JP2020128349A - Cancer metastasis-inhibiting agents and methods for selecting candidate substances of cancer metastasis-inhibiting agents - Google Patents

Cancer metastasis-inhibiting agents and methods for selecting candidate substances of cancer metastasis-inhibiting agents Download PDF

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博 中田
Hiroshi Nakada
博 中田
勇伍 森
Yugo Mori
勇伍 森
和樹 尾島
Kazuki Ojima
和樹 尾島
駿吾 岩本
Shungo Iwamoto
駿吾 岩本
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Abstract

To provide cancer metastasis-inhibiting agents and methods for selecting candidate substances of cancer metastasis-inhibiting agents on the basis of a novel mechanism.SOLUTION: Provided is a cancer metastasis-inhibiting agent comprising an inhibitor of an enzyme that phosphorylates the 322nd serine from the N-terminal of Tron-2, as the effective ingredient. The inhibiting agent is preferably an inhibitor of protein kinase Cα and protein kinase Cδ. Also provided is a method for selecting candidate substances having a cancer metastasis-inhibiting agent for selecting substances having cancer metastasis-inhibiting action from the test samples by using the activity to inhibit the phosphorylation of the 322nd serine from the N-terminal of Trop-2 as an index.SELECTED DRAWING: Figure 17

Description

本発明は癌転移抑制剤、及び癌転移抑制剤候補物質の選抜方法に関する。 The present invention relates to a cancer metastasis inhibitor and a method for selecting a candidate substance for a cancer metastasis inhibitor.

癌治療における大きな課題として、癌転移を防ぐための技術開発がある。すなわち、癌転移は癌患者の生命を脅かす一大要因であり、癌転移を如何にして防止・抑制するかは重要な課題である。癌転移抑制剤に関して、例えば、特許文献1には、N,N’−プロピレンジニコチンアミドまたはその薬学上許容しうる塩を有効成分として含有する癌転移抑制剤について記載されている。特許文献2には、STK24タンパク質の機能を抑制する抗腫瘍剤について記載され、その腫瘍転移抑制剤への適用について記載されている。特許文献3には、非ペプチド性のアンジオテンシン2型受容体アゴニストを有効成分として含有する悪性腫瘍の転移を抑制又は予防するための医薬について記載されている。 A major challenge in cancer treatment is the development of technology to prevent cancer metastasis. That is, cancer metastasis is a major factor that threatens the life of cancer patients, and how to prevent or suppress cancer metastasis is an important issue. Regarding the cancer metastasis suppressor, for example, Patent Document 1 describes a cancer metastasis suppressor containing N,N'-propylenedinicotinamide or a pharmaceutically acceptable salt thereof as an active ingredient. Patent Document 2 describes an antitumor agent that suppresses the function of STK24 protein, and describes its application to a tumor metastasis inhibitor. Patent Document 3 describes a drug for suppressing or preventing metastasis of a malignant tumor, which contains a non-peptide angiotensin type 2 receptor agonist as an active ingredient.

ところで、ヒトが罹患する癌細胞の大半は上皮細胞由来である。正常な上皮組織における細胞間は,特徴的な3つのタイプ、すなわち、タイトジャンクション(tight junction)、アドヘレンスジャンクション(adherens junction)、及びデスモソーム(desmosome)のような接着構造によって結合している。発癌後、癌細胞が腫瘍塊を形成したり、転移のために離散するには、この細胞間結合が崩壊する必要がある。しかし、上皮組織におけるこの場所及び時間依存的な崩壊過程のカスケードは、明確にはなっていない。 By the way, most of the cancer cells affected by humans are derived from epithelial cells. Cells in normal epithelial tissues are connected by three characteristic types, namely, tight junctions, adherens junctions, and desmosome-like adhesive structures. After carcinogenesis, this intercellular bond must be disrupted in order for the cancer cells to form a tumor mass or dissociate for metastasis. However, this location in epithelial tissue and the cascade of time-dependent collapse processes are not well defined.

特開2017−218380号公報JP, 2017-218380, A 特開2010−6730号公報JP, 2010-6730, A 国際公開第2015/152393号International Publication No. 2015/152393

抗癌剤と比較して、癌転移抑制剤の開発は十分に進んでいるとは言い難い。そこで本発明は、新たな機構に基づく癌転移抑制剤、及び癌転移抑制剤候補物質の選抜方法を提供することを目的とする。 It is hard to say that the development of cancer metastasis suppressors is sufficiently advanced compared to anticancer drugs. Therefore, it is an object of the present invention to provide a cancer metastasis inhibitor based on a new mechanism and a method for selecting a candidate substance for a cancer metastasis inhibitor.

本発明者は、上記した細胞間結合の崩壊過程のカスケードの初期に関与する可能性のある膜タンパク質として、Trop−2(trophoblast cell surface antigen 2)に着目した。そして、Trop−2を構成するアミノ酸のうち、特定のアミノ酸のリン酸化が、癌細胞の接着性と移動能に大きく影響することを見出した。そして、その特定のアミノ酸のリン酸化を阻害することによって、癌細胞の転移を抑制し得ることを見出した。 The present inventor has focused on Trop-2 (trophoblast cell surface antigen 2) as a membrane protein that may be involved in the early stage of the above-described cascade of cell-cell bond disruption processes. Then, it was found that phosphorylation of a specific amino acid among the amino acids constituting Trop-2 significantly affects the adhesiveness and migration ability of cancer cells. Then, they found that by inhibiting phosphorylation of the specific amino acid, metastasis of cancer cells can be suppressed.

本発明の1つの様相は、Trop−2のN末端から322番目のセリンをリン酸化する酵素の阻害剤を有効成分として含有することを特徴とする癌転移抑制剤である。 One aspect of the present invention is a cancer metastasis inhibitor, which comprises an inhibitor of an enzyme that phosphorylates the serine at the 322nd position from the N-terminal of Trop-2 as an active ingredient.

好ましくは、前記阻害剤はプロテインキナーゼCα及びプロテインキナーゼCδの阻害剤である。 Preferably, the inhibitor is an inhibitor of protein kinase Cα and protein kinase Cδ.

本発明の他の様相は、Trop−2のN末端から322番目のセリンのリン酸化を阻害する作用を指標として、被検物質から癌転移抑制作用を有する物質を選抜することを特徴とする、癌転移抑制剤候補物質の選抜方法である。 Another aspect of the present invention is characterized by selecting a substance having a cancer metastasis-inhibiting action from a test substance by using as an index the action of inhibiting phosphorylation of serine at the 322nd position from the N-terminus of Trop-2. This is a method for selecting a candidate substance for a cancer metastasis inhibitor.

好ましくは、前記選抜方法において、プロテインキナーゼCα及びプロテインキナーゼCδによるリン酸化を阻害する作用を指標とする。 Preferably, in the selection method, the action of inhibiting phosphorylation by protein kinase Cα and protein kinase Cδ is used as an index.

本発明によれば、新たな機構に基づく癌転移抑制剤、及び癌転移抑制剤候補物質の選抜方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the cancer metastasis inhibitor based on a new mechanism and the selection method of the cancer metastasis inhibitor candidate substance can be provided.

