生型FHIT RNAまたは蛋白質の発現の低下に関 連する他の障害を診断する目的で用いることができる。 またかかる分子は、種々の症状、疾病、および変異型FHIT転写物の発現に 関連する障害を検出し、予測し、診断し、または監視し、あるいはそれらの処置 を監視するために、イムノアッセイのごとき診断アッセイに用いることができる 。従って、具体例では、(実験的に決定した ごとき、またはかかるサンプルの標準レベルとして公知であるごとき、患者から または他の人からの)類似の病気でないサンプル中でのFHIT発現に関する患 者サンプルにおいて、組織中の癌または前悪性変化、または過増殖または良性の 増殖異常障害を、1以上の変異型FHIT転写物の存在を、単独でまたは野生型 FHIT転写物の発現における低下と組み合わせて検出することにより診断する 。診断目的では、FHITポリヌクレオチドを、病状における変異型FHIT遺 伝子発現の検出に用いてよい。 被験者または患者は、動物、例えば哺乳類であり、好ましくはヒトであり、胎 児、子供、または成人であってよい。 後記に例示するごとくに、FHIT遺伝子配列は癌に関連しており、特にFH IT遺伝子内の転座および欠失に関連している。具体例では、野生型Fhit蛋 白質、野生型FHIT RNA、またはFhit機能活性の減少レベルを検出す ることによって、またはFhitの発現または活性の低下または優勢ネガティブ 効果を引き起こす、FHIT RNA、DNA、cDNA、または蛋白質(例え ば、FHIT核酸中の転座または欠失、FHIT遺伝子または蛋白質中の切断、 野生型Fhitに関するヌクレオチドまたはアミノ酸配列における変化)におけ る突然変異を検出することにより、細胞の過剰増殖に関与する疾病および障害を 診断することが可能であり、またはそれらの疑わしい存在をスクリーニングする ことが可能であり、またはかかる障害が現れる素質を検出することが可能である 。かかる疾病および障害としては、限定されるものではないが、第5.8節およ びその次の節に記載されたものが含まれる。例によって、Fhit蛋白質のレベ ルをイムノアッセイによって検出し、FHIT RNAのレベルをハイブリダイ ゼーションアッセイ(例えば、ノーザンブロット、ドットブロット)またはRT −PCRによって検出し、FHIT核酸中の転座、欠失、および点突然変異を、 患者から得たFHITゲノムDNAまたはcDNAの配列を決定する、FHIT 遺伝子の 少なくともほとんどに及ぶ断片を生じさせることが好ましいプライマーを用いる サザンブロッティング、RFLP分析、cDNAのPCRによって検出すること ができる。 好ましい具体例では、患者のサンプル中のFHIT mRNA(またはcDN A)または蛋白質のレベルを検出または測定、あるいは大きさおよび/または配 列により分析し、そこで被験者が異常なレベル、大きさまたは配列を被験者が持 っている、もしくは悪性または過増殖性障害が現れる素質を持っていることを示 す。そこでのレベルの低下は、身体の一部由来のまたは事情次第で悪性または過 増殖性障害を持たない被験者由来の類似サンプル中に存在するレベルに対する相 対的なものである。 FHIT遺伝子配列は、染色体または分子の異常性、例えばFHIT遺伝子を 含む転座、逆位および欠失の結果生じる病状の検出のために診断として用いられ てよい。少なくとも8個のヌクレオチド、少なくとも15個のヌクレオチド、少 なくとも25個のヌクレオチド、少なくとも50個のヌクレオチド、少なくとも 100個のヌクレオチド、少なくとも200個のヌクレオチド、少なくとも30 0個のヌクレオチド、および好ましくは500個より少ないヌクレオチドのFH ITヌクレオチド配列、および第5.1節に記載されている核酸を含む核酸が、 FHIT遺伝子配列の検出および測定のためのハイブリダイゼーションアッセイ においてプローブとして用いられ得る。FHIT遺伝子、cDNA、または相補 鎖にハイブリダイズ可能である、5キロベース以下の、10キロベース以下の、 25キロベース以下の、50キロベース以下の、または70キロベース以下の核 酸は、FHITヌクレオチド配列の検出および測定のためのハイブリダイゼーシ ョンアッセイにおいてプローブとして用いることができる。例として、FHIT DNA配列を、ハイブリダイゼーションアッセイ、例えば、FHIT発現の異常 性を診断するために患者のサンプルについてのin situハイブリダイゼー ションアッセイを含むサザンまたはノーザン分析に用いることができる。ハイブ リダイゼーションアッセイは、前記したごとくにFHIT発現および/または活 性における異常な変化に関連する悪性腫瘍を検出、予測、診断、または監視する ために用いることができる。特に、かかるハイブリダイゼーションアッセイは、 ハイブリダイゼーションが起こり得るような条件下で、核酸を含むサンプルをF HIT DNA(例えば、cDNA)またはRNAとハイブリダイズすることが 可能な核酸プローブと接触させ、次いで結果起こる何れのハイブリダイゼーショ ンをも検出または測定することを特徴とする方法によって行われる。特に、ハイ ブリダイゼーションアッセイは、患者のサンプル由来のmRNAまたはcDNA をFHITプローブにハイブリダイズさせ、次いで結果生じたハイブリダイズし た核酸の大きさおよび/または配列を分析することにより、変異型FHIT m RNAの発現に関連する異常性の存在を検出するのに用いることができる。例え ば、用いることのできるアッセイとしては、限定されるものではないが、ノーザ ンブロット、ドットブロットなどが挙げられる。特定のハイブリダイゼーション アッセイには、図2Aに示される全長cDNA配列までの少なくとも15個のヌ クレオチドを有するFHIT遺伝子プローブを用いた、患者のサンプルのノーザ ンブロット分析がある。他のハイブリダイゼーションアッセイとしては、抗−F HIT抗体またはFHITヌクレオチドハイブリダイゼーションプローブを用い た、患者のサンプルのin situハイブリダイゼーション分析がある。かか る技術は当該技術分野においては周知であり、事実多くの市販されている診断キ ットの基礎となっている。 具体例では、癌または他の細胞過剰増殖の障害(例えば、前記第5.8.1− 5.8.3節において記載されているもの)を、患者から誘導したサンプル中の FHIT遺伝子またはその生成RNAにおける変異を検出することによって、診 断または予測する。該変異は、転座、欠失、挿入または置換/点突然変異であり 得る。好ましい具体例では、該変異とは少なくとも1つのコーディングエキソン (すなわち、エキソン5、 6、7、8または9)、好ましくはエキソン5またはエキソン8の全てまたは一 部の欠失である。好ましい具体例では、該欠失は同型接合性欠失である。もう一 つの具体例では、該突然変異は患者のFHIT RNAにおいて、エキソン8の 上流のフレームシフトを引き起こすか、またはそうでなければエキソン8の野生 型オープンリーディングフレーム(ORF)の欠失を引き起こす突然変異である 。 他の具体例では、該突然変異はFHIT RNAまたはcDNAにおけるエキ ソン7配列へのエキソン3配列の融合の結果であるFHITエキソン4−6の欠 失であるか、または該突然変異はFHIT RNAまたはcDNAにおけるエキ ソン9配列へのエキソン3配列の融合の結果であるFHITエキソン4−8の欠 失である。 もう1つの具体例では、検出される突然変異はFHIT遺伝子のコーディング 領域への挿入またはエキソン4の下流での挿入、またはエキソン4と5との間の 5’非コーディング領域内での挿入である。具体例では、FHIT遺伝子コーデ ィング配列における突然変異は、被験者由来の異常な大きさのFHIT cDN AまたはmRNA(すなわち、FHIT RNAまたはcDNAは、(FHIT 突然変異、例えば、約1.1kb転写物と関連する癌を有していないまたは前処 置されていない正常な個体中に存在するまたは存在することが期待される)野生 型FHITRNAとは異なる大きさを有する)を検出することによって検出され る。 もう1つの具体例では、診断または予測は被験者由来の異常な大きさのFHI T cDNAまたはmRNA、並びに被験者中の1つのFHIT対立遺伝子の欠 失を検出することによって行われる。 プライマー依存性核酸増幅法におけるプライマーとして有用である、少なくと も8ないし25個のヌクレオチドからなるFHITのポリヌクレオチド配列は、 患者のサンプル中の変異型FHITゲノムまたはRNA配列の検出に用いてよい 。本発明において有用なプライマー依存性核酸増幅法には、限定されるものでは ないが、ポリメラーゼ連鎖反応(P CR)、競合PCR、環状プローブ反応、およびリガーゼ連鎖反応が含まれる。 かかる技術は、当業者にとっては周知である。本発明の好ましい核酸増幅法は、 逆転写酵素PCR(RT−PCR)(Siebertら、1992,Nature 359:557-558)であ る。 本発明の特定の具体例では、プライマー依存性核酸増幅法に用いるための一対 のプライマーの各プライマーを、ゲノムFHITヌクレオチド配列の異なるエキ ソンから選択する。例えば、一対のプライマーの一方のプライマーをFHITゲ ノム配列のエキソン1から選択する場合には、第二のプライマーはFHITゲノ ム配列のエキソン2、3、4、5、6、7、8、9または10から選択されよう 。もう1つの例としては、一対のプライマーの一方のプライマーをFHITゲノ ム配列のエキソン2から選択する場合には、第二のプライマーはFHITゲノム 配列のエキソン1、3、4、5、6、7、8、9または10から選択される。得 られた増幅ゲノムヌクレオチド配列は、増幅したイントロン配列を含み、かつ、 増幅したイントロン配列を含まない増幅cDNAヌクレオチド配列よりも大きい 。同様に、欠失突然変異を有する増幅cDNA配列は、結果として生じる増幅配 列の大きさの違いによって増幅した野生型配列と区別することができる(該欠失 突然変異体はより短い増幅断片を生じる)。cDNAヌクレオチド配列の増幅に 関しては、該プライマー配列は、検出可能な増幅ヌクレオチド配列を提供するた めに十分に遠く離れたエキソン配列から選択されるべきである。 具体例では、癌または他の細胞増殖の障害またはそれらに対する疾患素質は、 以下のようなFHIT遺伝子内の突然変異を検出することによって、被験者にお いて検出または診断される:患者の組織または細胞のRNAを含むサンプルを得 、該RNAを当該技術分野において一般に知られている方法によってcDNAに 逆転写させ、好ましくはこの工程に続いてcDNA内のFHITコーディング配 列からなる断片を増幅させ、増幅した断片内のFHITコーディング配列内の1 以上の突然変異を検 出する。該増幅は、当該技術分野において公知の何れの適切な方法によるもので あってもよく、好ましくはポリメラーゼ連鎖反応(PCR)によって行われる。 RT−PCRは、ゲノム中のFHIT遺伝子のサイズが大きい(>500kb) ために好ましく、それはゲノムサンプル由来のほとんどのFHITエキソンを含 む単断片を増幅できなくする一方で、かかる断片の増幅はcDNAサンプルから 容易に達成される。PCRに用いるためのプライマーは、互いに向かうポリメラ ーゼによって合成を誘導する上流および下流プライマーであり、好ましくは8− 35個のヌクレオチドの範囲であり、好ましくはFHIT mRNA中の10− 2,000個のヌクレオチドの範囲で分断されている。好ましい具体例では、各 々のプライマーはFHIT遺伝子のエキソンの中にまたはFHIT遺伝子のエキ ソン(に対して5’または3’)に隣接する200個のヌクレオチドの中に含ま れたハイブリダイズ可能な配列を含む。具体例では、第一プライマーは(好まし くはそれに対してエキソン4または5’の配列を含む)エキソン5に対して5’ でハイブリダイズし、第二プライマーは(野生型FHIT cDNA由来の増幅 断片がエキソン5を含むように)エキソン5と6との間のイントロンに対して他 の鎖5’でハイブリダイズする。もう一つの具体例では、第二のプライマーは、 エキソン6に対する他の鎖5’でハイブリダイズする。他の具体例では、第一お よび第二プライマーはそれぞれ、エキソン4の3’末端に対する反対鎖5’およ びエキソン8に対する5’;エキソン4の3’末端に対する5’およびエキソン 9に対する5’;およびエキソン1に対する5’およびエキソン10に対する5 ’でハイブリダイズし、その結果増幅された断片は、それらがcDNA中に存在 するべきハイブリダイズするプライマー間に通常存在するエキソン配列を含むで あろう。かくして、例えば、前記した例において、PCRプライマー対はそれぞ れ、FHITエキソン5、エキソン5に加えてエキソン6、エキソン4およびエ キソン8の3’末端の間の配列、エキソン4およびエキソン9の3’末端の間の 配列、 およびエキソン1ないし10を含む野生型FHIT cDNAの断片を増幅する のに適応させる。cDNA中に1以上の突然変異が存在することを、(野生型F HIT転写物によって産生されたそれらの断片と比較して)異常な大きさの(好 ましくは増幅した)断片を検出することによって、例えば、アガロースゲル電気 泳動またはカラムクロマトグラフィーによるごときサイズ分離にcDNAをかけ ることによって検出することができる。好ましい具体例では、cDNA中に1以 上の突然変異が存在することを、cDNAの、またはさらに好ましくは、cDN Aから増幅して単離した断片の配列決定によって検出する。該増幅断片を、当該 技術分野において公知の方法、例えば、アガロースゲル電気泳動およびゲルバン ドおよび/またはカラムクロマトグラフィーからの回収によって単離することが できる。かかる配列決定は、当該技術分野において一般的に知られている標準法 によって行うことができ、自動であっても手動であってもよい。 さらなる具体例では、患者由来のFHIT遺伝子またはmRNA中の突然変異 を、当該技術分野において一般的に知られている他の方法、例えば、ノーザンハ イブリダイゼーションによって検出することができる。例として、限定されるも のではないが、患者の組織由来のRNAをゲル電気泳動によって分離し、濾紙ま たは他の固相に移し、標識したDNAプローブとハイブリダイズさせる。次いで ハイブリダイズしたRNAを、該標識を検出することによって視覚化する。好ま しくは、FHIT cDNAの異なる部分由来の多数のDNAプローブが用いら れる。 もう1つの具体例では、サザンハイブリダイゼーションをFHITDNA中の 総突然変異を検出するのに用いることができる。例えば、患者から単離したゲノ ムDNAをゲル電気泳動によって分離し、濾紙または他の固相に移し、FHIT プローブ(例えば、検出可能な標識に添えたFHIT遺伝子配列を含むオリゴヌ クレオチド)とハイブリダイズさせる。好ましくは、FHITプローブの多様性 を用い、各々のコーディ ングエキソン内の配列とハイブリダイズ可能であり、特に好ましくは、プローブ を含めてエキソン5内の配列とハイブリダイズ可能である。 もう1つの具体例では、FHIT遺伝子内の転座を、当該技術分野において一 般的に知られている方法によって検出する。例えば、好ましい具体例では、患者 由来のFHITゲノムDNA、または、好ましくはFHITcDNA(例えば、 全ポリA mRNAのcDNA)を、疑わしい転座接合部にわたって合成を誘導 するプライマーの使用によりPCRにかける。例えば、1つのプライマーは染色 体3(好ましくはエキソン4のFHIT遺伝子上流内、例えばエキソン1、2ま たは3内の配列)にハイブリダイズ可能な配列を有し得、1つのプライマーは染 色体8(転座事象の下流)とハイブリダイズ可能な配列を有し得る。断片の増幅 は、染色体3と8との間の転座の存在を示す。プライマーで誘導することにより PCRを行うことに加えてまたはそれに代えて、FHIT遺伝子内に配列を有す る各々は(例えば、RT−PCR用のプライマーに関する前記の記載を参照)、 少なくとも1つのFHIT対立遺伝子がそれらの間の転座という事象によって破 壊されないプライマー配列を含む場合にのみ、増幅断片が生じるいう結果になる 。 FHIT遺伝子中の同型接合性突然変異(両対立遺伝子における突然変異)の 検出は、FHIT遺伝子中の(1つの対立遺伝子の)半接合性突然変異よりも、 癌の存在、または癌になる素質のさらに厳しい指表であると考えられる。 本明細書で用いられるごとくに、使用可能な患者のサンプルには、限定される ものではないが、in situハイブリダイゼーションアッセイに用いること ができる新鮮なまたは凍結した組織サンプル、検体由来の細胞または組織および 、一般にFHIT核酸を測定または定量または分析するアッセイにおいて用いる ことができる核酸を含む患者サンプルが挙げられる。 本発明のFHIT遺伝子配列は、染色体3p14.2の異常、特に染 色体8との転座および欠失を検出する診断に用いられ得る。