【発明の詳細な説明】
癌の診断と治療のための方法および組成物
1.緒言
本発明は、種々の癌組織で過剰発現される新規タンパク質であるCaSmをコード
する核酸分子の発見、同定および性状解析に関する。本発明は、癌疾患(癌を含
むが、これらに限定されない)の診断、疾患のモニタリング、薬剤スクリーニン
グ、および/または治療に使用することができるCaSmヌクレオチド、宿主細胞発
現系、CaSmタンパク質、融合タンパク質、ポリヌクレオチドやペプチド、遺伝子
産物に対する抗体、アンチセンスCaSm核酸、CaSmトランス遺伝子を発現するトラ
ンスジェニック動物、またはCaSmを発現しない組換えノックアウト動物、および
CaSm遺伝子発現またはCaSm活性をモジュレートする他の化合物に関する。
2.背景
2.1 癌
癌は、特定の正常な組織に由来する異常細胞の数の増加、これらの異常細胞に
よる隣接組織の浸潤、および局所的リンパ節や離れた部位(転移)への悪性細胞
のリンパ球性または血液性拡散を特徴とする。前悪性異常細胞増殖は、過形成、
異形成、またはさらに詳しくは形成不全により例示される(このような異常増殖
条件の総説について、Robbins & Angell,1976,Basic Pathology、第2版、W.
B.Saunders Co.,Philadelphia,pp.68-79を参照されたい)。新生物病変はク
ローン的に起き、特に新生物細胞が宿主の免疫監視機構を逃れるような条件下で
、増殖、転移、および異質性能力が身につけていく(Roitt,I.,Brostoff,Jと
Kale,D.,1993,Immunology,第3版、Mosby,St.Louis,pp.17.1-17.12)。
臨床データと分子生物学的研究は、癌は小さな前新生物的変化で始まる多工程プ
ロセスであり、これはある条件下で新生物に進行していくことを示している。
スクリーニングは、無症候性のヒトにおける疾患の探索である。ある個人のス
クリーニング結果がいったん陽性になるかまたは症状や症候が確認されると、さ
らに診断試験を行って治療の最適なコースを決定する。早期検出の利点は、疾患
が広がる前(すなわち治療または制御が最も容易である時)に疾患を治療する機
会が得られることである。American Cancer Societyは、無症候性かつリスクの
あるヒトについて定期的な癌関連の検診(これは、乳癌、大腸癌、皮膚癌、前立
腺などの検査を含む)を推奨している。
癌の病体生理学的役割についての理解が深まるにつれて、癌マーカーと遺伝情
報の両方の役割は、癌患者の管理と治療においてより重要になる。腫瘍マーカー
は、癌を検出するために、腫瘍の負担を程度を確認するために、組織病理的ステ
ージの分類または確認を助けるために、薬剤療法の結果を予測するために、およ
び再発をモニタリングするために、生化学的手段または免疫学的手段により定量
的に測定される組織または体液中の物質である。腫瘍マーカーの測定は、総集団
のスクリーニングならびに高リスク群の試験に使用されている。
細胞増殖や分化を調節する機序の異常制御により細胞の形質転換が起きる。分
子的解析は、悪性の表現型を示すのに癌遺伝子や癌抑制遺伝子の複数の突然変異
が必要であることを証明した。この多段階プロセスは、典型的には数十年かけて
進展し、完成するまでに少なくとも7つの遺伝的事象が必要と思われる結腸大腸
癌によりよく例示される(Kinzlerら、1996,Cell,87:159-170)。癌の遺伝的
基礎の知見は重要な臨床的意味を有し、その最新のものは遺伝的検査による診断
の改良である。
例えば、BRCA1とBRCA2突然変異を有する個体は癌に罹りやすいという最近の発
見は、遺伝性乳癌の早期発症型の検出を促進する(Eastonら、1993,Cancer Sur
v,18:95-1131;Mikiら、1994,Science,266:66-71;Tavtigianら、1994,Natu
re Gen,12:333-337)。しかしこれらの症例の発生率はすべての既知の乳癌のわ
ずか5〜10%である(Eastonら、1993,Cancer Surv,18:95-1131;Mikiら、199
4,Science,266:66-71
;Tavtigianら、1994,Nature Gen,12:333-337)。すなわち散発性の悪性の乳
癌の90%以上について、早期および後期ステージの特異的腫瘍マーカーがいまだ
に必要とされている。
結腸直腸癌および乳癌は、分子的および遺伝子レベルで広く研究されている一
部の悪性疾患の例である。しかし分子生物学的解析が必要な多くの癌がまだ存在
する。腫瘍マーカーおよびこれらの癌に関連する腫瘍遺伝子が同定されれば、悪
性疾患のリスクのある個体のスクリーニングや同定を大いに助け、新規な治療法
の探索を助けるであろう。
2.2 膵臓癌
膵臓癌は先進工業国の疾患であり、例えば日本での発生率は1960年の10万人中
1.8人から1985年の10万人中5.2人まで増加した。喫煙と高脂肪食がこの疾患に関
係があるとされている。(Beazleyら、1995,Clinical Oncology(第2版)の第
15章、Murpheyら編、American Cancer Society)。膵臓外分泌腺の腺管腺腫が、
膵臓癌の最も一般的な型であり、米国での癌死亡の第4位に位置する(Parkerら
、1996,CA-A Cancer Journal for Clinicians,46:5-27)。膵臓の癌は非常に
悪性である。多くの患者は、治療の可能性の範囲を超えた進行期に診断される(
膵臓癌は非常に予後が悪く、5年生存率は3%未満である;Warshawら、1992,N
.Engl.J.Med.,326:455-465)。離れた部位(特に肝臓)への転移は、この疾
患の経過の初期に起きる。診断後の平均生存率は6ヶ月である。慢性膵臓炎の患
者の間では膵臓癌の発生率が高い。膵臓癌の臨床診断は、疾患の後期に行われる
ことが多い。診断試験の最初の選択肢は、コンピュータ断層撮影(CT)スキャン
であり、次に超音波法である。診断を確認するために、CT誘導により細針生検が
得られる。診断検査は、ステージの情報を与える。一般に腫瘍マーカーは、膵臓
癌の診断またはステージ分類には有効ではない。
膵臓癌が早期に同定され検出されれば、生存率が改善することが予測される。
最近の外科の文献は、主に小さい(<2cm)腫瘍を有する患者
で、高い5年生存率(最大20%)を報告している(Cameronら、1995,Surgical
Clinics of North America,75:939-951)。膵臓癌のステージ分類は転移の程度
に基づき、早期疾患を示す患者は、後期疾患を示す患者より予後がはるかに良好
である。大多数の生存者は、病変が小さくリンパ節が陰性の患者(T1、N0、M0)
である。
合併療法(5-フルオロウラシルと放射線)を伴う手術は、膵臓癌の治療の成功
率が最も高いが、残念ながら判定時の大多数の患者はこの療法に不適格である。
切除不可能な癌の薬剤治療は、複数の薬剤を使用したとしても比較的成功しない
。Brennanら、第27章の"Cancer:Principles and Practice of Oncology"、第4
版、DeVitaら編、L.B.Lippincott Co.,Philadelphia,1993を参照されたい。
従って治療の成功は、非常に初期の診断に依存し従ってこの早期検出を促進す
る追加の膵臓癌マーカーを見つけることが重要である。
膵臓癌の分子的原因は定義されていないが、いくつかの遺伝的変化が検出され
ている。例えばまだ認識されていない最も一般的な変化は、K-ras腫瘍発生の突
然変異(Almogueraら、1988,Cell,53:549-554)であり、TP53(Redstonら、19
94,Cancer Res.,54:3025-3033)、p16/MTS-1(Caldasら、1994,Nature Genet
.,8:27-32;Huangら、1996,Cancer Res.,56:1137-1141)およびDPC4(Hahnら
、1996,Science,271:350-353)を含むいくつかの癌抑制遺伝子の突然変異また
はホモ接合性欠失である。さらに遺伝子増幅は一部の膵臓癌において重要な役割
を果たしている(Chengら、1996,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,93:3636-3641
)。しかしこれらの複数のパラメータは、膵臓悪性癌の多工程進行に関連する分
子的事象とはあまり相関付けられていない。すなわち膵臓癌の分子生物学のさら
なる理解を促進し、新規のスクリーニングと早期診断検査を開発するための情報
を提供する追加の遺伝子マーカーに対する大きなニーズがある。
3.発明の要約
本発明は、その発現パターンが癌組織および細胞株中で制御されていない新規
遺伝子の同定と、診断、薬剤スクリーニングおよび治療法の標的としてのそのよ
うな遺伝子および遺伝子産物の使用に関する。
特に本発明の組成物は、組換えDNA分子、クローン化遺伝子またはその縮重変
種、および新規CaSm遺伝子産物をコードする天然に存在する変種を含む新規の癌
関連Sm様(CaSm)タンパク質をコードする核酸分子に関する。本発明の組成物は
さらに、本発明の核酸分子を含有する発現ベクターを含むクローニングベクター
を含み、そのような核酸分子を含む宿主を含む。本発明の組成物はまたCaSm遺伝
子産物、その変種と断片、融合タンパク質、およびそのようなCaSm遺伝子産物ま
たはその保存された変種もしくは断片に対する抗体を包含する。
ヒトCaSm遺伝子の核酸配列(配列番号1)はGenbankに寄託され、受け入れ番
号AF000177を与えられている。CaSm遺伝子は約1.2kbの転写体を産生し、約15,17
9ダルトンの分子量を有する133アミノ酸のタンパク質をコードする。転写体は、
いくつかの癌細胞株、ならびに種々の正常組織(胸腺、乳房、大腸、腎臓、膵臓
および心臓を含む)で検出された。予測された完全長CaSm遺伝子産物のアミノ酸
配列は、認識可能なシグナル配列もトランスメンブランドメインも含有せず、Ca
Sm遺伝子産物は細胞内タンパク質であることを示している。このアミノ酸配列は
、小さい核リボ核タンパク質(snRNP)Sm Gタンパク質と高い相同性を有する。
本発明はさらに、癌特に膵臓癌の診断的評価法と予後に関する。例えば本発明
の核酸分子は、診断的ハイブリダイゼーションプローブとしてまたはCaSm遺伝子
の異常発現の検出のための診断PCR解析のプライマーとして使用することができ
る。
本発明のCaSm遺伝子産物に対する抗体は、体液中のCaSm遺伝子産物の存在を検
出するための診断試験で使用することができる。具体的な実施形態においてCaSm
遺伝子産物レベルの測定は、癌特に膵臓癌を検出また
はステージ分類するために行うことができる。
本発明はまた、癌に罹りやすい素因を有する対象者の同定法に関する。例えば
本発明の核酸分子は、CaSm遺伝子の突然変異、アレレ変化およびCaSm遺伝子中の
制御性欠陥の同定のための診断的PCR解析の診断的ハイブリダイゼーションプロ
ーブまたはプライマーとして使用することができる。
さらに、癌特に膵臓癌の治療のための方法と組成物が提供される。このような
方法および組成物は、CaSm遺伝子発現および/またはCaSm遺伝子産物活性のレベ
ルをモジュレートすることができる。アンチセンスRNAによるCaSm発現の阻害は
、膵臓癌細胞株の形質転換された表現型、およびSCIDマウスに注射した時癌細胞
の発癌性を低下させた。
さらに本発明は、CaSm遺伝子発現および/またはCaSm遺伝子産物の活性をモジ
ュレートする化合物の同定のための、CaSm遺伝子および/またはCaSm遺伝子産物
の使用法に関する。そのような化合物は、癌を防止および/または治療するため
の物質として使用することができる。そのような化合物はまた、疾患の症状の軽
減、および癌の転移性の制御のために使用することができる。
4.図面の簡単な説明
図1。膵臓組織中のCaSm mRNAの発現。外科的に得られた膵臓試料から総RNA(
5μg/レーン)を、ホルムアルデヒドを含む1.2%アガロース上で電気泳動し、
ナイロン膜に移し、32P標識CaSmプローブとハイブリダイズさせた。T、腫瘍(
または疑わしい塊);N、正常:P、膵臓炎。ひとまとめにした試料は、同じ患
者から単離された試料である。これらの対はレーンセット(laneset)を構成す
る。そうでない場合は、別々の個体からの単一の試料を対でないレーンに示す。
レーンセット1、良性の塊;レーンセット2、腺癌;レーンセット3、腺癌;レ
ーン4、インスリノーマ;レーン5、腺癌が大腸に転移;レーン6、腺癌;レー
ン7、膵臓炎:レーン8、低〜中程度の悪性の可能性のある新生物;
レーン9、正常な膵臓;レーン10、腺癌;レーン11腺癌;レーン12、腺癌;レー
ンセット13、腺癌;レーンセット14、腺癌;レーンセット15、膵臓炎;レーンセ
ット16、腺癌;レーンセット17、腺癌;レーンセット18、腺癌;レーン19、腺癌
。さらに下のパネルは、臭化エチジウム染色RNAを示す。
図2A〜2B。ヒトの組織と癌細胞株中のCaSm mRNA発現。外科的に得られた膵臓
試料から総RNA(10μg/レーン)を、ホルムアルデヒドを含む1.2%アガロース上
で電気泳動し、ナイロン膜に移し、32P標識CaSmプローブとハイブリダイズさせ
た。図2Aは、記載のヒト組織からのRNAを使用したノーザンブロット解析。図2B
は、記載の癌細胞株からのRNAを使用したノーザンブロット解析。細胞株は、ヒ
ト膵臓(CAPAN-1、HPAC)、前立腺(PC-3、LNCAP)、乳房(BT20、MCF-7)、肝
臓(HepG2、SKHEP-1)、子宮頸部(HeLa)、卵巣(OVCAR-3)、肺(A-427)、膀
胱(T24)、直腸(SW1463)、非赤芽球造血細胞(MOLT-4、NC-37、Raji、H9、KG
-1、HL-60)、および腎臓(Caki-1)の腫瘍に由来する。さらに下のパネルは、
臭化エチジウム染色RNAを示す。
図3A〜3C。CaSmタンパク質とSm Gタンパク質および推測タンパク質との相同性
。菱形(◇)は、配列が完全には記載していないことを示す。
図3A。CaSmとヒトSm Gタンパク質と並べたもの。カッコした領域は、記載のよう
にSmモチーフ1と2を示す。Smモチーフのコアコンセンサスは、Hermannらが推
定したものである(1995,EMBO J,14:2076-2088)。Uは荷電していない疎水性
アミノ酸(L、I、V、A、F、W、Y、C、M)を意味し;Zは荷電していな
い疎水性アミノ酸+TまたはSを意味する。図3B。コスミドF40F8(GenBank受け
入れ番号Z69302)中の読みとり枠J0714(PIR S55137)から推定したカエノルハ
ブディティス・エレガンス(Caenorhabditis elegans)遺伝子産物とのCaSmタン
パク質の整列。図3C。DNAクローン受け入れ番号Z49399によりコードされたサッ
カロミセス・セレビッシェ(Saccharomyces cerevisiae)遺伝子産物ORF YJL124
cとのCaSmタンパク質の整列。
図4。安定なアンチセンス形質転換体中の内因性CaSm発現の低下。CaSmアンチ
センス作製体を含有する個々の安定な形質転換体からのRNA(5μg/レーン)を
、ホルムアルデヒドを含有する1.5%アガロース中で電気泳動し、ナイロン膜に
移し、32P標識CaSmプローブとハイブリダイズさせた。内因性CaSm mRNAのサイ
ズ(1.2kb)とトランスフェクションしたアンチセンスRNAのサイズ(0.8kb)を
記載する。さらに下のパネルは、臭化エチジウム染色RNAを示す。
図5A〜5B。アンチセンス形質転換体中の固定独立増殖の低下。図5A。
親の膵臓癌細胞株PANC-1からの3週後と4つのアンチセンストランスフェクショ
ンクローン(クローンK、クローンL、クローン1、クローン2)から形成され
た軟寒天コロニー。図5B。PNAC-1とクローンKからのサイズによる軟寒天コロニ
ーの定量。
図6。CaSmのヌクレオチド配列と予測されるアミノ酸配列。
5.発明の詳細な説明
本発明は、癌組織および細胞株中でその発現が上昇しているCaSmタンパク質を
コードする核酸分子の発見と性状解析に関する。
新生物の成長において、種々のステージで特異的に発現される遺伝子のサブセ
ットが存在し、これらの一部は悪性腫瘍特に疾患の転移的拡散に関連するものの
進行に非常に重要である。その発現が新生物成長の種々のステージの膵臓癌に関
連する遺伝子を同定し単離するために、本発明者らは、サブトラクティブハイブ
リダイゼーションクローニングを行なった(Schweinfestら、1990,Gene Anal.
Techn.,7:64-70;Schweinfestら、1993,Proc.Natl.Acad.Sci.90:4166-417
0)。膵臓癌細胞株CAPAN-1とより正常な膵臓上皮細胞株HS680.PANからRNAを調製
した。サブトラクティブハイブリダイゼーションにより得られた相補的なcDNAク
ローンを、CAPAN-1に対する総cDNAとHS680.PAN mRNAで差別的ハイブリダイゼー
ションにより選択した。HS680.PAN cDNAと比較してはるかに強いハイブリダイゼ
ーションシグナルを有するクローンの1つを、Ca
Smと呼んだ。CaSm cDNA挿入体を標識し、腫瘍および正常膵臓組織RNAのノーザン
ブロットとプローブ結合させて腫瘍細胞中での発現レベルの上昇を確認するため
に使用した。CaSmと他の差別的に発現される遺伝子の発見は、診断および疾患進
行のモニタリングならびに腫瘍成長の具体的なステージの分子的規定を促進する
のに有用であろう。この情報はまた、患者の予後ならびに治療法の選択を助ける
であろう。さらに癌に関与する新しい遺伝子の分子的規定は、遺伝子治療および
治療的介入の新規の標的を与えるであろう。
以下のセクションに記載される本発明の組成物は、組換え哺乳動物CaS mDNA分
子、クローン化遺伝子、またはその縮重変種である。また本明細書において、Ca
Sm遺伝子突然変異の同定に有用な核酸プローブと、癌の診断におけるそのような
核酸プローブの使用、および癌細胞におけるCaSm遺伝子発現のモジュレートが説
明される。本発明の組成物はさらに、CaSm遺伝子によりコードされるCaSm遺伝子
産物(例えば、ペプチド、タンパク質)を含む。本発明はまた、CaSm遺伝子産物
に対する抗体、またはその保存された変種もしくは断片を提供する。そのような
抗体は、生物学的液体や患者の組織におけるCaSm遺伝子産物のレベルを測定する
のに使用することができる。すなわち本発明はまた、癌特に膵臓癌の診断、予後
およびステージ分類、および治療法の効果のモニタリングのための、方法とキッ
トを包含する。
さらにCaSm遺伝子の発現をモジュレートする化合物の同定におけるCaSm遺伝子
および/またはCaSm遺伝子産物の使用法が提供される。CaSm遺伝子は、種々の癌
細胞株および組織におけるその発現が異常である新規な遺伝子である。従ってCa
Sm遺伝子産物は、癌の発症と進展ならびに癌の浸潤と転移的拡散の基礎となる機
序に関与し得る。すなわち本発明はまた、癌の予防および/または治療、および
CaSmの発現のモジュレートに基づく癌の転移的拡散の制御のための方法を提供す
る。
5.1 CaSm 遺伝子
同定されたCaSm遺伝子の核酸配列を本明細書に記載する。完全長CaSm cDNAを
サブトラクティブハイブリダイゼーションにより同定された部分的cDNAクローン
(CA3-30)を使用して単離した(Schweinfestら、1990,Gene Anal.Techn.,7:
64-70;Scheweinfestら、1993、Proc.Natl.Acad.Sci.90:4166-4170)。
完全長cDNAクローンを配列決定し、図6に示すようにヌクレオチド878-883に
ポリアデニル化シグナルを含む894ヌクレオチドからなる新規な遺伝子であるこ
とがわかった。翻訳開始シグナルは、-3と+4位に必要なプリンを含有する、配列
TCAAAATGA(ヌクレオチド160-168)内に含有される(Kozakら、1991,J.Cell B
iol.,115:887-903)。最も大きな読みとり枠は、133アミノ酸ポリペプチドをコ
ードすることができる(ヌクレオチド165〜563)。
大腸菌(E.coli)DH5α株内のプラスミドとしてCaSm cDNAクローンを、1997
年7月11日に、受け入れ番号98497でAmerican Type Culture Collection(ATCC
)(12301 Parklawn Drive Rockville,Maryland)に寄託した。
本明細書において「CaSm遺伝子」とは、(a)図6に記載の、または1997年7月
11日にAmerican Type Culture Collection(ATCC)に寄託した大腸菌(E.coli)D
H5α株内のATCC受け入れ番号98497を有するcDNAクローン中に含有されるDNA配列
を含有する遺伝子;(b)図6に記載の、または1997年7月11日にAmerican Type C
ulture Collection(ATCC)に寄託した大腸菌(E.coli)DH5α株内のATCC受け入
れ番号98497を有するcDNAクローンによりコードされるアミノ酸配列をコードす
る任意のDNA配列;(c)図6に記載の、または1997年7月11日にAmerican Type Cu
lture Collection(ATCC)に寄託した大腸菌(E.coli)DH5α株内のATCC受け入れ
番号98497のcDNAクローン中に含有されるアミノ酸配列をコードするDNA配列の相
補体と、高ストリンジェンシー条件(例えば、0.5M NaHPO4、7%ドデシル硫酸
ナトリウム(SDS)、1mM EDTAで65℃で
ハイブリダイゼーションおよび0.1×SSC/0.1%SDSで68℃で洗浄)下でハイブリ
ダイズする任意のDNA配列(Ausubel F.M.ら編、1989、Current Protocols in Mo
lecular Biology,第1巻、Green Publishing Associates,Inc.およびJohn Wi
ley & Sons,Inc.,ニューヨーク、2.10.3頁);または(d)図6に記載の、また
は1997年7月11日にAmerican Type Culture Collection(ATCC)に寄託した大腸
菌(E.coli)DH5α株内のATCC受け入れ番号98497のcDNAクローン中に含有され
るアミノ酸配列をコードするDNA配列の相補体と、中程度のストリンジェンシー
条件(例えば、0.2×SSC/0.1%SDSで42℃で洗浄)下でハイブリダイズ(Ausubel
ら編、1989、前述)し、図6に記載の、または1997年7月11日にAmerican Type
Culture Collection(ATCC)に寄託した大腸菌(E.coli)DH5α株内のATCC受け入
れ番号98497のcDNAクローン中に含有される配列によりコードされるCaSm遺伝子
産物と機能的に同等な遺伝子産物をコードする任意のDNA配列、を意味する。
本発明の1つの実施形態においてCaSm遺伝子はまた、(a)〜(d)のDNA配列の断
片および縮重変種(その天然に存在する変種を含む)を包含してもよい。CaSm遺
伝子断片は、1つまたはそれ以上の介在配列またはイントロンならびにコード領
域の5'末端または3'末端を越えてまたはイントロン内に位置する制御領域を含ん
でよいゲノムDNA分子でもよい。変種CaSm遺伝子の1つの非限定例は、Smモチー
フ1の22〜32位に対応するアミノ酸残基とSmモチーフ2のすべてのアミノ酸残基
が欠失しているCaSm遺伝子産物をコードする。
CaSm遺伝子配列は好ましくは、ヌクレオチドレベルで図6に記載の核酸配列と
少なくとも約80%の全体的類似性を示し、さらに好ましくは図6に記載の核酸配
列と少なくとも約85〜90%の全体的類似性を示し、最も好ましくは図6に記載の
核酸配列と少なくとも約95%の全体的類似性を示す。
本発明のCaSm遺伝子配列は好ましくは哺乳動物起源であり、最も好ましくはヒ
トである。哺乳動物には、マウス、ラット、ネコ、イヌ、ウシ
、ブタ、ヒツジ、モルモットおよびウサギがあるが、これらに限定されない。
ヒトCaSm遺伝子の核酸配列(配列番号1)は、GenBankに寄託され、受け入れ
番号AF000177を与えられている。
本発明はまた、突然変異CaSmをコードする核酸分子、CaSmのペプチド断片、末
端切断型CaSm、およびCaSm融合タンパク質も包含する。これらの核酸分子により
コードされる遺伝子産物は、CaSmのSmモチーフ1、CaSmのSmモチーフ2、CaSmの
Smモチーフ1と2、またはこれらの部分に対応するペプチド;Smモチーフ1また
はSmモチーフ2またはその両方が欠失している末端切断型CaSm;CaSmの1つまた
はそれ以上のアミノ酸残基、特にSmモチーフ1またはSmモチーフ2中のものが置
換または欠失している突然変異CaSmを含むが、これらに限定されない。そのよう
なCaSm突然変異体中の突然変異は、図3Aに示すようにSmモチーフ1およびSmモチ
ーフ2のコアコンセンサス内で起きることもある。そのような突然変異の例は、
Smモチーフ1内の13位のグリシン残基(CaSmのアミノ酸残基30)またはSmモチー
フ1内の23位のアスパラギン残基(CaSmのアミノ酸残基40)で起きることがある
。
本発明のCaSm遺伝子配列はさらに、高ストリンジェンシーまたは中程度のスト
リンジェンシー条件下で(a)〜(d)のCaSm遺伝子配列の少なくとも約6個、好まし
くは約12個、さらに好ましくは約18個の連続的ヌクレオチドとハイブリダイズす
る、単離された核酸分子を含む。
本発明はまた、前段落のDNA配列(a)〜(d)とハイブリダイズし、従ってこれら
の相補体である核酸分子好ましくはDNA分子も包含する。そのようなハイブリダ
イゼーション条件は、前記したように高ストリンジェンシーでも中程度のストリ
ンジェンシーでもよい。核酸分子がデオキシオリゴヌクレオチド(「オリゴ」)
の場合は、高ストリンジェンシー条件とは、例えば6xSSC/0.05%のピロリン酸ナ
トリウム中で37℃(14塩基オリゴについて)、48℃(17塩基オリゴについて)、
55℃(20塩基オリゴについて)、および60℃(23塩基オリゴについて)での洗浄
を意味す
る。これらの核酸分子は、例えばCaSm遺伝子制御に有用なCaSm遺伝子アンチセン
ス分子をコードするかまたはそのように作用してもよい。CaSm遺伝子制御に関し
てこのような方法は、例えば癌細胞の表現型および転移可能性をモジュレートす
るのに使用することができる。さらにこのような配列は、CaSm遺伝子制御にも有
用な、リボザイムおよび/または3重らせん配列の一部として使用してもよい。
さらにそのような分子は、診断法の成分として使用され、ここで例えば癌を引
き起こすかまたは癌に罹りやすくすることに関係する特定のCaSmアレレまたは選
択的にスプライスされたCaSm転写体の存在が欠失されてもよい。
さらに、作成した酵母系(酵母ツーハイブリッド系を含むがこれらに限定され
ない)中のスクリーンとしてCaSm遺伝子を包含する発明。
本発明はまた、(a)任意の前記CaSmコード配列および/またはその相補体(例
えば、アンチセンス)を含有するDNAベクター;(b)CaSmコード配列またはアンチ
センス配列の転写および/または発現を指令する制御要素に機能的に関連する任
意の前記CaSmコード配列を含有するDNA発現ベクター;および(c)宿主細胞中のCa
Smコード配列またはアンチセンス配列の転写および/または発現を指令する制御
要素に機能的に関連する任意の前記CaSm配列を含有する遺伝子操作により作成し
た宿主細胞を包含する。本明細書において制御要素は、誘導性および非誘導性プ
ロモーター、エンハンサー、オペレーター、および発現を指令および制御するこ
とが当業者に公知である他の要素を含むが、これらに限定されない。そのような
制御要素は、サイトメガロウイルス(hCMV)前初期プロモーター、SV40アデノウ
イルスの初期または後期プロモーター、lac系、TAC系、TRC系、ファージAの主
要オペレーターおよびプロモーター領域、fdコートタンパク質の制御領域、3-ホ
スホグリセレートキナーゼのプロモーター、酸性ホスファターゼのプロモーター
、および酵母α−接合因子のプロモーターを含むが、これらに限定されない。
上記したCaSm遺伝子配列以外に、他の種に存在するCaSm遺伝子産物に
対して広範な相同性を示すそのような配列の相同体が、過度の実験をすることな
く当該分野で公知の分子生物学的方法により容易に同定かつ単離することができ
る。CaSm相同体をコードする遺伝子は、酵母のような微生物、線虫類(例えば、
カエノルハブディティス・エレガンス(Caenorhabditis elegans))を含む動物
、脊椎動物、および哺乳動物中で同定することができる。従って本発明は、ヌク
レオチド配列がコスミドF40F8(GenBank受け入れ番号Z69302)中の読みとり枠J0
714(PIR S55137)から推定されるカエノルハブディティス・エレガンス(C.el
egans)をコードしない、かつDNAクローン受け入れ番号Z49399中のORF YJL1124c
のサッカロミセス・セレビッシェ(Saccharomyces cerevisiae)遺伝子産物をコ
ードしない、CaSm相同体をコードするヌクレオチド配列を包含する。さらにCaSm
遺伝子産物に対して広範な相同性を有するタンパク質をコードするゲノム内の他
の遺伝子座に相同体遺伝子が存在してもよい。これらの遺伝子はまた、同様の方
法により同定することができる。さらにCaSm遺伝子の選択的にスプライスされた
変種が存在してもよい。
例えば本明細書に開示のような単離されたヒトCaSm遺伝子配列を使用して哺乳
動物CaSm遺伝子相同体または変種をクローン化するために、そのようなヒトCaSm
遺伝子配列は標識され、目的の生物から得られた適当な細胞または組織(例えば
、膵臓上皮細胞)から得られたmRNAから作製されるcDNAライブラリーをスクリー
ニングするために使用される。そのような哺乳動物CaSm相同体のクローニングに
関して、例えば哺乳動物癌細胞cDNAライブラリーがスクリーニングに使用されて
もよい。
cDNAライブラリーが、標識された配列が得られるものとは異なるタイプの生物
から得られる時、使用されるハイブリダイゼーションおよび洗浄条件は低ストリ
ンジェンシーであるべきである。低ストリンジェンシー条件は当業者に公知であ
り、ライブラリーや標識配列が得られる具体的な生物に依存して予測的に変化す
る。そのような条件に関する指針としては、例えばSambrookら、1989,Molecula
r Cloning,A Laboratoy Manual,Cold Springs Harbor Press,ニューヨーク;
およびAusubel
ら、1989,Current Protocols in Molecular Biology,Green Publishing Assoc
iates and Wiley Interscience,ニューヨークを参照されたい
ヒトCaSm配列を使用する哺乳動物CaSm相同体のクローニングに関して、例えば
DNAハイブリダイゼーションを促進する種々のストリンジェンシー条件を使用す
ることができる。例えば6xSSC中で約45℃でハイブリダイゼーションし、次に2xS
SC中で50℃での洗浄が使用される。あるいは洗浄工程中の塩濃度は、50℃で約5x
SSCの低ストリンジェンシーから、50℃で約2xSSCの中程度のストリンジェンシー
から、50℃で約0.2xSSCの高ストリンジェンシーまでの範囲でもよい。さらに洗
浄工程の温度は、室温で低ストリンジェンシー条件から約42℃の中程度のストリ
ンジェンシー条件から、約65℃の高ストリンジェンシー条件まで増加することが
できる。他の条件には、0.5M NaHPO4(pH7.2)/1mM EDTA/7%SDS中で68℃で
、または50%ホルムアミド/0.25M NaHPO4(pH7.2)/.25M NaCl/1mM EDTA/
7%SDS中でハイブリダイズ、次に40mM NaHPO4(pH7.2)/1mM EDTA/5%SD
S中で50℃で洗浄が続く。温度と塩の両方を変化させることができるか、または
1つまたは他の変数は一定で他が変化してもよい。
あるいは標識断片は、再度当業者に公知の適当なストリンジェンシー条件を使
用して、目的の生物のゲノムDNAライブラリーをスクリーニングすることができ
る。
さらに、CaSm遺伝子相同体は、本明細書に開示のCaSm遺伝子内のアミノ酸配列
に基づいて設計された2つの縮重オリゴヌクレオチドプライマープールを使用し
てポリメラーゼチェイン反応(PCR)を行うことにより、目的の生物の核酸から
単離してもよい。反応の鋳型は、例えばCaSm遺伝子相同体またはアレレを発現す
ることが知られているかまたは疑われる哺乳動物細胞株または組織から調製した
mRNAの逆転写により得られるcDNAでもよい。
増幅した配列がCaSm遺伝子ヌクレオチド配列の配列であることを確認
するために、PCR産物はサブクローニングし配列決定してもよい。次にPCR断片を
使用して、種々の方法により完全長cDNAクローンを単離する。例えば増幅した断
片を標識し使用して、cDNAライブラリー(例えばバクテリオファージcDNAライブ
ラリー)をスクリーニングする。あるいは標識断片は、ゲノミックライブラリー
のスクリーニングによりゲノミッククローンを単離するのに使用してもよい。
完全長cDNA配列を単離するのにPCR法が利用できる。例えばRNAは、標準的方法
により適切な細胞または組織源(例えば、CaSm遺伝子を発現することが公知であ
るかまたは疑われるもの、例えば膵臓癌細胞株)から単離される。逆転写反応は
、第1の鎖合成のプライミングのための増幅断片の最も5'末端について特異的な
オリゴヌクレオチドプライマーを使用して、RNAについて行われる。得られるRNA
/DNAハイブリッドは次に、標準的末端トランスフェラーゼ反応を使用してグアニ
ンで「テイル」し、ハイブリッドをRNAaseHで消化し、次に第2の鎖の合成をポ
リ-Cプライマーでプライムする。すなわち増幅断片の上流のcDNA配列は容易に単
離される。PCR法とクローニング法の総説については、例えばPCR Primer,1995
,Dieffenbachら編、cold Spring Harbor Laboratory Press;Sambrookら、1989
(前述)を参照されたい。
CaSm遺伝子配列はさらに、CaSm遺伝子アレレおよび突然変異CaSm遺伝子アレレ
を単離するのに使用してもよい。そのような突然変異アレレは、癌の進展(転移
を含む)に寄与する遺伝子型を有する傾向があることが公知であるかまたは疑わ
れる個体から単離してもよい。次に突然変異アレレおよび突然変異アレレ生成物
を、スクリーニング、治療法および診断法、ならびに本明細書に開示のシステム
に使用してもよい。さらにそのようなCaSm遺伝子配列は、癌の進展と結果に影響
を与え得るCaSm遺伝子制御(例えば、プロモーター)欠陥を検出するのに使用す
ることができる。
突然変異CaSm遺伝子のcDNAは、例えば当業者に公知の技術であるPCRを使用し
て単離される。この場合第1のcDNA鎖は、突然変異CaSmアレレ
を有することが推定される個体中で発現されることが公知であるかまたは疑われ
る組織から単離したmRNAにオリゴ-dTオリゴヌクレオチドをハイブリダイズさせ
て、新しい鎖を逆転写酵素により伸長させることにより合成してもよい。次にcD
NAの第2の鎖を、正常な遺伝子の5'末端に特異的にハイブリダイズするオリゴヌ
クレオチドを使用して合成する。これらの2つのプライマーを使用して、次に生
成物をPCRにより増幅し、適当なベクターにクローン化し、そして当業者に公知
の方法によりDNA配列決定を行う。突然変異CaSmアレレのDNA配列を正常なCaSmア
レレのDNA配列と比較して、突然変異CaSm遺伝子産物の機能の喪失または変化の
原因である突然変異を確認することができる。
あるいは突然変異CaSmアレレを有することが疑われるかまたは公知である個体
から得られたDNAを使用してゲノミックライブラリーを作製するか、または突然
変異CaSmアレレを発現することが公知であるかまたは疑われる組織からのRNAを
使用してcDNAライブラリーを作製することができる。次に正常なCaSm遺伝子また
はその任意の適当な断片を標識し、そのようなライブラリー中の対応する突然変
異CaSmアレレを同定するためのプローブとして使用する。次に突然変異CaSm遺伝
子配列を含有するクローンを精製し、当業者に公知の方法に従って配列決定する
。
さらに、例えば突然変異CaSmアレレを発現することが公知であるかまたは疑わ
れる組織から単離したRNAから合成したcDNAを使用して、発現ライブラリーを作
製することができる。こうして、突然変異アレレから作成された遺伝子産物を発
現し、正常なCaSm遺伝子産物に対して作成した抗体(セクション5.3で後述)と
組合せて標準的抗体スクリーニング法を使用してスクリーニングすることができ
る(スクリーニング法については例えば、Harlow,E.とLane編、1988,"Antibo
dies:A Laboratory Manual",Cold Spring Harbor Press,Cold Spring Harbor
を参照されたい)。CaSm突然変異により機能が変化した(例えば、ミスセンスま
たはフレームシフトの結果として)発現遺伝子産物が得られる場合、CaSm遺伝子
産物に対するポリクローナル抗体のセットは、突然変異CaSm
遺伝子産物と交差反応する可能性がある。そのような標識抗体との反応により検
出されるライブラリークローンは精製し、当業者に公知の方法を使用して配列決
定をすることができる。
5.2 CaSm 遺伝子のタンパク質産物
別の実施形態において本発明は、診断測定法の抗体の作製または癌(例えば膵
臓癌)の発症に関与する他の細胞性遺伝子産物の同定に使用することができるCa
Sm遺伝子産物またはそのペプチド断片を提供する。
図6に示すアミノ酸配列はCaSm遺伝子産物を示す。CaSm遺伝子産物(本明細書
において「CaSmタンパク質」と交換可能に称される)は、哺乳動物のCaSm遺伝子
産物を含み、上記第5.1節に記載のCaSm遺伝子配列によりコードされる遺伝子産
物をさらに含む。
1つの実施形態において、図6に示す本発明のCaSm遺伝子産物は133アミノ酸
からなり、予測される分子量15,179ダルトンおよび等電点4.97を有する。予測さ
れる完全長CaSm遺伝子産物のアミノ酸配列は、認識可能なシグナル配列または膜
貫通ドメインを含有せず、このことはCaSm遺伝子産物が細胞内タンパク質である
ことを示している。
この133アミノ酸のCaSmポリペプチドは、snRNP Sm Gタンパク質(図3A)と有
意な相同性を有する。CaSmとヒトSm Gタンパク質のコンピューター処理したBEST
FETは、32%同一であり60%類似している(保存的アミノ酸置換を可能にする)
。この類似性は、CaSmのアミノ末端側の半分(アミノ酸4〜78)にほぼ完全に限
定されている。興味深いことに、この相同性は、Smタンパク質フアミリーを特徴
付ける2つのSmモチーフに局在化している(Hermannら、1995,EMBO J.,14:207
6-2088)。Smモチーフ1とSmモチーフ2(それぞれアミノ酸残基18〜49と61〜74
)は、タンパク質−タンパク質相互作用に関与し、おそらくsnRNP複合体のアセ
ンブリーに必要であろう(Hermannら、1995,EMBO J.,14:2076-2088)。
Smモチーフを構成する多くの重要な特徴はCaSm中に保持されている。具体的には
Smモチーフ1のコンセンサス13位と23位のそれぞれ100%保存
されたグリシンとアスパラギン残基はまた、CaSm中のそれぞれアミノ酸30位と40
位にも存在する。全体としてSmモチーフ1のコンセンサス中の15の規定された位
置のうち12は、CaSm中に保存されている。さらにSmモチーフ2コンセンサス中の
11の規定された位置のうち10もCaSm中に保存されている(図3Aを参照されたい)
。カエノルハブディティス・エレガンス(Caenorhabditis elegans)の遺伝子産
物とおよびサッカロミセス・セレビッシェ(Saccharomyces cerevisiae)の遺伝
子産物は、CaSmとさらに大きな類似性を有する(それぞれ72.8%と67.7%、図3B
と3Cを参照されたい)。これらの2つの遺伝子産物もSmモチーフを含有し、これ
らの領域でCaSmとほとんど同じである。CaSmの哺乳動物相同体以外に、CaSmと類
似の分子量を有するこれらの2つの遺伝子産物は、各生物中のCaSmの非哺乳動物
相同体である。従って本発明は、CaSm相同体がコスミドF40F8(GenBank受け入れ
番号Z69302)中の読みとり枠J0714(PIR S55137)から推定されるカエノルハブ
ディティス・エレガンス(C.elegans)遺伝子産物ではなく、かつDNAクローン
受け入れ番号Z49399によりコードされるORF YJL124cのサッカロミセス・セレビ
ッシェ(Saccharomyces cerevisiae)遺伝子産物ではない、すべての哺乳動物お
よび非哺乳動物CaSm相同体を含む。
CaSmの予測される読みとり枠(ORF)は、in vitroの転写および翻訳反応の組
合せにおける発現により確認された。推定コード鎖は18キロダルトンのポリペプ
チドを翻訳し、一方推定非コード鎖ははるかに小さい生成物を産生する。さらに
、推定コード鎖に対するアンチセンスプローブのみが、膵臓癌細胞からとったmR
NAとハイブリダイズする。
本発明のCaSm遺伝子産物は、遺伝子発現の翻訳後調節により細胞増殖を制御す
る細胞性機構に関連する。特にCaSmは、mRNAの翻訳促進および/またはメッセン
ジャーRNA分解の阻害に関与し、この両方とも真核生物mRNAの5'末端上のポリア
デニル化(ポリ(A))mRNAテイルとキャップ構造の相乗的相互作用を含むと考え
られる。このような相互作用は、(i)mRNAキャップ、例えばリボゾームをmRNAの5
'末端に集める翻訳開始
複合体であるeIF-4F(これは大きいサブユニットeIF4Gを含有し、高等真核生物
中ではeIF4Aを含有する)に結合するタンパク質;および(ii)ポリ(A)テイルに結
合すると、mRNAに40Sリボゾームサブユニットを集めることを促進するポリ(A)結
合タンパク質であるPablpに結合したタンパク質により媒介されることが知られ
ている。Tarunら、1996,EMBO J 15:7168-7177;およびTarunら、1997、Proc.N