HCT116/MとHCT116/WTをフローサイトメトリーに供した結果を表すグラフである。It is a graph showing the result of having used HCT116/M and HCT116/WT for flow cytometry. HCT116/MとHCT116/WTの細胞抽出物をイムノブロッティングに供した結果を表す写真である。It is a photograph showing the result of subjecting cell extracts of HCT116/M and HCT116/WT to immunoblotting. HCT116/WTの細胞抽出物のN−グリカナーゼ処理物をイムノブロッティングに供した結果を表す写真である。It is a photograph showing the result of subjecting an N-glycanase-treated product of a cell extract of HCT116/WT to immunoblotting. HCT116/MとHCT116/WTの顕微鏡写真である。It is a microscope picture of HCT116/M and HCT116/WT. HCT116/MとHCT116/WTのマイグレーションアッセイの結果を表す顕微鏡写真である。It is a microscope picture showing the result of the migration assay of HCT116/M and HCT116/WT. 図5の結果を数値化したグラフである。It is a graph which digitized the result of FIG. HCT116/WTの細胞抽出物のN−グリカナーゼ処理物をPhos−tag SDS−PAGE後にイムノブロッティングに供した結果を表す写真である。It is a photograph showing the result of subjecting an N-glycanase-treated product of a cell extract of HCT116/WT to Phos-tag SDS-PAGE followed by immunoblotting. 図7と同様のイムノブロッティングをHCT116/WT、HCT116/S303A、HCT116/S322Aについて行った結果を表す写真である。8 is a photograph showing the results of performing immunoblotting similar to that of FIG. 7 on HCT116/WT, HCT116/S303A, and HCT116/S322A. 図8の結果を数値化したグラフである。It is the graph which digitized the result of FIG. PMA処理したHCT116/WTの細胞抽出物をイムノブロッティングに供した結果を表す写真である。It is a photograph showing the result of subjecting PMA-treated HCT116/WT cell extract to immunoblotting. HCT116/S303A、HCT116/S322A、HCT116/S322Eの顕微鏡写真である。It is a microscope picture of HCT116/S303A, HCT116/S322A, HCT116/S322E. HCT116/S303A、HCT116/S322A、HCT116/S322Eのマイグレーションアッセイの結果を表す顕微鏡写真である。It is a microscope picture showing the result of the migration assay of HCT116/S303A, HCT116/S322A, and HCT116/S322E. 図12の結果を数値化したグラフである。It is a graph which digitized the result of FIG. PANC−1/M、PANC−1/WT、PANC−1/S322A、PANC−1/S322Eのマイグレーションアッセイの結果を表す顕微鏡写真である。It is a microscope picture showing the result of the migration assay of PANC-1/M, PANC-1/WT, PANC-1/S322A, and PANC-1/S322E. 図14の結果を数値化したグラフである。It is the graph which digitized the result of FIG. 各癌細胞を皮下に移植したマウスの肺の抽出物をイムノブロッティングに供した結果を表す写真である。It is a photograph showing a result of subjecting an extract of a lung of a mouse transplanted with each cancer cell subcutaneously to immunoblotting. 肺転移を起こしたマウスと肺転移を起こさなかったマウスの外観を表す写真である。3 is a photograph showing the appearance of a mouse with lung metastasis and a mouse without lung metastasis. DNAマイクロアレイ分析の結果を表すグラフである。It is a graph showing the result of DNA microarray analysis. 各種阻害剤の効果を調べたイムノブロッティングの結果を表す写真である。It is a photograph showing the result of immunoblotting which investigated the effect of various inhibitors. 図19の結果を数値化したグラフである。It is a graph which digitized the result of FIG. siRNA処理したHCT116/WTの細胞抽出物をイムノブロッティングに供した結果を表す写真である。It is a photograph showing the result of subjecting siRNA-treated HCT116/WT cell extract to immunoblotting. 図21の結果を数値化したグラフである。22 is a graph in which the result of FIG. 21 is digitized. PKCαとPKCδをノックダウンしたHCT116/WTのマイグレーションアッセイの結果を表す顕微鏡写真である。It is a microscope picture showing the result of the migration assay of HCT116/WT which knocked down PKCα and PKCδ. 図23の結果を数値化したグラフである。It is a graph which digitized the result of FIG. PKC阻害剤で処理したHCT116/WTのマイグレーションアッセイの結果を表す顕微鏡写真である。3 is a micrograph showing the results of migration assay of HCT116/WT treated with PKC inhibitor. 図25の結果を数値化したグラフである。It is a graph which digitized the result of FIG.

まずTrop−2について説明する。
Trop−2は、多くの上皮性癌細胞に発現している分子量36kDa(糖鎖の付加によって50〜75kDaとなり得る)の膜糖タンパク質である。Trop−2はTumor-associated calcium signal transducer (TACSTD) ファミリーに属する。Trop−2は、腫瘍の悪性化に伴ってその発現が増加することが知られており、腫瘍の悪性化に関与することが報告されている。一方で、Trop−2の発現の消失は発癌や上皮間葉系転換を促進するという癌抑制的な作用も報告されている。例えば、角膜の上皮組織の異常疾患であるGelatinous drop-like corneal dystrophy (GDLD)の原因遺伝子はTrop−2であることが知られている。この疾患では、タイトジャンクションの構成膜タンパク質であるクラウディン(Claudin)−1及びクラウディン−7の発現量の減少や分布に変化がみられ、Trop−2はこれらの膜タンパク質と相互作用し、それらの安定性の維持に関与するとされている。タイトジャンクションの機能は上皮細胞の極性の維持、すなわち上皮性細胞の膜タンパク質の分布を規定することから、本分子の異常は上皮組織の崩壊の発端になることも予想される。事実、多くの上皮性癌細胞でクラウディン−7の発現低下が報告されている。従って、Trop−2はクラウディン−1及び7との相互作用を通じて、タイトジャンクションの構造と機能の維持に関与しているものと考えられる。
ヒトTrop−2のアミノ酸配列を配列番号1に示す。
First, Trap-2 will be described.
Trop-2 is a membrane glycoprotein with a molecular weight of 36 kDa (which can be 50 to 75 kDa by the addition of sugar chains) that is expressed in many epithelial cancer cells. Trap-2 belongs to the Tumor-associated calcium signal transducer (TACSTD) family. It is known that the expression of Trop-2 increases with malignant transformation of tumor, and it has been reported to be involved in the malignant transformation of tumor. On the other hand, it has been reported that loss of the expression of Trop-2 promotes carcinogenesis and epithelial-mesenchymal transition and has a cancer suppressive effect. For example, it is known that the causative gene of Gelatinous drop-like corneal dystrophy (GDLD), which is an abnormal disease of epithelial tissue of the cornea, is Trop-2. In this disease, the expression level of Claudin-1 and Claudin-7, which are the membrane proteins of tight junction, was decreased and the distribution was changed, and Trop-2 interacts with these membrane proteins. It is said to be involved in maintaining their stability. Since the function of tight junction regulates the polarity of epithelial cells, that is, the distribution of membrane proteins in epithelial cells, the abnormality of this molecule is also expected to be the origin of epithelial tissue collapse. In fact, decreased expression of claudin-7 has been reported in many epithelial cancer cells. Therefore, it is considered that Trap-2 is involved in maintaining the structure and function of tight junctions through the interaction with Claudin-1 and 7.
The amino acid sequence of human Trop-2 is shown in SEQ ID NO:1.

本発明の癌転移抑制剤は、Trop−2のN末端から322番目のセリン(以下、「Ser322」などと略記することがある)をリン酸化する酵素の阻害剤を有効成分として含有するものである。すなわち本発明は、癌細胞におけるTrop−2のSer322がリン酸化されると癌細胞の接着性が低下して移動能が向上し、一方、Ser322のリン酸化が阻止されると癌細胞の接着性が維持される、という新しい知見に基づいている。 The cancer metastasis inhibitor of the present invention contains an inhibitor of an enzyme that phosphorylates serine at the 322nd position from the N-terminal of Trop-2 (hereinafter sometimes abbreviated as "Ser322" etc.) as an active ingredient. is there. That is, the present invention shows that when Ser322 of Trop-2 in a cancer cell is phosphorylated, the adhesion of the cancer cell is decreased and the migration ability is improved, while when the phosphorylation of Ser322 is blocked, the adhesion of the cancer cell is decreased. It is based on the new finding that

前記阻害剤としては、Trop−2のSer322のリン酸化を阻害できるものであれば特に限定はない。好ましい実施形態では、前記阻害剤は、プロテインキナーゼCα(PKCα)及びプロテインキナーゼCδ(PKCδ)の阻害剤である。すなわち、後述の実施例で示すように、プロテインキナーゼCαとプロテインキナーゼCδは、いずれもTrop−2のSer322をリン酸化する作用を有している。前記阻害剤の具体的な化合物としては、Go6983(CAS番号:133053-19-7)、ビスインドリルマレイミド 1(Bisindolylmaleimide 1, BIM−1)(CAS 番号:133052-90-1)、及びこれらの誘導体が挙げられる。さらに、これらの薬学上許容しうる塩が挙げられる。 The inhibitor is not particularly limited as long as it can inhibit phosphorylation of Ser322 of Trap-2. In a preferred embodiment, the inhibitor is an inhibitor of protein kinase Cα (PKCα) and protein kinase Cδ (PKCδ). That is, as shown in Examples described later, both protein kinase Cα and protein kinase Cδ have an action of phosphorylating Ser322 of Trap-2. Specific examples of the inhibitor include Go6983 (CAS number: 133053-19-7), bisindolylmaleimide 1 (Bisindolylmaleimide 1, BIM-1) (CAS number: 133052-90-1), and these compounds. Examples include derivatives. Further included are pharmaceutically acceptable salts thereof.

