JP2003516938A - Method for selectively killing cancer cells by reducing cellular coenzyme A level - Google Patents

Method for selectively killing cancer cells by reducing cellular coenzyme A level

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JP2003516938A JP2001536199A JP2001536199A JP2003516938A JP 2003516938 A JP2003516938 A JP 2003516938A JP 2001536199 A JP2001536199 A JP 2001536199A JP 2001536199 A JP2001536199 A JP 2001536199A JP 2003516938 A JP2003516938 A JP 2003516938A
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タウンセンド,クレイグ・エイ
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ザ ジョンズ ホプキンス ユニバーシティー スクール オブ メディシン
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Abstract

(57)【要約】 本発明は遊離の細胞内補酵素A(CoA)の急激な低下によって癌細胞の増殖を阻害するか、または死滅させる方法について記載する。本発明は以下を含む:CoAの利用を上昇させる、および/またはその合成を低下させることによって癌細胞中のCoAを選択的に減少させるいずれかの方法。ここに示すように、遊離CoAの低下は脂肪酸シンターゼ(FAS)の阻害によって行ってもよい。本発明はまた、FAS阻害に付加する、またはその代わりとなる介入によって遊離の細胞内補酵素Aを低下させることも含む。 (57) SUMMARY The present invention describes a method of inhibiting or killing the growth of cancer cells by a rapid decrease in free intracellular coenzyme A (CoA). The invention includes: any method of selectively reducing CoA in cancer cells by increasing CoA utilization and / or reducing its synthesis. As shown herein, reduction of free CoA may be achieved by inhibition of fatty acid synthase (FAS). The present invention also includes reducing free intracellular coenzyme A by adding to or alternative to FAS inhibition.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】関連分野の概要 多くの研究により、以下における非常に高レベルの脂肪酸シンターゼ(FAS
,E.C.2.3.1.85)の発現が証明されている:悪性のヒト乳癌(Alo, P.L., Visca
, P., Marci, A., Mangoni, A., Botti, C., およびDi Tondo, U. 第1期乳癌患
者における再発の予知物質としての脂肪酸シンターゼ(FAS)の発現, Cancer
. 77:474-482, 1996;Jensen, V., Ladekarl, M., Holm-Nielsen, P., Melsen,
F., およびSoerensen, F.B. node-negative乳癌において抗体MIB-1によって
検出される腫瘍抗原519(OA-519)の発現および増殖活性の予後値, Jou
rnal of Pathology. 176:343-352, 1995)並びに他の癌(Rashid, A., Pizer, E
. S., Moga, M., Milgraum, L. Z., Zahurak, M., Pasternack, G. R., Kuhajda
, F. P., およびHamilton, S. R. 結腸直腸腫瘍における高い脂肪酸シンターゼ
発現および脂肪酸合成活性, American Journal of Pathology. 150:201-208, 19
97;Pizer, E., Lax, S., Kuhajda, F., Pastermack, G., およびKurman, R. 子
宮内膜癌における脂肪酸シンターゼ発現:細胞増殖およびホルモン受容体との相
関性, Cancer. 83:528-537,1998)。FAS発現も乳房の分泌管上皮内癌および
上皮内小葉癌において同定されている;高リスクの浸潤性乳癌の発生に関連する
病変(Milgraum, L. Z., Witters, L. A., Pasternack, G. R., およびKuhajda,
F. P. 脂肪酸合成経路の酵素は乳房の上皮内癌において高度に発現される, Cli
nical Cancer Research. 3:2115-2120, 1997)。FASは脂肪酸合成(FA合成
)の主要な合成酵素であり、マロニル-CoAおよびアセチル-CoAのNADP
H依存的縮合を触媒し、主として16炭素の飽和遊離脂肪酸、パルミテートを生
成する(Wakil, S., 脂肪酸シンターゼ、熟達した多機能性酵素, Biochemistry.
28:4523-4530, 1989)。腫瘍組織におけるex vivo測定によって高レベルのFA
SおよびFA合成の両方が明らかにされており、これは全体的な遺伝プログラム
がヘキソキナーゼからFASまでの約25酵素からなり、非常に活性であること
を示している(Rashidら, 1997)。
[0001] by many overview of the related field research, very high levels of fatty acid synthase in the following (FAS
, EC2.3.1.85) has been demonstrated: malignant human breast cancer (Alo, PL, Visca)
, P., Marci, A., Mangoni, A., Botti, C., and Di Tondo, U. Expression of fatty acid synthase (FAS) as a predictor of recurrence in patients with stage 1 breast cancer, Cancer
77: 474-482, 1996; Jensen, V., Ladekarl, M., Holm-Nielsen, P., Melsen,
F., and Soerensen, FB node-negative prognostic value of tumor antigen 519 (OA-519) expression and proliferative activity detected by antibody MIB-1 in breast cancer, Jou
rnal of Pathology. 176: 343-352, 1995) and other cancers (Rashid, A., Pizer, E.
.S., Moga, M., Milgraum, LZ, Zahurak, M., Pasternack, GR, Kuhajda
, FP, and Hamilton, SR High fatty acid synthase expression and fatty acid synthesis activity in colorectal tumors, American Journal of Pathology. 150: 201-208, 19
97; Pizer, E., Lax, S., Kuhajda, F., Pastermack, G., and Kurman, R. Fatty acid synthase expression in endometrial cancer: correlation with cell proliferation and hormone receptors, Cancer. 83. : 528-537, 1998). FAS expression has also been identified in breast ductal carcinoma in situ and lobular carcinoma in situ; lesions associated with the development of high-risk invasive breast cancer (Milgraum, LZ, Witters, LA, Pasternack, GR, and Kuhajda,
Enzymes of the FP fatty acid synthesis pathway are highly expressed in carcinoma in situ of the breast, Cli
nical Cancer Research. 3: 2115-2120, 1997). FAS is a major synthase of fatty acid synthesis (FA synthesis), and NADP of malonyl-CoA and acetyl-CoA
It catalyzes H-dependent condensation to produce palmitate, a saturated free fatty acid mainly containing 16 carbons (Wakil, S., Fatty acid synthase, an accomplished multifunctional enzyme, Biochemistry.
28: 4523-4530, 1989). High levels of FA by ex vivo measurement in tumor tissue
Both S and FA synthesis have been revealed, indicating that the overall genetic program consists of approximately 25 enzymes from hexokinase to FAS and is highly active (Rashid et al., 1997).

【0002】 培養したヒト癌細胞を真菌の産生物セルレニンおよび新規化合物C75を含有
するFASの阻害剤で処理したところ、FA合成が急速に低下し、次いでDNA
合成が低減し、細胞周期が停止し、ついにはアポトーシスが起こった(Pizer, E
. S., Jackisch, C., Wood, F. D., Pasternack, G. R., Davidson, N. E., お
よびKuhajda, F. ヒト乳癌細胞において脂肪酸合成の阻害によってプログラム細
胞死が誘導される, Cancer Research. 56:2745-2747, 1996, Pizer, E. S., Chr
est, F. J., DiGiuseppe, J. A., およびHan, W. F. 腫瘍細胞系における哺乳動
物の脂肪酸シンターゼの薬理学的阻害剤によってDNA複製が阻害され、アポト
ーシスが誘導される, Cancer Research. 58:4611-4615, 1998)。哺乳動物の脂
肪酸シンターゼ活性の薬理学的阻害により、薬剤適用の約90分以内にDNA複
製の阻害が誘導される。これらの知見はFA合成と癌細胞の増殖との間に生命維
持に必要な生化学的関係があることを示唆している。大いに興味がもたれる一方
、脂肪酸シンターゼの阻害がいかにしてこの現象を引き起こすのかという疑問は
未知のままであった。重要なことに、これらの作用はウシ胎仔血清由来の培地中
で、外因性脂肪酸が存在しても起こる。脂肪酸を含有しない培地条件中で、ある
種の細胞に対するセルレニンの細胞障害性作用を外因性パルミテートの添加によ
って回復させることが可能であった一方、ほとんどの癌細胞は経路の最終産物に
よってFA合成阻害から回復されなかった(データは示していない)(Pizer, E
. S., Wood, F. D., Pastnack, G. R., およびKuhajda, F. P. 脂肪酸シンター
ゼ(FAS):HL60前骨髄白血病細胞における細胞障害性代謝拮抗物質の標
的, Cancer Research. 1996:745-751, 1996)。従って、ほとんどの癌細胞に対
するFA合成阻害の細胞障害性作用は最終産物飢餓によって起こるのか、あるい
は他の生化学機構によって起こるのかは未解決のままである。発明の概要 本発明は、遊離の細胞補酵素A(CoA)の急激な低下による癌細胞の増殖の
阻害または死滅の方法について記載する。本発明は以下を含む:癌細胞において
CoA利用の増加および/またはその合成の低下によってCoAを選択的に減少
させる方法のいずれか。
Treatment of cultured human cancer cells with an inhibitor of FAS containing the fungal product cerulenin and the novel compound C75 resulted in a rapid decrease in FA synthesis followed by DNA.
Synthesis was reduced, the cell cycle was arrested, and finally apoptosis occurred (Pizer, E
S., Jackisch, C., Wood, FD, Pasternack, GR, Davidson, NE, and Kuhajda, F. Inhibition of fatty acid synthesis induces programmed cell death in human breast cancer cells, Cancer Research. 56: 2745- 2747, 1996, Pizer, ES, Chr
est, FJ, DiGiuseppe, JA, and Han, WF Pharmacologic Inhibitors of Mammalian Fatty Acid Synthase Inhibit DNA Replication and Induce Apoptosis in Tumor Cell Lines, Cancer Research. 58: 4611-4615, 1998. ). Pharmacological inhibition of mammalian fatty acid synthase activity induces inhibition of DNA replication within about 90 minutes of drug application. These findings suggest that there is a vital biochemical relationship between FA synthesis and cancer cell proliferation. While of great interest, the question of how inhibition of fatty acid synthase causes this phenomenon remains unknown. Importantly, these effects also occur in the medium from fetal bovine serum in the presence of exogenous fatty acids. In fatty acid-free medium conditions, the cytotoxic effect of cerulenin on certain cells could be restored by the addition of exogenous palmitate, whereas most cancer cells inhibited FA synthesis by the end product of the pathway. Not recovered (data not shown) (Pizer, E
S., Wood, FD, Pastnack, GR, and Kuhajda, FP fatty acid synthase (FAS): a target for cytotoxic antimetabolites in HL60 promyelocytic leukemia cells, Cancer Research. 1996: 745-751, 1996). Therefore, whether the cytotoxic effect of FA synthesis inhibition on most cancer cells is caused by end product starvation or by other biochemical mechanisms remains unsolved. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention describes a method of inhibiting the growth or killing of cancer cells by abrupt reduction of free cell coenzyme A (CoA). The invention includes: Any method of selectively reducing CoA by increasing CoA utilization and / or decreasing its synthesis in cancer cells.

【0003】 本治療戦略によって広範なヒトの癌に対する新規の化学療法薬がもたらされる
。更に、これは他の癌治療薬とは共有されない、アポトーシスを誘引する新規の
経路であるため、この治療戦略は他の一般的に使用される癌治療薬の効力を増加
しうると予測される。
This therapeutic strategy provides new chemotherapeutic agents for a wide range of human cancers. Furthermore, it is predicted that this therapeutic strategy may increase the efficacy of other commonly used cancer therapeutics, as it is a novel pathway that induces apoptosis that is not shared with other cancer therapeutics. .

