JP2015515261A - Screening assay for identification and validation of drugs targeting cancer stem cells - Google Patents

Screening assay for identification and validation of drugs targeting cancer stem cells Download PDF

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バティア、ミッキー
サクロス、エレフテリオス
マノー リジューノ、ルース
マノー リジューノ、ルース
コリンズ、トニー
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マックマスター ユニヴァーシティ
マックマスター ユニヴァーシティ
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Abstract

選択的に癌幹細胞(CSCs)を標的とし、しかし正常幹細胞(NSCs)に効果を及ぼさない薬剤の同定および検証の方法が記載される。薬剤は、その薬剤が癌幹細胞代用物(sCSC)の細胞増殖を阻害し、または細胞分化または死を誘導するが、正常幹細胞には同様の効果を及ぼさない、という能力により同定される。癌幹細胞代用物(sCSC)は自然に形質転換された特性を獲得し、しかし多能性を保持するヒト胚性幹細胞(t−hPSC)または形質転換誘導多能性幹細胞(t−iPSC)である。ドーパミン受容体(DRs)は癌幹細胞のバイオマーカーとして同定される。ドーパミン受容体遮断薬は癌幹細胞(CSCs)の分化を誘導し、癌を播種する癌幹細胞(CSCs)の能力を根絶する。【選択図】図27Methods are described for the identification and validation of drugs that selectively target cancer stem cells (CSCs) but have no effect on normal stem cells (NSCs). An agent is identified by the ability of the agent to inhibit cancer stem cell surrogate (sCSC) cell proliferation or induce cell differentiation or death, but does not have a similar effect on normal stem cells. Cancer stem cell surrogate (sCSC) is a human embryonic stem cell (t-hPSC) or transformation-induced pluripotent stem cell (t-iPSC) that acquires a naturally transformed property but retains pluripotency . Dopamine receptors (DRs) are identified as biomarkers for cancer stem cells. Dopamine receptor blockers induce the differentiation of cancer stem cells (CSCs) and eradicate the ability of cancer stem cells (CSCs) to seed cancer. [Selection] Figure 27

Description

本発明は、癌の予後または処置の方法およびスクリーニングの方法に関し、特にドーパミン受容体を標的とする癌の予後または処置の方法、および癌幹細胞を標的とする薬剤の同定と検証のためのスクリーニング法に関するものである。   The present invention relates to a method for prognosis or treatment of cancer and a screening method, and more particularly to a method for prognosis or treatment of cancer targeting dopamine receptors, and a screening method for identification and verification of drugs targeting cancer stem cells. It is about.

本出願は2012年9月6日出願の米国特許出願13/605,609(特許文献1)および2012年2月28日出願のPCT国際出願PCT/CA2012/000175(特許文献2)に対し優先権を主張し、それらの全ての内容はここに参照され採り入れられる。   This application has priority over US patent application 13 / 605,609 filed September 6, 2012 (Patent Document 1) and PCT international application PCT / CA2012 / 000175 filed February 28, 2012 (Patent Document 2). All of which are hereby incorporated by reference.

多くの証拠が癌/腫瘍の発現が癌幹細胞(CSC)と呼ばれ(Dick,2009;Jordan,2009;Reya他、2001)独自に疾病を開始し維持することができる稀な細胞集団に起因することを示唆した。さらに実験の結果が、癌細胞系の増殖を抑制し(Shoemaker,2006)またはマウスモデルにおいて腫瘍量を減少させる(Frese及びTuveson,2007)能力を特徴とする従来型の化学療法薬剤がヒト癌幹細胞(CSC)に対して有効でないことを示した(Guan他,2003;Li他,2008)。この化学療法剤に対する抵抗性は、しばしば健康な幹細胞および前駆細胞に影響を与える無差別な細胞毒性と組合わされて、投与量制限につながり、そして保護処置を必要とさせる(Smith他、2006)。この方向に沿った最近の事例には、細胞死の選択的誘導(Gupta他,2009;Raj他,2011)があるが、それはまだ正常幹細胞及びヒトシステムでのテストが残されている。したがって前臨床検査用の真に選択的な抗癌剤を提供するために、癌幹細胞のみを標的とする薬剤の識別が喫緊の課題である。   Much evidence is attributed to the rare cell population whose cancer / tumor expression is called cancer stem cells (CSC) (Dick, 2009; Jordan, 2009; Reya et al., 2001) that can independently initiate and maintain disease I suggested that. Further, experimental results show that conventional chemotherapeutic agents characterized by the ability to suppress the growth of cancer cell lines (Shoemaker, 2006) or reduce tumor burden in mouse models (Frese and Tubeson, 2007) are human cancer stem cells (CSC) was shown to be ineffective (Guan et al., 2003; Li et al., 2008). This resistance to chemotherapeutic agents is often combined with indiscriminate cytotoxicity that affects healthy stem and progenitor cells, leading to dose limitations and requiring protective treatment (Smith et al., 2006). A recent example along this direction is the selective induction of cell death (Gupta et al., 2009; Raj et al., 2011), which still remains tested in normal stem cells and human systems. Therefore, the identification of drugs that target only cancer stem cells is an urgent issue in order to provide truly selective anticancer drugs for preclinical testing.

正常幹細胞及び腫瘍性幹細胞は自己再生と分化ポテンシャルとの間のしっかりと制御された平衡状態により機能的に定義される。癌幹細胞の場合この平衡状態は増大した自己再生とサバイバルの側にかたより、その結果限定された分化能力をもたらし、それは最終的に腫瘍の成長を可能にする。正常な幹細胞にも等しく影響する直接的毒性効果とは対照的に、癌幹細胞を根絶する他の手段は、癌幹細胞集団を消耗させる努力の中で、この平衡状態を分化の側に変更することによる。したがって、選択的に体細胞性癌幹細胞を標的にし、一方で健常な幹細胞能力を助命する分子を識別することは、革新的な診断及び処置の開発にとって選択的にヒト癌幹細胞を標的にするために有用である。   Normal and neoplastic stem cells are functionally defined by a tightly controlled equilibrium between self-renewal and differentiation potential. In the case of cancer stem cells, this equilibrium state leads to increased self-renewal and survival, resulting in limited differentiation capacity, which ultimately allows tumor growth. In contrast to the direct toxic effects that equally affect normal stem cells, another means of eradicating cancer stem cells is to change this equilibrium to differentiation in an effort to exhaust the cancer stem cell population. by. Therefore, identifying molecules that selectively target somatic cancer stem cells while preserving healthy stem cell ability is to selectively target human cancer stem cells for the development of innovative diagnostics and treatments. Useful for.

正常細胞に対するある合成物の影響と比較して癌細胞に選択的に効果を持つ抗癌化合物を発見する方法が記載され、それにより抗癌幹細胞が発見されてきた(米国特許6,180、357)。しかし癌幹細胞の同定には技術の進展が必要であった。選択的な抗癌幹細胞化合物を発見するにはいくつかの進展が必要である。その中には、癌幹細胞と正常幹細胞の両方を十分に大きな数で成長させ、これらの細胞を非分化状態に維持し、ロボット操作を含むハイスループットスクリーニングに対し十分に強い幹細胞を有し、溶液を調合し、輸送し、そしてハイスループットスクリーニングに適合する関連する幹細胞エンドポイントの開発、を含む。ハイスループットに使用可能な細胞の数は主要な技術的限界である。幹細胞は生体内(in vivo)では希少なため、一次単離は挑戦的であり、従って幹細胞の培養により幹細胞の数の増大が可能となる。培養内の幹細胞は分化する傾向があり、そしてそれらの幹細胞特性を培養内で保持しない。幹細胞培養を一般的細胞培養との差異の1つの例は、幹細胞培養は分化を阻止するために抗生物質の無い条件が必要な点である。細胞数の限界は近藤氏らの論文(WO2006/051405A2)により明白である、なぜならばヘキスト3334によるサイドポピュレーション(癌幹細胞の代用物としての)の選別は、この染料が幹細胞に対し毒性であることを前提とすると(Machalinski他、1998)限界があるためである。原体培養では、近藤氏の論文に開示されるように、サイドポピュレーションはサイドポピュレーション細胞と非サイドポピュレーション細胞の2つの細胞集団を形成する。培養はサイドポピュレーション細胞の純粋なグループを維持せず、そしてヘキスト3334によるサイドポピュレーションの再単離を必要とし、それにより細胞数を減少させる。この問題はまた、純粋なサイドポピュレーションが直接モニターされないため、培養内の混合細胞のエンドポイントの判定を妨害する。さらに、細胞培養が混合集団を形成するため、サブ培養およびサブポピュレーションの分析が不可能である。近藤氏らの論文は選択的癌幹細胞化合物を発見する方法を請求項として開示しているが、ハイスループット態様において、純粋なサイドポピュレーションを維持し、同一の化合物による正常細胞に対する効果を示し、そしてそれらを癌幹細胞モデルとして開示されたサイドポピュレーションと比較する、ことが出来ないことは、選択的抗癌幹細胞薬剤を発見するための既存技術の限界である。   Methods have been described for discovering anti-cancer compounds that are selectively effective on cancer cells compared to the effects of certain compounds on normal cells, thereby finding anti-cancer stem cells (US Pat. No. 6,180,357). ). However, progress in technology was required to identify cancer stem cells. Several advances are needed to discover selective anticancer stem cell compounds. Among them, both cancer stem cells and normal stem cells are grown in a sufficiently large number, these cells are maintained in an undifferentiated state, have stem cells that are strong enough for high-throughput screening including robotic manipulation, Development, development of relevant stem cell endpoints that are compatible with high throughput screening. The number of cells that can be used for high throughput is a major technical limitation. Since stem cells are rare in vivo, primary isolation is challenging and therefore culturing of stem cells allows for an increase in the number of stem cells. Stem cells in culture tend to differentiate and do not retain their stem cell properties in culture. One example of the difference between stem cell culture and general cell culture is that stem cell culture requires conditions without antibiotics to prevent differentiation. Limitation of cell number is evident in the paper by Kondo et al. (WO 2006/051405 A2), because selection of side population (as a surrogate for cancer stem cells) by Hoechst 3334 makes this dye toxic to stem cells This is because there is a limit (Machalinski et al., 1998). In progenitor culture, side populations form two cell populations, side population cells and non-side population cells, as disclosed in Kondo's paper. The culture does not maintain a pure group of side population cells and requires re-isolation of the side population with Hoechst 3334, thereby reducing the cell number. This problem also hinders the determination of mixed cell endpoints in culture because pure side population is not directly monitored. Furthermore, subculture and subpopulation analysis is not possible because cell culture forms a mixed population. Kondo et al. Disclaims a method for discovering selective cancer stem cell compounds, but in a high-throughput manner, maintains a pure side population, shows the effect of the same compound on normal cells, And the inability to compare them with the side populations disclosed as cancer stem cell models is a limitation of existing techniques for discovering selective anti-cancer stem cell drugs.

同様に、Tyers氏の特許(米国特許8,058,243)は従来技術の他の限界を示している。その文献は神経前駆体細胞、神経前駆細胞の増殖、分化再生、および/または自己再生および/または多能性神経幹細胞の効力のある、および/または選択的な調節剤を同定するクローン原生ニューロスフェア検定法を開示している。スクリーンは幹細胞アッセイにおいて活性な化合物に向けられ、必ずしも癌幹細胞を標的としていない。カウンタースクリーンは選択的癌幹細胞vs正常幹細胞活性よりはむしろ幹細胞vs分化細胞活性を検知するように、正常幹細胞系よりはむしろ星状細胞系であった。その文献は、活性化合物の中から、癌幹細胞を豊富に含み、しかし癌幹細胞の純粋な集団ではない、髄芽細胞腫前駆体細胞に対する12のサブセットを試験することを開示している。抗癌幹細胞化合物の発見はニューロスフェア細胞に対する活性化合物の発見と、さらなる試験に依存している。ニューロスフェアが神経系の幹細胞と前駆細胞を含むため、選択的抗癌幹細胞化合物を発見するための設備は除外されている、なぜならばスクリーンの第一ステップは正常幹細胞に向けられているためである。従って、Tyers氏の発明では抗癌幹細胞化合物をハイスループットで発見する試みは自明である、なぜならば、その発明はハイスループットスクリーニングにより活性幹細胞化合物を第一に同定し、その後サブセットを癌幹細胞が豊富な細胞上で試験することを教授しているからである。   Similarly, Tyer's patent (US Pat. No. 8,058,243) shows other limitations of the prior art. The literature describes clonal native neurospheres that identify potent and / or selective regulators of neural precursor cells, neural progenitor cell proliferation, differentiation regeneration, and / or self-renewal and / or pluripotent neural stem cells An assay method is disclosed. The screen is directed to compounds that are active in the stem cell assay and does not necessarily target cancer stem cells. The counter screen was an astrocyte cell line rather than a normal stem cell line so as to detect selective cancer stem cell versus normal stem cell activity rather than stem cell vs differentiated cell activity. The document discloses testing 12 subsets of medulloblastoma precursor cells among active compounds that are rich in cancer stem cells but are not a pure population of cancer stem cells. The discovery of anticancer stem cell compounds relies on the discovery of active compounds against neurosphere cells and further testing. Since neurospheres contain neural stem and progenitor cells, facilities for discovering selective anticancer stem cell compounds are excluded because the first step of the screen is directed at normal stem cells . Thus, Tyers's invention is self-evident in trying to discover anti-cancer stem cell compounds at high throughput because the invention first identified active stem cell compounds by high-throughput screening and then enriched with subsets of cancer stem cells. This is because he teaches testing on various cells.

血液系腫瘍は血液、骨髄およびリンパ節に影響を及ぼす癌のタイプである。血液系腫瘍は2つの主要血液細胞分化系列のいずれかに由来する:骨髄性またはリンパ性細胞系。血液系腫瘍の例は、急性骨髄性白血病および慢性骨髄性白血病を含む。   Hematological tumors are a type of cancer that affects the blood, bone marrow, and lymph nodes. Hematological tumors originate from one of two major blood cell differentiation lineages: myeloid or lymphoid cell lines. Examples of hematological tumors include acute myeloid leukemia and chronic myeloid leukemia.

血液系腫瘍は全て一般的に骨髄内の骨髄性分化系列の前駆体から発生すると考えられているが、それらは症状、病理および処置において高度に多岐にわたっている。例えば2008年WHO骨髄増殖性腫瘍分類(Tefferi他、Cancer9月1日号、3842−3847頁(2009年)および;Vannucchi他 骨髄増殖性腫瘍の理解と管理の進展 CA Cancer J.Clin.2009年;59:171−191参照。両文献はここに参照され採り入れられる。)は骨髄性腫瘍の5つの異なる分類スキームを提示し、そして急性骨髄性白血病(AML)を慢性骨髄性白血病(CML)及び他の骨髄増殖性腫瘍とは異なるカテゴリーに分類している。さらに慢性骨髄性白血病(CML)はしばしばBCR−Abl転座を含むことが特徴としてあげられるが、これは急性骨髄性白血病(AML)には存在しない。骨髄腫瘍のような白血病の好適な処置は、造血性幹細胞集団に不当に影響を与えることなく白血病細胞を標的とするであろう。   All hematological tumors are generally thought to arise from precursors of the myeloid lineage within the bone marrow, but they are highly diverse in symptoms, pathology and treatment. For example, the 2008 WHO Myeloproliferative Tumor Classification (Tefferi et al., Cancer September 1 issue, pages 3842-3847 (2009); and Vannucci et al. Advances in understanding and managing myeloproliferative tumors CA Cancer J. Clin. 2009; 59: 171-191, both referenced and incorporated herein) presents five different classification schemes for myeloid tumors, and acute myeloid leukemia (AML) as chronic myelogenous leukemia (CML) and others It is classified into a different category from myeloproliferative tumors. In addition, chronic myeloid leukemia (CML) is often characterized as containing a BCR-Abl translocation, which is not present in acute myeloid leukemia (AML). A suitable treatment for leukemias such as bone marrow tumors will target leukemia cells without unduly affecting the hematopoietic stem cell population.

チオリダジンはフェノチアジン薬グループに属するドーパミン受容体遮断薬であり、そして抗精神病薬として使用されている。それは1959以来、病院で使用されてきたが、高投与量での心毒性および網膜症にたいする懸念から、この薬は一般的には処方されず、より普遍的に使用される抗精神病薬に対し、応答に失敗した又は禁忌である患者に対しとっておかれている。統合失調症に有効であると見做される量の投与量でドーパミン受容体遮断薬による処置を受けている統合失調症患者は、一般集団に比べて直腸、結腸及び前立腺癌の発現率が低いことが報告されている。
癌の処置と予後のための新規の方法、とくに急性骨髄性白血病の処置と予後のための新規の方法に対するニーズが存在する。また、癌幹細胞を標的とする薬剤の同定と検証のための新規の方法に対するニーズが存在する。
Thioridazine is a dopamine receptor blocker belonging to the phenothiazine drug group and is used as an antipsychotic. It has been used in hospitals since 1959, but due to concerns about cardiotoxicity and retinopathy at high doses, this drug is not generally prescribed and is a more universally used antipsychotic drug, Set aside for patients who fail to respond or are contraindicated. Patients with schizophrenia who are treated with dopamine receptor blockers at doses that are considered effective for schizophrenia have a lower incidence of rectal, colon, and prostate cancer than the general population It has been reported.
There is a need for new methods for the treatment and prognosis of cancer, particularly for the treatment and prognosis of acute myeloid leukemia. There is also a need for new methods for identifying and validating drugs that target cancer stem cells.

米国特許出願13/605,609US patent application 13 / 605,609 PCT国際出願PCT/CA2012/000175PCT International Application PCT / CA2012 / 000175

癌幹細胞を標的とする薬剤の発見は、いくつかの方法論を通じてアプローチすることができる。正常な幹細胞から癌幹細胞を区別する分子メカニズムは十分に解明されていない。癌幹細胞に関連付けられているマーカーはあるが、そのようなマーカーは不足しており、またそれらは必ずしも創薬のための標的ではないかもしれない。また、幹細胞を標的とし、そして分化誘導を介して幹細胞のプールを消耗させるか、さまざまなメカニズムを介して幹細胞の数を減らすか、のいずれかを潜在的にできる化合物の選択は、正常な幹細胞に同様の効果を与え、結果として過度の治療毒性を与えることを回避するために選択的である必要がある。したがって、他の細胞と比較して癌幹細胞に対して異なる効果を有する薬物を発見する方法論が必要とされている。   The discovery of drugs that target cancer stem cells can be approached through several methodologies. The molecular mechanism that distinguishes cancer stem cells from normal stem cells has not been fully elucidated. Although there are markers associated with cancer stem cells, such markers are deficient and they may not necessarily be targets for drug discovery. In addition, selection of compounds that can target either stem cells and potentially deplete the pool of stem cells through differentiation induction or reduce the number of stem cells through various mechanisms is normal stem cells Should be selective in order to have a similar effect and to avoid giving excessive therapeutic toxicity as a result. Therefore, there is a need for a methodology for discovering drugs that have different effects on cancer stem cells compared to other cells.

本明細書は、異なるレベルの生物学的活性を呈する、または正常な幹細胞のような他の種類の細胞と比較して癌幹細胞に対し選択性を有する、化合物を同定するために使用可能な方法を提供する。この方法は、代用物として機能し、腫瘍進行に関連する特徴を有し、それによって数千の化合物の抗癌幹細胞活性に対するハイスループット試験を可能にし、そしてここでは形質転換腫瘍性幹細胞と呼ばれる、再現可能な細胞系を使用する。この試験に適した細胞株は、PCT/CA2010/001340で提供される。本明細書で提供される方法は、複数の癌幹細胞に対する1つの化合物の効果を1つ以上の事前設定の値または結果と比較するプロセスに対する多因子的なアプローチを提供する。このような結果は、とりわけ、細胞死、多能性喪失、形態、細胞数、および細胞ストレス応答を測定することによって判定することができる。さらに、本方法は、正常細胞に対するEC50vs代用物細胞系のEC50の比率として定義される、選択的活性効力比(SAPR)の計算を提供し、それは当業者に標的化合物を以前より精度の高いレベルで選択することを可能にする。一連の用量範囲の比較の使用は、任意の単一の用量または投与量の小さな範囲では、細胞の各クラスに対する化合物の効果の差は明白でない可能性があるため、好ましい。ある実施形態では、本方法はさらに、一つ以上の正常な幹細胞に対する化合物の効果と、変異型腫瘍性幹細胞などの1つまたは複数の癌幹細胞に対する化合物の効果と、を比較することを含む。ある実施形態では、1つまたはそれ以上の正常幹細胞に対する化合物の効果は、1つ以上の幹細胞を化合物と接触させるステップと、及び1つ以上の幹細胞に対する化合物の効果を検出するステップと、によって実験的に判定され、ここで効果は化合物の生物活性を示唆する。   The present specification describes methods that can be used to identify compounds that exhibit different levels of biological activity or that are selective for cancer stem cells compared to other types of cells, such as normal stem cells. I will provide a. This method functions as a surrogate and has characteristics related to tumor progression, thereby enabling high-throughput testing for the anti-cancer stem cell activity of thousands of compounds and is referred to herein as transformed tumor stem cells. Use reproducible cell lines. A suitable cell line for this test is provided in PCT / CA2010 / 001340. The methods provided herein provide a multifactorial approach to the process of comparing the effect of one compound on multiple cancer stem cells with one or more preset values or results. Such results can be determined by measuring, among other things, cell death, loss of pluripotency, morphology, cell number, and cell stress response. Furthermore, the method provides a calculation of the selective activity potency ratio (SAPR), defined as the ratio of the EC50 vs surrogate cell line EC50 to normal cells, which allows those skilled in the art to more accurately target compounds than before. Allows you to select in. The use of a series of dose range comparisons is preferred because at any single dose or small range of doses, the difference in the effect of the compound on each class of cells may not be apparent. In certain embodiments, the method further comprises comparing the effect of the compound on one or more normal stem cells with the effect of the compound on one or more cancer stem cells, such as mutant neoplastic stem cells. In certain embodiments, the effect of a compound on one or more normal stem cells is tested by contacting one or more stem cells with the compound and detecting the effect of the compound on one or more stem cells. Where the effect is indicative of the biological activity of the compound.

本発明者らは、2段階のスクリーニング方法の使用は、選択的抗癌幹細胞剤を同定し検証するのに特に有用であると判断した。第一段階では、試験薬剤を選択するために、薬剤は、変異型腫瘍性幹細胞の多能性および/または細胞数の両方において変化を引き起こすことに対し、および場合によっては、多能性および細胞数の変化の両方において変化を引き起こすことに対し、スクリーニングされる。第二段階において、変異型腫瘍性幹細胞の多能性および/または細胞数の減少を引き起こしたとして第1段階で選択された試験薬剤は、変異型腫瘍性幹細胞の細胞数に正常幹細胞と比較して示差的効果を生じさせるか否かを試験される。2段階法の使用は、従来のスクリーニング方法に優る多数の利点を提供し、他の従来のスクリーニング方法では非選択的または見込みがないとして分類されたかもしれない選択的抗癌幹細胞薬剤の同定を可能にする。さらに、正常なヒト幹細胞は、変異型腫瘍性幹細胞と比較して培養液中で成長するのが一般的に困難である。正常なヒト幹細胞を用いて示差的活性を探す前に、腫瘍性幹細胞を使用する第一段階の薬剤のスクリーニングは、選択的抗癌幹細胞薬剤を同定し、そして検証するのに必要な時間とリソースを節約する。選択的な抗癌幹細胞薬剤の同定は、これらの薬剤が薬物開発の段階進行する機会を増大させる、なぜならば、これらの薬剤は正常な幹細胞に影響を与える可能性が低く、それにより非選択的薬剤に比べて副作用の可能性を減少させるからである。 The inventors have determined that the use of a two-step screening method is particularly useful for identifying and validating selective anti-cancer stem cell agents. In the first stage, to select a test agent, the agent causes changes in both pluripotency and / or cell number of the mutated neoplastic stem cell, and in some cases pluripotency and cell Screened for causing changes in both number changes. In the second stage, the test agent selected in the first stage as causing pluripotency and / or a decrease in the number of cells in the mutated neoplastic stem cell compared to the normal stem cell in the number of mutated neoplastic stem cells. To test for differential effects. The use of the two-step method offers a number of advantages over conventional screening methods, and the identification of selective anti-cancer stem cell drugs that may have been classified as non-selective or unlikely in other conventional screening methods. to enable. Furthermore, normal human stem cells are generally difficult to grow in culture compared to mutant neoplastic stem cells. Before looking for differential activity with normal human stem cells, screening for first-stage drugs using neoplastic stem cells is the time and resources required to identify and validate selective anti-cancer stem cell drugs To save money. The identification of selective anti-cancer stem cell agents increases the chance that these agents will progress through the drug development stage because they are unlikely to affect normal stem cells, thereby making them non-selective This is because it reduces the possibility of side effects compared to drugs.

本発明者らは、チオリダジンが癌幹細胞に対して細胞傷害性であり、そして特に急性骨髄性白血病(AML)を生じさせる癌幹細胞に対し細胞傷害性であると判定した。さらに、チオリダジンは、癌幹細胞に対し毒性な濃度において、造血幹細胞などの正常幹細胞に対し比較的限られた影響を与えることが発見されている。本開示は、チオリダジンと同様の構造を有するものとして特徴付けられ、そしてタニモト係数>0.6を示すチオリダジン様化合物が癌幹細胞効果を持つ能力を定量化するための多因子性プロセスを探求する。 The inventors have determined that thioridazine is cytotoxic to cancer stem cells and specifically cytotoxic to cancer stem cells that cause acute myeloid leukemia (AML). Furthermore, thioridazine has been found to have a relatively limited effect on normal stem cells such as hematopoietic stem cells at concentrations that are toxic to cancer stem cells. The present disclosure seeks a multifactorial process for quantifying the ability of thioridazine-like compounds that are characterized as having a structure similar to thioridazine and exhibit a Tanimoto coefficient> 0.6 to have cancer stem cell effects.


驚くべきことに、167の既知のまたは現在使用される治療薬の中で、5%だけしか抗癌幹細胞効果を示さないことが分かった。従って、本発明は、臨床癌化合物が抗癌幹細胞効果を有する可能性がこのような低い場合でも、臨床的に癌患者を治療するために使用されていなかった化合物を強力な抗癌幹細胞効果を有するものとして解明するための方法を提供するという、当技術分野における長く切実な要求を満たす。

Surprisingly, it has been found that only 5% of the 167 known or currently used therapeutic agents show an anti-cancer stem cell effect. Accordingly, the present invention provides a compound that has not been used clinically to treat cancer patients even when clinical cancer compounds have such a low possibility of having an anticancer stem cell effect. It fulfills a long and urgent need in the art to provide a method for elucidating as having.

従って本発明の一側面では、
試験薬剤を選択的抗癌幹細胞薬剤として同定しそして検証する方法であって、
i)1つまたはそれ以上の変異型腫瘍性幹細胞を前記試験薬剤に接触させ、そして1つまたはそれ以上の正常幹細胞を前記試験薬剤に接触させるステップと、
ii)前記試験薬剤に応答した、前記変異型腫瘍性幹細胞の細胞数の変化を検知し、そして前記試験薬剤に応答した、前記正常幹細胞の細胞数の変化を検知するステップと、
iii)前記試験薬剤との接触が、前記変異型腫瘍性幹細胞の細胞数の減少を誘発させ、一方前記変異型腫瘍性幹細胞の細胞数の減少に匹敵する前記正常幹細胞の細胞数の減少を誘発しない場合、前記試験薬剤を選択的抗癌幹細胞薬剤として同定するステップと、
を有することを特徴とする方法、が提供される。
Accordingly, in one aspect of the invention,
A method of identifying and verifying a test agent as a selective anticancer stem cell agent comprising:
i) contacting one or more mutant neoplastic stem cells with the test agent and contacting one or more normal stem cells with the test agent;
ii) detecting a change in the number of cells of the mutated neoplastic stem cell in response to the test agent, and detecting a change in the number of cells of the normal stem cell in response to the test agent;
iii) Contact with the test agent induces a decrease in the number of cells of the mutated neoplastic stem cell, while inducing a decrease in the number of cells of the normal stem cell comparable to the decrease in the number of cells of the mutated neoplastic stem cell If not, identifying the test agent as a selective anti-cancer stem cell agent;
There is provided a method characterized by comprising:

ある実施形態では、方法は異なる試験濃度の試験薬剤に応答した細胞数の変化を検知するステップを含む。従ってある実施形態では、方法は変異型腫瘍性幹細胞と正常幹細胞を試験薬剤に複数の試験濃度で接触させ、そして1つまたはそれ以上の変異型腫瘍性幹細胞および正常幹細胞に対する細胞数の変化を複数の試験濃度で検知するステップを含む。   In certain embodiments, the method includes detecting changes in cell number in response to different test concentrations of test agent. Thus, in certain embodiments, the method contacts a mutated neoplastic stem cell and a normal stem cell with a test agent at a plurality of test concentrations, and a plurality of cell number changes relative to one or more mutated neoplastic stem cells and normal stem cells. Detecting at a test concentration of.

本発明の関連した側面では、薬剤との接触に応答した変異型腫瘍性幹細胞の多能性の変化と細胞数の変化を検知し、薬剤が変異型腫瘍性幹細胞の多能性の喪失および/または細胞数の減少を誘発する場合に薬剤を試験薬剤として選択するステップが提供される。ある実施形態では、方法は1つまたはそれ以上の変異型腫瘍性幹細胞を前記試験薬剤と接触させ、そして1つまたはそれ以上の正常幹細胞を前記試験薬剤と接触させ、試験薬剤に応答した変異型腫瘍性幹細胞の細胞数の変化を検知し、試験薬剤に応答した正常幹細胞の細胞数の変化を検知し、そして、試験薬剤が、変異型腫瘍性幹細胞の細胞数の減少に匹敵する正常幹細胞の細胞数の減少を誘発することなく変異型腫瘍性幹細胞の細胞数の減少を誘発した場合、その試験薬剤を選択的抗癌幹細胞薬剤として同定するステップを有する。   In a related aspect of the invention, detecting a change in pluripotency and cell number of a mutated neoplastic stem cell in response to contact with the drug, the drug detects loss of pluripotency of the mutated neoplastic stem cell and / or Alternatively, there is provided a step of selecting an agent as a test agent when inducing a decrease in cell number. In certain embodiments, the method comprises contacting one or more mutant neoplastic stem cells with the test agent and contacting one or more normal stem cells with the test agent and responding to the test agent. Detecting changes in the number of neoplastic stem cells, detecting changes in the number of normal stem cells in response to the test drug, and the test drug is equivalent to a decrease in the number of mutant neoplastic stem cells. Identifying the test agent as a selective anti-cancer stem cell agent if it induces a decrease in the number of mutant neoplastic stem cells without inducing a decrease in cell number.

抗癌幹細胞薬剤が複雑な薬剤応答曲線を示し、薬剤の選択性および/または活性は薬剤または試験薬剤の単一濃度、または少数の濃度を使用した試験結果の外挿により容易に判定できないことも判定された。ここに記載される方法は、場合によって変異型腫瘍性幹細胞および/または正常幹細胞を試験薬剤に複数の試験濃度で接触させるステップを含む。   Anti-cancer stem cell drugs exhibit complex drug response curves, and drug selectivity and / or activity may not be easily determined by extrapolation of test results using a single concentration or a small number of concentrations of the drug or test agent It was judged. The methods described herein optionally include contacting the mutated neoplastic stem cells and / or normal stem cells with a test agent at multiple test concentrations.

ある実施形態では、複数の試験濃度が少なくとも約3,4または5桁または5桁以上変化する。ある実施形態では、複数の試験濃度が少なくとも約0.01μMから2μMまで、または、少なくとも10nMから約20μMまで変化する。場合によっては複数の試験濃度が8点または10点のような希釈系列を有する。   In some embodiments, the plurality of test concentrations varies by at least about 3, 4 or 5 orders of magnitude or more. In certain embodiments, the plurality of test concentrations vary from at least about 0.01 μM to 2 μM, or from at least 10 nM to about 20 μM. In some cases, multiple test concentrations have a dilution series such as 8 or 10 points.

ある実施形態では、ここに記載される方法は複数の試験濃度で試験薬剤に接触させたことに応答した変異型腫瘍性幹細胞の細胞数の変化に関する用量−反応曲線と、複数の試験濃度で試験薬剤に接触させたことに応答した正常幹細胞の細胞数の変化に関する用量−反応曲線と、を比較するステップを含む。当業者は用量反応曲線を比較するために多くの異なる方法が使用可能であることを理解しよう。例えば、ある実施形態では、試験薬剤に対し、前記変異型腫瘍性幹細胞の細胞数の減少についての半最大有効濃度(EC50)が測定され、そして前記正常幹細胞の細胞数の減少についての半最大有効濃度(EC50)が測定される。   In certain embodiments, the methods described herein are dose-response curves for changes in cell numbers of mutant neoplastic stem cells in response to contacting a test agent at multiple test concentrations, and tested at multiple test concentrations. Comparing a dose-response curve for changes in the number of normal stem cells in response to contact with the agent. One skilled in the art will appreciate that many different methods can be used to compare dose response curves. For example, in certain embodiments, a half maximal effective concentration (EC50) for a reduction in the number of cells of the mutated neoplastic stem cell is measured for a test agent and a half maximal effective for a reduction in the number of cells of the normal stem cell The concentration (EC50) is measured.

ある実施形態では、EC50値または類似の指標は比較されて試験薬剤に対する選択的活性比率を提供することができる。例えば、ある実施形態では、方法は正常幹細胞の細胞数の減少についての半最大有効濃度(EC50)の、前記変異型腫瘍性幹細胞の細胞数の減少についての半最大有効濃度(EC50)に対する比率を測定するステップを含む。場合によってここに記載される方法は半最大有効濃度(EC50)の比率が3より大きい場合、試験薬剤を選択的抗癌幹細胞薬剤として同定するステップを含む。   In certain embodiments, EC50 values or similar indicators can be compared to provide a selective activity ratio for a test agent. For example, in one embodiment, the method calculates the ratio of the half maximal effective concentration (EC50) for a reduction in the number of normal stem cells to the half maximal effective concentration (EC50) for a reduction in the number of cells of the mutant neoplastic stem cell. Including the step of measuring. Optionally, the methods described herein include identifying a test agent as a selective anti-cancer stem cell agent if the half maximal effective concentration (EC50) ratio is greater than 3.

本発明の1側面では、変異型腫瘍性幹細胞および/または正常幹細胞は、細胞に薬剤または試験薬剤を接触する前に容器に播かれる。ある実施形態では、変異型腫瘍性幹細胞は第1のレセプタクルに約3000から7000細胞/レセプタクルで播種され、そして正常幹細胞は第2のレセプタクルに約8000から12000細胞/レセプタクルで播種される。ある実施形態では、変異型腫瘍性幹細胞は約4000から6000細胞/レセプタクルで播種され、場合によっては約5000細胞/レセプタクルで播種される。ある実施形態では、正常幹細胞は約9000から11000細胞/レセプタクルで播種され、場合によっては約10000細胞/レセプタクルで播種される。   In one aspect of the invention, the mutated neoplastic stem cells and / or normal stem cells are seeded in a container prior to contacting the cells with a drug or test drug. In certain embodiments, the mutated neoplastic stem cells are seeded at about 3000 to 7000 cells / receptacle in a first receptacle, and normal stem cells are seeded at about 8000 to 12000 cells / receptacle in a second receptacle. In certain embodiments, the mutated neoplastic stem cells are seeded at about 4000 to 6000 cells / receptacle, and in some cases at about 5000 cells / receptacle. In certain embodiments, normal stem cells are seeded at about 9000 to 11000 cells / receptacle, and in some cases at about 10,000 cells / receptacle.

場合によって、第1のレセプタクルおよび第2のレセプタクルは同一のマイクロタイタープレート上のウェルであるか、あるいは別のマイクロタイタープレート上のウェルである。ある実施形態では、マイクロタイタープレートは96ウェルマイクロタイタープレートであり、場合によっては96ウェル皮膜マイクロタイタープレートである。     In some cases, the first receptacle and the second receptacle are wells on the same microtiter plate or are wells on different microtiter plates. In certain embodiments, the microtiter plate is a 96 well microtiter plate, and optionally a 96 well coated microtiter plate.

ある実施形態では、変異型腫瘍性幹細胞の細胞数の変化は細胞を試験薬剤と接触させた後、約48時間から96時間の間に、場合によっては、約72時間後に検知され、そして正常幹細胞の細胞数の変化は細胞を試験薬剤と接触させた後、約4日から6日の間に、場合によっては、約5日後に検知される。   In certain embodiments, the change in cell number of the mutated neoplastic stem cell is detected between about 48 hours and 96 hours, optionally about 72 hours after contacting the cells with the test agent, and normal stem cells This change in cell number is detected between about 4 and 6 days, and in some cases, about 5 days after contacting the cells with the test agent.

ここに記載される方法のある実施形態では、変異型腫瘍性幹細胞は形質転換ヒト多能性幹細胞(t−hPSCs)であり、場合によっては、V1H9−Oct4−GFP細胞、または形質転換誘発多能性幹細胞(t−iPSCs)である。ある実施形態では、変異型腫瘍性幹細胞はヒト変異型腫瘍性幹細胞である。     In certain embodiments of the methods described herein, the mutated neoplastic stem cells are transformed human pluripotent stem cells (t-hPSCs), optionally V1H9-Oct4-GFP cells, or transformation induced pluripotency Sex stem cells (t-iPSCs). In certain embodiments, the mutated neoplastic stem cell is a human mutated neoplastic stem cell.

本発明の一側面では、細胞数の変化はデオキシリボ核酸(DNA)含有量分析、ヒストンのような核マーカー、または核ラミニン、核濃縮の検知、および/またはヘキスト、4’,6−ジアミジノ−2−フェニルインドール(DAPI)、アクリジンオレンジ、DRAQ5またはサファリン(safarin)などのDNA結合蛍光色素での染色などによる核の検知、により測定される。当業者は細胞数の変化を検知することは個別の細胞を識別しおよび/または計数することをふくむことを理解しよう。場合によって、細胞数の変化は、高含有量分析、場合によっては、核画像分析を使用して検知される。   In one aspect of the invention, the change in cell number is deoxyribonucleic acid (DNA) content analysis, nuclear markers such as histones, or nuclear laminin, detection of nuclear enrichment, and / or Hoechst, 4 ′, 6-diamidino-2 -Measured by detection of nuclei such as by staining with DNA-binding fluorescent dyes such as phenylindole (DAPI), acridine orange, DRAQ5 or safarin. Those skilled in the art will understand that detecting changes in cell number includes identifying and / or counting individual cells. In some cases, changes in cell number are detected using high content analysis, and possibly nuclear image analysis.

ある実施形態では、ここに記載される方法は選択的抗癌幹細胞薬剤として同定された試験薬剤を、癌被験者由来の癌細胞系に対する活性についてスクリーニングするステップを含む。ある実施形態では、癌細胞系は急性骨髄性白血病(AML)細胞系のような白血病細胞系である。ある実施形態では、活性は、細胞毒性、アポトーシスの誘発、多能性の喪失、分化の誘発、またはそれらの組み合わせである。ある実施形態では、活性は1つ以上のマーカーの存在/不存在またはレベルである。   In certain embodiments, the methods described herein include screening test agents identified as selective anti-cancer stem cell agents for activity against cancer cell lines from cancer subjects. In certain embodiments, the cancer cell line is a leukemia cell line such as an acute myeloid leukemia (AML) cell line. In certain embodiments, the activity is cytotoxicity, induction of apoptosis, loss of pluripotency, induction of differentiation, or a combination thereof. In certain embodiments, the activity is the presence / absence or level of one or more markers.

ある実施形態では、ここに記載される方法は選択的抗癌幹細胞薬剤として同定された試験薬剤を、1つまたはそれ以上のストレス応答遺伝子、場合によっては、1つまたはそれ以上のアネキシンV、p53および/またはp21などのアポトーシス性バイオマーカーの発現の誘導についてスクリーニングするステップを含む。   In certain embodiments, the methods described herein identify a test agent identified as a selective anticancer stem cell agent with one or more stress response genes, optionally one or more annexin V, p53. And / or screening for induction of expression of apoptotic biomarkers such as p21.

本発明の他の側面では、変異型腫瘍性幹細胞の多能性の喪失と細胞数の減少を誘発する1つまたはそれ以上の試験薬剤を同定するため、i)のステップの前に、1つまたはそれ以上の薬剤をスクリーニングするステップをさらに有する。これらの検査薬剤はその後、ここに記載される方法を使用して、例えば試験薬剤に応答した細胞数の変化を変異型腫瘍性幹細胞と正常幹細胞との間で比較することによって、選択的抗癌幹細胞薬剤として同定され、検証される。   In another aspect of the invention, prior to step i), to identify one or more test agents that induce loss of pluripotency of the mutated neoplastic stem cells and a decrease in cell number, Or further screening for more drugs. These test agents are then used to select selective anti-cancers using the methods described herein, for example, by comparing changes in cell numbers in response to test agents between mutated neoplastic and normal stem cells. Identified and verified as a stem cell drug.

ある実施形態では、方法はi)のステップの前に、変異型腫瘍性幹細胞を薬剤と接触させるステップと、薬剤に応答した変異型腫瘍性幹細胞の多能性の変化と細胞数の変化を検知するステップと、薬剤が変異型腫瘍性幹細胞の多能性の喪失と細胞数の減少を誘発する場合に薬剤を試験薬剤として選択するステップと、を含む。ある実施形態では、変異型腫瘍性幹細胞は前記薬剤と約10μMで接触される。ある実施形態では、複数の薬剤がマイクロタイタープレート上で平均からの標準偏差閾値、場合によっては、平均から、場合によっては、プレート全体の平均から、少なくとも3標準偏差のZスコアの閾値、に基づいて、多能性の変化および細胞数の変化に関してスクリーニングされ、そして試験薬剤として同定される。ある実施形態では、能性の喪失を誘発するために骨形成タンパク質−4(BMP4)で処置された変異型腫瘍性幹細胞は陽性対照として使用され、場合によっては、前記細胞は少なくとも100ng/mLのBMP4で処置される。   In certain embodiments, the method detects contacting a mutated neoplastic stem cell with a drug prior to step i) and detecting a pluripotency change and cell number change of the mutated neoplastic stem cell in response to the drug. And selecting an agent as a test agent if the agent induces loss of pluripotency of the mutated neoplastic stem cells and a decrease in cell number. In certain embodiments, the mutated neoplastic stem cell is contacted with the agent at about 10 μM. In certain embodiments, the plurality of agents are based on a standard deviation threshold from an average on a microtiter plate, in some cases from an average, and in some cases from a whole plate average, a Z score threshold of at least 3 standard deviations. Are screened for pluripotency changes and cell number changes and identified as test agents. In certain embodiments, mutant neoplastic stem cells treated with bone morphogenetic protein-4 (BMP4) to induce loss of potency are used as a positive control, and in some cases, the cells are at least 100 ng / mL. Treated with BMP4.

当業者は、1つまたはそれ以上の多能性マーカーの発現レベルの変化を検知することにより変異型腫瘍性幹細胞の多能性の変化を検知するために、既存技術の多くの異なる方法が使用可能であることを理解しよう。ある実施形態は、1つまたはそれ以上の多能性マーカーの発現レベルの変化を検知するステップは、1つまたはそれ以上の多能性マーカーに対し選択的な抗体を使用するステップを含む。ある実施形態は、1つまたはそれ以上の変異型腫瘍性幹細胞における1つまたはそれ以上の多能性マーカーの発現は、GFPなどのレポーター遺伝子に機能的にリンクしている。ある実施形態では、多能性マーカーはOct4およびSox2から選択される。ある実施形態では、多能性マーカーは、Oct4、Sox2、Nanog、SSEA3、SSEA4、TRA−1−60、TRA−1−81、IGF1受容体、コネキシン43、E−カドヘリン、アルカリホスファターゼ、REX1、CRIPTO、CD24、CD90、CD29、CD9およびCD49f、およびそれらの混合物から選択される。   A person skilled in the art uses many different methods of existing technology to detect changes in the pluripotency of mutant tumor stem cells by detecting changes in the expression level of one or more pluripotency markers. Understand what is possible. In certain embodiments, detecting a change in the expression level of one or more pluripotency markers comprises using an antibody selective for the one or more pluripotency markers. In certain embodiments, the expression of one or more pluripotency markers in one or more mutated neoplastic stem cells is operably linked to a reporter gene such as GFP. In certain embodiments, the pluripotency marker is selected from Oct4 and Sox2. In certain embodiments, the pluripotency marker is Oct4, Sox2, Nanog, SSEA3, SSEA4, TRA-1-60, TRA-1-81, IGF1 receptor, connexin 43, E-cadherin, alkaline phosphatase, REX1, CRIPTO , CD24, CD90, CD29, CD9 and CD49f, and mixtures thereof.

ある側面では本発明は:
試験薬剤を選択的抗癌幹細胞薬剤として同定しそして検証する方法であって、
i)1つまたはそれ以上の変異型腫瘍性幹細胞を前記試験薬剤に接触させ、そして1つまたはそれ以上の正常幹細胞を前記試験薬剤に接触させるステップと、
ii)試験薬剤に応答した、変異型腫瘍性幹細胞の1つまたはそれ以上の活性の変化を検知し、そして試験薬剤に応答した、正常幹細胞の1つまたはそれ以上の活性の変化を検知するステップと、
iii)試験薬剤との接触が、変異型腫瘍性幹細胞の1つまたはそれ以上の活性を誘発し、一方変異型腫瘍性幹細胞の活性の誘発に匹敵するほどの正常幹細胞の活性を誘発しない場合、試験薬剤を選択的抗癌幹細胞薬剤として同定するステップと、
を有することを特徴とする方法、を提供する。
In one aspect, the invention provides:
A method of identifying and verifying a test agent as a selective anticancer stem cell agent comprising:
i) contacting one or more mutant neoplastic stem cells with the test agent and contacting one or more normal stem cells with the test agent;
ii) detecting a change in the activity of one or more of the mutated neoplastic stem cells in response to the test agent and detecting a change in the activity of one or more normal stem cells in response to the test agent. When,
iii) if the contact with the test agent induces one or more activities of the mutated neoplastic stem cell, while not inducing the activity of normal stem cells comparable to that of the mutated neoplastic stem cell; Identifying a test agent as a selective anticancer stem cell agent;
A method characterized by comprising:

ある実施形態では、活性は、アポトーシス、ネクローシス、増殖、細胞分裂、分化、遊走または運動、1つまたはそれ以上のバイオマーカーの存在または不存在、1つまたはそれ以上のバイオマーカーのレベル、またはそれらの誘発である。   In certain embodiments, the activity is apoptosis, necrosis, proliferation, cell division, differentiation, migration or movement, the presence or absence of one or more biomarkers, the level of one or more biomarkers, or them Is the induction of

他の側面では;
薬剤を選択的抗癌幹細胞薬剤として同定し検証するための2段階法であって、
i)前記薬剤との接触に応答した変異型腫瘍性幹細胞の1つまたはそれ以上の活性の変化を検知し、前記薬剤が変異型腫瘍性幹細胞の1つまたはそれ以上の活性を誘発する場合に前記薬剤を試験薬剤として選択するステップと;そして
ii)1つまたはそれ以上の変異型腫瘍性幹細胞を前記試験薬剤と接触させ、そして1つまたはそれ以上の正常幹細胞を前記試験薬剤と接触させ、前記試験薬剤に応答した変異型腫瘍性幹細胞の1つまたはそれ以上の活性の変化を検知し、前記試験薬剤に応答した正常幹細胞の1つまたはそれ以上の活性の変化を検知し、そして、前記試験薬剤が、変異型腫瘍性幹細胞の活性の誘発に匹敵する正常幹細胞の活性を誘発することなく、変異型腫瘍性幹細胞の1つまたはそれ以上の活性を誘発した場合、前記試験薬剤を選択的抗癌幹細胞薬剤として同定するステップと、
を有することを特徴とする方法、が提供される。
In other aspects;
A two-step method for identifying and validating a drug as a selective anti-cancer stem cell drug, comprising:
i) detecting a change in the activity of one or more of the mutated neoplastic stem cells in response to contact with the agent, wherein the agent induces one or more activities of the mutated neoplastic stem cell Selecting the agent as a test agent; and ii) contacting one or more mutated neoplastic stem cells with the test agent and contacting one or more normal stem cells with the test agent; Detecting a change in the activity of one or more of the mutated neoplastic stem cells in response to the test agent, detecting a change in the activity of one or more normal stem cells in response to the test agent; and If the test agent induces one or more activities of the mutated neoplastic stem cell without inducing the activity of a normal stem cell comparable to that of the mutated neoplastic stem cell, the test Identifying the agent as a selective anti-cancer stem cell agent;
There is provided a method characterized by comprising:

ある実施形態では、活性は、アポトーシス、ネクローシス、増殖、細胞分裂、分化、遊走または運動、1つまたはそれ以上のバイオマーカーの存在または不存在、1つまたはそれ以上のバイオマーカーのレベル、またはそれらの誘発である。   In certain embodiments, the activity is apoptosis, necrosis, proliferation, cell division, differentiation, migration or movement, the presence or absence of one or more biomarkers, the level of one or more biomarkers, or them Is the induction of

本発明の他の側面では、驚くべきことに、構造的にチオリダジンに類似の化合物は癌幹細胞の分化の誘発、または癌幹細胞の殺傷に効果があることが判定された。また構造的にチオリダジンに類似の化合物を被験者に投与するステップを含む、ある被験者の癌を処置する方法が提供される。     In another aspect of the invention, it has surprisingly been determined that compounds structurally similar to thioridazine are effective in inducing cancer stem cell differentiation or killing cancer stem cells. Also provided is a method of treating cancer in a subject comprising administering to the subject a compound that is structurally similar to thioridazine.

