JP2023508129A - インターロイキン4誘導遺伝子1(il4i1)及びがんの生物マーカーとしての各代謝物質 - Google Patents
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Abstract
本発明は、インターロイキン4誘導遺伝子1(IL4I1)及びIL4I1により産生される代謝物質の、がん並びに関連する転移及び/又は免疫治療抵抗性の診断及び治療におけるマーカーとしての使用に関する。【選択図】なし
Description
本発明は、インターロイキン4誘導遺伝子1(IL4I1)及びIL4I1により産生される代謝物質の、がん並びに関連する転移及び/又は免疫治療抵抗性の診断及び治療におけるマーカーとしての使用に関する。
IL4I1は、過酸化水素とアンモニアを生成しながら、L-アミノ酸のアルファ-ケト酸への酸化的脱アミノ化を触媒するL-アミノ酸オキシダーゼである。IL4I1は、B細胞で最初期のIL4誘導性遺伝子として最初に発見されたが、後にマクロファージ及び樹状細胞でも確認された(Molinier-Frenkel et al., 2019)。
がん患者では、IL4I1は腫瘍細胞自体(例えば、一部のB細胞リンパ腫サブセット、中皮腫又は卵巣がん及び神経膠腫)又は腫瘍関連マクロファージ(TAM)若しくは樹状細胞(DC)により発現される(Carbonnelle-Puscian, et al. 2009)。それは、骨髄及びB細胞系列の抗原提示細胞(APC)並びにTヘルパー型(Th)17細胞により生理学的に産生される分泌酵素である(Molinier-Frenkel et al., 2019)。この数年で、マウス及びヒトの適応免疫応答の微調整におけるIL4I1の重要な役割が明らかになっている。実際、IL4I1はT細胞の増殖(Lasoudris et al., 2011)及びサイトカイン産生を阻害し、また、クローン受容体刺激に応答するTリンパ球の能力を制限して生体内での制御性T細胞へのナイーブCD4+T細胞の分化を促進する。また、抗体産生のための胚中心反応の調整並びにTh1及びTh17応答の制限における役割も果たしている可能性がある(Molinier-Frenkel et al., 2019)。
現在、IL4I1関連の病気の治療的意義についてはほとんど知られていない。IL4I1は、ほとんどのヒトのがんの腫瘍関連マクロファージ及び一部の腫瘍細胞型で発現される。このような発現、更には抗腫瘍T細胞応答を阻害して腫瘍増殖を促進するその能力から、IL4I1はがんの免疫調節の分野で新しい潜在的な標的となっている。
IL4I1阻害活性があると考えられるいくつかの化合物がWO 2010/066858に開示された。しかし、具体的に開示された化合物は、毒性があるか、IL4I1阻害活性が不十分であることがわかった。開示された化合物は、mM範囲の阻害定数(Ki)を有し、したがって効力がなく、T細胞株(ジャーカット細胞)の完全な細胞死を急速に誘導した。
WO 2016/040488には、治療有効量のIL4I1タンパク質を対象に投与することを含む、それを必要とする対象の中枢神経系(CNS)組織中のミエリン形成を促進する方法が開示されている。
WO 2019/185907は、ヒトのがんの大部分で発現されることがわかっているIL4I1の阻害に関する。所定の式(I)によるフェニルアラニン誘導体である、がんの治療に使用される化合物が提供されている。治療されるがんはIL4I1発現細胞を示す。
がん、特に転移性がんに関して、IL4I1及びその代謝機能の診断的使用に関する情報も非常に限られている。
Lasoudrisらは(IL4I1: an inhibitor of the CD8+ antitumor T-cell response in vivo, Eur J Immunol. 2011 Jun;41(6):1629-38において)、L-フェニルアラニンオキシダーゼIL4I1が過酸化水素(H2O2)生成を介して生体外でT細胞増殖を阻害し、腫瘍関連マクロファージで高度に発現することを開示している。IL4I1の免疫抑制機能は、生体内で実証されており、IL4I1がCD8(+)抗腫瘍T細胞応答を阻害してヒト腫瘍の増殖を促進することを示唆している。
IL4I1は、乳がん、腎臓がん、及び神経膠腫の疾患転帰を層別する、いわゆる間質由来予後予測因子(SDPP)の一部としても開示されている(Finak et al., Stromal gene expression predicts clinical outcome in breast cancer. Nat. Med. 2008;14:518-527)。
Molinier-Frenkelら(The IL4I1 Enzyme: A New Player in the Immunosuppressive Tumor Microenvironment. Cells. 2019 Jul 20;8(7))は、IL4I1が分泌酵素としてがん免疫療法で標的化しやすい分子となり得ることを開示している。
Bod L.ら(IL4-induced gene 1 promotes tumor growth by shaping the immune microenvironment in melanoma. Oncoimmunology. 2017;6:e1278331)は、IL4I1が腫瘍細胞の増殖や血管新生を促進しないことを見出したが、IL4I1活性は疾患の攻撃性と相関することを示した。
Cheong及びSun (Targeting the IDO1/TDO2-KYN-AhR Pathway for Cancer Immunotherapy - Challenges and Opportunities. Trends Pharmacol Sci. 2018 Mar;39(3):307-325)は、新規がん免疫療法の開発のためのIDO1/TDO2-KYN-AhRシグナル伝達経路の標的化における最近の進歩と将来の展望について概説している。
現在までに、分泌IL4I1(インターロイキン4誘導1)酵素は、L-フェニルアラニン、また程度は劣るがアルギニンを異化して、H2O2、アンモニア(NH3)、及び対応するα-ケト酸を生成するとして開示されている(Molinier-Frenkel et al., 2019; Boulland et al., 2007; Mason et al., 2004)。しかし、IL4I1は新たに確認された、AHR作用物質(インドール代謝物質等)を産生するTrp異化経路の重要な酵素であることがわかった。IL4I1は、神経膠腫患者の生存率の低下に関連し、がん細胞の運動性を促進し、T細胞の増殖を阻害する。IL4I1はIDO1よりも強力なAHR活性化因子であるため、免疫チェックポイント阻害(ICB)とIDO1阻害剤を組み合わせた臨床試験がうまくいかない原因である可能性がある。すなわち、ICBがIL4I1を誘導し、このことが治療の回避に関与する。したがって、IL4I1の遮断により、がん治療の新たな道が開ける。これらの知見から、IL4I1に基づく治療は、免疫治療、免疫活性化につながる従来の治療、及びAHR活性化を標的化あるいは阻害する治療(例えばIDO/TDO2阻害剤)への抵抗性に対する新たな道を提供することが明らかに推測される。
したがって、本発明の目的は、がんの診断及び監視方法にIL4I1及びその代謝機能を利用する新たな手法を特定することである。他の目的及び側面は、以下の本発明のより詳細な説明をよく読めば明らかになる。
アリール炭化水素受容体(AHR)は、環境、食事、微生物叢、及び細胞代謝に由来する化合物を感知して、変化する条件に細胞が適応できるようにするリガンド活性化転写因子である(Rothhammer and Quintana, 2019)。AHRは最初に生体異物2,3,7,8-テトラクロロジベンゾ-p-ダイオキシン(TCDD、ダイオキシン)の毒性作用の媒介物質として発見され、後に、発生、免疫、及びがんにおいて重要な役割を果たすことが示された(Boitano et al., 2010; Fernandez-Salguero et al., 1995; Gutierrez-Vazquez and Quintana, 2018; Kiss et al., 2011; Murray et al., 2014; Nguyen and Bradfield, 2008; Rentas et al., 2016; Stockinger et al., 2014)。リガンドが結合すると、AHRは細胞質から核に移行し、そこでAHR核内輸送体(ARNT)とヘテロ二量体化し、生体異物応答要素(XRE)に結合して転写を誘導する(Nguyen and Bradfield, 2008)。AHR標的遺伝子は、様々な生物学的過程、例えば血管新生、造血、薬物及び脂質代謝、細胞運動性、免疫調節等を制御する(Denison and Nagy, 2003; Gutierrez-Vazquez and Quintana, 2018; Murray et al., 2014; Nguyen and Bradfield, 2008; Stockinger et al., 2014)。生体異物の次に、植物、微生物叢、及び内因性代謝に由来する天然のリガンドは、強力なAHR作用物質である(Denison and Nagy, 2003; Li et al., 2011; Rothhammer and Quintana, 2019)。トリプトファン(Trp)誘導体は、内因性AHRリガンドの重要な種類を構成する(Denison and Nagy, 2003; Hubbard et al., 2015; Nguyen and Bradfield, 2008)。インドールアミン-2,3-ジオキシゲナーゼ1/2 (IDO1/2)又はトリプトファン-2,3-ジオキシゲナーゼ(TDO2)により開始されるキヌレニン(Kyn)経路は、現在、ヒトの主要なTrp異化経路と考えられており(Cervenka et al., 2017; Lemos et al., 2019; Platten et al., 2019)、AHR作用物質であるKyn及びキヌレン酸(KynA)を産生する(DiNatale et al., 2010; Mezrich et al., 2010; Opitz et al., 2011)。がんは高レベルのIDO1及びTDO2を発現し、Trp異化産物によるAHR活性化の効果を利用して悪性度を増強し、抗腫瘍免疫応答を阻害する。
Kyn-AHR軸は、以下を誘導してT細胞の増殖及び機能を抑制する:(i)制御性T細胞(Treg)の分化(Mezrich et al., 2010; Quintana et al., 2010)、(ii) CD8+ T細胞での免疫チェックポイント分子プログラム細胞死タンパク質1 (PD-1)の発現(Liu et al., 2018)、(iii) CD8- T細胞の細胞死(Greene et al., 2019)、及び(iv) 免疫抑制腫瘍関連マクロファージ(TAM)の動員(Takenaka et al., 2019)。免疫効果の次に、Kyn-AHR軸はがん細胞の悪性表現型も増強する。そのうち最も顕著なのはがん細胞の運動性である(Chen et al., 2014; D’Amato et al., 2015; Novikov et al., 2016; Opitz et al., 2011; Xiang et al., 2019)。
したがって、Trp代謝酵素(TCE)を阻害することは、がん細胞の悪性度と腫瘍由来の免疫抑制の両方を標的とする有望な戦略となる(Lemos et al., 2019; Platten et al., 2019)。
IDO1の小分子阻害剤は、これらの2つの免疫抑制機構を同時に標的化して治療結果を改善するべく免疫チェックポイント遮断(ICB)の補助として臨床試験に加わっている(Lemos et al., 2019; Platten et al., 2019)。しかし、最初の第III相臨床試験は失敗し(Long et al., 2019)、がんにおけるTrp異化に関する発明者らの知識に疑いを持たせた(Muller et al., 2019; Platten et al., 2019)。この残念な結果を分子的に理解すれば免疫治療の新たな機会が明らかになるはずである。
そこで、発明者らは、AHRを活性化する他の経路がIDO1阻害剤に対する抵抗性の機序を構成する可能性があると仮定した。ヒト腫瘍中のAHR活性化の新たな媒介物質を特定する簡単な手法は、IDO1及びTDO2以外の代謝酵素とAHR標的遺伝子の発現との関連を評価することである。しかし、AHR標的遺伝子発現の状況特異性(Rothhammer and Quintana, 2019)は様々な組織やリガンドで大きく異なり、AHR活性の汎がん分析を妨げる。この課題に対処するべく、本発明者らは、細胞型又はリガンドに関係なくAHR活性の検出を可能にするAHRシグネチャーを開発した。この汎組織AHRシグネチャーにより、IDO1及びTDO2以外の他のTrp分解酵素がヒトのがんでAHRを活性化するかどうかを評価できる。
発明者らは、インターロイキン4誘導1 (IL4I1)を、IDO1又はTDO2よりも高頻度でAHR活性と関連するヒトがんにおける主要なAHR活性化酵素として特定した。IL4I1は腫瘍細胞の遊走を促進し、抗腫瘍免疫を抑制する。ヒトにおける新規Trp異化経路の重要な酵素として、IL4I1活性は、AHR作用物質として作用するインドール代謝物質及びKynAを生成する。ICBはIL4I1を誘導し、併用療法においてIDO1阻害剤に対する抵抗性を媒介する可能性がある。したがって、IL4I1を標的とすることは免疫治療抵抗性を緩和する新たな戦略を構成し、AHR研究の新たな道を拓く。免疫系を刺激する治療法(標的療法、例えばキナーゼ阻害剤に加え、免疫活性化を導く従来の治療、例えば化学治療及び放射線治療を含み得る)にこの概念を一般化することができる。
その第1の側面において、本発明は、患者のがんを検出かつ/あるいは診断する方法であって、前記患者から得られた試料中のIL4I1発現及び/又はIL4I1の酵素活性の変化を検出することと、前記IL4I1の前記発現又は酵素活性が前記患者において、前記試料中の対照遺伝子、例えば1つ以上のハウスキーピング遺伝子、又は対照試料、例えば健常者、健常者群、患者、又は患者群に由来の試料と比較して増加している場合、前記患者においてがんを診断かつ/あるいは検出することを含み、前記患者から得られた試料中のAHRの活性及び/又は発現を検出することを更に含み、前記AHRの活性及び/又は発現は、対照と比較して変化、好ましくは増加している、方法に関する。
好ましい実施態様では、前記試料中のIL4I1の酵素活性の前記検出は、前記試料中のIL4I1代謝物質の量及び/又は濃度の検出を含む。より好ましくは、IL4I1の酵素活性を検出することは、クロマトグラフィー、NMR、代謝物質センサー、抗体、ELISA、酵素検定、比色検定、蛍光検定又はH2O2若しくはアンモニア検出の使用、及び/又は遺伝子ツール、例えばチップ分析、プライマー、プローブ、PCR分析を用いる発現の検出、あるいは、例えば生体液及び細胞/組織試料等の試料中の抗体を用いるIL4I1のタンパク質量の検出を含む。
好ましい実施態様では、AHRの活性及び/又は発現を検出する方法は、WO2020/201825に開示されているようなアリール炭化水素受容体(AHR)活性化シグネチャー、又はAHR核移行、又はチトクロムP-450酵素の活性、又はダイオキシン応答要素(DRE)とのAHR-ARNTの結合をレポーター検定により決定することを含む。
一側面では、前記方法は、細胞/組織/生体液中のIL4I1の発現及び/若しくは酵素活性又は生物学的機能を検出することを含み、健常又は他の適切な対照試料と比較したときの前記区画における発現、酵素活性又は生物学的機能(特に発現又は活性化)の変化は、がんを示す。
そのような変化は、適切な対照、例えば健常な細胞又は健常な人若しくは個体群に由来の試料での値と比較した場合、あるいは、ハウスキーピング遺伝子のような内部標準と比較した場合、少なくとも約5%、少なくとも約10%、少なくとも約20%、少なくとも約30%、少なくとも約40%、少なくとも約50%、少なくとも約60%、少なくとも約70%、少なくとも約80%、又は少なくとも約90%、又はそれ以上の発現若しくは酵素活性又は生物学的機能の増加又は減少である。本発明に関して、「約」という用語は、特に指示されない限り、所定の値の±5%を意味するものとする。
第2の側面では、本発明は、がん患者において腫瘍細胞運動性の増加を検出する方法であって、前記患者から得られた試料中のIL4I1の活性及び/又は発現を検出することと、前記IL4I1の前記発現又は酵素活性が前記患者において、前記試料中の対照遺伝子、例えば1つ以上のハウスキーピング遺伝子、又は対照試料、例えば健常者、健常者群、患者、又は患者群に由来の試料、同じ患者、異なる患者若しくは患者群から得られた以前の試料と比較して増加している場合、前記患者において腫瘍細胞運動性の増加を検出することを含み、前記患者から得られた試料中の活性及び/又は発現を検出することを更に含み、前記AHRの活性及び/又は発現は、対照と比較して変化、好ましくは増加している、方法を提供する。
発明者らは、IL4I1が免疫細胞で発現される(Carbonnelle-Puscian et al., 2009)だけでなく免疫系に由来しないがん細胞でも発現されることをここに示す。発明者らは、初めてIL4I1を腫瘍固有の悪性特性、例えばがん細胞の遊走及び転移等と関連付ける。
第3の側面では、本発明は、がん患者におけるがん免疫治療の効果を予測、監視、あるいは検出する方法であって、前記患者から得られた試料中のIL4I1の活性及び/又は発現を検出することを含み、前記IL4I1の前記発現又は酵素活性が前記患者において、前記試料中の対照遺伝子、例えば1つ以上のハウスキーピング遺伝子、又は対照試料、例えば健常者、健常者群、患者、又は患者群に由来の試料、同じ患者、異なる患者若しくは患者群から得られた以前の試料と比較して増加していることは、前記患者における前記がん免疫治療の効果の減少及び/又は免疫回避を予測させ、かつ/あるいは示し、
前記患者から得られた試料中のAHRの活性及び/又は発現を検出することを更に含み、前記AHRの活性及び/又は発現は、対照と比較して変化、好ましくは増加しており、
好ましくは、前記IL4I1の前記活性及び/若しくは発現の前記増加並びに/又は前記AHRの活性及び/若しくは発現の前記変化は、前記患者の免疫治療に反応して検出される、
方法
を提供する。
前記患者から得られた試料中のAHRの活性及び/又は発現を検出することを更に含み、前記AHRの活性及び/又は発現は、対照と比較して変化、好ましくは増加しており、
好ましくは、前記IL4I1の前記活性及び/若しくは発現の前記増加並びに/又は前記AHRの活性及び/若しくは発現の前記変化は、前記患者の免疫治療に反応して検出される、
方法
を提供する。
好ましい実施態様では、がん免疫治療は、IL4I1調節物質による免疫治療、AHR調節物質、及び/又は任意の従来のがん治療の組合せを含む。
第4の側面では、本発明は、患者における免疫治療を含むがん治療に対する抵抗性を検出する方法であって、前記患者から得られた試料中のIL4I1の活性及び/又は発現を検出することと、前記患者における前記IL4I1の前記発現又は酵素活性が、前記試料中の対照遺伝子、例えば1つ以上のハウスキーピング遺伝子、又は対照試料、例えば健常者、健常者群に由来の試料、同じ患者、異なる患者若しくは患者群から得られた以前の試料と比較して増加している場合、前記患者における免疫治療を含むがん治療に対する抵抗性を検出することを含み、前記患者から得られた試料中のAHRの活性及び/又は発現を検出することを更に含み、前記AHRの活性及び/又は発現は、対照と比較して変化、好ましくは増加している、方法を提供する。
好ましい実施態様では、免疫治療を含むがん治療に対する抵抗性を検出する方法において、前記免疫治療は免疫チェックポイント遮断(ICB)及び/又はIDO1阻害剤を含む。
第5の側面では、本発明は、がん患者の生存率を予測する方法であって、前記患者から得られた試料中のIL4I1の活性及び/又は発現を検出することを含み、前記IL4I1の前記発現又は酵素活性が前記患者において、前記試料中の対照遺伝子、例えば1つ以上のハウスキーピング遺伝子、又は対照試料、例えば健常者、健常者群、患者、又は患者群に由来の試料、同じ患者、異なる患者若しくは患者群から得られた以前の試料と比較して増加していることは、前記患者の生存率の減少を予測させ、前記患者から得られた試料中のAHRの活性及び/又は発現を検出することを更に含み、前記AHRの活性及び/又は発現は、対照と比較して変化、好ましくは増加している、方法を提供する。
本発明のすべての側面において、IL4I1活性の検出は、IL4I1代謝物質、特にIL4I1トリプトファン代謝物質、例えば、KynA、インドール-3-酢酸(IAA)、インドール-3-アルデヒド(I3A)、及び/又はインドール-3-乳酸(ILA)等のI3P由来代謝物質、並びにインドール-3-カルビノールを検出することを含む。
最も好ましい実施態様では、AHRの活性及び/又は発現を検出することは、WO2020/201825に開示されているようなアリール炭化水素受容体(AHR)活性化シグネチャー、又はAHR核移行、又はチトクロムP-450酵素の活性、又はダイオキシン応答要素(DRE)とのAHR-ARNTの結合をレポーター検定により決定することを含む。
本発明の別の重要な側面は、本発明の方法を実行するための材料を、必要に応じて補助剤及び/又は前記方法を実行するための指示と共に1つ又は別個の容器内に含む診断キットに関する。また、本発明の別の重要な側面は、本発明による方法における前記診断キットの使用に関する。
一般に、生物マーカーIL4I1及び/若しくはAHRのヒト多様体、又は他の霊長類若しくは哺乳動物、例えば齧歯動物等に由来の密接に関連する種が好ましい。
他の側面及び利点は、以下の説明及び非限定的な例を読めば容易に導き出すことができる。
発明者らは、AHR活性の調節におけるトリプトファン分解酵素の役割を調査していたところ、ヒトのがんで発現され、AHR活性化とまだ関連付けられていないトリプトファン分解酵素であるIL4I1の発現がAHR標的遺伝子発現と有意に相関することを発見した。遺伝子発現解析及びAHR核移行によりIL4I1がインドール-3-ピルビン酸(I3P)やキヌレン酸等のトリプトファン代謝物質の生成を介してAHRを活性化することが証明された(表1を参照のこと)。
本発明に関して、主にAHR変化を含むIL4I1の下流効果の変化は、細胞/組織におけるIL4I1の酵素活性又は生物学的機能の結果である代謝物質により引き起こされることが見出された。次に、これらの代謝物質は例えば生体液にも見られることから、これらのがん代謝物質をより便利に検出することができる。I3P及び特にI3P由来の代謝物質は、IL4I1及びAHRによる悪性特性に関与する新規のがん代謝物質の代表である。IL4I1はヒト細胞のトリプトファンを分解することが知られているが、本発明者らは、IL4I1によるトリプトファンの分解が、AHRを活性化することができるがん代謝物資(I3P及びその誘導体)の蓄積につながることを初めて示した(図5及び6)。したがって、本発明者らは、IL4I1がこれまで知られていなかったAHR作用物質の供給源であることを実証した。
また、本発明者らは、図5A及び6CでIL4I1がKynAを増加させることを示した。この知見は、IL4I1をAHR作用物質KynAの生成と直接結び付け、AHRシグナル伝達にとってのIL4I1の重要性を更に裏付ける。
好ましくは、前記試料中のIL4I1の前記酵素活性又は生物学的機能の検出は、前記試料中のIL4I1代謝物質の量及び/又は濃度の検出を含む。これらの代謝物質は、IL4I1によるフェニルアラニン、チロシン、及び/又はトリプトファンの変換により生じる代謝物質、例えば、フェニルピルビン酸(PP)、ヒドロキシフェニルピルビン酸(HPP)、インドール-3-ピルビン酸(I3P)、2-フェニル酢酸、フェニル乳酸、4-ヒドロキシベンズアルデヒド、2-ヒドロキシ-2-フェニル酢酸、4-ヒドロキシフェニル乳酸、並びに特にI3P誘導体であるインドール-3-酢酸(IAA)、インドール-3-アルデヒド(I3A)、及びインドール-3-乳酸(ILA)、4-ヒドロキシキノリン-2-カルボン酸(KynA)、1,3-ジ(1H-インドール-3-イル)アセトン、(3Z)-1-(1H-インドール-3-イル)-3-インドール-3-イリデンプロパン-2-オン、インドール-3-カルボン酸、酸化したインドール-3-酢酸、並びにインドール-3-カルビノール及び/又はアミノ酸若しくはアミノ酸代謝物質L-バリン、L-イソロイシン、L-ロイシン、L-アラニン、L-グルタミン酸、L-メチオニン、L-グルタミン、4-メチルスルファニル-2-オキソブタノアート、α-ケトイソロイシン、α-ケトイソバレラート、α-ケトイソカプロン酸、L-プロリン、及びα-ケトグルタル酸、並びに上記のいずれかのアンモニア及び/又はH2O2との組合せから選択される。
本発明によるIL4I1の酵素活性又は生物学的機能(特に本明細書に開示の代謝物質の生成)を検出する方法を任意の適切な方法、例えば過酸化物で切断できる検出可能な基質の使用により実施することができる。
別の側面では、本発明は、がん患者において腫瘍細胞運動性の増加を検出する方法であって、前記患者から得られた試料中のIL4I1の活性及び/又は発現を検出することと、前記IL4I1の前記発現又は酵素活性が前記患者において、前記試料中の対照遺伝子、例えば1つ以上のハウスキーピング遺伝子、又は対照試料、例えば健常者、健常者群、患者、又は患者群に由来の試料、同じ患者、異なる患者若しくは患者群から得られた以前の試料と比較して増加している場合、前記患者において腫瘍細胞運動性の増加を検出することを含み、前記患者から得られた試料中の活性及び/又は発現を検出することを更に含み、前記AHRの活性及び/又は発現は、対照と比較して変化、好ましくは増加している、方法を提供する。
本発明者らは、IL4I1が免疫細胞で発現される(Carbonnelle-Puscian et al., 2009)だけでなく免疫系に由来しないがん細胞でも発現されることをここに示す。本発明者らは、初めてIL4I1を腫瘍固有の悪性特性、例えばがん細胞の遊走及び転移等と関連付ける。
好ましくは、前記がんは、AHRの変化、例えば活性及び/又は発現の増加を特徴とし、かつ/あるいはB細胞リンパ性悪性腫瘍、例えば濾胞性リンパ腫、ホジキンリンパ腫、原発性縦隔B細胞リンパ腫、びまん性大細胞型B細胞性リンパ腫、辺縁帯リンパ腫、及び慢性リンパ性白血病からなる群から選択される。実施態様によっては、がんは、副腎皮質がん(ACC)、膀胱尿路上皮がん(BLCA)、浸潤性乳がん(BRCA)、子宮頸部扁平上皮がん及び子宮頸部腺がん(CESC)、胆管がん(CHOL)、結腸腺がん(COAD)、リンパ系新生物びまん性大細胞型B細胞リンパ腫(DLBC)、食道がん(ESCA)、多形性神経膠芽腫(GBM)、頭頸部扁平上皮がん(HNSC)、嫌色素性腎臓がん(KICH)、腎臓の腎明細胞がん(KIRC)、腎臓の腎乳頭細胞がん(KIRP)、脳の低悪性度神経膠腫(LGG)、肝臓の肝細胞がん(LIHC)、肺腺がん(LUAD)、肺扁平上皮がん(LUSC)、中皮腫(MESO)、卵巣漿液性嚢胞腺がん(OV)、膵臓腺がん(PAAD)、褐色細胞腫及び傍神経節腫(PCPG)、前立腺腺がん(PRAD)、直腸腺がん(READ)、肉腫(SARC)、皮膚の皮膚黒色腫(SKCM)、胃腺がん(STAD)、精巣胚細胞腫瘍(TGCT)、甲状腺がん(THCA)、胸腺腫(THYM)、子宮体部の子宮内膜がん(UCEC)、子宮がん肉腫(UCS)、及びブドウ膜黒色腫(UVM)から選択される。
IL4I1は腫瘍細胞運動性を促進する。この表現型及びAHRの機能的結果へのIL4I1の関与を試験するため、本発明者らは、GBM細胞運動性におけるIL4I1の役割を調査した。異所性IL4I1は、AHR能力のある細胞の運動性を増加させたが、AHR欠損細胞の運動性は増加させなかった。この結果と一致して、AHR能力のある細胞のIL4I1を介した運動性はAHR阻害剤SR1によって逆転した。IL4I1がAHRを介して作用し、免疫及びがん細胞遊走に大きな影響を与えるという知見により、本発明者らはIL4I1をがん細胞の運動性の駆動物質として特定することができた。
