JP2023535162A - 抗新生物薬に対する感受性を決定するための方法 - Google Patents

抗新生物薬に対する感受性を決定するための方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、新生物疾患と診断された対象において、抗新生物薬による治療に対する感受性又は耐性を決定するための方法であって、前記対象から得られた生体サンプルにおいて、FAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失につながる遺伝的変化若しくはエピジェネティック変化の有無を決定すること、又は前記対象から得られた生体サンプルにおいてFAT1発現若しくは機能が低下若しくは消失しているかどうかを決定することを含み;前記抗新生物薬が上皮細胞増殖因子受容体(EGFR)阻害剤、マイトジェン活性化タンパク質キナーゼ(MEK)阻害剤、Ca2+/カルモジュリン依存性タンパク質キナーゼ(CAMK)阻害剤、及びSRCキナーゼ阻害剤からなる群から選択される方法を提供する。本発明は更に、新生物疾患と診断された対象を治療する方法であって、抗新生物薬による治療に対する前記対象の感受性又は耐性を決定することを含む方法も提供する。【選択図】なし

Description

本発明は、広くは治療分野及びコンパニオン診断分野である。本発明は、特に、新生物疾患と診断された対象の、抗新生物薬、特に、上皮細胞増殖因子受容体(EGFR)阻害剤、マイトジェン活性化タンパク質キナーゼ(MEK)阻害剤、Ca2+/カルモジュリン依存性タンパク質キナーゼ(CAMK)阻害剤及びSRCキナーゼ阻害剤からなる群から選択される抗新生物薬に対する感受性を決定するための方法に関する。本発明は更に、前記抗新生物薬に感受性があると決定された患者を前記抗新生物薬で治療することに関する。
抗新生物薬に対する新生物疾患の感受性は様々であり、ある程度はそれらの分子サブタイプに依存し得る。従って、抗新生物薬に関するコンパニオン診断は、患者が抗新生物薬による治療から利益を得るかどうかを決定するために有用である。特に、遺伝子の突然変異、エピジェネティック変化及び染色体の再配列は、抗新生物薬に対する腫瘍応答に機能的役割を果たすことが見出されている。
FAT1は、広範なヒトがん、特に、皮膚、頭頸部、食道及び肺を含む様々な身体の場所に起源する扁平上皮癌(SCC)で高頻度に変異している。最もよく用いられるがんマウスモデルである、発癌性化学物質(7,12-ジメチルベンズアントラセン(DMBA)/12-O-テトラデカノイルホルボール-13-アセテート(TPA))により誘発される皮膚SCCでは、Fat1は、ヒトSCCと同様に、約20%の場合で変異している。ストップゲイン変異(未熟翻訳終止コドンを生じる突然変異)は高頻度に見られ、これらの突然変異は機能欠失(LOF)を生じる可能性が最も高いこと、及びFAT1は腫瘍抑制遺伝子(TSG)として働くことを示している。ヒトがん細胞株における短鎖ヘアピンRNA(shRNA)により媒介されるFAT1のノックダウンは細胞間接着を低下させ、細胞遊走を促進し、一方、in vitroにおけるがん細胞株では、上皮間葉転換(EMT)の調節におけるFAT1の役割に関して矛盾する結果が得られている。しかしながら、FAT1突然変異がin vivoで腫瘍形成を促進し、腫瘍の不均一性を制御する分子機構は全く知られていない。
頭頸部、食道又は肺などの種々の器官に由来する進行した扁平上皮癌(SCC)の治療はなお困難であり、特に転移性疾患では予後は不良である。よって、当技術分野では、新生物疾患、特に、SCCの抗新生物薬に対する治療感受性の評価を向上させることがなお必要である。
本発明は、少なくとも一部には、上皮細胞増殖因子受容体(EGFR)、マイトジェン活性化タンパク質キナーゼ(MEK)、Ca2+/カルモジュリン依存性タンパク質キナーゼ(CAMK)又はSRCキナーゼを含むものなど、ある特定のシグナル伝達カスケードは、FAT1機能が混乱又は破壊された際に影響を受けるという本発明者らの知見に基づくものである。更に、本発明者らは、前述のシグナル伝達カスケードは抗新生物薬の標的となり得るため、FAT1の発現又は機能の低下又は消失が関与する新生物疾患におけるシグナル伝達カスケードの活性化の違いは、対象の新生物疾患のFAT1状態に基づいて、このような抗新生物薬に対する対象の治療耐性又は感受性を予測することを可能にすることを見出した。
よって、一態様は、新生物疾患と診断された対象において抗新生物薬による治療に対する感受性又は耐性を決定するための方法であって、
前記対象から得られた生体サンプルにおいて、FAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失につながる遺伝的変化若しくはエピジェネティック変化の有無を決定すること、又は
前記対象から得られた生体サンプルにおいて、FAT1の発現若しくは機能が低下若しくは消失しているかどうかを決定すること
を含み、前記抗新生物薬は、上皮細胞増殖因子受容体(EGFR)阻害剤、マイトジェン活性化タンパク質キナーゼ(MEK)阻害剤、Ca2+/カルモジュリン依存性タンパク質キナーゼ(CAMK)阻害剤、及びSRCキナーゼ阻害剤からなる群から選択される方法を提供する。
更なる態様は、新生物疾患と診断された対象を治療する方法であって、
抗新生物薬による治療に対する前記対象の感受性又は耐性を決定すること、これは、
前記対象から得られた生体サンプルにおいて、FAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失につながる遺伝的変化若しくはエピジェネティック変化の有無を決定すること、又は
前記対象から得られた生体サンプルにおいて、FAT1の発現若しくは機能が低下若しくは消失しているかどうかを決定すること
を含み、前記抗新生物薬は、EGFR阻害剤、MEK阻害剤、CAMK阻害剤、及びSRCキナーゼ阻害剤からなる群から選択される;及び
前記対象が前記抗新生物薬に感受性があると決定された場合、前記対象を前記抗新生物薬で治療すること
を含む方法を提供する。
更なる態様は、抗新生物薬による治療に対する感受性又は耐性を決定するためのキットであって、
生体サンプルにおいてFAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失につながる遺伝的変化若しくはエピジェネティック変化の有無を決定するための手段、及び/又は
生体サンプルにおいてFAT1の発現若しくは機能を決定するための手段、及び
本明細書に教示されるような方法を実行するための1以上のプログラムが記録されたコンピューター可読記録媒体を含むキットを提供する。
更なる態様は、対象における新生物疾患の治療において使用するための、CAMK阻害剤、SRCキナーゼ阻害剤、及びそれらの組合せからなる群から選択される抗新生物薬を提供し、前記対象は、
FAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失につながる遺伝的変化若しくはエピジェネティック変化、又は
FAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失
を特徴とする新生物疾患を有するとして選択されている。
別の態様は、対象における新生物疾患の治療において使用するための、EGFR阻害剤、MEK阻害剤、及びそれらの組合せからなる群から選択される抗新生物薬を提供し、前記対象は、
FAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失につながる遺伝的変化若しくはエピジェネティック変化の不在、又は
正常な若しくは増加したFAT1発現若しくは機能
を特徴とする新生物疾患を有するとして選択されている。
本発明のこれら及び更なる態様及び好ましい実施形態は、以下の節及び添付の特許請求の範囲に記載されている。添付の特許請求の範囲の主題は、本発明に具体的に組み込まれる。
ヒトFAT1 mRNAの核酸配列。コード配列は下線と太字で示される。シグナルペプチドをコードする配列は斜体で示される。 A.共通mRNAシグネチャー(マウス皮膚及び肺Fat1コンディショナルノックアウト(cKO)扁平上皮癌(SCC)及びヒトFAT1 KO SCC細胞株)の分布を、ヒト肺SCCにおけるFAT1変異状況(TCGAデータベース)と比較して示すボックスプロット(解析では変異体対立遺伝子頻度が20%を超える影響の大きい突然変異のみを考慮し、「FAT1変異」と呼称。「FAT1 WT」という用語は、野生型FAT1を指す。平均値、最低値、及び最高値、ウィルコクソンの順位和検定)。B.共通mRNAシグネチャー(マウス皮膚及び肺Fat1cKO SCC及びヒトFAT1 KO SCC細胞株;「FAT1欠失」とも呼称)の分布を、ヒト肺SCCにおけるFAT1コピー数変異(CNV)の状態(TCGAデータベース)と比較して示すボックスプロット(平均±SD、ウィルコクソンの順位和検定)。 yes関連タンパク質1(Yes-associated protein 1)(Yap1)及び性決領域Yボックス2(sex determining region Y-box 2)(Sox2)は、Fat1欠失の下流の間葉系及び上皮系の状態を調節する。A.トランスポゼースアクセシブルクロマチン(transposase-accessible chromatin)(ATAC)シークエンシングピークに関するアッセイで濃縮された転写因子(TF)モチーフは、Homerにより判定したところ、Epcam+ Fat1cKOとEpcam+ Fat1 WT及びEpcam- Fat1cKOとEpcam- Fat1野生型(WT)皮膚扁平上皮癌(SCC)腫瘍細胞(TC)の間で上方調節されていた。B.限界希釈の黄色蛍光タンパク質(YFP)+ Epcam- Fat1 KO、YFP+ Epcam- Fat1/Sox2 KO及びYFP+ Epcam- Fat1/Yap1/Taz KO皮膚SCC TCの皮下移植時に見られた二次腫瘍の頻度並びに極限限界希釈分析(ELDA)を用いた腫瘍増殖細胞(TPC)頻度の評価(カイ二乗検定)を示す表。 C.1000 YFP+ Epcam- Fat1 KO、YFP+ Epcam- Fat1/Sox2 KO及びYFP+ Epcam- Fat1/Yap1/Taz KO皮膚SCC TCの注射から生じる肺転移の数を示すグラフ(平均±平均の標準誤差(SEM)、両側T検定)。D.超低接着表面プレートに4000cをプレーティングした7日後の、FAT1 KO、FAT1/YAP1/TAZ KO及びFAT1/SOX2 KOヒトSCC細胞により形成されたスフェロイド中の細胞の数を示す棒グラフ(平均±SEM、両側T検定)。E.皮下移植(n=5)後のFat1cKOマウス皮膚SCC由来細胞株におけるCD106/Vcam1、CD61/Itgb3及びCD51/Itgav発現に基づくYFP+ Epcam- TC亜集団の分布。TN:トリプルネガティブ(CD106-/CD51-/CD61-);TP:トリプルポジティブ(CD106+/CD51+/CD61+)。F.皮下移植(n=6)後のFat1/Sox2 KOマウス皮膚SCC細胞株におけるCD106/Vcam1、CD61/Itgb3及びCD51/Itgav発現に基づくYFP+ Epcam- TC亜集団の分布。TN:トリプルネガティブ(CD106-/CD51-/CD61-);TP:トリプルポジティブ(CD106+/CD51+/CD61+)。G.皮下移植(n=5)後のFat1/Yap1/Taz1 KOマウス皮膚SCC細胞株におけるCD106/Vcam1、CD61/Itgb3及びCD51/Itgav発現に基づくYFP+ Epcam- TC亜集団の分布。TN:トリプルネガティブ(CD106-/CD51-/CD61-);TP:トリプルポジティブ(CD106+/CD51+/CD61+) H.Sox2欠失時にEpcam- Fat1cKO皮膚SCC TCにおいて上方調節された遺伝子並びに後期EMTトリプルポジティブ(TP)(CD106+/CD51+/CD61+)腫瘍細胞(初期ハイブリッドEMTシグネチャー)に比べてハイブリッドEMTトリプルネガティブ(TN)(CD106-/CD51-/CD61-)TCにおいて及びEpcam+ TC(後期EMTシグネチャー)に比べてTPにおいて自然に上方調節されている遺伝子のベン図(両側超幾何分布検定)。I.Yap1/Taz欠失時にEpcam- Fat1cKO皮膚SCC TCにおいて上方調節された遺伝子並びに後期EMTトリプルポジティブ(TP)TC(初期ハイブリッドEMTシグネチャー)に比べてハイブリッドEMTトリプルネガティブ(TN)TCにおいて及びEpcam+ TC(後期EMTシグネチャー)に比べてTPにおいて自然に上方調節されている遺伝子のベン図(両側超幾何分布検定)。J.Epcam- Fat1cKO及びFat1/Sox2 KO皮膚SCC細胞において、RNA-seqにより定義された上皮遺伝子及びSox2が制御する極性に関連する遺伝子のmRNA発現(平均+SEM)。K.Epcam- Fat1cKO及びFat1/Yap1/Taz KO皮膚SCC細胞においてRNA-seqにより定義されたYap1/Taz標的遺伝子及びYap1/Tazが調節するその他の間葉遺伝子のmRNA発現(平均+SEM)(n=2)。 ホスホプロテオミクス分析は、FAT1欠失の下流のシグナル伝達カスケードを特定する。a.FAT1 WTとFAT1 KOサンプルの間の各ホスホペプチドの倍率変化(X軸のlog2)及び統計的有意性(Y軸のLog p値)(T検定、誤検出率(FDR)=0.05及びS0=1)を示すボルカノプロット。b.FAT1 KOに比べてFAT1 WTにおいて有意に上方調節された種々のキナーゼのリン酸化部位(「Ph部位」)を示す表。FC:倍率変化。c.FAT1 WT細胞及びFAT1 KO細胞におけるリン酸化MEK1/2(抗体は、MEK 1/2のSer218、SER222、Ser226のリン酸化を認識する)及び総MEKの発現レベルを示すウエスタンブロット。d.FAT1 WT細胞及びFAT1 KO細胞におけるリン酸化EGFR(抗体は、EGFRのY1197のリン酸化を認識する)及び総EGFRの発現レベルを示すウエスタンブロット。e.FAT1 KOとWTのYES1 Y194ホスホ部位の濃縮を示す表。f.FAT1 KO細胞において濃縮された、CAMK2によりリン酸化されると予測されるホスホ部位(「Ph部位」)を示す表。FC:倍率変化。g.FAT1 WT細胞及びFAT1 KO細胞におけるリン酸化CAMK2(抗体は、CAMK2αのThr286、及びCAMK2β及びγのThr287のリン酸化を認識する)及び総CAMK2タンパク質の発現レベルを示すウエスタンブロット。h.FAT1 WT細胞及びFAT1 KO細胞におけるリン酸化SRC(抗体は、YES/SRCのTyr416のリン酸化を認識する)、総SRC及びYESタンパク質の発現レベルを示すウエスタンブロット。i.ジメチルスルホキシド又はCAMK2阻害剤(KN93)で処理したFAT1 KO細胞におけるリン酸化SRC、総SRC及びYESタンパク質の発現レベルを示すウエスタンブロット。 j.FAT1 WT及びFAT1 KO TCにおける蛍光活性化細胞選別(FACS)によるCD44の発現を示すヒストグラム。k.DMSO又は10uM CAMK2阻害剤(KN93)で処理したFAT1 KO TC(n=16)におけるFACSによるCD44の発現を示すヒストグラム。 l.DMSO又はCAMK2阻害剤で処理した、高レベルのCD44を発現するFAT1 KO TCの割合を示す棒グラフ(平均+SEM、両側T検定)。m.FAT1 KO及びFAT1/CD44 KO TCにおけるリン酸化SRC、総SRC及びYESタンパク質の発現レベルを示すウエスタンブロット。n.FAT1 WT及びFAT1/CD44 KOスフェロイドにおける、FACSによる細胞数の定量を示す棒グラフ(平均+SEM、両側T検定)。o.FAT1 WT細胞及びFAT1 KO細胞におけるH3K27me3マーク及びH3タンパク質の発現レベルを示すウエスタンブロット。p.DMSO又はCAMK2阻害剤(KN93)で処理したFAT1 KO TCにおけるH3K27me3マーク及びH3タンパク質の発現レベルを示すウエスタンブロット。q.DMSO又はEZH2阻害剤(GSK343)で処理したFAT1 WT細胞におけるH3K27me3マーク及びH3タンパク質の発現レベルを示すウエスタンブロット。r.DMSO又はEZH2阻害剤(GSK343)で7日間処理したFAT1 WT細胞における、RT-qPCRによるSOX2 mRNA発現を示すドットプロット(平均±SEM、両側T検定)。FC:倍率変化。s.DMSO又はEZH2阻害剤(GSK343)で7日間処理したFAT1 WT細胞における、SOX2タンパク質の発現レベルを示すウエスタンブロット。t.FAT1 WT及びKO細胞におけるSOX2 TSS周囲のゲノム領域における種々のレベルのH3K27me3マーク付着を示すChIP-qPCR。データは、Fat1 WT細胞とKO細胞の示されたゲノム領域の相対濃縮の比率を表す。Ctrl1及び2は、EZH2/H3K27me3の陰性対照領域である。(1つのサンプルT検定、平均±SEM。対照1 n=3、p=0.61;対照2 n=3、p=0.63;-0.5 n=3、p=0.04;0.1 n=3、p=0.008;0.5 n=3、p=0.006;0、7 n=3、p=0.02)。 u.FACSにより分析された48時間時点でのFAT1 WT及びFAT1 KO細胞生存力に対する漸増用量のEGFR阻害剤アファチニブの効果を示す代表的な用量反応曲線(DMSOで処理した5ウェルの平均に対して正規化)。最小二乗法による非線形回帰log(阻害剤)(n=3、平均±SEM)。v.FACSにより分析された48時間時点でのFAT1 WT及びFAT1 KO細胞生存率に対する漸増用量のSRC阻害剤ダサチニブの効果を示す代表的な用量反応曲線(DMSOで処理した4ウェルの平均に対して正規化)。最小二乗法による非線形回帰log(阻害剤)(n=3、平均±SEM)。w.FAT1 WT細胞及びFAT1 KO細胞に対する種々の薬物のpIC50及びSEMの概要を示す表(n=3)(両側T検定)。 ホスホプロテオミクス分析は、FAT1機能欠失の下流のシグナル伝達カスケードを明らかにする。a.FAT1 WT細胞に比べてFAT1 KO細胞において有意に多くリン酸化されたキナーゼを示す表。b.FAT1 KO TCにおいて有意に濃縮されたホスホ部位をリン酸化することが予測されるキナーゼを示す棒グラフ。c.FAT1 KOに比べてFAT1 WT細胞において有意に多くリン酸化されたキナーゼを示す表。d.FAT1 WT TCにおいて有意に濃縮されたホスホ部位をリン酸化することが予測されるキナーゼを示す棒グラフ。 FAT1 LOFの下流のYap1及びSox2シグナル伝達の増加は、基質の堅さには依存しない。a.異なる堅さ条件でのFAT1 WT細胞及びFAT1 KO細胞における蛍光強度に基づくYAP1発現の定量。b.異なる堅さ条件でのFAT1 WT細胞及びFAT1 KO細胞における蛍光強度に基づくYAP1核/細胞質比の定量。c.FAT1 WT細胞及びFAT1 KO細胞において活性化され、療法に対する応答に異なる影響を予測するシグナル伝達経路を示す模式図。 患者由来異種移植(PDX)サンプル及び突然変異に関する詳細な情報:コドン、アミノ酸(AA)変異、突然変異を保持するエキソン、対立遺伝子頻度、突然変異の種類及び3つの異なるバイオインフォマティクスアルゴリズム(SIFT、Memo及びPolyPhen)によるタンパク質の機能に関する突然変異の影響のバイオインフォマティクス予測をまとめた表。
本明細書で使用する場合、単数形「1つの(a)」、「1つの(an)」、及び「その(the)」は、文脈上別段のことを示さない限り、単数及び複数の指示対象を含む。
「を含む(“comprising”, “comprises” and “comprised of”)」という用語は、本明細書で使用する場合、「を包含する(“including”, “includes” or “containing”, “contains”)」と同義であり、包含又はオープンエンドの用語であり、付加的な、列挙されていないメンバー、要素又は方法ステップを排除しない。これらの用語は又、特許用語として十分に確立された意味を持つ「からなる」及び「から本質的になる」も包含する。
端点による数値範囲の記載は、記載された端点だけでなく、それぞれの範囲に含まれる全ての数値及び分数を含む。
「約」又は「およそ」という用語は、パラメーター、量、時間的持続時間などの測定可能な値に言及する際に本明細書で使用する場合、開示された発明において実行するのに適切である限り、指定値の及び指定値からの変動、例えば、指定値の及び指定値からの±10%以下、好ましくは±5%以下、更に好ましくは±1%以下、なお一層好ましくは±0.1%以下の変動を包含することを意味する。修飾語「約」が指す値自体も、具体的に、好ましくは開示されているものと理解される。
1以上のメンバー又はメンバーの群のうち少なくとも1つのメンバーなど、「1以上」又は「少なくとも1つ」という用語は、それ自体明確であるのに対し、更なる例示により、この用語は、特に、前記メンバーの任意の1つ、又は前記メンバーの任意の2つ以上、例えば、前記メンバーの任意の3以上、4以上、5以上、6以上又は7以上など、全ての前記メンバーまでの言及を包含している。別の例では、「1以上」又は「少なくとも1つ」は、1、2、3、4、5、6、7又はそれを超えるものを指す場合がある。
本明細書における発明の背景に関する議論は、発明の文脈を説明するために含まれる。これは、言及された資料のいずれかが、いずれかの請求項の優先日時点で、いずれかの国において公開されていた、知られていた、又は一般的な一般知識の一部であったことを認めるものとして受け取られるべきでない。
本開示を通じて、様々な刊行物、特許及び公開特許明細書は、識別引用符で参照される。本明細書で引用された全ての文書は、その全体が参照により本明細書の一部として援用される。特に、本明細書で特に言及されるそのような文書の教示又はセクションは、参照により本明細書の一部として援用される。
別段の定義がない限り、技術用語及び科学用語を含む、本発明を開示する際に使用される全ての用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般に理解される意味を有する。更なる指針として、本発明の教示をよりよく理解するために用語の定義が含まれる。特定の用語が本発明の特定の態様又は本発明の特定の実施形態に関連して定義される場合、そのような意味合いは、別段の定義がない限り、本明細書全体、即ち、本発明の他の態様又は実施形態の文脈にも該当することを意味する。
以下の記載では、本発明の異なる態様又は実施形態をより詳細に定義する。このように定義された各態様又は実施形態は、別段のことが明示されない限り、他の任意の態様又は実施形態と組み合わせることができる。特に、好ましい又は有利であるとして示される特徴はいずれも、好ましい又は有利であるとして示される他のいずれの特徴又は機能と組み合わせてもよい。
本明細書を通じて「一実施形態」、「ある実施形態」という場合、その実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造又は特性が、本発明の少なくとも1つの実施形態に含まれることを意味する。従って、本明細書中の様々な場所での「一実施形態において」又は「ある実施形態において」という語句の出現は、必ずしも全てが同じ実施形態を指すわけではないが、そうである可能性もある。更に、特定の特徴、構造又は特性は、本開示から当業者に明らかなように、1以上の実施形態において、任意の適切な方法で組み合わされてもよい。更に、本明細書に記載されたいくつかの実施形態は、他の実施形態に含まれるいくつかの特徴を含み他の特徴は含まないが、異なる実施形態の特徴の組合せは、本発明の範囲内であり、当業者によって理解されるように、異なる実施形態を形成することを意味する。例えば、添付の特許請求の範囲において、特許請求される実施形態のいずれを任意の組合せで使用してもよい。
本発明者らは、FAT1の発現又は機能の欠損が、腫瘍幹細胞性及び転移の増加を示すハイブリッド上皮間葉転換(EMT)状態の獲得を促進することに気付いた。更に、本発明者らは、FAT1突然変異体のトランスクリプトーム的特性、エピゲノム的特性及びプロテオミクス的特性を含む包括的な分子特性解析により、ハイブリッドEMTシグネチャーは、yes関連タンパク質1(YAP1)及び性決領域Yボックス2(Sox2)の活性化により媒介されること、並びに上皮成長因子受容体(EGFR)、マイトジェン活性化タンパク質キナーゼ(MEK)、Ca2+/カルモジュリン依存性タンパク質キナーゼ(CAMK)及びSRCを含むいくつかのシグナル伝達カスケードが、前記の活性化を担っていることを見出した。更に、本発明者らは、FAT1が、EGFR阻害剤、MEK阻害剤、CAMK阻害剤、又はSRCキナーゼ阻害剤などの、FAT1の発現又は機能の低下又は消失によって影響を受ける1以上のシグナル伝達カスケードを調節する抗新生物薬に対する対象の感受性を決定するための臨床マーカーとして使用できることを見出した。FAT1の発現又は機能の欠損は、例えば、野生型FAT1と比較して、FAT1配列の変化(例えば、FAT1末端切断)、FAT1構造の変化、FAT1輸送の変化、FAT1のミスフォールディング、FAT1 mRNAの安定性又は翻訳の減少、FAT1の発現低下を引き起こすFAT1のプロモーター又はエンハンサーの変異によって引き起こされ得る。
よって、一態様は、新生物疾患と診断された対象において、抗新生物薬による治療に対する感受性(応答性又は過敏性と表記されることもある)又は耐性(非応答性又は非過敏性と表記されることもある)を決定するための方法であって、
前記対象から得られた生体サンプルにおいて、FAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失につながる遺伝的変化若しくはエピジェネティック変化の有無を決定すること、又は
前記対象から得られた生体サンプルにおいて、FAT1の発現又は機能が低下若しくは消失しているかどうかを決定すること
を含み、
前記抗新生物薬は、EGFR阻害剤、MEK阻害剤、CAMK阻害剤、及びSRCキナーゼ阻害剤からなる群から選択される方法を提供する。言い換えれば、本態様は、新生物疾患と診断された対象においてある特定の抗新生物薬による治療に対する感受性又は耐性を決定するためのマーカーとしてFAT1の状態を使用する。
特定の実施形態では、FAT1の発現又は機能の低下又は消失(例えば、FAT1の発現又は機能の欠損)は、ある特定の抗新生物薬による治療に対する対象の感受性のマーカーとして使用され得る。
特定の実施形態では、正常なFAT1発現又は機能が、特定の他の抗新生物薬による治療に対する対象の感受性のマーカーとして使用され得る。「マーカー」及び「バイオマーカー」という用語は、当技術分野で広く用いられ、一般に、試験対象におけるその定性的及び/又は定量的評価、例えば、対象からの生体サンプルの評価による、試験対象の表現型及び/又は遺伝子型の1以上の側面に関して予測的又は情報が得られる、生体成分又は生体分子、より詳しくは内因性生体成分又は分子、又はその検出可能な部分を広く表す。本明細書では、「感受性の決定」及び「感受性の予測」という語句を互換的に使用することができる。
「予測する」、「予側」又は「予測的」という用語は、本明細書で使用する場合、対象における療法に対する応答又は反応の事前の宣言、指示又は予告を指し、好ましくは、前記対象が(まだ)療法を受けていない場合である。例えば、対象における抗新生物薬による治療に対する感受性(又は応答性若しくは過敏性)の予測は、例えば、対象がその治療から臨床的利益を得る(例えば、腫瘍量の減少を示す)ように、例えば、ある期間内に対象が治療に応答又は反応することを示し得る。対象における抗新生物薬による治療に対する非感受性(又は不応答性又は非過敏性又は耐性)の予測は、対象がその治療から臨床的利益を得ない(例えば、腫瘍量の治療上意味のある低減を示さない)ように、例えば、ある期間内にその治療に対する応答又は反応が最小限であるか又は全くないことを示し得る。
「感受性」、「応答性」又は「過敏性」は、本明細書では互換的に使用でき、新生物疾患を有する対象が抗新生物薬による治療に対して感受性又は反応性があることを素因とする質を指す。対象が治療から臨床的利益を得る場合、対象は抗新生物薬による治療に対して「感受性である」、「応答性である」又は「過敏性がある」(これらの用語は互換的に使用され得る)。腫瘍などの新生物組織は、治療上有効な量の抗新生物薬との接触の結果、抗新生物薬との接触がない新生物組織の増殖率と比較して新生物組織の増殖率が阻害される場合、抗新生物薬による治療に対して「感受性である」、「応答性である」又は「過敏性がある」。
「非感受性」、「非応答性」、「非過敏性」又は「耐性」という用語は、本明細書において互換的に使用され、新生物疾患を有する対象が抗新生物薬による治療に対して最小限の(例えば、臨床的に重要ではない)応答しかしない又は全く応答しない素因となる質を指す。対象がその治療から臨床的利益を得ない場合、対象は抗新生物薬による治療に対して「非感受性」、「非応答性」、「非過敏性」又は「耐性」である(これらの用語は互換的に使用され得る)。腫瘍を含む新生物組織は、治療上有効な量の抗新生物薬との接触の結果、抗新生物薬との接触がない新生物組織の増殖率と比較して新生物組織の増殖率が阻害されない、又は阻害の程度が非常に低い(例えば、治療上重要ではない)場合、抗新生物薬による治療に対して「非感受性」、「非応答性」、「非過敏性」又は「耐性」である。