ある実施形態では、化合物はチオリダジンに類似の少なくとも0.6のタニモト係数を持つ。ある実施形態では、化合物はチオリダジンに類似の少なくとも0.7、0.8、0.9または0.95のタニモト係数を持つ。場合によって、化合物は、チオリダジン、プロクロルペラジン、トリフルオペラジン、フルフェナジン、ペルフェナジン、およびトリフルプロマジンからなるグループから選択される。ある実施形態では、化合物は、フェノチアジン誘導体である。ある実施形態では、化合物は正常幹細胞と比較して癌幹細胞の分化を優先的に誘発する。例えばある実施形態では、化合物は変異型腫瘍性幹細胞の分化を、H9細胞などの正常幹細胞と比べて優先的に誘発する。   In certain embodiments, the compound has a Tanimoto modulus of at least 0.6, similar to thioridazine. In certain embodiments, the compound has a Tanimoto modulus of at least 0.7, 0.8, 0.9, or 0.95 that is similar to thioridazine. Optionally, the compound is selected from the group consisting of thioridazine, prochlorperazine, trifluoperazine, fluphenazine, perphenazine, and triflupromazine. In certain embodiments, the compound is a phenothiazine derivative. In certain embodiments, the compound preferentially induces differentiation of cancer stem cells relative to normal stem cells. For example, in certain embodiments, the compound preferentially induces differentiation of mutant neoplastic stem cells relative to normal stem cells such as H9 cells.

癌幹細胞は生体内(in vivo)、試験管内(in vitro)または生体外(ex vivo)である。ある実施形態では、癌幹細胞は被験者の生体内(in vivo)に発見される。ある実施形態では、癌は急性骨髄性白血病のような白血病である。ある実施形態では、癌は乳癌である。ある実施形態では、癌は肺癌、結腸癌、脳癌、または前立腺癌である。   Cancer stem cells are in vivo, in vitro, or ex vivo. In certain embodiments, cancer stem cells are found in a subject's in vivo. In certain embodiments, the cancer is leukemia, such as acute myeloid leukemia. In certain embodiments, the cancer is breast cancer. In certain embodiments, the cancer is lung cancer, colon cancer, brain cancer, or prostate cancer.

ここに記載される方法はまた、抗癌幹細胞薬剤で処置中の癌を罹患するまたはそれを疑われる被験者に対する、処置、モニター、または治療方針の決定に有用である。ある実施形態では、抗癌幹細胞薬剤は選択的抗癌幹細胞薬剤である。
例えばある実施形態では;
抗癌幹細胞薬剤での処置を受けている、癌を罹患する、または癌の罹患を疑われる被験者からの試料を提供するステップと、
前記試料内の癌幹細胞のレベルを測定するステップと、
前記試料が癌幹細胞を含まない場合に前記被験者は抗癌幹細胞薬剤での処置をこれ以上必要としないと判定し、そして前記試料が癌幹細胞を含む場合に前記被験者は抗癌幹細胞薬剤での処置をさらに必要とする被験者として同定するステップと、
を有することを特徴とする方法、が提供される。
The methods described herein are also useful in determining treatment, monitoring, or treatment strategies for subjects suffering from or suspected of having cancer being treated with an anti-cancer stem cell agent. In certain embodiments, the anti-cancer stem cell agent is a selective anti-cancer stem cell agent.
For example, in certain embodiments;
Providing a sample from a subject undergoing treatment with an anti-cancer stem cell drug, suffering from cancer or suspected of having cancer;
Measuring the level of cancer stem cells in the sample;
If the sample does not contain cancer stem cells, the subject determines that no further treatment with an anti-cancer stem cell drug is needed, and if the sample contains cancer stem cells, the subject treats with an anti-cancer stem cell drug Identifying as a subject in need of further,
There is provided a method characterized by comprising:

ある実施形態では、また;
癌を罹患する、または癌の罹患を疑われる被験者を抗癌幹細胞薬剤で処置するステップと、
被験者からの試料内の癌幹細胞のレベルを測定するステップと、
試料が癌幹細胞を含まない場合に被験者は抗癌幹細胞薬剤での処置をこれ以上必要としないと判定し、そして試料が癌幹細胞を含む場合に被験者は抗癌幹細胞薬剤での処置をさらに必要とする被験者として同定するステップと、
を有することを特徴とする方法、が提供される。
In some embodiments, also;
Treating a subject suffering from or suspected of having cancer with an anti-cancer stem cell agent;
Measuring the level of cancer stem cells in a sample from a subject;
If the sample does not contain cancer stem cells, the subject determines that no further treatment with the anti-cancer stem cell drug is required, and if the sample contains cancer stem cells, the subject further requires treatment with the anti-cancer stem cell drug. Identifying as a subject to perform,
There is provided a method characterized by comprising:

ある実施形態では;
抗癌幹細胞薬剤での処置を受けている、癌を罹患する、または癌の罹患を疑われる被験者からの試料を提供するステップと、
試料内の癌幹細胞のレベルを測定するステップと、
試料内の癌幹細胞のレベルを対照試料内の癌幹細胞のレベルと比較するステップも提供される。
In certain embodiments;
Providing a sample from a subject undergoing treatment with an anti-cancer stem cell drug, suffering from cancer or suspected of having cancer;
Measuring the level of cancer stem cells in the sample;
Comparing the level of cancer stem cells in the sample with the level of cancer stem cells in the control sample is also provided.

場合によって、方法は対照試料と比較した試料内の癌幹細胞のレベルの増加または減少に基づいて、被験者に対し抗癌幹細胞薬剤での処置を続けるかを判定するステップを含む。ある実施形態では、対照試料は、被験者からの時間的に前の試料である。   Optionally, the method includes determining whether to continue treatment with the anti-cancer stem cell agent on the subject based on an increase or decrease in the level of cancer stem cells in the sample compared to the control sample. In certain embodiments, the control sample is a temporally previous sample from the subject.

ある実施形態では、抗癌幹細胞薬剤はチオリダジン、構造的にチオリダジンに類似の化合物、またはフェノチアジン誘導体である。   In certain embodiments, the anti-cancer stem cell agent is thioridazine, a structurally similar compound to thioridazine, or a phenothiazine derivative.

ある実施形態では、試料内の癌幹細胞のレベルを測定するステップは、分化細胞のような試料内の他の細胞タイプと比較した試料内の癌幹細胞のレベルを測定するステップを含む。場合によって、ここに記載される方法は、試料内の癌幹細胞の分化細胞に対する割合の時間変化を測定するステップを含む。   In certain embodiments, measuring the level of cancer stem cells in the sample comprises measuring the level of cancer stem cells in the sample compared to other cell types in the sample, such as differentiated cells. In some cases, the methods described herein include measuring a time change in the ratio of cancer stem cells to differentiated cells in a sample.

ある実施形態では、試料内の癌幹細胞のレベルを測定するステップは、癌幹細胞に関連するバイオマーカーおよび/または分化細胞に関連するバイオマーカーを検知するステップを有する。場合によって、試料内の癌幹細胞のレベルは従来技術で公知の異種移植を使用して測定できる。   In certain embodiments, measuring the level of cancer stem cells in the sample comprises detecting biomarkers associated with cancer stem cells and / or biomarkers associated with differentiated cells. In some cases, the level of cancer stem cells in a sample can be measured using xenografts known in the art.

ある実施形態では、ここに記載される方法は、癌幹細胞および/または分化細胞に関連するバイオマーカーの発現について試料を試験することにより、試料内の癌幹細胞のレベルを判定するステップを含む。ある実施形態では、癌幹細胞に関連するバイオマーカーはドーパミン受容体(DR)1+、DR2+、DR3+、DR4+、CD14+、CD34+およびCD44+から選択される。ある実施形態では、分化細胞に関連するバイオマーカーはCD11b+、CD24+、CD114+およびCD16+から選択される。   In certain embodiments, the methods described herein include determining the level of cancer stem cells in a sample by testing the sample for expression of biomarkers associated with cancer stem cells and / or differentiated cells. In certain embodiments, the biomarker associated with cancer stem cells is selected from dopamine receptor (DR) 1+, DR2 +, DR3 +, DR4 +, CD14 +, CD34 + and CD44 +. In certain embodiments, the biomarker associated with differentiated cells is selected from CD11b +, CD24 +, CD114 + and CD16 +.

ある実施形態では、試料は白血病細胞または白血病細胞が疑われる細胞からなり、癌幹細胞のレベルを測定するステップは1つまたはそれ以上のドーパミン受容体およびCD14に対して試験するステップを含み、ここにおいて1つまたはそれ以上のドーパミン受容体およびCD14(DR+;CD14+)を発現する細胞は白血病幹細胞として同定される。ある実施形態では、試料は白血病細胞または白血病細胞が疑われる細胞からなり、そして癌幹細胞の有無を判定するステップは、1つまたはそれ以上のドーパミン受容体およびCD14+、場合によってCD34+に対して試験するステップを含む。   In certain embodiments, the sample consists of leukemia cells or suspected leukemia cells, and measuring the level of cancer stem cells comprises testing for one or more dopamine receptors and CD14, wherein Cells expressing one or more dopamine receptors and CD14 (DR +; CD14 +) are identified as leukemia stem cells. In certain embodiments, the sample consists of leukemia cells or cells suspected of being leukemic cells, and the step of determining the presence or absence of cancer stem cells is tested against one or more dopamine receptors and CD14 +, optionally CD34 +. Includes steps.

ある実施形態では、試料は乳癌細胞または乳癌細胞であることが疑われる細胞からなり、乳癌幹細胞のレベルを測定するステップはCD44の発現およびCD24発現の不存在(CD44+/CD24−またはCD44+/CD24low)に対して試料を試験するステップを含む。ある実施形態では、乳癌幹細胞のレベルを判定するステップは、DR1,DR2,DR3,DR4およびDR5から選択される1つまたはそれ以上のドーパミン受容体発現、および場合によってCD44およびCD24発現(DR+/CD44+/CD24−またはCD24low)について試料を試験するステップを含む。ある実施形態では、乳癌幹細胞のレベルを測定するステップは、DR5および場合によってCD44およびCD24の発現について試料を試験するステップを含む。ここに記載される方法は、場合によって既存技術で既知の他の癌幹細胞または分化細胞に関連するバイオマーカーについて試料を試験するステップを含む。 In certain embodiments, the sample consists of breast cancer cells or cells suspected of being breast cancer cells, and measuring the level of breast cancer stem cells comprises CD44 expression and absence of CD24 expression (CD44 + / CD24− or CD44 + / CD24 low ) Testing the sample against. In certain embodiments, determining the level of breast cancer stem cells comprises the expression of one or more dopamine receptors selected from DR1, DR2, DR3, DR4 and DR5, and optionally CD44 and CD24 expression (DR + / CD44 + / CD24− or CD24 low ). In certain embodiments, measuring the level of breast cancer stem cells comprises testing the sample for DR5 and optionally CD44 and CD24 expression. The methods described herein optionally include testing the sample for biomarkers associated with other cancer stem cells or differentiated cells known in the art.

本発明の他の側面では、被験者にチオリダジンに類似の少なくとも0.6のタニモト係数をもつ化合物を投与するステップを含む被験者の癌を処置する方法が提供される。またチオリダジンに類似の少なくとも0.6のタニモト係数をもつ化合物を癌の処置に使用する方法が提供される。ある実施形態では、化合物はチオリダジンに類似の少なくとも0.7、0.8、0.9または0.95のタニモト係数を持つ。場合によって、化合物は、限定されないが、チオリダジン、プロクロルペラジン、トリフルオペラジン、フルフェナジン、ペルフェナジン、およびトリフルプロマジンを含む。ある実施形態では、化合物はフェノチアジン誘導体である。ある実施形態では、化合物は正常幹細胞と比較して癌幹細胞を優先的に分化させる。ある実施形態では、癌は急性骨髄性白血病である。   In another aspect of the invention, there is provided a method of treating cancer in a subject comprising administering to the subject a compound having a Tanimoto coefficient of at least 0.6 similar to thioridazine. Also provided is a method of using a compound having a Tanimoto coefficient of at least 0.6 similar to thioridazine for the treatment of cancer. In certain embodiments, the compound has a Tanimoto modulus of at least 0.7, 0.8, 0.9, or 0.95 that is similar to thioridazine. In some cases, compounds include, but are not limited to, thioridazine, prochlorperazine, trifluoperazine, fluphenazine, perphenazine, and triflupromazine. In certain embodiments, the compound is a phenothiazine derivative. In certain embodiments, the compound preferentially differentiates cancer stem cells relative to normal stem cells. In certain embodiments, the cancer is acute myeloid leukemia.

本発明の一側面では、驚くべきことに、チオリダジンまたはクロルプロマジンのようなドーパミン受容体遮断薬は、癌細胞特に急性骨髄性白血病(AML)の癌細胞に対し細胞毒性を有することが特定された。さらに癌細胞に対し毒性を有する濃度のドーパミン受容体遮断薬は、造血性幹細胞のような正常幹細胞に対し比較的限定された影響しか及ぼさないことが判った。またさらに、ドーパミン受容体はAML細胞系および原発性AML細胞には発現するが、正常造血性幹細胞が多い細胞系には比較的少ない発現が見られた。さらに、AML細胞内のドーパミン受容体の発現は単芽球マーカーCD14の発現と相関していることが示された。チオリダジンのようなドーパミン受容体遮断薬はCD14を発現するAML細胞に対し細胞毒性を有する。   In one aspect of the invention, it has surprisingly been identified that dopamine receptor blockers such as thioridazine or chlorpromazine are cytotoxic to cancer cells, particularly those of acute myeloid leukemia (AML). Further, it has been found that dopamine receptor blockers at concentrations that are toxic to cancer cells have a relatively limited effect on normal stem cells such as hematopoietic stem cells. Still further, dopamine receptors were expressed in AML cell lines and primary AML cells, but relatively low expression was seen in cell lines rich in normal hematopoietic stem cells. Furthermore, the expression of dopamine receptor in AML cells was shown to correlate with the expression of the monoblast marker CD14. Dopamine receptor blockers such as thioridazine are cytotoxic to AML cells that express CD14.

したがって、ある側面では、ドーパミン受容体遮断薬を必要とする被験者に投与するステップを有する、被験者の癌または前癌性の疾病を処置する方法が提供される。類似の側面において、本発明の開示は、癌または前癌性の疾病の処置に対しドーパミン受容体(DR)遮断薬を使用する方法を記載する。ある実施形態では、癌または前癌性の疾病は骨髄増殖性疾病または白血病である。ある実施形態では癌は急性骨髄性白血病(AML)である。ある実施形態では、ドーパミン受容体(DR)遮断薬は、造血性幹細胞または正常幹細胞と比べて優先的に癌幹細胞の分化を誘発する。   Accordingly, in one aspect, a method for treating a cancer or precancerous disease in a subject is provided, comprising administering to a subject in need of a dopamine receptor blocker. In a similar aspect, the present disclosure describes methods of using dopamine receptor (DR) blockers for the treatment of cancer or precancerous diseases. In certain embodiments, the cancer or precancerous disease is a myeloproliferative disease or leukemia. In certain embodiments, the cancer is acute myeloid leukemia (AML). In certain embodiments, the dopamine receptor (DR) blocker preferentially induces cancer stem cell differentiation compared to hematopoietic or normal stem cells.

ある実施形態では、ドーパミン受容体遮断薬は、チオリダジンまたはクロルプロマジンのようなフェノチアジン誘導体である。選択肢として、ドーパミン受容体遮断薬は1種類以上のドーパミン受容体を遮断する多重受容体遮断薬である。ある実施形態では、ドーパミン受容体遮断薬はDファミリーのードーパミン受容体遮断薬である。ある実施形態では、ドーパミン受容体遮断薬は表1に記載される化合物から選択される1つの化合物である。 In certain embodiments, the dopamine receptor blocker is a phenothiazine derivative such as thioridazine or chlorpromazine. As an option, the dopamine receptor blocker is a multi-receptor blocker that blocks one or more dopamine receptors. In some embodiments, the dopamine receptor blocker is D 2 family of over dopamine receptor blockers. In certain embodiments, the dopamine receptor blocker is one compound selected from the compounds listed in Table 1.

他の側面では、癌細胞にドーパミン受容体遮断薬を接触させるステップを有する、癌細胞の増殖を減少させる方法が提供される。類似の側面では、癌細胞の増殖を減少させるためにドーパミン受容体遮断薬を使用する方法が提供される。ある実施形態では、細胞にドーパミン受容体遮断薬を接触させることが、癌細胞または前癌性細胞の細胞死または分化を誘発する。ある実施形態では、癌細胞は癌幹細胞であり、癌幹細胞にドーパミン受容体遮断薬を接触させることが癌幹細胞の分化を誘発する。細胞は生体内(in vivo)でも試験管内(in vitro)でもよい。ある実施形態では、前癌性細胞は骨髄増殖性細胞である。選択肢として、癌細胞は急性骨髄性白血病(AML)細胞または単球性白血病細胞のような白血病細胞である。ある実施形態では、細胞はCD14ポジティブである。ある実施形態では、ドーパミン受容体遮断薬はチオリダジンなどのフェノチアジン誘導体である。ある実施形態では、ドーパミン受容体遮断薬は表1の記載される化合物から選択される1つの化合物である。   In another aspect, a method for reducing cancer cell growth is provided, comprising contacting the cancer cell with a dopamine receptor blocker. In a similar aspect, a method of using a dopamine receptor blocker to reduce cancer cell growth is provided. In certain embodiments, contacting a cell with a dopamine receptor blocker induces cell death or differentiation of a cancer cell or precancerous cell. In certain embodiments, the cancer cell is a cancer stem cell, and contacting the cancer stem cell with a dopamine receptor blocker induces differentiation of the cancer stem cell. The cells may be in vivo or in vitro. In certain embodiments, the precancerous cell is a myeloproliferative cell. As an option, the cancer cells are leukemia cells such as acute myeloid leukemia (AML) cells or monocytic leukemia cells. In certain embodiments, the cell is CD14 positive. In certain embodiments, the dopamine receptor blocker is a phenothiazine derivative such as thioridazine. In certain embodiments, the dopamine receptor blocker is one compound selected from the compounds listed in Table 1.

他の1つの局面では、ドーパミン受容体遮断薬による処置に適した癌を有する被験者を識別する方法が提供される。ある実施形態では、方法は、被験者からの癌細胞試料中において1種類以上のドーパミン受容体の発現を測定するステップを含む。ある実施形態では、1種類以上のドーパミン受容体を発現する癌細胞を有する被験者がドーパミン受容体遮断薬による処置に適しているとして識別される。ある実施形態では、癌は白血病であり、癌細胞は白血病細胞である。ある実施形態では、白血病は急性骨髄性白血病または単球性白血病である。ある実施形態では、癌は乳癌である。ある実施形態では、癌を有する被験者を識別する方法は試料をCD14の発現について試験するステップを有する。   In another aspect, a method for identifying a subject having a cancer suitable for treatment with a dopamine receptor blocker is provided. In certain embodiments, the method includes measuring the expression of one or more dopamine receptors in a cancer cell sample from the subject. In certain embodiments, a subject having cancer cells that express one or more dopamine receptors is identified as being suitable for treatment with a dopamine receptor blocker. In certain embodiments, the cancer is leukemia and the cancer cell is a leukemia cell. In certain embodiments, the leukemia is acute myeloid leukemia or monocytic leukemia. In certain embodiments, the cancer is breast cancer. In certain embodiments, a method of identifying a subject having cancer comprises testing a sample for CD14 expression.

ある側面では、癌被験者の予後を決定する方法が提供される。それは被験者からの試料において1種類以上のドーパミン受容体バイオマーカーの発現レベルを測定するステップと、そして1種類以上のバイオマーカーの発現レベルを対照と比較するステップを有する。選択肢として、ここに提供される方法は、被験者からの癌細胞の試料を提供または獲得するステップを有する。ある実施形態では、対照に比べて増加した1種類以上のバイオマーカーの発現レベルは、癌が対照に比べてより重症な形態である示す。ある実施形態では、ドーパミン受容体バイオマーカーはDR3および/またはDR5である。ある実施形態では、癌は白血病または乳癌であり、そして試料は白血病細胞または乳癌細胞からなる。ある実施形態では、白血病は急性骨髄性白血病または単球性白血病である。   In one aspect, a method for determining the prognosis of a cancer subject is provided. It comprises measuring the expression level of one or more dopamine receptor biomarkers in a sample from the subject and comparing the expression level of one or more biomarkers to a control. As an option, the methods provided herein comprise providing or obtaining a sample of cancer cells from a subject. In certain embodiments, an increased expression level of one or more biomarkers relative to a control indicates that the cancer is a more severe form compared to a control. In certain embodiments, the dopamine receptor biomarker is DR3 and / or DR5. In certain embodiments, the cancer is leukemia or breast cancer and the sample consists of leukemia cells or breast cancer cells. In certain embodiments, the leukemia is acute myeloid leukemia or monocytic leukemia.

また白血病の被験者を識別する方法が提供される。ある実施形態では、方法は、被験者からの試料において1種類以上のドーパミン受容体の発現レベルを測定するステップと、そして1種類以上のドーパミン受容体の発現レベルを対照と比較するステップを有する。選択肢として、試料は白血球細胞からなり、および/または方法は、被験者からの白血球細胞からなる試料を提供するステップをさらに含む。ある実施形態では、対照に比べて増加した1種類以上のドーパミン受容体の発現レベルは被験者が急性骨髄性白血病または単球性白血病などの白血病であることを示す。ある実施形態では、方法はCD14について試験するステップをさらに含む。   Also provided is a method for identifying leukemia subjects. In certain embodiments, the method comprises measuring the expression level of one or more dopamine receptors in a sample from the subject and comparing the expression level of one or more dopamine receptors to a control. Optionally, the sample consists of white blood cells and / or the method further comprises providing a sample consisting of white blood cells from the subject. In certain embodiments, an increased expression level of one or more dopamine receptors relative to a control indicates that the subject has leukemia, such as acute myeloid leukemia or monocytic leukemia. In certain embodiments, the method further comprises testing for CD14.

さらに抗癌活性の化合物をスクリーニングする方法が提供される。それは、ドーパミン受容体遮断薬である化合物を識別するステップを含む。ある実施形態では、抗癌活性は急性骨髄性白血病(AML)細胞または単球細胞の増殖の減少である。選択肢として、方法は、造血性または正常幹細胞に比べて優先的に癌幹細胞の分化を誘発する化合物を識別するステップを含む。   Further provided are methods for screening for compounds with anticancer activity. It includes identifying a compound that is a dopamine receptor blocker. In certain embodiments, the anti-cancer activity is a decrease in proliferation of acute myeloid leukemia (AML) cells or monocytes. As an option, the method comprises identifying compounds that preferentially induce differentiation of cancer stem cells relative to hematopoietic or normal stem cells.

ある側面では、癌幹細胞を細胞集団から識別する方法が提供される。ある実施形態では、その方法は細胞がドーパミン受容体(DR)1、DR2、DR3、DR4およびDR5から選択される1種類以上のバイオマーカーを発現するかを測定するステップを含む。ある実施形態では、DR1、DR2、DR3、DR4および/またはDR5の発現はその細胞が癌幹細胞であることを示唆する。   In one aspect, a method for distinguishing cancer stem cells from a cell population is provided. In certain embodiments, the method comprises determining whether the cell expresses one or more biomarkers selected from dopamine receptor (DR) 1, DR2, DR3, DR4 and DR5. In certain embodiments, the expression of DR1, DR2, DR3, DR4 and / or DR5 indicates that the cell is a cancer stem cell.

ある実施形態では、細胞集団は哺乳類から単離された細胞、または細胞培養液のような培養内の細胞である。ある実施形態では、細胞の集団は多能性幹細胞である。ある実施形態では、細胞の集団は血液系癌細胞または前癌性細胞のような癌細胞を含む。選択肢として、方法は、DR1、DR2、DR3、DR4またはDR5をコードするポリヌクレオチドまたはポリペプチドの発現について細胞を試験するステップを含む。ある実施形態では、DR1、DR2、DR3、DR4およびDR5を発現する細胞は癌幹細胞であると識別される。いくつかの実施形態では、ここに記載される方法はまた、癌幹細胞を細胞集団から単離するステップを含む。例えば、癌幹細胞と識別された細胞は、フローサイトメトリ、蛍光標識細胞分取、パニング、親和性コラム分離、または磁気選別などの既存技術を使用して細胞集団または他の材料から単離可能である。ある実施形態では、癌幹細胞は1種類以上のDR1、DR2、DR3、DR4およびDR5に対する抗体を使用して単離される。   In certain embodiments, the cell population is cells isolated from a mammal or cells in culture, such as a cell culture medium. In certain embodiments, the population of cells is pluripotent stem cells. In certain embodiments, the population of cells comprises cancer cells such as hematological cancer cells or precancerous cells. As an option, the method comprises testing the cell for expression of a polynucleotide or polypeptide encoding DR1, DR2, DR3, DR4 or DR5. In certain embodiments, cells that express DR1, DR2, DR3, DR4 and DR5 are identified as cancer stem cells. In some embodiments, the methods described herein also include isolating cancer stem cells from the cell population. For example, cells identified as cancer stem cells can be isolated from cell populations or other materials using existing techniques such as flow cytometry, fluorescence labeled cell sorting, panning, affinity column separation, or magnetic sorting. is there. In certain embodiments, cancer stem cells are isolated using antibodies to one or more of DR1, DR2, DR3, DR4 and DR5.

本開示の他の特徴および優位性は以下の詳細説明から明らかになるであろう。しかし詳細説明および特定の事例は、本開示の好適な実施形態を示すが、説明のためにだけ与えられ、開示の精神と範囲内で多くの変更と修飾がこの記述を読んだ当業者には自明である。   Other features and advantages of the present disclosure will become apparent from the following detailed description. However, the detailed description and specific examples, while indicating the preferred embodiment of the present disclosure, are provided for purposes of illustration only and many variations and modifications will occur to those skilled in the art having read this description within the spirit and scope of the disclosure. It is self-explanatory.

本発明の1つ以上の実施形態が図に関連して記載される;
10μMのチオリダジンはHL−60、MV4−11およびOCI3の白血病細胞系に対し細胞毒性があることを示す図である。 10μMのチオリダジンは正常造血幹細胞(HSC)のコロニー形成ポテンシャルには限られた影響しか及ぼさないが(図2A)、急性骨髄性白血病(AML)の芽細胞形成ポテンシャルを有意に減少させることを示す図である。 (図3)は、チオリダジンで処置された正常造血幹細胞(HSC)および急性骨髄性白血病(AML)から形成されたCFUコロニーの細胞ペレットを示す図である。(図4)は、10μMのクロルプロマジンと10μMのチオリダジンは共にHL−60、MV4−11およびOCI3の白血病細胞系に対し細胞毒性があることを示す図である。 ドーパミン受容体DR1、DR2、DR3、DR4およびDR5の発現を示す図である。ドーパミン受容体(DR)発現は、急性骨髄性白血病(AML)細胞系、幾つかの原発性AMLおよび単核細胞(MNC)には見られるが、造血幹細胞(HSC)を豊富に含んだ細胞(系統枯渇へその緒臍帯血CBlin(−))では見られなかった。 多重ドーパミン受容体(DR)遮断薬は急性骨髄性白血病(AML)細胞系に対し細胞毒性があることを示す図である。SKF=(R)−(+)−SKF−38393塩酸塩;7OH=R(+)−7−ヒドロキシ−DPAT臭化水素酸塩;GR=GR 103691;SCH=R(+)−SCH−23390塩酸塩;CLOZ=クロザピン;CHL=クロルプロマジン塩酸塩;THIO=チオリダジン。 原発性AMLにおいてドーパミン受容体がCD14+細胞集団の中に発現することを示す蛍光標識細胞分取(FACS)データの図である。 原発性AMLにおいてチオリダジンがCD14+細胞を選択的に標的とし、そしてその正規化出現度数を減少させることを示す図である。 腫瘍性のヒト多能性幹細胞(hPSC)を分化する化合物のための化学スクリーニングを使用した、メフロキンとチオリダジンの識別を示す図である。(図9A)はスクリーニング手順の概略を示す。(図9B)は590種類の化合物スクリーンの緑色蛍光タンパク質(GFP)およびヘキスト信号の%残存活性(%RA)のXY分散プロットである。囲まれた領域は減少したGFPと減少したヘキストで定義される多能性の喪失(LOP)を示す。各点はn=3、平均+/−標準偏差。(図9C)は590種類の化合物の反応の要約を示す。 (図9D)は候補化合物;チオリダジン、アザチオプリンおよびメフロキンの化学構造式を示す。(図9E)は候補化合物10μMで処置したv1H9−Oct4−GFP細胞のGFP、ヘキストおよびそれらを合体させた代表的顕微鏡画像である。(図9F)はこれら画像のGFP強度のヒストグラムである。(図9G)はv1H9−Oct4−GFPの投与量反応曲線と50%有効濃度(EC50)の計算値である。各点はn=3、平均+/−標準偏差。 サリノマイシン、メフロキンおよびチオリダジンの正常および腫瘍性集団に対する影響を示す図である。(図10A−B)10−7−10−6Mのサリノマイシン(SAL)、メフロキン(MQ)およびチオリダジン(THIO)で処置されたH9(図10A)およびv1H9−Oct4−GFP(図10B)内のOct4+細胞の出現頻度のフローサイトメトリ分析である。各バーはn=3、平均+/−標準偏差。数値はジメチルスルホキシド(DMSO)で処置された対照試料に対し正規化されている;(−)DMSO平均、(−−)平均マイナス1標準偏差、(−)BMP4処置試料における%Oct4+レベル。 (図10C)同一化合物の同一濃度での、v1H9−Oct4−GFP内のOct4+細胞の正規化出現頻度%に対するH9内のOct4+細胞の正規化出現頻度%の比率である。 10μMのエトポシド、チオリダジン(THIO)、BMP4で24時間処置後、およびジメチルスルホキシド(DMSO)処置(対照、CTRL)において、p53(図10D)およびp21(図10E)に対しポジティブに染色する腫瘍性ヒト多能性幹細胞(hPSC)のパーセントを示す。各バーはn=3、平均+/−標準偏差。エトポシド、チオリダジン処置後の代表的画像が含まれる。矢印はエトポシド処置細胞とチオリダジン処置細胞におけるp53+とp21+を示す。 (図10F)は腫瘍性ヒト多能性幹細胞(hPSC)のチオリダジン処置後、2倍超増加した分化に伴う遺伝子を示す図である。遺伝子はそれぞれの行に分けられている、内胚葉(ENDO)、中胚葉(MESO)、胚細胞(GERM)、神経細胞(NEURO)および栄養芽細胞(TROPH)。各バーは2つの別個の実験の平均値である。(図10G−K)はメチルセルロース検定法を使用して検知された、化合物処置に反応した造血性多重分化系列及びクローン原性ポテンシャルを示す。(図10G)は化合物処置後の造血幹細胞および前駆細胞(HSPC)からの代表的コロニー形成単位(CFU)ペレットを示す。(図10H)は化合物処置後のAMLからの代表的芽細胞CFUペレットを示す。 (図10I−J)は、化合物処置後のHSPC(図10I)およびAML芽細胞(図10J)から生成されたそれぞれCFUと芽細胞CFUの定量化結果を示す。数値はジメチルスルホキシド(DMSO)で処置された対照試料に対し正規化されている;(−)DMSO平均、(−−)平均マイナス1標準偏差。各HSPCバーはn=7個別サンプル、平均+/−標準偏差。各AMLバーは少なくともn=5個別患者サンプル、平均+/−標準偏差。(図10K)は同一化合物の同一濃度における正規化されたAML芽細胞のCFUに対するHSPCのCFUの比率。 (図10L)チオリダジン10μM(THIO 10μM)またはDMSO溶媒(CTRL)で96時間まで処置後の培養された患者AML細胞内のCD11b顆粒球細胞の正規化出現頻度を示す。各バーはn=3、平均+/−標準偏差。(*)p<0.05(**)p<0.01(***)p<0.001(****)p<0.0001。 サリノマイシン、メフロキンおよびチオリダジンの線維芽細胞由来人工多能性幹細胞(iPSC)および造血幹細胞および前駆細胞(HSPC)に対する効果を示す図である。(図11A)10−7−10−6Mのサリノマイシン(SAL)、メフロキン(MQ)およびチオリダジン(THIO)で処置した線維芽細胞由来iPSC(Fib−iPS)におけるOct4+細胞の出現頻度のフローサイトメトリ分析である。各バーはn=3;平均+/−標準偏差。数値はジメチルスルホキシド(DMSO)で処置された対照試料に対し正規化されている;(−)DMSO平均、(−−)平均マイナス1標準偏差、(−)BMP4処置試料の%Oct4+レベル。(図11B)化合物の腫瘍性ヒト多能性幹細胞(hPSC)に対する拡大投与量応答である。各点は平均+/−標準偏差。 (図11C)はチオリダジンで処置された系統枯渇へその緒臍帯血(CBlin−)の造血性分化系列ポテンシャルを示す。メチルセルロース検定法において生成された赤芽球(CFU−E)、マクロファージ(CFU−M)および顆粒球(CFU−G)コロニーのコロニー形成単位(CFU)を示す。(図11D)はサリノマイシン、メフロキンおよびチオリダジンで処置された系統枯渇へその緒臍帯血(CBlin−)から生成されたCFUの構成を示す図である。0.1μM、1μM、10μMのサリノマイシン(SAL)、メフロキン(MQ)およびチオリダジン(THIO)処置で生成されたCFUの%構成を示す。(*)p<0.05(**)p<0.01。 造血性幹細胞(HSC)および白血病幹細胞(LSC)生着に対するチオリダジンの影響を示す図である。チオリダジン10μM(THIO 10μM)またはメフロキン10μM(MQ 10μM)で造血性幹細胞および前駆細胞(HSPC)を処置後の骨髄におけるヒトCD45+細胞の出現頻度である。数値はジメチルスルホキシド(DMSO)で処置された対照試料(CTRL)に対し正規化されている。計2つのHSPC試料が検証された。平均+/−標準偏差。 hCD45+集団内の側方散乱(SSC)に対する骨髄性マーカー(CD33)またはリンパ系マーカー(CD19)の代表的フローサイトメトリプロットである。 チオリダジン10μM(THIO 10μM)またはメフロキン10μM(MQ 10μM)で急性骨髄性白血病(AML)処置後の骨髄(BM)内のCD45+CD33+AML芽細胞の発現頻度をしめす図である。数値はジメチルスルホキシド(DMSO)で処置された対照試料(CTRL)に対し正規化されている。計2つのAML試料が検証された。 (図12D)DMSO処置された対照(CTRL)集団とチオリダジン処置(THIO 10μM)におけるCD33に対するCD45の代表的フロープロットである。(図12E)hCD45造血性幹細胞および前駆細胞(HSPC)生着の正規化%に対するhCD45 CD33AML芽細胞生着の正規化%の比率である。(*)p<0.05。 薬剤処置に対する生体内(in vivo)応答を示す図である。1μMのサリノマイシン(SAL 1μM)で造血性幹細胞および前駆細胞(HSPC)を処置後の骨髄内のヒトCD45+細胞の正規化出現頻度をDMSO処置された対照(CTRL)との比較で示す。計2つのHSPC試料が検証された。平均+/−標準偏差。(****)p<0.0001。 造血幹細胞(HSC)および白血病幹細胞(LSC)の脾臓生着に対するチオリダジンの効果を示す図である。(図13B上段)はチオリダジン10μM(THIO 10μM)で造血性幹細胞および前駆細胞(HSPC)を処置後の脾臓内のヒトCD45+細胞の出現頻度を示す。数値はDMSOで処置されたHSPC対照試料(CTRL)に対し正規化されている。計2つのHSPC試料が検証された。平均+/−標準偏差。(図13B下段)はチオリダジン10μM(THIO 10μM)でAMLを処置後の脾臓内のCD45+CD33+芽細胞の出現頻度を示す。数値はDMSOで処置されたAML対照試料(CTRL)に対し正規化されている。計2つのAML患者試料が検証された。 (図13C)はチオリダジンの赤血球および巨核球の再生に対する効果を示す図である。チオリダジン10μM(THIO 10μM)処置またはDMSO処置された(CTRL)HSPCを注入された異種移植骨髄内で検知されるヒト血液細胞の構成。赤血球(RBC)はグリコホリンAポジティブ性により、そして血小板はCD41aにより規定される。(図13D)はAMLとの異種移植の骨髄性白血病生着の確認を示す。側方散乱対リンパ系細胞のマーカーであるCD19のフローサイトメトリ。囲み内の数値は平均+/−標準偏差。 造血幹細胞(HSC)および白血病幹細胞(LSC)の生体内(in vivo)自己再生に関するチオリダジンの効果を示す図である。チオリダジン10μM(THIO 10μM)処置またはDMSO処置された(CTRL)原発性系統枯渇へその緒臍帯血(CBlin−)から外植された同数のhCD45細胞を受け取る、2次異種移植の骨髄における、hCD45+細胞の生着レベルを示す。各バーはn=3マウス、平均+/−標準偏差。 チオリダジン10μM(THIO 10μM)処置またはDMSO処置された(CTRL)原発性AML生着片から外植された同数のhCD45細胞を受け取る、2次異種移植の骨髄における、hCD45+CD33+の生着レベルを示す。 腫瘍性幹細胞に発現したドーパミン受容体を示す図である。SSEA3および全ての5つのドーパミン受容体(DR)サブタイプで染色された正常H9(図14A)および腫瘍性v1H9−Oct4−GFP細胞(図14B)のフローサイトメトリである。SSEA3+断片内のドーパミン受容体(DR)発現が示される。 CD34,CD38および全ての5つのドーパミン受容体(DR)サブタイプで染色された分化系列が枯渇した臍帯血(造血性幹細胞および前駆細胞(HSPC))のフローサイトメトリ。ドーパミン受容体(DR)発現はゲートで囲まれた集団で示される。 全ての5つのドーパミン受容体(DR)サブタイプで染色された、FAB分類を持つ13人のAML患者試料のフローサイトメトリである。 (図14E)はCD44とCD24で染色された3重ネガティブ(ER−、PR−,およびHER2−)の原発性ヒト乳癌におけるDRD5の共局在性をしめす。(図14F)はDRD3およびDRD5集団内の3重ネガティブ乳癌幹細胞(CSC)(CD44+CD24−/lo)の発現頻度。各バーは3つの原発性3重ネガティブ乳癌からなり、平均+/−標準偏差。 DRD3(図14G)およびDRD5(図14H)にポジティブである、患者試料からのAML芽細胞(CD33+CD45+)の出現頻度。計8人の患者試料が異種移植のレシピエントにおける白血病発症ポテンシャルについて検証された。白血病発症はマウス骨髄においてヒト生着>CD33+hCD45+の0.1%で定義された。22匹のマウスの内4匹の白血病発症AML試料が検定され、一方17匹のマウスの内4匹の白血病非発症AML試料が検定された。計n=8AML試料、平均+/−標準偏差。 全ての5種類のドーパミン受容体で染色された線維芽細胞由来ヒト人工多能性幹細胞(hiPSC)(図15A)およびへその緒臍帯血由来hiPSC(図15B)内のSSEA3+断片のフローサイトメトリである。 ヒト血液集団のドーパミン受容体発現を示す。へその緒臍帯血単核細胞のフローサイトメトリであり、赤血球系(グリコホリンA)、巨核球(CD41a)で染色されている。 へその緒臍帯血単核細胞のフローサイトメトリでありT−細胞(CD3)、B−細胞(CD19)で染色されている。 へその緒臍帯血単核細胞のフローサイトメトリであり単球(CD14)、顆粒球(CD15)で染色されている。ゲートで囲まれた集団内の全ての5つのドーパミン受容体による染色はヒストグラムで示される。 (図15F)血液集団内でのドーパミン受容体の局在性の要約。(図15G)はAML患者のフローサイトメトリであり、ゲートで囲まれた集団にドーパミン受容体を示す。 3重ネガティブヒト乳癌におけるドーパミン受容体発現を示す図である。乳癌幹細胞はCD44+CD24−/loで規定される(Al−Hajj他、2003)。それぞれのドーパミン受容体(DR)のCD44およびCD24集団内での共局在が3つの3重ネガティブ(ER−、PR−およびHER2−)乳癌に対して示される。 AMLにおいてチオリダジンがドーパミン受容体シグナル伝達を抑制することを示す図である。AML−OCI2およびAML−OCI3細胞系のドーパミン受容体発現を示す。 (図16B)は3種類のドーパミン受容体遮断薬で処置されたAML−OCI2およびAML−OCI3細胞の細胞数。数値はDMSOで処置された対照試料に対し正規化されている。各バーはn=3;平均+/−標準偏差。(図16C)無血清条件下でドーパミン受容体D2ファミリー刺激薬の70H−DPATで処置された、同一の細胞系の生存可能細胞数(7AAD−、ヘキスト+)。数値はDMSOで処置された対照試料に対し正規化されている。各バーはn=3;平均+/−標準偏差。 無血清条件下でドーパミン受容体D1ファミリー刺激薬のSKF38393で処置された同一の細胞系の生存可能細胞数(7AAD−、ヘキスト+)。 細胞数と化学物質ライブラリからの化合物で処置されたv104細胞の多能性の変化と、の散布図である。説明的な実施形態では、破線のボックス内の化合物は多能性を喪失させる能力および変異型腫瘍性幹細胞の細胞数の中程度の減少に基づいて同定される。このボックスの上方には、有意には細胞数を減少させず、また多能性を増減させない化合物がある。ボックスのすぐ下に位置する化合物は、細胞数への影響の大きさから潜在的に毒性であると考えられたが、しかし、これら化合物のいくつかは、現在の化学療法薬剤の多くは似た毒性効果を示すため、抗癌幹細胞薬剤として有用であるかもしれない。チオリダジンは点線の円で囲まれた黒い星で示され、一方チオリダジン類似体はボックス内の黒い星で示される。クロルプロマジンは実線の円内の黒い星で示される。チオリダジン類似体(チオリダジンに似た構造の化合物)は変異型腫瘍性幹細胞において細胞数の相対的減少と多能性の喪失を引き起こすことにおいて不均衡に表示されている。 図17から同定された化合物(グレーの点)でAML癌細胞系AML−OCI2およびAML−OCI3を処置後、(存在する正常核の割合の減少に基づいて)アポトーシスの誘導を示すプロットである。アポトーシスの徴候は原点に向かって増加する。黒いドットがチオリダジンおよびチオリダジン類似体を示す。チオリダジンは、AML癌細胞系において細胞死を誘導するが、チオリダジン類似体は不活性である。変異型腫瘍性幹細胞(v1O4細胞)に対して活性を有するチオリダジン類似体は、AML癌細胞系の細胞死を誘導しない。 チオリダジンで処理された変異型腫瘍性幹細胞(v1O4細胞)が、アポトーシスを誘導することが知られている対照としてのチオストレプトンで処置された細胞に比べて、細胞ストレス/死の徴候を示すことが少ない、ことを示す図である。10μMの化合物で処理したv1O4細胞を、3日間の処置後ヘキスト核染色で染色した顕微鏡画像。チオストレプトンはアポトーシスを誘導することが知られており、シタラビンはAMLの処置のための既知の化学療法剤である。核の腫脹および凝縮は細胞ストレスもしくは細胞死誘導の兆候である。 変異型腫瘍性幹細胞(v1O4細胞)を用いたスクリーニングは、癌幹細胞(CSC)に対しても活性である抗癌化合物の小規模なサブセットを同定することを示す図である。すべての既知/現在の抗癌治療用化合物が我々の組み合わせ化学ライブラリ(NIH、PWK、TOCRIS、CCC:合計で167)から同定され、そして細胞数および多能性喪失(LOP)に対してプロットされた。公知の抗癌化合物のわずか5%が、変異型腫瘍性幹細胞の多能性の損失と細胞数の中等度の減少を引き起こす抗癌幹細胞化合物として同定された。従って、抗癌幹細胞剤でもある抗癌化合物は驚くべきことに稀である。 選択的に癌幹細胞を標的とし、正常幹細胞を標的としない化合物を同定し検証するための2段階のプロセスのワークフローを示す図である。変異型腫瘍性幹細胞(v1O4細胞)からのEC50値および正常幹細胞(H9細胞)の用量反応曲線が各化合物の選択的活性効力比を計算するために使用される。 図22A−Cは、多能性および細胞数の損失を判定するための高含量分析で使用するための正常幹細胞(H9細胞)およびv1O4細胞に対する最適な期間と初期播種密度の決定を示す図である。図Ai:H9で最適な時点として播種後6日目が決定された。図Aii:H9の最適播種密度が10Kと決定された。 ヘキスト染色(図Bi)とGFPシグナル(図Bii)に対するv1O4細胞播種密度の範囲に基づいて、最適な時点として播種後4日目が決定された。 ヘキスト染色(図Ci)およびGFPシグナル(図Cii)に対するv1O4細胞の最適播種密度として5Kが決定された。H9およびv1O4細胞を96ウェルプレート上に播種し、+/−BMP4(0.1%DMSO)で播種1日後に処置した。v1O4の多能性喪失(LOP)応答はプレート蛍光定量を使用して播種4日後に定量され、そしてH9の細胞数は高含量分析により定量された。 癌幹細胞(v1O4細胞)に対し最も高い選択活性比を持つ化合物を同定する棒グラフである。 10μMで変異型腫瘍性幹細胞に対し選択性を示す選択的活性化合物の用量反応曲線を示す図である。 必ずしも10μMで選択性を示さないが、それにもかかわらず他の濃度で選択性を示す選択的活性化合物の用量反応曲線を示す図である。細胞数は、未処置対照に対して正規化されている。破線は、10μM濃度である。従って、複数の試験濃度で化合物をスクリーニングすることは抗癌剤に対して選択的な化合物を同定するために有用である。 図23で同定された高選択的活性の化合物(灰色)で処置した後のp53に対して陽性染色するv1O4またはH9細胞の割合のプロットを示す図である。高レベルのp53はp53依存性ストレス応答の活性化を示している。黒点はチオリダジンおよびチオリダジンの構造に似た化合物で処置したv1O4およびH9細胞のp53のレベルを表す。高選択性化合物は、p53ストレス応答において様々な程度の活性化作用を示す。図25に示すチオリダジン−類似体でp53ストレス応答がほとんど、または全く活性化しないものは、トリフルプロマジン、プロクロルペラジン、トリフロペラジン、フルフェナジン及びペルフェナジンを含む。 チオリダジンがドーパミン受容体を発現する癌幹細胞を選択的に標的とすることを示す図である。図26A:乳癌細胞系MDA−MB−231は癌幹細胞(CSC)を非常に多く含むことを示す。フローサイトメトリは、MDA−MB−231細胞の99%がCD44+CD24−/low乳癌幹細胞抗原表現型を発現したことを示した。図26B:MDA−MB−231細胞は、さまざまなドーパミン受容体を発現することを明らかにするヒストグラムを示す。図26C:MDA−MB−231細胞のチオリダジン処置は、D1ドーパミン受容体DRD1(またDR1としても知られる)を発現する細胞集団を減少させることを示す。細胞は10μMのチオリダジンで3日間処置された。図26D:MDA−MB−231細胞のチオリダジン治療はCD24の全体的な発現を増加させることを示す。チオリダジン治療はまた、未処置細胞と比較して、総細胞数の減少をもたらした(データは示さず)。 本明細書に記載の二段階スクリーニング法の例示的な実施形態を用いて同定され、検証された選択的抗癌幹細胞薬剤の散布図である。第一段階では、変異型腫瘍性幹細胞(V104細胞)が化学ライブラリからの化合物で処置された。多能性の喪失と細胞数の減少を誘起し、(図27に破線で示す)所定の閾値を通過した化合物が、試験薬剤に分類された。第二段階では、試験薬剤の一連の希釈液が、変異型腫瘍性幹細胞および正常ヒト幹細胞上で試験され、用量−反応曲線を生成した。各細胞系からの用量−反応曲線からのEC50値が次に計算され、EC50値が、正常幹細胞対変異型腫瘍性幹細胞から3倍を超える差異を示した化合物が、選択的抗癌幹細胞薬剤として同定された(図27に黒い星で示す)。
One or more embodiments of the invention are described with reference to the figures;
FIG. 10 shows that 10 μM thioridazine is cytotoxic to HL-60, MV4-11 and OCI3 leukemia cell lines. 10 μM thioridazine has a limited effect on the colony forming potential of normal hematopoietic stem cells (HSC) (FIG. 2A), but significantly reduces the blast forming potential of acute myeloid leukemia (AML). It is. (FIG. 3) shows a cell pellet of CFU colonies formed from normal hematopoietic stem cells (HSC) and acute myeloid leukemia (AML) treated with thioridazine. (FIG. 4) shows that 10 μM chlorpromazine and 10 μM thioridazine are both cytotoxic to HL-60, MV4-11 and OCI3 leukemia cell lines. It is a figure which shows expression of dopamine receptor DR1, DR2, DR3, DR4 and DR5. Dopamine receptor (DR) expression is found in acute myeloid leukemia (AML) cell lines, some primary AML and mononuclear cells (MNC), but cells rich in hematopoietic stem cells (HSC) ( It was not found in umbilical cord blood CBlin (-)) to strain depletion. FIG. 2 shows that multiple dopamine receptor (DR) blockers are cytotoxic to acute myeloid leukemia (AML) cell lines. SKF = (R)-(+)-SKF-38393 hydrochloride; 7OH = R (+)-7-hydroxy-DPAT hydrobromide; GR = GR 103691; SCH = R (+)-SCH-23390 hydrochloric acid CLOZ = clozapine; CHL = chlorpromazine hydrochloride; THIO = thioridazine. FIG. 4 is a diagram of fluorescence labeled cell sorting (FACS) data showing that dopamine receptors are expressed in CD14 + cell populations in primary AML. FIG. 5 shows that thioridazine selectively targets CD14 + cells and reduces their normalized frequency of occurrence in primary AML. FIG. 5 shows the discrimination between mefloquine and thioridazine using chemical screening for compounds that differentiate neoplastic human pluripotent stem cells (hPSCs). (FIG. 9A) shows an outline of the screening procedure. (FIG. 9B) is an XY scatter plot of the green fluorescent protein (GFP) and Hoechst signal% residual activity (% RA) for 590 compound screens. The enclosed area shows a loss of pluripotency (LOP) defined by reduced GFP and reduced Hoechst. Each point is n = 3, average +/− standard deviation. (FIG. 9C) shows a summary of the reaction of 590 compounds. (FIG. 9D) shows the chemical structural formulas of candidate compounds; thioridazine, azathioprine and mefloquine. (FIG. 9E) is a representative microscopic image of GFP, Hoechst and their combined v1H9-Oct4-GFP cells treated with 10 μM candidate compound. (FIG. 9F) is a histogram of the GFP intensity of these images. (FIG. 9G) is the calculated value of the dose response curve and 50% effective concentration (EC 50 ) of v1H9-Oct4-GFP. Each point is n = 3, average +/− standard deviation. FIG. 5 shows the effects of salinomycin, mefloquine and thioridazine on normal and neoplastic populations. (FIGS. 10A-B) Within H 9 (FIG. 10A) and v1H9-Oct4-GFP (FIG. 10B) treated with 10 −7 -10 −6 M salinomycin (SAL), mefloquine (MQ) and thioridazine (THIO). It is a flow cytometry analysis of the appearance frequency of Oct4 + cell. Each bar is n = 3, average +/− standard deviation. Values are normalized to control samples treated with dimethyl sulfoxide (DMSO); (−) DMSO average, (−−) average minus 1 standard deviation, (−)% Oct4 + level in BMP4 treated samples. (FIG. 10C) Ratio of normalized frequency of Oct4 + cells in H9 to% normalized frequency of Oct4 + cells in v1H9-Oct4-GFP at the same concentration of the same compound. Neoplastic human staining positive for p53 (FIG. 10D) and p21 (FIG. 10E) after treatment with 10 μM etoposide, thioridazine (THIO), BMP4 for 24 hours, and in dimethyl sulfoxide (DMSO) treatment (control, CTRL) Percentage of pluripotent stem cells (hPSC) is shown. Each bar is n = 3, average +/− standard deviation. Representative images after etoposide, thioridazine treatment are included. Arrows indicate p53 + and p21 + in etoposide and thioridazine treated cells. (FIG. 10F) is a diagram showing genes associated with differentiation increased more than 2-fold after thioridazine treatment of neoplastic human pluripotent stem cells (hPSC). The genes are divided into rows: endoderm (ENDO), mesoderm (MESO), germ cells (GERM), neurons (NEURO) and trophoblasts (TROPH). Each bar is the average of two separate experiments. (FIGS. 10G-K) show hematopoietic multiple lineage and clonogenic potential in response to compound treatment detected using the methylcellulose assay. (FIG. 10G) shows representative colony forming unit (CFU) pellets from hematopoietic stem and progenitor cells (HSPC) after compound treatment. (FIG. 10H) shows a representative blast CFU pellet from AML after compound treatment. (FIGS. 10I-J) show the quantification results of CFU and blast CFU respectively generated from HSPC (FIG. 10I) and AML blasts (FIG. 10J) after compound treatment. Numbers are normalized to control samples treated with dimethyl sulfoxide (DMSO); (−) DMSO average, (−−) average minus 1 standard deviation. Each HSPC bar is n = 7 individual samples, mean +/− standard deviation. Each AML bar is at least n = 5 individual patient samples, mean +/− standard deviation. (FIG. 10K) Ratio of HSFU CFU to normalized AML blast CFU at the same concentration of the same compound. (FIG. 10L) Normalized frequency of CD11b granulocyte cells in cultured patient AML cells after treatment with thioridazine 10 μM (THIO 10 μM) or DMSO vehicle (CTRL) for up to 96 hours. Each bar is n = 3, average +/− standard deviation. (*) P <0.05 (**) p <0.01 (***) p <0.001 (***) p <0.0001. It is a figure which shows the effect with respect to a fibroblast origin induced pluripotent stem cell (iPSC) and a hematopoietic stem cell, and a progenitor cell (HSPC) of salinomycin, mefloquine, and thioridazine. (FIG. 11A) Flow cytometry of the frequency of occurrence of Oct4 + cells in fibroblast-derived iPSCs (Fib-iPS) treated with 10 −7 -10 −6 M salinomycin (SAL), mefloquine (MQ) and thioridazine (THIO). It is analysis. Each bar is n = 3; mean +/− standard deviation. Numbers are normalized to control samples treated with dimethyl sulfoxide (DMSO); (−) DMSO average, (−−) average minus 1 standard deviation, (−)% Oct4 + level of BMP4 treated samples. (FIG. 11B) Expanded dose response of compounds to neoplastic human pluripotent stem cells (hPSC). Each point is the mean +/- standard deviation. (FIG. 11C) shows the hematopoietic lineage potential of umbilical cord blood (CBlin−) to line depletion treated with thioridazine. The colony forming units (CFU) of erythroblasts (CFU-E), macrophages (CFU-M) and granulocytes (CFU-G) colonies generated in the methylcellulose assay are shown. (FIG. 11D) shows the organization of CFU generated from cord blood (CBlin-) to line depletion treated with salinomycin, mefloquine and thioridazine. The% composition of CFU produced with 0.1 μM, 1 μM, 10 μM salinomycin (SAL), mefloquine (MQ) and thioridazine (THIO) treatment is shown. (*) P <0.05 (**) p <0.01. It is a figure which shows the influence of the thioridazine with respect to hematopoietic stem cell (HSC) and leukemia stem cell (LSC) engraftment. Frequency of human CD45 + cells in bone marrow after treatment of hematopoietic stem and progenitor cells (HSPC) with thioridazine 10 μM (THIO 10 μM) or mefloquine 10 μM (MQ 10 μM). Numbers are normalized to a control sample (CTRL) treated with dimethyl sulfoxide (DMSO). A total of two HSPC samples were verified. Mean +/- standard deviation. Representative flow cytometry plot of myeloid marker (CD33) or lymphoid marker (CD19) versus side scatter (SSC) within the hCD45 + population. It is a figure which shows the expression frequency of CD45 + CD33 + AML blast cells in the bone marrow (BM) after acute myeloid leukemia (AML) treatment with thioridazine 10 μM (THIO 10 μM) or mefloquine 10 μM (MQ 10 μM). Numbers are normalized to a control sample (CTRL) treated with dimethyl sulfoxide (DMSO). A total of two AML samples were verified. (FIG. 12D) Representative flow plot of CD45 against CD33 in DMSO treated control (CTRL) population and thioridazine treated (THIO 10 μM). (FIG. 12E) Ratio of normalized% hCD45 CD33AML blast engraftment to% normalized hCD45 hematopoietic stem and progenitor cell (HSPC) engraftment. (*) P <0.05. FIG. 4 shows in vivo response to drug treatment. The normalized frequency of occurrence of human CD45 + cells in the bone marrow after treatment of hematopoietic stem and progenitor cells (HSPC) with 1 μM salinomycin (SAL 1 μM) is shown in comparison to a DMSO-treated control (CTRL). A total of two HSPC samples were verified. Mean +/- standard deviation. (***) p <0.0001. It is a figure which shows the effect of the thioridazine with respect to spleen engraftment of a hematopoietic stem cell (HSC) and a leukemia stem cell (LSC). (FIG. 13B top) shows the frequency of appearance of human CD45 + cells in the spleen after treatment of hematopoietic stem cells and progenitor cells (HSPC) with thioridazine 10 μM (THIO 10 μM). Numbers are normalized to the DMPC-treated HSPC control sample (CTRL). A total of two HSPC samples were verified. Mean +/- standard deviation. (FIG. 13B bottom) shows the frequency of appearance of CD45 + CD33 + blasts in the spleen after AML treatment with 10 μM thioridazine (THIO 10 μM). Numbers are normalized to AML control samples (CTRL) treated with DMSO. A total of two AML patient samples were verified. FIG. 13C is a diagram showing the effect of thioridazine on the regeneration of erythrocytes and megakaryocytes. Human blood cell composition detected in xenograft bone marrow injected with thioridazine 10 μM (THIO 10 μM) or DMSO treated (CTRL) HSPC. Red blood cells (RBC) are defined by glycophorin A positivity and platelets are defined by CD41a. (FIG. 13D) shows confirmation of myeloid leukemia engraftment of xenografts with AML. Flow cytometry of CD19, a marker of side scatter versus lymphoid cells. The numbers in the box are mean +/- standard deviation. It is a figure which shows the effect of the thioridazine regarding the in vivo self-renewal of a hematopoietic stem cell (HSC) and a leukemia stem cell (LSC). Live of hCD45 + cells in bone marrow of secondary xenografts receiving the same number of hCD45 cells explanted from cord blood (CBlin−) to primary line depletion treated with thioridazine 10 μM (THIO 10 μM) or DMSO (CTRL) Indicates the wear level. Each bar is n = 3 mice, mean +/− standard deviation. FIG. 6 shows engraftment levels of hCD45 + CD33 + in bone marrow of secondary xenografts receiving the same number of hCD45 cells explanted from thioridazine 10 μM (THIO 10 μM) or DMSO treated (CTRL) primary AML engraftment. It is a figure which shows the dopamine receptor expressed by the neoplastic stem cell. Flow cytometry of normal H9 (FIG. 14A) and neoplastic v1H9-Oct4-GFP cells (FIG. 14B) stained with SSEA3 and all five dopamine receptor (DR) subtypes. Dopamine receptor (DR) expression within the SSEA3 + fragment is shown. Flow cytometry of umbilical cord blood (hematopoietic stem and progenitor cells (HSPC)) depleted of differentiation lineage stained with CD34, CD38 and all five dopamine receptor (DR) subtypes. Dopamine receptor (DR) expression is shown in the gated population. Flow cytometry of 13 AML patient samples with FAB classification stained with all 5 dopamine receptor (DR) subtypes. (FIG. 14E) demonstrates DRD5 co-localization in triple negative (ER-, PR-, and HER2-) primary human breast cancers stained with CD44 and CD24. (FIG. 14F) Frequency of expression of triple negative breast cancer stem cells (CSC) (CD44 + CD24− / lo ) within the DRD3 and DRD5 populations. Each bar consists of 3 primary triple negative breast cancers with mean +/- standard deviation. Frequency of occurrence of AML blasts (CD33 + CD45 +) from patient samples that are positive for DRD3 (FIG. 14G) and DRD5 (FIG. 14H). A total of 8 patient samples were validated for leukemic potential in xenograft recipients. Leukemia onset was defined as 0.1% human engraftment> CD33 + hCD45 + in mouse bone marrow. Of the 22 mice, 4 leukemic onset AML samples were assayed, while 4 out of 17 mice were assayed for non-leukemic AML samples. Total n = 8 AML samples, mean +/− standard deviation. Flow cytometry of SSEA3 + fragments in fibroblast-derived human induced pluripotent stem cells (hiPSC) (FIG. 15A) and umbilical cord blood-derived hiPSC (FIG. 15B) stained with all five types of dopamine receptors. Figure 2 shows dopamine receptor expression in human blood populations. Flow cytometry of umbilical cord blood mononuclear cells, which are stained with red blood cells (glycophorin A) and megakaryocytes (CD41a). Flow cytometry of umbilical cord blood mononuclear cells, stained with T-cells (CD3) and B-cells (CD19). Flow cytometry of umbilical cord blood mononuclear cells, stained with monocytes (CD14) and granulocytes (CD15). Staining by all five dopamine receptors in the gated population is shown as a histogram. (FIG. 15F) Summary of localization of dopamine receptors within the blood population. (FIG. 15G) is a flow cytometry of AML patients, showing dopamine receptors in the gated population. It is a figure which shows dopamine receptor expression in triple negative human breast cancer. Breast cancer stem cells are defined as CD44 + CD24− / lo (Al-Hajj et al., 2003). Co-localization of each dopamine receptor (DR) within the CD44 and CD24 population is shown for three triple negative (ER-, PR- and HER2-) breast cancers. It is a figure which shows that thioridazine suppresses dopamine receptor signal transduction in AML. Figure 2 shows dopamine receptor expression in AML-OCI2 and AML-OCI3 cell lines. (FIG. 16B) is the number of AML-OCI2 and AML-OCI3 cells treated with three dopamine receptor blockers. Numbers are normalized to control samples treated with DMSO. Each bar is n = 3; mean +/− standard deviation. (FIG. 16C) Viable cell count of the same cell line treated with the dopamine receptor D2 family stimulant 70H-DPAT under serum-free conditions (7AAD−, Hoechst +). Numbers are normalized to control samples treated with DMSO. Each bar is n = 3; mean +/− standard deviation. Number of viable cells in the same cell line treated with SKF38393, a dopamine receptor D1 family stimulant under serum-free conditions (7AAD−, Hoechst +). FIG. 6 is a scatter plot of cell number and pluripotency changes in v104 cells treated with compounds from a chemical library. In an illustrative embodiment, compounds within the dashed box are identified based on their ability to lose pluripotency and a moderate reduction in the number of mutant neoplastic stem cells. Above this box are compounds that do not significantly reduce cell number and increase or decrease pluripotency. Compounds located just below the box were considered potentially toxic due to the magnitude of the effect on cell number, but some of these compounds were similar to many of the current chemotherapeutic drugs It may be useful as an anti-cancer stem cell drug because of its toxic effect. Thioridazine is indicated by a black star surrounded by a dotted circle, while the thioridazine analog is indicated by a black star in the box. Chlorpromazine is indicated by a black star in a solid circle. Thioridazine analogs (compounds similar in structure to thioridazine) have been shown disproportionately in causing a relative decrease in cell number and loss of pluripotency in mutant neoplastic stem cells. FIG. 18 is a plot showing the induction of apoptosis after treatment of the AML cancer cell lines AML-OCI2 and AML-OCI3 with the compounds identified from FIG. 17 (grey dots) (based on a decrease in the percentage of normal nuclei present). Signs of apoptosis increase towards the origin. Black dots indicate thioridazine and thioridazine analogs. Thioridazine induces cell death in AML cancer cell lines, whereas thioridazine analogs are inactive. Thioridazine analogs having activity against mutant neoplastic stem cells (v1O4 cells) do not induce cell death in AML cancer cell lines. Mutant neoplastic stem cells (v1O4 cells) treated with thioridazine show signs of cellular stress / death compared to cells treated with thiostrepton as a control known to induce apoptosis It is a figure which shows that there are few. Microscopic image of v1O4 cells treated with 10 μM compound stained with Hoechst nuclear staining after 3 days of treatment. Thiostrepton is known to induce apoptosis and cytarabine is a known chemotherapeutic agent for the treatment of AML. Nuclear swelling and condensation is a sign of cell stress or cell death induction. FIG. 6 shows that screening with mutant neoplastic stem cells (v1O4 cells) identifies a small subset of anticancer compounds that are also active against cancer stem cells (CSC). All known / current anticancer therapeutic compounds were identified from our combinatorial chemical library (NIH, PWK, TOCRIS, CCC: 167 in total) and plotted against cell number and loss of pluripotency (LOP) It was. Only 5% of known anti-cancer compounds have been identified as anti-cancer stem cell compounds that cause a loss of pluripotency and a modest reduction in cell number of mutant neoplastic stem cells. Therefore, anticancer compounds that are also anticancer stem cell agents are surprisingly rare. FIG. 6 shows a two-step process workflow for identifying and validating compounds that selectively target cancer stem cells and not normal stem cells. EC50 values from mutant neoplastic stem cells (v1O4 cells) and dose response curves of normal stem cells (H9 cells) are used to calculate the selective activity potency ratio of each compound. FIGS. 22A-C show the determination of optimal duration and initial seeding density for normal stem cells (H9 cells) and v1O4 cells for use in high content analysis to determine pluripotency and cell number loss. is there. Figure Ai: Day 6 after seeding was determined as the optimal time point for H9. Figure Aii: The optimal seeding density for H9 was determined to be 10K. Based on the range of v1O4 cell seeding density for Hoechst staining (FIG. Bi) and GFP signal (FIG. Bii), the fourth day after seeding was determined as the optimal time point. 5K was determined as the optimal seeding density of v1O4 cells for Hoechst staining (FIG. Ci) and GFP signal (FIG. Cii). H9 and v1O4 cells were seeded on 96 well plates and treated with +/− BMP4 (0.1% DMSO) one day after seeding. The loss of pluripotency (LOP) response of v1O4 was quantified 4 days after seeding using plate fluorescence quantification, and the number of H9 cells was quantified by high content analysis. It is a bar graph which identifies the compound which has the highest selective activity ratio with respect to a cancer stem cell (v1O4 cell). FIG. 2 shows dose response curves of selective active compounds that are selective for mutant tumor stem cells at 10 μM. FIG. 5 shows dose response curves of selectively active compounds that do not necessarily show selectivity at 10 μM but nevertheless show selectivity at other concentrations. Cell numbers are normalized to untreated controls. The dashed line is the 10 μM concentration. Accordingly, screening compounds at multiple test concentrations is useful for identifying compounds that are selective for anticancer agents. FIG. 24 shows a plot of the percentage of v1O4 or H9 cells that stain positive for p53 after treatment with the highly selective active compound identified in FIG. 23 (gray). High levels of p53 indicate activation of p53-dependent stress responses. The black dots represent the levels of p53 in v1O4 and H9 cells treated with thioridazine and compounds similar to the structure of thioridazine. Highly selective compounds exhibit varying degrees of activation in the p53 stress response. The thioridazine-analogs shown in FIG. 25 that have little or no activation of the p53 stress response include triflupromazine, prochlorperazine, trifloperazine, fluphenazine and perphenazine. FIG. 3 shows that thioridazine selectively targets cancer stem cells expressing dopamine receptors. FIG. 26A: Breast cancer cell line MDA-MB-231 is very rich in cancer stem cells (CSC). Flow cytometry showed that 99% of MDA-MB-231 cells expressed the CD44 + CD24 − / low breast cancer stem cell antigen phenotype. FIG. 26B: Histograms revealing that MDA-MB-231 cells express various dopamine receptors. FIG. 26C shows that thioridazine treatment of MDA-MB-231 cells reduces the cell population expressing the D1 dopamine receptor DRD1 (also known as DR1). Cells were treated with 10 μM thioridazine for 3 days. FIG. 26D shows that thioridazine treatment of MDA-MB-231 cells increases the overall expression of CD24. Thioridazine treatment also resulted in a decrease in total cell number compared to untreated cells (data not shown). FIG. 3 is a scatter plot of selective anti-cancer stem cell agents identified and validated using an exemplary embodiment of the two-stage screening method described herein. In the first stage, mutant neoplastic stem cells (V104 cells) were treated with compounds from the chemical library. Compounds that elicited loss of pluripotency and decreased cell number and passed a predetermined threshold (shown in dashed lines in FIG. 27) were classified as test agents. In the second stage, a series of dilutions of the test agent was tested on mutant neoplastic stem cells and normal human stem cells to generate a dose-response curve. EC50 values from dose-response curves from each cell line are then calculated, and compounds that showed EC50 values more than 3-fold different from normal stem cells versus mutated neoplastic stem cells are selective anti-cancer stem cell drugs. Identified (indicated by black stars in FIG. 27).