従って本発明は、配 列番号1のヌクレオチド配列に相補性のある8ないし25個のヌクレオチド、好 ましくは18ないし25個のヌクレオオチドを有する第一プライマー、およびF HIT遺伝子に対して末端小粒側または動原体側の領域に相補性のある第二プラ イマーを用いてサンプル中の標的配列を増幅させる工程(ここで、増幅した標的 配列の存在が異常を示す)、その結果生じた何れの増幅標的配列をも検出する工 程を含む、サンプル中の3p14.2異常を示す又は含む標的配列を検出する方法を提 供する。また本発明は、増幅した標的配列の存在が、患者における癌または前癌 状態の存在を示す変異型FHIT転写物を示す前記方法に従い、染色体3p14 .2の異常を検出することを特徴とする、患者における染色体3p14.2の異 常に関連する悪性腫瘍を診断する方法を提供する。結果として得られた増幅標的 配列を、ゲル電気泳動で検出し、染色体3p14.2の異常を含まない正常サン プルまたは標準サンプルと比較する。ゲノムDNA標的配列の増幅は、長いPC R生成物を発生させることを要すると考えられる。長いPCR生成物を発生させ るPCR技術は、Science(1994) 263:1564-1565に記載されている。長いPCR 生成物を発生させるPCRキットは、Perkin ElmerおよびTakara Shuzo Co.,Lt dから入手できる。また本発明は、少なくともエキソン1、2、3または4の中 から選択したおよび少なくともエキソン7、8または9の中から選択したFHI T cDNA配列、またはそれに絶対的に相補性のある配列を含む、10キロベ ース以下の核酸プローブでサンプルをハイブリダイズさせ、次いでサンプル中の プローブと標的配列との間に結果起こる何れのハイブリダイゼーションの量をも 検出または測定する工程を特徴とする、核酸サンプルにおいて染色体3p14. 2の異常の少なくとも一部を示すまたは含む(それによって細胞の過剰増殖の障 害の存在またはその疾病にかかる素質を示す)標的ヌクレオチド配列を検出する 方法を提供する。別法として、該プローブはFHIT cDNAの少なくとも3 1 0個の隣接ヌクレオチド、またはFHIT cDNAコーディング配列の少なく とも266個の隣接ヌクレオチドを含む。サンプル中のプローブと標的配列との 間に結果として生じるハイブリダイゼーションをゲル電気泳動を用いて検出する ことができ、異常を含まない正常サンプルまたは標準物質由来の標的配列と比較 することができる。また本発明は、患者において増幅した標的配列の存在が悪性 腫瘍の存在を示す前記の方法に従って、該FHIT異常を検出することを特徴と する、患者におけるFHIT異常に関連する悪性腫瘍を診断する方法を提供する 。ハイブリダイゼーションプローブと標的配列との間の絶対的な相補性は、好ま しくはあるが、必要ではない。本明細書でいう「少なくとも一部に相補性がある 」配列とは、核酸とハイブリダイズすることができ、安定なハイブリダイゼーシ ョン複合体を形成するに十分な相補性を有する配列を意味する。ハイブリダイズ する能力は、相補性の程度および核酸の長さの双方に依存する。一般に、ハイブ リダイズする核酸が長いほど、より多くの塩基がFHIT RNAと誤対合し、 安定な二重らせん(またはあり得る場合として三重らせん)を含みかつ形成し得 る。当業者ならばハイブリダイズした複合体の融点を測定するための標準的な手 段を用いることにより、誤対合の許容程度を確認することができる。 本発明のさらなる態様は、FHIT遺伝子配列およびFHIT蛋白質の検出ま たは測定のための診断キットに関する。診断用途のためのキットが提供され、そ れは1以上の容器に抗−Fhit抗体を含み、所望により該抗体に対する標識さ れた結合パートナーを含む。別法として、該抗−Fhit抗体を(検出可能なマ ーカー、例えば化学発光、酵素、蛍光、または放射性部分で)標識することがで きる。キットはまた、1以上の容器にFHIT RNAをハイブリダイズするこ とが可能な核酸プローブを含むものを提供する。従って、本発明は、容器内に1 0キロベース以下のプローブを含み、そしてエキソン1、2、3または4の少な くとも1つおよびエキソン7、8または9の少なくとも1つからなるF HIT cDNA配列、またはその相補体からなる化合物を含む診断キットを提 供する。別法として、該プローブは、FHIT cDNAの少なくとも310個 の隣接ヌクレオチド、またはFHIT cDNAコーディング配列の少なくとも 266個の隣接ヌクレオチドを含む。別法として、本発明は、1以上の容器に少 なくとも8ないし35個、好ましくは8ないし25個の一対のプライマー、少な くとも1つの該プライマーが配列番号1またはその相補体とハイブリダイズ可能 であり、その中で該プライマーが増幅反応におけるcDNA合成を誘導すること が可能であるヌクレオチドを含む診断キットを提供する。具体例では、キットは 1以上の容器にFHIT核酸の少なくとも一部の適切な反応条件下で、(例えば 、ポリメラーゼ連鎖反応(例えば、Innisら,1990,PCR Protocols,Academic Pr ess,Inc.,San Diego,CA参照)、リガーゼ連鎖反応(欧州特許第320,30 8号参照)、Qβレプリカーゼの使用、環状プローブ反応、または当該技術分野 において公知の他の方法によって)増幅を誘導することが可能である一対のプラ イマー(例えば、8ないし35個の大きさの範囲であるヌクレオチド)を含み得 る。また本発明は、少なくとも1つのプライマーが配列番号1またはその補体と ハイブリダイズ可能であり、そこで1つのプライマーがFHIT遺伝子に対して 末端小粒側または動原体側に局在しているDNA配列とハイブリダイズ可能であ る、診断キットを提供する。もう一つの具体例では、該キットは、診断アッセイ に用いるため前記したごときプライマー対を含む。具体例では、該容器の前記し た化合物の1つが、検出可能なようにラベルすることができる。キットは所望に よりさらに、例えば標準物質または対照として用いるために、容器内に所定量の 精製Fhit蛋白質または核酸を含む。 本発明の増幅反応は、ポリメラーゼ連鎖反応、競合PCRおよび競合逆転写酵 素PCR(Clementiら、1994,Genet Anal Tech Appl 11(1);1-6およびSiebertら 、1992,Nature 359:557-558)、ハイブリッドRNA/ DNAプローブおよびRNase(ID Biomedical)を用いて標的配列を増幅させ る環状プローブ反応、リガーゼ連鎖反応(Wuら、1989,Genemics 4:560-569)で あってよい。特定の具体例では、FHITの位置に関連する染色体異常を、19 92年11月12日付けのPCT国際公開第WO92/19775号に記載され ているごとくに検出することができる。具体例では、ハイブリダイゼーションア ッセイに用いられるFHITプローブは、検出可能なように標識される。かかる 標識は当該技術分野において公知の何れのものであってもよく、限定されるもの ではないが、放射性標識、蛍光標識、ビオチン、化学発光性標識などが含まれる 。 用いるアッセイがプライマーを使用する具体例では、少なくとも1つのプライ マーを検出可能なように標識することができる。もう1つの具体例では、プライ マー対の1つが例えば磁気ビーズを捕捉するために提供する部分と結合する。 抗−FHIT抗体を作製し、診断に用いて、患者サンプル中の変異型Fhit 蛋白質の存在および/または野生型Fhit蛋白質の不在を検出し、それによっ て細胞の過剰増殖の障害のごとき染色体3p14.2の異常に関連する病状を同 定してもよい。 例えば、1つの具体例では、抗−Fhit抗体と結合するアッセイによって変 異型Fhit蛋白質を検出または測定する場合、当該技術分野において公知の種 々のイムノアッセイを用いることができ、限定されるものではないが、ラジオイ ムノアッセイ、ELISA(酵素結合イムノソルベント検定法)、「サンドイッ チ」イムノアッセイ、免疫放射線検定法、ゲル内拡散沈降反応、免疫拡散検定法 、(例えば、コロイド状金、酵素または放射性同位体標識を用いる)in si tuイムノアッセイ、ウェスタンブロット、in situハイブリダイゼーシ ョン、沈降反応、凝集検定法(例えば、ゲル凝集検定法、血球凝集検定法)、補 体結合検定法、免疫蛍光検定法、蛋白質A検定法、および免疫電気泳動検定法な どが含まれる。1つの具体例では、一次抗体上の標識を検出することに よって抗体結合を検出する。もう1つの具体例では、一次抗体に対する二次抗体 または試薬の結合を検出することによって一次抗体を検出する。さらなる具体例 では、二次抗体が標識される。イムノアッセイにおける結合を検出するための当 該技術分野において公知の多くの方法は、本発明の範囲内である。特に、かかる イムノアッセイを、免疫特異的結合が起こり得るような条件下で患者から誘導し たサンプルを抗−Fhit抗体と接触させ、次いで該抗体による何れの免疫特異 的結合の量をも検出または測定することを特徴とする方法によって行う。具体例 では、Fhit蛋白質に対する抗体を用いて、FHIT蛋白質のレベルの上昇が 病状を示すFHIT蛋白質の存在について、患者の組織または血清サンプルをア ッセイすることができる。本発明の1つの具体例では、該FHIT蛋白質を患者 サンプルの免疫細胞化学によって検出および測定する。もう1つの具体例では、 FHIT蛋白質またはRNAのレベルを測定するアッセイを用いて、FHITの 発現の増加に関連する疾病の治療を監視することができる。例えば、治療前に判 明したレベルに比較しての治療後のFHIT RNAまたは蛋白質のレベルの低 下が、治療に対する好ましい応答を示すと考えられる。治療後のかかるレベルの 増加は、治療に対する不十分な応答を示すと考えてよい。 Fhit蛋白質配列の検出に関して、本発明の診断キットは、1以上の容器に 、所望により検出可能なように標識することができる抗−Fhit抗体を含む。 異なる具体例では、該キットは容器に抗体の標識された特異的結合部分を含む。 本明細書で用いられる検出可能な標識とは、直接的にまたは間接的に検出可能な シグナルを提供する何れの標識をも意味し、例えば、酵素、放射性標識分子、蛍 光分子、粒子、化学発光体、酵素基質、または補因子、酵素阻害剤、または磁気 粒子が含まれる。本発明において検出可能な標識として有用な酵素の例としては 、アルカリ性ホスファターゼおよびホースラディッシュペルオキシダーゼが挙げ られる。種々の方法が注目する蛋白質に検出可能な標識を結合させるため に利用でき、例えば、注目する蛋白質に酵素、例えばホースラディッシュペルオ キシダーゼを結合させるための4,4’−ジフルオロ−3,3’−ジニトロ−フ ェニルスルホンのごとき二機能性試薬を使用が含まれる。次いで、結合した酵素 を検出可能である反応生成物を生じる基質と反応させる。本発明は、免疫特異的 結合が起こり得るような条件下で、患者サンプルを抗−Fhit抗体と接触させ 、次いで該抗体による何れの免疫特異的結合の量をも検出または測定することを 特徴とする、患者サンプルにおいてFhit蛋白質を検出する方法を提供する。 また該方法は好ましくは、該蛋白質を大きさの分画および/または配列決定にか けることを特徴とする。 サンプルは、FHIT蛋白質、例えば組織切片を含む患者由来のいかなるサン プルであってもよい。 病状を診断する際に、Fhit蛋白質、誘導体および類似体の機能的活性を種 々の方法によってアッセイしてよい。従って、本発明はまた、患者由来のサンプ ルにおいて変異型Fhit蛋白質の発現を検出し、そこで変異型Fhit蛋白質 の存在が患者におけるFHIT異常に関連する悪性腫瘍または他の障害の存在を 示すことを特徴とする、患者において染色体3p14.2(FHIT)異常に関 連する悪性腫瘍または他の障害を診断する方法を提供する。 本発明の具体例では、細胞の過剰増殖の障害の出生前診断またはそれに対する 前処置を行う。例えば、妊婦から最初に組織(例えば、血液細胞)を得ることが できる。1人以上の妊婦がFHIT突然変異を有している場合、かくして子によ るこの突然変異の遺伝の可能性がることが示唆される場合には、次いで羊水穿刺 または胎児の組織を採取するいくつかの他の方法を行って胎児の細胞を得、次い で前記したごとき方法(例えば、変異型FHIT RNAを検出するためのRT −PCR)によってFHIT変異型DNAまたはRNAまたは蛋白質の存在に関 して試験することができる。 もう1つの具体例では、FHIT蛋白質またはRNA発現のレベルを、疾病の 進行を示す初期の被験者から誘導したサンプル中に存在するものと比較して、変 異型Fhit蛋白質またはRNA発現の出現または増加、および/または野生型 Fhit蛋白質またはRNA発現の減少または消失と共に、疾病の設定または監 視のために用いてよい。 病状へのFhit蛋白質の効果を変えるための、抗体、ペプチドまたは他の分 子を監視し得る。例えば、FHIT遺伝子配列またはFhit蛋白質配列の発現 を、前記に、例えば本発明のFHITヌクレオチド配列、Fhit蛋白質配列、 それらの誘導体または類似体、またはそれらに対する抗体、またはアンチセンス 核酸からなる治療組成物の投与の前と後の双方で記載したように検出し得る。 もう1つの具体例では、FHIT突然変異、特に同型接合性のものの存在を、 細胞の過剰増殖の障害を有する患者の障害の治療または再発に対する不利な結果 の指示薬として用いることができる。 他の方法も当業者においては公知であり、本発明の範囲内である。 5.12.Fhitアゴニストおよびアンタゴニストに関するスクリーニング また、FHIT核酸、蛋白質および誘導体をFHIT核酸、蛋白質または誘導 体と特異的に結合する分子を検出するためのスクリーニングアッセイにおける用 途を持ち、かくしてFhitのアゴニストまたはアンタゴニスト、特にかくして 細胞増殖に影響を及ぼす分子としての潜在的な用途を持つ。好ましい具体例では 、かかるアッセイを行い、抗癌剤または薬剤開発ののための鉛化合物としての潜 在的実用性を持つ分子に関してスクリーニングする。かくして本発明はFHIT 核酸、蛋白質または誘導体と特異的に結合する分子を検出するためのアッセイを 提供する。例えば、FHIT核酸を発現する組換え細胞を用いて、これらのアッ セイでFhit蛋白質を組換えにより生産し、Fhit蛋白質に結合する分子に 関してスクリーニングすることができる。分子(例えば、推定さ れるFhitの結合パートナー)を結合へと導く条件の下でFhit蛋白質(ま たはその断片)と接触させ、次いでFhit蛋白質と特異的に結合する分子を同 定する。同様の方法を用いてFhit誘導体または核酸に結合する分子に関して スクリーニングすることもできる。前記を実施するのに使用可能な方法は当該技 術分野で一般的に公知である。 本発明の具体例では、Fhit蛋白質および/またはFhit蛋白質を発現す る細胞株を用いて抗体、ペプチドまたはFHIT蛋白質に結合するその他の分子 に関してスクリーニングすることができ、かくしてそれはFHIT蛋白質のアゴ ニストまたはアンタゴニストとして作用し得る。例えば、優性ネガティブ突然変 異Fhit蛋白質の活性を中立化する能力を持つ抗−Fhit抗体を用いて、癌 のごとき細胞の過増殖に関連する病状を阻害または予防してもよい。 組換えにより発現した変異型Fhit蛋白質を伴う有機またはペプチドライブ ラリーのスクリーニングは、変異型Fhit蛋白質の活性を阻害するよう機能す る治療分子の同定に有用であり得る。次いで、野生型Fhit蛋白質に対するス クリーニングを行い、変異型Fhit蛋白質に対して特異的なアンタゴニスト、 すなわち、野生型Fhit蛋白質を阻害(または結合)しないものに関して選択 することができる。合成でまたは自然に生じる産物は、当業者にとっては慣例と 考えられる多くの方法でスクリーニングすることができる。 例としては、ランダムまたは組み合わせペプチドのごとき多様性ライブラリー または非ペプチド性ライブラリーをFhitに特異的に結合する分子に関してス クリーニングすることができる。多くのライブラリーが当該技術分野において公 知であり、例えば、化学合成ライブラリー、組換え体(例えば、ファージ・ディ スプレー・ライブラリー)およびイン・ビトロの翻訳に基づくライブラリーを使 用することができる。 化学的に合成したライブラリーの例としては、Fodorら,1991,Science251:76 7-773; Houghtenら,1991,Nature 354:84-86; Lamら,1991, Nature 354:82-84; Medynski,1994,Bio/Techno1ogy 12:709-719; Gallopら,1 994,J.Medicinal Chemistry 37(9):1233-1251; 0h1meyerら,1993,Proc.Nat l.Acad.Sci.USA 90:10922-10926; Erbら,1994,Proc.Nat1.Acad.Sci.U SA 91:11422-11426; Houghtenら,1992,Biotechniques 13:412; Jayawickreme ら,1994,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 91:1614-1618; Salmonら,1993,Proc .Natl.Acad.Sci.USA 90:11708-11712; PCT国際公開第WO93/202 42;およびBrennerおよびLerner,1992,Proc.Nat1.Acad.Sci.USA 89:538 1-5383がある。 