JP2002537273A - New redox clamps and their use - Google Patents

New redox clamps and their use

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JP2002537273A JP2000599422A JP2000599422A JP2002537273A JP 2002537273 A JP2002537273 A JP 2002537273A JP 2000599422 A JP2000599422 A JP 2000599422A JP 2000599422 A JP2000599422 A JP 2000599422A JP 2002537273 A JP2002537273 A JP 2002537273A
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Abstract

(57)【要約】 細胞を選択されたレドックス状態に維持するレドックスクランプ剤を提供する。また、レドックスクランプ剤を用いて、細胞を化学療法剤、例えば抗悪性腫瘍薬に感作し、細胞の過剰増殖を阻害し、これらのレドックス状態において異常な変動を有する細胞のレドックス状態を安定化する方法を提供する。   (57) [Summary] A redox clamp that maintains cells in a selected redox state is provided. Also, using redox clamp agents, sensitize cells to chemotherapeutic agents, such as antineoplastic drugs, inhibit cell overgrowth and stabilize the redox state of cells with abnormal fluctuations in these redox states Provide a way to

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】発明の分野 本発明は、選択された細胞レドックス状態において細胞を「ロック(locking)
」するかまたは「クランプ(clamping)」することにより機能する新規なクラスの
化学感作剤に関する。細胞がこれらの剤により維持される選択された細胞レドッ
クス状態は、アポトーシスを媒介する細胞プロセス、正常な細胞増殖制御および
分化に最適である。従って、これらの剤は、抗悪性腫瘍薬、例えばブチレートお
よびブチレート類似体を含むがこれには限定されない治療薬の効果に対し細胞を
感作するのに有用である。
[0001] Field of the Invention The present invention is a cell in the selected cell redox state "locked (locking)
A new class of chemosensitizers that function by "clamping" or "clamping". The selected cellular redox state in which cells are maintained by these agents is optimal for cellular processes that mediate apoptosis, normal cell growth control and differentiation. Accordingly, these agents are useful for sensitizing cells to the effects of therapeutic agents, including but not limited to antineoplastic agents, such as butyrate and butyrate analogs.

【0002】発明の背景 アポトーシスが癌発達の促進局面において重要な役割を有することが、ますま
す明らかになっている。アポトーシスの抑制は、癌プロモーターの普遍的な特性
であることが示唆されている一方、前腫瘍細胞および腫瘍細胞におけるアポトー
シスを上方調節する多くの剤が、腫瘍症の治療において治療学的に有用であると
示唆された(McCarty, M.F., Med. Hypotheses, 1998, 50(5): 423-33)。
BACKGROUND apoptosis of the invention that has an important role in promoting aspects of cancer development, has become increasingly clear. While suppression of apoptosis has been suggested to be a universal property of cancer promoters, many agents that up-regulate apoptosis in pre-neoplastic and neoplastic cells have therapeutic utility in the treatment of neoplasia. (McCarty, MF, Med. Hypotheses, 1998, 50 (5): 423-33).

【0003】 例えば、種々の種類の癌においてアポトーシスを誘発することが示されている
ブチレートは、現在有力な癌化学療法剤として考えられている。ブチレートがア
ポトーシスを誘発し、癌細胞の増殖および分化を変化させる機能を有する機構は
、知られていない。しかし、ブチレートでの治療は、還元されたグルタチオン(
GSH)、細胞レドックス状態の主要な決定因子の細胞レベルを低下させること
が示されている(Benard, O., およびBalasubaramanian, K.A., Mol. Cell Bioch
em., 1997, 170:109-114)。細胞GSHレベルにおけるこのブチレート誘発減少
は、培養された癌細胞の分化およびアポトーシスと相関する。さらに、細胞GS
Hレベルを調節する(即ち減少させる)ことが知られている剤はまた、ブチレー
トの分化効果を短期間のインビトロアッセイにおいて増加させる(Benard, O.,
およびBalasubaramanian, K.A., Mol. Cell Biochem., 1997, 170:109-114)。ブ
チレート誘導体はまた、放射線感作特性を示すことが示されている(Chung et al
., Radiat. Res., 1998, 149(2): 187-194)。一般的に、放射に対する細胞の感
受性を増大させる剤は、細胞が放射線により誘発された酸化ストレスに対抗する
天然の能力を減少させることにより、同様に作用する。細胞グルタチオンを減少
させるかまたは抗酸化剤酵素/タンパク質の作用/発現を阻害する剤は、細胞を
放射線の効果に感作する。従って、ブチレートの放射線感作効果は、この剤の、
細胞のレドックス能力を調節する能力を反映する。
[0003] For example, butyrate, which has been shown to induce apoptosis in various types of cancer, is currently considered as a potential cancer chemotherapeutic agent. The mechanism by which butyrate has the function of inducing apoptosis and changing the growth and differentiation of cancer cells is not known. However, treatment with butyrate has been reduced to reduced glutathione (
GSH), has been shown to reduce cellular levels of key determinants of cellular redox status (Benard, O., and Balasubaramanian, KA, Mol. Cell Bioch.
em., 1997, 170: 109-114). This butyrate-induced decrease in cellular GSH levels correlates with the differentiation and apoptosis of cultured cancer cells. Further, the cell GS
Agents known to modulate (ie, decrease) H levels also increase the differentiation effect of butyrate in short-term in vitro assays (Benard, O.,
And Balasubaramanian, KA, Mol. Cell Biochem., 1997, 170: 109-114). Butyrate derivatives have also been shown to exhibit radiation sensitizing properties (Chung et al.
., Radiat. Res., 1998, 149 (2): 187-194). In general, agents that increase the sensitivity of cells to radiation also act by reducing the cell's natural ability to resist radiation-induced oxidative stress. Agents that reduce cellular glutathione or inhibit the action / expression of antioxidant enzymes / proteins sensitize cells to the effects of radiation. Therefore, the radiation sensitizing effect of butyrate is
Reflects the ability of the cell to regulate the redox ability.

【0004】 しかし、ブチレートが細胞GSHを減少させる一方、この短鎖脂肪酸はまた、
細胞レドックス状態におけるこの変化に対抗する遺伝子を誘発する。特に、ブチ
レート治療は、有力な抗酸化剤および金属キレート化タンパク質、メタロチオネ
イン(MT)の高められた発現に関連する(Liu et al., In Vitro Cell Dev. Bi
ol., 1992, 28A:320-326)。MTおよび他の抗酸化剤発生システムにおける上昇
は、レドックス条件を、GSHレベルにおいてブチレートの効果により最初に達
成するレドックス条件に対抗し得る。細胞GSHレベルに対するブチレートの効
果による細胞レドックス状態の崩壊は、細胞に、レドックス制御の余分の要素の
調節によりレドックス状態を再調整させる。この方法におけるレドックス状態の
再調整は、ブチレートの治療作用に対抗し得る。例えば、ブチレート誘発MT発
現は、部分的に、GSHレベルに対するブチレートの効果により最初に達成され
たレドックス条件に対抗するという証拠がある。ブチレート誘発MT発現は、部
分的に、長い処理に続くブチレートの耐性の次第の発達を説明することができる
ことを示唆する証拠がある。さらに、抗酸化剤MTの過剰発現は、低い細胞GS
Hレベルを補償することが開示された(Miura et al., Life Sci., 1997 60(21):
301-309)。
However, while butyrate reduces cellular GSH, this short-chain fatty acid also
Induces genes that oppose this change in cellular redox status. In particular, butyrate treatment is associated with elevated expression of a potent antioxidant and metal-chelating protein, metallothionein (MT) (Liu et al., In Vitro Cell Dev. Bi.
ol., 1992, 28A: 320-326). Elevations in MT and other antioxidant generation systems may counter redox conditions that are initially achieved by the effect of butyrate on GSH levels. Disruption of cellular redox state by the effect of butyrate on cellular GSH levels causes cells to readjust redox state by modulating an extra element of redox control. Reconditioning of the redox state in this manner can counteract the therapeutic effects of butyrate. For example, there is evidence that butyrate-induced MT expression partially opposes the redox conditions initially achieved by the effect of butyrate on GSH levels. There is evidence to suggest that butyrate-induced MT expression can, in part, explain the progressive development of butyrate resistance following prolonged treatment. Furthermore, overexpression of the antioxidant MT results in low cellular GS
It has been disclosed to compensate for H levels (Miura et al., Life Sci., 1997 60 (21):
301-309).