本明細書に開示されるような方法は、新生物疾患を有する対象が抗新生物薬による治療に対して感受性である、又は抗新生物薬による治療に対して耐性があるという予測を可能とし得る。これは、特定の実施形態において、新生物疾患を有する対象が、抗新生物薬による治療に感受性がある確率が比較的低い(例えば、50%未満、40%未満、30%未満、20%未満又は10%未満)こと;又は新生物疾患を有する対象が、抗新生物薬による治療に感受性がある確率が比較的高い(例えば、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%又は少なくとも90%)ことを予測することを含み得る。
対象の所定の抗新生物治療に対する感受性又は耐性に関する情報を提供するためにFAT1の状態を評価する本方法は、一般に、in vitroで、対象から得られたサンプル(組織生検又は液体生検など)に対して実施される。「in vitro」という用語は、一般に、動物又はヒトの体外又は身体の外部を表す。「ex vivo」という用語は、一般に、動物又はヒトの身体から取り出され、体外、例えば、培養容器内で維持又は増殖された組織又は細胞を意味する。本明細書で使用されるような「in vitro」という用語は、「ex vivo」を含むと理解されるべきである。「in vivo」という用語は、一般に、動物又はヒトの体内又は身体の内部を表す。FAT1は、カドヘリン型リピートの存在を特徴とする内在性膜タンパク質群であるカドヘリンスーパーファミリーのメンバーである。FAT1は又、腫瘍抑制遺伝子又は腫瘍抑制因子としても記載されている。「FAT1」という場合、当技術分野において当該呼称の下で一般に知られているようなFAT1タンパク質、ポリペプチド、ペプチド、又は核酸を表す。更なる指針により、FAT1は、関連の腫瘍抑制因子ホモログ、カドヘリン関連ファミリーメンバー8、カドヘリンファミリーメンバー7、CDHF7又はCDHR8としても知られている。「FAT1ポリペプチド」という用語は、本明細書で使用する場合、「FAT1タンパク質」と同義である。FAT1とその突然変異体との区別を強調するために、用語「FAT1」と共に「非修飾」、「非変更」、「元の」、「開始の」、「非変異」などの形容詞が使用される場合がある。特定の実施形態において、FAT1は、集団において最も一般的に観察されるそれぞれの遺伝子の対立遺伝子によってコードされる形態という従来の意味における「野生型」タンパク質であり得る。特定の実施形態において、FAT1は、疾患のような変化した表現型の原因とならない、又はそれに関連しない任意の形態の、表現型指向の意味で「野生型」タンパク質であり得る。例示として、限定されるものではないが、野生型FAT1対立遺伝子は機能的な全長FAT1タンパク質を産生するが、変異型FAT1対立遺伝子はFAT1 mRNAもFAT1タンパク質も産生しない場合があり、又は末端切断型FAT1タンパク質(これらはリーディングフレームシフトから生じる非FAT1配列を場合により含んでもよい(このような変異型FAT1タンパク質は、非機能的であり、高速分解に向けられることが多い))をコードするFAT1 mRNAを産生する場合があり、又は構造的に比較的小さな突然変異(例えば、一アミノ酸置換)を含むFAT1タンパク質を産生する場合がある(これもやはり細胞においてFAT1タンパク質の正常な機能を実質的に低下させるか、又は完全に停止させる)。
「核酸」という用語は、本明細書で使用する場合、一般に、ヌクレオシド単位から実質的になる任意の長さのポリマー(好ましくは、直鎖ポリマー)を指す。ヌクレオシド単位は、一般に、複素環式塩基及び糖基を含む。複素環式塩基には、特に、天然に存在する核酸中に広く存在するアデニン(A)、グアニン(G)、シトシン(C)、チミン(T)及びウラシル(U)などのプリン及びピリミジン塩基、他の天然に存在する塩基(例えば、キサンチン、イノシン、ヒポキサンチン)並びに化学的又は生化学的修飾(例えば、メチル化)、非天然又は誘導体化塩基を含んでもよい。少なくとも1つのリボヌクレオシド単位を含む核酸分子は、一般にリボ核酸又はRNAと呼ばれることがある。このようなリボヌクレオシド単位は、2’-OH部分を含み、ここで、-Hは、リボヌクレオシドについて当技術分野で公知のように(例えば、メチル、エチル、アルキル、又はアルキルオキシアルキルによって)置換されてもよい。好ましくは、リボ核酸又はRNAは、主としてリボヌクレオシド単位からなってもよく、例えば、核酸分子を構成するヌクレオシド単位の80%以上、85%以上、90%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上、99%以上又は100%(数で)がリボヌクレオシド単位であってもよい。少なくとも1つのデオキシリボヌクレオシド単位を含む核酸分子は、一般に、デオキシリボ核酸又はDNAと称されることがある。このようなデオキシリボヌクレオシド単位は、2’-Hを含む。好ましくは、デオキシリボ核酸又はDNAは、主としてデオキシリボヌクレオシド単位からなってもよく、例えば、核酸分子を構成するヌクレオシド単位の80%以上、85%以上、90%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上、99%以上又は100%(数で)がデオキシリボヌクレオシド単位であってもよい。「核酸」という用語は、更に好ましくは、DNA、RNA及びDNA/RNAハイブリッド分子を包含し、具体的には、hnRNA、プレmRNA、mRNA、cDNA、ゲノムDNA、増幅産物、オリゴヌクレオチド及び合成(例えば、化学合成)DNA、RNA又はDNA/RNAハイブリッドを含む。RNAは、RNAi(阻害RNA)、dsRNA(二本鎖RNA)、siRNA(低分子干渉RNA)、mRNA(メッセンジャーRNA)、miRNA(マイクロRNA)、tRNA(転移RNA、対応するアシル化アミノ酸で荷電されていても無荷電であってもよい)及びcRNA(補完RNA)を含む。核酸は、天然に存在するもの、例えば、自然界に存在するか、又は自然界から単離されたものであり得、組換え、即ち、組換えDNA技術によって生産することができ、及び/又は、一部若しくは全部を化学的若しくは生化学的に合成することもできる。「核酸」は、二本鎖、部分的二本鎖、又は一本鎖であり得る。一本鎖の場合、核酸はセンス鎖又はアンチセンス鎖であり得る。更に、核酸は、環状であっても直鎖であってもよい。
「タンパク質」という用語は、本明細書で使用する場合、一般に、1以上のポリペプチド鎖、即ち、ペプチド結合によって連結されたアミノ酸残基のポリマー鎖を含む高分子を包含する。この用語は、天然、組換え、半合成、又は合成的に生産されたタンパク質を包含し得る。この用語は又、ポリペプチド鎖の1以上の共発現型又は発現後型の修飾、例えば、限定されるものではないが、グリコシル化、アセチル化、リン酸化、スルホン化、メチル化、ユビキチン化、シグナルペプチドの除去、N末端Met除去、プロ酵素又はプレホルモンの活性型への変換などを有するタンパク質を包含する。この用語は更に又、対応する天然タンパク質に対して、例えば、アミノ酸の欠失、付加及び/又は置換などのアミノ酸配列の変異を有するタンパク質変異体又は突然変異体も含む。この用語は、全長タンパク質及びタンパク質部分又は断片、例えば、そのような全長タンパク質の処理から生じる天然に存在するタンパク質部分の両方を企図する。
「ポリペプチド」という用語は、本明細書で使用する場合、一般に、ペプチド結合によって連結されたアミノ酸残基のポリマー鎖を包含する。従って、特に、タンパク質が単一のポリペプチド鎖のみからなる場合、本明細書において、「タンパク質」及び「ポリペプチド」という用語は、そのようなタンパク質を表して互換的に使用され得る。この用語は、ポリペプチド鎖の任意の最小長に限定されない。この用語は、天然、組換え、半合成、又は合成的に生産されたポリペプチドを包含し得る。この用語は又、ポリペプチド鎖の1以上の共発現型又は発現後型の修飾、例えば、限定されるものではないが、グリコシル化、アセチル化、リン酸化、スルホン化、メチル化、ユビキチン化、シグナルペプチド除去、N末端Met除去、プロ酵素又はプレホルモンの活性型への変換などを有するポリペプチドを包含する。この用語は更に又、対応する天然ポリペプチドに対して、例えば、アミノ酸の欠失、付加及び/又は置換などのアミノ酸配列の変異を有するポリペプチド変異体又は突然変異体も含む。この用語は、全長ポリペプチド及びポリペプチド部分又は断片、例えば、そのような全長ポリペプチドの処理から生じる天然に存在するポリペプチド部分の両方を企図する。
「ペプチド」という用語は、本明細書で使用される場合、好ましくは、50アミノ酸以下、例えば、45アミノ酸以下、好ましくは、40アミノ酸以下、例えば、35アミノ酸以下、より好ましくは、30アミノ酸以下、例えば、25以下、20以下、15以下、10以下又は5以下のアミノ酸から本質的になる本明細書で使用するようなポリペプチドを指す。
「アミノ酸」という用語は、天然に存在するアミノ酸、天然にコードされるアミノ酸、天然にコードされないアミノ酸、天然に存在しないアミノ酸、アミノ酸類似体及び天然に存在するアミノ酸と同様の様式で機能するアミノ酸模倣物、それらのD-及びL-立体異性体の全て(但し、それらの構造がそのような立体異性体形態を可能にする場合)を包含する。アミノ酸は、本明細書において、その名称、その一般に知られている3文字記号、又はIUPAC-IUB生化学命名委員会が推奨する1文字記号のいずれかによって呼称される。「天然にコードされるアミノ酸」は、20種の一般アミノ酸又はピロリジン、ピロリン-カルボキシ-リシン又はセレノシステインの1つであるアミノ酸を指す。20種の一般アミノ酸は、アラニン(A又はAla)、システイン(C又はCys)、アスパラギン酸(D又はAsp)、グルタミン酸(E又はGlu)、フェニルアラニン(F又はPhe)、グリシン(G又はGly)、ヒスチジン(H又はHis)、イソロイシン(I又はIle)、リシン(K又はLys)、ロイシン(L又はLeu)、メチオニン(M又はMet)、アスパラギン(N又はAsn)、プロリン(P又はPro)、グルタミン(Q又はGln)、アルギニン(R又はArg)、セリン(S又はSer)、トレオニン(T又はThr)、バリン(V又はVal)、トリプトファン(W又はTrp)、及びチロシン(Y又はTyr)である。又、1以上の個々の原子が異なる原子、同じ原子の同位体、又は異なる官能基で置換されているアミノ酸類似体も含まれる。本明細書で任意の核酸、タンパク質、ポリペプチド又はペプチドという場合には、その変異体も包含され得る。核酸、タンパク質、ポリペプチド又はペプチドの「変異体」という用語は、配列(即ち、それぞれヌクレオチド配列又はアミノ酸配列)が列挙された前記核酸、タンパク質又はポリペプチドの配列と実質的に同一の(即ち、完全には同一でないが大部分が同一の)、例えば、少なくとも約80%同一又は少なくとも約85%同一、例えば、好ましくは少なくとも約90%同一、例えば少なくとも91%同一、92%同一、より好ましくは少なくとも約93%同一、例えば少なくとも94%同一、一層より好ましくは少なくとも約95%同一、例えば少なくとも96%同一、なおより好ましくは少なくとも約97%同一、例えば少なくとも98%同一、最も好ましくは少なくとも99%同一の核酸、タンパク質、ポリペプチド又はペプチドを指す。好ましくは、変異体は、列挙された核酸、タンパク質、ポリペプチド又はペプチドの全配列が配列アラインメントにおいて照会される場合(即ち、全体の配列同一性)に、列挙された核酸、タンパク質、ポリペプチド又はペプチドに対してそのような同一性程度を示し得る。又、核酸、タンパク質、ポリペプチド又はペプチドの断片及び変異体には、前記核酸、タンパク質、ポリペプチド又はペプチドと別の、一般には無関連の核酸、タンパク質、ポリペプチド又はペプチドの融合産物も含まれる。配列同一性は、それ自体が知られている配列アラインメント及び配列同一性の判定を実行するための適切なアルゴリズムを使用して決定することができる。例示であり非限定的なアルゴリズムには、Altschulら 1990(J Mol Biol 215:403-10)に最初に記載されたBasic Local Alignment Search Tool(BLAST)に基づくもの、例えば公開されたデフォルト設定又は他の適切な設定(例えば、BLASTNアルゴリズムの場合:cost to open a gap=5、cost to extend a gap=2、penalty for a mismatch=-2、reward for a match=1、gap x_dropoff=50、expectation value=10.0、word size=28;又はBLASTPアルゴリズムの場合:matrix=Blosum62、cost to open a gap=11、cost to extend a gap=1、expectation value=10.0、word size=3)を使用する、例えばTatusova and Madden 1999(FEMS Microbiol Lett 174:247-250)に記載された「Blast 2 sequences」アルゴリズムが含まれる。核酸、タンパク質、ポリペプチド又はペプチドの変異体は、前記核酸、タンパク質、ポリペプチド又はペプチドのホモログ(例えば、オルソログ又はパラログ)であってもよい。本明細書で使用される場合、用語「相同性」は、一般に、同一又は異なる分類群からの2つの高分子、特に2つの核酸、タンパク質又はポリペプチドの間の構造的類似性を表し、ここで前記類似性は、共有の祖先によるものである。本明細書で任意のペプチド、ポリペプチド、タンパク質、又は核酸という場合には又、その断片も包含する。従って、本明細書において、任意の1つのペプチド、ポリペプチド、タンパク質、又は核酸を測定する(又はその量を測定する)という場合には、例えば、その任意の成熟した及び/又はプロセシングを受けた可溶性/分泌型(例えば、血漿循環型)の測定及び/又はその1以上の断片の測定など、ペプチド、ポリペプチド、タンパク質又は核酸の測定を包含し得る。例えば、任意のペプチド、ポリペプチド、タンパク質、若しくは核酸、及び/又はこれらの1以上の断片は、測定量が集合的に測定された種の合計量に対応するように、集合的に測定されてもよい。別の例では、任意のペプチド、ポリペプチド、タンパク質、若しくは核酸、及び/又はその1以上の断片をそれぞれ個別に測定してもよい。
核酸(ポリヌクレオチド)に関して「断片」という用語は、一般に、核酸の5’末端切断型及び/又は3’末端切断型を表す。好ましくは、断片は、前記核酸の核酸配列長の少なくとも約30%、例えば少なくとも約50%又は少なくとも約70%、好ましくは少なくとも約80%、例えば少なくとも約85%、より好ましくは少なくとも約90%、及びなおより好ましくは少なくとも約95%又は更には約99%を含み得る。例えば、全長核酸の長さを超えない限り、断片は、対応する全長核酸の5連続ヌクレオチド以上、又は10連続ヌクレオチド以上、又は20連続ヌクレオチド以上、又は30連続ヌクレオチド以上、例えば40連続ヌクレオチド以上、例えば50連続ヌクレオチド以上、例えば60以上、70以上、80以上、90以上、100以上、200以上、300以上、400以上、500以上、1000以上、2000以上、3000以上、4000以上、5000以上、6000以上、7000以上、8000以上、9000以上、10000以上、11000以上、12000以上、13000以上又は14000以上の連続ヌクレオチドの配列を含み得る。
この用語は、例えば、限定されるものではないが、代替転写又は翻訳、エキソ及び/若しくはエンド-タンパク質分解、エキソ及び/若しくはエンド-核分解、又はペプチド、ポリペプチド、タンパク質若しくは核酸の分解、例えば、物理的、化学的及び/又は酵素的タンパク質分解若しくは核分解など、in vivo及び/又はin vitroのいずれの機構によって生じる断片も包含する。
ペプチド、ポリペプチド、又はタンパク質に関して「断片」という用語は、一般に、ペプチド、ポリペプチド、又はタンパク質のN末端及び/又はC末端切断型を表す。好ましくは、断片は、前記ペプチド、ポリペプチド、又はタンパク質のアミノ酸配列長の少なくとも約30%、例えば少なくとも約50%又は少なくとも約70%、好ましくは少なくとも約80%、例えば少なくとも約85%、より好ましくは少なくとも約90%、及びなおより好ましくは少なくとも約95%又は更には約99%を含み得る。例えば、全長ペプチド、ポリペプチド、又はタンパク質の長さを超えない限り、断片は、対応する全長ペプチド、ポリペプチド、又はタンパク質の5連続アミノ酸以上、又は10連続アミノ酸以上、又は20連続アミノ酸以上、又は30連続アミノ酸以上、例えば40連続アミノ酸以上、例えば、50連続アミノ酸以上、例えば60以上、70以上、80以上、90以上、100以上、200以上、300以上、400以上、500以上、1000以上、1500以上、2000以上、2500以上、3000以上、3500以上、4000以上又は4500以上の連続アミノ酸の配列を含み得る。
任意のペプチド、ポリペプチド、タンパク質、又は核酸という場合、当該技術分野においてそれぞれの呼称で一般に知られているペプチド、ポリペプチド、タンパク質、核酸に相当する。これらの用語は、見出される任意の生物、特に動物、好ましくは温血動物、より好ましくは脊椎動物、なおより好ましくはヒト及び非ヒト哺乳動物を含む哺乳動物、なおより好ましくはヒトの、このようなペプチド、ポリペプチド、タンパク質、又は核酸を包含する。これらの用語は、天然配列を有するそのようなペプチド、ポリペプチド、タンパク質、又は核酸、即ち、一次配列が、自然界に見られる、又は自然界に由来するペプチド、ポリペプチド、タンパク質、又は核酸のものと同じであるものを特に包含する。当業者は、天然配列が、異種間の遺伝的分岐のために異種間で異なる場合があることを理解する。更に、天然配列は、所与の種内の通常の遺伝的多様性(変動)のために同じ種の異なる個体間又は個体内で異なる場合がある。又、天然配列は、転写後修飾又は翻訳後修飾のために同じ種の異なる個体間又は個体内でも異なる場合がある。ペプチド、ポリペプチド、タンパク質、又は核酸の任意のそのような変異体又はアイソフォームが本明細書で意図される。従って、自然界に見られる、又は自然界に由来するペプチド、ポリペプチド、タンパク質、又は核酸の全ての配列は、「天然」と見なされる。これらの用語は、生体、器官、組織又は細胞の一部を形成する際、生体サンプルの一部を形成する際、並びにそのような供給源から少なくとも部分的に単離された際のペプチド、ポリペプチド、タンパク質、又は核酸を包含する。
特定の実施形態では、ペプチド、ポリペプチド、タンパク質、又は核酸はヒトであり得、即ち、それらの一次配列は、天然に存在するヒトペプチド、ポリペプチド、タンパク質、若しくは核酸の、又はそれに存在する対応する一次配列と同じであり得る。従って、この関連の修飾語「ヒト」は、その起源又は供給源というよりも、それぞれのペプチド、ポリペプチド、タンパク質、又は核酸の一次配列に関連する。例えば、そのようなペプチド、ポリペプチド、タンパク質、若しくは核酸は、ヒト対象のサンプル中に存在するか、又はそこから単離されてもよく、或いは他の手段(例えば、組換え発現、無細胞転写若しくは翻訳、又は非生物的核酸若しくはペプチド合成)によっても得られてよい。
特定の実施形態において、FAT1は、ヒトFAT1である。例示的ヒトFAT1タンパク質配列は、米国政府の国立生物工学情報センター(NCBI)Genbank(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/)受託番号NP_005236.2、又はSwissprot/Uniprot(http://www.uniprot.org/)受託番号Q14517.2で注釈される通りであり得る。NCBI Genbank受託番号NP_005236.2の下で注釈されている配列を以下に再現する:
>NP_005236.2プロトカドヘリンFat 1前駆体[ホモ・サピエンス]
MGRHLALLLLLLLLFQHFGDSDGSQRLEQTPLQFTHLEYNVTVQENSAAKTYVGHPVKMGVYITHPAWEVRYKIVSGDSENLFKAEEYILGDFCFLRIRTKGGNTAILNREVKDHYTLIVKALEKNTNVEARTKVRVQVLDTNDLRPLFSPTSYSVSLPENTAIRTSIARVSATDADIGTNGEFYYSFKDRTDMFAIHPTSGVIVLTGRLDYLETKLYEMEILAADRGMKLYGSSGISSMAKLTVHIEQANECAPVITAVTLSPSELDRDPAYAIVTVDDCDQGANGDIASLSIVAGDLLQQFRTVRSFPGSKEYKVKAIGGIDWDSHPFGYNLTLQAKDKGTPPQFSSVKVIHVTSPQFKAGPVKFEKDVYRAEISEFAPPNTPVVMVKAIPAYSHLRYVFKSTPGKAKFSLNYNTGLISILEPVKRQQAAHFELEVTTSDRKASTKVLVKVLGANSNPPEFTQTAYKAAFDENVPIGTTVMSLSAVDPDEGENGYVTYSIANLNHVPFAIDHFTGAVSTSENLDYELMPRVYTLRIRASDWGLPYRREVEVLATITLNNLNDNTPLFEKINCEGTIPRDLGVGEQITTVSAIDADELQLVQYQIEAGNELDFFSLNPNSGVLSLKRSLMDGLGAKVSFHSLRITATDGENFATPLYINITVAASHKLVNLQCEETGVAKMLAEKLLQANKLHNQGEVEDIFFDSHSVNAHIPQFRSTLPTGIQVKENQPVGSSVIFMNSTDLDTGFNGKLVYAVSGGNEDSCFMIDMETGMLKILSPLDRETTDKYTLNITVYDLGIPQKAAWRLLHVVVVDANDNPPEFLQESYFVEVSEDKEVHSEIIQVEATDKDLGPNGHVTYSIVTDTDTFSIDSVTGVVNIARPLDRELQHEHSLKIEARDQAREEPQLFSTVVVKVSLEDVNDNPPTFIPPNYRVKVREDLPEGTVIMWLEAHDPDLGQSGQVRYSLLDHGEGNFDVDKLSGAVRIVQQLDFEKKQVYNLTVRAKDKGKPVSLSSTCYVEVEVVDVNENLHPPVFSSFVEKGTVKEDAPVGSLVMTVSAHDEDARRDGEIRYSIRDGSGVGVFKIGEETGVIETSDRLDRESTSHYWLTVFATDQGVVPLSSFIEIYIEVEDVNDNAPQTSEPVYYPEIMENSPKDVSVVQIEAFDPDSSSNDKLMYKITSGNPQGFFSIHPKTGLITTTSRKLDREQQDEHILEVTVTDNGSPPKSTIARVIVKILDENDNKPQFLQKFYKIRLPEREKPDRERNARREPLYHVIATDKDEGPNAEISYSIEDGNEHGKFFIEPKTGVVSSKRFSAAGEYDILSIKAVDNGRPQKSSTTRLHIEWISKPKPSLEPISFEESFFTFTVMESDPVAHMIGVISVEPPGIPLWFDITGGNYDSHFDVDKGTGTIIVAKPLDAEQKSNYNLTVEATDGTTTILTQVFIKVIDTNDHRPQFSTSKYEVVIPEDTAPETEILQISAVDQDEKNKLIYTLQSSRDPLSLKKFRLDPATGSLYTSEKLDHEAVHQHTLTVMVRDQDVPVKRNFARIVVNVSDTNDHAPWFTASSYKGRVYESAAVGSVVLQVTALDKDKGKNAEVLYSIESGNIGNSFMIDPVLGSIKTAKELDRSNQAEYDLMVKATDKGSPPMSEITSVRIFVTIADNASPKFTSKEYSVELSETVSIGSFVGMVTAHSQSSVVYEIKDGNTGDAFDINPHSGTIITQKALDFETLPIYTLIIQGTNMAGLSTNTTVLVHLQDENDNAPVFMQAEYTGLISESASINSVVLTDRNVPLVIRAADADKDSNALLVYHIVEPSVHTYFAIDSSTGAIHTVLSLDYEETSIFHFTVQVHDMGTPRLFAEYAANVTVHVIDINDCPPVFAKPLYEASLLLPTYKGVKVITVNATDADSSAFSQLIYSITEGNIGEKFSMDYKTGALTVQNTTQLRSRYELTVRASDGRFAGLTSVKINVKESKESHLKFTQDVYSAVVKENSTEAETLAVITAIGNPINEPLFYHILNPDRRFKISRTSGVLSTTGTPFDREQQEAFDVVVEVTEEHKPSAVAHVVVKVIVEDQNDNAPVFVNLPYYAVVKVDTEVGHVIRYVTAVDRDSGRNGEVHYYLKEHHEHFQIGPLGEISLKKQFELDTLNKEYLVTVVAKDGGNPAFSAEVIVPITVMNKAMPVFEKPFYSAEIAESIQVHSPVVHVQANSPEGLKVFYSITDGDPFSQFTINFNTGVINVIAPLDFEAHPAYKLSIRATDSLTGAHAEVFVDIIVDDINDNPPVFAQQSYAVTLSEASVIGTSVVQVRATDSDSEPNRGISYQMFGNHSKSHDHFHVDSSTGLISLLRTLDYEQSRQHTIFVRAVDGGMPTLSSDVIVTVDVTDLNDNPPLFEQQIYEARISEHAPHGHFVTCVKAYDADSSDIDKLQYSILSGNDHKHFVIDSATGIITLSNLHRHALKPFYSLNLSVSDGVFRSSTQVHVTVIGGNLHSPAFLQNEYEVELAENAPLHTLVMEVKTTDGDSGIYGHVTYHIVNDFAKDRFYINERGQIFTLEKLDRETPAEKVISVRLMAKDAGGKVAFCTVNVILTDDNDNAPQFRATKYEVNIGSSAAKGTSVVKVLASDADEGSNADITYAIEADSESVKENLEINKLSGVITTKESLIGLENEFFTFFVRAVDNGSPSKESVVLVYVKILPPEMQLPKFSEPFYTFTVSEDVPIGTEIDLIRAEHSGTVLYSLVKGNTPESNRDESFVIDRQSGRLKLEKSLDHETTKWYQFSILARCTQDDHEMVASVDVSIQVKDANDNSPVFESSPYEAFIVENLPGGSRVIQIRASDADSGTNGQVMYSLDQSQSVEVIESFAINMETGWITTLKELDHEKRDNYQIKVVASDHGEKIQLSSTAIVDVTVTDVNDSPPRFTAEIYKGTVSEDDPQGGVIAILSTTDADSEEINRQVTYFITGGDPLGQFAVETIQNEWKVYVKKPLDREKRDNYLLTITATDGTFSSKAIVEVKVLDANDNSPVCEKTLYSDTIPEDVLPGKLIMQISATDADIRSNAEITYTLLGSGAEKFKLNPDTGELKTSTPLDREEQAVYHLLVRATDGGGRFCQASIVLTLEDVNDNAPEFSADPYAITVFENTEPGTLLTRVQATDADAGLNRKILYSLIDSADGQFSINELSGIIQLEKPLDRELQAVYTLSLKAVDQGLPRRLTATGTVIVSVLDINDNPPVFEYREYGATVSEDILVGTEVLQVYAASRDIEANAEITYSIISGNEHGKFSIDSKTGAVFIIENLDYESSHEYYLTVEATDGGTPSLSDVATVNVNVTDINDNTPVFSQDTYTTVISEDAVLEQSVITVMADDADGPSNSHIHYSIIDGNQGSSFTIDPVRGEVKVTKLLDRETISGYTLTVQASDNGSPPRVNTTTVNIDVSDVNDNAPVFSRGNYSVIIQENKPVGFSVLQLVVTDEDSSHNGPPFFFTIVTGNDEKAFEVNPQGVLLTSSAIKRKEKDHYLLQVKVADNGKPQLSSLTYIDIRVIEESIYPPAILPLEIFITSSGEEYSGGVIGKIHATDQDVYDTLTYSLDPQMDNLFSVSSTGGKLIAHKKLDIGQYLLNVSVTDGKFTTVADITVHIRQVTQEMLNHTIAIRFANLTPEEFVGDYWRNFQRALRNILGVRRNDIQIVSLQSSEPHPHLDVLLFVEKPGSAQISTKQLLHKINSSVTDIEEIIGVRILNVFQKLCAGLDCPWKFCDEKVSVDESVMSTHSTARLSFVTPRHHRAAVCLCKEGRCPPVHHGCEDDPCPEGSECVSDPWEEKHTCVCPSGRFGQCPGSSSMTLTGNSYVKYRLTENENKLEMKLTMRLRTYSTHAVVMYARGTDYSILEIHHGRLQYKFDCGSGPGIVSVQSIQVNDGQWHAVALEVNGNYARLVLDQVHTASGTAPGTLKTLNLDNYVFFGGHIRQQGTRHGRSPQVGNGFRGCMDSIYLNGQELPLNSKPRSYAHIEESVDVSPGCFLTATEDCASNPCQNGGVCNPSPAGGYYCKCSALYIGTHCEISVNPCSSKPCLYGGTCVVDNGGFVCQCRGLYTGQRCQLSPYCKDEPCKNGGTCFDSLDGAVCQCDSGFRGERCQSDIDECSGNPCLHGALCENTHGSYHCNCSHEYRGRHCEDAAPNQYVSTPWNIGLAEGIGIVVFVAGIFLLVVVFVLCRKMISRKKKHQAEPKDKHLGPATAFLQRPYFDSKLNKNIYSDIPPQVPVRPISYTPSIPSDSRNNLDRNSFEGSAIPEHPEFSTFNPESVHGHRKAVAVCSVAPNLPPPPPSNSPSDSDSIQKPSWDFDYDTKVVDLDPCLSKKPLEEKPSQPYSARESLSEVQSLSSFQSESCDDNGYHWDTSDWMPSVPLPDIQEFPNYEVIDEQTPLYSADPNAIDTDYYPGGYDIESDFPPPPEDFPAADELPPLPPEFSNQFESIHPPRDMPAAGSLGSSSRNRQRFNLNQYLPNFYPLDMSEPQTKGTGENSTCREPHAPYPPGYQRHFEAPAVESMPMSVYASTASCSDVSACCEVESEVMMSDYESGDDGHFEEVTIPPLDSQQHTEV (配列番号1)。
