JP2005537790A - 新規診断および治療方法およびそのための試薬類 - Google Patents
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Abstract
本発明は、ヒトゲノムのマップ位置8q22.3に連鎖する遺伝子によってコードされる核たんぱく質の発現に関連する異常セルサイクル制御を検出または治療する新規方法類、および、そのために有用な新規試薬類に関する。さらに詳細には、本発明は、ヒトゲノムのマップ位置8q22.3に連鎖する遺伝子またはその発現産物を検出するための新規核酸およびたんぱく質性プローブ類に関し、前記遺伝子の発現または発現増加が癌、DNA損傷および細胞に及ぼすプロゲステロンレセプター媒介効果に関連する腫瘍の出現または発生に関連している。本発明はまた、例えば、癌の診断または治療処置において、細胞増殖、DNA損傷または細胞に及ぼすプロゲステロンレセプター媒介効果などの遺伝子の発現産物を検出または調節するための試薬類および方法類も提供する。
Description
本発明は、ヒトゲノムのマップ位置8q22.3に連鎖する遺伝子によってコードされる核たんぱく質の発現に関連する異常セルサイクル制御を検出または治療する新規方法類、および、そのために有用な新規試薬類に関する。さらに詳細には、本発明は、ヒトゲノムのマップ位置8q22.3に連鎖する遺伝子またはその発現産物を検出するための抗体類を含む新規核酸およびたんぱく質性プローブ類に関し、前記遺伝子の発現または発現増加が癌、DNA損傷および細胞に及ぼすプロゲステロンレセプター媒介効果に関連する腫瘍の出現または発生に関連している。本発明はまた、例えば、癌の予防または治療処置において前記発現産物類(例 mRNA、たんぱく質またはたんぱく質−たんぱく質複合体類)を標的化するため、または(例 腫瘍中における)細胞増殖を低下させるため、または防止するためまたはプロゲステロンレセプター媒介効果を修飾するための試薬類および方法類に関する。本発明は、別の態様において、例えば、癌、DNA損傷または細胞に及ぼすプロゲステロンレセプター媒介効果の診断または治療において前記遺伝子の発現産物類(例 mRNA、たんぱく質、またはたんぱく質−たんぱく質複合体類)を検出または修飾するための試薬類および方法類に関する。本発明は、さらに別の態様において、ヒトゲノムのマップ位置8q22.3に連鎖する遺伝子の変異体および前記変異体を検出するための新規試薬類および方法類に関する。
1.一般
この明細書は、本文で請求の範囲の後に示したパテントイン(PatentIn Version 3.1)を用いて得たヌクレオチドおよびアミノ酸配列情報を含む。各ヌクレオチド配列は、インディケータ数値<210>の後に配列番号(例 <210>1、<210>2、<210>3など)を付し、配列表に示した。各ヌクレオチド配列について配列の長さおよびタイプ(DNA、たんぱく質(PRT)など)および起源生物は、それぞれインディケータ数値領域<211>、<212>および<213>中に示した情報により示される。本明細書で述べたヌクレオチド配列は、用語“SEQ ID NO.”の後に配列番号を示す(例 SEQ ID NO.1は、<400>1として示した配列表中配列を示す)。
この明細書は、本文で請求の範囲の後に示したパテントイン(PatentIn Version 3.1)を用いて得たヌクレオチドおよびアミノ酸配列情報を含む。各ヌクレオチド配列は、インディケータ数値<210>の後に配列番号(例 <210>1、<210>2、<210>3など)を付し、配列表に示した。各ヌクレオチド配列について配列の長さおよびタイプ(DNA、たんぱく質(PRT)など)および起源生物は、それぞれインディケータ数値領域<211>、<212>および<213>中に示した情報により示される。本明細書で述べたヌクレオチド配列は、用語“SEQ ID NO.”の後に配列番号を示す(例 SEQ ID NO.1は、<400>1として示した配列表中配列を示す)。
本文に述べたヌクレオチド残基の名称は、IUPAC−IUBバイオケミカルノーメンクラチャーコミッション(Biochemical Nomenclature Commission)の勧告にならい、Aはアデニンを、Cはシトシンを、Gはグアニンを、Tはチミンを、Yはピリミジン残基を示し、Rはプリン残基を、Mはアデニンまたはシトシンを、Kはグアニンまたはチミンを、Sはグアニンまたはシトシンを、Wはアデニンまたはチミンを、Hはグアニン以外のヌクレオチドを、Bはアデニン以外のヌクレオチドを、Vはチミン以外のヌクレオチドを、Dはシトシン以外のヌクレオチドを、そしてNは全てのヌクレオチド残基を示す。
本文では、用語“由来の”は、その起源から必ずしも直接得られたというわけでなくてもある特定の起源から特定の完全体を得ることができることを示唆するものと見なす。
他に特に断りがなければ本文全体を通して、用語“含む”、または“含む”または“含んでいる”のようなその変化体は、ある記載の段階または要素または完全体または段階類または要素類または完全体のある群を含むことを意味するが、他のいかなる段階または要素または完全体、または要素類または完全体類のグループを排除することを意味するものではない。
他に特に断りがなければ本文全体を通して、用語“含む”、または“含む”または“含んでいる”のようなその変化体は、ある記載の段階または要素または完全体または段階類または要素類または完全体のある群を含むことを意味するが、他のいかなる段階または要素または完全体、または要素類または完全体類のグループを排除することを意味するものではない。
当業者は、本文に記載の発明を具体的に記載した以外にも変化させ修飾できることを理解するであろう。本発明は、このような変化または修飾物をも包含することが理解される。本発明はまた、この明細書に個別にまたはまとめて述べたかまたは示唆した段階、特徴、組成物または化合物のすべて、ならびに前記段階または特徴の全ての組み合わせまたはそのいかなる2種以上の組み合わせを含む。
本発明は、本文に記載の具体的態様によりその範囲を限定されることはなく、それらは、例示のためだけに記載されている。機能的に等価の産物類、組成物類および方法類は、本文に記載の発明の範囲に含まれることは明らかである。
2.関連技術の説明
過増殖性障害の簡便かつ迅速試験がかなりの臨床的有用性を有していることが広く認められている。このような試験は早期診断のために使用できるだけでなく、また、治療後の疾患再発を検出できる。しかし、例えば卵巣癌のような多くの過増殖性障害の診断は、一般的に、この疾患が後期進行段階に到達して初めて可能になる。これまで肺癌、前立腺癌、乳癌、大腸癌、膵臓癌および卵巣癌のような多くの癌についてマーカーが同定され、これらの重篤な疾患の診断および治療にさまざまな努力がなされている一方で、さらにマーカーと治療標的を明らかにする必要が実際にある。ヒトおよび他の哺乳類における過増殖性障害の早期検出と治療を促進するようなマーカーが実際必要とされている。過増殖性障害と対応する因子類を同定識別することが、診断マーカーの同定にとってまず必須である。
過増殖性障害の簡便かつ迅速試験がかなりの臨床的有用性を有していることが広く認められている。このような試験は早期診断のために使用できるだけでなく、また、治療後の疾患再発を検出できる。しかし、例えば卵巣癌のような多くの過増殖性障害の診断は、一般的に、この疾患が後期進行段階に到達して初めて可能になる。これまで肺癌、前立腺癌、乳癌、大腸癌、膵臓癌および卵巣癌のような多くの癌についてマーカーが同定され、これらの重篤な疾患の診断および治療にさまざまな努力がなされている一方で、さらにマーカーと治療標的を明らかにする必要が実際にある。ヒトおよび他の哺乳類における過増殖性障害の早期検出と治療を促進するようなマーカーが実際必要とされている。過増殖性障害と対応する因子類を同定識別することが、診断マーカーの同定にとってまず必須である。
過増殖性障害では細胞分裂無制御が起こり、このことは、異常セルサイクル制御との関連を示唆していることは明らかである。異常シグナル伝達は、異常セルサイクル制御と癌のような過増殖性障害およびDNA損傷の出現に関連している。DNA損傷と複製阻害に対応し、セルサイクル進行が重要なセルサイクル制御剤をコントロールすることによって阻止される。もしゲノム損傷が修復されずに放置されると、悪性変換または加齢、壊死またはアポトーシスによる細胞死を起こすことになる。
たとえば、ステロイドホルモン類の作用は一般に、細胞質から核へのホルモンレセプターの移動を起こすシグナル伝達カスケードを起こし、それによって、多くの細胞および組織機能に影響を及ぼす。コレステロール由来4−プレグナン−3,20−ジオンであるプロゲステロンは、雌の繁殖サイクルの重要構成要素であり、排卵の各サイクルにおけるプロゲステロン血清血漿レベルが変化し、それが、標的組織中における生化学的および分子活性を媒介するのに役立ち、その結果、解剖学的および形態学的変化が起こる。プロゲステロンの分子標的は、細胞内プロゲステロンレセプター(PR)である。PRは、数個の他のたんぱく質類および因子を含むヘテロコンプレックスとして細胞質に存在し、これは、PRへテロコンプレックス(PRC)と称されている。このPRは、分子シャペロン類、イムノフィリン類および熱ショックプロテイン類(hsp70、hsp90、hsp27、およびp59(hsp56)、p48およびp23;Johnson et al.,Mol Cell Biol 14、1956−1963、1994)により不活性な形態で維持されている。活性PRはプロゲステロンに結合し核に移動し、そこで、転写因子として、プロゲステロン制御遺伝子中に存在する正統なDNA転写要素と結合する。プロゲステロン制御遺伝子類はまた、分化およびセルサイクル中で(Moutsatsou and Sekeris, Ann NY Acad Sci 816、99−115、1997)およびある癌でも認められている。
PRCのインビトロにおけるアセンブリには、PRと少なくとも8個の成分との秩序だった相互作用が必要である。たとえば、hsp70はPRに結合し、そのリガンドとの相互作用を防止する;さらに、hsp90は、プロゲステロンが存在していないとPRによる核内転移を防止する(Kang et al.,Proc Natl Acad Sci 91、340−344、1994)。hsp70とhsp90の化学的修飾は、PR放出を起こす。他のシグナル類も、p23とhsp90の相互作用に影響を及ぼす。インビトロにおけるPRCアセンブリの拘束は、選択的hsp90結合剤ゲルダナマイシン(GA)によって阻止できる。hsp90とp23を含むがプロゲステロンと結合しない中間PR複合体は、GA存在下で形成される(Smith et al.,Mol Cell Biol 15、6804−6812、1995)。hsp70たんぱく質は変異腫瘍サプレッサー遺伝子p53に結合し、結節のない乳癌組織中におけるPR核内局在低下に関連していた(Elledge et al.,Cancer Res54、3752−3757、1994)。
ユビキチン媒介たんぱく質分解が、セルサイクル進行のコントロール(King et al.,Science 274,1652−1659,1996; Draetta,Curr,Opin.Cell Biol.6,842−846、1994; Nefsky et al., EMBO J.15, 1301−1312,1996)、細胞性シグナルトランスダクション(Joanzeiro et al., Science 286, 309−312,1999;Joanzeiro et al., Cell 102, 549−552,2000; Zhu et al., Nature 400, 687−693, 1999),細胞のDNA損傷応答(Beaudenon et al.,Mol.Cell Biol.19、6972−6979、1999)および転写制御(Saleh et al.,J.Mol.Biol.282、933−946、1998)を含む多くの重要細胞経路の制御に必要である。細胞中におけるユビキチン化経路が正しく稼動することが適切なシグナル伝達確保に重要な役割を果たし、それによって過増殖性障害の発展に対する保護を補佐している可能性が高いが、このホメオスタシスを維持する明らかな機構はまだ得られていない。
一般に、E6−APのHECTドメインおよび関連たんぱく質類を有するたんぱく質類(Huibregtse et al.,Proc.Natl Acad.Sci.USA 92、2563−2567、1995;Schwartz et al.,J.Biol.Chem 273、12148−12154、1998)がユビキチンの基質たんぱく質への共有結合を触媒するユビキチン化カスケードに関与し、それによって、蛋白分解用に基質たんぱく質を標的化するユビキチンたんぱく質リガーゼ類(E3酵素類)サブクラスを形成すると考えられている。RINGドメインを含むユビキチンリガーゼ類と異なり、HECTドメインを含む酵素類は、HECTドメイン内の保存システイン残基により可逆的にユビキチンに結合し、直接、ユビキチンを基質たんぱく質に移動させる(Scheffner et al.,Nature 373、81−83、1995)。
カルボキシル基末端HECTドメインが存在することに基づき、ヒトゲノムのマップ位置8q22.3に連鎖するプロゲスチン誘発遺伝子(以下“Edd”)は、ヒトE3酵素として関心を集めてきた(Callaghan et al.,Oncogene 17、3479−3491、1998)。しかし、Edd遺伝子によってコードされるこのたんぱく質(EDD)の細胞機能詳細については、まだわかっていない。
インビトロ翻訳EDDたんぱく質の生化学的性質は、それがヒトE3酵素であるという証拠を示した(Callaghan et al.,Oncogene 17、3479−3491、1998)が、このたんぱく質の細胞基質類についてはまだ明確になっていない。EDDたんぱく質の細胞下局在もまた、わかっていない。Edd遺伝子発現のプロゲスチン応答がプロゲスチン媒介シグナル伝達経路またはプロゲスチン応答腫瘍化におけるEDDたんぱく質の一般的役割を示唆しているにもかかわらず、このような経路においてEDDに結合する特定たんぱく質類はまだ明確に示唆されてこなかった。このような効果の媒介に関与するかもしれないEdd遺伝子の具体的発現パターンまたはEdd座の変異についても、これまで全く示唆されていない。さらに、このEdd遺伝子の非プロゲスチン媒介細胞効果についても、なんら示唆されてこなかった。
本発明者らは、本発明につながる研究において、さまざまな腫瘍におけるEdd遺伝子の発現パターンを調べ、細胞中におけるEDDたんぱく質の基質を決定し、さらにマウスモデルにおけるEdd遺伝子発現を標的にすることによって、さらにヒト細胞株における阻害性RNA手法を用いることによって、EDDたんぱく質の役割を解明しようとした。本発明者らは、驚くべきことに、Edd遺伝子発現上昇がプロゲスチン応答性およびプロゲスチン非応答性腫瘍化に関連していることを見出し、Edd遺伝子発現を低下させるかまたは阻害することによって細胞が阻害されることを見出した。増殖におよぼすこの効果に付随して、アポトーシスに及ぼす効果もある。細胞増殖に及ぼす効果および細胞に対するアポトーシス効果はEDDにより媒介されるが、これらは緊密に関連している。これらのデータは、異常セルサイクル制御の同定、ならびに例えば過増殖性障害の治療におけるようにセルサイクルの修飾におけるEdd遺伝子ならびにEDDたんぱく質の一般的有用性を示唆している。
本発明者らは、また、EDDたんぱく質の多くの核たんぱく質基質類を、プロゲステロン媒介シグナル伝達、腫瘍抑制またはDNA損傷に関与する酵母ツーハイブリッドスクリーン類を用いて明らかにした。細胞増殖制御におけるEdd遺伝子発現の重要役割を考慮すれば、これらのデータは異常セルサイクル制御と過増殖性障害のような下流での効果を識別するための極めて特異的な手段を提供する。たんぱく質−たんぱく質相互作用は、また、セルサイクルを調節する化合物類を決定するための極めて特異的な手段を提供する。
したがって、本発明の1つの見地は、対象における癌細胞を検出するための方法を提供し、前記方法は、前記対象試料中におけるヒトゲノムのマップ位置8q22.3に連鎖する核酸レベルまたはその発現産物を決定することを含み、前記核酸または前記ポリペプチドのレベル増加が前記対象における癌を示唆することを特徴とする。
本発明は、1態様において、対象における癌細胞を検出するための方法を提供し、前記方法は、
(i)前記対象から得た被験試料中におけるヒトゲノムのマップ位置8q22.3に連鎖する核酸レベルを決定すること;および
(ii)健常または正常個人から得た参考試料中における前記核酸レベルと(i)における核酸レベルを比較すること
を含み、正常または健常個人の参考試料に対して被験試料中で上昇している(i)における核酸レベルが、前記対象における癌細胞の存在を示唆することを特徴とする。
(i)前記対象から得た被験試料中におけるヒトゲノムのマップ位置8q22.3に連鎖する核酸レベルを決定すること;および
(ii)健常または正常個人から得た参考試料中における前記核酸レベルと(i)における核酸レベルを比較すること
を含み、正常または健常個人の参考試料に対して被験試料中で上昇している(i)における核酸レベルが、前記対象における癌細胞の存在を示唆することを特徴とする。
本発明は、別の態様において、ヒトゲノム領域における対立遺伝子アンバランスを検出するための方法を提供し、前記方法は、ゲノムDNAと核酸プローブまたはプライマーをハイブリダイズさせハイブリダイゼーションを検出することを含み、前記プローブまたはプライマーが、
(i)配列番号5に記載の配列;
(ii)配列番号6に記載の配列;
(iii)配列番号7に記載の配列;
(iv)配列番号24に記載の配列;
(v)配列番号25に記載の配列;および
(vi)PCRにおける増幅プライマーとしての(vi)および(vii)を用いて増幅産生された核酸断片の配列
から構成される群から選択されたヌクレオチド配列を含む。
(i)配列番号5に記載の配列;
(ii)配列番号6に記載の配列;
(iii)配列番号7に記載の配列;
(iv)配列番号24に記載の配列;
(v)配列番号25に記載の配列;および
(vi)PCRにおける増幅プライマーとしての(vi)および(vii)を用いて増幅産生された核酸断片の配列
から構成される群から選択されたヌクレオチド配列を含む。
本発明はまた別の態様において、対象における癌細胞を検出するための方法を提供し、前記方法は、
(i)前記対象から得た被験試料中において発現したヒトゲノムのマップ位置8q22.3に連鎖する核酸によってコードされるmRNAのレベルを決定すること;および
(ii)健常または正常個人から得た参照試料中で発現したヒトゲノムのマップ位置8q22.3に連鎖する核酸によってコードされるmRNAのレベルと(i)で決定したmRNAレベルを比較すること、
を含み、
健常または正常個人から得た参照試料に対して被験試料中で上昇した(i)におけるmRNAレベルが前記対象中における癌細胞の存在を示唆することを特徴とする。
(i)前記対象から得た被験試料中において発現したヒトゲノムのマップ位置8q22.3に連鎖する核酸によってコードされるmRNAのレベルを決定すること;および
(ii)健常または正常個人から得た参照試料中で発現したヒトゲノムのマップ位置8q22.3に連鎖する核酸によってコードされるmRNAのレベルと(i)で決定したmRNAレベルを比較すること、
を含み、
健常または正常個人から得た参照試料に対して被験試料中で上昇した(i)におけるmRNAレベルが前記対象中における癌細胞の存在を示唆することを特徴とする。
本発明は、さらに別の態様において、対象における癌を診断するかまたは癌再発を予想する方法を提供し、前記対象試料中におけるヒトゲノムのマップ位置8q22.3に連鎖する核酸によってコードされるmRNAまたはたんぱく質のレベルを決定することを含み、前記mRNAまたはたんぱく質のレベル上昇が、前記対象における癌の再発を示唆することを特徴とする。
ひとつの態様において、ヒトゲノムのマップ位置8q22.3に連鎖する核酸によってコードされるmRNAは、EDDたんぱく質をコードする。好適には、前記mRNAは、配列番号1または配列番号3に記載の配列、またはその断片を含む。非常に好適には、前記mRNAは、配列番号2または配列番号4に記載の配列またはその断片を含むたんぱく質をコードする。
ひとつの態様において、ヒトゲノムのマップ位置8q22.3に連鎖する核酸によってコードされるたんぱく質は、EDDたんぱく質である。好適には、ヒトゲノムのマップ位置8q22.3に連鎖する核酸によってコードされるたんぱく質は、配列番号2または配列番号4に記載の配列またはその断片を含む。
本発明のさらにひとつの見地は、本文に記載の態様による癌検出用新規核酸プローブ類に関する。
さらに本発明のさらなる見地は、単離されたかまたは組み換えたんぱく質複合体を提供し、
(i)EDDたんぱく質または腫瘍サプレッサー活性を有するたんぱく質、セルサイクル調節活性を有するたんぱく質、DNA修復または損傷に関連するたんぱく質、核標的たんぱく質、プロゲステロンレセプターたんぱく質および血管形成に関連するたんぱく質から構成される群から選択されるたんぱく質に結合するのに充分なEDDたんぱく質部分;および
(ii)腫瘍サプレッサー活性を有するたんぱく質、セルサイクル調節活性を有するたんぱく質、DNA修復または損傷に関連するたんぱく質、核標的たんぱく質、プロゲステロンレセプターたんぱく質および血管形成に関連するたんぱく質から構成される群から選択される核たんぱく質、または前記EDDたんぱく質若しくはEDDたんぱく質の前記部分に結合するのに充分な前記たんぱく質部分
を含む。
(i)EDDたんぱく質または腫瘍サプレッサー活性を有するたんぱく質、セルサイクル調節活性を有するたんぱく質、DNA修復または損傷に関連するたんぱく質、核標的たんぱく質、プロゲステロンレセプターたんぱく質および血管形成に関連するたんぱく質から構成される群から選択されるたんぱく質に結合するのに充分なEDDたんぱく質部分;および
(ii)腫瘍サプレッサー活性を有するたんぱく質、セルサイクル調節活性を有するたんぱく質、DNA修復または損傷に関連するたんぱく質、核標的たんぱく質、プロゲステロンレセプターたんぱく質および血管形成に関連するたんぱく質から構成される群から選択される核たんぱく質、または前記EDDたんぱく質若しくはEDDたんぱく質の前記部分に結合するのに充分な前記たんぱく質部分
を含む。
本発明のさらに別の態様では、単離ペプチド類、ポリペプチド類、抗体類および本発明のEDD含有たんぱく質複合体に結合する他のリガンド類、および前記たんぱく質複合体を産生するためまたはEDDまたはEDD部分と、腫瘍サプレッサー活性を有するたんぱく質、セルサイクル調節活性を有するたんぱく質、DNA修復または損傷に関連するたんぱく質、核標的たんぱく質、プロゲステロンレセプターたんぱく質および血管形成に関連するたんぱく質またはその部分から構成される群から選択される1種以上の他のポリペプチド類との生物的相互作用の調節剤を同定するためのこれらを含むキット類を提供する。
本発明の別の態様では、適切な細胞源由来のEDD結合たんぱく質またはそれを含む複合体を単離する方法を提供する。
別の態様において、本発明は、本文に記載のたんぱく質複合体を組み換え手段によって産生させる方法を提供する。組み換え手段によってペプチド類またはポリペプチド類を発現させるため、たんぱく質をコードするヌクレオチド配列がプロモータまたは無細胞系または細胞系における発現制御可能制御配列と機能可能なように連結して配置されている。
本発明の別の態様では、疾患素質または疾患状態を決定するための予想および診断方法を提供し、前記方法は、
(i)EDDたんぱく質;および
(ii)腫瘍サプレッサー活性を有するたんぱく質、セルサイクル調節活性を有するたんぱく質、DNA修復または損傷に関連するたんぱく質、核標的たんぱく質、プロゲステロンレセプターたんぱく質および血管形成に関連するたんぱく質から構成される群から選択される核たんぱく質
を含むたんぱく質複合体を検出することを含む。
(i)EDDたんぱく質;および
(ii)腫瘍サプレッサー活性を有するたんぱく質、セルサイクル調節活性を有するたんぱく質、DNA修復または損傷に関連するたんぱく質、核標的たんぱく質、プロゲステロンレセプターたんぱく質および血管形成に関連するたんぱく質から構成される群から選択される核たんぱく質
を含むたんぱく質複合体を検出することを含む。
さらに本発明の態様は、単離されたまたは組み換えたんぱく質複合体の活性、形成または安定性の調節剤を決定する方法を提供し、前記たんぱく質複合体は、
(i)EDDたんぱく質または腫瘍サプレッサー活性を有するたんぱく質、セルサイクル調節活性を有するたんぱく質、DNA修復または損傷に関連するたんぱく質、核標的たんぱく質、プロゲステロンレセプターたんぱく質および血管形成に関連するたんぱく質から構成される群から選択されるたんぱく質に結合できるEDDたんぱく質部分;および
(ii)腫瘍サプレッサー活性を有するたんぱく質、セルサイクル調節活性を有するたんぱく質、DNA修復または損傷に関連するたんぱく質、核標的たんぱく質、プロゲステロンレセプターたんぱく質および血管形成に関連するたんぱく質から構成される群から選択される核たんぱく質、または前記EDDたんぱく質若しくはEDDたんぱく質の前記部分に結合するのに充分な前記たんぱく質部分
を含む。
(i)EDDたんぱく質または腫瘍サプレッサー活性を有するたんぱく質、セルサイクル調節活性を有するたんぱく質、DNA修復または損傷に関連するたんぱく質、核標的たんぱく質、プロゲステロンレセプターたんぱく質および血管形成に関連するたんぱく質から構成される群から選択されるたんぱく質に結合できるEDDたんぱく質部分;および
(ii)腫瘍サプレッサー活性を有するたんぱく質、セルサイクル調節活性を有するたんぱく質、DNA修復または損傷に関連するたんぱく質、核標的たんぱく質、プロゲステロンレセプターたんぱく質および血管形成に関連するたんぱく質から構成される群から選択される核たんぱく質、または前記EDDたんぱく質若しくはEDDたんぱく質の前記部分に結合するのに充分な前記たんぱく質部分
を含む。
本発明は、別の態様において、細胞中におけるEDDたんぱく質の発現増加に関連する状態を治療するための方法を提供し、前記方法は、細胞中におけるEDD発現レベルまたはEDD発現産物レベルを低下させるために有効な量の化合物を投与することを含む。
本発明はさらに別の態様において、ヒトゲノムのマップ位置8q22.3に連鎖する遺伝子変異体および前記変異体を検出するための新規試薬類および方法類に関する。
核酸による診断および新規核酸類
本発明の1態様は、対象における癌細胞を検出するための方法を提供し、前記方法は、前記対象試料中におけるヒトゲノムのマップ位置8q22.3に連鎖する核酸レベルまたはその発現産物を決定することを含み、前記核酸または前記ポリペプチドのレベル増加が前記対象における癌を示唆することを特徴とする。
本発明の1態様は、対象における癌細胞を検出するための方法を提供し、前記方法は、前記対象試料中におけるヒトゲノムのマップ位置8q22.3に連鎖する核酸レベルまたはその発現産物を決定することを含み、前記核酸または前記ポリペプチドのレベル増加が前記対象における癌を示唆することを特徴とする。
本文では、用語“癌細胞”とは、単離レベルまたは純度にかかわらず癌細胞を含む全ての生物標本または試料を含み、例えば、初期形質転換段階の細胞または形質転換された細胞を含む組織、臓器、細胞株、体液または組織標本類である。体液は、全血、血清、末梢血単核球(PBMC)またはバフィーコート分画を含むと理解される。
ヒトゲノムのマップ位置8q22.3に連鎖する単離核酸またはその発現産物は、非癌細胞に比較して癌細胞中で高いレベルで存在している。
“癌細胞”の定義は、癌細胞が由来する対象における癌の段階に限定されない(前記患者が寛解中であるとか疾患再発中であるとかにかかわらず、または癌が原発腫瘍であるかまたは転移の結果であるかにかかわらない)。さらに、用語“癌細胞”は、前記癌細胞のセルサイクル段階に限定されない。
ひとつの態様において、前記癌細胞は、由来が上皮性である(すなわち、カルシノーマ)。
前記癌細胞は、別の態様において、卵巣癌、メラノーマ、転移性メラノーマ、頭頸部の扁平細胞癌、舌の扁平細胞癌、肝細胞癌、乳癌、卵巣癌の転移、メラノーマの転移、転移性メラノーマの転移、頭頸部の扁平細胞癌の転移、舌の扁平細胞癌の転移、肝細胞癌の転移および乳癌の転移から構成される群から選択される癌由来である。
本文では、用語“卵巣癌”は、上皮起源のいくつかの癌類のいずれか1種以上を称するとみなすべきであり、例えば、漿液性、粘液性、類内膜、クリアセル、乳頭漿液性、ブレナーセルまたは未分化アデノカルシノーマのようなものである。用語“乳癌”は、管性カルシノーマまたは葉性カルシノーマを称すると理解すべきである。用語“肝細胞癌”とは、肝転移から構成される他の肝癌タイプと明確に異なる肝細胞由来の全てのカルシノーマを意味すると理解すべきである。用語“メラノーマ”および“扁平細胞癌”とは、メラニン細胞および扁平細胞のそれぞれの上皮癌類と理解されるであろう。“転移性メラノーマ”とは、メラニン細胞中で生じ、リンパ節および他の体臓器に転移しているメラノーマの最も進行した段階である。
本発明のこの態様は、マップ位置8q22.3のヒトゲノムの領域近辺において数種の腫瘍タイプの対立遺伝子アンバランスがかなりみられるという、本発明者らの知見によって予想される。特に、このヒトゲノム領域における対立遺伝子アンバランスは、腫瘍37例中14例で本発明者らが見出し、前記対立遺伝子アンバランスには、8q22.3とより広範囲の8q異常を含むアンバランスの分離領域を含む。本発明者らは、対立遺伝子アンバランスが卵巣癌(例 漿液性サブタイプ)、肝細胞癌、舌の扁平細胞癌、乳癌および転移性メラノーマの症例で頻度が高いことを見出した。本発明者らはまた、定量的RT−PCRを用いて、EDDをコードするmRNAの発現レベルが、乳癌のような癌で頻繁に高いことを見出した。乳癌の場合、Edd遺伝子高発現がEdd座の増幅に関連していた。このゲノム領域において緊密に関連する遺伝子は、すなわちp53リボヌクレオチドレダクターゼ(p53R2)をコードし、これが、癌細胞株で過剰に発現しかつ増幅されることを本発明者らは見出した。したがって、本発明の態様は、EDDコード核酸の検出に限定されない。
本文では、用語“ヒトゲノムのマップ位置8q22.3”とは、EDDたんぱく質をコードし好適には第1エクソン位置が約8q23であるクロモゾーム8上にセントロメア配向を有するゲノム遺伝子を含むヒトゲノム領域を称すると理解される。当業者は、“ゲノム遺伝子”が、たんぱく質コード領域(すなわち、エクソン類)と非コード領域(すなわち、プロモータのような5’上流制御領域および5’非翻訳領域、介在配列類またはイントロン類、および3’非翻訳領域)を両者ともに含むことに気づくであろう。したがって、EDDたんぱく質をコードするゲノム遺伝子は、これらすべての面を含み、単に、そのたんぱく質コード部分のみを含むものではない。
“EDDたんぱく質”とは、配列番号2または4に記載の配列に少なくとも約80%の同一性を有するアミノ酸配列を含むポリペプチドを意味する。命名目的のため、配列番号2に記載のアミノ酸配列は、配列番号1のヌクレオチド配列によってコードされる第1EDDたんぱく質に関し、これは、公表された国際特許出願第PCT/AU98/00280に開示されている。配列番号4に記載の配列は、スプライスバリアントによってコードされる新規EDDポリペプチドに関し、このバリアントは、配列番号1のヌクレオチド18個を欠失している。したがって、配列番号4のアミノ酸配列は、配列番号2由来の配列VLLLPLを含むアミノ酸6個を欠失していることが違っている。好適には、配列番号2または4に対する同一性百分率は、少なくとも約90%であり、さらに好適には少なくとも約95%または少なくとも約99%である。2個のアミノ酸配列がこれらの定義した同一性百分率の限界内であるかどうかを決定するに際して、当業者は、アミノ酸配列をひとつずつ比較することが必要であるとわかるであろう。このような比較または整列において、整列させるために用いたアルゴリズムによって同一でないアミノ酸残基の位置に相違が生じるであろう。本文では2個以上のアミノ酸配列間の同一性または類似性百分率に言及している際には、当業者に公知のいかなる標準的アルゴリズムを用いて決定した前記配列間の同一および類似残基類の数について、それぞれ述べていると見なすべきである。特に、アミノ酸同一性および類似性は、コンピュータジェネティックスグループ、University Research Park,Madison,Wisconsin,USA(Devereaux et al., Nucl.Acids Res.,12、387−395、1984)のGAPプログラムを用いて計算され、このプログラムでは、Needleman and Wunsch、J.Mol.Biol.48、443−453、1970、またはこれとは別に複数整列用Thompson et al.,Nucl.Acids Res.22、4673−4680、1994のCLUSTAL Wアルゴリズムを用い、同一/類似アミノ酸の数を最大にしかつ前記整列における配列ギャップの数および/または長さを最小にする。
ヒトゲノムのマップ位置8q22.3「に連鎖する」核酸が、従って、前記核酸と前記ゲノム遺伝子間の組み換え頻度の高さからEDDたんぱく質をコードするゲノム遺伝子に充分に近接し連鎖を示唆していることが、これまでの説明から明らかであろう。当業者には公知であろうが、DNA上での2個のマーカーの組み換え頻度は、前記マーカーが遠く離れていればいる程高くなり、最後に、分離群におけるマーカー間の関連が連鎖していないと見なされる程度にまで無作為になる。
ひとつの態様において、マップ位置8q22.3に連鎖する核酸は強く連結しており、前記核酸とEDDポリペプチドをコードするゲノム遺伝子間の組み換え頻度が低いほどである。好適には、前記核酸は、それ自体ヒト染色体の8q22.3と8q24.13の領域に位置しているであろうが、少なくともゲノムEddとp53R2遺伝子類またはその部分を含んでいる。
特に断らなければ、ヒトゲノムのマップ位置8q22.3に連鎖する全ての核酸の発現産物は、本発明の文脈範囲において癌の診断に有用であり、Edd遺伝子の発現産物類またはp53R2遺伝子の発現産物を含む。本文では、用語“発現産物”とは、スプライス変異体を含む非処理または処理mRNAのようなゲノム遺伝子の全ての転写産物、または前駆体ポリペプチド、処理ポリペプチドまたは前記ポリペプチドを含む複合体のような全ての翻訳産物を称すると理解されたい。たとえば、EDDポリペプチドを含むたんぱく質−たんぱく質複合体またはDNA−たんぱく質複合体は、明らかに、本文で使用した用語“Edd遺伝子の発現産物”または類似用語の範疇に入る。同様に、p53R2ポリペプチドを含むたんぱく質−たんぱく質複合体またはDNA−たんぱく質複合体は、明らかに、本文で使用した用語“p53R2遺伝子の発現産物”または類似用語の範疇に入る。
先の検討から、本発明が提供する診断方法が、一方では癌細胞を含む疑いのある組織中においてヒトゲノムのマップ位置8q22.3に連鎖する核酸レベルを調べ、または他方では前記核酸の発現産物レベルを調べるために、ある程度の定量化を必要とすることが明らかであろう。このような定量化は、下記に記載のアッセイ中に健常または正常個人由来の適切な参照試料を含めることで簡単にできる。
したがって、前記参考試料は、ひとつの態様において、個人が健常であるかまたは疾患が寛解した時点で採取した同一対象からの細胞または組織を含む。さらに別の態様において、前記参考試料は、健常または正常個人からの細胞または組織を含む。これらの両者の態様において、前記参考試料および被験試料は両者とも、同一時点である必要は必ずしもないが、処理後に両試料から得たデータを比較する。
これとは別に、もし参考試料が実施した各アッセイに含まれていないならば、前記参考試料は健常または正常個人から得た確立データ群から取ることもできる。したがって、ひとつの態様において、前記参考試料は、例えば、完全体の健常範囲についての統計的有意データを試験するなど、健常個人の試料集団研究からのデータを含む。この態様によれば、参照および被験試料を比較するのは、被験試料解析後に実施し、被験試料から得られたデータを試料群から得られたデータと比較することを含む。
本文脈において、用語“健常個人”とは、癌にかかっていないことがわかっている個人を意味し、このような知識は、限定するわけではないが、本文で記載のそれと異なる癌アッセイを含む個人についての臨床データに由来している。本発明は特に癌の早期発見に有用であるので、健常個人が、特定癌に関連する早期症状に関して無症状であることが望ましい。卵巣癌の場合、周知手技を用いた早期発見はむずかしいが、排尿頻度低下、結腸圧低下、および腹部鼓腸および膨満の低下が、その早期段階にある本疾患と関連しており、その結果、健常個人はこうした症状をひとつも有していない。また、このような“健常対象”がこれらの疾患に関連した多くのリスク因子を有していないことが望ましい。原発性乳癌の早期段階または乳癌の発症しやすさの指標類には、例えば、家族歴、異型過形成、胸部良性状態の発生、特に45歳以上の女性における胸部密度増加、放射線被曝および異常胸部外見などが含まれる。原発性肝細胞癌の早期段階またはそれにかかりやすさの指標には、例えば、肝硬変、慢性B型肝炎またはC型肝炎感染、アフラトキシン高含量の食事、腺腫性過形成、腹部(肝)痛または膨満、腹水、脾臓腫脹、ヘモクロマトーシス、アルファ−1−アンチトリプシン欠損、グリコーゲン貯留疾患およびチロシン血症などが含まれる。原発性メラノーマまたは扁平細胞癌の早期段階またはこれらの疾患にかかりやすさの指標には、例えば、皮膚外観の変化、特に太陽に長期にわたりさらされたことまたは放射線損傷に関連している変化、喫煙または噛みタバコ歴、光線性角化症および外陰白板症が含まれる。これら癌のいずれか1つ以上に関連する、例えば皮膚、口腔、咽頭、網、腹部、腹水、リンパ節、肺、肝、脳または骨への転移のような後期症状に苦しんでいる対象または脊髄圧迫、腹部痛または膨満、カルシウムレベル上昇、血清アルファフェトプロテイン増加、BRCA1またはBRCA2遺伝子類または遺伝子発現の変化、慢性痛、または肋骨滲出に苦しんでいる対象もまた、“健常個人”データ群から排除すべきである。
用語“正常個人”とは、前記個人由来の特定試料中においてEdd遺伝子発現産物レベルが正常な個人を意味すると理解される。当業者には公知であろうが、充分に大きい集団試料から得たデータを正規化し、特定パラメータについて平均レベル決定のためのデータ群を作製できる。従って、Edd遺伝子発現レベルは、いかなる個人集団についても調べることができ、さらに、前記個人由来のいかなる試料についても調べることができ、アッセイした試料について決定した発現産物レベルをその後、比較する。このような正規化したデータ群が信頼できる時には、変動を調製するために行う各アッセイにおいて内部対照を含めるのが望ましい。
本発明は、1態様において、対象における癌細胞を検出するための方法を提供し、前記方法は、
(i)前記対象から得た被験試料中におけるヒトゲノムのマップ位置8q22.3に連鎖する核酸レベルを決定すること;および
(ii)健常または正常個人から得た参照試料中における前記核酸レベルと(i)における核酸レベルを比較すること
を含み、正常または健常個人の参照試料に対して被験試料中で上昇している(i)における核酸レベルが、前記対象における癌細胞の存在を示唆することを特徴とする。
(i)前記対象から得た被験試料中におけるヒトゲノムのマップ位置8q22.3に連鎖する核酸レベルを決定すること;および
(ii)健常または正常個人から得た参照試料中における前記核酸レベルと(i)における核酸レベルを比較すること
を含み、正常または健常個人の参照試料に対して被験試料中で上昇している(i)における核酸レベルが、前記対象における癌細胞の存在を示唆することを特徴とする。
前記試料は、好適には、ある組織、または皮膚、口腔組織、胸部、肝、脾臓、卵巣、前立腺、腎臓、子宮、胎盤、頸管、網、結腸、脳、骨、肺、リンパ、尿、精子、血液、腹水および血清から構成される群から選択した組織由来の細胞を含む。このような組織または細胞由来の細胞調製物または核酸調製物は、排除されない。前記試料を固体マトリックス上に調製し、組織分析を行うか、または、これとは別に、例えば、抽出緩衝液または懸濁緩衝液のような適当な溶液中で調製でき、本発明がこのように調製した生物溶液試験にも拡大できることは明らかである。
好適には、本態様に従って求めた核酸は、ゲノムDNAである。本発明のこの態様は、従って、癌診断としてヒトゲノムの本領域中における対立遺伝子アンバランスを調べるために特に適している。
核酸レベル決定のため、当技術で周知の例えばインサイチュハイブリダイゼーション、ミクロサテライトアナリシス、およびミクロアレイ技術などさまざまなプロトコールも、例えば、核酸プローブをプローブとした組織ミクロアレイ、または核酸プローブをプローブとした核酸ミクロアレイ(すなわち、ゲノムDNAミクロアレイまたは増幅DNAミクロアレイ)を用いて利用できる。このようなアッセイフォーマット全てが、本発明に包含される。たとえば、癌リスクが高い、特にヒト対象等の対象の公衆衛生スクリーニングのような多数の試料のスクリーニングを高処理速度で行うため、ミクロアレイ技術は好適なアッセイフォーマットである。当業者にはわかるであろうが、核酸ハイブリダイゼーションに基づくかまたは増幅に基づく手法としてミクロサテライトアナリシスなどがあるが、これらは、容易にミクロアレイ技術に適応させることができる。
好適な態様において、核酸レベルは、少なくとも低緊縮ハイブリダイゼーション条件下で被験試料中のEDDたんぱく質をコードするゲノムDNAに核酸プローブをハイブリダイズさせることおよび検出手段を用いてこのハイブリダイゼーションを検出することによって、求める。同様に、健常または正常個人から得た参照試料中EDDたんぱく質をコードするゲノムDNAレベルは、少なくとも低緊縮ハイブリダイゼーション条件下で前記参照試料中のEDDをコードするゲノムDNAに核酸プローブをハイブリダイズさせることおよび検出手段を用いてこのハイブリダイゼーションを検出することによって、求める。
核酸ハイブリダイゼーションに基づく手法のため、長い核酸プローブよりも短いプローブを低緊縮ハイブリダイゼーション(すなわち、低温度および/または高塩濃度および/または高界面活性剤濃度)でハイブリダイズさせる。一般的に、ハイブリダイゼーションは、前記プローブを含むDNA二重鎖の理論的融点(Tm)よりもはるかに低い温度で行う。たとえば、本文に例示したオリゴヌクレオチドプローブ類は、約55℃から約60℃の範囲のTm計算値を有し、このことは、このようなプローブを必要とするハイブリダイゼーションは、室温から約45℃、好適には約40℃から約45℃(すなわち、低緊縮から中度緊縮条件)の範囲の温度で実行しなければならない。この条件は、ヌクレオチド約100個よりも長い核酸プローブ類について約65℃の標準的ハイブリダイゼーション温度(すなわち、中度から高度緊縮ハイブリダイゼーション条件)と対照的である。
これらの診断アッセイに使用すべき緊縮レベルを定義する目的で、本文では、低緊縮を、ハイブリダイゼーションおよび/または洗浄を28℃の6×SSC緩衝液、0.1%(w/v)SDSまたは等価条件下で行うことと定義する。中度緊縮とは、ハイブリダイゼーションおよび/または洗浄を45℃から65℃の範囲の温度で2×SSC緩衝液、0.1%(w/v)SDSまたは等価条件下で行うことと定義する。高度緊縮とは、ハイブリダイゼーションおよび/または洗浄を少なくとも65℃の温度で0.1×SSC緩衝液、0.1%(w/v)SDSまたはより低い塩濃度または等価条件下で行うことと定義する。本文で特定レベルの緊縮に言及する際には、当業者に公知のSSC以外の洗浄/ハイブリダイゼーション溶液を用いる等価条件を包含する。
一般的に、前記緊縮は、SSC緩衝液濃度を下げるかおよび/またはSDS濃度を高めるか、および/またはハイブリダイゼーションおよび/または洗浄温度を高めることによって高める。当業者は、ハイブリダイゼーションおよび/または洗浄条件を、試料DNA支持に用いたハイブリダイゼーションマトリックスの性質または使用したハイブリダイゼーションプローブの種類に応じて変化させることができることがわかるであろう。
ひとつの態様において、前記試料またはプローブを固体マトリックスまたは表面(例 ニトロセルロース)に固定する。高処理スクリーニングのため、前記試料またはプローブは、一般に、ガラスまたは他の固体マトリックス上の核酸アレイを含み、例えば、WO96/17958に記載されている。高濃度アレイ作製技術は、例えば、Fodor et al.,Science 767−773、1991および米国特許5,143,854に記載されている。他のアッセイフォーマットの典型的プロトコールは、例えば、Current Protocols In Molecular Biology,Unit2(Northern Blotting)、Unit4(Southern Blotting)およびUnit18(PCR分析)、Frederick M. Ausubul et al.(編著)、1195でわかる。
本発明のこの見地による検出手段は、例えば、核酸ハイブリダイゼーションまたは増幅反応(例 PCR)、核酸配列に基づく増幅(NASBA)システム、逆ポリメラーゼチェーン反応(iPCR)またはインサイチュポリメラーゼチェーンリアクションのようないかなる核酸ベース検出手段であってもよい。
前記プローブには、同定可能なシグナルを産生するレポーター分子(例 32P、35Sのような放射性同位元素、または蛍光またはビオチン化分子またはTAMRA、FAM、ROCなどのような着色色素)により標識できる。この態様によれば、当業者は、前記レポーター分子の検出により、ハイブリダイゼーション反応の後に前記プローブの同定ができ、試料中の対応するヌクレオチド配列の検出が円滑になることに気づく。さらにプローブを用いて、単一プローブを用いて得たアッセイ結果を確認できる。
前記検出手段が、例えばポリメラーゼチェーン反応または核酸配列ベース増幅(NASBA)システムまたはその修飾物のような増幅反応である場合、少なくとも長さが約20個の隣接ヌクレオチド類の1種以上の核酸プローブ分子をゲノムDNAにハイブリダイズさせ、前記テンプレートの核酸コピーを酵素的に増幅する。
当業者は、前記プローブと試料テンプレート分子のヌクレオチド配列に充分に高いヌクレオチド配列同一性が、ハイブリダイゼーションが起こるために必要であることがわかるであろう。先にも述べたように、緊縮条件を選択し、ハイブリダイゼーションを促進できる。
ひとつのフォーマットにおいて、ハイブリダイズしたプローブが干渉領域における核酸の5’から3’への合成を熱安定性DNAポリメラーゼ酵素の制御下に促進するように位置するように、核酸PCRは、非相補性プローブ類が二重鎖核酸テンプレート分子(すなわち、DNA/DNAテンプレート)の異なる鎖にハイブリダイズすることを必要とする。本態様によれば、本文に述べたように、1個のセンスプローブと1個のアンチセンスプローブを用いる。
本文に記載の態様のバリエーションが、McPherson et al.,PCR:A Practical Approach.(シリーズ編著、D.Rickwood およびB.D.Hames)、IRL Press Limited,Oxford,pp1−253、1991によって詳細に記載されている。
前記プローブは、ひとつの態様において、非コード核酸(すなわち、イントロン、5’上流領域または3’非翻訳領域)を検出する。例示のため、配列番号5と6に記載のヌクレオチド配列を用いて、卵巣癌、肝細胞癌、乳癌、扁平細胞癌および転移性メラノーマに関連する8q22.3と8q24.13との間のマップ位置のヒトゲノム領域における対立遺伝子アンバランスをうまく検出する“CEDD”と称されるミクロサテライトを含む核酸を増幅させる。ミクロサテライトCEDDはまた、漿液性卵巣癌を他の上皮起源の卵巣癌からうまく識別する。