ファージ・ディスプレー・ライブラリーの例としては、ScottおよびSmith,19 90,Science 249:386-390; Devlinら,1990,Science,249:404-406; Christian ,R.B.,ら,1992,J.Mol.Biol.227:711-718; Lenstra,1992,J.Immunol. Meth.152:149-157; Kayら,1993,Gene 128:59-65; および1994年8月18 日付けのPCT国際公開第WO94/18318に記載されたものがある。 イン・ビトロでの転写に基づくライブラリーとしては、限定されるものではな いが、1991年4月18日付けのPCT国際公開第WO91/05058;お よびMattheakisら,1994,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 91:9022-9026に記載さ れてものが挙げられる。 非ペプチド性ライブラリーの例として、ベンゾジアゼピンライブラリー(例え ば、Buninら,1994,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 91:4708-4712参照)が使用に 適用できる。また、ペプトイド(peptoid)ライブラリー(Simonら,1992,Proc.N atl.Acad.Sci.USA 89:9367-9371)を用いることもできる。そこでペプチドに おけるアミドの機能性が過メチル化されて化学的に形質転換された組み合わせラ イブラリーを生じる、使用可能な他のライブラリーの例としてはOstreshら,(19 94,Proc.Nat1.Acad.Sci.USA 91:11138-11142)により記載されたものがある 。 ライブラリーのスクリーニングは一般的に公知の種々の方法の何れに よっても達成できる。例えば、ペプチドライブラリーのスクリーニングを開示す る以下の参照文献を参照:Parm1eyおよびSmith,1989,Adv.Exp.Med.Biol.2 51:215-218; ScottおよびSmith,1990,Science 249:386-390; Fowlkesら,1992 ,BioTechniques 13:422-427; Oldenburgら,1992,Proc.Natl.Acad.Sci.US A 89:5393-5397; Yuら,1994,Ce1176:933-945; Staudtら,1988,Science 241: 577-580; Bockら,1992,Nature 355:564-566; Tuerkら,1992,Proc.Natl.Aca d.Sci.USA 89:6988-6992; Ellingtonら,1992,Nature 355:850-852;米国特 許第5,096,815号、米国特許第5,223,409号および米国特許第 5,198,346号、全てLadnerら; RebarおよびPabo,1993,Science 263:6 71-673;およびPCT国際公開第WO94/18318号。 具体例では、スクリーニングは、ライブラリーメンバーを固相に固定化したF hit蛋白質(または核酸もしくは誘導体)と接触させ、次いで該蛋白質(また は核酸もしくは誘導体)と結合するライブラリーメンバーを回収することにより 行うことができる。「パンニング」技術と呼ばれるかかるスクリーニング法の例 としては、ParmleyおよびSmith,1988,Gene 73:305-318; Fowlkesら,1992,Bi oTechniques 13:422-427;PCT国際公開第WO94/18318;および本明細 書の前記で引用された参照文献中の例として記載されたものがある。 もう一つの具体例では、酵母中で相互作用する蛋白質を選択するためのツウハ イブリッド系(FieldsおよびSong,1989,Nature 340:245-246;Chienら,1991,P roc.Natl.Acad.Sci.USA 88:9578-9582)を用いてFhit蛋白質または誘導 体と特異的に結合する分子を同定することができる。 5.13.動物モデル また、本発明は動物モデルも提供する。 一つの具体例では、細胞の過増殖に関与する疾病および障害のための動物モデ ル(例えば、第5.8.1.節に記載されたごとき)が提供さ れる。かかる動物は、最初に、その染色体中のFHIT遺伝子と(好ましくは異 種配列、例えば抗生物質耐性遺伝子の挿入により)生物学的に不活性にされた外 来FHIT遺伝子との間の相同組換えを誘導することにより作出される。好まし い態様では、この相同組換えは、胚誘導幹(ES)細胞を、挿入により不活性化 されたFHIT遺伝子を含むベクターで形質転換し、その結果相同組換えを起こ させ、次いで該ES細胞を胚盤胞に注入し、該胚盤胞を養育母に移植し、次いで 、そこでFHIT遺伝子が不活性化されたキメラ動物(「ノックアウト動物」) を誕生させることにより行われる(Capecchi,1989,Science 244:1288-1292参照 )。該キメラ動物を繁殖させてさらにノックアウト動物を作出することができる 。かかる動物はマウス、ハムスター、ヒツジ、ブタ、ウシなどであってよく、ヒ トでない哺乳類であることが好ましい。具体例では、ノックアウトマウスが作出 される。 かかるノックアウト動物は、細胞の過増殖に関与する疾病または障害(例えば 、悪性腫瘍)を発達させるまたは発達しやすくすると予期され、かくして、例え ば過増殖(例えば、腫瘍形成)を阻害する能力に関して分子(例えば、可能性の ある抗癌治療薬)をスクリーニングまたは試験し、かくしてかかる疾病または障 害を治療または予防するための、かかる疾病および障害の動物モデルとしての用 途があり得る。 本発明異なる具体例では、優性ネガティブ突然変異FHIT遺伝子を組み込み 、発現するトランスジェニック動物は細胞の過増殖に関与する疾病および障害の 動物モデルとしての用途を持つ。かかる動物を用いて優性ネガティブ突然変異体 を特異的に阻害する能力に関して分子をスクリーニングまたは試験し、かくして かかる疾病および障害を治療または予防することができる。 6.染色体3p14.2脆弱部位および腎臓癌に関連する転座切断点にわたる ヒトFHIT遺伝子は、消化管癌においては異常である 本明細書に記載したごとくに、発明者らは食道癌、胃癌、結腸癌、腎 臓癌およびその他の癌に関与するヒト遺伝子を単離、同定した。脆弱部位遺伝子 座、FRA3Bを含む染色体3p14.2の200−300キロベース(kb) 領域が、多形性の腫瘍由来細胞株での同型接合性欠失、および食道癌、胃癌、結 腸癌、腎臓癌およびその他の癌での半接合性欠失に関与している。この200− 300キロベース領域にわたるコスミドコンティグからのエキソンの増幅により 、偏在性1.1キロベース転写物およびHITファミリーのもう一つのメンバー であるプロテインキナーゼCインヒビター遺伝子と相同性を持つ16.8kDa の蛋白質をコードする亜鉛結合ヒスチジントリアド遺伝子ファミリーのメンバー であるヒトFHIT遺伝子の同定を可能にする。 FHIT遺伝子座は、腎臓明細胞癌に関連する3p14.2転座切断点に対し て動原体側にマッピングされるほとんど翻訳されない3つの5’エキソンを持ち 、残りのエキソンが、この転座切断点に対して末端小粒側にマッピングされ、同 型接合的に欠失した脆弱領域であるFRA3B内にある第一アミノ酸コーディン グエキソンであるエキソン5、および癌細胞で一般的に欠失する領域およびFR A3B領域に対して末端小粒側にマッピングされるエキソン6−10を持つ、少 なくとも500キロベースにわたって配置される10の小エキソンから構成され る。FHIT遺伝子座の異常型転写物がおよそ50%の食道癌、胃癌および結腸 癌で見られ、家族性t(3;8)腎臓癌は該転座による破壊によりFHIT対立 遺伝子の一つを欠いていた。 通常、異常型のFHIT転写物は、しばしばFhit蛋白質をコードできなか った転写物を生じる結果となるエキソン5または8を欠く異常なスプライシング から生じた。かくして、Fhit蛋白質の欠損を生じる結果となる3p14.2 およびFRA3Bでの染色体の異常性は、いくつかの重要なヒト癌種の阻害およ び/または進行に関与する。 6.1.結果 コスミドコンティグ 648D4コスミドライブラリーから、図1に示したごとくに、初めに同型接 合的に欠失した領域にわたって配置されるBE758−6、A6URA、A3、 および1300E3プローブを用いてクローンを選択した。次いでコスミド末端 クローンを単離し、コスミドスクリーニングの次の工程に用いた。開始STS( DNA配列タグ)およびコスミドDNA鋳型を用いてコスミド末端から確立した 新しいもののPCR増幅によりコスミドマップを構築した。さらに、各々の新た なSTSをYACコンティグ(図1Aにも示される)に対して、同型接合性欠失 を持つ細胞株および染色体3の一部を保持している齧歯類−ヒトハイブリッドに 対して試験した(LaForgiaら,1993,Cancer Res.53:3118-3124; Druckら,1995 ,Cancer Res.55:5348-5355;Bullrichら,1995,Cytogenet.Cell Genet.70:250 -254)。同型接合的に欠失した領域にわたるコンティグ中に6種のコスミドが構 築された。 発明者らが脆弱領域という同型接合的に欠失した領域をより正確に定義するた めには、PTPRG遺伝子座からD3S1234の染色体領域にわたる、コスミ ドウォーキングおよびエキソントラッピングから誘導した42STSマーカーを 、従前にマーカーのサブセットを用いて試験した細胞株由来の11種の癌中に存 在するかどうかPCR増幅により試験した(データは示さず;Lisitsynら,1995 ,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 92:151-155)。 結腸癌由来LoVo、HT29およびSW480、並びに胃癌由来AGS細胞 株は図1Aの最上行の点線部分によって示したごとき、同一の大きさの欠失を示 した。結腸癌由来LS180および胸部癌由来MDA−MB436細胞は、この 同一領域にわたり、ほとんどのマーカーを欠くがいくつかは保持し、不連続な欠 失を示した。胃癌由来KatoIII細胞は明らかに、D3S1481マーカー およびAP4/5からD3S2977までの脆弱領域の末端小粒部分を欠損して いる(図1A参照)。鼻咽腔癌(NPC)由来のHKI細胞は、D3S1481と AP4/5 マーカーの間の領域を欠損しており、一方、他のNPC由来細胞株であるCNE 2は、t(3;8)付近の領域およびD3S1481とD3S2977の間の領 域を含む不連続な欠失を有していた。またヒーラ細胞もt(3;8)付近および D3S1481とAP4/5の間の一つの欠失領域を伴う不連続欠失を示した。 ほとんどのマーカーを用いてNPC由来CNE1細胞を試験したが、欠失は検出 されなかった。かくして、t(3;8)、FRA3B遺伝子座およびコスミドコ ンティグによって覆われた同型接合性欠失領域の周辺に多くの異なる腫瘍関連3 p14.2染色体切断点が存在する。 cDNAの単離 図1Aに示された同型接合性欠失にわたる6種のコスミドを該欠失領域内の遺 伝子を同定する目的でエキソントラッピング実験に用いた。推定のトラップされ たエキソンを配列決定し、ORNL GRAILサーバーのGRAIL2を用い て配列を分析した。いくつかのトラップされたエキソンをGrail2によるエ キソンと認め、ヒト組織のスペクトルからポリA+RNAのノーザンブロットに プローブとして用いた。さらに、トラップされたエキソンの配列をヌクレオチド 配列データベースと比較した。コスミド76サブクローン(c76、図1A)か らトラップした一つのエキソンは、ワシントン大学−メルクESTプロジェクト によって寄託された胸部(Genbank accession ♯R5318 7および#R86313)並びに胎児肝臓および脾臓(#R11128)ライブ ラリー由来のcDNA配列の数と一致していた。この配列から設計された23塩 基対(bp)のオリゴヌクレオチドプライマー(図2A、プライマーX8)をプ ライマー伸張に用いて、RACE(cDNA末端の迅速増幅)(Rapid amplicati on of cDN Aends)反応(MarathonTMcDNA増幅キット、Clonte ch)によるcDNAの5’伸張産物を得た。検出されたRACE反応からの最 長産物(370bp)は、種々の正常組織に由来するmRNAのノーザンブロッ ト 分析によって1.1kbのmRNAを偏在して発現した。このサイズはプローブ として同一のDNA断片を用いて正常結腸cDNAライブラリーから単離された 最大のcDNAクローンの長さと同一である。この全長クローンのDNA配列分 析により、(図2A)350bpを上回る長い5’非翻訳領域に続く開始メチオ ニンコドン並びにコザックの規則に適合する周辺配列、147個のアミノ酸のオ ープンリーディングフレーム(ORF)、3’非翻訳領域、ポリアデニル化コン センサス配列およびポリA尾部が明らかになった。エキソンサイズは広範に変化 し、例えばエキソン5は120個のヌクレオチドを有し、エキソン6は146個 のヌクレオチドを有し、またエキソン7は30個のヌクレオチドを有する。図2 Aを参照すれば、エキソン1は−362ないし−213のヌクレオチド数からな り、エキソン2は−212ないし−164のヌクレオチド数からなり、エキソン 3は−163ないし−111のヌクレオチド数からなり、エキソン4は−110 ないし−18のヌクレオチド数からなり、エキソン5は−17ないし103のヌ クレオチド数からなり、エキソン6は104ないし249のヌクレオチド数から なり、エキソン7は250ないし279のヌクレオチド数からなり、エキソン8 は280ないし348のヌクレオチド数からなり、エキソン9は349ないし4 49のヌクレオチド数からなり、またエキソン10は450ないし733のヌク レオチド数からなる。 Fhit蛋白質に対する親水性プロットを行い、図6に示している。 このFHIT cDNA並びにESTデータベースからの一致配列を翻訳させ 、次いでオープンリーディングフレーム(ORF)アミノ酸配列(図2A)を該 蛋白質データベースと比較した。5’方向の最長ESTは、(FHITエキソン 7、エキソン8およびエキソン9の3’末端に見られる配列を含む)R5071 3であった。3’方向の最長ESTは、(エキソン2の半分およびエキソン3− 6で見られる配列を含む)R11128であった。EST R53187は、エ キソン2からエキ ソン5の一部のFHIT cDNA配列と一致する297個のヌクレオチドを含 む、FHIT cDNAに相当する配列の最長スパンを有していた。コンピュー タサーチにより検索されたデータベースにおける最良の一致の中で、この297 個のヌクレオチド配列がFHIT cDNA配列と一致する最長の伸張であった 。2番目に最長の一致はエキソン6の末端の前の3塩基までのエキソン2内で始 まるFHIT cDNA配列と一致する287個のヌクレオチドを持つEST1 1128中に認められる。FHIT cDNA配列(cDNA 7F1)および R11128ヌクレオチド配列を用いて整列されたR50713ヌクレオチド配 列のプリントアウトは図7に示されている。注意すべきこととしては、R531 87もR11128ヌクレオチド配列も、あるいは何れの他の多くのEST配列 も、FHIT蛋白質コーディング領域にわたるということである。また、両方向 における、3つのリーディングフレームの全てにおけるR50713およびR1 1128配列の翻訳は、図8および9にそれぞれ示され、図8または9に示され る翻訳配列からはFhit蛋白質配列を推定できない。 次いで、全長FHIT cDNAプローブを組織のスペクトル由来のmRNA を有するノーザンブロットとハイブリダイズさせた。図3Aに示すごとくに、該 cDNAは1.1−kbの転写物を偏在して発現すると推定された。 cDNAのその領域のゲノムマップとの相関 最初にトラップされたエキソン由来のオリゴヌクレオチドプライマーを用いて コスミド76からイントロン配列を作製した。それらの配列を純に用いてプライ マーおよびプローブを調製し、図1Aで示されたごとくに、欠失を伴う癌細胞株 由来のコスミド、YACsおよびDNA上にエキソンをマッピングした(図1A のE5)。