JP2001524812A - アポトーシス誘導タンパク質に対するrbの比率の減少による悪性細胞におけるアポトーシス細胞死の誘導方法 - Google Patents

アポトーシス誘導タンパク質に対するrbの比率の減少による悪性細胞におけるアポトーシス細胞死の誘導方法

Info

Publication number
JP2001524812A
JP2001524812A JP53617498A JP53617498A JP2001524812A JP 2001524812 A JP2001524812 A JP 2001524812A JP 53617498 A JP53617498 A JP 53617498A JP 53617498 A JP53617498 A JP 53617498A JP 2001524812 A JP2001524812 A JP 2001524812A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
apoptosis
ink4
prb
protein
vector
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP53617498A
Other languages
English (en)
Inventor
ストラウス,ミカエル
サンディッグ,ヴォルカー
バーテック,ジリ
ルーカス,ジリ
Original Assignee
ヘパヴェック アクチエンゲゼルシャフト フール ジェンセラピー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ヘパヴェック アクチエンゲゼルシャフト フール ジェンセラピー filed Critical ヘパヴェック アクチエンゲゼルシャフト フール ジェンセラピー
Publication of JP2001524812A publication Critical patent/JP2001524812A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/46Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates
    • C07K14/47Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates from mammals
    • C07K14/4701Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates from mammals not used
    • C07K14/4747Apoptosis related proteins
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P35/00Antineoplastic agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/46Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates
    • C07K14/47Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates from mammals
    • C07K14/4701Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates from mammals not used
    • C07K14/4736Retinoblastoma protein
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/46Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates
    • C07K14/47Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates from mammals
    • C07K14/4701Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates from mammals not used
    • C07K14/4746Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates from mammals not used p53
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00Medicinal preparations containing peptides
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K48/00Medicinal preparations containing genetic material which is inserted into cells of the living body to treat genetic diseases; Gene therapy
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2799/00Uses of viruses
    • C12N2799/02Uses of viruses as vector
    • C12N2799/021Uses of viruses as vector for the expression of a heterologous nucleic acid
    • C12N2799/022Uses of viruses as vector for the expression of a heterologous nucleic acid where the vector is derived from an adenovirus

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 本発明は、悪性疾患の治療用の組成物の製造のための、遺伝物質を含有するベクターの使用であって、該ベクターが、悪性疾患に罹患した被験者に投与されると、pRbタンパク質のリン酸化の阻害を悪性細胞において誘導することにより悪性細胞の増殖停止をまず達成した後、pRbのレベルを減少させアポトーシス誘導タンパク質のレベルを増加させることにより、悪性細胞内のアポトーシス誘導タンパク質のレベルに対するpRbタンパク質のレベルの比率を減少させることにより、悪性細胞においてアポトーシスを誘導することを特徴とする使用に関する。本発明はさらに、効率的導入のための特異的ベクターに関する。

