JP2012506236A - Screening method for anti-lung cancer compound or anti-esophageal cancer compound - Google Patents

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Abstract

CDCA5に対するERKのキナーゼ活性を決定する方法、およびこのキナーゼ活性のモジュレーターをスクリーニングする方法が本明細書中で開示される。このようなモジュレーターを使用する、またはこのようなモジュレーターを含む、肺がんもしくは食道がんを予防および/または治療するための方法および薬学的組成物も開示される。Disclosed herein are methods for determining ERK kinase activity against CDCA5 and methods for screening for modulators of this kinase activity. Also disclosed are methods and pharmaceutical compositions for preventing and / or treating lung cancer or esophageal cancer using or including such modulators.

Description

技術分野
優先権
本願は、2008年10月24日に出願された米国特許仮出願第61/197,263号の恩典を主張する。この開示は全て参照により本明細書に組み入れられる。
Technical field
Priority This application claims the benefit of, filed on October 24, 2008, US Provisional Patent Application No. 61 / 197,263. The entire disclosure of which is incorporated herein by reference.

本発明は肺がんおよび食道がんに関し、具体的には、その診断および治療に関する。   The present invention relates to lung cancer and esophageal cancer, and specifically to its diagnosis and treatment.

肺がんおよび食道がん
肺、食道、および鼻咽頭のがんを含む気道消化管癌は、日本における全てのがん死の4分の1近くを占める。肺がんは、世界におけるがん関連死の主因であり、1年で130万人の患者が亡くなっている(非特許文献1)。組織学的に異なる2種類の主要な肺がんである、非小細胞肺がん(NSCLC)と小細胞肺がん(SCLC)は、異なる病態生理学的特徴と臨床的特徴を有する。NSCLCは肺がんの80%近くを占め、一方でSCLCは肺がんの20%を占める(非特許文献2−3)。様々な治療様式、例えば、放射線療法および化学療法と組み合わせて、外科技術を適用しているにもかかわらず、肺がんの全体の5年生存率は約15%と、依然として低いままである(非特許文献4)。食道扁平上皮癌(ESCC)は、消化管の最も致死的な悪性腫瘍の1つであり、肺がんの全体の5年生存率はわずか15%である(非特許文献5)。カスピ海東岸部から中国中央部に広がる「アジア食道がんベルト(Asian esophageal cancer belt)」と呼ばれる地域において、食道がんの発生率が最も高いことが報告されている(非特許文献6)。肺がんおよび食道がんの発症および/または進行に関与する多くの遺伝子変化が報告されているが、正確な分子機構は未だ明らかになっていない(非特許文献7)。
Lung cancer and esophageal cancer Airway gastrointestinal cancers, including lung, esophageal, and nasopharyngeal cancers, account for nearly a quarter of all cancer deaths in Japan. Lung cancer is the leading cause of cancer-related death in the world, and 1.3 million patients die in one year (Non-Patent Document 1). Two major histologically distinct lung cancers, non-small cell lung cancer (NSCLC) and small cell lung cancer (SCLC), have different pathophysiological and clinical features. NSCLC accounts for nearly 80% of lung cancer, while SCLC accounts for 20% of lung cancer (Non-Patent Documents 2-3). Despite applying surgical techniques in combination with various treatment modalities such as radiation therapy and chemotherapy, the overall 5-year survival rate for lung cancer remains about 15% (non-patented) Reference 4). Esophageal squamous cell carcinoma (ESCC) is one of the most lethal malignant tumors of the gastrointestinal tract, and the overall 5-year survival rate of lung cancer is only 15% (Non-patent Document 5). It has been reported that the incidence of esophageal cancer is highest in an area called “Asian esophageal cancer belt” spreading from the eastern coast of the Caspian Sea to central China (Non-patent Document 6). Many genetic changes involved in the onset and / or progression of lung cancer and esophageal cancer have been reported, but the exact molecular mechanism has not yet been clarified (Non-patent Document 7).

様々な治療様式、例えば、放射線療法および化学療法と組み合わせて、最新の外科技術を用いているにもかかわらず、肺がんおよびESCCは、悪性腫瘍の中でも最も不良な予後を示すことが分かっている。全ての病期を含む肺がん患者の5年生存率は依然として15%に留まり、ESCC患者の5年生存率は10%〜16%である(非特許文献8)。従って、分子標的薬剤および抗体ならびにがんワクチンの開発を含む治療戦略の改善が待ち望まれている。肺がんの分子基盤の理解の増大によって、腫瘍成長および進行における特定の鍵となる分子を阻害する標的戦略が特定された。例えば、上皮成長因子受容体(CDCA5)は、NSCLCで一般的に過剰発現し、その発現が予後不良と相関することが多い(非特許文献9)。近年、2つの主なクラスのCDCA5阻害剤が開発されている:チロシンキナーゼ阻害剤(TKI)として作用する低分子、例えば、ゲフィチニブおよびエルロチニブ;ならびにCDCA5の細胞外ドメインに対するモノクローナル抗体、例えば、セツキシマブ。上述の標的療法では、NSCLCの予後の改善が期待されたが、その結果は未だ十分ではない。エルロチニブは、プラシーボに比べて延命効果を示し、生存期間の中央値が、プラシーボでは4.7ヶ月であったのに比べて、エルロチニブでは6.7ヶ月であった(非特許文献10)。他方では、ゲフィチニブのみが、優れた奏功率と症状管理とを示した(非特許文献11)。セツキシマブの場合、現在の第2相データは、NSCLCにおけるこの薬剤の役割について何らかの確定的な結論を出すには十分に機が熟していない(非特許文献13)。従って、分子標的薬剤および抗体ならびにがんワクチンの開発を含む有効な治療戦略が待ち望まれている。   Despite the use of modern surgical techniques in combination with various treatment modalities such as radiation therapy and chemotherapy, lung cancer and ESCC have been shown to have the poorest prognosis among malignant tumors. The 5-year survival rate of lung cancer patients including all stages remains at 15%, and the 5-year survival rate of ESCC patients is 10% to 16% (Non-patent Document 8). Therefore, improvements in therapeutic strategies including the development of molecular targeted drugs and antibodies and cancer vaccines are awaited. Increased understanding of the molecular basis of lung cancer has identified targeting strategies that inhibit specific key molecules in tumor growth and progression. For example, epidermal growth factor receptor (CDCA5) is generally overexpressed in NSCLC, and its expression often correlates with poor prognosis (Non-patent Document 9). Recently, two major classes of CDCA5 inhibitors have been developed: small molecules that act as tyrosine kinase inhibitors (TKIs), such as gefitinib and erlotinib; and monoclonal antibodies to the extracellular domain of CDCA5, such as cetuximab. Although the above-mentioned targeted therapy is expected to improve the prognosis of NSCLC, the results are still not sufficient. Erlotinib showed a survival benefit compared to placebo, with a median survival of 6.7 months for erlotinib compared to 4.7 months for placebo (Non-patent Document 10). On the other hand, only gefitinib showed an excellent response rate and symptom management (Non-patent Document 11). In the case of cetuximab, the current phase 2 data is not mature enough to draw any definitive conclusion about the role of this drug in NSCLC (Non-Patent Document 13). Therefore, an effective therapeutic strategy including the development of molecular targeted drugs and antibodies and cancer vaccines is awaited.

cDNAマイクロアレイ解析
cDNAマイクロアレイでの、数千の遺伝子の発現レベルの系統的解析は、発がん経路に関与する分子を同定するのに効果的なアプローチである。これらの遺伝子またはそれらの産物のいくつかが、有効な抗がん剤、および疾患の信頼性のある指標である腫瘍マーカーの開発の標的となると考えられる。このような分子を単離するために、レーザーマイクロダイセクションによって調製された腫瘍細胞の純粋な集団を用いて、肺がんおよびESCCの全ゲノム発現プロファイルが解析された(非特許文献14−19)。
cDNA microarray analysis Systematic analysis of the expression levels of thousands of genes in cDNA microarrays is an effective approach to identify molecules involved in the carcinogenic pathway. Some of these genes or their products are considered targets for the development of effective anti-cancer agents and tumor markers that are reliable indicators of disease. To isolate such molecules, whole-genome expression profiles of lung cancer and ESCC were analyzed using a pure population of tumor cells prepared by laser microdissection (14-19).

CDCA5(細胞分裂周期関連5)
細胞周期制御タンパク質であるCDCA5は、姉妹染色分体接着の調節因子として同定された。この35kDaのタンパク質は、G1期において後期促進複合体(APC)依存性のユビキチン化を通して分解される。これまでの研究によって、CDCA5は、クロマチン上のcohesionと相互作用し、間期に姉妹染色分体接着を支持するように機能することが示されている。姉妹染色分体は通常、ほとんどのG2期細胞でさらに分離し、このことはS期において既に、接着の樹立にCDCA5が必要であることを示している(非特許文献20)。今までのところ、接着の樹立に特に必要となる他のタンパク質が1つだけ知られている:出芽酵母アセチルトランスフェラーゼEco1/Ctf7(非特許文献21−23)。また、ショウジョウバエ(Drosophila)およびヒトの細胞における接着にも、この酵素のホモログが必要となるが(非特許文献24−25)、これらのタンパク質がS期でも機能するかどうかは未だ分かっていない。従って、CDCA5およびEco1/Ctf7ホモログが協働してがん細胞での接着を樹立するかどうかに取り組むのは興味深い。
CDCA5 (5 related to cell division cycle)
CDCA5, a cell cycle regulatory protein, has been identified as a regulator of sister chromatid adhesion. This 35 kDa protein is degraded in the G1 phase through late-promoting complex (APC) -dependent ubiquitination. Previous studies have shown that CDCA5 interacts with cohesion on chromatin and functions to support sister chromatid adhesion during interphase. Sister chromatids usually segregate further in most G2 phase cells, indicating that CDCA5 is already required in the S phase to establish adhesion (Non-patent Document 20). So far, there is only one other protein that is particularly necessary for the establishment of adhesion: budding yeast acetyltransferase Eco1 / Ctf7 (Non-Patent Documents 21-23). In addition, homologs of this enzyme are also required for adhesion in Drosophila and human cells (Non-patent Documents 24-25), but it is not yet known whether these proteins function in the S phase. It is therefore interesting to address whether CDCA5 and Eco1 / Ctf7 homologs cooperate to establish adhesion in cancer cells.

正確な染色体分離を効果的に行うために、姉妹染色分体接着は細胞周期の適切な時点で樹立および解体されなければならない。APCCdc20の活性化は、後期阻害剤セキュリンを分解の標的とすることによって接着の分離を制御することが以前に報告されている。これによりScc1/Rad21のセパラーゼ依存性の切断が可能になり、後期が誘発される。APCの、ほとんどの細胞周期基質の分解は、これらの機能の点で論理的である。分解されることによって、活性が時期を逸して現われるのを防ぎ、細胞周期進行が段階的に促進される。   In order to effectively perform accurate chromosome segregation, sister chromatid adhesions must be established and disassembled at the appropriate time in the cell cycle. Activation of APCCdc20 has been previously reported to control adhesion separation by targeting the late inhibitor securin for degradation. This allows for separase-dependent cleavage of Scc1 / Rad21 and induces the late phase. The degradation of most cell cycle substrates of APC is logical in terms of these functions. Degradation prevents the activity from appearing out of time and promotes cell cycle progression in stages.

CDCA5の機能はまた、接着を調節する他の因子の機能とも重複しており、それらの活性が組み合わされることで染色体は確実に複製および分離する(非特許文献26)。これらのマイクロアレイデータによると、APCおよびCDC20は肺がんおよび食道がんでも発現が高いが、正常組織でのこれらの発現は低い。さらに、CDC20は、半定量RT−PCRおよび免疫組織化学分析を用いて、臨床小細胞肺がんでの発現が高いことが確認された(非特許文献27)。   The function of CDCA5 also overlaps with the function of other factors that regulate adhesion, and their activity is combined to ensure that the chromosome replicates and segregates (Non-patent Document 26). According to these microarray data, APC and CDC20 are highly expressed in lung cancer and esophageal cancer, but their expression in normal tissues is low. Furthermore, CDC20 was confirmed to be highly expressed in clinical small cell lung cancer using semi-quantitative RT-PCR and immunohistochemical analysis (Non-patent Document 27).

これらのデータは、CDCA5がCDC20と協働して、細胞周期の進行を促進することによってがん細胞の増殖を促進するという結論に一致するが、この分子がCDCA5と直接相互作用できることを示す証拠はない。このタンパク質は、間期細胞の核に局在し、有糸分裂の際に染色分体から分散し、後期にcohesion複合体と相互作用する(非特許文献28)。CDCA5は、染色分体に対するcohesionの安定な結合と、間期における姉妹染色分体接着とに必要であることが報告された(非特許文献29)。これらの生物学的研究にもかかわらず、本発明以前に、ヒトの発がんにおけるCDCA5の活性化の重要性と、治療標的としてのその使用とに関する報告はない。   These data are consistent with the conclusion that CDCA5 promotes cancer cell growth by cooperating with CDC20 to promote cell cycle progression, but evidence that this molecule can interact directly with CDCA5. There is no. This protein is localized in the nucleus of interphase cells, disperses from the chromatid during mitosis, and interacts with the cohesion complex in the late phase (Non-patent Document 28). CDCA5 was reported to be required for stable binding of cohesion to chromatids and sister chromatid adhesion in interphase (Non-patent Document 29). Despite these biological studies, there are no reports prior to the present invention regarding the importance of CDCA5 activation in human carcinogenesis and its use as a therapeutic target.

PCT/JP2008/065353PCT / JP2008 / 066533

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本発明は、CDCA5に対するERK(細胞外シグナル制御キナーゼ)のキナーゼ活性を低下させる薬剤を特定する方法を提供する。この薬剤は、この薬剤と、リン酸供与体としてATPの存在下で、ERKポリペプチドまたはその機能的等価物と、CDCA5ポリペプチドまたはその機能的等価物とをインキュベートし、CDCA5ポリペプチドのリン酸化レベルを決定することによって検出される。対照レベルと比較した、CDCA5リン酸化レベルの低下は、試験薬剤がERKキナーゼ活性の阻害剤であることを示す。CDCA5に対するERKのキナーゼ活性を低下させる薬剤は、肺がんまたは食道がんの少なくとも1つの症状を治療または予防するのに有用である。   The present invention provides a method for identifying an agent that decreases the kinase activity of ERK (extracellular signal-regulated kinase) against CDCA5. This agent is incubated with ERK polypeptide or a functional equivalent thereof and CDCA5 polypeptide or a functional equivalent thereof in the presence of ATP as a phosphate donor to phosphorylate the CDCA5 polypeptide. Detected by determining the level. A decrease in CDCA5 phosphorylation level compared to the control level indicates that the test agent is an inhibitor of ERK kinase activity. An agent that decreases ERK kinase activity against CDCA5 is useful for treating or preventing at least one symptom of lung cancer or esophageal cancer.

本発明はまた、CDCA5に対するERKのキナーゼ活性を検出するためのキットを提供する。試薬は、好ましくは、キットの形で一緒に包装される。試薬は別々の容器に入れて包装されてもよく、例えば、ERKポリペプチド、CDCA5ポリペプチド、SEQ ID NO:5のアミノ酸残基セリン79または209におけるCDCA5リン酸化レベルを検出するための試薬、対照試薬(陽性対照および/または陰性対照)、ならびにリン酸化レベルを検出するための薬剤を含んでもよい。   The present invention also provides a kit for detecting ERK kinase activity against CDCA5. The reagents are preferably packaged together in the form of a kit. Reagents may be packaged in separate containers, eg, ERK polypeptide, CDCA5 polypeptide, reagent for detecting CDCA5 phosphorylation level at amino acid residue serine 79 or 209 of SEQ ID NO: 5, control Reagents (positive and / or negative controls) and agents for detecting phosphorylation levels may be included.

さらに、本発明は、新規の合成ポリペプチドであるCDCA5(S209A)およびその機能的等価物を提供する。このポリペプチドが発現すると、がん細胞の増殖を阻害することができる。   Furthermore, the present invention provides a novel synthetic polypeptide, CDCA5 (S209A) and functional equivalents thereof. When this polypeptide is expressed, it can inhibit the growth of cancer cells.

好ましい態様において、CDCA5(S209A)ポリペプチドは、SEQ ID NO:7に記載のアミノ酸配列を含む。本願はまた、SEQ ID NO:6に記載のCDCA5(S209A)ポリヌクレオチド配列の少なくとも一部によってコードされる単離されたタンパク質も提供する。   In a preferred embodiment, the CDCA5 (S209A) polypeptide comprises the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 7. The application also provides an isolated protein encoded by at least a portion of the CDCA5 (S209A) polynucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 6.

別の態様において、本発明は、対象における肺がんまたは食道がんの、治療および予防のいずれかまたは両方のための方法、を提供する。該方法は、ドミナントネガティブ効果を有するCDCA5ポリペプチド変異体、該変異体をコードするポリヌクレオチド、または前記ポリヌクレオチドを含むベクターを投与する工程を含む。   In another aspect, the present invention provides a method for either or both treatment and prevention of lung cancer or esophageal cancer in a subject. The method comprises administering a CDCA5 polypeptide variant having a dominant negative effect, a polynucleotide encoding the variant, or a vector comprising said polynucleotide.

本発明のなおさらなる目的は、活性成分として、薬学的有効量の、ドミナントネガティブ効果を有するCDCA5ポリペプチド変異体、該変異体をコードするポリヌクレオチド、または該ポリヌクレオチドを含むベクター、および薬学的に許容される担体を含む、肺がんまたは食道がんを治療または予防するための組成物を提供することである。   A still further object of the present invention is to provide, as an active ingredient, a pharmaceutically effective amount of a CDCA5 polypeptide variant having a dominant negative effect, a polynucleotide encoding the variant, or a vector comprising the polynucleotide, and pharmaceutically It is to provide a composition for treating or preventing lung cancer or esophageal cancer comprising an acceptable carrier.

本発明の様々な局面および用途は、以下の図面の簡単な説明および本発明の詳細な説明およびその好ましい態様を考慮すれば、当業者に明らかであろう。   Various aspects and uses of the present invention will become apparent to those skilled in the art in view of the following brief description of the drawings and detailed description of the invention and preferred embodiments thereof.

肺の腫瘍におけるCDCA5の発現。A、半定量RT−PCRによって調べられた、肺がん組織におけるCDCA5遺伝子の発現。B、半定量RT−PCRおよびウエスタンブロット法によって調べられた、肺がん細胞株におけるCDCA5遺伝子の発現。CDCA5 expression in lung tumors. A, CDCA5 gene expression in lung cancer tissues examined by semi-quantitative RT-PCR. B, CDCA5 gene expression in lung cancer cell lines examined by semi-quantitative RT-PCR and Western blotting. 肺の腫瘍におけるCDCA5の発現。C、ウエスタンブロット法によって調べられた、肺がん細胞株におけるCDCA5タンパク質の発現。D、肺がんLC319細胞における内因性CDCA5タンパク質の細胞内局在。細胞をウサギポリクローナル抗CDCA5抗体およびDAPIで染色した。CDCA5 expression in lung tumors. C, CDCA5 protein expression in lung cancer cell lines examined by Western blot. D, intracellular localization of endogenous CDCA5 protein in lung cancer LC319 cells. Cells were stained with rabbit polyclonal anti-CDCA5 antibody and DAPI. 正常組織におけるCDCA5の発現、およびCDCA5の発現とNSCLC患者の予後不良との関係。A、様々な正常ヒト組織におけるCDCA5転写物のノザンブロット分析。B、5つの正常組織(肝臓、腎臓、心臓、肺、および精巣)ならびに肺腺癌におけるCDCA5タンパク質の発現。CDCA5 expression in normal tissues and the relationship between CDCA5 expression and poor prognosis in NSCLC patients. A, Northern blot analysis of CDCA5 transcripts in various normal human tissues. B. Expression of CDCA5 protein in 5 normal tissues (liver, kidney, heart, lung, and testis) and lung adenocarcinoma. 正常組織におけるCDCA5の発現、およびCDCA5の発現とNSCLC患者の予後不良との関係。C、組織マイクロアレイ上での、抗CDCA5ポリクローナル抗体を用いた、代表的な肺腺癌におけるCDCA5タンパク質の免疫組織化学染色パターン(上X100;下X200)。D、組織マイクロアレイ上での、CDCA5発現と腫瘍特異的生存期間のカプラン・マイヤー分析。CDCA5 expression in normal tissues and the relationship between CDCA5 expression and poor prognosis in NSCLC patients. C, Immunohistochemical staining pattern of CDCA5 protein in representative lung adenocarcinoma using anti-CDCA5 polyclonal antibody on tissue microarray (upper X100; lower X200). D, Kaplan-Meier analysis of CDCA5 expression and tumor-specific survival on tissue microarrays. CDCA5の増殖促進効果.A、半定量RT−PCR分析(上)およびウエスタンブロット法(下)によって確かめられた、CDCA5に特異的なオリゴヌクレオチドsiRNA(si−#1および−#2)または対照siRNA(si−LUCおよびsi−CNT)による、A549細胞およびLC319細胞におけるCDCA5発現のノックダウン。B、siRNAをトランスフェクトしたA549細胞およびLC319細胞のコロニー形成アッセイ。CDCA5 growth-promoting effect. A, oligonucleotide siRNA (si- # 1 and-# 2) specific for CDCA5 or control siRNA (si-LUC and si) confirmed by semi-quantitative RT-PCR analysis (top) and Western blot (bottom). -Knockdown of CDCA5 expression in A549 and LC319 cells by -CNT). B, Colony formation assay of A549 and LC319 cells transfected with siRNA. CDCA5の増殖促進効果.C、MTTアッセイによって調べられた、siRNAに反応したA549細胞およびLC319細胞の生存率。全てのアッセイは3つのウェルにおいて独立して3回行った。D、外因性CDCA5を安定発現するCOS−7細胞の増殖がインビトロで亢進した。2種類の安定なクローン(COS−7−CDCA5−#Aおよび−#B)ならびに2種類の対照クローン(COS−7−モック−#Aおよび−#B)の細胞生存率を、1日目、3日目、5日目、および7日目に、MTTアッセイによって定量した。全てのアッセイは3つのウェルにおいて独立して3回行った。CDCA5 growth-promoting effect. C, Viability of A549 and LC319 cells in response to siRNA as examined by MTT assay. All assays were performed 3 times independently in 3 wells. D, proliferation of COS-7 cells stably expressing exogenous CDCA5 was enhanced in vitro. The cell viability of the two stable clones (COS-7-CDCA5- # A and-# B) and the two control clones (COS-7-mock- # A and-# B) were measured on day 1. Quantified by MTT assay on days 3, 5, and 7. All assays were performed 3 times independently in 3 wells. ERKプロテインキナーゼによるインビトロCDCA5リン酸化。A、組換えERK2(rhERK2)による、組換えヒトCDCA5(rhCDCA5)のインビトロリン酸化。B、CDCA5上のリン酸化部位を特定するMALDI−TOF質量分析のための、インビトロでrhERKによってリン酸化されたrhCDCA5のR−250染色。In vitro CDCA5 phosphorylation by ERK protein kinase. A, In vitro phosphorylation of recombinant human CDCA5 (rhCDCA5) by recombinant ERK2 (rhERK2). B, R-250 staining of rhCDCA5 phosphorylated by rhERK in vitro for MALDI-TOF mass spectrometry to identify phosphorylation sites on CDCA5. 培養細胞におけるCDCA5のERK依存性リン酸化部位の特定。A、HeLa細胞において、MEK阻害剤U0126と共に、またはMEK阻害剤U0126を伴わずにEGFで刺激した後に、内因性CDCA5がERKによってリン酸化された。B、非タグ付きCDCA5発現ベクターをHeLa細胞にトランスフェクトした。細胞をFBSなしで20時間飢餓状態にした後に、EGF刺激を5分間、10分間、20分間、30分間行った。10uM U0126処理を1時間行った。Identification of ERK-dependent phosphorylation site of CDCA5 in cultured cells. A, Endogenous CDCA5 was phosphorylated by ERK in HeLa cells after stimulation with EGF with or without the MEK inhibitor U0126. B, Untagged CDCA5 expression vector was transfected into HeLa cells. After the cells were starved for 20 hours without FBS, EGF stimulation was performed for 5 minutes, 10 minutes, 20 minutes, 30 minutes. 10 uM U0126 treatment was performed for 1 hour. 培養細胞における、CDCA5のERK依存性リン酸化部位の特定。A、ERK1またはERK2を発現するベクターと非タグ付きCDCA5発現ベクターとを、HeLa細胞にコトランスフェクトした。HeLa細胞をFBSなしで20時間飢餓状態にした後に、細胞を50ng/ml EGFでそれぞれ5分間、10分間、20分間、30分間、刺激した。EGF刺激の前に、10uM U0126処理を1時間行った。Identification of ERK-dependent phosphorylation site of CDCA5 in cultured cells. A vector expressing A, ERK1 or ERK2 and an untagged CDCA5 expression vector were cotransfected into HeLa cells. After HeLa cells were starved for 20 hours without FBS, the cells were stimulated with 50 ng / ml EGF for 5 minutes, 10 minutes, 20 minutes, and 30 minutes, respectively. Prior to EGF stimulation, 10 uM U0126 treatment was performed for 1 hour. 培養細胞におけるCDCA5のERK依存性リン酸化部位の特定。B、ERK2を発現するベクターとCDCA5を発現するベクターをコトランスフェクトした、飢餓状態にしたHeLa細胞を、50ng/ml EGFで20分間、刺激した。EGF刺激の前に、10uM U0126阻害剤による処理を1時間行った。抗CDCA5抗体を用いた非タグ付きCDCA5タンパク質の免疫沈降後に、試料をSDS−PAGEに供した。コロイドCBB染色を一晩行った。MS分析のために、CDCA5タンパク質に対応するバンドを切り出した。抗CDCA5抗体を用いたウエスタンブロットから、各試料においてCDCA5タンパク質が発現していることが示された。Identification of ERK-dependent phosphorylation site of CDCA5 in cultured cells. B, Starved HeLa cells co-transfected with a vector expressing ERK2 and a vector expressing CDCA5 were stimulated with 50 ng / ml EGF for 20 minutes. Treatment with 10 uM U0126 inhibitor was performed for 1 hour prior to EGF stimulation. After immunoprecipitation of untagged CDCA5 protein with anti-CDCA5 antibody, the sample was subjected to SDS-PAGE. Colloid CBB staining was performed overnight. A band corresponding to CDCA5 protein was excised for MS analysis. Western blot using anti-CDCA5 antibody showed that CDCA5 protein was expressed in each sample. 培養細胞におけるCDCA5のERK依存性リン酸化部位の特定。C、未処理試料のMS分析結果。Identification of ERK-dependent phosphorylation site of CDCA5 in cultured cells. C, MS analysis result of untreated sample. 培養細胞におけるCDCA5のERK依存性リン酸化部位の特定。D、EGF刺激試料のMS分析結果。Identification of ERK-dependent phosphorylation site of CDCA5 in cultured cells. D, MS analysis result of EGF stimulation sample. 培養細胞におけるCDCA5のERK依存性リン酸化部位の特定。E、U0126処理後のEGF刺激試料のMS分析結果。Identification of ERK-dependent phosphorylation site of CDCA5 in cultured cells. E, MS analysis results of EGF-stimulated samples after U0126 treatment. 培養細胞におけるCDCA5のERK依存性リン酸化部位の特定。F、ERK2を発現するベクター、および非タグ付き野生型を発現するベクター、ならびにCDCA5アラニン置換体を発現するベクターをHeLa細胞にコトランスフェクトした。飢餓状態にした後に細胞をEGFで刺激した。Identification of ERK-dependent phosphorylation site of CDCA5 in cultured cells. A vector expressing F, ERK2, and a vector expressing an untagged wild type, and a vector expressing a CDCA5 alanine substitute were co-transfected into HeLa cells. Cells were stimulated with EGF after being starved. がん細胞におけるERK依存性リン酸化部位の機能。A、抗CDCA5抗体を用いたウエスタンブロットから、肺がん細胞株においてCDCA5が発現していることが示された。モック、野生型、およびCDCA5アラニン置換ベクターをトランスフェクトしたA549およびLC319肺がん細胞株を用いて、増殖アッセイを行った。トランスフェクション後、6日目にMTTアッセイを行った。Function of ERK-dependent phosphorylation sites in cancer cells. A, Western blot using an anti-CDCA5 antibody showed that CDCA5 was expressed in lung cancer cell lines. Proliferation assays were performed using A549 and LC319 lung cancer cell lines transfected with mock, wild type, and CDCA5 alanine replacement vectors. MTT assay was performed on the 6th day after transfection. がん細胞におけるERK依存性リン酸化部位の機能。B、モック、野生型、およびCDCA5リン酸模倣変異体ベクターをトランスフェクトしたLC319およびA549肺がん細胞株を用いて、増殖アッセイを行った。トランスフェクション後、6日目にMTTアッセイを行った。Function of ERK-dependent phosphorylation sites in cancer cells. Proliferation assays were performed using LC319 and A549 lung cancer cell lines transfected with B, mock, wild type, and CDCA5-phosphate mimetic mutant vectors. MTT assay was performed on the 6th day after transfection.

態様の説明
定義
本明細書で使用する「1つの(a)」、「1つの(an)」、および「その(the)」という言葉は、特別の定めのない限り「少なくとも1つの」を意味する。
Aspect description
Definitions As used herein, the terms “a”, “an”, and “the” mean “at least one” unless otherwise specified.

物質(例えば、ポリペプチド、抗体、ポリヌクレオチドなど)に対して使用される「単離された」および「精製された」という用語は、物質が、天然源に含まれ得る少なくとも1つの物質を実質的に含まないことを示す。従って、単離されたまたは精製されたタンパク質(例えば、抗体)は、細胞材料、例えば、このタンパク質が得られた細胞または組織源に由来する炭水化物、脂質、もしくは他の混入タンパク質を実質的に含まないか、または化学合成された時には化学的前駆体もしくは他の化学物質を実質的に含まないタンパク質をさす。「細胞材料を実質的に含まない」という用語は、そのポリペプチドが単離された細胞または組換え生成された細胞の細胞成分から分離されたポリペプチドの調製物を含む。   The terms “isolated” and “purified” as used for a substance (eg, a polypeptide, antibody, polynucleotide, etc.) refer to the substance at least one substance that may be included in a natural source. Not included. Thus, an isolated or purified protein (eg, antibody) is substantially free of cellular material, eg, carbohydrates, lipids, or other contaminating proteins derived from the cell or tissue source from which the protein was obtained. A protein that is absent or substantially free of chemical precursors or other chemicals when chemically synthesized. The term “substantially free of cellular material” includes preparations of a polypeptide that is separated from cellular components of the cell from which the polypeptide is isolated or recombinantly produced.

従って、細胞材料を実質的に含まないポリペプチドは、異種タンパク質(本明細書で「混入タンパク質」とも呼ばれる)を約30%、20%、10%、または5%(乾燥重量で)未満しか有しないポリペプチド調製物を含む。ポリペプチドが組換え生成された時には、いくつかの態様では、培地も実質的に含まず、これにはタンパク質調製物の体積の約20%、10%、または5%未満の混入培地しか有しないポリペプチド調製物が含まれる。ポリペプチドが化学合成によって生成された時には、いくつかの態様では、化学的前駆体または他の化学物質を実質的に含まず、これにはタンパク質調製物の体積の約30%、20%、10%、5%(乾燥重量で)未満の、タンパク質の合成に関与する化学的前駆体または他の化学物質しか有さないポリペプチド調製物が含まれる。特定のタンパク質調製物が単離されたまたは精製されたポリペプチドを含有することは、例えば、タンパク質調製物のドデシル硫酸ナトリウム(SDS)−ポリアクリルアミドゲル電気泳動後の単一バンドの出現と、ゲルのクマシーブリリアントブルー染色などによって示され得る。一態様では、本発明のタンパク質は単離または精製される。   Thus, a polypeptide that is substantially free of cellular material has less than about 30%, 20%, 10%, or 5% (by dry weight) of a heterologous protein (also referred to herein as a “contaminating protein”). Non-polypeptide preparations. When the polypeptide is produced recombinantly, in some embodiments, it is also substantially free of media, which has a contaminated media that is less than about 20%, 10%, or 5% of the volume of the protein preparation. Polypeptide preparations are included. When the polypeptide is produced by chemical synthesis, in some embodiments, it is substantially free of chemical precursors or other chemicals, including about 30%, 20%, 10% of the volume of the protein preparation. Polypeptide preparations having less than 5% (by dry weight) of chemical precursors or other chemicals involved in protein synthesis are included. The fact that a particular protein preparation contains an isolated or purified polypeptide may, for example, indicate the appearance of a single band after sodium dodecyl sulfate (SDS) -polyacrylamide gel electrophoresis of the protein preparation and the gel Of Coomassie brilliant blue and the like. In one aspect, the protein of the invention is isolated or purified.

「単離された」または「精製された」核酸分子、例えば、cDNA分子は、組換え技術によって生成された時には、他の細胞材料もしくは培地を実質的に含まないものであり得、または化学合成された時には、化学的前駆体もしくは他の化学物質を実質的に含まないものであり得る。一態様では、本発明のタンパク質をコードする核酸分子は単離または精製される。   An “isolated” or “purified” nucleic acid molecule, eg, a cDNA molecule, can be substantially free of other cellular material or media when produced by recombinant techniques, or chemically synthesized Can be substantially free of chemical precursors or other chemicals. In one aspect, a nucleic acid molecule encoding a protein of the invention is isolated or purified.

「ポリペプチド」、「ペプチド」、および「タンパク質」という用語は、アミノ酸残基のポリマーを指すために本明細書中で同義に用いられる。これらの用語は、1つまたは複数のアミノ酸残基が修飾残基または非天然残基、例えば、対応する天然のアミノ酸の人工的な化学的模倣体であるアミノ酸ポリマー、ならびに天然のアミノ酸ポリマーに適用される。   The terms “polypeptide”, “peptide”, and “protein” are used interchangeably herein to refer to a polymer of amino acid residues. These terms apply to amino acid polymers in which one or more amino acid residues are modified or unnatural residues, eg, artificial chemical mimetics of the corresponding natural amino acids, as well as natural amino acid polymers Is done.

「アミノ酸」という用語は、天然アミノ酸および合成アミノ酸、ならびに天然アミノ酸と同様に機能するアミノ酸類似体およびアミノ酸模倣体をさす。天然アミノ酸は、遺伝暗号でコードされるもの、ならびに細胞内での翻訳後に修飾されるもの(例えば、ヒドロキシプロリン、γ−カルボキシグルタミン酸、およびO−ホスホセリン)である。「アミノ酸類似体」という語句は、天然アミノ酸と同じ基本化学構造(水素、カルボキシ基、アミノ基、およびR基と結合したα炭素)を有するが、修飾R基または修飾骨格を有する化合物(例えば、ホモセリン、ノルロイシン、メチオニン、スルホキシド、メチオニンメチルスルホニウム)をさす。「アミノ酸模倣体」という語句は、異なる構造を有するが、一般的なアミノ酸と同様に機能する化学的化合物をさす。   The term “amino acid” refers to naturally occurring and synthetic amino acids, as well as amino acid analogs and amino acid mimetics that function similarly to the naturally occurring amino acids. Natural amino acids are those encoded by the genetic code, as well as those that are post-translationally modified in cells (eg, hydroxyproline, γ-carboxyglutamic acid, and O-phosphoserine). The phrase “amino acid analog” has the same basic chemical structure as a natural amino acid (hydrogen, carboxy group, amino group, and α-carbon bonded to an R group), but has a modified R group or modified backbone (eg, Homoserine, norleucine, methionine, sulfoxide, methionine methylsulfonium). The phrase “amino acid mimetic” refers to a chemical compound that has a different structure but functions similarly to a common amino acid.

アミノ酸は、IUPAC−IUB生化学命名法委員会(Biochemical Nomenclature Commission)により勧告された、一般に知られている三文字記号または一文字記号のいずれかによって本明細書で示されることがある。   Amino acids may be referred to herein by either the commonly known three letter symbols or the one letter symbols recommended by the IUPAC-IUB Biochemical Nomenclature Commission.

「ポリヌクレオチド」、「オリゴヌクレオチド」、「ヌクレオチド」、「核酸」、および「核酸分子」という用語は、特に定めのない限り同義に用いられ、アミノ酸と同様に、一般的に認められた一文字記号によって言及される。アミノ酸と同様に、天然の核酸ポリマーまたは非天然の核酸ポリマーの両方を含む。ポリヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、ヌクレオチド、核酸、または核酸分子は、DNA、RNA、またはそれらの組み合わせからなってもよい。   The terms “polynucleotide”, “oligonucleotide”, “nucleotide”, “nucleic acid”, and “nucleic acid molecule” are used interchangeably unless otherwise specified, and are generally accepted single letter symbols as well as amino acids. Mentioned by. As well as amino acids, it includes both natural or non-natural nucleic acid polymers. A polynucleotide, oligonucleotide, nucleotide, nucleic acid, or nucleic acid molecule may consist of DNA, RNA, or a combination thereof.

本発明はがんの療法(治療)および予防に関する。本発明の文脈において、がんに対する療法またはがん発症の予防は、以下の段階、がん細胞の増殖阻害、がんの退縮およびがんの発生の抑制のいずれかを含む。がんを有する個体の死亡率および罹患率の低下、血中の腫瘍マーカーレベルの低下、がんに伴う検出可能な症状の緩和などもがんの療法または予防に含まれる。このような治療効果および予防効果は好ましくは統計的に有意である。例えば、観察時には、細胞増殖性疾患に対する薬学的組成物の治療効果または予防効果は、投与なしの対照と比較して、5%以下の有意性レベルである。例えば、スチューデントのt検定、マン−ホイットニーのU検定またはANOVAを統計解析に用いることができる。   The present invention relates to cancer therapy (treatment) and prevention. In the context of the present invention, therapy for cancer or prevention of cancer development includes any of the following stages: inhibition of cancer cell growth, regression of cancer, and suppression of cancer development. Reducing mortality and morbidity in individuals with cancer, reducing blood tumor marker levels, alleviating detectable symptoms associated with cancer, etc. are also included in cancer therapy or prevention. Such therapeutic and prophylactic effects are preferably statistically significant. For example, at the time of observation, the therapeutic or prophylactic effect of the pharmaceutical composition for cell proliferative diseases is at a significance level of 5% or less compared to the control without administration. For example, Student's t-test, Mann-Whitney U-test or ANOVA can be used for statistical analysis.

さらに、本発明の文脈において、「予防」という用語は疾患の死亡率または罹患率の負荷を減少させる任意の活性を含む。予防は一次的、二次的、および三次的な予防レベルで行うことができる。一次的な予防が疾患の発症を回避するのに対して、二次的および三次的なレベルの予防は、機能を回復することおよび疾患に関連する合併症を低減することにより、疾患の進行および症状の出現の予防、ならびに既に確立された疾患の悪影響の低減を目的とする活動を包含する。   Further, in the context of the present invention, the term “prevention” includes any activity that reduces the mortality or morbidity burden of the disease. Prevention can occur at primary, secondary and tertiary prevention levels. Whereas primary prevention avoids the development of the disease, secondary and tertiary levels of prevention prevent disease progression and restore function and reduce disease-related complications. Includes activities aimed at preventing the appearance of symptoms as well as reducing the adverse effects of already established diseases.

本発明の文脈において、「有効な」治療とは、対象において、肺がんまたは食道がんのサイズ、有病率、もしくは転移能の減少をもたらす治療である。治療が予防的に適用される場合、「有効な」とは、治療によってがんの発生が遅延もしくは妨害されるか、またはがんの臨床症状が軽減されることを意味する。肺がんまたは食道がんの評価は、標準的な臨床プロトコールを用いて行うことができる。さらに、治療の有効性は、肺がんまたは食道がんの診断のための公知の任意の方法に関連して決定することができる。例えば、肺がんまたは食道がんは病理組織学的に、または症候性の異常を特定することにより日常的に診断される。   In the context of the present invention, an “effective” treatment is a treatment that results in a decrease in the size, prevalence, or metastatic potential of lung or esophageal cancer in a subject. “Effective” when the treatment is applied prophylactically means that the treatment delays or prevents the development of cancer or reduces the clinical symptoms of the cancer. Assessment of lung cancer or esophageal cancer can be performed using standard clinical protocols. Furthermore, the effectiveness of treatment can be determined in connection with any known method for the diagnosis of lung cancer or esophageal cancer. For example, lung cancer or esophageal cancer is diagnosed routinely by histopathology or by identifying symptomatic abnormalities.

さらなる定義が、適宜、次の文章中に入れられている。   Additional definitions are included in the following text as appropriate.

CDCA5
ヒトCDCA5遺伝子のヌクレオチド配列がSEQ ID NO:4に示され、GenBankアクセッション番号NM_080668またはBC011000としても利用可能である。本明細書中で、「CDCA5遺伝子」という語句は、ヒトCDCA5遺伝子ならびに非ヒト霊長類、マウス、ラット、イヌ、ネコ、ウマ、およびウシを含む他の動物のCDCA5遺伝子を含むが、これに限定されず、CDCA5遺伝子に対応する他の動物において見出される対立遺伝子変異体および遺伝子を含む。
CDCA5
The nucleotide sequence of the human CDCA5 gene is shown in SEQ ID NO: 4, and is also available as GenBank accession number NM_080668 or BC011000. As used herein, the phrase “CDCA5 gene” includes, but is not limited to, the human CDCA5 gene and the CDCA5 gene of other animals including non-human primates, mice, rats, dogs, cats, horses, and cows. Not including allelic variants and genes found in other animals corresponding to the CDCA5 gene.

ヒトCDCA5遺伝子によってコードされるアミノ酸配列がSEQ ID NO:5に示され、GenBankアクセッション番号AAH11000としても利用可能である。本発明において、CDCA5遺伝子によってコードされるポリペプチドは「CDCA5」と呼ばれ、時として「CDCA5ポリペプチド」または「CDCA5タンパク質」と呼ばれる。   The amino acid sequence encoded by the human CDCA5 gene is shown in SEQ ID NO: 5 and is also available as GenBank accession number AAH11000. In the present invention, the polypeptide encoded by the CDCA5 gene is referred to as “CDCA5” and is sometimes referred to as “CDCA5 polypeptide” or “CDCA5 protein”.

CDCA5(S209A)
CDCA5変異体遺伝子のヌクレオチド配列をSEQ ID NO:6に示す。CDCA5変異体遺伝子によってコードされるアミノ酸配列をSEQ ID NO:7に示す。本明細書中で「CDCA5変異体」という語句はCDCA5(S209A)を含む。「S209A」は、CDCA5アミノ酸配列の209位にあるセリンがアラニンに置換されていることを示す。
CDCA5 (S209A)
The nucleotide sequence of the CDCA5 mutant gene is shown in SEQ ID NO: 6. The amino acid sequence encoded by the CDCA5 mutant gene is shown in SEQ ID NO: 7. As used herein, the phrase “CDCA5 variant” includes CDCA5 (S209A). “S209A” indicates that the serine at position 209 in the CDCA5 amino acid sequence is substituted with alanine.

上皮成長因子(EGF)
ヒトEGF遺伝子によってコードされるアミノ酸配列は、GenBankアクセッション番号NP_001954として利用可能である。EGF(ポリペプチド)は、タンパク分解性に切断されて適切な受容体に結合することができる53アミノ酸ペプチドを生じる膜結合型分子として存在すると考えられている。この53アミノ酸断片をSEQ ID NO:3に示す。EGF断片および完全長EGFは両方とも「EGF」と呼ばれる。本明細書中で「EGF遺伝子」という語句は、ヒトEGF遺伝子ならびに非ヒト霊長類、マウス、ラット、イヌ、ネコ、ウマ、およびウシを含む他の動物のEGF遺伝子を含むが、これに限定されない。
Epidermal growth factor (EGF)
The amino acid sequence encoded by the human EGF gene is available as GenBank accession number NP_001954. EGF (polypeptide) is believed to exist as a membrane-bound molecule that yields a 53 amino acid peptide that can be proteolytically cleaved to bind to the appropriate receptor. This 53 amino acid fragment is shown in SEQ ID NO: 3. Both EGF fragments and full-length EGF are referred to as “EGF”. As used herein, the phrase “EGF gene” includes, but is not limited to, the human EGF gene and EGF genes of other animals including non-human primates, mice, rats, dogs, cats, horses, and cows. .

