JP2003530090A - ヒトchk1遺伝子のアンチセンスオリゴヌクレオチドおよびその用途 - Google Patents
ヒトchk1遺伝子のアンチセンスオリゴヌクレオチドおよびその用途Info
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、ヒトChk1遺伝子のアンチセンスオリゴヌクレオチドおよびその用途に関する。ヒトChk1遺伝子は、DNA損傷に応答して活性化される主要なG2/Mチェックポイント遺伝子である。特に、該遺伝子は、該抑制性シグナルをDNA損傷センサーから基礎細胞周期装置に伝達する。したがって、ヒトChk1遺伝子に対するアンチセンスオリゴヌクレオチドを使用して、例えば該遺伝子を抑制し、それにより、DNA損傷剤により誘発されるG2停止を妨げることができる。また、そのようなアンチセンスオリゴヌクレオチドは更に腫瘍細胞の感受性を高めて、療法に対してそれを正常細胞より感受性にしうる。
Description
【0001】
(発明の背景)
(技術分野)
本発明は、ヒトChk1遺伝子のアンチセンスオリゴヌクレオチドの構築およ
びその用途に関する。ヒトChk1遺伝子は、DNA損傷に応答して活性化され
る主要なG2/Mチェックポイント遺伝子である。特に、該遺伝子は、該抑制性
シグナルをDNA損傷センサーから基礎細胞周期装置に伝達する。したがって、
ヒトChk1遺伝子に対するアンチセンスオリゴヌクレオチドを使用して、遺伝
子発現を抑制し、それにより、DNA損傷剤により誘発されるG2停止を妨げる
ことができる。また、アンチセンスオリゴヌクレオチドは、腫瘍細胞の感受性を
高めるように作用して、療法に対してそれを正常細胞より感受性にしうる。
びその用途に関する。ヒトChk1遺伝子は、DNA損傷に応答して活性化され
る主要なG2/Mチェックポイント遺伝子である。特に、該遺伝子は、該抑制性
シグナルをDNA損傷センサーから基礎細胞周期装置に伝達する。したがって、
ヒトChk1遺伝子に対するアンチセンスオリゴヌクレオチドを使用して、遺伝
子発現を抑制し、それにより、DNA損傷剤により誘発されるG2停止を妨げる
ことができる。また、アンチセンスオリゴヌクレオチドは、腫瘍細胞の感受性を
高めるように作用して、療法に対してそれを正常細胞より感受性にしうる。
【0002】
(背景的情報)
多数の癌治療剤は、重篤な細胞DNA損傷を誘発することにより細胞死を引き
起こす。そのようなDNA損傷は、正常な真核細胞内で、1)細胞周期停止、お
よび2)遺伝的忠実性を維持するためのDNA修復の2つの応答を惹起する。特
に、チェックポイント遺伝子は、DNA損傷に応答して活性化される。これらの
チェックポイント遺伝子の遺伝子産物は、抑制性シグナルをDNA損傷センサー
から基礎細胞周期装置に伝達するシグナル伝達経路を形成し、G1期およびG2
期の両方で細胞周期停止を引き起こす。同時に、DNA損傷はまた、DNA修復
を促進する転写および産生酵素の活性化を誘発する(Paulovichら,C ell 88:315−321(1997))。
起こす。そのようなDNA損傷は、正常な真核細胞内で、1)細胞周期停止、お
よび2)遺伝的忠実性を維持するためのDNA修復の2つの応答を惹起する。特
に、チェックポイント遺伝子は、DNA損傷に応答して活性化される。これらの
チェックポイント遺伝子の遺伝子産物は、抑制性シグナルをDNA損傷センサー
から基礎細胞周期装置に伝達するシグナル伝達経路を形成し、G1期およびG2
期の両方で細胞周期停止を引き起こす。同時に、DNA損傷はまた、DNA修復
を促進する転写および産生酵素の活性化を誘発する(Paulovichら,C ell 88:315−321(1997))。
【0003】
p53は主要なG1期チェックポイント遺伝子である。このタンパク質はDN
A損傷の事象において活性化される(Shiehら,Cell 91:325−
34(1997);Kastanら,Cancer Research 51:
6304−11(1991))。それは、p21のような細胞周期インヒビター
を転写的に活性化し、そしてこれがG1サイクリン−Cdkを抑制して、細胞が
G1/S境界を越えるのを妨げる(el−Deiryら,Cancer Res earch 54:1169−74(1994);Dulicら,Cell 7
6:1013−1023(1994))。
A損傷の事象において活性化される(Shiehら,Cell 91:325−
34(1997);Kastanら,Cancer Research 51:
6304−11(1991))。それは、p21のような細胞周期インヒビター
を転写的に活性化し、そしてこれがG1サイクリン−Cdkを抑制して、細胞が
G1/S境界を越えるのを妨げる(el−Deiryら,Cancer Res earch 54:1169−74(1994);Dulicら,Cell 7
6:1013−1023(1994))。
【0004】
G2/M境界においては、分裂の開始は活性なサイクリンB−Cdc2キナー
ゼ複合体に依存する(Kingら,Cell 79:563−71(1994)
;Lewら,Current Opinion in Cell Biolog y 8:795−804(1996))。Wee1キナーゼおよびCdc25C
ホスファターゼはCdc2活性を調節する。特に、Wee1はCdc2をチロシ
ン15でリン酸化して、Cdc2を不活性化する。Cdc25Cは、この抑制性
リン酸を除去し、Cdc2を活性のまま維持する(Nurseら,Cell 9
1:865−7(1997))。
ゼ複合体に依存する(Kingら,Cell 79:563−71(1994)
;Lewら,Current Opinion in Cell Biolog y 8:795−804(1996))。Wee1キナーゼおよびCdc25C
ホスファターゼはCdc2活性を調節する。特に、Wee1はCdc2をチロシ
ン15でリン酸化して、Cdc2を不活性化する。Cdc25Cは、この抑制性
リン酸を除去し、Cdc2を活性のまま維持する(Nurseら,Cell 9
1:865−7(1997))。
【0005】
G2期中、DNA損傷はChk1リン酸化および活性化をATM依存的に引き
起こす(Walworthら,Science 271:353−6(1996
))。活性なChk1はCdc25Cをセリン216でリン酸化し、14−3−
3タンパク質が該リン酸化Cdc25cを細胞の核から輸出する。したがって、
Cdc2はチロシン15におけるリン酸化により抑制され、細胞はDNA修復の
ためにG2で停止する(Furnariら,Science 277:1495
−7(1997);Furnariら,Molecular Biology of the Cell 10:833−45(1999);Sanchezら
,Science 277:1497−501(1997);Pengら,Sc ience 277:1501−5(1997))。
起こす(Walworthら,Science 271:353−6(1996
))。活性なChk1はCdc25Cをセリン216でリン酸化し、14−3−
3タンパク質が該リン酸化Cdc25cを細胞の核から輸出する。したがって、
Cdc2はチロシン15におけるリン酸化により抑制され、細胞はDNA修復の
ためにG2で停止する(Furnariら,Science 277:1495
−7(1997);Furnariら,Molecular Biology of the Cell 10:833−45(1999);Sanchezら
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【0006】
腫瘍の大多数はG1チェックポイント装置に欠損を有し、それらの多くはp5
3突然変異によるものであることが、しばらく前から公知である(Kastan
ら(1991)Cancer Research 51:6304−11)。D
NA損傷の事象においては、これらのG1チェックポイント欠損腫瘍細胞は主に
、DNA修復に関してはG2チェックポイントに依存する。G1チェックポイン
トにおいてDNAを修復できないことは、DNA損傷性療法に対して腫瘍細胞が
正常細胞より感受性であるという観察と一致している。この観察を考慮すると、
正常組織に対する毒性は尚も、癌療法における一般的な副作用である。したがっ
て、抗癌薬または放射線療法に対して腫瘍を特異的に感作するための相当な努力
がなされている。
3突然変異によるものであることが、しばらく前から公知である(Kastan
ら(1991)Cancer Research 51:6304−11)。D
NA損傷の事象においては、これらのG1チェックポイント欠損腫瘍細胞は主に
、DNA修復に関してはG2チェックポイントに依存する。G1チェックポイン
トにおいてDNAを修復できないことは、DNA損傷性療法に対して腫瘍細胞が
正常細胞より感受性であるという観察と一致している。この観察を考慮すると、
正常組織に対する毒性は尚も、癌療法における一般的な副作用である。したがっ
て、抗癌薬または放射線療法に対して腫瘍を特異的に感作するための相当な努力
がなされている。
【0007】
1つのそのようなアプローチは、DNA損傷に応答したG2停止を妨げること
である(Powellら,Cancer Research 55:1643−
8(1995);Yaoら,Nature Medicine 2:1140−
3(1996))。G1チェックポイント欠損腫瘍細胞はG2期でDNAを修復
しうるに過ぎないため、Chk1遺伝子の抑制は、DNA損傷応答におけるG2
停止を妨げ、化学療法/放射線療法に対する感受性を腫瘍細胞内で正常細胞内よ
り顕著に上昇させると予想される。
である(Powellら,Cancer Research 55:1643−
8(1995);Yaoら,Nature Medicine 2:1140−
3(1996))。G1チェックポイント欠損腫瘍細胞はG2期でDNAを修復
しうるに過ぎないため、Chk1遺伝子の抑制は、DNA損傷応答におけるG2
停止を妨げ、化学療法/放射線療法に対する感受性を腫瘍細胞内で正常細胞内よ
