JP2015525563A - Rac変異体を含む組成物、及びその使用方法 - Google Patents

Rac変異体を含む組成物、及びその使用方法 Download PDF

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Abstract

【課題】【解決手段】本発明の一部は、RACポリペプチド変異体をコードする単離核酸分子、又はそのフラグメントの発見に基づき、RACポリペプチド変異体は、野生型RACポリペプチドにおいて、RACポリペプチド変異体を構成的に活性化し発癌性にする1つ又は複数のアミノ酸の置換を含む。かかる核酸分子、並びにベクター、宿主細胞によってコードされる単離RACポリペプチド変異体、かかる単離核酸分子を使用してコードしたポリペプチドを産生する方法、さらに癌を同定、評価、予後判定、及び治療するために変異体RAC核酸及びポリペプチドを使用する方法も開示される。【選択図】図1

Description

(関連出願への相互参照)
[0001]
本出願は2012年7月26日出願の米国仮特許出願第61/676,117号に基づく優先権を主張し、その全内容は参照により本明細書に組み込まれる。
本出願の発明は、RAC変異体を含む組成物、及びその使用方法に関する。
[0002] 形質転換タンパク質の同定及びそれを標的とする作用物質の開発は、癌患者の治療に著しく影響し、その予後を改善した。例えば慢性骨髄性白血病(CML)は、融合チロシンキナーゼ切断点クラスター領域−アベルソンマウス白血病ウイルス癌遺伝子ホモログ1(BCR−ABL1)の成長促進活性に起因することが示されており、特異的ABL1阻害物質、すなわちイマチニブメシル酸塩による治療はCML患者の5年生存率をほぼ90%まで上昇させている(Druker他 (2006)、N. Engl. J. Med. 355:2408-2417)。同様に、棘皮動物の微小管結合タンパク質様4遺伝子(EML4)と未分化リンパ腫受容体チロシンキナーゼ(ALK)との融合が、非小細胞肺癌症例のサブセットの原因であり(Soda他 (2007)、Nature 448:561-566)、EML4−ALKキナーゼ活性を標的とする療法は、従来の化学療法で達成されたものと比較して患者の無増悪生存率を大幅に改善している(Shaw他 (2011)、Lancet Oncol. 12:1004-1012)。別の例では、上皮成長因子受容体(EGFR)は非小細胞肺癌のサブセット間のアミノ酸置換又は内部欠失により構成的に活性化され、EGFR阻害物質を用いた患者の治療は、その無増悪生存を大幅に延長することが示されている(Mok他 (2009)、N. Engl. J. Med. 361:947-957)。このように、ヒトの癌における必須増殖推進物質を標的とする療法は、難治性疾患患者の最も効果的な治療の一つである。
[0003] V−Ki−ras2カーステンラット肉腫ウイルス癌遺伝子ホモログ(KRAS)、v−Ha−rasハーベイラット肉腫ウイルス癌遺伝子ホモログ(HRAS)、及び神経芽細胞腫RASウイルス(v−ras)癌遺伝子ホモログ(NRAS)は、ヒトで150を超えるメンバーを含むことが知られている低分子量グアノシントリホスファターゼ(GTPアーゼ)のラット肉腫(RAS)スーパーファミリーの根本となるメンバーである(Colicelli (2004)、 Sci STKE 2004:RE13)。これら低分子量GTPアーゼの5つの亜群が同定され、RAS、rasホモログファミリーメンバー(RHO)、RAS癌遺伝子ファミリー(RAB)のメンバーであるRAB1A、RAS癌遺伝子ファミリー(RAN)のメンバーであるRAN、及びADP−リボシル化因子(ARF)ファミリーと命名されている。すべての低分子GTPアーゼは、GDP結合不活性形態とGTP結合活性形態との間で転位する2進スイッチとして機能し、それにより細胞の増殖、分化、生存、運動性、細胞骨格再配置、及び形質転換などの広範囲の細胞活性の根底にある細胞内シグナル伝達に寄与する(Cox及びDer (2010)、Small GTPases 1:2-27)。様々なヒト腫瘍でKRAS、HRAS又はNRASを活性化する体細胞点突然変異が同定されており、KRASがヒトの体内で最も頻繁に活性化される腫瘍性タンパク質である。したがって、KRASの細胞体活性化変異は、例えば膵臓腺癌の90%超に存在する(Jaffee他 (2002)、Cancer Cell 2:25-28)。しかし、KRAS、HRAS及びNRAS以外の低分子GTPアーゼの変異活性は、それほど報告されていない。
[0004] Ras関連のC3ボツリヌス毒素基質(RAC)1、RAC2及びRAC3は、低分子GTPアーゼのRHOファミリーに属する(Wertheimer他 (2012)、Cell Signal 24:353-362)。RACタンパク質はアクチン重合を調整し、活性化されると膜の波打ち(membrane ruffles)及び膜状仮足の形成を誘導して(Ridley他 (1992)、Cell 70:401-410)、細胞の形態維持及び細胞遊走における基本的役割を果たす。RACタンパク質が細胞形質転換の根底にある細胞内シグナル伝達の重要な中心として機能することを示す証拠も蓄積している。例えば、RAC1は、発癌性RASが細胞の形質転換を誘導する信号伝達路の必須の下流構成要素として働き、アミノ酸置換(G12V)をRAC1に人為的に導入すると発癌性になる(Qiu他 (1995)、Nature 374:457-459)。さらに、RAC1活性を抑制するとグリオーマ細胞のアポトーシスを誘発し(Senger他 (2002)、Cancer Res. 62:2131-2140)、RAC1又はRAC2が消失するとBCR−ABL1に推進される骨髄増殖性疾患の発現が顕著に遅れる(Thomas他 (2007)、Cancer Cell 12:467-478)。このようにRACタンパク質は癌において重要な役割を果たすが、これらのタンパク質の体細胞形質転換変異は、癌サンプルで同定されていない。
したがって、当技術分野では、かかるRACタンパク質変異体を同定する必要性が非常に大きい。
[0005] 本発明の一態様は、RACポリペプチド変異体をコードする単離核酸分子又はそのフラグメントに関し、該RACポリペプチド変異体は、RACポリペプチド変異体を構成的に活性かつ発癌性にする野生型RACポリペプチドのアミノ酸の1つ又は複数の置換を含む。例えば、1つ又は複数のアミノ酸置換は、RAC1(N92I)、RAC1(P29S)、RAC1(C157Y)、RAC1(P179L)、RAC2(I121M)、RAC2(P29Q)、RAC2(D47Y)、及びRAC2(P106H)からなる群から選択することができる。本発明の別の態様は、かかる核酸分子にコードされた単離RACポリペプチド変異体、並びに、ベクター、宿主細胞、かかる単離核酸分子を使用してコードされたポリペプチドを産生する方法に関する。本発明のさらに別の態様は、癌の同定、評価、予後の判定、及び治療に変異体RAC核酸及びポリペプチドを使用する方法に関する。
[0006]RAC1及びRAC2変異のシーケンスを示す。RAC1のcDNAの電気泳動図により、HT1080及びMDA−MB−157細胞のそれぞれにおいて、516A>T及び326C>T変異が明らかとなり、その結果、N92I及びP29Sアミノ酸置換が生じている。同様に、RAC2のcDNAでは、KCL−22及びHCC1143細胞のそれぞれにおいて、203_204CC>AA及び203C>T変異が同定され、その結果、それぞれP29Q及びP29Lアミノ酸変化が生じている。 図2A〜図2DはRAC1及びRAC2変異の形質転換可能性を示す。図2Aは、強化緑色蛍光タンパク質(EGFP)、及び野生型又は変異体形態のRAC1又はRAC2をコードする遺伝子組み換えレトロウイルスを感染させ、10%(vol/vol)FBSの存在下in vitroで足場非依存性増殖について検定した3T3又はMCF10A細胞を示す。14日(3T3)又は20日(MCF10A)培養した後、細胞をクリスタルバイオレットで染色して、従来の顕微鏡で調べ(左側:各対の左像)、蛍光顕微鏡でEGFPの発現をモニタした(左側:各対の右像)(スケールバー、0.5mm)。細胞コロニーの数も、3つの独立した実験から平均値±SDとして決定した(右側)。 図2Bは、ヌードマウスの肩に皮下注射した、野生型又は変異体形態のRAC1又はRAC2を発現する3T3細胞を示す。その結果となる腫瘍のサイズ[(長さ×幅)/2]を、その後の図示される時間に測定した。NRAS(Q61K)を発現する3T3の腫瘍サイズも同様にモニタした。データは、4つの注射部位における腫瘍の平均値±SDである。図2Cは、野生型又は変異体形態のRAC1又はRAC2の発現ベクターをSRE.Lレポータープラスミド及びpGL−TKとともにトランスフェクトしたHEK293T細胞の結果を示す。次に、細胞溶解産物中のホタルルシフェラーゼの活性を測定し、ウミシイタケルシフェラーゼの活性で正規化した。データは、3つの独立した実験からの平均値±SDである。図2Dは、野生型又は変異体形態のRAC1又はRAC2を発現する3T3細胞の溶解産物をPAK1−PBDでのプルダウンアッセイに供した結果を示す。次に、沈降タンパク質、さらに全細胞溶解産物を、RAC1又はRAC2に対する抗体での免疫ブロット分析に供した。プルダウンRACタンパク質をそれに対応する全細胞溶解産物中の発現レベルと比較した相対量を、野生型RAC1(RAC1変異体の場合)又はRAC2(RAC2変異体の場合)の値で正規化し、最下部に示した。 GTPアーゼを3T3細胞に導入した結果を示す。モックレトロウイルスを感染させたか、又はNRAS又はNRAS(Q61K)を発現する3T3細胞から得た全細胞溶解産物(10マイクログラム)を、NRAS又はACTBに対する抗体での免疫ブロット分析に供した(最上部パネル)。同様に、対応する抗体での免疫ブロット分析で、RAC1若しくはその変異体(中央のパネル)、又はRAC2若しくはその変異体(最下部のパネル)の発現を評価した。 RAC1/RAC2変異体により誘発されるアクチン再配列を示す。強化緑色蛍光タンパク質(EGFP)、及び野生型又は変異体形態のRAC1又はRACをコードするレトロウイルスを感染させた3T3細胞をAlexa Fluor 594で標識したファロイジンで染色し、アクチン構成を目に見えるようにした(各対の左像)。同じ細胞をEGFP蛍光でも調β(各対の右像)(スケールバー、20マイクロメートル)。 図5A〜図5Dは発癌性RACタンパク質が治療標的であることを示す。図5Aは、HT1080細胞に、コントロール、RAC1、又はNRASのsiRNAをトランスフェクトし、溶解させ、RAC1、NRAS又はACTB(負荷コントロール)に対する抗体での免疫ブロット分析に供した結果を示す。図5Bは、HT1080細胞にコントロール、RAC1、又はNRASのsiRNAを図示された通りにトランスフェクトし、10%(vol/vol)FBSの存在下で培養した結果を示す。細胞数は、トランスフェクト開始以降の図示された時間でカウントした。データは、3つの独立した実験からの平均値±SDである。図5Cは、HT1080細胞に強化緑色蛍光タンパク質(EGFP)、及び、コントロール又はRAC1shRNAをコードするレトロウイルスを感染させた結果を示す。図示されたように、shRNA抵抗性野生型RAC1又はRAC1(N92I)をコードするレトロウイルスも感染させた。図示された時間だけ細胞を培養した後にEGFP陽性の細胞数をフローサイトメトリで測定し、2日目における値に対するEGFP陽性の分画のサイズを計算した。データは、パネルごとに3つの独立した実験の平均値±SDである。図5Dは、MDA−MB−157細胞に、EGFPとコントロール又はRAC1のshRNAとをコードするレトロウイルスを感染させた結果を示す。図示されたように、shRNA抵抗性野生型RAC1又はRAC1(P29S)をコードするレトロウイルスにも感染させた。EGFP陽性細胞の数を、図示された時間だけ細胞を培養した後にフローサイトメトリで測定し、3日目における値に対するEGFP陽性の分画のサイズを計算した。データは、パネルごとに3つの独立した実験の平均値±SDである。 図6A〜図6Bは、低濃度のFBSでのRAC1又はNRASノックダウンの結果を示す。HT1080細胞に、図示された通りにコントロール、RAC1、又はNRASのsiRNAをトランスフェクトした。各細胞分画を、1%(vol/vol)FBSが存在下(図6A)又は非存在下(図6B)で培養し、トランスフェクト開始以降の図示された時間で細胞数をカウントした。データは、3つの独立した実験の平均値±SDである。 図7A〜図7Bは、HT1080細胞内でRAC1又はNRASに対するsiRNAの顕著な効果を示す。図7Aは、コントロールのsiRNA又はRAC1若しくはNRASに対するsiRNAをトランスフェクトしたHT1080内で調β細胞周期のプロファイリングの結果を示し、細胞分画ごとにG1、S及びG2/M相の相対比(%)を示す。データは、3つの独立した実験の平均値±SDである。図7Bは、図7Aの場合と同じ細胞分画のCASP3及びCASP7の酵素活性を、Caspase-Glo 3/7 Assayキットで測定し、コントロールのsiRNAをトランスフェクトした細胞に対する相対活性として示した図である。データは、3つの独立した実験の平均値±SDである。 RAC1のsiRNA#7に耐性のRAC1の発現を示す。HT1080細胞にモックレトロウイルス、又はsiRNA耐性野生型RAC1、RAC1(P29S)、又はRAC1(N92I)を発現するウイルスを感染させ、その後にコントロールのsiRNA又はRAC1のsiRNA#7をトランスフェクトした。RAC1タンパク質の発現は、RAC1のsiRNA#7存在下であっても、siRNA耐性RAC1のcDNAを導入することによって回復する。 図9A〜図9Eは、RAC1変異体の生化学的特性を示す。図9Aは、0.8mMのMg2+の存在下で[35S]GTPγSでインキュベートしたRAC1の野生型、P29S、N92I、又はC157Y変異体(各5ピコモル)のタンパク質を細菌発現し、精製した結果を示す。[35S]GTPγS結合タンパク質の量は、図示された時間に測定した。図9Bは、[3H]GDP結合RAC1タンパク質からの[3H]GDPの分離を分析したアッセイの結果を示し、これは0.8mMのMg2+の存在下で非標識GTPγSを添加することによって開始した。[3H]GDP結合タンパク質の量を、図示された時間に測定した。 図9Cは、RAC1タンパク質に[γ32P]GTPで前負荷を与え、次に0.8mMのMg2+の存在下で非標識GTPを添加することによってGTP加水分解反応させた結果を示す。タンパク質から解放されたPiを単離し、図示された時間に測定した。図9Dは、0.8mMのMg2+の存在下で非標識GTPγSを添加することによって開始した[35S]GTPγS結合RAC1タンパク質からの[35S]GTPγSの分離を示す。[35S]GTPγS結合タンパク質の量を、図示された時間に測定した。図9Eは、αへリックスとβシートを有するヒトRAC1のGTP結合ポケットの構造の略図である(ワールドワイドウェブでpdb.orgにて入手可能なタンパク質データバンクのID:1mh1)。GTP類似体、グアノシン5’−(β、γイミド)−三リン酸塩(GppNp)、Mg2+、さらにアミノ酸残基、D11、P29、N92、及びC157も示す。また、スイッチI及びスイッチII領域及びP−ループの位置を示す。 野生型RAC1の構造に基づきSWISS-MODELによって予測されたP29S、N92I、及びC157Y置換を有する変異体RAC1のGTP結合ポケットの構造を示す(タンパク質データバンクのID:1e96)。αへリックス、βシート、アミノ酸残基、D11、S29、Y157、及びI92、GppNp、及びMg2+を示す。予測精度が低いループ領域も描かれている。 RAC1の位置92におけるアミノ酸残基のタンパク質内相互作用を示す。野生型RAC1の3D構造では、N92の側鎖がD11の側鎖に最も近く、N92のアミノ基はD11のカルボキシ基から2.8オングストロームしか離れていない(最上部のパネル)。しかし、RAC1(N92I)の予測構造では、I92はD11に近いものの、アミノ−カルボキシルの相互作用はない(最下部のパネル)。 HT1080細胞内の低分子GTPアーゼの内因性の発現を示す。RAC1、RAC2、RAC3、NRAS、KRAS、又はHRASのcDNAの量を、リアルタイムRT−PCRで定量し、RAC1の場合に対する値(RACファミリーのメンバーの場合;左側のパネル)又はNRASの場合に対する値(RASファミリーのメンバーの場合;右側のパネル)として示した。データは、3つの独立した実験の平均値±SDである。 siRNA媒介性の細胞形状の変化を示す。Ht1080細胞にコントロールのsiRNA、又はRAC1若しくはNRASに対するsiRNAをトランスフェクトし、位相差顕微鏡で調べた(スケールバー、50マイクロメートル)。 図14A〜図14Cは、RACタンパク質エフェクタ分子の同定を示す。図14Aは、RAC1がそれぞれフェニルアラニン37又はチロシン40残基を通じてROCK1又はPAK1に結合し、それを活性化することを示す。 図14Bは、野生型RAC1、RAC1(N92I)、RAC1(F37A/N92I)又はRAC1(Y40C/N92I)の発現に使用する遺伝子組み換えレトロウイルスを感染させた3T3細胞をin vitroで足場非依存性増殖させた結果を示す。図14Cは、培養の4日後にコントロールのsiRNA、又はRAC1、PAK1、ROCK1又はROCK2に特異的なsiRNAをHT1080細胞にトランスフェクトした結果を示す。
[0007] 本発明は、少なくとも部分的に、細胞を形質転換させる能力を有するRAC1及びRAC2発癌性変異体の発見に基づく。例えば、肉腫細胞株HT1080内のRAC1の新規のアミノ酸置換(N92I)について記載されるが、N92Iの変化によりRAC1は構造的に活性化され、高度に発癌性になる。HT1080はNRAS(Q61K)腫瘍性タンパク質も有するが、RAC1(N92I)がこの細胞株の必須増殖推進物質である。何故なら、NRAS(Q61K)ではなくRAC1(N92I)のsiRNA媒介ノックダウンが細胞増殖を明らかに抑制したからである。癌細胞株中のRAC1/RAC2/RAC3変異のさらなるスクリーニング、さらに公的データベースにより、RAC1(N92I)及びRAC2(P29Q)などのRAC1及びRAC2の新しい形質転換変異が同定された。RAC1(P29S)、RAC1(C157Y)及びRAC2(P29L)など、このように新しく特徴付けられていないRAC1及びRAC2変異体が形質転換する可能性を確認した。臨床関連では、発癌性NRAS及びRAC1が癌細胞と同時存在することがあるが、癌の増殖には後者が必須であると判断されたことは驚きである。したがって、治療薬(例えば低分子化合物、RNA媒介ノックダウン、又は抗体)で発癌性RACタンパク質を標的とすることは、RACファミリーの腫瘍遺伝子を含む癌を治療する効果的な方法であると考えられ、RACタンパク質の下流媒介物質を標的とすることも、癌治療に有益であると予想される。かかる臨床用途では、RAC及び/又はRAC下流標的の活性化の正確な診断が、治療手順の重要な部分と考えられる。実際、本明細書ではPAK1、ROCK1、及びROCK2セリン/トレオニンキナーゼは、腫瘍遺伝子RAC1/RAC2媒介腫瘍形成に重要な役割を果たし、それに関して本明細書で述べる変異体RACバイオマーカーを有する及び/又は発現した対象の臨床介入のために有用な標的となり得ることが実証されている。したがって、本明細書ではRACファミリーのGTPアーゼの発癌性アミノ酸置換がヒト癌に存在し、癌の同定、評価、予後の判定及び治療に有用であると判断されている。
[0008] 幾つかの実施形態では、RAC1(N92I)は診断、予後の判定、及び治療介入のための優れた標的である。本明細書で述べるように、RAC1(N92I)を発現する線維芽細胞は、RAC1(P29S)などの他のRAC1変異体と比較して大幅に増大した足場非依存性増殖能力を示し、これは、様々なRAC1/RAC2変異体間で形質転換の能力が不均一であり、RAC1(N92I)変異体が最も有力な腫瘍性タンパク質であることを示している。3T3細胞などのマウスの線維芽細胞が細胞のコンテクストを再利用する線維肉腫細胞株で、N92I変異が発見されていることを考慮すれば、この結果は重要である。実際、ヌードマウスにおける皮下腫瘍の増殖速度は、本明細書ではRAC1(N92I)を発現する3T3細胞の場合、任意の他のRAC1/RAC2タンパク質を発現する3T3細胞の場合よりはるかに高いことが実証されている。
[0009]定義
「ある(「a」及び「an」)」という冠詞は、1つ又は複数(すなわち少なくとも1つ)のその文法的対象を指す。例示により、「ある要素」とは1つの要素又は2つ以上の要素を意味する。
[0010] マーカーの「変化量」又はマーカーの「変化レベル」という用語は、コントロールサンプルのマーカーの発現レベル又はコピー数と比較して、マーカーの増大又は低減したコピー数、及び/又は癌サンプル中の1つ又は複数の特定のマーカー遺伝子の増大又は低減した発現レベルを指す。マーカーの「変化量」という用語は、正常なコントロールサンプルのマーカーのタンパク質レベルと比較して、例えば癌サンプルなどのサンプル中のマーカーの増大又は低減したタンパク質レベルも含む。
[0011] 対象におけるマーカーの「量」、例えばマーカー又は最小共通領域(MCR)の発現若しくはコピー数、又はマーカーのタンパク質レベルは、マーカーの量が、正常レベルより、量の評価に使用されるアッセイの標準誤差より大きい量だけ多い又は少ない場合、好ましくはその量の少なくとも2倍、さらに好ましくは3倍、4倍、5倍、10倍又はそれ以上の場合、それぞれマーカーの正常量より「有意に」高い又は低いという。あるいは、対象のマーカーの量は、量がマーカーの正常量よりそれぞれ少なくとも約2倍、好ましくは少なくとも約3倍、4倍、又は5倍多い又は少ない場合、正常量より「有意に」高い又は低いと見なすことができる。幾つかの実施形態では、対象のマーカーの量は、マーカーの正常量よりそれぞれ10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%以上高い又は低い場合、正常量より「有意に」高い又は低いと見なすことができる。
[0012] マーカーの「発現の変化レベル」という用語は、試験サンプル、例えば癌に罹患した対象由来のサンプルの、発現又はコピー数の評価に使用されるアッセイの標準誤差より大きい、又は小さいマーカーの発現レベル又はコピー数を指し、コントロールサンプル(例えば関連疾患がない健常対象からのサンプル)のマーカー又は染色体領域の発現レベル又はコピー数、好ましくは幾つかのコントロールサンプルのマーカー又は染色体領域の平均発現レベル又はコピー数の好ましくは少なくとも2倍、さらに好ましくは3倍、4倍、5倍又は10倍又はそれ以上である。発現の変化レベルは、発現又はコピー数の評価に使用されるアッセイの標準誤差より大きい、又は小さく、コントロールサンプル(例えば関連疾患がない健常対象からのサンプル)のマーカーの発現レベル又はコピー数、好ましくは幾つかのコントロールサンプルのマーカーの平均発現レベル又はコピー数の好ましくは少なくとも2倍、さらに好ましくは3倍、4倍、5倍、又は10倍又はそれ以上である。
[0013] マーカーの「変化した活性」という用語は、正常なコントロールサンプルのマーカーの活性と比較して、疾患状態、例えば癌サンプル中で増加又は減少しているマーカーの活性を指す。マーカーの変化した活性は、例えばマーカーの変化した発現、マーカーの変化タンパク質レベル、マーカーの変化構造、又は例えばマーカーと同じ又は異なる経路に関与する他のタンパク質の変化した相互作用、又は転写活性化剤又は阻害剤との変化した相互作用の結果であることがある。
[0014] マーカーの「変化した構造」という用語は、正常又は野生型遺伝子又はタンパク質と比較して、マーカー遺伝子又はマーカータンパク質内に変異又は対立遺伝子変異型、例えばマーカーの発現又は活性に影響する変異が存在することを指す。例えば、変異は置換、欠失、又は付加変異を含むが、これらに限定されない。変異はマーカーのコード領域又は非コード領域に存在することがある。
[0015] マーカーの「変化した細胞内局在」という用語は、細胞内、例えば健康及び/又は野生型細胞内の正常な局在に対して、細胞内におけるマーカーの誤った局在を指す。マーカーの正常な局在の指示は、当技術分野で知られ、マーカーポリペプチドに含まれる細胞内局在モチーフの分析を通して判断することができる。
[0016] 本明細書で他に規定されていない限り、「抗体」という用語は単鎖抗体、キメラ及びヒト化抗体、及び多特異的抗体などの自然発生形の抗体(例えばIgG、IgA、IgM、IgE)及び組み換え抗体、並びに以上のすべてのフラグメント及び誘導体で、少なくとも1つの抗原結合部位を有するフラグメント及び誘導体を広義に含む。抗体誘導体は、抗体と共役するタンパク質又は化学的部分を含むことができる。
[0017] 「抗体」という用語は、抗体の「抗原結合部分」(又は単に「抗体部分」)も含む。「抗原結合部分」という用語は、抗原と特異的に結合する能力を保持する抗体の1つ又は複数のフラグメントを指す。抗体の抗原結合機能は、完全長抗体のフラグメントによって実行できることが示されている。抗体の「抗原結合部分」という用語に含まれる結合フラグメントの例には、(i)Fabフラグメント、すなわち、VL、VH、CL及びCH1ドメインで構成される一価フラグメント、(ii)F(ab’)2フラグメント、すなわちヒンジ領域のジスルフィド架橋によってリンクする2つのFabフラグメントを含む二価フラグメント、(iii)VH及びCH1ドメインで構成されたFdフラグメント、(iv)抗体の1本アームのVL及びVHドメインで構成されたFvフラグメント、(v)VHドメインで構成されたdAbフラグメント(Ward他 (1989)、Nature 341:544-546)、及び(vi)単離された相補性決定領域(CDR)が含まれる。さらに、Fvフラグメントの2つの領域、すなわちVL及びVHは別個の遺伝子によってコーディングされるが、遺伝子組み換え法を用い、VL領域とVH領域の対が一価ポリペプチドを形成するタンパク質単鎖(単鎖Fv(scFv)として知られる;例えばBird他 (1988)、Science 242:423-426;及びHuston他 (1988)、Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85:5879-5883;及びOsbourn他、1998、Nature Biotechnology 16: 778を参照)としてこれらを作成可能にする合成リンカーによって、これらを結合することができる。かかる単鎖抗体も、抗体の「抗原結合部分」という用語に含まれるものとする。完全なIgGポリペプチド又は他のアイソタイプをコードする発現ベクターを生成するために、特異的scFvの任意のVH及びVL配列を、ヒト免疫グロブリン定常領域cDNA又はゲノム配列に結合することができる。VH及びVLも、タンパク質化学反応又は組み換えDNAテクノロジを使用した免疫グロブリンのFab、Fv又は他のフラグメントの生成に使用することができる。二重特異性抗体などの他の形態の単鎖抗体も含まれる。二重特異性抗体は、ポリペプチド単鎖上にVH及びVLドメインが発現するが、同じ鎖上の2つのドメイン間に対合できるようにするには短すぎるリンカを使用し、それによってドメインが別の鎖の相補的ドメインと強制的に対合し、2つの抗原結合部位を生成する二価の二重特異性の抗体である(例えばHolliger, P.他 (1993)、Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90:6444-6448;Poljak, R. J.他 (1994)、Structure 2:1121-1123参照)。
[0018] さらに、抗体又はその抗原結合部分は、抗体又は抗体部分と1つ又は複数の他のタンパク質又はペプチドとの共有会合又は非共有会合によって形成されたこれより大きい免疫接着(immunoadhesion)ポリペプチドの一部であることがある。かかる免疫接着ポリペプチドの例には、四量体scFvポリペプチドの作成にストレプトアビジンのコア領域を使用すること(Kipriyanov, S.M.他 (1995)、Human Antibodies and Hybridomas 6:93-101)、及び二価及びビオチン化scFvポリペプチドの作成にシステイン残基、マーカーペプチド及びC末端ポリヒスチジンタグを使用すること(Kipriyanov, S.M.他 (1994)、Mol. Immunol. 31:1047-1058)が含まれる。Fab及びF(ab’)2フラグメントなどの抗体の部分は、抗体全体のそれぞれパパイン又はペプシン消化などの従来の技術を使用して、抗体全体から調製することができる。さらに、抗体、抗体部分及び免疫接着ポリペプチドは、本明細書で述べるように標準的な組み換えDNA技術を使用して取得することができる。
[0019] 抗体は、多クローン性又は単クローン性、異種、同種、又は同系、又はその修飾形態(例えばヒト化、キメラなど)とすることができる。抗体は完全にヒトでもよい。「単クローン抗体」及び「単クローン抗体組成物」という用語は、抗原の特定のエピトープと免疫反応することができる抗原結合部位を1種のみ含む抗体ポリペプチドの集団を指す一方、「多クローン抗体」及び「多クローン抗体組成物」という用語は、特定の抗原と相互作用することができる抗原結合部位を複数の種含む抗体ポリペプチドの集団を指す。単クローン抗体組成物は通常、それが免疫反応する特定の抗原に対する単結合親和性を示す。
[0020] 「アンチセンス」核酸ポリペプチドという用語は、タンパク質をコードする「センス」核酸に相補的である、例えば二本鎖cDNAポリペプチドのコーディング鎖に相補的、mRNA配列に相補的、又は遺伝子のコーディング鎖に相補的であるヌクレオチド配列を含む。したがって、アンチセンス核酸ポリペプチドは、センス核酸ポリペプチドに水素結合することができる。
[0021] 「バイオチップ」という用語は、本発明の結合プローブ又は複数のプローブを備える固体基板を指し、プローブは少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、150、200個以上のプローブを備える。プローブは、ストリンジェントなハイブリダイゼーション状態で標的配列とハイブリダイゼーション可能とすることができる。プローブは、基板上の空間的に画定されたアドレスに結合させることができる。重複するプローブか、又は特定の標的配列の様々な区間へのプローブで、標的配列ごとに複数のプローブを使用することができる。プローブは、単一の疾患に関連する標的配列とハイブリダイゼーション可能にすることができる。プローブは、当技術分野で認識されるように多種多様な方法でバイオチップに結合させることができる。プローブは、最初に合成し、その後にバイオチップに結合させるか、又はバイオチップ上に直接合成することができる。固体基板は、プローブに結合させるか会合するために適切な別個の個々の部位を含むように修正することができ、少なくとも1つの検出法に適応可能である材料でよい。基板の代表的な例にはガラス及び改質又は機能化ガラス、プラスチック(アクリル樹脂、ポリスチレン及びスチレンと他の材料とのコポリマー、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブチレン、ポリウレタン、テフロン(登録商標)Jなどを含む)、多糖、ナイロン又は硝酸セルロース、樹脂、シリコン及び変性シリコンを含むシリカ又はシリカ系材料、炭素、金属、無機ガラス及びプラスチックが含まれる。基板は、感知できるほどの蛍光を発することなく光学的検出を可能にすることができる。基板は平面でよいが、基板の他の構成も使用することができる。例えば、サンプルの体積を最小化する流液型サンプル分析のために管の内面にプローブを配置することができる。同様に、基板は特定のプラスチックで作成した独立気泡フォームなど、軟質フォームのように可撓性とすることができる。バイオチップ及びプローブは、その後にこの2つを結合させるために化学官能基で誘導体化することができる。例えば、バイオチップは、アミノ基、カルボキシ基、オキソ基、又はチオール基を含むが、これらに限定されない化学官能基で誘導体化することができる。これらの官能基を使用することにより、プローブは、プローブ上の官能基を使用して直接、又はリンカを使用して間接的に結合させることができる。プローブは、5’末端、3’末端によって、又は内部ヌクレオチドを介して固体支持体に結合させることができる。プローブは、固体支持体に非共有結合することもできる。例えば、ビオチン化オリゴヌクレオチドを作成することができ、これをストレプトアビジンで共有結合コーティングした表面に結合することができ、その結果、結合する。あるいは、光重合及びフォトリソグラフィなどの技術を用いて、プローブを表面上に合成することができる。
[0022] 「体液」という用語は、身体から排出又は分泌される流体、さらに正常では排出又は分泌されない流体(例えば羊水、房水、胆汁、血液及び血漿、脳脊髄液、耳垢及び耳糞、クーパー液又は射精前液、乳び、び汁、糞便、膣液、間質液、細胞内液、リンパ、月経、乳汁、粘液、胸膜液、腹水、膿汁、唾液、皮脂、精液、血清、汗、滑膜、涙、尿、膣潤滑液、硝子体液、嘔吐物)を指す。
[0023] 「癌」又は「腫瘍」又は「過剰増殖疾患」という用語は、無秩序増殖、不死、転移能力、急速な成長及び増殖速度、及び特定の特徴的形態学的特性など、癌を引き起こす細胞に典型的な特徴を有する細胞が存在することを指す。癌細胞は腫瘍の形態であることが多いが、かかる細胞は動物の体内に単独で存在するか、又は白血病細胞などの非腫瘍発生細胞であることがある。癌にはB細胞癌、例えば多発性骨髄腫、ワルデンシュトレームマクログロブリン血症、H鎖病、例えばアルファ鎖病、ガンマ鎖病、及びミュー鎖病、良性単クローン性免疫グロブリン血症、及び免疫細胞アミロイドーシス、メラノーマ、乳癌、肺癌、気管支癌、結腸直腸癌、前立腺癌、膵臓癌、胃癌、卵巣癌、膀胱癌、脳又は中枢神経系癌、末梢神経系癌、食道癌、子宮頸癌、子宮又は子宮内膜癌、口腔又は咽頭の癌、肝臓癌、腎臓癌、精巣癌、胆道癌、小腸又は虫垂癌、唾液腺癌、甲状腺癌、副腎癌、骨肉腫、軟骨肉腫、血液組織の癌などが含まれるが、これらに限定されない。本発明に含まれる方法に適用可能な癌のタイプの他の非限定的な例にはヒト肉腫及び癌腫、例えば線維肉腫、粘液肉腫、脂肪肉腫、軟骨肉腫、骨原性肉腫、脊索腫、血管肉腫、内皮肉腫、リンパ管肉腫、リンパ管内肉腫、滑膜腫、中皮腫、ユーイング腫瘍、平滑筋肉腫、横紋筋肉腫、大腸癌、結腸癌、膵臓癌、乳癌、卵巣癌、前立腺癌、扁平上皮細胞癌、基底細胞癌、腺癌、汗腺癌、脂腺癌、乳頭状癌、乳頭状腺癌、嚢胞腺癌、髄様癌、気管支原性癌、腎細胞癌、肝細胞癌、胆管癌、肝癌、絨毛上皮癌、精上皮腫、胎児性癌、ウィルムス腫瘍、子宮頸癌、骨癌、脳腫瘍、精巣癌、肺癌、小細胞肺癌、膀胱癌、上皮癌、神経膠腫、星状細胞腫、髄芽細胞腫、頭蓋咽頭管腫瘍、脳室上衣腫、松果体腫、血管芽細胞腫、聴神経腫、乏枝神経膠腫、髄膜腫、黒色腫、神経芽細胞腫、網膜芽細胞腫、白血病、例えば急性リンパ球性白血病及び急性骨髄性白血病(骨髄芽球性、前骨髄球性、骨髄単球性、単球性及び赤白血病)、慢性白血病(慢性骨髄性(顆粒球性)白血病及び慢性リンパ球性白血病)、及び真正赤血球増加症、リンパ腫(ホジキン病及び非ホジキン病)、多発性骨髄腫が含まれる。幾つかの実施形態では、本発明の方法により表現型が判定される癌は、膀胱癌、乳癌、子宮頸癌、大腸癌、婦人科の癌、腎臓癌、喉頭癌、肺癌、口腔癌、頭頸部癌、卵巣癌、膵臓癌、前立腺癌、又は皮膚癌を含むが、これらに限定されない上皮癌である。他の実施形態では、癌は乳癌、前立腺癌、肺癌、又は大腸癌である。さらに他の実施形態では、上皮癌は非小細胞肺癌、非乳頭状腎細胞癌、子宮頸癌、卵巣癌(例えば漿液性卵巣癌)、又は乳癌である。上皮癌は、漿液、子宮内膜、粘液性、明細胞、ブレナー、又は未分化型を含むが、これらに限定されない他の様々な方法で特徴付けることができる。幾つかの実施形態では、本発明は、本明細書で述べるマーカーの分析に基づき、リンパ球が多い古典的ホジキンリンパ腫、混合細胞型の古典的ホジキンリンパ腫、リンパ球枯渇型古典的ホジキンリンパ腫、結節性硬化型古典的ホジキンリンパ腫、未分化大細胞リンパ腫、びまん性大B細胞リンパ腫、(MLL+前B細胞ALL)を含むが、これらに限定されないリンパ腫又はそのサブタイプの治療、診断及び/又は予後に使用される。
[0024] 「分類する」という用語は、病状にサンプルを「関連づける」又は「カテゴリ化する」ことを含む。特定の場合、「分類」は統計的エビデンス、経験的エビデンス、又はその両方に基づく。特定の実施形態では、分類する方法及びシステムは、いわゆる既知の病状を有するサンプルのトレーニングセットを使用する。いったん確立されると、トレーニングデータセットは、サンプルの未知の病状を分類するために、未知のサンプルの特徴と比較されるベース、モデル、又はテンプレートとして働く。特定の場合、サンプルの分類は、サンプルの病状の診断に類似している。特定の他の場合では、サンプルの分類は、サンプルの病状を別の病状から区別することに類似している。
[0025] 「コード領域」という用語は、アミノ酸残基に翻訳されるコドンを含むヌクレオチド配列の領域を指し、「非コード領域」という用語は、アミノ酸に翻訳されないヌクレオチド配列の領域(例えば5’及び3’非翻訳領域)を指す。
[0026] 「相補的」という用語は、2本の核酸鎖の領域間、又は同じ核酸鎖の2つの領域間の配列相補性という広義の概念を指す。第1の核酸領域のアデニン残基は、残基がチミン又はウラシルである場合、第1の領域と逆平行である第2の核酸領域の残基と特異的水素結合を形成できること(「塩基対形成」)が知られている。同様に、第1の核酸鎖のシトシン残基は、残基がグアニンである場合、第1の鎖と逆平行である第2の核酸鎖の残基と塩基対形成できることが知られている。核酸の第1の領域は、同じ又は異なる核酸の第2の領域に対して、2つの領域が逆平行で配置されている場合に、第1の領域の少なくとも1つのヌクレオチド残基が第2の領域の残基と塩基対形成できるなら、相補的である。好ましくは、第1の領域は第1の部分を含み、第2の領域は第2の部分を含み、それにより、第1及び第2の部分が逆平行に配置されている場合、第1の部分のヌクレオチド残基の少なくとも約50%、好ましくは少なくとも約75%、少なくとも約90%、又は少なくとも約95%が第2の部分のヌクレオチド残基と塩基対形成することができる。第1の部分の全ヌクレオチド残基が第2の部分のヌクレオチド残基と塩基対形成できることが、さらに好ましい。
[0027] 「コントロール」という用語は、試験サンプル中の発現産物との比較を提供するために適切な任意の参照標準を指す。一実施形態では、コントロールは発現産物のレベルを検出し、試験サンプルからの発現産物レベルと比較する元となる「対照サンプル」を取得することを含む。かかる対照サンプルは、既知の結果を有するコントロールの癌患者からのサンプル(保存サンプル又は以前のサンプル測定値でもよい)、正常な患者又は癌患者などの対象から単離した正常な組織又は細胞、正常な対象又は癌患者などの対象から単離した培養一次細胞/組織、癌患者の同じ器官又は体部位から取得した隣接正常細胞/組織、正常な対象から単離した組織又は細胞サンプル、又は保管所から取得した一次細胞/又は組織を含むが、これらに限定されない任意の適切なサンプルを含むことができる。別の実施形態では、コントロールは、ハウスキーピング遺伝子、正常な組織(又は他の以前に分析した対照サンプル)からの発現産物レベル範囲、ある患者群からの試験サンプル内で以前に判定した発現産物レベル範囲、又は特定の結果(例えば1年、2年、3年、4年などの生存率)を有する、又は特定の治療を受けた一組の患者を含むが、これらに限定されない任意の適切な源からの参照標準の発現産物レベルを含むことができる。かかる対照サンプル及び参照標準発現産物レベルを組み合わせて、本発明の方法でコントロールとして使用できることが、当業者には理解される。一実施形態では、コントロールは正常又は非癌性細胞/組織資料を含むことができる。別の実施形態では、コントロールは、一組の癌患者などの一組の患者、又は特定の治療を受けた一組の癌患者、又は別の結果に対する1つの結果を有する一組の患者の発現レベルを含むことができる。前者のケースでは、各患者の特定の発現産物レベルを、パーセンタイル発現レベルに割り当てるか、参照標準発現レベルの平均値より高い又は低いと表現することができる。別の実施形態では、コントロールは正常な細胞、併用化学療法で治療した患者の細胞、及び良性腫瘍の患者の細胞を含むことができる。別の実施形態では、コントロールは測定値、例えばある母集団のハウスキーピング遺伝子の発現レベルと比較して、同じ母集団の特定の遺伝子の平均発現レベルも含むことができる。かかる母集団は、正常な対象、いかなる治療も受けていない(すなわち治療未処置)癌患者、治療中の癌患者、又は良性腫瘍の患者を含むことができる。別の実施形態では、コントロールは試験サンプル中の2つの遺伝子の発現産物レベルの比率を判断して、それを参照標準の同じ2つの遺伝子の任意の適切な比率と比較すること、試験サンプル中の2つ以上の遺伝子の発現産物レベルを判定して、任意の適切なコントロールの発現産物レベルの差を判定すること、及び試験サンプル中の2つ以上の遺伝子の発現産物レベルを判定し、試験サンプル中のハウスキーピング遺伝子の発現にその発現を正規化し、任意の適切なコントロールと比較することを含むが、これらに限定されない発現産物レベルの比率変換を含む。特に好ましい実施形態では、コントロールは試験サンプルと同じ系列及び/又はタイプである対照サンプルを含む。別の実施形態では、コントロールは、全癌患者などの一組の患者サンプル内で、又はそれに基づきパーセンタイルとして分類される発現産物レベルを含むことができる。一実施形態では、例えば特定のパーセンタイルに対して、より高い又は低いレベルの発現産物レベルを、結果予測のベースとして使用する場合、コントロールの発現産物レベルが確立される。別の実施形態では、既知の結果を有するコントロールの癌患者からの発現産物レベルを使用して、コントロールの発現産物レベルを確立し、試験サンプルからの発現産物レベルを、結果予測のベースとしてコントロールの発現産物レベルと比較する。以下のデータで実証するように、本発明の方法は、試験サンプルの発現産物レベルをコントロールと比較する際に特定の切点を使用することに限定されない。
[0028] 「癌の診断」という用語は、本発明の方法、システム、及びコードを使用して、個別の癌又はそのサブタイプの有無を判定することを含む。この用語は、個別の疾病の活性レベルを評価する方法、システム、及びコードも含むことができる。
[0029] 「診断マーカー」という用語は、治療前、治療中又は治療後に癌の診断、例えば腫瘍の活性過剰又は活性低下、発生、発現、増殖、寛解、再発又は抵抗性の診断に有用である本明細書で述べるマーカーを含む。マーカーの予測機能は、例えば(1)例えばヒト癌タイプ又は癌サンプルの約5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、20%、25%以上で、コピー数の増減(例えば当技術分野で少なくともJ. Biotechnol., 86:289-301、又はqPCRで述べているように、例えばFISH、FISH+SKY、単分子配列決定によって、又は定量的PCRによって)、過剰発現又は過小発現(例えばISH、ノーザンブロット、又は定量的PCRによって)、タンパク質レベルの増減(例えばIHCによる)、又は活性の増減(例えばマーカーが関与する経路の調節によって判定)によって、(2)対象、例えば癌に罹患したヒトからの生物学的サンプル、例えば組織、全血、血清、血漿、頬側切屑、唾液、脳脊髄液、尿、糞便、又は骨髄におけるその有無によって、(3)癌の対象(例えば特定の療法に反応する対象又は抵抗性を生じた対象)の臨床サブセットにおけるその有無によって確認することができる。診断マーカーは、「代理マーカー」、例えばPAK1、ROCK1及び/又はROCK2キナーゼの発現の増大又は持続のように癌進行の間接的マーカーであるマーカーも含む。かかる診断マーカーは、RAC1及び/又はRAC2変異体の調節剤を使用した治療に適応可能な対象の集団を同定し、それによってかかる患者の層別集団を治療するのに有用なことがある。