ERK
本発明において、ERK1およびERK2は両方とも「ERK」と呼ばれる。ヒトERK1遺伝子によってコードされるアミノ酸配列をSEQ ID NO:1に示したが、これに限定されない。ERK1は、GenBankアクセッション番号NP_002737.2、NP_001035145.1、およびNP_001103361.1として示した3つのアイソフォームを含むと考えられている。従って、本明細書中で「ERK1」という語句は、これらの3つのアイソフォームを含む。他方で、ヒトERK2遺伝子によってコードされるアミノ酸配列がSEQ ID NO:2に示され、GenBankアクセッション番号NP_002736.3としても利用可能である。本明細書中で、「ERK遺伝子」という語句は、ヒトERK遺伝子ならびに非ヒト霊長類、マウス、ラット、イヌ、ネコ、ウマ、およびウシを含む他の動物のERK遺伝子を含むが、これに限定されない。本明細書中で「ERK」は、時として、「ERKポリペプチド」または「ERKタンパク質」と呼ばれる。
ERK
In the present invention, ERK1 and ERK2 are both referred to as “ERK”. The amino acid sequence encoded by the human ERK1 gene is shown in SEQ ID NO: 1, but is not limited thereto. ERK1 is believed to contain three isoforms, shown as GenBank accession numbers NP_002737.2, NP_001035145.1, and NP_0011303361.1. Accordingly, the phrase “ERK1” herein includes these three isoforms. On the other hand, the amino acid sequence encoded by the human ERK2 gene is shown in SEQ ID NO: 2 and is also available as GenBank accession number NP_002736.3. As used herein, the phrase “ERK gene” includes, but is not limited to, human ERK genes and ERK genes of other animals including non-human primates, mice, rats, dogs, cats, horses, and cows. Not. In the present specification, “ERK” is sometimes referred to as “ERK polypeptide” or “ERK protein”.

ポリペプチドの機能的等価物
本発明のポリペプチドは、本発明のポリペプチドの生成に用いられる細胞もしくは宿主、または利用する精製方法に応じて、アミノ酸配列、分子量、等電点、糖鎖の有無、または形態が異なってもよい。それにもかかわらず、本発明の元のタンパク質の機能と等価な機能を有している限り、本発明の範囲内にある。
Functional Equivalent Polypeptide The polypeptide of the present invention has an amino acid sequence, molecular weight, isoelectric point, presence or absence of a sugar chain, depending on the cell or host used to produce the polypeptide of the present invention or the purification method used. Or the form may be different. Nevertheless, so long as it has a function equivalent to that of the original protein of the present invention, it is within the scope of the present invention.

従って、本発明の一局面によれば、CDCA5、CDCA5(S209A)、EGF、およびERKにも機能的等価物が含まれる。本明細書中で、タンパク質の「機能的等価物」は、このタンパク質と等価な生物学的活性を有するポリペプチドである。すなわち、元のタンパク質の少なくとも1つの生物学的活性を保持する任意のポリペプチドを、本発明における機能的等価物として使用することができる。例えば、CDCA5の機能的等価物は、CDCA5の細胞増殖を促進する活性を保持している。さらに、CDCA5の生物学的活性は、ERKとの結合活性および/またはERKによってリン酸化される活性を含むのに対して、CDCA5(S209A)の例示的な生物学的活性は、このタンパク質ががん細胞の増殖を阻害する能力である。さらに、EGFの例示的な生物学的活性はEGFRへの結合活性を含み、ERKの例示的な生物学的活性は、CDCA5に対するキナーゼ活性である。   Thus, according to one aspect of the invention, CDCA5, CDCA5 (S209A), EGF, and ERK also include functional equivalents. As used herein, a “functional equivalent” of a protein is a polypeptide having a biological activity equivalent to that protein. That is, any polypeptide that retains at least one biological activity of the original protein can be used as a functional equivalent in the present invention. For example, a functional equivalent of CDCA5 retains the activity of promoting cell growth of CDCA5. Furthermore, the biological activity of CDCA5 includes binding activity to ERK and / or activity phosphorylated by ERK, whereas the exemplary biological activity of CDCA5 (S209A) Ability to inhibit the growth of cancer cells. Furthermore, exemplary biological activity of EGF includes binding activity to EGFR, and exemplary biological activity of ERK is kinase activity against CDCA5.

ある特定のタンパク質と機能的に等価なタンパク質を得る、または調製するための方法は当業者に周知であり、タンパク質に変異を導入する従来の方法を含む。例えば、当業者であれば、部位特異的変異誘発を介してヒトタンパク質アミノ酸配列に適切な変異を導入することによって、ヒトタンパク質と機能的に等価なタンパク質を調製することができる(Hashimoto-Gotoh, T. et al. (1995), Gene 152, 271-5; Zoller, MJ, and Smith, M. (1983), Methods Enzymol. 100, 468-500; Kramer, W. et al. (1984), Nucleic Acids Res. 12, 9441-56; Kramer W, and Fritz HJ. (1987) Methods. Enzymol. 154, 350-67; Kunkel, TA (1985), Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 82, 488-92; Kunkel (1991), Methods Enzymol. 204, 125-39)。   Methods for obtaining or preparing a protein functionally equivalent to a particular protein are well known to those skilled in the art and include conventional methods for introducing mutations into proteins. For example, those skilled in the art can prepare proteins functionally equivalent to human proteins by introducing appropriate mutations into human protein amino acid sequences via site-directed mutagenesis (Hashimoto-Gotoh, T. et al. (1995), Gene 152, 271-5; Zoller, MJ, and Smith, M. (1983), Methods Enzymol. 100, 468-500; Kramer, W. et al. (1984), Nucleic Acids Res. 12, 9441-56; Kramer W, and Fritz HJ. (1987) Methods. Enzymol. 154, 350-67; Kunkel, TA (1985), Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 82, 488- 92; Kunkel (1991), Methods Enzymol. 204, 125-39).

または、ある特定のタンパク質に対する機能的に等価なタンパク質は、ある特定のタンパク質またはそのポリヌクレオチド断片の遺伝子をプローブとして使用するハイブリダイゼーション法によって得ることができる。本発明の文脈において、元のタンパク質と機能的に等価なポリペプチドをコードするDNAを単離するためのハイブリダイゼーション条件は、当業者によって日常的に選択することができる。例えば、ハイブリダイゼーションは、「Rapid−hyb緩衝液」(Amersham LIFE SCIENCE)を用いてプレハイブリダイゼーションを68℃で30分間以上行い、標識プローブを加え、68℃で1時間以上温めることによって行ってもよい。以下の洗浄工程は、例えば、低ストリンジェントな条件で行うことができる。例示的な低ストリンジェントな条件は、42℃、2xSSC、0.1%SDS、好ましくは50℃、2xSSC、0.1%SDSを含んでもよい。好ましくは、高ストリンジェンシー条件が用いられることが多い。例示的な高ストリンジェンシー条件は、室温で20分間、2xSSC、0.01%SDSによる3回の洗浄、次いで、37℃で20分間、1xSSC、0.1%SDSによる3回の洗浄、および50℃で20分間、1xSSC、0.1%SDSによる2回の洗浄を含んでもよい。しかしながら、温度および塩濃度などのいくつかの要因がハイブリダイゼーションのストリンジェンシーに影響を及ぼすことがあり、当業者であれば、必要なストリンジェンシーを達成するために要因を適切に選択することができる。   Alternatively, a functionally equivalent protein for a specific protein can be obtained by a hybridization method using a gene of a specific protein or a polynucleotide fragment thereof as a probe. In the context of the present invention, hybridization conditions for isolating a DNA encoding a polypeptide functionally equivalent to the original protein can be routinely selected by those skilled in the art. For example, hybridization may be performed by performing prehybridization at 68 ° C. for 30 minutes or more using “Rapid-hyb buffer” (Amersham LIFE SCIENCE), adding a labeled probe, and heating at 68 ° C. for 1 hour or more. Good. The following washing process can be performed, for example, under low stringent conditions. Exemplary low stringency conditions may include 42 ° C., 2 × SSC, 0.1% SDS, preferably 50 ° C., 2 × SSC, 0.1% SDS. Preferably, high stringency conditions are often used. Exemplary high stringency conditions are 20 minutes at room temperature, 3 washes with 2 × SSC, 0.01% SDS, then 3 washes with 1 × SSC, 0.1% SDS for 20 minutes at 37 ° C., and 50 Two washings with 1 × SSC, 0.1% SDS may be included for 20 minutes at 0 ° C. However, several factors, such as temperature and salt concentration, can affect the stringency of hybridization, and one of ordinary skill in the art can appropriately select the factors to achieve the required stringency. .

「ストリンジェントな(ハイブリダイゼーション)条件」という語句は、ある核酸分子が、典型的には核酸の複合混合物中でその標的配列にハイブリダイズするが、他の配列には検出可能な程度にはハイブリダイズしない条件をさす。ストリンジェントな条件は配列依存性であり、様々な状況下で異なる。配列が長いほど、より高い温度で特異的にハイブリダイズする。核酸のハイブリダイゼーションに関する広範な指針は、Tijssen, Techniques in Biochemistry and Molecular Biology-Hybridization with Nucleic Probes, 「Overview of principles of hybridization and the strategy of nucleic acid assays」(1993)において見出される。一般的にストリンジェントな条件は、規定のイオン強度pHにおける特定の配列の熱融点(Tm)より約5℃〜10℃低くなるように選択される。Tmは(規定のイオン強度、pH、および核酸濃度下で)標的に相補的なプローブの50%が平衡状態で標的配列にハイブリダイズする温度である(標的配列が過剰に存在するため、Tmでは50%のプローブが平衡状態で占有される)。ストリンジェントな条件は、ホルムアミドなどの不安定化剤を添加することによって実現してもよい。選択的または特異的ハイブリダイゼーションの場合、陽性シグナルは、バックグラウンドの少なくとも2倍、好ましくはバックグラウンドハイブリダイゼーションの10倍である。例示的な、ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件は、以下を含む:50%ホルムアミド、5×SSC、および1%SDS、42℃でインキュベーション、または5×SSC、1%SDS、65℃でインキュベーションし、0.2×SSCおよび0.1%SDS中、50℃で洗浄。   The phrase “stringent (hybridization) conditions” means that a nucleic acid molecule hybridizes to its target sequence, typically in a complex mixture of nucleic acids, but to a detectable extent to other sequences. It refers to the condition not to soy. Stringent conditions are sequence-dependent and will be different in different circumstances. Longer sequences hybridize specifically at higher temperatures. Extensive guidelines for nucleic acid hybridization are found in Tijssen, Techniques in Biochemistry and Molecular Biology-Hybridization with Nucleic Probes, “Overview of principles of hybridization and the strategy of nucleic acid assays” (1993). Generally, stringent conditions are selected to be about 5 ° C. to 10 ° C. lower than the thermal melting point (Tm) for the specific sequence at a defined ionic strength pH. Tm is the temperature (under defined ionic strength, pH, and nucleic acid concentration) at which 50% of the probe complementary to the target hybridizes to the target sequence in equilibrium (because of the excess target sequence, Tm 50% of the probes are occupied at equilibrium). Stringent conditions may be achieved by the addition of destabilizing agents such as formamide. For selective or specific hybridization, a positive signal is at least twice background, preferably 10 times background hybridization. Exemplary stringent hybridization conditions include: 50% formamide, 5 × SSC, and 1% SDS, 42 ° C. incubation, or 5 × SSC, 1% SDS, 65 ° C., 0 ° Wash at 50 ° C. in 2 × SSC and 0.1% SDS.

一般的に、タンパク質中の1つまたは複数のアミノ酸の改変はタンパク質の機能に影響しないことが知られている。実際に、変異したまたは改変されたタンパク質、すなわち特定のアミノ酸配列への1つまたは複数のアミノ酸残基の置換、欠失、挿入、および/または付加によって改変されたアミノ酸配列を有するタンパク質は、元の生物活性を保持することが知られている(Mark et al., Proc Natl Acad Sci USA 81: 5662-6 (1984); ZollerおよびSmith, Nucleic Acids Res 10:6487-500 (1982); Dalbadie-McFarland et al., Proc Natl Acad Sci USA 79: 6409-13(1982))。アミノ酸変異は天然でも起こり得る。従って、当業者であれば、1個のアミノ酸または少ないパーセントのアミノ酸を変化させる、アミノ酸配列に対する個々の付加、欠失、挿入、もしくは置換、またはタンパク質の変化により類似の機能を有するタンパク質がもたらされる「保存的改変」であるとみなされるものが、本発明の文脈において受け入れられうることを認識するであろう。   In general, it is known that modification of one or more amino acids in a protein does not affect the function of the protein. Indeed, a mutated or modified protein, i.e. a protein having an amino acid sequence modified by substitution, deletion, insertion, and / or addition of one or more amino acid residues to a particular amino acid sequence (Mark et al., Proc Natl Acad Sci USA 81: 5662-6 (1984); Zoller and Smith, Nucleic Acids Res 10: 6487-500 (1982); Dalbadie- McFarland et al., Proc Natl Acad Sci USA 79: 6409-13 (1982)). Amino acid mutations can occur naturally. Thus, one of skill in the art will have a protein with a similar function by individual additions, deletions, insertions or substitutions to the amino acid sequence, or changes in the protein that change one amino acid or a small percentage of amino acids. It will be appreciated that what is considered a “conservative modification” is acceptable in the context of the present invention.

タンパク質の活性が維持される限り、アミノ酸変異の数は特に限定されない。しかしながら、一般的に、アミノ酸配列の5%以下を変えることが好ましい。従って、好ましい態様において、このような変異体において変異されるアミノ酸の数は、一般的に、30アミノ酸以下、好ましくは20アミノ酸以下、より好ましくは10アミノ酸以下、より好ましくは6アミノ酸以下、さらにより好ましくは3アミノ酸以下である。本発明のタンパク質の機能的等価物には、タンパク質の天然のアミノ酸配列に対して、1つまたは複数のアミノ酸、例えば、1〜5アミノ酸、例えば、アミノ酸の5%までが置換、欠失、付加、または挿入されたものが含まれる。例えば、CACR5タンパク質に関して、その活性を保持するために、ERKリン酸化を受けやすい、SEQ ID NO:5のセリン−79およびセリン−209にあるアミノ酸は、好ましくは、保存されなければならない。ERKに関して、タンパク質がCDCA5に対するキナーゼ活性を維持するように、変異タンパク質のアミノ酸配列にはキナーゼドメインが保存されることが好ましい。   As long as the activity of the protein is maintained, the number of amino acid mutations is not particularly limited. However, in general, it is preferred to change 5% or less of the amino acid sequence. Accordingly, in a preferred embodiment, the number of amino acids mutated in such variants is generally 30 amino acids or less, preferably 20 amino acids or less, more preferably 10 amino acids or less, more preferably 6 amino acids or less, and even more. Preferably it is 3 amino acids or less. Functional equivalents of the proteins of the invention include substitutions, deletions, additions of one or more amino acids, eg 1-5 amino acids, eg up to 5% of the amino acids, relative to the natural amino acid sequence of the protein Or inserted. For example, with respect to the CACR5 protein, amino acids at serine-79 and serine-209 of SEQ ID NO: 5 that are susceptible to ERK phosphorylation must be conserved in order to retain its activity. With respect to ERK, it is preferred that the kinase domain is conserved in the amino acid sequence of the mutant protein so that the protein maintains kinase activity against CDCA5.

変異させようとするアミノ酸残基は、好ましくは、アミノ酸側鎖の特性が保存されている別のアミノ酸に変異させる(保存的アミノ酸置換として知られるプロセス)。アミノ酸側鎖の特性の例は、疎水性アミノ酸(A、I、L、M、F、P、W、Y、V)、親水性アミノ酸(R、D、N、C、E、Q、G、H、K、S、T)、および以下の官能基または共通の特徴を有する側鎖:脂肪族側鎖(G、A、V、L、I、P);水酸基を含む側鎖(S、T、Y);硫黄原子を含む側鎖(C、M);カルボン酸およびアミドを含む側鎖(D、N、E、Q);塩基を含む側鎖(R、K、H);ならびに芳香族を含む側鎖(H、F、Y、W)である。機能が類似するアミノ酸を生じる保存的置換表は当技術分野において周知である。例えば、以下の8つのグループはそれぞれ、互いにとって保存的置換であるアミノ酸を含む。
1)アラニン(A)、グリシン(G);
2)アスパラギン酸(D)、グルタミン酸(E);
3)アスパラギン(N)、グルタミン(Q);
4)アルギニン(R)、リジン(K);
5)イソロイシン(I)、ロイシン(L)、メチオニン(M)、バリン(V);
6)フェニルアラニン(F)、チロシン(Y)、トリプトファン(W);
7)セリン(S)、スレオニン(T);および
8)システイン(C)、メチオニン(M)
(例えば、Creighton,Proteins1984を参照されたい)。
The amino acid residue to be mutated is preferably mutated to another amino acid whose amino acid side chain properties are conserved (a process known as conservative amino acid substitution). Examples of amino acid side chain properties are hydrophobic amino acids (A, I, L, M, F, P, W, Y, V), hydrophilic amino acids (R, D, N, C, E, Q, G, H, K, S, T) and side groups having the following functional groups or common characteristics: aliphatic side chains (G, A, V, L, I, P); side chains containing hydroxyl groups (S, T Y); side chain containing sulfur atom (C, M); side chain containing carboxylic acid and amide (D, N, E, Q); side chain containing base (R, K, H); and aromatic Is a side chain (H, F, Y, W) containing Conservative substitution tables that yield amino acids with similar functions are well known in the art. For example, the following eight groups each contain amino acids that are conservative substitutions for each other:
1) Alanine (A), Glycine (G);
2) Aspartic acid (D), glutamic acid (E);
3) Asparagine (N), glutamine (Q);
4) Arginine (R), Lysine (K);
5) Isoleucine (I), leucine (L), methionine (M), valine (V);
6) phenylalanine (F), tyrosine (Y), tryptophan (W);
7) Serine (S), Threonine (T); and 8) Cysteine (C), Methionine (M)
(See, for example, Creighton, Proteins 1984).

このような保存的に改変されたポリペプチドが本発明のタンパク質に含まれる。しかしながら、本発明はこれらに限定されず、タンパク質の少なくとも1つの生物学的活性が保持されている限り、タンパク質は非保存的改変を含む。さらに、改変されたタンパク質は、多型変異体、種間ホモログ、およびこれらのタンパク質の対立遺伝子によってコードされるタンパク質を排除しない。   Such conservatively modified polypeptides are included in the protein of the present invention. However, the present invention is not limited to these, and the protein includes non-conservative modifications as long as at least one biological activity of the protein is retained. Furthermore, modified proteins do not exclude proteins encoded by polymorphic variants, interspecies homologs, and alleles of these proteins.

さらに、本発明の遺伝子は、タンパク質のこのような機能的等価物をコードするポリヌクレオチドを含む。ハイブリダイゼーションに加えて、遺伝子増幅法、例えば、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)法を利用して、前記の配列情報に基づいて合成したプライマーを用いて、タンパク質と機能的に等価なポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを単離することができる。ヒト遺伝子と機能的に等価なポリヌクレオチド、およびヒトタンパク質と機能的に等価なポリペプチドは、通常、元々のヌクレオチド配列またはアミノ酸配列と高い相同性を有する。「高い相同性」は、典型的には、40%以上、好ましくは60%以上、より好ましくは80%以上、さらにより好ましくは90%〜95%以上の相同性をさす。特定のポリヌクレオチドまたはポリペプチドの相同性は、「Wilbur and Lipman, Proc Natl Acad Sci USA 80: 726-30 (1983)」のアルゴリズムに従って決定することができる。   Furthermore, the genes of the present invention include polynucleotides that encode such functional equivalents of proteins. In addition to hybridization, a polypeptide that is functionally equivalent to a protein is encoded using a primer synthesized based on the above sequence information using a gene amplification method, for example, a polymerase chain reaction (PCR) method. The polynucleotide can be isolated. A polynucleotide functionally equivalent to a human gene and a polypeptide functionally equivalent to a human protein usually have a high homology with the original nucleotide or amino acid sequence. “High homology” typically refers to a homology of 40% or higher, preferably 60% or higher, more preferably 80% or higher, even more preferably 90% to 95% or higher. The homology of a particular polynucleotide or polypeptide can be determined according to the algorithm of “Wilbur and Lipman, Proc Natl Acad Sci USA 80: 726-30 (1983)”.

ポリペプチドの産生
さらに、本発明は、本発明のポリペプチドを産生するための方法を提供する。ポリペプチドは、ポリペプチドをコードする遺伝子を含む発現ベクターを有する宿主細胞を培養することによって調製されてもよい。ニーズに応じて、遺伝子を安定に発現させると同時に、細胞内の遺伝子のコピー数を増幅する方法が用いられてもよい。例えば、核酸合成経路を欠失させたCHO細胞に、相補的なDHFR遺伝子(例えば、pCHOI)を含むベクターが導入され、次いで、メトトレキセート(MTX)によって増幅されてもよい。さらに、遺伝子の一過的発現の場合、SV40複製起点を含むベクター(pcDなど)で、染色体上にSV40T抗原発現遺伝子を含むCOS細胞を形質転換する方法を使用することができる。
Production of polypeptides Further, the present invention provides methods for producing the polypeptides of the present invention. The polypeptide may be prepared by culturing host cells having an expression vector containing a gene encoding the polypeptide. A method of amplifying the copy number of a gene in a cell at the same time as stably expressing the gene may be used according to needs. For example, a vector containing a complementary DHFR gene (eg, pCHOI) may be introduced into CHO cells lacking the nucleic acid synthesis pathway and then amplified with methotrexate (MTX). Furthermore, in the case of transient expression of a gene, a method of transforming a COS cell containing an SV40T antigen-expressing gene on a chromosome with a vector (such as pcD) containing an SV40 origin of replication can be used.

前記のように得られた本発明のポリペプチドは、宿主細胞の内部または外部(例えば、培地)から単離され、実質的に純粋で均一なポリペプチドとして精製することができる。ある特定のポリペプチドに関して本明細書で使用する「実質的に純粋な」という用語は、ポリペプチドが他の生物学的な高分子を実質的に含まないことを意味する。実質的に純粋なポリペプチドは、乾燥重量で少なくとも75%(例えば、少なくとも80%、85%、95%、または99%)純粋である。純度は、任意の適切な標準的な方法、例えば、カラムクロマトグラフィー、ポリアクリルアミドゲル電気泳動、またはHPLC分析によって測定することができる。ポリペプチド単離および精製のための方法は任意の特定の方法に限定されない。実際に、任意の標準的な方法を使用することができる。例えば、ポリペプチドを単離および精製するために、カラムクロマトグラフィー、フィルター、限外濾過、塩沈殿、溶媒沈殿、溶媒抽出、蒸留、免疫沈降、SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動、等電点電気泳動、透析、および再結晶を適切に選択し、組み合わせることができる。   The polypeptide of the present invention obtained as described above can be isolated from the inside or outside of a host cell (for example, a medium) and purified as a substantially pure and homogeneous polypeptide. The term “substantially pure” as used herein with respect to a particular polypeptide means that the polypeptide is substantially free of other biological macromolecules. A substantially pure polypeptide is at least 75% (eg, at least 80%, 85%, 95%, or 99%) pure by dry weight. Purity can be measured by any appropriate standard method, for example, column chromatography, polyacrylamide gel electrophoresis, or HPLC analysis. The method for polypeptide isolation and purification is not limited to any particular method. In fact, any standard method can be used. For example, to isolate and purify polypeptides, column chromatography, filters, ultrafiltration, salt precipitation, solvent precipitation, solvent extraction, distillation, immunoprecipitation, SDS-polyacrylamide gel electrophoresis, isoelectric focusing Dialysis, and recrystallization can be appropriately selected and combined.

クロマトグラフィーの例には、例えば、アフィニティークロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、疎水性クロマトグラフィー、ゲル濾過、逆相クロマトグラフィー、吸着クロマトグラフィーなどが含まれる(Strategies for Protein Purification and Characterization: A Laboratory Course Manual. Ed. Daniel R. Marshak et al., Cold Spring Harbor Laboratory Press (1996))。これらのクロマトグラフィーは、HPLCおよびFPLCなどの液体クロマトグラフィーによって行われてもよい。従って、本発明は、前記の方法によって調製された、高度に精製されたポリペプチドを提供する。   Examples of chromatography include, for example, affinity chromatography, ion exchange chromatography, hydrophobic chromatography, gel filtration, reverse phase chromatography, adsorption chromatography, etc. (Strategies for Protein Purification and Characterization: A Laboratory Course Manual Ed. Daniel R. Marshak et al., Cold Spring Harbor Laboratory Press (1996)). These chromatography may be performed by liquid chromatography such as HPLC and FPLC. Thus, the present invention provides a highly purified polypeptide prepared by the above method.

本発明のポリペプチドは、任意で、精製前または精製後に、適切なタンパク質改変酵素で処理することによって改変または部分的に欠失されてもよい。有用なタンパク質改変酵素には、トリプシン、キモトリプシン、リジルエンドペプチダーゼ、プロテインキナーゼ、グルコシダーゼなどが含まれるが、これに限定されない。   The polypeptides of the present invention may optionally be modified or partially deleted by treatment with an appropriate protein modifying enzyme before or after purification. Useful protein modifying enzymes include, but are not limited to, trypsin, chymotrypsin, lysyl endopeptidase, protein kinase, glucosidase and the like.

ベクターおよび宿主細胞
本発明はまた、本発明のポリヌクレオチドが導入された、ベクターおよび宿主細胞を提供する。本発明のベクターは、本発明のポリペプチドを発現させるために、または遺伝子療法において本発明のポリヌクレオチドを投与するために、本発明のポリヌクレオチド、特に、DNAを宿主細胞内に保つのに有用である。
Vectors and host cells The present invention also provides vectors and host cells into which a polynucleotide of the present invention has been introduced. The vectors of the present invention are useful for keeping the polynucleotides of the present invention, particularly DNA, in host cells, in order to express the polypeptides of the present invention or to administer the polynucleotides of the present invention in gene therapy. It is.

大腸菌が宿主細胞であり、ベクターを大腸菌(例えば、JM109、DH5α、HB101、またはXL1Blue)内で多量に増幅および産生しようとする場合、ベクターは、大腸菌内で増幅される「ori」および形質転換された大腸菌を選択するためのマーカー遺伝子(例えば、アンピシリン、テトラサイクリン、カナマイシン、クロラムフェニコールなどの薬物によって選択される薬物耐性遺伝子)を有さなければならない。例えば、M13シリーズベクター、pUCシリーズベクター、pBR322、pBluescript、pCR−Scriptなどを使用することができる。さらに、前記のベクターと同様に、cDNAをサブクローニングおよび抽出するために、pGEM−T、pDIRECT、およびpT7も使用することができる。本発明のタンパク質を産生するためにベクターが用いられる場合、発現ベクターが特に有用である。例えば、大腸菌内で発現される発現ベクターは、大腸菌内で増幅されるために前記の特徴を有さなければならない。JM109、DH5α、HB101、またはXL1Blueなどの大腸菌が宿主細胞として用いられる場合、ベクターは、大腸菌内で望ましい遺伝子を効率的に発現することができるプロモーター、例えば、lacZプロモーター(Ward et al., Nature 341: 544-6 (1989); FASEB J 6: 2422-7(1992))、araBプロモーター(Better et al., Science 240: 1041-3(1988))、T7プロモーターなどを有さなければならない。これに関して、前記のベクターの代わりに、例えば、pGEX−5X−1(Pharmacia)、「QIAexpress system」(Qiagen)、pEGFP、およびpET(この場合、宿主は、好ましくは、T7 RNA ポリメラーゼを発現するBL21である)を使用することができる。さらに、ベクターは、ポリペプチド分泌のためのシグナル配列を含んでもよい。ポリペプチドが大腸菌ペリプラズムに分泌されるように導く例示的なシグナル配列は、pelBシグナル配列(Lei et al., J Bacteriol 169:4379(1987))である。ベクターを標的宿主細胞に導入するための手段には、例えば、塩化カルシウム法およびエレクトロポレーション法が含まれる。   If E. coli is the host cell and the vector is to be amplified and produced in large quantities in E. coli (eg, JM109, DH5α, HB101, or XL1Blue), the vector will be “ori” amplified in E. coli and transformed. Must have a marker gene for selecting E. coli (for example, a drug resistance gene selected by drugs such as ampicillin, tetracycline, kanamycin, chloramphenicol). For example, M13 series vector, pUC series vector, pBR322, pBluescript, pCR-Script, etc. can be used. Furthermore, similar to the vectors described above, pGEM-T, pDIRECT, and pT7 can also be used for subcloning and extracting cDNA. Expression vectors are particularly useful when vectors are used to produce the proteins of the invention. For example, an expression vector expressed in E. coli must have the above characteristics in order to be amplified in E. coli. When E. coli such as JM109, DH5α, HB101, or XL1Blue is used as the host cell, the vector can be a promoter that can efficiently express the desired gene in E. coli, such as the lacZ promoter (Ward et al., Nature 341 : 544-6 (1989); FASEB J 6: 2422-7 (1992)), araB promoter (Better et al., Science 240: 1041-3 (1988)), T7 promoter, etc. In this regard, instead of the vectors described above, for example, pGEX-5X-1 (Pharmacia), “QIAexpress system” (Qiagen), pEGFP, and pET (in this case, the host is preferably BL21 expressing T7 RNA polymerase). Can be used). Furthermore, the vector may contain a signal sequence for polypeptide secretion. An exemplary signal sequence that directs the polypeptide to be secreted into the E. coli periplasm is the pelB signal sequence (Lei et al., J Bacteriol 169: 4379 (1987)). Means for introducing the vector into the target host cell include, for example, the calcium chloride method and the electroporation method.

本発明のポリペプチドを産生するために、大腸菌に加えて、例えば、哺乳動物に由来する発現ベクター(例えば、pcDNA3(Invitrogen)およびpEGF−BOS(Nucleic Acids Res 18(17):5322(1990))、pEF、pCDM8)、昆虫細胞に由来する発現ベクター(例えば、「Bac−to−BACバキュロウイルス発現系」(GIBCO BRL)、pBacPAK8)、植物に由来する発現ベクター(例えば、pMH1、pMH2)、動物ウイルスに由来する発現ベクター(例えば、pHSV、pMV、pAdexLcw)、レトロウイルスに由来する発現ベクター(例えば、pZIpneo)、酵母に由来する発現ベクター(例えば、「Pichia Expression Kit」(Invitrogen)、pNV11、SP−Q01)、ならびに枯草菌(ogen)、pNV11、SP−Q01)、ならびに枯草菌(Bacillus subtilis)に由来する発現ベクター(例えば、pPL608、pKTH50)を使用することができる。   In order to produce the polypeptides of the present invention, in addition to E. coli, for example, expression vectors derived from mammals (eg, pcDNA3 (Invitrogen) and pEGF-BOS (Nucleic Acids Res 18 (17): 5322 (1990)) , PEF, pCDM8), expression vectors derived from insect cells (eg, “Bac-to-BAC baculovirus expression system” (GIBCO BRL), pBacPAK8), plant-derived expression vectors (eg, pMH1, pMH2), animals Expression vectors derived from viruses (eg, pHSV, pMV, pAdexLcw), expression vectors derived from retroviruses (eg, pZIpneo), expression vectors derived from yeast (eg, “Pichia Expression Kit” (Invitrogen), pNV11, S -Q01), and Bacillus subtilis (ogen), pNV11, SP-Q01), and expression vectors derived from Bacillus subtilis (Bacillus subtilis) (e.g., can be used pPL608, pKTH50).

CHO細胞、COS細胞、またはNIH3T3細胞などの動物細胞においてベクターを発現させるために、ベクターは、このような細胞における発現に必要なプロモーター、例えば、SV40プロモーター(Mulligan et al., Nature 277: 108(1979))、MMLV−LTRプロモーター、EF1αプロモーター(Mizushima et al., Nucleic Acids Res 18: 5322(1990))、CMVプロモーターなど、および好ましくは、形質転換体を選択するためのマーカー遺伝子(例えば、薬物(例えば、ネオマイシン、G418)によって選択される薬物耐性遺伝子)を有さなければならない。これらの特徴を有する公知のベクターの例には、例えば、pMAM、pDR2、pBK−RSV、pBK−CMV、pOPRSV、およびpOP13が含まれる。   In order to express the vector in animal cells such as CHO cells, COS cells, or NIH3T3 cells, the vector may be a promoter required for expression in such cells, such as the SV40 promoter (Mulligan et al., Nature 277: 108 ( 1979)), MMLV-LTR promoter, EF1α promoter (Mizushima et al., Nucleic Acids Res 18: 5322 (1990)), CMV promoter and the like, and preferably a marker gene for selecting a transformant (eg, drug (For example, a drug resistance gene selected by neomycin, G418). Examples of known vectors having these characteristics include, for example, pMAM, pDR2, pBK-RSV, pBK-CMV, pOPRSV, and pOP13.

CDCA5に対するERKのキナーゼ活性
ERKによるCDCA5の選択的リン酸化が本明細書中で明らかにされる。その結果、別の局面において、本発明は、CDCA5に対するERKまたはその機能的等価物のキナーゼ活性を測定する方法を提供する。このような方法は、以下:
a.ERKによるCDCA5リン酸化に適した条件下で、ERKまたはその機能的等価物と、CDCA5またはその機能的等価物とをインキュベートする工程であって、
ERKの機能的等価物が以下:
i.SEQ ID NO:1または2のアミノ酸配列を含むポリペプチド、および
ii.1つまたは複数のアミノ酸が置換、欠失、または挿入されたSEQ ID NO:1または2のアミノ酸配列を含むポリペプチドであって、但し、結果として得られるポリペプチドがSEQ ID NO:1または2のアミノ酸配列からなるポリペプチドと等価なキナーゼ活性を有する、ポリペプチド
からなる群より選択され、
CDCA5の機能的等価物が以下:
i.SEQ ID NO:5のアミノ酸配列を含むポリペプチド、
ii.1つまたは複数のアミノ酸が置換、欠失、または挿入されたSEQ ID NO:5のアミノ酸配列を含むポリペプチドであって、但し、結果として得られるポリペプチドがSEQ ID NO:5のアミノ酸配列からなるポリペプチドと等価なキナーゼ活性を有する、ポリペプチド、および
iii.SEQ ID NO:4のヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドにストリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌクレオチドによってコードされるポリペプチドであって、但し、結果として得られるポリペプチドが、SEQ ID NO:5のアミノ酸配列からなるポリペプチドと等価な生物学的活性を有する、ポリペプチド
からなる群より選択される、工程;
b.CDCA5のリン酸化レベル(すなわち、SEQ ID NO:5のアミノ酸残基セリン79および/または209におけるリン酸化)を検出する工程;ならびに
c.工程(b)において検出されたCDCA5のリン酸化レベルと相関させることにより、ERKのキナーゼ活性を決定する工程
を含んでもよい。本発明の文脈において、CDCA5リン酸化に適した条件、またはERKまたはその機能的等価物のキナーゼ活性を決定するのに適した条件は、リン酸供与体の存在下で、CDCA5(またはその機能的等価物)およびERK(またはその機能的等価物)をインキュベーションすることによって得ることができる。本発明において、CECA5またはERKは細胞抽出物として提供されてもよく、好ましいリン酸供与体はATPである。本明細書中で、ATPは必要に応じて標識されてもよい。例えば、ホットアッセイでは、放射性標識ATPが用いられてもよい。CDCA5のリン酸化反応は、キナーゼアッセイ緩衝液(例えば、50mM Tris−HCl、10mM MgCl、1mM EGTA、2mM DTT、0.01% Briji 35、1mM ATP)中でCDCA5およびERKを30℃で20分間インキュベーションすることによって行われてもよい。反応は、Laemmli試料緩衝液を加えることによって止めることができる。
ERK kinase activity on CDCA5 Selective phosphorylation of CDCA5 by ERK is demonstrated herein. As a result, in another aspect, the present invention provides a method for measuring the kinase activity of ERK or its functional equivalent to CDCA5. Such a method is as follows:
a. Incubating ERK or a functional equivalent thereof with CDCA5 or a functional equivalent under conditions suitable for CDCA5 phosphorylation by ERK, comprising:
The functional equivalent of ERK is:
i. A polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 or 2, and ii. A polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 or 2 wherein one or more amino acids are substituted, deleted or inserted, provided that the resulting polypeptide is SEQ ID NO: 1 or 2 Selected from the group consisting of polypeptides having a kinase activity equivalent to a polypeptide consisting of the amino acid sequence of
The functional equivalent of CDCA5 is:
i. A polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5,
ii. A polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5, wherein one or more amino acids are substituted, deleted or inserted, provided that the resulting polypeptide is derived from the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5 A polypeptide having a kinase activity equivalent to that of the polypeptide, and iii. A polypeptide encoded by a polynucleotide that hybridizes under stringent conditions to a polynucleotide consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4, provided that the resulting polypeptide is SEQ ID NO: 5 A process selected from the group consisting of polypeptides having a biological activity equivalent to a polypeptide consisting of an amino acid sequence;
b. Detecting the phosphorylation level of CDCA5 (ie, phosphorylation at amino acid residue serine 79 and / or 209 of SEQ ID NO: 5); and c. A step of determining ERK kinase activity by correlating with the phosphorylation level of CDCA5 detected in step (b) may be included. In the context of the present invention, conditions suitable for CDCA5 phosphorylation, or conditions suitable for determining the kinase activity of ERK or a functional equivalent thereof, are CDCA5 (or a functional thereof) in the presence of a phosphate donor. Equivalents) and ERK (or functional equivalents thereof) can be obtained by incubation. In the present invention, CECA5 or ERK may be provided as a cell extract, and a preferred phosphate donor is ATP. In the present specification, ATP may be labeled as necessary. For example, in a hot assay, radiolabeled ATP may be used. The phosphorylation reaction of CDCA5 was carried out by using CDCA5 and ERK for 20 minutes at 30 ° C. in a kinase assay buffer (eg, 50 mM Tris-HCl, 10 mM MgCl 2 , 1 mM EGTA, 2 mM DTT, 0.01% Briji 35, 1 mM ATP). It may be performed by incubation. The reaction can be stopped by adding Laemmli sample buffer.

コールドアッセイでは、インキュベーション後に、ホスホ−CDCA5レベル(「CDCA5のリン酸化レベル」とも呼ばれる)を検出することができる。本明細書中で「ホスホ−CDCA5」はリン酸化CDCA5を示す。リン酸化CDCA5を検出する前に、CDCA5は、CDCA5発現細胞の他の要素または細胞溶解物から分離することができる。例えば、CDCA5を分離するために、ゲル電気泳動(例えば、SDS−PAGE)が用いられてもよい。または、CDCA5と、抗CDCA5抗体と連結した担体とを接触させることによって、CDCA5が捕捉されてもよい。   In a cold assay, phospho-CDCA5 levels (also referred to as “CDCA5 phosphorylation levels”) can be detected after incubation. In the present specification, “phospho-CDCA5” indicates phosphorylated CDCA5. Prior to detecting phosphorylated CDCA5, CDCA5 can be separated from other elements of CDCA5-expressing cells or cell lysates. For example, gel electrophoresis (eg, SDS-PAGE) may be used to separate CDCA5. Alternatively, CDCA5 may be captured by bringing CDCA5 into contact with a carrier linked to an anti-CDCA5 antibody.

標識リン酸供与体が用いられた場合、ホスホ−CDCA5レベルは、標識を追跡することによって検出することができる。または、ホスホ−CDCA5レベルは、(例えば、ウエスタンブロットアッセイまたはELISAによって)リン酸化CDCA5を認識する抗体を用いて検出することができる。特に、抗体は、CDCA5のホスホ−Ser79またはSer209を特異的に認識する。他方で、放射性標識ATP(例えば、32P−ATP)がリン酸供与体として用いられた場合(ホットアッセイ)、分離されたCDCA5の放射能はホスホ−CDCA5レベルと相関しており、従って、シンチレーションカウンターを用いてレベルを検出することができる。または、ホスホ−CDCA5レベルを検出するための他の方法には、質量分析、例えば、MALDI−TOF−MSが含まれるが、これに限定されない。 When a labeled phosphate donor is used, phospho-CDCA5 levels can be detected by following the label. Alternatively, phospho-CDCA5 levels can be detected using an antibody that recognizes phosphorylated CDCA5 (eg, by Western blot assay or ELISA). In particular, the antibody specifically recognizes CDCA5 phospho-Ser79 or Ser209. On the other hand, when radiolabeled ATP (eg 32 P-ATP) is used as the phosphate donor (hot assay), the radioactivity of the isolated CDCA5 correlates with phospho-CDCA5 levels, and thus scintillation The level can be detected using a counter. Alternatively, other methods for detecting phospho-CDCA5 levels include, but are not limited to, mass spectrometry, such as MALDI-TOF-MS.

様々なロースループットおよびハイスループット酵素アッセイ形式が当技術分野において公知であり、ERKによるCDCA5のリン酸化レベルの検出または測定に容易に合わせることができる。ハイスループットアッセイの場合、CDCA5は、好ましくは、マルチウェルプレート、スライド、およびチップなどの固体支持体に固定化される。反応後に、固体支持体上にリン酸−CDCA5を検出することができる。ホスホ−CDCA5を検出するために、例えば、ホスホ−CDCA5に結合する抗体を使用することができる。例えば、ERKによるCDCA5のリン酸化部位はSer79またはSer209であり、ERKによるCDCA5のSer79またはSer209のリン酸化は、ホスホ−CDCA5(Ser79またはSer209)に特異的な抗体を用いて検出することができる。または、P32標識ATPがリン酸供与体として用いられてもよい。この場合、ホスホ−CDCA5は放射性P32によって追跡することができる。このようなアッセイを容易にするために、固体支持体はストレプトアビジンでコーティングされてもよく、CDCA5はビオチンで標識されてもよい。当業者であれば、望ましいスループット能力に応じて、他の適切なアッセイ形式を決定することができる。 A variety of low-throughput and high-throughput enzyme assay formats are known in the art and can be readily adapted to detect or measure CDCA5 phosphorylation levels by ERK. For high throughput assays, CDCA5 is preferably immobilized on a solid support such as multiwell plates, slides, and chips. After the reaction, phosphate-CDCA5 can be detected on the solid support. To detect phospho-CDCA5, for example, an antibody that binds to phospho-CDCA5 can be used. For example, the phosphorylation site of CDCA5 by ERK is Ser79 or Ser209, and phosphorylation of SerCA or Ser209 of CDCA5 by ERK can be detected using an antibody specific for phospho-CDCA5 (Ser79 or Ser209). Or, P 32 labeled ATP may be used as a phosphate donor. In this case, phospho -CDCA5 can be tracked by radioactive P 32. To facilitate such an assay, the solid support may be coated with streptavidin and CDCA5 may be labeled with biotin. One skilled in the art can determine other suitable assay formats depending on the desired throughput capability.

別の態様において、ERKによるCDCA5リン酸化に適した条件は、ポリペプチドを発現する細胞を培養することによって得られてもよい。例えば、ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む発現ベクターを有する形質転換細胞が用いられてもよい。   In another embodiment, conditions suitable for CDCA5 phosphorylation by ERK may be obtained by culturing cells that express the polypeptide. For example, a transformed cell having an expression vector containing a polynucleotide encoding a polypeptide may be used.

本発明の文脈において、生物学的試料中のERKのキナーゼ活性を評価することができる。例えば、本発明の生物学的試料は、患者から得られたがん組織、またはがん細胞株を含んでもよい。このような生物学的試料中のERKのキナーゼ活性は、肺がんまたは食道がんを示す、または患者の予後を評価または決定するための信頼できるマーカーとして役立つ。   In the context of the present invention, the kinase activity of ERK in a biological sample can be assessed. For example, the biological sample of the present invention may include cancer tissue obtained from a patient, or a cancer cell line. The kinase activity of ERK in such biological samples serves as a reliable marker to indicate lung or esophageal cancer or to assess or determine patient prognosis.

