JP2003528889A - Sxr活性の改変により薬物クリアランス機序を調節する方法 - Google Patents

Sxr活性の改変により薬物クリアランス機序を調節する方法

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、SXR活性を修飾することにより薬物クリアランスを修飾しかつ多剤耐性を避けるための新規方法に関する。SXRはMDR1、シトクロムP40-3A4およびシトクロムP40-2C8の転写アクチベーターである。SXRが活性化されると、広範な化学療法薬、たとえばタキサン類の代謝不活性化および排出が著しく増大する可能性がある。したがって、SXR活性化の低下および/または阻止は薬物耐性および薬物クリアランスを低下させ、タキサン類などの薬物の性能を高める重要な療法の基礎となる。SXR関連不活性化および排出増大を受けにくい薬物を同定できるスクリーニング法および薬物同定方法を記載する。さらに、他の薬物に対するこれらの作用を低下させることができる薬物を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 関連出願の相互参照 [0001] 本出願は、米国仮出願シリアル番号60/191,767(2000年3月24日出願
)および仮出願シリアル番号60/266,866(2001年2月7日出願)による優先権を
主張する。
【0002】 政府の権利 [0002] 本発明は、一部は米国国立癌研究所からの助成金no.CA33572のもと
でなされた。米国政府は本発明に一定の権利をもつ。
【0003】 発明の背景 1.技術分野 [0003] 本発明は一般に、核内ホルモン受容体SXRを調節し、SXRの活性、発現
および作用をスクリーニングして、薬物クリアランス機序への影響およびその検
出に関する新規な方法および化合物を提供する分野に関する。
【0004】 2.背景技術の説明 [0004] 多くの薬理学的物質の有効性は、代謝による不活性化および排出によ
り制限される。最も広く用いられている抗腫瘍薬のひとつであるパクリタキセル
(タキソール)の代謝は、これらの自然クリアランス経路が薬物有効性に及ぼす
作用の一例である。パクリタキセル、および下記を含む多数の薬物(これらに限
定されない)が肝シトクロムP450酵素CYP3A4およびCYP2C8により代謝不活性化さ
れる:HIVプロテアーゼ阻害薬、タモキシフェン(Tamoxifen)、トランスレチノ
イン酸、トルブタミド(Tolbutamide)、アトバスタチン(Atovastatin)、ゲム
フィブロゾル(Gemfibrozol)、アミオダロン(Amiodarone)、アナストロゾー
ル(Anastrozole)、アジスロマイシン(Azithromycin)、カンナビノイド類、
シメチジン(Cimetidine)、クラリスロマイシン(Clarithromycin)、クロトリ
マゾール(Clotrimazole)、サイクロスポリン、ダナゾール(Danazol)、デラ
ビルジン(Delavirdine)、デキサメタゾン、ジチオカルバミン酸ジエチル、ジ
ルチアゼム(Diltiazem)、ジリスロマイシン(Dirithromycin)、ジスルフィラ
ム(Disulfiram)、エンタカポン(Entacapone)、エリスロマイシン、エチニル
エストラジオール、フルコナゾール(Fluconazole)、フルオキセチン(Fluoxet
ine)、フルボキサミン(Fluvoxamine)、ゲストデン(Gestodene)、グレープ
フルーツジュース、インディナビル(Indinavir)、イソニアジド、イトラコナ
ゾール(Itraconazole)、ケトコナゾール(Ketoconazole)、メトロニダゾール
(Metronidazole)、ミベフラジル(Mibefradil)、ミコナゾール(Miconazole
)、ネファゾドン(Nefazodone)、ネルフィナビル(Nelfinavir)、ネビラピン
(Nevirapine)、ノルフロキサシン(Norfloxacin)、ノルフルオキセチン(Nor
fluoxetine)、オメプラゾール(Omeprazole)、オキシコナゾール(Oxiconazol
e)、パロキセチン(Paroxetine)、プロポキシフェン(Propoxyphene)、キニ
ジン、キニン(Quinine)、キヌプリスチン(Quinupristin)、ダルフォプリス
チン(Dalfopristin)、ラニチジン(Ranitidine)、リトナビル(Ritonavir)
、サキナビル(Saquinavir)、セルチノドール(Sertindole)、セルトラリン(
Sertraline)、トログリタゾン(Troglitazone)、トロレアンドマイシン(Trol
eandomycin)、バルプロ酸(Valproic acid)、ベラパミル(Verapamil)、ザフ
ィルルカスト(Zafirlukast)およびジロイトン(Zileutcn)。両酵素ともパク
リタキセルを加水分解し、これにより薬物の有糸分裂阻害特性を無効にする(Mo
nsarrat et al., Bull. Cancer 84:125-133, 1997; Kearns, Pharmacother. 17:
105S-109S, 1997; Crcmmentuyn et al., Cancer Treat. Rev. 24:345-366, 1998
参照)。薬物は肝P450酵素により不活性化されるほか、P-糖タンパク質(ABCB1
)、すなわちMDR1遺伝子の生成物である広特異性排出ポンプにより腸から排泄さ
れる。遺伝子ターゲティング研究により、P-糖タンパク質は経口投与したパクリ
タキセルの85%の便排泄に関与することが証明された(Sparreboom et al., Pro
c. Natl. Acad. Sci. USA 94:2031-2035, '1997)。さらに、P-糖タンパク質は
腫瘍細胞において過剰発現すると腫瘍によるパクリタキセルその他の薬剤の取込
みに対するバリヤーを形成し、多剤耐性という治療上の障害をもたらす(Ambudk
ar et al., Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 39:361-398, 1999)。
【0005】 [0005] CYP3A4は広範な生体内異物の酸化的代謝に重要な酵素である。CYP3A4
は肝臓および腸に多量に存在しかつその物質特異性が広いため、抗てんかん薬、
免疫抑制薬、抗真菌薬および抗生物質を含めた臨床的に使用される薬物の60%以
上の生体内変換に関与する(Maurel, Ionnides, ed. Cytochromes P450: Metabo
lic and Toxicological Aspects. フロリダ州Boca Raton: CRC Press, Inc., pp
. 241-270, 1996)。CYP3A4は、タキサン類、エピポドフィロトキシン類(epipo
dophyllotoxin)およびビンカアルカロイドを含めた数種類の抗癌薬の異化作用
にも関与する(Harris et al., Canc. Res. 54:4026-4035, 1994; Royer et al.
, Canc. Res. 56:5865, 1996; Zhou-Pan et al., Canc. Res. 53:5121-5126, 19
93; Krikorian et al., Semin. Oncol. 16:21-25, 1989)。さらに、CYP3A4は臨
床的に有用な抗エストロゲン薬タモキシフェンおよびトレミフェンの代謝におい
ても主要な役割を果たす(Mani et al., Carcinogen. 15:2715-2720, 1994; Ber
thou et al., Biochem. Pharmacol. 47:1883-1895, 1994)。CYP3A4はin vitro
およびin vivoの両方で高度に誘導され、臨床的に重要な多くの薬物-薬物相互作
用をもたらすことも知られている(Williams et, al., Biochem. Soc. Trans. 2
2:1315, 1994; Kovacs et al., Clin. Pharmacol. Ther. 63:617-622, 1998)。
その転写は多数のそれの基質により誘導できる(Saras et al., Mot. Pharmacol
. 56:851-857, 1999)。オーファン核内受容体(”SXR”)(PXR、PAR、PRR、NR
1I2としても知られる)は、CYP3A4転写の調節において中心的役割を果たす(Sar
as et al., Mol. Pharmacol. 56:851-857, 1999; Kliewer et al., Cell 92:73-
82, 1998; Blumberg et al., Genes Dev. 12:3195-3205, 1998; Bertilsson et
al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95:12208-12213, 1998; Lehmann et al., J.
Clin. Invest. 102:1016-1023, 1998)。
【0006】 [0006] SXRは広範な天然および合成化合物、ならびに一般に用いられるある
種の薬理学的物質、たとえばリファンピシン、SR12813、クロトリマゾール、ハ
イパーフォリンおよびRU486に応答することが示された核内受容体である(Jones
et al., Mol. Endocrinol. 14:27-39, 2000; Moore et al., Proc. Natl. Acad
. Sci. USA 97:7500-7502, 2000; Wentworth et al., J. Endocrinol. 166:Rll-
R16, 2000)。最近の遺伝子ターゲティングおよびトランスジーン研究により、S
XRを活性化すると肝臓でのCYP3A4発現が促進されることが確認された(Xie et a
l., Nature 406:435-439, 2000)。このようにSXRは肝薬物代謝の調節において
重要な役割を果たすきわめて無差別的な生体内異物センサーである。SXRは腸に
おいても高度に発現する;この臓器におけるその役割は十分には分かっていない
【0007】 [0007] SXRのような核内受容体は、ステロイドおよび関連ホルモンの転写作
用を仲介する、リガンド調節される転写因子である。これらの受容体は、そのタ
ーゲット遺伝子のプロモーター内にあるシス作用エレメントにおいてDNAに特異
的に結合する保存されたDNA結合ドメイン(DBD)、および特定のホルモンその他
の因子によりその受容体を特異的に活性化しうるリガンド結合ドメイン(LBD)
をもつ。核内受容体に対するターゲット遺伝子の転写活性化は、リガンドがLBD
に結合して、コアクチベーター(coactivator)の増強またはコリプレッサー(c
oreprssor)の排除を促進するような受容体コンホメーション変化を誘導したと
きに起きる。その結果、その特異的な遺伝子の転写を調節しうる受容体複合体が
形成される。アゴニスト結合後にコアクチベーターが増強されることにより、受
容体は転写を活性化することができる。受容体アンタゴニストの結合は、受容体
の異なるコンホメーション変化を誘導し、そのためターゲット遺伝子の基本的転
写機構と相互作用しないかまたは生産的な相互作用をしない。当業者に自明のと
おり、ある特定の遺伝子に負の転写調節作用を及ぼす受容体のアゴニストは、実
際にはその遺伝子の発現を低下させるであろう。逆にその受容体のアンタゴニス
トは負の調節を受ける遺伝子の発現を増大させるであろう。
【0008】 [0008] SXRのノーザンブロット分析により、SXRは肝臓ならびに小腸および大
腸に多量に発現することが明らかになった(Blumberg et al., Genes Dev. 12:3
195-3205, 1998; Bertilsson et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95: 12208-
12213, 1998; Lehmann et al., J. Clin. Invest. 102:1016-1023, 1998)。最
近の報告で、SXRはヒトの腫瘍、たとえば胸部腫瘍組織に変動的に発現すること
が示唆されている(Dotzlaw et al., Clin. Canc. Res. 5:2103-2107, 1999参照
)。正常な胸部組織と腫瘍の胸部組織との間にSXR発現レベルにおいて明らかな
違いは検出されなかったが、用いたRT-PCR法は定量的に考慮されたものではなか
った。その著者らは、ヒト乳癌細胞系のパネルにおいて、6例中4例が明らかに広
い範囲のmRNAレベルを伴うSXRを発現したことも報告した。
【0009】 [0009] 既知のアクチベーターに応答して、SXRは肝臓および腸の主要なモノ
オキシゲナーゼ酵素、シトクロムP450 3A4(CYP3A4)の転写を誘導する。CYP3A4
は最も多量に存在するシトクロムP450であり、全シトクロムP450の約25%を構成
し、多数の薬物の一次代謝不活性化に関与する。SXRと同様にCYP3A4も肝臓およ
び腸に発現し、あるヒト腫瘍中にも見出される(Murray et al. Br. J. Cancer
1999)。したがってSXRは、正常組織および悪性組織の両方において薬物代謝の
活性化を制御する新規シグナリング経路のセンサーである。
【0010】 [0010] SXRは、天然および合成両方の化合物の代謝に関与する酵素をコード
する幾つかのシトクロムP450(CYP)遺伝子由来の応答エレメントを含むレポー
ター構築体を活性化することができる。SXRは、既知のアクチベーターに応答し
てレチノイドX受容体(RXR)とのヘテロ二量体としてCYP3A4のプロモーター中の
特異的核内受容体応答エレメントに結合し、転写を活性化する。図1A参照。SXR
/RXR複合体は、CYP3A4の発現を調節することがこれまでに示されたリファンピ
シン、ハイパーフォリン、および構造の異なる広範な化合物により活性化される
(Lehmann et al., J.Clin.Invest. 102:1016-1023, 1998)。
【0011】 [0011] CYP3A4プロモーターはクローン化され、その転写調節エレメントの幾
つかが同定された。たとえば転写開始部位の約150 bp上流にある約20 bpの領域
は、SXRアゴニストに対する応答性を付与する(Barwick et al., Mot. Pharmaco
l. 50:10-16, 1996; Hashimoto et al., Eur. J. Biochem. 218:585-595, 1993
)。この領域は、核内受容体スーパーファミリーのメンバーにより認識されるこ
とが知られている縮重モチーフを2コピー含む。最近、幾つかのグループが、CYP
3A4プロモーターの応答エレメントと相互作用して転写を活性化するオーファン
核内受容体としてのSXRを同定した(Blumberg et al., Genes Dev. 12:3195-320
5, 1998; Bertilsson et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95:12208-12213, 1
998; Lehmann et al., J. Clin. Invest. 102:1016-1023, 1998)。
【0012】 [0012] MDR1は、CYP3A4と同様に生体内異物の解毒経路における重要な遺伝子
である。MDR1は、多様な薬物および化学療法薬を細胞膜から細胞外へ移動させる
多剤トランスポーターであるP-糖タンパク質(Pgp)をコードする。CYP3A4およ
びPgpは両方とも、解毒におけるそれらの役割と一致して、薬物の代謝および排
除に関与する組織、たとえば肝臓および腸に最も高度に発現する(Thiebaut et
al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 84:7735-7738, 1987; Watkins et al., J. C
lin. Invest. 80:1029-1036, 1987)。さらに、CYP3A4の基質またはモジュレー
ターの多くは、Pgpの基質またはモジュレーターでもある(Wacher et al., Mol.