ミクロサテライトCEDDを含む増幅産物のヌクレオチド配列を配列番号7に記載し、当業者に公知のように、この増幅断片もまた、上記癌、特に卵巣癌診断目的のため本文に記載のアッセイフォーマットにより対象のゲノムDNAに直接ハイブリダイズさせるために有用である。
本文の他の例示的態様において、本発明は、明らかに、乳癌検出のためヒトゲノムのこの領域における対立遺伝子アンバランス検出のため核酸プライマー類および増幅されたプローブ類(例 配列番号24および25)を提供するが、これらは、EDDたんぱく質をコードする遺伝子のイントロン領域を増幅する。CEDDミクロサテライトについて述べたように、配列番号24および25に記載のプライマー類を用いて増幅した核酸は、ハイブリダイゼーションプローブとして有用であり、本発明はこのような用途も包含することが明らかである。
ひとつの態様において、上記に述べた増幅反応検出手段をさらに旧来のハイブリダイゼーション反応検出手段に結合させ、前記増幅反応に用いたプローブのいずれとも異なるプローブによる増幅DNAをハイブリダイズさせることによるなどのように、本発明の感度ならびに特異性をさらに増加させる。
別の態様において、上記で述べた前記ハイブリダイゼーション反応検出手段をさらに、前記第1ハイブリダイゼーション反応に用いたプローブと異なるプローブを用いる第2のハイブリダイゼーション段階に結合させる。
本発明により実施すべき比較には、プローブ産生シグナルの肉眼的比較、またはこれとは別に、例えばサンプル間変動を許容するために補正または正規化したデータのようなシグナルから積算したデータの比較ができる。このような比較は、当業者によって容易に実施できる。
本方法は、ひとつの態様において、さらに、ひとつ以上の適切な対象(すなわち、被験個人および/または参考試料提供に適したひとつ以上の対象)由来被験試料および/または参考試料を単離することを含む。この点において、参考試料および被験試料を同一対象から異なる時点で単離すること、または同一対象の異なる組織から単離することも本発明の範囲に含まれる。好適には、前記被験試料および参考試料は、同一組織種類または同一種類の細胞を含む組織由来である。
ひとつの態様において、被験試料および/または参考試料(類)は、対象(類)から先に得られている。
本発明は、別の態様において、対象における癌を診断するかまたは癌再発を予想する方法を提供し、前記対象試料中におけるヒトゲノムのマップ位置8q22.3に連鎖する核酸によってコードされるmRNAまたはたんぱく質のレベルを決定することを含み、前記mRNAまたはたんぱく質のレベル上昇が、前記対象における癌の再発を示唆することを特徴とする。
ひとつの態様において、ヒトゲノムのマップ位置8q22.3に連鎖する核酸によってコードされるmRNAは、EDDたんぱく質をコードする。好適には、前記mRNAは、配列番号1または配列番号3に記載の配列、またはその断片を含む。非常に好適には、前記mRNAは、配列番号2または配列番号4に記載の配列またはその断片を含むたんぱく質をコードする。
ひとつの態様において、ヒトゲノムのマップ位置8q22.3に連鎖する核酸によってコードされるたんぱく質は、EDDたんぱく質である。好適には、ヒトゲノムのマップ位置8q22.3に連鎖する核酸によってコードされるたんぱく質は、配列番号2または配列番号4に記載の配列またはその断片を含む。
マップ位置8q22.3に連鎖する核酸によってコードされるmRNAまたはたんぱく質の量を決定する方法は、当該技術において周知でありおよび/または本文に記載されている。
本文に例示したように、EDD mRNAおよびEDDたんぱく質の発現レベルは、卵巣癌の治療を受けた対象における前記癌の再発を予測する。本文では、用語“再発”または“再燃”は、癌の治療後対象がさらに癌を発生させることを意味するとして理解される。再発した癌は、患者が治療を受けた癌と同一形状であることもあるし、または転移した癌の症例の場合のように異なる形状の癌であることもある。
別の態様において、本発明は、ヒトゲノム領域における対立遺伝子アンバランスを検出するための方法を提供し、前記方法は、ゲノムDNAと核酸プローブまたはプライマーをハイブリダイズさせそのハイブリダイゼーションを検出することを含み、前記プローブまたはプライマーが、
(i)配列番号5に記載の配列;
(ii)配列番号6に記載の配列;
(iii)配列番号7に記載の配列;
(iv)配列番号24に記載の配列;
(v)配列番号25に記載の配列;および
(vi)PCRにおける増幅プライマーとしての(i)から(v)のいずれか1つを用いて増幅産生された核酸断片の配列
から構成される群から選択されたヌクレオチド配列を含む。
(i)配列番号5に記載の配列;
(ii)配列番号6に記載の配列;
(iii)配列番号7に記載の配列;
(iv)配列番号24に記載の配列;
(v)配列番号25に記載の配列;および
(vi)PCRにおける増幅プライマーとしての(i)から(v)のいずれか1つを用いて増幅産生された核酸断片の配列
から構成される群から選択されたヌクレオチド配列を含む。
核酸検出のための上述の態様類は、本発明のこの態様に対して必要な変更を加えて適用されるべきである。好適には、前記ハイブリダイゼーションは、PCR反応において前記プローブまたはプライマーを用いて核酸を増幅するかまたは前記プローブを適当なレポーター分子で標識し、このレポーター分子が産生したシグナルを検出することによって、検出する。
本発明はまた別の態様において、対象における癌細胞を検出するための方法を提供し、前記方法は、
(i)前記対象から得た被験試料中において発現したヒトゲノムのマップ位置8q22.3に連鎖する核酸によってコードされるmRNAのレベルを決定すること;および
(ii)健常または正常個人から得た参照試料中で発現したヒトゲノムのマップ位置8q22.3に連鎖する核酸によってコードされるmRNAのレベルと(i)で決定したmRNAレベルを比較すること、
を含み、
健常または正常個人から得た参照試料に対して被験試料中で上昇した(i)におけるmRNAレベルが前記対象中における癌細胞の存在を示唆することを特徴とする。
(i)前記対象から得た被験試料中において発現したヒトゲノムのマップ位置8q22.3に連鎖する核酸によってコードされるmRNAのレベルを決定すること;および
(ii)健常または正常個人から得た参照試料中で発現したヒトゲノムのマップ位置8q22.3に連鎖する核酸によってコードされるmRNAのレベルと(i)で決定したmRNAレベルを比較すること、
を含み、
健常または正常個人から得た参照試料に対して被験試料中で上昇した(i)におけるmRNAレベルが前記対象中における癌細胞の存在を示唆することを特徴とする。
ひとつの態様において、前記mRNAはEDDたんぱく質をコードする。別の態様において、前記mRNAは、p53R2たんぱく質をコードする。
用語“EDDたんぱく質をコードするmRNA”とは、配列番号2または4と少なくとも約80%の同一性を有するEDDポリペプチドをコードするmRNAを意味し、さらに好適には配列番号1または3に記載のヌクレオチド配列と少なくとも約80%、さらに好適には少なくとも約95%およびさらに好適には少なくとも約99%の同一性を有するヌクレオチド配列を含むmRNAを意味する。
ヒトゲノムのこの領域における対立遺伝子アンバランスを検出するための上記で述べた組織試料、一般的ハイブリダイゼーションおよび増幅方法、および検出および分析方法は、いかなる不当な実験を行うこともなく、mRNAの検出に必要な変更を加えて適用される。これとは別にまたはさらに、患者試料中においてEDDたんぱく質またはp53R2たんぱく質をコードするmRNAレベルは、例えばmRNAに対するインサイチュハイブリダイゼーション、ノーザンブロット法、またはRT−PCR分析(例えば、レーザー捕捉ミクロ切断試料について行う)のような当該技術で周知のこれらの操作を修飾して分析する。ミクロアレイ技術は、試料の高処理スクリーニングのためこのような態様に容易に適用される。
ハイブリダイゼーションに基づく手法において、リボプローブの用途は特に好適であり、RNA/RNA二重鎖はRNA/DNA二重鎖よりもより安定であることがその理由である。DNA/DNAハイブリダイゼーションと同様、RNA/DNAまたはRNA/RNAハイブリダイゼーションおよび/または洗浄の条件は、試料RNAを支持するために用いたハイブリダイゼーションマトリックスの性質または使用したハイブリダイゼーションプローブの種類に応じて変わるであろう。
RT−PCRまたはその変形のため、長さが少なくとも約20個の隣接ヌクレオチド類の1種以上の核酸プローブ分子を、標的mRNAから逆転写したcDNAまたはcRNAにハイブリダイズさせ、核酸プライマーを用いて前記テンプレートの核酸コピーを酵素的に増幅する。RT−PCRは、遺伝子発現レベルを決定することを望む時特に有用である。また、mRNA/DNAハイブリッド分子類をこのような増幅反応のテンプレートとして使用することも当業者に公知であり、その結果、第1鎖cDNA合成が増幅反応前に行うことが必要な全てである。本文に記載の態様の変形も、McPherson et al.,PCR:A Practical Approach(シリーズ編著、D. RickwoodおよびB.D.Hames)、IRL Press Limited,Oxford.pp.1−253、1991に詳細に述べられている。
上記方法はさらに、ひとつの態様において、ひとつ以上の適切な対象(すなわち、被験個人および/または参考試料提供に適したひとつ以上の対象)由来被験試料および/または参考試料を単離することを含む。この点において、参考試料および被験試料を同一対象から異なる時点で単離すること、または同一対象の異なる組織から単離することも本発明の範囲に含まれる。好適には、前記被験試料および参照試料は、同一組織種類または同一種類の細胞を含む組織由来である。
ひとつの態様において、被験試料および/または参照試料(類)は、対象(類)から先に得られている。
本文で例示したように、配列番号26から30、33または34、37、38、または40のいずれかひとつに記載のヌクレオチド配列を有するプローブ類およびプライマー類を用いて乳癌細胞を検出する。ミクロサテライト検出と同様に、配列番号26から30、33または34、37、38、または40のいずれかひとつに記載の核酸プライマー類をプローブとして用いて、核酸を直接検出する。ミクロサテライト検出と同様に、配列番号26から30、33または34、37、38、または40のいずれかひとつによって増幅された核酸も、ハイブリダイゼーションプローブとして有用で、本発明がこのような用途を包含することは明らかである。
本発明の別の態様は、上記記載の態様によって癌を検出するための核酸プローブに関する。
本発明は、ひとつの態様において、下記:
(i)配列番号4に記載のアミノ酸配列をコードする配列で、前記アミノ酸配列が配列VLLLPLを欠損している;
(ii)配列番号3に記載の配列;
(iii)配列番号5に記載の配列;
(iv)配列番号6に記載の配列;
(v)配列番号7に記載の配列;
(vi)配列番号24に記載の配列;
(vii)配列番号25に記載の配列;
(viii)PCRにおいて(vi)および(vii)を増幅プライマーとして用いる増幅によって産生された核酸断片の配列;
(ix)配列番号26に記載の配列;
(x)配列番号27に記載の配列;
(xi)PCRにおいて(ix)および(x)を増幅プライマーとして用いる増幅によって産生された核酸断片の配列;
(xii)配列番号28に記載の配列;
(xii)配列番号29に記載の配列;
(xiii)配列番号30に記載の配列;
(xiv)PCRにおいて(xii)および(xiii)を増幅プライマーとして用いる増幅によって産生された核酸断片の配列;
(xv)配列番号33に記載の配列;
(xvi)配列番号34に記載の配列;
(xvii);PCRにおいて(xv)および(xvi)を増幅プライマーとして用いる増幅によって産生された核酸断片の配列;
(xviii)配列番号37に記載の配列;
(xix)配列番号38に記載の配列;
(xx)PCRにおいて(xviii)および(xix)を増幅プライマーとして用いる増幅によって産生された核酸断片の配列;
(xxi)配列番号40に記載の配列;および
(xxii)(i)から(xxi)までのいずれかひとつに相補性の配列
から構成される群から選択されたヌクレオチド配列を含む癌細胞を検出するための単離核酸分子を提供する。
(i)配列番号4に記載のアミノ酸配列をコードする配列で、前記アミノ酸配列が配列VLLLPLを欠損している;
(ii)配列番号3に記載の配列;
(iii)配列番号5に記載の配列;
(iv)配列番号6に記載の配列;
(v)配列番号7に記載の配列;
(vi)配列番号24に記載の配列;
(vii)配列番号25に記載の配列;
(viii)PCRにおいて(vi)および(vii)を増幅プライマーとして用いる増幅によって産生された核酸断片の配列;
(ix)配列番号26に記載の配列;
(x)配列番号27に記載の配列;
(xi)PCRにおいて(ix)および(x)を増幅プライマーとして用いる増幅によって産生された核酸断片の配列;
(xii)配列番号28に記載の配列;
(xii)配列番号29に記載の配列;
(xiii)配列番号30に記載の配列;
(xiv)PCRにおいて(xii)および(xiii)を増幅プライマーとして用いる増幅によって産生された核酸断片の配列;
(xv)配列番号33に記載の配列;
(xvi)配列番号34に記載の配列;
(xvii);PCRにおいて(xv)および(xvi)を増幅プライマーとして用いる増幅によって産生された核酸断片の配列;
(xviii)配列番号37に記載の配列;
(xix)配列番号38に記載の配列;
(xx)PCRにおいて(xviii)および(xix)を増幅プライマーとして用いる増幅によって産生された核酸断片の配列;
(xxi)配列番号40に記載の配列;および
(xxii)(i)から(xxi)までのいずれかひとつに相補性の配列
から構成される群から選択されたヌクレオチド配列を含む癌細胞を検出するための単離核酸分子を提供する。
本文では、用語“核酸”は、全ての一重鎖または二重鎖RNA、DNA、cDNA、cRNA、または合成オリゴヌクレオチドか、またはこれとは別にRNA、DNA、cDNA、cRNAまたは合成オリゴヌクレオチドのアナログを意味する。“核酸”とは、また、cDNA分子と等価の全てのゲノム遺伝子を含む。
本発明の単離核酸は、ヒトまたは非ヒト哺乳類由来の核酸にハイブリダイゼーションするであろう。
EDDたんぱく質を含むたんぱく質複合体類およびその診断用途
本発明者らは、また、ヒトゲノムのマップ位置8q22.3に連鎖する遺伝子の数個の発現産物を同定し、前記発現産物はそれぞれ、腫瘍サプレッサー活性またはセルサイクル調節活性またはDNA修復活性を有するたんぱく質、プロゲステロンレセプターたんぱく質、核標的たんぱく質、およびカルシウム/インテグリン結合たんぱく質(CIB)から構成される群から選択されるたんぱく質とのEDDたんぱく質のたんぱく質−たんぱく質相互作用から構成される。前記相互作用は、対象における、DNA損傷、例えばプロゲスチン感受性腫瘍化または腫瘍増殖のような、細胞におけるプロゲステロン媒介効果、細胞中におけるユビキチン媒介たんぱく分解、または血管形成変化、を検出するために有用な新規たんぱく質−たんぱく質複合体を提供する。新規たんぱく質−たんぱく質複合体類はまた、例えば抗体類のような診断試薬類を作製するために有用である。当業者には公知であろうが、抗体類はまた、治療適用のために有用である。さらに、この新規たんぱく質−たんぱく質複合体類は、例えば、過増殖性障害の治療のため前記たんぱく質−たんぱく質相互作用に対する小分子アゴニスト類またはアンタゴニスト類を含む調節性化合物類を同定するため、細胞増殖を防止し、または損傷DNAの修復増大のため、または損傷DNAを有するかおよび/または腫瘍細胞である細胞を標的化するためのアッセイ基盤を形成する。
本発明者らは、また、ヒトゲノムのマップ位置8q22.3に連鎖する遺伝子の数個の発現産物を同定し、前記発現産物はそれぞれ、腫瘍サプレッサー活性またはセルサイクル調節活性またはDNA修復活性を有するたんぱく質、プロゲステロンレセプターたんぱく質、核標的たんぱく質、およびカルシウム/インテグリン結合たんぱく質(CIB)から構成される群から選択されるたんぱく質とのEDDたんぱく質のたんぱく質−たんぱく質相互作用から構成される。前記相互作用は、対象における、DNA損傷、例えばプロゲスチン感受性腫瘍化または腫瘍増殖のような、細胞におけるプロゲステロン媒介効果、細胞中におけるユビキチン媒介たんぱく分解、または血管形成変化、を検出するために有用な新規たんぱく質−たんぱく質複合体を提供する。新規たんぱく質−たんぱく質複合体類はまた、例えば抗体類のような診断試薬類を作製するために有用である。当業者には公知であろうが、抗体類はまた、治療適用のために有用である。さらに、この新規たんぱく質−たんぱく質複合体類は、例えば、過増殖性障害の治療のため前記たんぱく質−たんぱく質相互作用に対する小分子アゴニスト類またはアンタゴニスト類を含む調節性化合物類を同定するため、細胞増殖を防止し、または損傷DNAの修復増大のため、または損傷DNAを有するかおよび/または腫瘍細胞である細胞を標的化するためのアッセイ基盤を形成する。
したがって、本発明の1態様は、単離されたまたは組み換えたんぱく質複合体を提供し、
(i)EDDたんぱく質または腫瘍サプレッサー活性を有するたんぱく質、セルサイクル調節活性を有するたんぱく質、DNA修復または損傷に関連するたんぱく質、核標的たんぱく質、プロゲステロンレセプターたんぱく質および血管形成に関連するたんぱく質から構成される群から選択されるたんぱく質に結合できるEDDたんぱく質部分;および
(ii)腫瘍サプレッサー活性を有するたんぱく質、セルサイクル調節活性を有するたんぱく質、DNA修復または損傷に関連するたんぱく質、核標的たんぱく質、プロゲステロンレセプターたんぱく質および血管形成に関連するたんぱく質から構成される群から選択される核たんぱく質、または前記EDDたんぱく質若しくはEDDたんぱく質の前記部分に結合するのに充分な前記たんぱく質部分
を含む。
(i)EDDたんぱく質または腫瘍サプレッサー活性を有するたんぱく質、セルサイクル調節活性を有するたんぱく質、DNA修復または損傷に関連するたんぱく質、核標的たんぱく質、プロゲステロンレセプターたんぱく質および血管形成に関連するたんぱく質から構成される群から選択されるたんぱく質に結合できるEDDたんぱく質部分;および
(ii)腫瘍サプレッサー活性を有するたんぱく質、セルサイクル調節活性を有するたんぱく質、DNA修復または損傷に関連するたんぱく質、核標的たんぱく質、プロゲステロンレセプターたんぱく質および血管形成に関連するたんぱく質から構成される群から選択される核たんぱく質、または前記EDDたんぱく質若しくはEDDたんぱく質の前記部分に結合するのに充分な前記たんぱく質部分
を含む。
本文では、用語“腫瘍サプレッサー活性を有するたんぱく質”とは、例えば、DNA損傷に対する細胞性応答を活性化させるか、DNA修復の補助、DNA損傷後の(たとえば、BRCA1またはBRCA2と相互作用し、それらをリン酸化することにより、DNA損傷後にBRCA1またはBRCA2が生存を回復できるようにすることによって)生存を回復することによって、または腫瘍細胞の細胞性増殖を(例えば、p53のような腫瘍サプレッサーたんぱく質を安定化させ、それによってG1におけるセルサイクルアレストを起こさせることによって)防止することによって、腫瘍化または腫瘍増殖を抑制するか、低下させるかまたは防止することに関与していることが公知であるか、またはそのように考えられている全てのたんぱく質またはポリペプチドを意味すると理解すべきである。このような機能的振り分けは、当該技術において、腫瘍サプレッサー活性を有するたんぱく質をコードする遺伝子類において変異の効果を調べるか、または腫瘍化または腫瘍増殖に及ぼす直接効果を示した経験的データによって容易に決定される。好適には、腫瘍サプレッサー活性を有するたんぱく質は、核たんぱく質であろう。本文脈において、腫瘍サプレッサー活性を有する例示的たんぱく質には、セリン/スレオニンプロテインキナーゼのCDS1サブファミリメンバー、p53(TP53)、TNF−アルファ、HSP70、エストロゲンレセプター、アンドロゲンレセプター、プロゲステロンレセプター、HRAS1−VNTR、CHK2、BRCA1、BRCA2、AIB1、NAT1、NAT2、XRCC1、XRCC2、XRCC5、C1B、インポーチンアルファ−1、インポーチンアルファ−3、およびインポーチンアルファ−5を含む。
好適な態様において、前記腫瘍サプレッサー活性を有するたんぱく質は、配列番号9、11、13、15、17、19、21または23のいずれかひとつに記載の配列に対して少なくとも約80%の同一性を有するアミノ酸配列を含む。
命名目的のため、配列番号9に記載のアミノ酸配列は、ヒトインポーチンアルファ−1たんぱく質(すなわち、カリオフェリンアルファ−2)から構成され、それは、配列番号8に記載のヌクレオチド配列の133位から1722位のヌクレオチドによってコードされる。配列番号11に記載のアミノ酸配列は、ヒトインポーチンアルファ−3たんぱく質(すなわち、カリオフェリンアルファ−4)から構成され、それは、配列番号10に記載のヌクレオチド配列の10位から1575位のヌクレオチドによってコードされる。配列番号13に記載のアミノ酸配列は、ヒトインポーチンアルファ−5たんぱく質(すなわち、カリオフェリンアルファ−1)から構成され、それは、配列番号12に記載のヌクレオチド配列の47位から1663位のヌクレオチドによってコードされる。配列番号15に記載のアミノ酸配列は、ヒトプロゲステロンレセプターたんぱく質(PR)から構成され、それは、配列番号14に記載のヌクレオチド配列の176位から2977位のヌクレオチドによってコードされる。配列番号17に記載のアミノ酸配列は、ヒトCIB/KIPたんぱく質から構成され、それは、配列番号16に記載のヌクレオチド配列の67位から642位のヌクレオチドによってコードされる。配列番号19に記載のアミノ酸配列は、ヒトCHK2たんぱく質(すなわち、トランスクリプトバリアント1)から構成され、それは、配列番号18に記載のヌクレオチド配列の762位から2393位のヌクレオチドによってコードされる。配列番号21に記載のアミノ酸配列は、ヒトCHK2たんぱく質(すなわち、トランスクリプトバリアント2)から構成され、それは、配列番号20に記載のヌクレオチド配列の762位から2306位のヌクレオチドによってコードされる。配列番号23に記載のアミノ酸配列は、ヒトBRCA2たんぱく質から構成され、それは、配列番号22に記載のヌクレオチド配列の229位から10,485位のヌクレオチドによってコードされる。
さらに好適には、腫瘍サプレッサー活性を有するたんぱく質は、配列番号19,21または23のいずれかひとつに記載の配列に対して少なくとも約80%の同一性(すなわち、ヒトCHK2たんぱく質またはヒトBRCA2たんぱく質に対して少なくとも80%の同一性)を有するアミノ酸配列またはEDDたんぱく質に結合するのに充分なその部分を含むであろう。
当業者は、CHK2がセリン/スレオニンたんぱく質キナーゼ類のCDS1サブファミリの核セルサイクルチェックポイント制御たんぱく質であり、DNA修復機能を有することに気づくであろう。CHK2は、DNA損傷に対する応答において活性化に必須のフォーク先端部会合たんぱく質相互作用ドメインを含み、複製ブロックとDNA損傷に応答して迅速にリン酸化される。活性化されると、コードされたたんぱく質は、CDC25Cホスファターゼを阻害し、有糸分裂に入るのを防止することが知られている。CHK2もまたBRCA1たんぱく質と相互作用し、BRCA1をリン酸化させ、それによって、BRCA1がDNA損傷後も生存を回復できるようにする。CHK2はまた、腫瘍サプレッサーたんぱく質p53(TP53)を安定化させることにより、おそらく腫瘍サプレッサー活性を有しており、G1相でセルサイクルが停止することになる。
当業者は、BRCA2が、若年発生乳癌のリスク上昇に関連付けられているBRCA2コード遺伝子における変異、特に微細欠損による腫瘍サプレッサーたんぱく質であることにも気づくであろう。また、BRCA2はまた、二重鎖切断修復および/または相同組み換えの活性化にも関連している。BRCA1とBRCA2の性質が類似していることは、例えばそれらが生化学的複合体中に共局在していることや機能類似で示され、このことは、これらのたんぱく質類が同一遺伝経路で機能することを示唆している。BRCA1およびBRCA2のアミノ酸配列は、転写活性化たんぱく質ドメインを含む。
“セルサイクル調節活性を有するたんぱく質”とは、このたんぱく質が単独でまたは1種以上の他のたんぱく質類または核酸と共同して機能し、セルサイクル進行を進めるかまたはセルサイクルのある段階から別の段階への進行を阻害することを意味する。好適なセルサイクル調節たんぱく質類は、細胞がG1からG2相に進行するのを調節するか、または細胞が有糸分裂に入るのを調節する。このような機能的振り分けが、セルサイクル調節活性を有するたんぱく質をコードする遺伝子中の変異効果を調べることによって、またはセルサイクル進行に及ぼす直接効果を示す経験的データによって、または公知のセルサイクル調節たんぱく質類とのたんぱく質−たんぱく質相互作用を分析することによって、当該技術で容易に決定される。好適には、セルサイクル調節活性を有するたんぱく質は、核たんぱく質であろう。本文脈内でセルサイクル調節活性を有する例示的たんぱく質類には、セリン/スレオニンプロテインキナーゼ類のCDS1サブファミリのメンバー、Cdc25、CDC2a、サイクリン依存性キナーゼ(CDK)、CDK阻害剤、分裂促進因子性のサイクリン(例 サイクリンA、 サイクリンB、 サイクリンDなど)、p53(TP53)、およびCHK2が含まれる。
ひとつの好適な態様において、腫瘍サプレッサー活性を有するたんぱく質は、配列番号19または21のいずれかひとつに記載の配列に少なくとも約80%の同一性を有するアミノ酸配列を含むであろう。
当業者は、先の記載から、Cdc25、CHK2およびTP53たんぱく質類が本文の文脈内でセルサイクル調節たんぱく質類として作用することに気づくであろう。特に好適な態様において、セルサイクル調節活性を有するたんぱく質は、CHK2(配列番号19または21)またはEDDたんぱく質に結合するのに充分なその部分である。
“DNA修復または損傷関連たんぱく質”とは、DNA修復調節に機能し、DNA損傷によって活性化されるかまたはそうでない場合には二重鎖切断修復、DNAミスマッチ修復、相同性組み換えまたはDNA末端連結事象を細胞中でまたはインビトロで活性化する核たんぱく質を意味している。このような機能性振り分けは、前記たんぱく質をコードする遺伝子中の変異効果を調べるか、またはDNA損傷に応答するかおよび/またはDNA修復を受けるかおよび/または相同組み換えまたはDNA末端連結を活性化する細胞能力に及ぼす直接効果を示す経験的データによって、容易に決定される。本文の文脈内でDNA修復または損傷に関連する例示的たんぱく質類には、セリン/スレオニンプロテインキナーゼ類のCDS1サブファミリのメンバー、BRCA1、BRCA2、CIB/KIP、TP53、MLH1、MSH2、ATM、CHK2、XRCC1、XRCC2、XRCC5およびインポーチンアルファ−5が含まれる。
ひとつの好適な態様において、DNA損傷または修復関連たんぱく質は、配列番号13、17、19、21または23のいずれかひとつに記載の配列に少なくとも約80%の同一性を有するアミノ酸配列を含むであろう。
特に好適な態様において、DNA損傷または修復に関連するたんぱく質は、CHK2たんぱく質(配列番号19または21)、BRCA2たんぱく質(配列番号23)、CIBたんぱく質(配列番号17)およびインポーチンアルファ−5たんぱく質(配列番号13)またはEDDたんぱく質に結合するのに充分なその部分からなる群より選択される。
当業者は、先の記載から、BRCA2およびCHK2たんぱく質類がDNA損傷または修復に関連しており、DNA損傷チェックポイント制御たんぱく質類として主に作用することに気づくであろう。当業者らはまた、CIBたんぱく質がカルシウム結合たんぱく質ファミリのメンバーであり、DNA依存性プロテインキナーゼと相互作用し、その結果、当該技術でDNA末端連結事象のキナーゼ−ホスファターゼ制御において役割を果たすことに気づくであろう。またこのCIBたんぱく質は、インテグリンアルファ(IIb)ベータ(3)と相互作用し、このことは、このたんぱく質がインテグリンアルファ(IIb)ベータ(3)の制御分子であることを示唆できる。当業者は、また、インポーチンアルファ−5たんぱく質がds−DNA切断修復に関与していることにも気づくであろう。インポーチンアルファ−5はまた、V(D)J組み換え中においてRAG1が必要とし、このプロセスがイムノグロブリンおよびT細胞レセプターをコードする遺伝子が産生させるプロセスである。
“核標的化たんぱく質”とは、サイトゾルから核へのたんぱく質の移動を補佐するシャペロニンたんぱく質を意味する。核へのたんぱく質類の移入には、このたんぱく質が核エンベロープにエネルギー非依存性に結びつくことと、核の孔複合体を介してエネルギー依存的に移動することが必要である。本文の文脈において、核標的化たんぱく質は、これらのプロセスのひとつまたは両者を促進するであろう。このような機能性振り分けは、前記たんぱく質をコードする遺伝子中の変異効果を調べるか、たんぱく質の核局在を促進するたんぱく質の能力に及ぼす直接効果を示す経験的データによって、容易に決定される。例示的核標的化たんぱく質類には、インポーチンアルファ−1(配列番号9)、インポーチンアルファ−3(配列番号11)およびインポーチンアルファ−5(配列番号13)が含まれる。
ひとつの好適な態様において、前記核標的化たんぱく質は、配列番号9、11または13のいずれかひとつに記載の配列に少なくとも約80%の同一性を有するアミノ酸配列を含むであろう。
当業者は、インポーチンアルファ−1およびインポーチンアルファ−3がDNAヘリカーゼQ1たんぱく質の核局在配列(NLS)およびSV40 T抗原のNLSと相互作用し、前記たんぱく質類をこれらのたんぱく質の核移動において核エンベロープまたは核孔複合体に結びつけることに気づくであろう。これらのインポーチンは、また、当該技術において、V(D)J組み換えに役割を果たしていると考えられている。
“核局在配列”すなわち“NLS”とは、塩基性アミノ酸類の短い領域またはアミノ酸約10個分だけ離れて存在する2個のこうした領域を意味し、これは、たんぱく質の核局在、特にインポーチンたんぱく質によって媒介された運搬に必要である。
用語“プロゲステロンレセプターたんぱく質”の機能的意味は、先の記載から明白であろう。プロゲステロンレセプターたんぱく質の構造を定義する目的で、配列番号15に記載のアミノ酸配列が提供される。配列番号15の変異体は例えばそれに対して少なくとも約80%の同一性を有するたんぱく質類であり、これらもまた本発明の範囲に含まれるが、唯一、この変異体が機能性のプロゲステロンレセプターであるか、または機能性プロゲステロンレセプターたんぱく質に由来していることが必須である。ヒトプロゲステロンレセプターたんぱく質は、本発明者らがEDDたんぱく質に結合することを明らかにしている。
“血管形成関連たんぱく質”とは、対象において直接的または間接的に(例えば、血管形成を増大させるたんぱく質の発現を誘発させるか、または血管形成を増大させるかまたは阻害するたんぱく質と相互作用することによって)新規血管発生を増大させるように機能するたんぱく質を意味する。好適には、前記たんぱく質は、血管形成活性に関連しており、それによって、用語“血管形成活性”とは、新規血管をデノボで形成することを意味すると理解される。血管形成プロセスの結果、インサイチュで中胚葉細胞が内皮細胞に分化し、それが初期の血管網に組織化される。多くの強力な腫瘍類(例 メラノーマ腫瘍細胞)もまた、対象において血管形成を誘発可能である。
別の態様では、血管形成関連たんぱく質は、新脈管形成を増大することまたは阻害することができる。“新脈管形成”とは、既存の血管から新しい血管が発生することを意味している。新脈管形成プロセスには、膜類を分泌している既存の血管の内皮細胞が血管基底膜を侵食することが必要になる。その後、内皮細胞が増殖し、新脈管形成シグナルのほうに移動し、新血管を形成するため他の内皮細胞と緊密な細胞接合部を形成する。新脈管形成はたとえば胚発生、創傷治癒、黄体、子宮内膜および胎盤形成中に出現する。しかし、異常な新脈管形成は、腫瘍転移を含むいくつかの障害と関連している。
血管形成関連たんぱく質の機能的振り分けは、血管形成活性を有するたんぱく質をコードする遺伝子中の変異効果を調べることによって、または血管形成に及ぼす直接効果を示す経験的データによって、または公知の血管形成調節たんぱく質類とのたんぱく質−たんぱく質相互作用を分析することによって、当該技術で容易に決定される。例えば、血管形成におよぼすたんぱく質の効果は、当該技術で公知のいかなるアッセイによっても決定することができ、例えば、ウシ毛管内皮細胞増殖アッセイ、ニワトリCAMアッセイ(O‘Reilly et al.,Cell、79(2):315−328 1994に記載)、マウス角膜アッセイまたはマウス虚血性腎症アッセイ(Ozaki et al.,Am.J.Path.,156(2):697−707、2000に記載)のようなアッセイである。
好適には、血管形成活性を有するたんぱく質は、核たんぱく質であろう。例えば、血管形成活性を有するたんぱく質類には、形質転換増殖因子β、脂質ホスファターゼLPP3、c−Myc、ジメチルアアルガニンジメチルアミノハイドラーゼ(DDAH)、チトクロームP450、Tie−2およびVE−カドヘリンが含まれる。
前記たんぱく質複合体は、ひとつの態様において、EDDたんぱく質を含むヘテロダイマーまたはヘテロ多量体たんぱく質である。当業者は、ヘテロダイマーまたはヘテロ二量体たんぱく質複合体が2つの異なるペプチドまたはポリペプチドサブユニットを含むことがわかるであろう。本文で、用語“ヘテロ多量体”とは、少なくとも3個のペプチドまたはポリペプチドサブユニットを含む高次たんぱく質複合体を意味するものとして使用し、ここで、前記サブユニットのうち少なくとも2個は、異なっている。たとえば、ヘテロ六量体たんぱく質は、6個のペプチドまたはポリペプチドサブユニットを含むことが知られ、本文脈において、3種の異なるホモダイマー、または6種の異なるモノマー、またはダイマー1個、異なるたんぱく質などのテトラマー1個を含むこともできる。したがって、本発明は、前記たんぱく質複合体の組成および大きさによって限定されず、唯一、少なくとも1個のペプチドまたはポリペプチドサブユニットがEDDまたはEDDの部分から構成されるか、または少なくとも1個の他のペプチドまたはポリペプチドサブユニットが腫瘍サプレッサー活性を有するたんぱく質、DNA修復または損傷に関連するたんぱく質、セルサイクル調節活性を有するたんぱく質、核標的たんぱく質およびプロゲステロンレセプターたんぱく質、腫瘍サプレッサー活性を有するたんぱく質の部分、DNA修復または損傷に関連するたんぱく質の部分、セルサイクル調節活性を有するたんぱく質の部分、核標的たんぱく質の部分およびプロゲステロンレセプターたんぱく質の部分から構成される群から選択されるポリペプチドから構成されるということが必須となっている。
前記たんぱく質複合体のたんぱく質サブユニットは、当業者に公知のいかなる手段による物理的関係でも把握される。この物理的関係には、誘発磁場または常磁場形成、ポリペプチドサブユニット間のジスルフィド架橋形成のような共有結合形成、イオン格子で生じるようなイオン相互作用、水素結合または双極子−双極子相互作用、双極子誘発双極子相互作用、誘発双極子−誘発双極子相互作用または反発性相互作用のようなファンデアワールス相互作用、または上記誘引力のあらゆる組み合わせを伴う。これとは別に、前記ペプチドまたはポリペプチドサブユニットは、それらを適宜スペーサーによって分離しそれらが折りたたまれるようにされている融合ポリペプチドとして示すことによる物理的関係で把握することもできる。したがって、前記ペプチドまたはポリペプチドサブユニット間の物理的関係は、互いに結合し誘引されるそれらの能力の結果であることもできるし、またはそれらの産生様式の結果ということもできる。
好適には、前記ペプチド、ポリペプチドまたはたんぱく質パートナー類は、直接物理的関係にある。“直接物理的関係”とは、いかなる干渉たんぱく質部分または非たんぱく質部分もなくても結合パートナー同士が互いに接触することを意味している。しかし、本発明のたんぱく質複合体類は、たとえば、EDDまたはEDD部分と他の結合パートナーとの物理的関係を増大させるかまたは安定化させるたんぱく質または非たんぱく質部分のような1個以上の別のたんぱく質部分または非たんぱく質部分を含むことができるのは明白である。
本発明はさらに、結合パートナーの1種以上にたとえば、リン酸化、フコシル化、ミリストイル化、ファルネシル化またはグリコシル化残基のような翻訳後修飾物も含まれるたんぱく質複合体も包含される。このような翻訳後修飾物は、複合体形成を増大させるかまたはいったん形成されるとその複合体を安定化させることができる。セリン/スレオニンプロテインキナーゼ(例 CHK2)のCDS1サブファミリメンバーになるような、EDDまたはCHK2を含む結合パートナーの1種以上に存在する1個以上のセリンまたはチロシン残基によるリン酸化もまた、予想されている。1種以上の結合パートナーのユビキチン化もまた、排除されていない。
好適には、前記たんぱく質複合体の結合パートナーは、哺乳類ポリペプチド類またはたんぱく質類であり、さらに好適には、ヒト起源である。前記結合パートナーが同一起源由来であることは厳密には必要ではないが、このほうが好適であり、その理由は、前記パートナーが互いに物理的非共有会合で会合するかまたは維持される能力が一般的に、それらが同一生物由来であれば増大するからである。
当業者は、たとえば、システイン/ヒスチジン高含量の領域(例 亜鉛結合ドメイン)、HECTドメイン、RINGドメイン、核局在配列(NLS)、モノ−またはマルチユビキチンチェーンに結合するUBAドメインまたはアルファヘリックス類を含む領域(例 配列番号2または4のカルボキシ末端アミノ酸60個)を含む部分のような本発明のたんぱく質複合体を形成できるEDDまたは他のポリペプチドの適当な部分を決定できる位置にあるであろう。これは、例えば、不当な実験を行うことなく2個のたんぱく質類の間の結合を決定する従来の結合アッセイを用いて行うことができる。
同様に、当業者は、EDDたんぱく質またはその部分に結合するのに充分な他の結合パートナーの部分を容易に決定できる。また、2個のたんぱく質類の間の結合を決定する従来の結合アッセイを用いて、このような部分が適切であろうかどうかをアッセイすることもできる。
好適には、たんぱく質複合体形成に適したEDDたんぱく質または他のたんぱく質の部分は、長さが少なくともアミノ酸約5個、さらに好適には長さが少なくともアミノ酸約10個、さらにより好適には長さが少なくともアミノ酸約15個、またさらに好適には長さが少なくともアミノ酸約20個または30個または40個または50個を含む。
好適な態様において、腫瘍サプレッサー活性またはセルサイクル調節活性を有するたんぱく質に結合するのに充分なEDDたんぱく質の部分は、配列番号2の約1400位から約2550位のアミノ酸残基または配列番号4の対応する領域のアミノ酸残基を含み、さらに好適には、配列番号2の約1406位から約2526位の領域のアミノ酸残基を含む。
別の態様において、DNA修復または損傷に関連するたんぱく質に結合するのに充分なEDDたんぱく質の部分は、少なくとも、完全長EDDたんぱく質のC末端部分のアミノ酸残基を含み、例えば、配列番号2の約889位から約2799位のアミノ酸残基または配列番号4の対応する領域のアミノ酸残基を含むであろう。
別の態様において、核標的たんぱく質に結合するのに充分なEDDたんぱく質の部分は、少なくとも、EDDたんぱく質の核局所配列を含む。ひとつの態様において、前記EDD NLSは、少なくとも、配列番号2の約502位から約517位のアミノ酸残基または配列番号2の約600位から約605位または配列番号2の約1222位から約1241位または配列番号4の対応する領域のアミノ酸残基を含む。
別の態様において、プロゲステロンレセプターたんぱく質に結合するのに充分なEDDたんぱく質の部分は、少なくとも、EDDのN末端部分を含み、例えば、配列番号2の約1位から約889位のアミノ酸残基または配列番号4の対応する領域のアミノ酸残基を含み、さらに好適には、配列番号2の約420位から約889位または配列番号4の等価領域のアミノ酸残基である。
EDDたんぱく質と相互作用するCHK2たんぱく質の好適な部分は、少なくとも、CHK2のFHAドメインを含む(配列番号19の約117位から約157位のアミノ酸残基または配列番号21の等価領域であり、さらに好適には、配列番号19の約111位から約177位の残基または配列番号21の等価領域である)。
EDDたんぱく質と相互作用するプロゲステロンレセプター(PR)たんぱく質の好適な部分は、少なくとも、PRのC末端部分を含み、さらに好適には、その完全長レセプターたんぱく質のヒンジドメイン、DNA結合ドメインおよびリガンド依存性活性化ドメイン−2を含む領域(すなわち、“CDE領域”)である。
EDDたんぱく質と相互作用するインポーチンたんぱく質の好適な部分は、少なくとも、インポーチンのC末端ドメインを含み、例えば、配列番号13の約229位から約538位のアミノ酸残基または配列番号9の相同領域である。
本発明のさらに別の態様では、単離ペプチド類、ポリペプチド類および前記たんぱく質複合体を産生するため、およびEDDまたはEDD部分と、腫瘍サプレッサー活性を有するたんぱく質、セルサイクル調節活性を有するたんぱく質、DNA修復または損傷に関連するたんぱく質、核標的たんぱく質、プロゲステロンレセプターたんぱく質および血管形成に関連するたんぱく質またはその部分から構成される群から選択される1種以上の他のポリペプチド類との生物的相互作用の調節剤を同定するためのキット類、を提供する。
ひとつの態様において、前記キットは、腫瘍サプレッサー活性を有するたんぱく質、セルサイクル調節活性を有するたんぱく質、DNA修復または損傷に関連するたんぱく質、核標的たんぱく質、プロゲステロンレセプターたんぱく質および血管形成に関連するたんぱく質から構成される群から選択されたたんぱく質に結合するのに充分なEDDまたはその部分から構成される第1ポリペプチド、および腫瘍サプレッサー活性を有するたんぱく質、セルサイクル調節活性を有するたんぱく質、DNA修復または損傷に関連するたんぱく質、核標的たんぱく質、プロゲステロンレセプターたんぱく質および血管形成に関連するたんぱく質または前記EDDたんぱく質に結合するのに充分なその部分またはEDDたんぱく質の前記部分から構成される群から選択されたたんぱく質から構成される第2のポリペプチドを含む。このようなキット類を用いて、EDDを含むたんぱく質複合体類を産生できる。
適宜、前記キットはさらに、EDDに結合するたんぱく質に充分結合するたんぱく質またはその部分を含み、配列番号9、配列番号11、配列番号13、配列番号15、配列番号17、配列番号19、配列番号21および配列番号23から構成される群から選択されたアミノ酸配列を含む。この態様によれば、前記対象キットを用いて、EDDたんぱく質およびEDDに結合するたんぱく質およびEDD結合たんぱく質に結合するたんぱく質を含む高次たんぱく質複合体類を産生させる。これとは別に、このようなキット類は、EDDとEDD結合たんぱく質に結合するたんぱく質のたんぱく質−たんぱく質複合体形成における競合を分析する際に有用である。たとえば、前記キットを用いて、EDDおよびBRCA1およびCHK2を含む複合体を産生できるし、または、CHK2との複合体形成におけるBRCA1とEDDとの競合を決定することもできる。同様に、前記キットを用いて、EDDおよびBRCA2およびCHK2を含む複合体を産生できるし、または、CHK2との複合体形成におけるBRCA2とEDDとの競合またはBRCA2との複合体形成におけるCHK2とEDDとの競合を決定することもできる。同様に、前記キットを用いて、EDDおよびBRCA2およびBRCA1を含む複合体を産生できるし、または、BRCA2との複合体形成におけるBRCA1とEDDとの競合を決定することもできる。同様に、前記キットを用いて、EDDおよびTP53およびCHK2を含む複合体を産生できるし、または、CHK2との複合体形成におけるTP53とEDDとの競合を決定することもできる。同様に、前記キットを用いて、EDDおよびCIBおよびインテグリンを含む複合体を産生できるし、または、CIBとの複合体形成におけるインテグリンとEDDとの競合を決定することもできる。同様に、前記キットを用いて、EDDおよびインポーチンアルファ−5およびRAG1を含む複合体を産生できるし、または、インポーチンアルファ−5との複合体形成におけるRAG1とEDDとの競合を決定することもできる。同様に、前記キットを用いて、EDDおよびインポーチンアルファ−1/3およびDNAヘリカーゼを含む複合体を産生できるし、または、インポーチンアルファ−1/3との複合体形成におけるDNAヘリカーゼとEDDとの競合を決定することもできる。同様に、前記キットを用いて、EDDおよびプロゲステロンレセプターおよび前記プロゲステロンレセプターに結合する熱ショックたんぱく質を含む複合体を産生できるし、または、プロゲステロンレセプターとの複合体形成における熱ショックたんぱく質とEDDとの競合を決定することもできる。
前記キットにはさらに、第1ポリペプチドまたは第2ポリペプチド、またはEDDを含む上記たんぱく質複合体類のいずれか1個以上、に結合する1個以上の抗体類またはリガンド類を含み、例えば、組み立てられたたんぱく質複合体または前記たんぱく質複合体の構造をそれぞれのポリペプチド成分類自体よりもむしろ特異的に認識する抗体またはリガンドである。
前記キットは、別の態様において、
(a)
(i)EDDおよびCHK2を含む複合体;
(ii)EDDおよびBRCA2を含む複合体;
(iii)EDDおよびCIBを含む複合体;
(iv)EDDおよびインポーチンアルファ−1を含む複合体;
(v)EDDおよびインポーチンアルファ−3を含む複合体;
(vi)EDDおよびインポーチンアルファ−5を含む複合体;および
(vii)EDDおよびプロゲステロンレセプターを含む複合体
から構成される群から選択されたたんぱく質複合体を形成するのに充分なEDDたんぱく質またはその部分を含む第1コンパートメント;
および
(b)
(i)CHK2たんぱく質;
(ii)BRCA2たんぱく質;
(iii)CIBたんぱく質;
(iv)インポーチンアルファ−1たんぱく質;
(v)インポーチンアルファ−3たんぱく質;
(vi)インポーチンアルファ−5たんぱく質;および
(vii)プロゲステロンレセプターたんぱく質
から構成される群から選択されたたんぱく質に結合する抗体またはリガンド、または
(i)EDDおよびCHK2を含む複合体;
(ii)EDDおよびBRCA2を含む複合体;
(iii)EDDおよびCIBを含む複合体;
(iv)EDDおよびインポーチンアルファ−1を含む複合体;
(v)EDDおよびインポーチンアルファ−3を含む複合体;
(vi)EDDおよびインポーチンアルファ−5を含む複合体;および
(vii)EDDおよびプロゲステロンレセプターを含む複合体
から構成される群から選択されたたんぱく質複合体に結合する抗体またはリガンド
を含む第2コンパートメント、
を含み、たんぱく質複合体に結合する前記抗体またはリガンドは、それぞれのたんぱく質結合パートナーに結合しない。
(a)
(i)EDDおよびCHK2を含む複合体;
(ii)EDDおよびBRCA2を含む複合体;