さらに、本発明は、CDCA5に対するERKのキナーゼ活性を測定するための試薬を提供する。このような試薬の例には、リン酸供与体と共に使用することができるCDCA5が含まれる。本発明において、CDCA5に対するERKのキナーゼ活性を測定するためのキットも提供される。このようなキットは、本発明の試薬およびホスホ−CDCA5レベルを検出するための検出剤を含んでもよい。好ましい検出剤には、非リン酸化CDCA5からリン酸化CDCA5を特異的に認識する抗体が含まれる。例えば、本発明では、好ましい抗体は、Ser79またはSer209がリン酸化されたCDCA5を認識する。   Furthermore, the present invention provides a reagent for measuring ERK kinase activity against CDCA5. An example of such a reagent includes CDCA5 which can be used with a phosphate donor. In the present invention, a kit for measuring the kinase activity of ERK against CDCA5 is also provided. Such a kit may comprise a reagent of the invention and a detection agent for detecting phospho-CDCA5 levels. Preferred detection agents include antibodies that specifically recognize phosphorylated CDCA5 from non-phosphorylated CDCA5. For example, in the present invention, a preferred antibody recognizes CDCA5 in which Ser79 or Ser209 is phosphorylated.

スクリーニング方法
本発明はまた、ERKがCDCA5に対するキナーゼ活性を有するという知見に関する。ERKによるCDCA5のリン酸化部位はSer79およびSer209であり、このリン酸化はEGF依存性である。このために、本発明の一局面は、ERKを介したCDCA5リン酸化を調整または調節する試験化合物を特定することを伴う。本明細書中で、調整または調節するとは、ERKによるCDCA5リン酸化レベルが、試験化合物の機能によって変化した、例えば、低下した、減少した、もしくは阻害された、または場合によっては、増加または増強したことを示す。
Screening Method The present invention also relates to the finding that ERK has kinase activity against CDCA5. The phosphorylation sites of CDCA5 by ERK are Ser79 and Ser209, and this phosphorylation is EGF-dependent. To this end, one aspect of the invention involves identifying a test compound that modulates or modulates ERK-mediated CDCA5 phosphorylation. As used herein, modulating or modulating means that the level of CDCA5 phosphorylation by ERK is altered, eg, decreased, decreased, inhibited, or in some cases increased or enhanced, by the function of the test compound. It shows that.

従って、本発明は、CDCA5に対するERKのキナーゼ活性を調節する化合物を特定するための新規の方法を提供する。例えば、本発明は、CDCA5に対するERKのキナーゼ活性を調節する薬剤を特定するための方法を提供する。該方法は、以下:
a.ERKによるCDCA5リン酸化に適した条件下で、試験化合物の存在下で、ERKまたはその機能的等価物とCDCA5またはその機能的等価物とをインキュベートする工程であって、
ERKの機能的等価物が以下:
i.SEQ ID NO:1または2のアミノ酸配列を含むポリペプチド、および
ii.1つまたは複数のアミノ酸が置換、欠失、または挿入されたSEQ ID NO:1または2のアミノ酸配列を含むポリペプチドであって、但し、結果として得られるポリペプチドがSEQ ID NO:1または2のアミノ酸配列からなるポリペプチドと等価なキナーゼ活性を有する、ポリペプチド
からなる群より選択され、
CDCA5の機能的等価物が以下:
i.SEQ ID NO:5のアミノ酸配列を含むポリペプチド、
ii.1つまたは複数のアミノ酸が置換、欠失、または挿入されたSEQ ID NO:5のアミノ酸配列を含むポリペプチドであって、但し、結果として得られるポリペプチドが、SEQ ID NO:5のアミノ酸配列からなるポリペプチドと等価なキナーゼ活性を有する、ポリペプチド、および
iii.SEQ ID NO:4のヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドにストリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌクレオチドによってコードされるポリペプチドであって、但し、結果として得られるポリペプチドが、SEQ ID NO:5のアミノ酸配列からなるポリペプチドと等価な生物学的活性を有する、ポリペプチド
からなる群より選択される、工程;
b.SEQ ID NO:5のセリン79または209アミノ酸残基におけるCDCA5リン酸化を検出する工程、およびCDCA5のリン酸化レベルを決定する工程;ならびに
c.工程(b)において決定されたレベルと、試験薬剤の非存在下で決定されたレベルとを比較する工程;ならびに
d.工程(c)において試験薬剤の非存在下で決定されたレベルと比較して、CDCA5のリン酸化レベルを低下させた試験薬剤を選択する工程
を含む。
Thus, the present invention provides a novel method for identifying compounds that modulate ERK kinase activity against CDCA5. For example, the present invention provides methods for identifying agents that modulate ERK kinase activity against CDCA5. The method is as follows:
a. Incubating ERK or a functional equivalent thereof with CDCA5 or a functional equivalent thereof in the presence of a test compound under conditions suitable for CDCA5 phosphorylation by ERK, comprising:
The functional equivalent of ERK is:
i. A polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 or 2, and ii. A polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 or 2 wherein one or more amino acids are substituted, deleted or inserted, provided that the resulting polypeptide is SEQ ID NO: 1 or 2 Selected from the group consisting of polypeptides having a kinase activity equivalent to a polypeptide consisting of the amino acid sequence of
The functional equivalent of CDCA5 is:
i. A polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5,
ii. A polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5, wherein one or more amino acids are substituted, deleted or inserted, provided that the resulting polypeptide is an amino acid sequence of SEQ ID NO: 5 A polypeptide having a kinase activity equivalent to a polypeptide comprising: iii. A polypeptide encoded by a polynucleotide that hybridizes under stringent conditions to a polynucleotide consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4, provided that the resulting polypeptide is SEQ ID NO: 5 A process selected from the group consisting of polypeptides having a biological activity equivalent to a polypeptide consisting of an amino acid sequence;
b. Detecting CDCA5 phosphorylation at serine 79 or 209 amino acid residues of SEQ ID NO: 5, and determining the phosphorylation level of CDCA5; and c. Comparing the level determined in step (b) with the level determined in the absence of the test agent; and d. Selecting a test agent that has a reduced level of phosphorylation of CDCA5 compared to the level determined in the absence of the test agent in step (c).

本発明の方法によって特定される薬剤は、例えば、ERKを介したCDCA5リン酸化を阻害することによって、肺がんまたは食道がんの進行を遅延する、または止めることができる候補化合物を構成する。従って、本発明は、ERKおよびCDCA5を発現する細胞を用いて、CDCAに対するERKキナーゼ活性を調節する化合物をスクリーニングする方法、あるいは肺がんもしくは食道がんを治療または予防するための薬剤をスクリーニングする方法を提供する。該方法は、以下の工程:
a.CDCA5またはその機能的等価物およびERKまたはその機能的等価物を発現する細胞(すなわち、この細胞はCDCA5またはその機能的等価物をコードするポリヌクレオチド、およびERKまたはその機能的等価物をコードするポリヌクレオチドを含み、かつ翻訳する)であって、
CDCA5の機能的等価物が以下:
i.SEQ ID NO:5のアミノ酸配列を含むポリペプチド、
ii.1つまたは複数のアミノ酸が置換、欠失、または挿入されたSEQ ID NO:5のアミノ酸配列を含むポリペプチドであって、但し、結果として得られるポリペプチドが、SEQ ID NO:5のアミノ酸配列からなるポリペプチドと等価なキナーゼ活性を有する、ポリペプチド、および
iii.SEQ ID NO:4のヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドにストリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌクレオチドによってコードされるポリペプチドであって、但し、結果として得られるポリペプチドが、SEQ ID NO:5のアミノ酸配列からなるポリペプチドと等価な生物学的活性を有する、ポリペプチド
からなる群より選択され、
ERKの機能的等価物が以下:
i.SEQ ID NO:1または2のアミノ酸配列を含むポリペプチド、および
ii.1つまたは複数のアミノ酸が置換、欠失、または挿入されたSEQ ID NO:1または2のアミノ酸配列を含むポリペプチドであって、但し、結果として得られるポリペプチドがSEQ ID NO:1または2のアミノ酸配列からなるポリペプチドと等価なキナーゼ活性を有する、ポリペプチド
からなる群より選択される、細胞と試験薬剤とをEGFの存在下で接触させる工程、
b.SEQ ID NO:5のアミノ酸残基セリン79または209におけるCDCA5リン酸化を検出する工程、およびCDCA5のリン酸化レベルを決定する工程;および
c.工程(b)において決定されたレベルと、試験薬剤の非存在下で決定されたレベルとを比較する工程;ならびに
d.工程(c)において試験薬剤の非存在下で決定されたレベルと比較して、CDCA5のリン酸化レベルを低下させた試験薬剤を選択する工程を含む。
Agents identified by the methods of the present invention constitute candidate compounds that can delay or stop the progression of lung or esophageal cancer, for example, by inhibiting CDCA5 phosphorylation via ERK. Therefore, the present invention provides a method for screening a compound that modulates ERK kinase activity against CDCA using cells expressing ERK and CDCA5, or a method for screening a drug for treating or preventing lung cancer or esophageal cancer. provide. The method comprises the following steps:
a. A cell expressing CDCA5 or a functional equivalent thereof and ERK or a functional equivalent thereof (ie, the cell is a polynucleotide encoding CDCA5 or a functional equivalent thereof, and a polynucleotide encoding ERK or a functional equivalent thereof) Containing and translating nucleotides),
The functional equivalent of CDCA5 is:
i. A polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5,
ii. A polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5, wherein one or more amino acids are substituted, deleted or inserted, provided that the resulting polypeptide is an amino acid sequence of SEQ ID NO: 5 A polypeptide having a kinase activity equivalent to a polypeptide comprising: iii. A polypeptide encoded by a polynucleotide that hybridizes under stringent conditions to a polynucleotide consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4, provided that the resulting polypeptide is SEQ ID NO: 5 Selected from the group consisting of polypeptides having a biological activity equivalent to a polypeptide consisting of an amino acid sequence,
The functional equivalent of ERK is:
i. A polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 or 2, and ii. A polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 or 2 wherein one or more amino acids are substituted, deleted or inserted, provided that the resulting polypeptide is SEQ ID NO: 1 or 2 A step of contacting a cell with a test agent in the presence of EGF, which is selected from the group consisting of polypeptides having a kinase activity equivalent to a polypeptide consisting of the amino acid sequence of:
b. Detecting CDCA5 phosphorylation at amino acid residue serine 79 or 209 of SEQ ID NO: 5, and determining the phosphorylation level of CDCA5; and c. Comparing the level determined in step (b) with the level determined in the absence of the test agent; and d. Selecting a test agent that has a reduced level of phosphorylation of CDCA5 compared to the level determined in the absence of the test agent in step (c).

例えば、ERKによるCDCA5のリン酸化部位はSer79またはSer209である。前記方法は、CDCA5に対するキナーゼ活性を有するERKまたはその機能的等価物と、ERKによってリン酸化されやすいCDCA5またはその機能的等価物と、1種または複数種の候補化合物とを接触させ、ホスホ−CDCA5レベルをアッセイすることによって行われる。例えば、ERKによってリン酸化されやすいCDCA5の機能的等価物は、CDCA5の、ERKを介したリン酸化部位であるSer79またはSer209の少なくとも1つを含んでもよい。ERKまたはその機能的等価物によるCDCA5リン酸化を調節する化合物がこのようにして特定される。   For example, the phosphorylation site of CDCA5 by ERK is Ser79 or Ser209. The method comprises contacting ERK having a kinase activity against CDCA5 or a functional equivalent thereof, CDCA5 or a functional equivalent thereof easily phosphorylated by ERK with one or more candidate compounds, and phospho-CDCA5. This is done by assaying the level. For example, a functional equivalent of CDCA5 that is susceptible to phosphorylation by ERK may include at least one of Ser79 or Ser209, which is a phosphorylation site of CDCA5 via ERK. Compounds that modulate CDCA5 phosphorylation by ERK or functional equivalents thereof are thus identified.

細胞抽出物、細胞培養上清、発酵微生物の産物、海洋生物からの抽出物、植物抽出物、精製タンパク質または粗タンパク質、ペプチド、非ペプチド化合物、合成低分子化合物および天然化合物を含むが、これに限定されない任意の試験化合物を、本発明のスクリーニング方法に用いることができる。本発明の試験化合物は、(1)生物学的ライブラリー、(2)空間的にアドレス可能なパラレル固相ライブラリーまたは液相ライブラリー、(3)デコンボリューションを必要とする合成ライブラリー法、(4)「1ビーズ1化合物」ライブラリー法、および(5)アフィニティークロマトグラフィー選択を用いる合成ライブラリー法を含む、当技術分野で公知のコンビナトリアルライブラリー法における多くのアプローチのいずれかを用いて入手することもできる。アフィニティークロマトグラフィー選択を用いる生物学的ライブラリー法はペプチドライブラリーに限定されるが、他の4つのアプローチは、ペプチド、非ペプチドオリゴマー、または低分子化合物ライブラリーに適用可能である(Lam (1997) Anticancer Drug Des. 12: 145-67)。分子ライブラリーを合成する方法の例は当技術分野において見出すことができる(DeWitt et al. (1993) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90: 6909-13; Erb et al. (1994) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91: 11422-6; Zuckermann et al. (1994) J. Med. Chem. 37: 2678-85; Cho et al. (1993) Science 261: 1303-5; Carell et al. (1994) Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 33: 2059; Carell et al. (1994) Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 33: 2061; Gallop et al. (1994) J. Med. Chem. 37: 1233-51.)。化合物のライブラリーは溶液中に提供されてもよく(Houghten (1992) Bio/Techniques 13: 412-21.を参照のこと。)、またはビーズ(Lam (1991) Nature 354: 82-4.)、チップ(Fodor (1993) Nature 364: 555-6.)、細菌(米国特許第5,223,409号)、胞子(米国特許第5,571,698号;同第5,403,484号、および同第5,223,409号)、プラスミド(Cull et al. (1992) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89: 1865-9.)、もしくはファージ(Scott and Smith (1990) Science 249: 386-90.; Devlin (1990) Science 249: 404-6.; Cwirla et al. (1990) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87: 6378-78.; Felici (1991) J. Mol. Biol. 222: 301-10.;米国特許出願第2002103360号)上に提供されてもよい。   Includes cell extracts, cell culture supernatants, fermented microbial products, marine organism extracts, plant extracts, purified or crude proteins, peptides, non-peptide compounds, synthetic low molecular compounds and natural compounds. Any non-limiting test compound can be used in the screening method of the present invention. Test compounds of the present invention include (1) biological libraries, (2) spatially addressable parallel solid phase libraries or liquid phase libraries, (3) synthetic library methods that require deconvolution, Using any of a number of approaches in combinatorial library methods known in the art, including (4) “one bead one compound” library method, and (5) a synthetic library method using affinity chromatography selection. It can also be obtained. Biological library methods using affinity chromatography selection are limited to peptide libraries, but the other four approaches are applicable to peptide, non-peptide oligomer, or small molecule library (Lam (1997 ) Anticancer Drug Des. 12: 145-67). Examples of methods for synthesizing molecular libraries can be found in the art (DeWitt et al. (1993) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90: 6909-13; Erb et al. (1994) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91: 11422-6; Zuckermann et al. (1994) J. Med. Chem. 37: 2678-85; Cho et al. (1993) Science 261: 1303-5; Carell et al. (1994) Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 33: 2059; Carell et al. (1994) Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 33: 2061; Gallop et al. (1994) J. Med. Chem 37: 1233-51.). A library of compounds may be provided in solution (see Houghten (1992) Bio / Techniques 13: 412-21.), Or beads (Lam (1991) Nature 354: 82-4.), Chips (Fodor (1993) Nature 364: 555-6.), Bacteria (US Pat. No. 5,223,409), spores (US Pat. Nos. 5,571,698; 5,403,484), and No. 5,223,409), plasmid (Cull et al. (1992) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89: 1865-9.), Or phage (Scott and Smith (1990) Science 249: 386- 90 .; Devlin (1990) Science 249: 404-6 .; Cwirla et al. (1990) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87: 6378-78 .; Felici (1991) J. Mol. Biol. 222: 301-10 .; U.S. Patent Application No. 2002103360).

さらに、CDCA5に対するERKのキナーゼ活性、またはERKによるCDCA5のリン酸化を阻害する、としてスクリーニングされた化合物の構造の一部が、付加、欠失、および/または置換によって変換された化合物も、本発明のスクリーニング方法によって入手可能な化合物に含められる。   Furthermore, a compound in which a part of the structure of a compound screened as inhibiting ERK kinase activity against CDCA5 or phosphorylation of CDCA5 by ERK is converted by addition, deletion, and / or substitution is also included in the present invention. It is included in the compound which can be obtained by the screening method.

本発明によって、ERKによるCDCA5リン酸化を抑制すると細胞増殖が低下することが明らかになった。従って、ERKによるCDCA5リン酸化、またはCDCA5に対するERKのキナーゼ活性を阻害する候補化合物をスクリーニングすることによって、がんを治療または予防する能力を有する候補化合物を特定することができる。これらの候補化合物ががんを治療または予防する能力は、がん治療剤を特定するために二次スクリーニングおよび/またはさらなるスクリーニングによって調べられてもよい。   According to the present invention, it has been clarified that cell proliferation decreases when CDCA5 phosphorylation by ERK is suppressed. Therefore, a candidate compound having the ability to treat or prevent cancer can be identified by screening a candidate compound that inhibits CDCA5 phosphorylation by ERK or the kinase activity of ERK against CDCA5. The ability of these candidate compounds to treat or prevent cancer may be examined by secondary screening and / or further screening to identify cancer therapeutic agents.

本発明において、試験化合物の治療効果は、ERKによるCDCA5リン酸化またはERKのキナーゼ活性と相関付けることができる。例えば、試験化合物が、試験化合物の非存在下で検出されたレベルと比較して、ERKによるCDCA5リン酸化またはERKのキナーゼ活性を抑制または阻害する場合、この試験化合物を、治療効果を有する候補化合物として特定または選択することができる。または、試験化合物が、試験化合物の非存在下で検出されたレベルと比較して、ERKによるCDCA5リン酸化またはERKのキナーゼ活性を抑制も阻害もしない場合、この試験化合物は有意な治療効果を有さないと特定することができる。   In the present invention, the therapeutic effect of a test compound can be correlated with ERK CDCA5 phosphorylation or ERK kinase activity. For example, if a test compound suppresses or inhibits CDCA5 phosphorylation by ERK or kinase activity of ERK as compared to the level detected in the absence of the test compound, the test compound is a candidate compound having a therapeutic effect. Can be specified or selected. Alternatively, a test compound has a significant therapeutic effect if it does not inhibit or inhibit CDCA5 phosphorylation or ERK kinase activity by ERK compared to the level detected in the absence of the test compound. You can specify that you do not.

本発明の一局面は、CDCA5に対するERKのキナーゼ活性を調節する試験化合物の能力を検出するためのキットを提供する。このようなキットは、以下の構成要素:
a.CDCA5(ポリペプチド)またはその機能的等価物であって、CDCA5の機能的等価物が以下:
i.SEQ ID NO:5のアミノ酸配列を含むポリペプチド、
ii.1つまたは複数のアミノ酸が置換、欠失、または挿入されたSEQ ID NO:5のアミノ酸配列を含むポリペプチドであって、但し、結果として得られるポリペプチドがSEQ ID NO:5のアミノ酸配列からなるポリペプチドと等価なキナーゼ活性を有する、ポリペプチド、および
iii.SEQ ID NO:4のヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドにストリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌクレオチドによってコードされるポリペプチドであって、但し、結果として得られるポリペプチドが、SEQ ID NO:5のアミノ酸配列からなるポリペプチドと等価な生物学的活性を有する、ポリペプチド、
からなる群より選択される、CDCA5(ポリペプチド)またはその機能的等価物;
b.ERK(ポリペプチド)またはその機能的等価物であって、ERKの機能的等価物が以下:
i.SEQ ID NO:1または2のアミノ酸配列を含むポリペプチド、および
ii.1つまたは複数のアミノ酸が置換、欠失、または挿入されたSEQ ID NO:1または2のアミノ酸配列を含むポリペプチドであって、但し、結果として得られるポリペプチドがSEQ ID NO:1または2のアミノ酸配列からなるポリペプチドと等価なキナーゼ活性を有する、ポリペプチド
からなる群より選択される、ERK(ポリペプチド)またはその機能的等価物;
c.CDCA5のリン酸化レベルを決定するための試薬、すなわち、例えば、SEQ ID NO:5のアミノ酸残基セリン79または209におけるCDCA5リン酸化を検出するための試薬;ならびに
d.ATPおよび適切な緩衝液
を含んでもよい。
One aspect of the invention provides a kit for detecting the ability of a test compound to modulate ERK kinase activity against CDCA5. Such a kit has the following components:
a. CDCA5 (polypeptide) or a functional equivalent thereof, wherein the functional equivalent of CDCA5 is:
i. A polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5,
ii. A polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5, wherein one or more amino acids are substituted, deleted or inserted, provided that the resulting polypeptide is derived from the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5 A polypeptide having a kinase activity equivalent to that of the polypeptide, and iii. A polypeptide encoded by a polynucleotide that hybridizes under stringent conditions to a polynucleotide consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4, provided that the resulting polypeptide is SEQ ID NO: 5 A polypeptide having biological activity equivalent to a polypeptide consisting of an amino acid sequence,
CDCA5 (polypeptide) or a functional equivalent thereof selected from the group consisting of:
b. ERK (polypeptide) or a functional equivalent thereof, wherein the functional equivalent of ERK is:
i. A polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 or 2, and ii. A polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 or 2 wherein one or more amino acids are substituted, deleted or inserted, provided that the resulting polypeptide is SEQ ID NO: 1 or 2 ERK (polypeptide) or a functional equivalent thereof selected from the group consisting of polypeptides having a kinase activity equivalent to a polypeptide consisting of the amino acid sequence of
c. A reagent for determining the phosphorylation level of CDCA5, ie, a reagent for detecting CDCA5 phosphorylation at, for example, amino acid residue serine 79 or 209 of SEQ ID NO: 5; and d. ATP and a suitable buffer may be included.

さらに、本発明はまた、CDCA5に対するERKのキナーゼ活性を調節する試験化合物の能力を検出するためのキットを提供する。このようなキットは、以下の構成要素:
a.CDCA5またはその機能的等価物、およびERKまたはその機能的等価物を発現する細胞、すなわち、CDCA5またはその機能的等価物をコードするポリヌクレオチド、およびERKまたはその機能的等価物をコードするポリヌクレオチドを含み、転写する細胞であって、
CDCA5の機能的等価物が以下:
i.SEQ ID NO:5のアミノ酸配列を含むポリペプチド、
ii.1つまたは複数のアミノ酸が置換、欠失、または挿入されたSEQ ID NO:5のアミノ酸配列を含むポリペプチドであって、但し、結果として得られるポリペプチドが、SEQ ID NO:5のアミノ酸配列からなるポリペプチドと等価なキナーゼ活性を有する、ポリペプチド、および
iii.SEQ ID NO:4のヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドにストリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌクレオチドによってコードされるポリペプチドであって、但し、結果として得られるポリペプチドが、SEQ ID NO:5のアミノ酸配列からなるポリペプチドと等価な生物学的活性を有する、ポリペプチド
からなる群より選択され、
ERKの機能的等価物が以下:
i.SEQ ID NO:1または2のアミノ酸配列を含むポリペプチド、および
ii.1つまたは複数のアミノ酸が置換、欠失、または挿入されたSEQ ID NO:1または2のアミノ酸配列を含むポリペプチドであって、但し、結果として得られるポリペプチドがSEQ ID NO:1または2のアミノ酸配列からなるポリペプチドと等価なキナーゼ活性を有する、ポリペプチド
からなる群より選択される、細胞、
b.EGF、ならびに
c.CDCA5のリン酸化レベルを決定するための試薬、例えば、 SEQ ID NO:5のアミノ酸残基セリン79または209におけるCDCA5リン酸化を検出するための試薬
を含んでもよい。
Furthermore, the present invention also provides a kit for detecting the ability of a test compound to modulate ERK kinase activity against CDCA5. Such a kit has the following components:
a. CDCA5 or a functional equivalent thereof, and a cell expressing ERK or a functional equivalent thereof, ie, a polynucleotide encoding CDCA5 or a functional equivalent thereof, and a polynucleotide encoding ERK or a functional equivalent thereof A cell that contains and transcribes,
The functional equivalent of CDCA5 is:
i. A polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5,
ii. A polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5, wherein one or more amino acids are substituted, deleted or inserted, provided that the resulting polypeptide is an amino acid sequence of SEQ ID NO: 5 A polypeptide having a kinase activity equivalent to a polypeptide comprising: iii. A polypeptide encoded by a polynucleotide that hybridizes under stringent conditions to a polynucleotide consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4, provided that the resulting polypeptide is SEQ ID NO: 5 Selected from the group consisting of polypeptides having a biological activity equivalent to a polypeptide consisting of an amino acid sequence,
The functional equivalent of ERK is:
i. A polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 or 2, and ii. A polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 or 2 wherein one or more amino acids are substituted, deleted or inserted, provided that the resulting polypeptide is SEQ ID NO: 1 or 2 A cell selected from the group consisting of polypeptides having a kinase activity equivalent to a polypeptide consisting of the amino acid sequence of:
b. EGF, and c. A reagent for determining the phosphorylation level of CDCA5 may be included, for example, a reagent for detecting CDCA5 phosphorylation at amino acid residue serine 79 or 209 of SEQ ID NO: 5.

CDCA5のリン酸化レベルを決定するための試薬として、例えば、CDCA5リン酸化、特に、SEQ ID NO:5のアミノ酸残基セリン79または209におけるCDCA5リン酸化を検出する抗体を使用することができる。さらに、リン酸供与体として標識ATPがキットに含められる場合、ATPの標識を検出する試薬を使用することができる。キットの構成要素はそれぞれ、容器の内容を示すラベルと共に、別々の容器に入れられてもよい。さらに、必要に応じて、キットは、アッセイを実施するための説明書(例えば、書面、テープ、VCR、CD−ROMなど)を含んでもよい。   As a reagent for determining the phosphorylation level of CDCA5, for example, an antibody that detects CDCA5 phosphorylation, in particular, CDCA5 phosphorylation at amino acid residue serine 79 or 209 of SEQ ID NO: 5 can be used. Furthermore, when a labeled ATP is included in the kit as a phosphate donor, a reagent for detecting the ATP label can be used. Each component of the kit may be placed in a separate container with a label indicating the contents of the container. Further, if desired, the kit may include instructions for performing the assay (eg, written, tape, VCR, CD-ROM, etc.).

CDCA5に対するERKキナーゼ活性を阻害するドミナントネガティブタンパク質
CDCA5変異体が、がん細胞増殖を阻害するというのが本発明によって証明された新規の知見である。このような変異体はドミナントネガティブ効果を有するとみなされている。本発明の文脈において、「ドミナントネガティブ効果を有する」とは、ポリペプチドがERKによるCDCA5リン酸化を阻害し、その後に、インビボで細胞増殖を抑制する(すなわち、SEQ ID NO:7のポリペプチドと類似の活性)ことを意味する。このようなドミナントネガティブ効果を有するポリペプチドは、本明細書中で「ドミナントネガティブタンパク質」、「ドミナントネガティブ変異体」、または「ドミナントネガティブCDCA5」とも呼ばれる。
Dominant negative protein that inhibits ERK kinase activity against CDCA5 It is a novel finding demonstrated by the present invention that CDCA5 mutants inhibit cancer cell growth. Such mutants are considered to have a dominant negative effect. In the context of the present invention, “having a dominant negative effect” means that the polypeptide inhibits CDK5 phosphorylation by ERK and subsequently suppresses cell proliferation in vivo (ie, with the polypeptide of SEQ ID NO: 7). Similar activity). A polypeptide having such a dominant negative effect is also referred to herein as “dominant negative protein”, “dominant negative mutant”, or “dominant negative CDCA5”.

本発明の変異体ポリペプチドが有する活性は、SEQ ID NO:7のポリペプチドより低い、SEQ ID NO:7のポリペプチドと等価な、またはSEQ ID NO:7のポリペプチドよりかなり高いものでもよい。例えば、ERKによるCDCA5のリン酸化レベルは、本発明の変異体ポリペプチドが存在することによって、少なくとも、変異体ポリペプチドの非存在下と比較して、約90%、80%、70%、60%、50%、40%、30%、25%、20%、10%、5%、1%、またはそれ未満(例えば、0%)に低下してもよい。   The activity of the variant polypeptide of the present invention may be lower than that of SEQ ID NO: 7, equivalent to that of SEQ ID NO: 7, or significantly higher than that of SEQ ID NO: 7. . For example, the phosphorylation level of CDCA5 by ERK is about 90%, 80%, 70%, 60 at least compared to the absence of the mutant polypeptide due to the presence of the mutant polypeptide of the present invention. %, 50%, 40%, 30%, 25%, 20%, 10%, 5%, 1%, or less (eg, 0%).

好ましくは、ドミナントネガティブ効果を有するCDCA5変異体は、CDCA5上の少なくとも1つのERK依存性リン酸化部位がセリン以外のアミノ酸残基で置換されたアミノ酸配列を含んでもよい。本発明において、CDCA5上のERK依存性リン酸化部位は、CDCA5(SEQ ID NO:5)のSer−79およびSer−209からなる群より選択されてもよい。従って、Ser−79およびSer−209のいずれかまたは両方が、セリン以外のアミノ酸残基で置換されてもよい。例えば、CDCA5(SEQ ID NO:5)のSer−79および/またはSer−209はアラニンで置換されてもよい。具体的には、本発明は、以下:
a.SEQ ID NO:7のアミノ酸配列を含むポリペプチド、
b.1つまたは複数のアミノ酸が置換、欠失、挿入、および/または付加されたSEQ ID NO:7のアミノ酸配列を含み、SEQ ID NO:7のアミノ酸配列からなるタンパク質と等価な生物学的活性を有する、ポリペプチド、ならびに
c.SEQ ID NO:6のヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドにストリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌクレオチドによってコードされるポリペプチドであって、ポリペプチドが、SEQ ID NO:7のアミノ酸配列からなるポリペプチドと等価な生物学的活性を有する、ポリペプチド
からなる群より選択される、実質的に純粋なポリペプチドに関する。
Preferably, the CDCA5 variant having a dominant negative effect may comprise an amino acid sequence in which at least one ERK-dependent phosphorylation site on CDCA5 is substituted with an amino acid residue other than serine. In the present invention, the ERK-dependent phosphorylation site on CDCA5 may be selected from the group consisting of Ser-79 and Ser-209 of CDCA5 (SEQ ID NO: 5). Accordingly, either or both of Ser-79 and Ser-209 may be substituted with an amino acid residue other than serine. For example, Ser-79 and / or Ser-209 of CDCA5 (SEQ ID NO: 5) may be substituted with alanine. Specifically, the present invention provides the following:
a. A polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 7,
b. A biological activity equivalent to that of a protein comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 7, comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 7, wherein one or more amino acids are substituted, deleted, inserted and / or added. Having a polypeptide, and c. A polypeptide encoded by a polynucleotide that hybridizes under stringent conditions to a polynucleotide comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6, wherein the polypeptide comprises an amino acid sequence of SEQ ID NO: 7 Relates to a substantially pure polypeptide selected from the group consisting of polypeptides having a biological activity equivalent to.

本発明において、アミノ酸配列SEQ ID NO:7からなるポリペプチドは、ERKを介したCDCA5リン酸化および細胞増殖を阻害する生物学的活性を有することが明らかにされた。さらに、SEQ ID NO:7のアミノ酸配列からなるポリペプチドと等価な生物学的活性を有するポリペプチドも本発明に含まれる。例えば、本発明は、以下のポリペプチド:
b.1つまたは複数のアミノ酸が置換、欠失、挿入、および/または付加されたSEQ ID NO:7のアミノ酸配列を含み、SEQ ID NO:7のアミノ酸配列からなるポリペプチドと等価な生物学的活性を有する、ポリペプチド、ならびに
c.SEQ ID NO:6のヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドにストリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌクレオチドによってコードされるポリペプチドであって、SEQ ID NO:7のアミノ酸配列からなるポリペプチドと等価な生物学的活性を有する、ポリペプチド
を含んでもよい。
In the present invention, it was revealed that a polypeptide consisting of the amino acid sequence SEQ ID NO: 7 has a biological activity that inhibits ERK-mediated CDCA5 phosphorylation and cell proliferation. Furthermore, a polypeptide having a biological activity equivalent to a polypeptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 7 is also included in the present invention. For example, the invention provides the following polypeptides:
b. Biological activity equivalent to a polypeptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 7, comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 7, wherein one or more amino acids are substituted, deleted, inserted and / or added A polypeptide having, and c. A polypeptide encoded by a polynucleotide that hybridizes under stringent conditions to a polynucleotide comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6, and is equivalent to a polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 7 Polypeptides having pharmacological activity may be included.

このような改変されたポリペプチドを得るための方法および条件は前記で詳述した。さらに、ポリペプチドが、SEQ ID NO:7のアミノ酸配列からなるポリペプチドと等価な生物学的活性を有するかどうかを評価するための方法も本発明によって提供される(前記)。SEQ ID NO:7のアミノ酸配列からなるCDCA5変異体の必要なドミナントネガティブ効果を保持するために、少数のアミノ酸または少ないパーセントのアミノ酸のみを改変(付加、欠失、挿入、または置換)することが好ましい。改変しようとする残基の数は、一般的に、20アミノ酸以下、好ましくは15アミノ酸以下、より好ましくは10アミノ酸以下、さらにより好ましくは1〜5個のアミノ酸である。または、改変されるアミノ酸のパーセントは、好ましくは20%以下、より好ましくは15%以下、より好ましくは10%、さらにより好ましくは1〜5%である。本発明の変異体ポリペプチドの前記の改変に加えて、本発明の変異体ポリペプチドは、ドミナントネガティブ効果を保持している限り、他の物質にさらに連結されてもよい。このような連結に使用可能な物質には、ペプチド、脂質、糖および糖鎖、アセチル基、天然ポリマーおよび合成ポリマーなどが含まれる。これらの種類の改変は、さらなる機能(例えば、標的化機能および送達機能)を付与するように、または変異体ポリペプチドを安定化するように行われてもよい。   Methods and conditions for obtaining such modified polypeptides are detailed above. Furthermore, a method for evaluating whether a polypeptide has a biological activity equivalent to a polypeptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 7 is also provided by the present invention (supra). Only a few amino acids or only a small percentage of amino acids can be modified (added, deleted, inserted, or substituted) to retain the necessary dominant negative effect of the CDCA5 variant consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 7. preferable. The number of residues to be modified is generally 20 amino acids or less, preferably 15 amino acids or less, more preferably 10 amino acids or less, and even more preferably 1 to 5 amino acids. Alternatively, the percentage of amino acids to be modified is preferably 20% or less, more preferably 15% or less, more preferably 10%, and even more preferably 1 to 5%. In addition to the above-described modification of the mutant polypeptide of the present invention, the mutant polypeptide of the present invention may be further linked to another substance as long as it retains a dominant negative effect. Substances that can be used for such linking include peptides, lipids, sugars and sugar chains, acetyl groups, natural and synthetic polymers, and the like. These types of modifications may be made to confer additional functions (eg, targeting and delivery functions) or to stabilize mutant polypeptides.

例えば、ポリペプチドのインビボ安定性を高めるために、特に有用な様々なアミノ酸模倣体または非天然アミノ酸を導入することが当技術分野において公知である。この考えは、本発明の変異体ポリペプチドにも取り入れることができる。ポリペプチドの安定性は多くのやり方でアッセイすることができる。例えば、安定性を試験するために、ペプチダーゼおよび様々な生物学的培地、例えば、ヒト血漿および血清が用いられてきた(例えば、Coos Verhoef et al. (1986) Eur. J. Drug Metab. Pharmacokin. 11: 291-302を参照されたい)。例えば、ポリペプチドが、ERKを介したCDCA5リン酸化を阻害する活性は、ポリペプチドの存在下でERKのキナーゼ活性を決定することによって調べることができる。具体的には、CDCA5に対するERKのキナーゼ活性は、CDCA5リン酸化に適した条件下で、ポリペプチドとERKおよびCDCA5をインキュベートし、ホスホ−CDCA5レベルを検出することによって決定することができる。CDCA5のリン酸化レベルは、前記で詳述したように、またはポリペプチドリン酸化を検出するための他の周知の方法を用いて検出されてもよい。例えば、リン酸化レベルは、ポリペプチド上のある部位でのリン酸化を認識する抗体によって検出することができる。ERKによるCDCA5のリン酸化部位はSer79またはSer209である。   For example, it is known in the art to introduce various amino acid mimetics or unnatural amino acids that are particularly useful to increase the in vivo stability of the polypeptide. This idea can also be incorporated into the mutant polypeptides of the present invention. Polypeptide stability can be assayed in a number of ways. For example, peptidases and various biological media, such as human plasma and serum, have been used to test stability (eg, Coos Verhoef et al. (1986) Eur. J. Drug Metab. Pharmacokin. 11: 291-302). For example, the activity of a polypeptide to inhibit ERK-mediated CDCA5 phosphorylation can be examined by determining the kinase activity of ERK in the presence of the polypeptide. Specifically, ERK kinase activity against CDCA5 can be determined by incubating the polypeptide with ERK and CDCA5 under conditions suitable for CDCA5 phosphorylation and detecting phospho-CDCA5 levels. The level of phosphorylation of CDCA5 may be detected as detailed above or using other well-known methods for detecting polypeptide phosphorylation. For example, phosphorylation levels can be detected by an antibody that recognizes phosphorylation at a site on the polypeptide. The phosphorylation site of CDCA5 by ERK is Ser79 or Ser209.

または、ERKによるCDCA5リン酸化に加えて、CDCA5変異体は細胞増殖を阻害または抑制する活性も有するので、この活性と相関付けて、SEQ ID NO:7のアミノ酸配列からなるポリペプチドと等価な生物学的活性(ドミナントネガティブ効果)を、ポリペプチドが有するかどうかが調べられてもよい。変異体ポリペプチドのこのようなドミナントネガティブ効果は、CDCA5およびERKの両方を発現する細胞を用いたドミナントネガティブアッセイによって検出することができる。具体的には、本発明のポリペプチドを細胞に導入した後に細胞の生存率を検出しうる。   Alternatively, in addition to phosphorylation of CDCA5 by ERK, the CDCA5 mutant also has an activity of inhibiting or suppressing cell proliferation. Therefore, an organism equivalent to a polypeptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 7 is correlated with this activity. It may be examined whether a polypeptide has a pharmacological activity (dominant negative effect). Such a dominant negative effect of the mutant polypeptide can be detected by a dominant negative assay using cells expressing both CDCA5 and ERK. Specifically, the cell viability can be detected after the polypeptide of the present invention is introduced into the cell.

ポリペプチドの非存在下で測定された細胞生存率と比較して細胞生存率を低下させるポリペプチドは、ドミナントネガティブ効果を有するとみなすことができる。本発明において、ポリペプチドの細胞増殖を阻害する活性も、SEQ ID NO:7のアミノ酸配列を有するポリペプチドの細胞増殖を阻害する活性と比較することができる。   A polypeptide that reduces cell viability compared to cell viability measured in the absence of the polypeptide can be considered to have a dominant negative effect. In the present invention, the activity of a polypeptide that inhibits cell proliferation can also be compared with the activity of a polypeptide having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 7 that inhibits cell proliferation.

CDCA5およびERKを発現する限り、使用可能な細胞は限定されない。例として、臨床試料からの細胞およびNSCLC細胞株、例えば、A549(ATCC CCL−185)およびLC319(愛知県がんセンター)が含まれるが、これに限定されない。   As long as CDCA5 and ERK are expressed, usable cells are not limited. Examples include, but are not limited to, cells from clinical samples and NSCLC cell lines such as A549 (ATCC CCL-185) and LC319 (Aichi Cancer Center).

細胞増殖は、当技術分野において公知の方法によって、例えば、MTT細胞増殖アッセイを用いて測定してもよい。簡単に述べると、cell−counting kit−8 solution(DOJINDO)を1/10体積の濃度で各ディッシュに加え、プレートを37℃でさらに2時間インキュベートする。次いで、Microplate Reader 550(BIO−RAD, Hercules, CA)を用いて、参照として吸光度を450nmで測定する。   Cell proliferation may be measured by methods known in the art, for example using the MTT cell proliferation assay. Briefly, cell-counting kit-8 solution (DOJINDO) is added to each dish at a concentration of 1/10 volume and the plate is incubated at 37 ° C. for an additional 2 hours. The absorbance is then measured at 450 nm as a reference using a Microplate Reader 550 (BIO-RAD, Hercules, CA).

細胞への本発明のポリペプチドの導入は、細胞内でポリペプチドを発現するように設計されたベクターをトランスフェクトすることによって行われてもよい。または、活性について調査されるポリペプチドが、以下で説明する細胞膜透過性物質を用いて生細胞に導入されてもよい。または、導入は、細胞へ透過するようにポリペプチドを改変し、この改変したポリペプチドを細胞とインキュベートすることによって行われてもよい。このようなポリペプチドの改変には、細胞透過性ペプチドとの連結、微粒子(例えば、金属粒子)の表面上への付着、およびリポソーム内への封入が含まれる。   Introduction of the polypeptide of the present invention into a cell may be performed by transfecting a vector designed to express the polypeptide in the cell. Alternatively, a polypeptide to be investigated for activity may be introduced into a living cell using a cell membrane permeable substance described below. Alternatively, the introduction may be performed by modifying the polypeptide so that it penetrates into the cell and incubating the modified polypeptide with the cell. Such polypeptide modifications include linking with cell penetrating peptides, attachment on the surface of microparticles (eg, metal particles), and encapsulation in liposomes.

本発明の変異体ポリペプチドは、選択されたアミノ酸配列に基づいて化学的に合成することができる。従来のペプチド化学で用いられる方法を、本発明の変異体ポリペプチドを合成する方法に使用することができる。特に、前記方法は以下の文書および日本特許公報に記載されている方法を含む:
Peptide Synthesis, Interscience, New York, 1966; The Proteins, Vol. 2, Academic Press Inc., New York, 1976;
ペプチド合成(Peptide Synthesis),丸善(Inc.), 1975;
ペプチド合成の基礎と実験(Fundamental and Experimental Peptide Synthesis),丸善(Inc.), 1985;
医薬品の開発 続(Development of Pharmaceuticals),Vol. 14:ペプチド合成(Peptide Synthesis),広川書店,1991;および
国際公開公報WO99/67288。
The mutant polypeptides of the present invention can be chemically synthesized based on the selected amino acid sequence. Conventional methods used in peptide chemistry can be used in the methods for synthesizing the mutant polypeptides of the present invention. In particular, the methods include those described in the following documents and Japanese patent publications:
Peptide Synthesis, Interscience, New York, 1966; The Proteins, Vol. 2, Academic Press Inc., New York, 1976;
Peptide Synthesis, Maruzen (Inc.), 1975;
Fundamental and Experimental Peptide Synthesis, Maruzen (Inc.), 1985;
Development of Pharmaceuticals, Vol. 14: Peptide Synthesis, Hirokawa Shoten, 1991; and International Publication No. WO99 / 67288.