(I.定義)
ここでは「癌」は、隣接組織または体の他の部位に拡大する制御されない異常な細胞増殖により引き起こされる一群の疾病の1つを言う。癌細胞は癌細胞が一塊になる固形腫瘍を形成可能であり、または白血病のように分散した細胞として存在する。
(I. Definition)
As used herein, "cancer" refers to one of a group of diseases caused by uncontrolled abnormal cell growth that spreads to adjacent tissues or other parts of the body. Cancer cells can form solid tumors in which cancer cells lump, or exist as dispersed cells like leukemia.

「癌細胞」とは、制御されない異常な増殖と他の組織に侵入する能力を特徴とする細胞、あるいはそのような細胞から由来する細胞を言う。癌細胞は例えば、癌患者から獲得された原発性癌細胞、またはそのような細胞から由来する細胞系を含む。同様に「血液系癌細胞」とは、血液細胞または骨髄細胞由来の癌細胞をいう。癌細胞の事例としては、限定されないが、癌幹細胞、乳癌細胞、直腸癌細胞、結腸癌細胞、前立腺癌細胞、および骨髄腫,白血病細胞またはリンパ腫細胞などの血液系癌細胞を含む。   “Cancer cells” refer to cells characterized by uncontrolled abnormal growth and the ability to invade other tissues, or cells derived from such cells. Cancer cells include, for example, primary cancer cells obtained from cancer patients, or cell lines derived from such cells. Similarly, “blood system cancer cells” refers to cancer cells derived from blood cells or bone marrow cells. Examples of cancer cells include, but are not limited to, cancer stem cells, breast cancer cells, rectal cancer cells, colon cancer cells, prostate cancer cells, and hematological cancer cells such as myeloma, leukemia cells or lymphoma cells.

「癌幹細胞」とは、自己再生能力および、腫瘍または血液系腫瘍からなる癌細胞の分化系列に分化する能力のある細胞を言う。癌幹細胞はその疾病を独自に開始しそして維持することができる。変異型腫瘍性幹細胞は、癌幹細胞の特性を示す多能性細胞であり、抗癌幹細胞の薬剤を同定および/または検証するための本明細書に記載のスクリーニング方法において有用である。   “Cancer stem cell” refers to a cell that has the ability to self-renew and to differentiate into a differentiated lineage of cancer cells consisting of tumors or hematological tumors. Cancer stem cells can independently initiate and maintain the disease. Mutant neoplastic stem cells are pluripotent cells that exhibit the characteristics of cancer stem cells and are useful in the screening methods described herein for identifying and / or verifying anti-cancer stem cell agents.

本明細書中で使用される「癌幹細胞に関連するバイオマーカー」は、核酸、ポリペプチドまたはそれらのフラグメントのようなバイオマーカーを指し、細胞によるその発現または発現の欠如は、その細胞が癌幹細胞であることを示唆する。例えば、ある実施形態では、1つまたはそれ以上のドーパミン受容体(DR+)、およびCD14(CD14+)の発現は、その細胞が白血病癌幹細胞であることを示唆する。ある実施形態では、CD24を発現しない(CD24−)または低レベルでCD24を発現(CD24low)し、CD44を発現する(CD44+)細胞は、乳癌幹細胞であることを示唆する。 As used herein, a “biomarker associated with a cancer stem cell” refers to a biomarker such as a nucleic acid, polypeptide or fragment thereof, wherein its expression or lack of expression by a cell indicates that the cell is a cancer stem cell It is suggested. For example, in certain embodiments, the expression of one or more dopamine receptors (DR +) and CD14 (CD14 +) suggests that the cell is a leukemia cancer stem cell. In certain embodiments, cells that do not express CD24 (CD24-) or express CD24 at a low level (CD24 low ), and express CD44 (CD44 +), are indicative of breast cancer stem cells.

本明細書中で使用される「分化した細胞に関連するバイオマーカー」は、核酸、ポリペプチドまたはそれらのフラグメントのようなバイオマーカーを指し、細胞によるその発現または発現の欠如は細胞が、分化状態にあり、そして正常幹細胞または癌幹細胞などの幹細胞ではないことを示唆する。例えば、ある実施形態では、CD11bの発現(CD11b+)は細胞が分化した状態にあり、そして癌幹細胞ではないことを示唆する。 As used herein, a “differentiated cell related biomarker” refers to a biomarker, such as a nucleic acid, polypeptide or fragment thereof, whose expression or lack of expression by a cell Suggesting that it is not a stem cell such as a normal stem cell or a cancer stem cell. For example, in certain embodiments, expression of CD11b (CD11b +) suggests that the cell is in a differentiated state and not a cancer stem cell.

本明細書中で使用される用語「変異型腫瘍性幹細胞」は、複数の細胞型に分化することができ、自己再生または生存のためにOct4を必要としない細胞を指す。変異型腫瘍性幹細胞は、容易に正常幹細胞から区別される。例えば、いくつかの変異型腫瘍性幹細胞はFGFR1およびIGFR1を共発現する。対照的に、正常なヒト胚性幹細胞(hESS)はIGF1Rを発現するが、FGFR1はまた、ヒト胚性幹細胞培養物でも見られる線維芽細胞様細胞でのみ排他的に発現する。いくつかの変異型腫瘍性幹細胞は、未分化状態の維持のために培養物中に塩基性線維芽細胞増殖因子(bFGF)を必要としない。本明細書で使用される「未分化状態」とは、多能性であるかまたは1つ以上の細胞型に分化することができる細胞を指す。いくつかの変異型腫瘍性幹細胞は、bFGFの非存在下でのSSEA3の発現を維持し、および/または自己再生および細胞の生存のためにNanogを必要とする。 As used herein, the term “mutant neoplastic stem cell” refers to a cell that can differentiate into multiple cell types and does not require Oct4 for self-renewal or survival. Mutant neoplastic stem cells are easily distinguished from normal stem cells. For example, some mutant neoplastic stem cells co-express FGFR1 and IGFR1. In contrast, normal human embryonic stem cells (hESS) express IGF1R, but FGFR1 is also expressed exclusively in fibroblast-like cells that are also found in human embryonic stem cell cultures. Some mutant neoplastic stem cells do not require basic fibroblast growth factor (bFGF) in culture to maintain an undifferentiated state. As used herein, an “undifferentiated state” refers to a cell that is pluripotent or can differentiate into one or more cell types. Some mutant neoplastic stem cells maintain SSEA3 expression in the absence of bFGF and / or require Nanog for self-renewal and cell survival.

本発明の一態様では、本明細書に記載の変異型腫瘍性幹細胞は、単一細胞として継代することができる。本明細書で使用される「単一細胞として継代する」とは、単一の細胞を個別に単離し、培養容器に単一の細胞を転送し、その後細胞が複数の細胞を形成可能であることを意味する。場合によって、変異型腫瘍性幹細胞は、1つ以上のベクターまたはベクターのようなレポーター作成物を含み、ここで一つ以上の多能性遺伝子の発現はレポーター遺伝子に機能的にリンクされている。ある実施形態では、変異型腫瘍性幹細胞は、腫瘍性の特徴を有し、インビトロで低い分化能を示す。ある実施形態では、変異型腫瘍性幹細胞はニッチに独立しており、そして増大した腫瘍開始活性を有する。特に、ある実施形態では、変異型腫瘍性幹細胞は有意に減少した神経分化を示し、そして造血能力を欠いている。本明細書で使用する用語「変異型腫瘍性幹細胞」は、PCT公開番号WO2011026222に記載されているように、形質転換ヒト多能性幹細胞(t−hPSCs)、または形質転換−誘発多能性幹細胞(t−iPSCs)を含み、その文献はここに参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。変異型腫瘍性幹細胞は、機能的特性において体細胞系癌幹細胞へ類似性を示し、したがって体細胞系癌幹細胞の代用物として有用である。変異型腫瘍性幹細胞はまた、インビトロでの高含量および高スループットスクリーニングを受け入れられる。ある実施形態では、変異型腫瘍性幹細胞は、誘導変異型腫瘍性幹細胞である。ある実施形態では、変異型腫瘍性幹細胞は、ヒト変異型腫瘍性幹細胞である。場合によって、変異型腫瘍性幹細胞は、体細胞系ソースまたは胚性ソースに由来する。 In one aspect of the invention, the mutated neoplastic stem cells described herein can be passaged as single cells. As used herein, “passaging as a single cell” means that a single cell can be isolated individually, transferred to a culture vessel, and then the cells can form multiple cells. It means that there is. Optionally, the mutated neoplastic stem cell comprises one or more vectors or reporter constructs such as vectors, wherein expression of one or more pluripotency genes is operably linked to the reporter gene. In certain embodiments, the mutated neoplastic stem cell has neoplastic characteristics and exhibits poor differentiation potential in vitro. In certain embodiments, the mutated neoplastic stem cells are niche independent and have increased tumor initiation activity. In particular, in certain embodiments, the mutated neoplastic stem cells exhibit significantly reduced neuronal differentiation and lack hematopoietic capacity. As used herein, the term “mutant neoplastic stem cell” refers to transformed human pluripotent stem cells (t-hPSCs), or transformation-induced pluripotent stem cells, as described in PCT Publication No. WO2011026222. (T-iPSCs), which is incorporated herein by reference in its entirety. Mutant neoplastic stem cells show similarities to somatic cancer stem cells in functional properties and are therefore useful as surrogate for somatic cancer stem cells. Mutant neoplastic stem cells are also amenable to high content and high throughput screening in vitro. In certain embodiments, the mutated neoplastic stem cell is an induced mutated neoplastic stem cell. In certain embodiments, the mutant neoplastic stem cell is a human mutant neoplastic stem cell. In some cases, the mutated neoplastic stem cells are derived from a somatic or embryonic source.

「前癌障害」とは癌に発展する可能性のある一群の高増殖性障害の1つであり、例えば骨髄増殖性疾病のような前癌血液障害または骨髄異形成症候群を含み、それは急性骨髄性白血病(AML)に関連し、および/またはそれに発展する可能性のある前悪性の症状である。   A “precancerous disorder” is one of a group of hyperproliferative disorders that can develop into cancer, including precancerous blood disorders such as myeloproliferative diseases or myelodysplastic syndromes, which include acute bone marrow It is a premalignant symptom that is associated with and / or can develop into sexual leukemia (AML).

「前癌細胞」とは、制御されない異常な増殖を特徴とする細胞またはそのような細胞に由来する細胞を言う。「前癌細胞」には、例えば前癌障害の患者から獲得された原発性前癌細胞、またはそのような細胞または癌幹細胞由来の細胞系を含む。同様に、「血液系前癌細胞」とは、血液細胞または骨髄細胞由来の前癌細胞を言う。ある実施形態では、血液系前癌細胞は骨髄増殖性細胞である。   “Pre-cancerous cell” refers to a cell characterized by uncontrolled abnormal growth or a cell derived from such a cell. “Pre-cancerous cells” include primary pre-cancerous cells obtained from patients with pre-cancerous disorders, or cell lines derived from such cells or cancer stem cells. Similarly, “blood system precancerous cells” refers to precancerous cells derived from blood cells or bone marrow cells. In certain embodiments, the hematological precancerous cell is a myeloproliferative cell.

「白血病」とは、造血性組織、他の器官および通常血液内において、増加した数で発見される異常白血球の進行的増殖を含む任意の疾病を言う。「白血病細胞」とは、増大する細胞異常増殖を特徴とする白血球細胞を言う。白血病細胞は白血病と診断された被験者から獲得されてもよい。   “Leukemia” refers to any disease involving the progressive proliferation of abnormal white blood cells found in increased numbers in hematopoietic tissues, other organs and normal blood. “Leukemia cells” refer to white blood cells that are characterized by increasing cell abnormal proliferation. Leukemia cells may be obtained from a subject diagnosed with leukemia.

「急性骨髄性白血病(AML)」とは、血液細胞の骨髄系の癌を言い、骨髄に蓄積しそして正常な血液細胞の生成を妨害する異常白血球の速い成長を特徴とする。骨髄異形成性または骨髄増殖性症候群のような前白血病症状もまたAMLに進展する可能性が有る。   “Acute myeloid leukemia (AML)” refers to a myeloid cancer of blood cells and is characterized by the rapid growth of abnormal white blood cells that accumulate in the bone marrow and interfere with the production of normal blood cells. Pro-leukemia symptoms such as myelodysplastic or myeloproliferative syndromes can also develop into AML.

「単球性白血病」とは、CD14を発現することを特徴とする白血病のサブタイプを言い、そして急性骨髄性白血病のサブタイプである急性単球性白血病を含む。ある実施形態では、被験者は、骨髄に20%超の芽細胞を持ち、かつその内80%超が単球系である場合、急性単球性白血病であると識別される。   “Monocytic leukemia” refers to a subtype of leukemia characterized by expressing CD14 and includes acute monocytic leukemia, a subtype of acute myeloid leukemia. In certain embodiments, a subject is identified as having acute monocytic leukemia if he has more than 20% blasts in the bone marrow and more than 80% are monocytic.

「ドーパミン受容体遮断薬」とは、1つ以上のドーパミン受容体の機能または活性において任意の検知可能なまたは測定可能な減少を生成する化合物を言う。ある実施形態では、ドーパミン受容体(DR)はDR1,DR2,DR3,DR4およびDR5から選択される。ドーパミン受容体遮断薬は1つのドーパミン受容体に選択的または多重のドーパミン受容体に選択的(即ち「多重受容体遮断薬」)であってよい。多重受容体遮断薬の事例には、チオリダジンおよびクロルプロマジンを含む。ドーパミン受容体は一般的にD1ファミリードーパミン受容体(DR1およびDR5)とD2ファミリードーパミン受容体(DR2、DR3およびDR4)にグループ分けされる。ある実施形態では、ドーパミン受容体遮断薬は表1に記載される化合物から選択される1つの化合物である。   A “dopamine receptor blocker” refers to a compound that produces any detectable or measurable decrease in the function or activity of one or more dopamine receptors. In certain embodiments, the dopamine receptor (DR) is selected from DR1, DR2, DR3, DR4 and DR5. A dopamine receptor blocker may be selective for one dopamine receptor or selective for multiple dopamine receptors (ie, a “multiple receptor blocker”). Examples of multiple receptor blockers include thioridazine and chlorpromazine. Dopamine receptors are generally grouped into D1 family dopamine receptors (DR1 and DR5) and D2 family dopamine receptors (DR2, DR3 and DR4). In certain embodiments, the dopamine receptor blocker is one compound selected from the compounds listed in Table 1.

Figure 2015515261
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「フェノチアジン」または「フェノチアジン誘導体」とは、フェノチアジン分子または骨格に由来し、または含む化合物を言う。フェノチアジンの一般式はS(CNHであり、フェノチアジン誘導体はフェノチアジンに対し1つ以上の置換または追加を有する。例えば、幾つかのフェノチアジン誘導体は3環構造を持ち、そこでは2つのベンゼン環が窒素および硫黄により連結されている。フェノチアジン誘導体の事例には、チオリダジン、クロルプロマジン、レボメプロマジン、メソリダジン、フルフェナジン、ペルフェナジン、プロクロルペラジン、およびトリフルオペラジンを含む。本発明の方法で使用されるフェノチアジン誘導体の追加の事例は、表1に示される。ある実施形態では、チオリダジンはIUPAC名10−{2−[(RS)−1−メチルピペリジンー2−イル]エチル}−2−メチルサルファニルフェノチアジンを持つ。
選択肢として、チオリダジンのような1種類以上のフェノチアジン誘導体のラセミ体がここに記載される方法で使用される。
“Phenothiazine” or “phenothiazine derivative” refers to a compound derived from or containing a phenothiazine molecule or backbone. The general formula of phenothiazine is S (C 6 N 4 ) 2 NH, and phenothiazine derivatives have one or more substitutions or additions to phenothiazine. For example, some phenothiazine derivatives have a tricyclic structure in which two benzene rings are connected by nitrogen and sulfur. Examples of phenothiazine derivatives include thioridazine, chlorpromazine, levomepromazine, mesoridazine, fluphenazine, perphenazine, prochlorperazine, and trifluoperazine. Additional examples of phenothiazine derivatives used in the method of the present invention are shown in Table 1. In certain embodiments, the thioridazine has the IUPAC name 10- {2-[(RS) -1-methylpiperidin-2-yl] ethyl} -2-methylsulfanylphenothiazine.
As an option, racemates of one or more phenothiazine derivatives such as thioridazine are used in the methods described herein.

「癌細胞の増殖を減少させる」とは、細胞成長または細胞分裂の結果として癌細胞から発生する細胞数の減少を意味し、細胞死または癌幹細胞の分化を含む。「細胞死」とは、ネクローシスおよびアポトーシスを含む全ての形態の細胞死を含む。「癌幹細胞の分化」とは、それにより癌幹細胞が自己再生の能力を失い、腫瘍または血液系腫瘍を含む癌細胞の系列分化を引き起こすプロセスを言う。「癌幹細胞を殺傷する」とは、ネクローシスおよびアポトーシスを含む全ての形態の細胞死を含む。   “Reducing the proliferation of cancer cells” means a decrease in the number of cells generated from cancer cells as a result of cell growth or cell division, and includes cell death or differentiation of cancer stem cells. “Cell death” includes all forms of cell death including necrosis and apoptosis. “Cancer stem cell differentiation” refers to the process by which cancer stem cells lose the ability to self-renew and cause lineage differentiation of cancer cells, including tumors or hematological tumors. “Killing cancer stem cells” includes all forms of cell death including necrosis and apoptosis.

「予後を判定する」とは、疾病のありそうな進行及び/または転帰の予測を意味し、選択肢として、規定された転帰(回復、徴候、特性、期間、再発、合併症、死および/または生存率など)を含む。   “Determining prognosis” means predicting the likely progression and / or outcome of the disease and, optionally, a defined outcome (recovery, signs, characteristics, duration, recurrence, complications, death and / or Including survival rate).

「対照」とは、比較試料または事前設定数値を意味する。ある実施形態では、「対照」はここに記載されるように、バイオマーカーの発現レベルを言う。ある実施形態では、対照は正常な病気の無い細胞、組織または血液を意味する。ある実施形態では、対照は臨床転帰または疾病の重症度が既知の癌被験者を意味する。例えば、ある実施形態では、対照はAMLと診断後少なくとも5年生存した被験者を意味する。ある実施形態では、対照は疾病の特定のグレードの段階にある癌被験者を意味する。ある実施形態では、対照は癌幹細胞ではない幹細胞を意味する。ある実施形態では、用語「対照」は被験者から事前に取得された試料を意味する。   “Control” means a comparative sample or preset value. In certain embodiments, “control” refers to the expression level of a biomarker, as described herein. In certain embodiments, a control refers to normal disease free cells, tissues or blood. In certain embodiments, a control refers to a cancer subject with a known clinical outcome or disease severity. For example, in one embodiment, a control refers to a subject who has survived at least 5 years after diagnosis of AML. In certain embodiments, a control refers to a cancer subject at a particular grade stage of the disease. In certain embodiments, a control refers to a stem cell that is not a cancer stem cell. In certain embodiments, the term “control” refers to a sample previously obtained from a subject.

「効果的な数量」または「治療的に効果的な数量」とは、投与において、そして所望の結果を得るために必要な期間において効果的な数量を言う。例えば、AMLのような癌のコンテキストまたは治療において効果的な数量とは、たとえば寛解を誘発し、腫瘍量を減少させ、および/またはその化合物の投与無く得られた応答に比べて腫瘍の拡散または白血病細胞の成長を防止する数量をいう。効果的な数量は病期、動物の年齢、性別、および体重のような因子により変化する。このような数値に対応する所定の化合物の数量は所定の薬剤または化合物、製剤処方、投与経路、疾病または障害のタイプ、治療される被験者またはホストの独自性、など多くの因子により変化するが、それでも当業者により日常的に決定可能である。   “Effective quantity” or “therapeutically effective quantity” refers to an effective quantity in administration and in the time period necessary to obtain the desired result. For example, a quantity that is effective in the context or treatment of cancer, such as AML, may e.g. induce remission, reduce tumor burden, and / or tumor spread or relative to the response obtained without administration of the compound. The quantity that prevents the growth of leukemia cells. The effective quantity varies with factors such as stage, animal age, sex, and weight. The quantity of a given compound corresponding to such a number will vary depending on many factors, such as a given drug or compound, pharmaceutical formulation, route of administration, type of disease or disorder, the identity of the subject or host being treated, Nevertheless, it can be determined routinely by those skilled in the art.

「医薬的に許容可能」とは、動物、特にヒトの治療に適合するという意味である。   “Pharmaceutically acceptable” means compatible with the treatment of animals, particularly humans.

「被験者」とは、哺乳類を含む動物界の全ての構成要員を含み、好適にはヒトを示す。選択肢として、「被験者」は癌であると診断され、または寛解にある哺乳類を含む。   “Subject” includes all members of the animal kingdom, including mammals, and preferably refers to humans. As an option, the “subject” includes a mammal diagnosed with cancer or in remission.

「処置する」または「処置」とは、当業者に周知のとおり、臨床転帰を含む有益なまたは所望の結果を得るためのアプローチを意味する。有益なまたは所望の結果には、限定されないが、検知可能であれ不可能であれ、1つ以上の徴候または症状の軽減または回復、疾病の程度の減弱、安定した(即ち、悪化しない)病状(例えば患者を寛解に保つ)、疾病の拡散の防止、疾病の進行の遅延または進行速度の低下、病状の回復または緩和、疾病の再発の減弱、そして寛解(部分寛解または完全寛解)を含んでよい。「処置する」または「処置」は処置を受けなかった場合の期待生存に対し延長された生存を意味してもよい。「処置する」または「処置」とは、また、予防的処置を含む。ある実施形態では、処置用法は、ここに記載されるような被験者に処置的に有効な量のドーパミン受容体遮断薬を投与するステップと、そして選択肢として、単一の投与、あるいは連続的な投与のステップを含む。   “Treat” or “treatment” means an approach for obtaining beneficial or desired results, including clinical outcome, as is well known to those skilled in the art. Beneficial or desired results include, but are not limited to, alleviation or amelioration of one or more signs or symptoms, diminished severity of disease, stable (ie, not exacerbated) medical condition (whether detectable or impossible) May include, for example, keeping the patient in remission), preventing the spread of the disease, slowing or slowing the progression of the disease, recovering or alleviating the condition, attenuating the recurrence of the disease, and remission (partial or complete remission). . “Treat” or “treatment” may mean prolonging survival relative to expected survival if not receiving treatment. “Treat” or “treatment” also includes prophylactic treatment. In certain embodiments, the treatment regimen comprises administering to a subject a therapeutically effective amount of a dopamine receptor blocker as described herein, and optionally, a single dose or a continuous dose. Including steps.

(II。方法と使用)
驚くべきことに、ドーパミン受容体(DR)遮断薬がAML系および原発性AMLに対して細胞毒性を有し、一方正常造血性幹細胞に対しては細胞毒性がそれより少ないことが発見された。事例2及び10に示されるように、ドーパミン受容体(DR)遮断薬チオリダジンは有意に白血病幹細胞(LSC)機能を減少させ、一方で正常造血性幹細胞の能力を維持した。
(II. Method and use)
Surprisingly, it has been discovered that dopamine receptor (DR) blockers are cytotoxic to the AML system and primary AML, while less cytotoxic to normal hematopoietic stem cells. As shown in cases 2 and 10, the dopamine receptor (DR) blocker thioridazine significantly reduced leukemia stem cell (LSC) function while maintaining normal hematopoietic stem cell capacity.

従って、ある実施形態では、それを必要とする被験者にドーパミン受容体(DR)遮断薬を投与するステップを有する、被験者の癌または前癌障害を処置する方法が提供される。
また、癌または前癌障害を処置するためのドーパミン受容体(DR)遮断薬の使用法が提供される。ある実施形態では、ここに記載される方法または使用法は骨髄増殖性疾病などの前癌障害を処置するのに有用である。ある実施形態では、癌はAML、または単球性白血病などの白血病である。ここに記載される方法または使用法は特にドーパミン受容体を発現する癌細胞に有用である。ある実施形態では、ここに記載される方法または使用法は単球マーカーCD14を発現する癌細胞の処置に有用である。ある実施形態では、ドーパミン受容体(DR)遮断薬は造血性幹細胞または正常幹細胞に比べて、優先的に被験者の癌幹細胞の分化を誘発する。ある実施形態では、癌幹細胞は白血病癌幹細胞である。ある実施形態では、被験者はAMLを罹患し、癌幹細胞はAML癌幹細胞である。
Accordingly, in certain embodiments, a method of treating a cancer or precancerous disorder in a subject is provided, comprising administering a dopamine receptor (DR) blocker to the subject in need thereof.
Also provided are methods of using dopamine receptor (DR) blockers to treat cancer or precancerous disorders. In certain embodiments, the methods or methods described herein are useful for treating precancerous disorders such as myeloproliferative diseases. In certain embodiments, the cancer is AML or leukemia such as monocytic leukemia. The methods or uses described herein are particularly useful for cancer cells that express dopamine receptors. In certain embodiments, the methods or uses described herein are useful for the treatment of cancer cells that express the monocyte marker CD14. In certain embodiments, the dopamine receptor (DR) blocker preferentially induces differentiation of a subject's cancer stem cells relative to hematopoietic or normal stem cells. In certain embodiments, the cancer stem cell is a leukemia cancer stem cell. In certain embodiments, the subject suffers from AML and the cancer stem cell is an AML cancer stem cell.

ある実施形態では、ドーパミン受容体(DR)遮断薬はDR1,DR2,DR3,DR4およびDR5などの1種類以上のドーパミン受容体(DR)に対する遮断薬である。選択肢としてドーパミン受容体(DR)遮断薬は多重受容体遮断薬であり、または単一のドーパミン受容体(DR)サブタイプに特異である。ある実施形態では、ドーパミン受容体(DR)遮断薬はチオリダジンまたはクロルプロマジンなどのフェノチアジン誘導体である。ある実施形態では、ドーパミン受容体(DR)遮断薬は表1に記載される化合物から選択される。当業者は容易にここに記載されるような癌の処置に有用な、追加のドーパミン受容体(DR)遮断薬を識別できるであろう。   In certain embodiments, the dopamine receptor (DR) blocker is a blocker for one or more dopamine receptors (DR), such as DR1, DR2, DR3, DR4 and DR5. As an option, dopamine receptor (DR) blockers are multiple receptor blockers or are specific for a single dopamine receptor (DR) subtype. In certain embodiments, the dopamine receptor (DR) blocker is a phenothiazine derivative such as thioridazine or chlorpromazine. In certain embodiments, the dopamine receptor (DR) blocker is selected from the compounds listed in Table 1. One skilled in the art will readily be able to identify additional dopamine receptor (DR) blockers useful for the treatment of cancer as described herein.

ある実施形態では、ここに記載される方法または使用法は、チオリダジンまたはクロルプロマジンなどのフェノチアジン誘導体を含む。当業者は容易にここに記載されるような癌の処置に有用な、ドーパミン受容体(DR)遮断薬である追加のフェノチアジン誘導体を識別できるであろう。ある実施形態では、フェノチアジン誘導体は、正常幹細胞または造血性幹細胞に比べて白血病細胞のような癌細胞に対し差別的に毒性を有する。   In certain embodiments, the methods or uses described herein include phenothiazine derivatives such as thioridazine or chlorpromazine. One skilled in the art will readily be able to identify additional phenothiazine derivatives that are dopamine receptor (DR) blockers useful for the treatment of cancer as described herein. In certain embodiments, the phenothiazine derivative is differentially toxic to cancer cells such as leukemia cells compared to normal or hematopoietic stem cells.

ある実施形態では、ドーパミン受容体(DR)遮断薬および/またはフェノチアジン誘導体は、それを必要とする被験者への投与のため、既存技術に既知のように調製される。適合する調剤の選択と調製のための従来技術の手順および原材料は、例えば、Remington‘s Pharmaceutical Science (2003年、20版)および1999年発行のThe United States Pharmacopeia:The National Formulary(USP 24 NF19)に記載されている。   In certain embodiments, dopamine receptor (DR) blockers and / or phenothiazine derivatives are prepared as known in the art for administration to a subject in need thereof. Prior art procedures and raw materials for selection and preparation of compatible formulations are described, for example, in Remington's Pharmaceutical Sciences (2003, 20th edition) and The United States Pharmacopeia: The National Formula 24 (1999) published in 1999. It is described in.

ある実施形態では、その細胞にドーパミン受容体(DR)遮断薬を接触させるステップを有する、癌細胞の増殖を減少させる方法もまた提供される。同様の実施形態では、癌細胞の増殖を減少させるためのドーパミン受容体(DR)遮断薬の使用法が提供される。ある実施形態では、ドーパミン受容体(DR)遮断薬は癌幹細胞の分化または細胞死を誘発する。ある実施形態では、ドーパミン受容体(DR)遮断薬は癌細胞の細胞死を誘発する。選択肢として癌細胞は生体内(in vivo)または試験管内(in vitro)である。癌細胞は骨髄異形成性細胞または骨髄増殖性細胞などの前癌細胞であってもよい。ある実施形態では、癌細胞はAML患者からの細胞などの白血病細胞である。ある実施形態では、ドーパミン受容体(DR)遮断薬はチオリダジンまたはクロルプロマジンなどのフェノチアジン誘導体である。ある実施形態では、ドーパミン受容体(DR)遮断薬は表1に記載される化合物から選択される。   In certain embodiments, there is also provided a method of reducing cancer cell growth, comprising contacting the cell with a dopamine receptor (DR) blocker. In a similar embodiment, the use of a dopamine receptor (DR) blocker to reduce cancer cell growth is provided. In certain embodiments, the dopamine receptor (DR) blocker induces cancer stem cell differentiation or cell death. In certain embodiments, the dopamine receptor (DR) blocker induces cell death of cancer cells. As an option, the cancer cells are in vivo or in vitro. The cancer cell may be a precancerous cell such as a myelodysplastic cell or a myeloproliferative cell. In certain embodiments, the cancer cell is a leukemia cell, such as a cell from an AML patient. In certain embodiments, the dopamine receptor (DR) blocker is a phenothiazine derivative such as thioridazine or chlorpromazine. In certain embodiments, the dopamine receptor (DR) blocker is selected from the compounds listed in Table 1.