Carcinogen. 13:129134, 1995)。効果的なCYP3A4誘導物質、たとえばリファン
ピシン、フェノバルビタールおよびクロトリマゾールは、MDR1の転写も活性化す
る(Schuetz et al., Mol. Pharmacol. 49:311-318, 1996)。基質/誘導物質特
異性のこの有意の重なりは、CYP3A4とMDR1が同時調節され、したがって協調して
広範な化合物を解毒および不活性化することを示唆する。
【0013】 [0013] 市販タキサンクラス抗癌薬の2種類のメンバーであるパクリタキセル
(paclitaxel)およびドセタキセル(docetaxel)は、乳癌、卵巣癌および非小
細胞肺癌の治療に最も有効な薬剤のひとつである。パクリタキセルは肝臓で2経
路、すなわちCYP3A4およびシトクロムP450 2C8(CYP2C8)により代謝される。CY
P2C8およびCYP3A4は両方ともヒトにおけるパクリタキセル不活性化に関与する可
能性がある(Kostrubsky et al., Arch. Biochem. Biophys., 1998)。ドセタキ
セルはほとんどCYP3A4のみによって代謝される(Royer et al., Cancer Res. 19
96)。
【0014】 [0014] ヒトにおいて、タキソールはCYP2C8およびCYP3A4との相互作用により
不活性代謝産物に変換される(Harris et al., Canc. Res. 54:4026-4035, 1994
; Rahman et al., Canc. Res. 54:5543-5546, 1994)。ある研究者らはCYP2C8に
よる酸化的代謝がタキソール不活性化の主要経路であると結論したが、大部分の
研究は過去の医療歴が分からないドナーから得たミクロソーム調製物または無傷
の肝細胞を用いて実施されたものである。Sonnichsenらの研究では、試験した初
代肝細胞培養物のいくつかにおいてCYP2C8はタキソール代謝の主要経路ではなか
った(Sonnichsen et al., J. Pharmacol. Exp. Ther. 275:566575, 1995)。ド
ナー歴を詳細に調べた患者から得た肝細胞の一連の分析で、フェノバルビタール
を投与されたドナーにおいては、CYP3A4により形成された13-ヒドロキシタキソ
ールが主代謝産物であることが明らかになった。したがってCYP3A4は、特にCYP3
A4誘導物質を同時に投与されたかまたはきわめて高い用量のタキソールを投与さ
れた患者においては、タキソールの生体内変換における重要な酵素である。最近
の報告で、CYP2C8がパクリタキセル、全トランスレチノイン酸、トルブタミド、
アジドチミジン、ベラパミル、イブプロフェン、トアゾリジンジオン類、ベンゾ
ジアゼピン類その他を含めた臨床的に重要な多様な薬物の分解に関与することが
示された(Smith et al., Xenobiotica 28:1095-1128, 1998; Goldstein and de
Morais, Pharmacogenetics 4:285-299, 1994)。
【0015】 [0015] 初代ヒト肝細胞において、タキソールは薬理学的関連濃度で免疫反応
レベルのCYP3A4のタンパク質およびmRNAを誘導する(Kostrubsky et al., Arch.
Biochem. Biophys. 355:131-136, 1998)。さらに、タキソールはCYP3A4酵素活
性を高める。この作用は濃度依存性であり、10μMタキソールで最大の酵素活性
増大がみられた。
【0016】 [0016] 生体内異物化合物は普通は代謝不活性化により排除されるが、有害な
可能性のある外来化合物自体を排除する他の機序がある。事実、生体内異物の取
込み阻害はより論理にかなった最良の防御であろう。MDR1遺伝子の生成物である
P-糖タンパク質(ABCB1)は、多様な外来化合物の取込みとそれに続く曝露を阻
害する、特異性の広い生体内異物トランスポーターである(Ambudkar et al., A
nnu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 39:361-398, 1999参照)。
【0017】 [0017] MDR1およびその遺伝子生成物Pgpは、広範なヒト腫瘍においてde novo
で、およびPgp基質で処置した後にin vivoで、過剰発現する(Goldstein et al.
, J. Natl. Canc. Inst. 81:116-124, 1989; Fojo et al. Proc. Natl. Acad. S
ci. USA 84:265-269, 1987; Beck et al., Canc. Res. 56:3010-3020, 1996; Ch
an et al., N.E.J.M. 325:1608-1614, 1991; Picker et al., J. Natl. Canc. I
nst. 83:708-712, 991; Marie et al., Blood 78:586-592, 1991)。MDR1が臨床
薬物感受性の決定因子として重要であるという広く支持されている考えは、患者
においてPgp機能を逆転させる方法を見出すために提示された多数の情報源によ
って強調された(Beck et al., Canc. Res. 56:3010-3020, 1996)。
【0018】 [0018] 薬物耐性におけるMDR1の重要性を調べるこれまでの研究の多くは、MD
R1の安定過剰発現により臨床耐性が生じるかどうかに集中していた。より最近に
なって他の研究者らが、MDR1発現の静的測定はPgp仲介による耐性の重要な決定
因子であると思われる一過性の発現変化を無視していると提唱した。Abolhodaら
は、ヒト腫瘍においてin vivoで化学療法薬曝露後にMDR1発現が急速に活性化さ
れることを示した(Abolhoda et al., Clin. Canc. Res. 5:3352-3356, 1999)
。この著者らは、遺伝子増幅よりむしろ転写調節の方がin vivoでのMDR1仲介薬
物耐性の重要な決定因子であろうと結論した。
【0019】 発明の概要 [0019] 本発明は、CYP2C8またはMDR1の発現レベルに対するSXR活性を改変す
ることを含む、薬物動態の修飾方法を提供する。本発明は、SXR活性を改変する
ことを含む、多剤耐性の修飾方法をも提供する。これらの方法の具体的態様には
、薬物異化作用の改変(低下または増大)、薬物の腸排出の改変(低下または増
大)、薬物経口吸収の改変(低下または増大)、および薬物の胆管排泄の改変(
低下または増大)が含まれる。本発明は、SXR mRNAレベル、SXRタンパク質レベ
ル、SXRがコアクチベーターを増強する能力またはSXRからコリプレッサーを排除
する能力を改変することを含む方法の態様を提供する。薬物がタキサン類である
他の態様も提供される。さらに本発明は、SXRアンタゴニスト(たとえばエクテ
イナスシジン-743、ecteinascidin-743)またはSXRアゴニストを投与することを
含む方法を提供する。さらに、SXR、SXRコアクチベーターまたはSXRコリプレッ
サーをコードするmRNAを開裂させるリボザイムを投与することを含む方法を提供
する。さらに、SXR、SXRコアクチベーターまたはSXRコリプレッサーの転写また
は翻訳を抑制するアンチセンスオリゴヌクレオチドを投与することを含む方法も
提供される。
【0020】 [0020] 本発明はさらに、SXRを調節する能力について薬物候補をスクリーニ
ングすることを含む、改良された薬物動態特性または活性を備えた薬物を同定す
る方法を提供する。この方法の具体的態様には、CYP2C8またはMDR1の発現レベル
に対するSXRの活性を調節する能力について薬物候補をスクリーニングすること
により、改変された排出特性をもつ薬物を同定する方法が含まれる。CYP2C8また
はMDR1の発現レベルに対するSXRの活性を調節する能力について薬物候補をスク
リーニングすることにより、改変された異化作用をもつ薬物を同定することを含
む方法も含まれる。さらに他の態様には、CYP2C8またはMDR1の発現レベルに対す
るSXRの活性を調節する能力について薬物候補をスクリーニングすることにより
、経口による生物学的利用能または胆管排泄特性が改変された薬物を同定する方
法が含まれる。
【0021】 [0021] 本発明は、上記方法によりスクリーニングした薬物候補がタキサン類
である態様をも提供する。本発明は、前記方法によりin vivoまたはin vitroで
細胞におけるSXR活性をモニタリングすることを含む方法を提供する。
【0022】 [0022] 前記方法には、SXR活性のモニタリングが内因性SXRにより調節される
遺伝子、たとえばCYP3A4、CYP2C8およびMDR1の発現をモニタリングすることを含
む方法も含まれる。さらに本発明は、SXR活性のモニタリングが、SXRに応答する
制御エレメントの制御下にある合成レポーター遺伝子の発現、またはキメラ遺伝
子の発現(該キメラ遺伝子によりコードされるタンパク質はSXRリガンドに応答
する能力を維持する)をモニタリングすることを含む前記方法を提供する。
【0023】 [0023] 本発明は、SXR活性のモニタリングが、コアクチベーター増強、コリ
プレッサー排除、SXR/RXR相互作用、およびCYP2C8、CYP3A4もしくはMDR1遺伝子
の発現を制御する調節配列中のDNA応答エレメントへのSXRもしくはSXR/RXRの結
合、またはSXRもしくはSXR/RXR複合体に結合するヌクレオチド配列へのSXRもし
くはSXR/RXRの結合をモニタリングすることを含む具体的態様をも提供する。
【0024】 [0024] 本発明は、下記の能力をもたない薬物候補をスクリーニングすること
を含む、SXR活性を調節しない薬物の同定方法をも提供する:CYP2C8またはMDR1
の発現レベルに対するSXRの活性を調節する;CYP3A4の発現を調節する;CYP2C8
の発現を調節する;MDR1の発現を調節する;SXRに応答する制御エレメントの制
御下にある合成レポーター遺伝子の発現を調節する;キメラ遺伝子の発現を調節
する(該キメラ遺伝子によりコードされるタンパク質はSXRリガンドに応答する
能力を維持する);SXRコアクチベーター増強を調節する;SXRコリプレッサー排
除を調節する;CYP2C8、CYP3A4またはMDR1遺伝子の発現を制御する調節配列中の
DNA応答エレメントへのSXRまたはSXR/RXR複合体の結合を調節する;あるいはSX
R/RXR相互作用を調節する。
【0025】 [0025] 本発明は、前記のいずれかの方法により同定された薬物をも提供する
。 [0026] 本発明は、薬剤に対する応答性を推定するために患者をスクリーニン
グする方法であって、患者から生物学的試料を入手し;そしてSXR mRNAレベル、
SXRタンパク質レベル、SXRコアクチベーターレベル、SXR-コアクチベーター相互
作用、SXRコリプレッサーレベル、SXR-コリプレッサー相互作用、SXR多形、SXR
変異、内因性SXRにより調節される遺伝子の発現、および内因性SXRリガンドレベ
ルよりなる群から選択されるSXRパラメーターについて、生物学的試料をスクリ
ーニングすることを含む方法を提供する。この方法の好ましい態様には、生物学
的試料を、内因性SXRにより調節される遺伝子、たとえばCYP3A4およびCYP2C8の
発現についてスクリーニングする方法が含まれる。薬剤に対する応答性は、治療
的作用に対する応答性、有害作用に対する応答性、または薬物相互作用に対する
応答性である。薬剤は、内因性化合物、または外因性化合物、たとえば薬物、植
物性化合物および栄養素よりなる群から選択できる。これらの方法で検査される
生物学的試料は、腫瘍試料、または正常な細胞もしくは組織、またはそれらに由
来するものであってよい。
【0026】 [0027] 本発明は、薬物とSXRの活性または発現を調節する(SXRの活性または
発現をアップレギュレーションまたはダウンレギュレーションする)薬剤とを共
投与することを含む、薬物化学療法を提供する。本発明はさらに、薬物とSXRの
作用を調節する薬剤とを共投与することを含む、薬物の有効性を高める方法を提
供する。この方法の具体的態様には、薬剤がSXRアンタゴニストもしくはSXRアゴ
ニストである方法、または薬剤がSXRを活性化しない方法が含まれる。さらに他
の態様には、薬物がタキサン類である方法が含まれる。
【0027】 好ましい態様の簡単な説明 [0048] 本発明者らは、薬理学的および遺伝学的方法を合わせて用い、SXRが
初代ヒト肝細胞および腸細胞においてMDR1発現を活性化することを証明し、この
活性化の結果として薬物排出が増大することを示す。これらの知見は、SXRが異
なる組織(腸および肝臓)において多数の生体内異物クリアランス経路(代謝お
よび排泄)を協調的に調節するという第1の証拠を提供する。SXRおよびP-糖タン
パク質が肝細胞、腸上皮、腎臓および胎盤を含めた多数の組織において同時発現
することに注目すると興味深い(Sparreboom et al., Proc. Natl. Acad. Sci.