次いで、cDNAを鋳型として用い、エキソン5の上流および下流の エキソンをひとまとめに扱うオリゴヌクレオチドプライマー対を用いてcDNA 断片を増幅し、コ スミドコンティグ上で5’および3’フランキングエキソンをマッピングするた めのプローブとして働かせた。これらのプローブについて、エキソン5のcDN A配列5’および3’は同型接合性欠失を覆う648D4コスミドコンティグ内 にないことが示された。かくして、図1Aに示されたごとくに、脆弱領域欠失に 対して動原体側および末端小粒側に拡張されたYACs850A6および750 F1由来のコスミドライブラリーはそれぞれ、5’および3’cDNAプローブ フランキングエキソン5を用いて調製され、スクリーニングされた。次いで、残 りのエキソンを含むコスミドを用いて、cDNAプライマーを用いてイントロン 配列を誘導し、図1Aに示されるごとくに該遺伝子の構造を決定した。該cDN Aは3つのYACクローン(図1A)間に配置された10個のエキソンからなっ た:エキソン1ないし4はYACクローン850A6に対してマッピングされ、 エキソン5は3つ全てのYACクローンに存在し、またエキソン6ないし10は YACクローン750F1に対してマッピングされた。腫瘍由来細胞株において 、エキソン5のみが同型接合性欠失の領域内に、すなわちYACクローン648 D4内にあった。図2Aおよび2Bに詳細に示されたごとくに、ORFのコーデ ィング領域はエキソン5で始まり、エキソン9で終わっていた。最も興味深いこ とには、該遺伝子の最初の3つのエキソン(E1、E2およびE3)は、YAC DNAおよびt(3;8)切断およびFRA3B切断由来の染色体3の一部を を有するハイブリッド由来のDNA由来のこれらのエキソンの増幅によって決定 されたごとくに、t(3;8)切断に対して動原体側に、t(3;8)切断間に 、またPTPRG遺伝子の5’末端にマッピングされた。 アミノ酸配列データベースにおける相同性の検索は、設計されたHIT蛋白質 である、ヒスチジントリアドモチーフを有する蛋白質群に対して有意な相同性を 示した(Seraphin,1992,J.DNA Sequencing & Mapping 3:177-179)。設計され た脆弱ヒスチジントリアド遺伝子(Fragile Hi stidin Triad gene)、すなわちFHIT遺伝子であるヒト遺伝子に対するcDN Aの推定アミノ酸配列を、他のHITファミリーのメンバーと比較して図4Aに 示す。FHIT蛋白質の最高の相同性(−50%一致)は、それぞれエス・ポン ベ(S.pombe)およびエス・セレビシエ(S.cerevisiae)で同定されたPAPH1 およびCAPH1として図4Aで示される酵母ジアデノシン加水分解酵素(ap hls)に対するものである(Huangら,1995,Biochem.J.312:925-932)。F HIT(cDNA 7F1)を伴う酵母(S.pombe)Ap4A加水分解酵素(PA PH1)配列(U32615)は図10Aに示される。広範囲の相同性はなかっ た。発明者らが酵母加水分解酵素とFHIT核酸配列間の相同性伸張に関してコ ンピュータ検索を行った場合、結果として図10Bに示される小領域の核酸の相 同性が得られた。HITファミリー蛋白質に対するコンセンサス配列は、図4A の下方のアミノ酸配列で示される。 要約すると、酵母AP4A加水分解酵素遺伝子に対するヒト同族体遺伝子であ ってよいFHIT遺伝子は、t(3;8)、FRA3Bおよび腫瘍細胞に特異的 な一般欠失領域を含む500kbpを超える領域にわたっている。 FHIT遺伝子の発現 発明者らはBE758−6遺伝子座およびマイクロサテライトマーカーD3S 1300を種々の腫瘍由来細胞株で、またt(3;8)とD3S1234遺伝子 座との間の領域に、しばしばD3S1300を含む高頻度の対立遺伝子欠失が検 出される胃癌および結腸癌の本発明者らのLOH研究で一般的に欠失している領 域内に配置した(図1A参照)。今、第一のコーディングエキソンであるエキソ ン5に近接するFHIT遺伝子座内にBE758−6およびD3S1300遺伝 子座の双方が位置していることは、非培養腫瘍並びに腫瘍由来細胞株においてF HIT遺伝子が欠失の標的であることを示唆した。腫瘍由来細胞におけるFHI T転写物についての分析を始めるため、腫瘍由来細胞株および正常組織に 由来するmRNAをノーザン分析によって研究した。 脆弱領域に明確な欠失を持つあるいは持たない正常組織および多くのNPC、 結腸癌および胃癌由来細胞株由来のポリA+RNAをノーザンブロットでFHI T cDNAとのハイブリダイゼーションに関して試験した(図3AおよびB) 。 脾臓、胸腺、前立腺、精巣、卵巣、小腸、結腸および抹消血リンパ球について 図3Aで示したごとくに、試験した全てのヒト組織でFHIT遺伝子の低レベル の発現が生じた。主要な転写物は約1.1kb、より長い転写物は約5kbであ り、それらはいくつかのブロットでかろうじて検出できるかできないかというも のであった。その1.1kbの転写物は、全長cDNAのサイズに一致するので 、より長い転写物は十分にプロセッシングを受けていない前駆体RNAであると 説明し得る。いくつかのノーザンブロットで肺、小腸および結腸により多く存在 することが明らかであるプロセッシングを受けていないと推定されるRNAを伴 う、脳、心臓、肺、肝臓、骨格筋、腎臓および膵臓由来のmRNAで同様の転写 物が見られた。 脆弱領域内に公知の同型接合性欠失を持つ腫瘍由来細胞株からのmRNAは、 かろうじて検出可能なレベル(図3B、レーン2−4、それぞれKatoIII 、HKIおよびLoVo mRNA)からほとんど正常レベル(レーン8、LS 180)、正常な小腸のmRNAに匹敵するレベル(レーン1)までの種々のレ ベルのFHIT転写物を発現した。 発明者らがかろうじて検出可能なFHIT mRNAを発現したと説明した相 同性欠失を持つNPC細胞株(CNE2、HK1:図3B、レーン5、3)およ び持たないもの(CNE1:図3B、レーン6)に着目してほしい。NPC由来 細胞株、CNE2は可能性のあるより小さな転写物を発現し(図3B、レーン5 )、一方、欠失を持たない結腸直腸癌由来細胞株Colo320は、サイズだけ が野生型転写物の存在を意味するのではないことに気付くべきであるが、明らか に正常なサイズの FHIT転写物を発現した(図3B、レーン7)。いくつかのエキソンは非常に 小さいので(例えば、エキソン7は30個のヌクレオチド、エキソン2は49個 のヌクレオチド、エキソン3は53個のヌクレオチド)、約1.1kbバンドは 欠いている1以上小エキソンを持つ転写物を収容することができた。ノーザン分 析の一つの結果は、特異的な腫瘍由来細胞株において転写物のサイズまたは存在 量と相同性欠失の検出の間には直接の関係はないことであり、このことは利用可 能なマーカーで検出されたいくつかの腫瘍細胞株に小さな欠失が存在してもよい ことを示唆している。 腫瘍由来mRNAのRT−PCRおよびcDNA配列分析 欠失および非欠失腫瘍細胞株由来のFHIT転写物における異常性を捜すため に、発明者らは方法に記載したごとくに、(dT)17プライマーを用いてmRN Aを逆転写させ、5’および3’プライマーを用いて増幅させ、次いでプライマ ーを用いてオリジナルプライマー内に再増幅させた(ネスティッドPCR)。プ ライマーの位置は図2Aに示す。増幅された産物をアガロースゲル上で分離させ 、次いで正常サイズを持つ断片および異常型の断片をそのゲルから切り取り、配 列決定した(異常型バンドの例は図3Cの非培養腫瘍のmRNAに関して示され 、腫瘍細胞株由来のPT−PCR産物は非常に類似していた。)腫瘍由来細胞株 は明確な正常サイズのバンドと1以上の異常型バンドの双方を発現した。異常型 バンドの配列決定により多くの異常型産物が明らかになり、そのいくつかの例は 図1Bに示されている。結腸腫瘍由来CCL235およびCCL234細胞株は 試験したSTSマーカーの欠失を示さなかったが、示されたごとくに、双方とも 異常型転写物を示し、加えてCCL235は正常サイズの産物も発現していた。 HT29およびKatoIII細胞株は双方とも同型接合性欠失を示したが、K atoIII細胞株は、図1Bに示されたごとくに、同型接合的欠失領域の末端 小粒部分であって、エキソン4および5、または該異常型RT−PCR産物の全 て を欠いているエキソンであるエキソン6の領域を含まない領域の欠失をしました 。また、他の多くの腫瘍由来細胞株も図1Bに模式的に示されたものと同様の異 常型RT−PCR産物を発現した(データは示さず)。 非培養腫瘍由来の同様の異常型産物の詳細な記載は表2および図2に与えられて いる。 10ケースの非培養食道癌、9ケースの胃癌および8ケースの結腸癌を分析し 、各々5、5および3ケースで異常型転写物を観察した(表2および3に要約、 また図2Bに図示)。 1 FHIT遺伝子のコーディング配列を含む異常型転写物は全て図3Bに示される 。Alu、Alu反復、FS、フレームシフト;NS、有意でない相同性;Ex、エキソン。 2 アステリスク(*)を付けたケースでは、コーディング領域配列の改変がみ られない正常型転写物も観察された。 3 欠失の最初のおよび最後のヌクレオチドの位置を図2Aの核酸番号に従って 示す。 4 全ての挿入位置はエキソン4の下流であった。 5 Fhit蛋白質と共にフレーム内にコードされる推定蛋白質を示す:HIT(+) 、HITモチーフを持つ蛋白質;HIT(−)、HITモチーフを持たない蛋白質;−、 フレーム中に蛋白質がない。 異常なcDNAの配列分析によってエキソン4と9との間の種々の領域が存在 しないことが明らかになったが(表3および図2B)、一方、同一器官からの正 常組織mRNAのRT−PCRおよびcDNA配列分析は、コーディング領域配 列の何れの変化をも示さなかった(表2、E3、E12、E113、E37、J 1、J4、J9、9625、5586、9575)。異常な転写物を伴う13ケ ースのうち8ケースにおいて、正常な大きさの転写物もまた認められた(図3C ;E3、E12、E13、E37、9625、9575、J7およびJ9;E1 2および9575、示されていない)、一方、13ケースのうち5ケースにおい ては正常な大きさの転写物は検出されなかった(図3C、J3、J4)かまたは かろうじて検出された(図3C、E32、5586、J1)。異常な転写物のほ とんどにおいて、転写物の欠失部分の始まりおよび末端がスプライス部位と一致 し(図2B)、このことはcDNA欠失が適切な欠失FHITエキソンを含むまたは とり囲むゲノム領域の欠失の結果生じることを示唆した。この異常な転写物は2 つのグループ(クラスIおよびII、図2B)に大別できる:クラスI転写物は エキソン5を欠き、 FHIT ORFの開始メチオニンコドンを有し、その結果ORFの欠失を生じる; クラスII転写物は完全な開始メチオニンコドンを有するが、9575bを除い てはエキソン8を含まず、エキソン6の後にフレームシフトを示した。かくして 、全てのクラスII転写物では、エキソン8の野生型ORF、ヒスチジントリア ド(triad)含有ドメインは存在しない。さらに、クラスII転写物のいくつかは 、エキソン8の欠失のみを示し(図2B;E3、E12a、9625a、957 5a、J9a)、このことはエキソン8が欠失の標的であったことを示唆してい る。エキソン8はヒスチジントリアドモチーフをコードするので、異常な転写物 の主要な画分を構成するクラスIおよびクラスII転写物は双方とも十分に機能 する蛋白質をコードできないようである。しかしながら、フレーム中にエキソン 6のメチオニン(Met)コドンが存在し(図2B参照)、いくつかの場合には 挿入がフレーム中にMetを与え(示されていない)、かくして異常な転写物の大 部分は、表3に示すごときHITドメインを有するまたは有さない蛋白質を部分的 にコードすることが可能であった。FHIT遺伝子から誘導されていない種々の長さ のDNAの挿入がいくつかの転写物において認められ、挿入はエキソン4の下流 においてのみ見出された(表3、5586a、5586b、9625、J3、J 4)。異常な転写物の少数グループは、完全長ORFを保持したが、エキソン4 を欠いており(表3、J1a)、またはエキソン4と5との間の5’非コーディ ング領域に72bpのDNA配列の挿入を有していた(表3、E37a、および 図1B)。かかる挿入がORFの翻訳に影響を及ぼす可能性がある。 全コーディング領域を保持した野生型FHIT cRNAおよび腫瘍特異的転 写物から誘導された種々のcRNAがイン・ビトロで翻訳されるかどうかを決定 するために、数種の組換えプラスミドを構築し、それぞれはT7プロモーター由 来のFHIT遺伝子下流を含み、第一の非コーディングエキソンを欠く。pFH IT1プラスミドは、CCL232結腸癌細胞株由来のエキソン4を欠く異常な cDNAを運んだ。プラスミドpFHIT2は、エキ ソン4とエキソン5との間に72bpの挿入を有する食道腫瘍E37由来のcD NAを運んだ。pFHIT3プラスミドは、エキソン1を欠く野生型FHIT遺 伝子を含んだ。該構築物をウサギ網状赤血球ライゼートによるイン・ビトロでの 翻訳に用いた。翻訳産物(図4B)の分析は、それぞれのcDNA構築物から翻 訳した推定される16.8kDa蛋白質を示した。 FHIT蛋白質 FHIT cDNAによって推定された蛋白質配列は、エス・ポンベ(S.pombe )ジアデノシン5’,5’’’P1、P4テトラホスフェートヒドロラーゼ、ap h1(Huangら、1995,Biochem.J.312:925-932)と、PAPH1がエス・ポン ベ(S.pombe)配列を表す図4Aでアミノ酸整列を示したとき、非常に類似して いる(NCBI BLASTサーバーによって計算すると、57/109のアミ ノ酸一致、76/109すなわち69%の類似性)。 エス・ポンベ(S.pombe)aph1酵素を、該酵素の精製、N−末端のアミノ 酸の配列決定およびcDNAを部分的に増幅するためのプライマーの設計によっ てクローン化し、次いで全長ゲノムおよび1.2kbpのcDNAをクローン化 し、配列決定および翻訳した(Huangら、1995,Biochem.J.312:925-932)。同様 の方法により、ヒト加水分解酵素(APH1)がクローン化され、配列決定され 次いで翻訳されているが(Thornsら、1995,Biochem.J.311:717-721)、驚くほど に、エス・ポンベ(S.pombe)aph1遺伝子にもFHIT遺伝子にも似ていな い。高等真核生物は1本の16−21kDaAp4A非対称ピロホスホヒドロラ ーゼ(Thornsら、1995,Biochem.J.311:717-721に引用)を有しているらしいので 、かくしてFHIT遺伝子はエス・ポンベ(S.pombe)aph1酵素のヒト同族 体であろうけれども、ヒトAPH1酵素であるかどうかは明らかではない。 該FHIT遺伝子はまた、エス・セレビシエ(S.cerevisiae)aph1遺伝 子産物(図4A中のCAPH1)と、FHITアミノ酸配列の49と102との 間の50個のアミノ酸において40%の一致および62%の類似性を持ち、かつ HITドメインにおいてより高い類似性を有して非常に似ている。図4A中の他 の蛋白質または仮定の蛋白質は、全てHIT遺伝子ファミリーのメンバーであり 、原核生物、酵母および哺乳類中に存在する蛋白質のファ ミリーは、Seraphin,1992,DNA Sequencing & Mapping 3:177-179に記載されて いる。該ファミリーの記号の特徴はヒスチジントリアドであり(最も一般にはK VKVN、FHIT蛋白質のアミノ酸94−98、図4A)、それはBHITの 場合に関して(図4A)ウシ蛋白質キナーゼCの阻害剤(PKCT1)は亜鉛結 合部位として示されている(Pearsanら、1990,J.Bio1.Chem.255:4583-459 1;Mozierら、1991, FEBS 279:14-18)。Fhit蛋白質産物は、Fhitアミノ 酸12−100にわたるウシPKCT1蛋白質と、NCBI BLASTによっ て計算すると39%しか類似していない。かくして、該FHIT遺伝子はヒトP KCT1遺伝子ではないようである。他のHIT遺伝子の機能はそれゆえまだわ かっていない。さらに、ファミリーメンバーの構造の特徴は、広範囲にわたって は研究されていない。PKCT1蛋白質は、23%のαらせんおよび42%のβ コンホメーション(31%のβシートおよび11%のβターン)の推定含量を有 し(Pearsonら、1990,J.Biol.Chem.265:4583-4591)、ヒスチジントリアドを 含む保存領域および上流領域はほとんどのランダムコイルがHITドメインβシ ートを有するβシートコンホメーションで改変していることが推定された。この コンホメーションはFhit蛋白質中では保存され得る。また、HITドメイン は塩基性および疎水性のアミノ酸からなり、PKCT1蛋白質に関して示唆され るごとくに、蛋白質内部に埋め込まれていることが期待されよう(Pearsonら、1 990,J.Biol.Chem.265:4583-4591)。 