(iii)EDDおよびCIBを含む複合体;
(iv)EDDおよびインポーチンアルファ−1を含む複合体;
(v)EDDおよびインポーチンアルファ−3を含む複合体;
(vi)EDDおよびインポーチンアルファ−5を含む複合体;および
(vii)EDDおよびプロゲステロンレセプターを含む複合体
から構成される群から選択されたたんぱく質複合体を形成するのに充分なEDDたんぱく質またはその部分を含む第1コンパートメント;
および
(b)
(i)CHK2たんぱく質;
(ii)BRCA2たんぱく質;
(iii)CIBたんぱく質;
(iv)インポーチンアルファ−1たんぱく質;
(v)インポーチンアルファ−3たんぱく質;
(vi)インポーチンアルファ−5たんぱく質;および
(vii)プロゲステロンレセプターたんぱく質
から構成される群から選択されたたんぱく質に結合する抗体またはリガンド、または
(i)EDDおよびCHK2を含む複合体;
(ii)EDDおよびBRCA2を含む複合体;
(iii)EDDおよびCIBを含む複合体;
(iv)EDDおよびインポーチンアルファ−1を含む複合体;
(v)EDDおよびインポーチンアルファ−3を含む複合体;
(vi)EDDおよびインポーチンアルファ−5を含む複合体;および
(vii)EDDおよびプロゲステロンレセプターを含む複合体
から構成される群から選択されたたんぱく質複合体に結合する抗体またはリガンド
を含む第2コンパートメント、
を含み、たんぱく質複合体に結合する前記抗体またはリガンドは、それぞれのたんぱく質結合パートナーに結合しない。
前記キットは、別の態様において、
EDDたんぱく質に結合する抗体またはリガンドを含む第1コンパートメントおよび
(i)CHK2たんぱく質;
(ii)BRCA2たんぱく質;
(iii)CIBたんぱく質;
(iv)インポーチンアルファ−1たんぱく質;
(v)インポーチンアルファ−3たんぱく質;
(vi)インポーチンアルファ−5たんぱく質;および
(vii)プロゲステロンレセプターたんぱく質
から構成される群から選択されるたんぱく質またはEDDたんぱく質に結合するのに充分なその部分を含む第2コンパートメントを含む。
EDDたんぱく質に結合する抗体またはリガンドを含む第1コンパートメントおよび
(i)CHK2たんぱく質;
(ii)BRCA2たんぱく質;
(iii)CIBたんぱく質;
(iv)インポーチンアルファ−1たんぱく質;
(v)インポーチンアルファ−3たんぱく質;
(vi)インポーチンアルファ−5たんぱく質;および
(vii)プロゲステロンレセプターたんぱく質
から構成される群から選択されるたんぱく質またはEDDたんぱく質に結合するのに充分なその部分を含む第2コンパートメントを含む。
別の態様において、前記キットは、
(a)
(i)EDDおよびCHK2を含む複合体;
(ii)EDDおよびBRCA2を含む複合体;
(iii)EDDおよびCIBを含む複合体;
(iv)EDDおよびインポーチンアルファ−1を含む複合体;
(v)EDDおよびインポーチンアルファ−3を含む複合体;
(vi)EDDおよびインポーチンアルファ−5を含む複合体;および
(vii)EDDおよびプロゲステロンレセプターを含む複合体
から構成される群から選択された単離または組み換えたんぱく質複合体を含む第1コンパートメント;および
(i)CHK2たんぱく質、BRCA2たんぱく質、CIBたんぱく質、インポーチンアルファ−1たんぱく質、インポーチンアルファ−3たんぱく質、インポーチンアルファ−5たんぱく質、プロゲステロンレセプターたんぱく質およびEDDたんぱく質から構成される群から選択されるポリペプチドに結合する抗体またはリガンド;または(ii)1個以上のたんぱく質複合体に結合する抗体またはリガンドを含む第2コンパートメントを含む。
(a)
(i)EDDおよびCHK2を含む複合体;
(ii)EDDおよびBRCA2を含む複合体;
(iii)EDDおよびCIBを含む複合体;
(iv)EDDおよびインポーチンアルファ−1を含む複合体;
(v)EDDおよびインポーチンアルファ−3を含む複合体;
(vi)EDDおよびインポーチンアルファ−5を含む複合体;および
(vii)EDDおよびプロゲステロンレセプターを含む複合体
から構成される群から選択された単離または組み換えたんぱく質複合体を含む第1コンパートメント;および
(i)CHK2たんぱく質、BRCA2たんぱく質、CIBたんぱく質、インポーチンアルファ−1たんぱく質、インポーチンアルファ−3たんぱく質、インポーチンアルファ−5たんぱく質、プロゲステロンレセプターたんぱく質およびEDDたんぱく質から構成される群から選択されるポリペプチドに結合する抗体またはリガンド;または(ii)1個以上のたんぱく質複合体に結合する抗体またはリガンドを含む第2コンパートメントを含む。
本文では、用語“抗体”とは、未改変のモノクローナル抗体またはポリクローナル抗体、イムノグロブリン(IgG、IgM、IgE)分画、ヒト化抗体類、または組み換え一本鎖抗体類ならびにFab、F(ab’)2およびFvのようなその断片を称し、それらは、前記たんぱく質複合体の少なくとも1個の結合パートナーの直線状または構造上のエピトープ、または組み立てられたたんぱく質複合体の構造上のエピトープに結合できる能力を有する。ヒト化抗体とは、ヒト抗体により近似するように非抗原結合領域のアミノ酸を置換しているがそれでもなお元来の結合能を保持している抗体類である。
ひとつの態様において、抗体類は、例えば、Santa Cruz Biotechnology、Inc、CA95060、USAのような市販会社から得られる。他の市販会社なども当業者に周知であろう。
これとは別に、抗体類は従来法で産生される。抗体類産生のためには、未改変のポリペプチドまたは目的の短いアミノ酸配列を有するその部分を免疫抗原すなわちイムノゲンとして用いる。前記イムノゲンは、天然由来、組み換え発現手段またはRNAのインビトロ翻訳、またはFmoc化学のような化学的合成による。短いペプチドから構成されるイムノゲン類は、好適には、例えばウシ血清アルブミン(BSA)、チログロブリンまたはカブトガニヘモシアニン(KLH)のようなキャリアたんぱく質に免疫前に結合させる。その後、この結合ペプチドを用いて動物を免疫化する。さまざまな宿主動物類(例 ヤギ、ウサギ、ラット、マウス、イヌ、ヒト)にイムノゲンを筋肉内、腹腔内、または静脈内に投与することにより免疫するが、適宜、イムノゲンに対する免疫応答を増大させるためにアジュバント存在下で行う。好適なアジュバントには、例えば、フロインド完全または不完全アジュバント、水酸化アルミニウムのようなミネラルゲル類、およびリゾレシチン、プルーロニックポリオール類、ポリアニオン類、ペプチド類、オイルエマルジョン、カブトガニヘモシアニン、およびジニトロフェノールなどの界面活性物質類が含まれる。ヒトで使用するアジュバントの中でも、BCG(bacilli Calmette−Guerin)およびCorynebacaterium parvumが好適である。
モノクローナル抗体は、培地中での連続細胞株培養によって抗体分子を産生できるいかなる方法を用いても調製され、例えば、ハイブリドーマ技術、ヒトB細胞ハイブリドーマ技術、およびEBVハイブリドーマ技術である(Kohler et al.,Nature256、495−497、1975;Kozbor et al.,J.Immunol.Methods 81、31−42、1985;Cote et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA80、2026−2030、1983;Cole et al.,Mol.Cell Biol.62、109−120、1984)。
キメラ抗体産生のために開発された技術もまた、用いられる。このような技術では、マウス抗体遺伝子をヒト抗体遺伝子にスプライシングし、所望の抗原特異性と生物活性を有する分子を産生することを必要とする(Morrison et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA81、6851−6855、1984;Neuberger et al.,Nature312、604−608、1984;Takeda et al.,Nature314、452−454、1985)。
これとは別に、一本鎖抗体類産生について記載された技術も、当該技術で公知の方法を用いて改良され、所望の特異性を有する一本鎖抗体類を産生させる。
抗体類はまた、リンパ細胞集団にインビボ産生を誘発させるか、イムノグロブリンライブラリまたはOrlandi et al.,Proc.Nat.Acad.Sci.USA86、3833−3837、1989;Winter et al.,Nature349、293−299、1991に開示されているように高特異的結合試薬類のパネルをスクリーングすることによって、産生される。
例えばF(ab’)2断片のような抗体断片は、未改変の抗体分子をペプシンで消化することによって産生される。Fab断片は、F(ab’)2断片のジスルフィド架橋を還元することによって産生される。これとは別に、Fab発現ライブラリを構築して、所望の特異性を有するモノクローナルFab断片を迅速かつ簡便に同定することもできる(Huse et al.,Science254、1275−1281、1989)。
前記抗体類またはリガンド類は、EDDと別のたんぱく質との間に形成された複合体をその後単離したりまたは検出したりする際に役立つ。第1または第2ポリペプチドの複合体形成に関与していない領域に抗体またはリガンドが結合することがこの目的のためには好適で、唯一、使用に際して、前記リガンドが形成された複合体を破壊しないということが必要である。
好適には、前記リガンドは小分子であるか、またはここで検討したたんぱく質複合体類のひとつの結合パートナーである。本態様による使用に特に好適なリガンド類は、プロゲステロンレセプターに結合する熱ショックたんぱく質、BRCA1、TP53、および核酸(RNAまたはDNA)から構成される群から選択される。
前記抗体またはリガンドは、例えば、蛍光団、発色団または放射性同位元素のような適切なレポーター分子を用いて標識することもできる。抗体類および小分子類の場合、これらは、当業者に公知の操作に従って抗体類を用いて検出することもできる。
適宜、前記キットには使用上の注意書きを同封する。
本発明のキット類は、本発明のたんぱく質複合体類をインビトロまたはインビボで産生させおよび/または検出するために有用である。前記たんぱく質複合体類を産生するため、前記キットの非抗体/リガンド成分類の1個以上を複合体形成が起こるだけ充分な時間と条件下で細胞源に添加する。前記抗体成分類は、特に、このように形成された複合体(類)を単離するために有用である。適宜、前記キット成分類のいずれかひとつをたんぱく質タグで標識し、たんぱく質複合体のその後の単離または精製を促進する。
前記ポリペプチド成分類は使用に際して、複合体形成が起こるに充分な時間と条件下で接触させる。追加のたんぱく質類も細胞または非細胞源から提供でき、本文で具体的に述べたそれら以外のたんぱく質複合体類を形成させる。提供されると、前記抗体またはリガンドを用いて、形成された複合体を検出または単離する。前記リガンドは、形成されたたんぱく質複合体を破壊しないようなものを選択すべきである。
本発明の別の態様において、EDDたんぱく質を含むたんぱく質複合体、好適には、
(i)EDDおよびCHK2を含む複合体;
(ii)EDDおよびBRCA2を含む複合体;
(iii)EDDおよびCIBを含む複合体;
(iv)EDDおよびインポーチンアルファ−1を含む複合体;
(v)EDDおよびインポーチンアルファ−3を含む複合体;
(vi)EDDおよびインポーチンアルファ−5を含む複合体;および
(vii)EDDおよびプロゲステロンレセプターを含む複合体
から構成される群から選択されたたんぱく質複合体に結合する単離抗体が提供されるが、ただし、前記抗体は、前記複合体の別のたんぱく質がない場合に前記複合体のそれぞれのたんぱく質に結合しないことが条件である。
(i)EDDおよびCHK2を含む複合体;
(ii)EDDおよびBRCA2を含む複合体;
(iii)EDDおよびCIBを含む複合体;
(iv)EDDおよびインポーチンアルファ−1を含む複合体;
(v)EDDおよびインポーチンアルファ−3を含む複合体;
(vi)EDDおよびインポーチンアルファ−5を含む複合体;および
(vii)EDDおよびプロゲステロンレセプターを含む複合体
から構成される群から選択されたたんぱく質複合体に結合する単離抗体が提供されるが、ただし、前記抗体は、前記複合体の別のたんぱく質がない場合に前記複合体のそれぞれのたんぱく質に結合しないことが条件である。
好適には、前記抗体が前記たんぱく質複合体の構造上のエピトープを認識する。
本発明の別の態様は、
(i)EDDおよびCHK2を含む複合体;
(ii)EDDおよびBRCA2を含む複合体;
(iii)EDDおよびCIBを含む複合体;
(iv)EDDおよびインポーチンアルファ−1を含む複合体;
(v)EDDおよびインポーチンアルファ−3を含む複合体;
(vi)EDDおよびインポーチンアルファ−5を含む複合体;および
(vii)EDDおよびプロゲステロンレセプターを含む複合体
から構成される群から選択されたたんぱく質複合体に結合する抗体またはリガンドに結合する抗イディオタイプ抗体を提供するが、ただし、前記抗イディオタイプ抗体は、前記複合体の別のたんぱく質がない場合に前記複合体のそれぞれのたんぱく質に結合する抗体に結合しないことが条件である。
(i)EDDおよびCHK2を含む複合体;
(ii)EDDおよびBRCA2を含む複合体;
(iii)EDDおよびCIBを含む複合体;
(iv)EDDおよびインポーチンアルファ−1を含む複合体;
(v)EDDおよびインポーチンアルファ−3を含む複合体;
(vi)EDDおよびインポーチンアルファ−5を含む複合体;および
(vii)EDDおよびプロゲステロンレセプターを含む複合体
から構成される群から選択されたたんぱく質複合体に結合する抗体またはリガンドに結合する抗イディオタイプ抗体を提供するが、ただし、前記抗イディオタイプ抗体は、前記複合体の別のたんぱく質がない場合に前記複合体のそれぞれのたんぱく質に結合する抗体に結合しないことが条件である。
本発明の別の態様は、EDD結合たんぱく質またはそれを含む複合体を適切な細胞源から単離するための方法を提供する。
好適には、前記たんぱく質または複合体は、実質的に同種たんぱく質類を含まないで提供され、それが、SDS/PAGEによるたんぱく質分析で調べた場合に少なくとも約1〜5%純粋であることを意味する。さらに好適には、前記たんぱく質は少なくとも約10%、さらに好適には少なくとも約20%純粋、さらに好適には少なくとも約25%純粋、さらにより好適には少なくとも約30%純粋、およびさらに好適には少なくとも約50%純粋で、またさらに好適には実質的に純粋である。
本発明のたんぱく質複合体を単離するため、ひとつまたは両方の結合パートナー類を、前記結合パートナーの少なくとも1個を異所性に発現するかまたは内部的に発現する同一または異なる細胞源から別々に分離する。単離した結合パートナーをその後、それらの物理的関係を促進するために充分な量と条件下で組み合わせる。このような条件は、たんぱく質化学の当業者が容易に決定できる。結合パートナーを溶液状態に充分保てるだけの緩衝液pH、イオン強度および温度を選択するのが一般的に好適である。1種以上のプロテアーゼ阻害剤類もまた含ませることができ、単離したポリペプチドの蛋白分解性消化または分解を防止する。
これとは別に、たんぱく質複合体それ自体を、内因的にまたは異所性に両方の結合パートナーを含む細胞源または非細胞源(例 核)から単離することもできる。前記結合パートナーが融合たんぱく質としてまたは明白なポリペプチド類として発現されることは、本態様の範囲内である。
単離ポリペプチド結合パートナーまたはたんぱく質複合体の好適な細胞源には哺乳類細胞全てが含まれ、好適には、EDD、およびCHK2、BRCA2、CIB、インポーチンアルファ−1、インポーチンアルファ−3、インポーチンアルファ−5およびプロゲステロンレセプターたんぱく質から構成される群から選択されたたんぱく質を発現することが公知である哺乳類細胞であり、または、前記たんぱく質(類)を発現するように工学的に改良できる細胞である。このような目的のための例示的細胞には、癌細胞類(例 カルシノーマ細胞、ERマイナス乳癌細胞のような乳癌細胞、または扁平上皮癌細胞または卵巣癌細胞、または肝細胞癌細胞)、上皮細胞、中枢神経系細胞、腎細胞、T細胞、NIH3T3細胞、マウス10T線維芽細胞、MDA−MB−231細胞、MDCK細胞、COS細胞、CHO細胞、HeLa細胞、またはT−47D細胞、HeLa細胞、MCF−7細胞またはHEK−239細胞が含まれる。他の細胞類(例 昆虫sf9またはsf21細胞、ニワトリ胚細胞など)の使用も、特に非天然のペプチド、ポリペプチドまたは組み換え手段によって発現した複合体の単離のためには排除されない。
好適には、たんぱく質複合体またはその結合パートナーは、ひとつまたは両方の結合パートナーを内因的に発現する細胞株から単離され、例えば、頭頸部癌、メラノーマ、転移メラノーマ、舌の扁平細胞癌、乳癌、アデノカルシノーマ、胚扁平癌、消化管の癌(例 胃、結腸または膵臓癌)、卵巣癌、肝細胞癌、腎細胞癌、膀胱癌、婦人科系のカルシノーマ(例 卵巣癌)、前立腺癌、扁平細胞カルシノーマ、非扁平カルシノーマ、グリア細胞種、および髄芽細胞腫から構成される群から選択される癌細胞である。さらに好適には、前記細胞は、転移メラノーマ細胞、扁平細胞カルシノーマ細胞、乳癌細胞、肝細胞カルシノーマ細胞、または卵巣癌細胞またはこのような癌に由来する細胞株である。特に好適な態様において、前記たんぱく質複合体またはその結合パートナーは、カルシノーマ細胞またはカルシノーマ細胞株、HeLa細胞、MCF−7細胞、T−47D細胞、または異所性に1個以上の結合パートナーを発現するHEK293細胞またはCOS細胞から単離される。
前記ペプチド、ポリペプチドまたはたんぱく質結合パートナー類、またはたんぱく質複合体を単離するための手段には、当業者に公知のたんぱく質単離手段全てが含まれ、例えば、サイズ排除クロマトグラフィ、イオン交換(陰イオンまたは陽イオン)クロマトグラフィ、逆相クロマトグラフィまたはアフィニティクロマトグラフィである。高圧(例 HPLC、FLPC、MALDI)および低圧システムも両者ともに使用できる。
前記たんぱく質−たんぱく質相互作用に対する結合パートナーのひとつまたは両者に結合するリガンド類または抗体類を用いるアフィニティ方法は、特に好適である。EDDたんぱく質またはその結合パートナーのひとつのたんぱく質ドメインに対する抗体類は、EDDまたはそれを含む複合体の単離に特に有用である。ひとつの態様において、天然または組み換えたんぱく質を、活性化クロマトグラフィレジン(例 CNBr−活性化セファロース、ファルマシア)に結合した抗体を含むマトリックスを提供し、前記レジンをブロックし洗浄して未結合抗体とブロック剤を除去し、前記レジンをペプチドまたはポリペプチドが結合するのに充分な条件下(例 界面活性剤存在下における高イオン強度緩衝液)で抗体が結合した前記ペプチドまたはポリペプチドを含むたんぱく質抽出物と接触させ、前記抗体抗原結合を破壊しないような条件下(例 pH2〜3の緩衝液または高濃度の尿素またはチオシアナートイオンのようなカオトロピズム)で前記ペプチドまたはポリペプチドを溶出させることによって、同種たんぱく質を含まないように精製する。
先の記載から、小分子類または結合パートナーのひとつに結合できるたんぱく質類もまた、ひとつまたは両者の結合パートナーまたはたんぱく質複合体自体をアフィニティ手段によって単離するために用いることができる。このような単離を可能にする条件は、たんぱく質化学の当業者が容易に決定できる。結合パートナーを溶液状態に保つのに充分な緩衝液pH、イオン強度および温度を選択するのが一般的に好適である。好適には、1種以上のプロテアーゼ阻害剤類(例 パパイン、PMSF、ロイペプチン)を含め、前記単離ポリペプチドのたんぱく質分解消化または分解を防止する。たとえば、天然または組み換えたんぱく質は、活性化クロマトグラフィレジン(例 CNBr−活性化セファロース、ファルマシア)に結合した小分子またはたんぱく質結合パートナーを含むマトリックスを提供し、前記レジンをブロックし洗浄して未結合抗体とブロック剤を除去し、前記レジンをペプチドまたはポリペプチドが充分に結合できるだけの条件下で抗体が結合した前記ペプチドまたはポリペプチドを含むたんぱく質抽出物と接触させ、前記結合を破壊しないような条件下で前記ペプチドまたはポリペプチドを溶出させることによって、同種たんぱく質を含まないように精製する。
別の態様において、本発明は、本文に記載のたんぱく質複合体を組み換え手段によって産生するための方法を提供する。組み換え手段によってペプチド類またはポリペプチド類を発現させるため、たんぱく質をコードするヌクレオチド配列をプロモータまたは無細胞系または細胞系における他の発現制御可能制御配列と機能可能なように連結して配置されている。
本発明のひとつの態様において、EDDたんぱく質またはEDDたんぱく質の部分および腫瘍サプレッサー活性を有するたんぱく質、セルサイクル調節活性を有するたんぱく質、DNA修復または損傷に関連するたんぱく質、核標的たんぱく質、およびプロゲステロンレセプターたんぱく質から構成される群から選択されたたんぱく質または前記EDDたんぱく質に結合するのに充分な前記ポリペプチド部分またはEDDたんぱく質の前記部分をコードする配列を含む核酸が、適切なプロモータ配列に機能可能なように連結しており、これが、発現が起こるだけの充分な時間と条件下で適切な細胞中で発現される。
結合パートナーをコードする核酸は、本文に記載の一般的に入手可能なヌクレオチドおよびアミノ酸配列類から容易に誘導できるが、ただし、配列番号3〜7を除く。融合ポリペプチドを産生するため、オープンリーディングフレームを同一リーディングフレーム中で例えば参照によって本文に組み込まれているAusubelら(Current Protocols in Molecular Biology,Wiley Interscience,ISBN 047150338、1992)によって記載されているように標準的クローニング操作を用いて共有結合で連結させる。
適宜、結合パートナーのオープンリーディングフレームの間にスペーサーを入れて、それらの物理的関係を容易にする。好適なスペーサー類は、長さが少なくとも約15〜30個のヌクレオチドのたんぱく質コードヌクレオチド配列を含み、好適には、プロリンが高含量のアミノ酸類をコードする配列である。このスペーサーは、前記パートナーのオープンリーディングフレームを妨害しないように設計されている。
本文で“プロモータ”とはその広い意味で理解すべきであり、旧来のゲノム遺伝子の転写制御配列類を含み、CCAATボックス配列があってもなくてもよい正確な転写開始に必要なTATAボックス、および発生および/または外部刺激に応じてまたは組織特異的に遺伝子発現を変化させる他の制御要素類(すなわち、上流活性化配列類、エンハンサー類およびサイレンサー類)が含まれる。本文脈では、用語“プロモータ”とはまた、組み換え、合成または融合分子、または機能可能なように連結しており前記ポリペプチドまたはペプチド断片をコードする核酸分子の発現を起こさせ、活性化させまたは増大させる誘導体類を述べるためにも用いられる。好適なプロモータ類は、1種以上の特異的制御要素類のコピーをさらに含むことができ、前記核酸分子の発現を促進し、および/または空間的発現および/または一時的発現を変化させることができる。
プロモータ配列の制御コントロール下において、すなわちプロモータ配列を“機能可能なように連結させて”核酸分子を配置することは、前記分子を、発現がこのプロモータ配列によってコントロールされるように配置することを意味する。プロモータは、一般的に、コントロールするコード配列の5’(上流)に配置される。異種プロモータ/構造遺伝子の組み合わせを構築するため、一般的に、遺伝子転写開始部位から距離をおいてプロモータを配置するのが好適であり、それは、プロモータとその天然の配置においてコントロールする遺伝子すなわちプロモータが由来する遺伝子の間の距離とおよそ同じである。さらに、プロモータを含む制御要素類は、通常、遺伝子転写開始部位の2kb以内に配置される。当該技術で公知であるように、この距離はプロモータ機能が失われない範囲で変化させることができる。同様に、そのコントロール下に配置される異種遺伝子に関して制御配列要素の好適な配置は、その天然の配置における前記要素の位置により規定され、すなわち、由来する遺伝子類の位置によって規定される。また、当該技術で公知であるように、この距離にもなんらかの変化を起こすことができる。
E.coli(大腸菌)のような細菌中で未改変のポリペプチド類およびペプチド類を産生させるための必須要件は、有効なリボゾーム結合部位を有する強力なプロモータを使用することである。大腸菌のような細菌細胞中での発現に適した典型的プロモータ類には、laczプロモータ、温度感受性λLまたはλRプロモータ類、T7プロモータまたはIPTG誘発tacプロモータを含むが、これらに限定されるわけではない。大腸菌において本発明の核酸分子を発現するための他のいくつかのベクター系は当該技術で公知で、例えば、Ausubelら(Current Protocols in Molecular Biology,Wiley Interscience,ISBN 047150338、1987)またはSambrookら(Molecular Cloning,A laboratory manual、第2版、Cold Spring Harbor Laboratory、Cold Spring Harbor,N.Y.、1989)に記載されている。細菌中での発現に適したプロモータ配列と効率的リボゾーム結合部位を有する数多くのプラスミド類が記載されており、とりわけ、例えば、pKC30(λL:Shimatake and Rosenberg,Nature292、128、1981);pKK173−3(tac:Amann and Brosius,Gene40,183、1985)、pET−3(T7:Studier and Moffat,J.Mol.Biol.189,113,1986);アラビノース誘発可能プロモータを含むベクターのpBAD/TOPOまたはpBAD/Thio−TOPOシリーズ(Invitrogen,Carlsbad,CA)(後者は、また、チオレドキンとの融合たんぱく質類を産生させ発現たんぱく質の溶解性を高めるように設計されている);発現ベクター類のpFLEXシリーズ(Pfizer Inc.、CT,USA);または発現ベクター類のpQEシリーズ(Qiagen,CA)である。
真核細胞のウイルス類および真核細胞での発現に適した典型的プロモータ類には、とりわけ、SV40レートプロモータ、SV40アーリプロモータおよびサイトメガロウイルス(CMV)プロモータ、CMV IE(サイトメガロウイルスイミーディアットアーリ)プロモータが含まれる。哺乳類細胞(例 293、COS、CHO、10T細胞、293T細胞)における発現に好適なベクター類には、Invitrogen供給のpcDNAベクターシュート、特にCMVプロモータを含みC末端6xHisをコードするpcDNA3.1myc−His−tagおよびMYCtag;およびレトロウイルスベクターpSRαtkneo(Muller et al.,Mol.Cell.Biol.,11、1785、1991)があるが、これらに限定されない。ベクターpcDNA3.1mys−His(Invitrogen)は、293T細胞においてたんぱく質分泌形態を発現させるために特に好適であり、発現ペプチドまたはたんぱく質は、ニッケルカラムを用いてたんぱく質をHis tagにより結合させる標準的アフィニティ技術を用いて同種たんぱく質を含まないように精製できる。
ポリペプチド結合パートナーまたはその免疫性誘導体類を発現させるために適した広範囲の他の宿主/ベクターシステムが一般的に入手可能であり、例えば、Sambrookら(Molecular Cloning,A laboratory manual、第2版、Cold Spring Harbor Laboratory、Cold Spring Harbor,N.Y.、1989)に記載されている。
単離した核酸分子またはそれを含む遺伝子構築体を発現させるために細胞中に導入する手段は、当業者に周知である。ある生物に使用した技術は、公知の成功した技術に依存する。組み換えDNAを動物細胞に導入する手段には、特に、ミクロインジェクション、DEAE−デキストラン媒介トランスフェクション、リポフェクタミン(Gibco,MD,USA)および/またはセルフェクチン(Gibco,MD,USA)を用いてのようなリポゾーム媒介トランスフェクション、PEG媒介DNA取り込み、エレクトロポーレーションおよびDNA被覆タングステンまたは金粒子を用いてのようなミクロパーティクル衝撃(Agracetus Inc.、WI,USA)が含まれる。
別の態様において、各結合パートナーをコードする配列を含む核酸をプロモータ配列に機能可能なように連結配置し、適切な細胞中で発現させる。もし前記たんぱく質パートナー類が同一細胞で発現するならば、それらは、前記細胞中で自由に会合でき、本発明のたんぱく質複合体を形成する。もし前記たんぱく質パートナー類が異なる細胞中で産生されるならば、前記細胞を溶解させ、細胞溶解物を、前記結合パートナー類が会合するのに充分な条件下で混合する。
この態様によれば、前記結合パートナー類をコードするヌクレオチド配列類は、同一または異なる核酸分子類に含ませることができ、その結果として、前記結合パートナー類を発現する単一または複数の遺伝子構築体類を用いることも本発明によって明確に包含される。本文に記載したような融合ポリペプチド類を発現させるための要件はまた、この文脈において関連性があり、ただし、スペーサーの必要性についてを除く。一般的に、異なるプロモータ類を用いて、例えばプロモータ類または細胞性転写因子類の制御配列類間のつぶしあいまたは競合を避けるため、各結合パートナーを発現させるであろう。
本発明の別の態様は、疾患または疾患状態を決定するための予後および診断方法を提供し、前記方法は、
(i)EDDたんぱく質;および
(ii)腫瘍サプレッサー活性を有するたんぱく質、セルサイクル調節活性を有するたんぱく質、DNA修復または損傷に関連するたんぱく質、核標的たんぱく質、プロゲステロンレセプターたんぱく質および血管形成に関連するたんぱく質から構成される群から選択される核たんぱく質
を含むたんぱく質複合体を検出することを含む。
(i)EDDたんぱく質;および
(ii)腫瘍サプレッサー活性を有するたんぱく質、セルサイクル調節活性を有するたんぱく質、DNA修復または損傷に関連するたんぱく質、核標的たんぱく質、プロゲステロンレセプターたんぱく質および血管形成に関連するたんぱく質から構成される群から選択される核たんぱく質
を含むたんぱく質複合体を検出することを含む。
ひとつの態様において、本文に記載の前記診断および/または予後方法は、
(i)EDDおよびCHK2を含む複合体;
(ii)EDDおよびBRCA2を含む複合体;
(iii)EDDおよびCIBを含む複合体;
(iv)EDDおよびインポーチンアルファ−1を含む複合体;
(v)EDDおよびインポーチンアルファ−3を含む複合体;
(vi)EDDおよびインポーチンアルファ−5を含む複合体;および
(vii)EDDおよびプロゲステロンレセプターを含む複合体
から構成される群から選択されたたんぱく質複合体を検出する。
(i)EDDおよびCHK2を含む複合体;
(ii)EDDおよびBRCA2を含む複合体;
(iii)EDDおよびCIBを含む複合体;
(iv)EDDおよびインポーチンアルファ−1を含む複合体;
(v)EDDおよびインポーチンアルファ−3を含む複合体;
(vi)EDDおよびインポーチンアルファ−5を含む複合体;および
(vii)EDDおよびプロゲステロンレセプターを含む複合体
から構成される群から選択されたたんぱく質複合体を検出する。
ひとつの態様において、本発明は、EDDたんぱく質と腫瘍サプレッサー活性を有する核たんぱく質との特異的相互作用を検出するための試薬類および方法類に関し、前記たんぱく質−たんぱく質相互作用は、非制御細胞分割または細胞の過増殖または例えば卵巣癌または肝細胞癌または扁平細胞癌または乳癌または転移性メラノーマのような癌と関連する腫瘍類の出現または発症と関連している。
別の態様において、本発明は、EDDたんぱく質とセルサイクル調節活性を有する核たんぱく質との特異的相互作用を検出するための試薬類および方法類に関し、前記たんぱく質−たんぱく質相互作用は、非制御細胞分割または細胞の過増殖または例えば卵巣癌または肝細胞癌または扁平細胞癌または乳癌または転移性メラノーマのような癌と関連する腫瘍類の出現または発症と関連している。
さらに別の態様において、本発明は、EDDたんぱく質とDNA修復またはDNA損傷に関連するたんぱく質との特異的相互作用を検出するための試薬類および方法類に関し、前記たんぱく質−たんぱく質相互作用は、非制御細胞分割または細胞の過増殖または例えば卵巣癌または肝細胞癌または扁平細胞癌または乳癌または転移性メラノーマのような癌と関連する腫瘍類の出現または発症と関連している。
さらに別の態様において、本発明は、EDDたんぱく質とプロゲステロンレセプターたんぱく質との特異的相互作用を検出するための試薬類および方法類に関し、前記たんぱく質−たんぱく質相互作用は、例えば、プロゲステロン媒介腫瘍発生または腫瘍増殖または非制御細胞分割または細胞の過増殖を高めるなどのリガンド依存症においてレセプタを活性化する。
さらに別の態様において、本発明は、EDDたんぱく質と血管形成に関連するたんぱく質との特異的相互作用を検出するための試薬類および方法類に関し、前記たんぱく質−たんぱく質相互作用は、対象における新規血管形成に関連している。好適には、前記たんぱく質−たんぱく質相互作用は、癌、乾癬、糖尿病性失明、年齢関連黄斑変性症または関節リウマチに苦しむ対象における血管形成性または血管新生に関連している。
さらに別の態様において、本発明は、EDDたんぱく質とカルシウム/インテグリン結合たんぱく質(CIB)またはDNA依存性プロテインキナーゼ相互作用性たんぱく質(KIP)との特異的相互作用を検出するための試薬類および方法類に関し、前記たんぱく質−たんぱく質相互作用は、DNA損傷を受けている細胞中で低下している。
本文で検討した好適な検出システムには、ヒトまたは哺乳類対象から単離した生体試料中におけるたんぱく質−たんぱく質相互作用を、例えば、前記複合体または各結合パートナーに対する1種以上の抗体類またはそのエピトープを用いてのようにして検出する公知の全てのアッセイを含む。これとは別に、前記たんぱく質複合体の非抗体リガンドを用いることもでき、例えば、小分子(例 化学化合物、アゴニスト、アンタゴニスト、アロステリズムの調節剤、複合体形成または解離を調節できるかまたはできない競合的阻害剤または非競合的阻害剤)である。
抗体に基づくアッセイ系の使用が、特に好適である。これらの態様によれば、前記抗体または小分子をたんぱく質複合体またはたんぱく質−たんぱく質相互作用を検出できるいかなる標準的固相または液相アッセイフォーマットにおいて使用することもできる。
たんぱく質複合体に特異的に結合する抗体類を、前記たんぱく質複合体の存在を特徴とする状態または疾患の診断のため、または治療をしているかまたはしていない状態での疾患進行をモニターする予後アッセイにおいて使用する。診断アッセイには、ヒト体液または細胞または組織抽出物中における前記たんぱく質複合体検出抗体および標識を用いる方法が含まれる。抗体を修飾してまたは修飾することなく用いて、共有結合でまたは非共有結合でレポーター分子により標識することもできる。当該技術で公知の広範囲のレポーター分子を用いることができ、そのうちの数種について上記で説明してある。
ELISA、RIAおよびFACSを含むたんぱく質複合体測定用のさまざまなプロトコールが、当該技術で公知であるかまたは本文に記載されている。このような方法は、疾患関連たんぱく質複合体のレベルを診断するための基盤を提供する。たとえば、EDDおよび/またはその結合パートナーのひとつ(例 EDD/CHK2またはEDD/BRCA2)の過剰発現によって誘発された癌に関係した本発明のたんぱく質複合体は、疾患から生存する予後が悪いことを示す。健常個人の複合体の正常または標準値は、正常または健常対象、好適にはヒト対象から採取した体液または細胞抽出物を組み合わせることによって、確立する。
標準的複合体形成量は、さまざまな方法によって定量化でき、好適には、分光学的手段によってまたは定量的イムノアッセイ(例 ELISA)における抗体類を用いて定量化でき、たんぱく質複合体の量は、例えば、EDDたんぱく質ドメインを含むペプチドのような標準的ペプチドの公知量に対して比較することによって決定する。
生検組織から得た対象試料中で発現したたんぱく質複合体の量を、標準値と比較する。標準と対象値の偏差により、疾患診断または予後確立のためのパラメータを確立する。癌性組織の場合、健常対象で検出されたたんぱく質複合体の標準レベルを超えるたんぱく質複合体のレベルは、疾患を診断させ、生存予後が悪いことを示唆する。
例えばマススペクトロメトリ、MALDI−TOF、バイオセンサーテクノロジー、エバネッセントファイバーオプティックス、または蛍光共鳴エネルギートランスファ、を用いる光学的または蛍光検出が本発明の範囲に含まれることは明らかである。
バイオセンサー診断装置において、アッセイ基質とディテクター表面は、単一デバイスに組み込む。一般的バイオセンサーでは、電流またはインピーダンス測定要素を併用した電極表面を用いて、たんぱく質−たんぱく質結合事象の存在に応答した電流またはインピーダンスの変化を検出する(例 米国特許第5,567,301)。重量法によるバイオセンサーでは、ピエゾ電気結晶を用いて表面音波を産生させるが、その周波数、波長および/または共鳴状態が結晶表面上で表面質量に感受性である。音波性質がシフトすることが従って、例えばたんぱく質−たんぱく質結合の結果(例 米国特許第5,478,756および4,789,804)として、表面質量の変化を示唆する。表面プラズモン共鳴(SPR)効果に基づくバイオセンサー類もまた、例えば米国特許第5,485,277および5,492,840において提唱されており、それらは、たんぱく質がSPR界面に結合した時に起こるSPR表面反射角のシフトを活用している。最後に、バイオセンサー表面における光学性質変化を利用するさまざまなバイオセンサー類が公知である(例 米国特許第5,268,305)。
バイオセンサー類は、分離した反応基質とリーダデバイスを有する結合アッセイシステムに比べていくつかの強力な利点を有する。ひとつの重要な利点は、小規模であるが極めて再現性のあるバイオセンサーユニットをマイクロチップ製造法を用いて製造する能力であり、例えば、米国特許第5,200、051および第5,212,050に記載されている。別の利点は、1個のバイオセンサーユニットに組み込み可能な非常に多数であることもできる異なる分析物質検出領域であり、極めて少量の体液試料により数種の分析物質を高感度で検出できることである。したがって、たんぱく質複合体を形成するそれぞれの結合パートナーを同時に検出すること、または本発明の1個以上のたんぱく質複合体類を同時に検出することが、バイオセンサーを用いて可能となる。
エバネッセントバイオセンサー類は特に好適であり、それらは、未結合物質からたんぱく質複合体を分離することを要せず、それらの用途は、Hirschfieldが米国特許第4,447、546において最初に述べているように、標準的イムノアッセイフォーマットにくみ込むことができる。一般的に、エバネッセントバイオセンサー類は、例えば、プローブ表面近くで結合させた蛍光抗体または小分子のような蛍光分子と相互作用する特定の波長の光に依存し、本発明のたんぱく質複合体が前記抗体または小分子に結合すると別の波長の蛍光を出す。前記バイオセンサーは、前記センサー表面にたんぱく質が非特異的に結合することが原因による感度の劣化から、前記センサー表面を非干渉性たんぱく質溶液に暴露させることによって保護されており、その結果、前記非干渉性たんぱく質は、前記センサー表面に結合し、前記干渉性たんぱく質のその後の結合を防止する。生体たんぱく質類からの表面保護増強は、また、例えば、フッ素化アルカン類を含む溶媒に溶解させたテトラフルオロエチレンおよびビス−2,2−トリフルオロメチル−4,5−ジフルオロ−1,2−ジオキソールの無晶性コポリマーを薄膜保護コーティングとして蒸着適用した保護性コーティングにより表面を完全に被覆することによって可能である(Patonらによる米国特許第5,356,668)。
大量の試料を高処理スクリーニングするための用途に適したアッセイシステム、特に高処理分光共鳴法(例 MALDI−TOF、エレクトロスプレイMSまたはナノエレクトロスプレイMS)またはリアルタイム会合/解離定数決定を促進する検出系は、特に考慮される。
別の態様において、診断または予後は、結合パートナー発現レベル(類)を別々に決定することによって行われる。この場合、結合パートナー発現レベルは、標準的たんぱく質基盤検出系、抗体基盤法、または核酸基盤法によって決定される。たとえば、EDDおよびプロゲステロンレセプターのようなある結合パートナーの発現が高レベルであることは、疾患を示唆でき、あるいは、癌性組織の場合、生存予後が悪いことを示す。このことは、いかなる作用理論または作用方式に拘束されることもなく、プロゲステロンレセプターにトランス作用し、それによってプロゲスチン感受性のまたはプロゲステロンレセプター媒介細胞増殖を増強させるEDDの結果である。
一方、高レベルのEDDに結合した低レベルのCHK2またはBRCA2は疾患を診断できるかまたは予後不良を示唆するが、比較的高レベルのCHK2および/またはBRCA2に結合した低レベルのEDDは一般的に予後良好を示唆する。このことは、いかなる作用理論または作用方式に拘束されることもなく、細胞中における正常なBRCA2/CHK2機能を防止するEDDの結果である。
ひとつの態様において、EDDまたは例えば、合成オリゴヌクレオチド、相補性RNA、RNAまたはたんぱく質−核酸(PNA)のようなその結合パートナーをコードする核酸を用いて、前記ポリペプチドの発現が疾患と相関している生検組織中における遺伝子発現を検出しかつ定量化する。前記診断アッセイは、前記結合パートナーの不在、存在および過剰発現を識別するため、または最初の診断後または治療干渉中において発現をモニターするために用いることもできる。たんぱく質検出システムによってと同様に、EDDおよび/またはプロゲステロンレセプターの過剰発現の検出が好適である。
特定細胞、組織または臓器における数種の結合パートナーの発現の共局在化を例えばFISHまたは他の発現検出系を用いて検出すると、疾患が同様に示唆される。
ひとつの態様において、結合パートナーをコードする核酸(RNAまたはゲノムDNA)の検出を可能とするPCRプローブ類とのハイブリダイゼーションを用いる。前記プローブの特異性は、そのヌクレオチド配列とハイブリダイゼーションまたは増幅の緊縮(最大、高、中等度、または低)によって決定される。一般的に、高特異性プローブ類は、より高い緊縮条件での使用に適している。
結合パートナーの発現に関連した疾患診断のための基盤を提供するため、パートナー発現の正常または標準的プロフィールを、例えば、正常対象から得た体液または細胞抽出物を結合パートナーまたはその部分をコードする核酸とハイブリダイゼーションまたは増幅に適した条件下で組み合わせることによって、確立する。その際の標準ハイブリダイゼーションは、正常対象から得た値を実質的に精製核酸の公知量を用いて得たシグナルと比較することによって、定量する。正常試料から得た標準値を、次に患者試料から得た値と比較する。標準と対象値の偏差が、疾患を診断する。いったんこの方法または別の方法で診断がなされると、ハイブリダイゼーションアッセイを行って経時的または治療経過中に結合パートナーの発現を評価する。
癌に関して、比較的多量のEDDおよび/またはその認識結合パートナー特にプロゲステロンレセプターをコードするRNAが個人から得た生検組織中に存在することは、前記疾患発生素因を示すかまたは前記疾患の診断ができ、好適には実際に臨床症状が出現する前である。これとは別にまたはさらに、これらの転写体レベルが高いことは、生存予後が不良であることを示唆する。
発現を定量化するために使用する方法には、放射性標識またはビオチン化ヌクレオチド類、対照核酸の同時増幅および実験結果を内挿するための標準曲線使用が含まれる(Melby et al.,J.Immunol.Methods,159、235−244、1993;Duplaa et al.,Anal.Biochem.212、229−236、1993)。
たんぱく質複合体形成調節剤同定用スクリーニングアッセイ
さらに本発明の態様は、単離または組み換えたんぱく質複合体の活性、形成または安定性の調節剤を決定する方法を提供し、前記たんぱく質複合体は、
(i)EDDたんぱく質または腫瘍サプレッサー活性を有するたんぱく質、セルサイクル調節活性を有するたんぱく質、DNA修復または損傷に関連するたんぱく質、核標的たんぱく質、プロゲステロンレセプターたんぱく質および血管形成に関連するたんぱく質から構成される群から選択されるたんぱく質に結合するのに充分なEDDたんぱく質部分;および
(ii)腫瘍サプレッサー活性を有するたんぱく質、セルサイクル調節活性を有するたんぱく質、DNA修復または損傷に関連するたんぱく質、核標的たんぱく質、プロゲステロンレセプターたんぱく質および血管形成に関連するたんぱく質から構成される群から選択される核たんぱく質、または前記EDDたんぱく質若しくはEDDたんぱく質の前記部分に結合するのに充分な前記たんぱく質部分
を含む。
さらに本発明の態様は、単離または組み換えたんぱく質複合体の活性、形成または安定性の調節剤を決定する方法を提供し、前記たんぱく質複合体は、
(i)EDDたんぱく質または腫瘍サプレッサー活性を有するたんぱく質、セルサイクル調節活性を有するたんぱく質、DNA修復または損傷に関連するたんぱく質、核標的たんぱく質、プロゲステロンレセプターたんぱく質および血管形成に関連するたんぱく質から構成される群から選択されるたんぱく質に結合するのに充分なEDDたんぱく質部分;および
(ii)腫瘍サプレッサー活性を有するたんぱく質、セルサイクル調節活性を有するたんぱく質、DNA修復または損傷に関連するたんぱく質、核標的たんぱく質、プロゲステロンレセプターたんぱく質および血管形成に関連するたんぱく質から構成される群から選択される核たんぱく質、または前記EDDたんぱく質若しくはEDDたんぱく質の前記部分に結合するのに充分な前記たんぱく質部分
を含む。
ひとつの態様において、前記たんぱく質複合体は、
(i)EDDおよびCHK2を含む複合体;
(ii)EDDおよびBRCA2を含む複合体;
(iii)EDDおよびCIBを含む複合体;
(iv)EDDおよびインポーチンアルファ−1を含む複合体;
(v)EDDおよびインポーチンアルファ−3を含む複合体;
(vi)EDDおよびインポーチンアルファ−5を含む複合体;および
(vii)EDDおよびプロゲステロンレセプターを含む複合体
から構成される群から選択される。
(i)EDDおよびCHK2を含む複合体;
(ii)EDDおよびBRCA2を含む複合体;
(iii)EDDおよびCIBを含む複合体;
(iv)EDDおよびインポーチンアルファ−1を含む複合体;
(v)EDDおよびインポーチンアルファ−3を含む複合体;
(vi)EDDおよびインポーチンアルファ−5を含む複合体;および
(vii)EDDおよびプロゲステロンレセプターを含む複合体
から構成される群から選択される。
前記調節剤は、複合体形成または安定性を増強するかまたはこれとは別に、部分的にまたは完全にたんぱく質複合体形成を阻害し、複合体形成を防止しまたは細胞中における複合体代謝を増強する。ひとつの態様において、前記調節剤は、EDDおよび/またはプロゲステロンレセプター代謝を促進または増強し、特に癌細胞中においてそうである。