本発明の癌転移抑制剤の対象となる癌としては特に限定はなく、原発性癌、転移性癌、等を問わない。癌細胞の種類としても特に限定はなく、大腸癌細胞、膵臓癌細胞、肝臓癌細胞、肺癌細胞、胃癌細胞、食道癌細胞、腎臓癌細胞、前立腺癌細胞、乳癌細胞、卵巣癌細胞、皮膚癌細胞、等の全ての臓器・部位に由来する癌が対象となり得る。 The cancer targeted by the cancer metastasis inhibitor of the present invention is not particularly limited, and may be a primary cancer, metastatic cancer, or the like. The type of cancer cell is also not particularly limited, and it is colon cancer cell, pancreatic cancer cell, liver cancer cell, lung cancer cell, gastric cancer cell, esophageal cancer cell, kidney cancer cell, prostate cancer cell, breast cancer cell, ovarian cancer cell, skin cancer. Cancers derived from all organs/sites such as cells can be targeted.

本発明の癌転移抑制剤の投与方法、例えば、投与経路、投与量、投与時期については、有効成分の種類、患者の年齢、体重、状態等に応じて適宜選択できる。投与経路は、経口経路と非経口経路のいずれでもよい。非経口的経路としては、静脈内、皮下、筋肉内、動脈内、直腸内、口腔内、等が挙げられる。
本発明の癌転移抑制剤の剤型は、投与方法等によって適宜選択することができる。
The administration method of the cancer metastasis inhibitor of the present invention, for example, the administration route, the dose, and the administration time can be appropriately selected according to the type of active ingredient, the age, body weight, condition of the patient and the like. The administration route may be either an oral route or a parenteral route. Parenteral routes include intravenous, subcutaneous, intramuscular, intraarterial, rectal, buccal and the like.
The dosage form of the cancer metastasis inhibitor of the present invention can be appropriately selected depending on the administration method and the like.

また、有効成分である前記阻害剤、例えばPKCα及びPKCδの阻害剤は、抗Trop−2抗体との結合物の形で用いることができる。この実施形態によれば、より有効な癌転移抑制効果が期待できる。 In addition, the above-mentioned inhibitors which are active ingredients, for example, inhibitors of PKCα and PKCδ can be used in the form of a conjugate with an anti-Trop-2 antibody. According to this embodiment, a more effective cancer metastasis suppressing effect can be expected.

本発明は、Trop−2のN末端から322番目のセリン(Ser322)のリン酸化を阻害する作用を指標として、被検物質から癌転移抑制作用を有する物質を選抜する癌転移抑制剤候補物質の選抜方法を包含する。例えば、プロテインキナーゼCα及びプロテインキナーゼCδによるリン酸化を阻害する作用を指標とすることができる。例えば、試験管内でプロテインキナーゼCα及びプロテインキナーゼCδのリン酸化活性を阻害する作用を有する化合物を探索することにより、癌転移抑制剤候補物質を選抜することができる。 The present invention provides a cancer metastasis inhibitor candidate substance for selecting a substance having a cancer metastasis inhibitory action from a test substance by using as an index the action of inhibiting phosphorylation of serine (Ser322) at the 322nd position from the N-terminal of Trop-2. Including selection methods. For example, the action of inhibiting phosphorylation by protein kinase Cα and protein kinase Cδ can be used as an index. For example, a cancer metastasis inhibitor candidate substance can be selected by searching for a compound having an action of inhibiting the phosphorylation activity of protein kinase Cα and protein kinase Cδ in vitro.

以下に、実施例をもって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

1.実験方法
1−(1)発現プラスミドの構築
ヒト卵巣癌細胞OVCAR3から全RNAを調製し、文献1(Akita, K. et al., Eur. J. Cell Biol. 92, 257-263 (2013))記載の方法でcDNA合成を行った。合成したcDNAとプライマー(配列番号2、3)を用いてPCRを行い、ヒトTrop−2遺伝子を増幅した。PCR産物をpCR2.1−TOPO TAベクター(インビトロジェン社)にクローニングした。配列確認後、このベクターをEcoO65Iで処理し、Blunting Kination Ligation Kit(タカラバイオ社)で末端平滑化した。末端平滑化したベクターをBamHIで処理し、pFLAG−CMV−3発現ベクターの平滑化KpnIサイトと突出末端化BamHIサイトにサブクローニングした。これにより、野生型のTrop−2(WT−Trop−2)遺伝子がサブクローニングされた。
1. Experimental method 1-(1) Construction of expression plasmid Total RNA was prepared from human ovarian cancer cell OVCAR3, and reference 1 (Akita, K. et al., Eur. J. Cell Biol. 92, 257-263 (2013)). CDNA synthesis was performed by the method described. PCR was performed using the synthesized cDNA and primers (SEQ ID NOs: 2 and 3) to amplify the human Trop-2 gene. The PCR product was cloned into the pCR2.1-TOPO TA vector (Invitrogen). After confirming the sequence, this vector was treated with EcoO65I and the ends were blunted with a Blunting Kination Ligation Kit (Takara Bio). The blunt-ended vector was treated with BamHI and subcloned into the blunted KpnI site and overhanging BamHI site of the pFLAG-CMV-3 expression vector. As a result, the wild-type Trop-2 (WT-Trop-2) gene was subcloned.

QuickChange II XL Site-Directed Mutagenesis Kit(ストラタジーン社)を用いて部位特異的変異導入を行い、3種の変異型Trop−2遺伝子を得た。具体的には、配列番号4と5のプライマーを用いて、Ser303をAlaに置換する変異を導入した。配列番号6と7のプライマーを用いて、Ser322をAlaに置換する変異を導入した。配列番号8と9のプライマーを用いて、Ser322をGluに置換する変異を導入した。なおGluは、リン酸化されたSerと同等とみなすことができる。 Site-directed mutagenesis was performed using the QuickChange II XL Site-Directed Mutagenesis Kit (Stratagene) to obtain three mutant Trop-2 genes. Specifically, a mutation that replaces Ser303 with Ala was introduced using the primers of SEQ ID NOS: 4 and 5. A mutation that replaces Ser322 with Ala was introduced using the primers of SEQ ID NOs: 6 and 7. A mutation that replaces Ser322 with Glu was introduced using the primers of SEQ ID NOs: 8 and 9. Glu can be regarded as equivalent to phosphorylated Ser.

1−(2)プラスミドのトランスフェクションと細胞培養
ヒト大腸癌細胞HCT116とヒト膵臓癌細胞PANC−1をATCCから入手した。FuGENE HD Transfection Reagent(プロメガ社)を用いて、細胞に上記発現ベクター又は空のベクターをトランスフェクションし、600μg/mL G418存在下で安定した形質転換体を選抜した。
1-(2) Transfection of plasmid and cell culture Human colon cancer cell HCT116 and human pancreatic cancer cell PANC-1 were obtained from ATCC. Using FuGENE HD Transfection Reagent (Promega), cells were transfected with the above expression vector or an empty vector, and stable transformants were selected in the presence of 600 μg/mL G418.

<作製した形質転換体>
・モック細胞(HCT116/M、PANC−1/M)
・FLAGタグ付きの野生型Trop−2発現細胞(HCT116/WT、PANC−1/WT)
・Ser303をAlaに置換した、FLAGタグ付きの変異型Trop−2発現細胞(HCT116/S303A)
・Ser322をAlaに置換した、FLAGタグ付きの変異型Trop−2発現細胞(HCT116/S322A、PANC−1/S322A)
・Ser322をGluに置換した、FLAGタグ付きの変異型Trop−2発現細胞(HCT116/S322E、PANC−1/S322E)
<Prepared transformant>
・Mock cells (HCT116/M, PANC-1/M)
-FLAG-tagged wild-type Trop-2 expressing cells (HCT116/WT, PANC-1/WT)
FLAG-tagged mutant Trop-2 expressing cells (HCT116/S303A) in which Ser303 was replaced with Ala
FLAG-tagged mutant Trop-2 expressing cells (HCT116/S322A, PANC-1/S322A) in which Ser322 was replaced with Ala.
FLAG-tagged mutant Trop-2 expressing cells (HCT116/S322E, PANC-1/S322E) in which Ser322 was replaced with Glu.