USA 94:2031-2035, 1997; Ambudkar et al., Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol.
39:361398, 1999; Jones et al., Mol. Endocrinol. 14:27-39, 2000参照)。P-
糖タンパク質発現は血液-脳関門および血液-精巣関門を形成する毛細血管上皮細
胞にも検出された。これらを合わせると、SXRは腎臓による薬物排泄に寄与し、
かつ脳および胎児を有害化合物に対する曝露から保護するのにも寄与することが
示唆される(Ambudkar et al., Mol. Endocrinol. 39:361-398, 1999参照)。
【0028】 [0049] SXRは薬物の代謝および排出を協調的に調節する。生体内異物の攻撃
に対する応答を、広範な細胞に対して細胞毒性となりうる天然の化学療法薬パク
リタキセルを用いて示す。経口パクリタキセル曝露により腸上皮細胞のSXRが活
性化される。その結果、MDR1/P-糖タンパク質トランスポーター発現が増大し、
次いでパクリタキセルが腸液中へ排出される。原理的には、この関門を通過しう
るパクリタキセルがあれば門脈を介して肝臓へ輸送され、場合により全身循環に
入る。しかしパクリタキセルはCYP3A4によりヒドロキシル化される。これはこの
薬物の細胞毒性を破壊する修飾である。CYP3A4は腸および肝臓に発現し、SXRに
より誘導される。さらに、もうひとつのパクリタキセル不活性化酵素CYP2C8も、
肝臓でSXRにより誘導される。次いで不活性化合されたパクリタキセル代謝産物
は胆汁中へ分泌され、次いで消化管から排除される。このようにSXRは生体内異
物の攻撃に応答して最前線の防御(腸排泄)およびバックアップ系(肝臓による
不活性化)の両方を誘導することができ、これにより潜在的に有害な化合物への
曝露が制限される。この系は環境毒素に対する曝露を制限することができるが、
薬剤化合物の生物学的利用能、特にこれらの化合物の経口による生物学的利用能
を制限する場合には療法上の問題を提起する可能性がある。同様に、この調節ル
ープが腫瘍において活性化されると、化学療法薬による細胞死滅を阻害する可能
性もある。図1B参照。
【0029】 [0050] パクリタキセルとドセタキセルは類似するにもかかわらず、これら2
薬物に対する耐性は必ずしも共通の経路で起きるわけではない。パクリタキセル
はSXRを活性化してCYP3A4遺伝子由来の応答エレメントを含むレポーター遺伝子
の転写を誘導し、SXRによるCYP3A4の発現および活性を誘導するが、ドセタキセ
ルはこれらを誘導しない。内因性CYP3A4遺伝子の転写は、パクリタキセル処理し
た初代ヒト肝細胞において強く誘導されるが、ドセタキセル処理の場合は誘導さ
れない。さらに、パクリタキセルのみがCYP3A4活性を強く誘導し、次いでそれ自
身の代謝を誘導する。
【0030】 [0051] これらの知見はタキサン応答性腫瘍の処置に際して重要な示唆をもち
、SXR応答性の違いから臨床結果を推定できることを示唆する。腫瘍細胞または
正常な細胞もしくは組織を、タキサン療法の候補である癌患者から摘出し、閾値
を超えるSXRの存在、SXR多形またはSXR変異について細胞を検査する。たとえば
、ポリクローナルまたはモノクローナル抗SXR抗体を用いて、抗体結合によりSXR
タンパク質の存在について細胞を検査することができる。あるいは、逆転写ポリ
メラーゼ連鎖反応により、SXR mRNAの存在について細胞を検査することができる
。閾値を超えるSXRが存在すると、その患者はSXR活性化薬(たとえばパクリタキ
セル)による処置よりSXR活性化薬ではない薬物(たとえばドセタキセル)によ
る処置に対して良好に応答する可能性があることが示唆される。他のmRNA検出法
には、当技術分野で既知の任意の方法が含まれる。
【0031】 [0052] パクリタキセルがSXRを活性化し、次いで薬物クリアランスに必要な
遺伝子の発現を協調的に増加させるという証拠は、SXRを活性化する抗癌化学療
法薬または他の薬理作用薬がCYP3A4、CYP2C8および/またはP-糖タンパク質の基
質である薬物のクリアランスを高めることを示唆する。したがって、タキサン類
その他の化学療法薬は、それらがSXRを活性化しない場合、経口投与後に有効性
の増大を示し、あるいは生物学的に利用可能となる可能性がある。タキサン類そ
の他既知のまたは潜在的に有効な化学療法薬をSXR活性化能についてスクリーニ
ングする方法は、特に多剤耐性を生じやすい者においてSXRを活性化しない、し
たがって好ましい薬物動態特性をもつ化学療法薬を同定できる。
【0032】 [0053] パクリタキセルは、CYP3A4のほかCYP2C8の肝発現を誘導するSXR活性
化薬である。したがってSXR活性化の遺伝子ターゲットには、シトクロムP450 2C
8が含まれる。SXRは腸腫瘍細胞におけるMDR1発現も活性化し、パクリタキセル排
出を促進する。重要な点は、これらの結果はSXR応答には腸薬物排泄および多剤
耐性の両方が含まれることを示すという点である。パクリタキセルがSXRを活性
化しうることは、自己誘導代謝、MDR1仲介クリアランスおよび/または多剤耐性
により、この薬物の有効性が制限される可能性があることを示唆する。これは、
タキセン類またはいずれかのSXR活性化薬の療法活性がSXRアゴニスト活性をもた
ない類似体において改善される可能性のあることを示唆する。SXRが異なる組織
において多数の生体内異物クリアランス経路を協調的に調節しうることは、これ
らのクリアランス経路を活性化しない薬物候補、さらには阻害する薬物候補の選
択に、この受容体を利用できることを示す。本発明によれば、両タイプの活性を
示す薬物を同定し、療法設定でのSXR応答を操作することができる。たとえばこ
の方法を用いると、SXRによりPgpが活性化されるためこれまで既知の類似体が不
可能であった経口投与後の生物学的利用が可能な薬物を見出し、または合成する
ことができる。
【0033】 [0054] パクリタキセルは、臨床適用濃度(EC50約5μM)、ならびにCYP3A4お
よびCYP2C8によるパクリタキセル分解に関するKmに調和する濃度(Km約10μM)
でSXRを活性化する。SXRがパクリタキセルにより活性化されると、CYP3A4、CYP2
C8およびP-糖タンパク質の発現が増大する。P-糖タンパク質は腸からのパクリタ
キセル取込みを阻害する効力がきわめて高いので、この調節ループは重大である
。図1B参照。血流に進入しないパクリタキセルは最終的には肝代謝(CYP3A4、CY
P2C8)および胆管排泄(P-糖タンパク質)を受ける。これらは両方ともSXRによ
り誘導される。図1B参照。
【0034】 [0055] MDR1が過剰発現すると薬物耐性腫瘍が発症するので、癌の化学療法に
おいては著しい問題となる。SXRがMDR1を誘導しうることは、P-糖タンパク質の
基質である化学療法薬に対する耐性をSXRが促進する可能性があることを示唆す
る。たとえばパクリタキセルはLS180大腸癌細胞からのパクリタキセル自身の排
出を誘導する。このように、SXRは従来の薬物クリアランス経路を調節するほか
、SXR発現腫瘍における多剤耐性をも調節する可能性がある。腫瘍を”SXR陽性”
または”SXR陰性”と分類するのは妥当である。この情報からその特定の腫瘍が
化学療法薬により誘導される多剤耐性を発現する可能性を推定できるからである
【0035】 [0056] 薬物がSXR仲介クリアランスを誘導する能力をもつ場合、クリアラン
スを誘導するその薬物および共投与される化合物の両方の療法効力が制限される
可能性がある。薬物-薬物相互作用は、組合わせ薬物が広く用いられる多くの疾
病療法、たとえば癌の化学療法において特に問題となる。投与薬物のいずれかに
よりSXRが活性化されると他の薬物、栄養素その他の化合物のクリアランスが増
大する可能性があるからである。したがって、”SXRトランスペアレント(trans
parent)”薬物はそれらのSXR誘導性カウンターパートに対比して療法上の利点
をもつ。たとえばタキサン類似体ドセタキセルはSXRを活性化できない。この薬
物のSXRトランスペアレント性は、コアクチベーターを増強しないことだけに起
因するわけではない。むしろこの薬物はコリプレッサーを排除できない。β-チ
ューブリンがこれら両タキサン類の抗腫瘍活性の分子ターゲットであることは周
知であるので、パクリタキセル(タキソール)とドセタキセルの化学構造の相異
が、SXR応答性を最小にするように選択的に操作できるファーマコフォア(pharm
acophore)を規定すると思われる。ドセタキセルはSXR仲介による薬物の代謝お
よび排泄も誘導しないので、これは臨床的に重要な知見である。タキソールはSX
Rの活性化物質であり;タキソールによりSXRが活性化されると、CYP3S4の発現お
よび活性が誘導され;タキソールによりSXRが活性化されると、MDR1の発現およ
び活性が誘導され;SXR、MDR1およびCYP3S4は広範なヒト腫瘍細胞系において多
様に発現する。
【0036】 [0057] これらの新規な知見から、SXRトランスペアレント薬物であるドセタ
キセルはパクリタキセルより優れた薬物動態特性をもつはずであると推定される
。臨床試験によりこれが立証される:ドセタキセルはパクリタキセルより長い血
漿半減期および細胞内半減期をもつ(Crown et al., Lancet 355:11761178, 200
0; Eckardt, Am. J. Health Syst. Pharm. 54:52-S6, 1997)。核内ホルモン受
容体のリガンドは、受容体と結合する共調節タンパク質間の交換を開始すること
により転写を活性化する。リガンドが存在しない場合、ある種の受容体はコリプ
レッサーSMRTまたはNCoRを利用してリプレッサー複合体と結合し、受容体表面に
ドッキングする。受容体にリガンドが結合すると、受容体トランス活性化ドメイ
ンの再配列が起き、それがコリプレッサーを排除し、同時にp160ファミリーのメ
ンバー(SRC-1、ACTR、GRIP)およびPBP(DRIP205、TRAP220)を含めたコアクチ
ベータータンパク質の数を増加させる。ドセタキセルがSXR仲介による薬物クリ
アランスを活性化する能力をもたないことは、SXRを活性化することができない
薬物(”SXRトランスペアレント”薬物)の開発が有用であることを立証する。
【0037】 [0058] 要約すると、本明細書に提示するデータは、SXRが肝臓および腸にお
いて生体内異物クリアランス遺伝子のネットワークを協調的に調節することを示
す。このためSXRは薬物クリアランス経路の重要な位置にある。したがってSXRは
、生物学的利用能、経口による生物学的利用能、胆管排泄、および共投与する薬
物の特性に影響を及ぼす薬物相互作用を含めた薬物動態特性を改善するために、
これらの経路を差別的に調節する化合物の同定に使用できる。これは、このシグ
ナリングネットワークを操作するための理想的な分子ターゲットである。
【0038】 [0060] 要約すると、パクリタキセルはSXRを活性化しうるが、構造的に関連
する化合物ドセタキセルは同じ濃度ではるかに効力の低い活性化物質である。パ
クリタキセルによりSXRが活性化されると、CYP3A4、CYP2C8およびMDR1の発現が
増大する。SXRリガンドは肝臓のCYP2C8、ならびに肝臓と腸の両方のMDR1をアッ
プレギュレーションする。MDR1がSXRのターゲット遺伝子であることが見出され
たことにより、SXRの生物学的特性が拡大し、これには薬物の排泄および代謝の
調節が含まれ、腫瘍におけるin vivo薬物耐性および多くの薬物の経口剤形の生
物学的利用能など臨床的に重要な要因に影響を与える。SXRを活性化しない薬物
の開発により、それらの代謝が制限されるだけでなく、胆管排泄および腸排泄が