【0004】 ある態様では、本発明は生体において腫瘍細胞の増殖を阻害するための方法を
提供し、これは生体に、該生体中の癌細胞において細胞内遊離補酵素Aの急激な
低下を引き起こす組成物を投与することを含む。特に、組成物の投与の際、生体
の細胞中の細胞内マロニルCoAは迅速に、好ましくは投与の3時間以内に上昇
する。細胞内マロニルCoAは細胞の増殖阻害に先立って増加すると予想され、
好ましくは細胞内マロニルCoAの増加はマロニルCoAの消費の低下と相関す
る。より好ましくは、細胞内マロニルCoAの増加はいずれのマロニルCoAの
消費速度の上昇にも先立って起こる。ある様式では、細胞内マロニルCoAの増
加はマロニルCoA脱炭酸酵素(MCD)の細胞内活性の低下または脂肪酸シン
ターゼの細胞内活性の低下と相関し、組成物はMCDの阻害剤を含有してもよい
。別の様式では、細胞内マロニルCoAの増加はマロニルCoA合成の増加と相
関する。
In one aspect, the invention provides a method for inhibiting the growth of tumor cells in a living body, which causes the living body to undergo a rapid reduction of intracellular free coenzyme A in cancer cells in the living body. Administering the composition. In particular, upon administration of the composition, intracellular malonyl CoA in the cells of the organism rises rapidly, preferably within 3 hours of administration. Intracellular malonyl CoA is expected to increase prior to cell growth inhibition,
Preferably, an increase in intracellular malonyl CoA correlates with a decrease in malonyl CoA consumption. More preferably, the increase in intracellular malonyl-CoA precedes any increase in consumption rate of malonyl-CoA. In one mode, an increase in intracellular malonyl CoA correlates with a decrease in the intracellular activity of malonyl CoA decarboxylase (MCD) or a decrease in the intracellular activity of fatty acid synthase, and the composition also contains an inhibitor of MCD. Good. In another manner, increased intracellular malonyl CoA correlates with increased malonyl CoA synthesis.

【0005】 別の態様では、本発明は、生体において腫瘍細胞の増殖を阻害する方法を提供
し、これは生体に、該生体中の癌細胞において細胞内遊離補酵素Aの急激な低下
を引き起こす組成物を投与することを含み、細胞内マロニルCoAの増加はアセ
チルCoAカルボキシラーゼ(ACC)の細胞内活性の上昇と相関する。あるい
はまた、組成物はACC活性化剤、クエン酸シンターゼの活性化剤、5'-AMP依存
性プロテインキナーゼ(AMPK)の阻害剤、および/またはアシルCoAシン
ターゼの阻害剤を含有してもよい。好ましい様式では、第2の化学療法薬も生体
に投与する。
In another aspect, the present invention provides a method for inhibiting the growth of tumor cells in a living body, which causes the living body to undergo a sharp decrease in intracellular free coenzyme A in cancer cells in the living body. Increasing intracellular malonyl CoA correlates with increased intracellular activity of acetyl CoA carboxylase (ACC), including administering the composition. Alternatively, the composition may contain an ACC activator, an activator of citrate synthase, an inhibitor of 5'-AMP dependent protein kinase (AMPK), and / or an inhibitor of acyl CoA synthase. In a preferred manner, the second chemotherapeutic agent is also administered to the organism.

【0006】 本発明の方法において、該組成物を投与する前の細胞内マロニルCoAレベル
は、好ましくは非悪性細胞における正常なマロニルCoAレベルより少なくとも
2倍高い。一般に、処理前のレベルに比較してマロニルCoAの細胞内レベルは
上昇し、アセチルCoAおよび遊離のCoAの細胞内レベルは低下する。好まし
くは、生体のある細胞での脂肪酸合成速度は組成物の投与前に標準より少なくと
も2倍高く、組成物の投与は細胞に対して細胞障害性を有する。細胞内遊離補酵
素Aレベルの低下は、補酵素Aが低下した細胞のアポトーシスと相関すると予測
されうる。
In the method of the invention, intracellular malonyl CoA levels prior to administration of the composition are preferably at least 2-fold higher than normal malonyl CoA levels in non-malignant cells. In general, intracellular levels of malonyl CoA are elevated and intracellular levels of acetyl CoA and free CoA are reduced compared to pre-treatment levels. Preferably, the rate of fatty acid synthesis in living cells is at least 2-fold higher than normal prior to administration of the composition, and administration of the composition is cytotoxic to the cells. A decrease in intracellular free coenzyme A levels can be expected to correlate with apoptosis in cells with reduced coenzyme A.

【0007】 本発明の方法の好ましい態様では、組成物はパントテン酸キナーゼの阻害剤、
ホスホパントテノイルシステインシンテターゼの阻害剤、ホスホパントテノイル
システイン脱炭酸酵素の阻害剤、および/またはホスホパントテインアデニリル
トランスフェラーゼの阻害剤を含有する。別の好ましい様式では、組成物はCo
Aへのエステル化の能力を有する基質を含有する。一般に、本発明に従って治療
される生体は脂肪酸合成速度が高い腫瘍細胞を有し、該腫瘍細胞の細胞数は該組
成物の投与後に低下する。
In a preferred embodiment of the method of the present invention, the composition is an inhibitor of pantothenate kinase,
It contains an inhibitor of phosphopantothenoyl cysteine synthetase, an inhibitor of phosphopantothenoyl cysteine decarboxylase, and / or an inhibitor of phosphopantothein adenylyl transferase. In another preferred mode, the composition is Co
It contains a substrate with the ability to esterify to A. In general, the organism treated according to the present invention has tumor cells with a high rate of fatty acid synthesis, and the cell number of the tumor cells decreases after administration of the composition.

【0008】 別の態様では、本発明は腫瘍細胞に対して選択的な細胞障害性を有する組成物
の検出の助けとなるスクリーニング法を提供し、この方法は標的細胞に標的組成
物を投与し、該投与後に該細胞における遊離および/または誘導体化補酵素Aの
細胞内レベルをモニタリングすることを含み、ここで細胞内の遊離補酵素Aの急
激な減少は選択的な細胞障害性を示す。
In another aspect, the invention provides a screening method that aids in the detection of a composition having selective cytotoxicity to tumor cells, the method comprising administering a target composition to a target cell. Monitoring the intracellular levels of free and / or derivatized coenzyme A in the cells after the administration, where a sharp decrease in free coenzyme A in the cell indicates selective cytotoxicity.

【0009】 更に別の態様では、本発明は腫瘍細胞に対して選択的な細胞障害性を有する組
成物の分類を容易にするスクリーニング法を提供し、この方法は標的細胞に標的
組成物を、マロニルCoAの生成を制限するのに十分な量のACC阻害剤の非存
在下、そして同時にその存在下で投与することを含み、ここで細胞障害性の差異
は遊離および/または誘導体型補酵素Aの細胞内レベルに対する作用に由来する
細胞障害活性を示す。実施態様の詳細な説明 もし脂肪酸飢餓がセルレニンおよびC75の細胞障害作用に介在するなら、同
様の効力を有する他のいずれのFA合成阻害剤も同様の作用を生ずるはずである
。この考えを確認するために、出願人は癌細胞に対するアセチルCoAカルボキ
シラーゼ(ACC,E.C.6.4.1.2)(脂肪酸合成の速度を制限する酵素)の阻害
の影響をFAS阻害剤の影響と比較した。発明者は今回、FASの阻害によって
高レベルのマロニルCoAが誘引され、これはC75処理の30分以内に起こる
ことを証明した。これらの生理学的過剰レベルのマロニルCoA(低レベルの内
部で合成された脂肪酸ではなく)は乳癌細胞のアポトーシスを誘引する。更に、
これは癌細胞の選択的アポトーシスを誘引する新規の経路である。
In yet another aspect, the invention provides a screening method that facilitates the classification of a composition having selective cytotoxicity to tumor cells, the method comprising targeting a target composition to a target cell, Administration in the absence and simultaneous presence of an amount of an ACC inhibitor sufficient to limit the production of malonyl CoA, wherein the difference in cytotoxicity is free and / or derivative coenzyme A. Shows the cytotoxic activity resulting from the action on the intracellular level of. Detailed Description of the Embodiments If fatty acid starvation mediates the cytotoxic effects of cerulenin and C75, any other FA synthesis inhibitor with similar potency should produce a similar effect. To confirm this notion, Applicants compared the effects of inhibition of acetyl-CoA carboxylase (ACC, EC6.4.1.2), an enzyme that limits the rate of fatty acid synthesis, on cancer cells with the effects of FAS inhibitors. The inventors have now demonstrated that inhibition of FAS induces high levels of malonyl CoA, which occurs within 30 minutes of C75 treatment. These physiological excess levels of malonyl CoA (but not low levels of internally synthesized fatty acids) trigger apoptosis of breast cancer cells. Furthermore,
This is a novel pathway that induces selective apoptosis of cancer cells.

【0010】 図1Aは、この研究で使用した阻害剤の標的酵素を含むFA合成経路の一部の
概要である。TOFA(5-(テトラデシルオキシ)-2-フロ酸)はアセチルCo
Aカルボキシラーゼ(ACC,E.C.6.4.1.2)のアロステリック阻害剤であり、
アセチルCoAがカルボキシル化してマロニルCoAとなるのを阻害する。一度
エステル化して補酵素Aになると、TOFA-CoAはACCの生理学的最終産
物である阻害剤である長鎖アシルCoAと同様の機構でACCをアロステリック
に阻害する(Halvorson, D. L. およびMcCune, S. A. 単離した脂肪細胞におけ
る5-(テトラデシルオキシ)-2-フロ酸による脂肪酸合成の阻害 Lipids. 19:851
-856, 1984)。セルレニン(Funabashi, H., Kawaguchi, A., Tomoda, H., Omur
a, S., Okuda, S., およびIwasaki, S. 脂肪酸シンテターゼにおけるセルレニン
の結合部位, J. Biochem. 105:751-755, 1989)およびC75(Pizerら, 1998)
はいずれもFAS阻害剤であり、マロニルCoAおよびアセチルCoAが縮合し
て脂肪酸となるのを阻害する。セルレニンは自滅阻害剤(suicide inhibitor)
であって、FASと共に共有結合付加物(covalent adduct)を形成し(Moche,
M., Schneider, G., Edwards, P., Dehesh, K., およびLindqvist, Y. 抗生物質
セルレニンおよびその標的、ベータ-ケトアシルキャリアータンパク質シンター
ゼ間の複合体の構造, J Biol Chem. 274:6031-6034, 1999)、一方C75は遅結
合性阻害剤であると考えられる(Kuhajda FP, Pizer ES, Mani NS, Pinn ML, Ha
n WF, Chrest FJ, およびCA, T. 脂肪酸シンターゼの新規の阻害剤の合成および
抗腫瘍活性, Proceeding of the American Assicoation for Cancer Research.
40:121, 1999)。TOFAを使用して、発明者はヒト乳癌細胞系においてセルレ
ニンまたはC75による阻害に匹敵するFA合成阻害を得た。しかしながら、驚
くべきことにTOFAは本質的にヒト乳癌細胞に対して非毒性であった。これら
のデータは、脂肪酸飢餓が血清を補足した培地中の癌細胞に対する細胞障害性の
主要な原因ではないことを示している。FAS阻害の別の作用、すなわちFAS
の阻害から特異的に生じる高レベルの基質、マロニルCoAの生成は、セルレニ
ンおよびC75の細胞障害性に介在すると考えられる。
FIG. 1A is an overview of a portion of the FA synthesis pathway involving the inhibitor target enzyme used in this study. TOFA (5- (tetradecyloxy) -2-furoic acid) is acetyl Co
Is an allosteric inhibitor of A carboxylase (ACC, EC6.4.1.2),
Inhibits acetyl CoA from being carboxylated to malonyl CoA. Once esterified to coenzyme A, TOFA-CoA allosterically inhibits ACC by a mechanism similar to that of long-chain acyl CoA, an inhibitor that is the physiological end product of ACC (Halvorson, DL and McCune, SA alone). Inhibition of fatty acid synthesis by 5- (tetradecyloxy) -2-furoic acid in isolated adipocytes Lipids. 19: 851
-856, 1984). Cerulenin (Funabashi, H., Kawaguchi, A., Tomoda, H., Omur
a, S., Okuda, S., and Iwasaki, S. Cerulenin binding sites in fatty acid synthetase, J. Biochem. 105: 751-755, 1989) and C75 (Pizer et al., 1998).
Are both FAS inhibitors and inhibit the condensation of malonyl CoA and acetyl CoA into fatty acids. Cerulenin is a suicide inhibitor
And forms a covalent adduct with FAS (Moche,
M., Schneider, G., Edwards, P., Dehesh, K., and Lindqvist, Y. Structure of the complex between the antibiotic cerulenin and its target, beta-ketoacyl carrier protein synthase, J Biol Chem. 274: 6031-6034, 1999), while C75 is thought to be a slow-binding inhibitor (Kuhajda FP, Pizer ES, Mani NS, Pinn ML, Ha).
n WF, Chrest FJ, and CA, T. Synthesis and antitumor activity of novel inhibitors of fatty acid synthase, Proceeding of the American Assicoation for Cancer Research.
40: 121, 1999). Using TOFA, the inventor obtained FA synthesis inhibition comparable to that by cerulenin or C75 in human breast cancer cell lines. However, surprisingly, TOFA was essentially non-toxic to human breast cancer cells. These data indicate that fatty acid starvation is not a major cause of cytotoxicity to cancer cells in serum-supplemented medium. Another effect of FAS inhibition, FAS
The production of high levels of the substrate, malonyl CoA, specifically resulting from the inhibition of C.sup.1 is believed to mediate the cytotoxicity of cerulenin and C75.