当業者は、配列データベース又は本明細書中で表される任意の配列が、それぞれのペプチド、ポリペプチド、タンパク質又は核酸の前駆体のものであってもよく、成熟分子から離れてプロセシングされる部分を含み得ることを理解することができる。
従って、ヒトFAT1タンパク質の成熟型(シグナルペプチドを含まない)は、ある実施形態では、配列番号1に示すようなアミノ配列を含み、そこから最初の21個の連続するアミノ酸(即ち、シグナルペプチドMGRHLALLLLLLLLFQHFGDS(配列番号2))が除去又は切除される。
例示的ヒトFAT1 mRNA(cDNA)配列はNCBI Genbank受託番号NM_005245.4で注釈される通りであり得る。NM_005245.4核酸配列は図1に再現されている。
上記のように、本発明は、FAT1状態の分析に基づく、例えば、FAT1状態の情報が得られる遺伝的、エピジェネティック的、発現又は機能的分析に基づき、特定の抗新生物薬に対する感受性又は耐性の評価に関する。遺伝的変化は、例えば、変異していない又は野生型のFAT1タンパク質の配列、構造、安定性又は輸送と比較して、FAT1タンパク質の配列、構造、安定性若しくは輸送、又はそれらの任意の組合せにおける変化を介して、FAT1タンパク質の発現又は機能の変化を生じさせ得る。
より詳細には、FAT1遺伝子における置換、欠失及び/又は挿入(FAT1タンパク質をコードするFAT1遺伝子の部分、即ち、コード配列、並びにFAT1遺伝子の非コード部分、例えば特に任意の調節配列、例えばFAT1遺伝子プロモーター若しくは任意のエンハンサー、5’及び3’非翻訳領域(UTR)、又はFAT1エキソンを分離する任意の遺伝子内領域(イントロン)を含む)は、本明細書の他所に記載されるようにFAT1タンパク質のアミノ酸配列を変更し得る。
FAT1の発現又は機能の低下又は消失につながり得る遺伝的変化には、置換、逆位、挿入及び欠失などの小規模な突然変異、並びにコピー数異常(CNA)及び染色体異常などの大規模な突然変異が含まれる。「欠失」という用語は、遺伝的変化に関して本明細書で使用される場合、核酸の1以上のヌクレオチド、一般に連続したヌクレオチドが、核酸から除去される、即ち欠失する突然変異を指す。用語「挿入」は、遺伝的変化に関して本明細書で使用される場合、1以上のヌクレオチド、一般に連続したヌクレオチドが、核酸に付加される、即ち挿入される突然変異を指す。「置換」という用語は、遺伝的変化に関して本明細書で使用される場合、核酸の1以上のヌクレオチドがそれぞれ独立して別のヌクレオチドで置き換えられる、即ち、置換される突然変異を指す。
特定の実施形態では、突然変異は、一塩基が置換、挿入又は欠失された点突然変異であり得る。一塩基突然変異は、遺伝子変異の中でも頻繁に見られるカテゴリーであり、例えば、コード配列における一塩基の欠失及び挿入の場合にはリーディングフレームシフトにつながり、又はコード配列における一塩基置換の場合には一アミノ酸置換若しくは未熟終止コドンにつながるなど、様々な結果をもたらし得る。
本明細書で意図する遺伝的変化は、特に体細胞変化又は突然変異、即ち、対象に存在する細胞又は前がん病変又は腫瘍若しくはがんの細胞で生じるものなど、受胎後に生じる対象のDNA配列の後天的変化又は突然変異である。
更に、ヒトのような2倍体の生物は、常染色体(非性染色体;FAT1は第4染色体の長腕に位置していることに注意)上に位置する各遺伝子を2コピー、即ち、その遺伝子の対立遺伝子を2つ持っている。2倍体の生物は、同一の対立遺伝子を持つこともあれば(即ち、遺伝子に対して異型接合体であり得る)、異なる対立遺伝子を持つこともある(即ち、遺伝子に対して異型接合体であり得る)。常染色体に影響を及ぼす大規模な体細胞染色体再配列によるなど、ある細胞において、ある遺伝子を一般に含む常染色体の領域が欠失した場合、その遺伝子の単一の対立遺伝子のみを有する細胞は、その遺伝子についてヘミ接合と表すことができる。2つの異なる対立遺伝子は、例えば、非変異型(野生型)対立遺伝子及び変異型対立遺伝子である。遺伝子の変化又は突然変異は、劣性変異若しくは突然変異又は優性変異若しくは突然変異であり得る。劣性突然変異は機能喪失につながり得るが、第二対立遺伝子が正常な非変異型の遺伝子コピーを提供する場合、部分的又は完全にマスクされることがある。劣性突然変異の場合、対象又は対象の特定の罹患細胞若しくは組織が異型接合体であり得る場合でもなお(部分的に)変異型の表現型を示すことがあり、又は対象若しくは対象の特定の罹患細胞若しくは組織が変異型の表現型を示すためには、同一又は異なる劣性突然変異の異型接合体である必要がある場合がある。一方、優性突然変異は、遺伝子の正常なコピーが存在する場合、変異型の表現型につながる。更に、「ドミナントネガティブ」突然変異は、非修飾タンパク質と拮抗的に作用するタンパク質の変異型をもたらし得る。従って、このようなドミナントネガティブ突然変異は、変異型タンパク質の機能を損なうだけでなく、変異型タンパク質は、例えば、野生型タンパク質と不活性複合体を形成することにより、又は野生型タンパク質と同様に、しかしながら関与の通常の結果を誘導せずに細胞パートナー若しくは細胞プロセスになお関与することによって、野生型タンパク質の機能を障害又は排除もする。
特定の実施形態では、対象、又は対象の特定の罹患細胞若しくは組織は、遺伝的変化に関して異型接合性又は同型接合性であり得、FAT1の発現又は機能の低下又は消失につながる。
特定の実施形態では、細胞におけるFAT1の発現又は機能の低下又は消失につながるための遺伝的変化については、本明細書で意図されるような遺伝的変化は、劣性突然変異又はドミナントネガティブ突然変異などの優性突然変異であり得る。
特定の実施形態では、細胞におけるFAT1の発現又は機能の低下又は消失につながる遺伝的変化については、遺伝的変化は、細胞のFAT1遺伝子の一方の対立遺伝子にだけ生じてよく、他方の対立遺伝子は野生型対立遺伝子である。
特定の実施形態では、細胞におけるFAT1の発現又は機能の低下又は消失につながるための遺伝的変化については、遺伝的変化(同じ又は異なる遺伝的変化)は、細胞のFAT1遺伝子の両方の対立遺伝子で生じてよい。
特定の実施形態では、本明細書に教示されるような方法は、前記対象から得られた生体サンプルにおいて、一方又は両方のFAT1対立遺伝子におけるFAT1の発現又は機能の低下又は消失につながる遺伝的変化又はエピジェネティック変化の有無を決定することを含む。
特定の実施形態では、本明細書に教示されるような方法は、前記対象から得られた生体サンプルにおいて、1以上のFAT1機能欠失型(LOF)突然変異の有無を決定することを含む。
「FAT1機能欠失型突然変異」又は「FAT1 LOF突然変異」という用語は、本明細書で使用する場合、参照の発現及び/又は機能に比べてFAT1遺伝子産物の発現及び/又は機能の統計的に有意な減少(又は低下若しくは下方調節)を引き起こすFAT1遺伝子の変化を指す。当業者は、そのような参照を選択することができる。適切な参照の例は、対応する非変異型(野生型)FAT1遺伝子産物の発現及び/又は機能であり得る。例えば、そのような低下は、(例えば、標準偏差若しくは標準誤差、又はその所定の倍数、例えば、±1×SD若しくは±2×SD、又は±1×SE若しくは±2×SEによって表されるように)参照の誤差の範囲外に入ることがある。例示として、FAT1遺伝子産物の発現及び/又は機能は、参照の発現及び/又は機能と比較して少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%、好ましくは少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、より好ましくは少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、更により好ましくは少なくとも90%、特に好ましくは少なくとも95%、例えば96%、97%又は98%、又は少なくとも99%、最大100%の低下(即ち、完全な消失)を含む低下の場合に低下したと見なすことができる。
特定の好ましい実施形態では、FAT1 LOF突然変異は、FAT1タンパク質における単一のアミノ酸置換をもたらすか、若しくはC末端切断型FAT1タンパク質につながる未熟終止コドンを導入する点突然変異、又はFAT1 mRNAにおけるリーディングフレームシフト及びその結果としてしばしばフレーム外終止コドンで終わるC末端非FAT1アミノ酸配列を含むFAT1タンパク質をもたらす点突然変異などの点突然変異であり得る。
FAT1突然変異は、当技術分野で周知である。ヒトの遺伝子及びタンパク質は、特に前述のGenbank及びUniprotデータベースにおいて詳細に注釈されている。ヒトFAT1遺伝子又は遺伝子産物の既知の変異体及び突然変異体(アイソフォーム、多型、疾患原因又は関連突然変異体などを含む)もそこに、例えば、NCBI Genbank受託番号NM_005245.4で注釈されたその転写物と共にヒトFAT1遺伝子のNCBI Genbank variation viewerに注釈されている。
ヒトの遺伝子及びタンパク質における既知の疾患原因又は関連突然変異を注釈した専用のデータベースが存在する。例として、FAT1突然変異はOnline Mendelian Inheritance in Man(登録商標)(OMIM(登録商標),https://www.omim.org/)の受託番号*600976、Cancer Genome Atlas(TCGA)ProgramのGDCデータポータル(https://portal.gdc.cancer.gov/)の受託番号ENSG00000083857、又はCatalogue of Somatic Mutations in Cancer(COSMIC,https://cancer.sanger.ac.uk/cosmic)の受託番号COSG86438に見出すことができる。ICGC/TCGA Pan-Cancer Analysis of Whole Genomes Consortium(Nature 2020, vol. 578, 82-93)の最近の発表では、38種類の腫瘍における2,658個の全がんゲノムとそれらの正常組織の統合的解析が記載され、関連リソースはhttps://docs.icgc.org/pcawg/のデータポータル及び可視化から利用可能である。
上述のCancer Genome Atlas ProgramのGDCデータポータル及びCatalogue of Somatic Mutations in Cancer(COSMIC、https://cancer.sanger.ac.uk/cosmic)などのデータベースもFAT1突然変異の潜在的機能的効果に関する情報を保持している。例えば、FAT1遺伝子の突然変異が、ミスセンス突然変異、ナンセンス突然変異、又はフレームシフト突然変異のいずれであるかが、データベースに示されている場合がある。
当業者は、FAT1突然変異がLOF変異であるかどうかを予測又は決定する方法を知っている。
例として、FAT1ミスセンス突然変異は、一般に、FAT1タンパク質のアミノ酸配列において、あるアミノ酸の別のアミノ酸への置換をもたらす。置換の位置と種類によって、アミノ酸置換は、例えば、影響を与えないか、FAT1タンパク質を非機能的にし得るか、FAT1タンパク質の機能を増強し得るか、又はFAT1タンパク質に何らかの新規活性、特性若しくは相互作用を付与し得る。破壊的インフレーム突然変異は、本明細書の他所に記載されるようなフレームシフトをもたらさないが、FAT1の状態(例えば、FAT1の発現及び/又は機能)を破壊する突然変異である。例えば、破壊的なインフレーム突然変異は、FAT1ナンセンス突然変異であり得る。FAT1ナンセンス突然変異は、一般に、ストップゲイン、ストップロス、スタートゲイン、又はスタートロスをもたらす。ストップゲイン突然変異は、一般に、FAT1タンパク質のアミノ酸配列において、それまでにアミノ酸を特定するコドンがあったところに終止コドンの出現をもたらす。未熟終止コドンの存在により、FAT1タンパク質のC末端切断型が生成される。ストップロス突然変異は、本来の終止コドンにおける、FAT1タンパク質のカルボキシル末端の異常な伸長をもたらす突然変異である。スタートゲイン突然変異は、元の開始点の上流に開始コドンを出現させる。新しい開始コドンが本明細書の他所に記載されているようなフレームシフトを生じる場合、その遺伝子産物は、変異していない遺伝子産物とは全く異なるアミノ酸配列を有し得る。新しい開始コドンがFAT1をコードする配列とフレーム内にある場合、元のFAT1タンパク質のアミノ末端に付加的アミノ酸が追加される場合がある。スタートロス突然変異は、FAT1遺伝子産物の産生の減少又は完全な消失をもたらす転写物のAUG開始コドンの突然変異である。従って、当業者は、FAT1ナンセンス突然変異が、一般に、FAT1機能の低下又は消失をもたらすことを理解するであろう。FAT1遺伝子のエキソンにおける1以上のヌクレオチドの挿入又は欠失は、FAT1フレームシフト突然変異をもたらし得る。遺伝子コードにおけるコドンのトリプレット性により、X核酸の挿入又は欠失(Xは0又は3の倍数でない)によってリーディングフレーム(即ち、コドンのグループ化)が変化し、フレームシフト突然変異の下流で遺伝子産物が非変異遺伝子産物と全く異なるアミノ酸配列を有する遺伝子産物となり得る。FAT1フレームシフト突然変異は又、未熟終止コドン及びタンパク質のC末端切断型をもたらし得る。従って、当業者は、FAT1フレームシフト突然変異が、一般に、FAT1機能の低下又は消失をもたらすことを理解するであろう。エキソン、イントロン、又はエキソン-イントロン境界における突然変異は、FAT1タンパク質のプレmRNAのスプライシングを変更し、例えば、リーディングフレームのシフトを伴うかどうかにかかわらず、1以上のエキソンのスキップ又は1以上のイントロンの包含をもたらし得る。このような突然変異は、スプライシング突然変異とも呼ばれる。例として、mRNAによるイントロンDNAの大きなセグメントの保持、又はエキソン全体のスプライシングは、一般に、非機能的なFAT1タンパク質の産生、従って、FAT1機能の低下又は消失をもたらす。
FAT1ミスセンス突然変異などのFAT1突然変異の、FAT1の発現又は機能に対する潜在的な効果は、SIFT(バージョン5.2.2、http://sift.jcvi.org/)、PolyPhen-2(バージョン2.2.2、http://genetics.bwh.harvard.edu/pph2/)及びMEMo(例えば、Ciriello et al, Mutual exclusive analysis identifies oncogenic network modules, Genome Res, 2012、22巻(2)398-406)に記載の通り)を用いて予測することができる。更に、1以上の遺伝的変化によって引き起こされるFAT1の発現及び/又は機能における変化は、本明細書の他所に記載されるように決定してもよい。
特定の実施形態では、前記1以上のFAT1機能欠失型突然変異は、破壊型インフレーム突然変異、ミスセンス突然変異、ナンセンス突然変異(例えば、ストップゲイン又はスタートロス突然変異)、フレームシフト突然変異、スプライシング突然変異、及びこれらの組合せからなる群から選択され、好ましくは、1以上のFAT1機能欠失型突然変異は、破壊型インフレーム突然変異、ミスセンス突然変異、ストップゲイン突然変異、及びこれらの組合せからなる群から選択される。
特定の実施形態では、前記1以上のFAT1機能欠失型突然変異は、ミスセンス突然変異、ナンセンス突然変異、フレームシフト突然変異、スプライシング突然変異、及びこれらの組合せからなる群から選択され、好ましくは、1以上のFAT1機能欠失型突然変異は、破壊型インフレーム突然変異、ミスセンス突然変異、ストップゲイン突然変異、及びこれらの組合せからなる群から選択され、予測ソフトウエア(例えば、SIFT、PolyPhen-2及び/又はMEMo予測ソフトウエア)、好ましくは少なくとも3種類の異なる予測ソフトウエアによって、より好ましくはSIFT、PolyPhen-2及びMEMo予測ソフトウエアの3種類全てによってFAT1発現及び/又は機能の低下を生じると予測される。
例えば、前記1以上のFAT1機能欠失型突然変異は、配列番号1の3284番のThrのArgへの置換につながるミスセンス突然変異を含んでよく、前記ミスセンス突然変異は、FAT1対立遺伝子の一方又は両方に生じ、前記1以上のFAT1機能欠失型突然変異は、配列番号1の1585番のThrのMetへの置換につながるミスセンス突然変異を含んでよく、前記ミスセンス突然変異は、FAT1対立遺伝子の一方又は両方に生じ、前記1以上のFAT1機能欠失型突然変異は、配列番号1の1763番のProのLeuへの置換につながるミスセンス突然変異を含んでよく、前記ミスセンス突然変異は、FAT1対立遺伝子の一方又は両方に生じ、前記1以上のFAT1機能欠失型突然変異は、配列番号1の885番のArgの終止コドンでの置換につながるストップゲイン突然変異を含んでよく、前記ストップゲイン突然変異は、FAT1対立遺伝子の一方又は両方に生じ、前記1以上のFAT1機能欠失型突然変異は、配列番号1の148番のLeuの終止コドンへの置換につながるストップゲイン突然変異を含んでよく、前記ストップゲイン突然変異は、FAT1対立遺伝子の両方に生じ、前記1以上のFAT1機能欠失型突然変異は、配列番号1の372番のTyrの終止コドンでの置換につながるストップゲイン突然変異を含んでよく、前記ストップゲイン突然変異は、FAT1対立遺伝子の一方又は両方に生じ、前記1以上のFAT1機能欠失型突然変異は、配列番号1の3179番のGlyの終止コドンによる置換につながるストップゲイン突然変異を含んでよく、前記ストップゲイン突然変異は、FAT1対立遺伝子の両方に生じ、及び/又は前記1以上のFAT1機能欠失型突然変異は、配列番号1の3009番のValの欠失につながる破壊的インフレーム突然変異を含んでよく、前記破壊的インフレーム突然変異は、FAT1対立遺伝子の両方に生じる。
1以上のFAT1突然変異の有無を決定するための方法は当技術分野で周知であり、限定されるものではないが、蛍光in situハイブリダイゼーション(FISH)(例えば、突然変異特異的FISH)、ゲノムシークエンシング(例えば、直接ゲノムシークエンシング、サンガーシークエンシング、パイロシークエンシング、合成によるポロニーサイクリックシークエンシング、同時双方向シークエンシング、単一分子シークエンシング、単一分子リアルタイムシークエンシング、真の単一分子シークエンシング、ハイブリダイゼーション支援ナノポアシークエンシング、合成によるシークエンシング、単一細胞シークエンシングなど)が挙げられ、場合により、ポリメラーゼに基づく核酸増幅(例えば、PCRなど)と組み合わせてもよい。配列決定は、例えば、プロモーター及び任意のエンハンサーなどの非転写配列、並びにエキソン、イントロン及びUTRなどの転写配列を含むFAT1遺伝子全体を精査してもよいし、又は転写配列に着目してもよいし、又はエキソン若しくはコード配列のみに着目してもよい(エクソームシークエンシング)。又、FAT1の任意の既知の突然変異ホットスポットに特に着目してもよい。
例として、PCRなどのポリメラーゼに基づく核酸増幅を使用して、腫瘍生検又は液体生検などの1以上の腫瘍細胞を含む生体サンプルからのゲノムDNA調製物からFAT1遺伝子配列を直接増幅することができる。その後、増幅された配列のDNA配列を、シークエンシングを用いて決定し、参照と比較することによってそこから変異が同定され得る。
「ポリメラーゼに基づく核酸増幅」という句は、本明細書で使用する場合、一般に、核酸ポリメラーゼ、例えばDNAポリメラーゼの作用によって、核酸分子内、好ましくはDNA分子内の標的核酸領域のコピー数を増加させるための任意のin vitro法を包含する。この方法は、線形増幅と指数関数的増幅の両方を包含してもよく、特に好ましくは指数関数的増幅を指す。この方法は、特に好ましくは、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を指す場合がある。PCRでは、核酸分子内、特にDNA分子内の標的核酸領域が、耐熱性DNAポリメラーゼ及び少なくとも2つの増幅プライマー(一方は増幅される標的配列の一端の(+)鎖に相補的であり、他方は標的配列の他端の(-)鎖に相補的である)を用いて増幅される。本明細書で使用される際にPCRという場合、例えば、高忠実度PCR、ホットスタートPCR、タッチダウンPCR、ネスト化PCR、多重PCR、定量PCR、定量リアルタイムPCR、長距離PCR、RT-PCRなどの原型PCRの改変を包含する(例えば、PCR Protocols:A Guide to Methods and Applications, Innisら編, Academic Press, サンディエゴ, 1990を参照)。
FAT1遺伝子のシークエンシング又は増幅のためのプライマー又はプライマー対は、当技術分野で公知の任意の方法を用いて、例えば、プライマー3などのプライマー設計ツールの使用によって設計され得る。
更なる例として、1以上のFAT1(LOF)突然変異の有無は、生体サンプルからの核酸配列を、好ましくは、1以上のFAT1遺伝的変化を含む核酸配列と特異的にハイブリダイズし得るDNAを蛍光標識プローブと接触させること、及び前記ハイブリダイゼーションを検出することによって決定することができる。
染色体異常には、染色体の分布、数、構造、又は配列の不規則性又は異常が含まれる。このような構造異常は、染色体断片の欠失、染色体断片の倍加、ある染色体断片の他の染色体への転座、染色体断片の逆位、染色体断片の挿入(例えば、ある染色体から欠失し、他の染色体に挿入された断片など)、環、同腕染色体であり得る。染色体異常を決定するための方法は当技術分野で公知であり、メタフェース細胞遺伝学(MC)分析、蛍光in situハイブリダイゼーション(FISH)、比較ゲノムハイブリダイゼーション(CGH)、スペクトル核型分析(SKY)及びシークエンシング(例えば次世代シークエンシング(NGS)及び単一細胞シークエンシング)を含み得る。
FAT1は、細胞遺伝学的に4q35.2に位置し、分子的には第4染色体上の186 587 789~186 726 696塩基対に存在する。従って、染色体4q35.2を障害する染色体異常、例えば、染色体4q35.2若しくはその断片の欠失、又は別の染色体断片の染色体4q35.2への挿入は、FAT1の発現又は機能の低下又は消失をもたらし得る。
特定の実施形態では、本明細書に教示されるような方法は、前記対象から得られた生体サンプルにおいて第4染色体、好ましくは染色体4q35.2上の1以上の染色体異常の有無を決定することを包含し得る。特定の実施形態では、本明細書に教示されるような方法は、前記対象から得られた生体サンプルにおいて第4染色体又はその断片の欠失、好ましくは染色体4q35.2の欠失を決定することを包含し得る。
コピー数異常(CNA)とは、ある染色体又は染色体セグメントが、参照ゲノムと比較して後天的に数が変わる(即ち、コピー数が増加又は減少する)ことである。増幅された染色体領域内に位置する遺伝子は一般に過剰発現し、染色体が消失した領域に位置する遺伝子は一般に下方調節される。染色体異常を決定するための方法は当技術分野で知られており、比較ゲノムハイブリダイゼーション(CGH)及びシークエンシング(例えば、次世代シークエンシング(NGS)及び単一細胞シークエンシング)を含み得る。
第4染色体、より具体的には、染色体4q35.2のコピー数の減少は、FAT1の発現又は機能の低下又は消失をもたらし得る。従って、特定の実施形態では、本明細書に教示されるような方法は、前記対象から得られた生体サンプルにおいて第4染色体、好ましくは、染色体4q35.2のコピー数変異の有無を決定することを包含し得る。更に詳しい実施形態では、本明細書に教示されるような方法は、前記対象から得られた生体サンプルにおいて参照ゲノムと比較した第4染色体、好ましくは、染色体4q35.2のコピー数の減少の有無を決定することを包含し得る。DNAメチル化、ヒストン修飾及びATP依存性クロマチンリモデリングを含むエピジェネティック変化は、DNAの接近性及びクロマチンの構造を変更する場合があり、その結果、それ自体、遺伝子産物をコードする遺伝子の核酸配列を変化させずに、遺伝子産物の発現及び/又は機能(例えば、変化が起こる場所に応じて、増加又は減少)を変化させる可能性がある。遺伝子のサイレンシング又は下方調節をもたらすエピジェネティック変化は、エピジェネティックサイレンシングとも呼ばれることがある。
異常なDNA高メチル化は、ハイパーメチル化と呼ばれることもあり、DNAの特定のシトシンにメチル基(CH3)を付加することで遺伝子活性が制御されるエピジェネティック修飾である。特に、ヒトの遺伝子では、プロモーター領域及びイントロンに集中するCpGジヌクレオチド(CpGアイランド)のシトシンにメチル化が生じる。DNAのメチル化は、一般に、転写アクチベーターとして働くか、若しくはそれを動員するDNA結合タンパク質をブロックする結果としての、又は転写コレプレッサー複合体を動員するメチル結合タンパク質の動員の結果としての遺伝子サイレンシングに関連する。
一般に、メチル化状態は、遺伝子のプロモーター領域にしばしば見られる適切なCpGアイランドにおいて決定される。「メチル化」、「メチル化状態(methylation state)」又は「メチル化状態(methylation status)」という用語は、DNA配列内の1又は複数のCpGジヌクレオチドにおける5-メチルシトシン(「5-mCyt」)の有無を指す。FAT1遺伝子のメチル化状態は、DNAメチル化を決定するために当技術分野で知られているいずれの方法によって決定してもよく、これには限定されるものではないが、Kurdyukov S. and Bullock M., DNA methylation analysis: choosing the right method, Biology, 2016, 5(1):3に記載されているように、非メチル化アイランドの検出のためのバイサルファイトシークエンシング、パイロシークエンシング、メチル化特異的PCR、高解像度メーティングによるPCR又はCOLD-PCRが含まれる。
従って、特定の実施形態では、本明細書で教示されるような方法は、ゲノムCpG配列のメチル化状態を決定することを含み、ここで、ゲノムCpG配列はFAT1遺伝子内に位置している。当業者は、FAT1遺伝子内に位置するゲノムCpG配列、例えばFAT1遺伝子のプロモーター領域内のCpG配列のメチル化状態が参照と比較して増加すると(例えば高メチル化)、一般に、FAT1の発現又は機能の低下又は消失につながることを理解するであろう。
特定の実施形態では、本明細書に教示されるような方法は、FAT1遺伝子のプロモーター領域のメチル化状態を決定することを含む。
「プロモーター」又は「プロモーター領域」という場合、最も広い文脈で捉えられ、正確な転写開始、及び該当する場合、遺伝子発現又は例えば内部若しくは外部(例えば、外因性)刺激に対する応答の正確な空間及び/又は時間制御に必要な転写調節配列が含まれる。より詳細には、「プロモーター」は、RNAポリメラーゼが結合して転写を開始する核酸分子、好ましくはDNA分子上の領域を表し得る。プロモーターは、転写を制御する配列の上流、即ち5’に位置することが好ましいが、必ずしもそうである必要はない。プロモーター領域は、転写開始部位、RNAポリメラーゼの結合部位、一般的な転写因子結合部位(例えば、配列TATAを有するTATAボックス又はコンセンサス配列SSRCGCC(配列番号4)若しくはRTDKKKK(配列番号5)を有するB認識要素)及び任意で他の要素若しくはモチーフを含み得る。プロモーター配列は又、遺伝子クラスター内の遺伝子の転写レベルを高めるためにタンパク質(即ち、トランス作用因子)と結合することができるDNAの1以上の領域である「エンハンサー領域」を含むことができる。エンハンサーは、一般にコーディング領域の5’末端にあるが、プロモーター配列から離れていてもよく、例えば、遺伝子のイントロン領域内又は遺伝子のコーディング領域に対して3’にあってもよい(従って、イントロン及び遺伝子間配列内のエンハンサーもよくある)。
更に、DNAの大きな領域への接近性は又、そのクロマチン構造にも依存し得る。クロマチンには2つの状態があり、ユークロマチンは開いていて転写が可能であるのに対し、ヘテロクロマチンはコンパクトなDNA-タンパク質構造であり、転写は不可能である。ヒストンの化学修飾(例えば、メチル化、アセチル化、リン酸化)は、DNAをユークロマチン状態からヘテロクロマチン状態へ、又はその逆に変換させる。例えば、ヒストンのメチル化は、メチル化部位に応じて、パッキングを増加させる(即ち、転写を減少させる)(例えば、H3K9me3若しくはH3K27me3)又はパッキングを減少させる(即ち、転写を増加させる)(例えば、H3K4me2、H3K4me3、若しくはH3K36me3又はH3K79me)場合があり、一方でヒストンのアセチル化及びリン酸化は一般にパッキングを減少させる(即ち、転写を増加させる)。DNAの転写は、ヒストンタンパク質の翻訳後の化学修飾によって制御され得る。従って、ヒストン修飾は、FAT1の発現及び/又は機能の変化をもたらし得る。