AHRに駆動される運動性は、神経膠腫及び他のがんの実体の悪性特性に関与するが、現在まで、主にその上流の代謝制御因子であるIDO1及びTDO2と関連づけられてきた。ここで、発明者らはIL4I1がIDO1及びTDO2よりもがんにおいて重要であり、神経膠腫の生存率とのこの強い負の関連性が少なくとも部分的にはIL4I1の遊走促進効果によるものであることを示す。IL4I1による遊走性の結果は、神経膠腫におけるその重要性の理由であるだけでなく、黒色腫等の転移性がんにおけるその影響の根底にある。なお、このことに関して、IDO1及びTDO2とは異なり、IL4I1は分泌型であることが重要である。したがって、検定でより便利に検出されることに加え、IL4I1は、転移性細胞を遊走させて免疫破壊からそれらを保護する全身の転移促進環境を強化する可能性がある。
好ましくは、前記活性及び/又は発現の前記検出は、AHRの活性及び/又は発現を検出することを含み、対照と比較した場合のAHRの前記活性及び/又は発現の増加は、IL4I1の活性の変化、好ましくは増加を示す。また、IL4I1の活性は、例えば上記のそれに関する代謝物質及び試験を用いて決定することができる。遺伝子ツール、例えばチップ分析、プライマー、プローブ、PCR分析を用いて、あるいは、例えば生体液及び細胞/組織試料等の試料中の抗体等を用いるIL4I1のタンパク質量の検出により、発現を検出することができる。
最新技術では、転移における可能性のあるIL4I1の役割について推測されているが、これらの報告は、大きなチップ発現シグネチャーに関して行われており、また、AHR及びIL4I1、更にはIL4I1の代謝機能についての重要な関連性が欠けている。
本発明の別の側面は、がん患者におけるがん免疫治療の効果を予測、監視、あるいは検出する方法であって、前記患者から得られた試料中のIL4I1の活性及び/又は発現を検出することを含み、前記IL4I1の前記発現又は酵素活性が前記患者において、前記試料中の対照遺伝子、例えば1つ以上のハウスキーピング遺伝子、又は対照試料、例えば健常者、健常者群、患者、又は患者群に由来の試料、同じ患者、異なる患者若しくは患者群から得られた以前の試料と比較して増加していることは、前記患者における前記がん免疫治療の効果の減少及び/又は免疫回避を予測させ、かつ/あるいは示し、
前記患者から得られた試料中のAHRの活性及び/又は発現を検出することを更に含み、前記AHRの活性及び/又は発現は、対照と比較して変化、好ましくは増加しており、
好ましくは、前記IL4I1の前記活性及び/若しくは発現の前記増加並びに/又は前記AHRの活性及び/若しくは発現の前記変化は、前記患者の免疫治療に反応して検出される、
方法に関する。
前記患者から得られた試料中のAHRの活性及び/又は発現を検出することを更に含み、前記AHRの活性及び/又は発現は、対照と比較して変化、好ましくは増加しており、
好ましくは、前記IL4I1の前記活性及び/若しくは発現の前記増加並びに/又は前記AHRの活性及び/若しくは発現の前記変化は、前記患者の免疫治療に反応して検出される、
方法に関する。
重要なことに、発明者らは、IL4I1が免疫細胞で発現される(Carbonnelle-Puscian et al., 2009)だけでなく免疫系に由来しないがん細胞でも発現されることを示す。発明者らは、L-アミノ酸オキシダーゼIL4I1によるTrpの異化が、AHRによるシグナル伝達により免疫及びがんにおいて主要な効果を誘発することを示す。現在まで、IL4I1は、アミノ酸の枯渇、H2O2の形成、又はIL4I1の酵素非依存性機能のいずれかが原因とされる免疫調節機能のみと関連付けられてきた(Molinier-Frenkel et al., 2019)。したがって、IL4I1標的化は、免疫治療抵抗性を緩和するための新たな戦略を構成する。
遺伝子ツール、例えばチップ分析、プライマー、プローブ、PCR分析等を用いて、あるいは、例えば血清試料等の試料中の抗体を用いてIL4I1のタンパク質量を検出することにより、発現を検出することができる。本明細書で使用される場合、「免疫治療」という用語は、がんを治療するための人為的な免疫系刺激、例えば、細胞免疫治療、がんワクチン接種、抗がん抗体治療、免疫細胞誘導抗体、及びサイトカイン治療等を含むものとする。特に、免疫チェックポイント遮断(ICB)を含むがん治療、例えばIDO1阻害剤、(例えば、Prendergast GC, et al.. Discovery of IDO1 Inhibitors: From Bench to Bedside. Cancer Res. 2017;77(24):6795-6811, and Cheong JE, et al. A patent review of IDO1 inhibitors for cancer. Expert Opin Ther Pat. 2018 Apr;28(4):317-330を参照のこと)及び/又は抗CTLA-4、抗PD-1、抗PDL-1、抗LAG3及び抗BTLAから選択される抗体の使用を含むもの、並びに養子免疫治療等について言及するものとする。
前記IL4I1の前記活性及び/又は発現の前記増加が、前記患者における免疫治療に反応して検出される、本発明による方法が特に好ましい。本発明に関して、免疫治療に対する抵抗性がIL4I1及びIL4I1-AHR軸の活性及び/又は発現の増加に有効に関連していることが初めて示された。
次に、本発明の別の側面は、患者における免疫治療を含むがん治療に対する抵抗性を検出する方法であって、前記患者から得られた試料中のIL4I1の活性及び/又は発現を検出することと、前記患者における前記IL4I1の前記発現又は酵素活性が、前記試料中の対照遺伝子、例えば1つ以上のハウスキーピング遺伝子、又は対照試料、例えば健常者、健常者群に由来の試料、同じ患者、異なる患者若しくは患者群から得られた以前の試料と比較して増加している場合、前記患者における免疫治療を含むがん治療に対する抵抗性を検出することを含み、前記患者から得られた試料中のAHRの活性及び/又は発現を検出することを更に含み、前記AHRの活性及び/又は発現は、対照と比較して変化、好ましくは増加している、方法に関する。
好ましくは、前記免疫治療は、単独の一連の治療として、あるいは1つ以上のがん治療、例えばキナーゼ阻害剤、核内受容体拮抗物質、他の化学治療剤又は放射線治療と組み合わせて用いられる少なくとも1つの単独免疫治療介入、例えばIDO1阻害剤(例えば、Prendergast GC, et al.. Discovery of IDO1 Inhibitors: From Bench to Bedside. Cancer Res. 2017;77(24):6795-6811, and Cheong JE, et al. A patent review of IDO1 inhibitors for cancer. Expert Opin Ther Pat. 2018 Apr;28(4):317-330を参照のこと)並びに/又は抗CTLA-4、抗PD-1、抗PDL-1、抗LAG3及び抗BTLAから選択される抗体の使用を含むICB治療を含む。
上記側面と同様に、IL4I1の標的化は免疫治療(この場合、ICB関連がん治療に関して)抵抗性を緩和する新たな戦略を構成する。上述のように、また、IL4I1の活性は、例えば上記の代謝物質及び試験を用いて決定することができる。遺伝子ツール、例えばチップ分析、プライマー、プローブ、PCR分析を用いて、あるいは、例えば生体液又は組織試料等の試料中の抗体を用いるIL4I1のタンパク質の量の検出により、発現を検出することができる。前記IL4I1の前記活性及び/又は発現の前記増加は免疫チェックポイント遮断(ICB)等の免疫治療、IDO1阻害剤、又はその両方に反応して検出される本発明による方法が特に好ましい。本発明に関して、免疫治療抵抗性がIL4I1の活性及び/又は発現の増加並びにIL4I1-AHR軸と有効に関連していることが初めて示された。この方法に基づく肯定的な知見の結果は、治療にIL4I1阻害剤又はAHR調節物質を使用することである。
次に、本発明の別の側面は、がん患者を高生存率群と低生存率群に層別する方法であって、前記がん患者から得られた試料中のIL4I1の活性及び/又は発現を検出することを含み、前記患者における前記IL4I1の前記発現又は酵素活性が、前記試料中の対照遺伝子、例えば1つ以上のハウスキーピング遺伝子、又は対照試料、例えば健常者、健常者群に由来の試料、同じ患者、異なる患者若しくは患者群から得られた以前の試料と比較して増加している場合、前記患者は低生存率群にあり、前記患者における前記IL4I1の前記発現又は酵素活性が、前記試料中の対照遺伝子、例えば1つ以上のハウスキーピング遺伝子、又は対照試料、例えば健常者、健常者群に由来の試料、同じ患者、異なる患者若しくは患者群から得られた以前の試料と比較して変化していないか減少している場合、前記患者は高生存率群にある、方法に関する。好ましい実施態様では、前記IL4I1の前記活性及び/又は発現の増加は、前記患者における免疫治療に反応して検出される。
より好ましい実施態様では、高生存率群の患者は免疫治療反応者であり、低生存率群の患者は免疫治療非反応者、特に免疫チェックポイント遮断(ICB)非反応者及び/又はIDO1阻害剤非反応者である。
同様に、本発明の別の側面は、がん患者を免疫治療に対する反応者と非反応者群に層別する方法であって、前記患者が免疫治療を受けた後に前記がん患者から得られた試料中のIL4I1の活性及び/又は発現を検出することを含み、前記患者における前記IL4I1の前記発現又は酵素活性が、前記試料中の対照遺伝子、例えば1つ以上のハウスキーピング遺伝子、又は対照試料、例えば健常者、健常者群に由来の試料、同じ患者、異なる患者若しくは患者群から得られた以前の試料と比較して増加している場合、前記患者は非反応者群にあり、前記患者における前記IL4I1の前記発現又は酵素活性が、前記試料中の対照遺伝子、例えば1つ以上のハウスキーピング遺伝子、又は対照試料、例えば健常者、健常者群に由来の試料、同じ患者、異なる患者若しくは患者群から得られた以前の試料と比較して変化していないか減少している場合、前記患者は高生存率群にある、方法に関する。好ましい実施態様では、対照試料は前記免疫治療を受ける前の同じ患者に由来する。
より好ましくは、この方法は、前記患者から得られた試料中のAHRの活性及び/又は発現を検出することを更に含み、前記AHRの活性及び/又は発現は、対照と比較して変化、好ましくは増加している。最も好ましい実施態様では、前記AHRの活性及び/又は発現の変化は、前記患者の免疫治療に反応して検出される。免疫治療は、有利には免疫チェックポイント遮断(ICB)及び/又はIDO1阻害剤を含んでもよい。
本発明の別の側面は、治療を要する対象のがんを治療する方法であって、前記患者から得られた試料中のIL4I1の活性及び/又は発現を検出することを含み、前記患者における前記IL4I1の前記発現又は酵素活性が、前記試料中の対照遺伝子、例えば1つ以上のハウスキーピング遺伝子、又は対照試料、例えば健常者、健常者群、同じ患者、異なる患者若しくは患者群から得られた以前の試料と比較して増加している場合、少なくとも1種のIL4I1阻害剤及び/又は少なくとも1種のAHR調節物質を有効量で前記対象に投与する、方法に関する。好ましい実施態様では、この方法は、前記患者から得られた試料中のAHRの活性及び/又は発現を検出することを更に含み、前記AHRの活性及び/又は発現は、対照と比較して変化、好ましくは増加している。
好ましい実施態様では、前記IL4I1の前記活性及び/若しくは発現の前記増加並びに/又は前記AHRの活性及び/若しくは発現の前記変化は、前記患者の免疫治療に反応して検出される。免疫治療、特に少なくとも1種の免疫チェックポイント阻害剤の使用を含む免疫治療を含むがん治療方法がより好ましい。
好ましい実施態様では、1種の免疫チェックポイント阻害剤は、抗CTLA4、抗PD-L1、抗PD1、抗TIM3、抗TIGIT、抗LAG3、又はそれらの組合せである。
より好ましい実施態様では、免疫治療は、IDO1の阻害剤による免疫治療、TDO2の阻害剤、AHR調節物質、及び/又は任意の従来のがん治療の組合せを含む。
IL4I1阻害剤の好ましい例は、3-フェニル-2-ピペリジン-1-イルプロパン酸、2-(4-メチルピペラジン-1-イル)-3-フェニルプロパン酸、2-(ジエチルアミノ)-3-フェニルプロパン酸、3-(2,6-ジクロロフェニル)-2-ピペリジン-1-イルプロパン酸、3-フェニル-2-(プロピルアミノ)プロパン酸、2-アニリノ-3-フェニルプロパン酸、L-フェニルアラニンN-2-プロペン-1-イル-3-(トリフルオロメチル)、L-フェニルアラニン、4-シアノ-N-フェニル、N-プロピル-L-フェニルアラニン、N-フェニル-L-フェニルアラニン、2-アミノ-3-フェニル-プロピオン酸、エチルエステル、2-アセチルアミノ-3-フェニル-プロピオン酸、又は3-(2-ピリジル)-アラニンである。
AHR調節物質の好ましい例は、2-フェニルピリミジン-4-カルボキサミド化合物、硫黄置換3-オキソ-2,3-ジヒドロピリダジン-4-カルボキサミド化合物、3-オキソ-6-ヘテロアリール-2-フェニル-2,3-ジヒドロピリダジン-4-カルボキサミド化合物、2-ヘタリールピリミジン-4-カルボキサミド化合物、3-オキソ-2,6-ジフェニル-2,3-ジヒドロピリダジン-4-カルボキサミド化合物、2-ヘテロアリール-3-オキソ-2,3-ジヒドロ-4-カルボキサミド化合物、PDM2、1,3-ジクロロ-5-[(1E)-2-(4-メトキシフェニル)エテニル]-ベンゼン、α-ナフトフラボン、6,2’,4’-トリメトキシフラボン、CH223191、テトラヒドロピリドピリミジン誘導体、StemRegenin-1、CH223191、GNF351、CB7993113 HP163、PX-A590、PX-A548、PX-A275、PX-A758、PX-A446、PX-A24590、PX-A25548、PX-A25275、PX-A25758、PX-A26446、インドールAHR阻害剤、又はオキサゾール含有(OxC)化合物である。
より好ましい実施態様では、がんは、B細胞リンパ性悪性腫瘍、例えば濾胞性リンパ腫、ホジキンリンパ腫、原発性縦隔B細胞リンパ腫、びまん性大細胞型B細胞性リンパ腫、辺縁帯リンパ腫、及び慢性リンパ性白血病、副腎皮質がん(ACC)、膀胱尿路上皮がん(BLCA)、浸潤性乳がん(BRCA)、子宮頸部扁平上皮がん及び子宮頸部腺がん(CESC)、胆管がん(CHOL)、結腸腺がん(COAD)、リンパ系新生物、びまん性大細胞型B細胞リンパ腫(DLBC)、食道がん(ESCA)、多形性神経膠芽腫(GBM)、頭頸部扁平上皮がん(HNSC)、嫌色素性腎臓がん(KICH)、腎臓の腎明細胞がん(KIRC)、腎臓の腎乳頭細胞がん(KIRP)、脳の低悪性度神経膠腫(LGG)、肝臓の肝細胞がん(LIHC)、肺腺がん(LUAD)、肺扁平上皮がん(LUSC)、中皮腫(MESO)、卵巣漿液性嚢胞腺がん(OV)、膵臓腺がん(PAAD)、褐色細胞腫及び傍神経節腫(PCPG)、前立腺腺がん(PRAD)、直腸腺がん(READ)、肉腫(SARC)、皮膚の皮膚黒色腫(SKCM)、胃腺がん(STAD)、精巣胚細胞腫瘍(TGCT)、甲状腺がん(THCA)、胸腺腫(THYM)、子宮体部の子宮内膜がん(UCEC)、子宮がん肉腫(UCS)、及びブドウ膜黒色腫(UVM)からなる群から選択され、好ましくはIL4I1発現細胞を示す。34
好ましい実施態様では、IL4I1阻害剤は小分子(例えば、220307及びCC-668)、更には潜在的にはIL4I1遮断抗体から選択される。
好ましい実施態様では、がんの治療は、AHRの変化、例えば活性及び/又は発現の増加を特徴とし、かつ/あるいは好ましくはB細胞リンパ性悪性腫瘍、例えば濾胞性リンパ腫、ホジキンリンパ腫、原発性縦隔B細胞リンパ腫、びまん性大細胞型B細胞性リンパ腫、辺縁帯リンパ腫、及び慢性リンパ性白血病からなる群から選択されるがんに対するものである。実施態様によっては、がんは、副腎皮質がん(ACC)、膀胱尿路上皮がん(BLCA)、浸潤性乳がん(BRCA)、子宮頸部扁平上皮がん及び子宮頸部腺がん(CESC)、胆管がん(CHOL)、結腸腺がん(COAD)、リンパ系新生物、びまん性大細胞型B細胞リンパ腫(DLBC)、食道がん(ESCA)、多形性神経膠芽腫(GBM)、頭頸部扁平上皮がん(HNSC)、嫌色素性腎臓がん(KICH)、腎臓の腎明細胞がん(KIRC)、腎臓の腎乳頭細胞がん(KIRP)、脳の低悪性度神経膠腫(LGG)、肝臓の肝細胞がん(LIHC)、肺腺がん(LUAD)、肺扁平上皮がん(LUSC)、中皮腫(MESO)、卵巣漿液性嚢胞腺がん(OV)、膵臓腺がん(PAAD)、褐色細胞腫及び傍神経節腫(PCPG)、前立腺腺がん(PRAD)、直腸腺がん(READ)、肉腫(SARC)、皮膚の皮膚黒色腫(SKCM)、胃腺がん(STAD)、精巣胚細胞腫瘍(TGCT)、甲状腺がん(THCA)、胸腺腫(THYM)、子宮体部の子宮内膜がん(UCEC)、子宮がん肉腫(UCS)、及びブドウ膜黒色腫(UVM)、並びにそれらの任意の再発及び転移形態から選択され、好ましくはIL4I1発現細胞を示す。
より好ましい実施態様では、免疫治療は免疫治療の組合せ、例えばIDO1の阻害剤による免疫チェックポイント阻害剤、TDO2の阻害剤、AHR調節物質、及び/又は他の任意のがん治療、特に従来のがん治療を含む。
IDO1阻害剤の好ましい例は、-メチル-L-トリプトファン、Epacadostat、PX-D26116、ナボキシモド、PF-06840003、NLG-919A、BMS-986205、INCB024360A、KHK2455、LY3381916、MK-7162である。TDO2阻害剤の好ましい例は、(680C91、LM10、4-(4-フルオロピラゾール-1-イル)-1,2-オキサゾール-5-アミン、融合イミダゾ-インドール、インダゾール)である。IDO/TDO阻害剤、例えばHTI-1090/ SHR9146、DN1406131、RG70099、EPL-1410も好ましい。
好ましい実施態様では、AHR調節物質は、一般に2000ダルトン未満、1500ダルトン未満、1000ダルトン未満、800ダルトン未満、又は600ダルトン未満の分子量を有する小分子の有機化合物から選択されてもよい。
好ましい実施態様では、従来のがん治療は、外科手術、放射線療法、化学療法、ホルモン療法、及び/又は幹細胞移植を含む。
好ましい実施態様では、AHR調節物質は、AHR又はAHR核内輸送体(ARNT)の活性又は発現の阻害剤、例えばAHRの拮抗物質、更にはAHR経路を遮断するshRNA又はsiRNAである。
実施態様によっては、AHR調節物質は、2-フェニルピリミジン-4-カルボキサミド化合物、硫黄置換3-オキソ-2,3-ジヒドロピリダジン-4-カルボキサミド化合物、3-オキソ-6-ヘテロアリール-2-フェニル-2,3-ジヒドロピリダジン-4-カルボキサミド化合物、2-ヘタリールピリミジン-4-カルボキサミド化合物、3-オキソ-2,6-ジフェニル-2,3-ジヒドロピリダジン-4-カルボキサミド化合物、2-ヘテロアリール-3-オキソ-2,3-ジヒドロ-4-カルボキサミド化合物、PDM2、1,3-ジクロロ-5-[(1E)-2-(4-メトキシフェニル)エテニル]-ベンゼン、α-ナフトフラボン、6,2’,4’-トリメトキシフラボン、CH223191、テトラヒドロピリドピリミジン誘導体、StemRegenin-1、CH223191、GNF351、CB7993113 HP163、PX-A590、PX-A548、PX-A275、PX-A758、PX-A446、PX-A24590、PX-A25548、PX-A25275、PX-A25758、PX-A26446、インドールAHR阻害剤、及びオキサゾール含有(OxC)化合物を含む。
実施態様によっては、直接的なAHR調節物質は、オメプラゾール、スリンダク、レフルノミド、トラニラスト、ラキニモド、フルタミド、ニモジピン、メキシレチン、4-ヒドロキシ-タモキシフェン、ベムラフェニブ等を含む。
実施態様によっては、AHR作用物質又は拮抗物質のレベルの調節は以下の1つ以上により媒介される:
(a)AHRリガンドを修飾する酵素、例えばチトクロムP-450酵素を、例えばチトクロムP-450酵素阻害剤(3’メトキシ-4’ニトロフラボン(MNF)、α-ナフトフラボン(a-NF)、フルオランテン(FL)、フェナントレン(Phe)、ピレン(PY)等が挙げられる)で調節すること;
(b)AHRリガンドを産生する酵素を調節すること、例えば、トリプトファン異化酵素の直接的及び間接的阻害物質/活性化物質/誘導物質(例えばIDO1経路調節物質(インドキシモド、NLG802))、IDO1阻害剤(1-メチル-L-トリプトファン、Epacadostat、PX-D26116、ナボキシモド、PF-06840003、NLG-919A、BMS-986205、INCB024360A、KHK2455、LY3381916、MK-7162)、TDO2阻害剤(680C91、LM10、4-(4-フルオロピラゾール-1-イル)-1,2-オキサゾール-5-アミン、融合イミダゾ-インドール、インダゾール)、IDO/TDO二重阻害剤(HTI-1090/ SHR9146、DN1406131、RG70099、EPL-1410)、免疫チェックポイント阻害、ワクチン接種、及び分子療法を含む免疫治療、化学療法、免疫刺激剤、放射線療法、UV光曝露、並びに標的治療(例えばイマチニブ等)。
(a)AHRリガンドを修飾する酵素、例えばチトクロムP-450酵素を、例えばチトクロムP-450酵素阻害剤(3’メトキシ-4’ニトロフラボン(MNF)、α-ナフトフラボン(a-NF)、フルオランテン(FL)、フェナントレン(Phe)、ピレン(PY)等が挙げられる)で調節すること;
(b)AHRリガンドを産生する酵素を調節すること、例えば、トリプトファン異化酵素の直接的及び間接的阻害物質/活性化物質/誘導物質(例えばIDO1経路調節物質(インドキシモド、NLG802))、IDO1阻害剤(1-メチル-L-トリプトファン、Epacadostat、PX-D26116、ナボキシモド、PF-06840003、NLG-919A、BMS-986205、INCB024360A、KHK2455、LY3381916、MK-7162)、TDO2阻害剤(680C91、LM10、4-(4-フルオロピラゾール-1-イル)-1,2-オキサゾール-5-アミン、融合イミダゾ-インドール、インダゾール)、IDO/TDO二重阻害剤(HTI-1090/ SHR9146、DN1406131、RG70099、EPL-1410)、免疫チェックポイント阻害、ワクチン接種、及び分子療法を含む免疫治療、化学療法、免疫刺激剤、放射線療法、UV光曝露、並びに標的治療(例えばイマチニブ等)。
実施態様によっては、間接的なAHR調節物質は、AHRの発現の調節によりAHR活性化に影響を及ぼし、例えば、17-アリルアミノ-デメトキシゲルダナマイシン(17-AAG)、セラストロール等のHSP 90阻害剤が挙げられる。
実施態様によっては、間接的AHR調節物質は、AHRの効果を調節する結合パートナー/補因子に作用してAHR活性化に影響を及ぼし、例えばエストロゲン受容体α (ESR1)が挙げられる。
AHR調節物質の例は、US9175266、US2019/225683、WO2019101647A1、WO2019101642A1、WO2019101643A1、WO2019101641A1、WO2018146010A1、AU2019280023A1、WO2020039093A1、WO2020021024A1、WO2019206800A1、WO2019185870A1、WO2019115586A1、EP3535259A1、WO2020043880A1及びEP3464248A1に列挙されている。これらの文献はすべて、参照によりその全体が組み込まれる。
好ましい実施態様では、がんの治療は、AHRの変化、例えば活性及び/又は発現の増加を特徴とし、かつ/あるいは好ましくはB細胞リンパ性悪性腫瘍、例えば濾胞性リンパ腫、ホジキンリンパ腫、原発性縦隔B細胞リンパ腫、びまん性大細胞型B細胞性リンパ腫、辺縁帯リンパ腫、及び慢性リンパ性白血病からなる群から選択されるがんに対するものである。実施態様によっては、がんは、副腎皮質がん(ACC)、膀胱尿路上皮がん(BLCA)、浸潤性乳がん(BRCA)、子宮頸部扁平上皮がん及び子宮頸部腺がん(CESC)、胆管がん(CHOL)、結腸腺がん(COAD)、リンパ系新生物、びまん性大細胞型B細胞リンパ腫(DLBC)、食道がん(ESCA)、多形性神経膠芽腫(GBM)、頭頸部扁平上皮がん(HNSC)、嫌色素性腎臓がん(KICH)、腎臓の腎明細胞がん(KIRC)、腎臓の腎乳頭細胞がん(KIRP)、脳の低悪性度神経膠腫(LGG)、肝臓の肝細胞がん(LIHC)、肺腺がん(LUAD)、肺扁平上皮がん(LUSC)、中皮腫(MESO)、卵巣漿液性嚢胞腺がん(OV)、膵臓腺がん(PAAD)、褐色細胞腫及び傍神経節腫(PCPG)、前立腺腺がん(PRAD)、直腸腺がん(READ)、肉腫(SARC)、皮膚の皮膚黒色腫(SKCM)、胃腺がん(STAD)、精巣胚細胞腫瘍(TGCT)、甲状腺がん(THCA)、胸腺腫(THYM)、子宮体部の子宮内膜がん(UCEC)、子宮がん肉腫(UCS)、及びブドウ膜黒色腫(UVM)、並びにそれらの任意の再発及び転移形態から選択され、好ましくはIL4I1発現細胞を示す。
次に、本発明の別の側面は、がん患者の生存率を予測する方法であって、前記患者から得られた試料中のIL4I1の活性及び/又は発現を検出することを含み、前記患者における前記IL4I1の前記発現又は酵素活性が、前記試料中の対照遺伝子、例えば1つ以上のハウスキーピング遺伝子、又は対照試料、例えば健常者、健常者群、患者、又は患者群に由来の試料、同じ患者、異なる患者若しくは患者群から得られた以前の試料と比較して増加していることは、前記患者の生存率の減少を予測させ、前記患者から得られた試料中のAHRの活性及び/又は発現を検出することを更に含み、前記AHRの活性及び/又は発現は、対照と比較して変化、好ましくは増加している、方法に関する。
上述のように、また、IL4I1の活性は、例えば上記の代謝物質及び試験を用いて決定することができる。遺伝子ツール、例えばチップ分析、プライマー、プローブ、PCR分析を用いて、あるいは、例えば生体液又は組織試料等の試料中の抗体を用いるIL4I1のタンパク質の量の検出により、発現を検出することができる。
本発明者らは、IL4I1及びIL4I1-AHR軸は神経膠腫等のがんの生存率においてIDO1及びTDO2に比べて重要であり、神経膠腫の生存率とのこの強い負の関連性が少なくとも部分的にはIL4I1の遊走促進効果によるものであることを本明細書に示す。例として、本発明者らは、3種のAHR活性化酵素IL4I1、IDO1、及びTDO2のGBMにおける全生存の確率との関連性について分析した。高いIL4I1レベルは全生存率の減少と関連していた(図3D)。実際、腫瘍のIL4I1発現が高いGBM患者(低生存率群)は、IL4I1発現が低い患者(高生存率群)と比較して2.3倍高い死亡リスクを有していた(図3D及び表2)。IDO1転写物レベルに関連する有意な生存率の差はなかったが、高いTDO2レベルは1.5倍高い死亡リスクと関連していた(図3D及び表2)。同様に、低悪性度神経膠腫(LGG)のIL4I1の高発現(低生存率群)では、IDO1及びTDO2はすべて、より高い死亡リスクと関連していた(図3E)。リスクの増加はIL4I1発現について最も高く(3.3倍)、続いてIDO1(2.4倍)、TDO2(1.6倍)であった(図3E、及び表2)。同様に、さらなるTCGA腫瘍でIL4I1の発現レベルが高い患者は、IL4I1発現が低い場合と比較して有意に悪い全生存率の結果を示す(図9)。
上でも述べたように、前記活性の前記検出がIL4I1代謝物質(がん代謝物質)、特にIL4I1トリプトファン代謝物質、例えば、I3P及び/又はI3P誘導体インドール-3-酢酸(IAA)、インドール-3-アルデヒド(I3A)、及びインドール-3-乳酸(ILA)を検出することを含む、本発明による方法が好ましい。I3P、並びに特に本明細書に開示のそれらの下流代謝物質は、IL4I1及びAHRにより駆動される悪性特性を媒介する新規ながん代謝物質となる。