[0030] 分子は、分子の有意の部分が基質から分離することなく、基質を流体(例えば標準のクエン酸食塩水、pH7.4)で濯ぐことができるように、基質と共有又は非共有会合した場合、基質に「固定」又は「添付」するものとする。
[0031] 「遺伝子発現データ」又は「遺伝子発現レベル」という用語は、細胞又は細胞群中で遺伝子又は一組の遺伝子が発現する相対レベル又は絶対レベルに関する情報を指す。遺伝子の発現レベルは、遺伝子によってコードされたmRNAなどのRNAのレベルに基づいて判定することができる。あるいは、発現レベルは、遺伝子によってコードされたポリペプチド又はそのフラグメントのレベルに基づいて判定することができる。遺伝子発現データは、個別の細胞について、又は腫瘍又は生検サンプルなどの細胞群について取得することができる。遺伝子発現データ及び遺伝子発現レベルは、コンピュータ可読媒体、例えばマイクロアレイ又はチップ読み取り装置と組み合わせて使用するコンピュータ可読媒体に記憶させることができる。かかる遺伝子発現データを操作して、遺伝子発現シグネチャを生成することができる。
[0032] 「遺伝子発現シグネチャ」又は「シグネチャ」という用語は、協調的に発現した遺伝子群を指す。このシグネチャを構成する遺伝子は、特定の細胞株、分化段階、又は特定の生物学的応答中に発現することがある。遺伝子は、癌の起源となる細胞、生検材料中の良性細胞の性質、及び癌の原因である発癌の機序など、それが発現する腫瘍の生物学的態様を反映することができる。
[0033] 「相同」という用語は、同じ核酸鎖の2つの領域間、又は2つの異なる核酸鎖の領域間のヌクレオチド配列の類似性を指す。両方の領域のヌクレオチド残基の位置が同じヌクレオチド残基によって占有されている場合、その領域はその位置にて相同である。各領域の少なくとも1つのヌクレオチド残基位置が同じ残基によって占有されている場合、第1の領域は第2の領域と相同である。2つの領域間の相同性は、同じヌクレオチド残基によって占有された2つの領域のヌクレオチド残基位置の割合で表現される。例示により、ヌクレオチド配列5’−ATTGCC−3’を有する領域と、ヌクレオチド配列5’−TATGGC−3’を有する領域は50%の相同性を共有する。第1の領域は第1の部分を含み、第2の領域は第2の部分を含むことが好ましく、それにより各部分のヌクレオチド残基位置の少なくとも約50%、及び好ましくは少なくとも約75%、少なくとも約90%、又は少なくとも約95%は、同じヌクレオチド残基によって占有される。各部分の全ヌクレオチド残基位置が、同じヌクレオチド残基によって占有されることが、さらに好ましい。
[0034] 「宿主細胞」という用語は、本発明の組み換え発現ベクターなどの本発明の核酸が導入されている細胞を指すものとする。「宿主細胞」及び「組み換え宿主細胞」という用語は、本明細書では区別なく使用される。かかる用語は、特定の被検体細胞ばかりでなく、かかる細胞の後代又は潜在的後代も指すと理解されたい。変異又は環境の影響により特定の修飾が後続世代に生じることがあるので、かかる後代は実際、親細胞と同一でなくなることがあるが、それでもこの用語の範囲に含まれる。
[0035] 「ヒト化抗体」という用語は、例えば非ヒト抗体アミノ酸配列を変更して、ヒト生殖細胞系列の免疫グロブリン配列に見られるアミノ酸を組み込むことによって、ヒト細胞によって作成されるような抗体にさらに類似するように変更されている可変領域及び定常領域を有する非ヒト細胞によって作成された抗体を含むものとする。ヒト化抗体は、例えばCDR中に、ヒト生殖細胞系列の免疫グロブリン配列によってコードされないアミノ酸残基(例えばin vitroでランダム又は部位特異的変異誘発によって、又はin vivoで体細胞変異によって導入される変異)を含むことができる。「ヒト化抗体」という用語は、マウスなどの別の哺乳類種の細胞株由来のCDR配列を、ヒトのフレームワーク配列に移植してある抗体も含む。
[0036] 「阻害する」という用語は、例えば特定の作用、機能、又は相互作用の低下、制限、又は遮断を含む。例えば、過剰増殖などの癌の少なくとも1つの症状が軽減、終了、緩徐化、又は防止された場合、癌は「阻害」されている。癌の再発又は転移が軽減、緩徐化、遅延、又は防止した場合も、癌は「阻害」されている。
[0037] 「阻害剤」という用語は、本発明のバイオマーカーの作用、機能、又は相互作用の低下との組み合わせで使用する場合、そこからコードされ、活性状態(例えば構成的、発癌及び/又はリン酸化状態)で存在する所望の標的核酸又はタンパク質を阻害する限り、いずれでもよい。非制限的な例には核酸阻害剤、小分子阻害剤、遮断抗体、標的タンパク質と競合的に相互作用するペプチド、標的タンパク質をリン酸化する酵素の基質、標的タンパク質に作用するホスファターゼなどが含まれる。例えばRAC1、RAC2、RAC3、PAK1、ROCK1、及びROCK2のリン酸化部位及び/又は生理学的活性ドメインが知られ、当業者は標的を阻害する作用物質を容易にデザイン又は合成することができる。標的の発現阻害活性、活性化阻害活性、不安定化活性などの確認は、既知の方法に従って測定することができる。例えば、PAK1阻害活性は、例えばNat Cell Biol. (1999) 1, 253-259に記載されたPAK1によるLIMK活性化の測定実験を修正し、試験基質を使用して実験を実行して、活性化阻害速度を考察することによって測定することができる。同様に、ROCK1/2阻害活性は、例えばBiochem. J. (2000) 351, 95-105に記載された方法によって、試験基質を使用して実験を実行し、(例えばタンパク質のリン酸化の測定、ウェスタンブロット法、又はこれらのタンパク質に特異的に反応するリン酸化抗体を使用するELISAによって)活性化阻害速度を考察することによって測定することができる。例示的PAK1阻害剤は当技術分野で周知であり、米国特許公開第2013−0116263号、第2012−0270866号、及び第2005−0037965号に記載されているような小分子阻害剤を含み、これらはすべて参照により本明細書に組み込まれる。例示的ROCK1/2阻害剤はY−27632及びファスジルを含み、これはキナーゼドメインと結合して、ATP拮抗機構でその酵素活性を阻害する。ROCK1/2活性の負の調節因子には、ROCK1/2活性を減衰させるGem、RhoE、及びRadなどの低分子GTP結合タンパク質が含まれる。ROCKの自己阻害活性は、カルボキシ末端とキナーゼドメインが相互作用して、キナーゼ活性を軽減すると明らかにされる。追加のROCK1/2阻害剤が、WO01/56988号、WO02/100833号、WO03/059913号、WO02/076976号、WO04/029045号、WO03/064397号、WO04/039796号、WO05/003101号、WO02/085909号、WO03/082808号、WO03/080610号、WO04/112719号、WO03/062225号、及びWO03/062227号に記載され、これらはすべて参照により本明細書に組み込まれる。これらのケースの幾つかでは、阻害剤のモチーフにはインダゾールコア、2−アミノピリジン/ピリミジンコア、9−デアザグアニン誘導体、ベンズアミド構成、アミノフラゼン構成、及び/又はそれらの組み合わせが含まれる。
[0038] 「相互作用」という用語は、2つの分子間の相互作用を指す場合、分子相互の物理的接触(例えば結合)を指す。通常、かかる相互作用は、上記分子の一方又は両方に(生物学的効果を生成する)活性をもたらす。活性は、分子の一方又は両方の直接的活性であることがある。あるいは、相互作用の一方又は両方の分子がその配位子の結合を防止され、したがって配位子結合活性(例えば配位子を結合し、免疫応答を誘発又は阻害する)に関して不活性を維持することができる。かかる相互作用を阻害すると、その結果、相互作用に関与する1つ又は複数の分子の活性が破壊される。かかる相互作用を強化するとは、上記物理的接触の可能性を延長又は増大させ、上記活性の可能性を延長又は増大させることである。
[0039] 「単離抗体」は、異なる抗原特異性を有する他の抗体が実質的にない抗体を指すものとする。さらに、単離抗体には、他の細胞材料及び/又は化学物質が実質的にない。
[0040] 「単離タンパク質」は、他のタンパク質、細胞材料、分離媒質、及び細胞から単離されるか組み換えDNA技術によって産生された場合は培養基、又は化学的に合成された場合は化学前駆体又は他の化学物質が実質的にないタンパク質を指す。「単離」又は「精製」タンパク質又はその生物学的活性部分には、抗体、ポリペプチド、ペプチド又は融合タンパク質由来である細胞又は組織源からの細胞材料又は他の汚染タンパク質が実質的にない、又は化学的に合成された場合は化学前駆体又は他の化学物質が実質的にない。「細胞材料が実質的にない」という言い回しには、単離する又は組み換え技術で産生する元となる細胞の細胞成分から本発明の組成物を分離した製剤が含まれる。一実施形態では、「細胞材料が実質的にない」という言い回しには、(乾燥重量で)約30%、20%、10%、又は5%未満の細胞材料を有する製剤が含まれる。抗体、ポリペプチド、ペプチド、融合タンパク質又はそのフラグメント、例えばその生物学的活性フラグメントを組み換え技術で産生する場合は、培養基が実質的にないことも好ましい。すなわち、培養基がタンパク質製剤の体積の約20%未満、さらに好ましくは約10%未満、及び最も好ましくは約5%未満となる。
[0041] 「キット」は、本発明のマーカーの発現を特異的に検出又は調節する少なくとも1つの試薬、例えばプローブを含む任意の製造品(例えばパッケージ又は容器)である。キットは、本発明の方法を実行するユニットとして宣伝、流通又は販売することができる。
[0042] 「マーカー」又は「バイオマーカー」は、コントロール(例えば正常又は健康な組織又は細胞)の発現レベルからの組織又は細胞の変化発現レベルが、癌又はそのサブタイプなどの病状に関連する核酸又はポリペプチドを含む。「マーカー核酸」は、本発明のマーカーによってコードされた、又はそれに対応する核酸(例えばmRNA、cDNA、成熟miRNA、pre−miRNA、pri−miRNA、miRNA*、anti−miRNA、又はmiRNA結合部位、又はその変異型、及び当業者に知られている他のクラスの低分子RNA)である。かかるマーカー核酸は、本明細書で述べる核酸配列のいずれかの全配列又は部分配列、又はかかる配列の補体を含むDNA(例えばcDNA)を含む。マーカー核酸は、配列表に記載された核酸配列のいずれかの全配列又は部分配列、又はかかる配列の補体を含むRNAも含み、全チミジン残基がウリジン残基に置換されている。「マーカータンパク質」は、本発明のマーカーによってコードされた、又はそれに対応するタンパク質を含む。マーカータンパク質は、本明細書で述べる配列のいずれかの全配列又は部分配列を含む。「タンパク質」と「ポリペプチド」という用語は、区別なく使用される。幾つかの実施形態では、バイオマーカーの特定の組み合わせが好ましい。例えば、本明細書で述べるRAC1及び/又はRAC2変異体からなる群から選択されるバイオマーカーのうち1つ又は複数の組み合わせ又は亜群である。
[0043] 「調節」という用語は、上方制御及び下方制御、例えば応答の強化又は阻害を含む。
[0044] マーカーの「正常な」又は「コントロールの」発現レベルは、癌に罹患していない被検体、例えばヒト患者の細胞中のマーカーの発現レベルである。マーカーの「過剰発現」又は「有意に高い発現レベル」は、発現の評価に使用されるアッセイの標準誤差より大きい試験サンプルの発現レベルを指し、対照サンプル(例えばマーカー関連の疾患がない健常対象からのサンプル)のマーカーの発現活性又はレベル、及び好ましくは幾つかの対照サンプルのマーカーの平均発現レベルの好ましくは少なくとも2倍、さらに好ましくは2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20倍又はそれ以上高い。マーカーの「有意に低い発現レベル」は、対照サンプル(例えばマーカー関連の疾患がない健常対象からのサンプル)のマーカーの発現活性又はレベル、及び好ましくは幾つかの対照サンプルのマーカーの平均発現レベルの少なくとも2倍、さらに好ましくは2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20倍又はそれ以上低い試験サンプルの発現レベルを指す。
[0045] 「プローブ」という用語は、特に意図された標的分子、例えばマーカーによってコードされた、又はマーカーに対応するヌクレオチド転写物又はタンパク質に選択的に結合することができる任意の分子を指す。プローブは、当業者が合成するか、適切な生物製剤から誘導することができる。標的分子を検出するために、本明細書で述べるようにプローブを標識されるように特にデザインすることができる。プローブとして使用することができる分子の例にはRNA、DNA、タンパク質、抗体、及び有機分子が含まれるが、これらに限定されない。
[0046] 「予後の判定」という用語には、癌の起こりそうな経過及び結果、又は疾患から回復する可能性の予測が含まれる。幾つかの実施形態では、統計アルゴリズムを使用することにより、本発明の癌の予後の判定が提供される。例えば、予後の判定は、手術、癌の臨床的サブタイプの発生(例えば白血病などのリンパ系癌)、1つ又は複数の臨床要素の発生、又は疾患からの回復とすることができる。
[0047] 「癌療法に対する応答」又は「癌療法の結果」という用語は、癌療法に対する過剰増殖疾患(例えば癌)の何らかの応答、好ましくはネオアジュバント又はアジュバント化学療法の開始後の腫瘍質量及び/又は体積の変化に関する。例えば有効性のために、又はネオアジュバント又はアジュバント状況で、過剰増殖疾患応答を評価することができ、全身性介入後の腫瘍のサイズを、CT、PET、マンモグラム、超音波又は触診で測定したままの初期のサイズ及び寸法と比較することができる。応答は、固形癌の生検又は外科的切除の後に腫瘍のキャリパ測定又は病理検査でも評価することができる。応答は、腫瘍体積の変化百分率のような定量的方法で、又は「病理学的完全奏功」(pCR)、「臨床的完全寛解」(cCR)、「臨床的部分寛解」(cPR)、「臨床的不変」(cSD)、「臨床的進行性疾患」(cPD)、又は他の定性的基準のような定性的方法で記録することができる。過剰増殖疾患応答の評価は、ネオアジュバント又はアジュバント療法の開始後早期に、例えば数時間、数日、数週後、又は好ましくは数カ月後に実行することができる。応答評価の典型的な終点は、ネオアジュバント化学療法の終了後、又は残留腫瘍細胞及び/又は腫瘍床の外科的除去後である。これは通常、ネオアジュバント療法の開始から3カ月後である。幾つかの実施形態では、本明細書で述べる治療の臨床有効性は、臨床的利益率(CBR)を測定することによって判定することができる。臨床的利益率は、完全寛解(CR)である患者のパーセンテージ、部分寛解(PR)である患者の数、及び不変(SD)である患者の数の合計を、治療終了から少なくとも6カ月の時点で判定することによって測定される。この式の略記はCBR=6カ月にわたるCR+PR+SDである。幾つかの実施形態では、特定の癌療法のCBRは、少なくとも25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、又はそれ以上である。癌療法に対する応答を評価する追加の基準は「生存」に関し、これは以下のすべてを含む。すなわち、全生存としても知られる死亡までの生存(上記死亡は原因とは無関係、又は腫瘍関連でよい)、「無再発生存」(再発という用語は、限局的再発及び遠隔再発の両方を含むものとする)、無転移生存、無疾患生存(疾患という用語は、癌及びそれに関連する疾患を含むものとする)である。上記生存の長さは、定義された開始点(例えば診断又は治療開始の時)及び終点(例えば死亡、再発又は転移)を参照することによって計算することができる。また、治療の有効性の基準は、化学療法に対する応答、生存の確率、所与の期間内の結果の確率、及び腫瘍再発の確率を含むように拡大することができる。例えば、適切な閾値を判定するために、特定の癌療法を対象の母集団に適用することができ、結果は、本明細書で列記又は記載した1つ又は複数のバイオマーカー、又は任意の癌療法を適用する前に判定した実施例のコピー数、発現レベル、活性レベルなどに相関させることができる。結果測定値は、ネオアジュバント環境で与えられた療法に対する病理学的応答とすることができる。あるいは、全生存及び無疾患生存などの結果の尺度は、癌療法後に測定値が分かっている被検体についてある期間にわたってモニタすることができる。特定の実施形態では、同じ用量の癌治療薬を各対象に投与する。関連する実施形態では、投与量は、癌治療薬について当技術分野で知られている標準的用量である。対象をモニタする期間は様々でよい。例えば、対象は少なくとも2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、25、30、35、40、45、50、55、又は60カ月間モニタすることができる。癌療法の結果と相関するバイオマーカー閾値は、実施例のセクションで述べるような方法を使用して判定することができる。結果は、「危険率」(1つの患者群と別の患者群との死亡率の比率;特定の時点における死亡の尤度を提供する)、「全生存」(OS)及び/又は「無進行生存」に関しても測定することができる。特定の実施形態では、予後は、1年、2年、3年、4年、又は任意の他の適切な時点における全体的生存率の尤度を含む。本発明のすべての態様において不良結果の予後に関連する有意性は、当技術分野で知られている技術で測定される。例えば、有意性はオッズ比の計算で測定することができる。別の実施形態では、有意性はパーセンテージで測定することができる。一実施形態では、不良結果の有意のリスクは、0.8未満又は少なくとも約1.2で、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.5、3.0、4.0、5.0、10.0、15.0、20.0、25.0、30.0及び40.0を含むが、これらに限定されないオッズ比として測定される。別の実施形態では、リスクの有意の増加又は減少は、少なくとも約20%で、約25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%及び98%を含むが、これらに限定されない。さらに別の実施形態では、リスクの有意の増加は少なくとも約50%である。したがって、本発明はさらに、癌患者の治療を決定する方法であって、本発明の様々な態様及び実施形態により癌患者の予後を判定する方法を実行することと、次に癌患者の治療の経緯を判定する際に、他の既知の臨床及び病理学的リスクファクタを鑑みて、結果を比較検討することを含む方法を提供する。例えば、本発明の方法により、併用化学療法によって不良結果のリスクが増大していると示された癌患者は、放射線治療、末梢血肝細胞移植、骨髄移植、又は臨床調査中の新規又は実験的療法を含むが、これらに限定されないさらに積極的な療法で治療することができる。
[0048] 「抵抗性」という用語は、癌治療に対する癌サンプル又は哺乳類の後天的又は先天的抵抗性(すなわち、治療に対する非応答性、応答低下、応答制限)を指し、例えば治療に対して25%以上、例えば30%、40%、50%、60%、70%、80%、又は2倍、3倍、4倍、5倍、10倍、15倍、20倍又はそれ以上の応答低下を有する。応答低下は、抵抗性を獲得する前の同じ癌サンプル又は哺乳類と比較する、又は治療に対して抵抗性がないと分かっている別の癌サンプル又は哺乳類と比較することによって測定することができる。化学療法に対する典型的な後天的抵抗性は、「多剤耐性」と呼ばれる。多剤耐性は、P−グリコプロテインによって媒介できる、又は他の機序によって媒介できる、又は哺乳類が多剤耐性微生物又は微生物の混合に感染した場合に生じることがある。治療に対する抵抗性の判定は、当技術分野の日常業務であり、当業者の技術に含まれ、例えば本明細書で「感作」と言う細胞増殖アッセイ及び細胞死アッセイによって測定することができる。幾つかの実施形態では、「逆抵抗性」という用語は、一次癌治療(例えば化学療法又は放射線療法)と組み合わせた第2の薬剤の使用により、一次癌治療(例えば化学療法又は放射線療法)のみでは未治療腫瘍の腫瘍体積と比較して腫瘍体積を統計学的に有意に減少させることができない状況で、未治療腫瘍の腫瘍体積と比較した場合、統計学的に有意のレベル(例えばp<0.05)で腫瘍体積を有意に減少させることができるという意味である。これは通常、未治療腫瘍が対数的に増殖している時に、腫瘍体積の測定に適用される。
[0049] 少なくとも1つのバイオマーカーの存在又はレベルを検出又は判定するために使用される「サンプル」という用語は、通常は全血、血漿、血清、唾液、尿、糞便(例えば大便)、涙、及び任意の他の(例えば「体液」の定義で上述したような)体液、又は組織資料(例えば生検材料)、例えば小腸、大腸サンプル、又は外科的切除組織である。特定の場合、本発明の方法はさらに、サンプル中の少なくとも1つのマーカーの存在又はレベルを検出又は判定する前に、個体からサンプルを取得することを含む。
[0050] 「感作する」という用語は、癌治療(例えば化学療法又は放射線療法)で関連する癌のさらに効果的な治療を可能にする方法で、癌細胞又は腫瘍細胞を変化させることを意味する。幾つかの実施形態では、正常な細胞は、正常な細胞を癌治療(例えば化学療法又は放射線療法)で不当に傷害するような程度まで影響を受けない。治療に対する感度向上又は感度低下は、特定の治療について当技術分野で知られている方法、及び本明細書で下述する方法により測定され、それには細胞増殖アッセイ(Tanigawa N、Kern D H、Kikasa Y、Morton D LのCancer Res 1982; 42: 2159-2164)、細胞死アッセイ(Weisenthal L M、Shoemaker R H、Marsden J A、Dill P L、Baker J A、Moran E MのCancer Res 1984; 94: 161-173;Weisenthal L M、Lippman M EのCancer Treat Rep 1985; 69: 615-632;Weisenthal L M、In: Kaspers G J L、Pieters R、Twentyman P R、Weisenthal L M、Veerman A J P編集のDrug Resistance in Leukemia and Lymphoma. Langhorne, P A: Harwood Academic Publishers, 1993: 415-432;Weisenthal L M、Contrib Gynecol Obstet 1994; 19: 82-90)が含まれるが、これらに限定されない。感度又は抵抗性は、ある期間、例えばヒトの場合は6カ月及びマウスでは4〜6週間にわたって腫瘍のサイズ減少を測定することによって、動物でも測定することができる。組成物又は方法は、かかる組成物又は方法がない状態の治療感度又は抵抗性と比較して、治療感度の増大又は抵抗性の低下が25%以上、例えば30%、40%、50%、60%、70%、80%、又はそれ以上から2倍、3倍、4倍、5倍、10倍、15倍、20倍又はそれ以上である場合、治療に対して応答を感作するという。治療に対する感度又は抵抗性の判定は、当技術分野の日常業務であり、当業者の技術に含まれる。癌治療の有効性を向上させるために本明細書で述べるいずれの方法も、癌治療に対して過剰増殖又は他の癌細胞(例えば耐性細胞)を感作させる方法に同等に適用できることを理解されたい。
[0051] 「相乗効果」という用語は、2つ以上の抗癌剤又は化学療法薬の複合硬化が、抗癌剤又は化学療法薬のみの別個の硬化の合計より大きくできることを指す。
[0052] 「対象」という用語は、任意の健康な動物、哺乳類又はヒト、又は該当する状態(例えば癌)に罹患した任意の動物、哺乳類又はヒトを指す。「対象」という用語は「患者」と交換可能である。
[0053] 「化学前駆体又は他の化学物質が実質的にない」という言い回しは、タンパク質の合成に関与した化学前駆体又は他の化学物質からタンパク質が分離されている抗体、ポリペプチド、ペプチド又は融合タンパク質の製剤を含む。一実施形態では、「化学前駆体又は他の化学物質が実質的にない」という言い回しは、(乾燥重量で)約30%未満の化学前駆体又は非抗体、ポリペプチド、ペプチド、又は融合タンパク質化学物質、さらに好ましくは約20%未満の化学前駆体又は非抗体、ポリペプチド、ペプチド又は融合タンパク質化学物質、さらに好ましくは約10%未満の化学前駆体又は非抗体、ポリペプチド、ペプチド又は融合タンパク質化学物質、及び最も好ましくは約5%未満の化学前駆体又は非抗体、ポリペプチド、ペプチド又は融合タンパク質化学物質を有する抗体、ポリペプチド、ペプチド又は融合タンパク質の製剤を含む。
[0054] 「実質的に純粋な細胞集団」という用語は、規定された細胞マーカーの特徴、及び全細胞集団を構成する細胞の少なくとも約50%、好ましくは少なくとも約75〜80%、さらに好ましくは少なくとも約85〜90%、及び最も好ましくは少なくとも約95%である分化能力を有する細胞の集団を指す。したがって、「実質的に純粋な細胞集団」は、指定されたアッセイ条件で規定されたマーカー特徴及び分化能力を呈さない細胞の約50%未満、好ましくは約20〜25%未満、さらに好ましくは約10〜15%未満、及び最も好ましくは約5%未満を含む細胞の集団を指す。
[0055] 「生存」という用語は以下のすべてを含む。すなわち、全生存としても知られる死亡までの生存(上記死亡は原因とは無関係、又は腫瘍関連でよい)、「無再発生存」(再発という用語は、限局的再発及び遠隔再発の両方を含むものとする)、無転移生存、無疾患生存(疾患という用語は、癌及びそれに関連する疾患を含むものとする)である。上記生存の長さは、定義された開始点(例えば診断又は治療開始の時)及び終点(例えば死亡、再発又は転移)を参照することによって計算することができる。また、治療の有効性の基準は、化学療法に対する応答、生存の確率、所与の期間内の結果の確率、及び腫瘍再発の確率を含むように拡大することができる。
[0056] 「転写ポリヌクレオチド」又は「ヌクレオチド転写」は、本発明のマーカーの転写、及び実行する場合はRNA転写の通常の転写後処理(例えばスプライシング)、及びRNA転写の逆転写によって作成された成熟mRNAの全部又は一部に相補的又は相同であるポリヌクレオチド(例えばan mRNA、hnRNA、cDNA、成熟miRNA、pre−miRNA、pri−miRNA、miRNA*、anti−miRNA、又はmiRNA結合部位、又はその変異型又はかかるRNA転写の逆転写又はcDNAの類似体)である。
[0057] 「ベクター」という用語は、作用可能な状態で結合している別の核酸を輸送することができる核酸を指す。「作用可能な状態で結合」とは、発現制御配列が該当するコード配列の発現を効果的に制御するように、遺伝子構成に組み込むという意味である。発現制御配列の例には、プロモータ、エンハンサ、及び転写終結領域が含まれる。プロモータは、DNA分子の領域、通常は転写が開始する点からヌクレオチド100個以内の上流にある領域で構成された発現制御配列である。コード配列をプロモータの制御下にするには、プロモータから下流方向のヌクレオチド1個と約50個の間でポリペプチドの翻訳リーディングフレームの翻訳開始部位の位置を突き止める必要がある。エンハンサは、時間、位置及びレベルに関して発現特異性を提供する。プロモータと異なり、エンハンサは、転写部位から様々な距離に位置決めされた場合に機能することができる。エンハンサも転写開始部位の下流に位置決めすることができる。コード配列は、RNAポリメラーゼがコード配列をmRNAに転写することができる場合、細胞中の発現制御配列に「作用可能な状態で結合」し、その「制御下」にあり、次にコード配列によってコードされたタンパク質に翻訳することができる。あるタイプのベクターは「プラスミド」であり、これは追加のDNA部分が結合できる根系二重鎖DNAループを指す。別のタイプのベクターはウイルスベクターであり、追加のDNA部分をウイルスゲノムに結合することができる。特定のベクターは、それが導入された宿主細胞の自律複製が可能である(例えば細菌の複製起源を有する細菌ベクター及びエピソーム哺乳類ベクター)。宿主細胞に導入されると宿主細胞のゲノムに統合され、それによって宿主ゲノムとともに複製されるベクター(例えば非エピソーム哺乳類ベクター)もある。さらに、特定のベクターは、作用可能な状態で結合した相手の遺伝子の発現を指示することができる。かかるベクターを本明細書では「組み換え発現ベクター」又は単に「発現ベクター」と呼ぶ。一般的に、組み換えDNA技術で有用な発現レベルは、プラスミドの形体であることが多い。本明細書では、「プラスミド」と「ベクター」は区別なく使用することができる。プラスミドが最も一般的に使用されるベクターの形体だからである。しかし、本発明は、同等の機能を果たすウイルスベクター(例えば複製異常レトロウイルス、アデノウイルス及びアデノ関連ウイルス)など、かかる他の形体の発現ベクターを含むものとする。適切な発現ベクターには、例えばバクテリオファージ、バキュロウイルス、タバコモザイクウイルス、ヘルペスウイルス、サイトメガロウイルス、レトロウイルス、ワクシニアウイルス、アデノウイルス、及びアデノ関連ウイルスに由来するプラスミド及びウイルスベクターが含まれるが、これらに限定されない。多数のベクター及び発現系が、Novagen(ウィスコンシン州マディソン)、Clontech(カリフォルニア州パロアルト)、Stratagene(カリフォルニア州ラホーヤ)、及びInvitrogen Life Technologies(カリフォルニア州カールスバッド)のような企業から販売されている。発現ベクターはタグ配列を含むことができる。タグ配列は通常、コードされたポリペプチドとの融合として発現される。かかるタグは、カルボキシ末端又はアミノ末端を含めポリペプチドのいずれの場所にも挿入することができる。有用なタグの例には、融合パートナとして使用するために上述したようなタグが含まれるが、これらに限定されない。
マーカーの「発現不足」又は「有意に低いレベルの発現又はコピー数」は、発現又はコピー数の評価に使用されるアッセイの標準誤差より大きいが、対照サンプル(例えば癌に罹患していない健常対象のサンプル)のマーカーの発現レベル又はコピー数、及び好ましくは幾つかの対照サンプルのマーカーの平均発現レベル又はコピー数の好ましくは少なくとも2倍、さらに好ましくは3倍、4倍、5倍、又は10倍又はそれ以上小さい試験サンプルの発現レベル又はコピー数を指す。
[0058] 遺伝コード(以下に示す)で規定されているように、特定のタンパク質のアミノ酸配列と、そのタンパク質をコードすることができるヌクレオチド配列との間には既知の明確な対応がある。同様に、遺伝コードで規定されているように、特定の核酸のヌクレオチド配列と、その核酸によってコードされるアミノ酸配列との間には既知の明確な対応がある。
[0059]遺伝コード
アラニン(Ala,A)GCA,GCC,GCG,GCT
アルギニン(Arg,R)AGA,ACG,CGA,CGC,CGG,CGT
アスパラギン(Asn,N)AAC,AAT
アスパラギン酸(Asp,D)GAC,GAT
システイン(Cys,C)TGC,TGT
グルタミン酸(Glu,E)GAA,GAG
グルタミン(Gln,Q)CAA,CAG
グリシン(Gly,G)GGA,GGC,GGG,GGT
ヒスチジン(His,H)CAC,CAT
イソロイシン(Ile,I)ATA,ATC,ATT
ロイシン(Leu,L)CTA,CTC,CTG,CTT,TTA,TTG
ロイシンLysine(Lys,K)AAA,AAG
メチオニン(Met,M)ATG
フェニルアラニン(Phe,F)TTC,TTT
プロリン(Pro,P)CCA,CCC,CCG,CCT
セリン(Ser,S)AGC,AGT,TCA,TCC,TCG,TCT
トレオニン(Thr,T)ACA,ACC,ACG,ACT
トリプトファン(Trp,W)TGG
チロシン(Tyr,Y)TAC,TAT
バリン(Val,V)GTA,GTC,GTG,GTT
終結シグナル(終了)TAA,TAG,TGA
[0060] 遺伝コードの重要かつ周知の特徴は、その冗長性であり、それによって、タンパク質の作成に使用するアミノ酸の大部分で、複数のコードヌクレオチドトリプレットを使用することができる(以上で例示)。したがって、幾つかの異なるヌクレオチド配列が、所与のアミノ酸配列をコードすることができる。かかるヌクレオチド配列は、機能的に同等と見なされる。何故なら、すべての器官で同じアミノ酸配列を産生することになるからである(しかし、特定の器官は幾つかの配列を他の配列よりも効率的に翻訳することができる)。さらに、所与のヌクレオチド配列中にプリン又はピリミジンのメチル化変異型が見られることがある。かかるメチル化は、トリヌクレオチドコドンとそれに対応するアミノ酸との間のコード関係に影響を与えない。
[0061] 以上を鑑みて、本発明の融合タンパク質又はポリペプチド(又はその任意の部分)のDNA又はRNAコードのヌクレオチド配列を使用し、DNA又はRNAをアミノ酸配列に翻訳する遺伝コードを使用して融合タンパク質又はポリペプチドアミノ酸配列を導出することができる。同様に、融合タンパク質又はポリペプチドアミノ酸配列の場合、これに対応し、融合タンパク質又はポリペプチドをコードできるヌクレオチド配列を、遺伝コード(その冗長性ゆえに、任意のアミノ酸配列に対して複数の核酸配列を生成する)から推論することができる。したがって、融合タンパク質又はポリペプチドをコードするヌクレオチド配列に関する本明細書の記述及び/又は開示は、ヌクレオチド配列によってコードされたアミノ酸配列の記述及び/又は開示も含むものと見なされる。同様に、本明細書の融合タンパク質又はポリペプチドアミノ酸配列の記述及び/又は開示は、アミノ酸配列をコードすることができるすべての可能な拡散配列の記述及び/又は開示も含むものと見なされる。
[0062] 最後に、本発明のバイオマーカーの一般的配列及び構造に関する核酸及びアミノ酸配列の情報は、当技術分野で周知であり、米国バイオテクノロジ情報センタ(NCBI)のような公的に入手可能なデータベースで容易に入手可能である。公的に入手可能な配列データベースから得られる例示的な核酸及びアミノ酸配列を、以下に提供する。
[0063] 幾つかの実施形態では、本開示の方法及び組成物は、周知のRAC1、RAC2及び/又はRAC3遺伝子配列又はそのフラグメント、さらにRAC1、RAC2及び/又はRAC3遺伝子配列の遺伝子産物、例えばかかる遺伝子産物に特異的に結合するポリペプチド及び抗体、又はそのフラグメントを変異体生成の開始点として使用することができる。RAC1、RAC2及び/又はRAC3遺伝子配列及び遺伝子産物の配列、スプライスバリアント、及び構造については、当技術分野で記述されている。例えば、ワールドワイドウェブのgenecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=RAC1、
genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=RAC2、及び
genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=RAC3
で入手可能なthe Gene Cards.comのウェブサイトを参照されたい。
[0064] RAC1、RAC2及び/又はRAC3遺伝子配列及び遺伝子産物配列、さらにPAK1、ROCK1、及びROCK2のようなRACエフェクタのものも、多くの種で知られている。
2つのヒトRAC1イソ型をコードする少なくとも2つのスプライスバリアントが存在する。ヒトRAC1転写変異型1の配列はカノニカル配列であり、残りのイソ型に関して記述されるすべての位置情報はこの配列から判定され、配列は、GenBankのデータベースのNM_006908.4及びNP_008839.2で公開されている。ヒトRAC1転写変異型2の配列はNM_018890.3及びNP_691485.1で見ることができ、コードされたタンパク質は、転写変異型RAC1で失われていて交互にスプライシングされた57bpの領域(エクソン3b)を含む。ヒト以外の生体のRAC1オルソログの核酸及びポリペプチド配列は周知であり、例えばマウスRAC1(NM_009007.2及びNP_033033.1)、ラットRAC1(NM_134366.1及びNP_599193.1)、ニワトリRAC1(NM_205017.1及びNP_990348.1)、ゼブラフィッシュRAC1(NM_199771.1及びNP_956065.1)、雌ウシRAC1(NM_174163.2及びNP_776588.1)、及びイヌRAC1(NM_001003274.2及びNP_001003274.1)が含まれる。
[0065] 代表的なヒトRAC2バイオマーカーの核酸及びアミノ酸配列は、GenBankのデータベースのNM_002872.3及びNP_002863.1で公開されている。ヒト以外の生体のRAC2オルソログの核酸及びポリペプチド配列は周知であり、例えばマウスRAC2(NM_009008.3及びNP_033034.1)、ラットRAC2(NM_001008384.1及びNP_001008385.1)、チンパンジーRAC2(XM_001145815.3及びXP_001145815.3)、サルRAC2(XM_001086228.2及びXP_001086228.1)、イヌRAC2(XM_538392.4及びXP_538392.4)、雌ウシRAC2(NM_175792.2及びNP_786986.1)、ニワトリRAC2(NM_001201452.1及びNP_001188381.1)、及びゼブラフィッシュRAC2(NM_001002061.1及びNP_001002061.1)が含まれる。
[0066] 代表的なヒトRAC3バイオマーカーの核酸及びアミノ酸配列が、GenBankのデータベースのNM_005052.2及びNP_005043.1で公開されている。ヒト以外の生体のRAC3オルソログの核酸及びポリペプチド配列は周知であり、例えばマウスRAC3(NM_133223.4及びNP_573486.1)、サルRAC3(XM_001113336.2及びXP_00111336.2)、雌ウシRAC3(NM_001099179.1及びNP_001092649.1)、及びニワトリRAC3(NM_205016.1及びNP_990347.1)が含まれる。
[0067] 2つのヒトp21タンパク質(Cdc42/Rac)活性キナーゼ1(PAK1)イソ型をコードする少なくとも2つのスプライスバリアントが存在する。ヒトPAK1転写変異型1の配列はカノニカル配列であり、残りのイソ型に関して記述されるすべての位置情報はこの配列から判定され、配列は、GenBankのデータベースのNM_001128620.1及びNP_001122092.1で公開されている。ヒトPAK1転写変異型2の配列はNM_002576.4及びNP_002567.3で見ることができる。ヒトPAK1転写変異型2には3’領域にコードエクソンがなく、その結果、短縮された独特のC末端を有するイソ型となる。ヒト以外の生体のPAK1オルソログの核酸及びポリペプチド配列は周知であり、例えばマウスPAK1(NM_011035.2及びNP_035165.2)、ラットPAK1(NM_017198.1及びNP_058894.1)、チンパンジーPAK1(XM_508657.4及びXP_508657.3)、サルPAK1(XM_001090310.2、XP_001090310.1、XM_001090423.2、及びXP_001090423.2)、イヌPAK1(XM_844558.2及びXP_849651.1)、雌ウシPAK1(NM_001076898.1及びNP_001070366.1)、ニワトリPAK1(NM_001162372.2及びNP_001155844.1)、及びゼブラフィッシュPAK1(NM_201328.1及びNP_958485.1)が含まれる。
[0068] 代表的なヒトRho関連のコイルドコイル含有タンパク質キナーゼ1(ROCK1)バイオマーカーの核酸及びアミノ酸配列が、GenBankのデータベースのNM_005406.2及びNP_005397.1で公開されている。ヒト以外の生体のROCK1オルソログの核酸及びポリペプチド配列は周知であり、例えばマウスROCK1(NM_009071.2及びNP_033097.1)、ラットROCK1(NM_031098.1及びNP_112360.1)、チンパンジーROCK1(XM_001151982.1及びXP_001151982.1)、サルROCK1(NM_001261134.1及びNP_001248063.1)、イヌROCK1(XM_537305.4及びXP_537305.3)、雌ウシROCK1(XM_003583969.1及びXP_003584017.1)、及びニワトリROCK1(NM_001199448.1及びNP_001186377.1)が含まれる。
[0069] 代表的なヒトRho関連のコイルドコイル含有タンパク質キナーゼ2(ROCK2)バイオマーカーの核酸及びアミノ酸配列が、GenBankのデータベースのNM_004850.3及びNP_004841.2で公開されている。ヒト以外の生体のROCK2オルソログの核酸及びポリペプチド配列は周知であり、例えばマウスROCK2(NM_009072.2及びNP_033098.2)、ラットROCK2(NM_013022.2及びNP_037154.2)、チンパンジーROCK2(XM_525689.3及びXP_525689.3)、サルROCK2(XM_001096931.2及びXP_001096931.2)、イヌROCK2(XM_540083.3及びXP_540083.3)、雌ウシROCK2(NM_174452.2及びNP_776877.1)、及びゼブラフィッシュROCK2(NM_174863.2及びNP_777288.1)が含まれる。
以下は、本発明の変異体RACバイオマーカーの生成に有用な代表的配列である。かかる変異体RACバイオマーカーは、任意の起源の種から得られる。一実施形態では、変異体RACマーカーは、哺乳類の種(例えばヒト又はマウス起源)からのものである。「変異体」又は「変異型」ポリペプチドは、対応する野生型ポリペプチドのアミノ酸配列と比較して、少なくとも1つのアミノ酸配列の変化を含む。アミノ酸配列の変化は、例えば1つ又は複数のアミノ酸の置換、欠失、又は挿入であり得る。
[0070] RAC1 cDNA核酸配列(GenBank登録番号NM_006908.4;配列番号:1):
1 gggaggccgg atgtgagtgg agcggccatt tcctgtttct ctgcagtttt cctcagcttt
61 gggtggtggc cgctgccggg catcggcttc cagtccgcgg agggcgaggc ggcgtggaca
121 gcggccccgg cacccagcgc cccgccgccc gcaagccgcg cgcccgtccg ccgcgccccg
181 agcccgccgc ttcctatctc agcgccctgc cgccgccgcc gcggcccagc gagcggccct
241 gatgcaggcc atcaagtgtg tggtggtggg agacggagct gtaggtaaaa cttgcctact