FAT1アレル特異的ヒストン修飾を含むヒストン修飾は、ヒストン修飾を決定するために当業者に公知の任意の方法によって測定することができ、限定されるものではないが、クロマチン免疫沈降(ChIP)、ChIP-SAGE(クロマチン免疫沈降と一連の遺伝子発現分析の組合せ(Chromatin immunoprecipitation combined with serial analysis of gene expression))、ChIP-Seq(クロマチン免疫沈降とハイスループットシークエンシング技術の組合せ(Chromatin immunoprecipitation combined with high-throughput sequencing techniques))又はChIPとin situハイブリダイゼーション(ISH)及び近接ライゲーションアッセイ(PLA)との組合せが含まれる。
当業者は、FAT1遺伝子のDNAをヘテロクロマチン状態に変換するヒストン修飾が、一般に、FAT1の発現及び/又は機能の低下又は消失をもたらすことを理解するであろう。従って、特定の実施形態において、本明細書で教示されるような方法は、FAT1遺伝子内のヒストン修飾を決定することを含む。
ATP依存性クロマチンリモデリング複合体は、ATP加水分解のエネルギーを利用してクロマチンを再構築し、その結果、遺伝子発現を制御する。従って、ATP依存性クロマチンリモデリングは、FAT1の発現及び/又は機能の変化をもたらし得る。ATP依存性クロマチンリモデリングは、限定されるものではないがChiPを含む、ヒストン修飾を決定するための当該技術分野において公知の任意の方法によって決定することができる。従って、特定の実施形態では、本明細書で教示されるような方法は、FAT1遺伝子内のATP依存性クロマチンリモデリングを決定することを含む。FAT1の発現又は機能の低下又は消失は、FAT1 mRNA及びFAT1タンパク質を含むFAT1遺伝子産物における変化からも生じ得る。
従って、特定の実施形態では、本明細書に教示されるような方法は、前記対象から得られた生体サンプルにおいて、FAT1の発現又は機能の低下又は消失につながるFAT1 mRNA又はFAT1タンパク質における変化の有無を決定することを含み得る。
例として、FAT1の発現又は機能の低下又は消失は、一般に当技術分野で公知であるような転写後修飾又は転写同時修飾(例えば、N6-メチルアデノシン修飾などのRNA修飾)、及び/又は発現同時型若しくは発現後型の修飾から生じ得る。
先に示したように、変異型FAT1遺伝子は、例えば、あるアミノ酸が他のアミノ酸に置換されている場合、変異型FAT1タンパク質をコードし得る。本明細書で使用する場合、タンパク質の「突然変異体」という用語は、特に、アミノ酸配列においてそのタンパク質とは異なるタンパク質の形態を示すことがあり、突然変異形態は、そのタンパク質と同じ遺伝子又は遺伝子座によってコードされるが、その遺伝子の核酸配列は、そのタンパク質の突然変異形態をコードするように変更されている。本明細書の他所に記載されているように、時には、FAT1とその突然変異体との区別を強調するために、「非修飾」、「非変更」、「元の」、「開始の」などの形容詞が、用語「FAT1」と関連して使用されることがある。FAT1アミノ酸配列の変化は、質量分析により、又は変異型FAT1を特異的に認識する抗体を用いるなど、タンパク質の変化を決定するために当該技術分野で知られている方法によって決定することができる。
FAT1の状態に悪影響を及ぼすFAT1 mRNA又はFAT1タンパク質の変化は、1以上のFAT1機能欠失型突然変異によって引き起こされ得る。従って、FAT1の発現又は活性に影響を与える遺伝的修飾又はエピジェネティック修飾を上記のように調べることができる。特定の実施形態において、FAT1の発現又は機能も又そのように決定され得る。
従って、特定の実施形態では、本明細書に教示されるような方法は、前記対象から得られた生体サンプルにおいてFAT1の発現が、例えば参照と比較して低下又は消失しているかどうかを決定することを含む。言い換えれば、本明細書に教示されるような方法は、FAT1 mRNAレベル及び/又はFAT1タンパク質レベルが前記対象の生体サンプルにおいて低下又は消失しているかどうかを決定することを含む。
本明細書では、「発現」、「発現レベル」、「量(quantity)」、「量(amount)」及び「レベル」という用語は、サンプル中の分子若しくは分析物の絶対定量、又はサンプル中の分子若しくは分析物の相対定量、即ち、参照値又は範囲、例えば所定の組織におけるマーカーのベースライン発現を示す参照に対する相対などの別の値に対する相対定量を指して互換的に使用される。これらの値又は範囲は、単一の対象から得てもよいし、又は対象群から得てもよい。サンプル中の分子又は分析物の絶対量は、有利には質量若しくはモル量として、又はより一般的には濃度、例えば、体積あたりの質量若しくは体積あたりのモルとして表すことができる。サンプル中の分子又は分析物の相対量は、有利には、参照値若しくは範囲に対する増加若しくは減少として、又は倍率増加若しくは倍率減少として表現され得る。第1及び第2のパラメーター(例えば、第1及び第2の量)間の相対比較を実行することは、前記第1及び第2のパラメーターの絶対値をまず決定することを必要としてもしなくてもよい。例えば、測定方法は、前記第1及び第2のパラメーターについて定量可能な読み出し(例えば、シグナル強度など)を生成することができ、前記読み出しは前記パラメーターの値の関数であり、前記読み出しをそれぞれのパラメーターの絶対値にまず変換することを実際に必要とせずに、第1のパラメーターと第2のパラメーターの相対値を生成するために、前記読み出しを直接比較することができる。
FAT1発現(例えば、FAT1 mRNAレベル及び/又はFAT1タンパク質レベル)の低下又は消失は、mRNA及び/又はタンパク質レベルを決定するために当技術分野で公知のいずれの方法を用いて決定してもよい。
特定の例では、そのような方法には、核酸レベル、より詳細にはRNAレベル、例えば、hnRNA、プレmRNA、mRNA、又はcDNAのレベルでマーカーを分離、検出、及び/又は定量することを含み得る。当技術分野で知られている標準的な定量的RNA又はcDNA測定ツールを使用することができる。非限定的な例としては、ハイブリダイゼーションに基づく解析、マイクロアレイ発現解析、デジタル遺伝子発現プロファイリング(DGE)、RNA in situハイブリダイゼーション(RISH)、ノーザンブロット解析など;ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)、逆転写PCR(RT-PCR)、RT-定量PCR(qPCR)、エンドポイントPCR、デジタルPCR、デジタル液滴PCRなど;支持オリゴヌクレオチド検出、パイロシークエンシング、合成によるポロニーサイクリックシークエンシング、同時双方向シークエンシング、単一分子シークエンシング、単一分子リアルタイムシークエンシング、真の単一分子シークエンシング、ハイブリダイゼーション支援ナノポアシークエンシング、合成によるシークエンシング、単一細胞RNA配列決定(sc-RNA seq)などを含み得る。
他の例では、そのような方法としては、タンパク質レベルでマーカーを分離、検出及び/又は定量する方法を含み得る。そのような方法は、当技術分野において周知であり、ペプチド、ポリペプチド、又はタンパク質を分離、検出、及び/又は定量するアッセイの能力が、免疫学的結合剤(例えば、抗体)のような分離可能、検出可能及び/又は定量可能な結合剤とペプチド、ポリペプチド、又はタンパク質の間の特異的結合によって付与される免疫アッセイ方法が含まれる。免疫アッセイ法には、限定されるものではないが、免疫組織化学、免疫蛍光、免疫細胞化学、フローサイトメトリー、マスサイトメトリー、蛍光活性化細胞選別(FACS)、蛍光顕微鏡、マイクロ流体システムを用いる蛍光に基づく細胞選別、アフィニティークロマトグラフィーなどの免疫アフィニティー吸着に基づく技術、磁性粒子分離、磁気活性化細胞選別又はマイクロ流体システムを用いるビーズに基づく細胞選別、酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)及びELISPOTに基づく技術、ラジオイムノアッセイ(RIA)、ウエスタンブロットなどが含まれる。
他の例では、そのような方法は、クロマトグラフィー法を含み得る。「クロマトグラフィー」という用語は、化学的又は生物学的物質、例えば、好ましくはペプチド、ポリペプチド、又はタンパク質などのマーカーなどの物質を分離するための方法を包含し、そのように言及され、当技術分野で膨大に利用可能である。好ましいアプローチでは、クロマトグラフィーは、液体又は気体(「移動相」)の移動流によって運ばれる物質(分析物)の混合物が、固定液体又は固体相(「固定相」)の周囲又は上を流れる際に、前記移動相と前記固定相の間で、分析物が差次的分布をする結果として、成分に分離する方法を指す。固定相は、通常、微粉砕された固体、濾材シート、又は固体表面上の液体の薄膜などであり得る。又、クロマトグラフィーは、例えば、アミノ酸、タンパク質、タンパク質又はペプチドの断片などの生体由来の化学化合物の分離にも広く適用可能である。
クロマトグラフィーは、好ましくはカラム式(即ち、固定相がカラムに堆積又は充填されている)、好ましくは液体クロマトグラフィー、更に好ましくはHPLCであり得る。クロマトグラフィーの詳細は当技術分野で周知であるが、更なる指針としては、例えば、Meyer M., 1998, ISBN: 047198373X、及び「Practical HPLC Methodology and Applications」, Bidlingmeyer, B. A., John Wiley & Sons Inc., 1993を参照のこと。クロマトグラフィーの例示的なタイプとしては、限定されるものではないが、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)、順相HPLC(NP-HPLC)、逆相HPLC(RP-HPLC)、イオン交換クロマトグラフィー(IEC)、例えばカチオン又はアニオン交換クロマトグラフィー、親水性相互作用クロマトグラフィー(HILIC)、疎水性相互作用クロマトグラフィー(HIC)、ゲル濾過クロマトグラフィー若しくはゲル浸透クロマトグラフィーを含むサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)、クロマトフォーカシング、イムノアフィニティーなどのアフィニティークロマトグラフィー、固定化金属アフィニティークロマトグラフィーなどが含まれる。
好ましくはペプチド、ポリペプチド、又はタンパク質などのマーカーを分離、検出及び/又は定量するための更なる技術を、任意に上記の分析方法のいずれかと組み合わせて使用することができる。そのような方法としては、限定されるものではないが、化学抽出分配、キャピラリー等速度電気泳動(CIEF)を含む等電点電気泳動(IEF)、キャピラリーイソタコフォレーシス(CITP)、キャピラリーエレクトロクロマトグラフィー(CEC)など、一次元ポリアクリルアミドゲル電気泳動(PAGE)、二次元ポリアクリルアミドゲル電気泳動(2D-PAGE)、キャピラリーゲル電気泳動(CGE)、キャピラリーゾーン電気泳動(CZE)、ミセル動電クロマトグラフィー(MEKC)、フリーフロー電気泳動(FFE)などが含まれる。
特定の実施形態では、本明細書に教示されるような方法は、前記対象から得られた生体サンプルにおいてFAT1機能が低下又は消失しているかどうかを決定することを含む。
「生物学的機能」又は「機能」という用語は、本明細書で使用する場合、広義に解釈されるべきであり、一般に、任意のレベル(例えば、分子、細胞及び/又は生理学)における標的の生物学的機能の任意の1以上の側面、例えば、限定されるものではないが、(例えば、細胞、細胞集団、組織、器官又は生物中又は上の、例えば、対象からの生体サンプル中の)その生化学活性、シグナル活性、相互作用活性、受容体活性又は構造活性の任意の1以上の側面を包含し得る。
本発明者らは、ハイブリッドEMT状態の獲得を促進するFat1欠失を見出した。更に、本発明者らは、Fat1突然変異体におけるハイブリッドEMTシグネチャーが、がん細胞における間葉系及び上皮系の転写プログラムの共発現をそれぞれ調節するYAP1及びSox2の活性化により媒介されることを見出した。更に、本発明者らは、Fat1欠損はCAMK2を活性化し、SRC/YES及びCD44のリン酸化を誘導し、YAPの核移行及びZEB1発現を含むEMTプログラムの誘導を促進することを見出した。又、CAMK2の活性化は、EZH2のThr487でのリン酸化をもたらし、その活性を抑制し、SOX2調節領域でのクロマチン抑制マークの減少につながり、SOX2の上方調節に至り、上皮系プログラムの発現を持続させる。更に、FAT1欠失は、EGFR/MEK経路の活性化も低下させる。
例として、限定されるものではないが、FAT1機能の低下又は消失は、YAP1又はSOX9の発現を決定することにより、又はCAMK2若しくはEGFR/MEK経路の活性化を決定することにより決定され得る。遺伝子産物の発現レベルを決定するための方法は、本明細書の他所に記載されている。CAMK2の活性化を決定するための方法は当技術分野で知られており、ウエスタンブロット又はフローサイトメトリーによってCAMK2又はその標的、例えばSRC又はCD44のリン酸化を決定することを含む。発現レベルを決定するための方法は、本明細書の他所に記載されている。EGFR/MEK経路の活性化を決定するための方法は当技術分野で知られており、ウエスタンブロットによってEGFR又はMEKのリン酸化を決定することを含む。
更なる例では、本明細書で議論されるようなFAT1状態を決定するための方法の任意の組合せが採用され得る。当業者は、FAT1状態を決定するための方法が、特に、マーカーの種類(例えば、ペプチド、ポリペプチド、タンパク質、又は核酸)、被検物の種類(例えば、細胞、細胞集団、組織、器官、又は生物、例えば、対象の生体サンプルの種類、例えば、全血、組織生検)、被検物におけるマーカーの予想される存在量、マーカーを検出するために用いられる検出方法の種類、堅牢性、過敏性及び/又は特異性などによって異なる場合があり、マーカーは被検物において直接測定してもよいし、又は被検物にマーカーの適切な測定を達成することを目的とした1以上の処理工程を行えばよいことを理解するであろう。
特定の実施形態では、遺伝的変化又はエピジェネティック変化又はFAT1の発現若しくは機能の有無は、核酸分析、免疫アッセイ、機能アッセイ、及びこれらの組合せからなる群から選択される技術を用いて決定される。
特定の実施形態では、前述の方法及び技術は、FAT1遺伝子又はFAT1遺伝子産物(例えば、FAT1 mRNA又はFAT1タンパク質)に結合するなど、FAT1に特異的に結合し得る薬剤を採用することができる。
結合剤は、様々な形態、例えば、凍結乾燥、溶液中での遊離、又は固相への固定化であり得る。それらは、例えば、マルチウェルプレートに、又はアレイ若しくはマイクロアレイとして提供されてもよく、又はそれらは別々に、個別に、又は組み合わせてパッケージングされてもよい。
本明細書を通じて意図されるような結合剤は、特に、抗体、抗体フラグメント、抗体様タンパク質足場、アプタマー、シュピーゲルマー(L-アプタマー)、フォトアプタマー、タンパク質、ペプチド、ペプチド模倣物、オリゴヌクレオチド(例えば、ハイブリダイゼーションプローブ又は増幅若しくはシークエンシングプライマー及びプライマー対)などの核酸、低分子又はこれらの組合せを含み得る。
「特異的に結合する」という用語は、本明細書で使用する場合、薬剤(本明細書では「結合剤」又は「特異的結合剤」とも表記する)が、ランダム又は無関係な他の分子を実質的に排除し、任意に構造的に関連する他の分子を実質的に排除して1以上の目的の分子又は分析物(例えば、ペプチド、ポリペプチド、タンパク質又は核酸)に結合することを意味している。「特異的に結合する」という用語は、薬剤がその意図する標的に排他的に結合することを必ずしも必要としない。例えば、ある薬剤は、結合の条件下でそのような意図する標的に対する親和性が非標的分子、例えば、適切な対照分子(例えば、ウシ血清アルブミン、カゼイン)に対する親和性の少なくとも約2倍、好ましくは少なくとも約5倍、より好ましくは少なくとも約10倍、更により好ましくは少なくとも約25倍、一層より好ましくは少なくとも約50倍、更により好ましくは少なくとも約100倍、又は少なくとも約1000倍、又は少なくとも約104倍、又は少なくとも約105倍、又は少なくとも約106倍又はそれを超える倍率であれば、目的の標的と特異的に結合すると言える。
好ましくは、特異的結合剤は、このような結合の親和性定数(KA)がKA≧1×106-1、より好ましくはKA≧1×107-1、なおより好ましくはKA≧1×108-1、更により好ましくはKA≧1×109-1、一層より好ましくはKA≧1×1010-1又はKA≧1×1011-1又はKA≧1×1012-1であるその意図する標的に結合し得る(ここで、KA=[SBA_T]/[SBA][T]、SBAは特異的結合剤を表し、Tは意図する標的を表す)。KAの決定は、例えば、平衡透析及びスキャッチャードプロット分析の使用などの当技術分野で公知の方法によって行うことができる。
ヒトFAT1タンパク質のレベルを決定するために適切な抗体は当技術分野で公知であり、カタログ番号HPA023882で特定されるSigma-Aldrichのウサギで生産された抗FAT1抗体、カタログ番号ab190242で特定されるabcamの抗FAT/FAT1抗体、及びカタログ番号#A304-403Aで特定されるThermoFischer ScientificのFAT1抗体(A304-403A)が含まれる。
本明細書で使用する場合、「抗体」という用語は最も広い意味で使用され、一般に、任意の免疫学的結合剤を指す。この用語は、具体的には、無傷のモノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、少なくとも2つの無傷の抗体から形成される多価(例えば、2価、3価又はそれを超える価数)及び/又は多重特異性抗体(例えば、二重特異性以上の抗体)、並びに所望の生物活性(特に、目的の抗原と特異的に結合する能力、即ち、抗原結合断片)を示す限り、抗体断片、並びにこのような断片の多価及び/又は多重特異性複合体を包含する。「抗体」という用語は、免疫化を含む方法によって生成された抗体だけでなく、任意のポリペプチド、例えば、目的の抗原上のエピトープに特異的に結合することができる少なくとも1つの相補性決定領域(CDR)を包含するように作製された組換え発現ポリペプチドも含む。従って、この用語は、in vitro又はin vivoのいずれで製造されたかにかかわらず、このような分子に適用される。
抗体は、IgA、IgD、IgE、IgG及びIgMクラス、好ましくはIgGクラスの抗体のいずれであってもよい。抗体は、ポリクローナル抗体、例えば、抗血清又はそれから精製(例えば、アフィニティー精製)された免疫グロブリンであってもよい。抗体は、モノクローナル抗体又はモノクローナル抗体の混合物であってもよい。モノクローナル抗体は、より高い選択性と再現性で、特定の抗原又は抗原内の特定のエピトープを標的とすることができる。例として、限定されるものではないが、モノクローナル抗体は、Kohler et al., 1975(Nature 256:495)により最初に記載されたハイブリドーマ法によって作製されてもよいし、又は組換えDNA法(例えば、米国特許第4,816,567号のように)により作製されてもよい。モノクローナル抗体は又、例えば、Clackson et al., 1991(Nature 352:624-628)及びMarks et al., 1991(J Mol Biol 222:581-597)によって記載されるような技術を用いてファージ抗体ライブラリーから単離されてもよい。
抗体結合剤は、抗体断片であってもよい。「抗体断片」は、その抗原結合領域又は可変領域を含む、無傷の抗体の一部を含む。抗体断片の例には、Fab、Fab’、F(ab’)2、Fv及びscFv断片、単一ドメイン(sd)Fv(VHドメイン、VLドメイン及びVHHドメインなど)、ダイアボディ、線状抗体、単鎖抗体分子、特に、重鎖抗体、並びに抗体断片から形成される多価及び/又は多重特異性抗体、例えば、ジボディ、トリボディ及びマルチボディが挙げられる。上記のFab、Fab’、F(ab’)2、Fv、scFvなどの呼称は、それらの技術的に確立された意味を有することが意図される。
抗体という用語は、任意の動物種、好ましくは脊椎動物種(例えば鳥類及び哺乳類を含む)に起源する、又は前記のものに由来する1以上の部分を含む抗体を含む。限定されるものではないが、抗体は、ニワトリ、シチメンチョウ、ガチョウ、アヒル、ホロホロチョウ、ウズラ又はキジであり得る。又、限定されるものではないが、抗体は、ヒト、ネズミ(例えば、マウス、ラットなど)、ロバ、ウサギ、ヤギ、ヒツジ、モルモット、ラクダ(例えば、フタコブラクダ(Camelus bactrianus)及びヒトコブラクダ(Camelus dromaderius))、ラマ(例えば、アルパカ(Lama paccos)、ラマ(Lama glama)若しくはビクーニャ(Lama vicugna))又はウマであり得る。
特定の実施形態では、薬剤はナノボディ(登録商標)であってもよい。「ナノボディ(登録商標)という用語は、Ablynx NV(ベルギー)の商標である。「抗体様タンパク質足場」又は「工学的タンパク質足場」という用語は、典型的にはコンビナトリアル工学(ファージディスプレイ又は他の分子選択技術と組み合わせた部位特異的ランダム変異誘発など)によって得られる、タンパク質性非免疫グロブリン特異的結合剤を広く包含する。通常、このような足場は、堅牢で小さな可溶性単量体タンパク質(クニッツ阻害剤若しくはリポカリンなど)又は細胞表面受容体(プロテインA、フィブロネクチン若しくはアンキリンリピートなど)の安定に折り畳まれた膜外ドメインに由来する。
「アプタマー」という用語は、ペプチドなどの標的分子に特異的に結合する一本鎖又は二本鎖のオリゴDNA、オリゴRNA、又はオリゴDNA/RNA又はその類縁体を指す。有利には、アプタマーは、それらの標的に対してかなり高い特異性及び親和性(例えば、1×109-1の桁のKA)を示す。アプタマーの製造は、特に、参照により本明細書の一部として援用される米国特許第5,270,163号;Ellington & Szostak 1990 (Nature 346: 818-822);Tuerk & Gold 1990 (Science 249: 505-510);又は「The Aptamer Handbook:Functional Oligonucleotides and Their Applications」, Klussmann編, Wiley-VCH 2006, ISBN 3527310592に記載されている。「フォトアプタマー」という用語は、標的分子と共有結合又は架橋することができる1以上の光反応性官能基を含むアプタマーを指す。「スピーゲルマー」という用語は、L-DNA、L-RNA、又は他の左巻きヌクレオチド誘導体若しくはヌクレオチド様分子を含むアプタマーを指す。左巻きヌクレオチドを含むアプタマーは、通常、右巻きヌクレオチドを含む基質に作用する天然由来の酵素による分解に対して抵抗性がある。「ペプチド模倣物」という用語は、対応するペプチドのトポロジカルアナログである非ペプチド性の薬剤を指す。ペプチドのペプチド模倣物を合理的に設計する方法は、当該技術分野で周知である。例えば、硫酸化8マーペプチドCCK26-33に基づく3つのペプチド模倣物、及び11マーペプチドであるサブスタンスPに基づく2つのペプチド模倣物の合理的設計と、関連するペプチド模倣物設計原理は、Horwell 1995 (Trends Biotechnol 13: 132-134)に記載されている。
「オリゴヌクレオチド」という用語は,本明細書で使用する場合、本明細書で定義されるような核酸(核酸類似体及び模倣物を含む)オリゴマー又はポリマーを指す。好ましくは、オリゴヌクレオチド、例えば、より詳しくは、アンチセンスオリゴヌクレオチドは、(実質的に)一本鎖である。ここで意図されるようなオリゴヌクレオチドは、好ましくは約10~約100ヌクレオシド単位(即ち、ヌクレオチド又はヌクレオチド類似体)、好ましくは約15~約50、より好ましくは約20~約40、又好ましくは約20~約30の長さであり得る。ここで意図されるようなオリゴヌクレオチドは、1以上の又は全ての非天然複素環式塩基及び/又は1以上の又は全ての非天然糖基及び/又は1以上の又は全ての非天然ヌクレオシド間結合を含んでよく、この包含により、例えば、ヌクレアーゼの存在下での安定性の増大及びハイブリダイゼーション親和性の増大、ミスマッチに対する忍容性の増大などの特性が向上し得る。
オリゴヌクレオチド結合剤などの核酸結合剤は一般に、目的の標的核酸に対して少なくとも部分的にアンチセンスである。「アンチセンス」という用語は、一般に、例えば、標的DNA、hnRNA、pre-mRNA又はmRNAなどの標的核酸中の所与の配列と特異的にアニーリング(ハイブリダイズ)するように構成された薬剤(例えば、オリゴヌクレオチド)を指し、一般に、前記標的核酸配列と相補的又は実質的に相補的である核酸配列を含むか、から本質的になるか、又はからなる。ハイブリダイゼーションプローブ又は増幅若しくはシークエンシングプライマー及びプライマー対)などの本明細書における使用に適切なアンチセンス薬剤は、一般に、高ストリンジェンシー条件で各標的核酸配列とアニーリング(ハイブリダイズ)することができ、且つ、生理学的条件下で標的と特異的にハイブリダイズすることができる。「相補的な」又は「相補性」という用語は、本明細書を通じて核酸に関して使用される場合、塩(イオン強度)及び温度の許容条件下での一本鎖核酸の、塩基対形成、好ましくはワトソン-クリック塩基対形成による通常の結合を指す。例として、相補的ワトソン-クリック塩基対形成は、AとT、AとU又はGとCの塩基間で起こる。例えば、配列5’-A-G-U-3’は、配列5’-A-C-U-3’と相補的である。
オリゴヌクレオチドという場合には、特に、限定されるものではないが、核酸検出技術において慣用されるようなハイブリダイゼーションプローブ及び/又は増幅プライマー及び/又はシークエンシングプライマーなどが含まれる。
「低分子」とは、一般に医薬品に用いられる有機分子と同程度の大きさを有する化合物、好ましくは有機化合物を指す。この用語は、生体高分子(例えば、タンパク質、ペプチド、核酸など)を除外する。好ましい有機低分子の大きさは、約5000Daまで、例えば約4000まで、好ましくは3000Daまで、より好ましくは2000Daまで、更により好ましくは約1000Daまで、例えば約900、800、700、600又は約500Daまでの範囲である。
本明細書で述べるような結合剤は、適切には、検出可能な標識を含み得る。「標識」という用語は、検出可能で好ましくは定量可能な読み出し又は特性を提供するために使用でき、結合剤などの目的の実体に付着されるか又はその一部とされてもよい任意の原子、分子、部分又は生体分子を指す。標識は、例えば、質量分析、分光学、光学、比色、磁気、光化学、生化学、免疫化学又は化学的手段によって適切に検出可能であり得る。標識には、限定されるものではないが、染料;32P、33P、35S、125I、131Iなどの放射性標識;高電子密度試薬;酵素(例えば、イムノアッセイで慣用されるようなホースラディッシュペルオキシダーゼ又はアルカリ性ホスファターゼ);ビオチン-ストレプトアビジンなどの結合部分;ジゴキシゲニンなどのハプテン;発光性、リン光性又は蛍光性部分;質量タグ;及び蛍光色素単独又は蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)により発光スペクトルを抑制又はシフトさせ得る部分との組合せが含まれる。
いくつかの実施形態では、結合剤には、別の薬剤(例えば、プローブ結合相手)による検出を可能とするタグを提供してもよい。このようなタグは、例えば、ビオチン、ストレプトアビジン、hisタグ、mycタグ、マルトース、マルトース結合タンパク質又は結合相手を有する当技術分野で公知の任意の他のタグ種であり得る。プローブ:結合相手の配置において利用可能な会合の例は、いずれのものでもよく、例えば、ビオチン:ストレプトアビジン、hisタグ:金属イオン(例えば、Ni2+)、マルトース:マルトース結合タンパク質などが挙げられる。
マーカー-結合剤コンジュゲートは、検出を促進するために検出剤と会合させるか、又は結合させることができる。検出薬剤の例としては、限定されるものではないが、発光標識;色素などの比色定量標識;蛍光標識;又は電気活性剤(例えば、フェロシアン化物)などの化学標識;酵素;放射性標識;又は高周波標識が挙げられる。検出剤は、粒子であってもよい。そのような粒子の例として、限定されるものではないが、コロイド金粒子;コロイド硫黄粒子;コロイドセレン粒子;コロイド硫酸バリウム粒子;コロイド硫酸鉄粒子;ヨウ素酸金属粒子;ハロゲン化銀粒子;シリカ粒子;コロイド金属(含水)酸化物粒子;コロイド金属硫化物粒子;コロイドセレン化鉛粒子;コロイドセレン化カドミウム粒子;コロイド金属リン酸塩粒子;コロイド金属フェライト粒子;有機又は無機層でコーティングされた上記のコロイド粒子のいずれか;タンパク質若しくはペプチド分子;リポソーム;又はポリスチレンラテックスビーズなどの有機ポリマーラテックス粒子が挙げられる。好ましい粒子は、コロイド金粒子であり得る。
新生物疾患と診断された対象の生体サンプルにおけるFAT1の状態は、参照値と比較して決定することができる。例えば、対象の生体サンプルにおけるFAT1の発現又は機能の低下又は消失は、FAT1の発現又は機能の相対量、即ち、参照サンプル、例えば、同一対象又は1以上の無関係な対象からの、非疾患組織、例えば、新生物細胞が由来する組織と同じ種類の非疾患組織におけるFAT1の発現又は機能の量と比較した対象の生体サンプルにおけるFAT1の発現又は機能の量を指し得る。