6.2.考察 癌の脆弱部位の意味は、数年来の考察の対象であり、FRA3Bとt(3;8)転座の染 色体部位が、3p14.2でほぼ一致していることは、特に興味深い点であった。FRA 3Bは構成的である。すなわち、DNAポリメラーゼαの作用を阻害する、約0.4 μMのアフィジコリンで末梢血リンパ球を処理した後には、全ての個体で、中期 の約70%で、染色体領域3p14.2に特徴的なギャップが観察される。従って、ギャ ップの誘導のための構造的な基礎は、全ての個体に存在している。3p14.2バンド の中で、誘導されたギャップのいくつかは、染色体の切断を表しており、切断は おそらく約200〜300キロ塩基の領域の染色質内のいくつかの部位に起こっている ことも知られている(Paradee et al.,1995,Genomics 27: 358-361)。従って、 ギャップおよび切断に関与している配列は、脆弱領域内の複数の部位に生じてい る可能性がある。X、FRAXA、FRAXE、FRAXFの葉酸感受性脆弱部位のような他の脆 弱部位では、ギャップのための構造的な基礎は、CCGまたはCGGトリプレット反復 の様々な長さであると考えられ、不完全な反復は完全な反復よりも安定である(C hung et al.,1993,Nature Genet.5:254-258)。これらの脆弱部位は、脆弱性 の単一の部位であると考えられる。FRA3Bは、実際には、小さい染色体領域内の 異なる脆弱部位の集合を表しているため、おそらく、最も一般的な脆弱部位であ ると考えられる。ハイブリッド細胞の FRA3Bにおける切断の原因となっている特 異的な配列は、開示されていないが、本発明者らは、多くの腫瘍由来細胞系が、 明確な不連続なホモ接合性欠失を示すことを見出した。図5は、3p14.2における 様々な型の染色体切断の関係、および FHIT遺伝子と切断との相対的な構造を示す 。図5を参照すると、KatoIII胃癌由来細胞における染色体の切断および欠失で は、コーディング領域が完全に残されているが、本発明者らは、この細胞系に唯 一の異常な FHIT転写産物を見出した。従って、明らかでない染色体異常が、Kat oIII細胞およびその他の癌細胞における正常な転写の欠如の原因であるに違いな い。一つの可能性としては、FHIT遺伝子のホモ接合性欠失をもたない部分に、半 接合性の変化をもつ、2つの FHIT対立遺伝子がKatoIIIに存在していることが考 えられる。もう一つの可能性としては、エキソン近傍の変化がスプライシングに 影響を与えていることが考えられる。さらに、いくつかの癌由来細胞系および 未培養腫瘍は、FHIT転写産物の非コーディング領域に変化を有する転写産物を示 した。これらの転写産物は、翻訳のための網状赤血球溶解物を用いた共役系で、 転写され、完全長タンパクへと翻訳された(図4B)。しかし、おそらく、それ らの起源の癌細胞では、エキソン4の欠失または新たな配列の挿入が、Fhitタン パクの発現に影響を与えていると考えられる。FHIT遺伝子が、両対立遺伝子の不 活化を伴う古典的な抑制遺伝子として作用するのであれば、もう一つの問題は、 CCL235(大腸)、A549(肺)、HeLa(子宮頸)のような癌由来細胞系のRT-PCR増幅産物 の中に、異常な産物と共に、正常な大きさの転写産物が存在することである。多 くの場合、Fhitタンパク質の一部をコードしている異常な転写産物は、正常なFh itタンパク質の機能を阻害するかもしれない。これらの細胞系由来の正常な大き さの転写産物は、完全には配列決定されていないため、実際には、正常な転写産 物ではないかもしれない。多くの未培養腫瘍も、異常な産物および正常な大きさ の産物を示し、そして、配列決定で、これらの正常な大きさの産物のいくつかが 実際に野生型産物であることが示された。これらの場合、正常な転写産物は、混 在していた正常な細胞に由来したのかもしれない。 本発明者らは、まだ、いずれの FHIT転写産物のコーディング領域にも点突然 変異を観察していない。おそらく、このことは、異常な FHIT遺伝子が通常欠失 の結果であるということを示している。 DNAポリメラーゼαの作用を阻害するアフィジコリンは、正常中期に FRA3B 領域に観察されるギャップおよび切断を誘導する。従って、消化管の腫瘍および 本発明者らが研究した腫瘍細胞系において、異常な転写および機能的Fhitタンパ ク質の欠如をもたらすゲノムの欠失は、これらの臓器が、ニコチン、カフェイン 、おそらくアルコールおよびその他の既知の発癌物質のような、DNA複製を阻 害する他の因子に曝されたことにより誘導されたのかもしれない。興味深いこと に、亜鉛の不足は、ヒト(Yang,1980,Cancer Res.40:2633-2644)およびラット(F onget al.,1978,J.Natl.Cancer Inst.61:145-150)における食道癌の高い発 生率と関係しており、亜鉛の不足は、食道の上皮細胞の増殖を引き起こす可能性 がある(Yang et al.,1987,J.Natl.Cancer Inst.79:1241-1246)。従って、亜 鉛の不足は、Fhitタンパク質の欠如と類似しており、Fhitタンパク質の機能には 、結 合した亜鉛が必要であるのかもしれない。従って、亜鉛結合部位であると推定さ れているHITモチーフを有する、 FHIT遺伝子エキソン8が、数多くの消化管の腫 瘍における欠失の標的であることは、興味深い。 この3p14.2の領域が、CCGまたはCGGトリプレットの反復を含んでいるか否かは まだ明らかになっていないが、特徴決定されている稀な遺伝性葉酸感受性脆弱部 位と、一般的な構成的アフィジコリン脆弱部位との間には違いがあるため、おそ らく脆弱の基礎は異なっていると予想される。現在までに、本発明者らは、脆弱 領域のテロメア部分に多くの A1u反復が存在しており(図示せず)、この同じ一般 的に欠失している領域に(TAA)15反復が存在しており、その反復数は極めて様々 であることを見いだしている。おそらく、その領域には、この型の他のトリプレ ット反復が存在する。また、コスミドS8の約9キロ塩基対の配列決定された部分 (脆弱部位のテロメア部分、図1Aを参照のこと)にも、いくつかの A1u反復お よびLINEエレメントが見出された。配列決定された領域のヌクレオチド含量は、 AおよびT残基が57.4%であり、一方、FHIT cDNAのヌクレオチド含量は、Aお よびT残基が48%であった。AおよびTの含量が高いことは、特に酵母における、 いくつかの特徴決定されたDNA複製開始点の特徴であり、実際、高等生物の複 製開始点は同定されていないが、A1u反復は複製と関連していると推測されてい る。FHIT遺伝子自体のもう一つの注目すべき特徴は、ほぼ全てのエキソンが、ス プライス・アクセプター部位の通常の配列である、AGなる配列で終わっている点 である。この脆弱領域には異常なスプライシングが多く見られることから、その 領域には、スプライス・アクセプター部位と類似の配列が特に豊富であることが 推測できよう。 興味深いことに、本発明者らは、以前に、マウスL細胞にホモ接合性欠失が存 在し、それにはマウス Ptprg遺伝子のいくつかのN末端エキソンが含まれている ことを見出した(Wary et al.,1993,Cancer Res.53:1498-1502)。そして、パ サック(Pathak)ら(1995,Cancer Genet.Cytogenet.83:172-173)は、マウス の大腸癌および乳癌ならびにメラノーマが、Ptprg(Wary et al.,1993,Cancer Res.53:1498-1502)およびおそらく Fhitの遺伝子座がマッピングされているマ ウス第14染色体の近接領域に異常を有していることを示した。 数多くの細胞系のRNA由来の FHIT遺伝子RT-PCR産物の研究から、FHIT遺伝 子異常が、鼻咽頭癌、食道癌、胃癌および結腸癌のような気道および消化管の癌 のみならず、おそらく、卵巣癌、子宮頚癌、肺癌、骨肉腫およびいくつかの白血 病においても重要であることが示唆され、また、膀胱癌および乳癌細胞系が、脆 弱領域にホモ接合性欠失を示した(Lisitsyn et al.,1995,Proc.Natl.Acad.S ci.USA 92:151-155;および本発明者らのデータ)。従って、これらの型の未培 養腫瘍を、FHIT遺伝子異常について試験する必要がある。 FHIT遺伝子が、3p14.2における家族性RCC転座切断により破壊されること、そ して転座/FRA3B領域が、ほとんどの散発性明細胞RCCにおける対立遺伝子欠損の 標的であることから、明細胞RCCも、FHIT遺伝子異常に関与していると予想され る(Druck et al.,1995,Cancer Res,55:5348-5355)。FHITのORFは、エキソン5 〜9に含まれており、t(3;8)ファミリーにおいては第8染色体に転座しているた め、両方の対立遺伝子がまだ一部または全部の組織で発現している可能性がある 。本発明者らは、0RF内に2、3個の多型を見出したが、t(3;8)リンパ芽球細胞 系における2つの対立遺伝子 FHIT転写産物を区別できるものは見出されていな い(データは示していない)。もし、FHIT遺伝子の破壊が、このファミリーにおけ る抑制遺伝子への最初の「ヒット」であるならば、第二のFHIT対立遺伝子は、t( 3;8)腫瘍で変化しているはずである。FHIT遺伝子にはまだ点突然変異が検出され ていないため、t(3;8)RCCにおけるFHIT遺伝子の変化を探索するための最良の方 法は、この研究において未培養腫瘍について行ったように、FHIT逆転写産物を増 幅することである。本発明者らは、全て散発性腫瘍である、2つのRCC細胞系お よび2つの未培養RCC由来のRNAについて、この実験を行い、正常な大きさの 産物を観察した。これについては、まだクローニングおよび配列決定は行われて いない。また、脆弱領域におけるSTSマーカーのサブセットを用いて、RCCにホモ 接合性欠失は見出されていない。にもかかわらず、FHIT遺伝子がいくつかの散発 性RCCに関与していないとすれば、それは驚くべきことである。 FHIT遺伝子は、おそらく広範に発現しているため、多くの異なる臓器、おそら く主に消化管、またはもしかすると主に上皮細胞層を有する臓器の、特異的な組 織について腫瘍抑制遺伝子として働いていたとしても驚くべきことではない。異 常な FHIT対立遺伝子を示す型の腫瘍の他の共通の特徴は、それらが主に、環境 的な発癌遺伝子に直接曝されている臓器であるということかもしれない。FHIT遺 伝子の異常を示す型の腫瘍のいくつかは、中国におけるNPC、東南アジアにおけ る胃癌のように、地球上の限定された領域において極めて高い頻度で起こり、環 境的な要因が作用していることが多い。ラッスール(Rassool)ら(1992,Am.J.H um.Genet.50: 1243-1251)の以前の実験により示されているように、中国のNPC の促進におけるEBVの役割は、FRA3B領域にウイルスDNAが取り込まれることに よるのかもしれない。このことは、培養細胞における誘導された脆弱部位へは外 因性DNAが取り込まれやすくなっているかもしれないことを示す。同様に、子 宮頚癌に関連しているヒト・パピローマウイルスは、FRA3Bの誘導を促進し、子 宮癌における3p上のへテロ接合の欠如(Yokota et al.,1989,CancerRes.49:359 8-3601)およびおそらくは FHIT遺伝子の不活化の原因となっているかもしれな い。おそらく、破壊されたFHIT遺伝子を有するt(3;8)ファミリーは、曝されてい る環境的因子の特定の型により、大腸癌または食道癌ではなく、腎臓癌を発症す る。 本発明者らは、FHIT遺伝子が、S.pombeおよびS.cerevisiaeのAp4A加水分解酵 素と極めて相同性が高いことを見出した。ジアデノシン、Ap4Aの特異的な役割は 解明されておらず(Huang et al.,1995,Biochem.J.312:925-932)、Ap4A加水分 解酵素活性が、これらのタンパク質の唯一のin vivoの機能であるのか、または 主要なものであるのかすらも明らかでない。S.cerevisiaeにおけるS.pombeaphl の発現は、増殖を阻害することはなかったが、理由は不明であるが、S.pombeの 酵素は高レベルでは発現しなかった(Huang et al.,1995,Biochem.J.312:925-9 32)。HITファミリーの他のメンバーの機能は、ほとんど知られていない。もし、 FHIT遺伝子が実際に、Ap4A加水分解酵素として同定されたS.pombe aphl遺伝子の 同種であるならば、酵母とヒトとの間で遺伝子が高度に保存(69%相同)されて いることは、重要な機能を示唆している。FHIT遺伝子がAp4Aヒドロラーゼをコー ドしているとしても、していないとしても、S.pombeおよびS.cerevisiaeの加水 分解酵素のノックアウトおよび他の型の突然変異を研究することは、Fhitタンパ ク質の機能を理解する上で有用であろう。 細胞が熱、酸化、およびDNA傷害などの代謝ストレスに適応できる能力を、 Ap4Aジアデノシンが、細胞内制御分子として制御することを示す証拠がいくつか 存在する。従って、Ap4Aのレベルが正常から逸脱することにより、細胞は、遺伝 子の傷害を引き起こす発癌物質またはウイルスにより与えられる環境的なストレ スに適応できなくなる可能性がある。 6.3.材料および方法 組織および細胞系 食道、結腸および胃の原発癌の患者由来の、マッチングした正常組織および癌 組織を手術直後に得た。DNAの調製前に、腫瘍を切開し、正常な組織を除去し た。多くの細胞系をATCCから得た。RC腎細胞系はE.ラッティメ(E.Lattime)の 好意により提供された。RNA抽出および逆転写 全mRNAおよびポリA+mRNAを、それぞれ、RNAzolキット(TelTest,Inc. 、テキサス州)またはFastTrack Kit(Invitrogen)を用いて、細胞系および組 織から抽出した。組織からmRNAを得るには、新鮮な標本を切除した直後に凍 結させ、mRNAを抽出するまで、-85℃または液体窒素中に保存した。RNA は、エタノール下ペレットとして、またはRNAseを含まない水中に溶解させて保 存し、-70℃に維持した。逆転写は、30μlの最終容量の50 mM トリス塩酸pH 8. 3、75 mMKCl、3mM MgCl2、10 mM DTT)2μM dNTP、500 ngオリゴdT、600ユニッ ト MMLV-RT(BRL)、40ユニット RNasin(Promega)および2μg RNA中で 行った。この反応液を37℃で90分間インキュベートし、5分間沸騰させた。DNA配列解析 cDNA、ゲノムクローンおよび推定エキソンは、ベクター隣接配列に特異的 なプライマー(T3、T7など)および様々な合成オリゴヌクレオチドを用いて、配 列決定した。RT-PCR産物は、低融点アガロースからバンドを切り出し、カラムク ロマトグラフィー(Qiagen、Chatsworth、CA)で精製した後、直接配列決定した 。 二本鎖プラスミド、PCR産物およびファージまたはコスミドのゲノムクローンの 配列決定は、Taq DyeDeoxy Terminator Cycle Sequencing Kit(Applied Biosystems,Inc(ABI))を用いて行った。反応生成物を電気泳動させ、373または 377DNAシーケンサー(ABI)で記録した。配列は、GCG、BLAST、およびGRAILソ フトウェアを用いて解析した。PCR 増幅 プローブ、PCR産物およびRT-PCR産物を生成するためのオリゴヌクレオチドは 、コンピューター・プログラム・オリゴ4.0(National Biosciences)を用いて 設計した。サザンブロット用のプローブは、結果に示されているような、様々な FHIT特異的プライマーを用いて、PCR増幅により作製した。いくつかのプライマ ーの配列および位置を図2Aに示す。 PCR反応は、1〜100 ngの鋳型、20〜40 ngのプライマー、10 mMトリス塩酸pH8. 3、50 mM KCl 0.1mg/mlゼラチン、15 mM MgCl2、200〜600 mM dNTPおよび0.5〜2 .5ユニットTaqポリメラーゼ(ABI)を用いて、12.5または25μlの最終容量で行っ た。増幅は、Parkin-Elmer Cetusサーマルサイクラーにて、94℃30秒間(変性) 、特定のプライマー対により変化するが60℃30秒間(アニーリング)、および72 ℃30〜45秒間(伸長)を30サイクル繰り返して行った。PCR産物は、低融点アガ ロースゲルを臭化エチジウムで染色することにより可視化した。増幅されたDN Aのバンドをゲルから切り出し、標識または配列決定のため精製した。DNA調製およびサザンブロットハイブリダイゼーション 通常の方法を用いて、細胞のDNAを単離し、サザンブロットを調製した。