301 gatcagttac acaaccaatg catttcctgg agaatatatc cctactgtct ttgacaatta
361 ttctgccaat gttatggtag atggaaaacc ggtgaatctg ggcttatggg atacagctgg
421 acaagaagat tatgacagat tacgccccct atcctatccg caaacagatg tgttcttaat
481 ttgcttttcc cttgtgagtc ctgcatcatt tgaaaatgtc cgtgcaaagt ggtatcctga
541 ggtgcggcac cactgtccca acactcccat catcctagtg ggaactaaac ttgatcttag
601 ggatgataaa gacacgatcg agaaactgaa ggagaagaag ctgactccca tcacctatcc
661 gcagggtcta gccatggcta aggagattgg tgctgtaaaa tacctggagt gctcggcgct
721 cacacagcga ggcctcaaga cagtgtttga cgaagcgatc cgagcagtcc tctgcccgcc
781 tcccgtgaag aagaggaaga gaaaatgcct gctgttgtaa atgtctcagc ccctcgttct
841 tggtcctgtc ccttggaacc tttgtacgct ttgctcaaaa aaaaacaaaa aaaaaaaaca
901 aaaaaaaaaa acaacggtgg agccttcgca ctcaatgcca actttttgtt acagattaat
961 ttttccataa aaccattttt tgaaccaatc agtaatttta aggttttgtt tgttctaaat
1021 gtaagagttc agactcacat tctattaaaa tttagcccta aaatgacaag ccttcttaaa
1081 gccttatttt tcaaaagcgc cccccccatt cttgttcaga ttaagagttg ccaaaatacc
1141 ttctgaacta cactgcattg ttgtgccgag aacaccgagc actgaacttt gcaaagacct
1201 tcgtctttga gaagacggta gcttctgcag ttaggaggtg cagacacttg ctctcctatg
1261 tagttctcag atgcgtaaag cagaacagcc tcccgaatga agcgttgcca ttgaactcac
1321 cagtgagtta gcagcacgtg ttcccgacat aacattgtac tgtaatggag tgagcgtagc
1381 agctcagctc tttggatcag tctttgtgat ttcatagcga gttttctgac cagcttttgc
1441 ggagattttg aacagaactg ctatttcctc taatgaagaa ttctgtttag ctgtgggtgt
1501 gccgggtggg gtgtgtgtga tcaaaggaca aagacagtat tttgacaaaa tacgaagtgg
1561 agatttacac tacattgtac aaggaatgaa agtgtcacgg gtaaaaactc taaaaggtta
1621 atttctgtca aatgcagtag atgatgaaag aaaggttggt attatcagga aatgttttct
1681 taagcttttc ctttctctta cacctgccat gcctccccaa attgggcatt taattcatct
1741 ttaaactggt tgttctgtta gtcgctaact tagtaagtgc ttttcttata gaaccccttc
1801 tgactgagca atatgcctcc ttgtattata aaatctttct gataatgcat tagaaggttt
1861 ttttgtcgat tagtaaaagt gctttccatg ttactttatt cagagctaat aagtgctttc
1921 cttagttttc tagtaactag gtgtaaaaat catgtgttgc agctttatag tttttaaaat
1981 attttagata attcttaaac tatgaacctt cttaacatca ctgtcttgcc agattaccga
2041 cactgtcact tgaccaatac tgaccctctt tacctcgccc acgcggacac acgcctcctg
2101 tagtcgcttt gcctattgat gttcctttgg gtctgtgagg ttctgtaaac tgtgctagtg
2161 ctgacgatgt tctgtacaac ttaactcact ggcgagaata cagcgtggga cccttcagcc
2221 actacaacag aattttttaa attgacagtt gcagaattgt ggagtgtttt tacattgatc
2281 ttttgctaat gcaattagca ttatgttttg catgtatgac ttaataaatc cttgaatcat
2341 a
[0071] RAC1アミノ酸配列(GenBank登録番号NP_008839.2;配列番号:2):
1 mqaikcvvvg dgavgktcll isyttnafpg eyiptvfdny sanvmvdgkp vnlglwdtag
61 qedydrlrpl sypqtdvfli cfslvspasf envrakwype vrhhcpntpi ilvgtkldlr
121 ddkdtieklk ekkltpityp qglamakeig avkylecsal tqrglktvfd eairavlcpp
181 pvkkrkrkcl ll
[0072] RAC1b cDNA核酸配列(GenBank登録番号NM_018890.3;配列番号:3):
1 gggaggccgg atgtgagtgg agcggccatt tcctgtttct ctgcagtttt cctcagcttt
61 gggtggtggc cgctgccggg catcggcttc cagtccgcgg agggcgaggc ggcgtggaca
121 gcggccccgg cacccagcgc cccgccgccc gcaagccgcg cgcccgtccg ccgcgccccg
181 agcccgccgc ttcctatctc agcgccctgc cgccgccgcc gcggcccagc gagcggccct
241 gatgcaggcc atcaagtgtg tggtggtggg agacggagct gtaggtaaaa cttgcctact
301 gatcagttac acaaccaatg catttcctgg agaatatatc cctactgtct ttgacaatta
361 ttctgccaat gttatggtag atggaaaacc ggtgaatctg ggcttatggg atacagctgg
421 acaagaagat tatgacagat tacgccccct atcctatccg caaacagttg gagaaacgta
481 cggtaaggat ataacctccc ggggcaaaga caagccgatt gccgatgtgt tcttaatttg
541 cttttccctt gtgagtcctg catcatttga aaatgtccgt gcaaagtggt atcctgaggt
601 gcggcaccac tgtcccaaca ctcccatcat cctagtggga actaaacttg atcttaggga
661 tgataaagac acgatcgaga aactgaagga gaagaagctg actcccatca cctatccgca
721 gggtctagcc atggctaagg agattggtgc tgtaaaatac ctggagtgct cggcgctcac
781 acagcgaggc ctcaagacag tgtttgacga agcgatccga gcagtcctct gcccgcctcc
841 cgtgaagaag aggaagagaa aatgcctgct gttgtaaatg tctcagcccc tcgttcttgg
901 tcctgtccct tggaaccttt gtacgctttg ctcaaaaaaa aacaaaaaaa aaaaacaaaa
961 aaaaaaaaca acggtggagc cttcgcactc aatgccaact ttttgttaca gattaatttt
1021 tccataaaac cattttttga accaatcagt aattttaagg ttttgtttgt tctaaatgta
1081 agagttcaga ctcacattct attaaaattt agccctaaaa tgacaagcct tcttaaagcc
1141 ttatttttca aaagcgcccc ccccattctt gttcagatta agagttgcca aaataccttc
1201 tgaactacac tgcattgttg tgccgagaac accgagcact gaactttgca aagaccttcg
1261 tctttgagaa gacggtagct tctgcagtta ggaggtgcag acacttgctc tcctatgtag
1321 ttctcagatg cgtaaagcag aacagcctcc cgaatgaagc gttgccattg aactcaccag
1381 tgagttagca gcacgtgttc ccgacataac attgtactgt aatggagtga gcgtagcagc
1441 tcagctcttt ggatcagtct ttgtgatttc atagcgagtt ttctgaccag cttttgcgga
1501 gattttgaac agaactgcta tttcctctaa tgaagaattc tgtttagctg tgggtgtgcc
1561 gggtggggtg tgtgtgatca aaggacaaag acagtatttt gacaaaatac gaagtggaga
1621 tttacactac attgtacaag gaatgaaagt gtcacgggta aaaactctaa aaggttaatt
1681 tctgtcaaat gcagtagatg atgaaagaaa ggttggtatt atcaggaaat gttttcttaa
1741 gcttttcctt tctcttacac ctgccatgcc tccccaaatt gggcatttaa ttcatcttta
1801 aactggttgt tctgttagtc gctaacttag taagtgcttt tcttatagaa ccccttctga
1861 ctgagcaata tgcctccttg tattataaaa tctttctgat aatgcattag aaggtttttt
1921 tgtcgattag taaaagtgct ttccatgtta ctttattcag agctaataag tgctttcctt
1981 agttttctag taactaggtg taaaaatcat gtgttgcagc tttatagttt ttaaaatatt
2041 ttagataatt cttaaactat gaaccttctt aacatcactg tcttgccaga ttaccgacac
2101 tgtcacttga ccaatactga ccctctttac ctcgcccacg cggacacacg cctcctgtag
2161 tcgctttgcc tattgatgtt cctttgggtc tgtgaggttc tgtaaactgt gctagtgctg
2221 acgatgttct gtacaactta actcactggc gagaatacag cgtgggaccc ttcagccact
2281 acaacagaat tttttaaatt gacagttgca gaattgtgga gtgtttttac attgatcttt
2341 tgctaatgca attagcatta tgttttgcat gtatgactta ataaatcctt gaatcata
[0073] RAC1bアミノ酸配列(GenBank登録番号NP_061485.1;配列番号:4):
1 mqaikcvvvg dgavgktcll isyttnafpg eyiptvfdny sanvmvdgkp vnlglwdtag
61 qedydrlrpl sypqtvgety gkditsrgkd kpiadvflic fslvspasfe nvrakwypev
121 rhhcpntpii lvgtkldlrd dkdtieklke kkltpitypq glamakeiga vkylecsalt
181 qrglktvfde airavlcppp vkkrkrkcll l
[0074] RAC2 cDNA核酸配列(GenBank登録番号NM_002872.3;配列番号:5):
1 tgccccacca ccgctgctcc tcagcaggcg cctcaccagc ctccacaccc cttgcgcccg
61 cagaaacgcg cctggccctg agctgtcacc accgacactc tccaggctcc ggacacgatg
121 caggccatca agtgtgtggt ggtgggagat ggggccgtgg gcaagacctg ccttctcatc
181 agctacacca ccaacgcctt tcccggagag tacatcccca ccgtgtttga caactattca
241 gccaatgtga tggtggacag caagccagtg aacctggggc tgtgggacac tgctgggcag
301 gaggactacg accgtctccg gccgctctcc tatccacaga cggacgtctt cctcatctgc
361 ttctccctcg tcagcccagc ctcttatgag aacgtccgcg ccaagtggtt cccagaagtg
421 cggcaccact gccccagcac acccatcatc ctggtgggca ccaagctgga cctgcgggac
481 gacaaggaca ccatcgagaa actgaaggag aagaagctgg ctcccatcac ctacccgcag
541 ggcctggcac tggccaagga gattgactcg gtgaaatacc tggagtgctc agctctcacc
601 cagagaggcc tgaaaaccgt gttcgacgag gccatccggg ccgtgctgtg ccctcagccc
661 acgcggcagc agaagcgcgc ctgcagcctc ctctaggggt tgcaccccag cgctcccacc
721 tagatgggtc tgatcctcca ggatccccac ccaaagcctg atggcacccc ggctggccat
781 gctgtcccct ccctgtggcg tttcttagca gatggctgca gagcttcgtt gatggtcttt
841 tctgtactgg aggcctcctg aggccaggaa cgtgcaaatt tgcaggtgct gcatcccaag
901 cccctcatgc tcctgccttc ctgagggcca gaggggagcc ccaggaccca ttaagccacc
961 cccgtgttcc tgccgtcagt gccaactgcc gcatgtggaa gcatctaccc gttcactcca
1021 gtcccacccc acgcctgact cccctctgga aactgcaggc cagatggttg ctgccacaac
1081 ttgtgtacct tcagggatgg ggctcttact ccctcctgag gccagctgct ctaatatcga
1141 tggtcctgct tgccagagag ttcctctacc cagcaaaaat gagtgtctca gaagtgtgct
1201 cctctggcct cagttctcct cttttggaac aacataaaac aaatttaatt ttctacgcct
1261 ctggggatat ctgctcagcc aatggaaaat ctgggttcaa ccagcccctg ccatttctta
1321 agactttctg ctgcactcac aggatcctga gctgcactta cctgtgagag tcttcaaact
1381 tttaaacctt gccagtcagg acttttgcta ttgcaaatag aaaacccaac tcaacctgct
1441 taagcagaaa ataaatttat tgattcaaaa aaaaaaaaaa aaaaaaaaaa aaaaaaaaaa
1501 aaaaaaaaaa aaaaaa
[0075] RAC2アミノ酸配列(GenBank登録番号NP_002863.1;配列番号:6):
1 mqaikcvvvg dgavgktcll isyttnafpg eyiptvfdny sanvmvdskp vnlglwdtag
61 qedydrlrpl sypqtdvfli cfslvspasy envrakwfpe vrhhcpstpi ilvgtkldlr
121 ddkdtieklk ekklapityp qglalakeid svkylecsal tqrglktvfd eairavlcpq
181 ptrqqkracs ll
[0076] RAC3 cDNA核酸配列(GenBank登録番号NM_005052.2;配列番号:7):
1 tgtctccggc cgatcgctcg gcgctcgggt ccgcggccgc tgcggcgccg ggcatttctc
61 cgcagctcgg ctcgcggccg cgcccgccgc cgcccggccc gcgcccatgc aggccatcaa
121 gtgcgtggtg gtcggcgacg gcgccgtggg gaagacatgc ttgctgatca gctacacgac
181 caacgccttc cccggagagt acatccccac cgtttttgac aactactctg ccaacgtgat
241 ggtggacggg aaaccagtca acttggggct gtgggacaca gcgggtcagg aggactacga
301 tcggctgcgg ccactctcct acccccaaac tgacgtcttt ctgatctgct tctctctggt
361 gagcccggcc tccttcgaga atgttcgtgc caagtggtac ccggaggtgc ggcaccactg
421 cccccacacg cccatcctcc tggtgggcac caagctggac ctccgcgacg acaaggacac
481 cattgagcgg ctgcgggaca agaagctggc acccatcacc tacccacagg gcctggccat
541 ggcccgggag attggctctg tgaaatacct ggagtgctca gccctgaccc agcggggcct
601 gaagacagtg tttgacgagg cgatccgcgc ggtgctctgc ccgcccccag tgaagaagcc
661 ggggaagaag tgcaccgtct tctagagccc tggcccaccc gagcctgagg gctggcgggg
721 agcagccctg gacgtgtccg ctgttgtgtt gagacgtgtg gtgtccctga gtcggctgtg
781 gggagcggtg ggggtgggcc ggggggaagc atggggatga ggctgggtgg caggatcctg
841 tcctctctgc cgcctcattc tggggtgtgg ctccagcctt ccctggcccc cgccggaggc
901 cgggagggag cagggtctcc ctcagggctg caggggcagg tgcagggaag ccccaggatg
961 ggcttccctg gagggggagg gtggggggga gttctgttcc ttgtgccccg aggtggggca
1021 gccccttctc attttataca ataaacattc tccacctaca aaaaaaaaaa aaaaaaa
[0077] RAC3アミノ酸配列(GenBank登録番号NP_005043.1;配列番号:8):
1 mqaikcvvvg dgavgktcll isyttnafpg eyiptvfdny sanvmvdgkp vnlglwdtag
61 qedydrlrpl sypqtdvfli cfslvspasf envrakwype vrhhcphtpi llvgtkldlr
121 ddkdtierlr dkklapityp qglamareig svkylecsal tqrglktvfd eairavlcpp
181 pvkkpgkkct vf
[0078] PAK1転写変異型1cDNA核酸配列(GenBank登録番号NM_001128620.1;配列番号:9):
1 atgtcaaata acggcctaga cattcaagac aaacccccag cccctccgat gagaaatacc
61 agcactatga ttggagccgg cagcaaagat gctggaaccc taaaccatgg ttctaaacct
121 ctgcctccaa acccagagga gaagaaaaag aaggaccgat tttaccgatc cattttacct
181 ggagataaaa caaataaaaa gaaagagaaa gagcggccag agatttctct cccttcagat
241 tttgaacaca caattcatgt cggttttgat gctgtcacag gggagtttac gggaatgcca
301 gagcagtggg cccgcttgct tcagacatca aatatcacta agtcggagca gaagaaaaac
361 ccgcaggctg ttctggatgt gttggagttt tacaactcga agaagacatc caacagccag
421 aaatacatga gctttacaga taagtcagct gaggattaca attcttctaa tgccttgaat
481 gtgaaggctg tgtctgagac tcctgcagtg ccaccagttt cagaagatga ggatgatgat
541 gatgatgatg ctaccccacc accagtgatt gctccacgcc cagagcacac aaaatctgta
601 tacacacggt ctgtgattga accacttcct gtcactccaa ctcgggacgt ggctacatct
661 cccatttcac ctactgaaaa taacaccact ccaccagatg ctttgacccg gaatactgag
721 aagcagaaga agaagcctaa aatgtctgat gaggagatct tggagaaatt acgaagcata
781 gtgagtgtgg gcgatcctaa gaagaaatat acacggtttg agaagattgg acaaggtgct
841 tcaggcaccg tgtacacagc aatggatgtg gccacaggac aggaggtggc cattaagcag
901 atgaatcttc agcagcagcc caagaaagag ctgattatta atgagatcct ggtcatgagg
961 gaaaacaaga acccaaacat tgtgaattac ttggacagtt acctcgtggg agatgagctg
1021 tgggttgtta tggaatactt ggctggaggc tccttgacag atgtggtgac agaaacttgc
1081 atggatgaag gccaaattgc agctgtgtgc cgtgagtgtc tgcaggctct ggagttcttg
1141 cattcgaacc aggtcattca cagagacatc aagagtgaca atattctgtt gggaatggat
1201 ggctctgtca agctaactga ctttggattc tgtgcacaga taaccccaga gcagagcaaa
1261 cggagcacca tggtaggaac cccatactgg atggcaccag aggttgtgac acgaaaggcc
1321 tatgggccca aggttgacat ctggtccctg ggcatcatgg ccatcgaaat gattgaaggg
1381 gagcctccat acctcaatga aaaccctctg agagccttgt acctcattgc caccaatggg
1441 accccagaac ttcagaaccc agagaagctg tcagctatct tccgggactt tctgaaccgc
1501 tgtctcgaga tggatgtgga gaagagaggt tcagctaaag agctgctaca ggtgagaaaa
1561 ctgaggtttc aagtgtttag taacttttcc atgatagctg catcaattcc tgaagattgc
1621 caagcccctc tccagcctca ctccactgat tgctgcagct aa
[0079] PAK1イソ型1アミノ酸配列(GenBank登録番号NP_001122092.1;配列番号:10):
1 msnngldiqd kppappmrnt stmigagskd agtlnhgskp lppnpeekkk kdrfyrsilp
61 gdktnkkkek erpeislpsd fehtihvgfd avtgeftgmp eqwarllqts nitkseqkkn
121 pqavldvlef ynskktsnsq kymsftdksa edynssnaln vkavsetpav ppvsededdd
181 dddatpppvi aprpehtksv ytrsvieplp vtptrdvats pisptenntt ppdaltrnte
241 kqkkkpkmsd eeileklrsi vsvgdpkkky trfekigqga sgtvytamdv atgqevaikq
301 mnlqqqpkke liineilvmr enknpnivny ldsylvgdel wvvmeylagg sltdvvtetc
361 mdegqiaavc reclqalefl hsnqvihrdi ksdnillgmd gsvkltdfgf caqitpeqsk
421 rstmvgtpyw mapevvtrka ygpkvdiwsl gimaiemieg eppylnenpl ralyliatng
481 tpelqnpekl saifrdflnr clemdvekrg sakellqvrk lrfqvfsnfs miaasipedc
541 qaplqphstd ccs
[0080] PAK1転写変異型2cDNA核酸配列(GenBank登録番号NM_002576.4:配列番号:11):
1 atgtcaaata acggcctaga cattcaagac aaacccccag cccctccgat gagaaatacc
61 agcactatga ttggagccgg cagcaaagat gctggaaccc taaaccatgg ttctaaacct
121 ctgcctccaa acccagagga gaagaaaaag aaggaccgat tttaccgatc cattttacct
181 ggagataaaa caaataaaaa gaaagagaaa gagcggccag agatttctct cccttcagat
241 tttgaacaca caattcatgt cggttttgat gctgtcacag gggagtttac gggaatgcca
301 gagcagtggg cccgcttgct tcagacatca aatatcacta agtcggagca gaagaaaaac
361 ccgcaggctg ttctggatgt gttggagttt tacaactcga agaagacatc caacagccag
421 aaatacatga gctttacaga taagtcagct gaggattaca attcttctaa tgccttgaat
481 gtgaaggctg tgtctgagac tcctgcagtg ccaccagttt cagaagatga ggatgatgat
541 gatgatgatg ctaccccacc accagtgatt gctccacgcc cagagcacac aaaatctgta
601 tacacacggt ctgtgattga accacttcct gtcactccaa ctcgggacgt ggctacatct
661 cccatttcac ctactgaaaa taacaccact ccaccagatg ctttgacccg gaatactgag
721 aagcagaaga agaagcctaa aatgtctgat gaggagatct tggagaaatt acgaagcata
781 gtgagtgtgg gcgatcctaa gaagaaatat acacggtttg agaagattgg acaaggtgct
841 tcaggcaccg tgtacacagc aatggatgtg gccacaggac aggaggtggc cattaagcag
901 atgaatcttc agcagcagcc caagaaagag ctgattatta atgagatcct ggtcatgagg
961 gaaaacaaga acccaaacat tgtgaattac ttggacagtt acctcgtggg agatgagctg
1021 tgggttgtta tggaatactt ggctggaggc tccttgacag atgtggtgac agaaacttgc
1081 atggatgaag gccaaattgc agctgtgtgc cgtgagtgtc tgcaggctct ggagttcttg
1141 cattcgaacc aggtcattca cagagacatc aagagtgaca atattctgtt gggaatggat
1201 ggctctgtca agctaactga ctttggattc tgtgcacaga taaccccaga gcagagcaaa
1261 cggagcacca tggtaggaac cccatactgg atggcaccag aggttgtgac acgaaaggcc
1321 tatgggccca aggttgacat ctggtccctg ggcatcatgg ccatcgaaat gattgaaggg
1381 gagcctccat acctcaatga aaaccctctg agagccttgt acctcattgc caccaatggg
1441 accccagaac ttcagaaccc agagaagctg tcagctatct tccgggactt tctgaaccgc
1501 tgtctcgaga tggatgtgga gaagagaggt tcagctaaag agctgctaca gcatcaattc
1561 ctgaagattg ccaagcccct ctccagcctc actccactga ttgctgcagc taaggaggca
1621 acaaagaaca atcactaa
[0081] PAK1イソ型2アミノ酸配列(GenBank登録番号NP_002567.3;配列番号:12):
1 msnngldiqd kppappmrnt stmigagskd agtlnhgskp lppnpeekkk kdrfyrsilp
61 gdktnkkkek erpeislpsd fehtihvgfd avtgeftgmp eqwarllqts nitkseqkkn
121 pqavldvlef ynskktsnsq kymsftdksa edynssnaln vkavsetpav ppvsededdd
181 dddatpppvi aprpehtksv ytrsvieplp vtptrdvats pisptenntt ppdaltrnte
241 kqkkkpkmsd eeileklrsi vsvgdpkkky trfekigqga sgtvytamdv atgqevaikq
301 mnlqqqpkke liineilvmr enknpnivny ldsylvgdel wvvmeylagg sltdvvtetc
361 mdegqiaavc reclqalefl hsnqvihrdi ksdnillgmd gsvkltdfgf caqitpeqsk
421 rstmvgtpyw mapevvtrka ygpkvdiwsl gimaiemieg eppylnenpl ralyliatng
481 tpelqnpekl saifrdflnr clemdvekrg sakellqhqf lkiakplssl tpliaaakea
541 tknnh
[0082] ROCK1 cDNA核酸配列(GenBank登録番号NM_005406.2;配列番号:13):
1 atgtcgactg gggacagttt tgagactcga tttgaaaaaa tggacaacct gctgcgggat
61 cccaaatcgg aagtgaattc ggattgtttg ctggatggat tggatgcttt ggtatatgat
121 ttggattttc ctgccttaag aaaaaacaaa aatattgaca actttttaag cagatataaa
181 gacacaataa ataaaatcag agatttacga atgaaagctg aagattatga agtagtgaag
241 gtgattggta gaggtgcatt tggagaagtt caattggtaa ggcataaatc caccaggaag
301 gtatatgcta tgaagcttct cagcaaattt gaaatgataa agagatctga ttctgctttt
361 ttctgggaag aaagggacat catggctttt gccaacagtc cttgggttgt tcagcttttt
421 tatgcattcc aagatgatcg ttatctctac atggtgatgg aatacatgcc tggtggagat
481 cttgtaaact taatgagcaa ctatgatgtg cctgaaaaat gggcacgatt ctatactgca
541 gaagtagttc ttgcattgga tgcaatccat tccatgggtt ttattcacag agatgtgaag
601 cctgataaca tgctgctgga taaatctgga catttgaagt tagcagattt tggtacttgt
661 atgaagatga ataaggaagg catggtacga tgtgatacag cggttggaac acctgattat
721 atttcccctg aagtattaaa atcccaaggt ggtgatggtt attatggaag agaatgtgac
781 tggtggtcgg ttggggtatt tttatacgaa atgcttgtag gtgatacacc tttttatgca
841 gattctttgg ttggaactta cagtaaaatt atgaaccata aaaattcact tacctttcct
901 gatgataatg acatatcaaa agaagcaaaa aaccttattt gtgccttcct tactgacagg
961 gaagtgaggt tagggcgaaa tggtgtagaa gaaatcaaac gacatctctt cttcaaaaat
1021 gaccagtggg cttgggaaac gctccgagac actgtagcac cagttgtacc cgatttaagt
1081 agtgacattg atactagtaa ttttgatgac ttggaagaag ataaaggaga ggaagaaaca
1141 ttccctattc ctaaagcttt cgttggcaat caactacctt ttgtaggatt tacatattat
1201 agcaatcgta gatacttatc ttcagcaaat cctaatgata acagaactag ctccaatgca
1261 gataaaagct tgcaggaaag tttgcaaaaa acaatctata agctggaaga acagctgcat
1321 aatgaaatgc agttaaaaga tgaaatggag cagaagtgca gaacctcaaa cataaaacta
1381 gacaagataa tgaaagaatt ggatgaagag ggaaatcaaa gaagaaatct agaatctaca
1441 gtgtctcaga ttgagaagga gaaaatgttg ctacagcata gaattaatga gtaccaaaga
1501 aaagctgaac aggaaaatga gaagagaaga aatgtagaaa atgaagtttc tacattaaag
1561 gatcagttgg aagacttaaa gaaagtcagt cagaattcac agcttgctaa tgagaagctg
1621 tcccagttac aaaagcagct agaagaagcc aatgacttac ttaggacaga atcggacaca
1681 gctgtaagat tgaggaagag tcacacagag atgagcaagt caattagtca gttagagtcc
1741 ctgaacagag agttgcaaga gagaaatcga attttagaga attctaagtc acaaacagac
1801 aaagattatt accagctgca agctatatta gaagctgaac gaagagacag aggtcatgat
1861 tctgagatga ttggagacct tcaagctcga attacatctt tacaagagga ggtgaagcat
1921 ctcaaacata atctcgaaaa agtggaagga gaaagaaaag aggctcaaga catgcttaat
1981 cactcagaaa aggaaaagaa taatttagag atagatttaa actacaaact taaatcatta
2041 caacaacggt tagaacaaga ggtaaatgaa cacaaagtaa ccaaagctcg tttaactgac
2101 aaacatcaat ctattgaaga ggcaaagtct gtggcaatgt gtgagatgga aaaaaagctg
2161 aaagaagaaa gagaagctcg agagaaggct gaaaatcggg ttgttcagat tgagaaacag
2221 tgttccatgc tagacgttga tctgaagcaa tctcagcaga aactagaaca tttgactgga
2281 aataaagaaa ggatggagga tgaagttaag aatctaaccc tgcaactgga gcaggaatca
2341 aataagcggc tgttgttaca aaatgaattg aagactcaag catttgaggc agacaattta
2401 aaaggtttag aaaagcagat gaaacaggaa ataaatactt tattggaagc aaagagatta
2461 ttagaatttg agttagctca gcttacgaaa cagtatagag gaaatgaagg acagatgcgg
2521 gagctacaag atcagcttga agctgagcaa tatttctcga cactttataa aacccaggta
2581 aaggaactta aagaagaaat tgaagaaaaa aacagagaaa atttaaagaa aatacaggaa
2641 ctacaaaatg aaaaagaaac tcttgctact cagttggatc tagcagaaac aaaagctgag
2701 tctgagcagt tggcgcgagg ccttctggaa gaacagtatt ttgaattgac gcaagaaagc
2761 aagaaagctg cttcaagaaa tagacaagag attacagata aagatcacac tgttagtcgg
2821 cttgaagaag caaacagcat gctaaccaaa gatattgaaa tattaagaag agagaatgaa
2881 gagctaacag agaaaatgaa gaaggcagag gaagaatata aactggagaa ggaggaggag
2941 atcagtaatc ttaaggctgc ctttgaaaag aatatcaaca ctgaacgaac ccttaaaaca
3001 caggctgtta acaaattggc agaaataatg aatcgaaaag attttaaaat tgatagaaag
3061 aaagctaata cacaagattt gagaaagaaa gaaaaggaaa atcgaaagct gcaactggaa
3121 ctcaaccaag aaagagagaa attcaaccag atggtagtga aacatcagaa ggaactgaat
3181 gacatgcaag cgcaattggt agaagaatgt gcacatagga atgagcttca gatgcagttg
3241 gccagcaaag agagtgatat tgagcaattg cgtgctaaac ttttggacct ctcggattct
3301 acaagtgttg ctagttttcc tagtgctgat gaaactgatg gtaacctccc agagtcaaga
3361 attgaaggtt ggctttcagt accaaataga ggaaatatca aacgatatgg ctggaagaaa
3421 cagtatgttg tggtaagcag caaaaaaatt ttgttctata atgacgaaca agataaggag
3481 caatccaatc catctatggt attggacata gataaactgt ttcacgttag acctgtaacc
3541 caaggagatg tgtatagagc tgaaactgaa gaaattccta aaatattcca gatactatat
3601 gcaaatgaag gtgaatgtag aaaagatgta gagatggaac cagtacaaca agctgaaaaa
3661 actaatttcc aaaatcacaa aggccatgag tttattccta cactctacca ctttcctgcc
3721 aattgtgatg cctgtgccaa acctctctgg catgttttta agccaccccc tgccctagag