Description

【発明の詳細な説明】 アポトーシス誘導タンパク質に対するRBの比率の減少による悪性細胞におけるア ポトーシス細胞死の誘導方法 発明の分野 本発明は、ヒトなどの哺乳動物中の悪性細胞において細胞死(例えば、アポト ーシス)を誘導する方法に関する。本発明はさらに、悪性細胞における増殖停止 およびそれに続くアポトーシスの誘導を達成する目的で遺伝物質を導入するため のベクターの使用に関する。本発明はまた、アポトーシスによる細胞死を誘導す る目的で悪性細胞内に遺伝物質を導入するためのベクターに関する。 一般的背景 現在のところ、ある程度の有望さを前臨床モデルにおいて示す癌遺伝子治療の ための基本的戦略は、限られた数しか存在しない。主な2つの戦略は、サイトカ イン遺伝子に補助される腫瘍ワクチン療法および選択的プロドラッグ活性化であ る。その第1の戦略は、比較的少数の遺伝的に修飾された細胞傷害性T細胞また は腫瘍細胞の強力な免疫刺激効果によるものであり、第2の戦略は、酵素をコー ドする遺伝子により無毒性プロドラッグを毒性産物へ変換することに基づくもの であり、この場合、その毒性効果は、いわゆるバイスタンダー効果により、導入 されていない分裂する腫瘍細胞上においても発揮される。別法として、癌遺伝子 を不活性化したり又は不活性化癌抑制遺伝子を回復させることにより、細胞の悪 性表現型を逆転させる戦略が考えられる。どちらの場合も、腫瘍内の細胞への非 常に効率的な遺伝子導入が要求される。遺伝子導入の高い効率は、in vitroにお いて、また、状況によってはin vivoにおいても得ることができるが、腫瘍細胞 における主な癌遺伝子変化を逆転させることによる悪性表現型の矯正により、正 常細胞が得られるとは考えられない。したがって、腫瘍細胞死の選択的誘導が好 ましく、そのような誘導を可能にする方法の開発は非常に重要であろう。 正常細胞が悪性に転じる前に、種々の癌遺伝子または癌抑制遺伝子におけるい くつかの遺伝的変化が生じているはずである。癌遺伝子または癌抑制遺伝子のほ とんどは、ある割合の腫瘍に関与しているが、それらはいずれも、すべての腫瘍 の発生に関与しているわけではない。細胞周期の制御などの細胞の運命について の中心的な決定には非常に限られた数の調節経路だけが関与しているという見解 に関する証拠が、現在集まりつつある。多段階発癌の一般的な特徴は、各経路の 成分の少なくとも1つの阻害にある。 劣性癌遺伝子または癌抑制因子が存在するという見解は、網膜芽細胞腫感受性 遺伝子(Rb1)の単離により初めて確認された。この発見は、癌抑制因子の探索を 著しく刺激した。それ以来、いくつかの他の癌抑制遺伝子が単離された。Rbl遺 伝子産物pRbの機能は、細胞分裂の調節に強く関連している[GoodrichおよびLee( 1993),Weinberg(1995),Bartekら(1996),HerwigおよびStrauss(1997)]。それ は、初期G1期ではリン酸化されない。非リン酸化pRbは転写因子E2Fと複合体を形 成し、そのE2Fは後期G1におけるリン酸化によりこの複合体から遊離される。こ のことは、その増殖抑制機能が、G0/G1におけるE2F依存性遺伝子の活性リプレッ サーの形成または正常に活性化するE2Fの隔離(sequestration)を引き起こしう るE2Fの結合に基づくことを示唆している。現在の見解は、両方の択一的メカニ ズムが、種々の遺伝子により又はさらには1つの同一遺伝子により機能しうると いうものである。 ある遺伝子の連続的な活性化は、静止状態(GO)からG1を経てDNA複製期(S)へ 、ついで第2間期(G2)を経て有糸分裂期(M)への進行を促進することを必要 とする[Pardee(1989)]。細胞周期の各時期が、一定時間だけ活性な一定の遺伝子 セットの活性を必要とすることは、明らかと考えられる。この秩序だった事象カ スケードを保証するための1つのメカニズムは、転写調節体の時期特異的リン酸 化および脱リン酸化である。これらの時期特異的リン酸化は、サイクリン依存性 キナーゼ(cdk)と称される酵素により引き起こされる。これらのcdk触媒サブユ ニットは、サイクリンと称される調節サブユニットと複合体を形成する[Sherr(1 993)]。該サイクリンは、ある標的タンパク質に対する特異的結合によりcdkを活 性化酵素に変換し、該キナーゼの基質特異性を決定する。該サイクリンは短寿命 タンパク質であり、そのmRNAおよび/またはタンパク質レベルは細胞周期の或る 時期に蓄積する。 最近、サイクリン依存性キナーゼの阻害因子(CKI)である新規クラスの増殖 調節体が同定された[SherrおよびRoberts(1996)]。CKIの1つのグループ、すな わちp21KIP、p27KIPおよびp57KIPを含むキナーゼ阻害タンパク質(KIP)は、い くつかのcdkを阻害しうるが、p15INK4、p16INK4、p18INK4およびp19INK4を含む 第2のグループ(INK4タンパク質)のメンバーはcdk4/cdk6に特異的である[Sher rおよびRoberts(1996)]。該キナーゼの正の調節体(サイクリン)および負の調 節体(CKI)は、cdkに対する結合に関して化学量論的に競合するらしく、これは 、cdk4/cdk6とDサイクリンまたはp16INK4のいずれかとのG1特異的複合体には少 なくとも当てはまる[Parryら.(1995)]。このことは、細胞環境中の増殖因子の 平衡が、サイクリンDまたはp16INK4のいずれかと複合体を形成しているcdk4/cd k6のおよその比率を決定し、それによりpRbのリン酸化の度合を決定することを 示唆している。もう1つの癌抑制因子であるp53は、p21INK4の誘導を介してpRb のリン酸化を阻害することにより、その機能の少なくとも1つを発揮するらしい [el Deiryら.(1993),Harperら(1993),Dulicら(1994)]。十分に特徴づけられた、 DNA損傷物質に対するこの応答は、後期G1におけるいわゆるチェックポイントに 特徴的である。したがって、p53に媒介される増殖停止の主要標的は、pRbに支配 される増殖制御機構であるらしい。pRbは、G1期進行の主要な公知リプレッサー として機能する[Pardee(1989),Sherr(1993),SherrおよびRoberts(1996)] p16INK4をコードする遺伝子は、ある種の腫瘍においては高い割合で失われて おり腫瘍由来細胞系においてはより一層頻繁に失われている癌抑制因子であるこ とが示されている[Kambら.(1994),Noboriら(1994)]。p16INK4機能の喪失は、 点突然変異、欠失などの種々のメカニズムにより、また、過メチル化を介した抑 制により生じうる[Merloら.(1995)]。最近のほとんどの研究は、Rbおよびp16INK 4 の喪失が相互排他的に生じ、それらの2つの癌抑制遺伝子の機能が、ほとんど のすべての腫瘍細胞系で失われていることを示している[Ottersonら(1994),Okam otoら.(1994),Tamら.(1994),Lukasら.(1995)]。 ほとんどの分化組識は、ある割合のそれらの細胞と共に絶えず再生している。 固形組識内の細胞数を一定に維持するためには、同時に細胞死が生じる必要があ る。このプログラムされた細胞死またはアポトーシスは、肝臓で最初に検出され 、ついでリンパ系細胞において広範に研究された。アポトーシスの誘導または予 防に関与する多数の遺伝子が同定されている[White(1996)]。これに関して最も 広範に研究された遺伝子産物の1つは、癌抑制因子p53である。このタンパク質 は最初は、SV40 T抗原(これもまたpRbに結合する)と複合体を形成しているパ ートナーとして同定された。SV40および他のDNA腫瘍ウイルスによるpRbおよびp5 3の同時不活性化は、ウイルスにより誘導される悪性トランスフォーメーション の唯一の原因になると示唆されている[HindsおよびWeinberg(1994)]。p53の発現 は、照射および他のDNA損傷処理により強く誘導される。同様に、p53は、サイク リン依存性キナーゼの一般的な阻害因子であることが示されているp21KIP[el De iryら.(1993)]などの他の多数の遺伝子の発現を誘導する。したがって、p53は、 cdk4活性のp21KIP媒介阻止を介してpRbのリン酸化を阻害することによりG1期に 細胞周期の阻害を引き起こすらしい。しかしながら、p53はまた、後期G1におい てアポトーシスを誘導することが示されており、これはおそらく、DNA損傷が適 切に修復できない場合に生じるのであろう。一方、p53の不存在下でのアポトー シスが示されており、このことは、p53が、アポトーシスの誘導因子であるが、 アポトーシスには要求されず、したがってアポトーシス機構の一部ではない可能 性があることを示唆している[White(1996)]。p53のアポトーシス的役割は、腫瘍 細胞の増殖の抑制に対するその最も重要な寄与である可能性がある。p53に対す る正常細胞の応答は細胞周期停止であると考えられるが、悪性細胞はおそらく、 p53により誘導されるアポトーシスに対して、より感受性であろう。したがって 、p53陽性腫瘍細胞は、照射または化学療法により誘導されるアポトーシスに一 般に感受性である可能性がある。 Rb欠損細胞では、p53機能を喪失する傾向が強い。公知腫瘍細胞系およびおそ らく腫瘍細胞(網膜芽細胞腫以外)のなかには、Rb欠損性であり依然としてp53 陽性であるものは存在しない。G1期制御の喪失は、数ラウンドの細胞増殖を可能 にするものの、おそらく著しい調節解除(deregulation)としてp53に認識され るのであろう。また、それは、突然変異の蓄積により生じる可能性があり、アポ トーシスにつながるであろう。サイクリンDの過剰発現またはp16INK4の喪失の 場合のRb経路の調節解除は、Rbの喪失の場合ほど顕著ではないため、p53の不活 性化は明らかに、最初の2つの状況に必須ではない。 野生型p53遺伝子の異所性発現は、p53を完全に欠くか又は突然変異p53を発現 するヒト腫瘍細胞系のin vitroでの増殖を抑制することが示された[Bakerら.(19 90),Chengら.(1992),Takahashiら.(1992)]。p53遺伝子が導入された腫瘍細胞は 、ヌードマウスにおいて、より低い腫瘍形成性を有していた。p53遺伝子を保持 するレトロウイルスベクターの気管内点滴は、ヌードマウスにおける正位ヒト肺 癌細胞の増殖を妨げた[Caiら.(1993)]。球形腫瘍モデルにおける同様のレトロウ イルスベクターの使用は、該ベクターが、内部腫瘍塊中に侵入し、また、肺癌細 胞において有意なアポトーシス腫瘍細胞死を誘導しうることを示した[Fujiwara ら.(1993)]。肺癌、そしてまた食道上皮の悪性病変は、頻繁に突然変異したp53 を有しており、このことは、これらの悪性疾患が、適当なベクターの点滴による p53遺伝子導入の主要標的となりうることを示唆している。レトロウイルスベク ターは、in vivoでの遺伝子運搬におけるいくつかの固有の問題を有するため、p 53遺伝子を有するアデノウイルスベクターが作製された[Zhangら.(1993)]。CMV プロモーターの制御下にp53遺伝子を有する第1世代のE1欠損ベクターが、p53を 欠損したヒト非小細胞肺癌細胞内に導入された[Zhangら.(1994)]。ほぼ100%の 遺伝子導入が、50pfu/細胞の感染多重度(m.o.i)で達成され、高レベルのp53タ ンパク質発現が検出された。p53欠損腫瘍細胞の増殖は有意に抑制されたが、p53 遺伝子に欠損を有さない細胞における影響はほとんど見出されなかった。p53ベ クターの腫瘍抑制効果は、種々の動物モデルで示されている[Willsら(1994),Liu ら(1994)]。最近、p53遺伝子導入の適用のための最初の臨床治験が公開された[R othら.(1996)]。この研究では、末期患者(該患者は、治療後数週間以内に全員 死亡した)の肺癌内にp53遺伝子を運搬するためにレトロウイルスベクターが使 用された。数人の患者においては、アポトーシス細胞死と相関する腫瘍退縮の明 らかな徴候が検出可能であった。しかしながら、この研究から腫瘍細胞死および 腫瘍塊退縮の程度を評価することは困難である。肺癌細胞は、p53を頻繁に欠損 しているばかりでなく、過剰発現されたp53によるアポトーシスの誘導に感受性 でもあるため、この腫瘍は、p53による遺伝子治療 に特に適したものとなる。 p16INK4(MTS1)は、正真正銘の癌抑制因子である。p16INK4遺伝子の機能は、 全腫瘍の約60%にのぼる種々の腫瘍型において失われ、膵臓癌および黒色腫にお いては機能の80〜90%の喪失に達する[Kambら(1994),Noboriら(1994),Merloら( 1995),Ottersonら(1994),Okamotoら(1994),Tamら(1994),HannonおよびBeach(199 4),Marx(1994),Zhangら(1994),Jenら(1994),Washimiら(1995),Hussussianら( 1994)]。前記のとおり、p16INK4遺伝子産物は、cdkを特異的に阻害し、それによ りpRbのリン酸化を阻害する[Serranoら(1993),Serranoら(1995)]。したがって 、それはpRbの直ぐ上流で機能する[Lukasら(1995),Kohら(1995)]。したがって、 pRbの喪失およびp16INK4の喪失は、択一的な事象である。Rb欠損腫瘍は、一般に は、p16INK4に関して陽性であり、p16INK4欠損腫瘍は、正常なRbを有する[Strau ssら(1995),Whiteら(1996)]。したがって、腫瘍細胞におけるp16INK4機能の回復 は、正常な増殖制御を回復させると考えられるが[Lukasら(1995)]、腫瘍増殖の 抑制には必ずしもつながらないであろう。p16INK4を有するアデノウイルスベク ターの、ヌードマウスにおける最近の応用は、腫瘍増殖の或る程度の遅延を示し ている。この結果は、p16INK4の癌抑制機能を証明しているが、この癌抑制因子 により腫瘍の有意な退縮を得ることができないことも示している。 発明の概要 本発明は、細胞増殖の抑制のための及びプログラムされた細胞死(アポトーシ ス)の誘導のための癌抑制因子の併用に基づく癌の遺伝子治療を目的とする。先 行技術は、種々の癌抑制因子が、腫瘍細胞に対する特異性を伴わずに細胞一般の 増殖を抑制しうることを示している。