プ ローブを[32P]-dCTP(NEN)でランダムプライミングにより標識し、0.75M NaCl 、50%ホルムアミド中、42℃で一晩、メンブレンにハイブリダイズさせた。メン ブレンの最終的な洗浄は、0.1×SCCおよび0.1%SDS中65℃で30分間行った。ハイ ブリダイズさせたフィルターを、1〜72時間、増感スクリーンを用いてXAR-2 X 線フィルム(Kodak)へ感光させた。YAC の同定 本発明者ら、および他者(Boldog et al.,1993,Proc.Natl.Acad.Sci.USA90: 8509-8513; Bo1dog et al.,1994,Genes Chrom.Cancer 11:216-221; Wilke eta l.,1994,Genomics 22:319-326; Michaelis et al.,1995,Cancer Genet.Cyto genet.81:1-12; Kastury et al.,1996,Genomics,印刷中)は、以前に、 Genothon mega YACライブラリー由来の850A6クローンが、D3S1300マーカーおよ びD3S1481マーカーを含むことを見出した(Roche et al.,1994,Hum.Mol.Genet.3: 215)。重複YACは、Genethonデータベースの情報を解析することにより同定した 。領域特異的STSの同定 850A6 YACを用いた本発明者らの研究から、多数のSTSが利用可能であった。A6 URAマーカーは、850A6 URA末端由来であり、A3は、850A6の Alu−ベクタレット (vectorette)増幅断片である。BE758-6およびD3S1480増幅断片を、末端配列が 得られたファージ・ゲノムクローンを選択するためのプローブとして使用し、配 列をタグ付けした。D3S1300のファージ・ゲノムクローンは、850A6ファージライ ブラリーから選択し、末端クローンD1300E3を単離した。他のD3SおよびWIマーカ ー・プライマー対は、Research Geneticsより入手したか、またはWIデータベー スに提供されている配列から合成した。648D4 YAC由来のファージ・ゲノムサブ クローンの配列決定から、(TAA)15トリヌクレオチド反復を見出し、遺伝子座ph1 3と命名した。AP4/5 STSは、648D4 YACのコスミド・サブクローンの部分配列決 定に由来した。コスミド・マッピング アガロースゲル中の酵母DNAを含む高分子量YACをSau3AI酵素で部分分解し 、コスミドベクターへサブクローニングした。このコスミドライブラリーを、ま ず、この領域に既にマッピングされているSTSに由来するDNAプローブでスク リーニングした。新規なSTSを発見し、コスミドライブラリーを再スクリーニン グするためのプローブとして用いるため、コスミドベクターに隣接する挿入DN Aの末端を配列決定した。エキソンの捕捉およびcDNAクローニング コスミドDNAをSau3AI酵素で部分分解し、1.0%アガロースゲル上を泳動さ せ、2kbpより大きい断片を切り出し、そして取扱説明書に従って、pSPLベクタ ーへサブクローニングし、COS-7細胞にトランスフェクトした。ベクターのスプ ライス部位間に捕捉されたDNAインサートを、ベクター(GIBCO/BRL)と共に供 給されたプライマーにより配列決定した。エキソン特異的プライマー(X8、ヌク レ オチド-19位〜-41位)およびRACE反応キット(Clontech)を用いて、全ヒト胎児 脳cDNAをPCR増幅することにより、cDNAを5’方向に伸長させた。正常 結腸cDNAライブラリーは、Clontechから購入した。FHIT エキソンのマッピング FHIT遺伝子のエキソン−イントロン接合部のゲノム配列は、cDNAに由来す るプライマーを用いて陽性コスミドを配列決定することにより決定した。FHIT遺 伝子の各エキソンの位置は、YACを含む各エキソンに由来するプライマーを用い 、鋳型として第3染色体ハイブリッドDNAを用いてPCR増幅することにより決 定した。エキソン5に隣接するcDNAプローブを得るために用いたプライマー 配列は、5’隣接エキソンについては、5’TCTGCTCTGTCCGGTCACA3’(配列番号7 0)(ヌクレオチド-355位〜-337位)およびプライマーX8(図2Aに示されている) ;3’隣接エキソンについては、5’ATGTCCTTGTGTGCCCGCT3’(配列番号71)( ヌクレオチド105位〜123位)および3D2(図2A参照)であった。 ノーザンブロット法およびハイブリダイゼーション mRNA2μgを、1×MOPS緩衝液および2.2Mホルムアルデヒド中の1.5%アガロ ースゲルを通して電気泳動し、正に荷電した膜へ標準的な方法でブロットした。 多数の正常組識mRNAのノーザンブロットフィルターは、カリフオルニア州パロア ルトのクローンテック社(Clontech)から購入した。ハイブリダイゼーション用FH IT cDNAプローブは、次のプライマーのペア、すなわち5'-TGAGGACATGTCGTTCAGAT TTGG-3'(配列番号72)、nuc.#-7から17;および5'-CTGTGTCACTGAAAGTAGACC-3'(配 列番号73)、nuc.#449から429、を用いたPCR増幅用のテンプレートとしてFHIT cD NAを使用して得た。プローブを[32P]-dCTPによるランダムプライミングで標識化 し、2×106cpm/mlを各々のフィルターへハイブリダイズした。ハイブリダイゼ ーションは、SSPE緩衝液(5×SSPE、10×デンハート溶液、0.1mg/mlのキャリア ーDNA、50%のホルムアミド、2%のSDS)中において42℃で16時間行った。最後 の洗浄は、増強スクリーンの両側でXAR-2フィルム(コダック社)へ−80℃で曝 露する前に、0.1×SSC、0.1%SDS中で、50℃、30分間行った。 nested RT-PCRおよびcDNAの配列決定 まずcDNAストランドを合成し、各生成物1μlを図2Aに示すような5U2および3D 2プライマーを用い、標準的条件下、5%のジメチルスルフォキシドと0.5mMのス ペルミジンとを含む10μl反応容量中で、95℃で20秒間、60℃で30秒間そして 72℃で1分間の30サイクルを行うPCR増幅の第一ラウンドに供した。反応生成物 1μlを20倍に希釈した後、反応容量を30μlとしたこと以外は上記と同じ条件下 において、nestedプライマー5U1および3D1(図2Aに示す)を用いた第二ラウンド のPCR増幅に供した。このPCR生成物を1.5%アガロースゲルに流し、エチジウム ブロマイドで染色し、精製し、そのうちの2.5ngを5U1プライマーを用いて配列決 定した。 in vitro転写および翻訳 FHIT遺伝子を含むDNAの3つの異なる断片を、オリゴヌクレオチドであるUR5(5 '-CTGTAAAGGTCCGTAGTG-3'(配列番号74)、nuc.#-171から−154まで、図2A)および O6(5'-CTGTGTCACTGAAAGTAGACC-3'(配列番号75)、nuc.#429-449の逆補体(rever se complement))を用いたPCRにより得た。増幅はOmni Gene Thermal Cyclerを用 い、最終容量100μlの10mMのトリス−HCl(pH8.9)、50mMのKCl 1.5mMのMgCl2、20 0μMのデオキシヌクレオチドトリホスフェート、10ngのRT-PCR生成物および2.5U のTaqポリメラーゼ中で行った。25サイクルのPCRは、94℃で1分間、52℃で1分 間および72℃で45秒間の伸長工程から成っていた。PCR生成物を、TAクローニン グシステム(インヴィトロジェン社)を用いてPCRIIプラスミドの中へ別々に挿 入した。T7プロモータの制御下で正常型FHITおよび異常型遺伝子を含む組換えベ クターを配列させ、そしてin vitroの転写および翻訳に用いた。 in vitro転写と翻訳反応は、1/2容量のウサギ網状赤血球溶解物、1μgの組換 えプラスミドDNA、10UのT7ポリメラーゼ、20μMのアミノ酸混合物(メチオニン不 含)、40μMの35s-メチオニン(アマーシャム社)および40UのRNasinリボヌクレ アーゼインヒビターを含む50μlの最終容量の中でTnT共役網状赤血球システム( プロメガ社)により行った。反応は、30℃で90分間行った。 合成されたタンパク質を、SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS-PAGE)およ びオートラジオグラフィーで分析した。7.3p14.2のFHIT遺伝子は、肺ガン中では異常である FHIT遺伝子は、腎臓細胞ガン腫のファミリーでみられるt(3;8)染色体転座によ って分裂し、種々のヒトのガンから誘導された細胞系中の標的ホモ接合体欠失お よびFRA3B脆弱部位を含んでいる。本明細書の第6章に記載の研究は、FHIT遺伝 子異常は一次性の消化管ガンでしばしば発生することを示している。 染色体3の短腕(short arm)の欠失はきわめて高い頻度で、そして肺ガン発 生の初期に発生し、このことはこの染色体領域が肺ガンの発達に関する決定的な 遺伝子を含有していることを示唆している。本発明者らは染色体バンド3p14.2に あるFHIT遺伝子を単離し、それがFRA3B脆弱部位を含んでいることを見出した。 この遺伝子は腎臓細胞ガン腫のファミリーで見られるt(3;8)転座で分裂し、そし て種々のヒトの悪性腫瘍において対立遺伝子の損失を示す領域に存在する。第7 章に記載のこの研究において、本発明者らは発ガン性物質への曝露(carcinogen ic exposure)に関連するガン、すなわち小細胞および非小細胞型の肺ガンにお けるFHIT遺伝子の役割を分析した。59例の腫瘍および対応する正常肺組識の分析 は、FHIT転写物の逆転写、ついで生成物のPCR増幅と配列決定とにより行った; 遺伝子に影響を与える対立遺伝子の欠失はマイクロサテライト多型分析(micros atellite polymorphisms analysis)によって調べた。約80%の小細胞肺腫瘍と4 0%の非小細胞肺ガンは、FHITのRNA転写物の異常を示し、また88%の腫瘍はFHIT 対立遺伝子の欠失を示した。異常な肺腫瘍転写物は、FHIT遺伝子の2つ又はそれ 以上のエキソンを欠如している。また異常転写物を示すケースはすべて、FHIT遺 伝子の1つの対立遺伝子を欠失していた。この結果は、ほとんどすべてのSCLCお よびNSCLCの大部分におけるこの遺伝子の異常性を示しており、それは肺ガン発 生におけるFHIT遺伝子の重大な役割を示唆している。 7.1.結果 RT-PCRおよびcDNA配列分析 小細胞肺ガン(SCLC) 腫瘍および正常組織からのFHIT転写物における異常性を研究するため、本発明 者らは方法のところで述べたようにしてmRNAを逆転写しそしてnested PCRによっ てcDNAを増幅した。一次性腫瘍サンプル14例および細胞系1例(83L)について 研究をおこなった。2例においては、対応する正常な肺実質もまた分析した。RT -PCRで分析した14例のうち11例(79%)は、異常転写物の存在を示した(図11 )。一次性腫瘍からの増幅転写物の分析は、常に−360bp(タイプI)と−250bp( タイプII)の2つの異常なバンドの存在を示した。7例においてはタイプIとタ イプIIの両方の異常転写物を示し、一方、4例においてはタイプIのバンドのみ を示した。腫瘍に由来する細胞系(図12、83L)の場合と同じように2つのサンプ ル(図IIA、107;図12A、45)においては、正常なサイズの転写物は検出されず 、これに対し他の9例においては種々の強度の正常サイズのバンドが観察された 。 ある一人の患者(図12A、83)について本発明者らは、一次性腫瘍、腫瘍由 来細胞系および正常肺検体について試験した。正常な肺では正常な転写物のみが 検出されたのに対し、一次性腫瘍では正常サイズ転写物と共にタイプIとIIの異 常転写物を示すとともに、腫瘍由来の細胞系はタイプI異常転写物および〜420b pの新しいバンド(図12)を示し、これば多分in vitro継代培養によって発生し たものであろう。 従って、この細胞系の細胞遺伝学的分析は、二動原体および三動原体の染色体、 テロメア対合ならびに二重微小染色体の存在が広範な染色体の不安定性により生 じることを明らかにした。染色体3のペインティングプローブ(painting probe) についてのFISH分析は、3pアームの3p14-21の切断点との転座(データは示して ない)を含むこの染色体のいくつかの構造的再構成の発生を示した。興味あるこ とには、細胞系においては、正常サイズの転写物は検出不能であり、これは一次 性腫瘍で観察された正常サイズ生成物は腫瘍検体に侵入する正常細胞の存在を反 映するものであることを示唆している。 異常および正常サイズのバンドをアガロースゲル上で分離し、切断しそして配 列決定した(図12B)。異常バンドの配列分析は、タイプIの転写物はFHIT cDN A配列(ジーンバンク登録番号#u46922が付与される)の4から6までのエキソ ン(nt-111から249)の不存在に対応することを示し、FHIT cDNAの3と7とのエ キソン間の結合を生じる。3と9とのエキソンの融合を生じる4から8までのエ キソン(nt-111から348)の欠失は、タイプIIの転写物において見出された。異 常転写物の各々において、融合結合はスプライス部位と一致していた。 正常サイズのバンドの配列分析は、それらバンドは正常のFHIT cDNAを含有す ることを示し、それはたぶん腫瘍検体に侵入した正常細胞の寄与を反映するもの であろう。 いずれのタイプの異常転写物も、FHITのオープンリーディングフレームの開始 メチオニンコドンを含有するエキソン5を欠如しており(第6章参照)、またタ イプIIの転写物も高度に保存されたHITモチーフを含有するエキソン8を含む殆 ど全コーディング領域を欠如しているので(第6章参照)、これらの異常融合転 写物はFHIT機能の欠如をもたらすものと思われる。 正常組織(45および83)から増幅した正常サイズのRT-PCR生成物の配列は 、野生型のFHIT転写物の存在を明らかにした。 非小細胞肺ガン(NSCLC) 45例の一次性NSCLC腫瘍および対応する正常肺実質サンプルからのRNAを、同様 に調べた。45例の腫瘍のうち18例(40%)は異常RT-PCR生成物を生じた。これらの 結果の詳細な記載を表4に要約する。 表4 RT-PCR、配列決定およびNSCLCにおけるLOH結果N=正常転写物 A=異常転写物 △ 正常の肺実質では、del ex3→9 ° 分析した遺伝子座: D3S4103,(ph13),D3S1234,D3S1313,D3S1312 NE:評価せず NI:情報なし これらの腫瘍の中に存在する転写物からのRT-PCR増幅生成物は、常に正常サイ ズの転写物を伴う一つまたは二つの異常バンドから成っていた(図13A)。同じ肺 ガン症例からの対応する正常肺RNAは、対応する腫瘍で観察された異常生成物か らのサイズの異なる異常生成物をもつ1例(表4の例3)以外はすべて、正常なFH IT生成物のみの存在を示した。異常フラグメントの配列分析は、4から8のエキ ソンを欠失したRT-PCR生成物を含み、3および9のエキソン(nt-111から348)の 結合を生じさせる、4から9までの種々のエキソンを欠失した一連のRT-PCR生成 物(表4および図13b)を示した。この生成物はエキソン3から7または8まで が融合してエキソン4から6または7までが夫々欠如しており、さらにエキソン 5からエキソン7または8までが欠如してエキソン4と8との間またはエキソン 4と9との間が夫々結合しているものである。観察されたすべてのタイプの異常 転写物は最初のコーディングエキソンであるエキソン5を欠如しており、かつ配 列分析により特徴づけられる異常転写物の半数(6/12)もまたHITドメインを含 むエキソン8の欠如を示した。これらの患者の正常組織からのRNAから増幅した 正常サイズの転写物の配列分析は、正常なFHIT cDNA配列を示した。FHIT遺伝子 のオープンリーディングフレームの外側にある450から460までのヌクレオチドか らのエキソン10の初めの小さな選択的スプライス領域は、腫瘍の中および数名の 患者の対応正常組織の中に存在する正常サイズの転写物の中に観察された。 ヘテロ接合体欠失(L0H)の分析 腫瘍サンプルにおける対立遺伝子の欠失を調べるために、FHIT遺伝子の内部 の及びFHIT遺伝子に隣接する多型マイクロサテライトマーカーを増幅するプライ マーを用いたPCRに基づくアプローチ行った。腫瘍からのDNAならびに28例のNSCL Cおよび7例のSCLCからの対応する正常組織を用い、FHIT遺伝子の内部のD3S4103 遺伝子座(ph13)(第6章参照)における対立遺伝子の欠失、ならびにFHIT遺伝 子のフランキング領域、セントロメリック(3p14.2におけるD3S1312)(Druck e t al.,1995,Cancer Res.55:5348-5353)およびテロメリック(3p14.2におけるD 3S1234および3p14.3におけるD3S1313)に位置する遺伝子座(表5参照)におけ る対立遺伝子の欠失についての分析を行った。 