事例4と図5に示すように、出願人は驚くべきことに、幾つかのAML細胞系および原発性AML細胞は正常造血性幹細胞と比べてドーパミン受容体(DR)発現の相対的増加を示した。したがって、癌被験者を癌細胞内のドーパミン受容体(DR)発現によってスクリーニングすることは、ドーパミン受容体(DR)遮断薬による処置により利益を得られる被験者を識別することに資するであろう。
従って、本発明の1側面では、ドーパミン受容体(DR)遮断薬による処置に適した被験者を識別する方法が提供される。ある実施形態では、その方法は被験者からの癌細胞試料中に1種類以上のドーパミン受容体(DR)の発現を測定するステップを有する。1種類以上のドーパミン受容体(DR)を発現する癌細胞を有する被験者は、それによりドーパミン受容体(DR)遮断薬による処置に適した被験者と識別される。例えば、癌細胞試料中の1種類以上のドーパミン受容体(DR)の発現は、ドーパミン受容体(DR)に対しエンコードするポリペプチドまたはポリヌクレオチドに対して癌細胞を試験することにより測定可能である。ある実施形態では、方法は、被験者から癌細胞の試料を獲得または提供するステップと、および/または1種類以上のドーパミン受容体(DR)の発現について試料を試験するステップを有する。ある実施形態では、癌は白血病であり、癌細胞は白血病細胞である。ある実施形態では、癌はAMLである。選択肢として、方法は癌、血液系腫瘍、白血病、またはAMLに付随することが既知の追加のマーカー、または特定の処置レジームに付随するマーカーを測定するステップを有する。ある実施形態では、癌細胞は単球マーカーCD14に対しても試験される。
As shown in Case 4 and FIG. 5, applicants have surprisingly found that some AML cell lines and primary AML cells show a relative increase in dopamine receptor (DR) expression compared to normal hematopoietic stem cells. It was. Thus, screening cancer subjects by dopamine receptor (DR) expression in cancer cells would help identify subjects that would benefit from treatment with dopamine receptor (DR) blockers.
Accordingly, in one aspect of the invention, a method for identifying a subject suitable for treatment with a dopamine receptor (DR) blocker is provided. In certain embodiments, the method comprises measuring the expression of one or more dopamine receptors (DR) in a cancer cell sample from the subject. A subject having cancer cells that express one or more dopamine receptors (DR) is thereby identified as a subject suitable for treatment with a dopamine receptor (DR) blocker. For example, the expression of one or more dopamine receptors (DR) in a cancer cell sample can be measured by testing cancer cells against a polypeptide or polynucleotide encoding for dopamine receptors (DR). . In certain embodiments, the method comprises obtaining or providing a sample of cancer cells from a subject and / or testing the sample for expression of one or more dopamine receptors (DR). In certain embodiments, the cancer is leukemia and the cancer cell is a leukemia cell. In certain embodiments, the cancer is AML. As an option, the method comprises measuring additional markers known to be associated with cancer, hematological tumors, leukemia, or AML, or markers associated with a particular treatment regime. In certain embodiments, cancer cells are also tested against the monocyte marker CD14.

ドーパミン受容体(DR)の発現は乳癌およびAMLの試料において観察されており、それは疾病の重症度のバイオマーカーとして役立つ。事例11および図14G,Hで示されるように、高レベルのドーパミン受容体(DR)発現は予後不良と関連し、一方低レベルのドーパミン受容体(DR)発現はより良好な予後を意味する。したがって、本発明の1側面では、癌被験者の予後を決定する方法が提供される。ある実施形態では、その方法は被験者からの癌細胞試料において、ドーパミン受容体(DR)DR1,DR2,DR3,DR4、DR5およびCD14から選択される1種類以上のバイオマーカーの発現を測定するステップと、そして1種類以上のバイオマーカーの発現レベルを対照と比較するステップを有する。ある実施形態では、1種類以上のバイオマーカーの発現レベルの対照と比較した増加は、その被験者が対照より重度の癌の形態を有することを示唆する。選択肢として、ここに記載される方法は、白血病細胞を含む血液試料または腫瘍試料などの、被験者からの癌細胞試料を提供または獲得するステップを有する。ある実施形態では、癌細胞は白血病細胞または乳癌細胞であり、そして1種類以上のバイオマーカーの発現レベルの対照と比較した増加は、白血病または乳癌が対照より重度の形態であることを示唆する。選択肢として、癌または疾病の重症度に付随することが既知の追加のバイオマーカーも試験され、そして対照試料と比較される。当業者は、癌被験者の特定の予後を代表する対照を選択し、1種類以上のバイオマーカーのレベルの試験試料と対象との間の差異または類似性を観察することが、被験者の対応する予後を提供することを理解するであろう。例えばある実施形態では、対照は特定の転帰または予後をもつことが既知のAMLと診断された被験者を代表し、1種類以上のドーパミン受容体(DR)の発現レベルが対照と比べて増加していることを観察することは、被験者の対照より不良な予後を示唆する。   Dopamine receptor (DR) expression has been observed in breast and AML samples, which serves as a biomarker of disease severity. As shown in Case 11 and FIGS. 14G, H, high levels of dopamine receptor (DR) expression are associated with poor prognosis, while low levels of dopamine receptor (DR) expression mean better prognosis. Accordingly, in one aspect of the invention, a method for determining the prognosis of a cancer subject is provided. In one embodiment, the method measures the expression of one or more biomarkers selected from dopamine receptor (DR) DR1, DR2, DR3, DR4, DR5 and CD14 in a cancer cell sample from a subject; And comparing the expression level of one or more biomarkers with a control. In certain embodiments, an increase in the expression level of one or more biomarkers compared to a control indicates that the subject has a more severe form of cancer than the control. As an option, the methods described herein comprise providing or obtaining a cancer cell sample from a subject, such as a blood sample or tumor sample containing leukemia cells. In certain embodiments, the cancer cell is a leukemia cell or breast cancer cell, and an increase in the expression level of one or more biomarkers compared to a control indicates that the leukemia or breast cancer is a more severe form than the control. As an option, additional biomarkers known to be associated with cancer or disease severity are also tested and compared to a control sample. One skilled in the art can select a control that is representative of a particular prognosis of a cancer subject and observe the difference or similarity between the test sample and the subject at the level of one or more biomarkers to determine the subject's corresponding prognosis Will understand that you provide. For example, in certain embodiments, the control is representative of a subject diagnosed with AML known to have a particular outcome or prognosis, and the expression level of one or more dopamine receptors (DR) is increased relative to the control. Observing the presence suggests a worse prognosis than the subject's control.

ここに記載される方法は、また癌被験者を識別するのに有用である。ある実施形態では、ここに記載される方法は、AMLまたは単球性白血病などの白血病被験者を識別するのに有用である。従って、ある実施形態では、被験者からの試料を提供するステップと、そしてそのサンプルをDR1,DR2,DR3,DR4およびDR5から選択される1種類以上のバイオマーカーの発現について試験するステップを有する、白血病被験者を識別する方法が提供される。ある実施形態では、その試料は白血病細胞などの癌細胞および/または白血球細胞からなる。ある実施形態では、その方法は、1種類以上のバイオマーカーの発現レベルを対照と比較するステップを有する。ある実施形態では、対照と比較して増加した、試料内のドーパミン受容体(DR)発現は癌を示唆する。ある実施形態では、対照と比較した被験者におけるドーパミン受容体(DR)の増加発現は、白血病を示唆する。ある実施形態では、対照と比較した被験者におけるドーパミン受容体(DR)の増加発現は、AMLまたは単球性白血病を示唆する。選択肢として、ここに記載される方法は、当業者に既知の癌または白血病の識別のための他の診断的方法と組み合わせて使用されてもよい。   The methods described herein are also useful for identifying cancer subjects. In certain embodiments, the methods described herein are useful for identifying leukemia subjects such as AML or monocytic leukemia. Thus, in one embodiment, leukemia comprising providing a sample from a subject and testing the sample for expression of one or more biomarkers selected from DR1, DR2, DR3, DR4 and DR5. A method for identifying a subject is provided. In certain embodiments, the sample consists of cancer cells such as leukemia cells and / or white blood cells. In certain embodiments, the method comprises comparing the expression level of one or more biomarkers to a control. In certain embodiments, increased dopamine receptor (DR) expression in a sample compared to a control is indicative of cancer. In certain embodiments, increased expression of dopamine receptor (DR) in a subject compared to a control is indicative of leukemia. In certain embodiments, increased expression of dopamine receptor (DR) in a subject compared to a control is indicative of AML or monocytic leukemia. As an option, the methods described herein may be used in combination with other diagnostic methods for the identification of cancer or leukemia known to those skilled in the art.

事例11に示すように、ドーパミン受容体(DR)発現は、多能性マーカーステージ特異的胎児抗原3(SSEA3)を発現する正常hPSCなどの他の細胞からヒト癌幹細胞を分離する。したがって、ある実施形態では、細胞がドーパミン受容体(DR)DR1,DR2,DR3,DR4およびDR5から選択される1種類以上のバイオマーカーを発現するかを特定するステップを有する、癌幹細胞を細胞集団から識別する方法が提供される。ある実施形態では、DR1,DR2,DR3,DR4またはDR5の発現は、その細胞が癌幹細胞であることを示唆する。選択肢として、2種類以上、3種類以上、4種類以上、または5種類全てのドーパミン受容体(DR)の発現は、その細胞が癌幹細胞であることを示唆する。ある実施形態では、DR1,DR2,DR3,DR4およびDR5を発現する細胞は癌幹細胞であると識別される。   As shown in Case 11, dopamine receptor (DR) expression separates human cancer stem cells from other cells such as normal hPSCs that express pluripotent marker stage-specific fetal antigen 3 (SSEA3). Thus, in certain embodiments, cancer stem cells are cell populations comprising identifying whether the cells express one or more biomarkers selected from dopamine receptors (DR) DR1, DR2, DR3, DR4 and DR5. A method of identifying from is provided. In certain embodiments, the expression of DR1, DR2, DR3, DR4, or DR5 indicates that the cell is a cancer stem cell. As an option, the expression of two or more, three or more, four or more, or all five dopamine receptors (DR) suggests that the cell is a cancer stem cell. In certain embodiments, cells expressing DR1, DR2, DR3, DR4 and DR5 are identified as cancer stem cells.

ある実施形態では、癌幹細胞が細胞の集団から識別される。ある実施形態では、細胞集団は体細胞系細胞、多能性幹細胞、癌細胞および/または癌幹細胞などの1つ以上の細胞タイプを有する。ある実施形態では、細胞集団は組織培養のような細胞培養内の複数の細胞である。ある実施形態では、細胞集団は原発性組織試料または血液試料のような哺乳類からの細胞の集団である。ある実施形態では、細胞集団は哺乳類からの、癌細胞または癌の疑いのある細胞の集団である。ある実施形態では、細胞集団は1種類以上の癌幹細胞のみならず幹細胞、体細胞系幹細胞および/または多能性幹細胞を含む。ある実施形態では、細胞集団は血液系癌細胞のような癌細胞または前癌細胞を含む。ある実施形態では、細胞集団は単球細胞を含む。ある実施形態では、細胞集団は乳癌細胞を含む。選択肢として、細胞集団は腫瘍試料などの組織試料からの細胞の集団であり、単一細胞に解離されている。   In certain embodiments, cancer stem cells are identified from a population of cells. In certain embodiments, the cell population has one or more cell types, such as somatic cell lines, pluripotent stem cells, cancer cells and / or cancer stem cells. In certain embodiments, the cell population is a plurality of cells in a cell culture, such as a tissue culture. In certain embodiments, the cell population is a population of cells from a mammal, such as a primary tissue sample or a blood sample. In certain embodiments, the cell population is a population of cancer cells or suspected cancer cells from a mammal. In certain embodiments, the cell population includes not only one or more types of cancer stem cells, but also stem cells, somatic stem cells and / or pluripotent stem cells. In certain embodiments, the cell population comprises cancer cells such as hematological cancer cells or precancerous cells. In certain embodiments, the cell population comprises monocytic cells. In certain embodiments, the cell population comprises breast cancer cells. As an option, the cell population is a population of cells from a tissue sample, such as a tumor sample, dissociated into single cells.

方法の1側面では、細胞が1種類以上のバイオマーカーを発現するか否かを測定するステップは、その細胞をDR1,DR2,DR3,DR4またはDR5をコードするポリヌクレオチドまたはポリペプチドの発現について試験するステップを有する。例えば、既存技術の方法で、逆転写ポリメラーゼ連鎖反応法(RT−PCR)またはポリヌクレオチドの発現を検知するレポーター遺伝子、またはポリペプチドの発現を検知する免疫組織化学的方法が、DR1,DR2,DR3,DR4またはDR5などのバイオマーカーの発現を測定するのに使用可能である。ある実施形態では、バイオマーカーは細胞表面バイオマーカーであり、そして方法は細胞の表面上に発現したDR1,DR2,DR3,DR4またはDR5を検知するステップを含む。   In one aspect of the method, determining whether the cell expresses one or more biomarkers comprises testing the cell for expression of a polynucleotide or polypeptide encoding DR1, DR2, DR3, DR4 or DR5. There is a step to do. For example, in an existing method, reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR) or a reporter gene that detects expression of a polynucleotide, or an immunohistochemical method that detects expression of a polypeptide is DR1, DR2, DR3. , DR4 or DR5 can be used to measure the expression of biomarkers. In certain embodiments, the biomarker is a cell surface biomarker, and the method includes detecting DR1, DR2, DR3, DR4 or DR5 expressed on the surface of the cell.

ある実施形態では、ここに記載される癌幹細胞を識別しまたは癌幹細胞のレベルを判定する方法は、ドーパミン受容体(DR)DR1,DR2,DR3,DR4およびDR5から選択される1種類以上のバイオマーカーの発現レベルを測定するステップと、そしてその後発現レベルを対照レベルと比較するステップを有する。例えば、ある実施形態では、対照は体細胞系幹細胞、血液系幹細胞または多能性マーカーSSEA3を発現する細胞のような、癌幹細胞ではない細胞を意味し、そしてDR1,DR2,DR3,DR4および/またはDR5のバイオマーカーが対照に比較して増加した発現レベルを有する細胞は、癌幹細胞と識別される。選択肢として、対照に比較して増加した発現量(例えば、少なくとも2倍、5倍または10倍など)を有する細胞は、癌幹細胞と識別される。   In certain embodiments, the method of identifying cancer stem cells or determining the level of cancer stem cells described herein comprises one or more biologics selected from dopamine receptors (DR) DR1, DR2, DR3, DR4 and DR5. Measuring the expression level of the marker and then comparing the expression level to a control level. For example, in certain embodiments, a control refers to a cell that is not a cancer stem cell, such as a somatic stem cell, a blood stem cell or a cell that expresses the pluripotency marker SSEA3, and DR1, DR2, DR3, DR4 and / or Alternatively, cells in which the DR5 biomarker has an increased expression level compared to controls are distinguished from cancer stem cells. As an option, cells with increased expression levels (eg, at least 2-fold, 5-fold, or 10-fold, etc.) relative to controls are distinguished from cancer stem cells.

ある実施形態では、方法はまた、(a)細胞集団を提供するステップと;(b)DR1,DR2,DR3,DR4およびDR5から選択される1種類以上のバイオマーカーに特異的に結合する薬剤を細胞集団に接触させるステップと;(c)(b)の薬剤に特異的に結合する細胞を選択し、それにより癌幹細胞を細胞集団から識別および/または単離するステップを有する。ある実施形態では、その薬剤は選択的にバイオマーカーに結合する抗体である。ある実施形態では、ここに記載される方法は、選択肢として2つ以上の選択または単離ステップを有してもよい。ここに記載される方法は、また消去法による選択、例えば、癌幹細胞でない細胞で発現した1種類以上のバイオマーカーを発現する細胞を除外し、または特定のマーカーの発現レベルが低い細胞を除外するステップ、を含んでもよい。   In certain embodiments, the method also includes (a) providing a cell population; (b) an agent that specifically binds to one or more biomarkers selected from DR1, DR2, DR3, DR4 and DR5. Contacting the cell population; and (c) selecting cells that specifically bind to the agent of (b), thereby identifying and / or isolating cancer stem cells from the cell population. In certain embodiments, the agent is an antibody that selectively binds to a biomarker. In certain embodiments, the methods described herein may optionally have more than one selection or isolation step. The methods described herein can also be eliminated by selection, eg, excluding cells that express one or more biomarkers expressed in cells that are not cancer stem cells, or exclude cells that have low expression levels of a particular marker. Steps may be included.

ある実施形態では、本発明は細胞集団から癌幹細胞を単離するステップを含む。例えばある実施形態では、DR1,DR2,DR3,DR4およびDR5から選択される1種類以上のバイオマーカーを発現する細胞を選択または単離することにより、癌幹細胞と識別された細胞が、癌幹細胞でない細胞から、または、試料内の他の材料から、単離される。選択肢として、癌幹細胞は、既存技術で知られる1種類以上のマーカーの発現に基づいて分類する方法により、単離または選択される。例えば、ある実施形態では、癌幹細胞を細胞集団から単離するステップは、フローサイトメトリ、蛍光活性化細胞分類、パニング、親和性カラム分離、または磁気選択を有する。ある実施形態では、1種類以上のドーパミン受容体(DR)を発現する細胞は、ドーパミン受容体(DR)に選択的に結合する結合剤を使用して単離され、その結合剤は分離コラムまたは磁気ビーズ内のマトリックのような支持体に接合する。ある実施形態では、方法はここに記載のような癌幹細胞に関係する1つまたはそれ以上のバイオマーカーまたは分化細胞に関係する1つまたはそれ以上のバイオマーカーを検知することにより、試料内の癌幹細胞のレベルを判定するステップを含む。   In certain embodiments, the invention includes isolating cancer stem cells from the cell population. For example, in certain embodiments, a cell identified as a cancer stem cell is not a cancer stem cell by selecting or isolating cells that express one or more biomarkers selected from DR1, DR2, DR3, DR4 and DR5 Isolated from cells or from other materials in the sample. As an option, cancer stem cells are isolated or selected by a method of classification based on the expression of one or more markers known in the art. For example, in certain embodiments, isolating cancer stem cells from a cell population comprises flow cytometry, fluorescence activated cell sorting, panning, affinity column separation, or magnetic selection. In certain embodiments, cells expressing one or more dopamine receptors (DR) are isolated using a binding agent that selectively binds to the dopamine receptor (DR), wherein the binding agent is a separation column or Bond to a matrix-like support in a magnetic bead. In certain embodiments, the method detects cancer in a sample by detecting one or more biomarkers related to cancer stem cells as described herein or one or more biomarkers related to differentiated cells. Determining the level of stem cells.

本発明の1側面では、ここに記載される方法は、被験者からの試料内の1種類以上のドーパミン受容体(DR)のレベルのような、1種類以上のバイオマーカーのレベルを測定するステップを含む。ある実施形態では、試料は癌細胞を有し、または、癌細胞または前癌細胞を有すると疑われている。例えば、試料は血液試料、例えば末梢血試料、分画された血液試料、骨髄試料、生検、冷凍組織試料、新鮮組織試料、細胞試料、および/またはパラフィン埋め込み切片を含んでよい。ある実施形態では、被験者はAMLを罹患しまたは罹患の疑いが有り、そして試料は、単核細胞からなる。ある実施形態では、試料はバイオマーカーレベルを検知する前に処理される。例えば、試料は、使用されるバイオマーカーのレベル測定方法に依存して、分画され(例えば遠心分離により、または寸法排除のためのコラムを使用して、または単球用バイオマーカーを使用したFACSにより、)、濃縮または処理される。   In one aspect of the invention, the method described herein comprises measuring the level of one or more biomarkers, such as the level of one or more dopamine receptors (DR) in a sample from a subject. Including. In certain embodiments, the sample has cancer cells or is suspected of having cancer cells or precancerous cells. For example, the sample may comprise a blood sample, such as a peripheral blood sample, a fractionated blood sample, a bone marrow sample, a biopsy, a frozen tissue sample, a fresh tissue sample, a cell sample, and / or a paraffin-embedded section. In certain embodiments, the subject has or is suspected of having AML and the sample consists of mononuclear cells. In certain embodiments, the sample is processed prior to detecting biomarker levels. For example, the sample may be fractionated (eg, by centrifugation or using a column for size exclusion or FACS using monocyte biomarkers, depending on the biomarker level measurement method used. ), Concentrated or processed.

ここに記載されるバイオマーカーの発現レベルは当業者に周知の方法で測定される。例えば、ある実施形態では、1種類以上のバイオマーカーのレベルが、mRNAなどの核酸のレベル、またはタンパク質またはポリペプチドのレベルを測定または検知することにより決定される。ある実施形態では、DR1,DR2,DR3,DR4および/またはDR5の細胞表面発現を検知することにより1種類以上のバイオマーカーの発現が測定される。ある実施形態では、ここに記載される方法は、例えば、そのバイオマーカーに特異な抗体またはバイオマーカーに特異な他の検出試薬を使用するような、免疫組織化学を使用して、バイオマーカーを検知するステップを含む。ここに記載される方法での使用に適したドーパミン受容体(DR)抗体の事例は、本発明の事例7にリストアップされている。   The expression level of the biomarkers described herein is measured by methods well known to those skilled in the art. For example, in certain embodiments, the level of one or more biomarkers is determined by measuring or detecting the level of a nucleic acid, such as mRNA, or the level of a protein or polypeptide. In certain embodiments, the expression of one or more biomarkers is measured by detecting cell surface expression of DR1, DR2, DR3, DR4 and / or DR5. In certain embodiments, the methods described herein detect biomarkers using immunohistochemistry, eg, using an antibody specific to the biomarker or other detection reagent specific to the biomarker. Including the steps of: Examples of dopamine receptor (DR) antibodies suitable for use in the methods described herein are listed in Case 7 of the present invention.

ある実施形態では、バイオマーカーに対しエンコードするmRNAのレベルは、逆転写(RT)−PCRのような定量ポリメラーゼ連鎖反応法(PCR)、SAGE法、マイクロアレイの使用、デジタル分子バーコード化技術、またはノーザンブロットを使用して測定される。当業者は、多くの方法がバイオマーカーのレベルを測定するのに使用可能であることを理解しよう。それらは、多重反応モニタリング(MRM)およびプロダクトイオンモニタリング(PIM)などの質量分析アプローチ、そしてウェスタンブロットのような免疫検定法そして酵素結合免疫吸着検定法(ELISA)などの抗体ベースの方法を含む。ある実施形態では、ここに記載される1種類以上のドーパミン受容体(DR)などのバイオマーカーの発現を測定するステップは、免疫組織化学および/または免疫検定法を使用するステップを含む。ある実施形態では、免疫検定法はELISAである。さらなる実施形態では、ELISAはサンドウィッチ型ELISAである。   In certain embodiments, the level of mRNA encoding for a biomarker is determined by quantitative polymerase chain reaction (PCR), such as reverse transcription (RT) -PCR, SAGE, use of microarrays, digital molecular barcode technology, or Measured using Northern blot. One skilled in the art will appreciate that many methods can be used to measure biomarker levels. They include mass spectrometry approaches such as multiple reaction monitoring (MRM) and product ion monitoring (PIM), and antibody-based methods such as immunoassays such as Western blots and enzyme-linked immunosorbent assays (ELISA). In certain embodiments, measuring the expression of a biomarker such as one or more dopamine receptors (DR) described herein includes using immunohistochemistry and / or immunoassays. In certain embodiments, the immunoassay is an ELISA. In a further embodiment, the ELISA is a sandwich type ELISA.

「レベル」とは、試料内で計測可能または検知可能なバイオマーカーまたは細胞タイプのある数量(相対的数量または濃度)を言う。例えば、レベルはμg/Lのような濃度または相対数値、例えば、対照レベル、標準または参照レベルの1.2,1.3,1.4,1.5,1.6,1.7,1.8,1.9,2.0,2.2,2.4,2.6,2.8,3.0,3.2,3.4,3.6,3.8,4.0,4.2,4.4,4.6,4.8,5.0,10,15,20,25,30,40,60,80,および/または100倍以上大きい。選択肢として、対照は対照試料内の平均または中心値レベルのような1つのレベルである。バイオマーカーのレベルは、例えば、タンパク質のレベル、またはドーパミン受容体(DR)などのバイオマーカーに対しエンコードするmRNAのレベルである。   “Level” refers to a quantity (relative quantity or concentration) of a biomarker or cell type that is measurable or detectable in a sample. For example, the level may be a concentration or relative value such as μg / L, eg, control level, standard or reference level 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1 .8, 1.9, 2.0, 2.2, 2.4, 2.6, 2.8, 3.0, 3.2, 3.4, 3.6, 3.8, 4.0 , 4.2, 4.4, 4.6, 4.8, 5.0, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 60, 80, and / or 100 times larger. As an option, the control is one level, such as the mean or median level in the control sample. The biomarker level is, for example, the level of a protein or mRNA that encodes for a biomarker such as a dopamine receptor (DR).

ある実施形態では、2種類以上のバイオマーカーのレベルが測定されると、2種類以上のバイオマーカーのレベルは被験者の発現プロファイルを生成するのに使用可能である。例えば、ある実施形態では、ここに記載される方法は、試料内の2種類以上のバイオマーカーのレベルを測定するステップと、2種類以上のバイオマーカーのレベルに基づいて発現プロファイルを生成するステップと、そしてその発現プロファイルを対照発現プロファイルと比較するステップを有する。試験試料発現プロファイルと対照発現プロファイルとの相違または類似性はその後、試料内の癌幹細胞のレベルを判定し、試験被験者の予後を提供し、癌被験者であると識別し、または被験者がドーパミン受容体遮断薬での処置に適合しているか否かを示唆するのに使用される。   In certain embodiments, once two or more biomarker levels are measured, the two or more biomarker levels can be used to generate an expression profile for the subject. For example, in certain embodiments, the methods described herein include measuring levels of two or more biomarkers in a sample, and generating an expression profile based on the levels of two or more biomarkers. And comparing the expression profile with a control expression profile. The difference or similarity between the test sample expression profile and the control expression profile then determines the level of cancer stem cells in the sample, provides a prognosis for the test subject, identifies it as a cancer subject, or the subject is a dopamine receptor Used to indicate whether it is compatible with treatment with a blocking agent.

本発明のさらなる側面は、癌または前癌障害の処置に対するドーパミン受容体遮断薬の使用法を含む。類似の側面では、癌または前癌障害の処置に使用されるドーパミン受容体遮断薬が提供される。ある実施形態では、癌は白血病である。ある実施形態では、白血病は急性骨髄性白血病または単球性白血病である。ある実施形態では、ドーパミン受容体遮断薬はチオリダジンまたはクロルプロマジンなどのフェノチアジン誘導体である。ある実施形態では、ドーパミン受容体遮断薬は表1にリストアップされる化合物から選択される。   Further aspects of the invention include the use of dopamine receptor blockers for the treatment of cancer or precancerous disorders. In a similar aspect, dopamine receptor blockers for use in the treatment of cancer or precancerous disorders are provided. In certain embodiments, the cancer is leukemia. In certain embodiments, the leukemia is acute myeloid leukemia or monocytic leukemia. In certain embodiments, the dopamine receptor blocker is a phenothiazine derivative such as thioridazine or chlorpromazine. In certain embodiments, the dopamine receptor blocker is selected from the compounds listed in Table 1.

ここではさらに癌および/または前癌障害の処置用の医薬品の製造のためのドーパミン受容体遮断薬の使用法が開示される。   Further disclosed herein is the use of a dopamine receptor blocker for the manufacture of a medicament for the treatment of cancer and / or precancerous disorders.

本発明のさらなる側面は、1種類以上のドーパミン受容体を遮断する化合物を識別するステップを有する、抗癌活性用の化合物をスクリーニングする方法を含む。ある実施形態では、ドーパミン受容体を遮断する化合物は抗癌活性を有するとして識別される。ある実施形態では、方法は、造血性幹細胞のような正常な幹細胞と比較して癌幹細胞の増殖を減少させる化合物を識別するために、化合物をスクリーニングする、事例7と8に記載されるような、ステップを含む。   A further aspect of the invention includes a method of screening for compounds for anti-cancer activity comprising identifying compounds that block one or more dopamine receptors. In certain embodiments, compounds that block dopamine receptors are identified as having anti-cancer activity. In certain embodiments, the method screens compounds to identify compounds that reduce cancer stem cell proliferation as compared to normal stem cells such as hematopoietic stem cells, as described in cases 7 and 8 , Including steps.

本発明はまた;
試験薬剤を選択的抗癌幹細胞薬剤として同定しそして検証する方法であって、
i)1つまたはそれ以上の変異型腫瘍性幹細胞を前記試験薬剤に接触させ、そして1つまたはそれ以上の正常幹細胞を前記試験薬剤に接触させるステップと、
ii)試験薬剤に応答した、変異型腫瘍性幹細胞の細胞数の変化を検知し、そして試験薬剤に応答した、正常幹細胞の細胞数の変化を検知するステップと、
iii)試験薬剤との接触が、変異型腫瘍性幹細胞の細胞数の減少を誘発させ、一方変異型腫瘍性幹細胞の細胞数の減少に匹敵する正常幹細胞の細胞数の減少を誘発しない場合、試験薬剤を選択的抗癌幹細胞薬剤として同定するステップと、
を有することを特徴とする方法、を提供する。
The present invention also provides:
A method of identifying and verifying a test agent as a selective anticancer stem cell agent comprising:
i) contacting one or more mutant neoplastic stem cells with the test agent and contacting one or more normal stem cells with the test agent;
ii) detecting a change in the number of mutant neoplastic stem cells in response to the test agent and detecting a change in the number of normal stem cells in response to the test agent;
iii) If contact with the test agent does not induce a decrease in the number of mutant neoplastic stem cells, whereas it does not induce a decrease in the number of normal stem cells comparable to the decrease in the number of mutant neoplastic stem cells Identifying the agent as a selective anti-cancer stem cell agent;
A method characterized by comprising:

場合によって、ここに記載の方法は、試験薬剤を正常幹細胞および変異型腫瘍性幹細胞の細胞数に対する差示的活性について試験薬剤をスクリーニングする前に、変異型腫瘍性幹細胞の多能性の喪失および/または細胞数の減少を誘発させる試験薬剤を選択するための薬剤をスクリーニングするステップを含む。ある実施形態では、本方法は、変異型腫瘍性幹細胞の多能性の喪失および細胞数の減少を誘導する1つまたは複数の試験薬剤を同定するために1つまたは複数の薬剤をスクリーニングするステップを含む。したがってここに記載される実施形態はまた;
薬剤を選択的抗癌幹細胞薬剤として同定し検証するための2段階法であって、
i)薬剤との接触に応答した変異型腫瘍性幹細胞の多能性の変化と細胞数の変化を検知し、薬剤が変異型腫瘍性幹細胞の多能性の喪失および/または細胞数の減少を誘発する場合にその薬剤を試験薬剤として選択するステップと;そして
ii)1つまたはそれ以上の変異型腫瘍性幹細胞を試験薬剤と接触させ、そして1つまたはそれ以上の正常幹細胞を試験薬剤と接触させ、試験薬剤に応答した変異型腫瘍性幹細胞の細胞数の変化を検知し、試験薬剤に応答した正常幹細胞の細胞数の変化を検知し、そして、試験薬剤が、変異型腫瘍性幹細胞の細胞数の減少に匹敵する正常幹細胞の細胞数の減少を誘発することなく変異型腫瘍性幹細胞の細胞数の減少を誘発した場合、その試験薬剤を選択的抗癌幹細胞薬剤として同定するステップと、
を有することを特徴とする方法、を含む。
In some cases, the methods described herein may include the loss of pluripotency of a mutated neoplastic stem cell and the test agent prior to screening the test agent for differential activity on the number of normal and mutated neoplastic stem cells. Screening for an agent to select a test agent that induces a reduction in cell number. In certain embodiments, the method screens one or more agents to identify one or more test agents that induce loss of pluripotency and decreased cell number of the mutated neoplastic stem cells. including. Accordingly, the embodiments described herein are also:
A two-step method for identifying and validating a drug as a selective anti-cancer stem cell drug, comprising:
i) Detecting pluripotency change and cell number change of mutated neoplastic stem cells in response to contact with the drug, the drug losing pluripotency and / or reducing the number of mutated neoplastic stem cells Selecting the agent as a test agent when provoking; and ii) contacting one or more mutant neoplastic stem cells with the test agent and contacting one or more normal stem cells with the test agent; Detecting a change in the number of mutant tumor stem cells in response to the test agent, detecting a change in the number of normal stem cells in response to the test agent, and Identifying a test agent as a selective anti-cancer stem cell agent if it induces a decrease in the number of mutant tumor stem cells without inducing a decrease in the number of normal stem cells comparable to the decrease in number;
A method characterized by comprising:

正常幹細胞および変異型腫瘍性幹細胞対する試験薬剤の効果に関する差示的活性について試験薬剤をスクリーニングする前に、変異型腫瘍性幹細胞の多能性の喪失および細胞数の減少を誘発させる試験薬剤を選択するための薬剤のスクリーニングには多くの利点がある。正常幹細胞を用いて差動活性について試験薬をスクリーニングすることは、リソース集約的であり、また時間消費的である。二段階のスクリーニング方法の使用は、選択的抗癌幹細胞剤として薬剤を検証するより標的化したアプローチを可能にする。特に、正常幹細胞の培養は、腫瘍性幹細胞の培養と比較して比較的困難である。変異型腫瘍性幹細胞の多能性の喪失および/または細胞数の減少を誘発するこれらの薬剤を、正常な幹細胞を使用して差動活性についてテストすることは、それがなければ抗癌幹細胞薬剤の検証に必要となったと推定されるリソースと時間を最小限に抑える。 Select a test agent that induces loss of pluripotency and a decrease in cell number of the mutated neoplastic stem cell before screening the test agent for differential activity on the effect of the test agent on normal and mutated neoplastic stem cells There are many advantages to screening for drugs. Screening test agents for differential activity using normal stem cells is resource intensive and time consuming. The use of a two-step screening method allows a more targeted approach to validate drugs as selective anticancer stem cell agents. In particular, culturing normal stem cells is relatively difficult compared to culturing neoplastic stem cells. Testing these agents for differential activity using normal stem cells to induce loss of pluripotency and / or a decrease in the number of cells in the mutated neoplastic stem cell would otherwise be an anti-cancer stem cell agent Minimize the estimated resources and time needed to verify

さらに詳細には、1)変異型腫瘍性幹細胞の多能性の喪失および細胞数の減少を誘発する、および2)正常幹細胞の相対的な減少を誘発することなく変異型腫瘍性幹細胞の細胞数の減少を誘発する、薬剤を同定することは、癌幹細胞の自己再生能を選択的に標的とする抗癌幹細胞薬剤の同定および検証のために特に有効であることが分かった。 More particularly, 1) induces a loss of pluripotency and a decrease in the number of cells in the mutated neoplastic stem cells, and 2) a cell number of the mutated neoplastic stem cells without inducing a relative decrease in normal stem cells. It has been found that identifying agents that induce a decrease in the activity is particularly effective for the identification and validation of anti-cancer stem cell agents that selectively target the self-renewal ability of cancer stem cells.

本発明の一態様では、試験薬剤を、変異型腫瘍性幹細胞および正常ヒト幹細胞に対し、複数の試験濃度で、細胞数の差示的変化についてスクリーニングすることは、試験薬剤の選択的抗癌幹細胞薬剤としての同定および検証に有用であると判断した。一方、多くの高スループットスクリーニング方法では、単一または少数の試験濃度で活性を試験するが、いくつかの選択的抗癌幹細胞剤は、単一または少数の試験濃度での細胞数の差示活性の試験によっては容易には同定されない。図24と実施例18で示すように、8−アザグアニンおよびパルベンダゾールは正規化細胞数の減少に関して約10nM、または約10μMの試験濃度では同等のレベルを示したが、約1μMの試験濃度では異なる活性を示した。フロクスウリジンは10nMにおいて1μMまたは10μMなどの高濃度に比べてはるかに顕著な差示活性を示した。   In one aspect of the invention, screening a test agent against a mutated neoplastic stem cell and a normal human stem cell at a plurality of test concentrations for a differential change in cell number is a selective anti-cancer stem cell of the test agent. It was judged useful for identification and verification as a drug. On the other hand, many high-throughput screening methods test for activity at a single or a few test concentrations, but some selective anticancer stem cell agents have differential cell number activity at a single or a few test concentrations. It is not easily identified by this test. As shown in FIG. 24 and Example 18, 8-azaguanine and parbendazole showed similar levels at about 10 nM, or about 10 μM test concentration for reduction of normalized cell number, but at about 1 μM test concentration. Showed different activities. Floxuridine showed much more significant differential activity at 10 nM compared to high concentrations such as 1 μM or 10 μM.

したがって、いくつかの実施形態では、本発明の方法は、複数の試験濃度の試験薬剤を変異型腫瘍性幹細胞および正常な幹細胞に接触させるステップと、1つ以上の変異型腫瘍性幹細胞と正常幹細胞の細胞数の変化を複数の試験濃度において検出するステップを含む。ある実施形態では、複数の試験濃度は3桁異なり、場合によっては4−5桁異なる。ある実施形態では、複数の試験濃度は少なくとも約0.01μMから2μMまで、又は少なくとも約10nMから約20μMまで変化する。ある実施形態では、複数の試験濃度は少なくとも約1nMから約10μMまで変化する。ある実施形態では、複数の試験濃度は少なくとも3、4または5桁変化し、そして10nMおよび10μM、10nMおよび1μM、または0.01μMおよび2μMの間に少なくとも1つの試験濃度を含む。ある実施形態では、試験濃度は5点、8点、10点希釈系列のような希釈系列を有し、ここで場合によっては、複数の試験濃度は少なくとも3、4または5桁変化し、そして10nMおよび10μM、10nMおよび1μM、または0.01μMおよび2μMの間に少なくとも1つの試験濃度を含む。   Accordingly, in some embodiments, the methods of the invention involve contacting a test agent at multiple test concentrations with a mutant neoplastic stem cell and a normal stem cell, and one or more mutant neoplastic stem cells and normal stem cells. Detecting a change in the number of cells at a plurality of test concentrations. In some embodiments, the plurality of test concentrations differ by 3 orders of magnitude, and in some cases 4-5 orders of magnitude. In certain embodiments, the plurality of test concentrations varies from at least about 0.01 μM to 2 μM, or from at least about 10 nM to about 20 μM. In certain embodiments, the plurality of test concentrations varies from at least about 1 nM to about 10 μM. In certain embodiments, the plurality of test concentrations varies by at least 3, 4 or 5 orders of magnitude and comprises at least one test concentration between 10 nM and 10 μM, 10 nM and 1 μM, or 0.01 μM and 2 μM. In certain embodiments, the test concentration has a dilution series, such as a 5-point, 8-point, 10-point dilution series, where in some cases the plurality of test concentrations varies by at least 3, 4 or 5 orders of magnitude and 10 nM And at least one test concentration between 10 μM, 10 nM and 1 μM, or between 0.01 μM and 2 μM.

本発明の一態様では、試験薬剤は、正常幹細胞と1つまたは複数の試験濃度で接触され、そして試験薬剤は、変異型腫瘍性幹細胞と1つまたは複数の試験濃度で接触され、そして正常幹細胞の同等の減少を誘導することなく変異型腫瘍性幹細胞の細胞数の減少を誘導する場合、試験薬剤は選択的抗癌幹細胞薬剤として同定される。正常幹細胞の細胞数と比較して変異型腫瘍性幹細胞の細胞数を減少させることに対し差示活性を示す試験薬剤の同定は、癌幹細胞に対して選択的で正常な幹細胞に対して低い毒性を示す薬剤の同定に役立つ。   In one aspect of the invention, the test agent is contacted with normal stem cells at one or more test concentrations, and the test agent is contacted with mutant neoplastic stem cells at one or more test concentrations, and normal stem cells. A test agent is identified as a selective anti-cancer stem cell agent if it induces a decrease in the number of mutant neoplastic stem cells without inducing an equivalent decrease in. Identification of test agents that show differential activity against reducing the number of mutated neoplastic stem cells compared to the number of normal stem cells is selective for cancer stem cells and low toxicity to normal stem cells Useful for identifying drugs that exhibit

当業者は、試験薬剤が正常幹細胞に同等の減少を誘導することなく変異型腫瘍性幹細胞の細胞数の減少を誘導するか否かを判定するためのさまざまな方法を使用することができる。例えばある実施形態では、複数の試験濃度での試験薬剤との接触に応答した、変異型腫瘍性幹細胞の細胞数の変化に対する用量反応曲線が、正常幹細胞の細胞数の変化に対する用量反応曲線と比較される。ある実施形態では、単一の試験濃度で変異型腫瘍性幹細胞の正規化された細胞数が、正常幹細胞の正規化された細胞数に比べ少なくとも10%、20%、30%、40%または50%低い場合、試験薬剤は、正常幹細胞における同等の減少を誘導することなく変異型腫瘍性幹細胞の細胞数の減少を誘導すると見做される。ある実施形態では、試験薬剤に応答した変異型腫瘍性幹細胞と正常幹細胞の正規化された細胞数との間に統計的に有意な差があれば、試験薬剤は正常幹細胞における同等の減少を誘導することなく変異型腫瘍性幹細胞の細胞数の減少を誘導すると見做される。ある実施形態では、用量反応曲線下の面積を計算および/または比較することになどにより、試験薬剤に応答した変異型腫瘍性幹細胞および正常な幹細胞の正規化された細胞数との差が、単一の濃度、または複数の試験濃度に亘って計算および/または比較される。 One skilled in the art can use a variety of methods to determine whether a test agent induces a reduction in the number of mutant neoplastic stem cells without inducing an equivalent reduction in normal stem cells. For example, in certain embodiments, a dose response curve for changes in cell number of mutant neoplastic stem cells in response to contact with a test agent at multiple test concentrations is compared to a dose response curve for changes in cell number of normal stem cells. Is done. In certain embodiments, the normalized number of mutant neoplastic stem cells at a single test concentration is at least 10%, 20%, 30%, 40% or 50 compared to the normalized number of normal stem cells. If% low, the test agent is considered to induce a decrease in the number of mutant neoplastic stem cells without inducing an equivalent decrease in normal stem cells. In certain embodiments, a test agent induces an equivalent decrease in normal stem cells if there is a statistically significant difference between the mutated neoplastic stem cells in response to the test agent and the normalized number of normal stem cells Without inducing a decrease in the number of mutant neoplastic stem cells. In certain embodiments, the difference between the normalized number of mutant neoplastic stem cells and normal stem cells in response to a test agent, such as by calculating and / or comparing the area under the dose response curve, is simply Calculated and / or compared over one concentration or multiple test concentrations.

ある実施形態では、本明細書に記載される方法は、試験薬剤に応答した変異型腫瘍性幹細胞および正常幹細胞の細胞数の変化の定量化可能な方法を決定するステップを含む。例えば、ある実施形態では、変異型腫瘍性幹細胞の細胞数の減少に対する半有効濃度(EC50)値と正常幹細胞の細胞数の減少に対するEC50値が測定される。ある実施形態では、所定の試験薬剤に対する正常幹細胞のEC50値と腫瘍性幹細胞のそれとの比が測定され、そしてEC50値の比の値が予め決められた値よりも大きい場合、その試験剤は選択的抗癌幹細胞薬剤として同定される。例えば、ある実施形態では、正常幹細胞の細胞数の減少に対するEC50値と腫瘍性幹細胞に対するそれの比が2、3または4よりも大きい場合、試験薬剤は選択的抗癌幹細胞剤として同定される。ある好適な実施形態では、試験薬剤は、EC50値の比が3より大きい場合に選択的抗癌幹細胞剤として同定される。 In certain embodiments, the methods described herein include determining a quantifiable method of cell number change in mutant neoplastic and normal stem cells in response to a test agent. For example, in one embodiment, a semi-effective concentration (EC50) value for a reduction in the number of mutant neoplastic stem cells and an EC50 value for a reduction in the number of normal stem cells are measured. In certain embodiments, the ratio of the EC50 value of normal stem cells to that of neoplastic stem cells for a given test agent is measured, and if the ratio value of EC50 values is greater than a predetermined value, the test agent is selected Identified as an anti-cancer stem cell drug. For example, in certain embodiments, a test agent is identified as a selective anti-cancer stem cell agent if the ratio of the EC50 value to a decrease in the number of normal stem cells and its ratio to neoplastic stem cells is greater than 2, 3 or 4. In certain preferred embodiments, a test agent is identified as a selective anti-cancer stem cell agent if the ratio of EC50 values is greater than 3.

本発明の別の態様において、ある薬剤または試験薬剤を選択的抗癌幹細胞剤として同定し検証するための方法に対する、変異型腫瘍性幹細胞および正常幹細胞の播種密度の影響が調査された。図22および実施例16に示すように、特定の播種密度で変異型腫瘍性幹細胞および正常幹細胞を播種することは、ここに記載する選択的抗癌幹細胞剤の迅速で効果的な検出を可能にする。上述したような変異体腫瘍性幹細胞および正常幹細胞の播種に特定の密度を使用することは、これら細胞を使用したスクリーニング法における再現性、迷走性細胞増殖、および貧弱な信号強度の問題を回避するのに役立つ。 In another aspect of the invention, the effect of seeding density of mutated neoplastic stem cells and normal stem cells on methods for identifying and validating an agent or test agent as a selective anticancer stem cell agent was investigated. As shown in FIG. 22 and Example 16, seeding mutant tumor stem cells and normal stem cells at a specific seeding density allows for rapid and effective detection of the selective anti-cancer stem cell agents described herein. To do. Using specific densities for seeding mutant neoplastic and normal stem cells as described above avoids the problems of reproducibility, vagal cell proliferation, and poor signal strength in screening methods using these cells To help.

ある実施形態では、変異型腫瘍性幹細胞がレセプタクルあたり約3,000から7,000細胞で第1のレセプタクルに播種され、正常幹細胞がレセプタクルあたり約8000から12,000細胞で第2のレセプタクルに播種される。ある実施形態では、変異型腫瘍性幹細胞は、レセプタクルあたり約4,000から6,000個の細胞で、好ましくは、レセプタクルあたり約5,000個の細胞で播種される。ある実施形態では、正常幹細胞は、レセプタクルあたり約9,000から11,000個の細胞で、好ましくは、レセプタクルあたり約10,000個の細胞で播種される。 In certain embodiments, the mutated neoplastic stem cells are seeded in the first receptacle at about 3,000 to 7,000 cells per receptacle and the normal stem cells are seeded in the second receptacle at about 8000 to 12,000 cells per receptacle. Is done. In certain embodiments, the mutated neoplastic stem cells are seeded at about 4,000 to 6,000 cells per receptacle, preferably about 5,000 cells per receptacle. In certain embodiments, normal stem cells are seeded at about 9,000 to 11,000 cells per receptacle, preferably about 10,000 cells per receptacle.

選択的抗癌幹細胞剤として、薬剤または試験薬剤を同定および検証するためのここに記載される方法は、場合によっては、マイクロタイタープレートまたは試料の物理的分離を可能にする類似のレセプタクルを用いて行うことができる。例えば、ある実施形態では、変異型腫瘍性幹細胞は第1のレセプタクルに播種され、正常幹細胞は第2のレセプタクルに播種され、そして第1及び第2のレセプタクルは、同一のマイクロタイタープレート上のウェルまたは、別個のマイクロタイタープレート上のウェルである。マイクロタイタープレートは96ウェルマイクロタイタープレートであり、場合によって、コーティングされた96ウェルマイクロタイタープレートまたはスクリーニング検定法の自動化に有用な複数のレセプタクルを有する類似の容器であってもよい。 As a selective anti-cancer stem cell agent, the methods described herein for identifying and validating agents or test agents may optionally use microtiter plates or similar receptacles that allow physical separation of samples. It can be carried out. For example, in certain embodiments, mutant neoplastic stem cells are seeded in a first receptacle, normal stem cells are seeded in a second receptacle, and the first and second receptacles are wells on the same microtiter plate. Or wells on separate microtiter plates. The microtiter plate is a 96 well microtiter plate and may optionally be a coated 96 well microtiter plate or a similar container having multiple receptacles useful for automating screening assays.

ある実施形態において、本発明の方法は試験薬剤に応答した変異型腫瘍性幹細胞または正常幹細胞の細胞数の変化を検出するステップを有する。ある実施形態では、変異型腫瘍性幹細胞の細胞数の変化が、細胞に試験薬剤を接触させた後約48時間と96時間の間、場合によって72時間後に検出される。ある実施形態では、正常幹細胞の細胞数の変化が、試験薬剤を細胞に接触させた後、約4日と6日の間、場合によって約5日後に検出される。ある実施形態では、場合によってレセプタクルあたり約3,000から7,000個の細胞で変異型腫瘍性幹細胞を播種し、正常幹細胞をレセプタクルあたり約8,000から12,000個の細胞で播種した後、約12時間から36時間後、好ましくは約24時間後に、変異型腫瘍性幹細胞および正常幹細胞が薬剤または試験薬剤に接触させられる。 In certain embodiments, the methods of the invention comprise detecting a change in the number of mutant neoplastic or normal stem cells in response to a test agent. In certain embodiments, a change in cell number of the mutated neoplastic stem cell is detected between about 48 hours and 96 hours, and optionally 72 hours after contacting the cell with a test agent. In certain embodiments, a change in the number of normal stem cells is detected between about 4 and 6 days and optionally about 5 days after contacting the test agent with the cells. In certain embodiments, optionally after seeding the mutated neoplastic stem cells at about 3,000 to 7,000 cells per receptacle and normal stem cells at about 8,000 to 12,000 cells per receptacle. After about 12 to 36 hours, preferably about 24 hours, the mutated neoplastic stem cells and normal stem cells are contacted with the agent or test agent.

当技術分野で公知の多様な方法が、薬剤または試験薬剤に応答した変異型腫瘍性幹細胞または正常幹細胞の細胞数の変化を検出するために使用され得る。例えば、いくつかの実施形態では、細胞数の変化は、デオキシリボ核酸(DNA)含有量分析、ヒストンまたは核ラミニンなどの核マーカーの検出、核凝縮及び/又はヘキスト、4’,6−ジアミジノ−2−フェニルインドール(DAPI)、アクリジンオレンジ、DRAQ5またはサファリン(safarin)などのDNA結合蛍光色素で染色することなどによる核の検出により測定される。細胞数の変化は高含有量分析を使用して、場合によって、核画像解析または、薬剤または試験薬剤に応答した細胞数の変化を検出するためのハイスループットスクリーニング検定法での使用に適した他の技術、を用いて検出することができる。 A variety of methods known in the art can be used to detect changes in the number of mutant neoplastic or normal stem cells in response to an agent or test agent. For example, in some embodiments, changes in cell number may include deoxyribonucleic acid (DNA) content analysis, detection of nuclear markers such as histone or nuclear laminin, nuclear condensation and / or Hoechst, 4 ′, 6-diamidino-2 -Measured by detection of nuclei, such as by staining with a DNA-binding fluorescent dye such as phenylindole (DAPI), acridine orange, DRAQ5 or safarin. Other changes suitable for use in high-throughput screening assays to detect changes in cell number using high content analysis, in some cases nuclear imaging or detecting changes in cell number in response to drug or test agent It is possible to detect using this technique.