アポトーシスは、正常細胞においては種々 の因子により誘導されうるが、腫瘍細胞において誘導することは、より困難であ る。アポトーシスの誘導因子に応答する能力は主として、正常なp53遺伝子の存 在に大きく左右される。この遺伝子の産物は、アポトーシスの主要内因性誘導因 子である。p53遺伝子は、大部分の癌において機能的に不活性化される。腫瘍増 殖の速度は、主として、細胞増殖の増加とアポトーシスとの間の平衡によって決 まる。p53が失われると、自発的アポトーシスが発生せず、化学療法により誘導 されるアポトーシスの効率は非常に低い。腫瘍治療の主な目的は、腫瘍増殖の抑 制だけではなく、腫瘍細胞死の誘導にもあるため、それらの2つの原則を組合せ ることが特に重要であろう。機能的Rbの存在は、アポトーシスの妨害に関連して いる[Haas-Koganら(1995),HerwigおよびStrauss(1997)]。したがって、細胞周期 の制御およびアポトーシスの調節は、pRbおよびp53により厳重に調整されるらし い。両方の機能の喪失は、おそらく、アポトーシスによる細胞死を伴わない無制 限な増殖を保証するであろう。癌抑制因子の一方または他方の再構成が増殖制御 および/またはアポトーシスの再構成をもたらしうるか否かという疑問が生じる 。 本発明は、p16INK4遺伝子の産物(MTS-1=CDKI4=CD-KN2とも称される)[Hanno nら(1994)]が、機能的Rb1遺伝子を依然として有する(これは、全腫瘍の約85% に当てはまる)すべての細胞において細胞増殖を抑制するという初めての知見に 基づく。種々の型の腫瘍細胞内へ種々の手段によりp16INK4遺伝子を導入すると 、該導入遺伝子からp16INK4タンパク質が合成される限り続くRbタンパク質のリ ン酸化の抑制により、細胞増殖の抑制が生じる。ついで、細胞は阻止から回復し 、分裂を再開することが可能である。したがって、細胞分裂の一過性の抑制は、 腫瘍増殖の効率的な阻止および腫瘍退縮には十分ではないであろう。p16INK4遺 伝子の異所性発現に関して、p53陽性である腫瘍細胞における或る程度の自発的 アポトーシスが、選ばれたアデノウイルスベクターを使用してp16INK4遺伝子を 高度に過剰発現させた場合に認められた(実施例2)。p53欠損腫瘍細胞および正常 細胞においては、アポトーシスは認められなかった。p16INK4(Ad-p16-9)(ECAC C受託番号V97021335)とp53との組合せ過剰発現は、p53陽性または陰性である腫 瘍細胞においては、前例のない高度(100%に達する)のアポトーシスを引き起 こすが、驚くべきことに、正常細胞においては引き起こさない(実施例3)。過剰 発現したp16INK4の腫瘍細胞特異的アポトーシス効果の、この驚くべき知見を、 さらに詳細に研究した。p16INK4が過剰発現した場合には、Rbタンパク質(pRb)の レベルが3日間にわたり相当に減少することが認められた(実施例4)。この効果 は、おそらく、Rb1遺伝子を、その非リン酸化産物pRb が自己抑制することによるものであろう。したがって、p16INK4の過剰発現は、 細胞分裂を阻止するばかりでなく、ついでpRbレベルの減少をも引き起こし、そ れが今度は、p53陽性腫瘍細胞がアポトーシスを受ける能力の増強につながる。 後者は、p53の同時発現により劇的に増強されうる。 本発明の非常に重要な観点は、pRbおよびアポトーシス誘導タンパク質(例え ば、p53)の絶対的レベルだけでなく、それらの2つのタンパク質の比率が、ア ポトーシスの誘導に重要であるということである(実施例5)。種々の細胞型間で 異なるpRb/アポトーシス誘導タンパク質の比率(アポトーシス誘導タンパク質が p53である場合には、1:1から1:20である)は、細胞周期停止後に2通りの方法 で減少させなければならない。第1に、pRbのレベルは、少なくとも5倍(最初の レベルの20%未満)、好ましくは、少なくとも10倍(10%未満)、または一層好ま しくは20倍(5%未満)減少させなければならない。同時に、p53のレベルは、好 ましくは、最初のレベルの2倍以上にまで増加させるべきである。悪性細胞の80 〜100%における効率的なアポトーシスのためには、pRbのレベルを減少させるこ となくp53のレベルを増加させるだけでは十分ではない。pRbおよびp53のレベル の変化の定量は、診断された腫瘍から組識を、また、本発明に従う治療の後に同 じ領域から組識を摘出し、pRbおよびアポトーシス誘導タンパク質に特異的な抗 体を使用する免疫ブロット法、ELISAその他の標準的な免疫学的技術により該組 識サンプル中のpRbおよびアポトーシス誘導タンパク質のレベルを比較すること により行なうことができる。一般には、リン酸化pRbおよび非リン酸化pRbを含む pRbの全量を測定することになる。本発明の概念に従いpRbの全量を減少させる場 合には、減少するのは非リン酸化pRbである。なぜなら、もはやリン酸化pRbがほ とんど存在しない場合にのみ、減少が生じるからである。 治療は、典型的には、アポトーシス誘導遺伝子と所望により組合された好まし い形態のp16INK4遺伝子を含有するベクターを腫瘍状組識にトランスフェクトす ることを含み、pRbおよびアポトーシス誘導タンパク質の定量のための組識は、 典型的には、治療開始の1週間後または2週間後に摘出することになろう。 したがって、本発明は、悪性疾患の治療用の組成物の製造のための、遺伝物質 を含有するベクターの使用であって、該ベクターが、悪性疾患に罹患した被験者 に投与されると、pRbタンパク質のリン酸化の阻害を悪性細胞において誘導する ことにより悪性細胞の増殖停止をまず達成した後、pRbのレベルを減少させアポ トーシス誘導タンパク質のレベルを増加させることにより、悪性細胞内のアポト ーシス誘導タンパク質のレベルに対するpRbタンパク質のレベルの比率を減少さ せることにより、悪性細胞においてアポトーシスを誘導することを特徴とする使 用に関する。 本発明は、遺伝物質の導入のためのベクターに関する。 発明の詳細な開示 本発明は、一般には数時間または数日間にわたり連続的に生じるいくつかの事 象を提供するものであり、該事象は、細胞分裂の阻止およびそれに続くpRbレベ ルの減少を引き起こす遺伝子(それに関しては、p16INK4遺伝子が典型例である )の過剰発現により開始し、ついでp53などのアポトーシス誘導タンパク質の過 剰発現によりアポトーシスを誘導する。後者は、十分に検出可能なレベルの野生 型p53を発現する腫瘍においては省略することができる。pRb/アポトーシス誘導 タンパク質の比率の減少が、決定的に重要な点である。過剰発現は、好ましくは 、ウイルスベクター(好ましくは、アデノウイルスベクター)の使用により行な う。高発現体(正常レベルの5倍以上)の選択に関しては、注意しなければなら ない。最も好ましいのは、両遺伝子を同時に発現するベクターである。 したがって、本発明の好ましい手段は、p16INK4またはその関連体の1つとp53 またはその下流エフェクターの1つとの同時発現を可能にするアデノウイルス( または他のウイルス)ベクターである。pRbおよびp53は、ある経路のマスター調 節遺伝子であるため、p16INK4およびp53には、いくつかの可能な置換が存在する 。p16INK4遺伝子は、p15INK4、p18INK4またはp19INK4、あるいはp21KIP、p27KIP またはp57KIPと成功裡に置換することが可能である。p53遺伝子は、p53の代わり に治療用ベクターの一部として使用することが可能なbax、bak、bcl-Xなどの多 数のプロアポトーシス(pro-apoptotic)遺伝子を誘導する。「アポトーシス誘 導タンパク質」なる語を用いる場合、それは、そのような遺伝子のタンパク質産 物を意味する。 ヌードマウスにおいて導入前細胞からの腫瘍発生の抑制を引き起こすために( 実施例6)、また、既に存在する腫瘍内へのin vivo遺伝子導入により腫瘍増殖の 抑制を引き起こすために(実施例7)、本発明の方法を用いた。p16INK4またはp53 の単独投与は、ほとんど又は全く効果を与えないが、それらの2つの遺伝子の組 合せ効果は非常に強力であることを、データは明らかに示している。腫瘍増殖は 、ほとんどの動物において該組合せ治療により抑制され、さらに、他のいくつか は、該腫瘍の完全な退縮を示す。したがって、本発明の方法のin vivo適用の結 果は、腫瘍組識へのベクターの適切な運搬に大きく左右される。 本発明においては、p16INK4による増殖抑制とp53によるアポトーシスの誘導と の組合せ効果に基づく腫瘍遺伝子治療のための新規戦略を用いる。p16INK4の過 剰発現が、アポトーシス刺激に対する腫瘍細胞の感受性の増加につながるpRbタ ンパク質合成のダウンモジュレーションを誘導することが、初めて示された。し たがって、アポトーシス細胞死が大部分の腫瘍細胞において誘導されうる限り、 腫瘍細胞におけるサイクリンD/cdk-pRb経路の効率的な遮断が、増殖停止および 腫瘍の退縮(アポトーシス細胞死によるもの)のための決定的な段階である。本 発明は、生きた生物中の大部分の悪性細胞においてアポトーシスを誘導する方法 を初めて教示するものである。したがって、本発明は、効果的な抗腫瘍治療に関 して長く渇望されていた課題(ロング・フェルト・ニード)の解決手段を提供す るものである。 WO 96/27008は、腫瘍および他の過形成の治療のために、アデノウイルスベク ター内に含有されたp16INK4をコードする遺伝物質を細胞内に導入することを開 示している。この文献は、p16INK4の或るレベルの細胞発現が必要であるか又は 好ましいことを開示も検討もしていない。これに対し、本発明は、p53タンパク 質の存在下で使用するp16INK4タンパク質の有意な過剰発現だけが、効率的かつ 広範囲に及ぶ細胞死を引き起こすことを開示する。 WO 95/11301は、p53タンパク質の細胞レベルを増加させることにより又はp53 の活性を増加させることにより、増殖中の哺乳類細胞(例えば、癌細胞)の生存 能を減少させるための方法に関するものである。癌抑制に関する他の細胞タンパ ク質の役割については、検討も言及もされていない。p53の単独使用は、本 発明に関して用いるアプローチとは全く対照的なものであり、本発明は、アポト ーシスにより細胞死を誘導するためには悪性細胞内でp53を発現または過剰発現 させることだけでは十分でないことを示している(実施例3を参照されたい)。 WO 96/20207は、種々の病態生理学的細胞増殖疾患を治療するために治療的に 使用されるpRbおよびp53タンパク質の突然変異体を開示している。前記の2つの タンパク質をコードする核酸で同時または連続的に、癌細胞を処置する。しかし ながら、細胞死を達成するために必要な発現のレベルに関しては何ら言及されて いない。それらの2つのタンパク質の細胞比率の重要性は検討されていない。さ らに、p53またはpRbのいずれかを欠損した細胞系内で治療の正の効果が生じるこ とが示されているにすぎない。これは、WO 96/20207の方法が、癌の治療に概し て適していることを示唆するものではない。 WO 96/27008からは、種々の腫瘍細胞系におけるp16INK4の異所性発現が、これ らの細胞の増殖を抑制し得ることが公知である。しかしながら、本発明は、増殖 停止につながるp16INK4の有意レベルの過剰発現が、p53タンパク質に対するpRb タンパク質の比率(pRb/p53)の低下につながるpRbレベルのダウンレギュレーシ ョンおよびそれに伴うp53レベルの増加を介して、p53を発現する腫瘍細胞におけ るアポトーシスの誘導に決定的に重要であることを示している。さらに、pRbお よびp53のそれぞれのレベルの変化の実際の規模は、本発明に関しては数種類の 細胞について決定されている。 本発明は、悪性疾患の治療用の組成物の製造のための、遺伝物質を含有するベ クターの使用であって、該ベクターが、悪性疾患に罹患した被験者に投与される と、pRbタンパク質のリン酸化の阻害を悪性細胞において誘導することにより悪 性細胞の増殖停止をまず達成した後、pRbのレベルを減少させアポトーシス誘導 タンパク質のレベルを増加させることにより、悪性細胞内のアポトーシス誘導タ ンパク質のレベルに対するpRbタンパク質のレベルの比率を減少させることによ り、悪性細胞においてアポトーシスを誘導することを特徴とする使用に関する。 この場合、「増殖停止」なる語は、細胞分裂の実質的な阻止を意昧し、これは 、ほぼ完全な(典型的には、少なくとも90%の)阻止と理解される。 本発明の好ましい実施形態では、pRbのレベルを少なくとも5倍(最初のレベ ルの20%未満まで)、少なくとも10倍(最初のレベルの10%未満まで)、または少 なくとも20倍(最初のレベルの5%未満まで)減少させ、好ましくは、p53などの アポトーシス誘導タンパク質のレベルを少なくとも2倍増加させることにより、 アポトーシス誘導タンパク質のレベルに対するpRbタンパク質のレベルの比率を 悪性細胞において減少させる。 種々の型の悪性細胞におけるpRb/アポトーシス誘導タンパク質の比率が、増殖 停止をまず達成した後にアポトーシスによる細胞死を誘導する可能性を決定する ことが、本発明者らにより初めて示された。その実際の比率は、問題の細胞の型 によって異なることが認められている。本発明の方法を使用することにより、本 発明者らは、腫瘍中の悪性細胞の少なくとも90%においてアポトーシスを誘導す ることができている。 この殺細胞率は、前例がなく高いものであり、したがって癌の治療における有 意な改良をもたらす。 本発明では、アポトーシス誘導タンパク質のレベルに対するpRbタンパク質の レベルの比率(例えば、pRb/p53)は、好ましくは、特異的抗体を使用する同一 ゲル上におけるアポトーシス誘導タンパク質(例えば、p53)およびpRbタンパク 質の免疫ブロット法を用いることにより定量する。例えば一般的な二次抗体およ びストレプトアビジン−POD反応により測定される検出可能な一次抗体の量は、 おおよそ、それぞれの標的タンパク質の量(分子)に対応する。したがって、該 比率は、非常に厳密なモル比率を与えるものではなく、検出される免疫複合体の 相対的な測定値を与える。したがって、pRbレベルの減少およびアポトーシス誘 導タンパク質レベルの増加の測定は、それらの2つのタンパク質のモル比率の測 定より高い再現性および信頼性を有する。 