atl.Acad.Sci.94:9046-9051を参照されたい。酵母中の相同的なCaSm遺伝子産
物(ORF YJL11111111124cによりコードされる)は、Pablp遺伝子内(特にPablp
、eIF-4EおよびeIF-4G遺伝子中に突然変異を含有する酵母細胞中)の突然変異の
バイパスサプレッサーである。理論には拘束されないが、この観察結果は、CaSm
遺伝子産物はPablpの機能の一部を果たすか、または翻訳も促進するPablpとeIF-
4Gの間の相互作用に平行な経路中で活性である。従つて、mRNA翻訳を促進し突然
変異酵母細胞が死滅することを救済するCaSm相同体の能力は、ある細胞型中での
哺乳動物のCaSm遺伝子産物の過剰発現により形質転換された表現型が出現すると
いう観察結果と一致する。
さらにCaSm遺伝子産物は、機能的に等価な遺伝子産物であるタンパク質(全て
の哺乳動物および非哺乳動物CaSm遺伝子産物を含む)を含有してもよい。そのよ
うな等価なCaSm遺伝子産物は、前記第5.1節に記載のCaSm遺伝子配列によりコー
ドされるアミノ酸配列内で、サイレント変化(すなわち、機能的に同等なCaSm遺
伝子産物を産生する)を引き起こすアミノ酸残基の欠失、付加または置換を含有
してもよい。アミノ酸置換は、関与する残基の極性、電荷、溶解度、疎水性、親
水性、および/または両性の類似性に基づいて行われる。例えば非極性(疎水性
)アミノ酸は、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、およびメチオニンを含み;極性の中性アミノ酸は
、グリシン、セリン、スレオニン、システイン、チロシン、アスパラギン、およ
びグルタミンを含み;陽性に荷電した(塩基性)アミノ酸は、アルギニン、リジ
ン、およびヒスチジンを含み;そして陰性に
荷電した(酸性)アミノ酸は、アスパラギン酸およびグルタミン酸を含む。Smモ
チーフ1および/または2のコアコンセンサス内の保存的および非保存的アミノ
酸置換(例えば、Smモチーフ1の13位の保存されたグリシン残基、またはSmモチ
ーフ1の23位の保存されたアスパラギン残基)が考えられる(図3Aを参照された
い)。
本明細書において「機能的に同等」とは、タンパク質が、前記第5.1節に記載
のCaSm遺伝子配列によりコードされる内因性CaSm遺伝子産物と実質的に同様のin
vivo活性を示すことができることを意味する。本明細書で用いられるCaSm遺伝
子産物のin vivo活性とは、適切なタイプの細胞(例えば膵臓細胞)中に存在す
る時、細胞の前新生物的または新生物的表現型の出現と関連することを意味する
。
CaSm遺伝子産物は好ましくは、図6に記載のアミノ酸配列とアミノ酸レベルで
少なくとも約80%の全体的類似性、さらに好ましくは図6に記載のアミノ酸配列
と少なくとも約90%の全体的類似性、そして最も好ましくは図6に記載のアミノ
酸配列と少なくとも約95%の全体的類似性を示す。
CaSm遺伝子産物は、CaSmのペプチド断片、末端切断型CaSm、およびこれらの突
然変異体を含むことができる。これらには、CaSm Smモチーフ1およびCaSm Smモ
チーフ2またはこれらの部分に対応するペプチド;Smモチーフ1またはSmモチー
フ2またはその両方が欠失した末端切断型CaSmが含まれるが、これらに限定され
ない。突然変異型CaSmペプチド断片は、Smモチーフ1と2のコアコンセンサス内
に1つまたはそれ以上の保存的または非保存的アミノ酸置換を含有してもよい。
CaSm遺伝子産物はまた、異種成分に機能的に結合した本節に記載のCaSm遺伝子
産物配列を含む融合タンパク質を含有することができる。異種成分は、融合タン
パク質(例えば、マトリックス結合ドメイン)または検出可能な標識物の単離と
精製を促進する配列を含むが、これらに限定されない。そのような単離と標識成
分は当業者に公知である。例えばCaSm−グリーン蛍光性タンパク質融合体(CaSm
-GFP)は、CaSmタンパク
質の細胞内輸送の局在化および研究を促進するために、細胞中で発現される。
CaSm遺伝子産物またはそのペプチド断片または融合タンパク質は、CaSm遺伝子
産物を検出または測定する任意の測定法、またはそのような測定法の較正および
標準化に使用することができる。
CaSm遺伝子産物またはそのペプチド断片は、細胞性供給源から単離されるか、
または当該分野で公知の方法を使用して組換えDNA技術によリ産生される。すな
わちCaSm遺伝子配列を含有する核酸を発現することにより本発明のCaSm遺伝子産
物およびペプチドを調製するための方法が本明細書中に記載されている。当該分
野で公知の方法を使用して、CaSm遺伝子産物コード配列と適切な転写および翻訳
制御シグナルを含有する発現ベクターを構築することができる。これらの方法は
例えば、in vitro組換えDNA技術、合成法、およびin vivo遺伝子組換えを含む。
例えばSambrookら、1989(前述)およびAusubelら、1989(前述)をされたい。
あるいはCaSm遺伝子産物配列をコードすることができるRNAを、合成装置を使用
して化学合成することができる。例えば"Oligonucleotide Synthesis",1984,G
ait,M.J.編、IRL Press(Oxford)に記載の方法を参照されたい(これはその全
体を参照することにより本明細書の一部とする)。
本発明のCaSm遺伝子コード配列を発現するのに種々の宿主−発現ベクター系を
利用することができる。そのような宿主−発現系は、目的のコード配列が産生さ
れ次に回収および/または精製されるビヒクルであるが、適切なヌクレオチドコ
ード配列で形質転換またはトランスフェクトされた時、in situで本発明のCaSm
遺伝子産物を示す細胞でもある。これらには、CaSm遺伝子産物コード配列を含有
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DNA発現ベ
クターで形質転換した細菌(例えば、大腸菌(E.coli)、枯草菌(Bacillus su
btilis)のような微生物;CaSm遺伝子産物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した酵母(例えば、サッカロミセス
(Saccharomyces)、ピヒア(Pichia));CaSm遺伝子産物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)で感染させた昆虫
細胞系;CaSm遺伝子産物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)
で感染させたか、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)
で形質転換した植物細胞系;哺乳動物細胞(例えば、メタロチオネインプロモー
ター)のゲノムまたは哺乳動物ウイルス(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7.5Kプロモーター)から得られるプロモーターを含有
する組換え発現作製体を有する哺乳動物細胞系(例えば、COS、CHO、BHK、293、
3T3)が含まれるが、これらに限定されない。
細菌系では、発現されるCaSm遺伝子産物の使用目的に応じて、多くの発現ベク
ターが有利に選択される。例えば、そのようなタンパク質を大量に産生させよう
とする場合、CaSmタンパク質を含有する医薬組成物の作製のために、またはCaSm
タンパク質に対する抗体を作製するためには、容易に精製できる融合タンパク質
生成物の高レベルの発現を指令するベクターが好ましいであろう。そのようなベ
クターは、大腸菌(E.coli)発現ベクターpUR278(Rutherら、1983、EMBO J.2
:1791)(融合タンパク質が産生されるように、CaSm遺伝子産物コード配列がlac
Zコード領域とベクター中にインフレームで個別に連結されている);pINベクタ
ー(Inouye & Inouye,1989,Nucleic Acids Res.13:3101-3109;Van Heeke &
Schuster,1989,J.Biol.Chem.264:5503-5509);などがあるが、これらに限
定されない。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
)との融合タンパク質として外来ポリペプチドを発現するのに使用することがで
きる。一般に、このような融合タンパク質は可溶性であり、溶解細胞から、マト
リックスグルタチオン−アガロースビーズへの吸着または結合、次に遊離のグル
タチオンの存在下で溶出することにより、容易に精製することができる。pGEXベ
クターは、クローン化標的遺伝子産物がGST部分から放出されるように、ト
ロンビンまたは第Xa因子プロテアーゼ開裂部位を含むように設計される。
昆虫系においてアウトグラファ・カリホルニカ(Autographa californica)多
核体病ウイルス(AcNPV)は、外来遺伝子を発現するためのベクターとして使用
される。このウイルスはスポドプテラ・フルギペルダ(Spodoptera frugiperda
)細胞内で増殖する。CaSm遺伝子コード配列は、ウイルスの非必須領域(例えば
ポリヘドリン(polyhedrin)遺伝子)中で個別にクローン化され、AcNPVプロモー
ター(例えば、ポリヘドリンプロモーター)の制御下に置かれる。CaSm遺伝子コ
ード配列がうまく挿入されると、ポリヘドリン遺伝子が不活性化され、非閉塞組
換えウイルス(すなわち、ポリヘドリン遺伝子によりコードされるタンパク質性
コートが欠如したウイルス)が産生される。これらの組換えウイルスは次に、ス
ポドプテラ・フルギペルダ(Spodoptera frugiperda)細胞を感染するのに使用
される(ここで、挿入された遺伝子は発現される)(例えば、Smithら、1993,J
.Virol.46:584;Smith、米国特許第4,215,051号を参照されたい)。
哺乳動物宿主細胞では、多くのウイルスベースの発現系が使用できる。発現ベ
クターとしてアデノウイルスが使用される時、目的のCaSm遺伝子コード配列はア
デノウイルス転写/翻訳制御複合体(例えば、後期プロモーターと3成分のリー
ダー配列)に連結される。次にこのキメラ遺伝子は次に、in vitroまたはin viv
o組換えによりアデノウイルスゲノム中に挿入される。ウイルスゲノムの非必須
領域(例えば、領域E1またはE3)中への挿入により、生存活性があり、感染した
宿主中でCaSm遺伝子産物を発現することができる組換えウイルスが得られる(例
えば、Logan & Shenk,1984,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 81:3655-3659を参照
されたい)。
ある特定の実施形態において、CaSm遺伝子を含有するレトロウイルスベクター
が使用される。例えばMillerら、1993,Meth.Enzymol.217:581-599を参照され
たい。これらの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お
よび宿主細胞DNAへの組み込みのため
に必要ではないレトロウイルス配列を欠失するように修飾される。遺伝子治療で
使用されるCaSm遺伝子はベクター中にクローン化され、これは患者への該遺伝子
の送達を促進する。レトロウイルスベクターについてのさらなる詳細は、Boesen
ら、1994,Biotherapy 6:291-302中に記載されており、これは幹細胞を化学療法
に対してより耐性にする目的でmdrl遺伝子を造血幹細胞に送達するために、レト
ロウイルスベクターを使用することを記載している。レトロウイルスベクターの
使用を例示する他の文献には、Clowesら、1994,J.Clin.Invest.93:644-651
;Kiemら、1994,Blood 83:1467-1473;SalmonsとGunzberg,1993,Human Gene
Therapy 4:129-141;およびGrossmanとWilson,1993,Curr.Opin.Genetics an
d Devel.3:110-114中、がある。
挿入されたCaSm遺伝子産物コード配列の効率的な翻訳のために、特定の開始シ
グナルも必要である。これらのシグナルは、ATG開始コドンと隣接配列を含む。
開始コドンと隣接配列を含む完全なCaSm遺伝子が適切な発現ベクター中に挿入さ
れる場合、追加の翻訳制御シグナルは必要ない。しかしCaSm遺伝子コード配列の
一部のみが挿入される場合、外来性の翻訳制御シグナル(おそらく、ATG開始コ
ドンを含む)が提供されなければならない。さらに、開始コドンは、挿入物全体
の翻訳を確実にするために、所望のコード配列の読みとり枠と同じフェーズにな
ければならない。これらの外来性翻訳制御シグナルと開始コドンは、天然および
合成の種々の供給源から得られる。適切な転写エンハンサー要素、転写ターミネ
ーターなどを含めることにより、発現の効率を上げることができる(Bittnerら
、1987,Methods in Enzymol.153:516-544を参照されたい)。
さらに、所望される特定の方法で挿入配列の発現をモジュレートするかまたは
遺伝子産物を修飾およびプロセシングする宿主細胞株を選択してもよい。タンパ
ク質産物のこのような修飾(例えば、グリコシル化)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である。異なる宿主細胞は、タン
パク質および遺伝子産物の翻訳後プ
ロセシングや修飾の特徴的かつ特定の機序を有する。発現される外来タンパク質
の正しい修飾とプロセシングを確実にするために、適切な細胞株または宿主系を
選択することができる。このために、遺伝子産物の1次転写産物の適切なプロセ
シング、グリコシル化、およびリン酸化の細胞的機序を有する真核生物宿主細胞
を使用してもよい。このような哺乳動物宿主細胞には、CHO、VERO、BHK、HeLa、
COS、MDCK、293、3T3、WI38、ならびに特に例えばCAPAN-1、CAPAN-2、ASPC-1、P
ANC-1およびHPACのような癌細胞株、ならびに例えばHS680.PANのような正常な膵
臓細胞株があるが、これらに限定されない。
組換えタンパク質の長期の高収率産生のために、安定な発現が好ましい。例え
ばCaSm遺伝子産物を安定に発現する細胞株を作製してもよい。ウイルス複製開始
点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な
ど)により制御したDNAと選択マーカーで、宿主細胞を形質転換することができ
る。外来DNAを導入後、作製した細胞を栄養補給した培地中で1〜2日間増殖さ
せ、次に選択培地に変更する。組換えプラスミド中の選択マーカーは、選択に対
する耐性を与え、細胞がその染色体中にプラスミドを安定に組み込み、増殖して
フォーカスを形成することを可能にし、これが次にクローン化され増殖して細胞
株になる。この方法は、CaSm遺伝子産物を発現する細胞株を作製するのに有効に
使用することができる。このような作製した細胞系は、CaSm遺伝子産物の内因性
の活性に影響を与える化合物のスクリーニングと評価に特に有用なことがある。
多くの選択系が利用可能であり、例えば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が、こ
れらに限定されない。また抗代謝物耐性を以下の遺伝子の選択の基礎として使用
することができる:dhfr、これはメソトレキセートに対する耐性を与える(Wigl
erら、1980、Natl.Acad.Sci.USA 77:3567;O'Hareら、1981、Proc.Natl.Ac
ad.Sci.USA 78:1527);gpt、これはミコフェノール酸に対する耐性を与える
(Mulligan & Berg,1981,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 78:2072);neo、これ
はアミノグリコシドG-418に対する耐性を与える(Cloberre-Garapinら、1981、J
.Mol.Biol.150:1);およびhygro、これはハイグロマイシンに対する耐性を
与える(Santerreら、1984,Gene 30:147)。
あるいはまた、発現される融合タンパク質に特異的な抗体を使用して、任意の
融合タンパク質を容易に精製することができる。例えば、Janknechtらが記載し
たシステムは、ヒト細胞株中で発現される非変性融合タンパク質の容易な精製を
可能にする(Janknechtら、1991、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 88:8972-8976)
。このシステムでは、遺伝子の読みとり枠が6つのヒスチジン残基からなるアミ
ノ末端タグに翻訳的に融合されるように、目的の遺伝子はワクシニア組換えプラ
スミド中にサブクローニングされる。組換えワクシニアウイルスで感染させた細
胞からの抽出物を、Ni2+−ニトリロ酢酸−アガロースカラムにのせ、ヒスチジン
でタグ付けしたタンパク質をイミダゾール含有緩衝液で選択的に溶出させる。
CaSm遺伝子産物はまた、トランスジェニック動物中で発現することができる。
任意の種の動物(マウス、ラット、ウサギ、モルモット、ヒツジ、ブタ、ミニブ
タ、ヤギ、および非ヒト霊長類、例えばヒヒ、サル、およびチンパンジーを含む
が、これらに限定されない)を使用して、CaSmトランスジェニック動物を作出す
ることができる。CaSmの非哺乳動物相同体はまた、トランスジェニック生物(カ
エノルハブディティス・エレガンス(Caenorhabditis elegans)およびサッカロ
ミセス・セレビッシェ(Saccharomyces cerevisiae)を含むが、これらに限定さ
れない)中で発現することができる。
当該分野で公知の任意の方法を使用して、CaSmトランスジーンを動物に導入し
てトランスジェニック動物の創始(founder)系統を作出することができる。こ
のような方法には、前核微量注入法(Hoppe,P.C.とWagner,T.E.,1989、米国
特許第4,873,191号);生殖細胞系へのレトロウイルス媒介遺伝子導入(Van der
Puttenら、1985,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 82:6148-6152);胚幹細胞中の
遺伝子ターゲティング(Tompsonら、1989,Cell 56:313-321);胚の電気穿孔法
(Lo,1983,Mol.Cell.Biol.3:1803-1814);および精子媒介遺伝子導入(La
vitranoら、1989,Cell 57:717-723);などがあるが、これらに限定されない。
このような方法の総説については、Gordon,1989,Transgenic Animals,Intl.
Rev.Cytol.115:171-229を参照されたい、これはその全体を参照することによ
り本明細書の一部とする。
本発明は、そのすべての細胞中にCaSmトランスジーンを有するトランスジェニ
ック動物、ならびにそのすべてではなく一部の細胞中にトランスジーンを有する
動物(すなわち、モザイク動物)を提供する。トランスジーンは、単一のトラン
スジーンとしてまたはコンカタマーで、例えばhead-to-headタンデムまたはhead
-to-tailタンデムで組み込まれる。トランスジーンはまた、例えばLaskoらの教
示に従って特定の細胞型中に選択的に導入されて活性化される(Laskoら、1992
、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 89:6232-6236)。このような細胞型特異的活性
化に必要な制御配列は、目的の特定の細胞型に依存し、当業者には明らかである
。CaSm遺伝子トランスジーンが内因性CaSm遺伝子の染色体部位に組み込まれるこ
とが好ましい場合、遺伝子ターゲティングが好ましい。簡単に説明するとこのよ
うな方法が使用される時、染色体配列との相同的組換えを介して内因性CaSm遺伝
子のヌクレオチド配列の機能を導入し破壊するために、内因性CaSm遺伝子に相同
的な幾つかのヌクレオチド配列を含有するベクターを設計する。トランスジーン
はまた、選択的に特定の細胞型に導入され、こうして例えばGuらの教示(Guら19
94,Science 265:103-106)に従ってその細胞型中でのみ内因性CaSm遺伝子を不
活性
化する。このような細胞型特異的不活性化に必要な制御配列は、目的の特定の細
胞型に依存し、当業者には明らかである。
組み込み部位が選択された単一コピートランスジェニック動物の作出方法もま
た当業者に公知である。例えばBronsonら、1996、Proc.Natl.Acad.Sci.USA
93:9067-9072を参照されたい(これはその全体を参照することにより本明細書の
一部とする)。
トランスジェニック動物またはトランスジェニック生物がいったん作製された
ら、組換えCaSm遺伝子の発現は標準的方法を使用して行われる。最初のスクリー
ニングは、サザンブロット解析またはPCR法により動物組織を解析して、トラン
スジーンの組み込みが起きたかどうかを測定することにより行われる。トランス
ジェニック動物または生物の組織中のトランスジーンのmRNA発現のレベルは、そ
の動物または生物から得られた組織試料のノーザンブロット解析、in situハイ
ブリダイゼーション解析、およびRT-PCRを含む(しかし、これらに限定されない
)方法を使用して評価される。CaSm遺伝子発現組織の試料はまた、CaSmトランス
ジーン産物に特異的な抗体を使用して免疫細胞学的に評価される。
5.3 CaSm 遺伝子産物に対する抗体
別の実施形態においては、本発明はCaSm遺伝子産物のエピトープ、CaSm遺伝子
産物の保存された変異体のエピトープ、変異CaSm遺伝子産物のエピトープ、また
はCaSm遺伝子産物のペプチド断片の1つ以上を特異的に認識することのできる抗
体またはそのフラグメントをも包含する。そのような抗体としては、ポリクロー
ナル抗体、モノクローナル抗体(mAbs)、ヒト型またはキメラ抗体、単鎖抗体、Fa
bフラグメント、F(ab')2フラグメント、Fvフラグメント、Fab発現ライブラリー
で作製したフラグメント、抗イディオタイプ(Anti-Id)抗体、およびこれらのい
ずれかのエピトープ結合フラグメントがあるがこれらに限定されない。
これらの抗体は例えば生物学的サンプル中のCaSm遺伝子産物の検出に用いるこ
とができ、従って、診断および予後判定技法の一部として用い
ることができ、それによって患者のCaSm遺伝子産物が異常なレベルにないか、お
よび/またはその遺伝子産物の異常な形態のものが存在していないか調べること
ができる。そのような抗体は診断または予後判定技法においてキットの試薬の一
つとして用いることができる。そのような抗体はまた、例えば下記の第5.4.2節
に記すような、被験化合物のCaSm遺伝子産物レベルおよび/または活性に及ぼす
影響を評価するための化合物スクリーニングにおいて用いることができる。ある
いはまた、そのような抗体は、下記の第5.4.3節に記載の遺伝子治療技法に関連
して例えば、正常なおよび/または改変されたCaSm発現細胞を患者に導入する前
に評価するために用いることができる。
さらに抗CaSm遺伝子産物に対する抗体は異常なCaSm遺伝子産物活性を抑制する
ための方法において用いることができる。従ってそのような抗体は癌治療法の一
部として用いることができる。
本明細書中に記載したのはそのような抗体およびそのフラグメントの製造法で
ある。そのような抗体またはそのフラグメントのいかなるものも、標準的な免疫
学的方法、または適切な宿主生物中でその抗体またはフラグメントをコードする
核酸分子を遺伝子組換え技術で発現させることによって産生させることができる
。
CaSm遺伝子産物に対する抗体を産生させるために、CaSm遺伝子産物またはその
断片を注射することによって各種の宿主動物を免疫することができる。既知のCa
Smのアミノ酸配列に基づいてCaSmの断片を抗原性ペプチドとして合成することが
できる。そのような宿主動物としては、少数挙げればウサギ、マウス、およびラ
ットがあるがそれらに限定されない。免疫応答を増大させるために、宿主動物に
応じて、フロイント(完全および不完全)、水酸化アルミニウムなどの無機物ゲ
ル、リゾレシチンなどの界面活性物質、プルロニックポリオール、ポリアニオン
、ペプチド、油脂乳化物、キーホールリンペット・ヘモシアニン、ジニトロフェ
ノール、ならびにBCG(Bacille Calmette-Guerin)およびCorynebacterium parvum
などの潜在的に有用なヒトアジュバントを含むがそれらに限定さ
れない各種のアジュバントを用いることができる。
ポリクローナル抗体は、CaSm遺伝子産物などの抗原で免疫された動物の血清か
ら由来した抗体分子、または抗原機能を有するそれらの分子の誘導体の不均一な
集合である。例えば、ポリクローナル抗体は、CaSmタンパク質のアミノ酸配列の
79-89および115-133の位置のアミノ酸残基の配列を有する合成ペプチドに対して
作製された。ポリクローナル抗体産生のため、上述のような宿主動物に上述のア
ジュバントを捕捉したCaSm遺伝子産物を注射することによって免疫した。
モノクローナル抗体は特定の抗原に対する抗体の均一な集合であり、培養下に
ある連続細胞系(continuous cell line)による抗体分子を産生させるいかなる
技法によっても得ることができる。このような技法としては、KohlerとMilstein
のハイブリドーマ法(1975,Nature 256:495-497;および米国特許No.4,376,110)
、ヒトB細胞ハイブリドーマ法(Kosborら,1983,Immunology Today 4:72;Coleら
,1983,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 80:2026-2030)、およびEBV-ハイブリドー
マ法(Coleら,1985,Monoclonal Antibodies And Cancer Therapy,Alan R.Lis
s,Inc.pp.77-96)があるがそれらに限定されない。そのような抗体は免疫グロ
ブリンのIgG、IgM、IgE、IgA、IgDのどのクラスであってもよくまたそれらのど
のサブクラスであってもよい。本発明のmAbを産生するハイブリドーマはin vitr
oまたはin vivoで培養しうる。in vivoで高力価のmAbを産生させることは現在の
ところその産生の好ましい方法である。
さらに、適切な抗原特異性を有するマウス抗体分子由来の遺伝子を適切な生物
活性を有するヒト抗体分子由来の遺伝子とともにスプライシングすることによる
「キメラ抗体」産生のために開発された技法(Morrisonら,1984,Proc.Natl.A
cad.Sci.81:6851-6855;Neubergerら,1984,Nature,312:604-608;Takedaら,
1985,Nature,314:452-454)を用いることができる。キメラ抗体は、マウスmAb
から由来した可変領域とヒト免疫グロブリンの定常領域を持った分子、例えばヒ
ト型抗体などのような、その分子中に異なる動物種に由来した異なる
部分を有する分子である。
あるいはまた、単鎖抗体の産生のための技法として述べられている方法(米国
特許No.4,946,778;Bird,1988,Science,242:423-426;Hustonら,1988,Proc.
Natl.Acad.Sci.USA 85:5879-5883;およびWardら,1989,Nature,334:544-54
6)をCaSm遺伝子産物に対する単鎖抗体の産生に適用させることができる。単鎖抗
体はFv領域の重鎖フラグメントおよび軽鎖フラグメントを1個のアミノ酸を介し
て連結させて単鎖のポリペプチドを作ることによって形成される。大腸菌中での
、機能性Fvフラグメントのアセンブリーのための技法(Skerraら,1988,Science
242:1038-1041)も用いることができる。
特定のエピトープを認識する抗体フラグメントは既知の技法で作製することが
できる。例えば、そのようなフラグメントとしては、抗体分子のペプシン消化で
産生しうるF(ab')2フラグメント、およびF(ab')2フラグメントのジスルフィド
結合を還元することによって得られるFabフラグメントがあるがそれらに限定さ
れない。あるいはまた、所望の特異性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するために、Fab発現ライブラリーを構築することができ
る(Huseら,1989,Science,246:1275-1281)。
5.4 CaSm 遺伝子、遺伝子産物、および抗体の使用
各種の実施形態において、本発明は、CaSm遺伝子、CaSm遺伝子産物(そのペプ
チド断片を含む)、ならびにCaSm遺伝子産物およびそのペプチド断片に対する抗
体の各種の使用法を提供する。そのような使用法としては例えば、下に記載のよ
うな癌の予後および診断評価、および癌の素因を有する被験者の同定がある。
一つの実施形態においては、本発明は癌の診断および予後評価のための各種の
方法を提供する。そのような方法は、例えば第5.1節に記載のCaSm遺伝子ヌクレ
オチド配列、および上記第5.2節に記載のCaSm遺伝子産物(そのペプチド断片を含
む)に対する抗体などの試薬を用いることが
できる。
特に、そのような試薬は例えば:(1)CaSm遺伝子の突然変異の存在の検出、ま
たは腫瘍発現前または腫瘍発現時のCaSm遺伝子mRNAの過剰又は過少発現のいずれ
かの、正常細胞と比較しての検出、もしくは、癌または腫瘍性の変化への感受性
に関連している可能性のあるCaSm転写産物のその他の対立形質の定性的または定
量的検出、ならびに(2)非疾患状態と比較したCaSm遺伝子産物の過剰の検出、ま
たは、腫瘍が存在している状態または腫瘍への進行または転移に関連している修
飾CaSm遺伝子産物(例えば完全長のものより短い)の存在の検出に用いることがで
きる。
本明細書中に記載した方法は患者から直接採取した細胞サンプルまたは細胞性
物質のサンプルに応用しうる。所望の細胞または物質の収集と単離の方法として
当業界で知られているいかなる方法も用いることができる。特に、膵癌のために
は、例えば、純粋な膵液を採取するための内視鏡逆行性胆管膵臓造影術(ERCP)、
または膵超音波造影しながら行う経皮微細針吸引生検(percutaneous fine needl
e aspiration biopsy)などの当業界で知られている技法で試験用サンプルを得る
ことができる。
本明細書中に記載の方法は例えば、少なくとも1つの特異的CaSm遺伝子核酸ま
たは本明細書中に記載の抗CaSm遺伝子抗体試薬からなるあらかじめパッケージさ
れた診断テストキットを用いることにより行うことができ、それは例えば臨床現
場または家庭において、腫瘍発現前または腫瘍発現時の異常を示している患者の
診断、およびそのような腫瘍性の変化の素因を示しているヒトのスクリーニング
および同定のために便利に用いることができる。
本発明は、CaSm遺伝子または遺伝子産物が関連するまたは関連している疑いの
ある悪性の疾患の診断と予後に有用である。そのような悪性疾患としては、膵臓
、肝臓、卵巣、肺、膀胱、腎臓、結腸、直腸、前立腺、および子宮頸部の癌、な
らびに中皮腫が挙げられるがそれらに限定されない。核酸をベースとした検出技
法について下の第5.4.1節に記載している。ペプチド検出技法は下の第5.4.2節に
記載している。
5.4.1 CaSm 遺伝子核酸分子の検出
CaSm遺伝子内の突然変異または多型性は多数の技法を用いて検出しうる。いか
なる有核細胞から得られた核酸でもそのようなアッセイの出発材料として用いる
ことができ、当業者にはよく知られている標準的な核酸調製法で単離することが
できる。CaSm突然変異の検出のためには、ゲノム核酸の出発供給源としていかな
る有核細胞も用いることができる。CaSm転写産物またはCaSm遺伝子産物の検出の
ためには、例えば、膵癌細胞(転移したものを含む)などのCaSm遺伝子が発現して
いるいかなる細胞型または組織でも用いることができる。
ゲノムDNAは、点突然変異、挿入、欠失、および染色体の再配列を含むCaSm遺
伝子構造の異常を検出するための、生物サンプルのハイブリダイゼーションまた
は増幅アッセイに用いることができる。そのようなアッセイとしては、直接配列
決定法(Wong,C.ら,1987,Nature,330:384-386)、一重鎖コンホメーショナル
多型性分析(single stranded conformational polymorphism analysis)(SSCP;Or
ita,M.ら,1989,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 86:2766-2770)、ヘテロ二重鎖
分析(heteroduplex analysis)(Keenら,1991,Genomics,11:199-205;Perry,D.
J. & Carrell,R.W.,1992)、変性勾配ゲル電気泳動(denaturing gradient gel
electrophoresis)(DGGE;Myers,R.M.ら,1985,Nucl.Acids Res.13:3131-31
45)、化学的ミスマッチ開裂(chemical mismatch cleavage)(Cottonら,1988,Pr
oc.Natl.Acad.Sci.USA 85:4397-4401)、およびオリゴヌクレオチドハイブリ
ダイゼーション(Wallaceら,1981,Nucl.Acids Res.9:879-894;Lipshutzら,1
995,Biotechniques,19:442-447)などがあるがそれらに限定されない。
患者から得たサンプル(膵液もしくは血清など)またはその他の適切な細胞供給
源中のCaSm遺伝子特異的核酸分子の検出のための診断法としては、特定の遺伝子
配列の増幅、例えばポリメラーゼ連鎖反応法によるもの(PCR;Mullis,K.B.,198
7;米国特許No.4,683,202を参照せよ)、が
あり、増幅後、その増幅された分子を当業界ではよく知られた技法、例えば上述
したような技法を用いて分析することが挙げられる。これらの分析技法を用いて
、増幅された配列を、CaSm遺伝子の突然変異が存在するか否かを求めるために、
増幅された核酸がCaSm遺伝子の正常なコピーのみを含むものであると仮定したと
きに期待される配列と比較することができる。
さらに、周知の遺伝子型分析技法を、CaSm遺伝子自体の突然変異と密接な関連
性のある多型性のタイプを分けるために行うことができる。これらの多型性は、
家族の中の突然変異を持っていると考えられる個体の同定を行うために用いるこ
とができる。もし多型性がCaSm遺伝子の突然変異を有する連鎖不平衡を示せば、
その多型性は、一般人中で突然変異を持っている可能性のある個体を同定するた
めに用いることもできる。このように用いることができる多型性としては、制限
断片長多型性(RFLP)(それには制限酵素の標的配列における配列の変異が含まれ
る)、一塩基多型性、および単純配列反復多型性(SSLP)がある。
例えば、Weber(米国特許No.5,075,217、これはその全体を参照により本明細書
中に組み入れる)は、(dC−dA)n−(dG−dT)n短縦列反復配列のブロックにおける
長さの多型性に基づいたDNAマーカーについて述べている。(dC−dA)n−(dG−dT)
nブロックの平均の分離の長さは30,000-60,000bpと見積もられる。お互いに非常
に近接しているマーカーは高頻度の共通遺伝形質(co-inheritance)を示し、例え
ばCaSm遺伝子内の突然変異などの遺伝的突然変異の同定、およびCaSm突然変異に
関連した疾患および障害の診断に非常に有用である。
また、Caskeyら(米国特許No.5,364,759、これはその全体を参照により本明細
書中に組み入れる)は、トリまたはテトラヌクレオチドの短い反復配列の検出の
ためのDNAプロファイリングアッセイについて述べている。そのプロセスは、例
えばCaSm遺伝子などの対象のDNAを抽出し、その抽出したDNAを増幅し、反復配列
を標識して個々のDNAの遺伝子型マップを作製するものである。
さらに、CaSmプローブを、RFLPを直接同定するために用いうる。さらにまた、
CaSm配列から由来するCaSmプローブまたはプライマーを、YAC、BAC、PAC、コス
ミド、ファージ、またはプラスミドなどのゲノムクローンを単離するために用い
うる。これらのクローンに含まれるDNAは、標準的なハイブリダイゼーションま
たは配列決定手法を用いて一塩基多型性または単純配列長多型性(SSLP)があるか
スクリーニングすることができる。
CaSm遺伝子特異的突然変異または多型性の検出のための別の診断法としては、
例えば、核酸と1種以上の標識核酸試薬とを、それらの試薬がそれらと相補的なC
aSm遺伝子内の配列と特異的にアニーリングするために好ましい条件下で接触お
よびインキュベートさせることからなるハイブリダイゼーション技法があり、そ
の核酸としては組換えDNA分子、サンプル(例えば、患者のサンプルまたはその
他の適切な細胞性供給源に由来するサンプル)から得たクローン化された遺伝子
、またはそれらの縮重変異体を含み、標識核酸試薬としては第5.1節に記載の組
換えDNA分子、クローン化遺伝子またはその縮重変異体が含まれる。好ましくは
それらの核酸試薬の長さは少なくとも15から30ヌクレオチドである。インキュベ
ーション後、核酸:CaSm分子ハイブリッドからアニールしなかった核酸を全て除
去する。ハイブリダイズした核酸の存在は、そのような分子が存在する場合には
検出される。このような検出スキームを用いて、対象の細胞型または組織由来の
核酸は、例えば膜、またはマイクロタイタープレート上もしくはポリスチレンビ
ーズ上などのプラスチックの表面などの固相支持体に固定化することができる。
この場合にはインキュベーション後に、第5.1節に記載のタイプのアニールしな
かった標的核酸試薬は容易に除去される。残存しているアニールしている標識Ca
Sm核酸試薬の検出は当業界でよく知られている標準的な技法を用いて行う。核酸
試薬がアニールしているCaSm遺伝子配列は、CaSm遺伝子の突然変異が存在するか
確かめるために、正常なCaSm遺伝子配列から予想されるアニーリングパターンと
比較される。
CaSm遺伝子発現の定量的および定性的な面もアッセイすることができる。例え
ば、膵癌細胞(転移したものを含む)などのCaSm遺伝子が発現していることがわか
っている、あるいはそれが疑われる細胞型または組織由来のRNAを単離して、上
述のハイブリダイゼーションまたはPCR技法を用いて試験することができる。そ
の単離細胞は細胞培養物または患者から由来したものであることができる。培養
物から採集した細胞の分析は、細胞をベースとした遺伝子治療技法の一部として
用いるため、あるいはまた、CaSm遺伝子の発現に及ぼす化合物の影響を調べるた
めの細胞の評価において、必要な一つのステップとなるであろう。そのような分
析によって、CaSm遺伝子発現の活性化または不活化および別の形にスプライスさ
れたCaSm転写産物[例えばアミノ酸残基39-75(これはSmモチーフ1の最後の11個
のアミノ酸とSmモチーフ2の全てに対応する)が除去されたCaSmのスプライス変異
体]などの、CaSm遺伝子発現パターンの定量的および定性的な面が明らかとなる
であろう。
そのような検出スキームの一つの実施形態においては、対象のRNA分子から逆
転写によってcDNA分子が合成される。この結果得られたcDNAの完全長のものまた
は部分を、PCRなどの核酸増幅反応の鋳型として用いる。この方法の逆転写およ
び核酸増幅ステップにおいて合成開始試薬(例えばプライマー)として用いられる
核酸試薬は第5.1節に記載のCaSm遺伝子核酸試薬の中から選択される。そのよう
な核酸試薬の長さは少なくとも9-30ヌクレオチドであることが好ましい。
増幅された産物の検出を行うためには、放射能標識または放射能以外のもので
標識したヌクレオチドを用いて核酸増幅法を行うことができる。あるいはまた、
標準的な臭化エチジウム染色あるいはその他の適切な核酸染色法のいずれかを用
いて可視化できるように、十分な増幅産物を作ることもできる。
そのようなRT-PCR技法を、正常なスプライシングまたは異常な別の形のスプラ
イシングによると思われるCaSm転写産物のサイズの相違を検出するために用いる
ことができる。さらに、そのような技法は、癌患者ま
たは腫瘍性の変化の素因を示す個体と比較して健常個体で検出される完全長およ
び/または別の形にスプライスされたCaSm転写産物の量的な差を検出するために
、標準的な技法を用いて行うことができる。
別の形にスプライスされた特定の種の検出を所望する場合には、そのような配
列が存在しない場合には増幅が起こらないような適切なプライマーおよび/また
はハイブリダイゼーションプローブを用いることができる。あるいはまた、用い
られたCaSm転写産物に特定のエキソンが存在するかしないかによって、異なるサ
イズの断片をもたらすプライマーを選ぶために、図6に示した配列データを用い
てプライマーのペアを選択しうる。
増幅技法に替わるものとして、適切な細胞の十分量が得られれば標準的なノー
ザン分析を行うことができる。そのような技法を用いてCaSm転写産物間の量的な
らびにサイズに関する相違を検出しうる。
さらに、そのようなCaSm遺伝子発現アッセイを「in situ」で、すなわち、生
検または切除によって得た患者の組織の切片(固定された、および/または凍結さ
れたもの)の上で直接的に行うことも可能であり、この場合は核酸の精製が不要
となる。第5.1節に記載したような核酸試薬をこのようなin situ法のためのプロ
ーブおよび/またはプライマーとして用いることができる(例えばNuovo,G.J.,1
992,"PCR In Situ Hybridization:Protocols And Applications",Raven Press
,NYを参照せよ)。
本明細書中に記載した方法によって得られた結果は、癌の病理と関連のあるそ
の他の遺伝子をベースとした診断テスト結果と組み合わせることができる。例え
ば、膵癌においてはK-ras突然変異は、膵癌の診断が臨床的になされる18か月か
ら40か月前の患者において観察されている(1995,Berthelemyら,Ann.Intern.