本発明の方法はその一般的形態において、候補化合物または候補抗体の存在下および不在下においてたんぱく質複合体の会合または解離、または前記複合体の構造を決定することを含む。本文に記載のこの態様によれば、候補化合物または候補抗体存在下における前記たんぱく質複合体の会合、解離または構造の修飾は、前記候補がたんぱく質複合体の調節剤であることを示唆する。
前記複合体の会合、解離または構造は、例えば、前記候補存在下または不在下におけるリアルタイム会合または解離定数を求めること、または前複合体の構造上のエピトープを認識する抗体の結合修飾を求めることによって、直接手段によって決定できる。基本的に上記で説明したようなバイオセンサー類は、候補化合物または抗体の存在下または不在下において、このような適用に特に適している。
これとは別に、前記複合体の会合、解離または構造は、例えば、たんぱく質リクルートシステム、n−ハイブリッドスクリーン、逆n−ハイブリッドスクリーン、平板寒天拡散アッセイ、ELISA、またはたんぱく質−たんぱく質相互作用検出用の他の周知のアッセイフォーマットを用いて間接手段によって決定することもできる。このような間接手段は一般的に、たんぱく質複合体の形成または解離を検出するためのレポーターシステムを用いる。
標準的固相ELISAアッセイフォーマットは、特に、たんぱく質−たんぱく質相互作用のアンタゴニストの同定に有用である。この態様によれば、結合パートナーのひとつ(例 EDDまたはその部分)を、例えばポリマーピンアレイまたはガラスサポートのような固体マトリックスに固定する。従来、固定結合パートナーは、グルタチオン−S−トランスフェラーゼ(GST;例 EDD−GST融合体)を含む融合ポリペプチドであり、ここで、GST部分は、固相支持体へのたんぱく質固定を促進する。溶液中の第2の結合パートナー(例 プロゲステロンレセプター、CHK2、CIB、またはBRCA2)を、固定たんぱく質との物理的関係に保ち、たんぱく質複合体を形成させ、その複合体は、第2結合パートナーに対する抗体を用いて検出する。前記抗体は、一般的に蛍光分子で標識するかまたは酵素(例 ホースラディッシュパーオキシダーゼ)に結合させるか、または、第1抗体に結合する第2の標識抗体を用いることもできる。従来、第2結合パートナーは、FLAGまたはオリゴ−ヒスチジンペプチドタグまたは他の適切な免疫性ペプチドとの融合ポリペプチドとして発現し、前記ペプチドタグに対する抗体を用いて結合パートナーを検出する。これとは別に、オリゴ−HISのタグをつけたたんぱく質複合体類は、ニッケル−NTAレジン(Qiagen)に対するそれらの結合によって検出することもでき、またはFLAG標識たんぱく質複合体類は、FLAG M2アフィニティゲル(Kodak)に対するそれらの結合によって検出することもできる。当業者には、本文に記載のアッセイフォーマットが結合ペプチドまたは融合たんぱく質のミクロアレイを用いてのように試料の高処理スクリーニングを可能とすることがわかるであろう。
標準的ELISAタイプアッセイフォーマットの修飾において、結合パートナーは、その上への化学合成のような固体支持体上に固定され、またはビオチン標識され液相で使用することもできる。
ツーハイブリッドアッセイは、参照により本文に取り込まれるPayanらの米国特許第6,316,223に記載されている。Paranらが記載の基本的メカニズムは、酵母ツーハイブリッドシステムと類似している。ツーハイブリッドシステムにおいて、結合パートナーを2種の異なる融合たんぱく質として哺乳類宿主細胞中で発現させる。本目的に前記標準的ツーハイブリッドシステムを適合させる際、第1の融合たんぱく質は、前記結合パートナーのひとつに融合したDNA結合ドメインから構成され、第2の融合たんぱく質は、他の結合パートナーに融合した転写活性化ドメインから構成される。前記DNA結合ドメインは、ひとつ以上のレポーター遺伝子の発現を制御するオペレータ配列に結合する。転写活性化ドメインは結合パートナー間との機能的相互作用を介してプロモータにリクルートされる。その後、この転写活性化ドメインは細胞の基礎転写機構と相互作用し、それによってレポーター遺伝子(類)の発現を活性化し、その発現を決定できる。結合パートナー間のたんぱく質−たんぱく質相互作用を調節する候補生体活性物質は、宿主細胞とインキュベーションした時のレポーター遺伝子(類)の転写調節能によって同定する。アンタゴニストは、レポーター遺伝子発現を防止するか低下させ、一方、アゴニストは、レポーター遺伝子発現を増強させるであろう。小分子調節剤の場合、これらは、細胞培地に直接添加しレポーター遺伝子発現を決定する。一方、ペプチド調節剤類は、宿主細胞に移入した核酸から発現可能であり、レポーター遺伝子発現を決定する。実際、全ペプチドライブラリを移入細胞中でスクリーニングできる。
これとは別に、逆ツーハイブリッドスクリーンは例えばVidal et al.,Proc.Natl.Acad.Sci USA 93、10315−10320、1996によって記載されており、これらを用いてアンタゴニスト分子を同定できる。逆ハイブリッドスクリーンは、上記の正スクリーンとそれらがCYH2またはLYS2のようなカウンター選択性レポーター遺伝子を使用し、たんぱく質−たんぱく質相互作用に対して選択する点で異なっている。細胞生存または増殖は、産生されたカウンター選択性レポーター遺伝子という非毒性物質存在下で低下するかまたは防止され、それは、前記遺伝子産物によって毒性化合物に変換される。したがって、前記相互作用のアンタゴニスト存在下のような本発明のたんぱく質−たんぱく質相互作用が起こらない細胞は、前記基質存在下において生存するが、それが毒性産物に変換されないであろうということが理由である。たとえば、EDDは、GAL4のDNA結合ドメインとのようにDNA結合ドメイン融合体として発現することができ、EDDに結合するプロゲステロンレセプターまたはCHK2またはBRCA2の部分は、(例 GAL4転写活性化ドメインとの)適当な転写活性化ドメイン融合ポリペプチドとして発現される。前記融合ポリペプチドは、酵母中でURA3カウンター選択性レポーター遺伝子と機能的に連結して発現され、URA3の発現には、GAL4 DNA結合ドメインと転写活性化ドメインとの物理的関係を必要とする。この物理的関係は、たとえば、GAL4が結合するヌクレオチド配列を含むプロモータの制御下にレポーター遺伝子発現を置くことによって、達成することができる。レポーター遺伝子が発現する細胞はウラシルおよび5−フルオロロト酸(5−FOA)の存在下で増殖せず、これは5−FOAが毒性化合物に変換されることが理由である。候補ペプチド阻害剤(類)は、このような細胞のライブラリ中で発現し、ウラシルおよび5−FOAの存在下で増殖する細胞は、たとえば候補ペプチド阻害剤(類)をコードする核酸分析のようなさらなる分析のために保持される。相互作用に拮抗する小分子類は、小分子類存在下で細胞をインキュベーションしウラシルおよび5−FOA存在下で成長するかまたは生存する細胞を選択することによって、決定される。
これとは別に、Karinらの米国特許第5,776、689に記載のようなたんぱく質リクルートメントシステムを用いる。標準的たんぱく質リクルートメントシステムでは、たんぱく質−たんぱく質相互作用が、転写因子ではないエフェクターたんぱく質を特定の細胞コンパートメントにリクルートすることによって、細胞中で検出される。エフェクターたんぱく質が細胞コンパートメント中に移動すると、そのエフェクターたんぱく質はコンパートメント中に存在するレポーター分子を活性化し、レポーター分子の活性が、たとえば、細胞生存によって検出可能であり、このことは、たんぱく質−たんぱく質相互作用が存在していることを示唆している。さらに詳細には、たんぱく質リクルートメントシステムの成分類には、エフェクターたんぱく質と結合パートナーのひとつ(例 プロゲステロンレセプターまたはその部分またはCHK2またはその部分またはBRCA2またはその部分)を含む第1融合たんぱく質をコードする発現可能第1核酸およびEDDとNLS未改変物を含む第2たんぱく質をコードする発現可能第2核酸がある。この文脈でのレポーター分子は、エフェクターたんぱく質によって制御される分子または細胞性事象を含むであろう。内因性エフェクターたんぱく質の活性を欠損しているまたは存在していない細胞系統または細胞株(例 酵母細胞または他の非哺乳類細胞)も同様に必要であり、その結果、たんぱく質−たんぱく質相互作用が存在していない場合に前記レポーター分子が発現されない。使用に際して、前記融合ポリペプチドの結合パートナー部分とEDDとの間に複合体が形成され、それによって、EDD NLSに結合しているインポーチンたんぱく質によって媒介された核への前記複合体の移動が誘導され、そのとき、前記フェクターたんぱく質はレポーター分子を活性化する。このようなたんぱく質リクルートメントシステムは、基本的にあらゆるタイプの細胞で実施でき、たとえば、哺乳類、鳥類、昆虫類および細菌細胞中が含まれ、さらにさまざまなエフェクターたんぱく質/レポーター分子システムを用いる。
これとは別に、酵母細胞に基づくアッセイも行うことができ、EDDとその結合パートナーの1個以上との相互作用の結果、形質膜へグアニンヌクレオチド交換因子(GEF)がリクルートされることになり、GEFはRasのようなレポーター分子を活性化させ、それによって、特定の細胞培養条件下では生存しないであろう細胞を生存させることができる。本目的のために適した細胞には、例えば、Saccharomyces cerevisiae cdc25−2細胞が含まれ、それは、機能的GEFがその中で発現されたときのみ36℃で増殖する(Petitjean et al.,Genetics124,797−806,1990)。形質膜へのGEFの移送は、形質膜局所ドメインによって促進される。Rasの活性化は、例えば、細胞中へのサイクリックAMPレベルを市販のアッセイキットおよび/または試薬類を用いて検出される。本発明のたんぱく質−たんぱく質相互作用調節剤を検出するため、細胞中試験化合物存在下または不在下でまたは候補調節ペプチド発現の存在下または不在下で二重インキュベーションを行う。候補化合物または候補ペプチド存在下における細胞生存または増殖の低下は、前記ペプチドまたは化合物が、EDDとその結合パートナーの1種以上との相互作用のアンタゴニストであることを示唆する。
また、“逆”たんぱく質リクルートメントシステムについても検討し、細胞の生存変化または増殖変化が、候補化合物または候補ペプチドによるたんぱく質−たんぱく質相互作用の破壊においても連続する。たとえば、GEF存在下で活性化Rasを構成的に発現させるNIH 3T3細胞を用いることができ、細胞変換がないことが候補化合物またはペプチドによるたんぱく質複合体破壊を示唆する。対照的に、GEF存在下で活性化Rasを構成的に発現させるNIH 3T3細胞は、形質転換表現型を有する(Aronheim et al.,Cell.78、949−961、1994)。
さらに別の態様では、小分子類を、参照により本文に取り込まれるVidalおよびEndoh、TIBS 17、374−381、1999に記載の平板寒天拡散アッセイによって本発明のたんぱく質複合体を解離させるその能力を試験する。
さらに別の態様において、
(i)調節剤は候補化合物または候補抗体不在下において
(i)EDDおよびCHK2を含む複合体;
(ii)EDDおよびBRCA2を含む複合体;
(iii)EDDおよびCIBを含む複合体;
(iv)EDDおよびインポーチンアルファ−1を含む複合体;
(v)EDDおよびインポーチンアルファ−3を含む複合体;
(vi)EDDおよびインポーチンアルファ−5を含む複合体;および
(vii)EDDおよびプロゲステロンレセプターを含む複合体
から構成される群から選択されたたんぱく質複合体レベルを決定すること;および
(ii)候補化合物存在下または前記候補抗体存在下において前記たんぱく質複合体のレベルを決定すること、を含むプロセスによって決定され、
(i)および(ii)における前記たんぱく質複合体レベルの差が、候補化合物または候補抗体が前記相互作用の調節剤であることを示唆する。
(i)調節剤は候補化合物または候補抗体不在下において
(i)EDDおよびCHK2を含む複合体;
(ii)EDDおよびBRCA2を含む複合体;
(iii)EDDおよびCIBを含む複合体;
(iv)EDDおよびインポーチンアルファ−1を含む複合体;
(v)EDDおよびインポーチンアルファ−3を含む複合体;
(vi)EDDおよびインポーチンアルファ−5を含む複合体;および
(vii)EDDおよびプロゲステロンレセプターを含む複合体
から構成される群から選択されたたんぱく質複合体レベルを決定すること;および
(ii)候補化合物存在下または前記候補抗体存在下において前記たんぱく質複合体のレベルを決定すること、を含むプロセスによって決定され、
(i)および(ii)における前記たんぱく質複合体レベルの差が、候補化合物または候補抗体が前記相互作用の調節剤であることを示唆する。
本発明のこの態様は、前記たんぱく質結合パートナーのあらゆる1個以上の部分を含むたんぱく質複合体の決定にとって、必要な変更を加えて適用される。
当業者は、上記で述べたアンタゴニスト用前記アッセイ方法のいかなる1種以上も、この目的のために適応させることができることを理解するであろう。このことは、候補化合物または抗体の存在下または不在下におけるたんぱく質複合体レベルがELISAの場合抗体結合に関連しており、またはハイブリッドスクリーンまたはたんぱく質リクルートメントシステムの場合細胞生存または増殖に関連していることが理由である。ELISAに基づくアッセイフォーマットは、特に、この目的に適しており、抗体が結合するたんぱく質標準の公知量に対して検出システムを校正することによって、それらが容易に定量化可能であることが理由である。このような定量化が、当業者に周知である。
本文に記載の方法を用いて同定された調節剤類は、過増殖性疾患または異常セルサイクル制御関連障害、異常DNA損傷または修復、異常血管形成、例えば、異常細胞分割、腫瘍形成、腫瘍転移または腫瘍細胞侵襲のようなプロゲスチン感受性障害またはプロゲステロンレセプター媒介障害の治療または予防的措置に有用である。前記調節剤類は、好適には、扁平細胞癌、肝細胞癌、卵巣癌、乳癌、メラノーマ、頭頸部癌、アデノカルシノーマ、扁平肺癌、消化管癌(例 胃、結腸、または膵臓癌)、腎細胞癌、膀胱癌、前立腺癌、非扁平癌、神経膠芽腫および髄芽腫から構成される群から選択される癌に関連する1種以上の症状の治療に有用である。これとは別にまたはさらに、前記調節剤類は、好適には、強力な癌の一部の形態、糖尿病性失明、年齢関連黄斑変性症、関節リウマチおよび乾癬のような過剰血管形成関連疾患、および、例えば冠動脈疾患、卒中および創傷治癒遅延のような不十分な血管形成に関連する障害のような異常血管形成関連障害または状態の治療に有用である。さらに、前記調節剤は好適には、創傷治癒誘発、臓器再生刺激、黄体中濾胞発生刺激、妊娠中における胎盤成長刺激および妊娠中における胚成長刺激に有用である。
治療適用
別の態様において、本発明は、細胞中におけるEDDたんぱく質発現上昇に関連した状態の治療方法を提供し、前記方法は、細胞中におけるEDD発現を低下させるために有効な量の化合物を投与することを含む。
別の態様において、本発明は、細胞中におけるEDDたんぱく質発現上昇に関連した状態の治療方法を提供し、前記方法は、細胞中におけるEDD発現を低下させるために有効な量の化合物を投与することを含む。
ひとつの態様において、EDD過剰発現に関連した状態は癌であり、特に、扁平細胞癌、肝細胞癌、卵巣癌、乳癌、メラノーマ、頭頸部癌、アデノカルシノーマ、扁平肺癌、消化管癌(例 胃、結腸、または膵臓癌)、腎細胞癌、膀胱癌、前立腺癌、非扁平癌、神経膠芽腫および髄芽腫から構成される群から選択される癌である。しかし、本発明の方法が、適当な時期にかつ適切な量で投与されれば、あらゆる有糸分裂への細胞進行防止に適していることがわかる。
ひとつの態様において、投与される化合物は、核酸を含む。好適には、前記核酸は、EDD発現のアンタゴニストであり、例えば、アンチセンス核酸、ペプチド核酸(PNA)、リボザイムまたは干渉性RNAであり、それは、全体としてまたは部分的に、センス鎖を含む標的分子に対して相補性で、標的分子、特にEDDをコードするRNAにハイブリダイズできる。適切な方法を用いて細胞中に導入されると、このような核酸は、センス鎖によってコードされたEDD遺伝子発現を阻害する。アンチセンス核酸、リボザイム(例 Cech et al.,USSN 4,987,071;Cech et al.,USSN 5,116、742;Bartel and Szostak,Science261、1411−1418、1993)、トリプルへリックス形成可能な核酸(例 Helene,Anticancer Drug Res.6、569−584、1991)、PNA(Hyrup et al.,Bioorganic&Med.Chem.4,5−23、1996;O‘Keefe et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA93、14670−14675、1996)、干渉RNA(Elbashir et al.,Nature411、494−498,2001;Sharp,Genes Devel.15、485−490、2001;Lipardi et al.,Cell 107、297−307、2001;Nishikura,Cell 107、415−418,2001)または小さい干渉RNA(siRNA)を、当業者に周知の標準的技術を用いて、本文に開示の配列に基づき産生させることもできる。
好適には、アンチセンス核酸、リボゾーム、PNA、干渉RNAまたはsiRNAは、配列番号1または配列番号3に対して少なくとも約80%の同一性を有する配列の少なくとも約15〜20個の連続ヌクレオチドに対して相補性の配列(すなわち、EDDコードmRNAに対して相補性である)を含み、それにハイブリダイズできる。たとえば、このようなアンタゴニスト核酸は、配列番号1または3またはハイブリダイゼーションするのに充分なその部分を有する標的核酸に相補性であることができる。EDDをコードするmRNAの少なくとも約25または30または35または40または45または50個の連続ヌクレオチドに相補性の配列を含む長い分子類も同様に本発明に包含される。
本文に例示したように、干渉RNA、特にsiRNAを使用することが、細胞におけるEDD発現を下方に制御しそれによって細胞増殖を阻害し、細胞がセルサイクルのG2/M相に集積するようにさせるか、または変化した細胞−細胞接触、変化した細胞形状および脱組織化を起こさせるようにする。このような干渉RNAは一般に、二重鎖RNAを形成可能な自己相補性領域を有するRNA分子を含む。
ひとつの態様において、アンチセンス核酸、リボザイム、PNA、干渉RNAまたはsiRNAを含む構築体を適切な細胞に導入し、その中でのEDD発現および/または活性を阻害させることができる。別の態様において、このような構築体を哺乳類細胞の一部またはすべてに導入することができる。アンチセンス核酸、リボザイム、PNAまたは干渉RNAは、EDD発現とその後のEDDたんぱく質を必要とする欠損性たんぱく質−たんぱく質複合体類形成を阻害する。したがって、癌または前記構築体を含む細胞中におけるEDDによって媒介される過増殖性プロセスが、阻害される。
結合活性、シグナル活性および/または細胞性過増殖性応答刺激のようなEDDたんぱく質に特徴的な1個以上の機能を阻害できる抗体類の用途もまた、本発明に包含される。ひとつの態様において、本発明の抗体類は、哺乳類EDDたんぱく質へのリガンド(すなわち、1個以上のリガンド類)結合を阻害でき、および/またはリガンド結合に応答して哺乳類EDDたんぱく質媒介の1種以上の機能を阻害できる。特に好適な態様において、前記抗体は、EDDとプロゲステロンレセプターのような天然のリガンドとの相互作用を阻害(低下または防止)できる。
1種以上の物質を適当な経路で、単独または他の薬剤と併用して宿主に投与できる。有効量の核酸またはアンタゴニストまたはアゴニスト活性を有する抗体物質を投与する。有効量とは、投与条件下において所望の治療または予防効果を達成のに充分な量であり、例えば、EDD機能阻害または促進に充分な量である。
癌治療のため、特に、癌組織または細胞のような1種以上の特定細胞または組織中のEDD発現を標的にするのが好適であり、それによって、活性物質が確実にその細胞/組織に伝達され、全体の細胞増殖を阻害しないことが望ましい。腫瘍特異的抗原を認識する抗体類を用いて、腫瘍に細胞毒性薬物を運搬させてきた。腫瘍特異的抗原を認識する抗体類を活性化合物に連結させるが、しかし固形腫瘍の場合、免疫複合体は腫瘍組織浸透が効果的というわけでない。
Arap et al.,Science、279、377−380、1998は、ヒト乳癌移植片に会合させた内皮細胞に局在化させたペプチドを用いて、新脈管形成を阻害することによって間接的に腫瘍成長をブロックした。前記ペプチドに細胞毒性薬物ドクソルビシンを結合させることによって、腫瘍関連血管が選択的に破壊されることを観察した。次に、この結果、腫瘍が壊死しならびに担癌マウスの生存が上昇した。
Hongら(米国特許公報第20020102265;USSN 09/899,376を公表)は、ヒト扁平癌、および乳癌細胞のような固形腫瘍組織細胞によって特異的に内在性としたペプチド(HN−1)の単離を記載した。したがって、Edd遺伝子発現産物を標的とする抗癌化合物類をHN−1に連結させ、例えば舌または頭頸部扁平細胞癌、乳癌、神経膠芽腫または星状腫のような(例 口腔、咽頭、のど、鼻傍洞、鼻洞、喉頭、甲状腺、副甲状腺、唾液腺、顔皮膚、頸皮膚、または頸管リンパ節の)扁平細胞癌のような腫瘍組織に特定して投与する。このような連結体は、静注投与、腫瘍内投与、皮下投与、腹腔内投与または局所投与によって運搬させることができる。さらに特定の態様において、前記連結体は、局所、部位または全身投与によっても投与される。
これとは別に、EDD発現産物阻害剤をコードする核酸は、たとえば、Edd遺伝子過剰発現を標的とできるかまたはEDD含有たんぱく質複合体形成を標的とできるsiRNAをコードする核酸を、治療を必要とする対象に導入し、適切な腫瘍特異的プロモータ配列の制御下にその中で機能可能に発現される。たとえば、RNAを発現する感染性組み換えウイルスベクターは、遺伝的または生化学的にウイルス表面を修飾することによって細胞表面レセプターを介して腫瘍細胞に標的化させることができる。これとは別に、癌細胞を転写レベルで、エフェクター遺伝子の発現を限定する系統特異的プロモータ類を用いて、腫瘍細胞ならびに同一発生系統由来関連正常細胞全てに対して標的化させる。このようにして標的とされた腫瘍タイプの例には、結腸癌、肺癌;乳癌、肝細胞癌およびメラノーマが含まれる。腫瘍特異的プロモータ類/エンハンサー類もまた、“ウイルス特異的酵素/プロドラッグ療法”(VDEPT)と称される治療手技で使用されており、殺腫瘍効率が、正常細胞への副作用低下によって増大される(いわゆる“傍観者効果”)。たとえば、アルファフェトプロテイン(AFP)プロモータ/エンハンサーカセットを用いてアデノウイルスベクターからのE1発現を制御し、肝細胞癌に対してのウイルス媒介の腫瘍崩壊性効果を誘発させることができる。したがって、アルファフェトプロテインプロモータを含む腫瘍特異的複製可能アデノウイルス(TSRCA)ベクターはsiRNAをコードする遺伝子を運搬し、特に好適である。これとは別に、このシステムの変化体として、米国特許公報第20020142989に記載の“相補性アデノウイルスベクターシステム”も用いることができる。
これとは別にまたはさらに、EDD発現低下に有効な化合物も、カチオン性リポソームのようなリポソーム形態で投与できる。
さまざまな投与経路が可能であり、必ずしも限定されないが、経口、食事、局所、非経口(例、静注、動脈内、筋肉内、皮下注射)および吸入(例 気管支内、鼻内または口腔吸入、点鼻)投与経路を含み、薬剤および治療すべき疾患または状態に依存する。
投与すべき物質の処方は、選択した投与経路に応じてさまざまであろう(例 溶液、懸濁液、カプセル)。投与すべき物質を含む適切な組成物は、生理学的に許容できる賦形剤またはキャリア中で調製できる。溶液または懸濁の場合、適切な担体には例えば、水性またはアルコール性/水性溶液、乳剤または懸濁液が含まれ、生理食塩水および緩衝液が含まれる。非経口賦形剤には、塩化ナトリウム溶液、リンゲルデキストロース、デキストロースおよび塩化ナトリウム、乳糖化リンゲルまたは固定オイル類が含まれる。静脈内賦形剤にはさまざまな添加剤類、保存剤類または液体、栄養または電解質レプレニィッシャーなど(総合的には、レミントンの薬学、第17版、Mack Publishing社、Pa.,1985を参照)が含まれる。吸入の場合、前記物質を溶解させ投与に適切なディスペンサーに入れる(例 アトマイザー、ネブライザーまたは加圧エアゾールディスペンサー)。
さらに、前記物質がたんぱく質またはペプチドである時、前記物質を組み換えたんぱく質のインビボ発現により投与できる。インビボ発現は、適切な方法(例米国特許第5,399,346参照)により体細胞発現により達成できる。この態様において、前記たんぱく質をコードする核酸は、レトロウイルス、アデノウイルス、または他の適切な運搬用ベクター(好適には、複製欠損感染性ベクター)に取り込ませることができるかまたは、運搬のために前記たんぱく質を発現できる形質移入または形質転換宿主細胞に導入することができる。後者の態様において、前記細胞を(単独またはバリアデバイス中で)インプラントするか、注射するかまたはそうでない場合には、治療有効量だけ前記たんぱく質を発現できる有効量だけ導入することができる。
本発明は、EDDたんぱく質およびTopBP1単独で構成できるこれまでに開示されたいかなる単離たんぱく質複合体も排除することは明白である。
(実施例)
本発明をさらに、下記の非限定的実施例によって記載する。
本発明をさらに、下記の非限定的実施例によって記載する。
実施例1
ヒト癌におけるEDD遺伝子の異常
1.1 材料および方法
腫瘍およびDNA抽出
卵巣癌組織および適合血液または正常卵巣組織を、患者98例から採取し、DNAを先に述べたようにして抽出した(Obata et al.,Cancer Res.58、2095−2097、1998)。転移性メラノーマ組織および適合血液または正常皮膚組織を患者20例から得て、DNAを先の報告にあるようにして単離した(Indsto et al.,Cancer Genet Cytogenet 100、68−71、1998)。DNAは、適合正常および原発性肝腫瘍患者19例からミクロ切除した肝細胞癌組織試料から抽出した(Macdonald et al.,Hepatology 28,90−97、1998)。Al分析のため、パラフィン包埋乳癌および正常血液を患者24例から得た。腫瘍局在は、ヘマトキシリンおよびエオシン染色によって決定し、細胞を隣接切片4〜5枚からミクロ切除した。DNAは、溶解緩衝液中に温度55℃で8時間抽出(0.45% Tween20、5mg/mlプロテイナーゼK、0.25%BSA)し、その後10分間沸騰させた。DNAは、PuregeneDNA単離キットを用いて血液から抽出した(Gentra Systems,Minneapolis、MN)。
ヒト癌におけるEDD遺伝子の異常
1.1 材料および方法
腫瘍およびDNA抽出
卵巣癌組織および適合血液または正常卵巣組織を、患者98例から採取し、DNAを先に述べたようにして抽出した(Obata et al.,Cancer Res.58、2095−2097、1998)。転移性メラノーマ組織および適合血液または正常皮膚組織を患者20例から得て、DNAを先の報告にあるようにして単離した(Indsto et al.,Cancer Genet Cytogenet 100、68−71、1998)。DNAは、適合正常および原発性肝腫瘍患者19例からミクロ切除した肝細胞癌組織試料から抽出した(Macdonald et al.,Hepatology 28,90−97、1998)。Al分析のため、パラフィン包埋乳癌および正常血液を患者24例から得た。腫瘍局在は、ヘマトキシリンおよびエオシン染色によって決定し、細胞を隣接切片4〜5枚からミクロ切除した。DNAは、溶解緩衝液中に温度55℃で8時間抽出(0.45% Tween20、5mg/mlプロテイナーゼK、0.25%BSA)し、その後10分間沸騰させた。DNAは、PuregeneDNA単離キットを用いて血液から抽出した(Gentra Systems,Minneapolis、MN)。
RT−PCRのため、乳癌試料を手術時点で採取した。正常胸部組織(組織学的検査に基づく)を、癌切除と同時に影響を受けていない胸部領域から除去した。
腹側舌の扁平細胞癌12例から得たパラフィン包埋記録保管試料ならびに適合するリンパ節は、Bovaら(Bova et al.,Clin.Cancer Res.5、2810−2819、1999)が記載のシリーズに由来していた。悪性扁平細胞の領域を、ヘマトキシリンおよびエオシン染色スライドから病理学者が識別し、光学顕微鏡下で未染色の隣接切片10μmからミクロ切除した。正常組織は、罹患していないリンパ節から得て、および/または、扁平細胞癌を取り巻く正常細胞領域からミクロ切除した。試料を、プロテイナーゼK(2mg/ml)250μlにより37℃で一定に攪拌しながら5日間消化した。消化物をその後フェノールでいったん抽出し、クロロホルムで一度抽出し、DNAをエタノールで一晩沈殿させ、TE緩衝液30μl中に再度溶解させた(“ミクロ切除DNA”)。
EDD結合ミクロサテライトCEDDおよび586F18bの単離とクローニング
ヒトP1ゲノムライブラリ(Incyte Genomics,CA)をEDDコード配列4kbをカバーする2個のcDNAプローブによりスクリーニングした(Callaghanら,Oncogene17、3479−3491、1998)。陽性クローンからDNAを抽出し、HincIIで消化し、ゲル電気泳動によって分離し、オリゴヌクレオチドプローブ(CA)15を用いるサザンブロット法により再度スクリーニングした。陽性ゲノムDNA断片を、pBluescriptにクローニングし、配列決定し、新規ジヌクレオチド繰り返しミクロサテライトCEDD(EDD近傍のCA繰り返し)を明らかにした。独自のプライマーをミクロサテライト周辺で設計し、約220bpの産物を得た; CEDD正 5’−TACCCTGCAGTAAATCTCACATGTACTCCC−3’(配列番号5)、CEDD逆 5’−AGAATCGCTTGAACCTAGTAGGTGAAGGTG−3’(配列番号6)。その後、EDDゲノム配列が利用可能となり(Genbankアクセス番号AC021004)、CEDDをEDDコード配列の塩基2616と2617の間のイントロンに局在化させた。EDD遺伝子の最小サイズは100kbであり、少なくとも46個のエクソンで構成されていた。同一ゲノムクローン内部で、別のEDD特異的ジヌクレオチド繰り返しミクロサテライトを同定し、586F18bと命名した。独自のプライマーをミクロサテライト周辺で設計し、約200bpの産物を得た; 正 5’−GCTAGGGAACCAAACTGCCAG−3’(配列番号24)、逆 5’−TGCAAAATAACAATAGCTTTGCTTAG−3’(配列番号25)。586F18bは、EDDコード配列の塩基6631と6632の間のイントロンに局在化される。両方のミクロサテライト類は、ヒト細胞株DNAを用いて50〜55%異型接合性であった(データを示さず)。
ヒトP1ゲノムライブラリ(Incyte Genomics,CA)をEDDコード配列4kbをカバーする2個のcDNAプローブによりスクリーニングした(Callaghanら,Oncogene17、3479−3491、1998)。陽性クローンからDNAを抽出し、HincIIで消化し、ゲル電気泳動によって分離し、オリゴヌクレオチドプローブ(CA)15を用いるサザンブロット法により再度スクリーニングした。陽性ゲノムDNA断片を、pBluescriptにクローニングし、配列決定し、新規ジヌクレオチド繰り返しミクロサテライトCEDD(EDD近傍のCA繰り返し)を明らかにした。独自のプライマーをミクロサテライト周辺で設計し、約220bpの産物を得た; CEDD正 5’−TACCCTGCAGTAAATCTCACATGTACTCCC−3’(配列番号5)、CEDD逆 5’−AGAATCGCTTGAACCTAGTAGGTGAAGGTG−3’(配列番号6)。その後、EDDゲノム配列が利用可能となり(Genbankアクセス番号AC021004)、CEDDをEDDコード配列の塩基2616と2617の間のイントロンに局在化させた。EDD遺伝子の最小サイズは100kbであり、少なくとも46個のエクソンで構成されていた。同一ゲノムクローン内部で、別のEDD特異的ジヌクレオチド繰り返しミクロサテライトを同定し、586F18bと命名した。独自のプライマーをミクロサテライト周辺で設計し、約200bpの産物を得た; 正 5’−GCTAGGGAACCAAACTGCCAG−3’(配列番号24)、逆 5’−TGCAAAATAACAATAGCTTTGCTTAG−3’(配列番号25)。586F18bは、EDDコード配列の塩基6631と6632の間のイントロンに局在化される。両方のミクロサテライト類は、ヒト細胞株DNAを用いて50〜55%異型接合性であった(データを示さず)。
ミクロサテライト分析
ミクロサテライト分析を用い、CEDD、586F18bおよびこの領域にマッピングされる他の7個のジヌクレオチドおよびテトラヌクレオチド繰り返し多形マーカー類を用いて、8q22.3−24.13上でAlの頻度と分布を決定した(Genome Database,www.gbd.org/)(図1)。CEDD、D8S326、D8S257、D8S300、D8S545およびD8S85を卵巣癌、肝細胞癌、転移性メラノーマおよび舌の扁平細胞癌の分析に用いた。他のマーカー類586F18b、MYC−PCR.3およびD8S198は、乳癌分析に用いた。プライマーペアは、Research Genetics(Huntsville,AL)とPacific Oligos(Lismore,Australia)から入手した。卵巣DNAは、先に述べたような放射性同位元素に基づく方法によって分析した。(Obata et al.,Cancer Res.58,2095−2097,1998)。他の組織からのDNAについて、各PCR反応において、正プライマーは6−FAMまたはTET蛍光標識のいずれかで標識した。反応は、肝細胞癌および転移性メラノーマ由来DNA40〜60ng、乳癌抽出DNA1μlまたは舌の扁平細胞癌由来ミクロ切除DNA2〜3μlを用いて実施した。このPCR反応成分は下記のようであった;10mM Tris−HCl、pH8.3;50mM KCl;66μM dNTPミックス;1.5mM MgCl2;正および逆プライマー類両者について5pmoleおよびAmplitaq Gold DNAポリメラーゼ0.8U(Applied Biosystems,Sydney,Australia)であった。ミクロサテライトD8S326、D8S257、D8S545、D8S85、D8S198およびMYC−PCR.3のPCR条件は、下記のようであった:95℃でのホットスタート12分;(1)94℃15秒(2)60℃15秒(CEDDには66℃、586F18bには52℃)および(3)72℃で30秒、を35サイクル(ミクロ切除DNAについては40サイクル);72℃で5分;4℃に保持。ミクロ切除DNA由来CEDDミクロサテライトの増幅には、30秒でのアニーリング段階、1分の伸長段階、および35サイクルを必要とした。ミクロサテライトD8S300の増幅は、下記のように行った:95℃でのホットスタート12分;(1)94℃30秒(2)60℃30秒および(3)72℃で60秒、を35サイクル;72℃で5分;4℃に保持。PCR産物は、パラフィン包埋舌癌からD8S300プライマー類によって回収したDNAから得ることができなかったが、おそらく、DNAせん断が理由であろう。
ミクロサテライト分析を用い、CEDD、586F18bおよびこの領域にマッピングされる他の7個のジヌクレオチドおよびテトラヌクレオチド繰り返し多形マーカー類を用いて、8q22.3−24.13上でAlの頻度と分布を決定した(Genome Database,www.gbd.org/)(図1)。CEDD、D8S326、D8S257、D8S300、D8S545およびD8S85を卵巣癌、肝細胞癌、転移性メラノーマおよび舌の扁平細胞癌の分析に用いた。他のマーカー類586F18b、MYC−PCR.3およびD8S198は、乳癌分析に用いた。プライマーペアは、Research Genetics(Huntsville,AL)とPacific Oligos(Lismore,Australia)から入手した。卵巣DNAは、先に述べたような放射性同位元素に基づく方法によって分析した。(Obata et al.,Cancer Res.58,2095−2097,1998)。他の組織からのDNAについて、各PCR反応において、正プライマーは6−FAMまたはTET蛍光標識のいずれかで標識した。反応は、肝細胞癌および転移性メラノーマ由来DNA40〜60ng、乳癌抽出DNA1μlまたは舌の扁平細胞癌由来ミクロ切除DNA2〜3μlを用いて実施した。このPCR反応成分は下記のようであった;10mM Tris−HCl、pH8.3;50mM KCl;66μM dNTPミックス;1.5mM MgCl2;正および逆プライマー類両者について5pmoleおよびAmplitaq Gold DNAポリメラーゼ0.8U(Applied Biosystems,Sydney,Australia)であった。ミクロサテライトD8S326、D8S257、D8S545、D8S85、D8S198およびMYC−PCR.3のPCR条件は、下記のようであった:95℃でのホットスタート12分;(1)94℃15秒(2)60℃15秒(CEDDには66℃、586F18bには52℃)および(3)72℃で30秒、を35サイクル(ミクロ切除DNAについては40サイクル);72℃で5分;4℃に保持。ミクロ切除DNA由来CEDDミクロサテライトの増幅には、30秒でのアニーリング段階、1分の伸長段階、および35サイクルを必要とした。ミクロサテライトD8S300の増幅は、下記のように行った:95℃でのホットスタート12分;(1)94℃30秒(2)60℃30秒および(3)72℃で60秒、を35サイクル;72℃で5分;4℃に保持。PCR産物は、パラフィン包埋舌癌からD8S300プライマー類によって回収したDNAから得ることができなかったが、おそらく、DNAせん断が理由であろう。
二重の蛍光産物を、ABI377DNAシークエンサー(Applied Biosystems)上で分離し、GenescanおよびGenotyperソフトウェア(Applied Biosystems)を用いて分析した。あいまいな結果は、分離ゲル上で消失した。肝細胞癌および乳癌中Alは、マッチする正常DNAに比較して異型接合性対立遺伝子ピークの相対蛍光が少なくとも30%だけ腫瘍DNAにおいて低下したことによって、定義した。転移性メラノーマ中の再現性のある20〜30%の差は、これらの試料中に存在する挟雑正常DNAが高レベルであることにより、有意と見なされた。50%以上の差は、扁平細胞癌DNA中のAlを表すと見なされ、これらの試料中では正常細胞性DNA挟雑レベルが低いことが原因であった。
対立遺伝子アンバランス(Al)は、対立遺伝子の喪失または増幅のいずれか、および(おそらく)周囲の染色体領域を示唆する。実際には、異型接合性(LOH)の喪失はこの方法による増幅からは容易に識別可能ではなく、特に、腫瘍に正常DNAが有意レベルで挟雑しているときに容易に識別可能ではない。本研究では、染色体増幅率が喪失よりもはるかに頻度高く8qで報告されていることからすれば、Alは増幅と解釈された。
FISH
FISH分析は、Women‘s and Children’s Hospital,Adelaide,AustraliaのErica Woollattが実施した。約100kbの蛍光インサイチュハイブリダイゼーション(FISH)に用いたEDDゲノム配列をコードする2個のP1プラスミドをビオチン−14−dATPによりニック翻訳し、最終濃度20μg/μlで乳癌細胞株MDA−MB−436、SKBR−3、BT−20およびBT−483由来中期にハイブリダイズさせた。シングルコピーFISH法は、先に記載のそれ(Callen et al.,Ann.Genet.33、219−221、1990)を染色体をプロピジウムアイオダイド(カウンターステインとして)およびDAPI(染色体同定のため)の両者で分析前に染色した点で変更された。中期調製物の像を、ChromoScanイメージ採取および増感システム(Applied Imaging,Newcastle,UK)を用いてCCDカメラで捕捉した。
FISH分析は、Women‘s and Children’s Hospital,Adelaide,AustraliaのErica Woollattが実施した。約100kbの蛍光インサイチュハイブリダイゼーション(FISH)に用いたEDDゲノム配列をコードする2個のP1プラスミドをビオチン−14−dATPによりニック翻訳し、最終濃度20μg/μlで乳癌細胞株MDA−MB−436、SKBR−3、BT−20およびBT−483由来中期にハイブリダイズさせた。シングルコピーFISH法は、先に記載のそれ(Callen et al.,Ann.Genet.33、219−221、1990)を染色体をプロピジウムアイオダイド(カウンターステインとして)およびDAPI(染色体同定のため)の両者で分析前に染色した点で変更された。中期調製物の像を、ChromoScanイメージ採取および増感システム(Applied Imaging,Newcastle,UK)を用いてCCDカメラで捕捉した。
定量的RT−PCR原発性胸部組織
RNAは、Trizol試薬(Life Technologies,Paisley Scotland,UK)を用いて試料から抽出した。逆転写を実施後、先に記載のように(Al−Taher et al.,Yeast17、201−210、2000)Taqmanに基づく方法論を用いて定量的PCRを行った。EDD用PCRプライマー類は、polyA付加部位から300塩基以内に設計した。EDD特異的プライマー類の配列は、下記のようであった: 正EDD−407F GCTAGTCACCAACTTCTGGGTCTAA(配列番号26)、逆EDD−490R CAGCAAAAAGATAAATCACAGTGTAAATT(配列番号27)、蛍光プローブEDD−433T FAM−CCCAGCCAAAGATGACAGCAGAACAAC−TAMRA(配列番号28)。試料をまた、数種の対照遺伝子発現について分析した;CK18(上皮内容物)、GAPDH(細胞代謝)、IF2B(一般的転写活性)およびMCM3(増殖率)。結果を試料当たりのEDD/3e9総cDNAのコピー数として表し、IF2Bについて補正した。
RNAは、Trizol試薬(Life Technologies,Paisley Scotland,UK)を用いて試料から抽出した。逆転写を実施後、先に記載のように(Al−Taher et al.,Yeast17、201−210、2000)Taqmanに基づく方法論を用いて定量的PCRを行った。EDD用PCRプライマー類は、polyA付加部位から300塩基以内に設計した。EDD特異的プライマー類の配列は、下記のようであった: 正EDD−407F GCTAGTCACCAACTTCTGGGTCTAA(配列番号26)、逆EDD−490R CAGCAAAAAGATAAATCACAGTGTAAATT(配列番号27)、蛍光プローブEDD−433T FAM−CCCAGCCAAAGATGACAGCAGAACAAC−TAMRA(配列番号28)。試料をまた、数種の対照遺伝子発現について分析した;CK18(上皮内容物)、GAPDH(細胞代謝)、IF2B(一般的転写活性)およびMCM3(増殖率)。結果を試料当たりのEDD/3e9総cDNAのコピー数として表し、IF2Bについて補正した。
定量的PCRおよびRT−PCR−乳癌細胞株
二重の150cm2フラスコから採取した細胞をプールし、RNAをRNeasy RNA抽出キット(Qiagen,Melbourne,Australia)を用いて抽出した。cDNAは、先に記載(EDDmRNA配列分析を参照)のように正常胸部上皮細胞株184および乳癌細胞株MDA−MB−468、MDA−MB−436、MDA−MB−231、MDA−MB−453、MDA−MB−175、MDA−MB−361、MDA−MB−157、BT−20、T−47D、BT−549、BT−483、MCF−7、BT−474、SK−Br−3、ZR−75−1、Hs578T、MDA−MB−330から作製した。全てのPCR反応は、LightCycler上でLightCyclerソフトウェア3.5(Roche Diagnostics、Sydney Australia)を用いて行った。EDDプライマー類の正 TTAGGCTTTTGGTAAATGGCTGCG(配列番号29)、および逆 TGAGGGCATAGGCTGGAATCCTTC(配列番号30)、炭酸アンヒドラーゼIIの正プライマー CCACCCCTCCTCTTCTGGAATG(配列番号31)、および逆 GCTTTGATTTGCCTGTTCAGTG(配列番号32)、p53リボヌクレオターゼレダクターゼ(p53R2)に対する正 GTGACTTTGCTTGCCTGATGTTC(配列番号33)、および逆 TCTGTGGTTTCTGCCATAACTGC(配列番号34)、GAPDHの正 GACATCAAGAAGGTGGTGAA(配列番号35)、および逆 TGTCATACCAGGAAATGAGC(配列番号36)のプライマー類である。全てのプライマー対は少なくとも1個のイントロンだけ離れており、寒天ゲル上で産物を視覚化し、産物の大きさを確認した。全遺伝子の相対的発現を、GAPDH発現を用いてcDNA濃度について補正した。
二重の150cm2フラスコから採取した細胞をプールし、RNAをRNeasy RNA抽出キット(Qiagen,Melbourne,Australia)を用いて抽出した。cDNAは、先に記載(EDDmRNA配列分析を参照)のように正常胸部上皮細胞株184および乳癌細胞株MDA−MB−468、MDA−MB−436、MDA−MB−231、MDA−MB−453、MDA−MB−175、MDA−MB−361、MDA−MB−157、BT−20、T−47D、BT−549、BT−483、MCF−7、BT−474、SK−Br−3、ZR−75−1、Hs578T、MDA−MB−330から作製した。全てのPCR反応は、LightCycler上でLightCyclerソフトウェア3.5(Roche Diagnostics、Sydney Australia)を用いて行った。EDDプライマー類の正 TTAGGCTTTTGGTAAATGGCTGCG(配列番号29)、および逆 TGAGGGCATAGGCTGGAATCCTTC(配列番号30)、炭酸アンヒドラーゼIIの正プライマー CCACCCCTCCTCTTCTGGAATG(配列番号31)、および逆 GCTTTGATTTGCCTGTTCAGTG(配列番号32)、p53リボヌクレオターゼレダクターゼ(p53R2)に対する正 GTGACTTTGCTTGCCTGATGTTC(配列番号33)、および逆 TCTGTGGTTTCTGCCATAACTGC(配列番号34)、GAPDHの正 GACATCAAGAAGGTGGTGAA(配列番号35)、および逆 TGTCATACCAGGAAATGAGC(配列番号36)のプライマー類である。全てのプライマー対は少なくとも1個のイントロンだけ離れており、寒天ゲル上で産物を視覚化し、産物の大きさを確認した。全遺伝子の相対的発現を、GAPDH発現を用いてcDNA濃度について補正した。