好ましくは、前記試料中のIL4I1の前記酵素活性又は生物学的機能の検出は、前記試料中のIL4I1代謝物質の量及び/又は濃度の検出を含む。これらの代謝物質は、IL4I1によるフェニルアラニン、チロシン、及び/又はトリプトファンの変換により生じる代謝物質、例えば、フェニルピルビン酸(PP)、ヒドロキシフェニルピルビン酸(HPP)、インドール-3-ピルビン酸(I3P)、2-フェニル酢酸、フェニル乳酸、4-ヒドロキシベンズアルデヒド、2-ヒドロキシ-2-フェニル酢酸、4-ヒドロキシフェニル乳酸、並びに特にI3P誘導体であるインドール-3-酢酸(IAA)、インドール-3-アルデヒド(I3A)、及びインドール-3-乳酸(ILA)、4-ヒドロキシキノリン-2-カルボン酸(KynA)、1,3-ジ(1H-インドール-3-イル)アセトン、(3Z)-1-(1H-インドール-3-イル)-3-インドール-3-イリデンプロパン-2-オン、インドール-3-カルボン酸、酸化したインドール-3-酢酸、並びにインドール-3-カルビノール及び/又はアミノ酸若しくはアミノ酸代謝物質L-バリン、L-イソロイシン、L-ロイシン、L-アラニン、L-グルタミン酸、L-メチオニン、L-グルタミン、4-メチルスルファニル-2-オキソブタノアート、α-ケトイソロイシン、α-ケトイソバレラート、α-ケトイソカプロン酸、L-プロリン、及びα-ケトグルタル酸、並びに上記のいずれかのアンモニア及び/又はH2O2との組合せから選択される。
本発明による方法では、IL4I1の酵素活性又は生物学的機能の検出は任意の適切な手段で行われてもよく、クロマトグラフィー、NMR、代謝物質センサー、抗体、ELISA、酵素検定、比色検定、蛍光検定、及び/又はH2O2検出若しくはアンモニア検出の使用が好ましい。
次に、本発明の別の側面は、前記活性の検出はAHRの活性及び/又は発現を検出することを含み、前記AHRの活性及び/又は発現が適切な対照と比較して増加していることはIL4I1の活性の増加を示す、本発明の方法に関する。AHRの活性及び/又は発現の検出は、特にPCT出願第WO2020/201825号(出願人名DEUTSCHES KREBSFORSCHUNGSZENTRUM STIFTUNG DES OFFENTLICHEN RECHTS)の先端技術に開示されている方法や本明細書の実施例に従い達成でき、また、遺伝子ツール、例えばチップ分析、プライマー、プローブ、PCR分析を用いる検出、あるいは例えば生体液及び細胞/組織試料等の試料中の抗体を用いるIL4I1のタンパク質量の検出を含んでもよい。公開されたPCT出願第WO2020/201825号の全内容は、参照により本出願に組み込まれる。
本発明に関して、マーカータンパク質IL4I1(又はその機能的関連部分)を含む任意の生体試料、又は(例えばがん患者から得られた)マーカータンパク質IL4I1(又はその機能的関連部分)を含む細胞を含む試料、又は例えば表1に示すようなIL4I1の下流で生成された代謝物質のうち少なくとも1種を含む試料を、生物マーカー(AHR又はAHR標的等)のうちの少なくとも1種を含む(あるいは含むと推定される)か、分析に使用される乱れたAHR活性特性を有すると推定される限り、使用できる。
好ましくは、生体試料は、生物マーカー(特に本願のがん代謝物質、AHR及び/又はIL4I1)を含む生体液、細胞を含む試料、生体液、ヒト細胞、組織、全血、細胞株、細胞上清、初代細胞、IPSC、ハイブリドーマ、組換え細胞、幹細胞、がん細胞、骨細胞、軟骨細胞、神経細胞、膠細胞、上皮細胞、皮膚細胞、頭皮細胞、肺細胞、粘膜細胞、筋細胞、骨格筋細胞、横紋筋細胞、平滑筋細胞、心臓細胞、分泌細胞、脂肪細胞、血液細胞、赤血球、好塩基球、好酸球、単球、リンパ球、T細胞、B細胞、好中球、NK細胞、制御性T細胞、樹状細胞、Th17細胞、Th1細胞、Th2細胞、骨髄細胞、マクロファージ、単球由来間質細胞、骨髄細胞、脾臓細胞、胸腺細胞、膵臓細胞、卵細胞、精子、腎臓細胞、線維芽細胞、腸細胞、雌性又は雄性生殖器系の細胞、前立腺細胞、膀胱細胞、眼細胞、角膜細胞、網膜細胞、感覚細胞、角化細胞、肝細胞、脳細胞、腎臓細胞、及び結腸細胞、並びに前記細胞又は組織の形質転換対応物を含む適切な試料から選択される。また、試料は腫瘍(腫瘍又は転移)、生検体、全血、末梢血、又はそれらの画分、血清、軟膜、リンパ液、尿、骨髄、ヘパリン化全血、及びそれらの凍結試料、例えば凍結ヘパリン化全血から選択されてもよい。本発明による方法で用いられる細胞は、組換え型でも非組換え型でもよく、所望の目的及び状況に応じて、細胞外来タンパク質を発現する。必要であれば、全能性のヒト胚性幹細胞を除外してもよい。試料はまた、対象群、例えば健常者群、又は患者群から得られた組合せ試料であってもよい。
本発明による方法では、対照試料は、例えば、健常者から得られた試料、同じ又は異なるが似ている患者から得られた前の(以前の)試料、及び/又は対象/患者群から得られた試料から選択されてもよい。前記対象が哺乳動物対象、特にヒト対象、特にIL4I1及び/又はAHR関連の生理学的又は病理学的状態に罹患しているヒト患者から選択される、本発明による方法が好ましい。上記の試料から前記対照試料を選択することができる。
IL4I1の活性及び/又は発現の増加を決定するのに1つ以上の基準遺伝子を使用することができる本発明による方法が好ましい。
前記がんは、IL4I1及び/又はAHRの変化、例えば活性及び/又は発現の増加又は減少を特徴とし、かつ/あるいは好ましくはB細胞リンパ性悪性腫瘍、例えば濾胞性リンパ腫、ホジキンリンパ腫、原発性縦隔B細胞リンパ腫、びまん性大細胞型B細胞性リンパ腫、辺縁帯リンパ腫、及び慢性リンパ性白血病からなる群から選択される。実施態様によっては、がんは、副腎皮質がん(ACC)、膀胱尿路上皮がん(BLCA)、浸潤性乳がん(BRCA)、子宮頸部扁平上皮がん及び子宮頸部腺がん(CESC)、胆管がん(CHOL)、結腸腺がん(COAD)、リンパ系新生物、びまん性大細胞型B細胞リンパ腫(DLBC)、食道がん(ESCA)、多形性神経膠芽腫(GBM)、頭頸部扁平上皮がん(HNSC)、嫌色素性腎臓がん(KICH)、腎臓の腎明細胞がん(KIRC)、腎臓の腎乳頭細胞がん(KIRP)、脳の低悪性度神経膠腫(LGG)、肝臓の肝細胞がん(LIHC)、肺腺がん(LUAD)、肺扁平上皮がん(LUSC)、中皮腫(MESO)、卵巣漿液性嚢胞腺がん(OV)、膵臓腺がん(PAAD)、褐色細胞腫及び傍神経節腫(PCPG)、前立腺腺がん(PRAD)、直腸腺がん(READ)、肉腫(SARC)、皮膚の皮膚黒色腫(SKCM)、胃腺がん(STAD)、精巣胚細胞腫瘍(TGCT)、甲状腺がん(THCA)、胸腺腫(THYM)、子宮体部の子宮内膜がん(UCEC)、子宮がん肉腫(UCS)、及びブドウ膜黒色腫(UVM)、並びにそれらの任意の再発及び転移形態から選択され、好ましくはIL4I1発現細胞を示す。
前記患者を疾患及び/又は治療群、例えば適切なIL4I1阻害剤又はAHR調節物質を受け入れる治療群に層別する工程を更に含む本発明による方法が好ましい。前記層別により、特定の患者群に有効な治療を特定かつ開発するために、異なる疾患機序、又は治療に対する特定の反応をもつ患者の小群を定義することができる。
本発明の別の側面では、本発明はまた、本明細書の本発明による方法を実施するための材料を、必要に応じて補助剤及び/又は本発明による前記方法を実行するための指示と共に1つ又は別個の容器内に含む診断キットに関する。
本発明の別の側面はまた、本発明による方法における本発明による診断キットの使用に関する。
本発明の別の好ましい側面では、本発明はまた、治療を要する患者の細胞中のIL4I1関連疾患又は状態、特にがん、例えばAHR関連がんを治療かつ/予防する方法であって、本発明による方法を実行することと、前記患者に適切な治療を施すことを含み、前記治療は、少なくとも部分的に、本発明による方法、例えば層別の結果に基づく、方法に関する。
前記治療はIL4I1の発現及び酵素活性の阻害を含み、より好ましくはIL4I1発現又はIL4I1関連がん代謝物質の減少を導くことを、場合によっては、抗腫瘍免疫の有効な抑制解除を達成するために免疫治療及び/又はIDO1若しくはTDO2の同時阻害と組み合わせて含む、本発明による方法が特に好ましい。
したがって、実施態様によっては、前記治療はAHR調節を、場合によっては、抗腫瘍免疫の有効な抑制解除を達成するために免疫治療及び/又はIDO1若しくはTDO2の同時阻害と組み合わせて含む。
上記に加え、本発明の方法では一般に、任意の適切な検定を用いてIL4I1及び/又はAHRを検出かつ/あるいは決定することができる。検出は通常、量的情報(マーカーあり/なし)を目的としてもよく、一方、決定は、マーカーの量(例えば、発現レベル及び/又は活性)の分析を含む。検出はまた、例えば個々のマーカーの機能の変化を引き起こす変異を特定することも目的とする。検定の選択は、決定されるマーカーの変数及び/又は検出方法に依存する。したがって、決定及び/又は検出は、好ましくは、減法(subtractive)ハイブリダイゼーション、マイクロアレイ分析、DNA配列決定、RNA配列決定、qPCR、ELISA、IP、PLA、BiFC、HPLC、WB、酵素活性試験、蛍光検出、細胞生存検定、例えばMTT検定、リン受容体チロシンキナーゼ検定、リンアレイ及び増殖検定、例えばBrdU検定、プロテオミクス、サイトカイン検定、及び質量分析から選択される方法を含んでもよい。
好ましくは、本発明の方法はまた、自動化しやすく、例えば前記活性及び/又は発現を、好ましくは自動化された高速処理の方式で評価してもよい。通常、これはチップ及び各機械、例えばロボットの使用を含む。
本発明者らは、IL4I1がAHRによるシグナル伝達により免疫及びがんにおいて主要な効果を誘発することを報告している。現在まで、IL4I1は、アミノ酸の枯渇、H2O2の形成、又はIL4I1の酵素非依存性機能のいずれかが原因とされる免疫制御機能と関連付けられているに過ぎなかった (Molinier-Frenkel et al., 2019)。
本発明者らは、IL4I1が免疫細胞で発現される(Carbonnelle-Puscian et al., 2009)だけでなく免疫系に由来しないがん細胞でも発現されることをここに示す。本発明者らは、初めてIL4I1を腫瘍固有の悪性特性、例えばがん細胞の遊走及び転移等と関連付ける。
IL4I1がAHRを介して作用するという知見、並びに免疫及びがん細胞遊走におけるその重要な結果により、発明者らはIL4I1をがん細胞の運動性を駆動物質と特定することができた。AHRに駆動される運動性は、神経膠腫及び他のがん実体の悪性特性に関与するが、現在まで、主にその上流の代謝制御因子であるIDO1及びTDO2と関連づけられてきた(Chen et al., 2014; D’Amato et al., 2015; Gabriely et al., 2017; Novikov et al., 2016; Opitz et al., 2011; Xiang et al., 2019)。ここで、本発明者らはIL4I1が神経膠腫の生存率においてIDO1及びTDO2よりも重要であり、神経膠腫の生存率とのこの強い負の関連性が少なくとも部分的にはIL4I1の遊走促進効果によるものであることを示す。
IL4I1による遊走性の結果は、神経膠腫におけるその重要性の理由であるだけでなく、黒色腫等の転移性がんにおけるその影響の根底にある。なお、このことに関して、IDO1及びTDO2とは異なり、IL4I1は分泌型である(Boulland et al., 2007)ことが重要である。したがって、IL4I1は、転移性細胞を遊走させて免疫破壊からそれらを保護する全身の転移促進環境を強化する可能性がある。この考えの裏付けとして、がん患者は全身のIL4I1由来代謝物質の濃度の増加を示す(Fong et al., 2011; Huang et al., 2016; Locasale et al., 2012)。
IL4I1に新しい機能を割り当てることの次に、AHRに対するその刺激効果は、IL4I1の免疫への既知の関与に重要な側面を追加する(Molinier-Frenkel et al., 2019)。具体的には、IL4I1発現腫瘍でMDSC及びTregが豊富になるのはAHRが原因である可能性がある。というのも、AHRはTregの分化(Esser et al., 2009; Gagliani et al., 2015; Marshall and Kerkvliet, 2010; Mezrich et al., 2010; Quintana et al., 2008)及び腫瘍へのMDSC動員(Neamah et al., 2019)を促進するからである。
AHRの活性化因子であるIL4I1、IDO1、及びTDO2が共存することから、この代謝チェックポイントの生物学的重要性が強調される。腫瘍治療に関して、(IDO1又はTDO2と比較して)IL4I1のAHRに対する効果がより強いことから、AHRの上流の重要な薬物標的としてIL4I1が強調される。IL4I1遮断に反応した治療回避を避けるためにIDO1又はTDO2の同時阻害(例えば、WO 2017/107979A1を参照のこと)が必要であるかどうかはまだ調査されていない(例えば、Prendergast GC, et al.. Discovery of IDO1 Inhibitors: From Bench to Bedside. Cancer Res. 2017;77(24):6795-6811, and Cheong JE, et al. A patent review of IDO1 inhibitors for cancer. Expert Opin Ther Pat. 2018 Apr;28(4):317-330)を参照のこと)。このことは、IDO1と共にIL4I1レベルを上げる免疫治療の状況でも重要であり、したがって、抗腫瘍免疫の効率的な抑制解除を達成するためにこれらの酵素の両方を同時に標的化することを必要とする可能性がある。そこで、本発明者らは、がん治療その他に関する新たな手段として、IL4I1標的薬物の開発を提唱する。
定義
本明細書で使用される場合、「約」という用語は所定の値からおよそ±10%以内の変動を指す。
本明細書で使用される場合、「約」という用語は所定の値からおよそ±10%以内の変動を指す。
本明細書で使用される場合、「AHRシグナル伝達調節物質」又は「AHR調節物質」は、細胞内のAHRシグナル伝達に影響を及ぼす調節物質を指す。実施態様によっては、AHRシグナル伝達調節物質は、AHRシグナル伝達に直接的効果を示す。実施態様によっては、AHRに対する直接的効果はAHRへの直接結合により媒介される。実施態様によっては、直接的な調節物質は、AHRに対して完全又は部分的な作動効果及び/又は拮抗効果を示す。実施態様によっては、AHR調節物質は間接的な調節物質である。
実施態様によっては、AHRシグナル伝達調節物質は小分子化合物である。本明細書において、「小分子化合物」という用語は、一般に2000ダルトン未満、1500ダルトン未満、1000ダルトン未満、800ダルトン未満、又は600ダルトン未満の分子量を有する小有機化合物を指す。
実施態様によっては、AHR調節物質は、2-フェニルピリミジン-4-カルボキサミド化合物、硫黄置換3-オキソ-2,3-ジヒドロピリダジン-4-カルボキサミド化合物、3-オキソ-6-ヘテロアリール-2-フェニル-2,3-ジヒドロピリダジン-4-カルボキサミド化合物、2-ヘタリールピリミジン-4-カルボキサミド化合物、3-オキソ-2,6-ジフェニル-2,3-ジヒドロピリダジン-4-カルボキサミド化合物、2-ヘテロアリール-3-オキソ-2,3-ジヒドロ-4-カルボキサミド化合物、PDM2、1,3-ジクロロ-5-[(1E)-2-(4-メトキシフェニル)エテニル]-ベンゼン、α-ナフトフラボン、6,2’,4’-トリメトキシフラボン、CH223191、テトラヒドロピリドピリミジン誘導体、StemRegenin-1、CH223191、GNF351、CB7993113 HP163、PX-A590、PX-A548、PX-A275、PX-A758、PX-A446、PX-A24590、PX-A25548、PX-A25275、PX-A25758、PX-A26446、インドールAHR阻害剤、又はオキサゾール含有(OxC)化合物を含む。
実施態様によっては、直接的なAHR調節物質は、
(a)薬物:オメプラゾール、スリンダク、レフルノミド、トラニラスト、ラキニモド、フルタミド、ニモジピン、メキシレチン、4-ヒドロキシ-タモキシフェン、ベムラフェニブ等、
(b)合成化合物:例えば、10-クロロ-7H-ベンゾイミダゾ[2,1-a]ベンゾ[de]イソキノリン-7-オン(10-Cl-BBQ)、ピフィスリン-α、臭化水素酸塩、
(c)天然化合物:例えば、キヌレニン、キヌレン酸、シンナバリニン酸、ITE、FICZ、インドール、例えばインドール-3-カルビノール、インドール-3-ピルビン酸塩、インドール-アルデヒド、微生物の代謝物質、食物由来成分、ケルセチン、レスベラトロール、クルクミン、又は
(d)毒性化合物:例えば、TCDD、タバコの煙、3-メチルコラントレン、ベンゾ(a)ピレン、2,3,7,8-テトラクロロジベンゾフラン、燃料排出物、ハロゲン化及び非ハロゲン化芳香族炭化水素、駆除剤
である。
(a)薬物:オメプラゾール、スリンダク、レフルノミド、トラニラスト、ラキニモド、フルタミド、ニモジピン、メキシレチン、4-ヒドロキシ-タモキシフェン、ベムラフェニブ等、
(b)合成化合物:例えば、10-クロロ-7H-ベンゾイミダゾ[2,1-a]ベンゾ[de]イソキノリン-7-オン(10-Cl-BBQ)、ピフィスリン-α、臭化水素酸塩、
(c)天然化合物:例えば、キヌレニン、キヌレン酸、シンナバリニン酸、ITE、FICZ、インドール、例えばインドール-3-カルビノール、インドール-3-ピルビン酸塩、インドール-アルデヒド、微生物の代謝物質、食物由来成分、ケルセチン、レスベラトロール、クルクミン、又は
(d)毒性化合物:例えば、TCDD、タバコの煙、3-メチルコラントレン、ベンゾ(a)ピレン、2,3,7,8-テトラクロロジベンゾフラン、燃料排出物、ハロゲン化及び非ハロゲン化芳香族炭化水素、駆除剤
である。
実施態様によっては、間接的なAHR調節物質は、AHR作用物質又は拮抗物質のレベルの調節によりAHR活性化に影響を及ぼす。
実施態様によっては、AHR作用物質又は拮抗物質のレベルの調節は以下の1つ以上により媒介される:
(a)AHRリガンドを修飾する酵素、例えばチトクロムP-450酵素を、例えばチトクロムP-450酵素阻害剤(3’メトキシ-4’ニトロフラボン(MNF)、α-ナフトフラボン(a-NF)、フルオランテン(FL)、フェナントレン(Phe)、ピレン(PY)等が挙げられる)で調節すること;
(b)AHRリガンドを産生する酵素を調節すること、例えば、トリプトファン異化酵素の直接的及び間接的阻害物質/活性化物質/誘導物質(例えばIDO1経路調節物質(インドキシモド、NLG802))、IDO1阻害剤(1-メチル-L-トリプトファン、Epacadostat、PX-D26116、ナボキシモド、PF-06840003、NLG-919A、BMS-986205、INCB024360A、KHK2455、LY3381916、MK-7162)、TDO2阻害剤(680C91、LM10、4-(4-フルオロピラゾール-1-イル)-1,2-オキサゾール-5-アミン、融合イミダゾ-インドール、インダゾール)、IDO/TDO二重阻害剤(HTI-1090/ SHR9146、DN1406131、RG70099、EPL-1410)、免疫チェックポイント阻害、ワクチン接種、及び分子治療を含む免疫治療、化学治療、免疫刺激剤、放射線療法、UV光曝露、並びに標的治療(例えばイマチニブ等)。
(a)AHRリガンドを修飾する酵素、例えばチトクロムP-450酵素を、例えばチトクロムP-450酵素阻害剤(3’メトキシ-4’ニトロフラボン(MNF)、α-ナフトフラボン(a-NF)、フルオランテン(FL)、フェナントレン(Phe)、ピレン(PY)等が挙げられる)で調節すること;
(b)AHRリガンドを産生する酵素を調節すること、例えば、トリプトファン異化酵素の直接的及び間接的阻害物質/活性化物質/誘導物質(例えばIDO1経路調節物質(インドキシモド、NLG802))、IDO1阻害剤(1-メチル-L-トリプトファン、Epacadostat、PX-D26116、ナボキシモド、PF-06840003、NLG-919A、BMS-986205、INCB024360A、KHK2455、LY3381916、MK-7162)、TDO2阻害剤(680C91、LM10、4-(4-フルオロピラゾール-1-イル)-1,2-オキサゾール-5-アミン、融合イミダゾ-インドール、インダゾール)、IDO/TDO二重阻害剤(HTI-1090/ SHR9146、DN1406131、RG70099、EPL-1410)、免疫チェックポイント阻害、ワクチン接種、及び分子治療を含む免疫治療、化学治療、免疫刺激剤、放射線療法、UV光曝露、並びに標的治療(例えばイマチニブ等)。
実施態様によっては、間接的なAHR調節物質は、AHRの発現の調節によりAHR活性化に影響を及ぼし、例えば、17-アリルアミノ-デメトキシゲルダナマイシン(17-AAG)、セラストロール等のHSP 90阻害剤が挙げられる。
実施態様によっては、間接的AHR調節物質は、AHRの効果を調節する結合パートナー/補因子に作用してAHR活性化に影響を及ぼし、例えばエストロゲン受容体α (ESR1)が挙げられる。
AHR調節物質の例は、US9175266、US2019/225683、WO2019101647A1、WO2019101642A1、WO2019101643A1、WO2019101641A1、O2018146010A1、AU2019280023A1、WO2020039093A1、WO2020021024A1、WO2019206800A1、WO2019185870A1、WO2019115586A1、EP3535259A1、WO2020043880A1及びEP3464248A1に列挙されている。これらの文献はすべて、参照によりその全体が組み込まれる。
本明細書で使用される場合、「生体試料」という語句は、生体から採取された任意の試料を指す。実施態様によっては、生体はヒトである。実施態様によっては、生体は非ヒト動物である。
実施態様によっては、生体試料としては生物マーカーを含む生体液、細胞、組織、及び細胞株が挙げられるが、これらに限定されない。実施態様によっては、生体試料としては、初代細胞、人工多能性細胞(IPC)、ハイブリドーマ、組換え細胞、全血、幹細胞、がん細胞、骨細胞、軟骨細胞、神経細胞、膠細胞、上皮細胞、皮膚細胞、頭皮細胞、肺細胞、粘膜細胞、筋細胞、骨格筋細胞、横紋筋細胞、平滑筋細胞、心臓細胞、分泌細胞、脂肪細胞、血液細胞、赤血球、好塩基球、好酸球、単球、リンパ球、T細胞、B細胞、好中球、NK細胞、制御性T細胞、樹状細胞、Th17細胞、Th1細胞、Th2細胞、骨髄細胞、マクロファージ、単球由来間質細胞、骨髄細胞、脾臓細胞、胸腺細胞、膵臓細胞、卵細胞、精子、腎臓細胞、線維芽細胞、腸細胞、雌性又は雄性生殖器系の細胞、前立腺細胞、膀胱細胞、眼細胞、角膜細胞、網膜細胞、感覚細胞、角化細胞、肝細胞、脳細胞、腎臓細胞、及び結腸細胞、並びに前記細胞型の形質転換対応物が挙げられるが、これらに限定されない。
「治療」又は「治療する」は、疾患の症状の軽減及び/又は改善を意味するものとする。有効な治療は、例えば、腫瘍の質量及びがん細胞数の減少を達成する。治療はまた、がんが広がるのを回避(予防)かつ低減する(例えば、その転移及び/又は形成に影響を及ぼす)ことができる。治療は、未処置治療(疾患の他の任意の治療が始まる前)であっても、初回の治療の後の治療(例えば、手術後又は再発後)であってもよい。実施態様によっては、治療は従来のがん治療、例えば手術、放射線治療、化学治療、ホルモン治療、及び/又は幹細胞移植等を含む併用治療である。実施態様によっては、治療は自己免疫応答、感染及び炎症を調節してもよい。
生体試料は、さらなる分析、特にIL4I1又はAHR活性の検出に適した試料を指す。このような試料としては、生体液、哺乳動物(例えばヒト)の細胞、組織、全血、細胞株、細胞上清、初代細胞、IPSC、ハイブリドーマ、組換え細胞、幹細胞、がん細胞、骨細胞、軟骨細胞、神経細胞、膠細胞、上皮細胞、皮膚細胞、頭皮細胞、肺細胞、粘膜細胞、筋細胞、骨格筋細胞、横紋筋細胞、平滑筋細胞、心臓細胞、分泌細胞、脂肪細胞、血液細胞、赤血球、好塩基球、好酸球、単球、リンパ球、T細胞、B細胞、好中球、NK細胞、制御性T細胞、樹状細胞、Th17細胞、Th1細胞、Th2細胞、骨髄細胞、マクロファージ、単球由来間質細胞、骨髄細胞、脾臓細胞、胸腺細胞、膵臓細胞、卵細胞、精子、腎臓細胞、線維芽細胞、腸細胞、雌性又は雄性生殖器系の細胞、前立腺細胞、膀胱細胞、眼細胞、角膜細胞、網膜細胞、感覚細胞、角化細胞、肝細胞、脳細胞、腎臓細胞、及び結腸細胞、並びに前記細胞又は組織の形質転換対応物が挙げられるが、これらに限定されない。腫瘍及びがん細胞は、本発明において特に目的とされる。
対照又は対照試料は、例えば、健常者又は健常者群から得られた生体試料、同じ患者又は異なる患者若しくは患者群から得られた以前の試料を指す。本発明の好ましい実施態様では、対照はIL4I1及び/又はAHR活性が検出される試料と同じ患者又は患者群から得られるが、免疫治療前の患者又は患者群から得られたものである。
したがって、本発明は以下の項目に関する。
したがって、本発明は以下の項目に関する。
項目1.患者のがんを検出かつ/あるいは診断する方法であって、前記患者から得られた試料中のIL4I1発現及び/又はIL4I1の酵素活性の変化を検出することと、前記IL4I1の前記発現又は酵素活性が前記患者において、前記試料中の対照遺伝子、例えば1つ以上のハウスキーピング遺伝子、又は対照試料、例えば健常者、健常者群、患者、又は患者群に由来の試料と比較して増加している場合、前記患者におけるがんを診断かつ/あるいは検出することを含み、前記患者から得られた試料中のAHRの活性及び/又は発現を検出することを更に含み、前記AHRの活性及び/又は発現は、対照と比較して変化、好ましくは増加している、方法。
項目2.前記試料中のIL4I1の酵素活性の前記検出は、前記試料中のIL4I1代謝物質の量及び/又は濃度の検出を含む、項目1に記載の方法。
項目3.前記代謝物質は、IL4I1によるフェニルアラニン、チロシン、及び/又はトリプトファンの変換により生じる代謝物質、例えば、フェニルピルビン酸(PP)、ヒドロキシフェニルピルビン酸(HPP)、インドール-3-ピルビン酸(I3P)、2-フェニル酢酸、フェニル乳酸、4-ヒドロキシベンズアルデヒド、2-ヒドロキシ-2-フェニル酢酸、4-ヒドロキシフェニル乳酸、並びに特にI3P誘導体インドール-3-酢酸(IAA)、インドール-3-アルデヒド(I3A)、及びインドール-3-乳酸(ILA)、4-ヒドロキシキノリン-2-カルボン酸(KynA)、1,3-ジ(1H-インドール-3-イル)アセトン、(3Z)-1-(1H-インドール-3-イル)-3-インドール-3-イリデンプロパン-2-オン、インドール-3-カルボン酸、酸化したインドール-3-酢酸、並びにインドール-3-カルビノール及び/又はアミノ酸若しくはアミノ酸代謝物質L-バリン、L-イソロイシン、L-ロイシン、L-アラニン、L-グルタミン酸、L-メチオニン、L-グルタミン、4-メチルスルファニル-2-オキソブタノアート、α-ケトイソロイシン、α-ケトイソバレラート、α-ケトイソカプロン酸、L-プロリン、及びα-ケトグルタル酸、並びに上記のいずれかのアンモニア及び/又はH2O2との組合せから選択される、項目2に記載の方法。
項目4.IL4I1の酵素活性を検出することは、クロマトグラフィー、NMR、代謝物質センサー、抗体、ELISA、酵素検定、比色検定、蛍光検定又はH2O2若しくはアンモニア検出の使用、及び/又は遺伝子ツール、例えばチップ分析、プライマー、プローブ、PCR分析を用いる発現の検出、あるいは、例えば生体液及び細胞/組織試料等の試料中の抗体を用いるIL4I1のタンパク質量の検出を含む、項目1~3のいずれか1つに記載の方法。
項目5.がん患者において腫瘍細胞運動性の増加を検出する方法であって、前記患者から得られた試料中のIL4I1の活性及び/又は発現を検出することと、前記IL4I1の前記発現又は酵素活性が前記患者において、前記試料中の対照遺伝子、例えば1つ以上のハウスキーピング遺伝子、又は対照試料、例えば健常者、健常者群に由来の試料、同じ患者、異なる患者若しくは患者群から得られた以前の試料と比較して増加している場合、前記患者において腫瘍細胞運動性の増加を検出することを含み、前記患者から得られた試料中の活性及び/又は発現を検出することを更に含み、前記AHRの活性及び/又は発現は、対照と比較して変化、好ましくは増加している、方法。