pRbおよびアポトーシス誘導タンパク質のレベルの変化の定量は、好ましくは 、診断された腫瘍から組識を、また、本発明の治療後に同じ領域から組識を摘出 し、pRbおよびアポトーシス誘導タンパク質に特異的な抗体を使用する免疫ブロ ット法、ELISAその他の標準的な免疫学的技術により、これらの組識サンプル中 のpRbおよびアポトーシス誘導タンパク質のレベルを比較することにより行なう 。また、それぞれpRbおよびアポトーシス誘導タンパク質に関して免疫学的に染 色 された腫瘍からの組識切片を、本発明の治療後の同じ領域からの組識切片との比 較のために使用することが好ましい。好ましくは、本発明による治療は、p53遺 伝子またはp53プロアポトーシス下流遺伝子と所望により組合された好ましい形 態のp16INK4遺伝子を含有するベクターの有効量を腫瘍状組識にトランスフェク トすることを含む。pRbおよびアポトーシス誘導タンパク質のレベルの定量のた めの組識または組識切片は、好ましくは、治療の開始の少なくとも1週間後、好 ましくは少なくとも2週間後にそれぞれ摘出または切断する。pRb/アポトーシス 誘導タンパク質のレベルの比率が十分に減少しない場合には、該治療を繰返すこ とができる。 本発明の1つの実施形態においては、悪性細胞はp53陽性である。「p53陽性」 なる語は、免疫組織化学または免疫ブロット法などの標準的な技術により正常( 野生型)タンパク質が発現され検出されうることを意味する。 本発明のもう1つの実施形態においては、悪性細胞はp53欠損である。「p53欠 損」は、該遺伝子の著しい再編成または欠失による発現の欠如を意味する。 本発明の好ましい実施形態においては、悪性細胞内のpRbタンパク質のレベル を減少させる。 本発明の背後の中心的概念によれば、pRb/アポトーシス誘導タンパク質の比率 (例えば、pRb/p53)は、悪性細胞におけるアポトーシスの誘導に決定的に重要 である。さらに、本発明者らは、比率の減少のための出発点として正常な野生型 のレベルのpRbの存在が必要であることを示している。同様に、p53の存在が必要 である。したがって、本発明では、pRbのレベルおよびp53のレベルを操作するこ とにより、p53陽性である悪性細胞のアポトーシスを誘導することが可能である 。細胞がp53欠損である場合には、本発明に従いそれをp53陽性にすることが必要 である。 本発明のもう1つの好ましい実施形態においては、該細胞内への遺伝物質の導 入によりpRbのレベルを減少させアポトーシス誘導タンパク質(例えば、p53)の レベルを増加させることにより、アポトーシス誘導タンパク質のレベルに対する pRbのレベルの比率(例えば、pRb/p53)を悪性細胞において減少させる。 「遺伝物質」なる語は、核酸の配列を意味する。 本発明の特に好ましい実施形態においては、遺伝物質は、p16INK4、p15INK4、 p18INK4、p19INK4、p21KIP、p27KIP、p57KIPおよびp53よりなる群から選ばれる 1以上の遺伝子である。また、p16INK4遺伝子の修飾体が好ましい。特に、p16IN K4 タンパク質のcdk結合ドメインまたはこのドメインの突然変異体だけをコード するp16INK4遺伝子の修飾体が好ましい。 「修飾体」なる語は、遺伝子配列の特定の核酸の欠失、付加または置換により 元の遺伝子から誘導された遺伝物質を意味する。 本発明において増殖停止効果を引き起こすのは、p16INK4とcdk4との相互作用 であり、したがって可能な限り強力かつ効率的な相互作用を得るのが望ましい。 これは、正常なp16INK4より強力に内因性ckd4タンパク質と相互作用するp16INK4 タンパク質種を細胞内導入後に生成するp16INK4遺伝子の修飾体を構築すること により行なうことが可能である。 実施例4に示すとおり、悪性細胞内にp16INK4遺伝子を遺伝子導入し、ついで 該悪性細胞内で該遺伝子を異所性細胞発現させると、pRbの細胞レベルの減少が 生じる。この減少は、本発明においてアポトーシスの誘導のための必要条件であ る該悪性細胞の増殖停止を引き起こす。本発明によれば、悪性細胞内でp16INK4 を発現する効果を模擬する任意の手段により、増殖停止およびそれに続くアポト ーシスを達成することが可能である。p15INK4、p18INK4、p19INK4、p21KIP、p27KIP 、p57KIPの遺伝子にコードされるタンパク質は、p16INK4の類縁体であり、細 胞内で或る程度p16INK4効果を模擬しうる。したがって、本発明では、増殖停止 およびそれに続くアポトーシスの誘導を達成するために、これらのタンパク質を コードする遺伝子を悪性細胞内に導入することができる。修飾されているが依然 として機能的であるp16INK4遺伝子の形態にも、同じことが言える。 この場合、「p16INK4の類縁体」なる語は、p15INK4、p18INK4及びp19INK4など のINK4遺伝子ファミリーにより認識されるその遺伝子を意味する。 本発明の特に好ましい実施形態では、導入する遺伝物質は、p53遺伝子と組合 されたp16INK4遺伝子である。また、p53プロアポトーシス下流遺伝子と組合され たp16INK4遺伝子の修飾体の遺伝子導入も好ましい。 「p53プロアポトーシス下流遺伝子」なる語は、調節カスケード(例えば、pRb) の先頭に位置するp53の下流で作用する遺伝子を意味する。p53は、転写調節体と して、多数の遺伝子を活性化及び抑制し、これらのすべての遺伝子は、下流遺伝 子と称される。これらの遺伝子のなかには、細胞周期阻害因子(例えば、p21KIP) もあれば、プロアポトーシス的(pro-apoptotic)なものもある。p53プロアポト ーシス下流遺伝子としては、例えば、bax、bakおよびbcl-X遺伝子が挙げられる 。 p16INK4とp53との組合せ導入は、p53陽性およびp53欠損の両方の細胞における 悪性細胞内での増殖停止およびそれに続くアポトーシスの誘導の所望の効果を達 成することを可能にする。実施例3は、それらの2つの遺伝子の同時導入の相乗 効果が存在することを示す。同様に、p53下流遺伝子と組合されたp16INK4遺伝子 の修飾体を使用することが可能である。 本発明のもう1つの好ましい実施形態では、遺伝物質をベクター内で導入する 。該ベクターは、非ウイルスまたはウイルスベクターであり得る。該ベクターが ウイルスである場合には、本発明では、該ベクターが、アデノウイルスベクター 、レトロウイルスベクター、ヘルペスウイルスベクターおよびハイブリッドベク ターよりなる群から選ばれることが好ましい。 ウイルスベクターはAd-p16-9ベクター(ECACC受託番号V97021335)であるのが 特に好ましい。 本発明の特に好ましい実施形態では、導入する遺伝物質の高レベルの過剰発現 を達成させる。好ましくは2倍以上、より好ましくは4倍以上、さらに好ましく は6倍以上、より一層好ましくは8倍以上、最も好ましくは10倍以上の過剰発現 を達成させる。 この場合、「過剰発現」なる語は、正常細胞内に存在するレベルを超えるレベ ルでの発現を意味する。 本発明者らは、本発明における増殖停止およびアポトーシスの誘導を達成する ためには、p16INK4遺伝子の細胞過剰発現が決定的に重要であることを示す。効 果を得るためにはp16INK4自体の異所性発現で十分であることは、本発明の開示 前には公知でなかった。したがって、本発明は、過剰発現、好ましくは高レベル の過剰発現が必要であることを開示することにより、大多数の悪性細胞における アポトーシスの誘導の原理を初めて提供するものである。 本発明の特に好ましい実施形態では、p53欠損細胞をp53陽性にする。特に好ま しいp53欠損細胞は、p53遺伝子の導入によりp53陽性になる。 本発明の好ましい実施形態は、悪性疾患の治療のための、本発明の使用である 。好ましくは、該悪性疾患は固形腫瘍である。より好ましくは、該悪性疾患は、 結腸直腸癌、乳癌、肝臓癌、膵臓癌、前立腺癌、肺癌、頭頚部癌、腎臓癌および 黒色腫よりなる群から選ばれる。 本発明の重要な態様は、悪性疾患の治療用の組成物の製造のための、遺伝物質 を含有するベクターの使用であって、該ベクターが、悪性疾患に罹患した被験者 に投与されると、pRbタンパク質のリン酸化の阻害を悪性細胞において誘導する ことにより悪性細胞の増殖停止をまず達成した後、pRbのレベルを減少させアポ トーシス誘導タンパク質のレベルを増加させることにより、悪性細胞内のアポト ーシス誘導タンパク質のレベルに対するpRbタンパク質のレベルの比率を減少さ せることにより、悪性細胞においてアポトーシスなどの細胞死を誘導することを 特徴とする使用である。 本発明の好ましい実施形態は、該ベクターが非ウイルスベクターである、本発 明の使用である。また、ウイルスベクター、特に、アデノウイルスベクターの使 用が好ましい。 本発明の特に好ましい実施形態は、該ウイルスベクターが、アデノウイルスベ クター、レトロウイルスベクター、ヘルペスウイルスベクターおよびハイブリッ ドベクターよりなる群から選ばれる、本発明の使用である。ベクターAd-p16-9( ECACC受託番号V97021335)の、本発明の使用が特に好ましい。 この場合、「ハイブリッドベクター」なる語は、異なるベクターからの部分の 組合せにより作製されたベクターを意昧する。2以上のウイルスの異なる部分を 組合せることが可能であるが、ウイルスの一部と非ウイルス成分とを組合せるこ とも可能である。 実施例1において、本発明者らは、ベクターAd-p16-9(ECACC受託番号V970213 35)の使用が、該ベクターにより細胞内に導入された遺伝子の非常に高レベルの 細胞過剰発現を可能にすることを示す。本発明では、そのようなレベルの過剰発 現が好ましいため、開示するアデノウイルスベクターは、それが導入す る遺伝子の有意な過剰発現を媒介することが公知でない従来開示されているベク ターより優れた重要な利点を示す。 本発明の好ましい実施形態は、該遺伝物質が、p16INK4、p15INK4、p18INK4、p 19INK4、p21KIP、p27KIP、p57KIPおよびp53よりなる群から選ばれる1以上の遺 伝子である、本発明の使用である。特に好ましいのは、p16INK4遺伝子の修飾体 またはその多数の誘導体の使用である。より好ましいのは、p16INK4タンパク質 のcdk結合ドメインだけをコードするp16INK4遺伝子の修飾体の使用である。より 一層好ましいのは、p53遺伝子と組合されたp16INK4遺伝子の使用である。最も好 ましいのは、p53プロアポトーシス下流遺伝子と組合されたp16INK4遺伝子の修飾 体の使用である。 本発明の好ましい実施形態は、導入した遺伝物質の高レベルの過剰発現を達成 させる、本発明の使用である。選択した遺伝子の、2倍以上のレベルの過剰発現 を達成させるのが好ましい。選択した遺伝子の、4倍以上のレベルの過剰発現を 達成させるのがより好ましい。選択した遺伝子の、6倍以上のレベルの過剰発現 を達成させるのがさらに好ましい。選択した遺伝子の、8倍以上のレベルの過剰 発現を達成させるのがより一層好ましい。選択した遺伝子の、10倍以上のレベル の過剰発現を達成させるのが最も好ましい。 本発明の特に好ましい実施形態は、pRbのレベルを少なくとも5倍(最初のレベ ルの20%未満まで)、好ましくは少なくとも10倍(最初のレベルの10%未満まで) 、または一層好ましくは少なくとも20倍(最初のレベルの5%未満まで)減少さ せることにより(同時に、p53レベルを、最初のレベルの少なくとも2倍増加させ るべきである)、該比率(pRb/アポトーシス誘導タンパク質)を減少させる、本 発明の使用である。悪性細胞の80〜100%における効率的なアポトーシスのため には、pRbのレベルを減少させることなくアポトーシス誘導タンパク質(例えば 、p53)のレベルを増加させるだけでは十分でない。一方、アポトーシス誘導タ ンパク質のレベルを改変することなくpRbのレベルを減少させるだけで十分であ り得る。したがって、本発明の範囲内には、pRbを減少させアポトーシス誘導タ ンパク質(例えば、p53)を同じレベルに維持する使用が含まれる。 本発明の重要な態様は、p16INK4タンパク質またはその機能的等価体をコード す る核酸配列を含み、さらに、該ベクターに固有の遺伝要素と組合された、p53タ ンパク質またはその機能的等価体をコードする核酸配列を所望により含むベクタ ーであって、該固有要素が該遺伝子配列の有意な過剰発現を引き起こすことを特 徴とするベクターに関する。 D-13122 Berlin,Germanyにより受託番号V97021335としてEuropean Collection of Cell Cultures(ECACC)のコレクションに1997年2月13日付けで寄託されて いる特異的アデノウイルスベクターAd-p16-9に関する。該寄託は、ブダペスト条 約の規定に従い行なわれた。 図面の説明 図1は、ベクターAd-p16-9で遺伝子導入した後のIMR-90細胞におけるp16INK4 の過剰発現を示す。50のm.o.i.の感染を1時間行なった。細胞を洗浄し、抽出し (48時間後)、SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動によりタンパク質を分離し、 ニトロセルロースメンブレン上にブロッティングした。p16INK4の検出は、モノ クローナル抗p16INK4抗体(DCS50)を使用して行なった。右レーン中の上側のバ ンドは、ウイルス感染細胞内でアップレギュレーションされた内因性p16INK4に 対応する。下側のバンドは、該コード配列の短いN末端切断を有する遺伝子に由 来する異所性過剰発現したp16INK4を表す。 図2は、細胞周期調節に対するAd-p16INK4遺伝子導入の効果を示す。内因性p1 6INK4発現を欠く2つの細胞系(HuH7、LOVO)、および対照として採用する2つのR b陰性細胞系(BT549、C33A)を、PBSで処理する(上パネル)か又はそれぞれ50 、30、50および50のm.o.i.でAd-bg(中パネル)もしくはAd-p16INK4アデノウイル スで感染させる。感染の48時間後、ブロモデオキシウリジン(BrdU)を細胞培養培 地に加えた。30分後、細胞をトリプシン処理し、固定し、ヨウ化プロピジウム染 色によりDNA含量に関して、また、フローサイトメトリーを用いてBrdUの取込み によりDNA合成に関して分析した。Ad-p16INK4で処理したHuH7およびLOVO細胞に おいては、増殖している細胞の画分はほとんどなく、 一方、このウイルスは、BT549およびC33A細胞には何ら影響を及ぼさない。