低下することにより、吸収されにくい薬物の利用能が向上し、さらには従来経口
投与では生物学的に利用できなかった薬物クラスの経口吸収が可能となる。SXR
の腸に対する作用(CYP3A4およびMDR1のアップレギュレーション)が拡大したこ
とにより、SXRが肝臓および腸の両方において薬物クリアランス(代謝および排
泄)の”マスター”調節因子であることが立証される。たとえばパクリタキセル
によりSXRが活性化されると、肝臓における代謝不活性化(CYP3A4およびCYP2C8
による)の速度が増大し、胆管排泄(MDR1による)が増大し、腸における吸収が
低下する。
【0039】 [0061] 他方、ある種の薬物はP450シトクロム酵素、たとえばCYP2C8により活
性化される必要がある。これらの薬物は、それらの活性を高めるためにSXRを活
性化する薬物(たとえばSXRアゴニスト)と共投与されるのが有利であろう。し
たがってSXRアゴニストはある薬物の薬物動態特性を有益に調節するためにも使
用でき、本発明はそれらの使用も考慮する。
【0040】 [0062] 最近の研究で、新規な海洋由来の低分子量疎水性天然産物エクテイナ
スシジン-743(ET-743)が、1〜100nMのIC50Sで多様な癌細胞系の増殖およびヒ
ト異種移植編の増殖を阻害するきわめて有効な抗腫瘍薬として同定された(Valo
ti et al., Clin. Canc. Res. 4:1977-1983, 1998; Rinehart, Med. Res. Rev.
20:1-27, 2000; Hendriks et al., Ann. Oncol. 10:1233-1240, 1999; Izbicka
et al., Ann. Oncol. 9:981-987, 1988; Martinez et al., Proc. Natl. Acad.
Sci. USA 96:3496-3501, 1999)。この薬物の作用は分かっていないが、その力
価が高いことから、これが特異的分子ターゲットを介して作用することが示唆さ
れる。ET-743はトリコスタチン誘導によるMDR1転写を阻害することが示された(
Minuzzo et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97:6780-6784, 2000; Jin et al
., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97:6775-6779, 2000)。
【0041】 [0063] 特に癌の化学療法の場合、MDR1発現は有効な処置に対する著しいバリ
ヤーとなる。MDR1が薬物排出に影響を及ぼすほか、P-糖タンパク質は細胞がアポ
トーシスを行なうのを直接に阻害すると思われる(Ruth et al., Canc. Res. 60
:2576-2578, 2000; Pallis et al., Blood 95:2897-2904, 2000)。したがって
、SXRトランスペアレント薬物の開発のほか、MDR1発現を阻害するSXRアンタゴニ
ストの同定には著しい臨床的価値がある。たとえばET-743はナノモル濃度でSXR
に拮抗する。SXR仲介薬物クリアランス経路を阻害する化合物の同定は、療法効
果を高める薬剤を開発するための分子的方法を示唆する。これによって従来の化
学療法薬をより低用量で使用でき、そしてコストを低下させ、これらの薬物の細
胞毒性副作用を最小限にする方法であろう。
【0042】 [0064] すべての哺乳動物発現ベクターは、in vitroでの転写のためにサイト
メガロウイルスプロモーター/エンハンサー、続いてバクテリオファージT7プロ
モーターを含んでいた。下記の全長タンパク質がこのベクターで発現された;ヒ
トSXR(寄託AF061056)およびマウスCARβ(寄託AF009327)。下記に示すタンパ
ク質フラグメントを含むGal4融合体は、下記のC-末端に融合させたものである:
酵母Ga14 DNA結合ドメイン(アミノ酸1-147、寄託X85976)、Gal-L-SXR(ヒトSX
Rリガンド結合ドメイン、Lys107-Ser443、寄託AF061056)、Gal-L-RXR(ヒトRXR
αリガンド結合ドメイン、Glu203-Thr462、寄託X52773)、Gal-SRC1(ヒトSRC-1
、Asp617-Asp769、寄託U59302)、Gal-ACTR(ヒトACTR、Ala616-Gln768、寄託AF
036892)、Gal-GRIP(マウスGRIP1、Arg625-Lys765、寄託U39060)、Gal-PBP(
ヒトPBP、Val574-Ser649、寄託AF283812)、Gal-SMRT(ヒトSMRT、Arg1109、Gly
1330、寄託U37146)およびGal-NCoR(マウスNCoR、Arg2065-Gly2287、寄託U3531
2)。VP16融合体は、78アミノ酸のヘルペスウイルスVP16トランス活性化ドメイ
ン(Ala413-Gly490、寄託X03141)が下記のタンパク質のN-末端に融合したもの
を含んでいた:VP-SXR(全長、ヒトSXR、寄託AF061056)。βgalは、pCH110由来
の大腸菌(E. coli)β-ガラクトシダーゼコード配列(寄託U02445)を含んでい
た。ルシフェラーゼ構築体(TK-luc)は、下記に示すコピー数の下記の応答エレ
メントに結合したヘルペスウイルスチミジンキナーゼプロモーター(-105/+51)
を含んでいた:CYP3A4 x 3(5'-TAGAATATGAACTCAAAGGAGGTCAGTGAGTGG-3';SEQ I
D NO: 1)、UASGx4(5'-CGACGGAGTACTGTCCTCCGTCG-3';SEQ ID NO:2)およびLXR
E x 3(Wang et al., Mol. Cell 3:543-553, 1999)。ドセタキセルはRhone-Pou
lenc Rorer(ペンシルベニア州カレッジビル)から;3'-p-ヒドロキシパクリタ
キセルおよび6α-ヒドロキシパクリタキセルはGentest(マサチュセッツ州ウー
バン)から;リファンピシン、プレグネノロン-16α-カルボニトリルおよびパク
リタキセルはSigma Chemical(ミズーリ州セントルイス)から、ET-743はNation
al Cancer Institute Drug Synthesis and Chemistry Branchから入手された。
【0043】 [0065] 正常組織におけるSXR、MDR1およびCYP3A4の発現パターンを考えると
、3種類すべての遺伝子に対するmRNAがLS180およびCaco-2結腸癌細胞系に存在し
たのは妥当である。図19に提示した、SXRの既知アクチベーターによるヒトLS180
細胞におけるMDR1およびCYP3A4発現誘導を示すデータは、この誘導におけるSXR
の役割と一致する。さらに、SXR mRNAがMCF-7細胞に存在することを立証する本
発明者らの結果は、SXRがヒト胸部腫瘍において発現することを示す先に公開さ
れたデータと一致する。さらに本発明者らは、SXRおよびMDR1の発現がドキソル
ビシン耐性MCF-7/ADR細胞において、より高いことを見出した。これらの細胞が
一部はSXRリガンドに応答したMDR1発現の誘導により耐性を発現し、おそらくSXR
は薬物の存在下でのこれらの細胞の継続的な耐性に関与するのであろうと考える
と興味深い。
【0044】 [0066] したがってSXRは、CYP2C8およびMDR1の発現を修飾する新薬を見出す
ためのターゲットである。たとえばSXRを抑制することが見出された薬剤と、肝
臓で代謝され、および/または胆管排泄により排除されることが分かっている薬
剤とを、体内からの薬剤排除速度を低下させるために組み合わせることができる
。さらに、SXRリプレッサーを共投与すると、腸でのCYP2C8およびMDR1のダウン
レギュレーションにより、経口による薬物の生物学的利用能を大幅に改善できる
。したがって、目的とする療法効果を達成するために薬物排除の”マスター”調
節因子としてSXRの活性を操作することができる。SXRをダウンレギュレーション
することにより、MDR1およびCYP2C8の一過性発現のリガンド依存性増大が阻害さ
れ、薬物感受性が高まるであろう。
【0045】 [0067] 標準モデルであるヘテロロガス細胞系を用いてSXRアゴニストおよび
アンタゴニスト応答性を再構築すると、検査すべきプロセスを遮蔽する可能性の
ある代謝事象のない状態でSXR活性をモニタリングできる。受容体、レポーター
遺伝子、応答エレメントなどを発現する適宜なDNAで細胞を一過性トランスフェ
クションしうる限り、任意の適したヘテロロガス細胞系を用いて効力の活性化ま
たは既知のSXR核内受容体リガンドを検査できる。必要な遺伝子1種類以上を構成
性発現する細胞も使用できる。哺乳動物遺伝子の一過性発現に適し、かつ培養に
より維持できる細胞系は、当業者に周知である。多様な潜在リガンドによるSXR
の活性化を調べるために、CV-1細胞を適切な受容体に対する発現ベクターおよび
適切なレポーター構築体により、当技術分野で既知の方法に従って一過性トラン
スフェクションする。適切なレポーター遺伝子構築体は生化学および分子生物学
の分野の当業者に周知である。レポーター遺伝子の活性を内部対照に対して簡便
に正規化することができ、データを未処理細胞と対比した活性化倍率としてプロ
ットする。
【0046】 [0068] アッセイ系に適合する任意の応答エレメントを使用できる。核内受容
体が結合するDNA結合領域に実質的に相同なオリゴヌクレオチド配列が、本発明
方法に使用するものとして考慮される。実質的に相同な配列(プローブ)とは、
リガンド活性化された受容体がアッセイ条件下で結合する配列である。核内受容
体への応答エレメントの結合を増大または低下させるために、応答エレメントを
当技術分野で既知の方法により修飾できる。
【0047】 [0069] コアクチベーター増強アッセイ法は、核内受容体リガンドの活性の同
定または試験のための信頼できる方法として確立された(Blumberg et al., Gen
es Dev., 12:1269-1277 (1998); Forman et al., Nature, 395:612-615 (1998);
Kliewer et al., Cell, 92:73-82 (1998); Krey et al., Mol. Endocrinol., 1
1:779-791 (1997))。本発明によれば、SXRにより調節される遺伝子転写をリガ
ンドが修飾する能力の試験として、推定リガンドがSXRとコアクチベーターの機
能的結合を促進することができるかどうかを調べる哺乳動物2ハイブリッド-コア
クチベーター増強アッセイ法が開発された。
【0048】 [0070] in vitroアッセイのために、推定リガンドを前記成分の混合物に添加
し、混合した後、コアクチベーターを増強しうる条件下で混合物をインキュベー
トする。混合物中での複合体の形成を電気泳動移動度シフトにより分析する(ゲ
ルシフトアッセイ法)が、複合体形成を測定するための任意の方法を採用できる
。たとえば蛍光共鳴エネルギー伝達、シンチレーション近接アッセイ法、発光近
接アッセイ法などが適切であるが、当業者は多数の方法のうち任意のものを用い
て複合体形成を測定できる。
【0049】 [0071] SXR発現をダウンレギュレーションするストラテジーには、SXRタンパ
ク質活性を遮断するための、全長アンチセンスSXRの安定トランスフェクション
、およびSXRコード配列の種々の位置のアンチセンスオリゴヌクレオチドによる
トランスフェクション、またはドミナントネガティブ型SXRによる細胞トランス
フェクションが含まれる。ドミナントネガティブ型SXRは、そのタンパク質を結
合ドメインで短縮化することにより、あるいはC-末端トランス活性化ドメインの
みを欠失させたC-末端トランケーション体を形成することにより作製できる。