【0005】 ここで、細胞を選択されたレドックス状態に維持する能力を有する新規なクラ
スの剤が、同定された。これらの剤は、細胞を、細胞レドックス状態において処
理誘発変化を好首尾に補償させない。このために、これらの剤は、細胞のレドッ
クス状態に依存する化学療法剤(例えばブチレート)の治療活性を高めるのに有
用である。これらの剤はまた、細胞の過剰増殖および細胞のレドックス状態にお
ける異常な変動と関連した症状を制御するのに有用である。
[0005] A new class of agents having the ability to maintain cells in a selected redox state has now been identified. These agents do not allow cells to successfully compensate for treatment-induced changes in cellular redox conditions. For this reason, these agents are useful for enhancing the therapeutic activity of chemotherapeutic agents (eg butyrate) that depend on the redox state of the cells. These agents are also useful in controlling conditions associated with cell hyperproliferation and abnormal fluctuations in cell redox status.

【0006】発明の要約 他のレドックス活性システムを酸化状態に維持する一方、特定の細胞酸化シス
テムおよび/または分子を還元し、従って細胞が選択されたレドックス状態に維
持される能力を有するチオール含有分子を含む、ここでレドックスクランプ剤(r
edox clamping agents)と呼ぶ新規なクラスの化合物が、ここで同定された。
[0006] While maintaining the summary other redox active system of the present invention in the oxidation state, the reduction of specific cell oxidation system and / or molecular, thus thiol-containing molecule having the ability of a cell is maintained at a selected redox state Where the redox clamp agent (r
A new class of compounds called edox clamping agents has now been identified.

【0007】 従って、本発明の目的は、細胞を選択されたレドックス状態に維持するレドッ
クスクランプ剤と細胞とを接触させることを含む、細胞を選択されたレドックス
状態に維持する方法を提供することにある。
[0007] Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method for maintaining cells in a selected redox state, comprising contacting the cells with a redox clamp agent that maintains the cells in a selected redox state. is there.

【0008】 本発明の他の目的は、選択された細胞を、レドックスクランプ剤と組み合わせ
て化学療法剤と接触させることを含む、細胞においてストレス応答を誘発するこ
とが知られている化学療法剤に選択された細胞を感作する方法を提供することに
ある。
Another object of the present invention is to provide a chemotherapeutic agent known to elicit a stress response in cells, comprising contacting the selected cells with a chemotherapeutic agent in combination with a redox clamp agent. It is to provide a method for sensitizing selected cells.

【0009】 本発明の他の目的は、癌細胞においてストレス応答を誘発することが知られて
いる化学療法剤を、レドックスクランプ剤と組み合わせて患者に投与することを
含む、患者における癌を治療する方法を提供することにある。
Another object of the invention is to treat cancer in a patient, comprising administering to the patient a chemotherapeutic agent known to elicit a stress response in cancer cells in combination with a redox clamp agent. It is to provide a method.

【0010】 本発明の他の目的は、細胞をレドックスクランプ剤と接触させることを含む、
細胞の過剰増殖を阻害する方法を提供することにある。
[0010] Another object of the present invention comprises contacting the cell with a redox clamp.
An object of the present invention is to provide a method for inhibiting cell overgrowth.

【0011】 本発明の尚他の目的は、細胞をレドックスクランプ剤と接触させることを含む
、レドックス状態における異常な変動を有する細胞のレドックス状態を安定化さ
せる方法を提供することにある。
[0011] Yet another object of the present invention is to provide a method for stabilizing the redox state of a cell having an abnormal change in the redox state, comprising contacting the cell with a redox clamp agent.

【0012】発明の詳細な説明 細胞レドックス状態(即ち、細胞の、酸化/還元反応を実施し、チオールの酸
化または還元状態を維持する能力)は、多くの細胞プロセスに対する影響の制御
を有する細胞内環境の観点である(Sun, Y., およびOberly, L. W., Free Rad. B
iol. & Med., 1996, 21(3):335-348; Monteiro, H.P., およびStern, A., Free
Rad. & Biol. & Med., 1996, 21(3):323-333)。レドックス感受性経路は、簡単
な代謝から、遺伝子発現、増殖、分化およびアポトーシスを制御する臨界的に重
要な細胞シグナルトランスダクションカスケードまでわたる。
[0012] DETAILED DESCRIPTION cell redox state of the invention (i.e., cells were an oxidation / reduction reactions, the ability to maintain an oxidation or reduction state of thiol) is in the cells having a control effect on many cellular processes Environmental perspective (Sun, Y., and Oberly, LW, Free Rad. B
iol. & Med., 1996, 21 (3): 335-348; Monteiro, HP, and Stern, A., Free.
Rad. & Biol. & Med., 1996, 21 (3): 323-333). Redox sensitive pathways range from simple metabolism to critically important cellular signal transduction cascades controlling gene expression, proliferation, differentiation and apoptosis.

【0013】 ここで、細胞を特定のレドックス状態にロックするかまたはクランプすること
ができる新規な群の化合物が、同定された。ここで「レドックスクランプ剤」と
呼ぶこれらの化合物は、他のレドックス活性システムを酸化状態に維持する一方
特定の細胞酸化システムおよび/または分子を還元する能力を含む、特定の化学
的特性を有するチオール(スルフヒドリル)含有分子を含む。これは、細胞レド
ックス状態に影響するこれらの剤と他の剤との間の主要な区別観点である。これ
らのレドックスクランプ剤は、抗酸化剤とは別個である。その理由は、抗酸化剤
は、レドックス状態における主要な変動を可能にし、プロ酸化(pro-oxidizing)
状態の発達を防止することができるに過ぎないからである。
Here, a new group of compounds that can lock or clamp cells to a particular redox state has been identified. These compounds, referred to herein as "redox clamps," are thiols that have specific chemical properties, including the ability to reduce certain cellular oxidation systems and / or molecules while maintaining other redox active systems in an oxidized state. (Sulfhydryl) -containing molecules. This is a major distinction between these agents and other agents that affect cellular redox status. These redox clamps are distinct from antioxidants. The reason is that antioxidants allow for major fluctuations in redox status, pro-oxidizing
This is because it can only prevent the development of the condition.

【0014】 レドックスクランプ剤の機能は、単に抗酸化剤、チオールまたは抗酸化剤タン
パク質/酵素(即ち、メタロチオネイン、グルタチオンレダクターゼ等)の細胞
レベルを減少させるのみではない。むしろ、生存システムに対するレドックスク
ランプ剤の適用の理由は、(レドックス定義)細胞構成成分の相対的量を調整お
よび維持して、特定のレドックス状態が維持されるようにすることである。この
観点において、レドックスクランプ剤は、単に細胞GSHを減少させるかまたは
抗酸化剤タンパク質または酵素の発現または細胞レベルを減少させる剤とは異な
る。レドックスクランプ剤とは異なり、このような剤は、処理に続くレドックス
状態の再調整に対抗しない。
[0014] The function of the redox clamp agent is not merely to reduce cellular levels of antioxidants, thiols or antioxidant proteins / enzymes (ie, metallothionein, glutathione reductase, etc.). Rather, the reason for the application of the redox clamp to the survival system is to (redox defined) adjust and maintain the relative amounts of cellular components so that a particular redox state is maintained. In this regard, a redox clamp agent is different from an agent that merely reduces cellular GSH or decreases the expression or cellular levels of antioxidant proteins or enzymes. Unlike redox clamping agents, such agents do not oppose readjustment of redox conditions following processing.