3781 tgtcgaagat gccatgttaa gtgccacaga gatcacttag ataagaaaga ggacttaatt
3841 tgtccatgta aagtaagtta tgatgtaaca tcagcaagag atatgctgct gttagcatgt
3901 tctcaggatg aacaaaaaaa atgggtaact catttagtaa agaaaatccc taagaatcca
3961 ccatctggtt ttgttcgtgc ttcccctcga acgctttcta caagatccac tgcaaatcag
4021 tctttccgga aagtggtcaa aaatacatct ggaaaaacta gttaa
[0083] ROCK1アミノ酸配列(GenBank登録番号NP_005397.1;配列番号:14):
1 mstgdsfetr fekmdnllrd pksevnsdcl ldgldalvyd ldfpalrknk nidnflsryk
61 dtinkirdlr mkaedyevvk vigrgafgev qlvrhkstrk vyamkllskf emikrsdsaf
121 fweerdimaf anspwvvqlf yafqddryly mvmeympggd lvnlmsnydv pekwarfyta
181 evvlaldaih smgfihrdvk pdnmlldksg hlkladfgtc mkmnkegmvr cdtavgtpdy
241 ispevlksqg gdgyygrecd wwsvgvflye mLvgdtpfya dslvgtyski mnhknsltfp
301 ddndiskeak nlicafltdr evrlgrngve eikrhlffkn dqwawetlrd tvapvvpdls
361 sdidtsnfdd leedkgeeet fpipkafvgn qlpfvgftyy snrrylssan pndnrtssna
421 dkslqeslqk tiykleeqlh nemqlkdeme qkcrtsnikl dkimkeldee gnqrrnlest
481 vsqiekekml lqhrineyqr kaeqenekrr nvenevstlk dqledlkkvs qnsqlanekl
541 sqlqkqleea ndllrtesdt avrlrkshte msksisqles lnrelqernr ilensksqtd
601 kdyyqlqail eaerrdrghd semigdlqar itslqeevkh lkhnlekveg erkeaqdmln
661 hsekeknnle idlnyklksl qqrleqevne hkvtkarltd khqsieeaks vamcemekkl
721 keereareka enrvvqiekq csmldvdlkq sqqklehltg nkermedevk nltlqleqes
781 nkrlllqnel ktqafeadnl kglekqmkqe intlleakrl lefelaqltk qyrgnegqmr
841 elqdqleaeq yfstlyktqv kelkeeieek nrenlkkiqe lqneketlat qldlaetkae
901 seqlarglle eqyfeltqes kkaasrnrqe itdkdhtvsr leeansmltk dieilrrene
961 eltekmkkae eeyklekeee isnlkaafek nintertlkt qavnklaeim nrkdfkidrk
1021 kantqdlrkk ekenrklqle lnqerekfnq mvvkhqkeln dmqaqlveec ahrnelqmql
1081 askesdieql raklldlsds tsvasfpsad etdgnlpesr iegwlsvpnr gnikrygwkk
1141 qyvvvsskki lfyndeqdke qsnpsmvldi dklfhvrpvt qgdvyraete eipkifqily
1201 anegecrkdv emepvqqaek tnfqnhkghe fiptlyhfpa ncdacakplw hvfkpppale
1261 crrchvkchr dhldkkedli cpckvsydvt sardmlllac sqdeqkkwvt hlvkkipknp
1321 psgfvraspr tlstrstanq sfrkvvknts gkts
[0084] ROCK2 cDNA核酸配列(GenBank登録番号NM_004850.3;配列番号:15):
1 atgagccggc ccccgccgac ggggaaaatg cccggcgccc ccgagaccgc gccgggggac
61 ggggcaggcg cgagccgcca gaggaagctg gaggcgctga tccgagaccc tcgctccccc
121 atcaacgtgg agagcttgct ggatggctta aattccttgg tccttgattt agattttcct
181 gctttgagga aaaacaagaa catagataat ttcttaaata gatatgagaa aattgtgaaa
241 aaaatcagag gtctacagat gaaggcagaa gactatgatg ttgtaaaagt tattggaaga
301 ggtgcttttg gtgaagtgca gttggttcgt cacaaggcat cgcagaaggt ttatgctatg
361 aagcttctta gtaagtttga aatgataaaa agatcagatt ctgccttttt ttgggaagaa
421 agagatatta tggcctttgc caatagcccc tgggtggttc agctttttta tgcctttcaa
481 gatgataggt atctgtacat ggtaatggag tacatgcctg gtggagacct tgtaaacctt
541 atgagtaatt atgatgtgcc tgaaaaatgg gccaaatttt acactgctga agttgttctt
601 gctctggatg caatacactc catgggttta atacacagag atgtgaagcc tgacaacatg
661 ctcttggata aacatggaca tctaaaatta gcagattttg gcacgtgtat gaagatggat
721 gaaacaggca tggtacattg tgatacagca gttggaacac cggattatat atcacctgag
781 gttctgaaat cacaaggggg tgatggtttc tatgggcgag aatgtgattg gtggtctgta
841 ggtgttttcc tttatgagat gctagtgggg gatactccat tttatgcgga ttcacttgta
901 ggaacatata gcaaaattat ggatcataag aattcactgt gtttccctga agatgcagaa
961 atttccaaac atgcaaagaa tctcatctgt gctttcttaa cagataggga ggtacgactt
1021 gggagaaatg gggtggaaga aatcagacag catcctttct ttaagaatga tcagtggcat
1081 tgggataaca taagagaaac ggcagctcct gtagtacctg aactcagcag tgacatagac
1141 agcagcaatt tcgatgacat tgaagatgac aaaggagatg tagaaacctt cccaattcct
1201 aaagcttttg ttggaaatca gctgcctttc atcggattta cctactatag agaaaattta
1261 ttattaagtg actctccatc ttgtagagaa actgattcca tacaatcaag gaaaaatgaa
1321 gaaagtcaag agattcagaa aaaactgtat acattagaag aacatcttag caatgagatg
1381 caagccaaag aggaactgga acagaagtgc aaatctgtta atactcgcct agaaaaaaca
1441 gcaaaggagc tagaagagga gattacctta cggaaaagtg tggaatcagc attaagacag
1501 ttagaaagag aaaaggcgct tcttcagcac aaaaatgcag aatatcagag gaaagctgat
1561 catgaagcag acaaaaaacg aaatttggaa aatgatgtta acagcttaaa agatcaactt
1621 gaagatttga aaaaaagaaa tcaaaactct caaatatcca ctgagaaagt gaatcaactc
1681 cagagacaac tggatgaaac caatgcttta ctgcgaacag agtctgatac tgcagcccgg
1741 ttaaggaaaa cccaggcaga aagttcaaaa cagattcagc agctggaatc taacaataga
1801 gatctacaag ataaaaactg cctgctggag actgccaagt taaaacttga aaaggaattt
1861 atcaatcttc agtcagctct agaatctgaa aggagggatc gaacccatgg atcagagata
1921 attaatgatt tacaaggtag aatatgtggc ctagaagaag atttaaagaa cggcaaaatc
1981 ttactagcga aagtagaact ggagaagaga caacttcagg agagatttac tgatttggaa
2041 aaggaaaaaa gcaacatgga aatagatatg acataccaac taaaagttat acagcagagc
2101 ctagaacaag aagaagctga acataaggcc acaaaggcac gactagcaga taaaaataag
2161 atctatgagt ccatcgaaga agccaaatca gaagccatga aagaaatgga gaagaagctc
2221 ttggaggaaa gaactttaaa acagaaagtg gagaacctat tgctagaagc tgagaaaaga
2281 tgttctctat tagactgtga cctcaaacag tcacagcaga aaataaatga gctccttaaa
2341 cagaaagatg tgctaaatga ggatgttaga aacctgacat taaaaataga gcaagaaact
2401 cagaagcgct gccttacaca aaatgacctg aagatgcaaa cacaacaggt taacacacta
2461 aaaatgtcag aaaagcagtt aaagcaagaa aataaccatc tcatggaaat gaaaatgaac
2521 ttggaaaaac aaaatgctga acttcgaaaa gaacgtcagg atgcagatgg gcaaatgaaa
2581 gagctccagg atcagctcga agcagaacag tatttctcaa ccctttataa aacacaagtt
2641 agggagctta aagaagaatg tgaagaaaag accaaacttg gtaaagaatt gcagcagaag
2701 aaacaggaat tacaggatga acgggactct ttggctgccc aactggagat caccttgacc
2761 aaagcagatt ctgagcaact ggctcgttca attgctgaag aacaatattc tgatttggaa
2821 aaagagaaga tcatgaaaga gctggagatc aaagagatga tggctagaca caaacaggaa
2881 cttacggaaa aagatgctac aattgcttct cttgaggaaa ctaataggac actaactagt
2941 gatgttgcca atcttgcaaa tgagaaagaa gaattaaata acaaattgaa agatgttcaa
3001 gagcaactgt caagattgaa agatgaagaa ataagcgcag cagctattaa agcacagttt
3061 gagaagcagc tattaacaga aagaacactc aaaactcaag ctgtgaataa gttggctgag
3121 atcatgaatc gaaaagaacc tgtcaagcgt ggtaatgaca cagatgtgcg gagaaaagag
3181 aaggagaata gaaagctaca tatggagctt aaatctgaac gtgagaaatt gacccagcag
3241 atgatcaagt atcagaaaga actgaatgaa atgcaggcac aaatagctga agagagccag
3301 attcgaattg aactgcagat gacattggac agtaaagaca gtgacattga gcagctgcgg
3361 tcacaactcc aagccttgca tattggtctg gatagttcca gtataggcag tggaccaggg
3421 gatgctgagg cagatgatgg gtttccagaa tcaagattag aaggatggct ttcattgcct
3481 gtacgaaaca acactaagaa atttggatgg gttaaaaagt atgtgattgt aagcagtaag
3541 aagattcttt tctatgacag tgaacaagat aaagaacaat ccaatcctta catggtttta
3601 gatatagaca agttatttca tgtccgacca gttacacaga cagatgtgta tagagcagat
3661 gctaaagaaa ttccaaggat attccagatt ctgtatgcca atgaaggaga aagtaagaag
3721 gaacaagaat ttccagtgga gccagttgga gaaaaatcta attatatttg ccacaaggga
3781 catgagttta ttcctactct ttatcatttc ccaaccaact gtgaggcttg tatgaagccc
3841 ctgtggcaca tgtttaagcc tcctcctgct ttggagtgcc gccgttgcca tattaagtgt
3901 cataaagatc atatggacaa aaaggaggag attatagcac cttgcaaagt atattatgat
3961 atttcaacgg caaagaatct gttattacta gcaaattcta cagaagagca gcagaagtgg
4021 gttagtcggt tggtgaaaaa gatacctaaa aagcccccag ctccagaccc ttttgcccga
4081 tcatctccta gaacttcaat gaagatacag caaaaccagt ctattagacg gccaagtcga
4141 cagcttgccc caaacaaacc tagctaa
[0085] ROCK2アミノ酸配列(GenBank登録番号NP_004841.2;配列番号:16):
1 msrppptgkm pgapetapgd gagasrqrkl ealirdprsp inveslldgl nslvldldfp
61 alrknknidn flnryekivk kirglqmkae dydvvkvigr gafgevqlvr hkasqkvyam
121 kllskfemik rsdsaffwee rdimafansp wvvqlfyafq ddrylymvme ympggdlvnl
181 msnydvpekw akfytaevvl aldaihsmgl ihrdvkpdnm lldkhghlkl adfgtcmkmd
241 etgmvhcdta vgtpdyispe vlksqggdgf ygrecdwwsv gvflyemlvg dtpfyadslv
301 gtyskimdhk nslcfpedae iskhaknlic afltdrevrl grngveeirq hpffkndqwh
361 wdniretaap vvpelssdid ssnfddiedd kgdvetfpip kafvgnqlpf igftyyrenl
421 llsdspscre tdsiqsrkne esqeiqkkly tleehlsnem qakeeleqkc ksvntrlekt
481 akeleeeitl rksvesalrq lerekallqh knaeyqrkad headkkrnle ndvnslkdql
541 edlkkrnqns qistekvnql qrqldetnal lrtesdtaar lrktqaessk qiqqlesnnr
601 dlqdknclle taklklekef inlqsalese rrdrthgsei indlqgricg leedlkngki
661 llakvelekr qlqerftdle keksnmeidm tyqlkviqqs leqeeaehka tkarladknk
721 iyesieeaks eamkemekkl leertlkqkv enllleaekr cslldcdlkq sqqkinellk
781 qkdvlnedvr nltlkieqet qkrcltqndl kmqtqqvntl kmsekqlkqe nnhlmemkmn
841 lekqnaelrk erqdadgqmk elqdqleaeq yfstlyktqv relkeeceek tklgkelqqk
901 kqelqderds laaqleitlt kadseqlars iaeeqysdle kekimkelei kemmarhkqe
961 ltekdatias leetnrtlts dvanlaneke elnnklkdvq eqlsrlkdee isaaaikaqf
1021 ekqlltertl ktqavnklae imnrkepvkr gndtdvrrke kenrklhmel kserekltqq
1081 mikyqkelne mqaqiaeesq irielqmtld skdsdieqlr sqlqalhigl dsssigsgpg
1141 daeaddgfpe srlegwlslp vrnntkkfgw vkkyvivssk kilfydseqd keqsnpymvl
1201 didklfhvrp vtqtdvyrad akeiprifqi lyanegeskk eqefpvepvg eksnyichkg
1261 hefiptlyhf ptnceacmkp lwhmfkpppa lecrrchikc hkdhmdkkee iiapckvyyd
1321 istaknllll ansteeqqkw vsrlvkkipk kppapdpfar ssprtsmkiq qnqsirrpsr
1381 qlapnkps
[0086]II.組成物及び薬剤
本発明の組成物及び薬剤は、癌及びその癌のサブタイプの診断、予後の判定、予防、及び治療で使用するために提供される。かかる組成物及び薬剤は、本明細書で列挙又は記述した本発明のバイオマーカーによってコードされる遺伝子産物又はそのフラグメントの発現及び/又は活性を検出及び/又は調節、例えば上方制御又は下方制御することができる。例示的薬剤には、本明細書で列挙又は記述したバイオマーカー、又はそのフラグメントなど、本発明のタンパク質バイオマーカーを結合及び/又は活性化若しくは阻害することができる抗体、低分子化合物、ペプチド、ペプチドミメティクス、天然配位子、及び天然配位子の誘導体、及び本明細書で列挙又は記述したバイオマーカー、又はそのフラグメントなど、本発明のバイオマーカーの発現及び/又は活性を下方制御することができるRNA干渉分子、アンチセンス分子、核酸アプタマなどのような核酸分子が含まれる。
[0087] 一実施形態では、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカー、又はその生物学的活性部分と特異的にハイブリダイゼーションするか、それを特異的にコードする単離核酸分子が提供される。本明細書で使用される「核酸分子」という用語は、DNA分子(すなわちcDNA又はゲノムDNA)及びRNA分子(すなわちmRNA)、及びヌクレオチド類似体を使用して生成されるDNA又はRNAの類似体を含むものとする。核酸分子は、1本鎖又は2本鎖でよいが、2本鎖DNAであることが好ましい。「単離」核酸分子は、核酸の天然源に存在する他の核酸分子から分離されている核酸分子である。「単離」核酸には、核酸が由来する生体のゲノムDNA中の核酸に対して自然ではその側面に位置する配列(すなわち、核酸の5’末端及び3’末端に位置する配列)がないことが好ましい。例えば、様々な実施形態では、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーに対応する単離核酸分子は、核酸が由来する細胞(すなわち白血病細胞)のゲノムDNA中で核酸分子に対して自然ではその側面に位置するヌクレオチド配列を約5kb、4kb、3kb、2kb、1kb、0.5kb又は0.1kb未満含むことができる。さらに、cDNA又分子のような「単離」核酸分子には、他の細胞材料、又は組み換え技術によって産生された場合は培養基、又は化学的に合成された場合は化学前駆体又は他の化学物質が実質的にないことがある。
[0088] 本発明の核酸分子、例えば本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーのヌクレオチド配列、又は本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカー又はその一部のヌクレオチド配列(すなわち、100、200、300、400、450、500個又はそれ以上のヌクレオチド)と少なくとも約50%、好ましくは少なくとも約60%、さらに好ましくは少なくとも約70%、さらに好ましくは少なくとも約80%、さらに好ましくは少なくとも約90%、最も好ましくは少なくとも約95%以上(例えば約98%)相同であるヌクレオチド配列を有する核酸分子は、標準的な分子生物学技術及び本明細書で提供する配列情報を使用して単離することができる。幾つかの実施形態では、核酸配列は、1,2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15個又はそれ以下のアミノ酸の変化を除き、野生型バイオマーカータンパク質をコードする。例えば、ヒトcDNAは、ハイブリダイゼーションプローブ及び標準的なハイブリダイゼーション技術として(すなわち、Sambrook, J., Fritsh、E. F.、及びManiatis, T.のMolecular Cloning: A Laboratory Manual第2版(Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, 1989)に記載されているように)核酸分子又はそのフラグメントの全体又は一部を使用し、(Stratagene(カリフォルニア州ラホーラ)又はClontech(カリフォルニア州パロアルト)からの)ヒト細胞系列から単離することができる。さらに、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーのヌクレオチド配列、又はヌクレオチド配列又はそのフラグメントに少なくとも約50%、好ましくは少なくとも約60%、さらに好ましくは少なくとも約70%、さらに好ましくは少なくとも約80%、さらに好ましくは少なくとも約90%、最も好ましくは少なくとも約95%以上相同であるヌクレオチド配列の全体又は一部を含む核酸分子は、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーの配列、又はそのフラグメント、又は相同ヌクレオチド配列に基づいてデザインされたオリゴヌクレオチドプライマーを使用して、ポリメラーゼ鎖反応によって単離することができる。例えば、mRNAは筋肉細胞から(すなわち、Chirgwin他 (1979)、Biochemistry 18: 5294-5299のグアニジンチオシアネート抽出手順によって)単離することができ、cDNAは、逆転写酵素(すなわち、Gibco/BRL(メリーランド州ベセスダ)から入手可能なMoloney MLV逆転写酵素、又はSeikagaku America, Inc.(フロリダ州セントピータースバーグ)から入手可能なAMV逆転写酵素)を使用して調製することができる。PCR増幅のための合成オリゴヌクレオチドプライマーは、当技術分野で周知の方法によりデザインすることができる。本発明の核酸は、テンプレート及び適切なオリゴヌクレオチドプライマーとしてcDNA、又は代替的にゲノムDNAを使用して、標準的なPCR増幅技術に従って増幅することができる。このように増幅した核酸は、適切なベクターにクローン化し、DNA配列分析によって特徴付けることができる。さらに、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーのヌクレオチド配列に対応するオリゴヌクレオチドは、標準的な合成技術によって、すなわち自動化DNAシンセサイザを使用して調製することができる。
[0089] 本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーのヌクレオチド配列に基づくプローブを使用して、同じ又は相同タンパク質をコードする転写物又はゲノム配列を検出することができる。好ましい実施形態では、プローブは自身に結合した標識群をさらに含む。すなわち、標識群は放射性同位体、蛍光化合物、酵素、又は酵素補因子でよい。かかるプローブは、例えば対象からの細胞サンプルの核酸レベルを測定する、すなわち本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーのmRNAレベルを検出することによって、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーを発現する細胞又は組織を同定する診断試験キットの一部として使用することができる。
[0090] 本明細書で列挙又は記述した様々な種からの1つ又は複数のバイオマーカーに対応するタンパク質をコードする核酸分子も想定される。例えば、ラット又はサルのcDNAはヒト及び/又はマウスの配列のヌクレオチド配列に基づいて同定することができ、かかる配列は当技術分野で周知である。一実施形態では、本発明の核酸分子は、タンパク質、又は本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーのアミノ酸配列に十分相同であるアミノ酸配列を含むその一部をコードし、したがってタンパク質又はその一部は以下の生物学的活性のうち1つ又は複数を調節(例えば強化)する。すなわち、a)バイオマーカーとの結合、b)バイオマーカーのコピー数の調節、c)バイオマーカーの発現レベルの調節、及びd)バイオマーカーの活性レベルの調節である。
[0091] 幾つかの実施形態では、本明細書で記述する本発明のバイオマーカー(例えば変異体RACタンパク質又はそれをコードする核酸分子)はさらに、構造的に活性かつ発癌性になる能力を有すると定義される。「構造的に活性」のポリペプチドとは、一定の活性発現(例えば通常は対応する野生型ポリペプチドで制御される活性の非制御発現)を示すポリペプチドである。「発癌性」ポリペプチドとは、細胞を過剰増殖性にする能力を有するポリペプチドである。RACポリペプチドの活性は当技術分野で周知であり、1)グアノシン三リン酸(GTP)を加水分解する、2)細胞増殖を制御する、3)細胞周期を制御する、4)上皮分化を制御する、5)細胞骨格を再構成する、及び6)タンパク質キナーゼを活性化する能力を含むが、これらに限定されない。対応する野生型ポリペプチドと比較すると、本明細書で記述する変異体RACマーカーは、変化した量、構造、細胞内位置及び/又は活性を、対応する野生型RACマーカーに対して少なくとも50%、60%、70%、80%、90%、100%、150%、200%、300%、400%、500%、1000%以上多くすることができる。活性レベル及び発癌性を判定する例示的方法は当技術分野で周知であり、本明細書でさらに説明する(例えば足場非依存性増殖アッセイ、軟寒天アッセイ、ヌードマウス腫瘍形成能アッセイ、免疫ブロットアッセイ、RNAノックダウンアッセイ、GTP負荷アッセイ、細胞骨格再構成アッセイなど)。
[0092] 本明細書で使用する「十分に相同」という言い回しは、バイオマーカーのアミノ酸配列又はそのフラグメントに対して同一又は同等の最小数のアミノ酸残基(例えば、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカー又はそのフラグメントのアミノ酸残基として同様の側鎖を有するアミノ酸残基)を含むアミノ酸配列を有するタンパク質又はその一部を指し、したがって、タンパク質又はその一部は、以下の生物学的活性の1つ又は複数を調節(例えば強化)する。すなわち、a)バイオマーカーとの結合、b)バイオマーカーのコピー数の調節、c)バイオマーカーの発現レベルの調節、d)バイオマーカーの活性レベルの調節及び/又はe)バイオマーカーの構造的活性及び/又は発癌性状態の調節、である。
[0093] 別の実施形態では、タンパク質は、バイオマーカーのアミノ酸配列全体又はそのフラグメントに対して少なくとも約50%、好ましくは少なくとも約60%、さらに好ましくは少なくとも約60%、70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%又はそれ以上相同である。他の実施形態では、タンパク質は1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15個又はそれ以下のアミノ酸を除き、野生型タンパク質のアミノ酸配列とは異なる。例えば、RACポリペプチド変異体は、アミノ酸の置換、欠失又は挿入の任意の組み合わせを有することができる。本明細書では、ヒトRACタンパク質のアミノ酸位置名称を使用して、多数のかかるRACポリペプチド変異体について述べているが、非ヒト種のオルソログにおける対応するアミノ酸残基を容易に同定して、生成することができ、本発明の範囲に入る。一実施形態では、単離RACポリペプチド変異体は、整数のアミノ酸変化を有し、したがってそのアミノ酸配列は、野生型RACポリペプチドのアミノ酸配列と少なくとも60、70、80、85、90、95、96、97、98、99、99.5又は100%の同一性を共有する。本明細書で述べるように、RACマーカーは種間で高度に保存され、当業者に容易に理解されるように、RACによって媒介される所望の機能に影響せずに、RACマーカーの領域の変更できる構造が知られている。
[0094] 本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーの核酸分子によってコードされるタンパク質の部分は、タンパク質の生物学的に活性の部分であることが好ましい。本明細書では、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーの「生物学的活性部分」という用語は、完全長タンパク質の生物学的活性のうち1つ又は複数を有する部分、例えばドメイン/モチーフを含むものとする。例えば、本明細書で述べる変異体RACマーカーは、完全長RACマーカーに対応するか、又は完全長RACマーカーのフラグメントでよい。RACマーカーの「フラグメント」は、完全長RACマーカーより短いマーカーの任意のサブセットを指す。一実施形態では、RACポリペプチド変異体は、構造的に活性で発癌性となる能力を保持するポリペプチドである。かかるRACマーカーフラグメントは、例えば対応する完全長RACマーカーよりもアミノ酸5、10、15、20、25、30、35、40、45、50個分又はそれ以上短くてよい。
[0095] 本明細書で述べるような標準的結合アッセイ、例えば免疫沈降及び酵母ツーハイブリッドアッセイ、又は機能的アッセイ、例えばRNAi又は過剰発現実験を実行して、タンパク質又はその生物学的活性フラグメントが完全長タンパク質の生物学的活性を維持する能力を判定することができる。
[0096] 本発明はさらに、遺伝子コードの縮退により、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーのヌクレオチド配列又はそのフラグメントとは異なり、したがってヌクレオチド配列によってコードされたものと同じタンパク質又はそのフラグメントをコードする核酸分子を含む。別の実施形態では、本発明の単離核酸分子は、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーのアミノ酸配列、又はそのフラグメントを有するタンパク質、又は本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーのアミノ酸配列、又はそのフラグメントに対して少なくとも約70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%又はそれ以上相同であるアミノ酸配列を有するタンパク質をコードするヌクレオチド配列を有する。別の実施形態では、ポリペプチドをコードする核酸は、長さがアミノ酸195、190、185、180、175、170、165、160、155、150、145、140、135、130、125、120、115、110、105、100、95、90、85、80、75、又は70個未満である当該の完全長フラグメントの一部をコードする核酸配列で構成される。
[0097] 本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーのアミノ酸配列に変化をもたらすDNA配列多型が、ある母集団(例えば哺乳類及び/又はヒトの母集団)内に存在することがあることが、当業者には認識される。かかる遺伝的多型は、自然の対立遺伝子の変異により、ある母集団内の個体間に存在することがある。本明細書で使用する「遺伝子」及び「組換え遺伝子」という用語は、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーをコードするオープンリーディングフレームを含む核酸分子、好ましくは哺乳類、例えばヒトのタンパク質を指す。かかる自然の対立遺伝子の変異は通常、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーの核酸配列に1〜5%の変動をもたらすことがある。自然の対立遺伝子の変異の結果であり、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーの機能的活性を変化させることがない、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーのかかるヌクレオチドの変動のいずれか及びすべて、及びその結果としてのアミノ酸多型は、本発明の範囲に入るものとする。さらに、他の種から本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーをコードする核酸分子。
[0098] 本明細書で列挙又は記述し、母集団に存在することがある1つ又は複数のバイオマーカーの自然に発生する対立遺伝子変異型に加えて、突然変異によってヌクレオチド配列又はそのフラグメントに変化を導入し、それによって本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーの機能的能力を変更せずに、本明細書で列挙又は記述したコードされた1つ又は複数のバイオマーカーのアミノ酸配列に変化をもたらし得ることが、当業者にはさらに認識される。例えば、「非必須」アミノ酸残基のアミノ酸置換につながるヌクレオチドの置換は、配列又はそのフラグメント内で実行することができる。「非必須」アミノ酸残基は、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーの活性を変更することなく、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーの野生型配列から変更することができる残基であり、「必須」アミノ酸残基は、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーの活性のために必要である。しかし、他のアミノ酸残基(例えばマウス及びヒトの間で保存されない、又は半保存のみであるアミノ酸残基)は、活性のために必須でないことがあり、したがって本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーの活性を変更せずに容易に変化する可能性が高い。本発明のポリペプチド中のアミノ酸置換は、「保存的」又は「非保存的」でもよい。「保存的」アミノ酸置換は、置換したアミノ酸が同様の構造的又は化学的特性を有する置換であり、「非保存的」アミノ酸置換は、置換したアミノ酸の電荷、疎水性、又は嵩が有意に変化する置換である。非保存的置換は、(a)置換区域のペプチドバックボーンの例えばシート又はらせんコンフォメーションとしての構造、(b)標的部位における分子の電荷又は疎水性、又は(c)側鎖の嵩を維持することに対するその効果が、さらに有意に異なる。保存的アミノ酸置換の例には、置換が以下の5つの群のうち1つに入るものが含まれる。すなわち、1)低分子脂肪族非極性又はわずかに極性の残基(Ala、Ser、Thr、Pro、Gly)、2)極性で負電荷の残基及びそのアミド(Asp、Asn、Glut、Gln)、極性で正電荷の残基(His、Arg、Lys)、高分子脂肪族非極性残基(Met、Leu、Ile、Val、Cys)、及び高分子芳香族残基(Phe、Tyr、Trp)である。非保存的アミノ酸置換の例は、1)親水性残基、例えばセリル又はトレオニルが疎水性残基、例えばロイシル、イソロイシル、フェニルアラニル、バリル、又はアラニルに(又は、それによって)置換される、2)システイン又はプロリンが任意の他の残基に(又は、それによって)置換される、3)電気陽性側鎖、例えばリシル、アルギニル、又はヒスチジルが電気陰性残基、例えばグルタミル又はアスパルチルに(又は、それによって)置換される、又は4)嵩張った側鎖を有する残基、例えばフェニルアラニンが、側鎖を有していない残基、例えばグリシンに(又は、それによって)置換されるような置換である。
[0099] 「配列同一性又は相同性」という用語は、2つのポリペプチド分子間、又は2つの核酸分子間の配列の類似性を指す。2つの比較した配列の両方における位置が、同じ塩基又はアミノ酸モノマサブユニットによって占有される場合、例えば2つのDNA分子それぞれにおける位置がアデニンに占有されている場合、その分子はその位置において相同又は配列同一性である。2つの配列間の相同性又は配列同一性のパーセントは、2つの配列が共有する一致又は相同同一位置の数を比較した位置の数で割り、100を掛けた関数である。例えば、2つの配列の10カ所のうち6カ所が同じ場合、2つの配列は60%相同であるか、又は60%の配列同一性を有する。例示により、DNA配列ATTGCCとTATGGGは50%の相同性又は配列同一性を共有する。通常、2つの配列を整列させて任意の最大相同性を提供する場合、比較をする。他に規定されない限り、「ループアウト領域」、例えば配列のうち1つにおける欠失又は挿入から生じる領域は、ミスマッチとカウントされる。
[0100] 配列の比較、及び2つの配列間のパーセント相同性の判定は、数学的アルゴリズムを使用して遂行することができる。アラインメントは、Clustal法を使用して実行できることが好ましい。多重アラインメントパラメータにはギャップペナルティ=10、ギャップ長ペナルティ=10が含まれる。DNAのアラインメントでは、対のアラインメントパラメータはHtuple=2、ギャップペナルティ=5、ウィンドウ=4、及びダイアゴナルセーブド=4とすることができる。タンパク質のアラインメントでは、対のアラインメントパラメータはKtuple=1、ギャップペナルティ=3、ウィンドウ=5、及びダイアゴナルセーブド=5とすることができる。
[0101] 好ましい実施形態では、Blossom 62マトリクス又はPAM250マトリクス、及び16、14、12、10、8、6又は4のギャップ重量及び1、2、3、4、5又は6の長さ重量を使用するGCGソフトウェアパッケージ(オンラインで入手可能)のGAPプログラムに組み込まれているNeedleman及びWunsch(J. Mol. Biol. (48):444-453 (1970))アルゴリズムを使用して、2つのアミノ酸配列間の同一性百分率を判定する。さらに別の好ましい実施形態では、NWSgap dna.Cmpマトリクス及び40、50、60、70又は80のギャップ重量及び1、2、3、4、5又は6の長さ重量を使用するGCGソフトウェアパッケージ(オンラインで入手可能)のGAPプログラムを使用して、2つの核酸配列間の同一性百分率を判定する。別の実施形態では、PAM120重量残基テーブル、12のギャップ長ペナルティ及び4のギャップペナルティを使用するALIGNプログラム(バージョン2.0)(オンラインで入手可能)に組み込まれているE. Meyers及びW. Millerのアルゴリズム((CABIOS, 4:11-17 (1989))を使用して、2つのアミノ酸又はヌクレオチド配列間の同一性百分率を判定する。
[0102] 本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーに相同のタンパク質をコードする単離核酸分子、又はそのフラグメントは、1つ又は複数のアミノ酸置換、付加又は欠失をコードしたタンパク質に導入するように、1つ又は複数の核酸置換、付加又は欠失をヌクレオチド配列、又はそのフラグメント、又は相同ヌクレオチド配列に導入することによって生成することができる。変異は、部位特異的突然変異及びPCR媒介突然変異などの標準的技術によって導入することができる。保存的アミノ酸置換は、1つ又は複数の予測された非必須アミノ酸残基にて実行することが好ましい。したがって、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーの予測された非必須アミノ酸残基は、同じ側鎖ファミリーからの別のアミノ酸残基で置換することが好ましい。あるいは、別の実施形態では、変異は、飽和突然変異誘発などによって、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーのコード配列の全部又は一部に沿ってランダムに導入することができ、その結果の変異体を、本明細書で記述した活性についてスクリーニングし、所望の活性を保持する変異体を同定することができる。突然変異誘発の後、当技術分野で周知の方法により、コードしたタンパク質を組み換え技術で発現させることができ、タンパク質の活性は、例えば本明細書で記述したアッセイを使用して判定することができる。
[0103] 本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーのレベルは、転写した分子又はタンパク質の発現を検出する多種多様な周知の方法のいずれかで評価することができる。かかる方法の非限定的な例には、タンパク質を検出する免疫学的方法、タンパク質精製法、タンパク質の機能又は活性アッセイ、核酸ハイブリダイゼーション法、核酸逆転写法、及び核酸増幅法が含まれる。