本発明の方法は、変異型腫瘍性幹細胞および/または正常幹細胞の使用を含む。例えば、ある実施形態では、変異型腫瘍性幹細胞は、形質転換ヒト多能性幹細胞(t−hPSCs)、場合によってv1H9−Oct4−GFP細胞、またはPCT公開番号WO2011026222に記載されたもののような形質転換誘導多能性幹細胞(t−iPSCs)である。PCT公開番号WO2011026222はここに参照されその全体が本明細書中に採り入れられる。ある実施形態では、正常幹細胞は、多能性幹細胞または誘導多能性幹細胞であり、場合によって、H9幹細胞または線維芽細胞由来誘導多能性幹細胞である。 The methods of the invention involve the use of mutant neoplastic stem cells and / or normal stem cells. For example, in certain embodiments, the mutated neoplastic stem cells are transformed such as transformed human pluripotent stem cells (t-hPSCs), optionally v1H9-Oct4-GFP cells, or those described in PCT Publication No. WO2011026222. Induced pluripotent stem cells (t-iPSCs). PCT Publication No. WO2011026222 is hereby incorporated by reference in its entirety. In certain embodiments, the normal stem cells are pluripotent stem cells or induced pluripotent stem cells, optionally H9 stem cells or fibroblast derived derived pluripotent stem cells.

本明細書に記載される方法のいくつかの実施形態では、薬剤との接触に応答した変異型腫瘍性幹細胞の多能性の変化および細胞数の変化を検出するステップと、薬剤が変異型腫瘍性幹細胞の多能性の喪失および/または細胞数の減少を誘導した場合に、薬剤を試験薬剤として選択するステップを含む。好ましい実施形態では、薬剤が変異型腫瘍性幹細胞の多能性の喪失および細胞数の減少を誘導した場合に、薬剤が試験薬剤として選択される。好ましい実施形態では、試験薬剤を選択するために、変異型腫瘍性幹細胞を単一試験濃度で薬剤と接触させる。試験薬剤を選択するための第一段階での単一の試験濃度の使用は、本明細書で記載される方法において抗癌幹細胞薬剤を選択し識別するために必要なリソースと時間を最小化する。例えば、ある実施形態では、変異型腫瘍性幹細胞は、10μMで薬剤と接触される。場合によって、試験薬剤が正常幹細胞の同等の細胞数の減少を誘導することなく変異型腫瘍性幹細胞の細胞数の減少を誘導する場合、選択的抗癌幹細胞薬剤として試験薬剤を同定するため、試験薬剤はその後、複数の試験濃度で変異型腫瘍性幹細胞および正常幹細胞と接触される。 In some embodiments of the methods described herein, detecting a pluripotency change and a change in cell number of a mutated neoplastic stem cell in response to contact with the drug, wherein the drug is a mutated tumor Selecting an agent as a test agent when induced to lose pluripotency of sex stem cells and / or reduce cell number. In a preferred embodiment, an agent is selected as a test agent when the agent induces a loss of pluripotency and a decrease in cell number of the mutated neoplastic stem cell. In a preferred embodiment, the mutant neoplastic stem cells are contacted with the agent at a single test concentration to select the test agent. The use of a single test concentration in the first step to select test agents minimizes the resources and time required to select and identify anti-cancer stem cell agents in the methods described herein. . For example, in one embodiment, the mutated neoplastic stem cell is contacted with the agent at 10 μM. In some cases, if the test agent induces a decrease in the number of mutant neoplastic stem cells without inducing an equivalent decrease in the number of normal stem cells, the test is identified to identify the test agent as a selective anticancer stem cell agent. The agent is then contacted with mutant neoplastic stem cells and normal stem cells at multiple test concentrations.

ある実施形態では、薬剤が変異型腫瘍性幹細胞の多能性を喪失および/または細胞数の減少を誘導した場合、薬剤は試験薬剤として選択される。いくつかの実施形態では、薬剤が統計的に有意に変異型腫瘍性幹細胞の多能性を喪失および/または細胞数の減少を誘導した場合、薬剤は試験薬剤として選択される。例えば、ある実施形態では、複数の薬剤がマイクロタイタープレート上でスクリーニングされ、平均値からの標準偏差の閾値に基づいて試験薬剤として選択される。ある実施形態では、薬剤は、平均から、場合によってプレート全体の平均値から、少なくとも3標準偏差のZスコアの閾値に基づいて、多能性の変化および細胞数の変化に対する試験薬剤として選択される。 In certain embodiments, an agent is selected as a test agent if the agent induces loss of pluripotency and / or decreased cell number of the mutated neoplastic stem cell. In some embodiments, an agent is selected as a test agent if the agent statistically significantly induces mutated tumor stem cell pluripotency and / or decreases cell number. For example, in one embodiment, multiple drugs are screened on a microtiter plate and selected as test drugs based on a threshold of standard deviation from the mean value. In certain embodiments, an agent is selected as a test agent for pluripotency changes and cell number changes based on a Z-score threshold of at least 3 standard deviations from an average, optionally from an average value across the plate. .

いくつかの実施形態では、本明細書に記載される方法は、陽性および/または陰性対照の使用を含む。例えば、ある実施形態では、変異型腫瘍性幹細胞の多能性の喪失を誘導するBMP4のような物質で処置された変異型腫瘍性幹細胞が陽性対照として使用される。ある実施形態では、少なくとも100ng/mlのBMP4で処置された細胞が陽性対照として使用される。他の実施形態では、アクチビンA、レチノイン酸、アスコルビン酸、ニコチンアミド、インスリンまたはトランスフェリンなどの分化薬剤を採用することがある。 In some embodiments, the methods described herein include the use of positive and / or negative controls. For example, in one embodiment, a mutant neoplastic stem cell treated with a substance such as BMP4 that induces loss of pluripotency of the mutant neoplastic stem cell is used as a positive control. In certain embodiments, cells treated with at least 100 ng / ml BMP4 are used as a positive control. In other embodiments, differentiation agents such as activin A, retinoic acid, ascorbic acid, nicotinamide, insulin or transferrin may be employed.

当技術分野で公知の多様な方法が、薬剤に応答した変異型腫瘍性幹細胞の多能性喪失を検出するために使用され得る。例えば、ある実施形態では、変異型腫瘍性幹細胞の多能性の変化は、一つ以上の多能性マーカーの発現レベルの変化を検出することによって検出される。多能性マーカーの発現レベルの変化は、多能性マーカーに選択的な抗体などの免疫組織化学的検出の使用、または定量的RT−PCRなどの遺伝子発現を分析するための他の方法を使用して検出することができる。一つ以上の多能性マーカーの発現は、変異型腫瘍性幹細胞のレポーター遺伝子に機能的にリンクでき、そしてレポーター遺伝子の産物が検出可能である。好的な実施形態では、レポーター遺伝子は緑色蛍光タンパク質(GFP)遺伝子、または画像解析などのハイスループットスクリーニング法を用いて容易に検出される発現産物を生成する遺伝子をコードする。ある実施形態では、多能性マーカーはOct4およびSox2から選択される。ある実施形態では、多能性マーカーはOct4、Sox2、Nanog、SSEA3、SSEA4、TRA−1−60、TRA−1−81、IGF1受容体、コネキシン43、E−カドヘリン、アルカリホスファターゼ、REX1、CRIPTO、CD24、CD90、CD29、CD9およびCD49f、およびそれらの混合物から選択される。 A variety of methods known in the art can be used to detect loss of pluripotency of mutant neoplastic stem cells in response to drugs. For example, in certain embodiments, a change in pluripotency of a mutated neoplastic stem cell is detected by detecting a change in the expression level of one or more pluripotency markers. Changes in the expression level of pluripotency markers can use the use of immunohistochemical detection such as antibodies selective for pluripotency markers, or other methods for analyzing gene expression such as quantitative RT-PCR Can be detected. The expression of one or more pluripotency markers can be functionally linked to a reporter gene of the mutated neoplastic stem cell and the product of the reporter gene can be detected. In preferred embodiments, the reporter gene encodes a green fluorescent protein (GFP) gene or a gene that produces an expression product that is readily detected using high-throughput screening methods such as image analysis. In certain embodiments, the pluripotency marker is selected from Oct4 and Sox2. In certain embodiments, the pluripotency marker is Oct4, Sox2, Nanog, SSEA3, SSEA4, TRA-1-60, TRA-1-81, IGF1 receptor, connexin 43, E-cadherin, alkaline phosphatase, REX1, CRIPTO, Selected from CD24, CD90, CD29, CD9 and CD49f, and mixtures thereof.

いくつかの実施形態では、薬剤または試験薬剤を選択的抗癌幹細胞薬剤として同定および検証する方法は、選択的抗癌幹細胞薬剤として同定された試験薬剤を癌患者由来の癌細胞系に対する活性についてスクリーニングするステップをさらに含む。例えばある実施形態では、癌細胞系は、白血病細胞系、場合によって、急性骨髄性白血病(AML)細胞系であってもよい。ある実施形態では、活性は、癌細胞系の細胞毒性、アポトーシスの誘導、多能性の喪失、分化の誘発またはそれらの組み合わせである。 In some embodiments, the method of identifying and validating an agent or test agent as a selective anti-cancer stem cell agent screens the test agent identified as a selective anti-cancer stem cell agent for activity against cancer cell lines from cancer patients. The method further includes the step of: For example, in certain embodiments, the cancer cell line may be a leukemia cell line, optionally an acute myeloid leukemia (AML) cell line. In certain embodiments, the activity is cancer cell line cytotoxicity, induction of apoptosis, loss of pluripotency, induction of differentiation or a combination thereof.

いくつかの態様において、ここに記載される薬剤または試験薬剤を選択的抗癌幹細胞薬剤として同定および検証する方法は、選択的抗癌幹細胞として同定された試験薬剤を、一つ以上のストレス応答遺伝子、場合によってアネキシンV、p53および/またはp21などのアポトーシス性バイオマーカー、の発現に対してスクリーニングするステップをさらに含む。 In some embodiments, a method of identifying and verifying an agent or test agent described herein as a selective anti-cancer stem cell agent, wherein the test agent identified as a selective anti-cancer stem cell is one or more stress response genes. Optionally further screening for the expression of an apoptotic biomarker such as Annexin V, p53 and / or p21.

本発明の別の態様では、驚くべきことに、チオリダジンに構造的に類似の化合物が、癌幹細胞の分化を誘導し、または癌幹細胞を死滅させるのに有効であることが判明した。詳細には、チオリダジンに構造的に類似の化合物は、選択的に癌幹細胞の分化を誘導し、または癌幹細胞の増殖を低減させるのに有用である。図26および実施例20に示すように、癌幹細胞(CSC)が豊富な細胞系のチオリダジンによる治療は、ドーパミン受容体を発現するCSC集団を選択的に標的にし、そしてその結果CD24を発現する細胞を増加させる。 In another aspect of the invention, it has surprisingly been found that compounds structurally similar to thioridazine are effective in inducing cancer stem cell differentiation or killing cancer stem cells. Specifically, compounds structurally similar to thioridazine are useful for selectively inducing cancer stem cell differentiation or reducing cancer stem cell proliferation. As shown in FIG. 26 and Example 20, treatment of cancer stem cell (CSC) -rich cell lines with thioridazine selectively targets CSC populations that express dopamine receptors and, consequently, cells that express CD24. Increase.

従ってある実施形態では、選択的に癌幹細胞の分化を誘発し、または癌幹細胞の増殖を減少させる方法であって、癌幹細胞に、チオリダジンに類似の少なくとも0.6のタニモト係数を持つ化合物を接触させるステップを有する、ことを特徴とする方法が提供される。ある実施形態では、化合物は、チオリダジン、プロクロルペラジン、トリフルオペラジン、フルフェナジン、ペルフェナジン、およびトリフルプロマジンからなるグループから選択される。ある実施形態では、チオリダジンに類似の少なくとも0.6のタニモト係数をもつ化合物はフェノチアジン誘導体である。ある実施形態では、化合物は正常幹細胞と比較して癌幹細胞の分化を優先的に誘発する。癌幹細胞は場合によって生体内(in vivo)、試験管内(in vitro)または生体外(ex vivo)である。いくつかの実施形態では、癌幹細胞は被験者の生体内(in vivo)にある。 Thus, in certain embodiments, a method of selectively inducing cancer stem cell differentiation or reducing cancer stem cell proliferation, wherein the cancer stem cell is contacted with a compound having a Tanimoto coefficient of at least 0.6 similar to thioridazine There is provided a method characterized by comprising the steps of: In certain embodiments, the compound is selected from the group consisting of thioridazine, prochlorperazine, trifluoperazine, fluphenazine, perphenazine, and triflupromazine. In certain embodiments, the compound having a Tanimoto coefficient of at least 0.6 similar to thioridazine is a phenothiazine derivative. In certain embodiments, the compound preferentially induces differentiation of cancer stem cells relative to normal stem cells. Cancer stem cells are optionally in vivo, in vitro, or ex vivo. In some embodiments, the cancer stem cells are in a subject's in vivo.

本発明の態様は、癌を罹患するまたは癌を疑われる被験者の治療および/またはモニタリング、のみならず癌を罹患するまたは癌を疑われる被験者の処置を決定し、または処置の経過を決定する方法を含む。ここに記載されるように、ドーパミン受容体遮断薬のような抗癌幹細胞薬剤は、癌幹細胞を選択的に標的とし、詳細には癌幹細胞の分化を誘導し、または増殖を減少させることに有用である。癌細胞を標的とし、癌幹細胞を標的としない他の癌治療アプローチは、癌の発生源の根絶に失敗する結果となり、それにより疾患の起こりうる再発またはより重篤な疾病形態への進行につながる。一般的に、癌患者は、疾患が根絶されたことが認識されるか、寛解の場合に症状が制御されるか、または副作用がさらなる処置を制限するか、のいずれかまで、処置されている。臨床疾患が知覚できず処置が停止する場合には、疾患の再発は、従来の治療によって排除されなかった癌幹細胞の存在に起因する可能性がある。ここに記載される、選択的に癌幹細胞を同定する、ならびに、癌幹細胞を標的化するための実施形態は、被験者をモニタリングし、および/または抗癌幹細胞薬剤で被験者を処置するために有用である。例えば、被験者における癌幹細胞の検出に基づく被験者の治療、監視、または治療の決定は、処置が癌細胞または癌バイオマーカーの減少または根絶があるまで治療が単に継続されるのではなく、癌幹細胞が被験者から除去されるまで治療が継続されることを確実にする。本発明のこの局面は他の臨床パラダイムとは著しく異なっている、なぜならば、腫瘍性疾患を発現しない患者の癌治療の継続は一般的に必要が示されておらず、ほとんどの従来慣行から外れるからである。例えば、ここに記載されるマーカーの使用による、骨髄または末梢血から採取した細胞からの癌幹細胞の検出は、ここに記載される抗癌幹細胞薬剤の治療期間を決定するために使用することができる。同様に、乳癌などの固形腫瘍では、癌幹細胞の存在について試験するためにリンパ節生検からの試料を取得することができる。 Aspects of the present invention provide a method for determining treatment of a subject suffering from cancer or suspected of cancer, as well as treatment and / or monitoring of a subject suffering from or suspected of cancer, or determining the course of treatment. including. As described herein, anti-cancer stem cell agents such as dopamine receptor blockers selectively target cancer stem cells, and are particularly useful for inducing differentiation or reducing proliferation of cancer stem cells It is. Other cancer treatment approaches that target cancer cells and not cancer stem cells result in failure to eradicate the source of the cancer, thereby leading to possible recurrence of the disease or progression to a more severe form of disease . In general, cancer patients are treated until either the disease is perceived to have been eradicated, symptoms are controlled in case of remission, or side effects limit further treatment . If clinical disease cannot be perceived and treatment stops, recurrence of the disease may be due to the presence of cancer stem cells that were not eliminated by conventional therapy. Embodiments described herein for selectively identifying cancer stem cells and targeting cancer stem cells are useful for monitoring a subject and / or treating a subject with an anti-cancer stem cell agent. is there. For example, a subject's treatment, monitoring, or therapeutic decision based on detection of cancer stem cells in the subject does not simply continue treatment until there is a reduction or eradication of cancer cells or cancer biomarkers, Ensure that treatment continues until removed from the subject. This aspect of the invention is significantly different from other clinical paradigms because continuing cancer treatment in patients who do not develop neoplastic disease has generally not been shown necessary and deviates from most conventional practices. Because. For example, detection of cancer stem cells from cells harvested from bone marrow or peripheral blood by use of the markers described herein can be used to determine the duration of treatment of an anti-cancer stem cell agent described herein. . Similarly, for solid tumors such as breast cancer, samples from lymph node biopsies can be obtained to test for the presence of cancer stem cells.

従ってある実施形態では;
抗癌幹細胞薬剤での処置を受けている、癌を罹患する、または癌の罹患を疑われる被験者からの試料を提供するステップと、
試料内の癌幹細胞のレベルを測定するステップと、
試料が癌幹細胞を含まない場合に被験者は抗癌幹細胞薬剤での処置をこれ以上必要としないと判定し、そして試料が癌幹細胞を含む場合に被験者は抗癌幹細胞薬剤での処置をさらに必要とする被験者として同定するステップと、
を有することを特徴とする方法、が提供される。
Thus in certain embodiments:
Providing a sample from a subject undergoing treatment with an anti-cancer stem cell drug, suffering from cancer or suspected of having cancer;
Measuring the level of cancer stem cells in the sample;
If the sample does not contain cancer stem cells, the subject determines that no further treatment with the anti-cancer stem cell drug is required, and if the sample contains cancer stem cells, the subject further requires treatment with the anti-cancer stem cell drug. Identifying as a subject to perform,
There is provided a method characterized by comprising:

他の実施形態では;
癌を罹患する、または癌の罹患を疑われる被験者を抗癌幹細胞薬剤で処置するステップと、
前記被験者からの試料内の癌幹細胞のレベルを測定するステップと、
前記試料が癌幹細胞を含まない場合に前記被験者は抗癌幹細胞薬剤での処置をこれ以上必要としないと判定し、そして前記試料が癌幹細胞を含む場合に前記被験者は抗癌幹細胞薬剤での処置をさらに必要とする被験者として同定するステップと、
を有することを特徴とする方法、が提供される。
In other embodiments;
Treating a subject suffering from or suspected of having cancer with an anti-cancer stem cell agent;
Measuring the level of cancer stem cells in a sample from the subject;
If the sample does not contain cancer stem cells, the subject determines that no further treatment with an anti-cancer stem cell drug is needed, and if the sample contains cancer stem cells, the subject treats with an anti-cancer stem cell drug Identifying as a subject in need of further,
There is provided a method characterized by comprising:

他の1つの実施形態では;
抗癌幹細胞薬剤での処置を受けている、癌を罹患する、または癌の罹患を疑われる被験者からの試料を提供するステップと、
試料内の癌幹細胞のレベルを測定するステップと、
試料内の癌幹細胞のレベルを対照試料内の癌幹細胞のレベルと比較するステップと、
を含む方法、も提供される。
In another embodiment;
Providing a sample from a subject undergoing treatment with an anti-cancer stem cell drug, suffering from cancer or suspected of having cancer;
Measuring the level of cancer stem cells in the sample;
Comparing the level of cancer stem cells in the sample with the level of cancer stem cells in the control sample;
A method is also provided.

ある実施形態では、方法はさらに対照試料と比較した試料内の癌幹細胞のレベルの増加または減少に基づいて、被験者に対し抗癌幹細胞薬剤での処置を続けるかを判定するステップを含む。場合によって、対照試料は事前に設定された値または閾値である。
ある実施形態では、対照試料は、被験者からの時間的に前の試料である。
In certain embodiments, the method further comprises determining whether to continue treatment with the anti-cancer stem cell agent on the subject based on an increase or decrease in the level of cancer stem cells in the sample compared to the control sample. In some cases, the control sample is a preset value or threshold.
In certain embodiments, the control sample is a temporally previous sample from the subject.

いくつかの実施形態では、抗癌幹細胞薬剤はドーパミン受容体遮断薬またはここに記載される癌幹細胞を選択的に標的とする薬剤であって、限定されないが図23に記載される薬剤を含む。ある実施形態では、ドーパミン受容体遮断薬はオリダジンに類似の少なくとも0.6のチタニモト係数を持つ。場合によってドーパミン受容体遮断薬は、チオリダジン、プロクロルペラジン、トリフルオペラジン、フルフェナジン、ペルフェナジン、およびトリフルプロマジンから選択される。   In some embodiments, the anti-cancer stem cell agent comprises a dopamine receptor blocker or an agent that selectively targets cancer stem cells described herein, including but not limited to the agent described in FIG. In certain embodiments, the dopamine receptor blocker has a titanimoto factor of at least 0.6, similar to oridazine. Optionally the dopamine receptor blocker is selected from thioridazine, prochlorperazine, trifluoperazine, fluphenazine, perphenazine, and triflupromazine.

ある側面では、ここに記載される方法は、抗癌幹細胞薬剤に応答した癌幹細胞の減少、および/または癌幹細胞の分化または多能性の喪失により処置の方針を決め、または抗癌幹細胞薬剤による処置を受ける被験者をモニターするのに有用である。従ってある実施形態では、試料内の癌幹細胞のレベルを測定するステップは、試料内の分化細胞に対する癌幹細胞の割合を測定するステップを含む。ある実施形態では、被験者からの試料において分化細胞に対する癌幹細胞の割合の時間変化、または対照試料と比較した変化の検知は、処置の方針を決定し、または癌を罹患するまたは癌を疑われる被験者をモニターするのに有用である。   In certain aspects, the methods described herein may be directed to treatment by reducing cancer stem cells in response to anti-cancer stem cell drugs and / or loss of cancer stem cell differentiation or pluripotency, or by anti-cancer stem cell drugs. Useful for monitoring subjects undergoing treatment. Thus, in certain embodiments, measuring the level of cancer stem cells in the sample comprises measuring the ratio of cancer stem cells to differentiated cells in the sample. In certain embodiments, detection of a change in the ratio of cancer stem cells to differentiated cells over time in a sample from a subject, or a change compared to a control sample, determines a treatment strategy, or a subject suffering from or suspected of having cancer. Useful for monitoring.

ある実施形態では、サンプル中の癌幹細胞のレベルは、癌幹細胞に関連する1つ以上のバイオマーカーの発現またはバイオマーカーの署名、および/または分化細胞に関連した1つ以上のバイオマーカーの発現またはバイオマーカーの署名を検知することによって測定可能である。例えば、癌幹細胞は、DR1、DR2、DR3、DR4、DR5から選択される一つ以上のドーパミン受容体(DR)、および1つまたは複数のCD14、CD34およびCD44の発現について試料を試験することによって試料内で検出可能である。図14に示すように、DRの発現は、癌幹細胞の存在を示唆する。ある実施形態では、試料は白血病細胞または白血病細胞を疑われる細胞を含み、そして分化細胞に関連するバイオマーカーはCD11b+、CD114+およびCD16+から選択される。ある実施形態では、試料は、乳癌細胞または乳癌細胞の疑いのある細胞を含み、そして分化細胞に関連するバイオマーカーはCD24−である。   In certain embodiments, the level of cancer stem cells in the sample is the expression or signature of one or more biomarkers associated with cancer stem cells, and / or the expression or expression of one or more biomarkers associated with differentiated cells or It can be measured by detecting the biomarker signature. For example, a cancer stem cell is obtained by testing a sample for expression of one or more dopamine receptors (DR) selected from DR1, DR2, DR3, DR4, DR5, and one or more CD14, CD34 and CD44. It can be detected in the sample. As shown in FIG. 14, the expression of DR suggests the presence of cancer stem cells. In certain embodiments, the sample comprises leukemia cells or cells suspected of being leukemia cells and the biomarker associated with differentiated cells is selected from CD11b +, CD114 + and CD16 +. In certain embodiments, the sample comprises breast cancer cells or cells suspected of being breast cancer cells, and the biomarker associated with differentiated cells is CD24-.

ある実施形態では、試料中の癌幹細胞のレベルまたは試料中の癌幹細胞のレベルの変化は、バイオマーカーの発現に対する癌幹細胞に関連するバイオマーカーの発現を、分化細胞に関連するバイオマーカーの発現と比較して検出することによって測定することができる。例えば、ある実施形態では、(DR+、CD14+のような)白血病癌幹細胞に関連するバイオマーカーを発現する細胞に対するCD11bを発現する細胞の割合の増加は、抗癌幹細胞薬剤の癌幹細胞を分化させる効果を示唆し、そして単に癌細胞の死滅を示唆しない。ある実施形態では、CD24を発現する細胞の割合の増加は抗癌幹細胞薬剤の乳癌幹細胞を分化させる効果を示唆し、そして単に癌細胞の死滅を示唆しない。ある実施形態では、CD44を発現する細胞に対するCD24を発現する細胞の割合の増加、および場合によって1つまたはそれ以上のドーパミン受容体の増加は、抗癌幹細胞薬剤の乳癌幹細胞を分化させる効果を示唆し、そして単に癌細胞の死滅を示唆しない。 In certain embodiments, a change in the level of cancer stem cells in a sample or the level of cancer stem cells in a sample is the expression of biomarkers associated with cancer stem cells relative to expression of biomarkers, It can measure by comparing and detecting. For example, in certain embodiments, an increase in the proportion of cells that express CD11b relative to cells that express biomarkers associated with leukemia cancer stem cells (such as DR +, CD14 +) is an effect of differentiating cancer stem cells of an anti-cancer stem cell agent. And does not simply suggest the death of cancer cells. In certain embodiments, an increase in the percentage of cells expressing CD24 suggests the effect of anticancer stem cell agents to differentiate breast cancer stem cells and does not simply suggest death of cancer cells. In certain embodiments, an increase in the proportion of cells expressing CD24 relative to cells expressing CD44, and optionally an increase in one or more dopamine receptors, suggests the effect of an anti-cancer stem cell agent to differentiate breast cancer stem cells. And does not simply suggest the death of cancer cells.

ある実施形態では、試料中の癌幹細胞のレベルは、癌幹細胞と関連することが当技術分野で公知のバイオマーカーの発現を検出することによって測定することができる。例えば、Eppertら(2011)およびAl−Hajら(2003)による文献は(その全体が本明細書中に参考として採り入れられる)、白血病癌幹細胞などの特定の癌幹細胞に関連するバイオマーカーおよび遺伝子発現署名を記載している。   In certain embodiments, the level of cancer stem cells in a sample can be measured by detecting the expression of biomarkers known in the art to be associated with cancer stem cells. For example, the literature by Eppert et al. (2011) and Al-Haj et al. (2003), which is incorporated herein by reference in its entirety, describes biomarkers and gene expression associated with specific cancer stem cells such as leukemia cancer stem cells. The signature is described.

試料は、タンパク質レベルを検出するための免疫組織化学的方法、FACSのような蛍光ベースの方法、またはバイオマーカー転写物のレベルを検知するためのRT−PCRまたは定量的RT−PCRに基づく方法、を用いて、または前述のまたは当技術分野で公知の他の方法を使用して、癌幹細胞または分化した細胞に関連するバイオマーカーの発現について試験することができる。 The sample may be an immunohistochemical method for detecting protein levels, a fluorescence-based method such as FACS, or a RT-PCR or quantitative RT-PCR based method for detecting the level of a biomarker transcript, Or using the aforementioned or other methods known in the art can be tested for expression of biomarkers associated with cancer stem cells or differentiated cells.

ある実施形態では、試料中の癌幹細胞のレベルを測定する方法は、試料中の癌幹細胞の存在または非存在を検出するステップを含む。癌幹細胞の存在または非存在を決定するための他の方法は、マウスなどの動物モデルでの異種移植研究の使用を含む。 In certain embodiments, a method of measuring the level of cancer stem cells in a sample comprises detecting the presence or absence of cancer stem cells in the sample. Other methods for determining the presence or absence of cancer stem cells include the use of xenograft studies in animal models such as mice.

ある実施形態では、試料は癌細胞または癌細胞であることが疑われる細胞を含む。ある実施形態では、試料は、癌を罹患するまたはその疑いのある被験者からのものである。場合によっては、試料は、末梢血サンプル、または骨髄サンプルであってもよい。いくつかの実施形態では、試料は、癌または癌を有する疑いのある被験者から採取された組織生検のような組織サンプル、または別の生物学的サンプルでよい。例えば、いくつかの実施形態では、試料は、白血病を罹患する被験者由来であり、白血病細胞又は白血病細胞である疑いのある細胞を含むか、または、乳癌を罹患する被験者由来であり、乳癌細胞または乳癌細胞であるの疑いのある細胞を含む。場合によっては、試料は、他の種類の細胞または細胞破片を除去するか、または癌幹細胞を含む癌細胞である細胞を選択するなどのために、癌幹細胞のレベルを決定する前に処理される。例えば、ある実施形態では、試料は、白血病細胞を含む末梢血サンプルであり、試料は、癌幹細胞のレベルを決定する前に、CD34+またはCD34+CD38−である細胞集団について富化される。ある実施形態では、試料は乳癌サンプルであり、試料は癌幹細胞のレベルを測定する前に、CD44+CD24−細胞集団について富化される。   In certain embodiments, the sample comprises cancer cells or cells suspected of being cancer cells. In certain embodiments, the sample is from a subject suffering from or suspected of having cancer. In some cases, the sample may be a peripheral blood sample or a bone marrow sample. In some embodiments, the sample may be a tissue sample, such as a tissue biopsy taken from cancer or a subject suspected of having cancer, or another biological sample. For example, in some embodiments, the sample is from a subject suffering from leukemia and contains leukemia cells or cells suspected of being leukemia cells, or from a subject suffering from breast cancer, Includes cells suspected of being breast cancer cells. In some cases, the sample is processed prior to determining the level of cancer stem cells, such as to remove other types of cells or cell debris, or to select cells that are cancer cells that contain cancer stem cells. . For example, in certain embodiments, the sample is a peripheral blood sample containing leukemia cells, and the sample is enriched for a cell population that is CD34 + or CD34 + CD38− prior to determining the level of cancer stem cells. In certain embodiments, the sample is a breast cancer sample, and the sample is enriched for the CD44 + CD24− cell population prior to measuring the level of cancer stem cells.

ある実施形態では、試料は白血病細胞または白血病細胞の疑いのある細胞であり、そして癌幹細胞の有無を決定するステップは、CD14とDR1、DR2、DR3、DR4およびDR5などの癌幹細胞に関連した1つまたは複数のバイオマーカーについて試料を試験するステップを含む。ある実施形態では、CD14および1つまたは複数のドーパミン受容体の発現は、試料中の癌幹細胞の存在を示唆する。ある実施形態では、CD14、CD34、および1つまたは複数のドーパミン受容体の発現は、試料中の白血病癌幹細胞の存在を示唆する。   In certain embodiments, the sample is leukemia cells or cells suspected of being leukemia cells and the step of determining the presence or absence of cancer stem cells is associated with cancer stem cells such as CD14 and DR1, DR2, DR3, DR4 and DR5. Testing the sample for one or more biomarkers. In certain embodiments, expression of CD14 and one or more dopamine receptors suggests the presence of cancer stem cells in the sample. In certain embodiments, expression of CD14, CD34, and one or more dopamine receptors suggests the presence of leukemia cancer stem cells in the sample.

ある実施形態では、試料は乳癌細胞または乳癌細胞であると疑われる細胞であり、そして癌幹細胞の存在または非存在を決定するステップは、CD44およびCD24の発現について試料を試験するステップを含む。ある実施形態では、CD44を発現し、CD24発現しない細胞の検出は、癌幹細胞の存在を示唆する。 In certain embodiments, the sample is a breast cancer cell or a cell suspected of being a breast cancer cell, and determining the presence or absence of cancer stem cells comprises testing the sample for expression of CD44 and CD24. In certain embodiments, detection of cells that express CD44 but not CD24 suggests the presence of cancer stem cells.

以下の限定しない事例は本発明を説明する: The following non-limiting examples illustrate the invention:

(事例)
(事例1:チオリダジンは白血病細胞系に対し細胞毒性を有する)
正規化された細胞数に対するチオリダジンの効果が3つの白血病細胞系:HL−60、MV4−11及びOCI−AML3で検証された。3つの細胞系は全て白血病細胞系である。HL−60は前骨髄球性AML由来であり、一方MV4−11及びOCI−AML3はAMLの代表である。それぞれの化合物は細胞と共に72時間インキュベートされる。対照はジメチルスルホキシド(DMSO)(即ち化合物に使用される溶媒)に72時間。それぞれの条件は3度繰り返された。
(Example)
(Case 1: Thioridazine is cytotoxic to leukemia cell lines)
The effect of thioridazine on normalized cell numbers was verified with three leukemia cell lines: HL-60, MV4-11 and OCI-AML3. All three cell lines are leukemic cell lines. HL-60 is derived from promyelocytic AML, while MV4-11 and OCI-AML3 are representative of AML. Each compound is incubated with the cells for 72 hours. Control is 72 hours in dimethyl sulfoxide (DMSO) (ie the solvent used for the compound). Each condition was repeated three times.

図1にしめすように、0.1μMと1μMのチオリダジン投与は正規化細胞数にほとんど影響を与えなかったが、一方10μMでは正規化細胞数は殆どゼロに減少した。   As shown in FIG. 1, administration of 0.1 μM and 1 μM thioridazine had little effect on the normalized cell number, whereas at 10 μM the normalized cell number decreased to almost zero.

(事例2: AMLの芽細胞形成ポテンシャルと正常幹細胞のコロニー形成ポテンシャルに対するチオリダジンの異なる活性)
AML細胞系における芽細胞形成に対するチオリダジンの効果が正常ヒト幹細胞におけるコロニー形成に対するチオリダジンの効果と比較された。
(Case 2: Different activity of thioridazine on blast formation potential of AML and colony formation potential of normal stem cells)
The effect of thioridazine on blast formation in AML cell lines was compared with that of thioridazine on colony formation in normal human stem cells.

正常ヒト幹細胞(HSC)および前駆細胞は健常な患者の前駆細胞が増大させられた末梢血またはへその緒臍帯血のいずれかに由来した。原発性AML細胞はAMLと診断された患者から採取された。正常HSCおよび原発性AML細胞は共に標準試験管内(in vitro)メトセルロース検定条件(http://www.stemcell.com/en/Products/All−Products/MethoCult−H4434−Classic.aspxおよびClinton Campbell他「ヒト幹細胞序列は自己再生ポテンシャルに関するMcl−1hへの機能的依存性により定義される」Blood 116(9)1433−1442(2010年6月4日)参照、これらはここに参照され採り入れられる)のもとで少なくとも14日間培養され、その後コロニーの数が記録された。図2に示すように、10μMチオリダジンは正常HSCとAML細胞とでは異なる効果を見せた。10μMチオリダジンは正常HSCのコロニー形成ポテンシャルを約100(対照、DMSO処置)から総コロニー数66まで減少させた。(図2A)。しかしAML細胞に対してはCFUコロニーの数を約22芽細胞コロニーから1.6芽細胞コロニーに大幅に減少させた(図2B)。   Normal human stem cells (HSCs) and progenitor cells were derived from either peripheral blood or umbilical cord blood with increased progenitor cells in healthy patients. Primary AML cells were collected from patients diagnosed with AML. Both normal HSCs and primary AML cells were tested in standard in vitro methocellulose assay conditions (http://www.stemcell.com/en/Products/All-Products/MethoCult-H4434-Classic.aspx and Clinton Campb et al.). (See “Human stem cell order is defined by functional dependence on Mcl-1h for self-renewal potential”, Blood 116 (9) 1433-1442 (June 4, 2010), which is incorporated herein by reference) For at least 14 days, after which the number of colonies was recorded. As shown in FIG. 2, 10 μM thioridazine showed different effects in normal HSC and AML cells. 10 μM thioridazine reduced the colony formation potential of normal HSCs from approximately 100 (control, DMSO treatment) to a total colony count of 66. (FIG. 2A). However, for AML cells, the number of CFU colonies was greatly reduced from about 22 blast colonies to 1.6 blast colonies (FIG. 2B).

図3はチオリダジンで処置された正常ヒト幹細胞(HSC)とAMLから形成されたCFUコロニーの細胞ペレットを示す。10μMの投与量では、ペレット化した細胞はHSCでは視認できるが、AML細胞では見えない。したがってチオリダジンはAML細胞の芽細胞―CFUポテンシャルを選択的に標的とする。 FIG. 3 shows a cell pellet of CFU colonies formed from normal human stem cells (HSC) treated with thioridazine and AML. At a dose of 10 μM, pelleted cells are visible on HSC but not on AML cells. Thus, thioridazine selectively targets the blast-CFU potential of AML cells.

(事例3:クロルプロマジンはAML細胞系に対して毒性を有する)
ドーパミン受容体遮断薬でありそしてフェノチアジン関連化合物であるクロルプロマジンもAML細胞系HL−60,MV4−11およびOCI−AML3に対する効果について調査された。試験は事例1に示されるように実施された。図4に示すように、10μMクロルプロマジンはAML細胞系に対して毒性を有する。
(Case 3: Chlorpromazine is toxic to AML cell lines)
Chlorpromazine, a dopamine receptor blocker and phenothiazine-related compound, was also investigated for effects on the AML cell lines HL-60, MV4-11 and OCI-AML3. The test was performed as shown in Case 1. As shown in FIG. 4, 10 μM chlorpromazine is toxic to the AML cell line.

(事例4:正常血液vs白血病におけるドーパミン受容体の発現)
ドーパミン受容体DR1,DR2,DR3,DR4およびDR5の発現が、AML細胞系(HL−60,MV4−11,AML−OCI2およびAML−OCI3)、AML患者から単離された原発性AML細胞(AML22101、AML29428、AML22174、AML29560)、正常血液単核細胞(MNC)(MPB21471およびMPB28137;健常患者血液)およびStemSep(登録商標)ヒト造血性前駆体細胞エンリッチメントキット(http://www.stemcell.com/en/Products/All−Products/StemSep−Human−Hematopoietic−Progenitor−Cell−Enrichment−Kit.aspx)を使用し、HSC/ヒト前駆体細胞のエンリッチメントレベルがフローサイトメトリで確認された、正常ヒト幹細胞または前駆体を豊富に含んだへその緒臍帯血原発性細胞(CB107、CB108およびCB109)に対して分析された。アイソタイプ発現が背景として計測された。アイソタイプピークの右側のピークはドーパミン受容体(DR)マーカーのポジティブ発現を意味する。
(Case 4: Dopamine receptor expression in normal blood vs. leukemia)
Expression of the dopamine receptors DR1, DR2, DR3, DR4 and DR5 is detected in AML cell lines (HL-60, MV4-11, AML-OCI2 and AML-OCI3), primary AML cells isolated from AML patients (AML22101). AML29428, AML22174, AML29560), normal blood mononuclear cells (MNC) (MPB21471 and MPB28137; healthy patient blood) and StemSep® human hematopoietic progenitor cell enrichment kit (http://www.stemcell.com). /En/Products/All-Products/StemSep-Human-Hematopoietic-Progenitor-Cell-Enrichment-Kit.aspx) and HSC Human progenitor cells enrichment level was confirmed by flow cytometry and analyzed with respect to it rich in the normal human stem cells or precursor umbilical cord blood primary cells (CB107, CB108 and CB109). Isotype expression was measured as background. The peak on the right side of the isotype peak means positive expression of the dopamine receptor (DR) marker.

図5に示されるように、ドーパミン受容体は原発性AML、AML細胞系および正常単核血液細胞(MNC)において発現するが、正常ヒト幹細胞(HSC)(系統枯渇へその緒臍帯血(CBlin−))を豊富に含んだ血液では発現しない。データは試料がドーパミン受容体(DR)発現にポジティブな場合、全ての5つのDRサブタイプが通常存在することを示す。   As shown in FIG. 5, dopamine receptors are expressed in primary AML, AML cell lines and normal mononuclear blood cells (MNC) but normal human stem cells (HSC) (line cord-depleted cord blood (CBlin−)). It is not expressed in blood rich in blood. The data show that if the sample is positive for dopamine receptor (DR) expression, all five DR subtypes are usually present.

全ての原発性AMLがドーパミン受容体を発現するとは限らなかった。従って、ドーパミン受容体遮断薬によるAML処置に適した被験者を識別するため、被験者はドーパミン受容体発現について事前にスクリーニングされてよい。選択肢として、被験者の事前スクリーニングは全ての5つのDRサブタイプ、または特定のサブタイプ、またはサブタイプの組合せに及んでもよい。   Not all primary AML expressed dopamine receptors. Accordingly, subjects may be pre-screened for dopamine receptor expression to identify subjects suitable for AML treatment with dopamine receptor blockers. As an option, subject pre-screening may span all five DR subtypes, or specific subtypes, or combinations of subtypes.

(事例5:多重DR遮断薬はAML細胞系に対し細胞毒性を有する)
一連のドーパミン受容体刺激薬、D3−遮断薬、DR1&5−遮断薬および多重受容体遮断薬が3つのAML細胞系HL−60、OCI−AML2、OCI−AML3に対する細胞毒性に関して試験された。試験は事例1の設定に従って実行された。
(Case 5: Multiple DR blockers are cytotoxic to AML cell lines)
A series of dopamine receptor stimulants, D3 - blockers, DR 1 & 5- blockers and multiple receptor blockers were tested for cytotoxicity against three AML cell lines HL-60, OCI-AML2, and OCI-AML3. The test was carried out according to the settings of case 1.

図6に示すように、高い濃度のクロザピン(CLOZ)、およびクロルプロマジン塩酸塩(CHL)、チオリダジン(THIO)はAML細胞系に対し有意の細胞毒性を有する。理論に制限されることなく、細胞毒性効果は多重ドーパミン受容体の阻害を必要とするかもしれない。多重受容体遮断薬であるCLOZ、CHL、THIOはAML細胞系を根絶するように作用するが、一方特異遮断薬であるD3−、DR1&5−は細胞数を60%にまで減少させるだけである。 As shown in FIG. 6, high concentrations of clozapine (CLOZ), and chlorpromazine hydrochloride (CHL), thioridazine (THIO) have significant cytotoxicity against AML cell lines. Without being limited by theory, cytotoxic effects may require inhibition of multiple dopamine receptors. Multiple receptor blockers CLOZ, CHL, THIO act to eradicate AML cell lines, while specific blockers D 3- , DR 1 & 5- only reduce the number of cells to 60%. is there.

(事例6:ドーパミン受容体は原発性AMLのCD14+細胞集団において発現する)
原発性AML細胞においてドーパミン受容体サブタイプの発現が分析された。AML患者から得られた原発性AML細胞はDRサブタイプおよびCD14に特異な抗体を、フローサイトメトリを使用した分析の前に含んだ。大多数のDR+細胞はCD14ポジティブであることが判った。
(Case 6: Dopamine receptor is expressed in CD14 + cell population of primary AML)
Expression of dopamine receptor subtypes was analyzed in primary AML cells. Primary AML cells obtained from AML patients contained DR subtype and CD14 specific antibodies prior to analysis using flow cytometry. The majority of DR + cells were found to be CD14 positive.

図7に示すように、CD14単球マーカーの発現はそれぞれのDRサブタイプの発現と相関関係が有る。   As shown in FIG. 7, the expression of the CD14 monocyte marker correlates with the expression of each DR subtype.

チオリダジンの効果も原発性AML内のCD14+細胞サブ集団で試験された。原発性AML細胞は対照(DMSO溶媒)または10μMチオリダジンのもとで72時間培養され、そしてCD14に特異な抗体により染色された。対照とチオリダジン処置試料の両方のCD14+細胞の数はフローサイトメトリを使用して測定され、そしてCD14+細胞の出現頻度はチオリダジン処置試料の方が低く、このことはこの化合物が選択的にAML細胞の中のCD14+サブ集団を標的とすることを示唆した。   The effect of thioridazine was also tested in the CD14 + cell subpopulation within primary AML. Primary AML cells were cultured for 72 hours under control (DMSO solvent) or 10 μM thioridazine and stained with antibodies specific for CD14. The number of CD14 + cells in both the control and thioridazine treated samples was measured using flow cytometry, and the appearance frequency of CD14 + cells was lower in thioridazine treated samples, indicating that this compound is selectively expressed in AML cells. Suggested targeting the middle CD14 + subpopulation.

図8に示すように、10μMチオリダジンも原発性AML細胞内のCD14+細胞の正規化出現頻度を減少させ、このことはチオリダジンが選択的にCD14+細胞を標的とすることを示した。AML対照グループはCD14+細胞を一部分含んだ。この一部分はチオリダジン処置により減少し、そして対照(100%)対処置済(20%)の正規化出現頻度の減少として示されている。   As shown in FIG. 8, 10 μM thioridazine also decreased the normalization frequency of CD14 + cells in primary AML cells, indicating that thioridazine selectively targets CD14 + cells. The AML control group contained a portion of CD14 + cells. This fraction is reduced by thioridazine treatment and is shown as a decrease in normalized frequency of appearance of control (100%) vs. treated (20%).

(事例7:ヒト多能性幹細胞(hPSC)の分化を誘発する薬剤の識別と特徴付け)
正常な幹細胞(SC)に影響することなく癌幹細胞(CSC)を標的にする薬剤の識別は、将来の癌治療にとって理想的であるが、しかし膨大な生物学的スクリーンを受容できるヒトの癌幹細胞(CSC)及び正常な幹細胞の両方の検定法がないため、制限されている。以下の事例で述べるように、腫瘍性vs正常ヒト多能性幹細胞(hPSC)分化プラットフォームを使用して、非毒性であり、癌幹細胞(CSC)の腫瘍性自己再生に打ち勝つための分化を誘発する、化合物が識別される。識別された抗癌幹細胞(CSC)薬剤の幾つかの候補の内、承認された抗精神病薬であるチオリダジンは、生体内(in vivo)で白血病を開始する能力のあるヒト体細胞系癌幹細胞(CSC)を選択的に標的とすることができ、一方で正常血液幹細胞(SC)の能力には影響を与えなかった。チオリダジンによるドーパミン受容体(DR)シグナリングの遮断は癌幹細胞(CSC)の選択的標的化の基礎をなし、そしてドーパミン受容体(DR)が造血性腫瘍および乳癌由来の癌幹細胞(CSC)のバイオマーカーであることを明らかにした。
(Case 7: Identification and characterization of drugs that induce human pluripotent stem cell (hPSC) differentiation)
Identification of drugs that target cancer stem cells (CSC) without affecting normal stem cells (SC) is ideal for future cancer treatments, but human cancer stem cells that can accept a vast biological screen Limited due to the lack of both (CSC) and normal stem cell assays. As described in the examples below, the neoplastic vs normal human pluripotent stem cell (hPSC) differentiation platform is used to induce differentiation to overcome tumor self-renewal of cancer stem cells (CSC) The compound is identified. Of several candidates for identified anti-cancer stem cell (CSC) drugs, the approved antipsychotic drug thioridazine is a human somatic cancer stem cell capable of initiating leukemia in vivo ( CSC) could be selectively targeted while not affecting the ability of normal blood stem cells (SC). Blocking dopamine receptor (DR) signaling by thioridazine underlies the selective targeting of cancer stem cells (CSC), and dopamine receptors (DR) are biomarkers of hematopoietic tumors and breast cancer-derived cancer stem cells (CSC) It was revealed that.

(実験手順)
(腫瘍性ヒト多能性幹細胞(hPSC)EOS−GFP系の生成)
腫瘍性v1H9またはv2H9ヒト多能性幹細胞(hPSC)(Werbowetski−Ogilvie他、2009)がDr James Ellisにより提供されたEOS−C3+EOS−S4+ベクターを運ぶレンチウィルスを形質導入された(Hotta他、2009)。レンチウィルス形質導入の後、細胞はピューロマイシンを使用して選択され、そしてその後FASCAria II(Becton−Dickinson)を使用した緑色蛍光タンパク質(GFP)発現に基づき、単一細胞として96ウェルプレートにソートされた。単一細胞クローンから形成されたコロニーは、v1H9−Oct4−GFP(EOS−C3+),v2H9−Oct4−GFP(EOS−C3+)およびv1H9−Sox2−GFP(EOS−S4+)系を確立するのに使用された。
(Experimental procedure)
(Generation of neoplastic human pluripotent stem cells (hPSC) EOS-GFP system)
Neoplastic v1H9 or v2H9 human pluripotent stem cells (hPSC) (Werbowetski-Ogilvie et al., 2009) were transduced with a lentivirus carrying the EOS-C3 + EOS-S4 + vector provided by Dr James Ellis (Hota et al., 2009) . After lentiviral transduction, cells were selected using puromycin and then sorted into 96-well plates as single cells based on green fluorescent protein (GFP) expression using FASCaria II (Becton-Dickinson). It was. Colonies formed from single cell clones are used to establish v1H9-Oct4-GFP (EOS-C3 +), v2H9-Oct4-GFP (EOS-C3 +) and v1H9-Sox2-GFP (EOS-S4 +) systems It was done.

(細胞培養液)
H9ヒト胚性幹細胞(hESC),v1H9,v1H9−Oct4−GFP,v2H9−Oct4−GFP,v1H9−Sox2−GFPおよび線維芽細胞由来人工多能性幹細胞(iPSC)は前述のように培養された(Chadwick他2003;Werbowetski−Ogilvie他、2009)。
(Cell culture medium)
H9 human embryonic stem cells (hESC), v1H9, v1H9-Oct4-GFP, v2H9-Oct4-GFP, v1H9-Sox2-GFP and fibroblast-derived induced pluripotent stem cells (iPSC) were cultured as described above ( Chadwick et al. 2003; Werbowetski-Ogilvie et al., 2009).