項目6.がん患者におけるがん免疫治療の効果を予測、監視、あるいは検出する方法であって、前記患者から得られた試料中のIL4I1の活性及び/又は発現を検出することを含み、前記IL4I1の前記発現又は酵素活性が前記患者において、前記試料中の対照遺伝子、例えば1つ以上のハウスキーピング遺伝子、又は対照試料、例えば健常者、健常者群に由来の試料、同じ患者、異なる患者若しくは患者群から得られた以前の試料と比較して増加していることは、前記患者における前記がん免疫治療の効果の減少及び/又は免疫回避を予測させ、かつ/あるいは示し、
前記患者から得られた試料中のAHRの活性及び/又は発現を検出することを更に含み、前記AHRの活性及び/又は発現は、対照と比較して変化、好ましくは増加しており、
好ましくは、前記IL4I1の前記活性及び/若しくは発現の前記増加並びに/又は前記AHRの活性及び/若しくは発現の前記変化は、前記患者の免疫治療に反応して検出される、方法。
前記患者から得られた試料中のAHRの活性及び/又は発現を検出することを更に含み、前記AHRの活性及び/又は発現は、対照と比較して変化、好ましくは増加しており、
好ましくは、前記IL4I1の前記活性及び/若しくは発現の前記増加並びに/又は前記AHRの活性及び/若しくは発現の前記変化は、前記患者の免疫治療に反応して検出される、方法。
項目7.前記がん免疫治療は、IL4I1調節物質による免疫治療、AHR調節物質、及び/又は他の任意の従来のがん治療の組合せを含む、項目6に記載のがん患者におけるがん免疫治療の効果を予測、監視、あるいは検出する方法。
項目8.患者における免疫治療を含むがん治療に対する抵抗性を検出する方法であって、前記患者から得られた試料中のIL4I1の活性及び/又は発現を検出することと、前記患者における前記IL4I1の前記発現又は酵素活性が、前記試料中の対照遺伝子、例えば1つ以上のハウスキーピング遺伝子、又は対照試料、例えば健常者、健常者群に由来の試料、同じ患者、異なる患者若しくは患者群から得られた以前の試料と比較して増加している場合、前記患者における免疫治療を含むがん治療に対する抵抗性を検出することを含み、前記患者から得られた試料中のAHRの活性及び/又は発現を検出することを更に含み、前記AHRの活性及び/又は発現は、対照と比較して変化、好ましくは増加している、方法。
項目9.前記免疫治療は免疫チェックポイント遮断(ICB)及び/又はIDO1阻害剤を含む、項目8に記載の免疫治療を含むがん治療に対する抵抗性を検出する方法。
項目10.がん患者の生存率を予測する方法であって、前記患者から得られた試料中のIL4I1の活性及び/又は発現を検出することを含み、前記IL4I1の前記発現又は酵素活性が前記患者において、前記試料中の対照遺伝子、例えば1つ以上のハウスキーピング遺伝子、又は対照試料、例えば健常者、健常者群に由来の試料、同じ患者、異なる患者若しくは患者群から得られた以前の試料と比較して増加していることは、前記患者の生存率の減少を予測させ、前記患者から得られた試料中のAHRの活性及び/又は発現を検出することを更に含み、前記AHRの活性及び/又は発現は、対照と比較して変化、好ましくは増加している、方法。
項目11.前記活性の前記検出は、IL4I1代謝物質、特にIL4I1トリプトファン代謝物質、例えば、KynA、インドール-3-酢酸(IAA)、インドール-3-アルデヒド(I3A)、及び/又はインドール-3-乳酸(ILA)等のI3P由来代謝物質、並びにインドール-3-カルビノールを検出することを含む、項目1~10のいずれか1つに記載の方法。
項目12.AHRの活性及び/又は発現を検出する方法は、WO2020/201825に開示されているようなアリール炭化水素受容体(AHR)活性化シグネチャー、又はAHR核移行、又はチトクロムP-450酵素の活性、又はダイオキシン応答要素(DRE)とのAHR-ARNTの結合をレポーター検定により決定することを含む、項目1~11のいずれか1つに記載の方法。
項目13.前記生体試料は、生体液、哺乳動物、例えばヒトの細胞、組織、全血、細胞株、細胞上清、初代細胞、IPSC、ハイブリドーマ、組換え細胞、幹細胞、がん細胞、骨細胞、軟骨細胞、神経細胞、膠細胞、上皮細胞、皮膚細胞、頭皮細胞、肺細胞、粘膜細胞、筋細胞、骨格筋細胞、横紋筋細胞、平滑筋細胞、心臓細胞、分泌細胞、脂肪細胞、血液細胞、赤血球、好塩基球、好酸球、単球、リンパ球、T細胞、B細胞、好中球、NK細胞、制御性T細胞、樹状細胞、Th17細胞、Th1細胞、Th2細胞、骨髄細胞、マクロファージ、単球由来間質細胞、骨髄細胞、脾臓細胞、胸腺細胞、膵臓細胞、卵細胞、精子、腎臓細胞、線維芽細胞、腸細胞、雌性又は雄性生殖器系の細胞、前立腺細胞、膀胱細胞、眼細胞、角膜細胞、網膜細胞、感覚細胞、角化細胞、肝細胞、脳細胞、腎臓細胞、及び結腸細胞、並びに前記細胞又は組織の形質転換対応物、特に免疫系に由来しないがん細胞を含む適切な試料から選択される、項目1~12のいずれか1つに記載の方法。
項目14.前記対照試料は、例えば健常者又は健常者群から得られた試料、同じ患者又は異なる患者若しくは患者群から得られた以前の試料から選択される、項目1~13のいずれか1つに記載の方法。
項目15.前記がんは、好ましくはB細胞リンパ性悪性腫瘍、例えば濾胞性リンパ腫、ホジキンリンパ腫、原発性縦隔B 細胞リンパ腫、びまん性大細胞型B細胞性リンパ腫、辺縁帯リンパ腫、及び慢性リンパ性白血病、副腎皮質がん(ACC)、膀胱尿路上皮がん(BLCA)、浸潤性乳がん(BRCA)、子宮頸部扁平上皮がん及び子宮頸部腺がん(CESC)、胆管がん(CHOL)、結腸腺がん(COAD)、リンパ系新生物、びまん性大細胞型B細胞リンパ腫(DLBC)、食道がん(ESCA)、多形性神経膠芽腫(GBM)、頭頸部扁平上皮がん(HNSC)、嫌色素性腎臓がん(KICH)、腎臓の腎明細胞がん(KIRC)、腎臓の腎乳頭細胞がん(KIRP)、脳の低悪性度神経膠腫(LGG)、肝臓の肝細胞がん(LIHC)、肺腺がん(LUAD)、肺扁平上皮がん(LUSC)、中皮腫(MESO)、卵巣漿液性嚢胞腺がん(OV)、膵臓腺がん(PAAD)、褐色細胞腫及び傍神経節腫(PCPG)、前立腺腺がん(PRAD)、直腸腺がん(READ)、肉腫(SARC)、皮膚の皮膚黒色腫(SKCM)、胃腺がん(STAD)、精巣胚細胞腫瘍(TGCT)、甲状腺がん(THCA)、胸腺腫(THYM)、子宮体部の子宮内膜がん(UCEC)、子宮がん肉腫(UCS)、及びブドウ膜黒色腫(UVM)からなる群から選択され、好ましくはIL4I1発現細胞を示す、項目1~14のいずれか1つに記載の方法。
項目16.前記患者を疾患及び/又は治療群、例えば適切なIL4I1阻害剤を受け入れる治療群に層別する工程を更に含む、項目1~15のいずれか1つに記載の方法。
項目17.項目1~16のいずれか1つに記載の方法を実施するための材料を、必要に応じて補助剤及び/又は前記方法を実施するための指示と共に1つ又は別個の容器内に含む診断キット。
項目18.がん患者を高生存率群と低生存率群に層別する方法であって、前記がん患者から得られた試料中のIL4I1の活性及び/又は発現を検出することを含み、前記患者における前記IL4I1の前記発現又は酵素活性が、前記試料中の対照遺伝子、例えば1つ以上のハウスキーピング遺伝子、又は対照試料、例えば健常者、健常者群に由来の試料、同じ患者、異なる患者若しくは患者群から得られた以前の試料と比較して増加している場合、前記患者は低生存率群にあり、前記患者における前記IL4I1の前記発現又は酵素活性が、前記試料中の対照遺伝子、例えば1つ以上のハウスキーピング遺伝子、又は対照試料、例えば健常者、健常者群に由来の試料、同じ患者、異なる患者若しくは患者群から得られた以前の試料と比較して変化していないか減少している場合、前記患者は高生存率群にある、方法。
項目19.前記IL4I1の前記活性及び/又は発現の前記増加は、前記患者における免疫治療に反応して検出される、項目18に記載のがん患者を層別する方法。
項目20.前記高生存率群の患者は免疫治療反応者であり、前記低生存率群の患者は免疫治療非反応者、特に免疫チェックポイント遮断(ICB)非反応者及び/又はIDO1阻害剤非反応者である、項目18~19のいずれか1つに記載の方法。
項目21.がん患者を免疫治療に対する反応者と非反応者群に層別する方法であって、前記患者が免疫治療を受けた後に前記がん患者から得られた試料中のIL4I1の活性及び/又は発現を検出することを含み、前記患者における前記IL4I1の前記発現又は酵素活性が、前記試料中の対照遺伝子、例えば1つ以上のハウスキーピング遺伝子、又は対照試料、例えば健常者、健常者群に由来の試料、同じ患者、異なる患者若しくは患者群から得られた以前の試料と比較して増加している場合、前記患者は非反応者群にあり、前記患者における前記IL4I1の前記発現又は酵素活性が、前記試料中の対照遺伝子、例えば1つ以上のハウスキーピング遺伝子、又は対照試料、例えば健常者、健常者群に由来の試料、同じ患者、異なる患者若しくは患者群から得られた以前の試料と比較して変化していないか減少している場合、前記患者は反応者群にある、方法。
項目22.前記対照試料は前記免疫治療を受ける前の同じ患者に由来する、項目21に記載のがん患者を免疫治療に対する反応者と非反応者群に層別する方法。
項目23.前記患者から得られた試料中のAHRの活性及び/又は発現を検出することを更に含み、前記AHRの活性及び/又は発現は、対照と比較して変化、好ましくは増加している、項目18~22のいずれか1つに記載のがん患者を層別する方法。
項目24.前記AHRの前記活性及び/又は発現の前記変化は、前記患者の免疫治療に反応して検出される、項目23に記載のがん患者を層別する方法。
項目25.前記免疫治療は、免疫チェックポイント遮断(ICB)及び/又はIDO1阻害剤を含む、項目19~24のいずれか1つに記載のがん患者を層別する方法。
項目26.治療を要する対象のがんを治療する方法であって、前記患者から得られた試料中のIL4I1の活性及び/又は発現を検出することを含み、前記患者における前記IL4I1の前記発現又は酵素活性が、前記試料中の対照遺伝子、例えば1つ以上のハウスキーピング遺伝子、又は対照試料、例えば健常者、健常者群から得られた試料、同じ患者、異なる患者若しくは患者群から得られた以前の試料と比較して増加している場合、少なくとも1種のIL4I1阻害剤及び/又は少なくとも1種のAHR調節物質を有効量で前記対象に投与する、方法。
項目27.前記患者から得られた試料中のAHRの活性及び/又は発現を検出することを更に含み、前記AHRの活性及び/又は発現は、対照と比較して変化、好ましくは増加している、項目26に記載のがん治療方法。
項目28.前記IL4I1の前記活性及び/若しくは発現の前記増加並びに/又は前記AHRの活性及び/若しくは発現の前記変化は、前記患者の免疫治療に反応して検出される、項目26又は27に記載のがん治療方法。
項目29.免疫治療を含む、項目26~28のいずれか1つに記載のがん治療方法。
項目30.前記免疫治療は、少なくとも1種の免疫チェックポイント阻害剤の使用を含む、項目26~29のいずれか1つに記載のがん治療方法。
項目31.抗CTLA4、抗PD-L1、抗PD1、抗TIM3、抗TIGIT、抗LAG3、又はそれらの組合せを含む、項目30に記載のがん治療方法。
項目32.前記免疫治療は、IDO1の阻害剤、TDO2の阻害剤、AHR調節物質による免疫治療の組合せ及び/又は他の任意のがん治療を含む、項目28又は31のいずれか1つに記載のがん治療方法。
項目33.前記IL4I1阻害剤は、3-フェニル-2-ピペリジン-1-イルプロパン酸、2-(4-メチルピペラジン-1-イル)-3-フェニルプロパン酸、2-(ジエチルアミノ)-3-フェニルプロパン酸、3-(2,6-ジクロロフェニル)-2-ピペリジン-1-イルプロパン酸、3-フェニル-2-(プロピルアミノ)プロパン酸、2-アニリノ-3-フェニルプロパン酸、L-フェニルアラニンN-2-プロペン-1-イル-3-(トリフルオロメチル)、L-フェニルアラニン、4-シアノ-N-フェニル、N-プロピル-L-フェニルアラニン、N-フェニル-L-フェニルアラニン、2-アミノ-3-フェニル-プロピオン酸、エチルエステル、2-アセチルアミノ-3-フェニル-プロピオン酸、及び3-(2-ピリジル)-アラニンから選択される、項目26~32のいずれか1つに記載のがん治療方法。
項目34.前記AHR調節物質は、2-フェニルピリミジン-4-カルボキサミド化合物、硫黄置換3-オキソ-2,3-ジヒドロピリダジン-4-カルボキサミド化合物、3-オキソ-6-ヘテロアリール-2-フェニル-2,3-ジヒドロピリダジン-4-カルボキサミド化合物、2-ヘタリールピリミジン-4-カルボキサミド化合物、3-オキソ-2,6-ジフェニル-2,3-ジヒドロピリダジン-4-カルボキサミド化合物、2-ヘテロアリール-3-オキソ-2,3-ジヒドロ-4-カルボキサミド化合物、PDM2、1,3-ジクロロ-5-[(1E)-2-(4-メトキシフェニル)エテニル]-ベンゼン、α-ナフトフラボン、6,2’,4’-トリメトキシフラボン、CH223191、テトラヒドロピリドピリミジン誘導体、StemRegenin-1、CH223191、GNF351、CB7993113 HP163、PX-A590、PX-A548、PX-A275、PX-A758、PX-A446、PX-A24590、PX-A25548、PX-A25275、PX-A25758、PX-A26446、インドールAHR阻害剤、及びオキサゾール含有(OxC)化合物から選択される、項目26~33のいずれか1つに記載のがん治療方法。
項目35.前記がんは、好ましくは、B細胞リンパ性悪性腫瘍、例えば濾胞性リンパ腫、ホジキンリンパ腫、原発性縦隔B 細胞リンパ腫、びまん性大細胞型B細胞性リンパ腫、辺縁帯リンパ腫、及び慢性リンパ性白血病、副腎皮質がん(ACC)、膀胱尿路上皮がん(BLCA)、浸潤性乳がん(BRCA)、子宮頸部扁平上皮がん及び子宮頸部腺がん(CESC)、胆管がん(CHOL)、結腸腺がん(COAD)、リンパ系新生物、びまん性大細胞型B細胞リンパ腫(DLBC)、食道がん(ESCA)、多形性神経膠芽腫(GBM)、頭頸部扁平上皮がん(HNSC)、嫌色素性腎臓がん(KICH)、腎臓の腎明細胞がん(KIRC)、腎臓の腎乳頭細胞がん(KIRP)、脳の低悪性度神経膠腫(LGG)、肝臓の肝細胞がん(LIHC)、肺腺がん(LUAD)、肺扁平上皮がん(LUSC)、中皮腫(MESO)、卵巣漿液性嚢胞腺がん(OV)、膵臓腺がん(PAAD)、褐色細胞腫及び傍神経節腫(PCPG)、前立腺腺がん(PRAD)、直腸腺がん(READ)、肉腫(SARC)、皮膚の皮膚黒色腫(SKCM)、胃腺がん(STAD)、精巣胚細胞腫瘍(TGCT)、甲状腺がん(THCA)、胸腺腫(THYM)、子宮体部の子宮内膜がん(UCEC)、子宮がん肉腫(UCS)、及びブドウ膜黒色腫(UVM)からなる群から選択され、好ましくはIL4I1発現細胞を示す、項目26~34のいずれか1つに記載のがん治療方法。
項目36.前記試料中の対照遺伝子、例えば1つ以上のハウスキーピング遺伝子、又は対照試料、例えば健常者、健常者群に由来の試料、同じ患者、異なる患者若しくは患者群から得られた以前の試料と比較して患者において増加したIL4I1の発現又は酵素活性を有すると確認された前記患者のがんの治療方法に使用するためのIL4I1阻害剤。
項目37.がん治療方法に使用するための項目36に記載のIL4I1阻害剤であって、前記方法は、前記患者から得られた試料中のAHRの活性及び/又は発現を検出することを更に含み、前記AHRの活性及び/又は発現は対照と比較して変化、好ましくは増加している、阻害剤。
項目38.がん治療方法に使用するための項目37に記載のIL4I1阻害剤であって、前記IL4I1の前記活性及び/若しくは発現の前記増加並びに/又はAHRの活性及び/若しくは発現の前記変化は、前記患者の免疫治療に反応して検出される、阻害剤。
項目39.免疫治療を含むがん治療方法に使用するための項目36~38のいずれか1つに記載のIL4I1阻害剤。
項目40.前記免疫治療は少なくとも1種の免疫チェックポイント阻害剤の使用を含む、がん治療方法に使用するための項目36~39のいずれか1つに記載のIL4I1阻害剤。
項目41.抗CTLA4、抗PD-L1、抗PD1、抗TIM3、抗TIGIT、抗LAG3、又はそれらの組合せを含む、がん治療方法に使用するための項目40に記載のIL4I1阻害剤。
項目42.前記免疫治療は、IDO1の阻害剤、TDO2の阻害剤、AHR調節物質による免疫治療の組合せ及び/又は他の任意のがん治療を含む、がん治療方法に使用するための項目36~41のいずれか1つに記載のIL4I1阻害剤。
項目43.前記IL4I1阻害剤は、3-フェニル-2-ピペリジン-1-イルプロパン酸、2-(4-メチルピペラジン-1-イル)-3-フェニルプロパン酸、2-(ジエチルアミノ)-3-フェニルプロパン酸、3-(2,6-ジクロロフェニル)-2-ピペリジン-1-イルプロパン酸、3-フェニル-2-(プロピルアミノ)プロパン酸、2-アニリノ-3-フェニルプロパン酸、L-フェニルアラニンN-2-プロペン-1-イル-3-(トリフルオロメチル)、L-フェニルアラニン、4-シアノ-N-フェニル、N-プロピル-L-フェニルアラニン、N-フェニル-L-フェニルアラニン、2-アミノ-3-フェニル-プロピオン酸、エチルエステル、2-アセチルアミノ-3-フェニル-プロピオン酸、及び3-(2-ピリジル)-アラニンから選択される、がん治療方法に使用するための項目36~42のいずれか1つに記載のIL4I1阻害剤。
項目44.がん治療方法に使用するための項目36~43のいずれか1つに記載のIL4I1阻害剤であって、前記がんは、B細胞リンパ性悪性腫瘍、例えば濾胞性リンパ腫、ホジキンリンパ腫、原発性縦隔B 細胞リンパ腫、びまん性大細胞型B細胞性リンパ腫、辺縁帯リンパ腫、及び慢性リンパ性白血病、副腎皮質がん(ACC)、膀胱尿路上皮がん(BLCA)、浸潤性乳がん(BRCA)、子宮頸部扁平上皮がん及び子宮頸部腺がん(CESC)、胆管がん(CHOL)、結腸腺がん(COAD)、リンパ系新生物、びまん性大細胞型B細胞リンパ腫(DLBC)、食道がん(ESCA)、多形性神経膠芽腫(GBM)、頭頸部扁平上皮がん(HNSC)、嫌色素性腎臓がん(KICH)、腎臓の腎明細胞がん(KIRC)、腎臓の腎乳頭細胞がん(KIRP)、脳の低悪性度神経膠腫(LGG)、肝臓の肝細胞がん(LIHC)、肺腺がん(LUAD)、肺扁平上皮がん(LUSC)、中皮腫(MESO)、卵巣漿液性嚢胞腺がん(OV)、膵臓腺がん(PAAD)、褐色細胞腫及び傍神経節腫(PCPG)、前立腺腺がん(PRAD)、直腸腺がん(READ)、肉腫(SARC)、皮膚の皮膚黒色腫(SKCM)、胃腺がん(STAD)、精巣胚細胞腫瘍(TGCT)、甲状腺がん(THCA)、胸腺腫(THYM)、子宮体部の子宮内膜がん(UCEC)、子宮がん肉腫(UCS)、及びブドウ膜黒色腫(UVM)からなる群から選択され、好ましくはIL4I1発現細胞を示す、阻害剤。
項目45.前記試料中の対照遺伝子、例えば1つ以上のハウスキーピング遺伝子、又は対照試料、例えば健常者、健常者群に由来の試料、同じ患者、異なる患者若しくは患者群から得られた以前の試料と比較して患者において増加したIL4I1の発現又は酵素活性を有すると確認された前記患者のがんの治療方法に使用するためのAHR調節物質、特にAHR阻害剤。
項目46.がん治療方法に使用するための項目45に記載のAHR調節物質、特にAHR阻害剤であって、前記方法は、前記患者から得られた試料中のAHRの活性及び/又は発現を検出することを更に含み、前記AHRの活性及び/又は発現は対照と比較して変化、好ましくは増加している、調節物質。
項目47.がん治療方法に使用するための項目46に記載のAHR調節物質、特にAHR阻害剤であって、前記IL4I1の前記活性及び/若しくは発現の前記増加並びに/又はAHRの活性及び/若しくは発現の前記変化は、前記患者の免疫治療に反応して検出される、調節物質。
項目48.免疫治療を含むがん治療方法に使用するための項目45~47のいずれか1つに記載のAHR調節物質、特にAHR阻害剤。
項目49.前記免疫治療は少なくとも1種の免疫チェックポイント阻害剤の使用を含む、がん治療方法に使用するための項目45~48のいずれか1つに記載のAHR調節物質、特にAHR阻害剤。
項目50.抗CTLA4、抗PD-L1、抗PD1、抗TIM3、抗TIGIT、抗LAG3、又はそれらの組合せを含む、がん治療方法に使用するための項目49に記載のAHR調節物質、特にAHR阻害剤。
項目51.前記免疫治療は、IDO1の阻害剤、TDO2の阻害剤、AHR調節物質による免疫治療の組合せ及び/又は他の任意のがん治療を含む、がん治療方法に使用するための項目45~50のいずれか1つに記載のAHR調節物質、特にAHR阻害剤。
項目52.前記AHR調節物質は、2-フェニルピリミジン-4-カルボキサミド化合物、硫黄置換3-オキソ-2,3-ジヒドロピリダジン-4-カルボキサミド化合物、3-オキソ-6-ヘテロアリール-2-フェニル-2,3-ジヒドロピリダジン-4-カルボキサミド化合物、2-ヘタリールピリミジン-4-カルボキサミド化合物、3-オキソ-2,6-ジフェニル-2,3-ジヒドロピリダジン-4-カルボキサミド化合物、2-ヘテロアリール-3-オキソ-2,3-ジヒドロ-4-カルボキサミド化合物、PDM2、1,3-ジクロロ-5-[(1E)-2-(4-メトキシフェニル)エテニル]-ベンゼン、α-ナフトフラボン、6,2’,4’-トリメトキシフラボン、CH223191、テトラヒドロピリドピリミジン誘導体、StemRegenin-1、CH223191、GNF351、CB7993113 HP163、PX-A590、PX-A548、PX-A275、PX-A758、PX-A446、PX-A24590、PX-A25548、PX-A25275、PX-A25758、PX-A26446、インドールAHR阻害剤、及びオキサゾール含有(OxC)化合物から選択される、がん治療方法に使用するための項目45~51のいずれか1つに記載のAHR調節物質、特にAHR阻害剤。
項目53.がん治療方法に使用するための項目45~52のいずれか1つに記載のAHR調節物質、特にAHR阻害剤であって、前記がんは、好ましくはB細胞リンパ性悪性腫瘍、例えば濾胞性リンパ腫、ホジキンリンパ腫、原発性縦隔B 細胞リンパ腫、びまん性大細胞型B細胞性リンパ腫、辺縁帯リンパ腫、及び慢性リンパ性白血病、副腎皮質がん(ACC)、膀胱尿路上皮がん(BLCA)、浸潤性乳がん(BRCA)、子宮頸部扁平上皮がん及び子宮頸部腺がん(CESC)、胆管がん(CHOL)、結腸腺がん(COAD)、リンパ系新生物、びまん性大細胞型B細胞リンパ腫(DLBC)、食道がん(ESCA)、多形性神経膠芽腫(GBM)、頭頸部扁平上皮がん(HNSC)、嫌色素性腎臓がん(KICH)、腎臓の腎明細胞がん(KIRC)、腎臓の腎乳頭細胞がん(KIRP)、脳の低悪性度神経膠腫(LGG)、肝臓の肝細胞がん(LIHC)、肺腺がん(LUAD)、肺扁平上皮がん(LUSC)、中皮腫(MESO)、卵巣漿液性嚢胞腺がん(OV)、膵臓腺がん(PAAD)、褐色細胞腫及び傍神経節腫(PCPG)、前立腺腺がん(PRAD)、直腸腺がん(READ)、肉腫(SARC)、皮膚の皮膚黒色腫(SKCM)、胃腺がん(STAD)、精巣胚細胞腫瘍(TGCT)、甲状腺がん(THCA)、胸腺腫(THYM)、子宮体部の子宮内膜がん(UCEC)、子宮がん肉腫(UCS)、及びブドウ膜黒色腫(UVM)からなる群から選択され、好ましくはIL4I1発現細胞を示す、調節物質。
以下の実施例で、本発明について添付の図面を参照し更に説明するが、それらに限定されないものとする。本発明の目的に関して、本明細書で引用されるすべての参考文献はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
優先権の逐語的な裏付けとして、また便宜上、優先権出願の項目を以下に繰り返す。
項目1.患者のがんを検出かつ/あるいは診断する方法であって、前記患者から得られた試料中のIL4I1の発現又は酵素活性を検出することと、
前記IL4I1の前記発現又は酵素活性が前記患者において、前記試料中の対照遺伝子、例えば1つ以上のハウスキーピング遺伝子、又は対照試料、例えば健常者、健常者群から得られた試料、同じ患者又は異なる患者若しくは患者群から得られた以前の試料と比較して増加している場合、前記患者においてがんを診断かつ/あるいは検出することを含む、方法。
前記IL4I1の前記発現又は酵素活性が前記患者において、前記試料中の対照遺伝子、例えば1つ以上のハウスキーピング遺伝子、又は対照試料、例えば健常者、健常者群から得られた試料、同じ患者又は異なる患者若しくは患者群から得られた以前の試料と比較して増加している場合、前記患者においてがんを診断かつ/あるいは検出することを含む、方法。
項目2.前記試料中のIL4I1の発現及び/又は酵素活性の検出は、前記試料中のIL4I1及び/又はIL4I1代謝物質の量及び/又は濃度の検出を含む、項目1に記載の方法。
項目3.前記代謝物質は、IL4I1によるフェニルアラニン、チロシン、及び/又はトリプトファンの変換により生じる代謝物質、例えば、フェニルピルビン酸(PP)、ヒドロキシフェニルピルビン酸(HPP)、インドール-3-ピルビン酸(I3P)、2-フェニル酢酸、フェニル乳酸、4-ヒドロキシベンズアルデヒド、2-ヒドロキシ-2-フェニル酢酸、4-ヒドロキシフェニル乳酸、並びに特にI3P誘導体インドール-3-酢酸(IAA)、インドール-3-アルデヒド(I3A)、及びインドール-3-乳酸(ILA)、4-ヒドロキシキノリン-2-カルボン酸(KynA)、1,3-ジ(1H-インドール-3-イル)アセトン、(3Z)-1-(1H-インドール-3-イル)-3-インドール-3-イリデンプロパン-2-オン、インドール-3-カルボン酸、酸化したインドール-3-酢酸、並びにインドール-3-カルビノール及び/又はアミノ酸若しくはアミノ酸代謝物質L-バリン、L-イソロイシン、L-ロイシン、L-アラニン、L-グルタミン酸、L-メチオニン、L-グルタミン、4-メチルスルファニル-2-オキソブタノアート、α-ケトイソロイシン、α-ケトイソバレラート、α-ケトイソカプロン酸、L-プロリン、及びα-ケトグルタル酸、並びに上記のいずれかのアンモニア及び/又はH2O2との組合せから選択される、項目2に記載の方法。
項目4.IL4I1の発現及び/又は酵素活性を検出することは、クロマトグラフィー、NMR、代謝物質センサー、抗体、ELISA、酵素検定、比色検定、蛍光検定又はH2O2検出若しくはアンモニア検出の使用、及び/又は遺伝子ツール、例えばチップ分析、プライマー、プローブ、PCR分析を用いる発現の検出、あるいは、例えば生体液及び細胞/組織試料等の試料中の抗体を用いるIL4I1のタンパク質量の検出を含む、項目1~3のいずれか1つに記載の方法。
項目5.がん患者において腫瘍細胞運動性の増加を検出する方法であって、前記患者から得られた試料中のIL4I1の活性及び/又は発現を検出することと、前記IL4I1の前記発現又は酵素活性が前記患者において、前記試料中の対照遺伝子、例えば1つ以上のハウスキーピング遺伝子、又は対照試料、例えば健常者、健常者群に由来の試料、同じ患者、異なる患者若しくは患者群から得られた以前の試料と比較して増加している場合、前記患者において腫瘍細胞運動性の増加を検出することを含む、方法。
項目6.前記がんはAHRの変化、例えば活性及び/又は発現の増加を特徴とし、かつ/あるいは好ましくはB細胞リンパ性悪性腫瘍、例えば濾胞性リンパ腫、ホジキンリンパ腫、原発性縦隔B細胞リンパ腫、びまん性大細胞型B細胞性リンパ腫、辺縁帯リンパ腫、及び慢性リンパ性白血病、副腎皮質がん(ACC)、膀胱尿路上皮がん(BLCA)、浸潤性乳がん(BRCA)、子宮頸部扁平上皮がん及び子宮頸部腺がん(CESC)、胆管がん(CHOL)、結腸腺がん(COAD)、リンパ系新生物、びまん性大細胞型B細胞リンパ腫(DLBC)、食道がん(ESCA)、多形性神経膠芽腫(GBM)、頭頸部扁平上皮がん(HNSC)、嫌色素性腎臓がん(KICH)、腎臓の腎明細胞がん(KIRC)、腎臓の腎乳頭細胞がん(KIRP)、脳の低悪性度神経膠腫(LGG)、肝臓の肝細胞がん(LIHC)、肺腺がん(LUAD)、肺扁平上皮がん(LUSC)、中皮腫(MESO)、卵巣漿液性嚢胞腺がん(OV)、膵臓腺がん(PAAD)、褐色細胞腫及び傍神経節腫(PCPG)、前立腺腺がん(PRAD)、直腸腺がん(READ)、肉腫(SARC)、皮膚の皮膚黒色腫(SKCM)、胃腺がん(STAD)、精巣胚細胞腫瘍(TGCT)、甲状腺がん(THCA)、胸腺腫(THYM)、子宮体部の子宮内膜がん(UCEC)、子宮がん肉腫(UCS)、及びブドウ膜黒色腫(UVM)、並びにそれらの任意の再発及び転移形態からなる群から選択され、好ましくはIL4I1発現細胞を示す、項目5に記載の方法。