これらの細胞を、10%FBS(熱不活化済み)、4mMグルタミン、100ユニット/mLペニシリン、100μg/mLストレプトマイシンを含むDMEMを用いて培養した。 These cells were cultured with DMEM containing 10% FBS (heat inactivated), 4 mM glutamine, 100 units/mL penicillin, 100 μg/mL streptomycin.

1−(3)細胞抽出物、組織抽出物の調製
サブコンフルエントまで増殖させた細胞を、可溶化バッファー(Protease and phosphatase inhibitor cocktails (ナカライテスク社)を含む、25 mM Tris-HCl, pH 7.5, 150 mM NaCl, 5 mM EDTA, 1% Triton X-100 (TX-100))で溶解した。可溶化後、4℃で10分間遠心分離(13,000 rpm)して上清を回収し、細胞抽出物とした。
1-(3) Preparation of Cell Extract and Tissue Extract Cells grown to subconfluence were treated with 25 mM Tris-HCl, pH 7.5, 150 containing solubilization buffer (Protease and phosphatase inhibitor cocktails (Nacalai Tesque)). It was dissolved with mM NaCl, 5 mM EDTA, 1% Triton X-100 (TX-100)). After solubilization, centrifugation (13,000 rpm) was performed at 4° C. for 10 minutes, and the supernatant was collected and used as a cell extract.

マウスから摘出した肝臓と肺を小片にカットし、PBSで洗浄した。組織ペレットを上記と同様に可溶化した後、4℃で30分間遠心分離(13,000 rpm)して上清を回収し、組織抽出物とした。 The liver and lungs excised from the mouse were cut into small pieces and washed with PBS. The tissue pellet was solubilized in the same manner as above, and then centrifuged at 4° C. for 30 minutes (13,000 rpm) to recover the supernatant, which was used as a tissue extract.

1−(4)PKC/PKD阻害剤による処理、PMA又は4αPMAによる処理
下記のPKC阻害剤、PKD阻害剤、又はDMSOで細胞を1時間処理した。
・BIM−1(pan−PKC(α/βI/βII/γ/δ/ε)阻害剤、1μM、セルシグナリングテクノロジー社)
・Go6983(pan−PKC(α/βI/βII/γ/δ/ζ)阻害剤、1μM、シグマ−アルドリッチ社)
・Go6976(PKCα/βI阻害剤、1μM、ケイマンケミカル社)
・ヒスピジン(Hispidin)(PKCβI/βII阻害剤、10μM、メルクミリポア社)
・HBDDE(PKCα/γ阻害剤、100μM、エンゾライフサイエンス社)
・CID755673(PKD阻害剤、10μM、メルクミリポア社)
1-(4) Treatment with PKC/PKD inhibitor, treatment with PMA or 4αPMA The cells were treated with the following PKC inhibitor, PKD inhibitor, or DMSO for 1 hour.
BIM-1 (pan-PKC (α/βI/βII/γ/δ/ε) inhibitor, 1 μM, Cell Signaling Technology Co., Ltd.)
-Go6983 (pan-PKC (α/βI/βII/γ/δ/ζ) inhibitor, 1 μM, Sigma-Aldrich)
・Go6976 (PKCα/βI inhibitor, 1 μM, Cayman Chemical Co., Ltd.)
・Hispidin (PKCβI/βII inhibitor, 10 μM, Merck Millipore)
・HBDDE (PKCα/γ inhibitor, 100 μM, Enzo Life Science)
・CID755673 (PKD inhibitor, 10 μM, Merck Millipore)

細胞を100ng/mLのPMA又は4α−PMAで所定時間処理した。 The cells were treated with 100 ng/mL PMA or 4α-PMA for a predetermined time.

1−(5)免疫沈降
Anti-FLAG M2 Magnetic Beads(シグマ−アルドリッチ社)を用いて、細胞抽出物から、FLAGタグ付きTrop−2を免疫沈降させた。
マウス anti-claudin-7 抗体(インビトロジェン社) と Protein G Sepharose 4 Fast Flow (GEヘルスケア社)を用いて、細胞抽出物から、クラウディン−7を免疫沈降させた。
ヤギ anti-Trop-2 抗体(R&Dシステムズ社)と Protein G Sepharose 4 Fast Flowを用いて、組織抽出物から、Trop−2を免疫沈降させた。
1-(5) Immunoprecipitation
Anti-FLAG FLAG-tagged Trop-2 was immunoprecipitated from the cell extract using M2 Magnetic Beads (Sigma-Aldrich).
Claudin-7 was immunoprecipitated from the cell extract using mouse anti-claudin-7 antibody (Invitrogen) and Protein G Sepharose 4 Fast Flow (GE Healthcare).
Trop-2 was immunoprecipitated from the tissue extract using goat anti-Trop-2 antibody (R&D Systems) and Protein G Sepharose 4 Fast Flow.

1−(6)イムノブロッティング
上記で調製した細胞抽出物若しくは組織抽出物、又はこれらの免疫沈降物を、SDS−PAGEに供し、イムノブロッティングを行った。
下記いずれかの1次抗体、及びホースラディッシュペルオキシダーゼ(HRP)標識2次抗体とインキュベートし、ケミルミネッセンスにてバンドを検出し、Image J Softwareでバンドを定量化した。
1-(6) Immunoblotting The cell extract or tissue extract prepared above or an immunoprecipitate thereof was subjected to SDS-PAGE for immunoblotting.
After incubating with any of the following primary antibodies and horseradish peroxidase (HRP)-labeled secondary antibody, the bands were detected by chemiluminescence, and the bands were quantified by Image J Software.

<1次抗体>
・HRP標識マウス抗FLAG M2抗体(シグマ−アルドリッチ社)
・マウス抗claudin−7抗体(セルシグナリングテクノロジー社)
・マウス抗β−actin抗体(シグマ−アルドリッチ社)
・ウサギ抗PKCα抗体(アブカム社)
・ウサギ抗PKCδ抗体(アブカム社)
・ウサギ抗リン酸化Trop−2抗体(自家調製品)
<Primary antibody>
-HRP-labeled mouse anti-FLAG M2 antibody (Sigma-Aldrich)
・Mouse anti-claudin-7 antibody (Cell Signaling Technology)
・Mouse anti-β-actin antibody (Sigma-Aldrich)
・Rabbit anti-PKCα antibody (Abcam)
・Rabbit anti-PKCδ antibody (Abcam)
・Rabbit anti-phosphorylated Trop-2 antibody (self-made product)

1−(7)抗リン酸化Trop−2抗体の調製、抗非リン酸化Trop−2抗体の調製、特異性評価
キーホールリンペットヘモシアニン(KLH)結合ペプチド(Trop−2 細胞内ドメイン)のSer322リン酸化物と、同非リン酸化物を、北海道システムサイエンス社から入手した。これらのペプチドをフロイントの完全(1回目)及び不完全(2回目)アジュバント(ディフコラボラトリーズ社)で乳化し、12週齢の雌ニュージーランド白色ウサギ(New Zealand white rabbit)に、5回、皮下注射した。5回目の免疫後に採血し、血清から、プロテインAカラムでIgG画分を調製した。
リン酸化Trop−2に対する抗体を含むIgG画分を、KLH−結合非リン酸化ペプチドCNBr活性化Sepharose 4 Fast Flowに供した。通過画分を回収し、抗リン酸化Trop−2抗体を得た。
非リン酸化Trop−2に対する抗体を含むIgG画分を、KLH結合CNBr活性化Sepharose 4 Fast Flowに供した。通過画分を回収し、抗非リン酸化Trop−2抗体を得た。
1-(7) Preparation of anti-phosphorylated Trop-2 antibody, preparation of anti-non-phosphorylated Trop-2 antibody, specificity evaluation Ser322 phosphorus of keyhole limpet hemocyanin (KLH)-binding peptide (Trop-2 intracellular domain) The oxide and the non-phosphorus oxide were obtained from Hokkaido System Science Co. These peptides were emulsified with Freund's complete (first) and incomplete (second) adjuvant (Difco Laboratories) and subcutaneously injected into 12-week-old female New Zealand white rabbits 5 times. did. Blood was collected after the fifth immunization, and an IgG fraction was prepared from the serum using a protein A column.
The IgG fraction containing antibodies against phosphorylated Trop-2 was subjected to KLH-binding non-phosphorylated peptide CNBr activated Sepharose 4 Fast Flow. The flow-through fraction was collected to obtain anti-phosphorylated Trop-2 antibody.
The IgG fraction containing the antibody against non-phosphorylated Trop-2 was subjected to KLH-conjugated CNBr-activated Sepharose 4 Fast Flow. The flow-through fraction was collected to obtain anti-non-phosphorylated Trop-2 antibody.