【0015】 これらの剤が、選択されたレドックス状態に細胞をクランプするかまたは固定
する能力により、これらの剤が、種々の治療用途において有用になる。レドック
スクランプ剤は、癌および前腫瘍疾患並びに細胞の過剰増殖または異常な細胞レ
ドックス状態を特徴とする他の医学的症状の治療のための多くの化学療法剤と組
み合わせて用いることができる。
The ability of these agents to clamp or fix cells to a selected redox state makes them useful in a variety of therapeutic applications. Redox clamp agents can be used in combination with many chemotherapeutic agents for the treatment of cancer and pre-neoplastic diseases and other medical conditions characterized by cell hyperproliferation or abnormal cellular redox conditions.

【0016】 例えば、ブチレートは、前立腺癌および良性の前立腺症状の臨床的支配に対す
る保証を示す。しかし、好ましい結果を達成するのに必要な血清レベルは、高く
(>5mM)、維持するのが困難である(Newmark, H.L., およびYoung, C.W., J
. Cell Biochem. Suppl., 1995, 22:247-253)。さらに、ブチレート耐性細胞は
、この剤での長い治療に続いて腫瘍から発生し得る(Ho et al., J. Cell Physio
l., 1994, 160(2):213-226)。従って、細胞をブチレートに化学感作し、ブチレ
ート耐性の発達を防止することができる剤に対する必要性がある。これらの剤は
、抗腫瘍活性に必要なブチレートの血清レベルを低下させ、治療期間を延長する
作用を有する。
For example, butyrate shows promise for the clinical control of prostate cancer and benign prostate symptoms. However, the serum levels required to achieve favorable results are high (> 5 mM) and difficult to maintain (Newmark, HL, and Young, CW, J
Cell Biochem. Suppl., 1995, 22: 247-253). In addition, butyrate-resistant cells can develop from tumors following prolonged treatment with this agent (Ho et al., J. Cell Physio.
l., 1994, 160 (2): 213-226). Therefore, there is a need for agents that can sensitize cells to butyrate and prevent the development of butyrate resistance. These agents have the effect of lowering the serum levels of butyrate required for antitumor activity and prolonging the treatment period.

【0017】 ブチレートの抗腫瘍効果は、細胞レドックス条件に感受性および/またはこれ
に依存すると考えられている。ここで、本発明のレドックスクランプ剤は、ブチ
レートの、増殖を阻害し、確立された前立腺癌細胞系(即ち、LNCaPおよび
PC−3)の分化およびアポトーシスを誘発する能力を高める作用を有すること
が例証された。
[0017] The antitumor effect of butyrate is believed to be sensitive and / or dependent on cellular redox conditions. Here, the redox clamp agent of the present invention may have the effect of increasing the ability of butyrate to inhibit proliferation and induce differentiation and apoptosis of established prostate cancer cell lines (ie, LNCaP and PC-3). Illustrated.

【0018】 30種のレドックス調節剤または細胞培養条件を、ブチレート媒介アポトーシ
スに影響するこの能力について試験した。さらに、細胞GSHレベルを減少させ
、細胞MTレベルを増大させるブチレートの能力に対する、これらの剤または条
件のいくつかの効果を、試験した。これらの研究の目的は、ブチレートのGSH
低下効果を可能にし/促進し、細胞によるレドックス状態の処理誘発再調整に対
抗する剤を同定することであった。このスクリーンに含まれるのは、定評のある
レドックス調節剤である剤であった。他の剤を、予備研究において決定された細
胞レドックス状態を変化させるこれらの能力に基づいて選択した。試験した剤の
部分的な列挙を、以下の表に提供する。
[0018] Thirty redox modulators or cell culture conditions were tested for this ability to affect butyrate-mediated apoptosis. In addition, the effect of some of these agents or conditions on the ability of butyrate to reduce cellular GSH levels and increase cellular MT levels was tested. The purpose of these studies was to examine butyrate GSH
The aim was to identify agents that enable / enhance the reducing effect and counteract the treatment-induced reregulation of the redox state by the cells. Included in this screen were agents that were well established redox regulators. Other agents were selected based on their ability to alter cellular redox status as determined in preliminary studies. A partial listing of the agents tested is provided in the table below.

【0019】 表1Table 1

【表1】 [Table 1]

【0020】 前に列挙した剤の多くが、ブチレート誘発アポトーシス()を高めることが
見いだされたが、化合物のいくつかでの拡張された処理の結果、高められたレベ
ルのGSHおよび/またはMTを有する細胞が得られた。さらに、これらの剤の
多くは、細胞に対して毒性であることが見いだされた一方、他の剤は、LNCa
P細胞におけるアポトーシスを誘発するブチレートの能力を阻害した。しかし、
2種の化合物は、ブチレートと組み合わせて、LNCaPおよびPC−3細胞に
おけるアポトーシスを誘発する機能を有すると同定された。
Although many of the previously listed agents have been found to enhance butyrate-induced apoptosis ( * ), enhanced treatment with some of the compounds results in increased levels of GSH and / or MT. Was obtained. In addition, many of these agents have been found to be toxic to cells, while others are LNCa
Inhibited the ability of butyrate to induce apoptosis in P cells. But,
Two compounds have been identified as having the ability to induce apoptosis in LNCaP and PC-3 cells in combination with butyrate.

【0021】 ブチレートと組み合わせて機能することが見いだされた1種の化合物は、メソ
−2,3−ジメルカプトコハク酸(DMSA)であった。この剤は、現在、臨床
において、不注意のヒトへの暴露に続く有毒、重金属の体に対する負荷を低下さ
せるために用いられている(Miller, A.L., Altern. Med. Rev., 1998, 3(3):199
-207)。DMSAは、この能力において、組織内に堆積する重金属をキレート化
し、この排出を促進することにより、機能する。これらの研究において、DMS
A単独は、メタロチオネイン(MT)の弱い誘発剤であることが見いだされたが
、DMSAとブチレートとで組み合わせて処理したLNCaP細胞は、ブチレー
ト単独で処理した細胞よりも75%低いMTのレベルを示した。従って、DMS
Aは、細胞MTレベルを上昇させるブチレートの能力を減少させる。MTタンパ
ク質の半減期は、遷移金属イオン、例えば亜鉛の存在に依存する。例えば、MT
−金属複合体は、プロテアーゼ消化に対する耐性を示すことが示された(McKim e
t al., Toxicol. Appl. Pharmacol., 1992, 116(19):117-124)。従って、DMS
Aは、MTタンパク質を安定化するために必要とされる金属イオンを封鎖するこ
とにより、細胞MTレベルのブチレート誘発上昇を低下させる機能を有し得る。
One compound found to work in combination with butyrate was meso-2,3-dimercaptosuccinic acid (DMSA). This agent is currently used in clinical practice to reduce the burden on the body of toxic, heavy metals following inadvertent human exposure (Miller, AL, Altern.Med. Rev., 1998, 3 ( 3): 199
-207). In this capacity, DMSA functions by chelating heavy metals that accumulate in tissue and promoting its elimination. In these studies, DMS
A alone was found to be a weak inducer of metallothionein (MT), but LNCaP cells treated with DMSA and butyrate showed 75% lower levels of MT than cells treated with butyrate alone. Was. Therefore, DMS
A decreases the ability of butyrate to increase cellular MT levels. The half-life of the MT protein depends on the presence of a transition metal ion, such as zinc. For example, MT
-Metal complexes were shown to exhibit resistance to protease digestion (McKim e
Appl. Pharmacol., 1992, 116 (19): 117-124). Therefore, DMS
A may have the function of reducing butyrate-induced elevation of cellular MT levels by sequestering metal ions required to stabilize the MT protein.