Med.,123:188-191)。同様に、試験した増殖性フォーカスのうちの24%にK-ras突
然変異が認められた(1996,Tadaら,Gastroent.,110:227-231)。
5.4.2 CaSm 遺伝子産物の検出
前記セクション5.2で考察した、野生型若しくは突然変異型CaSm遺伝子産物又
は保存された(conserved)変異体又はそのペプチド断片に対する抗体は、本明
細書で記述するように、診断及び予後にも使用できる。そのような診断方法は、
CaSm遺伝子発現レベルにおける異常、又はCaSm遺伝子産物の構造及び/又は時間
的な、組織、細胞、又はsubcellularの位置における異常を検出するのに使用で
きる。例えば下記に記載するような抗体又は抗体の断片は、治療に使用できそう
な化合物をin vitroでスクリーニングするのに使用でき、CaSm遺伝子発現及びCa
Smペプチド生産へのそれらの効果を測定するのに使用できる。癌に対して有益な
効果を有する化合物を特定することができ、治療的に有効な投薬量を決定するこ
とができる。
分析される組織又は細胞型は、例えば膵臓癌細胞又は転移細胞などのCaSm遺伝
子を発現すると一般に公知か又は疑われているものを含む。本明細書中で用いら
れるタンパク質単離方法は、例えば、Harlow及びLane[Harlow,E.及びLane,D
.,1988,「抗体:実験室マニュアル(Antibodies:A Laboratory Manual)」、C
old Spring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,New York]に記載
された方法などでがあり、それはその全体において参照により本明細書に組み入
れられる。単離された細胞は、細胞培養由来又は患者由来のものであってもよい
。培養から取り出された細胞の分析は、CaSm遺伝子の発現への化合物の効果を試
験するのに必要な段階であってもよい。
CaSm遺伝子産物若しくは保存された変異体又はそのペプチド断片の検出のため
の好ましい診断方法は、例えば、CaSm遺伝子産物若しくは保存された変異体(選
択的にスプライスされた転写物の結果である遺伝子産物を含む)又はペプチド断
片が、抗CaSm遺伝子産物特異的抗体とのその相互作用によって検出されるイムノ
アッセイを含んでいてもよい。
例えば、前記セクション5.3で記載したような本発明において有用な抗体又は
抗体の断片は、定量的又は定性的にCaSm遺伝子産物若しくは保
存された変異体又はそのペプチド断片の存在を検出するのに用いてもよい。本発
明において有用な抗体(又はその断片)は、追加的に、例えば、蛍光抗体法又は
免疫電子顕微鏡法において、CaSm遺伝子産物若しくは保存された変異体又はその
ペプチド断片のin situ検出のために、組織学的に利用してもよい。in situ検出
は、パラフィン包埋された肺組織の切片などの患者由来の組織学標本を取り出し
、本発明の標識された抗体に適合させることによって達成できる。抗体(又は断
片)は、生物学的サンプルに標識抗体(又は断片)が重なるように適合させるの
が好ましい。また、例えば、細胞膜を透過性にすることによって細胞内に抗体を
導入するのが望ましい。そのような手順(procedure)の使用によって、CaSm遺
伝子産物若しくは保存された変異体又はペプチド断片の存在だけでなく、被験組
織内でのその分布を検出することができる。本発明を使用すれば、広く様々なの
組織学的方法(例えば染色手順など)のどれもがin situ検出などの達成のため
に修飾できることは、当業者であれば容易に理解するであろう。
CaSm遺伝子産物若しくは保存された変異体又はそのペプチド断片のイムノアッ
セイは、典型的には、生物学的液体、組織抽出物、新しく取得した(harvested
)細胞、又は細胞培養でインキュベートされた細胞溶解物(lysates)等のサン
プルを、CaSm遺伝子産物若しくは保存された変異体又はそのペプチド断片を同定
できる、検出可能な標識された抗体の存在下にインキユベートし、当業界で広く
知られた数多くの技術のいずれかによって結合された抗体を検出することを含む
。
生物学的サンプルは、ニトロセルロースなどの固相支持体若しくは担体、又は
細胞、細胞粒子又は水溶性タンパク質を固定できる他の固体支持体に接触させ、
その上に固定してもよい。次に支持体を、適当なバッファーで洗浄し、検出可能
な標識されたCaSm遺伝子特異的抗体と処理される。次に固相支持体は、バッファ
ーで2度洗浄し、結合していない抗体を除去してもよい。そして固相支持体上に
結合した標識の量を、従来の手段によって検出できる。
「固相支持体又は担体」は、抗原又は抗体を結合できる如何なる支持体であっ
てもよい。周知の支持体又は担体としては、ガラス、ポリスチレン、ポリプロピ
レン、ポリエチレン、デキストラン、ナイロン、アミラーゼ、天然及び修飾セル
ロース、ポリアクリルアミド、斑れい岩及び磁鉄鉱が挙げられる。担体の性質は
、本発明の目的のために、ある程度水溶性であるか又は水不溶性であってもよい
。支持体素材は、その結合された分子が抗原又は抗体に結合できさえすれば、実
質的に任意の可能な構造上の形状を有していてもよい。このように、支持体の形
状は、ビーズのような球状、又は試験管の内側表面又は棒の外側表面のような円
筒形であってもよい。あるいは、表面はシート、試験片(test strip)などのよ
うに平らであってもよい。好ましい支持体はポリスチレンビーズである。当業者
であれば、抗体又は抗原を結合するための他の多くの適当な担体を知っているか
、又は日常的な実験の使用によつて同様のことを確かめることができるであろう
。
与えられた多数の抗CaSm遺伝子産物抗体の結合活性は、周知の方法に従って測
定できる。当業者であれば、日常的な実験を採用することによってそれぞれの測
定のための、機能する(operative)そして最適なアッセイ条件を決定すること
ができるであろう。
CaSm遺伝子ペプチド特異的抗体が検出可能なように標識する方法の一つは、そ
の抗体を酵素に結合することであり、酵素イムノアッセイ(EIA)において使用
する{[Voller,A.,「酵素結合されたイムノソルベントアッセイ(ELISA)(T
he Enzyme Linked Immunosorbent Assay)」、1978、Diagnostic Horizons 2:1-
7、Microbiological Associates Quarterly Publication、Walkersville、MD]
;Vollerら.,1978,J.Clin.Pathol.31:507-520;Butler 1981,Meth.Enzym
ol.73:482-523;Maggio,E.(編集),1980,Enzyme Immunoassay,CRC Press,
Boca Raton,FL,;Ishikawa,E.ら.,(編集),1981,Enzyme Immunoassay,Kag
aku Shoin,Tokyo}。抗体に結合する酵素は、例えば、分光法、蛍光法又は可視
手段によって検出できる化学残基を作製するの
と同様に、適当な基質、好ましくは色源体(chromogenic)基質と反応する。抗
体を検出可能なように標識するのに使用できる酵素は、これらに限定される訳で
はないが、マレイン酸脱水素酵素、ミクロコッカスエンドヌクレアーゼ、δ−5
−ステロイドイソメラーゼ、酵母アルコール脱水素酵素、α−グリセロリン酸脱
水素酵素、トリオースリン酸イソメラーゼ、西洋ワサビペルオキシダーゼ、アル
カリ性ホスファターゼ、アスパラギナーゼ、グルコースオキシダーゼ、β−ガラ
クトシダーゼ、リボヌクレアーゼ、ウレアーゼ、カタラーゼ、グルコース−6−
リン酸脱水素酵素、グルコアミラーゼ及びアセチルコリンエステラーゼを含む。
検出は、酵素に対する色源体基質を用いる熱量測定(calorimetric)法によって
達成できる。検出はまた、基質の酵素反応の程度を、同様に調製した標準との可
視比較によって達成できる。
検出はまた、種々の他のイムノアッセイのいすれかを用いることによって達成
できる。例えば、抗体又は抗体断片を放射性標識することによって、ラジオイム
ノアッセイ(RIA)によってCaSm遺伝子ペプチドを検出することができる[例え
ば、Weintraub,B.,ラジオイムノアッセイの原理(principles of Radioimmuno
assays)、放射性リガンドアッセイ技術に関する第7回訓練コース(Seventh Tr
aining Course on Radioligand Assay Techniques)、The Endocrine Society,
3月、1986参照、そしてこれは、参照によって本明細書に組み入れる]。放射性
同位体は、ガンマカウンター又はシンチレーションカウンターの使用などの手段
によって、又はオートラジオグラフィーによって検出できる。
蛍光化合物で抗体を標識することもできる。蛍光標識された抗体を適当な波長
の光に曝すと、その存在が、蛍光によって検出できる。蛍光標識物質のうち、最
も一般的に用いられるものは、フルオレセインイソチオシアネート、ローダミン
、フィコエリトリン、フィコシアニン、アロフィコシアニン、o−フタルアルデ
ヒド及びフルオレサミン(fluorescamine)である。
抗体は、152Eu、又はランタノイド系列の他の金属などの蛍光放出金属
を用いて検出できるように標識することもできる。これらの金属は、ジエチレン
トリアミン五酢酸(DTPA)又はエチレンジアミン四酢酸(EDTA)などの金属をキ
レートする基を用いて抗体に結合させることができる。
抗体は、化学発光化合物に結合させることによって検出できるように標識する
こともできる。化学発光タグの付いた抗体の存在は、化学反応の進行の間に現れ
る発光の存在を検出することによって測定する。特に有用な化学発光標識化合物
の例としては、ルミノール、イソルミノール、セロマチン酸(theromatic)アク
リジニウムエステル、イミダゾール、アクリジニウム塩及びオキサレートエステ
ルが挙げられる。
同様に、生物発光化合物も本発明の抗体を標識するのに用いることができる。
生物発光は、生物学系で見出される化学発光の一種(a type)であり、触媒タン
パク質が化学発光反応の効率を増加させる。生物発光タンパク質の存在は、発光
の存在を検出することによって測定する。標識の目的のために重要な生物発光物
質は、ルシフェリン、ルシフェラーゼ及びエクオリンである。
種々の実施態様において、本発明は、CaSm遺伝子産物の測定方法、及び臨床応
用においてのその測定法の使用を提供する。
本発明のCaSm遺伝子産物の測定法は、被験者(subject)の癌の検出及び/又
はステージング(staging)において、固体群(population)における癌のスク
リーニングにおいて、被験者の生理的状態の鑑別診断において、そして被験者へ
の治療処置の効果のモニタリングにおいて価値がある。
本発明はまた、癌の検出、診断、若しくはステージング、又はCaSm遺伝子産物
に加え、受容体若しくは分化(differentiation)抗原などの少なくとも1種の他
のマーカーを測定することによる癌の治療のモニタリングのための方法を提供す
る。例えばこれらに限定される訳ではないが、癌胚(carcinoembryonic)抗原(
CEA)、CA19-9、CA195、DUPAN-2、SPAN-1及びCA50から選択される、例えば血清
マーカーは、CaSm遺伝子産
物と組み合わせて測定でき、膵臓癌の検出、診断、ステージング、又は治療のモ
ニタリングができる。もう一つの実施態様においては、予後の指示(indicator
)は、任意の時に存在するマーカーの絶対的濃度よリもむしろ、互いに関係する
異なるマーカーの濃度において観察される変化である。これらの測定は、治療の
成果の予測並びに被験者の全体の病状の評価及びモニタリングを助けることがで
きる。
本発明の特定の実施態様においては、CaSm遺伝子産物単独又は他のマーカーと
の組合せは、これらに限定される訳ではないが、血液、血清、乳、尿、唾液、胸
膜滲出物、骨液(synovial fluid)、髄液、組織浸潤物(infiltrations)及び
腫瘍浸潤物を含む被験者のいずれかの体液中で測定することができる。血中又は
血清中のCaSm遺伝子産物の測定は、病院及び家庭で使用されるべき試験キットの
開発にとって好ましい。
セクション5.4.2で記載したように、任意のイムノアッセイが、本発明の実施
において使用できる。使用できる抗体、又は結合ドメインを含む抗体断片は、こ
れに限定される訳ではないが、セクション5.3で記載した抗体のうちの好適な抗
体及び当業界で公知の他の抗体又はセクション5.3で記載した抗体などの当業界
において標準的な手順によって得られる抗体を含む。
5.4.3 被験者の癌の検出及びステージング
本発明の一つの実施態様においては、CaSm遺伝子産物若しくはその断片又は循
環しているCaSm遺伝子産物の測定は、被験者における癌の検出又は被験者の癌の
ステージングに使用することができる。
ステージングとは、その疾患の程度により患者を分類することである。ステー
ジングは、個々の患者に対する治療の選択、予後の評価、及び異なる治療プログ
ラムの結果との比較において有用である。癌のステージングは、身体の検査及び
実験室放射線医学(radiologic)評価に従って臨床ベースで初期に行われる。
本発明に従って被験者で検出及び/又はステージングされうる膵臓癌
疾患又は状態は、これに限定される訳ではないが、表Iに記載されたものを含む
(Beazley & Cohen,ch.15,255頁、「臨床腫瘍学(Clinical Oncology)」、
第2版、Murphyら編集、American Cancer Society,1995)。 表I
膵臓癌のステージング
初期腫瘍(T)
TX 初期腫瘍は評価できず
T0 初期腫瘍の証拠なし
T1 膵臓に限定された腫瘍
T1a 腫瘍最大径が2cm以下
T1b 腫瘍最大径が2cmを超える
T2 腫瘍が次のいずれかに直接拡大:
十二指腸、胆管又は膵周囲の組織
T3 腫瘍が次のいずれかに直接拡大:
胃、脾臓、結腸又は近隣の大き管局部
的なリンパ腺(N)
NX 局部的なリンパ腺は評価できず
N0 局部的なリンパ腺転移なし
N1 局部的なリンパ腺転移
遠隔(distant)転移(M)
MX 遠隔転移の存在を評価できず
M0 遠隔転移なし
M1 遠隔転移
段階分類(stage grouping)段階I T1 N0 M0 T2 N0 M0 段階II T3 N0 M0 段階III いずれかのT N1 M0 段階IV いずれかのT いずれかのN M1
セクション5.4.2で記載したようないずれかのイムノアッセイは、ベースライ
ン濃度(baseline level)と比較して、CaSm遺伝子産物の量を測定するのに使用
できる。このベースライン濃度は、種々の程度の疾患又は障害を有する被験者の
組織又は体液中に正常に存在することが確認されている量である。癌の特定の段
階において、患者の組織又は体液中に通常存在することが確認されている標準量
に近い量が、被験者の組織又は体液中に存在すると、その被験者はその疾患の段
階にあるということを示す。ベースライン濃度は、疾患の発病の前に被験者に存
在する濃度又は疾患の小康状態の間に存在する量でもある。
本発明のこの態様の特定の実施態様においては、CaSm遺伝子産物の濃度の測定
は、膵臓癌若しくは転移の存在又はその両者の検出において使用することができ
る。
本発明のもう一つの実施態様においては、CaSm遺伝子産物、その断片又は免疫
学的に関係のある分子の測定は、2種又はそれ以上の表現型又は生理的状態の中
からと同じ位明瞭な、特有の疾患表現型又は生理的状態の被験者における鑑別的
な診断に使用することができる。終わりに、例えば、CaSm遺伝子産物の測定され
た量は、疑いのある生理的状態の1つを有する患者の体液中に通常存在する分子
の量と比較される。1つ以上の生理的状態を有する患者に通常存在する量でなく
、生理的状態の1つを有する患者に通常存在する量に近い分子の量が測定される
と、その被験者がその生理的状態であることを表している。ベースライン濃度に
対して上昇している被験者のCaSm遺伝子産物の濃度は、被験者に癌が存在するこ
とを表す。
5.4.4 治療処置の効果のモニタリング
本発明は、治療処置を施された被験者に関する治療処置の効果をモニターする
ための方法を提供する。
臨床医は、これらの処置の有効性をモニターするのに使用できる手順(proced
ure)を非常に必要としている。治療のモニタリングのための高感度のアッセイ
であれば、疾患の異なる現れ方を有する癌患者において、CaSm遺伝子産物を同定
し、検出できる。本発明に従って評価されうる治療処置は、これらに限定される
訳ではないが、放射線療法、外科療法、化学療法、ワクチン投与、内分泌療法、
免疫療法、及び遺伝子療法などを含む。化学療法の処方は、これらに限定される
訳ではないが、例えばフルオロウラシル及びタキソールなどの医薬の投与を含む
。
本発明の方法は、治療の前、途中、又は後で適当な時間間隔で、CaSm遺伝子産
物の量を測定することを含む。CaSm遺伝子産物の量のいくらかの変化又は変化が
無いことを確認し、例えば、癌細胞の形質転換された表現型の減少などの被験者
に関する処置の効果との相互関係を示すことができる。
好ましい態様において、採用できる試みは、異なる時点でのCaSm遺伝子産物濃
度を測定し、これらの値をベースライン濃度と比較することである。ベースライ
ン濃度は、正常な、疾患の無い固体に存在するマーカーの濃度;及び/又は処置
の前、又は疾患の小康状態の間、若しくは安定期の間に存在する濃度のいずれか
であってよい。これらの濃度は、疾患の進行又は処置の結果と関連付けることが
できる。ベースライン濃度に対して上昇したCaSm遺伝子産物の濃度は、処置に対
して殆ど反応が無いことを示す。
5.5 CaSm 活性をモジュレートする化合物のスクリーニングアッセイ
本発明はさらに、CaSm遺伝子又はCaSm遺伝子産物とのその相互作用を通して、
癌、特に膵臓癌、の発病、進行及び転移の拡散に影響を及ぼしうる化合物の同定
のための方法を提供する。
次のアッセイは、(i)哺乳類及び非哺乳類のCaSmの相同体を含むCaSm遺伝子産
物に結合する化合物;(ii)哺乳類及び非哺乳類のCaSmの相同体を含むCaSm遺伝子
産物と相互作用する他の細胞内タンパク質に結合する化合物;(iii)哺乳類及び
非哺乳類のCaSmの相同体を含むCaSm遺伝子産物と他の細胞内タンパク質との相互
作用に干渉する化合物;及び(iv)CaSm遺伝子の活性をモジュレートする(すなわ
ち、CaSm遺伝子発現のレベルをモジュレートする及び/又はCaSm遺伝子産物活性
のレベルをモジュレートする)化合物を同定するためにデザインされている。
アッセイはさらに、CaSm遺伝子発現のレベルをモジュレートしうるCaSm遺伝子
制御配列(例えば、プロモーター配列)に結合する化合物を同定するのに使用し
てもよい。例えば、Platt,1994,J.Biol.Chem.269:28558-28562を参照、そ
してこれはその全体を参照により本明細書に組み入れる。また、提供されたCaSm
遺伝子発現をモジュレートする化合物を同定する方法は、(a)被験化合物を、CaS
m遺伝子制御エレメントと機能的に関連のあるレポーター遺伝子を含む細胞又は
細胞溶解物と接触させること;及び(b)レポーター遺伝子の発現を検出すること
を含む。
また、提供されたCaSm遺伝子発現をモジュレートする化合物を同定するためのも
う一つの方法は、(a)被験化合物を、CaSm転写物(transcripts)を含む細胞又は
細胞溶解物と接触させること;及び(b)CaSm転写物の翻訳を検出することを含む
。これらに限定される訳ではないが、緑色蛍光タンパク質(green fluorescent
protein)、β−ガラクトシダーゼ、アルカリ性ホスファターゼ、クロラムフェ
ニコールアセチルトランスフェラーゼなどの当業界で公知の幾つかのレポーター
遺伝子を使用することができる。
セクション5.2及び6.2.2で記載したように、CaSm遺伝子産物及びCaSmの相同体
は、小さな核のリボ核酸タンパク質の構成要素であるタンパク
質族(family)を特徴付ける2つの配列モチーフを含んでいる。Smモチーフ1及び
Smモチーフ2と命名されたこれらのモチーフは、スプライセオソームタンパク族
の構成員の間の相互作用に必要とされる。CaSm遺伝子産物は、このSmタンパク質
族の構成員ではないようであるが、CaSm遺伝子産物は、Smタンパク質を含むこれ
らのSmモチーフの一方又は両方を有する細胞内タンパク質と相互作用することが
できる。さらに、酵母CaSm相同体が、突然変異型Pablp遺伝子を担う酵母細胞中
でバイパスサプレッサー(bypass suppressor)として働くことができることを
考慮すると、CaSm遺伝子産物も、Pablp、翻訳開始複合体などを含む真核mRNAの
ポリ(A)末端(tail)及び5'キャップ構造と関係するタンパク質と相互作用し
うる。
そのような細胞内タンパク質は、制御されていない細胞発育並びに癌の発病、
進行及び転移拡散において含まれうる。
本明細書に記載されたそれらなどのアッセイによって同定された化合物は、例
えば、CaSm遺伝子産物の生物学的機能を詳細に調べる上で、及び癌の症状を改善
するために有用である。例えばセクション5.5.1で記載したそれらなどの技術に
よって同定された化合物の効果を試験するためのアッセイは、下記のセクション
5.5.3で考察する。これらのアッセイにおいて有用なCaSmタンパク質の断片は、
これらに限定される訳ではないが、CaSm Smモチーフ1及びCaSmSmモチーフ2に対
応するペプチド又はそれらの部分;そしてSmモチーフ1若しくはSmモチーフ2又は
両方のモチーフが欠失し、端を切り取ったCaSmを含む。本発明の組成物は、その
ような方法によって同定された化合物の1種以上を含む医薬組成物を含むことに
注意すべきである。そのような医薬組成物は、例えば下記セクション5.7で考察
するように調製することができる。
5.5.1 CaSm 遺伝子産物に結合する化合物のin vitroスクリーニングアッセイ
in vitro系を、本発明のCaSm遺伝子産物及びCaSmの相同体(例えば、
QRF YJL124cによってコードされる酵母相同体)と相互作用、例えば結合するこ
とができる化合物を同定するためにデザインしてもよい。同定された化合物は、
例えば野生型及び/又は突然変異型CaSm遺伝子産物の活性をモジュレートするの
に有用であり、CaSm遺伝子産物の生物学的機能を詳細に調べるのに有用であり、
正常なCaSm遺伝子産物の相互作用を崩壊させる(disrupt)化合物を同定するた
めのスクリーニングに利用することができ、又はそれら自体でそのような相互作
用を崩壊させる。そのような相互作用は、Smモチーフ1、Smモチーフ2又はその両
者によって仲介されうる。
CaSm遺伝子産物と相互作用する化合物を同定するのに使用されるアッセイの原
理は、CaSm遺伝子産物又はその断片及び被験化合物の反応混合物を、2つの成分
が相互作用、例えば結合するのに十分な時間の条件下で調製し、このようにして
複合体を形成するが、それは反応混合物から取り出され及び/又は検出されると
いうことを含む。これらのアッセイは、多様な方法で実施することができる。例
えば、そのようなアッセイを実施する1つの方法は、CaSm遺伝子産物又は被験物
質を固相に固着し、反応の終わりに固相に固着されたCaSm遺伝子産物/被験化合
物複合体を検出することを含む。そのような方法の1つの実施態様においては、C
aSm遺伝子産物又はその断片は、固体表面に固着され、固着されていない被験化
合物は直接又は間接に標識されていてもよい。
実際には、固相として、マイクロタイタープレート(microtitre plate)が便
利に利用できる。固着された構成要素は、非共有又は共有結合(attachments)
によって固定することができる。非共有結合は、単にタンパク質の溶液で固体表
面を被覆し、乾燥することによって達成できる。あるいは、固定されるべきタン
パク質に特異的な固定された抗体、好ましくはモノクローナル抗体を使用して、
タンパク質を固体表面に固着することができる。表面は予め作製し保存しておく
ことができる。
アッセイを実施するために、固定されていない構成成分を、固着されている構
成成分を含む被覆表面に加える。反応が完了した後、形成され
た複合体が固体表面に固定されて残るような条件下で、反応していない構成成分
を(例えば洗浄によって)除去する。固体表面に固着されている複合体の検出は
、数多くの方法で達成できる。予め固定化されていない構成成分が予め標識(pr
e-labeled)されている場合は、表面に固定されている標識が検出検出されれば
、複合体が形成されたということを示す。予め固定化されていない構成成分が予
め標識されていない場合は、表面に固着されている複合体を検出するために、間
接標識、例えば予め固定化されていない構成成分に特異的な標識された抗体(抗
体は、同様に、標識された抗Ig抗体で直接又は間接に標識されていてよい)を使
用することができる。
あるいは、反応を液相中で実施することができ、未反応の構成成分から反応生
成物を分離し、複合体を検出する。例えば、CaSm遺伝子産物に特異的な固定化さ
れた抗体又は溶液中で形成された任意の複合体に固着する被験化合物、及び可能
な複合体の他の構成成分に特異的な標識された抗体を使用して、固着した複合体
を検出できる。
5.5.2 CaSm 遺伝子産物と相互作用する細胞内タンパク質のアッセイ
タンパク質−タンパク質相互作用を検出するのに適した幾つかの方法は、CaSm
タンパク質−細胞内タンパク質相互作用、特にSmモチーフ1若しくはSmモチーフ2
又はその両者によって仲介される相互作用を同定するために使用することができ
る。
伝統的な方法の内、使用できるのは、免疫共同沈殿法(co-immunoprecipitati
on)、架橋法(crosslinking)及びグラジエント(gradients)又はクロマトグ
ラフィーカラムによる共同精製法である。これらのような手順を利用すれば、Ca
Sm遺伝子遺産物、CaSm遺伝子産物の断片及びCaSmの相同体(例えば、ORF YJL124
cによってコードされる酵母相同体)と相互作用する細胞内タンパク質の単離が
できる。そのような細胞内タンパク質は、一旦単離されれば、同定することがで
き、そして同様に、標準的技術と組み合わせて、それが相互作用するさらなる
タンパク質を同定するのに使用できる。例えば、CaSm遺伝子産物と相互作用する
細胞内タンパク質のアミノ酸配列の少なくとも一部は、当業者に周知の技術、例
えばエドマン分解[Creighton,1983,「タンパク質:構造及び分子の原理(Pro
teins:Structures and Molecular Principles)」,
W.H.Freeman & Co.,N.Y.,pp.34-49参照」を使用して確かめることができる
。得られたアミノ酸配列は、そのような細胞内タンパク質をコードする遺伝子配
列のスクリーニングに使用できるオリゴヌクレオチド混合物の生産のためのガイ
ドとして使用できる。スクリーニングは、例えば、標準ハイブリダイゼーション
法(standard hybridization)又はPCR法(PCR techniques)によって達成でき
る。オリゴヌクレオチド混合物の生産及びスクリーニングの技術は周知である。
(例えば、Ausubel,supra.,及びPCR Protocols:A Guideto Method and Applic
ations,1990,Innis,M.ら、Academic Press,Inc,New York編集参照)
さらに、CaSmタンパク質と相互作用する細胞内タンパク質をコードする遺伝子
の同時同定をもたらす方法を使用してもよい。これらの方法は、例えば、標識さ
れたCaSmタンパク質又はその断片(例えば、Smモチーフ1、Smモチーフ2)を有す
る発現ライブラリー(expression libraries)を、λgt11ライブラリーの抗体プ
ロービング(probing)の周知技術と同様にしてCaSmタンパク質又はその断片を
用いてプロービングすることを含む。
in vivoでのタンパク質相互作用を検出する1つの方法である、2−ハイブリッ
ドシステム(two-hybrid system)を使用することができる。このシステムの1つ
の型(version)は、Chienら、1991,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,88:9578-95
82に記載されており、Clontech(Palo Alto,CA)から商業的に入手可能である
。
5.5.3 CaSm 遺伝子産物/細胞内巨大分子相互作用に干渉する化合物 のアッセイ
本発明のCaSm遺伝子産物、その断片、及びCaSmの相同体(例えば、CRF YJL124
cによってコードされる酵母相同体)は、in vivoで、タンパク質及び核酸分子な
どの1種以上の細胞内巨大分子と相互作用する。そのような巨大分子は、これら
に限定される訳ではないが、[ポリアデニル化された(ポリ(A))RNA及び5'キャ
ップ構造を有するRNAを含む]RNA及び上記のセクション5.5.2で記載した方法に
よって同定されたそれらのタンパク質を含む。この考察(discussion)のために
、そのような細胞内巨大分子を、本明細書では「相互作用パートナー(interact
ing partners)」と命名する。この方法においてCaSm相互作用を崩壊させる化合
物は、突然変異型CaSm遺伝子産物を含むCaSm遺伝子産物の活性を制御するのに有
用である。そのような化合物は、これらに限定される訳ではないが、例えば前記
セクション5.5.1で記載したペプチドなどの分子などを含み、そしてそれらは、
細胞内CaSm遺伝子産物への接近方法を獲得することができるであろう。このよう
な化合物はまた、Smモチーフ1、Smモチーフ2又はその両者のアミノ酸配列を含む
ペプチド又は修飾されたペプチドをも含む。
CaSm遺伝子産物と、その細胞内相互作用パートナー又はパートナー類との間の
相互作用に干渉する化合物を同定するのに使用されるアッセイ系の基本的な原理
は、これら2つを相互作用させ、結合させるのに十分な時間の条件下で、CaSm遺
伝子産物又はその断片、及び相互作用パートナーを含む反応混合物を調製し、そ
して複合体を形成することを含む。化合物の阻害活性を試験するために、反応混
合物を被験化合物の存在下及び不存在下に調製する。被験化合物は、最初に反応
混合物中に含まれててもよいし、又はCaSm遺伝子産物及びその細胞内相互作用パ
ートナーの添加に引き続いて添加されてもよい。対照反応混合物は、被験化合物
無しに又は擬薬(placebo)と共にインキュベートする。そして、CaSm遺伝子産物
又はその断片と細胞内相互作用パートナーの間の幾つかの複合体の形成が検出さ
れる。被験化合物を含む反応混合物ではない対照反
応物中の複合体の形成は、その化合物が、CaSm遺伝子タンパク質と相互作用パー
トナーとの相互作用に干渉することを示す。さらに、被験化合物及び正常なCaSm
遺伝子タンパク質を含む反応混合物中の複合体形成も、被験化合物及び突然変異
型CaSm遺伝子タンパク質を含む反応混合物中の複合体形成と比較される。この比
較は、正常なCaSm遺伝子タンパク質ではなく突然変異型CaSm遺伝子タンパク質の
相互作用を崩壊させる化合物の特定を望む場合には重要である。
CaSm遺伝子産物と相互作用パートナーとの相互作用に干渉する化合物のアッセ
イは、不均一型(heterogeneous format)又は均一(homogeneous)型で実施で
きる。不均一アッセイは、CaSm遺伝子産物又は結合パートナーのいずれかを固相
に固着すること、及び反応の終わりに固相に固着された複合体を検出することを
含む。均一アッセイでは、全体の反応は、液相中で実施する。いずれのアプロー
チにおいても、反応物の添加順序は、試験される化合物についての異なる情報を
得るために変動させることができる。例えば、CaSm遺伝子産物と相互作用パート
ナーとの間の相互作用に、例えば競合反応(competition)によって干渉する被
験化合物は、被験物質の存在下に反応を実施することによってすなわち、被験物
質を、CaSm遺伝子タンパク質及び細胞内相互作用パートナーに先行して又は同時
に反応混合物に添加することによって、同定できる。あるいは、前もって形成さ
れた(preformed)複合体を崩壊させる被験化合物、例えば、複合体からその構
成成分の1つを置換する高い結合定数を有する化合物は、その被験化合物を、複
合体が形成された後に反応混合物に添加することによって試験することができる
。種々の型を簡単に下記に記載する。
不均一アッセイ系では、CaSm遺伝子産物又は相互作用パートナーのいずれかが
固体表面に固着され、一方、非固着反応種(species)は直接又は間接に標識さ
れる。実際には、マイクロタイタープレートが便利に利用できる。固着される反
応種は、非共有又は共有結合によって固定化することができる。非共有結合は、
単にCaSm遺伝子産物又は相互作用パ
ートナーの溶液で固体表面を被覆し、乾燥することによって達成できる。あるい
は、固体表面にその反応種を固着するために、固着されるべき反応種に特異的な
固定化された抗体を使用することができる。表面は、予め作製し、保存しておく
ことができる。
アッセイを実施するために、固定化される反応種のパートナーは、被験化合物
と共に又は被験化合物無しに被覆された表面に曝される。反応が完了した後、反
応していない成分を(例えば、洗浄によって)除去し、形成された幾つかの複合
体は、固体表面に固定化されて残る。固体表面に固着された複合体の検出は、数
多くの方法によって達成できる。固定化されていない反応種が予め標識されてい
る場合は、表面に固定化されている標識が検出されると、複合体が形成されたこ
とを示す。固定化されていない反応種が予め標識されていない場合には、表面に
固着されている複合体を検出するために間接標識、例えば、最初に固定化されて
いない反応種に特異的な標識された抗体(同様に、抗体は、標識された抗Ig抗体
によって直接に又は間接的に標識されている)を使用することができる。反応成
分の添加順序によって、複合体形成を阻害する、又は形成された複合体を崩壊さ
せる被験化合物を検出できる。
あるいは、反応は、被験化合物の存在下又は不存在下に液相中で実施すること
ができ、反応生成物は、反応していない成分から分離し、複合体を検出する。例
えば、溶液中に形成された幾つかの複合体を固着させる相互作用成分の1つに特
異的な固定化された抗体、及び他のパートナーに特異的な標識された抗体を使用
して、固着された複合体を検出する。さらに、液相に反応物を添加する順序によ
って、複合体を阻害する、又は予め形成された複合体を崩壊させる化合物の同定
ができる。
本発明の別の実施態様においては、均一アッセイが使用できる。このアプロー
チでは、CaSm遺伝子タンパク質と相互作用パートナーとの予め形成された複合体
は、CaSm遺伝子産物又はその相互作用パートナーのいずれかが標識されるが、標
識によって発生する信号は、複合体形成によって消失する(例えば、このアプロ
ーチをイムノアッセイに利用した
Rubensteinによる米国特許第4,109,496号参照)。予め形成された複合体から反
応種の1つと競合し、置換する被験物質の添加は、上記バックグラウンドで信号
を生成させる結果をもたらすであろう。この方法では、CaSm遺伝子タンパク質/
細胞内相互作用パートナー相互作用を崩壊させる被験物質を特定することができ
る。
特別の実施態様においては、CaSm遺伝子産物又はその断片は、上記セクション
5.1に記載した組み換えDNA技術を用いて固定化のために調製できる。例えば、Ca
Smコード領域は、pGEX-5X-1などの融合ベクターを用いて、その相互作用活性が
得られる融合タンパク質に保持されるように、グルタチオン−S−トランスフェ
ラーゼ(GST)遺伝子に融合できる。細胞内相互作用パートナーは、精製でき、
当業界で日常的に実施されている、上記セクション5.2に記載した方法を使用し
て、モノクローナル抗体を作るのに使用できる。この抗体は、例えば、当業界で
日常的に実施されている方法によって放射性同位体125Iで標識できる。不均一ア
ッセイでは、例えば、GST-CaSm融合タンパク質を、グルタチオン−寒天ビーズに
固着することができる。次に、被験化合物の存在下又は不存在下に、相互作用、
例えば、結合が起きるように、細胞内相互作用パートナーを添加する。反応期間
の終わりに、結合していない物質を洗い落とし、標識されたモノクローナル抗体
を系に添加し、複合された成分に結合させる。CaSm遺伝子タンパク質と細胞内相
互作用パートナーとの相互作用は、グルタチオン−寒天ビーズに結合されて残っ
ている放射活性の量を測定することによって検出できる。被験化合物による相互
作用の好結果の阻害は、測定される放射活性の減少をもたらすであろう。
あるいは、GST-CaSm遺伝子融合タンパク質及び細胞内相互作用パートナーは、
固体のグルタチオン−寒天ビーズの不存在下で液体中に一緒に混合することがで
きる。被験化合物は、反応種に相互作用させている間又は後のいずれかに添加で
きる。そして、この混合物は、グルタチオン−寒天ビーズに添加され、結合して
いない物質は洗い落とされる。再び、CaSm遺伝子産物/相互作用パートナー相互
作用の阻害の程度は、標識さ
れた抗体を添加し、ビーズに結合した放射能を測定することによって検出できる
。
5.5.4 CaSm 活性をモジュレートする化合物の同定のための細胞に基づくアッ セイ
本明細書では、CaSm活性をモジュレートすることにより癌を治療できる化合物
を同定する細胞に基づいた方法を提供する。特に、かかるアッセイは、限定され
るものではないが、細胞生存能力、細胞形態、細胞分裂、分化、付着、運動性に
おける変化、または細胞タンパク質のリン酸化、脱リン酸化などCaSmに依存する
工程に作用する化合物を同定する。他のCaSm依存プロセスとしては、限定される
ものではないが、翻訳の剌激、リボソームのmRNAへの結合、mRNAの脱キャッピン
グまたは分解からの保護が挙げられる。かかる方法により同定された化合物は、
例えば癌および転移を治療する方法に用いることができる。
1つの実施形態において、この細胞に基づくアッセイはCaSm遺伝子産物またはC
aSmの酵母相同体を産生する発現構築物を含んでなる組換え酵母細胞を用い、ポ
リ(A)結合タンパク質、Pablp、および翻訳開始複合体の大サブユニット、eIF-4G
をそれぞれコードする遺伝子に変異を有する。PablpおよびeIF-4Gをコードする
遺伝子に非機能的変異を有する変異型酵母細胞は、第二のサプレッサーとして働
くCaSmまたはCaSm相同体が存在する場合を除き、生存できない。このアッセイで
は、CaSmまたはCaSm相同体を産生する変異型酵母細胞を、化合物がCaSmまたはCa
Sm相同体の活性をモジュレートするに十分な間隔で試験化合物に曝す。試験化合
物が存在する場合のCaSmの活性は、変異型酵母細胞の生存能力または増殖により
評価する。例えば、CaSm活性を阻害する化合物の増殖は貧弱であるか、または生
存できないであろう。高度に保存されているポリ(A)結合タンパク質の機能的同
等体Pablp、および翻訳開始複合体の大サブユニットeIF-4Gをコードする遺伝子
に突然変異を有する哺乳類細胞においては、哺乳類CaSmを用いて同様のアッセイ
を行うことができると考えら
れる。
もう1つの実施形態において、この細胞に基づくアッセイは哺乳類細胞におけ
るCaSm遺伝子産物の発現およびCaSm依存プロセスの測定に基づいている。特にCA
PAN-1、CAPAN-2、ASPC-1、PANC-1およびHPACなどの膵臓由来の癌細胞においては
、CaSm遺伝子を発現し、CaSm遺伝子産物を機能させる哺乳類細胞のいずれもを用
いることができる。また、検出可能なCaSm遺伝子産物の産生されるならば、前立
腺、肝臓、卵巣、肺、直腸、腎臓および非エリスロイド造血細胞由来のものなど
他の癌細胞系統を用いてもよい。これらの細胞または他の正常細胞におけるCaSm
遺伝子の組換え発現は、第5.2.節に記載の方法で行うことができる。これらのア
ッセイでは、機能的CaSm遺伝子産物を産生する細胞を、化合物がCaSm遺伝子産物
の活性をモジュレートするに十分な間隔で試験化合物に曝す。CaSm遺伝子産物の
活性は、例えば形質転換した表現型の出現などのCaSmに依存する細胞内プロセス
の検出または測定により、直接的にまたは間接的に測定することができる。対照
としては、CaSm遺伝子産物を産生しない細胞を比較に用いてよい。細胞内プロセ
スにより、当技術分野で公知ないずれの技術を適用してそれを検出または測定し
てもよい。
5.6 癌の治療方法
治療上の標的としてCaSm遺伝子または遺伝子産物を用いる癌治療の方法および
組成物を下記に記載する。治療の結果は少なくとも治療をした被験者に健康上の
利益をもたらすべきであり、癌の場合、限定されるものではないが、癌の軽減、
癌症状の緩和、癌の転移拡散の制御が挙げられる。
かかる方法はすべて、次に治療細胞の表現型をモジュレートするCaSm遺伝子の
活性および/または発現をモジュレートすることを含む。
前記で考察したように、癌治療の成功は、CaSm活性を低下させるように働く技
術により成し遂げられよう。例えばCaSm遺伝子産物の活性を直接低下させること
により、かつ/またはCaSm遺伝子の発現レベルを低下
させることにより、活性を低下させることができる。
本発明に従い、例えば前記第5.5節に記載したアッセイにより同定されたもの
などのCaSm活性を低下させる化合物を使用して癌を治療することができる。前記
第5.5節に記載したように、かかる分子は限定されるものではないが、ペプチド
(可溶性ペプチドを含む)および有機または無機小分子が挙げられ、これらはCa
Smアンタゴニストと呼ぶことができる。CaSmと細胞内高分子との相互作用を妨げ
るSmモチーフ1、Smモチーフ2またはその双方のアミノ酸配列、またはその一部分
を含んでなるペプチドを用いてもよい。かかる化合物の有効用量および投与法を
決定する技術は下記の第5.7節に記載する。
さらに、本発明に従い、CaSm遺伝子の発現を阻害するアンチセンスおよびリボ
ザイム分子を用いて、CaSm遺伝子の発現レベルを低下させ、かくして存在するCa
Sm遺伝子産物のレベルを効果的に低下させ、それによりCaSmの活性レベルを低下
させることもできる。その上さらに、CaSm遺伝子の活性レベルを低下させるのに
三重らせん分子を用いることもできる。かかる分子は野生型または、好適ならば
、変異型の標的遺伝子活性のいずれかを低下させるまたは阻害するよう設計する
ことができる。かかる分子の産生および使用のための技術は当業者には周知であ
る。
目的の細胞集団に核酸分子を選択的に投与するのに使用できるいずれの技術も
例えばデリバリー複合体を用いることにより、使用することができる。かかるデ
リバリ一複合体は適当な核酸分子および標的手段を含んでなってよい。かかる標
的手段は、例えばステロール類、脂質類、ウイルス類または標的細胞特異的結合
剤を含んでなってよい。組換えウイルスとともに使用できるウイルスベクターと
しては、限定されるものではないが、アデノウイルス、アデノ随伴ウイルス、単
純ヘルペスウイルス、ワクシニアウイルス、およびレトロウイルスベクター、さ
らにはリポソームなど、DNAを細胞に導入するその他の粒子が挙げられる。
5.6. 1 アンチセンス分子
遺伝子発現の阻害剤としてのアンチセンス分子の使用は、遺伝学を基礎とする
特別の治療アプローチである(概説としては、第69章、第5節「癌:腫瘍学の原
理および実践」、第4版、DeVitaら編,J.B.Lippincott,Philadelphia 1993
のSteinを参照)。本発明は、CaSmまたはその一部をコードする遺伝子またはcDN
Aに対してアンチセンスである少なくとも6つのヌクレオチドからなる核酸の治療
上および予防上の使用を提供する。本明細書で使用される「アンチセンス」CaSm
核酸とは、いくつかの配列相補性によりCaS mRNA(好ましくはmRNA)の一部とハ
イブリダイズすることができる核酸をいう。本発明はさらに、下記に記載するよ
うに、製薬上許容される担体に有効量の本発明のCaSmアンチセンス核酸を含んで
なる医薬組成物を提供する。
もう1つの実施形態において、本発明は哺乳類細胞におけるCaSm核酸配列の発
現をin vitroまたはin vivoにおいて阻害する方法であって、本発明のCaSmアン
チセンス核酸を含んでなる組成物の有効量を細胞に与えることを含んでなる方法
に向けられる。
本発明のアンチセンス核酸はCaSm mRNAのコード領域および/または非コード
領域に相補的であり得る。アンチセンス分子は相補的なCaSm遺伝子mRNA転写物に
結合し、翻訳を低下させるかまたは妨げるであろう。完全な相補性が好ましいが
、必ずしも必要ではない。本明細書に記載されるように、RNAの一部に「相補的
な」配列とは、RNAとハイブリダイズし、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し、かくして、二本鎖アンチセンス核酸の場合に
は、二重らせんDNAのうちの一本鎖を試験してもよいし、また三重らせんの形成
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アンチセンス
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、そ
れが含み得るRNAとの塩基の誤対合が多くなり、なお安定した二重らせん(また
は場合によって三重らせんであってもよい)を形成している。当業者ならば、標
準的な方法を使用してハイブリダイズした複合体の融点を求めることにより、誤
対合の許容程度を確認することができ
る。
メッセージの5'末端に相補的な核酸分子(例えば、AUG開始コドンまで、およ
びそれを含む5'非翻訳配列)が翻訳の阻害において最も効果的に作用するはずで
ある。しかしながら、最近、mRNAの3'非翻訳配列に相補的な配列も同様に、mRNA
の翻訳の阻害において効果的であることが示された。概略は、Wagner,R.,1994
,Nature 372:333-335を参照。このように、例えば図6に示されるように、CaSm
遺伝子の5'-または3'-いずれかの非翻訳非コード領域に相補的な核酸分子を、ア
ンチセンスアプローチに使用し、内生CaSm遺伝子mRNAの翻訳を阻害することが可
能であった。
mRNAの5'非翻訳領域に相補的な核酸分子は、AUG開始コドンの補体を含むと考
えられる。mRNAコード領域に相補的なアンチセンス核酸分子は効果の低い翻訳阻
害剤であるが、本発明に従い使用することができる。標的または経路遺伝子mRNA
の5'-、3'-またはコード領域へハイブリダイズするよう設計されたものであれ、
アンチセンス核酸は少なくとも6ヌクレオチドの長さであり、好ましくは6ないし
約50のヌクレオチドの長さの範囲のオリゴヌクレオチドでなければならない。特
殊な態様においては、オリゴヌクレオチドは少なくとも10ヌクレオチド、少なく
とも17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、
または少なくとも200ヌクレオチドである。
標的配列の選択にかかわらず、まずin vitroでの研究を行い、例えば下記第7.