各抗体の特異性を調べるために、以下のプレートアッセイを行った。
リン酸化又は非リン酸化Trop−2細胞内ペプチドを、96穴MaxiSorpプレート(ヌンク社)に4℃で一晩固相化した。各穴に、段階希釈した抗リン酸化Trop−2抗体又は抗非リン酸化Trop−2抗体(0−1μg/mL)を入れ、インキュベートした。1-Step Ultra TMB-ELISA Substrate(サーモフィッシャーサイエンティフィック社)を添加して450nmの吸光度を測定し、免疫複合体を検出した。各プレートアッセイにおいて、実験は4重(quadruplicate)で行った。
The following plate assay was performed to examine the specificity of each antibody.
Phosphorylated or non-phosphorylated Trop-2 intracellular peptide was immobilized on a 96-well MaxiSorp plate (Nunc) overnight at 4°C. Serially diluted anti-phosphorylated Trop-2 antibody or anti-non-phosphorylated Trop-2 antibody (0-1 μg/mL) was placed in each well and incubated. 1-Step Ultra TMB-ELISA Substrate (Thermo Fisher Scientific) was added and the absorbance at 450 nm was measured to detect the immune complex. In each plate assay, experiments were performed in quadruplicate.

1−(8)フローサイトメトリー
細胞を、フルオレセインイソチオシアネート(FITC)標識マウスanti−FLAG M2抗体(シグマアルドリッチ社)と4℃で2時間インキュベートした。1%BSA/PBSで洗浄後、FACS Calibur(BDバイオサイエンシズ社)を用いて、Trop−2の発現を検出した。
1-(8) Flow cytometry Cells were incubated with fluorescein isothiocyanate (FITC)-labeled mouse anti-FLAG M2 antibody (Sigma-Aldrich) at 4°C for 2 hours. After washing with 1% BSA/PBS, the expression of Trap-2 was detected using FACS Calibur (BD Biosciences).

1−(9)DNAマイクロアレイ分析
DNAマイクロアレイ解析は、基本的に、文献2(Mori, Y. et al., J. Biol. Chem. 289, 35193-35204 (2014))の方法で行った。
ISOGEN(ニッポンジーン社)を用いて全RNAを単離した。Low Input Quick Amp Labeling Kit(アジレントテクノロジーズ社)を用いて、前記全RNAからシアニン−3標識cRNAを調製した。精製及び断片化した後、標識されたcRNAを、SurePrint G3 Human Gene Expression 8×60K v3 Microarray(アジレントテクノロジーズ社)にハイブリダイズさせた。洗浄後、アレイスライドをAgilent SureScan Microarray Scanner (G2600D)でスキャンした。
1-(9) DNA microarray analysis DNA microarray analysis was basically performed by the method of Reference 2 (Mori, Y. et al., J. Biol. Chem. 289, 35193-35204 (2014)).
Total RNA was isolated using ISOGEN (Nippon Gene). Cyanine-3-labeled cRNA was prepared from the total RNA using a Low Input Quick Amp Labeling Kit (Agilent Technologies). After purification and fragmentation, the labeled cRNA was hybridized with SurePrint G3 Human Gene Expression 8×60K v3 Microarray (Agilent Technologies). After washing, array slides were scanned with an Agilent SureScan Microarray Scanner (G2600D).

1−(10)マイグレーションアッセイ、MTTアッセイ
マイグレーションアッセイとMTTアッセイは、基本的に、上記文献1に記載の方法で行った。
細胞(4×104cells)を、0.2%BSAを含む無血清培地に懸濁し、フィブロネクチンをコートしたTranswell(24ウェルカルチャープレート、ポアサイズ8.0μm、コーニング社)の上部チャンバーにシードした。必要に応じて、いくつかのPKC阻害剤若しくはDMSO、又はPMA若しくは4α−PMAを添加した。下部プレートを無血清培地で満たし、細胞を20時間インキュベートした。チャンバーを固定化してヘマトキシリンで染色し、その後、移動しなかった細胞を取り除いた。細胞の移動(マイグレーション)は、ランダムに選んだ5フィールドにて、倍率100倍でカウントして定量化した。
1-(10) Migration Assay, MTT Assay Migration assay and MTT assay were basically performed by the method described in the above-mentioned Document 1.
The cells (4×10 4 cells) were suspended in a serum-free medium containing 0.2% BSA, and seeded in the upper chamber of a transwell (24-well culture plate, pore size 8.0 μm, Corning) coated with fibronectin. Some PKC inhibitors or DMSO, or PMA or 4α-PMA were added as needed. The bottom plate was filled with serum-free medium and the cells were incubated for 20 hours. The chamber was fixed and stained with hematoxylin, after which non-migrating cells were removed. The migration of cells was quantified by counting at a magnification of 100 times in 5 randomly selected fields.

細胞マイグレーションアッセイにおける細胞増殖の影響を調べるために、MTTアッセイを行った。
マイグレーションアッセイと同じ培地で、細胞(4×104cells)を96ウェルプレートで18時間培養した。MTT試薬(ナカライテスク社)を加えて2時間インキュベートし、リファレンス630nmで570nmの吸光度を測定した。MTTアッセイでは、少なくとも2重で実験を行った。
An MTT assay was performed to examine the effect of cell proliferation on the cell migration assay.
Cells (4×10 4 cells) were cultured in a 96-well plate for 18 hours in the same medium as the migration assay. MTT reagent (Nacalai Tesque) was added and incubated for 2 hours, and the absorbance at 570 nm was measured with a reference of 630 nm. The MTT assay was run in at least duplicate.

1−(11)Phos−tag SDS−PAGE分析
FLAGタグ結合Trop−2免疫沈降物を、グリコペプチダーゼF(タカラバイオ社)で処理した。Nanosep Centrifugal Device with a 10 kDa cutoff(ポールライフサイエンシズ社)を用いて脱塩及び濃縮を行った。得られた試料をZn2+−Phos−tag SDS−PAGEに供し、イムノブロッティングを行った。HRP−標識マウスanti−FLAG M2抗体を用いて、リン酸化及び非リン酸化Trop−2を検出した。
1-(11)Phos-tag SDS-PAGE analysis FLAG-tag-bound Trop-2 immunoprecipitates were treated with glycopeptidase F (Takara Bio Inc.). Desalting and concentration were performed using Nanosep Centrifugal Device with a 10 kDa cutoff (Pole Life Sciences). The obtained sample was subjected to Zn 2+ -Phos-tag SDS-PAGE and immunoblotting was performed. Phosphorylated and non-phosphorylated Trop-2 were detected using HRP-labeled mouse anti-FLAG M2 antibody.