【0050】 [0072] 本発明を下記の実施例に詳細に記載および説明する。これらは限定の
ためのものではない。 実施例 実施例1.パクリタキセルはSXRを活性化する [0073] パクリタキセルがSXRを活性化しうるかどうかを調べるために、CV-1
細胞を、ヒトSXRリガンド結合ドメインに融合したGal4を発現するベクター(Gal
-L-SXR)、またはヒトRXRαリガンド結合ドメインに融合したGal4を発現するベ
クター(Gal-L-RXR)で一過性トランスフェクションした。トランスフェクショ
ン後、細胞を下記の化合物で処理した:10μMのリファンピシン、10μMのSR1281
3、10μMのプレグネノロン-16α-カルボニトリル(Preg-16-CN)、10μMのパク
リタキセル、100nMのLG268、10μMの6α-ヒドロキシパクリタキセルおよび10μM
の3'-p-ヒドロキシパクリタキセル。Gal4レポーター活性を内部β-ガラクトシダ
ーゼ対照に対して正規化し、データを未処理細胞と対比した活性化倍率としてプ
ロットした。すべてのトランスフェクション体がGal4レポーターおよび内部対照
としてβ-ガラクトシダーゼ発現ベクターを含んでいた。
【0051】 [0074] CV-1細胞を、10%の樹脂-活性炭ストリッピング処理ウシ胎仔血清、5
0U/mlのペニシリンGおよび50μg/mlの硫酸ストレプトマイシンを補充したダル
ベッコの改変イーグル培地(DMEM-FBS)において、37℃、5%CO2中で増殖させた
。トランスフェクションの1日前に、無フェノールレッドDMEM-FBSにより細胞を5
0〜80%集密度で接種した。先行技術方法に従って細胞をリポフェクションによ
り一過性トランスフェクションした(Wang et al., Mol. Cell 3:543-553, 1999
)。レポーター構築体(300ng/105細胞)、サイトメガロウイルス誘導発現ベク
ター(25ng/105細胞)を、指示に従って内部対照としてのβgal(500ng/105
胞)と共に添加した。2時間後、リポソームを除去し、新鮮な培地と交換した。
指示した化合物を含有する無フェノールレッドDMEM-FBSにより細胞を約24時間処
理した。リガンドに曝露した後、細胞を回収し、標準法に従ってβ-ガラクトシ
ダーゼ活性をアッセイした。パクリタキセル、ドセタキセルおよびET-743の潜在
細胞毒性作用は、これらの濃度および処理時間で用いた場合に最小であった。
【0052】 [0075] Gal4-L-SXRキメラ受容体は用量10μMのSXRアゴニストリファンピシン
およびSR12813で活性化されたが、SXRのマウスオルソログの特異的アゴニストで
あるプレグネノロン-16α-カルボニトリルでは活性化されなかった。パクリタキ
セルは臨床適用濃度(EC50約5μM)でSXRを強く活性化する(50倍)。図2参照(
Forman et al., Nature 395:612-615, 1998; Forman et al., Proc. Natl. Acad
. Sci. USA 94:4312-4317, 1997; Forman et al., Cell 83:803-812, 1995; For
man et al., Cell 81:541-550, 1995)。RXRリガンドであるLG268(100nM)、ま
たは3'-p-ヒドロキシパクリタキセルもしくは6α-ヒドロキシパクリタキセル(
それぞれCYP3A4およびCYP2C8によるパクリタキセル代謝産物)によっては活性化
がみられなかった。図2参照。野生型SXRについても同様な定性結果がみられた。
【0053】 [0076] パクリタキセルがSXRを特異的に活性化するかどうかを調べるために
、これまでに記載のあるプラスミドを用いて上述したようにトランスフェクショ
ンを行なった。陽性対照として、各受容体はそのコグネイトリガンドにより下記
のように活性化された:マウスPXR(23倍、10μM Preg-16-CN)、ヒトERα(15-
倍、100 nM 17β-エストラジオール)、ヒトVDR(59-倍、100 nM、1,25-ジヒド
ロキシビタミンD3)ヒトTRβ(19-倍、100 nMトリヨードチロニン)、ヒトRARα
(315-倍、100 nM Am580)、ヒトLXRα(4.5-倍、30μMヒオデオキシコール酸メ
チルエステル)、マウスPPARα(13-倍、5μM Wy 14,643)、マウスPPARy(20-
倍、1μMロジグリタゾン(rosiglitazone))、マウスPPARδ(14-倍、1μMアル
バプロスタサイクリン(arbaprostacyclin))、マウスCARβ(50-倍抑制、5μM
アンドロスタノール)。リガンド曝露後、細胞を回収し、既知の方法に従ってル
シフェラーゼおよびβgalについてアッセイした。パクリタキセルは、SXRのヘテ
ロ二量体パートナーであるRXR、または他の核内受容体:PXR(SXRのマウスオル
ソログ),エストロゲン受容体α(ERα)、ビタミンD受容体(VDR)、甲状腺ホ
ルモン受容体β(TRβ)、レチノイン酸受容体α(RARα)、FXR、LXRα、PPAR
α、PPARy、PPARδおよびCARβに対して影響を与えなかったので、パクリタキセ
ルによるSXRの活性化はSXRに特異的である。図3参照。
【0054】 実施例2.SXRはCYP2C8およびMDR1の発現を誘導する [0077] パクリタキセルがCYP3A4の発現を活性化する能力を他のSXRアゴニス
トの能力と比較するために、SXRを天然に発現する初代ヒト肝細胞(既知の方法
に従って調製)をSXRアゴニストで処理し、CYP3A4発現をノーザン分析によりモ
ニタリングした。ノーザン分析は下記のように実施された。初代ヒト肝細胞はCl
onetics(メリーランド州ウォーカースビル)から入手され、業者の説明書に従
ってデキサメタゾンおよびインスリンを補充した肝細胞維持培地中に維持された
。指示したSXRアゴニストで細胞を48時間処理し、Trizol試薬を用いて全RNAを単
離した。
【0055】 [0078] ヒトLS180細胞を、10%のウシ胎仔血清、1 mMのピルビン酸ナトリウ
ム、2 mMのL-グルタミン、非必須アミノ酸、50 U/mlのペニシリンGおよび50μg
/mlの硫酸ストレプトマイシンを補充したイーグル最少必須培地中に維持した。
処理の1日前にLS180細胞を、10%の樹脂-活性炭ストリッピング処理ウシ胎仔血
清を含有する無フェノールレッド培地に切り替え、次いで指示した化合物と共に
さらに24時間処理した。全RNAからノーザンブロットを調製し、下記のプローブ
で分析した:MDR1(寄託NM000927、ヌクレオチド843-1111)、CYP2C8(寄託NM00
0770、ヌクレオチド700-888)、CYP3A4(寄託M18907、ヌクレオチド1521-2058)
、RXRα(寄託X52773、ヌクレオチド738-1802)およびGAPDH(寄託NM002046、ヌ
クレオチド101-331)。CYP2C8プローブは、CYP2C8ファミリーの最も近縁のメン
バーの2つCYP2C9およびCYP2C19にクロスハイブリダイズしなかった(データを示
さなかった)ので、CYP2C8プローブが特異的であることが注目される。
【0056】 [0079] ヒトLS180細胞のトランスフェクションのためには、VP-SXRおよび/
またはGFP(緑色蛍光タンパク質)(Topaz バリアント, Packard)をリポフェク
タミン(GibcoBRL)と共に業者の説明書に従ってトランスフェクションした。細
胞をトランスフェクションし、10%の樹脂-活性炭ストリッピング処理ウシ胎仔
血清を含有する無フェノールレッド培地中に維持した。48時間後、細胞をMoFlo
(Cytomation, コロラド州フォート・コリンズ)フローサイトメーターで選別し
た。データを二重レーザー励起により求めた。散乱信号をHeNeレーザー633 nmに
より得た(Spectra-Physics, カリフォルニア州マウンテン・ビュー)。蛍光励
起はすべて500 mWのInnova-90アルゴンレーザー(Coherent, カリフォルニア州
サンタクララ)からの488 nmで行なわれた。GFP発光を530DF30フィルター(Omeg
a Optical, バーモント州ブラットレボロ)により測定した。70ミクロンのノズ
ルを用いて12,000/秒の流速での60 psi、94,000 kHz液滴形成により、GFP陽性
細胞を選別した。トランスフェクションされた(GFP陽性)細胞から全RNAを調製
し、前記に従って分析した。各実験を3回以上繰り返して、同様な結果を得た。
パクリタキセル、ドセタキセルおよびET-743の潜在的細胞毒性は、これらの濃度
および処理時間で用いた場合に最小であった。初代ヒト肝細胞として異なるドナ
ーから得た細胞を用いて各実験を実施した。
【0057】 [0080] 初代ヒト肝細胞(左パネル)を48時間、ヒトLS180細胞(右パネル)
を24時間、対照培地または下記の化合物を添加した培地で処理した:10μMのリ
ファンピシン、10μMのSR12813、10μMのパクリタキセルまたは100 nMのLG268。
全RNAを調製し、指示したようにCYP3A4、CYP2C8、MDR1およびGADPH対照(グリセ
ルアルデヒド-3-リン酸デヒドロゲナーゼ)についてノーザンブロットをプロー
ブした。図4参照。トランスフェクション実験(図2)と一致して、リファンピシ
ン、SR12813およびパクリタキセルならびに他のSXRアゴニストは、パクリタキセ
ルをin vivoで不活性化する他のシトクロムP450酵素であるCYP2C8の発現を誘導
した。LS180細胞ではCYP2C8発現が検出されなかったことに注目されたい。リフ
ァンピシン、パクリタキセル(図4、左パネル)およびハイパーフォリン(デー
タを示さなかった)はCYP2C8発現を強く活性化したが、RXRリガンドLG268は不活
性であった。SR12813に対する応答倍率は他のSXRアゴニストについてみられるも
のより小さく、肝細胞ドナーごとに異なっていた(図4、左パネル、データを示
さなかった)。リファンピシン、パクリタキセルおよびハイパーフォリンにより
活性化されたことは、ヒトCYP2C8がSXR活性化の下流ターゲットであることを示
唆する。SXRアゴニストはパクリタキセルの分解に必要な酵素の発現を誘導した
ので、SXRによるMDR1調節(P-糖タンパク質)も調べた。初代ヒト肝細胞培養物
において、MDR1の発現は数種類のSXRアゴニストにより増大した(図4、左パネル
)。腸細胞(LS180結腸癌細胞)においては、腸細胞に低いレベルで発現するCYP
3A4がSXRリガンドにより誘導された(図4、右パネル)。同様に、MDR1も同じSXR
リガンドによってきわめて強く誘導され(図4、右パネル)、他の有効なSXRリガ
ンドであるハイパーフォリンによっても誘導された(データを示さなかった)。
これらの薬理学的データは、MDR1が腸および肝臓の両方においてSXRターゲット
遺伝子であることを強く示唆する。
【0058】 実施例3.構成性活性SXRによるMDR1の活性化 [0082] SXRとMDR1の関係をさらに確認するために、SXRの構成性活性バリアン
トをSXRリガンドが存在しない状態でMDR1活性化についてアッセイした。CV-1細
胞を、実施例1に記載したようにSXRレポーター(CYP3A4x3-TK-luc)、および天
然ヒトSXRまたはヘルペスVP16トランス活性化ドメインに融合したヒトSXR(VP-S
XR)(構成性活性型SXR)に対する発現ベクターで一過性トランスフェクション
した。トランスフェクション後、SXRアゴニストを含有しない培地で細胞を維持
した。レポーター活性を測定し、内部β-ガラクトシダーゼ対照に対して正規化
した。予想どおり、野生型SXRはリガンドが存在しない場合は不活性であったが
、VP-SXRキメラはCYP3A4プロモーター由来のSXR応答エレメントを含むレポータ