DNAは、DNA抽出キット(Stratagene,Sydney,Austalia)を用いて上記細胞株から抽出した。ゲノムコピー数を決定するためのPCRは、(断りがなければ)上記の逆プライマーを用いた。EDDプライマー類は、正 CATTGCTGACCCTATCCCTGTGTTG(配列番号37)、逆 TAGCCCGTGAAATCCTCCCATCTC(配列番号38)、CAIIの正 ACCCGCCTCATGCCTCAGCCTTAC(配列番号39)、p53R2の正 TGTCAGCCTTGAGTACCTCCAGGG(配列番号40)、ベクリンの正 TAGGTTTGGGGTGAGTGG(配列番号41)、逆 AGTCTGTGGGCAGCAAGG(配列番号42)であった。全産物を寒天ゲル上で視覚化し、産物の大きさを確認した。相対的DNAコピー数は、FISHによって決定した公知のベクリン遺伝子コピー数を用いて補正した(Aita et al.,Genomics59、59−65、1999)。
遺伝子発現プロファイリング−原発性卵巣組織
RNAは、Trizol試薬(Life Technologies,Rockville,MD、USA)を用いて原発性卵巣癌および境界型腫瘍66例および正常卵巣試料4例から基本的に製造業者の指示に従って単離した。RNAをその後、さらにT7プロモータ配列を含むオリゴ(dT)アンカーオリゴヌクレオチドを用いて逆転写した。単離したcDNAをその後インビトロでT7 MEGAscript キット(Ambion,Austin,TX,USA)を用いて製造業者の指示に従って転写した。転写は、ビオチン化ヌクレオチド類(Bio−11−CTPおよびBio−16−UTP)により行い、転写核酸の検出を促進した。
RNAは、Trizol試薬(Life Technologies,Rockville,MD、USA)を用いて原発性卵巣癌および境界型腫瘍66例および正常卵巣試料4例から基本的に製造業者の指示に従って単離した。RNAをその後、さらにT7プロモータ配列を含むオリゴ(dT)アンカーオリゴヌクレオチドを用いて逆転写した。単離したcDNAをその後インビトロでT7 MEGAscript キット(Ambion,Austin,TX,USA)を用いて製造業者の指示に従って転写した。転写は、ビオチン化ヌクレオチド類(Bio−11−CTPおよびBio−16−UTP)により行い、転写核酸の検出を促進した。
癌試料中における遺伝子発現レベルをその後、オリゴヌクレオチドプローブセット59,618個を含むカスタマイズしたAffymetrix GeneChip(登録商標)ミクロアレイを用いて転写cDNA試料を分析することによって、決定した。これらのプローブセットにより遺伝子クラスター46,000個の分析を円滑に行い、予測した発現ゲノムの90%以上を示していた。
データは正規化し、Holm操作を用いて複数試験用に調整したp値を有するランク別ペナルティー付加t検定を用いて、遺伝子発現変化を検出した。分析は、LIMMAパッケージ(Bioconductor,Biostatistics Unit of the Data Farber Cancer Institute at the Harvard Medical School/Harvard School of Public Healthから入手可能)を用いて実施した。
体部の異なる組織52個における遺伝子発現もまた、先に記載の卵巣癌特異的遺伝子発現変化を円滑に識別できる方法を用いて決定した。
EDD mRNA配列分析
RNeasy Maxi Kit(Qiagen)を使用して、総RNAが、次のヒト細胞株から抽出された:乳癌MDA−MB−468、MDA−MB−436、MDA−MB−231、MDA−MB−453、MDA−MB−175、MDA−MB−361、MDA−MB−134、MDA−MB−157、BT−20、T−47D、BT−549、BT−483、MCF−7、BT−474、SK−Br−3、ZR−75−1、Hs 578T;正常胸部上皮HBL−100(形質転換SV−40)、184、HMEC 219−4;卵巣癌OVCAR−3、OVCA−420、IGROV−1、SKOV3、A2780;前立腺癌PC−3、DU−145、LnCaP。cDNAが、Expand Reverse Transcriptase System(Boehringer Mannheim、Sydney、Australia)を使用して合成された。2μg全RNAおよび2μlオリゴdT(Boehringer Mannheim)が、水によって22μlにされ、65℃で10分間加熱され、かつ氷の上で冷却され、その後8μl Expand Reverse Transcriptase緩衝液(5x;250mM Tris−HCl、200mM KCl、25mM MgCl2、2.5% Tween 20(v/v)、pH8.3)、1mM 各dATP、dCTP、dGTPおよびdTTP、10mM DTTおよび2μl(100U) Expand Reverse Transcriptaseを添加した。次に逆転写酵素反応が、42℃で45〜60分間行われた。10のPCR産物が、EDD遺伝子の8.5kbのコーディング領域全体をカバーするために設計された。PCR反応には、3μl逆転写酵素反応、10pmol各プライマー、1.75単位Expand High Fidelity DNAポリメラーゼ(Boehringer)および1.5mM MgCl2を含む。増幅は、次の手順を使用して行われた:94℃での変性2分;10サイクルの変性30秒、アニーリング30秒および72℃での伸張60秒;24サイクルの変性30秒、アニーリング30秒および拡張60秒で、サイクル当たり増加5秒;5分の伸張。アニーリング温度は、使用したプライマーによって決定された(プライマー配列は、申し込みにより入手可能である)。PCR産物は、QIAquick PCR精製システム(Qiagen)を使用して精製し、かつゲル上での視覚化によって計量された。配列決定反応は、Australian Genome Research Facility(Brisbane、Australia)で行われ、かつ配列分析および組み立ては、それぞれEditviewおよびAutoassemblerソフトウェア(Applied Biosystems)を使用して行われた。
RNeasy Maxi Kit(Qiagen)を使用して、総RNAが、次のヒト細胞株から抽出された:乳癌MDA−MB−468、MDA−MB−436、MDA−MB−231、MDA−MB−453、MDA−MB−175、MDA−MB−361、MDA−MB−134、MDA−MB−157、BT−20、T−47D、BT−549、BT−483、MCF−7、BT−474、SK−Br−3、ZR−75−1、Hs 578T;正常胸部上皮HBL−100(形質転換SV−40)、184、HMEC 219−4;卵巣癌OVCAR−3、OVCA−420、IGROV−1、SKOV3、A2780;前立腺癌PC−3、DU−145、LnCaP。cDNAが、Expand Reverse Transcriptase System(Boehringer Mannheim、Sydney、Australia)を使用して合成された。2μg全RNAおよび2μlオリゴdT(Boehringer Mannheim)が、水によって22μlにされ、65℃で10分間加熱され、かつ氷の上で冷却され、その後8μl Expand Reverse Transcriptase緩衝液(5x;250mM Tris−HCl、200mM KCl、25mM MgCl2、2.5% Tween 20(v/v)、pH8.3)、1mM 各dATP、dCTP、dGTPおよびdTTP、10mM DTTおよび2μl(100U) Expand Reverse Transcriptaseを添加した。次に逆転写酵素反応が、42℃で45〜60分間行われた。10のPCR産物が、EDD遺伝子の8.5kbのコーディング領域全体をカバーするために設計された。PCR反応には、3μl逆転写酵素反応、10pmol各プライマー、1.75単位Expand High Fidelity DNAポリメラーゼ(Boehringer)および1.5mM MgCl2を含む。増幅は、次の手順を使用して行われた:94℃での変性2分;10サイクルの変性30秒、アニーリング30秒および72℃での伸張60秒;24サイクルの変性30秒、アニーリング30秒および拡張60秒で、サイクル当たり増加5秒;5分の伸張。アニーリング温度は、使用したプライマーによって決定された(プライマー配列は、申し込みにより入手可能である)。PCR産物は、QIAquick PCR精製システム(Qiagen)を使用して精製し、かつゲル上での視覚化によって計量された。配列決定反応は、Australian Genome Research Facility(Brisbane、Australia)で行われ、かつ配列分析および組み立ては、それぞれEditviewおよびAutoassemblerソフトウェア(Applied Biosystems)を使用して行われた。
SSCP
SSCP分析は、先に記載のように(Campbell et al.,Hum.Mol.Genetics 3、589−594、1994)、エクソン8個の潜在的機能重要性を有するEDDコード領域、すなわちHECTドメイン、核内保留シグナルおよび亜鉛フィンガーモチーフで行われた。プライマーは、200−300bpの間でPCR産物を発生させるために、イントロン配列内で設計された。
SSCP分析は、先に記載のように(Campbell et al.,Hum.Mol.Genetics 3、589−594、1994)、エクソン8個の潜在的機能重要性を有するEDDコード領域、すなわちHECTドメイン、核内保留シグナルおよび亜鉛フィンガーモチーフで行われた。プライマーは、200−300bpの間でPCR産物を発生させるために、イントロン配列内で設計された。
EDD免疫組織化学
免疫組織化学(IHC)は、パラフィン包埋、ホルマリン固定胸部(正常胸部9例および乳癌46例)、一般卵巣組織(卵巣癌94例)および漿液性卵巣癌組織165例で行われた。野生型およびEDD-/-(ノックアウト)マウスのパラフィン包埋胚神経組織が、それぞれ正および負の対照として使用された。EDDを過剰発現するWT−30細胞株(Henderson et al.,2002)のパラフィン包埋細胞ペレットが、追加の正の対照として使用された。
免疫組織化学(IHC)は、パラフィン包埋、ホルマリン固定胸部(正常胸部9例および乳癌46例)、一般卵巣組織(卵巣癌94例)および漿液性卵巣癌組織165例で行われた。野生型およびEDD-/-(ノックアウト)マウスのパラフィン包埋胚神経組織が、それぞれ正および負の対照として使用された。EDDを過剰発現するWT−30細胞株(Henderson et al.,2002)のパラフィン包埋細胞ペレットが、追加の正の対照として使用された。
切片は、100℃で30分、水浴中の標的検索溶液(高pH:DAKO Corporation、Carpenteria、CA)中でアンマスキングする前に、脱ろうされ、かつ再水和される。
DAKO自動染色装置を使用して、内因性パーオキシダーゼ活性は、メタノール中で3%の過酸化水素中で和らげられ、内因性アビジンおよびビオチンは、アビジンビオチンブロック(DAKO Corporation)によってブロックされ、かつ二次抗体の非特異的結合は、無血清たんぱく質ブロック(DAKO Corporation)によるインキュベーションによってブロックされた。切片は、1:150の抗EDD(M19)抗体(Santa Cruz Biotechnology、Santa Cruz、CA)により30分、かつその次に1:200のビオチン化ウマ抗ヤギ(Vector Laboratories、Burlingame、CA)により15分インキュベーションされる。ストレプタビジン−ビオチンパーオキシダーゼ検出システムは、製造業者の指示(Vectastain Elite kit;Vector Laboratories)に従って、基質として3,3’−ジアミノベンジジンにより使用された。対比染色は、Mayerのヘマトキシリンにより行われた(DAKO Corporation)。
染色程度は、別個の観察者2名によって評価され、かつ相違は、会議によって解決された。EDD発現スコアは、EDDを発現する細胞の百分率(1%−100%の染色細胞に対して1−4の範囲)および染色の強度(0−3の範囲)を組み合わせることによって決定された。0の組み合わせスコアは無発現、1−5の範囲のスコアは低発現、かつ6および7のスコアは高発現と呼ばれた。
漿液性卵巣癌組織中の相対EDD発現およびEDD陽性細胞の比率(百分率)は、EDD発現が漿液性卵巣癌の結果の予後マーカーであるか決定するために、(表2に示すように)卵巣疾患の種々の臨床病理学的パラメータと相関した。
1.2 ミクロサテライト分析
EDD座(8q22.3)を囲むAlの頻度を、図1に位置を示すミクロサテライト9個を使用して、悪性および前癌性卵巣腫瘍、乳癌、肝細胞癌、転移性メラノーマおよび前舌の扁平細胞癌において調査した。CEDDおよび586F18bは、EDD遺伝子のイントロン中に位置するので、これらの対立遺伝子を関与させる染色体損失または利得は、EDD対立遺伝子の損失または利得と等しいことが考えられ得る。
EDD座(8q22.3)を囲むAlの頻度を、図1に位置を示すミクロサテライト9個を使用して、悪性および前癌性卵巣腫瘍、乳癌、肝細胞癌、転移性メラノーマおよび前舌の扁平細胞癌において調査した。CEDDおよび586F18bは、EDD遺伝子のイントロン中に位置するので、これらの対立遺伝子を関与させる染色体損失または利得は、EDD対立遺伝子の損失または利得と等しいことが考えられ得る。
(非悪性卵巣腫瘍をのぞく)完全な癌セット中で、研究中の8qの狭領域中のAlの頻度は、注目に値する:60%(83/情報のある症例139件)が、1つ以上のマーカーでAlを有する。個別の頻度(Alを有する症例/情報のある症例)は:D8S326 47/103(46%);CEDD 38/90(42%);D8S257 29/95(31%);D8S300 27/69(39%);D8S545 28/87(32%);およびD8S85 24/90(27%)(表1)。特に、CEDDおよび隣接8q22.3マーカーD8S326は、Alの最大頻度を有する。その上、以下のデータからわかるように、CEDDミクロサテライトに染色体異常を有するこれらの癌の30−40%は、研究した領域のテロメリック末端で1個以上のミクロサテライトの関与を示さない。このことは、EDD座のAlが、これらの癌におけるより広範囲な異常(すなわち、全染色体腕の損失または利得、またはMYC発癌遺伝子による共増幅)とは無関係にしばしば生じることを示している。
1.3 卵巣癌
卵巣腫瘍セットは、数例の癌サブタイプ(主に粘液性、子宮内膜性および漿液性)、境界型および非悪性の良性腫瘍からなった。癌クループ中で、48%(34/71)が、領域中で1つ以上のマーカーでAlを表示した(図2)。著しく対照的に、良性かつ境界型腫瘍は、それぞれ1/23および1/5のみの症例のAlを示し、数個のミクロサテライトを関与させたが、CEDDまたはDS8257は関与させない(表1)。良性および境界型腫瘍における8q22.3−8q23.3の低頻度の関与のために、それらは、以下の分析から省略する。
卵巣腫瘍セットは、数例の癌サブタイプ(主に粘液性、子宮内膜性および漿液性)、境界型および非悪性の良性腫瘍からなった。癌クループ中で、48%(34/71)が、領域中で1つ以上のマーカーでAlを表示した(図2)。著しく対照的に、良性かつ境界型腫瘍は、それぞれ1/23および1/5のみの症例のAlを示し、数個のミクロサテライトを関与させたが、CEDDまたはDS8257は関与させない(表1)。良性および境界型腫瘍における8q22.3−8q23.3の低頻度の関与のために、それらは、以下の分析から省略する。
数例の癌は、大きな染色体異常、例えば症例63、114、154と一致して、全ての情報のあるマーカーにわたってAlを有する。しかしながら、興味深いのは、AlがEDD座に存在するが、よりテロメリックなマーカーに存在しない、これらの癌である(例えば症例14、22、32、211、図2)。このことは、染色体異常の重要な領域が、EDD座に近接して位置することを示唆する。実際に、この研究の中心となる発見は、CEDDが通常Alによって影響を受ける(16/22、情報のある症例の73%)ミクロサテライトであった、漿液性癌における観察結果である。この非常に高い関与頻度は、よりテロメリックなマーカーD8S85(6/18、33%、p<0.01)またはD8S845(4/13、31%、p<0.01)のそれとは著しく異なる。実際に、漿液性癌をその他の卵巣癌と比較すると、CEDDは、Alが2グループ間で著しく異なる(p=0.0018)唯一のミクロサテライトである。しかしながら、漿液性サブタイプまたは癌セット全体中で、いかなる座および癌等級および段階でも、Alの間では相関が明らかでなかった(データは図示せず)。
開腹の後(すなわち遺伝子発現プロファイルが決定される時点)で疾患結果と相関関係を持つ、これらの遺伝子発現変化を同定するために、種々の卵巣癌(漿液性および上皮の両方)の遺伝子発現プロファイルを分析すると、対象におけるEDD遺伝子発現の変化が卵巣癌を患う対象の生存に著しく関連する(すなわちp=0.00)ことが証明される。従って、EDDは明らかに、開腹の後の卵巣癌からの回復の予後マーカーである。
1.4 肝細胞癌、舌の扁平細胞癌および転移性メラノーマ
3つの癌タイプ全部において、Alは、それぞれ少なくとも1個のミクロサテライトのAlを示す癌74%、33%および47%と共通した(表1)。
3つの癌タイプ全部において、Alは、それぞれ少なくとも1個のミクロサテライトのAlを示す癌74%、33%および47%と共通した(表1)。
肝細胞癌19例において、癌4例が、CEDDを含むが、8q22.3に連続的にテロメリックに伸張しないアンバランス領域を有した(図1A)。同様に転移性メラノーマ17例の分析(表1)により、Al領域が8q22.3にテロメリックなマーカーを関与させない癌3例が発見された(例を図1に示す)。分析した扁平細胞舌癌12例の内、全部が8q22.3を関与させたAlを有し(CEDDおよび/またはD8S326)、かつこれら癌の3例において、アンバランス領域は、最もテロメリックなマーカーD8S85およびD8S545に伸張しなかった(例を図1に示す)。このようにして、これら3つの癌タイプにおいて、EDD座での染色体領域は、通常、かつしばしば特異的に異常である。
1.5 乳癌
乳がんDNAのミクロサテライト分析に関して、3つの追加ミクロサテライトが、EDD座(586F18b)およびMYCの周りの8qのテロメリック領域(8q24.12)でのAlに関するより多くの情報を提供するために導入された(D8S198およびMYC−PCR.3)。研究した他の癌タイプのように、Alは、1つ以上のマーカーでAlを示す16/24(67%)の乳癌と8qで共通であった(表1)。CEDDまたは586F18bは、6/16(38%)の情報のある症例で関与した。通常、Alは、乳癌におけるMYCの頻繁な増幅と一致して、MYC−PCR.3またはD8S198を関与させたが、大多数の癌においてAlは、8q22.3から8q24に連続していなかった(例を図1に示す)。
乳がんDNAのミクロサテライト分析に関して、3つの追加ミクロサテライトが、EDD座(586F18b)およびMYCの周りの8qのテロメリック領域(8q24.12)でのAlに関するより多くの情報を提供するために導入された(D8S198およびMYC−PCR.3)。研究した他の癌タイプのように、Alは、1つ以上のマーカーでAlを示す16/24(67%)の乳癌と8qで共通であった(表1)。CEDDまたは586F18bは、6/16(38%)の情報のある症例で関与した。通常、Alは、乳癌におけるMYCの頻繁な増幅と一致して、MYC−PCR.3またはD8S198を関与させたが、大多数の癌においてAlは、8q22.3から8q24に連続していなかった(例を図1に示す)。
1.6 乳癌におけるEDD mRNA発現
EDD mRNA発現レベルは、乳癌41例、およびこれらの症例14件に関してマッチする正常胸部組織対照において定量的RT−PCRによって決定された(図3A)。大部分の癌は、正常範囲内でEDD mRNAを発現したが、有意の数11/41(27%)は、より高い発現を有した。高くなった発現は、6/14(43%)の癌が、EDD発現で>4倍増を有し、159倍増の癌1例を含むように、癌をそのマッチする正常組織対照と比較する時に更に明らかであった(差込み、図3A)。試料は、分析した腫瘍の上皮内容物(CK18)、細胞代謝(GAPDH)、一般的転写活性(IF2B)または増殖率(MCM3)を照合確認する、数例の対照遺伝子の発現に関しても分析された。EDD発現は、これらの遺伝子の発現に正規化された時に、著しく変更されなかった。
EDD mRNA発現レベルは、乳癌41例、およびこれらの症例14件に関してマッチする正常胸部組織対照において定量的RT−PCRによって決定された(図3A)。大部分の癌は、正常範囲内でEDD mRNAを発現したが、有意の数11/41(27%)は、より高い発現を有した。高くなった発現は、6/14(43%)の癌が、EDD発現で>4倍増を有し、159倍増の癌1例を含むように、癌をそのマッチする正常組織対照と比較する時に更に明らかであった(差込み、図3A)。試料は、分析した腫瘍の上皮内容物(CK18)、細胞代謝(GAPDH)、一般的転写活性(IF2B)または増殖率(MCM3)を照合確認する、数例の対照遺伝子の発現に関しても分析された。EDD発現は、これらの遺伝子の発現に正規化された時に、著しく変更されなかった。
1.7 乳癌および卵巣癌におけるEDDたんぱく質発現
EDDたんぱく質レベルは、正常胸部組織の標本9例、乳癌46例、および漿液性卵巣癌94例における免疫組織化学によって決定された。野生型EDD胚マウス神経組織(図4B)の正の対照およびWT−30細胞(図示せず)は、強い核染色を明らかにし、他方でEDDを含まない胚マウス神経組織(図4A)では、発現は見られなかった。正常胸部試料9例の内、4例は、検出可能な発現を有さず、かつ5例は、低レベルのEDD発現を有した(図4C)。乳癌46例の内、全部がEDDを発現し、かつ低い強度(37%)または高い強度(63%)の核染色を示した(図4D)。漿液性卵巣癌94例の内、2%がEDDを発現せず、他方で59%が低発現(図4E)および39%が高発現(図4F)を有した。
EDDたんぱく質レベルは、正常胸部組織の標本9例、乳癌46例、および漿液性卵巣癌94例における免疫組織化学によって決定された。野生型EDD胚マウス神経組織(図4B)の正の対照およびWT−30細胞(図示せず)は、強い核染色を明らかにし、他方でEDDを含まない胚マウス神経組織(図4A)では、発現は見られなかった。正常胸部試料9例の内、4例は、検出可能な発現を有さず、かつ5例は、低レベルのEDD発現を有した(図4C)。乳癌46例の内、全部がEDDを発現し、かつ低い強度(37%)または高い強度(63%)の核染色を示した(図4D)。漿液性卵巣癌94例の内、2%がEDDを発現せず、他方で59%が低発現(図4E)および39%が高発現(図4F)を有した。
漿液性卵巣癌を有する患者165例の臨床病理学的パラメータの一変量分析は、疾患段階および癌等級、全体的な患者の健康(動作状態)および外科的減量の後の残留疾患が、全て最終的な患者の結果(すなわち漿液性卵巣癌を有する対象が、生存するか否か)を予測することを示す(表3)。分析は、疾患段階、残留疾患の存在およびEDD過剰発現が、疾患再発を予測することも示した。従って、EDD発現は、漿液性卵巣癌再発を明らかに予後/診断する。
漿液性卵巣癌を有する患者165例の臨床病理学的パラメータの多変量分析は、疾患段階および外科的減量の後の残留疾患が、結果不良(すなわち患者の死または癌再発)を予測することを示す(表4)。分析は、疾患段階、残留疾患の存在およびEDD過剰発現が、疾患再発を予測することも示した。従って、EDD発現は、漿液性卵巣癌再発の明らかに独立した予後/診断マーカーである。
1.8 乳癌細胞株におけるEDD、p53R2およびCA II mRNA発現およびゲノムコピー数
公知のDNAコピー数を有する乳癌細胞株18例の発現プロファイリングは、EDDがDNAレベルで増幅される時、EDDがmRNAレベルで過剰発現される強い傾向を示した(図3B)。EDDが過剰発現されるほぼ全ての細胞株は、ゲノムレベルでEDDを増幅し(7/8)、他方で、遺伝子コピー数が2以下の時、EDDは、まれにしか過剰発現しなかった。このことは、染色体位置8q23.1でEDDに隣接した遺伝子、p53リボヌクレオチドレダクターゼ(p53R2)の発現に関しても当てはまる。p53R2が過剰発現した全ての細胞株は、遺伝子コピー数を増大させた(図3B)。EDDおよびp53R2の相対発現は、高い相関関係を有し(R2=0.62)、両方の遺伝子の類似した過剰発現メカニズムを示唆している。対照的に、8q22に位置する炭酸アンヒドラーゼII(CA II)は、DNAコピー数との関係を示さず(データは図示せず)、15/18細胞株が、正常胸部上皮細胞184例の10%未満のCA II mRNA発現レベルを有した。
公知のDNAコピー数を有する乳癌細胞株18例の発現プロファイリングは、EDDがDNAレベルで増幅される時、EDDがmRNAレベルで過剰発現される強い傾向を示した(図3B)。EDDが過剰発現されるほぼ全ての細胞株は、ゲノムレベルでEDDを増幅し(7/8)、他方で、遺伝子コピー数が2以下の時、EDDは、まれにしか過剰発現しなかった。このことは、染色体位置8q23.1でEDDに隣接した遺伝子、p53リボヌクレオチドレダクターゼ(p53R2)の発現に関しても当てはまる。p53R2が過剰発現した全ての細胞株は、遺伝子コピー数を増大させた(図3B)。EDDおよびp53R2の相対発現は、高い相関関係を有し(R2=0.62)、両方の遺伝子の類似した過剰発現メカニズムを示唆している。対照的に、8q22に位置する炭酸アンヒドラーゼII(CA II)は、DNAコピー数との関係を示さず(データは図示せず)、15/18細胞株が、正常胸部上皮細胞184例の10%未満のCA II mRNA発現レベルを有した。
1.9 細胞株および腫瘍におけるEDDの突然変異分析
癌のEDD遺伝子における突然変異の頻度を評価するために、EDD mRNAの完全なコーディング領域(ヌクレオチド8397個)が、乳癌、卵巣癌および前立腺がん細胞株26例に由来するcDNAを使用して配列決定された。正常胸部上皮細胞株3例もまた配列決定された。同定された変異体配列のリストを表5に示す。2/25の癌細胞株のみが、翻訳アミノ酸配列へ変化するという結果になる、EDD mRNAに変異を有した。これらの推定ミスセンス突然変異は、ゲノム配列において確認された。アミノ酸の変化は、機能モチーフを有するEDDたんぱく質の領域にはなく、かつSK−Br−3系統におけるHis>Asn変化のみが、アミノ酸極性を変更する。細胞株が由来する個体からのマッチする正常DNAがないので、これらが本当の体細胞突然変異を表すか、または稀な多型を表すか決定することは、可能でない。僅かな多型またはサイレント置換が観察された。保存的配列変異体6例の内、少なくとも5例が、正常細胞株または組織に由来するRNA、または複数の細胞株において発見されるので、多型である可能性が高い。スプライス変異体も、全ての細胞株において観察された。変異体は、アミノ酸配列VLLLPLを取り除く、nt884−901からの配列の18bpの欠失により完全長EDD mRNAとは異なる。このモチーフは、EDDの推定機能ドメインのいずれにも位置しないが、この配列の除去は、たんぱく質構造を破壊する可能性を有し、酵素機能またはたんぱく質局在を変え得る。
癌のEDD遺伝子における突然変異の頻度を評価するために、EDD mRNAの完全なコーディング領域(ヌクレオチド8397個)が、乳癌、卵巣癌および前立腺がん細胞株26例に由来するcDNAを使用して配列決定された。正常胸部上皮細胞株3例もまた配列決定された。同定された変異体配列のリストを表5に示す。2/25の癌細胞株のみが、翻訳アミノ酸配列へ変化するという結果になる、EDD mRNAに変異を有した。これらの推定ミスセンス突然変異は、ゲノム配列において確認された。アミノ酸の変化は、機能モチーフを有するEDDたんぱく質の領域にはなく、かつSK−Br−3系統におけるHis>Asn変化のみが、アミノ酸極性を変更する。細胞株が由来する個体からのマッチする正常DNAがないので、これらが本当の体細胞突然変異を表すか、または稀な多型を表すか決定することは、可能でない。僅かな多型またはサイレント置換が観察された。保存的配列変異体6例の内、少なくとも5例が、正常細胞株または組織に由来するRNA、または複数の細胞株において発見されるので、多型である可能性が高い。スプライス変異体も、全ての細胞株において観察された。変異体は、アミノ酸配列VLLLPLを取り除く、nt884−901からの配列の18bpの欠失により完全長EDD mRNAとは異なる。このモチーフは、EDDの推定機能ドメインのいずれにも位置しないが、この配列の除去は、たんぱく質構造を破壊する可能性を有し、酵素機能またはたんぱく質局在を変え得る。
(約13%のコード配列をカバーする)EDDのエクソン8例のみが研究されたのであるが、Alを示す卵巣癌29例、乳癌37例および大腸癌29例のSSCP分析(図2)により、低頻度のEDD遺伝子突然変異が確認された。これらのエクソンは、核局在シグナル(nt1482−1598)、亜鉛フィンガーモチーフ(nt3573−3812)および大多数のHECTドメイン(nt7602−8339)をコードする(Henderson et al.,J.Biol.Chem.277、26468−26478、2002)。突然変異は、いかなる癌のコーディング領域またはスプライス接合部位においても発見されなかった(データは図示せず)。
1.10 考察
ミクロサテライト対立形質判定(allelotyping)により、EDDの座(8q22.3)を包含する染色体8qの狭い領域は、卵巣癌、肝細胞癌、舌の扁平細胞癌、乳癌、および転移性メラノーマにおける染色体異常の有意かつ特異的部位であることが示される。このことは、EDD座のAlが約70%の癌で生じる卵巣の漿液性癌において、特に明白である。EDD mRNAの過剰発現は、有意な割合の乳癌および乳癌細胞株において観察され、EDDが8qのこの領域での増幅の標的であり得るという可能性を示唆している。
ミクロサテライト対立形質判定(allelotyping)により、EDDの座(8q22.3)を包含する染色体8qの狭い領域は、卵巣癌、肝細胞癌、舌の扁平細胞癌、乳癌、および転移性メラノーマにおける染色体異常の有意かつ特異的部位であることが示される。このことは、EDD座のAlが約70%の癌で生じる卵巣の漿液性癌において、特に明白である。EDD mRNAの過剰発現は、有意な割合の乳癌および乳癌細胞株において観察され、EDDが8qのこの領域での増幅の標的であり得るという可能性を示唆している。
EDDを含む8qの領域が、染色体異常の特異的焦点であるという証拠は、EDD遺伝子特異的ミクロサテライトCEDDでのAlの頻度(73%)が、検査した最もテロメリックなミクロサテライトのそれのほぼ二倍である、卵巣の漿液性癌に関して特に明らかである。卵巣癌は通常、他の腫瘍タイプと比較して高レベルの染色体配列換えを示す。このことは、我々の研究で8qでのAlに当てはまるように、最大の変化を示す漿液性腫瘍、子宮内膜中間および最小の粘液癌に関してサブタイプ特有である(Pieretti et al.,Int.J.Cancer 64、434−440、1995)。我々の研究において、(等級および段階を含む)臨床データと8qでのAlの間に相関関係は発見されなかったが、少なくとも1件の研究において、漿液性サブタイプの侵襲可能性は、染色体8への変化と相関関係を有した(Diebold et al.,ab.Invest.75、473−485、1996)。良性および境界型卵巣腫瘍におけるEDDでの非常に低率のAlは、この領域が腫瘍進行の後期のみに摂動されることを示し得るが、かかる腫瘍が実際に悪性卵巣腫瘍の前駆損傷であるかは、議論の余地がある。
EDD発現分析は、EDD mRNAレベルが、研究したあらゆるタイプの卵巣癌において患者の生存と相関関係を有することを明らかに示している。更に、EDDたんぱく質レベルは、疾患再発と著しい相関関係を有する。従って、EDD発現レベル(mRNAまたはたんぱく質)は、明らかに患者の生存および疾患再発の予測判断材料である。
EDD座での異常全体の頻度および共通の遺伝子過剰発現にもかかわらず、EDDコーディング領域突然変異は、外見上、癌において稀である。大きなEDD mRNA(8397nt)の配列決定は、アミノ酸変化をもたらす単一ヌクレオチド変化を有する、2/25の癌細胞株のみを示した。いずれの変化も、明らかに破壊的でなく、かつ予測された機能有意性のないたんぱく質領域で生じなかったので、これらの変性は突然変異よりも稀な多型に相当し得る。スプライシング変異体が、発見されたが、これは、検査した全ての正常および癌細胞タイプにおいて、スプライスされない転写物と共に存在した。同様に、13%のコーディング領域をカバーし、かつ推定機能ドメインをコードする限られた数のエクソンのSSCP分析は、一連の乳癌、卵巣癌および大腸癌における突然変異のどのような証拠も発見しなかった。この配列保存は、細胞機能におけるこの遺伝子の重要な要件、hydノックアウト致死性(Mansfield et al.,Dev.Biol.165、507−526、1994)およびマウスにおけるEDDの標的欠失が、胚致死性をもたらすという我々の最近の発見(未発表データ)によって強化される結論を指摘し得る。
実施例2
EDD HECTリガーゼの核機能
2.1 実験手順
プラスミド構築体
インビトロ翻訳、トランスフェクションおよび酵母ツーハイブリッドスクリーニングに使用されたEDD cDNAを図5Aに示す。cDNAは、完全長たんぱく質EDD(aa1−2799)、N末端ドメインEDDF1(aa1−889)、中央ドメインEDDF2(aa889−1877)、カルボキシドメインEDDF3(aa1877−2799)、N末端プラス中央ドメインEDDF4(aa1−1877)および中央プラスC末端ドメインEDDF5(aa889−2799)をコードする。EDDM、EDDF3MおよびEDDF5Mは、HECTたんぱく質におけるE3リガーゼ活性に必要な活性部位システインで突然変異(Cys2768からAla)を含む。EDD N末端のマッピングのために、制限断片クローニングが、インビトロ翻訳構築体発現EDD aa1−577(EDDF1a)、578−889(EDDF1b)、1−419(EDDF1c)、および420−889(EDDF1d)を発生させるために使用された(図5A)。酵母ツーハイブリッドスクリーニングに関して、ベイトとして使用されるEDD cDNA断片は、pAS2.1ベクターのGal4 DNA結合ドメイン(DBD)(Clontech Laboratories、Palo Alto、CA、USA)により、フレームでpBluescript−EDDからクローニングされた(Callaghan et al.,Oncogene 17、3479−3491、1998)。インビトロ翻訳に関して、EDD由来cDNAは、pBluescript(Amersham Pharmacia Biotech、UK)、pSG5(Stratagene、La Jolla、CA、USA)またはpRcCMV(Invitrogen、Groningen、Netherlands)ベクターから転写された。哺乳類細胞におけるEDDたんぱく質発現に関して、pRcCMV中の構築体が先に記載され(Callaghan et al.,Oncogene 17、3479−3491、1998)、かつFLAGエピトープタグを付したEDD発現の追加の構築体を、pSG5ベクターにおいて製造した。GFPレポーターベクター(pGFP20、Dr S.Aota、Osaka、Japan)は、トランスフェクション効率を観察するために同時トランスフェクションされた。ヒトインポーチンα5(NPI−1)のアミノ酸263−538に融合した細菌性プラスミド発現GSTが、Peter Palese(Mount Sinai School of Medicine、NY、USA)から得られた。マウスインポーチンβ1(PTAC97)のGST融合は、先に記載されたように(Hubner et al.,1997)発現し、かつ精製された。完全長CIBは、pACT2ベクターから細菌におけるGST−CIB融合たんぱく質発現のためにpGEX2Tベクターへ、かつFLAGタグを付したたんぱく質の哺乳類発現のためにpCMVTag2Cベクターへクローニングされた。哺乳類細胞におけるGFPタグを付したEDDの発現に関して、完全長EDDが、(N末端EGFPタグに関して)pEGFP−C1および(C末端EGFPタグに関して、Clontech Laboratoriesに関して)pEGFP−N1にクローニングされた。プロゲステロンレセプターの一過性発現のために、ヒトPR BをコードするphPR1が、P.Chambon(INSERM、France)から得られた。PREルシフェラーゼレポーターベクター(pMSGluc)は、pGL3−塩基性ベクター(Promega Corp.)中にMMTV−LTRプロモーターを挿入することによって構築された。phPR1ベクターは、GST融合たんぱく質発現のために、pGEX4T2へPR(AB)(aa1−546)およびPR(CDE)(aa456−933)領域をクローニングするために使用された。ビタミンDレセプターの一過性発現のために、pOS2−lucレポーターベクターに加えてpCMV−VDRが、G.Leong(Garvan Institute、Australia)から得られた。エストロゲンレセプターは、pCMV−ER(V.C.Jordan、Northwestern University Medical School、Chicago、USA)から発現し、かつpERE−TK−GL3レポーターベクターが、M.Parker(ICRF、UK)から得られた。インビトロ翻訳のために、SRC−1が、pCR3.1−SRC1A(B.O’Malley、Baylor College、Texas)から切断され、かつpBluescriptへクローニングされた。
EDD HECTリガーゼの核機能
2.1 実験手順
プラスミド構築体
インビトロ翻訳、トランスフェクションおよび酵母ツーハイブリッドスクリーニングに使用されたEDD cDNAを図5Aに示す。cDNAは、完全長たんぱく質EDD(aa1−2799)、N末端ドメインEDDF1(aa1−889)、中央ドメインEDDF2(aa889−1877)、カルボキシドメインEDDF3(aa1877−2799)、N末端プラス中央ドメインEDDF4(aa1−1877)および中央プラスC末端ドメインEDDF5(aa889−2799)をコードする。EDDM、EDDF3MおよびEDDF5Mは、HECTたんぱく質におけるE3リガーゼ活性に必要な活性部位システインで突然変異(Cys2768からAla)を含む。EDD N末端のマッピングのために、制限断片クローニングが、インビトロ翻訳構築体発現EDD aa1−577(EDDF1a)、578−889(EDDF1b)、1−419(EDDF1c)、および420−889(EDDF1d)を発生させるために使用された(図5A)。酵母ツーハイブリッドスクリーニングに関して、ベイトとして使用されるEDD cDNA断片は、pAS2.1ベクターのGal4 DNA結合ドメイン(DBD)(Clontech Laboratories、Palo Alto、CA、USA)により、フレームでpBluescript−EDDからクローニングされた(Callaghan et al.,Oncogene 17、3479−3491、1998)。インビトロ翻訳に関して、EDD由来cDNAは、pBluescript(Amersham Pharmacia Biotech、UK)、pSG5(Stratagene、La Jolla、CA、USA)またはpRcCMV(Invitrogen、Groningen、Netherlands)ベクターから転写された。哺乳類細胞におけるEDDたんぱく質発現に関して、pRcCMV中の構築体が先に記載され(Callaghan et al.,Oncogene 17、3479−3491、1998)、かつFLAGエピトープタグを付したEDD発現の追加の構築体を、pSG5ベクターにおいて製造した。GFPレポーターベクター(pGFP20、Dr S.Aota、Osaka、Japan)は、トランスフェクション効率を観察するために同時トランスフェクションされた。ヒトインポーチンα5(NPI−1)のアミノ酸263−538に融合した細菌性プラスミド発現GSTが、Peter Palese(Mount Sinai School of Medicine、NY、USA)から得られた。マウスインポーチンβ1(PTAC97)のGST融合は、先に記載されたように(Hubner et al.,1997)発現し、かつ精製された。完全長CIBは、pACT2ベクターから細菌におけるGST−CIB融合たんぱく質発現のためにpGEX2Tベクターへ、かつFLAGタグを付したたんぱく質の哺乳類発現のためにpCMVTag2Cベクターへクローニングされた。哺乳類細胞におけるGFPタグを付したEDDの発現に関して、完全長EDDが、(N末端EGFPタグに関して)pEGFP−C1および(C末端EGFPタグに関して、Clontech Laboratoriesに関して)pEGFP−N1にクローニングされた。プロゲステロンレセプターの一過性発現のために、ヒトPR BをコードするphPR1が、P.Chambon(INSERM、France)から得られた。PREルシフェラーゼレポーターベクター(pMSGluc)は、pGL3−塩基性ベクター(Promega Corp.)中にMMTV−LTRプロモーターを挿入することによって構築された。phPR1ベクターは、GST融合たんぱく質発現のために、pGEX4T2へPR(AB)(aa1−546)およびPR(CDE)(aa456−933)領域をクローニングするために使用された。ビタミンDレセプターの一過性発現のために、pOS2−lucレポーターベクターに加えてpCMV−VDRが、G.Leong(Garvan Institute、Australia)から得られた。エストロゲンレセプターは、pCMV−ER(V.C.Jordan、Northwestern University Medical School、Chicago、USA)から発現し、かつpERE−TK−GL3レポーターベクターが、M.Parker(ICRF、UK)から得られた。インビトロ翻訳のために、SRC−1が、pCR3.1−SRC1A(B.O’Malley、Baylor College、Texas)から切断され、かつpBluescriptへクローニングされた。
EDD相互作用たんぱく質の酵母ツーハイブリッドアッセイ
完全長EDD突然変異体およびカルボキシドメイン突然変異体(EDDMおよびEDD5M)のcDNAは、酵母ツーハイブリッド法により、pACT2ベクターにおいてヒト胎盤cDNAライブラリに対してスクリーニングされた(Matchmaker 2、Clontech、Palo Alto、CA、USA)。EDD融合たんぱく質を発現するSaccharomyces cerevisiae株Y190の安定した形質転換体が、his−leu−trp−プレートで選択された2−3×106の原発形質転換体および酢酸リチウム法を使用するライブラリによって形質転換された。同じ培地での第2ラウンドの選択の後で、コロニーは、フィルタに基づくアッセイを使用して、β.ガラクトシダーゼ活性に関してアッセイした。EDDベイトプラスミドの存在下のみでβ.ガラクトシダーゼ陽性である相互作用プラスミドが、更なる分析のために大腸菌DH5α細胞に形質転換された。手動配列決定が、fmol Cycle配列決定キット(Promega Corp.、Madison、WI、USA)と併せて33P末端標識プライマーを使用して行われた。配列は、GenbankのBlastサーチおよびEMBLデータベースによって分析され、かつ予測されたたんぱく質は、ISREC Profile Scan Server(www.isrec.isbsib.ch)を用いてモチーフに関して分析された。
完全長EDD突然変異体およびカルボキシドメイン突然変異体(EDDMおよびEDD5M)のcDNAは、酵母ツーハイブリッド法により、pACT2ベクターにおいてヒト胎盤cDNAライブラリに対してスクリーニングされた(Matchmaker 2、Clontech、Palo Alto、CA、USA)。EDD融合たんぱく質を発現するSaccharomyces cerevisiae株Y190の安定した形質転換体が、his−leu−trp−プレートで選択された2−3×106の原発形質転換体および酢酸リチウム法を使用するライブラリによって形質転換された。同じ培地での第2ラウンドの選択の後で、コロニーは、フィルタに基づくアッセイを使用して、β.ガラクトシダーゼ活性に関してアッセイした。EDDベイトプラスミドの存在下のみでβ.ガラクトシダーゼ陽性である相互作用プラスミドが、更なる分析のために大腸菌DH5α細胞に形質転換された。手動配列決定が、fmol Cycle配列決定キット(Promega Corp.、Madison、WI、USA)と併せて33P末端標識プライマーを使用して行われた。配列は、GenbankのBlastサーチおよびEMBLデータベースによって分析され、かつ予測されたたんぱく質は、ISREC Profile Scan Server(www.isrec.isbsib.ch)を用いてモチーフに関して分析された。
たんぱく質相互作用の半定量化のために、pAS2.1−EDD構築体を含むCG1945酵母細胞が、pACT2由来プラスミドを持つY187酵母細胞と組み合わされた。二倍体は、leu−trp−プレートで選択され、かつ飽和状態まで培養され、1:10に希釈され、かつ16時間培養された培養物を植菌するために使用された。酵母細胞は、たんぱく質で採取され、かつβ.ガラクトシダーゼ活性は、液体化学発光アッセイ(Tropix Galacto−Light System、Applied Biosystems、CA、USA)で決定された。
組み換えたんぱく質結合アッセイ
GSTタグを付した融合たんぱく質が、確立した手順(Pharmacia Protocol Handbook)に従って大腸菌株BL21から調製された。可溶性融合たんぱく質は、グルタチオンアガロースに結合され、かつたんぱく質基準に対するCoomassi青色染色を経由して定量された。35S標識EDDたんぱく質および突然変異体またはSRC−1は、連結インビトロ転写/翻訳システム(TNT Quick、Promega)において合成され、かつ10−20μl反応混合物が、1% Triton X−100溶解緩衝液(Callaghan et al.,Oncogene 17、3479−3491、1998)中で希釈され、かつ4℃で2時間グルタチオンアガロースビーズに結合された5μgのGST、GST−インポーチンα5、GST−PR(CDE)またはGST−CIBでインキュベーションされた。ビーズは、遠心分離によって回収され、溶解緩衝液中でよく洗浄され、かつSDS−PAGE試料緩衝液中で再度懸濁された。沸騰後、結合たんぱく質は、SDS−PAGEおよびオートラジオグラフィーにより視覚化された。
GSTタグを付した融合たんぱく質が、確立した手順(Pharmacia Protocol Handbook)に従って大腸菌株BL21から調製された。可溶性融合たんぱく質は、グルタチオンアガロースに結合され、かつたんぱく質基準に対するCoomassi青色染色を経由して定量された。35S標識EDDたんぱく質および突然変異体またはSRC−1は、連結インビトロ転写/翻訳システム(TNT Quick、Promega)において合成され、かつ10−20μl反応混合物が、1% Triton X−100溶解緩衝液(Callaghan et al.,Oncogene 17、3479−3491、1998)中で希釈され、かつ4℃で2時間グルタチオンアガロースビーズに結合された5μgのGST、GST−インポーチンα5、GST−PR(CDE)またはGST−CIBでインキュベーションされた。ビーズは、遠心分離によって回収され、溶解緩衝液中でよく洗浄され、かつSDS−PAGE試料緩衝液中で再度懸濁された。沸騰後、結合たんぱく質は、SDS−PAGEおよびオートラジオグラフィーにより視覚化された。
