JP2009018999A - Anti-cancer agent-resistant inhibitor - Google Patents

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Hisashi Narimatsu
久 成松
Takashi Okura
隆司 大倉
Hidenobu Ando
秀信 安藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new means inhibiting anti-cancer agent resistance of cancer cells. <P>SOLUTION: An anti-cancer agent-resistant inhibitor comprises a β1,3-N-acetylglucosaminyl transferase 6 governing biosynthesis of the core 3 structure of an O-glycan or a specific derivative etc., thereof as an active ingredient. Since the drug efflux activity of a P-glycoprotein which is one kind of a drug efflux transporter is inhibited with the anti-cancer agent-resistant inhibitor, the resistance to the anti-cancer agent conventionally causing problems in treatment using the anti-cancer agent can be inhibited, to maintain effects of the anti-cancer agent. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、抗癌剤抵抗性の抑制剤に関する。   The present invention relates to an anticancer drug resistance inhibitor.

癌の化学療法においては、抗癌剤が当初は効果的であっても次第に効かなくなることがしばしば起こり、問題となっている。多剤抵抗性のメカニズムとして代表的なものは薬剤排出トランスポーターであり、上記した抗癌剤抵抗性の獲得も薬剤排出トランスポーター活性の上昇により生じているものと考えられている。   In cancer chemotherapy, even if an anticancer drug is effective at first, it often becomes ineffective and becomes a problem. A typical multidrug resistance mechanism is a drug efflux transporter, and the acquisition of anticancer drug resistance is considered to be caused by an increase in drug efflux transporter activity.

薬剤排出トランスポーターとしては、多くのATP結合部位 (ATP-binding cassette; ABC)を有するタンパク質の中の一群が知られている(非特許文献1〜4)。現在48種類のABC遺伝子が報告されているが、その中で薬剤抵抗性に重要であると言われているものは、P−糖タンパク質 (MDR1) (ABCB1遺伝子がコード)と多剤抵抗性タンパク質1(multidrug resistance protein 1; MRP1) (ABCC1遺伝子がコード)、MRP2 (ABCC2がコード)、MRP3 (ABCC3がコード)、MRP4 (ABCC4がコード)、MRP5 (ABCC5がコード)、乳癌抵抗性タンパク質 (breast cancer resistance protein; BCRP) (ABCG2がコード)などである(非特許文献2)。これらのうち最も研究されているのが、1280アミノ酸から成る170kDaのヒトP−糖タンパク質であり、2つのATP結合ドメインと12個の膜貫通領域、3本のN-グリカンを有する(非特許文献5、6)。このタンパク質の発現は副腎、腎臓に高く認められ、肺、肝臓、空腸下部、結腸、直腸にも中程度認められる(非特許文献7)ほか、脳血管内皮の血液脳関門においても血中から中枢神経系への薬物の侵入を防ぐ重要な役割を果たしていることが知られている(非特許文献8)。   As a drug efflux transporter, a group of proteins having many ATP-binding cassettes (ATP-binding cassettes; ABC) is known (Non-Patent Documents 1 to 4). Currently, 48 types of ABC genes have been reported. Among them, P-glycoprotein (MDR1) (encoded by ABCB1 gene) and multidrug resistance protein are said to be important for drug resistance. 1 (multidrug resistance protein 1; MRP1) (coded by ABCC1 gene), MRP2 (coded by ABCC2), MRP3 (coded by ABCC3), MRP4 (coded by ABCC4), MRP5 (coded by ABCC5), breast cancer resistance protein (breast cancer resistance protein; BCRP) (ABCG2 is a code) (Non-patent Document 2). The most studied of these is a 170 kDa human P-glycoprotein consisting of 1280 amino acids, which has two ATP-binding domains, 12 transmembrane domains, and 3 N-glycans (Non-patent literature). 5, 6). This protein is highly expressed in the adrenal gland and kidney, and is also moderately observed in the lung, liver, lower jejunum, colon, and rectum (Non-patent Document 7), and also in the blood-brain barrier of the cerebrovascular endothelium. It is known to play an important role in preventing the entry of drugs into the nervous system (Non-patent Document 8).

薬剤排出トランスポーター活性を調節している機構が明らかになれば、癌の化学療法において診断や薬剤効果に大きな進展が見られると期待されるが、未解明な部分が多い。糖鎖との関連としては、N-グリカンがP-糖タンパク質の活性発現に重要な機能を持つ事が明らかにされている(非特許文献9、10)。また、頭頸部扁平上皮癌細胞のシスプラチン抵抗性では、α5β1インテグリンに結合したN-グリカンの中のβ1,6-N-アセチルグルコサミン分枝の減少が主要因である事が明らかになっている(非特許文献11)。一方、O−グリカンの抗癌剤抵抗性への関与については未だ報告がない。   If the mechanism regulating drug efflux transporter activity is clarified, it is expected that cancer chemotherapy will make great progress in diagnosis and drug effect, but there are many unexplained parts. As for the relationship with sugar chains, it has been clarified that N-glycans have an important function for expressing the activity of P-glycoprotein (Non-patent Documents 9 and 10). In addition, cisplatin resistance in head and neck squamous cell carcinoma cells has been shown to be mainly due to a decrease in β1,6-N-acetylglucosamine branching in N-glycans bound to α5β1 integrin ( Non-patent document 11). On the other hand, the involvement of O-glycans in anticancer drug resistance has not been reported yet.

O-グリカンは、糖タンパク質上のセリンまたはスレオニンにN-アセチルガラクトサミン残基がO-グリコシド結合を介して結合しているものであり、細胞表面のいわゆるムチン様タンパク質に多く存在する事から「ムチン型」とも呼ばれている(非特許文献12、13)。10種類以上が知られているppGalNAcTが、N-アセチルガラクトサミン残基をポリペプチド上に転移した後、2〜3糖からなるコア構造を形成し、その上にガラクトース、N-アセチルグルコサミン、フコース、N-アセチルガラクトサミン、シアル酸、硫酸基などがさらに1〜数10残基結合して側鎖を形成している。これらO-グリカンは、N-グリカンと異なり、数本から数10本がペプチド上の近い位置に並んで強い電荷や親水性を有するクラスターを作る事が多く、糖タンパク質の物理化学的性質を決定している場合も多い。また、側鎖にはルイスX、ルイスA、シリアルルイスXなどの糖鎖抗原決定基、細胞間相互作用のリガンドが結合して様々な分化、免疫、接着、癌化などの現象に関わっている事が知られている。コア構造としてはコア1(Galβ1-3GalNAcα-)、コア2[Galβ1-3(GlcNAcβ1-6)GalNAcα-]、コア3(GlcNAcβ1-3GalNAcα-)、コア4[GlcNAcβ1-3(GlcNAcβ1-6)GalNAcα-]の他、コア5〜8などの稀な構造も報告されている。側鎖を形成するグリコシルトランスフェラーゼにはコア構造を認識するものも多く(非特許文献14)、コア構造の変換は側鎖も含めた糖鎖構造の変化を伴う事が予想される。胸腺皮質細胞はその表面に多くのコア2糖鎖を発現しているが、T細胞に成熟する時、このコア2糖鎖は消失し、コア1糖鎖のみになる(非特許文献15)。T細胞は、免疫応答で一旦活性化されるとコア2糖鎖を獲得する(非特許文献16)。癌細胞においてもコア3からコア1、コア2への変化が報告されている(非特許文献17、18)。   O-glycans are those in which N-acetylgalactosamine residues are linked to serine or threonine on glycoproteins via O-glycosidic bonds, and are present in so-called mucin-like proteins on the cell surface. It is also called “type” (Non-Patent Documents 12 and 13). More than 10 types of ppGalNAcT, which transfer N-acetylgalactosamine residues onto a polypeptide, form a core structure consisting of 2-3 sugars, on which galactose, N-acetylglucosamine, fucose, N-acetylgalactosamine, sialic acid, sulfate group and the like are further bonded to 1 to several tens residues to form a side chain. Unlike N-glycans, these O-glycans often form clusters with strong charges and hydrophilicity, with several to several tens of them arranged in close proximity on the peptide, and determine the physicochemical properties of glycoproteins. There are many cases. In addition, sugar chain antigenic determinants such as Lewis X, Lewis A, and serial Lewis X, and ligands for cell-cell interaction bind to the side chain and are involved in various phenomena such as differentiation, immunity, adhesion, and canceration. Things are known. The core structure is core 1 (Galβ1-3GalNAcα-), core 2 [Galβ1-3 (GlcNAcβ1-6) GalNAcα-], core 3 (GlcNAcβ1-3GalNAcα-), core 4 [GlcNAcβ1-3 (GlcNAcβ1-6) GalNAcα- In addition, rare structures such as cores 5-8 have been reported. Many glycosyltransferases that form side chains recognize core structures (Non-Patent Document 14), and conversion of core structures is expected to involve changes in sugar chain structures including side chains. Thymic cortex cells express many core 2 sugar chains on their surface, but when they mature into T cells, these core 2 sugar chains disappear and become only core 1 sugar chains (Non-patent Document 15). T cells acquire core 2 sugar chains once activated by an immune response (Non-patent Document 16). In cancer cells, changes from core 3 to core 1 and core 2 have been reported (Non-patent Documents 17 and 18).

O−グリカンと癌の転移性との関与に関する報告として、岩井らが単離したO−グリカンのコア3構造の生合成を司る酵素であるUDP-GlcNAc:GalNAc-peptideβ1,3-N-アセチルグルコサミニルトランスフェラーゼ6 (β3Gn-T6, コア3シンターゼ)(特許文献1、非特許文献19)が、癌細胞の転移性を顕著に低下する作用を有することが報告されている(特許文献2、非特許文献20)。しかし、上述した通り、O−グリカンの抗癌剤抵抗性への関与については全く報告されていない。   As a report on the involvement of O-glycan and metastasis of cancer, UDP-GlcNAc: GalNAc-peptide β1,3-N-acetylglucose is an enzyme responsible for biosynthesis of the core 3 structure of O-glycan isolated by Iwai et al. It has been reported that saminyltransferase 6 (β3Gn-T6, core 3 synthase) (patent document 1, non-patent document 19) has an action of significantly reducing metastasis of cancer cells (patent document 2, non-patent document 1). Patent Document 20). However, as described above, no involvement of O-glycans in anticancer drug resistance has been reported.

癌細胞の抗癌剤抵抗性を効果的に抑制できれば、癌の治療に極めて有用である。しかしながら、上述の通り、抗癌剤抵抗性の機構には未解明な部分が多く、抗癌剤抵抗性を抑制できる有用な手段は未だ提供されていないのが現状である。   If the anticancer drug resistance of cancer cells can be effectively suppressed, it is extremely useful for cancer treatment. However, as described above, there are many unclear parts in the mechanism of anticancer drug resistance, and no useful means for suppressing anticancer drug resistance has yet been provided.