1節に記載のように、アンチセンス分子の遺伝子発現を阻害する能力を定量化す
ることが好ましい。これらの研究はオリゴヌクレオチドのアンチセンス遺伝子阻
害および非特異的生物学的作用を識別する対照を用いることが好ましい。これら
の研究では標的RNAまたはタンパク質のレベルを内部対照RNAまたはタンパク質の
レベルと比較することもまた好ましい。さらにアンチセンスオリゴヌクレオチド
を用いて得られる結果を対照オリゴヌクレオチドを用いて得られるものと比較す
ることが考えられる。対照オリゴヌクレオチドは試験オリゴヌクレオチドとほぼ
同じ長さを有し、且つそのオリゴヌクレオチドのヌクレオチド配列は、
アンチセンス配列と異なっていることが好ましく、これは標的配列への特異的な
ハイブリダイゼーションを妨げるために必要である以上ではないことが好ましい
。
アンチセンス分子はDNAもしくはRNAまたはそのキメラ混合物もしくは誘導体ま
もしくはその修飾変異体、一本鎖もしくは二本鎖であってよい。例えば分子、ハ
イブリダイゼーションなどの安定性を向上させるために、アンチセンス分子を塩
基部分、糖部分、またはリン酸塩主鎖で修飾してもよい。アンチセンス分子とし
ては、ペプチド(例えば、in vivoでの標的宿主細胞受容体に対する)などの他
の付加群、または細胞膜(例えば、Letsingerら,1989,Proc.Natl.Acad.Sci
.U.S.A.86:6553-6556;Lemaitreら,1987,Proc.Natl.Acad.Sci.84:648-65
2;1988年12月15日公開のPCT公報第WO88/09810号を参照)もしくは脳血液関門(
例えば、1988年4月25日公開のPCT公報第WO89/10134号を参照)を通過する輸送を
促進する薬剤、ハイブリダイゼーション誘発切断剤(例えば、Krolら,1988,Bi
oTechniques 6:958-976を参照)または挿入剤(例えば、Zon,1988,Pharm.Res
.5:539-549を参照)が挙げられる。この目的のためのアンチセンス分子は他の
分子、例えばペプチド、ハイブリダイゼーション誘発架橋剤、輸送剤、ハイブリ
ダイゼーション誘発切断剤などに結合させてもよい。
アンチセンス分子としては、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、ヒドロキサンチン
、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ルメチル)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-ガラクトシルクエオシン、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
クエオシン、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、クエオシン、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
-ジアミノプリンを含む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
なってもよい。
アンチセンス分子はまた、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んでなってもよい。
さらにもう1つの実施形態においては、アンチセンス分子は、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からなる群より選択される少なくとも
1つの修飾ホスフェート主鎖を含んでなってよい。
さらにもう1つの実施形態においては、アンチセンス分子は、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通常のβ単位とは対
照的に、その鎖が互いに平行にある相補的RNAと特異的二本鎖ハイブリッドを形
成する(Gautierら,1987,Nucl.Acids Res.15:6625-6641)。オリゴヌクレオ
チドは、2'-0-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RNA-DNA類似体(Inoueら,1987,FEBS Lett.215:32
7-330)である。
本発明のアンチセンス分子は、当技術分野で公知の標準的な方法、例えば、自
動DNAシンセサイザー(例えば、Biosearch、Applied Biosystemなどから市販さ
れている)の使用により合成できる。例として、ホスホロチオエートオリゴヌク
レオチドはSteinらの方法により合
成してもよく(1988,Nucl.Acids Res.16:3209)、メチルホスホネートオリゴ
ヌクレオチドは制御多孔性ガラス重合体の支持体(Sarinら,1988,Proc.Natl
.Acad.Sci.U.S.A.85:7448-7451)などの使用により製造できる。
第7.1章で記載したものなど、CaSmコード領域に相補的なアンチセンスヌクレ
オチドを用いることができたが、転写された非翻訳領域に相補的なものもまた好
ましい。例えば、下記配列:を有するアンチセンスオリゴヌクレオチドが、本発明に従い使用可能である。
CaSmアンチセンス核酸を使用して、CaSmを発現、または好ましくは過剰発現す
る細胞種を含む癌の形成を治療または予防することができる。CaSm RNAを発現ま
たは過剰発現する細胞種は、当技術分野で公知の種々の方法で同定することがで
きる。かかる方法には、限定されるものではないが、CaSm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 situハイブリダイゼーションによる)、免疫検定法によるCaSmの遺伝子産物
の検出などが挙げられる。好ましい態様では、免疫細胞化学またはin situハイ
ブリダイゼーションなどによる治療に先立ち、患者由来の一次組織をCaSm発現に
関してアッセイすることができる。
製薬上許容される担体に有効量のCaSmアンチセンス核酸を含んでなる本発明の
医薬組成物は、CaSm RNAまたはタンパク質を発現または過剰発現するタイプの疾
病または疾患を有する患者に投与することができる。
特定の疾患または症状の治療に有効であると考えられるCaSmアンチセンス核酸
の量は、癌または症状の性質により、標準的な臨床技術によリ決定できる。可能
な限り、治療する腫瘍タイプのアンチセンス細胞傷害性をin vitroで、次いで治
療に先立ち有効な動物モデル系で決定し、ヒトで使用することが望ましい。
アンチセンス分子はin vivoでCaSm遺伝子を発現する細胞へ送達されるべきで
ある。アンチセンスDNAまたはRNAを細胞へ送達するためにいくつかの方法が開発
され;例えば、アンチセンス分子を直接組織部位に注入する、または所望の細胞
(例えば、ペプチドに結合したアンチセンス分子または標的細胞表面で発現した
受容体もしくは抗原に特異的に結合する抗体)を標的とするよう設計された修飾
アンチセンス分子を全身投与することができる。アンチセンス分子は、デリバリ
ー複合体を介して所望の細胞集団に送達することができる。特殊な実施形態では
、CaSmアンチセンス核酸を含んでなる医薬組成物をバイオポリマー(例えば、ポ
リ-β-1->4-N-アセチルグルコサミン多糖)、リポソーム、微粒子またはマイク
ロカプセルにより投与する。本発明の様々な実施形態において、CaSmアンチセン
ス核酸の徐放性を達成するためにかかる組成物を使用することは有用であろう。
特殊な実施形態では、同定可能な特異的腫瘍抗原に対する抗体により標的とされ
るリポソームを使用することが望ましいであろう(Leonettiら,1990,Proc.Na
tl.Acad.Sci.U.S.A 87:2448-2451;Renneisenら,1990,J.Biol.Chem.265:
16337-16342)。
しかしながら、内生mRNAの翻訳を抑制するに十分な、アンチセンスの細胞内濃
度を達成することは困難であることが多い。従って、好ましいアプローチではア
ンチセンスオリゴヌクレオチドまたはポリヌクレオチドが強いpol IIIまたはpol
IIプロモーターの制御下に置かれる組換えDNA構築物が用いられる。患者の標的
細胞をトランスフェクトするためにかかる構築物を使用すれば、内生CaSm遺伝子
転写物と相補的な塩基対を形成するであろう一本鎖RNAの十分量の転写をもたら
し、それによってCaSm遺伝子mRNAの翻訳が妨げられるであろう。例えば、第7.1
章に記載したように、ベクターはin vivoで導入すれば、それは細胞により取り
込まれ、アンチセンスRNAの転写を指示する。かかるベクターが転写されて所望
のアンチセンスRNAを産生することが可能な限り、それはエピソームとして維持
されるか、または染色体的に組み込まれ得る。かかるベクターは当技術分野で標
準的な組換えDNA技術法により構築することができる。ベクターは哺乳類細胞内
での複製および発現に使用されるプラスミド、ウイルス、または当技術分野で公
知のその他のものであってよい。アンチセンスRNAをコードする配列の発現は、
当技術分野で、哺乳類、好ましくはヒト細胞で作用することが知られているいず
れのプロモーターであってよい。かかるプロモーターは誘導性であってもよいし
、また構成的であってもよい。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 2
90:304-310)、ラウス肉腫ウイルスの3'側の長い末端繰り返し配列に含まれるプ
ロモーター(Yamamotoら,1980,Cell 22:787-797)、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(Brinsterら,1982,Nature 296:39-42)な
どが挙げられる。プラスミド、コスミド、YACまたはウイルスベクターのいずれ
かのタイプを用いて、組織部位に直接、またはデリバリー複合体を介してのいず
れかで導入できる組換えDNA構築物を調製することができる。別法として、所望
の組織に選択的に感染するウイルスベクターを用いる
こともできる。第5.6.4章で記載されたものなど、当技術分野で利用可能な遺伝
子治療のためのいずれの方法を用いることもできる。代表的な方法を下記に記載
する。
5.6.2 リボザイム
リボザイムは、RNAの特異的な切断を触媒することができる酵素性RNA分子であ
る(概説としては、例えば、Rossi,J.,1994,Current Biology 4:469-471)。
リボザイム作用のメカニズムには、相補的な標的RNAへのリボザイム分子の配列
特異的ハイブリダイゼーション、それに次ぐエンド核酸分解切断が含まれる。リ
ボザイム分子の組成は、標的遺伝子mRNAに相補的な1以上の配列を含み、さらにm
RNA切断にあずかる周知の触媒配列を含んでいなければならない。この配列に対
し、参照によりそのまま本明細書に組み入れられる米国特許第5,093,246号を参
照。それ自体、本発明の範囲内で、標的遺伝子タンパク質をコードするRNA配列
のエンド核酸分解切断を特異的かつ効率的に触媒するハンマーヘッドモチーフリ
ボザイム分子が操作される。
また、CaSm遺伝子mRNA転写物を触媒的に切断するよう設計されたリボザイム分
子を用いて、CaSm遺伝子mRNAの翻訳および標的または経路遺伝子の発現を妨げる
こともできる。(例えば、1990年10月4日公開のPCT国際公報第WO90/11364号;Sa
rverら,1990,Science 247:1222-1225を参照)。部位特異的な配列認識でmRNA
を切断するリボザイムを用いてCaSm遺伝子mRNAを破壊することができるが、ハン
マーヘッドリボザイムの使用が好ましい。ハンマーヘッドリボザイムは、標的mR
NAと相補的な塩基対を形成する領域を隣接させることにより指示された位置でmR
NAを切断する。その唯一の必要条件は、標的mRNAが次の2つの塩基配列:5'-UG-3
'を有することである。ハンマーヘッドリボザイムの構築および製造は、当技術
分野で周知であり、HaseloffおよびGerlach,1988,Nature,334:585-591にさら
に十分に記載されている。切断認識部位がCaSm遺伝子mRNAの5'末端近くに配置さ
れるよう、すなわち、効率を上げ、非機能
性mRNA転写物の細胞内蓄積を最小にするようにリボザイムを操作することが好ま
しい。
例えば、以下の配列:
を有するハンマーヘッドリボザイムを本発明に従い使用することができる。
本発明のリボザイムはまた、Tetrahymena Thermophila(IVS、またはL-19 IVS
RNAとして知られている)に天然に存在し、Thomas Cechおよび共同研究者らによ
り詳細に記載された(Zaugら,1984,Science,224:574-578;ZaugおよびCech,1
986,Science,231:470-475;Zaugら,1986,Nature,324:429-433;University P
atents Inc.により公開された国際特許出願第WO88/04300号;BeenおよびCech,19
86,Cell,47:207-216)ものなどのRNAエンドリボヌクレアーゼ(以後「Cech型リ
ボザイム」)も含む。Cech型リボザイムは標的RNAの切断が起こった後、標的RNA
配列へハイブリダイズする8塩基対活性部位を有する。本発明はCaSm遺伝子に存
在する8塩基対活性部位配列を標的とするそれらCech型リボザイムを包含する。
アンチセンスアプローチにおいてと同様、リボザイムは修飾オリゴヌクレオチ
ド(例えば、安定性、標的化などの改良に関する)で構成され、in vivoでCaSm
遺伝子を発現する細胞へ送達されるべきである。好ましい送達方法は、強力な構
成性pol IIIまたはpol IIプロモーターの制御下でリボザイムを「コードする」D
NA構築物の使用を含むため、トラン
スフェクト細胞は内生CaSm遺伝子メッセージを破壊し、翻訳を阻害するに十分な
量のリボザイムを産生するであろう。アンチセンス分子と異なるリボザイムが触
媒であるため、効率に対し低い細胞内濃度しか必要としない。
本発明のアンチセンスRNAおよびDNA、リボザイム、および三重らせん分子は、
DNAおよびRNA分子の合成に関して当技術分野で公知のいずれの方法によっても調
製することができる。これらは例えば、固相ホスホルアミダイト化学合成などの
ような当技術分野で周知のオリゴデオキシリボヌクレオチドおよびオリゴリボヌ
クレオチドを化学的に合成する技術を含む。別法として、RNA分子はアンチセン
スRNA分子をコードするDNA配列のin vitroおよびin vivo転写により生成され得
る。かかるDNA配列は、T7またはSP6ポリメラーゼプロモーターなどの好適なRNA
ポリメラーゼプロモーターを組み込む多様なベクターへ組み込むことができる。
別法として、使用するプロモーターによって、アンチセンスRNAを構成的または
誘導的に合成するアンチセンスcDNA構築物を細胞系統に安定して導入することが
できる。これらの核酸構築物は、デリバリー複合体を介して選択的に所望の細胞
集団に投与することができる。
細胞内安定性を高め、かつ半減期を延長する手段として、DNA分子への周知の
様々な修飾が導入できる。可能性のある修飾としては、限定されるものではない
が、リボ−もしくはデオキシヌクレオチドのフランキング配列の、分子の5'およ
び/または3'末端への付加、またはオリゴデオキシリボヌクレオチド主鎖内のホ
スホジエステラーゼ(phosphodiesterase)結合ではなくホスホロチオエートまた
は2'0−メチルの使用が挙げられる。
5.6.3 治療用抗体
CaSm遺伝子産物の活性をダウンレギュレートする能力を示す抗体を利用して癌
を治療することができる。かかる抗体は、前記第5.3章に記載の標準的技術を用
い、全長野生型または変異型CaSmタンパク質に対して、
または例えば、Smモチーフ1またはSmモチーフ2などのタンパク質の一部に相当す
るペプチドに対して作製することができる。これらの抗体には、限定されるもの
ではないが、ポリクロナール、モノクロナール、Fab断片、一本鎖抗体、キメラ
抗体などが挙げられる。
CaSmは細胞内タンパク質であるため、インターナライズされる抗体を用いるこ
とが好ましい。しかしながら、リボフェクチンまたはリボソームを用いて、CaSm
遺伝子産物エピトープに結合する抗体またはFab領域の断片を細胞に送達するこ
とができる。抗体の断片を用いる場合、CaSmタンパク質の結合ドメインに結合す
る最小の阻害断片が好ましい。例えば、CaSmタンパク質に結合する抗体の種々の
領域のドメインに相当するアミノ酸配列を有するペプチドを用いることができる
。当技術分野で周知の方法を用い、かかるペプチドを化学的に合成、または組換
えDNA技術(例えば、Creighton,1983,前掲;およびSambrookら,1989,前記を参
照)により製造することができる。別法として、中和抗体などの細胞内エピトー
プに結合する一本鎖抗体を投与することもできる。かかる一本鎖抗体は、Marsac
oら(1993,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 90:7889-7893)に記載されたものなど
の技術を用い、例えば標的細胞集団内で一本鎖抗体をコードするヌクレオチド配
列を発現させることにより投与することができる。
5.6.4 遺伝子治療
遺伝子治療とは、癌を有するまたは癌の予防または抑制が望まれる被験者へ核
酸を投与することにより行われる癌の治療または予防をいう。本発明のこの実施
形態では、治療用の核酸は、CaSm発現の阻害により治療効果に介入するアンチセ
ンス核酸分子を細胞内で生産する。本発明のもう1つの実施形態では、ドミナン
トネガティブ突然変異CaSmタンパク質またはその非機能性断片または誘導体をコ
ードする配列を含んでなる核酸を投与して、CaSmの相互作用および細胞内の他の
分子での妨害によりCaSm作用を阻害する。
遺伝子治療の方法に関する一般的な説明については、Goldspielら,1993,Cli
nical Pharmacy 12:488-505;WuおよびWu,1991,Biotherapy 3:87-95;Tolstoshe
v,1993,Ann.Rev.Pharmacol.Toxicol.32:573-596;Mulligan,1993,Scienc
e 260:926-932;およびMorganおよびAnderson,1993,Ann.Rev.Biochem.62:19
1-217;1993年5月、TIBTECH 11(5):155-215)を参照。使用できる組換えDNA技術
について当技術分野で一般的に知られている方法は、Ausubelら,(編),1993,C
urrent Protocols in Molecular Biology,John Wiley & Sons,NY;Kriegler,19
90,Gene Transfer and Expression,A Laboratory Manual,Stockton Press,N
Y;および第12章および第13章,Dracopoliら,(編),1994,Current Protocols i
n Human Genetics,John Wiley & Sons,NYに記載されている。
1つの態様では、治療用の核酸は、癌細胞において、優性非機能性CaSmタンパ
ク質またはその断片もしくはキメラタンパク質を発現する発現ベクターの一部で
あるCaSm核酸を含んでなる。CaSmの機能は、タンパク質−タンパク質相互作用が
介在すると考えられる。従って、その相互作用する相手への結合においては効果
的ではあるが、機能においては欠損しているCaSm変異体を野生型CaSmと競合する
ドミナントネガティブ突然変異として用いることができる。優性非機能性CaSmを
、CaSmを不適当に過剰発現する癌細胞で発現させるため操作することができる。
好ましい態様では、治療用の核酸は、好適な宿主でアンチセンス分子を産生す
る発現ベクターの一部であるアンチセンスCaSm核酸を含んでなる。特に、かかる
核酸は機能し得る形でアンチセンスCaSm配列に連結されたプロモーターを有し、
該プロモーターは誘導性かまたは構成的であり、かつ所望により組織特異的であ
る。
もう1つの特定の実施形態では、アンチセンスCaSm配列および他の所望のいず
れかの配列に、所望のゲノム部位での相同組換えを促進する領域を隣接させてお
り、かくしてアンチセンスCaSm核酸の染色体内発現をもたら核酸分子を用いる(
KollerおよびSmithies,1989,Proc.Natl.
Acad.Sci.USA 86:8932-8935;Zijlstra et al.,1989,Nature 342:435-438
)。
核酸の患者への送達は、直接的(患者を核酸または核酸輸送ベクターまたはデ
リバリー複合体に直接的に曝す場合)、または間接的(まずin vitroで細胞を核
酸で形質転換し、次いで患者に移植する場合)のいずれかであってよい。これら
の2つのアプローチはそれぞれin vivoまたはex vivo遺伝子治療として知られて
いる。
特殊な実施形態では、核酸を直接in vivo投与して、そこでそれを発現させて
アンチセンス核酸分子またはコードされた非機能性CaSm遺伝子産物を産生させる
。これは当技術分野で公知の多くの方法のいずれによっても、例えば適当な核酸
発現ベクターの一部としてそれを構築し、例えば、欠陥または弱毒レトロウイル
スもしくは他のウイルスベクターを用いる感染により(米国特許第4,980,286号
を参照)、または裸のDNAの直接注入により、または微小粒子衝撃(例えば、遺
伝子ガン;Biolistic,Dupont)、または脂質もしくは細胞表面受容体での被覆
、または薬剤のトランスフェクト、バイオポリマー(例えば、ポリ-β-1->4-N-
アセチルグルコサミン多糖;米国特許第5,635,493号)への封入、リポソーム、
微小粒子もしくはマイクロカプセルへの封入の使用により、または核に入り込む
ことが知られているペプチドと結合させてそれを投与することにより、受容体媒
介エンドサイトーシスを受けやすいリガンドと結合させてそれを投与することに
より(例えば、WuおよびWu,1987,J.Biol.Chem.262:4429-4432を参照)、そ
れが細胞内に存在するように投与することにより達成できる。もう1つの実施形
態では、核酸−リガンド複合体を形成させることが可能であり、ここでリガンド
は、エンドソームを分裂させる融合誘導ウイルスペプチドを含んでなり、これに
より核酸がリソソーム分解を回避することが可能となる。さらにもう1つの実施
形態では、核酸は特異的な受容体を標的とすることにより、細胞特異的な取り込
みおよび発現のためにin vivoで標的とされ得る(例えば、PCT公開第WO92/06180
号 1992年4月16日(Wuら);第WO92/22635号
1992年12月23日(Wilsonら);第WO92/20316号 1992年11月26日(Findeisら);第WO9
3/14188号 1993年7月22日(Clarkeら);第WO93/20221号 1993年10月14日(Young)
を参照)。別法として、核酸を細胞内に導入し、相同組換えにより発現用の宿主
細胞のDNAに組込むことができる(KollerおよびSmithies,1989,Proc.Natl.A
cad.Sci.USA 86:8932-8935;Zijlstraら,1989,Nature 342:435-438)。
特殊な実施形態では、アンチセンスCaSm核酸を含むウイルスベクターを用い
る。例えば、レトロウイルスベクターを用いることができる(Millerら,1993,
Meth.Enzymol.217:581-599を参照)。これらの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および宿主細胞DNAへの組込みに必要ではないレ
トロウイルス配列を欠失させるよう修飾されている。遺伝子治療に用いられるア
ンチセンスCaSm核酸は、ベクター中へクローン化され、患者への遺伝子の送達が
容易になる。レトロウイルスベクターについての詳細は、Boesenら,1994,Biot
herapy 6:291-302に見出すことができ、これには化学療法に対してより耐性のあ
る幹細胞を作製するための、mdrl遺伝子を造血幹細胞に送達するレトロウイルス
ベクターの使用が記載されている。遺伝子治療でのレトロウイルスベクターの使
用を例示する他の参考文献としては:Clowesら,1994,J.Clin.Invest.93:64
4-651;Kiemら,1994,Blood 83:1467-1473;SalmonsおよびGunzberg,1993,Huma
n Gene Therapy 4:129-141;およびGrossmanおよびWilson,1993,Curr.Opin.i
n Genetics and Devel.3:110-114がある。
アデノウイルスは、遺伝子治療に使用できる他のウイルスベクターである。ア
デノウイルスは、遺伝子を気道上皮に送達する上で特に魅力あるビヒクルである
。アデノウイルスは天然において気道上皮に感染し、軽い疾病を引き起こす。ア
デノウイルスを基にした送達系の他の標的としては、肝臓、中枢神経系、内皮細
胞および筋肉がある。アデノウイルスは非分裂細胞への感染が可能であるという
有利な点を有する。KozarskyおよびWilson,1993,Current Opinion in Genetic
s and
Development 3:499-503は、アデノウイルスを基にした遺伝子治療についての概
説を提供している。Boutら,1994,Human Gene Therapy 5:3-10では、遺伝子を
アカゲザルの気道上皮に移入させるためのアデノウイルスベクターの使用が実証
された。遺伝子治療におけるアデノウイルスの使用の他の例としては、Rosenfel
d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。
アデノ関連ウイルス(AAV)の遺伝子治療における使用もまた提案されている(W
alshら,1993,Proc.Soc.Exp.Biol.Med.204:289-300)。
使用を意図する治療用核酸の形態および量は、癌、所望の効果、患者の状態な
どに依存し、当業者が決定できる。
遺伝子治療への好ましくないアプローチとしては、エレクトロポレーション、
リポフェクション、リン酸カルシウム介在トランスフェクション、またはウイル
ス感染等の方法により、アンチセンスCaSm遺伝子または優性非機能性CaSm遺伝子
の組織培養中の癌細胞への導入を含む。導入方法には、通常、選択可能なマーカ
ーの細胞への導入が含まれる。次いで細胞を選択下に置き、導入遺伝子を取り込
んで発現している細胞を単離する。その後、CaSmを過剰発現している細胞と置換
するために、これらの細胞を患者へ送達する。この実施形態では、得られる組換
え細胞のin vivo投与に先立ち、核酸を癌細胞に導入する。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、核酸配列を含有するウイルスベクターまたはバクテリオ
ファージベクターの感染、細胞融合、染色体媒介型遺伝子導入、微小核体(micr
ocell)媒介型遺伝子導入、スフェロプラスト融合などを含む当技術分野で公知
のいずれの方法によっても行うことができる。外来遺伝子の細胞への導入に関し
、当技術分野では多くの技術が知られている(例えば、LoefflerおよびBehr,19
93,Meth.Enzymol.217:599-618;Cohenら,1993,Meth.Enzymol.217:618-644
;Cline,1985,Pharmac.Ther.29:69-92を参照)。その技術は細胞へ安
定した核酸の導入をもたらし、その結果、核酸は細胞により発現可能となり、好
ましくはその細胞の後代により継承かつ発現可能である。
得られる組換え細胞は当技術分野で公知の様々な方法で患者に送達できる。好
ましい実施形態では、組換え血液細胞(例えば、造血幹細胞または前駆細胞)は
静脈内投与することが好ましい。
標的相同組換えを用いて、遺伝子またはそのプロモーターを不活性化または「
ノックアウト」することにより、内生のCaSm遺伝子の発現を低下させることもで
きる(例えば、各々、参照によりそのまま本明細書に組み入れられるSmithiesら
,1985,Nature 317:230-234;Thomas & Capecchl,1987,Cell 51:503-512;Thom
psonら,1989 Cell 5:313-321を参照)。例えば、内生CaSm遺伝子(CaSm遺伝子
のコード領域または調節領域のいずれか)に相同なDNAによりフランク(flanked
)される変異、非機能性CaSm遺伝子(または全く無関係のDNA配列)を、選択可
能マーカーおよび/または負の選択可能マーカーとともに、またはこれらを伴わ
ずに用い、CaSm遺伝子をin vivoで発現する細胞をトランスフェクトすることが
できる。DNA構築物の挿入は、標的とする相同組換えにより、CaSm遺伝子の不活
性化を引き起こす。かかるアプローチは、特に不活性なCaSm遺伝子を有する動物
の子孫を作出するため、ES(胚性幹)細胞への修飾を用いる場合に適している(
例えば、Thomas & Capecchi 1987およびThompson 1989,前記を参照)。かかる技
術は癌の動物モデルを作出するためにも使用できる。組換えDNA構築物が直接投
与されるか、または適当なウイルスベクター、例えばヘルペスウイルスベクター
を用いて、in vivoでの必要部位を標的とする限り、本アプローチはヒトにおけ
る使用に適用することができることに注目すべきである。
別法として、CaSm遺伝子の調節領域(すなわち、CaSm遺伝子プロモーターおよ
び/またはエンハンサー)に相補的なデオキシリボヌクレオチド配列を標的とし
、体内の標的細胞におけるCaSm遺伝子の転写を妨げる3重らせん構造を形成する
ことにより、内生CaSm遺伝子の発現を低下させることができる(概説として、He
lene,C.1991,Anticancer Drug
Des.,6(6):569-84;Helene,C.ら,1992,Ann,N.Y.Acad.Sci.,660:27-36;
およびMaher,L.J.,1992,Bioassays 14(12):807-15を参照)。
5.7 医薬製剤および投与方法
本明細書に記載の化合物および核酸配列は、治療上有効な用量で患者に投与し
て癌を治療または予防することができる。治療上有効な用量とは、治療された被
験者に健康上の利益をもたらすに十分な化合物の量をいう。治療用組成物が核酸
を含んでなる場合に使用できる処方および投与方法は第5.6.4章に記載されてい
る。
5.7.1 有効用量
化合物の毒性および治療効力は、例えばLD50(個体数の50%致死用量)およびE
D50(個体数の50%に治療上有効な用量)を求めるための、細胞培養物または実験
動物における標準的な薬学的方法により決定することができる。毒性および治療
効果の用量比率は治療指数であり、LD50/ED50比として表すことができる。大き
な治療指数を示す化合物が好ましい。有毒な副作用を示す化合物を用いることも
できるが、非感染細胞に対する損傷の可能性を最小にし、それにより副作用を減
じるために、病変組織部位に対してかかる化合物を標的化する送達系を設計する
よう注意すべきである。
細胞培養アッセイおよび動物研究から得られるデータは、ヒトに使用する用量
範囲を処方する際に用いることができる。かかる化合物の用量は、ほとんどまた
は全く毒性のないED50を含む循環濃度の範囲内であることが好ましい。用量は使
用する投与形態および使用する投与経路に応じて、この範囲内で変えることがで
きる。本発明の方法で用いる化合物のいずれについても、治療上有効な用量はま
ず細胞培養アッセイから概算することができる。用量は、細胞培養で決定される
IC50(すなわち、症状の最大阻害の半分を達成する試験化合物の濃度)を含む循
環血漿濃
度の範囲に達するよう、動物モデルで処方することができる。かかる情報を用い
て、ヒトにおける有効用量をより正確に決定することができる。
血漿中のレベルは例えば、高性能液体クロマトグラフィーによって測定できる。
5.7.2. 処方および用途
本発明に従う使用のための医薬組成物は、1以上の生理的に許容される担体ま
たは賦形剤を用いて常法により処方できる。
このように、本発明の化合物とそれらの生理的に許容される塩および溶剤は、
(口または鼻のいずれかを通じる)吸入もしくは注入による投与、または経口、口
内(buccal)、非経口もしくは直腸投与のために処方できる。
経口投与のためには、本医薬組成物は、例えば結合剤(例えば、プレゲル化ト
ウモロコシデンプン、ポリビニルピロリドン、もしくはヒドロキシプロピルメチ
ルセルロース);充填剤(例えば、乳糖、微結晶性セルロース、もしくはリン酸水
素カルシウム);滑沢剤(例えば、ステアリン酸マグネシウム、タルクもしくはシ
リカ);崩壊剤(例えば、ジャガイモデンプンもしくはデンプングリコレートナト
リウム);または湿潤剤(例えば、ラウリル硫酸ナトリウム)などの製薬上許容さ
れる賦形剤を用いて、慣例法により調製される錠剤またはカプセル剤の形態を取
り得る。当技術分野において十分公知の方法により、錠剤を被覆できる。経口投
与のための液体製剤は、例えば、水剤、シロップ剤もしくは懸濁剤の形態を取り
得るか、またはそれらは、使用前に水もしくは他の好適なビヒクルと共に構成す
るための乾燥製剤として提供できる。このような液体製剤は、懸濁剤(例えば、
ソルビトールシロップ、セルロース誘導体または水素添加食用脂質);乳化剤(例
えばレシチンまたはアラビアゴム);非水性溶剤(例えば、アーモンド油、油状エ
ステル、エチルアルコールまたは精留植物油);および保存剤(例えば、メチルも
しくはプロピル-p-ヒドロキシベンゾエートまたはソルビン酸)などの製薬上許容
され
る添加剤を用いて慣例法により調製できる。また、その製剤はバッファー塩、矯
味矯臭剤、着色剤および甘味剤を適切に含有できる。
経口投与のための製剤は、有効化合物の徐放性を与えるように適切に処方でき
る。
口内投与のためには、本組成物は常法で処方された錠剤またはトローチ剤(lo
zenges)の形態を取り得る。
吸入による投与のためには、本発明による使用のための化合物は、例えばジク
ロロジフルオロメタン、トリクロロフルオロメタン、ジクロロテトラフルオロエ
タン、二酸化炭素または他の好適な気体などの好適な噴射剤を用いる、加圧パッ
クからのエアゾルスプレーまたはネブライザーの形態で便宜に送達できる。加圧
エアゾルの場合、計量された量を送達するためのバルブを備えることにより、用
量単位を決定できる。吸入器または注入器で使用する、例えばゼラチン製のカプ
セルまたは薬包は、本化合物と、乳糖もしくはデンプンのような好適な粉末基剤
の粉末混合物を含有するように処方できる。
本化合物は、例えば、ボーラス注射または持続注入のような注射による非経口
投与(すなわち、静脈内または筋肉内)のために処方できる。注射用製剤は、例え
ば、保存剤を添加したアンプルまたは複数用量容器中の単位投与形態として提供
できる。本組成物は、油性または水性溶剤中の懸濁剤、水剤または乳剤などの形
態をとることが可能で、また懸濁剤、安定化剤および/または分散剤などの配合
試薬を含有できる。別法として、有効物質は、使用前に好適なビヒクル、例えば
発熱物質を含まない滅菌水と共に構成するための粉剤形態であってもよい。
本化合物はまた、例えばココアバターまたは他のグリセリドなどの通常の坐剤
用基剤を含有する坐剤または浣腸などの直腸用組成物として処方することもでき
る。
前記の製剤に加えて、本化合物は貯留型(depot)製剤としても処方できる。
このように長時間作用する製剤は、移植(例えば皮下もしくは筋肉内)または筋肉
内注射により投与できる。従って、一例として、本
化合物は好適なポリマー物質または疎水性物質(例えば許容されるオイル中の乳
剤として)、またはイオン交換樹脂と共に、または低溶解性誘導体、例えば低溶
解性塩として処方できる。
6.実施例:癌に関与する新規遺伝子の同定
本実施例は、CaSm遺伝子の単離および同定について記載する。その発現が膵臓
癌に関連する遺伝子を単離するために、差し引きハイブリダイゼーションクロー
ニングを行った。詳細な性状解析のために、膵臓癌細胞において過剰発現される
CaSm遺伝子を選択した。
6.1. 材料および方法
細胞系
細胞系HS680.PAN,CAPAN-1およびPANC-1を、アメリカン・タイプ・カルチャー
・コレクション(Rockville,MD)から入手した。それらをそれぞれDMEM/10% FBS
,RPMI 1640/15% FBSおよびDMEM/10% FBS中で維持した。35mmウエル中で、ウエ
ルあたり2μgのDNAと10μlのLipofectAmine(Fibco-BRL,Bethesda,MD)(60-5
0%コンフルエント)を用いてPANC-1細胞のトランスフェクションを行った。500μ
g/mlのG418中で、安定なトランスフェクト細胞を選択した。軟寒天増殖アッセイ
を6ウエルプレート(35mmウエル)中で行った。1000、5000、および25,000細胞で
開始した重複アッセイを、3週間後に計数した。軟寒天アッセイは独立して2回行
った。
組織および血清サンプル
The Cooperative Human Tissue Network,Mt.Sinai Medical Center in Miam
i Beach,Florida(Dr.Saul Susterより)およびThe Medical University of Sou
th Carolinaからヒト組織を入手した。
RNA単離と分析
培養細胞とヒト組織由来のRNAを、製造業者のプロトコールに従い、RNAzol B(
Tel-Test,Inc.,Friendswood,TX)を用いて精製した。Lehrachら(1977,Bioche
m,16:4743-4751)の方法により、0.66Mホルムアルデヒド(サンプル中2.2M)を含
有する1.2または1.5%アガロースゲル上で、全RNAを分画した。ゲル中で分離した
RNAを、0.1Mリン酸ナトリウム、pH6.8中でDuralonフィルター(Stratagene)にト
ランスファーし、UV架橋後、製造業者の指示に従い、Quik-Hyb(Stratagene)中で
標識核酸分子とハイブリダイズさせた。RNAの量および質は、28Sおよび18S-リボ
ゾームバンドの臭化エチジウムによる視覚化によりモニターした。
6.2. 結果
6.2.1 癌関連遺伝子のクローニング
膵臓癌中で、別々に発現されたmRNAは、まず、膵臓癌細胞系統CAPAN-1と、二
倍体であり、より正常な膵臓上皮細胞系統HS680.PANとの差し引きハイブリダイ
ゼーションを行うことにより同定した。差し引きハイブリダイゼーションは先に
報告された方法で行った(1990,Schweinfestら,Genet.Anal.Tech.Appl.,7:
64-70;1993,Schweinfestら,Proc.Natl.Acad.Sci.,USA,90:4166-4170)。
差し引きハイブリダイゼーションにより得られた相補的DNA(cDNA)クローンが異
なって発現されたことを2つの方法により確認した。
第一に、600の差し引きcDNAクローンからのDNAをナイロン膜上にドットブロッ
トし、CAPAN-1とHS680.PANのmRNA由来の標識した全cDNAとのハイブリダイゼーシ
ョンにより分析した。異なるハイブリダイゼーションを示すクローンCA3-30を、
差し引きライブラリークローン中から単離した。部分的にCA3-30に含まれる全長
配列は、CaSm遺伝子と呼ぶ。最初のCA3-30 cDNAクローンを使用し、標準的な技
術によってCaSm遺伝子の全長クローンを単離した。CaSmは、それらのクローンの
中でも、HS680.PAN cDNAに比べてCAPAN-1 cDNAに関してより強いハイブリダイゼ
ーションシグナルを有していた。
第二に、CaSm cDNAインサートを(他の、試みに同定された、異なって発現した
cDNAクローンともに)標識し、腫瘍および正常膵臓組織のRNAのノーザンブロッテ
ィングにおいてプローブとして使用した。図1は、サンプル対(同じ患者からの
腫瘍および正常組織)ならびに個々の腫瘍および正常被験物双方を包含する、CaS
mのための代表的なノーザンブロットを示す。9つの対のうち8つが、腫瘍/膵臓
炎において、正常に対して有意に高いレベルの1.2kbのCaSm mRNAを示している。
CaSm mRNAの絶対レベルはサンプル間でいくぶん変化するため、いくつかの腫瘍
サンプルは対をなしていない正常サンプルよりもmRNA量が少なかった(例えばレ
ーン17Tと18Nを比較)。しかしながら、対になったサンプルでは、腫瘍組織にお
ける過剰発現という一貫したパターンを示す。9つの個々の腫瘍/膵臓炎被験物
のうち9つが、対合腫瘍被験物と比較しうる、高レベルのCaSm mRNAを示す。
膵臓癌に加えて、CaSm mRNAは、正常胸腺、乳房、結腸、脾臓および食道組織
において発現する;低レベルの発現は、正常膵臓、肺、脳、胎盤、腎臓、卵巣、
精巣および心臓においてもみられる(図2A)。いくつかの膵臓癌細胞系統は、高レ
ベルのCaSm mRNAを発現する。これらにはCAPAN-1、CAPAN-2、AsPC-1、PANC-1お
よびHPACが含まれる(図2B)。高レベルのCaSm mRNAを発現する他の癌由来細胞系
統には、前立腺(PC-3)、肝臓(SK-HEP-1)、卵巣(OVCAR-3)、肺(A-427)、直腸(SW1
463)、腎臓(Caki-1)および非赤血球造血細胞(MOLT-4、NC-37、Raji、H9、KG-1)
由来のもの(図2B)ならびに中皮腫が含まれる。その結果、CaSm遺伝子の発現は癌
細胞、特に膵臓癌細胞においてアップレギュレートされていることが示された。
その結果はまた、肝臓(SK-HEP-1)、卵巣(OVCAR-3)、肺(A427)および腎臓(Caki-1
)由来の癌細胞系統のCaSmの発現が、同起源のそれらの正常組織と比較して増加
していることを示している(図2Aと2Bを比較)。
さらに、より低い分子量のCaSmの変異体が、ポリメラーゼ連鎖反応により同定
されている。この変異体は明らかにSmモチーフ1のアミノ酸22-
32およびSmモチーフ2のすべてを欠失している。
6.2.2. CaSm cDNA
CaSm cDNAを含んでなる全長クローンを単離して配列決定し、ヌクレオチド878
-883にポリアアデニル化シグナルを含む894ヌクレオチドから構成されることが
わかった。翻訳開始シグナルは、必須プリンを−3および+4位に含む配列TCAAAA TG
A(ヌクレオチド160-168)に含まれている(1991,Kozakら,J.Cell Biol.,115
:887-903)。一番大きいオープンリーディングフレームは、推定分子量15,179ダ
ルトンおよび等電点4.97の、133アミノ酸のポリペプチド(ヌクレオチド165-563)
をコードすることができる。CaSmの推定オープンリーディングフレーム(ORF)は
、共役転写および翻訳反応におけるその発現により確認された。推定コード鎖は
、その推定アミノ酸配列から推定された分子量15.2kdよりいくぶん大きい18キロ
ダルトンのポリペプチドを翻訳する。推定非コード鎖は、ずっと小さい生成物を
生成する。さらに、推定コード鎖に対するアンチセンスプローブのみが、膵臓癌
細胞由来のmRNAとハイブリダイズし、このようにして、推定ORFの発現が確認さ
れる。
PROSITEデータベース中に挙げられているいずれのモチーフとも、有意な類似
性は認められなかった。しかし、CaSmの133アミノ酸ポリペプチドはsnRNP Sm G
タンパク質と有意な相同性を有している(図3A)。CaSmとヒトSm Gタンパク質との
コンピューターによる適合(BESTFIT)は、32%の同一性、60%の類似性である(保存
的アミノ酸置換を考慮)。この類似性はほぼ完全にCaSmのアミノ末端側半分に限
局されている(アミノ酸4-78)。興味深いことに、この相同性は、Smタンパク質フ
アミリーを特徴づける2つのSmモチーフに限局化されている(Hermannら,1995,E
MBO J.,14:2076-2088)。それぞれ32および14アミノ酸であるSmモチーフ1および
Smモチーフ2は、おそらくsnRNP複合体の構築に必要なタンパク質−タンパク質相
互作用にあずかっている(Hermannら,1995,EMBO J.,14:2076-2088)。CaSmとSm
Gタンパク質間の同一性のレベル(32%)は、例
えば植物と酵母のような非常に縁の薄い種間のSm Gタンパク質の同一性(>50%同
一性)と比較して低い。他のsnRNP由来のSmタンパク質は、Sm Gタンパク質よりも
CaSmに類似していない。さらに、133アミノ酸において、CaSm遺伝子産物は、ヒ
トSm Gタンパク質のサイズ(76アミノ酸)のほぼ2倍である。最後に、Sm Fタンパ
ク質(p1=4.6)を例外として、すべてのSmタンパク質は塩基性等電点を有する(Wop
pmannら,1990,Nuc.Acids Res.,18:4427-4438)。このため、CaSmはSmタンパ
ク質ファミリーの真のメンバーではないものと思われる。それにもかかわらず、
Smモチーフを構成するほとんどの重要な性質はCaSm中に保持されている。明確に
は、Smモチーフ1の13位と23位にそれぞれ100%保存されているグリシンとアスパ
ラギン残基はCaSmにおいても認められる。全体的に、Smモチーフ1で一致する、
明らかにされた15の位置のうちの12がCaSm中に保存されている。さらに、Smモチ
ーフ2中での一致が明らかにされた11の位置のうち、10がCaSm中にも保存されて
いる(図3A参照)。
公知のタンパク質の中で、推定されたCaSmタンパク質は、ヒトSm Gタンパク質
、つまりsnRNPの「共通タンパク質」成分と最も類似している(1995,Hermannら
,EMBO J.,14:2076-2088)。興味深いことに、最も大きな相同性領域は、Smタン
パク質を特徴づける、いわゆるSmモチーフ1と2中に認められる。これらのモチー
フは、Smタンパク質フアミリーのメンバーの中での、タンパク質−タンパク質相
互作用に必要とされるが、しかしそれらはまた、主要なSmタンパク質フアミリー
に属さないタンパク質においても見出される(1995,Hermannら,EMBO J.,14:20
76-2088)。8個のsnRNP共通コアタンパク質は全てクローン化され、配列決定され
てきたが、CaSmはこのグループと非常に限られた相同性しか持たない。従って、
CaSmはこの共通コアグループのメンバーであるとは考えられない。タンパク質配
列データベースの検索により、Caenorhabditise legansおよびSaccharomyces ce
revisiae由来のDNA配列の2つの遺伝子産物が、Sm Gタンパク質よりも高レベルの
類似性を示した(図3Bおよび3Cを参照)。これら2つのCaSm遺伝子産物相同体もま
たSmモチーフを含み、それらの
領域で最もCaSmと類似している。これらの遺伝子産物は、それぞれコスミドF40F
8(GenBank受託番号Z69302)中のC.elegansのオープンリーディングフレームJ071
4(PIR S55137)、および受託番号Z49399のDNAクローンによりコードされるS.cer
evisiae遺伝子産物ORF YJL124cから推定される。C.elegans配列はアミノ酸3-12
1で54.4%の同一性、72.8%の類似性を有し、一方S.cerevisiaeクローンはアミノ
酸4-130で37.8%の同一性、67.7%の類似性を有する。Smモチーフの両方がこれら
の領域に包含される。さらに、一致(consensus)を形成する重要なアミノ酸も
また、この場所で保存されている。このように、CaSmと類似した分子量を持つこ
れら2つのタンパク質は、それぞれの微生物のCaSmの非哺乳類相同体の例である
。
遺伝的に操作された、CaSmおよびFLAGエピトープを含むペプチドを含んでなる
融合タンパク質をコードするDNA構築物を、一時的にCOS-1細胞にトランスフェク
トした。融合タンパク質の発現およびその細胞内分布を、FLAGエピトープに特異
的な抗体を用いる免疫蛍光法により分析した(Kodak scientific imaging system
)。典型的には同じトランスフェクト細胞においてではないが、細胞質および核
染色の両方を観察した。結果より、CaSmは、細胞質と核の間を往復する細胞内タ
ンパク質であることが示唆された。CaSmおよび緑色蛍光タンパク質を含んでなる
融合タンパク質(CaSm-GFP)を用いて行った発現実験においても類似の結果が得ら
れた。
7.実施例:CaSm遺伝子の機能的解析
本実施例は膵臓癌細胞中のCaSm遺伝子発現と形質転換表現型との関連を説明す
るものである。癌細胞の足場非依存性増殖を評価するために軟寒天増殖アッセイ
を用いる一方、癌細胞の腫瘍形成をマウスにおいて試験した。
7.1. 材料および方法
ネオマイシン/G418-耐性カセットと、pBluescript II SK由来の多数のクロー
ニング部位を含有する、pSG5(Stratagene,La Jolla,CA)の修飾体である真核生
物発現ベクターpSGneoSK中に、CaSm由来のインサートをアンチセンス方向にサブ
クローニングした。この構築物は、PANC-1細胞をトランスフェクトするために使
用した。類似のアンチセンスCaSm発現構築物を他の膵臓細胞系であるASPC-1細胞
のトランスフェクションに使用した。
アンチセンスCaSm発現構築物は、大腸菌(E.coli)中で、エンハンサーと、ア
デノウイルス主要後期プロモーターの組み合わせを含み、クローニング部位に組
換え配列が隣接するアデノウイルス輸送ベクターpAdBM5(Quantum Biotechnologi
es,Inc.,Quebec,Canada)を用いて調製した。アデノウイルスアンチセンスCaS
m構築物は、必要欠くべからざるウイルスEIAおよびEIB遺伝子の欠失を補うヒト2
93細胞のような細胞を除いて、複製が異常である。2つのDNA分子間の組換え産物
がアデノウイルスの組換え感染を生じるように、操作されたアデノウイルス5ゲ
ノム部分とこの構築物を同時にトランスフェクトした。これらの組換えウイルス
は、ヒトまたは非ヒト起源の多くの異なる細胞系統または組織を感染させるため
に使用できるが、それらは、細胞内にいったん入ると複製しない。
7.2. 結果
膵臓癌細胞におけるCaSmのアップレギュレーションが、これらの細胞の形質転
換状態と関連するかどうかを評価するために、本発明者らはmRNA「ノックダウン
」実験を行った。CaSmの0.8kbアンチセンスRNAを構成的に発現する発現構築物を
、PANC-1細胞に安定にトランスフェクトした。構築物の安定した取り込みのため
のG418中での選択の後に、個々のクローンをノーザンブロットハイブリダイゼー
ションすることにより、内生1.2kb CaSm mRNAの発現の低下に関してスクリーニ
ングした。アン
チセンスRNAは、主としてmRNAの翻訳を妨害すると予想されるため、スクリーニ
ングされたほとんどのクローンの内生1.2kb CaSm mRNAレベルは減少を示さなか
った。しかしながら、CaSm発現の低下を確認するため、内生mRNAの「ノックダウ
ン」を示したクローンをさらなる実験のために優先的に選択した。図4は、アン
チセンス転写物(0.8kb)の存在下で内生CaSm mRNA転写物の有意な減少を示すいく
つかのクローンが得られたことを示している。
足場非依存性増殖の分析のために、親細胞とともに4つのクローンを選択した
。軟寒天中でのアンチセンストランスフェクト体の増殖能力の有意な低下が認め
られた(図5)。軟寒天中で3週間が経過した後に、親細胞系統であるPANC-1のみが
、寒天中で大きなコロニーを形成する能力を保持していた(図5A)。依然として多
少の内生CaSm転写物を発現するクローン1を含む、4つのアンチセンストランスフ
ェクト体すべて(クローンK,L,1および2)が、大きなコロニーを形成することは
できなかった。クローンKの足場非依存性コロニー形成の特異的測定は、大(>280
μm)および中(140-280μm)コロニーの減少が、小(<140μm)コロニーの減少より
も有意に大きいことを示している(図5B)。プラスチック上で増殖する場合、クロ
ーンKと親細胞系統PANC-1は非常に類似した増殖速度を示すため、軟寒天中にお
けるコロニー形成の減少は、増殖速度に起因するものではないと思われる。
アンチセンスCaSm発現構築物でトランスフェクトしたASPC-1細胞を軟寒天アッ
セイで試験した場合にも類似の結果が得られた。親ASPC-1細胞と比較した場合、
軟寒天中でのトランスフェクト体の増殖は厳しく制限された。腫瘍形成能力を評
価するために、トランスフェクトASPC-1細胞をin vivoにおいても試験した。細
胞免疫および液性免疫を持たない重症複合型免疫不全(SCID)マウスに、トランス
フェクトASPC-1細胞を注射した。その結果、親ASPC-1細胞と比較した場合、トラ
ンスフェクトASPC-1細胞はSCIDマウスにおいて腫瘍を形成できないか、もしくは
腫瘍形成速度が低いことが示された。
アンチセンスCaSm発現構築物を担持している組換え感染性アデノウイ
構築物で安定してトランスフェクトされたPANC-1細胞、ならびに未感作ASPC-1細
胞およびアンチセンスCaSm構築物で安定してトランスフェクトされたASPC-1細胞
を感染させるために用いた。未感作PANC-1細胞およびASPC-1細胞、ならびにトラ
ンスフェクトされたPANC-1およびASPC-1細胞の双方に組換えウイルスを感染させ
たが、感染した未感作PANC-1細胞および感染した未感作ASPC-1細胞は培養液中で
生存できなかった。予めトランスフェクトされた感染PANC-1およびASPC-1細胞は
生存し、継続して軟寒天中で低い増殖を示した。
7.3. 考察
前記の結果は、膵臓癌組織および細胞系統においてCaSm遺伝子がアップレギュ
レートされていることを示し、膵臓癌細胞系においてアンチセンスRNAにより誘
発されるCaSm発現の阻害が、それら細胞が軟寒天中で足場非依存性コロニーを形
成する能力を劇的に低下させた。これらの所見は、膵臓上皮におけるCaSmの発現
が、膵臓癌における形質転換状態の一因となっているという考えを支持する。PA
NC-1細胞またはNIH3T3細胞において、CaSm発現は血清刺激によって誘発されず、
CaSmアンチセンスRNAを発現する安定したトランスフェクト体は、非トランスフ
ェクト細胞と同じ速度で増殖するため、増殖調節における直接的な役割は持たな
いと考えられる。
試験した大多数の膵臓癌サンプルにおいて、CaSm mRNA発現の増加が認められ
た。しかしながら、対応する正常組織と比較してCaSmのアップレギュレーション
を示したサンプルの2つは、腫瘍性の組織ではなく、むしろそれらは膵臓炎のサ
ンプルであった(図1参照)。この所見の可能な説明として、CaSmは、膵臓癌の疾
病素質状態である膵臓炎においても上昇する可能性があるということである(199
5,Bansalら,Gastroent.,109:247-251)。また、試験したサンプルは潜在性膵
臓癌を包含している
かもしれない。もう1つの可能性は、活性化されたリンパ球におけるCaSmの高レ
ベルの発現(図2B参照)が認められていることより、膵臓炎において検出された見
かけのアップレギュレーションは、炎症反応の一部である多数の活性化リンパ球
によるものであるかもしれない。
しかし、前立腺細胞系統および肺癌細胞系統のような他の細胞系統を用いた実
験の予備的な結果より、CaSmはこれらの癌細胞系統の悪性転換において重要な役
割を果たしていることが示唆され、これは、さらに膵臓癌における所見も支持し
ている。
癌治療のために遺伝子療法を用いる可能性も試験した。戦略はin vivoにおい
て内生CaSm遺伝子発現のダウンレギュレーションを引き起こしている患者の癌細
胞にアンチセンスCaSm核酸分子を送達することに基づいており、その結果、患者
の腫瘍が退縮した。前記の結果は、アンチセンスCaSm核酸分子がアデノウイルス
に基づくベクター系の使用によリ膵臓癌細胞へ送達可能であり、感染した癌細胞
の表現型を変化させ得ることを示唆した。さらに、SCIDマウスモデルにおいて得
られた結果と、in vitro軟寒天増殖アッセイにおける所見は相関し、CaSm発現が
アンチセンスRNAにより阻害されている膵臓癌細胞は、in vivoでの腫瘍形成性が
より低いことを示す。
8.微生物の寄託
CaSmをコードするcDNAのクローンを包含する大腸菌株DH5αを、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のもと、1997年7月11
日にアメリカン・タイプ・カルチヤー・コレクション(ATCC),12301 Parklawn D
rive,Rockville,Maryland 20852に寄託し、ATCC受託番号98497を得た。
本発明の範囲は、本発明の個々の態様の単なる例示を意図して説明した特定の
実施形態によって限定されるものではなく、機能的に等価な方法および成分は本
発明の範囲内のものである。実際、本明細書において示され、記載されたものに
加えて本発明の様々な変形は、前記の説明お
よび添付の図面により当業者に明らかとなろう。このような変形は、添付の請求
項の範囲内のものである。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Methods and compositions for diagnosis and treatment of cancer
1.Introduction
The present invention encodes CaSm, a novel protein that is overexpressed in various cancer tissues
Discovery, identification and characterization of nucleic acid molecules. The present invention relates to cancer diseases (including cancer).