【0022】 ブチレートと組み合わせて機能してアポトーシスを誘発することが見いだされ
た第2の化合物は、2−メルカプトエタンスルホン酸(MESNA)であった。
この発見は、MESNAが推定の抗酸化特性を有するウロプロテクタント(uropr
otectant)として臨床的に用いられる(Holoye et al., Am. J. Clin. Oncol., 19
90, 13(2):148-155)ため、予期されないことであった。しかし、MESNA処理
単独が、アポトーシスに対して最小の効果を有することが見いだされた一方、M
ESNAの同時投与は、ブチレート誘発アポトーシスを顕著に増大した。興味深
いことに、この剤は、ブチレート誘発MT発現を完全に阻害し、細胞GSHのブ
チレート誘発減少をわずかに高める。
The second compound found to function in combination with butyrate to induce apoptosis was 2-mercaptoethanesulfonic acid (MESNA).
This finding suggests that MESNA has a putative antioxidant property.
otectant) (Holoye et al., Am. J. Clin. Oncol., 19
90, 13 (2): 148-155), which was unexpected. However, while MESNA treatment alone was found to have minimal effect on apoptosis, M
Co-administration of ESNA significantly increased butyrate-induced apoptosis. Interestingly, this agent completely inhibits butyrate-induced MT expression and slightly enhances butyrate-induced reduction of cellular GSH.

【0023】 3種の剤すべての組み合わせは、LNCaPヒト前立腺癌細胞系におけるアポ
トーシスの促進において最も有効であることが見いだされた。
[0023] The combination of all three agents was found to be most effective in promoting apoptosis in the LNCaP human prostate cancer cell line.

【0024】 これらの実験に基づいて、DMSAおよびMESNAは、共に、本発明のレド
ックスクランプ剤の群の要素として同定された。その理由は、両方の化合物が、
ブチレート処理細胞に、分化およびアポトーシスを促進するのに明らかに最適で
ある特定のレドックス状態を維持させると考えられるからである。これらのイン
ビトロの実験からの結果は、前立腺癌について、確立されたマウスモデルにおい
てインビボで確認される。ヌードマウスに移植された際に、確立されたヒト前立
腺細胞系は、その場の前立腺癌細胞のものに密接に類似したレドックス状態を達
成し、維持することが例証された(Canada et al., Biochem. Pharmacol., 1996,
51:87-90)。従って、ヒト前立腺癌のヌードマウスモデルを用いたこれらの剤の
前臨床評価を実施する。
Based on these experiments, DMSA and MESNA were both identified as members of the group of redox clamps of the present invention. The reason is that both compounds
This is because butyrate-treated cells are believed to maintain a particular redox state that is clearly optimal for promoting differentiation and apoptosis. The results from these in vitro experiments are confirmed in vivo in established mouse models for prostate cancer. When transplanted into nude mice, established human prostate cell lines have been demonstrated to achieve and maintain a redox state that closely resembles that of in situ prostate cancer cells (Canada et al., Biochem. Pharmacol., 1996,
51: 87-90). Therefore, a preclinical evaluation of these agents using a nude mouse model of human prostate cancer will be performed.

【0025】 ブチレート/DMSA/MESNAの組み合わせは、他の試験群と比較して、
ヌードマウスモデルにおけるヒト前立腺腫瘍の増殖を阻害することが予測される
。他の組み合わせ(即ち、ブチレート/DMSA、ブチレート/MESNA)も
また、ブチレート単独よりも有効な療法であることが予測される。ブチレート処
理した動物からの腫瘍の試験により、PSA mRNAの増加、Bcl−2/B
ax比率の減少および未処理動物からの腫瘍と比較して減少した細胞の増殖を示
すことが予測される。増大した分化および減少した腫瘍増殖を反映するこれらの
指標は、種々の組み合わせ療法で処理した動物からの腫瘍において改善する。さ
らに、これらの指標は、減少した細胞レベルのGSHおよびMTと相関しなけれ
ばならない。例えば、最高のPSA mRNAレベル、最低のBcl−2/Ba
x比率および最低の増殖指数を有する腫瘍は、特定の範囲内にあり、特定のレド
ックス状態を定義する細胞GSH、MTおよび他のレドックス定義分子のレベル
を含んでいなければならない。組織学的試験により、対照およびブチレート単独
で処理した動物と比較して、組み合わせで処理した動物から単離された比較的有
糸分裂でない形態、正常なクロマチン凝縮および腫瘍の分化の特徴を見いださな
ければならない。従って、これらの研究は、DMSAおよびMESNAが、ブチ
レートの抗腫瘍活性を高める機能を有するか、またはこれに相互作用する方式中
への見識を提供するのみならず、これらはまた、同様の方式で機能する追加のレ
ドックスクランプ剤を同定し、開発する手段を提供する。さらに、ここに記載し
たインビトロ実験からのデータと共に、インビボ研究からの結果は、投与計画、
有効な濃度、毒性およびヒト臨床的試験の設計において用いるためのブチレン化
学感作剤の治療学的有効性中への見識を提供する。
The butyrate / DMSA / MESNA combination, compared to the other test groups,
It is predicted to inhibit human prostate tumor growth in a nude mouse model. Other combinations (ie butyrate / DMSA, butyrate / MESNA) are also expected to be more effective therapies than butyrate alone. Examination of tumors from butyrate-treated animals showed an increase in PSA mRNA, Bcl-2 / B
It is expected to show a reduced ax ratio and reduced cell proliferation compared to tumors from untreated animals. These indicators, reflecting increased differentiation and decreased tumor growth, improve in tumors from animals treated with various combination therapies. In addition, these indicators must correlate with reduced cellular levels of GSH and MT. For example, highest PSA mRNA levels, lowest Bcl-2 / Ba
Tumors with x-ratio and lowest growth index must be within a certain range and contain levels of cells GSH, MT and other redox-defining molecules that define a particular redox state. Histological examination should reveal characteristics of relatively non-mitotic morphology, normal chromatin condensation and tumor differentiation isolated from animals treated with the combination as compared to control and animals treated with butyrate alone Must. Thus, these studies not only provide insight into the ways in which DMSA and MESNA have the ability to or interact with butyrate's antitumor activity, but they also provide insights in a similar manner. Provides a means to identify and develop additional redox clamping agents that work. Further, along with the data from the in vitro experiments described here, the results from the in vivo studies
It provides insights into the effective concentrations, toxicity and therapeutic efficacy of butylene chemosensitizers for use in designing human clinical trials.