国際公開第03/033710号パンフレットInternational Publication No. 03/033710 Pamphlet 特開2006-22027号公報JP 2006-22027 A Leslie EM et al. Toxicol Appl Pharmacol 2005;204:216-37.Leslie EM et al. Toxicol Appl Pharmacol 2005; 204: 216-37. Takano M et al. Pharmacol Ther 2006;109:137-61.Takano M et al. Pharmacol Ther 2006; 109: 137-61. Borst P et al. J Natl Cancer Inst 2000;92:1295-302.Borst P et al. J Natl Cancer Inst 2000; 92: 1295-302. Loo TW et al. J Membr Biol 2005;206:173-85.Loo TW et al. J Membr Biol 2005; 206: 173-85. Chen CJ et al. Cell 1986;47:381-9.Chen CJ et al. Cell 1986; 47: 381-9. Schinkel AH et al. J Biol Chem 1993;268:7474-81.Schinkel AH et al. J Biol Chem 1993; 268: 7474-81. Fojo AT et al. Proc Natl Acad Sci U S A 1987;84:265-9.Fojo AT et al. Proc Natl Acad Sci U S 1987; 84: 265-9. Bauer B et al. Exp Biol Med (Maywood) 2005;230:118-27.Bauer B et al. Exp Biol Med (Maywood) 2005; 230: 118-27. Kramer R et al. Br J Cancer 1995;71:670-5.Kramer R et al. Br J Cancer 1995; 71: 670-5. Gribar JJ et al. J Membr Biol 2000;173:203-14.Gribar JJ et al. J Membr Biol 2000; 173: 203-14. Nakahara S et al. Mol Cancer Ther 2003;2:1207-14.Nakahara S et al. Mol Cancer Ther 2003; 2: 1207-14. Fukuda M. Biochim Biophys Acta 2002;1573:394-405.Fukuda M. Biochim Biophys Acta 2002; 1573: 394-405. Wopereis S et al. Clin Chem 2006;52:574-600Wopereis S et al. Clin Chem 2006; 52: 574-600 Holgersson J et al. Glycobiology 2006;16:584-93Holgersson J et al. Glycobiology 2006; 16: 584-93 Baum LG et al. J Exp Med 1995;181:877-87Baum LG et al. J Exp Med 1995; 181: 877-87 Priatel JJ et al. Immunity 2000;12:273-83Priatel JJ et al. Immunity 2000; 12: 273-83 Vavasseur F et al. Eur J Biochem 1994;222:415-24Vavasseur F et al. Eur J Biochem 1994; 222: 415-24 Vavasseur F et al. Glycobiology 1995;5:351-7Vavasseur F et al. Glycobiology 1995; 5: 351-7 Iwai T et al. J Biol Chem 2002;277:12802-9Iwai T et al. J Biol Chem 2002; 277: 12802-9 Iwai T et al. Proc Natl Acad Sci U S A 2005;102:4572-7Iwai T et al. Proc Natl Acad Sci U S A 2005; 102: 4572-7

従って、本発明の目的は、癌細胞の抗癌剤抵抗性を抑制できる新規な手段を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a novel means capable of suppressing the resistance of an anticancer drug to cancer cells.

本願発明者らは、鋭意研究の結果、O−グリカンのコア3構造の生合成を司るβ1,3-N-アセチルグルコサミニルトランスフェラーゼ6(β3Gn-T6、配列番号2)を癌細胞内で発現させると、薬剤排出トランスポーターの1種であるP−糖タンパク質の薬剤排出活性が抑制され、癌細胞における抗癌剤の細胞外排出が顕著に低下して抗癌剤感受性が増大することを見出し、本願発明を完成した。   As a result of intensive studies, the inventors of the present application expressed β1,3-N-acetylglucosaminyltransferase 6 (β3Gn-T6, SEQ ID NO: 2), which controls the biosynthesis of the core 3 structure of O-glycan, in cancer cells. When this is done, the drug excretion activity of P-glycoprotein, which is one of the drug excretion transporters, is suppressed, the extracellular excretion of the anticancer agent in cancer cells is remarkably reduced, and the sensitivity of the anticancer agent is increased. completed.

すなわち、本発明は、配列表の配列番号2に示されるアミノ酸配列と80%以上の相同性を有するポリペプチド又は該ポリペプチドを部分配列として含むポリペプチドであって、N−アセチルガラクトサミニル基の非還元末端にN−アセチルグルコサミンをβ-1,3結合で転移する活性を有するポリペプチドを有効成分として含有する抗癌剤抵抗性の抑制剤を提供する。   That is, the present invention relates to a polypeptide having 80% or more homology with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing or a polypeptide containing the polypeptide as a partial sequence, wherein the N-acetylgalactosaminyl group An anticancer agent-resistant inhibitor containing, as an active ingredient, a polypeptide having an activity of transferring N-acetylglucosamine to the non-reducing end of β-1 or 3 by a β-1,3 bond.

本発明により、癌細胞の抗癌剤抵抗性を抑制できる新規な医薬が提供された。本発明の抗癌剤抵抗性の抑制剤によれば、抗癌剤を用いた治療において従来問題となっている抗癌剤への抵抗性を抑制し、抗癌剤の効果を維持することができる。また、治療当初から抗癌剤と併用して本発明の抑制剤を用いれば、抗癌剤の効果を当初から高めることができる。さらに、本発明の抑制剤と抗癌剤との併用により、従来治療効果が低いために適用されていない癌と抗癌剤の組み合わせに対しても、該抗癌剤の効果が高まり、適用可能になることも期待される。以上のように、本発明は、癌の化学療法に大いに貢献するものである。   According to the present invention, a novel drug capable of suppressing the resistance of an anticancer drug to cancer cells has been provided. According to the anticancer drug resistance inhibitor of the present invention, it is possible to suppress resistance to an anticancer agent, which has been a problem in the conventional treatment using an anticancer agent, and to maintain the effect of the anticancer agent. Moreover, if the inhibitor of this invention is used together with an anticancer agent from the beginning of treatment, the effect of the anticancer agent can be enhanced from the beginning. Further, the combined use of the inhibitor of the present invention and an anticancer agent is expected to increase the effectiveness of the anticancer agent and make it applicable to a combination of a cancer and an anticancer agent that has not been applied because of its low therapeutic effect. The As described above, the present invention greatly contributes to cancer chemotherapy.

本発明の抗癌剤抵抗性の抑制剤に有効成分として含まれるポリペプチドとしては、以下のものが挙げられる。なお、本発明において、「ポリペプチド」とは、複数(2以上)のアミノ酸がペプチド結合することによって形成される分子をいい、構成するアミノ酸数が多い高分子量の分子のみならず、アミノ酸数が少ない低分子量の分子(オリゴペプチド)や、タンパク質も包含され、本発明では配列番号2の全長から成るタンパク質も包含される。
(a) 配列表の配列番号2に示されるアミノ酸配列と80%以上の相同性を有し、N−アセチルガラクトサミニル基の非還元末端にN−アセチルグルコサミンをβ-1,3結合で転移する活性を有するポリペプチド。
(b) (a)を部分配列として含み、N−アセチルガラクトサミニル基の非還元末端にN−アセチルグルコサミンをβ-1,3結合で転移する活性を有するポリペプチド。
Examples of the polypeptide contained as an active ingredient in the anticancer drug resistance inhibitor of the present invention include the following. In the present invention, “polypeptide” refers to a molecule formed by peptide bonding of a plurality of (two or more) amino acids, and includes not only high molecular weight molecules having a large number of amino acids but also the number of amino acids. Low molecular weight molecules (oligopeptides) and proteins are also included. In the present invention, a protein consisting of the full length of SEQ ID NO: 2 is also included.
(a) N-acetylglucosamine is transferred to the non-reducing end of N-acetylgalactosaminyl group by β-1,3 bond, having 80% or more homology with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 A polypeptide having the activity of
(b) A polypeptide comprising (a) as a partial sequence and having an activity of transferring N-acetylglucosamine to a non-reducing end of an N-acetylgalactosaminyl group through a β-1,3 bond.

なお、本発明において、「アミノ酸配列を有する」及び「塩基配列を有する」とは、それぞれアミノ酸残基及び塩基がそのような順序で配列しているという意味である。従って、例えば、「配列番号3で示される塩基配列を有するポリヌクレオチド」とは、配列番号3に示されるggggacaagtttgtacaaaaaagcaggcttcatggcttttccctgccgcaggの塩基配列を持つ、52塩基のサイズのポリヌクレオチドを意味する。また、例えば、「配列番号2で示されるアミノ酸配列を有するポリペプチド」を「配列番号2のポリペプチド」と略記することがある。   In the present invention, “having an amino acid sequence” and “having a base sequence” mean that amino acid residues and bases are arranged in such an order, respectively. Therefore, for example, “a polynucleotide having the base sequence represented by SEQ ID NO: 3” means a 52-base size polynucleotide having the base sequence of ggggacaagtttgtacaaaaaagcaggcttcatggcttttccctgccgcagg represented by SEQ ID NO: 3. In addition, for example, “polypeptide having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2” may be abbreviated as “polypeptide of SEQ ID NO: 2”.

配列番号2に示されるアミノ酸配列は、本願発明者らが単離したβ1,3-N-アセチルグルコサミニルトランスフェラーゼ6(β3Gn-T6、β3GlcNAcT6、コア3シンターゼとも言う)(Iwai T, Inaba N, Naundorf A, et al. J Biol Chem (2002)277:12802-9;国際公開WO03/033710号)のアミノ酸配列である。β3Gn-T6は、O−グリカンのコア3構造(N-アセチルグルコサミニルβ1−3N-アセチルガラクトサミニルα1−R)の生合成を司る酵素であり、N−アセチルガラクトサミニル基の非還元末端にN−アセチルグルコサミンをβ-1,3結合で転移する活性によりコア3構造を合成する。該活性により触媒される反応を反応式で示すと以下の通りになる(Rは、タンパク質中のセリンやスレオニン等の側鎖の水酸基やp-ニトロフェノール等の水酸基とエーテル結合した残基を示す)。
UDP-N-アセチル-D-グルコサミン + N-アセチル-D-ガラクトサミニル-R → UDP + N-アセチル-β-D-グルコサミニル-1,3-N-アセチル-D-ガラクトサミニル-R
(GalNAc-R + UDP-GlcNAc → GlcNAcβ1-3GalNAc-R + UDP)
The amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 is β1,3-N-acetylglucosaminyltransferase 6 (also referred to as β3Gn-T6, β3GlcNAcT6, core 3 synthase) isolated by the present inventors (Iwai T, Inaba N, Naundorf A, et al. J Biol Chem (2002) 277: 12802-9; International Publication No. WO03 / 033710). β3Gn-T6 is an enzyme responsible for biosynthesis of O-glycan core 3 structure (N-acetylglucosaminyl β1-3N-acetylgalactosaminyl α1-R), and non-reducing N-acetylgalactosaminyl group The core 3 structure is synthesized by the activity of transferring N-acetylglucosamine at the terminal by a β-1,3 bond. The reaction catalyzed by the activity is represented by the following reaction formula (R represents a residue in an ether bond with a hydroxyl group of a side chain such as serine or threonine in a protein or a hydroxyl group such as p-nitrophenol. ).
UDP-N-acetyl-D-glucosamine + N-acetyl-D-galactosaminyl-R → UDP + N-acetyl-β-D-glucosaminyl-1,3-N-acetyl-D-galactosaminyl-R
(GalNAc-R + UDP-GlcNAc → GlcNAcβ1-3GalNAc-R + UDP)