(But not limited to) diagnosis, disease monitoring, drug screening
CaSm nucleotides that can be used for therapeutic and / or therapeutic purposes,
Current system, CaSm protein, fusion protein, polynucleotide, peptide, gene
Antibodies to the product, antisense CaSm nucleic acids,
Transgenic animals, or recombinant knockout animals that do not express CaSm, and
It relates to other compounds that modulate CaSm gene expression or CaSm activity.
2.background
2.1cancer
Cancer is an increase in the number of abnormal cells from certain normal tissues,
Infiltration of adjacent tissues and malignant cells in regional lymph nodes or distant sites (metastasis)
Is characterized by lymphocytic or bloody spread. Premalignant abnormal cell proliferation is hyperplasia,
Exemplified by dysplasia, or more particularly dysplasia (such abnormal growth
For a review of conditions, see Robbins & Angell, 1976, Basic Pathology, Second Edition, W.W.
B. Saunders Co., Philadelphia, pp. 68-79). Neoplastic lesions
Lonely, especially under conditions where neoplastic cells escape host immune surveillance
, Growth, metastasis, and heterogeneous abilities (Roitt, I., Brostoff, J.
Kale, D., 1993, Immunology, Third Edition, Mosby, St. Louis, pp. 17.1-17.12).
Clinical data and molecular biological studies indicate that cancer is a multi-step process that begins with small preneoplastic changes.
Process, which indicates progression to a neoplasm under certain conditions.
Screening is the search for disease in asymptomatic humans. One individual
Once the cleaning result is positive or symptoms or symptoms are confirmed,
In addition, a diagnostic test is performed to determine the optimal course of treatment. The advantage of early detection is disease
To treat the disease before the disease has spread (ie, when treatment or control is easiest)
The meeting is obtained. The American Cancer Society is asymptomatic and at risk
Routine cancer-related screening for a person (this includes breast, colon, skin, prostate,
Tests (including glands) are recommended.
As the understanding of the pathophysiological role of cancer increases, cancer markers and genetic information
Both roles of the report will become more important in the management and treatment of cancer patients. Tumor marker
Is a histopathologic step to detect the cancer and to determine the extent of tumor burden.
To help classify or identify the page, predict the outcome of drug therapy, and
Quantification by biochemical or immunological means to monitor
Substances in tissues or body fluids that are typically measured. Measurement of tumor markers is performed in the total population
And screening of high-risk groups.
Abnormal control of mechanisms that regulate cell growth and differentiation leads to cell transformation. Minute
Child analysis shows multiple mutations in oncogenes and tumor suppressor genes to indicate a malignant phenotype.
Proved necessary. This multi-step process typically takes several decades
Colonic colon that may require at least seven genetic events to evolve and complete
It is better exemplified by cancer (Kinzler et al., 1996, Cell, 87: 159-170). Genetics of cancer
Fundamental findings have important clinical implications, the most recent being diagnosed by genetic testing
It is an improvement of.
For example, recent reports indicate that individuals with BRCA1 and BRCA2 mutations are more susceptible to cancer.
The findings facilitate early detection of hereditary breast cancer (Easton et al., 1993, Cancer Sur
v, 18: 95-1131; Miki et al., 1994, Science, 266: 66-71; Tavtigian et al., 1994, Natu.
re Gen, 12: 333-337). However, the incidence of these cases is limited to all known breast cancers.
5-10% (Easton et al., 1993, Cancer Surv, 18: 95-1131; Miki et al., 199
4, Science, 266: 66-71
Tavtigian et al., 1994, Nature Gen, 12: 333-337). Ie sporadic malignant milk
Early and late stage specific tumor markers still exist for more than 90% of cancers
Is needed.
Colorectal and breast cancer have been extensively studied at the molecular and genetic level.
It is an example of a malignant disease of the part. However, there are still many cancers that need molecular biological analysis
I do. If tumor markers and oncogenes associated with these cancers are identified,
New treatments that greatly help screen and identify individuals at risk for sexually transmitted diseases
Will help you explore.
2.2Pancreatic cancer
Pancreatic cancer is a disease in industrialized nations, for example, the incidence in Japan was 100,000 in 1960
The number increased from 1.8 to 5.2 out of 100,000 in 1985. Smoking and high-fat diets are
It is said that there is a clerk. (Beazley et al., 1995, Clinical Oncology (Second Edition)
Chapter 15, Ed. Murphey et al., American Cancer Society). Ductal adenoma of the exocrine pancreas of the pancreas
It is the most common type of pancreatic cancer and ranks fourth in cancer deaths in the United States (Parker et al.)
, 1996, CA-A Cancer Journal for Clinicians, 46: 5-27). Pancreatic cancer is very
Malignant. Many patients are diagnosed at an advanced stage beyond their therapeutic potential (
Pancreatic cancer has a very poor prognosis with a 5-year survival rate of less than 3%; Warshaw et al., 1992, N
. Engl. J. Med., 326: 455-465). Metastasis to distant sites (especially the liver)
Occurs early in the course of the disease. The average survival rate after diagnosis is 6 months. Patients with chronic pancreatitis
The incidence of pancreatic cancer is high among individuals. Clinical diagnosis of pancreatic cancer is made late in the disease
Often. The first choice for a diagnostic test is a computed tomography (CT) scan
And then the ultrasonic method. Fine needle biopsy with CT guidance to confirm diagnosis
can get. Diagnostic tests give stage information. Generally, the tumor marker is the pancreas
It is not effective in diagnosing or staging cancer.
Early identification and detection of pancreatic cancer is expected to improve survival.
Recent surgical literature is mainly for patients with small (<2 cm) tumors
Reported high 5-year survival rates (up to 20%) (Cameron et al., 1995, Surgical
Clinics of North America, 75: 939-951). Pancreatic cancer staging is metastatic
Patients with early stage disease have a much better prognosis than patients with late stage disease based on
It is. Most survivors have small lesions and negative lymph nodes (T1, N0, M0)
It is.
Surgery with Combination Therapy (5-Fluorouracil and Radiation) Successfully Treats Pancreatic Cancer
Although the rate is highest, unfortunately the majority of patients at the time of decision are ineligible for this therapy.
Drug treatment of unresectable cancer is relatively unsuccessful even with multiple drugs
. Brennan et al., Chapter 27, "Cancer: Principles and Practice of Oncology", Chapter 4.
Edition, edited by DeVita et al., L. B. See Lippincott Co., Philadelphia, 1993.
Thus, successful treatment depends on very early diagnosis and thus facilitates this early detection
It is important to find additional pancreatic cancer markers.
The molecular cause of pancreatic cancer is undefined, but some genetic changes have been detected
ing. For example, the most common change not yet recognized is the sudden onset of K-ras tumor development.
Mutation (Almoguera et al., 1988, Cell, 53: 549-554) and TP53 (Redston et al., 19
94, Cancer Res., 54: 3025-3033), p16 / MTS-1 (Caldas et al., 1994, Nature Genet).
., 8: 27-32; Huang et al., 1996, Cancer Res., 56: 1137-1141) and DPC4 (Hahn et al.).
, 1996, Science, 271: 350-353).
Is a homozygous deletion. Gene amplification also plays a key role in some pancreatic cancers
(Cheng et al., 1996, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 93: 3636-3641.
). However, these multiple parameters may not be relevant to the multistep progression of pancreatic malignancy.
Not well correlated with child events. In other words, the molecular biology of pancreatic cancer
Information to promote understanding and develop new screening and early diagnostic tests
There is a great need for additional genetic markers to provide.
3.Summary of the Invention
The present invention provides a novel unregulated expression pattern in cancer tissues and cell lines.
Gene identification and its potential as a target for diagnosis, drug screening and therapy
The use of such genes and gene products.
In particular, the compositions of the present invention may comprise a recombinant DNA molecule, a cloned gene or a degenerate variant thereof.
Novel cancers, including species and naturally occurring variants that encode novel CaSm gene products
Related nucleic acid molecules encoding related Sm-like (CaSm) proteins. The composition of the present invention
Further, a cloning vector containing an expression vector containing the nucleic acid molecule of the present invention.
And a host comprising such a nucleic acid molecule. The compositions of the present invention also include CaSm
Co-products, their variants and fragments, fusion proteins, and such CaSm gene products.
Or antibodies to conserved variants or fragments thereof.
The nucleic acid sequence of the human CaSm gene (SEQ ID NO: 1) has been deposited with Genbank and
No. AF000177 has been given. The CaSm gene produces a transcript of about 1.2 kb, and about 15,17
Encodes a 133 amino acid protein with a molecular weight of 9 daltons. The transcript is
Several cancer cell lines, as well as various normal tissues (thymus, breast, colon, kidney, pancreas
And heart). Predicted amino acids of the full-length CaSm gene product
The sequence contains no recognizable signal sequence or transmembrane domain,
This indicates that the Sm gene product is an intracellular protein. This amino acid sequence
Has high homology to small nuclear ribonucleoprotein (snRNP) SmG protein.
The invention further relates to a diagnostic evaluation and prognosis of cancer, especially pancreatic cancer. For example, the present invention
The nucleic acid molecule can be used as a diagnostic hybridization probe or as a CaSm gene.
Can be used as a primer in diagnostic PCR analysis for detection of abnormal expression of
You.
The antibody against the CaSm gene product of the present invention detects the presence of the CaSm gene product in body fluids.
Can be used in diagnostic tests to issue. In a specific embodiment, CaSm
Measurement of gene product levels can detect or detect cancer, especially pancreatic cancer.
Can be performed to classify the stages.
The invention also relates to a method of identifying a subject having a predisposition to cancer. For example
The nucleic acid molecule of the present invention may be used for mutation of CaSm gene, allele change and CaSm gene.
A diagnostic hybridization procedure for diagnostic PCR analysis for the identification of regulatory defects
Can be used as probes or primers.
Further, methods and compositions are provided for the treatment of cancer, especially pancreatic cancer. like this
The methods and compositions provide for the level of CaSm gene expression and / or CaSm gene product activity.
Can be modulated. Inhibition of CaSm expression by antisense RNA
, Transformed phenotype of pancreatic cancer cell line, and cancer cells when injected into SCID mice
Decreased carcinogenicity.
Further, the present invention provides a method for monitoring CaSm gene expression and / or CaSm gene product activity.
CaSm gene and / or CaSm gene product for identification of a compound to be regulated
About the usage of. Such compounds may be used to prevent and / or treat cancer.
Can be used as a substance. Such compounds may also reduce the symptoms of the disease.
It can be used for reduction and control of metastatic nature of cancer.
4.BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
FIG. Expression of CaSm mRNA in pancreatic tissue. Total RNA from surgically obtained pancreatic samples (
5 μg / lane) was electrophoresed on 1.2% agarose containing formaldehyde,
Transfer to nylon membrane,32Hybridized with a P-labeled CaSm probe. T, tumor (
Or suspect mass); N, normal: P, pancreatitis. The combined sample is
This is a sample isolated from a human. These pairs form a laneset.
You. Otherwise, a single sample from a separate individual is shown in the unpaired lane.
Lane set 1, benign mass; lane set 2, adenocarcinoma; lane set 3, adenocarcinoma;
Lane 4, insulinoma; lane 5, adenocarcinoma metastasized to large intestine; lane 6, adenocarcinoma;
7, pancreatitis: lane 8, low to moderately potentially malignant neoplasm;
Lane 9, normal pancreas; lane 10, adenocarcinoma; lane 11 adenocarcinoma; lane 12, adenocarcinoma;
Set 13, adenocarcinoma; lane set 14, adenocarcinoma; lane set 15, pancreatitis;
Set 16, adenocarcinoma; lane set 17, adenocarcinoma; lane set 18, adenocarcinoma; lane 19, adenocarcinoma
. The lower panel shows ethidium bromide stained RNA.
Figures 2A-2B. CaSm mRNA expression in human tissues and cancer cell lines. Surgically obtained pancreas
Total RNA (10 μg / lane) from the sample was run on 1.2% agarose containing formaldehyde.
Electrophoresis, transfer to nylon membrane,32Hybridize with P-labeled CaSm probe
Was. FIG. 2A shows Northern blot analysis using RNA from the indicated human tissues. Figure 2B
Is Northern blot analysis using RNA from the described cancer cell lines. The cell line is
Pancreas (CAPAN-1, HPAC), prostate (PC-3, LNCAP), breast (BT20, MCF-7), liver
Viscera (HepG2, SKHEP-1), cervix (HeLa), ovary (OVCAR-3), lung (A-427), bladder
Bladder (T24), rectum (SW1463), non-erythroid hematopoietic cells (MOLT-4, NC-37, Raji, H9, KG
-1, HL-60), and from kidney (Caki-1) tumors. The lower panel is
3 shows ethidium bromide stained RNA.
Figures 3A-3C. Homology between CaSm protein and Sm G protein and putative protein
. A diamond (◇) indicates that the sequence is not completely described.
FIG. 3A. CaSm and human Sm G protein. The parenthesized area is as described
Shows Sm motifs 1 and 2. The core consensus for the Sm motif was suggested by Hermann et al.
(1995, EMBO J, 14: 2076-2088). U is uncharged hydrophobic
Means amino acids (L, I, V, A, F, W, Y, C, M); Z is uncharged
Means hydrophobic amino acids + T or S. FIG. 3B. Cosmid F40F8 (GenBank
No. Z69302), estimated from reading frame J0714 (PIR S55137)
CaSm tan with the gene product of Buditis elegans (Caenorhabditis elegans)
Alignment of parkin. FIG. 3C. The code encoded by DNA clone accession number Z49399
ORF YJL124 gene product of Saccharomyces cerevisiae
Alignment of CaSm protein with c.
FIG. Decreased endogenous CaSm expression in stable antisense transformants. CaSm Anti
RNA (5 μg / lane) from each stable transformant containing the sense construct
Electrophoresed in 1.5% agarose containing formaldehyde
Transfer,32Hybridized with a P-labeled CaSm probe. Endogenous CaSm mRNA size
Size (1.2 kb) and the size of transfected antisense RNA (0.8 kb)
Describe. The lower panel shows ethidium bromide stained RNA.
Figures 5A-5B. Reduction of fixed independent growth in antisense transformants. Figure 5A.
Three weeks after parental pancreatic cancer cell line PANC-1 and four antisense transfections
Clones (clone K, clone L, clone 1, clone 2)
Soft agar colony. FIG. 5B. Soft agar colonies according to size from PNAC-1 and clone K
Quantification.
FIG. Amino acid sequence predicted as the nucleotide sequence of CaSm.
5.Detailed description of the invention
The present invention relates to CaSm proteins whose expression is increased in cancer tissues and cell lines.
Related to discovery and characterization of encoding nucleic acid molecules.
Subsequences of genes that are specifically expressed at various stages during neoplastic growth
And some of these are associated with metastatic spread of malignant tumors, especially diseases
Very important for progression. Its expression is associated with pancreatic cancer at various stages of neoplastic growth.
To identify and isolate related genes, we used subtractive hive
Redidation cloning was performed (Schweinfest et al., 1990, Gene Anal.
Techn., 7: 64-70; Schweinfest et al., 1993, Proc. Natl. Acad. Sci. 90: 4166-417
0). RNA preparation from pancreatic cancer cell line CAPAN-1 and more normal pancreatic epithelial cell line HS680.PAN
did. Complementary cDNA cDNA obtained by subtractive hybridization
Loans are differentially hybridized with total cDNA for CAPAN-1 and HS680.PAN mRNA
Selected by the user. Much stronger hybridization than HS680.PAN cDNA
One of the clones having the
Called Sm. Label the CaSm cDNA insert for northern tumor and normal pancreatic tissue RNA
To confirm increased expression levels in tumor cells by binding to blots and probes
Used for The discovery of CaSm and other differentially expressed genes has diagnostic and disease progression.
Facilitates row monitoring and molecular definition of specific stages of tumor growth
Would be useful for This information also helps patients with prognosis and treatment options
Will. In addition, the molecular definition of new genes involved in cancer is
It will provide a new target for therapeutic intervention.
The compositions of the present invention described in the following sections provide recombinant mammalian CaS mDNA
Offspring, cloned genes, or degenerate variants thereof. Further, in the present specification, Ca
Nucleic acid probes useful for identifying Sm gene mutations and such
Use of nucleic acid probes and modulation of CaSm gene expression in cancer cells
Will be revealed. The composition of the present invention further comprises a CaSm gene encoded by the CaSm gene.
Products (eg, peptides, proteins). The present invention also relates to a CaSm gene product.
Or a conserved variant or fragment thereof. like that
Antibodies measure levels of CaSm gene products in biological fluids and patient tissues
Can be used for That is, the present invention also relates to the diagnosis and prognosis of cancer, particularly pancreatic cancer.
Methods and kits for monitoring and staging, and monitoring the effectiveness of treatment.
Includes
CaSm gene in identifying compounds that further modulate CaSm gene expression
And / or uses of the CaSm gene product are provided. CaSm gene is used in various cancers
It is a novel gene whose expression in cell lines and tissues is abnormal. Therefore Ca
The Sm gene product is a mechanism underlying cancer onset and progression and cancer invasion and metastatic spread.
May be involved in the introduction. That is, the present invention also provides for the prevention and / or treatment of cancer, and
Providing a method for controlling metastatic spread of cancer based on modulation of CaSm expression
You.
5.1CaSm gene
The nucleic acid sequence of the identified CaSm gene is described herein. Full-length CaSm cDNA
Partial cDNA clones identified by subtractive hybridization
(CA3-30) (Schweinfest et al., 1990, Gene Anal. Techn., 7:
64-70; Scheweinfest et al., 1993, Proc. Natl. Acad. Sci. 90: 4166-4170).
The full-length cDNA clone was sequenced to nucleotides 878-883 as shown in FIG.
It is a novel gene consisting of 894 nucleotides containing a polyadenylation signal.
I understood. The translation initiation signal is a sequence containing the purines required at positions -3 and +4.
TCAAAATGA(Nucleotides 160-168) (Kozak et al., 1991, J. Cell B)
iol., 115: 887-903). The largest reading frame encodes a 133 amino acid polypeptide.
(Nucleotides 165-163).
The CaSm cDNA clone was used as a plasmid in the E. coli DH5α strain in 1997.
American Type Culture Collection (ATCC) with accession number 98497
) (12301 Parklawn Drive Rockville, Maryland).
As used herein, the term “CaSm gene” refers to (a) described in FIG.
E. coli D deposited with the American Type Culture Collection (ATCC) on the 11th
DNA sequence contained in cDNA clone with ATCC accession number 98497 in H5α strain
(B) described in FIG. 6 or on July 11, 1997, American Type C
ATCC in E. coli DH5α strain deposited with the Culture Collection (ATCC)
Encoding the amino acid sequence encoded by the cDNA clone having the number 98497.
(C) as described in FIG. 6 or as published on July 11, 1997 by American Type Cu
ATCC in E. coli DH5α strain deposited at lture Collection (ATCC)
Phase of DNA sequence encoding amino acid sequence contained in cDNA clone No. 98497
Complement and high stringency conditions (eg, 0.5 M NaHPOFour, 7% dodecyl sulfate
Sodium (SDS), 1 mM EDTA at 65 ° C
Hybridization and washing with 0.1 × SSC / 0.1% SDS at 68 ° C.)
Any soybean DNA sequence (Ausubel F.M. et al. Eds., 1989, Current Protocols in Mo
lecular Biology, Volume 1, Green Publishing Associates, Inc. And John Wi
ley & Sons, Inc., New York, page 2.10.3); or (d)
Is the large intestine deposited with the American Type Culture Collection (ATCC) on July 11, 1997
Contained in a cDNA clone of ATCC Accession No. 98497 in the E. coli strain DH5α.
Of the DNA sequence encoding the amino acid sequence and moderate stringency
Hybridization (Ausubel) under conditions (eg, washing at 42 ° C. with 0.2 × SSC / 0.1% SDS)
Ed., 1989, supra) and described in FIG. 6 or on July 11, 1997, American Type
ATCC in E. coli DH5α strain deposited with Culture Collection (ATCC)
CaSm gene encoded by the sequence contained in the cDNA clone of No. 98497
Any DNA sequence that encodes a gene product that is functionally equivalent to the product.
In one embodiment of the present invention, the CaSm gene also has the fragment of the DNA sequence of (a) to (d).
Pieces and degenerate variants, including naturally occurring variants thereof, may be included. CaSm remains
A gene fragment comprises one or more intervening sequences or introns and a coding region.
Contains control regions located beyond the 5 'or 3' end of the region or within the intron
Genomic DNA molecules. One non-limiting example of a variant CaSm gene is Sm Mochi
Amino acid residues corresponding to positions 22 to 32 of step 1 and all amino acid residues of Sm motif 2
Encodes a deleted CaSm gene product.
The CaSm gene sequence is preferably at the nucleotide level with the nucleic acid sequence described in FIG.
It exhibits an overall similarity of at least about 80%, and more preferably the nucleic acid sequence of FIG.
Showing at least about 85-90% overall similarity with the columns, most preferably as described in FIG.
Shows at least about 95% overall similarity to the nucleic acid sequence.
The CaSm gene sequence of the present invention is preferably of mammalian origin, most preferably human.
It is. Mammals include mice, rats, cats, dogs, cattle
, Pigs, sheep, guinea pigs and rabbits.
The nucleic acid sequence of the human CaSm gene (SEQ ID NO: 1) has been deposited with GenBank and
It is given the number AF000177.
The invention also relates to nucleic acid molecules encoding mutant CaSm, peptide fragments of CaSm,
Truncated CaSm and CaSm fusion proteins are also included. With these nucleic acid molecules
The encoded gene products are Sm motif 1 of CaSm, Sm motif 2 of CaSm,
Sm motifs 1 and 2, or peptides corresponding to these portions;
Is truncated CaSm lacking Sm motif 2 or both; one or more of CaSm
Indicates that there are more amino acid residues, especially those in Sm motif 1 or Sm motif 2.
Includes but is not limited to mutant CaSm that has been replaced or deleted. Like that
The mutations in the CaSm mutants were Sm motif 1 and Sm mochi as shown in FIG. 3A.
May also occur within the core consensus of the second party. Examples of such mutations are
Glycine residue at position 13 in Sm motif 1 (amino acid residue 30 of CaSm) or Sm motif
May occur at asparagine residue at position 23 (amino acid residue 40 of CaSm)
.
The CaSm gene sequences of the present invention may further comprise high stringency or moderate stringency.
At least about six of the CaSm gene sequences (a) to (d)
Preferably about 12 and more preferably about 18 contiguous nucleotides.
Isolated nucleic acid molecules.
The present invention also hybridizes to the DNA sequences (a)-(d) of the preceding paragraph, and thus
Nucleic acid molecules, preferably DNA molecules, which are the complements of Such a hybrida
As described above, the conditions for medium
Agency. The nucleic acid molecule is a deoxyoligonucleotide ("oligo")
In the case of high stringency conditions, for example, 6xSSC / 0.05%
37 ° C in thorium (for 14 base oligo), 48 ° C (for 17 base oligo),
Washing at 55 ° C (for 20 base oligos) and 60 ° C (for 23 base oligos)
Means
You. These nucleic acid molecules are, for example, CaSm gene antisense useful for CaSm gene regulation.
May encode or act as such. CaSm gene regulation
Such methods modulate, for example, the phenotype and metastatic potential of cancer cells.
Can be used to In addition, such sequences are also useful for CaSm gene regulation.
May be used as part of a ribozyme and / or triple helix sequence.
Further, such molecules are used as components of diagnostic methods, where, for example, cancer is induced.
Certain CaSm alleles or selections associated with causing or predisposing to cancer
Alternatively, the presence of the spliced CaSm transcript may be deleted.
Furthermore, yeast systems (including but not limited to yeast two-hybrid systems)
Inventions that include the CaSm gene as the screen in ().
The invention also relates to (a) any of the above CaSm coding sequences and / or their complements (eg,
(B) CaSm coding sequence or antisense DNA vector
Functionally related to control elements that direct the transcription and / or expression of a sense sequence
A DNA expression vector containing the CaSm coding sequence of interest; and (c) Ca in the host cell.
Controls that direct transcription and / or expression of Sm coding sequences or antisense sequences
Created by genetic manipulation containing any of the above CaSm sequences functionally related to the element
Host cells. The control elements herein are inducible and non-inducible
To direct and control motors, enhancers, operators, and expression.
Include, but are not limited to, other elements known to those of skill in the art. like that
The control elements are cytomegalovirus (hCMV) immediate early promoter, SV40 adenovirus
Ls early, late promoter, lac, TAC, TRC, phage A
Operator and promoter regions required, fd coat protein control regions,
Sphoglycerate kinase promoter, acid phosphatase promoter
, And the promoter of yeast α-mating factor.
In addition to the above-mentioned CaSm gene sequence, the CaSm gene products present in other species
Homologues of such sequences that exhibit extensive homology to those without undue experimentation.
Can be easily identified and isolated by molecular biology methods known in the art.
You. Genes encoding CaSm homologs include microorganisms such as yeast, nematodes (eg,
Animals including Caenorhabditis elegans
, Vertebrates, and mammals. Therefore, the present invention
The reotide sequence is in reading frame J0 in cosmid F40F8 (GenBank accession number Z69302).
Caenorhabditis elegance estimated from 714 (PIR S55137) (C.el.
egans) and ORF YJL1124c in DNA clone accession number Z49399
Of the Saccharomyces cerevisiae gene product from
Includes nucleotide sequences encoding CaSm homologs that do not load. Further CaSm
Others in the genome that encode proteins with extensive homology to the gene product
May have a homologous gene at the locus. These genes are also similar
Can be identified by the method. Further alternatively spliced CaSm gene
Variants may be present.
Using isolated human CaSm gene sequences, e.g., as disclosed herein,
To clone animal CaSm gene homologues or variants, such human CaSm
The gene sequence is labeled and appropriate cells or tissues obtained from the organism of interest (eg,
, A cDNA library made from mRNA obtained from pancreatic epithelial cells)
Used for For cloning such mammalian CaSm homologs
Thus, for example, a mammalian cancer cell cDNA library is used for screening.
Is also good.
The cDNA library is a different type of organism than the one from which the labeled sequence is obtained.
The hybridization and washing conditions used when obtained from
Agency. Low stringency conditions are known to those of skill in the art.
Depending on the specific organism from which the library or labeled sequence is obtained.
You. For guidance on such conditions, see, for example, Sambrook et al., 1989, Molecula.
r Cloning, A Laboratoy Manual, Cold Springs Harbor Press, New York;
And Ausubel
1989, Current Protocols in Molecular Biology, Green Publishing Assoc
See iates and Wiley Interscience, New York
For cloning mammalian CaSm homologs using human CaSm sequences, for example,
Use different stringency conditions to promote DNA hybridization
Can be For example, hybridization at about 45 ° C in 6xSSC, then 2xSSC
Washing at 50 ° C. in SC is used. Alternatively, the salt concentration during the washing step is about 5x at 50 ° C.
Moderate stringency of about 2xSSC at 50 ° C from low stringency of SSC
To a high stringency of about 0.2 × SSC at 50 ° C. Wash more
The temperature of the purification process should be between room temperature and low stringency conditions to a medium stringency of about 42 ° C.
From high stringency conditions to high stringency conditions of about 65 ° C.
it can. Other conditions include 0.5M NaHPOFour(PH 7.2) / 1 mM EDTA / 7% SDS at 68 ° C
Or 50% formamide / 0.25M NaHPOFour(PH 7.2) /. 25M NaCl / 1mM EDTA /
Hybridize in 7% SDS, then 40 mM NaHPOFour(PH 7.2) / 1mM EDTA / 5% SD
Washing continues at 50 ° C. in S. Can change both temperature and salt, or
One or other variables may be constant and others may vary.
Alternatively, the labeled fragments may again be obtained using appropriate stringency conditions known to those of skill in the art.
Can be used to screen genomic DNA libraries of the organism of interest.
You.
In addition, the CaSm gene homolog is an amino acid sequence within the CaSm gene disclosed herein.
Using two degenerate oligonucleotide primer pools designed based on
Perform polymerase chain reaction (PCR) to remove nucleic acids from the target organism
May be isolated. The template for the reaction, for example, expresses the CaSm gene homolog or allele
Prepared from mammalian cell lines or tissues known or suspected to be
cDNA obtained by reverse transcription of mRNA may be used.
Confirm that the amplified sequence is the sequence of CaSm gene nucleotide sequence
To do so, the PCR product may be subcloned and sequenced. Next, the PCR fragment
Used to isolate full-length cDNA clones by various methods. For example, amplified breaks
Label and use the pieces to create a cDNA library (eg, a bacteriophage cDNA library).
Rally). Alternatively, labeled fragments can be obtained from the genomic library
May be used to isolate genomic clones by screening.
PCR can be used to isolate full-length cDNA sequences. For example, RNA is a standard method
A more suitable cell or tissue source (eg, known to express the CaSm gene).
Or suspected, eg, pancreatic cancer cell line). The reverse transcription reaction
Specific for the most 5 'end of the amplified fragment for priming first strand synthesis
Performed on RNA using oligonucleotide primers. Obtained RNA
The / DNA hybrid is then guanidized using a standard terminal transferase reaction.
“Tail” with the enzyme, digest the hybrid with RNAase H, and then proceed to second strand synthesis.
Prime with Re-C primer. That is, the cDNA sequence upstream of the amplified fragment is easily
Separated. For a review of PCR and cloning methods, see, eg, PCR Primer, 1995.
, Edited by Dieffenbach et al., Cold Spring Harbor Laboratory Press; Sambrook et al., 1989.
See (supra).
The CaSm gene sequence further includes a CaSm gene allele and a mutant CaSm gene allele.
May be used to isolate Such mutated alleles can cause cancer progression (metastasis)
Is known or suspected to have a genotype that contributes to
May be isolated from the individual. Next, the mutant allele and the mutant allele product
Screening, therapeutic and diagnostic methods, and systems disclosed herein
May be used. In addition, such CaSm gene sequences affect cancer progression and outcome
Used to detect CaSm gene regulatory (eg, promoter) defects that can confer
Can be
The cDNA of the mutated CaSm gene can be obtained using, for example, PCR which is a technique known to those skilled in the art.
Isolated. In this case, the first cDNA strand is a mutant CaSm allele.
Is known or suspected to be expressed in individuals presumed to have
The oligo-dT oligonucleotide is hybridized to mRNA isolated from
Alternatively, it may be synthesized by extending a new chain with a reverse transcriptase. Then cD
Oligonucleotides that specifically hybridize the second strand of NA to the 5 'end of the normal gene
Synthesized using nucleotides. Using these two primers,
The product is amplified by PCR, cloned into a suitable vector and known to those skilled in the art.
The DNA sequence is determined by the method described above. The DNA sequence of the mutant CaSm
Loss of function or alteration of the mutant CaSm gene product compared to the
The causative mutation can be identified.
Alternatively, an individual suspected or known to have a mutated CaSm allele
Make a genomic library using DNA obtained from
RNA from tissues known or suspected of expressing the mutant CaSm allele
Can be used to create a cDNA library. Next, the normal CaSm gene or
Will label any appropriate fragment thereof and the corresponding mutation in such a library.
Used as a probe to identify different CaSm alleles. Next, mutation CaSm inheritance
The clone containing the child sequence is purified and sequenced according to methods known to those skilled in the art.
.
In addition, it is known or suspected to express, for example, a mutated CaSm allele.
Expression libraries are created using cDNA synthesized from RNA isolated from
Can be manufactured. In this way, the gene product created from the mutant allele is released.
Reveals antibodies generated against the normal CaSm gene product (described below in Section 5.3).
Can be screened in combination using standard antibody screening methods
(For screening methods, see, for example, Harlow, E. and Lane, eds., 1988, "Antibo
dies: A Laboratory Manual ", Cold Spring Harbor Press, Cold Spring Harbor
Please refer to). CaSm mutation alters function (eg, missense or
Or as a result of a frame shift), the CaSm gene
The set of polyclonal antibodies to the product is a mutant CaSm
May cross-react with gene products. Detection by reaction with such labeled antibody
The resulting library clone is purified and sequenced using methods known to those skilled in the art.