FAT1の発現又は機能の低下又は消失につながる遺伝的変化の存在は、血液又は唾液などの対象の健康な(非新生物性の)組織に存在するFAT1遺伝子配列を参照して決定することができる。更に、多くのがん関連FAT1突然変異が以前に文書化されており、多くのFAT1突然変異の効果(LOF効果など)は、突然変異の性質に基づいて確実性をもって予測することができるので、特定の状況では、突然変異が配列決定などによって簡単に検出できる場合には、参照によりまとめて処理され、FAT1に対する予想効果を有すると「呼ばれる」場合がある。
FAT1の発現又は機能の低下又は消失につながるエピジェネティック変化については、健常組織、例えば、a)罹患対象の病態に罹患している組織と同じ組織種の健常対象由来の組織、又はb)罹患組織と同じ組織種であるがその病態には罹患していない罹患対象由来の組織、におけるエピジェネティック状態によって参照を構成することができる。
FAT1の発現又はFAT1の機能については、参照値は、健常組織、例えば、a)罹患対象の病態に罹患している組織と同じ組織種の健常対象由来の組織、又はb)罹患組織と同じ組織種であるがその病態には罹患していない罹患対象由来の組織、におけるFAT1の発現又は機能に相当すると考えられる。
FAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失につながる遺伝的若しくはエピジェネティック変化に関する、又はFAT1の発現若しくはFAT1の機能に関する参照値は又、抗新生物薬による治療に対して感受性又は抵抗性を有する1人以上の参照対象を表す場合もある。
参照値は、既に上記で示したように、既知の手順に従って確立することができる。例えば、参照値は、新生物疾患に罹患している同じ対象の非新生物細胞において確立することができ、非新生物細胞は、新生物細胞が由来する細胞と同じ細胞種であり、例えば、新生物組織は、同じ種類の非新生物組織を参照して分析される。参照値は又、基準対象若しくは個体、又は個体集団、例えば、健常対象若しくは個体、又は健常個体の集団に由来する組織において確立することもできる。このような集団は、限定されるものではないが、2以上、10以上、100以上、又は数百以上の個体を含み得る。
特定の実施形態では、本明細書に教示されるような方法は、
新生物疾患に罹患している組織の生体サンプルにおいて、FAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失につながる遺伝的変化の有無を決定すること、前記の決定は、前記対象から得られた新生物疾患に罹患していない生体サンプルを参照して、若しくはFAT1野生型配列を参照してなされる、又は
新生物疾患に罹患している組織の生体サンプルにおいて、FAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失につながるエピジェネティック変化の有無を決定すること、前記の決定は、前記対象から得られた、罹患組織と同じ組織種であるが新生物疾患に罹患していない生体サンプルを参照してなされる、又は
新生物疾患に罹患している組織の生体サンプルにおいてFAT1発現若しくは機能が低下若しくは消失しているかどうかを決定すること、前記の決定は、前記対象から得られた、罹患組織と同じ組織種であるが新生物疾患に罹患していない生体サンプルを参照してなされる
を含む。
特定の実施形態では、本明細書に教示されるような方法は、
前記新生物疾患を有すると診断された前記対象から得られた、新生物疾患に罹患している組織の生体サンプルにおいて、FAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失につながる遺伝的変化の有無を決定すること、前記の決定は、1以上の健常対象から得られた生体サンプルを参照して、若しくはFAT1野生型配列を参照してなされる、又は
前記新生物疾患を有すると診断された前記対象から得られた、新生物疾患に罹患している組織の生体サンプルにおいて、FAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失につながるエピジェネティック変化の有無を決定すること、前記の決定は、新生物疾患に罹患している組織と同じ組織種である1以上の健常対象から得られた生体サンプルを参照してなされる、又は
前記新生物疾患を有すると診断された前記対象から得られた、新生物疾患に罹患している組織の生体サンプルにおいて、FAT1発現若しくは機能が低下若しくは消失しているかどうかを決定すること、前記の決定は、新生物疾患に罹患している組織と同じ組織種である1以上の健常対象から得られた生体サンプルを参照してなされる
を含む。
特定の実施形態では、本明細書に教示されるような方法は、
(a)対象から得られた生体サンプルにおいてFAT1の発現又は機能を決定すること;
(b)(a)で決定されるようなFAT1の発現又は機能を同じ種類の健常組織におけるFAT1の発現又は機能を表す参照値と比較すること;
(c)(a)で前記参照値から決定されるようなFAT1の発現又は機能の偏差の有無を判定すること;
(d)前記の偏差の有無の判定を、対象における抗新生物薬による治療に対する感受性又は耐性の特定の決定に帰結されること
を含む。
健常組織とは、例えば、a)罹患対象の病態に罹患している組織と同じ組織種である健常対象の組織、又はb)罹患した組織と同じ組織種であるがその病態に罹患していない罹患対象の組織のいずれであってもよい。
このような比較は、一般に、比較される値間の少なくとも1つの差又は偏差の有無、及び任意にその差又は偏差の大きさを決定するための任意の手段を含み得る。比較は、目視検査、測定値の算術的又は統計的比較を含み得る。このような統計的比較には、限定されるものではないが、規則の適用が含まれる。
第1の値の第2の値からの「偏差」は、一般に、任意の方向(例えば、減少:第1の値>第2の値;又は増加:第1の値<第2の値)及び任意の程度の変化を包含し得る。
見られる偏差は、対象から得られた生体サンプルにおけるFAT1の発現又は機能の、参照値と比較した低下であってもよい。例えば、偏差又は低下は、FAT1の発現又は機能の第1の値の、比較が行われるFAT1の発現又は機能の第2の値と比較した、限定されるものではないが、少なくとも約10%、例えば少なくとも約20%、少なくとも約30%、例えば少なくとも約40%、少なくとも約50%、例えば少なくとも約60%、少なくとも約70%、例えば少なくとも約80%、少なくとも約90%、例えば少なくとも約95%、例えば少なくとも約96%、97%、98%、99%又は更には100%、好ましくは少なくとも約70%、より好ましくは少なくとも約80%、更により好ましくは少なくとも約90%の低下を包含し得る。
好ましくは、偏差又は減少は、FAT1の発現又は機能において観察された統計的に有意な変化又は減少を指し得る。例えば、偏差又は減少は、所与の集団の参照値の誤差限界(例えば、標準偏差若しくは標準誤差、又は所定のその倍数、例えば±1×SD又は±2×SD又は±3×SD、又は±1×SE又は±2×SE又は±3×SEで表される)の外側にある観察された変化又は減少を指す場合もある。偏差又は減少は、所与の集団の値により定義される参照範囲の外側(例えば、前記集団の値の40%以上、50%以上、60%以上、70%以上、75%以上又は80%以上又は85%以上又は90%以上又は95%以上又は更には100%以上を含む範囲の外側)にある値を指す場合もある。
鋭意研究により、本発明者らは、FAT1の発現又は機能の低下又は完全な喪失を示す対象は、EGFR阻害剤及び/又はMEK阻害剤による治療に対して耐性があり、一方、FAT1の発現又は機能の低下又は完全な喪失を示す対象は、CAMK阻害剤及び/又はSRCキナーゼ阻害剤による治療に対して感受性があることを見出した。
従って、特定の実施形態では、前記抗新生物薬がEGFR阻害剤、MEK阻害剤、及びこれらの組合せからなる群から選択される抗新生物薬である場合、
前記対象から得られた生体サンプルにおける、FAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失につながる遺伝的変化若しくはエピジェネティック変化の存在の決定;又は
前記対象から得られた生体サンプルにおける、FAT1発現若しくは機能の低下若しくは消失の決定
は、前記対象が前記抗新生物薬による治療に対して耐性(又は非応答性若しくは非過敏性)であることを示す。
特定の実施形態では、前記抗新生物薬がEGFR阻害剤、MEK阻害剤、及びこれらの組合せからなる群から選択される抗新生物薬である場合、
前記対象から得られた生体サンプルにおける、FAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失につながる遺伝的変化若しくはエピジェネティック変化の不在の決定;又は
前記対象から得られた生体サンプルにおける、FAT1の発現若しくは機能の不変若しくは増加の決定
は、前記対象が前記抗新生物薬による治療に対して感受性(sensitive)(又は応答性若しくは感受性(susceptible))であることを示す。
前記抗新生物薬がEGFR阻害剤、MEK阻害剤、及びこれらの組合せからなる群から選択される抗新生物薬である本明細書に教示されるような方法の特定の実施形態では、参照値は、健常組織におけるFAT1の発現又は機能を表し、
(i)(a)で決定されるようなFAT1の発現若しくは機能が参照値と比較して低下若しくは消失していれば、その対象がその抗新生物薬による治療に耐性があることを示し、又は
(ii)(a)で決定されるようなFAT1の発現若しくは機能が参照値と比較して同等若しくは増加していれば、その対象はその抗新生物薬による治療に感受性があることを示す。
特定の実施形態では、前記抗新生物薬がCAMK阻害剤、SRCキナーゼ阻害剤、及びこれらの組合せからなる群から選択される抗新生物薬である場合、
前記対象から得られた生体サンプルにおける、FAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失につながる遺伝的変化若しくはエピジェネティック変化の存在の決定;又は
前記対象から得られた生体サンプルにおける、FAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失の決定
は、前記対象が前記抗新生物薬による治療に対して感受性(sensitive)(又は応答性若しくは感受性(susceptible))であることを示す。
特定の実施形態では、前記抗新生物薬がCAMK阻害剤、SRCキナーゼ阻害剤、及びこれらの組合せからなる群から選択される抗新生物薬である場合、
前記対象から得られた生体サンプルにおける、FAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失につながる遺伝的変化若しくはエピジェネティック変化の不在の決定;又は
前記対象から得られた生体サンプルにおける、FAT1の発現若しくは機能の不変若しくは増加の決定
は、前記対象が前記抗新生物薬による治療に対して耐性(又は非応答性若しくは非過敏性)であることを示す。
前記抗新生物薬がCAMK阻害剤、SRCキナーゼ阻害剤、及びこれらの組合せからなる群から選択される抗新生物薬である本明細書に教示されるような方法の特定の実施形態では、参照値は、健常組織におけるFAT1の発現又は機能を表し、
(i)(a)で決定されるようなFAT1の発現若しくは機能が参照値と比較して低下若しくは消失していれば、その対象がその抗新生物薬による治療に感受性があることを示し、又は
(ii)(a)で決定されるようなFAT1の発現若しくは機能が参照値と比較して同等又は増加していれば、その対象がその抗新生物薬による治療に耐性があることを示す。
「抗新生物薬」は、本明細書で使用する場合、新生物疾患の1以上の症状又は測定可能なマーカーを緩和又は測定可能に減少させることができる物質又は組成物を指す。本明細書で使用する場合、「薬剤」という用語は、広く、任意の化学物質(例えば、無機又は有機)、生化学又は生物学的物質、分子又は高分子(例えば、生体高分子)、これらの組合せ又は混合物、未確定の組成のサンプル、又は細菌、真菌、植物、若しくは動物の細胞若しくは組織などの生体材料から構成される抽出物を指す。非限定的であるが好ましい「薬剤」には、核酸、オリゴヌクレオチド、リボザイム、ペプチド、ポリペプチド、タンパク質、ペプチド模倣物、抗体、抗体断片、抗体様タンパク質足場、アプタマー、フォトアプタマー、シュピーゲルマー、化学物質、好ましくは有機分子、より好ましくは有機低分子、脂質、炭水化物、多糖など及びこれらの任意の組合せが含まれる。文脈によっては、「薬剤」という用語は、疾患の治療、治癒、予防、又は診断に有用な、又は使用される「治療薬」又は「薬物」を示す場合がある。
「阻害剤」、「阻害する」、又は「阻害すること」という用語は、本明細書で使用する場合、「低下させる」、「減少させる」、「減らす」、「妨害する」、「破壊する」、又は「障害する」などの用語と同義であることが意図され、妨害されているEGFR、MEKファミリーキナーゼのメンバー、CAMKファミリーキナーゼのメンバー又はSRCファミリーキナーゼのメンバーなどのタンパク質の発現及び/又は機能の質的又は量的低下を表す。この用語は、そのような妨害の任意の程度を包含する。例えば、妨害は、前記妨害のない参照状態と比較して、少なくとも約25%、例えば少なくとも約30%、少なくとも約35%、例えば少なくとも約40%、少なくとも約50%、例えば、少なくとも約60%、少なくとも約70%、例えば、少なくとも約80%、少なくとも約90%、例えば、少なくとも約95%、例えば、少なくとも約96%、97%、98%、99%、又は更には100%の低下(特に、統計的に有意な低下)を包含し得る。EGFR、MEKファミリーキナーゼのメンバー、CAMKファミリーキナーゼのメンバー又はSRCファミリーキナーゼのメンバーなどのタンパク質の発現及び/又は機能の低下は、本明細書の他所に記載されるように決定され得る。例として限定されるものではないが、EGFR、MEKファミリーキナーゼのメンバー、CAMKファミリーキナーゼのメンバー又はSRCファミリーキナーゼのメンバーなどのタンパク質の機能という場合には、特に、本明細書の他所に記載されているようなポリペプチドのタンパク質キナーゼ活性を表し得る。
特定の実施形態では、本明細書に開示されるような阻害剤は、化学物質、タンパク質、ポリペプチド、ペプチド、抗体、抗体断片、抗体様タンパク質足場、アプタマー、フォトアプタマー、シュピーゲルマー、ペプチド模倣物、遺伝子編集システム、核酸(siRNA及びshRNAを含む)、及びこれらの組合せを含むか、又はからなる群から選択される。このようなクラスの物質の構造については、本明細書の他所で既に述べた通りである。
特定の実施形態では、阻害剤は、タンパク質キナーゼ阻害剤である。
「タンパク質キナーゼ阻害剤」という用語は、本明細書で使用する場合、タンパク質キナーゼの酵素活性をベースラインのタンパク質キナーゼ活性に比べて例えば少なくとも25%、少なくとも50%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも90%、少なくとも95%、例えば96%、97%又は98%、又は少なくとも99%、最大100%(100%の低下を含む)低下させ得る薬剤を指す。タンパク質キナーゼは、タンパク質をオン又はオフにし、従って、その活性及び機能レベルに影響を及ぼし得るリン酸化と呼ばれる過程で1以上のリン酸基を化学的に付加することにより、他のタンパク質を修飾することができるキナーゼ酵素である。従って、キナーゼ阻害剤は、1以上の標的タンパク質のリン酸化を低下又は排除することができる。タンパク質キナーゼ活性を決定するための方法及び手段は当技術分野で公知であり、リン酸化生成物の形成を検出することに基づくアッセイ、又は使用されたATP(リン酸供与体)若しくは形成されたADPの量を測定することに基づくアッセイが含まれる。
EGFRは、ErbB-1又はヒトEGFR関連(HER)1としても知られ、チロシンキナーゼ受容体のErbBファミリーのメンバーである膜貫通タンパク質である。EGFRの異常な活性化は、腫瘍の成長及び進行に関連し、EGFRシグナル伝達の遮断は、EGFR発現腫瘍の成長を妨げることができる。
特定の実施形態では、EGFRは、ヒトEGFRである。例示的なヒトEGFRタンパク質配列は、米国政府の国立生物工学情報センター(NCBI)Genbank(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/)受託番号NP_005219.2(アイソフォームa前駆体)、又はSwissprot/Uniprot(http://www.uniprot.org/)受託番号P00533.2として注釈された通りであり得る。例示的なヒトEGFR mRNA(cDNA)配列は、NCBI Genbank受託番号NM_005228.5(転写変異体1)として注釈された通りであり得る。
EGFR阻害剤の限定されない例としては、アファチニブ(例えば、ジオトリフ(商標))、ラパチニブ(例えば、タイケルブ(商標)又はタイバーブ(商標))、ネラチニブ(例えば、ネルリンクス(商標))、ゲフィチニブ(イレッサ(商標))、エルロチニブ(タルセバ(商標))、セツキシマブ(エルビタックス(商標))、オシメルチニブ(タグリッソ(商標))、パニツムマブ(ベクチビックス(商標))、ネラチニブ(ネルリンクス(商標))、バンデタニブ(カプレルサ(商標))、ネシツムマブ(ポートラーザ(商標))、ダコミチニブ(ビジンプロ(商標))、及びこれらの任意の組合せが挙げられる。
特定の実施形態では、EGFR阻害剤は、チロシンキナーゼ阻害剤(TKI)である。TKIは、EGFRのTKドメインに結合し、EGFRの活性を停止させることができる。EGFR TKIの限定されない例としては、アファチニブ(例えば、ジオトリフ(商標))、ラパチニブ(例えば、タイケルブ(商標)又はタイバーブ(商標))、ネラチニブ(例えば、ネルリンクス(商標))、及びこれらの任意の組合せが挙げられる。
特定の実施形態では、EGFR阻害剤は、EGFRの酵素活性をベースラインEGFR酵素活性に比べて少なくとも25%、少なくとも50%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも90%、少なくとも95%、例えば96%、97%又は98%、又は少なくとも99%、最大100%(100%の低下を含む)低下させる。EGFR酵素活性を測定するための方法は当技術分野で公知であり、EGFRキナーゼ活性アッセイ、例えば、カタログ番号V3831のPromegaのEGFRキナーゼ酵素システムが挙げられる。
特定の実施形態では、EGFR阻害剤は、モノクローナル抗体である。EGFRを標的とするモノクローナル抗体はEGFRの細胞外成分に結合し、EGFがEGFRに結合しないようにすることができ、それにより、細胞分裂を妨げる。EGFRを阻害するモノクローナル抗体(monoclonal antobidies)の限定されない例としては、セツキシマブ(エルビタックス(商標))、パニツムマブ(ベクチビックス(商標))、ネシツムマブ(ポートラーザ(商標))、及びこれらの任意の組合せが挙げられる。
特定の実施形態では、EGFR阻害剤は、EGFRキナーゼとヒト上皮細胞増殖因子受容体2(HER2)/neuキナーゼの両方を阻害する。EGFR及びHER2/neuの両方を阻害する阻害剤の限定されない例としては、アファチニブ、ラパチニブ及びネラチニブが挙げられる。
特定の実施形態では、前記EGFR阻害剤は、アファチニブである。
MEK又はマイトジェン活性化タンパク質キナーゼキナーゼは、トレオニン及びチロシン残基のリン酸化によって細胞外シグナル調節キナーゼを活性化する二重特異性トレオニン/チロシンキナーゼのファミリーである。MEK1及びMEK2は、MEKファミリータンパク質の原型メンバーである。
特定の実施形態では、MEK1は、ヒトMEK1である。例示的なヒトMEK1タンパク質配列は、米国政府の国立生物工学情報センター(NCBI)Genbank(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/)受託番号NP_002746.1、又はSwissprot/Uniprot(http://www.uniprot.org/)受託番号Q02750.2として注釈された通りであり得る。例示的なヒトMEK1 mRNA(cDNA)配列は、NCBI Genbank受託番号NM_002755.4として注釈された通りであり得る。
特定の実施形態では、MEK2は、ヒトMEK2である。例示的なヒトMEK2タンパク質配列は、米国政府の国立生物工学情報センター(NCBI)Genbank(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/)受託番号NP_109587.1、又はSwissprot/Uniprot(http://www.uniprot.org/)受託番号P36507.1として注釈された通りであり得る。例示的なヒトMEK2 mRNA(cDNA)配列は、NCBI Genbank受託番号NM_030662.4として注釈された通りであり得る。
MEK阻害剤の限定されない例としては、トラメチニブ(メキニスト(商標))、セルメチニブ(コセルゴ(商標))、コビメチニブ(コテリック(商標))、レファメチニブ、ピマセルチブ、PD0325901、MEK162、AZD8330、RO4987655、RO5126766、WX-554、E6201、GDC-0623、TAK-733、ビニメチニブ、及びこれらの任意の組合せが挙げられる。
特定の実施形態では、MEK阻害剤は、MEK1を阻害するがMEK2は阻害しないMEK阻害剤、MEK2を阻害するがMEK1は阻害しないMEK阻害剤又はMEK1とMEK2の両方を阻害するMEK阻害剤である。
特定の実施形態では、MEK阻害剤は、MEK1とMEK2の両方を阻害する。MEK1とMEK2の両方を阻害するMEK阻害剤の限定されない例としては、トラメチニブ、セルメチニブ、レファメチニブ、ピマセルチブ、PD0325901、MEK162、AZD8330、RO4987655、RO5126766、WX-554、E6201、TAK-733、ビニメチニブ、及びこれらの任意の組合せが挙げられる。
特定の実施形態では、MEK阻害剤は、MEK1及びMEK2の酵素活性をベースラインのMEK1及びMEK2酵素活性に比べて少なくとも25%、少なくとも50%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも90%、少なくとも95%、例えば96%、97%又は98%、又は少なくとも99%、最大100%(100%の低下を含む)低下させる。MEK1及びMEK2酵素活性を測定するための方法は当技術分野で公知であり、MEK1及びMEK2キナーゼ活性アッセイ、例えば、カタログ番号VA7216のPromegaのMEK1キナーゼ酵素システムが挙げられる。
特定の実施形態では、前記MEK阻害剤は、トラメチニブである。
CAMKは、CamKとしても知られ、細胞内カルシウムイオン及びカルモジュリンの濃度の上昇によって活性化されるようになるセリン/トレオニンタンパク質キナーゼである。CAMKファミリーのメンバーには、CAMKI(例えば、CAMKIα、CAMKIβ、CAMKIδ、CAMKIγ)、CAMKII(例えば、CAMKIIα、CAMKIIβ、CAMKIIδ、CAMKIIγ)、CAMKIII、CAMKIV、CAMKV CaMキナーゼ様小胞関連、SCAMK及びCa2+/カルモジュリン依存性タンパク質キナーゼキナーゼ(例えば、CAMKK1又はCAMKK2)が含まれる。
CAMK阻害剤の限定されない例としては、KN-93(即ち、CAMKII阻害剤)、KN-93リン酸(即ち、CAMKII阻害剤)、オートカムチド-3阻害剤(AC3-I)/オートカムチド-2阻害剤タンパク質(AIP)(即ち、CAMKII阻害剤)、CaMKIIN(即ち、CAMKII阻害剤)、NH125(即ち、CAMKIII阻害剤)、STO-609(即ち、CAMKKα及びCAMKKβ阻害剤)、KN-62(即ち、CAMKII阻害剤)、及びこれらの任意の組合せが挙げられる。
特定の実施形態では、前記CAMK阻害剤は、CAMKII阻害剤である。
CAMKIIには4つのアイソフォーム(α、β、γ及びδ)がある。各アイソフォームは、別の遺伝子によってコードされている。CAMKIIは、8~12の同様の相同なサブユニットがC末端会合ドメイン間の相互作用によって共に保持され、ピンホイール様構造に配置された複合体である。
特定の実施形態では、CAMKIIはヒトCAMKIIである。例示的なヒトCAMKIIサブユニットβタンパク質配列は、米国政府の国立生物工学情報センター(NCBI)Genbank(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/)受託番号NP_001211.3(アイソフォーム1)、又はSwissprot/Uniprot(http://www.uniprot.org/)受託番号Q13554.3として注釈された通りであり得る。例示的ヒトCAMKIIサブユニットβ mRNA(cDNA)配列は、NCBI Genbank受託番号NM_001220.5(転写変異体1)として注釈された通りであり得る。
特定の実施形態では、CAMKII阻害剤は、CAMKIIの酵素活性をベースラインのCAMKII 酵素活性に比べて少なくとも25%、少なくとも50%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも90%、少なくとも95%、例えば96%、97%又は98%、又は少なくとも99%、最大100%(100%の低下を含む)低下させる。CAMKII酵素活性を測定するための方法は当技術分野で公知であり、CAMKIIキナーゼ活性測定法、例えば、カタログ番号V4018のPromegaのCAMK2αキナーゼ酵素システムが挙げられる。
CAMKII阻害剤の限定されない例としては、KN-93、KN-93リン酸、オートカムチド-3阻害剤(AC3-I)/オートカムチド-2阻害剤タンパク質(AIP)、CaMKIIN、KN-62、及びこれらの任意の組合せが挙げられる。
特定の実施形態では、前記CAMK阻害剤は、KN93である。
キナーゼのSrcファミリーは、非受容体型チロシンキナーゼのファミリーである。キナーゼのSrcファミリーのメンバーには、c-Src、Yes、Fyn、Fgr、Lck、Hck、Blk、Lyn及びFrkが含まれる。特定の実施形態では、Srcファミリーキナーゼは、ヒトSrcファミリーキナーゼであり、そのファミリーメンバーは、ヒトc-Src、ヒトYes、ヒトFyn、ヒトFgr、ヒトLck、ヒトHck、ヒトBlk、ヒトLyn及びヒトFrkである。
特定の実施形態では、SRC阻害剤は、Yes、Fyn、Fgr、Lck、Hck、Blk、Lyn及びFrkからなる群から選択されるSrcファミリーキナーゼのうち少なくとも2つ、少なくとも3つ、少なくとも4つ、少なくとも5つ、少なくとも6つ、少なくとも7つ、少なくとも8つ、好ましくは9つ全てのファミリーメンバーを阻害する。
特定の実施形態では、SRC阻害剤は、c-Src及びc-Src、Yes、Fyn、Fgr、Lck、Hck、Blk、Lyn及びFrkからなる群から選択されるSrcファミリーキナーゼのうち少なくとも1つ、少なくとも2つ、少なくとも3つ、少なくとも4つ、少なくとも5つ、少なくとも6つ、少なくとも7つ、好ましくは8つ全てを阻害する。
特定の実施形態では、SRC阻害剤は、Yes、Fyn、Fgr、Lck、Hck、Blk、Lyn及びFrkからなる群から選択されるSrcファミリーキナーゼのうち少なくとも1つ、例えば少なくとも2つ、少なくとも3つ、少なくとも4つ、少なくとも5つ、少なくとも6つ、少なくとも7つ、好ましくは8つ全てのキナーゼの酵素活性を、Srcファミリーキナーゼの1又は複数のキナーゼのベースラインの酵素活性と比べて少なくとも25%、少なくとも50%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも90%、少なくとも95%、例えば96%、97%又は98%、又は少なくとも99%、最大100%(100%の低下を含む)を低下させる。
c-Src、Yes、Fyn、Fgr、Lck、Hck、Blk、Lyn及びFrkからなる群から選択されるSrcファミリーキナーゼの全てを阻害するSRC阻害剤の限定されない例としては、サラカチニブ(AZD-0530)、ダサチニブ、KX2-391及びボスチニブ(ボシュリフ(商標))、及びこれらの任意の組合せが挙げられる。
特定の実施形態では、SRC阻害剤は、Src、Yes、Fyn、Fgr、Lck、Hck、Blk、Lyn及びFrkからなる群から選択されるSrcファミリーキナーゼの少なくとも1つの、好ましくは全てのキナーゼを阻害し、更にBCR-ABLキナーゼも阻害する。
Src、Yes、Fyn、Fgr、Lck、Hck、Blk、Lyn及びFrk、及びBCR-ALBからなる群から選択されるSrcファミリーキナーゼの少なくとも1つのキナーゼを阻害するSRC阻害剤の限定されない例としては、サラカチニブ(AZD-0530)、ダサチニブ(Spyrel(商標))、ボスチニブ(ボシュリフ(商標))が挙げられる。
特定の実施形態では、前記SRC阻害剤は、サラカチニブ又はダサチニブである。