【0011】 マロニルCoAはアセチルCoAカルボキシラーゼ(ACC,E.C.6.4.1.2)
の酵素産物であるが、これは細胞代謝における重要な調節分子である。その脂肪
酸合成における基質としての役割に加え、マロニルCoAは、そのミトコンドリ
アの外膜でのカルニチンパルミトイルトランスフェラーゼ-1(CPT-1)との
相互作用を通じて脂肪酸のβ-酸化を調節する。CPT-1は、パルミトイルCo
Aのような長鎖アシルCoA誘導体のミトコンドリア外膜の通過を調節すること
によって、ミトコンドリアにおける脂肪酸のβ-酸化を調節する。生理学的には
細胞質中のマロニルCoAレベルは脂肪酸合成の間、高い。高レベルの定常状態
にあるマロニルCoAは長鎖アシルCoAのミトコンドリアへの侵入を阻害し、
これによって内部で合成された脂肪酸の酸化の無益回路を防止する。
Malonyl CoA is acetyl CoA carboxylase (ACC, EC6.4.1.2)
, Which is an enzyme product of, is an important regulatory molecule in cell metabolism. In addition to its role as a substrate in fatty acid synthesis, malonyl CoA regulates fatty acid β-oxidation through its interaction with carnitine palmitoyl transferase-1 (CPT-1) at the mitochondrial outer membrane. CPT-1 is Palmitoyl Co
It regulates β-oxidation of fatty acids in mitochondria by regulating the passage of long-chain acyl-CoA derivatives such as A across the mitochondrial outer membrane. Physiologically, malonyl CoA levels in the cytoplasm are high during fatty acid synthesis. High levels of steady-state malonyl-CoA inhibit long-chain acyl-CoA entry into mitochondria,
This prevents the futile cycle of the oxidation of internally synthesized fatty acids.

【0012】 補酵素Aはエネルギー生成、脂質の生合成、およびエネルギー調節に関係する
細胞過程の生体補助因子である。例えば、アセチルCoAおよびマロニルCoA
は脂肪酸およびコレステロール合成の基質である。全ての脂肪酸は、細胞構造に
取り込まれるか、またはミトコンドリア内で酸化されてエネルギーとなる前に、
エステル化されてCoAにならなければならない。スクシニルCoAはTCAサ
イクルの中間体である。従って、CoAの十分な供給量を保持することが細胞の
生存に必要である。
Coenzyme A is a biocofactor in cellular processes involved in energy production, lipid biosynthesis, and energy regulation. For example, acetyl CoA and malonyl CoA
Is a substrate for fatty acid and cholesterol synthesis. All fatty acids are taken up by cellular structures or oxidized in mitochondria to energy,
Must be esterified to CoA. Succinyl CoA is an intermediate in the TCA cycle. Therefore, maintaining a sufficient supply of CoA is necessary for cell survival.

【0013】 多くの型の癌細胞が高レベルの脂肪酸を合成する。予想されるように、高レベ
ルの脂肪酸を合成する細胞はマロニルCoAの定常状態のレベルが高く、正常細
胞の少なくとも6倍のレベルである(実施例6参照)。遊離CoAの有効量を低
下させるために、腫瘍細胞においてそれらをFASの阻害剤で処理することによ
ってマロニルCoAの細胞内レベルを選択的かつ急激に生理学的過剰レベルまで
上昇させることができる。この処理は、脂肪酸合成における基質としてのマロニ
ルCoAの利用の阻害、およびそれに付随するACCの脂肪酸アシルCoA阻害
を解除することによるマロニルCoA合成の刺激の両方によって、マロニルCo
Aのレベルを上昇させる(図1A)。FASは癌細胞において優先的に発現する
ので、マロニルCoAの上昇は主として腫瘍細胞に制限される。これによって、
FAS阻害剤で処理したヒト癌異種移植片で起こるような癌細胞のアポトーシス
および正常組織の保持(sparing)が誘引される(実施例5参照)。マロニルC
oAのレベルの急激な上昇によって、十分な遊離CoAが他の細胞過程に供給さ
れず、細胞死が引き起こされる。
Many types of cancer cells synthesize high levels of fatty acids. As expected, cells synthesizing high levels of fatty acids have high steady-state levels of malonyl CoA, at least 6-fold higher than normal cells (see Example 6). In order to reduce the effective amount of free CoA, intracellular levels of malonyl-CoA can be selectively and rapidly raised to physiological excess levels in tumor cells by treating them with an inhibitor of FAS. This treatment is both by inhibiting malonyl-CoA utilization as a substrate in fatty acid synthesis and by stimulating malonyl-CoA synthesis by removing the concomitant fatty acyl-CoA inhibition of ACC.
Increase the level of A (FIG. 1A). Since FAS is preferentially expressed in cancer cells, elevation of malonyl CoA is mainly restricted to tumor cells. by this,
Apoptosis of cancer cells and sparing of normal tissue is induced as occurs in human cancer xenografts treated with FAS inhibitors (see Example 5). Malonyl C
The sharp rise in oA levels does not supply sufficient free CoA to other cellular processes and causes cell death.

【0014】 遊離CoAレベルを種々の方法および標的酵素を使用して操作してもよい。実
施例で、マロニルCoAの利用の低下および同時に起こる生成の増加によるマロ
ニルCoAレベルの上昇に関連する遊離CoAの低下を示す。[U-14C]アセ
テートでの代謝標識を利用した証拠により、ヒト癌細胞における高レベルの脂肪
酸合成が証明されている(Kuhajda, F. P., Jenner, K., Wood, F. D., Henniga
r, R. A., Jacobs, L. B., Dick, J. D., およびPasternack, G. R. 脂肪酸合成
:抗癌治療のための選択的標的となりうるもの, Proceedings of National Acad
emy of Science. 91:6379-6383, 1994;Rashid, A., Pizer, E. S., Moga, M.,
Milgraum, L. Z., Zahurak, M., Pasternack, G. R., Kuhajda, F. P., およびH
amilton, S. R. 直腸結腸腫瘍における高い脂肪酸シンターゼ発現および脂肪酸
合成活性, American Journal of Pathology. 150:201-208, 1997)。このヒト癌
細胞における高レベルの脂肪酸合成によって、マロニルCoAのレベルを選択的
に操作してアポトーシスを誘導することができる。マロニルCoAレベルの急激
な上昇によって、アポトーシスを介した癌細胞の選択的破壊が起こり、正常な細
胞は影響を受けないままである。この治療戦略によって、マロニルCoAレベル
の変化に基づく癌の化学療法のための新しい標的および戦略となりうるものが同
定される。
Free CoA levels may be manipulated using various methods and targeting enzymes. The examples show a reduction in free CoA associated with elevated malonyl CoA levels due to reduced utilization of malonyl CoA and concomitant increased production. Evidence utilizing metabolic labeling with [U- 14C ] acetate has demonstrated high levels of fatty acid synthesis in human cancer cells (Kuhajda, FP, Jenner, K., Wood, FD, Henniga).
r, RA, Jacobs, LB, Dick, JD, and Pasternack, GR Fatty acid synthesis: potential alternative targets for anti-cancer therapy, Proceedings of National Acad
emy of Science. 91: 6379-6383, 1994; Rashid, A., Pizer, ES, Moga, M.,
Milgraum, LZ, Zahurak, M., Pasternack, GR, Kuhajda, FP, and H
amilton, SR High fatty acid synthase expression and fatty acid synthesis activity in colorectal tumors, American Journal of Pathology. 150: 201-208, 1997). This high level of fatty acid synthesis in human cancer cells allows the levels of malonyl CoA to be selectively manipulated to induce apoptosis. The sharp rise in malonyl-CoA levels results in the selective destruction of cancer cells via apoptosis, leaving normal cells unaffected. This therapeutic strategy identifies potential new targets and strategies for cancer chemotherapy based on altered malonyl-CoA levels.

【0015】 好ましくは、本発明にかかる遊離の補酵素Aレベルの操作は、組成物(または
複数の組成物)をそれらを必要とする生物に投与することによって実施する。生
体に投与する組成物は利用可能な遊離CoAの量を低減させる生物学的作用を有
する物質を含有してもよい。CoAの生合成に干渉する物質またはCoAエステ
ルに組み込まれる物質で遊離CoAのプールを低減するものを、単独で、または
本発明の他の物質と共に使用してもよい。好ましい物質は少なくとも部分的に細
胞内マロニルCoAレベルを上昇させる作用を有する。一般に、生体は哺乳動物
、例えばマウス、ラット、ウサギ、モルモット、ネコ、イヌ、ウマ、ウシ、ヒツ
ジ、ヤギ、ブタ、または霊長目動物、例えばチンパンジー、ヒヒ、または好まし
くはヒトである。通常、生体は腫瘍(悪性腫瘍)細胞を有する。本発明の方法は
、悪性腫瘍細胞に選択的に作用を与えることに関し、正常な(非悪性腫瘍)細胞
に対しては作用が少ない(またはより好ましくは作用しない)。
Preferably, the manipulation of free coenzyme A levels according to the invention is carried out by administering the composition (or compositions) to the organism in need thereof. Compositions administered to living organisms may contain substances that have a biological effect of reducing the amount of free CoA available. Agents that interfere with the biosynthesis of CoA or that are incorporated into CoA esters that reduce the pool of free CoA may be used alone or with other agents of the invention. Preferred substances have the effect of at least partially increasing intracellular malonyl CoA levels. Generally, the organism is a mammal, such as a mouse, rat, rabbit, guinea pig, cat, dog, horse, cow, sheep, goat, pig, or primate, such as a chimpanzee, baboon, or preferably a human. Usually, a living body has tumor (malignant tumor) cells. The method of the present invention relates to selectively acting on malignant tumor cells, and has less effect (or more preferably no effect) on normal (non-malignant tumor) cells.

【0016】 生体に投与する組成物中の物質は、好ましくは生体中の悪性腫瘍細胞の少なく
とも一部において細胞内マロニルCoAレベルを上昇させる。好ましくはマロニ
ルCoAレベルは少なくとも2倍、より好ましくは少なくとも5倍上昇する。好
ましくは、この物質によって悪性腫瘍細胞における細胞内マロニルCoA濃度が
周囲の正常細胞におけるレベルより高いレベルに上昇する。好適な物質は多くの
方法のいずれかによってマロニルCoAレベルを上昇させてもよい(以下に示す
別の機構を参照されたい)。ある態様では、2つ以上の物質を投与し、これらの
物質のいくつか、または全てが異なる機構によってマロニルCoAレベルに作用
してもよい。以下のリストの方法のいずれかによって作用する物質を本発明の組
成物に使用してもよい。以下の活性についてのアッセイは文献から入手でき、特
定の物質がこれらの活性の1つを示すかどうかの確認は当該分野の技術範囲内で
ある。癌治療のために遊離CoAを急激に低下させる方法 遊離CoAレベルの急激な(すなわち突然の、または急な)低下によってアポ
トーシスを介した癌細胞の選択的破壊が引き起こされる。この治療戦略によって
、癌細胞において選択的に起こるマロニルCoAレベルの変化、並びに対応する
遊離CoAレベルの変化に基づく癌の化学療法のための新しい標的および戦略と
なりうるものが同定される。マロニルCoA生成量を増加させる物質: アセチルCoAカルボキシラーゼ(ACC)のエフェクター:ACC活性を増
加させる、ACC阻害を低減する、または活性ACC酵素の量を増加させる物質
はマロニルCoAのレベルを上昇させる。
The substance in the composition to be administered to an organism preferably increases intracellular malonyl CoA level in at least a part of malignant tumor cells in the organism. Preferably malonyl CoA levels are increased at least 2-fold, more preferably at least 5-fold. Preferably, this substance increases intracellular malonyl CoA concentration in malignant tumor cells to a level higher than that in surrounding normal cells. Suitable substances may elevate malonyl CoA levels by any of a number of methods (see another mechanism below). In some embodiments, more than one substance may be administered and some or all of these substances may affect malonyl CoA levels by different mechanisms. Materials that act by any of the methods in the list below may be used in the compositions of the present invention. Assays for the following activities are available in the literature and confirmation of whether a particular substance exhibits one of these activities is within the skill of the art. Methods of Rapidly Decreasing Free CoA for Cancer Treatment An abrupt (ie, abrupt or abrupt) decrease in free CoA levels causes selective destruction of cancer cells via apoptosis. This therapeutic strategy identifies potential new targets and strategies for cancer chemotherapy based on altered levels of malonyl-CoA that occur selectively in cancer cells, and corresponding altered levels of free CoA. Substances that increase malonyl-CoA production: Effectors of acetyl-CoA carboxylase (ACC) : Substances that increase ACC activity, reduce ACC inhibition, or increase the amount of active ACC enzyme increase the level of malonyl-CoA.