り顕著に上昇させると予想される。
【0008】
すべての米国特許および刊行物の全体を、参照により本明細書に組み入れるこ
ととする。
ととする。
【0009】
(発明の概要)
本発明は、Chk1タンパク質の発現を抑制する哺乳類Chk1遺伝子の単離
されたアンチセンスヌクレオチド配列に関する。この配列は、配列番号1(オリ
ゴ7)、配列番号2(オリゴ8)、配列番号3(オリゴ9)、配列番号4(オリ
ゴ14)、またはこれらの配列の1つの相補体に特異的にハイブリダイズするそ
れらの断片により代表されうる。該配列はまた、配列番号1、配列番号2、配列
番号3または配列番号4に対して少なくとも40%の同一性を有しうる。あるい
は、それは、それらの断片であって、配列番号1、配列番号2、配列番号3また
は配列番号4に対して少なくとも40%の同一性を有する配列に対して40%の
同一性を有する配列の相補体にハイブリダイズするものでありうる。
されたアンチセンスヌクレオチド配列に関する。この配列は、配列番号1(オリ
ゴ7)、配列番号2(オリゴ8)、配列番号3(オリゴ9)、配列番号4(オリ
ゴ14)、またはこれらの配列の1つの相補体に特異的にハイブリダイズするそ
れらの断片により代表されうる。該配列はまた、配列番号1、配列番号2、配列
番号3または配列番号4に対して少なくとも40%の同一性を有しうる。あるい
は、それは、それらの断片であって、配列番号1、配列番号2、配列番号3また
は配列番号4に対して少なくとも40%の同一性を有する配列に対して40%の
同一性を有する配列の相補体にハイブリダイズするものでありうる。
【0010】
さらに、本方法は、細胞によるChk1タンパク質の発現を妨げる方法であっ
て、前記ヌクレオチド配列またはそれらの断片の少なくとも1つを含むベクター
を該細胞内に導入する工程を含んでなる方法を含む。
て、前記ヌクレオチド配列またはそれらの断片の少なくとも1つを含むベクター
を該細胞内に導入する工程を含んでなる方法を含む。
【0011】
さらに、本発明はまた、細胞によるChk1タンパク質の発現を妨げる方法で
あって、配列番号1、配列番号2、配列番号3、配列番号4よりなる群から選ば
れるヌクレオチド配列に対して少なくとも40%の同一性を有する単離されたヌ
クレオチド配列を及び前記の単離されたヌクレオチド配列の相補体に特異的にハ
イブリダイズするそれらの断片を含むベクターを該細胞内に導入する工程を含ん
でなる方法を含む。
あって、配列番号1、配列番号2、配列番号3、配列番号4よりなる群から選ば
れるヌクレオチド配列に対して少なくとも40%の同一性を有する単離されたヌ
クレオチド配列を及び前記の単離されたヌクレオチド配列の相補体に特異的にハ
イブリダイズするそれらの断片を含むベクターを該細胞内に導入する工程を含ん
でなる方法を含む。
【0012】
本発明はまた、細胞によるChk1タンパク質の発現を抑制する能力に関して
化合物を選択する方法であって、関心のある化合物を該細胞にさらし、該細胞に
よるChk1タンパク質の発現を測定する工程を含んでなり、Chk1タンパク
質の発現の欠如が、Chk1タンパク質の発現を抑制する能力を有する化合物を
示すことを特徴とする方法を含む。
化合物を選択する方法であって、関心のある化合物を該細胞にさらし、該細胞に
よるChk1タンパク質の発現を測定する工程を含んでなり、Chk1タンパク
質の発現の欠如が、Chk1タンパク質の発現を抑制する能力を有する化合物を
示すことを特徴とする方法を含む。
【0013】
さらに、本発明はまた、Chk1タンパク質の発現を抑制する哺乳類Chk1
遺伝子またはそのホモログの単離されたアンチセンスヌクレオチド配列と医薬上
許容される担体とを含んでなる医薬組成物を含む。
遺伝子またはそのホモログの単離されたアンチセンスヌクレオチド配列と医薬上
許容される担体とを含んでなる医薬組成物を含む。
【0014】
本発明はまた、1)配列番号1、配列番号2、配列番号3および配列番号4よ
りなる群から選ばれるヌクレオチド配列に対して少なくとも40%の同一性を有
する単離されたヌクレオチド配列、または2)前記の単離されたヌクレオチド配
列の相補体に特異的にハイブリダイズするその断片と、3)医薬上許容される担
体とを含んでなる医薬組成物を含む。該配列および/またはそれらの断片の2以
上が該組成物中に含まれていてもよい。
りなる群から選ばれるヌクレオチド配列に対して少なくとも40%の同一性を有
する単離されたヌクレオチド配列、または2)前記の単離されたヌクレオチド配
列の相補体に特異的にハイブリダイズするその断片と、3)医薬上許容される担
体とを含んでなる医薬組成物を含む。該配列および/またはそれらの断片の2以
上が該組成物中に含まれていてもよい。
【0015】
さらに、本発明は、化学療法を要する患者において化学療法に対する悪性細胞
の感受性を増大する方法であって、前記医薬組成物の有効量を該患者に投与する
工程を含んでなる方法を含む。
の感受性を増大する方法であって、前記医薬組成物の有効量を該患者に投与する
工程を含んでなる方法を含む。
【0016】
(図面の簡単な記載)
図1は、Chk1タンパク質の半減期を示す。
【0017】
図2は、完全長センスまたはアンチセンスChk1 cDNAを含有するベク
ターでトランスフェクトしたNCI−H1299細胞におけるChk1の発現を
示すウエスタンブロットを示す。Chk1タンパク質の発現は、Chk1センス
cDNAでトランスフェクトした場合には、内因性レベルの2倍であった。完全
長Chk1アンチセンスcDNAの発現は、内因性Chk1発現の約50〜70
%を阻止した。
ターでトランスフェクトしたNCI−H1299細胞におけるChk1の発現を
示すウエスタンブロットを示す。Chk1タンパク質の発現は、Chk1センス
cDNAでトランスフェクトした場合には、内因性レベルの2倍であった。完全
長Chk1アンチセンスcDNAの発現は、内因性Chk1発現の約50〜70
%を阻止した。
【0018】
図3は、Chk1アンチセンスcDNAを発現するベクターでのトランスフェ
クションの結果としてChk1発現が阻止された場合に死亡した細胞の割合(%
)を示す。Chk1センスcDNAの発現は、該トランスフェクト化細胞を細胞
死から中等度に防御した。
クションの結果としてChk1発現が阻止された場合に死亡した細胞の割合(%
)を示す。Chk1センスcDNAの発現は、該トランスフェクト化細胞を細胞
死から中等度に防御した。
【0019】
図4は、設計したアンチセンスChk1オリゴヌクレオチドのヌクレオチド配
列を表す。
列を表す。
【0020】
図5は、アンチセンスオリゴヌクレオチド1(配列番号5)、2(配列番号6
)、3(配列番号7)、4(配列番号8)、5(配列番号9)、6(配列番号1
0)、7(配列番号1)、8(配列番号2)、9(配列番号3)、10(配列番
号11)、11(配列番号12)、12(配列番号13)、13(配列番号14
)および14(配列番号4)でトランスフェクトした細胞におけるChk1発現
のレベルを示す。オリゴヌクレオチド7、8、9および14でトランスフェクト
した細胞においては、Chk1の発現は有意に阻止された。
)、3(配列番号7)、4(配列番号8)、5(配列番号9)、6(配列番号1
0)、7(配列番号1)、8(配列番号2)、9(配列番号3)、10(配列番
号11)、11(配列番号12)、12(配列番号13)、13(配列番号14
)および14(配列番号4)でトランスフェクトした細胞におけるChk1発現
のレベルを示す。オリゴヌクレオチド7、8、9および14でトランスフェクト
した細胞においては、Chk1の発現は有意に阻止された。
【0021】
図6は、DNA損傷試薬により誘発されるG2停止から逃れた細胞の割合(%
)を示す。完全長Chk1アンチセンスcDNAでトランスフェクトした細胞の
ほうが、ベクターでトランスフェクトした細胞の場合よりも、G2停止を逃れる
割合が高かった
)を示す。完全長Chk1アンチセンスcDNAでトランスフェクトした細胞の
ほうが、ベクターでトランスフェクトした細胞の場合よりも、G2停止を逃れる
割合が高かった
【0022】
図7は、アドリアマイシンおよびChk1完全長アンチセンスcDNAトラン
スフェクションにより誘発された細胞死の割合(%)を示す。アドリアマイシン
により引き起こされた細胞死は、Chk1完全長アンチセンスcDNAトランス
フェクションにより誘発された細胞死に対して付加的なものである。
スフェクションにより誘発された細胞死の割合(%)を示す。アドリアマイシン
により引き起こされた細胞死は、Chk1完全長アンチセンスcDNAトランス
フェクションにより誘発された細胞死に対して付加的なものである。
【0023】
図8は、該Chk1遺伝子の完全なDNAおよびペプチド配列を示す。
【0024】
(発明の詳細な記載)
本発明は、いくつかの目的(例えば治療目的を含む)に使用されうるChk1
の新規アンチセンスオリゴヌクレオチドの設計に関する。特に、そのようなオリ
ゴヌクレオチドを使用して、Chk1タンパク質の発現を抑制し、それにより、
腫瘍細胞における特異的欠損を増強し、放射線または化学療法に対して、それら
の細胞を正常細胞より感受性にするために使用することができる。
の新規アンチセンスオリゴヌクレオチドの設計に関する。特に、そのようなオリ
ゴヌクレオチドを使用して、Chk1タンパク質の発現を抑制し、それにより、
腫瘍細胞における特異的欠損を増強し、放射線または化学療法に対して、それら
の細胞を正常細胞より感受性にするために使用することができる。
【0025】
Chk1のアンチセンスオリゴヌクレオチド
該Chk1遺伝子の、設計したアンチセンスオリゴヌクレオチドのヌクレオチ
ド配列を、図4に示す。本発明は、これらの配列、それらの断片、該配列および
断片の相補体、ならびに図4中のヌクレオチドの少なくとも約40%、好ましく
は少なくとも約50%、より好ましくは少なくとも約70%に対応する(すなわ
ち、それらに対する同一性を有する)または相補的な配列を含む。さらに、本発
明はまた、これらの配列の断片および相補体をも含む。
