JP2015517530A - 肺組織像を細分類するためのsrm/mrm分析 - Google Patents
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Abstract
Description
原則として、既知の特異性のあらゆるタンパク質分解プロセスにより調製されたKRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/またはMUC1のタンパク質由来のあらゆる予測されるペプチドが、KRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/またはMUC1のタンパク質の発生量を測定するための代用のレポーターとして使用されることとしてもよい。一実施形態では、サンプルは、既知の特異性の1のプロテアーゼまたは複数のプロテアーゼ(例えば、1またはそれ以上のトリプシン、エンドプロテアーゼ、および/またはLys‐C)により消化される。タンパク分解処理から得られる1またはそれ以上のペプチドは、質量分析に基づくSRM/MRM分析のような適切な分析において、1またはそれ以上のKRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/またはMUC1のタンパク質の発生量を測定するために、代用のレポーターとして使用され得る。同様に、KRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/またはMUC1のタンパク質において改変されていることが知られる部位でアミノ酸残基を含む、あらゆる予想されるペプチド配列は、サンプルにおけるKRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/またはMUC1のタンパク質の改変の程度を分析するためにも使用されることとしてもよい。
いったん溶解物が調製されると、サンプル中のペプチドは、それらの分析および測定(定量化)を促進する、種々技術に供されることとしてもよい。質量分析により分析が行われる場合、1またはそれ以上のクロマトグラフ法が分析を容易にするために使用されることとしてもよい。
本発明のある実施形態は、以下に記載される。
1. 質量分析を用いて、生体試料から調製される、タンパク質消化物における1またはそれ以上の改変されたおよび/または改変されていないKRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/またはMUC1のタンパク質のフラグメントペプチドの量を検出しおよび/または定量化し、当該サンプルにおける、改変されたまたは改変されていないKRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/またはMUC1のタンパク質のレベルを算出することを含む、当該生体試料におけるKRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/またはMUC1のタンパク質のレベルを測定する方法であって、当該量は相対量または絶対量である。
1. 1)KRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/またはMUC1のタンパク質について、質量分析に基づくSRM/MRM分析のために使用され得る、KRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/またはMUC1のタンパク質由来の候補ペプチドを識別するために、2)KRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/またはMUC1のタンパク質由来の標的ペプチドについての、個々のSRM/MRM分析または複数のSRM/MRM分析を開発するために、3)癌の診断および/または最適な治療を選択するために定量分析を適用するために、以下に記載される方法が使用された。KRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/またはMUC1のタンパク質についてのSRM/MRM候補フラグメントペプチドの同定。
a.タンパク質を消化するために、1つのプロテアーゼまたは複数のプロテアーゼを用いて、(トリプシンを含むこととしてもよく、または含まないこととしてもよい)、ホルマリン固定された生体試料由来のLiquid Tissue(商標)タンパク質溶解物を調製。
b.イオントラップタンデム質量分析計でLiquid Tissue(商標)溶解物における全てのタンパク質フラグメントを分析し、KRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/またはMUC1のタンパク質由来の全てのフラグメントペプチドを同定し、個々のフラグメントペプチドは、リン酸化またはグリコシル化のようなあらゆるペプチド改変を含まない。
c.イオントラップタンデム質量分析計でLiquid Tissue(商標)溶解物における全てのタンパク質フラグメントを分析し、例えば、リン酸化またはグリコシル化残基のようなペプチド改変を保有する、KRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/またはMUC1のタンパク質由来の全てのフラグメントペプチドを同定する。