項目7.がん患者におけるがん免疫治療の効果を予測、検出、あるいは監視する方法であって、前記患者から得られた試料中のIL4I1の活性及び/又は発現を検出することを含み、前記IL4I1の前記発現又は酵素活性が前記患者において、前記試料中の対照遺伝子、例えば1つ以上のハウスキーピング遺伝子、又は対照試料、例えば健常者、健常者群に由来の試料、同じ患者、異なる患者若しくは患者群から得られた以前の試料と比較して増加していることは、前記患者における前記がん免疫治療の効果の減少及び/又は免疫回避を予測させる、方法。
項目8.好ましくは、前記IL4I1の前記活性及び/若しくは発現の前記増加は、前記患者の免疫治療に反応して検出される、項目7に記載の方法。
項目9.患者における免疫治療、例えば免疫チェックポイント阻害(ICB)を含むがん治療に対する抵抗性を検出する方法であって、前記患者から得られた試料中のIL4I1の活性及び/又は発現を検出することと、前記患者における前記IL4I1の前記発現又は酵素活性が、前記試料中の対照遺伝子、例えば1つ以上のハウスキーピング遺伝子、又は対照試料、例えば健常者、健常者群に由来の試料、同じ患者、異なる患者若しくは患者群から得られた以前の試料と比較して増加している場合、前記患者におけるICBを含むがん治療に対する抵抗性を検出することを含む、方法。
項目10.前記ICB治療は、IDO1阻害剤並びに/又は抗CTLA4、抗PD-1、抗PDL-1、抗LAG3、及び抗BTLAから選択される抗体の使用を含む、項目9に記載の方法。
項目11.がん患者の生存率を予測する方法であって、前記患者から得られた試料中のIL4I1の活性及び/又は発現を検出することを含み、前記IL4I1の前記発現又は酵素活性が前記患者において、前記試料中の対照遺伝子、例えば1つ以上のハウスキーピング遺伝子、又は対照試料、例えば健常者、健常者群に由来の試料、同じ患者、異なる患者若しくは患者群から得られた以前の試料と比較して増加していることは、前記患者の生存率の減少を予測させる、方法。
項目12.前記活性の前記検出は、IL4I1代謝物質、特にIL4I1トリプトファン代謝物質、例えば、I3P又はI3P由来代謝物質を検出することを含む、項目1~11のいずれか1つに記載の方法。より好ましくは、IL4I1トリプトファン代謝物質は、KynA、インドール-3-酢酸(IAA)、インドール-3-アルデヒド(I3A)、及び/又はインドール-3-乳酸(ILA)等のI3P由来代謝物質、並びにインドール-3-カルビノールから選択される。
項目13.IL4I1の酵素活性を検出することは、クロマトグラフィー、NMR、代謝物質センサー、抗体、ELISA、酵素検定、比色検定、蛍光検定又はH2O2若しくはアンモニア検出の使用、及び/又は遺伝子ツール、例えばチップ分析とプライマー及びプローブ、PCR分析を用いる発現の検出、あるいは、例えば生体液及び細胞/組織試料等の試料中の抗体を用いるIL4I1のタンパク質量の検出を含む、項目1~12のいずれか1つに記載の方法。
項目14.前記活性の前記検出は、AHRの活性及び/又は発現を検出することを含み、AHRの前記活性及び/又は発現が対照と比較して増加していることはIL4I1の活性の増加を示す、項目1~13のいずれか1つに記載の方法。
項目15.前記生体試料は、生体液、哺乳動物、例えばヒトの細胞、組織、全血、細胞株、細胞上清、初代細胞、IPSC、ハイブリドーマ、組換え細胞、幹細胞、がん細胞、骨細胞、軟骨細胞、神経細胞、膠細胞、上皮細胞、皮膚細胞、頭皮細胞、肺細胞、粘膜細胞、筋細胞、骨格筋細胞、横紋筋細胞、平滑筋細胞、心臓細胞、分泌細胞、脂肪細胞、血液細胞、赤血球、好塩基球、好酸球、単球、リンパ球、T細胞、B細胞、好中球、NK細胞、制御性T細胞、樹状細胞、Th17細胞、Th1細胞、Th2細胞、骨髄細胞、マクロファージ、単球由来間質細胞、骨髄細胞、脾臓細胞、胸腺細胞、膵臓細胞、卵細胞、精子、腎臓細胞、線維芽細胞、腸細胞、雌性又は雄性生殖器系の細胞、前立腺細胞、膀胱細胞、眼細胞、角膜細胞、網膜細胞、感覚細胞、角化細胞、肝細胞、脳細胞、腎臓細胞、及び結腸細胞、並びに前記細胞又は組織の形質転換対応物、特に免疫系に由来しないがん細胞を含む適切な試料から選択される、項目1~14のいずれか1つに記載の方法。好ましい実施態様では、前記生体試料はがん細胞又は腫瘍細胞である。
項目16.前記対照試料は、前記試料中の対照遺伝子、例えば1つ以上のハウスキーピング遺伝子を含むか、例えば健常者又は健常者群に由来の試料、同じ患者又は異なる患者若しくは患者群から得られた以前の試料である、項目1~15のいずれか1つに記載の方法。
項目17.前記がんは、AHRの変化、例えば活性及び/又は発現の増加を特徴とし、かつ/あるいは好ましくはB細胞リンパ性悪性腫瘍、例えば濾胞性リンパ腫、ホジキンリンパ腫、原発性縦隔B 細胞リンパ腫、びまん性大細胞型B細胞性リンパ腫、辺縁帯リンパ腫、及び慢性リンパ性白血病、卵巣がん、中皮腫、大腸がん、乳がん、黒色腫、膠芽腫、前立腺腺がん、子宮内膜がん、及び肺がん、並びにそれらの再発及び/又は転移形態からなる群から選択され、好ましくはIL4I1発現細胞を示す、方法。
項目18.前記患者を疾患及び/又は治療群に層別する工程を更に含む、項目1~17のいずれか1つに記載の方法。好ましい実施態様では、前記患者の層別は高生存率群及び低生存率群への層別である。より好ましい実施態様では、前記高生存率群の患者は免疫治療反応者であり、前記低生存率群の患者は免疫治療非反応者、特に免疫チェックポイント遮断(ICB)非反応者である。より好ましい実施態様では、低生存率群又は免疫反応非反応者は、がん患者の治療方法において有効量のIL4I1阻害剤を受け入れる群である。
項目19.項目1~18のいずれか1つに記載の方法を実施するための材料を、必要に応じて補助剤及び/又は前記方法を実施するための指示と共に1つ又は別個の容器内に含む診断キット。
項目20.項目1~19のいずれか1つに記載の方法のための項目19に記載の診断キットの使用。
項目21.例えば治療を要する患者の細胞中のIL4I1関連疾患又は状態を治療かつ/予防する方法であって、項目1~18のいずれか1つに記載の方法を実行することと、前記患者に適切な治療を施すことを含み、前記治療は、少なくとも部分的に、本発明による方法、例えば層別の結果に基づく、方法。
図面の説明
図1は、汎組織AHRシグネチャーがIL4I1のAHR活性との強い関連を明らかにすることを示す。クモの巣グラフは、影付きの領域で示されるAHR関連モジュール(AAM)内の7種のTrp分解酵素の発生率を示す。軸上の点は、0(内側の円-なし)又は1(外側の円-あり)のいずれかの値を有する。影付きの領域は、各腫瘍型を表す点を繋いで形成される。
図1は、汎組織AHRシグネチャーがIL4I1のAHR活性との強い関連を明らかにすることを示す。クモの巣グラフは、影付きの領域で示されるAHR関連モジュール(AAM)内の7種のTrp分解酵素の発生率を示す。軸上の点は、0(内側の円-なし)又は1(外側の円-あり)のいずれかの値を有する。影付きの領域は、各腫瘍型を表す点を繋いで形成される。
図2は、IL4I1がAHRを活性化することを示す。(A)2つのヒト神経膠芽腫(GBM)検体中のIL4I1発現を示す(IL4I1染色(左)、HE染色(右))。倍率20倍、目盛棒は100 μmである。(B)shCtrl(上)及び異所性IL4I1を発現するshAHR(下)U-87MG神経膠芽腫細胞におけるAHRシグネチャーの調節を示すバーコード図を示す(120時間培養、n = 3)。(C)shCtrl及び異所性IL4I1を発現するshAHR U-87MG細胞における選択されたAHR標的遺伝子のmRNA発現を、IL4I1非発現shCtrl U-87MG細胞(破線)と比較して示す(120時間培養、EGR1、IL1B、MMP1についてはn = 3、他のすべての遺伝子についてはn = 4)。(D)Ctrl及びIL4I1発現U-251MG細胞の上清で4時間処理したときのLN-229細胞における免疫ブロット(左)及びAHRタンパク質発現の定量(核:細胞質の比)(右)(120時間培養、n = 3)。(E)1 μMのSR1及び培地(M)又はCtrl及びIL4I1発現U-87MG細胞の上清で24時間処理されたU-87MG細胞におけるTIPARPのmRNA発現を、DMSOを含む培地で処理されたU-87MG細胞と比較して示す(n = 3)。(F)CAS-1細胞における選択されたAHR標的遺伝子のmRNA発現を示す。左図:IL4I1 (siIL4I1)のRNA干渉を、siCtrlで処理した細胞(破線)との比較で示す(72時間培養、n = 3)。右図:CRISPR/Cas9 (sgIL4I1)を用いるIL4I1の減少を、非標的対照sgRNAで処理された細胞(破線)との比較で示す(72時間培養、n = 4)。nは独立した実験の数を表す。データは平均±平均値の標準誤差(S.E.M)として表され、対応のある両側スチューデントt検定で分析された(C~F)。*はP <0.05、**はP <0.01、***はP<0.001である。
図3は、IL4I1がAHRによる腫瘍促進効果を増進することを示す。(A、B)創傷治癒検定における示された時点の、Ctrl並びにIL4I1発現U-87MG(A)及びU-251MG(B)細胞が占める領域の代表画像(左)及び百分率の定量(右)を示す(U-87MGの6h、9h、12h及びU-251MGの48h、96hについてはn = 3、U-87MGの12hについてはn = 4)。(C)創傷治癒検定における示された時点の、1μMのSR1によるAHR阻害がない場合とある場合のCtrl及び異所性IL4I1発現U-87MG細胞が占める領域の代表画像(左)及び百分率の定量(右)を示す(n = 3)。(D)IL4I1、IDO1、及びTDO2の高発現群と低発現群に分けた場合の、TCGA GBM(The Cancer Genome Atlas -多形性膠芽腫)患者の全生存率の結果のカプラン・マイヤー曲線を示す。p値は、酵素の高発現群を低発現群と比較した場合の年齢調整されたCox比例ハザードの確率を表す。(E)Dに記載の、ただしTCGA LGG(The Cancer Genome Atlas-低悪性度神経膠腫)の、患者コホートの全生存の確率である。データは平均±S.E.Mとして表され、対応のない両側スチューデントt検定で分析された(A、B、C)。*はP <0.05、**はP <0.01、****はP<0.0001である。
図4は、インドール-3-ピルビン酸塩がIL4I1により駆動されるAHR活性及び運動性を媒介する重要な代謝物質であることを示す。(A)Ctrl及びIL4I1発現U-87MG細胞の上清中のPhe、Tyr、及びTrpの濃度(120時間培養、n = 3)を示す。(B~C)創傷治癒検定における示された時点の、25 μMのI3P及び1μMのSR1で処理されたU-87MG細胞が占める領域の代表画像(B)及び百分率の定量(C)を示す(n = 5)。n値は独立した実験の数を表す。データは平均±平均値の標準誤差(S.E.M)として表され、対応のない両側スチューデントt検定で分析された(C)。*はP <0.05、**はP <0.01、***はP<0.001である。
図5は、インドール-3-ピルビン酸塩がキヌレン酸及びインドール誘導体を発生させることを示す。IL4I1活性はインドール代謝物質及びKynAを生成する。Ctrl及びIL4I1発現U-87MG細胞(120 h)の上清中にKyn、KynA、I3P、IAA、I3A及びILAが相対的に豊富であることを示す(Kyn、KynA、I3P、及びIAAについてはn = 6;I3A及びILAについてはn = 5)。n値は独立した実験の数を表す。データは平均±S.E.Mとして表され、一標本t検定で分析された。*はP <0.05、**はP <0.01、***はP<0.001、****はP < 0.0001である。n.s.は有意でないことを示し、n.d.は検出されなかったことを示す。
図6は、IL4I1活性が芳香族アミノ酸由来の代謝物質を生成することを示す。(A) Ctrl及びIL4I1発現U-87MG細胞(120 h)の上清中にPP、PAA、HPP、HBA、及びHPAAが相対的に豊富であることを示す(PP及びHPPについてはn = 6;PAA及びHPAAについてはn = 5、HBAについてはn = 4)。(B) Ctrl及びIL4I1発現U-251MG細胞(120 h)の上清中にPP、PAA、HPP、HBA、及びHPAAが相対的に豊富であることを示す(PP、HPP、及びHBAについてはn = 6;PAA及びHPAAについてはn = 5)。(C) Ctrl及びIL4I1発現U-251MG細胞(120 h)の上清中にKyn、KynA、I3P、IAA、I3A及びILAが相対的に豊富であることを示す(Kyn、KynA、I3P、IAA、I3Aについてはn = 6;ILAについてはn = 5)。(D) Ctrl並びにIL4I1発現U87-MG及びU-251MG細胞(120 h)の濃縮上清中に4-ヒドロキシフェニル乳酸、インドール-3-カルボン酸、酸化したインドール-3-酢酸、フェニル乳酸、及びインドール-3-カルビノールが相対的に豊富であることを示す(n = 6)。n値は独立した実験の数を表す。データは平均±S.E.Mとして表され、対応のある両側スチューデントt検定で分析された。*はP <0.05、**はP <0.01、***はP<0.001、****はP < 0.0001である。n.s.は有意でないことを示し、n.d.は検出されなかったことを示す。
図7は、がん及び転移ではIL4I1発現が増加することを示す。(A)30の非罹患組織を含む遺伝子型-組織発現(GTEx)データセットにおけるIDO1、IDO2、TDO2、及びIL4I1発現のlog2 TPM中央値のヒートマップである。空のセルは発現が検出されなかったことを示す。点の大きさは発現レベルに対応し、小さな点は低発現、大きな点は高発現レベルを示す。(B)32のTCGA腫瘍における、Aと同じ酵素のlog2 TPMの中央値のヒートマップを示す。(C)TCGAコホートの原発性黒色腫と転移性黒色腫を比較した、百万あたりのカウント値のlog2(log2 CPM)としてのIL4I1発現を示す(対応のないウィルコクソン順位検定;**** = P <0.0001)。(D)TCGAコホートの原発性黒色腫患者に対する転移性黒色腫患者におけるAHR活性化を示すバーコード図である。(E)10 mMのPheの存在下の、4人の個々の患者から切除された転移性黒色腫におけるIL4I1活性を示す。データは平均値±SDである(n = 3、患者ごとに技術的反復)。(F)IL4I1を含むAAMにおける強化された遺伝子概念体系の発生率を示すクモの巣グラフである。
図8は、IL4I1が代謝免疫チェックポイントであることを示す。(A)高IL4I1発現TCGA腫瘍及び低IL4I1発現TCGA腫瘍に浸潤する差次的に制御された免疫細胞の有意な発生率を棒グラフで示す。(B)IL4I1の発現の中央値によって分けられた、IL4I1高発現及び低発現のTCGA腫瘍における免疫細胞浸潤の有意なlog2倍率変化を示すヒートマップの図である。(C)ニボルマブ(抗PD-1 mAb)治療(GSE91061)を受ける前後の進行黒色腫患者におけるIDO1、IL4I1及びTDO2発現の倍率変化を示す。(D)進行黒色腫患者におけるニボルマブ治療後のAHR活性化のバーコード図を示す。(E)イピリムマブ未投与患者(上)又はニボルマブ治療の前にイピリムマブを投与された患者(下)の進行黒色腫におけるIL4I1発現レベルをlog2 CPMで示す(ニボルマブ治療前(明灰色)及びニボルマブ投与後(暗灰色))。対応のあるウィルコクソン順位和検定を用いてp値を推定した。(F)イピリムマブ未投与患者のニボルマブ治療前(明灰色)及び後(暗灰色)の進行黒色腫におけるzスコアとして報告された、IL4I1、IDO1、及びチェックポイント(CP)の発現であり、治療反応に応じて、進行性疾患(左)、部分又は完全応答(PR/CR、中央)、及び安定疾患(右)に分けた。特に述べない限り、n値は独立した実験を表す。データは平均±S.E.Mとして表され、ダネットの多重比較検定で一元配置分散分析(ANOVA)により分析された。***はP <0.001、****はP<0.0001である。n.s.は有意でないことを示す。
図9は、IL4I1の高発現が様々なTCGA腫瘍の低い生存率の結果と関連していることを示す。IL4I1の高発現群と低発現群に分けた場合の6つのTCGA腫瘍の患者試料の全生存率の結果のカプラン・マイヤー曲線を示す。TCGA腫瘍は、左から右、上から下に、腎臓の腎明細胞がん(KIRC)、腎臓の腎乳頭細胞がん(KIRP)、肝臓の肝細胞がん(LIHC)、肺扁平上皮がん(LUSC)、膵臓腺がん(PAAD)、及びブドウ膜黒色腫(UVM)である。p値は、酵素の高発現群と低発現群を比較した場合の年齢調整Cox比例ハザードの確率を表す。
図10は、ニボルマブ治療(抗PD1)後の差次的に制御された特徴的遺伝子の組を示す(Riaz et. al. (PMID: 29033130))。モノクローナル抗PD1抗体ニボルマブを受け入れた後の進行黒色腫患者において、治療を受ける前と比較して有意に差次的に増加あるいは減少したがん遺伝子の組の特徴を示す分岐棒グラフを示す。遺伝子の組は降順で並べられている。橙色の棒グラフは増加した特徴遺伝子の組、緑色の棒グラフは減少した遺伝子の組を表す。遺伝子の長さは、FDR補正p値の-log10に相当するエンリッチメントスコアに対応する。
図11は、IL4I1の転写開始部位を示し、クロマチンアクセス可能性を持つ転写因子の結合モチーフを示す。ヒトIL4I1プロモーター部位の転写開始部位の制御配列の概略図を示す(chr19:49,894,887-49,898,887; ENCODE 3 Nov 2018)。層状のH3K4Me1及び層状のH3K27Acトラックは、ヒストンタンパク質の修飾が制御活性部位を示唆する場所を示す。層状のH3K4Me3トラックはIL4I1プロモーターに関連するヒストンマークを示す。DNase I過敏性トラックは、アクセス可能なクロマチン部位を示す。転写因子ChIPトラックは、転写因子に特異的な抗体を用いるクロマチン免疫沈降及びその後の沈殿したDNAの配列決定(ChIP-seq)により検定した場合の、IL4I1転写を制御する転写因子のDNA結合領域を示す。IL4I1転写を制御する主な転写因子は、POLR2A、TBP、ARNT、IRF4、STAT1、STAT3、及びTCF7である。UCSCがんゲノミクスブラウザ(PMID: 25392408)を用いて分析を行った。
図12は、IL4I1の発現が、32のTCGA腫瘍全体で細胞運動性及び免疫応答の特徴遺伝子の組と強く関連することを示す。32のTCGA腫瘍にわたる50の特徴的がん遺伝子の組について、IL4I1発現と生物学的過程の活性(BPA)のスコアとの間のピアソン相関係数を示すバブル図を作成した。相関の強さは色の濃さで定義される。円が大きいほど、有意性が高い(p値が小さい)。空の領域は有意な相関関係がないことを表す。黒い境界線のある遺伝子の組は細胞運動に関与する遺伝子の組を強調し、赤い境界線のある遺伝子の組は免疫機能を表す遺伝子の組を強調している。
図13は、IL4I1発現が乳がんの免疫抑制マーカーと強く相関することを示す(Azizi 2018 (PMID: 29961579))。バブル図は、IL4I1発現とAziziら(2018) (PMID: 29961579)により報告されている乳がんT細胞の単一細胞RNA-seqデータセットから特定された免疫抑制マーカーの発現とのピアソン相関係数を示す。相関の強さは色の濃さで定義される。円が大きいほど、有意性が高い(p値が小さい)。空の領域は有意な相関関係がないことを表す。
図14は、IL4I1発現が肺組織の疲弊マーカーと強く相関することを示す(Sazbo 2019 (PMID: 31624246))。バブル図は、IL4I1発現とSazboら(2019) (PMID: 31624246)により報告されている肺組織T細胞の単一細胞RNA-seqデータセットから特定されたT細胞疲弊マーカーの発現とのピアソン相関係数を示す。相関の強さは色の濃さで定義される。円が大きいほど、有意性が高い(p値が小さい)。空の領域は有意な相関関係がないことを表す。
図15は、IL4I1発現が乳がんのTregマーカーと強く相関することを示す(Plitas 2016 (PMID: 27851913))。バブル図は、IL4I1発現とPlitasら(2016) (PMID: 27851913)により報告されている乳がんT細胞の単一細胞RNA-seqデータセットから特定されたTregマーカーの発現とのピアソン相関係数を示す。相関の強さは色の濃さで定義される。円が大きいほど、有意性が高い(p値が小さい)。空の領域は有意な相関関係がないことを表す。
図16は、IL4I1発現が肺組織のTregマーカーと強く相関することを示す(Sazbo 2019 (PMID: 31624246))。バブル図は、IL4I1発現とSazboら(2019) (PMID: 31624246)により報告されている肺組織T細胞の単一細胞RNA-seqデータセットから特定されたTregマーカーの発現とのピアソン相関係数を示す。相関の強さは色の濃さで定義される。円が大きいほど、有意性が高い(p値が小さい)。空の領域は有意な相関関係がないことを表す。
図17は、IL4I1発現が乳がんのTregマーカーと強く相関することを示す(Azizi 2018 (PMID: 29961579))。バブルプロットは、IL4I1発現とAziziら(2018) (PMID: 29961579)により報告されている乳がんT細胞の単一細胞RNA-seqデータセットから特定されたTregマーカーの発現とのピアソン相関係数を示す。相関の強さは色の濃さで定義される。円が大きいほど、有意性が高い(p値が小さい)。空の領域は有意な相関関係がないことを表す。
図18は、IL4I1発現が大腸がんの血液由来のTregマーカーと強く相関することを示す(Zhang 2019 (PMID: 31341169))。バブル図は、IL4I1発現とZhangら(2019) (PMID: 31341169)により報告されている大腸がん患者の血液から選別したT細胞の単一細胞RNA-seqデータセットから特定されたTregマーカーの発現とのピアソン相関係数を示す。相関の強さは色の濃さで定義される。円が大きいほど、有意性が高い(p値が小さい)。空の領域は有意な相関関係がないことを表す。
図19は、腫瘍を浸潤する大腸がんTregマーカー(Zhang 2019 (PMID: 31341169))を示す。バブル図は、IL4I1発現とZhangら(2019) (PMID: 31341169)により報告されている大腸がん患者の大腸がん組織を浸潤するT細胞の単一細胞RNA-seqデータセットから特定されたTregマーカーの発現とのピアソン相関係数を示す。相関の強さは色の濃さで定義される。円が大きいほど、有意性が高い(p値が小さい)。空の領域は有意な相関関係がないことを表す。
図20は、腫瘍を浸潤する大腸がんTregにおける、同じ患者の血液を循環するTregにおいてよりも高いIL4I1発現を示す(Zhang 2019 (PMID: 31341169))。箱ひげ図は、大腸がん患者の腫瘍組織を浸潤するTregにおける、同じ患者の血液を循環するTregに比べて高いIL4I1発現を示す。IL4I1発現を百万あたりのカウント値のlog2 (log2(cpm+1))に正規化する。
図21は、IL4I1が免疫治療非反応マーカー(Sade Feldman (PMID: 30388456))と強く関連することを示す。バブル図は、IL4I1発現とSade-Feldmanら(2018) (PMID: 30388456)により報告されている、抗PD1、抗CTLA-4、又は併用治療(抗PD1及び抗CTLA-4)を受け入れた進行黒色腫患者の単一細胞RNA-seqデータセットから特定された免疫治療非反応マーカーとのピアソン相関係数を示す。相関の強さは色の濃さで定義される。円が大きいほど、有意性が高い(p値が小さい)。空の領域は有意な相関関係がないことを表す。
図22は、IL4I1発現が、32のTCGA腫瘍にわたり、免疫治療非反応Tregがより強化されている患者群ではより高いことを示す。Sade-Feldmanら(2018) (PMID: 30388456)により報告されている、抗PD1、抗CTLA-4、又は併用治療(抗PD1及び抗CTLA-4)を受け入れた進行黒色腫患者の単一細胞RNA-seqデータセットから特定された免疫治療非反応Treg (NR-Treg)細胞集団のエンリッチメントスコアに応じて群に分けられた32のTCGA腫瘍におけるIL4I1発現の箱ひげ図を示す。青色の箱ひげ図は、NR-Treg強化が低い患者群を表し、赤色の箱ひげ図は、NR-Treg強化が高い患者群を示す。IL4I1発現を百万あたりのカウント値のlog2 (log2(cpm+1))に正規化する。
[実施例]
材料及び方法
マイクロアレイ及びRNA-Seqデータ分析
材料及び方法
マイクロアレイ及びRNA-Seqデータ分析
アレイデータセット:この研究の様々な実験条件から生成されたマイクロアレイデータセットについては、Affymetrix WT PLUS試薬キットを用いて、入力量100 ngの全RNAから標識ss-cDNAを生成した。5.5 μgの断片化標識ss-cDNAを、Affymetrix Human Gene 2.0 ST Arrayに製造者の指示に従い45℃で17時間かけてハイブリダイズした。遺伝子発現マイクロアレイをAffymetrix GeneChip(登録商標)Scanner 3000でGeneChip(登録商標)Expression Wash, Stain and Scan Manual for Cartridge Arrays (P/N 702731)に従いスキャンした。Affymetrixのマイクロアレイチップ「ヒト遺伝子2.0 ST」にNetAffxを用いてアノテーションを行い、oligoパッケージを用いて分析した(Carvalho et al., 2007)。他のAffymetrixチップをaffy及びaffycoretoolsパッケージを用いて分析した(Gautier et al., 2004)。生のCELファイルをディスクからインポートするか、GEOquery (Davis and Meltzer, 2007)を用いてGEOからダウンロードした後、RMAの正規化及び要約を行った。
RNA-Seqデータセット:生のカウント値及びメタデータを、GEOqueryを用いてGEOからダウンロードした(Davis and Meltzer, 2007)。調和させたHT-Seqカウント値及びTCGAデータセットの百万マップリードあたりの転写物1キロベースあたりの断片数(FPKM)をTCGAbiolinks (Colaprico et al., 2016)を用いてGenomic Data Commons (GDC) (https://gdc.cancer.gov/)からダウンロードし、「原発性腫瘍」の識別子を持つ患者のみを保持した(ただし、原発性コホート及び転移性コホートのデータセットに分けられた黒色腫を除く)。FPKM値を百万あたりの転写物数(TPM)に変換した(Li and Dewey, 2011)。正常組織のTPMデータをGenotype-Tissue Expression (GTEx)データセット(https://gtexportal.org/home/)からダウンロードした。すべてのTPM値をlog2変換した。Riazら(2007)の進行黒色腫データセットの生のカウント値(Riaz et al., 2017)をhttps://github.com/riazn/bms038_analysisからダウンロードし、主成分分析に基づいて1つの異常値の患者のペアを削除した(Pt-84)。RNA-seqカウント値をDGEListsとして保存した(Robinson et al., 2010)。10カウント未満の遺伝子をフィルタリングした後、M値のトリム平均(TMM)正規化(Robinson and Oshlack, 2010)とvoomを用いる分散モデリング(Law et al., 2014)を行った。