ー構築体を構成性活性化した。図5参照。
【0059】 [0083] ヒトLS180細胞を緑色蛍光タンパク質(GFP)発現ベクターのみで(-
)、またはGFPおよびVP-SXRで一過性トランスフェクションし、SXRアゴニストを
含有しない培地中に維持して、構成性活性SXRが内因性CYP3A4およびMDR1の発現
を活性化するかどうかを判定した。トランスフェクションの48時間後、細胞を回
収し、トランスフェクションされた細胞(すなわちGFPを発現している細胞)を
フローサイトメトリーにより採取し、実施例2に記載したように、ノーザン分析
により分析した。リガンドが存在しない状態で、VP-SXRはCYP3A4およびMDR1の発
現を誘導したが、RXRαおよびGAPDH対照転写体にはほとんど影響を与えなかった
(図6)。VP-SXRの作用は特異的であった:他の核内受容体とのキメラであるVP-
FXRは不活性であり、SXR DNA結合ドメインを欠如するVP-SXR構築体も同様であっ
た(データを示さなかった)。これらのデータを合わせて考慮すると、SXRは腸
におけるMDR1発現を調節することが立証される。
【0060】 実施例4.化学修飾によりパクリタキセルの抗腫瘍活性と生体内異物クリアラ
ンス活性が分離する
【0061】
【化1】 [0084] 臨床試験済みのパクリタキセル類似体であって同様な抗腫瘍活性をも
つドセタキセル(タキソテレ)の転写作用をパクリタキセルと比較した。ドセタ
キセルは10位にアセチル部分ではなくヒドロキシル基を、末端側鎖にN-ベンゾイ
ル基ではなくN-t-ブトキシカルボニル基をもつ。これらの部分を点線の円で強調
した。パクリタキセルがCYP3A4およびCYP2C8でヒドロキシル化される位置も示し
た。上記の構造式I(パクリタキセル)、構造式II(ドセタキセル)および構造
式III(エクテイナスシジン-743;ET-743)参照。これらの構造上の差は抗腫瘍
効力にはほとんど影響がない。両タキサンとも同様な濃度で微小管脱重合を阻害
する。
【0062】 [0085] 一方、これらの差はSXR応答性にとっては重要である。実施例1の場合
のようにGal-L-SXRでトランスフェクションした後、指示した濃度のパクリタキ
セルまたはドセタキセルで細胞を処理し、Gal-L-SXRレポーターの活性化倍率を
アッセイした。ドセタキセルは試験したいずれの濃度でもGal-L-SXRを活性化す
る効力がなかった(図7)。このように、タキサン類の細胞毒性はそれらのSXR仲
介転写作用と分離する。これを確認するために、ドセタキセルを内因性SXRター
ゲット遺伝子の活性化についてアッセイした。初代ヒト肝細胞(上パネル)およ
びヒトLS180細胞(下パネル)を実施例2と同様に、対照培地または10μMのパク
リタキセルもしくは10μMのドセタキセルを添加した培地で処理した。全RNAを調
製し、CYP3A4、CYP2C8、MDR1およびGADPH対照についてノーザンブロットを調べ
た。
【0063】 [0086] ドセタキセルは初代ヒト肝細胞においてCYP3A4およびCYP2C8 mRNA発
現を活性化することができず、LS180ヒト腸細胞においてMDR1発現を誘導しなか
った。図8参照。同様に、対照培地または10μMのパクリタキセルもしくは10μM
のドセタキセルを添加した培地で48時間処理した、LS180ヒト細胞のP-糖タンパ
ク質抗体を用いたウェスタン分析は、LS180ヒト細胞においてMDR1タンパク質(P
-糖タンパク質)発現を誘導する作用はパクリタキセルの方がドセタキセルより
はるかに高いことを示した(図9)。
【0064】 [0087] 下記の方法でウェスタンブロッティングを実施した。対数増殖期のヒ
トLS180細胞を関連各図に指示した化合物で48時間処理した。細胞を回収し、リ
ン酸緩衝化生理食塩水(PBS)で洗浄し、Wheatonテフロン(登録商標)-ガラス
ホモジナイザーで12〜15回ストローク処理することによりホモジナイズした。15
00×gで10分の遠心により細胞屑を除去し、得られた上清を150,000×g、4℃で1
時間沈降させて、膜ペレットを得た。1 mMのフッ化フェニルメチルスルホニルを
含有するPBSに膜ペレットを再懸濁し、標準的従来方法に従ってタンパク質濃度
を測定した。タンパク質抽出液(20μg/レーン)を4〜15%勾配SDSポリアクリ
ルアミドゲル上で分離し、電気泳動によりPVDF膜へ移した。0.1%Tween-20を含
有するPBS(PBS-T)中5%脱脂粉乳で膜をブロックした後、P-糖タンパク質抗体
(Ab-1、Oncogene Research Products, マサチュセッツ州ボストン)のブロッキ
ング緩衝液中1:500希釈液と共に室温で6時間インキュベートした。PBS-Tで数回
洗浄した後、膜を西洋ワサビペルオキシダーゼ結合二次抗ウサギIgG抗体(Santa
Cruz Biotechnology, カリフォルニア州サンタクルーズ)のブロッキング緩衝
液中1:1000希釈液と共に室温で6時間インキュベートした。ECL検出系を製造者
(Amersham)が指示する条件下で用いて、イムノブロッティングを実施した。
【0065】 実施例5.ドセタキセルはパクリタキセルの代謝および排出を調節しない [0088] ドセタキセルが薬物クリアランスを調節する能力を調べるために、タ
キサン類似体によるパクリタキセルの代謝および排出の誘導をアッセイした。対
照培地、または10μMのパクリタキセル、10μMのドセタキセルもしくは100 nMの
LG268を添加した培地で、初代ヒト肝細胞を維持した。この誘導期間後、抗腫瘍
薬を除去し、3'-p-ヒドロキシパクリタキセル産生のための基質としてパクリタ
キセルを用い、下記に従ってCYP3A4活性(パクリタキセルヒドロキシラーゼの形
成)を測定した。誤差バーは三重データ点の標準偏差を示す。全実験を2回繰り
返して同様な結果を得た。
【0066】 [0089] 初代ヒト肝細胞を指示した薬物(10μMのパクリタキセル、10μMのド
セタキセル、100 nMのLG268)で48時間処理して、SXR誘導タンパク質を蓄積させ
た。この誘導期間後、細胞を新鮮な肝細胞維持培地中でさらに1時間、洗浄およ
びインキュベートして、細胞内薬物を排出させた。この1時間の洗浄工程後に培
地中に測定されたパクリタキセルおよびその代謝産物の濃度は、CYP3A4活性から
判定した最終量の6%未満であったので、この工程で誘導薬物は効果的に除去さ
れた。次いで10μMのパクリタキセルを含有する新鮮な培地を添加し、さらに3時
間おいた。3時間後、培地を採取し、培地中の3'-p-ヒドロキシパクリタキセル濃
度をHPLCにより測定した。アッセイ後、各ウェルから肝細胞を採取し、タンパク
質含量をBradfordアッセイにより測定した。結果をタンパク質1 mgにつき1時間
で形成された3'-p-ヒドロキシパクリタキセルのpmolに正規化した。異なるドナ
ーから得た細胞について全実験を2回繰り返し、同様な結果を得た。パクリタキ
セル前処理は約5倍の3'-p-ヒドロキシパクリタキセル産生速度増大を誘導したの
に対し、ドセタキセルおよび対照RXRリガンド(LG268)は両方ともCYP3A4活性に
影響を与えなかった。図10参照。
【0067】 [0090] 前処理したLG268ヒト結腸癌細胞を用いて、タキサン誘導による薬物
排出を測定した。薬物排出速度を測定した。LS180ヒト細胞を、指示に従って10
μMのパクリタキセル、10μMのドセタキセルまたは100 nMのLG268で48時間誘導
した。誘導後、細胞に[14C]-パクリタキセルを15分間負荷し、複数の時点で細
胞からの[14C]-パクリタキセル排出を測定することによりパクリタキセル排出
速度を測定した。各データ点は三重測定値の平均であり、誤差バーは標準偏差、
線は回帰線である。共分散分析により、各線の傾き(排出速度)を対照(未処理
)細胞において得た傾きと比較した。パクリタキセル前処理細胞からの薬物排出
速度は未処理細胞からのものより有意に速かった(P=-.002)が、ドセタキセル
(P=0.366)およびLG268(P=0.094)前処理細胞からの排出速度は対照と相異が
なかった。全実験を3回繰り返して同様な結果を得た。指示した薬物(10μMのパ
クリタキセル、10μMのドセタキセル、100 nMのLG268)で48時間誘導した後、LS
180ヒト細胞を新鮮な培地中でさらに1時間、洗浄およびインキュベートして、細
胞内薬物を排出させた。次いで10μMの[14C]-パクリタキセル(4.9μCi/μmol
、Moravek Biochemicals, カリフォルニア州ブレア)を添加した培地中で細胞を
15分間インキュベートした。[14C]-パクリタキセルの取込みは10〜12分で最大
に達した(データを示さなかった)。次いで15分後、シリコーン油を介して細胞
を速やかに遠心して細胞外放射能の痕跡をすべて除去し、新鮮な培地に再懸濁し
、細胞数を測定した。その後10分間にわたる複数の時点で三重アリコートの細胞
懸濁液(約1×105細胞/アリコート)を、シリコーン油を介して再遠心し、細胞
ペレット中の放射能をクエンチング補正-液体シンチレーション計数により測定
した。[14C]-パクリタキセル排出速度を、すべてのデータを用いた時間プロッ
トに対する[14C]-パクリタキセルの傾きとして判定した。各誘導薬物について
の傾きを、共分散分析により、対照(未処理)細胞において得た傾きと比較した
。異なるドナーから得た細胞について全実験を3回繰り返し、同様な結果を得た
。図11参照。
【0068】 [0091] 予想どおり、パクリタキセル処理細胞からの薬物排出速度は未処理細
胞またはドセタキセル処理細胞からのものより有意に大きかった。これらのデー
タを合わせて考慮すると、SXR活性化は肝代謝またはP-糖タンパク質仲介薬物輸
送を誘導しない薬物類似体を同定するための道具として利用できる。
【0069】 実施例6.ドセタキセルはSXRから核内受容体コリプレッサーを排除できない [0092] 哺乳動物2ハイブリッドアッセイ法を用いて、パクリタキセルおよび
ドセタキセルがコレギュレーター(coregulator)増強に及ぼす影響を比較した
。CV-1細胞を実施例1の場合と同様に、Gal4レポーター、およびSXRのリガンド結
合ドメインに結合したVP16トランス活性化ドメインを含む発現ベクター(VP-L-S
XR)で一過性トランスフェクションした。さらにまた、Gal4 DNA結合ドメインの
ための発現ベクター(-)、または指示したように核内受容体コアクチベーターS
RC1、ACTR、GRIPもしくはPBPの受容体相互作用ドメインに結合したGal4の発現ベ
クターで細胞をトランスフェクションした。トランスフェクション後、対照培地
、または10μMのパクリタキセルもしくは10μMのドセタキセルを添加した培地で
、細胞を処理した。この系で、VP16がSXRコアクチベーター相互作用によりプロ
モーターに繋ぎ止められるとレポーター発現が活性化される(Wang et a1., Mol
. Cell 3:543553, 1999参照;その記載を本明細書に援用する)。予想どおり、S
XRと対照Gal4 DNA結合ドメインの相互作用は、細胞をパクリタキセルまたはドセ
タキセルで処理しても促進されなかった。図12参照。しかしパクリタキセルは、
CBP(図12;データを示さなかった)以外のすべての被験コアクチベーターとの
相互作用を促進した。相互作用の順位はSRC1>PBP>GRIP>ACTRであった。ドセ
タキセルは定性的には同様な応答を促進したが、その作用はパクリタキセルの場
合より25〜40%低かった。これらの知見は、ドセタキセルは部分的SXRアゴニス
トとしての効力をもつが、この部分応答はSXRに対するドセタキセルの活性低下
を完全には説明できないことを示す。
【0070】 実施例7.SXR-コリプレッサー相互作用 [0093] ドセタキセルに対する応答が低いのは、コリプレッサー排除が改変さ