【0017】 5'c-AMPプロテインキナーゼのエフェクター:5'c-AMPプロテインキ
ナーゼはリン酸化によってACCを阻害し、マロニルCoAの急激な低下を引き
起こす。このキナーゼの阻害剤はACCの阻害を解除することによってマロニル
CoAのレベルを急激に上昇させる。
Effector of 5′c-AMP protein kinase: 5′c-AMP protein kinase inhibits ACC by phosphorylation, causing a sharp drop in malonyl CoA. Inhibitors of this kinase cause a rapid rise in the level of malonyl CoA by removing the inhibition of ACC.

【0018】 クエン酸シンターゼのエフェクター:ミトコンドリアのクエン酸の増加によっ
て脂肪酸合成の基質が提供され、またクエン酸はACCの“フィード-フォワー
ド”活性化剤として作用してマロニルCoA合成を増加させる。
Citrate synthase effector: Increased mitochondrial citrate provides a substrate for fatty acid synthesis, and citrate acts as a “feed-forward” activator of ACC to increase malonyl CoA synthesis.

【0019】 アシルCoAシンターゼのエフェクター:アシルCoAシンターゼの阻害によ
って細胞の脂肪酸アシルCoA濃度が低下し、ACCの阻害が解除される。これ
によってACC活性およびマロニルCoAレベルが上昇する。マロニルCoA利用を低下させる物質: マロニルCoA脱炭酸酵素(MCD)のエフェクター:この酵素はマロニルC
oAからアセチルCoAに戻るATP依存的脱炭酸反応を触媒する。MCDの阻
害によってマロニルCoAレベルは急激に上昇する。同時に起こるマロニルCoA利用の低下と生成の増加: 脂肪酸シンターゼ(FAS)のエフェクター:FASを阻害すると、その脂肪
酸への取り込みの阻害によってマロニルCoAの利用が低下する。またFASの
阻害によって脂肪酸アシルCoAレベルが低下し、これによってACCが活性化
される。代表的なFAS阻害剤は米国特許第5,759,837および5,981,575に記載さ
れるようにして入手してもよく、これらの特許は参照により本明細書の一部とし
てここに組み込まれる。
Effector of acyl CoA synthase: Inhibition of acyl CoA synthase lowers the concentration of fatty acid acyl CoA in cells and releases inhibition of ACC. This increases ACC activity and malonyl CoA levels. Substances that reduce malonyl-CoA utilization: Malonyl-CoA decarboxylase (MCD) effector: This enzyme is malonyl-C
It catalyzes the ATP-dependent decarboxylation reaction from oA to acetyl CoA. Malonyl CoA levels are rapidly elevated by inhibition of MCD. Concomitant reduced malonyl CoA utilization and increased production: Inhibition of the effector FAS of fatty acid synthase (FAS) results in reduced utilization of malonyl CoA by inhibiting its uptake into fatty acids. Inhibition of FAS also reduces fatty acid acyl CoA levels, which activates ACC. Representative FAS inhibitors may be obtained as described in US Pat. Nos. 5,759,837 and 5,981,575, which patents are hereby incorporated by reference.

【0020】 マロニルCoAレベルを急激に上昇させるためのこれらの戦略を他の物質と共
に、または協力させて使用して癌細胞のアポトーシスを促進してもよい。好まし
くは、本発明の組成物中の少なくとも1つの物質は、FASを阻害する以外の機
構によってマロニルCoAのレベルを上昇させる。CoA合成の低下: パントテン酸キナーゼ(PanK)のエフェクター:この酵素はパントテン酸
のATP依存的リン酸化反応(補酵素A合成の第1段階)を触媒し、その活性の
低下によってCoAの総量が低下し、それに伴って利用可能な遊離CoAが低下
すると考えられる。
These strategies for rapidly increasing malonyl CoA levels may be used with or in cooperation with other agents to promote apoptosis of cancer cells. Preferably, at least one substance in the composition of the invention elevates the level of malonyl CoA by a mechanism other than inhibiting FAS. Decreased CoA synthesis: Pantothenate kinase (PanK) effector: This enzyme catalyzes the ATP-dependent phosphorylation of pantothenate (the first step of coenzyme A synthesis), and its reduced activity reduces total CoA. However, it is considered that the available free CoA decreases accordingly.

【0021】 ホスホパントテノイルシステインシンテターゼのエフェクター:この酵素はシ
ステインを4-ホスホパントテン酸に付加して4-ホスホパントテノイル-L-システ
インを生成するATP依存的反応(補酵素A合成の第2段階)を触媒し、その活
性の低下によってCoAの総量が低下し、それに伴って利用可能な遊離CoAが
低下すると考えられる。
Effector of phosphopantothenoylcysteine synthetase: This enzyme adds an cysteine to 4-phosphopantothenic acid to produce 4-phosphopantothenoyl-L-cysteine (the first of the coenzyme A synthesis It is considered that the total amount of CoA is reduced by catalyzing the two stages), and the available free CoA is reduced accordingly.

【0022】 ホスホパントテノイルシステイン脱炭酸酵素のエフェクター:この酵素は4-ホ
スホパントテノイル-L-システインからシステインのアルファ-カルボキシル基を
除去して4-ホスホパントテインを生成する反応(補酵素A合成の第3段階)を触
媒し、その活性の低下によってCoAの総量が低下し、それに伴って利用可能な
遊離CoAが低下すると考えられる。
Effector of phosphopantothenoylcysteine decarboxylase: This enzyme removes the alpha-carboxyl group of cysteine from 4-phosphopantothenoyl-L-cysteine to produce 4-phosphopantothein (coenzyme It is believed that the 3rd stage of A synthesis) is catalyzed, and that its activity lowers the total amount of CoA, which in turn reduces the available free CoA.

【0023】 ホスホパントテインアデニリルトランスフェラーゼ(デホスホ-CoAピロホ
スホリラーゼともいう)のエフェクター:この酵素は4-ホスホパントテインにア
デニンを付加し、ATPを消費してデホスホ-CoAおよびピロホスフェートを
生成する反応(補酵素A合成の第4段階)を触媒する。CoA合成の最終段階で
あるデホスホ-CoAからCoAへのATP依存的リン酸化反応はデホスホ-Co
Aキナーゼによって行われ、おそらくこれはホスホパントテインアデニリルトラ
ンスフェラーゼ酵素の更なる触媒活性である。PanK、ホスホパントテノイル
システインシンテターゼ、ホスホパントテノイルシステイン脱炭酸酵素、または
ホスホパントテインアデニリルトランスフェラーゼの阻害により、CoA合成が
急激に阻害されるか、または遊離CoAが減少する。安定なCoAエステルの形態での細胞内CoAの封鎖(sequestration): ある種の合成物質を細胞に吸収させ、種々の細胞酵素によってCoAとエステ
ル化させて安定なCoAエステルを生成させる。それらの物質の直接の効果は、
安定なCoAエステルに取り込まれるCoAの量によって遊離のCoAを減少さ
せることである。これらのCoAエステルは細胞内で更なる生体活性を有しても
、有さなくてもよい。それらの合成物質の2つの例はTOFAおよびエトモキシ
ル(etomoxir)である。十分な量のそれらの物質を腫瘍細胞に投与することによ
って、十分なCoAがその安定なCoAエステルの形態に封鎖(sequester)さ
れ、機能的に有意な量の遊離CoAの減少が起こる。成分の投与 本発明にかかる治療薬は好ましくは物質および薬剤的に許容しうるキャリアー
を含有する薬剤組成物に調製する。薬剤組成物は、他の成分が治療を無効とする
ほど本発明にかかる薬剤の有効性を低減しない限り、他の成分を含有してもよい
。薬剤的に許容しうるキャリアーは十分に知られており、当業者は特定の投与経
路に好適なキャリアーを容易に選択できる(レミントンの薬学, Mack Publishin
g社, Easton, PA 1985)。
Effector of phosphopantothein adenylyltransferase (also called dephospho-CoA pyrophosphorylase): This enzyme adds adenine to 4-phosphopantothein and consumes ATP to produce dephospho-CoA and pyrophosphate. It catalyzes the reaction (4th step of coenzyme A synthesis). The final step of CoA synthesis, ATP-dependent phosphorylation of dephospho-CoA to CoA
Done by A-kinase, perhaps this is the additional catalytic activity of the phosphopantotheine adenylyl transferase enzyme. Inhibition of PanK, phosphopantothenoylcysteine synthetase, phosphopantothenoylcysteine decarboxylase, or phosphopantothein adenylyltransferase sharply inhibits CoA synthesis or reduces free CoA. Intracellular CoA sequestration in the form of stable CoA esters: Certain synthetic substances are taken up by cells and esterified with CoA by various cellular enzymes to produce stable CoA esters. The direct effect of those substances is
The reduction of free CoA by the amount of CoA incorporated into the stable CoA ester. These CoA esters may or may not have additional bioactivity within the cell. Two examples of those synthetics are TOFA and etomoxir. By administering a sufficient amount of these substances to tumor cells, sufficient CoA is sequestered into its stable CoA ester form, resulting in a functionally significant reduction in free CoA. Administration of Components The therapeutic agents of the present invention are preferably formulated into pharmaceutical compositions containing the substance and a pharmaceutically acceptable carrier. The pharmaceutical composition may contain other ingredients as long as the other ingredients do not diminish the effectiveness of the agents of the invention such that they render treatment ineffective. Pharmaceutically acceptable carriers are well known and one of skill in the art can readily select a suitable carrier for a particular route of administration (Remington's Pharmacy, Mack Publishin
Company g, Easton, PA 1985).

【0024】 本発明の薬剤のいずれかを含有する薬剤組成物を、選択した薬剤によって必要
とされるように、非経口(皮下、筋肉内、静脈内、腹膜内、胸膜内、小胞内、ま
たは髄腔内)、局所、経口、直腸、または経鼻の経路によって投与してもよい。
薬剤的に許容しうるキャリアー中の活性物質の濃度は、投与の時点で濃度が毒性
の許容レベルを超えない限り、0.01mMから1M以上の範囲であってもよい。
A pharmaceutical composition containing any of the agents of the invention may be administered parenterally (subcutaneously, intramuscularly, intravenously, intraperitoneally, intrapleurally, intravesically, as required by the agent of choice). Or intrathecal), topical, oral, rectal, or nasal routes.
The concentration of active agent in the pharmaceutically acceptable carrier may be in the range of 0.01 mM to 1 M or more as long as the concentration does not exceed the acceptable level of toxicity at the time of administration.