以下、本明細書において、「N−アセチルガラクトサミニル基の非還元末端にN−アセチルグルコサミンをβ-1,3結合で転移する活性」を「β3Gn-T6酵素活性」と言う。β3Gn-T6酵素活性は、特に限定されないが、例えば国際公開WO03/033710号の実施例1に記載される方法で確認することができる。すなわち、例えば、該酵素活性を確認すべきポリペプチド溶液を、pNp-α-GalNAc及びUDP-GlcNAcと、適当な緩衝液中(例えば50mM HEPES緩衝液、10mM MnCl2、0.1% Triton-CF54等)で混合し、37℃で16時間程度反応させ、コア3構造物が生じるか否かをHPLC等で調べることにより、容易に確認できる。HPLCは、例えば、国際公開WO03/033710号に記載されるように、カラムとしてMightysil RP-18, 250x4 mm、溶媒としてアセトニトリル:H2O=10:90を用いて、210nmの吸収で検出を行うことにより実施できる。標品として用い得るGlcNAcβ1-3GalNAc-α-pNp(core3構造)、GlcNAcβ1-6GalNAc-α-pNp(core6構造)は、市販品が存在するため、容易に入手することができる。 Hereinafter, in this specification, “the activity of transferring N-acetylglucosamine to the non-reducing end of the N-acetylgalactosaminyl group by β-1,3 bond” is referred to as “β3Gn-T6 enzyme activity”. The β3Gn-T6 enzyme activity is not particularly limited, but can be confirmed, for example, by the method described in Example 1 of WO03 / 033710. That is, for example, the polypeptide solution whose enzyme activity should be confirmed is pNp-α-GalNAc and UDP-GlcNAc in an appropriate buffer (for example, 50 mM HEPES buffer, 10 mM MnCl 2 , 0.1% Triton-CF54, etc.) The mixture is reacted at 37 ° C. for about 16 hours, and whether or not the core 3 structure is formed can be easily confirmed by HPLC or the like. For example, as described in International Publication No. WO03 / 033710, HPLC uses Mightysil RP-18, 250 × 4 mm as a column and acetonitrile: H 2 O = 10: 90 as a solvent, and detection is performed at an absorption of 210 nm. Can be implemented. Since GlcNAcβ1-3GalNAc-α-pNp (core3 structure) and GlcNAcβ1-6GalNAc-α-pNp (core6 structure) that can be used as preparations are commercially available, they can be easily obtained.

β3Gn-T6は食道から大腸まで消化器官系に高く発現し、筋肉や肺、脳などにも低い発現が見られるが、大腸癌や胃癌などの消化器系の癌では発現の低下が見られることが知られている(Iwai T, Inaba N, Naundorf A, et al. J Biol Chem (2002)277:12802-9;国際公開WO03/033710号)。図1は、O−グリカンのコア1〜4構造の生合成反応経路を表したものである。ここに示される通り、β3Gn-T6が発現すると、コア1構造の生合成を司るcore1GalTと競合し、コア1とそれを基質にして作られるコア2が減少して、コア3とそれを基質にして作られるコア4が増加することが予測される。   β3Gn-T6 is highly expressed in the digestive system from the esophagus to the large intestine and low in muscles, lungs, and brains, but decreased in digestive system cancers such as colorectal cancer and stomach cancer (Iwai T, Inaba N, Naundorf A, et al. J Biol Chem (2002) 277: 12802-9; International Publication No. WO03 / 033710). FIG. 1 shows a biosynthetic reaction pathway of the core 1-4 structure of O-glycan. As shown here, when β3Gn-T6 is expressed, it competes with core1GalT, which controls the biosynthesis of the core1 structure, and core1 and core2 made from it decrease, and core3 and it become the substrate. It is predicted that the number of core 4 made will increase.

下記実施例に記載される通り、ヒト結腸腺癌由来のHCT-15細胞中でβ3Gn-T6を発現させたクローンのうち、実際にβ3Gn-T6の酵素活性が発揮されてβ3Gn-T6とcore1GalTとの競合によりコア1糖鎖が減少しているクローンでは、P−糖タンパク質の薬剤排出活性が低下しており、パクリタキセル感受性の顕著な増大が認められている。従って、β3Gn-T6ないしはそれと同様の酵素活性を有するポリペプチドを癌細胞に作用させれば、P−糖タンパク質の薬剤排出活性の増大によってもたらされる抗癌剤抵抗性を抑制することができる。また、β3Gn-T6酵素活性がもたらすP−糖タンパク質の抑制効果によれば、癌細胞の抗癌剤感受性を増大させ、抗癌剤の抗癌作用を増大させる効果も期待できる。例えば、下記実施例で用いられているパクリタキセルは、HCT-15細胞と同じ種類の大腸癌には有効ではないことが知られており、臨床上そのような大腸癌への治療にパクリタキセル系抗癌剤は適用されていない。しかしながら、下記実施例に記載される通り、β3Gn-T6によりHCT-15のパクリタキセル感受性が増大している。従って、β3Gn-T6をパクリタキセル系抗癌剤と併用すれば、HCT-15と同じ種類の大腸癌の治療にパクリタキセル系抗癌剤を適用可能になる。このように、β3Gn-T6酵素活性を利用すれば、従来は臨床上適用範囲が限定されていた抗癌剤の適用範囲を拡大できる。   As described in the following examples, among the clones expressing β3Gn-T6 in HCT-15 cells derived from human colon adenocarcinoma, the enzyme activity of β3Gn-T6 was actually exhibited and β3Gn-T6 and core1GalT In the clones in which the core 1 sugar chain is decreased due to the competition, the drug excretion activity of P-glycoprotein is decreased, and a marked increase in paclitaxel sensitivity is observed. Therefore, if β3Gn-T6 or a polypeptide having the same enzyme activity is allowed to act on cancer cells, the anticancer drug resistance caused by the increased drug excretion activity of P-glycoprotein can be suppressed. Moreover, according to the inhibitory effect of the P-glycoprotein brought about by the β3Gn-T6 enzyme activity, an effect of increasing the anticancer drug sensitivity of cancer cells and the anticancer action of the anticancer drug can be expected. For example, paclitaxel used in the following examples is known not to be effective for the same type of colorectal cancer as HCT-15 cells, and clinically paclitaxel anticancer agents are used for treatment of such colorectal cancer. Not applied. However, as described in the Examples below, β3Gn-T6 increases the sensitivity of HCT-15 to paclitaxel. Therefore, when β3Gn-T6 is used in combination with a paclitaxel anticancer agent, the paclitaxel anticancer agent can be applied to the treatment of the same type of colorectal cancer as HCT-15. Thus, if the β3Gn-T6 enzyme activity is used, the application range of anticancer agents that have been limited in clinical application can be expanded.

一般に、酵素のような生理活性を有するタンパク質において、そのアミノ酸配列のうち、1若しくは少数のアミノ酸が置換し、欠失し及び/又は挿入された場合であっても、該生理活性が維持されることがあることは周知である。従って、配列番号2に示されるアミノ酸配列において1若しくは少数のアミノ酸が置換され、欠失され及び/又は挿入されたアミノ酸配列を有し、β3Gn-T6酵素活性を有するポリペプチド(以下、便宜的に「修飾ポリペプチド」ということがある)も、抗癌剤抵抗性の抑制剤の有効成分として有用であり、本発明の範囲に包含される。このような修飾ポリペプチドのアミノ酸配列は、配列番号2に示されるアミノ酸配列と80%以上、好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上、さらに好ましくは98%以上の相同性を有することが好ましい。さらに、該修飾ポリペプチドとしては、配列番号2に示されるアミノ酸配列において1若しくは数個のアミノ酸が置換され、欠失され及び/又は挿入されたアミノ酸配列を有するものが特に好ましい。   In general, in a protein having physiological activity such as an enzyme, even when one or a few amino acids in the amino acid sequence are substituted, deleted and / or inserted, the physiological activity is maintained. It is well known that there are cases. Therefore, a polypeptide having an amino acid sequence in which one or a few amino acids are substituted, deleted and / or inserted in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 and having β3Gn-T6 enzyme activity (hereinafter, for convenience) (Also referred to as “modified polypeptide”) is also useful as an active ingredient of an anticancer drug resistance inhibitor and is included within the scope of the present invention. The amino acid sequence of such a modified polypeptide has a homology of 80% or more, preferably 90% or more, more preferably 95% or more, and even more preferably 98% or more with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2. preferable. Further, as the modified polypeptide, one having an amino acid sequence in which one or several amino acids are substituted, deleted and / or inserted in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 is particularly preferable.

ここで、アミノ酸配列の「相同性」とは、比較すべき2つのアミノ酸配列のアミノ酸残基ができるだけ多く一致するように両アミノ酸配列を整列させ、一致したアミノ酸残基数を全アミノ酸残基数で除したものを百分率で表したものである。上記整列の際には、必要に応じ、比較する2つの配列の一方又は双方に適宜ギャップを挿入する。このような配列の整列化は、例えばBLAST、FASTA、CLUSTAL W等の周知のプログラムを用いて行なうことができる。ギャップが挿入される場合、上記全アミノ酸残基数は、1つのギャップを1つのアミノ酸残基として数えた残基数となる。このようにして数えた全アミノ酸残基数が、比較する2つの配列間で異なる場合には、相同性(%)は、長い方の配列の全アミノ酸残基数で、一致したアミノ酸残基数を除して算出される。なお、天然のタンパク質を構成する20種類のアミノ酸は、低極性側鎖を有する中性アミノ酸(Gly, Ile, Val, Leu, Ala, Met, Pro)、親水性側鎖を有する中性アミノ酸(Asn, Gln, Thr, Ser, Tyr Cys)、酸性アミノ酸(Asp, Glu)、塩基性アミノ酸(Arg, Lys, His)、芳香族アミノ酸(Phe, Tyr, Trp)のように類似の性質を有するものにグループ分けでき、これらの間での置換であればポリペプチドの性質が変化しないことが多いことが知られている。従って、配列番号2のアミノ酸配列中のアミノ酸残基を置換する場合には、これらの各グループの間で置換することにより、有効成分として用いるポリペプチドのβ3Gn-T6酵素活性を維持できる可能性が高くなる。   Here, the “homology” of amino acid sequences means that both amino acid sequences are aligned so that the amino acid residues of the two amino acid sequences to be compared match as much as possible, and the number of matched amino acid residues is the total number of amino acid residues. The percentage divided by is expressed as a percentage. In the above alignment, a gap is appropriately inserted in one or both of the two sequences to be compared as necessary. Such sequence alignment can be performed using a known program such as BLAST, FASTA, CLUSTAL W, and the like. When gaps are inserted, the total number of amino acid residues is the number of residues obtained by counting one gap as one amino acid residue. When the total number of amino acid residues counted in this way is different between the two sequences to be compared, the homology (%) is the total number of amino acid residues in the longer sequence, and the number of amino acid residues matched. Is calculated by dividing. The 20 amino acids constituting the natural protein are neutral amino acids having low side chains (Gly, Ile, Val, Leu, Ala, Met, Pro), and neutral amino acids having hydrophilic side chains (Asn , Gln, Thr, Ser, Tyr Cys), acidic amino acids (Asp, Glu), basic amino acids (Arg, Lys, His), and aromatic amino acids (Phe, Tyr, Trp) It is known that the properties of a polypeptide often do not change as long as it can be grouped and the substitution between them. Therefore, when substituting amino acid residues in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, there is a possibility that the β3Gn-T6 enzyme activity of the polypeptide used as an active ingredient can be maintained by substitution between these groups. Get higher.