本発明の変異体ポリペプチドはまた、公知の遺伝子工学技術により合成することもできる。遺伝子工学技術の一例は以下の通りである。具体的には、所望のペプチドをコードしているDNAを適切な宿主細胞に導入して、形質転換細胞を調製する。本発明の変異体ポリペプチドはこの形質転換細胞によって産生されるポリペプチドを回収することによって得ることができる。あるいは、所望のポリペプチドは、タンパク質合成に必要な要素が再構成されているインビトロ翻訳系を用いて、インビトロで合成することができる。   The mutant polypeptides of the present invention can also be synthesized by known genetic engineering techniques. An example of genetic engineering technology is as follows. Specifically, a DNA encoding a desired peptide is introduced into an appropriate host cell to prepare a transformed cell. The mutant polypeptide of the present invention can be obtained by recovering the polypeptide produced by this transformed cell. Alternatively, the desired polypeptide can be synthesized in vitro using an in vitro translation system in which the elements necessary for protein synthesis are reconstituted.

遺伝子工学技術が用いられる場合、本発明の変異体ポリペプチドは異なるアミノ酸配列を有するペプチドを持つ融合タンパク質として発現することができる。所望の融合タンパク質を発現するベクターは、同じリーディングフレームに存在するように、本発明の変異体ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドと異なるペプチドをコードするポリヌクレオチドを連結し、次いで、結果として得られるポリヌクレオチドを発現ベクターに導入することによって得ることができる。融合タンパク質は、結果として生じるベクターで適切な宿主を形質転換することによって発現する。融合タンパク質の形成に特に有用な異なるペプチドは、以下のペプチドを含む:
FLAG(Hopp et al., (1988) BioTechnology 6, 1204-10)、
6個のHis(ヒスチジン)残基から成る6xHis、
10xHis、
インフルエンザ血球凝集素(HA)、
ヒトc−myc断片、
VSV−GP断片、
p18 HIV断片、
T7−タグ、
HSV−タグ、
E−タグ、
SV40T抗原断片、
lck タグ、
α−チューブリン断片、
B−タグ、
プロテインC断片、
GST(グルタチオン−S−トランスフェラーゼ)、
HA(インフルエンザ血球凝集素)、
免疫グロブリン定常領域、
β−ガラクトシダーゼ、および
MBP(マルトース結合タンパク質)。
When genetic engineering techniques are used, the mutant polypeptide of the present invention can be expressed as a fusion protein having peptides having different amino acid sequences. A vector that expresses the desired fusion protein is ligated with a polynucleotide that encodes a different peptide from the polynucleotide that encodes the mutant polypeptide of the invention, so that it is in the same reading frame, and then the resulting polynucleotide. It can be obtained by introducing a nucleotide into an expression vector. The fusion protein is expressed by transforming a suitable host with the resulting vector. Different peptides that are particularly useful for the formation of fusion proteins include the following peptides:
FLAG (Hopp et al., (1988) BioTechnology 6, 1204-10),
6xHis consisting of 6 His (histidine) residues,
10xHis,
Influenza hemagglutinin (HA),
Human c-myc fragment,
VSV-GP fragment,
p18 HIV fragment,
T7-tag,
HSV-tag,
E-tag,
SV40T antigen fragment,
lck tag,
α-tubulin fragment,
B-tag,
Protein C fragment,
GST (glutathione-S-transferase),
HA (influenza hemagglutinin),
An immunoglobulin constant region,
β-galactosidase, and MBP (maltose binding protein).

本発明の変異体ポリペプチドは、このように産生された融合タンパク質を適切なプロテアーゼで処理し、次いで、望ましいポリペプチドを回収することによって得ることができる。ポリペプチドを精製するために、融合タンパク質と結合するアフィニティークロマトグラフィーによって、融合タンパク質を予め捕捉し、次いで、捕捉した融合タンパク質をプロテアーゼで処理することができる。プロテアーゼ処理によって、望ましいポリペプチドをアフィニティークロマトグラフィー樹脂から分離し、高純度の望ましいポリペプチドを回収する。   The mutant polypeptide of the present invention can be obtained by treating the fusion protein thus produced with an appropriate protease and then recovering the desired polypeptide. To purify the polypeptide, the fusion protein can be pre-captured by affinity chromatography that binds to the fusion protein, and then the captured fusion protein can be treated with a protease. The desired polypeptide is separated from the affinity chromatography resin by protease treatment, and the high-purity desired polypeptide is recovered.

本発明の変異体ポリペプチドには、改変ポリペプチドが含まれる。本発明において、「改変された」という用語は、例えば、他の物質との結合をさす。従って、本発明において本発明の変異体ポリペプチドは、細胞膜透過性物質などの他の物質をさらに含んでもよい。他の物質には、ペプチド、脂質、糖類、および様々な天然ポリマーまたは合成ポリマーなどの有機化合物が含まれる。本発明の変異体ポリペプチドは、CDCA5に対するERKのキナーゼ活性を阻害する望ましい活性を保持している限り、任意の改変を有してもよい。一部の態様において、阻害ポリペプチドは、CDCA5に対するERKの結合と直接競合しうる。改変はまた、本発明の変異体ポリペプチドにさらなる機能を付与しうる。さらなる機能の例には、標的可能性、送達可能性、および安定化が含まれる。   Variant polypeptides of the present invention include modified polypeptides. In the present invention, the term “modified” refers to, for example, binding to other substances. Therefore, in the present invention, the mutant polypeptide of the present invention may further contain another substance such as a cell membrane permeable substance. Other materials include organic compounds such as peptides, lipids, saccharides, and various natural or synthetic polymers. The mutant polypeptide of the present invention may have any modification as long as it retains the desired activity of inhibiting ERK kinase activity against CDCA5. In some embodiments, the inhibitory polypeptide can directly compete with ERK binding to CDCA5. Modifications can also confer additional functions to the mutant polypeptides of the invention. Examples of additional functions include targetability, deliverability, and stabilization.

本発明における変異体ポリペプチドの改変の好ましい例には、例えば、細胞膜透過性物質の導入が含まれる。通常、細胞内構造は細胞膜によって外側から遮断されている。従って、細胞外物質を細胞に効率的に導入するのは難しい。ポリペプチドを細胞膜透過性物質で改変することによって、本発明の変異体ポリペプチドに細胞膜透過性を付与することができる。結果として、本発明の変異体ポリペプチドと細胞とを接触させることによって、ポリペプチドを細胞に送達して、細胞において作用させることができる。   Preferred examples of the modification of the mutant polypeptide in the present invention include, for example, introduction of a cell membrane permeable substance. Usually, the intracellular structure is blocked from the outside by the cell membrane. Therefore, it is difficult to efficiently introduce extracellular substances into cells. Cell membrane permeability can be imparted to the mutant polypeptide of the present invention by modifying the polypeptide with a cell membrane permeable substance. As a result, by contacting the mutant polypeptide of the present invention with a cell, the polypeptide can be delivered to the cell and act on the cell.

「細胞膜透過性物質」とは、細胞質へ入るために哺乳動物細胞膜を透過することができる物質をさす。例えば、ある特定のリポソームは細胞膜と融合して、細胞内に内容物を放出する。一方、ある特定のタイプのポリペプチドは哺乳動物細胞の細胞膜を透過して細胞内に入る。このような細胞に入っていく活性を有するポリペプチドについて、本発明において細胞質膜などが物質として好ましい。特に、本発明は、以下の一般式を有する変異体ポリペプチドを含む。
[R]−[D]または[D]−[R];
式中、
[R]が、細胞膜透過性物質(膜導入剤(membrane transducing agent))であり、[D]が、SEQ ID NO:7を含む断片配列である。前記の一般式において、[R]および[D]は直接連結されてもよく、リンカーを介して間接的に連結されてもよい。複数の官能基などを有するペプチドおよび化合物をリンカーとして使用することができる。具体的には、例えば、−GGG−を含むアミノ酸配列をリンカーとして使用することができる。または、細胞膜透過性物質および選択された配列を含むポリペプチドを微粒子の表面に結合させてもよい。[R]は、[D]の任意の位置に連結することができる。具体的には、[R]は、[D]のN末端もしくはC末端に連結されてもよく、[D]を構成するアミノ酸の側鎖に連結されてもよい。さらに、複数の[R]分子が[D]の1個の分子に連結されてもよい。この場合、[R]分子は、[D]分子上の異なる位置に導入しうる。または、[D]は、多数の[R]が連結することによって改変されてもよい。例えば、細胞膜透過性を有する様々な天然ポリペプチドまたは人工合成ポリペプチドが報告されている(Joliot A. & Prochiantz A., Nat Cell Biol. 2004;6:189-96)。これらの公知の細胞膜透過性物質は全て、本発明における変異体ポリペプチドを改変するのに使用することができる。
A “cell membrane permeable substance” refers to a substance that can penetrate the mammalian cell membrane to enter the cytoplasm. For example, certain liposomes fuse with the cell membrane and release the contents into the cell. On the other hand, a specific type of polypeptide penetrates the cell membrane of mammalian cells and enters the cells. In the present invention, a cytoplasmic membrane or the like is preferable as a substance for such a polypeptide having an activity of entering cells. In particular, the present invention includes variant polypeptides having the general formula:
[R]-[D] or [D]-[R];
Where
[R] is a cell membrane permeable substance (membrane transducing agent), and [D] is a fragment sequence containing SEQ ID NO: 7. In the above general formula, [R] and [D] may be directly connected or indirectly connected via a linker. Peptides and compounds having a plurality of functional groups and the like can be used as a linker. Specifically, for example, an amino acid sequence containing -GGG- can be used as a linker. Alternatively, a cell membrane permeable substance and a polypeptide containing a selected sequence may be bound to the surface of the microparticle. [R] can be linked to any position of [D]. Specifically, [R] may be linked to the N-terminus or C-terminus of [D], or may be linked to the side chain of the amino acid constituting [D]. Furthermore, a plurality of [R] molecules may be linked to one molecule of [D]. In this case, the [R] molecule can be introduced at different positions on the [D] molecule. Alternatively, [D] may be modified by linking a number of [R]. For example, various natural polypeptides or artificially synthesized polypeptides having cell membrane permeability have been reported (Joliot A. & Prochiantz A., Nat Cell Biol. 2004; 6: 189-96). All of these known cell membrane permeable substances can be used to modify the mutant polypeptides in the present invention.

膜導入剤は、以下に列挙した群より選択することができる。
[ポリ−アルギニン], Matsushita, M. et al, J Neurosci. 21, 6000-7 (2003);
[Tat/RKKRRQRRR](SEQ ID NO: 6) Frankel, A. et al, Cell 55,1189-93 (1988)およびGreen, M. & Loewenstein, P. M. Cell 55, 1179-88 (1988);
[ペネトラチン/RQIKIWFQNRRMKWKK](SEQ ID NO: 7), Derossi, D. et al, J. Biol. Chem. 269, 10444-50 (1994);
[ブフォリンII/TRSSRAGLQFPVGRVHRLLRK](SEQ ID NO: 8) Park, C. B. et al. Proc. Natl Acad. Sci. USA 97, 8245-50 (2000);
[トランスポータン/GWTLNSAGYLLGKINLKALAALAKKIL](SEQ ID NO: 9) Pooga, M. et al. FASEB J. 12, 67-77 (1998);
[MAP(モデル両親媒性ペプチド)/KLALKLALKALKAALKLA](SEQ ID NO: 10), Oehlke, J. et al. Biochim. Biophys. Acta. 1414, 127-39 (1998);
[K−FGF/AAVALLPAVLLALLAP](SEQ ID NO: 11), Lin, Y. Z. et al. J. Biol. Chem. 270, 14255-14258 (1995);
[Ku70/VPMLK](SEQ ID NO: 12), Sawada, M. et al. Nature Cell Biol. 5, 352-7 (2003);
[Ku70/PMLKE](SEQ ID NO: 13), Sawada, M. et al. Nature Cell Biol. 5, 352-7 (2003);
[プリオン/MANLGYWLLALFVTMWTDVGLCKKRPKP](SEQ ID NO: 14), Lundberg, P. et al. Biochem. Biophys. Res. Commun. 299, 85-90 (2002);
[pVEC/LLIILRRRIRKQAHAHSK](SEQ ID NO: 15), Elmquist, A. et al. Exp. Cell Res. 269, 237-44 (2001);
[Pep−1/KETWWETWWTEWSQPKKKRKV](SEQ ID NO: 16), Morris, M. C. et al. Nature Biotechnol. 19, 1173-6 (2001);
[SynB1/RGGRLSYSRRRFSTSTGR](SEQ ID NO: 17), Rousselle, C. et al. Mol. Pharmacol. 57, 679-86 (2000);
[Pep−7/SDLWEMMMVSLACQY](SEQ ID NO: 18), Gao, C. et al. Bioorg. Med. Chem. 10, 4057-65 (2002); および
[HN−1/TSPLNIHNGQKL](SEQ ID NO: 19), Hong, F. D. & Clayman, G. L. Cancer Res. 60, 6551-6 (2000)。
The membrane introduction agent can be selected from the group listed below.
[Poly-arginine], Matsushita, M. et al, J Neurosci. 21, 6000-7 (2003);
[Tat / RKKRRQRRR] (SEQ ID NO: 6) Frankel, A. et al, Cell 55, 1189-93 (1988) and Green, M. & Loewenstein, PM Cell 55, 1179-88 (1988);
[Penetratin / RQIKIWFQNRRMKWKK] (SEQ ID NO: 7), Derossi, D. et al, J. Biol. Chem. 269, 10444-50 (1994);
[Bufolin II / TRSSRAGLQFPVGRVHRLLRK] (SEQ ID NO: 8) Park, CB et al. Proc. Natl Acad. Sci. USA 97, 8245-50 (2000);
[Transport / GWTLNSAGYLLLGKINLKALALAAKIL] (SEQ ID NO: 9) Pooga, M. et al. FASEB J. 12, 67-77 (1998);
[MAP (model amphiphilic peptide) / KLALKLALKALKALKALA] (SEQ ID NO: 10), Oehlke, J. et al. Biochim. Biophys. Acta. 1414, 127-39 (1998);
[K-FGF / AAVALLPAVLLALLAP] (SEQ ID NO: 11), Lin, YZ et al. J. Biol. Chem. 270, 14255-14258 (1995);
[Ku70 / VPMLK] (SEQ ID NO: 12), Sawada, M. et al. Nature Cell Biol. 5, 352-7 (2003);
[Ku70 / PMLKE] (SEQ ID NO: 13), Sawada, M. et al. Nature Cell Biol. 5, 352-7 (2003);
[PRION / MANLGYWLLALFVTMWTDGLGLCKKKRPKP] (SEQ ID NO: 14), Lundberg, P. et al. Biochem. Biophys. Res. Commun. 299, 85-90 (2002);
[PVEC / LLIILRRRIRKQAHAHSK] (SEQ ID NO: 15), Elmquist, A. et al. Exp. Cell Res. 269, 237-44 (2001);
[Pep-1 / KETWWETWWTEQPQPKKRKV] (SEQ ID NO: 16), Morris, MC et al. Nature Biotechnol. 19, 1173-6 (2001);
[SynB1 / RGGRLSYSRRRRSTSTGR] (SEQ ID NO: 17), Rousselle, C. et al. Mol. Pharmacol. 57, 679-86 (2000);
[Pep-7 / SDLWEMMVSLACQY] (SEQ ID NO: 18), Gao, C. et al. Bioorg. Med. Chem. 10, 4057-65 (2002); and [HN-1 / TSPLNIHNGQKL] (SEQ ID NO: 19), Hong, FD & Clayman, GL Cancer Res. 60, 6551-6 (2000).

本発明において、ポリ−アルギニンを構成するアルギニン残基の数は限定されない。一部の好ましい態様において、5〜20個の連続したアルギニン残基が例示され得る。好ましい態様において、ポリ−アルギニンのアルギニン残基の数は11である(SEQ ID NO:22)。   In the present invention, the number of arginine residues constituting poly-arginine is not limited. In some preferred embodiments, 5-20 consecutive arginine residues may be exemplified. In a preferred embodiment, the number of arginine residues in poly-arginine is 11 (SEQ ID NO: 22).

さらに、本発明は、本発明のドミナントネガティブタンパク質をコードする単離されたポリヌクレオチド、ならびに該ポリヌクレオチドを含むベクターおよび宿主細胞を提供する。ポリヌクレオチド、ベクター、および宿主細胞は既に前記で定義されている。   Furthermore, the present invention provides isolated polynucleotides encoding the dominant negative proteins of the present invention, and vectors and host cells containing the polynucleotides. Polynucleotides, vectors, and host cells have already been defined above.

ドミナントネガティブ変異体を用いた肺がんまたは食道がんの治療および予防
本明細書中で開示されるCDCR5のドミナントネガティブ変異体は、肺がんまたは食道がんを、治療または予防するのに使用することができる。例えば、本発明は、ドミナントネガティブ効果を有するCDCA5変異体、このような変異体をコードするポリヌクレオチド、または該ポリヌクレオチドを含むベクターを投与することによって、対象における肺がんまたは食道がんの、治療および予防のいずれかまたは両方のための方法を提供する。
Treatment and Prevention of Lung Cancer or Esophageal Cancer Using Dominant Negative Mutants The dominant negative mutants of CDCR5 disclosed herein can be used to treat or prevent lung cancer or esophageal cancer. . For example, the present invention relates to the treatment and treatment of lung cancer or esophageal cancer in a subject by administering a CDCA5 variant having a dominant negative effect, a polynucleotide encoding such a variant, or a vector comprising the polynucleotide. Provide a method for either or both prevention.

いくつかの好ましい態様において、CDCA5変異体は、対象に投与するために膜導入剤と連結される。生細胞内に入る能力について多数のペプチド配列が特徴付けられており、本発明におけるこの目的のために使用することができる。このような膜導入剤(典型的にはペプチド)は、内部移行後に生細胞の細胞質区画および/または核区画に到達する能力によって規定されている。導入剤を得ることができるタンパク質の例には、HIV Tatトランスアクチベーター1、2、キイロショウジョウバエ(Drosophila melanogaster)転写因子アンテナペディア3が含まれる。さらに、導入活性を有する非天然ペプチドが用いられている。これらのペプチドは、典型的には、移行について試験された、膜相互作用特性で知られている低分子ペプチドである。K−線維芽細胞増殖因子(FGF)の分泌シグナル配列の中にある疎水性領域、毒液毒素マストパラン(トランスポータン)13、およびブフォリン114(両生類抗菌ペプチド)が形質導入剤として有用であると示されている。本発明において有用な導入剤の総説については、Joliot et al. Nature Cell Biology 6:189-96(2004)を参照されたい。   In some preferred embodiments, the CDCA5 variant is linked to a membrane transducing agent for administration to a subject. Numerous peptide sequences have been characterized for their ability to enter living cells and can be used for this purpose in the present invention. Such membrane transduction agents (typically peptides) are defined by their ability to reach the cytoplasmic and / or nuclear compartments of living cells after internalization. Examples of proteins from which transduction agents can be obtained include HIV Tat transactivators 1 and 2, Drosophila melanogaster transcription factor antennapedia 3. Furthermore, non-natural peptides having introduction activity are used. These peptides are typically small peptides known for membrane interaction properties that have been tested for migration. A hydrophobic region within the secretory signal sequence of K-fibroblast growth factor (FGF), venom toxin mastoparan (transportan) 13, and buforin 114 (an amphibian antimicrobial peptide) have been shown to be useful as transducing agents. ing. For a review of introduction agents useful in the present invention, see Joliot et al. Nature Cell Biology 6: 189-96 (2004).

治療または予防のために用いられるCDCA5変異体は、好ましくは、以下の一般式:
[R]−[D]、または
[D]−[R]
を有してもよい。式中、前記の「CDCA5に対するERKキナーゼ活性を阻害するドミナントネガティブタンパク質」の項で定義されたように、[R]は膜導入剤であり、[D]は、SEQ ID NO:7のアミノ酸配列を有するポリペプチドである。
The CDCA5 variant used for treatment or prevention is preferably of the following general formula:
[R]-[D] or [D]-[R]
You may have. In the formula, as defined in the section “Dominant negative protein that inhibits ERK kinase activity against CDCA5”, [R] is a membrane-introducing agent, and [D] is an amino acid sequence of SEQ ID NO: 7. A polypeptide having

別の態様において、本発明は、本発明のCDCA5変異体を発現するベクターを投与する工程を含む、対象において肺がんまたは食道がんを治療または予防するための方法を提供する。この態様では、このようなベクターは細胞内でCDCA5を発現するので、CDCA5変異体は、膜導入剤を用いることなく細胞に導入されることができる。CHO、COS、またはNIH3T3細胞などの動物細胞内でベクターを発現するために、ベクターは、このような細胞において発現するのに必要なプロモーター、例えば、SV40プロモーター(Mulligan et al., Nature 277: 108(1979))、MMLV−LTRプロモーター、EF1αプロモーター(Mizushima et al., Nucleic Acids Res 18: 5322(1990))、CMVプロモーターなど、好ましくは、形質転換体を選択するためのマーカー遺伝子(例えば、薬物(例えば、ネオマイシン、G418)によって選択される薬物耐性遺伝子)を有さなければならない。これらの特徴を有する公知のベクターの例には、例えば、pMAM、pDR2、pBK−RSV、pBK−CMV、pOPRSV、およびpOP13が含まれる。   In another aspect, the present invention provides a method for treating or preventing lung cancer or esophageal cancer in a subject comprising administering a vector expressing a CDCA5 variant of the present invention. In this embodiment, such a vector expresses CDCA5 in the cell, so that the CDCA5 variant can be introduced into the cell without using a membrane transducing agent. In order to express the vector in animal cells such as CHO, COS, or NIH3T3 cells, the vector may be a promoter required for expression in such cells, eg the SV40 promoter (Mulligan et al., Nature 277: 108 (1979)), MMLV-LTR promoter, EF1α promoter (Mizushima et al., Nucleic Acids Res 18: 5322 (1990)), CMV promoter, etc., preferably a marker gene for selecting a transformant (for example, a drug (For example, a drug resistance gene selected by neomycin, G418). Examples of known vectors having these characteristics include, for example, pMAM, pDR2, pBK-RSV, pBK-CMV, pOPRSV, and pOP13.

薬学的組成物
さらに本発明は、CDCA5に対するERKのキナーゼ活性を減少させる、またはERKによるCDCA5のリン酸化を阻害する薬学的有効量の化合物、および薬学的に許容される担体からなる、肺がんまたは食道がんを治療または予防するための組成物を提供する。本発明の化合物が標的活性を有するか否かは、例えば、本発明のスクリーニング方法に従って決定することができる。例えば、CDCA5に対するキナーゼ活性は、CDCA5リン酸化に適した条件下で本発明の化合物をインキュベートし、ホスホ−CDCA5レベルを検出することによって決定することができる。ERKによるCDCA5のリン酸化部位はSer79またはSer209でありうる。
Pharmaceutical Compositions The present invention further relates to lung cancer or esophagus comprising a pharmaceutically effective amount of a compound that reduces ERK kinase activity against CDCA5 or inhibits phosphorylation of CDCA5 by ERK, and a pharmaceutically acceptable carrier. Compositions for treating or preventing cancer are provided. Whether or not the compound of the present invention has the target activity can be determined, for example, according to the screening method of the present invention. For example, kinase activity against CDCA5 can be determined by incubating a compound of the invention under conditions suitable for CDCA5 phosphorylation and detecting phospho-CDCA5 levels. The phosphorylation site of CDCA5 by ERK can be Ser79 or Ser209.

さらに、本発明のドミナントネガティブポリペプチドは、CDCA5に対するERK依存性リン酸化を抑制する。従って、本発明の別の局面によれば、本発明のドミナントネガティブポリペプチド、またはこのポリペプチドをコードするポリヌクレオチドのいずれかからなる本発明の薬学的組成物は、CDCA5に対するERK依存性リン酸化を阻害するのに使用することができる。さらに、本発明者らは、CDCA5に対するERK依存性リン酸化が肺がん細胞または食道細胞の増殖および/または生存に必須であることを明らかにした。従って、前記のポリペプチドまたはポリヌクレオチドのいずれかからなる本発明の薬学的組成物は、肺がんまたは食道がん、特に、NSCLCを治療または予防するのに使用することができる。すなわち、本発明の一態様において、本発明は、
[1]肺がんまたは食道がんを治療または予防するための組成物であって、活性成分として薬学的有効量の、ドミナントネガティブ効果を有するCDCA5変異体、該変異体をコードするポリヌクレオチド、または該ポリヌクレオチドを含むベクター、および薬学的に許容される担体を含む、組成物、
[2]CDCA5における少なくとも1つのERK依存性リン酸化部位が野生型以外のアミノ酸残基で置換されているアミノ酸配列をCDCA5変異体が含む、[1]の組成物、
[3]ERK依存性リン酸化部位がSer−79およびSer−209のいずれかまたは両方である、[2]の組成物、
[4]CDCA5変異体がSEQ ID NO:7のアミノ酸配列を含む、請求項[3]の組成物、
[5]CDCA5変異体が一般式:[R]−[D]を有し、式中、[R]が膜導入剤であり、[D]がSEQ ID NO:7のアミノ酸配列を含むポリペプチドである、[4]の組成物、
[6]膜導入剤が以下:
ポリ−アルギニン;
Tat/RKKRRQRRR/SEQ ID NO: 8;
ペネトラチン/RQIKIWFQNRRMKWKK/SEQ ID NO: 9;
ブフォリンII/TRSSRAGLQFPVGRVHRLLRK/SEQ ID NO: 10;
トランスポータン/GWTLNSAGYLLGKINLKALAALAKKIL/SEQ ID NO: 11;
MAP(モデル両親媒性ペプチド)/KLALKLALKALKAALKLA/SEQ ID NO: 12;
K−FGF/AAVALLPAVLLALLAP/SEQ ID NO: 13;
Ku70/VPMLK/SEQ ID NO: 14;
Ku70/PMLKE/SEQ ID NO: 15;
プリオン/MANLGYWLLALFVTMWTDVGLCKKRPKP/SEQ ID NO: 16;
pVEC/LLIILRRRIRKQAHAHSK/SEQ ID NO: 17;
Pep−1/KETWWETWWTEWSQPKKKRKV/SEQ ID NO: 18;
SynB1/RGGRLSYSRRRFSTSTGR/SEQ ID NO: 19;
Pep−7/SDLWEMMMVSLACQY/SEQ ID NO: 20;および
HN−1/TSPLNIHNGQKL/SEQ ID NO: 21
からなる群より選択される、[5]の組成物
を提供する。
Furthermore, the dominant negative polypeptide of the present invention suppresses ERK-dependent phosphorylation on CDCA5. Therefore, according to another aspect of the present invention, the pharmaceutical composition of the present invention comprising either the dominant negative polypeptide of the present invention or a polynucleotide encoding this polypeptide comprises ERK-dependent phosphorylation of CDCA5. Can be used to inhibit. Furthermore, the inventors have shown that ERK-dependent phosphorylation for CDCA5 is essential for the growth and / or survival of lung cancer cells or esophageal cells. Accordingly, a pharmaceutical composition of the invention consisting of any of the aforementioned polypeptides or polynucleotides can be used to treat or prevent lung cancer or esophageal cancer, particularly NSCLC. That is, in one embodiment of the present invention, the present invention provides:
[1] A composition for treating or preventing lung cancer or esophageal cancer, which is a pharmaceutically effective amount of a CDCA5 mutant having a dominant negative effect as an active ingredient, a polynucleotide encoding the mutant, or the A composition comprising a vector comprising a polynucleotide and a pharmaceutically acceptable carrier;
[2] The composition of [1], wherein the CDCA5 variant comprises an amino acid sequence in which at least one ERK-dependent phosphorylation site in CDCA5 is substituted with an amino acid residue other than the wild type.
[3] The composition of [2], wherein the ERK-dependent phosphorylation site is one or both of Ser-79 and Ser-209,
[4] The composition of [3], wherein the CDCA5 variant comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 7;
[5] A CDCA5 variant having the general formula: [R]-[D], wherein [R] is a membrane-introducing agent and [D] is a polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 7 The composition according to [4],
[6] The membrane introduction agent is as follows:
Poly-arginine;
Tat / RKKRRQRRR / SEQ ID NO: 8;
Penetratin / RQIKIWFQNRRMKWKK / SEQ ID NO: 9;
Buforin II / TRSSRAGLQFPVGRVHRRLRK / SEQ ID NO: 10;
Transportan / GWTLNSAGYLLLGKINLKALAALAKIL / SEQ ID NO: 11;
MAP (Model Amphiphilic Peptide) / KLALKLALKALKALKALA / SEQ ID NO: 12;
K-FGF / AAVALLPAVLLALLAP / SEQ ID NO: 13;
Ku70 / VPMLK / SEQ ID NO: 14;
Ku70 / PMLKE / SEQ ID NO: 15;
Prion / MANLGYWLLALFVTMWTDVGLCKKKRPKP / SEQ ID NO: 16;
pVEC / LLIILRRRIRKQAHAHSK / SEQ ID NO: 17;
Pep-1 / KETWWETWWTEWSQPKKRKV / SEQ ID NO: 18;
SynB1 / RGGRRLSYSRRRRSTSTGR / SEQ ID NO: 19;
Pep-7 / SDLWEMMVSLACQY / SEQ ID NO: 20; and HN-1 / TSPLNIHNGQKL / SEQ ID NO: 21
The composition of [5] selected from the group consisting of:

本発明のドミナントネガティブポリペプチドは肺がん細胞または食道がん細胞の増殖を抑制するよう機能を発揮するので、薬学的組成物中のポリペプチドは効果を生じるために細胞に導入される必要がある。従って、薬学的組成物に適したポリペプチドには、細胞内へ透過するように改変されたポリペプチドが含まれる。このような改変の例には、前記で詳述したように、細胞透過性ペプチドとの連結、微粒子(例えば、金属粒子)の表面上への付着、およびリポソーム内への封入が含まれるが、これに限定されない。   Since the dominant negative polypeptide of the present invention functions to suppress the growth of lung cancer cells or esophageal cancer cells, the polypeptide in the pharmaceutical composition needs to be introduced into the cells to produce an effect. Thus, suitable polypeptides for pharmaceutical compositions include polypeptides that have been modified to penetrate into cells. Examples of such modifications include linking with cell penetrating peptides, attachment on the surface of microparticles (eg, metal particles), and encapsulation within liposomes, as detailed above. It is not limited to this.

別の態様において、本発明はまた、肺がんおよび食道がんなどのがんを治療するための薬学的組成物の製造における、本発明のドミナントネガティブポリペプチドまたは本発明によってスクリーニングされた化合物の使用を提供する。   In another aspect, the invention also provides the use of a dominant negative polypeptide of the invention or a compound screened by the invention in the manufacture of a pharmaceutical composition for the treatment of cancers such as lung cancer and esophageal cancer. provide.

または、本発明はさらに、肺がんおよび食道がんなどのがんの治療において使用するための、本発明のドミナントネガティブポリペプチドまたは本発明によってスクリーニングされた化合物を提供する。または、本発明はさらに、薬学的または生理学的に許容される担体と、活性成分としてのポリペプチドまたは化合物とを処方する工程を含む、肺がんおよび食道がんなどのがんを治療するための薬学的組成物を製造するための方法またはプロセスを提供する。別の態様において、本発明はまた、活性成分と、薬学的または生理学的に許容される担体とを混合する工程を含み、この活性成分が本発明のドミナントネガティブポリペプチドまたは本発明によってスクリーニングされた化合物である、肺がんおよび食道がんなどのがんを治療するための薬学的組成物を製造するための方法またはプロセスも提供する。   Alternatively, the present invention further provides a dominant negative polypeptide of the present invention or a compound screened by the present invention for use in the treatment of cancers such as lung cancer and esophageal cancer. Alternatively, the present invention further provides a pharmaceutical for treating cancers such as lung cancer and esophageal cancer, comprising a step of formulating a pharmaceutically or physiologically acceptable carrier and a polypeptide or compound as an active ingredient. A method or process for manufacturing a pharmaceutical composition is provided. In another embodiment, the present invention also includes the step of mixing the active ingredient with a pharmaceutically or physiologically acceptable carrier, the active ingredient being screened by the dominant negative polypeptide of the present invention or the present invention. Also provided are methods or processes for making a pharmaceutical composition for treating cancer, such as lung cancer and esophageal cancer, which are compounds.

本発明の薬学的組成物はまた、マウス、ラット、モルモット、ウサギ、ネコ、イヌ、ヒツジ、ヤギ、ブタ、ウシ、ウマ、サル、ヒヒ、およびチンパンジー、特に、商業的に重要な動物または家畜を含むが、これに限定されず、ヒトおよび他の任意の哺乳動物における障害を治療および/または予防するのにも使用されてもよい。   The pharmaceutical compositions of the present invention also include mice, rats, guinea pigs, rabbits, cats, dogs, sheep, goats, pigs, cows, horses, monkeys, baboons, and chimpanzees, especially commercially important animals or livestock. Including but not limited to, it may also be used to treat and / or prevent disorders in humans and any other mammal.

本発明の薬学的組成物は、薬学的有効量の活性成分(本発明のドミナントネガティブポリペプチド、該ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、または本発明のスクリーニング方法によって単離された化合物)を含む。化合物(タンパク質およびポリヌクレオチドを含む)の「薬学的有効量」は、CDCA5に対するERK依存性リン酸化が重要な役割を果たしている目的の障害を治療および/または予防するのに十分な量である。薬学的有効量の一例は、患者に投与された時に、CDCA5に対するERK依存性リン酸化レベルを減少させて、障害を治療または予防するのに必要な量でもよい。リン酸化レベルの減少は、例えば、少なくとも、約5%、10%、20%、30%、40%、50%、75%、80%、90%、95%、99%、または100%の減少でもよい。または、薬学的有効量は、対象における肺がんまたは食道がんのサイズ、有病率、もしくは転移能の減少につながる量でもよい。さらに、本発明の薬学的組成物が予防的に適用される場合、「薬学的有効量」は、肺がんまたは食道がんの発生を遅延または予防する量でもよく、または肺がんもしくは食道がんの臨床症状を軽減する量でもよい。   The pharmaceutical composition of the present invention contains a pharmaceutically effective amount of an active ingredient (a dominant negative polypeptide of the present invention, a polynucleotide encoding the polypeptide, or a compound isolated by the screening method of the present invention). A “pharmaceutically effective amount” of a compound (including proteins and polynucleotides) is an amount sufficient to treat and / or prevent a disorder of interest for which ERK-dependent phosphorylation for CDCA5 plays an important role. An example of a pharmaceutically effective amount may be the amount necessary to treat or prevent a disorder by reducing the level of ERK-dependent phosphorylation for CDCA5 when administered to a patient. A decrease in phosphorylation level is, for example, a decrease of at least about 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 75%, 80%, 90%, 95%, 99%, or 100% But you can. Alternatively, a pharmaceutically effective amount may be an amount that leads to a decrease in the size, prevalence, or metastatic potential of lung or esophageal cancer in a subject. Further, when the pharmaceutical composition of the present invention is applied prophylactically, the “pharmaceutically effective amount” may be an amount that delays or prevents the occurrence of lung cancer or esophageal cancer, or clinical practice of lung cancer or esophageal cancer. It may be an amount that reduces symptoms.

このような薬学的有効量の本発明のポリペプチドまたはポリヌクレオチドを決定するために、病理組織学的診断を含む標準的な臨床プロトコールを用いて、または慢性の咳、嗄声、喀血、体重減少、食欲低下、息切れ、喘鳴、気管支炎もしくは肺炎の発作の繰り返し、および胸痛など症候性の異常を確認することによって、肺がんまたは食道がんを評価することができる。   To determine such a pharmaceutically effective amount of a polypeptide or polynucleotide of the present invention, using standard clinical protocols including histopathological diagnosis or chronic cough, hoarseness, hemoptysis, weight loss, Lung cancer or esophageal cancer can be assessed by confirming symptomatic abnormalities such as decreased appetite, shortness of breath, wheezing, repeated attacks of bronchitis or pneumonia, and chest pain.

使用される用量は、対象の年齢および性別、治療されている正確な障害、ならびにその重篤度を含む多くの要因に依拠するであろう。さらに、投与経路は状態およびその重篤度によって変えてもよい。しかしながら、本発明の医用薬剤の有効な用量範囲の決定は、特に、本明細書中で提供される詳細な開示を考慮すれば、十分に当業者の能力の範囲内である。本発明のドミナントネガティブポリペプチド、該ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、または本発明のスクリーニング方法によって単離された化合物の薬学的にまたは予防的に有効な量(用量)は、最初に、細胞培養アッセイおよび/または動物モデルから概算することができる。例えば、用量は、細胞培養において決定されたIC50(細胞の50%が望ましい効果を示す用量)を含む循環濃度範囲に達するように動物モデルにおいて処方することができる。ポリペプチド、ポリヌクレオチド、または化合物の毒性および治療効力はまた、細胞培養または実験動物において、例えば、LD50(集団の50%が死に至る用量)およびED50(集団の50%において治療に有効な用量)を決定するための標準的な薬学的手順によって決定することもできる。毒性作用と治療効果との用量比が治療指数(すなわち、LD50とED50との比)である。高い治療指数を示すポリペプチド、ポリヌクレオチド、および化合物が好ましい。ヒトにおいて使用するための投与量範囲の処方において、これらの細胞培養アッセイおよび動物試験から得られたデータを使用してもよい。このようなポリペプチドおよびポリヌクレオチドの投与量は、毒性がほどんど無くまたは全く無く、ED50を含む循環濃度の範囲内にあり得る。この範囲内で、投与量は、使用される単位剤形および利用される投与経路によって変えてもよい。正確な処方、投与経路、および投与量は、患者の状態を考慮して個々の医師によって選択することができる(例えば、Fingl et al. (1975) in 「The Pharmacological Basis of Therapeutics」, Ch.1 p1を参照されたい)。投与量および投与間隔は、望ましい効果を維持するのに十分な活性成分の血漿中濃度を得るように個々に調節されてもよい。 The dose used will depend on many factors, including the age and sex of the subject, the exact disorder being treated, and its severity. In addition, the route of administration may vary depending on the condition and its severity. However, the determination of an effective dosage range for the pharmaceutical agents of the present invention is well within the ability of those skilled in the art, especially in light of the detailed disclosure provided herein. A pharmaceutically or prophylactically effective amount (dose) of a dominant negative polypeptide of the invention, a polynucleotide encoding the polypeptide, or a compound isolated by the screening method of the invention is first determined in cell culture. It can be estimated from assays and / or animal models. For example, a dose can be formulated in animal models to achieve a circulating concentration range that includes the IC 50 as determined in cell culture (dose showing 50% of the desired effect of the cells). Toxicity and therapeutic efficacy of a polypeptide, polynucleotide, or compound is also therapeutically effective in cell cultures or experimental animals, eg, LD 50 (dose that causes 50% of the population to die) and ED 50 (50% of the population). It can also be determined by standard pharmaceutical procedures for determining (dose). The dose ratio between toxic and therapeutic effects is the therapeutic index (ie, the ratio between LD 50 and ED 50 ). Polypeptides, polynucleotides, and compounds that exhibit high therapeutic indices are preferred. Data obtained from these cell culture assays and animal studies may be used in dosage range formulations for use in humans. The dosage of such polypeptides and polynucleotides can be within a range of circulating concentrations including ED 50 with little or no toxicity. Within this range, dosage may vary depending on the unit dosage form used and the route of administration utilized. The exact formulation, route of administration and dosage can be chosen by the individual physician in view of the patient's condition (eg, Fingl et al. (1975) in “The Pharmacological Basis of Therapeutics”, Ch. 1 (See p1). Dosage amount and interval may be adjusted individually to provide plasma levels of the active ingredient which are sufficient to maintain the desired effects.

必要に応じて、本発明のドミナントネガティブポリペプチド、該ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、または本発明のスクリーニング方法によって単離された化合物からなる本発明の薬学的組成物は、任意で、他の治療物質が関心対象のポリペプチドのインビボドミナントネガティブ効果を阻害しない限り、活性成分として他の治療物質を含んでもよい。例えば、製剤は、抗炎症剤、鎮痛剤、化学療法剤などを含んでもよい。医用薬剤それ自体に他の治療物質を含めることに加えて、本発明の医用薬剤はまた連続して、または1種または複数種の他の薬理学的薬剤と同時に投与されてもよい。医用薬剤および薬理学的薬剤の量は、例えば、使用される薬理学的薬剤のタイプ、治療されている疾患、ならびに投与計画および投与経路に依る。   If necessary, the pharmaceutical composition of the present invention comprising a dominant negative polypeptide of the present invention, a polynucleotide encoding the polypeptide, or a compound isolated by the screening method of the present invention may optionally contain other Other therapeutic agents may be included as active ingredients as long as the therapeutic agent does not inhibit the in vivo dominant negative effect of the polypeptide of interest. For example, the formulation may include anti-inflammatory agents, analgesics, chemotherapeutic agents and the like. In addition to including other therapeutic substances in the medical agent itself, the medical agents of the present invention may also be administered sequentially or concurrently with one or more other pharmacological agents. The amount of medical and pharmacological agent depends, for example, on the type of pharmacological agent used, the disease being treated, and the dosage regimen and route of administration.

成分、特に、本明細書中で言及した成分に加えて、本発明の製剤は、問題になっている製剤のタイプを考慮して当技術分野において従来の他の薬剤を含んでもよいことが理解されるはずである。   In addition to the ingredients, particularly those mentioned herein, it is understood that the formulations of the present invention may include other agents conventional in the art in view of the type of formulation in question. Should be done.

本発明の一態様において、本発明の薬学的組成物は、肺がんまたは食道がん、特に、NSCLCの病理学的状態を治療するのに有用な材料を含む製造物品およびキットに含まれてもよい。製造物品は、本発明の任意の薬学的組成物の容器をラベルと共に含んでもよい。適切な容器には、ボトル、バイアル、および試験管が含まれる。容器は、ガラスまたはプラスチックなどの種々の材料から形成されてもよい。容器のラベルは、組成物が疾患の1つまたは複数の状態を治療または予防するのに用いられることを示さなければならない。ラベルはまた投与などの指示を示してもよい。   In one aspect of the present invention, the pharmaceutical composition of the present invention may be included in articles of manufacture and kits comprising materials useful for treating lung cancer or esophageal cancer, particularly NSCLC pathological conditions. . The article of manufacture may include a container of any pharmaceutical composition of the present invention with a label. Suitable containers include bottles, vials, and test tubes. The container may be formed from a variety of materials such as glass or plastic. The label on the container must indicate that the composition is used to treat or prevent one or more conditions of the disease. The label may also indicate directions such as administration.

前記の容器に加えて、本発明の薬学的組成物を含むキットは、任意で、薬学的に許容される希釈剤を収用する第2の容器をさらに含んでもよい。キットは、他の緩衝液、希釈剤、フィルター、針、注射器、および使用説明書の付いた添付文書を含む、商業的視点および使用者視点から望まれる他の材料をさらに含んでもよい。   In addition to the container described above, the kit containing the pharmaceutical composition of the present invention may optionally further comprise a second container that exempts a pharmaceutically acceptable diluent. The kit may further include other materials desired from a commercial and user standpoint, including other buffers, diluents, filters, needles, syringes, and package inserts with instructions for use.

薬学的組成物は、所望であれば、活性成分を含む1つまたは複数の単位剤形を含み得る包装またはディスペンサー装置に入れることができる。包装は、例えば、ブリスター包装などの金属箔またはプラスチック箔を含んでもよい。包装またはディスペンサー装置には投与説明書が添付されてもよい。   The pharmaceutical composition can be placed in a packaging or dispenser device that can contain one or more unit dosage forms containing the active ingredients, if desired. The packaging may include metal foil or plastic foil, such as blister packaging. The packaging or dispenser device may be accompanied by instructions for administration.