ド配列を、図4に示す。本発明は、これらの配列、それらの断片、該配列および
断片の相補体、ならびに図4中のヌクレオチドの少なくとも約40%、好ましく
は少なくとも約50%、より好ましくは少なくとも約70%に対応する(すなわ
ち、それらに対する同一性を有する)または相補的な配列を含む。さらに、本発
明はまた、これらの配列の断片および相補体をも含む。
【0026】
本発明の目的においては、ヌクレオチド配列の「断片」は、特定されているヌ
クレオチド配列の領域に対応する少なくとも約6、好ましくは少なくとも約8、
より好ましくは少なくとも約10〜12ヌクレオチド、より一層好ましくは少な
くとも約15〜18ヌクレオチドの連続的な配列と定義される。
クレオチド配列の領域に対応する少なくとも約6、好ましくは少なくとも約8、
より好ましくは少なくとも約10〜12ヌクレオチド、より一層好ましくは少な
くとも約15〜18ヌクレオチドの連続的な配列と定義される。
【0027】
さらに、本発明の目的においては、「相補体」は、塩基対律に基づいて所与配
列と対(ペア)を形成する配列と定義される。例えば、一方のヌクレオチド鎖内
の配列A−G−Tは、他方の鎖内のT−C−Aに「相補的」である。
列と対(ペア)を形成する配列と定義される。例えば、一方のヌクレオチド鎖内
の配列A−G−Tは、他方の鎖内のT−C−Aに「相補的」である。
【0028】
配列同一性または同一性(%)は、2つの整列された配列間の厳密なマッチの
数を、短い方の配列の長さで割り、100を掛けたものである。核酸配列のおよ
そのアライメントは、SmithおよびWaterman,Advances in Applied Mathematics 2:482−489(198
1)のローカルホモロジーアルゴリズムにより与えられる。このアルゴリズムは
、Dayhoff,Atlas of Protein Sequences and Structure ,M.O.Dayhoff編,5 suppl.3
:353−358,National Biomedical Researc
h Foundation,Washington,D.C.,USAにより作
製されGribskov,Nucl.Acids Res. 14(6):67
45−6763(1986)により標準化されたスコアリング・マトリックスを
使用してペプチドまたはタンパク質配列での使用に拡張されうる。核酸およびペ
プチド配列に関するこのアルゴリズムの導入は、Genetics Compu
ter Group(Madison,WI)により、それらのBestFit
ユーティリティアプリケーションにおいて行われる。この方法のためのデフォル
トパラメーターは、Wisconsin Sequence Analysis
Package Program Manual,Version 8(19
95)(Genetics Computer Group,Madison,
WIから入手可能)に記載されている。配列間の同一性または類似性の割合(%
)を計算するための他の同等に適したプログラムが、当技術分野において一般に
公知である。
数を、短い方の配列の長さで割り、100を掛けたものである。核酸配列のおよ
そのアライメントは、SmithおよびWaterman,Advances in Applied Mathematics 2:482−489(198
1)のローカルホモロジーアルゴリズムにより与えられる。このアルゴリズムは
、Dayhoff,Atlas of Protein Sequences and Structure ,M.O.Dayhoff編,5 suppl.3
:353−358,National Biomedical Researc
h Foundation,Washington,D.C.,USAにより作
製されGribskov,Nucl.Acids Res. 14(6):67
45−6763(1986)により標準化されたスコアリング・マトリックスを
使用してペプチドまたはタンパク質配列での使用に拡張されうる。核酸およびペ
プチド配列に関するこのアルゴリズムの導入は、Genetics Compu
ter Group(Madison,WI)により、それらのBestFit
ユーティリティアプリケーションにおいて行われる。この方法のためのデフォル
トパラメーターは、Wisconsin Sequence Analysis
Package Program Manual,Version 8(19
95)(Genetics Computer Group,Madison,
WIから入手可能)に記載されている。配列間の同一性または類似性の割合(%
)を計算するための他の同等に適したプログラムが、当技術分野において一般に
公知である。
【0029】
該アンチセンスオリゴヌクレオチドに関連した配列は、非ヒト(例えば、細菌
、ウイルス、哺乳類など)に由来するものであってもよく、同様に本発明に含ま
れる。前記配列の機能的等価体(すなわち、該Chk1遺伝子の部分的または完
全な発現を抑制する能力を有する配列)、特に、非哺乳類種中に存在するChk
1遺伝子の等価的領域にハイブリダイズする能力を有する配列も、本発明に含ま
れる。より詳しくは、そのような等価体は、該Chk1ヌクレオチド配列のCh
k1タンパク質コード領域にハイブリダイズする能力を有する。
、ウイルス、哺乳類など)に由来するものであってもよく、同様に本発明に含ま
れる。前記配列の機能的等価体(すなわち、該Chk1遺伝子の部分的または完
全な発現を抑制する能力を有する配列)、特に、非哺乳類種中に存在するChk
1遺伝子の等価的領域にハイブリダイズする能力を有する配列も、本発明に含ま
れる。より詳しくは、そのような等価体は、該Chk1ヌクレオチド配列のCh
k1タンパク質コード領域にハイブリダイズする能力を有する。
【0030】
核酸分子が別の核酸分子に「ハイブリダイズ可能」なのは、該核酸分子の一本
鎖形態が、適当な温度およびイオン強度条件下、その相手の核酸分子にアニール
しうる場合である(Sambrookら,“Molecular Clonin
g:A Laboratory Manual,第2版(1989),Cold
Spring Harbor Laboratory Press,Cold
Spring Harbor,New York)。温度およびイオン強度の
条件は、該ハイブリダイゼーションのストリンジェンシーを決定する。「ハイブ
リダイゼーション」は、2つの核酸配列が相補的配列を含有することを要する。
しかし、該ハイブリダイゼーションのストリンジェンシーに応じて、塩基間のミ
スマッチが生じうる。核酸をハイブリダイズさせるための適当なストリンジェン
シーは、該核酸の長さおよび相補性の度合に左右される。そのような変数は当技
術分野で良く知られている。より詳しくは、2つのヌクレオチド配列間の類似性
または相同性の度合が大きくなればなるほど、それらの配列を有する核酸のハイ
ブリッドのTmの値は大きくなる。100ヌクレオチド長を超えるハイブリッド
では、Tmを計算するための式を導き出すことができる(Sambrookら,
前掲を参照されたい)。より短い核酸とのハイブリダイゼーションの場合には、
ミスマッチの位置がより重要となり、該オリゴヌクレオチドの長さがその特異性
を決定する(Sambrookら,前掲を参照されたい)。
鎖形態が、適当な温度およびイオン強度条件下、その相手の核酸分子にアニール
しうる場合である(Sambrookら,“Molecular Clonin
g:A Laboratory Manual,第2版(1989),Cold
Spring Harbor Laboratory Press,Cold
Spring Harbor,New York)。温度およびイオン強度の
条件は、該ハイブリダイゼーションのストリンジェンシーを決定する。「ハイブ
リダイゼーション」は、2つの核酸配列が相補的配列を含有することを要する。
しかし、該ハイブリダイゼーションのストリンジェンシーに応じて、塩基間のミ
スマッチが生じうる。核酸をハイブリダイズさせるための適当なストリンジェン
シーは、該核酸の長さおよび相補性の度合に左右される。そのような変数は当技
術分野で良く知られている。より詳しくは、2つのヌクレオチド配列間の類似性
または相同性の度合が大きくなればなるほど、それらの配列を有する核酸のハイ
ブリッドのTmの値は大きくなる。100ヌクレオチド長を超えるハイブリッド
では、Tmを計算するための式を導き出すことができる(Sambrookら,
前掲を参照されたい)。より短い核酸とのハイブリダイゼーションの場合には、
ミスマッチの位置がより重要となり、該オリゴヌクレオチドの長さがその特異性
を決定する(Sambrookら,前掲を参照されたい)。
【0031】
また、本発明は、図4に示すヌクレオチド配列に対応する翻訳されたアミノ酸
配列にコードされる精製されたポリペプチドを含む。本発明はまた、図4中に存
在するヌクレオチド配列の翻訳から生じるアミノ酸配列に対して少なくとも約6
0%のアミノ酸類似性、好ましくは少なくとも約70%のアミノ酸類似性、より
好ましくは少なくとも約80%のアミノ酸類似性を有するアミノ酸配列を有する
ペプチド、ポリペプチドもしくはタンパク質、またはそれらの断片を含む。本発
明はまた、前記の翻訳されたヌクレオチド配列にコードされるこれらのアミノ酸
配列により表される精製されたペプチド、ポリペプチドまたはタンパク質を含む
。本発明の目的においては、「類似性」は、適当な位置における2以上のポリペ
プチドの厳密なアミノ酸対アミノ酸の比較として定められ、この場合、アミノ酸
は同一であるか、または類似した化学的および/または物理的特性(例えば、電
荷または疎水性)を有する。「類似性(%)」は、当技術分野で公知のプログラ
ムを使用して、比較するポリペプチド配列の間で計算することができる(前記を
参照されたい)。
配列にコードされる精製されたポリペプチドを含む。本発明はまた、図4中に存
在するヌクレオチド配列の翻訳から生じるアミノ酸配列に対して少なくとも約6
0%のアミノ酸類似性、好ましくは少なくとも約70%のアミノ酸類似性、より