細胞培養および一過性トランスフェクション
HEK293およびT−47Dは、先に記載されたように保持された(Callaghan et al.,Oncogene 17、3479−3491、1998)。MCF−7細胞は、5%CO2中に10%血清を含むRPMI培地(Life Biotechnologies)中に保持された。一過性トランスフェクションによる過剰発現のために、3×106HEK293細胞が、15cmペトリ皿中に10%血清を含むHMEM中で平板培養された。翌日、pRcCMV−EDD(10μg)が、30μl Fugene試薬(Roche Diagnostics、Castle Hill、NSW、Australia)と共に細胞に添加された。
HEK293およびT−47Dは、先に記載されたように保持された(Callaghan et al.,Oncogene 17、3479−3491、1998)。MCF−7細胞は、5%CO2中に10%血清を含むRPMI培地(Life Biotechnologies)中に保持された。一過性トランスフェクションによる過剰発現のために、3×106HEK293細胞が、15cmペトリ皿中に10%血清を含むHMEM中で平板培養された。翌日、pRcCMV−EDD(10μg)が、30μl Fugene試薬(Roche Diagnostics、Castle Hill、NSW、Australia)と共に細胞に添加された。
GFPタグを付した、かつ内因性のEDDたんぱく質の局在化
HEK293、CHO、MCF−7またはT−47D細胞が、1−2×105細胞/ウェルで、6ウェルプレート中に播種された。細胞は、2μg pEGFP−EDDまたはエンプティベクターDNAによってトランスフェクトされ、翌日24−48時間チャンバースライドに分配された。スライドは、PBS中で洗浄され、3.7%パラホルムアルデヒド中に固定され、PBS中で洗浄され、かつ90%グリセロール中に嵌め込まれる。GFPは、蛍光顕微鏡によって視覚化される。免疫染色のために、HEK293細胞またはEDDトランスフェクトHEK293細胞(WT30)が、パラフィン中に包埋された。切片は、EDTA/クエン酸緩衝液中でアンマスキングする前に、脱ろうされ、かつ再水和され、かつ次にヤギ抗EDD抗体N19(Santa Cruz、CA、USA)により染色される。EDDシグナルは、基質として液体3,3’−ジアミノベンジジンPlus(DAKO Corporation、CA、USA)により、DAKO LSAB Plus Link and Label(DAKO Corporation、CA、USA)を使用して検出された。対比染色は、ヘマトキシリンにより行われた。
HEK293、CHO、MCF−7またはT−47D細胞が、1−2×105細胞/ウェルで、6ウェルプレート中に播種された。細胞は、2μg pEGFP−EDDまたはエンプティベクターDNAによってトランスフェクトされ、翌日24−48時間チャンバースライドに分配された。スライドは、PBS中で洗浄され、3.7%パラホルムアルデヒド中に固定され、PBS中で洗浄され、かつ90%グリセロール中に嵌め込まれる。GFPは、蛍光顕微鏡によって視覚化される。免疫染色のために、HEK293細胞またはEDDトランスフェクトHEK293細胞(WT30)が、パラフィン中に包埋された。切片は、EDTA/クエン酸緩衝液中でアンマスキングする前に、脱ろうされ、かつ再水和され、かつ次にヤギ抗EDD抗体N19(Santa Cruz、CA、USA)により染色される。EDDシグナルは、基質として液体3,3’−ジアミノベンジジンPlus(DAKO Corporation、CA、USA)により、DAKO LSAB Plus Link and Label(DAKO Corporation、CA、USA)を使用して検出された。対比染色は、ヘマトキシリンにより行われた。
細胞溶解物中のたんぱく質相互作用
総細胞たんぱく質の抽出物のために、細胞は、先に記載のように、1% Triton X−100溶解緩衝液(Callaghan et al.,Oncogene 17、3479−3491、1998)中に採取された。T−47DおよびMCF−7細胞からの細胞質s100断片および核たんぱく質の抽出は、発表された方法に従って行われた(Dignam et al.,Nucleic Acids Res.11、1475−1489、1983)。
総細胞たんぱく質の抽出物のために、細胞は、先に記載のように、1% Triton X−100溶解緩衝液(Callaghan et al.,Oncogene 17、3479−3491、1998)中に採取された。T−47DおよびMCF−7細胞からの細胞質s100断片および核たんぱく質の抽出は、発表された方法に従って行われた(Dignam et al.,Nucleic Acids Res.11、1475−1489、1983)。
細胞溶解物からの内因性または組み換えEDDのGST融合たんぱく質のプルダウンのために、0.5から1mg総たんぱく質が、4℃で1−2時間グルタチオンビーズに結合された5μgのGSTまたはGST融合たんぱく質でインキュベーションされた。ビーズは、1% Triton X−100溶解緩衝液中でよく洗浄され、かつSDS−PAGEによって分解されたたんぱく質を結合し、かつEDD抗血清でイムノブロッティングした(Callaghan et al.,Oncogene 17、3479−3491、1998)。免疫沈降のために、10μlのインポーチンα5抗血清(Peter Palse,Mount Sinai School of Medicine)が0.5から1mgの細胞溶解物でインキュベーションされた(4℃で1時間)。抗体コンジュゲートは、たんぱく質Aセファロースビーズに捕獲され(4℃で1時間)、かつ溶解緩衝液中で、よく洗浄された。結合たんぱく質は、EDD抗血清でのイムノブロッティングが後に続くSDS−PAGEによって分解された。
EDDMを過剰発現する安定したHEK293細胞は、24時間、Fugene6試薬(Roche)を使用してpCMVTag2C−CIBまたはエンプティベクターによりトランスフェクトされた。MG132の存在下での6時間のインキュベーションに続き、細胞は、採取され、かつ溶解物が調製され、かつ1mg総たんぱく質が、4℃で2時間Sepharose(Sigma Chemical Co.、St Louis、USA)に結合された抗FLAG抗体M2によりインキュベーションされた。ビーズは、遠心分離により回収され、かつ溶解緩衝液中で、よく洗浄された。EDDのウェスタンブロッティングが記載されていた(Callaghan et al.,Oncogene 17、3479−3491、1998)。
核レセプタートランス活性化アッセイ
HEK293またはCOS7細胞は、6ウェルプレート(2×105細胞/ウェル)中で平板培養され、かつ培地は、翌日、2%木炭剥離FCSに変えた。トランスフェクションは、90ngレセプター発現ベクター、450ngルシフェラーゼレポーターベクターおよびpRcCMVまたはpSG5またはエンプティベクター中の1.2μg EDD、EDDMまたはSRC−1 cDNAからなる1−2μg DNA、および200ng GFP発現ベクターpGFP20を有する3−4μl Fugene6試薬(Roche)を使用して行われた。翌日、細胞は、96ウェルプレート(7×103細胞/ウェル)または6ウェルプレート(1.4×105細胞/ウェル)に分けられ、かつ24時間後、薬品が混入された。更に24時間後、96ウェルプレート中の細胞は、ルシフェラーゼ活性(Luclite試薬、Packard Bioscience、Meriden、CT、USA)、および細胞数(Wst−1試薬、Roche)に関してアッセイされた。ある実験で、細胞数は、CellTiter96(登録商標) Proliferation Assay(Promega Corp.、Madison、USA)を使用して観察された。6ウェルプレート中の細胞は、トランスフェクション効率を決定するために、蛍光顕微鏡によってGFP発現に関して分析され、かつ種々の構築体のたんぱく質発現レベルが、比較され得るように、たんぱく質溶解物調製のためにも使用された。細胞数またはGFP発現に有意の変動がある実験において、これらのパラメータは、ルシフェラーゼ活性を正規化するために使用された。ある実験で、pRSV−β−galまたはpRL−TK(Promega Corp.、Madison、USA)ベクターは、pGFP20の変わりにトランスフェクトされ、かつトランスフェクション効率は、それぞれβ.ガラクトシダーゼまたはRenillaルシフェラーゼ活性に関してアッセイすることによって観察された。
HEK293またはCOS7細胞は、6ウェルプレート(2×105細胞/ウェル)中で平板培養され、かつ培地は、翌日、2%木炭剥離FCSに変えた。トランスフェクションは、90ngレセプター発現ベクター、450ngルシフェラーゼレポーターベクターおよびpRcCMVまたはpSG5またはエンプティベクター中の1.2μg EDD、EDDMまたはSRC−1 cDNAからなる1−2μg DNA、および200ng GFP発現ベクターpGFP20を有する3−4μl Fugene6試薬(Roche)を使用して行われた。翌日、細胞は、96ウェルプレート(7×103細胞/ウェル)または6ウェルプレート(1.4×105細胞/ウェル)に分けられ、かつ24時間後、薬品が混入された。更に24時間後、96ウェルプレート中の細胞は、ルシフェラーゼ活性(Luclite試薬、Packard Bioscience、Meriden、CT、USA)、および細胞数(Wst−1試薬、Roche)に関してアッセイされた。ある実験で、細胞数は、CellTiter96(登録商標) Proliferation Assay(Promega Corp.、Madison、USA)を使用して観察された。6ウェルプレート中の細胞は、トランスフェクション効率を決定するために、蛍光顕微鏡によってGFP発現に関して分析され、かつ種々の構築体のたんぱく質発現レベルが、比較され得るように、たんぱく質溶解物調製のためにも使用された。細胞数またはGFP発現に有意の変動がある実験において、これらのパラメータは、ルシフェラーゼ活性を正規化するために使用された。ある実験で、pRSV−β−galまたはpRL−TK(Promega Corp.、Madison、USA)ベクターは、pGFP20の変わりにトランスフェクトされ、かつトランスフェクション効率は、それぞれβ.ガラクトシダーゼまたはRenillaルシフェラーゼ活性に関してアッセイすることによって観察された。
プロテアソーム阻害実験
プロテアソーム阻害実験のために、HEK293細胞は、10%ウシ胎児血清(Life Technologies、Gaithersburg、MD、USA)で補足される、Hanks’塩(HMEM)を有する最小基本培地中で、6ウェル皿の3×105細胞/ウェルで平板培養された。48時間後、培地は、2−6時間、20μM MG132(Calbiochem、CA、USA)またはDMSO賦形剤を含む培地に替えられた。CIBに対するウェスタンブロッティング用のモノクローナル抗体は、親切にもU.P.Naik(University of North Carolina、NC、USA)によって提供された。
プロテアソーム阻害実験のために、HEK293細胞は、10%ウシ胎児血清(Life Technologies、Gaithersburg、MD、USA)で補足される、Hanks’塩(HMEM)を有する最小基本培地中で、6ウェル皿の3×105細胞/ウェルで平板培養された。48時間後、培地は、2−6時間、20μM MG132(Calbiochem、CA、USA)またはDMSO賦形剤を含む培地に替えられた。CIBに対するウェスタンブロッティング用のモノクローナル抗体は、親切にもU.P.Naik(University of North Carolina、NC、USA)によって提供された。
DNA傷害剤による細胞治療
MCF−7細胞は、6時間の100μg/mlでのフレオマイシン(Cayla、France)、2mMでのヒドロキシ尿素(Calbiochem、CA、USA)またはPBS賦形剤の添加前に、18時間、0.5%ウシ胎児血清を含むRPMI中でインキュベーションされた。細胞は、先に記載のように、総たんぱく質または核たんぱく質抽出物のために採取された。
MCF−7細胞は、6時間の100μg/mlでのフレオマイシン(Cayla、France)、2mMでのヒドロキシ尿素(Calbiochem、CA、USA)またはPBS賦形剤の添加前に、18時間、0.5%ウシ胎児血清を含むRPMI中でインキュベーションされた。細胞は、先に記載のように、総たんぱく質または核たんぱく質抽出物のために採取された。
2.2 EDDのドメイン構造
EDD配列の以前の分析により、カルボキシ末端HECTドメインの存在が示され、EDDをユビキチンたんぱく質リガーゼのHECTファミリのメンバーとして同定した(Callaghan et al.,Oncogene 17、3479−3491、1998;およびHuibregtse et al.,1995)(図5A)。HYDにより同様に高度に保存されるEDDの中央ドメインを更に検査することにより、それぞれHYDおよびマウスEDDにより95%および100%保存され(図5B)、かつ高度のcalossin(プッシュオーバー)との並置、ショウジョウバエにおいて雄の妊性および神経伝達に重要なカルモジュリン結合たんぱく質を示すアミノ酸68個(aa1177−1245)の延伸が明らかにされた(Richards et al.,Genetics 142、1215−1223、1996;Xu et al.,J.Biol.Chem.273、31297−31307、1998)。この領域中に含まれるのは、システイン/ヒスチジン高含量の推定亜鉛フィンガードメイン、最初に種の範囲からのN末端則E3ユビキチンリガーゼUBR1p/N−recognin中で同定されたzf−UBR1(Pfam PF02207、(Bateman et al.,Nucleic Acids Res 28、263−266、2000))である(Bartel et al.,EMBO J.9、3179−3189、1990;Varshavsky、Cell 69、725−735、1992;Kwon et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 95、7898−7903、1998)。コンセンサス配列CX12-16CX2CX8-10CX2CX4-5HX2HX11-14CXCX4-14Cは、UBR1pの別個の領域で同様に発見される、より一般的なRINGドメインを連想させる。亜鉛結合ドメインの両方のタイプは、ユビキチン化において確立された役割を有するRINGドメインにより、たんぱく質−たんぱく質相互作用に役割を有することが提案されている(Freemont、Curr.Biol.10、84−87、2000;Lorick et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 96、11364−11369、1999)。EDDのこの中央領域は、潜在的な二連核局在配列(NLS)も含み(KLKRTSPTAYCDCWEKCKCK、aa1222−1241;配列番号43)、他方でもう一つの推定NLSは、潜在的なSV40の大きなT抗原様NLS(PYKRRR、aa630−635;配列番号45)上流のN末端領域(RKKMLEKARAKNKKPK、aa502−517;配列番号44)中に存在する(Dingwall et al.,Trends Biochem Sci 16、478−781、1991)。同様にEDDのN末端領域中には、たんぱく質−たんぱく質相互作用界面を形成し得る(Hofmann et al.,TIBS 21、172−173、1996)”UBAドメイン”(aa188−225)と呼ばれる、HYDにより保存されるもう一つの領域がある。HECTドメインへのアミノ末端(aa2391−2455)は、たんぱく質相互作用を媒介し得る更にもう一つの領域に位置する。この60アミノ酸延伸は、種の範囲からpolyA結合たんぱく質のカルボキシ末端(PABP−C)中の領域に50%の相同を示す(Callaghan et al.,Oncogene 17、3479−3491、1998;Kozlov et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 98、4409−4413、2001)。PABPおよびEDD両方におけるこのドメインのX線構造が、最近決定され、かつ4つのアルファへリックスからなるたんぱく質相互作用界面を形成する(Kozlov et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 98、4409−4413、2001;Deo et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 98、4414−4419、2001)。
EDD配列の以前の分析により、カルボキシ末端HECTドメインの存在が示され、EDDをユビキチンたんぱく質リガーゼのHECTファミリのメンバーとして同定した(Callaghan et al.,Oncogene 17、3479−3491、1998;およびHuibregtse et al.,1995)(図5A)。HYDにより同様に高度に保存されるEDDの中央ドメインを更に検査することにより、それぞれHYDおよびマウスEDDにより95%および100%保存され(図5B)、かつ高度のcalossin(プッシュオーバー)との並置、ショウジョウバエにおいて雄の妊性および神経伝達に重要なカルモジュリン結合たんぱく質を示すアミノ酸68個(aa1177−1245)の延伸が明らかにされた(Richards et al.,Genetics 142、1215−1223、1996;Xu et al.,J.Biol.Chem.273、31297−31307、1998)。この領域中に含まれるのは、システイン/ヒスチジン高含量の推定亜鉛フィンガードメイン、最初に種の範囲からのN末端則E3ユビキチンリガーゼUBR1p/N−recognin中で同定されたzf−UBR1(Pfam PF02207、(Bateman et al.,Nucleic Acids Res 28、263−266、2000))である(Bartel et al.,EMBO J.9、3179−3189、1990;Varshavsky、Cell 69、725−735、1992;Kwon et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 95、7898−7903、1998)。コンセンサス配列CX12-16CX2CX8-10CX2CX4-5HX2HX11-14CXCX4-14Cは、UBR1pの別個の領域で同様に発見される、より一般的なRINGドメインを連想させる。亜鉛結合ドメインの両方のタイプは、ユビキチン化において確立された役割を有するRINGドメインにより、たんぱく質−たんぱく質相互作用に役割を有することが提案されている(Freemont、Curr.Biol.10、84−87、2000;Lorick et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 96、11364−11369、1999)。EDDのこの中央領域は、潜在的な二連核局在配列(NLS)も含み(KLKRTSPTAYCDCWEKCKCK、aa1222−1241;配列番号43)、他方でもう一つの推定NLSは、潜在的なSV40の大きなT抗原様NLS(PYKRRR、aa630−635;配列番号45)上流のN末端領域(RKKMLEKARAKNKKPK、aa502−517;配列番号44)中に存在する(Dingwall et al.,Trends Biochem Sci 16、478−781、1991)。同様にEDDのN末端領域中には、たんぱく質−たんぱく質相互作用界面を形成し得る(Hofmann et al.,TIBS 21、172−173、1996)”UBAドメイン”(aa188−225)と呼ばれる、HYDにより保存されるもう一つの領域がある。HECTドメインへのアミノ末端(aa2391−2455)は、たんぱく質相互作用を媒介し得る更にもう一つの領域に位置する。この60アミノ酸延伸は、種の範囲からpolyA結合たんぱく質のカルボキシ末端(PABP−C)中の領域に50%の相同を示す(Callaghan et al.,Oncogene 17、3479−3491、1998;Kozlov et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 98、4409−4413、2001)。PABPおよびEDD両方におけるこのドメインのX線構造が、最近決定され、かつ4つのアルファへリックスからなるたんぱく質相互作用界面を形成する(Kozlov et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 98、4409−4413、2001;Deo et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 98、4414−4419、2001)。
2.3 EDDおよびインポーチンα−5間の相互作用
相互作用たんぱく質を同定するために、EDDまたはEDD機能において役割を有する他の会合たんぱく質のユビキチン化標的となり得る酵母ツーハイブリッドアプローチが使用された。最初に、ヒト胎盤cDNA発現ライブラリの酵母ツーハイブリッドスクリーニングが、完全長EDDまたはEDDの1つ以上の潜在的な相互作用ドメインを含む断片をコードするベイトに対して行われた(図5A参照)。完全長EDDM(C2768A突然変異体)によるスクリーニングは、核内移行たんぱく質インポーチンα5をコードする2個の独立したcDNAを同定し(NPI−1(O’Neil et al.,Virology 206、116−125、1995;Kohler et al.,Mol.Cell Biol.19、7782−7791、1999))、一方は、完全長であり、かつ他方はアミノ酸229をカルボキシ末端にコードする(アミノ酸538)。インポーチンαは、NLSを認識することにより、核内移行において特異的役割を有し、EDD中の1個以上の潜在的なNLSが、実際に機能的であること、およびEDDが、EDDの細胞質から核への輸送に関与するインポーチンαにより、核内で役割を有し得ることの両方を暗示している。
相互作用たんぱく質を同定するために、EDDまたはEDD機能において役割を有する他の会合たんぱく質のユビキチン化標的となり得る酵母ツーハイブリッドアプローチが使用された。最初に、ヒト胎盤cDNA発現ライブラリの酵母ツーハイブリッドスクリーニングが、完全長EDDまたはEDDの1つ以上の潜在的な相互作用ドメインを含む断片をコードするベイトに対して行われた(図5A参照)。完全長EDDM(C2768A突然変異体)によるスクリーニングは、核内移行たんぱく質インポーチンα5をコードする2個の独立したcDNAを同定し(NPI−1(O’Neil et al.,Virology 206、116−125、1995;Kohler et al.,Mol.Cell Biol.19、7782−7791、1999))、一方は、完全長であり、かつ他方はアミノ酸229をカルボキシ末端にコードする(アミノ酸538)。インポーチンαは、NLSを認識することにより、核内移行において特異的役割を有し、EDD中の1個以上の潜在的なNLSが、実際に機能的であること、およびEDDが、EDDの細胞質から核への輸送に関与するインポーチンαにより、核内で役割を有し得ることの両方を暗示している。
2.4 インポーチンα−5は、核局在シグナル結果を含むEDD領域と相互作用する
NPI−1/インポーチンα5および完全長EDD間に、強い相互作用が発見され、完全長インポーチンα5は、ツーハイブリッドスクリーニングにより単離されるアミノ切断たんぱく質よりも強く相互作用する(図6A)。この差は、EDDが、塩基性NLSを含む他のたんぱく質のように、インポーチンαのアルマジロリピートによって認識されるならば、説明され得る:かかるリピート7回のうち4回のみが、切断インポーチンα5クローン中に存在する。プルダウン実験により、アミノ酸263−538をコードするGSTインポーチンα5融合たんぱく質が、インビトロ翻訳EDDおよびEDDのN末端三分の一をコードする突然変異体に結合できたが、EDDの中央またはカルボキシ末端領域には結合できないことが示された(図6B、6C)。このことは、EDDの中央領域中の推定NLSが、核内移行において機能的でないことを示唆した。GSTインポーチンα5も、内因性EDD(T−47D細胞)およびHEK293細胞中で発現する組み換えEDDと相互作用し(図6D)、相当な割合の入手可能なEDDたんぱく質を沈降させる。更に、抗インポーチンα5抗血清も、これらの溶解物からEDDたんぱく質を免疫沈降させ、EDDおよびインポーチンα5がインビボで相互作用することを示した(図6D)。
NPI−1/インポーチンα5および完全長EDD間に、強い相互作用が発見され、完全長インポーチンα5は、ツーハイブリッドスクリーニングにより単離されるアミノ切断たんぱく質よりも強く相互作用する(図6A)。この差は、EDDが、塩基性NLSを含む他のたんぱく質のように、インポーチンαのアルマジロリピートによって認識されるならば、説明され得る:かかるリピート7回のうち4回のみが、切断インポーチンα5クローン中に存在する。プルダウン実験により、アミノ酸263−538をコードするGSTインポーチンα5融合たんぱく質が、インビトロ翻訳EDDおよびEDDのN末端三分の一をコードする突然変異体に結合できたが、EDDの中央またはカルボキシ末端領域には結合できないことが示された(図6B、6C)。このことは、EDDの中央領域中の推定NLSが、核内移行において機能的でないことを示唆した。GSTインポーチンα5も、内因性EDD(T−47D細胞)およびHEK293細胞中で発現する組み換えEDDと相互作用し(図6D)、相当な割合の入手可能なEDDたんぱく質を沈降させる。更に、抗インポーチンα5抗血清も、これらの溶解物からEDDたんぱく質を免疫沈降させ、EDDおよびインポーチンα5がインビボで相互作用することを示した(図6D)。
EDDたんぱく質のアミノ末端三分の一は、2個の潜在的な塩基性NLSを含み、1個は二連であり、かつ1個は単純である。インポーチンα結合へのこれらのモチーフの相対的寄与を決定するために、一方、または両方のNLSを含むか、またはいずれのNLSも含まないインビトロ翻訳用の構築体一式が、作成された。GST−インポーチンαは、各NLSとある程度まで相互作用し、また両方のシグナルの不在下では、相互作用は見られなかった(図6E)。従って、我々は、完全な結合ポテンシャルには両方のN末端シグナルが、必要であるという結論を下す。
我々は、EDDがインポーチンαおよびβを有する核内移行複合体中にあり得ることを予期し、従って核内移行パートナーインポーチンβ/p97への結合もテストされた(図6F)。GST−インポーチンβは、インビトロ翻訳EDDおよびEDDたんぱく質のアミノ三分の二または三分の一に結合され、利用可能なEDDたんぱく質約5%のプルダウンという結果になった。インビトロ翻訳に使用された抽出物は、内因性インポーチンαを含むので、EDDおよびインポーチンβの結合は、おそらくインポーチンα/βヘテロダイマーによって媒介される。EDDおよびインポーチンα5間の相互作用ほうが、著しく強力であったが(データは図示せず)、酵母ツーハイブリッド分析は、インポーチンα1(Rch1)およびインポーチンα3(Qip1)の両方とのEDD相互作用も示した。全体に、EDDおよびいくつかのインポーチンαイソ型およびインポーチンβは、核内でのEDDの役割を指摘している。
2.5 EDDは、核たんぱく質である
EDDの細胞局在を決定するために、哺乳類発現ベクターが、緑色蛍光たんぱく質(GFP)のNまたはC末端に融合されたEDD用に作成された。N末端EDD−GFP融合によるHEK293細胞またはMCF−7乳癌細胞のトランスフェクションは、蛍光が、核に限定されることを示した(図7A)。同一の結果が、C末端融合によって得られた(図示せず)。対照的に、いずれかの株からの細胞が、pEGFPベクターのみでトランスフェクトされた時、全細胞にわたる染色の拡散パターンが観察された。核局在は、EDD特異抗体が、EDDを過剰発現する、HEK293細胞のEDDまたはWT30誘導体を内因的に発現する、HEK293細胞の切片を染色するために使用される時に確認された(図7B)。同じパターンの染色が、第2EDD特異抗体に関して見られた(図示せず)。
EDDの細胞局在を決定するために、哺乳類発現ベクターが、緑色蛍光たんぱく質(GFP)のNまたはC末端に融合されたEDD用に作成された。N末端EDD−GFP融合によるHEK293細胞またはMCF−7乳癌細胞のトランスフェクションは、蛍光が、核に限定されることを示した(図7A)。同一の結果が、C末端融合によって得られた(図示せず)。対照的に、いずれかの株からの細胞が、pEGFPベクターのみでトランスフェクトされた時、全細胞にわたる染色の拡散パターンが観察された。核局在は、EDD特異抗体が、EDDを過剰発現する、HEK293細胞のEDDまたはWT30誘導体を内因的に発現する、HEK293細胞の切片を染色するために使用される時に確認された(図7B)。同じパターンの染色が、第2EDD特異抗体に関して見られた(図示せず)。
2.6 EDDは、プロゲステロンレセプターBと相互作用する
以前の研究により、HECTドメインたんぱく質E6−APが、LXXLLモチーフを含む領域を通じてPR−Bと直接相互作用することが証明されている(Nawaz et al.,Mol.Cell Biol.19、1182−1189、1999)。他の転写コアクチベーター中に存在するこれらのモチーフは、核レセプター相互作用および同時活性化に潜在的に関与する(Heery et al.,Nature 387、733−736、1997)。EDDたんぱく質が核であり、かつ(アミノ酸248、1102、1255、1398および2428に)5個のLXXLLドメインを含むので、我々は、PR−Bと相互作用し、かつその機能を調整するEDDの能力をテストした。第1に、我々は、EDDまたはインビトロ合成EDD断片のGST−PR融合たんぱく質プルダウンを行った。PRのN末端AB領域は、リガンド非依存性活性化機能1を含み、他方でPRのC末端CDE領域は、ヒンジおよびDNA結合ドメイン、およびリガンド依存性活性化機能2を含む。PRのCDE領域、PR(CDE)は、T−47D細胞から内因的に発現したEDDと相互作用した(図8A)。この相互作用は、インビトロ翻訳EDDたんぱく質断片を使用してマッピングされた。EDDのアミノ末端領域(EDDF1、aa1−889)およびPRのCDE領域間に強力な相互作用が検出され、SRC−1に関して見られたそれよりも大きい(図8B)。これらのインビトロアッセイにおいて、PR(CDE)およびSRC−1またはEDDF1間の相互作用は、PRリガンドORG2058によって影響を受けなかった(データは図示せず)。PRおよびEDDのその他の断片の間に有意な結合は、観察されなかった(図8B、データは図示せず)。
以前の研究により、HECTドメインたんぱく質E6−APが、LXXLLモチーフを含む領域を通じてPR−Bと直接相互作用することが証明されている(Nawaz et al.,Mol.Cell Biol.19、1182−1189、1999)。他の転写コアクチベーター中に存在するこれらのモチーフは、核レセプター相互作用および同時活性化に潜在的に関与する(Heery et al.,Nature 387、733−736、1997)。EDDたんぱく質が核であり、かつ(アミノ酸248、1102、1255、1398および2428に)5個のLXXLLドメインを含むので、我々は、PR−Bと相互作用し、かつその機能を調整するEDDの能力をテストした。第1に、我々は、EDDまたはインビトロ合成EDD断片のGST−PR融合たんぱく質プルダウンを行った。PRのN末端AB領域は、リガンド非依存性活性化機能1を含み、他方でPRのC末端CDE領域は、ヒンジおよびDNA結合ドメイン、およびリガンド依存性活性化機能2を含む。PRのCDE領域、PR(CDE)は、T−47D細胞から内因的に発現したEDDと相互作用した(図8A)。この相互作用は、インビトロ翻訳EDDたんぱく質断片を使用してマッピングされた。EDDのアミノ末端領域(EDDF1、aa1−889)およびPRのCDE領域間に強力な相互作用が検出され、SRC−1に関して見られたそれよりも大きい(図8B)。これらのインビトロアッセイにおいて、PR(CDE)およびSRC−1またはEDDF1間の相互作用は、PRリガンドORG2058によって影響を受けなかった(データは図示せず)。PRおよびEDDのその他の断片の間に有意な結合は、観察されなかった(図8B、データは図示せず)。
EDDのN末端領域は、5個のLXXLLモチーフの1個を含み、このモチーフの関与を評価するために、相互作用は、更にマッピングされた。EDD断片、EDDF1a−EDDF1dが、そのGST−PR(CDE)を結合する能力に関してテストされた。EDDF1a(aa1−557)およびEDDF1c(aa1−419)は、LXXLLモチーフを含んでいたが、最も強力な結合は、EDDF1b(aa558−889)またはEDDF1d(aa420−889)およびPR(CDE)間に生じ(図8C)、結合が、両方のNLSを含むが、LXXLLモチーフを含まないアミノ酸420−889からなるEDD領域によって媒介されることを示唆している。このことも、この相互作用におけるUBAドメインの関与を除外している。これらのデータは、一緒に考慮すれば、EDDおよびPR間の相互作用を立証している。
2.7 EDDは、核レセプターにとって転写コアクチベーターの機能を果たす
EDDの核局在およびEDDおよびPR−B間で観察される相互作用は、酵母Rsp5、そのヒト相同体hRPF1(Imhof et al.,Mol.Cell.Biol.16、2594−2605、1996)およびE6−AP(Hubner et al.,J.Biol.Chem.272、17137−17195、1997)のような他のHECTドメインたんぱく質が核レセプターのコアクチベーター活性を有するという別個の研究からの証拠と共に、EDDがPR−Bによる転写活性化を高め得るかという調査を促した。このために、内因性PRが欠如するHEK293およびCOS7細胞は、PR発現ベクター(pSG5/hPRB−1)およびプロゲスチン応答性MMTVルシフェラーゼレポーター構築体、並びに正の対照としてEDDまたはSRC−1の発現ベクターによってトランスフェクトされた。EDDは、両方の株における制御レベルの3から5倍のプロゲスチン(ORG2058)誘発ルシフェラーゼ活性を一貫して増大させ、SRC−1のそれに匹敵する効果であった(図9A)。添加ORG2058の不在下で、EDDおよびSRC−1も、ルシフェラーゼMMTV−LTRプロモータの基礎活性を僅かに増大させ、COS7細胞株で、より明白な効果であった。次に、我々は、EDDの観察された転写効果が、EDDのユビキチンリガーゼ活性によるものであるかテストした。リガーゼ欠損EDD突然変異体(EDDM)がトランスフェクトされた時、相当するコアクチベーター活性が観察され、EDDのコアクチベーター活性が、そのユビキチンリガーゼ活性と無関係であることを示唆した(図9B)。
EDDの核局在およびEDDおよびPR−B間で観察される相互作用は、酵母Rsp5、そのヒト相同体hRPF1(Imhof et al.,Mol.Cell.Biol.16、2594−2605、1996)およびE6−AP(Hubner et al.,J.Biol.Chem.272、17137−17195、1997)のような他のHECTドメインたんぱく質が核レセプターのコアクチベーター活性を有するという別個の研究からの証拠と共に、EDDがPR−Bによる転写活性化を高め得るかという調査を促した。このために、内因性PRが欠如するHEK293およびCOS7細胞は、PR発現ベクター(pSG5/hPRB−1)およびプロゲスチン応答性MMTVルシフェラーゼレポーター構築体、並びに正の対照としてEDDまたはSRC−1の発現ベクターによってトランスフェクトされた。EDDは、両方の株における制御レベルの3から5倍のプロゲスチン(ORG2058)誘発ルシフェラーゼ活性を一貫して増大させ、SRC−1のそれに匹敵する効果であった(図9A)。添加ORG2058の不在下で、EDDおよびSRC−1も、ルシフェラーゼMMTV−LTRプロモータの基礎活性を僅かに増大させ、COS7細胞株で、より明白な効果であった。次に、我々は、EDDの観察された転写効果が、EDDのユビキチンリガーゼ活性によるものであるかテストした。リガーゼ欠損EDD突然変異体(EDDM)がトランスフェクトされた時、相当するコアクチベーター活性が観察され、EDDのコアクチベーター活性が、そのユビキチンリガーゼ活性と無関係であることを示唆した(図9B)。
重要なことには、PRトランス活性化に対するEDDの効果は、プロゲスチンアンタゴニストRU486存在下では見られず(図示せず)、リガンド結合レセプターの特異性を示している。同様に、PR不在下でのレポーター遺伝子活性に関するEDDの効果はなく、PRによるトランス活性化の特異的効果を示した(図示せず)。
pRcCMV−EDDの増大量のトランスフェクションにより、プロゲスチン誘発ルシフェラーゼ活性に関する効果の明らかな容量応答が示され(図9C)、かつEDDが同時発現する時に、10pMから100nMのあらゆる濃度でのORG2058は、ルシフェラーゼ活性を遥かに大きな程度で刺激した(図9D)。EDD同時発現は、EDDトランスフェクションがなければ、10nM ORG2058が最大応答を与え、他方でこれはEDD過剰発現による100倍低い濃度である100pMで、超えられるような、プロゲスチンの低濃度への非常に増強した応答をもたらした。
これらのデータは、核レセプターコアクチベーターとしてのEDDの細胞機能を初めて明らかにした。興味深いことに、EDDは、ビタミンDレセプター(VDR)によるトランス活性化も三倍に増強した(図9E)。しかしながら、エストロゲンレセプター(ER)活性は、EDDによって増強されず、他方で同じ実験において、SRC−1は、コアクチベーターの機能を果たし(図9F)、EDDが、ステロイドレセプターを区別することを証明した。総合してこれらのデータは、EDDが、PRおよびVDR媒介転写におけるコアクチベーターとして働くことを証明している。
2.8 EDDは、DNA損傷応答に潜在的に関与するたんぱく質であるCIBと相互作用する
更なる酵母ツーハイブリッドスクリーニングは、EDDのユビキチン化または同時活性化機能に関与する他のたんぱく質を同定することを目的とした。完全長EDDMまたはEDDF5M(aa889−2799)がベイトとして使用された時、カルシウムおよびインテグリン結合たんぱく質/DNA依存性たんぱく質キナーゼ相互作用たんぱく質(CIB/KIP)をコードする3個のクローンが単離された:2個は完全長であり、もう1個は、CIB/KIP aa5−191をコードする。CIBは、細胞質および核において可能な二重の役割を有する可能性のあるたんぱく質である(Wu et al.,Mutation Research 385、13−20、1997;Naik et al.,J.Biol.Chem.272、4651−4654、1997;Kauselmann et al.,EMBO J 18、5528−5539、1999;Shock et al.,Biochem.J.342、729−735、1999)。当初、酵母ツーハイブリッドシステムにおいて検出された、CIBおよび完全長EDD間の相互作用(図10A)は、GST−CIBでのインビトロ翻訳EDDたんぱく質のプルダウンによって確認された(図10B)。インビトロ翻訳EDD断片を使用するこの相互作用のマッピングは、CIBが、EDDたんぱく質のカルボキシ末端部分と相互作用することを示した(EDDF3、EDDF3M、図10C)。細胞における相互作用の証拠を得るために、FLAGタグを付したCIBが、EDDを過剰発現するHEK293細胞において発現し、かつたんぱく質抽出物が調製された。EDDたんぱく質は、FLAG免疫沈降でこれらの溶解物から検出されたが、ベクタートランスフェクト細胞のそれからは検出されなかった(図10D、左パネル)。GST−CIB融合たんぱく質も、EDDの内因性レベルを発現するMCF−7細胞の核から調製された細胞溶解物においてEDDと相互作用した(図10D、右パネル、”対照”)。
更なる酵母ツーハイブリッドスクリーニングは、EDDのユビキチン化または同時活性化機能に関与する他のたんぱく質を同定することを目的とした。完全長EDDMまたはEDDF5M(aa889−2799)がベイトとして使用された時、カルシウムおよびインテグリン結合たんぱく質/DNA依存性たんぱく質キナーゼ相互作用たんぱく質(CIB/KIP)をコードする3個のクローンが単離された:2個は完全長であり、もう1個は、CIB/KIP aa5−191をコードする。CIBは、細胞質および核において可能な二重の役割を有する可能性のあるたんぱく質である(Wu et al.,Mutation Research 385、13−20、1997;Naik et al.,J.Biol.Chem.272、4651−4654、1997;Kauselmann et al.,EMBO J 18、5528−5539、1999;Shock et al.,Biochem.J.342、729−735、1999)。当初、酵母ツーハイブリッドシステムにおいて検出された、CIBおよび完全長EDD間の相互作用(図10A)は、GST−CIBでのインビトロ翻訳EDDたんぱく質のプルダウンによって確認された(図10B)。インビトロ翻訳EDD断片を使用するこの相互作用のマッピングは、CIBが、EDDたんぱく質のカルボキシ末端部分と相互作用することを示した(EDDF3、EDDF3M、図10C)。細胞における相互作用の証拠を得るために、FLAGタグを付したCIBが、EDDを過剰発現するHEK293細胞において発現し、かつたんぱく質抽出物が調製された。EDDたんぱく質は、FLAG免疫沈降でこれらの溶解物から検出されたが、ベクタートランスフェクト細胞のそれからは検出されなかった(図10D、左パネル)。GST−CIB融合たんぱく質も、EDDの内因性レベルを発現するMCF−7細胞の核から調製された細胞溶解物においてEDDと相互作用した(図10D、右パネル、”対照”)。
EDDを核内出観察したので、CIBの可能な核の役割が、調査された。CIBは、DNA損傷感知酵素DNA PKと相互作用することが以前発見されたので(Wu et al.,Mutation Research 385、13−20、1997)、DNAでの二本鎖破損を引き起こす放射線類似作用フレオマイシンによって処理されたMCF−7細胞からの溶解物は、GST−CIB融合たんぱく質によってインキュベーションされた。結合たんぱく質の捕獲により、細胞が、フレオマイシンによって処理された時、未処理細胞、またはDNA架橋を引き起こすヒドロキシ尿素によって処理された細胞と比較すると、EDDおよびCIB間の著しく少ない会合が明らかになった(図10D、右パネル)。結合変化は、不変であるEDDたんぱく質レベルの減少に起因しなかった(図示せず)。
これらの研究は、EDDが、潜在的なユビキチン化基質CIBと相互作用し、かつこの相互作用は、DNA損傷に敏感であることを示している。これは、DNA損傷に応答性である、EDDまたはCIBを関与させるたんぱく質相互作用の最初の指摘である。
2.9 Chk2 N末端は、HeLa核抽出物においてEDDと相互作用する
GSTchk2−N(aa1−225)(図11A)が、HeLa核抽出物によってインキュベーションされる時、相互作用たんぱく質の一方は、EDDであるとMS配列決定によって発見された(Steve Jackson and Brandi Williams、Wellcome/CRC、Cambridge、UK)。我々は、MCF−7細胞からのGSTchk2−Nプルダウンとそれに続くEDDたんぱく質を検出するウェスタンブロッティングによってこのことを確認した(図11B)。内因性レベルのchk2およびEDDを両方が含む、HEK293細胞またはMCF−7細胞から調製された、全細胞抽出物からのchk2免疫沈降と、それに続くEDDのイムノブロッティングは、EDDとchk2とのインビボ会合を確認した(図11C)。
GSTchk2−N(aa1−225)(図11A)が、HeLa核抽出物によってインキュベーションされる時、相互作用たんぱく質の一方は、EDDであるとMS配列決定によって発見された(Steve Jackson and Brandi Williams、Wellcome/CRC、Cambridge、UK)。我々は、MCF−7細胞からのGSTchk2−Nプルダウンとそれに続くEDDたんぱく質を検出するウェスタンブロッティングによってこのことを確認した(図11B)。内因性レベルのchk2およびEDDを両方が含む、HEK293細胞またはMCF−7細胞から調製された、全細胞抽出物からのchk2免疫沈降と、それに続くEDDのイムノブロッティングは、EDDとchk2とのインビボ会合を確認した(図11C)。
2.10 EDDは、Chk2のFHAドメインと相互作用する
35S標識インビトロ翻訳EDDの種々の断片が、GSTchk2−Nに結合するためにテストされた時、EDDのカルボキシ末端三分の二(EDDF5、aa889−2799)が相互作用することが見つかった。この相互作用におけるchk2 FHAドメインの要件を決定するために、EDDおよびGSTchk2−Nの間の結合および2個の突然変異体が、評価された。R117A突然変異体は、FHAドメイン中の置換を含み、かつホスホスレオニン結合に直接必要な残基を伴う。この突然変異体は、EDDを結合しなかった(図12A)。I157Tリーフラウメニ会合突然変異体は、ホスホスレオニンを結合する能力を保持したが、p53(Falck et al.,Oncogene 20、5506−5510、2001)、cdc25A(Falck et al.,Nature 410、842−847、2001)、BRCA1およびcdc25C(Li et al.,Mol Cell 9、1045−1054、2002)のようなchk2の基質を結合することが不可能であることが示された。興味深いことに、I157T置換は、EDDへの結合に効果を有さず(図12A)、EDDが、代わりにホスホスレオニン残基を通して結合し得ることを示唆している。これらのデータは、MCF−7核抽出物を使用する更なるGSTchk2−Nプルダウン実験によって支持された(図12B)。
35S標識インビトロ翻訳EDDの種々の断片が、GSTchk2−Nに結合するためにテストされた時、EDDのカルボキシ末端三分の二(EDDF5、aa889−2799)が相互作用することが見つかった。この相互作用におけるchk2 FHAドメインの要件を決定するために、EDDおよびGSTchk2−Nの間の結合および2個の突然変異体が、評価された。R117A突然変異体は、FHAドメイン中の置換を含み、かつホスホスレオニン結合に直接必要な残基を伴う。この突然変異体は、EDDを結合しなかった(図12A)。I157Tリーフラウメニ会合突然変異体は、ホスホスレオニンを結合する能力を保持したが、p53(Falck et al.,Oncogene 20、5506−5510、2001)、cdc25A(Falck et al.,Nature 410、842−847、2001)、BRCA1およびcdc25C(Li et al.,Mol Cell 9、1045−1054、2002)のようなchk2の基質を結合することが不可能であることが示された。興味深いことに、I157T置換は、EDDへの結合に効果を有さず(図12A)、EDDが、代わりにホスホスレオニン残基を通して結合し得ることを示唆している。これらのデータは、MCF−7核抽出物を使用する更なるGSTchk2−Nプルダウン実験によって支持された(図12B)。