(1)活性成分としてポリペプチドを含む薬学的組成物:
本発明は、活性成分として本発明のドミナントネガティブポリペプチドを含む薬学的組成物を提供する。本発明のポリペプチドは、CDCA5発現細胞の増殖を抑制する機能を発揮するので、薬学的組成物におけるポリペプチドは効果を生じるために細胞に導入される必要がある。従って、薬学的組成物に適したポリペプチドには、細胞内へ透過するように改変されたポリペプチドが含まれる。このような改変の例には、細胞透過性ペプチドとの連結、微粒子(例えば、金属粒子)の表面上への付着、およびリポソーム内への封入が含まれるが、これに限定されない。本発明の薬学的化合物には細胞透過性ペプチドの使用が特に好ましい。
(1) A pharmaceutical composition comprising a polypeptide as an active ingredient:
The present invention provides a pharmaceutical composition comprising the dominant negative polypeptide of the present invention as an active ingredient. Since the polypeptide of the present invention exerts the function of suppressing the growth of CDCA5-expressing cells, the polypeptide in the pharmaceutical composition needs to be introduced into the cell to produce an effect. Thus, suitable polypeptides for pharmaceutical compositions include polypeptides that have been modified to penetrate into cells. Examples of such modifications include, but are not limited to, conjugation with cell penetrating peptides, attachment of microparticles (eg, metal particles) onto the surface, and encapsulation within liposomes. The use of cell penetrating peptides is particularly preferred for the pharmaceutical compounds of the invention.

肺がんおよび食道がんなどのがんを治療および/または予防するために、本発明のドミナントネガティブポリペプチドは、患者に薬学的組成物として直接投与されてもよく、または従来の製剤方法に従って処方されてもよい。例えば、必要に応じてポリペプチドは、経口投与、直腸投与、経鼻投与、局所投与(頬側投与および舌下投与を含む)、腟投与または非経口投与(筋肉内投与、皮下投与、静脈内投与、腫瘍内投与を含む)に適した形に処方されてもよく、または吸入ガス注入による投与に適した形に処方されてもよい。従って、本発明は、ポリペプチドに加えて、任意の薬学的に許容される賦形剤または担体を含む薬学的組成物を含む。「薬学的に許容される」という語句は、物質が不活性であり、薬物の希釈剤またはビヒクルとして用いられる従来の物質を含むことを示す。適切な賦形剤およびその製剤は、例えば、Remington’s Pharmaceutical Sciences, 16th ed. (1980) Mack Publishing Co., ed. Oslo et al.に記載されている。   To treat and / or prevent cancers such as lung cancer and esophageal cancer, the dominant negative polypeptide of the present invention may be administered directly to a patient as a pharmaceutical composition or formulated according to conventional pharmaceutical methods. May be. For example, the polypeptide may be administered orally, rectally, nasally, topically (including buccal and sublingual), vaginal or parenteral (intramuscular, subcutaneous, intravenous) as needed. Administration, including intratumoral administration) or in a form suitable for administration by inhalation gas infusion. Accordingly, the present invention includes pharmaceutical compositions comprising any pharmaceutically acceptable excipient or carrier in addition to the polypeptide. The phrase “pharmaceutically acceptable” indicates that the substance is inert and includes conventional substances used as drug diluents or vehicles. Suitable excipients and formulations thereof are described, for example, in Remington's Pharmaceutical Sciences, 16th ed. (1980) Mack Publishing Co., ed. Oslo et al.

例えば、製剤の正しいpHを維持するために、賦形剤が用いられてもよい。最適な貯蔵寿命のために、ポリペプチドを含む溶液のpHは、好ましくは約5〜約8、より好ましくは約7〜約7.5である。製剤はまた、凍結乾燥散剤または本発明に適した他の任意の賦形剤を含んでもよい。   For example, excipients may be used to maintain the correct pH of the formulation. For optimal shelf life, the pH of the solution containing the polypeptide is preferably about 5 to about 8, more preferably about 7 to about 7.5. The formulation may also include a lyophilized powder or any other excipient suitable for the present invention.

水性調製物について、製剤を等張にするために、適量の薬学的に許容される塩が製剤に典型的に用いられる。薬学的に許容される等張性賦形剤の例には、食塩水、リンガー溶液、ハンクス溶液、およびデキストロース溶液などの液体が含まれるが、これに限定されない。注射用製剤には等張性賦形剤が特に重要である。   For aqueous preparations, an appropriate amount of a pharmaceutically acceptable salt is typically used in the formulation to make the formulation isotonic. Examples of pharmaceutically acceptable isotonic excipients include, but are not limited to, liquids such as saline, Ringer's solution, Hank's solution, and dextrose solution. Isotonic excipients are particularly important for injectable formulations.

経口投与に適した薬学的製剤には、それぞれに所定量の活性成分が含まれている、カプセル、カシェ剤、および錠剤が含まれるが、これに限定されない。製剤には、薬物、液体、ゲル、シロップ、スラリー、丸剤、散剤、顆粒、溶液、懸濁液、エマルジョンなども含まれる。活性成分は、任意で、ボーラス、舐剤、またはペースト剤として投与される。経口投与用の錠剤およびカプセルは、結合剤、増量剤、潤滑剤、崩壊剤、および湿潤剤などの従来の賦形剤を含んでもよい。適切な賦形剤は、特に、増量剤、例えば、ラクトース、スクロース、マンニトール、およびソルビトールを含む糖;セルロース調製物、例えば、コーンスターチ、コムギデンプン、コメデンプン、バレイショデンプン、ゼラチン、トラガカントゴム、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチル−セルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム、およびポリビニルピロリドン(PVP)である。所望であれば、架橋ポリビニルピロリドン、寒天、およびアルギン酸またはその塩、例えば、アルギン酸ナトリウムなどの崩壊剤が添加されてもよい。錠剤は、任意で、1種または複数種の製剤成分と共に圧縮または成型することによって作られてもよい。圧縮錠は、散剤または顆粒などの自由に流動することができる形をした活性成分を、任意で、結合剤、潤滑剤、不活性希釈剤、潤滑剤、界面活性剤、または分散剤と混合して、適切な機械の中で圧縮することによって調製してもよい。湿製錠は、不活性液体希釈剤で湿らせた粉末化合物の混合物を適切な機械の中で成型することによって作ることができる。錠剤は、当技術分野において周知の方法に従ってコーティングすることができる。経口液体調製物は、例えば、水性または油性の懸濁液、溶液、エマルジョン、シロップ、またはエリキシル剤の形をとってもよく、または使用前に水または他の適切なビヒクルと再構成するための乾燥品として提供されてもよい。このような液体調製物は、懸濁剤、乳化剤、非水性ビヒクル(食用油を含んでもよい)、および防腐剤などの従来の添加物を含んでもよい。これらの調製物における医用薬剤の処方または用量によって、示された範囲内の適切な投与量を得ることができる。   Pharmaceutical formulations suitable for oral administration include, but are not limited to, capsules, cachets and tablets each containing a predetermined amount of the active ingredient. Formulations also include drugs, liquids, gels, syrups, slurries, pills, powders, granules, solutions, suspensions, emulsions and the like. The active ingredient is optionally administered as a bolus, electuary or paste. Tablets and capsules for oral administration may contain conventional excipients such as binders, fillers, lubricants, disintegrants, and wetting agents. Suitable excipients are in particular sugars including bulking agents such as lactose, sucrose, mannitol and sorbitol; cellulose preparations such as corn starch, wheat starch, rice starch, potato starch, gelatin, gum tragacanth, methylcellulose, hydroxy Propylmethyl-cellulose, sodium carboxymethylcellulose, and polyvinylpyrrolidone (PVP). If desired, disintegrating agents may be added, such as cross-linked polyvinyl pyrrolidone, agar, and alginic acid or a salt thereof such as sodium alginate. A tablet may be made by compression or molding, optionally with one or more pharmaceutical ingredients. Compressed tablets mix an active ingredient in a freely flowable form such as a powder or granules, optionally with a binder, lubricant, inert diluent, lubricant, surfactant, or dispersant. And may be prepared by compression in a suitable machine. A wet tablet can be made by molding in a suitable machine a mixture of the powdered compound moistened with an inert liquid diluent. The tablets can be coated according to methods well known in the art. Oral liquid preparations may take the form of, for example, aqueous or oily suspensions, solutions, emulsions, syrups, or elixirs, or dry products for reconstitution with water or other suitable vehicle before use. May be provided as Such liquid preparations may contain conventional additives such as suspending agents, emulsifying agents, non-aqueous vehicles (which may include edible oils), and preservatives. Depending on the formulation or dose of the medicinal agent in these preparations, an appropriate dosage within the indicated range can be obtained.

投与量は症状に応じて変えることができるが、肺がんまたは食道がんを治療または予防するためのポリペプチドまたはその断片の例示的な用量は、正常な成人(体重60kg)に投与された時に、約0.1mg〜約100mg/日、好ましくは約1.0mg〜約50mg/日、より好ましくは約1.0mg〜約20mg/日である。   Although the dosage can vary depending on the symptoms, an exemplary dose of a polypeptide or fragment thereof for treating or preventing lung cancer or esophageal cancer is given when administered to a normal adult (body weight 60 kg) About 0.1 mg to about 100 mg / day, preferably about 1.0 mg to about 50 mg / day, more preferably about 1.0 mg to about 20 mg / day.

正常な成人(体重60kg)に注射の形で非経口投与された場合に、疾患の状態、患者の症状、および投与方法によって、ある程度の差はあるが、約0.01mg〜約30mg/日、好ましくは約0.1〜約20mg/日、より好ましくは約0.1〜約10mg/日の用量を静脈内注射するのが便利である。また、動物の場合でも、体重60kgに変換した量を投与することができる。   When administered parenterally in the form of injections to normal adults (body weight 60 kg), there are some differences depending on the disease state, patient symptoms, and administration method, but about 0.01 mg to about 30 mg / day, It is convenient to inject a dose preferably from about 0.1 to about 20 mg / day, more preferably from about 0.1 to about 10 mg / day. Even in the case of animals, an amount converted to 60 kg body weight can be administered.

非経口投与用の製剤には、抗酸化剤、緩衝剤、静菌剤、および対象とするレシピエントの血液と製剤を等張にする溶質をさらに含み得る水性および非水性の無菌注射液剤が含まれる。同様に、懸濁化剤および増粘剤を含み得る水性および非水性の無菌懸濁剤が含まれる。製剤は、単位投与用容器または複数回投与用容器、例えば、密閉されたアンプルおよびバイアルに入れて提供されてもよく、無菌液体担体、例えば生理食塩水、注射用水、の使用直前の添加のみが必要なフリーズドライ(凍結乾燥)状態で保存されてもよい。あるいは、製剤は持続注入用として提供されてもよい。即時注射用の溶液および懸濁液は、先に述べた種類の無菌の散剤、顆粒剤、および錠剤から調製されてもよい。   Formulations for parenteral administration include aqueous and non-aqueous sterile injectable solutions that may further include antioxidants, buffers, bacteriostats, and solutes that make the target recipient's blood and formulation isotonic. It is. Similarly, aqueous and non-aqueous sterile suspensions that may contain suspending agents and thickening agents are included. The formulation may be provided in unit-dose containers or multi-dose containers, such as sealed ampoules and vials, only added immediately prior to use of a sterile liquid carrier such as saline, water for injection. It may be stored in the necessary freeze-dried (freeze-dried) state. Alternatively, the formulation may be provided for continuous infusion. Extemporaneous injection solutions and suspensions may be prepared from sterile powders, granules and tablets of the kind previously described.

直腸投与用製剤には、カカオバターまたはポリエチレングリコールなどの標準的な担体を用いた坐剤が含まれる。口内、例えば、頬側または舌下に局所投与するための製剤には、スクロース、およびアラビアゴムまたはトラガカントゴムのような風味付き基剤中に活性成分を含むロゼンジ、ならびにゼラチン、グリセリン、スクロース、またはアラビアゴムなどの基剤中に活性成分を含むトローチが含まれる。活性成分の鼻腔内投与のためには、液体スプレーもしくは分散性散剤または滴剤の形が使用され得る。滴剤は、1種または複数種の分散剤、可溶化剤、または懸濁剤もまた含む水性または非水性の基剤を用いて処方されてもよい。   Formulations for rectal administration include suppositories with standard carriers such as cocoa butter or polyethylene glycol. Formulations for topical administration in the mouth, for example, buccal or sublingual, include sucrose and lozenges containing the active ingredient in a flavored base such as gum arabic or gum tragacanth and gelatin, glycerin, sucrose, or arabic A lozenge containing the active ingredient in a base such as rubber is included. For intranasal administration of the active ingredient, liquid sprays or dispersible powders or drops can be used. Drops may be formulated with an aqueous or non-aqueous base that also contains one or more dispersants, solubilizers, or suspending agents.

吸入による投与のため、組成物は、注入器、噴霧器、加圧パック、または他のエアロゾルスプレーを送達する簡便な手段から簡便に送達される。加圧パックは、典型的には、ジクロロジフルオロメタン、トリクロロフルオロメタン、ジクロロテトラフルオロエタン、二酸化炭素または他の適切なガスなどの適切な噴射剤を含む。加圧式エアロゾルの場合、投薬単位は、一定量を送達するバルブを備えることによって決定されてもよい。あるいは、吸入またはガス注入による投与のため、組成物は、乾燥粉末組成物、例えば、活性成分と、ラクトースまたはデンプンなどの適切な粉末基剤との粉末混合物の形をとってもよい。粉末組成物は、単位剤形、例えば、カプセル、カートリッジ、ゼラチンまたはブリスターパックで提供されてもよく、散剤は、それらから、吸入器または注入器の補助により投与され得る。   For administration by inhalation, the composition is conveniently delivered from an insufflator, nebulizer, pressurized pack, or other convenient means of delivering an aerosol spray. Pressurized packs typically contain a suitable propellant such as dichlorodifluoromethane, trichlorofluoromethane, dichlorotetrafluoroethane, carbon dioxide or other suitable gas. In the case of a pressurized aerosol, the dosage unit may be determined by providing a valve that delivers a fixed amount. Alternatively, for administration by inhalation or insufflation, the composition may take the form of a dry powder composition, for example a powder mixture of the active ingredient with a suitable powder base such as lactose or starch. Powder compositions may be provided in unit dosage forms such as capsules, cartridges, gelatin or blister packs, from which powders can be administered with the aid of an inhaler or insufflator.

他の製剤には、治療剤を放出する、移植可能な装置および粘着パッチが含まれる。   Other formulations include implantable devices and adhesive patches that release therapeutic agents.

所望の場合、インビボで活性成分を徐放する、制御放出する、または持続放出するように適合された前記の製剤が用いられてもよい。   If desired, the formulations described above adapted for sustained, controlled release or sustained release of the active ingredient in vivo may be used.

(2)活性成分としてポリヌクレオチドを含む薬学的組成物:
さらに、本発明は、活性成分として、発現可能な形で本発明のドミナントネガティブポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む、薬学的組成物を提供する。本明細書中で「発現可能な形で」という語句は、ポリヌクレオチドが細胞内に導入されると、ドミナントネガティブ効果を有するポリペプチドとしてインビボで発現されるであろうことを意味する。好ましい態様において、関心対象のポリヌクレオチドの核酸配列は、標的細胞におけるポリヌクレオチドの発現に必要な調節エレメントを含む。このポリヌクレオチドは、標的細胞のゲノムに安定して挿入されるように備えられてもよい(例えば、相同組換えカセットベクターの説明については、Thomas K.R. & Capecchi M.R. (1987) Cell 51:503-12を参照されたい)。
(2) A pharmaceutical composition comprising a polynucleotide as an active ingredient:
Furthermore, the present invention provides a pharmaceutical composition comprising, as an active ingredient, a polynucleotide encoding the dominant negative polypeptide of the present invention in an expressible form. As used herein, the phrase “in expressible form” means that once a polynucleotide is introduced into a cell, it will be expressed in vivo as a polypeptide having a dominant negative effect. In a preferred embodiment, the nucleic acid sequence of the polynucleotide of interest includes regulatory elements necessary for expression of the polynucleotide in the target cell. This polynucleotide may be provided for stable insertion into the genome of the target cell (eg, Thomas KR & Capecchi MR (1987) Cell 51: 503-12 for a description of homologous recombination cassette vectors). See).

患者へのポリヌクレオチドの送達は、患者が、ポリヌクレオチドを運ぶベクターに直接曝露される直接送達でもよく、あるいは最初にインビトロで細胞が関心対象のポリヌクレオチドで形質転換され、次いで患者に移植される、間接送達でもよい。これらの2つのアプローチはそれぞれ、インビボ遺伝子療法またはエクスビボ遺伝子療法として公知である。   Delivery of the polynucleotide to the patient may be direct delivery where the patient is directly exposed to the vector carrying the polynucleotide, or cells are first transformed in vitro with the polynucleotide of interest and then transplanted into the patient. Indirect delivery may also be used. Each of these two approaches is known as in vivo gene therapy or ex vivo gene therapy.

遺伝子療法の総説については、Goldspiel et al., (1993) Clinical Pharmacy 12: 488-505; Wu and Wu (1991) Biotherapy 3: 87-95; Tolstoshev (1993) Ann. Rev. Pharmacol. Toxicol. 33: 573-96; Mulligan (1993) Science 260: 926-32; Morgan & Anderson (1993) Ann. Rev. Biochem. 62: 191-217;および(1993) Trends in Biotechnology 11(5): 155-215を参照されたい。組換えDNA技術の技術分野において一般に知られている使用可能な方法は、Ausubel et al.編(1993) Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, NY;およびKrieger (1990) Gene Transfer and Expression, A Laboratory Manual, Stockton Press, NYに記載されている。   For a review of gene therapy, see Goldspiel et al., (1993) Clinical Pharmacy 12: 488-505; Wu and Wu (1991) Biotherapy 3: 87-95; Tolstoshev (1993) Ann. Rev. Pharmacol. Toxicol. 33: 573-96; see Mulligan (1993) Science 260: 926-32; Morgan & Anderson (1993) Ann. Rev. Biochem. 62: 191-217; and (1993) Trends in Biotechnology 11 (5): 155-215 I want to be. Available methods generally known in the technical field of recombinant DNA technology are described in Ausubel et al. (1993) Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, NY; and Krieger (1990) Gene Transfer and Expression, A Laboratory Manual, Stockton Press, NY.

(3)本発明のスクリーニング方法によって選択された化合物を含む薬学的組成物
本発明は、本発明のスクリーニング方法によって選択された任意の化合物を含む、肺がんまたは食道がんを治療または予防するための組成物を提供する。
(3) Pharmaceutical composition comprising a compound selected by the screening method of the present invention The present invention is for treating or preventing lung cancer or esophageal cancer comprising any compound selected by the screening method of the present invention. A composition is provided.

ヒトおよび他の哺乳動物、例えば、マウス、ラット、モルモット、ウサギ、ネコ、イヌ、ヒツジ、ブタ、ウシ、サル、ヒヒ、およびチンパンジーのための医薬として本発明の方法によって単離された化合物を投与する場合、単離された化合物は直接投与か、または従来の薬学的調剤法を用いた剤形に調製できる。例えば、ニーズに応じて、薬物は経口的に糖衣錠、カプセル、エリキシルおよびマイクロカプセルとして、または非経口的には、水または薬学的に許容される他の任意の液体を用いた無菌液または無菌懸濁液の注射剤の形をとることができる。例えば化合物は、一般的に許容された投薬実施のために要求される単位剤形において、薬学的に許容される担体または培地、特に、無菌水、生理的食塩水、植物油、乳化剤、懸濁剤、界面活性剤、安定化剤、香料、賦形剤、溶媒、防腐剤、結合剤などと混合することができる。これら製剤における活性成分の量を用いると、指示された範囲内の適切な投与量を得ることができる。   Administration of compounds isolated by the methods of the present invention as pharmaceuticals for humans and other mammals such as mice, rats, guinea pigs, rabbits, cats, dogs, sheep, pigs, cows, monkeys, baboons, and chimpanzees If so, the isolated compounds can be administered directly or prepared into dosage forms using conventional pharmaceutical methods of preparation. For example, depending on needs, the drug may be orally administered as a sugar-coated tablet, capsule, elixir and microcapsule, or parenterally with sterile liquid or sterile suspension using water or any other pharmaceutically acceptable liquid. It can take the form of a suspension injection. For example, the compound may be administered in a pharmaceutically acceptable carrier or medium, in particular sterile water, physiological saline, vegetable oil, emulsifier, suspension, in unit dosage forms generally required for acceptable dosage administration. , Surfactants, stabilizers, fragrances, excipients, solvents, preservatives, binders and the like. When the amount of active ingredient in these formulations is used, an appropriate dosage within the indicated range can be obtained.

錠剤およびカプセルを形成するために混合できる添加剤の例は、例えば、ゼラチン、コーンスターチ、トラガカントゴム、およびアラビアゴムなどの結合剤、結晶セルロースなどの賦形剤、コーンスターチ、ゼラチン、およびアルギン酸などの膨張剤、ステアリン酸マグネシウムなどの潤滑剤、スクロース、ラクトース、またはサッカリンなどの甘味料、ならびにペパーミント、アカモノ(Gaultheria adenothrix)油、およびサクランボなどの香料を含む。単位剤形がカプセルの場合、油などの液体担体も上記成分においてさらに含めることができる。注射のための無菌組成物は、注射に用いられる蒸留水などのビヒクルを用いて通常の薬物の実施に従って処方することができる。   Examples of additives that can be mixed to form tablets and capsules include, for example, binders such as gelatin, corn starch, gum tragacanth, and gum arabic, excipients such as crystalline cellulose, swelling agents such as corn starch, gelatin, and alginic acid , Lubricants such as magnesium stearate, sweeteners such as sucrose, lactose, or saccharin, and flavors such as peppermint, galtheria adenothrix oil, and cherries. Where the unit dosage form is a capsule, a liquid carrier such as oil can also be included in the above components. Sterile compositions for injection can be formulated according to normal drug practice using vehicles such as distilled water used for injection.

生理的食塩水、グルコース、ならびにD−ソルビトール、D−マンノース、D−マンニトール、および塩化ナトリウムなどの補助剤を含む他の等張液を注射用の水溶液として使用することができる。これらは適切な可溶化剤、例えば、アルコール、特にエタノール、プロピレングリコールおよびポリエチレングリコールなどのポリアルコール、ポリソルベート80(商標)およびHCO−50などの非イオン性活性剤と組み合わせて用いることができる。ゴマ油およびダイズ油は適切な油性液体の例であり、可溶化剤としての安息香酸ベンジルまたはベンジルアルコールと組み合わせて使用することができる。これらはリン酸緩衝剤または酢酸ナトリウム緩衝剤などの緩衝剤、塩酸プロカインなどの鎮痛剤、ベンジルアルコールまたはフェノールなどの安定化剤、および抗酸化剤とともにさらに処方されてもよい。調製された注射液は適切なアンプルに充填されてもよい。   Other isotonic solutions containing physiological saline, glucose, and adjuvants such as D-sorbitol, D-mannose, D-mannitol, and sodium chloride can be used as an aqueous solution for injection. These can be used in combination with suitable solubilizers such as alcohols, especially polyalcohols such as ethanol, propylene glycol and polyethylene glycol, polysorbate 80 ™ and nonionic active agents such as HCO-50. Sesame oil and soybean oil are examples of suitable oily liquids and can be used in combination with benzyl benzoate or benzyl alcohol as a solubilizer. These may be further formulated with a buffer such as a phosphate buffer or sodium acetate buffer, an analgesic such as procaine hydrochloride, a stabilizer such as benzyl alcohol or phenol, and an antioxidant. The prepared injection solution may be filled into a suitable ampoule.

本発明の薬学的組成物を患者に投与するために、当業者に周知の方法、例えば、動脈内注射、静脈内注射、または経皮注射、および鼻腔内投与、経気管支投与、筋肉内投与、または経口投与を使用してもよい。投与量および投与方法は、患者の体重および年齢、ならびに選択した投与方法によって変化し得る。しかしながら、当業者は適切な投与方法および投与量を日常的に選択することができる。前記化合物がDNAによってコード可能である場合、そのDNAを遺伝子治療用のベクターに挿入し、治療を行うためにこのベクターを患者に投与することができる。投与量および投与方法は、患者の体重、年齢、および症状によっても変化し得る。しかし、当業者はそれらを最適に選択することができる。   In order to administer the pharmaceutical composition of the present invention to a patient, methods well known to those skilled in the art, such as intraarterial injection, intravenous injection, or transdermal injection, and intranasal administration, transbronchial administration, intramuscular administration, Or oral administration may be used. The dosage and method of administration can vary depending on the weight and age of the patient and the selected method of administration. However, one of ordinary skill in the art can routinely select an appropriate method of administration and dosage. If the compound can be encoded by DNA, the DNA can be inserted into a gene therapy vector and the vector administered to a patient for treatment. The dosage and method of administration can also vary depending on the patient's weight, age, and symptoms. However, those skilled in the art can optimally select them.

例えば、ERKに結合し、その活性を調節する化合物またはCDCA5のリン酸化を阻害する化合物の用量は症状次第であるが、正常な成人(体重60kg)へ経口投与する場合、適切な用量は一般的に約0.1mg〜約100mg/日、好ましくは約1.0mg〜約50mg/日、さらに好ましくは約1.0mg〜約20mg/日である。   For example, the dose of a compound that binds to ERK and modulates its activity or inhibits phosphorylation of CDCA5 depends on the symptoms, but when administered orally to a normal adult (body weight 60 kg), the appropriate dose is generally To about 100 mg / day, preferably about 1.0 mg to about 50 mg / day, more preferably about 1.0 mg to about 20 mg / day.

非経口投与する場合、正常な成人(体重60kg)に注射する形では、患者、標的器官、症状および投与方法によりいくらか異なるが、約0.01mg〜約30mg/日、好ましくは約0.1〜約20mg/日、およびより好ましくは約0.1〜約10mg/日の静脈内注射が簡便である。また、他の動物の場合においても、体重60kgに変換した量を投与することが可能である。   In the case of parenteral administration, in the form of injection into a normal adult (body weight 60 kg), depending on the patient, target organ, symptom and administration method, it is about 0.01 mg to about 30 mg / day, preferably about 0.1 to 0.1 mg. Intravenous injection of about 20 mg / day, and more preferably about 0.1 to about 10 mg / day is convenient. In the case of other animals, it is possible to administer an amount converted to 60 kg body weight.

本発明は、本明細書中に記載されている1種または複数種の治療用化合物を含む、薬学的組成物または治療組成物を含む。薬学的製剤は、経口投与、直腸投与、経鼻投与、局所(頬側および舌下を含む)投与、膣または非経口(筋肉内、皮下および静脈内を含む)投与、あるいは吸入またはガス注入による投与に適したものを含んでもよい。製剤は、適宜、個別の用量単位において都合よく提供され、薬学分野において従来より使用されている任意の方法によって調製してもよい。本明細書における全ての薬学的方法は、液体担体または微粉固体担体、必要に応じて、その両方と活性化合物の結合をもたらす工程、および必要な場合は生成物を所望の製剤に成型する工程を含む。   The present invention includes pharmaceutical or therapeutic compositions comprising one or more therapeutic compounds described herein. The pharmaceutical formulation is oral, rectal, nasal, topical (including buccal and sublingual), vaginal or parenteral (including intramuscular, subcutaneous and intravenous), or by inhalation or gas infusion. One suitable for administration may be included. The formulations are conveniently provided in individual dosage units as appropriate, and may be prepared by any method conventionally used in the pharmaceutical arts. All pharmaceutical methods herein include a liquid carrier or a finely divided solid carrier, optionally bringing both the active compound and a compound together, and if necessary, shaping the product into the desired formulation. Including.

経口投与に適している薬学的製剤は、個別の単位、例えば、カプセル、カシェ剤または錠剤として都合よく提供することができ、各々は粉末もしくは顆粒として、溶液、懸濁液として、またはエマルジョンとして活性成分の予め定められた量を含む。活性成分はまた、ボーラス、舐剤、またはペースト剤として提供されてもよく、純粋な形、すなわち担体なしで存在してもよい。経口投与用の錠剤およびカプセルは、従来の賦形剤、例えば、結合剤、増量剤、潤滑剤、崩壊剤、または湿潤剤を含んでもよい。錠剤は任意に1つまたは複数の製剤成分を用いて、圧縮または成形によって作ってもよい。圧縮錠は、散剤または顆粒などの自由に流動する形状の活性成分を、任意で、結合剤、潤滑剤、不活性希釈剤、潤滑剤、界面活性剤、または分散剤と混合して、適切な機械の中で圧縮することによって調製してもよい。湿製錠は、不活性液体希釈剤で湿らせた粉末化合物の混合物を適切な機械の中で成形することによって作ってもよい。錠剤は、当技術分野において周知の方法に従ってコーティングされてもよい。経口液体調製物は、例えば、水性または油性の懸濁液、溶液、エマルジョン、シロップ、またはエリキシル剤の形で存在するか、あるいは使用前に水または他の適切なビヒクルを用いて構成するための乾燥品として提供されてもよい。このような液体調製物は、従来の添加剤、例えば、懸濁剤、乳化剤、非水性ビヒクル(食用油を含んでよい)または防腐剤を含むことができる。さらにまた、錠剤は、任意で、その中の活性成分を遅延放出または制御放出するように処方されてもよい。   Pharmaceutical formulations suitable for oral administration can conveniently be presented as discrete units, such as capsules, cachets or tablets, each active as a powder or granule, as a solution, suspension, or emulsion. Contains a predetermined amount of ingredients. The active ingredient may also be provided as a bolus, electuary or paste and may be present in pure form, ie without a carrier. Tablets and capsules for oral administration may contain conventional excipients such as binders, bulking agents, lubricants, disintegrating agents, or wetting agents. A tablet may be made by compression or molding, optionally with one or more pharmaceutical ingredients. Compressed tablets are prepared by mixing the free flowing active ingredient, such as powders or granules, optionally with a binder, lubricant, inert diluent, lubricant, surfactant, or dispersant. You may prepare by compressing in a machine. A wet tablet may be made by molding in a suitable machine a mixture of the powdered compound moistened with an inert liquid diluent. The tablets may be coated according to methods well known in the art. Oral liquid preparations exist, for example, in the form of aqueous or oily suspensions, solutions, emulsions, syrups, or elixirs, or for constitution with water or other suitable vehicle prior to use. It may be provided as a dry product. Such liquid preparations may contain conventional additives such as suspending agents, emulsifying agents, non-aqueous vehicles (which may include edible oils) or preservatives. Furthermore, the tablets may optionally be formulated for delayed or controlled release of the active ingredient therein.

非経口投与用の製剤には、抗酸化剤、緩衝剤、静菌剤、および対象とするレシピエントの血液と製剤を等張にする溶質を含み得る水性および非水性の無菌注射液、ならびに懸濁化剤および増粘剤を含み得る水性および非水性の無菌懸濁剤が含まれる。製剤は、単位投与用容器または複数回投与用容器、例えば、密閉されたアンプルおよびバイアルに入れて提供されてもよく、生理食塩水、注射用水などの無菌液体担体の使用直前の添加のみが必要なフリーズドライ(凍結乾燥)状態で保存されてもよい。あるいは、製剤は持続注入用として提供されてもよい。即時注射用の液体および懸濁液は、先に述べた種類の無菌の散剤、顆粒剤および錠剤から調製されてもよい。   Formulations for parenteral administration include aqueous and non-aqueous sterile injectable solutions that may contain antioxidants, buffers, bacteriostats, and solutes that make the target recipient's blood and formulation isotonic, and suspensions. Aqueous and non-aqueous sterile suspensions that may contain turbidity and thickening agents are included. Formulations may be provided in unit-dose containers or multi-dose containers, such as sealed ampoules and vials, requiring only the addition of a sterile liquid carrier such as saline or water for injection just prior to use. May be stored in a freeze-dried state. Alternatively, the formulation may be provided for continuous infusion. Extemporaneous injection liquids and suspensions may be prepared from sterile powders, granules and tablets of the kind previously described.

直腸投与用製剤は、カカオバターまたはポリエチレングリコールなどの標準的な担体を用いた坐剤として提供されてもよい。口内、例えば、頬側または舌下に局所投与するための製剤には、スクロースおよびアラビアゴムまたはトラガカントゴムなどの風味付き基剤中に活性成分を含むロゼンジ、ならびにゼラチンおよびグリセリンまたはスクロースおよびアラビアゴムなどの基剤中に活性成分を含むトローチが含まれる。鼻腔内投与のためには、本発明の化合物は、液体スプレーもしくは分散性散剤としてまたは滴剤の形で使用することができる。滴剤は、1種または複数種の分散剤、可溶化剤、または懸濁剤もまた含む水性または非水性の基剤とともに処方されてもよい。液体スプレーは加圧パックから都合よく送達される。   Rectal preparations may be provided as suppositories with standard carriers such as cocoa butter or polyethylene glycol. Formulations for topical administration in the mouth, for example, buccal or sublingual, include lozenges containing the active ingredient in a flavored base such as sucrose and gum arabic or tragacanth, and gelatin and glycerin or sucrose and gum arabic. A lozenge containing the active ingredient in the base is included. For intranasal administration, the compounds of the invention can be used as liquid sprays or dispersible powders or in the form of drops. Drops may be formulated with an aqueous or non-aqueous base that also contains one or more dispersants, solubilizers, or suspending agents. Liquid sprays are conveniently delivered from pressurized packs.

吸入による投与のため、本発明の化合物は、注入器、噴霧器、加圧パックまたは他のエアロゾルスプレーを送達する簡便な手段から簡便に送達される。加圧パックは、ジクロロジフルオロメタン、トリクロロフルオロメタン、ジクロロテトラフルオロエタン、二酸化炭素または他の適切なガスなどの適切な噴射剤を含み得る。加圧式エアロゾルの場合、投薬単位は、一定量を送達するバルブを備えることによって決定されてもよい。   For administration by inhalation, the compounds of the invention are conveniently delivered from a convenient means of delivering an insufflator, nebulizer, pressurized pack or other aerosol spray. The pressurized pack may contain a suitable propellant such as dichlorodifluoromethane, trichlorofluoromethane, dichlorotetrafluoroethane, carbon dioxide or other suitable gas. In the case of a pressurized aerosol, the dosage unit may be determined by providing a valve that delivers a fixed amount.

あるいは、吸入またはガス注入による投与のため、本発明の化合物は、乾燥粉末組成物、例えば、化合物とラクトースまたはデンプンなどの適切な粉末基剤との粉末混合物の形をとってもよい。粉末組成物は、単位剤形、例えば、カプセル、カートリッジ、ゼラチンまたはブリスターパックで提供されてもよく、散剤は、それらから、吸入器または注入器の補助により投与され得る。   Alternatively, for administration by inhalation or insufflation, the compounds of the invention may take the form of a dry powder composition, for example a powder mixture of the compound and a suitable powder base such as lactose or starch. Powder compositions may be provided in unit dosage forms such as capsules, cartridges, gelatin or blister packs, from which powders can be administered with the aid of an inhaler or insufflator.

所望であれば、活性成分を持続放出するように適合された上記の製剤が使用されてもよい。本発明の薬学的組成物は、抗菌剤、免疫抑制剤、または防腐剤などの他の活性成分もまた含んでもよい。   If desired, the above formulations adapted to provide sustained release of the active ingredient may be used. The pharmaceutical compositions of the present invention may also contain other active ingredients such as antibacterial agents, immunosuppressive agents, or preservatives.

具体的に前述した成分に加えて、本発明の製剤は、該当する製剤のタイプを考慮して当技術分野において従来の他の薬剤を含んでもよいこと、例えば、経口投与に適した製剤は香料を含んでもよいことが理解されるはずである。   In addition to the ingredients specifically described above, the formulations of the present invention may include other agents conventionally known in the art in view of the type of formulation concerned, for example, formulations suitable for oral administration are perfumes. It should be understood that may be included.

好ましい単位投与製剤は、活性成分の下記の有効量またはその適切な一部を含むものである。   Preferred unit dosage formulations are those containing an effective amount of the active ingredients described below or a suitable portion thereof.

前述した条件の各々について、組成物は経口でまたは注射で、約0.1〜約250mg/kg/日の用量で投与してもよい。ヒト成人の用量範囲は通常約5mg〜約17.5g/日、好ましくは約5mg〜約10g/日、および最も好ましくは約100mg〜約3g/日である。別々の単位で提供された提示の錠剤または他の単位剤形は、このような用量またはその倍数として有効な量、例えば、約5mg〜約500mg、通常約100mg〜約500mgを含む単位を都合よく含むことができる。   For each of the aforementioned conditions, the composition may be administered orally or by injection at a dose of about 0.1 to about 250 mg / kg / day. The dose range for human adults is usually about 5 mg to about 17.5 g / day, preferably about 5 mg to about 10 g / day, and most preferably about 100 mg to about 3 g / day. Presented tablets or other unit dosage forms provided in separate units conveniently comprise a unit comprising such a dose or an effective amount thereof, for example from about 5 mg to about 500 mg, usually from about 100 mg to about 500 mg. Can be included.

薬学的組成物は好ましくは経口または注射(静脈もしくは皮下)で投与され、対象に投与される正確な量は主治医の責任である。しかしながら、使用される用量は、対象の年齢、性別、治療されている詳細な障害、およびその重篤度を含む多くの要因に依拠すると考えられる。さらに、投与経路は状態およびその重篤度によって変わりうる。   The pharmaceutical composition is preferably administered orally or by injection (intravenous or subcutaneous) and the exact amount administered to the subject is the responsibility of the attending physician. However, the dose used will depend on many factors, including the age of the subject, sex, the particular disorder being treated, and its severity. In addition, the route of administration can vary depending on the condition and its severity.

がんの予後を評価するための方法:
本発明は、CDCA5の発現が患者の予後不良に有意に関連するという新規の発見に関する。従って、本発明は、がん、特に、肺がんを有する患者の生物学的試料中のCDCA5遺伝子の発現レベルを検出し、検出された発現レベルと対照レベルとを比較し、予後不良(低い生存率)を示す、対照レベルに対する発現レベルの増加を決定することによって、患者の予後を決定または評価するための方法を提供する。
Methods to assess cancer prognosis:
The present invention relates to a novel discovery that CDCA5 expression is significantly associated with poor patient prognosis. Therefore, the present invention detects the expression level of the CDCA5 gene in a biological sample of a patient having cancer, particularly lung cancer, compares the detected expression level with a control level, and has a poor prognosis (low survival rate). Provides a method for determining or assessing the prognosis of a patient by determining an increase in expression level relative to a control level.

本明細書中で、「予後」という用語は、疾患の見込み転帰、ならびに症例の性質および症状によって示されるような、疾患からの回復の可能性に関する予測をさす。従って、好ましくない、悪い、不良である予後は、治療後の生存期間または生存率の低下によって規定される。反対に、良い、好ましい、または良好な予後は、治療後の生存期間または生存率の上昇によって規定される。   As used herein, the term “prognosis” refers to predictions about the probable outcome of the disease and the likelihood of recovery from the disease, as indicated by the nature and symptoms of the case. Thus, an unfavorable, bad, or poor prognosis is defined by a decrease in survival time or survival after treatment. Conversely, a good, favorable or good prognosis is defined by an increase in survival or survival after treatment.

「予後を評価する」という用語は、患者のがんの今後の転帰(例えば、悪性度、がんの治癒尤度、生存率など)を予想する、予測する、または所定の検出または測定と相関付ける能力を指す。例えば、経時的にCDCA5の発現レベルを求めることで、患者の転帰(例えば、悪性度の増減、がんの分類の増減、がんの治癒尤度、生存率など)の予想が可能となる。   The term “evaluating prognosis” predicts, predicts, or correlates with a patient's future cancer outcomes (eg, malignancy, likelihood of cancer cure, survival, etc.) Refers to the ability to attach. For example, by obtaining the expression level of CDCA5 over time, it becomes possible to predict the outcome (for example, increase / decrease in malignancy, increase / decrease in cancer classification, cancer cure likelihood, survival rate, etc.).

本発明の文脈において「予後を評価する(または決定する)」という語句は、がんの進行、特に、がんの再発、転移拡散、および疾患再発の予想および尤度解析を含むことが意図される。本発明の予後を評価する方法は、治療的介入、診断基準、例えば、疾患の病期分類、ならびに新生物疾患の転移または再発に関する疾患モニタリングおよび監視を含む治療様式について結論を出す際に臨床的に使用されることが意図される。   In the context of the present invention, the phrase “assessing (or determining) prognosis” is intended to include prediction and likelihood analysis of cancer progression, particularly cancer recurrence, metastatic spread, and disease recurrence. The The method of assessing prognosis of the present invention is clinical in making conclusions about therapeutic interventions, diagnostic criteria such as disease staging, and disease monitoring and monitoring for neoplastic disease metastasis or recurrence. It is intended to be used.

前記方法に用いられる患者に由来する生物学的試料は、試料中でCDCA5遺伝子を検出することができる限り、評価しようとする対象に由来する任意の試料でよい。好ましくは、生物学的試料は、肺細胞(肺から得られる細胞)である。さらに、生物学的試料は、痰、血液、血清、または血漿などの体液を含んでもよい。さらに、試料は、組織から精製された細胞でもよい。生物学的試料は、患者から、治療前、治療中、および/または治療後を含む様々な時点で得られてもよい。   The biological sample derived from the patient used in the method may be any sample derived from the subject to be evaluated as long as the CDCA5 gene can be detected in the sample. Preferably, the biological sample is a lung cell (a cell obtained from the lung). Furthermore, the biological sample may include body fluids such as sputum, blood, serum, or plasma. Further, the sample may be cells purified from tissue. The biological sample may be obtained from the patient at various times including before, during and / or after treatment.

本発明によれば、患者に由来する生物学的試料において測定されたCDCA5遺伝子の発現レベルが高ければ高いほど、治療後の寛解、回復、および/または生存に関する予後が不良になり、かつ不良な臨床転帰の尤度が高くなることが示された。従って、本方法によれば、比較に用いられる「対照レベル」は、例えば、治療後にがんの良好なまたは良い予後を示した個体または個体集団において、任意の種類の治療の前に検出されたCDCA5遺伝子の発現レベルの場合でありえ、本明細書中で「予後良好対照レベル」とも呼ばれるであろう。または、「対照レベル」は、治療後にがんの不良なまたは悪い予後を示した個体または個体集団において、任意の種類の治療の前に検出されたCDCA5遺伝子の発現レベルでありえ、本明細書で「予後不良対照レベル」とも呼ばれるであろう。「対照レベル」は、単一の参照集団に由来する単一発現パターンまたは複数の発現パターンである。従って、対照レベルは、がんの患者、または疾患状態(予後良好または予後不良)が既知の患者の集団における任意の種類の治療の前に検出されたCDCA5遺伝子の発現レベルに基づき求めることができる。好ましくは、がんは肺がんである。疾患状態が公知の患者群においてCDCA5遺伝子の発現レベルの標準値が用いられることが好ましい。標準値は、当技術分野において公知の任意の方法によって得ることができる。例えば、平均+/−2 S.D.または平均+/−3 S.D.の範囲を標準値として使用することができる。   According to the present invention, the higher the expression level of the CDCA5 gene measured in a biological sample derived from a patient, the poorer and worse the prognosis for post-treatment remission, recovery, and / or survival. It was shown that the likelihood of clinical outcome is high. Thus, according to the method, the “control level” used for comparison was detected before any type of treatment, for example in an individual or population of individuals who showed a good or good prognosis of cancer after treatment. This may be the case for the expression level of the CDCA5 gene, also referred to herein as the “good prognosis control level”. Alternatively, a “control level” can be the level of expression of the CDCA5 gene detected prior to any type of treatment in an individual or population of individuals who have shown a poor or poor prognosis of cancer after treatment, as used herein. It will also be called “poor prognosis control level”. A “control level” is a single expression pattern or multiple expression patterns derived from a single reference population. Thus, the control level can be determined based on the expression level of the CDCA5 gene detected before any type of treatment in a population of patients with cancer or a known disease state (good prognosis or poor prognosis). . Preferably, the cancer is lung cancer. It is preferable to use a standard value for the expression level of the CDCA5 gene in a group of patients with known disease states. The standard value can be obtained by any method known in the art. For example, average +/- 2 D. Or mean +/- 3 D. Can be used as standard values.

対照レベルは、任意の種類の治療の前に、疾患状態(予後良好または予後不良)が既知のがん患者(対照または対照群)からこれまでに収集および保存された試料を使用することによって、試験生物学的試料と同時に求めることができる。   Control levels are achieved by using previously collected and stored samples from cancer patients (control or control group) with known disease state (good or poor prognosis) prior to any type of treatment. It can be determined simultaneously with the test biological sample.