[0104] 好ましい実施形態では、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーのレベルは、遺伝子転写物(例えばmRNA)の測定によって、翻訳したタンパク質の量の測定によって、又は遺伝子産物の活性の測定によって確認される。発現レベルは、mRNAレベル、タンパク質レベル、又はタンパク質活性の検出を含め、様々な方法でモニタすることができ、そのいずれも標準的技術を使用して測定することができる。検出は、遺伝子発現レベル(例えばゲノムDNA、cDNA、mRNA、タンパク質、又は酵素の活性)の定量を含む、又は代替的に遺伝子発現レベルの定性的評価、特にコントロールレベルと比較した評価とすることができる。検出中のレベルの種類は、状況から明白になる。
[0105] 特定の実施形態では、当技術分野で知られている方法を使用し、in situ及びin vitroの両方のフォーマットにより生物学的サンプル中で、mRNAの発現レベルを判定することができる。「生物学的サンプル」という用語は、対象から単離された組織、細胞、生物学的流体及びその単離物、さらに対象内に存在する組織、細胞及び流体を含むものとする。多くの発現検出法が、単離RNAを使用している。in vitroの方法では、細胞からRNAを精製するために、mRNAの単離に対して選択しない任意のRNA単離技術を使用することができる(例えばAusubel他の編集のCurrent Protocols in Molecular Biology(John Wiley & Sons, New York 1987-1999)を参照)。また、例えばChomczynskiの一段階RNA単離プロセス(米国特許第4,843,155号、1989)などの当業者に周知の技術を使用して、多数の組織サンプルを容易に処理することができる。
[0106] 単離したmRNAは、サザン又はノーザン解析、ポリメラーゼ鎖反応解析及びプローブアレイを含むが、これらに限定されないハイブリダイゼーション又は増幅アッセイに使用することができる。mRNAのレベルを検出する1つの診断法は、検出中の遺伝子によってコードされたmRNAへとハイブリダイゼーションすることができる核酸分子(プローブ)に単離したmRNAを接触させることを含む。核酸プローブは、例えば完全長cDNA又はその一部、例えば長さが少なくともヌクレオチド7、15、30、50、100、250又は500個で、ストリンジェントな条件で本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーをコードするゲノムDNA又はmRNAへと特異的にハイブリダイゼーションするのに十分であるオリゴヌクレオチドでよい。本発明の診断アッセイに使用するのに適切な他のプローブについて、本明細書で説明する。プローブでのmRNAのハイブリダイゼーションは、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーが発現中であることを示す。
[0107] 1つのフォーマットでは、例えば単離したmRNAをアガロースゲル上で移動させ、mRNAをゲルからニトロセルロースなどの膜に移すことによって、mRNAを固体表面上で固定化し、プローブと接触させる。代替フォーマットでは、例えばAffymetrix(商標)遺伝子チップアレイなどの遺伝子チップアレイ内で、プローブを固体表面上で固定化し、mRNAをプローブと接触させる。当業者は、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーのmRNA発現レベルを検出する際に使用するため、既知のmRNA検出法を容易に適応させることができる。
[0108] サンプル中のmRNA発現レベルを判定する代替方法は、例えばRT−PCR(参照により組み込まれるMullisの米国特許第4,683,202号(1987)に記載された実験的実施形態)、リガーゼ連鎖反応(Barany、1991、Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 88:189-193)、自立配列複製(Guatelli他、1990、Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87:1874-1878)、転写増幅システム(Kwoh他、1989、Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86:1173-1177)、Q−βレプリカーゼ(Lizardi他、1988、Bio/Technology 6:1197)、ローリングサークル複製(Lizardi他、米国特許第5,854,033号)、又は任意の他の核酸増幅法によって、及びその後の当業者に周知の技術を使用した増幅分子の検出による核酸増幅のプロセスを含む。これらの検出方式は、核酸分子が非常に少数で存在する場合、かかる分子の検出に特に有用である。本明細書で使用する増幅プライマーは、遺伝子の5’領域又は3’領域(それぞれ+鎖及び−鎖、又はその逆)にアニールし、間に短い領域を含むことができる1対の核酸分子と定義される。一般的に、増幅プライマーは、長さがヌクレオチド約10〜30個であり、長さがヌクレオチド約50〜200個の領域に隣接する。適切な条件で、適切な試薬を使用すると、かかるプライマーによって、プライマーが隣接するヌクレオチド配列を含む核酸分子を増幅することができる。
[0109] in situの方法では、検出前にmRNAを細胞から単離する必要がない。かかる方法では、既知の組織学的方法を使用して細胞又は組織サンプルを調製/処理する。次に、サンプルを支持体、通常はスライドガラス上に固定化し、次に本明細書のmRNAで列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーにハイブリダイゼーションすることができるプローブと接触させる。
[0110] 絶対発現レベルに基づく判定の代替法として、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーの正規化した発現レベルに基づいて判定することができる。発現レベルは、その発現を非バイオマーカー遺伝子、例えば構成的に発現したハウスキーピング遺伝子の発現と比較することによって絶対発現レベルを補正することにより正規化される。正規化に適した遺伝子には、アクチン遺伝子などのハウスキーピング遺伝子、又は上皮細胞特異的遺伝子が含まれる。この正規化によって、1つのサンプル、例えば対象のサンプルの発現レベルを、別のサンプル、例えば正常なサンプルと、又は異なる源からのサンプル間で比較することができる。
[0111] 本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーに対応するタンパク質のレベル又は活性は、発現したポリペプチドを検出又は定量することによって検出及び/又は定量することもできる。ポリペプチドは、当業者に周知の幾つかの手段のうちいずれかで検出し、定量することができる。それには、電気泳動、毛管電気泳動、高性能液体クロマトグラフィ(HPLC)、薄膜クロマトグラフィ(TLC)、超核酸クロマトグラフィなどのような生化学的分析法、又は流体又はゲル沈降反応、免疫拡散(1元又は2元)、免疫電気泳動、放射免疫アッセイ、(RIA)、酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)、免疫蛍光アッセイ、ウェスタンブロットなどのような様々な免疫学的方法が含まれる。当業者は、細胞が該当するバイオマーカーを発現するか否かの判定に使用するために、既知のタンパク質/抗体検出法を容易に適応させることができる。
[0112] 本発明はさらに、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーの精製及び/又は単離した可溶性ポリペプチド形態、又はそのフラグメントを提供する。また、同一性百分率、ポリペプチド長さ、ポリペプチドフラグメント、生物学的活性、抗体などの本明細書で記述したポリペプチドのいずれか及びすべての属性を、本明細書で列挙又は記述した任意のバイオマーカー及びそれらの組み合わせに対して、任意の順序又は組み合わせで組み合わせることができる。
[0113] 一態様では、ポリペプチドは、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーに対応する完全長アミノ酸配列、又は1〜約20の保存的アミノ酸置換を有する完全長アミノ酸配列を含むことができる。本明細書で記述したいずれかのアミノ酸配列は、本明細書で列挙又は記述した、すなわち本明細書で記述するか、当技術分野で周知である1つ又は複数のバイオマーカーの完全長配列、又はそのフラグメントに対して少なくとも50、55、60、65、70、75、80、85、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99又は99.5%同一でもよい。別の態様では、本発明は本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーに対応する単離ポリペプチド、及び約25%、又は代替的に15%、又は代替的に5%未満の汚染性生物学的高分子又はポリペプチドを含む組成物を想定する。
[0114] また、本明細書で記述するバイオマーカーは、幾つかの周知の方法により修飾することもできる。例えば、変異体RACマーカーは、正常な細胞環境のポリペプチドで存在することがある化学的部分で修飾することができ、例えばリン酸化、メチル化、アミド化、硫酸化、アシル化、グリコシル化、SUMO化、ユビキチン化である。幾つかの実施形態では、ポリペプチドは、直接的又は間接的に検出可能な信号を提供することができ、放射性同位体及び蛍光化合物を含むが、これらに限定されない標識で修飾することもできる。かかるポリペプチドは、通常は細胞環境でポリペプチドに付加されない化学的部分によって修飾することもできる。かかる修飾は、ポリペプチドの標的アミノ酸残基を、選択された側鎖又は末端残基と反応することができる有機誘導化剤と反応させることによって、分子に導入することができる。別の修飾は、タンパク質の環化である。
[0115] 本発明はさらに、かかるポリペプチド、又はそのフラグメント、例えば核酸、ベクター、宿主細胞などのレベル又は活性を生成、検出、特徴付け、又は調節することに関する組成物を提供する。かかる組成物は、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーの発現及び/又は活性を調節する化合物として働くことができる。
[0116] 本発明の1つ又は複数のバイオマーカーに対応する単離ポリペプチド又はそのフラグメント(又はかかるポリペプチドをコードする核酸)を免疫原として使用し、当技術分野で周知の方法により多クローン及び単クローン抗体を調製する標準的技術を使用して、上記免疫原に結合する抗体を生成することができる。抗原ペプチドは少なくとも8個のアミノ酸残基を含み、個々の完全長分子に存在するエピトープを含み、したがってペプチドに対して生じる抗体が、個々の完全長分子とともに特異的免疫複合体を形成する。抗原ペプチドは、少なくとも10個のアミノ酸残基を含むことが好ましい。一実施形態では、かかるエピトープは、マウス又はヒトなどの1種からの任意のポリペプチド分子に対して特異的とすることができる(すなわち、種間で保存されないポリペプチド分子の領域に広がる抗原ペプチドを免疫原として使用し、かかる非保存的残基は、本明細書で提供するようなアラインメントを使用して判定することができる)。
[0117] 例えば、ポリペプチド免疫原は通常、免疫原で適切な対象(例えばウサギ、ヤギ、マウス又は他の哺乳類)を免疫処置することによって、抗体の調製に使用される。適切な免疫抗原性製剤は、例えば組み換え技術で発現するか化学的に合成され、免疫応答を生じる分子又はそのフラグメントを含むことができる。製剤はさらに、フロイトの完全又は不完全なアジュバントのようなアジュバント、又は同様の免疫促進剤を含むことができる。免疫原性製剤で適切な対象を免疫処理すると、それに含有される抗原ペプチドに対する多クローン抗体応答を誘発する。
[0118] 多クローン抗体は、ポリペプチド免疫原で適切な対象を免疫処置することによって、上述のように調製することができる。免疫処置した対象中のポリペプチド抗体タイタは、固定化したポリペプチドを使用する酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)などの標準的技術で、ある期間にわたってモニタすることができる。所望に応じて、抗原に方向付けられた抗体は、哺乳類から(例えば血液から)単離し、タンパク質Aクロマトグラフィなどの周知の技術でさらに精製し、IgGフラクションを取得することができる。免疫処置後の適切な時に、例えば抗体タイタが最高になった時に、抗体産生細胞を対象から取得して、単クローン抗体の調製に使用することができるが、それにはハイブリドーマ技術(元々はKohler及びMilstein (1975)、Nature 256:495-497に記載)(Brown他 (1981)、J. Immunol. 127:539-46;Brown他 (1980)、J. Biol. Chem. 255:4980-83;Yeh他 (1976)、Proc. Natl. Acad. Sci. 76:2927-31;Yeh他 (1982)、Int. J. Cancer 29:269-75も参照)、さらに最近のヒトB細胞ハイブリドーマ技術(Kozbor他 (1983)、Immunol. Today 4:72)、EBVハイブリドーマ技術(Cole他 (1985)、Monoclonal Antibodies and Cancer Therapy, Alan R. Liss, Inc., pp. 77-96)又はトリオーマ技術などの標準的技術による。単クローン抗体ハイブリドーマを生成するテクノロジはよく知られている(通常、Kenneth, R. H.のMonoclonal Antibodies: A New Dimension In Biological Analyses, Plenum Publishing Corp., New York, New York (1980);Lerner, E. A. (1981)、Yale J. Biol. Med. 54:387-402;Gefter, M. L.他 (1977)、Somatic Cell Genet. 3:231-36参照)。簡潔に言うと、不死の細胞系列(通常は骨髄腫)を、上述したように免疫原で免疫処置した哺乳類のリンパ球(通常は脾細胞)と融合させ、その結果のハイブリドーマ細胞の培養上澄みをスクリーニングして、ポリペプチド抗原と好ましくは特異的に結合する単クローン抗体を生成するハイブリドーマを同定する。
[0119] 本明細書で列挙又は記述したバイオマーカー、又はそのフラグメントなど、本発明の1つ又は複数のバイオマーカーに対する単クローン抗体を生成する目的で、リンパ球と不死化した細胞株を融合させるために使用する多くの周知のプロトコルのいずれかを適用することができる(Galfre, G.他 (1977)、Nature 266:550-52;Gefter他 (1977)、上記;Lerner (1981)、上記;Kenneth (1980)、上記を参照)。さらに、同様に有用であるかかる方法の多くの変形があることが、当業者には認識される。通常、不死細胞株(例えば骨髄腫細胞株)は、リンパ球と同じ哺乳類種から誘導される。例えば、本発明の免疫原性製剤で免疫処置したマウスからのリンパ球を不死化したマウスの細胞株と融合させることによって、マウスハイブリドーマを作成することができる。好ましい不死細胞株は、ヒポキサンチン、アミノプテリン及びチミジンを含有する培養基(「HAT媒質」)に対して敏感なマウスの骨髄腫細胞株である。幾つかの骨髄腫細胞株のいずれも、標準的技術による融合の相手として使用することができる。例えばP3-NS1/1-Ag4-1、P3-x63-Ag8.653又はSp2/O-Ag14骨髄腫系統である。これらの骨髄腫系統は、メリーランド州ロックヴィルのAmerican Type Culture Collection(ATCC)で入手可能である。通常、HAT感受性マウスの骨髄腫細胞は、ポリエチレングリコール(「PEG」)を使用してマウスの脾細胞と融合させる。次に、融合の結果であるハイブリドーマ細胞を、HAT媒質を使用して選択し、これによって未融合及び非生産的融合骨髄腫細胞が死滅する(未融合の脾細胞は、形質転換しないので数日後に死滅する)。本発明の単クローン抗体を産生するハイブリドーマ細胞は、例えば標準的ELISAアッセイを使用し、所与のポリペプチドと結合する後退のハイブリドーマ培養上澄みをスクリーニングすることによって検出される。
[0120] 単クローン抗体分泌ハイブリドーマの調製の代替法として、上述したポリペプチドのうち1つに特異的な単クローンは、適切なポリペプチドで組換え組み合わせ免疫グロブリンライブラリ(例えば抗体ファージディスプレイライブラリ)をスクリーニングし、それによってポリペプチドに結合する免疫グロブリンライブラリメンバーを単離することによって同定し、単離することができる。ファージディスプレイライブラリを生成し、スクリーニングするキットが販売されている(例えばthe Pharmacia Recombinant Phage Antibody System、カタログ番号27-9400-01;及びthe Stratagene SurfZAPTM Phage Display Kit、カタログ番号240612)。また、抗体ディスプレイライブラリの生成及びスクリーニングに特に使用しやすい方法及び試薬の例が、例えばLadner他の米国特許第5,223,409号;Kang他の国際特許公開第WO92/18619号;Dower他の国際特許公開第WO91/17271号;Winter他の国際特許公開第WO92/20791号;Markland他の国際特許公開第WO92/15679号;Breitling他の国際特許公開第WO93/01288号;McCafferty他の国際特許公開第WO92/01047号;Garrard他の国際特許公開第WO92/09690号;Ladner他の国際特許公開第WO90/02809号に見られ、これらの特許及び公開特許出願はすべて参照により本明細書に組み込まれ、さらにFuchs他 (1991)、Biotechnology (NY) 9:1369-1372;Hay他 (1992)、Hum. Antibod. Hybridomas 3:81-85;Huse他 (1989)、Science 246:1275-1281;Griffiths他 (1993)、EMBO J. 12:725-734;Hawkins他 (1992)、J. Mol. Biol. 226:889-896;Clarkson他 (1991)、Nature 352:624-628;Gram他 (1992)、Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89:3576-3580;Garrard他 (1991)、Biotechnology (NY) 9:1373-1377;Hoogenboom他 (1991)、Nucleic Acids Res. 19:4133-4137;Barbas他 (1991)、Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88:7978-7982;及びMcCafferty他 (1990)、Nature 348:552-554に見られる。
[0121] また、ヒト部分及び非ヒト部分の両方を含み、標準的な組換えDNA技術を使用して作成することができるキメラ及びヒト化単クローン抗体などの組み換えポリペプチド抗体は、本発明の範囲に入る。かかるキメラ及びヒト化単クローン抗体は、当技術分野で知られている組み換えDNA技術によって、例えばRonbinson他の国際特許公開PCT/US86/02269号(参照により組み込まれる);Akira他の欧州特許出願第184,187号;Taniguchi, M.の欧州特許出願第171,496号;Morrison他の欧州特許出願第173,494号;Neuberger他のPCT特許出願WO86/01533号(参照により組み込まれる);Cabilly他の米国特許第4,816,567号(参照により組み込まれる);Cabilly他の欧州特許出願第125,023号;Better他 (1988)、Science 240:1041-1043;Liu 他 (1987)、Proc. Natl. Acad. Sci. USA 84:3439-3443;Liu他 (1987)、J. Immunol. 139:3521-3526;Sun他 (1987)、Proc. Natl. Acad. Sci. 84:214-218;Nishimura他 (1987)、Cancer Res. 47:999-1005;Wood他 (1985)、Nature 314:446-449;Shaw他 (1988)、J. Natl. Cancer Inst. 80:1553-1559);Morrison, S. L. (1985)、Science 229:1202-1207;Oi他 (1986)、Biotechniques 4:214;Winterの米国特許第5,225,539号;Jones他 (1986)、Nature 321:552-525;Verhoeyan他 (1988)、Science 239:1534;及びBeidler他 (1988)、J. Immunol. 141:4053-4060に記載された方法を使用して生成することができる。
[0122] また、ヒト化抗体は、米国特許第5,565,332号(参照により組み込まれる)に開示されているような標準的プロトコルにより作成することができる。別の実施形態では、抗体鎖又は特異的結合対メンバーは、例えばすべてが参照により組み込まれる米国特許第5,565,332号、第5,871,907号、又は第5,733,743号に記載されているように、当技術分野で知られている技術を使用して、特異的結合対メンバーのポリペプチド鎖と複製可能な遺伝子ディスプレイパッケージの構成要素との融合をコードする核酸分子を含むベクターと、単結合対メンバーの第2のポリペプチド鎖をコードする核酸分子を含有するベクターとの間の組み換えによって生成することができる。細胞内抗体を使用して細胞内のタンパク質機能を阻害することも、当技術分野で知られている(例えばCarlson, J. R. (1988)、Mol. Cell. Biol. 8:2638-2646;Biocca, S.他 (1990)、EMBO J. 9:101-108;Werge, T. M.他 (1990)、FEBS Lett. 274:193-198;Carlson, J. R. (1993)、Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90:7427-7428;Marasco, W. A.他 (1993)、Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90:7889-7893;Biocca, S.他 (1994)、Biotechnology (NY) 12:396-399;Chen, S-Y.他 (1994)、Hum. Gene Ther. 5:595-601;Duan, L他 (1994)、Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91:5075-5079;Chen, S-Y.他 (1994)、Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91:5932-5936;Beerli, R. R.他 (1994)、J. Biol. Chem. 269:23931-23936;Beerli, R. R.他 (1994)、Biochem. Biophys. Res. Commun. 204:666-672;Mhashilkar, A. M.他 (1995)、EMBO J. 14:1542-1551;Richardson, J. H.他 (1995)、Proc. Natl. Acad. Sci. USA 92:3137-3141;Marasco他のPCT特許公開第WO94/02610号(参照により組み込まれる);及びDuan他のPCT特許公開第WO95/03832号(参照により組み込まれる)を参照されたい)。
[0123] また、本明細書で列挙又は記述したバイオマーカー、又はそのフラグメントを含め本発明のバイオマーカーに対して、完全にヒトの抗体を作成することができた。完全にヒトの抗体は、例えばHogan他の"Manipulating the Mouse Embryo: A Laboratory Manuel,"(Cold Spring Harbor Laboratory)に従い、ヒト免疫グロブリン遺伝子の遺伝子を導入したマウスで作成することができる。簡潔に言うと、遺伝子導入マウスを精製した免疫原で免疫処置する。脾臓細胞を回収し、骨髄腫細胞に融合して、ハイブリドーマを生成する。ハイブリドーマは、免疫原に結合する抗体を生成する能力に基づいて選択される。完全にヒトの抗体は、ヒトのかかる抗体の免疫原性を低下させる。
[0124] 一実施形態では、本発明に使用する抗体は二重特異性抗体である。二重特異性抗体は、単一の抗体ポリペプチド内に2つの異なる抗原に対する結合部位を有する。抗原結合は同時又は逐次的である。トリオーマ及びハイブリッドハイブリドーマは、二重特異性抗体を分泌することができる細胞株の2つの例である。ハイブリッドハイブリドーマ又はトリオーマによって生成される二重特異性抗体の例が、米国特許第4,474,893号(参照により組み込まれる)に開示されている。二重特異性抗体は、化学的手段(Staerz他 (1985)、Nature 314:628,;及びPerez他 (1985)、Nature 316:354)、及びハイブリドーマテクノロジ(Staerz及びBevan (1986)、Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 83:1453;及びStaerz及びBevan (1986)、Immunol. Today 7:241)で構築されてきた。二重特異性抗体は米国特許第5,959,084号(参照により組み込まれる)にも記載されている。二重特異的抗体のフラグメントが、米国特許第5,798,229号(参照により組み込まれる)に記載されている。
[0125] 二重特異性薬剤は、ハイブリドーマ又は様々な抗体を作成する他の細胞を融合させ、その後に両方の抗体を生成して共集合させるクローンを同定することによって、ヘテロハイブリドーマを作成することにより生成することもできる。これは、完全な免疫グロブリン鎖又はその一部、例えばFab及びFv配列の化学的又は遺伝学的接合によって生成することもできる。抗体構成要素を、本発明の1つ又は複数のバイオマーカーのポリペプチド又はそのフラグメント、例えば本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカー、又はそのフラグメントに結合することができる。一実施形態では、二重特異性抗体は、ポリペプチド又はそのフラグメント、及びその自然の結合相手又はそのフラグメントの両方に特異的に結合することができた。
[0126] 本発明の別の態様では、ペプチド又はペプチドミメティクスを使用して、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーなどの本発明の1つ又は複数のバイオマーカー、又はそのフラグメントの活性を拮抗又は促進することができる。一実施形態では、本明細書で列挙又は記述し、個々の完全長タンパク質の調節剤として機能する1つ又は複数のバイオマーカーの変異型は、拮抗体の活性について切断変異型などの変異体の組み合わせライブラリをスクリーニングすることによって同定することができる。一実施形態では、変異型の種々のライブラリが核酸レベルにおける組み合わせ突然変異誘発によって生成され、種々の遺伝子ライブラリによってコードされる。変異体の種々のライブラリは、潜在的ポリペプチド配列の縮重セットがポリペプチド配列のセットを自身内に含む個々のポリペプチドとして発現可能であるように、例えば合成オリゴヌクレオチドの混合物を遺伝子配列に酵素連結することによって生成することができる。縮重オリゴヌクレオチド配列からポリペプチド変異型のライブラリを生成するために使用することができる様々な方法がある。縮重遺伝子配列の化学的合成は自動DNA合成装置で実行し、次に合成遺伝子を適切な発言ベクターに連結することができる。遺伝子の縮重セットを使用することにより、1つの混合物中で、潜在的ポリペプチド配列の所望のセットをコードする配列をすべて提供することができる。縮重オリゴヌクレオチドを合成する方法が当技術分野で知られている(例えばNarang, S. A. (1983)、Tetrahedron 39:3;Itakura他 (1984)、Annu. Rev. Biochem. 53:323;Itakura他 (1984)、Science 198:1056;Ike他 (1983)、Nucleic Acid Res. 11:477を参照)。
[0127] また、ポリペプチドコード配列のフラグメントのライブラリを使用して、所与のポリペプチドの変異型をスクリーニングし、その後に選択するために、ポリペプチドフラグメントの種々の集団を生成することができる。一実施形態では、コード配列フラグメントのライブラリは、ポリペプチド1個当たり約1回のみニッキングが生じる状態で、ポリペプチドコード配列の2本鎖PCRフラグメントのライブラリを処理し、2本鎖DNAを変性させ、様々なニッキング産物からセンス/アンチセンス対を含むことができる2本鎖DNAを形成するようにDNA中で核酸分子を復元し、S1ヌクレアーゼで処理することによって再編成した2本鎖から1本鎖部分を除去し、その結果のフラグメントライブラリを発現ベクター内に連結することによって生成することができる。この方法により、様々なサイズのポリペプチドのN末端、C末端及び内部フラグメントをコードする発現ライブラリを誘導することができる。
[0128] 点変異又は切断によって作成した組み合わせライブラリの遺伝子産物をスクリーニングし、選択した特性を有する遺伝子産物のcDNAライブラリをスクリーニングするために、当技術分野で幾つかの技術が知られている。かかる技術は、ポリペプチドの組み合わせ突然変異誘発によって生成された遺伝子ライブラリの迅速なスクリーニングに適応可能である。大型遺伝子ライブラリをスクリーニングするために高スループット解析に適用可能で最も広く使用されている技術は通常、遺伝子ライブラリを複製可能な発現ベクターにクローン化し、その結果のベクターのライブラリで適切な細胞を形質転換して、所望の活性の検出により、検出した産物を有する遺伝子をコードするベクターの単離が促進される状態で、組み合わせ遺伝子を発現することを含む。ライブラリの機能的変異体の頻度を向上させる技術である再帰的アンサンブル突然変異誘発(REM)を、スクリーニングアッセイと組み合わせて使用し、当該変異型を同定することができる(Arkin及びYouvan (1992)、Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89:7811-7815;Delagrave他 (1993)、Protein Eng. 6(3):327-331)。一実施形態では、細胞ベースのアッセイを開発して、種々のポリペプチドライブラリを解析することができる。例えば、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーを含む本発明の1つ又は複数のバイオマーカー、又はそのフラグメントを通常合成する細胞株に、発現ベクターのライブラリをトランスフェクトすることができる。次に、完全長ポリペプチド及び特定の変異体ポリペプチドを生成し、例えば幾つかの機能的アッセイのいずれかによって、細胞上澄みの完全長ポリペプチド活性に対する変異体の発現の影響を検出できるように、トランスフェクトしたこの細胞を培養する。完全長ポリペプチドの活性の阻害、又は代替的に増強をスコア化する細胞から、プラスミドDNAを回収し、個々のクローンをさらに特徴付けることができる。
[0129] 同じタイプのDアミノ酸を有するポリペプチドアミノ酸配列の1つ又は複数のアミノ酸の体系的置換(例えばL−リシンの代わりにD−リシン)を使用して、さらに暗転したペプチドを生成することができる。また、当該ポリペプチドアミノ酸配列又は実質的に同一の配列変異を含む制限されたペプチドは、当技術分野で知られている方法によって生成することができ(参照により組み込まれるRizo及びGierasch (1992)、Annu. Rev. Biochem. 61:387)、例えばペプチドを環化する分子内ジスルフィド架橋を形成することができる内部システイン残基を追加する方法である。
[0130] 本明細書で開示するアミノ酸配列によって、当業者はポリペプチド対応のペプチド配列及びその配列変異型を生成することができる。かかるポリペプチドは、ペプチド配列をコードするポリヌクレオチドの発現によって、原核生物又は真核生物の宿主細胞内に、かかるポリペプチドを生成することができ、これはこれより大きいポリペプチドの一部として生成することが多い。あるいは、かかるペプチドを化学的方法で合成することができる。組換え宿主内に非相同タンパク質を発現する方法、ポリペプチドの化学的合成、及びin vitro翻訳が当技術分野で周知であり、Maniatis他のMolecular Cloning: A Laboratory Manual (1989)(第2版、Cold Spring Harbor, N.Y.);Berger及びKimmelのMethods in Enzymology第152巻、Guide to Molecular Cloning Techniques (1987)(Academic Press, Inc.、カリフォルニア州サンディエゴ;Merrifield, J. (1969)、J. Am. Chem. Soc. 91:501;Chaiken I. M. (1981)、CRC Crit. Rev. Biochem. 11: 255;Kaiser他 (1989)、Science 243:187;Merrifield, B. (1986)、Science 232:342;Kent, S. B. H. (1988)、Annu. Rev. Biochem. 57:957;及びOfford, R. E. (1980)、Semisynthetic Proteins(Wiley Publishing)でさらに記載され、これらは参照により本明細書に組み込まれる。
[0131] ペプチドは通常、直接的化学合成によって生成することができる。ペプチドは、N末端及び/又はC末端に共有結合することによって結合した非ペプチド部分を有する修飾ペプチドとして生成することができる。特定の好ましい実施形態では、カルボキシ末端又はアミノ末端、又はその両方が化学的に修飾される。末端アミノ基及びカルボキシ基の最も一般的な修飾は、それぞれアセチル化及びアミド化である。アシル化(例えばアセチル化)又はアルキル化(例えばメチル化)などのアミノ末端修飾、及びアミド化などのカルボキシ末端修飾、さらに環化などの他の末端修飾を、本発明の様々な実施形態に組み込むことができる。特定のアミノ末端及び/又はカルボキシ末端の修飾及び/又はコア配列へのペプチド拡張は、安定性の向上、効力及び/又は有効性の上昇、血清プロテアーゼに対する耐性、所望の薬物動態学的特性などの有利な物理的、化学的、生化学的、及び薬学的特性を提供することができる。本明細書で開示するペプチドは、治療で使用して、例えば患者の同時刺激を変更することによって疾患を治療することができる。
[0132] ペプチドミメティクス(参照により組み込まれるFauchere, J. (1986)、Adv. Drug Res. 15:29;Veber及びFreidinger (1985)、TINS p.392;及びEvans他 (1987)、J. Med. Chem. 30:1229)は通常、コンピュータ化した分子モデリングの補助により開発される。治療に有用なペプチドに構造的に類似しているペプチドミメティクスを使用して、同等の治療又は予防効果を生成することができる。通常、ペプチドミメティクスは規範ポリペプチド(すなわち、生物学的又は薬学的活性を有するポリペプチド)に構造的に類似しているが、当技術分野で知られ、以下の参考文献でさらに記述されている方法によって、−CH2NH−、−CH2S−、−CH2−CH2−、−CH=CH−(シス及びトリス)、−COCH2−、−CH(OH)CH2−、及び−CH2SO−からなる群から選択される結合によって任意選択で置換される1つ又は複数のペプチド結合を有する。すなわち、Spatola, A. F.の"Chemistry and Biochemistry of Amino Acids, Peptides, and Proteins"、Weinstein, B.編集(Marcel Dekker, New York, p. 267 (1983));Spatola, A. F.、Vega Data (March 1983)、第1巻3号の"Peptide Backbone Modifications"(総評);Morley, J. S. (1980)、Trends Pharm. Sci. pp. 463-468(総評);Hudson, D.他 (1979)、Int. J. Pept. Prot. Res. 14:177-185(−CH2NH−、CH2CH2−);Spatola, A. F.他 (1986)、Life Sci. 38:1243-1249 (-CH2-S);Hann, M. M. (1982)、J. Chem. Soc. Perkin Trans. I. 307-314(−CH−CH−、シス及びトランス);Almquist, R. G.他 (190)、J. Med. Chem. 23:1392-1398(−COCH2−);Jennings-White, C.他 (1982)、Tetrahedron Lett. 23:2533(−COCH2−);Szelke, M.他のEuropean Appln. EP 45665 (1982) CA: 97:39405 (1982)(−CH(OH)CH2−);Holladay, M. W.他 (1983)、Tetrahedron Lett. (1983) 24:4401-4404(−C(OH)CH2−);及びHruby, V. J. (1982)、Life Sci. (1982) 31:189-199(−CH2−S−)であり、それぞれ参照により本明細書に組み込まれる。特に好ましい非ペプチド結合は−CH2NH−である。かかるペプチドミメティクスは、例えば経済的生産の増加、化学的安定性の増大、薬学的特性(半減期、吸収、効力、有効性など)の向上、特異性(例えば広範囲の生物学的活性)の変更、抗原性の低下などのように、ポリペプチド実施形態に対して有意の利点を有することがある。ペプチドミメティクスの標識付けは通常、1つ又は複数の標識を直接、又はスペーサ(例えばアミノ基)を通してペプチドミメティクス上の定量的構造−活性データ及び/又は分子モデリングによって予測される非干渉位置に共有結合することを含む。かかる非干渉位置は通常、ペプチドミメティクスが治療効果を生じるために結合する相手となるマクロポリペプチドと直接接触部を形成しない位置である。ペプチドミメティクスの誘導体化(例えば標識付け)は、ペプチドミメティクスの所望の生物学的又は薬学的活性と実質的に干渉してはならない。
[0133] 本発明は、本明細書で列挙又は記述したバイオマーカーなどの本発明のバイオマーカー、又はそのフラグメントのキメラ又は融合タンパク質にも関する。本明細書で使用する「キメラタンパク質」又は「融合タンパク質」は、個々のバイオマーカーと実質的に相同ではないタンパク質に対応するアミノ酸配列を有する別のポリペプチドと作用可能な状態で結合する、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーなどの本発明の1つ又は複数のバイオマーカー、又はそのフラグメントを含む。好ましい実施形態では、融合タンパク質は、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーなどの本発明の1つ又は複数のバイオマーカー、又はそのフラグメントの少なくとも1つの生物学的活性部分を含む。融合タンパク質中で、「作用可能な状態で結合する」という用語は、融合とは関係なく発現した場合に提示される機能を保存するような方法で、バイオマーカー配列及び非バイオマーカー配列が相互にインフレームで融合することを示すものとする。「別の」配列をそれぞれバイオマーカー配列のN末端又はC末端に融合することができる。
[0134] かかる融合タンパク質は、第1のペプチドをコードするヌクレオチド配列及び第2のペプチドをコードするヌクレオチド配列の組み換え発現によって生成することができる。第2のペプチドは、第1のペプチドの可溶性、親和性、安定性又は原子価を変更する部分、例えば免疫グロブリン定常領域に、任意選択で対応することができる。別の実施形態では、第1のペプチドは、生物学的活性分子のある部分(例えばポリペプチドの細胞外部分又は配位子結合部分)で構成される。
[0135] 本発明の融合タンパク質は、標準的な組換えDNA技術によって生成することが好ましい。
[0136] 本明細書では、少なくとも1、2、3、4、5、10、20又はそれ以上の小核酸又はアンチセンスオリゴヌクレオチド又はその誘導体を含む、又はそれを発現することができる1つ又は複数の核酸を含む組成物も提供され、細胞内の上記小核酸又はアンチセンスオリゴヌクレオチド又はその誘導体は、細胞状況で細胞核酸(例えば低分子非コードRNAS、例えばmiRNAs、pre−miRNAs、pri−miRNAs、miRNA*、anti−miRNA、miRNA結合部位、変異型及び/又はその機能的変異型、細胞mRNAs又はそのフラグメント)と特異的にハイブリダイゼーション(例えば結合)する。一実施形態では、細胞中の小核酸又はアンチセンスオリゴヌクレオチド又はその誘導体の発現は、天然に発生する野生型、又は合成の対応する小核酸に関連する1つ又は複数の生物学的活性を向上又は上方制御することができる。別の実施形態では、細胞中の小核酸又はアンチセンスオリゴヌクレオチド又はその誘導体の発現は、例えば本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーなどの本発明の1つ又は複数のバイオマーカー、又はそのフラグメントの転写、翻訳及び/又は小核酸処理を阻害することなどによって、細胞核酸及び/又はタンパク質の発現又は生物学的活性を阻害することができる。一実施形態では、小核酸又はアンチセンスオリゴヌクレオチド又はその誘導体は、低分子RNA(例えばmicroRNA)又は低分子RNAの相補体である。別の実施形態では、小核酸又はアンチセンスオリゴヌクレオチド又はその誘導体は、1本鎖又は2本鎖とすることができ、少なくともヌクレオチド6個分の長さであり、ヌクレオチド約1000、900、800、700、600、500、400、300、200、100、50、40、30、25、24、23、22、21、20、19、18、17、16、15、又は10個未満の長さである。別の実施形態では、組成物は、小核酸又はアンチセンスオリゴヌクレオチド又はその誘導体を含む、又はそれを発現することができる核酸のライブラリ、又は上記小核酸又はアンチセンスオリゴヌクレオチド又はその誘導体のプールを含むことができる。核酸のプールは、小核酸又はアンチセンスオリゴヌクレオチド又はその誘導体を含む、又はそれを発現することができる約2〜5、5〜10、10〜20、10〜30個又はそれ以上の核酸を含むことができる。