(原発性ヒト試料)
AML標本のため、末梢血および/または骨髄が臨床的プレゼンテーション時に収集された。健康な造血性細胞がへその緒の臍帯血試料から得られた。全ての試料は研究倫理委員会(Research Ethics Board)承認済みプロトコルに従うインフォームドコンセントに従い、マックマスター大学(McMaster University)およびロンドン健康科学センターで採取された。ヒト乳癌試料は、乳房縮小手術から、研究倫理委員会承認済みプロトコルに従うインフォームドコンセントに従い、マックマスター大学で採取された。
(Primary human sample)
For AML specimens, peripheral blood and / or bone marrow was collected at the clinical presentation. Healthy hematopoietic cells were obtained from umbilical cord blood samples. All samples were collected at McMaster University and the London Health Science Center, following informed consent following a Research Ethics Board approved protocol. Human breast cancer samples were collected from breast reduction surgery at MacMaster University according to informed consent following a research ethics committee approved protocol.

(正常および腫瘍性ヒト多能性幹細胞(hPSC)用、試験管内(in vitro)培養プラットフォーム)
化学スクリーンは,ウェル当り5,000細胞で8ng/mlの塩基性線維芽細胞成長因子(bFGF)を追加されたマウス胚性線維芽細胞条件培地(MEFCM)内に植えつけられたv1H9−Oct4−GFP細胞を含んだ。24時間後、培地は化合物10μMおよび0.1%DMSO,0.1%DMSO(−BMP4)またはBMP4100ng/mlおよび0.1%DMSO(+BMP4)を含むMEFCMと48時間に亘って交換され、その後化合物を含む新鮮な培地に24時間に亘って交換された(合計化合物処置72時間)。その後固定され自動画像化及びプレート読み取り機分析のために調製された。コンフルエントなH9及び線維芽細胞由来人工多能性幹細胞(iPSC)が10,000細胞/ウェルで8ng/mlの塩基性線維芽細胞成長因子(bFGF)を追加されたMEFCM内に植えつけられた。24時間後細胞は化合物10μMおよび0.1%DMSO,0.1%DMSO(−BMP4)またはBMP4100ng/mlおよび0.1%DMSO(+BMP4)で処置された。化合物を加えられた新鮮なMEFCMが毎日5日間にわたって交換された。5日目にヒト多能性幹細胞(hPSC)は固定され、自動画像化及びプレート読み取り機分析のために調製された。更なる詳細は補足的実験手順参照。
(In vitro culture platform for normal and neoplastic human pluripotent stem cells (hPSC))
The chemical screen is v1H9-Oct4- seeded in mouse embryonic fibroblast conditioned medium (MEFCM) supplemented with 8 ng / ml basic fibroblast growth factor (bFGF) at 5,000 cells per well. GFP cells were included. After 24 hours, the medium was replaced with MEFCM containing 10 μM compound and 0.1% DMSO, 0.1% DMSO (−BMP4) or BMP4 100 ng / ml and 0.1% DMSO (+ BMP4) for 48 hours, after which Replaced with fresh medium containing compound over 24 hours (total compound treatment 72 hours). It was then fixed and prepared for automated imaging and plate reader analysis. Confluent H9 and fibroblast derived induced pluripotent stem cells (iPSC) were seeded in MEFCM supplemented with 8 ng / ml basic fibroblast growth factor (bFGF) at 10,000 cells / well. After 24 hours the cells were treated with 10 μM compound and 0.1% DMSO, 0.1% DMSO (−BMP4) or BMP4 100 ng / ml and 0.1% DMSO (+ BMP4). Fresh MEFCM with compound was exchanged daily for 5 days. On day 5, human pluripotent stem cells (hPSC) were fixed and prepared for automated imaging and plate reader analysis. See supplemental experimental procedures for further details.

(奇形腫検定法)
400,000のH9ヒト多能性幹細胞(hPSC)またはv1H9−Oct4−GFPがオス非肥満糖尿病(NOD)/重症複合免疫不全(SCID)マウスの精巣内に注入され、そして奇形腫がOct4について前述のように(Werbowetski−Ogilvie他、2009)分析された。
(Teratoma assay)
400,000 H9 human pluripotent stem cells (hPSC) or v1H9-Oct4-GFP were injected into the testes of male non-obese diabetic (NOD) / severe combined immunodeficiency (SCID) mice and teratomas were described above for Oct4. (Werbowetski-Ogilvie et al., 2009).

(異種移植検定法)
NOD.Cg−PrkdcScidIl2rgtm1wjl/SzJ成体マウス(NSGマウス)が移植24時間前に315ラドで亜致死性に放射線照射された。化合物またはDMSO溶媒で24時間処置された0.8−1.0x10AML単球細胞(MNC)または1.5−1.8x10系統枯渇へその緒臍帯血(CB lin−)造血性細胞が尾静脈経由で注入された(静脈内注射(IV))。6−10週間後、動物は殺傷され、そして骨髄と脾臓がヒト細胞の存在についてフローサイトメトリで分析され(LSRII、BD)そしてデータはFlowJoソフトウェア(Tree Star Inc) を使用して分析された。2次的ヒト多能性幹細胞(hPSC)移植に対しては、系統枯渇へその緒臍帯血(CB lin−)生着からの同一数の移植ヒト細胞が、前述のように成体放射線照射NSGマウスに静脈内注射(IV)で注入された。
(Xenograft assay)
NOD. Cg-Prkdc Scid Il2rg tm1wjl / SzJ adult mice (NSG mice) were sublethally irradiated with 315 rads 24 hours before transplantation. 0.8-1.0 × 10 7 AML monocytic cells (MNC) or 1.5-1.8 × 10 5 line-depleted cord blood (CB lin-) hematopoietic cells treated with compound or DMSO solvent for 24 hours in the tail vein Injected via (intravenous injection (IV)). After 6-10 weeks, the animals were killed and the bone marrow and spleen were analyzed by flow cytometry for the presence of human cells (LSRII, BD) and the data were analyzed using FlowJo software (Tree Star Inc). For secondary human pluripotent stem cell (hPSC) transplantation, the same number of transplanted human cells from umbilical cord blood (CB lin-) engraftment to the lineage depletion was intravenously transferred to adult irradiated NSG mice as described above. Infused by internal injection (IV).

(統計的分析)
データは平均値±平均値の標準誤差または平均値±標準偏差で表わされる。グループ間の有意の差異は独立2方向または1方向t検定を使用して決定された。
(Statistical analysis)
Data are expressed as mean ± standard error of mean or mean ± standard deviation. Significant differences between groups were determined using independent two-way or one-way t tests.

(多能性幹細胞培養)
H9ヒト胚性幹細胞(hESC),v1H9,v1H9−Oct4−GFP,v2H9−Oct4−GFP,v1H9−Sox2−GFPおよび線維芽細胞由来人工多能性幹細胞(iPSC)は8ng/mlのbFGF(GIBCO 13256−02)を追加されたマウス胚性線維芽細胞条件培地(MEFCM)を有するMatrigel(登録商標)コートされた(BD Bioscience 353234)プレート上で培養された。MEFCMはKO−DMEM(GIBCO10829−018),20%KO−血清代替(GIBCO10828−028),1%非必須アミノ酸(GIBCO11140−050)、1mM L−グルタミン、0.11mM βメルカプトエタノール(Sigma Aldrich M7522)から構成される。細胞系は100ユニット/mLのCollagenase IV(GIBCO17104−019)を2−3分間使用して7日ごとに継代された。細胞蒔き密度、検定法継続期間、および96ウェル内のDMSO溶媒濃度は、v1H9−Oct4−GFP細胞および正常H9ヒト胚性幹細胞(hESC)に対して最適化された。v1H9−Oct4−GFPに対しては、最適初期細胞蒔き密度は72時間処置に対し5,000細胞/ウェルがGFP最大レベルと±BMP4対照間のz’識別に基づいて選択された。正常ヒト胚性幹細胞(hESC)に対しては、最適細胞蒔き密度10,000細胞/ウェルが最大z’―プライム識別に基づいて選択された。
(Pluripotent stem cell culture)
H9 human embryonic stem cells (hESC), v1H9, v1H9-Oct4-GFP, v2H9-Oct4-GFP, v1H9-Sox2-GFP and fibroblast-derived induced pluripotent stem cells (iPSC) were 8 ng / ml bFGF (GIBCO 13256) -02) was cultured on Matrigel®-coated (BD Bioscience 353234) plates with mouse embryonic fibroblast conditioned medium (MEFCM) added. MEFCM is KO-DMEM (GIBCO10829-018), 20% KO-serum substitute (GIBCO10828-028), 1% non-essential amino acid (GIBCO11140-050), 1 mM L-glutamine, 0.11 mM β-mercaptoethanol (Sigma Aldrich M7522) Consists of The cell line was passaged every 7 days using 100 units / mL Collagenase IV (GIBCO 17104-019) for 2-3 minutes. Cell density, assay duration, and DMSO solvent concentration in 96 wells were optimized for v1H9-Oct4-GFP cells and normal H9 human embryonic stem cells (hESC). For v1H9-Oct4-GFP, the optimal initial cell density was selected for 5,000 cells / well for 72 hours treatment based on z ′ discrimination between GFP maximum levels and ± BMP4 controls. For normal human embryonic stem cells (hESC), an optimal cell seeding density of 10,000 cells / well was selected based on maximum z'-prime discrimination.

(原発性ヒト試料)
単核細胞がFicoll−Paqueプレミアム(GEヘルスケア)を使用して調製された。造血性細胞に対しては、EasySep(StemCell テクノロジーズ)を使用して系統枯渇化がメーカーの推奨に従って実施された。
(Primary human sample)
Mononuclear cells were prepared using Ficoll-Paque Premium (GE Healthcare). For hematopoietic cells, lineage depletion was performed according to the manufacturer's recommendations using EasySep (StemCell Technologies).

(AML/HPSC細胞培養)
AML細胞系、即ち、OCI−AML2(M4),OCI−AML3(M4),HL−60(M2)およびMV−4−11(M5)は5%過熱―非活性ウシ胎児血清(FBS)(HyClone)を加えたロズウェルパーク記念研究所培地(RPMI)(Gibco)内で培養された。R(+)−7−ヒドロキシ−DPATハイドロブロマイド(Sigma)でのドーパミン受容体(DR)刺激薬研究に対しては、ウシ胎児血清(FBS)内のドーパミンの蔓延のため(Little他,2002)、無血清条件が適用された。AML患者芽細胞が5%過熱非活性化ウシ胎児血清(FBS)(HyClone)、5ng/mL IL3(R&D systems),5x10−5M βメルカプトエタノール(Sigma)およびBIT(StemCell タクノロジーズ)を加えたイスコフ改変ダルベッコ培地(IMDM)内で培養された。ヒト幹細胞(HSC)培地は1%ウシ血清アルブミン(BSA)(Sigma)、100ng/mL Flt−3L(R&D systems) 20ng/mL トロンボポエチン(TPO)(R&D systems)を加えたイスコフ改変ダルベッコ培地(IMDM)を含んだ。患者のヒト多能性幹細胞(hPSC)および急性骨髄性白血病(AML)試料は化合物またはDMSO溶媒(0.1%)で24時間処置され、その後コロニー形成単位(CFU)プレーティングや異種移植研究が実施された。
(AML / HPSC cell culture)
AML cell lines, namely OCI-AML2 (M4), OCI-AML3 (M4), HL-60 (M2) and MV-4-11 (M5) are 5% overheated-inactive fetal bovine serum (FBS) (HyClone). ) In Roswell Park Memorial Laboratory Medium (RPMI) (Gibco). For dopamine receptor (DR) stimulant studies with R (+)-7-hydroxy-DPAT hydrobromide (Sigma), due to the prevalence of dopamine in fetal bovine serum (FBS) (Little et al., 2002) Serum-free conditions were applied. AML patient blast cells with 5% overheat inactivated fetal bovine serum (FBS) (HyClone), 5 ng / mL IL3 (R & D systems), 5 × 10 −5 M β-mercaptoethanol (Sigma) and BIT (StemCell Technologies) Cultured in modified Dulbecco's medium (IMDM). Human stem cell (HSC) medium is Iskov modified Dulbecco medium (IMDM) supplemented with 1% bovine serum albumin (BSA) (Sigma), 100 ng / mL Flt-3L (R & D systems) 20 ng / mL thrombopoietin (TPO) (R & D systems) Included. The patient's human pluripotent stem cell (hPSC) and acute myeloid leukemia (AML) samples are treated with compound or DMSO vehicle (0.1%) for 24 hours before colony forming unit (CFU) plating or xenograft studies. It was implemented.

(抗体)
免疫細胞化学に使用された抗体は以下の通り:Oct3/4(BD Trunsduction Laboratories,cat#611203),Sox2(R&D, cat#AF2018)。ヒト造血性細胞を検知するため、Pacific Blue−,フィコエリトリン(PE)−,アロフィコシアニン(APC)−またはフルオレセインイソチオシアネート(FITC)ラベル付きの抗ヒトCD45が使用された(BD Bioscience)。FITC抗CD33、PE抗CD13、FITC抗CD41a,FITC抗ヒト白血球抗原(HLA)ドーパミン受容体(DR),PE抗CD19抗体はBD Pharmingenより入手した。PE抗CD14,PE抗CD15およびPE抗GlyAはImmunotech Beckman Coulterより入手した。多能性を測定するため、PE抗SSEA2(BD Bioscience)およびPE−またはAlexaFluor488抗Oct4(BD Bioscience)が使用された。ウサギ抗ヒトドーパミン受容体抗体DRD1(Cat#324390),DRD2(Cat#324393),DRD3(Cat#324402),DRD4(Cat#324405),DRD5(Cat#324408),はEMD Chemicalより入手した。抗ウサギAlexa−Fluor−488(Molecular Probes)は2次抗体として使用された。Cell Signalling Technologyより入手した原発性抗p53(Cat#2527)および抗p21(Cat#2947)ウサギ免疫グロブリンG(IgG)は固定され透過処理された細胞を染色するのに使用された。抗ウサギAlexa−Fluor−546(Molecular Probes)は2次抗体として使用された。乳癌染色のため、APC抗CD44およびPE−CD24がBD Pharmingenより入手された。
(antibody)
The antibodies used for immunocytochemistry were as follows: Oct3 / 4 (BD Truncations Laboratories, cat # 611203), Sox2 (R & D, cat # AF2018). In order to detect human hematopoietic cells, anti-human CD45 with Pacific Blue-, phycoerythrin (PE)-, allophycocyanin (APC)-or fluorescein isothiocyanate (FITC) label was used (BD Bioscience). FITC anti-CD33, PE anti-CD13, FITC anti-CD41a, FITC anti-human leukocyte antigen (HLA) dopamine receptor (DR), and PE anti-CD19 antibody were obtained from BD Pharmingen. PE anti-CD14, PE anti-CD15 and PE anti-GlyA were obtained from Immunotech Beckman Coulter. PE anti-SSEA2 (BD Bioscience) and PE- or AlexaFluor 488 anti-Oct4 (BD Bioscience) were used to measure pluripotency. Rabbit anti-human dopamine receptor antibodies DRD1 (Cat # 324390), DRD2 (Cat # 324393), DRD3 (Cat # 324402), DRD4 (Cat # 324405), DRD5 (Cat # 324408) were obtained from EMD Chemical. Anti-rabbit Alexa-Fluor-488 (Molecular Probes) was used as the secondary antibody. Primary anti-p53 (Cat # 2527) and anti-p21 (Cat # 2947) rabbit immunoglobulin G (IgG) obtained from Cell Signaling Technology were used to stain fixed and permeabilized cells. Anti-rabbit Alexa-Fluor-546 (Molecular Probes) was used as the secondary antibody. APC anti-CD44 and PE-CD24 were obtained from BD Pharmingen for breast cancer staining.

(自動画像化および分析)
(腫瘍性ヒト多能性幹細胞(hPSC)の画像化)
細胞は2%パラホルムアルデヒドで固定され、そして10μg/mLヘキスト33342(Invitogen)でCombi Multidrop Dispenser(Thermo)を使用して染色された。Oct4免疫細胞学に関する実験のためには、Oct4用モノクローナル抗体(BD)がAlexs−Fluor−6472次抗体(Invitogen)と共に使用された。免疫細胞学的染色はJanus自動液体ハンドラー(Perkin Elmer)を使用した。画像は10xN.AでArrayscan HCS VTIリーダー(Cellomics)を使用して、落射蛍光照明および標準フィルターセットの手段により獲得された。
(Automated imaging and analysis)
(Imaging of tumorous human pluripotent stem cells (hPSC))
Cells were fixed with 2% paraformaldehyde and stained with Combi Multidrop Dispenser (Thermo) with 10 μg / mL Hoechst 33342 (Invitrogen). For experiments related to Oct4 immunocytology, a monoclonal antibody for Oct4 (BD) was used with Alexs-Fluor-6472 secondary antibody (Invitrogen). Immunocytological staining used Janus automatic liquid handler (Perkin Elmer). The image is 10 × N. Acquired by means of epifluorescence illumination and standard filter sets using an Arrayscan HCS VTI reader (Cellomics) at A.

(正常ヒト多能性幹細胞(hPSC)の画像化)
細胞は2%パラホルムアルデヒドで固定され、そして10μg/mLヘキスト33342(Invitrogen)で染色された。標準的蛍光発光免疫細胞化学技術が、細胞をOct4用モノクローナル抗体(BD)およびAlexs−Fluor−647 2次抗体(Invitogen)で染色するのに使用された。全ての工程はJanus 自動液体ハンドラー(Perkin Elmer)を使用して実施された。画像は5xでArrayscan HCS VTIリーダー(Cellomics)を使用して、落射蛍光照明および標準フィルターセットの手段により獲得された。
(Imaging of normal human pluripotent stem cells (hPSC))
Cells were fixed with 2% paraformaldehyde and stained with 10 μg / mL Hoechst 33342 (Invitrogen). Standard fluorescent immunocytochemistry techniques were used to stain cells with Oct4 monoclonal antibody (BD) and Alexs-Fluor-647 secondary antibody (Invitrogen). All steps were performed using a Janus automatic liquid handler (Perkin Elmer). Images were acquired by means of epifluorescence illumination and a standard filter set using an Arrayscan HCS VTI reader (Cellomics) at 5x.

(画像分析)
画像分析はAcapellaソフトウェア(Perkin Elmer)のカスタムスクリプトを使用して実施された。細胞核物質はヘキスト信号から区分された。腫瘍性細胞系に関しては物体輝度分析が緑色蛍光タンパク質(GFP)ポジティブ細胞に対してのみ実施された。正常細胞系に関しては、Alexs−Fluor−647ポジティブ細胞が定量された。画像およびウェルレベルのデータはColumbusデータベース(Perkin Elmer)で保存されそして分析され、さらにActivityBase(IDBS)でデータ分析、化合物登録、およびヒット識別が実施された。
(Image analysis)
Image analysis was performed using a custom script of Acapella software (Perkin Elmer). Nuclear material was distinguished from Hoechst signals. For neoplastic cell lines, object luminance analysis was performed only on green fluorescent protein (GFP) positive cells. For normal cell lines, Alexs-Fluor-647 positive cells were quantified. Image and well level data were stored and analyzed in the Columbias database (Perkin Elmer), and further data analysis, compound registration, and hit identification were performed in ActivityBase (IDBS).

(遺伝子発現分析)
特定の条件下の細胞が集められそしてRNAがRNeasyキット(Qiagen)を使用して抽出され,相補DNA(cDNA)がSuperScript III(登録商標)cDNA合成キット(Invitrogen)を使用して生成され、事前増幅およびTaqMan(登録商標)アレイ反応(Applied Biosystems)がメーカー指示通りに実施された。それぞれの処置済み細胞集団の遺伝子発現プロファイルはTaqMan(登録商標)幹細胞多能性アレイカードを使用して、ViiA 7 リアルタイムPCRシステム(Applied Biosystems)上で分析された。各反応試料はアレイカード上のウェルに搭載され、そして336Xgで各1分間2度遠心分離され、密封され、サーマルサイクラーに置かれた。以下のサイクル条件が全てのアレイカードの使用に適用された:45℃で10分間、84℃で10分間、そして(94℃で30秒その後60℃で1分間)のサイクルを40回。アレイデータは18S RNA及びグリセルアルデヒド3リン酸脱水素酵素(GAPDH)に対して正規化され、そしてデータ分析2.0ソフトウェア(Applied Biosystems)を使用して比較された。
(Gene expression analysis)
Cells under specific conditions are collected and RNA is extracted using the RNeasy kit (Qiagen) and complementary DNA (cDNA) is generated using the SuperScript III® cDNA synthesis kit (Invitrogen) Amplification and TaqMan® array reactions (Applied Biosystems) were performed as per manufacturer's instructions. The gene expression profile of each treated cell population was analyzed on a ViiA 7 real-time PCR system (Applied Biosystems) using a TaqMan® stem cell pluripotency array card. Each reaction sample was loaded into a well on the array card and centrifuged twice at 336 × g for 1 minute each, sealed and placed in a thermal cycler. The following cycle conditions were applied to all array card uses: 40 cycles of 45 ° C. for 10 minutes, 84 ° C. for 10 minutes, and (94 ° C. for 30 seconds then 60 ° C. for 1 minute). Array data was normalized to 18S RNA and glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) and compared using Data Analysis 2.0 software (Applied Biosystems).

(メチルセルロースコロニ−形成検定法)
AML患者および系統枯渇へその緒臍帯血(CBlin−)細胞が化合物存在下またはDMSO溶媒(0.1%)対照で24時間培養された。AML細胞は50,000細胞/mLでMethocult GF H4434(Stem Cell Technologies)内にプレートされた。系統枯渇へその緒臍帯血(CBlin−)細胞は1,000細胞/mLでMethocult GF H4434(Stem Cell Technologies)内にプレートされた。コロニーは14日間の培養後、標準形態基準を使用してスコア付けされた。
(Methylcellulose colony formation assay)
AML patients and lineage depleted cord blood (CBlin-) cells were cultured for 24 hours in the presence of compound or in DMSO vehicle (0.1%) control. AML cells were plated in Methodoc GF H4434 (Stem Cell Technologies) at 50,000 cells / mL. Lineage depleted umbilical cord blood (CBlin-) cells were plated at 1,000 cells / mL in Methocult GF H4434 (Stem Cell Technologies). Colonies were scored using standard morphological criteria after 14 days of culture.

(体積測定的細胞カウント)
ドーパミン受容体遮断薬(図16B)とドーパミン受容体刺激薬(図16C,D)による72時間処置後のAML−OCI2とAML−OCI3細胞の存在数は、前方散乱および側方散乱クラスタリングにより定義される格子ストラタジーに従って固定容積内のイベントの数を測定することによりカウントされる、7AAD−およびヘキスト+。
(Volumetric cell count)
The number of AML-OCI2 and AML-OCI3 cells present after 72 hours treatment with dopamine receptor blockers (FIG. 16B) and dopamine receptor stimulants (FIGS. 16C, D) is defined by forward scatter and side scatter clustering. 7AAD− and Hoechst +, counted by measuring the number of events in a fixed volume according to the lattice strategy.

(ヒト乳癌試料処理)
ヒト乳癌試料は、乳房縮小手術から、研究倫理委員会承認済みプロトコルに従うインフォームドコンセントに従い、マックマスター大学で採取された。乳癌肉片はハサミおよびメスで小さな断片(1ミリ以下)に切断された。その後、3mLのバーゼン液(0.5Mのエチレンジアミン四酢酸(EDTA)1mLを1Lの1Xリン酸緩衝食塩水(PBS)に溶解させたもの)および7mLのトリプシン−コラーゲン分解酵素溶液が腫瘍組織1gに対して添加され、そして37℃で30分間恒温放置された。トリプシン−コラーゲン分解酵素溶液はRPMI 1640培地(gibco #11875093),2%ペニシリン/ストレプトマイシン(Invitrogen #15140163),1%ファンギゾン抗真菌薬(Invitrogen #15290018),2%ウシ胎児血清(FBS),3mg/mLコラーゲン分解酵素A(Roche Diagnostics #11088793001)および0.1%の2.5%トリプシン(Gibco #15090)から構成される。その後2%ウシ胎児血清(FBS)を有する同じ容積のRPMI 1640が組織懸諾液に添加された。組織懸諾液は40ミクロンナイロンストレーナー(Falcon#352340)でフィルターされた。上澄みが廃棄されそして細胞ペレットが2%ペニシリン/ストレプトマイシンおよび1%ファンギゾン抗真菌薬を加えた10mL F−12+GlutaMAX Nutrient Mixture Ham 1X(Gibco #31765)に再懸濁された。生存可能細胞が血球計数器およびトリパン(Trypan)ブルー溶液を使用してカウントされ、そしてフローサイトメトリ用に調製された。抗体染色はウサギ抗ヒトドーパミン受容体抗体を含んだ;DRD1(Cat#324390),DRD2(Cat#324393),DRD3(Cat#324402),DRD4(Cat#324405)およびDRD5(Cat#324408)はEMD Chemicalより入手した。そして抗ウサギAlexa−Fluor−488(Molecular Probes)は、2次抗体として、BD Pharmingenから入手したアロフィコシアニン(APC)抗CD44およびフィコエリトリン(PE)−CD24と共に使用された。
(Human breast cancer sample processing)
Human breast cancer samples were collected from breast reduction surgery at MacMaster University according to informed consent following a research ethics committee approved protocol. Breast cancer meat pieces were cut into small pieces (1 mm or less) with scissors and a scalpel. Thereafter, 3 mL of the base solution (1 mL of 0.5 M ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) dissolved in 1 L of 1 × phosphate buffered saline (PBS)) and 7 mL of trypsin-collagen degrading enzyme solution were added to 1 g of tumor tissue. And incubated at 37 ° C. for 30 minutes. Trypsin-collagenase solution is RPMI 1640 medium (gibco # 11875093), 2% penicillin / streptomycin (Invitrogen # 15140163), 1% fungizone antifungal (Invitrogen # 15290018), 2% fetal bovine serum (FBS), 3 mg / Consists of mL Collagenase A (Roche Diagnostics # 110887933001) and 0.1% 2.5% trypsin (Gibco # 15090). The same volume of RPMI 1640 with 2% fetal bovine serum (FBS) was then added to the tissue suspension. Tissue suspension was filtered with a 40 micron nylon strainer (Falcon # 352340). The supernatant was discarded and the cell pellet was resuspended in 10 mL F-12 + GlutaMAX Nutrient Mix Ham 1X (Gibco # 31765) with 2% penicillin / streptomycin and 1% fungizone antifungal. Viable cells were counted using a hemocytometer and Trypan blue solution and prepared for flow cytometry. Antibody staining included rabbit anti-human dopamine receptor antibodies; DRD1 (Cat # 324390), DRD2 (Cat # 324393), DRD3 (Cat # 324402), DRD4 (Cat # 324405) and DRD5 (Cat # 324408) were EMD Obtained from Chemical. Anti-rabbit Alexa-Fluor-488 (Molecular Probes) was then used as a secondary antibody with allophycocyanin (APC) anti-CD44 and phycoerythrin (PE) -CD24 obtained from BD Pharmingen.

(事例8:腫瘍性ヒト多能性幹細胞(hPSC)の分化を誘発する化合物の高生産性スクリーニング識別)
発明者らは以前に、試験管内(in vitro)および生体内(in vivo)において、末端分化能力の迷走的遮断と共に自己再生および生存の増大を含む腫瘍性の特徴を示す、変異形ヒト多能性幹細胞(hPSC)系について述べた(Werbowetski−Ogilvie他、2009)。体細胞系癌幹細胞(CSC)との機能的特徴の類似性に基づき、腫瘍性ヒト多能性幹細胞(hPSC)が試験管内(in vitro)で高含有量高生産性のスクリーニングを許容する、体細胞系癌幹細胞(CSC)の代理物として試験された。スクリーニングプラットフォームは選択的に腫瘍性ヒト多能性幹細胞(hPSC)を標的とし、一方正常hPSCには殆ど影響しない小分子を識別するように開発された。この分化スクリーニングプラットフォームは、体細胞系癌幹細胞(CSC)を選択的に標的とし、一方正常幹細胞(SC)の能力を残す、強力な候補医薬を識別することができる。
(Case 8: High-productivity screening identification of compounds that induce differentiation of neoplastic human pluripotent stem cells (hPSCs))
The inventors have previously demonstrated a variant human pluripotent that exhibits neoplastic characteristics including increased self-renewal and survival with vagal blockade of terminal differentiation ability in vitro and in vivo. The sex stem cell (hPSC) line has been described (Werbowetski-Ogilvie et al., 2009). Based on the similarity of functional features with somatic cancer stem cells (CSC), the body allows the screening of high content and high productivity of in vitro human pluripotent stem cells (hPSC) It was tested as a surrogate for cell line cancer stem cells (CSC). The screening platform has been developed to selectively identify small molecules that target neoplastic human pluripotent stem cells (hPSCs) while having little effect on normal hPSCs. This differentiation screening platform can identify powerful candidate drugs that selectively target somatic cancer stem cells (CSC), while leaving the ability of normal stem cells (SC).

Oct4およびSox2は正常および腫瘍性ヒト多能性幹細胞(hPSC)の自己再生性多能性状態の喪失と分化の誘発に対する信頼度の高い指標を提供する。腫瘍性ヒト多能性幹細胞(hPSC)の誘発された分化の間のOct4およびSox2の喪失を検知する、より直接的な方法を提供するため、GFPレポーター系が、EOS−GFPレポーター(それぞれv1H9−Oct4−GFPおよびv1H9−Sox2−GFP)を腫瘍性ヒト多能性幹細胞(hPSC)に形質導入することにより形成された(Hotta他、2009)。GFP輝度は自己再生の安定性に有利に働く処置およびBMP4の追加による分化を誘発する条件において、Oct4およびSox2発現と相関しているように観察された。この応答は、Sox2レポーター系(v1H9−Sox2−GFP)のみならず、同じEOSレンチウィルスGFPレポーター(v2H9−Oct4−GFP)を形質導入された追加の腫瘍性ヒト多能性幹細胞(hPSC)系、v2H9(Werbowetski−Ogilvie他、2009)を使用して一貫して見られた。   Oct4 and Sox2 provide reliable indicators for loss of self-renewal pluripotent state and induction of differentiation of normal and neoplastic human pluripotent stem cells (hPSC). In order to provide a more direct way to detect the loss of Oct4 and Sox2 during the induced differentiation of neoplastic human pluripotent stem cells (hPSCs), the GFP reporter system is an EOS-GFP reporter (v1H9-respectively Oct4-GFP and v1H9-Sox2-GFP) were formed by transducing neoplastic human pluripotent stem cells (hPSCs) (Hota et al., 2009). GFP brightness was observed to correlate with Oct4 and Sox2 expression in treatments that favor the stability of self-renewal and conditions that induce differentiation by the addition of BMP4. This response is not limited to the Sox2 reporter system (v1H9-Sox2-GFP), but an additional neoplastic human pluripotent stem cell (hPSC) system transduced with the same EOS lentiviral GFP reporter (v2H9-Oct4-GFP), Seen consistently using v2H9 (Werbowetski-Ogilvie et al., 2009).

生成された全てのヒト多能性幹細胞(hPSC)系における分化に対する均一な応答と多能性の維持はまた、EOSレポーター形成挿入によるウィルス統合またはクローンの選択は応答性に無関係であることを明らかにした。この結果は、分化を誘発する化合物は腫瘍性ヒト多能性幹細胞(hPSC)系におけるGFP輝度の減少に基づいて識別可能であり、そして化学スクリーニングに利用可能であることを示唆した。そのため、自動高含有量顕微鏡法および蛍光定量ベースの高生産性スクリーニングのための条件が、ヒト多能性幹細胞(hPSC)の多能性マーカー発現の減少を検知するのに使用された。正常hPSCの顕微鏡分析では、BMP4処置の後、明確なOct4+細胞が消失したことを示した。同様に、腫瘍性Oct4−GFP hPSCのBMP4処置によるOct4とGFPの両方の減少は、高含有量顕微鏡法およびプレート読み取り機ベースの蛍光定量法により計量された。癌幹細胞(CSC)を標的とする理想的な候補を識別するため、化合物処置に応答した正常および腫瘍性hPSCの両方の分化が並行して検証された。   Uniform response to differentiation and maintenance of pluripotency in all human pluripotent stem cell (hPSC) lines generated also reveals that virus integration or clone selection by EOS reporter-forming insertion is independent of responsiveness I made it. This result suggested that compounds that induce differentiation are distinguishable based on the decrease in GFP brightness in the neoplastic human pluripotent stem cell (hPSC) line and are available for chemical screening. Therefore, conditions for automated high content microscopy and fluorometric based high productivity screening were used to detect a decrease in pluripotency marker expression in human pluripotent stem cells (hPSC). Microscopic analysis of normal hPSCs showed that clear Oct4 + cells disappeared after BMP4 treatment. Similarly, the reduction of both Oct4 and GFP by BMP4 treatment of neoplastic Oct4-GFP hPSC was quantified by high content microscopy and plate reader-based fluorimetry. In order to identify ideal candidates targeting cancer stem cells (CSCs), both normal and neoplastic hPSC differentiation in response to compound treatment were verified in parallel.

スクリーニングプラットフォームの有効性を前提として、NIHクリニカルコレクションおよびカナダ化合物コレクションからの590の確立された注釈つきの化合物からなる化学ライブラリがスクリーニングされた。これらのコレクションは以前に他の多くの哺乳類細胞系において綿密に調査された(Diallo他,2010;Shoemaker,2006)。蛍光定量的な高生産性スクリーニング(HTC)および高含有量スクリーニング(HCS)プラットフォームは、51の定義された化合物の多能性の喪失(それぞれGFP RFUおよび細胞当り平均GFP輝度)および細胞カウント(それぞれヘキストRFUおよび細胞カウント)に対し等価の測定値を与えるという証明に従って、高生産性スクリーニング(HTC)がより高速に化合物ライブラリーをスクリーニングするための好適なプラットフォームとして選択された(図9A)。スクリーニングされた590の化合物の中で(従前の研究に基づき10μMで(Inglese他、2007))、11の化合物が、GFP%残存活性(%RA)とヘキスト%RAの両方での減少により示されるように、分化を誘発するとして識別された(図9B−C)。計4つのこれら化合物、インダトラリン、チオリダジン、アザチオプリン、およびメフロキンが、クラスタリングおよびヘキスト%RAが30%超であることに基づいて(図9B)候補化合物として識別された。   Given the effectiveness of the screening platform, a chemical library consisting of 590 established annotated compounds from the NIH Clinical Collection and the Canadian Compound Collection was screened. These collections have previously been scrutinized in many other mammalian cell lines (Diallo et al., 2010; Shoemaker, 2006). Fluorometric quantitative high productivity screening (HTC) and high content screening (HCS) platforms were used to reduce the pluripotency of 51 defined compounds (GFP RFU and average GFP intensity per cell, respectively) and cell count (respectively Following the demonstration of giving equivalent measurements to (Hoechst RFU and cell count), high productivity screening (HTC) was chosen as a suitable platform for screening compound libraries faster (FIG. 9A). Of the 590 compounds screened (at 10 μM based on previous studies (Inglese et al., 2007)), 11 compounds are shown by a decrease in both GFP% residual activity (% RA) and Hoechst% RA As identified as inducing differentiation (FIGS. 9B-C). A total of four of these compounds, indatraline, thioridazine, azathioprine, and mefloquine, were identified as candidate compounds based on clustering and Hoechst% RA> 30% (FIG. 9B).

2次的高含有量分析はインダトラリンが疑問のある候補であることを明らかにし、それは除外された。しかし高含有量分析および高生産性スクリーニング(HTC)は共にチオリダジン、アザチオプリン、およびメフロキンが候補化合物であることを確認し(図9D)、そしてそれら化合物は更なる試験向けに選択された(図9E−G)。対照処置ヒト多能性幹細胞(hPSC)に比較して、それぞれの化合物は明確な形態的変化を腫瘍性ヒト多能性幹細胞(hPSC)に誘発した(図9E)。GFP輝度の減少は、画像分析(図9F)を使用して確認され、そしてさらにそれぞれの化合物の最大半量有効濃度(EC50)を計算するため、広範囲の投与量に亘って検証された(図9G)。チオリダジンとメフロキンのみが10μMの目標閾値より低いEC50値を有し(図9G)、それにより、それら化合物は患者からの腫瘍性ヒト多能性幹細胞(hPSC)および体細胞系癌幹細胞(CSC)を使用する更なる詳細な検証向けの候補として定義された。 A secondary high content analysis revealed that indatraline was a questionable candidate and was excluded. However, both high content analysis and high productivity screening (HTC) confirmed that thioridazine, azathioprine, and mefloquine are candidate compounds (FIG. 9D), and these compounds were selected for further testing (FIG. 9E). -G). Compared to control-treated human pluripotent stem cells (hPSC), each compound induced distinct morphological changes in neoplastic human pluripotent stem cells (hPSC) (FIG. 9E). The decrease in GFP brightness was confirmed using image analysis (FIG. 9F) and further verified over a wide range of doses to calculate the maximum half dose effective concentration (EC50) of each compound (FIG. 9G). ). Only thioridazine and mefloquine have EC50 values below the target threshold of 10 μM (FIG. 9G), so that the compounds are able to produce neoplastic human pluripotent stem cells (hPSC) and somatic cancer stem cells (CSC) from patients. Defined as a candidate for further detailed verification to use.

(事例9:チオリダジンは選択的に腫瘍性ヒト多能性幹細胞(hPSC)の分化を誘発し、そして正常造血性幹/前駆細胞に影響を与えずにヒトAML芽細胞を減少させる)
Oct4の喪失を検知しそして分化の程度を明らかにするため、チオリダジンとメフロキンに対する応答が、正常(図10A)および腫瘍性(図10B)のヒト多能性幹細胞(hPSC)の両方で、3つの濃度で定量的フローサイトメトリを使用して検証された。乳癌幹細胞の既報告の選択的抑制薬(Gupta他,2009)のサリノマイシンが比較のため含まれた。10μMでは、全ての化合物が細胞数を減少させた。しかし、残存正常ヒト多能性幹細胞(hPSC)内のOct4レベルはBMP4処置で観察されたレベルを下回らなかった(図10A)。これと同一の応答が、明確な成体由来の追加の正常ヒト多能性幹細胞(hPSC)系を代表する線維芽細胞由来ヒト人工多能性幹細胞(iPSC)で再現され(図11A)、このことは、効果が胚性起源に特異ではないことを示唆した。同じ化合物が腫瘍性ヒト多能性幹細胞(hPSC)の処置に使用された場合、チオリダジンとメフロキン処置は腫瘍性ヒト多能性幹細胞(hPSC)内の細胞数とOct14のレベルの減少をもたらした。チオリダジンだけがOct4のレベルをBMP4分化対照以下に減少させることができ(図10B)、これはチオリダジンが腫瘍性ヒト多能性幹細胞(hPSC)の分化阻害に打ち勝つ能力が有ることを示唆した。この応答を確認するため、全ての化合物の腫瘍性ヒト多能性幹細胞(hPSC)に対する網羅的な投与量応答が実施された(図11B)。
(Case 9: Thioridazine selectively induces differentiation of neoplastic human pluripotent stem cells (hPSCs) and reduces human AML blasts without affecting normal hematopoietic stem / progenitor cells)
In order to detect Oct4 loss and to reveal the extent of differentiation, responses to thioridazine and mefloquine were detected in three normal (Fig. 10A) and neoplastic (Fig. 10B) human pluripotent stem cells (hPSC). The concentration was verified using quantitative flow cytometry. Salinomycin, a previously reported selective inhibitor of breast cancer stem cells (Gupta et al., 2009) was included for comparison. At 10 μM, all compounds reduced cell numbers. However, Oct4 levels in residual normal human pluripotent stem cells (hPSC) did not fall below the levels observed with BMP4 treatment (FIG. 10A). This same response was reproduced in a fibroblast-derived human induced pluripotent stem cell (iPSC) that represents an additional normal human pluripotent stem cell (hPSC) line derived from a defined adult (FIG. 11A). Suggested that the effect was not specific to embryonic origin. When the same compound was used to treat neoplastic human pluripotent stem cells (hPSCs), thioridazine and mefloquine treatment resulted in a decrease in the number of cells and Oct14 levels in neoplastic human pluripotent stem cells (hPSCs). Only thioridazine was able to reduce Oct4 levels below the BMP4 differentiation control (FIG. 10B), suggesting that thioridazine has the ability to overcome the inhibition of neoplastic human pluripotent stem cell (hPSC) differentiation. To confirm this response, an exhaustive dose response of all compounds to neoplastic human pluripotent stem cells (hPSC) was performed (FIG. 11B).

選択的に腫瘍性ヒト多能性幹細胞(hPSC)を分化させる化合物を定量的に識別するために、これらの化合物に応答したOct4+細胞の正規化%の正常hPSCと腫瘍性hPSCの間の比率が測定された。例えば、比率1は分化が同等であることを意味し、一方比率>1は、正常hPSCに対して腫瘍性hPSCの方が、分化が相対的に多いことを意味する。チオリダジンだけが、1μMと10μMの両方で正常hPSCに対する腫瘍性hPSCの分化に有意のインパクトを与えた(図10C)。細胞ストレスマーカーp53(図10D)およびその転写ターゲットp21(図10E)の速い蓄積が、さらに分化誘発を細胞毒性から区別するのに使用された。腫瘍性hPSCの毒性化学治療薬エトポシドによる処置は、24時間後に高レベルのp53とp21をもたらした。しかし10μMのチオリダジンまたはBMP4の処置は、毒性だけを誘発する薬剤と異なり、p53またはp21の蓄積を生じなかった。このことはストレス応答プログラムよりはむしろ誘発された分化と一貫性があった。さらにチオリダジン処置は腫瘍性hPSC内に分化遺伝子の発現をもたらし、それはTaqMan Low−Density Array−qPCRにより定量化された。処置された腫瘍性ヒト多能性幹細胞(hPSC)内で、分化に伴う遺伝子50種類の内21種類において増加が観察され(図10F)、それはチオリダジンの分化誘発効果と一貫性があった。   To quantitatively identify compounds that selectively differentiate neoplastic human pluripotent stem cells (hPSCs), the ratio between normal and neoplastic hPSCs in normalized% of Oct4 + cells in response to these compounds is Measured. For example, a ratio of 1 means that differentiation is equivalent, while a ratio> 1 means that neoplastic hPSCs are relatively more differentiated than normal hPSCs. Only thioridazine had a significant impact on the differentiation of neoplastic hPSCs versus normal hPSCs at both 1 and 10 μM (FIG. 10C). The rapid accumulation of the cellular stress marker p53 (FIG. 10D) and its transcription target p21 (FIG. 10E) was used to further distinguish differentiation induction from cytotoxicity. Treatment of neoplastic hPSC with the toxic chemotherapeutic agent etoposide resulted in high levels of p53 and p21 after 24 hours. However, treatment with 10 μM thioridazine or BMP4 did not result in p53 or p21 accumulation, unlike agents that induce toxicity alone. This was consistent with induced differentiation rather than a stress response program. Furthermore, thioridazine treatment resulted in the expression of differentiation genes within neoplastic hPSCs, which were quantified by TaqMan Low-Density Array-qPCR. In treated neoplastic human pluripotent stem cells (hPSC), an increase was observed in 21 out of 50 genes associated with differentiation (FIG. 10F), which was consistent with the differentiation-inducing effect of thioridazine.

化学的応答における腫瘍性ヒト多能性幹細胞(hPSC)の体細胞性癌幹細胞(CSC)に対する潜在的類似性を検証するため、ヒト造血性システムの正常および腫瘍性集団が検証された。実験的に、ヒト造血性幹―前駆細胞(HSPC)および白血病幹細胞(LSC)の両方の自己再生および分化は、造血性システムにユニークに使用可能な、強力で確立された試験管内(in vitro)および生体内(in vivo)検定法により調査可能である。それにより、それを、正常および腫瘍性hPSCを抗癌幹細胞(CSC)化合物の1次スクリーニングツールとして使用するという潜在的代理性を検証するための理想的な組織にしている。系統枯渇へその緒臍帯血(CBlin−)は造血性幹―前駆細胞(HSPC)を高度に豊富に含み、そして、自己再生と全ての血液系統への多系統分化ができる正常体細胞性幹細胞(SC)の信頼度の高い供給源である。急性骨髄性白血病(AML)は、自己再生する白血病幹細胞(LSC)により維持される成熟骨髄の分化阻害を特徴とする血液性腫瘍である(BonnetおよびDick,1997;Lapidot他,1994)。   To validate the potential similarity of neoplastic human pluripotent stem cells (hPSC) to somatic cancer stem cells (CSC) in chemical response, normal and neoplastic populations of the human hematopoietic system were validated. Experimentally, the self-renewal and differentiation of both human hematopoietic stem-progenitor cells (HSPC) and leukemia stem cells (LSC) is a powerful and well-established in vitro that can be used uniquely for hematopoietic systems. And can be investigated by in vivo assays. It makes it an ideal tissue to validate the potential surrogate of using normal and neoplastic hPSCs as primary screening tools for anti-cancer stem cell (CSC) compounds. Umbilical cord blood (CBlin-) is a highly abundant hematopoietic stem-progenitor cell (HSPC), and normal somatic stem cells (SC) capable of self-renewal and multilineage differentiation into all blood lineages Is a highly reliable source. Acute myeloid leukemia (AML) is a hematological tumor characterized by inhibition of differentiation of mature bone marrow maintained by self-renewing leukemia stem cells (LSC) (Bonnet and Dick, 1997; Lapidot et al., 1994).

このように、メチルセルロース内の前駆体検定法が造血性幹―前駆細胞(HSPC)と5つの急性骨髄性白血病(AML)患者試料で実施された;各試料は各化合物の試験管内(in vitro)のクローン原性および多重系統造血性分化に対するインパクトを検証するため、チオリダジン、メフロキンまたはサリノマイシンで処置された。全コロニー形成単位(CFU)のHSPC(図10G)およびAML(図10H)から生成され、それぞれの化合物で処置された代表的細胞ペレットが示される。チオリダジン処置はAMLの増殖/クローン原性能力を低減させ、一方でHSPCの多重系統分化を維持した(図11C)。多重系統分化における変化は、これら化合物でHSPC試料(図10I)およびAML患者試料(図10J)を処置した後に形成されたコロニー形成単位(CFU)の列挙に基づいて定量化された。1μMと10μMの両方でサリノマイシンはAML−芽細胞CFUポテンシャルを減少させたが(図10J)、しかし同時に、全ての試験投与濃度でHSPCのCFUポテンシャルを減少させ(図10I)、このことは、造血性システムにおける非特異的毒性を示唆した。対照的に、チオリダジンおよびメフロキンはAML−芽細胞CFU形成を減少させたが(図10J)、一方でHSPCのCFUポテンシャル(図10I)および多重系統構成(図11D)に殆ど影響せず、このことは、チオリダジンおよびメフロキンは正常な造血を変化させないことを示唆した。   Thus, precursor assays in methylcellulose were performed on hematopoietic stem-progenitor cells (HSPC) and 5 acute myeloid leukemia (AML) patient samples; each sample was in vitro for each compound Were treated with thioridazine, mefloquine or salinomycin to verify their clonogenic and multilineage hematopoietic differentiation impact. Representative cell pellets generated from the total colony forming unit (CFU) HSPC (FIG. 10G) and AML (FIG. 10H) and treated with the respective compounds are shown. Thioridazine treatment reduced the proliferative / clonogenic capacity of AML while maintaining multiple lineage differentiation of HSPC (FIG. 11C). Changes in multiple lineage differentiation were quantified based on enumeration of colony forming units (CFU) formed after treatment of HSPC samples (FIG. 10I) and AML patient samples (FIG. 10J) with these compounds. Salinomycin decreased the AML-blast CFU potential at both 1 μM and 10 μM (FIG. 10J), but at the same time decreased the CFU potential of HSPC at all test dose concentrations (FIG. 10I). This suggested non-specific toxicity in the sex system. In contrast, thioridazine and mefloquine reduced AML-blast CFU formation (FIG. 10J), while having little effect on HSPC CFU potential (FIG. 10I) and multilineage organization (FIG. 11D). Suggested that thioridazine and mefloquine did not alter normal hematopoiesis.

識別された化合物の臨床用に最も望まれる結果は、AML−芽細胞CFU形成の優先的消滅と、一方で正常造血性幹―前駆細胞(HSPC)の前駆体能力を維持することである。AMLを標的とするための最高の選択性を明らかにするため、HSPCから生成された全CFUに対するAML−芽細胞の比率が計算された(図10K)。比率1は正常前駆体と腫瘍性前駆体のポテンシャルが等しいことを意味する。比率>1は選択的にAML−芽細胞CFUポテンシャルを減少させる化合物を定義する。サリノマイシン(1μM)、メフロキン(10μM)およびチオリダジン(10μM)投与はそれぞれの化合物に対する最高の比率値を示し(図10K)、そして生体内(in vivo)検証向けに選択された。チオリダジン10μMは、特に、全ての化合物のなかで最高比率を示したが、しかし最も重要なのは、正常HSPCのCFUポテンシャルに比較して有意に低いAML−芽細胞CFUポテンシャルを示した唯一の化合物である点である(図10K)。   The most desirable outcome for clinical use of the identified compounds is to preferentially eliminate AML-blast CFU formation while maintaining the progenitor capacity of normal hematopoietic stem-progenitor cells (HSPC). To reveal the highest selectivity for targeting AML, the ratio of AML-blasts to total CFU generated from HSPC was calculated (FIG. 10K). A ratio of 1 means that the potentials of normal and neoplastic precursors are equal. A ratio> 1 defines compounds that selectively reduce the AML-blast CFU potential. Salinomycin (1 μM), mefloquine (10 μM) and thioridazine (10 μM) administration showed the highest ratio values for each compound (FIG. 10K) and were selected for in vivo validation. Thioridazine 10 μM, in particular, showed the highest ratio among all compounds, but most importantly is the only compound that showed significantly lower AML-blast CFU potential compared to that of normal HSPC. Points (FIG. 10K).