【0026】 従って、ここで例示したように、1つの態様において、本発明のレドックスク
ランプ剤は、癌細胞においてストレス応答を誘発することが知られている化学療
法剤と組み合わせて、腫瘍症の治療において有用である。このような化学療法剤
の例は、前立腺癌の治療のためのブチレートである。癌細胞は、ストレスに対抗
する種々の細胞プロセスを上方調節することにより、化学療法剤により誘発され
たストレスに応答する。薬剤により誘発されたストレス応答は、初期ストレスか
ら生存する癌細胞を一層頑丈にし、これによりこれらが一層制御されていない方
式で増殖し、同一または異なる化学療法剤でのその後の処理に耐性になることを
可能にする。しかし、本発明において、レドックスクランプ剤は、癌細胞におい
てストレス応答を誘発することが知られている化学療法剤と同時投与される。レ
ドックスクランプ剤は、化学療法剤の投与の前および/または間および/または
後のいずれかに組み合わせて投与される。レドックスクランプ剤は、癌細胞のレ
ドックス状態を、細胞死機構が活性なままである領域に調整し、これにより癌細
胞を、化学療法剤により殺されることに対して一層感受性にし、化学療法剤の効
率を高め、耐性の発達を阻害することにより、癌細胞の治療に関連するストレス
応答に対抗する機能を有する。
Thus, as exemplified herein, in one embodiment, the redox clamp agent of the present invention is used in combination with a chemotherapeutic agent known to elicit a stress response in cancer cells to treat neoplasia. It is useful in. An example of such a chemotherapeutic agent is butyrate for the treatment of prostate cancer. Cancer cells respond to chemotherapeutic agent-induced stress by upregulating various cellular processes that oppose stress. The drug-induced stress response makes cancer cells surviving from initial stress more robust, which makes them grow in a less controlled manner and resists subsequent treatment with the same or different chemotherapeutic agents Make it possible. However, in the present invention, a redox clamp agent is co-administered with a chemotherapeutic agent known to elicit a stress response in cancer cells. The redox clamp agent is administered in combination either before and / or during and / or after administration of the chemotherapeutic agent. Redox clamp agents adjust the redox state of cancer cells to areas where the cell death machinery remains active, thereby making the cancer cells more sensitive to being killed by the chemotherapeutic agent, It has the ability to counteract the stress response associated with the treatment of cancer cells by increasing efficiency and inhibiting the development of resistance.

【0027】 他の態様において、レドックスクランプ剤は、血管形成手順の前に投与される
べき抗増殖剤として用いられる。血管形成術は、閉塞した血管を開放するために
実施される医学的手順である。これは、酸素が除去された組織への増大した血液
流を可能にする。しかし、血管形成術の間に血管の内壁に対して物理的外傷が加
えられ、この手順に続いて血管における酸素濃度の突然の変化は、血管を構成す
る細胞の遷移的な増殖を誘発する。この増殖応答は顕著であり得、血管の後手順
肥厚および減少した血液流を生じる。この増殖応答は、血管形成手順を一層非効
率的にする。レドックスクランプ剤は、血管形成手順の前および/または間およ
び/または後に投与することができる。これらの剤は、増殖と整合しない血管細
胞のレドックス状態を誘発し、従って細胞の後手順増殖を最小にし、血管形成手
順を一層効果的にする。
In another embodiment, a redox clamp is used as an antiproliferative to be administered prior to an angioplasty procedure. Angioplasty is a medical procedure performed to open blocked blood vessels. This allows for increased blood flow to the deoxygenated tissue. However, physical trauma is applied to the inner wall of the blood vessel during angioplasty, and a sudden change in oxygen concentration in the blood vessel following this procedure triggers a transitional proliferation of the cells making up the blood vessel. This proliferative response can be significant, resulting in post-procedural thickening of blood vessels and reduced blood flow. This proliferative response makes the angiogenesis procedure more inefficient. The redox clamp can be administered before and / or during and / or after the angioplasty procedure. These agents induce a redox state of vascular cells that is inconsistent with proliferation, thus minimizing cell post-procedural proliferation and making the angiogenic procedure more effective.

【0028】 レドックスクランプ剤はまた、皮膚の過剰増殖症状を治療するのに用いること
ができる。種々の皮膚症状(即ち乾癬)における表皮細胞の増大した増殖および
/または変化した分化は、細胞のレドックス状態において主要な変化に関連する
。同様に、抗酸化剤グルタチオンの上昇した細胞レベルが、日光(UV光)への
暴露に続いて皮膚細胞において観察される。レドックス状態におけるこの変化は
、皮膚の細胞増殖の主要なプロモーターである。経口的に摂取されたかまたは局
所的軟膏に含まれたレドックスクランプ剤は、細胞増殖を減少させ、分化プロセ
スを正常化する。
Redox clamps can also be used to treat hyperproliferative conditions of the skin. Increased proliferation and / or altered differentiation of epidermal cells in various skin conditions (ie, psoriasis) is associated with major changes in the redox state of the cells. Similarly, elevated cellular levels of the antioxidant glutathione are observed in skin cells following exposure to sunlight (UV light). This change in redox status is a major promoter of skin cell proliferation. Redox clamps, taken orally or contained in a topical ointment, reduce cell proliferation and normalize the differentiation process.

【0029】 尚他の態様において、これらのレドックスクランプ剤は、II型(成人発病)
糖尿病の治療に用いられる。II型糖尿病において、血清からのグルコースの基
底のおよびインシュリン誘発取り込みの細胞プロセスが変化する。細胞によるグ
ルコース取り込みは、グルコース輸送剤により媒介される。糖尿病個体において
、グルコース輸送剤の特定のタイプの発現/機能は、減少する。このことは、糖
尿病を患っている個体が、食後および食間に血清グルコースレベルを除去するこ
とができないことに寄与する。これらの輸送剤の発現は、細胞のレドックス状態
により独特に影響されることが知られている。(減少したグルコース取り込みお
よび利用による)糖尿病の組織のレドックス状態における劇的な変動は、グルコ
ース輸送剤の発現および機能を下方調節する傾向がある。このような不足は、糖
尿病症状を悪化させ、血清グルコースにおける上昇を促進する。本発明のレドッ
クスクランプ剤でのII型糖尿病の治療により、細胞のレドックス状態が安定化
し、グルコース輸送剤発現/機能が正常化する。この治療により、糖尿病を患っ
ている個体は、血清グルコースレベルを正常化することにより、一層容易に疾患
を支配し、これによりこの疾患の進行を遅延させることができる。
In yet other embodiments, these redox clamps are of type II (adult onset)
Used for the treatment of diabetes. In type II diabetes, the cellular processes of basal and insulin-induced uptake of glucose from serum are altered. Glucose uptake by cells is mediated by glucose transport agents. In diabetic individuals, the expression / function of certain types of glucose transport agents is reduced. This contributes to the inability of individuals suffering from diabetes to remove serum glucose levels after and between meals. It is known that the expression of these transport agents is uniquely affected by the redox state of the cell. Dramatic fluctuations in the redox state of diabetic tissue (due to reduced glucose uptake and utilization) tend to down-regulate glucose transporter expression and function. Such a deficiency exacerbates the diabetic condition and promotes a rise in serum glucose. Treatment of type II diabetes with the redox clamp agent of the present invention stabilizes the redox state of cells and normalizes glucose transporter expression / function. With this treatment, individuals with diabetes can more easily control the disease by normalizing serum glucose levels, thereby slowing the progression of the disease.

【0030】 以下の非限定的例を、本発明をさらに例示するために提供する。 例 例1:LNCaP細胞のアポトーシスに対する剤/組み合わせの効果 LNCaP細胞を、剤(単独または組み合わせ)で48時間処理した。これら
の研究において、用いた濃度は、以下の通りであった:MESNA50μM;D
MSA50μM;ブチレート5mM。次に、細胞を収穫し、サブ二重(sub-diplo
id)ピークにおいて出現するアポトーシス細胞の百分率を、フローサイトメトリ
ー的に決定した。
The following non-limiting examples are provided to further illustrate the present invention. EXAMPLES Example 1 Effect of Agent / Combination on LNCaP Cell Apoptosis LNCaP cells were treated with the agent (alone or in combination) for 48 hours. In these studies, the concentrations used were as follows: MESNA 50 μM; D
MSA 50 μM; butyrate 5 mM. Next, cells are harvested and sub-diplo
id) The percentage of apoptotic cells appearing at the peak was determined by flow cytometry.