1−(12)siRNA処理
Lipofectamine RNAiMAX Transfection Reagent(インビトロジェン社)を用いたリバーストランスフェクションにより、細胞を、Silencer Select siRNA of PKCα (5 nM) 及び/若しくは PKCδ (10 nM)、又はSilencer Select Negative Control #1 siRNAでトランスフェクションし、3日間インキュベートした。標的特異的siRNAとして、以下のものを使用した。
・PKCα siRNA #1(配列番号10、11)、#2(配列番号12、13)
・PKCδ siRNA #1(配列番号14、15)、#2(配列番号16、17)
1-(12) siRNA treatment
By reverse transfection using Lipofectamine RNAiMAX Transfection Reagent (Invitrogen), cells were transfected with Silencer Select siRNA of PKCα (5 nM) and/or PKCδ (10 nM), or Silencer Select Negative Control #1 siRNA, Incubated for 3 days. The following were used as target-specific siRNAs.
-PKCα siRNA #1 (SEQ ID NOS: 10 and 11), #2 (SEQ ID NOS: 12 and 13)
-PKC delta siRNA #1 (sequence number 14, 15), #2 (sequence number 16, 17)

1−(13)転移
6週齢のBALB/c nu/nu雄マウスに、細胞(5×106cells)を、腹腔内または皮下に注射した。腹腔内の場合は4週後、皮下の場合は8週後に、肺と肝臓を摘出した。これらを、FLAG結合 Trop−2の生化学的検出と、H&E染色による腫瘍組織の組織学的観察に用いた。
Go6983の転移への効果を調べる場合は、腹腔内にHCT116/WT細胞を接種されたヌードマウスに、Go6983の毎日の腹腔内注射(0.25mg/マウス/日)を行った。
1-(13) Metastasis 6-week-old BALB/c nu/nu male mice were intraperitoneally or subcutaneously injected with cells (5×10 6 cells). Lungs and livers were removed 4 weeks after intraperitoneal injection and 8 weeks after subcutaneous injection. These were used for biochemical detection of FLAG-bound Trop-2 and histological observation of tumor tissues by H&E staining.
To examine the effect of Go6983 on metastasis, nude mice inoculated intraperitoneally with HCT116/WT cells were given daily intraperitoneal injection of Go6983 (0.25 mg/mouse/day).

1−(14)統計解析
2つのグループの比較は、two−tailedスチューデントt検定で行った。2を超えるグループ間の違いは、ANOVA、Tukey−Kramer、又はDunnett’s testで評価した。全ての解析において、p<0.05で有意差ありとした。
1-(14) Statistical analysis Two groups were compared by the two-tailed Student's t-test. Differences between more than two groups were assessed by ANOVA, Tukey-Kramer, or Dunnett's test. In all the analyzes, there was a significant difference at p<0.05.

2.結果
2−(1)Trop−2の発現に伴う腫瘍の悪性化検討
HCT116/WT(FLAGタグ付きの野生型Trop−2発現細胞)におけるTrop−2の発現を、フローサイトメトリーで確認した(図1)。図1の「M」はモック細胞(HCT116/M)、「WT」はHCT116/WT(2クローン)を示す。HCT116/WTがTrop−2を発現していることが確認された。
2. Results 2-(1) Study on malignant transformation of tumor associated with expression of Trop-2 The expression of Trop-2 in HCT116/WT (FLAG-tagged wild-type Trop-2 expressing cells) was confirmed by flow cytometry (Fig. 1). In FIG. 1, “M” indicates mock cells (HCT116/M), and “WT” indicates HCT116/WT (2 clones). It was confirmed that HCT116/WT expressed Trop-2.

HCT116/MとHCT116/WTの抽出物の免疫沈降物をSDS−PAGEに供し、イムノブロッティングを行った(図2)。その結果、HCT116/WTから50−75kDaのブロードなバンドが検出された。これにより、Trop−2が糖鎖修飾を受けている可能性が示唆された。 Immunoprecipitates of HCT116/M and HCT116/WT extracts were subjected to SDS-PAGE and immunoblotting was performed (FIG. 2). As a result, a broad band of 50-75 kDa was detected from HCT116/WT. This suggested that Trop-2 may have been modified with a sugar chain.

HCT116/WTの抽出物の免疫沈降物をN−グリカナーゼで処理し、同様のSDS−PAGEとイムノブロッティングを行った(図3)。その結果、N−グリカナーゼ処理した試料では40kDa付近にバンドが検出された。これにより、Trop−2が糖鎖修飾を受けていることが示された。 The immunoprecipitate of the extract of HCT116/WT was treated with N-glycanase, and the same SDS-PAGE and immunoblotting were performed (FIG. 3). As a result, in the N-glycanase-treated sample, a band was detected near 40 kDa. From this, it was shown that Trop-2 was subjected to sugar chain modification.

各細胞の集団を顕微鏡観察したところ、モック細胞と比較して、HCT116/WTは細胞同士の接着性が緩いように見られた(図4)。 When the population of each cell was observed under a microscope, HCT116/WT appeared to have looser cell-cell adhesion as compared with mock cells (FIG. 4).

Transwellを用いたマイグレーションアッセイを行った。図5は顕微鏡観察の結果を示す写真、図6はその結果を数値化したグラフである。すなわち、HCT116/WTは高い移動能を有していた。
なお、MTTアッセイの結果、モック細胞とHCT116/WTとで増殖能に差は無かった。
A migration assay using a Transwell was performed. FIG. 5 is a photograph showing the results of microscopic observation, and FIG. 6 is a graph showing the results in numerical form. That is, HCT116/WT had high mobility.
As a result of the MTT assay, there was no difference in the proliferation ability between the mock cells and HCT116/WT.

2−(2)Trop−2のリン酸化部位の特定
リン酸化Trop−2と非リン酸化Trop−2を区別するために、N−グリカナーゼ処理したHCT116/WTライセートの免疫沈降物をPhos−tag SDS−PAGEに供し、イムノブロッティングを行った(図7)。その結果、2本のバンドが検出され、一部のTrop−2がリン酸化されていることが分かった。なお、抗リン酸化チロシン抗体ではバンドは検出されなかった。
2-(2) Identification of phosphorylation site of Trop-2 In order to distinguish phosphorylated Trop-2 and non-phosphorylated Trop-2, immunoprecipitates of HCT116/WT lysate treated with N-glycanase were subjected to Phos-tag SDS. -Subjected to PAGE and immunoblotting was performed (Fig. 7). As a result, two bands were detected, and it was found that a part of Trop-2 was phosphorylated. No band was detected with the anti-phosphotyrosine antibody.

HCT116/WT(2クローン)、HCT116/S303A(2クローン)、及びHCT116/S322A(2クローン)を用いて同様のイムノブロッティングを行った。図8はイムノブロッティングの結果を示す写真、図9はその結果を数値化したグラフである。図8に示すように、HCT116/WTと同様に、HCT116/S303Aでは2本のバンドが検出された。一方、HCT116/S322Aでは非リン酸化Trop−2のバンドのみ検出された。すなわち、Trop−2のリン酸化は322番目のSer(Ser322)に対してのみ認められた。 Similar immunoblotting was performed using HCT116/WT (2 clones), HCT116/S303A (2 clones), and HCT116/S322A (2 clones). FIG. 8 is a photograph showing the result of immunoblotting, and FIG. 9 is a graph quantifying the result. As shown in FIG. 8, two bands were detected in HCT116/S303A as in HCT116/WT. On the other hand, in HCT116/S322A, only the band of non-phosphorylated Trop-2 was detected. That is, phosphorylation of Trop-2 was observed only for the 322nd Ser (Ser322).

PMA処理でPKCを活性化した場合のHCT116/WTライセートの免疫沈降物を用いて、同様のイムノブロッティングを行った(図10)。その結果、リン酸化Trop−2のバンドが濃くなるだけで、新たなバンドの出現はなかった。これにより、322番目のSer(Ser322)のみがリン酸化されることが示された。 Similar immunoblotting was performed using the immunoprecipitate of HCT116/WT lysate when PKC was activated by PMA treatment (FIG. 10). As a result, the phosphorylated Trop-2 band was only darkened, and no new band appeared. This indicated that only the 322nd Ser (Ser322) was phosphorylated.

2−(3)野性型及び変異型Trop−2発現細胞の異なる形態と移動能
HCT116/S303A、HCT116/S322A、及びHCT116/S322Eについて、各細胞の集団を顕微鏡観察した(図11)。その結果、HCT116/S303Aは、図4に示したHCT116/WTと同様に、細胞同士の接着性が緩いように見られた。一方、HCT116/S322Aは、細胞同士が強く結合していた。HCT116/S322Eは、細胞同士の接着性がHCT116/WTよりも弱いように見られた。なお前述のように、Glu(E)はリン酸化されたSer(S)と同等とみなすことができる。
2-(3) Different Morphology and Mobility of Wild-type and Mutant-type Trop-2-expressing Cells HCT116/S303A, HCT116/S322A, and HCT116/S322E were observed under a microscope (FIG. 11). As a result, HCT116/S303A appeared to have loose adhesion between cells, as in HCT116/WT shown in FIG. On the other hand, in HCT116/S322A, the cells were strongly bound to each other. HCT116/S322E appeared to have weaker cell-cell adhesion than HCT116/WT. As described above, Glu(E) can be regarded as equivalent to phosphorylated Ser(S).