d.全ての、全長KRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/またはMUC1のタンパク質から特定の消化方法により生成される全てのぺプチドが、潜在的に測定され得るが、SRM/MRM分析の開発のために使用される好ましいペプチドは、ホルマリン固定された生体試料から調製される、複合的なLiquid Tissue(商標)タンパク質溶解物において、直接、質量分析により同定されるものである。
e.ホルマリン固定された生体試料由来のLiquid Tissue(商標)溶解物を分析するときに、質量分析計でイオン化し、よって検出され得る患者または対象組織における、特異的に改変された(リン酸化、グリコシル化等)ペプチドが、KRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/またはMUC1のタンパク質のペプチド改変を分析するための候補ペプチドとして同定される。
a.Liquid Tissue(商標)溶解物で識別される個々のフラグメントペプチドについての三連四重極質量分析計でのSRM/MRM分析が、KRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/またはMUC1のタンパク質由来のペプチドに適用される。
i. ゲル電気泳動、液体クロマトグラフィー、キャピラリー電気泳動、ナノ逆相液体クロマトグラフィー、高速液体クロマトグラフィー、または逆相高速液体クロマトグラフィーを含むがこれらに限定されない、最適なクロマトグラフィー条件のためのフラグメントペプチドについての最適な保持時間を測定する。
ii. 各ペプチドについてのSRM/MRM分析を開発するために、ペプチドの単同位体質量、各ペプチドの前駆物質の荷電状態、各ペプチドについての前駆物質m/z値、各ペプチドについてのm/z遷移イオン、および各フラグメントペプチドについての各遷移イオンのイオンタイプを測定する。
iii. SRM/MRM分析は、三連四重極質量分析計で(i)および(ii)からの情報を用いて、その後行われ得、各ペプチドは、固有のSRM/MRM分析が三連四重極質量分析計で行われたと精密に定義する、固有のSRM/MRMシグネチャのピークおよび特性を有する。
b.SRM/MRM質量分光分析からの固有のSRM/MRMシグネチャのピーク面積の関数として検出される、KRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/またはMUC1のタンパク質のフラグメントペプチドの量が、特定のタンパク質溶解物におけるKRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/またはMUC1のタンパク質の相対的および絶対的な量の両方を示すことができるようにSRM/MRM分析を行う。
i. 相対的な定量が以下により達成されることとしてもよい。
1. 1つのホルマリン固定された生体試料由来のLiquid Tissue(商標)溶解物で検出された所与のKRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/またはMUC1のペプチドからのSRM/MRMシグネチャのピーク面積を、少なくとも第2の、第3の、第4の、またはそれ以上のホルマリン固定された生体試料由来の少なくとも第2の、第3の、第4の、またはそれ以上のLiquid Tissue(商標)溶解物における同じKRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/またはMUC1のフラグメントペプチドの同じSRM/MRMシグネチャのピーク面積と比較することにより、増加したまたは減少したKRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/またはMUC1のタンパク質の存在を測定すること。
2. 1つのホルマリン固定された生体試料由来のLiquid Tissue(商標)溶解物において検出された所与のKRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、およびMUC1のペプチドからのSRM/MRMシグネチャのピーク面積を、異なるおよび別個の生物源由来の他のサンプルにおける他のタンパク質由来のフラグメントペプチドから発生されたSRM/MRMシグネチャのピーク面積と比較することにより、増加したまたは減少したKRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/またはMUC1のタンパク質の存在を測定し、ペプチドフラグメントについての2つのサンプル間のSRM/MRMシグネチャのピーク面積の比較は、各サンプルで分析されたタンパク質の量に対して正規化される。
3. 種々の細胞条件下で、それらの発現のレベルが変化しない他のタンパク質のレベルに対して、KRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/またはMUC1のタンパク質のレベルの変化を正規化するために、所与のKRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、およびMUC1のペプチドについてのSRM/MRMシグネチャのピーク面積を、ホルマリン固定された生体試料からの同じLiquid Tissue(商標)溶解物内の異なるタンパク質由来の他のフラグメントペプチドからのSRM/MRMシグネチャのピーク面積と比較することにより、増加したまたは減少したKRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/またはMUC1のタンパク質の存在を測定すること。