また、上記したβ3Gn-T6タンパク質又は修飾ポリペプチドを部分配列として含み(すなわち、β3Gn-T6タンパク質又は修飾ポリペプチドの一端又は両端に他のアミノ酸又はポリペプチドが付加されたもの)、β3Gn-T6酵素活性を有するポリペプチド(以下、便宜的に「付加ポリペプチド」ということがある)も、上記したβ3Gn-T6及び修飾ポリペプチドと同様に抗癌剤抵抗性の抑制剤の調製に用いることができる。このような付加ポリペプチドの具体例としては、特に限定されないが、Hisタグ、FLAGタグ、GFPなど各種タグを付加した融合タンパク質等が挙げられる。   Further, the β3Gn-T6 protein or modified polypeptide described above is included as a partial sequence (that is, β3Gn-T6 protein or modified polypeptide having one or both ends added with other amino acids or polypeptides), and the β3Gn-T6 enzyme A polypeptide having activity (hereinafter sometimes referred to as “addition polypeptide” for convenience) can also be used for the preparation of an anticancer drug-resistant inhibitor in the same manner as β3Gn-T6 and the modified polypeptide described above. Specific examples of such added polypeptides include, but are not limited to, fusion proteins to which various tags such as His tag, FLAG tag, and GFP are added.

一般に、ポリペプチドから成る医薬において、生体内でのポリペプチドの安定性を高めるために、ポリペプチドに糖鎖やポリエチレングリコール(PEG)鎖を付加したり、ポリペプチドを構成するアミノ酸の少なくとも一部としてD体アミノ酸を用いたりする技術が広く知られており、用いられている。糖鎖やPEG鎖を付加したり、ポリペプチドを構成するアミノ酸の少なくとも一部としてD体アミノ酸を用いたりすることにより、生体内でのペプチダーゼによる分解を受けにくくなり、生体内におけるポリペプチドの半減期が長くなる。本発明で用いられるポリペプチドは、β3Gn-T6活性を有する限り、生体内安定化のためのこれらの公知の修飾を施したものであってもよく、本明細書及び特許請求の範囲における「ポリペプチド」という語は、文脈上そうでないことが明らかな場合を除き、生体内安定化のための修飾を施したものも包含する意味で用いている。   In general, in a pharmaceutical comprising a polypeptide, a sugar chain or a polyethylene glycol (PEG) chain is added to the polypeptide or at least a part of the amino acids constituting the polypeptide in order to increase the stability of the polypeptide in vivo. A technique using a D-form amino acid is widely known and used. By adding sugar chains or PEG chains, or by using D-form amino acids as at least part of the amino acids that make up the polypeptide, it is less susceptible to degradation by peptidases in vivo, reducing the polypeptide in vivo by half. The period becomes longer. As long as it has β3Gn-T6 activity, the polypeptide used in the present invention may be those subjected to these known modifications for in vivo stabilization. The term “peptide” is used in the sense of including those that have been modified for in vivo stabilization, unless the context clearly indicates otherwise.

ポリペプチドに対する糖鎖付加は周知であり、例えば、Sato M, Furuike T, Sadamoto R, Fujitani N, Nakahara T, Niikura K, Monde K, Kondo H, Nishimura S., "Glycoinsulins: dendritic sialyloligosaccharide-displaying insulins showing a prolonged blood-sugar-lowering activity.",J Am Chem Soc. 2004 Nov 3;126(43):14013-22やSato M, Sadamoto R, Niikura K, Monde K, Kondo H, Nishimura S,"Site-specific introduction of sialic acid into insulin.", Angew Chem Int Ed Engl. 2004 Mar 12;43(12):1516-20等に記載されている。糖鎖は、N末端、C末端又はそれらの間のアミノ酸に結合可能であるが、ポリペプチドの活性を阻害しないためにN末端又はC末端に結合することが好ましい。また、付加する糖鎖の個数は、1個又は2個が好ましく、1個が好ましい。糖鎖は、単糖から4糖が好ましく、さらには2糖又は3糖が好ましい。糖鎖は、ポリペプチドの遊離のアミノ基又はカルボキシル基に直接又は例えば炭素数1〜10程度のメチレン鎖等のスペーサー構造を介して結合することができる。   Glycosylation to polypeptides is well known, for example, Sato M, Furuike T, Sadamoto R, Fujitani N, Nakahara T, Niikura K, Monde K, Kondo H, Nishimura S., "Glycoinsulins: dendritic sialyloligosaccharide-displaying insulins showing a prolonged blood-sugar-lowering activity. ", J Am Chem Soc. 2004 Nov 3; 126 (43): 14013-22 and Sato M, Sadamoto R, Niikura K, Monde K, Kondo H, Nishimura S," Site- specific introduction of sialic acid into insulin. ", Angew Chem Int Ed Engl. 2004 Mar 12; 43 (12): 1516-20. The sugar chain can be bound to the N-terminus, C-terminus, or an amino acid therebetween, but is preferably bound to the N-terminus or C-terminus so as not to inhibit the activity of the polypeptide. The number of sugar chains to be added is preferably 1 or 2, and preferably 1. The sugar chain is preferably monosaccharide to tetrasaccharide, more preferably disaccharide or trisaccharide. The sugar chain can be bound to a free amino group or carboxyl group of the polypeptide directly or via a spacer structure such as a methylene chain having about 1 to 10 carbon atoms.

ポリペプチドに対するPEG鎖の付加も周知であり、例えば、Ulbricht K, Bucha E, Poschel KA, Stein G, Wolf G, Nowak G., "The use of PEG-Hirudin in chronic hemodialysis monitored by the Ecarin Clotting Time: influence on clotting of the extracorporeal system and hemostatic parameters.", Clin Nephrol. 2006 Mar;65(3):180-90.やDharap SS, Wang Y, Chandna P, Khandare JJ, Qiu B, Gunaseelan S, Sinko PJ, Stein S, Farmanfarmaian A, Minko T., "Tumor-specific targeting of an anticancer drug delivery system by LHRH peptide.", Proc Natl Acad Sci USA. 2005 Sep 6;102(36):12962-7."等に記載されている。PEG鎖は、N末端、C末端又はそれらの間のアミノ酸に結合可能であり、通常、1個又は2個のPEG鎖が、ポリペプチド上の遊離のアミノ基やカルボキシル基に結合される。PEG鎖の分子量は、特に限定されないが、通常3000〜7000程度、好ましくは5000程度のものが用いられる。   Addition of PEG chains to polypeptides is also well known, e.g. Ulbricht K, Bucha E, Poschel KA, Stein G, Wolf G, Nowak G., "The use of PEG-Hirudin in chronic hemodialysis monitored by the Ecarin Clotting Time: influence on clotting of the extracorporeal system and hemostatic parameters. ", Clin Nephrol. 2006 Mar; 65 (3): 180-90. and Dharap SS, Wang Y, Chandna P, Khandare JJ, Qiu B, Gunaseelan S, Sinko PJ, Stein S, Farmanfarmaian A, Minko T., "Tumor-specific targeting of an anticancer drug delivery system by LHRH peptide.", Proc Natl Acad Sci USA. 2005 Sep 6; 102 (36): 12962-7. The PEG chain can be attached to the N-terminus, C-terminus, or the amino acid between them, and usually one or two PEG chains are attached to a free amino group or carboxyl group on the polypeptide. The molecular weight of the PEG chain is not particularly limited, but is usually about 3000 to 7000, preferably about 5000.

ポリペプチドを構成するアミノ酸の少なくとも一部をD体とする方法も周知であり、例えば、Brenneman DE, Spong CY, Hauser JM, Abebe D, Pinhasov A, Golian T, Gozes I., "Protective peptides that are orally active and mechanistically nonchiral.", J Pharmacol Exp Ther. 2004 Jun;309(3):1190-7やWilkemeyer MF, Chen SY, Menkari CE, Sulik KK, Charness ME., “Ethanol antagonist peptides: structural specificity without stereospecificity.”, J Pharmacol Exp Ther. 2004 Jun;309(3):1183-9.等に記載されている。ポリペプチドを構成するアミノ酸の一部をD体としてもよいが、ポリペプチドの活性をできるだけ阻害しないため、一部のみをD体にするよりは、ポリペプチドを構成するアミノ酸の全てをD体アミノ酸とすることが好ましい。   A method in which at least a part of amino acids constituting a polypeptide is in D form is also well known. For example, Brenneman DE, Spong CY, Hauser JM, Abebe D, Pinhasov A, Golian T, Gozes I., “Protective peptides that are orally active and mechanistically nonchiral. ", J Pharmacol Exp Ther. 2004 Jun; 309 (3): 1190-7, Wilkemeyer MF, Chen SY, Menkari CE, Sulik KK, Charness ME.,“ Ethanol antagonist peptides: structural specificity without stereospecificity ", J Pharmacol Exp Ther. 2004 Jun; 309 (3): 1183-9. A part of the amino acids constituting the polypeptide may be D-form, but since the activity of the polypeptide is not inhibited as much as possible, all of the amino acids constituting the polypeptide are D-form amino acids rather than only part of the amino acids It is preferable that

本発明で有効成分として用いられる上記ポリペプチドは、例えば市販のペプチド合成機を用いて常法により容易に調製することができる。また、周知の遺伝子工学的手法を用いて容易に調製することができる。例えば、β3Gn-T6遺伝子を発現している組織から抽出したRNAから、β3Gn-T6遺伝子のcDNAをRT−PCRにより調製し、該cDNAの全長を発現ベクターに組み込んで、宿主細胞中に導入し、目的とするポリペプチドを得ることができる。RNAの抽出、RT−PCR、ベクターへのcDNAの組み込み、ベクターの宿主細胞への導入は周知の方法により行なうことができる。また、用いるベクターや宿主細胞も周知であり、種々のものが市販されている。また、上記安定化修飾も、上記各文献に記載されているような周知の方法により容易に行なうことができる。   The above polypeptide used as an active ingredient in the present invention can be easily prepared by a conventional method using, for example, a commercially available peptide synthesizer. Moreover, it can be easily prepared using a known genetic engineering technique. For example, from the RNA extracted from the tissue expressing the β3Gn-T6 gene, cDNA of β3Gn-T6 gene is prepared by RT-PCR, the full length of the cDNA is incorporated into an expression vector, and introduced into a host cell, The target polypeptide can be obtained. Extraction of RNA, RT-PCR, integration of cDNA into a vector, and introduction of a vector into a host cell can be performed by known methods. Further, vectors and host cells to be used are well known, and various types are commercially available. The stabilization modification can also be easily performed by a known method as described in each of the above documents.

β3Gn-T6酵素活性を有するポリペプチドを有効成分として含有する本発明の抑制剤は、ポリペプチドのみから成っていてもよいし、各投与形態に適した、薬理学的に許容される担体及び/又は希釈剤を用いて製剤することができる。製剤方法及びそのための各種担体は、医薬製剤の分野において周知である。薬理学的に許容される担体又は希釈剤は、例えば、生理緩衝液のような緩衝液や、賦形剤(砂糖、乳糖、コーンスターチ、リン酸カルシウム、ソルビトール、グリシン等)であってよく、結合剤(シロップ、ゼラチン、アラビアゴム、ソルビトール、ポリビニルクロリド、トラガント等)、滑沢剤(ステアリン酸マグネシウム、ポリエチレングリコール、タルク、シリカ等)等が適宜混合されていてもよい。投与形態としては、錠剤、カプセル剤、顆粒剤、散剤、シロップ剤などによる経口剤、吸入剤、注射剤、座剤、液剤などによる非経口剤などを挙げることができる。これらの製剤は一般的に知られている製法によって作ることができる。   The inhibitor of the present invention containing a polypeptide having β3Gn-T6 enzyme activity as an active ingredient may be composed of only a polypeptide, a pharmacologically acceptable carrier suitable for each dosage form, and / or Or it can formulate using a diluent. Formulation methods and various carriers therefor are well known in the field of pharmaceutical formulation. The pharmacologically acceptable carrier or diluent may be, for example, a buffer solution such as a physiological buffer solution or an excipient (sugar, lactose, corn starch, calcium phosphate, sorbitol, glycine, etc.), and a binder ( Syrup, gelatin, gum arabic, sorbitol, polyvinyl chloride, tragacanth, etc.), lubricant (magnesium stearate, polyethylene glycol, talc, silica, etc.) and the like may be appropriately mixed. Examples of the dosage form include oral preparations such as tablets, capsules, granules, powders, and syrups, and parenteral preparations such as inhalants, injections, suppositories, and liquids. These preparations can be made by generally known production methods.