好ましくは少なくとも約80%のアミノ酸類似性を有するアミノ酸配列を有する
ペプチド、ポリペプチドもしくはタンパク質、またはそれらの断片を含む。本発
明はまた、前記の翻訳されたヌクレオチド配列にコードされるこれらのアミノ酸
配列により表される精製されたペプチド、ポリペプチドまたはタンパク質を含む
。本発明の目的においては、「類似性」は、適当な位置における2以上のポリペ
プチドの厳密なアミノ酸対アミノ酸の比較として定められ、この場合、アミノ酸
は同一であるか、または類似した化学的および/または物理的特性(例えば、電
荷または疎水性)を有する。「類似性(%)」は、当技術分野で公知のプログラ
ムを使用して、比較するポリペプチド配列の間で計算することができる(前記を
参照されたい)。
【0032】
宿主細胞内への配列のトランスフェクション
Chk1のアンチセンスオリゴヌクレオチドまたはそれらの断片の1以上は、
1以上のトランスフェクション試薬を使用して原核性または真核性宿主細胞内に
導入して、該宿主細胞内でのChk1タンパク質の発現を阻止することができる
。
1以上のトランスフェクション試薬を使用して原核性または真核性宿主細胞内に
導入して、該宿主細胞内でのChk1タンパク質の発現を阻止することができる
。
【0033】
該トランスフェクション試薬またはベクター、例えば、バクテリオファージ、
コスミドまたはプラスミドは、完全長Chk1センスまたはアンチセンスcDN
Aと、該ヌクレオチド配列にコードされるペプチドまたはタンパク質の発現を惹
起しうる該宿主細胞内で機能的な任意のプロモーターとを含みうる。該プロモー
ターは、該ヌクレオチド配列に、機能しうる様態で結合している又は機能しうる
様態で連結している(プロモーターがコード配列の転写または発現に影響を及ぼ
す場合、該プロモーターは該コード配列に「機能しうる様態で連結」していると
称される)。適当なプロモーターは、例えば、哺乳類細胞内での発現には、CM
Vに基づくプロモーター(テトラサイクリンにより調節されるCMVプロモータ
ーを含むが、これに限定されるものではない)、エクジソン応答性プロモーター
および5’LTR、酵母内での発現には、GL4(ガラクトース誘導性)および
ADH1、そして細菌内での発現には、T7、T3、Sp6およびLacを含む
。
コスミドまたはプラスミドは、完全長Chk1センスまたはアンチセンスcDN
Aと、該ヌクレオチド配列にコードされるペプチドまたはタンパク質の発現を惹
起しうる該宿主細胞内で機能的な任意のプロモーターとを含みうる。該プロモー
ターは、該ヌクレオチド配列に、機能しうる様態で結合している又は機能しうる
様態で連結している(プロモーターがコード配列の転写または発現に影響を及ぼ
す場合、該プロモーターは該コード配列に「機能しうる様態で連結」していると
称される)。適当なプロモーターは、例えば、哺乳類細胞内での発現には、CM
Vに基づくプロモーター(テトラサイクリンにより調節されるCMVプロモータ
ーを含むが、これに限定されるものではない)、エクジソン応答性プロモーター
および5’LTR、酵母内での発現には、GL4(ガラクトース誘導性)および
ADH1、そして細菌内での発現には、T7、T3、Sp6およびLacを含む
。
【0034】
また、他のヌクレオチド配列、他の調節配列、例えば、分裂後に該ベクターを
該細胞内に維持する複製起点、および/または抗生物質耐性を付与する抗生物質
耐性遺伝子(例えば、アンピシリン耐性遺伝子)も、該ベクター内に含まれうる
。該構築物またはベクター内に存在する配列の選択は、所望の発現産物に及び該
宿主細胞の性質に左右される。
該細胞内に維持する複製起点、および/または抗生物質耐性を付与する抗生物質
耐性遺伝子(例えば、アンピシリン耐性遺伝子)も、該ベクター内に含まれうる
。該構築物またはベクター内に存在する配列の選択は、所望の発現産物に及び該
宿主細胞の性質に左右される。
【0035】
該ベクターを構築したら、ついでそれを、例えばトランスフェクション、形質
転換およびエレクトロポレーションを含む当業者に公知の方法により(Mole cular Cloning:A Laboratory Manual ,第2
版,Vol.1−3,Sambrookら編,Cold Spring Har
bor Press(1989)を参照されたい)、選択した宿主細胞(例えば
、真核性または原核性細胞)内に導入することができる。真核性宿主細胞の適当
な具体例には、例えば、哺乳類細胞(例えば、ヒト、ラットおよびマウス細胞)
および酵母細胞が含まれる。ヒト細胞には、例えば、初代細胞(例えば、繊維芽
細胞)、不死化細胞系(例えば、184B5)、および腫瘍細胞系(例えば、N
CI−H1299、Hela細胞、HCT116、MCF7、PC−3、A43
1およびSW684)が含まれる。ラット細胞には、例えば、初代細胞、不死化
細胞系および腫瘍細胞系(例えば、Matlylu)が含まれる。マウス細胞に
は、例えば、初代細胞、不死化細胞系(例えば、NIH3T3)が含まれる。適
当な酵母細胞には、例えば、サッカロミセス種(Saccharomyces
spp.)(例えば、サッカロミセス・セレビシエ(S.cerevisiae
))およびカンジダ種(Candida spp.)(カンジダ・アルビカンス
(C.albicans))が含まれる。
転換およびエレクトロポレーションを含む当業者に公知の方法により(Mole cular Cloning:A Laboratory Manual ,第2
版,Vol.1−3,Sambrookら編,Cold Spring Har
bor Press(1989)を参照されたい)、選択した宿主細胞(例えば
、真核性または原核性細胞)内に導入することができる。真核性宿主細胞の適当
な具体例には、例えば、哺乳類細胞(例えば、ヒト、ラットおよびマウス細胞)
および酵母細胞が含まれる。ヒト細胞には、例えば、初代細胞(例えば、繊維芽
細胞)、不死化細胞系(例えば、184B5)、および腫瘍細胞系(例えば、N
CI−H1299、Hela細胞、HCT116、MCF7、PC−3、A43
1およびSW684)が含まれる。ラット細胞には、例えば、初代細胞、不死化
細胞系および腫瘍細胞系(例えば、Matlylu)が含まれる。マウス細胞に
は、例えば、初代細胞、不死化細胞系(例えば、NIH3T3)が含まれる。適
当な酵母細胞には、例えば、サッカロミセス種(Saccharomyces
spp.)(例えば、サッカロミセス・セレビシエ(S.cerevisiae
))およびカンジダ種(Candida spp.)(カンジダ・アルビカンス
(C.albicans))が含まれる。
【0036】
宿主細胞内での発現は、一過性または安定な様態で達成されうる。一過性発現
は、該宿主細胞内で機能的な発現シグナルを含有する導入された構築物から生じ
うるが、該構築物は該宿主細胞内で複製されず、めったに組込まれないか、また
は該宿主細胞は増殖性ではない。また、一過性発現は、関心のある遺伝子に機能
しうる様態で連結した調節可能なプロモーターの活性を誘導することにより達成
されうるが、そのような誘導可能な系は、低い基礎発現レベルしか示さないこと
が多い。適当な発現は、宿主ゲノム内に組込まれうる又は宿主細胞内で自律的に
複製される構築物の導入により達成されうる。関心のある遺伝子産物の安定発現
は、該発現構築物上に位置する又は該発現構築物でトランスフェクトされた選択
マーカーの使用およびそれに続く該マーカーを発現する細胞の選択により、選択
することができる。安定発現が組込みから生じる場合、該構築物の組込みの部位
は、該宿主ゲノム内でランダムに生じたり、あるいは宿主遺伝子座との組換えを
標的化するのに十分な宿主ゲノムとの相同性の領域を含有する構築物の使用によ
り標的化されうる。構築物を内在性遺伝子座に標的化する場合には、該転写およ
び翻訳調節領域の全部または一部は、該内在性遺伝子座により与えられうる。
は、該宿主細胞内で機能的な発現シグナルを含有する導入された構築物から生じ
うるが、該構築物は該宿主細胞内で複製されず、めったに組込まれないか、また
は該宿主細胞は増殖性ではない。また、一過性発現は、関心のある遺伝子に機能
しうる様態で連結した調節可能なプロモーターの活性を誘導することにより達成
されうるが、そのような誘導可能な系は、低い基礎発現レベルしか示さないこと
が多い。適当な発現は、宿主ゲノム内に組込まれうる又は宿主細胞内で自律的に
複製される構築物の導入により達成されうる。関心のある遺伝子産物の安定発現
は、該発現構築物上に位置する又は該発現構築物でトランスフェクトされた選択
マーカーの使用およびそれに続く該マーカーを発現する細胞の選択により、選択
することができる。安定発現が組込みから生じる場合、該構築物の組込みの部位
は、該宿主ゲノム内でランダムに生じたり、あるいは宿主遺伝子座との組換えを
標的化するのに十分な宿主ゲノムとの相同性の領域を含有する構築物の使用によ
り標的化されうる。構築物を内在性遺伝子座に標的化する場合には、該転写およ
び翻訳調節領域の全部または一部は、該内在性遺伝子座により与えられうる。
【0037】
Chk1のアンチセンスオリゴヌクレオチドの用途
本発明のアンチセンスオリゴヌクレオチドの用途は多種多様である。例えば、
前記のとおり、該オリゴヌクレオチドを宿主細胞内に導入して、Chk1タンパ
ク質をコードするヌクレオチド配列の翻訳を阻止し、それにより腫瘍または悪性
細胞内の欠損を増強し、腫瘍細胞の特異的な殺傷を引き起こすことができる。
前記のとおり、該オリゴヌクレオチドを宿主細胞内に導入して、Chk1タンパ
ク質をコードするヌクレオチド配列の翻訳を阻止し、それにより腫瘍または悪性
細胞内の欠損を増強し、腫瘍細胞の特異的な殺傷を引き起こすことができる。
【0038】
特に、本発明のアンチセンスオリゴヌクレオチドまたはその断片は、Chk1
タンパク質の翻訳を抑制する医薬としても使用することができる。したがって、
該アンチセンスオリゴヌクレオチドの1以上を含む医薬は、該タンパク質の産生
を抑制し、それにより化学療法または放射線療法中の細胞のG2停止を妨げるで