chk2 N末端領域へのEDD結合のためのFHAドメイン中の非損傷ホスホペプチド結合モチーフの要件は、相互作用が、EDDたんぱく質中のリン酸化スレオニン残基によって媒介されることを示唆している。関与する残基は、まだ同定されていないが、Flagタグを付したEDDが、32P標識オルトリン酸塩および調製した細胞溶解物の存在下でHEK−293細胞において過剰発現する時、結果として生じるFlag免疫沈降が、EDDに対応する標識種を含んだので(図11C)、EDDは、細胞中でリン酸化される。更に、HEK−293またはMCF−7が、リン酸塩を除去するためにラムダたんぱく質ホスファターゼ存在下でインキュベートされる時、EDDの電気泳動移動度は、増大し、EDDたんぱく質におけるリン酸化アミノ酸残基の存在を示している。
FHAドメインに強力に結合するホスホペプチド(RWFDT(P)YLIRR)(配列番号46)は、EDDへのchk2 FHAドメインの親和力を更に調査するために使用された。50μMを超える濃度でのこのペプチドによるGSTchk2−N融合たんぱく質のプレインキュベーションは、EDDおよびchk2−N間の結合を取り除いた(図12D)。
2.11 DNA損傷は、EDD−chk2相互作用の破壊を引き起こす
DNA損傷応答におけるEDD−chk2相互作用の役割が、調査された。MCF−7細胞は、DNAでの二本鎖破損およびATMキナーゼを経由したchk2の活性化を引き起こす、放射線類似作用薬物フレオマイシンによって処理された(Matsuoka et al.,Science 282、1893−1897、1998)。chk2のDNA損傷に応答した、リン酸化誘発移動度シフトが、観察された(図14A)。対照的に、MCF−7核抽出物において、EDDたんぱく質の移動度またはレベルの変化は、検出不可能であった。しかしながら、chk2がこれらの抽出物から免疫沈降する時、会合EDDの量は、DNA損傷の後に著しく減少し、かつこれらの結果は、これらの同じ溶解物からのGSTchk2−Nプルダウンと一致した(図14B)。
DNA損傷応答におけるEDD−chk2相互作用の役割が、調査された。MCF−7細胞は、DNAでの二本鎖破損およびATMキナーゼを経由したchk2の活性化を引き起こす、放射線類似作用薬物フレオマイシンによって処理された(Matsuoka et al.,Science 282、1893−1897、1998)。chk2のDNA損傷に応答した、リン酸化誘発移動度シフトが、観察された(図14A)。対照的に、MCF−7核抽出物において、EDDたんぱく質の移動度またはレベルの変化は、検出不可能であった。しかしながら、chk2がこれらの抽出物から免疫沈降する時、会合EDDの量は、DNA損傷の後に著しく減少し、かつこれらの結果は、これらの同じ溶解物からのGSTchk2−Nプルダウンと一致した(図14B)。
2.12 EDD欠乏は、CHK2活性化を害する
DNA損傷応答におけるEDD−CHK2相互作用の役割を検査するために、EDD欠損細胞が、DNA損傷でのCHK2活性化に関して観察された。RNA干渉が、(本文で記載するように)EDD細胞を欠乏させるために使用され、EDD細胞は次に照射され、かつ1.5時間まで回復された。EDD欠如細胞において、T68でのCHK2のDNA損傷誘発リン酸化は、対照細胞と比較して著しく減少した(図15A)。次に、GST−cdc25C基質に向かうCHK2キナーゼ活性が、EDDの存在下および不在下で種々のIR後の時間でアッセイされた。これらのアッセイは、CHK2の活性化が、EDD欠如細胞において遅延し、かつこれらの細胞が対照細胞と比較して最大CHK2キナーゼ活性に達する能力が害されることを示した(図15B)。
DNA損傷応答におけるEDD−CHK2相互作用の役割を検査するために、EDD欠損細胞が、DNA損傷でのCHK2活性化に関して観察された。RNA干渉が、(本文で記載するように)EDD細胞を欠乏させるために使用され、EDD細胞は次に照射され、かつ1.5時間まで回復された。EDD欠如細胞において、T68でのCHK2のDNA損傷誘発リン酸化は、対照細胞と比較して著しく減少した(図15A)。次に、GST−cdc25C基質に向かうCHK2キナーゼ活性が、EDDの存在下および不在下で種々のIR後の時間でアッセイされた。これらのアッセイは、CHK2の活性化が、EDD欠如細胞において遅延し、かつこれらの細胞が対照細胞と比較して最大CHK2キナーゼ活性に達する能力が害されることを示した(図15B)。
2.13 chk2とのEDDおよびBRCA2の相互作用は、DNA損傷応答において明確な役割を有し得る
EDDは、BRCA2とも相互作用をする。EDDは、HeLa細胞の核抽出物から単離された2MDaたんぱく質複合体中でBRCA2と共に同定された(R.Shiekhattar、Wistar Institute、U.Penn、私信)。我々は、この会合が、HEK−293細胞溶解物からのEDDおよびBRCA2の免疫共沈降によって確認されることを確認した(図17A)。従って、我々は、chk2およびBRCA2間の相互作用の可能性をテストすることに興味を持った。実際に、chk2が、MCF−7核抽出物から免疫沈降された時、EDDおよびBRCA2の両方が、検出された(図17B)。EDDおよびchk2間の相互作用は、フレオマイシン処理で減少したが、chk2と会合したBRCA2の量には、影響がなかった。MCF−7細胞が、複製ブロック誘発剤ヒドロキシ尿素(HU)に曝された時に、反対の影響が見られた。chk2の複製ブロック誘発活性化は、EDDとの会合に関して影響を有さなかったが、他方でBRCA2会合レベルは、著しく減少した(図17B)。これら3種のたんぱく質が、共通の複合体中に存在することは、可能である。そうであれば、二本鎖破損をもたらすDNA損傷に関して、EDDは複合体から解離する傾向があり、他方で複製ブロック経路が活性化されると、BRCA2は、解離すると考えられる。従ってEDDおよびBRCA2が、chk2との複合体中に共にあるならば、この複合体は、DNA損傷の異なるタイプに応答して異なった影響を受けるように見える。BRCA2およびchk2間の複合体は、以前に報告されておらず、DNA損傷応答において、大きな重要性を有する。
EDDは、BRCA2とも相互作用をする。EDDは、HeLa細胞の核抽出物から単離された2MDaたんぱく質複合体中でBRCA2と共に同定された(R.Shiekhattar、Wistar Institute、U.Penn、私信)。我々は、この会合が、HEK−293細胞溶解物からのEDDおよびBRCA2の免疫共沈降によって確認されることを確認した(図17A)。従って、我々は、chk2およびBRCA2間の相互作用の可能性をテストすることに興味を持った。実際に、chk2が、MCF−7核抽出物から免疫沈降された時、EDDおよびBRCA2の両方が、検出された(図17B)。EDDおよびchk2間の相互作用は、フレオマイシン処理で減少したが、chk2と会合したBRCA2の量には、影響がなかった。MCF−7細胞が、複製ブロック誘発剤ヒドロキシ尿素(HU)に曝された時に、反対の影響が見られた。chk2の複製ブロック誘発活性化は、EDDとの会合に関して影響を有さなかったが、他方でBRCA2会合レベルは、著しく減少した(図17B)。これら3種のたんぱく質が、共通の複合体中に存在することは、可能である。そうであれば、二本鎖破損をもたらすDNA損傷に関して、EDDは複合体から解離する傾向があり、他方で複製ブロック経路が活性化されると、BRCA2は、解離すると考えられる。従ってEDDおよびBRCA2が、chk2との複合体中に共にあるならば、この複合体は、DNA損傷の異なるタイプに応答して異なった影響を受けるように見える。BRCA2およびchk2間の複合体は、以前に報告されておらず、DNA損傷応答において、大きな重要性を有する。
2.14 EDDおよびchk2間の相互作用のマッピング
EDD配列は、リン酸化された時、FHA結合の好適な状況において多数のスレオニン残基を含む(Durocher & Jackson、FEBS Lett 513、58−66、2002)。実際の結合部位を含むEDD領域を特定するために、種々の35S標識インビトロ翻訳EDD欠失突然変異体へのGSTchk2−Nの結合(図13A参照)が、検査された。当初の実験において、chk2へのEDDの完全結合は、EDDのカルボキシ三分の二(EDDF5)を必要とした − EDDF2(中央三分の一)もEDDF3(カルボキシ三分の一)も結合には充分でなかった(図13A)。HectドメインまたはRING状ドメインの、EDDF5(それぞれEDD6およびEDD7)からの除去は、結合に著しい影響を及ぼさず(図13B)、chk2 FHAドメインに結合するEDD領域が、アミノ酸1406および2526の間に位置することを示唆している。
EDD配列は、リン酸化された時、FHA結合の好適な状況において多数のスレオニン残基を含む(Durocher & Jackson、FEBS Lett 513、58−66、2002)。実際の結合部位を含むEDD領域を特定するために、種々の35S標識インビトロ翻訳EDD欠失突然変異体へのGSTchk2−Nの結合(図13A参照)が、検査された。当初の実験において、chk2へのEDDの完全結合は、EDDのカルボキシ三分の二(EDDF5)を必要とした − EDDF2(中央三分の一)もEDDF3(カルボキシ三分の一)も結合には充分でなかった(図13A)。HectドメインまたはRING状ドメインの、EDDF5(それぞれEDD6およびEDD7)からの除去は、結合に著しい影響を及ぼさず(図13B)、chk2 FHAドメインに結合するEDD領域が、アミノ酸1406および2526の間に位置することを示唆している。
2.15 EDDおよびBRCA2間の相互作用をマッピングする
BRCA2の実際の結合部位を含むEDD領域を特定するために、種々の35S標識インビトロ翻訳EDD欠失突然変異体へのインビトロ翻訳BRCA2の結合(図13A参照)が、検査された。
BRCA2の実際の結合部位を含むEDD領域を特定するために、種々の35S標識インビトロ翻訳EDD欠失突然変異体へのインビトロ翻訳BRCA2の結合(図13A参照)が、検査された。
その上、BRCA2の欠失突然変異体を製造し、かつ35Sで標識を付された。完全長EDDたんぱく質の能力は、EDDが結合するBRCA2領域を決定するために、テストされる。かかる情報は、これらの相互作用が、単一複合体(すなわちBRCA2−EDD−Chk2)を形成するか、または代わりにこれらの相互作用が、個別の複合体を形成するかを決定するための、BRCA2−EDD複合体およびChk2−EDD複合体の分析を容易にする。
EDDおよびBRCA2間の相互作用を更に特徴付けるために、これらのたんぱく質は両方共、Chk2発現が欠如するHCT−15細胞において発現する。HCT−15における両方のたんぱく質発現の後、EDDへの抗体が免疫沈降実験で使用される。捕獲したたんぱく質複合体は、SDS−PAGEを使用して分離され、かつBRCA2レベルは、抗BRCA−2抗体を使用して決定された。
EDDおよびBRCA2を発現するHCT−15細胞は、次にChk2を発現する発現ベクターによってトランスフェクトされ、かつEDDおよびBRCA2の会合に対するChk2の効果を決定するために、免疫共沈降実験が繰り返された。
2.16 EDD−BRCA2−CHK2相互作用の機能的結果
ユビキチン化アッセイが、EDDがDNA損傷に応答して活性化されるか、かつEDDがユビキチン化およびその後の分解のためにBRCA2を標的とするかを調査するために使用される。アッセイは、インビトロ翻訳または免疫沈降EDDを使用し、反応は、GSTまたはHisタグを付したユビキチン、E1およびE2 UbcH5bの存在下で行われ、TopBP1を正の対照基質とする。EDD活性は、電離放射線の存在下および不在下で決定される。このアッセイは、Gli1、2および3たんぱく質、またはCIBのようなEDDによるユビキチン化用の他の候補基質をテストするためにも使用される。
ユビキチン化アッセイが、EDDがDNA損傷に応答して活性化されるか、かつEDDがユビキチン化およびその後の分解のためにBRCA2を標的とするかを調査するために使用される。アッセイは、インビトロ翻訳または免疫沈降EDDを使用し、反応は、GSTまたはHisタグを付したユビキチン、E1およびE2 UbcH5bの存在下で行われ、TopBP1を正の対照基質とする。EDD活性は、電離放射線の存在下および不在下で決定される。このアッセイは、Gli1、2および3たんぱく質、またはCIBのようなEDDによるユビキチン化用の他の候補基質をテストするためにも使用される。
(本文に記載した)確立したRNAi手順を使用してMCF−7乳癌細胞からEDDを欠乏させることは、BRCA2がユビキチン媒介分解のためにEDDによって標的とされている程度を決定するために、使用される。BRCA2たんぱく質レベルに対するプロテアソーム阻害剤およびDNA損傷の影響は、ウェスタンブロッティングを使用して観察される。
二本鎖DNA損傷のBRCA2媒介修復でのEDDの役割を決定するために、正常EDDレベルまたはEDD短鎖干渉RNA(siRNA)によりトランスフェクトされたレベルでのMCF−7またはHEK−293細胞における放射線誘発BRCA2−RAD51核病巣形成の頻度が、決定される。BRCA2およびRAD51間の複合体形成も、免疫共沈降実験によって観察された。
2.17 DNA損傷状況でのEDD−BRCA2−CHK2相互作用
ATM媒介経路を経由したDNA損傷シグナル伝達の状況での相互作用を検査するために、細胞は、電離放射線によって4から12Gyの線量で処理され、かつ細胞は、0−6時間の期間、回復された。CHK2活性化およびDNA損傷への他の下流応答が、T68でリン酸化されるCHK2のレベルを検出するため、かつ適切な場合、p53蓄積のために、イムノブロッティングによって観察される。
ATM媒介経路を経由したDNA損傷シグナル伝達の状況での相互作用を検査するために、細胞は、電離放射線によって4から12Gyの線量で処理され、かつ細胞は、0−6時間の期間、回復された。CHK2活性化およびDNA損傷への他の下流応答が、T68でリン酸化されるCHK2のレベルを検出するため、かつ適切な場合、p53蓄積のために、イムノブロッティングによって観察される。
更に、CHK2刺激のATR媒介応答経路およびEDD−BRCA2−CHK2相互作用へのその影響を研究するために、ヒドロキシ尿素が使用される。
2.18 EDD−BRCA2−chk2相互作用の重要性 − ワーキングモデル
EDDは、DNA損傷で、chk2から解離する。従って、EDDは、chk2を正常に調節し得、かつchk2活性化のために除去される必要がある。例えば乳癌で観察されるようなEDD過剰発現は、DNA損傷に応答してchk2活性化を次に阻害し得、このようにして欠損DNAの複製または異常染色体組を有する細胞の連続増殖に至る。これらの条件は、更なる突然変異を助長し、かつ癌または腫瘍の進行に至らせ得る。反対に、EDD siRNAを受けるEDDノックアウトマウス胚または細胞において、chk2が、EDDの阻害効果の不在下で無調節で有り得、かつこのようにして持続性不適性セルサイクル停止を引き起こし得ることを我々は提案する。
EDDは、DNA損傷で、chk2から解離する。従って、EDDは、chk2を正常に調節し得、かつchk2活性化のために除去される必要がある。例えば乳癌で観察されるようなEDD過剰発現は、DNA損傷に応答してchk2活性化を次に阻害し得、このようにして欠損DNAの複製または異常染色体組を有する細胞の連続増殖に至る。これらの条件は、更なる突然変異を助長し、かつ癌または腫瘍の進行に至らせ得る。反対に、EDD siRNAを受けるEDDノックアウトマウス胚または細胞において、chk2が、EDDの阻害効果の不在下で無調節で有り得、かつこのようにして持続性不適性セルサイクル停止を引き起こし得ることを我々は提案する。
従って、chk2−EDD−BRCA2相互作用に影響を与える正確な経路を理解することは、重要である。いずれにせよ、これら2種の腫瘍サプレッサーたんぱく質とのEDDの相互作用は、癌発達および進行におけるEDDの潜在的な役割を強調する。特に、DNA損傷修復およびセルサイクル停止におけるCHK2およびBRCA2の確立した役割は、EDDが、かかる経路において役割を果たし得ることを強く示唆している。
2.19 考察
この研究は、核たんぱく質EDDの新規な機能的役割を立証している。プロゲスチン調節遺伝子、EDDは、それ自体がPR転写活性を可能にする能力を有する。その上、EDDは、DNA損傷に敏感な相互作用である、DNA PK結合たんぱく質、CIBによる複合体形成によって示唆されるように、DNA損傷シグナル伝達において、役割を果たし得る。
この研究は、核たんぱく質EDDの新規な機能的役割を立証している。プロゲスチン調節遺伝子、EDDは、それ自体がPR転写活性を可能にする能力を有する。その上、EDDは、DNA損傷に敏感な相互作用である、DNA PK結合たんぱく質、CIBによる複合体形成によって示唆されるように、DNA損傷シグナル伝達において、役割を果たし得る。
本研究は、EDDが、EDDのN末端中の2個のNLSを経由したインポーチンαとの直接的相互作用におそらく起因する核たんぱく質であることを示した。EDDおよび他のE3リガーゼにおいて可逆ユビキチン結合活性を有するHECTドメイン(Callaghan et al.,Oncogene 17、3479−3491、1998)はまた、関連たんぱく質中の転写同時活性化において別個の役割と関連する:Rsp5/hRPF1およびE6−APは、リガンド依存性核レセプター活性を同時活性化し(Imhof et al.,Mol.Cell Biol.16、2594−2605、1996;Nawaz et al.,Mol.Cell Biol 19、1182−1189、1999)、他方でTom1pは、ある種の酵母遺伝子の転写調節に必要であり(Saleh et al.,J.Mol.Biol.282、933−946、1998)、かつUREB1は、ラットプレプロダイノルフィン遺伝子からの転写を増強する(Gu et al.,Mol.Brain Res.24、77−88、1994)が、標的遺伝子のp53トランス活性化を抑制する(Gu et al.,Oncogene 11、2175−2178、1995)。
EDDは、p160コアクチベーターSRC−1に関して見られるレベルに匹敵するレベルで、PRトランス活性化を可能にする。EDDは、明白な選択性プロフィールを有し、リガンド依存的に、PRおよびVDRを同時活性化することが可能であるが、ERを同時活性化することは可能でない。このことは、ER、PR、ARおよびGRを含むホルモンレセプター範囲を同時活性化するHECTリガーゼE6−APと対照的である(Nawaz et al.,Mol.Cell Biol 19、1182−1189、1999)。Rsp5も、ある種の選択性、PRおよびGRによるが、ERによらない同時活性化転写を示す(Imhof et al.,Mol.Cell Biol.16、2594−2605、1996)。EDDは、HECTリガーゼの中では独特であるが、しかしながらEDD自体が、プロゲステロン調節遺伝子であるので、EDDによるPRトランス活性化のその増強において、正のフィードバックループの興味深い可能性を引き起こす(Callaghan et al.,Oncogene 17、3479−3491、1998)。このように、ある種の乳癌で見られるEDDの過剰発現は、プロゲスチンレベルを低下させるために、PR陽性腫瘍の感度を増大させ得る。
E6−AP、Rsp5/hRPF1およびTom1pのように、EDDによる同時活性化は、HECTドメインのユビキチン結合能力と無関係である(Saleh et al.,J.Mol.Biol.282、933−946、1998;Imhof et al.,Mol.Cell Biol.16、2594−2605、1996;Nawaz et al.,Mol.Cell Biol 19、1182−1189、1999)。これらの発見は、ユビキチン化が転写活性化過程に深い関係があるという証拠を考慮すると、多少以外である。他の多くの転写因子のように、ER、PRおよびVDRを含む幾つかの核レセプターは、26Sプロテアソームによって下方制御され(Nawaz et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 96、1858−1862、1999;Alarid et al.,Mol.Endocrinol 13、1522−1534、1999;Lange et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 97、1032−1037、2000;Lonard et al.,Mol.Cell 5、939−948、2000;Masuyama et al.,Biochem 71、429−440、1998)、かつコアクチベーター結合は、この分解に必要であるように見える。
プロテアソームの阻害は、ステロイドレセプターERおよびPRによる転写活性を減少させ(Dennis et al.,Front Biosci.6、954−959、2001)、かつより一般的な暗示が、19Sプロテアソームサブユニットが、転写延長に必要であることを示す研究から生じる(Ferdous et al.,Mol.Cell 7、981−991、2001)。更に、RNAポリメラーゼIIのカルボキシ末端尾部自体が、ユビキチン媒介たんぱく質分解の標的である(Zhu et al.,Nature 400、687−693、1999;Huibregtse et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 94、3656−3661、1997)。EDDおよびこれら他のHECTユビキチンリガーゼは、それ自体が触媒活性HECTドメインを有さずに、ユビキチン化カスケードにおいてある種の機能をなおも実行し得ることがあり得る。EDDは、RING状亜鉛フィンガードメインおよびHECTドメインの両方を持つ唯一のE3リガーゼであるように見え、また我々は、EDDによる同時活性化が、RING状またはUBAドメインを通じて媒介される可能性を除外できなかった。
p160ファミリに関して、E6−APによる同時活性化メカニズムは、転写複合体にブリッジングまたは酵素活性を提供する、直接的コアクチベーター−レセプター相互作用に起因すると考えられた。多くのステロイドレセプターコアクチベーターは、ヒストンアセチルトランスフェラーゼ(HAT)活性を持つが、p300と比較すると、僅かなHAT活性がEDDと会合するか、または会合しない(我々の未発表データ)。E6−APの2領域が、LXXLLレセプター結合モチーフを含み、かつこれらの領域の両方が、PRと相互作用する(Nawaz et al.,Mol.Cell Biol 19、1182−1189、1999)。EDD配列の調査により、1個のN末端、1個のC末端および3個の中心に位置するLXXLLドメインが明らかになった(図5A)。更に、N末端および中心に位置するモチーフは、HYDへの高い相同性を有する領域に位置する。しかしながら、PR(CDE)への最も強い結合を有する領域中のN末端モチーフは、相互作用に必要でなかった。それでも、EDDおよびPRの他のN末端配列間の直接相互作用は、PRトランス活性化に関するEDDの観察された影響を部分的に説明し得る。Salghettiらは、転写増強におけるユビキチン化の役割の研究において、VP16転写活性化ドメインのモノユビキチン化が、転写活性に充分であることを発見した(Salghetti et al.,Science 293、1651−1653、2001)。興味深いことに、他の研究は、UBAドメインが、かかるモノユビキチン化たんぱく質を結合し、かつこのようにしてマルチユビキチンチェーンの形成を妨げ得ることを発見し(Bertolaet et al.,Nat.Struct.Biol.8、417−422、2001)、EDDによるPR安定化を経由した可能な同時活性化メカニズムを提起した。しかしながら、EDDによるPR同時活性化におけるUBAドメインの別の役割を除外できないが、我々は、UBAドメインが、EDDおよびPR間のインビトロ相互作用には必要でないことを発見した。
UBAドメインに加えて、EDDのzf−UBR1ドメインも、たんぱく質−たんぱく質相互作用に関与する可能性が高い。zf−UBR1ドメインは、UBR1たんぱく質におけるタイプ1部位と一致し、N末端に特異的な結合部位は、塩基性N末端残基を有する基質を左右する(Kwon et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 95、7898−7903、1998)。このzf−UBR1ドメインは、calossin状RING−H2フィンガーたんぱく質、BIGの機能にとって重要であり、かつそれ故にEDDファミリーメンバーにおいて、基質認識および結合の役割も有し得る。その他のHECTは、HECTドメインとは異なる基質相互作用ドメインを有する(例、WWドメイン(Huibregtse et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 94、3656−3661、1997))。残念ながら、UBAおよびzf−UBR1を酵母ツーハイブリッド分析のベイトとして使用する試みは、それぞれ自己活性化および無差別結合のために失敗であり、そのためEDDたんぱく質におけるこれらの領域の正確な機能、および同時活性化におけるその役割は、もしあるならば、理解しにくいままである。
細胞溶解物を使用して、EDDおよびCIBは、MCF−7およびHEK293細胞において相互作用することが認められた。CIBは、それぞれ他のEFハンドたんぱく質、カルモジュリンおよびカルシニューリンBと58%および56%相同であり、かつキナーゼまたはホスファターゼのカルシウム依存性調節サブユニットの役目を果たし得る(Naik et al.,J.Biol.Chem 272、4651−4654、1997)。他のたんぱく質5種とのCIBの相互作用は、記載された:DNA PK(Wu et al.,Mutation Research 385、13−20、1997)、インテグリンαIIb(Naik et al.,J.Biol.Chem.272、4651−4654、1997)、セルサイクル調節ポロ状キナーゼ、SnkおよびFnk(Kauselmann et al.,EMBO J.18、5528−5539、1999;Tsuboi、J.Biol.Chem.277、1919−1923、2002)およびプレセニリン2(Stabler et al.,J.Cell Biol.145、1277−1292、1999)。SnkおよびFnkは、成熟カエル卵母細胞中のプロゲステロンによって活性化され(Duncan et al.,Exp.Cell Res.270、78−87、2001)、かつセルサイクルのG1および分裂期の両方で役割を有し、かつCIBは、これらのキナーゼの活性に影響を及ぼし得る。CIBは、核および細胞質の両方の中で発見され、かつその細胞内局在は、その相互作用パートナーとの会合に、およびカルシウムレベルに影響され得る(Kauselmann et al.,EMBO J.18、5528−5539、1999;Stabler et al.,J.Cell Biol.145、1277−1292、1999)が、核内でのその役割は、探求されないままである。DNA PKとの相互作用は、DNA二本鎖破損感知および修復への応答に、CIBを関係させるであろう。放射線類似作用フレオマイシンによる処理後のEDDのGST−CIBプルダウンは、会合EDD量の減少を引き起こし、他方でEDDレベルは、不変のままであることを発見した。興味深いことに、最近の報告は、EDDおよびDNA修復に関与する他のたんぱく質、トポイソメラーゼII会合たんぱく質、TopBP1のユビキチン化を結び付けている(Honda et al.,J.Biol.Chem 277、3599−3605、2002)。CIBは、CHK2の活性化において、PLKと相互作用する。これらのデータ、およびCIBがプロテアソームの潜在的な標的であるという我々の発見に照らして、DNA損傷への細胞応答におけるEDDおよびCIBの可能な関与決定するために、実験は、現在進行中である。
転写制御およびDNA損傷におけるEDDの役割を同定するこれらのデータ(Honda et al.,J.Biol.Chem 277、3599−3605、2002)は、EDD-/-マウスにおける胚致死性、および種々のヒト癌におけるEDD座での頻繁な対立遺伝子アンバランスを立証する我々の他のデータと共に、EDDは、正常細胞生理学における中枢的役割を演じ、かつ調節されない時に、発達および潜在的に腫瘍形成に関して重大な結果を有するという強力な証拠を提供する。
実施例3
マウスにおけるEddの標的破壊は、細胞増殖の全身性不全、全身性アポトーシスおよび卵黄嚢の欠損血管新生による胚致死性を引き起こす
3.1 マウスEdd遺伝子の標的破壊
Edd欠損(EDD-/-)マウスは、胚幹(ES)細胞における相同組み換えにより、製造した。Edd標的構築体は、(ATG翻訳開始部位のすぐに下流の)61bpのエクソン1および次のイントロンからの3.3kbを含む3.4kbのEddゲノムDNAを欠失させ、かつそれを6.5kb βGal−GFP−Neor発現カセットと置き換えるように設計された(図18A)。この置き換えは、有効的に存在しないEdd対立遺伝子を産生し、かつ正常Edd遺伝子上流調節要素の制御下で、βGal−GFP融合たんぱく質を発現するように設計された。標的化構築体は、129/SvJ ES細胞に電気穿孔され、かつ数個のネオマイシン耐性クローンが、単離され、かつサザンブロット分析によるEdd遺伝子の破壊のためにスクリーニングされた(図18B)。BamHIによる野生型ゲノムDNAの制限は、6kb断片を産生した。標的化ベクターによる相同組み換え、および5’BamHI部位の置き換えに続き、より小さな4.2kbハイブリダイズ断片を、制限後に製造した。従って、正しく標的にされたES細胞クローンは、BamH1による消化に続き6kbおよび4.2kb断片を産生し、それぞれ野生型および突然変異した対立遺伝子を表した(図18B)。2個の独立して標的にされたES細胞クローン(1B2および5C6)は、胚盤胞期C57BL/6胚への注射によりキメラマウスを生み出すために使用された。C57BL/6マウスの戻し交雑に続き、F1動物は、突然変異Edd対立遺伝子の生殖細胞系伝達を確認するために、サザンブロッティングにより再度分析された。PCRによる成体尾部および胚卵黄嚢DNAの定型の遺伝子特定は、(プライマー1(配列番号50)および2(配列番号51)を使用して)野生型DNAからの600bpの単位複製配列を生成した。しかしながら、プライマー1認識配列は、標的化ベクター挿入の後に欠失し、かつそれ故に突然変異対立遺伝子が、(プライマー2(配列番号51)および3(配列番号52)を使用して)440bpの単位複製配列として検出される(図18B)。
マウスにおけるEddの標的破壊は、細胞増殖の全身性不全、全身性アポトーシスおよび卵黄嚢の欠損血管新生による胚致死性を引き起こす
3.1 マウスEdd遺伝子の標的破壊
Edd欠損(EDD-/-)マウスは、胚幹(ES)細胞における相同組み換えにより、製造した。Edd標的構築体は、(ATG翻訳開始部位のすぐに下流の)61bpのエクソン1および次のイントロンからの3.3kbを含む3.4kbのEddゲノムDNAを欠失させ、かつそれを6.5kb βGal−GFP−Neor発現カセットと置き換えるように設計された(図18A)。この置き換えは、有効的に存在しないEdd対立遺伝子を産生し、かつ正常Edd遺伝子上流調節要素の制御下で、βGal−GFP融合たんぱく質を発現するように設計された。標的化構築体は、129/SvJ ES細胞に電気穿孔され、かつ数個のネオマイシン耐性クローンが、単離され、かつサザンブロット分析によるEdd遺伝子の破壊のためにスクリーニングされた(図18B)。BamHIによる野生型ゲノムDNAの制限は、6kb断片を産生した。標的化ベクターによる相同組み換え、および5’BamHI部位の置き換えに続き、より小さな4.2kbハイブリダイズ断片を、制限後に製造した。従って、正しく標的にされたES細胞クローンは、BamH1による消化に続き6kbおよび4.2kb断片を産生し、それぞれ野生型および突然変異した対立遺伝子を表した(図18B)。2個の独立して標的にされたES細胞クローン(1B2および5C6)は、胚盤胞期C57BL/6胚への注射によりキメラマウスを生み出すために使用された。C57BL/6マウスの戻し交雑に続き、F1動物は、突然変異Edd対立遺伝子の生殖細胞系伝達を確認するために、サザンブロッティングにより再度分析された。PCRによる成体尾部および胚卵黄嚢DNAの定型の遺伝子特定は、(プライマー1(配列番号50)および2(配列番号51)を使用して)野生型DNAからの600bpの単位複製配列を生成した。しかしながら、プライマー1認識配列は、標的化ベクター挿入の後に欠失し、かつそれ故に突然変異対立遺伝子が、(プライマー2(配列番号51)および3(配列番号52)を使用して)440bpの単位複製配列として検出される(図18B)。
ノーザンブロット分析は、ヒトEDDの発現パターンと類似した、広範囲の野生型(WT)成体マウス組織において、Edd mRNA発現を示した。低下したEdd mRNA発現が、異型接合性(Edd+/-)動物から分析された大部分の組織において観察された(図18D)。しかしながら、ウェスタンブロット分析は、Edd+/-成体精巣およびE10.5胚組織において僅かに減少したEddたんぱく質発現のみを示した(図15D)。Edd発現は、ウェスタンブロッティングまたはIHCによってEdd-/-E10.5胚からの組織において検出されず(図18Dおよび18E)、標的化戦略の効率を確認している。Eddは、造血細胞を除いて、発育中のWT胚の大部分の細胞においてIHCによって検出可能であった(図18E)。GFP発現もLacZ発現も、おそらく非常に低いβGal/GFP発現または非機能的融合たんぱく質の産生のために、Edd+/-またはEdd-/-胚で検出可能でなかった。
3.2 異型接合体(Edd +/- )マウスの表現型
混合129SV/J×C57BL/6バックグラウンドでの雄および雌の両方のEdd+/-マウスは、80週まで加齢させ、明らかな腫瘍形成表現型は示さず、野生型対照に匹敵する受精率および成長率を有した。
混合129SV/J×C57BL/6バックグラウンドでの雄および雌の両方のEdd+/-マウスは、80週まで加齢させ、明らかな腫瘍形成表現型は示さず、野生型対照に匹敵する受精率および成長率を有した。
3.3 同型接合性を含まないEdd突然変異(Edd -/- )は、胚致死性をもたらす
Edd+/-マウスは、異種交配され、かつ子孫の遺伝子型は、耳、尾部または胚卵黄嚢のPCR分析によって決定された(図18B)。同型接合性突然変異(Edd-/-)動物は、分析した子孫274例から検出されず、完全なEdd欠損(Eddを含まない突然変異の同型接合性)が、胚致死性を引き起こすことを示している(表6)。Edd欠損が胚致死性を引き起こす発育期を特徴付けるために、我々は、種々の妊娠期での異型接合性相互交配からの胚を分析した(表6)。メンデル比の野生型、Edd+/-およびEdd-/-胚が、E10.5まで観察された。E10.5を超えると可変Edd-/-胚は、観察されなかった。数個のEdd-/-胚は、E11.5でリター中に存在したが、これらは部分的に吸収されており、かつ生育不能と評価された。E11.5−12.5で多数の空の脱落膜が、観察され、これらは妊娠の早い時期でのEdd-/-胚吸収から生じた可能性がある。これらのデータは、Eddを含まない突然変異の同型接合性が、E11.5前に胚致死性をもたらすことを立証しており、かつEddが、移植後の胚発育に必要不可欠であることを示している。
Edd+/-マウスは、異種交配され、かつ子孫の遺伝子型は、耳、尾部または胚卵黄嚢のPCR分析によって決定された(図18B)。同型接合性突然変異(Edd-/-)動物は、分析した子孫274例から検出されず、完全なEdd欠損(Eddを含まない突然変異の同型接合性)が、胚致死性を引き起こすことを示している(表6)。Edd欠損が胚致死性を引き起こす発育期を特徴付けるために、我々は、種々の妊娠期での異型接合性相互交配からの胚を分析した(表6)。メンデル比の野生型、Edd+/-およびEdd-/-胚が、E10.5まで観察された。E10.5を超えると可変Edd-/-胚は、観察されなかった。数個のEdd-/-胚は、E11.5でリター中に存在したが、これらは部分的に吸収されており、かつ生育不能と評価された。E11.5−12.5で多数の空の脱落膜が、観察され、これらは妊娠の早い時期でのEdd-/-胚吸収から生じた可能性がある。これらのデータは、Eddを含まない突然変異の同型接合性が、E11.5前に胚致死性をもたらすことを立証しており、かつEddが、移植後の胚発育に必要不可欠であることを示している。
2個の独立して標的にされたES細胞株から生じた異型接合性マウスおよびEdd-/-胚は、同一の表現型を示した(データは図示せず)。
更に、Edd-/+マウスをCreリコンビナーゼ遺伝子導入マウスと交配することによる、標的対立遺伝子からのネオマイシン耐性(Neor)遺伝子の切除の後でEdd-/-胚において違いは、観察されなかった。
3.3 Edd -/- 胚の形態
Edd-/-胚は、野生型およびEdd+/-同腹仔と比較して、早くもE7.5で僅かに成長抑制される(図19)。E8.5までに、Edd-/-胚は、明らかに発育抑制され、WTおよびEdd+/-同腹仔の発育より少なくとも0.5日遅延させる。E9.5およびE10.5までにEdd-/-胚は、重度の成長欠陥を示し、最も明らかなものは、およそE9でWT胚に生じる回転の不在である(図19)。その上、頭部は小さく、かつあご領域(鰓弓)を形成する胚構造は、著しく低発育である。Edd-/-胚は、胚中の浸透圧アンバランスを示す膨張した心膜によって頻繁に観察される。多くのEdd-/-胚は、漿尿膜融合および胎盤形成が発生しないことを示す球状の尿膜も表示する(図19)。組織学的検査をすると、血液細胞プールが、Edd-/-胚の幾つかの領域中で見ることができる。特に、血液細胞プールは心膜腔中に見られ、心膜浸出を示す(データは図示せず)。Edd-/-胚は、WTよりも遥かに中性でない上皮を含むようにも見え、かつ上皮構造は、分裂している。要するに、Edd-/-胚組織中の欠損は、広範囲におよび、かつ特異な器官系または細胞型に限定されるように見えない。
Edd-/-胚は、野生型およびEdd+/-同腹仔と比較して、早くもE7.5で僅かに成長抑制される(図19)。E8.5までに、Edd-/-胚は、明らかに発育抑制され、WTおよびEdd+/-同腹仔の発育より少なくとも0.5日遅延させる。E9.5およびE10.5までにEdd-/-胚は、重度の成長欠陥を示し、最も明らかなものは、およそE9でWT胚に生じる回転の不在である(図19)。その上、頭部は小さく、かつあご領域(鰓弓)を形成する胚構造は、著しく低発育である。Edd-/-胚は、胚中の浸透圧アンバランスを示す膨張した心膜によって頻繁に観察される。多くのEdd-/-胚は、漿尿膜融合および胎盤形成が発生しないことを示す球状の尿膜も表示する(図19)。組織学的検査をすると、血液細胞プールが、Edd-/-胚の幾つかの領域中で見ることができる。特に、血液細胞プールは心膜腔中に見られ、心膜浸出を示す(データは図示せず)。Edd-/-胚は、WTよりも遥かに中性でない上皮を含むようにも見え、かつ上皮構造は、分裂している。要するに、Edd-/-胚組織中の欠損は、広範囲におよび、かつ特異な器官系または細胞型に限定されるように見えない。
3.4 Edd -/- 胚における増殖不全
Edd-/-胚の成長抑制の原因を評価するために、発育胚における細胞増殖が、S期中のBrdUのDNAへの取り込みを測定することにより検査された。妊娠した雌は、犠牲にされる1時間前に、10μg/g BrdUを注射され、胚が回収され、かつ4%パラホルムアルデヒド中に固定され、かつ抗BrdU(Dako)抗体を使用するIHCを、次にパラフィン切片で行った。陽性染色法は、増殖細胞中の新しく合成したDNAへのBrdUの取り込みを示す。明らかな欠損がEdd-/-胚で観察された最も早い段階、E8.5で、WT(76%±2.9)およびEdd-/-胚(73%±3.8)間の分裂係数で、有意差はなかった(図21)。E9.5までに、Edd-/-胚において、際立った増殖減少が観察された。幾つかの増殖細胞が検出された(9%±2.8)が、この数は、WT同腹仔において観察されたレベル(73%±3.1)よりも劇的に低い(図21)。興味深いことに、E9.5後のEdd-/-胚中のBrdU取り込みは、造血細胞にほぼ独占的に制限される。注目に値すべきことに、これらは、野生型胚においてEDDを発現しないことが発見された唯一の細胞であった(図20)。増殖は、E10.5でWT胚で高いままである(67%±2.9)が、他方でEdd-/-胚において、増殖はほとんど検出されない(3%±1.8)。それ故に、完全なEdd欠損は、E8.5後の発育マウス胚の大部分の細胞において広範囲な増殖不全をもたらし(図21)、WT胚でのEddの広範囲な発現を反映している。
Edd-/-胚の成長抑制の原因を評価するために、発育胚における細胞増殖が、S期中のBrdUのDNAへの取り込みを測定することにより検査された。妊娠した雌は、犠牲にされる1時間前に、10μg/g BrdUを注射され、胚が回収され、かつ4%パラホルムアルデヒド中に固定され、かつ抗BrdU(Dako)抗体を使用するIHCを、次にパラフィン切片で行った。陽性染色法は、増殖細胞中の新しく合成したDNAへのBrdUの取り込みを示す。明らかな欠損がEdd-/-胚で観察された最も早い段階、E8.5で、WT(76%±2.9)およびEdd-/-胚(73%±3.8)間の分裂係数で、有意差はなかった(図21)。E9.5までに、Edd-/-胚において、際立った増殖減少が観察された。幾つかの増殖細胞が検出された(9%±2.8)が、この数は、WT同腹仔において観察されたレベル(73%±3.1)よりも劇的に低い(図21)。興味深いことに、E9.5後のEdd-/-胚中のBrdU取り込みは、造血細胞にほぼ独占的に制限される。注目に値すべきことに、これらは、野生型胚においてEDDを発現しないことが発見された唯一の細胞であった(図20)。増殖は、E10.5でWT胚で高いままである(67%±2.9)が、他方でEdd-/-胚において、増殖はほとんど検出されない(3%±1.8)。それ故に、完全なEdd欠損は、E8.5後の発育マウス胚の大部分の細胞において広範囲な増殖不全をもたらし(図21)、WT胚でのEddの広範囲な発現を反映している。
3.5 Edd -/- 胚における増大したアポトーシス
E10.5 Edd-/-胚からの組織学的切片における多数の凝縮核の観察により、増殖ブロックと共に、アポトーシスも、Edd欠損胚で観察される胚致死性に寄与することが示唆された。E8.5−E10.5の間の胚からの組織学的切片におけるアポトーシスを検査するために、TUNEL染色が使用され、かつ有意差は、E8.5で多数のTUNEL陽性核において観察されなかった(図22A)。しかしながら、多数の凝縮核が、E9.5およびE10.5でEdd-/-組織において観察され(データは図示せず)、かつ著しく高レベルのTUNEL陽性細胞が、E9.5およびE10.5でWT同腹仔と比較してEdd-/-胚で見えた(図22A)。
E10.5 Edd-/-胚からの組織学的切片における多数の凝縮核の観察により、増殖ブロックと共に、アポトーシスも、Edd欠損胚で観察される胚致死性に寄与することが示唆された。E8.5−E10.5の間の胚からの組織学的切片におけるアポトーシスを検査するために、TUNEL染色が使用され、かつ有意差は、E8.5で多数のTUNEL陽性核において観察されなかった(図22A)。しかしながら、多数の凝縮核が、E9.5およびE10.5でEdd-/-組織において観察され(データは図示せず)、かつ著しく高レベルのTUNEL陽性細胞が、E9.5およびE10.5でWT同腹仔と比較してEdd-/-胚で見えた(図22A)。
Edd-/-胚におけるアポトーシスの明らかな活性化を更に特徴付けるために、カスパーゼ3(R&D Systems、Minneapolis、USA)の開裂(すなわち活性)形状を検出する抗体を使用するIHC染色も、行われた。BrdUおよびTUNEL染色では、活性カスパーゼ3に関する染色の有意差が、E8.5でWTおよびEdd-/-胚間で観察されなかった(それぞれ13%および16%)。しかしながら、活性カスパーゼ3に関する著しく高い染色が、WT同腹仔と比較してEdd-/-胚において、E9.5(44%対6%)およびE10.5(46%対6%)の両方で観察され(図22B)、これらの胚における凝縮核およびTUNEL染色両方の増加した存在と一致する。それ故に、カスパーゼ3媒介アポトーシスの活性化は、Edd-/-胚において観察される増殖中のブロックと一致し、E9.5−E10.5で観察された抑制した発育が、減少した細胞増殖および増加した細胞死の組み合わせの結果起きることを示している。
3.6 Edd -/- 胚における欠損卵黄嚢血管新生
Edd-/-胚において観察された広範囲の欠損は、卵黄嚢血管新生または胎盤形成の潜在的不全を示し、破壊された栄養交換に至らせる。従って我々は、Edd-/-およびWT卵黄嚢の形態を検査した。E9.5以降、Edd-/-卵黄嚢は、明らかにそのEdd+/-またはWT同腹仔よりも良好に血管が新生しておらず、卵黄嚢血管新生の欠損を示唆している。E10.5で、多数の大きな血管がWTおよび異型接合性卵黄嚢において見えるが、他方でこの段階で、非常に僅かな、小さな血管がEdd-/-卵黄嚢で見える(図23)。
Edd-/-胚において観察された広範囲の欠損は、卵黄嚢血管新生または胎盤形成の潜在的不全を示し、破壊された栄養交換に至らせる。従って我々は、Edd-/-およびWT卵黄嚢の形態を検査した。E9.5以降、Edd-/-卵黄嚢は、明らかにそのEdd+/-またはWT同腹仔よりも良好に血管が新生しておらず、卵黄嚢血管新生の欠損を示唆している。E10.5で、多数の大きな血管がWTおよび異型接合性卵黄嚢において見えるが、他方でこの段階で、非常に僅かな、小さな血管がEdd-/-卵黄嚢で見える(図23)。
E9.5でのWTおよびEdd-/-卵黄嚢からの高倍率の組織学的切片(図24)は、血管細胞(b)を含む明白な血管チャネルを示し、WT卵黄嚢において見られ、他方でEDDを含まない卵黄嚢は、中胚葉(m)および内胚葉(e)の異常な分離を有する拡大チャネルおよび僅かな血液細胞を表示する。これらのデータは、血管内皮への内臓中胚葉の分化がEDD欠損によって破壊され得ることを示している。
3.7 Edd -/- 表現型は、p53非依存性である
DNA損傷応答におけるEddの強力な役割、Edd-/-胚における減少した細胞増殖および増加したアポトーシスにかんがみて、Eddおよびp53に遺伝的関係が存在するか、解明することを試みた。Edd+/-マウスが、p53での切断突然変異のために異型接合性マウスと交配され(Jacks et al.,Curr Biol 4:1−7、1994)、かつEdd/p53二重異型接合性動物がその後産生された。これら二重異型接合体相互交配の胚が、検査され、かつp53-/-バックグラウンドでのEdd-/-胚生存において差は、観察されなかった(表7)。E10.5でのEdd-/-/p53-/-胚は、Edd-/-/p53+/+胚と類似した形態を示し、かつE11.5で観察されたすべてのEdd-/-/p53-/-胚は、部分的に吸収され、減少した細胞増殖およびEdd-/-胚でのアポトーシスの活性化がp53非依存性あることを立証している。