上記ポリペプチドを有効成分とする本発明の抑制剤の生体への投与経路は、経口投与でも非経口投与でもよいが、筋肉内投与、皮下投与、静脈内投与、動脈内投与等の非経口投与が好ましい。特に、全身投与よりも、癌組織ないしその周辺組織への局部投与が好ましい。局部投与によれば、健常組織が該抑制剤に曝露するのを回避でき、また、より少量で効率的に癌細胞に働きかけることができる。投与量は、生体内(好ましくは癌細胞内)において、P−糖タンパク質の薬剤排出活性を低下させるのに有効な量であればよい。投与量は、症状、年齢、体重、投与方法等に応じて適宜選択され、特に限定されないが、通常、成人に対し有効成分量として1日1μg〜1 g程度、特に1 mg〜100 mg程度であり、1回ないし数回に分けて投与される。   The administration route to the living body of the inhibitor of the present invention comprising the above polypeptide as an active ingredient may be oral administration or parenteral administration, but parenteral administration such as intramuscular administration, subcutaneous administration, intravenous administration, intraarterial administration, etc. Is preferred. In particular, local administration to cancer tissue or its surrounding tissues is preferable to systemic administration. According to local administration, exposure of healthy tissue to the inhibitor can be avoided, and cancer cells can be efficiently acted in a smaller amount. The dose may be an amount effective for reducing the drug excretion activity of P-glycoprotein in vivo (preferably in cancer cells). The dosage is appropriately selected according to symptoms, age, body weight, administration method, etc., and is not particularly limited, but is usually about 1 μg to 1 g, particularly about 1 mg to 100 mg per day as an active ingredient amount for adults. Yes, divided into 1 to several doses.

本発明の抑制剤の投与対象は哺乳動物であり、例えばヒト、イヌ、ネコ、ウサギ、ハムスター等が挙げられる。特に限定されないが、好ましくはヒトである。   The subject of administration of the inhibitor of the present invention is a mammal, and examples thereof include humans, dogs, cats, rabbits, hamsters and the like. Although it does not specifically limit, Preferably it is a human.

また、β3Gn-T6酵素活性を有する上記ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを対象動物の癌細胞内で発現させることによっても、抗癌剤抵抗性を抑制することができる。この場合、上記ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドは、投与対象となる生体の細胞内で発現可能なベクターに組み込んだ組換えベクターの形態で対象動物に投与される。このような組換えベクターを対象動物に投与し、対象動物細胞内で有効成分である上記ポリペプチドを生産させることも、上記ポリペプチドを対象動物に投与することの一形態と考えられ、本発明の抑制剤の範囲に包含される。   Moreover, anticancer drug resistance can also be suppressed by expressing a polynucleotide encoding the above-mentioned polypeptide having β3Gn-T6 enzyme activity in cancer cells of the subject animal. In this case, the polynucleotide encoding the polypeptide is administered to the subject animal in the form of a recombinant vector incorporated into a vector that can be expressed in the cells of the subject organism. Administering such a recombinant vector to a target animal to produce the above polypeptide as an active ingredient in the target animal cell is also considered as one form of administering the above polypeptide to the target animal. Are included in the range of inhibitors.

ベクターに挿入するポリヌクレオチドとしては、配列番号1に示される塩基配列を有するポリヌクレオチドであってもよく、また、その保存的置換塩基配列(コードするアミノ酸配列が同じで塩基配列が異なるもの)を用いることができる。また、各アミノ酸をコードするコドンは公知であるから、特定のアミノ酸配列をコードするポリヌクレオチドの塩基配列は容易に特定することができる。従って、上記したいずれのポリペプチドをコードするポリヌクレオチドの塩基配列も容易に特定することができる。これらのポリヌクレオチドは、市販の核酸合成機を用いて常法により合成することができる。配列番号1に示される塩基配列を有するポリヌクレオチドであれば、周知の遺伝子工学的手法を用いて容易に調製することができ、例えば、β3Gn-T6を発現する細胞から抽出したRNAから、β3Gn-T6遺伝子のcDNAをRT−PCRにより調製することで、容易に得ることができる。ポリヌクレオチドはDNAでもRNAでもよい。   The polynucleotide to be inserted into the vector may be a polynucleotide having the base sequence shown in SEQ ID NO: 1, and its conservatively substituted base sequence (the encoded amino acid sequence is the same and the base sequence is different). Can be used. In addition, since the codons encoding each amino acid are known, the base sequence of a polynucleotide encoding a specific amino acid sequence can be easily specified. Therefore, the base sequence of the polynucleotide encoding any of the above-described polypeptides can be easily specified. These polynucleotides can be synthesized by a conventional method using a commercially available nucleic acid synthesizer. The polynucleotide having the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 can be easily prepared using a well-known genetic engineering technique. For example, β3Gn− is extracted from RNA extracted from cells expressing β3Gn-T6. It can be easily obtained by preparing cDNA of T6 gene by RT-PCR. The polynucleotide may be DNA or RNA.

発現ベクターとしては、生体細胞内、好ましくは哺乳動物細胞内で発現可能なベクターであればいかなるものであってもよく、プラスミドベクターでもウイルスベクターでもよい。哺乳動物細胞内で発現可能なベクターは周知であり、種々のものが市販されているので、入手は容易である。例えば、市販のベクターのマルチクローニング部位に上記したポリヌクレオチドを挿入することにより、前記組換えベクターを容易に得ることができる。   The expression vector may be any vector that can be expressed in a living cell, preferably a mammalian cell, and may be a plasmid vector or a viral vector. Vectors that can be expressed in mammalian cells are well known, and various vectors are commercially available. For example, the recombinant vector can be easily obtained by inserting the above-described polynucleotide into a multicloning site of a commercially available vector.

上記組換えベクターの投与経路は、遺伝子ワクチンや遺伝子医薬等の投与方法に通常用いられている投与経路を用いることができ、特に限定されないが、筋肉内投与、皮下投与、静脈内投与、動脈内投与等の非経口投与経路が好ましい。癌組織ないしその周辺組織に局部投与すると、癌組織において効率的に上記ポリペプチドを生産させ、健常組織の該ポリペプチドへの曝露を回避できるため、局部投与が好ましい。該組換えベクターは、投与経路に応じて好ましい剤形に調製することができ、通常、注射剤等の形態で投与される。必要に応じて、慣用の担体を加えてもよい。投与量は、投与経路等に応じて適宜選択することができるが、通常、成人への1回の治療当たり、組換えベクター量で1x108〜1x1014ベクター粒子/kg程度、特に1x1010〜1x1013ベクター粒子/kg程度である。 The administration route of the recombinant vector may be any administration route commonly used for administration methods such as gene vaccines and gene medicines, and is not particularly limited, but intramuscular administration, subcutaneous administration, intravenous administration, intraarterial administration. A parenteral route of administration such as administration is preferred. Local administration is preferred because local administration to cancer tissues or surrounding tissues can efficiently produce the polypeptide in cancer tissues and avoid exposure of healthy tissues to the polypeptide. The recombinant vector can be prepared into a preferable dosage form according to the administration route, and is usually administered in the form of an injection or the like. If necessary, a conventional carrier may be added. The dose can be appropriately selected according to the administration route and the like. Usually, the amount of the recombinant vector is about 1 × 10 8 to 1 × 10 14 vector particles / kg, particularly 1 × 10 10 to 1 × 10 per treatment for an adult. About 13 vector particles / kg.

本発明の抑制剤により抵抗性の変化が起こる抗癌剤は、P−糖タンパク質の基質であり、P−糖タンパク質の作用により細胞外に排出される抗癌剤である。P−糖タンパク質の基質は、非特許文献2(Takano M et al. Pharmacol Ther (2006)109:137-61)に記載される通り公知である。P−糖タンパク質の基質である抗癌剤の具体例としては、パクリタキセル、アクチノマイシンD、ダウノルビシン、ドセタキセル、ドキソルビシン、メトトレキセート及びビンクリスチン等が挙げられるが、これらに限定されない。P-糖タンパク質基質の中には、他の薬剤トランスポーターの基質ともなる薬剤があるが、P-糖タンパク質への特異性がより高い抗癌剤ほど、本発明の抑制剤によって抵抗性の変化を生じ易いものと考えられる。   The anticancer agent whose resistance is changed by the inhibitor of the present invention is a substrate of P-glycoprotein, and is an anticancer agent that is excreted out of the cell by the action of P-glycoprotein. The substrate of P-glycoprotein is known as described in Non-Patent Document 2 (Takano M et al. Pharmacol Ther (2006) 109: 137-61). Specific examples of anticancer agents that are substrates for P-glycoprotein include, but are not limited to, paclitaxel, actinomycin D, daunorubicin, docetaxel, doxorubicin, methotrexate, vincristine, and the like. Among the P-glycoprotein substrates, there are drugs that also serve as substrates for other drug transporters. However, anticancer drugs with higher specificity for P-glycoproteins cause resistance changes due to the inhibitors of the present invention. It is considered easy.

本発明の抑制剤が対象とする抗癌剤抵抗性とは、P-糖タンパク質の薬剤排出活性の増大が主要因となって生じる抗癌剤抵抗性である。他の薬剤トランスポーターが関与していてもよいが、P-糖タンパク質の寄与率が高い抗癌剤抵抗性ほど、本発明の抑制剤の効果が高いと考えられる。P-糖タンパク質の薬剤排出活性の影響を受けやすい抗癌剤が投薬治療中に効かなくなった場合には、その抗癌剤抵抗性は、P-糖タンパク質の薬剤排出活性の増大が主要因となっている可能性が高い。そのため、本発明の抑制剤は、P-糖タンパク質基質である抗癌剤を用いた治療過程で抗癌剤抵抗性が生じた場合に、好ましく抑制効果を発揮し得る。   The anticancer drug resistance targeted by the inhibitor of the present invention is anticancer drug resistance caused mainly by an increase in drug excretion activity of P-glycoprotein. Although other drug transporters may be involved, it is considered that the effect of the inhibitor of the present invention is higher as the resistance of the anti-cancer agent with higher contribution of P-glycoprotein. When an anticancer drug that is susceptible to the drug excretion activity of P-glycoprotein ceases to work during medication, the resistance to the anticancer drug may be mainly due to an increase in the drug excretion activity of P-glycoprotein High nature. Therefore, the inhibitor of the present invention can preferably exert an inhibitory effect when resistance to an anticancer agent occurs in the course of treatment using an anticancer agent that is a P-glycoprotein substrate.