AML−芽細胞CFUのクローン原性ポテンシャルを減少させるチオリダジンの特殊性が分化の誘発に起因するものかを議論するため、チオリダジン処置に応答した、患者AML細胞内の顆粒球性成熟マーカーCD11bの出現頻度が検定された(図10L)。顆粒球性AML−芽細胞の発現頻度の顕著な増加は、処置の期間観察され(図10L)、それはチオリダジンがそのAML細胞の特異的標的化を分化の誘発を介して表わすことを示唆している。この発見は、腫瘍性ヒト多能性幹細胞(hPSC)においてみられた分化誘発に類似しており、そしてこのスクリーニングプラットフォームの、腫瘍性細胞を分化させることができる薬剤を識別することに対する強力な読み出しを確認する。この結果はまた、チオリダジンがAML癌幹細胞(CSC)の特異的標的化に対する最良の候補であり、生体内(in vivo)ヒトーマウス異種移植検定法を使用した試験が必要であることを示唆する。 To discuss whether the specificity of thioridazine that reduces the clonogenic potential of AML-blast CFU is due to induction of differentiation, the emergence of granulocytic maturation marker CD11b in patient AML cells in response to thioridazine treatment The frequency was tested (Figure 10L). A significant increase in the frequency of granulocytic AML-blasts was observed during treatment (FIG. 10L), suggesting that thioridazine represents specific targeting of AML cells via induction of differentiation. Yes. This finding is similar to the induction of differentiation seen in neoplastic human pluripotent stem cells (hPSCs), and this screening platform is a powerful readout for identifying agents that can differentiate neoplastic cells Confirm. This result also suggests that thioridazine is the best candidate for specific targeting of AML cancer stem cells (CSCs) and needs to be tested using in vivo human-mouse xenograft assays.

(事例10:チオリダジンは白血病幹細胞(LSC)機能を減少させ、一方で正常造血性幹―前駆細胞(HSPC)を残す)
試験管内(in vitro)で検知されたAML−芽細胞の抑制が、腫瘍性幹細胞区画に影響する化合物に起因するかを描写するため、機能的に白血病幹細胞(LSC)および造血性幹細胞(HSC)を定義する異種移植研究(Dick,2008)が実施された(図12)。造血性幹―前駆細胞(HSPC)のサリノマイシン(1μM)による処置は造血性生着をほぼ検知不能レベルにまで減少させ(図13A)、そのことはこの化合物がHSPCからの正常造血に干渉することを明示し、そしてこの化合物は所望の抗癌幹細胞(CSC)の選択的標的化を提供する可能性が低いため、さらなる検証から除外された。対照的に、メフロキン(10μM)処置は、僅かな、しかし有意とは言えない、造血性幹細胞(HSC)能力の減少を対照に比較して示した(図12A)。しかしメフロキンはAML白血病幹細胞(LSC)能力の減少には効果が無いことが判り、従って選択的効果が欠如しているため、さらなる検証を中断された(図12C)。
(Case 10: Thioridazine reduces leukemia stem cell (LSC) function while leaving normal hematopoietic stem-progenitor cells (HSPC))
Functionally leukemia stem cells (LSCs) and hematopoietic stem cells (HSCs) to depict whether the suppression of AML-blasts detected in vitro is due to compounds that affect the neoplastic stem cell compartment A xenograft study (Dick, 2008) was defined (Figure 12). Treatment of hematopoietic stem-progenitor cells (HSPC) with salinomycin (1 μM) reduces hematopoietic engraftment to near undetectable levels (FIG. 13A), which interferes with normal hematopoiesis from HSPC. And this compound was excluded from further validation because it is unlikely to provide selective targeting of the desired anti-cancer stem cells (CSC). In contrast, mefloquine (10 μM) treatment showed a slight but not significant decrease in hematopoietic stem cell (HSC) capacity compared to the control (FIG. 12A). However, mefloquine was found to be ineffective in reducing AML leukemia stem cell (LSC) capacity and therefore lacked a selective effect, and further validation was discontinued (FIG. 12C).

サリノマイシンとメフロキンの両方と対照的に、HSPCのチオリダジン(10μM)での処置は対照溶媒処置細胞と同じ骨髄生着(図12A)と脾臓生着(図13B)のレベルを示した。多重系統再構成能力は対照とチオリダジン処置ヒト造血性幹細胞(HSC)で同一であり、骨髄性(図12B)、リンパ系(図12B)、赤血球系(図13D)、および巨核球性発現(図13D)は全く影響されなかった。一連の2次的生着で測定されたように、チオリダジン処置は対照処置試料にくらべて造血性幹細胞(HSC)自己再生に影響を与えなかった(図13F)。しかしサリノマイシンとメフロキンと全く対照的に、チオリダジン処置は白血病疾病開始AML白血病幹細胞(LSC)を有意に減少させた(図12C−D;図13C;図13E)。   In contrast to both salinomycin and mefloquine, treatment of HSPC with thioridazine (10 μM) showed the same levels of bone marrow engraftment (FIG. 12A) and spleen engraftment (FIG. 13B) as control solvent-treated cells. Multilineage reconstitution capacity is the same in control and thioridazine-treated human hematopoietic stem cells (HSCs), myeloid (Figure 12B), lymphoid (Figure 12B), erythroid (Figure 13D), and megakaryocyte expression (Figure 13D) was not affected at all. Thioridazine treatment did not affect hematopoietic stem cell (HSC) self-renewal compared to control treated samples, as measured in a series of secondary engraftment (FIG. 13F). However, in stark contrast to salinomycin and mefloquine, thioridazine treatment significantly reduced leukemic disease initiating AML leukemia stem cells (LSC) (FIGS. 12C-D; FIGS. 13C; 13E).

HSPC正常造血性再生(%hCD45+)対AML白血病誘発(%CD33+hCD45+芽細胞)比率の計算は、チオリダジンが白血病幹細胞(LSC)機能を有意に減少させ、一方で正常造血性幹細胞(HSC)能力を保持することを明らかにした(図12E)。チオリダジンが無い場合、2次移植レシピエントの白血病生着レベルに差が無いことが観察された。このことは、2次レシピエントにとってこの化合物への連続的暴露が白血病誘発を抑制するのに必要であることを示唆した。これらのデータは,生体内(in vivo)でチオリダジンが体細胞性癌幹細胞(CSC)を選択的に標的とし、一方で正常幹細胞機能には影響を与えないことを示した。チオリダジンが正常および腫瘍性ヒト多能性幹細胞(hPSC)を使用する新規の分化スクリーニングプラットフォームの試験管内(in vitro)での使用を介して識別されたため、チオリダジンの機能的効果は、体細胞性癌幹細胞(CSC)を理解するのにヒト多能性幹細胞(hPSC)を使用することの予測的価値の事例を提供する。 Calculation of the ratio of HSPC normal hematopoietic regeneration (% hCD45 +) to AML leukemia induction (% CD33 + hCD45 + blast) shows that thioridazine significantly reduced leukemia stem cell (LSC) function while retaining normal hematopoietic stem cell (HSC) ability It was clarified that (FIG. 12E). In the absence of thioridazine, it was observed that there was no difference in leukemia engraftment levels in secondary transplant recipients. This suggested that continuous exposure to this compound was necessary for secondary recipients to suppress leukemogenesis. These data indicated that thioridazine selectively targets somatic cancer stem cells (CSCs) in vivo while not affecting normal stem cell function. Since thioridazine has been identified through in vitro use of a novel differentiation screening platform that uses normal and neoplastic human pluripotent stem cells (hPSCs), the functional effect of thioridazine has been demonstrated in somatic cancers. Provides an example of the predictive value of using human pluripotent stem cells (hPSC) to understand stem cells (CSC).

(事例11:ドーパミン受容体はヒト癌幹細胞(CSC)を明確に分離する)
チオリダジンはドーパミン受容体(DR1−5)を介して作用することが知られている(BeaulieuおよびGainetdinov,2011;SeemanおよびLee,1975)。正常幹細胞に比較してヒト癌幹細胞(CSC)に選択的に干渉するチオリダジン作用のメカニズムがドーパミン受容体遮断性を介したものなのかを検証するため、ドーパミン受容体(DR)の細胞表面発現が分析された。現在までに、5つのドーパミン受容体(DR)が識別され、そしてD1ファミリー受容体(D1とD5)とD2ファミリー受容体(D2,D3およびD4)に分けられた(SibleyおよびMonsma,1992)。多能性マーカーSSEA3を発現する正常ヒト多能性幹細胞(hPSC)はドーパミン受容体(DR)発現を欠く(図14Aおよび図15A−B)。対照的に腫瘍性ヒト多能性幹細胞(hPSC)は5種類全てのドーパミン受容体(DR)を発現した(図14B)。観察された腫瘍性ヒト多能性幹細胞(hPSC)に対するドーパミン受容体(DR)の差別的な発現とチオリダジンの選択的抑制は、ドーパミン受容体(DR)シグナリングの抑制が、正常幹細胞(SC)と比較したヒト癌幹細胞(CSC)に対する選択的標的化に役割を果たしている可能性を示唆する。
(Case 11: Dopamine receptor clearly separates human cancer stem cells (CSC))
Thioridazine is known to act via the dopamine receptor (DR1-5) (Beaulieu and Gainetdinov, 2011; Seeman and Lee, 1975). In order to verify whether the mechanism of thioridazine action that selectively interferes with human cancer stem cells (CSCs) compared to normal stem cells is mediated by dopamine receptor blocking, cell surface expression of dopamine receptors (DR) Was analyzed. To date, five dopamine receptors (DR) have been identified and divided into D1 family receptors (D1 and D5) and D2 family receptors (D2, D3, and D4) (Sibreley and Monsma, 1992). Normal human pluripotent stem cells (hPSC) expressing the pluripotency marker SSEA3 lack dopamine receptor (DR) expression (FIGS. 14A and 15A-B). In contrast, neoplastic human pluripotent stem cells (hPSC) expressed all five dopamine receptors (DR) (FIG. 14B). The observed differential expression of dopamine receptor (DR) and selective inhibition of thioridazine on tumor human pluripotent stem cells (hPSCs) is related to suppression of dopamine receptor (DR) signaling and normal stem cells (SC). This suggests a possible role for selective targeting to human cancer stem cells (CSC) compared.

チオリダジン処置の機能的役割に基づいた、癌幹細胞(CSC)におけるドーパミン受容体(DR)の潜在的役割を拡大するため、我々はドーパミン受容体(DR)遮断がチオリダジン処置後の白血病幹細胞(LSC)の機能喪失を説明できるかを検討した。造血性幹―前駆細胞(HSPC)そして正常臍帯血(CB)からのヒト造血性単核細胞(図15C−F)及びAML患者試料(図14Dおよび図15G)におけるDR1−5の発現が分析され(図14C)た。ドーパミン受容体(DR)は、臍帯血の原始造血性幹細胞(HSC)または前駆体集団(それぞれCD34+38−またはCD34+38+として識別される(Bhatia他,1997))では観察されなかった(図14C)。これは造血性幹細胞(HSC)および前駆体はチオリダジンの標的を発現しないことを示唆した。   In order to expand the potential role of dopamine receptor (DR) in cancer stem cells (CSC) based on the functional role of thioridazine treatment, we have identified that dopamine receptor (DR) blockade is a leukemic stem cell (LSC) after thioridazine treatment. We examined whether we could explain the loss of function. DR1-5 expression in human hematopoietic mononuclear cells (FIGS. 15C-F) and AML patient samples (FIGS. 14D and 15G) from hematopoietic stem-progenitor cells (HSPC) and normal umbilical cord blood (CB) was analyzed. (FIG. 14C). Dopamine receptors (DR) were not observed in cord blood primitive hematopoietic stem cells (HSC) or precursor populations (identified as CD34 + 38− or CD34 + 38 +, respectively (Bhatia et al., 1997)) (FIG. 14C). This suggested that hematopoietic stem cells (HSC) and progenitors do not express thioridazine targets.

同様に、ドーパミン受容体(DR)は、赤血球系(図15C)、巨核球性(図15C)およびリンパ系細胞(図15D)では検知不能であった。CD14+として定義される単球およびCD15+として定義される顆粒球集団の半分のみがドーパミン受容体(DR)を発現した(図15E−F)。分析された全ての13のAML患者試料が5種類全ての受容体の異なるレベルを有するDR+芽細胞の集団を含み、そしてそれらはCD34+/CD14+細胞において優勢に検知された(図15G)。しかし、正常造血性幹細胞(HSC)と異なり、CD34+細胞はヒトAMLにおける白血病幹細胞(LSC)能力と相関せず(Taussig他,2008)、そして近年CD34またはCD38を欠く多くの細画分で識別された(Eppert他、2011)。正常およびAMLヒト造血性試料におけるドーパミン受容体(DR)の差別的発現は、ヒトAML白血病幹細胞(LSC)が不均一であり、薬剤標的化は代替表現型の叙述ではなく分子経路に基づくべきであることを強く示唆した。   Similarly, dopamine receptor (DR) was undetectable in erythroid (Figure 15C), megakaryocyte (Figure 15C) and lymphoid cells (Figure 15D). Only half of the monocytes defined as CD14 + and the granulocyte population defined as CD15 + expressed dopamine receptors (DR) (FIGS. 15E-F). All 13 AML patient samples analyzed contained a population of DR + blasts with different levels of all five receptors, and they were detected predominantly in CD34 + / CD14 + cells (FIG. 15G). However, unlike normal hematopoietic stem cells (HSC), CD34 + cells do not correlate with leukemic stem cell (LSC) ability in human AML (Taussig et al., 2008) and have recently been identified in many subfractions lacking CD34 or CD38. (Eppert et al., 2011). Differential expression of dopamine receptors (DR) in normal and AML human hematopoietic samples is heterogeneous in human AML leukemia stem cells (LSC) and drug targeting should be based on molecular pathways rather than alternative phenotypic descriptions I strongly suggested that there was.

造血性組織は別として、ヒト乳癌において体細胞性癌幹細胞(CSC)が最近識別され検証され、そしてCD44+CD24−/lo表現型を持つ(Al−Haj他,2003)。エストロゲン受容体にネガティブ(ER−),プロゲステロン受容体にネガティブ(PR−)およびヒト上皮成長因子受容体2遺伝子(HER2−)にネガティブの結果の、最悪の予後不良を伴うヒト原発性乳癌を使用して(Dent他,2007)、我々はドーパミン受容体(DR)がCD44+CD24−/lo乳癌幹細胞と共局在することを明らかにする(n=3患者)(図14E−Fおよび図15H)。この発見は正常乳腺組織で発見された低レベルのドーパミン受容体(DR)と矛盾せず、一方良性乳房腫瘍はこれら受容体の中間レベルを示し、乳癌はこれら受容体の高いレベルを示す(Carlo,1986)。   Apart from hematopoietic tissue, somatic cancer stem cells (CSCs) have recently been identified and verified in human breast cancer and have a CD44 + CD24− / lo phenotype (Al-Haj et al., 2003). Use human primary breast cancer with worst prognosis, negative for estrogen receptor (ER-), negative for progesterone receptor (PR-) and negative for human epidermal growth factor receptor 2 gene (HER2-) (Dent et al., 2007), we show that dopamine receptors (DR) co-localize with CD44 + CD24− / lo breast cancer stem cells (n = 3 patients) (FIGS. 14E-F and FIG. 15H). This finding is consistent with the low levels of dopamine receptors (DR) found in normal mammary tissue, while benign breast tumors show intermediate levels of these receptors and breast cancer shows high levels of these receptors (Carlo 1986).

AML芽細胞におけるドーパミン受容体(DR)発現がAML患者における白血病幹細胞(LSC)出現率に相関するか否かが調査された。DRD3+芽細胞およびDRD5+芽細胞の大きな断片を持つAML試料は、白血病幹細胞(LSC)を有しない、有意に低いレベルのドーパミン受容体(DR)を有するAML患者試料と異なり、それらが異種移植レシピエントにおいて白血病を開始することができるため、白血病幹細胞(LSC)を有した。白血病幹細胞(LSC)を含むAML患者試料は予後不良と相関し、一方LSCを含まない試料は良好な予後を示した(Eppert他,2011)。高レベルのドーパミン受容体(DR)出現は予後不良と相関し、一方低レベルのDR出現は良好な予後を示した(図14G−H)。これはドーパミン受容体(DR)検証が予後バイオマーカーとしての用途を持ち、そしてそれぞれのAML患者に対する分子署名または白血病幹細胞(LSC)カウントより単純であることを示唆する。当初の腫瘍性ヒト多能性幹細胞(hPSC)での識別にもとづき、これら全体の結果は、ヒト体細胞性癌幹細胞(CSC)におけるドーパミン受容体(DR)出現に対し、予期したものに比べ潜在的により一般化した役割の存在を示唆し、そしてドーパミン受容体(DR)を他のヒト癌幹細胞(CSC)に対するバイオマーカー候補として認定する。 It was investigated whether dopamine receptor (DR) expression in AML blasts correlates with the incidence of leukemic stem cells (LSC) in AML patients. AML samples with large fragments of DRD3 + blasts and DRD5 + blasts differ from AML patient samples with significantly lower levels of dopamine receptor (DR) that do not have leukemia stem cells (LSCs) and are different from xenograft recipients Had leukemia stem cells (LSC) because leukemia could be initiated in AML patient samples containing leukemia stem cells (LSC) correlated with poor prognosis, while samples without LSC showed good prognosis (Eppert et al., 2011). High level dopamine receptor (DR) appearance correlated with poor prognosis, while low level DR appearance showed good prognosis (FIGS. 14G-H). This suggests that dopamine receptor (DR) validation has use as a prognostic biomarker and is simpler than the molecular signature or leukemia stem cell (LSC) count for each AML patient. Based on the initial identification of neoplastic human pluripotent stem cells (hPSCs), these overall results show a potential for dopamine receptor (DR) appearance in human somatic cancer stem cells (CSC) compared to what is expected. Suggests the existence of a more generalized role and certifies the dopamine receptor (DR) as a candidate biomarker for other human cancer stem cells (CSC).

(事例12:チオリダジンのドーパミン受容体(DR)遮断はヒトAMLを抑制する)
ヒトAML内のドーパミン受容体(DR)の機能的役割をよりよく理解するため、患者由来の2種類のAML細胞系;AML−OCI2とAML−OCI3が使用された(Koistinen他,2001)。
(Case 12: Dopamine receptor (DR) blockade of thioridazine suppresses human AML)
To better understand the functional role of dopamine receptors (DR) in human AML, two patient-derived AML cell lines; AML-OCI2 and AML-OCI3 were used (Koistinen et al., 2001).

原発性試料のように、これら2種類の細胞系は各DR1−5(図16A)に対し患者試料よりはるかに高いレベルの発現を示した。ウシ胎児血清(FBS)内のドーパミンの生物学的利用能に起因して(Little他,2002)、AML内のドーパミン受容体(DR)の役割を検証するのに無血清条件が採用された。両方のAML系はチオリダジン処置され、そして他の既知のドーパミン受容体(DR)遮断薬クロザピンおよびクロルプロマジンと比較された(SeemanおよびLee,1975)。3つの全てのDR遮断薬は処置後AML細胞数を減少させた(図16B)。ドーパミン受容体(DR)のヒトAML細胞を標的化する特異性を検証するため、患者AML試料はDR+とDR−細画分に蛍光活性化細胞振り分けにより分割され、その後DMSO溶媒またはチオリダジンで24時間処置され、その後、芽細胞コロニー形成単位(CFU)の内容について検定された。   Like the primary sample, these two cell lines showed much higher levels of expression than the patient sample for each DR1-5 (FIG. 16A). Due to the bioavailability of dopamine in fetal bovine serum (FBS) (Little et al., 2002), serum-free conditions were employed to verify the role of dopamine receptors (DR) in AML. Both AML systems were treated with thioridazine and compared to other known dopamine receptor (DR) blockers clozapine and chlorpromazine (Seeman and Lee, 1975). All three DR blockers reduced AML cell numbers after treatment (FIG. 16B). To verify the specificity of dopamine receptor (DR) to target human AML cells, patient AML samples were divided into DR + and DR− subfractions by fluorescence-activated cell sorting, followed by DMSO solvent or thioridazine for 24 hours. Treated and subsequently assayed for blast colony forming unit (CFU) content.

芽細胞コロニー形成単位(CFU)形成の減少はチオリダジン処置DR+細画分にのみ見られた(図17A)、一方チオリダジン処置DR−細画分では見られなかった(図17B)。逆に、ドーパミン受容体(DR)D2ファミリー刺激薬7OH−DPATの追加は、AML細胞を増加させた(図16C)。ドーパミン受容体(DR)D2ファミリーおよびD1ファミリーは、反対の作用を細胞間シグナリングに加え、その結果異なる生物学的効果をもたらす(Self他,1996)。ドーパミン受容体(DR)D1ファミリー刺激薬SKF38393による処置はAML細胞を有意に減少させ、それはD2ファミリーシグナリングがAML細胞の生存に必要であることを確認した(図16D)。これらの結果を組み合わせて、チオリダジンの作用のメカニズムはD2ファミリードーパミン受容体(DR)の遮断によるものであり、標的を外したためではないことを示唆し、そしてドーパミン受容体(DR)シグナリングを介した癌幹細胞(CSC)標的化の新規の道を識別したことを示唆する。   Decreased blast colony forming unit (CFU) formation was only seen in the thioridazine treated DR + subfraction (FIG. 17A), while not in the thioridazine treated DR-subfraction (FIG. 17B). Conversely, addition of the dopamine receptor (DR) D2 family stimulant 7OH-DPAT increased AML cells (FIG. 16C). The dopamine receptor (DR) D2 and D1 families add the opposite effect to intercellular signaling, resulting in different biological effects (Self et al., 1996). Treatment with the dopamine receptor (DR) D1 family stimulant SKF38393 significantly reduced AML cells, confirming that D2 family signaling is required for AML cell survival (FIG. 16D). Combining these results suggests that the mechanism of action of thioridazine is due to blockade of the D2 family dopamine receptor (DR), not due to untargeting, and via dopamine receptor (DR) signaling This suggests that we have identified a novel path for cancer stem cell (CSC) targeting.

(事例13:抗癌幹細胞薬剤としてのチオリダジン類似体)
図17は、活性化合物を同定するため、即ち、多能性の喪失(LOP、Oct4レベルのレポーターの検知に基づく測定、この場合GFP信号出力)を誘発し、細胞数の減少(取得した画像あたり750細胞以下)を誘発する化合物を同定するため、異なる化学ライブラリで処理された変異型腫瘍性幹細胞(v1O4、v1H9−Oct4−GFP細胞)の散布図を示している。細胞数を100以下に減少させた化合物は、毒性の可能性ありとして分類されたが、多くの現在の化学療法剤が同様の毒性効果を示すので、これら化合物は依然として抗癌幹細胞薬剤として有用でありうる。
(Case 13: Thioridazine analog as an anti-cancer stem cell drug)
FIG. 17 shows the identification of active compounds, i.e. induced a loss of pluripotency (LOP, measurement based on detection of Oct4 level reporter, in this case GFP signal output) and decreased cell number (per acquired image). FIG. 2 shows a scatter plot of mutant neoplastic stem cells (v1O4, v1H9-Oct4-GFP cells) treated with different chemical libraries to identify compounds that induce 750 cells or less). Compounds with reduced cell numbers below 100 were classified as potentially toxic, but many current chemotherapeutic agents show similar toxic effects, so these compounds are still useful as anticancer stem cell agents. It is possible.

簡単に言えば、v1O4細胞は8ng/mlのbFGFを補充されたマウス胚性線維芽細胞馴化培地(MEFCM)を含むマトリゲルコート96ウェルプレートに播種され(5000細胞/ウェル)、そしてジメチルスルホキシド(DMSO)中に溶解した化合物で72時間処置された。処置に使用される各化合物の最終濃度は、10μMまたは1μMのいずれかであった(n=3)。対照ウェルは0.1%DMSO(低対照)または100ng/mlのBMP4(LOPを誘導するための高対照)で処置された。72時間の終わりに、細胞は固定され、ヘキストで染色され、自動化顕微鏡によって画像化された。GFP強度及びヘキスト信号は、それぞれ、LOPおよび細胞数の指標として定量化され、そして減少細胞数およびLOPに対して平均から3標準偏差以上のZスコアを持つ化合物が、さらなる研究のために選ばれた。 Briefly, v1O4 cells were seeded in Matrigel-coated 96 well plates (5000 cells / well) containing mouse embryonic fibroblast conditioned medium (MEFCM) supplemented with 8 ng / ml bFGF, and dimethyl sulfoxide (DMSO) ) For 72 hours. The final concentration of each compound used for treatment was either 10 μM or 1 μM (n = 3). Control wells were treated with 0.1% DMSO (low control) or 100 ng / ml BMP4 (high control to induce LOP). At the end of 72 hours, the cells were fixed, stained with Hoechst and imaged with an automated microscope. GFP intensity and Hoechst signal are quantified as indicators of LOP and cell number, respectively, and compounds with a Z score greater than 3 standard deviations from the mean for reduced cell number and LOP are selected for further study. It was.

チオリダジン(図17、点線の円の星)および6種類の類似の化学構造を持つ化合物(チオリダジン類似体)(図17、点線のボックス内の星印)がさらなる研究のために選択された。さらなる研究のために同定されたチオリダジン類似体には、プロクロルペラジン、トリフルオペラジン、フルフェナジン、ペルフェナジン、およびトリフルプロマジンが含まれていた。類似体の構造的類似性は、チオリダジンと比較した場合のタニモト類似度係数>0.6(IDBSのソフトウェアSARViewにより計算される)のこれら化合物に基づいて判定された。驚くべきことに、チオリダジン類似体は変異型腫瘍性幹細胞の細胞数の相対的な損失や多能性の喪失を生じさせることにおいて、全化学ライブラリに対するチオリダジン類似体の総出現頻度(1594分の22=1.4%)と比較して、不釣り合いに多く出現し(6/64=9%)、6倍の差より大きかった。これは、チオリダジンおよび関連化合物に存在する構造的特徴が、腫瘍性癌幹細胞の細胞数の減少およびLOPを引き起こすことを示唆する。 Thioridazine (FIG. 17, dotted circle star) and six compounds with similar chemical structure (thioridazine analog) (FIG. 17, star in dotted box) were selected for further study. Thioridazine analogs identified for further study included prochlorperazine, trifluoperazine, fluphenazine, perphenazine, and triflupromazine. The structural similarity of the analogs was determined based on these compounds with a Tanimoto similarity factor> 0.6 (calculated by IDBS software SARView) when compared to thioridazine. Surprisingly, thioridazine analogs caused a relative loss in the number of mutated neoplastic stem cells and loss of pluripotency in the total frequency of occurrence of thioridazine analogs against the entire chemical library (22/1594). = 1.4%), it appeared more disproportionately (6/64 = 9%), which was larger than the difference of 6 times. This suggests that structural features present in thioridazine and related compounds cause a decrease in the number of neoplastic cancer stem cells and LOP.

フェノチアジン関連化合物のクロルプロマジンは、いくつかの白血病細胞系および他のタイプの癌細胞系に対して細胞毒性であり、チオリダジンに匹敵する効力を持つ。しかし、クロルプロマジンはv1O4細胞に対しては同等の効果がなかった(図17、丸で囲んだ星印)。したがって、クロルプロマジンの効果は、それが露出している細胞に依存し、そして、いくつかの抗癌特性を有することは、必ずしもすべての癌細胞又は癌幹細胞に対して幅広く活性を有することを意味しない。 The phenothiazine-related compound chlorpromazine is cytotoxic to several leukemia and other types of cancer cell lines and has potency comparable to thioridazine. However, chlorpromazine had no equivalent effect on v1O4 cells (FIG. 17, circled asterisk). Thus, the effect of chlorpromazine depends on the cells to which it is exposed, and having some anticancer properties does not necessarily mean that it has broad activity on all cancer cells or cancer stem cells .

(実施例14:変異型腫瘍性幹細胞に活性を有するチオリダジン類似体は、AML癌細胞系において細胞死を誘導しない。)
癌細胞系は、潜在的抗癌治療剤を同定するためのハイスループットスクリーニング検定法において使用されてきた。細胞生存率は、化合物の潜在的抗癌活性を検定するために一般的に使用されてきた出力である。しかし、細胞死の誘導のみに依存する癌治療薬は、癌幹細胞を撲滅するための最も効果的な方法を代表していない可能性がある。癌幹細胞を特異的に標的とし、そして分化を誘導する化合物の同定は標的療法の別のタイプを代表するかもしれない。これらのタイプの化合物を同定することの困難さは、部分的には癌幹細胞の適切な代用物が不足しているためである。変異型腫瘍性幹細胞の特徴的な特徴および特性に基づけば、変異型腫瘍性幹細胞は細胞死を必ずしも誘導しない抗癌化合物を同定するために有用である。
(Example 14: Thioridazine analogs active on mutant neoplastic stem cells do not induce cell death in AML cancer cell lines.)
Cancer cell lines have been used in high-throughput screening assays to identify potential anticancer therapeutic agents. Cell viability is an output that has been commonly used to assay a compound's potential anticancer activity. However, cancer therapeutics that rely solely on induction of cell death may not represent the most effective way to eradicate cancer stem cells. Identification of compounds that specifically target cancer stem cells and induce differentiation may represent another type of targeted therapy. The difficulty in identifying these types of compounds is due, in part, to the lack of a suitable surrogate for cancer stem cells. Based on the characteristic features and characteristics of mutated neoplastic stem cells, mutated neoplastic stem cells are useful for identifying anti-cancer compounds that do not necessarily induce cell death.

二つの観察は、他のシステムによっては抗癌化合物として同定され、またはされなかった化合物の同定に変異型腫瘍性幹細胞が有用であることを実証する。どちらの観測も、AML癌細胞株AML−OC12およびAML−OC13のチオリダジンおよびチオリダジン類似体に対する応答に関連している。 Two observations demonstrate that mutant neoplastic stem cells are useful in identifying compounds that were or were not identified as anti-cancer compounds in other systems. Both observations are related to the response of AML cancer cell lines AML-OC12 and AML-OC13 to thioridazine and thioridazine analogs.

本明細書以前に、チオリダジンはAML−OC12およびAML−OC13の両方において細胞数を減少させることが示された(例えば、PCT/CA2010/000175参照)。細胞はAML−OCI2およびAML−OCI3細胞がチオリダジンで処置され、そしてアポトーシス誘導細胞死の兆候を分析された。図18に示すように、チオリダジンは、AML−OC12およびAML−OC13に対して等しい効率で、細胞死を介してこれら細胞系に対しその効果を発揮する。これは変異型腫瘍性幹細胞に対するチオリダジンの分化誘導効果とは対照的である。本明細書に開示された方法の有用性のさらなる実証は、チオリダジン類似体に対する癌細胞系の応答によって示されている。図17および18はこれらの化合物がv1細胞において、細胞数および多能性を減少させる能力を含む、チオリダジン様活性を示し、そして類似の分化応答を生成することを示した。しかし、チオリダジン類似体はいずれのAML癌細胞系においても有意にアポトーシスを誘導しなかった;これらのチオリダジン類似体はおそらくこれらの細胞を使用した生存能力画面で同定されてこなかったのではないか。 Prior to this specification, thioridazine has been shown to reduce cell numbers in both AML-OC12 and AML-OC13 (see, eg, PCT / CA2010 / 000175). Cells were treated with thioridazine in AML-OCI2 and AML-OCI3 cells and analyzed for signs of apoptosis-induced cell death. As shown in FIG. 18, thioridazine exerts its effect on these cell lines via cell death with equal efficiency to AML-OC12 and AML-OC13. This is in contrast to the differentiation-inducing effect of thioridazine on mutant tumor stem cells. Further demonstration of the utility of the methods disclosed herein is shown by the response of cancer cell lines to thioridazine analogs. FIGS. 17 and 18 showed that these compounds exhibited thioridazine-like activity, including the ability to reduce cell number and pluripotency, and generate similar differentiation responses in v1 cells. However, thioridazine analogs did not significantly induce apoptosis in any AML cancer cell line; these thioridazine analogs probably have not been identified on the viability screen using these cells.

したがって、変異型腫瘍性幹細胞を使用する本明細書中に開示されるスクリーニング検定法の使用方法は、癌細胞株を使用する他のスクリーニングプロセスから有意に異なっている。 Thus, the method of use of the screening assays disclosed herein that use mutant neoplastic stem cells is significantly different from other screening processes that use cancer cell lines.

(実施例15:抗癌化合物として同定された化合物はまれにしか抗癌幹細胞化合物ではない。)
腫瘍性多能性幹細胞(v1O4細胞)をスクリーニングするために使用される化学ライブラリは、既知のまたは現在の抗癌治療薬として記載されている化合物を含んでいる。これらの抗癌治療薬の多くは、おそらく癌細胞系に対する毒性を示した。
(Example 15: Compounds identified as anticancer compounds are rarely anticancer stem cell compounds.)
The chemical library used to screen for neoplastic pluripotent stem cells (v1O4 cells) contains compounds that are described as known or current anticancer therapeutics. Many of these anticancer therapeutics have probably been toxic to cancer cell lines.

ヒトの癌(腫瘍)の処置に使用される利用可能な構造を持つ低分子薬物に対しメタ薬物探索(MetaDrug search)を行った。この検索は、NIH、PWK、TOCRISおよびCCCライブラリの組み合わせから、167のこのような抗癌化合物を発見した。これらの抗癌化合物は図20に示すようにプロットされ、そしてそれらの小さなサブセットのみ(5%)が変異型腫瘍性幹細胞(v1O4細胞)に対して活性を有すると同定された。このことは、実施例16で記載されるような本明細書のスクリーニングプラットフォームは、高度に厳格であり、または独自の態様で抗癌化合物を同定することを示唆している。さらに、抗癌化合物として同定された化合物は、抗癌幹細胞薬剤でありそうにない。 Meta-drug search was performed on low molecular weight drugs with available structures used to treat human cancers (tumors). This search found 167 such anti-cancer compounds from a combination of NIH, PWK, TOCRIS and CCC libraries. These anti-cancer compounds were plotted as shown in FIG. 20, and only a small subset (5%) of them was identified as having activity against mutant neoplastic stem cells (v1O4 cells). This suggests that the screening platform herein as described in Example 16 is highly rigorous or identifies anti-cancer compounds in a unique manner. Furthermore, compounds identified as anticancer compounds are unlikely to be anticancer stem cell agents.

(実施例16:癌幹細胞を選択的に標的とし、しかし、正常幹細胞を標的としない化合物のハイスループット同定のための改善されたワークフロー)
以前、本発明者らは、チオリダジンの3つの異なる濃度で処置した後、両方の細胞型でのOct4のレベルを測定するために定量的フローサイトメトリを使用して、変異型腫瘍性幹細胞および正常H9幹細胞に対するチオリダジンの効果を記載した(PCT/CA2010/000175)。試験された最高濃度(10mM)においてのみ、腫瘍性v1細胞および正常H9細胞との間に多能性の喪失(Oct4の発現に基づいて)に有意な差があった。しかし、定量的フローサイトメトリは、ハイスループット分析に容易に変更できない。
Example 16: Improved workflow for high-throughput identification of compounds that selectively target cancer stem cells but not normal stem cells
Previously, we treated mutant tumor stem cells and normal using quantitative flow cytometry to measure Oct4 levels in both cell types after treatment with three different concentrations of thioridazine. The effect of thioridazine on H9 stem cells was described (PCT / CA2010 / 000175). Only at the highest concentration tested (10 mM) was there a significant difference in loss of pluripotency (based on Oct4 expression) between neoplastic v1 cells and normal H9 cells. However, quantitative flow cytometry cannot be easily changed to high throughput analysis.

ここで、本発明者らは、図21に示すように、正常幹細胞と比較して癌幹細胞を選択的に標的とする化合物を同定し検証する改良されたスクリーニング法を開示する。
本発明者らは、正常幹細胞と変異型腫瘍性幹細胞を図22に示すような特定の播種密度で播種することが、スクリーニング検定法を改善し、そして選択的抗癌幹細胞薬剤の迅速で効率的な検出を可能にすると判断した。この2次的なスクリーニング手順を使用して同定された例示的な候補化合物は、選択的活性を有する、または場合によって選択的活性物と呼ばれるが、図23に示されている。
Here, the inventors disclose an improved screening method for identifying and verifying compounds that selectively target cancer stem cells as compared to normal stem cells, as shown in FIG.
The inventors have sought to seed normal stem cells and mutant neoplastic stem cells at a specific seeding density as shown in FIG. 22 to improve screening assays and to provide a rapid and efficient selection of selective anti-cancer stem cell drugs. It was decided that it would be possible to detect. Exemplary candidate compounds identified using this secondary screening procedure have selective activity or are sometimes referred to as selective actives, but are shown in FIG.

スクリーニングプロセスの最初のステップ、一次スクリーニングは、図21ステップ1に示され、また図17および実施例13に記載されている。この最初のスクリーニングステップでは、変異型腫瘍性幹細胞の数を減らしかつLOPの原因となる化合物が、活性化合物として同定される。これらの化合物は、その後、図21ステップ2で記載される更なる1組の分析を受ける。このステージは、化合物の効力の判定および変異型腫瘍性幹細胞と正常幹細胞との間の応答の相違を検出するための以前の定量的フローサイトメトリ法に対する改良を表している。用量反応曲線を生成するために、各化合物について8または10ポイントの希釈物が変異型腫瘍性幹細胞(V1O4)および正常幹細胞(H9細胞)に対して試験される。各化合物について、細胞数の50%の減少に効果的な濃度値(EC50)が、処置されたv1O4及びH9細胞の用量−反応曲線から外挿により推定される。 The first step of the screening process, the primary screening, is shown in FIG. 21 Step 1 and described in FIG. 17 and Example 13. In this initial screening step, compounds that reduce the number of mutated neoplastic stem cells and cause LOP are identified as active compounds. These compounds are then subjected to a further set of analyzes described in FIG. This stage represents an improvement over previous quantitative flow cytometry methods for determining compound potency and detecting response differences between mutant neoplastic and normal stem cells. To generate a dose response curve, 8 or 10 point dilutions for each compound are tested against mutant neoplastic stem cells (V1O4) and normal stem cells (H9 cells). For each compound, an effective concentration value (EC50) for a 50% reduction in cell number is extrapolated from the dose-response curves of treated v1O4 and H9 cells.

用量反応データはIDBS ActivityBaseソフトウェアを使用して、EC50、勾配、最小および最大値を導出するために,4パラメータのヒルの式に適合させた。EC50値は、その後、選択的活性効力比(H9のEC50/V104のEC50)を計算するために使用される。1を超える上記の比の値は、化合物がH9細胞に対してよりもv1O4細胞に対してより効能があることを示す。この比の値は次に、潜在的に癌幹細胞の分化を誘導し、正常幹細胞の分化を誘導しない、高度な選択的活性化合物の同定ための基礎として使用される。多くの異なる濃度で化合物を変異型腫瘍性幹細胞および正常幹細胞に対して試験することは、用量反応曲線の生成を可能にし、また単一の濃度または限られた濃度範囲でのスクリーニングによっては同定されない、選択的活性を発現する化合物の同定を可能にする。各化合物の有効性は、最小値が4パラメータのヒルの式にフィットする場合、その分析によって定量化できる。選択的な活性のための代替メトリックは、有効性の比較である。
選択的有効性= H9の適合最小値 − v1O4の適合最小値。
Dose response data was fitted to a four parameter Hill equation to derive EC50, slope, minimum and maximum values using IDBS ActivityBase software. The EC50 value is then used to calculate the selective activity potency ratio (EC50 for H9 / EC50 for V104). The ratio value above 1 indicates that the compound is more potent against v1O4 cells than against H9 cells. The value of this ratio is then used as a basis for the identification of highly selective active compounds that potentially induce cancer stem cell differentiation and not normal stem cell differentiation. Testing compounds at many different concentrations against mutant neoplastic and normal stem cells allows for the generation of dose response curves and is not identified by screening at a single concentration or a limited concentration range Enabling the identification of compounds that express selective activity. The effectiveness of each compound can be quantified by its analysis if the minimum fits the four parameter Hill equation. An alternative metric for selective activity is effectiveness comparison.
Selective efficacy = minimum fit for H9-minimum fit for v1O4.

(実施例17:高選択性比率を使用して同定される抗癌幹細胞化合物)
選択的活性比[EC50(v1O4)/EC50(H9)]は、実施例15と同様に、前述の方法を用いて多くのスクリーニングされた化合物に対して計算された。比の値「3」は、選択的高活性化合物を同定するための閾値として選択された。これらの化合物は、選択的に、癌幹細胞において分化/毒性を誘導するが、正常幹細胞には最小限の効果を有することが期待される。スクリーニング検定法を用いて同定された選択的活性比の最も高い化合物は、図23に示されている。驚くべきことに、チオリダジンおよびチオリダジン類似体に対する選択的活性効力比は図23に含めるには低すぎ、そのことは、本明細書に開示される他の化合物が大きな処置用量域を持つことを示唆する。
Example 17: Anti-cancer stem cell compound identified using high selectivity ratio
The selective activity ratio [EC50 (v1O4) / EC50 (H9)] was calculated for a number of screened compounds using the method described above as in Example 15. A ratio value of “3” was selected as a threshold for identifying selectively highly active compounds. These compounds selectively induce differentiation / toxicity in cancer stem cells, but are expected to have minimal effects on normal stem cells. The compound with the highest selective activity ratio identified using the screening assay is shown in FIG. Surprisingly, the selective activity potency ratio for thioridazine and thioridazine analogs is too low to be included in FIG. 23, suggesting that other compounds disclosed herein have a large therapeutic dose range. To do.

(実施例18:用量−反応曲線の分析は、抗癌幹細胞薬剤の同定を可能にする。)
大部分の主要なハイスループットスクリーニング法は、化合物を用いた処置に起因する検定法の応答を調べるために、単一の濃度点を使用する。本発明は、癌幹細胞に対して選択的な化合物を同定および検証するための幹細胞ベースの検定法を開発するために、変異型腫瘍性幹細胞および正常幹細胞を操作するための検定法および条件を記述する。詳細には、本方法は図21、24に示す用量−反応曲線の生成を可能にする。これらの曲線からのデータは、異なる薬効の化合物に対する変異型腫瘍性幹細胞および正常幹細胞の応答の違いを区別するために使用された。
(Example 18: Analysis of dose-response curves allows identification of anti-cancer stem cell drugs)
Most major high-throughput screening methods use a single concentration point to examine the assay response resulting from treatment with a compound. The present invention describes assays and conditions for manipulating mutant neoplastic and normal stem cells to develop stem cell-based assays for identifying and validating compounds selective for cancer stem cells To do. In particular, the method allows the generation of dose-response curves as shown in FIGS. Data from these curves was used to distinguish differences in the response of mutated neoplastic and normal stem cells to different medicinal compounds.

図24Aは、10μMの単一濃度点で細胞を試験することによって同定されている可能性がある7つの選択的活性化合物を示している。図24Bは、他の12の選択的活性化合物の用量反応曲線を示す。10μMの単一濃度点に基づくと、8アザグアニン、パルベンダゾールまたは31−8220のように、これらの化合物の多くは癌幹細胞に対して選択的とは考えられないだろう。実施例17に示すように、これら19の選択的活性化合物は、癌幹細胞に対しチオリダジンよりさらに大きな選択性を持つようにみえる。 FIG. 24A shows seven selectively active compounds that may have been identified by testing cells at a single concentration point of 10 μM. FIG. 24B shows dose response curves for the other 12 selectively active compounds. Based on a single concentration point of 10 μM, many of these compounds, such as 8-azaguanine, parbendazole or 31-8220, would not be considered selective for cancer stem cells. As shown in Example 17, these 19 selectively active compounds appear to have greater selectivity for cancer stem cells than thioridazine.

(実施例19:いくつかの高選択性活性化合物は、p53ストレス応答活性化に対する低い活性を有している。)
急性骨髄性白血病(AML)は、成熟した細胞に分化する能力を阻害された腫瘍性造血細胞によって特徴づけられる。同様に、変異型腫瘍性幹細胞は、正常分化キューにたいして抵抗性である(Werbowetski−Ogiliveら、2009参照)。腫瘍性前駆細胞/幹細胞の分化を誘導することができる薬剤は、特定の癌の処置のための有望な戦略を表す。オールトランス型レチノイン酸(ATRA)および三酸化ヒ素を使用した急性前骨髄球性白血病(APL)の処置は、この戦略の例示的な使用法である。これらの化合物は、分化を誘導することによって癌を維持する癌幹細胞を根絶すると考えられている。
(Example 19: Some highly selective active compounds have low activity for p53 stress response activation.)
Acute myeloid leukemia (AML) is characterized by neoplastic hematopoietic cells that have been inhibited from their ability to differentiate into mature cells. Similarly, mutated neoplastic stem cells are resistant to normal differentiation cues (see Werbowetski-Ogilive et al., 2009). Agents that can induce neoplastic progenitor / stem cell differentiation represent a promising strategy for the treatment of certain cancers. Treatment of acute promyelocytic leukemia (APL) using all-trans retinoic acid (ATRA) and arsenic trioxide is an exemplary use of this strategy. These compounds are believed to eradicate cancer stem cells that maintain cancer by inducing differentiation.

分化を効率的に誘導すると実証され、また高い選択性を有する化合物(図23)を同定するために、処理された変異型腫瘍性幹細胞が、p53依存性細胞毒性ストレス応答の変化を分析された。変異型腫瘍性幹細胞(v1O4細胞)および正常H9幹細胞が固定され、選択的活性化合物による処置後、p53発現に対して染色された。p53に対して陽性染色したv1O4及びH9染色細胞の割合が、図25に示すように、各化合物についてプロットされた。p53活性の高いレベルは高い細胞毒性を示唆した。選択的活性化合物はv1O4およびH9細胞の両方においてp53活性化の異なるレベルを引き起こしたが、v1O4細胞は、正常H9細胞と比較して全体的により感応性であるように見えた。 In order to identify compounds that were demonstrated to induce differentiation efficiently and have high selectivity (FIG. 23), treated mutant neoplastic stem cells were analyzed for changes in p53-dependent cytotoxic stress response. . Mutant neoplastic stem cells (v1O4 cells) and normal H9 stem cells were fixed and stained for p53 expression after treatment with selective active compounds. The percentage of v1O4 and H9 stained cells that stained positive for p53 was plotted for each compound as shown in FIG. A high level of p53 activity suggested high cytotoxicity. Although selectively active compounds caused different levels of p53 activation in both v1O4 and H9 cells, v1O4 cells appeared to be more sensitive overall compared to normal H9 cells.

左下隅に群がった高選択性活性化合物は、v1O4およびH9細胞内においてp53依存性ストレス応答を有意に増加させなかった。このグループは、選択的にv1O4細胞を分化する化合物の潜在的な候補を含んでいるかもしれない。チオリダジンおよびチオリダジン類似体で処置された変異型腫瘍性幹細胞のp53レベルが測定され、図25に黒い点で示される。図25に示すように、チオリダジン類似体は同じ左下隅に現れ、そのことはそれらが分化を誘導することによって変異型腫瘍性幹細胞に作用するという以前の観察と一致した。 Highly selective active compounds clustered in the lower left corner did not significantly increase the p53-dependent stress response in v1O4 and H9 cells. This group may contain potential candidates for compounds that selectively differentiate v1O4 cells. P53 levels of mutant neoplastic stem cells treated with thioridazine and thioridazine analogs were measured and are shown as black dots in FIG. As shown in FIG. 25, thioridazine analogs appear in the same lower left corner, consistent with previous observations that they act on mutant neoplastic stem cells by inducing differentiation.

(実施例20:チオリダジンはドーパミン受容体を発現する乳癌幹細胞を選択的に標的とする。)
実施例12に示されるように、ドーパミン受容体(DR)は原発性トリプルネガティブ乳癌組織の癌幹細胞(CSC)画分に共局在する。MDA−MB−231は、同定され、承認された乳癌CSC表現型、CD44+CD24−/lowを有する細胞が高度に富化されたトリプルネガティブ乳癌由来の細胞系である(図26A)(Al−Hajjら2003;Maniら、2008参照)。図26Bは、乳癌CSCがDRの異なるサブタイプを共発現することを示す。チオリダジンによる細胞の処置は、D1型DR(DRD1)を発現する細胞のより低い出現頻度をもたらした(図26C)。これは、図26Dに示すようにCD24の発現の増加を伴ったが、それは乳癌CSCの否定的判断要因であり、そして減少した再増殖能力に関連した(Sleemanら2006参照)。これらの結果は、チオリダジンが誘導分化と細胞死を介してDRを発現する乳癌CSCの集団を選択的に標的とすることを示し、そしてこれらの結果は変異型腫瘍性ヒト幹細胞とAML芽細胞のチオリダジン誘発性分化を示す、図10および実施例9のデータと一貫性がある。
(Example 20: Thioridazine selectively targets breast cancer stem cells expressing dopamine receptors.)
As shown in Example 12, dopamine receptors (DR) co-localize in the cancer stem cell (CSC) fraction of primary triple negative breast cancer tissue. MDA-MB-231 is a triple-negative breast cancer-derived cell line that is highly enriched for cells with the identified and approved breast cancer CSC phenotype, CD44 + CD24− / low (FIG. 26A) (Al-Hajj et al. 2003; Mani et al., 2008). FIG. 26B shows that breast cancer CSCs co-express different subtypes of DR. Treatment of cells with thioridazine resulted in a lower frequency of cells expressing D1-type DR (DRD1) (FIG. 26C). This was accompanied by increased expression of CD24 as shown in FIG. 26D, which was a negative determinant of breast cancer CSC and was associated with decreased regrowth ability (see Sleeman et al. 2006). These results indicate that thioridazine selectively targets a population of breast cancer CSCs that express DR via induced differentiation and cell death, and these results indicate that mutant neoplastic human stem cells and AML blasts Consistent with the data in FIG. 10 and Example 9 showing thioridazine-induced differentiation.