Ad-p1 6INK4で処理したHuH7細胞においては、G1細胞のDNA含量より少ないDNA含量を有 する細胞の画分(G1ピークの肩部分)が見出される(この肩部分の存在は、両方 の腫瘍細胞系での個々の実験によって様々である)。 図3は、p16INK4およびp53遺伝子の同時導入によるアポトーシスの刺激を示す 。HuH7、LOVOおよびIMR-90細胞のDNA含量を、ヨウ化プロピジウム染色後にフロ ーサイトメトリーにより分析した。細胞を、PBS(-)で処理するか或いはAd-p53 またはAd-p16INK4アデノウイルスでm.o.i.25(HuH7)または15(LOVO)で96時間 感染させ、ついで分析した。Adβgalウイルスを、m.o.i.25(HuH7)および15(L OVO)で加えた。Ad-p53およびAd-p16INK4の両方による二重感染を、各ウイルス についてm.o.i.25(HuH7)または15(LOVO)で行なった。Ad-p53で処理した細胞 では、わずかなS期減少だけが見出され、正常な細胞周期曲線が維持されるが、 Ad-p16INK4に感染した細胞では、G1およびG2ピークが広がる(典型的な実験)。二 重感染させたHuH7およびLOVO細胞のほとんどは、DNA含量の劇的な減少を示す。G 1およびG2ピークは存在しない。IMR-90細胞においては、sub-G1(アポトーシス )DNAピークが全く認められない。 図4は、HuH7細胞にAd-p16INK4ウイルスを感染させた後のpRbの発現およびリ ン酸化の時間経過を示す。感染は50のm.o.i.で行ない、示されている時点で抽出 物を調製する。「方法」に記載のとおり、抽出物をSDS-PAA電気泳動、ウエスタ ンブロット法およびpRbの免疫検出に供した。 図5は、p16INK4およびp53の過剰発現後における導入後の、減少したpRbレベ ルおよび増加したp53レベルの検出を示す。この図は、Ad-p16(15m.o.i.)およ びAd-p53(15m.o.i.)でのHuH7細胞のアデノウイルス感染を示し、これは、1mM MgCl2の存在下のリン酸緩衝食塩水(PBS)中で1時間行なった。細胞を37℃で3 日間インキュベートし、洗浄し、溶解バッファー中で抽出した。タンパク質(50 μg)を10%ポリアクリルアミド-SDSゲル上で分離し、セミドライブロッティン グによりニトロセルロースメンブレンにトランスファーし、免疫検出を行なった 。一次抗体は、pRbに対するG3245(Pharmingen)、およびp53に 対するAb-2(Oncogene Sciences)であった。特異的免疫複合体の検出は、ビオ チン化ヤギ抗マウス抗体およびストレプトアビジン-PODコンジュゲート(ECL sy stem,Amersham)を使用して行なった。X線フィルムにさらすことにより、化学 発光を検出した。 図6は、経時的な腫瘍サイズを、p53およびp16INK4での処理の相関因子として 示す。3×106個のHuH7細胞を、ヌードマウスの左鼠径領域内に注射した。肉眼で 認められるまでに腫瘍が増殖した15日後に、アデノウイルスベクター(6×109個 、150μl)を該腫瘍内に注射した(1日目)。4日後に、注射を繰返した。「方法」 に記載のとおりに、腫瘍サイズを測定した。 材料および方法 組換えアデノウイルスの構築および調製 p16INK4cDNA[Lukasら(1995)]を、CMVポリアデニル化シグナルと融合し、CMV前 初期プロモーターの下流にクローニングした。完全な発現単位をアデノウイルス シャトルベクターPdE1sp1A[Bettら(1994)]内に挿入した。Ca-PO4沈殿技術の変 法[Lieberら(1995)]を用いて該シャトルプラスミドとpJM17[McGroryら(1988) ]とを後期継代(late passage)293細胞のサブコンフルエント培養にコトラン スフェクトすることにより、組換えウイルスを作製した。該ウイルスを1回、プ ラーク精製し、制限分析により分析した。該プラークの1つがAd-p16-9を与えた 。CMVプロモーターにより駆動されるp53遺伝子を含有するアデノウイルスは、We i-Wei Zang(Houston)から快く贈呈されたものであり、RSVプロモーターの制御 下でβ-ガラクトシダーゼ遺伝子を保持するアデノウイルスは、Michel Perricau det(Paris)により快く提供されたものである。大きな精製ウイルスストックの 調製のためには、293細胞にm.o.i.5で感染させ、肉眼でCPEが認められるように なった後(48時間)で収穫した。0.2% NP40を含有するPBS中で細胞を溶解した 。細胞の破片を除去した後、該ウイルス懸濁液を2ラウンドのCsCl段階勾配遠心 分離[Kanegaeら(1994)]に付した。Sephadex G25カラム(PD25,Pharmacia)に 通すゲル濾過によりCsClを除去し、150mMNaCl、3mM KCl、1mM MgCl2、10mM Tris pH7.4および10%グリセロールを 含有する保存バッファー中でウイルスアリコートを−70℃で保存した。293細胞 上でのプラークアッセイにより力価を測定した。 細胞培養およびウイルス感染 HuH7(ヒト肝細胞癌)、BT549、MCF7(ヒト乳癌)、IMR-90(正常なヒト繊維芽細 胞)および293細胞(ヒト初代胚腎)を、10%FCSおよび2mMグルタミンを含有す るダルベッコ改変イーグル培地(Dulbecco's modified Eagle's medium(DMEM)) 中、5%CO2にて培養した。C33A(ヒト子宮頚癌)およびLOVO細胞(結腸癌)を、 10%FCSを含有するRPMI中で維持した。1日前にプレーティングした8×105細胞/ 10cmディッシユに、PBS+1mM MgCl2中、50(HuH7、BT549、C33A)、30(LOVO)、100 (IMR-90)および300(MCF7)のm.o.i.でアデノウイルスを60分間感染させた。 β-ガラクトシダーゼを発現するウイルスを種々の用量で細胞に感染させ、つい でXgalで染色することにより、肉眼で認められる毒性効果を伴うことなく該細胞 の100%において発現を引き起こすウイルスの最適濃度を測定した。 細胞周期分析 増殖中の細胞のパルス標識のために、ブロモデオキシウリジンを10mMの最終濃 度で細胞培養培地に適用し、細胞を37℃で30分間インキュベートした。細胞をPB Sで2回洗浄し、トリプシン処理し、70%エタノール中で固定した。2MHCl/0.5% Triton X100中で30分間のインキュベーションにより、DNAを変性させ、RNAを分 解した。0.1M Na2B4O7中での中和の後、細胞をマウスモノクローナル抗BrdU抗体 (Becton Dickinson)、ついでFITCコンジュゲート化ヤギ抗マウス抗体にさらした 。DNA含量の検出のために、PBSで洗浄された細胞にヨウ化プロピジウムを5μg/m lの最終濃度になるまで加え、EPICS XL-MCLフローサイトメーター(Coulter)を使 用してフローサイトメトリー分析を行なった。 実施例1 ベクターAd-p16-9(ECACC受託番号V97021335)によるp16INK4遺伝子の過 剰発現 正常なヒト繊維芽細胞(IMR-90、ATCC CCL186)を、Ad-p16-9(ECACC受託番号 V97021335)と共に1時間インキュベートし、ついで37℃で2日間インキュベー トした。感染細胞および未処理対照細胞を収穫し、洗浄し、溶解バッファー中で 抽出した。全タンパク質(50μg)を15%SDS-ポリアクリルアミドゲル上で移動 させ、ニトロセルロース膜上にブロッティングした。該ブロットを、抗p16INK4 抗体と共に、ついで二次抗体と共にインキュベートした。結果を図1に示す。該 ブロットをスキャンして、タンパク質の相対量を定量した。該実験では、p16INK 4 の量の、全体で43倍の増加が生じた。下側のバンドは、末端切断型導入遺伝子 にコードされるタンパク質に対応し、上側のバンドは、内因性p16INK4遺伝子も 該遺伝子導入法により活性化されることを示している。下側のバンドの強度から 算出した過剰発現の程度は、38倍であった。 実施例2 p16INK4の過剰発現は増殖抑制およびアポトーシスを招く 末端切断型であるが機能的であるp16INK4遺伝子をCMVプロモーターの制御下に 保持するアデノウイルスベクターを作製し、それを使用して、種々の組織由来の 種々の癌細胞系に感染させた。ついで、細胞周期に対するp16INK4の過剰発現の 効果を、「材料および方法」に記載の通りにフローサイトメトリー分析により測定 した。lacZ遺伝子を保持する対照ベクター(Ad-bg)での全細胞系の感染は、2 日目には細胞周期に有意な効果を与えなかったが、HuH7およびLOVO(ATCCCCL229 )の2つのRb陽性癌細胞系においてはS期への移行が完全に阻止された(図3)。 興味深いことに、感染の2日後のHuH7細胞からのDNAプロフィールにおけるG1ピ ークの左に肩部分が認められた。2日後、この肩部分は、同じ実験においては一 層顕著になったが、他のいくつかの実験においてはそうではなかった(示されて いない)。それはアポトーシス細胞のわずかな部分を反映していると疑われた。 この仮定を証明するために、少数のアポトーシス細胞を検出するTUNELアッセイ を行なった(示されていない)。10日間にわたり完全な増殖停止が認められたが、 アポトーシス細胞死は、試験した腫瘍細胞において時々検出 されたにすぎず、正常な二倍体繊維芽細胞(IMR-90)においては検出されなかっ た(示されていない)。 実施例3 アポトーシスに対するp16INK4およびp53の相乗効果 p16INK4の過剰発現は、細胞周期停止を誘導しうるばかりでなく、どういうわ けかRb陽性癌細胞をアポトーシス刺激に対して感受性にもするらしいため、p53 遺伝子の過剰発現がp16INK4発現細胞においてアポトーシスの効率的な誘導を引 き起こすか否かを明らかにすることは興味深いことであった。HuH7およびLOVO腫 瘍細胞ならびに正常IMR-90細胞に、比較しうる限られた多重度でAd-p16INK4およ びAd-p53を別々に又は一緒に感染させ、3日後にフローサイトメトリーによりDN Aプロフィールを分析した。結果を図3に示す。Ad-p53単独では、全3種の細胞 型において細胞周期に対する有意な効果を示さなかったが、Ad-p16INK4は、これ らの条件下ですべての細胞系においてG1停止を誘導した。両方のウイルスの組合 せは、2つの腫瘍細胞系においてsub-G1位へのDNAプロフィールの完全な移行を 引き起こし、このことは、ほとんどすべての細胞が、この時点でアポトーシスに 進入したことを示唆している。IMR-90細胞における効果は、全く検出されなかっ た(図3)。ウイルス感染の3日後のTUNELアッセイによるHuH7細胞におけるアポト ーシスの分析は、いくつかの細胞においてはp53がアポトーシスを誘導すること が可能であり、p16INK4過剰発現が、アポトーシス細胞の時折の出現につながり 、両遺伝子の組合せが大部分の細胞においてアポトーシスを誘導することを示し た。LOVO細胞に関して、同様の結果が得られたが、Ad-p53は単独で、Rb欠損BT54 9癌細胞において効率的なアポトーシスを誘導することが可能であった(示されて いない)。 実施例4 p16INK4過剰発現のpRbに対する経時的効果 驚くべきことに、3日間にわたるp16INK4の過剰発現は、pRbのリン酸化形態の 消失を引き起こしたばかりでなく、全Rbタンパク質の量の相当な減少をも引き 起こした(これは、肝細胞癌系HuH7において最も顕著であった)。経時的実験は、 pRbレベルが5日間にわたり徐々に減少することを示した(図4)。 免疫ブロット法 細胞をPBSで2回洗浄し、プレートから擦り取り、細胞溶解バッファー中で溶 解した。タンパク質濃度を、ブラッドフォード・アッセイにより測定した。50μ gのタンパク質を、8%(pRbの場合)、10%(p53)または15%(p16INK4およびp21 )ポリアクリルアミド-SDSゲル上で電気泳動的に分離した。タンパク質を、セミ ドライブロッティングによりニトロセルロースに写し、増強化学発光系ECLを用 いて免疫検出を行なった。p16INK4、Rb(G3245,Pharmingen)、p53(Ab-2,Oncogene Sciences)およびp21(DCS60)に対するマウスモノクローナル抗体を一次抗体と して使用し、二次検出にはビオチン化ヤギ抗マウス抗体およびストレプトアビジ ン-PODコンジュゲート(Amersham)を使用した。 pRbのダウンモジュレーションおよびアポトーシス 結果は、癌抑制遺伝子産物p16INK4の過剰発現が、G1において細胞周期を阻止 するばかりでなく、ついでpRb合成の抑制をも誘導しうることも示している。こ れが今度は、腫瘍細胞をアポトーシス刺激に対して感受性にするらしい。そのよ うな刺激はおそらく、培養中の持続的な増殖停止の条件下においても生じるので あろう。p16INK4は正常細胞においても細胞周期停止を誘導するが、それに続く アポトーシスを引き起こさないため[Lukasら,(1995)およびこの実施例]、該デー タは、持続的な増殖停止に対するアポトーシス応答が、腫瘍細胞に特異的である ことを示唆している。したがって、アポトーシス制御機構はおそらく、腫瘍細胞 の発生中に生じた他の変化を認識するのであろう。アポトーシスの誘導には、機 能的なp53の存在が必ずしも要求されないことが公知であり[Whiteら(1996),Bate sら(1996)]、この見解は、ある程度は、突然変異p53を保持するHuH7細胞での実 験により裏付けられる。しかしながら、Ad-p16INK4を導入したp53陽性腫瘍細胞 (LOVO、データは示されていない)において、低度のアポトーシスが、より一貫 して認められた。それにもかかわらず、過剰発現したp16INK4によりRb 経路が遮断された細胞内での野生型p53の過剰発現により、アポトーシスが劇的 に促進された。アポトーシス制御経路に関する現在の知見は、観察されたこの相 乗作用を完全に説明するには不十分であるが、pRbレベルの徐々の減少により、 1つの可能な筋書きが示唆される(図2)。p16INK4による持続的なG1阻止のこの予 想外の効果はおそらく、非リン酸化pRbの蓄積に応答したRB-1遺伝子発現の自己 抑制[Gillら(1994)]および/またはそのタンパク質分解[AnおよびDou(1996) ]により引き起こされるのであろう。