また、本発明の抑制剤は、抗癌剤抵抗性の抑制以外の用途にも用いることができる。例えば、P-糖タンパク質基質である抗癌剤と組み合わせて用いることにより、癌細胞における該抗癌剤の細胞外排出を抑制し、該抗癌剤の効果を高めることができる。例えば、パクリタキセル系抗癌剤が望ましい効果を奏さず、従来は臨床上適用されていない結腸腺癌に対し、パクリタキセル系抗癌剤と本発明の抑制剤を併用して投与すれば、パクリタキセル系抗癌剤の癌細胞からの排出が抑制され、該抗癌剤による治療が可能になる(下記実施例参照)。従って、本発明の抑制剤によれば、抗癌剤の適用範囲を拡大することも可能である。   Moreover, the inhibitor of this invention can be used also for uses other than suppression of anticancer agent resistance. For example, by using in combination with an anticancer agent that is a P-glycoprotein substrate, extracellular discharge of the anticancer agent in cancer cells can be suppressed, and the effect of the anticancer agent can be enhanced. For example, if a paclitaxel anticancer agent does not have a desirable effect and is administered in combination with a paclitaxel anticancer agent and the inhibitor of the present invention for a colon adenocarcinoma that has not been clinically applied conventionally, the paclitaxel anticancer agent from the cancer cells of the paclitaxel anticancer agent Is suppressed, and treatment with the anticancer agent becomes possible (see Examples below). Therefore, according to the inhibitor of the present invention, the application range of the anticancer agent can be expanded.

以下、本発明を実施例に基づきより具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically based on examples.

材料及び方法
1.材料
[3H]パクリタキセル(740 GBq/mmol)及び[3H]グルコサミン塩酸塩(1480 GBq/mmol)は、American Radiolabeled Chemicals社(米国ミズーリ州St. Louis)より購入した。ベラパミル、パクリタキセル(タキソール)、ローダミン123はシグマ社(米国ミズーリ州St. Louis)より購入した。アルスロバクター由来シアリダーゼはナカライテスク社(日本国京都)より得た。PNA−ビオチンはVector Laboratories社(米国カリフォルニア州Burlingame)より得た。MTSアッセイ試薬はプロメガ社(米国ウィスコンシン州Madison)より得た。リポフェクタミン2000試薬及びジェネティシンはインビトロジェン社(米国カリフォルニア州Carlsbad)より得た。ヒトP-糖タンパク質特異的モノクローナル抗体UIC2はBeckman Coulter社(仏国Marseilles)より購入した。
Materials and Methods material
[ 3 H] paclitaxel (740 GBq / mmol) and [ 3 H] glucosamine hydrochloride (1480 GBq / mmol) were purchased from American Radiolabeled Chemicals (St. Louis, MO, USA). Verapamil, paclitaxel (Taxol), and rhodamine 123 were purchased from Sigma (St. Louis, MO, USA). Arthrobacter-derived sialidase was obtained from Nacalai Tesque (Kyoto, Japan). PNA-biotin was obtained from Vector Laboratories (Burlingame, California, USA). MTS assay reagents were obtained from Promega (Madison, Wis., USA). Lipofectamine 2000 reagent and geneticin were obtained from Invitrogen (Carlsbad, Calif., USA). Human P-glycoprotein-specific monoclonal antibody UIC2 was purchased from Beckman Coulter (Marseilles, France).

2.細胞培養
ヒト結腸腺癌由来のHCT-15細胞はAmerican Type Cell Collectionより入手し、5%CO2環境の湿式インキュベーター内で37℃にて、10%ウシ胎児血清を添加したRPMI-1640培地中で培養した。β3GlcNAcT6を安定発現する4つの純系セルラインと1つの純系偽トランスフェクト(mock)コントロールセルラインを、ジェネティシン(1.0 mg/ml)存在下、上記と同様の培地中で培養した。
2. Cell culture HCT-15 cells derived from human colon adenocarcinoma were obtained from the American Type Cell Collection in RPMI-1640 medium supplemented with 10% fetal bovine serum at 37 ° C in a wet incubator with 5% CO 2 environment. Cultured. Four pure cell lines stably expressing β3GlcNAcT6 and one pure mock-transfected (mock) control cell line were cultured in the same medium as described above in the presence of geneticin (1.0 mg / ml).

3.発現構築物及びトランスフェクション
β3GlcNAcT6をコードするORF断片は、ヒト胃組織のMarathon-Ready cDNA(クロンテック社)を鋳型として用いたPCRにより増幅した。フォワードプライマー(配列番号3:5'-ggggacaagtttgtacaaaaaagcaggcttcatggcttttccctgccgcagg-3')及びリバースプライマー(配列番号4:5'-ggggaccactttgtacaagaaagctgggtctggcctcaggagacccggtg-3')にはそれぞれattB1及びattB2配列を付加して組換え部位を作製した。GATEWAY system (Invitrogen社)を用いて、増幅断片をpDONR 201エントリーベクターのattP1部位とattP2部位の間に挿入し、次いで挿入断片をpDEST12.2哺乳動物発現ベクター中に移した。このプラスミドをpDEST12.2-β3GlcNAcT6と名付けた。
3. Expression construct and transfection The ORF fragment encoding β3GlcNAcT6 was amplified by PCR using Marathon-Ready cDNA (Clontech) of human gastric tissue as a template. The forward primer (SEQ ID NO: 3: 5'-ggggacaagtttgtacaaaaaagcaggcttcatggcttttccctgccgcagg-3 ') and reverse primer (SEQ ID NO: 5'-ggggaccactttgtacaagaaagctgggtctggcctcaggagacccggtg-3') were added to the recombination sites respectively. Using the GATEWAY system (Invitrogen), the amplified fragment was inserted between the attP1 and attP2 sites of the pDONR 201 entry vector, and then the inserted fragment was transferred into the pDEST12.2 mammalian expression vector. This plasmid was named pDEST12.2-β3GlcNAcT6.

HCT-15細胞は、リポフェクタミン2000試薬を用いて、pDEST12.2-β3GlcNAcT6発現プラスミドDNAにてトランスフェクトした。トランスフェクトした細胞はジェネティシン(1.0 mg/ml)存在下で3週間の選択を行なった。細胞をトリプシン処理で分離し、96ウェルプレート中でジェネティシンによる選択を続けながら限界希釈法によりクローニングした。β3GlcNAcT6を安定発現する4つの純系セルライン(#30, #36, #40, #46)及び1つの純系偽トランスフェクト(mock)コントロールセルラインを確立した。なお、mockセルラインとは、β3GlcNAcT6を含まないpDEST12.2でトランスフェクトして得たものである。   HCT-15 cells were transfected with pDEST12.2-β3GlcNAcT6 expression plasmid DNA using Lipofectamine 2000 reagent. Transfected cells were selected for 3 weeks in the presence of geneticin (1.0 mg / ml). Cells were isolated by trypsinization and cloned by limiting dilution while continuing selection with geneticin in 96 well plates. Four pure cell lines (# 30, # 36, # 40, # 46) stably expressing β3GlcNAcT6 and one pure mock-transfected (mock) control cell line were established. The mock cell line was obtained by transfection with pDEST12.2 not containing β3GlcNAcT6.

4.薬剤蓄積アッセイ
パクリタキセル蓄積アッセイのため、5%CO2環境の湿式インキュベーター内で37℃にて1日間、10%ウシ胎児血清を添加したRPMI-1640培地を用いて、12ウェル組織培養プレート上でHCT-15細胞を培養した(1 x 105個/ウェル)。[3H]パクリタキセル(74 GBq/mmol)を終濃度26.7μMとなるように添加し、37℃でインキュベートした。各時点で収集した細胞は、氷冷したリン酸緩衝生理食塩水(PBS)で4回洗浄し、液体シンチレーターOptiPhase HiSafe 3 (Wallac Perkin Elmer Life Sciences社)と混合した。液体シンチレーションカウンター(ALOKA, LSC-6101)で放射活性をカウントした。
4). Drug accumulation assay For paclitaxel accumulation assay, HCT on 12-well tissue culture plates using RPMI-1640 medium supplemented with 10% fetal calf serum for 1 day at 37 ° C in a wet incubator with 5% CO 2 environment -15 cells were cultured (1 x 10 5 cells / well). [ 3 H] paclitaxel (74 GBq / mmol) was added to a final concentration of 26.7 μM and incubated at 37 ° C. Cells collected at each time point were washed four times with ice-cold phosphate buffered saline (PBS) and mixed with a liquid scintillator OptiPhase HiSafe 3 (Wallac Perkin Elmer Life Sciences). Radioactivity was counted with a liquid scintillation counter (ALOKA, LSC-6101).

5.薬剤感受性アッセイ
パクリタキセル感受性アッセイのため、96ウェル培養プレート中でHCT-15細胞(1 x 104個/ウェル)を上記した条件下で1日間培養し、次いで、培地に種々の濃度のパクリタキセルを添加してさらに72時間培養した。3-(4,5-ジメチルチアゾール-2-イル)-5-(3-カルボキシメトキシフェニル)-2-(4-スルフォフェニル)2H-テトラゾリウム内塩 (MTS)を用いて、96 AQueous One Solution Cell Proliferation Assay (Promega社、米国ウィスコンシン州Madison)により細胞生存率を測定した。
5). Drug Sensitivity Assay For paclitaxel sensitivity assay, HCT-15 cells (1 x 10 4 cells / well) are cultured for 1 day in 96-well culture plate, then various concentrations of paclitaxel are added to the medium The culture was further continued for 72 hours. 96 AQueous One Solution with 3- (4,5-dimethylthiazol-2-yl) -5- (3-carboxymethoxyphenyl) -2- (4-sulfophenyl) 2H-tetrazolium inner salt (MTS) Cell viability was measured by Cell Proliferation Assay (Promega, Madison, Wis., USA).

6.P−糖タンパク質活性阻害アッセイ
12ウェル組織培養プレート上でHCT-15細胞(mock及び #30トランスフェクタントクローン細胞)を培養した(1 x 105個/ウェル)。0.3μMサイクロスポリンAおよび機能性P-糖タンパク質特異的中和抗体UIC2 (10μg/ml)の存在下、非存在下で1時間培養し、その後[3H]パクリタキセル(74 GBq/mmol)を用いて、上記と同様2時間の薬剤蓄積アッセイを行った。
6). P-glycoprotein activity inhibition assay
HCT-15 cells (mock and # 30 transfectant clonal cells) were cultured on a 12-well tissue culture plate (1 × 10 5 cells / well). Incubate for 1 hour in the absence of 0.3 μM cyclosporin A and functional P-glycoprotein specific neutralizing antibody UIC2 (10 μg / ml), and then add [ 3 H] paclitaxel (74 GBq / mmol). The drug accumulation assay for 2 hours was performed as described above.

7.フローサイトメトリーによるローダミン123排出アッセイ
HCT-15細胞を、1μg/mlのローダミン123(Rho-123)存在下、10%ウシ胎児血清を添加したRPMI-1640培地中で37℃にて1時間インキュベートした。該細胞をPBSで洗浄し、Rho-123を含まない新しい培地中で37℃にて4時間インキュベートして、Rho-123を流出させた。インキュベート後、細胞をPBSで洗浄し、直ちにRho-123の蓄積を解析した。解析は、励起波長488 nm(575/26 nmバンドパスフィルター使用)にて、FACSAria flow cytometer (Becton, Dickinson and Campany社、米国ニュージャージー州Franklin Lakes)を用いて行なった。
7). Rhodamine 123 excretion assay by flow cytometry
HCT-15 cells were incubated at 37 ° C. for 1 hour in RPMI-1640 medium supplemented with 10% fetal calf serum in the presence of 1 μg / ml rhodamine 123 (Rho-123). The cells were washed with PBS and incubated in fresh medium without Rho-123 for 4 hours at 37 ° C. to drain Rho-123. After incubation, the cells were washed with PBS and immediately analyzed for Rho-123 accumulation. Analysis was performed using a FACSAria flow cytometer (Becton, Dickinson and Campany, Franklin Lakes, NJ, USA) at an excitation wavelength of 488 nm (using a 575/26 nm bandpass filter).