れたことを反映している可能性がある。コリプレッサーがSXR作用において役割
を果たす可能性を探るために、基礎転写のSXR抑制を調べた。CV-1細胞をGal4 DN
A結合ドメインまたはGal-L-SXRで一過性トランスフェクションした。リガンドが
存在しない状態に維持した細胞においてレポーター活性を測定した。リガンドを
含まないGal-L-SXRは、基礎転写を約4倍抑制した。図13参照。
【0071】 [0094] 哺乳動物2ハイブリッドアッセイ法を用いて、潜在SXR-コリプレッサ
ー相互作用を評価した。実施例6の場合と同様に、ただしGal-コアクチベーター
発現ベクターの代わりに、指示したように核内受容体コリプレッサーSMRTまたは
NCoRの受容体相互作用ドメインに結合したGal4の発現ベクターを用いて、CV-1細
胞を一過性トランスフェクションした。トランスフェクション後、対照培地、ま
たは10μMのパクリタキセルもしくは10μMのドセタキセルを含有する培地で、細
胞を処理した。図14に示すように、リガンドを含まないSXRが核内コリプレッサ
ーSMRTと相互作用した。より重要な点は、パクリタキセルがこの相互作用を逆転
させたのに対し、ドセタキセルはほとんど作用しなかった点である。SXR-NCoR相
互作用はこれより有意に弱かったが、これら2薬物の応答の相異は維持された。
これらのデータは、SXRに対するドセタキセルの活性が制限されるのはドセタキ
セルがコリプレッサーを排除する能力をもたないことに密接な関係があることを
示唆する。
【0072】 実施例8.エクテイナスシジン-743はSXR作用に拮抗する [0095] CV-1細胞を実施例1の場合と同様にGal-L-SXRで一過性トランスフェク
ションした。トランスフェクション後、図15に示すように10μMのSR12813、10μ
Mのパクリタキセルおよび/または50 nMのET-743で細胞を処理した。ET-743(50
nM)は、SR12813誘導およびパクリタキセル誘導によるGal-L-SXR活性化のきわ
めて強力かつ有効な阻害薬であった(図15)。これに対し、ET-743はCARβの転
写活性には影響を与えなかった。これは構成性活性をもつ核内受容体であり、そ
の転写はアンドロスタノールにより抑制され、そのリガンド応答性はSXRのもの
と重なる。
【0073】 [0096] 図16に示すように、CV-1細胞をLXREx3-TK-lucレポーターおよびCARβ
発現ベクターでトランスフェクションした。トランスフェクション後、対照培地
(-)、または5μMのアンドロスタノール(Anol)もしくは50 nMのET-743を含有
する培地で、細胞を処理した。CARβはリガンドが存在しない状態で転写活性で
あり、アンドロスタノールにより阻害される(Forman et al., Nature 395:612-
615, 1998)が、ET-743によっては阻害されない。図16参照。
【0074】 [0097] 用量応答試験は、ET-743が25〜50 nM濃度で野生型およびGal-L-SXRを
最大阻害することを示した;1/2最大阻害(IC50)は約3 nMにおいてみられた(
図17)。CV-1細胞を、SXRおよびCYP3A4x3-TK-lucレポーターで、またはGal-L-SX
RおよびUASGx4 TK-lucで一過性トランスフェクションした。トランスフェクショ
ン後、対照培地、10μMのSR12813、または10μMのSR12813および指示した濃度の
ET-743を添加した培地で、細胞を処理した。活性化倍率を測定し、未処理細胞に
対比してプロットした。この用量応答プロフィルは、ET-743がもつトリコスタチ
ン誘導MDR1転写作用および抗腫瘍作用の報告された阻害と一致する(Izbicka et
al., Ann. Oncol. 10:1233-1240, 1999; Martinez et al., Proc. Natl. Acad.
Sci. USA 96:34963501, 1999; Minuzzo et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA
97:6780-6784, 2000; Jin et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97:6775-6779,
2000)。ノーザン分析は、ET-743(40 nM)がSR12813誘導によるCYP3A4およびM
DR1両方の活性化を効果的に阻害するが、GAPDH対照には影響を与えないことを示
した(図18)。対照培地、または10μMのSR12813±40 nMのET-743を添加した培
地で、LS180細胞を16時間処理した。実施例2の場合と同様に全RNAを調製し、ノ
ーザンブロットを調べた。これらのデータを合わせて考慮すると、ET-743はSXR
に拮抗することによりMDR1転写を抑制することが示唆される。
【0075】 実施例9.ヒト腫瘍細胞におけるSXR、CYP3A4およびMDR1の基礎発現
【0076】
【表1】 [0098] ヒト腫瘍におけるSXRの発現についてはほとんど分かっていないので
、SXR、MDR1およびCYP3A4 mRNAの同時半定量検出のためのRT-PCRアッセイ法を、
Luehrsenら(Biotechniques 22:168-174, 1997)およびJohnstonら(Canc. Res.
55:1407-1412, 1995)の方法に基づいて開発した。本方法は、凍結組織または
培養細胞系からmRNAを単離し、このmRNAを対応するcDNAに逆転写し、5'-蛍光タ
グ付きプライマーを用いてcDNAの系列希釈液をPCR増幅し、ABI Prism 377 DNAシ
ークエンサーにより標識フラグメントを分離するものであった。RNAzol Bを用い
て細胞からmRNAを単離し、次いでcDNAに逆転写した。希釈度の増大するcDNAおよ
び5'-蛍光タグ付きプライマーを用いてPCRを実施した。増幅に最適な条件下で別
個にPCR反応を実施し、反応物をプールし、定量のために同じシークエンシング
ゲル上でABI Prism 377 DNAシークエンサーを操作した。次いでGeneScanソフト
ウェア(バージョン3.1)を用いて種々の遺伝子の発現レベルを定量した。サイ
ズ標準(赤バンド)を各レーンに挿入した。ゲル上の他のバンドは、本発明に無
関係な遺伝子を分析に含めたものを示す。α-アクチンの発現に対して正規化し
た、PCR生成物に対する希釈度の曲線の直線部分から、各遺伝子の発現を計算す
る[66]。最後にこれらの数値を用いて発現レベルを下記の尺度に配分した:(
-)=検出できず;(+/-)=0.01〜1.0;(+)=1.1〜10.0;(++)=10.1〜100;(+++
)=100.1〜1000。
【0077】 [0099] 代表的なシークエンシングポリアクリルアミドゲルを図19に示す。こ
の図に示すように、SXR、MDR1およびCYP3A4の遺伝子フラグメントはLS180ヒト細
胞において、サイズ標準と比較してゲル上のそれらに適する位置にみられる。こ
の方法を用いて、SXR、MDR1およびCYP3A4の発現をヒト腫瘍細胞系のパネルにお
いて判定した。図19参照。前記の表Iに示すように、SXR mRNAは検査した8種類中
4種類の細胞系に検出された。SXRの基礎発現は、親MCF-7乳癌細胞、それらのド
キソルビシン耐性バリアントMCF-7/ADR、ならびに2つの結腸癌細胞系LS180およ
びCaco-2に検出された。SXR mRNA発現範囲はきわめて広く、検出できないものか
らLS180ヒト細胞における比較的高いレベルにまで及ぶ。さらに、ヒトLS180およ
びCaco-2細胞のみがベースラインにおいて検出可能なレベルのMDR1およびCYP3A4
の両方を発現した。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1Aは、CYP3A4応答エレメントへのSXR受容体の結合を示す模式図を提示する
。図1Bは、薬物クリアランスに関与する機序を示す。
【図2】 SXRアゴニストにより活性化された後のGal-L-SXRおよびGal-L-RXR
の活性化を示す。
【図3】 図3は、10μMパクリタキセルによる、指示した核内ホルモン受容体
の活性化を示す棒グラフである。
【図4】 図4は、リファンピシン、SR121813、パクリタキセルおよびLG268に
応答した、初代ヒト肝細胞およびヒトLS180腸細胞における指示した遺伝子の発
現を示すノーザンブロットである。
【図5】 図5は、SXRの構成性活性バリアント(VP-SXR)による、CYP3A4プロ
モーター由来のSXR応答エレメントを含むレポーター構築体の活性化を示す棒グ
ラフである。
【図6】 図6は、VP-SXRによる、指示した遺伝子の発現誘導を示すノーザン
ブロットである。
【図7】 図7は、パクリタキセルおよびドセタキセルで処理した、CV-1細胞
におけるGal-L-SXRレポーター遺伝子の活性化倍率を示すデータを提示する。
【図8】 図8は、パクリタキセルおよびドセタキセルによる処理に応答した
、初代ヒト肝細胞およびヒトLS180細胞における指示した遺伝子の発現を示すノ
ーザンブロットである。
【図9】 図9は、パクリタキセルまたはドセタキセルで処理したヒトLS180細
胞の、P-糖タンパク質抗体を用いたウェスタンブロットである。
【図10】 図10は、指示した薬物で誘導した後の3'-p-ヒドロキシパクリタ
キセル産生の結果を示す棒グラフである。
【図11】 図11は、指示した薬物で誘導した後のヒトLS180細胞におけるパ
クリタキセル排出に関するデータを提示する。
【図12】 図12は、パクリタキセルおよびドセタキセルがコレギュレーター
増強に及ぼす影響を比較した哺乳動物2ハイブリッドアッセイの結果を示す。
【図13】 図13は、リガンド不存在下でのSXR阻害活性を示す。
【図14】 図14は、パクリタキセルまたはドセタキセルの存在下でのSXRと
コリプレッサーの相互作用に関するデータを提示する。
【図15】 図15は、エクテイナスシジン-743がSXR活性に拮抗することを示
すデータを提示する。
【図16】 図16は、LXREX3-TK-LucレポーターおよびCARβ発現ベクターでト
ランスフェクションし、アンドロスタノール(Anol)またはET-743(ET)で処理
したCV-1細胞における、レポーター活性データを示す棒グラフである。
【図17】 図17は、ET-743によるSXRの阻害に関する用量応答試験を示すグ
ラフである。
【図18】 図18は、ET-743が薬物により誘導されたCYP3A4およびMDR1の活性
化を阻害したことを示すノーザンブロットである。
【図19】 図19は、ヒト腫瘍細胞系のパネルにおけるSXR、MDR1およびCYP3A
4の発現を示すポリアクリルアミドゲルの代表例である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) A61P 35/00 A61P 35/00 C12Q 1/02 C12Q 1/02 1/68 1/68 A (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,CO,CR,CU,CZ,DE ,DK,DM,DZ,EE,ES,FI,GB,GD, GE,GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN,I S,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK ,LR,LS,LT,LU,LV,MA,MD,MG, MK,MN,MW,MX,MZ,NO,NZ,PL,P T,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK,SL ,TJ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG,UZ, VN,YU,ZA,ZW (72)発明者 フォアマン,バリー アメリカ合衆国カリフォルニア州92660, ニューポート・ビーチ,スプリングタイ ド・ドライブ 904 (72)発明者 シノルド,ティモシー・ダブリュー アメリカ合衆国カリフォルニア州91016, モンロヴィア,ハイランド・プレイス 420 (72)発明者 デュソールト,イザベル アメリカ合衆国カリフォルニア州91362, サウザンド・オークス,ジェラニオス・コ ート 189 Fターム(参考) 4B063 QA18 QQ02 QQ08 QQ53 QQ79 QR08 QR32 QR42 QR56 QR62 QR77 QS34 QS36 QX02 4C084 AA13 AA19 AA20 BA35 DB63 MA02 MA66 NA05 NA11 ZB261 4C086 AA01 AA02 EA16 MA05 MA66 NA14 ZB26 ZC42 ZC78