pRbレベルが十分に減少すると、アポトー シスに対するRbの防御的役割をもはや維持することができない。これは今度は、 ある状況下でアポトーシスを誘導することが示されている転写因子E2F[Weinber g(1995),Nevins(1992)]の遊離による可能性がある[Qinら(1994),ShanおよびLee (1994),WuおよびLevine(1994)]。遮断されたRb経路(およびそれに続くpRbレベ ルの減少)が、例えば下流エフェクターの誘導に対して相乗的に作用することに よりp53と協同するというメカニズムにより、p53の促進機能は最もよく説明され るであろう。bax遺伝子産物[Oltvaiら(1993)]は、このエフェクターの優れた 候補である。なぜなら、それはp53により誘導されることが示されており[Oltvai ら(1993)]、また、E2Fがそのアップレギュレーションに関与している可能性があ るからである。いくつかの腫瘍、特に、p53およびpRbを欠損している腫瘍は、明 らかに、p53のみの過剰発現によるアポトーシス細胞死に感受性である[Yangら(1 995),Rothら(1996)]。この実施例で試験した両方のRb陽性腫瘍細胞系(HuH7、L OVO)は、p53の過剰発現によりG1において強く停止されることもなければ、アポ トーシスにより応答することもなかった。少なくともこれらのRb陽性腫瘍細胞系 においては、Rb経路の阻止および/またはそれに続くpRbレベルのダウンレギュ レーションを介したG1停止は、p53の過剰発現により促進されるアポトーシスの ための前提条件である、と結論づけることができるであろう。したがって、アポ トーシスのためには、低いpRb/p53比率が要求され、G1停止だけでは十分でない と考えられる。G1停止を引き起こすのに十分な正常レベルに近いp16INK4の発現 は、p53依存性アポトーシスを支持しない[Lukasら(1995)および未公開の結果]。 正常なIMR-90細胞においてはアポトーシスに対するこの協同効果が認められなか ったことを強調す ることが、重要である(図4)。したがって、過剰発現した野生型p53の存在下での pRbレベルのp16INK4依存性ダウンモジュレーションは、腫瘍細胞においてのみア ポトーシスを引き起こし、一方、正常細胞は、G1において停止したままである。 p53の存在下でのpRbダウンレギュレーションのこの腫瘍細胞特異的効果の分子的 基礎は明らかでないが、それは十中八九、Rb経路の阻害に加えて、腫瘍の発生に おいて生じた原癌遺伝子または癌抑制遺伝子中の突然変異によるものであろう。 正常細胞においては、G1停止後のpRbのダウンレギュレーションは、おそらく異 常ではなく、分化促進事象として機能している可能性がある。 実施例5 p16INK4およびp53の共発現はpRb/p53の比率を減少させアポトーシスを招く 感染の前日に、HuH7細胞(8×105細胞/10cmディッシュ)を播いた。Ad-p16INK4 (15m.o.l.)およびAd-p53(15m.o.i.)でのアデノウイルス感染を、1mM MgCl2の 存在下、リン酸緩衝食塩水(PBS)中で1時間行なった。該ウイルス懸濁液を、 新鮮な細胞培養培地と交換し、該細胞を37℃で3日間インキュベートした。この 期間の後、細胞をPBSで2回洗浄し、溶解バッファー中で抽出した。タンパク質 濃度を測定し、1レーン当たり50μgのタンパク質を10%ポリアクリルアミド-SD Sゲル上で分離した。タンパク質を、セミドライブロッティングによりニトロセ ルロース膜に写し、免疫検出を行なった。一次抗体は、pRbに対するG3245(Pharm ingen)、およびp53に対するAb-2(Oncogene Sciences)であった。特異的免疫複 合体の検出は、ビオチン化ヤギ抗マウス抗体およびストレプトアビジン-PODコン ジュゲート(ECL系、Amersham)を使用して行なった。図5に示す通り、X線フ ィルムに露光することにより、化学発光を検出した。該イメージの線形性を保証 するために種々の露光の比重(densitometric)スキャニングにより、バンドの 強度を記録した。図5のpRb特異的およびp53特異的バンドのスキャンされた相対 強度を、表1に記載する。 表1 このように、pRbレベルの5倍以上の減少およびそれに伴うp53レベルの4倍の 増加の結果、p53に対するpRbの比率は、この処理により20倍以上減少した。細胞 を、実施例2に記載の通り、細胞周期プロフィールに関して分析したところ、フ ローサイトメトリースキャンにおけるsub-G1ピークにより示される通り、その時 点で該細胞の約50%がアポトーシスに進入していることが判明した(示されてい ない)。より一層低いpRb/p53比率(0.25)およびほぼ100%のアポトーシス誘導 につながる、より多量のAd-p16INK4およびAd-p53(25m.o.i.の各ウイルス)で、 該実験を繰返した。 実施例6 p16INK4およびp53による腫瘍発生の抑制 癌細胞へのin vitroでのアデノウイルスの導入がヌードマウスにおいて腫瘍増 殖を妨げるか否かについて研究した。この目的のために、Ad-p16INK4もしくはAd -p53、対照Adtkウイルス(m.o.i.100)、またはAd-p16INK4およびAd-p53(それぞれ m.o.i.50)の混合物のいずれかをHuH7細胞に感染させ、該細胞をヌードマウスに 皮下注射した。第2の実験では、半分の量のAd-p16INK4およびAd-p53を使用し、 合計で100のm.o.i.となるまでAd-βgalを加えた。6週間後、腫瘍サイズを測定 した。結果を表2に要約する。すべての対照動物が腫瘍を形成し、一方、Ad-p16INK4 に感染した細胞または二重感染細胞を注射した2群の10匹の動物のうちの2 匹だけが、腫瘍を形成した。これらの腫瘍は、力価には無関係に、対照腫瘍のサ イズの10%未満であった。p53を導入した細胞で得られた結果は、力価に大きく 左右された。高い力価は、ある程度の増殖抑制効果を有していたが、それは、p1 6INK4ウイルスのものほど顕著ではなかった。 ヌードマウスでの実験 HuH7細胞を培養フラスコに播き、80%コンフルエントになるまで増殖させた。 以下の表2に示すアデノウイルスを、100のm.o.i.でアプライした。PBS中での感 染の1.5時間後、培地をアプライした。さらに7時間後、細胞を収穫し、3×106 細胞/動物(実験#1では、雌CD1-nu/nu、Charles River(Sulzfeld,Germany)、実 験#2では、MDC,Berlinにおいて飼育した雌NMRI-I-nu/nu)でヌードマウスの左鼡 径領域内に皮下注射した。6週間後、次式:V=axb2/2[Carlssonら(1983)]により 腫瘍容積を求めた。 表2:p16INK4およびp53遺伝子の導入による腫瘍増殖の抑制 示されている遺伝子を含有するアデノウイルスをヒト肝細胞癌細胞(HuH7)に 導入し、ついで該細胞をヌードマウスに皮下注射した。6週間後に、腫瘍体積を 測定した。数字は、各群において処理した5匹の動物のうちの、腫瘍を発生した 動物の数である。該腫瘍の平均サイズおよび標準偏差が示されている。実験#1で は、Adtk、Ad-p16INK4またはAd-p53を、単独で投与する場合にはそれぞれ100のm .o.i.で、あるいは一緒に投与する場合には50のm.o.i.で与えた。実験#2では、A d-p16INK4またはAd-p53は、単独で与える場合にはそれぞれ50のm.o.i.で投与し 、Adβgalを使用して、全ウイルスm.o.i.を100に調整した。 実施例7 p16INK4およびp53による腫瘍増殖の抑制 腫瘍細胞に該ウイルスベクターを予め導入することは強力な増殖抑制効果を有 することが予想されたため、HuH7肝細胞癌細胞から発生した腫瘍内に該ウイルス ベクターを直接注射する、予め樹立した腫瘍でのin vivo実験を行なった。この 実験の結果を図6に示す。該データは、組合せアプローチの効果を示している。 Ad-p16INK4は或る程度の効果を有し、Ad-p53は最低限の増殖遅延効果を有するに すぎなかったが、それらの2つの遺伝子の組合せは、少なくとも12日間のほとん ど完全な腫瘍増殖阻止につながった。その時点で、1つの腫瘍が完全に消散した 。 ヌードマウスでの実験 in vivo遺伝子導入実験のために、3×106個のHuH7細胞をヌードマウスの左鼡 径領域内に皮下注射した。肉眼で認められる腫瘍にまで増殖したら、皮膚を切開 し、腫瘍を露出させ、それにアデノウイルスベクターを150μl/動物の容量で注 射した。この手順を4日後に繰返した。腫瘍体積の増加を18日間にわたリモニタ ーした。 p16INK4およびp53は腫瘍増殖抑制において協同する この実施例は、アデノウイルスベクターによるp16INK4およびp53遺伝子の組合 せ導入が、正常または突然変異p53を発現するRb陽性腫瘍細胞においてp53単独で は達成できないと考えられるアポトーシスの効率的な誘導を引き起こすことを示 す。肝細胞癌細胞(HuH7)および結腸癌細胞(LOVO)へのそれらの2つの遺伝子 の導入は、ヌードマウスにおける皮下腫瘍の発生を完全に妨げた。これらの条件 下では、p16INK4単独でも、腫瘍増殖の抑制を引き起こすのに十分であった(表1 )。in vivoにおける腫瘍内へのアデノウイルスベクターの注射は、異なる結果を 与えた。p16INK4では或る程度の増殖遅延が認められ、p53では効果がほとんど認 められなかったが、それらの2つの遺伝子の組合せでは腫瘍増殖の強力な抑制が 認められた(図6)。Adβgal対照感染による検査では、それらの腫瘍の多重注射で さえ、100%の感染を引き起こさなかった。18日後の腫瘍サイズのゆるやかな増 加はおそらく、非感染細胞の成長(outgrowth)を反映するものであろう。 癌の遺伝子治療のための効率的なベクターおよび生物学的原理の両方が確立さ れつつあるが、強固な腫瘍組織内に該ベクターを分布させる一層優れた方法を開 発する必要がある。これに関しては、表面電極による電気パルスの適用が有用か もしれない(Rols,M.P.ら,1998)。また、効率的分布の要件は、古典的な化学療 法および自殺遺伝子療法においても共に要求され、この場合、内部腫瘍塊への到 達性が、そうでなければ該治療に応答する腫瘍における主な問題となる。しかし ながら、示されている遺伝子治療の戦略は、腫瘍細胞に選択的であるという利点 を有し、さらに、ヒトの悪性疾患の大部分に適用可能であろう。また、本明細書 に示すデータは、ある特定の腫瘍のアポトーシス誘導経路(例えば、p53)とRb 経路のメンバーとの両方の状態の詳細な知見が、適当な治療の選択の際に重要で あることを指摘している。診断および将来的な治療は共に、細胞周期制御[Wein berg(1995),Straussら(1995),SherrおよびRoberts(1995)]およびアポトーシス [White(1996)]の基本的メカニズムの現在の知見から利益を得るはずである。 両方のメカニズムの統合された知見は、腫瘍細胞の選択的排除のための戦略のさ らなる改良の助けとなるであろう。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】平成11年4月19日(1999.4.19) 【補正内容】 請求の範囲 1.悪性細胞においてアポトーシスを誘導するための組成物の製造のための、 p53遺伝子を含有するベクターと組合されたp16INK4遺伝子を含有するベクターの 使用であって、該アポトーシスが、pRbタンパク質のリン酸化の阻害を悪性細胞 において誘導することにより該悪性細胞の増殖停止をまず達成した後、pRbのレ ベルを減少させp53タンパク質のレベルを増加させ、それにより悪性細胞内に存 在するp53タンパク質の量に対するpRbタンパク質の比率を減少させることにより 誘導されることを特徴とする使用。 2.該ベクターがウイルスベクターである、請求項1に記載の使用。 3.該ウイルスベクターが、アデノウイルスベクター、レトロウイルスベクタ ー、ヘルペスウイルスベクターおよびハイブリッドベクターよりなる群から選ば れる、請求項2に記載の使用。 4.p16INK4遺伝子を含有するベクターがECACC受託番号V97021335である、前 記請求項のいずれか1項に記載の使用。 5.該p16INK4遺伝子が、p16INK4タンパク質のcdk結合ドメインだけをコード する、請求項4に記載の使用。 6.pRbとp53タンパク質との比率を0.49未満に減少させる、前記請求項のいず れか1項に記載の使用。 7.pRbのレベルを5.5倍まで減少させp53タンパク質のレベルを4倍まで増加 させることにより、pRbとp53タンパク質との比率を減少させる、前記請求項のい ずれか1項に記載の使用。 8.該悪性細胞が固形腫瘍の細胞である、前記請求項のいずれか1項に記載の 使用。 9.該固形腫瘍が、結腸直腸癌、乳癌、肝臓癌、膵臓癌、前立腺癌、肺癌、頭 頚部癌、腎臓癌および黒色腫よりなる群から選ばれる、請求項8に記載の使用。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // A61K 35/76 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 ,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY, CA,CH,CN,CU,CZ,DE,DK,EE,E S,FI,GB,GE,GH,GM,GW,HU,ID ,IL,IS,JP,KE,KG,KP,KR,KZ, LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MD,M G,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,PL,PT ,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK,SL, TJ,TM,TR,TT,UA,UG,US,UZ,V N,YU,ZW (72)発明者 バーテック,ジリ デンマーク国 ディーケー―2650 グレー ヴェ,ストランドライスト アリー 14 (72)発明者 ルーカス,ジリ デンマーク国 ディーケー―2650 グレー ヴェ,ラエルケモセン 10