大腸がんscRNA-seqデータセット
大腸がん(CRC)患者のscRNA-seq免疫細胞データセット(Zhang et al., 2019) (PMID: 31341169)をGEO (GSE108989)から生のカウント行列として検索した。以前に記載されているようにscanpyを用いた分析のためにデータセットを変換した。ミトコンドリアの遺伝子発現の百分率が10%を超える場合、アポトーシス細胞を除去した。8000を超える遺伝子を持つ細胞をダブレットと見なして除去し、合計10833個の細胞が残った。カウント行列を百万あたりのカウント値(CPM+1)に正規化し、自然対数で目盛った。
大腸がん(CRC)患者のscRNA-seq免疫細胞データセット(Zhang et al., 2019) (PMID: 31341169)をGEO (GSE108989)から生のカウント行列として検索した。以前に記載されているようにscanpyを用いた分析のためにデータセットを変換した。ミトコンドリアの遺伝子発現の百分率が10%を超える場合、アポトーシス細胞を除去した。8000を超える遺伝子を持つ細胞をダブレットと見なして除去し、合計10833個の細胞が残った。カウント行列を百万あたりのカウント値(CPM+1)に正規化し、自然対数で目盛った。
少なくとも0.5の分散及び8の平均発現値を有する場合、可変性の高い遺伝子を選択した。ミトコンドリア遺伝子の効果及び細胞あたりのカウント数を関数regress.outを用いて回帰し、細胞ストレス及び細胞の大きさによる発現特性間の潜在的な交絡効果を補正した。追加の重み付けを行った後、単位分散で目盛った。10を超える単位分散を有する遺伝子を除去した。
生存率分析
TCGAコホートの患者をモンテカルロに基づく最大値選択の順序統計を推定して高遺伝子発現群又は低遺伝子発現群に分類した(Hothorn and Zeileis, 2008)。群間の生存率の差を、年齢調整Cox比例ハザードモデルを適合させて推定した。カプラン・マイヤー曲線を用いて、適合したCox比例ハザードモデルを視覚化した。報告されたp値は、高い群:低い群の比較の比例ハザード比の値である。
TCGAコホートの患者をモンテカルロに基づく最大値選択の順序統計を推定して高遺伝子発現群又は低遺伝子発現群に分類した(Hothorn and Zeileis, 2008)。群間の生存率の差を、年齢調整Cox比例ハザードモデルを適合させて推定した。カプラン・マイヤー曲線を用いて、適合したCox比例ハザードモデルを視覚化した。報告されたp値は、高い群:低い群の比較の比例ハザード比の値である。
浸潤性免疫集団の定義及び免疫フェノグラムスコアの推定
28の異なる免疫集団を特徴づけるメタ遺伝子をCharoentongらの文献から検索した(Charoentong et al., 2017)。各腫瘍型について、試料ごとのGSVAスコアを作成した。limmaパッケージを用いて、IL4I1発現の中央値で分けられた(高及び低)腫瘍中の浸潤細胞間の差分法を行った(Ritchie et al., 2015)。少なくとも0.3のlog2倍率変化及び0.05の調整p値を示す集団のみを有意と見なした。免疫フェノグラムの4つの区画(抗原処理機構(MHC)、チェックポイント(CP)、エフェクター細胞(EC)、及びサプレッサー細胞(SC))のスコアを、Charoentongら文献(Charoentong et al., 2017)の著者が記載したパイプラインを用いて作成した。作成されたCP値は、負の重み付けzスコアであり、抑制分子の高発現及びエフェクター分子の低発現に対応する。ニボルマブ治療前後の反応群のCP値をより簡単に比較できるように、負の重み付けzスコアに-1を掛けた。この乗算工程の後、正のCP値は抑制分子の高発現及びエフェクター分子の低発現を示し、これを同じ群のIL4I1及びIDO1の発現レベルと簡単に比較することができる。CP分子及びそれらの免疫応答への影響を表S8で報告する。
28の異なる免疫集団を特徴づけるメタ遺伝子をCharoentongらの文献から検索した(Charoentong et al., 2017)。各腫瘍型について、試料ごとのGSVAスコアを作成した。limmaパッケージを用いて、IL4I1発現の中央値で分けられた(高及び低)腫瘍中の浸潤細胞間の差分法を行った(Ritchie et al., 2015)。少なくとも0.3のlog2倍率変化及び0.05の調整p値を示す集団のみを有意と見なした。免疫フェノグラムの4つの区画(抗原処理機構(MHC)、チェックポイント(CP)、エフェクター細胞(EC)、及びサプレッサー細胞(SC))のスコアを、Charoentongら文献(Charoentong et al., 2017)の著者が記載したパイプラインを用いて作成した。作成されたCP値は、負の重み付けzスコアであり、抑制分子の高発現及びエフェクター分子の低発現に対応する。ニボルマブ治療前後の反応群のCP値をより簡単に比較できるように、負の重み付けzスコアに-1を掛けた。この乗算工程の後、正のCP値は抑制分子の高発現及びエフェクター分子の低発現を示し、これを同じ群のIL4I1及びIDO1の発現レベルと簡単に比較することができる。CP分子及びそれらの免疫応答への影響を表S8で報告する。
AHR活性に関連する遺伝子の相関性ネットワーク
TCGAの腫瘍の正規化したDGEListsを重み付け遺伝子共発現ネットワーク解析(WGCNA) (Langfelder and Horvath, 2008)に用いた。単一ブロックの設定の符号ハイブリッドネットワークについてソフト閾値を推定した。二重平方重み付け相関を用いてWGCNAを実行し、各モジュールの第一主成分を表すEigen遺伝子が返された。AHR活性を応答、WGCNAモジュールをモデル予測子として用いて包括的試験(Goeman and Finos, 2012; Goeman et al., 2004)を実行して、AHR活性に関連するWGCNAモジュールの選択を行った。ピアソン相関を用いてAHR活性をWGCNAモジュールと相関させた。包括的試験とピアソン相関結果が重複し、両方の試験で0.05以下のp値を有するモジュールをAHR関連モジュール(AAM)として選択した。AHR活性と正及び負の両方の関連性を持つモジュールを検討した。
TCGAの腫瘍の正規化したDGEListsを重み付け遺伝子共発現ネットワーク解析(WGCNA) (Langfelder and Horvath, 2008)に用いた。単一ブロックの設定の符号ハイブリッドネットワークについてソフト閾値を推定した。二重平方重み付け相関を用いてWGCNAを実行し、各モジュールの第一主成分を表すEigen遺伝子が返された。AHR活性を応答、WGCNAモジュールをモデル予測子として用いて包括的試験(Goeman and Finos, 2012; Goeman et al., 2004)を実行して、AHR活性に関連するWGCNAモジュールの選択を行った。ピアソン相関を用いてAHR活性をWGCNAモジュールと相関させた。包括的試験とピアソン相関結果が重複し、両方の試験で0.05以下のp値を有するモジュールをAHR関連モジュール(AAM)として選択した。AHR活性と正及び負の両方の関連性を持つモジュールを検討した。
生物学的過程の活性スコア
がんの特徴遺伝子の組をMSigDbデータベース(v6) (Liberzon et al., 2011)からダウンロードし、更に、Treg細胞集団を特徴づける遺伝子の組を、乳がん由来(PMID: 29961579; PMID: 27851913)、肺組織由来(PMID: 31624246)、並びに大腸がん由来(PMID: 31341169)及び大腸がん患者の血液由来(PMID: 31341169)の浸潤性免疫細胞の単一細胞データから抽出した。これらの遺伝子の組を用いて、32のTCGA腫瘍の正規化バルクRNA-seqデータにおいて、それらの各生物学的過程に関する正規化されたエンリッチメントスコア(BPAスコア)を推定した(PMID: 31653878; PMID: 27322546)。ピアソンの相関係数を用いて、BPAスコアを32のTCGA腫瘍全体のIL4I1の発現レベルと相関させた。
がんの特徴遺伝子の組をMSigDbデータベース(v6) (Liberzon et al., 2011)からダウンロードし、更に、Treg細胞集団を特徴づける遺伝子の組を、乳がん由来(PMID: 29961579; PMID: 27851913)、肺組織由来(PMID: 31624246)、並びに大腸がん由来(PMID: 31341169)及び大腸がん患者の血液由来(PMID: 31341169)の浸潤性免疫細胞の単一細胞データから抽出した。これらの遺伝子の組を用いて、32のTCGA腫瘍の正規化バルクRNA-seqデータにおいて、それらの各生物学的過程に関する正規化されたエンリッチメントスコア(BPAスコア)を推定した(PMID: 31653878; PMID: 27322546)。ピアソンの相関係数を用いて、BPAスコアを32のTCGA腫瘍全体のIL4I1の発現レベルと相関させた。
相関性分析
ピアソン相関係数を用いて、32のTCGA腫瘍におけるIL4I1の発現と免疫抑制、T細胞疲弊、又はTregのマーカーとの相関を行った。乳がん由来(PMID: 29961579; PMID: 27851913)、肺組織由来(PMID: 31624246)、並びに大腸がん由来(PMID: 31341169)及び大腸がん患者の血液由来(PMID: 31341169)の浸潤性免疫細胞の単一細胞データからこれらのマーカーを特定した。
ピアソン相関係数を用いて、32のTCGA腫瘍におけるIL4I1の発現と免疫抑制、T細胞疲弊、又はTregのマーカーとの相関を行った。乳がん由来(PMID: 29961579; PMID: 27851913)、肺組織由来(PMID: 31624246)、並びに大腸がん由来(PMID: 31341169)及び大腸がん患者の血液由来(PMID: 31341169)の浸潤性免疫細胞の単一細胞データからこれらのマーカーを特定した。
TCGA腫瘍における免疫治療非反応Tregの濃縮の評価
32のTCGA腫瘍における免疫治療非反応Treg細胞集団(NR-Treg)の単一試料のスコアを、遺伝子の組の分散分析を行って作成した。この方法は、発現行列を遺伝子/試料行列から、遺伝子の組/試料行列に変換し、基礎である経路の活性を評価できるようにする。この方法は、ノンパラメトリックかつ教師なしで、試験された条件又は様々な表現型をモデル化するために設計又は対比行列を構築する必要性を回避する。この方法の長所の1つは、表現型ではなく試料空間の検索に焦点を当てて、条件間の絶対的な強化ではなく試料中の経路の相対的な強化を調べることにより、試料と試料の直接比較を可能にすることである。
32のTCGA腫瘍における免疫治療非反応Treg細胞集団(NR-Treg)の単一試料のスコアを、遺伝子の組の分散分析を行って作成した。この方法は、発現行列を遺伝子/試料行列から、遺伝子の組/試料行列に変換し、基礎である経路の活性を評価できるようにする。この方法は、ノンパラメトリックかつ教師なしで、試験された条件又は様々な表現型をモデル化するために設計又は対比行列を構築する必要性を回避する。この方法の長所の1つは、表現型ではなく試料空間の検索に焦点を当てて、条件間の絶対的な強化ではなく試料中の経路の相対的な強化を調べることにより、試料と試料の直接比較を可能にすることである。
GC含量又は遺伝子長の偏り等の遺伝子に特異的な偏りを克服するために、ガウスカーネルを用いて行われる累積密度関数のノンパラメトリックなカーネル推定により、発現値を同様の尺度にする。この推定発現レベル統計を順位付けして順序に並べ、遺伝子の組の遺伝子がランク分布のいずれかの裾に存在するかどうかの評価を可能にする遺伝子の分布を作成する。次に、酔歩統計に似たコルモゴロフ・スミルノフを用いて、正規化エンリッチメントスコアを推定する。この方法は、分布の裾にある遺伝子の組の遺伝子どうしの大きな偏差にペナルティを課す。したがって、遺伝子の組の遺伝子が増加も減少もしている場合、それらは互いに打ち消し合い、このことは、正又は負のスコアが遺伝子の組の遺伝子が増加あるいは減少しているかどうかを反映するということを強調する。得られるエンリッチメントスコアは、最大の正及び負の酔歩偏差間の大きさの差として計算される。遺伝子発現に変化がない帰無分布のシミュレーションに基づき、0.1より大きい正規化エンリッチメントスコアの閾値を用いて増加又は減少を示す。
細胞培養
U-87MGをATCCから入手した。CAS-1及びU-251MGをICLC及びECACCからそれぞれ入手した。CAS-1、HEK293T、LN-229、U-87MG、及びU-251MGを、10%のFBS (Gibco, 10270106)、2 mMのL-グルタミン(Gibco, 25030-024)、1 mMのピルビン酸ナトリウム(Gibco, 11360-039)、100 U/mLのペニシリン及び100 μg/mLのストレプトマイシン(Gibco, 15140-122)を添加したフェノールレッド非含有高グルコースDMEM培地(Gibco, 31053028)で培養した(以下、完全DMEMと呼ぶ)。細胞株を37℃、5% CO2で培養した。
U-87MGをATCCから入手した。CAS-1及びU-251MGをICLC及びECACCからそれぞれ入手した。CAS-1、HEK293T、LN-229、U-87MG、及びU-251MGを、10%のFBS (Gibco, 10270106)、2 mMのL-グルタミン(Gibco, 25030-024)、1 mMのピルビン酸ナトリウム(Gibco, 11360-039)、100 U/mLのペニシリン及び100 μg/mLのストレプトマイシン(Gibco, 15140-122)を添加したフェノールレッド非含有高グルコースDMEM培地(Gibco, 31053028)で培養した(以下、完全DMEMと呼ぶ)。細胞株を37℃、5% CO2で培養した。
遺伝子導入細胞株の生成
Gateway適合性の組換え部位に隣接するヒトIL4I1 cDNAクローンをMyBiosource (MBS1270935)から購入した。このcDNAクローンを、レンチウイルス適合性Gateway発現ベクターpLX301(D. Rootより寄贈、Addgeneプラスミド25895)に組み換えた(Yang et al., 2011)。レンチウイルスの作製は、FuGENE HD (Promega, E2311)を製造者の手順書に従い用いてHEK293TにpMD2.G(D. Tronoより寄贈、Addgeneプラスミド12259)、psPAX2(D. Tronoより寄贈、Addgeneプラスミド12260)、及びレンチウイルスプラスミドを遺伝子導入して達成された。ウイルス上清を48時間後及び72時間後に回収し、プールして、0.45 μmの細孔フィルターで濾過した。安定IL4I1発現(pLX301-IL4I1)及び対照(pLX301)細胞株を、8 μg/ mLポリブレン(Merck Millipore、TR-1003-G)の存在下、U-87MG及びU-251MG細胞を各ウイルス上清に24時間感染させ、続いて1μg/mLピューロマイシン(AppliChem, A2856)を含む培地で選択して作製した。IL4I1の安定発現を、qRT-PCR、免疫ブロット、及びIL4I1酵素活性により確認した。
Gateway適合性の組換え部位に隣接するヒトIL4I1 cDNAクローンをMyBiosource (MBS1270935)から購入した。このcDNAクローンを、レンチウイルス適合性Gateway発現ベクターpLX301(D. Rootより寄贈、Addgeneプラスミド25895)に組み換えた(Yang et al., 2011)。レンチウイルスの作製は、FuGENE HD (Promega, E2311)を製造者の手順書に従い用いてHEK293TにpMD2.G(D. Tronoより寄贈、Addgeneプラスミド12259)、psPAX2(D. Tronoより寄贈、Addgeneプラスミド12260)、及びレンチウイルスプラスミドを遺伝子導入して達成された。ウイルス上清を48時間後及び72時間後に回収し、プールして、0.45 μmの細孔フィルターで濾過した。安定IL4I1発現(pLX301-IL4I1)及び対照(pLX301)細胞株を、8 μg/ mLポリブレン(Merck Millipore、TR-1003-G)の存在下、U-87MG及びU-251MG細胞を各ウイルス上清に24時間感染させ、続いて1μg/mLピューロマイシン(AppliChem, A2856)を含む培地で選択して作製した。IL4I1の安定発現を、qRT-PCR、免疫ブロット、及びIL4I1酵素活性により確認した。
AHRを標的とするshERWOOD UltramiRレンチウイルスshRNA (transOMIC Technologies, TLHSU1400-196-GVO-TRI)を用いて、U-87MG細胞におけるAHRの安定な発現抑制を達成した。神経膠腫細胞をshAHR又はshControl (shC)配列のいずれかを含むウイルス上清に感染させて、安定細胞株を作製した。
shERWOOD UltramiR shRNA配列は以下のとおりである:
shAHR (ULTRA-3234821): 5’-TGCTGTTGACAGTGAGCGCAGGAAGAATTGTTT TAGGATATAGTGAAGCCACAGATGTATATCCTAAAACAATTCTTCCTTTGCCTACTGCCTCGGA-3’ (配列番号1);
shC (ULTRA-NT#4): 5’- TGCTGTTGACAGTGA GCG AAGGCAGAAGTATGCAAAGCATTAGTGAAGCCACAGATGTAATGCTTTGCATACTTCTGCCTGTGCCTACTGCCTCGG A-3 (配列番号2)’。
ON-TARGETplus Human SMARTpool siRNA試薬(Dharmacon, L-008109-00-0005)を用いて、siRNAによるIL4I1の遺伝子発現抑制を行った。Lipofectamine RNAiMAX (Thermo Fisher Scientific, 13778100)を用いて、製造者の手順書に従いsiRNA遺伝子導入を行った。ON-TARGETplus Non-targeting Pool siRNA (Dharmacon, D-001810-10-05)を対照として用いた。
shERWOOD UltramiR shRNA配列は以下のとおりである:
shAHR (ULTRA-3234821): 5’-TGCTGTTGACAGTGAGCGCAGGAAGAATTGTTT TAGGATATAGTGAAGCCACAGATGTATATCCTAAAACAATTCTTCCTTTGCCTACTGCCTCGGA-3’ (配列番号1);
shC (ULTRA-NT#4): 5’- TGCTGTTGACAGTGA GCG AAGGCAGAAGTATGCAAAGCATTAGTGAAGCCACAGATGTAATGCTTTGCATACTTCTGCCTGTGCCTACTGCCTCGG A-3 (配列番号2)’。
ON-TARGETplus Human SMARTpool siRNA試薬(Dharmacon, L-008109-00-0005)を用いて、siRNAによるIL4I1の遺伝子発現抑制を行った。Lipofectamine RNAiMAX (Thermo Fisher Scientific, 13778100)を用いて、製造者の手順書に従いsiRNA遺伝子導入を行った。ON-TARGETplus Non-targeting Pool siRNA (Dharmacon, D-001810-10-05)を対照として用いた。
Ctrl並びにIL4I1発現U-87MG及びU-251MG細胞を含む遺伝子及びタンパク質の発現実験については、4×105個/ウェルの細胞を2 mL、6ウェルプレートに播種し、72時間又は120時間恒温放置した。メタボロミクス実験では、6ウェルプレートに入れた2 mLの完全DMEMに、4×105個/ウェルの密度の細胞を播種し、24時間恒温放置した。より多くの細胞及び上清が必要な場合は、10 cmの皿につき2.6×106個の細胞を、13.3 mLの完全DMEMに播種し、24時間恒温放置した。その後、細胞をリン酸緩衝生理食塩水(PBS)で1回洗浄し、2 mL又は13.3 mLの新鮮なFBS非含有DMEMを(使用したウェルの大きさ及び細胞密度に応じて)添加し、細胞を120時間恒温放置した。上清を液体窒素で急速凍結し、代謝物質測定まで-80℃で保存した。
6ウェルプレートに4×105個/ウェルの細胞を播種した後、24時間恒温放置して、U-87MG細胞でsiRNAを用いてAHRを標的とする実験を達成した。細胞にsiCtrl又はsiAHRのいずれかを遺伝子導入し、48時間後に処理剤を含む新鮮な培地を添加した。CAS-1細胞でAHR及びIL4I1を発現抑制した実験については、4×105個/ウェルの細胞を6ウェルプレートに播種し、24時間恒温放置した。細胞にそれぞれのsiCtrl又は標的化用siRNAを遺伝子導入した。遺伝子導入の24時間後に完全DMEMを1.5mLのFBS非含有DMEMに交換し、細胞を72時間恒温放置した。
IL4I1を標的とするtransEDIT CRISPR一体型レンチウイルス発現ベクター(transOMIC Technologies, CAHS1001-259307-GVO-TRI)を用いて、安定にIL4I1を発現抑制されたCAS-1細胞を作製した。8 μg/ mLポリブレン(Merck Millipore, TR-1003-G)の存在下で、細胞をsgControl (sgCtrl)又はsgIL4I1のいずれかを含むウイルス上清に24時間曝露した。BD FACSAria Fusion (BD Biosciences)を用いてZsGreen陽性細胞を選別して、形質導入細胞を選択した。PAMを含まないtransEDIT CRISPR一体型sgRNA配列(5’-3’)は以下のとおりである:
sgCtrl (TELG1017): GGAGCGCACCATCTTCTTCA (配列番号27)
sgIL4I1-2 (TEVH-1143054): GGGCCGCATCTTCACCTACC (配列番号28)
sgCtrl (TELG1017): GGAGCGCACCATCTTCTTCA (配列番号27)
sgIL4I1-2 (TEVH-1143054): GGGCCGCATCTTCACCTACC (配列番号28)
遊走検定
細胞を24ウェルプレートに配置された2ウェル細胞培養インサート(Ibidi, 80209)に播種した。U-87MG細胞、並びにCtrl及びIL4I1発現U-87MG細胞については、細胞培養インサートのウェルあたり100μLの培地中に3×104個の細胞を播種した。Ctrl及びIL4I1発現U-251MG細胞については、細胞培養インサートのウェルあたり100μLの培地中に4×104個を播種した。細胞を16時間恒温放置し、インサートを除去し、1 mLの完全DMEM培地をプレートの各ウェルに加えた。隙間(500 μm ± 100 μm)が細胞に占められるまで、示された時点に写真を撮影して、細胞の遊走を監視した。U-87MG細胞をI3P又はSR1で処理した場合、2ウェルの細胞培養インサートに細胞を播種するときに処理剤を加えた。更に、16時間の恒温放置時間及びインサート除去の後、処理剤を含む1 mLの完全DMEM培地を細胞に加え、検定を通して維持した。独立した実験ごとに、各ウェルにつき3枚の写真を撮影し、各条件を少なくとも3つのウェルで実行した。4倍の対物レンズを備えたECLIPSE Ti-E/B倒立顕微鏡(Nikon)で、NIS Elementsソフトウェアバージョン4.13.04を用いて写真を撮影した。写真をTScratchソフトウェアバージョン1.0 (Geback et al., 2009)で分析した。0時間の時点での面積に対して正規化された各時点の占められた面積の百分率を計算して、細胞遊走を評価した。
細胞を24ウェルプレートに配置された2ウェル細胞培養インサート(Ibidi, 80209)に播種した。U-87MG細胞、並びにCtrl及びIL4I1発現U-87MG細胞については、細胞培養インサートのウェルあたり100μLの培地中に3×104個の細胞を播種した。Ctrl及びIL4I1発現U-251MG細胞については、細胞培養インサートのウェルあたり100μLの培地中に4×104個を播種した。細胞を16時間恒温放置し、インサートを除去し、1 mLの完全DMEM培地をプレートの各ウェルに加えた。隙間(500 μm ± 100 μm)が細胞に占められるまで、示された時点に写真を撮影して、細胞の遊走を監視した。U-87MG細胞をI3P又はSR1で処理した場合、2ウェルの細胞培養インサートに細胞を播種するときに処理剤を加えた。更に、16時間の恒温放置時間及びインサート除去の後、処理剤を含む1 mLの完全DMEM培地を細胞に加え、検定を通して維持した。独立した実験ごとに、各ウェルにつき3枚の写真を撮影し、各条件を少なくとも3つのウェルで実行した。4倍の対物レンズを備えたECLIPSE Ti-E/B倒立顕微鏡(Nikon)で、NIS Elementsソフトウェアバージョン4.13.04を用いて写真を撮影した。写真をTScratchソフトウェアバージョン1.0 (Geback et al., 2009)で分析した。0時間の時点での面積に対して正規化された各時点の占められた面積の百分率を計算して、細胞遊走を評価した。
RNA単離及びリアルタイムPCR
RNeasy Mini Kit (Qiagen, 80204)を用いて培養細胞から全RNAを回収した後、High Capacity cDNA逆転写酵素キット(Applied Biosystems, 4368813)を用いてcDNA合成を行った。SYBR Select Master mix (Thermo Scientific, 4309155)を用いて、StepOne PlusリアルタイムPCRシステム(Applied Biosystems)でcDNA試料の定量的リアルタイムPCR(qRT-PCR)を行った。StepOne Software v2.3を用いてデータを処理し分析した。基準遺伝子としてのRNA18Sに対する標的遺伝子の相対的定量を2-ΔΔCt法で行った。ヒトプライマー配列を表3に示す。
RNeasy Mini Kit (Qiagen, 80204)を用いて培養細胞から全RNAを回収した後、High Capacity cDNA逆転写酵素キット(Applied Biosystems, 4368813)を用いてcDNA合成を行った。SYBR Select Master mix (Thermo Scientific, 4309155)を用いて、StepOne PlusリアルタイムPCRシステム(Applied Biosystems)でcDNA試料の定量的リアルタイムPCR(qRT-PCR)を行った。StepOne Software v2.3を用いてデータを処理し分析した。基準遺伝子としてのRNA18Sに対する標的遺伝子の相対的定量を2-ΔΔCt法で行った。ヒトプライマー配列を表3に示す。
タンパク質単離及びウェスタンブロット
すべての実験で、氷冷トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン(281 mM; Merck, 1083870500)、トリスHCl (212 mM; Carl Roth, 9090.4)、及びEDTA (1 mM, pH 8; Gibco, 15575-038)中、4%ドデシル硫酸ナトリウム(SDS; VWR, 442444H)及びグリセリン(40%、Sigma Aldrich)を含みcOmplete(商標)プロテアーゼ阻害剤カクテル(Roche, 11697498001)を添加した全細胞溶解物を調製した。AHR移行検定では、LN-229神経膠芽腫細胞の核画分及び細胞質画分のタンパク質含有量を免疫ブロットで比較した。LN-229細胞をCtrl及びIL4I1発現U-251MG細胞(120h)の上清で4時間処理した。溶解物を液体窒素で急速凍結し、3回解凍し、各凍結融解サイクル後に超音波処理を10サイクル行った。2つの異なる細胞画分からタンパク質を分離するために、NE-PER(商標)Nuclear and Cytoplasmic Extraction Reagent (Thermo Fisher Scientific, 78835)を使用した。製造者の指示に従い、抽出を実行した。核特異的なラミンAは適切な分画に関する対照として機能し、これをポリクローナルウサギ抗ラミンA抗体(BioLegend, 613501; 1:500)を用いて検出した。一次マウスモノクローナル抗AHR抗体クローンRPT1(Abcam, ab2770)を用いてAHRを検出した。一次抗体と共に恒温放置した後、膜を10分間3回洗浄し、1:5000希釈の西洋ワサビペルオキシダーゼ標識抗ウサギ(IL4I1の場合、ラミンA; BioRad, 170-6515)又は抗マウス抗体(β-アクチンの場合、AHR; BioRad, 170-6516)と共にそれぞれ室温で1時間、恒温放置した。抗体を、2%粉乳(Carl Roth, T145.2)を含む洗浄緩衝液(50 mM Tris-HCL, 50 mM Tris-Base, 150 mM NaCl, pH 6.8)の溶液に調製した。FluorChem FC3システム(BioLabTec)でECL Select Western Blotting Detection Reagent (Amersham, RPN2235)を用いて免疫ブロットを検出した。