あろう。ほとんどの化学療法試薬または放射線療法はDNA損傷を誘発する。通
常、DNAを修復するために、細胞はG1およびG2期の両方で停止する(Nu
rseら,(1997)Cell 91:865−7)。腫瘍の大多数はG1チ
ェックポイントに何らかの欠損を有する。実際のところ、腫瘍細胞の約50%は
p53機能を欠損している。他の腫瘍は他のG1チェックポイント遺伝子の欠損
を有する。したがって、G2停止は、腫瘍細胞がDNAを修復するための唯一の
機会である。Chk1タンパク質発現の抑制は、G2チェックポイントの欠損を
誘発するであろう。したがって、このメカニズムは、正常細胞に対してよりも腫
瘍または悪性細胞に対して顕著な影響を及ぼし、それにより、療法(例えば、化
学療法および放射線)に対して、それらを正常細胞より感受性する。その結果、
腫瘍細胞の特異的殺傷が生じ、それにより患者の健常細胞の生存性が維持され、
より良好な成果が得られる。したがって、このようにして治療ウィンドウを増加
させることも可能である。
タンパク質の翻訳を抑制する医薬としても使用することができる。したがって、
該アンチセンスオリゴヌクレオチドの1以上を含む医薬は、該タンパク質の産生
を抑制し、それにより化学療法または放射線療法中の細胞のG2停止を妨げるで
あろう。ほとんどの化学療法試薬または放射線療法はDNA損傷を誘発する。通
常、DNAを修復するために、細胞はG1およびG2期の両方で停止する(Nu
rseら,(1997)Cell 91:865−7)。腫瘍の大多数はG1チ
ェックポイントに何らかの欠損を有する。実際のところ、腫瘍細胞の約50%は
p53機能を欠損している。他の腫瘍は他のG1チェックポイント遺伝子の欠損
を有する。したがって、G2停止は、腫瘍細胞がDNAを修復するための唯一の
機会である。Chk1タンパク質発現の抑制は、G2チェックポイントの欠損を
誘発するであろう。したがって、このメカニズムは、正常細胞に対してよりも腫
瘍または悪性細胞に対して顕著な影響を及ぼし、それにより、療法(例えば、化
学療法および放射線)に対して、それらを正常細胞より感受性する。その結果、
腫瘍細胞の特異的殺傷が生じ、それにより患者の健常細胞の生存性が維持され、
より良好な成果が得られる。したがって、このようにして治療ウィンドウを増加
させることも可能である。
【0039】
該医薬組成物は、該アンチセンスオリゴヌクレオチドまたはその断片の1以上
と、標準的な良く知られた無毒性の医薬上許容される担体、補助剤またはビヒク
ル、例えばリン酸緩衝食塩水(PBS)、水、エタノール、多価アルコール、植
物油、湿潤剤またはエマルション、例えば水/油エマルションとを含みうる。該
組成物は、液体または固体形態でありうる。例えば、該組成物は、錠剤、カプセ
ル剤または注射剤の形態でありうる。該組成物および該形態の投与量は、当業者
により容易に決定されうる。
と、標準的な良く知られた無毒性の医薬上許容される担体、補助剤またはビヒク
ル、例えばリン酸緩衝食塩水(PBS)、水、エタノール、多価アルコール、植
物油、湿潤剤またはエマルション、例えば水/油エマルションとを含みうる。該
組成物は、液体または固体形態でありうる。例えば、該組成物は、錠剤、カプセ
ル剤または注射剤の形態でありうる。該組成物および該形態の投与量は、当業者
により容易に決定されうる。
【0040】
また、本発明の単離されたヌクレオチド配列および配列同一性に関する前記関
連配列は、プライマーおよびプローブを作製するために使用することができる。
該プローブは、試験サンプル中の核酸を検出するために使用することができ、該
プライマーは、増幅目的に使用することができる。
連配列は、プライマーおよびプローブを作製するために使用することができる。
該プローブは、試験サンプル中の核酸を検出するために使用することができ、該
プライマーは、増幅目的に使用することができる。
【0041】
アッセイにおける最適化のためのそのようなプローブの設計は、当業者の知識
の範囲内に十分に含まれる。一般に、最大特異性を得たい場合には、核酸プロー
ブは非保存領域から作製する。例えば関連種における又は多遺伝子ファミリーの
異なるメンバーに密接に関連したヌクレオチド領域に関してアッセイする場合に
は、核酸プローブは保存領域から作製する。
の範囲内に十分に含まれる。一般に、最大特異性を得たい場合には、核酸プロー
ブは非保存領域から作製する。例えば関連種における又は多遺伝子ファミリーの
異なるメンバーに密接に関連したヌクレオチド領域に関してアッセイする場合に
は、核酸プローブは保存領域から作製する。
【0042】
本発明のプローブ(ヌクレオチド配列)は、例えば、本発明のものと関連した
他のアンチセンスオリゴヌクレオチドを見出すために使用することができる。し
たがって、該プローブは、後に例えば治療用途に使用されうるChk1ヌクレオ
チド配列の一部にハイブリダイズするであろう。
他のアンチセンスオリゴヌクレオチドを見出すために使用することができる。し
たがって、該プローブは、後に例えば治療用途に使用されうるChk1ヌクレオ
チド配列の一部にハイブリダイズするであろう。
【0043】
本発明のアンチセンスオリゴヌクレオチドを使用して、ポリメラーゼ連鎖反応
(PCR)において使用するためのプライマーも作製することができる(米国特
許第4,683,195号および米国特許第4,683,202号を参照された
い)。PCRは、核酸またはその混合物中に含まれる所望の核酸配列を増幅する
ための技術である。標的核酸を鋳型として使用して、該プライマーはそれぞれ、
ポリメラーゼにより伸長される。該伸長産物は、元の標的鎖から解離した後、標
的配列となる。ついで新たなプライマーをハイブリダイズさせ、ポリメラーゼに
より伸長させ、該サイクルを繰返して標的配列分子数を増加させる。
(PCR)において使用するためのプライマーも作製することができる(米国特
許第4,683,195号および米国特許第4,683,202号を参照された
い)。PCRは、核酸またはその混合物中に含まれる所望の核酸配列を増幅する
ための技術である。標的核酸を鋳型として使用して、該プライマーはそれぞれ、
ポリメラーゼにより伸長される。該伸長産物は、元の標的鎖から解離した後、標
的配列となる。ついで新たなプライマーをハイブリダイズさせ、ポリメラーゼに
より伸長させ、該サイクルを繰返して標的配列分子数を増加させる。
【0044】
本発明はまた、本発明のChk1アンチセンスオリゴヌクレオチドに対して少
なくとも40%、好ましくは少なくとも60%、より好ましくは少なくとも90
%の同一性を有する核酸配列を含有するポリヌクレオチドを有するベクターをト
ランスフェクトすることにより、哺乳類細胞によるChk1発現を阻止すること
を含む方法を含む。
なくとも40%、好ましくは少なくとも60%、より好ましくは少なくとも90
%の同一性を有する核酸配列を含有するポリヌクレオチドを有するベクターをト
ランスフェクトすることにより、哺乳類細胞によるChk1発現を阻止すること
を含む方法を含む。
【0045】
本発明は、以下の非限定的な実施例を用いて例示することができる。
【0046】
実施例I
完全長Chk1アンチセンスcDNAを発現するベクターを使用する哺乳類細 胞内でのChk1発現の阻止
完全長Chk1センスcDNA(図8を参照されたい)およびアンチセンスc
DNAのコード領域をpCMV5またはpCMV4ベクター(Departme
nt of Molecular Genetics,University
of Texas Southwestern Medical Center
,Dalls,Texas)内にクローニングした。pCMV1およびpCMV
4の構築は、Andersonら,J.Biol.Chem. 264:822
2−9(1988)に記載されている。pCMV5を作製するために、SV40
起点に最も近いHpaIおよびEcoI制限部位間のDNAのセグメントを、p
CMV1から欠失させた。該pCMV5ベクターは、哺乳類細胞内で該下流遺伝
子を発現するCMVプロモーターを含有する。配列決定によりクローンを確認し
た。
DNAのコード領域をpCMV5またはpCMV4ベクター(Departme
nt of Molecular Genetics,University
of Texas Southwestern Medical Center
,Dalls,Texas)内にクローニングした。pCMV1およびpCMV
4の構築は、Andersonら,J.Biol.Chem. 264:822
2−9(1988)に記載されている。pCMV5を作製するために、SV40
起点に最も近いHpaIおよびEcoI制限部位間のDNAのセグメントを、p
CMV1から欠失させた。該pCMV5ベクターは、哺乳類細胞内で該下流遺伝
子を発現するCMVプロモーターを含有する。配列決定によりクローンを確認し
た。
【0047】
短い半減期を有するタンパク質の発現レベルは、一過性トランスフェクション
実験では減少する可能性が高いため、Chk1タンパク質の半減期を測定し、そ
れは3〜5時間であることを確認した(図1)。Chk1アンチセンスcDNA
の効果を調べるために、一過性トランスフェクション実験を行った。特に、10
% ウシ胎仔血清、1mM ピルビン酸ナトリウム、1mM N−[2−ヒドロ
キシエチル]ピペラジン−N’−[2−エタンスルホン酸](HEPES)、1
mM グルタミンおよび4g/L グルコースで補足したRoswell Pa
rk Memorial Institute 1640(RPMI 1640
培地)(Life Technologies,Gaithersburg,M
D)中、NCI−H1299細胞(ATCC,Catalogue Numbe
r CRL−5803)を37℃、5% CO2雰囲気中で増殖させた。ついで
該細胞を、トランスフェクションの前日に10cm組織培養プレート上にプレー
ティングした。該細胞は、トランスフェクションの時点で80% コンフルエン
トであった。トランスフェクションは、該販売業者の指示(Life Tecn
ologies,Gaithersburg,MD)に従い行った。特に、1.