DNA損傷応答におけるEddの強力な役割、Edd-/-胚における減少した細胞増殖および増加したアポトーシスにかんがみて、Eddおよびp53に遺伝的関係が存在するか、解明することを試みた。Edd+/-マウスが、p53での切断突然変異のために異型接合性マウスと交配され(Jacks et al.,Curr Biol 4:1−7、1994)、かつEdd/p53二重異型接合性動物がその後産生された。これら二重異型接合体相互交配の胚が、検査され、かつp53-/-バックグラウンドでのEdd-/-胚生存において差は、観察されなかった(表7)。E10.5でのEdd-/-/p53-/-胚は、Edd-/-/p53+/+胚と類似した形態を示し、かつE11.5で観察されたすべてのEdd-/-/p53-/-胚は、部分的に吸収され、減少した細胞増殖およびEdd-/-胚でのアポトーシスの活性化がp53非依存性あることを立証している。
実施例4
乳腺発育および腫瘍形成におけるEDDの役割
4.1 マウスEDD遺伝子の条件付きノックアウトの産生
条件つきEdd欠損(Edd-/-)マウスを、胚幹(ES)細胞での相同組み換えによって製造した。Edd標的化構築体は、Creリコンビナーゼ認識部位(loxP)を有するEDD遺伝子の(EDDのATG翻訳開始部位を含む)エクソン1の側面に位置するように設計された。対照組織でのCreリコンビナーゼ発現は、エクソン1の切除を引き起こし、それによりこれらの組織においてEDDのサイレンシングを行った。
乳腺発育および腫瘍形成におけるEDDの役割
4.1 マウスEDD遺伝子の条件付きノックアウトの産生
条件つきEdd欠損(Edd-/-)マウスを、胚幹(ES)細胞での相同組み換えによって製造した。Edd標的化構築体は、Creリコンビナーゼ認識部位(loxP)を有するEDD遺伝子の(EDDのATG翻訳開始部位を含む)エクソン1の側面に位置するように設計された。対照組織でのCreリコンビナーゼ発現は、エクソン1の切除を引き起こし、それによりこれらの組織においてEDDのサイレンシングを行った。
標的化構築体は、129/SvJ ES細胞に電気穿孔された。これら細胞の部分が、次にCreリコンビナーゼを発現する発現ベクターによって電気穿孔され、かつサザンブロット分析によりEdd遺伝子の破壊を示すクローンが決定された。Creリコンビナーゼを発現しなかった選択細胞の部分(すなわち非損傷EDD遺伝子を有するこれらの細胞)は、胚盤胞段階C57BL/6胚への注射によってキメラマウスを製造するために使用される。C57BL/6マウスとの戻し交配に続き、F1動物は、突然変異Edd対立遺伝子の生殖細胞系伝達を確認するために、サザンブロッティングおよび/またはPCR(loxP部位の存在を検出するため)により分析された。
次に乳房組織のみでCreリコンビナーゼを発現するマウスを製造する。発現は、乳房組織のみでの発現を推進する、MMTV LTR(配列番号48)の制御下でCreリコンビナーゼをコードする核酸(配列番号49)により構成する(Wagner et al.,Nucl.Acid Res.25(21):4323−4330、1997およびAhmed et al.,Cancer Res.、62(24):7166−7169、2002)。この遺伝子構築体は、次に受精卵母細胞の前核に微量注入され、かつ卵母細胞は偽妊娠雌C57BL/6マウスの子宮に導入された。全ての誕生したマウスは、Creをコードする核酸を検出するために、サザンハイブリダイゼーションおよび/またはPCRによる導入遺伝子の存在に関してスクリーニングされる。導入遺伝子を担持することが発見されたこれらのマウスは、WT C57BL/6マウスと交配され、かつ後続世代は、抗Cre抗体(Novagen、Madison、WI、USA)を使用して、乳房組織におけるCreリコンビナーゼ発現に関してスクリーニングされる。Cre発現が、乳房組織に限定されていることを確実にするために、陽性マウスの複数の組織がその後スクリーニングされる。
Creを発現するトランスジェニックマウスおよびfloxed EDDを担持するマウスは、次に乳房組織で切除されたEDDのエクソン1を有したマウスを製造するために交配される。(乳房組織を含む)幾つかの組織でのEDD発現は、実施例3に記載されたように、ウェスタンブロッティングおよび免疫組織化学の両方によって決定される。乳房組織でEDDを発現しないマウスは、EDDが発現することが知られている他の全ての組織でEDD発現を保持する。これらのマウスは、次に乳房細胞発育および腫瘍形成におけるEDDの役割を確立するために、分析される。
4.2 乳腺発育におけるEDDの役割
乳房組織でEDDを欠損する雌マウスが、乳腺構造および機能を決定するために分析された。妊娠した雌マウス(wtおよびEDD-/-)が、妊娠中の5日ごとに犠牲にされた(0日は、交尾後栓が、最初に検出された日と考えられる)。乳房組織は、次にこれらの動物から切開され、かつ終末頂芽密度、節間管の長さ、分枝パターン、および肺胞芽形成を決定し、かつ(特にHovey et al.,Mol.Endocrinol.17(3):460−473、2003およびその参考文献に記載されたように)これらのパラメータに対するEDDの効果を決定するために、全載顕微鏡法を使用して分析される。その上、EDDの効果は、週に1度の間隔で、授乳期に3週間かつ5日間隔で、離乳後6週間分析される。
乳房組織でEDDを欠損する雌マウスが、乳腺構造および機能を決定するために分析された。妊娠した雌マウス(wtおよびEDD-/-)が、妊娠中の5日ごとに犠牲にされた(0日は、交尾後栓が、最初に検出された日と考えられる)。乳房組織は、次にこれらの動物から切開され、かつ終末頂芽密度、節間管の長さ、分枝パターン、および肺胞芽形成を決定し、かつ(特にHovey et al.,Mol.Endocrinol.17(3):460−473、2003およびその参考文献に記載されたように)これらのパラメータに対するEDDの効果を決定するために、全載顕微鏡法を使用して分析される。その上、EDDの効果は、週に1度の間隔で、授乳期に3週間かつ5日間隔で、離乳後6週間分析される。
全ての時点で、乳腺は切断され、かつ腺の細胞構造の検査を容易にするために、ヘモトキシリンおよびエオシンで染色される。その上、腺は、EDDおよび例えばBRCA2、CHK2、TopB1およびCIBのようなEDD相互作用たんぱく質に関して分析される。
最近の研究は、EDDのショウジョウバエ相同体(hyd)が、ハリネズミおよびdecapentaplegicの発現を調節することが可能であることを示唆し、EDD-/-マウスから単離された乳房組織が、ハリネズミシグナル伝達経路成分、例えばihh、shh、dhh、Gli1、Gli2、Gli3、BMP−2、BMP−4およびパッチたんぱく質に関して分析される。
(本質的にNaylor and Ormandy、Dev.Dyn、225(1):100−105、2002およびその参考文献に記載されたような)乳房組織の間質および上皮コンパートメントにおけるEDDの効果を決定するために、EDD-/-マウスの上皮組織が、WTマウスの脂肪パッドに移植され、かつwtマウスからの上皮組織は、EDD-/-マウスの脂肪パッドに移植される。
4.3 乳癌形成におけるEDDの役割
乳腺にEDD標的破壊を担持するマウスにおける発癌性を評価するために、マウスは、2年間加齢させる。種々の段階で、マウスは、犠牲にされ、かつ自然発生乳癌の発育に関して分析される。これらの段階におけるEDD-/-マウスおよびwtマウスにおける腫瘍発育率は、次に、加齢マウスにおける乳癌発育に関するEDDの効果を決定するために比較される。
乳腺にEDD標的破壊を担持するマウスにおける発癌性を評価するために、マウスは、2年間加齢させる。種々の段階で、マウスは、犠牲にされ、かつ自然発生乳癌の発育に関して分析される。これらの段階におけるEDD-/-マウスおよびwtマウスにおける腫瘍発育率は、次に、加齢マウスにおける乳癌発育に関するEDDの効果を決定するために比較される。
その上、EDD-/-マウスは、MMTV/c−mycトランスジェニックマウス(Romieu−Mouraz et al.,Mol.Cell Biol、23(16):5738−5754、2003)またはMMTV/wnt−1トランスジェニックマウス(Bocchinfuso et al.,Cancer Res 59(8):1869−1876、1999)と交配される(両方共、高発生率の乳癌形成を示す)。WT、トランスジェニックおよびトランスジェニック/ノックアウトマウスは、次に腫瘍形成の潜在性および頻度に関するEDDの効果を決定するために分析される。乳腺は、妊娠および授乳期の種々の段階、および種々の年齢でマウスから単離され、かつ肥厚肺胞結節、肥厚および腫瘍の数を決定するために全載分析を使用して分析される。
4.4 乳房組織におけるEDDの過剰発現
乳房組織発育および乳癌形成に関するEDDの効果を決定するために、この組織においてEDDを過剰発現するマウスを製造する。発現は、乳房組織のみでの発現を推進する、MMTV LTR(配列番号48)の制御下でEDDをコードする核酸(配列番号1)を有する発現構築体を産生した。この遺伝子構築体は、次に受精卵母細胞の前核に微量注入され、かつ卵母細胞は偽妊娠雌C57BL/6マウスの子宮に導入された。全ての誕生したマウスは、乳房組織特異的EDDをコードするトランスジェニック構築体を検出するために、サザンハイブリダイゼーションおよび/またはPCRによる導入遺伝子の存在に関してスクリーニングされる。導入遺伝子を担持することが発見されたこれらのマウスは、WT C57BL/6マウスと交配され、かつ後続世代は、実施例3に記載したようにウェスタンブロッティングを使用して、乳房組織におけるEDD過剰発現に関してスクリーニングされる。EDD過剰発現が、乳房組織に限定されていることを確実にするために、陽性マウスの複数の組織がその後スクリーニングされる。
乳房組織発育および乳癌形成に関するEDDの効果を決定するために、この組織においてEDDを過剰発現するマウスを製造する。発現は、乳房組織のみでの発現を推進する、MMTV LTR(配列番号48)の制御下でEDDをコードする核酸(配列番号1)を有する発現構築体を産生した。この遺伝子構築体は、次に受精卵母細胞の前核に微量注入され、かつ卵母細胞は偽妊娠雌C57BL/6マウスの子宮に導入された。全ての誕生したマウスは、乳房組織特異的EDDをコードするトランスジェニック構築体を検出するために、サザンハイブリダイゼーションおよび/またはPCRによる導入遺伝子の存在に関してスクリーニングされる。導入遺伝子を担持することが発見されたこれらのマウスは、WT C57BL/6マウスと交配され、かつ後続世代は、実施例3に記載したようにウェスタンブロッティングを使用して、乳房組織におけるEDD過剰発現に関してスクリーニングされる。EDD過剰発現が、乳房組織に限定されていることを確実にするために、陽性マウスの複数の組織がその後スクリーニングされる。
4.5 乳房発育におけるEDDの役割
乳房組織でEDDを過剰発現する雌マウスが、乳腺構造および機能を決定するために分析された。乳房組織は、妊娠した雌マウス(wtおよびEDD+/-)から、妊娠中に5日ごとに、加えて授乳期に3週間、週に1度の間隔で、かつ離乳後6週間、5日間隔で単離された。(本質的に実施例4.2に記載されたように)切開された乳房組織は、次に終末頂芽密度、節間管の長さ、分枝パターン、および肺胞芽形成を決定し、かつこれらのパラメータに対するEDDの効果を決定するために、全載顕微鏡法を使用して分析される。
乳房組織でEDDを過剰発現する雌マウスが、乳腺構造および機能を決定するために分析された。乳房組織は、妊娠した雌マウス(wtおよびEDD+/-)から、妊娠中に5日ごとに、加えて授乳期に3週間、週に1度の間隔で、かつ離乳後6週間、5日間隔で単離された。(本質的に実施例4.2に記載されたように)切開された乳房組織は、次に終末頂芽密度、節間管の長さ、分枝パターン、および肺胞芽形成を決定し、かつこれらのパラメータに対するEDDの効果を決定するために、全載顕微鏡法を使用して分析される。
全ての時点で、乳腺は切断され、かつ腺の細胞構造の検査を容易にするために、ヘモトキシリンおよびエオシンで染色される。その上、腺は、EDD、およびハリネズミシグナル伝達経路成分、例えばihh、shh、dhh、Gli1、Gli2、Gli3、BMP−2、BMP−4およびパッチたんぱく質に加えて例えばBRCA2、CHK2、TopB1およびCIBのようなEDD相互作用たんぱく質に関して分析される。
4.3 乳癌形成におけるEDDの役割
乳腺にEDDを過剰発現するマウスにおける発癌性を評価するために、マウスは、2年間加齢させる。種々の段階で、マウスは、犠牲にされ、かつ自然発生乳癌の発育に関して分析される。これらの段階におけるtgEdd+/-マウスおよびwtマウスにおける腫瘍発育率は、次に、加齢マウスにおける乳癌発育に関するEDDの効果を決定するために比較される。
乳腺にEDDを過剰発現するマウスにおける発癌性を評価するために、マウスは、2年間加齢させる。種々の段階で、マウスは、犠牲にされ、かつ自然発生乳癌の発育に関して分析される。これらの段階におけるtgEdd+/-マウスおよびwtマウスにおける腫瘍発育率は、次に、加齢マウスにおける乳癌発育に関するEDDの効果を決定するために比較される。
実施例6
siRNAを使用するEDD発現の標的下方制御は、細胞増殖を阻害し、かつ細胞−細胞接触を破壊する
5.1 方法
EDD発現を阻害するために、siRNAが設計され(配列:センス5’−GCAGUGUUCCUGCCUUCUUdTdT−3’(配列番号47)、アンチセンス5’−dTdTCGUCACAAGGACGGAAGAA−3’(配列番号48))、siRNAは、合成され、アニーリングされ、かつ、Xeragon(Zurich、Switzerland)によってHPLCで精製された。2.2×106MCF−7細胞または2.6×106HEK−293細胞を、15cm2の皿で平板培養し、かつ一晩成長させた。正常胸部上皮細胞株HMEC184およびMCF−10−Aを、1%下垂体抽出物を添加剤として有するMCDB170培地(Gibco)中で成長させた。
siRNAを使用するEDD発現の標的下方制御は、細胞増殖を阻害し、かつ細胞−細胞接触を破壊する
5.1 方法
EDD発現を阻害するために、siRNAが設計され(配列:センス5’−GCAGUGUUCCUGCCUUCUUdTdT−3’(配列番号47)、アンチセンス5’−dTdTCGUCACAAGGACGGAAGAA−3’(配列番号48))、siRNAは、合成され、アニーリングされ、かつ、Xeragon(Zurich、Switzerland)によってHPLCで精製された。2.2×106MCF−7細胞または2.6×106HEK−293細胞を、15cm2の皿で平板培養し、かつ一晩成長させた。正常胸部上皮細胞株HMEC184およびMCF−10−Aを、1%下垂体抽出物を添加剤として有するMCDB170培地(Gibco)中で成長させた。
MCF−7またはHEK−293のトランスフェクションのために、細胞は、無血清培地により洗浄され、かつ15mlの無血清培地が、細胞上におかれた。29μlのOligofectamine(Life Sciences)は、220μlのOptimem(Life Sciences)中で希釈され(5分間インキュベーションされ)、かつ20.5μlのsiRNA(20μM)は、2.5mlのOptimem中で希釈された。siRNA溶液およびOligofectamine溶液は、静かに混合され、24分間インキュベーションされた。組み合わされた溶液は、無血清培地中の15cm2の細胞プレートに添加された。4時間後、30%ウシ胎児血清を含む15mlの培地は、細胞に添加された。更に24時間後、細胞は、各時点での処理のために10cm2のプレートに分配された。
トランスフェクションのために、HMEC184およびMCF−7細胞は、1.2×106細胞/15cmプレートで平板培養した。トランスフェクション条件は、HMEC184およびMCF10−A細胞が、下垂体抽出物を含まない培地中でトランスフェクトされ、かつ4時間後2%下垂体抽出物含有培地が添加されることを除き、上記と同じであった。トランスフェクションの8時間後、この培地は、1%下垂体抽出物含有培地に代えられる。
緑色蛍光たんぱく質(GFP)を標的とするsiRNAは、負の対照として使用された。
緑色蛍光たんぱく質(GFP)を標的とするsiRNAは、負の対照として使用された。
5.2 結果
全ての細胞株におけるEDD RNAiのトランスフェクションは、抗EDD抗体でのウェスタンブロッティングにより評価されたように、実質的なEDDたんぱく質の損失をもたらした(図25)。EDD siRNAのトランスフェクション後、細胞形態の変化が、HMEC184細胞およびMCF−10A細胞において見られた。この変化は、RNA干渉が行われた2日後に最初に観察された。対照細胞と比較して、EDD siRNAによりトランスフェクトされた細胞は、減少し、かつ変更した細胞−細胞接触を示し、細胞形状は、変更され、かつ細胞は、分裂した(図26)。対照細胞は、引き延ばされる傾向にあり、細胞長に沿って隣接細胞と細胞−細胞接触を作り、シートを形成する。EDD siRNAによりトランスフェクトされた細胞は、隣接細胞とより少ない接触を作り、他方でその、より丸い形状は、細胞長に沿って接触を作ることを妨げている。
全ての細胞株におけるEDD RNAiのトランスフェクションは、抗EDD抗体でのウェスタンブロッティングにより評価されたように、実質的なEDDたんぱく質の損失をもたらした(図25)。EDD siRNAのトランスフェクション後、細胞形態の変化が、HMEC184細胞およびMCF−10A細胞において見られた。この変化は、RNA干渉が行われた2日後に最初に観察された。対照細胞と比較して、EDD siRNAによりトランスフェクトされた細胞は、減少し、かつ変更した細胞−細胞接触を示し、細胞形状は、変更され、かつ細胞は、分裂した(図26)。対照細胞は、引き延ばされる傾向にあり、細胞長に沿って隣接細胞と細胞−細胞接触を作り、シートを形成する。EDD siRNAによりトランスフェクトされた細胞は、隣接細胞とより少ない接触を作り、他方でその、より丸い形状は、細胞長に沿って接触を作ることを妨げている。
細胞形態は、細胞−細胞接触(βカテニン)および細胞骨格の組織(アクチン)に関与するたんぱく質を検出するために、免疫蛍光抗体を使用して更に分析された。HMEC184細胞を染色するβカテニンは、EDDの欠乏後、細胞−細胞接触で差を示した。対照細胞の染色は、細胞−細胞接触に沿ってであり(図27)、他方でEDD siRNAでトランスフェクトされた細胞中のこの領域は、減少したβカテニン発現およびよりまだら状の染色を示した(図27)。(対照における36%と比較して)EDDが欠乏する184細胞間の細胞−細胞接触の67%は、まだら状の発現を有した。更なる検査は、EDD RNAiは、細胞周辺から細胞核へのβカテニンの再局在を引き起こすことを示した(図28)。
HMEC184制御細胞におけるアクチンフィラメントは隣接する細胞のアクチンと統合されるが(図29)、この周辺細胞間の組織化はEDD siRNAでトランスフェクトされた細胞では見られない。
βカテニンおよびアクチンの同様の変化が、EDDが欠乏するMCF−10A細胞で見られた。
実施例6
EDDサイレンシングの下流効果の同定
細胞中のEDD活性により影響される生化学的経路を確認するために、転写物プロファイリング実験が、Affymetrix DNAミクロアレイを使用して行われた。HMEC184およびMCF−7細胞は、実施例5.1に記載したように、siRNA(EDDまたはGFP)によってトランスフェクトされた。EDD損失は、ウェスタンまたはノーザンブロットによって確認された。
EDDサイレンシングの下流効果の同定
細胞中のEDD活性により影響される生化学的経路を確認するために、転写物プロファイリング実験が、Affymetrix DNAミクロアレイを使用して行われた。HMEC184およびMCF−7細胞は、実施例5.1に記載したように、siRNA(EDDまたはGFP)によってトランスフェクトされた。EDD損失は、ウェスタンまたはノーザンブロットによって確認された。
細胞は、24時間および48時間後に採取され、かつRNAは、精製された。RNAは次にT7プロモータ配列を追加として含む、オリゴ(dT)固定オリゴヌクレオチドを使用して逆転写された。単離cDNAは、次に製造業者の指示に従い、T7MEGAscriptキット(Ambion、Austin、TX、USA)を使用してインビトロで転写された。転写は、転写核酸の検出を容易にするためにビオチン化ヌクレオチド(Bio−11−CTPおよびBio−16−UTP)により行われた。
実験は、3組で行われ、Affymetrixプローブ用にプールした。Affymetrix U133Aチップが、全ての実験において使用された。
データ分析は、RNAiによるEDD欠乏に応答してmRNA発現を減少または増加させた遺伝子を同定した。
表8に示すように、セルサイクル制御(例、サイクリンD3)、癌遺伝子(例、R−ras)に関連する種々の遺伝子、および細胞−細胞接触および細胞形態(例、コラーゲンIVα1)に関連する遺伝子の発現は、EDDのサイレンシングによって修飾される。これらの遺伝子発現の変化は、EDDサイレンシング(すなわち、変更された細胞増殖、変更された細胞−細胞接触、および変更されたβカテニンおよびアクチン局在)の結果としてHMEC184およびMCF−7細胞で観察される形態変化を潜在的に説明する。
Claims (74)
- 対象における癌細胞の検出方法であって、前記対象の試料におけるヒトゲノムのマップ位置8q22.3に連鎖した核酸またはその発現産物のレベルを決定することを含み、前記核酸または前記ポリペプチドの上昇したレベルが、対象における癌を示唆する方法。
- 癌細胞は、上皮由来である請求項1に記載の方法。
- 癌細胞は、卵巣癌、メラノーマ、転移性メラノーマ、頭部および頸部扁平細胞癌、舌部扁平細胞癌、肝細胞癌、乳癌、卵巣癌転移、メラノーマ転移、転移性メラノーマ転移、頭部および頸部扁平細胞癌転移、舌部扁平細胞癌転移、肝細胞癌転移、および乳癌転移からなる群から選択される癌に由来する請求項1または請求項2に記載の方法。
- ヒトゲノムのマップ位置8q22.3に連鎖した核酸は、ゲノムEddおよびp53R2遺伝子またはその部分を含む請求項1から3のいずれかに記載の方法。
- ヒトゲノムのマップ位置8q22.3に連鎖した核酸は、EDDたんぱく質をコードするゲノム遺伝子を含む請求項1から4のいずれかに記載の方法。
- EDDたんぱく質は、配列番号2または4に示す配列に少なくとも80%の同一性を有するアミノ酸配列を含むポリペプチドである請求項5に記載の方法。
- (i)前記対象から得た被験試料中におけるヒトゲノムのマップ位置8q22.3に連鎖する核酸レベルを決定すること;および
(ii)健常または正常個人から得た参考試料中における前記核酸レベルと(i)における核酸レベルを比較すること
を含み、正常または健常個人の参照試料に対して被験試料中で上昇している(ii)における核酸レベルが、前記対象における癌細胞の存在を示唆する請求項1から6のいずれかに記載の方法。 - 被験試料および参照試料は、皮膚、口腔組織、胸部、肝臓、脾臓、卵巣、前立腺、腎臓、子宮、胎盤、頸管、網、結腸、脳、骨、肺、リンパ、尿、精子、血液、腹水および血清からなる群から選択された組織からの細胞を含む請求項7に記載の方法。
- ヒトゲノムのマップ位置8q22.3に連鎖した核酸レベルは、厳密なハイブリダイゼーション条件で試料においてEDDたんぱく質をコードするゲノムDNAに核酸プローブをハイブリダイズすること、および検出手段を使用してハイブリダイゼーションを検出することによって決定される請求項1から8のいずれかに記載の方法。
- 検出手段は、核酸ハイブリダイゼーションまたは増幅反応である請求項9に記載の方法。
- ヒトゲノムのマップ位置8q22.3に連鎖した核酸レベルは、ゲノムDNAに核酸プローブまたはプライマーをハイブリダイズすること、およびハイブリダイゼーションを検出することによって決定され、プローブまたはプライマーは、
(i)配列番号5に記載の配列;
(ii)配列番号6に記載の配列;
(iii)配列番号7に記載の配列;
(iv)配列番号24に記載の配列;
(v)配列番号25に記載の配列;および
PCRにおける増幅プライマーとしての(i)から(v)のいずれかを用いて増幅産生された核酸断片の配列、
からなる群から選択されるヌクレオチド配列を含む請求項1から10のいずれかに記載の方法。 - 試料は、対象から予め得られた請求項1から11のいずれかに記載の方法。
- ヒトゲノムのマップ位置8q22.3に連鎖した核酸レベルは、ゲノムDNAに核酸プローブまたはプライマーをハイブリダイズすること、およびハイブリダイゼーションを検出することによって決定され、プローブまたはプライマーは、
(i)配列番号3に記載の配列;
(ii)配列番号5に記載の配列;
(iii)配列番号6に記載の配列;
(iv)配列番号7に記載の配列;
(v)配列番号24に記載の配列;
(vi)配列番号25に記載の配列;
(vii)PCRにおける増幅プライマーとしての(vi)および(vii)を用いて増幅産生された核酸断片の配列;
(viii)配列番号26に記載の配列;
(ix)配列番号27に記載の配列;
(x)PCRにおける増幅プライマーとしての(ix)および(x)を用いて増幅産生された核酸断片の配列;
(xi)配列番号28に記載の配列;
(xii)配列番号29に記載の配列;
(xiii)配列番号30に記載の配列;
(xiv)PCRにおける増幅プライマーとしての(xii)および(xiii)を用いて増幅産生された核酸断片の配列;
(xv)配列番号33に記載の配列;
(xvi)配列番号34に記載の配列;
(xvii)PCRにおける増幅プライマーとしての(xv)および(xvi)を用いて増幅産生された核酸断片の配列;
(xviii)配列番号37に記載の配列;
(xix)配列番号38に記載の配列;
(xx)PCRにおける増幅プライマーとしての(xviii)および(xix)を用いて増幅産生された核酸断片の配列;
(xxi)配列番号40に記載の配列;および
(xxii)(i)から(xxi)のいずれかに相補的な配列、
からなる群から選択されるヌクレオチド配列を含む請求項1から10のいずれかに記載の方法。 - 対象における癌細胞を検出する方法であって、
(i)前記対象から得た被験試料中において発現したヒトゲノムのマップ位置8q22.3に連鎖する核酸によってコードされるmRNAのレベルを決定すること;および
(ii)健常または正常個人から得た参照試料中で発現したヒトゲノムのマップ位置8q22.3に連鎖する核酸によってコードされるmRNAのレベルと(i)で決定したmRNAレベルを比較すること、
を含み、健常または正常個人から得た参照試料に対して被験試料中で上昇した(i)におけるmRNAレベルが前記対象中における癌細胞の存在を示唆することを含む方法。 - mRNAは、EDDたんぱく質をコードする請求項14に記載の方法。
- mRNAは、配列番号2または4に少なくとも約80%の同一性を有するEDDポリペプチドをコードする請求項14または請求項15に記載の方法。
- mRNAは、配列番号1または3に記載のヌクレオチド配列に80%の同一性を有する請求項15または請求項16に記載の方法。
- mRNAは、p53R2たんぱく質をコードする請求項14に記載の方法。
- 対象における癌を診断するかまたは癌再発を予想する方法であって、前記対象試料中におけるヒトゲノムのマップ位置8q22.3に連鎖する核酸によってコードされるmRNAまたはたんぱく質のレベルを決定することを含み、前記mRNAまたはたんぱく質のレベル上昇が、前記対象における癌の再発を示唆する方法。
- 癌細胞は、上皮由来である請求項19に記載の方法。
- 癌細胞は、卵巣癌由来である請求項19または請求項20に記載の方法。
- mRNAは、EDDたんぱく質をコードする請求項19から21のいずれかに記載の方法。
- mRNAは、配列番号2または4に少なくとも80%の相同性を有するEDDたんぱく質をコードする請求項19から22のいずれかに記載の方法。
- たんぱく質は、EDDたんぱく質である請求項19から21のいずれかに記載の方法。
- EDDたんぱく質は、配列番号2または4に少なくとも80%の相同性を有する請求項24に記載の方法。
- 配列番号4に記載のアミノ酸配列をコードする配列であって、前記アミノ酸配列が、VLLLPL配列を欠く配列;
(i)配列番号3に記載の配列;
(ii)配列番号5に記載の配列;
(iii)配列番号6に記載の配列;
(iv)配列番号7に記載の配列;
(v)配列番号24に記載の配列;
(vi)配列番号25に記載の配列;
(vii)PCRにおける増幅プライマーとしての(vi)および(vii)を用いて増幅産生された核酸断片の配列;
(viii)配列番号26に記載の配列;
(ix)配列番号27に記載の配列;
(x)PCRにおける増幅プライマーとしての(ix)および(x)を用いて増幅産生された核酸断片の配列;
(xi)配列番号28に記載の配列;
(xii)配列番号29に記載の配列;
(xiii)配列番号30に記載の配列;
(xiv)PCRにおける増幅プライマーとしての(xii)および(xiii)を用いて増幅産生された核酸断片の配列;
(xv)配列番号33に記載の配列;
(xvi)配列番号34に記載の配列;
(xvii)PCRにおける増幅プライマーとしての(xv)および(xvi)を用いて増幅産生された核酸断片の配列;
(xviii)配列番号37に記載の配列;
(xix)配列番号38に記載の配列;
(xx)PCRにおける増幅プライマーとしての(xviii)および(xix)を用いて増幅産生された核酸断片の配列;
(xxi)配列番号40に記載の配列;および
(xxii)(i)から(xxi)のいずれかに相補的な配列、
からなる群から選択されるヌクレオチド配列を含む癌細胞を検出するための単離核酸分子。 - (i)EDDたんぱく質、または、腫瘍サプレッサー活性を有するたんぱく質、セルサイクル調節活性を有するたんぱく質、DNA修復または損傷に関連するたんぱく質、核標的たんぱく質、およびプロゲステロンレセプターたんぱく質から構成される群から選択されるたんぱく質に結合するのに充分なEDDたんぱく質部分;および
(ii)腫瘍サプレッサー活性を有するたんぱく質、セルサイクル調節活性を有するたんぱく質、DNA修復または損傷に関連するたんぱく質、核標的たんぱく質、およびプロゲステロンレセプターたんぱく質から構成される群から選択される核たんぱく質、または前記EDDたんぱく質若しくはEDDたんぱく質の前記部分に結合するのに充分な前記たんぱく質部分
を含む、単離または組み換えたんぱく質複合体。 - 腫瘍サプレッサー活性を有するたんぱく質は、セリン/スレオニンプロテインキナーゼ類のCDS1サブファミリのメンバー、p53(TP53)、TNF−アルファ、HSP70、エストロゲンレセプター、アンドロゲンレセプター、プロゲステロンレセプター、HRAS1−VNTR、CHK2、BRCA1、BRCA2、AIB1、NAT1、NAT2、XRCC1、XRCC2、XRCC5、CIB、インポーチンアルファ−1、インポーチンアルファ−3、およびインポーチンアルファ−5からなる群から選択されるたんぱく質である請求項27に記載の単離または組み換えたんぱく質複合体。
- 腫瘍サプレッサー活性を有するたんぱく質は、配列番号9、配列番号11、配列番号13、配列番号15、配列番号17、配列番号19、配列番号21、および配列番号23からなる群から選択される配列に少なくとも80%の同一性を有するアミノ酸配列を含む請求項27または請求項28に記載の単離または組み換えたんぱく質複合体。
- セルサイクル調節活性を有するたんぱく質は、セリン/スレオニンプロテインキナーゼ類のCDS1サブファミリのメンバー、Cdc25、CDC2a、サイクリン依存性キナーゼ(CDK)、CDK阻害剤、分裂促進因子性のサイクリン(例、サイクリンA、サイクリンB、サイクリンDなど)、p53(TP53)、およびCHK2からなる群から選択される請求項27に記載の単離または組み換えたんぱく質複合体。
- セルサイクル調節活性を有するたんぱく質は、配列番号19、および配列番号21からなる群から選択される配列に少なくとも80%の同一性を有するアミノ酸配列を含む請求項27または請求項30に記載の単離または組み換えたんぱく質複合体。
- DNA修復または損傷に関連するたんぱく質は、セリン/スレオニンプロテインキナーゼ類のCDS1サブファミリのメンバー、BRCA1、BRCA2、CIB/KIP、TP53、MLH1、MSH2、ATM、CHK2、XRCC1、XRCC2、XRCC5およびインポーチンアルファ−5からなる群から選択されるたんぱく質である請求項27に記載の単離または組み換えたんぱく質複合体。
- DNA修復または損傷に関連するたんぱく質は、配列番号13、配列番号17、配列番号19、配列番号21、および配列番号23からなる群から選択される配列に少なくとも80%の同一性を有するアミノ酸配列を含む請求項27または請求項32に記載の単離または組み換えたんぱく質複合体。
- 核標的たんぱく質は、インポーチンアルファ−1、インポーチンアルファ−3、およびインポーチンアルファ−5からなる群から選択される請求項27に記載の単離または組み換えたんぱく質複合体。
- 核標的たんぱく質は、配列番号9、11または13の群から選択される配列に少なくとも80%の同一性を有するアミノ酸配列を含む請求項27または請求項34に記載の単離または組み換えたんぱく質複合体。
- プロゲステロンレセプターたんぱく質は、配列番号15に少なくとも80%の相同性を有するアミノ酸配列を含む請求項27に記載の単離または組み換えたんぱく質複合体。
- EDDたんぱく質を含むたんぱく質複合体に結合する単離抗体。
- 抗体が、EDDたんぱく質、または、腫瘍サプレッサー活性を有するたんぱく質、セルサイクル調節活性を有するたんぱく質、DNA修復または損傷に関連するたんぱく質、核標的たんぱく質、およびプロゲステロンレセプターたんぱく質から構成される群から選択されるたんぱく質に結合できるEDDたんぱく質部分を含むたんぱく質複合体に結合する請求項37に記載の単離抗体。
- 抗体が、(i)EDDおよびCHK2を含む複合体;(ii)EDDおよびBRCA2を含む複合体;(iii)EDDおよびCIBを含む複合体;(iv)EDDおよびインポーチンアルファ−1を含む複合体;(v)EDDおよびインポーチンアルファ−3を含む複合体;(vi)EDDおよびインポーチンアルファ−5を含む複合体;および(vii)EDDおよびプロゲステロンレセプターを含む複合体からなる群から選択されるたんぱく質複合体に結合する請求項37または請求項38に記載の単離抗体。
- 抗体は、前記複合体の他のたんぱく質の不在下で、前記複合体のいかなる個別のたんぱく質にも結合しない請求項37から39のいずれかに記載の単離抗体。
- 抗体は、たんぱく質複合体の構造上のエピトープを認識する請求項37から40のいずれかに記載の単離抗体。
- 請求項37から41のいずれかに記載の抗体に結合する単離抗体。
- たんぱく質複合体を検出または産生するキットであって、EDDポリペプチドまたはEDDポリペプチド部分、および腫瘍サプレッサー活性を有するたんぱく質、セルサイクル調節活性を有するたんぱく質、DNA修復または損傷に関連するたんぱく質、核標的たんぱく質、およびプロゲステロンレセプターたんぱく質またはその部分からなる群から選択される第2ポリペプチドを含み、第2ポリペプチド部分は、前記EDDポリペプチドまたは前記EDDポリペプチド部分に結合するのに充分であるキット。
- EDD結合たんぱく質に結合するたんぱく質を追加的に含む請求項43に記載のキット。
- EDD結合たんぱく質に結合するたんぱく質は、配列番号9、配列番号11、配列番号13、配列番号15、配列番号17、配列番号19、配列番号21、および配列番号23からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む請求項44に記載のキット。
- 第1または第2ポリペプチド、または前記第1または第2ポリペプチド間に形成された複合体に結合する抗体またはリガンドを更に含む請求項43から45のいずれかに記載のキット。
- (i)腫瘍サプレッサー活性を有するたんぱく質、セルサイクル調節活性を有するたんぱく質、DNA修復または損傷に関連するたんぱく質、核標的たんぱく質、およびプロゲステロンレセプターたんぱく質またはその部分からなる群から選択されるたんぱく質複合体を形成するのに充分なEDDたんぱく質またはその部分を含む第1コンパートメントであって、第2ポリペプチド部分は、前記EDDポリペプチドまたは前記EDDポリペプチド部分に結合するのに充分な第1コンパートメント;および
(ii)腫瘍サプレッサー活性を有するたんぱく質、セルサイクル調節活性を有するたんぱく質、DNA修復または損傷に関連するたんぱく質、核標的たんぱく質、およびプロゲステロンレセプターたんぱく質またはその部分からなる群から選択されるたんぱく質に結合する抗体またはリガンドを含む第2コンパートメント
を含む、たんぱく質複合体を検出または産生するキットであって、たんぱく質複合体に結合する前記抗体またはリガンドは、個別のたんぱく質結合パートナーに結合しないキット。 - (i)(i)EDDおよびCHK2を含む複合体;(ii)EDDおよびBRCA2を含む複合体;(iii)EDDおよびCIBを含む複合体;(iv)EDDおよびインポーチンアルファ−1を含む複合体;(v)EDDおよびインポーチンアルファ−3を含む複合体;(vi)EDDおよびインポーチンアルファ−5を含む複合体;および(vii)EDDおよびプロゲステロンレセプターを含む複合体からなる群から選択されるたんぱく質複合体を形成するのに充分なEDDたんぱく質またはその部分を含む第1コンパートメント;および
(ii)(i)CHK2たんぱく質;(ii)BRCA2たんぱく質;(iii)CIBCIBたんぱく質;(iv)インポーチンアルファ−1たんぱく質;(v)インポーチンアルファ−3たんぱく質;(vi)インポーチンアルファ−5たんぱく質;および(vii)プロゲステロンレセプターたんぱく質からなる群から選択されるたんぱく質に結合する抗体またはリガンド、または(i)EDDおよびCHK2を含む複合体;(ii)EDDおよびBRCA2を含む複合体;(iii)EDDおよびCIBを含む複合体;(iv)EDDおよびインポーチンアルファ−1を含む複合体;(v)EDDおよびインポーチンアルファ−3を含む複合体;(vi)EDDおよびインポーチンアルファ−5を含む複合体;および(vii)EDDおよびプロゲステロンレセプターを含む複合体からなる群から選択されるたんぱく質複合体に結合する抗体またはリガンドを含む第2コンパートメント
を含むたんぱく質複合体を検出または産生するキットであって、たんぱく質複合体に結合する前記抗体またはリガンドは、個別のたんぱく質結合パートナーに結合しないキット。 - (i)EDDたんぱく質に結合する抗体またはリガンドを含む第1コンパートメント;および
(ii)EDDたんぱく質を結合するのに充分な、(i)CHK2たんぱく質;(ii)BRCA2たんぱく質;(iii)CIBたんぱく質;(iv)インポーチンアルファ−1たんぱく質;(v)インポーチンアルファ−3たんぱく質;(vi)インポーチンアルファ−5たんぱく質;および(vii)プロゲステロンレセプターたんぱく質、またはその部分からなる群から選択されるたんぱく質を含む第2コンパートメント
を含むたんぱく質複合体を検出または産生するキット。 - (i)(i)EDDおよびCHK2を含む複合体;(ii)EDDおよびBRCA2を含む複合体;(iii)EDDおよびCIBを含む複合体;(iv)EDDおよびインポーチンアルファ−1を含む複合体;(v)EDDおよびインポーチンアルファ−3を含む複合体;(vi)EDDおよびインポーチンアルファ−5を含む複合体;および(vii)EDDおよびプロゲステロンレセプターを含む複合体からなる群から選択される単離または組み換えたんぱく質複合体を含む第1コンパートメント;および
(ii)(i)CHK2たんぱく質、BRCA2たんぱく質、CIBたんぱく質、インポーチンアルファ−1たんぱく質、インポーチンアルファ−3たんぱく質、インポーチンアルファ−5たんぱく質、プロゲステロンレセプターたんぱく質、およびEDDたんぱく質からなる群から選択されるポリペプチドに結合する抗体またはリガンド;または(ii)1つ以上のたんぱく質複合体(a)に結合する抗体またはリガンドを含む第2コンパートメント
を含むたんぱく質複合体を検出または産生するキット。 - EDDたんぱく質またはEDDたんぱく質部分、および腫瘍サプレッサー活性を有するたんぱく質、セルサイクル調節活性を有するたんぱく質、DNA修復または損傷に関連するたんぱく質、核標的たんぱく質、および適切な細胞源からのプロゲステロンレセプターたんぱく質からなる群から選択されたたんぱく質を含むたんぱく質複合体を単離する方法であって、一時的に、かつたんぱく質複合体が形成するのに充分である条件で前記たんぱく質に結合するEDDポリペプチドまたはその部分により前記細胞の抽出物に接触すること、および形成されるたんぱく質複合体を単離することを含む方法。
- (i)たんぱく質複合体の成分であるたんぱく質を、前記たんぱく質を発現する細胞から単離すること;
(ii)たんぱく質複合体の成分である他のたんぱく質を、前記他のたんぱく質を発現する細胞から単離すること;および
(iii)(i)および(ii)で単離したたんぱく質を、たんぱく質複合体の形成を容易にするのに充分な量および条件で組み合わせること;
を含むEDDたんぱく質またはEDDたんぱく質部分、および腫瘍サプレッサー活性を有するたんぱく質、セルサイクル調節活性を有するたんぱく質、DNA修復または損傷に関連するたんぱく質、核標的たんぱく質、および適切な細胞源からのプロゲステロンレセプターたんぱく質からなる群から選択されたたんぱく質を含むたんぱく質複合体を単離する方法。 - たんぱく質は、細胞によって内因的に発現する請求項51または請求項52に記載の方法。
- たんぱく質は、細胞中で異所的に発現する請求項51または請求項52に記載の方法。
- 疾患素質または疾患状態を決定する方法であって、
(i)EDDたんぱく質;および
(ii)腫瘍サプレッサー活性を有するたんぱく質、セルサイクル調節活性を有するたんぱく質、DNA修復または損傷に関連するたんぱく質、核標的たんぱく質、プロゲステロンレセプターたんぱく質および血管形成に関連するたんぱく質から構成される群から選択されるたんぱく質
を含むたんぱく質複合体を検出することを含み、上昇したレベルの前記たんぱく質複合体は、対象における疾患素質または疾患状態を示唆する方法。 - たんぱく質複合体は、(i)EDDおよびCHK2を含む複合体;(ii)EDDおよびBRCA2を含む複合体;(iii)EDDおよびCIBを含む複合体;(iv)EDDおよびインポーチンアルファ−1を含む複合体;(v)EDDおよびインポーチンアルファ−3を含む複合体;(vi)EDDおよびインポーチンアルファ−5を含む複合体;および(vii)EDDおよびプロゲステロンレセプターを含む複合体からなる群から選択される請求項55に記載の方法。
- たんぱく質複合体は、たんぱく質複合体に結合する抗体またはリガンドを使用して検出される請求項55または請求項56に記載の方法。
- 単離または組み換えたんぱく質複合体の活性、形成または安定性の調節剤を決定する方法であって、
(i)(a)EDDたんぱく質またはEDDたんぱく質部分;および(b)腫瘍サプレッサー活性を有するたんぱく質、セルサイクル調節活性を有するたんぱく質、DNA修復または損傷に関連するたんぱく質、核標的たんぱく質、プロゲステロンレセプターたんぱく質またはその部分からなる群から選択されるたんぱく質、を含むたんぱく質複合体の活性、形成または安定性を決定することであって、第2ポリペプチド部分は、候補化合物または候補抗体の不在下で、前記EDDポリペプチドまたは前記EDDポリペプチド部分に結合するために充分であること;および
(ii)候補化合物の存在下、または候補抗体の存在下で、前記たんぱく質複合体のレベルを決定すること、
を含み、(i)および(ii)での前記たんぱく質複合体のレベル差は、候補化合物または候補抗体が、前記相互作用の調節剤であることを示す方法。 - たんぱく質複合体形成レベルの調節剤を決定する方法であって、
(i)(a)EDDたんぱく質またはEDDたんぱく質部分;および(b)腫瘍サプレッサー活性を有するたんぱく質、セルサイクル調節活性を有するたんぱく質、DNA修復または損傷に関連するたんぱく質、核標的たんぱく質、プロゲステロンレセプターたんぱく質またはその部分からなる群から選択されるたんぱく質、を含むたんぱく質複合体レベルを決定することであって、第2ポリペプチド部分は、候補化合物または候補抗体の不在下で、前記EDDポリペプチドまたは前記EDDポリペプチド部分に結合するために充分であること;および
(ii)候補化合物の存在下、または候補抗体の存在下で、前記たんぱく質複合体のレベルを決定すること、
を含み、(i)および(ii)での前記たんぱく質複合体のレベル差は、候補化合物または候補抗体が、前記相互作用の調節剤であることを示す方法。 - たんぱく質複合体は、(i)EDDおよびCHK2を含む複合体;(ii)EDDおよびBRCA2を含む複合体;(iii)EDDおよびCIBを含む複合体;(iv)EDDおよびインポーチンアルファ−1を含む複合体;(v)EDDおよびインポーチンアルファ−3を含む複合体;(vi)EDDおよびインポーチンアルファ−5を含む複合体;および(vii)EDDおよびプロゲステロンレセプターを含む複合体からなる群から選択される請求項58または請求項59に記載の方法。
- 調節剤は、複合体の活性、形成または安定性を増強する請求項58から60のいずれかに記載の方法。
- 調節剤は、複合体の活性、形成または安定性を部分的にまたは完全に阻害する請求項58から60のいずれかに記載の方法。
- 細胞中でのEDDたんぱく質の上昇した発現に関連する条件を処理する方法であって、細胞中でEDD発現を減少させることに有効な量の化合物を投与することを含む方法。
- EDD過剰発現に関連した条件は、癌である請求項63に記載の方法。
- 癌は、癌細胞は、扁平細胞癌、肝細胞癌、卵巣癌、乳癌、メラノーマ、頭部および頸部癌、腺癌、扁平肺癌、胃腸癌、(例、胃、大腸、または膵臓癌)、腎細胞癌、膀胱癌、前立腺癌、非扁平癌、膠芽腫および髄芽腫からなる群からから選択される請求項64に記載の方法。
- 投与化合物は、核酸を含む請求項61から65のいずれかに記載の方法。
- 核酸は、アンチセンス核酸、ペプチド核酸(PNA)、リボザイムまたは干渉性RNAであり、それは、全体としてまたは部分的に、EDDをコードするRNAに相補的である請求項66に記載の方法。
- アンチセンス核酸、リボザイム、PNA、干渉性RNAまたはsiRNAは、配列番号1または配列番号3に少なくとも80%の同一性を有する配列の少なくとも約15−20個の近接ヌクレオチドに相補的である配列を含む請求項67に記載の方法。
- 配列番号47に少なくとも80%の相同性を有する配列を含むアンチセンス核酸、リボザイム、PNA、干渉性RNAまたはsiRNA。
- 細胞中のEDD発現を減少させるための、請求項69に記載のアンチセンス核酸、リボザイム、PNA、干渉性RNAまたはsiRNAの使用。
- 細胞増殖を阻害するための、請求項69に記載のアンチセンス核酸、リボザイム、PNA、干渉性RNAまたはsiRNAの使用。
- 請求項69に記載のアンチセンス核酸、リボザイム、PNA、干渉性RNAまたはsiRNAを含む薬剤組成物。
- 細胞中のEDD発現を減少させるための、請求項72に記載の組成物の使用。
- 細胞増殖を阻害するための、請求項72に記載の組成物の使用。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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