9.O−グリカンの分析
HCT-15細胞(1 x 106個)は、グルコース濃度を5分の1としたRPMI1640培地を用いて、[3H]グルコサミン(1Mbq/ml)及び5%透析FBSの存在下、5%CO2環境で20時間培養した。細胞を収集した後、細胞ホモジネートをPBSで透析し、これを0.05N KOH/1M NaBH4を用いて45℃にて15時間、βー脱離反応に付した。遊離したオリゴ糖をアルスロバクター由来シアリダーゼで消化し、Yamashita K et al., Methods Enzymol 1982;83:105-26に記載される方法により、Bio-Gel P-4カラムクロマトグラフィー(<45μm, 1.5cm i.d. x 50cm long, Bio-Rad Laboratory社)を用いて中性のシアリダーゼ消化オリゴ糖を解析した。標準オリゴ糖Galβ1-3GalNAcOT及びGlcNAcβ1-3GalNAcOTは、既報(Guo JM et al., FEBS Lett (2002)524:211-8;Tachibana K et al., Glycobiology (2006)16:46-53)の方法に従って、酵素学的に合成したコア1−及びコア3−Muc5ACペプチドから調製し、β脱離/ラベリング(1MBq NaB3H4含有0.05N KOH/1M NaBH4)を行なった。Galβ1-3(Galβ1-4GlcNAcβ1-6)GalNAcOT及びGalβ1-4GlcNAcβ1-3GalNAcOTは、同様の方法により、コア2−及びコア3−Muc5ACペプチドから調製後、組換えβ4GalT1を用いてβ4−ガラクトシル化して得た。Galβ1-4GlcNAcβ1-3(Galβ1-4GlcNAcβ1-6)GalNAcOTは、組換えコア2GlcNAcT1及びβ4GalT1を用いてコア3オリゴ糖から調製した。
9. Analysis of O-glycans
HCT-15 cells (1 x 10 6 cells) were prepared using RPMI1640 medium with a glucose concentration of 1/5, 5% CO2 in the presence of [ 3 H] glucosamine (1 Mbq / ml) and 5% dialyzed FBS. Incubated in 2 environments for 20 hours. After the cells were collected, the cell homogenate was dialyzed against PBS and subjected to β-elimination reaction with 0.05N KOH / 1M NaBH 4 at 45 ° C. for 15 hours. The released oligosaccharides were digested with Arthrobacter-derived sialidase and subjected to Bio-Gel P-4 column chromatography (<45 μm, 1.5) according to the method described in Yamashita K et al., Methods Enzymol 1982; 83: 105-26. Neutral sialidase digested oligosaccharides were analyzed using cm id x 50 cm long, Bio-Rad Laboratory. The standard oligosaccharides Galβ1-3GalNAc OT and GlcNAcβ1-3GalNAc OT are described in previous reports (Guo JM et al., FEBS Lett (2002) 524: 211-8; Tachibana K et al., Glycobiology (2006) 16: 46-53). according to the method, prepared from enzymatically synthesized core 1 and the core 3-MUC5AC peptide was subjected to β elimination / labeling (1MBq NaB 3 H 4 containing 0.05N KOH / 1M NaBH 4). Galβ1-3 (Galβ1-4GlcNAcβ1-6) GalNAc OT and Galβ1-4GlcNAcβ1-3GalNAc OT were prepared from core 2- and core 3-Muc5AC peptides by the same method, and then β4-galactosylated using recombinant β4GalT1. Obtained. Galβ1-4GlcNAcβ1-3 (Galβ1-4GlcNAcβ1-6) GalNAc OT was prepared from core 3 oligosaccharides using recombinant cores 2GlcNAcT1 and β4GalT1.

結果
1.β3GlcNAcT6発現クローンの作出
HCT-15株にβ3GlcNAcT6遺伝子をトランスフェクトし、β3GlcNAcT6発現量の異なる4種のクローンを分離した。β3GlcNAcT6が発現すると、図1に示すように、細胞内でcore1GalTと競合して、コア1(Galβ1-3GalNAcα-)とそれを基質にして作られるコア2が減少し、コア3が増加する事が予想される。そこで、それぞれのクローンのβ3GlcNAcT6タンパク質の発現量について、コア1を認識するPNAを利用して、細胞上のコア1結合量の減少量として分析した(図2A)。ただし、細胞上では、コア1はシアリルコア1 (Siaα2-3Galβ1-3GalNAcα-) になっている事が多く、この構造はPNAレクチンには認識されない事から、ノイラミニダーゼで消化した後に分析した。
Result 1. Creation of β3GlcNAcT6 expression clone
HCT-15 strain was transfected with β3GlcNAcT6 gene, and four clones with different β3GlcNAcT6 expression levels were isolated. When β3GlcNAcT6 is expressed, as shown in Fig. 1, it competes with core1GalT in the cell, core 1 (Galβ1-3GalNAcα-) and core 2 made using it as a substrate decrease, and core 3 increases. is expected. Therefore, the expression level of β3GlcNAcT6 protein in each clone was analyzed as a decrease in the amount of core 1 binding on the cells using PNA recognizing core 1 (FIG. 2A). However, on the cells, core 1 is often sialyl core 1 (Siaα2-3Galβ1-3GalNAcα-), and since this structure is not recognized by PNA lectin, it was analyzed after digestion with neuraminidase.

コア1結合量はコントロールのmockが一番高く、#40, #46, #36, #30と減少しており、実際に発現しているβ3GlcNAcT6活性量は#30 が最も高い事が明らかになった。そこで、mock, #30 細胞を3H-グルコサミンによって代謝標識し、これらの膜画分からβ−脱離反応によりO−グリカンを切り出して、どのように構造変化したかを分析した。O−グリカンはシアリダーゼ消化により中性オリゴ糖にし、Bio-Gel P-4ゲル濾過クロマトグラフィーを用いて分離した(図2B)。mock 細胞では コア1 (Galβ1-3GalNAcOT)、コア2由来のGalβ1-3(Galβ1-4GlcNAcβ1-6)GalNAcOTと同じ溶出位置になるピークであったが、#30 細胞ではコア1、コア2オリゴ糖がほとんど消失し、コア3構造を持つGalβ1-4GlcNAcβ1-3GalNAcOTと同じ溶出位置のピーク成分が大部分であった。 The amount of core 1 binding was the highest in the mock of the control and decreased to # 40, # 46, # 36, # 30, and it was revealed that the actual amount of β3GlcNAcT6 activity expressed was # 30. It was. Therefore, mock, # 30 cells were metabolically labeled with 3 H-glucosamine, and O-glycans were excised from these membrane fractions by β-elimination reaction to analyze how the structure was changed. O-glycans were converted to neutral oligosaccharides by sialidase digestion and separated using Bio-Gel P-4 gel filtration chromatography (FIG. 2B). In mock cells, the peak was at the same elution position as core 1 (Galβ1-3GalNAc OT ) and core 2-derived Galβ1-3 (Galβ1-4GlcNAcβ1-6) GalNAc OT. Most of the peak components at the same elution position as Galβ1-4GlcNAcβ1-3GalNAc OT having the core 3 structure disappeared.

2.多剤トランスポーター活性の測定
各クローンの多剤トランスポーター活性を次の2通りの方法により測定した。
(1) [3H]パクリタキセル (タキソール) 存在下で各クローンをインキュベートし、一定時間後に収集した。細胞をPBSで洗浄し、細胞内[3H]パクリタキセルからの放射活性を測定して、パクリタキセルの細胞内蓄積量を調べた。結果を図3Aに示す。
(2) 各クローンにローダミン123を取り込ませた後、ローダミンを含まない培地に交換して各クローンをさらに4時間インキュベートして、細胞内のローダミン残存量をフローサイトメトリーで測定した。結果を図3Bに示す。
2. Measurement of multidrug transporter activity The multidrug transporter activity of each clone was measured by the following two methods.
(1) Each clone was incubated in the presence of [ 3 H] paclitaxel (taxol) and collected after a certain time. The cells were washed with PBS, and the radioactivity from intracellular [ 3 H] paclitaxel was measured to examine the amount of paclitaxel accumulated in the cell. The results are shown in FIG. 3A.
(2) After loading rhodamine 123 into each clone, the medium was replaced with a medium not containing rhodamine, and each clone was further incubated for 4 hours, and the residual amount of rhodamine in the cells was measured by flow cytometry. The results are shown in FIG. 3B.

両者の結果は全く一致して、β3GlcNAcT6の発現の高いクローンである#30と#36において、[3H]パクリタキセル及びローダミンの細胞外排出活性が顕著に低下している事を示した。β3GlcNAcT6の発現が低いクローンである#40や#46では、mockとほとんど変わらないトランスポーター活性を示した。図3Aでmockと野生型細胞株(Wt)の違いは認められない事から、トランスフェクションやクローニングの過程の影響は無いと考えられる。これらの結果から、β3GlcNAcT6の発現によって引き起こされたO-結合型糖タンパク質糖鎖のコア1+コア2からコア3構造への変換が、HCT-15細胞の多剤トランスポータータンパク質の作用に大きな変化を引き起こしたと考えられる。 The results of the two were completely in agreement, indicating that [ 3 H] paclitaxel and rhodamine extracellular excretion activities were remarkably reduced in clones # 30 and # 36, which have high β3GlcNAcT6 expression. # 40 and # 46 clones with low β3GlcNAcT6 expression showed transporter activity almost the same as mock. Since there is no difference between mock and wild type cell line (Wt) in FIG. 3A, it is considered that there is no influence of the transfection and cloning process. These results indicate that the conversion of O-linked glycoprotein sugar chain from core 1 + core 2 to core 3 structure caused by β3GlcNAcT6 expression significantly changed the action of multidrug transporter protein in HCT-15 cells. Probably caused.

3.パクリタキセル感受性の測定
mockとクローン#30について、パクリタキセルに対する感受性を調べた。それぞれの細胞を1 x 104 個/ウェルの密度で培養し、1 x 10-5 - 10-10 Mの濃度のパクリタキセル存在下でさらに72時間培養し、その生存率をMTSアッセイを用いて測定した。その結果を図4に示す。mockではIC50(50%阻害濃度)が3 x 10-7Mであるのに対し、#30クローンでは3 x 10-9Mと100倍の感受性の上昇が認められ、β3GlcNAcT6の発現によって引き起こされたO-結合型糖タンパク質糖鎖の変換がHCT-15細胞の薬剤耐性を著しく変化させた事が示された。
3. Measurement of paclitaxel sensitivity
Mock and clone # 30 were tested for sensitivity to paclitaxel. Each cell is cultured at a density of 1 x 10 4 cells / well, further cultured for 72 hours in the presence of paclitaxel at a concentration of 1 x 10 -5-10 -10 M, and the viability is measured using an MTS assay did. The results are shown in FIG. The mock had an IC50 (50% inhibitory concentration) of 3 x 10 -7 M, while the # 30 clone had a 3 times 10 -9 M increase in sensitivity and was caused by the expression of β3GlcNAcT6 It was shown that conversion of O-linked glycoprotein sugar chains markedly changed the drug resistance of HCT-15 cells.