【0031】 例2:細胞還元グルタチオン(GSH)レベルに対する剤の効果 GSH決定の方法の種に特異的な限定は、GSH検出の方法が、染料がGSH
に結合し、蛍光生成物を形成することがヒト細胞において一般的ではないグルタ
チオン−S−トランスフェラーゼのイソ型に依存するため、これらの研究につい
てヒトLNCaP細胞を用いることを妨げる。従って、細胞GSHレベルに対す
るブチレート、MESNAおよびDMSAの効果を、H4ラット肝臓癌細胞系を
用いて検査した。ブチレート処理細胞のGSH特異的蛍光は、対照よりも低いこ
とが見いだされた。さらに、DMSAおよびMESNA処理は、基底GSHレベ
ルを低下させ、一方他のレドックス調節剤(即ちリポ酸)は、細胞GSHレベル
を上昇させた。このことは、DMSAおよびMESNAがブチレート誘発アポト
ーシスを高めた一方、リポ酸は有力な阻害剤であることが見いだされたため、興
味深い。追加の研究において、異なるサイトメトリーに基づく方法を用いて、ヒ
ト前立腺腫瘍細胞における減少したグルタチオンの細胞レベルを決定する。また
、HPLCに基づく方法を用いて、還元されたおよび酸化されたグルタチオンを
共に定量する。
Example 2 Effect of Agent on Cellular Reduced Glutathione (GSH) Levels A species-specific limitation of the method of GSH determination is that the method of GSH detection requires that the dye be GSH
The use of human LNCaP cells for these studies is hampered by the dependence on the isoform of glutathione-S-transferase, which is uncommon in human cells to bind to and form fluorescent products. Therefore, the effects of butyrate, MESNA and DMSA on cellular GSH levels were examined using the H4 rat liver cancer cell line. GSH-specific fluorescence of butyrate-treated cells was found to be lower than the control. In addition, DMSA and MESNA treatment reduced basal GSH levels, while other redox modulators (ie, lipoic acid) increased cellular GSH levels. This is interesting because DMSA and MESNA enhanced butyrate-induced apoptosis, while lipoic acid was found to be a potent inhibitor. In additional studies, different cytometric based methods are used to determine reduced glutathione cellular levels in human prostate tumor cells. Also, both reduced and oxidized glutathione are quantified using an HPLC-based method.

【0032】 例3:細胞MTレベルに対するMESNAの効果 LNCaP細胞を、例1に記載したように処理した。しかし、細胞を、24時
間の期間において収穫した。次に、細胞を固定し(パラホルムアルデヒド)、メ
タロチオネイン特異的(蛍光結合)抗体で染色し、フローサイトメトリー的に分
析した。これらのデータは、DMSAおよびMESNAが共に、細胞MTレベル
におけるブチレート誘発上昇を阻害し得ることを示す。この観察は、レドックス
クランプ剤としてのDMSAおよびMESNAの特徴づけと整合する:これらは
、ブチレート処理細胞が、抗酸化剤タンパク質、例えばMTの発現を阻害し、一
方ブチレートにより誘発された低いGSHレベルを維持/増強することによりプ
ロ還元(pro-reducing)となる試行に対抗すると考えられる。
Example 3 Effect of MESNA on Cell MT Levels LNCaP cells were treated as described in Example 1. However, cells were harvested over a 24 hour period. The cells were then fixed (paraformaldehyde), stained with a metallothionein-specific (fluorescent binding) antibody and analyzed by flow cytometry. These data indicate that both DMSA and MESNA can inhibit butyrate-induced elevation in cellular MT levels. This observation is consistent with the characterization of DMSA and MESNA as redox clamps: they inhibit butyrate-treated cells from expressing antioxidant proteins, such as MT, while reducing the low GSH levels induced by butyrate. It is believed that maintaining / enhancing will counter trials that result in pro-reducing.

【0033】 例4:前立腺癌についてのインビボモデル ヒト前立腺癌に対するブチレート組み合わせ療法の効果を試験するために用い
る動物モデルは、Raffo et al., Cancer Res., 1995, 55:4438-4445により記載
されたように、雄の胸腺欠損(ヌード)マウスにヒト前立腺癌細胞(LNCaP
)を注入(s.c./側腹部)することを含む。この方法は、約3週間の注射の
部位における100%前立腺癌確立を得ることが示された。短い(4日間)注射
後期間に続いて、マウスを、処理群に無作為に割り当て(表2参照)、ここでこ
れらは、1種または2種以上の記載した剤での処理を受ける。注射後約40日に
おいて、腫瘍発育を測定し(13)、腫瘍を切り出し、加工して、腫瘍増殖およ
び分化の種々の観点に対する治療の組み合わせの効果を特徴づけした(表2参照
)。
Example 4 In Vivo Model for Prostate Cancer An animal model used to test the effects of butyrate combination therapy on human prostate cancer is described by Raffo et al., Cancer Res., 1995, 55: 4438-4445. As described above, male athymic (nude) mice were treated with human prostate cancer cells (LNCaP).
)) (Sc / flank). This method has been shown to obtain 100% prostate cancer establishment at the site of injection for about 3 weeks. Following a short (4 days) post-injection period, mice are randomly assigned to treatment groups (see Table 2), where they receive treatment with one or more of the described agents. Approximately 40 days after injection, tumor growth was measured (13) and tumors were excised and processed to characterize the effect of the treatment combination on various aspects of tumor growth and differentiation (see Table 2).

【0034】 SteelおよびTorri (1980, Principals and Procedures of Statistics: A Bio
metrical Approach. New York:McGraw-Hill Book Company, Inc)により述べられ
た原理に従った研究において、少なくとも15匹/群のマウスを用いることが評
価された。このような評価は、0.8の腫瘍容積のプールされた標準偏差および
40%の対照と試験群との間の最小の予測された差異を推測する。
[0034] Steel and Torri (1980, Principals and Procedures of Statistics: A Bio
In a study following the principles set forth by the metrical Approach. New York: McGraw-Hill Book Company, Inc., it was evaluated to use at least 15 mice / group. Such an assessment predicts a pooled standard deviation of the tumor volume of 0.8 and a minimum predicted difference between the control and test groups of 40%.