[0137] 一実施形態では、小核酸及び/又はアンチセンスオリゴヌクレオチドは1本鎖低分子干渉RNA(siRNA)を含む、又はそれから生成することができ、ここで細胞核酸(例えばmRNA)に対して完全に相補的な配列が分解を媒介するか、細胞核酸(例えばmRNA)に対して不完全に相補的な配列が、細胞内で発現時に翻訳抑制を媒介する。別の実施形態では、2本鎖siRNAを処理して、1本鎖細胞RNA転写の逆転写(例えばmicroRNA)と結合してその発現を阻害する2本鎖アンチセンスRNAにすることができる。RNA干渉(RNAi)は、動物及び植物中で配列特異的で転写後の遺伝子沈静化のプロセスであり、沈静化した遺伝子に配列が相同である2本鎖RNA(dsRNA)によって開始する。長いdsRNAをリボヌクレアーゼIIIによってin vivoで切断し、ヌクレオチド21個及び22個のsiRNAを生成する。ヌクレオチド21個のsiRNA二重鎖は、ヒトの胎児腎臓(293)及びヒーラ細胞などの様々な哺乳類の細胞株で、内在性及び非相同性遺伝子の発現を特異的に抑制する(Elbashir他 (2001)、Nature 411:494-498)。したがって、細胞中の遺伝子の翻訳は、ヌクレオチド約15〜30個、又はヌクレオチド約18〜21個、又はヌクレオチド約19〜21個の長さを有する短い1本鎖RNAと細胞を接触させることによって阻害することができる。あるいは、かかるsiRNA又は代謝してsiRNAになる短いヘアピンRNA(shRNA)をコードするベクターを、標的細胞に導入することができる(例えばMcManus他 (2002)、RNA 8:842;Xia他 (2002)、Nature Biotechnology 20:1006;及びBrummelkamp他 (2002)、Science 296:550を参照)。使用可能なベクターが、例えばOligoEngineからpSuper RNAi System(商標)の名称で販売されている。
[0138] 細胞mRNA転写物を触媒で切断するようにデザインされたリボザイム分子も、細胞mRNAの翻訳及び細胞ポリペプチドの発現、又はその両方を防止するために使用することができる(例えば1990年10月4日公開のPCT国際特許公開WO90/11364号(参照により組み込まれる;Sarver他 (1990)、Science 247:1222-1225、及び米国特許第5,093,246号(参照により組み込まれる)を参照)。部位特異的認識配列でmRNAを切断するリボザイムを使用して細胞mRNAを破壊することができるが、ハンマーヘッドリボザイムの使用が好ましい。ハンマーヘッドリボザイムは、標的mRNAと相補的塩基対を形成する隣接領域によって規定された位置で、mRNAを切断する。唯一の要件は、標的mRNAが以下の2塩基の配列を有することである。すなわち、5’−UG−3’である。ハンマーヘッドリボザイムの構造及び生成は当技術分野で周知であり、Haseloff及びGerlach (1988)、Nature 334:585-591でさらに詳細に記述されている。リボザイムは、切断認識部位が細胞mRNAの5’末端付近に位置するように、すなわち非機能的mRNA転写の効率を向上させ、細胞内蓄積を最小化するように改良することができる。
[0139] 本明細書で提示する方法及び組成物のリボザイムは、テトラヒメナ好温生物中に自然に発生し(IVS、又はL−19IVS RNA)として知られる、Thomas Cech他によって詳細に記述されているようなRNAエンドリボヌクレアーゼ(以降「チェック (Cech)型リボザイム」)も含む(Zaug他 (1984)、Science 224:574-578;Zaug他 (1986)、Science 231:470-475;Zaug他 (1986)、Nature 324:429-433;University Patents Inc.によって公開された国際特許公開WO88/04300号(参照により組み込まれる);Been他 (1986)、Cell 47:207-216)。チェック型リボザイムは、標的RNA配列とハイブリダイゼーションし、その後に標的RNAの切断が生じる8塩基対の活性部位を有する。本明細書で提示する方法及び組成物は、細胞遺伝子内に存在する8塩基対の活性部位配列を標的とするこれらのチェック型リボザイムを含む。
[0140] アンチセンスのアプローチとして、リボザイムは(例えば安定性の改善、標的指向などのために)修飾したオリゴヌクレオチドで構成することができる。好ましい送達方法は、形質トランスフェクトされた細胞が、内因性細胞メッセージを破壊して翻訳を阻害するのに十分な量のリボザイムを生成するように、強力な構成polIII又はpolIIプロモータの制御下でリボザイムを「コード」するDNA構成を使用することを含む。リボザイムは、アンチセンス分子とは異なり触媒性であるので、効率のために細胞内濃度を低下させる必要がある。
[0141] 細胞遺伝子の転写を阻害するために三重らせん体形成に使用される核酸分子は、1本差で、デオキシリボヌクレオチドで構成することが好ましい。これらのオリゴヌクレオチドの塩基組成物は、フーグスティーン型塩基対の規則を介して三重らせん体形成を促進するものであり、それには通常、二重鎖の1本鎖上に存在すべきプリン又はピリミジンの相当の伸長が必要である。ヌクレオチド配列はピリミジン塩基を有することができ、その結果となる三重らせん体の関連する3本の鎖にわたってTAT及びCGC三重鎖がもたらされる。ピリミジンが豊富な分子は、二重鎖のうち1本の鎖のプリンが豊富な領域に対して、その鎖に平行な方向で塩基相補性を提供する。また、プリンが豊富である、例えばG残基の伸長部を含む核酸分子を選択することができる。これらの分子は、GC対中に豊富なDNA中で核酸分子二重鎖で三重らせん体を形成し、ここでプリン残基の大部分は標的の二重鎖のうち1本の鎖に位置し、その結果、三重鎖の3本の鎖にわたるCGCトリプレットとなる。
[0142] あるいは、三重らせん体形成のために標的とすることができる潜在的配列は、いわゆる「スイッチバック」核酸分子を生成することによって増加させることができる。スイッチバック分子は、交互になる5’−3’、3’−5’の方法で合成され、したがって、これは二重鎖の一方の第1の鎖と、次に他方と塩基対を形成し、それによって二重鎖の一方の鎖上に存在すべきプリン又はピリミジンを相当伸長させる必要がなくなる。
[0143] 本明細書で提示する方法及び組成物の小核酸(例えばmiRNAs、pre−miRNAs、pri−miRNAs、miRNA*、anti−miRNA、又はmiRNA結合部位、又はその変異型)、アンチセンスオリゴヌクレオチド、リボザイム、及び三重らせん分子は、DNA及びRNA分子を合成するために当技術分野で知られている任意の方法で調製することができる。それには、例えば固相ホスホラミダイト化学合成などの当技術分野で周知のオリゴデオキシリボヌクレオチド及びオリゴリボヌクレオチドを化学的に合成する技術が含まれる。あるいは、RNA分子は、アンチセンスRNA分子をコードするDNA配列のin vitro及びin vivo転写によって生成することができる。かかるDNA配列は、T7又はSP6ポリメラーゼプロモータなどの適切なRNAポリメラーゼプロモータを組み込んだ多種多様なベクターに組み込むことができる。あるいは、使用するプロモータに応じて構成的又は誘導的にアンチセンスRNAを合成するアンチセンスcDNA構成を、細胞株に安定して導入することができる。
[0144] さらに、細胞内の安定性及び半減期を増加させる手段として、核酸分子に対する様々な周知の修飾を導入することができる。可能な修飾には、リボヌクレオチド又はデオキシリボヌクレオチドの隣接配列を分子の5’及び/又は3’末端に付加すること、又はオリゴデオキシリボヌクレオチドバックボーン内でホスホジエステラーゼ連結ではなくホスホロチオエート又は2’O−メチルを使用することを含むが、これらに限定されない。ポリペプチド、小核酸、及びアンチセンスオリゴヌクレオチドは、例えばタンパク質検出の手段として働くような別のペプチド又はポリペプチド(例えば非相同ペプチド)とさらに連結できることが、当業者には容易に理解される。本発明で検出に有用な標識ペプチド又はポリペプチド部分の非限定的な例には、ホースラディッシュペルオキシダーゼ、アルカリ性ホスファターゼ、βガラクトシダーゼ、又はアセチルコリンエステラーゼなどの適切な酵素と、FLAG、MYC、HA、又はHISタグなどのエピトープタグと、緑色蛍光タンパク質などの蛍光体と、色素と、放射性同位体と、ジゴキシゲニンと、ビオチンと、抗体と、ポリマーと、さらに当技術分野で、例えばPrinciples of Fluorescence Spectroscopy、Joseph R. Lakowicz(編集)(Plenum Pub Corp、第2版(1999年7月))で知られているその他が含まれるが、これらに限定されない。
[0145] 本明細書で述β調節剤(例えば抗体、小分子、ペプチド、融合タンパク質、又は小核酸)は、薬学的組成物に組み込み、in vivoで対象に投与することができる。この組成物は、単一のかかる分子又は薬剤、又は本明細書で述β薬剤の任意の組み合わせを含むことができる。本明細書で述β遺伝子経路解析に基づき、かかる薬剤の組み合わせは、癌の診断、予後、予防及び治療に特に効果的である。したがって、本明細書で述β「単一活性薬剤」は、本明細書で提供した方法及び組成物に従い、当技術分野で知られている他の薬学的活性化合物(「第2の活性薬剤」)と組み合わせることができる。特定の組み合わせは、特定のタイプの癌の治療に相乗的に作用すると考えられる。第2の活性薬剤は、大分子(例えばタンパク質)又は小分子(例えば合成無機、有機金属、又は有機分子)でよい。
[0146] 大分子活性薬剤の例には、増結成長因子、サイトカイン、及び単クローン及び多クローン抗体が含まれるが、これらに限定されない。典型的な大分子活性薬剤は、自然に発生するか人工的に作製したタンパク質などの生物分子である。本発明に特に有用であるタンパク質には、造血前駆細胞及び免疫学的活性生成細胞の生存及び/又は増殖をin vitro又はin vivoで刺激するタンパク質が含まれる。細胞中の委任赤血球前駆細胞の分割及び分化をin vitro又はin vivoで刺激するタンパク質もある。特定のタンパク質には、IL−2(組換えIL−II(「rIL2」)及びカナリア痘瘡IL−2)、IL−10、IL−12、及びIL−18などのインターロイキンと、インターフェロンアルファ−2a、インターフェロンアルファ−2b、インターフェロンアルファ−n1、インターフェロンアルファ−n3、インターフェロンβIa、及びインターフェロンγIbなどのインターフェロンと、GM−CF及びGM−CSFと、EPOとが含まれるが、これらに限定されない。
[0147] 本明細書で提供される方法及び組成物に使用できる特定のタンパク質には、Neupogen(登録商標)(Amgen、カリフォルニア州サウザンドオークス)という商品名で米国で販売されているフィルグラスチム、Leukine(登録商標)(Immunex、ワシントン州シアトル)という商品名で米国で販売されているサルグラモスチム、及びEpogen(登録商標)(Amgen、カリフォルニア州サウザンドオークス)という商品名で米国で販売されている組換えEPOが含まれるが、これらに限定されない。GM−CSFの組換え及び変異型形態は、米国特許第5,391,485号、第5,393,870号、及び第5,229,496号に記載されているように調製することができ、これらはすべて参照により本明細書に組み込まれる。G−CSFの組換え及び変異型形態は、米国特許第4,810,643号、第4,999,291号、第5,528,823号、及び第5,580,755号に記載されているように調製することができ、これらはすべて参照により本明細書に組み込まれる。
[0148] 組み合わせた形態で使用することができる抗体には、単クローン及び多クローン抗体が含まれる。抗体の例にはトラツズマブ(Herceptin(登録商標))、リツキシマブ(Rituxan(登録商標))、ベバシズマブ(Avastin(登録商標))、パーツズマブ(Omnitarg(登録商標))、トシツモマブ(Bexxar(登録商標))、エドレコロマブ(Panorex(登録商標))、及びG250が含まれるが、これらに限定されない。本発明の化合物は、抗TNFアルファ抗体と組み合わせる、又はこれと組み合わせて使用することもできる。大分子活性薬剤は、抗癌ワクチンの形態で投与することができる。例えば、IL−2、G−CSF、及びGM−CSFなどのサイトカインを分泌する、又はその分泌を引き起こすワクチンを、本明細書で提供した方法、薬学的組成物、及びキットで使用することができる。例えばEmens, L. A.他のCurr. Opinion Mol. Ther. 3(1):77-84 (2001)を参照されたい。
[0149] 小分子である第2の活性薬剤も、本明細書で提供するような組み合わせで使用することができる。小分子の第2の活性薬剤の例には抗癌剤、抗生物質、免疫抑制剤、及びステロイドが含まれるが、これらに限定されない。
[0150] 幾つかの実施形態では、周知の「併用化学療法」の療法を使用することができる。一実施形態では、併用化学療法は、シクロホスファミド、ヒドロキシダウノルビシン(ドキソルビシン又はアドリアマイシンとしても知られる)、オンコボリン(ビンクリスチン)、及びプレドニソンのうち2つ以上の組み合わせを含む。別の実施形態では、併用化学療法は、シクロホスファミド、オンコボリン、プレドニソン、及びアントラサイクリン、ヒドロキシダウノルビシン、エピルビシン、及びモチキサントロンからなる群から選択される1つ又は複数の化学療法剤の組み合わせを含む。
[0151]III.薬剤及び組成物を選択する方法
本発明の別の態様は、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカー及び/又は癌(例えば白血病などのリンパ系癌)に結合、それを上方制御、下方制御、又は調節する薬剤(例えば抗体、融合タンパク質、ペプチド、小分子、又は小核酸)を選択する方法に関する。かかる方法は、細胞系及び非細胞系アッセイなどのスクリーニングアッセイを使用することができる。
[0152] 一実施形態では、本発明は、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーなどの本発明の1つ又は複数のバイオマーカー、又はそのフラグメントに結合する、又はその発現又は活性レベルを調節する候補又は試験化合物をスクリーニングするアッセイに関する。かかる化合物には抗体、タンパク質、融合タンパク質、核酸分子、及び小分子が含まれるが、これらに限定されない。
[0153] 一実施形態では、アッセイは、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーなどの本発明の1つ又は複数のバイオマーカー、又はそのフラグメントを発現する細胞を、試験化合物に接触させることと、直接結合によって、又は癌のパラメータを測定することによって測定されるようなバイオマーカーとその自然の結合相手との相互作用のレベルを調節する(例えば刺激又は阻害する)試験化合物の能力を判定することと、を含む細胞系アッセイである。
[0154] 例えば、直接結合アッセイでは、バイオマーカーのポリペプチド又はそのフラグメントとその自然の結合相手又はそのフラグメントとの結合を、複合体中の標識した分子を検出することによって判定できるように、バイオマーカーのポリペプチド、バイオマーカーの結合相手のポリペプチド、又はそのフラグメントを、放射性同位体又は酵素の標識と結合することができる。例えば、バイオマーカーのポリペプチド、バイオマーカーの結合相手のポリペプチド、又はそのフラグメントを、125I、35S、14C、又は3Hで直接又は間接的に標識し、放射性同位体を、電波放射の直接計数によって、又はシンチレーション計数によって検出することができる。あるいは、当該のポリペプチドは、例えばホースラディッシュペルオキシダーゼ、アルカリ性ホスファターゼ、又はルシフェラーゼで酵素標識し、酵素標識は、産物への適切な基質の変換を判定することによって検出することができる。
[0155] 化合物が、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーなどの本発明の1つ又は複数のバイオマーカー、又はそのフラグメントと、その自然の結合相手又はそのフラグメントとの相互作用を、反応体のいずれも標識せずに(例えばMcConnell, H. M.他 (1992)、Science 257:1906-1912に記述されたような微小生理機能測定装置を使用して)調節する化合物の能力を判定することも本発明の範囲に入る。本明細書で使用する「微小生理機能測定装置」(例えばCytosensor)は、光学指定ポテンショメータセンサ(LAPS)を使用して細胞がその環境を酸性化する速度を測定する分析計器である。この酸性化速度の変化を、化合物とレセプタとの相互作用の指標として使用することができる。
[0156] 好ましい実施形態では、ポリペプチドの所与のセット間の相互作用を拮抗する遮断剤(例えば抗体、融合タンパク質、ペプチド、核酸分子、又は小分子)の能力の判定は、相互作用する分子のセットの1つ又は複数のメンバーの活性を判定することによって遂行することができる。例えば、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーなどの本発明の1つ又は複数のバイオマーカー、又はそのフラグメントの活性は、サイトカイン又はケモカイン応答の誘導を検出する、適切な基質の触媒/酵素活性を検出する、レポータ遺伝子(例えばクロラムフェニコールアセチル転移酵素などの、検出可能なマーカーをコードする核酸と作用可能な状態で結合する標的応答性調節性元素を含む)の誘導を検出する、又はバイオマーカー又はそのフラグメントによって調整された細胞応答(例えば調節された増殖、アポトーシス、細胞周期及び/又はE2F転写因子結合活性など、本明細書で同定された生物学的経路の調節)を検出することによって判定することができる。上記ポリペプチドと結合又は相互作用する遮断剤の能力の判定は、薬剤が免疫応答を調節する能力を測定することによって、例えばサイトカイン分泌のタイプ及び量の変化、アポトーシス又は増殖の変化、細胞の同一性に関連する遺伝子発現又は活性の変化を検出することによって、又は上記ポリペプチドがその一部を認識する抗体に結合する能力に干渉することによって遂行することができる。
[0157] さらに別の実施形態では、本発明のアッセイは、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーなどの本発明の1つ又は複数のバイオマーカー、又はそのフラグメント、例えばその生物学的活性フラグメントを、試験化合物と接触させ、試験化合物がポリペプチド又はその生物学的活性部分に結合する能力を判定する無細胞アッセイである。試験化合物とバイオマーカー又はそのフラグメントとの結合は、直接に又は上述したように間接的に判定することができる。バイオマーカー又はそのフラグメントがその自然の結合相手又はそのフラグメントと結合する能力の判定は、リアルタイム生体分子相互作用解析(BIA)などのテクノロジを使用して達成することもできる(Sjolander, S.及びUrbaniczky, C. (1991)、Anal. Chem. 63:2338-2345、及びSzabo他 (1995)、Curr. Opin. Struct. Biol. 5:699-705)。本明細書で使用する「BIA」は、反応物(例えばBIAコア)のいずれも標識せずに、リアルタイムで生物特異的相互作用を研究するテクノロジである。表面プラズモン共鳴(SPR)の光学的現象の変化も、生物学的ポリペプチド間のリアルタイム反応の指標として使用することができる。1つ又は複数のバイオマーカーポリペプチド又はそのフラグメントをBIAコアチップ上に固定化することができ、固定化したバイオマーカーポリペプチド又はそのフラグメントとの結合について、例えば遮断抗体、融合タンパク質、ペプチド、又は小分子などの複数の薬剤を試験することができる。BIAコアチップ上に固定化テクノロジの使用の例が、Fitz他 (1997)、Oncogene 15:613に記載されている。
[0158] 本発明の無細胞アッセイは、可溶性及び/又は膜結合形態の両方のタンパク質の使用に適している。膜結合形態のタンパク質を使用する無細胞アッセイの場合、膜結合形態のタンパク質が溶液中で維持されるように、可溶化剤を使用することが望ましいことがある。かかる可溶化剤の例にはn−オクチルグルコシド、n−ドデシルグルコシド、n−ドデシルマルトシド、オクタノイル−N−メチルグルカミド、デカノイル−N−メチルグルカミド、Triton(登録商標)X-100、Triton(登録商標)X-114、Thesit(登録商標)、イソトリデシポリ(エチレングリコールエーテル)n、3−[(3−クロロアミドプロピル)ジメチルアミニオ]−1−プロパンスルホン酸(CHAPS)、3−[(3−クロロアミドプロピル)ジメチルアミニオ]−2−ヒドロキシ−1−プロパンスルホン酸(CHAPSO)、又はN−ドデシル=N,N−ジメチル−3−アンモニオ−1−プロパンスルホン酸などの非イオン性界面活性剤が含まれる。
[0159] 上述したアッセイ方法の1つ又は複数の実施形態では、バイオマーカーポリペプチド、バイオマーカーの自然の結合相手のポリペプチド、又はそのフラグメントを固定化し、タンパク質の一方又は両方の非複合形から複合形を分離することを促進し、さらにアッセイ自動化に対応することが望ましいことがある。アッセイにおける試験化合物の結合は、反応物を収容するのに適切な任意の容器内で遂行することができる。かかる容器の例には微量定量プレート、試験管、及び小型遠心管が含まれる。一実施形態では、タンパク質の一方又は両方を基質に結合可能にするドメインを付加する融合タンパク質を提供することができる。例えば、グルタチオン−S−転移酵素系融合タンパク質を、グルタチオンSepharose(登録商標)ビーズ(Sigma Chemical、モンタナ州セントルイス)又はグルタチオン誘導化微量定量プレートに吸着させ、次にこれを試験化合物と組み合わせ、混合物を複合物形成の助けとなる状態(例えば塩及びpHの生理的状態)でインキュベートすることができる。インキュベーションの後、ビーズ又は微量定量プレートのウェルを洗浄して、未結合の成分があればすべて除去し、ビーズの場合は基質を固定化して、例えば上述したように複合体を直接又は間接的に判定する。あるいは、複合体を基質から分離し、標準的技術を使用して結合又は活性のレベルを判定することができる。
[0160] 代替実施形態では、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーなどの本発明の1つ又は複数のバイオマーカー、又はそのフラグメント、又はその自然の結合相手の活性を調節する試験化合物の能力の判定は、試験化合物が相互作用の下流で機能する遺伝子、例えば核酸、又は遺伝子産物、例えばポリペプチドを調節する能力を判定することによって遂行することができる。例えば、炎症(例えばサイトカイン及びケモカイン)応答を判定することができる、適切な標的に対する相互作用物質ポリペプチドの活性を判定することができる、又は前述したように、適切な標的に対する相互作用物質の結合を判定することができる。
[0161] 別の実施形態では、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーなどの本発明の1つ又は複数のバイオマーカー、又はそのフラグメントの調節剤は、細胞を候補化合物と接触させ、バイオマーカーの発現又は活性レベルを判定する方法で同定される。候補化合物が存在した状態のバイオマーカーmRNA又はポリペプチド又はそのフラグメントの発現のレベルを、候補化合物が存在しない状態のバイオマーカーmRNA又はポリペプチド又はそのフラグメントの発現のレベルと比較する。次に、候補化合物を、この比較に基づいてバイオマーカー発現の調節剤として同定することができる。例えば、バイオマーカーmRNA又はポリペプチド又はそのフラグメントの発現が、候補化合物の存在する状態で、存在しない状態より大きい(統計学的に有意に大きい)場合、候補化合物はバイオマーカー発現の刺激物質として同定される。あるいは、バイオマーカーmRNA又はポリペプチド又はそのフラグメントの発現が、候補化合物が存在する状態で、存在しない状態より減少する(統計学的に有意に少ない)場合、候補化合物はバイオマーカー発現の阻害物質として同定される。細胞中のバイオマーカーmRNA又はポリペプチド又はそのフラグメントの発現レベルは、バイオマーカーmRNA又はポリペプチド又はそのフラグメントを検出する本明細書で記述した方法によって判定することができる。
[0162] 本発明のさらに別の態様では、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーなどの本発明のバイオマーカー、又はそのフラグメントは、ツーハイブリッドアッセイ又はスリーハイブリッドアッセイで「ベイトタンパク質」として使用し(例えば米国特許第5,283,317号;Zervos他 (1993)、Cell 72:223-232;Madura他 (1993)、J. Biol. Chem. 268:12046-12054;Bartel他 (1993)、Biotechniques 14:920-924;Iwabuchi他 (1993)、Oncogene 8:1693-1696;及びBrentのWO94/10300号(参照により組み込まれる)を参照)、バイオマーカー又はそのフラグメントとけつごう又は相互作用して、バイオマーカーの活性に関与する他のポリペプチドを同定することができる。かかるバイオマーカー結合タンパク質は、例えば1つ又は複数のバイオマーカーが媒介する信号経路の下流要素として、バイオマーカーポリペプチド又はバイオマーカーの自然の結合相手による信号の伝播にも関与している可能性が高い。
[0163] 2ハイブリッドシステムは、分離可能なDNA結合及び活性化ドメインで構成される大部分の転写因子のモジュール式の性質に基づく。簡潔に言うと、アッセイは2つの異なるDNA構成を使用する。一方の構成では、1つ又は複数のバイオマーカーポリペプチドをコードする遺伝子を、既知の転写因子(例えばGAL−4)のDNA結合ドメインをコードする遺伝子と融合させる。他の構成では、同定されていないポリペプチド(「プレイ」又は「サンプル」)をコードするDNA配列のライブラリからのDNA配列を、既知の転写因子の活性化ドメインをコードする遺伝子に融合させる。「ベイト」ポリペプチドと「プレイ」ポリペプチドをin vivoで相互作用させ、1つ又は複数のバイオマーカー依存性複合体を形成することができる場合、転写因子のDNA結合及び活性化ドメインが近接する。この近接性によって、転写因子に応答する転写調整部位に作用可能な状態で連結したレポータ遺伝子(例えばLacZ)を転写することができる。レポータ遺伝子の発現を検出することができ、機能的転写因子を含む細胞コロニーを分離して、それを使用し、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーなどの本発明の1つ又は複数のバイオマーカーポリペプチド又はそのフラグメントと相互作用するポリペプチドをコードするクローン化遺伝子を取得することができる。
[0164] 別の態様では、本発明は本明細書で記述した2つ以上のアッセイの組み合わせに関する。例えば、調節剤は細胞系又は無細胞アッセイを使用して同定することができ、1つ又は複数のバイオマーカーポリペプチド又はそのフラグメントの活性を調節する薬剤の能力は、例えば細胞の形質転換及び/又は腫瘍形成の動物モデルなどの動物で、in vivoで確認することができる。
[0165] 本発明はさらに、上述したスクリーニングアッセイによって同定された新規の薬剤に関する。したがって、本明細書で記述したように適切な動物モデルで同定された薬剤をさらに使用することは、本発明の範囲に入る。例えば、本明細書で記述したように同定された薬剤を動物モデルで使用して、かかる薬剤での治療の有効性、毒性、又は副作用を判定することができる。あるいは、本明細書で記述したように同定された薬剤を動物モデルで使用して、かかる薬剤の作用機序を判定することができる。さらに、本発明は本明細書で記述したような治療のために上述したスクリーニングアッセイによって同定された新規の薬剤の使用に関する。
[0166]IV.本発明の使用及び方法
本明細書で列挙又は記述したバイオマーカーなどの、本明細書で記述した本発明のバイオマーカー、又はそのフラグメントは、以下の方法の1つ又は複数で使用することができる。すなわち、a)スクリーニングアッセイ、b)予測医療(例えば診断アッセイ、予後アッセイ、及び臨床試験のモニタリング)、及びc)治療方法(例えば1つ又は複数のバイオマーカーのコピー数、発現レベル及び/又は活性レベルの上方調節又は下方調節などによる治療又は予防治療)である。
[0167] 本発明の単離核酸分子を使用して、以下でさらに記述するように、例えば(a)本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーなどの本発明の1つ又は複数のバイオマーカー、又はそのフラグメントを(例えば遺伝子治療用途の宿主細胞中の組換え発現ベクター又は合成核酸分子を介して)発現させる、(b)1つ又は複数のバイオマーカー遺伝子のバイオマーカーmRNA又はそのフラグメント(例えば生物学的サンプル中にある)又は遺伝学的変化を検出する、及び/又は(c)バイオマーカー活性を調節することができる。バイオマーカーポリペプチド又はそのフラグメントを使用して、1つ又は複数のバイオマーカーポリペプチド又はそのフラグメントの産生不足又は産生過剰、又はバイオマーカーポリペプチド阻害物質の産生を特徴とする症状又は疾患を治療することができる。また、バイオマーカーポリペプチド又はそのフラグメントを使用して、自然に発生するバイオマーカー結合相手のスクリーニングに使用する、バイオマーカーの活性を調節する薬物又は化合物をスクリーニングする、さらにバイオマーカーポリペプチド又はそのフラグメントの産生不足又は産生過剰、又はバイオマーカーの野生型ポリペプチド又はそのフラグメントと比較して減少した、異常の、又は望ましくない活性を有するバイオマーカーポリペプチド形体の産生を特徴とする症状又は疾患(例えば白血病などのリンパ系癌を含む癌など)を治療することができる。
[0168]A.スクリーニングアッセイ
一態様では、本発明は本明細書で記述した1つ又は複数のバイオマーカーの望ましくない、望ましい以上の、又は望ましいほどではない発現及び/又は活性に関連する疾患又は症状を対象内で防止する方法に関する。主張された薬剤又は方法での治療から恩恵を受けるような疾患の危険がある対象は、例えば当技術分野で知られ、本明細書で説明した診断アッセイ又は予後アッセイの任意の1つ又は組み合わせによって同定することができる(例えばIII.薬剤及び蘇生を選択する方法で述β薬剤及びアッセイを参照)。
[0169]B.予測医療
本発明は、予後の判定(予測)を目的とし、それにより個体を予防的に治療するために、診断アッセイ、予後判定アッセイ、及び臨床試験のモニタリングを使用する予測医療の分野にも関する。したがって、本発明の一態様は、生物学的サンプル(例えば血液、血清、細胞、又は組織)の関係で本明細書で列挙又は記述したバイオマーカーなどの本発明のバイオマーカー又はそのフラグメントの発現及び/又は活性レベルを判定し、それにより異常又は望ましくないバイオマーカーの発現又は活性に関連する疾患又は障害に個体が罹患しているか、又は障害を発生する危険があるかを判定する診断アッセイに関する。本発明は、個体が、バイオマーカーのポリペプチド、核酸の発現又は活性に関連する障害を発生する危険があるか判定する予後の判定(又は予測)アッセイも提供する。例えば、生物学的サンプルで1つ又は複数のバイオマーカー遺伝子の変異を検定することができる。
[0170] かかるアッセイを予後の判定又は予測目的で使用し、それによりバイオマーカーのポリペプチド、核酸の発現又は活性を特徴とする、又はそれに関連する障害の発症前に個体を予防的に治療することができる。
[0171] 本発明の別の態様は、臨床試験で本明細書で列挙又は記述したバイオマーカーなどの本発明のバイオマーカー又はそのフラグメントの発現又は活性に対する薬剤(例えば、医薬品、化合物、及び小核酸系分子)の影響をモニタすることに関する。以上及び他の薬剤について、以下のセクションでさらに詳細に述べる。
[0172]1.診断アッセイ
本発明の一部は、生物学的サンプルが癌又はその臨床サブタイプ(例えば白血病などのリンパ系癌)に関連するかを正確に分類する方法、システム、及びコードを提供する。幾つかの実施形態では、本発明は統計アルゴリズム及び/又は経験的データ(例えば本明細書で記述した1つ又は複数のバイオマーカーの存在又はレベル)を使用して、(例えば対象からの)サンプルを癌サンプルと分類するのに有用である。
[0173] 本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーなどの本発明の1つ又は複数のバイオマーカー、又はそのフラグメントの発現又は活性のレベルを検出し、したがってサンプルが癌又はその臨床サブタイプ(例えば白血病などのリンパ系癌)に関連するかの分類に有用である例示的方法は、試験対象から生物学的サンプルを取得することと、生物学的サンプル中でバイオマーカーの発現又は活性のレベルを検出するように、バイオマーカーを検出可能な化合物又は薬剤(例えばバイオマーカー又はそのフラグメントをコードするポリペプチド又は核酸)に生物学的サンプルを接触させることと、を含む。幾つかの実施形態では、個体のサンプル中で本発明の少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、50、100個又はそれ以上のバイオマーカーの存在又はレベルを判定する。特定の場合、統計アルゴリズムは単一の学習統計的分類子システムである。例示的統計解析が実施例に提示され、特定の実施形態で使用することができる。他の実施形態では、単一の学習統計的分類子システムを使用し、本明細書で記述した1つ又は複数のバイオマーカーの予測又は確率値及び存在に基づき、サンプルを癌サンプル、癌のサブタイプサンプル、又は非癌サンプルと分類することができる。単一の学習統計的分類子システムを使用すると、通常は少なくとも約75%、76%、77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、又は99%の感度、特異度、正の予測値、負の予測値及び/又は精度でサンプルが癌サンプルと分類される。
[0174] 他の適切な統計アルゴリズムが、当業者によく知られている。例えば、学習統計的分類子システムは、複雑なデータセット(例えば当該マーカーのパネル)に適応し、かかるデータセットに基づいて決定することができる機械学習アルゴリズム技術を含む。幾つかの実施形態では、分類系統樹(例えばランダムフォレスト)などの単一の学習統計的分類子システムを使用する。他の実施形態では、2、3、4、5、6、7、8、9、10又はそれ以上の学習統計的分類子システムの組み合わせを、好ましくはタンデムで使用する。学習統計的分類子システムの例には帰納学習(例えばランダムフォレスト、分類及び回帰系統樹(C&RT)、ブースト系統樹などの決定/分類統系統樹)、計算機的学習理論(PAC)、コネクショニスト学習(例えばニューラルネットワーク(NN)、人工ニューラルネットワーク(ANN)、ニューロファジーネットワーク(NFN)、ネットワーク構造、多層パーセプトロンなどのパーセプトロン、多層フィードフォワードネットワーク、ニューラルネットワークの応用、信念ネットワークにおけるベイズの学習など)、強化学習(例えば未処理学習、適応動的学習、及び時間差学習などの既知の環境における受動的学習、未知の環境における受動的学習、未知の環境における能動的学習、学習アクティブバリュー関数、強化学習の応用など)、及び遺伝的アルゴリズム及び進化的プログラミングを使用するシステムが含まれるが、これらに限定されない。他の学習統計的分類子システムには支持ベクターマシン(例えばカーネル法)、多変量適応回帰スプライン(MARS)、Levenberg-Marquiardtアルゴリズム、ガウス−ニュートンアルゴリズム、ガウス形の混合、勾配下降アルゴリズム、及び学習ベクター量子化(LVQ)が含まれる。特定の実施形態では、本発明の方法はさらに癌分類結果を臨床医、例えば腫瘍専門医又は血液病専門医に送付することを含む。
[0175] 別の実施形態では、本発明の方法はさらに、個体が癌又はその臨床サブタイプを有する確率の形態で診断を提供する。例えば、個体は、約0%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、又はそれ以上の確率で癌又はその臨床サブタイプを有することがある。さらに別の実施形態では、本発明の方法はさらに、個体の癌の予後の判定を提供する。例えば、予後の判定は手術、癌の臨床サブタイプ(例えば白血病のサブタイプ)の発生、1つ又は複数の症状の発生、悪性癌の発生、又は疾患からの回復となることがある。幾つかの場合、サンプルを癌サンプルと分類する方法はさらに、サンプルを取得した個体の症状(例えば臨床的要素)に基づく。症状又は症状群は、例えばIPIに関連する症状となることがある。幾つかの実施形態では、個体を癌又はその臨床サブタイプを有すると診断した後、癌に関連する1つ又は複数の症状又は癌を治療するために有用な医薬品を治療的に有効な量、個体に投与する。
[0176] 幾つかの実施形態では、バイオマーカーmRNA、ゲノムDNA、又はそのフラグメントを検出する薬剤は、バイオマーカーmRNA、ゲノムDNA、又はそのフラグメントとハイブリダイゼーションすることができ、標識した核酸プローブである。核酸プローブは、例えば完全長バイオマーカー核酸、又はその一部、例えば長さがヌクレオチド少なくとも15、30、50、100、250又は500個分で、バイオマーカーmRNA又はゲノムDNAの当業者に周知の厳密な状況で特異的にハイブリダイゼーションするのに十分であるオリゴヌクレオチドでよい。本発明の診断アッセイに使用するのに適切な他のプローブについて、本明細書で述べる。
[0177] 本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカー、又はそのフラグメントを検出するために好ましい薬剤は、バイオマーカーに結合することができる抗体、好ましくは検出可能な標識を有する抗体である。抗体は多クローン性、又はさらに好ましくは単クローン性でよい。無傷の抗体、又はそのフラグメント(例えばFab又はF(ab’)2)を使用することができる。プローブ又は抗体に関して、「標識する」という用語は、検出可能な物質をプローブ又は抗体に結合(すなわち物理的に連結)することによってプローブ又は抗体に直接標識する、さらに直接標識された別の試薬の反応性によってプローブ又は抗体に間接的に標識することを含むものとする。間接的標識の例には蛍光標識した二次抗体を使用し、蛍光標識したストレプトアビジンで検出できるように、DNAプローブをビオチンで最終標識して、一次抗体を検出することが含まれる。「生物学的サンプル」という用語は、対象から単離された組織、細胞、及び生物学的流体、さらに対象内に存在する組織、細胞、及び流体を含むものとする。すなわち、本発明の検出方法を使用して、生物学的サンプル内でin vitroで、さらにin vivoでバイオマーカーmRNA、ポリペプチド、ゲノムDNA、又はそのフラグメントを検出することができる。例えば、バイオマーカーmRNA又はそのフラグメントを検出するin vitroの技術には、ノーザンハイブリダイゼーション及びin situのハイブリダイゼーションが含まれる。バイオマーカーポリペプチドを検出するin vitroの技術には、酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)、ウェスタンブロット、免疫沈降及び免疫蛍光が含まれる。バイオマーカーのゲノムDNA又はそのフラグメントを検出するin vitroの技術には、サウザンハイブリダイゼーションが含まれる。さらに、1つ又は複数のバイオマーカーのポリペプチド又はそのフラグメントを検出するin vivoの技術には、標識したアンチバイオマーカー抗体を対象に導入することが含まれる。例えば、抗体は、標準的画像技術で対象内の存在及び位置を検出することができる放射性マーカーで抗体を標識することができる。
[0178] 一実施形態では、生物学的サンプルは試験対象からのポリペプチド分子を含む。あるいは、生物学的サンプルは、試験対象からのmRNA分子、又は試験対象からのゲノムDNA分子を含むことができる。好ましい生物学的サンプルは、従来の手段で対象から単離した血液学的組織(例えば血液、血漿、B細胞、骨髄などを含むサンプル)のサンプルである。
[0179] 別の実施形態では、方法はさらに、コントロールの被検体からコントロールの生物学的サンプルを取得することと、生物学的サンプル中でバイオマーカーのポリペプチド、mRNA、ゲノムDNA、又はそのフラグメントを検出するように、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーのポリペプチド、mRNA、cDNA、低分子RNAs、成熟miRNA、pre−miRNA、pri−miRNA、miRNA*、anti−miRNA、又はmiRNA結合部位、又はその変異型、ゲノムDNA、又はそのフラグメントを検出することができる化合物又は薬剤に対照サンプルを接触させることと、対照サンプル中のバイオマーカーのポリペプチド、mRNA、cDNA、低分子RNAs、成熟miRNA、pre−miRNA、pri−miRNA、miRNA*、anti−miRNA、又はmiRNA結合部位、又はその変異型、ゲノムDNA、又はそのフラグメントの存在を、試験サンプル中のバイオマーカーのポリペプチド、mRNA、cDNA、低分子RNAs、成熟miRNA、pre−miRNA、pri−miRNA、miRNA*、anti−miRNA、又はmiRNA結合部位、又はその変異型、ゲノムDNA、又はそのフラグメントの存在と比較することと、を含む。
[0180] 本発明は、生物学的サンプル中で本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーのポリペプチド、mRNA、cDNA、低分子RNAs、成熟miRNA、pre−miRNA、pri−miRNA、miRNA*、anti−miRNA、又はmiRNA結合部位、又はその変異型、ゲノムDNA、又はそのフラグメントの存在を検出するキットも含む。例えば、キットは、生物学的標識中で1つ又は複数のバイオマーカーのポリペプチド、mRNA、cDNA、低分子RNAs、成熟miRNA、pre−miRNA、pri−miRNA、miRNA*、anti−miRNA、又はmiRNA結合部位、又はその変異型、ゲノムDNA、又はそのフラグメントを検出することができる標識した化合物又は薬剤と、サンプル中でバイオマーカーのポリペプチド、mRNA、cDNA、低分子RNAs、成熟miRNA、pre−miRNA、pri−miRNA、miRNA*、anti−miRNA、又はmiRNA結合部位、又はその変異型、ゲノムDNA、又はそのフラグメントの量を判定する手段と、サンプル中のバイオマーカーのポリペプチド、mRNA、cDNA、低分子RNAs、成熟miRNA、pre−miRNA、pri−miRNA、miRNA*、anti−miRNA、又はmiRNA結合部位、又はその変異型、ゲノムDNA、又はそのフラグメントの量を標準と比較する手段と、を含むことができる。化合物又は薬剤は、適切な容器に入れてパッケージングすることができる。キットはさらに、バイオマーカーのポリペプチド、mRNA、cDNA、低分子RNAs、成熟miRNA、pre−miRNA、pri−miRNA、miRNA*、anti−miRNA、又はmiRNA結合部位、又はその変異型、ゲノムDNA、又はそのフラグメントを検出するキットを使用するための指示書を含むことができる。