5μg/mlの適当なDNAを、750μlの無血清RPMI 1640倍地(
溶液I)(Life Tecnologies,Gaithersburg,M
D,Catalogue Number 10964−013)中、リポフェク
タミン+試薬と混合し、室温で15分間インキュベートした。ついで溶液Iを、
750μlの無血清RPMI 1640培地(溶液II)中にリポフェクタミン
試薬を含有する混合物に加え、混合し、室温で更に15分間インキュベートして
、DNA複合体を形成させた。最後の15分間のインキュベーションの後、トラ
ンスフェクトされるべきNCI−H1299細胞をリン酸緩衝食塩水(PBS)
で1回洗浄し、3.5mlの無血清培地を各10cmディッシュに加えた。つい
で溶液Iおよび溶液IIの混合物(トランスフェクション混合物)を、10cm
組織培養皿に既に加えられた3.5mlの無血清RPMI 1640に滴下した
。該細胞を37℃で4時間インキュベートした。4時間のインキュベーションの
後、該トランスフェクション混合物を該細胞から吸引した。ついで該細胞を無血
清培地で1回洗浄し、RPMI 1640培地(10% ウシ胎仔血清、1mM
ピルビン酸ナトリウム、1mM HEPES、1mM グルタミンおよび4g
/L グルコースを含有する)を、該トランスフェクト化NCI0H1299細
胞を含有する組織培養に加えた。トランスフェクションの24時間後、該細胞を
回収し、ウエスタンブロット分析に付して、Chk1のタンパク質レベルの減少
に基づきアンチセンス活性を評価した。
実験では減少する可能性が高いため、Chk1タンパク質の半減期を測定し、そ
れは3〜5時間であることを確認した(図1)。Chk1アンチセンスcDNA
の効果を調べるために、一過性トランスフェクション実験を行った。特に、10
% ウシ胎仔血清、1mM ピルビン酸ナトリウム、1mM N−[2−ヒドロ
キシエチル]ピペラジン−N’−[2−エタンスルホン酸](HEPES)、1
mM グルタミンおよび4g/L グルコースで補足したRoswell Pa
rk Memorial Institute 1640(RPMI 1640
培地)(Life Technologies,Gaithersburg,M
D)中、NCI−H1299細胞(ATCC,Catalogue Numbe
r CRL−5803)を37℃、5% CO2雰囲気中で増殖させた。ついで
該細胞を、トランスフェクションの前日に10cm組織培養プレート上にプレー
ティングした。該細胞は、トランスフェクションの時点で80% コンフルエン
トであった。トランスフェクションは、該販売業者の指示(Life Tecn
ologies,Gaithersburg,MD)に従い行った。特に、1.
5μg/mlの適当なDNAを、750μlの無血清RPMI 1640倍地(
溶液I)(Life Tecnologies,Gaithersburg,M
D,Catalogue Number 10964−013)中、リポフェク
タミン+試薬と混合し、室温で15分間インキュベートした。ついで溶液Iを、
750μlの無血清RPMI 1640培地(溶液II)中にリポフェクタミン
試薬を含有する混合物に加え、混合し、室温で更に15分間インキュベートして
、DNA複合体を形成させた。最後の15分間のインキュベーションの後、トラ
ンスフェクトされるべきNCI−H1299細胞をリン酸緩衝食塩水(PBS)
で1回洗浄し、3.5mlの無血清培地を各10cmディッシュに加えた。つい
で溶液Iおよび溶液IIの混合物(トランスフェクション混合物)を、10cm
組織培養皿に既に加えられた3.5mlの無血清RPMI 1640に滴下した
。該細胞を37℃で4時間インキュベートした。4時間のインキュベーションの
後、該トランスフェクション混合物を該細胞から吸引した。ついで該細胞を無血
清培地で1回洗浄し、RPMI 1640培地(10% ウシ胎仔血清、1mM
ピルビン酸ナトリウム、1mM HEPES、1mM グルタミンおよび4g
/L グルコースを含有する)を、該トランスフェクト化NCI0H1299細
胞を含有する組織培養に加えた。トランスフェクションの24時間後、該細胞を
回収し、ウエスタンブロット分析に付して、Chk1のタンパク質レベルの減少
に基づきアンチセンス活性を評価した。
【0048】
ウエスタンブロット分析は、Chk1センスcDNAの発現が、該内因性レベ
ルと比較して約2倍のChk1発現をもたらすことを示した。これとは対照的に
、完全長Chk1アンチセンスcDNAは内因性Chk1発現の約50〜70%
を阻止した(図2を参照されたい)。
ルと比較して約2倍のChk1発現をもたらすことを示した。これとは対照的に
、完全長Chk1アンチセンスcDNAは内因性Chk1発現の約50〜70%
を阻止した(図2を参照されたい)。
【0049】
通常、Δ−Chk1対立遺伝子を有するエス・ポンベ(S.pombe)細胞
は、それらがweeI−50Δ−mikIバックグラウンドにおけるガンマ照射
誘発性有糸分裂遅延において欠損している場合を除き生存可能である。Chk1
アンチセンスオリゴヌクレオチドまたは対照オリゴヌクレオチドでトランスフェ
クトした細胞のアポトーシス率を調べた。特に、トランスフェクションの24時
間後、該細胞をトリプシン処理により回収し、PBSで洗浄し、2μg/ml
4’,6−ジアミジノ−2−フェニルインドール(DAPI)色素(Sigma
,St.Louis,MO,Cata.Number D−8417)で染色し
た。該アポトーシス細胞を、染色体凝縮および断片化に基づき評価した。各デー
タ点に関して、少なくとも600個の細胞を調べた。
は、それらがweeI−50Δ−mikIバックグラウンドにおけるガンマ照射
誘発性有糸分裂遅延において欠損している場合を除き生存可能である。Chk1
アンチセンスオリゴヌクレオチドまたは対照オリゴヌクレオチドでトランスフェ
クトした細胞のアポトーシス率を調べた。特に、トランスフェクションの24時
間後、該細胞をトリプシン処理により回収し、PBSで洗浄し、2μg/ml
4’,6−ジアミジノ−2−フェニルインドール(DAPI)色素(Sigma
,St.Louis,MO,Cata.Number D−8417)で染色し
た。該アポトーシス細胞を、染色体凝縮および断片化に基づき評価した。各デー
タ点に関して、少なくとも600個の細胞を調べた。
【0050】
Chk1タンパク質レベルの減少の結果として、NCI−H1299細胞にお
ける細胞死が観察された。これに対して、Chk1タンパク質発現における2倍
の増加を示す細胞は、Chk1 cDNA発現のため、細胞死から中等度に防御
された(図3を参照されたい)。Hela細胞においても、同じ結果が観察され
た(データは示されていない)。
ける細胞死が観察された。これに対して、Chk1タンパク質発現における2倍
の増加を示す細胞は、Chk1 cDNA発現のため、細胞死から中等度に防御