タンパク質、ポリペプチド、又はペプチド抗新生物薬は又、非天然コードアミノ酸も含み得る。「非天然コードアミノ酸」とは、20種の一般アミノ酸又はピロリジン、ピロリン-カルボキシ-リシン又はセレノシステインの1つでないアミノ酸を指す。この用語には、限定されるものではないが、N-アセチルグルコサミニル-L-セリン、N-アセチルグルコサミニル-L-トレオニン、及びO-ホスホチロシンにより例示されるような、天然コードアミノ酸の修飾(翻訳後修飾など)によって生じるが、それら自体は翻訳複合体により成長中のポリペプチド鎖に自然には組み込まれないアミノ酸も含まれるがこれに限定されるものではない。非天然コード、非天然又は修飾アミノ酸の更なる例としては、2-アミノアジピン酸、3-アミノアジピン酸、β-アラニン、β-アミノプロピオン酸、2-アミノ酪酸、4-アミノ酪酸、ピペリジン酸、6-アミノカプロン酸、2-アミノヘプタン酸、2-アミノイソ酪酸、3-アミノイソ酪酸、2-アミノピメリン酸、2,4ジアミノ酪酸、デスモシン、2,2’-ジアミノピメリン酸、2,3-ジアミノプロピオン酸、N-エチルグリシン、N-エチルアスパラギン、ホモセリン、ホモシステイン、ヒドロキリジン、アロヒドロキシリジン、3-ヒドロキシプロリン、4-ヒドロキシプロリン、イソデスモシン、アロイソロイシン、N-メチルグリシン、N-メチルイソロイシン、6-N-メチルリシン、N-メチルバリン、ノルバリン、ノルロイシン、又はオルニチンが挙げられる。タンパク質、ポリペプチド、又はペプチド抗新生物薬は又、Ellman et al. Methods Enzymol. 1991, vol. 202, 301-36に記載される非天然アミノ酸及びアミノ酸類似体も含み得る。非天然アミノ酸のタンパク質、ポリペプチド又はペプチドの組込みは、多数の異なる方法において有利であり得る。例えば、D-アミノ酸を含有するタンパク質、ポリペプチド又はペプチドは、L-アミノ酸を含有する対応物に比べて高いin vitro又はin vivo安定性を示す。より具体的には、D-アミノ酸を含有するタンパク質、ポリペプチド又はペプチドは、内因性ペプチダーゼ及びプロテアーゼに対する耐性が大きく、それにより分子のバイオアベイラビリティの向上及びin vivo寿命の延長をもたらし得る。
核酸抗新生物薬は、修飾核酸塩基を含んでもよく、限定されるものではないが、5置換ピリミジン、6-アザピリミジン及びN-2、N-6及びO-6置換プリン、例えば、2-アミノプロピルアデニン、5-プロピニルウラシル及び5-プロピニルシトシンが挙げられる。特に、5-メチルシトシン置換は、核酸二重鎖の安定性を高めることが示されており、例えば、アンチセンス剤において、更により詳しくは、2’-O-メトキシエチル糖修飾と組み合わせた場合に、好ましい塩基置換であり得る。糖基としては、とりわけ、ペントース(ペントフラノース)基、例えば好ましくは、天然に存在する核酸に一般的なリボース及び/又は2-デオキシリボース、又はアラビノース、2-デオキシアラビノース、トレオース又はヘキソース糖基、並びに修飾又は置換糖基(例えば限定されるものではないが、2’-O-アルキル化、例えば、2’-O-メチル化又は2’-O-エチル化糖、例えばリボース;2’-O-アルキルオキシアルキル化、例えば、2’-O-メトキシエチル化糖基、例えばリボース;又は2’-O、4’-C-アルキレン結合、例えば2’-O、4’-C-メチレン結合又は2’-O、4’-C-エチレン結合糖、例えばリボース;2’-フルオロ-アラビノースなど)を含み得る。
「遺伝子編集システム」又は「ゲノム編集システム」という用語は、本明細書で使用する場合、細胞内の特定のDNA又はRNA配列にDNA又はRNA修飾などの1以上の核酸修飾を誘導するツールを指す。標的ゲノム修飾は、細胞及び哺乳類を含む生物の遺伝子操作のための有力なツールである。ゲノムにおけるDNAの挿入、欠失又は置換を含むゲノム修飾又は遺伝子編集は、様々な既知の遺伝子編集システムを用いて実施することができる。遺伝子編集システムは、一般に、核酸修飾を誘導することができる薬剤を利用する。特定の実施形態では、核酸修飾を誘導することができる薬剤は、変化した又は修正された活性を有する(エンド)ヌクレアーゼ又はその変異体であり得る。(エンド)ヌクレアーゼは、一般に、非特異的なDNA又はRNA切断ドメインに連結されたプログラム可能な配列特異的DNA又はRNA結合モジュールを含む。DNAでは、これらのヌクレアーゼは、ゲノムの所望の位置に部位特異的な二本鎖切断を作り出す。誘導された二本鎖切断は、非相同末端結合又は相同組換えによって修復されて標的突然変異を生じる。特定の実施形態では、前記(エンド)ヌクレアーゼは、RNA誘導型であり得る。特定の実施形態では、前記(エンド)ヌクレアーゼは、Cas9、Cpf1、又はC2c2などのCRISPR(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats)関連(Cas)(エンド)ヌクレアーゼ、ジンクフィンガーヌクレアーゼ(ZFN)、転写因子様エフェクターヌクレアーゼ(TALEN)、メガヌクレアーゼ、又はこれらの改変物などの操作されたヌクレアーゼであり得る。TALEN技術、ジンクフィンガー技術、及びCRISPR/Cas技術を使用するための方法は当業者に周知である。
本明細書に開示されるような抗新生物薬は、抗体又はその断片若しくは誘導体、タンパク質又はポリペプチド、ペプチド、核酸、アンチセンス剤又はRNAi剤などの発現可能分子であってもよく、薬剤自体が対象に導入されてもよいし、又は薬剤をコードする前記配列の発現を可能にする1以上の調節配列に作動可能に連結されたアゴニストをコードする配列を含む組換え核酸によって導入されてもよい(例えば、遺伝子療法又は細胞療法)こと理解されるべきである。
「新生物疾患」という用語は、一般に、良性(周囲の正常な組織を侵さず、転移を形成しない)、前悪性(前がん)、又は悪性(隣接する組織を侵し、転移を生成できる)にかかわらず、新生物細胞の成長及び増殖を特徴とするあらゆる疾患又は障害を指す。新生物疾患という用語は、一般に、全ての形質転換された細胞及び組織、並びに全てのがん性細胞及び組織を含む。新生物疾患又は障害には、限定されるものではないが、異常な細胞増殖、良性腫瘍、前悪性又は前がん病変、悪性腫瘍、及びがんが含まれる。新生物疾患又は障害の例としては、前立腺、結腸、腹部、骨、乳房、消化器系、肝臓、膵臓、腹膜、内分泌腺(副腎、副甲状腺、下垂体、精巣、卵巣、胸腺、甲状腺)、眼、頭頸部、神経(中枢及び末梢)、リンパ系、骨盤、皮膚、軟組織、脾臓、胸部又は尿生殖器系などの任意の組織又は器官に存在する良性、前悪性、又は悪性の新生物が挙げられる。
本明細書で教示されるような方法又は使用の特定の実施形態では、新生物疾患は腫瘍であってもよく、又は腫瘍の存在によって特徴付けられるものであり得る。
本明細書で使用する場合、「腫瘍」、「固形腫瘍」又は「腫瘍組織」という用語は、過度な細胞分裂から生じる異常な組織塊を指す。腫瘍又は腫瘍組織は、異常な成長特性を持ち、有用な身体機能のない新生物細胞である腫瘍細胞を含む。腫瘍、腫瘍組織及び腫瘍細胞は、良性、前悪性若しくは悪性であり得、又はがんの可能性のない病変を表す場合もある。腫瘍又は腫瘍組織は又、腫瘍関連の非腫瘍細胞、例えば腫瘍又は腫瘍組織に供給を行うための血管を形成する血管細胞も含み得る。例えば腫瘍又は腫瘍組織における血管新生の誘導など、非腫瘍細胞は、腫瘍細胞により複製及び発達を誘導される場合もある。
特定の実施形態では、前記新生物疾患は、上皮、間葉又はメラノサイト起源、好ましくは上皮起源である。
本明細書に教示されるような方法又は使用の特定の実施形態では、新生物疾患はがんであり得る。
本明細書で使用する場合、「がん」という用語は、脱調節された又は調節されない細胞増殖を特徴とする悪性新生物を指す。「がん」という用語は、原発性悪性細胞又は腫瘍(例えば、その細胞は、元の悪性腫瘍又は腫瘍の部位以外の対象の身体の部位に移動していない)及び二次的悪性細胞又は腫瘍(例えば、転移、即ち、元の腫瘍の部位とは異なる二次的部位への悪性細胞又は腫瘍細胞の移動により生じるもの)を含む。「転移性」又は「転移」という用語は、一般に、ある器官又は組織から別の非隣接器官又は組織へのがんの拡散を指す。他の非隣接器官又は組織における新生物疾患の発生は転移と呼ばれる。
がんの例としては、限定されるものではないが、癌腫、肉腫、リンパ腫、芽細胞腫、及び白血病又はリンパ系悪性腫瘍が挙げられる。このようながんのより詳しい例としては、限定されるものではないが、扁平上皮細胞がん(例えば、上皮扁平上皮細胞がん)、小細胞肺がん、非小細胞肺がん、肺腺癌、肺の扁平上皮癌及び肺の大細胞癌を含む肺がん、腹膜がん、肝細胞がん、消化管がんを含む胃がん(gastric or stomach cancer)、膵臓がん、神経膠腫、膠芽腫、子宮頸がん、卵巣がん、肝臓がん、膀胱がん、肝細胞腫、乳がん、結腸がん、直腸がん、結腸直腸がん、子宮内膜がん又は子宮癌、唾液腺癌、腎臓がん(kidney or renal cancer)、前立腺がん、外陰がん、甲状腺がん、肝臓癌腫、肛門癌、陰茎癌、並びにCNSがん、黒色腫、頭頸部がん、骨がん、骨髄がん、十二指腸がん、食道がん、甲状腺がん、又は血液がんが挙げられる。
本明細書に教示されるような方法又は使用の特定の実施形態では、新生物疾患は、癌腫、肉腫又は固形腫瘍であり得る。
本明細書に教示されるような方法又は使用の特定の実施形態では、新生物疾患は癌腫であり得る。
特定の実施形態では、新生物疾患は、癌腫、好ましくは、皮膚、肺、腸、結腸、乳房、膀胱、頭頸部(口唇、口腔、唾液腺、鼻腔、鼻咽頭、副鼻腔、咽頭、咽喉、喉頭、及び関連の構造物)、食道、甲状腺、腎臓、肝臓、膵臓、膀胱、陰茎、精巣、前立腺、膣、子宮頸部、肛門、及びこれらの任意の組合せからなる群から選択される上皮組織に起源する癌腫である。
本明細書に教示されるような方法又は使用の特定の実施形態では、新生物疾患は、腺癌、扁平上皮癌(SCC)、腺扁平上皮癌、未分化癌、大細胞癌、又は小細胞癌であり得る。本明細書に教示されるような方法又は使用の特定の実施形態では、新生物疾患は、扁平上皮癌であり得る。例えば、新生物疾患は、皮膚扁平上皮癌であり得る。
特定の実施形態では、前記新生物疾患は、SCC、好ましくは、皮膚のSCC、頭頸部のSCC、食道のSCC又は肺のSCCである。
「癌腫」という用語は、上皮細胞から発生するがんの一種を指す。例えば、癌腫は、身体の内面又は外面を覆う組織から始まり、胚発生の際の内胚葉、中胚葉又は外胚葉層に由来する細胞から発生するがんである。
本明細書に教示されるような方法又は使用の特定の実施形態では、新生物疾患は肉腫であり得る。本明細書に教示されるような方法又は使用の特定の実施形態では、新生物疾患は、骨肉腫又は軟組織肉腫であり得る。
「肉腫」という用語は、間葉(結合組織)起源の形質転換細胞から生じるがんの一種を指す。結合組織には、骨、軟骨、脂肪、血管、又は造血組織が含まれ、肉腫はこれらの組織腫のいずれからも生じ得る。
骨肉腫の亜種として、骨肉腫、軟骨肉腫、低分化円形/紡錘細胞腫瘍(ユーイング肉腫を含む)、血管内皮細胞腫、血管肉腫、線維肉腫、筋線維肉腫、脊索腫、アダマンチノーマが含まれる。
軟組織肉腫の亜種として、脂肪肉腫(以下の種を含む:高分化型、特定不能型、脱分化型、粘液質/円形細胞型、及び多形性);非定型脂肪腫、皮膚線維肉腫(線維肉腫型及び色素型を含む)、悪性孤立性線維性腫瘍、炎症性筋線維芽細胞性腫瘍、低悪性度筋線維芽細胞性肉腫、線維肉腫(成人型及び硬化性上皮性型を含む);粘液線維肉腫(旧粘液性悪性線維性組織球腫);低悪性度線維粘液性肉腫;軟組織の巨大細胞腫;平滑筋肉腫;悪性グロムス腫瘍;横紋筋肉腫(以下の種を含む:胚性、肺胞性、多形性、及び紡錘細胞性/硬化性);血管内皮腫(以下の種を含む:血管内皮腫(以下の品種を含む:網状、偽菌糸状、及び上皮腫);軟組織の血管肉腫;骨外骨肉腫;悪性消化管間質腫瘍(GIST);悪性末梢神経鞘腫瘍(上皮腫型を含む);悪性トリトン腫瘍;悪性顆粒細胞腫瘍;悪性骨化性線維粘液性腫瘍;特定不能の間質性肉腫;筋上皮癌;悪性リン脂質性間葉系腫瘍;滑膜性肉腫(以下の種を含む:紡錘体細胞、二相型、及び特定不能);類上皮肉腫;肺胞軟部肉腫;軟組織明細胞肉腫;骨格外粘液性軟骨肉腫;骨格外ユーイング肉腫;線維形成性小円形細胞腫;腎外ラブドイド腫瘍、特定不能の血管周囲上皮細胞腫瘍;内膜肉腫;未分化紡錘細胞肉腫;未分化多形肉腫;未分化円形細胞肉腫;未分化類上皮肉腫;特定不能の未分化肉腫が挙げられる。
本明細書に教示されるような方法又は使用の特定の実施形態では、新生物疾患は(固形)腫瘍であり得る。
「サンプル」又は「生体サンプル」という用語は、本明細書で使用する場合、対象から得られた(単離された、取り出された)任意の生体試料を含む。サンプルには、限定されるものではないが、臓器組織(例えば、原発性又は転移性腫瘍組織)、全血、血漿、血清、全血球、赤血球、白血球(例えば、末梢血単核細胞)、唾液、尿、便(糞)、涙液、汗、皮脂、乳首吸引液、管腔洗浄液、腫瘍滲出液、滑液、脳脊髄液、リンパ、細針吸引液、羊水、任意の他の体液、滲出液又は分泌液、細胞溶解物、細胞分泌産物、炎症液、精液及び膣分泌液を含み得る。好ましくは、サンプルは、採血(「液体生検」)、採尿、排泄物採取、組織(例えば、腫瘍組織)生検又は細針吸引液などの非侵襲的又は最小侵襲的方法によって容易に得ることができ、対象からのサンプルの提供、取り出し、及び/又は単離が可能である。「組織」という用語は、本明細書で使用される場合、器官の細胞を含む身体の全ての細胞種を包含するが、上記で述べた血液及び他の体液も包含する。組織は、健康なものであってもよいし、病理学的変化、例えば、腫瘍組織によって影響を受けていてもよい。
生体サンプルは、1以上のFAT1突然変異の有無を決定することができるいずれのサンプルであってよい。特に有用なサンプルは、新生物細胞を含むことが知られている、又は含むことが予想若しくは予測される、又は潜在的に含むことが知られている、又は潜在的に含むことが予想若しくは予測されるものである。
本明細書で意図されるようなサンプルは、対象の遺伝物質を含有する。従って、特定の有用なサンプルは、対象の遺伝物質を含むことが知られている、又は含むことが予想若しくは予測されるものである。この文脈での遺伝物質は、対象のFAT1遺伝子の構造又は配列を評価することができる任意の1または複数の核酸分子を包含し、特に、対象の核デオキシリボ核酸(DNA)、即ち、対象の核ゲノムDNAを包含し得る。
特定の実施形態では、前記対象から得られる前記生体サンプルは、新生物細胞を含み、
好ましくは、前記対象から得られる前記生体サンプルは、腫瘍生検又液体生検である。
「生検」という用語は、一般に、検査のために生体対象から取り出される細胞又は組織のサンプルを指す。生検は、摘出生検(即ち、組織塊全体又は疑わしい領域を摘出する場合)、切開生検又はコア生検(即ち、組織の細胞の組織学的構造を保持したまま組織のサンプルを取り出しただけの場合)でも、又は針吸引生検(即ち、組織細胞の組織学的構造を保持せずに細胞が取り出されるように、針を用いて組織若しくは液体のサンプルが取り出される場合)でもよい。
サンプルは、サンプル中の1以上のFAT1突然変異の有無を決定する前に、様々な周知の収集後の調製及び保存技術(例えば、固定、保存、凍結、溶解、ホモジナイズ、DNA又はRNA抽出、限外濾過、濃縮、蒸発、遠心分離など)にかけることができる。
任意の適切な質量又は容量のサンプルを、分析のために対象から取り出すことができる。限定されるものではないが、液体サンプルは、0.1ml~1ml、例えば0.5ml、又は1ml~20ml、例えば5ml、7.5ml、10ml、15ml又は20mlの容量であり得る。固体サンプルは、0.1g~20g、例えば0.5g、1g、5g、7.5g、10g、15g又は20gの質量であり得る。
用語「対象」、「個体」又は「患者」は、本明細書において互換的に使用することができ、一般に且つ好ましくはヒトを示すが、非ヒト動物、好ましくは温血動物、更により好ましくは哺乳類、例えば、非ヒト霊長類、齧歯類、イヌ、ネコ、ウマ、ヒツジ、ブタなどに対する言及も包含され得る。「非ヒト動物」という用語は、全ての脊椎動物、例えば、非ヒト霊長類、(特に高等霊長類)、ヒツジ、イヌ、齧歯類(例えばマウス又はラット)、モルモット、ヤギ、ブタ、ネコ、ウサギ、ウシなどの哺乳類、及びニワトリ、両生類、爬虫類などの非哺乳類を含む。特定の実施形態では、対象は、非ヒト哺乳類である。特定の実施形態では、対象は、ヒト対象である。この用語は、特定の年齢又は性別を示すものではない。従って、成体及び新生対象、並びに胎児は、雄雌にかかわらず、包含することを意図する。対象の例としては、ヒト、イヌ、ネコ、ウシ、ヤギ、及びマウスが挙げられる。
好適な対象には、限定されるものではないが、新生物疾患のスクリーニングのために医師を訪問する対象、新生物疾患を示す症状及び兆候を有し医師を訪問する対象、新生物疾患と診断された対象、抗がん治療を受けた対象、抗がん治療中の対象、及び寛解中の新生物疾患を有する対象を含み得る。新生物疾患を診断するための方法は当技術分野で知られており、皮膚生検などの組織又は器官の患部のサンプル(生検)の顕微鏡分析が含まれる。
特定の実施形態では、前記対象は、EGFR阻害剤、MEK阻害剤、CAMK阻害剤、及びSRCキナーゼ阻害剤からなる群から選択される前記抗新生物薬に対する前記対象の感受性を決定する前に抗がん療法を受けていない。
本明細書で使用する場合、「療法」又は「治療」という用語は、疾患又は障害などの病的状態の1以上の症状又は測定可能なマーカーの緩和又は測定可能な軽減を指す。これらの用語は、一次治療だけでなく、ネオアジュバント治療、アジュバント治療、及び補助療法を包含する。「抗がん療法」又は「抗がん治療」という用語は、広義には、新生物疾患の1以上の症状又は測定可能なマーカーの緩和又は測定可能な軽減を指す。測定可能な軽減には、測定可能なマーカー又は症状における統計的に有意ないずれの減少も含まれる。一般に、これらの用語は、治癒的治療と、症状を軽減し、且つ/又は疾患の進行を遅らせるように向けられた治療の両方を包含する。これらの用語は、既に発症した病的状態の治療的処置と、病的状態の発症の可能性を防止又は軽減することを目的とする予防的又は防止的措置の両方を包含する。特定の実施形態では、これらの用語は、治療的処置に関連し得る。特定の他の実施形態では、これらの用語は、予防的処置に関するものであり得る。寛解の期間中の慢性的な病的状態の治療も又、治療的処置を構成するものと見なすことができる。この用語は、ex vivo又はin vivoの治療を包含し得る。
抗がん療法の限定されない例としては、手術、放射線療法、化学療法、生物学的療法、及びこれらの組合せが含まれる。
特定の実施形態では、前記対象はヒトである。特定の実施形態では、本明細書に教示されるような方法又は使用は、EGFR阻害剤、MEK阻害剤、CAMK阻害剤、及びSRCキナーゼ阻害剤などの抗新生物薬による治療を、対象における新生物疾患に対する適切な治療又は不適切な治療として示すために有用である。
特定の実施形態では、前記抗新生物薬がEGFR阻害剤、MEK阻害剤、及びこれらの組合せからなる群から選択される抗新生物薬である場合、
前記対象から得られた生体サンプルにおける、FAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失につながる遺伝的変化若しくはエピジェネティック変化の存在の決定;又は
前記対象から得られた生体サンプルにおける、FAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失の決定は、その抗新生物薬による治療が不適切な治療であること(その対象はその治療から臨床利益を得る見込みがないこと)を示す。
特定の実施形態では、前記抗新生物薬は、EGFR阻害剤、MEK阻害剤、及びこれらの組合せからなる群から選択される抗新生物薬である場合、
前記対象から得られた生体サンプルにおける、FAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失につながる遺伝的変化若しくはエピジェネティック変化の不在の決定;又は
前記対象から得られた生体サンプルにおける、FAT1の発現若しくは機能の不変若しくは増加の決定
は、その抗新生物薬による治療が適切な治療であること(その対象はその治療から臨床利益を得る見込みがあること)を示す。
特定の実施形態では、前記抗新生物薬がCAMK阻害剤、SRCキナーゼ阻害剤、及びこれらの組合せからなる群から選択される抗新生物薬である場合、
前記対象から得られた生体サンプルにおける、FAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失につながる遺伝的変化若しくはエピジェネティック変化の存在の決定;又は
前記対象から得られた生体サンプルにおける、FAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失の決定
は、その抗新生物薬による治療が適切な治療であること(その対象はその治療から臨床利益を得る見込みがあること)を示す。
特定の実施形態では、前記抗新生物薬がCAMK阻害剤、SRCキナーゼ阻害剤、及びこれらの組合せからなる群から選択される抗新生物薬である場合、
前記対象から得られた生体サンプルにおける、FAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失につながる遺伝的変化若しくはエピジェネティック変化の不在の決定;又は
前記対象から得られた生体サンプルにおける、FAT1の発現若しくは機能の不変若しくは増加の決定
は、その抗新生物薬による治療が不適切な治療であること(その対象はその治療から臨床利益を得る見込みがないこと)を示す。
従って、本方法は、適切な治療として抗悪性腫瘍薬による治療を予測することを可能にし得る。予測に基づいて、新生物疾患の治療を開始、継続、又は適合させることができる。特定の実施形態では、本明細書に教示されるような方法又は使用は、新生物疾患を有する対象における抗新生物薬による治療の転帰を予測するのに有用である。
「転帰」という用語は、一般に、例えば個々の症例又はシリーズにおけるこれらの介入の有効性、効果、安全性、実用性などを決定するために、疾患との闘いに用いられる管理及び手順(即ち、介入)の結果又は転帰を評価するために行われる評価を指す。「転帰を予測する」という句は、本明細書で使用する場合、新生物疾患に罹患した個体を抗新生物薬で治療する結果を評価する工程、即ち、前記個体が抗新生物薬に応答する可能性があるかどうかを予測する工程を指す。本明細書に教示されるような方法は、抗新生物薬で治療した場合に患者の新生物疾患がどのように進行するか、及び回復の可能性があるかどうかの予測を提供する。
特定の実施形態では、本明細書に教示されるような新生物疾患と診断された対象において抗新生物薬による治療に対する感受性又は耐性を決定するための方法は、抗新生物薬に対する新生物疾患と診断された対象の応答を予測するための方法であって、
前記対象から得られた生体サンプルにおいて、FAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失につながる遺伝的変化若しくはエピジェネティック変化の有無を決定するステップ、又は
前記対象から得られた生体サンプルにおいて、FAT1の発現若しくは機能が低下若しくは消失しているかどうかを決定するステップ;及び
前記対象から得られた生体サンプルにおけるFAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失につながる遺伝的変化若しくはエピジェネティック変化の有無から、又はFAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失から、前記抗新生物薬に対する前記対象の応答を予測するステップ
を含み、前記抗新生物薬は、上皮細胞増殖因子受容体(EGFR)阻害剤、マイトジェン活性化タンパク質キナーゼ(MEK)阻害剤、Ca2+/カルモジュリン依存性タンパク質キナーゼ(CAMK)阻害剤、及びSRCキナーゼ阻害剤からなる群から選択される方法である。
特定の実施形態では、本明細書に教示されるような新生物疾患と診断された対象において抗新生物薬による治療に対する感受性又は耐性を決定するための方法は、抗新生物薬による阻害に対する新生物細胞成長の感受性を決定する方法であって、
前記対象から得られた生体サンプルにおいて、FAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失につながる遺伝的変化若しくはエピジェネティック変化の有無を決定するステップ、又は
前記対象から得られた生体サンプルにおいて、FAT1の発現若しくは機能が低下若しくは消失しているかどうかを決定するステップ;及び
前記対象から得られた生体サンプルにおいて、FAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失につながる遺伝的変化若しくはエピジェネティック変化の有無から、又はFAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失から、前記抗新生物薬に対する新生物細胞成長の感受性を決定するステップ
を含み、前記抗新生物薬は、上皮細胞増殖因子受容体(EGFR)阻害剤、マイトジェン活性化タンパク質キナーゼ(MEK)阻害剤、Ca2+/カルモジュリン依存性タンパク質キナーゼ(CAMK)阻害剤、及びSRCキナーゼ阻害剤からなる群から選択される方法である。
特定の実施形態では、本明細書に教示されるような新生物疾患と診断された対象において抗新生物薬による治療に対する感受性又は耐性を決定するための方法は、新生物疾患と診断された対象において、抗新生物薬に対する新生物の感受性又は耐性を決定する方法であって、
前記対象から得られた生体サンプルにおいて、FAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失につながる遺伝的変化若しくはエピジェネティック変化の有無を決定すること、又は
前記対象から得られた生体サンプルにおいて、FAT1の発現若しくは機能が低下若しくは消失しているかどうかを決定すること;及び
前記対象から得られた生体サンプルにおけるFAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失につながる遺伝的変化若しくはエピジェネティック変化の有無から、又はFAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失から、前記新生物疾患と診断された対象における新生物の、前記抗新生物薬に対する感受性若しくは耐性を決定すること
を含み、
前記抗新生物薬がEGFR阻害剤、MEK阻害剤、CAMK阻害剤、及びSRCキナーゼ阻害剤からなる群から選択される方法である。
特定の実施形態では、本明細書に教示されるような新生物疾患と診断された対象において抗新生物薬による治療に対する感受性又は耐性を決定するための方法は、新生物疾患を有する対象を抗新生物薬による治療の候補として特定するための方法であって、
前記対象から得られた生体サンプルにおいて、FAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失につながる遺伝的変化若しくはエピジェネティック変化の有無を決定すること;又は
前記対象から得られた生体サンプルにおいて、FAT1の発現若しくは機能が低下若しくは消失しているかどうかを決定すること;及び
前記対象から得られた生体サンプルにおけるFAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失につながる遺伝的変化若しくはエピジェネティック変化の存在から、又はFAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失から、前記対象を前記抗新生物薬による治療の不良な候補として特定すること
を含み、
前記抗新生物薬がEGFR阻害剤又はMEK阻害剤である方法である。
「不良な候補」という用語は、本明細書で使用する場合、前記抗新生物薬による治療に最小限の(例えば、臨床的に重要でない)応答しか示さない又は全く応答を示さない新生物疾患を有する対象を指す。
本明細書に教示されるような新生物疾患と診断された対象において抗新生物薬による治療に対する感受性又は耐性を決定するための方法は、新生物疾患を有する対象を抗新生物薬による治療の候補として特定するための方法であって、
前記対象から得られた生体サンプルにおいて、FAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失につながる遺伝的変化若しくはエピジェネティック変化の有無を決定すること;又は
前記対象から得られた生体サンプルにおいて、FAT1の発現若しくは機能が低下若しくは消失しているかどうかを決定すること;及び
前記対象から得られた生体サンプルにおけるFAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失につながる遺伝的変化若しくはエピジェネティック変化の存在から、又はFAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失から、前記対象を前記抗新生物薬による治療の良好な候補として特定すること
を含み、
前記薬剤がCAMK阻害剤又はSRCキナーゼ阻害剤である方法である。
「良好な候補」という用語は、本明細書で使用する場合、前記抗新生物薬による治療に感受性又は応答性がある、新生物疾患を有する対象を指す。
新生物疾患と診断された対象において特定の抗新生物薬による治療に対する感受性又は耐性を決定するためのマーカーとしてのFAT1状態は、治療方法の一部として使用することもでき、まず、特定の抗新生物薬に対する前記対象の感受性を検査し、次に、前記対象が前記抗新生物薬に感受性があると見なされた場合に、前記抗新生物薬が前記対象に投与される。対象が前記抗新生物薬治療に耐性を持つと判明した場合、前記対象に異なる抗がん療法を投与することが検討され得る。
従って、更なる態様は、新生物疾患と診断され、且つ/又は治療を必要とする対象を治療する方法であって、