4.P−糖タンパク質活性の阻害がパクリタキセル排出活性に及ぼす影響
パクリタキセルおよびローダミン123はP-糖タンパク質の非常に良い基質である事が知られているが、他のトランスポーターの基質にもなり得る事が報告されているので(Takano M et al., Pharmacol Ther (2006)109:137-61; Deeley RG et al., FEBS Lett (2006)580:1103-11; Lagas JS et al., Clin Cancer Res (2006)12:6125-32; Hopper-Borge E et al., Cancer Res (2004)64:4927-30; Wang Y et al., Biochim Biophys Acta (2006)1758:1671-6)、この結果のみではO-グリカン構造の変換に影響を受けたトランスポーターがP-糖タンパク質であるとは断定出来ない。そこで、P-糖タンパク質特異的阻害剤であるベラパミルと、P-糖タンパク質のトランスポーター活性を阻害する抗体UIC2を用いて、[3H]パクリタキセル排出活性に対する阻害効果を確かめた。
4). Effect of inhibition of P-glycoprotein activity on paclitaxel excretion activity Paclitaxel and rhodamine 123 are known to be very good substrates for P-glycoprotein, but may also be substrates for other transporters. (Takano M et al., Pharmacol Ther (2006) 109: 137-61; Deeley RG et al., FEBS Lett (2006) 580: 1103-11; Lagas JS et al., Clin Cancer Res ( 2006) 12: 6125-32; Hopper-Borge E et al., Cancer Res (2004) 64: 4927-30; Wang Y et al., Biochim Biophys Acta (2006) 1758: 1671-6). It cannot be determined that the transporter affected by the conversion of the O-glycan structure is a P-glycoprotein. Thus, we confirmed the inhibitory effect on [ 3 H] paclitaxel excretion activity using verapamil, a P-glycoprotein-specific inhibitor, and antibody UIC2, which inhibits the transporter activity of P-glycoprotein.

ベラパミルによる阻害実験の結果を図5Aに示す。ベラパミルの無い条件では、#30クローンではmock細胞に比べ3倍近い濃度の[3H]パクリタキセルの蓄積が認められたが、ベラパミル濃度を上昇させると両者の[3H]パクリタキセル排出活性に差が無くなっている事が明らかになった。 The result of the inhibition experiment with verapamil is shown in FIG. 5A. In the condition without verapamil, the accumulation of [ 3 H] paclitaxel in the # 30 clone was almost 3 times higher than that of mock cells. However, when verapamil concentration was increased, there was a difference in the [ 3 H] paclitaxel excretion activity of both. It became clear that it was lost.

一方、抗P-糖タンパク質抗体UIC2は、薬剤と結合した構造に特異的に結合してそのトランスポーター活性を阻害する事が知られている(Mechetner EB et al., Proc Natl Acad Sci U S A (1992)89:5824-8; Ghosh P et al., Arch Biochem Biophys (2006)450:100-12; Hochman JH et al., J Pharmacol Exp Ther (2001)298:323-330)。そこで、mock細胞ではあまり[3H]パクリタキセル排出活性を阻害しない低濃度のシクロスポリンA (0.3μM) の存在下でUIC2 (10μg/ml) を加えて、パクリタキセル排出活性への影響を調べた。その結果、図5Bに示される通り、mockと#30はほぼ同じレベルまで細胞内[3H]パクリタキセル濃度が上昇し、P-糖タンパク質抗体により排出活性が阻害されている事が示された。これらの結果から、β3GlcNAcT6導入によって活性が低下したHCT-15細胞の多剤トランスポータータンパク質はP-糖タンパク質である事が明らかになった。 On the other hand, anti-P-glycoprotein antibody UIC2 is known to specifically bind to the structure bound to the drug and inhibit its transporter activity (Mechetner EB et al., Proc Natl Acad Sci USA (1992 89: 5824-8; Ghosh P et al., Arch Biochem Biophys (2006) 450: 100-12; Hochman JH et al., J Pharmacol Exp Ther (2001) 298: 323-330). Therefore, in mock cells, UIC2 (10 μg / ml) was added in the presence of a low concentration of cyclosporin A (0.3 μM) that does not significantly inhibit [ 3 H] paclitaxel excretion activity, and the effect on paclitaxel excretion activity was examined. As a result, as shown in FIG. 5B, it was shown that the intracellular [ 3 H] paclitaxel concentration of mock and # 30 increased to almost the same level, and the excretion activity was inhibited by the P-glycoprotein antibody. From these results, it was revealed that the multidrug transporter protein of HCT-15 cells whose activity was reduced by β3GlcNAcT6 introduction was P-glycoprotein.

O−グリカンのコア1〜4構造の生合成反応経路を示す。The biosynthetic reaction pathway of the core 1-4 structure of O-glycan is shown. HCT-15細胞クローンにおけるβ3GlcNAcT6の発現を示す。(A) 各クローンについて、細胞表面糖タンパク質をノイラミニダーゼで消化した後、フローサイトメトリーによりPNAの結合を解析した。(B) Bio-Gel P-4カラムクロマトグラフィーにより、HCT-15 mock細胞(上段)及び#30クローン細胞(下段)由来の3H標識O-グリカンを分離した。I〜VIは標品の溶出位置を示す(I; GlcNAcOT + GalNAcOT, II; Gal-GalNAcOT, III; GlcNAc-GalNAcOT, IV; Gal-GlcNAc-GalNAcOT, V; Gal-(Gal-GlcNAc)GalNAcOT, VI; Gal-GlcNAc(Gal-GlcNAc)GalNAcOT)。上部の矢印はグルコースオリゴマーの溶出位置を示す(数字はグルコース単位数を表す)。The expression of β3GlcNAcT6 in HCT-15 cell clone is shown. (A) For each clone, cell surface glycoproteins were digested with neuraminidase and analyzed for PNA binding by flow cytometry. (B) 3 H-labeled O-glycans derived from HCT-15 mock cells (upper) and # 30 clone cells (lower) were separated by Bio-Gel P-4 column chromatography. I to VI indicate the elution position of the sample (I; GlcNAc OT + GalNAc OT , II; Gal-GalNAc OT , III; GlcNAc-GalNAc OT , IV; Gal-GlcNAc-GalNAc OT , V; Gal- (Gal- GlcNAc) GalNAc OT , VI; Gal-GlcNAc (Gal-GlcNAc) GalNAc OT ). The upper arrow indicates the elution position of the glucose oligomer (the number represents the number of glucose units). HCT-15細胞クローンにおける薬剤排出アッセイの結果を示す。(A) 野生型細胞(Wt)、mock細胞及びクローン4ラインについて[3H]パクリタキセル蓄積量を測定した結果を示す。(B) mock細胞及びクローン4ラインについてローダミン123排出量を測定した結果を示す。The result of the drug excretion assay in HCT-15 cell clone is shown. (A) shows the results of measuring the amount of [ 3 H] paclitaxel accumulated in wild type cells (Wt), mock cells, and clone 4 lines. (B) shows the results of measuring rhodamine 123 excretion for mock cells and clone 4 lines. mock細胞及びクローン#30におけるパクリタキセル感受性アッセイの結果を示す。種々のパクリタキセル濃度条件下で各細胞を72時間培養し、細胞生存率をMTSアッセイにより測定した。データは4回の反復実験の平均値を表す。Results of paclitaxel sensitivity assay in mock cells and clone # 30 are shown. Each cell was cultured for 72 hours under various paclitaxel concentration conditions, and cell viability was measured by MTS assay. Data represent the average of 4 replicates. ベラパミル又はモノクローナル抗体を用いてHCT-15セルラインにおけるP-糖タンパク質の活性を阻害した結果を示す。mock細胞及び#30クローンにおける[3H]パクリタキセルの蓄積量について、(A)は種々のベラパミル濃度条件下で測定した結果、(B)はP-糖タンパク質特異的モノクローナル抗体UIC2(10μg/ml)及びシクロスポリンA(CsA、0.3μM)の存在下又は非存在下で測定した結果を示す。データは3回の反復実験の平均値を表す。バーは+/-SD。*は有意差あり(p<0.05)。The result of inhibiting the activity of P-glycoprotein in the HCT-15 cell line using verapamil or a monoclonal antibody is shown. The amount of [ 3 H] paclitaxel accumulated in mock cells and # 30 clones was measured by (A) under various verapamil concentration conditions. (B) shows P-glycoprotein-specific monoclonal antibody UIC2 (10 μg / ml) And the results of measurement in the presence or absence of cyclosporin A (CsA, 0.3 μM) are shown. Data represent the average of 3 replicate experiments. The bar is +/- SD. * Significantly different (p <0.05).

Claims (8)

配列表の配列番号1に示されるアミノ酸配列と80%以上の相同性を有するポリペプチド又は該ポリペプチドを部分配列として含むポリペプチドであって、N−アセチルガラクトサミニル基の非還元末端にN−アセチルグルコサミンをβ-1,3結合で転移する活性を有するポリペプチドを有効成分として含有する抗癌剤抵抗性の抑制剤。   A polypeptide having 80% or more homology with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing or a polypeptide containing the polypeptide as a partial sequence, wherein N is present at the non-reducing end of the N-acetylgalactosaminyl group -Anticancer drug resistance inhibitor comprising, as an active ingredient, a polypeptide having an activity of transferring acetylglucosamine by β-1,3 bond. 前記ポリペプチドが、配列表の配列番号1に示されるアミノ酸配列と90%以上の相同性を有するポリペプチド又は該ポリペプチドを部分配列として含むポリペプチドである請求項1記載の抑制剤。   The inhibitor according to claim 1, wherein the polypeptide is a polypeptide having 90% or more homology with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing or a polypeptide containing the polypeptide as a partial sequence. 前記ポリペプチドが、配列番号1に示されるアミノ酸配列又は該配列において1若しくは数個のアミノ酸が置換し若しくは欠失し、若しくは該アミノ配列に1若しくは数個のアミノ酸が挿入され若しくは付加されたアミノ配列を有するポリペプチド、又は該ポリペプチドを部分配列として含むポリペプチドである請求項1記載の抑制剤。   The polypeptide is an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, or an amino acid in which one or several amino acids are substituted or deleted in the sequence, or one or several amino acids are inserted or added to the amino sequence The inhibitor according to claim 1, which is a polypeptide having a sequence or a polypeptide comprising the polypeptide as a partial sequence. 前記ポリペプチドが、配列番号1に示されるアミノ酸配列を有するポリペプチド、又は該ポリペプチドを部分配列として含むポリペプチドである請求項3記載の抑制剤。   The inhibitor according to claim 3, wherein the polypeptide is a polypeptide having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, or a polypeptide containing the polypeptide as a partial sequence. 前記ポリペプチドが、配列番号1に示されるアミノ酸配列を有するポリペプチドである請求項4記載の抑制剤。   The inhibitor according to claim 4, wherein the polypeptide is a polypeptide having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1. 前記有効成分は、前記ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含み生体内で該ポリペプチドを発現可能なベクターにより生体内で生産される請求項1ないし5のいずれか1項に記載の抑制剤。   The inhibitor according to any one of claims 1 to 5, wherein the active ingredient is produced in vivo by a vector containing a polynucleotide encoding the polypeptide and capable of expressing the polypeptide in vivo. 前記抗癌剤はP-糖タンパク質の基質である請求項1ないし6のいずれか1項に記載の抑制剤。   The inhibitor according to any one of claims 1 to 6, wherein the anticancer agent is a substrate of P-glycoprotein. 前記抗癌剤は、パクリタキセル、アクチノマイシンD、ダウノルビシン、ドセタキセル、ドキソルビシン、メトトレキセート及びビンクリスチンから成る群より選ばれる少なくとも1種である請求項7記載の抑制剤。   The inhibitor according to claim 7, wherein the anticancer agent is at least one selected from the group consisting of paclitaxel, actinomycin D, daunorubicin, docetaxel, doxorubicin, methotrexate and vincristine.
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