または、対照レベルは、対照群からこれまでに収集および保存された試料におけるCDCA5遺伝子の発現レベルを解析することによって得られた結果に基づいて統計的方法によって求めることができる。さらに、対照レベルは、これまでに試験された細胞からの発現パターンのデータベースでもよい。   Alternatively, the control level can be determined by statistical methods based on the results obtained by analyzing the expression level of the CDCA5 gene in samples collected and stored so far from the control group. Furthermore, the control level may be a database of expression patterns from previously tested cells.

さらに、本発明の一局面によれば、生物学的試料におけるCDCA5遺伝子の発現レベルは、複数の参照試料から求められた複数の対照レベルと比較することができる。患者に由来する生物学的試料のものと同程度の組織型に由来する参照試料から求められた対照レベルを使用することが好ましい。   Furthermore, according to one aspect of the present invention, the expression level of the CDCA5 gene in a biological sample can be compared to a plurality of control levels determined from a plurality of reference samples. It is preferred to use a control level determined from a reference sample derived from a tissue type comparable to that of a biological sample derived from the patient.

本発明によれば、CDCA5遺伝子の発現レベルと予後良好対照レベルとの類似が患者のより好ましい予後を示し、予後良好対照レベルに対する発現レベルの増大が、治療後の寛解、回復、生存、および/または臨床転帰の良好ではない予後不良を示す。他方で、予後不良対照レベルに対するCDCA5遺伝子の発現レベルの低減が、患者のより好ましい予後を示し、発現レベルと予後不良対照レベルとの類似が治療後の寛解、回復、生存および/または臨床転帰の良好ではない予後不良を示す。   According to the present invention, the similarity between the expression level of the CDCA5 gene and the good prognosis control level indicates a more favorable prognosis for the patient, and an increase in the expression level relative to the good prognosis control level indicates remission, recovery, survival, and / or Or poor prognosis with poor clinical outcome. On the other hand, a reduction in the expression level of the CDCA5 gene relative to the poor prognosis control level indicates a more favorable prognosis for the patient, and the similarity between the expression level and the poor prognosis control level is indicative of post-treatment remission, recovery, survival and / or clinical outcome. Shows poor prognosis.

生物学的試料におけるCDCA5遺伝子の発現レベルは、対照レベルの1.0倍超、1.5倍超、2.0倍超、5.0倍超、10.0倍超、またはそれを超えて異なる場合に変化したと考えられ得る。   The expression level of the CDCA5 gene in the biological sample is greater than 1.0, 1.5, 2.0, 5.0, 10.0, or more than the control level It can be considered that it has changed in different cases.

試験生物学的試料レベルと対照レベルとの間の発現レベルの相違は、対照、例えば、ハウスキーピング遺伝子に対して標準化することができる。例えば、β−アクチン、グリセルアルデヒド−3−リン酸デヒドロゲナーゼ、およびリボソームタンパク質P1をコードするものを含む、発現レベルががん細胞と非がん細胞との間で異ならないことが知られるポリヌクレオチドを用いて、CDCA5遺伝子の発現レベルを標準化することができる。   Differences in expression levels between test biological sample levels and control levels can be normalized to controls, eg, housekeeping genes. For example, polynucleotides whose expression levels are known not to differ between cancer cells and non-cancer cells, including those encoding β-actin, glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, and ribosomal protein P1 Can be used to normalize the expression level of the CDCA5 gene.

発現レベルは、当技術分野において周知の技法を用いて患者から得られた生物学的試料において遺伝子転写産物を検出することによって求めてもよい。本発明の方法によって検出される遺伝子転写産物には、転写産物および翻訳産物、例えば、mRNAおよびタンパク質の両方が含まれる。   Expression levels may be determined by detecting gene transcripts in a biological sample obtained from a patient using techniques well known in the art. Gene transcripts detected by the methods of the present invention include both transcripts and translation products, eg, mRNA and protein.

例えば、CDCA5遺伝子の転写産物は、遺伝子転写産物に対するCDCA5遺伝子プローブを使用するハイブリダイゼーション、例えば、ノザンブロットハイブリダイゼーション解析によって検出することができる。検出はチップまたはアレイ上で行ってもよい。CDCA5遺伝子を含む複数の遺伝子の発現レベルを検出するために、アレイを使用することが好ましい。別の例として、CDCA5遺伝子に特異的なプライマーを使用する増幅ベースの検出法、例えば、逆転写ベースのポリメラーゼ連鎖反応(RT−PCR)を検出に利用してもよい(実施例を参照されたい)。CDCA5遺伝子に特異的なプローブまたはプライマーは、CDCA5遺伝子(SEQ ID NO:4)の配列全体を参照することにより従来の技法を用いて設計および調製することができる。例えば、実施例で使用されるプライマー(SEQ ID NO:25−28)は、RT−PCRによる検出に利用することができるが、本発明はそれらに限定されない。   For example, a transcript of the CDCA5 gene can be detected by hybridization using a CDCA5 gene probe to the gene transcript, eg, Northern blot hybridization analysis. Detection may be performed on a chip or array. In order to detect the expression level of a plurality of genes including the CDCA5 gene, it is preferable to use an array. As another example, an amplification-based detection method using primers specific for the CDCA5 gene, such as reverse transcription-based polymerase chain reaction (RT-PCR) may be utilized for detection (see Examples). ). Probes or primers specific for the CDCA5 gene can be designed and prepared using conventional techniques by reference to the entire sequence of the CDCA5 gene (SEQ ID NO: 4). For example, the primer (SEQ ID NO: 25-28) used in the Examples can be used for detection by RT-PCR, but the present invention is not limited thereto.

特に、本発明の方法に用いられるプローブまたはプライマーは、ストリンジェント、中程度ストリンジェント、または低ストリンジェントな条件下でCDCA5遺伝子のmRNAとハイブリダイズする。本明細書で使用されるように、「ストリンジェントな(ハイブリダイゼーション)条件」という語句は、プローブまたはプライマーがその標的配列とハイブリダイズするが、他の配列とはハイブリダイズしないと考えられる条件をさす。ストリンジェントな条件は配列依存性であり、様々な状況下で異なると考えられる。長い配列の特異的ハイブリダイゼーションは、短い配列よりも高い温度で観察される。一般的に、ストリンジェントな条件の温度は、規定のイオン強度およびpHで特定の配列の熱融点(Tm)より約5℃低く選択される。Tmは、(規定のイオン強度、pHおよび核酸濃度で)標的配列に相補的なプローブの50%が平衡状態で標的配列とハイブリダイズする温度である。一般的にTmでは標的配列が過剰に存在するので、プローブの50%が平衡状態で占められる。典型的に、ストリンジェントな条件は、塩濃度がpH7.0〜8.3で約1.0M未満のナトリウムイオン、典型的に約0.01〜1.0Mのナトリウムイオン(またはその他の塩)であり、温度が、短いプローブまたはプライマー(例えば、10個〜50個のヌクレオチド)では少なくとも約30℃であり、長いプローブまたはプライマーでは少なくとも約60℃である。ストリンジェントな条件は、不安定化剤、例えば、ホルムアミドの添加によっても達成することができる。   In particular, the probe or primer used in the method of the present invention hybridizes with the mRNA of the CDCA5 gene under stringent, moderate stringent or low stringent conditions. As used herein, the phrase “stringent conditions” refers to conditions under which a probe or primer will hybridize to its target sequence but not to other sequences. Sure. Stringent conditions are sequence-dependent and will be different in various circumstances. Specific hybridization of long sequences is observed at higher temperatures than short sequences. Generally, the temperature of stringent conditions is selected to be about 5 ° C. lower than the thermal melting point (Tm) for the specific sequence at a defined ionic strength and pH. Tm is the temperature at which 50% of the probe complementary to the target sequence hybridizes to the target sequence in equilibrium (at a defined ionic strength, pH and nucleic acid concentration). Generally, there is an excess of target sequence in Tm, so 50% of the probes are occupied in equilibrium. Typically, stringent conditions are such that the salt concentration is pH 7.0-8.3 and less than about 1.0M sodium ion, typically about 0.01-1.0M sodium ion (or other salt). And the temperature is at least about 30 ° C. for short probes or primers (eg, 10-50 nucleotides) and at least about 60 ° C. for long probes or primers. Stringent conditions can also be achieved with the addition of destabilizing agents such as formamide.

または、本発明の評価のために翻訳産物が検出されてもよい。例えば、CDCA5タンパク質の量が決定されてもよい。翻訳産物としてのタンパク質の量を求めるための方法には、CDCA5タンパク質を特異的に認識する抗体を用いるイムノアッセイ法が含まれる。抗体はモノクローナル抗体でもよくポリクローナル抗体でもよい。さらに、断片がCDCA5タンパク質との結合能力を保持している限り、抗体の任意の断片または改変(例えば、キメラ抗体、scFv、Fab、F(ab’)2、Fvなど)を検出に使用してもよい。タンパク質検出のために、これらの種類の抗体を調製する方法は当技術分野において周知であり、このような抗体およびその等価物を調製する任意の方法を、本発明において使用することができる。   Alternatively, a translation product may be detected for the evaluation of the present invention. For example, the amount of CDCA5 protein may be determined. Methods for determining the amount of protein as a translation product include immunoassay methods using an antibody that specifically recognizes the CDCA5 protein. The antibody may be a monoclonal antibody or a polyclonal antibody. In addition, any fragment or modification of the antibody (eg, chimeric antibody, scFv, Fab, F (ab ′) 2, Fv, etc.) can be used for detection as long as the fragment retains the ability to bind to the CDCA5 protein. Also good. Methods for preparing these types of antibodies for protein detection are well known in the art, and any method of preparing such antibodies and their equivalents can be used in the present invention.

CDCA5遺伝子の翻訳産物に基づいてCDCA5遺伝子の発現レベルを検出する別の方法として、CDCA5タンパク質に対する抗体を用いた免疫組織化学分析によって染色強度が観察されてもよい。すなわち、強い染色が観察された場合、CDCA5タンパク質の存在が増加しており、同時に、CDCA5遺伝子の発現レベルが高いことを示している。   As another method for detecting the expression level of the CDCA5 gene based on the translation product of the CDCA5 gene, the staining intensity may be observed by immunohistochemical analysis using an antibody against the CDCA5 protein. That is, when strong staining is observed, the presence of CDCA5 protein is increased, and at the same time, the expression level of CDCA5 gene is high.

さらに、CDCA5タンパク質は細胞増殖活性を有することが知られている。従って、CDCA5遺伝子の発現レベルは、指標としてこのような細胞増殖活性を用いて決定することができる。例えば、CDCA5を発現する細胞を、生物学的試料の存在下で調製および培養し、次いで、増殖速度を検出する、または細胞周期もしくはコロニー形成能力を測定することによって、生物学的試料の細胞増殖活性を決定することができる。   Furthermore, the CDCA5 protein is known to have cell proliferation activity. Therefore, the expression level of the CDCA5 gene can be determined using such cell proliferation activity as an index. For example, cell growth of a biological sample by preparing and culturing cells expressing CDCA5 and then detecting the growth rate or measuring the cell cycle or colony forming ability, in the presence of the biological sample. Activity can be determined.

さらに、評価の正確さを改善するために、CDCA5遺伝子の発現レベルに加えて、他の肺がん関連遺伝子、例えば、肺がんにおいて異なって発現することが知られている遺伝子の発現レベルも決定することができる。このような他の肺がん関連遺伝子の例には、WO2004/031413およびWO2005/090603に記載の遺伝子が含まれる。これらの内容は参照により本明細書に組み入れられる。   Furthermore, in order to improve the accuracy of evaluation, in addition to the expression level of the CDCA5 gene, the expression level of other lung cancer-related genes, for example, genes that are known to be differentially expressed in lung cancer may be determined. it can. Examples of such other lung cancer-related genes include the genes described in WO2004 / 031413 and WO2005 / 090603. The contents of which are incorporated herein by reference.

または本発明によれば、対象の予後を評価するために他の試験結果に加えて中間的な結果が得られることもある。このような中間的な結果は、医師、看護師、または対象の予後を評価、決定、または推測する他の施術者の助けとなり得る。予後を評価するために、本発明によって得られる中間的な結果と組み合わせて考慮され得るさらなる情報には、対象の臨床症状および身体状態が含まれる。本方法に従ってがんの予後について評価される患者は、好ましくは、哺乳動物であり、ヒト、非ヒト霊長類、マウス、ラット、イヌ、ネコ、ウマ、およびウシを含む。   Or, according to the present invention, intermediate results may be obtained in addition to other test results to assess the prognosis of a subject. Such intermediate results can help a physician, nurse, or other practitioner to assess, determine, or infer the subject's prognosis. Additional information that can be considered in combination with intermediate results obtained by the present invention to assess prognosis includes the subject's clinical symptoms and physical condition. Patients to be assessed for cancer prognosis according to this method are preferably mammals and include humans, non-human primates, mice, rats, dogs, cats, horses, and cows.

がんを診断するためのキットまたはがんの予後を評価するためのキット
本発明は、がんを診断するためのキットまたはがんの予後を評価するためのキットを提供する。好ましくは、がんは肺がんである。具体的には、キットは、患者に由来する生物学的試料におけるCDCA5遺伝子の発現を検出するための少なくとも1つの試薬を含み、試薬は、以下:
(a)CDCA5遺伝子のmRNAを検出するための試薬;
(b)CDCA5タンパク質を検出するための試薬;および
(c)CDCA5タンパク質の生物学的活性を検出するための試薬
からなる群より選択されてもよい。
Kits for diagnosing cancer or evaluating cancer prognosis :
The present invention provides a kit for diagnosing cancer or a kit for evaluating the prognosis of cancer. Preferably, the cancer is lung cancer. Specifically, the kit includes at least one reagent for detecting the expression of the CDCA5 gene in a biological sample derived from a patient, the reagent comprising:
(A) a reagent for detecting mRNA of the CDCA5 gene;
It may be selected from the group consisting of (b) a reagent for detecting CDCA5 protein; and (c) a reagent for detecting the biological activity of CDCA5 protein.

CDCA5遺伝子のmRNAを検出するための適切な試薬には、CDCA5 mRNAに特異的に結合する、またはCDCA5 mRNAを特定する核酸、例えば、CDCA5 mRNAの一部に対する相補的配列を有するオリゴヌクレオチドが含まれる。これらの種類のオリゴヌクレオチドは、CDCA5 mRNAに特異的なプライマーおよびプローブによって例示される。これらの種類のオリゴヌクレオチドは、当技術分野において周知の方法に基づいて調製されてもよい。必要に応じて、CDCA5 mRNAを検出するための試薬は固体マトリックスに固定化されてもよい。さらに、CDCA5 mRNAを検出するための複数の試薬がキットに含まれてもよい。   Suitable reagents for detecting mRNA of the CDCA5 gene include nucleic acids that specifically bind to or specify CDCA5 mRNA, eg, oligonucleotides having a complementary sequence to a portion of CDCA5 mRNA. . These types of oligonucleotides are exemplified by primers and probes specific for CDCA5 mRNA. These types of oligonucleotides may be prepared based on methods well known in the art. If necessary, the reagent for detecting CDCA5 mRNA may be immobilized on a solid matrix. Furthermore, a plurality of reagents for detecting CDCA5 mRNA may be included in the kit.

他方で、CDCA5タンパク質を検出するための適切な試薬には、CDCA5タンパク質に対する抗体が含まれる。抗体はモノクローナル抗体でもよく、またはポリクローナル抗体でもよい。さらに、断片がCDCA5タンパク質との結合能力を保持している限り、抗体の任意の断片または改変(例えば、キメラ抗体、scFv、Fab、F(ab’)2、Fvなど)を試薬として使用することができる。タンパク質検出のために、これらの種類の抗体を調製する方法は当技術分野において周知であり、このような抗体およびその等価物を調製する任意の方法を、本発明において使用することができる。さらに、抗体は、直接的な結合または間接的な標識法によって、シグナル発生分子で標識されてもよい。抗体を標識するための標識および方法、ならびに抗体とそれらの標的との結合を検出するための標識および方法は当技術分野において周知であり、本発明のために任意の標識および方法を使用することができる。さらに、CDCA5タンパク質を検出するための複数の試薬がキットに含まれてもよい。   On the other hand, suitable reagents for detecting CDCA5 protein include antibodies to CDCA5 protein. The antibody may be a monoclonal antibody or a polyclonal antibody. Furthermore, any fragment or modification of the antibody (eg, chimeric antibody, scFv, Fab, F (ab ′) 2, Fv, etc.) should be used as a reagent as long as the fragment retains the ability to bind to the CDCA5 protein. Can do. Methods for preparing these types of antibodies for protein detection are well known in the art, and any method of preparing such antibodies and their equivalents can be used in the present invention. In addition, the antibody may be labeled with a signal generating molecule by direct binding or by indirect labeling methods. Labels and methods for labeling antibodies, and labels and methods for detecting binding of antibodies to their targets are well known in the art and any label and method should be used for the present invention Can do. Furthermore, a plurality of reagents for detecting the CDCA5 protein may be included in the kit.

さらに、生物学的活性は、例えば、生物学的試料における発現されたCDCA5タンパク質による細胞増殖活性を測定することによって決定することができる。例えば、細胞を、患者に由来する生物学的試料の存在下で培養し、次いで、増殖速度を検出する、または細胞周期もしくはコロニー形成能力を測定することによって、生物学的試料の細胞増殖活性を決定することができる。必要に応じて、CDCA5 mRNAを検出する試薬が固体マトリックスに固定化されてもよい。さらに、CDCA5タンパク質の生物学的活性を検出するための複数の試薬がキットに含まれてもよい。   Furthermore, biological activity can be determined, for example, by measuring cell proliferative activity by the expressed CDCA5 protein in a biological sample. For example, culturing cells in the presence of a biological sample from a patient and then detecting the growth rate, or measuring the cell cycle or colony forming ability, thereby increasing the cell proliferation activity of the biological sample. Can be determined. If necessary, a reagent for detecting CDCA5 mRNA may be immobilized on a solid matrix. In addition, multiple reagents for detecting the biological activity of the CDCA5 protein may be included in the kit.

キットは、上述の複数の試薬を含んでもよい。さらに、キットは、固体マトリクス、およびCDCA5遺伝子に対するプローブまたはCDCA5タンパク質に対する抗体を結合するための試薬、細胞を培養するための培地および容器、正の対照および負の対照の試薬、ならびにCDCA5タンパク質に対する抗体を検出するための二次抗体を含んでもよい。例えば、予後良好または予後不良の患者から得られた組織試料は、有用な対照試薬として役立ち得る。本発明のキットはさらに、緩衝液、希釈剤、フィルター、針、注射器、および使用説明書を含む添付文書(例えば、書面、テープ、CD−ROMなど)を含む、商業的視点および使用者視点から望まれる他の材料を含んでもよい。これらの試薬などが、標識を備える容器内に含まれ得る。適切な容器には、ボトル、バイアル、および試験管が含まれる。容器は、様々な材料、例えば、ガラスまたはプラスチックから形成され得る。   The kit may include a plurality of the reagents described above. In addition, the kit includes a solid matrix and reagents for binding probes to the CDCA5 gene or antibodies to the CDCA5 protein, media and containers for culturing cells, positive and negative control reagents, and antibodies to the CDCA5 protein A secondary antibody for detecting may be included. For example, a tissue sample obtained from a patient with a good or poor prognosis can serve as a useful control reagent. The kit of the present invention further includes a buffer and diluent, a filter, a needle, a syringe, and a package insert including instructions for use (eg, written, tape, CD-ROM, etc.) from a commercial and user perspective. Other materials may be included as desired. These reagents and the like can be contained in a container provided with a label. Suitable containers include bottles, vials, and test tubes. The container can be formed from a variety of materials, such as glass or plastic.

本発明の一態様として、試薬がCDCA5 mRNAに対するプローブである場合、この試薬は少なくとも1つの検出部位を形成するために、多孔性ストリップなどの固体マトリックス上に固定化されてもよい。多孔性ストリップの測定領域または検出領域は、それぞれが核酸(プローブ)を含む複数の部位を含んでもよい。試験ストリップはまた、陰性対照および/または陽性対照の部位を含んでもよい。または対照部位は、試験ストリップとは離れたストリップに位置してもよい。任意で、異なる検出部位が異なる量の固定化核酸、すなわち、第1の検出部位には多量の核酸、後続の部位には少量の核酸を含んでもよい。試験試料が加えられると、検出可能なシグナルを示す部位の数から、試料に存在するCDCA5のmRNA量の定量的指標を提供することができる。検出部位は、任意の適切に検出可能な形状で構成されてもよく、典型的には、試験ストリップの幅にわたってバーまたはドットの形状である。   As one aspect of the present invention, when the reagent is a probe for CDCA5 mRNA, the reagent may be immobilized on a solid matrix such as a porous strip to form at least one detection site. The measurement region or detection region of the porous strip may include a plurality of sites each containing a nucleic acid (probe). The test strip may also include sites for negative and / or positive controls. Alternatively, the control site may be located on a strip that is separate from the test strip. Optionally, different detection sites may contain different amounts of immobilized nucleic acid, i.e., a large amount of nucleic acid at the first detection site and a small amount of nucleic acid at subsequent sites. When a test sample is added, the number of sites exhibiting a detectable signal can provide a quantitative indicator of the amount of CDCA5 mRNA present in the sample. The detection site may be configured in any suitably detectable shape and is typically in the shape of a bar or dot across the width of the test strip.

本発明のキットは、陽性対照試料またはCDCA5標準試料をさらに含んでもよい。本発明の陽性対照試料は、CDCA5陽性血液試料を収集することによって調製されてもよく、次いで、これらのCDCA5レベルがアッセイされる。または、精製されたCDCA5タンパク質またはポリヌクレオチドを、CDCA5を含まない血清に加えて、陽性試料またはCDCA5標準を形成してもよい。本発明において、精製されたKDD1は組換えタンパク質でもよい。陽性対照試料のCDCA5レベルは、例えば、カットオフ値を超えるものである。   The kit of the present invention may further comprise a positive control sample or a CDCA5 standard sample. Positive control samples of the present invention may be prepared by collecting CDCA5 positive blood samples, and these CDCA5 levels are then assayed. Alternatively, purified CDCA5 protein or polynucleotide may be added to serum without CDCA5 to form a positive sample or CDCA5 standard. In the present invention, purified KDD1 may be a recombinant protein. The CDCA5 level of the positive control sample is, for example, above the cutoff value.

材料および方法
細胞株および臨床試料
本研究に使用した23種類のヒト肺がん細胞株は、19種類のNSCLC(A427、A549、NCI−H1373、LC319、PC−14、PC−3、PC−9、NCI−H1666、NCI−H1781、NCI−H647、NCI−H226、NCI−H1703、NCI−H520、LU61、RERF−LC−AI、SK−MES−1、EBC−1、LX1、およびNCI−H2170)ならびに4種類の小細胞肺がん(SCLC:DMS114、DMS273、SBC−3、およびSBC−5)を含んだ。本研究に使用したヒト食道癌細胞株は以下の通りであった:9種類のSCC細胞株(TE1、TE2、TE3、TE4、TE5、TE6、TE8、TE9、およびTE10)および1種類の腺癌(ADC)細胞株(TE7)(Nishihira T et al. J Cancer Res Clin Oncol 1993; 119: 441-49)。細胞は全て、10%ウシ胎児血清(FCS)を添加した適切な培地において単層で増殖させ、5%COを含む加湿雰囲気中、37℃で維持した。本研究に使用した細胞パネルには、ヒト気道上皮細胞、SAEC(Cambrex Bio Science Inc., East Rutherford, NJ)も含めた。原発性NSCLCおよびESCC試料は、以前に他で報告されたように得られた。腫瘍は全て、UICC(International Union Against Cancer) (Sobin L, Wittekind C. Anonymous. New York: Wiley-Liss. 2002)のpTNM病理学的分類に基づいてステージ分類した。ホルマリン固定組織マイクロアレイにおける免疫染色のために、合計262例のNSCLC(156例の腺癌(ADC)、88例の扁平上皮癌(SCC)、2例の腺扁平上皮癌(ASC)、16例の大細胞癌(LCC);88人の女性患者および174人の男性患者;26〜84歳の範囲で年齢中央値65.0歳;111 pT1、125 pT2、26 pT3腫瘍サイズ;204 pN0、24 pN1、34 pN2結節状態)ならびに隣接する正常な肺組織試料もまた、北海道大学およびその関連病院(札幌、日本)で手術を受けた患者から入手した。本研究および言及した全ての臨床材料の使用は、個々の施設内倫理委員会による承認を受けた。
Materials and Methods Cell Lines and Clinical Samples The 23 human lung cancer cell lines used in this study include 19 NSCLC (A427, A549, NCI-H1373, LC319, PC-14, PC-3, PC-9, NCI). -H1666, NCI-H1781, NCI-H647, NCI-H226, NCI-H1703, NCI-H520, LU61, RERF-LC-AI, SK-MES-1, EBC-1, LX1, and NCI-H2170) and 4 Types of small cell lung cancer (SCLC: DMS114, DMS273, SBC-3, and SBC-5) were included. The human esophageal cancer cell lines used in this study were as follows: nine SCC cell lines (TE1, TE2, TE3, TE4, TE5, TE6, TE8, TE9, and TE10) and one adenocarcinoma (ADC) Cell line (TE7) (Nishihira T et al. J Cancer Res Clin Oncol 1993; 119: 441-49). All cells were grown in monolayers in appropriate medium supplemented with 10% fetal calf serum (FCS) and maintained at 37 ° C. in a humidified atmosphere containing 5% CO 2 . The cell panel used in this study also included human airway epithelial cells, SAEC (Cambrex Bio Science Inc., East Rutherford, NJ). Primary NSCLC and ESCC samples were obtained as previously reported elsewhere. All tumors were staged based on the pTNM pathologic classification of UICC (International Union Against Cancer) (Sobin L, Wittekind C. Anonymous. New York: Wiley-Liss. 2002). A total of 262 NSCLC (156 adenocarcinomas (ADC), 88 squamous cell carcinomas (SCC), 2 adenosquamous cell carcinomas (ASC), 16 cases) for immunostaining in formalin fixed tissue microarray Large cell carcinoma (LCC); 88 female patients and 174 male patients; median age 65.0 years in the range 26-84 years; 111 pT1, 125 pT2, 26 pT3 tumor size; 204 pN0, 24 pN1 , 34 pN2 nodules) and adjacent normal lung tissue samples were also obtained from patients who had surgery at Hokkaido University and its related hospitals (Sapporo, Japan). This study and the use of all mentioned clinical materials were approved by individual institutional ethics committees.

半定量RT−PCR
それぞれの一本鎖cDNAの適切な希釈液を、臨床肺がんおよび臨床食道がんの試料のmRNAから調製し、定量対照としてβ−アクチン(ACTB)発現レベルを測定した。増幅用のプライマーセットは以下の通りであった:ACTBに対しては、 ACTB−F (5’−GAGGTGATAGCATTGCTTTCG−3’; SEQ ID NO: 23) および ACTB−R (5’−CAAGTCAGTGTACAGGTAAGC−3’; SEQ ID NO: 24)、CDCA5に対しては、CDCA5−F (5’−CGCCAGAGACTTGGAAATGT−3’; SEQ ID NO: 25) and CDCA5−R (5’−GTTTCTGTTTCTCGGGTGGT−3’; SEQ ID NO: 26)。全ての反応は、GeneAmp PCR system 9700(Applied Biosystems, Foster City, CA)での、95℃5分の初回変性とそれに続く、95℃30秒、56℃30秒、および72℃60秒での、22サイクル(ACTBの場合)または30サイクル(CDCA5の場合)を伴った。
Semi-quantitative RT-PCR
Appropriate dilutions of each single-stranded cDNA were prepared from mRNA of clinical lung cancer and clinical esophageal cancer samples, and β-actin (ACTB) expression level was measured as a quantitative control. The primer set for amplification was as follows: For ACTB, ACTB-F (5′-GAGGTGATATAGCATTGCTTTCG-3 ′; SEQ ID NO: 23) and ACTB-R (5′-CAAGTCAGTGTACAGGTAGAG-3 ′; SEQ ID NO: 24), for CDCA5, CDCA5-F (5′-CGCCAGAGACTTGGAAATGT-3 ′; SEQ ID NO: 25) and CDCA5-R (5′-GTTTCTGTTTCTCGGGTGGT-3 ′; SEQ ID NO: 26) . All reactions were performed on a GeneAmp PCR system 9700 (Applied Biosystems, Foster City, Calif.) At 95 ° C. for 5 minutes followed by 95 ° C. for 30 seconds, 56 ° C. for 30 seconds, and 72 ° C. for 60 seconds. It was accompanied by 22 cycles (for ACTB) or 30 cycles (for CDCA5).

免疫細胞化学分析
COS−7細胞を、カバーガラス(Becton Dickinson Labware, Franklin Lakes, NJ)上で、c−Mycタグ付きCDCA5(pcDNA3.1/myc−His−CDCA5)で一過的にトランスフェクトした。48時間後に、細胞を4%パラホルムアルデヒドで固定し、次いで、室温で3分間、0.1%Triton X−100を含むPBS(−)を用いて透過性にした。非特異的結合をCasblock(ZYMED, San Francisco, CA)を用いて、10分間室温でブロックした。次いで、細胞を、3%BSAを含むPBSで希釈した一次抗体(ウサギポリクローナル抗c−Myc抗体, Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA)と室温で60分間インキュベートした。PBSで洗浄した後、細胞を、1:1,000に希釈したAlexa488結合抗ウサギ二次抗体(Molecular Probes)を用いて室温で60分間染色した。PBS(−)でもう1回洗浄した後、各標本を、4’,6−ジアミジノ−2−フェニルインドールを含むVectashield(Vector Laboratories, Inc., Burlingame, CA)を用いてマウントし、Spectral Confocal Scanning Systems (TSC SP2 AOBS; Leica Microsystems, Wetzlar, Germany)を用いて視覚化した。
Immunocytochemistry analysis COS-7 cells were transiently transfected with c-Myc-tagged CDCA5 (pcDNA3.1 / myc-His-CDCA5) on coverslips (Becton Dickinson Labware, Franklin Lakes, NJ). . After 48 hours, cells were fixed with 4% paraformaldehyde and then permeabilized with PBS (-) containing 0.1% Triton X-100 for 3 minutes at room temperature. Nonspecific binding was blocked with Casblock (ZYMED, San Francisco, Calif.) For 10 minutes at room temperature. Cells were then incubated with primary antibody (rabbit polyclonal anti-c-Myc antibody, Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA) diluted in PBS containing 3% BSA for 60 minutes at room temperature. After washing with PBS, cells were stained with Alexa488-conjugated anti-rabbit secondary antibody (Molecular Probes) diluted 1: 1,000 for 60 minutes at room temperature. After another wash with PBS (−), each specimen was mounted using Vectashield (Vector Laboratories, Inc., Burlingame, Calif.) Containing 4 ′, 6-diamidino-2-phenylindole, and Spectral Conflict Scanning. Visualization using Systems (TSC SP2 AOBS; Leica Microsystems, Wetzlar, Germany).

ノザンブロット分析
ヒト多組織ブロット(心臓、脳、胎盤、肺、肝臓、骨格筋、腎臓、膵臓、脾臓、胸腺、前立腺、精巣、卵巣、小腸、結腸、白血球、胃、甲状腺、脊髄、リンパ節、気管、副腎、骨髄を含む、23種類の正常組織; BD Biosciences Clontech, Palo Alto, CA)を、CDCA5の32P標識PCR産物とハイブリダイズさせた。プライマー:CDCA5−F1 (GCTTGTAAAGTCCTCGGAAAGTT; SEQ ID NO: 27) および CDCA5−R1 (ATCTCAACTCTGCATCATCTGGT; SEQ ID NO: 28)を用いたRT−PCRによって、CDCA5の部分長cDNAを調製した。供給業者の推奨に従って、プレハイブリダイゼーション、ハイブリダイゼーション、および洗浄を実施した。増感スクリーンを用いて、−80℃で7日間、ブロットをオートラジオグラフ撮影した。
Northern blot analysis Human multi-tissue blot (heart, brain, placenta, lung, liver, skeletal muscle, kidney, pancreas, spleen, thymus, prostate, testis, ovary, small intestine, colon, leukocyte, stomach, thyroid, spinal cord, lymph node, trachea , adrenal, bone marrow, 23 types of normal tissues; BD Biosciences Clontech, Palo Alto, CA and) were hybridized with 32 P-labeled PCR product of CDCA5. Partial length cDNA of CDCA5 was prepared by RT-PCR using primers: CDCA5-F1 (GCTTGTAAAAGTCCTCGGAAAGTT; SEQ ID NO: 27) and CDCA5-R1 (ATCTCAACTCTCATCATCATCTGT; SEQ ID NO: 28). Prehybridization, hybridization, and washing were performed according to the supplier's recommendations. Blots were autoradiographed for 7 days at -80 ° C using an intensifying screen.

抗CDCA5抗体
pET28ベクター(Novagen)およびプライマー:CDCA5−F3 (5’−CCGGAATTCATGTCTGGGAGGCGAACGCG−3’; SEQ ID NO: 36) および CDCA5−R3 (5’−CCGCTCGAGTTCAACCAGGAGATCAAACTGCTC−3’; SEQ ID NO: 37)を用いて、N末端にHisタグ付きエピトープを含む完全長CDCA5を発現するプラスミドを調製した。組換えタンパク質を大腸菌(Escherichia coli)のBL21コドンプラス株(Stratagene)において発現させ、供給業者のプロトコールに従ってNi−NTA(QIAGEN)を用いて精製した。タンパク質をウサギに接種し、免疫血清を標準的な方法論に従ってアフィニティカラムで精製した。アフィニティ精製した抗CDCA5抗体を、ウエスタンブロット法ならびに免疫細胞化学試験および免疫組織化学試験のために使用した。CDCA5発現ベクターでトランスフェクトした細胞株に由来する溶解物、およびCDCA5を内因的に発現する肺がん細胞株またはCDCA5を発現しない気道上皮細胞であるSAECに由来する溶解物を用いたウエスタンブロットによって、この抗体がCDCA5に特異的であることを確認した。
Anti-CDCA5 antibody pET28 vector (Novagen) and primers: CDCA5-F3 (5′-CCCGGAATTCATGTCTGGGAGGGCAACGCG-3 ′; SEQ ID NO: 36) and CDCA5-R3 (5′-CCGCTCGAGTTCACACCAGGATG-3TC) Thus, a plasmid expressing full-length CDCA5 containing a His-tagged epitope at the N-terminus was prepared. Recombinant protein was expressed in the BL21 codon plus strain (Stratagene) of Escherichia coli and purified using Ni-NTA (QIAGEN) according to the supplier's protocol. The protein was inoculated into rabbits and immune serum was purified on an affinity column according to standard methodology. Affinity purified anti-CDCA5 antibody was used for Western blotting and immunocytochemistry and immunohistochemistry studies. Western blots using lysates from cell lines transfected with CDCA5 expression vectors and lysates from lung cancer cell lines that endogenously express CDCA5 or airway epithelial cells that do not express CDCA5. The antibody was confirmed to be specific for CDCA5.

ウエスタンブロット法
細胞を溶解緩衝液;50mM Tris−HCl (pH 8.0), 150 mM NaCl, 0.5% NP−40, 0.5%デオキシコール酸−Na, 0.1% SDS、およびプロテアーゼインヒビター(Protease Inhibitor Cocktail Set III;Calbiochem)中に溶解した。以前に記載されたように(Kato T, Daigo Y, Hayama S, et al. Cancer Res 2005;65:5638-46)、ECLウエスタンブロット解析システム(GE Healthcare Bio−sciences)を使用した。
Western Blot Cells Lysis Buffer; 50 mM Tris-HCl (pH 8.0), 150 mM NaCl, 0.5% NP-40, 0.5% Deoxycholate-Na, 0.1% SDS, and protease Dissolved in inhibitors (Protease Inhibitor Cocktail Set III; Calbiochem). The ECL Western blot analysis system (GE Healthcare Bio-sciences) was used as previously described (Kato T, Daigo Y, Hayama S, et al. Cancer Res 2005; 65: 5638-46).

免疫細胞化学分析
培養細胞をPBS(−)で2回洗浄し、30分間37℃で4%パラホルムアルデヒド溶液を用いて固定し、次いで、3分間、0.1%TritonX−100を含むPBS(−)を用いて透過性にした。一次抗体反応の前に、非特異的抗体結合をブロックするために、細胞をブロッキング溶液[3%ウシ血清アルブミンを含むPBS(−)]で10分間カバーした。細胞を、ヒトCDCA5に対する抗体(組換えCDCA5に対して作製した;前記を参照されたい)とインキュベートした後、内因性CDCA5を検出するためにAlexa Fluor 488ヤギ抗ウサギ二次抗体(Molecular Probes)を加えた。核を、4’,6−ジアミジノ−2−フェニルインドール(DAPI)で染色した。抗体で染色した細胞を、レーザー共焦点顕微鏡(TSC SP2 AOBS: Leica Microsystems)で観察した。
Immunocytochemical analysis Cultured cells were washed twice with PBS (−), fixed with 4% paraformaldehyde solution for 30 minutes at 37 ° C., and then for 3 minutes with PBS containing 0.1% Triton X-100 (− ) To make it permeable. Prior to the primary antibody reaction, cells were covered with blocking solution [PBS (−) containing 3% bovine serum albumin] for 10 minutes to block non-specific antibody binding. After incubating the cells with an antibody against human CDCA5 (made against recombinant CDCA5; see above), Alexa Fluor 488 goat anti-rabbit secondary antibody (Molecular Probes) was used to detect endogenous CDCA5. added. Nuclei were stained with 4 ′, 6-diamidino-2-phenylindole (DAPI). Cells stained with the antibody were observed with a laser confocal microscope (TSC SP2 AOBS: Leica Microsystems).

免疫組織化学および組織マイクロアレイ分析
臨床NSCLCにおけるCDCA5発現の意義を調べるために、組織切片を、ENVISION+キット/西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP;DakoCytomation)を用いて染色した。内因性ペルオキシダーゼおよびタンパク質をブロッキングした後、アフィニティ精製した抗CDCA5抗体を加え、それぞれの切片を、二次抗体としてHRP標識化抗ウサギIgGとインキュベートした。発色基質を加え、標本をヘマトキシリンで対比染色した。以前に公表されたように、ホルマリン固定NSCLCを用いて、腫瘍組織マイクロアレイを構築した(Callagy G, Cattaneo E, Daigo Y, et al. Diagn Mol Pathol 2003;12:27-34, Callagy G, Pharoah P, Chin SF, et al. J Pathol 2005;205:388-96, Chin SF, Daigo Y, Huang HE, et al. Molecular Pathology 2003;56:275-9)。サンプリングのための組織領域を、スライド上の対応するH&E染色切片と目視で位置合わせすることで選択した。ドナー腫瘍ブロックから採取された3つ、4つまたは5つの組織コア(直径0.6mm、高さ3〜4mm)を、組織マイクロアレイヤー(Beecher Instruments)を用いてレシピエントパラフィンブロックに入れた。それぞれの症例からの正常組織のコアに穴を開けた。得られたマイクロアレイブロックの5μm切片を免疫組織化学分析に使用した。CDCA5陽性は、臨床病理学的データの予備知識なしで、3人の独立した研究者らによって半定量的に評価された。それぞれの腫瘍組織コアの中の染色の強度はほぼ均一であったので、核および細胞質におけるCDCA5染色の強度は、陰性(腫瘍細胞に染色は認められない)または陽性(腫瘍細胞の核および細胞質に茶色の染色が認められる)と記録することによって評価した。3人の評価者が全員、独立に症例を陽性と規定した場合のみ、症例は陽性であるとして認められた。
Immunohistochemistry and tissue microarray analysis To examine the significance of CDCA5 expression in clinical NSCLC, tissue sections were stained with ENVISION + kit / horseradish peroxidase (HRP; DakoCytomation). After blocking endogenous peroxidase and protein, affinity purified anti-CDCA5 antibody was added and each section was incubated with HRP-labeled anti-rabbit IgG as a secondary antibody. A chromogenic substrate was added and the specimens were counterstained with hematoxylin. As previously published, tumor tissue microarrays were constructed using formalin-fixed NSCLC (Callagy G, Cattaneo E, Daigo Y, et al. Diagn Mol Pathol 2003; 12: 27-34, Callagy G, Pharoah P Chin SF, et al. J Pathol 2005; 205: 388-96, Chin SF, Daigo Y, Huang HE, et al. Molecular Pathology 2003; 56: 275-9). The tissue area for sampling was selected by visual alignment with the corresponding H & E stained section on the slide. Three, four or five tissue cores (0.6 mm diameter, 3-4 mm height) taken from the donor tumor block were placed in the recipient paraffin block using a tissue microarrayer (Beecher Instruments). A hole was drilled in the core of normal tissue from each case. 5 μm sections of the resulting microarray block were used for immunohistochemical analysis. CDCA5 positivity was evaluated semi-quantitatively by three independent investigators without prior knowledge of clinicopathological data. Since the intensity of staining in each tumor tissue core was nearly uniform, the intensity of CDCA5 staining in the nucleus and cytoplasm was negative (no staining was seen in the tumor cells) or positive (in the nucleus and cytoplasm of the tumor cells) Evaluation was made by recording that brown staining was observed). A case was accepted as positive only if all three evaluators independently defined the case as positive.

統計解析
統計解析をStat View統計プログラム(SAS)を用いて実施した。年齢、性別、および病理学的な腫瘍−リンパ節−転移(TNM)分類などの臨床病理学的変数と、組織マイクロアレイ分析によって決定されたCDCA5タンパク質陽性とを相関付けるのに分割表を用いた。腫瘍特異的な生存曲線を、手術日からNSCLC関連死の時点または最後の追跡調査観察まで算出した。カプラン−マイヤー曲線をそれぞれの関連変数およびCDCA5発現に関して算出し、患者サブグループ間の生存時間の差を、ログランク検定を用いて解析した。臨床病理学的変数とがん関連死亡率との関連性を決定するために、単変量解析をCox比例ハザード回帰モデルによって実施した。
Statistical analysis Statistical analysis was performed using the Stat View statistical program (SAS). A contingency table was used to correlate clinicopathological variables such as age, gender, and pathological tumor-lymph node-metastasis (TNM) classification with CDCA5 protein positivity determined by tissue microarray analysis. Tumor-specific survival curves were calculated from the date of surgery to the time of NSCLC-related death or the last follow-up observation. Kaplan-Meier curves were calculated for each relevant variable and CDCA5 expression, and survival time differences between patient subgroups were analyzed using the log rank test. To determine the association between clinicopathological variables and cancer-related mortality, univariate analysis was performed with a Cox proportional hazard regression model.