4. これらの分析は、KRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/またはMUC1のタンパク質の改変されていないフラグメントペプチドおよび改変されたフラグメントペプチドの両方に適用され得、改変は、リン酸化および/またはグリコシル化を含むがこれらに限定されず、改変されたペプチドの相対的なレベルは、改変されていないペプチドの相対量を測定することと同じ態様で測定される。
ii. 所与のペプチドの絶対的な定量が、個々の生体試料におけるKRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/またはMUC1のタンパク質由来の所与のフラグメントペプチドについてのSRM/MRMシグネチャのピーク面積を、生体試料由来のタンパク質溶解物内に添加されたフラグメントペプチド内部標準のSRM/MRMシグネチャのピーク面積と比較することにより達成されることとしてもよい。
1. 内部標準は、調べられるKRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/またはMUC1のタンパク質由来のフラグメントペプチドの標識された合成バージョンである。この標準物質は、既知量でサンプルに添加され、SRM/MRMシグネチャのピーク面積が、生体試料におけるフラグメントペプチド内部標準と天然フラグメントペプチドの両方について別個に測定され得、続いて両方のピーク面積を比較する。
2. これは、改変されていないフラグメントペプチドおよび改変されたフラグメントペプチドに適用され得、改変は、リン酸化および/またはグリコシル化を含むがこれらに限定されず、改変されたペプチドの絶対的なレベルは、改変されていないペプチドの絶対量を測定することと同じ態様で測定され得る。
a.KRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/またはMUC1のタンパク質のフラグメントペプチドレベルの相対的および/または絶対的な定量を行い、患者または対象の腫瘍組織における癌のステージ/悪性度/状態に対する、KRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、およびMUC1のタンパク質発現の、癌の分野で十分に理解される、あらかじめ測定された関連性が確認されることを示す。
b.KRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/またはMUC1のタンパク質のフラグメントペプチドレベルの相対的および/または絶対的な定量を行い、異なる処置ストラテジーからの臨床成績との関連付けを示し、この関連付けはすでに当該分野で示されており、または患者もしくは対象のコホートにわたる関連付けの研究およびこれらの患者もしくは対象からの組織により将来的に示され得る。いったん、あらかじめ確立された関連付け、または将来得られる関連付けのいずれかがこの分析により確認され、その後、当該分析は、最適な処置ストラテジーを決定するために使用され得る。
a.タンパク質溶解物における、KRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/またはMUC1のタンパク質の相対的および/または絶対的な量を測定するために検出されるKRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/またはMUC1のタンパク質のフラグメントペプチドの量を測定するためのSRM/MRM分析。
i. 相対的な定量が以下により達成されることとしてもよい。
1. 1つのホルマリン固定された生体試料からのLiquid Tissue(商標)溶解物で検出された所与のKRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/またはMUC1のタンパク質ペプチドからのSRM/MRMシグネチャのピーク面積を、少なくとも第2の、第3の、第4の、またはそれ以上のホルマリン固定された生体試料由来の少なくとも第2の、第3の、第4の、またはそれ以上のLiquid Tissue(商標)溶解物における同じKRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/またはMUC1のタンパク質のフラグメントペプチドの同じSRM/MRMシグネチャのピーク面積と比較することにより、増加したまたは減少したKRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/またはMUC1のタンパク質の存在を測定すること。
2. 1つのホルマリン固定された生体試料由来のLiquid Tissue(商標)溶解物において検出された所与のKRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、およびMUC1のペプチドからのSRM/MRMシグネチャのピーク面積を、異なるおよび別個の生物源由来の他のサンプルにおける他のタンパク質由来のフラグメントペプチドから発生されたSRM/MRMシグネチャのピーク面積と比較することにより、増加したまたは減少したKRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/またはMUC1のタンパク質の存在を測定し、ペプチドフラグメントについての2つのサンプル間のSRM/MRMシグネチャのピーク面積の比較は、各サンプルで分析されたタンパク質の量に対して正規化される。