抗新生物薬による治療に対する前記対象感受性又は耐性を決定することを含み(これは、
前記対象から得られた生体サンプルにおいて、FAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失につながる遺伝的変化若しくはエピジェネティック変化の有無を決定すること;又は
前記対象から得られた生体サンプルにおいて、FAT1の発現若しくは機能が低下若しくは消失しているかどうかを決定すること
を含む)、
前記抗新生物薬がEGFR阻害剤、MEK阻害剤、CAMK阻害剤、及びSRCキナーゼ阻害剤からなる群から選択される;及び
前記対象が前記抗新生物薬に感受性があると決定された場合、前記対象を前記抗新生物薬で治療すること
を含む方法を提供する。
言い換えれば、EGFR阻害剤、MEK阻害剤、CAMK阻害剤、及びSRCキナーゼ阻害剤からなる群から選択される抗新生物薬は、
前記対象から得られた生体サンプルにおいて、FAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失につながる遺伝的変化若しくはエピジェネティック変化の有無を決定すること;又は
前記対象から得られた生体サンプルにおいて、FAT1の発現若しくは機能が低下若しくは消失しているかどうかを決定すること
を含み、
前記抗新生物薬は、EGFR阻害剤、MEK阻害剤、CAMK阻害剤、及びSRCキナーゼ阻害剤からなる群から選択される;及び
前記対象が前記抗新生物薬に感受性があると決定された場合には、前記対象に前記抗新生物薬を投与すること、又は前記対象が前記抗新生物薬に非感受性であると決定された場合には、前記対象に前記抗新生物薬を投与しないこと
を含む新生物疾患の治療において使用され得る。
更なる態様は、対象における新生物疾患の治療において使用するための、CAMK阻害剤、SRCキナーゼ阻害剤、及びこれらの組合せからなる群から選択される抗新生物薬を提供し、前記対象は、
FAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失につながる遺伝的変化若しくはエピジェネティック変化、又は
FAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失
を特徴とする新生物疾患を有するとして選択されたものである。
特定の実施形態では、本明細書に教示されるような治療において使用するための方法又は抗新生物薬は、CAMK阻害剤、SRCキナーゼ阻害剤、及びこれらの組合せからなる群から選択される前記抗新生物薬の治療上有効な量を前記対象に投与することを含む。
更なる態様は、対象における新生物疾患の治療において使用するための、EGFR阻害剤、MEK阻害剤、及びこれらの組合せからなる群から選択される抗新生物薬を提供し、前記対象は、
FAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失につながる遺伝的変化若しくはエピジェネティック変化の不在、又は
正常な若しくは増加したFAT1発現又は機能
を特徴とする新生物疾患を有するとして選択されたものである。
特定の実施形態では、前記対象がEGFR阻害剤、MEK阻害剤、CAMK阻害剤、SRCキナーゼ阻害剤、及びこれらの組合せからなる群から選択される前記抗新生物薬に非感受性であると決定された場合、EGFR阻害剤、MEK阻害剤、CAMK阻害剤、SRCキナーゼ阻害剤、及びこれらの組合せからなる群から選択される前記抗新生物薬とは異なる抗新生物薬療法を前記対象に投与する、本明細書に教示されるような治療において使用するための方法又は抗新生物薬。
EGFR阻害剤、MEK阻害剤、CAMK阻害剤、SRCキナーゼ阻害剤、及びこれらの組合せからなる群から選択される前記抗新生物薬とは異なる抗新生物療法は当技術分野で公知であり、手術、放射線療法、化学療法、生物学的療法、及びこれらの組合せを含む。
本明細書で使用する場合、「治療を必要とする対象」などの句は、所定の病態、特に癌腫などの新生物疾患の治療から利益を得る対象を含む。そのような対象は、限定されるものではないが、前記病態を有すると診断された対象、前記病態を発症しやすい対象、及び/又は前記病態が予防されるべき対象を含み得る。
「治療する」又は「治療」という用語は、既に発症した疾患又は病態の治療的処置、例えば、既に発症した新生物疾患の療法、並びに予防的又は防止的措置の両方を包含し、その目的は、望ましくない苦痛の発生の機会を防止又は減少させること、例えば、新生物疾患の発生、発症及び進行を防止することである。有益な又は所望の臨床結果には、限定されるものではないが、1以上の症状又は1以上の生体マーカーの緩和、疾患の程度の減少、疾患の状態の安定化(即ち、悪化していない)、疾患の進行の遅延又は緩徐化、疾状の改善又は緩和などを含み得る。又、「治療」は、治療を受けない場合に予想される生存期間と比較して、生存期間を延長することも意味し得る。
本明細書に教示されるような使用及び方法のための生成物は、そのような治療から利益を得る新生物疾患を有する対象において、EGFR阻害剤、MEK阻害剤、CAMK阻害剤、及びSRCキナーゼ阻害剤からなる群から選択される抗新生物薬の治療上有効な量を投与することを可能とする。「治療上有効な量」という用語は、本明細書で使用する場合、外科医、研究者、獣医師、医師又は他の臨床医が求めている生物学的又は薬学的応答(これには特に治療される疾患又は病態の症状の緩和が含まれ得る)を対象において誘発する活性化合物又は医薬剤の量を指す。調節剤又は抗新生物薬などの、本明細書で教示されるような薬剤の治療上有効な用量を決定するための方法は当技術分野で公知である。
特定の実施形態では、EGFR阻害剤、MEK阻害剤、CAMK阻害剤、及びSRCキナーゼ阻害剤からなる群から選択される前記抗新生物薬は、医薬製剤又は組成物として調剤され、投与される。このような医薬製剤又は組成物は、パーツキットに含まれていてもよい。
「薬学上許容される」という用語は、本明細書で使用する場合、当技術分野で一貫し、医薬組成物の他の成分と適合し、そのレシピエントに有害でないことを意味する。
本明細書で使用する場合、「担体」又は「賦形剤」は、あらゆる溶媒、希釈剤、バッファー(例えば、中性緩衝生理食塩水又はリン酸緩衝生理食塩水)、可溶化剤、コロイド、分散媒、ビヒクル、増量剤、キレート剤(例えば、EDTA又はグルタチオン)、アミノ酸(例えば、グリシン)、タンパク質、崩壊剤、結合剤、滑沢剤、湿潤剤、乳化剤、甘味剤、着色剤、香料、芳香剤、増粘剤、デポー効果を得るための薬剤、コーティング剤、抗真菌剤、保存剤、抗酸化剤、張力制御剤、吸収遅延剤などを含む。医薬活性物質に対するこのような媒体及び薬剤の使用は、当技術分野で周知である。従来の媒体又は薬剤が活性物質と不適合である場合を除き、治療用組成物におけるその使用が企図され得る。
医薬組成物の調剤に使用するための例示的な限定されない担体としては、例えば、水中油型又は油中水型エマルション、静脈内(IV)使用に適切な有機補助溶媒を含む若しくは含まない水性組成物、リポソーム又は界面活性剤含有小胞、ミクロスフェア、マイクロビーズ及びミクロソーム、散剤、錠剤、カプセル剤、坐剤、水性懸濁液、エアロゾル、及び当業者に明らかなその他の担体が含まれる。
本明細書で意図されるような医薬組成物は、限定されるものではないが、経口投与(例えば、経口摂取又は吸入)、鼻腔内投与(例えば、鼻腔内吸入又は鼻腔内粘膜適用)、非経口投与(例えば、皮下、静脈内、筋肉内、腹腔内又は胸骨内注射又は注入)、経皮的な又は経粘膜(例えば、経口、舌下、鼻腔内)投与、局所投与、直腸、膣又は気管内注入などの本質的にいずれの投与経路向けにも調剤可能である。このように、本方法及び組成物によって達成可能な治療効果は、所定の用途の特定の必要性に応じて、例えば、全身的、局所的、組織特異的などとすることができる。
任意に投与される1以上の他の活性化合物と組み合わせて使用される本発明の抗新生物薬の用量又は量は、個々の場合によって異なり、慣例的に、最適な効果を得るために個々の状況に適合させることである。従って、治療される障害の性質及び重症度によって異なり、又、治療されるヒト又は動物の性別、年齢、体重、健康状態、食餌、投与の様式及び時間、並びに個々の応答性、使用する化合物の投与経路、効力、代謝安定性及び作用期間、治療が急性若しくは慢性若しくは予防的であるか、又は本明細書で教示されるような薬剤に加えて他の活性化合物が投与されるかどうかによっても異なる。
限定されるものではないが、疾患の種類及び重症度に応じて、本明細書に開示されるような抗新生物薬、又は2つ以上のそのような抗新生物薬の組合せの典型的な1日用量は、上記の要因に応じて、約1μg/kg~1g/kg体重以上の範囲であり得る。例えば、薬剤の1日用量は、約1mg/kg~1g/kg体重の範囲であり得る。症状に応じて、数日又はそれを超える期間にわたって繰り返し投与する場合、疾患症状の所望の抑制が生じるまで治療を持続する。
特定の実施形態では、抗新生物薬は、治療中、毎日投与され得る。特定の実施形態では、薬剤は、治療中、少なくとも1日1回投与されてよく、例えば、抗新生物薬は、治療中、少なくとも1日2回投与されてよく、例えば、抗新生物薬は、治療中、少なくとも1日3回投与されてよい。特定の実施形態では、抗新生物薬は、治療中、例えば水性飲料溶液で連続的に投与されてもよい。
特定の実施形態では、本明細書に教示されるような抗新生物薬又は医薬製剤は、単独で又は新生物疾患の治療において適切な1以上の活性化合物と組み合わせて(即ち、併用療法)使用可能である。後者は、本明細書に教示されるような抗新生物薬又は医薬製剤の投与の前、後、又は同時に投与することができる。
FAT1の状態が、新生物疾患と診断された対象の特定の抗新生物薬による治療に対する感受性又は耐性を決定するためのマーカーとして使用できるという本発明者らの発見は又FAT1の状態に基づいて感受性又は耐性の決定を可能にし、新生物疾患と診断された対象に特定の抗新生物薬を投与するか否かについての外科医、研究者、獣医、医師又は他の臨床医の決定を下す過程を支援できるキットにも変換することができる。
従って、更なる態様は、新生物疾患と診断された対象において抗新生物薬による治療に対する感受性又は耐性を決定するためのキットであって、
生体サンプルにおいてFAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失につながる遺伝的変化若しくはエピジェネティック変化の有無を決定するための手段、及び/又は
生体サンプルにおいてFAT1の発現若しくは機能を決定するための手段、及び
請求項1~6のいずれか一項に記載の方法を実行するための1以上のプログラムが記録されたコンピューター可読記録媒体
を含むキットを提供する。
本明細書で使用する場合、「パーツキット」及び「キット」という用語は、特定の方法を実施するために必要な構成要素を含み、輸送及び保存を可能にするように包装された製品を指す。キットに含まれる構成要素を包装するのに適した材料としては、水晶、プラスチック(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート)、ボトル、フラスコ、バイアル、アンプル、紙、封筒、又は他のタイプの容器、担体又は支持体が挙げられる。キットが複数の構成要素を含む場合、構成要素の少なくとも一部(例えば、複数の構成要素のうちの2つ以上)又は全ての構成要素は、物理的に分離されていてもよく、例えば、別の容器、担体又は支持体中又上に含んでもよい。キットに含まれる構成要素は、指定された方法を実施するのに十分であっても十分でなくてもよく、従って、外部の試薬又は物質は、それぞれ、方法を実施するのに必要でない場合も必要である場合もある。一般に、キットは、液体処理装置、環境(例えば、温度)制御装置、分析機器などの標準的な実験装置と一緒に使用される。挙げられている、場合によりアレイ又はマイクロアレイ上に提供される、本明細書で教示されるような単離されたオリゴヌクレオチドのセットに加えて、本キットは又、特定の方法において有用な、溶媒、バッファー(例えば、限定されるものではないが、ヒスチジンバッファー、クエン酸バッファー、コハク酸バッファー、酢酸バッファー、リン酸バッファー、ギ酸バッファー、安息香酸バッファー、TRIS(トリス(ヒドロキシメチル)-アミノメタン)バッファー又はマレイン酸バッファー、又はそれらの混合物)、酵素(例えば、限定されるものではないが、耐熱性DNAポリメラーゼ)、検出可能な標識、検出試薬及び対照製剤(陽性及び/又は陰性)の一部又は全てを含むことができる。一般に、キットは又、印刷された挿入物上又はコンピューター可読媒体上など、その使用に関する説明書を含み得る。これらの用語は、本文脈で使用する場合、任意の人工の有形構造製品を広く包含する「製造品」という用語と互換的に使用され得る。
本明細書に教示されるようなキットは、新生物疾患を有する対象において抗新生物薬による治療に対する感受性を決定するために使用可能であり、抗新生物薬は、EGFR阻害剤、MEK阻害剤、CAMK阻害剤、及びSRCキナーゼ阻害剤からなる群から選択される。
本明細書に教示されるようなキットは、抗新生物薬による治療が対象において新生物疾患の適切な治療であることを示すため;又は新生物疾患を有する対象において抗新生物薬による治療の転帰を予測するために使用可能であり、全ての場合で、抗新生物薬は、EGFR阻害剤、MEK阻害剤、CAMK阻害剤、及びSRCキナーゼ阻害剤からなる群から選択される。好ましくは、対象はヒト対象である。
特定の実施形態では、生体サンプルにおいて、FAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失につながる遺伝的変化若しくはエピジェネティック変化の有無を決定するための手段、又は
生体サンプルにおいてFAT1発現若しくは機能を決定するための手段
は、本明細書の他所に記載されるようなFAT1遺伝子又は遺伝子産物と特異的に結合し得る1以上の薬剤である。
特定の実施形態では、このキットは、健常な組織における遺伝的変化又はエピジェネティック変化に対応する参照値を更に含んでよく、好ましくは、健常対象由来の組織は、罹患対象において病態に罹患している組織と同じ組織種のものである。
特定の実施形態では、このキットは、健常な組織におけるFAT1の発現又は機能に相当する参照値を更に含んでよく、好ましくは、健常対象由来の組織は、罹患対象において病態に罹患している組織と同じ組織種のものである。
当業者は、新生物疾患と診断された対象において抗新生物薬による治療に対する感受性又は耐性を決定するための方法の種々の実施形態は又、本明細書に教示されるような新生物疾患と診断された対象を治療する方法、本明細書に教示されるようなキット及び本明細書に教示されるような対象における新生物疾患の治療において使用するための抗新生物薬にも当てはまり、逆も又そうであることを理解するであろう。
本願は又、以下の記述に示されるような態様及び実施形態を提供する。
記述1 新生物疾患と診断された対象において抗新生物薬による治療に対する感受性又は耐性を決定するための方法であって、
前記対象から得られた生体サンプルにおいて、FAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失につながる遺伝的変化若しくはエピジェネティック変化の有無を決定すること、又は
前記対象から得られた生体サンプルにおいて、FAT1の発現若しくは機能が低下若しくは消失しているかどうかを決定すること
を含み、前記抗新生物薬は、上皮細胞増殖因子受容体(EGFR)阻害剤、マイトジェン活性化タンパク質キナーゼ(MEK)阻害剤、Ca2+/カルモジュリン依存性タンパク質キナーゼ(CAMK)阻害剤、及びSRCキナーゼ阻害剤からなる群から選択される、方法。
記述2 新生物疾患と診断された対象を治療する方法であって、
抗新生物薬による治療に対する前記対象の感受性又は耐性を決定すること、これは、
前記対象から得られた生体サンプルにおいて、FAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失につながる遺伝的変化若しくはエピジェネティック変化の有無を決定すること、又は
前記対象から得られた生体サンプルにおいて、FAT1の発現若しくは機能が低下若しくは消失しているかどうかを決定すること
を含み、前記抗新生物薬は、EGFR阻害剤、MEK阻害剤、CAMK阻害剤、及びSRCキナーゼ阻害剤からなる群から選択される;及び
前記対象が前記抗新生物薬に感受性があると決定された場合、前記対象を前記抗新生物薬で治療すること
を含む、方法。
記述3 前記抗新生物薬が、EGFR阻害剤、MEK阻害剤、及びそれらの組合せからなる群から選択される抗新生物薬であり、
前記生体サンプルにおけるFAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失につながる遺伝的変化若しくはエピジェネティック変化の存在、又は
前記生体サンプルにおけるFAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失が、
前記対象が前記抗新生物薬による治療に耐性があることを示す、記述1又は2に記載の方法。
記述4 前記抗新生物薬が、CAMK阻害剤、SRCキナーゼ阻害剤、及びそれらの組合せからなる群から選択される抗新生物薬であり、
前記生体サンプルにおけるFAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失につながる遺伝的変化若しくはエピジェネティック変化の存在、又は
前記生体サンプルにおけるFAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失が、
前記対象が前記抗新生物薬による治療に感受性があることを示す、記述1又は2に記載の方法。
記述5 前記生体サンプルが新生物細胞を含み、好ましくは、前記生体サンプルは腫瘍生検又は液性生検である、記述1~4のいずれか一項に記載の方法。
記述6 FAT1の遺伝的変化若しくはエピジェネティック変化の有無又は発現若しくは機能が核酸分析、免疫アッセイ、機能アッセイ、及びそれらの組合せからなる群から選択される技術を用いて決定される、記述1~5のいずれか一項に記載の方法。
記述7 抗新生物薬による治療に対する感受性又は耐性を決定するためのキットであって、
生体サンプルにおいてFAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失につながる遺伝的変化若しくはエピジェネティック変化の有無を決定するための手段、又は
生体サンプルにおいてFAT1の発現若しくは機能を決定するための手段、及び
記述1~6のいずれか一項に記載の方法を実行するための1以上のプログラムが記録されたコンピューター可読記録媒体
を含む、キット。
記述8 対象において新生物疾患の治療において使用するための抗新生物薬であって、
前記抗新生物薬がCAMK阻害剤、SRCキナーゼ阻害剤、及びそれらの組合せからなる群から選択され、前記対象が、
FAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失につながる遺伝的変化若しくはエピジェネティック変化、又は
FAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失
を特徴とする新生物疾患を有するとして選択されるか;あるいは
前記抗新生物薬がEGFR阻害剤、MEK阻害剤、及びそれらの組合せからなる群から選択され、前記対象が、
FAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失につながる遺伝的変化若しくはエピジェネティック変化の不在、又は
正常な若しくは増加したFAT1発現若しくは機能
を特徴とする新生物疾患を有するとして選択されている、抗新生物薬。
記述9 前記新生物疾患が上皮、間葉又はメラノサイト起源、好ましくは上皮起源である、記述1~6のいずれか一項に記載の方法又は記述8に記載の使用のための抗新生物薬。
記述10 前記新生物疾患が皮膚、肺、腸、結腸、乳房、膀胱、頭頸部、食道、甲状腺、腎臓、肝臓、膵臓、膀胱、陰茎、精巣、前立腺、膣、子宮頸部、肛門、及びそれらの任意の組合せからなる群から選択される上皮組織に起源する癌腫である、記述9に記載の方法、又は記述9に記載の使用のための抗新生物薬。
記述11 前記新生物疾患が扁平上皮癌(SCC)、好ましくは、皮膚のSCC、頭頸部のSCC、食道のSCC又は肺のSCCである、記述9若しくは10に記載の方法、又は記述9若しくは10に記載の使用のための抗新生物薬。
記述12 前記対象がヒトである、記述1~6若しくは9~11のいずれか一項に記載の方法、又は記述8~12のいずれか一項に記載の使用のための抗新生物薬。
記述13 前記CAMK阻害剤がCAMK2阻害剤である、記述1~7若しくは9~12のいずれか一項に記載の方法、記述7に記載のキット、又は記述9~12のいずれか一項に記載の使用のための抗新生物薬。
記述14 FAT1機能の発現もしくは機能の低下又は消失につながる前記遺伝的変化が、
1以上のFAT1機能欠失型突然変異、又は
FAT1遺伝子若しくはその一部の欠失を含むコピー数変異(CNV)
である、記述1~7若しくは9~13のいずれか一項に記載の方法、記述7に記載のキット、又は記述9~13のいずれか一項に記載の使用のための抗新生物薬。
記述15 1以上のFAT1機能欠失型変異がミスセンス変異、ナンセンス変異、フレームシフト変異、スプライシング変異、及びそれらの組合せからなる群から選択される、記述14に記載の方法。
本発明をその特定の実施形態に関して説明してきたが、前述の説明に照らして、多くの別法、改変および変形が当業者に自明であることが明白である。従って、添付の特許請求の範囲の趣旨及び広い範囲において、以下のような全てのそのような別法、改変および変形を包含することが意図される。
本発明の本明細書に開示された態様及び実施形態は、以下の非限定的な実施例によってさらに裏付けられる。
実施例1.実施例2及び3の材料及び方法
倫理規定の遵守
マウスコロニーは、欧州ガイドラインに準拠した認定動物施設で維持した。全ての実験は、対応する倫理委員会(Commission d’etique et du bien etre animal CEBEA, Faculty of Medicine,ブリュッセル自由大学)により承認されたものである。CEBEAは「実験その他の科学的目的に使用される脊椎動物の保護に関する欧州条約」(ETS No.123)に準拠している。マウスは毎日検査し、腫瘍がエンドポイントサイズ(直径1cm若しくは体積1cm3)に達した場合、又は腫瘍が大きさに関係なく潰瘍化した場合、マウスの体重が当初の20%を超えて減少した場合、又はその他の苦痛の兆候(全身状態及び自発的活動性に基づく)があった場合に安楽死させた。この研究で行われた実験で、腫瘍の大きさの限界を超えることはなかった。全ての実験は、倫理委員会で承認されたプロトコールに厳密に準拠した。本研究でヒトFat1変異がんにおけるハイブリッドEMT状態を解析するために使用した患者由来異種移植片(PDX)は、Erasme病院(ブリュッセル自由大学)の倫理委員会と患者募集に関わった全ての病院の倫理委員会により承認されたPDX事業の一部である。又、全ての患者からインフォームドコンセントを得た。
マウス系統
K14Cre(Vasioukhin, V., et al.. Hyperproliferation and defects in epithelial polarity upon conditional ablation of alpha-catenin in skin. Cell, 2001, vol. 104, 605-617)、K14CreER(Vasioukhin, V., et al. The magical touch: genome targeting in epidermal stem cells induced by tamoxifen application to mouse skin. Proc Natl Acad Sci U S A, 1999, vol. 96, 8551-8556)、Fat1fl/fl(Caruso, N. et al. Deregulation of the protocadherin gene FAT1 alters muscle shapes: implications for the pathogenesis of facioscapulohumeral dystrophy. PLoS Genet, 2013, vol. 9, e1003550)、Rosa26-YFP(Srinivas, S. et al. Cre reporter strains produced by targeted insertion of EYFP and ECFP into the ROSA26 locus. BMC Dev Biol, 2001, vol. 1, 4)、Lgr5CreER(Barker, N. et al. Identification of stem cells in small intestine and colon by marker gene Lgr5. Nature, 2007, vol. 449, 1003-1007)、KRasLSL-G12D(Barker, N. et al. Identification of stem cells in small intestine and colon by marker gene Lgr5. Nature, 2007, vol. 449, 1003-1007)及びp53fl/fl(Jonkers, J. et al. Synergistic tumor suppressor activity of BRCA2 and p53 in a conditional mouse model for breast cancer. Nat Genet, 2001 vol. 29, 418-425)マウスは、従前に記載されているか、NCIマウスリポジトリ及びJackson Laboratoriesから輸入されたものである。NOD/SCID/Il2RγヌルマウスはCharles River社から購入した。この研究で使用された全てのマウスは、遺伝的背景が混在する雄と雌で構成されていた。本研究では、無作為化及び盲検化は行わなかった。
KRasLSL-G12Dp53fl/fl由来皮膚腫瘍
タモキシフェンは、ヒマワリ種子油(Sigma)で25mg/mlに希釈した。1日4回腹腔内(IP)注射用量2.5mgのタモキシフェンを従前に記載したように(Lapouge, G. et al., Skin squamous cell carcinoma propagating cells increase with tumour progression and invasiveness, EMBO, 2012, vol. 31: 4563-4575)P28でLgr5CreER/KrasLSL-G12D/p53fl/fl/Fat1 fl/fl/Rosa26YFP/+に投与し、1回IP注射用量2.5mgのタモキシフェンをK14CreER/KrasLSL-G12D/p53fl/fl/Fat1 fl/fl/Rosa26YFP/+に投与した。腫瘍の外観及び大きさを毎日の観察及び触診によって検出した。腫瘍サイズが2cmに達した時点で(Gendoo, D. M. et al. Genefu: an R/Bioconductor package for computation of gene expression-based signatures in breast cancer. Bioinformatics, 2016, vol. 32, 1097-1099)又はマウスが苦痛の兆候を呈した際にマウスを安楽死させた。皮膚腫瘍は、0.1mmサイズの変化を識別できる精密なノギスを使用して測定し、腫瘍体積は、腫瘍の出現の初日、その後、動物の死亡まで毎週、V=π×[d2×D]/6(dは小さい方の腫瘍軸、Dは大きい方の腫瘍軸)の式で測定した。
KRasLSL-G12Dp53fl/fl由来肺腫瘍
6~12週齢のKrasLSL-G12D/p53fl/fl/Rosa26YFP/+マウス及びKrasLSL-G12D/p53fl/fl/Fat1 fl/fl/Rosa26YFP/+マウスを麻酔し、従前に記載したように(DuPage, M., et al. Conditional mouse lung cancer models using adenoviral or lentiviral delivery of Cre recombinase. Nat Protoc, 2009, vol. 4, 1064-1072)、2.5×107PFUのAd5CMVCreウイルス(アイオワ大学,Viral Vecor Core Facility)の50μlボーラス1回を管内注入によって施した。マウスは毎日観察し、体重を測定した。1~2日で5%を超える体重減少があった場合、実験開始時から20%を超える体重減少があった場合、水若しくは餌の消費量が著しく減少した場合、又は異常行動(呼吸困難、消極性、若しくは浮腫)が見られた場合はマウスを犠死させた。
ヒトサンプルの採取
腫瘍サンプル及び対応する血液サンプルは、異なる臓器由来の扁平上皮癌と診断された患者から手術室で直接採取された。腫瘍は、10%FBS、及び1%ペニシリン/ストレプトマイシンを添加したRMPI培養液中に採取し、4℃で保存または輸送した。血液サンプルはEDTAチューブで採取し、4℃で保存又は輸送した。腫瘍サンプルは直接処理するか、又はサンプルサイズが小さい場合は免疫不全マウスに移植して患者由来異種移植片(PDX)を作製した。
サンプルサイズ、データの除外、無作為化及び盲検化