された(図3を参照されたい)。Hela細胞においても、同じ結果が観察され
た(データは示されていない)。
【0051】
実施例II
アンチセンスオリゴヌクレオチドの使用による哺乳類細胞におけるChk1発 現の阻止
Chk1のアンチセンスオリゴヌクレオチドを、それらが、各末端において5
個の2−O−メチル置換ヌクレオチドに隣接する9個のホスホチオール置換ヌク
レオチドのコアを有する19ヌクレオチドからなるように設計した。該オリゴヌ
クレオチドの配列を図4に示す。特に、アンチセンスオリゴヌクレオチド7、8
、9および10は、ATG開始コドン周囲のChk1ヌクレオチド配列の領域に
ハイブリダイズするように設計した。アンチセンスオリゴヌクレオチド11、1
2、13および14は、GGGA配列を含有するコード領域の異なる部位にハイ
ブリダイズするように設計した。
個の2−O−メチル置換ヌクレオチドに隣接する9個のホスホチオール置換ヌク
レオチドのコアを有する19ヌクレオチドからなるように設計した。該オリゴヌ
クレオチドの配列を図4に示す。特に、アンチセンスオリゴヌクレオチド7、8
、9および10は、ATG開始コドン周囲のChk1ヌクレオチド配列の領域に
ハイブリダイズするように設計した。アンチセンスオリゴヌクレオチド11、1
2、13および14は、GGGA配列を含有するコード領域の異なる部位にハイ
ブリダイズするように設計した。
【0052】
トランスフェクションの前日、NCI−H1299細胞を10cm組織培養プ
レート上に1.3×106/皿の密度で播いた。アンチセンスオリゴヌクレオチ
ドのトランスフェクションの当日、NCI−H1299細胞の密度は2.6×1
06または80%のコンフルエント/10cm皿に達した。1μMの適当なCh
k1アンチセンスオリゴヌクレオチドを4μg/mlのサイトフェクチン(cy
tofectin)GSVトランスフェクション試薬(Glen Resear
ch,Sterlilng,VA,Catalogue Number G81
0502)と共に室温で15分間コインキュベートした。ついで該DNA複合体
溶液を、既に記載されているとおりに(Wagnerら,Nature 372
:333−5(1994))、該細胞に滴下した。トランスフェクションの24
時間後、NCI−H1299細胞を回収し、ウエスタンブロット分析に付して、
Chk1のタンパク質レベルの減少に基づきアンチセンス活性を評価した。
レート上に1.3×106/皿の密度で播いた。アンチセンスオリゴヌクレオチ
ドのトランスフェクションの当日、NCI−H1299細胞の密度は2.6×1
06または80%のコンフルエント/10cm皿に達した。1μMの適当なCh
k1アンチセンスオリゴヌクレオチドを4μg/mlのサイトフェクチン(cy
tofectin)GSVトランスフェクション試薬(Glen Resear
ch,Sterlilng,VA,Catalogue Number G81
0502)と共に室温で15分間コインキュベートした。ついで該DNA複合体
溶液を、既に記載されているとおりに(Wagnerら,Nature 372
:333−5(1994))、該細胞に滴下した。トランスフェクションの24
時間後、NCI−H1299細胞を回収し、ウエスタンブロット分析に付して、
Chk1のタンパク質レベルの減少に基づきアンチセンス活性を評価した。
【0053】
アンチセンスオリゴヌクレオチド7、8、9および14は、Chk1タンパク
質発現を約50%減少させた。さらに、Chk1完全長アンチセンスcDNAは
Chk1発現を阻止し、Chk1タンパク質レベルの減少は細胞死を引き起こし
たため、Chk1アンチセンスオリゴヌクレオチド7、8、9および14は細胞
死をも誘発しうる。
質発現を約50%減少させた。さらに、Chk1完全長アンチセンスcDNAは
Chk1発現を阻止し、Chk1タンパク質レベルの減少は細胞死を引き起こし
たため、Chk1アンチセンスオリゴヌクレオチド7、8、9および14は細胞
死をも誘発しうる。
【0054】
実施例III
アドリアマイシンに対するトランスフェクト化細胞の応答
DNAが損傷されると、Chk1がリン酸化され活性化されることが示されて
いる(Walworthら,Science 271:353−56(1996
))。Chk1がリン酸化され、Cdc2活性化に必要なCdc25Cを不活性
化すると仮定して、Chk1は哺乳類細胞における該DNA損傷応答に関与する
と考えられている(DNA損傷試薬により誘発されるG2停止にはエス・ポンベ
(S.pombe)Chk1が必要である)。
いる(Walworthら,Science 271:353−56(1996
))。Chk1がリン酸化され、Cdc2活性化に必要なCdc25Cを不活性
化すると仮定して、Chk1は哺乳類細胞における該DNA損傷応答に関与する
と考えられている(DNA損傷試薬により誘発されるG2停止にはエス・ポンベ
(S.pombe)Chk1が必要である)。
【0055】
この実験においては、トランスフェクト化細胞に対するアドリアマイシンの効
果を調べた。アドリアマイシンの効果が適切に観察されるよう該トランスフェク
ト化細胞の細胞死の度合を減少させるために、以下の実験では、より穏やかなト
ランスフェクション試薬であるLipofectamine 2000(Lif
e Technologies,Gaithersburg,MD),Cat.
Number 11668−019)を使用した。Lipofectamine
2000トランスフェクション試薬の使用の結果、トランスフェクション効率
が約10%減少した。しかし、該トランスフェクト化細胞は、トランスフェクシ
ョンの24時間後、リポフェクタミン+トランスフェクト化細胞と比較して、ア
ドリアマイシンおよびエトポシド処理に対してはるかに良く応答した(データは
示していない)。特に、トランスフェクションの24時間後、NCI−H129
9細胞を300ng/mlのアドリアマイシンで処理した。アドリアマイシンに
さらして8時間後、アドリアマイシンにより誘発されたG2停止を逃れた細胞を
捕捉するために、40ng/mlのノコダゾールを該トランスフェクト化細胞に
加えた。該ノコダゾール処理の16時間後、細胞をトリプシン処理により回収し
た。ついで該細胞をPBSで洗浄し、75μM KClを含有する低張バッファ
ーで膨張させ、販売業者(Dade Behring,Inc.,Newark
,DE,Cat.Number B4132−2)の指示に従い準備したDif
f−qwikを使用して染色した。分裂細胞を染色体凝縮および核膜の消失に基
づき評価した。各データ点に関して、少なくとも600個の細胞を計数した。
果を調べた。アドリアマイシンの効果が適切に観察されるよう該トランスフェク
ト化細胞の細胞死の度合を減少させるために、以下の実験では、より穏やかなト
ランスフェクション試薬であるLipofectamine 2000(Lif
e Technologies,Gaithersburg,MD),Cat.