Can be determined.
5.2CaSm Gene protein products
In another embodiment, the invention relates to the production of antibodies for diagnostic assays or to cancer (eg, pancreatic).
Can be used to identify other cellular gene products involved in the development of
An Sm gene product or a peptide fragment thereof is provided.
The amino acid sequence shown in FIG. 6 shows the CaSm gene product. CaSm gene product (this specification
Is referred to interchangeably as "CaSm protein") is the mammalian CaSm gene
Product, including the gene product encoded by the CaSm gene sequence described in Section 5.1 above.
It further includes things.
In one embodiment, the CaSm gene product of the present invention shown in FIG.
And has a predicted molecular weight of 15,179 daltons and an isoelectric point of 4.97. Predicted
The amino acid sequence of the full-length CaSm gene product
Contains no transmembrane domain, which indicates that the CaSm gene product is an intracellular protein
It is shown that.
This 133 amino acid CaSm polypeptide is shared with the snRNP Sm G protein (Figure 3A).
Have significant homology. Computerized BEST of CaSm and human Sm G protein
FETs are 32% identical and 60% similar (allows conservative amino acid substitutions)
. This similarity is almost completely restricted to the amino-terminal half of CaSm (amino acids 4-78).
Is defined. Interestingly, this homology is characteristic of the Sm protein family.
(Hermann et al., 1995, EMBO J., 14: 207).
6-2088). Sm motif 1 and Sm motif 2 (amino acid residues 18-49 and 61-74, respectively)
) Is involved in protein-protein interactions and is probably the assay of the snRNP complex.
May be required for assembly (Hermann et al., 1995, EMBO J., 14: 2076-2088).
Many important features that make up the Sm motif are retained in CaSm. In particular
Consensus 13th and 23rd of Sm motif 1 are 100% conserved respectively
The glycine and asparagine residues also correspond to amino acids 30 and 40, respectively, in CaSm.
There are also places. Overall 15 defined positions in the consensus of Sm motif 1
Twelve of the locations are stored in CaSm. Furthermore, in the Sm motif 2 consensus
Ten of the eleven defined locations are also conserved in CaSm (see FIG. 3A).
. Gene production of Caenorhabditis elegans
And the inheritance of Saccharomyces cerevisiae
The offspring product has even greater similarity to CaSm (72.8% and 67.7%, respectively, FIG. 3B
And 3C). These two gene products also contain the Sm motif, which
In these regions, it is almost the same as CaSm. In addition to CaSm mammalian homologs,
These two gene products, which have similar molecular weights, are the non-mammalian species of CaSm in each organism.
Homolog. Therefore, in the present invention, the CaSm homolog is a cosmid F40F8 (GenBank acceptor).
No. Z69302) Kaenorhub estimated from reading frame J0714 (PIR S55137)
Not a C. elegans gene product, but a DNA clone
Saccharomyces cerevisiae ORF YJL124c coded by accession number Z49399
All mammalian and non-saccharomyces cerevisiae gene products
And non-mammalian CaSm homologs.
The predicted reading frame (ORF) of CaSm is a set of in vitro transcription and translation reactions.
It was confirmed by the expression in the combination. Putative coding strand is 18 kDa polypep
Translates the tide, while the putative non-coding strand produces a much smaller product. further
Only the antisense probe to the putative coding strand, mR taken from pancreatic cancer cells
Hybridizes with NA.
The CaSm gene product of the present invention controls cell growth by post-translational regulation of gene expression.
Related to cellular mechanisms. In particular, CaSm promotes mRNA translation and / or
Are involved in the inhibition of jar RNA degradation, both of which are on the 5 'end of eukaryotic mRNA.
Includes a synergistic interaction between the denylated (poly (A)) mRNA tail and the cap structure
Can be Such an interaction can result in (i) an mRNA cap, such as a ribosome,
'Start translation at end
The complex eIF-4F, which contains the large subunit eIF4G and is
(Containing eIF4A); and (ii) a protein that binds to the poly (A) tail.
When combined, poly (A) binding facilitates assembly of the 40S ribosomal subunit into mRNA.
Is known to be mediated by a protein bound to the synthetic protein Pablp
ing. Tarun et al., 1996, EMBO J 15: 7168-7177; and Tarun et al., 1997, Proc. N
atl. Acad. Sci. 94: 9046-9051. Homologous CaSm gene production in yeast
(Encoded by ORF YJL11111111124c) within the Pablp gene (especially Pablp
, In yeast cells containing mutations in the eIF-4E and eIF-4G genes)
It is a bypass suppressor. Without being bound by theory, this observation is due to the fact that CaSm
Gene products perform part of Pablp's function or promote translation, Pablp and eIF-
Active in a pathway parallel to the interaction between 4G. Therefore, it promotes mRNA translation and suddenly
The ability of CaSm homologs to rescue the death of mutant yeast cells is
The emergence of a transformed phenotype due to overexpression of the mammalian CaSm gene product
This is consistent with the observations described above.
In addition, CaSm gene products are proteins that are functionally equivalent gene products (all
Mammalian and non-mammalian CaSm gene products). That's it
Such an equivalent CaSm gene product is encoded by the CaSm gene sequence described in Section 5.1 above.
Changes in the amino acid sequence (ie, functionally equivalent CaSm residues)
Contains deletions, additions or substitutions of amino acid residues that cause
May be. Amino acid substitutions are dependent on the polarity, charge, solubility, hydrophobicity,
It is based on aqueous and / or amphoteric similarities. For example, non-polar (hydrophobic
) Amino acids are alanine, leucine, isoleucine, valine, proline, phenyl
Including lualanine, tryptophan, and methionine; polar neutral amino acids
Glycine, serine, threonine, cysteine, tyrosine, asparagine, and
And glutamine; positively charged (basic) amino acids are arginine, lysine
And histidine; and negative
Charged (acidic) amino acids include aspartic acid and glutamic acid. Sm
Conservative and non-conservative amino acids in the core consensus of chief 1 and / or 2
Acid substitution (eg, a conserved glycine residue at position 13 of Sm motif 1 or Sm mochi
Conserved asparagine residue at position 23 of GF1 (see FIG. 3A).
No).
As used herein, "functionally equivalent" means that the protein is as described in section 5.1 above.
Substantially similar to the endogenous CaSm gene product encoded by the CaSm gene sequence of
It means that it can show in vivo activity. CaSm inheritance as used herein
The in vivo activity of the progeny product means that it is present in the appropriate type of cells (eg, pancreatic cells)
Is associated with the appearance of a preneoplastic or neoplastic phenotype of the cell when
.
The CaSm gene product preferably has the amino acid sequence shown in FIG.
At least about 80% overall similarity, more preferably the amino acid sequence as set forth in FIG.
And at least about 90% overall similarity, and most preferably the amino acid described in FIG.
Shows at least about 95% overall similarity to the acid sequence.
The CaSm gene products include peptide fragments of CaSm, truncated CaSm, and
Naturally, variants can be included. These include CaSm Sm motif 1 and CaSm Sm
Chief 2 or peptides corresponding to these parts; Sm motif 1 or Sm motif
Truncated CaSm with or without trough 2 or both.
Absent. The mutant CaSm peptide fragment is within the core consensus of Sm motifs 1 and 2.
May contain one or more conservative or non-conservative amino acid substitutions.
The CaSm gene product can also be a CaSm gene described in this section that is operably linked to a heterologous component.
A fusion protein containing the product sequence can be included. The heterogeneous component is a fusion tan
Isolation of proteins (eg, matrix binding domains) or detectable labels
Includes, but is not limited to, sequences that facilitate purification. Such isolation and labeling
The minutes are known to those skilled in the art. For example, a CaSm-green fluorescent protein fusion (CaSm
-GFP) is a CaSm protein
It is expressed in cells to facilitate the localization and study of cellular intracellular trafficking.
The CaSm gene product or its peptide fragment or fusion protein
Any assay that detects or measures the product, or the calibration and calibration of such an assay
Can be used for standardization.
The CaSm gene product or peptide fragment thereof is isolated from a cellular source,
Alternatively, it is produced by recombinant DNA technology using methods known in the art. sand
That is, expression of the nucleic acid containing the CaSm gene sequence allows the production of the CaSm gene of the present invention.
Methods for preparing products and peptides are described herein. The minute
The CaSm gene product coding sequence and appropriate transcription and translation are determined using methods known in the art.
Expression vectors containing control signals can be constructed. These methods are
Examples include in vitro recombinant DNA technology, synthetic methods, and in vivo genetic recombination.
See, for example, Sambrook et al., 1989 (supra) and Ausubel et al., 1989 (supra).
Alternatively, use a synthesizer to convert RNA that can encode the CaSm gene product sequence
And can be chemically synthesized. For example, "Oligonucleotide Synthesis", 1984, G
ait, M.J., ed., IRL Press (Oxford).
(Herein incorporated by reference).
Various host-expression vector systems can be used to express the CaSm gene coding sequence of the present invention.
Can be used. Such a host-expression system produces the coding sequence of interest.
Vehicle to be subsequently recovered and / or purified, but with the appropriate nucleotide
When transformed or transfected with a nucleic acid sequence, the CaSm
It is also a cell that shows a gene product. These contain the CaSm gene product coding sequence
Recombinant bacteriophage DNA, plasmid DNA, or cosmid DNA expression vectors
Bacteria transformed with the bacterium (for example, E. coli, Bacillus su
microorganisms such as Btilis); recombinant yeast expression containing the CaSm gene product coding sequence
Yeast transformed with a vector (eg, Saccharomyces
(Saccharomyces), Pichia); contains CaSm gene product coding sequence
Insects infected with a recombinant viral expression vector (eg, baculovirus)
Cell line; a recombinant viral expression vector containing the CaSm gene product coding sequence (eg,
For example, cauliflower mosaic virus, CaMV; tobacco mosaic virus, TMV)
Or recombinant plasmid expression vector (eg Ti plasmid)
Plant cell lines transformed with; mammalian cells (eg, metallothionein promoter).
Genomic or mammalian virus (eg, adenovirus late promoter)
Contains a promoter obtained from vaccinia virus 7.5K promoter)
Mammalian cell lines (eg, COS, CHO, BHK, 293,
3T3), but is not limited thereto.
In bacterial systems, many expression vectors are used, depending on the intended use of the expressed CaSm gene product.
Are advantageously selected. For example, let's produce such proteins in large quantities
If, for the preparation of a pharmaceutical composition containing CaSm protein, or CaSm
To produce antibodies to proteins, fusion proteins that can be easily purified
Vectors that direct high level expression of the product will be preferred. Such a bee
The E. coli expression vector pUR278 (Ruther et al., 1983, EMBO J.2).
: 1791) (lacking the CaSm gene product coding sequence to lac
PIN vector (individually linked in frame with the Z coding region and the vector);
ー (Inouye & Inouye, 1989, Nucleic Acids Res. 13: 3101-3109; Van Heeke &
Schuster, 1989, J.M. Biol. Chem. 264: 5503-5509);
Not determined. The pGEX vector is also a glutathione S-transferase (GST
) Can be used to express foreign polypeptides as fusion proteins.
Wear. Generally, such fusion proteins are soluble and can be lysed from lysed cells.
Rix glutathione-adsorbed or bound to agarose beads followed by free glutathione
Elution in the presence of tathione allows easy purification. pGEX
The cloner must release the cloned target gene product from the GST moiety.
It is designed to include a thrombin or factor Xa protease cleavage site.
Autographa californica in insect systems
Nucleosomal virus (AcNPV) is used as a vector to express foreign genes
Is done. The virus is Spodoptera frugiperda
) Proliferate in cells. The CaSm gene coding sequence is a non-essential region of the virus (eg,
Cloned separately in the polyhedrin gene) and
(Eg, a polyhedrin promoter). CaSm gene co
Successful insertion of the nucleic acid sequence inactivates the polyhedrin gene, and
Recombinant virus (ie, proteinaceous encoded by the polyhedrin gene)
Virus that lacks a coat) is produced. These recombinant viruses are then
Used to infect Spodoptera frugiperda cells
(Where the inserted gene is expressed) (see, eg, Smith et al., 1993, J.
. Virol. 46: 584; Smith, U.S. Patent No. 4,215,051).
In mammalian host cells, a number of viral-based expression systems are available. Expression
When adenovirus is used as a vector, the CaSm gene coding sequence
Denovirus transcription / translation control complex (eg, late promoter and three-component
Sequence). This chimeric gene is then used in vitro or in vivo.
o Inserted into the adenovirus genome by recombination. Non-essential of the viral genome
Insertion into a region (eg, region E1 or E3) is viable and infected
A recombinant virus capable of expressing the CaSm gene product in the host is obtained (eg,
For example, Logan & Shenk, 1984, Proc. Natl. Acad. Sci. See USA 81: 3655-3659.
I want to.)
In certain embodiments, retroviral vectors containing the CaSm gene
Is used. See, for example, Miller et al., 1993, Meth. Enzymol. 217: 581-599
I want to. These retroviral vectors provide viral genome packaging and
And for integration into host cell DNA
Modified to delete retroviral sequences that are not required for In gene therapy
The CaSm gene used is cloned into a vector, which
To facilitate the delivery of For more information on retroviral vectors, see Boesen
Et al., 1994, Biotherapy 6: 291-302, which treat stem cells with chemotherapy.
To deliver the mdrl gene to hematopoietic stem cells in order to make it more resistant to
Describes the use of rovirus vectors. Retro virus vector
Other references illustrating use include Clowes et al., 1994, J. Am. Clin. Invest. 93: 644-651
Kiem et al., 1994, Blood 83: 1467-1473; Salmons and Gunzberg, 1993, Human Gene.
Therapy 4: 129-141; and Grossman and Wilson, 1993, Curr. Opin. Genetics an
d Devel. 3: 110-114, there is.
Specific initiation sequences are required for efficient translation of the inserted CaSm gene product coding sequence.
A gun is also needed. These signals include the ATG start codon and adjacent sequences.
The complete CaSm gene, including the initiation codon and adjacent sequences, is inserted into an appropriate expression vector.
If so, no additional translation control signals are required. However, the CaSm gene coding sequence
If only a portion is inserted, an exogenous translational control signal (perhaps an ATG initiation
Including the don) must be provided. In addition, the start codon is
In the same phase as the reading frame for the desired coding sequence to ensure translation of the
I have to. These exogenous translational control signals and initiation codons are native and
Obtained from various sources of synthesis. Appropriate transcription enhancer element, transcription terminator
Can increase the efficiency of expression (Bittner et al.)
1987, Methods in Enzymol. 153: 516-544).
Further, it modulates the expression of the inserted sequence in the particular manner desired or
A host cell strain that modifies and processes the gene product may be selected. Tampa
Such modifications (eg, glycosylation) and processing (eg,
Cleavage, for example, is important for the function of the protein. Different host cells
Post-translational processing of proteins and gene products
It has a characteristic and specific mechanism of processing and modification. Foreign protein expressed
The appropriate cell line or host system to ensure correct modification and processing of
You can choose. To this end, the appropriate processing of the primary transcript of the gene product
Eukaryotic host cells with cellular mechanisms of singing, glycosylation, and phosphorylation
May be used. Such mammalian host cells include CHO, VERO, BHK, HeLa,
COS, MDCK, 293, 3T3, WI38, and especially for example, CAPAN-1, CAPAN-2, ASPC-1, P
Cancer cell lines such as ANC-1 and HPAC, and normal pancreas such as HS680.PAN
But not limited thereto.
For long-term, high-yield production of recombinant proteins, stable expression is preferred. example
For example, a cell line stably expressing the CaSm gene product may be prepared. Virus replication start
Rather than using an expression vector containing points, appropriate expression control elements (eg,
Motor, enhancer, sequence, transcription terminator, polyadenylation site
Can transform host cells with DNA and selectable markers
You. After introduction of the foreign DNA, the prepared cells are grown for 1-2 days in a nutrient-supplemented medium.
And then change to selective medium. The selectable marker in the recombinant plasmid
The cell stably integrates the plasmid into its chromosome and proliferates
Allows the formation of foci, which are then cloned and proliferated to
Become a stock. This method is useful for generating cell lines that express the CaSm gene product.
Can be used. Such engineered cell lines harbor endogenous CaSm gene products.
It may be particularly useful for screening and evaluating compounds that affect the activity of the.
Many selection systems are available, for example, herpes simplex virus thymidine kinase
(Wigler et al., 1977, Cell 11: 223), hypoxanthine-guanine phosphoribosi
Transferase (Szybalska & Szybalski, 1962, Proc. Natl. Acad. Sci.
. USA 48: 2026), and adenine phosphoribosyltransferase (Lowy et al.
, 1980, Cell 22: 817) gene in tk-, hgprt- or aprt- cells, respectively.
You can use
It is not limited to these. Also uses antimetabolite resistance as a basis for selection of the following genes:
Can be: dhfr, which confers resistance to methotrexate (Wigl
er et al., 1980, Natl. Acad. Sci. USA 77: 3567; O'Hare et al., 1981, Proc. Natl. Ac
ad. Sci. USA 78: 1527); gpt, which confers resistance to mycophenolic acid
(Mulligan & Berg, 1981, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 78: 2072);
Confers resistance to the aminoglycoside G-418 (Cloberre-Garapin et al., 1981, J.
. Mol. Biol. 150: 1); and hygro, which increases resistance to hygromycin
(Santerre et al., 1984, Gene 30: 147).
Alternatively, using an antibody specific for the fusion protein to be expressed,
The fusion protein can be easily purified. For example, Janknecht et al.
System facilitates the purification of non-denatured fusion proteins expressed in human cell lines.
Enable (Janknecht et al., 1991, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88: 8972-8976).
. In this system, the gene reading frame is an amino acid consisting of six histidine residues.
The gene of interest is a vaccinia recombinant plasmid so that it is
Subcloned into sumid. Cells infected with recombinant vaccinia virus
Extract from the cells2+-Nitriloacetic acid-agarose column, histidine
The proteins tagged with are selectively eluted with a buffer containing imidazole.
The CaSm gene product can also be expressed in transgenic animals.
Animals of any species (mouse, rat, rabbit, guinea pig, sheep, pig, minib
Including bats, goats, and non-human primates, such as baboons, monkeys, and chimpanzees
(But not limited to) to create CaSm transgenic animals
Can be Non-mammalian homologues of CaSm also transgenic organisms
Enorhabditis elegans and Saccharo
Including, but not limited to, Saccharomyces cerevisiae
No) can be expressed.
The CaSm transgene is introduced into the animal using any method known in the art.
To create a founder line of transgenic animals. This
Such methods include the pronuclear microinjection method (Hoppe, PC and Wagner, TE, 1989, US
Patent No. 4,873,191); Retrovirus-mediated gene transfer into the germ line (Van der
Putten et al., 1985, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 82: 6148-6152); in embryonic stem cells
Gene targeting (Tompson et al., 1989, Cell 56: 313-321); electroporation of embryos
(Lo, 1983, Mol. Cell. Biol. 3: 1803-1814); and sperm-mediated gene transfer (La.
vitrano et al., 1989, Cell 57: 717-723); and the like.
For a review of such methods, see Gordon, 1989, Transgenic Animals, Intl.
Rev. Cytol. 115: 171-229, this is by reference in its entirety.
And part of this specification.
The present invention relates to transgenic plants having the CaSm transgene in all of their cells.
Transgenes in some but not all cells
An animal (ie, a mosaic animal) is provided. Transgene is a single trans
As a gene or in concatamers, eg head-to-head tandem or head
-To-tail incorporated in tandem. The transgene is also used, for example, by the teachings of Lasko et al.
It is selectively introduced and activated into specific cell types as indicated (Lasko et al., 1992
Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89: 6232-6236). Such cell type specific activity
The control sequences required for activation are dependent on the particular cell type of interest and will be apparent to those skilled in the art.
. CaSm gene transgene integrates into the chromosomal site of the endogenous CaSm gene
Is preferred, gene targeting is preferred. This is a simple explanation
When such a method is used, endogenous CaSm inheritance through homologous recombination with chromosomal sequences
Homologous to endogenous CaSm gene to introduce and disrupt function of offspring nucleotide sequence
Design a vector containing several nucleotide sequences. Transgene
Can also be selectively introduced into specific cell types, thus, for example, as described by Gu et al. (Gu et al.
94, Science 265: 103-106), and remove the endogenous CaSm gene only in that cell type.
Activity
Become The regulatory sequences required for such cell type-specific inactivation may be of particular interest.
It depends on the cell type and will be apparent to those skilled in the art.
Methods for generating single copy transgenic animals with selected integration sites are also
It is known to those skilled in the art. See, for example, Bronson et al., 1996, Proc. Natl. Acad. Sci. USA
93: 9067-9072, which is incorporated herein by reference in its entirety.
Part).
Once a transgenic animal or organism has been created
Thus, expression of the recombinant CaSm gene is performed using standard methods. First screen
The animal is analyzed by Southern blot analysis or PCR to analyze animal tissues.
This is done by measuring whether the incorporation of the gene has occurred. Trance
The level of transgene mRNA expression in the tissue of the transgenic animal or organism
Northern blot analysis of tissue samples obtained from different animals or organisms, in situ
Including, but not limited to, hybridization analysis, and RT-PCR
) Evaluated using the method. Samples of CaSm gene expression tissues also
It is assessed immunologically using antibodies specific for the gene product.
5.3CaSm Antibodies to gene products
In another embodiment, the invention relates to an epitope of a CaSm gene product,
Conserved mutant epitopes of the product, mutant CaSm gene product epitopes,
Is an antibody that can specifically recognize one or more peptide fragments of the CaSm gene product.
Also encompasses the body or fragments thereof. Such antibodies include polyclones
Null antibody, monoclonal antibody (mAbs), human or chimeric antibody, single chain antibody, Fa
b fragment, F (ab ') 2 fragment, Fv fragment, Fab expression library
Fragments, anti-idiotype (Anti-Id) antibodies, and
There are, but are not limited to, some epitope binding fragments.
These antibodies can be used, for example, to detect CaSm gene products in biological samples.
And therefore used as part of a diagnostic and prognostic technique
The patient's CaSm gene product is at abnormal levels,
And / or to check for abnormal forms of the gene product
Can be. Such antibodies may be useful as reagents in kits for diagnostic or prognostic techniques.
Can be used as one. Such antibodies are also described, for example, in Section 5.4.2 below.
As described in the above, effects on the CaSm gene product level and / or activity of the test compound
It can be used in compound screening to assess effects. is there
Alternatively, such antibodies may be relevant to the gene therapy techniques described in Section 5.4.3 below.
For example, prior to introducing normal and / or modified CaSm-expressing cells into a patient.
Can be used to evaluate
Furthermore, antibodies against anti-CaSm gene product suppress abnormal CaSm gene product activity
For the method. Therefore, such antibodies are one of the cancer treatment methods.
It can be used as a part.
Described herein are methods for producing such antibodies and fragments thereof.
is there. Any such antibody or fragment thereof may be used for standard immunization.
Encoding the antibody or fragment in a suitable host organism
Can be produced by expressing a nucleic acid molecule by genetic recombination technology
.
In order to produce an antibody against the CaSm gene product, the CaSm gene product or its
Various host animals can be immunized by injecting the fragments. Known Ca
It is possible to synthesize fragments of CaSm as antigenic peptides based on the amino acid sequence of Sm
it can. Such host animals include rabbits, mice, and rabbits, to name a few.
But not limited to them. To increase the immune response, the host animal
Depending on the type of inorganic material, such as Freund (complete and incomplete) and aluminum hydroxide
, Lysolecithin and other surfactants, pluronic polyols, polyanions
, Peptide, fat emulsion, keyhole limpet hemocyanin, dinitrofe
Knoll, and BCG (Bacille Calmette-Guerin) and Corynebacterium parvum
Including but not limited to potentially useful human adjuvants
Various adjuvants can be used.
Polyclonal antibodies are derived from the sera of animals immunized with an antigen such as the CaSm gene product.
The heterogeneity of antibody molecules derived from them, or derivatives of those molecules with antigenic function
It is a set. For example, a polyclonal antibody is an amino acid sequence of the CaSm protein.
For synthetic peptides having the sequence of amino acid residues at positions 79-89 and 115-133
Made. For production of polyclonal antibodies, the host animal as described above is
Immunization was performed by injecting the CaSm gene product that captured the adjuvant.
A monoclonal antibody is a homogeneous collection of antibodies to a particular antigen,
Any production of antibody molecules by a continuous cell line
It can also be obtained by techniques. Such techniques include Kohler and Milstein
(1975, Nature 256: 495-497; and US Patent No. 4,376,110)
, Human B cell hybridoma method (Kosbor et al., 1983, Immunology Today 4:72; Cole et al.
, 1983, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 80: 2026-2030), and EBV-hybrid
(Cole et al., 1985, Monoclonal Antibodies And Cancer Therapy, Alan R. Lis.
s, Inc. pp.77-96), but are not limited thereto. Such antibodies are immunoglobulin
Any class of IgG, IgM, IgE, IgA, IgD of Brin
May be a subclass of The hybridoma producing the mAb of the present invention is in vitro
o or may be cultured in vivo. Producing high titer mAbs in vivo is currently
However, it is the preferred method of its production.
Furthermore, a gene derived from a mouse antibody molecule having appropriate antigen specificity is
By splicing together with a gene derived from an active human antibody molecule
Techniques developed for the production of "chimeric antibodies" (Morrison et al., 1984, Proc. Natl. A
cad. Sci. 81: 6851-6855; Neuberger et al., 1984, Nature, 312: 604-608; Takeda et al.
1985, Nature, 314: 452-454). Chimeric antibody is a mouse mAb
A molecule having a variable region derived from
Different molecules derived from different animal species, such as antibodies
A molecule that has a moiety.
Alternatively, the method described as a technique for the production of single chain antibodies (US
Patent No. 4,946,778; Bird, 1988, Science, 242: 423-426; Huston et al., 1988, Proc.
Natl. Acad. Sci. USA 85: 5879-5883; and Ward et al., 1989, Nature, 334: 544-54.
6) can be applied to the production of single-chain antibodies against the CaSm gene product. Single chain
The body binds the heavy and light chain fragments of the Fv region via one amino acid.
To form a single-chain polypeptide. In E. coli
, Technique for Assembly of Functional Fv Fragments (Skerra et al., 1988, Science
242: 1038-1041) can also be used.
Antibody fragments that recognize specific epitopes can be made using known techniques.
it can. For example, such fragments include pepsin digestion of antibody molecules.
F (ab ') 2 fragments that can be produced, and disulfides of F (ab') 2 fragments
Fab fragments obtained by reducing linkages include but are not limited to
Not. Alternatively, a monoclonal Fab fragment with the desired specificity
Fab expression libraries can be constructed to quickly and easily identify
(Huse et al., 1989, Science, 246: 1275-1281).
5.4CaSm Use of genes, gene products, and antibodies
In various embodiments, the present invention relates to a CaSm gene, a CaSm gene product (a peptide thereof).
Peptide fragments), and anti-CaSm gene products and peptide fragments thereof.
Provides various uses of the body. Examples of such uses are described below.
There is a prognostic and diagnostic evaluation of such cancers, and the identification of subjects predisposed to cancer.
In one embodiment, the present invention provides a variety of diagnostic and prognostic evaluations for cancer.
Provide a way. Such a method can be performed, for example, using the CaSm gene nucleic acid described in Section 5.1.
Otide sequences and the CaSm gene products (including peptide fragments thereof) described in Section 5.2 above.
Reagents such as antibodies to
it can.
In particular, such reagents include, for example: (1) detecting the presence of a mutation in the CaSm gene, or
Or over- or under-expression of CaSm gene mRNA before or during tumor development
Detection compared to normal cells or susceptibility to cancer or neoplastic changes
Or qualification of other alleles of CaSm transcripts that may be associated with
Quantitative detection, and (2) detection of excess CaSm gene product compared to non-disease states, or
Or repairs associated with the presence of the tumor or progression or metastasis to the tumor
It can be used to detect the presence of a decorated CaSm gene product (e.g., shorter than full-length).
Wear.
The methods described herein may be used for cell samples or cellular samples taken directly from a patient.
Applicable to sample of material. As a method for collecting and isolating desired cells or substances
Any method known in the art can be used. Especially for pancreatic cancer
For example, endoscopic retrograde cholangiopancreatography (ERCP) to collect pure pancreatic juice,
Or percutaneous fine needle aspiration biopsy performed with pancreatic ultrasound imaging
Obtain test samples using techniques known in the art such as e aspiration biopsy)
be able to.
The methods described herein include, for example, at least one specific CaSm gene nucleic acid.
Or a pre-packaged anti-CaSm gene antibody reagent as described herein.
Can be performed by using a diagnostic test kit
Patients with abnormalities before or at the onset of tumor
Diagnosis and screening of humans predisposed to such neoplastic changes
And can be conveniently used for identification.
The present invention relates to a method wherein a CaSm gene or gene product is related or suspected to be related.
Useful for diagnosis and prognosis of certain malignant diseases. Such malignancies include the pancreas
Cancers of the liver, ovaries, lungs, bladder, kidneys, colon, rectum, prostate, and cervix,
Rabbits include, but are not limited to, mesothelioma. Detection technology based on nucleic acids
The law is described below in Section 5.4.1. Peptide detection techniques are described in Section 5.4.2 below.
It has been described.
5.4.1CaSm Gene nucleic acid molecule detection
Mutations or polymorphisms in the CaSm gene can be detected using a number of techniques. The squid
Nucleic acids from different nucleated cells can also be used as starting material for such assays
And can be isolated by standard nucleic acid preparation methods well known to those skilled in the art.
it can. As a starting source of genomic nucleic acids for the detection of CaSm mutations,
Nucleated cells can also be used. Detection of CaSm transcripts or CaSm gene products
For example, the CaSm gene in pancreatic cancer cells (including those that have metastasized)
Any cell type or tissue available can be used.
Genomic DNA contains CaSm fragments, including point mutations, insertions, deletions, and chromosomal rearrangements.
Hybridization of biological samples or detection of abnormalities in gene structure
Can be used in amplification assays. Such assays include direct sequencing
Determination method (Wong, C. et al., 1987, Nature, 330: 384-386), single-chain conformational
Single stranded conformational polymorphism analysis (SSCP; Or
ita, M .; Et al., 1989, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86: 2766-2770), heteroduplex
Analysis (heteroduplex analysis) (Keen et al., 1991, Genomics, 11: 199-205; Perry, D .;
J. & Carrell, R.W., 1992), denaturing gradient gel electrophoresis
electrophoresis) (DGGE; Myers, R.M. et al., 1985, Nucl. Acids Res. 13: 3131-31.
45), chemical mismatch cleavage (Cotton et al., 1988, Pr.
oc. Natl. Acad. Sci. USA 85: 4397-4401), and oligonucleotide hybrids.
Dilation (Wallace et al., 1981, Nucl. Acids Res. 9: 879-894; Lipshutz et al., 1).
995, Biotechniques, 19: 442-447) and the like.
A sample obtained from the patient (such as pancreatic juice or serum) or other appropriate cell supply
Diagnostic methods for the detection of CaSm gene-specific nucleic acid molecules in a source include specific genes
Amplification of sequences, for example by polymerase chain reaction (PCR; Mullis, K.B., 198
7; see U.S. Patent No. 4,683,202), but
Yes, after amplification, the amplified molecule can be combined with techniques well known in the art, such as those described above.
Analysis using such techniques as described above. Using these analytical techniques
In order to determine whether the amplified sequence has a mutation in the CaSm gene,
Assuming that the amplified nucleic acid contains only a normal copy of the CaSm gene
Can be compared to the expected sequence.
In addition, well-known genotyping techniques are closely linked to mutations in the CaSm gene itself.
Can be done to separate the types of sexual polymorphisms. These polymorphisms
It can be used to identify individuals in a family who are thought to have the mutation.
Can be. If the polymorphism shows linkage disequilibrium with a mutation in the CaSm gene,
The polymorphism is used to identify individuals in the population who may have the mutation.
It can also be used for The polymorphisms that can be used in this way include
Fragment length polymorphism (RFLP), which includes sequence variations in the target sequence of the restriction enzyme
), Single nucleotide polymorphism, and simple sequence repeat polymorphism (SSLP).
For example, Weber (U.S. Pat.No. 5,075,217, which is incorporated herein by reference in its entirety).
Is incorporated in (dC-dA) n- (dG-dT) n short tandem repeat blocks.
Describes DNA markers based on length polymorphisms. (dC-dA) n- (dG-dT)
The average separation length of n blocks is estimated at 30,000-60,000 bp. Very mutually
Markers in close proximity indicate a high frequency of co-inheritance, such as
Identification of genetic mutations, such as mutations in the CaSm gene, and CaSm mutations
It is very useful in diagnosing related diseases and disorders.
Also, Caskey et al. (U.S. Pat.No. 5,364,759, which is hereby incorporated by reference in its entirety).
(Incorporated in the text) is for the detection of short repetitive sequences of tri- or tetranucleotides.
For DNA profiling assays. The process is an example
For example, the target DNA such as CaSm gene is extracted, the extracted DNA is amplified, and the repetitive sequence
Is used to generate a genotype map of each DNA.
In addition, CaSm probes can be used to directly identify RFLP. Furthermore,
A CaSm probe or primer derived from the CaSm sequence is used for YAC, BAC, PAC,
Used to isolate genomic clones such as mids, phages, or plasmids
sell. The DNA contained in these clones is subjected to standard hybridization or
Or single nucleotide polymorphisms or simple sequence length polymorphisms (SSLPs) using sequencing techniques?
Can be screened.
Another diagnostic method for detecting CaSm gene-specific mutations or polymorphisms includes:
For example, a nucleic acid and one or more labeled nucleic acid reagents may be labeled with a C
Contact and contact under favorable conditions to specifically anneal to sequences within the aSm gene.
And hybridization techniques.
The nucleic acid may be a recombinant DNA molecule, a sample (eg, a patient sample or its
Cloned genes from samples from other suitable cellular sources)
, Or degenerate variants thereof, and as a labeled nucleic acid reagent, the combination described in Section 5.1.
Includes recombinant DNA molecules, cloned genes or degenerate variants thereof. Preferably
The length of these nucleic acid reagents is at least 15 to 30 nucleotides. Incube
After the hybridization, remove all unannealed nucleic acids from the nucleic acid: CaSm molecular hybrid.
Leave. The presence of the hybridized nucleic acid, if such a molecule is present,
Is detected. Using such a detection scheme, the cell type or tissue
Nucleic acids can be deposited, for example, on membranes or on microtiter plates or polystyrene vials.
It can be immobilized on a solid support, such as a plastic surface, such as on a substrate.
In this case, do not anneal after incubation, of the type described in section 5.1.
The target nucleic acid reagent is easily removed. Remaining Annealing Label Ca
Detection of the Sm nucleic acid reagent is performed using standard techniques well known in the art. Nucleic acid
Is the CaSm gene sequence in which the reagent is annealed a CaSm gene mutation?
To confirm, the annealing pattern expected from the normal CaSm gene sequence
Be compared.
Quantitative and qualitative aspects of CaSm gene expression can also be assayed. example
If the CaSm gene is expressed in pancreatic cancer cells (including those that have metastasized),
RNA from a cell type or tissue that is or is suspected to be
It can be tested using the hybridization or PCR techniques described above. So
Can be from cell culture or from a patient. culture
The analysis of cells harvested from material is part of a cell-based gene therapy technique.
To investigate the effect of compounds on use or alternatively on CaSm gene expression
This would be a necessary step in the evaluation of cells for Such a minute
Analysis activates or inactivates CaSm gene expression and otherwise splices
Transcripts [for example, amino acid residues 39-75 (this is the last 11 of Sm motif 1)
Amino acids and all of Sm motif 2) were deleted.
Quantitative and qualitative aspects of CaSm gene expression pattern
Will.
In one embodiment of such a detection scheme, the reverse is performed from the RNA molecule of interest.
CDNA molecules are synthesized by transcription. The resulting cDNA is either full-length or
Is used as a template for a nucleic acid amplification reaction such as PCR. Reverse transcription and
Used as a synthesis initiation reagent (e.g., primer) in the nucleic acid amplification step
The nucleic acid reagent is selected from the CaSm gene nucleic acid reagents described in Section 5.1. Like that
Preferably, the length of the nucleic acid reagent is at least 9-30 nucleotides.
In order to detect amplified products, radiolabeled or non-radioactive
A nucleic acid amplification method can be performed using labeled nucleotides. Alternatively,
Use either standard ethidium bromide staining or other appropriate nucleic acid staining method
Enough amplification products can be made so that they can be visualized.
Such RT-PCR techniques can be used to replace normal splicing or
Used to detect differences in size of CaSm transcripts likely due to icing
be able to. In addition, such techniques are not
Or full-length and higher levels detected in healthy individuals compared to individuals predisposed to neoplastic changes.
And / or to detect quantitative differences in alternatively spliced CaSm transcripts
, Using standard techniques.
If it is desired to detect a particular species that has been spliced into another form, such a arrangement may be used.
Appropriate primers and / or
Can use a hybridization probe. Alternatively, use
Depends on the presence or absence of specific exons in the CaSm transcripts
Using the sequence data shown in FIG. 6 to select primers that yield fragments of
To select a pair of primers.
As an alternative to amplification techniques, the standard no
Zan analysis can be performed. Quantitative analysis between CaSm transcripts using such techniques
Differences in size and size can be detected.
Furthermore, such CaSm gene expression assays can be performed "in situ", i.e.,
A section of patient tissue obtained by examination or resection (fixed and / or frozen
Can be performed directly on the substrate, in which case there is no need to purify the nucleic acid.
Becomes Nucleic acid reagents such as those described in Section 5.1 can be used for such in situ procedures.
Probes and / or primers (eg, Nuovo, G.J., 1
992, "PCR In Situ Hybridization: Protocols And Applications", Raven Press
, NY).
The results obtained by the methods described herein may be relevant to the pathology of cancer.
Can be combined with diagnostic test results based on other genes. example
For example, in pancreatic cancer, a K-ras mutation could be diagnosed clinically in 18 months
(1995, Berthelemy et al., Ann. Intern.
Med., 123: 188-191). Similarly, K-ras bumps account for 24% of the proliferative foci tested.
Mutations were observed (1996, Tada et al., Gastroent., 110: 227-231).
5.4.2CaSm Gene product detection
The wild-type or mutant CaSm gene product or
Antibodies against conserved variants or peptide fragments thereof are
As described in the detailed description, it can also be used for diagnosis and prognosis. Such a diagnostic method is
Abnormality in CaSm gene expression level, or structure and / or time of CaSm gene product
Can be used to detect abnormalities in typical tissue, cell, or subcellular locations
Wear. For example, antibodies or antibody fragments as described below may be used for therapy.
Compounds can be used for in vitro screening of CaSm gene expression and Ca
It can be used to measure their effect on Sm peptide production. Beneficial for cancer
Effective compounds can be identified and therapeutically effective dosages determined.
Can be.
The tissue or cell type to be analyzed is CaSm
Includes those generally known or suspected of expressing a child. Used herein
For example, Harlow and Lane [Harlow, E .; And Lane, D
., 1988, "Antibodies: A Laboratory Manual", C
old Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, New York]
Methods, etc., which are incorporated herein by reference in their entirety.
Can be The isolated cells may be from cell culture or from a patient.
. Analysis of cells removed from cultures tested the effect of compounds on CaSm gene expression.
It may be a necessary stage to test.
For detection of CaSm gene products or conserved variants or peptide fragments thereof
Preferred diagnostic methods are, for example, the CaSm gene product or a conserved mutant (selection).
(Including gene products that are the result of alternatively spliced transcripts) or peptide cleavage
Strip is detected by its interaction with an anti-CaSm gene product-specific antibody.
An assay may be included.
For example, antibodies or antibodies useful in the invention as described in Section 5.3 above.
Antibody fragments may be quantitatively or qualitatively identified as CaSm gene products or
May be used to detect the presence of a variant or peptide fragment thereof. Departure
Antibodies (or fragments thereof) useful in the context of the present invention additionally include, for example, immunofluorescence or
In immunoelectron microscopy, CaSm gene products or conserved variants or
For in situ detection of peptide fragments, it may be used histologically. in situ detection
Removes a patient-derived histological specimen, such as a section of paraffin-embedded lung tissue
Can be achieved by adapting to the labeled antibodies of the present invention. Antibodies (or antibodies
Fragment) is adapted to allow the labeled antibody (or fragment) to overlap the biological sample.
Is preferred. In addition, for example, antibodies can be introduced into cells by making the cell membrane permeable.
It is desirable to introduce. Through the use of such procedures, CaSm remains
The presence of the gene product or conserved variant or peptide fragment
Its distribution within the weave can be detected. Using the present invention, a wide variety of
Any of the histological methods (eg, staining procedures) can be used to achieve in situ detection, etc.
It will be easily understood by those skilled in the art that it can be modified.
Immunoassay of CaSm gene products or conserved variants or peptide fragments thereof
Say is typically a biological fluid, tissue extract, freshly harvested
) Cells or cell lysates (lysates) incubated in cell culture
Identify CaSm gene products or conserved variants or peptide fragments thereof
Incubate in the presence of detectable labeled antibodies
Including detecting antibodies bound by any of a number of known techniques
.
The biological sample can be a solid support or carrier, such as nitrocellulose, or
Contacting cells, cell particles or other solid supports capable of immobilizing water-soluble proteins,
It may be fixed thereon. The support is then washed with a suitable buffer and detectable
Treated with a labeled CaSm gene-specific antibody. The solid support is then buffered
Washing twice may remove unbound antibody. And on the solid support
The amount of bound label can be detected by conventional means.
"Solid support or carrier" is any support capable of binding an antigen or antibody.
You may. Well-known supports or carriers include glass, polystyrene and polypropylene.
Ren, polyethylene, dextran, nylon, amylase, natural and modified cells
Loin, polyacrylamide, gabbro and magnetite. The nature of the carrier
May be, for the purposes of the present invention, partially water-soluble or water-insoluble
. The support material can be used as long as the bound molecule can bind to the antigen or antibody.
It may have qualitatively any possible structural shape. Thus, the shape of the support
The shape can be spherical, such as a bead, or circular, such as the inner surface of a test tube or the outer surface of a rod.
It may be cylindrical. Alternatively, the surface may be a sheet, test strip, etc.
It may be flat. Preferred supports are polystyrene beads. Skilled person
If so, do you know many other suitable carriers for binding antibodies or antigens?
Or the use of routine experimentation could confirm the same.
.