【0025】 投与量および治療期間は種々の因子に依存し、それらには薬剤の治療指数、疾
病の種類、患者の年齢、患者の体重、および毒性の許容量がある。投与量は一般
に血清濃度が約0.1μg/mlから約100μg/mlとなるように選択する。好ましくは初
回量のレベルは、ここに記載するようなin vitroモデル、そしてin vivoモデル
および臨床試験において有効であることが明らかになっている周囲濃度となるた
めのその能力に基づき、最大許容レベルまでの間で選択する。標準的な臨床法で
は、化学療法を個々の患者に適合させ、化学療法薬の全身濃度を定期的にモニタ
リングするのが好ましい。特定の患者に対する特定の薬剤の投与量および治療期
間は臨床医が上記の因子を考慮して標準的な薬理学的方法を使用して決定するこ
とができる。治療への反応をモニタリングするために本発明にかかる薬剤の血液
もしくは体液レベルの分析、関係する組織における薬剤の活性もしくはそのレベ
ルの測定、または患者における病状のモニタリングを行ってもよい。臨床医はこ
れらの測定によって明らかになった治療への反応に基づいて投与量および治療期
間を調整する。実施例 本発明をより完全に理解することを容易にするために、以下に多くの実施例を
示す。しかしながら、本発明の範囲はこれらの実施例に開示する特定の態様に限
定されるものではなく、これらは単に例証を目的とするものである。 実施例1.in vitroでの細胞におけるFASの阻害 TOFA、セルレニン、およびC75は全てヒト乳癌細胞において脂肪酸合成
を阻害した。ヒト乳癌細胞系SKBR3およびMCF7を10%ウシ胎仔血清を含
有するRPMI中で維持した。細胞をマイコプラズマ汚染について定期的にスク
リーニングした(Gen-probe)。全ての阻害剤はDMSO中の5mg/mlストック溶液と
して添加した。脂肪酸合成活性を測定するために、24ウェル・プレート中の5x1
04細胞/ウェルを薬剤への暴露後に[U-14C]アセテートでパルス標識し、脂
肪を抽出し、先に記載したように定量した(Pizerら, 1988)。MCF7細胞に
ついては、阻害剤暴露の2時間後に経路の活性を測定した。SKBR3細胞はF
AS阻害剤に対して緩慢な反応を示したが、おそらくこれはFAS含量が非常に
高かったからであり、そのため経路の活性は阻害剤暴露の6時間後に測定した。
The dose and duration of treatment depend on various factors, including the therapeutic index of the drug, the type of disease, the age of the patient, the weight of the patient, and the tolerable dose of toxicity. The dose is generally selected so that the serum concentration is about 0.1 μg / ml to about 100 μg / ml. Preferably, the initial dose level is based on its ability to reach ambient concentrations in vitro models, as described herein, and in in vivo models and clinical trials that have been found to be effective, and the maximum permissible level. To choose between. In standard clinical practice, chemotherapy is preferably tailored to the individual patient and systemic concentrations of chemotherapeutic agents are regularly monitored. The dosage and duration of treatment of a particular drug for a particular patient can be determined by the clinician using standard pharmacological methods, taking into account the above factors. Analysis of blood or fluid levels of the agents of the invention, measurement of the activity or level of the agent in tissues of interest, or monitoring of a medical condition in a patient may be performed to monitor response to treatment. The clinician will adjust the dose and duration of treatment based on the response to treatment as revealed by these measurements. EXAMPLES In order to facilitate a more complete understanding of the invention, a number of examples are set forth below. However, the scope of the invention is not limited to the particular embodiments disclosed in these examples, which are merely for purposes of illustration. Example 1. Inhibition of FAS in cells in vitro TOFA, cerulenin, and C75 all inhibited fatty acid synthesis in human breast cancer cells. The human breast cancer cell lines SKBR3 and MCF7 were maintained in RPMI containing 10% fetal bovine serum. Cells were regularly screened for mycoplasma contamination (Gen-probe). All inhibitors were added as 5 mg / ml stock solutions in DMSO. 5x1 in 24-well plates for measuring fatty acid synthesis activity
0 4 cells / well were pulsed with [U- 14 C] acetate after exposure to the drug, to extract the fat was quantified as described previously (Pizer, et al., 1988). For MCF7 cells, pathway activity was measured 2 hours after inhibitor exposure. SKBR3 cells are F
There was a slow response to the AS inhibitor, probably due to the very high FAS content, so the activity of the pathway was measured 6 hours after inhibitor exposure.

【0026】 標準的なパルス標識実験では乳癌細胞系SKBR3およびMCF7をFA合成
阻害剤TOFA、C75、およびセルレニンへの暴露後、2時間標識したが、全
ては[U14C]アセテートの脂質への取り込みを同程度まで阻害した(図1Bお
よびD)。多くの同様の実験で(未掲載)、TOFAは試験した全ての細胞系に
おいて1から5μg/mlの用量範囲でFA合成を最大限に阻害し、セルレニンおよび
C75は10μg/mlの範囲でFA合成を最大限に阻害した。 実施例2.細胞増殖に対する同じ阻害剤の効果 TOFA、セルレニン、およびC75は全てヒト乳癌細胞において脂肪酸合成
を阻害したが、特異の細胞障害性を示した。細胞および阻害剤は実施例1に記載
するものである。クローン原性アッセイで、4x105の細胞を25cm2のフラスコに播
種し、阻害剤を掲載した濃度で6時間添加した。同数の処理細胞および対照を60m
mシャーレに播種した。7から10日後、クローンを染色して計数した。
In a standard pulse labeling experiment, the breast cancer cell lines SKBR3 and MCF7 were labeled for 2 hours after exposure to the FA synthesis inhibitors TOFA, C75, and cerulenin, but all [U 14 C] acetate to lipids. Uptake was inhibited to the same extent (FIGS. 1B and D). In many similar experiments (not shown), TOFA maximally inhibited FA synthesis in a dose range of 1-5 μg / ml in all cell lines tested, while cerulenin and C75 produced FA synthesis in the 10 μg / ml range. To the maximum. Example 2. Effect of the same inhibitors on cell proliferation TOFA, cerulenin, and C75 all inhibited fatty acid synthesis in human breast cancer cells, but showed specific cytotoxicity. Cells and inhibitors are as described in Example 1. In a clonogenic assay, 4x10 5 cells were seeded in a 25 cm 2 flask and inhibitors were added at the concentrations listed for 6 hours. 60m of equal number of treated cells and controls
m seeded in a petri dish. After 7 to 10 days, clones were stained and counted.

【0027】 全ての阻害剤は同程度にFA合成を低減したが、クローン原性アッセイによる
測定ではTOFAはACC阻害の用量範囲で癌細胞の増殖に対して非毒性である
かまたは刺激性を有し、一方セルレニンおよびC75はFAS阻害の用量範囲で
有意な細胞障害性を示した(図1CおよびE)。ACCおよびFAS阻害の細胞
障害作用間の大きな相異は、脂肪酸生成の急激な低下自体は、FAS阻害後の細
胞損傷の重要な原因ではないことを示している。 実施例3.マロニルCoAの測定 これら2つの酵素の阻害の予測される結果で最も明白な差異は、マロニルCo
AレベルがACC阻害後には低下するがFAS阻害後には増加することであった
。これまで真核生物では調査されたことはなかったが、E.coliでの最近のデータ
は、セルレニンへの暴露によって起こるマロニルCoAレベルの上昇を証明して
いる(Chohnanら, 1997,“好気性菌および通性嫌気性菌における非エステル化補
酵素Aおよび補酵素Aチオエステルの細胞内プールのサイズおよび組成の変化”
, Applied and Enviromental Microbiology, 63:555-560)。実施例2に記載す
る条件下でFAS阻害およびTOFAによる阻害を行った細胞においてマロニル
CoAレベルを測定した。
Although all inhibitors reduced FA synthesis to the same extent, TOFA was either non-toxic or stimulatory to the growth of cancer cells in the dose range of ACC inhibition as measured by the clonogenic assay. On the other hand, cerulenin and C75 showed significant cytotoxicity in the dose range of FAS inhibition (FIGS. 1C and E). The large difference between the cytotoxic effects of ACC and FAS inhibition indicates that the sharp decline in fatty acid production itself is not a significant cause of cell damage after FAS inhibition. Example 3. Measurement of Malonyl CoA The most obvious difference in the predicted results of inhibition of these two enzymes is the malonyl CoA
A level decreased after ACC inhibition but increased after FAS inhibition. Although not previously investigated in eukaryotes, recent data in E. coli demonstrate elevated malonyl CoA levels caused by exposure to cerulenin (Chohnan et al., 1997, “Aerobic”). Changes in size and composition of intracellular pools of non-esterified coenzyme A and coenzyme A thioesters in fungi and facultative anaerobes "
, Applied and Enviromental Microbiology, 63: 555-560). Malonyl CoA levels were measured in cells subjected to FAS inhibition and TOFA inhibition under the conditions described in Example 2.

【0028】 CorkeyらのHPLC法(“生体試料中のアシル補酵素Aエステルの分析” Met
hods in Enzymology, 166:55-70)を使用してMCF-7細胞においてマロニルC
oAレベルを測定した。手短に言えば、24ウェル・プレート中の2.5x105細胞/
ウェルに種々の薬剤処理を行った後、4℃で1.2mlの10% TCAを施与した。ペ
レットの質量を記録し、上清を1.2mlのエーテルで6回洗浄し、真空遠心分離を使
用して25℃で減圧乾固した。補酵素Aエステルを分離し、逆相HPLCを使用し
て定量した(5μ Supelco C18カラム、Waters HPLCシステム、Millenium32ソフ
トウェアで操作、補酵素Aの最大吸光度254nmでモニタリング)。以下のグラジ
エントおよびバッファーを使用した:バッファーA:0.1M リン酸カリウム(pH5
.0)、バッファーB:0.1M リン酸カリウム(pH5.0)(40%アセトニトリル含有
)。92% A、8% Bを用いて0.4ml/分で20分間アイソクラチックで溶出した
後、流量を1分間にわたって0.8ml/分に増加し、すぐに10% Bまでの直線グラ
ジエントを24分まで行い、その後10% Bで50分まで保持し、直線グラジエント
を行って55分で100% Bとし、60分で完了した。以下の補酵素Aエステル(Sig
ma)を標準物質として溶出した:マロニルCoA、アセチルCoA、グルタチオ
ンCoA、スクシニルCoA、HMG-CoA、および遊離CoA。試料および
標準物質を50μlのバッファーAに溶解した。補酵素Aエステルを以下のように
順に溶出した:マロニルCoA、グルタチオンCoA、遊離CoA、スクシニル
CoA、HMG-CoA、およびアセチルCoA。補酵素Aエステルの定量はMil
lenium32ソフトウェアで実施した。
Corkey et al. HPLC method (“Analysis of Acyl Coenzyme A Esters in Biological Samples” Met
hods in Enzymology, 166: 55-70) using malonyl C in MCF-7 cells.
The oA level was measured. Briefly, 2.5x10 5 cells / 24-well plate
The wells were treated with various agents and then 1.2 ml of 10% TCA was applied at 4 ° C. The mass of the pellet was recorded and the supernatant was washed 6 times with 1.2 ml of ether and vacuum dried at 25 ° C. using vacuum centrifugation. Coenzyme A ester was separated and quantified using reverse phase HPLC (5 μ Supelco C18 column, Waters HPLC system, operated with Millenium 32 software, coenzyme A absorbance maximum monitored at 254 nm). The following gradients and buffers were used: Buffer A: 0.1M potassium phosphate (pH 5
.0), buffer B: 0.1 M potassium phosphate (pH 5.0) (containing 40% acetonitrile). After isocratically eluting with 92% A, 8% B for 20 min at 0.4 ml / min, the flow rate was increased to 0.8 ml / min over 1 min, immediately followed by a linear gradient to 10% B for 24 min. And then held at 10% B for up to 50 minutes, followed by a linear gradient to 100% B in 55 minutes and completed in 60 minutes. The following coenzyme A ester (Sig
ma) was eluted as a standard: malonyl CoA, acetyl CoA, glutathione CoA, succinyl CoA, HMG-CoA, and free CoA. Samples and standards were dissolved in 50 μl buffer A. The coenzyme A ester was eluted sequentially as follows: malonyl CoA, glutathione CoA, free CoA, succinyl CoA, HMG-CoA, and acetyl CoA. Quantification of coenzyme A ester is Mil
Performed with lenium 32 software.