表5 SCLCおよびNSCLCの3p14.2遺伝子座におけるL0H頻度 遺伝子座D3S4103およびD3S1234におけるNSCLCサンプルLOHは、21の情報供与例 のうち17例(81%)で見出された。これら二つの遺伝子座に影響する欠失の総頻 度は88%(26の情報供与例のうち23例)であった。腫瘍13例のうち10例(76%) および11例のうち9例(81%)においてもまたD3S1312およびD3S1313遺伝子座に おいて夫々L0Hが見られ、これはこの遺伝子領域における大きな欠失を示すもの であった。SCLC症例においては、情報供与患者4例のうち3例がD3S4103およびD 3S1234でL0Hを示し、さらに情報供与患者5例のうち4例はこれら遺伝子座の少 なくとも一つを欠失していた。異常FHIT転写物をもつ情報供与腫瘍12例のうち全 部で12例(100%)が、検査した遺伝子座の一つまたはそれ以上において対立遺 伝子の欠失を示していた。 7.2.考察 3p25、3p21.3-p21.2および3p12-p14.1を含む三つの別個の染色体3p領域は、一 次性腫瘍における高い頻度での対立遺伝子の欠失に基づく肺ガンに含まれる遺 伝子を有していると考えられ、これは細胞系から誘導された肺ガンにおけるホモ 接合体欠失と定義される;これらの染色体領域における腫瘍抑制遺伝子を単離す べく小さな共通の欠失領域を決定するための大きな努力が払われた。 3pの欠失は、特に有用な遺伝子マーカーを構成する。何故ならば、それらマー カーは、例えば気管支異形成症や化生(Sundaresan et al., 1992, Oncogene 7:1 989-1997; Szzi et al., 1991, Cancer Res. 51:400-404; Hung et al., 1995,J AMA 273:558-563)のような肺ガン発生の初期段階において発生する旨の幾つかの 研究が報告されているからである。さらに一次性SCLCにおける染色体3pでの対立 遺伝子欠失は、好ましからぬ予後の要因であることが示唆されている(Horio et al., 1993, Cancer Res.53:1-4)。 ここに開示した研究は、少なくとも80%のSCLCおよび40%のNSCLCにおいて3p1 4.2に位置するFHIT遺伝子の転写物において異常が発生すること、並びにそれら 症例のうち88%は一つのFHIT対立遺伝子の欠失をも示すことを記載している。ne sted RT-PCR増幅はFHIT遺伝子転写物での内部変化のみを検出するものであろう から、これはSCLCおよびNSCLCにおけるFHIT遺伝子の関与の保守的な評価である 。 肺ガン転写物は、FHIT遺伝子の二つ以上のエキソンを欠失していた。NSCLCに おいては種々のパターンの異常転写物が検出されたが、SCLCにおいては増幅転写 物は4から6のエキソンまたは4から8のエキソンが欠失していた。いずれのタ イプにおいても開始メチオニンコドンを含むエキソン5の欠失をもたらし(第6 章参照)、また第二のタイプでは高度に保存されたHITドメインを含むエキソン8 の欠失を示している(第6章参照)。これらエキソンの欠失がもたらす結果は、イ ンフレームフィットタンパク質(in-frame Fhit protein)が生産されないこと である。 一次性SCLCおよび腫瘍細胞系の2例は正常サイズの転写物を欠如しており、こ れはまた残りの症例においても充分には確認されなかった。さらに、一次性腫瘍 の1例では二つの異常転写物と一つの正常転写物を示し、一方、この腫瘍から誘 導された細胞系からは正常サイズの生成物は増殖されなかった。これらの所見は 、SCLC RNAにおいては野生型の転写物は混合された正常細胞に由来するも のであることを示唆するものである。 NSCLCからのRNAにおいては、異常なRT-PCR増幅生成物は正常サイズのRT-PCR増 幅生成物よりも量が少ない場合があった。これについては、種々の遺伝的変化を もつ種々の細胞クローンの存在を生じさせる気管支「部位(field)」全体の発ガ ン物質への慢性的曝露の結果としておこる、これら新生物の異種の性質によって 説明され得るであろうし、時には多面的な性質によっても説明され得るであろう (Kim et al., 1993, Am. J. Pathol. 142:307-317; Barsky et al.,1994, Mod. Pathol. 7:633-640; Ebina et al.,1994,Cancer Res. 54:2496-2503)。さらに 、これら腫瘍サンプルは種々の量の正常な基質組織を含有していた(基質浸入は 非小細胞腫瘍でおこることが知られている)(Rabbitts et al., 1989, Genes Ch rom. Cancer 1:95-105)。SCLC細胞系および幾つかのSCLC一次性検体に見られる 完全な対立遺伝子欠失ならびにNSCLCにおける対立遺伝子の完全な欠失の欠如は 、この解釈を支持するものである。異常転写物はまた野生型生成物よりも不安定 である場合もあり得る。 異常な腫瘍転写物を示す患者の対応正常組織において、本発明者等はPCRおよ び配列分析によって正常なFHIT生成物を観察した。 特に興味があったのは、後に腎臓細胞ガン腫に発達したところの1例の肺の粘 液類表皮腫(mucoepidermoid carcinoma)のNSCLC患者(表4の例3)である。 この患者の正常肺実質中において、エキソン4から8が欠失している異常転写物 が検出された。この発見は、FHIT遺伝子内での構造変化は、肺ガンならびに腎臓 ガンまたは他のタイプの多数の一次性腫瘍に発展する素因に関連しているという 可能性を提起するものである。しかし、この変化は体性的に得られたものであろ う。というのは、発ガン物質への曝露は、初期の前新生物障害においてもまた検 出される種々の遺伝的変化の誘発による気管支上皮細胞の幾つかの部位での形質 転換を誘発できるからである。 小細胞および非小細胞の両タイプの肺ガンで見られる一つのFHIT対立遺伝子の 高頻度(88%)の欠失は、注目すべき事である。本発明者等は、その症例での欠 失の最小領域を決定できなかったけれども、これらの発見は、FHIT遺伝子の不活 性化は1つの対立遺伝子の欠失のメカニズムによって発生し、さらに残りの ものの発現を変えるという考え方を支持するものである。 このモデルは、FHIT遺伝子が、たとえば欠失のような異常が点突然変異よりも 頻繁であるような一般の脆弱領域のFRA3Bに及んでいるという観察と一致してい る。空気消化管(aerodigestive tract)のガンのような発ガン性物質への曝露 と関連する腫瘍は、FHIT遺伝子の変化に特に感受的である。肺ガンはその病因の 故に、タバコの煙に含まれているニコチンやベンゾ(a)ピレンのような変異原の ようなDNA修復を妨げる物質の効果と、強力にかつ直接に関連するものと思われ る。すなわち物理的、化学的および生物学的物質の結果としての脆弱部位を含む 遺伝子の破損は、予期可能である。ガン患者の末梢血液リンパ球のFRA3B脆弱部 位の発現性の研究が行われている;FRA3Bの発現は、常習的な喫煙によって影響 されるようであり、そして極めて高度の発現が肺ガン患者において報告されてい る(Murata et al., 1992, Jpn. J. Hum. Genet. 37:205-213)。 高いレベルの細胞内ジアデノシン5',5'''−P1,P4テトラホスフェート(Ap4A)が 、G1-S境界で検出されており(Weinmann-Dorsch et al., 1984, Eur. J. Biochem . 138:179-185)、DNAポリメラーゼ活性の刺激におけるAp4Aの役割が報告されて いる(Baxi et al., 1994, Biochemistry 33:14601-14607)。FHIT遺伝子の機能の 欠失は、Ap4Aの構成的蓄積をもたらし、そしてDNA合成と増殖の刺激をもたらす ようである。すなわちFHIT機能の欠失は、消化管ガンおよび肺ガンの前駆物質で ある細胞の増殖を刺激することによって悪性プロセスを開始させ得る。 7.3.実験方法 腫瘍 25例の腺ガン、19例の偏平上皮ガン、1例の粘液類表皮腫および14例の小 細胞肺ガンを含む59例の腫瘍を、国立腫瘍研究所(Istituto Nazionale Tumori )(イタリア、ミラノ)における外科的切除手術の肺ガン患者から得た。一つの 細胞系(83L)を一つの小細胞腫瘍(83T)から樹立した。29例のNSCLCは第1期 、9例は第2期、そして6例は第3期であった。腫瘍を、世界保健機関(World Health Organization)の「肺腫瘍組織学的タイプ」(1987)に従って組織学的 に分類し、そして「対ガン国際連合」(International Union Against Cancer)の定 める悪性腫瘍のTNM分類(1987)に従って各期に分けた。殆どの症例(59例のうち5 4例)は男性患者であり、試験を行った症例の平均年齢は63であった。対応する 正常肺実質組織サンプルを、正常RNAおよびDNA源として、腫瘍から最も離れた部 位からまたは異なったセグメントもしくは部分から採取した。 RNA抽出と逆転写 腫瘍および正常検体を外科的切除の直後に冷凍し、−80℃で保存した。全mRNA を、グアニジニウム-LiCl分離法(Sambrook et al., 1989, Molecular Cloning: A Laboratory Manual. Cold Spring Harbor Lab. Press, Plainview, NY)また はRNA-STATキット(Tel TEST,Inc.,Texas)を用いることにより、凍結腫瘍また は正常肺組織から抽出した。逆転写は、20μl容量の1×第一ストランド緩衝液( GIBCO)、10mMのDTT(GIBCO)、500μMのdNTP、50ng/μlのオリゴ-dT、0.3μg/μl のランダムプライマー、16.5UのRNAsin(PR0MEGA)、300UのスーパースクリプトUU (GIBCO)の中で行った。まずサンプルを95℃で5分間変性し、そして37℃で60分 間インキュベーションした。酵素を94℃で5分間不活性化することにより反応を 停止させた。反応液を30μlまで希釈し、そのうちの1μlを次のPCR増殖に用い た。 RT-PCRおよびcDNA配列決定 1μlのcDNAを、0.8μMのプライマー5U2および3D2(第2章参照)、50μMの各dN TP(TAKARA)、1×PCR緩衝液ならびに1.25U Taqポリメラーゼ(TAKARA)を含有する 25μl容量の中で最初のPCR増幅を行った。このPCR反応は、95℃で3分間の最初 の変性ならびに94℃で15秒間、62℃で30秒間、72℃で45秒間および72℃で5分 間の最終伸長の25サイクルから成り、パーキンエルマーのPCRサーモサイクラ ーを用いて行った。増幅生成物はTE緩衝液で20倍に希釈し、その希釈反応生成物 を上記の条件下でnestedプライマー5U1および3D1(第6章参照)を用い30サイク ル行って第二回のPCR増幅を実施した。PCR生成物を、1.5%のエチジウムブロマ イドで染色したメタフオールゲル(Metaphor gel)(FMC)で分離した。バンドをゲルから切り離し、DNAをQIAクイックゲル抽出 キット(QIAGEN)を使って精製した。PCR生成物のサイズに応じて5〜50ngのcDN Aを、アプライドバイオシステムモデル(Applied Biosystems Models)373Aおよび 377DNA配列決定システムで配列分析をするためにジデオキシヌクレオチドターミ ネーション反応の化学的手段によりプライマー5U1と3D1とを用いて配列決定した 。 L0H分析 凍結した腫瘍および正常組織からのDNAを、標準的方法(Sambrook et al.,198 9, Molecular Cloning: A Laboratory Manual. Cold Spring Harbor Lab. Press , Plainview, NY)を用いて抽出した。対立遺伝子の欠失の分析は、PCRに基づ くアプローチで行った。多型マイクロサテライトマーカーを増幅するプライマー を、つぎの遺伝子座、すなわちFHIT遺伝子の内部のD3S4103(ph13)(3p14.2)(第6 章参照)、ならびに該遺伝子に隣接するD3S1234(3p14.2)、D3S1313(3p14.3)およ びD3S1312(3p14.2)に用いた。すべてのオリゴヌクレオチドプライマーの配列は 、ゲノムデータベース(Genome Data Base)から入手できる。20サイクルの増 幅を、各々のプライマーに適切なアンニーリング温度である55℃〜60℃で行った 。 情報供与的の症例の場合は、もし対応する正常対立遺伝子に比べ、腫瘍DNAに おいて1つの対立遺伝子のオートラジオグラフのシグナルが約50%減少していれ ば、対立遺伝子の欠失を記録した。マイクロサテライトの不安定性を示す遺伝子 座は、対立遺伝子の欠失には記録しなかった。8. 微生物の寄託 プラスミドp7F1を保持し、pBluescript SK+ベクター(Stratagene社)内部へ のBamHI-XbaI挿入物としての全長のFHIT cDNAを含有する大腸菌DH5α株は、特許 手続上の微生物の寄託の国際的承認に関するブダペスト条約の規定によりメリー ランド州20852、ロックヴィル、1201パークローンドライブのアメリカンタイプ カルチャーコレクション(ATCC)に1996年1月30日に寄託され、寄 託番号69977として受理されている。 本発明は、以上に記載の特定の実施態様によってその範囲が限定されるもので はない。以上に記載のもの以外の本発明の様々な修飾は、以上の記載ならびに添 付の図面から当業者には自明であろう。そのような修飾は、添付の請求の範囲の 範囲内に入ると意図されている。 以上に引用した種々の刊行物の開示内容は、参考としてそれらの全てが本明細 書に組み込まれる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) A61P 19/00 A61K 31/00 619 35/00 635 A61K 31/7088 31/70 623 38/00 48/00 48/00 C07K 14/47 C07K 14/47 19/00 19/00 C12P 21/02 C C12N 5/10 21/08 15/01 C12Q 1/68 A 15/02 Z C12P 21/02 C12N 15/00 C 21/08 5/00 B C12Q 1/68 15/00 E A61K 37/02 (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,S Z,UG),UA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD ,RU,TJ,TM),AL,AM,AU,AZ,BA ,BB,BG,BR,BY,CA,CN,CU,CZ, EE,GE,HU,IL,IS,JP,KG,KP,K R,KZ,LC,LK,LR,LT,LV,MD,MG ,MK,MN,MX,NO,NZ,PL,RO,RU, SG,SI,SK,TJ,TM,TR,TT,UA,U Z,VN,YU (72)発明者 ヒューブナー,フランシス,ケイ. アメリカ合衆国 19103 ペンシルバニア 州,フィラデルフィア,デランシー スト リート 1829