The binding activity of a given number of anti-CaSm gene product antibodies was determined according to well-known methods.
Can be determined. Those of ordinary skill in the art will be able to perform each measurement by employing routine experimentation.
Determining operative and optimal assay conditions for assay
Will be able to.
One method of labeling a CaSm gene peptide-specific antibody in a detectable manner is
Is the binding of a specific antibody to an enzyme and is used in enzyme immunoassays (EIA).
[Voller, A., “Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) (T
he Enzyme Linked Immunosorbent Assay), 1978, Diagnostic Horizons 2: 1-
7, Microbiological Associates Quarterly Publication, Walkersville, MD]
Voller et al., 1978, J .; Clin. Pathol. 31: 507-520; Butler 1981, Meth. Enzym
ol. 73: 482-523; Maggio, E .; (Edit), 1980, Enzyme Immunoassay, CRC Press,
Boca Raton, FL ,; Et al., (Edited), 1981, Enzyme Immunoassay, Kag.
aku Shoin, Tokyo}. The enzyme that binds to the antibody can be, for example, spectroscopy, fluorescence, or visible.
To create chemical residues that can be detected by means
Similarly, reacts with a suitable substrate, preferably a chromogenic substrate. Anti
The enzymes that can be used to detectably label the body are not limited to these.
But not maleate dehydrogenase, micrococcus endonuclease, δ-5
-Steroid isomerase, yeast alcohol dehydrogenase, α-glycerophosphate dehydrogenase
Hydrogenase, triose phosphate isomerase, horseradish peroxidase,
Potassium phosphatase, asparaginase, glucose oxidase, β-gal
Cuctosidase, ribonuclease, urease, catalase, glucose-6-
Including phosphate dehydrogenase, glucoamylase and acetylcholinesterase.
Detection is by calorimetric method using a chromogenic substrate for the enzyme
Can be achieved. Detection also measures the extent of enzymatic reaction of the substrate with a similarly prepared standard.
This can be achieved by visual comparison.
Detection is also achieved by using any of a variety of other immunoassays
it can. For example, radiolabeling an antibody or antibody fragment
CaSm gene peptide can be detected by immunoassay (RIA) [eg
For example, Weintraub, B., Principles of Radioimmunoassay
assays), 7th training course on radioligand assay technology (Seventh Tr
aining Course on Radioligand Assay Techniques), The Endocrine Society,
March, 1986, which is incorporated herein by reference]. Radioactive
Isotopes are measured by means such as the use of a gamma counter or a scintillation counter.
Or by autoradiography.
The antibody can also be labeled with a fluorescent compound. Fluorescently labeled antibody at appropriate wavelength
When exposed to light, its presence can be detected by fluorescence. Of the fluorescent labeling substances,
Also commonly used are fluorescein isothiocyanate, rhodamine
, Phycoerythrin, phycocyanin, allophycocyanin, o-phthalaldehyde
Hyd and fluorescamine.
Antibodies are152Fluorescent emitting metals such as Eu or other metals of the lanthanoid series
Labeling can also be carried out so that it can be detected using These metals are diethylene
Metals such as triaminepentaacetic acid (DTPA) or ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA)
The activating group can be attached to the antibody.
Antibodies are labeled so that they can be detected by binding to a chemiluminescent compound
You can also. The presence of a chemiluminescent-tagged antibody appears during the course of a chemical reaction.
It is determined by detecting the presence of luminescence. Particularly useful chemiluminescent labeled compounds
Examples of luminol, isoluminol, theromatic
Lidinium ester, imidazole, acridinium salt and oxalate ester
Le.
Similarly, bioluminescent compounds can be used to label the antibodies of the invention.
Bioluminescence is a type of chemiluminescence found in biological systems.
The proteins increase the efficiency of the chemiluminescent reaction. The presence of a bioluminescent protein is
Is measured by detecting the presence of Bioluminescent materials important for labeling purposes
Quality is luciferin, luciferase and aequorin.
In various embodiments, the present invention provides methods for measuring CaSm gene products, and
The use of the measurement method in applications is provided.
The method for measuring the CaSm gene product of the present invention can be used to detect cancer in a subject and / or
Is staging, cancer screening in populations.
In learning, in the differential diagnosis of the subject's physiological condition, and to the subject
It is valuable in monitoring the effects of therapeutic treatments.
The present invention also relates to the detection, diagnosis, or staging of cancer, or CaSm gene products.
In addition to at least one other such as a receptor or a differentiation antigen
Methods for Monitoring Cancer Treatment by Measuring Markers of Cancer
You. For example, but not limited to, cancer embryo (carcinoembryonic) antigens (
CEA), selected from CA19-9, CA195, DUPAN-2, SPAN-1 and CA50, eg serum
Marker is for CaSm gene production
Can be used in combination with a substance to detect, diagnose, stage, or treat pancreatic cancer.
I can do it. In another embodiment, the prognostic indicator
) Are related to each other rather than the absolute concentration of the marker present at any given time
Changes observed in the concentration of different markers. These measurements are
It can help predict outcomes and assess and monitor the overall condition of the subject.
Wear.
In certain embodiments of the invention, the CaSm gene product alone or with another marker
Combinations include, but are not limited to, blood, serum, milk, urine, saliva, breast
Membrane exudates, synovial fluid, cerebrospinal fluid, tissue infiltrations and
It can be measured in any body fluid of a subject that contains a tumor infiltrate. In the blood or
Measurement of the CaSm gene product in serum is based on test kits to be used in hospitals and homes.
Good for development.
As described in section 5.4.2, any immunoassay may be used to implement the present invention.
Can be used in Antibodies that can be used, or antibody fragments that contain a binding domain, are
Without limitation, suitable antibodies from among the antibodies described in Section 5.3
Body and other antibodies known in the art or antibodies such as those described in Section 5.3.
And antibodies obtained by standard procedures.
5.4.3Detection and staging of cancer in subjects
In one embodiment of the present invention, the CaSm gene product or a fragment or
Measurement of the circulating CaSm gene product can be used to detect cancer in the subject or to detect cancer in the subject.
Can be used for staging.
Staging refers to classifying patients according to their degree of disease. Stay
Zing is used to select treatments for individual patients, assess prognosis, and evaluate different treatment programs.
Useful in comparison with ram results. Cancer staging involves physical examination and
Performed early on a clinical basis according to laboratory radiologic evaluation.
Pancreatic cancer that can be detected and / or staged in a subject according to the present invention
The disease or condition includes, but is not limited to, those listed in Table I
(Beazley & Cohen, ch. 15, p. 255, “Clinical Oncology”,
Second Edition, edited by Murphy et al., American Cancer Society, 1995).Table I
Pancreatic cancer staging
Early tumor (T)
TX Early tumor cannot be evaluated
T0 No evidence of early tumor
Tumor limited to T1 pancreas
T1a Maximum tumor diameter is 2cm or less
T1b Tumor maximum diameter exceeds 2 cm
T2 tumors spread directly to any of the following:
Tissue around duodenum, bile duct or pancreas
T3 tumors spread directly to any of the following:
Stomach, spleen, colon or nearby large tube
Lymph glands (N)
NX Local lymph glands could not be evaluated
N0 No local lymph gland metastasis
N1 Local lymph gland metastasis
Distant metastasis (M)
MX Cannot assess the existence of distant metastases
M0 No distant transition
M1 distant metastasis
Stage groupingStage I T1 N0 M0 T2 N0 M0 Phase II T3 N0 M0 Phase III Any T N1 M0 Phase IV Any T Any N M1
Any immunoassay as described in Section 5.4.2 will
Used to measure the amount of CaSm gene product compared to baseline level
it can. This baseline concentration may be different for subjects with varying degrees of disease or disorder.
It is the amount confirmed to be normally present in tissue or body fluid. Specific stages of cancer
A standard amount that is identified in the floor as normally present in the patient's tissue or body fluids
Is present in the tissue or fluid of a subject,
Indicates that it is on the floor. Baseline concentrations should be present in subjects before disease onset.
It is also the concentration present or the amount present during the lull of the disease.
In certain embodiments of this aspect of the invention, measuring the concentration of the CaSm gene product
Can be used in the detection of the presence of pancreatic cancer or metastasis or both
You.
In another embodiment of the present invention, a CaSm gene product, a fragment thereof
Measurement of biologically relevant molecules can be measured in two or more phenotypes or physiological states.
Differential in subjects with a distinct disease phenotype or physiological condition as clear as
It can be used for various diagnoses. At the end, for example, the CaSm gene product is measured
Amount is a molecule normally present in body fluids of patients with one of the suspected physiological conditions.
Compared to the amount of Not the amount normally present in patients with one or more physiological conditions
The amount of molecules close to the amount normally present in patients with one of the physiological conditions is measured
Indicates that the subject is in the physiological state. To baseline concentration
In contrast, elevated levels of CaSm gene product in subjects indicate that the subject has cancer.
And
5.4.4Monitoring the effectiveness of therapeutic treatment
The present invention monitors the effect of a therapeutic treatment on a subject who has been administered the therapeutic treatment.
Provide a way to:
Clinicians can use procedures (procedures) that can be used to monitor the effectiveness of these procedures.
ure). Sensitive assays for therapy monitoring
If so, identify CaSm gene products in cancer patients with different manifestations of the disease
And can be detected. Therapeutic treatments that can be evaluated according to the present invention are limited to these
Although not in translation, radiation therapy, surgery, chemotherapy, vaccination, endocrine therapy,
It includes immunotherapy, gene therapy, and the like. Chemotherapy prescriptions are limited to these
Including but not limited to the administration of medicaments such as fluorouracil and taxol
.
The method of the present invention can be used to produce the CaSm gene at appropriate time intervals before, during, or after treatment.
Measuring the quantity of an object. Some change or change in the amount of CaSm gene product
Confirm that there are no subjects, e.g., a decrease in the transformed phenotype of the cancer cells.
Can be shown to correlate with the effect of the treatment.
In a preferred embodiment, attempts that can be taken are to concentrate the CaSm gene product at different time points.
Degree is measured and these values are compared to the baseline concentration. Bass line
Concentration is the concentration of the marker present in a normal, disease-free solid; and / or treatment
Either during pregnancy, during the lull of the disease, or during a stable period.
It may be. These levels may be associated with disease progression or treatment outcome.
it can. Elevated CaSm gene product concentrations relative to baseline concentrations indicate that
Shows that there is almost no reaction.
5.5CaSm Screening assays for compounds that modulate activity
The present invention further provides, through its interaction with the CaSm gene or CaSm gene product,
Identification of compounds that can affect the pathogenesis, progression and spread of metastases of cancer, especially pancreatic cancer
Provide a way for
The following assays were performed for (i) the production of CaSm genes containing homologs of mammalian and non-mammalian CaSm.
(Ii) CaSm gene containing homologs of mammalian and non-mammalian CaSm
Compounds that bind to other intracellular proteins that interact with the product; (iii) mammals and
Interaction of CaSm gene products, including non-mammalian homologues of CaSm, with other intracellular proteins
Compounds that interfere with action; and (iv) modulate the activity of the CaSm gene (ie,
Modulating the level of CaSm gene expression and / or CaSm gene product activity
Designed to identify compounds that modulate the level of
The assay further comprises a CaSm gene capable of modulating the level of CaSm gene expression.
Used to identify compounds that bind to control sequences (eg, promoter sequences).
You may. See, for example, Platt, 1994, J.A. Biol. Chem. See 269: 28558-28562.
This is hereby incorporated by reference in its entirety. Also provided CaSm
A method for identifying a compound that modulates gene expression comprises: (a) converting a test compound to CaS
m cells containing a reporter gene functionally related to the gene regulatory element or
Contacting with a cell lysate; and (b) detecting expression of a reporter gene.
including.
Also, to identify compounds that modulate the provided CaSm gene expression.
Another method comprises (a) converting a test compound to cells containing CaSm transcripts or
Contacting with a cell lysate; and (b) detecting the translation of the CaSm transcript
. Without limitation, green fluorescent protein (green fluorescent protein)
protein), β-galactosidase, alkaline phosphatase, chloramphe
Some reporters known in the art, such as Nicole acetyltransferase
Genes can be used.
As described in Sections 5.2 and 6.2.2, the CaSm gene product and homologs of CaSm
Is a protein that is a component of small nuclear ribonucleic acid proteins.
It contains two sequence motifs that characterize the family. Sm motif 1 and
These motifs, termed Sm motifs 2, belong to the spliceosome protein family.
Required for interaction between members of the The CaSm gene product is
Although it does not appear to be a member of the tribe, the CaSm gene product does not contain Sm proteins.
Interacts with intracellular proteins that have one or both of these Sm motifs.
it can. In addition, yeast CaSm homologs are found in yeast cells carrying the mutant Pablp gene.
Can work as a bypass suppressor in
Considering that, the CaSm gene product also contains eukaryotic mRNAs including Pablp, translation initiation complex, etc.
Interacts with proteins related to poly (A) tail and 5 'cap structure
sell.
Such intracellular proteins are uncontrolled cell growth as well as cancer pathogenesis,
It can be involved in progression and transition diffusion.
Compounds identified by assays such as those described herein are examples
For example, to investigate the biological function of the CaSm gene product in detail and to improve cancer symptoms
Useful to Technologies such as those described in Section 5.5.1
Assays to test the effects of the compounds thus identified are described in the section below.
Consider in 5.5.3. Fragments of the CaSm protein useful in these assays include:
Although not limited to these, it can be used for CaSmSm motif 1 and CaSmSm motif 2.
The corresponding peptides or parts thereof; and Sm motif 1 or Sm motif 2 or
Both motifs have been deleted, including truncated CaSm. The composition of the present invention comprises
Including a pharmaceutical composition comprising one or more compounds identified by such a method.
You should be careful. Such pharmaceutical compositions are discussed, for example, in Section 5.7 below.
Can be prepared.
5.5.1CaSm In vitro screening assays for compounds that bind to gene products
The in vitro system is used to prepare the CaSm gene product of the present invention and a homologue of CaSm (for example,
Interaction with the yeast homologue encoded by QRF YJL124c)
May be designed to identify compounds that can The identified compound is
For example, to modulate the activity of a wild-type and / or mutant CaSm gene product.
Useful for examining in detail the biological function of the CaSm gene product,
To identify compounds that disrupt the interaction of the normal CaSm gene product
Can be used for screening for
Disintegrate. Such an interaction may be due to Sm motif 1, Sm motif 2, or both.
May be mediated by a party.
Assay source used to identify compounds that interact with the CaSm gene product
The reaction is performed by mixing the reaction mixture of the CaSm gene product or a fragment thereof and the test compound with two components.
Are prepared under conditions sufficient for interaction, e.g., binding, and
Form a complex, which is removed from the reaction mixture and / or detected
Including. These assays can be performed in a variety of ways. An example
For example, one way to perform such an assay is to use a CaSm gene product or a test substance.
CaSm gene product attached to the solid phase at the end of the reaction
Detecting the complex. In one embodiment of such a method, C
The aSm gene product or a fragment thereof is immobilized on a solid surface
The compound may be directly or indirectly labeled.
Actually, a microtitre plate is used as a solid phase.
It can be used conveniently. Attached components may be non-covalent or covalent.
Can be fixed by Non-covalent binding is simply a solid solution
This can be achieved by coating the surface and drying. Or tongue to be fixed
Using an immobilized antibody specific to the protein, preferably a monoclonal antibody,
Proteins can be anchored to a solid surface. Prepare and store the surface in advance
be able to.
To perform the assay, the non-immobilized component is removed from the immobilized component.
Add to the coated surface containing the components. After the reaction is completed, formed
Components that have not reacted under conditions such that the
Is removed (eg, by washing). The detection of complexes anchored on solid surfaces
Can be achieved in a number of ways. Components not previously immobilized are labeled (pr
e-labeled), if a label immobilized on the surface is detected and detected
, Indicating that a complex was formed. Non-pre-immobilized components
If no labeling is used, the intermediate
Indirect labeling, such as a labeled antibody specific for a component that has not been previously immobilized (anti-
Can also be labeled directly or indirectly with a labeled anti-Ig antibody).
Can be used.
Alternatively, the reaction can be carried out in the liquid phase, where the unreacted components
The product is separated and the complex is detected. For example, specific immobilization specific to the CaSm gene product
Test compound that adheres to the antibody or any complex formed in solution, and possible
Immobilized complex using labeled antibodies specific for other components of the complex
Can be detected.
5.5.2CaSm Assay for intracellular proteins that interact with gene products
Some suitable methods for detecting protein-protein interactions include CaSm
Protein-intracellular protein interaction, especially Sm motif 1 or Sm motif 2
Or can be used to identify interactions mediated by both.
You.
Among the traditional methods, only co-immunoprecipitati
on), crosslinking and gradients or chromatography
This is a co-purification method using a Raffy column. Using procedures like these, Ca
Sm gene heritage, CaSm gene product fragments and CaSm homologs (eg, ORF YJL124
isolation of intracellular proteins that interact with the yeast homolog encoded by c)
it can. Once isolated, such intracellular proteins can be identified.
And similarly, in combination with standard techniques,
Can be used to identify proteins. For example, interact with the CaSm gene product
At least a portion of the amino acid sequence of the intracellular protein can be obtained by techniques known to those skilled in the art, for example,
For example, Edman degradation [Creighton, 1983, “Proteins: Principles of Structure and Molecules (Pro
teins: Structures and Molecular Principles) ",
W. H. See Freeman & Co., N.Y., pp. 34-49 "
. The amino acid sequence obtained is a gene sequence encoding such an intracellular protein.
Guidance for the production of oligonucleotide mixtures that can be used to screen rows
Can be used as a password. Screening can be performed, for example, by standard hybridization.
Can be achieved by standard hybridization or PCR techniques.
You. Techniques for producing and screening oligonucleotide mixtures are well known.
(For example, Ausubel, supra., And PCR Protocols: A Guideto Method and Applic
ations, 1990, edited by Innis, M. et al., Academic Press, Inc, New York)
Furthermore, a gene encoding an intracellular protein that interacts with the CaSm protein
May be used that result in the simultaneous identification of These methods are, for example, labeled
Has a modified CaSm protein or a fragment thereof (eg, Sm motif 1, Sm motif 2)
Expression libraries are used for antibody purification of the λgt11 library.
The CaSm protein or a fragment thereof is converted in the same manner as in the well-known technique of roving.
And probing.
One method for detecting protein interactions in vivo, 2-hybrid
A two-hybrid system can be used. One of this system
Is described in Chien et al., 1991, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 88: 9578-95
82 and is commercially available from Clontech (Palo Alto, CA)
.
5.5.3CaSm Compounds that interfere with gene product / intracellular macromolecular interactions Assay
The CaSm gene product of the present invention, a fragment thereof, and a homologue of CaSm (for example, CRF YJL124
c) is a protein and nucleic acid molecule in vivo.
Interacts with any one or more intracellular macromolecules. Such macromolecules are
[Polyadenylated (poly (A)) RNA and 5 'caps]
RNA with a tipped structure] and the method described in Section 5.5.2 above.
Thus, those proteins identified. For this discussion
, Such intracellular macromolecules are referred to herein as "interacting partners.
ing partners). " Compounds that disrupt the CaSm interaction in this way
Are useful in controlling the activity of CaSm gene products, including mutant CaSm gene products.
It is for. Such compounds include, but are not limited to,
Including molecules such as the peptides described in Section 5.5.1, and
It would be possible to gain access to the intracellular CaSm gene product. like this
Compounds also include the amino acid sequence of Sm motif 1, Sm motif 2, or both.
Also includes peptides or modified peptides.
Between the CaSm gene product and its intracellular interaction partner or partners
Basic principles of assay systems used to identify compounds that interfere with interactions
Under conditions long enough to allow the two to interact and bind
A reaction mixture containing the gene product or a fragment thereof and an interaction partner is prepared, and the reaction mixture is prepared.
And forming a complex. To test the inhibitory activity of a compound, mix
Compounds are prepared in the presence and absence of the test compound. Test compound reacts first
It may be included in the mixture, or it may contain the CaSm gene product and its intracellular interaction protein.
-It may be added subsequent to the addition of the toner. The control reaction mixture contains the test compound
Incubate without or with placebo. And the CaSm gene product
Or the formation of some complex between a fragment thereof and an intracellular interaction partner
It is. Control reactions that are not reaction mixtures containing the test compound
The formation of a complex in the reaction indicates that the compound interacts with the CaSm gene protein
Indicates that it interferes with the interaction with the toner. In addition, test compounds and normal CaSm
Complex formation in the reaction mixture containing the gene protein can also
This is compared to complex formation in a reaction mixture containing the type CaSm gene protein. This ratio
Comparison of mutant CaSm gene protein with normal CaSm gene protein
This is important if one wants to identify compounds that disrupt the interaction.
Assay of compounds that interfere with the interaction of the CaSm gene product with the interaction partner
B) can be performed in a heterogeneous format or a homogeneous (homogeneous) format.
Wear. Heterogeneous assays involve either the CaSm gene product or a binding partner on a solid phase.
At the end of the reaction and at the end of the reaction.
Including. In a homogeneous assay, the entire reaction is performed in the liquid phase. Any approach
Again, the order of addition of reactants may give different information about the compound being tested.
Can be varied to obtain. For example, the interaction part with the CaSm gene product
Interaction with the donor, for example, by interfering with competition.
The test compound is administered by performing the reaction in the presence of the test
Quality prior to or concurrent with CaSm gene protein and intracellular interaction partners
Can be identified by adding to the reaction mixture. Or pre-formed
A test compound that disrupts the preformed complex, for example,
A compound with a high binding constant that displaces one of its constituents will
Can be tested by adding to the reaction mixture after coalescence has formed
. The various types are briefly described below.
In heterogeneous assay systems, either the CaSm gene product or the interaction partner
Non-sticky species are directly or indirectly labeled while attached to a solid surface.
It is. In practice, microtiter plates are conveniently available. Anti stuck
The species can be immobilized by non-covalent or covalent bonds. Non-covalent bonds are
Simply the CaSm gene product or interaction
Can be achieved by coating the solid surface with a solution of the toner and drying. There
Is specific to the reactive species to be fixed in order to fix the reactive species on the solid surface.
Immobilized antibodies can be used. Surface should be prepared and stored in advance
be able to.
To perform the assay, the partner of the reactive species to be immobilized is the test compound
With or without the test compound. After the reaction is completed,
The unreacted components are removed (eg, by washing) and some complex formed.
The body remains immobilized on the solid surface. Detection of complexes anchored on solid surfaces
This can be achieved in a number of ways. Non-immobilized reactive species are labeled in advance.
If the label immobilized on the surface is detected, the complex
And If the non-immobilized reactive species is not pre-labeled,
An indirect label to detect the anchored complex, e.g., first immobilized
A labeled antibody specific for the non-reactive species (similarly, the antibody may be a labeled anti-Ig antibody
(Directly or indirectly labeled by). Reaction
Minutes, the complex formation is inhibited or the formed complex is disrupted.
The test compound to be tested can be detected.
Alternatively, the reaction should be performed in the liquid phase in the presence or absence of the test compound.
The reaction product is separated from unreacted components and the complex is detected. An example
For example, one of the interacting components that anchors several complexes formed in solution.
Use different immobilized antibodies and labeled antibodies specific for other partners
Then, the fixed complex is detected. Furthermore, the order in which the reactants are added to the liquid phase
Of compounds that inhibit the complex or disrupt the preformed complex
Can be.
In another embodiment of the invention, a homogeneous assay can be used. This approach
In H, a preformed complex of CaSm gene protein with an interaction partner
Indicates that either the CaSm gene product or its interaction partner is labeled,
Signals generated by intellect are lost by complex formation (eg,
Was used for immunoassay
See U.S. Pat. No. 4,109,496 to Rubenstein). From the preformed composite
Addition of a test substance that competes with and displaces one of the counterparts will signal in the background above.
Will produce the result. In this method, the CaSm gene protein /
Test substances that disrupt intracellular interaction partner interactions can be identified
You.
In a specific embodiment, the CaSm gene product or fragment thereof is in the section above.
It can be prepared for immobilization using the recombinant DNA technology described in 5.1. For example, Ca
The interaction activity of the Sm coding region is determined using a fusion vector such as pGEX-5X-1.
Glutathione-S-transfer to be retained in the resulting fusion protein
Can be fused to the Rase (GST) gene. Intracellular interaction partners can be purified,
Use the methods described in section 5.2 above, which are routinely used in the industry.
Can be used to make monoclonal antibodies. This antibody is, for example,
Radioisotope by routine methods125Can be labeled with I. Uneven
For example, GST-CaSm fusion proteins can be converted to glutathione-agar beads
Can be fixed. Next, in the presence or absence of the test compound, the interaction,
For example, an intracellular interaction partner is added so that binding occurs. Reaction period
At the end of the procedure, wash off any unbound material and label the monoclonal antibody
Is added to the system and allowed to bind to the complexed components. CaSm gene protein and intracellular phase
The interaction with the interaction partner remains bound to the glutathione-agar beads.
It can be detected by measuring the amount of radioactivity present. Test compound interaction
Successful inhibition of the effect will result in a decrease in the radioactivity measured.
Alternatively, the GST-CaSm gene fusion protein and the intracellular interaction partner are
It can be mixed together in a liquid in the absence of solid glutathione-agar beads.
Wear. The test compound can be added either during or after interacting with the reactive species.
Wear. This mixture is then added to the glutathione-agar beads and allowed to bind.
Missing substances are washed away. Again, the CaSm gene product / interaction partner interaction
The degree of inhibition of action is
Can be detected by adding the antibody and measuring the radioactivity bound to the beads.
.
5.5.4CaSm Cell-based assays for the identification of compounds that modulate activity Surname
As used herein, compounds that can treat cancer by modulating CaSm activity
A cell-based method for identifying In particular, such assays are limited
Cell viability, cell morphology, cell division, differentiation, attachment, motility
Or CaSm-dependent, such as phosphorylation and dephosphorylation of cellular proteins
Identify compounds that act on the process. Limited as other CaSm-dependent processes
Stimulation of translation, ribosome binding to mRNA, mRNA decapping
Or protection from degradation. Compounds identified by such a method are:
For example, it can be used in a method of treating cancer and metastasis.
In one embodiment, the cell-based assay is a CaSm gene product or C
Using recombinant yeast cells comprising an expression construct that produces a yeast homolog of aSm, po
Li (A) binding protein, Pablp, and the large subunit of the translation initiation complex, eIF-4G
Have mutations in the genes encoding them. Code Pablp and eIF-4G
Mutant yeast cells with a non-functional mutation in the gene act as a second suppressor
It cannot survive unless CaSm or a CaSm homolog is present. In this assay
Is a mutant yeast cell producing CaSm or a CaSm homolog, the compound is CaSm or CaSm
The test compound is exposed at intervals sufficient to modulate the activity of the Sm homolog. Test compound
The activity of CaSm when present is dependent on the viability or growth of the mutant yeast cells.
evaluate. For example, compounds that inhibit CaSm activity have poor or no growth.
Will not exist. Functional conservation of highly conserved poly (A) binding proteins
Genes encoding isomeric Pablp and the large subunit eIF-4G of the translation initiation complex
In mammalian cells with mutations in, a similar assay was performed using mammalian CaSm.
Think you can do
It is.
In another embodiment, the cell-based assay is in mammalian cells.
Based on the expression of CaSm gene products and measurements of CaSm-dependent processes. Especially CA
In pancreatic cancer cells such as PAN-1, CAPAN-2, ASPC-1, PANC-1 and HPAC
Use any mammalian cell that expresses the CaSm gene and makes the CaSm gene product function
Can be. If a detectable CaSm gene product is produced,
Gland, liver, ovary, lung, rectum, kidney and non-erythroid hematopoietic cells
Other cancer cell lines may be used. CaSm in these and other normal cells
Recombinant expression of a gene can be performed by the method described in Section 5.2. These
In assays, cells that produce a functional CaSm gene product are used to
The test compound is exposed at intervals sufficient to modulate the activity of the test compound. CaSm gene product
Activity is a CaSm-dependent intracellular process such as the appearance of a transformed phenotype
Can be measured directly or indirectly by detecting or measuring. Contrast
For example, cells that do not produce the CaSm gene product may be used for comparison. Intracellular processing
Detect or measure it by applying any technique known in the art.
You may.
5.6 How to treat cancer
Method of treating cancer using CaSm gene or gene product as a therapeutic target and
The composition is described below. The outcome of treatment should be at least
Should benefit and, in the case of cancer, without limitation, cancer mitigation,
Alleviation of cancer symptoms and control of metastatic spread of cancer.
All of these methods, in turn, involve the CaSm gene
Modulating activity and / or expression.
As discussed above, the success of cancer treatment depends on techniques that work to reduce CaSm activity.
It will be accomplished by art. For example, directly reducing the activity of the CaSm gene product
And / or decrease the expression level of CaSm gene
By doing so, the activity can be reduced.
In accordance with the present invention, for example, those identified by the assays described in Section 5.5 above
A compound that reduces CaSm activity, such as, can be used to treat cancer. Said
As described in Section 5.5, such molecules include, but are not limited to, peptides
(Including soluble peptides) and small organic or inorganic molecules,
It can be called a Sm antagonist. Prevents interaction between CaSm and intracellular macromolecules
Amino acid sequence of Sm motif 1, Sm motif 2 or both, or a part thereof
May be used. Effective doses and modes of administration for such compounds
The techniques to be determined are described in section 5.7 below.
Further, in accordance with the present invention, antisense and ribosomes that inhibit CaSm gene expression
Using the Zyme molecule to reduce the expression level of the CaSm gene,
Effectively lowers the level of the Sm gene product, thereby reducing the level of CaSm activity
It can also be done. Furthermore, to reduce the activity level of the CaSm gene
Triple helix molecules can also be used. Such molecules may be wild-type or, if preferred,
Designed to reduce or inhibit any of the mutant target gene activities
be able to. Techniques for producing and using such molecules are well known to those of skill in the art.
You.
Any technique that can be used to selectively administer a nucleic acid molecule to a cell population of interest
For example, it can be used by using a delivery complex. Such de
The liver complex may comprise a suitable nucleic acid molecule and a targeting means. Such a mark
Specific means include, for example, sterols, lipids, viruses or target cell-specific binding
An agent may be included. Viral vectors that can be used with recombinant viruses
Include, but are not limited to, adenovirus, adeno-associated virus,
Pure herpesvirus, vaccinia virus, and retroviral vectors
These include other particles that introduce DNA into cells, such as liposomes.
5.6.1 Antisense molecule
Use of antisense molecules as inhibitors of gene expression is based on genetics
A special treatment approach (for review, see Chapter 69, Section 5
And Practice ”, 4th edition, edited by DeVita et al. B. Lippincott, Philadelphia 1993
See Stein). The present invention relates to a gene or cDN encoding CaSm or a part thereof.
Treatment of nucleic acids consisting of at least 6 nucleotides that are antisense to A
Provides top and prophylactic use. "Antisense" CaSm as used herein
Nucleic acid refers to a portion of CaS mRNA (preferably mRNA) due to some sequence complementarity.
A nucleic acid capable of hybridizing. The present invention is further described below.
Thus, a pharmaceutically acceptable carrier comprises an effective amount of a CaSm antisense nucleic acid of the invention.
A pharmaceutical composition comprising:
In another embodiment, the invention relates to the generation of a CaSm nucleic acid sequence in a mammalian cell.
A method for inhibiting the current in vitro or in vivo, comprising the step of
Providing a cell with an effective amount of a composition comprising a chisense nucleic acid.
Turned to
The antisense nucleic acid of the present invention may comprise a coding region of CaSm mRNA and / or a non-coding region.
It can be complementary to a region. Antisense molecule is complementary to mRNA transcript of CaSm gene
Will bind and reduce or prevent translation. Although perfect complementarity is preferred
Is not necessary. As described herein, a portion of the RNA is "complementary"
Sequence is sufficient to hybridize to RNA and form a stable double helix.
Sequence with sufficient complementarity, and thus in the case of double-stranded antisense nucleic acids
May test a single strand of double-stranded DNA, or form a triple helix.
May be assayed. Hybridization ability depends on degree of complementarity and antisense
It depends on both the length of the nucleic acid. In general, the longer the hybridizing nucleic acid,
It increases the number of base mismatches with the RNA that it may contain, and still provides a stable double helix (and
May optionally be a triple helix). If you are skilled in the art,
By determining the melting point of the hybridized complex using standard methods,
You can check the allowable degree of pairing
You.
A nucleic acid molecule complementary to the 5 'end of the message (eg, up to the AUG start codon, and
And the 5 'untranslated sequence containing it) should work most effectively at inhibiting translation.
is there. However, recently, sequences complementary to the 3 'untranslated sequence of mRNA
Has been shown to be effective in inhibiting the translation of For an overview, see Wagner, R., 1994.
, Nature 372: 333-335. Thus, for example, as shown in FIG.
A nucleic acid molecule complementary to the untranslated non-coding region of either the 5'- or 3'-
Antisense approach to inhibit the translation of endogenous CaSm gene mRNA.
Noh.
Nucleic acid molecules complementary to the 5 'untranslated region of the mRNA are considered to contain the complement of the AUG start codon.
available. Antisense nucleic acid molecules complementary to the mRNA coding region are less effective translation inhibitors
Although a poison, it can be used in accordance with the present invention. Target or pathway gene mRNA
5'-, 3'- or those designed to hybridize to the coding region,
Antisense nucleic acids are at least 6 nucleotides in length, preferably from 6 to
Must be oligonucleotides ranging in length about 50 nucleotides. Special
In a particular embodiment, the oligonucleotide is at least 10 nucleotides,
Both 17 nucleotides, at least 25 nucleotides, at least 50 nucleotides,
Or at least 200 nucleotides.
Regardless of the choice of target sequence, first perform an in vitro study, for example, Section 7.
Quantify the ability of antisense molecules to inhibit gene expression, as described in Section 1.
Preferably. These studies are based on oligonucleotide antisense gene inhibition.
It is preferable to use controls that discriminate between harm and non-specific biological effects. these
In research, target RNA or protein levels were compared to internal control RNA or protein levels.
It is also preferred to compare with the level. Further antisense oligonucleotides
Compare the results obtained with the control oligonucleotide to those obtained with the control oligonucleotide.
Can be considered. The control oligonucleotide is almost identical to the test oligonucleotide.
Have the same length and the nucleotide sequence of the oligonucleotide is
Preferably, it differs from the antisense sequence, which is specific to the target sequence.
Preferably not more than necessary to prevent hybridization
.
Antisense molecules can be DNA or RNA or chimeric mixtures or derivatives thereof.
Alternatively, it may be a modified variant thereof, single-stranded or double-stranded. For example, molecule, c
In order to improve the stability such as hybridization,
It may be modified at the base moiety, sugar moiety, or phosphate backbone. As an antisense molecule
Other, such as peptides (eg, for target host cell receptors in vivo)
Or cell membranes (eg, Letsinger et al., 1989, Proc. Natl. Acad. Sci.
. U.S.A. 86: 6553-6556; Lemaitre et al., 1987, Proc. Natl. Acad. Sci. 84: 648-65
2; see PCT Publication No. WO 88/09810 published December 15, 1988) or the blood-brain barrier (
See, for example, PCT Publication No. WO 89/10134 published April 25, 1988).
Enhancers, hybridization-triggered cleavage agents (eg, Krol et al., 1988, Bi).
oTechniques 6: 958-976) or intercalating agents (see, for example, Zon, 1988, Pharm. Res.
. 5: 539-549). Antisense molecules for this purpose are
Molecules such as peptides, hybridization-triggered crosslinkers, transport agents, hybrids
It may be conjugated to a ligation-induced cleavage agent or the like.
Antisense molecules include, but are not limited to, 5-fluorouracil
, 5-bromouracil, 5-chlorouracil, 5-iodouracil, hydroxanthine
, Xanthine, 4-acetylcytosine, 5- (carboxyhydroxylmethyl) ura
Sil, 5-carboxymethylaminomethyl-2-thiouridine, 5-carboxymethyl
Aminomethyluracil, dihydrouracil, β-D-galactosyl eosin,
Nosin, N6-isopentenyl adenine, 1-methylguanine, 1-methylinosine, 2
, 2-dimethylguanine, 2-methyladenine, 2-methylguanine, 3-methylcytosine
5-methylcytosine, N6-adenine, 7-methylguanine, 5-methylaminomethyl
Ruuracil, 5-methoxyaminomethyl-2-thiouracil, β-D-mannosyl
Queosin, 5'-methoxycarboxymethyluracil, 5-methoxyuracil, 2-
Methylthio-N6-isopentenyl adenine, uracil-5-oxyacetic acid (v), wipe
Xoxosin, pseudouracil, queosin, 2-thiocytosine, 5-methyl-2-thio
Uracil, 2-thiouracil, 4-thiouracil, 5-methyluracil, uracil-5-
Oxyacetic acid methyl ester, uracil-5-oxyacetic acid (v), 5-methyl-2-thioura
Syl, 3- (3-amino-3-N-2-carboxypropyl) uracil, (acp3) w, and 2,6
-Comprising at least one modified base moiety selected from the group comprising diaminopurines
May be.
Antisense molecules also include, but are not limited to, arabinose, 2-flu
Oroarabinose, xylulose, and hexoses.
It may comprise at least one modified sugar moiety.
In yet another embodiment, the antisense molecule is a phosphorothioe
, Phosphorodithioate, phosphoramidothioate, phosphoramidate
, Phosphordiamidate, methyl phosphonate, alkyl phosphotriester,
And at least one selected from the group consisting of formacetal or an analog thereof
It may comprise one modified phosphate backbone.
In yet another embodiment, the antisense molecule is an α-anomeric oligomer.
Gonucleotide. α-anomeric oligonucleotides are paired with normal β units.
In contrast, the strand forms complementary double-stranded hybrids with complementary RNA that are parallel to each other.
(Gautier et al., 1987, Nucl. Acids Res. 15: 6625-6641). Oligonucleo
Tide is a 2'-0-methyl ribonucleotide (Inoue et al., 1987, Nucl. Acids Res. 15:
6131-6148), or chimeric RNA-DNA analogs (Inoue et al., 1987, FEBS Lett. 215: 32).
7-330).
The antisense molecules of the present invention can be prepared by standard methods known in the art, for example,
Dynamic DNA synthesizers (eg, commercially available from Biosearch, Applied Biosystem, etc.)
Can be synthesized. As an example, phosphorothioate oligonucleotides
Leotide is synthesized by the method of Stein et al.
(1988, Nucl. Acids Res. 16: 3209), methylphosphonate oligo
The nucleotides are controlled porous glass polymer supports (Sarin et al., 1988, Proc. Natl.
. Acad. Sci. U.S.A. 85: 7448-7451).
Antisense nucleotides complementary to the CaSm coding region, such as those described in Chapter 7.1
Otides could be used, but those complementary to the transcribed untranslated region are also preferred.
Good. For example, the following sequence:Antisense oligonucleotides having the following can be used according to the present invention.
Express or preferably overexpress CaSm using CaSm antisense nucleic acids
Can be treated or prevented from forming a cancer that includes such cell types. Express CaS mRNA
Alternatively, a cell type that is overexpressed can be identified by various methods known in the art.
Wear. Such methods include, but are not limited to, hybridization with CaSm-specific nucleic acids.
Redidation (eg Northern hybridization, dot blot
Hybridization,
CaSm gene product by immunoassay (by in situ hybridization)
And the like. In a preferred embodiment, immunocytochemistry or in situ high
Prior to treatment by hybridization, etc., primary tissues from patients were expressed in CaSm expression
Can be assayed for.
A pharmaceutically acceptable carrier comprising an effective amount of a CaSm antisense nucleic acid according to the present invention.
The pharmaceutical composition is a type of disease that expresses or overexpresses CaS mRNA or protein.
It can be administered to a patient with a disease or disorder.
CaSm antisense nucleic acids that may be effective in treating certain diseases or conditions
The amount of can be determined by standard clinical techniques, depending on the nature of the cancer or condition. Possible
Whenever possible, treat the antisense cytotoxicity of the tumor type being treated in vitro and then
It is desirable to determine an effective animal model system prior to treatment and use it in humans.
Antisense molecules should be delivered to cells expressing the CaSm gene in vivo
is there. Several methods developed to deliver antisense DNA or RNA to cells
Eg, injecting the antisense molecule directly into the tissue site, or
(Eg, an antisense molecule attached to a peptide or expressed on the surface of a target cell)
Modifications designed to target an antibody that specifically binds to a receptor or antigen)
Antisense molecules can be administered systemically. Delivery of antisense molecules
-Can be delivered to the desired cell population via the complex. In special embodiments
A pharmaceutical composition comprising a CaSm antisense nucleic acid,
Li-β-1-> 4-N-acetylglucosamine polysaccharide), liposome, microparticle or microphone
It is administered by capsule. In various embodiments of the invention, CaSm antisense
It may be useful to use such compositions to achieve sustained release of the nucleic acid.
In specific embodiments, targeted by antibodies to specific tumor antigens that can be identified.
It may be desirable to use liposomes (Leonetti et al., 1990, Proc.
tl. Acad. Sci. U.S.A 87: 2448-2451; Renneisen et al., 1990, J. Am. Biol. Chem. 265:
16337-16342).
However, intracellular concentrations of antisense are sufficient to suppress endogenous mRNA translation.
Achieving degrees is often difficult. Therefore, the preferred approach is
Pol III or pol with strong antisense oligonucleotide or polynucleotide
A recombinant DNA construct placed under the control of the II promoter is used. Patient target
Using such a construct to transfect cells, the endogenous CaSm gene
Produces sufficient transcription of single-stranded RNA that will form complementary base pairs with the transcript
And it will prevent translation of the CaSm gene mRNA. For example, 7.1
As described in the chapter, once a vector is introduced in vivo, it is taken up by cells.
And directs transcription of the antisense RNA. Such a vector is transcribed and
As long as it can produce antisense RNA, it remains episomal
Or can be integrated chromosomally. Such vectors are standard in the art.
It can be constructed by standard recombinant DNA techniques. Vectors are in mammalian cells
Plasmids, viruses, or publicly known in the art used for replication and expression in
It may be something else of knowledge. Expression of the sequence encoding the antisense RNA
Any known in the art to act on mammalian, preferably human cells
These promoters may be used. Such a promoter may be inducible or
, And may also be constructive. Such promoters are limited and
None: SV40 early promoter region (Bernoist and Chambon, 1981, Nature 2
90: 304-310), a sequence contained in the 3 'long terminal repeat of Rous sarcoma virus.
Lomotor (Yamamoto et al., 1980, Cell 22: 787-797), herpes thymidine kinase
Promoter (Wagner et al., 1981, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 78: 1441-1445).