【0029】 薬剤処理した細胞からの酸溶出物を逆相HPLCで分析してMCF-7におけ
る補酵素A誘導体を直接測定したところ、セルレニンおよびC75は共にマロニ
ルCoAレベルの迅速な上昇を誘引したが、TOFAはマロニルCoAレベルを
低下させることが確認された。図2Aは細胞代謝において重要な補酵素A誘導体
の分離および同定を示す代表的なクロマトグラフである。マロニルCoAはこれ
らのうちで最初に溶出し、カラム保持時間は19-22分である。図2Bの重ねて示
したクロマトグラフは、セルレニン処理はマロニルCoAを対照より著しく上昇
させるが、TOFAは有意に低下させることを示している。マロニルCoAの化
学的同一性を、試料に標準物質を混合して(spiking)個々に確認した(未掲載
)。
Acid eluate from drug treated cells was analyzed by reverse phase HPLC to directly measure the coenzyme A derivative in MCF-7, although both cerulenin and C75 induced a rapid rise in malonyl CoA levels. , TOFA was confirmed to reduce malonyl CoA levels. FIG. 2A is a representative chromatograph showing the separation and identification of coenzyme A derivatives important in cell metabolism. Malonyl CoA elutes first of these with a column retention time of 19-22 minutes. The overlaid chromatograph in FIG. 2B shows that cerulenin treatment significantly increases malonyl CoA over control but TOFA significantly decreases it. The chemical identity of malonyl CoA was confirmed individually by spiked samples with standards (not shown).

【0030】 マロニルCoAレベルはFAS阻害によって著しく上昇し、TOFAによって
低下した。図2Cに示す複数の実験の分析により、10μg/mlでセルレニンまたは
C75に1時間暴露した後、マロニルCoAレベルは対照よりそれぞれ930%およ
び370%上昇するが、TOFA処理(20μg/ml)ではマロニルCoAレベルが60
%低下することが明らかとなった。図1BおよびDにおいて、マロニルCoAレ
ベルを最大限に低下させるのに必要なTOFAの濃度は経路を阻害するための用
量より4倍高かった。しかしながら、CoA誘導体の抽出に最適な培地は、基質
の他の生化学アッセイおよび生存率アッセイで使用される培地より細胞密度が5
倍高いものであった。
Malonyl CoA levels were markedly elevated by FAS inhibition and reduced by TOFA. Analysis of multiple experiments shown in FIG. 2C shows that malonyl-CoA levels are 930% and 370% higher than controls, respectively, after exposure to cerulenin or C75 at 10 μg / ml for 1 hour, whereas TOFA treatment (20 μg / ml) caused malonyl-coA levels to rise. CoA level is 60
It became clear that it fell%. In Figures 1B and D, the concentration of TOFA required to maximally reduce malonyl-CoA levels was 4-fold higher than the dose to inhibit the pathway. However, the optimal medium for the extraction of CoA derivatives has a cell density higher than that used in other biochemical and viability assays for substrates.
It was twice as expensive.

【0031】 FAS阻害後のマロニルCoAの顕著な上昇は、一部にはACCの長鎖脂肪酸
アシルCoA阻害が解除されてACC活性が上昇することによると考えることが
できる(図1A)。更に、セルレニンによって誘導されるマロニルCoAレベル
の上昇が処理後30分以内に起こり(対照より930+/-15%上昇。データ未掲載)、
これはFA合成阻害の時間枠内であり、DNA合成阻害の開始または初期のアポ
トーシス事象より十分に前である(Pizerら, 1998)。従って、高レベルのマロ
ニルCoAはFAS阻害剤の特徴的な作用であり、他の細胞応答(アポトーシス
を含む)より時間的に先行する。
It can be considered that the remarkable increase of malonyl CoA after FAS inhibition is partly due to the cancellation of the long-chain fatty acid acyl CoA inhibition of ACC and the increase of ACC activity (FIG. 1A). In addition, an increase in malonyl-CoA levels induced by cerulenin occurred within 30 minutes after treatment (930 +/- 15% increase over controls, data not shown),
This is within the time frame for FA synthesis inhibition, well before the onset of DNA synthesis inhibition or early apoptotic events (Pizer et al., 1998). Thus, high levels of malonyl CoA are a characteristic effect of FAS inhibitors, temporally preceding other cellular responses, including apoptosis.

【0032】 高レベルのマロニルCoAを誘導するセルレニンまたはC75のレベルは、ク
ローン原性アッセイおよびフローサイトメトリー分析でのアポトーシス分析(メ
ロシアニン(merocyanin)450染色を使用)で測定したところ、ヒト乳癌細胞に
対して障害細胞性を示した(Pizerら, 1998)。FAS阻害によって、マロニル
CoAレベルはその消費がFAS阻害によって阻害されることによって高くなり
、それに付随して、長鎖アシルCoAのACC活性に対する阻害効果が解除され
ることによって合成が刺激される(図2)。 実施例4.FAS阻害のTOFA救済 FAS阻害がTOFAによって救済されることは、高レベルのマロニルCoA
が癌細胞の細胞障害性の原因であることを示している。FAS阻害に起因する高
レベルのマロニルCoAが細胞障害性の原因であるとすれば、TOFAでマロニ
ルCoAの蓄積を低減することによってFAS阻害から細胞を救済することが可
能なはずである。TOFAおよびセルレニンのSKBR3細胞への共投与(図3
A)により、実施例2に記載するように実施したクローン原性アッセイで、セル
レニン単独での細胞障害作用が除去された。MCF7細胞(図3C)では、TO
FAによって同様の実験条件下でセルレニンおよびC75の両方が救済された。
The levels of cerulenin or C75 that induce high levels of malonyl CoA were measured in human breast cancer cells as determined by apoptotic assay with clonogenic assay and flow cytometric analysis (using merocyanin 450 staining). In contrast, it showed cytotoxicity (Pizer et al., 1998). FAS inhibition increased malonyl-CoA levels by inhibiting its consumption by FAS inhibition, and concomitantly stimulating synthesis by removing the inhibitory effect of long-chain acyl CoA on ACC activity (Fig. 2). Example 4. TOFA Relief of FAS Inhibition: Relief of FAS Inhibition by TOFA results in high levels of malonyl CoA
Is the cause of the cytotoxicity of cancer cells. Given that high levels of malonyl CoA due to FAS inhibition are responsible for cytotoxicity, it should be possible to rescue cells from FAS inhibition by reducing malonyl CoA accumulation in TOFA. Co-administration of TOFA and cerulenin to SKBR3 cells (Fig. 3
A) eliminated the cytotoxic effect of cerulenin alone in the clonogenic assay performed as described in Example 2. In MCF7 cells (Fig. 3C), TO
FA rescued both cerulenin and C75 under similar experimental conditions.

【0033】 SKBR3細胞(図3B)およびMCF7(図3D)の代表的なフローサイト
メトリー分析ではこれらの知見を実証され、TOFAはセルレニンによって誘導
されるアポトーシスから細胞を救済した。アポトーシスの測定はマルチパラメー
ター・フローサイトメトリーにより、アルゴンおよびクリプトンレーザーを使用
したFACStarplusフローサイトメーターを使用して行った(Becton Dickinson)
。アポトーシスはメロシアニン540染色(Sigma)を使用して定量したが、これは
アポトーシスの初期に起こる細胞質膜のリン脂質充填(packing)の変化を検出
するもので、培地からの細胞に直接添加する(Pizerら, 1998;Mowerら, 1994“
成熟マウスのB細胞アポトーシスにおいて膜リン脂質充填の低下および細胞サイ
ズの減少はDNA開裂に先行する”, J. Immunol., 152:4832-4842)。いくつかの
実験で、アポトーシスのクロマチン構造変化をLDS-751(Exciton)での染色の低
下として同時に測定した(Freyら, 1995, “生存細胞におけるアポトーシスの検
出のための核酸染色” Cytometry, 21:265-274)。メロシアニン540[10μg/ml
]を1mg/ml ストック水溶液として添加した。細胞を1mM ストックDMSO溶液か
ら最終濃度100nMでLDS-751を用いて染色した。メロシアニン540陽性細胞を赤色
蛍光の上昇によって標識し、575+/-20nmで回収し、メロシアニン540ネガティブ
細胞に対して0.5から2 logであった。同様に、LDS-751混濁(dim)細胞はDF20バ
ンドパスフィルターで660nmで回収し、正常細胞に対して0.5から1.5 logの蛍光
の低下を示した。データを収集し、CellQuestソフトウェア(Becton Dickinson
)を使用して分析した。
Representative flow cytometric analysis of SKBR3 cells (FIG. 3B) and MCF7 (FIG. 3D) demonstrated these findings, and TOFA rescued cells from cerulenin-induced apoptosis. Apoptosis was measured by multiparameter flow cytometry using a FACStar plus flow cytometer with argon and krypton laser (Becton Dickinson)
. Apoptosis was quantified using merocyanine 540 staining (Sigma), which detects changes in phospholipid packing of the cytoplasmic membrane that occur early in apoptosis and is added directly to cells from culture medium (Pizer Et al., 1998; Mower et al., 1994 “
Reduced membrane phospholipid packing and reduced cell size precede DNA cleavage in B cell apoptosis in adult mice ”, J. Immunol., 152: 4832-4842). In some experiments, changes in apoptotic chromatin structure were observed. Simultaneously measured as a decrease in staining with LDS-751 (Exciton) (Frey et al., 1995, “Nucleic acid stain for detection of apoptosis in living cells” Cytometry, 21: 265-274) .Merocyanine 540 [10 μg / ml
] Was added as a 1 mg / ml stock solution in water. Cells were stained with LDS-751 from a 1 mM stock DMSO solution at a final concentration of 100 nM. Merocyanine 540 positive cells were labeled by an increase in red fluorescence and collected at 575 +/- 20 nm, 0.5 to 2 logs relative to merocyanine 540 negative cells. Similarly, LDS-751 dim cells were harvested at 660 nm with a DF20 bandpass filter and showed a 0.5 to 1.5 log reduction in fluorescence relative to normal cells. Collect data and use CellQuest software (Becton Dickinson
) Was used for analysis.

【0034】 これらの実験において、全てのLDS-751混濁細胞はメロシアニン540陽性であっ
たが、あるメロシアニン540陽性細胞集団はLDS-751混濁ではないことが認められ
た。全てのメロシアニン540陽性細胞はアポトーシス性と分類された。これらの
実験ではTOFA(<5%のアポトーシス上昇;クローン原性低下せず)とセルレ
ニン(>85%アポトーシス;クローン原性70%低下)の間の異なる細胞障害性も確
認された。考え合わせると、これらの研究は高レベルのマロニルCoAは癌細胞
上でのFAS阻害の細胞障害作用において役割を果たしていることを示している
。 実施例5.in vivoでの腫瘍細胞増殖に対するFAS阻害剤の作用 in vitroで見られるFAS阻害の作用が全身性の活性を必要とするin vivoの
環境に移行できるかどうかを確認するために、無胸腺ヌードマウスにおいてC7
5のMCF-7皮下異種移植片に対する試験を行い、FA合成および確立された固形
腫瘍の増殖に対する効果を定量した。過去の研究でヒト癌異種移植片に対するセ
ルレニンの局所的有効性が証明されているが(Pizerら, 1996,“卵巣癌の異種移
植片モデルにおいて脂肪酸合成の阻害は疾病の悪化を遅延させる”, Cancer Res
., 56:1189-1193)、セルレニンが全身的に作用しないことで制限された。in vi
troにおける乳癌細胞のセルレニンおよびC75に対する同様の反応は、in vivo
でC75が異種移植した乳癌細胞に対して有効でありうることを示唆している。
In these experiments, all LDS-751 turbid cells were merocyanine 540 positive, but it was observed that some merocyanine 540 positive cell populations were not LDS-751 turbid. All merocyanine 540 positive cells were classified as apoptotic. These experiments also confirmed different cytotoxicity between TOFA (<5% increased apoptosis; no clonogenic decline) and cerulenin (> 85% apoptosis; clonogenic 70% reduction). Taken together, these studies indicate that high levels of malonyl CoA play a role in the cytotoxic effect of FAS inhibition on cancer cells. Example 5. Effect of FAS Inhibitors on Tumor Cell Proliferation In Vivo To determine whether the effects of FAS inhibition seen in vitro can transfer to an in vivo environment that requires systemic activity, athymic nude mice At C7
Five MCF-7 subcutaneous xenografts were tested to quantify their effects on FA synthesis and the growth of established solid tumors. Previous studies have demonstrated local efficacy of cerulenin on human cancer xenografts (Pizer et al., 1996, "Inhibition of fatty acid synthesis delays disease progression in xenograft models of ovarian cancer", Cancer Res
., 56: 1189-1193), which was limited by the inability of cerulenin to act systemically. in vi
Similar responses of breast cancer cells to cerulenin and C75 in vitro have been demonstrated in vivo.
Suggest that C75 may be effective against xenografted breast cancer cells.