RNA干渉アッセイ
CDCA5配列を用いて、2種類のCDCA5 siRNAオリゴヌクレオチドを設計した。30μlのリポフェクタミン2000 (Invitrogen, Carlsbad, CA)を用いて製造業者のプロトコールに従って、siRNA(600pM)をNSCLC細胞株LC319およびA549にトランスフェクトした。トランスフェクトした細胞を7日間培養した。細胞数および生存率は、ギムザ染色および3回の3−(4,5−ジメチルチアゾール−2−イル)−2,5−ジフェニルテトラゾリウムブロミド(MTT)アッセイ(cell−counting kit−8 solution; Dojindo Laboratories)によって測定した。使用したsiRNA配列は以下の通りであった:コントロール−1 (si−LUC: フォチヌスピラリス(Photinus pyralis)由来のルシフェラーゼ遺伝子), 5’−NNCGUACGCGGAAUACUUCGA−3’ (SEQ ID NO: 29); control−2 (CNT: ON−TARGETplus siCONTROL Non−targeting siRNAs pool of 5’−UGGUUUACAUGUCGACUAA−3’ (SEQ ID NO: 30); 5’−UGGUUUACAUGUUUUCUGA−3’ (SEQ ID NO: 31); 5’−UGGUUUACAUGUUUUCCUA−3’ (SEQ ID NO: 32); 5’−UGGUUUACAUGUUGUGUGA−3’ (SEQ ID NO: 33)); siRNA−CDCA5−#1 (si−CDCA5−#1: 5’−GCAGUUUGAUCUCCUGGUUU−3’ (SEQ ID NO: 34)); siRNA−CDCA5−#2 (si−CDCA5−#2: 5’−GCCAGAGACUUGGAAAUGUUU−3’(SEQ ID NO: 35))。このアッセイに使用した細胞株では、機能的siRNAによるCDCA5発現のダウンレギュレーションが確認されたが、対照では確認されなかった。
RNA interference assay Two CDCA5 siRNA oligonucleotides were designed using the CDCA5 sequence. SiRNA (600 pM) was transfected into NSCLC cell lines LC319 and A549 using 30 μl Lipofectamine 2000 (Invitrogen, Carlsbad, Calif.) According to the manufacturer's protocol. Transfected cells were cultured for 7 days. Cell number and viability were determined by Giemsa staining and three 3- (4,5-dimethylthiazol-2-yl) -2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) assays (cell-counting kit-8 solution; Dojindo Laboratories). ). The siRNA sequences used were as follows: control-1 (si-LUC: luciferase gene from Photinus pyralis), 5′-NNCGUACCGGGAAUCUCUCGA-3 ′ (SEQ ID NO: 29); 2 (CNT: ON-TARGETplus siCONTROL Non-targeting siRNAs pool of 5'-UGGUUUACAUGUCGACUUA-3 '(SEQ ID NO: 30-); '(SEQ ID NO: 32); 5'-UGGUUUACAUGUGUGUGA-3' (SEQ ID NO: 32) 33)); siRNA-CDCA5- # 1 (si-CDCA5- # 1: 5'-GCAGUUGAUCUCCUGUGUUU-3 '(SEQ ID NO: 34)); siRNA-CDCA5- # 2 (si-CDCA5- # 2: 5' -GCCAGAGACUGUGGAAAUGUU-3 '(SEQ ID NO: 35)). The cell line used for this assay confirmed down-regulation of CDCA5 expression by functional siRNA, but not the control.

細胞増殖アッセイ
FuGENE6トランスフェクション試薬(Roche)を用いて、c−Myc/Hisタグ付きCDCA5発現ベクター(pcDNA3.1−c−Myc/His−CDCA5)またはモックベクター(pcDNA3.1−c−Myc/His)を、COS−7細胞またはNIH3T3細胞にトランスフェクトした。トランスフェクトされた細胞を、0.4mg/mlネオマイシン(ジェネティシン, Invitrogen)を含む培地中でインキュベートした。7日後に、細胞生存率をMTTアッセイによって調べた。CDCA5を安定に発現するCOS−7細胞を樹立するために、FuGENE6トランスフェクション試薬(Roche)を用いて、非タグ付きCDCA5発現ベクター(pCAGGSn−CDCA5)またはモックベクター(pCAGGSn)を、内因性CDCA5を弱く発現するCOS−7細胞にトランスフェクトした。トランスフェクト細胞を、0.4mg/mLネオマイシン(ジェネティシン, Invitrogen)を含む培地中で14日間インキュベートした。次いで、50個のコロニーをトリプシン処理し、限界希釈アッセイによって安定なトランスフェクタントについてスクリーニングした。RT−PCR、ウエスタンブロット法、および免疫細胞化学染色によって、各クローンにおいてCDCA5の発現を決定した。1日目、3日目、5日目、および7日目に、細胞生存率をMTTアッセイによって調べた。
Cell Proliferation Assay c-Myc / His tagged CDCA5 expression vector (pcDNA3.1-c-Myc / His-CDCA5) or mock vector (pcDNA3.1-c-Myc / His) using FuGENE6 transfection reagent (Roche). ) Were transfected into COS-7 cells or NIH3T3 cells. Transfected cells were incubated in medium containing 0.4 mg / ml neomycin (Geneticin, Invitrogen). After 7 days, cell viability was examined by MTT assay. In order to establish COS-7 cells that stably express CDCA5, FuGENE6 transfection reagent (Roche) was used to convert untagged CDCA5 expression vector (pCAGGSn-CDCA5) or mock vector (pCAGGSn) to endogenous CDCA5. Weakly expressed COS-7 cells were transfected. Transfected cells were incubated for 14 days in medium containing 0.4 mg / mL neomycin (Geneticin, Invitrogen). Fifty colonies were then trypsinized and screened for stable transfectants by limiting dilution assay. CDCA5 expression was determined in each clone by RT-PCR, Western blotting, and immunocytochemical staining. Cell viability was examined by MTT assay on days 1, 3, 5, and 7.

インビトロキナーゼアッセイ
完全長組換えGST−CDCA5(Precision Proteaseで切断したpGEX−6p−1/CDCA5)を用いて、インビトロキナーゼアッセイを行った。簡単に述べると、それぞれ1.0μgのGST−CDCA5、ヒストンH1(Upstate)、MBP、またはGSTを、1μCiの[γ−32P]−ATP(GE Healthcare)および2単位のCDC2(BioLabs)または50ngのERK2(Upstate)を添加したキナーゼ緩衝液(50mM Tris−HCl、10mM MgCl、1mM EGTA、2mM DTT、0.01% Briji 35、1mM ATP、pH7.5、25℃)20μl中で、30℃で20分間インキュベートした。Laemmli SDS試料緩衝液を最終体積30μlまで加えて反応を止め、試料の半分を5〜15%勾配ゲル(Bio−Rad Laboratories)に供し、リン酸化をオートラジオグラフィーで視覚化した。ERK基質としてMBPを使用し、CDC2基質(陽性対照)としてH1を使用した。GSTは陰性対照基質として役割を果たした。
In vitro kinase assay In vitro kinase assay was performed using full-length recombinant GST-CDCA5 (pGEX-6p-1 / CDCA5 cleaved with Precision Protease). Briefly, 1.0 μg GST-CDCA5, histone H1 (Upstate), MBP, or GST, respectively, 1 μCi [γ- 32 P] -ATP (GE Healthcare) and 2 units CDC2 (BioLabs) or 50 ng Kinase buffer (50 mM Tris-HCl, 10 mM MgCl 2 , 1 mM EGTA, 2 mM DTT, 0.01% Briji 35, 1 mM ATP, pH 7.5, 25 ° C.) with 20 μl of ERK2 (Upstate) at 30 ° C. And incubated for 20 minutes. Laemmli SDS sample buffer was added to a final volume of 30 μl to stop the reaction, half of the sample was subjected to a 5-15% gradient gel (Bio-Rad Laboratories), and phosphorylation was visualized by autoradiography. MBP was used as the ERK substrate and H1 was used as the CDC2 substrate (positive control). GST served as a negative control substrate.

MALDI−TOF質量分析
CDCA5組換えタンパク質を、ERKキナーゼ(rhERK2)またはCDC2と37℃で3.5時間インキュベートした。試料をSDS−PAGEゲルで分離した。電気泳動後に、ゲルをR−250(Bio−Rad)で染色した。以前に述べられたように(Kato T et al. Clin Cancer Res 2008; 14:2363-70)、CDCA5に対応する特異的バンドをトリプシンで消化し、マトリックス支援レーザー脱離イオン化質量分析(MALDI−QIT−TOF; Shimadzu Biotech, Kyoto, Japan)による分析に使用した。一次配列データベースからタンパク質を特定するために、質量スペクトルデータを、Mascotサーチエンジン(http://www.matrixscience.com)を用いて調べた。培養細胞におけるCDCA5のインビボERK依存性リン酸化部位を決定するために、CDCA5発現ベクターおよびERK2発現ベクターの両方をトランスフェクトしたEGF処理HeLa細胞において外因的に発現させたCDCA5タンパク質を、抗CDCA5抗体を用いて免疫沈降した後に、コロイドCBB染色を行った。上述のようにMS分析のために、CDCA5に対応するバンドを切り出した。
MALDI-TOF mass spectrometry CDCA5 recombinant protein was incubated with ERK kinase (rhERK2) or CDC2 at 37 ° C. for 3.5 hours. Samples were separated on an SDS-PAGE gel. After electrophoresis, the gel was stained with R-250 (Bio-Rad). As previously described (Kato T et al. Clin Cancer Res 2008; 14: 2363-70), a specific band corresponding to CDCA5 was digested with trypsin and subjected to matrix-assisted laser desorption / ionization mass spectrometry (MALDI-QIT). -TOF; used for analysis by Shimadzu Biotech, Kyoto, Japan). To identify proteins from the primary sequence database, mass spectral data was examined using the Mascot search engine (http://www.matrixscience.com). To determine the in vivo ERK-dependent phosphorylation site of CDCA5 in cultured cells, exogenously expressed CDCA5 protein in EGF-treated HeLa cells transfected with both CDCA5 expression vector and ERK2 expression vector was treated with anti-CDCA5 antibody. After immunoprecipitation, colloidal CBB staining was performed. As described above, the band corresponding to CDCA5 was cut out for MS analysis.

EGF刺激アッセイ
培養された子宮頚部扁平上皮癌HeLa細胞を、FCSを含まない培地中で20時間、培養した。次いで細胞を、10μM MEK阻害剤U0126(Promega)と共に、または10μM MEK阻害剤U0126(Promega)を伴わずに、50μg/ml EGFで20分間、刺激した。
EGF stimulation assay Cultured cervical squamous cell carcinoma HeLa cells were cultured for 20 hours in medium without FCS. Cells were then stimulated with 50 μg / ml EGF for 20 minutes with or without 10 μM MEK inhibitor U0126 (Promega).

フローサイトメトリー分析
A549、LC319、およびHeLa細胞の細胞周期を、アフィディコリン(Sigma−Aldrich)処理によって16時間同調させ、PBS(−)で3回洗浄し、細胞周期停止を解除するために新鮮な培地を添加した。G1/Sを解除した後、14時間にわたって(1〜2時間ごとに)細胞を収集し、70%エタノールで固定し、次いで、使用前に4℃に保った。細胞を、100μg/ml RNase(Sigma−Aldrich)を含むPBS(−)を用いて37℃で30分間インキュベートし、50μg/mlヨウ化プロピジウム(Sigma−Aldrich)を用いて4℃で30分間染色した。各時点での細胞懸濁液をFACScan(Becton Dickinson, Franklin Lakes, NJ)で分析した。
Flow cytometric analysis The cell cycle of A549, LC319, and HeLa cells were synchronized by aphidicolin (Sigma-Aldrich) treatment for 16 hours, washed 3 times with PBS (-), fresh to release cell cycle arrest Medium was added. After releasing G1 / S, cells were collected for 14 hours (every 1-2 hours), fixed with 70% ethanol, and then kept at 4 ° C. before use. Cells were incubated for 30 minutes at 37 ° C. with PBS (−) containing 100 μg / ml RNase (Sigma-Aldrich) and stained with 50 μg / ml propidium iodide (Sigma-Aldrich) for 30 minutes at 4 ° C. . The cell suspension at each time point was analyzed by FACScan (Becton Dickinson, Franklin Lakes, NJ).

結果
肺がんおよび食道がんならびに正常組織におけるCDCA5の発現
分析された臨床肺がんおよび臨床食道がんの試料の40%超において、がん細胞における発現が正常対照細胞の3倍以上である転写物を検出するために、cDNAマイクロアレイ上にある27,648の遺伝子を以前にスクリーニングした。アップレギュレートしていた遺伝子の中で、CDCA5転写物を特定し、半定量RT−PCR実験によって、10件の代表的なNSCLC症例のうち9件、5件のSCLC症例のうち全て(図1A)、23種の肺がん細胞株のうち全てにおいて、CDCA5転写物が高発現していることが確かめられた。高レベルのCDCA5発現は肺がん細胞株の全てでも観察されたのに対して(図1B)、CDCA5転写物は、正常小気道上皮(SAEC)に由来する細胞および正常食道試料ではほとんど検出されなかった。さらに、内因性CDCA5タンパク質の強い発現は、抗CDCA5抗体を用いたウエスタンブロット分析によって肺がん細胞株および食道がん細胞株において確かめられた(図1C)。肺がんLC319細胞における内因性CDCA5の細胞内局在を調べるために免疫蛍光分析を行い、CDCA5は間期細胞の核に局在し、細胞質では弱いことが分かった(図1D)。プローブとしてCDCA5 cDNA断片を用いたノザンブロット分析によって、2.8kb転写物が精巣において高発現しているが、他の任意の正常組織ではほとんど検出できなかった(図2A)。さらに、抗CDCA5ポリクローナル抗体を用いた免疫組織化学によって、5つの正常組織(心臓、肺、肝臓、腎臓、および精巣)におけるCDCA5タンパク質発現と、肺がんにおけるCDCA5タンパク質発現を比較した。CDCA5発現は、精巣細胞および肺がん細胞の核に豊富に、細胞質では弱く検出されたが、残りの4つの正常組織ではほとんど検出できなかった(図2B)。
Results Expression of CDCA5 in lung and esophageal cancers and normal tissues Detect transcripts whose expression in cancer cells is more than 3 times that of normal control cells in more than 40% of the analyzed clinical lung and clinical esophageal cancer samples In order to do this, 27,648 genes on the cDNA microarray were previously screened. Among the genes that were up-regulated, CDCA5 transcripts were identified and by semi-quantitative RT-PCR experiments, 9 out of 10 representative NSCLC cases and all 5 out of 5 SCLC cases (FIG. 1A). ), It was confirmed that the CDCA5 transcript was highly expressed in all 23 lung cancer cell lines. High levels of CDCA5 expression were observed in all lung cancer cell lines (FIG. 1B), whereas CDCA5 transcripts were rarely detected in cells derived from normal small airway epithelium (SAEC) and normal esophageal samples. . Furthermore, strong expression of endogenous CDCA5 protein was confirmed in lung and esophageal cancer cell lines by Western blot analysis using anti-CDCA5 antibody (FIG. 1C). Immunofluorescence analysis was performed to examine the intracellular localization of endogenous CDCA5 in lung cancer LC319 cells, and it was found that CDCA5 was localized in the nucleus of interphase cells and weak in the cytoplasm (FIG. 1D). By Northern blot analysis using the CDCA5 cDNA fragment as a probe, a 2.8 kb transcript was highly expressed in the testis, but was hardly detectable in any other normal tissue (FIG. 2A). Furthermore, CDCA5 protein expression in five normal tissues (heart, lung, liver, kidney, and testis) was compared with CDCA5 protein expression in lung cancer by immunohistochemistry using anti-CDCA5 polyclonal antibody. CDCA5 expression was abundantly detected in the nuclei of testicular cells and lung cancer cells, weakly detected in the cytoplasm, but hardly detectable in the remaining four normal tissues (FIG. 2B).

NSCLC患者のCDCA5発現と予後不良との関係
保存されていたNSCLCから調製した組織マイクロアレイを用いて、抗CDCA5ポリクローナル抗体を用いた免疫組織化学分析を行った。CDCA5発現パターンは陰性または陽性と分類した(図2C)。検査した262件のNSCLC症例のうち、192件(73.3%)の症例において陽性染色、70件(26.7%)の症例または隣接する任意の非がん細胞において陰性染色であることが判明した(表1A)。根治治療を受けたNSCLC患者のCDCA5発現と様々な臨床病理学的パラメータとが関連し、NSCLCのCDCA5陽性と腫瘍特異的な悪い生存率との間には有意な関係があることが分かった(ログランク検定によりP=0.0143;図2D)。患者予後と、年齢、性別、組織学的タイプ(ADC対非ADC)、pT分類(腫瘍サイズ;T1対T2+T3)、pN分類(結節状態;N0対N1+N2)およびCDCA5の状態(陰性発現対陽性発現)を含むいくつかの要因との関係を調べるために、単変量解析も適用した。これらのパラメータは全て予後不良と有意な関係があった(表1B)。多変量解析では、CDCA5の状態は、本試験に登録された手術を受けた肺がん患者の独立した予後因子であるが(P=0.0237)、pTおよびpN分類ならびに年齢は予後因子でないことが示された。
Relationship between CDCA5 expression and poor prognosis in NSCLC patients Immunohistochemical analysis using anti-CDCA5 polyclonal antibody was performed using a tissue microarray prepared from conserved NSCLC. CDCA5 expression patterns were classified as negative or positive (FIG. 2C). Of 262 NSCLC cases examined, 192 (73.3%) cases may have positive staining, 70 (26.7%) cases or negative staining in any adjacent non-cancer cells. (Table 1A). It was found that CDCA5 expression in NSCLC patients treated with curative treatment was associated with various clinicopathological parameters, and that there was a significant relationship between NSCLC CDCA5 positivity and tumor-specific poor survival ( P = 0.0143 by log rank test; FIG. 2D). Patient prognosis, age, gender, histological type (ADC vs. non-ADC), pT classification (tumor size; T1 vs. T2 + T3), pN classification (nodular status; N0 vs. N1 + N2) and CDCA5 status (negative vs. positive expression) The univariate analysis was also applied to investigate the relationship with several factors including All of these parameters were significantly associated with poor prognosis (Table 1B). In multivariate analysis, CDCA5 status is an independent prognostic factor for lung cancer patients undergoing surgery enrolled in this study (P = 0.0237), but pT and pN classification and age may not be prognostic factors Indicated.

(表1A)NSCLC組織におけるCDCA5陽性と患者の特徴との関係(n=322)

Figure 2012506236
ADC、腺癌
非ADC、扁平上皮癌+大細胞癌および腺扁平上皮癌
P<0.05(χ検定)

(表1B)NSCLC患者における予後因子のCox比例ハザードモデル解析
Figure 2012506236
ADC、腺癌
非ADC、扁平上皮癌+大細胞癌および腺扁平上皮癌
*P<0.05 Table 1A: Relationship between CDCA5 positivity in NSCLC tissue and patient characteristics (n = 322)
Figure 2012506236
ADC, adenocarcinoma non-ADC, squamous cell carcinoma + large cell carcinoma and adenosquamous cell carcinoma
* P <0.05 2 test)

Table 1B: Cox proportional hazards model analysis of prognostic factors in NSCLC patients
Figure 2012506236
ADC, adenocarcinoma non-ADC, squamous cell carcinoma + large cell carcinoma and adenosquamous cell carcinoma * P <0.05

CDCA5の増殖促進活性
高レベルのCDCA5発現を示す肺がん細胞株A549およびLC319において、内因性CDCA5の発現をsiRNAによってノックダウンした。CDCA5のmRNAおよびタンパク質発現レベルを調べた。2種類のCDCA5特異的siRNA(si−CDCA5−#1およびsi−CDCA5−#2)は、対照siRNA構築物(si−LUCおよびsi−CNT;図3A)と比較して、CDCA5 mRNAおよびタンパク質の発現を有意に抑制することが判明した。コロニー形成アッセイおよびMTTアッセイから、2種類のsi−CDCA5によりCDCA5発現が低下すると、CDCA5発現に対するノックダウン効果によって、A549細胞およびLC319細胞の両方の増殖が有意に抑制されたことが明らかになった(図3Bおよび3C)。次に、細胞増殖促進効果におけるCDCA5の可能性のある役割を調べた。非タグ付き完全長CDCA5を発現するように設計されたプラスミド(pcDNA3.1−CDCA5)またはモックプラスミドを調製し、COS−7細胞またはNIH3T3細胞にトランスフェクトし、外因性CDCA5を過剰発現する2種類のCOS−7細胞株(COS−7−CDCA5−#Aおよび−#B)ならびに2種類の対照細胞(COS−7−モック−#Aおよび−#B)を樹立した。次いで、これらのCOS−7由来トランスフェクタントのMTTアッセイを行い、COS−7−CDCA5細胞の増殖と対照COS−7−モック細胞の増殖を比較した。CDCA5 cDNAをCOS−7またはNIH3T3細胞にトランスフェクトすることによって、モックベクターのトランスフェクタントと比較して細胞増殖が有意に増強した。ウエスタンブロット分析によって検出されたCDCA5発現レベルによれば、2種類のCOS−7−CDCA5細胞の増殖は有意な程度に促進された(図3D)。
Growth promoting activity of CDCA5 In lung cancer cell lines A549 and LC319 showing high levels of CDCA5 expression, endogenous CDCA5 expression was knocked down by siRNA. CDCA5 mRNA and protein expression levels were examined. Two CDCA5-specific siRNAs (si-CDCA5- # 1 and si-CDCA5- # 2) are expressed in CDCA5 mRNA and protein compared to control siRNA constructs (si-LUC and si-CNT; FIG. 3A). Was found to be significantly suppressed. Colony formation assay and MTT assay revealed that when CDCA5 expression was reduced by two types of si-CDCA5, the knockdown effect on CDCA5 expression significantly suppressed the proliferation of both A549 and LC319 cells (FIGS. 3B and 3C). Next, the possible role of CDCA5 in the cell growth promoting effect was examined. Two types of plasmids designed to express untagged full-length CDCA5 (pcDNA3.1-CDCA5) or mock plasmids, transfected into COS-7 cells or NIH3T3 cells and overexpressing exogenous CDCA5 COS-7 cell lines (COS-7-CDCA5- # A and-# B) and two control cells (COS-7-mock- # A and-# B) were established. These COS-7-derived transfectants were then subjected to MTT assays to compare the growth of COS-7-CDCA5 cells with that of control COS-7-mock cells. Transfection of CDCA5 cDNA into COS-7 or NIH3T3 cells significantly enhanced cell proliferation compared to mock vector transfectants. According to the CDCA5 expression level detected by Western blot analysis, the proliferation of two types of COS-7-CDCA5 cells was promoted to a significant degree (FIG. 3D).

インビトロでのERKおよびCDC2プロテインキナーゼによるCDCA5リン酸化
インシリコアプローチによって、癌化MAPK経路の重要な下流成分の1つである、ERKキナーゼによるCDCA5タンパク質のいくつかのコンセンサスリン酸化部位[x−x−S/T−P]が示唆されたので、発がんにおけるCDCA5の機能を分析するために、CDCA5タンパク質の可能性のあるリン酸化に焦点を当てた。プロテオームリン酸化ペプチドスクリーニングを用いた以前の報告によれば、CDCA5は、セリン−75、セリン−79、およびスレオニン−115がリン酸化されると推定された(Olsen Jv et al. Cell 2006; 127(3):635-648)。CDCA5リン酸化に関する同族のキナーゼを特定するために、可能性のあるリン酸化部位を有する、セリン−75、セリン−79、およびスレオニン−115を含むCDCA5のペプチド配列を比較した。CDCA5のセリン−75はコンセンサスCDC2プロテインキナーゼリン酸化部位[S/T−P−x−R/K]と完全にマッチしたのに対して、セリン−79およびスレオニン−115はERKリン酸化部位[x−x−S/T−P]と良く一致することが判明した。これらのコンセンサス配列は多くの種において高度に保存されている。続いて、組換えrhERK2とrhCDCA5をインキュベートすることによって、インビトロキナーゼアッセイを行った。CDCA5は両ERKキナーゼによって直接リン酸化されることが分かった(図4A)。この結果から、CDCA5はERK経路に関与し得ることが示唆された。
In vitro CDCA5 phosphorylation by ERK and CDC2 protein kinases An in silico approach, one of the key downstream components of the oncogenic MAPK pathway, several consensus phosphorylation sites of CDCA5 protein by ERK kinase [xx-S / TP] has been suggested, in order to analyze the function of CDCA5 in carcinogenesis, we focused on the possible phosphorylation of CDCA5 protein. According to previous reports using proteome phosphorylated peptide screening, CDCA5 was estimated to be phosphorylated on serine-75, serine-79, and threonine-115 (Olsen Jv et al. Cell 2006; 127 ( 3): 635-648). To identify cognate kinases for CDCA5 phosphorylation, the peptide sequences of CDCA5, including serine-75, serine-79, and threonine-115, with potential phosphorylation sites were compared. Serine-75 of CDCA5 is a perfect match with the consensus CDC2 protein kinase phosphorylation site [S / TPPxR / K], whereas serine-79 and threonine-115 are ERK phosphorylation sites [x -X-S / TP] was found to be in good agreement. These consensus sequences are highly conserved in many species. Subsequently, an in vitro kinase assay was performed by incubating recombinant rhERK2 and rhCDCA5. CDCA5 was found to be directly phosphorylated by both ERK kinases (FIG. 4A). This result suggested that CDCA5 may be involved in the ERK pathway.

ERKによるCDCA5の直接的なリン酸化部位を決定するために、インビトロキナーゼアッセイとそれに続いて質量分析を行った。キナーゼアッセイとその後のSDS−PAGEによるタンパク質分離の後に、rhERK2とインキュベートしたrhCDCA5タンパク質またはrhERK2とインキュベートしなかったrhCDCA5タンパク質に対応する3つのバンドをトリプシンで消化し、MALDI−QIT−TOF MS分析を行った(図4B)。   To determine the direct phosphorylation site of CDCA5 by ERK, an in vitro kinase assay followed by mass spectrometry was performed. After protein separation by kinase assay and subsequent SDS-PAGE, three bands corresponding to rhCDCA5 protein incubated with rhERK2 or rhCDCA5 protein not incubated with rhERK2 were digested with trypsin and subjected to MALDI-QIT-TOF MS analysis (FIG. 4B).

インビボでのERK依存性CDCA5リン酸化の特定
哺乳動物細胞において内因性CDCA5がERKによってリン酸化されることを証明するために、MEK阻害剤U0126の存在下または非存在下で、血清を欠乏させたHeLa細胞をEGFで刺激した。抗ERK抗体を用いたウエスタンブロット法によって、上方へシフトしたバンドが検出され、EGF刺激の15分後および30分後に、ERKは著しく活性化されたが、60分でレベルは減少することが分かった(図5A、左パネル)。高レベルのERKリン酸化に従って、抗CDCA5抗体により検出されるCDCA5バンドは高分子量側にシフトした。対照的に、細胞をEGFおよびMEK阻害剤U0126で処理すると、ERKリン酸化レベルは低下し、ERKリン酸化レベルは低下し、上方へのCDCA5バンドシフトは完全に阻害された(図5A、右パネル)。これらの結果から、ERK経路による内因性CDCA5タンパク質リン酸化の可能性があることが証明された。培養細胞におけるMAPキナーゼ経路依存性のCDCA5リン酸化を確かめ、リン酸化部位を特定するために、mycタグ付きCDCA5を発現するように設計されたプラスミドをトランスフェクトしたHeLa細胞を、MEK阻害剤U0126の存在下または非存在下で、EGFで刺激した。これらの細胞抽出物を、抗myc抗体を用いた2D−ウエスタンブロット法に用いた。EGFおよびU0126で処理しなかったHeLa細胞では、2個のスポットが検出された(スポット番号1および2)。しかしながら、EGF処理によって、スポットの1つ(スポット番号2)のシグナルがかなり大幅に増加したのに対して、さらに酸性側のpI値を有する2つの新たなスポットシグナル(スポット番号3および4)が誘導された。酸性側のpIを有する、これらのシフトしたスポットは、細胞とMEK阻害剤U0126とのプレインキュベーションによって大幅に減少した。さらに、EGF刺激によって増加したスポット番号2のシグナルもU0126処理によって減少した。これらの結果は、EGFリガンド刺激に応答してMAPKカスケードによってCDCA5が特異的にリン酸化されたことを示唆している。
Identification of ERK-dependent CDCA5 phosphorylation in vivo To demonstrate that endogenous CDCA5 is phosphorylated by ERK in mammalian cells, serum was depleted in the presence or absence of the MEK inhibitor U0126 HeLa cells were stimulated with EGF. Western blotting with anti-ERK antibody detected upward shifted bands and found that ERK was significantly activated 15 and 30 minutes after EGF stimulation, but decreased at 60 minutes. (FIG. 5A, left panel). According to the high level of ERK phosphorylation, the CDCA5 band detected by the anti-CDCA5 antibody shifted to the high molecular weight side. In contrast, treatment of cells with EGF and MEK inhibitor U0126 decreased ERK phosphorylation levels, decreased ERK phosphorylation levels, and completely inhibited the upward CDCA5 band shift (FIG. 5A, right panel). ). These results demonstrated the possibility of endogenous CDCA5 protein phosphorylation by the ERK pathway. In order to confirm MAP kinase pathway-dependent CDCA5 phosphorylation in cultured cells and to identify the phosphorylation site, HeLa cells transfected with a plasmid designed to express myc-tagged CDCA5 were treated with MEK inhibitor U0126. Stimulated with EGF in the presence or absence. These cell extracts were used for 2D-Western blotting using anti-myc antibody. Two spots were detected in HeLa cells that were not treated with EGF and U0126 (spot numbers 1 and 2). However, EGF treatment significantly increased the signal of one of the spots (spot number 2), whereas two new spot signals (spot numbers 3 and 4) with more acidic pI values. Induced. These shifted spots with an acidic pI were greatly reduced by preincubation of cells with the MEK inhibitor U0126. Furthermore, the signal of spot number 2 increased by EGF stimulation was also decreased by U0126 treatment. These results suggest that CDCA5 was specifically phosphorylated by the MAPK cascade in response to EGF ligand stimulation.

インビボでのERK依存性CDCA5リン酸化の特定
ERKキナーゼおよび基質としてCDCA5を用いたインビトロキナーゼアッセイに従って、リン酸化CDCA5をバンドシフトとして検出した。さらに、EGF刺激条件下でのHeLa細胞において内因性CDCA5がバンドシフトとして検出された(図5A)。培養細胞における非タグ付きCDCA5のリン酸化状態を決定するために、外因性CDCA5発現ベクターをトランスフェクトしたHeLa細胞をEGFで刺激した。ERK2のバンドシフトによって、細胞内で内因性ERKが活性化されたことが分かった。だが、リン酸化CDCA5タンパク質はバンドシフトとして検出されなかった(図5B)。培養細胞におけるERK依存性リン酸化部位を特定するために、抗CDCA5抗体を用いた免疫沈降アッセイを行って、EGF未処理細胞溶解物から非タグ付きCDCA5タンパク質を免疫沈降した。全試料においてSer21のみが確認された。これらの結果から、がん細胞における内因性ERKが、外因性CDCA5タンパク質の過剰発現を刺激するのに十分でない可能性があることが分かった。続いて、外因性ERK1または2をHeLa細胞にトランスフェクトした。細胞をEGFで刺激した後に、EGF刺激細胞において外因性ERK1または2ならびに内因性ERKの活性化が検出されたが、U0126 MEK阻害剤処理では検出されなかった。ERK活性化によって、リン酸化された外因性CDCA5がバンドシフトとして検出することができた(図6A)。これらの結果から、CDCA5はHeLa細胞において過剰発現ERKによってリン酸化されることが分かった。CDCA5のERK依存性リン酸化部位を決定するために、この非タグ付きCDCA5タンパク質を、抗CDCA5抗体を用いて免疫沈降した後に、コロイドCBB染色を行った。EGF未処理、またはEGF刺激、あるいはEGFとMEK阻害剤U0126との刺激の条件下で、細胞を調製した。4800 plus MALDI−TOF−TOF分析器を用いたMS分析のために、CDCA5に対応するバンドを切り出した(図6B)。MS分析によって、未処理、EGF刺激、およびEGFとMEK阻害剤との刺激それぞれにおいて、CDCA5配列の70%、77%、および66%がカバーされたことが分かった。2つのERK依存性リン酸化部位Ser79およびSer209を特定した。ホスホ−Ser21は全試料において見出され、このことから、ERK依存性リン酸化部位でないことが分かった(図6C−6E)。MS分析の結果を確かめるために、Ser79および/またはSer209残基をアラニンで置換した非タグ付きCDCA5ベクターでトランスフェクトした細胞を用いて、ウエスタンブロット分析を行った。未処理条件下またはEGF刺激条件下で、ERK2発現ベクターを、野生型および変異体CDCA5を発現するベクターと共にコトランスフェクトした。ウエスタンブロット法に示したように、ERK2バンドシフトから、EGF刺激によってERKが活性化されたことが分かった。野生型CDCA5はEGF刺激後にバンドシフトとして検出された。CDCA5−S79AおよびCDCA5−S209Aの上方へシフトしたバンドのレベルは野生型CDCA5と比較して弱かったが、二重変異体CDCA5のシフトバンドは検出されなかった(図6F)。これらの結果から、Ser79およびSer209は細胞内でERKによってリン酸化され得ることが分かった。
Identification of ERK-dependent CDCA5 phosphorylation in vivo Phosphorylated CDCA5 was detected as a band shift according to an in vitro kinase assay using ERK kinase and CDCA5 as a substrate. Furthermore, endogenous CDCA5 was detected as a band shift in HeLa cells under EGF-stimulated conditions (FIG. 5A). To determine the phosphorylation status of untagged CDCA5 in cultured cells, HeLa cells transfected with exogenous CDCA5 expression vector were stimulated with EGF. It was found that endogenous ERK was activated in the cell by the band shift of ERK2. However, phosphorylated CDCA5 protein was not detected as a band shift (FIG. 5B). To identify ERK-dependent phosphorylation sites in cultured cells, an immunoprecipitation assay using anti-CDCA5 antibody was performed to immunoprecipitate untagged CDCA5 protein from EGF-untreated cell lysates. Only Ser21 was confirmed in all samples. These results indicated that endogenous ERK in cancer cells may not be sufficient to stimulate overexpression of exogenous CDCA5 protein. Subsequently, exogenous ERK1 or 2 was transfected into HeLa cells. After stimulation of cells with EGF, activation of exogenous ERK1 or 2 as well as endogenous ERK was detected in EGF stimulated cells, but not with U0126 MEK inhibitor treatment. By activation of ERK, phosphorylated exogenous CDCA5 could be detected as a band shift (FIG. 6A). From these results, it was found that CDCA5 is phosphorylated by overexpressed ERK in HeLa cells. In order to determine the ERK-dependent phosphorylation site of CDCA5, this untagged CDCA5 protein was immunoprecipitated with anti-CDCA5 antibody, followed by colloid CBB staining. Cells were prepared under conditions of EGF untreated, EGF stimulation, or stimulation with EGF and MEK inhibitor U0126. For MS analysis using a 4800 plus MALDI-TOF-TOF analyzer, a band corresponding to CDCA5 was cut out (FIG. 6B). MS analysis showed that 70%, 77%, and 66% of the CDCA5 sequence were covered in untreated, EGF stimulation, and EGF and MEK inhibitor stimulation, respectively. Two ERK-dependent phosphorylation sites Ser79 and Ser209 were identified. Phospho-Ser21 was found in all samples, indicating that it was not an ERK-dependent phosphorylation site (FIGS. 6C-6E). To confirm the results of MS analysis, Western blot analysis was performed using cells transfected with an untagged CDCA5 vector in which Ser79 and / or Ser209 residues were replaced with alanine. ERK2 expression vectors were cotransfected with wild type and mutant CDCA5 expressing vectors under untreated or EGF stimulated conditions. As shown in Western blotting, ERK2 band shift revealed that ERK was activated by EGF stimulation. Wild type CDCA5 was detected as a band shift after EGF stimulation. The level of the upward shifted bands of CDCA5-S79A and CDCA5-S209A was weak compared to wild type CDCA5, but no shift band of double mutant CDCA5 was detected (FIG. 6F). From these results, it was found that Ser79 and Ser209 can be phosphorylated by ERK in cells.

現在までに、MARK経路が発がんを促進することを報告する多くの証拠がある。さらに、これらのデータから、CDCA5は、肺または食道における発がんの原因の1つであるがん精巣抗原として特徴付けられることが示唆された。CDCA5のERK依存性リン酸化部位の機能ががん進行において重要な役割を果たし得るかどうか調べるために、がん細胞増殖に対するこれらのリン酸化部位のドミナントネガティブ効果を調べた。CDCA5−Ser79またはSer209のアラニン置換体を用いて、増殖アッセイを行った。MTTアッセイから、Ser209アラニン置換体をトランスフェクトすると、肺がん細胞株A549およびLC319肺がん細胞株の増殖が阻害されることが示された。これは、これらの細胞株に対してSer209アラニン置換体がドミナントネガティブ効果を示したことを示唆しているのかもしれない(図7A)。細胞増殖に対する、これらのリン酸化部位の効果を確かめるために、Ser残基をアスパラギン酸またはグルタミン酸で置換した、Ser79またはSer209リン酸化模倣構築物を、LC319肺がん細胞株において発現させた。MTTアッセイから、Ser209リン酸化模倣ベクターでトランスフェクトした細胞だけがLC319細胞およびA549細胞の増殖を有意に促進できることが分かった(図7B)。この結果は、CDCA5のSer209リン酸化ががん細胞増殖に重要な役割を果たしていることを強く示唆しうる。   To date, there is a lot of evidence to report that the MARK pathway promotes carcinogenesis. Furthermore, these data suggested that CDCA5 is characterized as a cancer testis antigen that is one of the causes of carcinogenesis in the lung or esophagus. In order to investigate whether the function of ERK-dependent phosphorylation sites of CDCA5 could play an important role in cancer progression, the dominant negative effect of these phosphorylation sites on cancer cell proliferation was examined. Proliferation assays were performed using alanine substitutes of CDCA5-Ser79 or Ser209. MTT assay showed that transfection of Ser209 alanine substitute inhibited the growth of lung cancer cell lines A549 and LC319 lung cancer cell lines. This may suggest that the Ser209 alanine substitute showed a dominant negative effect on these cell lines (FIG. 7A). To confirm the effect of these phosphorylation sites on cell proliferation, Ser79 or Ser209 phosphorylation mimetic constructs in which Ser residues were replaced with aspartate or glutamate were expressed in LC319 lung cancer cell lines. MTT assay showed that only cells transfected with Ser209 phosphorylated mimetic vector could significantly promote the growth of LC319 and A549 cells (FIG. 7B). This result may strongly suggest that Ser209 phosphorylation of CDCA5 plays an important role in cancer cell proliferation.

考察
分子標的化薬は、詳細に明らかにされた作用機構のために、悪性細胞に対する特異性が高く、副作用がほとんどないと期待されている。モデル手術法および補助的な化学放射線療法が改良されているにもかかわらず、肺がんおよびESCCは、悪性腫瘍の中でも最も不良な予後を示すことが知られている。従って、今日では、これらのがんの早期検出および個々の患者に対する補助的な治療様式のより良い選択のための新規の診断バイオマーカー、ならびに新たなタイプの抗がん剤および/またはがんワクチンを開発することが急務となっている。適当な診断標的分子および治療標的分子を特定するために、全ゲノム発現分析を組み合わせた(Kikuchi T et al. Oncogene 2003;22:2192-2205, Kakiuchi S et al. Mol Cancer Res 2003;1:485-499, Kakiuchi S et al. Hum Mol Genet 2004;13:3029-3043, Kikuchi T et al. Int J Oncol 2006;28:799-805, Taniwaki M et al. Int J Oncol 2006;29:567-75, Yamabuki T et al. Int J Oncol 2006;28:1375-84) for selecting genes that were overexpressed in lung and esophageal cancer cells by high-throughput screening of loss-of-function effects by means of the RNAi technique (Suzuki C et al. Cancer Res 2003; 63:7038-7041, Ishikawa N et al. Clin Cancer Res 2004; 10:8363-8370, Kato T et al. Cancer Res. 2005; 65:5638-46, Furukawa C et al. Cancer Res. 2005; 65(16):7102-10, Ishikawa N et al. Cancer Res. 2005; 65(20):9176-84, Suzuki C et al. Cancer Res. 2005; 65:11314-25, Ishikawa N et al. Cancer Sci 2006; 97:737-45, Takahashi K et al. Cancer Res 2006; 66:9408-19, Hayama S et al. Cancer Res 2006; 66:10339-48, Kato T et al. Clin Cancer Res 2007; 13:434-42, Suzuki C et al. Mol Cancer Ther 2007; 6:542-551, Yamabuki T et al. Cancer Res 2007; 67:2517-25, Hayama S et al. Cancer Res 2007; 67:4113-22, Kato T et al. Cancer Res 2007; 67:8544-53, Taniwaki M et al. Clin Cancer Res 2007; 13:6624-31, Ishikawa N, et al. Cancer Res 2007; 67:11601-11, Mano Y et al. Cancer Sci 2007; 98:1902-13, Suda T et al. Cancer Sci 2007; 98: 1803-8, Mizukami Y et al. Cancer Sci 2008; 99:1448-54)。この系統的なアプローチを用いて、CDCA5は、臨床肺がんおよび臨床ESCCの試料において頻繁に過剰発現していることが見出され、この遺伝子産物の過剰発現は肺がん細胞の増殖において必須の役割を果たすことが示された。
Discussion Due to the mechanism of action that has been clarified in detail, molecular targeting drugs are expected to have high specificity for malignant cells and few side effects. Despite improvements in model surgery and adjunct chemoradiotherapy, lung cancer and ESCC are known to show the worst prognosis of any malignant tumor. Thus, today, new diagnostic biomarkers for the early detection of these cancers and better selection of ancillary treatment modalities for individual patients, as well as new types of anticancer drugs and / or cancer vaccines There is an urgent need to develop. In order to identify appropriate diagnostic and therapeutic target molecules, whole genome expression analysis was combined (Kikuchi T et al. Oncogene 2003; 22: 2192-2205, Kakiuchi S et al. Mol Cancer Res 2003; 1: 485 -499, Kakiuchi S et al. Hum Mol Genet 2004; 13: 3029-3043, Kikuchi T et al. Int J Oncol 2006; 28: 799-805, Taniwaki M et al. Int J Oncol 2006; 29: 567-75 , Yamabuki T et al. Int J Oncol 2006; 28: 1375-84) for selecting genes that were overexpressed in lung and esophageal cancer cells by high-throughput screening of loss-of-function effects by means of the RNAi technique (Suzuki C et al. Cancer Res 2003; 63: 7038-7041, Ishikawa N et al. Clin Cancer Res 2004; 10: 8363-8370, Kato T et al. Cancer Res. 2005; 65: 5638-46, Furukawa C et al. Cancer Res. 2005; 65 (16): 7102-10, Ishikawa N et al. Cancer Res. 2005; 65 (20): 9176-84, Suzuki C et al. Cancer Res. 2005; 65: 11314-25, Ishikawa N et al. Cancer Sci 2006; 97: 737-45, Takahashi K et al. Cancer Res 2006; 66: 9408-19, Hayama S et al. Cancer Res 2 006; 66: 10339-48, Kato T et al. Clin Cancer Res 2007; 13: 434-42, Suzuki C et al. Mol Cancer Ther 2007; 6: 542-551, Yamabuki T et al. Cancer Res 2007; 67 : 2517-25, Hayama S et al. Cancer Res 2007; 67: 4113-22, Kato T et al. Cancer Res 2007; 67: 8544-53, Taniwaki M et al. Clin Cancer Res 2007; 13: 6624-31 , Ishikawa N, et al. Cancer Res 2007; 67: 11601-11, Mano Y et al. Cancer Sci 2007; 98: 1902-13, Suda T et al. Cancer Sci 2007; 98: 1803-8, Mizukami Y et al. Cancer Sci 2008; 99: 1448-54). Using this systematic approach, CDCA5 is found to be frequently overexpressed in clinical lung cancer and clinical ESCC samples, and overexpression of this gene product plays an essential role in the growth of lung cancer cells. It was shown that.