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.悪性疾患の治療用の組成物の製造のための、遺伝物質を含有するベクター の使用であって、該ベクターが、悪性疾患に罹患した被験者に投与されると、pR bタンパク質のリン酸化の阻害を悪性細胞において誘導することにより悪性細胞 の増殖停止をまず達成した後、pRbのレベルを減少させアポトーシス誘導タンパ ク質のレベルを増加させることにより、悪性細胞内のアポトーシス誘導タンパク 質のレベルに対するpRbタンパク質のレベルの比率を減少させることにより、悪 性細胞においてアポトーシスを誘導することを特徴とする使用。 2.該ベクターが非ウイルスベクターである、請求項1に記載の使用。 3.該ベクターがウイルスベクターである、請求項1に記載の使用。 4.該ウイルスベクターが、アデノウイルスベクター、レトロウイルスベクタ ー、ヘルペスウイルスベクターおよびハイブリッドベクターよりなる群から選ば れる、請求項1に記載の使用。 5.該ベクターがECACC受託番号V97021335である、請求項1に記載の使用。 6.該遺伝物質が、p16INK4、p15INK4、p18INK4、p19INK4、p21KIP、p27KIP、 p57KIP、p53、bax、bakおよびbcl-Xよりなる群から選ばれる1以上の遺伝子であ る、請求項1に記載の使用。 7.該悪性細胞が、p53などのアポトーシス誘導タンパク質に関して陽性であ る、前記請求項のいずれか1項に記載の使用。 8.該遺伝物質がp16INK4遺伝子の修飾体である、請求項7に記載の使用。 9.該遺伝物質が、p16INK4タンパク質のcdk結合ドメインだけをコードするp1 6INK4遺伝子の修飾体である、請求項7に記載の使用。 10.アポトーシス誘導タンパク質を欠損した悪性細胞を、p53、bax、bakおよ びbcl-Xよりなる群から選ばれる1以上の遺伝子の導入によりアポトーシス誘導 タンパク質に関して陽性にする、前記請求項のいずれか1項に記載の使用。 11.該遺伝物質が、アポトーシス誘導タンパク質をコードする遺伝子と組合さ れたp16INK4遺伝子である、請求項10に記載の使用。 12.該遺伝物質が、アポトーシス誘導タンパク質をコードする遺伝子と組合さ れた、p16INK4タンパク質のcdk結合ドメインだけをコードするp16INK4遺伝子の 修飾体である、請求項10に記載の使用。 13.該導入遺伝物質の高レベルの過剰発現を達成させる、前記請求項のいずれ か1項に記載の使用。 14.選択した遺伝子の、2倍以上のレベルの過剰発現を達成させる、請求項13 に記載の使用。 15.選択した遺伝子の、4倍以上のレベルの過剰発現を達成させる、請求項13 に記載の使用。 16.選択した遺伝子の、6倍以上のレベルの過剰発現を達成させる、請求項13 に記載の使用。 17.選択した遺伝子の、8倍以上のレベルの過剰発現を達成させる、請求項13 に記載の使用。 18.選択した遺伝子の、10倍以上のレベルの過剰発現を達成させる、請求項13 に記載の使用。 19.該比率(pRb/アポトーシス誘導タンパク質)を0.4未満に減少させる、前 記請求項のいずれか1項に記載の使用。 20.pRbのレベルを少なくとも5倍減少させ該アポトーシス誘導タンパク質の レベルを少なくとも2倍増加させることにより、該比率(pRb/アポトーシス誘導 タンパク質)を減少させる、前記請求項のいずれか1項に記載の使用。 21.pRbのレベルを少なくとも10倍減少させ該アポトーシス誘導タンパク質の レベルを少なくとも2倍増加させることにより、該比率(pRb/アポトーシス誘導 タンパク質)を減少させる、請求項20に記載の使用。 22.pRbのレベルを少なくとも20倍減少させ該アポトーシス誘導タンパク質の レベルを少なくとも2倍増加させることにより、該比率(pRb/アポトーシス誘導 タンパク質)を減少させる、請求項20に記載の使用。 23.該悪性疾患が固形腫瘍である、前記請求項のいずれか1項に記載の使用。 24.該悪性疾患が、結腸直腸癌、乳癌、肝臓癌、膵臓癌、前立腺癌、肺癌、頭 頚部癌、腎臓癌および黒色腫よりなる群から選ばれる、請求項23に記載の使用。 25.p16タンパク質またはその機能的等価体をコードする核酸配列を含み、さ らに、該ベクターに固有の遺伝要素と組合された、アポトーシス誘導タンパク質 をコードする核酸配列を所望により含むベクターであって、該固有要素が該遺伝 子配列の有意な過剰発現を引き起こすことを特徴とするベクター。 26.ベクターAd-p16-9(ECACC受託番号V97021335)。
JP53617498A 1997-02-20 1998-02-20 アポトーシス誘導タンパク質に対するrbの比率の減少による悪性細胞におけるアポトーシス細胞死の誘導方法 Pending JP2001524812A (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DK18397 1997-02-20
US91922697A 1997-08-28 1997-08-28
US08/919,226 1997-08-28
US0183/97 1997-08-28
PCT/DK1998/000068 WO1998037190A1 (en) 1997-02-20 1998-02-20 Method for induction of apoptotic cell death in malignant cells, through reduction of the rb to apoptosis inducing proteins ratio