3. 種々の細胞条件下で、それらの発現のレベルが変化しない他のタンパク質のレベルに対して、KRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/またはMUC1のタンパク質のレベルの変化を正規化するために、所与のKRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、およびMUC1のタンパク質ペプチドについてのSRM/MRMシグネチャのピーク面積を、ホルマリン固定された生体試料からの同じLiquid Tissue(商標)溶解物内の異なるタンパク質由来の他のフラグメントペプチドからのSRM/MRMシグネチャのピーク面積と比較することによる、増加したまたは減少したKRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/またはMUC1のタンパク質の存在を測定すること。
4. これらの分析は、KRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/またはMUC1のタンパク質の改変されていないフラグメントペプチドおよび改変されたフラグメントペプチドの両方に適用され得、改変は、リン酸化および/またはグリコシル化を含むがこれらに限定されず、改変されたペプチドの相対的なレベルは、改変されていないペプチドの相対量を測定することと同じ態様で測定される。
ii. 所与のペプチドまたはそれが由来するタンパク質の絶対的な定量が、個々の生体試料におけるKRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/またはMUC1のタンパク質由来の所与のフラグメントペプチドについてのSRM/MRMシグネチャのピーク面積を、生体試料由来のタンパク質溶解物内に添加されたフラグメントペプチド内部標準のSRM/MRMシグネチャのピーク面積と比較することにより達成されることとしてもよい。
腺癌と診断された4人の患者および扁平上皮癌と診断された4人の患者のホルマリン固定された肺組織標本が得られた。各サンプルは、米国特許第7,473,532号で提供されるLiquid Tissueプロトコールを用いて、トリプシンによりタンパク分解的に消化された。得られた溶解物は、同位体標識されているが、それ以外はその強度が質量分析計において測定されたペプチドと化学的に同じである、内部標準を用いて、質量分光分析に供された。KRT7、ナプシンA、TTF1、MUC1、KRT5およびTP63についての溶解物の分析から得られたデータは、図1におけるヒストグラムに示される。ヒストグラムの1から4(1〜4)は、腺癌を有する患者の組織サンプルから得られたデータを示し、ヒストグラムの5から8(5〜8)は、扁平上皮癌を有する患者から得られたデータを示す。各セットのヒストグラムは、左から右にかけて、タンパク質のアトモル/マイクログラム(amol/μg)で示されるKRT7、ナプシンA、TTF1、MUC1、KRT5およびTP63の量を示す。また、データは、表4に数値的に表される。
Claims (18)
- 生体試料におけるKRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/またはMUC1のタンパク質のレベルを測定する方法であって、
質量分析を用いて前記生体試料から調製された、タンパク質消化物における、1またはそれ以上の改変されたおよび/または改変されていないKRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63および/またはMUC1のタンパク質のフラグメントペプチドの量を検出しおよび/または定量化し、
前記試料における改変されたまたは改変されていないKRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63および/またはMUC1のタンパク質の前記レベルを算出することを含み、
前記量は、相対量または絶対量である、方法。 - 1またはそれ以上の改変されたまたは改変されていないKRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63および/またはMUC1のタンパク質のフラグメントペプチドの前記量を検出しおよび/または定量化する前に、前記タンパク質消化物を分画する工程をさらに含む、請求項1の方法。
- 前記生体試料の前記タンパク質消化物は、Liquid Tissue(商標)のプロトコールにより調製される、請求項1の方法。
- 前記タンパク質消化物は、プロテアーゼ消化物を含む、請求項1の方法。
- 前記質量分析は、タンデム質量分析、イオントラップ質量分析、三連四重極型質量分析、MALDI‐TOF質量分析、MALDI質量分析、および/または飛行時間型質量分析を含む、請求項1の方法。
- 前記KRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/またはMUC1のタンパク質のフラグメントペプチドが、配列番号1、配列番号2、配列番号3、配列番号4、配列番号5、配列番号6、配列番号7、配列番号8、配列番号9、配列番号10および/または配列番号11として示すアミノ酸配列を含む、請求項1から5のいずれかの方法。
- 前記生体試料は、血液サンプル、尿サンプル、血清サンプル、腹水サンプル、喀痰サンプル、リンパ液、唾液サンプル、細胞、または固形組織である、請求項1から5のいずれかの方法。
- 改変されたおよび/または改変されていないKRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/またはMUC1のタンパク質のフラグメントペプチドを定量化することをさらに含む、請求項1から5のいずれかの方法。