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.精製されたFhitタンパク質。 2.ヒトのタンパク質である、請求項1に記載のタンパク質。 3.図2A(配列番号2)に示したアミノ酸配列を有する、請求項1に記載のタ ンパク質。 4.ATCCに寄託されて受託番号69977を指定されたプラスミドp7F1中のFHIT DN A配列にハイブリダイズできる核酸によりコードされる、精製されたタンパク 質。 5.配列番号1のコード領域からなるヌクレオチド配列を有するDNAにハイブ リダイズできる核酸によりコードされる、精製されたタンパク質。 6.ATCCに寄託されて受託番号69977を指定されたプラスミドp7F1によりコード される、請求項2に記載のタンパク質。 7.図2A(配列番号2)に示したFhitタンパク質配列の少なくとも10の連続ア ミノ酸を含み、Fhitタンパク質の1以上の機能活性を示す、請求項3に記載の タンパク質の精製された誘導体。 8.Fhitタンパク質に対する抗体により結合され得る、請求項7に記載の誘導体 。 9.請求項7に記載の誘導体を含んでなる分子。 10.請求項3に記載のFhitタンパク質に対して、147アミノ酸のアミノ酸配列に わたって、少なくとも70%の同一性を有するアミノ酸配列を含んでなるタンパ ク質。 11.細胞の増殖を抑制する、請求項7に記載の誘導体または類似体。 12.Fhitタンパク質ではない第2のタンパク質のアミノ酸配列に共有結合で融合 された、少なくとも10アミノ酸からなるFhitタンパク質の断片を含んでなるキ メラタンパク質。 13.Fhitタンパク質の断片が抗Fhit抗体により結合され得る断片である、請求項 12に記載のキメラタンパク質。 14.Fhitタンパク質と結合することができる抗体。 15.モノクローナルである、請求項14に記載の抗体。 16.Fhitタンパク質と結合することができる、請求項14に記載の抗体のフラグメ ントを含んでなる分子。 17.Fhitタンパク質をコードするヌクレオチド配列を含んでなる、100 kb未満の 単離された核酸。 18.Fhitタンパク質が図2A(配列番号2)に示した配列を有する、請求項17に 記載の核酸。 19.cDNAである、請求項17に記載の核酸。 20.請求項18に記載のヌクレオチド配列に完全に相補的なヌクレオチド配列を含 んでなる、単離された核酸。 21.FHIT遺伝子のイントロンを欠失している、請求項17に記載の核酸。 22.Fhitタンパク質がヒトFhitタンパク質である、請求項17に記載の核酸。 23.ATCCに寄託されて受託番号69977を指定されたプラスミドp7F1中に含まれる FHITコード配列を含んでなる、単離された核酸。 24.ATCCに寄託されて受託番号69977を指定されたプラスミドp7F1中のFHIT DN A配列にハイブリダイズできる、単離された核酸。 25.ストリンジェント条件下で、配列番号1のコード領域からなる配列を有する DNAにハイブリダイズできる、100 kb未満の単離された核酸。 26.FHIT cDNAまたはRNA配列の少なくとも310の連続ヌクレオチドを含み 、2,000ヌクレオチド未満である、単離された核酸。 27.FHIT cDNAまたはRNAコード配列の少なくとも266の連続ヌクレオチド を含む、100 kb未満の単離された核酸。 28.(a)エキソン1、エキソン2、エキソン3およびエキソン4の中から選択さ れる1以上のFHITエキソンのヌクレオチド配列、および(b)エキソン7、エキ ソン8およびエキソン9の中から選択される1以上のFHITエキソンのヌクレオ チド配列、を含んでなる、100 kb未満の単離された核酸。 29.抗Fhit抗体により結合され得るFhitタンパク質の断片をコードするヌクレオ チド配列を含んでなる、単離された核酸。 30.請求項12に記載のキメラタンパク質をコードするヌクレオチド配列を含んで なる、単離された核酸。 31.請求項10に記載のタンパク質をコードするヌクレオチド配列を含んでなる、 単離された核酸。 32.請求項17に記載の核酸を含む核酸ベクターを含有する組換え細胞。 33.請求項17に記載の組換え核酸を含有する細胞。 34.請求項28に記載の核酸を含む核酸ベクターを含有する組換え細胞。 35.請求項10に記載の核酸を含む核酸ベクターを含有する組換え細胞。 36.請求項32に記載の組換え細胞を増殖させて、コードされるFhitタンパク質を 該細胞から発現させ、発現されたFhitタンパク質を回収することを含んでなる 、Fhitタンパク質の産生方法。 37.請求項33に記載の組換え細胞を増殖させて、コードされるFhitタンパク質を 該細胞から発現させ、発現されたFhitタンパク質を回収することを含んでなる 、Fhitタンパク質の産生方法。 38.請求項34に記載の組換え細胞を増殖させて、コードされるタンパク質を該細 胞から発現させ、発現されたタンパク質を回収することを含んでなる、Fhitタ ンパク質の産生方法。 39.請求項36に記載の方法の産物。 40.請求項37に記載の方法の産物。 41.治療に有効な量のFhitタンパク質および製剤学上許容される担体を含有する 医薬組成物。 42.治療に有効な量の請求項3に記載のタンパク質および製剤学上許容される担 体を含有する医薬組成物。 43.治療に有効な量の請求項5に記載のタンパク質および製剤学上許容される担 体を含有する医薬組成物。 44.治療に有効な量の請求項7に記載のタンパク質および製剤学上許容される担 体を含有する医薬組成物。 45.治療に有効な量の請求項12に記載のキメラタンパク質および製剤学上許容さ れる担体を含有する医薬組成物。 46.治療に有効な量の請求項17に記載の核酸および製剤学上許容される担体を含 有する医薬組成物。 47.治療に有効な量の請求項29に記載の核酸および製剤学上許容される担体を含 有する医薬組成物。 48.治療に有効な量の請求項33に記載の組換え細胞および製剤学上許容される担 体を含有する医薬組成物。 49.治療に有効な量の、変異型Fhitタンパク質と免疫特異的に結合するが野生型 Fhitタンパク質とは結合しない抗体、および製剤学上許容される担体を含有す る医薬組成物。 50.治療に有効な量の、変異型Fhitタンパク質と免疫特異的に結合するが野生型 Fhitタンパク質とは結合しない抗体のフラグメントまたは誘導体、および製剤 学上許容される担体を含有する医薬組成物。 51.染色体3p14.2突然変異と関連した疾病または障害を治療または予防する方法 であって、そのような治療または予防を希望する被験者に、治療に有効な量の Fhit機能を促進する分子を投与する、ことを含んでなる方法。 52.前記疾病または障害が細胞の過増殖を伴う、請求項51に記載の方法。 53.前記疾病または障害が悪性疾患である、請求項52に記載の方法。 54.前記悪性疾患が消化管の悪性疾患である、請求項53に記載の方法。 55.前記疾病または障害が食道癌、胃癌、腎臓癌、膀胱癌、乳癌、結腸癌、肺癌 、 メラノーマ、鼻咽頭癌、骨肉腫、卵巣癌および子宮癌よりなる群から選択さ れ る、請求項53に記載の方法。 56.被験者がヒトである、請求項52に記載の方法。 57.前記疾病または障害が前悪性状態、良性腫瘍、高増殖性疾患および良性増殖 不全疾患よりなる群から選択される、請求項52に記載の方法。 58.Fhit機能を促進する分子が、Fhitタンパク質、細胞増殖の抑制活性を示すFh it誘導体または類似体、Fhitタンパク質をコードする核酸、および細胞増殖の 抑制活性を示すFhit誘導体または類似体をコードする核酸よりなる群から選択 される、請求項52に記載の方法。 59.Fhit機能を促進する分子が請求項3に記載のタンパク質である、請求項52に 記載の方法。 60.半接合FHIT突然変異をもつ被験者において細胞の過増殖を伴う疾病または障 害を治療または予防する方法であって、半接合FHIT突然変異をもち、かかる治 療または予防を希望する被験者に、変異型FHIT遺伝子またはタンパク質を特異 的に中和するが、野生型FHIT遺伝子またはタンパク質を実質的に中和しない分 子を治療に有効な量で投与する、ことを含んでなる方法。 61.前記分子が被験者の変異型Fhitタンパク質と特異的に結合する抗体またはそ の結合領域を含む抗体誘導体である、請求項60に記載の方法。 62.前記分子が被験者の変異型FHIT RNAの発現を特異的に抑制するFHITアン チセンス核酸である、請求項60に記載の方法。 63.被験者に、Fhit機能を促進する分子を投与することをさらに含む、請求項60 に記載の方法。 64.前記分子が、野生型FHIT遺伝子とではなくゲノム変異型FHIT遺伝子との相同 的組換えを促進するように、異種ヌクレオチド配列の両端にFHIT遺伝子部分が 存在する核酸である、請求項60に記載の方法。 65.前記分子が、(a)少なくとも6ヌクレオチドからなり、(b)FHIT遺伝子のRN A転写物の少なくとも一部に相補的な配列を含み、そして(c)適度なストリン ジェント条件下で該RNA転写物とハイブリダイズできる、オリゴヌクレオチ ドである、請求項60に記載の方法。 66.少なくとも6ヌクレオチドからなり、FHIT遺伝子のRNA転写物の少なくと も一部に相補的な配列を含み、該RNA転写物と特異的にハイブリダイズでき る、単離されたオリゴヌクレオチド、および製剤学上許容される担体を含有す る医薬組成物。 67.(a)エキソン1、エキソン2、エキソン3およびエキソン4の中から選択さ れる1以上のFHITエキソンのヌクレオチド配列、および(b)エキソン7、エキ ソン8およびエキソン9の中から選択される1以上のFHITエキソンのヌクレオ チド配列を含んでなる第2の核酸に完全に相補的な配列を含んでなる、単離さ れた第1の核酸。 68.Fhitタンパク質をコードする核酸配列の細胞内での発現を抑制する方法であ って、該細胞に、少なくとも10ヌクレオチドからなり、細胞内でFHIT遺伝子の RNA転写物と特異的にハイブリダイズできる配列を含む核酸の有効量を供給 することを含んでなる方法。 69.細胞の過増殖を伴う疾病もしくは障害の存在、または該疾病もしくは障害を 発症する素因を診断またはスクリーニングする方法であって、被験者由来のサ ンプル中のFhitタンパク質、FHIT RNAまたはFhit機能活性のレベルを検出 または測定することを含んでなり、その際、該サンプル中のFhitタンパク質、 FHIT RNAまたはFhit機能活性のレベルが、該疾病もしくは障害または該疾 病もしくは障害を発症する素因をもたない類似のサンプル中のFhitタンパク質 、FHIT RNAまたはFhit機能活性のレベルと比べて低下している場合は、該 疾病もしくは障害または該疾病もしくは障害を発症する素因が存在することを 示す、上記方法。 70.細胞の過増殖を伴う疾病もしくは障害の存在、または該疾病もしくは障害を 発症する素因を診断またはスクリーニングする方法であって、被験者から得ら れたFHIT DNA、RNAまたはタンパク質中の1以上の突然変異を検出する ことを含んでなり、その際、1以上の突然変異の存在が該疾病もしくは障害ま たは該疾病もしくは障害を発症する素因の存在を示す、上記方法。 71.FHIT DNAまたはRNAのエキソン中の突然変異が検出される、請求項70 に記載の方法。 72.FHIT DNAまたはRNAコード配列中の突然変異が検出される、請求項71 に記載の方法。 73.前記突然変異がFHITコード配列の少なくとも一部の欠失である、請求項71に 記載の方法。 74.前記突然変異がFHITエキソン5の少なくとも一部または全部の欠失である、 請求項73に記載の方法。 75.前記突然変異が被験者においてFHIT RNA中のエキソン8の野生型オープ ンリーディングフレームの欠失を引き起こす、請求項71に記載の方法。 76.前記突然変異が、野生型FHIT RNAと比べたとき、異常な大きさまたは配 列のFHIT RNAの存在を検出することにより検出される、請求項71に記載の 方法。 77.異常な大きさまたは異常な配列のFHIT RNAの存在が、被験者由来のRN AをcDNAに逆転写することを含む方法により検出される、請求項76に記載 の方法。 78.前記cDNAがFHITエキソン5を含む野生型FHIT cDNAの断片を増幅す るように設計されたオリゴヌクレオチドプライマーを用いるポリメラーゼ連鎖 反応に付される、請求項77に記載の方法。 79.前記cDNAがエキソン4の3'末端とエキソン8の間のFHITエキソン配列を 含む野生型FHIT cDNAの断片を増幅するように設計されたオリゴヌクレオ チドプライマーを用いるポリメラーゼ連鎖反応に付される、請求項77に記載の 方法。 80.被験者がヒト胎児である、請求項71に記載の方法。 81.被験者がヒト小児または成人である、請求項71に記載の方法。 82.前記突然変異が、被験者由来のRNAまたはそれから作製されたcDNAを 、ハイブリダイゼーションが起こる条件下で、FHIT RNAまたはcDNAと 特異的にハイブリダイズできる核酸プローブと接触させ、該RNAまたはcD NAと核酸プローブとのハイブリダイゼーションを検出するか、またはハイブ リダイゼーションの量を測定することを含む方法により検出される、請求項71 に記載の方法。 83.前記突然変異が、被験者由来のタンパク質を含有するサンプルを、免疫特異 的結合が起こる条件下で、抗Fhit抗体と接触させ、該抗体による免疫特異的結 合を検出するか、または該結合の量を測定することを含む方法により検出され る、請求項72に記載の方法。 84.前記突然変異が、被験者由来のFHIT RNAをin vitro翻訳にかけることを 含む方法により検出される、請求項72に記載の方法。 85.1以上の容器内に、変異型Fhitタンパク質と特異的に結合する抗Fhit抗体、 変異型FHIT遺伝子またはRNAと特異的にハイブリダイズできる核酸プローブ 、Fhitタンパク質をコードする核酸または細胞増殖の抑制活性を示すその誘導 体、およびFhitタンパク質または細胞増殖の抑制活性を示すその誘導体よりな る群から選択される精製分子を含んでなるキット。 86.1以上の容器内に、FHIT cDNAまたはmRNA配列の少なくとも一部の 増幅を開始することができる一対の核酸プライマーを含んでなるキット。 87.前記プライマーがエキソン5を含む野生型FHIT cDNAの断片を増幅でき るように設計される、請求項86に記載のキット。 88.前記プライマーがエキソン5および6を含む野生型FHIT cDNAの断片を 増幅できるように設計される、請求項86に記載のキット。 89.前記プライマーがエキソン4の3'末端とエキソン8の間の配列を含む野生型 FHIT cDNAの断片を増幅できるように設計される、請求項86に記載のキッ ト。 90.前記プライマーがエキソン1〜10を含む野生型FHIT cDNAの断片を増幅 できるように設計される、請求項86に記載のキット。 91.容器内に治療に有効な量のFhitタンパク質を含んでなるキット。 92.Fhitタンパク質、機能的に活性なFhitタンパク質の断片、および該タンパク 質または断片をコードする核酸よりなる群から選択されるリガンドと特異的に 結合する分子の同定方法であって、 (a)該リガンドと多数の分子とを、該リガンドと該分子との結合に導く条件 下で接触させ、そして (b)該リガンドと特異的に結合する該多数の分子中の1分子を同定する、 ことを含んでなる方法。 93.Fhitタンパク質またはその機能的に活性な誘導体をコードする核酸を動物に 導入することを含む方法の産物である組換え非ヒト動物。 94.前記核酸がそのゲノム内に遺伝的に含まれる、請求項93に記載の動物の子孫 。 95.容器内に配列番号1のヌクレオチド配列またはその相補体の2,000 ヌクレオ チド以下で10ヌクレオチド以上の核酸からなる化合物を含んでなる診断用キッ ト。 96.1以上の容器内に一対のプライマーを含んでなる診断用キットであって、各 プライマーは15〜35ヌクレオチドからなり、該一対のプライマーの少なくとも 1つは配列番号1またはその相補体にハイブリダイズすることができ、該一対 のプライマーは核酸増幅反応においてDNA合成を開始させることができる、 上記キット。 97.ATCCに寄託されて受託番号69977を有するプラスミドp7F1。 98.被験者において細胞の過増殖を伴う疾病をモニターする方法であって、被験 者由来のサンプル中のFHIT RNAまたはcDNAまたはタンパク質の量を検 出または測定することを含んでなり、その際、早期に被験者から得られたサン プル中に存在するものと比べて、変異型FHIT RNAまたはcDNAまたはタ ンパク質発現の増加、または野生型FHIT RNAまたはcDNAまたはタンパ ク質の低下が疾病の進行を示すものである、上記方法。 99.被験者において細胞の過増殖を伴う疾病の反対の治療結果または再発へ向か う個体素因を検出する方法であって、被験者のFHIT遺伝子の1以上の突然変異 を検出することを含んでなる方法。 100.前記疾病または障害が消化管の悪性疾患である、請求項69または70に記載の 方法。 101.前記疾病または障害が肺癌である、請求項69に記載の方法。 102.前記疾病または障害が肺癌である、請求項70に記載の方法。 103.前記疾病または障害が小細胞肺癌である、請求項102に記載の方法。 104.前記疾病または障害が非小細胞肺癌である、請求項102に記載の方法。 105.FHIT遺伝子の1つの対立遺伝子の欠損を検出することをさらに含み、前記疾 病または障害が肺癌である、請求項72に記載の方法。 106.前記突然変異がFHIT DNAまたはRNA中の2以上のエキソンの欠失であ る、請求項73に記載の方法。 107.前記突然変異がFHITエキソン5の少なくとも全部の欠失である、請求項102 に記載の方法。 108.前記突然変異がFHIT RNAまたはcDNA中のエキソン3配列のエキソン 7配列への融合をもたらすFHITエキソン4〜6の欠失である、請求項102に記 載の方法。 109.前記突然変異がFHIT RNAまたはcDNA中のエキソン3配列のエキソン 9配列への融合をもたらすFHITエキソン4〜8の欠失である、請求項102に記 載の方法。
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