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001524812A true JP2001524812A (ja) 2001-12-04

Family

ID=26063484

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP53617498A Pending JP2001524812A (ja) 1997-02-20 1998-02-20 アポトーシス誘導タンパク質に対するrbの比率の減少による悪性細胞におけるアポトーシス細胞死の誘導方法

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP1007662A1 (ja)
JP (1) JP2001524812A (ja)
CN (1) CN1248290A (ja)
AU (1) AU732794B2 (ja)
CA (1) CA2283090A1 (ja)
DE (1) DE1007662T1 (ja)
ES (1) ES2150891T1 (ja)
WO (1) WO1998037190A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8889442B2 (en) 2012-12-07 2014-11-18 Samsung Electronics Co., Ltd. Flexible semiconductor device and method of manufacturing the same

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2794771B1 (fr) * 1999-06-11 2001-08-10 Aventis Pharma Sa Adenovirus recombinants codant pour le transporteur specifique de l'iode (nis)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996015245A1 (en) * 1994-11-11 1996-05-23 Arch Development Corporation A process of inhibiting non-neoplastic pathological cell proliferation
US6033847A (en) * 1995-02-06 2000-03-07 St. Jude Children's Research Hospital InK4c-p18 and InK4d-p19, inhibitors of cyclin-dependent kinases CDK4 and CDK6, and uses thereof
DE19539130C2 (de) * 1995-02-28 1999-05-12 Max Planck Gesellschaft Mittel zur Therapie von Tumoren und anderen Hyperplasien
AU724324B2 (en) * 1995-07-17 2000-09-14 Board Of Regents, The University Of Texas System p16 expression constructs and their application in cancer therapy

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8889442B2 (en) 2012-12-07 2014-11-18 Samsung Electronics Co., Ltd. Flexible semiconductor device and method of manufacturing the same

Also Published As

Publication number Publication date
WO1998037190A1 (en) 1998-08-27
ES2150891T1 (es) 2000-12-16
EP1007662A1 (en) 2000-06-14
AU5983198A (en) 1998-09-09
CN1248290A (zh) 2000-03-22
DE1007662T1 (de) 2001-04-19
AU732794B2 (en) 2001-05-03
CA2283090A1 (en) 1998-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100379174B1 (ko) DNA손상제및p53을포함하는조성물
Taylor et al. Mechanisms of G2 arrest in response to overexpression of p53
JPH10503361A (ja) 組換えp53アデノウイルス方法と組成物
JP2007314582A (ja) p21をコードする遺伝子を含む発現ベクターを含有する、癌および再狭窄を治療する組成物
Yen et al. Cellular and humoral immune responses to adenovirus and p53 protein antigens in patients following intratumoral injection of an adenovirus vector expressing wild-type p53 (Ad-p53)
JP2000501394A (ja) ガンの診断および処置のための方法および組成物
JP2001508290A (ja) 新形成の治療及び予防のための細胞変性ウイルス
Gleich Gene therapy for head and neck cancer
JPH08503128A (ja) 転写因子dp−1
US8012925B2 (en) Agent for inducing apoptosis comprising MSX1 or a gene encoding the same as an active ingredient
RU2192431C2 (ru) Синтетический мутантный ген rb (варианты), синтетический мутантный ген p53, плазмида (варианты), мутантный белок (варианты), способ ингибирования клеточной пролиферации (варианты), способ индуцирования апоптоза
Ikeguchi et al. Changes in Levels of Expression of p53 and the Product of the bcl-2 in Lines of Gastric Cancer Cells during Cisplatin-lnduced Apoptosis
Huang et al. A variant form of ETS1 induces apoptosis in human colon cancer cells
Frame et al. Epithelial carcinogenesis in the mouse: correlating the genetics and the biology
JP2001521387A (ja) アポトーシス誘発タンパク質vp2および/またはアポプチンを発現する遺伝子伝達体
US20110189237A1 (en) Therapeutic Agent for Malignant Mesothelioma and Immunostimulant
Randrianarison et al. BRCA1 carries tumor suppressor activity distinct from that of p53 and p21
JP2001524812A (ja) アポトーシス誘導タンパク質に対するrbの比率の減少による悪性細胞におけるアポトーシス細胞死の誘導方法
US7053052B2 (en) Therapies involving mutated heat shock transcription factor
Ueno et al. E1A: tumor suppressor or oncogene? Preclinical and clinical investigations of E1A gene therapy
US20030083482A1 (en) Compositions and methods for p53-mediated repression of gene expression
US8686127B2 (en) Apoptosis inducer
RU2252255C2 (ru) Вектор доставки генов, способный индуцировать апоптоз в клетке
US20230405065A1 (en) Modified htert promoter for regulating cancer cell-specific gene expression and anti-tumor adenovirus containing same
JPH09502183A (ja) Rbおよびp53遺伝子の変異体およびその利用