(実施例21:二段階スクリーニング法を使用した選択的抗癌幹細胞薬剤の同定。)
図27は、選択的抗癌幹細胞薬剤の検出のための2段階スクリーニング法を用いて化学ライブラリをスクリーニングした結果を示す散布図である。一次スクリーニングステップは、変異型腫瘍性幹細胞の多能性損失(LOP)および細胞数の減少を誘発する能力に基づいて、抗癌幹細胞活性を有する化合物(試験薬剤)を同定した(図27において破線より下の全ての化合物)。この第一段階は、癌幹細胞の幹細胞性(または自己再生)特性を標的とする化合物を同定するのに役立つ。散布図は、試験された化合物ライブラリのさまざまなプロパティを示し、例えば、いくつかの化合物は細胞数の緩やかな減少でLOPを誘導し、一方他の化合物は高い細胞毒性性でLOPを誘導した。一般に、より細胞毒性の強い化合物は、LOPをより大きく誘導するように思われた。多能性の喪失および細胞数の減少の両方を誘導する薬剤を標的とすることが、スクリーニング法の第二段階において高い割合で薬剤が選択的抗癌幹細胞薬剤として同定される結果をもたらした。二段階法の次のステップは、試験薬剤を複数の試験濃度において試験し、必要に応じてEC50を決定することによって、変異型腫瘍性幹細胞を標的とし、その細胞数を減少させるが、正常幹細胞の細胞数を減少させない、抗癌幹細胞薬剤を同定するステップを含む。所定の選択比の値を超えた化合物は、選択的活性化合物として、図23にリストされ、図27では黒い星印で示されている。
Example 21: Identification of selective anti-cancer stem cell drugs using a two-step screening method.
FIG. 27 is a scatter diagram showing the results of screening a chemical library using a two-step screening method for the detection of selective anti-cancer stem cell drugs. The primary screening step identified compounds (test agents) with anti-cancer stem cell activity based on their ability to induce loss of pluripotency (LOP) and cell number reduction of mutant tumor stem cells (dashed line in FIG. 27). All compounds below). This first step helps to identify compounds that target the stem cell (or self-renewal) properties of cancer stem cells. The scatter plot shows various properties of the compound library tested, for example, some compounds induced LOP with a gradual decrease in cell number, while other compounds induced LOP with high cytotoxicity. In general, more cytotoxic compounds appeared to induce more LOP. Targeting drugs that induce both loss of pluripotency and a decrease in cell number has resulted in a high rate of identifying drugs as selective anticancer stem cell drugs in the second stage of the screening procedure. The next step in the two-step method is to target the mutated neoplastic stem cell and reduce its cell number by testing the test agent at multiple test concentrations and determining the EC50 if necessary, but normal stem cells Identifying an anti-cancer stem cell agent that does not reduce the number of cells. Compounds that exceed a predetermined selectivity value are listed in FIG. 23 as selective active compounds and are indicated by black stars in FIG.

本発明は現在好適であると見做される事例を参照して記述されてきたが、本発明は開示された事例に制限されないことを理解するべきである。逆に、本発明は請求項の精神と範囲に含まれる種々の変化形および等価のアレンジメントに及ぶことを意図している。   Although the present invention has been described with reference to examples presently considered to be preferred, it should be understood that the invention is not limited to the disclosed examples. On the contrary, the invention is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the claims.

全ての刊行物、特許および特許申請は、あたかもそれぞれの刊行物、特許および特許申請が特異的にかつ個別にその全体が参照により採り入れられるように、その全てがここに参照により採り入れられる。   All publications, patents and patent applications are hereby incorporated by reference in their entirety as if each publication, patent and patent application were specifically and individually incorporated by reference in their entirety.

(参照)

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Claims (93)

試験薬剤を選択的抗癌幹細胞薬剤として同定しそして検証する方法であって、
i)1つまたはそれ以上の変異型腫瘍性幹細胞を前記試験薬剤に接触させ、そして1つまたはそれ以上の正常幹細胞を前記試験薬剤に接触させるステップと、
ii)前記試験薬剤に応答した前記変異型腫瘍性幹細胞の細胞数の変化を検知し、そして前記試験薬剤に応答した前記正常幹細胞の細胞数の変化を検知するステップと、
iii)前記試験薬剤との接触が、前記変異型腫瘍性幹細胞の細胞数の減少を誘発させ、一方前記変異型腫瘍性幹細胞の細胞数の減少に匹敵する前記正常幹細胞の細胞数の減少を誘発しない場合、前記試験薬剤を選択的抗癌幹細胞薬剤として同定するステップと、
を有することを特徴とする方法。
A method of identifying and verifying a test agent as a selective anticancer stem cell agent comprising:
i) contacting one or more mutant neoplastic stem cells with the test agent and contacting one or more normal stem cells with the test agent;
ii) detecting a change in the number of cells of the mutated neoplastic stem cell in response to the test agent and detecting a change in the number of cells of the normal stem cell in response to the test agent;
iii) Contact with the test agent induces a decrease in the number of cells of the mutated neoplastic stem cell, while inducing a decrease in the number of cells of the normal stem cell comparable to the decrease in the number of cells of the mutated neoplastic stem cell If not, identifying the test agent as a selective anti-cancer stem cell agent;
A method characterized by comprising:
前記変異型腫瘍性幹細胞と前記正常幹細胞を前記試験薬剤に複数の試験濃度で接触させ、そして、前記複数の試験濃度における1つまたはそれ以上の前記変異型腫瘍性幹細胞および前記正常幹細胞の細胞数の変化を検知するステップをさらに有する、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。   The mutant neoplastic stem cells and the normal stem cells are contacted with the test agent at a plurality of test concentrations, and the number of the one or more mutant neoplastic stem cells and the normal stem cells at the plurality of test concentrations The method of claim 1, further comprising the step of detecting a change in. 前記複数の試験濃度が少なくとも約3,4または5桁だけ変動する、ことを特徴とする請求項2に記載の方法。   3. The method of claim 2, wherein the plurality of test concentrations varies by at least about 3, 4 or 5 orders of magnitude. 前記複数の試験濃度が少なくとも約0.01μMから2μMまで、または、少なくとも約10nMから約20μMまで変動する、ことを特徴とする請求項2に記載の方法。   3. The method of claim 2, wherein the plurality of test concentrations vary from at least about 0.01 [mu] M to 2 [mu] M, or from at least about 10 nM to about 20 [mu] M. 前記複数の試験濃度が少なくとも8点の希釈系列を有する、ことを特徴とする請求項2に記載の方法。   The method of claim 2, wherein the plurality of test concentrations have a dilution series of at least 8 points. 前記iii)のステップは、前記変異型腫瘍性幹細胞を前記試験薬剤に複数の試験濃度で接触させたことに応答した前記変異型腫瘍性幹細胞の細胞数の変化に関する用量−反応曲線と、前記正常幹細胞を前記試験薬剤に複数の試験濃度で接触させたことに応答した前記正常幹細胞の細胞数の変化に関する用量−反応曲線と、を比較するステップを有する、ことを特徴とする請求項2に記載の方法。   The step iii) comprises a dose-response curve relating to a change in the number of cells of the mutated neoplastic stem cell in response to contacting the mutated neoplastic stem cell with the test agent at a plurality of test concentrations, and the normal The method of claim 2, comprising comparing a dose-response curve for changes in the number of normal stem cells in response to contacting stem cells with the test agent at a plurality of test concentrations. the method of. 前記試験薬剤に対し、前記変異型腫瘍性幹細胞の細胞数の減少についての半最大有効濃度(EC50)と前記正常幹細胞の細胞数の減少についての半最大有効濃度(EC50)とを測定するステップをさらに有する、ことを特徴とする請求項6に記載の方法。   Measuring a half-maximal effective concentration (EC50) for reducing the number of cells of the mutated neoplastic stem cell and a half-maximal effective concentration (EC50) for reducing the number of cells of the normal stem cell for the test agent; The method of claim 6 further comprising: 前記正常幹細胞の細胞数の減少についての半最大有効濃度(EC50)の、前記変異型腫瘍性幹細胞の細胞数の減少についての半最大有効濃度(EC50)に対する比率を測定するステップをさらに有する、ことを特徴とする請求項7に記載の方法。   Measuring the ratio of the half maximal effective concentration (EC50) for reduction of the number of normal stem cells to the half maximal effective concentration (EC50) for reduction of the number of cells of the mutant neoplastic stem cells, The method according to claim 7. 前記iii)のステップは、前記半最大有効濃度(EC50)の前記比率が3より大きい場合、前記試験薬剤を選択的抗癌幹細胞薬剤として同定するステップを含む、ことを特徴とする請求項8に記載の方法。   9. The step of iii) comprises identifying the test agent as a selective anticancer stem cell agent if the ratio of the half maximal effective concentration (EC50) is greater than 3. The method described. 前記変異型腫瘍性幹細胞は第1のレセプタクルに約3000から7000細胞/レセプタクルで播種され、そして前記正常幹細胞は第2のレセプタクルに約8000から12000細胞/レセプタクルで播種される、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。   The mutant neoplastic stem cells are seeded in a first receptacle at about 3000 to 7000 cells / receptacle, and the normal stem cells are seeded in a second receptacle at about 8000 to 12000 cells / receptacle. The method of claim 1. 前記変異型腫瘍性幹細胞は約4000から6000細胞/レセプタクルで播種され、場合によっては約5000細胞/レセプタクルで播種される、ことを特徴とする請求項10に記載の方法。   11. The method of claim 10, wherein the mutated neoplastic stem cells are seeded at about 4000 to 6000 cells / receptacle, and in some cases at about 5000 cells / receptacle. 前記正常幹細胞は約9000から11000細胞/レセプタクルで播種され、場合によっては約10000細胞/レセプタクルで播種される、ことを特徴とする請求項10に記載の方法。   11. The method of claim 10, wherein the normal stem cells are seeded at about 9000 to 11000 cells / receptacle, and in some cases at about 10,000 cells / receptacle. 前記第1のレセプタクルおよび前記第2のレセプタクルは同一のマイクロタイタープレート上のウェルであるか、あるいは別のマイクロタイタープレート上のウェルである、ことを特徴とする請求項10に記載の方法。   11. The method of claim 10, wherein the first receptacle and the second receptacle are wells on the same microtiter plate or are wells on different microtiter plates. 前記マイクロタイタープレートは96ウェルマイクロタイタープレートであり、場合によっては96ウェル皮膜マイクロタイタープレートである、ことを特徴とする請求項13に記載の方法。   14. The method of claim 13, wherein the microtiter plate is a 96 well microtiter plate and optionally a 96 well coated microtiter plate. 前記変異型腫瘍性幹細胞の細胞数の変化は前記細胞を前記試験薬剤と接触させた後、約48時間から96時間の間に、場合によっては、約72時間後に検知され、そして前記正常幹細胞の細胞数の変化は前記細胞を前記試験薬剤と接触させた後、約4日から6日の間に、場合によっては、約5日後に検知される、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。   The change in cell number of the mutated neoplastic stem cell is detected between about 48 hours and 96 hours after contacting the cell with the test agent, and in some cases after about 72 hours, and in the normal stem cell The change in cell number is detected between about 4 and 6 days, and in some cases after about 5 days after contacting said cells with said test agent. Method. 前記変異型腫瘍性幹細胞は形質転換ヒト多能性幹細胞(t−hPSCs)であり、場合によっては、V1H9−Oct4−GFP細胞、または形質転換誘発多能性幹細胞(t−iPSCs)である、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。   The mutant neoplastic stem cells are transformed human pluripotent stem cells (t-hPSCs), and in some cases are V1H9-Oct4-GFP cells, or transformation-induced pluripotent stem cells (t-iPSCs); The method of claim 1, wherein: 前記正常幹細胞は多能性幹細胞であり、または誘発多能性幹細胞、場合によっては、H9幹細胞または線維芽細胞由来誘発多能性幹細胞である、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。   2. The method of claim 1, wherein the normal stem cell is a pluripotent stem cell or an induced pluripotent stem cell, optionally an H9 stem cell or fibroblast derived induced pluripotent stem cell. 細胞数の変化はデオキシリボ核酸(DNA)含有量分析、ヒストンのような核マーカー、または核ラミニン、核濃縮の検知、および/またはヘキスト、4’,6−ジアミジノ−2−フェニルインドール(DAPI)、アクリジンオレンジ、DRAQ5またはサファリン(safarin)などのDNA結合蛍光色素での染色などによる核の検知、により測定される、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。   Changes in cell number may include deoxyribonucleic acid (DNA) content analysis, nuclear markers such as histones, or nuclear laminin, detection of nuclear enrichment, and / or Hoechst, 4 ′, 6-diamidino-2-phenylindole (DAPI), The method according to claim 1, characterized in that it is measured by nuclear detection, such as by staining with a DNA-binding fluorescent dye such as acridine orange, DRAQ5 or safarin. 細胞数の変化は、高含有量分析、場合によっては、核画像分析を使用して検知される、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the change in cell number is detected using high content analysis, and possibly nuclear image analysis. 選択的抗癌幹細胞薬剤として同定された試験薬剤を、癌被験者由来の癌細胞系に対する活性についてスクリーニングするステップをさらに有する、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。   2. The method of claim 1, further comprising screening a test agent identified as a selective anti-cancer stem cell agent for activity against a cancer cell line derived from a cancer subject. 前記癌細胞系は白血病細胞系であり、場合によっては、急性骨髄性白血病(AML)細胞系である、ことを特徴とする請求項20に記載の方法。   21. The method of claim 20, wherein the cancer cell line is a leukemia cell line, and optionally an acute myeloid leukemia (AML) cell line. 前記活性は、細胞毒性、アポトーシスの誘発、多能性の喪失、分化の誘発、またはそれらの組み合わせである、ことを特徴とする請求項20に記載の方法。   21. The method of claim 20, wherein the activity is cytotoxicity, induction of apoptosis, loss of pluripotency, induction of differentiation, or a combination thereof. 選択的抗癌幹細胞薬剤として同定された試験薬剤を、1つまたはそれ以上のストレス応答遺伝子、場合によっては、1つまたはそれ以上のアネキシンV、p53および/またはp21などのアポトーシス性バイオマーカーの発現の誘発についてスクリーニングするステップをさらに有する、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。   A test agent identified as a selective anti-cancer stem cell agent is expressed by one or more stress response genes, optionally one or more apoptotic biomarkers such as annexin V, p53 and / or p21 The method of claim 1, further comprising screening for induction of. 変異型腫瘍性幹細胞の多能性の喪失と細胞数の減少を誘発する1つまたはそれ以上の試験薬剤を同定するため、前記i)のステップの前に、1つまたはそれ以上の薬剤をスクリーニングするステップをさらに有する、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。   Screen one or more agents prior to step i) to identify one or more test agents that induce loss of pluripotency and decreased cell number of the mutated neoplastic stem cells The method of claim 1, further comprising the step of: 前記i)のステップの前に、前記変異型腫瘍性幹細胞を前記薬剤と接触させるステップと、前記薬剤に応答した前記変異型腫瘍性幹細胞の多能性の変化と細胞数の変化を検知するステップと、前記薬剤が前記変異型腫瘍性幹細胞の多能性の喪失と細胞数の減少を誘発する場合に薬剤を前記試験薬剤として選択するステップと、を有することを特徴とする請求項24に記載の方法。   Before the step of i), the step of contacting the mutant neoplastic stem cell with the drug, and the step of detecting the pluripotency change and the cell number change of the mutant neoplastic stem cell in response to the drug And selecting the drug as the test drug when the drug induces a loss of pluripotency and a decrease in cell number of the mutated neoplastic stem cells. the method of. 前記変異型腫瘍性幹細胞は前記薬剤と約10μMで接触される、ことを特徴とする請求項25に記載の方法。   26. The method of claim 25, wherein the mutant neoplastic stem cell is contacted with the agent at about 10 [mu] M. 複数の薬剤がマイクロタイタープレート上でスクリーニングされ、そして多能性の変化および細胞数の変化に対する平均からの標準偏差の閾値に基づいて、場合によっては、平均から、選択肢として、プレート全体の平均から少なくとも3標準偏差のZスコアの閾値に基づいて、試験薬剤として同定される、ことを特徴とする請求項25に記載の方法。   Multiple drugs are screened on microtiter plates and, in some cases, from the mean, and optionally from the average of the entire plate, based on a standard deviation threshold from the mean for changes in pluripotency and changes in cell number 26. The method of claim 25, wherein the method is identified as a test agent based on a Z-score threshold of at least 3 standard deviations. 多能性の喪失を誘発するために骨形成タンパク質−4(BMP4)で処置された変異型腫瘍性幹細胞が陽性対照として使用され、場合によっては、前記細胞は少なくとも100ng/mLのBMP4で処置される、ことを特徴とする請求項24に記載の方法。   Mutant neoplastic stem cells treated with bone morphogenetic protein-4 (BMP4) to induce loss of pluripotency are used as a positive control, and in some cases, the cells are treated with at least 100 ng / mL BMP4. 25. The method of claim 24, wherein: 前記変異型腫瘍性幹細胞の多能性の変化は、1つまたはそれ以上の多能性マーカーの発現レベルの変化を検知することにより検知される、ことを特徴とする請求項25に記載の方法。   26. The method of claim 25, wherein the pluripotency change of the mutated neoplastic stem cell is detected by detecting a change in the expression level of one or more pluripotency markers. . 1つまたはそれ以上の多能性マーカーの発現レベルの変化を検知するステップは、前記1つまたはそれ以上の多能性マーカーに対し選択的な抗体を使用するステップを有する、ことを特徴とする請求項29に記載の方法。   Detecting a change in the expression level of one or more pluripotency markers comprises using an antibody selective for said one or more pluripotency markers. 30. The method of claim 29. 1つまたはそれ以上の変異型腫瘍性幹細胞における1つまたはそれ以上の多能性マーカーの発現はレポーター遺伝子に機能的にリンクしている、ことを特徴とする請求項29に記載の方法。   30. The method of claim 29, wherein the expression of one or more pluripotency markers in one or more mutated neoplastic stem cells is operably linked to a reporter gene. 前記多能性マーカーはOct4およびSox2から選択される、ことを特徴とする請求項29に記載の方法。   30. The method of claim 29, wherein the pluripotency marker is selected from Oct4 and Sox2. 前記多能性マーカーは、Oct4、Sox2、Nanog、SSEA3、SSEA4、TRA−1−60、TRA−1−81、IGF1受容体、コネキシン43、E−カドヘリン、アルカリホスファターゼ、REX1、CRIPTO、CD24、CD90、CD29、CD9およびCD49f、およびそれらの混合物から選択される、ことを特徴とする請求項29に記載の方法。   The pluripotency markers are Oct4, Sox2, Nanog, SSEA3, SSEA4, TRA-1-60, TRA-1-81, IGF1 receptor, connexin 43, E-cadherin, alkaline phosphatase, REX1, CRIPTO, CD24, CD90 30. The method of claim 29, wherein the method is selected from: CD29, CD9 and CD49f, and mixtures thereof. 薬剤を選択的抗癌幹細胞薬剤として同定し検証するための2段階の方法であって、
i)前記薬剤との接触に応答した変異型腫瘍性幹細胞の多能性の変化と細胞数の変化を検知し、前記薬剤が前記変異型腫瘍性幹細胞の多能性の喪失および/または細胞数の減少を誘発する場合に前記薬剤を試験薬剤として選択するステップと;そして
ii)1つまたはそれ以上の変異型腫瘍性幹細胞を前記試験薬剤と接触させ、そして1つまたはそれ以上の正常幹細胞を前記試験薬剤と接触させ、前記試験薬剤に応答した前記変異型腫瘍性幹細胞の細胞数の変化を検知し、前記試験薬剤に応答した前記正常幹細胞の細胞数の変化を検知し、そして、前記試験薬剤が、前記変異型腫瘍性幹細胞における細胞数の減少に匹敵する細胞数の減少を正常幹細胞において誘発することなく、前記変異型腫瘍性幹細胞の細胞数の減少を誘発した場合、前記試験薬剤を選択的抗癌幹細胞薬剤として同定するステップと、
を有することを特徴とする方法。
A two-step method for identifying and validating a drug as a selective anticancer stem cell drug, comprising:
i) detecting a change in pluripotency and cell number of a mutated neoplastic stem cell in response to contact with the drug, and the drug detects a loss of pluripotency of the mutated neoplastic stem cell and / or cell number Selecting said agent as a test agent if it induces a decrease in the amount of; and ii) contacting one or more mutated neoplastic stem cells with said test agent and one or more normal stem cells Contacting with the test agent, detecting a change in the number of cells of the mutated neoplastic stem cell in response to the test agent, detecting a change in the number of cells of the normal stem cell in response to the test agent, and the test When the drug induces a decrease in the number of cells of the mutant neoplastic stem cell without inducing a decrease in the number of cells comparable to the decrease in the number of cells in the mutant neoplastic stem cell, Identifying a test agent as a selective anticancer stem cell agent;
A method characterized by comprising:
前記ii)のステップは、複数の試験濃度において、前記変異型腫瘍性幹細胞の細胞数の変化と、そして前記正常幹細胞の細胞数の変化を検知するステップを有する、ことを特徴とする請求項34に記載の方法。   35. The step ii) comprises detecting a change in the number of cells of the mutated neoplastic stem cell and a change in the number of cells of the normal stem cell at a plurality of test concentrations. The method described in 1. 前記複数の試験濃度が少なくとも約3,4または5桁だけ変動する、ことを特徴とする請求項35に記載の方法。   36. The method of claim 35, wherein the plurality of test concentrations varies by at least about 3, 4 or 5 orders of magnitude. 前記複数の試験濃度が少なくとも約0.01μMから1μMまで、または、少なくとも10nMから約10μMまで変動する、ことを特徴とする請求項35に記載の方法。   36. The method of claim 35, wherein the plurality of test concentrations vary from at least about 0.01 [mu] M to 1 [mu] M, or from at least 10 nM to about 10 [mu] M. 前記複数の試験濃度が少なくとも8点の希釈系列を有する、ことを特徴とする請求項35に記載の方法。   36. The method of claim 35, wherein the plurality of test concentrations have a dilution series of at least 8 points. 前記iii)のステップは、前記変異型腫瘍性幹細胞を前記試験薬剤に複数の試験濃度で接触させたことに応答した前記変異型腫瘍性幹細胞の細胞数の変化に関する用量−反応曲線と、前記正常幹細胞を前記試験薬剤に複数の試験濃度で接触させたことに応答した前記正常幹細胞の細胞数の変化に関する用量−反応曲線と、を比較するステップを有する、ことを特徴とする請求項35に記載の方法。 The step iii) comprises a dose-response curve relating to a change in the number of cells of the mutated neoplastic stem cell in response to contacting the mutated neoplastic stem cell with the test agent at a plurality of test concentrations, and the normal 36. Comparing a dose-response curve for changes in the number of normal stem cells in response to contacting stem cells with the test agent at a plurality of test concentrations. the method of. 前記試験薬剤に対し、前記変異型腫瘍性幹細胞の細胞数の減少についての半最大有効濃度(EC50)と前記正常幹細胞の細胞数の減少についての半最大有効濃度(EC50)とを測定するステップをさらに有する、ことを特徴とする請求項35に記載の方法。   Measuring a half-maximal effective concentration (EC50) for reducing the number of cells of the mutated neoplastic stem cell and a half-maximal effective concentration (EC50) for reducing the number of cells of the normal stem cell for the test agent; 36. The method of claim 35, further comprising: 前記正常幹細胞の細胞数の減少についての半最大有効濃度(EC50)の、前記変異型腫瘍性幹細胞の細胞数の減少についての半最大有効濃度(EC50)に対する比率を測定するステップをさらに有する、ことを特徴とする請求項40に記載の方法。   Measuring the ratio of the half maximal effective concentration (EC50) for reduction of the number of normal stem cells to the half maximal effective concentration (EC50) for reduction of the number of cells of the mutant neoplastic stem cells, 41. The method of claim 40, wherein: 前記半最大有効濃度(EC50)の前記比率が3より大きい場合、前記試験薬剤を選択的抗癌幹細胞薬剤として同定するステップをさらに含む、ことを特徴とする請求項41に記載の方法。   42. The method of claim 41, further comprising identifying the test agent as a selective anti-cancer stem cell agent if the ratio of the half maximal effective concentration (EC50) is greater than 3. 前記ii)のステップにおいて、前記変異型腫瘍性幹細胞は第1のレセプタクルに約3000から7000細胞/レセプタクルで播種され、そして前記正常幹細胞は第2のレセプタクルに約8000から12000細胞/レセプタクルで播種される、ことを特徴とする請求項35に記載の方法。   In step ii), the mutated neoplastic stem cells are seeded in a first receptacle at about 3000 to 7000 cells / receptacle, and the normal stem cells are seeded in a second receptacle at about 8000 to 12000 cells / receptacle. 36. The method of claim 35, wherein: 前記変異型腫瘍性幹細胞は約4000から6000細胞/レセプタクルで播種され、場合によっては約5000細胞/レセプタクルで播種される、ことを特徴とする請求項43に記載の方法。   44. The method of claim 43, wherein the mutant neoplastic stem cells are seeded at about 4000 to 6000 cells / receptacle, and in some cases at about 5000 cells / receptacle. 前記正常幹細胞は約9000から11000細胞/レセプタクルで播種され、場合によっては約10000細胞/レセプタクルで播種される、ことを特徴とする請求項43に記載の方法。   44. The method of claim 43, wherein the normal stem cells are seeded at about 9000 to 11000 cells / receptacle, and in some cases at about 10,000 cells / receptacle. 前記第1のレセプタクルおよび前記第2のレセプタクルは同一のマイクロタイタープレート上のウェルであるか、あるいは別のマイクロタイタープレート上のウェルである、ことを特徴とする請求項43に記載の方法。   44. The method of claim 43, wherein the first receptacle and the second receptacle are wells on the same microtiter plate or are wells on different microtiter plates. 前記マイクロタイタープレートは96ウェルマイクロタイタープレートであり、場合によっては96ウェル皮膜マイクロタイタープレートである、ことを特徴とする請求項46に記載の方法。   47. The method of claim 46, wherein the microtiter plate is a 96 well microtiter plate, and optionally a 96 well coated microtiter plate. 前記変異型腫瘍性幹細胞の細胞数の変化は前記細胞を前記試験薬剤と接触させた後、約48時間から96時間の間に、場合によっては、約72時間後に検知され、そして前記正常幹細胞の細胞数の変化は前記細胞を前記試験薬剤と接触させた後、約4日から6日の間に、場合によっては、約5日後に検知され、そして前記変異型腫瘍性幹細胞の多能性の変化は前記変異型腫瘍性幹細胞を前記試験薬剤と接触させた後、約48時間から96時間の間に、場合によっては、前記変異型腫瘍性幹細胞を前記試験薬剤と接触させた後約72時間後に検知される、ことを特徴とする請求項34に記載の方法。   The change in cell number of the mutated neoplastic stem cell is detected between about 48 hours and 96 hours after contacting the cell with the test agent, and in some cases after about 72 hours, and in the normal stem cell A change in cell number is detected between about 4 and 6 days after contacting the cells with the test agent, and in some cases after about 5 days, and the pluripotency of the mutated neoplastic stem cells. The change is between about 48 hours and 96 hours after contacting the mutant neoplastic stem cells with the test agent, and optionally about 72 hours after contacting the mutant neoplastic stem cells with the test agent. 35. The method of claim 34, wherein the method is detected later. 前記変異型腫瘍性幹細胞は形質転換ヒト多能性幹細胞(t−hPSCs)であり、場合によっては、V1H9−Oct4−GFP細胞、または形質転換誘発多能性幹細胞(t−iPSCs)である、ことを特徴とする請求項34に記載の方法。   The mutant neoplastic stem cells are transformed human pluripotent stem cells (t-hPSCs), and in some cases are V1H9-Oct4-GFP cells, or transformation-induced pluripotent stem cells (t-iPSCs); 35. The method of claim 34, wherein: 前記正常幹細胞は多能性幹細胞であり、または誘発多能性幹細胞、場合によっては、H9幹細胞または線維芽細胞由来誘発多能性幹細胞である、ことを特徴とする請求項34に記載の方法。   35. The method of claim 34, wherein the normal stem cells are pluripotent stem cells or induced pluripotent stem cells, optionally H9 stem cells or fibroblast derived induced pluripotent stem cells. 細胞数の変化はデオキシリボ核酸(DNA)含有量分析、ヒストンのような核マーカー、または核ラミニン、核濃縮の検知、および/またはヘキスト、4’,6−ジアミジノ−2−フェニルインドール(DAPI)、アクリジンオレンジ、DRAQ5またはサファリン(safarin)などのDNA結合蛍光色素での染色などによる核の検知、により測定される、ことを特徴とする請求項34に記載の方法。   Changes in cell number may include deoxyribonucleic acid (DNA) content analysis, nuclear markers such as histones, or nuclear laminin, detection of nuclear enrichment, and / or Hoechst, 4 ′, 6-diamidino-2-phenylindole (DAPI), 35. The method of claim 34, wherein the method is measured by nuclear detection, such as by staining with a DNA-binding fluorescent dye such as acridine orange, DRAQ5, or safarin. 細胞数の変化は、高含有量分析、場合によっては、核画像分析を使用して検知される、ことを特徴とする請求項34に記載の方法。   35. The method of claim 34, wherein the change in cell number is detected using high content analysis, and possibly nuclear image analysis. 選択的抗癌幹細胞薬剤として同定された試験薬剤を、癌被験者由来の癌細胞系に対する活性についてスクリーニングするステップをさらに有する、ことを特徴とする請求項34に記載の方法。   35. The method of claim 34, further comprising screening test agents identified as selective anti-cancer stem cell agents for activity against cancer cell lines from cancer subjects. 前記癌細胞系は白血病細胞系であり、場合によっては、急性骨髄性白血病(AML)細胞系である、ことを特徴とする請求項53に記載の方法。   54. The method of claim 53, wherein the cancer cell line is a leukemia cell line, and optionally an acute myeloid leukemia (AML) cell line. 前記活性は、細胞毒性、アポトーシスの誘発、多能性の喪失、分化の誘発、またはそれらの組み合わせである、ことを特徴とする請求項53に記載の方法。   54. The method of claim 53, wherein the activity is cytotoxicity, induction of apoptosis, loss of pluripotency, induction of differentiation, or a combination thereof. 選択的抗癌幹細胞薬剤として同定された試験薬剤を、1つまたはそれ以上のストレス応答遺伝子、場合によっては、1つまたはそれ以上のアネキシンV、p53および/またはp21などのアポトーシス性バイオマーカーの発現の誘導についてスクリーニングするステップをさらに有する、ことを特徴とする請求項34に記載の方法。   A test agent identified as a selective anti-cancer stem cell agent is expressed by one or more stress response genes, optionally one or more apoptotic biomarkers such as annexin V, p53 and / or p21 35. The method of claim 34, further comprising screening for induction of. 前記i)のステップは、前記変異型腫瘍性幹細胞を前記薬剤と約10μMで接触させるステップを有する、ことを特徴とする請求項34に記載の方法。   35. The method of claim 34, wherein step i) comprises contacting the mutant neoplastic stem cells with the agent at about 10 [mu] M. 多能性の喪失を誘発するために骨形成タンパク質−4(BMP4)で処置された変異型腫瘍性幹細胞が陽性対照として使用され、場合によっては、前記細胞は少なくとも100ng/mLのBMP4で処置される、ことを特徴とする請求項34に記載の方法。   Mutant neoplastic stem cells treated with bone morphogenetic protein-4 (BMP4) to induce loss of pluripotency are used as a positive control, and in some cases, the cells are treated with at least 100 ng / mL BMP4. 35. The method of claim 34, wherein: 前記変異型腫瘍性幹細胞の多能性の変化は、1つまたはそれ以上の多能性マーカーの発現レベルの変化を検知することにより検知される、ことを特徴とする請求項34に記載の方法。   35. The method of claim 34, wherein the pluripotency change of the mutated neoplastic stem cell is detected by detecting a change in the expression level of one or more pluripotency markers. . 1つまたはそれ以上の多能性マーカーの発現レベルの変化を検知するステップは、前記1つまたはそれ以上の多能性マーカーに対し選択的な抗体などの免疫組織化学的検知を使用するステップを有する、ことを特徴とする請求項59に記載の方法。   Detecting a change in the expression level of one or more pluripotency markers comprises using an immunohistochemical detection such as an antibody selective for said one or more pluripotency markers. 60. The method of claim 59, comprising: 1つまたはそれ以上の変異型腫瘍性幹細胞における1つまたはそれ以上の多能性マーカーの発現はレポーター遺伝子に機能的にリンクしている、ことを特徴とする請求項59に記載の方法。   60. The method of claim 59, wherein the expression of one or more pluripotency markers in one or more mutated neoplastic stem cells is operably linked to a reporter gene. 前記多能性マーカーはOct4およびSox2から選択される、ことを特徴とする請求項59に記載の方法。   60. The method of claim 59, wherein the pluripotency marker is selected from Oct4 and Sox2. 前記多能性マーカーは、Oct4、Sox2、Nanog、SSEA3、SSEA4、TRA−1−60、TRA−1−81、IGF1受容体、コネキシン43、E−カドヘリン、アルカリホスファターゼ、REX1、CRIPTO、CD24、CD90、CD29、CD9およびCD49f、およびそれらの混合物から選択される、ことを特徴とする請求項59に記載の方法。   The pluripotency markers are Oct4, Sox2, Nanog, SSEA3, SSEA4, TRA-1-60, TRA-1-81, IGF1 receptor, connexin 43, E-cadherin, alkaline phosphatase, REX1, CRIPTO, CD24, CD90 60. The method of claim 59, wherein the method is selected from: CD29, CD9 and CD49f, and mixtures thereof. 選択的に癌幹細胞の分化を誘発し、または癌幹細胞の増殖を減少させる方法であって、
前記癌幹細胞に、チオリダジンに類似の少なくとも0.6のタニモト係数を持つ化合物を接触させるステップを有する、ことを特徴とする方法。
A method of selectively inducing cancer stem cell differentiation or reducing cancer stem cell proliferation comprising:
Contacting said cancer stem cells with a compound having a Tanimoto coefficient of at least 0.6 similar to thioridazine.
前記化合物は、チオリダジン、プロクロルペラジン、トリフルオペラジン、フルフェナジン、ペルフェナジン、およびトリフルプロマジンからなるグループから選択される、ことを特徴とする請求項64に記載の方法。 65. The method of claim 64, wherein the compound is selected from the group consisting of thioridazine, prochlorperazine, trifluoperazine, fluphenazine, perphenazine, and triflupromazine. 前記化合物は、フェノチアジン誘導体である、ことを特徴とする請求項64に記載の方法。   65. The method of claim 64, wherein the compound is a phenothiazine derivative. 前記化合物は正常幹細胞と比較して癌幹細胞の分化を優先的に誘発する、ことを特徴とする請求項64に記載の方法。   65. The method of claim 64, wherein the compound preferentially induces cancer stem cell differentiation compared to normal stem cells. 前記癌幹細胞は生体内(in vivo)、試験管内(in vitro)または生体外(ex vivo)である、ことを特徴とする請求項64に記載の方法。   65. The method of claim 64, wherein the cancer stem cells are in vivo, in vitro, or ex vivo. 前記癌幹細胞は被験者の生体内(in vivo)である、ことを特徴とする請求項64に記載の方法。   65. The method of claim 64, wherein the cancer stem cells are in vivo in a subject. 前記被験者は癌を罹患しているか、または癌の罹患を疑われている、ことを特徴とする請求項69に記載の方法。   70. The method of claim 69, wherein the subject has cancer or is suspected of having cancer. 前記癌は急性骨髄性白血病である、ことを特徴とする請求項70に記載の方法。   71. The method of claim 70, wherein the cancer is acute myeloid leukemia. 試験薬剤を選択的抗癌幹細胞薬剤として同定しそして検証する方法であって、
i)1つまたはそれ以上の変異型腫瘍性幹細胞を前記試験薬剤に接触させ、そして1つまたはそれ以上の正常幹細胞を前記試験薬剤に接触させるステップと、
ii)前記試験薬剤に応答した、前記変異型腫瘍性幹細胞の1つまたはそれ以上の活性の変化を検知し、そして前記試験薬剤に応答した、前記正常幹細胞の1つまたはそれ以上の活性の変化を検知するステップと、
iii)前記試験薬剤との接触が、前記変異型腫瘍性幹細胞の1つまたはそれ以上の活性を誘発し、一方前記変異型腫瘍性幹細胞において誘発された活性に匹敵するほどの活性を前記正常幹細胞において誘発しない場合、前記試験薬剤を選択的抗癌幹細胞薬剤として同定するステップと、
を有することを特徴とする方法。
A method of identifying and verifying a test agent as a selective anticancer stem cell agent comprising:
i) contacting one or more mutant neoplastic stem cells with the test agent and contacting one or more normal stem cells with the test agent;
ii) detecting a change in the activity of one or more of the mutated neoplastic stem cells in response to the test agent and a change in the activity of one or more of the normal stem cells in response to the test agent Detecting steps,
iii) Contact with the test agent induces one or more activities of the mutated neoplastic stem cells, while the normal stem cells exhibit an activity comparable to the activity elicited in the mutated neoplastic stem cells. If not induced in step, identifying the test agent as a selective anti-cancer stem cell agent;
A method characterized by comprising:
前記活性は、アポトーシス、ネクローシス、増殖、細胞分裂、分化、遊走または運動、1つまたはそれ以上のバイオマーカーの存在または不存在、1つまたはそれ以上のバイオマーカーのレベル、またはそれらの誘発である、ことを特徴とする請求項72に記載の方法。   Said activity is apoptosis, necrosis, proliferation, cell division, differentiation, migration or movement, presence or absence of one or more biomarkers, level of one or more biomarkers, or induction thereof 73. The method of claim 72, wherein: 薬剤を選択的抗癌幹細胞薬剤として同定し検証するための2段階の方法であって、
i)前記薬剤との接触に応答した変異型腫瘍性幹細胞の1つまたはそれ以上の活性の変化を検知し、前記薬剤が前記変異型腫瘍性幹細胞の1つまたはそれ以上の活性を誘発する場合に前記薬剤を試験薬剤として選択するステップと;そして
ii)1つまたはそれ以上の変異型腫瘍性幹細胞を前記試験薬剤と接触させ、そして1つまたはそれ以上の正常幹細胞を前記試験薬剤と接触させ、前記試験薬剤に応答した前記変異型腫瘍性幹細胞における1つまたはそれ以上の活性の変化を検知し、前記試験薬剤に応答した前記正常幹細胞における1つまたはそれ以上の活性の変化を検知し、そして、前記試験薬剤が、前記変異型腫瘍性幹細胞における誘発された活性に匹敵する活性を前記正常幹細胞において誘発することなく、前記変異型腫瘍性幹細胞において1つまたはそれ以上の活性を誘発した場合、前記試験薬剤を選択的抗癌幹細胞薬剤として同定するステップと、
を有することを特徴とする方法。
A two-step method for identifying and validating a drug as a selective anticancer stem cell drug, comprising:
i) detecting a change in the activity of one or more of the mutated neoplastic stem cells in response to contact with the agent, wherein the agent induces one or more activities of the mutated neoplastic stem cell Selecting said agent as a test agent; and ii) contacting one or more mutated neoplastic stem cells with said test agent and contacting one or more normal stem cells with said test agent. Detecting one or more activity changes in the mutant neoplastic stem cells in response to the test agent, detecting one or more activity changes in the normal stem cells in response to the test agent; Then, the test agent does not induce an activity comparable to that induced in the mutant neoplastic stem cell in the normal stem cell, but the mutant neoplastic stem cell. Identifying said test agent as a selective anti-cancer stem cell agent when one or more activities are induced in a cell;
A method characterized by comprising:
前記活性は、アポトーシス、ネクローシス、増殖、細胞分裂、分化、遊走または運動、1つまたはそれ以上のバイオマーカーの存在または不存在、1つまたはそれ以上のバイオマーカーのレベル、またはそれらの誘発である、ことを特徴とする請求項74に記載の方法。   Said activity is apoptosis, necrosis, proliferation, cell division, differentiation, migration or movement, presence or absence of one or more biomarkers, level of one or more biomarkers, or induction thereof 75. The method of claim 74, wherein: 抗癌幹細胞薬剤での処置を受けている、癌を罹患する、または癌の罹患を疑われる被験者からの試料を提供するステップと、
前記試料内の癌幹細胞のレベルを測定するステップと、
前記試料が癌幹細胞を含まない場合に前記被験者は抗癌幹細胞薬剤での処置をこれ以上必要としないと判定し、そして前記試料が癌幹細胞を含む場合に前記被験者を抗癌幹細胞薬剤での処置をさらに必要とする被験者として同定するステップと、
を有することを特徴とする方法。
Providing a sample from a subject undergoing treatment with an anti-cancer stem cell drug, suffering from cancer or suspected of having cancer;
Measuring the level of cancer stem cells in the sample;
If the sample does not contain cancer stem cells, the subject determines that no further treatment with an anti-cancer stem cell drug is required, and if the sample contains cancer stem cells, treats the subject with an anti-cancer stem cell drug Identifying as a subject in need of further,
A method characterized by comprising:
癌を罹患する、または癌の罹患を疑われる被験者を抗癌幹細胞薬剤で処置するステップと、
前記被験者からの試料内の癌幹細胞のレベルを測定するステップと、
前記試料が癌幹細胞を含まない場合に前記被験者は抗癌幹細胞薬剤での処置をこれ以上必要としないと判定し、そして前記試料が癌幹細胞を含む場合に前記被験者を抗癌幹細胞薬剤での処置をさらに必要とする被験者として同定するステップと、
を有することを特徴とする方法。
Treating a subject suffering from or suspected of having cancer with an anti-cancer stem cell agent;
Measuring the level of cancer stem cells in a sample from the subject;
If the sample does not contain cancer stem cells, the subject determines that no further treatment with an anti-cancer stem cell drug is required, and if the sample contains cancer stem cells, treats the subject with an anti-cancer stem cell drug Identifying as a subject in need of further,
A method characterized by comprising:
抗癌幹細胞薬剤での処置を受けている、癌を罹患する、または癌の罹患を疑われる被験者からの試料を提供するステップと、
前記試料内の癌幹細胞のレベルを測定するステップと、
前記試料内の癌幹細胞のレベルを対照試料内の癌幹細胞のレベルと比較するステップと、
対照試料と比較した前記試料内の癌幹細胞のレベルの増加または減少に基づいて、前記被験者に対し抗癌幹細胞薬剤での処置を続けるか否かを判定するステップと、
を有することを特徴とする方法。
Providing a sample from a subject undergoing treatment with an anti-cancer stem cell drug, suffering from cancer or suspected of having cancer;
Measuring the level of cancer stem cells in the sample;
Comparing the level of cancer stem cells in the sample with the level of cancer stem cells in a control sample;
Determining whether to continue treatment with an anti-cancer stem cell agent for the subject based on an increase or decrease in the level of cancer stem cells in the sample compared to a control sample;
A method characterized by comprising:
前記対照試料は、前記被験者からの時間的に従前の試料である、ことを特徴とする請求項78に記載の方法。   79. The method of claim 78, wherein the control sample is a temporally prior sample from the subject. 前記抗癌幹細胞薬剤はドーパミン受容体遮断薬である、ことを特徴とする請求項76−79のいずれか1つに記載の方法。   80. The method of any one of claims 76-79, wherein the anti-cancer stem cell agent is a dopamine receptor blocker. 前記ドーパミン受容体遮断薬はチオリダジンに類似の少なくとも0.6のタニモト係数を持つ、ことを特徴とする請求項80に記載の方法。   81. The method of claim 80, wherein the dopamine receptor blocker has a Tanimoto coefficient of at least 0.6 similar to thioridazine. 前記ドーパミン受容体遮断薬は、フェノチアジン誘導体である、ことを特徴とする請求項80に記載の方法。   81. The method of claim 80, wherein the dopamine receptor blocker is a phenothiazine derivative. 前記ドーパミン受容体遮断薬は、チオリダジン、プロクロルペラジン、トリフルオペラジン、フルフェナジン、ペルフェナジン、およびトリフルプロマジンから選択される、ことを特徴とする請求項80に記載の方法。 81. The method of claim 80, wherein the dopamine receptor blocker is selected from thioridazine, prochlorperazine, trifluoperazine, fluphenazine, perphenazine, and triflupromazine. 前記試料内の癌幹細胞のレベルを測定するステップは、前記試料内の分化細胞に対する癌幹細胞の割合を測定するステップを含む、ことを特徴とする請求項76−83のいずれか1つに記載の方法。   84. Measuring the level of cancer stem cells in the sample comprises measuring the ratio of cancer stem cells to differentiated cells in the sample, according to any one of claims 76-83. Method. 前記試料内の癌幹細胞のレベルを前記対照試料内の癌幹細胞のレベルと比較するステップは、前記試料内の分化細胞に対する癌幹細胞の割合と前記対照試料内の分化細胞に対する癌幹細胞の割合とを比較するステップを含む、ことを特徴とする請求項78に記載の方法。   Comparing the level of cancer stem cells in the sample with the level of cancer stem cells in the control sample comprises the ratio of cancer stem cells to differentiated cells in the sample and the ratio of cancer stem cells to differentiated cells in the control sample. 79. The method of claim 78, comprising the step of comparing. 前記試料内の癌幹細胞のレベルを測定するステップは、癌幹細胞に関連する1つまたはそれ以上のバイオマーカーおよび/または分化細胞に関連する1つまたはそれ以上のバイオマーカーを検知するステップを含む、ことを特徴とする請求項76−85のいずれか1つに記載の方法。   Measuring the level of cancer stem cells in the sample comprises detecting one or more biomarkers associated with cancer stem cells and / or one or more biomarkers associated with differentiated cells. 86. A method according to any one of claims 76-85. 癌幹細胞に関連する1つまたはそれ以上の前記バイオマーカーはドーパミン受容体(DR)1、DR2、DR3、DR4およびDR5、およびCD14から選択される、ことを特徴とする請求項86に記載の方法。   87. The method of claim 86, wherein the one or more biomarkers associated with cancer stem cells are selected from dopamine receptor (DR) 1, DR2, DR3, DR4 and DR5, and CD14. . 前記試料は白血病細胞または白血病細胞を疑われる細胞を含み、そして分化細胞に関連する1つまたはそれ以上の前記バイオマーカーはCD11B、CD114およびCD16から選択される、ことを特徴とする請求項86に記載の方法。 87. The sample of claim 86, wherein the sample comprises leukemia cells or cells suspected of being leukemic cells, and the one or more biomarkers associated with differentiated cells are selected from CD11B, CD114, and CD16. The method described. 試料は、乳癌細胞または乳癌細胞の疑いのある細胞を含み、そして分化細胞に関連するバイオマーカーはCD24である、ことを特徴とする請求項86に記載の方法。 87. The method of claim 86, wherein the sample comprises breast cancer cells or cells suspected of being breast cancer cells, and the biomarker associated with differentiated cells is CD24. 前記試料内の癌幹細胞のレベルを測定するステップは、DR1、DR2、DR3、DR4およびDR5から選択される1つまたはそれ以上のドーパミン受容体の発現を検知するステップを含み、1つまたはそれ以上のドーパミン受容体の前記発現は癌幹細胞の存在を示唆する、ことを特徴とする請求項76−86のいずれか1つに記載の方法。   Measuring the level of cancer stem cells in the sample comprises detecting the expression of one or more dopamine receptors selected from DR1, DR2, DR3, DR4 and DR5. 87. The method of any one of claims 76-86, wherein the expression of the dopamine receptor is indicative of the presence of cancer stem cells. 前記試料は白血病細胞または白血病細胞を疑われる細胞を含み、そして癌幹細胞のレベルを測定するステップは、前記試料をCD14およびDR1、DR2、DR3、DR4およびDR5から選択される1つまたはそれ以上のドーパミン受容体に対して試験するステップを含み、ここにおいて前記CD14および1つまたはそれ以上のドーパミン受容体の発現は癌幹細胞の存在を示唆する、ことを特徴とする請求項76−86のいずれか1つに記載の方法。   The sample comprises leukemia cells or cells suspected of being leukemic cells, and the step of measuring the level of cancer stem cells comprises one or more of the samples selected from CD14 and DR1, DR2, DR3, DR4 and DR5 87. Any of claims 76-86, comprising testing for dopamine receptors, wherein expression of said CD14 and one or more dopamine receptors is indicative of the presence of cancer stem cells. The method according to one. 前記試料は、乳癌細胞または乳癌細胞の疑いのある細胞を含み、そして癌幹細胞のレベルを測定するステップは、前記試料をCD44およびCD24に対して試験するステップを含み、ここにおいて前記CD44およびCD24の発現は癌幹細胞の存在を示唆する、ことを特徴とする請求項76−86のいずれか1つに記載の方法。   The sample includes breast cancer cells or cells suspected of being breast cancer cells, and the step of measuring the level of cancer stem cells comprises testing the sample against CD44 and CD24, wherein the CD44 and CD24 87. The method of any one of claims 76-86, wherein expression is indicative of the presence of cancer stem cells. 前記試料は、乳癌細胞または乳癌細胞の疑いのある細胞を含み、そして癌幹細胞のレベルを測定するステップは、前記試料をCD44、CD24およびDR1、DR2、DR3、DR4およびDR5から選択される1つまたはそれ以上のドーパミン受容体に対して試験するステップを含み、ここにおいて前記1つまたはそれ以上のドーパミン受容体およびCD44の発現、かつCD24の発現の不存在は癌幹細胞の存在を示唆する、ことを特徴とする請求項76−86のいずれか1つに記載の方法。   The sample comprises breast cancer cells or cells suspected of being breast cancer cells, and the step of measuring the level of cancer stem cells is one selected from CD44, CD24 and DR1, DR2, DR3, DR4 and DR5. Testing for or more dopamine receptors, wherein the one or more dopamine receptors and CD44 expression, and the absence of CD24 expression indicates the presence of cancer stem cells, 87. A method according to any one of claims 76-86.
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