HCT116/S303A、HCT116/S322A、及びHCT116/S322Eについて、Transwellを用いたマイグレーションアッセイを行った。図12は顕微鏡観察の結果を示す写真、図13はその結果を数値化したグラフである。すなわち、HCT116/S322Eの移動能が一番高く、次いで、HCT116/S303Aの移動能が高かった。これに対し、HCT116/S322Aの移動能は低かった。なお、MTTアッセイの結果、これら3種の細胞の増殖能に差は無かった。 For HCT116/S303A, HCT116/S322A, and HCT116/S322E, migration assay using a Transwell was performed. FIG. 12 is a photograph showing the results of microscopic observation, and FIG. 13 is a graph showing the results in numerical form. That is, the mobility of HCT116/S322E was the highest, followed by that of HCT116/S303A. On the other hand, the mobility of HCT116/S322A was low. As a result of the MTT assay, there was no difference in the proliferation ability of these three types of cells.

PANC−1/M、PANC−1/WT、PANC−1/S322A、及びPANC−1/S322Eについても同様に、マイグレーションアッセイを行った。図14は顕微鏡観察の結果を示す写真、図15はその結果を数値化したグラフである。HCT116を用いた場合と同様の結果であり、PANC−1/WTとPANC−1/S322Eの移動能が高く、PANC−1/S322Aの移動能は低かった。なお、MTTアッセイの結果、これら4種の細胞の増殖能に差は無かった。 Migration assays were similarly performed for PANC-1/M, PANC-1/WT, PANC-1/S322A, and PANC-1/S322E. FIG. 14 is a photograph showing the result of microscopic observation, and FIG. 15 is a graph showing the result numerically. The results were the same as when HCT116 was used, and PANC-1/WT and PANC-1/S322E had high mobility and PANC-1/S322A had low mobility. As a result of the MTT assay, there was no difference in the proliferative ability of these four types of cells.

以上の結果から、322番目のSer(Ser322)のリン酸化が細胞の移動能を制御していることが示唆された。 From the above results, it was suggested that phosphorylation of Ser (Ser322) at the 322nd position regulates cell migration ability.

次いで、HCT116/M、HCT116/WT、HCT116/S322A、及びHCT116/S322Eについて、1−(15)の方法にてインビボでの転移を調べた。すなわち、各々の細胞をヌードマウス(N=5)の皮下に移植し、8週後に肺と肝臓を取り出した。それぞれの臓器を可溶化し、抗FLAG抗体を用いて、Trop−2を免疫沈降した。SDS−PAGEとイムノブロッティングにより、FLAGタグ付きTrop−2を検出した。肺を用いた結果を図16に示す。β−アクチンのバンドはコントロールである。すなわち、HCT116/WT(野生型)とHCT116/S322E(Ser322→Glu置換)ではTrop−2のバンド(75kDa付近)に検出され、転移が認められた(WT:5個体中3個体、S322E:5個体中1個体)。これに対し、HCT116/S322A(Ser322→Ala置換)ではバンドは検出されず、転移は認められなかった(5個体中ゼロ)。
なお、いずれの細胞でも、肝臓への転移は認められなかった。
Next, HCT116/M, HCT116/WT, HCT116/S322A, and HCT116/S322E were examined for in vivo metastasis by the method 1-(15). That is, each cell was subcutaneously transplanted into a nude mouse (N=5), and 8 weeks later, the lung and liver were taken out. Each organ was solubilized, and Trop-2 was immunoprecipitated using an anti-FLAG antibody. FLAG-tagged Trop-2 was detected by SDS-PAGE and immunoblotting. Results using lungs are shown in FIG. The β-actin band is the control. That is, HCT116/WT (wild type) and HCT116/S322E (Ser322→Glu substitution) were detected in the band of Trop-2 (around 75 kDa), and metastasis was observed (WT: 3 out of 5 individuals, S322E: 5). 1 of the individuals). On the other hand, no band was detected in HCT116/S322A (Ser322→Ala substitution), and no metastasis was observed (zero in 5 individuals).
No metastasis to the liver was observed in any of the cells.

同様に、各々の細胞を腹腔内に移植し、4週後に肺と肝臓を取り出した。同様のSDS−PAGEとイムノブロッティングを行った。その結果、HCT116/WT(野生型)で肝転移(5個体中2個体)と肺転移(5個体中4個体)が認められた。HCT116/S322E(Ser322→Glu置換)も肝転移(4個体中2個体)と肺転移(4個体中3個体)が認められた。これに対し、HCT116/S322A(Ser322→Ala置換)では肝転移、肺転移とも認められなかった。 Similarly, each cell was intraperitoneally transplanted, and 4 weeks later, the lung and liver were taken out. The same SDS-PAGE and immunoblotting were performed. As a result, liver metastasis (2 out of 5 individuals) and lung metastasis (4 out of 5 individuals) were observed in HCT116/WT (wild type). HCT116/S322E (Ser322→Glu substitution) also showed liver metastasis (2 out of 4 individuals) and lung metastasis (3 out of 4 individuals). On the other hand, in HCT116/S322A (Ser322→Ala substitution), neither liver metastasis nor lung metastasis was observed.

図17に、肺転移を起こしたマウスと転移を起こさなかったマウスの写真を示す。左から、HCT116/M(モック)、HCT116/WT(野生型)、HCT116/S322A(変異型:Ser322→Ala置換)、HCT116/S322E(変異型:Ser322→Glu置換)の各細胞を移植したマウスである。HCT116/M、HCT116/WT、又はHCT116/S322Eを移植したマウスでは肺転移を起こしており、外観も異常である。HCT116/S322Aを移植したマウスでは肺転移を起こしておらず、外観も正常である。 FIG. 17 shows a photograph of a mouse with lung metastasis and a mouse with no lung metastasis. From the left, mice transplanted with HCT116/M (mock), HCT116/WT (wild type), HCT116/S322A (mutant: Ser322→Ala substitution), and HCT116/S322E (mutant: Ser322→Glu substitution) cells. Is. Mice transplanted with HCT116/M, HCT116/WT, or HCT116/S322E have lung metastases and have abnormal appearance. Mice transplanted with HCT116/S322A have no lung metastases and have a normal appearance.

2−(4)PKCαとPKCδによるTrop−2のリン酸化
PKCは、その構造、活性化機構、生理機能によって、在来型(conventionalあるいはclassical:α、βI、βII、γ)、新型(novel:δ、ε、η、θ)、非典型(atypical:ζ、λ/ι)の3つのサブファミリーに分類される。そこで、Trop−2をリン酸化するPKCの特定を試みた。
2-(4) Phosphorylation of Trop-2 by PKCα and PKCδ PKC is conventional (conventional or classical: α, βI, βII, γ) or novel (novel: novel) depending on its structure, activation mechanism and physiological function. δ, ε, η, θ), and atypical: ζ, λ/ι). Therefore, an attempt was made to identify PKC that phosphorylates Trop-2.

HCT116/WT細胞に存在するPKCアイソザイムをDNAマイクロアレイ分析で調べた(図18)。その結果、1つの在来型(PKCα)、3つの新型(PKCδ、ε、η)、及び2つの非典型(PKCζ、ι)が存在していた。 PKC isozymes present in HCT116/WT cells were examined by DNA microarray analysis (FIG. 18). As a result, there were one conventional type (PKCα), three new types (PKCδ, ε, η), and two atypical types (PKCζ, ι).