Number 11668−019)を使用した。Lipofectamine
2000トランスフェクション試薬の使用の結果、トランスフェクション効率
が約10%減少した。しかし、該トランスフェクト化細胞は、トランスフェクシ
ョンの24時間後、リポフェクタミン+トランスフェクト化細胞と比較して、ア
ドリアマイシンおよびエトポシド処理に対してはるかに良く応答した(データは
示していない)。特に、トランスフェクションの24時間後、NCI−H129
9細胞を300ng/mlのアドリアマイシンで処理した。アドリアマイシンに
さらして8時間後、アドリアマイシンにより誘発されたG2停止を逃れた細胞を
捕捉するために、40ng/mlのノコダゾールを該トランスフェクト化細胞に
加えた。該ノコダゾール処理の16時間後、細胞をトリプシン処理により回収し
た。ついで該細胞をPBSで洗浄し、75μM KClを含有する低張バッファ
ーで膨張させ、販売業者(Dade Behring,Inc.,Newark
,DE,Cat.Number B4132−2)の指示に従い準備したDif
f−qwikを使用して染色した。分裂細胞を染色体凝縮および核膜の消失に基
づき評価した。各データ点に関して、少なくとも600個の細胞を計数した。
【0056】
Chk1アンチセンスcDNAでトランスフェクトした細胞の分裂指数は、ベ
クター対照またはChk1センスcDNAでトランスフェクトした細胞のものよ
り、はるかに高かった(図6)。これは、該ベクターでトランスフェクトした細
胞より多数のアンチセンストランスフェクト体が、停止することなくG2/M境
界を超えて進行することを示した。したがって、Chk1タンパク質レベルの減
少は、該損傷応答中にG2停止の欠損を引き起こした。
クター対照またはChk1センスcDNAでトランスフェクトした細胞のものよ
り、はるかに高かった(図6)。これは、該ベクターでトランスフェクトした細
胞より多数のアンチセンストランスフェクト体が、停止することなくG2/M境
界を超えて進行することを示した。したがって、Chk1タンパク質レベルの減
少は、該損傷応答中にG2停止の欠損を引き起こした。
【0057】
該アンチセンスオリゴヌクレオチドでトランスフェクトした細胞は、前記の完
全長アンチセンスChk1 cDNAでトランスフェクトした細胞と同様の表現
型を示すと予想される。
全長アンチセンスChk1 cDNAでトランスフェクトした細胞と同様の表現
型を示すと予想される。
【0058】
実施例IV
アドリアマイシンでの処理に際するChk1センスおよびアンチセンスcDN Aでトランスフェクトした細胞のアポトーシス率
アドリアマイシンで処理した完全長センスまたはアンチセンスChk1 cD
NAでトランスフェクトした細胞のアポトーシス率を調べた。特に、トランスフ
ェクションの24時間後、該トランスフェクト化NCI−H1299細胞を60
0ng/mlのアドリアマイシンで48時間にわたり処理した。ついで該細胞を
トリプシン処理により収穫し、PBSで1回洗浄し、2μg/ml DAPIで
染色した。ついで該アポトーシス細胞を、染色体凝縮および断片化に基づき評価
した。特に、各データ点に関して、少なくとも600個の細胞を調べた。
NAでトランスフェクトした細胞のアポトーシス率を調べた。特に、トランスフ
ェクションの24時間後、該トランスフェクト化NCI−H1299細胞を60
0ng/mlのアドリアマイシンで48時間にわたり処理した。ついで該細胞を
トリプシン処理により収穫し、PBSで1回洗浄し、2μg/ml DAPIで
染色した。ついで該アポトーシス細胞を、染色体凝縮および断片化に基づき評価
した。特に、各データ点に関して、少なくとも600個の細胞を調べた。
【0059】
Chk1アンチセンスcDNAの殺傷効果に加えて、アドリアマイシンは腫瘍
細胞を殺した。アドリアマイシンとChk1アンチセンスcDNAとの間の相乗
作用は、あったとしても弱い(図7を参照されたい)(該Chk1アンチセンス
オリゴヌクレオチドに関しても、同じ結果が予想される)。
細胞を殺した。アドリアマイシンとChk1アンチセンスcDNAとの間の相乗
作用は、あったとしても弱い(図7を参照されたい)(該Chk1アンチセンス
オリゴヌクレオチドに関しても、同じ結果が予想される)。
【0060】
この実験はまた、G1チェックポイント状態においてのみ異なる1対の細胞系
を使用して行うことができる。そのような細胞系は、正常細胞および腫瘍細胞を
模擬するであろう。なぜなら、ほとんどの腫瘍細胞はG1チェックポイントの欠
損を有するからである。そのような実験は、Chk1のインヒビターが、癌療法
で治療されている腫瘍の特異的感受性増加をもたらしうるか否かを明らかにする
であろう。
を使用して行うことができる。そのような細胞系は、正常細胞および腫瘍細胞を
模擬するであろう。なぜなら、ほとんどの腫瘍細胞はG1チェックポイントの欠
損を有するからである。そのような実験は、Chk1のインヒビターが、癌療法
で治療されている腫瘍の特異的感受性増加をもたらしうるか否かを明らかにする
であろう。
【図1】
図1は、Chk1タンパク質の半減期を示す。
【図2】
図2は、完全長センスまたはアンチセンスChk1 cDNAを含有するベク
ターでトランスフェクトしたNCI−H1299細胞におけるChk1の発現を
示すウエスタンブロットを示す。
ターでトランスフェクトしたNCI−H1299細胞におけるChk1の発現を
示すウエスタンブロットを示す。
【図3】
図3は、Chk1アンチセンスcDNAを発現するベクターでのトランスフェ
クションの結果としてChk1発現が阻止された場合に死亡した細胞の割合(%
)を示す。
クションの結果としてChk1発現が阻止された場合に死亡した細胞の割合(%
)を示す。
【図4】
図4は、設計したアンチセンスChk1オリゴヌクレオチドのヌクレオチド配
列を表す。
列を表す。
【図5】
図5は、アンチセンスオリゴヌクレオチド1(配列番号5)、2(配列番号6
)、3(配列番号7)、4(配列番号8)、5(配列番号9)、6(配列番号1
0)、7(配列番号1)、8(配列番号2)、9(配列番号3)、10(配列番
号11)、11(配列番号12)、12(配列番号13)、13(配列番号14
)および14(配列番号4)でトランスフェクトした細胞におけるChk1発現
のレベルを示す。
)、3(配列番号7)、4(配列番号8)、5(配列番号9)、6(配列番号1
0)、7(配列番号1)、8(配列番号2)、9(配列番号3)、10(配列番
号11)、11(配列番号12)、12(配列番号13)、13(配列番号14
)および14(配列番号4)でトランスフェクトした細胞におけるChk1発現
のレベルを示す。
【図6】
図6は、DNA損傷試薬により誘発されるG2停止から逃れた細胞の割合(%
)を示す。
)を示す。
【図7】
図7は、アドリアマイシンおよびChk1完全長アンチセンスcDNAトラン
スフェクションにより誘発された細胞死の割合(%)を示す。
スフェクションにより誘発された細胞死の割合(%)を示す。
【図8A】
図8Aは、該Chk1遺伝子の完全なDNAおよびペプチド配列を示す。
【図8B】
図8Bは、該Chk1遺伝子の完全なDNAおよびペプチド配列を示す。
【図8C】
図8Cは、該Chk1遺伝子の完全なDNAおよびペプチド配列を示す。
【図8D】
図8Dは、該Chk1遺伝子の完全なDNAおよびペプチド配列を示す。
【図8E】
図8Eは、該Chk1遺伝子の完全なDNAおよびペプチド配列を示す。
【配列表】
─────────────────────────────────────────────────────
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)
C12Q 1/02 G01N 33/15 Z 4C087
1/68 33/50 Z
G01N 33/15 A61K 35/76
33/50 C12N 15/00 ZNAA
// A61K 35/76 A61K 37/02
(72)発明者 ジランダ,ビンセント・エル
アメリカ合衆国、イリノイ・60031、ガー
ニー、サウス・フオーク・ドライブ・272
(72)発明者 ロツクオウ−マグノーン,シヤイナ・ケイ
アメリカ合衆国、イリノイ・60067、パラ
タイン、ウエスト・イーサンズ・アレン・
ドライブ・1532
Fターム(参考) 2G045 AA40 BA13 BB20 CB01 CB21
DA12 DA13 DA14 DA36 FB04
4B024 AA01 AA11 CA05 EA04
4B063 QA19 QA20 QQ08 QQ43 QR08
QR42 QR56 QS25 QS34 QX02
4C084 AA02 AA13 BA44 CA62 NA14
ZB261 ZB262
4C086 AA02 AA03 EA16 MA02 MA05
NA14 ZB26
4C087 AA02 BC83 NA14 ZB26
Claims (11)
- 【請求項1】 Chk1タンパク質の発現を抑制する哺乳類Chk1遺伝子
の単離されたアンチセンスヌクレオチド配列。 - 【請求項2】 配列番号1に対して少なくとも40%の同一性を有する単離
されたヌクレオチド配列、または前記の単離されたヌクレオチド配列の相補体に
特異的にハイブリダイズする前記の単離されたヌクレオチド配列の断片。 - 【請求項3】 配列番号2に対して少なくとも40%の同一性を有する単離
されたヌクレオチド配列、または前記の単離されたヌクレオチド配列の相補体に
特異的にハイブリダイズする該配列の断片。 - 【請求項4】 配列番号3に対して少なくとも40%の同一性を有する単離
されたヌクレオチド配列、または前記の単離されたヌクレオチド配列の相補体に
特異的にハイブリダイズする該配列の断片。 - 【請求項5】 配列番号4で表される配列に対して少なくとも40%の同一
性を有する単離されたヌクレオチド配列、または前記の単離されたヌクレオチド
配列の相補体に特異的にハイブリダイズする該配列の断片。 - 【請求項6】 細胞によるChk1タンパク質の発現を妨げる方法であって
、請求項1記載のヌクレオチド配列を含むベクターを該細胞内に導入する工程を
含んでなる方法。 - 【請求項7】 細胞によるChk1タンパク質の発現を妨げる方法であって
、配列番号1、配列番号2、配列番号3および配列番号4よりなる群から選ばれ
るヌクレオチド配列に対して少なくとも40%の同一性を有する単離されたヌク
レオチド配列を又は前記の単離されたヌクレオチド配列の相補体に特異的にハイ
ブリダイズする前記の単離されたヌクレオチド配列の断片を含むベクターを該細
胞内に導入する工程を含んでなる方法。 - 【請求項8】 細胞によるChk1タンパク質の発現を抑制する能力に関し
て化合物を選択する方法であって、該細胞を該化合物にさらし、該細胞によるC
hk1タンパク質の発現を測定する工程を含んでなり、Chk1タンパク質の発
現の欠如が、Chk1タンパク質の発現を抑制する能力を有する化合物を示すこ
とを特徴とする方法。 - 【請求項9】 請求項1記載のヌクレオチド配列と医薬上許容される担体と
を含んでなる医薬組成物。 - 【請求項10】 1)配列番号1、配列番号2、配列番号3および配列番号
4よりなる群から選ばれる配列に対して少なくとも40%の同一性を有する単離
されたヌクレオチド配列、または2)前記の単離されたヌクレオチド配列の相補
体に特異的にハイブリダイズする前記の単離されたヌクレオチド配列の断片と、
3)医薬上許容される担体とを含んでなる医薬組成物。 - 【請求項11】 化学療法を要する患者において化学療法に対する悪性細胞
の感受性を増大させる方法であって、請求項9または10の医薬組成物の有効量
を該患者に投与する工程を含んでなる方法。
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