【0035】 メスnu/nuマウス(Harlan)におけるヒト乳癌細胞系、MCF-7の皮下側腹部異種
移植を使用してin vivoにおけるC75の抗腫瘍作用を研究した。全ての動物実
験は協会の動物管理ガイドラインに従った。全てのマウスの側腹部前方に90日間
徐放皮下エストロゲンペレット(Innovative Research)を投与し、7日後に腫瘍
を接種した。107MCF-7細胞を、10% FBSおよびインスリン10μg/mlを補足したDME
M培地から異種移植した。
The antitumor effect of C75 in vivo was studied using a subcutaneous flank xenograft of a human breast cancer cell line, MCF-7, in female nu / nu mice (Harlan). All animal experiments followed the Institute's Animal Care Guidelines. All mice were anteriorly flanked with 90 days of sustained release subcutaneous estrogen pellets (Innovative Research) and tumor inoculated 7 days later. 10 7 MCF-7 cells were supplemented with DME supplemented with 10% FBS and insulin 10 μg / ml.
Xenotransplanted from M medium.

【0036】 接種の約10日後に測定可能な腫瘍が生成した時点で処理を開始した。11検体の
マウス(それぞれ5および6検体の2つの異なる実験に分けた)に毎週C75を0.1
ml RPMI中30mg/kgの投与量で腹膜内に投与した。投与量はBALB/cマウスにおいて
40mg/kgである単一投与LD10測定法に基づいた;30mg/kgは非近交系ヌードマウス
において十分許容されている。11検体の対照マウス(処理群と同様に分けた)に
はRPMIのみを投与した。腫瘍の体積を、キャリパーで3次元で測定した。対照が
サロゲートエンドポイント(surrogate endpoint)に達した時点で実験を終了し
た。
Treatment was started about 10 days after inoculation, when measurable tumors developed. Eleven mice (divided into two different experiments, 5 and 6 samples, respectively) were treated with 0.1 C75 weekly.
It was administered intraperitoneally at a dose of 30 mg / kg in ml RPMI. The dose is in BALB / c mice
Based on single dose LD 10 assay of 40 mg / kg; 30 mg / kg is well tolerated in outbred nude mice. The RPMI alone was administered to 11 control mice (divided in the same manner as the treatment group). Tumor volume was measured in three dimensions with calipers. The experiment was terminated when the control reached the surrogate endpoint.

【0037】 処理腫瘍および対照腫瘍における脂肪酸合成活性を測定するために平行して行
った実験で、MCF-7異種移植マウスの群を上記の投与量のC75または賦形剤で
処理し、3時間後に殺害した。腫瘍および肝組織をex vivoで[U14C]で標識し
、報告されているように脂質を抽出し、計数した(Rashidら, 1997)。
In a parallel experiment to determine fatty acid synthesis activity in treated and control tumors, groups of MCF-7 xenograft mice were treated with the above doses of C75 or vehicle for 3 hours. Later killed. Tumor and liver tissues were labeled with [U 14 C] ex vivo and lipids extracted and counted as reported (Rashid et al., 1997).

【0038】 処理および対照腫瘍の組織学的検査を行うために平行して行った更なる実験で
、6検体のC75処理マウスおよび6検体の賦形剤対照マウスを処理の6時間後
に殺害した。腫瘍および正常組織を中性緩衝ホルマリン中で固定し、通常の組織
学のために処理し、FASの免疫組織化学を実施した。FASの免疫組織化学は
MCF-7異種移植片で行い、マウスモノクローナル抗FAS抗体(Aloら, 1996)を
1:2000で使用し、Dako ImmunostainerでLSAB2検出キットを使用した。
In a further experiment performed in parallel to perform histological examination of treated and control tumors, 6 C75 treated mice and 6 vehicle control mice were killed 6 hours after treatment. Tumors and normal tissues were fixed in neutral buffered formalin, processed for routine histology, and FAS immunohistochemistry was performed. The immunohistochemistry of FAS
MCF-7 xenografts were performed with mouse monoclonal anti-FAS antibody (Alo et al., 1996).
Used at 1: 2000 and used LSAB2 detection kit on Dako Immunostainer.

【0039】 異種移植したマウスの組織における脂肪酸合成経路の活性を、[U-14C]ア
セテートを用いてex vivoでパルス標識して測定した。腫瘍異種移植では肝臓よ
り10倍高いFA合成活性を有し、良性組織と悪性組織間の経路の活性の差異が浮
き彫りとなった(図4A)。MCF-7異種移植におけるFAS発現は高レベルのF
A合成活性と同様であった(図4B)。30mg/kgのC75の腹膜内注射によって
脂肪酸合成は3時間以内に、ex vivoで標識した肝臓においては76%、MCF-7異種
移植では70%低下した(図4A)。FA合成におけるこれらの変化は異種移植に
おいて細胞障害性の組織学的形跡より先に起こり、処理の6時間後に明白になっ
た(図4Cおよび4D)。C75処理した異種移植は腫瘍組織全体にわたって多
数のアポトーシス体を示し、これらは賦形剤処理した腫瘍においては見られなか
った。C75処理に続く肝臓および他のホスト組織の組織学的分析では短期また
は長期毒性のいずれの形跡も見られなかった(未掲載)。
The activity of the fatty acid synthesis pathway in xenografted mouse tissues was measured by ex vivo pulse labeling with [U- 14C ] acetate. Tumor xenografts had 10-fold higher FA synthesis activity than liver, highlighting the difference in pathway activity between benign and malignant tissues (Fig. 4A). High levels of FAS expression in MCF-7 xenografts
It was similar to A synthetic activity (Fig. 4B). Intraperitoneal injection of 30 mg / kg C75 reduced fatty acid synthesis within 3 hours by 76% in ex vivo labeled liver and 70% in MCF-7 xenografts (FIG. 4A). These changes in FA synthesis preceded cytotoxic histological evidence in xenografts and became apparent 6 hours after treatment (FIGS. 4C and 4D). C75-treated xenografts showed a large number of apoptotic bodies throughout the tumor tissue, which were absent in vehicle-treated tumors. Histological analysis of liver and other host tissues following C75 treatment showed no evidence of short-term or long-term toxicity (not shown).

【0040】 異種移植のC75処理によって、正常組織には損傷を与えずに細胞障害性およ
び腫瘍増殖の低減が誘引された。30mg/kgのC75投与の6時間後、腫瘍組織学
によって、対照腫瘍に比較して有意な細胞障害性が明らかとなった(図4Cおよ
び4D、添付の前刷り)。肝臓および他の臓器の試験では組織損傷の形跡が見ら
れないのに対し、C75処理異種移植ではアポトーシス体の形跡が見られること
に留意されたい(データは未掲載)。週毎の腹膜内C75処理によって、確立し
た皮下MCF-7腫瘍の増殖が賦形剤対照に比較して阻止され、これは全身性の抗腫
瘍作用を示している(図4E)。週1回の処理で32日後、処理群における腫瘍
の増殖は賦形剤対照に比較して8倍以上の差があった。セルレニンと同様に、一
時的で可逆な体重減少のみが認められた唯一の毒性であった(Pizerら, 1996)
C40 treatment of xenografts elicited cytotoxicity and reduced tumor growth without damaging normal tissues. Six hours after administration of 30 mg / kg C75, tumor histology revealed significant cytotoxicity compared to control tumors (FIGS. 4C and 4D, accompanying preprints). Note that the liver and other organs show no evidence of tissue damage, whereas C75-treated xenografts show evidence of apoptotic bodies (data not shown). Weekly intraperitoneal C75 treatment blocked the growth of established subcutaneous MCF-7 tumors compared to vehicle controls, indicating a systemic antitumor effect (FIG. 4E). After 32 days of weekly treatment, tumor growth in treated groups was more than 8-fold different compared to vehicle controls. Similar to cerulenin, it was the only toxicity with only transient and reversible weight loss (Pizer et al., 1996).
.

【0041】 C75の全身性薬理活性によって全身性FAS阻害剤処理の結果の第1の分析
を行った。生理学的レベルの周囲脂肪酸の環境におけるヒト乳癌異種移植に対す
るC75の有意な抗腫瘍作用は血清を補足した培地におけるin vitroの結果と同
様であり、脂肪酸飢餓と無関係な細胞障害性の機構と一致した。 実施例6.ヒト癌細胞はin vivoにおいて高レベルの定常状態にあるマロニルC
oAを有する 実施例5の結果は、マロニルCoA蓄積は正常組織において重要な問題ではな
い可能性があり、おそらくそれはFA合成経路の活性が通常、肝臓のような脂肪
生成器官においてさえも低いためであることを示唆している。更に興味深いこと
に、これらの実験においてマロニルCoAは乳癌細胞において検出される主たる
低分子量のCoAコンジュゲートである一方、他の研究では培養した肝細胞にお
ける優位なスクシニルCoAおよびアセチルCoAが報告されている(Corkey,
1988)。腫瘍組織における高レベルのマロニルCoAは、腫瘍細胞における肝臓
に比較して高レベルの脂肪酸合成を反映している(Rashidら, 1997)。
A first analysis of the results of systemic FAS inhibitor treatment by the systemic pharmacological activity of C75 was performed. The significant antitumor effect of C75 on human breast cancer xenografts in the environment of physiological levels of ambient fatty acids was similar to the in vitro results in serum-supplemented medium, consistent with a mechanism of cytotoxicity independent of fatty acid starvation. . Example 6. Human cancer cells have high levels of steady-state malonyl C in vivo.
Having oA The results of Example 5 indicate that malonyl CoA accumulation may not be a significant issue in normal tissues, presumably because the activity of the FA synthetic pathway is usually low even in adipogenic organs such as the liver. Suggests that there is. More interestingly, in these experiments malonyl CoA is the major low molecular weight CoA conjugate detected in breast cancer cells, while other studies report predominant succinyl CoA and acetyl CoA in cultured hepatocytes. (Corkey,
1988). High levels of malonyl CoA in tumor tissue reflect high levels of fatty acid synthesis in tumor cells compared to liver (Rashid et al., 1997).

【0042】 実施例5のMCF-7ヒト乳癌異種移植モデルを使用し、高速液体クロマトグラフ
ィーを使用して同一の動物由来の腫瘍異種移植および肝臓におけるマロニルCo
Aレベルを測定した。以下の図3は、腫瘍組織におけるマロニルCoAが肝臓に
比較して高レベルであることを示している。更に、他のCoA誘導体の分布が明
らかに変化している。例えば肝臓は異種移植に比較してマロニルCoAが約10倍
低く、アセチルCoAレベルは約10倍高く、他のCoA誘導体、特にスクシニル
CoAのレベルが高かった。CoA誘導体のプロフィールの相異は癌細胞と肝細
胞間のエネルギー代謝の大きな相違を示している可能性がある。
Using the MCF-7 human breast cancer xenograft model of Example 5, tumor xenografts from the same animal and malonyl Co in liver using high performance liquid chromatography.
The A level was measured. Figure 3 below shows elevated levels of malonyl CoA in tumor tissue compared to liver. Furthermore, the distribution of other CoA derivatives is clearly changing. For example, the liver had about 10-fold lower malonyl CoA, about 10-fold higher acetyl-CoA levels, and higher levels of other CoA derivatives, especially succinyl-CoA, compared to xenografts. The difference in the profile of the CoA derivative may indicate a large difference in energy metabolism between cancer cells and hepatocytes.