これまでの研究によって、CDCA5はクロマチン上のcohesionと相互作用し、間期に姉妹染色分体接着を支持するように機能することが証明されている。姉妹染色分体は通常、ほとんどのG2細胞でさらに分離し、このことはS期において既に、接着の樹立にCDCA5が必要であるというという可能性を示唆している(Schmitz J et al. Curr Biol 2007; 17: 630-636)。今までのところ、接着の樹立に特に必要となる他のタンパク質が1つだけ知られている:出芽酵母アセチルトランスフェラーゼEco1/Ctf7(Skibbens RV et al. Genes Dev 1999; 13:307-319, Toth A et al. Gene Dev 1999; 13:320-333, Ivanov D et al. Curr. Biol 2002; 12:323-328)。また、ショウジョウバエおよびヒトの細胞における接着にも、この酵素のホモログが必要となるが(Williams BC et al. Curr. Biol 2003; 13: 2025-2036, Hou FおよびZou H. Mol Biol Cell 2005; 16:3908-3918)、これらのタンパク質がS期でも機能するか否かは未だ分かっていない。したがって、CDCA5およびEco1/Ctf7ホモログが協働してがん細胞での接着を樹立するかどうかに取り組むのは興味深いであろう。   Previous studies have demonstrated that CDCA5 interacts with cohesion on chromatin and functions to support sister chromatid adhesion during interphase. Sister chromatids usually segregate further in most G2 cells, suggesting the possibility that CDCA5 is already required for establishment of adhesion already in S phase (Schmitz J et al. Curr Biol 2007; 17: 630-636). To date, there is only one other protein known that is particularly necessary for the establishment of adhesion: Saccharomyces cerevisiae acetyltransferase Eco1 / Ctf7 (Skibbens RV et al. Genes Dev 1999; 13: 307-319, Toth A et al. Gene Dev 1999; 13: 320-333, Ivanov D et al. Curr. Biol 2002; 12: 323-328). In addition, homologs of this enzyme are also required for adhesion in Drosophila and human cells (Williams BC et al. Curr. Biol 2003; 13: 2025-2036, Hou F and Zou H. Mol Biol Cell 2005; 16 : 3908-3918), it is still unknown whether these proteins function even in S phase. It would therefore be interesting to address whether CDCA5 and Eco1 / Ctf7 homologs work together to establish cancer cell adhesion.

正確な染色体分離を効果的に行うために、姉妹染色分体の接着は細胞周期の適切な時点で樹立され、かつ解体されなければならない。APCCdc20の活性化が、分解に関して、後期阻害剤のセキュリンを標的とすることによって接着の崩壊を制御することがこれまでに示されてきた。これにより、Scc1/Rad21のセパラーゼ依存性の切断が可能になり、後期が誘発される。APCのほとんどの細胞周期基質の分解は、これらの機能の点で論理的である。分解することによって、活性が時期を逸して現われるのを防ぎ、細胞周期の進行が段階的に促進される。CDCA5の機能はまた、接着を調節する他の因子の機能と重複している場合があり、それらの活性が組み合わされることで染色体は確実に複製および分離する(Rankin S et al. Mol. Cell 2005;18:185-200)。本発明者らのマイクロアレイデータによると、APCおよびCDC20は肺がんおよび食道がんでも高発現するが、正常組織でのこれらの発現は低い。さらにCDC20は、半定量RT−PCRおよび免疫組織化学分析を用いて、臨床小細胞肺がんでの発現が高いことも確認された(Taniwaki M et al. Int J Oncol 2006; 29:567-75)。これらのデータは、CDCA5がCDC20と共に、細胞周期の進行を促進することによってがん細胞の増殖を増強し得ることを暗示しているが、これらの分子がCDCA5と直接相互作用し得ることを示す証拠はない。   In order to effectively perform accurate chromosome segregation, sister chromatid adhesions must be established and disassembled at the appropriate time in the cell cycle. It has been shown previously that activation of APCCdc20 controls adhesion disruption with respect to degradation by targeting the late inhibitor securin. This allows for separase-dependent cleavage of Scc1 / Rad21 and induces the late phase. The degradation of most cell cycle substrates of APC is logical in terms of these functions. Degradation prevents the activity from appearing out of time and promotes cell cycle progression in stages. The function of CDCA5 may also overlap with the function of other factors that regulate adhesion, and their activity is combined to ensure that the chromosome replicates and segregates (Rankin S et al. Mol. Cell 2005 ; 18: 185-200). According to our microarray data, APC and CDC20 are highly expressed in lung and esophageal cancers, but their expression in normal tissues is low. CDC20 was also confirmed to be highly expressed in clinical small cell lung cancer using semi-quantitative RT-PCR and immunohistochemical analysis (Taniwaki M et al. Int J Oncol 2006; 29: 567-75). These data imply that CDCA5, along with CDC20, can enhance cancer cell growth by promoting cell cycle progression, but these molecules can interact directly with CDCA5. There is no evidence.

CDCA5はこれまでに、間期では核に、有糸分裂中には細胞質に位置することが報告された(Rankin S et al. Mol. Cell 2005; 18:185-200)。しかしながら、その生理学的機能は依然として明らかになっていない。CDCA5が核に局在していることが確認された。核は遺伝物質を含有し、その主な機能は、遺伝子の完全性を維持し、遺伝子発現を調節することである。核は、細胞の要求に応じて変化する動的構造体である。核の機能を制御するために、核を出入りするプロセスは調節されている。核内でのCDCA5の局在化は、この分子が細胞周期を制御するのに必須の因子として役割を果たし得ることを示している(Kho CJ, et al. Cell Growth Differ 1996; 7:1157-1166, Bader N, et al. Exp Gerontol 2007 [電子版])。CDCA5は、クロマチン上のcohesionと相互作用することによって細胞周期制御に重要な役割を果たすことが知られているが(Schmitz J, Watrin E, Lenart P, et al. Curr Biol 2007;17:630-636)、CDCA5が発がん過程とどのような関連性があるのかを証明した研究はない。CDCA5は、肺がん細胞において異常発現する推定がん遺伝子であることが確かめられた。組織マイクロアレイ分析によって、CDCA5タンパク質の高発現を示すNSCLC患者の腫瘍特異的な生存期間が短いことが見出された。このことは、CDCA5が肺がん進行に重要な役割を果たしていることを強く示している。   CDCA5 has previously been reported to be located in the nucleus during interphase and in the cytoplasm during mitosis (Rankin S et al. Mol. Cell 2005; 18: 185-200). However, its physiological function remains unclear. It was confirmed that CDCA5 was localized in the nucleus. The nucleus contains genetic material, whose main function is to maintain gene integrity and regulate gene expression. The nucleus is a dynamic structure that changes according to the needs of the cell. In order to control the function of the nucleus, the process of entering and exiting the nucleus is regulated. Localization of CDCA5 in the nucleus indicates that this molecule may play a role as an essential factor in controlling the cell cycle (Kho CJ, et al. Cell Growth Differ 1996; 7: 1157- 1166, Bader N, et al. Exp Gerontol 2007 [electronic version]). CDCA5 is known to play an important role in cell cycle control by interacting with cohesion on chromatin (Schmitz J, Watrin E, Lenart P, et al. Curr Biol 2007; 17: 630- 636), there is no study demonstrating how CDCA5 is related to the carcinogenic process. CDCA5 was confirmed to be a putative oncogene that is abnormally expressed in lung cancer cells. Tissue microarray analysis found that NSCLC patients showing high expression of CDCA5 protein had a short tumor-specific survival. This strongly indicates that CDCA5 plays an important role in lung cancer progression.

本発明者らのデータからまた、CDCA5が、コンセンサスERKリン酸化部位として多くの種において高度に保存されている配列を有する、2個のリン酸化部位、セリン−79およびセリン−209においてERKによってリン酸化される可能性が高く(データ示さず)、ERKによるセリン−209のリン酸化が細胞増殖に重要であるように思われることも示唆された。ERKは、複数の生化学シグナルの統合点として機能し、かつ様々な細胞過程、例えば、増殖、分化、転写調節、および発生に関与するMAPキナーゼファミリータンパク質のメンバーである(Roux PP and Blenis J. Microbiol. Mol Biol Rev 2004;68:320-44, Chang L and Karin M. Nature 2001;410:37-40, Ferrell JE Jr. Trends Biochem Sci 1996;21:460-6)。MAPKカスケードの異常調節が発がんに寄与することは周知であった(Cowley S, Paterson H, Kemp P, Marshall CJ. Cell 1994;77:841-52, Mansour SJ, Matten WT, Hermann AS, et al. Science 1994;265:966-70)。Raf−MEK−ERK経路は、Ras低分子GTPアーゼの重要な下流エフェクターであり、Ras低分子GTPアーゼは、EGFRの重要な下流エフェクターである(Roux PP and Blenis J. Microbiol. Mol Biol Rev 2004;68:320-44, Chang L and Karin M. Nature 2001;410:37-40, Ferrell JE Jr. Trends Biochem Sci 1996;21:460-6)。従って、EGFR−Ras−Raf−MEK−ERKシグナル伝達ネットワークは、新たな抗がん薬の発見につながる苛烈な研究調査の主題であった。現在、ゲルダナマイシン類似体17−アリルアミノ−17−デメトキシゲルダナマイシン(17−AAG)のようなRaf−MEK−ERKカスケード阻害剤が臨床試験において評価されている(Smith RA, Dumas J, Adnane L, Wilhelm SM. Curr Top Med Chem 2006;6:1071-89)。さらに、低分子MEK阻害剤であるRas阻害剤が開発されている(English JM and Cobb MH. Trends Pharmacol Sci 2002;23:40-5)。これらの薬物は前臨床研究および/またはがん患者の特定の割合において有効であることが分かっているが、臨床応答は、標的タンパク質の活性化レベルと正確に相関する可能性は低かった。さらに、一部の症例では、非特異的な細胞傷害性による重篤な有害反応が報告された。従って、未知の下流癌化シグナルの解明に基づいてこの経路を特異的に標的化することは、有望なアプローチの1つであるかもしれない。   Our data also show that CDCA5 is phosphorylated by ERK at two phosphorylation sites, serine-79 and serine-209, which have sequences that are highly conserved in many species as consensus ERK phosphorylation sites. It was also likely to be oxidized (data not shown), suggesting that phosphorylation of serine-209 by ERK appears to be important for cell growth. ERK functions as an integration point for multiple biochemical signals and is a member of the MAP kinase family proteins involved in various cellular processes such as proliferation, differentiation, transcriptional regulation, and development (Roux PP and Blenis J. Microbiol. Mol Biol Rev 2004; 68: 320-44, Chang L and Karin M. Nature 2001; 410: 37-40, Ferrell JE Jr. Trends Biochem Sci 1996; 21: 460-6). It was well known that abnormal regulation of the MAPK cascade contributes to carcinogenesis (Cowley S, Paterson H, Kemp P, Marshall CJ. Cell 1994; 77: 841-52, Mansour SJ, Matten WT, Hermann AS, et al. Science 1994; 265: 966-70). The Raf-MEK-ERK pathway is an important downstream effector of Ras small GTPase, and Ras small GTPase is an important downstream effector of EGFR (Roux PP and Blenis J. Microbiol. Mol Biol Rev 2004; 68: 320-44, Chang L and Karin M. Nature 2001; 410: 37-40, Ferrell JE Jr. Trends Biochem Sci 1996; 21: 460-6). Thus, the EGFR-Ras-Raf-MEK-ERK signaling network was the subject of intense research that led to the discovery of new anticancer drugs. Currently, Raf-MEK-ERK cascade inhibitors such as the geldanamycin analog 17-allylamino-17-demethoxygeldanamycin (17-AAG) are being evaluated in clinical trials (Smith RA, Dumas J, Adnane L, Wilhelm SM. Curr Top Med Chem 2006; 6: 1071-89). Furthermore, Ras inhibitors, which are small molecule MEK inhibitors, have been developed (English JM and Cobb MH. Trends Pharmacol Sci 2002; 23: 40-5). Although these drugs have been found to be effective in preclinical studies and / or in a certain proportion of cancer patients, the clinical response was unlikely to correlate accurately with the activation level of the target protein. In addition, in some cases, serious adverse reactions due to nonspecific cytotoxicity were reported. Therefore, specifically targeting this pathway based on the elucidation of unknown downstream canceration signals may be one promising approach.

ERK依存性リン酸化残基であるセリン−209をアラニンで置換した変異体CDCA5タンパク質によるドミナントネガティブ効果によって、CDCA5を過剰発現する肺がん細胞の増殖を有効に抑制できることが証明された。この部位におけるCDCA5のリン酸化は肺がん細胞の増殖/生存に必須である可能性が高く、CDCA5はがん精巣抗原に属する可能性があるので、CDCA5−ERK酵素活性の選択的標的化、ならびにがんワクチンなどのがん免疫療法は、がんに対して強力な生物学的活性を有し、有害事象のリスクがほとんど無いと期待される有望な治療方針であり得る。   It was proved that the proliferation of lung cancer cells overexpressing CDCA5 can be effectively suppressed by the dominant negative effect by the mutant CDCA5 protein in which serine-209 which is an ERK-dependent phosphorylated residue is substituted with alanine. Since phosphorylation of CDCA5 at this site is likely essential for lung cancer cell growth / survival and CDCA5 may belong to cancer testis antigen, selective targeting of CDCA5-ERK enzyme activity, and Cancer immunotherapy, such as cancer vaccines, can be a promising treatment strategy that has strong biological activity against cancer and is expected to have little risk of adverse events.

要約すると、CDCA5は、MAPK経路によってセリン−209がリン酸化されることによって肺における発がんに重大な役割を果たしている可能性が高い。CDCA5発現ならびにCDCA5とERKキナーゼとの機能的相互作用の阻害は、新たなタイプの抗がん薬を開発するための有望な治療方針であり得る。   In summary, CDCA5 is likely to play a critical role in carcinogenesis in the lung by phosphorylation of serine-209 through the MAPK pathway. Inhibition of CDCA5 expression and functional interaction between CDCA5 and ERK kinase may be a promising therapeutic strategy for developing new types of anticancer drugs.

産業上の利用可能性
本明細書中で証明されたように、ERKはCDCA5に対してキナーゼ活性を有し、この活性を抑制すると、がん細胞の細胞増殖が阻害される。従って、CDCA5に対するERKのキナーゼ活性を阻害する薬剤は、肺がんまたは食道がんを治療するための抗がん剤として治療に有用である。ERKによるCDCA5のリン酸化部位は、例えば、Ser79またはSer209である。
Industrial Applicability As proved herein, ERK has a kinase activity against CDCA5, and suppressing this activity inhibits cell growth of cancer cells. Therefore, a drug that inhibits ERK kinase activity against CDCA5 is useful for treatment as an anticancer agent for treating lung cancer or esophageal cancer. The phosphorylation site of CDCA5 by ERK is, for example, Ser79 or Ser209.

さらに本発明は、CDCA5に対するERKのキナーゼ活性を阻害する抗がん剤のスクリーニング方法を提供する。従って、細胞増殖の重要な段階を阻害する候補化合物が本発明によって単離され得ることが期待される。   Furthermore, the present invention provides a method for screening an anticancer agent that inhibits ERK kinase activity against CDCA5. Thus, it is expected that candidate compounds that inhibit key steps of cell growth can be isolated by the present invention.

さらに本発明は、CDCA5変異体、例えばCDCA5(S209A)によってがん細胞を処理すると、CDCA5のSer209に対するERKのキナーゼ活性が抑制され、従ってがん細胞の増殖が抑制されることを証明する。このデータは、ERK機能のアップレギュレーションおよびCDCA5に対するERKのキナーゼ活性の増強が肺における発がんの共通する特徴であることを意味する。従って、ERKキナーゼ活性の選択的な抑制は、肺がん患者および食道がん患者を治療するための有望な治療方針であり得る。   Furthermore, the present invention demonstrates that treatment of cancer cells with a CDCA5 variant, such as CDCA5 (S209A), suppresses ERK kinase activity of CDCA5 against Ser209 and thus suppresses the growth of cancer cells. This data means that upregulation of ERK function and enhancement of ERK kinase activity against CDCA5 are common features of carcinogenesis in the lung. Thus, selective inhibition of ERK kinase activity may be a promising therapeutic strategy for treating lung cancer patients and esophageal cancer patients.

本明細書中で引用した特許、特許出願、および出版物は全て、その全体が参照により組み入れられる。しかしながら、本明細書中のいかなるものも、先行発明のため、本発明がそのような開示に先行している資格を有しないことの承認として解釈されるべきではない。   All patents, patent applications, and publications cited herein are incorporated by reference in their entirety. However, nothing in this specification should be construed as an admission that the invention is not entitled to antedate such disclosure by virtue of prior invention.

本発明をその特定の態様に関して詳細に説明してきたが、上記の説明は事実上、例示的かつ説明的なものであって、本発明およびその好ましい態様を説明することを意図していることが理解されるはずである。当業者は、日常的な実験を通して、本発明の精神および範囲から逸脱することなく様々な変更および修正がなされ得ることを容易に理解するであろう。さらなる利点および特徴は添付の特許請求の範囲から明らかになると考えられ、このような特許請求の範囲は、当業者によって理解されるように、それらの妥当な均等物によって決定される。従って、本発明は上記の説明によって規定されるのではなく、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物によって規定されることが意図される。   Although the invention has been described in detail with respect to particular embodiments thereof, the above description is illustrative and explanatory in nature and is intended to describe the invention and preferred embodiments thereof. Should be understood. Those skilled in the art will readily appreciate through routine experimentation that various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention. Further advantages and features will be apparent from the appended claims, such claims being determined by their reasonable equivalents as will be understood by those skilled in the art. Thus, the invention is intended to be defined not by the above description, but by the following claims and their equivalents.

Claims (25)

CDCA5ポリペプチドに対するERKポリペプチドのキナーゼ活性を測定する方法であって、以下の工程を含む、方法:
a.ERKポリペプチドによるCDCA5ポリペプチドリン酸化に適した条件下で、ERKポリペプチドまたはその機能的等価物と、CDCA5ポリペプチドまたはその機能的等価物とをインキュベートする工程であって、
ERKポリペプチドの機能的等価物が以下:
i.SEQ ID NO:1または2のアミノ酸配列を含むポリペプチド、および
ii.1つまたは複数のアミノ酸が置換、欠失、または挿入されたSEQ ID NO:1または2のアミノ酸配列を含むポリペプチドであって、但し、結果として得られるポリペプチドがSEQ ID NO:1または2のアミノ酸配列からなるポリペプチドと等価なキナーゼ活性を有する、ポリペプチド
からなる群より選択され、
CDCA5ポリペプチドの機能的等価物が以下:
i.SEQ ID NO:5のアミノ酸配列を含むポリペプチド、
ii.1つまたは複数のアミノ酸が置換、欠失、または挿入されたSEQ ID NO:5のアミノ酸配列を含むポリペプチドであって、但し、結果として得られるポリペプチドがSEQ ID NO:5のアミノ酸配列からなるポリペプチドと等価なキナーゼ活性を有する、ポリペプチド、および
iii.SEQ ID NO:4のヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドにストリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌクレオチドによってコードされるポリペプチドであって、但し、結果として得られるポリペプチドが、SEQ ID NO:5のアミノ酸配列からなるポリペプチドと等価な生物学的活性を有する、ポリペプチド
からなる群より選択される、工程;
b.SEQ ID NO:5のアミノ酸残基セリン79または209におけるCDCA5ポリペプチドのリン酸化を検出して、CDCA5ポリペプチドのリン酸化レベルを決定する工程;ならびに
c.工程(b)において決定されたCDCA5ポリペプチドのリン酸化レベルと相関させることにより、測定されたERKポリペプチドのキナーゼ活性を決定する工程。
A method for measuring the kinase activity of an ERK polypeptide against a CDCA5 polypeptide, comprising the following steps:
a. Incubating an ERK polypeptide or functional equivalent thereof with a CDCA5 polypeptide or functional equivalent thereof under conditions suitable for phosphorylation of the CDCA5 polypeptide by the ERK polypeptide comprising:
The functional equivalents of ERK polypeptides are:
i. A polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 or 2, and ii. A polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 or 2 wherein one or more amino acids are substituted, deleted or inserted, provided that the resulting polypeptide is SEQ ID NO: 1 or 2 Selected from the group consisting of polypeptides having a kinase activity equivalent to a polypeptide consisting of the amino acid sequence of
The functional equivalents of CDCA5 polypeptide are:
i. A polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5,
ii. A polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5, wherein one or more amino acids are substituted, deleted or inserted, provided that the resulting polypeptide is derived from the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5 A polypeptide having a kinase activity equivalent to that of the polypeptide, and iii. A polypeptide encoded by a polynucleotide that hybridizes under stringent conditions to a polynucleotide consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4, provided that the resulting polypeptide is SEQ ID NO: 5 A process selected from the group consisting of polypeptides having a biological activity equivalent to a polypeptide consisting of an amino acid sequence;
b. Detecting phosphorylation of CDCA5 polypeptide at amino acid residue serine 79 or 209 of SEQ ID NO: 5 to determine the phosphorylation level of CDCA5 polypeptide; and c. Determining the kinase activity of the measured ERK polypeptide by correlating with the phosphorylation level of the CDCA5 polypeptide determined in step (b).
CDCA5ポリペプチドに対するERKポリペプチドのキナーゼ活性を調節する薬剤を特定する方法、あるいは肺がんまたは食道がんを治療または予防するための薬剤をスクリーニングする方法であって、以下の工程を含む、方法:
a.ERKポリペプチドによるCDCA5ポリペプチドのリン酸化に適した条件下で、試験化合物の存在下で、ERKポリペプチドまたはその機能的等価物とCDCA5ポリペプチドまたはその機能的等価物とをインキュベートする工程であって、
ERKポリペプチドの機能的等価物が以下:
i.SEQ ID NO:1または2のアミノ酸配列を含むポリペプチド、および
ii.1つまたは複数のアミノ酸が置換、欠失、または挿入されたSEQ ID NO:1または2のアミノ酸配列を含むポリペプチドであって、但し、結果として得られるポリペプチドがSEQ ID NO:1または2のアミノ酸配列からなるポリペプチドと等価なキナーゼ活性を有する、ポリペプチド
からなる群より選択され、
CDCA5ポリペプチドの機能的等価物が以下:
i.SEQ ID NO:5のアミノ酸配列を含むポリペプチド、
ii.1つまたは複数のアミノ酸が置換、欠失、または挿入されたSEQ ID NO:5のアミノ酸配列を含むポリペプチドであって、但し、結果として得られるポリペプチドがSEQ ID NO:5のアミノ酸配列からなるポリペプチドと等価なキナーゼ活性を有する、ポリペプチド、および
iii.SEQ ID NO:4のヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドにストリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌクレオチドによってコードされるポリペプチドであって、但し、結果として得られるポリペプチドが、SEQ ID NO:5のアミノ酸配列からなるポリペプチドと等価な生物学的活性を有する、ポリペプチド
からなる群より選択される、工程;
b.SEQ ID NO:5のアミノ酸残基セリン79または209におけるCDCA5ポリペプチドのリン酸化を検出して、CDCA5ポリペプチドのリン酸化レベルを決定する工程;
c.工程(b)において決定された該レベルと、試験薬剤の非存在下で決定された該レベルとを比較する工程;ならびに
d.工程(c)において試験薬剤の非存在下で決定された該レベルと比較して、CDCA5ポリペプチドのリン酸化レベルを低下させた試験薬剤を選択する工程。
A method for identifying an agent that modulates the kinase activity of an ERK polypeptide against a CDCA5 polypeptide, or a method for screening for an agent for treating or preventing lung cancer or esophageal cancer, comprising the following steps:
a. Incubating the ERK polypeptide or functional equivalent thereof with the CDCA5 polypeptide or functional equivalent in the presence of a test compound under conditions suitable for phosphorylation of the CDCA5 polypeptide by the ERK polypeptide. And
The functional equivalents of ERK polypeptides are:
i. A polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 or 2, and ii. A polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 or 2 wherein one or more amino acids are substituted, deleted or inserted, provided that the resulting polypeptide is SEQ ID NO: 1 or 2 Selected from the group consisting of polypeptides having a kinase activity equivalent to a polypeptide consisting of the amino acid sequence of
The functional equivalents of CDCA5 polypeptide are:
i. A polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5,
ii. A polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5, wherein one or more amino acids are substituted, deleted or inserted, provided that the resulting polypeptide is derived from the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5 A polypeptide having a kinase activity equivalent to that of the polypeptide, and iii. A polypeptide encoded by a polynucleotide that hybridizes under stringent conditions to a polynucleotide consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4, provided that the resulting polypeptide is SEQ ID NO: 5 A process selected from the group consisting of polypeptides having a biological activity equivalent to a polypeptide consisting of an amino acid sequence;
b. Detecting phosphorylation of CDCA5 polypeptide at amino acid residue serine 79 or 209 of SEQ ID NO: 5 to determine the phosphorylation level of CDCA5 polypeptide;
c. Comparing the level determined in step (b) with the level determined in the absence of the test agent; and d. Selecting a test agent that has reduced the level of phosphorylation of the CDCA5 polypeptide relative to the level determined in the absence of the test agent in step (c).
CDCA5ポリペプチドに対するERKポリペプチドのキナーゼ活性を調節する薬剤を特定する方法、あるいは肺がんまたは食道がんを治療または予防するための薬剤をスクリーニングする方法であって、以下の工程を含む、方法:
a.EGFの存在下で、試験薬剤と、CDCA5ポリペプチドまたはその機能的等価物をコードするポリヌクレオチドおよびERKポリペプチドまたはその機能的等価物をコードするポリヌクレオチドを発現する細胞であって、
CDCA5ポリペプチドの機能的等価物が以下:
i.SEQ ID NO:5のアミノ酸配列を含むポリペプチド、
ii.1つまたは複数のアミノ酸が置換、欠失、または挿入されたSEQ ID NO:5のアミノ酸配列を含むポリペプチドであって、但し、結果として得られるポリペプチドがSEQ ID NO:5のアミノ酸配列からなるポリペプチドと等価なキナーゼ活性を有する、ポリペプチド、および
iii.SEQ ID NO:4のヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドにストリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌクレオチドによってコードされるポリペプチドであって、但し、結果として得られるポリペプチドが、SEQ ID NO:5のアミノ酸配列からなるポリペプチドと等価な生物学的活性を有する、ポリペプチド
からなる群より選択され、
ERKポリペプチドの機能的等価物が以下:
i.SEQ ID NO:1または2のアミノ酸配列を含むポリペプチド、および
ii.1つまたは複数のアミノ酸が置換、欠失、または挿入されたSEQ ID NO:1または2のアミノ酸配列を含むポリペプチドであって、但し、結果として得られるポリペプチドがSEQ ID NO:1または2のアミノ酸配列からなるポリペプチドと等価なキナーゼ活性を有する、ポリペプチド
からなる群より選択される、細胞とを接触させる工程;
b.SEQ ID NO:5のアミノ酸残基セリン79または209におけるCDCA5ポリペプチドのリン酸化を検出し、CDCA5ポリペプチドのリン酸化レベルを決定する工程;
c.工程(b)において検出された該レベルと、試験薬剤の非存在下で決定された該レベルとを比較する工程;ならびに
d.工程(c)において試験薬剤の非存在下で決定された該レベルと比較して、CDCA5ポリペプチドのリン酸化レベルを低下させた試験薬剤を選択する工程。
A method for identifying an agent that modulates the kinase activity of an ERK polypeptide against a CDCA5 polypeptide, or a method for screening for an agent for treating or preventing lung cancer or esophageal cancer, comprising the following steps:
a. A cell expressing, in the presence of EGF, a test agent, a polynucleotide encoding a CDCA5 polypeptide or functional equivalent thereof, and a polynucleotide encoding an ERK polypeptide or functional equivalent thereof,
The functional equivalents of CDCA5 polypeptide are:
i. A polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5,
ii. A polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5, wherein one or more amino acids are substituted, deleted or inserted, provided that the resulting polypeptide is derived from the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5 A polypeptide having a kinase activity equivalent to that of the polypeptide, and iii. A polypeptide encoded by a polynucleotide that hybridizes under stringent conditions to a polynucleotide consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4, provided that the resulting polypeptide is SEQ ID NO: 5 Selected from the group consisting of polypeptides having a biological activity equivalent to a polypeptide consisting of an amino acid sequence,
The functional equivalents of ERK polypeptides are:
i. A polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 or 2, and ii. A polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 or 2 wherein one or more amino acids are substituted, deleted or inserted, provided that the resulting polypeptide is SEQ ID NO: 1 or 2 Contacting with a cell selected from the group consisting of polypeptides having a kinase activity equivalent to a polypeptide consisting of the amino acid sequence of
b. Detecting phosphorylation of CDCA5 polypeptide at amino acid residue serine 79 or 209 of SEQ ID NO: 5 and determining the phosphorylation level of CDCA5 polypeptide;
c. Comparing the level detected in step (b) with the level determined in the absence of the test agent; and d. Selecting a test agent that has reduced the level of phosphorylation of the CDCA5 polypeptide relative to the level determined in the absence of the test agent in step (c).
CDCA5に対するERKのキナーゼ活性を調節する薬剤を特定するためのキットであって、以下の構成要素を含む、キット:
a.CDCA5ポリペプチドまたはその機能的等価物であって、
CDCA5ポリペプチドの機能的等価物が以下:
i.SEQ ID NO:5のアミノ酸配列を含むポリペプチド、
ii.1つまたは複数のアミノ酸が置換、欠失、または挿入されたSEQ ID NO:5のアミノ酸配列を含むポリペプチドであって、但し、結果として得られるポリペプチドがSEQ ID NO:5のアミノ酸配列からなるポリペプチドと等価なキナーゼ活性を有する、ポリペプチド、および
iii.SEQ ID NO:4のヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドにストリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌクレオチドによってコードされるポリペプチドであって、但し、結果として得られるポリペプチドが、SEQ ID NO:5のアミノ酸配列からなるポリペプチドと等価な生物学的活性を有する、ポリペプチド
からなる群より選択される、CDCA5ポリペプチドまたはその機能的等価物;
b.ERKポリペプチドまたはその機能的等価物であって、ERKポリペプチドの機能的等価物が以下:
i.SEQ ID NO:1または2のアミノ酸配列を含むポリペプチド、および
ii.1つまたは複数のアミノ酸が置換、欠失、または挿入されたSEQ ID NO:1または2のアミノ酸配列を含むポリペプチドであって、但し、結果として得られるポリペプチドがSEQ ID NO:1または2のアミノ酸配列からなるポリペプチドと等価なキナーゼ活性を有する、ポリペプチド、
からなる群より選択される、ERKポリペプチドまたはその機能的等価物;
c.SEQ ID NO:5のアミノ酸残基セリン79または209におけるCDCA5のリン酸化を検出するための試薬;ならびに
d.ATPおよびキナーゼ緩衝液。
A kit for identifying an agent that modulates ERK kinase activity against CDCA5, comprising the following components:
a. A CDCA5 polypeptide or functional equivalent thereof, comprising:
The functional equivalents of CDCA5 polypeptide are:
i. A polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5,
ii. A polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5, wherein one or more amino acids are substituted, deleted or inserted, provided that the resulting polypeptide is derived from the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5 A polypeptide having a kinase activity equivalent to that of the polypeptide, and iii. A polypeptide encoded by a polynucleotide that hybridizes under stringent conditions to a polynucleotide consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4, provided that the resulting polypeptide is SEQ ID NO: 5 A CDCA5 polypeptide or a functional equivalent thereof selected from the group consisting of polypeptides having a biological activity equivalent to a polypeptide consisting of an amino acid sequence;
b. An ERK polypeptide or functional equivalent thereof, wherein the functional equivalent of the ERK polypeptide is:
i. A polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 or 2, and ii. A polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 or 2 wherein one or more amino acids are substituted, deleted or inserted, provided that the resulting polypeptide is SEQ ID NO: 1 or 2 A polypeptide having a kinase activity equivalent to a polypeptide consisting of the amino acid sequence of
An ERK polypeptide or a functional equivalent thereof selected from the group consisting of:
c. A reagent for detecting phosphorylation of CDCA5 at amino acid residue serine 79 or 209 of SEQ ID NO: 5; and d. ATP and kinase buffer.
CDCA5に対するERKのキナーゼ活性を調節する薬剤を特定するためのキットであって、以下の構成要素を含む、キット:
a.CDCA5ポリペプチドまたはその機能的等価物をコードするポリヌクレオチド、およびERKポリペプチドまたはその機能的等価物をコードするポリヌクレオチドを発現する細胞であって、
CDCA5ポリペプチドの機能的等価物が以下:
i.SEQ ID NO:5のアミノ酸配列を含むポリペプチド、
ii.1つまたは複数のアミノ酸が置換、欠失、または挿入されたSEQ ID NO:5のアミノ酸配列を含むポリペプチドであって、但し、結果として得られるポリペプチドがSEQ ID NO:5のアミノ酸配列からなるポリペプチドと等価なキナーゼ活性を有する、ポリペプチド、および
iii.SEQ ID NO:4のヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドにストリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌクレオチドによってコードされるポリペプチドであって、但し、結果として得られるポリペプチドが、SEQ ID NO:5のアミノ酸配列からなるポリペプチドと等価な生物学的活性を有する、ポリペプチド、
からなる群より選択され、
ERKポリペプチドの機能的等価物が以下:
i.SEQ ID NO:1または2のアミノ酸配列を含むポリペプチド、および
ii.1つまたは複数のアミノ酸が置換、欠失、または挿入されたSEQ ID NO:1または2のアミノ酸配列を含むポリペプチドであって、但し、結果として得られるポリペプチドがSEQ ID NO:1または2のアミノ酸配列からなるポリペプチドと等価なキナーゼ活性を有する、ポリペプチド
からなる群より選択される、細胞;
b.EGF、ならびに
c.SEQ ID NO:5のアミノ酸残基セリン79または209におけるCDCA5ポリペプチドのリン酸化を検出するための試薬。
A kit for identifying an agent that modulates ERK kinase activity against CDCA5, comprising the following components:
a. A polynucleotide encoding a CDCA5 polypeptide or functional equivalent thereof, and a cell expressing a polynucleotide encoding an ERK polypeptide or functional equivalent thereof, comprising:
The functional equivalents of CDCA5 polypeptide are:
i. A polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5,
ii. A polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5, wherein one or more amino acids are substituted, deleted or inserted, provided that the resulting polypeptide is derived from the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5 A polypeptide having a kinase activity equivalent to that of the polypeptide, and iii. A polypeptide encoded by a polynucleotide that hybridizes under stringent conditions to a polynucleotide consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4, provided that the resulting polypeptide is SEQ ID NO: 5 A polypeptide having biological activity equivalent to a polypeptide consisting of an amino acid sequence,
Selected from the group consisting of
The functional equivalents of ERK polypeptides are:
i. A polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 or 2, and ii. A polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 or 2 wherein one or more amino acids are substituted, deleted or inserted, provided that the resulting polypeptide is SEQ ID NO: 1 or 2 A cell selected from the group consisting of polypeptides having a kinase activity equivalent to a polypeptide consisting of the amino acid sequence of
b. EGF, and c. A reagent for detecting phosphorylation of CDCA5 polypeptide at amino acid residue serine 79 or 209 of SEQ ID NO: 5.
試薬が、SEQ ID NO:5のアミノ酸残基セリン79または209におけるCDCA5ポリペプチドのリン酸化を認識する抗体である、請求項4または5記載のキット。   The kit according to claim 4 or 5, wherein the reagent is an antibody that recognizes phosphorylation of CDCA5 polypeptide at amino acid residue serine 79 or 209 of SEQ ID NO: 5. 以下からなる群より選択される、実質的に純粋なポリペプチド:
a.SEQ ID NO:7のアミノ酸配列を含むポリペプチド;
b.1つまたは複数のアミノ酸が置換、欠失、挿入、および/または付加されたSEQ ID NO:7のアミノ酸配列を含み、SEQ ID NO:7のアミノ酸配列からなるポリペプチドと等価な生物学的活性を有する、ポリペプチド、ならびに
c.SEQ ID NO:6のヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドにストリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌクレオチドによってコードされるポリペプチドであって、SEQ ID NO:7のいずれか一つのアミノ酸配列からなるポリペプチドと等価な生物学的活性を有する、ポリペプチド。
A substantially pure polypeptide selected from the group consisting of:
a. A polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 7;
b. Biological activity equivalent to a polypeptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 7, comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 7, wherein one or more amino acids are substituted, deleted, inserted and / or added A polypeptide having, and c. A polypeptide encoded by a polynucleotide that hybridizes under stringent conditions to a polynucleotide comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6, and comprising the amino acid sequence of any one of SEQ ID NO: 7 A polypeptide having a biological activity equivalent to
請求項7記載のポリペプチドをコードする、単離されたポリヌクレオチド。   An isolated polynucleotide encoding the polypeptide of claim 7. 請求項8記載のポリヌクレオチドを含む、ベクター。   A vector comprising the polynucleotide of claim 8. 請求項8記載のポリヌクレオチドまたは請求項9記載のベクターを有する、宿主細胞。   A host cell comprising the polynucleotide of claim 8 or the vector of claim 9. 対象における肺がんまたは食道がんの、治療および予防のいずれかまたは両方のための方法であって、以下の工程を含む方法:
ドミナントネガティブ効果を有するCDCA5ポリペプチド変異体、該変異体をコードするポリヌクレオチド、または該ポリヌクレオチドを含むベクターを投与する工程。
A method for the treatment and / or prevention of lung cancer or esophageal cancer in a subject comprising the following steps:
Administering a CDCA5 polypeptide variant having a dominant negative effect, a polynucleotide encoding the variant, or a vector comprising the polynucleotide.
CDCA5ポリペプチドにおける少なくとも1つのERK依存性リン酸化部位が野生型アミノ酸残基以外のアミノ酸残基で置換されているアミノ酸配列を、CDCA5ポリペプチド変異体が含む、請求項11記載の方法。   12. The method of claim 11, wherein the CDCA5 polypeptide variant comprises an amino acid sequence in which at least one ERK-dependent phosphorylation site in the CDCA5 polypeptide is replaced with an amino acid residue other than a wild-type amino acid residue. ERK依存性リン酸化部位がSer−79およびSer−209のいずれか、または両方である、請求項12記載の方法。   13. The method of claim 12, wherein the ERK-dependent phosphorylation site is one or both of Ser-79 and Ser-209. CDCA5ポリペプチド変異体がSEQ ID NO:7のアミノ酸配列を含む、請求項13記載の方法。   14. The method of claim 13, wherein the CDCA5 polypeptide variant comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 7. CDCA5ポリペプチド変異体が一般式:[R]−[D]を有し、式中、[R]が膜導入剤であり、[D]がSEQ ID NO:7のアミノ酸配列を含むポリペプチドである、請求項14記載の方法。   A CDCA5 polypeptide variant has the general formula: [R]-[D], wherein [R] is a membrane-introducing agent and [D] is a polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 7 15. The method of claim 14, wherein: 膜導入剤が、
ポリ−アルギニン;
Tat/RKKRRQRRR/SEQ ID NO: 8;
ペネトラチン/RQIKIWFQNRRMKWKK/SEQ ID NO: 9;
ブフォリンII/TRSSRAGLQFPVGRVHRLLRK/SEQ ID NO: 10;
トランスポータン/GWTLNSAGYLLGKINLKALAALAKKIL/SEQ ID NO: 11;
MAP(モデル両親媒性ペプチド)/KLALKLALKALKAALKLA/SEQ ID NO: 12;
K−FGF/AAVALLPAVLLALLAP/SEQ ID NO: 13;
Ku70/VPMLK/SEQ ID NO: 14;
Ku70/PMLKE/SEQ ID NO: 15;
プリオン/MANLGYWLLALFVTMWTDVGLCKKRPKP/SEQ ID NO: 16;
pVEC/LLIILRRRIRKQAHAHSK/SEQ ID NO: 17;
Pep−1/KETWWETWWTEWSQPKKKRKV/SEQ ID NO: 18;
SynB1/RGGRLSYSRRRFSTSTGR/SEQ ID NO: 19;
Pep−7/SDLWEMMMVSLACQY/SEQ ID NO: 20; および
HN−1/TSPLNIHNGQKL/SEQ ID NO: 21
からなる群より選択される、請求項15記載の方法。
The membrane introduction agent
Poly-arginine;
Tat / RKKRRQRRR / SEQ ID NO: 8;
Penetratin / RQIKIWFQNRRMKWKK / SEQ ID NO: 9;
Buforin II / TRSSRAGLQFPVGRVHRRLRK / SEQ ID NO: 10;
Transportan / GWTLNSAGYLLLGKINLKALAALAKIL / SEQ ID NO: 11;
MAP (Model Amphiphilic Peptide) / KLALKLALKALKALKALA / SEQ ID NO: 12;
K-FGF / AAVALLPAVLLALLAP / SEQ ID NO: 13;
Ku70 / VPMLK / SEQ ID NO: 14;
Ku70 / PMLKE / SEQ ID NO: 15;
Prion / MANLGYWLLALFVTMWTDVGLCKKKRPKP / SEQ ID NO: 16;
pVEC / LLIILRRRIRKQAHAHSK / SEQ ID NO: 17;
Pep-1 / KETWWETWWTEWSQPKKRKV / SEQ ID NO: 18;
SynB1 / RGGRRLSYSRRRRSTSTGR / SEQ ID NO: 19;
Pep-7 / SDLWEMMVSLACQY / SEQ ID NO: 20; and HN-1 / TSPLNIHNGQKL / SEQ ID NO: 21
The method of claim 15, wherein the method is selected from the group consisting of:
肺がんまたは食道がんの、治療および予防のいずれかまたは両方のための組成物であって、活性成分として薬学的有効量の、ドミナントネガティブ効果を有するCDCA5ポリペプチド変異体、該変異体をコードするポリヌクレオチド、または該ポリヌクレオチドを含むベクター、および薬学的に許容される担体を含む、組成物。   A composition for the treatment and / or prevention of lung cancer or esophageal cancer, which is a pharmaceutically effective amount of a CDCA5 polypeptide variant having a dominant negative effect as an active ingredient, which encodes the variant A composition comprising a polynucleotide, or a vector comprising the polynucleotide, and a pharmaceutically acceptable carrier. 肺がんを有する患者の予後を評価または決定するための方法であって、以下の工程を含む方法:
(a)患者に由来する生物学的試料におけるCDCA5遺伝子の発現レベルを検出する工程;
(b)検出された発現レベルと対照レベルとを比較する工程;および
(c)(b)の比較に基づいて患者の予後を決定する工程。
A method for assessing or determining the prognosis of a patient with lung cancer comprising the following steps:
(A) detecting the expression level of the CDCA5 gene in a biological sample derived from a patient;
(B) comparing the detected expression level with a control level; and (c) determining the prognosis of the patient based on the comparison of (b).
対照レベルが予後良好対照レベルであり、かつ対照レベルと比較した発現レベルの上昇が予後不良と決定される、請求項18記載の方法。   19. The method of claim 18, wherein the control level is a good prognosis control level and an increase in expression level compared to the control level is determined to have a poor prognosis. 上昇が、対照レベルより少なくとも10%高い、請求項18記載の方法。   19. The method of claim 18, wherein the increase is at least 10% higher than the control level. 発現レベルが、以下:
(a)CDCA5のmRNAを検出する方法、
(b)CDCA5タンパク質を検出する方法、および
(c)CDCA5タンパク質の生物学的活性を検出する方法
からなる群より選択されるいずれか一つの方法によって決定される、請求項18記載の方法。
Expression levels are as follows:
(A) a method for detecting mRNA of CDCA5,
19. The method of claim 18, wherein the method is determined by any one method selected from the group consisting of (b) a method for detecting CDCA5 protein and (c) a method for detecting biological activity of CDCA5 protein.
患者に由来する生物学的試料が、生検材料、痰もしくは血液、胸水、または尿を含む、請求項18記載の方法。   19. The method of claim 18, wherein the biological sample from the patient comprises biopsy material, sputum or blood, pleural effusion, or urine. (a)CDCA5遺伝子のmRNAを検出するための試薬;
(b)該遺伝子によってコードされるタンパク質を検出するための試薬;および
(c)該タンパク質の生物学的活性を検出するための試薬
からなる群より選択される試薬を含む、肺がんを診断するためのキット、または肺がんを有する患者の予後を評価もしくは決定するためのキット。
(A) a reagent for detecting mRNA of the CDCA5 gene;
(B) a reagent for detecting a protein encoded by the gene; and (c) a reagent selected from the group consisting of a reagent for detecting the biological activity of the protein, for diagnosing lung cancer Kits for assessing or determining the prognosis of patients with lung cancer.
試薬が、該遺伝子の遺伝子転写物に対するプローブである、請求項23記載のキット。   24. The kit according to claim 23, wherein the reagent is a probe for a gene transcript of the gene. 試薬が、該遺伝子によってコードされるタンパク質に対する抗体である、請求項23記載のキット。   24. The kit according to claim 23, wherein the reagent is an antibody against a protein encoded by the gene.
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