1−(4)の方法に従って、HCT116/WTを、PKC阻害剤又はPKD阻害剤の存在下又は非存在下で1時間処理した。続いて、PMA又は4α−PMAで2時間処理した。各々の細胞ライセートをSDS−PAGEとイムノブロッティングに供した(図19)。図19の上段は抗リン酸化Trop−2抗体、下段は抗FLAG抗体で検出した結果である。図20は、図19の結果を数値化したグラフであり、4α−PMA処理した場合を1としたときの、全Trop−2に対するリン酸化Trop−2の比(p−Trop−2/FLAG)を表している。その結果、BIM−1とGo6983がリン酸化を強く阻害することがわかった。この両者が共通に阻害するPKCはPKCαとPKCδであることから、Trop−2のリン酸化は、PKCαとPKCδのいずれか一方あるいは両方であることが示唆された。 According to the method of 1-(4), HCT116/WT was treated for 1 hour in the presence or absence of a PKC inhibitor or a PKD inhibitor. Subsequently, it was treated with PMA or 4α-PMA for 2 hours. Each cell lysate was subjected to SDS-PAGE and immunoblotting (Fig. 19). The upper row of FIG. 19 shows the results of detection with anti-phosphorylated Trop-2 antibody, and the lower row shows the results of detection with anti-FLAG antibody. FIG. 20 is a graph in which the results of FIG. 19 are quantified, and the ratio of phosphorylated Trop-2 to total Trop-2 (p-Trop-2/FLAG) when the case of 4α-PMA treatment is set to 1. Represents. As a result, it was found that BIM-1 and Go6983 strongly inhibit phosphorylation. Since PKCs which both inhibit in common are PKCα and PKCδ, it was suggested that the phosphorylation of Trop-2 is either or both of PKCα and PKCδ.

1−(12)に記載のsiRNA処理によって、HCT116/WT細胞のPKCαとPKCδのいずれか一方、あるいは両方をノックダウンした。コントロールとして、コントロール用siRNAで処理をした。各々の細胞をPMA処理又は4α−PMA処理した後、細胞ライセートをSDS−PAGEとイムノブロッティングに供した(図21)。図21において、「Cont.」、「siPKCα」、「siPKCδ」、「siPKCα+δ」は、それぞれ、コントロール、PKCαノックダウン、PKCδノックダウン、PKCαとPKCδの両方ノックダウン、を表す。その結果、PKCαとPKCδの両方をノックダウンした場合(最右レーン)に、リン酸化Trop−2のバンドが消失しており、Trop−2のリン酸化がほぼ完全に阻止されていた。このことから、Trop−2のリン酸化には、PKCαとPKCδの両方が関与していることが示唆された。 By the siRNA treatment described in 1-(12), either or both PKCα and PKCδ of HCT116/WT cells were knocked down. As a control, it was treated with siRNA for control. After each cell was treated with PMA or 4α-PMA, the cell lysate was subjected to SDS-PAGE and immunoblotting (FIG. 21). In FIG. 21, “Cont.”, “siPKCα”, “siPKCδ”, and “siPKCα+δ” represent control, PKCα knockdown, PKCδ knockdown, and both PKCα and PKCδ knockdown, respectively. As a result, when both PKCα and PKCδ were knocked down (the rightmost lane), the phosphorylated Trop-2 band disappeared, and the phosphorylation of Trop-2 was almost completely blocked. From this, it was suggested that both PKCα and PKCδ are involved in the phosphorylation of Trop-2.

図22は図21の結果を数値化したものであり、リン酸化Trop−2の相対量を表している。 FIG. 22 is a numerical representation of the results of FIG. 21, showing the relative amount of phosphorylated Trop-2.

PKCαとPKCδの両方をノックダウンした細胞について、Transwellを用いたマイグレーションアッセイを行った。図23は顕微鏡観察の結果を示す写真、図24はその結果を数値化したグラフである。すなわち、コントロール細胞ではPMA処理により移動能は上昇したが、PKCαとPKCδをノックダウンした細胞では、移動能の上昇は見られなかった。
なお、MTTアッセイの結果、全ての細胞において増殖能に差はなかった。
A migration assay using a Transwell was performed on cells in which both PKCα and PKCδ were knocked down. FIG. 23 is a photograph showing the result of microscopic observation, and FIG. 24 is a graph showing the result numerically. That is, in the control cells, the mobility was increased by the PMA treatment, but in the cells in which PKCα and PKCδ were knocked down, the mobility was not increased.
As a result of the MTT assay, there was no difference in proliferative ability in all cells.

2−(5)野生型細胞のインビトロにおける移動能、及びインビボにおける転移に対するPKC阻害剤の抑制効果
PMAで処理したHCT116/WT細胞を、PKC阻害剤で処理し、Transwellを用いたマイグレーションアッセイを行った。図25は顕微鏡観察の結果を示す写真、図26はその結果を数値化したグラフである。すなわち、BIM−1で処理した細胞と、Go6983で処理した細胞の移動能が強く阻害されていた。なお、MTTアッセイの結果、これらの細胞において増殖能に差はなかった。
2-(5) Inhibitory Effect of PKC Inhibitor on Migration Ability of Wild-Type Cells in Vitro and Metastasis in Vivo PMA-treated HCT116/WT cells were treated with a PKC inhibitor, and migration assay using Transwell was performed. It was FIG. 25 is a photograph showing the result of microscopic observation, and FIG. 26 is a graph showing the result numerically. That is, the migration ability of the cells treated with BIM-1 and the cells treated with Go6983 was strongly inhibited. As a result of the MTT assay, there was no difference in the proliferative ability among these cells.

1−(13)の方法に従って、HCT116/WT細胞のヌードマウスの腹腔内に注射した。注射1日目から、毎日、Go6983を腹腔内に投与した(0.25mg/マウス)。コントロールとしてDMSOを投与した。4週後、肺と肝臓を摘出した。それぞれの臓器を可溶化し、抗FLAG抗体を用いて、Trop−2を免疫沈降した。SDS−PAGEとイムノブロッティングにより、FLAGタグ付きTrop−2を検出した。 HCT116/WT cells were intraperitoneally injected into nude mice according to the method of 1-(13). From day 1 of injection, Go6983 was intraperitoneally administered daily (0.25 mg/mouse). DMSO was administered as a control. Four weeks later, the lung and liver were removed. Each organ was solubilized, and Trop-2 was immunoprecipitated using an anti-FLAG antibody. FLAG-tagged Trop-2 was detected by SDS-PAGE and immunoblotting.

その結果、肝転移は、コントロールのマウス9匹すべてに検出された。これに対し、Go6983を投与したマウスでは肝転移は9匹中1匹のみしか検出されなかった。肺転移は、コントロールのマウス9匹中7匹に検出された。これに対し、Go6983を投与したマウスでは肺転移は9匹中3匹のみしか検出されなかった。
以上より、PKCα/δの阻害剤であるGo6983をマウスに投与することにより、癌の転移を抑制することができた。
As a result, liver metastasis was detected in all 9 control mice. In contrast, liver metastasis was detected only in 1 out of 9 mice in the Go6983-administered mice. Lung metastases were detected in 7 out of 9 control mice. In contrast, lung metastasis was detected only in 3 out of 9 mice treated with Go6983.
From the above, it was possible to suppress the metastasis of cancer by administering Go6983, which is an inhibitor of PKCα/δ, to mice.

Claims (4)

Trop−2のN末端から322番目のセリンをリン酸化する酵素の阻害剤を有効成分として含有することを特徴とする癌転移抑制剤。 A cancer metastasis inhibitor, which comprises, as an active ingredient, an inhibitor of an enzyme that phosphorylates the serine at the 322nd position from the N terminus of Trop-2. 前記阻害剤はプロテインキナーゼCα及びプロテインキナーゼCδの阻害剤である、請求項1に記載の癌転移抑制剤。 The cancer metastasis inhibitor according to claim 1, wherein the inhibitor is an inhibitor of protein kinase Cα and protein kinase Cδ. Trop−2のN末端から322番目のセリンのリン酸化を阻害する作用を指標として、被検物質から癌転移抑制作用を有する物質を選抜することを特徴とする、癌転移抑制剤候補物質の選抜方法。 Selection of a candidate substance for a cancer metastasis inhibitor, which is characterized by selecting a substance having a cancer metastasis inhibitory action from a test substance using an action of inhibiting phosphorylation of serine at the 322nd position from the N-terminal of Trop-2 as an index Method. プロテインキナーゼCα及びプロテインキナーゼCδによるリン酸化を阻害する作用を指標とする、請求項3に記載の癌転移抑制剤候補物質の選抜方法。 The method for selecting a candidate substance for a cancer metastasis inhibitor according to claim 3, wherein the activity of inhibiting phosphorylation by protein kinase Cα and protein kinase Cδ is used as an index.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115590964A (en) * 2022-09-14 2023-01-13 苏州大学(Cn) Application of protein kinase C inhibitor in preparation of anti-tumor metastasis drugs

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