[0181] 幾つかの実施形態では、記述した診断アッセイに基づいて層別化した患者集団を治療するように調整した療法をさらに投与する。
[0182]2.予後判定アッセイ
本明細書で述べる診断法はさらに、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーなどの本発明の1つ又は複数のバイオマーカー、又はそのフラグメントの異常発現又は活性に関連する疾患又は障害を有する、又はその発生の危険がある対象を同定するために使用することができる。本明細書で使用する「異常」という用語は、コントロール中の正常な発現又は活性から逸脱したバイオマーカーの発現又は活性レベルを含む。
[0183] 先行診断アッセイ又は追従アッセイなどの本明細書で述べるアッセイを使用して、癌(例えば白血病などのリンパ系癌)にあるようなバイオマーカーの活性又は発現の誤調整に関連する障害を有する、又はそれを発生するリスクを有する対象を同定することができる。あるいは、予後判定アッセイを使用して、バイオマーカーの活性又は発現の誤調整に関連する障害を有する、又はそれを発生するリスクを有する対象を同定することができる。したがって、本発明は、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーなどの本発明の1つ又は複数のバイオマーカー、又はそのフラグメントの異常発現又は活性に関連する疾患を同定及び/又は分類する方法を提供する。さらに、本明細書で述べる予後判定アッセイを使用して、異常なバイオマーカーの発現又は活性に関連する疾患又は障害を治療するために、対象に薬剤(例えば、作動剤、拮抗剤、ペプチドミメティクス、ポリペプチド、ペプチド、核酸、小分子、又は他の医薬品候補)を投与できるか判定することができる。例えば、かかる方法を使用して、癌(例えば白血病などのリンパ系癌)用の薬剤で対象を効果的に治療できるか判定することができる。したがって、本発明は、異常なバイオマーカーの発現又は活性に関連する疾患のための薬剤で対象を効果的に治療できるか判定するために、試験サンプルを取得し、バイオマーカーのポリペプチド又は核酸の発現又は活性を検出する方法を提供する(例えば、コントロールに対するバイオマーカーのポリペプチド又は核酸の発現又は活性の有意の増加又は減少が、異常なバイオマーカーの発現又は活性に関連する障害を治療するための薬剤を投与できる対象の診断となる)。幾つかの実施形態では、バイオマーカーの発現又は活性の有意の増加又は減少は、対照サンプルのマーカーの発現又は活性レベルより少なくとも2、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20倍又はそれ以上それぞれ高い又は低いことを含む。
[0184] 本発明の方法は、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーなどの本発明の1つ又は複数のバイオマーカー、又はそのフラグメントの遺伝子変化を検出し、それによってバイオマーカーが変化した対象に、異常なバイオマーカーの活性又は発現レベルを特徴とする癌(例えば白血病などのリンパ系癌)のリスクがあるか判定するためにも使用することができる。好ましい実施形態では、方法は、対象からの細胞のサンプル中で、1つ又は複数のバイオマーカーポリペプチドをコードする遺伝子の完全性に影響する少なくとも1つの変化、又はバイオマーカーの誤発現を特徴とする遺伝子変化の有無を検出することを含む。例えば、かかる遺伝子変化は、1)1つ又は複数のバイオマーカー遺伝子からの1つ又は複数のヌクレオチドの欠失、2)1つ又は複数のバイオマーカー遺伝子への1つ又は複数のヌクレオチドの付加、3)1つ又は複数のバイオマーカー遺伝子の1つ又は複数のヌクレオチドの置換、4)1つ又は複数のバイオマーカー遺伝子の染色体の配列換え、5)1つ又は複数のバイオマーカー遺伝子のメッセンジャRNA転写のレベル変化、6)ゲノムDNAのメチル化パターンの場合のような1つ又は複数のバイオマーカー遺伝子の異常修飾、7)1つ又は複数のバイオマーカー遺伝子のメッセンジャRNA転写の非野生型スプライシングパターンの存在、8)1つ又は複数のバイオマーカーポリペプチドの非野生型レベル、9)1つ又は複数のバイオマーカー遺伝子の対立遺伝子の欠失、及び10)1つ又は複数のバイオマーカーポリペプチドの不適切な翻訳後修飾、のうち少なくとも1つの存在を確認することによって検出することができる。本明細書で述べるように、1つ又は複数のバイオマーカー遺伝子の変化を検出するために使用できるアッセイが当技術分野で多数知られている。好ましい生物学的サンプルは、従来の手段で対象から単離した組織又は血清サンプルである。
[0185] 特定の実施形態では、変化の検出が、プローブ/プライマーをポリメラーゼ連鎖反応(PCR)(例えば米国特許第4,683,195号及び第4,683,202号)、例えばアンカPCR又はRACE PCR、又は代替的に連結連鎖反応(LCR)(例えばLandegran他 (1988) Science 241:1077-1080;及びNakazawa他 (1994) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91:360-364参照)に使用することを含み、後者は1つ又は複数のバイオマーカー遺伝子中の点変異を検出するのに特に有用なことがある(Abravaya他 (1995)、Nucleic Acids Res. 23:675-682参照)。この方法は、対象から細胞のサンプルを採取するステップと、サンプルの細胞から核酸(例えばゲノムDNA、mRNA、cDNA、低分子RNA、成熟miRNA、pre−miRNA、pri−miRNA、miRNA*、anti−miRNA、又はmiRNA結合部位、又はその変異型)を単離するステップと、(存在する場合は)バイオマーカー遺伝子のハイブリダイゼーション及び増幅が生じるような状態で、本明細書で列挙又は記述したバイオマーカー遺伝子などの本発明の1つ又は複数のバイオマーカー、又はそのフラグメントに特異的にハイブリダイゼーションする1つ又は複数のプライマーに、核酸サンプルを接触させるステップと、増幅産物の有無を検出するステップ、又は増幅産物のサイズを検出して対照サンプルの長さと比較するステップとを含むことができる。PCR及び/又はLCRは、本明細書で述べる変異の検出に使用される技術のいずれかと組み合わせて、予備増幅ステップとして使用するのが望ましいことがあると予想される。
[0186] 代替的増幅方法には、自己持続配列複製(Guatelli, J. C.他 (1990)、Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87:1874-1878)、転写増幅システム(Kwoh, D. Y.他 (1989)、Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86:1173-1177)、Q−βレプリカーゼ(Lizardi, P. M.他 (1988)、Bio-Technology 6:1197)、又は任意の他の核酸増幅法が含まれ、その後に当業者に周知の技術を使用した増幅分子の検出がある。これらの検出体系は、存在する核酸分子が非常に少数である場合に、かかる分子の検出に特に有用である。
[0187] 代替実施形態では、サンプル細胞からの本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーなどの本発明の1つ又は複数のバイオマーカー遺伝子、又はそのフラグメントの変異は、制限酵素切断パターンの変化によって同定することができる。例えば、1つ又は複数の制限エンドヌクレアーゼでサンプル及びコントロールDNAを単離し、増幅し(任意選択)、消化し、ゲル電気泳動でフラグメントの長さサイズを判定して、比較する。サンプルとコントロールDNAとのフラグメントの長さサイズの差が、サンプルDNA中の変異を示す。さらに、配列特異的リボザイム(例えば米国特許第5,498,531号(参照により組み込まれる)参照)の使用を、リボザイム切断部位の発生又は欠失による特異的変異の存在をスコア化するために使用することができる。
[0188] 他の実施形態では、本明細書で列挙又は記述した遺伝子などの本発明の1つ又は複数のバイオマーカー遺伝子、又はそのフラグメントの遺伝子変異は、サンプル及びコントロール核酸、例えばDNA、 RNA、mRNA、低分子RNA、cDNA、成熟miRNA、pre−miRNA、pri−miRNA、miRNA*、anti−miRNA、又はmiRNA結合部位、又はその変異型を、数百又は数千個のオリゴヌクレオチドプローブを含む高密度アレイにハイブリダイゼーションすることによって同定することができる(Cronin, M. T.他 (1996)、Hum. Mutat. 7:244-255;Kozal, M. J.他 (1996)、Nat. Med. 2:753-759)。例えば、1つ又は複数のバイオマーカーの遺伝子変異は、特にCronin他 (1996)に記載されたように発光DNAプローブを含む2次元アレイ中で同定することができる。簡潔に言うと、プローブの第1のハイブリダイゼーションアレイを使用して、サンプル及びコントロール中の長いDNAを走査し、重複する配列プローブの直線アレイを作製することによって配列間の塩基変化を同定することができる。このステップによって点変異を同定することができる。このステップの後に第2のハイブリダイゼーションアレイがあり、これによって検出される全変異型又は変異に対して相補的な比較的小さい特殊なプローブアレイを使用することにより、特異的変異を特徴付けることができる。各変異アレイは、平行プローブセットで構成され、一方は野生型遺伝子に相補的であり、他方は変異遺伝子に相補的である。
[0189] さらに別の実施形態では、当技術分野で知られている様々な配列決定反応のいずれかを使用して、本明細書で列挙又は記述した遺伝子などの本発明の1つ又は複数のバイオマーカー遺伝子、又はそのフラグメントの配列を直接決定し、サンプルバイオマーカー遺伝子の配列を対応する野生型(コントロール)配列と比較することによって変異を検出することができる。配列決定反応の例には、Maxam及びGilbert (1977)、Proc. Natl. Acad. Sci. USA 74:560又はSanger (1977)、Proc. Natl. Acad Sci. USA 74:5463によって開発された技術に基づく反応が含まれる。様々な自動化配列決定手順のいずれも、診断アッセイを実行する場合に使用することができ (Naeve, C. W. (1995)、Biotechniques 19:448-53)、それには質量分析法による配列決定が含まれる(例えばPCT国際特許公開第WO94/16101号(参照により組み込まれる);Cohen他 (1996)、Adv. Chromatogr. 36:127-162;及びGriffin他 (1993)、Appl. Biochem. Biotechnol. 38:147-159を参照)。
[0190] 本明細書で列挙又は記述した遺伝子などの本発明の1つ又は複数のバイオマーカー遺伝子、又はそのフラグメントの変異を検出する他の方法には、切断剤からの保護を使用してRNA/RNA又はRNA/DNAヘテロ二本鎖の不適正塩基を検出する方法が含まれる(Myers他 (1985)、Science 230:1242)。一般に、当技術分野の「不適正切断」の技術は、野生型配列を含む(標識した)RNA又はDNAを、組織サンプルから取得して潜在的変異体を有するRNA又はDNAとハイブリダイゼーションすることによって形成したヘテロ二本鎖を提供することから開始する。コントロールとサンプルの鎖の間の塩基対不適正により存在するような二重鎖の1本鎖領域を切断する薬剤で、2本鎖の二重鎖を処理する。例えば、SIヌクレアーゼで処理したRNアーゼ及びDNA/DNAハイブリッドでRNA/DNA二重鎖を処理し、不適正領域を酵素消化することができる。他の実施形態では、不適正領域を消化するために、ヒドロキシルアミン又は四酸化オスミウムで、及びピペリジンでDNA/DNA又はRNA/DNA二重鎖のいずれかを処理することができる。不適正領域の消化後、次に、その結果の材料を、変性ポリアクリルアミドゲル上のサイズごとに区別し、変異の部位を判定する。例えばCotton他 (1988)、Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85:4397、及びSaleeba他 (1992)、Methods Enzymol. 217:286-295を参照されたい。好ましい実施形態では、検出するためにコントロールのDNA又はRNAを標識することができる。
[0191] さらに別の実施形態では、不適正切断反応は、細胞のサンプルから取得し、本明細書で列挙又は記述した遺伝子などの本発明のバイオマーカー遺伝子、又はそのフラグメントの点変異を検出し、マッピングするように規定されたシステムで、2本鎖DNAの不適正塩基対を認識する1つ又は複数のタンパク質(いわゆる「DNA不適正修復」酵素)を使用する。例えば、大腸菌のmutY酵素は、G/A不適正部にてAを切断し、ヒーラ細胞からのチミジンDNAグリコシラーゼはG/T不適正部にてTを切断する(Hsu他 (1994)、Carcinogenesis 15:1657-1662)。二重鎖をDNA不適正修復酵素で処理し、切断産物がある場合は、電気泳動プロトコルなどでそれを検出することができる。例えば米国特許第5,459,039号(参照により組み込まれる)を参照されたい。
[0192] 他の実施形態では、電気泳動移動度の変化を使用して、本明細書で列挙又は記述した遺伝子などの本発明のバイオマーカー遺伝子、又はそのフラグメントの変異を同定する。例えば、1本鎖コンフォメーション多形性(SSCP)を使用して、変異核酸と野生型核酸との電気泳動移動度の差を検出することができる(Orita他 (1989)、Proc Natl. Acad. Sci USA 86:2766;Cotton (1993)、Mutat. Res. 285:125-144及びHayashi (1992)、Genet. Anal. Tech. Appl. 9:73-79も参照)。サンプル及びコントロールの核酸の1本鎖DNAフラグメントが変性し、復元することができる。1本鎖核酸の二次構造は、配列に従って変化し、その結果の電気泳動移動度の変化によって、単一の塩基変化さえ検出することができる。DNAフラグメントは、標識したプローブで標識又は検出することができる。アッセイの感度は、配列の変化に対して二次構造の感度が向上した(DNAではなく)RNAを使用することにより向上させることができる。好ましい実施形態では、主題の方法は、ヘテロ二重鎖解析を使用し、電気泳動移動度の変化に基づいて2本鎖ヘテロ二重鎖分子を区別する(Keen 他 (1991)、Trends Genet. 7:5)。
[0193] さらに別の実施形態では、変性剤の勾配を含むポリアクリルアミドゲル中での変異体又は野生型フラグメントの動作を、変性勾配ゲル電気泳動(DGGE)を使用して検定する(Myers他 (1985)、Nature 313:495))。分析法としてDGGEを使用する場合、DNAを修飾し、例えばPCRによって高融点GCが豊富なDNAのGCクランプを約40bp付加することによって、完全には変性しないことを保証する。さらに別の実施形態では、変性勾配ではなく温度勾配を使用して、コントロールとサンプルのDNAの移動度の差を同定する(Rosenbaum及びReissner (1987)、Biophys. Chem. 265:12753)。
[0194] 点変異を検出する他の技術の例には、選択的オリゴヌクレオチドハイブリダイゼーション、選択的増幅、又は選択的プライマー伸長が含まれるが、これらに限定されない。例えば、既知の変異が中心に位置するオリゴヌクレオチドプライマーを調製し、次に完全に一致したことが認められた場合のみハイブリダイゼーションが可能である状態で、標的DNAにハイブリダイゼーションすることができる(Saiki他 (1986)、Nature 324:163;Saiki他 (1989)、Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86:6230)。オリゴヌクレオチドがハイブリダイゼーション膜に結合し、標識した標的DNAとハイブリダイゼーションした場合、かかる対立遺伝子特異的オリゴヌクレオチドがPCR増幅標的DNA又は幾つかの異なる変異にハイブリダイゼーションする。幾つかの実施形態では、バイオチップ、マイクロアレイなど、又は当技術分野で周知である他のアレイテクノロジを使用して、ハイブリダイゼーション反応を生じさせることができる。
[0195] あるいは、選択的PCR増幅に依存する対立遺伝子特異的増幅を、本発明と組み合わせて使用することができる。特異的増幅のプライマーとして使用するオリゴヌクレオチドは、当該変異を、(増幅が同定的ハイブリダイゼーションに依存するように)分子の中心に(Gibbs他 (1989)、Nucleic Acids Res. 17:2437-2448)、又は適切な状態で不適正がポリメラーゼの伸長を防止するか、減少させることができる場合は一方のプライマーの最3’末端に(Prossner (1993)、Tibtech 11:238)有する。また、変異領域の新規の制限部位を導入し、切断に基づく検出部を生成することが望ましいことがある(Gasparini他 (1992)、Mol. Cell Probes 6:1)。特定の実施形態では、増幅は、増幅用のTaqリガーゼを使用して実行することもできる(Barany (1991)、Proc. Natl. Acad. Sci USA 88:189)。かかる場合、5’配列の3’末端が完全に一致した場合のみ、連結が生じ、それによって増幅の有無を探索することにより特定の部位に既知の変異が存在することを検出することが可能になる。
[0196] 本明細書で述べる方法は、例えば本明細書で述べる少なくとも1つのプローブ核酸又は抗体試薬を含む事前包装の診断キットを使用して実行することができ、これは例えば臨床の場で便利に使用し、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーなどの本発明の1つ又は複数のバイオマーカー、又はそのフラグメントを伴う疾患又は疾病の症状又は家族歴を示す患者を診断することができる。
[0197]3.臨床試験中の効果のモニタリング
本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーなどの本発明の1つ又は複数のバイオマーカー、又はそのフラグメントの発現又は活性に対する薬剤(例えば医薬品)の影響(例えば癌状態の調節)のモニタリングは、基本的な医薬品のスクリーニングばかりでなく、臨床試験にも適用することができる。例えば、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーなどの本発明の1つ又は複数のバイオマーカー、又はそのフラグメントの発現及び/又は活性を増加するために、本明細書で述βようなスクリーニングアッセイによって判定される薬剤の有効性は、コントロールの基準に対して、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーなどの本発明の1つ又は複数のバイオマーカーなどの1つ又は複数のバイオマーカー、又はそのフラグメントの発現及び/又は活性の低下を示す対象の臨床試験でモニタすることができる。あるいは、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーなどの本発明の1つ又は複数のバイオマーカー、又はそのフラグメントの発現及び/又は活性を増加するためにスクリーニングアッセイによって判定される薬剤の有効性は、コントロールの基準に対して、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーなどの本発明のバイオマーカー、又はそのフラグメントの発現及び/又は活性の低下を示す対象の臨床試験でモニタすることができる。かかる臨床試験では、バイオマーカーの発現及び/又は活性を、特定細胞のフェノタイプの「読み出し」又はマーカーとして使用することができる。
[0198] 幾つかの実施形態では、本発明は、作用物質(例えば作動剤、拮抗剤、ペプチドミメティクス、ポリペプチド、ペプチド、核酸、小分子、又は本明細書で述べるスクリーニングアッセイによって同定される他の候補医薬品)で対象を治療する有効性をモニタリングする方法であって、(i)薬剤を投与する前に対象から投与前サンプルを獲得するステップと、(ii)投与前サンプル中で、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーなどの本発明の1つ又は複数のバイオマーカー、又はそのフラグメントの発現及び/又は活性のレベルを検出するステップと、(iii)対象から1つ又は複数の投与後サンプルを獲得するステップと、(iv)投与後サンプル中でバイオマーカーの発現又は活性のレベルを検出するステップと、(v)投与前サンプル中のバイオマーカー又はそのフラグメントの発現又は活性のレベルを、1つ又は複数の投与後サンプル中のバイオマーカーのそれと比較するステップと、(vi)それに従って対象への薬剤の投与を変更するステップと、を含む方法を提供する。例えば、1つ又は複数のバイオマーカーの発現又は活性を検出レベルより高いレベルまで増加させる(例えば薬剤の有効性を増加させる)ために、薬剤の投与増加が望ましいことがある。あるいは、バイオマーカーの発現又は活性を検出レベルより低いレベルまで低下させる(例えば薬剤の有効性を低下させる)ために、薬剤の投与減少が望ましいことがある。かかる実施形態によると、バイオマーカーの発現又は活性を、観察可能な表現型応答がなくても、薬剤の有効性の指標として使用することができる。
[0199]C.治療方法
本発明は、本明細書で列挙又は記述したバイオマーカーなどの本発明のバイオマーカーの不十分又は過剰な産生を特徴とし、コントロールと比較して異常な発現又は活性を有する障害の危険がある(又はその障害にかかりやすい)対象を治療する予防的方法及び治療方法の両方を提供する。さらに、本明細書で述べる本発明の薬剤を使用して、バイオマーカー又はそのフラグメントを検出して単離し、バイオマーカー又はそのフラグメントの生物学的利用能を制御し、バイオマーカーの発現レベル又は活性を調節することができる。
[0200]1.予防方法
一態様では、本発明は、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーなどの本発明の1つ又は複数のバイオマーカー、又はそのフラグメントの異常発現又は活性に関連する疾患又は状態を、バイオマーカーの発現又は少なくともバイオマーカーの活性を調節する薬剤を対象に投与することによって、対象内で防止する方法を提供する。バイオマーカーの異常発現又は活性を原因とする、又はそれが一因である疾患又は障害のリスクがある対象は、例えば本明細書で述べるような診断アッセイ又は予後判定アッセイのいずれか又はそれらの組み合わせによって同定することができる。疾患又は障害を予防するか、あるいはその進行を遅らせるように、予防薬の投与は、バイオマーカーの発現又は活性異常を特徴とする症状の出現前に実行することができる。
[0201]2.療法
本発明の別の態様は、治療目的で、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーなどの本発明の1つ又は複数のバイオマーカー、又はそのフラグメントの発現又は活性又はその天然結合相手との相互作用を調節する方法に関する。本発明のバイオマーカーは、癌(例えば白血病などのリンパ系癌)との相関が実証されている。したがって、免疫応答を調節するために、バイオマーカーの活性及び/又は発現、さらに1つ又は複数のバイオマーカー又はそのフラグメントと、その天然結合相手又はそのフラグメントとの相互作用を調節することができる。幾つかの実施形態では、変異体RACバイオマーカーの発現に基づき層別化された対象は、PAK1、ROCK1及び/又はROCK2の阻害剤単独で、又は他の抗癌療法との併用で特異的に治療することができる。何故なら、かかる下流RACシグナル伝達分子が変異体RACバイオマーカーの形質転換能力にとって重要であることが、本明細書で実証されているからである。
[0202] 本発明の調節方法は、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーなどの本発明の1つ又は複数のバイオマーカーなどの本発明の1つ又は複数のバイオマーカー、又はそのフラグメント、又は細胞に関連するバイオマーカー活性の1つ又は複数の活性を調節する薬剤に細胞を接触させることを含む。バイオマーカーの活性を調節する薬剤は、本明細書で述βような薬剤、例えば核酸又はポリペプチド、バイオマーカーの自然に発生する結合相手、バイオマーカーに対する抗体、バイオマーカーに対する抗体と他の免疫関連標的に対する抗体との組み合わせ、1つ又は複数のバイオマーカーの作動剤又は拮抗剤、1つ又は複数のバイオマーカー作動剤又は拮抗剤のペプチドミメティクス、1つ又は複数のバイオマーカーペプチドミメティクス、他の小分子、又は1つ又は複数のバイオマーカー核酸遺伝子発現産物に対する、又はそれを模倣する低分子RNAとすることができる。
[0203] 本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーなどの本発明の1つ又は複数のバイオマーカーなどの本発明の1つ又は複数のバイオマーカー、又はそのフラグメントの発現を調節する薬剤は、例えばアンチセンス核酸分子、RNAi分子、shRNA、成熟miRNA、pre−miRNA、pri−miRNA、miRNA*、anti−miRNA、又はmiRNA結合部位、又はその変異型、又は他の小RNA分子、三重鎖オリゴヌクレオチド、リボザイム、又は1つ又は複数のバイオマーカーポリペプチドを発現させる組み換えベクターである。例えば、1つ又は複数のバイオマーカーポリペプチド翻訳開始部位の周囲の区域に相補的なオリゴヌクレオチドを合成することができる。1つ又は複数のアンチセンスオリゴヌクレオチドを細胞媒質に、通常は200マイクログラム/mLで付加するか、患者に投与して、1つ又は複数のバイオマーカーポリペプチドの合成を防止することができる。アンチセンスオリゴヌクレオチドは、細胞に取り込まれ、1つ又は複数のバイオマーカーmRNAとハイブリダイゼーションして、翻訳を防止する。あるいは、2本鎖DNAと結合して三重鎖構成を形成し、DNAの巻き戻し及び転写を防止するオリゴヌクレオチドを使用することができる。いずれかの結果として、バイオマーカーポリペプチドの合成が遮断される。バイオマーカーの発現を調節する場合、かかる調節は、バイオマーカー遺伝子のノックアウト以外の手段で実行する。
[0204] 細胞中のバイオマーカーの量を制御するという事実によって発現を調節する薬剤は、細胞中のバイオマーカー活性の総量も調節する。
[0205] 一実施形態では、薬剤は、本明細書で列挙又は記述した1つ又は複数のバイオマーカーなどの本発明の1つ又は複数のバイオマーカー、又はそのフラグメントの1つ又は複数の活性を刺激する。かかる調節剤の例には、細胞に導入されているバイオマーカー又はそのフラグメントをコードする活性バイオマーカーポリペプチド又はそのフラグメント及び核酸(例えばcDNA、mRNA、shRNA、siRNA、低分子RNA、成熟miRNA、pre−miRNA、pri−miRNA、miRNA*、anti−miRNA、又はmiRNA結合部位、又はその変異型又は当業者に知られている他の機能的に同等の分子)を含む。別の実施形態では、薬剤は1つ又は複数のバイオマーカー活性を阻害する。一実施形態では、薬剤はバイオマーカーとその天然結合相手との相互作用を阻害又は強化する。かかる阻害剤の例にはアンチセンス核酸分子、抗バイオマーカー抗体、バイオマーカー阻害剤、及び本明細書で述べるスクリーニングアッセイで同定される化合物が含まれる。
[0206] これらの調節方法はin vitroで(例えば細胞を薬剤に接触させることによって)、又は代替的にin vivoで薬剤を細胞と接触させる(例えば薬剤を対象に投与する)ことによって実行することができる。したがって、本発明は、本明細書で列挙又は記述した本発明の1つ又は複数のバイオマーカーの上方調節又は下方調節から恩恵を受けるような状態又は障害、例えばバイオマーカー又はそのフラグメントの望ましくない、不十分、又は異常な発現又は活性を特徴とする障害に悩む個体を治療する方法を提供する。一実施形態では、方法は、バイオマーカーの発現又は活性を調節する(例えば上方制御又は下方制御する)薬剤(例えば本明細書で述べるスクリーニングアッセイで同定された薬剤)、又は薬剤の組み合わせを投与することを含む。別の実施形態では、方法は、1つ又は複数のバイオマーカーポリペプチド又は核酸分子を治療として投与し、減少、異常、又は望ましくないバイオマーカーの発現又は活性を補償することを含む。
[0207] バイオマーカーが異常に下方制御される、及び/又はバイオマーカーの活性増加が有利な効果を与える可能性が高い状況では、バイオマーカーの活性を刺激することが望ましい。同様に、バイオマーカーが異常に上方制御される、及び/又はバイオマーカーの活性減少が有利な効果を与える可能性が高い状況では、バイオマーカーの活性を阻害することが望ましい。
[0208] また、これらの調節剤は、例えば化学療法薬、ホルモン、抗狭心症薬、放射性標識化合物と、又は手術、化学療法及び/又は放射線療法との併用療法で投与することもできる。前述した治療方法は、事前又は事後通常療法と継続的に、通常療法の他の形態(例えば当業者に周知の標準治療)と併用投与することができる。例えば、これらの調節剤は治療的に有効な量の化学療法剤とともに投与することができる。別の実施形態では、これらの調節剤を化学療法と併用投与して、化学療法剤の活性及び効力を強化する。医師用添付文書集(PDR)は、様々な癌の治療に使用されてきた化学療法剤の用量を開示している。治療上有効であるこれらの前述した化学療法剤の投薬法及び投与量は、治療中の特定の癌(例えば白血病などのリンパ系癌)、疾患の程度、及び当業者医師が精通した他の要素に依存する。
[0209]V.医薬組成物
別の態様では、本発明は、1つ又は複数の薬学的に許容可能なキャリア(添加剤)及び/又は希釈剤とともに製剤化される本発明のバイオマーカー(例えば変異体RACタンパク質)の活性又はレベルを低下させる、治療上有効な量の薬剤を含む薬学的に許容可能な組成物を提供する。以下で詳細に述べるように、本発明の医薬組成物は、固体又は液体形態で投与するように特別に製剤化することができ、(1)経口投与、例えば飲薬(水性又は非水性溶液又は懸濁液)、錠剤、巨丸薬、粉末、顆粒、ペースト剤、(2)非経口投与、例えば無菌溶液又は懸濁液として、例えば皮下、筋肉、又は静脈内注射、(3)例えば皮膚に適用されるクリーム、軟膏、又は噴霧としての局所適用、(4)例えばペッサリ、クリーム又は発泡体などの膣内又は直腸内、又は(5)例えば水性エアロゾル、リポソーム製剤又は化合物を含む固体粒子としてのエアロゾル、に適応する形態が含まれる。
[0210] 本明細書で使用する「治療上有効な量」という語句は、本発明のバイオマーカー(例えば変異体RACタンパク質)xの活性又はレベルを低下させる薬剤、又は本発明のバイオマーカー(例えば変異体RACタンパク質)の活性又はレベルを低下させる薬剤を含む組成物の量で、妥当なメリット/リスクの比率で何らかの望ましい治療効果、例えば癌治療を生じるのに有効である量を意味する。
[0211] 「薬学的に許容可能」という語句は、健全な医療の判断の範囲内で、過剰な毒性、刺激、アレルギ反応、又は他の問題又は合併症がなく、妥当なメリット/リスクの比率に対応し、ヒト又は動物の皮膚と接触状態で使用するのに適しているこれらの薬剤、材料、組成物及び/又は剤形を指すものとして、本明細書では使用される。
[0212] 本明細書で使用する「薬学的に許容可能なキャリア」という語句は、主題の化学物質を1つの器官又は身体部分から別の器官又は身体部分へと運搬又は輸送することに関与する液体又は固体の充填材、希釈剤、賦活剤、溶剤又は封入材料などの、薬学的に許容可能な材料、組成物又は媒介物を意味する。各キャリアは、製剤化の他の成分と適合し、対象に有害ではないという意味で、「許容可能」でなければならない。薬学的に許容可能なキャリアとして働くことができる材料の幾つかの例には、(1)乳糖、ブドウ糖及び蔗糖などの糖、(2)トウモロコシ澱粉及びジャガイモデンプンなどのデンプン、(3)カルボキシメチルセルロースナトリウム、エチルセルロース及び酢酸セルロースなどのセルロース及びその誘導体、(4)粉末状トラガカント、(5)麦芽、(6)ゼラチン、(7)滑石、(8)ココアバター及び座剤蝋などの父兄剤、(9)落花生油、綿実油、紅花油、ゴマ油、オリーブ油、トウモロコシ油及びダイズ油などの油、(10)プロピレングリコールなどのグリコール、(11)グリセリン、ソルビトール、マンニトール及びポリエチレングリコールなどのポリオール、(12)オレイン酸エチル及びラウリン酸エチルなどのエステル、(13)寒天、(14)水酸化マグネシウム及び水酸化アルミニウムなどの緩衝液、(15)アルギン酸、(16)無パイロジェン水、(17)等張食塩水、(18)リンゲル液、(19)エチルアルコール、(20)リン酸緩衝液、及び(21)医薬製剤に使用される他の非毒性相溶性物質が含まれる。
[0213] 「薬学的に許容可能な塩」という用語は、本発明のバイオマーカー(例えば変異体RACタンパク質)の活性又はレベルを低下させる薬剤の比較的毒性のない無機及び有機酸添加塩を指す。これらの塩は、呼吸脱共役剤の最終単離及び精製中にin situで調製するか、精製した呼吸脱共役剤をその遊離基形態で適切な有機又は無機酸と別個に反応させ、このように形成された塩を単離することによって調製することができる。代表的な塩には臭化水素酸塩、塩酸塩、硫酸塩、重硫酸塩、リン酸塩、硝酸塩、酢酸塩、吉草酸塩、オレイン酸塩、パルミチン酸塩、ステアリン酸塩、ラウリル酸塩、安息香酸塩、乳酸塩、リン酸塩、トシラート、クエン酸塩、マレイン酸塩、フマル酸塩、コハク酸塩、酒石酸塩、ナプチレート、メシレート、グルコヘプト酸塩、ラクトビオン酸塩、及びラウリルスルホン酸塩などが含まれる(例えばBerge他 (1977)、"Pharmaceutical Salts", J. Pharm. Sci. 66:1-19参照)。
[0214] 他の場合、本発明の方法に有用な薬剤は、1つ又は複数の酸性官能基を含むことができ、したがって薬学的に許容可能な塩基を有する薬学的に許容可能な塩を形成することができる。これらの場合の「薬学的に許容可能な塩」という用語は、本発明のバイオマーカー(例えば変異体RACタンパク質)の活性又はレベルを低下させる薬剤の相対的に非毒性の無機及び有機塩基添加塩を指す。これらの塩は同様に、呼吸脱共役剤の最終単離及び精製中にin situで調製するか、精製した呼吸脱共役剤をその遊離酸形態で適切な塩基と、例えば薬学的に許容可能な金属陽イオンの水酸化物、炭酸塩又は重炭酸塩をアンモニアと、又は薬学的に許容可能な有機第1級、第2級又は第3級アミンと別個に反応させることによって調製することができる。代表的なアルカリ又はアルカリ土類塩にはリチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、及びアルミニウム塩などが含まれる。塩基添加塩の形成に有用な代表的有機アミンにはエチルアミン、ジエチルアミン、エチレンジアミン、エタノールアミン、ジエタノールアミン、ピペラジンなどが含まれる(例えば上記のBerge他を参照)。
[0215] 組成物中には、ラウリル硫酸ナトリウム及びステアリン酸マグネシウムなどの湿潤剤、乳化剤及び潤滑剤、さらに着色剤、剥離剤、コーティング剤、甘味剤、着香料及び香料、保存剤及び酸化防止剤も存在し得る。
[0216] 薬学的に許容可能な酸化防止剤の例には(1)スコルビン酸、システイン塩酸塩、重硫酸ナトリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウムなどのような水溶性酸化防止剤、(2)アスコルビン酸パルミテート、ブチル化ヒドロキシアニソール(BHA)、ブチル化ヒドロキシトルエン(BHT)、レシチン、没食子酸プロピル、アルファ−床フェノールなどのような油溶性酸化防止剤、及び(3)クエン酸、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)、ソルビトール、酒石酸、リン酸などのような金属キレート化剤が含まれる。
[0217] 本発明の方法に有用な製剤には、経口、経鼻、局所(頬側及び舌下を含む)、直腸、膣、エアロゾル及び/又は非経口投与に適切な製剤が含まれる。製剤は、単位用量の形態で便利に提示し、調剤の技術分野で周知の任意の方法で調製することができる。キャリア材料と組み合わせて単一用量の形態を生成することができる有効成分の量は、治療される受容者、特定の投与法に応じて変化する。キャリア材料と組み合わせて単一用量の形態を生成することができる有効成分の量は、通常、治療効果を生じる化合物の量となる。通常、100パーセントのうち、この量は有効成分の約1%〜約99%、好ましくは約5%〜約70%、最も好ましくは約10%〜約30%の範囲になる。
[0218] これらの製剤又は組成物を調製する方法は、本発明のバイオマーカー(例えば変異体RACタンパク質)の活性又はレベルを低下させる薬剤をキャリアと、及び任意選択で1つ又は複数の補助成分と会合させるステップを含む。一般的に、製剤は、呼吸脱共役剤を液体キャリア、又は微粉固体キャリア、又はその両方と均一かつ密接に会合させ、その後に必要に応じて産物を成形することによって調製される。
[0219]実施例1:実施例2〜6の材料及び方法
A.細胞株
ヒト胎児腎臓293T(HEK293T)、線維肉腫細胞株HT1080、乳癌細胞株HCC1143及びMDA−MB−157、及びマウス線維芽細胞株3T3を、American Type Culture Collection(ATCC、米国バージニア州マナッサス)から購入し、10%(vol/vol)のウシ胎児血清及び2mMのL−グルタミン(両方ともInvitrogenから)を添加したダルベッコ改変イーグル培地F12(DMEM/F12)(Invitrogen、米国カリフォルニア州カールスバッド)内で維持した。ヒト乳腺上皮細胞株MCF10AをATCCから取得し、5%(vol/vol)のウマ血清(S0910、Biowest、フランスNuaille)、組換えヒト上皮成長因子(EGF;20ng/mL)(Peprotech、米国ニュージャージー州ロッキーヒル)、ウシインスリン(10マイクログラム/mL)(I-1882、Sigma-Aldrich、米国モンタナ州セントルイス)、ヒドロコルチゾン(0.5マイクログラム/mL、H-0888、Sigma-Aldrich)、及びコレラ毒素(100ng/mL、D-8052、Sigma-Aldrich)を添加したDMEM/F12内で維持した。ヒトCML細胞株KCL−22をJCRB細胞バンク(大阪)から取得し、10%(vol/vol)のFBSを添加したRPMI培地1640(Invitrogen)内で維持した。
[0220]B.オリゴヌクレオチド配列
ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)に使用するプライマー配列は以下の通りである。
[0221] Ras関連C3ボツリヌス毒素基質(RAC)1完全長cDNA:
5'-AGTTTTCCTCAGCTTTGGGTGGTG-3'及び
5'-AAAGCGTACAAAGGTTCCAAGGGA-3';
[0222] RAC1ゲノム エクソン2:
5'-TCAGGGTACCAATGTGTATGTGGTG-3'及び
5'-TGGTCAAAGAAATGTGAAACCCGT-3';
[0223] RAC1ゲノム エクソン4:
5'-CCTTCCCAGCAACATGTAGAAAGC-3'及び
5'-CAGCCTGGACACAACAGAGTGAGA-3';
[0224] RAC2完全長cDNA:
5'-CTGAGCTGTCACCACCGACACTCT-3'及び
5'-AGCTCTGCAGCCATCTGCTAAGAA-3';
[0225] RAC2ゲノム エクソン2:
5'-CTTCTACCCCTTCCTCCATACCCC-3'及び
5'-CCCTCTTGCACTTCCTGTCTTTCA-3'
[0226] RAC3完全長 cDNA:
5'-ATTTCTCCGCAGCTCGGCTC-3'及び
5'-GGACACCACACGTCTCAACACAAC-3'.
[0227] 部位特異的突然変異には以下のプライマーを使用した。
[0228]
RAC1(P29S):
5'-CTGATCAGTTACACAACCAATGCATTTTCTGGAGAATATATCCC-3'及び
5'-GGGATATATTCTCCAGAAAATGCATTGGTTGTGTAACTGATCAG-3';
[0229] RAC1(C157Y):
5'-GTAAAATACCTGGAGTACTCGGCGCTCACACAG-3'及び
5'-CTGTGTGAGCGCCGAGTACTCCAGGTATTTTAC-3';
[0230] RAC1(P179L):
5'-GCAGTCCTCTGCCTGCCTCCCGTGAAG-3'及び
5'-CTTCACGGGAGGCAGGCAGAGGACTGC-3'
[0231] RAC2(I21M):
5'-GCAAGACCTGCCTTCTCATGAGCTACACCACCAAC-3'及び
5'-GTTGGTGGTGTAGCTCATGAGAAGGCAGGTCTTGC-3'
[0232] RAC2(P29Q):
5'-CACCACCAACGCCTTTCAAGGAGAGTACATCCCCAC-3'及び
5'-GTGGGGATGTACTCTCCTTGAAAGGCGTTGGTGGTG-3'
[0233] RAC2(D47Y):
5'-CAGCCAATGTGATGGTGTACAGCAAGCCAGTGAAC-3'及び
5'-GTTCACTGGCTTGCTGTACACCATCACATTGGCTG-3'
[0234] RAC2(R106H):
5'-CGGCACCACTGCCACAGCACACCCATC-3'及び
5'-GATGGGTGTGCTGTGGCAGTGGTGCCG-3'.
[0235] リアルタイムRT−PCRには以下のプライマーを使用した。
[0236] RAC1:
5'-AAGCTGACTCCCATCACCTATCCG-3'及び
5'-CGAGGGGCTGAGACATTTACAACA- 3';
[0237] RAC2:
5'-AAGAAGCTGGCTCCCATCACCTAC- 3'及び
5'-AACACGGTTTTCAGGCCTCTCTG- 3';
[0238] RAC3:
5'-AAGAAGCTGGCACCCATCACCTAC- 3'及び
5'-ATCGCCTCGTCAAACACTGTCTTC-3';
[0239] NRAS:
5'-TCAACAGCAGTGATGATGGGACTC-3'及び
5'-AGGGTGTCAGTGCAGCTTGAAAGT- 3';
[0240] KRAS:
5'-TGGGGAGGGCTTTCTTTGTGTATT- 3'及び
5'-TGCTAAGTCCTGAGCCTGTTTTGTG- 3';
[0241] HRAS:
5'-AGCAGATCAAACGGGTGAAGGACT- 3'及び
5'-GATCTCACGCACCAACGTGTAGAA- 3'.