すべての実験で、氷冷トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン(281 mM; Merck, 1083870500)、トリスHCl (212 mM; Carl Roth, 9090.4)、及びEDTA (1 mM, pH 8; Gibco, 15575-038)中、4%ドデシル硫酸ナトリウム(SDS; VWR, 442444H)及びグリセリン(40%、Sigma Aldrich)を含みcOmplete(商標)プロテアーゼ阻害剤カクテル(Roche, 11697498001)を添加した全細胞溶解物を調製した。AHR移行検定では、LN-229神経膠芽腫細胞の核画分及び細胞質画分のタンパク質含有量を免疫ブロットで比較した。LN-229細胞をCtrl及びIL4I1発現U-251MG細胞(120h)の上清で4時間処理した。溶解物を液体窒素で急速凍結し、3回解凍し、各凍結融解サイクル後に超音波処理を10サイクル行った。2つの異なる細胞画分からタンパク質を分離するために、NE-PER(商標)Nuclear and Cytoplasmic Extraction Reagent (Thermo Fisher Scientific, 78835)を使用した。製造者の指示に従い、抽出を実行した。核特異的なラミンAは適切な分画に関する対照として機能し、これをポリクローナルウサギ抗ラミンA抗体(BioLegend, 613501; 1:500)を用いて検出した。一次マウスモノクローナル抗AHR抗体クローンRPT1(Abcam, ab2770)を用いてAHRを検出した。一次抗体と共に恒温放置した後、膜を10分間3回洗浄し、1:5000希釈の西洋ワサビペルオキシダーゼ標識抗ウサギ(IL4I1の場合、ラミンA; BioRad, 170-6515)又は抗マウス抗体(β-アクチンの場合、AHR; BioRad, 170-6516)と共にそれぞれ室温で1時間、恒温放置した。抗体を、2%粉乳(Carl Roth, T145.2)を含む洗浄緩衝液(50 mM Tris-HCL, 50 mM Tris-Base, 150 mM NaCl, pH 6.8)の溶液に調製した。FluorChem FC3システム(BioLabTec)でECL Select Western Blotting Detection Reagent (Amersham, RPN2235)を用いて免疫ブロットを検出した。
メタボロミクス分析
対照並びにIL4I1発現及び非発現U-87MG及びU-251MG細胞によるフェニルアラニン、チロシン、及びトリプトファンの消費を、120時間の恒温放置後の細胞培養上清中のアミノ酸の定量により評価した。フェニルアラニン及びチロシンの検出のために、アミノ酸を蛍光色素AccQ-Tag(商標)(Waters)で製造者の手順書に従い標識した。誘導体化産物を、Acquity蛍光検出器(FLR) (Waters)に接続されたAcquity HクラスUPLCシステム(Waters)を用いてAcquity BEH C18カラム(Waters)で42℃で分離した。Yangら(2015) (Yang et al., 2015)により記載されているように、試料をUPLCで分析した。Trp消費の分析のため、上清を等量の12%過塩素酸と混合し、氷上で10分間恒温放置した。分析の前に、試料を4℃、16,400 gで10分間遠心してタンパク質を沈殿させ、残った細胞片を除去した。次に代謝物質を、Acquity HクラスUPLCシステム(Waters)に接続されたAcquity HSS T3カラム(100 mm ×2.1 mm、1.7 μm、Waters)で逆相クロマトグラフィーにより分離した。カラムを37℃に加熱し、カラム容量の5倍の100%溶媒A(20 mM酢酸ナトリウム、3 mM酢酸亜鉛、pH 6)を用いて0.55 mL/分の流速で平衡化した。溶媒A中の溶媒B(アセトニトリル)の濃度を以下のように増加させて、Trpの明確な分離を達成した:4分0%B、10分5%B、13分15%B、15分25%B、0%Bに戻って3分。Trpを蛍光で検出した(Acquity FLR検出器、Waters、励起:254 nm、発光:401 nm)。定量には標準を使用した(Sigma)。Empower3ソフトウェア一式(Waters)を用いてデータの取得及び処理を行った。
対照並びにIL4I1発現及び非発現U-87MG及びU-251MG細胞によるフェニルアラニン、チロシン、及びトリプトファンの消費を、120時間の恒温放置後の細胞培養上清中のアミノ酸の定量により評価した。フェニルアラニン及びチロシンの検出のために、アミノ酸を蛍光色素AccQ-Tag(商標)(Waters)で製造者の手順書に従い標識した。誘導体化産物を、Acquity蛍光検出器(FLR) (Waters)に接続されたAcquity HクラスUPLCシステム(Waters)を用いてAcquity BEH C18カラム(Waters)で42℃で分離した。Yangら(2015) (Yang et al., 2015)により記載されているように、試料をUPLCで分析した。Trp消費の分析のため、上清を等量の12%過塩素酸と混合し、氷上で10分間恒温放置した。分析の前に、試料を4℃、16,400 gで10分間遠心してタンパク質を沈殿させ、残った細胞片を除去した。次に代謝物質を、Acquity HクラスUPLCシステム(Waters)に接続されたAcquity HSS T3カラム(100 mm ×2.1 mm、1.7 μm、Waters)で逆相クロマトグラフィーにより分離した。カラムを37℃に加熱し、カラム容量の5倍の100%溶媒A(20 mM酢酸ナトリウム、3 mM酢酸亜鉛、pH 6)を用いて0.55 mL/分の流速で平衡化した。溶媒A中の溶媒B(アセトニトリル)の濃度を以下のように増加させて、Trpの明確な分離を達成した:4分0%B、10分5%B、13分15%B、15分25%B、0%Bに戻って3分。Trpを蛍光で検出した(Acquity FLR検出器、Waters、励起:254 nm、発光:401 nm)。定量には標準を使用した(Sigma)。Empower3ソフトウェア一式(Waters)を用いてデータの取得及び処理を行った。
更に、本発明者らは、120時間培養されたCtrl並びにIL4I1発現U-87MG及びU-251MG細胞の上清中の差次的に豊富な代謝物質を特定するため、非標的メタボロミクス手法を実施した。この目的のために、50 μLの細胞培養上清をボルテックスして200 μLの氷冷アセトニトリルと混合した後、-20℃で1時間恒温放置した。試料を4℃で15分間遠心し、TruView UPLC-MSバイアル(Waters)に移した。等量のすべての試料を混合してプール試料を調製した。Vion IMS QTof MS (Waters)に接続されたIクラスUPLCシステムを用しいて試料を測定した。Cogent Diamond Hydride 2.0カラム(150 ×2.1 mm、2.2 μm; MicroSolv USA)又はHSS T3カラム(100 × 2.1 mm、1.8 μm; Waters)のいずれかを用いて代謝物質を分離した。機器の制御及びMSデータの取得には、UNIFI 1.8.2 (Waters)を用いた。Progenesis QI (Waters)を用いて追跡データ分析を行った。204.0662Da(負イオンモード;予想モノアイソトピック質量:205.0739 Da;偏差-2 ppm)でILAを検出し、予想された断片イオンにより116.0495、128.0495、130.0652、及び204.0655Daで確認した。トリプル四重極MS(Agilent 6460)と接続し外部標準を用いるHPLC (Agilent 1290)を用いて、LC-MS測定で得られた断片化パターンを比較して、Trp、Phe、及びTyr由来の代謝物質を特定した。代謝物質の標的定量にはMRMモードを用いた。すべての試験化合物について、必要量を重量測定して1.5 mLのEppendorf Safe-lock Tubeに加え、試験化合物を1 mLのDMSOに溶解して、10 mMの原液を調製した。各化合物について、原液は10 mM~0.039 mMの濃度範囲であった。
代謝物質の定量のために、300 μLの各生物検定上清をEppendorf Safe-lock Tubeに加えた。300 μLの細胞培地及び1 μLの試験化合物原液をEppendorf Safe-lock Tubeに加えて、関連する較正試料を調製した。続いて、300 μLのアセトニトリルを加え、培地成分の沈殿を誘発した。すべての試料を8000 rpmで4分間遠心し、150 μLの上清をHPLC分析用の200 μLガラスインサートを備えた1.5 mLガラスバイアルに移した。分析のために5 μLの試料を注入した。水、及び0.1 %ギ酸を加えたアセトニトリルをそれぞれ溶離液A及びBとして使用し、流速0.5 mL/分で5分間かけてHPLC分離した。長さ50 mmのPoroshell 120 EC-C18の2.7ミクロンのカラム(Agilent)を用いて分離を達成した。Agilent Jetstream ESI Sourceを、ガスシース温度300℃、ガス流量10 L/分、シースガス流量11 L/分に設定した。実行中を通して噴霧器の圧力を55 psi、毛細管の電圧を実行中2000Vに設定した。機器の制御及びデータ取得には、MassHunterソフトウェア一式(Agilent)を使用した。
ソフトウェア及び統計
GraphPad Prismソフトウェアバージョン8.0を用いて、qRT-PCR、タンパク質、及び代謝物質データのグラフ及び統計分析を実行した。特に明記しない限り、データは少なくとも3回の独立した実験の平均±S.E.Mを表す。データを倍率変化で表す場合、これらの値をlog10変換し、得られた値を統計分析に使用した。データに応じて、以下の統計分析、すなわち、一標本t検定、(対応のある、あるいは対応のない)両側スチューデントt検定、チューキーの多重比較検定を用いる一元配置分散分析(ANOVA)、ダネットの多重比較検定を用いる反復測定ANOVAを行った。有意差は、*=P <0.05、**=P <0.01、***=P <0.001、****=P<0.0001として報告された。n.s.は有意差がないことを示す。生物情報学分析では、特に述べない限り、すべての対比較をクラスカル-ウォリス及びウィルコクソンの順位和検定を用いて行い、報告されたすべてのp値をベンジャミニ-ホッホベルグ手法を用いて調整した。
GraphPad Prismソフトウェアバージョン8.0を用いて、qRT-PCR、タンパク質、及び代謝物質データのグラフ及び統計分析を実行した。特に明記しない限り、データは少なくとも3回の独立した実験の平均±S.E.Mを表す。データを倍率変化で表す場合、これらの値をlog10変換し、得られた値を統計分析に使用した。データに応じて、以下の統計分析、すなわち、一標本t検定、(対応のある、あるいは対応のない)両側スチューデントt検定、チューキーの多重比較検定を用いる一元配置分散分析(ANOVA)、ダネットの多重比較検定を用いる反復測定ANOVAを行った。有意差は、*=P <0.05、**=P <0.01、***=P <0.001、****=P<0.0001として報告された。n.s.は有意差がないことを示す。生物情報学分析では、特に述べない限り、すべての対比較をクラスカル-ウォリス及びウィルコクソンの順位和検定を用いて行い、報告されたすべてのp値をベンジャミニ-ホッホベルグ手法を用いて調整した。
L-アミノ酸オキシダーゼIL4I1は、32中26の腫瘍型に存在し(図1)、AHR関連モジュール(AAM)で最も高い発生率を示した。したがって、ヒト腫瘍におけるAHR活性は、2つの真のAHR活性化因子IDO1及びTDO2を含む他のTrp分解酵素よりもIL4I1と強く関連する。このことは意外であった。というのも、IL4I1は主にフェニルアラニン(Phe)からフェニルピルビン酸塩(PP)への酸化的脱アミノ化を触媒し、過酸化水素(H2O2)及びアンモニアを生成することが認識されている(Boulland et al., 2007; Mason et al., 2004)が、AHRシグナル伝達とはまだ関連付けられていないからである。
IL4I1はAHRを活性化する。次に、本発明者らは、IL4I1がAHRを活性化するかどうかを実験的に試験した。この目的のために、本発明者らは、マウスはIl4i1欠損を補うことができる追加のL-アミノ酸オキシダーゼ(Lao1)を発現する(Hughes, 2010)ことから、ヒト細胞培養液及び組織を選択した。IL4I1タンパク質はヒトGBM組織で発現され(図2A)、IL4I1を調査するための適切なモデルとしてGBM細胞が示唆される。本発明者らは、AHR能力を有するGBM細胞株(U87-MG)をAHR欠損(U-251MG)GBM細胞株と比較した。IL4I1は、低い内因性IL4I1を有する細胞株で異所的に発現し、あるいは高い内因性IL4I1を有する細胞株でRNA干渉又はCRISPR/Cas9によって減少した。IL4I1の異所性発現は、H2O2レベルで評価すると、その酵素活性を増強した。AHR能力を有する細胞では、IL4I1は汎組織AHRシグネチャーを誘導し(図2B、上)、これはAHR発現抑制により逆転した(図2B、下)。選択されたAHR標的遺伝子をqRT-PCRで確認した(図2C)。IL4I1由来の代謝物質がAHRを活性化するかどうかを試験するために、本発明者らは、異所性IL4I1を有する細胞の上清でGBM細胞を処理した。本発明者らの仮説を支持して、上清は核AHR局在化(図2D)及び標的遺伝子転写(図2E)の増加を誘発した。反対に、IL4I1の減少により、AHR標的遺伝子IL1B、EREG、SERPINB2、及びTIPARPの発現は減少した(図2F)。
IL4I1は、腫瘍細胞の運動性を促進し、T細胞の増殖を抑制し、神経膠腫患者の生存率の低下に関連する。AHRの機能的結果に対するIL4I1の関与を試験するために、本発明者らは最初にGBM細胞の運動性におけるIL4I1の役割を調べた。異所性IL4I1は、AHR能力を有する細胞の運動性を増加させた(図3A)が、AHR欠損細胞の運動性は増加させなかった(図3B)。この結果と一致して、AHR能力を有する細胞のIL4I1による運動性は、AHR阻害剤SR1により逆転した(図3C)。この実験は、IL4I1ががん細胞の運動性の重要な駆動物質であり、AHR軸を介したシグナル伝達によって免疫及びがんに大きな影響を及ぼすという本発明者の仮説を確かめる。この軸を介して、IL4I1は細胞運動性(がん細胞の遊走及び転移)を含む腫瘍固有の悪性特性と関連する。
これらの結果を、図12に示すデータで更に確認する。ここでは、がんの特徴遺伝子の組の生物学的過程活性スコアを32のTCGA腫瘍すべてについて一人の患者ごとに作成し、IL4I1発現レベルと更に相関させた。実際、IL4I1は、細胞運動に特異的ながん遺伝子の組の特徴について作成されたエンリッチメントスコアと高度に相関している。IL4I1を含むAAMを分析して、すべてのがん種ににわたってこれらのAAMは細胞運動性の遺伝子概念体系で強化されていた(図7F)。このことは、細胞運動性に対するIL4I1の効果があらゆるがん種にわたり推定できるというさらなる証拠を提供する(図7F及び図12)。
本発明者らの知見を患者に置き換えるため、本発明者らは、3種のAHR活性化酵素IL4I1、IDO1、及びTDO2のGBMにおける全生存の確率との関連性について分析した。高いIL4I1レベルは全生存率の減少と関連していた(図3D)。実際、腫瘍のIL4I1発現が高いGBM患者(低生存率群)は、IL4I1発現が低い患者(高生存率群)と比較して2.3倍高い死亡リスクを有していた(図3D及び表2)。IDO1転写物レベルに関連する有意な生存率の差はなかったが、高いTDO2レベルは1.5倍高い死亡リスクと関連していた(図3E及び表2)。同様に、低悪性度神経膠腫(LGG)のIL4I1の高発現(低生存率群)では、IDO1及びTDO2はすべて、より高い死亡リスクと関連していた(図3E)。リスクの増加はIL4I1発現について最も高く(3.3倍)、続いてIDO1(2.4倍)、TDO2(1.6倍)であった(図3E、及び表2)。同様に、さらなるTCGA腫瘍でIL4I1の発現レベルが高い患者は、IL4I1発現が低い場合と比較して有意に悪い全生存率の結果を示す(図9)。
IL4I1の発現は、がん及び転移において増加する。悪性腫瘍の治療標的としてのIL4I1の可能性を調べるために、本発明者らは、正常組織と原発腫瘍及び転移におけるその発現を調査した。ほとんどの腫瘍実体で、IL4I1発現は、正常組織と比較して原発性がん組織で増強された(図7A及び7B)。大多数の腫瘍では、IL4I1発現はIDO1又はTDO2よりも高く、IL4I1をがんの主要なTrp代謝酵素として強調している(図7B)。それらの悪性特性を裏付けて、IL4I1レベル(図7C)及びAHR活性(図7D)は転移性黒色腫において、原発性黒色腫と比較して有意に高かった。それに一致して、IL4I1酵素活性は新たに切除された転移性黒色腫組織で検出された(図7E)。
インドール-3-ピルビン酸塩は、AHR作用物質であるキヌレン酸及びインドール誘導体を発生させる。意外にも、I3Pを除くすべての既知のIL4I1生成物は、異所性IL4I1を含む細胞の上清で検出可能であった(図5及び6)。しかし、本発明者らは、インドール-3-酢酸(IAA)、インドール-3-アルデヒド(I3A)、及びインドール-3-乳酸(ILA)を含む増加したI3P誘導体のレベルを検出した(図5A及び6C)。更に、IL4I1はKynAのレベルを増加させたが、Kynレベルには影響しなかった(図5A及び6C)。I3PからのKynAの形成は予想外であった。というのも、KynAは一般に、IDO1又はTDO2に由来のKynから生じると考えられている(Cervenka et al., 2017; Platten et al., 2019)からである。I3PがKynAレベルを増加させることができる1つの反応は、Kynのアミノ基転移である。というのも、キヌレニンアミノトランスフェラーゼ(KAT)はアミノ基受容体としてα-ケト酸を使用できる(Han et al., 2004)からである。ただし、異所性IL4I1を含む細胞ではKyn濃度が減少しなかった(図5及び6C)ことから、この仮説は可能性が低い。興味深いことに、KynAは無細胞条件でI3Pから自発的に形成された(データは示さず)。これはH2O2の存在下で強化され(データは示さず)、IL4I1由来のH2O2がAHR作用物質KynAへのI3Pの変換を促進することが示唆される。
IL4I1は運動性及び転移を駆動するが、運動性はIL4I1を含むAAMの3番目に強化された概念体系群に過ぎなかった(図7F)。実際、免疫調節は最も強化されており、したがって、がんにおける更に顕著なIL4I1の結果である可能性がある。32のがん種全体で、IL4I1高発現腫瘍は、骨髄由来サプレッサー細胞(MDSC)やTreg細胞等の抑制免疫細胞の強化を示した(図8A及び8B)。
PD-1 / PD-L1(プログラム細胞死1リガンド1)相互作用を標的とする抗体を介するICBは、一部の患者における前例のない臨床反応に基づき、複数のがんについて承認されている。ただし、ほとんどのがん患者はICBの利益を受けておらず、ICB抵抗性の分子基盤を特定することが急務である。IL4I1と抑制免疫細胞との関連は、IL4I1が別の免疫抑制機構を活性化することによりICBを回避できることを示唆している。そこで、本発明者らは、Trp分解酵素がICBにより増加するかどうかを調査した。本発明者らは、抗PD-1モノクローナル抗体(mAb)ニボルマブが進行黒色腫においてIL4I1及びIDO1の発現を誘導する(Riaz et al., 2017)ことを見出した(図8C)。更に、ニボルマブ治療の結果AHRが活性化され(図8D)、このことはAHRへのIL4I1シグナル伝達がICB抵抗性を媒介する新しい代謝免疫チェックポイントであることを示唆している。この可能性を更に調査するために、本発明者らは、41人の患者から得た治療前及び治療中のRNA-seqデータの一致した完全応答(CR)情報を分析した。そのうち、24人の患者がニボルマブの開始前に抗CTLA4 mAbイピリムマブを投与されていた(Riaz et al., 2017)。コホート全体(図8C)と一致して、本発明者らは、イピリムマブ未投与の患者において、ニボルマブに反応して有意なIL4I1の増加を観察した(図8E)。注目すべきことに、(IDO1ではなく)IL4I1及び免疫チェックポイント(CP)分子は、進行性疾患(PD)を発症したイピリムマブ未投与患者で有意に誘導され(図8F)、このことは、IL4I1誘導がICBに対する抵抗性機構であることを示唆している。更に、データは、ICBを受け入れ、かつ進行性疾患を患っていた患者はICB治療によってより高いIL4I1を示したが、IDO1発現には有意な差を示さなかったことを示す(図8F)。これらの重要な知見は、Sadik et. al 2020 Cell (PMID: 32818467)で最近確認されている。
本発明者らは、Il4I1が免疫療法に対する無反応の予測因子となり得る(かつ、がん患者を非反応者及び反応者に層別するために使用され得る)ことを示す(図8F及び図22)。IL4I1標的は、免疫治療抵抗性を緩和するための新しい戦略を構成する(この場合、ICB関連のがん治療に関して)。上記のように、例えば、上記の代謝物質及び試験を用いてIL4I1の活性を決定することができる。遺伝子ツール、例えばチップ分析、プライマー、プローブ、PCR分析等を用いて、あるいは、例えば生体液又は組織試料等の試料中の抗体を用いてIL4I1のタンパク質量を検出することにより、発現を検出することができる。前記IL4I1の前記活性及び/又は発現の前記増加が前記患者におけるICB免疫治療に反応して検出される、本発明による方法が特に好ましい。本発明に関して、免疫治療抵抗性はIL4I1及びIL4I1-AHR軸の活性及び/又は発現の増加に有効に関連していることが初めて示された。この方法に基づく肯定的な知見の結果は、IL4I1阻害剤又はAHR調節物質を治療に使用することである。
高いIL4I1レベルが様々な種類のがん/腫瘍の全生存率の低下に関連する(図3D、3E、及び9)という事実のさらなる確認として、図8E及び8Fは、抗PD1モノクローナル抗体ニボルマブ(PMID:29033130)を受け入れた進行黒色腫患者がニボルマブ治療を受けた後により高いIL4I1発現を示すことだけでなく、進行性疾患の患者では、安定疾患又は部分反応及び完全反応の患者と比較して高いIL4I1発現を示す(図8E及び8F)ことを示す。
これらの結果は、IL4I1の発現が高いほど、様々な種類のがんの生存率の結果が悪くなることを示す。本発明者らが示す例は、IL4I1の高い基礎発現による生存率の結果への影響を強調するだけでなく、免疫治療の介入時に患者において誘導される高いIL4I1発現が、より悪い臨床転帰を媒介することも示す。
更に、ICB等の免疫治療がIL4I1を誘導するという所見は黒色腫に限定されない。
実際、ニボルマブ治療の前及び治療中の進行黒色腫患者(PMID:29033130)におけるがん遺伝子の組(PMID:21546393)の特徴の強化を比較すると、炎症性特徴遺伝子シグネチャーの強力な増加が観察される。最も強い強化は、インターフェロンガンマ応答の特徴遺伝子の組(HALLMARK_INTERFERON_GAMMA_RESPONSE)であった(図10を参照のこと)。IL4I1の転写開始部位のプロモーター領域を分析すると、転写因子(TF) IRF4、STAT1、及びSTAT3は、クロマチンのアクセス性が高い領域にプロモーター結合部位を有することがわかった(図11)。まとめると、免疫治療時のインターフェロンガンマ応答の強い強化、並びにIRF4、STAT1、及びSTAT3のTF結合部位の存在により、免疫治療に反応してIL4I1の誘導が強化される。更に、本発明者らは、すべてのTCGA腫瘍にわたるすべての特徴遺伝子の組の単一試料の生物活性スコア(BPA)(PMID:31653878; PMID:27322546)を作成し、BPAスコアをIL4I1の発現と相関させた。注目すべきことに、すべてのTCGA腫瘍で最も高い相関関係は、免疫の特徴遺伝子の組に関してであった(図12)。このことは、任意のTCGA腫瘍にIL4I1発現の誘導に対する免疫治療介入の効果が推定されることを裏付ける。
IL4I1の免疫抑制効果がすべての腫瘍に及ぶことを更に確認するために、免疫抑制、T細胞疲弊、及び制御性T細胞のマーカーを、乳がん由来(PMID: 29961579; PMID: 27851913)、肺組織由来(PMID: 31624246)、並びに大腸がん由来(PMID: 31341169)、及び大腸がん患者の血液由来(PMID: 31341169)の浸潤免疫細胞の単一細胞データから抽出した。TCGA腫瘍のバルクRNA-seqデータでこれらのマーカーを検出した。IL4I1の発現は、すべてのTCGA腫瘍、特にFOXP3、TIGIT、LAG3、TOX2、LAYN、BATF、CTLA4、PD1、PD-L1でこれらのマーカーと高く相関していた(図13~19)。注目すべきことに、大腸がん組織に浸潤するTregでのIL4I1発現は同じ患者の血液中を循環するTregと比較して高いことからわかるように、IL4I1の免疫抑制特性は腫瘍組織で顕著である(図20)。まとめると、これらの知見は、IL4I1を介した免疫抑制が多様ながん組織にわたる一般的な現象であるという明確な証拠を示す。重要なことに、異なる免疫チェックポイント遮断薬(抗PD1、抗CTLA-4、又は両方の組合せ)を受け入れた進行黒色腫患者の単一細胞集団から定義された免疫治療非反応のマーカー(PMID: 30388456)は、すべてのTCGA腫瘍でIL4I1発現と強く相関していた(図21)。最も重要なことは、IL4I1の高発現に関連する免疫治療非反応シグネチャー遺伝子の高発現である(図22)。
まとめると、発明者らのデータから、IL4I1が多様な腫瘍実体で免疫治療により誘導される可能性があることは明らかである(図12)。TCGA腫瘍全体における、IL4I1と骨髄由来サプレッサー細胞(図8A及び8B)、Treg(図8A及び8B)、及びTregマーカー(図13、15~21)、更にはT細胞疲弊マーカー(図14)との強い関連性により、IL4I1の免疫抑制効果が強調され、このことは、免疫治療非反応マーカーの発現が高い腫瘍におけるIL4I1の発現の増加によって示されるように、免疫治療への抵抗性に関連する(図22)。
IDO1が抗PD-1 ICBからの潜在的な回避機構を構成する可能性があるという考えに基づき、進行黒色腫における近年の第III相臨床試験は、抗PD-1 mAbペムブロリズマブ(Long et al., 2019)と組み合わせたIDO1阻害剤Epacadostatの臨床的利益について試験した。しかし、この試験は失敗した(Garber, 2018; Long et al., 2019; Muller et al., 2019; Platten et al., 2019)。本発明者らの主な知見は、1)ICBは治療回避を媒介するIL4I1を誘導すること、2)IL4I1はIDO1よりも強力なAHR活性化因子であり、免疫チェックポイント遮断(ICB)をIDO1阻害剤と組み合わせた臨床研究の失敗の理由である可能性が非常に高いことである。