【0043】 理解を深める目的で、上記の発明を特定の実施態様に関連して例証および実施
例として幾分詳細に記載したが、他の観点、利点、および修飾は本発明が属する
分野の技術者に明白である。上記の説明および実施例は例証を意図するものであ
り、本発明の範囲を制限するものではない。本発明を実施するための上記の様式
の修飾で医学、免疫学、ハイブリドーマ技術、薬理学、および/または関連する
分野における当業者に明白なものは本発明の範囲内であることを意図し、これは
添付する特許請求の範囲によってのみ制限される。
For purposes of better understanding, the above invention has been described in some detail by way of illustration and example with reference to specific embodiments, but other aspects, advantages, and modifications are within the skill of the art to which this invention pertains. Obvious to anyone. The above description and examples are intended to be illustrative and not limiting the scope of the invention. Modifications of the above modes for carrying out the invention that are obvious to those skilled in the fields of medicine, immunology, hybridoma technology, pharmacology, and / or related fields are intended to be within the scope of the invention, This is limited only by the scope of the appended claims.

【0044】 本明細書における全ての文献および特許出願は本発明が属する分野の技術者の
レベルを示している。全ての文献および特許出願は、それぞれの個々の文献また
は、特許出願が特に個別に参照によって組み込まれることが示されているのと同
じ程度に、参照によってここに組み込まれる。
All publications and patent applications in this specification are indicative of the level of technicians in the field to which this invention belongs. All documents and patent applications are herein incorporated by reference to the same extent as if each individual document or patent application was specifically and individually indicated to be incorporated by reference.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 図1は脂肪酸の合成経路、および種々の脂肪酸シンターゼ阻害剤
の脂肪酸合成および腫瘍細胞増殖に対する影響を示す。
FIG. 1 shows fatty acid synthesis pathways and the effect of various fatty acid synthase inhibitors on fatty acid synthesis and tumor cell growth.

【図2】 図2は、種々の条件下でのマロニルCoAレベルを示す。FIG. 2 shows malonyl CoA levels under various conditions.

【図3】 図3は、種々の阻害剤で処理した乳癌細胞についてのクローン原
性アッセイおよびアポトーシスアッセイの結果を示す。
FIG. 3 shows the results of clonogenic and apoptotic assays on breast cancer cells treated with various inhibitors.

【図4】 図4は、腫瘍細胞および肝細胞における種々のパラメーターを示
す。
FIG. 4 shows various parameters in tumor cells and hepatocytes.

【図5】 図5は、腫瘍細胞および肝細胞におけるマロニルCoAレベルを
示す。
FIG. 5 shows malonyl CoA levels in tumor cells and hepatocytes.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE,TR),OA(BF ,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW, ML,MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,G M,KE,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ ,UG,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ, MD,RU,TJ,TM),AE,AG,AL,AM, AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,B Z,CA,CH,CN,CR,CU,CZ,DE,DK ,DM,DZ,EE,ES,FI,GB,GD,GE, GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS,J P,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR ,LS,LT,LU,LV,MA,MD,MG,MK, MN,MW,MX,MZ,NO,NZ,PL,PT,R O,RU,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG,US,UZ, VN,YU,ZA,ZW (72)発明者 タウンセンド,クレイグ・エイ アメリカ合衆国メリーランド州21212,ボ ルティモア,ミッドハースト・ロード 116 (72)発明者 クハジュダ,フランシス・ピー アメリカ合衆国メリーランド州21209,ル ーサービル,ブロードウェイ・ロード 1211 Fターム(参考) 2G045 BB10 BB24 CB01 CB02 DA60 FA29 FB03 FB06 FB08 GC07 GC10 JA01 4C084 AA17 AA20 BA44 CA53 CA56 CA59 DC32 MA02 NA14 ZB262 ZC202 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, I T, LU, MC, NL, PT, SE, TR), OA (BF , BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, G M, KE, LS, MW, MZ, SD, SL, SZ, TZ , UG, ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AE, AG, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, B Z, CA, CH, CN, CR, CU, CZ, DE, DK , DM, DZ, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, J P, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR , LS, LT, LU, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, MZ, NO, NZ, PL, PT, R O, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ , TM, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VN, YU, ZA, ZW (72) Inventor Townsend, Craig A.             Bo, 21212, Maryland, USA             Lutimore, Midhurst Road             116 (72) Inventor Kuha Juda, Francis Pea             21209, Maryland, United States             -Cirville, Broadway Road             1211 F term (reference) 2G045 BB10 BB24 CB01 CB02 DA60                       FA29 FB03 FB06 FB08 GC07                       GC10 JA01                 4C084 AA17 AA20 BA44 CA53 CA56                       CA59 DC32 MA02 NA14 ZB262                       ZC202

Claims (21)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 生体において腫瘍細胞の増殖を阻害するための方法であり、
該生体中の癌細胞において細胞内遊離補酵素Aの急激な低下を誘引する組成物を
生体に投与することを含む上記方法。
1. A method for inhibiting the growth of tumor cells in a living body,
The above method, which comprises administering to the living body a composition that induces a rapid decrease in intracellular free coenzyme A in the cancer cells in the living body.
【請求項2】 該生体の細胞中の細胞内マロニルCoAが急激に増加する、
請求項1記載の方法。
2. The intracellular malonyl CoA in the cells of the living body sharply increases,
The method of claim 1.
【請求項3】 該生体の細胞中の細胞内マロニルCoAgが該投与の3時間
以内に増加する、請求項1記載の方法。
3. The method according to claim 1, wherein the intracellular malonyl CoAg in the cells of the living body is increased within 3 hours of the administration.
【請求項4】 細胞内マロニルCoAが細胞の増殖阻害に先だって増加する
、請求項1記載の方法。
4. The method of claim 1, wherein intracellular malonyl CoA is increased prior to cell growth inhibition.
【請求項5】 細胞内マロニルCoAの該増加がマロニルCoAの消費の低
下と相関する、請求項1記載の方法。
5. The method of claim 1, wherein the increase in intracellular malonyl CoA correlates with a decrease in malonyl CoA consumption.
【請求項6】 細胞内マロニルCoAの該増加がマロニルCoAの消費速度
のあらゆる上昇に先立って起こる、請求項1記載の方法。
6. The method of claim 1, wherein said increase in intracellular malonyl CoA precedes any increase in malonyl CoA consumption rate.
【請求項7】 細胞内マロニルCoAの該増加がマロニルCoA脱炭酸酵素
(MCD)の細胞内活性の低下または脂肪酸シンターゼの細胞内活性の低下と相
関する、請求項1記載の方法。
7. The method of claim 1, wherein said increase in intracellular malonyl CoA correlates with decreased intracellular activity of malonyl CoA decarboxylase (MCD) or decreased intracellular activity of fatty acid synthase.
【請求項8】 該組成物がMCDの阻害剤を含有する、請求項1記載の方法
8. The method of claim 1, wherein the composition comprises an inhibitor of MCD.
【請求項9】 細胞内マロニルCoAの該増加がマロニルCoA合成の増加
と相関する、請求項1記載の方法。
9. The method of claim 1, wherein said increase in intracellular malonyl CoA correlates with an increase in malonyl CoA synthesis.
【請求項10】 細胞内マロニルCoAの該増加がアセチルCoAカルボキ
シラーゼ(ACC)の細胞内活性の上昇と相関する、請求項1記載の方法。
10. The method of claim 1, wherein said increase in intracellular malonyl CoA correlates with increased intracellular activity of acetyl CoA carboxylase (ACC).
【請求項11】 該組成物がACCの活性化剤、クエン酸シンターゼの活性
化剤、5'-AMP依存性プロテインキナーゼ(AMPK)の阻害剤、および/または
アシルCoAシンターゼの阻害剤を含有する、請求項1記載の方法。
11. The composition contains an activator of ACC, an activator of citrate synthase, an inhibitor of 5′-AMP dependent protein kinase (AMPK), and / or an inhibitor of acyl CoA synthase. The method according to claim 1.
【請求項12】 第2の化学療法薬を生体に投与する、請求項1記載の方法
12. The method according to claim 1, wherein the second chemotherapeutic agent is administered to the living body.
【請求項13】 該組成物の投与前の細胞内マロニルCoAレベルが非腫瘍
細胞における正常なマロニルCoAレベルより少なくとも2倍高い、請求項1記
載の方法。
13. The method of claim 1, wherein intracellular malonyl CoA levels prior to administration of said composition are at least 2-fold higher than normal malonyl CoA levels in non-tumor cells.
【請求項14】 処理前のレベルに比較してマロニルCoAの細胞内レベル
が上昇し、アセチルCoAおよび遊離CoAの細胞内レベルが低下する、請求項
1記載の方法。
14. The method of claim 1, wherein the intracellular level of malonyl CoA is increased and the intracellular levels of acetyl CoA and free CoA are decreased as compared to the level before treatment.
【請求項15】 該生体のある細胞における脂肪酸合成速度が該組成物の投
与前に標準より少なくとも2倍高く、該組成物の投与が該細胞に対して細胞障害
性を有する、請求項1記載の方法。
15. The method according to claim 1, wherein the rate of fatty acid synthesis in certain cells of the living body is at least 2-fold higher than the standard prior to administration of the composition, and administration of the composition is cytotoxic to the cells. the method of.
【請求項16】 細胞内遊離補酵素Aレベルの低下が補酵素Aが低下した細
胞のアポトーシスと相関する、請求項1記載の方法。
16. The method of claim 1, wherein reduced intracellular free coenzyme A levels correlate with apoptosis of cells with reduced coenzyme A.
【請求項17】 該組成物がパントテン酸キナーゼの阻害剤、ホスホパント
テノイルシステインシンテターゼの阻害剤、ホスホパントテノイルシステイン脱
炭酸酵素の阻害剤、および/またはホスホパントテインアデニリルトランスフェ
ラーゼの阻害剤を含有する、請求項1記載の方法。
17. The composition comprises an inhibitor of pantothenate kinase, an inhibitor of phosphopantothenoylcysteine synthetase, an inhibitor of phosphopantothenoylcysteine decarboxylase, and / or an inhibition of phosphopantothein adenylyl transferase. The method according to claim 1, further comprising an agent.
【請求項18】 該組成物がCoAとエステル化する能力がある基質を含有
する、請求項1記載の方法。
18. The method of claim 1, wherein the composition contains a substrate capable of esterifying with CoA.
【請求項19】 該生体が脂肪酸合成速度が上昇した腫瘍細胞を含有し、該
腫瘍細胞の細胞数が該組成物の投与後に減少する、請求項1記載の方法。
19. The method according to claim 1, wherein the living body contains tumor cells having an increased rate of fatty acid synthesis, and the cell number of the tumor cells is decreased after administration of the composition.
【請求項20】 腫瘍細胞に選択的な細胞障害性を有する組成物の検出を容
易にするスクリーニング法であり、標的組成物を標的細胞に投与し、該投与後の
該細胞における遊離および/または誘導体型補酵素Aの細胞内レベルをモニタリ
ングすることを含み、ここで細胞内遊離補酵素Aの急激な低下が選択的細胞障害
性を示す、上記スクリーニング法。
20. A screening method for facilitating the detection of a composition having a cytotoxicity selective to tumor cells, which comprises administering a target composition to a target cell, and releasing and / or releasing in the cell after the administration. The screening method as described above, which comprises monitoring the intracellular level of derivative coenzyme A, wherein the rapid decrease in intracellular free coenzyme A indicates selective cytotoxicity.
【請求項21】 腫瘍細胞に選択的な細胞障害性を有する組成物の分類を容
易にするスクリーニング法であり、マロニルCoAの生成を制限するのに十分な
量のACC阻害剤の非存在下で、そして同時にその存在下で標的組成物を標的細
胞に投与することを含み、ここで細胞障害性の差異が遊離および/または誘導体
型補酵素Aの細胞内レベルに対する作用に由来する細胞障害活性を示す、上記ス
クリーニング法。
21. A screening method that facilitates the classification of tumor cell-selective cytotoxic compositions in the absence of an ACC inhibitor in an amount sufficient to limit the production of malonyl CoA. , And at the same time administering the targeting composition to the target cells in the presence thereof, wherein the difference in cytotoxicity results from the cytotoxic activity resulting from the effect on the intracellular level of free and / or derivative coenzyme A. Shown above the screening method.
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