And regulatory sequences of the metallothionein gene (Brinster et al., 1982, Nature 296: 39-42).
And so on. Any plasmid, cosmid, YAC or viral vector
Either directly at the tissue site or via the delivery complex
A recombinant DNA construct that can be introduced with this can be prepared. Alternatively, if desired
Using a viral vector that selectively infects tissues
You can also. Genetic variants available in the art, such as those described in Chapter 5.6.4
Any method for treating a child can be used. Representative methods are described below
I do.
5.6.2 Ribozyme
Ribozymes are enzymatic RNA molecules that can catalyze the specific cleavage of RNA.
(For an overview, see Rossi, J., 1994, Current Biology 4: 469-471, for example).
The mechanism of ribozyme action includes the sequence of the ribozyme molecule to complementary target RNA.
Specific hybridization is followed by endonucleolytic cleavage. Re
The composition of the bozyme molecule comprises one or more sequences complementary to the target gene mRNA, and further comprises
It must contain the well-known catalytic sequence involved in RNA cleavage. This array
No. 5,093,246, which is incorporated herein by reference in its entirety.
Teru. As such, within the scope of the present invention, the RNA sequence encoding the target gene protein
Hammerhead motif specifically and efficiently catalyzes endonucleolytic cleavage of yeast
The bozyme molecule is manipulated.
In addition, ribozyme components designed to catalytically cleave the CaSm gene mRNA transcript
Disrupts CaSm gene mRNA translation and expression of target or pathway genes using offspring
You can also. (For example, PCT International Publication No. WO90 / 11364 published October 4, 1990; Sa
rver et al., 1990, Science 247: 1222-1225). MRNA by site-specific sequence recognition
CaSm gene mRNA can be destroyed using a ribozyme that cleaves
The use of marhead ribozymes is preferred. Hammerhead ribozyme is the target mRNA
MR at the position indicated by flanking regions that form complementary base pairs with NA
Cut NA. The only requirement is that the target mRNA has the following two base sequences: 5'-UG-3
'Is to have. Construction and manufacture of hammerhead ribozymes is described in the art.
It is well known in the art and further described in Haseloff and Gerlach, 1988, Nature, 334: 585-591.
Is well documented. A cleavage recognition site is located near the 5 'end of CaSm gene mRNA.
To be efficient, ie increase efficiency,
It is preferable to engineer ribozymes to minimize intracellular accumulation of
New
For example, the following array:
A hammerhead ribozyme having the following can be used according to the present invention.
The ribozymes of the present invention also include Tetrahymena Thermophila (IVS, or L-19 IVS
(Known as RNA) and by Thomas Cech and co-workers.
(Zaug et al., 1984, Science, 224: 574-578; Zaug and Cech, 1
986, Science, 231: 470-475; Zaug et al., 1986, Nature, 324: 429-433; University P
International Patent Application No. WO 88/04300 published by atents Inc .; Been and Cech, 19
86, Cell, 47: 207-216) and other RNA endoribonucleases (hereinafter "Cech-type
Bozyme "). Cech-type ribozymes are targeted at the target RNA after cleavage of the target RNA occurs.
It has an eight base pair active site that hybridizes to the sequence. The present invention resides in the CaSm gene.
Includes those Cech-type ribozymes that target an existing 8 base pair active site sequence.
As in the antisense approach, ribozymes are modified oligonucleotides.
(Eg, related to improvements in stability, targeting, etc.)
It should be delivered to cells that express the gene. The preferred method of delivery is a strong structure.
D "encodes" a ribozyme under the control of the adult pol III or pol II promoter
Transcription to include the use of NA constructs
Transfected cells are sufficient to disrupt endogenous CaSm gene messages and inhibit translation
Will produce large amounts of ribozymes. A ribozyme different from the antisense molecule
Since it is a medium, it requires only a low intracellular concentration for efficiency.
The antisense RNA and DNA, ribozymes, and triple helix molecules of the invention are:
The synthesis of DNA and RNA molecules can be controlled by any method known in the art.
Can be manufactured. These include, for example, solid phase phosphoramidite chemical synthesis and the like.
Oligodeoxyribonucleotides and oligoribonucleic acids well known in the art, such as
Includes techniques for chemically synthesizing nucleotides. Alternatively, the RNA molecule is
Can be produced by in vitro and in vivo transcription of a DNA sequence encoding an RNA molecule.
You. Such a DNA sequence may be a suitable RNA such as a T7 or SP6 polymerase promoter.
It can be incorporated into a variety of vectors that incorporate a polymerase promoter.
Alternatively, depending on the promoter used, the antisense RNA may be constitutive or
Stable introduction of inducibly synthesized antisense cDNA constructs into cell lines
it can. These nucleic acid constructs can be selectively delivered to desired cells via a delivery complex.
It can be administered to a population.
As a means to increase intracellular stability and half-life,
Various modifications can be introduced. Possible modifications are not limited
Is the 5 'and the flanking sequence of the ribo- or deoxynucleotide
And / or addition to the 3 'end, or oligos in the oligodeoxyribonucleotide backbone.
Phosphorothioate instead of phosphodiesterase linkage
Is the use of 2'0-methyl.
5.6.3 Therapeutic antibodies
Cancer using antibodies that show the ability to down-regulate the activity of the CaSm gene product
Can be treated. Such antibodies are prepared using the standard techniques described in Section 5.3 above.
For full-length wild-type or mutant CaSm protein,
Or, for example, a portion of a protein such as Sm motif 1 or Sm motif 2.
Can be prepared for any peptide. Some of these antibodies are limited
But not polyclonal, monoclonal, Fab fragment, single chain antibody, chimera
Antibodies.
Since CaSm is an intracellular protein, use antibodies that are internalized.
Is preferred. However, using ribofectin or ribosomes, CaSm
Delivery of antibodies or fragments of the Fab region that bind to a gene product epitope to cells.
Can be. When using antibody fragments, they bind to the binding domain of the CaSm protein.
The smallest inhibitory fragment is preferred. For example, various antibodies that bind to CaSm protein
A peptide having an amino acid sequence corresponding to the domain of the region can be used
. Such peptides may be chemically synthesized or recombinant using methods well known in the art.
DNA techniques (see, for example, Creighton, 1983, supra; and Sambrook et al., 1989, supra).
)). Alternatively, intracellular epitopes such as neutralizing antibodies
Single-chain antibodies that bind to the loop can also be administered. Such single chain antibodies are available from Marsac
o et al. (1993, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90: 7889-7893) and the like.
For example, nucleotide sequences encoding single chain antibodies within a target cell population
It can be administered by expressing the array.
5.6.4 Gene therapy
Gene therapy refers to subjects with cancer or who want to prevent or control cancer.
Refers to the treatment or prevention of cancer performed by administering an acid. This implementation of the invention
In a form, the therapeutic nucleic acid is an antitherapeutic that interferes with the therapeutic effect by inhibiting CaSm expression.
Produce nucleic acid molecules inside the cell. In another embodiment of the present invention,
Copy the negative mutant CaSm protein or non-functional fragment or derivative thereof
Administering nucleic acids comprising the sequence to be loaded, the interaction of CaSm and other intracellular
Inhibits CaSm action by interfering with molecules.
For a general description of methods for gene therapy, see Goldspiel et al., 1993, Cli.
nical Pharmacy 12: 488-505; Wu and Wu, 1991, Biotherapy 3: 87-95; Tolstoshe
v, 1993, Ann. Rev. Pharmacol. Toxicol. 32: 573-596; Mulligan, 1993, Scienc
e 260: 926-932; and Morgan and Anderson, 1993, Ann. Rev. Biochem. 62:19
1-217; May 1993, TIBTECH 11 (5): 155-215). Recombinant DNA technology available
A method generally known in the art is described in Ausubel et al., (Eds.), 1993, C.
urrent Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, NY; Kriegler, 19
90, Gene Transfer and Expression, A Laboratory Manual, Stockton Press, N
Y; and Chapters 12 and 13, Dracopoli et al., (Eds.), 1994, Current Protocols i.
n Human Genetics, John Wiley & Sons, NY.
In one embodiment, the therapeutic nucleic acid is a dominant non-functional CaSm protein in cancer cells.
Protein or a fragment thereof or a part of an expression vector for expressing a chimeric protein.
A certain CaSm nucleic acid. The function of CaSm is that protein-protein interactions
It is thought that it intervenes. Therefore, it is effective in binding to its interacting partner
Competitive but functional CaSm mutant competes with wild-type CaSm
It can be used as a dominant negative mutation. Dominant non-functional CaSm
Can be manipulated to express CaSm in cancer cells that inappropriately overexpress CaSm.
In a preferred embodiment, the therapeutic nucleic acid produces an antisense molecule in a suitable host.
An antisense CaSm nucleic acid that is part of an expression vector. In particular, take
The nucleic acid has a promoter operably linked to the antisense CaSm sequence,
The promoter may be inducible or constitutive and, if desired, tissue specific.
You.
In another specific embodiment, the antisense CaSm sequence and any other desired
These sequences are flanked by regions that promote homologous recombination at the desired genomic site.
Thus, using a nucleic acid molecule that results in intrachromosomal expression of the antisense CaSm nucleic acid (
Koller and Smithies, 1989, Proc. Natl.
Acad. Sci. USA 86: 8932-8935; Zijlstra et al. , 1989, Nature 342: 435-438.
).
Delivery of the nucleic acid to the patient can be direct (the patient can be administered the nucleic acid or nucleic acid delivery vector or
Direct exposure to the livery complex) or indirectly (first in vitro nucleation of cells in vitro).
(Transformed with an acid and then transplanted into a patient). these
The two approaches are known as in vivo or ex vivo gene therapy, respectively.
I have.
In a specific embodiment, the nucleic acid is administered directly in vivo, where it is expressed.
Produce antisense nucleic acid molecules or encoded non-functional CaSm gene products
. This can be accomplished by any of a number of methods known in the art, including, for example, a suitable nucleic acid.
Build it as part of an expression vector, e.g., defective or attenuated retrovirus
Virus or other viral vectors (US Pat. No. 4,980,286)
), Or by direct injection of naked DNA, or by microparticle bombardment (eg,
Genetic cancer; Biolistic, Dupont), or coating with lipids or cell surface receptors
Or drug transfections, biopolymers (eg, poly-β-1-> 4-N-
Acetylglucosamine polysaccharide; encapsulation in US Pat. No. 5,635,493), liposomes,
By use of encapsulation in microparticles or microcapsules or into the nucleus
By binding and administering a peptide that is known to be
To bind to a ligand susceptible to mediated endocytosis and administer it
(See, for example, Wu and Wu, 1987, J. Biol. Chem. 262: 4429-4432).
It can be achieved by administering such that it is present in the cell. Another implementation
In one embodiment, the nucleic acid-ligand complex can be formed, wherein the ligand
Comprises a fusogenic viral peptide that disrupts endosomes,
More nucleic acids can avoid lysosomal degradation. Yet another implementation
In the form, the nucleic acid is targeted to a specific receptor, resulting in cell-specific uptake.
And can be targeted in vivo for expression and expression (see, eg, PCT Publication No. WO 92/06180).
Issue April 16, 1992 (Wu et al.); WO92 / 22635
No. WO92 / 20316, Dec. 23, 1992 (Wilson et al.); No.
No. 3/14188 July 22, 1993 (Clarke et al.); No.WO93 / 20221 October 14, 1993 (Young)
See). Alternatively, a host for expression by introducing the nucleic acid into cells and homologous recombination.
It can be integrated into the DNA of cells (Koller and Smithies, 1989, Proc. Natl. A.
cad. Sci. USA 86: 8932-8935; Zijlstra et al., 1989, Nature 342: 435-438).
In a specific embodiment, a viral vector containing an antisense CaSm nucleic acid is used.
You. For example, retroviral vectors can be used (Miller et al., 1993,
Meth. Enzymol. 217: 581-599). These retroviral vectors are
Not required for packaging and integration of the ils genome into host cell DNA
It has been modified to delete the Torovirus sequence. A used for gene therapy
Antisense CaSm nucleic acids are cloned into a vector and gene delivery to the patient is achieved.
It will be easier. For more information on retroviral vectors, see Boesen et al., 1994, Biot.
herapy 6: 291-302, which may be more resistant to chemotherapy.
Virus that delivers the mdrl gene to hematopoietic stem cells
The use of vectors is described. Use of retroviral vectors in gene therapy
Other references that exemplify applications include: Clowes et al., 1994, J. Am. Clin. Invest. 93:64
4-651; Kiem et al., 1994, Blood 83: 1467-1473; Salmons and Gunzberg, 1993, Huma
n Gene Therapy 4: 129-141; and Grossman and Wilson, 1993, Curr. Opin. i
n Genetics and Devel. 3: There is 110-114.
Adenoviruses are other viral vectors that can be used for gene therapy. A
Denovirus is a particularly attractive vehicle for delivering genes to airway epithelium
. Adenoviruses naturally infect respiratory epithelia and cause mild disease. A
Other targets for denovirus-based delivery systems include liver, central nervous system, and endothelial cells.
There are vesicles and muscle. Adenovirus can infect nondividing cells
It has advantages. Kozarsky and Wilson, 1993, Current Opinion in Genetic
s and
Development 3: 499-503 outlines adenovirus-based gene therapy.
Provides a theory. Bout et al., 1994, Human Gene Therapy 5: 3-10
Demonstration of use of adenovirus vectors for transfer to rhesus epithelium in rhesus monkeys
Was done. Other examples of the use of adenovirus in gene therapy include Rosenfel
d et al., 1991, Science 252: 431-434; Rosenfeld et al., 1992, Cell 68: 143-155; and
Mastrangeli et al., 1993, J. Mol. Clin. Invest. 91: 225-234.
The use of adeno-associated virus (AAV) in gene therapy has also been proposed (W
alsh et al., 1993, Proc. Soc. Exp. Biol. Med. 204: 289-300).
The form and amount of the therapeutic nucleic acid intended for use will depend on the cancer, the desired effect, the condition of the patient, and the like.
And can be determined by one skilled in the art.
Unfavorable approaches to gene therapy include electroporation,
Lipofection, calcium phosphate mediated transfection, or virus
Antisense CaSm gene or dominant nonfunctional CaSm gene
To the cancer cells in tissue culture. Introduction methods usually include selectable markers.
Of the cells into cells. The cells are then placed under selection to incorporate the transgene.
Cells that are expressed in E. coli are isolated. Then replace with cells overexpressing CaSm
To deliver these cells to the patient. In this embodiment, the resulting recombination
Prior to in vivo administration of the cells, the nucleic acid is introduced into the cancer cells. Such introductions are limited
Although not required, transfection, electroporation,
Cloinjection, viral vector or bacterio containing nucleic acid sequence
Phage vector infection, cell fusion, chromosome-mediated gene transfer, microkaryotes (micr
ocell) known in the art, including mediated gene transfer, spheroplast fusion, etc.
Can be performed by any of the methods described above. Introduction of foreign genes into cells
Many techniques are known in the art (eg, Loeffler and Behr, 19
93, Meth. Enzymol. 217: 599-618; Cohen et al., 1993, Meth. Enzymol. 217: 618-644
Cline, 1985, Pharmac. Ther. 29: 69-92). The technology is cheap for cells
Results in the introduction of a defined nucleic acid, so that the nucleic acid can be expressed by the cells and
Preferably, it can be inherited and expressed by the progeny of the cell.
The resulting recombinant cells can be delivered to a patient by various methods known in the art. Good
In a preferred embodiment, the recombinant blood cells (eg, hematopoietic stem cells or progenitor cells)
Preferably, it is administered intravenously.
Using targeted homologous recombination, inactivate the gene or its promoter or
Knock-out can also reduce endogenous CaSm gene expression.
(Eg, Smithies et al., Each of which is incorporated herein by reference in its entirety).
1985: Nature 317: 230-234; Thomas & Capecchl, 1987, Cell 51: 503-512; Thom.
pson et al., 1989 Cell 5: 313-321). For example, the endogenous CaSm gene (CaSm gene
Flanked by DNA homologous to either the coding or regulatory region of
) Mutant, non-functional CaSm gene (or completely unrelated DNA sequence) can be selected
Together with or with a functional marker and / or a negative selectable marker
Can be used to transfect cells that express the CaSm gene in vivo.
it can. Insertion of the DNA construct allows inactivation of the CaSm gene by targeted homologous recombination.
Causes sexualization. Such an approach is particularly useful for animals with inactive CaSm genes.
Suitable for the use of modifications to ES (embryonic stem) cells to produce offspring of
See, eg, Thomas & Capecchi 1987 and Thompson 1989, supra). Such techniques
Surgery can also be used to create animal models of cancer. Direct injection of recombinant DNA construct
Provided or a suitable viral vector, such as a herpes virus vector
This approach will be useful in humans as long as
It should be noted that it can be applied to different uses.
Alternatively, the regulatory regions of the CaSm gene (ie, the CaSm gene promoter and
And / or enhancer)
Forms a triple helix structure that blocks CaSm gene transcription in target cells in the body
This can reduce the expression of the endogenous CaSm gene (as an overview,
lene, C.E. 1991, Anticancer Drug
Des., 6 (6): 569-84; Helene, C.E. Et al., 1992, Ann, N.Y. Acad. Sci., 660: 27-36;
And Maher, L.J., 1992, Bioassays 14 (12): 807-15).
5.7Pharmaceutical formulations and administration methods
The compounds and nucleic acid sequences described herein are administered to a patient at a therapeutically effective dose.
To treat or prevent cancer. A therapeutically effective dose is the amount of the treated subject.
Refers to an amount of the compound that is sufficient to provide a health benefit to the test subject. The therapeutic composition is a nucleic acid
Formulations and methods of administration that can be used if they comprise are described in Chapter 5.6.4.
You.
5.7.1Effective dose
The toxicity and therapeutic efficacy of the compound may be, for example, LD50(50% lethal dose of the population) and E
D50Cell culture or experiment to determine (the dose that is therapeutically effective in 50% of the population)
It can be determined by standard pharmaceutical methods in animals. Toxicity and treatment
The dose ratio of the effect is the therapeutic index, LD50/ ED50It can be expressed as a ratio. big
Compounds that exhibit a high therapeutic index are preferred. Can also use compounds that have toxic side effects
Yes, but minimizes the potential for damage to uninfected cells, thereby reducing side effects
To design a delivery system that targets such compounds to diseased tissue sites
Care should be taken.
The data obtained from cell culture assays and animal studies is based on the dosage used in humans.
It can be used in formulating a range. The dose of such compounds is almost
Is non-toxic ED50Is preferably within the range of the circulating concentration including: The dose is
It may vary within this range depending on the dosage form used and the route of administration used.
Wear. For any of the compounds used in the methods of the invention, the therapeutically effective dose will vary.
Can be estimated from cell culture assays. Dose is determined in cell culture
I c50(Ie, the concentration of test compound that achieves half-maximal inhibition of symptoms).
Ring plasma concentration
It can be formulated in animal models to reach a range of degrees. Using such information
Thus, an effective dose in humans can be more accurately determined.
Plasma levels can be measured, for example, by high performance liquid chromatography.
5.7.2.Formulations and uses
A pharmaceutical composition for use according to the present invention may comprise one or more physiologically acceptable carriers.
Alternatively, it can be formulated by an ordinary method using an excipient.
Thus, the compounds of the present invention and their physiologically acceptable salts and solvents are:
Administration by inhalation or infusion (either through the mouth or nose), orally, orally
It can be formulated for buccal, parenteral or rectal administration.
For oral administration, the pharmaceutical composition can be, for example, a binder (e.g., pregelled
Corn starch, polyvinylpyrrolidone, or hydroxypropylmethyl
Fillers (eg, lactose, microcrystalline cellulose, or phosphoric acid water)
Lubricants (eg, magnesium stearate, talc or silica)
Disintegrants (eg potato starch or starch glycolate nato)
Or a pharmaceutically acceptable agent such as a wetting agent (eg, sodium lauryl sulfate)
Tablets or capsules prepared by conventional methods using the excipients
Can get. Tablets can be coated by methods well known in the art. Oral throw
Liquid preparations for administration may take the form, for example, of solutions, syrups or suspensions.
Or they may be composed with water or other suitable vehicle before use.
As a dry preparation. Such liquid preparations may be suspended (e.g.,
Sorbitol syrup, cellulose derivatives or hydrogenated edible lipids); emulsifiers (eg
Non-aqueous solvents (eg, almond oil, oily oils).
Steal, ethyl alcohol or rectified vegetable oil); and preservatives (eg, methyl
Or propyl-p-hydroxybenzoate or sorbic acid)
Is
It can be prepared in a customary manner using various additives. In addition, the formulation is
Flavoring, coloring and sweetening agents can be included as appropriate.
Preparations for oral administration can be suitably formulated to give sustained release of the active compound.
You.
For buccal administration, the composition may be formulated in conventional tablets or lozenges (lo lozenges).
zenges).
For administration by inhalation, the compounds for use according to the invention are, for example,
Lorodifluoromethane, trichlorofluoromethane, dichlorotetrafluoroe
Pressurized packs using a suitable propellant such as tin, carbon dioxide or other suitable gas.
It can be conveniently delivered in the form of an aerosol spray from nebulizer or nebulizer. Pressurization
In the case of aerosols, by providing a valve to deliver a metered amount,
The unit of measurement can be determined. Caps made of, for example, gelatin for use in inhalers or insufflators
The cell or package is prepared by combining the present compound with a suitable powder base, such as lactose or starch.
Can be formulated to contain a powder mixture of
The compound can be administered parenterally, by injection, for example, by bolus injection or continuous infusion.
It can be formulated for administration (ie, intravenous or intramuscular). Injectable preparations, for example
Provided as unit dosage form in ampoules or multi-dose containers with added preservatives
it can. The composition may be in the form of a suspension, solution or emulsion in an oily or aqueous solvent.
Can be in the form of a mixture, and can be combined with suspending, stabilizing and / or dispersing agents, etc.
It can contain reagents. Alternatively, the active substance may be added to a suitable vehicle, e.g.,
It may be in the form of a powder for constitution with sterile water containing no pyrogen.
The compounds may also be used in conventional suppositories, for example cocoa butter or other glycerides.
Can also be formulated as rectal compositions such as suppositories or enemas, containing
You.
In addition to the formulations described previously, the compounds may also be formulated as a depot preparation.
Such long-acting preparations can be implanted (e.g., subcutaneously or intramuscularly) or
It can be administered by internal injection. Thus, as an example,
The compound can be a suitable polymeric or hydrophobic material, such as milk in an acceptable oil.
), Or with ion exchange resins, or with low solubility derivatives, such as low solubility
It can be formulated as a degradable salt.
6. Example:Identification of novel genes involved in cancer
This example describes the isolation and identification of the CaSm gene. Its expression is in the pancreas
Subtractive hybridization clones to isolate genes associated with cancer
Was performed. Overexpressed in pancreatic cancer cells for detailed characterization
The CaSm gene was selected.
6.1.Materials and methods
Cell line
The cell lines HS680.PAN, CAPAN-1 and PANC-1 were converted to American type culture.
-Obtained from the collection (Rockville, MD). DMEM / 10% FBS respectively
, RPMI 1640/15% FBS and DMEM / 10% FBS. In a 35 mm well,
2 μg of DNA and 10 μl of LipofectAmine (Fibco-BRL, Bethesda, MD) (60-5
(0% confluent) to transfect PANC-1 cells. 500μ
Stable transfected cells were selected in g / ml G418. Soft agar growth assay
Was performed in a 6 well plate (35 mm well). At 1000, 5000, and 25,000 cells
Duplicate assays started were counted after 3 weeks. Two independent runs of the soft agar assay
Was.
Tissue and serum samples
The Cooperative Human Tissue Network, Mt. Sinai Medical Center in Miam
i Beach, Florida (from Dr. Saul Suster) and The Medical University of Sou
Human tissue was obtained from th Carolina.
RNA isolation and analysis
RNA from cultured cells and human tissues was purified according to the manufacturer's protocol using RNAzol B (
Purified using Tel-Test, Inc., Friendswood, TX). Lehrach et al. (1977, Bioche
m, 16: 4743-4751) containing 0.66M formaldehyde (2.2M in the sample).
Total RNA was fractionated on a 1.2 or 1.5% agarose gel. Separated in gel
Transfer RNA to Duralon filters (Stratagene) in 0.1 M sodium phosphate, pH 6.8.
After transfer and UV crosslinking, follow the manufacturer's instructions in Quik-Hyb (Stratagene).
Hybridized with the labeled nucleic acid molecule. The quantity and quality of RNA is 28S and 18S-ribo
Monitoring was performed by visualization of the some band with ethidium bromide.
6.2.result
6.2.1Cloning of cancer-related genes
In pancreatic cancer, mRNAs that are separately expressed are firstly the pancreatic cancer cell line CAPAN-1 and
Hybridization subtracted with the more normal and more normal pancreatic epithelial cell line HS680.PAN
It was identified by performing the zation. Subtractive hybridization first
Performed as reported (1990, Schweinfest et al., Genet. Anal. Tech. Appl., 7:
64-70; 1993, Schweinfest et al., Proc. Natl. Acad. Sci., USA, 90: 4166-4170).
Complementary DNA (cDNA) clones obtained by subtraction hybridization
The expression was confirmed by two methods.
First, the DNA from 600 subtracted cDNA clones was dot-blocked onto a nylon membrane.
Hybridization between CAPAN-1 and labeled total cDNA derived from HS680.PAN mRNA
Analyzed according to the option. Clone CA3-30 showing different hybridization,
Isolated from subtracted library clones. Full length partially included in CA3-30
The sequence is called the CaSm gene. Using the first CA3-30 cDNA clone,
A full-length clone of the CaSm gene was isolated by surgery. CaSm is
Among them, stronger hybridization for CAPAN-1 cDNA compared to HS680.PAN cDNA
Had a solution signal.
Second, the CaSm cDNA insert was expressed differently (other, identified in trials).
Northern blots of RNA from tumor and normal pancreatic tissue
Used as a probe in the scanning. FIG. 1 shows a sample pair (from the same patient).
Tumors and normal tissues) and CaS, including both individual tumors and normal subjects
A representative Northern blot for m is shown. 8 out of 9 pairs are tumor / pancreas
In flames, it shows significantly higher levels of 1.2 kb CaSm mRNA than normal.
Because absolute levels of CaSm mRNA vary somewhat between samples, some tumors
Samples had lower mRNA levels than unpaired normal samples (e.g.,
17T and 18N). However, in paired samples, tumor tissue
Shows a consistent pattern of overexpression in 9 individual tumor / pancreatitis subjects
9 show high levels of CaSm mRNA, comparable to paired tumor subjects.
In addition to pancreatic cancer, CaSm mRNA is found in normal thymus, breast, colon, spleen and esophageal tissues
Is expressed in normal pancreas, lung, brain, placenta, kidney, ovary,
It is also found in testis and heart (FIG. 2A). Some pancreatic cancer cell lines have high levels
Expresses Bell CaSm mRNA. These include CAPAN-1, CAPAN-2, AsPC-1, PANC-1 and others.
And HPAC (Figure 2B). Other cancer-derived cell lines that express high levels of CaSm mRNA
Prostate (PC-3), liver (SK-HEP-1), ovary (OVCAR-3), lung (A-427), rectum (SW1
463), kidney (Caki-1) and non-erythropoietic hematopoietic cells (MOLT-4, NC-37, Raji, H9, KG-1)
Origin (Figure 2B) as well as mesothelioma. As a result, CaSm gene expression is
It was shown to be up-regulated in cells, especially pancreatic cancer cells.
The results also show that the liver (SK-HEP-1), ovary (OVCAR-3), lung (A427) and kidney (Caki-1
) -Derived cancer cell lines have increased CaSm expression compared to their cognate normal tissues
(FIGS. 2A and 2B are compared).
In addition, a lower molecular weight CaSm variant is identified by polymerase chain reaction
Have been. This mutant is clearly the amino acid 22- of Sm motif 1.
All 32 and Sm motif 2 are deleted.
6.2.2.CaSm cDNA
A full-length clone comprising the CaSm cDNA was isolated and sequenced, and nucleotides 878
-883 can be composed of 894 nucleotides containing a polyadenylation signal
all right. The translation initiation signal is the sequence TCAAA containing the essential purines at positions -3 and +4.A TG
A (nucleotides 160-168) (1991, Kozak et al., J. Cell Biol., 115
: 887-903). The largest open reading frame has an estimated molecular weight of 15,179 da
133 amino acid polypeptide (nucleotides 165-163) with a Luton and an isoelectric point of 4.97
Can be coded. The estimated open reading frame (ORF) of CaSm is
And its expression in the coupled transcription and translation reactions. The putative code strand is
18 kg, somewhat larger than the estimated molecular weight of 15.2 kd from its deduced amino acid sequence
Translate the Dalton polypeptide. Putative non-coding strands produce much smaller products
Generate. In addition, only antisense probes for the putative coding strand
Hybridized with mRNA from the cell, thus confirming expression of the putative ORF.
It is.
Significant similarity to any motif listed in the PROSITE database
No gender was observed. However, the 133 amino acid polypeptide of CaSm has the snRNP Sm G
It has significant homology to the protein (FIG. 3A). Between CaSm and human Sm G protein
Computer fit (BESTFIT) is 32% identity, 60% similarity (preserved)
Consider amino acid substitution). This similarity is almost entirely limited to the amino-terminal half of CaSm.
Is localized (amino acids 4-78). Interestingly, this homology indicates that the Sm protein
It has been localized to two Sm motifs that characterize Amilly (Hermann et al., 1995, E
MBO J., 14: 2076-2088). Sm motif 1 which is 32 and 14 amino acids respectively and
Sm motif 2 is probably the protein-protein phase required for the construction of the snRNP complex
(Hermann et al., 1995, EMBO J., 14: 2076-2088). CaSm and Sm
The level of identity between G proteins (32%)
For example, Sm G protein identity (> 50% identity) between very marginal species such as plants and yeast
Lower than that of one sex). Sm proteins derived from other snRNPs are better than Sm G proteins.
Not similar to CaSm. In addition, at 133 amino acids, the CaSm gene product
It is almost twice the size of the Sm G protein (76 amino acids). Finally, Sm F Tampa
With the exception of proteins (p1 = 4.6), all Sm proteins have a basic isoelectric point (Wop
pmann et al., 1990, Nuc. Acids Res., 18: 4427-4438). For this reason, CaSm
It does not appear to be a true member of the quality family. Nevertheless,
Most important properties that make up the Sm motif are retained in CaSm. Explicitly
Are 100% conserved glycine and Aspa at positions 13 and 23 of Sm motif 1, respectively.
Lagin residues are also found in CaSm. Overall, matches with Sm motif 1,
Twelve of the fifteen identified positions are conserved in CaSm. In addition, Sm Mochi
Of the 11 positions that were found to be identical in Roof 2, 10 were also conserved in CaSm
(See FIG. 3A).
Among known proteins, the predicted CaSm protein is human Sm G protein.
Ie, most similar to the “common protein” component of snRNP (1995, Hermann et al.)
EMBO J., 14: 2076-2088). Interestingly, the largest region of homology is the Sm protein.
It is found in the so-called Sm motifs 1 and 2, which characterize the protein. These mochi
Is the protein-protein phase among members of the Sm protein family.
Required for interaction, but they are also key Sm protein families
(1995, Hermann et al., EMBO J., 14:20).
76-2088). All eight snRNP common core proteins have been cloned and sequenced.
However, CaSm has very limited homology to this group. Therefore,
CaSm is not considered a member of this common core group. Protein distribution
Caenorhabditise legans and Saccharomyces ce
Two gene products of DNA sequence from revisiae have higher levels than Sm G protein
Similarity was shown (see FIGS. 3B and 3C). The homologues of these two CaSm gene products are also
Including Sm motifs
It is most similar to CaSm in the region. Each of these gene products is cosmid F40F
8 (GenBank accession number Z69302). elegans open reading frame J071
4 (PIR S55137), and the S. cerevisiae encoded by the DNA clone under accession number Z49399. cer
Inferred from the evisiae gene product ORF YJL124c. C. elegans sequence is amino acids 3-12
1 has 54.4% identity, 72.8% similarity, while cerevisiae clone is amino
The acid 4-130 has 37.8% identity and 67.7% similarity. Both of these Sm motifs
Area. In addition, important amino acids that form a consensus
It is also stored at this location. Thus, it has a molecular weight similar to CaSm.
These two proteins are examples of non-mammalian homologues of CaSm in each microorganism
.
Comprising genetically engineered peptides containing CaSm and FLAG epitopes
Transfect the DNA construct encoding the fusion protein into COS-1 cells temporarily.
I did it. Expression of the fusion protein and its subcellular distribution is specific to the FLAG epitope
(Kodak scientific imaging system)
). Typically, but not in the same transfected cell, but in the cytoplasm and nucleus
Both stainings were observed. The results indicate that CaSm is an intracellular protein that shuttles between cytoplasm and nucleus.
It was suggested to be protein. Comprising CaSm and green fluorescent protein
Similar results were obtained in expression experiments performed using the fusion protein (CaSm-GFP).
Was.
7.Example: Functional analysis of CaSm gene
This example illustrates the association of CaSm gene expression in pancreatic cancer cells with the transformed phenotype
Things. Soft agar growth assay to assess anchorage-independent growth of cancer cells
Was used to test for tumorigenicity of the cancer cells in mice.
7.1.Materials and methods
Neomycin / G418-resistance cassette and multiple clones from pBluescript II SK
Eukaryote, a modified version of pSG5 (Stratagene, La Jolla, CA)
Insert the CaSm-derived insert into the product expression vector pSGneoSK in the antisense direction.
Cloned. This construct is used to transfect PANC-1 cells.
Used. Similar antisense CaSm expression constructs were transformed into another pancreatic cell line, ASPC-1 cells
Was used for transfection.
The antisense CaSm expression construct was constructed in E. coli using an enhancer,
Contains the combination of the denovirus major late promoter and the
Adenovirus transport vector pAdBM5 (Quantum Biotechnologi
es, Inc., Quebec, Canada). Adenovirus antisense CaS
m construct is a human 2 that complements the essential viral EIA and EIB gene deletions.
Replication is abnormal, except for cells such as 93 cells. Recombination product between two DNA molecules
Has been engineered to produce recombinant infection of the adenovirus.
The nome portion and this construct were co-transfected. These recombinant viruses
To infect many different cell lines or tissues of human or non-human origin
But they do not replicate once inside the cell.
7.2.result
Up-regulation of CaSm in pancreatic cancer cells is responsible for the transformation of these cells
In order to assess whether it is associated with a
The experiment was performed. Expression constructs that constitutively express the 0.8 kb antisense RNA of CaSm
, PANC-1 cells were stably transfected. For stable uptake of constructs
After selection in G418, individual clones were Northern blot hybridized.
Screening results in reduced endogenous 1.2 kb CaSm mRNA expression.
I did. Ann
Screening for antisense RNA is primarily expected to interfere with mRNA translation.
Endogenous 1.2 kb CaSm mRNA levels in most clones cloned show no decrease
Was. However, in order to confirm the decrease in CaSm expression, the knockdown of endogenous mRNA was confirmed.
The clones that showed "p" were preferentially selected for further experiments. Fig. 4
Significant decrease in endogenous CaSm mRNA transcript in presence of chisense transcript (0.8 kb)
This indicates that several clones were obtained.
Four clones were selected along with parental cells for analysis of anchorage-independent growth
. Significant decrease in growth ability of antisense transfectants in soft agar
(Figure 5). After 3 weeks in soft agar, only the parental cell line, PANC-1,
Retained the ability to form large colonies in agar (FIG. 5A). Still many
4 antisense transfections, including clone 1 expressing low endogenous CaSm transcripts
It is unlikely that all of the target bodies (clones K, L, 1 and 2) form large colonies.
could not. The specific measurement of anchorage-independent colony formation of clone K is large (> 280
μm) and medium (140-280 μm) colonies are smaller than small (<140 μm) colonies
Is also significantly greater (FIG. 5B). When growing on plastic,
Cell K and parental cell line PANC-1 show very similar growth rates,
The decrease in colony formation in the plant does not appear to be due to the growth rate.
ASPC-1 cells transfected with the antisense CaSm expression construct
Similar results were obtained when tested in Say. When compared to the parent ASPC-1 cells,
Growth of transfectants in soft agar was severely restricted. Evaluation of tumor formation ability
To evaluate, transfected ASPC-1 cells were also tested in vivo. Fine
Severe combined immunodeficiency (SCID) mice without vesicular and humoral immunity
Infected ASPC-1 cells were injected. As a result, when compared to parent ASPC-1 cells,
Infected ASPC-1 cells fail to form tumors in SCID mice, or
The rate of tumor formation was shown to be low.
Recombinant infectious adenovirus carrying antisense CaSm expression construct
PANC-1 cells stably transfected with the construct, as well as naive ASPC-1 cells
Cells stably transfected with vesicles and antisense CaSm constructs
Was used for infection. Unsensitized PANC-1 and ASPC-1 cells and tigers
Infect both transfected PANC-1 and ASPC-1 cells with the recombinant virus.
However, infected unsensitized PANC-1 cells and infected unsensitized ASPC-1 cells were
I could not survive. Pre-transfected infected PANC-1 and ASPC-1 cells
It survived and continued to show low growth in soft agar.
7.3.Consideration
These results indicate that CaSm gene is up-regulated in pancreatic cancer tissues and cell lines.
And induced by antisense RNA in pancreatic cancer cell lines.
Inhibition of CaSm expression results in those cells forming anchorage-independent colonies in soft agar.
Ability has been dramatically reduced. These findings indicate that CaSm is expressed in pancreatic epithelium
Support the notion that they contribute to the transformed state in pancreatic cancer. PA
In NC-1 cells or NIH3T3 cells, CaSm expression is not induced by serum stimulation,
Stable transfectants expressing CaSm antisense RNA are nontransfected.
Proliferates at the same rate as target cells and has no direct role in regulating growth.
I think it is.
Increased CaSm mRNA expression was observed in the majority of pancreatic cancer samples tested
Was. However, CaSm upregulation compared to the corresponding normal tissue
Two of the samples that showed a failure were not neoplastic tissues, but rather they were
Sample (see FIG. 1). A possible explanation for this finding is that CaSm is a disease of pancreatic cancer.
It may also be elevated in the predisposing state of pancreatitis (199).
5, Bansal et al., Gastroent., 109: 247-251). In addition, the sample tested was
Contains visceral cancer
Maybe. Another possibility is high levels of CaSm in activated lymphocytes.
Bell expression (see FIG.2B) was observed, indicating that
Spike up-regulation is caused by a large number of activated lymphocytes that are part of the inflammatory response
It may be due to.
However, implementation using other cell lines, such as prostate and lung cancer cell lines,
Preliminary results indicate that CaSm plays an important role in the transformation of these cancer cell lines.
And support for findings in pancreatic cancer.
ing.
The possibility of using gene therapy for cancer treatment was also tested. Strategy is in vivo
Cancer in patients causing down-regulation of endogenous CaSm gene expression
Based on the delivery of antisense CaSm nucleic acid molecules to the
Tumors regressed. The above results indicate that the antisense CaSm nucleic acid molecule
Cancer cells that can be delivered to pancreatic cancer cells by using a vector system based on
Phenotype could be changed. In addition, in the SCID mouse model
The results were correlated with the findings in the in vitro soft agar growth assay, indicating that CaSm expression was
Pancreatic cancer cells inhibited by antisense RNA have tumorigenic potential in vivo
Indicates lower.
8.Microbial deposit
An E. coli strain DH5α containing a cDNA clone encoding CaSm
July 11, 1997, under the provisions of the Budapest Treaty on the International Recognition of the Deposit of Microorganisms
American Type Culture Collection (ATCC), 12301 Parklawn D
Deposited with rive, Rockville, Maryland 20852 and obtained ATCC accession number 98497.
It is intended that the scope of the invention be limited to the specific embodiments described, which are intended to be merely illustrative of individual aspects of the invention.
The invention is not limited to the embodiments, and functionally equivalent methods and components are
It is within the scope of the invention. In fact, what is shown and described herein
In addition, various modifications of the present invention are described above.
And the accompanying drawings will make apparent to those skilled in the art. Such modifications are not
Within the scope of the term.
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(51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考)
A61K 39/395 A61P 35/00
48/00 C07K 14/47
A61P 35/00 16/18
C07K 14/47 C12N 1/21
16/18 G01N 33/15 Z
C12N 1/21 33/50 Z
5/10 33/53 D
G01N 33/15 M
33/50 33/566
33/53 33/574 A
C12N 15/00 ZNAA
33/566 5/00 B
33/574 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(GH,GM,KE,LS,M
W,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM,AZ,BY
,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL,AM
,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,CA,
CN,CU,CZ,EE,GE,GH,GW,HU,I
D,IL,IS,JP,KG,KP,KR,KZ,LC
,LK,LR,LT,LV,MD,MG,MK,MN,
MX,NO,NZ,PL,RO,RU,SG,SI,S
K,SL,TJ,TM,TR,TT,UA,UZ,VN
,YU
(72)発明者 パパス,タキス,エス.
アメリカ合衆国 29401 サウスカロライ
ナ州,チャールストン,ブル ストリート
84 シー
(72)発明者 バロン,ポール,エル.
アメリカ合衆国 29407 サウスカロライ
ナ州,チャールストン,サウス ポート
ドライブ 1669
(72)発明者 ワトソン,デニス,ケー.
アメリカ合衆国 29464 サウスカロライ
ナ州,マウント プレザント,ホブカウ
ブラフ ドライブ 617──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) A61K 39/395 A61P 35/00 48/00 C07K 14/47 A61P 35/00 16/18 C07K 14/47 C12N 1/21 16/18 G01N 33/15 Z C12N 1/21 33/50 Z 5/10 33/53 D G01N 33/15 M 33/50 33/566 33/53 33/574 A C12N 15/00 ZNAA 33 / 566 5/00 B 33/574 A61K 37/02 (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL , PT, SE), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, LS, MW, SD, SZ, UG, ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AL, AM, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA, CN, CU, CZ, EE, GE, GH, GW , HU, ID, IL, IS, JP, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LT, LV, MD, MG, MK, MN, MX, NO, NZ, PL, RO, RU, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, UA, UZ, VN, YU (72) Inventor Papas, Takis, S. United States 29401 Charleston, South Carolina, Bull Street 84 Sea (72) Inventor Baron, Paul, El. United States 29407 Southport Drive, Charleston, South Carolina 1669 (72) Inventor Watson, Dennis, K. United States 29464 Mau, South Carolina Door Pleasant, Hobukau Bluff drive 617