実際、発明者らは、AHRへの下流の収束に鑑みて、IL4I1がIDO1阻害に対する抵抗性機構を構成している可能性があると仮定した。本発明者らは、AHRを活性化することによりIL4I1がICB及び/又はIDO1阻害剤に対する抵抗性機構となることを提唱する。したがって、IL4I1は腫瘍治療の新たな有望な標的である。
これらの知見により、がんの診断及び/又は治療を改善するためにがん患者を有利に層別することができる。特に、本発明の一側面は、がん患者を高生存率群と低生存率群に層別する方法であって、前記がん患者から得られた試料中のIL4I1の活性及び/又は発現を検出することを含み、前記IL4I1の前記発現又は酵素活性はAHRを変化させ、前記患者における前記IL4I1の前記発現又は酵素活性が、前記試料中の対照遺伝子、例えば1つ以上のハウスキーピング遺伝子、又は対照試料、例えば健常者、健常者群に由来の試料、同じ患者、異なる患者若しくは患者群から得られた以前の試料と比較して増加している場合、前記患者は低生存率群にあり、前記患者における前記IL4I1の前記発現又は酵素活性が、前記試料中の対照遺伝子、例えば1つ以上のハウスキーピング遺伝子、又は対照試料、例えば健常者、健常者群に由来の試料、同じ患者、異なる患者若しくは患者群から得られた以前の試料と比較して変化していないか減少している場合、前記患者は高生存率群にある、方法である。好ましい実施態様では、前記IL4I1の活性及び/又は発現の前記増加は、前記患者の免疫治療に反応して検出される。より好ましい実施態様では、前記高生存率群の患者は免疫治療反応者であり、前記低生存率群の患者は免疫治療非反応者、特に免疫チェックポイント遮断(ICB)非反応者である。
参照文献
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Claims (53)
- 患者のがんを検出かつ/あるいは診断する方法であって、前記患者から得られた試料中のIL4I1発現及び/又はIL4I1の酵素活性の変化を検出することと、前記IL4I1の前記発現又は酵素活性が前記患者において、前記試料中の対照遺伝子、例えば1つ以上のハウスキーピング遺伝子、又は対照試料、例えば健常者、健常者群、患者、又は患者群に由来の試料と比較して増加している場合、前記患者におけるがんを診断かつ/あるいは検出することを含み、前記患者から得られた試料中のAHRの活性及び/又は発現を検出することを更に含み、前記AHRの活性及び/又は発現は、対照と比較して変化、好ましくは増加している、方法。
- 前記試料中のIL4I1の酵素活性の前記検出は、前記試料中のIL4I1代謝物質の量及び/又は濃度の検出を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記代謝物質は、IL4I1によるフェニルアラニン、チロシン、及び/又はトリプトファンの変換により生じる代謝物質、例えば、フェニルピルビン酸(PP)、ヒドロキシフェニルピルビン酸(HPP)、インドール-3-ピルビン酸(I3P)、2-フェニル酢酸、フェニル乳酸、4-ヒドロキシベンズアルデヒド、2-ヒドロキシ-2-フェニル酢酸、4-ヒドロキシフェニル乳酸、並びに特にI3P誘導体インドール-3-酢酸(IAA)、インドール-3-アルデヒド(I3A)、及びインドール-3-乳酸(ILA)、4-ヒドロキシキノリン-2-カルボン酸(KynA)、1,3-ジ(1H-インドール-3-イル)アセトン、(3Z)-1-(1H-インドール-3-イル)-3-インドール-3-イリデンプロパン-2-オン、インドール-3-カルボン酸、酸化したインドール-3-酢酸、並びにインドール-3-カルビノール及び/又はアミノ酸若しくはアミノ酸代謝物質L-バリン、L-イソロイシン、L-ロイシン、L-アラニン、L-グルタミン酸、L-メチオニン、L-グルタミン、4-メチルスルファニル-2-オキソブタノアート、α-ケトイソロイシン、α-ケトイソバレラート、α-ケトイソカプロン酸、L-プロリン、及びα-ケトグルタル酸、並びに上記のいずれかのアンモニア及び/又はH2O2との組合せから選択される、請求項2に記載の方法。
- IL4I1の酵素活性を検出することは、クロマトグラフィー、NMR、代謝物質センサー、抗体、ELISA、酵素検定、比色検定、蛍光検定又はH2O2若しくはアンモニア検出の使用、及び/又は遺伝子ツール、例えばチップ分析、プライマー、プローブ、PCR分析を用いる発現の検出、あるいは、例えば生体液及び細胞/組織試料等の試料中の抗体を用いるIL4I1のタンパク質量の検出を含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。
- がん患者において腫瘍細胞運動性の増加を検出する方法であって、前記患者から得られた試料中のIL4I1の活性及び/又は発現を検出することと、前記IL4I1の前記発現又は酵素活性が前記患者において、前記試料中の対照遺伝子、例えば1つ以上のハウスキーピング遺伝子、又は対照試料、例えば健常者、健常者群に由来の試料、同じ患者、異なる患者若しくは患者群から得られた以前の試料と比較して増加している場合、前記患者において腫瘍細胞運動性の増加を検出することを含み、前記患者から得られた試料中の活性及び/又は発現を検出することを更に含み、前記AHRの活性及び/又は発現は、対照と比較して変化、好ましくは増加している、方法。
- がん患者におけるがん免疫治療の効果を予測、監視、あるいは検出する方法であって、前記患者から得られた試料中のIL4I1の活性及び/又は発現を検出することを含み、前記IL4I1の前記発現又は酵素活性が前記患者において、前記試料中の対照遺伝子、例えば1つ以上のハウスキーピング遺伝子、又は対照試料、例えば健常者、健常者群に由来の試料、同じ患者、異なる患者若しくは患者群から得られた以前の試料と比較して増加していることは、前記患者における前記がん免疫治療の効果の減少及び/又は免疫回避を予測させ、かつ/あるいは示し、
前記患者から得られた試料中のAHRの活性及び/又は発現を検出することを更に含み、前記AHRの活性及び/又は発現は、対照と比較して変化、好ましくは増加しており、
好ましくは、前記IL4I1の前記活性及び/若しくは発現の前記増加並びに/又は前記AHRの活性及び/若しくは発現の前記変化は、前記患者の免疫治療に反応して検出される、方法。 - 前記がん免疫治療は、IL4I1調節物質による免疫治療、AHR調節物質、及び/又は他の任意の従来のがん治療の組合せを含む、請求項6に記載のがん患者におけるがん免疫治療の効果を予測、監視、あるいは検出する方法。
- 患者における免疫治療を含むがん治療に対する抵抗性を検出する方法であって、前記患者から得られた試料中のIL4I1の活性及び/又は発現を検出することと、前記患者における前記IL4I1の前記発現又は酵素活性が、前記試料中の対照遺伝子、例えば1つ以上のハウスキーピング遺伝子、又は対照試料、例えば健常者、健常者群に由来の試料、同じ患者、異なる患者若しくは患者群から得られた以前の試料と比較して増加している場合、前記患者における免疫治療を含むがん治療に対する抵抗性を検出することを含み、前記患者から得られた試料中のAHRの活性及び/又は発現を検出することを更に含み、前記AHRの活性及び/又は発現は、対照と比較して変化、好ましくは増加している、方法。
- 前記免疫治療は免疫チェックポイント遮断(ICB)及び/又はIDO1阻害剤を含む、請求項8に記載の免疫治療を含むがん治療に対する抵抗性を検出する方法。
- がん患者の生存率を予測する方法であって、前記患者から得られた試料中のIL4I1の活性及び/又は発現を検出することを含み、前記IL4I1の前記発現又は酵素活性が前記患者において、前記試料中の対照遺伝子、例えば1つ以上のハウスキーピング遺伝子、又は対照試料、例えば健常者、健常者群に由来の試料、同じ患者、異なる患者若しくは患者群から得られた以前の試料と比較して増加していることは、前記患者の生存率の減少を予測させ、前記患者から得られた試料中のAHRの活性及び/又は発現を検出することを更に含み、前記AHRの活性及び/又は発現は、対照と比較して変化、好ましくは増加している、方法。
- 前記活性の前記検出は、IL4I1代謝物質、特にIL4I1トリプトファン代謝物質、例えば、KynA、インドール-3-酢酸(IAA)、インドール-3-アルデヒド(I3A)、及び/又はインドール-3-乳酸(ILA)等のI3P由来代謝物質、並びにインドール-3-カルビノールを検出することを含む、請求項1~10のいずれか一項に記載の方法。
- AHRの活性及び/又は発現を検出する方法は、WO2020/201825に開示されているようなアリール炭化水素受容体(AHR)活性化シグネチャー、又はAHR核移行、又はチトクロムP-450酵素の活性、又はダイオキシン応答要素(DRE)とのAHR-ARNTの結合をレポーター検定により決定することを含む、請求項1~11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記生体試料は、生体液、哺乳動物、例えばヒトの細胞、組織、全血、細胞株、細胞上清、初代細胞、IPSC、ハイブリドーマ、組換え細胞、幹細胞、がん細胞、骨細胞、軟骨細胞、神経細胞、膠細胞、上皮細胞、皮膚細胞、頭皮細胞、肺細胞、粘膜細胞、筋細胞、骨格筋細胞、横紋筋細胞、平滑筋細胞、心臓細胞、分泌細胞、脂肪細胞、血液細胞、赤血球、好塩基球、好酸球、単球、リンパ球、T細胞、B細胞、好中球、NK細胞、制御性T細胞、樹状細胞、Th17細胞、Th1細胞、Th2細胞、骨髄細胞、マクロファージ、単球由来間質細胞、骨髄細胞、脾臓細胞、胸腺細胞、膵臓細胞、卵細胞、精子、腎臓細胞、線維芽細胞、腸細胞、雌性又は雄性生殖器系の細胞、前立腺細胞、膀胱細胞、眼細胞、角膜細胞、網膜細胞、感覚細胞、角化細胞、肝細胞、脳細胞、腎臓細胞、及び結腸細胞、並びに前記細胞又は組織の形質転換対応物、特に免疫系に由来しないがん細胞を含む適切な試料から選択される、請求項1~12のいずれか一項に記載の方法。
- 前記対照試料は、例えば健常者又は健常者群から得られた試料、同じ患者又は異なる患者若しくは患者群から得られた以前の試料から選択される、請求項1~13のいずれか一項に記載の方法。
- 前記がんは、好ましくはB細胞リンパ性悪性腫瘍、例えば濾胞性リンパ腫、ホジキンリンパ腫、原発性縦隔B細胞リンパ腫、びまん性大細胞型B細胞性リンパ腫、辺縁帯リンパ腫、及び慢性リンパ性白血病、副腎皮質がん(ACC)、膀胱尿路上皮がん(BLCA)、浸潤性乳がん(BRCA)、子宮頸部扁平上皮がん及び子宮頸部腺がん(CESC)、胆管がん(CHOL)、結腸腺がん(COAD)、リンパ系新生物、びまん性大細胞型B細胞リンパ腫(DLBC)、食道がん(ESCA)、多形性神経膠芽腫(GBM)、頭頸部扁平上皮がん(HNSC)、嫌色素性腎臓がん(KICH)、腎臓の腎明細胞がん(KIRC)、腎臓の腎乳頭細胞がん(KIRP)、脳の低悪性度神経膠腫(LGG)、肝臓の肝細胞がん(LIHC)、肺腺がん(LUAD)、肺扁平上皮がん(LUSC)、中皮腫(MESO)、卵巣漿液性嚢胞腺がん(OV)、膵臓腺がん(PAAD)、褐色細胞腫及び傍神経節腫(PCPG)、前立腺腺がん(PRAD)、直腸腺がん(READ)、肉腫(SARC)、皮膚の皮膚黒色腫(SKCM)、胃腺がん(STAD)、精巣胚細胞腫瘍(TGCT)、甲状腺がん(THCA)、胸腺腫(THYM)、子宮体部の子宮内膜がん(UCEC)、子宮がん肉腫(UCS)、及びブドウ膜黒色腫(UVM)からなる群から選択され、好ましくはIL4I1発現細胞を示す、請求項1~14のいずれか一項に記載の方法。
- 前記患者を疾患及び/又は治療群、例えば適切なIL4I1阻害剤を受け入れる治療群に層別する工程を更に含む、請求項1~15のいずれか一項に記載の方法。
- 請求項1~16のいずれか一項に記載の方法を実施するための材料を、必要に応じて補助剤及び/又は前記方法を実施するための指示と共に1つ又は別個の容器内に含む診断キット。
- がん患者を高生存率群と低生存率群に層別する方法であって、前記がん患者から得られた試料中のIL4I1の活性及び/又は発現を検出することを含み、前記患者における前記IL4I1の前記発現又は酵素活性が、前記試料中の対照遺伝子、例えば1つ以上のハウスキーピング遺伝子、又は対照試料、例えば健常者、健常者群に由来の試料、同じ患者、異なる患者若しくは患者群から得られた以前の試料と比較して増加している場合、前記患者は低生存率群にあり、前記患者における前記IL4I1の前記発現又は酵素活性が、前記試料中の対照遺伝子、例えば1つ以上のハウスキーピング遺伝子、又は対照試料、例えば健常者、健常者群に由来の試料、同じ患者、異なる患者若しくは患者群から得られた以前の試料と比較して変化していないか減少している場合、前記患者は高生存率群にある、方法。
- 前記IL4I1の前記活性及び/又は発現の前記増加は、前記患者における免疫治療に反応して検出される、請求項18に記載のがん患者を層別する方法。
- 前記高生存率群の患者は免疫治療反応者であり、前記低生存率群の患者は免疫治療非反応者、特に免疫チェックポイント遮断(ICB)非反応者及び/又はIDO1阻害剤非反応者である、請求項18~19のいずれか一項に記載の方法。
- がん患者を免疫治療に対する反応者と非反応者群に層別する方法であって、前記患者が免疫治療を受けた後に前記がん患者から得られた試料中のIL4I1の活性及び/又は発現を検出することを含み、前記患者における前記IL4I1の前記発現又は酵素活性が、前記試料中の対照遺伝子、例えば1つ以上のハウスキーピング遺伝子、又は対照試料、例えば健常者、健常者群に由来の試料、同じ患者、異なる患者若しくは患者群から得られた以前の試料と比較して増加している場合、前記患者は非反応者群にあり、前記患者における前記IL4I1の前記発現又は酵素活性が、前記試料中の対照遺伝子、例えば1つ以上のハウスキーピング遺伝子、又は対照試料、例えば健常者、健常者群に由来の試料、同じ患者、異なる患者若しくは患者群から得られた以前の試料と比較して変化していないか減少している場合、前記患者は反応者群にある、方法。
- 前記対照試料は前記免疫治療を受ける前の同じ患者に由来する、請求項21に記載のがん患者を免疫治療に対する反応者と非反応者群に層別する方法。
- 前記患者から得られた試料中のAHRの活性及び/又は発現を検出することを更に含み、前記AHRの活性及び/又は発現は、対照と比較して変化、好ましくは増加している、請求項18~22のいずれか一項に記載のがん患者を層別する方法。
- 前記AHRの前記活性及び/又は発現の前記変化は、前記患者の免疫治療に反応して検出される、請求項23に記載のがん患者を層別する方法。
- 前記免疫治療は、免疫チェックポイント遮断(ICB)及び/又はIDO1阻害剤を含む、請求項19~24のいずれか一項に記載のがん患者を層別する方法。
- 治療を要する対象のがんを治療する方法であって、前記患者から得られた試料中のIL4I1の活性及び/又は発現を検出することを含み、前記患者における前記IL4I1の前記発現又は酵素活性が、前記試料中の対照遺伝子、例えば1つ以上のハウスキーピング遺伝子、又は対照試料、例えば健常者、健常者群から得られた試料、同じ患者、異なる患者若しくは患者群から得られた以前の試料と比較して増加している場合、少なくとも1種のIL4I1阻害剤及び/又は少なくとも1種のAHR調節物質を有効量で前記対象に投与する、方法。
- 前記患者から得られた試料中のAHRの活性及び/又は発現を検出することを更に含み、前記AHRの活性及び/又は発現は、対照と比較して変化、好ましくは増加している、請求項26に記載のがん治療方法。
- 前記IL4I1の前記活性及び/若しくは発現の前記増加並びに/又は前記AHRの活性及び/若しくは発現の前記変化は、前記患者の免疫治療に反応して検出される、請求項26又は27に記載のがん治療方法。
- 免疫治療を含む、請求項26~28のいずれか一項に記載のがん治療方法。
- 前記免疫治療は、少なくとも1種の免疫チェックポイント阻害剤の使用を含む、請求項26~29のいずれか一項に記載のがん治療方法。
- 抗CTLA4、抗PD-L1、抗PD1、抗TIM3、抗TIGIT、抗LAG3、又はそれらの組合せを含む、請求項30に記載のがん治療方法。
- 前記免疫治療は、IDO1の阻害剤、TDO2の阻害剤、AHR調節物質による免疫治療、及び/又は他の任意のがん治療の組合せを含む、請求項28又は31のいずれか一項に記載のがん治療方法。
- 前記IL4I1阻害剤は、3-フェニル-2-ピペリジン-1-イルプロパン酸、2-(4-メチルピペラジン-1-イル)-3-フェニルプロパン酸、2-(ジエチルアミノ)-3-フェニルプロパン酸、3-(2,6-ジクロロフェニル)-2-ピペリジン-1-イルプロパン酸、3-フェニル-2-(プロピルアミノ)プロパン酸、2-アニリノ-3-フェニルプロパン酸、L-フェニルアラニンN-2-プロペン-1-イル-3-(トリフルオロメチル)、L-フェニルアラニン、4-シアノ-N-フェニル、N-プロピル-L-フェニルアラニン、N-フェニル-L-フェニルアラニン、2-アミノ-3-フェニル-プロピオン酸、エチルエステル、2-アセチルアミノ-3-フェニル-プロピオン酸、及び3-(2-ピリジル)-アラニンから選択される、請求項26~32のいずれか一項に記載のがん治療方法。
- 前記AHR調節物質は、2-フェニルピリミジン-4-カルボキサミド化合物、硫黄置換3-オキソ-2,3-ジヒドロピリダジン-4-カルボキサミド化合物、3-オキソ-6-ヘテロアリール-2-フェニル-2,3-ジヒドロピリダジン-4-カルボキサミド化合物、2-ヘタリールピリミジン-4-カルボキサミド化合物、3-オキソ-2,6-ジフェニル-2,3-ジヒドロピリダジン-4-カルボキサミド化合物、2-ヘテロアリール-3-オキソ-2,3-ジヒドロ-4-カルボキサミド化合物、PDM2、1,3-ジクロロ-5-[(1E)-2-(4-メトキシフェニル)エテニル]-ベンゼン、α-ナフトフラボン、6,2’,4’-トリメトキシフラボン、CH223191、テトラヒドロピリドピリミジン誘導体、StemRegenin-1、CH223191、GNF351、CB7993113 HP163、PX-A590、PX-A548、PX-A275、PX-A758、PX-A446、PX-A24590、PX-A25548、PX-A25275、PX-A25758、PX-A26446、インドールAHR阻害剤、及びオキサゾール含有(OxC)化合物から選択される、請求項26~33のいずれか一項に記載のがん治療方法。
- 前記がんは、好ましくは、B細胞リンパ性悪性腫瘍、例えば濾胞性リンパ腫、ホジキンリンパ腫、原発性縦隔B細胞リンパ腫、びまん性大細胞型B細胞性リンパ腫、辺縁帯リンパ腫、及び慢性リンパ性白血病、副腎皮質がん(ACC)、膀胱尿路上皮がん(BLCA)、浸潤性乳がん(BRCA)、子宮頸部扁平上皮がん及び子宮頸部腺がん(CESC)、胆管がん(CHOL)、結腸腺がん(COAD)、リンパ系新生物、びまん性大細胞型B細胞リンパ腫(DLBC)、食道がん(ESCA)、多形性神経膠芽腫(GBM)、頭頸部扁平上皮がん(HNSC)、嫌色素性腎臓がん(KICH)、腎臓の腎明細胞がん(KIRC)、腎臓の腎乳頭細胞がん(KIRP)、脳の低悪性度神経膠腫(LGG)、肝臓の肝細胞がん(LIHC)、肺腺がん(LUAD)、肺扁平上皮がん(LUSC)、中皮腫(MESO)、卵巣漿液性嚢胞腺がん(OV)、膵臓腺がん(PAAD)、褐色細胞腫及び傍神経節腫(PCPG)、前立腺腺がん(PRAD)、直腸腺がん(READ)、肉腫(SARC)、皮膚の皮膚黒色腫(SKCM)、胃腺がん(STAD)、精巣胚細胞腫瘍(TGCT)、甲状腺がん(THCA)、胸腺腫(THYM)、子宮体部の子宮内膜がん(UCEC)、子宮がん肉腫(UCS)、及びブドウ膜黒色腫(UVM)からなる群から選択され、好ましくはIL4I1発現細胞を示す、請求項26~34のいずれか一項に記載のがん治療方法。
- 前記試料中の対照遺伝子、例えば1つ以上のハウスキーピング遺伝子、又は対照試料、例えば健常者、健常者群に由来の試料、同じ患者、異なる患者若しくは患者群から得られた以前の試料と比較して患者において増加したIL4I1の発現又は酵素活性を有すると確認された前記患者のがんの治療方法に使用するためのIL4I1阻害剤。
- がん治療方法に使用するための請求項36に記載のIL4I1阻害剤であって、前記方法は、前記患者から得られた試料中のAHRの活性及び/又は発現を検出することを更に含み、前記AHRの活性及び/又は発現は対照と比較して変化、好ましくは増加している、阻害剤。
- がん治療方法に使用するための請求項37に記載のIL4I1阻害剤であって、前記IL4I1の前記活性及び/若しくは発現の前記増加並びに/又はAHRの活性及び/若しくは発現の前記変化は、前記患者の免疫治療に反応して検出される、阻害剤。
- 免疫治療を含むがん治療方法に使用するための請求項36~38のいずれか一項に記載のIL4I1阻害剤。
- 前記免疫治療は少なくとも1種の免疫チェックポイント阻害剤の使用を含む、がん治療方法に使用するための請求項36~39のいずれか一項に記載のIL4I1阻害剤。
- 抗CTLA4、抗PD-L1、抗PD1、抗TIM3、抗TIGIT、抗LAG3、又はそれらの組合せを含む、がん治療方法に使用するための請求項40に記載のIL4I1阻害剤。
- 前記免疫治療は、IDO1の阻害剤、TDO2の阻害剤、AHR調節物質による免疫治療の組合せ及び/又は他の任意のがん治療を含む、がん治療方法に使用するための請求項36~41のいずれか一項に記載のIL4I1阻害剤。
- 前記IL4I1阻害剤は、3-フェニル-2-ピペリジン-1-イルプロパン酸、2-(4-メチルピペラジン-1-イル)-3-フェニルプロパン酸、2-(ジエチルアミノ)-3-フェニルプロパン酸、3-(2,6-ジクロロフェニル)-2-ピペリジン-1-イルプロパン酸、3-フェニル-2-(プロピルアミノ)プロパン酸、2-アニリノ-3-フェニルプロパン酸、L-フェニルアラニンN-2-プロペン-1-イル-3-(トリフルオロメチル)、L-フェニルアラニン、4-シアノ-N-フェニル、N-プロピル-L-フェニルアラニン、N-フェニル-L-フェニルアラニン、2-アミノ-3-フェニル-プロピオン酸、エチルエステル、2-アセチルアミノ-3-フェニル-プロピオン酸、及び3-(2-ピリジル)-アラニンから選択される、がん治療方法に使用するための請求項36~42のいずれか一項に記載のIL4I1阻害剤。
- がん治療方法に使用するための請求項36~43のいずれか一項に記載のIL4I1阻害剤であって、前記がんは、B細胞リンパ性悪性腫瘍、例えば濾胞性リンパ腫、ホジキンリンパ腫、原発性縦隔B 細胞リンパ腫、びまん性大細胞型B細胞性リンパ腫、辺縁帯リンパ腫、及び慢性リンパ性白血病、副腎皮質がん(ACC)、膀胱尿路上皮がん(BLCA)、浸潤性乳がん(BRCA)、子宮頸部扁平上皮がん及び子宮頸部腺がん(CESC)、胆管がん(CHOL)、結腸腺がん(COAD)、リンパ系新生物、びまん性大細胞型B細胞リンパ腫(DLBC)、食道がん(ESCA)、多形性神経膠芽腫(GBM)、頭頸部扁平上皮がん(HNSC)、嫌色素性腎臓がん(KICH)、腎臓の腎明細胞がん(KIRC)、腎臓の腎乳頭細胞がん(KIRP)、脳の低悪性度神経膠腫(LGG)、肝臓の肝細胞がん(LIHC)、肺腺がん(LUAD)、肺扁平上皮がん(LUSC)、中皮腫(MESO)、卵巣漿液性嚢胞腺がん(OV)、膵臓腺がん(PAAD)、褐色細胞腫及び傍神経節腫(PCPG)、前立腺腺がん(PRAD)、直腸腺がん(READ)、肉腫(SARC)、皮膚の皮膚黒色腫(SKCM)、胃腺がん(STAD)、精巣胚細胞腫瘍(TGCT)、甲状腺がん(THCA)、胸腺腫(THYM)、子宮体部の子宮内膜がん(UCEC)、子宮がん肉腫(UCS)、及びブドウ膜黒色腫(UVM)からなる群から選択され、好ましくはIL4I1発現細胞を示す、阻害剤。
- 前記試料中の対照遺伝子、例えば1つ以上のハウスキーピング遺伝子、又は対照試料、例えば健常者、健常者群に由来の試料、同じ患者、異なる患者若しくは患者群から得られた以前の試料と比較して患者において増加したIL4I1の発現又は酵素活性を有すると確認された前記患者のがんの治療方法に使用するためのAHR調節物質、特にAHR阻害剤。
- がん治療方法に使用するための請求項45に記載のAHR調節物質、特にAHR阻害剤であって、前記方法は、前記患者から得られた試料中のAHRの活性及び/又は発現を検出することを更に含み、前記AHRの活性及び/又は発現は対照と比較して変化、好ましくは増加している、調節物質。
- がん治療方法に使用するための請求項46に記載のAHR調節物質、特にAHR阻害剤であって、前記IL4I1の前記活性及び/若しくは発現の前記増加並びに/又はAHRの活性及び/若しくは発現の前記変化は、前記患者の免疫治療に反応して検出される、調節物質。
- 免疫治療を含むがん治療方法に使用するための請求項45~47のいずれか一項に記載のAHR調節物質、特にAHR阻害剤。
- 前記免疫治療は少なくとも1種の免疫チェックポイント阻害剤の使用を含む、がん治療方法に使用するための請求項45~48のいずれか一項に記載のAHR調節物質、特にAHR阻害剤。
- 抗CTLA4、抗PD-L1、抗PD1、抗TIM3、抗TIGIT、抗LAG3、又はそれらの組合せを含む、がん治療方法に使用するための請求項49に記載のAHR調節物質、特にAHR阻害剤。
- 前記免疫治療は、IDO1の阻害剤、TDO2の阻害剤、AHR調節物質による免疫治療の組合せ及び/又は他の任意のがん治療を含む、がん治療方法に使用するための請求項45~50のいずれか一項に記載のAHR調節物質、特にAHR阻害剤。
- 前記AHR調節物質は、2-フェニルピリミジン-4-カルボキサミド化合物、硫黄置換3-オキソ-2,3-ジヒドロピリダジン-4-カルボキサミド化合物、3-オキソ-6-ヘテロアリール-2-フェニル-2,3-ジヒドロピリダジン-4-カルボキサミド化合物、2-ヘタリールピリミジン-4-カルボキサミド化合物、3-オキソ-2,6-ジフェニル-2,3-ジヒドロピリダジン-4-カルボキサミド化合物、2-ヘテロアリール-3-オキソ-2,3-ジヒドロ-4-カルボキサミド化合物、PDM2、1,3-ジクロロ-5-[(1E)-2-(4-メトキシフェニル)エテニル]-ベンゼン、α-ナフトフラボン、6,2’,4’-トリメトキシフラボン、CH223191、テトラヒドロピリドピリミジン誘導体、StemRegenin-1、CH223191、GNF351、CB7993113 HP163、PX-A590、PX-A548、PX-A275、PX-A758、PX-A446、PX-A24590、PX-A25548、PX-A25275、PX-A25758、PX-A26446、インドールAHR阻害剤、及びオキサゾール含有(OxC)化合物から選択される、がん治療方法に使用するための請求項45~51のいずれか一項に記載のAHR調節物質、特にAHR阻害剤。
- がん治療方法に使用するための請求項45~52のいずれか一項に記載のAHR調節物質、特にAHR阻害剤であって、前記がんは、好ましくはB細胞リンパ性悪性腫瘍、例えば濾胞性リンパ腫、ホジキンリンパ腫、原発性縦隔B細胞リンパ腫、びまん性大細胞型B細胞性リンパ腫、辺縁帯リンパ腫、及び慢性リンパ性白血病、副腎皮質がん(ACC)、膀胱尿路上皮がん(BLCA)、浸潤性乳がん(BRCA)、子宮頸部扁平上皮がん及び子宮頸部腺がん(CESC)、胆管がん(CHOL)、結腸腺がん(COAD)、リンパ系新生物、びまん性大細胞型B細胞リンパ腫(DLBC)、食道がん(ESCA)、多形性神経膠芽腫(GBM)、頭頸部扁平上皮がん(HNSC)、嫌色素性腎臓がん(KICH)、腎臓の腎明細胞がん(KIRC)、腎臓の腎乳頭細胞がん(KIRP)、脳の低悪性度神経膠腫(LGG)、肝臓の肝細胞がん(LIHC)、肺腺がん(LUAD)、肺扁平上皮がん(LUSC)、中皮腫(MESO)、卵巣漿液性嚢胞腺がん(OV)、膵臓腺がん(PAAD)、褐色細胞腫及び傍神経節腫(PCPG)、前立腺腺がん(PRAD)、直腸腺がん(READ)、肉腫(SARC)、皮膚の皮膚黒色腫(SKCM)、胃腺がん(STAD)、精巣胚細胞腫瘍(TGCT)、甲状腺がん(THCA)、胸腺腫(THYM)、子宮体部の子宮内膜がん(UCEC)、子宮がん肉腫(UCS)、及びブドウ膜黒色腫(UVM)からなる群から選択され、好ましくはIL4I1発現細胞を示す、調節物質。
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