[0242]C.定量的リアルタイムRT−PCR
HT1080中のRAC1、RAC2、RAC3、NRAS、HRAS及びKRASのメッセージレベルを調べるために、RNeasy(登録商標)のMini column(Qiagen)を使用して全RNAを単離し、オリゴ(dT)プライマー及びReverTra Ace逆転写酵素(Toyobo)を使用して逆転写反応に供した。特異的cDNAの量を、QuantiTect SYBR Green(登録商標)のPCR Kit(Qiagen)を使用したリアルタイムPCR解析で定量した。増幅プロトコルには、94℃で15秒間、60℃で30秒間、及び72℃で60秒間のインキュベーションが含まれた。PCR産物へのSYBR Green(登録商標)染料の取り込みを、ABI PRISM 7700(登録商標)配列検出システム(Applied Biosystems)でリアルタイムにモニタし、それによってPCR産物の指数関数的増幅が開始するサイクル(threshold cycle; CT)を判定することができた。対応するコントロールのcDNAで生成したCT標準曲線に基づき、各遺伝子のcDNAコピー数を定量した。
[0243]D.次世代シーケンサでのcDNA配列決定
906個のヒトタンパク質コード遺伝子のcDNAを捕捉するために、120塩基の特注RNAプローブをデザインし(Ueno他 (2012)、Cancer Sci. 103:131-135)、Agilent Technologiesが合成した。SureSelect(登録商標)のTarget Enrichment system(Agilent Technologies)を使用してHT1080細胞から捕捉されたcDNAを取得し、Genome Analyzer(登録商標)のIIx(Illumina)でディープシーケンシング(deep sequenceing)に供した。学内の計算パイプラインを使用して非同義的変異についてデータセットをスクリーニングした(Ueno他 (2012)、Cancer Sci. 103:131-135)。東京大学、自治医科大学、名古屋大学大学院医学部、及びThe Cancer Instituteの倫理委員会から臨床サンプルの解析の承認を受けた。ハイスループットにするために、選択されたRAC1、RAC2、及びRAC3のcDNAのディープシーケンシングでは、各RACタンパク質の完全長cDNAを細胞株からのRT−PCRで増幅し、サンガーのシーケンシングに供して非同義的変異についてスクリーニングした。
[0244]E.RAC変異体の形質転換アッセイ
HT1080及びHCC1143細胞からのRT−PCRでRAC1及びRAC2 cDNAのコード配列を増幅し、強化緑色蛍光タンパク質とともにRAC1又はRAC2を発現させるためにレトロウイルスプラスミドpMXS−ires−EGFP(Clontech)に挿入した。上記プラスミドでの部位特異的突然変異によって、RAC1(P29S)、RAC1(C157Y)、RAC1(P179L)、RAC2(I21M)、RAC2(P29Q)、RAC2(D47Y)、又はRAC2(P106H)の発現プラスミドを作製した。感染性ウイルス粒子を生成するために、両栄養性レトロウイルスパッケージングプラスミド(Takara Bio)とともにプラスミドをHEK293T細胞に導入した。次に、ウイルス粒子を使用して3T3及びMCF10A細胞に感染させ、その後、0.4%(wt/vol)の寒天(SeaPlaque(登録商標)GTGアガロース;FMC)を含む培地に懸濁し、6ウェルのプレート内の0.53%(wt/vol)の寒天を含む培地の上に積層した。14日間(3T3)又は20日間(MCF10A)、コロニーを形成させ、次にクリスタルバイオレットで染色した。野生型又は変異体形態のRAC1又はRAC2を発現する3T3細胞(1.0×106)は、in vivoの腫瘍形成能アッセイのためにnu/nuマウスに皮下(sc)注射も実施した。マウスの実験は、東京大学の動物実験委員会から承認を受けた。
[0245]F.RACタンパク質の活性
PAK1−p21結合ドメイン(PBD)のグルタチオン−S−トランスフェラーゼ(GST)融合タンパク質に基づくプルダウンアッセイで、GTP結合RACタンパク質を検出し、Rac1/Cdc42 Activation Assay Kit(Millipore)を使用してこれを実行した。RAC依存性シグナル伝達活性をルシフェラーゼで測定するために、HEK293T細胞に、野生型又は変異体形態のRAC1又はRAC2の発現プラスミドをpGL-TK(Promega)及びSRE.Lレポータープラスミドとともに48時間トランスフェクトした。SRE.Lレポータープラスミドでは、修飾血清応答因子−応答配列をホタルのルシフェラーゼcDNAに結合させた(Hill他 (1995)、Cell 81:1159-1170)。次に、細胞溶解産物中のホタルルシフェラーゼの活性を測定し、ウミシイタケルシフェラーゼで正規化した。免疫ブロット解析のために、RAC1及びNRASに対する抗体(クローン23A8及びOP25)をMilliporeから、RAC2に対する抗体(ab2244)をAbcamから、ACTBに対する抗体(13E5)をCell Signaling Technologyから入手した。ファロイジン染色のために、細胞を4%(vol/vol)パラホルムアルデヒドのPBS溶液にて室温で10分間固定し、0.1%(vol/vol)Triton X-100のPBS溶液で5分間透過性処理して、次にウシ血清アルブミン(BSA;10マイクログラム/mL)の存在下でAlexa Fluor 594−結合ファロイジンV(Molecular Probes、Invitrogen)に曝露した。次に、細胞をHoechst 33258で対比染色し、蛍光顕微鏡(Olympus)で観察した。
[0246]G.RNA干渉
コントロール、RAC1、及びNRASのsiRNAをDharmaconから取得し、RNAiMAX(Invitrogen)を使用したトランスフェクションによってHT1080に導入した。RNAiの標的シーケンスは5’−UAAGGAGAUUGGUGCUGUA−3’(RAC1 siRNA #7及びshRNA)、5’−CGGCACCACUGUCCCAACA−3’(RAC1 siRNA #9)、5’−AUACGCCAGUACCGAAUGA−3’(NRAS siRNA #3)、及び5’−AAAGCGCACUGACAAUCCA−3’(NRAS siRNA #4)であった。トランスフェクション後、他に断りのない限り、細胞を10%(vol/vol)のFBSを含有する培地で維持した。pMKO.1プラスミド(Addgene)でshRNAの発現ベクターを構築した。shRNA抵抗性RAC1 cDNAを生成するために、ヒトRAC1 cDNA(GenBank登録番号NM_006908.4)のヌクレオチド679〜697のTAAGGAGATTGGTGCTGTA配列をCAAAGAAATTGGAGCAGTGに変更した。かかる塩基の置換は、翻訳されたタンパク質のアミノ酸配列に影響を与えない。
[0247] 様々なsiRNAをトランスフェクトしたHT1080細胞の細胞周期を、FITC BrdU Flow Kit及びFACSCanto(登録商標)IIの計器(両方ともBD Biosciencesから)で分析した。CASP3/CASP7の酵素活性をCasepase-Glo 3/7(登録商標)Assay(Promega)で測定した。
[0248] 他のsiRNAとしては、PAK1(#M-003521-04-0005)、ROCK1(#M-003536-02-0005)、及びROCK2(#M-004610-02-0005)をDharmaconから購入した。
[0249]H.組換えRAC1タンパク質の生化学的分析
野生型又は変異体形態のRAC1の1−188のアミノ酸に対応するコードcDNAを、pGEX6−P−1プラスミド(GE Healthcare Life Sciences)に挿入した。そのプラスミドを含む大腸菌BL21-CodonPlus(登録商標)DE3(Stratagene)中で、0.1mMのイソプロピル−1−チオ−β−D−ガラクトピラノシドでRAC1又はその変異体のGST融合タンパク質を20℃で16時間誘導し、グルタチオン−セファロース4Bビーズ(GE Healthcare Life Sciences)で精製した。各GST融合タンパク質を、PreScission(登録商標)Protease(GE Healthcare Life Sciences)及びグルタチオン−セファロース4Bビーズで16時間、さらにインキュベートし、GST部分を除去した。その結果の上澄みを、50mMのトリスHcl(pH7.5)、100mMのNaCl、5mMのMgCl2、1mMのDTT、及び0.1%(wt/vol)のLubro PX(Nacalai Tesque)で構成された緩衝液で平衡化したSephadex G-25ゲル濾過カラム(GE Healthcare Life Sciences)に適用し、Racタンパク質を含有する分画を採取した。
[0250] RAC1タンパク質の生化学的アッセイを、Kontani他 (2002)、J. Biol. Chem. 277:41070-41078に記載された方法にわずかな修正を加えて実施した。[35S]GTPγS−結合アッセイでは、50mMのトリス−Cl(pH7.5)、100mMのNaCl、1mMのEDTA、1.81mMのMgCl2、1mMのDTT、0.0008%(wt/vol)のLubrol PX、及び200マイクログラム/mLのBSAからなる50マイクロリットルの溶液中で、精製したタンパク質(5pmol)を、30℃にて5マイクロメートルの放射性標識ヌクレオチド(7,000cpm/pmol)と共にインキュベートした。様々な時間でインキュベートした後、サンプルを1mLの氷冷した洗浄用緩衝液[20mMのトリスHCl(pH7.5)、20mMのMgCl2、及び100mMのNaCl]で希釈し、ニトロセルロース膜(0.45マイクロメートルのポアサイズ;Advantec MFS)で濾過した。膜は、2mLの氷冷した洗浄用緩衝液で4回洗浄し、68℃で乾燥した。膜上に残った放射能を、液体シンチレーションカウンタで測定した。
[0251] [3H]GDP−及び[35S]GTPγS−解離アッセイでは、50mMのトリスHCl(pH7.5)、100mMのNaCl、1mMのEDTA、1.81mM(C157Y変異体の場合)又は0.1mM(その他の場合)のMgCl2、1mMのDTT、0.0007%(wt/vol)のLubrol PX、及び200マイクログラム/mLのBSAの溶液中で、精製したタンパク質(5pmol)を、5マイクロメートルの放射性標識ヌクレオチド([3HGDP]の場合は2,000dpm/pmol、[35S]GTPγSの場合は2,000cpm/pmol)と共に10分間インキュベートした。C157Y変異体に放射性標識ヌクレオチドを前負荷するために、高Mg2+条件(終濃度0.8mM)を使用した。低Mg2+条件(終濃度45nM)では変異体がヌクレオチドに効率的に結合できなかったからである。非標識GTPγS及びMgCl2を終濃度200マイクロメートル及び0.8mMのMg2+まで添加して、タンパク質からの[3H]GDP又は[35S]GTPγSの解離を開始した。30℃で様々な時間だけインキュベートした後、上述したようにニトロセルロース膜を使用し、[3H]GDP−又は[35S]GTPγS−結合タンパク質の量を測定した。
[0252] GTPアーゼのアッセイでは、50mMのトリスHCl(pH7.5)、100mMのNaCl、1mMのEDTA、1.81mM(C157Y変異体の場合)又は0.1mM(その他の場合)のMgCl2、1mMのDTT、0.0008%(wt/vol)のLubrol PX、及び200マイクログラム/mLのBSAの溶液中で、精製したタンパク質に、5マイクロメートルの[γ−32P]GTP(4,000cpm/pmol)を前負荷し、次に非標識GTP及びMgCl2をそれぞれ終濃度1及び0.8mMのMg2+を添加することによって、GTPの加水分解反応を開始した。30℃で様々な時間インキュベートした後、5pmolのRACタンパク質(50マイクロリットル)を含む反応混合物を、750マイクロリットルの50mMの氷冷NaH2PO4及び5%(wt/vol)の活性炭(Wako Pure Chemical Industries)と混合し、氷上で15分間インキュベートした。次に混合物を15,000×gで10分間、4℃で遠心分離し、タンパク質から解放された32iの量について、上澄みを液体シンチレーションカラムで分析した。
[0253]実施例2:RAC1(N92I)腫瘍性タンパク質の同定
[0254] 線維肉腫細胞株HT1080中の形質転換遺伝子を同定するために(Rasheed他 (1974)、Cancer 33:1027-1033)、癌関連遺伝子(n=906)のcDNAをHT1080細胞から単離し、Genome Analyzer IIx(GAIIx)システムでのディープシーケンシングに供した。取得した92,025,739の読み取り値で品質フィルタリングを実行し、906個の標的遺伝子のうち843個(93.0%)にマッピングされた45,325,377個の固有の読み取り値が得られた。遺伝子843個の読み取り値の平均カバレッジは、ヌクレオチド1個当たり495xであり、遺伝子568個の捕捉領域の70%以上が、10x以上のカバレッジで読み取られた。
[0255] データセット中の非同義的変異を、Ueno他 (2012)、Cancer Sci 103:131-135 に従って計算パイプラインを使用してスクリーニングすると、合計5個のミスセンス変異で30x以上のカバレッジの閾値、及び30%以上の変異率が明らかになった(表1)。
[0256]
[0257] これらの変異のうちの1つ、すなわちアミノ酸の位置61でGlnからLysに置換することになるNRAS(GenBank登録番号NM_002524.4)のヘテロ接合性ミスセンス変異(Q61K)は、この細胞株で報告されており(Hall他 (1983)、Nature 303:396-400)、NRASの最もよくみられる形質転換変異である(Cox及びDer (2010)、Small GTPases 1:2-27)。別の低分子GTPアーゼ、RAC1のミスセンス変異も発見された(図1及び表1)。したがって、ヒトRAC1 cDNA(GenBank登録番号NM_006908.4)の位置516におけるAからTへの転換は、コードしたタンパク質の位置92でAsnからIleへの置換になり、この位置をカバーする合計24,238個の読み取り値のうち11,525個(47.5%)で同定された。
[0258] RAC1(N92I)の形質転換能を調べるために、マウス3T3線維芽細胞及びMCF10Aヒト乳腺上皮細胞(Debnath他 (2003)、Methods 30:256-268)に、ヒトRAC1の野生型又はN92I変異体形態をコードするレトロウイルスを感染させ、次に足場非依存性増殖を評価するために細胞を軟寒天に播種した。野生型RAC1を発現する3T3細胞もMCF10A細胞も軟寒天中で増殖せず(図1A)、RAC1に形質転換能が欠落していることを示した。対照的に、RAC1(N92I)を発現する細胞は、軟寒天中で容易に増殖し(図1A)、このRAC1変異体が足場非依存性増殖の性質を3T3細胞とMCF10A細胞の両方に与えたことを示す。RASタンパク質の発癌性G12V変異体形態の場合に対応するアミノ酸置換を含むRAC1の人為的変異体であるRAC1(G12V)(Ridley他 (1992)、Cell 70:401-410)の形質転換能も確認された。
[0259]実施例3:RAC1及びRAC2の他の形質転換変異の同定
RACタンパク質の別の形質転換変異を同定した。ヒトRAC1、RAC2(GenBank登録番号NM_002872.3)、及びRAC3(GenBank登録番号NM_005052.2)のcDNAを、40の癌細胞株から単離し(表2)、サンガー配列決定法でそのヌクレオチド配列を判定すると、乳癌細胞株MDA−MB−157、CML細胞株KCL−22、及び乳癌細胞株HCC1143で、それぞれRAC1(P29S)、RAC2(P29Q)、及びRAC2(P29L)が発見された(図1及び表3)。癌ゲノム変異のCOSMICデータベース(Release V59;cancer.sanger.ac.uk/cancergenome/projects/cosmicのワールドワイドウェブで入手可能)でRAC1、RAC2、及びRAC3変異を検索したところ、ヒトの腫瘍で検出される様々なアミノ酸置換が明らかになった。すなわち、RAC1(P29S)、RAC1(C157Y)、RAC1(P179L)、RAC2(I21M)、RAC2(P29L)、RAC2(D47Y)、及びRAC2(P106H)である(表3)。臨床サンプルで同定されたこれらのRAC1及びRAC2変異はすべて、対になった正常細胞のゲノムに対応する変異が存在しなかったことから、体細胞性であることが確認された。
[0260]
[0261]
[表3]
[0262] これらの様々なRAC1及びRAC2変異体の形質転換能を調べるために、各タンパク質を3T3及びMCF10A細胞中で発現させ、細胞の足場非依存性増殖を評価した。野生形のRAC2は3T3又はMCF10A細胞を形質転換せず、軟寒天中の増殖は、RAC1(P29S)、RAC1(C157Y)、RAC2(P29L)、又はRAC2(P29Q)を発現する3T3細胞では見られたが、RAC1(P179L)、RAC2(I21M)、RAC2(D47Y)、又はRAC2(P106H)を発現する3T3細胞では見れらなかった(図2A)。興味深いことに、アッセイのコロニー数は、アミノ酸置換のタイプや細胞のタイプによってかなり変動した。例えば、RAC1(C157Y)は、他の形質転換変異体と比較して、軟寒天中で生じるコロニーが少なかった。さらに、乳癌細胞株で同定されたRAC1(P29S)は、3T3細胞の場合よりMCF10Aの方が多数のコロニーを生成した。逆に、線維肉腫細胞株で同定されたRAC1(N92I)は、MCF10A細胞の場合より3T3細胞の方が多数のコロニーを生成した。
[0263] RAC1(P29S)、RAC1(N92I)、RAC1(C157Y)、RAC2(P29L)、及びRAC2(P29Q)変異体の発癌活性を、ヌードマウスでの腫瘍形成能アッセイでさらに確認したところ(図2B)、RAC1(N92I)の活性が、このアッセイでは3T3細胞の形質転換で最も顕著であった。NRAS(Q61K)を発現する3T3細胞の軟寒天中のコロニー数は、発癌性RAC1又はRAC2変異体を発現する細胞の場合より少なく(図2A)、これらの低分子GTPアーゼの発現は3T3で容易に確認された(図3)。NRAS(Q61K)を発現する同じ3T3細胞由来の皮下(sc)腫瘍は、RAC1/RAC2変異体を発現する腫瘍より高速で増殖し(図2B)たことから、GTPアーゼの形質転換能の強度測定値は、アッセイシステムによって変動し得ることが示された。
[0264] かかる発癌能がRAC1又はRAC2の活性と直接関係するのか調べるために、RHOファミリーのGTPアーゼによって引き起こされる細胞内シグナル伝達に選択的に応答するルシフェラーゼレポータープラスミドを使用し、変異タンパク質の活性を評価した(Hill 他 (1995)、Cell 81:1159-1170)。軟寒天及び腫瘍形成能アッセイからのデータと一致して、RAC1及びRAC2の形質転換変異体のみが、トランスフェクトしたHEK293T細胞内にかなりのレベルのルシフェラーゼ活性を生じた(図2C)。
[0265] 活性型RAC1又はRAC2には、GTPが結合していると予想される。そこで、PAK1のp21−結合ドメイン(PBD)に基づくプルダウンアッセイを使用して、RAC1及びRAC2腫瘍性タンパク質のGTP結合状態を調べた。形質転換RAC1及びRAC2変異体はすべて、GTP−結合状態が優先的に存在することが判明し(図2D)、その構成的活性を示した。さらに、これらのRAC1及びRAC2変異体は、3T3細胞中のアクチン細胞骨格の著しい再構成を誘発し、その結果、原形質膜における波打ちに重合アクチンが蓄積した(図4)。
[0266]実施例4:治療標的としてのRAC1及びRAC2の同定
NRAS(Q61K)も3T3細胞を形質転換することが知られているので(図2A;Marshall他 (1982)、Nature 299:171-173)、本明細書で提供するデータは、HT1080細胞が2つの独立した発癌性GTPアーゼを含むことを示す。そこで、この肉腫細胞株における主たる増殖推進物質はRAC1(N92I)なのかNRAS(Q61K)なのか調べた。RAC1又はNRASの発現を弱めるようにデザインされた幾つかの低分子干渉RNA(siRNA)のうち、各mRNAを特異的に標的とする2つの独立したsiRNA(図5A)を選択した。いずれかのNRAS siRNAをHT1080細胞にトランスフェクトした結果、10%(vol/vol)のFBSの存在下で細胞増殖を穏やかに阻害したが、いずれかのRAC1 siRNAでトランスフェクトしたものは、細胞増殖をほとんど阻害した(図5B)。いずれかのRAC1 siRNAに加えてNRAS siRNAでトランスフェクトしても、細胞増殖に対する効果が増加しなかった(図5B)。1%(vol/vol)FBS存在下(図6A)、又はFBS非存在下(図6B)の培養でも同様のデータが観察された。RAC1/NRASのサイレンシング効果をさらに調べるために、RAC1又はNRASに対するsiRNAでトランスフェクトしたHT1080の細胞周期分配を定量した。図7Aに示すように、DNAの合成は、RAC1又はNRASのノックダウンによって同等に抑制された。しかし、CASP3/CASP7活性(アポトーシスの代理マーカー)は、RAC1の枯渇によってのみ顕著に誘発された(図7B)。したがって、RACタンパク質はRAS非依存性細胞生存シグナルを提供するようであり、このことは、FBS非存在下でもRAC1の欠乏がNRASの欠乏よりもHT1080に大きい抗増殖効果を与えるという事実から裏付けられる(図7B)。これらのデータは、活性RAC1がHT1080に必須の増殖推進物質であり、したがって治療標的となる可能性があることを示す。さらに、データは、十分に発達した癌を生じるには、発癌性RASタンパク質に追加の形質転換が起こる必要があり得ることを示す。
[0267] 次に、HT1080細胞に、RAC1 mRNAを標的とするショートヘアピンRNA(shRNA)を発現するレトロウイルスを感染させた。RAC1 shRNAの発現は細胞増殖を著しく抑制する一方、shRNA抵抗性RAC1(N92I)の発現の回復は、この効果を逆転させ(図5C及び図8)、RAC1 shRNAの効果が標的を外したことによって作り出された結果ではなかったことを示す。shRNA抵抗性の野生型RAC1を強制的に発現させても、RAC1 shRNAが細胞増殖に与える阻害効果を逆転させることができなかったことから、shRNAによる増殖抑制は、野生型タンパク質ではなくN92I変異の枯渇によるものであることが示された。RAC1(P29S)を含む乳癌細胞株のMDA−MB−157でも、同様の実験を実施した。この場合もRAC1 shRNAは細胞増殖を阻害し、この効果は、野生型タンパク質の強制発現よりもshRNA抵抗性RAC1(P29S)の発現回復によって、より大きく逆転された(図5D及び図8)。
[0268]実施例5:RAC1(P29S)、RAC1(N92I)、RAC1(C157Y)は高速周期変動変異である
ヒト腫瘍に見られるRASタンパク質のG12、G13、又はQ61における発癌性変異は、これらのタンパク質の内因性GTPアーゼ活性を減少させ、それによってこれらをGTP結合状態に維持する(Adari他 (1988)、Science 240:518-521;Cales他 (1988)、Nature 332:548-551)。他方で、HRAS又はRHOファミリーのタンパク質Cdc42HsにおけるF28Lの人為的置換は、外因性グアニンヌクレオチド交換因子(GEF)が関与することなくGDP結合状態からGTP結合状態への転移を加速させることによって、構成的活性を与えることが示された(Reinstein他 (1991)、J. Biol. Chem. 266:17700-17706;Lin他 (1997)、Curr. Biol. 7:794-797)。
[0269] RAC1の形質転換変異がこれらのタンパク質の構成的活性をいかにもたらすかを調べるために、GTP及びGDPに対するこれらの変異体の親和性を調べた。野生型RAC1と比較して、RAC1(P29S)、RAC1(N92I)、及びRAC1(C157Y)のすべてが、GEFタンパク質を加えなくても、GTPγS(非加水分解性GTP類似体)とin vitroで急速に結合することが判明した(図9A)。同様に、RAC1の変異体形態からのGDPの解離が大幅に加速された(図9B)。他方で、これらの変異体の内因性GTPアーゼ活性は、野生型タンパク質のそれと同等(P29S及びN92Iの場合)、又はそれよりわずかに高かった(C157Yの場合)(図9C)。したがって、これらのデータによると、ヒト癌に関連する形質転換RAS変異体とは対照的に、RAC1(P29S)、RAC1(N92I)、及びRAC1(C157Y)は高速周期変動変異であり、GTPアーゼ活性の喪失の結果というよりも、GDP解離の速度上昇の結果として、GTP結合状態となる可能性が高くなる。
[0270] GTPγSの解離も、RAC1(C157Y)の場合のみ加速し、RAC1の野生型P29S又はN92Iの形態では加速しなかった(図9D)。したがって、RAC1(C157Y)は、GTPの会合と解離の両方が加速されるという点でユニークな変異体であり、そのことが、RAC1(P29S)又はRAC1(N92I)の場合と比較して穏やかな形質転換能の分子的根拠となり得る(図2)。
[0271] RAC1の立体構造(図7E)では、P29はスイッチI領域に位置し、C157は結合したGTPのグアニン環に隣接して配置される。したがって、これらの残基の置換は、GDP又はGTPに対するタンパク質の親和性に影響するようであり(図10)、これはRAC1(P29S)について最近示された現象である(Krauthammer他 (2012)、Nat. Genet. 44:1006-1014)。対照的に、N92はGDP/GTPの結合ポケットから離れて位置し、したがってN92Iの置換がRAC1を構成的に活性状態にする構造的メカニズムは理解できないままである(図9E及び図10)。しかし、残基N92はRAC1のPループ内でD11の付近に位置し(図9E及び図11)、この位置でイソロイシンと置換すると、N92のアミノ基とD11のカルボキシ基との相互作用が消滅する。したがって、N92I変異がPループへの影響を通してGDP/GTPの結合に影響する可能性がある。
[0272]実施例6:RACの下流の標的
RACタンパク質によって推進されるシグナルは、PAK1、ROCK1及び/又はROCK2セリン/トレオニンキナーゼを通して媒介されることが知られている。RAC1のPhe−37又はTyr−40残基は、それぞれROCK1又はPAK1の結合/活性化に必須の役割を果たす(図14A;Lamarche他 (1996)、Cell 87:519-529)。RAC1変異体の形質転換能にとってどの経路が不可欠であるかを判定するために、実験を実施した。RAC1(N92I)は、足場非依存性増殖の能力を3T3細胞に与える一方、RAC1のPhe−37のAlaへの置換により、かかる能力がほぼ完全に消滅する(図14B)。Try−40における別の置換(Y40C)が、同様にRAC1(N92I)の発癌能を打ち消し、PAK1及びROCK1が媒介した経路の両方が形質転換シグナル伝達に必須であることを示す。
[0273] さらに確認するために、PAK1又はROCK1の発現を、対応するsiRNAで個々に枯渇させた。PAK1及びROCK1のノックダウンは両方とも、RAC1(N92I)を含むHT1080細胞の増殖を妨害した(図14C)。ROCK1 siRNAの増殖阻害効果はPAK1 siRNAの効果ほど明らかではなかったので、キナーゼのROCKファミリーの別のメンバーであるROCK2も枯渇させた。図14Cで示すように、ROCK2のノックダウンはROCK1の場合より大幅にHT1080の増殖を減少させた。これらのデータは、PAK1、ROCK1及びROCK2キナーゼがすべて、タンパク質の活性型RACファミリーを有する癌細胞の適切な治療標的であることを実証する。
[0274] 以上に基づき、変異型RACタンパク質の形質転換能が実証された。上述した細胞株を分析した結果、RAC1及びRAC2の形質転換変異体、すなわち、RAC1(N92I)及びRAC2(P29Q)が同定され、癌ゲノム変異のCOSMICデータベースに寄託された(リリースV59;ワールドワイドウェブのcancer.sanger.ac.uk/cancergenome/projects/cosmicで入手可能)RAC1(P29S)、RAC1(C157Y)、及びRAC2(P29L)変異体の形質転換能が示された(表3)。対照的に、軟寒天のアッセイでは、データベースで見られたRAC1(P179L)、RAC2(I21M)、RAC2(D47Y)、又はRAC2(P106H)変異体の形質転換能は明らかにならず、これらが「パッセンジャー変異体」である可能性を示唆した。しかし、体細胞的に獲得され、癌においてクローンとして選択されることから、これらの変異体もなお、腫瘍特性(転移能など)を修飾することによって癌の発生に寄与すると考えられている。
[0275] また、RAC1(N92I)の発癌効果は、少なくともHT1080細胞の生存シグナルに関して、NRAS(Q61K)の効果より顕著になり得る(図5B)。しかし、HT1080はRACファミリーのタンパク質の中でもRAC1をほぼ排他的に発現する一方、HRAS及びKRASがNRASに加えて弱く発現することに留意されたい(図12)。したがって、図5BにおけるNRASのノックダウンの効果は、残留HRAS/KRASタンパク質によって部分的に補償されることが可能である。
[0276] Paterson他は以前に、アルキル化薬(N−メチル−N’−ニトロ−N−ニトロソグアニジン)で処理し、その後に5−フルオロデオキシウリジン及び1−β−D−アラビノフラノシルシトシンと共に培養し、HT1080のNRAS減衰サブクローンを単離した(Paterson他 (1987)、Cell 51:803-812)。かかるサブクローンは平坦な細胞形状を有し、足場非依存性増殖の能力が低下している。同様に、NRAS siRNAをトランスフェクトすると、HT1080がさらに平坦な形状になる(図13)。しかし、図5B及びPaterson他(Cell (1987) 51:803-812)で実証されているように、かかるNRAS欠乏性HT1080はなお生存可能で、in vitroの増殖性を維持しており、NRAS(Q61K)に加えて他の癌遺伝子の存在が示唆された。したがって、NRAS(Q61K)及びRAC1(N92I)は、共同してこの線維腫瘍を完全に形質転換するようである。
[0277] RACファミリータンパク質とRAS−RAF−MARKタンパク質内の変異の共存に関して、メラノーマ中のRAC1の反復P29S変異が、2つの研究で別個に報告されている(Krauthammer他 (2012)、Nat. Genet. 44:1006-1014;Hodis他 (2012)、Cell 150:251-263)。注目すべきことに、BRAF(V600E)は、RAC変異陽性メラノーマのそれぞれ6個中4個及び7個中2個でも検出された。したがって、これらの観察結果は、HT1080細胞での知見とあわせると、RAC1の活性化変異とRAS−RAF−シグナル伝達経路の活性化変異は相互に排他的ではないことを示す。GTPアーゼのRACサブファミリーのメンバーは、ヒトで高レベルの配列同一性を示す。したがって、RAC1のアミノ酸配列は、RAC2又はRAC3の配列と92%同一である。さらに、癌において変異したことが判明したRAC1又はRAC2のアミノ酸残基(表3)はすべて、RAC1、RAC2、及びRAC3で完全に保存されている。したがって、ヒト癌には同様の非同義的変異を有するRAC3の形質転換変異も存在するかもしれないが、かかる変異はこのスクリーニングでは検出されなかった。RASファミリータンパク質の頻繁な変異部位(G12、G13、及びQ61)のいずれも、RAC1又はRAC2において影響を受けないことが判明したが、RAC1の人為的G12V変異は構成的GTP付加及び形質転換能を現さなかった。RACタンパク質は、RASファミリーメンバーの場合とは別個の細胞内機能(アクチン細胞骨格の組織化など)を実行するので、癌がin vivoで発生するために、特異的細胞内経路のRAC推進による活性化が有利になるかもしれない。
[0278] 肉腫(HT1080)、トリプルネガティブ乳癌(MDA−MB−157及びHCC1143)、及び急性転化期のCML(KCL−22)の細胞株でRAC1又はRAC2の活性化変異が同定されたので、トリプルネガティブ乳癌のサンプル(n=66)について、RAC1、RAC2、及びRAC3 cDNAのGAIIxを用いたディープシーケンシングを、急性転化期のCMLのサンプル(n=43)ではRAC1及びRAC2 cDNAのディープシーケンシングを、BAC−ABL1−陽性急性リンパ性白血病(n=31)のディープシーケンシングを、さらに肉腫のサンプル(n=53)ではRAC1 cDNAのディープシーケンシングを実施した。これらのRAC cDNAで非同義的変異は検出されなかた。
[0279] 本明細書で述べた結果は、RACタンパク質が、多種多様な癌においてアミノ酸置換を通して発癌性になる可能性を有することを実証している。かかるRAC変異体が生じる頻度は低いようであるが、Krauthammer他(Nat. Genet. (2012) 44:1006-1014)及びHodis他(Cell (2012) 150:251-26324)の最近の研究は、これがメラノーマにおいて高くなる(約5%)を示唆している。HT1080細胞は、RAC1(N92I)の増大した活性に高く依存するので、低分子化合物又はRNAiで発癌性RACタンパク質又はその下流のエフェクタを標的とすることは、かかる発癌性タンパク質を含む癌の治療に効果的なアプローチになることが明らかになるかもしれない。
[0280]均等
当業者には、本明細書で述べた本発明の特定の実施形態に対して多くの均等物が認識され、又は日常的実験しか使用しないで確認することができる。かかる均等物は、請求の範囲に含まれるものとする。

Claims (43)

  1. RACポリペプチド変異体をコードする単離核酸分子、又はそのフラグメントであって、前記RACポリペプチド変異体が、野生型RACポリペプチドにおいて、前記RACポリペプチド変異体を構成的に活性化し発癌性にする1つ又は複数のアミノ酸の置換を含む、単離核酸分子。
  2. 前記RACポリペプチド変異体の活性が、グアニジン三リン酸(GTP)の加水分解、細胞増殖の制御、細胞周期の制御、上皮分化の制御、細胞骨格の再構成、及びタンパク質キナーゼの活性化からなる群から選択される、請求項1に記載の単離核酸分子。
  3. 前記RACポリペプチドが、RAC1、RAC1b、RAC2、及びRAC3、又はそれらのフラグメントからなる群から選択される、請求項1又は2のいずれかに記載の単離核酸分子。
  4. 前記野生型RACポリペプチドが、配列番号2、4、6及び8のアミノ酸配列の全長と少なくとも80%の同一性を有するポリペプチドからなる群から選択される、請求項1〜3のいずれかに記載の単離核酸分子。
  5. 前記野生型RACポリペプチドが、配列番号2、4、6及び8のアミノ酸配列を有するポリペプチドからなる群から選択される、請求項1〜4のいずれかに記載の単離核酸分子。
  6. 前記1つ又は複数のアミノ酸置換が、RAC1(N92I)、RAC1(C157Y)、RAC1(P179L)、RAC2(I121M)、RAC2(P29Q)、RAC2(D47Y)、及びRAC2(P106H)からなる群から選択される、請求項1〜5のいずれかに記載の単離核酸分子。
  7. 前記核酸分子が、配列番号1、3、5又は7の核酸配列に対して少なくとも80%の同一性を有し、RAC1(N92I)、RAC1(C157Y)、RAC1(P179L)、RAC2(I121M)、RAC2(P29Q)、RAC2(D47Y)、及びRAC2(P106H)からなる群から選択される1つ又は複数のアミノ酸置換をコードする、請求項1〜6のいずれかに記載の単離核酸分子。
  8. ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件で、請求項1〜7のいずれかに記載の単離核酸分子とハイブリダイズする単離核酸分子。
  9. 請求項1〜8のいずれかに記載の単離核酸分子と相補的であるヌクレオチド配列を含む単離核酸分子。
  10. 前記核酸分子が異種のポリペプチドをさらにコードする、請求項1〜9のいずれかに記載の単離核酸分子。
  11. 請求項1〜10のいずれかに記載の核酸分子を含む、ベクター。
  12. 前記ベクターが発現ベクターである、請求項11に記載のベクター。
  13. 請求項11又は12の前記発現ベクターでトランスフェクトされた、宿主細胞。
  14. 細胞培養培地内で請求項13の宿主細胞を培養し、それによって前記ポリペプチドを産生することを含む、ポリペプチド産生方法。
  15. 請求項1〜10のいずれかに記載の単離核酸分子によってコードされたポリペプチドからなる群から選択される単離RACポリペプチド変異体、又はそのフラグメント。
  16. 請求項15に記載のポリペプチドに選択的に結合する抗体。
  17. 請求項15に記載のポリペプチドの存在をサンプル中で検出する方法であって、
    a)前記ポリペプチドに選択的に結合する化合物に前記サンプルを接触させることと、
    b)前記化合物が前記サンプル中の前記ポリペプチドに結合するかを判定し、それによって前記サンプル中の前記ポリペプチドの存在を検出することと、
    を含む方法。
  18. 対象が癌を有するかを判定する方法であって、前記対象から生物学的サンプルを取得することと、
    a)対象サンプル中の請求項1〜17のいずれかに記載の変異体RACマーカーのうち少なくとも1つの量、構造、細胞内局在及び/又は活性と、
    b)コントロール中の前記少なくとも1つの変異体RACマーカーの量、構造、細胞内局在及び/又は活性と、
    を比較することと、を含み、
    前記サンプル中の前記少なくとも1つのマーカーの前記量、構造、細胞内局在、及び/又は活性、及び前記コントロールの前記量、構造、細胞内局在、及び/又は活性の有意の増加が、前記対象が癌を有することを示す、方法。
  19. 癌を有する対象の予後判定方法であって、前記対象から生物学的サンプルを取得することと、
    a)対象サンプル中の前記少なくとも1つの変異体RACマーカーの量、構造、細胞内局在及び/又は活性と、
    b)コントロール中の前記少なくとも1つの変異体RACマーカーの量、構造、細胞内局在及び/又は活性と、
    を比較することと、を含み、
    前記サンプル中の前記少なくとも1つのマーカーの前記量、構造、細胞内局在、及び/又は活性、及び前記コントロールの前記量、構造、細胞内局在、及び/又は活性の有意の増加が、前記対象が好ましくない予後を有することを示す、方法。
  20. 前記対象に、前記癌の治療に適した療法を提供するステップをさらに含む、請求項18又は19に記載の方法。
  21. 前記コントロールが、前記対象サンプルに対して早期の時点にある対象から取得した前記対象からのサンプルである、請求項18〜20のいずれかに記載の方法。
  22. 前記コントロールが、前記対象、又は前記対象が属するのと同じ種のメンバー由来の非癌性細胞サンプルから決定される、請求項18〜20のいずれかに記載の方法。
  23. 前記コントロールの量、細胞内局在、構造、及び/又は活性が、前記対象の属する前記種の野生型の量、細胞内局在、構造、及び/又は活性である、請求項18〜20のいずれかに記載の方法。
  24. 前記対象がアジュバント化学療法を受ける前に、前記コントロール及び/又は対象サンプルを取得する、請求項18〜20のいずれかに記載の方法。
  25. 前記対象がアジュバント化学療法を受けた後に、前記コントロール及び/又は対象サンプルを取得する、請求項18〜20のいずれかに記載の方法。
  26. 前記サンプルが、細胞、細胞株、組織学的スライド、パラフィン包埋組織、生検材料、全血、乳頭吸引液、血清、血漿、頬側掻き取り片、唾液、脳脊髄液、尿、糞便、及び骨髄からなる群から選択される、請求項17〜25のいずれかに記載の方法。
  27. 前記癌が乳癌、卵巣癌、移行細胞膀胱癌、気管支原性肺癌、甲状腺癌、膵臓癌、前立腺癌、子宮癌、精巣癌、胃癌、軟組織及び骨原性肉腫、神経芽細胞腫、ウィルムス腫瘍、悪性リンパ腫(ホジキン病及び非ホジキン病)、急性顆粒球性白血病、急性リンパ性白血病、カポジ肉腫、ユーイング腫瘍、難治性多発性骨髄腫、及び頭部、首、頚部及び膣の扁平上皮癌からなる群から選択される、請求項18〜25のいずれかに記載の方法。
  28. 前記マーカーの量が、前記マーカーの発現レベル又はコピー数を測定することによって判定される、請求項1〜27のいずれかに記載の方法。
  29. 前記コピー数が、蛍光in situハイブリダイゼーション(FISH)、定量的PCR(qPCR)、比較ゲノムハイブリダイゼーション(CGH)、及び一塩基多型(SNP)アレイからなる群から選択される少なくとも1つの技術を使用して測定される、請求項28に記載の方法。
  30. 前記サンプル中の前記マーカーの発現レベルが、前記マーカーに対応するタンパク質のサンプルにおける存在を検出することによって評価される、請求項28に記載の方法。
  31. 前記タンパク質が、抗体、抗体誘導体、及び抗体フラグメントからなる群から選択される試薬を使用して検出される、請求項30に記載の方法。
  32. 前記サンプル中の前記マーカーの発現レベルが、前記サンプル中の転写ポリヌクレオチド又はその一部の存在を検出することによって評価され、前記転写ポリヌクレオチドが前記マーカーを含む、請求項28に記載の方法。
  33. 前記転写ポリヌクレオチドがmRNA又はcDNAである、請求項32に記載の方法。
  34. 前記マーカーの発現レベルを判定することが、ノーザンブロット解析、逆転写PCR、リアルタイムPCR、RNAse保護、及びマイクロアレイ解析からなる群から選択される少なくとも1つの技術を使用することを含む、請求項28に記載の方法。
  35. 前記サンプル中の前記マーカーの発現レベルが、ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件で、前記マーカーとアニールする、又はポリヌクレオチドの一部とアニールする転写ポリヌクレオチドの前記サンプルにおける存在を検出することによって評価され、前記ポリヌクレオチドが前記マーカーを含む、請求項28に記載の方法。
  36. 前記ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件が、6×塩化ナトリウム/クエン酸ナトリウム(SSC)中で45℃にてインキュベートし、その後に0.2×SSC及び0.1%のSDS中で50〜60℃にて洗浄することである、請求項8又は35に記載の方法。
  37. 前記治療の結果が、死亡までの生存率、病理学的著効、臨床的完全寛解、臨床的部分寛解、臨床的不変、無再発生存、無転移生存率、及び無再発生存率からなる群から選択される少なくとも1つの基準によって測定される、請求項20に記載の方法。
  38. 対象が癌を有するか判定する、又は癌を有する対象の治療後を予後判定するためのキットであり、請求項1〜37のいずれかに記載の1つ又は複数の変異体RACマーカーのコピー数を評価する試薬を含むキット。
  39. 対象が癌を有するか判定する、又は癌を有する対象の治療後の予後判定するためのキットであり、請求項1〜38のいずれかに記載の1つ又は複数の変異体RACマーカーの量、構造、細胞内局在、及び/又は活性を評価する試薬を含むキット。
  40. 前記試薬が、前記少なくとも1つの変異体RACマーカーとハイブリダイゼーションする核酸分子で構成される群から選択される、請求項38又は39に記載のキット。
  41. 前記試薬が、抗体、及び抗体誘導体、及び抗体フラグメントからなる群から選択される、請求項38又は39に記載のキット。
  42. 請求項1〜41のいずれかに記載の1つ又は複数の変異体RACマーカーに対応する遺伝子又はタンパク質の細胞内局在を変化させる、又はその量及び/又は活性を調節する試薬を含む、癌に罹患した対象を治療するキット。
  43. 1つ又は複数の追加の抗癌剤をさらに含む、請求項42に記載のキット。
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