【0035】 例5:マウスへの治療剤の投与 DMSAおよびMESNAを、飲料水中でマウスに経口的に投与する。経口D
MSAおよびMESNAの薬物動態を、ヒトにおいて広範囲に特徴づけした(Apo
shian, H.V., およびAposhian, N.M., Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol., 1990,
30:279-306; およびJames et al., Br. J. Clin. Pharmacol., 1987, 23(5):56
1-568)。安定性研究は、DMSAとMESNAが共に単純な液体および固体調製
物中で安定であることを示す。DMSAおよびMESNAについての2つの投与
量レベル(即ち低いおよび高い)を用いる。「低い投与量」は、ヒトにおける有
効な投与量を用いて外挿により決定する。「高い投与量」は、「低い投与量」よ
りも3倍高い。ブチレートを、経口的に活性なプロドラッグであるトリブチリン
の形態で、特定の投与量群に投与する。薬物動態学的データは、Kgあたり5〜
10gのトリブチリンの経口投与量が、1〜2mMのピーク血漿ブチレートレベ
ルを生じることを示す(Yuan et al., Proc. Annu. Meet. Am. Assoc. Cancer Re
s., 1994, 35:A2556)。この血清濃度範囲は、他のブチレートプロドラッグであ
るイソブチルアミドで処理したヌードマウスにおいてLNCaP腫瘍増殖を有意
に減少することが示された(Gleave et al., J. Cell. Biochem., 1998, 69(3):2
71-281)。マウスの食物/水摂取を監視する。摂取が、対照または他の試験群に
対してすべての処理群において有意に変化する場合には、対にした供給を実施す
ることができる。14の提案された処理群を、以下の表に列挙する。
Example 5: Administration of a therapeutic agent to mice DMSA and MESNA are administered orally to mice in drinking water. Oral D
The pharmacokinetics of MSA and MESNA have been extensively characterized in humans (Apo
shian, HV, and Aposhian, NM, Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol., 1990,
30: 279-306; and James et al., Br. J. Clin. Pharmacol., 1987, 23 (5): 56.
1-568). Stability studies show that DMSA and MESNA are both stable in simple liquid and solid preparations. Two dose levels are used for DMSA and MESNA (ie, low and high). "Low dose" is determined by extrapolation using an effective dose in humans. "High dose" is three times higher than "low dose". Butyrate is administered to certain dosage groups in the form of the orally active prodrug, tributyrin. Pharmacokinetic data ranged from 5 to 5
Show that an oral dose of 10 g of tributyrin results in a peak plasma butyrate level of 1-2 mM (Yuan et al., Proc. Annu. Meet. Am. Assoc. Cancer Re.
s., 1994, 35: A2556). This serum concentration range was shown to significantly reduce LNCaP tumor growth in nude mice treated with another butyrate prodrug, isobutylamide (Gleave et al., J. Cell. Biochem., 1998, 69 (3): 2
71-281). The mice are monitored for food / water intake. If the intake changes significantly in all treatment groups relative to the control or other test groups, paired feeding can be performed. The 14 proposed treatment groups are listed in the table below.

【0036】 表2Table 2

【表2】 [Table 2]

【0037】 例6:腫瘍加工 標準的な方法を用いて、腫瘍容積を計算し、腫瘍を切り出した。腫瘍の片をウ
エスタンまたはノーザンブロット分析のために抽出する。フローサイトメトリー
的分析のために、確立されたプロトコルに従ってプロテアーゼXIVを用いて、
単一の細胞懸濁液を腫瘍の片から発生させる。これらの細胞の種々の観点(即ち
GSH、MT、増殖指数等)を、以下の例に記載されたように決定する。さらに
、腫瘍の切片を保存し、組織学的試験のために加工する。各々の動物からの腎臓
および肝臓を、処理関連器官病状を決定するために保存する。特定の毒性の指標
が観察されるかまたは疑われる場合には、他の器官を保存し、試験する。
Example 6: Tumor processing Tumor volumes were calculated and tumors were excised using standard methods. Tumor pieces are extracted for Western or Northern blot analysis. For flow cytometric analysis, using protease XIV according to established protocols,
A single cell suspension is generated from a piece of tumor. Various aspects of these cells (ie, GSH, MT, proliferation index, etc.) are determined as described in the examples below. In addition, sections of the tumor are stored and processed for histological examination. Kidneys and liver from each animal are saved to determine treatment-related organ pathology. If specific indicators of toxicity are observed or suspected, other organs are preserved and tested.

【0038】 例7:ヒト前立腺癌細胞系 ヒト前立腺癌細胞系であるLNCaPを、これらの動物研究において用いる。
この細胞系は、ヒト前立腺癌の動物モデルにおいて広範囲に用いられているアン
ドロゲン感受性前立腺癌細胞系である。しかし、最適な投与量および組み合わせ
を、LNCaP腫瘍について決定した後に、他の腫瘍モデルシステムにおける追
加の研究を実施することができる。LNCaP細胞系が広く特徴づけされている
ため、増殖、アポトーシスおよび分化の観点を反映する標準的な生物マーカーを
決定した。これらの生物マーカーは、この研究において、治療的組み合わせの抗
腫瘍効果を決定するため、DMSAおよびMESNAがブチレートの効果を高め
る機能を有する機構中への見識を得るため、および追加のレドックスクランプ剤
を同定するために、用いる。
Example 7: Human prostate cancer cell line The human prostate cancer cell line, LNCaP, is used in these animal studies.
This cell line is an androgen-sensitive prostate cancer cell line that is widely used in animal models of human prostate cancer. However, after the optimal dosage and combination has been determined for LNCaP tumors, additional studies in other tumor model systems can be performed. With the LNCaP cell line widely characterized, standard biomarkers reflecting aspects of proliferation, apoptosis and differentiation were determined. These biomarkers were used in this study to determine the anti-tumor effect of the therapeutic combination, to gain insight into the mechanisms by which DMSA and MESNA function to enhance the effect of butyrate, and to add additional redox clamp agents. Used to identify.

【0039】 例8:LNCaP腫瘍のアポトーシスに対する治療的組み合わせの効果 LNCaP細胞のアポトーシス並びに他の細胞のタイプのアポトーシスを、B
cl−2、Bcl−XおよびBaxの比率における変化と関連させた。アポトー
シスのこの機構は、p53の変化した(減少した)発現/機能を伴うアポトーシ
スプロセスと対照的である。標準的なウエスタンブロッティング手法を用いて、
対照および処理した腫瘍の細胞におけるタンパク質のBcl−2族の相対的量を
測定することにより、アポトーシスの機構に影響する治療的組み合わせの能力を
特徴づけすることができる。また、アポトーシスプロセスおよび細胞サイクル停
止を媒介/反映または阻害する他の関連する細胞タンパク質(即ちp53、p2
1/waf1、p27Kip1等)の発現を、ウエスタンまたはノーザンブロッ
ト分析のいずれかにより特徴づけして、予測されない処理関連現象に向けること
ができる。これらのタンパク質またはmRNAの検出/定量を、標準化された手
法を用いて決定する。種々の処理群からの腫瘍におけるアポトーシス細胞の百分
率を、標準的なTUNELアッセイを用いてフローサイトメトリー的に決定する
。いくつかの腫瘍について、TUNELアッセイを、組織切片を用いて実施する
Example 8: Effect of therapeutic combination on apoptosis of LNCaP tumors Apoptosis of LNCaP cells as well as apoptosis of other cell types
It was associated with changes in the ratio of cl-2, Bcl-X and Bax. This mechanism of apoptosis is in contrast to the apoptotic process with altered (decreased) expression / function of p53. Using standard western blotting techniques,
By measuring the relative amount of the Bcl-2 family of proteins in control and treated tumor cells, the ability of therapeutic combinations to affect the mechanism of apoptosis can be characterized. Also, other related cellular proteins that mediate / reflect or inhibit the apoptotic process and cell cycle arrest (ie, p53, p2
1 / waf1, p27Kip1) can be characterized by either Western or Northern blot analysis to address unexpected treatment-related phenomena. Detection / quantification of these proteins or mRNA is determined using standardized techniques. The percentage of apoptotic cells in tumors from the various treatment groups is determined flow cytometrically using a standard TUNEL assay. For some tumors, a TUNEL assay is performed using tissue sections.

【0040】 例9:LNCaP腫瘍の分化に対する治療的組み合わせの効果 PSA(前立腺特異性抗原)として知られている分化マーカーを、LNCaP
細胞系について特徴づけした。このタンパク質の増大した発現を、この細胞系並
びに他のヒト前立腺細胞系および実際の前立腺腫瘍の分化状態における増大と関
連づけた(Gleave et al., J. Cell. Biochem., 1998, 69(3):271-281)。LNC
aP腫瘍におけるPSA mRNAの発現を、この研究において、従来のノーザ
ンブロット分析により決定する。この情報を用いて、ヒト腫瘍の分化状態に対す
る処理の効果を決定する。
Example 9: Effect of therapeutic combination on LNCaP tumor differentiation The differentiation marker known as PSA (prostate specific antigen)
The cell line was characterized. Increased expression of this protein has been linked to an increase in the differentiation status of this cell line as well as other human prostate cell lines and actual prostate tumors (Gleave et al., J. Cell. Biochem., 1998, 69 (3). : 271-281). LNC
PSA mRNA expression in aP tumors is determined in this study by conventional Northern blot analysis. This information is used to determine the effect of the treatment on the differentiation status of the human tumor.