Claims (62)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 CYP2C8またはMDR1の発現レベルに対するSXR活性を改変するこ
    とを含む、薬物動態の修飾方法。
  2. 【請求項2】 SXR活性の改変によりCYP2C8発現を改変する、請求項1に記載の
    方法。
  3. 【請求項3】 SXR活性の改変によりMDR1発現を改変する、請求項1に記載の方
    法。
  4. 【請求項4】 SXR活性を改変することを含む、多剤耐性の修飾方法。
  5. 【請求項5】 薬物異化作用を改変する、請求項1または4に記載の方法。
  6. 【請求項6】 薬物異化作用を低下させる、請求項5に記載の方法。
  7. 【請求項7】 薬物異化作用を増大させる、請求項5に記載の方法。
  8. 【請求項8】 薬物の腸排出を改変する、請求項1または4に記載の方法。
  9. 【請求項9】 薬物の腸排出を低下させる、請求項8に記載の方法。
  10. 【請求項10】 薬物の腸排出を増大させる、請求項8に記載の方法。
  11. 【請求項11】 薬物の経口吸収を改変する、請求項1または4に記載の方法。
  12. 【請求項12】 薬物の経口吸収を低下させる、請求項11に記載の方法。
  13. 【請求項13】 薬物の経口吸収を増大させる、請求項11に記載の方法。
  14. 【請求項14】 薬物の胆管排泄を改変する、請求項1または4に記載の方法。
  15. 【請求項15】 薬物の胆管排泄を低下させる、請求項14に記載の方法。
  16. 【請求項16】 薬物の胆管排泄を増大させる、請求項14に記載の方法。
  17. 【請求項17】 SXR mRNAレベルを改変することを含む、請求項1または4に記
    載の方法。
  18. 【請求項18】 SXRタンパク質レベルを改変することを含む、請求項1または
    4に記載の方法。
  19. 【請求項19】 SXRがコアクチベーターを増強する能力を改変することを含
    む、請求項1または4に記載の方法。
  20. 【請求項20】 SXRからのコリプレッサーの排除を改変することを含む、請
    求項1または4に記載の方法。
  21. 【請求項21】 薬物がタキサン類である、請求項1または4に記載の方法。
  22. 【請求項22】 SXRアンタゴニストを投与することを含む、請求項1または4
    に記載の方法。
  23. 【請求項23】 SXRアンタゴニストがエクテイナスシジン-743である、請求
    項22に記載の方法。
  24. 【請求項24】 SXRアゴニストを投与することを含む、請求項1または4に記
    載の方法。
  25. 【請求項25】 SXR、SXRコアクチベーターまたはSXRコリプレッサーをコー
    ドするmRNAを開裂させるリボザイムを投与することを含む、請求項1または4に記
    載の方法。
  26. 【請求項26】 SXR、SXRコアクチベーターまたはSXRコリプレッサーの転写
    または翻訳を抑制するアンチセンスオリゴヌクレオチドを投与することを含む、
    請求項1または4に記載の方法。
  27. 【請求項27】 SXRを調節する能力について薬物候補をスクリーニングする
    ことを含む、改良された薬物動態特性または活性を備えた薬物を同定する方法。
  28. 【請求項28】 CYP2C8またはMDR1の発現レベルに対するSXRの活性を調節す
    る能力について薬物候補をスクリーニングすることにより、改変された排出特性
    を有する薬物を同定することを含む、請求項27に記載の方法。
  29. 【請求項29】 CYP2C8またはMDR1の発現レベルに対するSXRの活性を調節す
    る能力について薬物候補をスクリーニングすることにより、改変された異化作用
    を有する薬物を同定することを含む、請求項27に記載の方法。
  30. 【請求項30】 CYP2C8またはMDR1の発現レベルに対するSXRの活性を調節す
    る能力について薬物候補をスクリーニングすることにより、改変された経口によ
    る生物学的利用能を有する薬物を同定することを含む、請求項27に記載の方法。
  31. 【請求項31】 CYP2C8またはMDR1の発現レベルに対するSXRの活性を調節す
    る能力について薬物候補をスクリーニングすることにより、改変された胆管排泄
    特性を有する薬物を同定することを含む、請求項27に記載の方法。
  32. 【請求項32】 薬物候補がタキサン類である、請求項27〜31のいずれか1項
    に記載の方法。
  33. 【請求項33】 in vivoまたはin vitroで細胞におけるSXR活性をモニタリン
    グすることを含む、請求項27〜32のいずれか1項に記載の方法。
  34. 【請求項34】 SXR活性のモニタリングが、内因性SXRにより調節される遺伝
    子の発現をモニタリングすることを含む、請求項33に記載の方法。
  35. 【請求項35】 内因性SXRにより調節される遺伝子がCYP3A4、CYP2C8およびM
    DR1よりなる群から選択される遺伝子である、請求項34に記載の方法。
  36. 【請求項36】 SXR活性のモニタリングが、SXRに応答する制御エレメントの
    制御下にある合成レポーター遺伝子の発現をモニタリングすることを含む、請求
    項33に記載の方法。
  37. 【請求項37】 SXR活性のモニタリングがキメラ遺伝子の発現をモニタリン
    グすることを含み、その際、該キメラ遺伝子によりコードされるタンパク質はSX
    Rリガンドに応答する能力を維持する、請求項33に記載の方法。
  38. 【請求項38】 in vitroで細胞におけるSXR活性をモニタリングすることを
    含む、請求項27〜31のいずれか1項に記載の方法。
  39. 【請求項39】 SXR活性のモニタリングが、コアクチベーター増強をモニタ
    リングすることを含む、請求項38に記載の方法。
  40. 【請求項40】 SXR活性のモニタリングが、コリプレッサー排除をモニタリ
    ングすることを含む、請求項38に記載の方法。
  41. 【請求項41】 SXR活性のモニタリングが、CYP2C8、CYP3A4またはMDR1遺伝
    子の発現を制御する調節配列中のDNA応答エレメントへのSXRの結合をモニタリン
    グすることを含む、請求項38に記載の方法。
  42. 【請求項42】 SXR活性のモニタリングが、SXRまたはSXR/RXR複合体に結合
    するヌクレオチド配列へのSXRの結合またはSXR/RXRの結合をモニタリングする
    ことを含む、請求項38に記載の方法。
  43. 【請求項43】 SXR活性のモニタリングが、SXR/RXR相互作用をモニタリン
    グすることを含む、請求項38に記載の方法。
  44. 【請求項44】 下記の能力をもたない薬物候補をスクリーニングすることを
    含む、SXR活性を調節しない薬物の同定方法: (a)CYP2C8またはMDR1の発現レベルに対するSXRの活性を調節する; (b)CYP3A4の発現を調節する; (c)CYP2C8の発現を調節する; (d)MDR1の発現を調節する; (e)SXRに応答する制御エレメントの制御下にある合成レポーター遺伝子の発
    現を調節する; (f)キメラ遺伝子の発現を調節する;その際、該キメラ遺伝子によりコード
    されるタンパク質はSXRリガンドに応答する能力を維持する; (g)SXRコアクチベーター増強を調節する; (h)SXRコリプレッサー排除を調節する; (i)CYP2C8、CYP3A4またはMDR1遺伝子の発現を制御する調節配列中のDNA応答
    エレメントへのSXRの結合を調節する;あるいは (j)SXR/RXR相互作用を調節する。
  45. 【請求項45】 請求項27〜31、34〜37および39〜44のいずれか1項に記載の
    方法により同定された薬物。
  46. 【請求項46】 薬理学的物質に対する応答性を推定するために患者をスクリ
    ーニングする方法であって、 (a)患者から生物試料を入手し; (b)SXR mRNAレベル、SXRタンパク質レベル、SXRコアクチベーターレベル、S
    XR-コアクチベーター相互作用、SXRコリプレッサーレベル、SXR-コリプレッサー
    相互作用、SXR多形、SXR変異、内因性SXRにより調節される遺伝子の発現、およ
    び内因性SXRリガンドレベルよりなる群から選択されるSXRパラメーターについて
    、生物学的試料をスクリーニングする ことを含む方法。
  47. 【請求項47】 生物学的試料を、内因性SXRにより調節される遺伝子の発現
    についてスクリーニングすることを含む、請求項46に記載の方法。
  48. 【請求項48】 内因性SXRにより調節される遺伝子がCYP3A4およびCYP2C8よ
    りなる群から選択される遺伝子である、請求項47に記載の方法。
  49. 【請求項49】 薬理学的物質に対する応答性が治療的効果に対する応答性で
    ある、請求項46に記載の方法。
  50. 【請求項50】 薬理学的物質に対する応答性が有害作用に対する応答性であ
    る、請求項46に記載の方法。
  51. 【請求項51】 薬理学的物質に対する応答性が薬物相互作用に対する応答性
    である、請求項44に記載の方法。
  52. 【請求項52】 薬理学的物質が、内因性化合物、薬物、植物性化合物および
    栄養素よりなる群から選択される、請求項44に記載の方法。
  53. 【請求項53】 生物学的試料が腫瘍試料である、請求項44に記載の方法。
  54. 【請求項54】 生物学的試料が正常な細胞もしくは組織、またはそれに由来
    するものである、請求項44に記載の方法。
  55. 【請求項55】 薬物とSXRの活性または発現を調節する薬剤とを共投与する
    ことを含む、薬物化学療法。
  56. 【請求項56】 薬物とSXRの活性または発現をダウンレギュレーションする
    薬剤とを共投与することを含む、請求項53に記載の方法。
  57. 【請求項57】 薬物とSXRの活性または発現をアップレギュレーションする
    薬剤とを共投与することを含む、請求項53に記載の方法。
  58. 【請求項58】 薬物とSXRの作用を調節する薬剤とを共投与することを含む
    、薬物の有効性を高める方法。
  59. 【請求項59】 薬剤がSXRアンタゴニストである、請求項53に記載の方法。
  60. 【請求項60】 薬剤がSXRアゴニストである、請求項53に記載の方法。
  61. 【請求項61】 薬剤がSXRを活性化しない、請求項53に記載の方法。
  62. 【請求項62】 薬物がタキサン類である、請求項53に記載の方法。
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