- 前記KRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/またはMUC1のタンパク質のフラグメントペプチドを定量化することは、1つの生体試料における、配列番号1、配列番号2、配列番号3、配列番号4、配列番号5、配列番号6、配列番号7、配列番号8、配列番号9、配列番号10、および配列番号11に示される、KRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/またはMUC1のタンパク質の約8から約45のアミノ酸残基のアミノ酸配列を含む、1またはそれ以上のKRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、およびMUC1のタンパク質のフラグメントペプチドの量を、異なるおよび別個の生体試料における、同じKRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/またはMUC1のタンパク質のフラグメントペプチドの前記量と比較することを含む、請求項8の方法。
- 1またはそれ以上のKRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/またはMUC1のタンパク質のフラグメントペプチドを定量化することは、既知量の添加された内部標準ペプチドとの比較により、生体試料における各前記KRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/またはMUC1のタンパク質のフラグメントペプチドの前記量を測定することを含み、
前記生体試料における、各前記KRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/またはMUC1のタンパク質のフラグメントペプチドは、同じアミノ酸配列を有する内部標準ペプチドと比較される、請求項9の方法。 - 前記内部標準ペプチドは、同位体標識されたペプチドである、請求項10の方法。
- 前記タンパク質消化物において、1またはそれ以上の改変されたまたは改変されていないKRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/またはMUC1のタンパク質のフラグメントペプチドの前記量を検出しおよび/または定量化することは、改変されたまたは改変されていないKRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/またはMUC1のタンパク質の存在、および患者または対象における癌との関連性を示す、請求項1から5のいずれかの方法。
- 1またはそれ以上の改変されたまたは改変されていないKRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/もしくはMUC1のタンパク質のフラグメントペプチドの前記量、または前記KRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/もしくはMUC1のタンパク質の前記量を前記検出しおよび/または定量化した結果を、前記癌の診断ステージ/悪性度/状態と関連付けることをさらに含む、請求項12の方法。
- 1またはそれ以上の改変されたまたは改変されていないKRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/もしくはMUC1のタンパク質のフラグメントペプチドの前記量、または前記KRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/もしくはMUC1のタンパク質の前記量を前記検出しおよび/または定量化した前記結果を、前記癌の前記診断ステージ/悪性度/状態と関連付けることは、前記癌の前記診断ステージ/悪性度/状態についての追加の情報を提供するために、複合的なフォーマットで、他のタンパク質または他のタンパク質由来のペプチドの前記量を検出しおよび/または定量化することと組み合わされる、請求項13の方法。
- 前記生体試料が得られた患者または対象に、治療上効果のある量の治療薬を投与することをさらに含み、
前記治療薬および/または投与された前記治療薬の量は、1またはそれ以上の改変されたまたは改変されていないKRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/もしくはMUC1のタンパク質のフラグメントペプチドの量、またはKRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/もしくはMUC1のタンパク質の前記量に基づく、請求項13の方法。 - 前記治療または前記治療薬は、KRT5、KRT7、ナプシンA、TTF1、TP63、および/またはMUC1のタンパク質を発現する癌細胞に向けられている、請求項15の方法。
- 前記治療薬は、ペメトレキセドおよびベバシズマブから選択される、請求項16の方法。
- 表1(配列番号1から配列番号11)における1もしくはそれ以上の、2もしくはそれ以上の、3もしくはそれ以上の、4もしくはそれ以上の、5もしくはそれ以上の、6もしくはそれ以上の、7もしくはそれ以上の、8もしくはそれ以上の、9もしくはそれ以上の、または10もしくはそれ以上のペプチドおよび/またはこれらに対する抗体を含む組成物。
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