【0041】 例10:LNCaP腫瘍の増殖に対する治療的組み合わせの効果 屠殺の数時間前に、各々の処理群の数匹のマウスに、ブロモデオキシウリジン
(BrdU)を注射した。このチミジン類似体の増殖している細胞のDNA中へ
の導入により、腫瘍の増殖指数の決定がフローサイトメトリー的に可能になる。
ヒト腫瘍細胞を、汚染マウス細胞からサイトメトリー的に分割することができる
。その理由は、アッセイにおいて用いるDNA特異性染料(即ちプロピジウムヨ
ージド)が、細胞を、合計DNA含量に基づいて染色するからである(ヒト細胞
は、マウス細胞よりも、有意に多いゲノムDNAを有する)。特定の組み合わせ
の剤を受けるマウスからの腫瘍中にBrdUを導入する細胞の百分率の減少は、
腫瘍増殖の処理関連阻害として解釈される。これらの発見は、腫瘍の他の特性(
即ち、大きさ/容積、分化マーカーの発現等)と関連づけられる。
Example 10: Effect of therapeutic combination on LNCaP tumor growth Several hours before sacrifice, several mice in each treatment group were injected with bromodeoxyuridine (BrdU). The introduction of this thymidine analog into the DNA of growing cells allows the determination of the growth index of the tumor to be determined flow cytometrically.
Human tumor cells can be split cytometrically from contaminated mouse cells. This is because the DNA-specific dye used in the assay (ie, propidium iodide) stains cells based on total DNA content (human cells have significantly more genomic DNA than mouse cells). ). The reduction in the percentage of cells that transduce BrdU in tumors from mice receiving a particular combination of agents is
Interpreted as a treatment-related inhibition of tumor growth. These findings suggest other characteristics of the tumor (
That is, size / volume, expression of differentiation markers, etc.).

【0042】 例11:LNCaP腫瘍のレドックス状態に対する治療的組み合わせの効果 分化、アポトーシスおよび増殖の決定因子を、腫瘍細胞のレドックス状態にお
ける処理関連変化と相関させる。現在、レドックス状態は、減少したグルタチオ
ンおよびMTの細胞レベルに基づく相対的項目において定義される。減少したM
T発現および一層低い細胞減少グルタチオンレベルは、未処理またはブチレート
単独で処理したものと比較して、組み合わせ療法(即ち、ブチレートおよびME
SNAおよび/またはDMSA)を受けた動物の腫瘍細胞において予測される。
ブチレート誘発抗酸化剤反発からの高められたGSHおよびMTレベルを、本発
明者等の予測に基づいて、未処理動物からの腫瘍に対して、ブチレート単独を受
けた動物からの腫瘍において観察することが可能である。この分析について、腫
瘍細胞におけるGSHおよびMTのレベルは、フローサイトメトリー的におよび
ウエスタンブロット分析により決定される。さらに、酸化されたおよび還元され
たグルタチオンの細胞レベルを定量するHPLCに基づく方法を用いる。
Example 11 Effect of Therapeutic Combination on Redox Status of LNCaP Tumors Determinants of differentiation, apoptosis and proliferation correlate with treatment-related changes in redox status of tumor cells. Currently, redox status is defined in relative terms based on reduced glutathione and MT cellular levels. M decreased
T expression and lower cytoreduced glutathione levels indicate that combination therapy (ie butyrate and ME) is compared to untreated or treated with butyrate alone.
(SNA and / or DMSA).
To observe elevated GSH and MT levels from butyrate-induced antioxidant repulsion based on our predictions in tumors from animals receiving butyrate alone versus tumors from untreated animals Is possible. For this analysis, the levels of GSH and MT in the tumor cells are determined flow cytometrically and by Western blot analysis. In addition, an HPLC-based method of quantifying cellular levels of oxidized and reduced glutathione is used.

───────────────────────────────────────────────────── 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 31/194 C12N 5/00 E (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZW ),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU, TJ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ, BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,C R,CU,CZ,DE,DK,DM,EE,ES,FI ,GB,GD,GE,GH,GM,HR,HU,ID, IL,IN,IS,JP,KE,KG,KP,KR,K Z,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MA ,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ, PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,S K,SL,TJ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG ,US,UZ,VN,YU,ZA,ZW (72)発明者 マーメルスタイン,フレッド エイチ. アメリカ合衆国 ニュージャージー州 08876、ヒルズボロー、ウッズ ロード 123 Fターム(参考) 4B065 AA93X AC20 BD25 CA44 4C084 AA17 AA20 NA05 ZB261 ZB262 4C206 AA02 JA52 NA05 ZB26 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) A61K 31/194 C12N 5/00 E (81) Designated country EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK) , ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR) , NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, LS, MW, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AE, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CR, CU, CZ, DE, DK DM, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS , LT, LU, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VN, YU, ZA, ZW (72) Inventor Marmel Stein, Fred H. United States New Jersey 08876, Hillsborough, Woods Road 123 F-term (reference) 4B065 AA93X AC20 BD25 CA44 4C084 AA17 AA20 NA05 ZB261 ZB262 4C206 AA02 JA52 NA05 ZB26

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 細胞を選択されたレドックス状態に維持する方法であって、
細胞を選択されたレドックス状態に維持するレドックスクランプ剤と細胞とを接
触させることを含む、前記方法。
1. A method for maintaining a cell in a selected redox state, comprising:
Contacting a cell with a redox clamp agent that maintains the cell in a selected redox state.
【請求項2】 選択された細胞を、細胞においてストレス応答を誘発するこ
とが知られている化学療法剤に感作する方法であって、選択された細胞と、レド
ックスクランプ剤と組み合わせて細胞においてストレス応答を誘発することが知
られている化学療法剤とを接触させることを含む、前記方法。
2. A method of sensitizing a selected cell to a chemotherapeutic agent known to elicit a stress response in the cell, comprising combining the selected cell with a redox clamp agent. Such a method, comprising contacting with a chemotherapeutic agent known to elicit a stress response.
【請求項3】 患者における癌を治療する方法であって、レドックスクラン
プ剤と組み合わせて癌細胞においてストレス応答を誘発することが知られている
化学療法剤を患者に投与することを含む、前記方法。
3. A method of treating cancer in a patient, the method comprising administering to the patient a chemotherapeutic agent known to elicit a stress response in cancer cells in combination with a redox clamp agent. .
【請求項4】 細胞の過剰増殖を阻害する方法であって、細胞をレドックス
クランプ剤と接触させて、細胞を、細胞増殖と整合しないレドックス状態に維持
することを含む、前記方法。
4. A method of inhibiting cell overgrowth, comprising contacting a cell with a redox clamp agent to maintain the cell in a redox state that is inconsistent with cell growth.
【請求項5】 レドックス状態における異常な変動を有する細胞のレドック
ス状態を安定化する方法であって、細胞を選択されたレドックス状態に維持する
レドックスクランプ剤と細胞とを接触させることを含む、前記方法。
5. A method for stabilizing the redox state of a cell having abnormal fluctuations in the redox state, comprising contacting the cell with a redox clamp agent that maintains the cell in a selected redox state. Method.
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