サンプルサイズは、特定の効果を検出するための高い検出力が得られるように、実験室での過去の経験に基づいて、各実験について選択された。サンプルサイズを事前に決定するために統計的方法は用いなかった。初代マウスモデルでのin vivo研究では、適正な遺伝子型に基づいて動物を選択した:DMBA/TPA腫瘍については2つ又は3つの適正な対立遺伝子(K14Cre/RYFP、K14Cre/Fat1/RYFP、K14CreER/Fat1/RYFP)、又は遺伝的腫瘍については5つの適正な対立遺伝子(Lgr5CreER/Kras/p53/Fat1/RYFP若しくはK14CreER/Kras/p53/Fat1/RYFP)を必要とする。全ての動物は、6~8週齢でDMBA/TPAによる治療を開始するか、生後28~35日でタモキシフェンによる誘導を行った。性差は、可能な限り同数の雌雄の動物を含むことによって最小化した。解析、イメージング及び定量(組織学的解析、FACS、サイトスピン定量、転移定量)において、研究者に対してマウスの遺伝子型を盲検化した。
腫瘍細胞亜集団の定義及びFACSの単離
Lgr5CreER/KrasG12D/p53fl/fl/Fat1cKO/RYFPマウス及びK14CreER/KrasG12D/p53fl/fl/Fat1cKO/RYFPマウスからの皮膚腫瘍を解剖し、刻み、37℃で1時間、ロッキングプレート上で遮光して3.5mg/mlのI型コラゲナーゼ(Sigma)中で消化した。コラゲナーゼ活性をEDTA(5mM)の添加によりブロックし、次に10%FBSを添加したPBSで細胞をすすぎ、細胞懸濁液を70μmのセルストレーナー(BD Bioscience)で濾過した。ブリリアントバイオレット染色バッファー(BD Bioscience)を加え(50μl/サンプル)、細胞を、PE結合抗CD51(ラットクローンRMV-7、Biolegend Cat#104106、1:50希釈)、BV421結合抗CD61(アルメニアハムスター、クローン2C9.G2、BD Bioscience Cat#553345、1:50希釈)、ビオチン結合抗CD106(ラット、クローン429(MVCAM.A)、BD Bioscience Cat#553331、1:50希釈)、BV711結合抗Epcam(ラットクローンG8.8、BD Bioscience Cat#563134、1:100希釈)、PerCPCy5.5結合抗CD45(ラット、クローン30-F11、BD Bioscience Cat#550994、1:100希釈)及びPerCPCy5.5結合抗CD31(ラット、クローンMEC 13.3、BD Bioscience Cat#562861、1:100希釈)と共に、遮光して4℃で30分間インキュベートした。細胞を、2%FBSを添加したPBSで洗浄し、ストレプトアビジン-BV786(BD Bioscience Cat#563858、1:400希釈)と共に、遮光して4℃で30分間インキュベートした。単一の生腫瘍細胞を前方・側方散乱、ダブレット識別及び7AAD色素排除により選択した。腫瘍細胞は、YFPの発現とCD45及びCD31(Lin-)の排除に基づいて選択した。Epcam-腫瘍細胞では、CD61、CD51及びCD106マーカーを組み合わせて、異なる腫瘍細胞亜集団を定義した。
FAT1 WT及びFAT1 KOヒトSCC細胞におけるCD44発現は、細胞をトリプシン処理し、APC結合抗CD44(クローンIM7、BioLegend Cat#103011、1:50希釈)抗体と共にインキュベートした後に実施した。生腫瘍細胞は、前方・側方散乱、ダブレット識別及びDAPI色素排除によって選択した。
蛍光活性化細胞選別及び分析は、FACSAria及びLSRFortessaを用い、FACSDivaソフトウエア(BD Bioscience)を使用して実施した。選別された細胞は、培養培地(in vivo移植試験の場合)、溶解バッファー(RNA抽出の場合)又は3%FBS添加PBS(ATACの場合に)中に採取した。
腫瘍移植アッセイ
種々のFACS単離腫瘍細胞亜集団(K14Cre/RYFP及びK14Cre/Fat1fl/fl/RYFPからのYFP+/Epcam+、YFP+/Epcam+/Fat1fl/fl、YFP+/Epcam-/Fat1fl/fl)を4℃の培地に採取した。細胞を種々の希釈率(10,000、1000、100及び10細胞)で50μlのマトリゲル(E1270、970mg/ml;Sigma)に再懸濁させ、NOD/SCID/Il2Rγヌルマウスに皮下注射した。二次腫瘍を毎週触診により検出し、腫瘍が1cm3に達するか又はマウスが苦痛の兆候を呈するまでそれらのサイズをモニタリングした。マウスを犠死させ、二次腫瘍の数を定量した。腫瘍増殖細胞頻度を、従前に記載されているように(http://bioinf.wehi.edu.au/software/elda/)(Hu, Y. & Smyth, G. K. ELDA: extreme limiting dilution analysis for comparing depleted and enriched populations in stem cell and other assays. J Immunol Methods, 2009, vol. 347, 70-78)、極限限界希釈分析(ELDA)オンラインソフトウエアを用いて計算した。
転移アッセイ
異なるFACS単離腫瘍細胞亜集団を4℃の培地に採取した。細胞を50μlのPBSに再懸濁させ、NOD/SCID/Il2Rγヌルマウスの尾静脈に注入した(1回の注入につき20,000細胞)。40日目にマウスを犠死させ、肺を解析して転移の有無を検出した。転移の数は、YFPに基づき、肺当たり10個の凍結切片(100μmで分離)で定量し、肺当たりの転移数として表した。転移は、免疫蛍光法によるK14及びビメンチンの発現により同定した。
初代細胞培養
FACSで単離した新鮮なYFP+Epcam-腫瘍細胞を6ウェルプレートに播種した。細胞は、15%FBS、0.4μg/mlヒドロコルチゾン、10ng/ml EGF、2×10-9M T3、1%ペニシリン/ストレプトマイシン及び2mM L-グルタミンを添加したEMEM培地で培養した。細胞は20%O2及び5%CO2、37℃でインキュベートした。
細胞培養ヒト細胞株
A388細胞(ヒト皮膚SCC)細胞は、10%FBS、100U/ml Pen/Strep及び2mM L-グルタミンを添加したDMEM培地で維持した。293T細胞は、10%FBS、2mMグルタミン、100U/ml Pen/Strep溶液、MEM非必須アミノ酸溶液及びピルビン酸を添加したDMEM(Gibco)培地で維持した。全ての細胞株はATCCから入手し、20%O2及び5%CO2、37℃で培養した。
ウエスタンブロット
氷上5分間、ホスファターゼ阻害剤カクテル(Cell Signaling、カタログ5870)及び1mM PMSF(Sigma、Cat#P7626)を加えた細胞溶解バッファー(Cell Signaling、カタログ#9803)中で細胞を溶解させ、10秒間5回超音波処理を行い、4℃、14,000rpmで10分間遠心分離をした。5~30マイクログラムの範囲の細胞溶解液をNuPage 10%Bis-Trisゲル(Invitrogen、Cat#NP0315BOX)にロードし、電気泳動により分離した。タンパク質をニトロセルロース膜(Thermo Scientific、Cat#88018)上に転写した。これらの膜を、抗ホスホ-CAMK2(ウサギ、1/133、Cell Signaling、クローンD21E4、cat#12716)又は抗ホスホ-SCR Tyr416(ウサギ、1:3000、Cell Signaling、クローンD49G4、Cat#6943)又は抗H3K27Me3 Lys27(ウサギ、1:3000、Millipore、Cat#17-622)又は抗ホスホ-MEK1/MEK2 Ser218、SER222、Ser226(ウサギ、1:1000、Invitrogen、Cat#44-454G)又は抗ホスホ-EGFR Y1197(ラット、1:500、R&D、MAB8058)、抗CAMK2(pan)(ウサギ、1/125、Cell Signaling、クローンD11A10、Cat#4436)又は抗SRC(ウサギ、1:1000、Cell Signaling、クローン32G6、Cat#2123)又は抗H3(ウサギ、1:6000、Abcam、Cat#ab1791)又は抗MEK1/MEK2(ウサギ、1:1000、Invitrogen、Cat#PA5-31917)又は抗EGFR(ウサギ、1:1000、Cell Signaling、クローンD38B1、Cat#4267)、抗YES(ウサギ、1:1000、Cell Signaling、クローンD9P3E、Cat#65890)及び抗β-アクチン(1:2000、Abcam、Cat#ab8227)で一晩インキュベートした。二次抗体として、ホースラディッシュペルオキシダーゼ(HRP)と結合した抗ウサギ又は抗ラット免疫グロブリンG(IgG)(1:3000又は1:5000;Healthcare)を用いた。
薬理学的阻害剤による処理
薬理学的阻害剤による処理では、培地に以下に記載するような異なる阻害剤を添加し、20%O2及び5%CO2、37℃で培養し、分析用に採取した。
CAMK2阻害のために本発明者らは、10μMのCAMK2阻害剤KN93(Selleckchem Cat#S7423、DMSOに溶解)を用い、本発明者らは細胞を96時間インキュベートし、48時間後に一度培地を更新した。96時間後、細胞を上記のようなWBのため、又はFACS分析のために採取した。免疫染色については、本発明者らは同じ処理に従ったが、細胞はゼラチンで覆われたカバーガラス上に予めプレーティングされていた。
YES/SRC阻害のために、本発明者らは、500nMのサラカチニブ(Selleckchem Cat#S1006、DMSOに溶解)又は100nMのダサチニブ(Sellechchem Cat#S1021、DMSOに溶解)を72時間用い、48時間後に1度培地を更新した。72時間後、上記のようにWBまたは免疫染色のために細胞を採取した。
EZH2阻害にはGSK343(Selleckchem Cat#S7164、DMSOに溶解)を500nMで7日間使用し、48時間ごとに培地を更新した。7日後、上記のようにWBまたは免疫染色のために細胞を採取した。
薬物感受性アッセイ
薬物感受性アッセイでは、96ウェルプレートに4000細胞/ウェルの密度で細胞を播種した。播種24時間後に、5%FBS培地中で、全ての阻害剤(アファチニブ-Selleckchem Cat#S1011、トラメチニブ-Selleckchem Cat#S2673、サラカチニブ-Selleckchem Cat#S1006、ダサチニブ-Sellechchem Cat#S1021又はKN93-Selleckchem Cat#S7423)、ビヒクル対照(DMSO)又は陽性対照(ピューロマイシン)の連続希釈液で細胞を処理した。処理開始から48時間後、トリプシン処理により細胞を採取し、FACSにより生細胞数を計数することで定量した。生細胞は、前方・側方散乱、及びヘキスト色素排除によって選択した。各データポイントは、少なくとも3回の独立した反復の結果であり、反復のそれぞれは、技術的二反復を使用して評価されている。薬物応答曲線及びIC50値は、Prism8ソフトウエアを用いて算出した。
ソフト基材の作製とYAP1の定量
ソフト基板の作製については、本発明者らは(Vignaud, T., Ennomani, H. & Thery, M. Polyacrylamide hydrogel micropatterning. Methods Cell Biol, 2014, vol. 120, 93-116)と同様にポリアクリルアミドゲルにECMタンパク質を転写した。まず、カバーガラスを10μg/mlのフィブロネクチン(F1141、Sigma)及びラット尾部より抽出した10μg/mlのI型コラーゲンと共に、100mM重炭酸ナトリウム(144-55-8、Sigma)溶液pH8.3中で、30分間インキュベートした。
ポリアクリルアミドゲルは、アクリルアミド(01697、Fluka Analytical、USA)とビスアクリルアミド(66675、Fluka Analytical、USA)を、それぞれ3kPaゲルでは10%/0.03%、40kPaゲルでは8%/0.48%の割合の混合を重合することにより調製した。ポリアクリルアミド混合物を真空チャンバー内で20分間脱気し、165μlを1μlのテトラメチルエチレンジアミン(TEMED)(T9281、Sigma、USA)及び1μlの10%過硫酸アンモニウム(APS)(A3678、Sigma、USA)と混合した。重合は,シラン処理したカバーガラス下、コーティングしたカバーガラス上で30分間行った.その後、サンプルを滅菌PBS(14190、Gibco)に浸漬し、シラン化カバーガラスをピンセットで取り除き、滅菌PBS中、4℃で保存した。サンプルは細胞播種前に滅菌PBSで洗浄した。
YAPの定量については、本発明者らは、ImageJで細胞質領域と核領域を手動で定義し、蛍光強度を測定した。その後、各領域の面積に関して密度を算出し、最終的に核/細胞質比を算出した。
CRISPR/Cas9 KO細胞株及び過剰発現(OE)細胞株の作出
安定なOE細胞株の生成のために、shRNA担持ベクター又は対応する対照、並びにヘルパープラスミドpMD2-VSVg及びpPAX2(それぞれAddgeneプラスミド12259及び12260)でHEK293T細胞をリポフェクタミン2000トランスフェクション(Invitrogen)によりVSV-G疑似型レンチウイルスを作製した。293T細胞は、10%FBS、2mMグルタミン、100U/ml Pen/Strep溶液、MEM非必須アミノ酸溶液及びピルビン酸を添加したDMEM(Gibco)中で維持した。トランスフェクション48時間後に、本発明者らはウイルス上清を回収し、0.45μmのポリフッ化ビニリデンフィルターで濾過した。感染には、FACSにより原発腫瘍から単離し培養で増殖させたEpcam細胞を6ウェルプレートの単一ウェルに60~70%コンフルエンスで播種し、30μg/mLポリブレンインフェクション/トランスフェクション試薬(Millipore、TR-1003-G)を加えたウイルス上清と共にインキュベートした。本発明者らは、12~16時間後に培地を交換した。感染48時間後に、本発明者らは、ピューロマイシン含有培地(20μg/mLピューロマイシン、Invivogen)で選抜を開始した。1週間のピューロマイシン選抜の後、細胞を免疫染色及びFACSによりCDH1発現について試験した。
本発明者らは、エキソン2を標的とする4つのガイドRNAを設計することにより、A388細胞でFAT1 KO細胞株を作出した。最も効率的なガイドRNAは、MIT CRISPRデザインツール(Zhang Lab、MIT 2015、現在は中止)を使用して予測した。gRNA配列は、pSpCas9n(BB)-2A-GFP(PX461)プラスミド(Addgene Plasmid #48140)に二本鎖オリゴヌクレオチドとしてクローニングし、Cas9 D10A変異体とEGFPを同時に発現させた。本発明者らは、ガイドの各組合せによって生じた二本鎖切断の間に含まれるDNA配列がDNA修復時に組換えを再結合する際に、約400bpの欠失を生じるように、ガイドを設計した。ガイドの配列を表1に示す。CRISPRクローンの作製については、本発明者らは、A388細胞を60~70%の密度で播種し、播種翌日に標準的なリポフェクタミン2000トランスフェクションプロトコール(Invitrogen)を、当モル量の各ガイドと共に用いてトランスフェクションを行った。トランスフェクション48時間後に、本発明者らはGFP蛍光に基づいてトランスフェクト細胞を単離し、96ウェルプレートに単細胞として播種した。単細胞クローンが確認され次第、それらを増幅し、ゲノムDNAを抽出し、欠失の有無を検出するプライマーの組合せを用いたPCRによりプロービングした。本発明者らは更に、ガイドRNAの位置を挟むPCRプライマーを用いて欠失部位の配列決定を行い、生じた欠失がコーディング配列にフレームシフトを生じたことを確認することにより、欠失クローンの検証を行った。プライマー配列を表2に示す。
Fat1/Sox2二重KO、Fat1/Yap1二重KO、Fat1/Yap1/Taz三重KO、FAT1/CD44二重KO及びCDH1 KO細胞株の生成は、既存のFAT1 KO又はWT細胞株におけるWT Cas9発現時の単一gRNA媒介欠失を用いて行った。簡単に言うと、本発明者らは、lentiCRISPRv2プラスミド(Addgene Plasmid #52961)又はlentiCRISPRv2-mCherryプラスミド(Addgene Plasmid #99154)のレンチウイルス媒介導入とその後の導入細胞のプロマイシン選抜又はmCherryに基づく選別をそれぞれ使用した。全ての場合において、本発明者らは、抗体の利用可能性に応じて、ノックアウト効率を試験するための種々のアプローチ(免疫蛍光、ウエスタンブロット又はFACS)を用いて、4つの異なるgRNAの効率を調べた。本発明者らは、CHOPCHOPウェブツール(http://chopchop.cbu.uib.no)又はブルネロライブラリー(ヒト遺伝子用)若しくはブリエライブラリー(マウス遺伝子用)で利用できるBROAD研究所設計のガイドに基づいてgRNAを設計した。全ての配列を表1に示す。
Figure 2023535162000001

Figure 2023535162000002
Figure 2023535162000003
RNA抽出及びリアルタイムPCR
FACSで単離した細胞からのRNA抽出は、RNeasyマイクロキット(QIAGEN)を用いて、製造者の推奨に従って行った。リアルタイムPCRでは、ナノドロップ定量の後、最終容量50μlのSuperscript II(Invitrogen)とランダムヘキサマー(Roche)を用いて第一鎖cDNAを合成した。ゲノム混入の制御は、逆転写酵素を含んで又は含まずに同じ手順を実行することにより、各サンプルについて測定した。定量的PCRアッセイは、1ngのcDNAを鋳型として、SYBRGreenミックス(Applied Bioscience)を用い、Light Cycler 96(Roche)リアルタイムPCRシステムで行った。正規化にはHPRTハウスキーピング遺伝子を用いた。プライマーはPubmedツール(https://tumor.ncbi.nlm.nih.gov/tools/primer-blast/)又はRoche Universal Probe Library Assay Design center(https://lifescience.roche.com/webapp/wcs/ stores/servlet/CategoryDisplay?tab=Assay+Design+Center&identifier=Universal+Probe+Library&langId=-1)を用いて設計した。
RNAシークエンシング
シークエンシングの前に、RNAの品質をBioanalyzer 2100(Agilent)で評価した。Ovation Solo RNA-seq Systems(NuGen)を用いて、製造者の推奨に従い、インデックス付きのcDNAライブラリーを得た。マルチプレックスライブラリー(11pM/18pM)をフローセルにロードし、HiSeq PE Cluster Kit v4及びTruSeq SBS Kit v3-HS(250サイクル)を用いてHiSeq 1500(Illumina)で配列を作成した。リードは、STARソフトウエア(Dobin, A. et al. STAR: ultrafast universal RNA-seq aligner. Bioinformatics, 2013, vol. 29, 15-21)を用いてマウス参照ゲノム(Grcm38/mm10)に対してマッピングし、各サンプルのリードアライメントを作成した。アノテーションGrcm38.87は ftp.Ensembl.orgから取得した。転写産物のアセンブル後、HTseqを用いて遺伝子レベルのカウントを取得し、2000万個のアライメントリードに対して正規化した。異なる腫瘍細胞集団の各遺伝子の平均発現を少なくとも2つの生物学的反復に基づいて計算し、亜集団間の倍率変化を算出した。1.5又は2以上の発現倍率変化を有する遺伝子は上方調節されていると見なされ、0.5又は0.66以下の発現倍率変化を有する遺伝子は下方調節されていると見なされる。
ヒト腫瘍及び適合する血液サンプルのエクソームシークエンシング
全ゲノムDNAライブラリーは、KAPA Hyper prepキット(Roche)V2を用い、製造者の説明書に従って作成した。次に、得られた全ゲノムライブラリーをIllumina NovaSeq 6000で配列決定し、75bpシングルエンドリードを生成し、平均被覆率は0.1×であった。
エクソーム-シークエンシング解析
アラインメント及び下流解析を開始する前に、FastQC (https://tumor.bioinformatics.babraham.ac.uk/projects/fastqc/)により品質確認を行った。アダプター配列は、TrimomaticPEでオプション「ILLUMINACLIP:adaptor.file:2:30:10 LEADING:3 TRAILING:3 SLIDINGWINDOW:4:15 MINLEN:36」を用いて除去した。マウス参照ゲノムmm10にマップされたマウス混入配列リードは、BBMap(https://github.com/BioInfoTools/BBMap)に属するbbsplit.shでフィルタリングして除き、ヒト参照ゲノムhg38にマッピングされていないリードもフィルタリングして除いた。このステップで、オプションambiguous=best ambiguous2=toss maxindel=900000 qtrim=f untrim=f minratio=0.65を使用した。
次に、ペアエンドリードをBurrows-Wheeler Alignment Tool(Li, H. & Durbin, R. Fast and accurate short read alignment with Burrows-Wheeler transform. Bioinformatics , 2009, vol. 25, 1754-1760)で、alnモードで、ヒト参照ゲノムhg38とアラインメントした。Picard tools(http://broadinstitute.github.io/picard/)を用いて、リードのソートと重複リードの除去を行った。ローカルリアライメント工程は、The Genome Analysis Toolkit(GATK)(McKenna, A. et al. The Genome Analysis Toolkit: a MapReduce framework for analyzing next-generation DNA sequencing data. Genome Res 2010, vol. 20, 1297-1303)を用いて行い、各リードとそのメイトペア間の全てのメイトペア情報をpicard toolsで検証した。
領域の被覆率はPicard CalculateHsMetricsで算出し、平均被覆率が少なくとも10である領域を変異判定に使用した。選択された領域の塩基性品質スコアはGATKで再較正した。腫瘍及び正常の変異は、GATKのHaplotypeCaller機能で判定した。
体細胞変異を得るために、bedtools(バージョン2.27.0)(Quinlan, A. R. & Hall, I. M. BEDTools: a flexible suite of utilities for comparing genomic features. Bioinformatics, 2010, vol.26, 841-842)交差によって正常由来の変異を腫瘍由来の変異からフィルタリングして除いた。体細胞変異は、annotate_variation.pl, table_annovar.pl と呼ばれるプログラムであるANNOVAR(v2013Jun21)(Wang, K., Li, M. & Hakonarson, H. ANNOVAR: functional annotation of genetic variants from high-throughput sequencing data. Nucleic Acids Res, 2010, vol. 38, e164)により、対応する参照ゲノムを用いて注釈した。本研究では、同義置換は除外した。
コピー数変異(CNV)分析
アラインメント及び下流解析を開始する前に、FastQC(https://tumor.bioinformatics.babraham.ac.uk/projects/fastqc/)で品質確認を行った。アダプター配列はTrimomaticSEでオプション「ILLUMINACLIP:adaptor.file:2:30:10 LEADING:3 TRAILING:3 SLIDINGWINDOW:4:15 MINLEN:36」(Bolger, A. M., Lohse, M. & Usadel, B. Trimmomatic: a flexible trimmer for Illumina sequence data. Bioinformatics, 2014, vol. 30, 2114-2120)を用いて除去した。マウス混入配列リードは、BBMap(https://github.com/BioInfoTools/BBMap)に属するbbsplit.shでフィルタリングして除き、hg19にマッピングされていない配列もフィルタリングして除いた。このステップで、オプション「ambiguous=best ambiguous2=toss maxindel=900000 qtrim=f untrim=f minratio=0.65」を使用した。
フィルタリングしたリードを、Burrows-Wheeler Alignment Toolを用いて、ヒト参照ゲノムhg38に対してmemモードでマッピングした。アラインメントされたリードのリードグループ情報は、picard AddOrReplaceReadGroupsで置換し、picard SortSamでソートした。重複するリードは、picard MarkDuplicatesアルゴリズムでマークし、除外した。
染色体異常は、Bioconductor(https://www.bioconductor.org)(バージョン3.10)パッケージに属すQDNAseq(バージョン1.22.0)をRバージョン3.6(https://www.R-project.org/)で定量する(Robinson, M. D., McCarthy, D. J. & Smyth, G. K. edgeR: a Bioconductor package for differential expression analysis of digital gene expression data. Bioinformatics, 2010, vol. 26, 139-140; Scheinin, I. et al. DNA copy number analysis of fresh and formalin-fixed specimens by shallow whole-genome sequencing with identification and exclusion of problematic regions in the genome assembly. Genome Res, 2014, vol.24, 2022-2032)。非重複ビンのサイズは30kbとし、ヒト参照ゲノムhg19の下でコピー数を定量した。定量されたコピー数は、マッピング可能性とGC含有量に基づき、同時二次元loess補正で調整した。又、スプリアスなゲノム領域はフィルタリングして除いた。
ヒートマップは、対象領域を含むビンに対して作成した。ヒートマップの取得には発現基づくヒートマップと呼ばれるアプリケーションであるHeatmapperを使用し(Babicki, S. et al. Heatmapper: web-enabled heat mapping for all. Nucleic Acids Res, 2016, vol. 44, W147-153)、ヒートマップは、データセットのスケールなしで生成した。
ATACシークエンシング
ATACシークエンシングでは、異なる腫瘍亜集団から100000個の選別細胞を、3%FBSを添加した1mLのPBS中に4℃で回収した。細胞を遠心分離し、細胞パレット(pallets)を100μlの溶解バッファー(TrisHCl 10mM、NaCl 10mM、MgCl2 3mM、Igepal 0.1%)に再懸濁させ、500gで25分間、4℃で遠心分離した。上清を慎重に廃棄し、核を50μlの反応バッファー(Tn5トランスポゼース2.5μl、TDバッファー22.5μl、Nextera DNAサンプル調製キットから、Illumina、及び25μl H20)に再懸濁させた。反応は37℃で30分間行い、5μlのクリーンアップバッファー(NaCl 900mM、EDTA 300mM)を加えて停止させた。DNAはMiniElute精製キット(QIAGEN)を用い、製造者のプロトコールに従って精製した。DNAライブラリーをPCRで増幅させ(Nextera DNAサンプル調製キット、Illumina)、製造者の推奨に従って200~800bpでサイズを選択した(BluePippin、Sage Sciences)。
ATACシークエンシング解析
アラインメントと下流解析を開始する前に、FastQC(https://tumor.bioinformatics.babraham.ac.uk/projects/fastqc/)で品質確認を行った。アダプター配列は、TrimomaticPEでオプション「HEADCROP:10 CROP:70 ILLUMINACLIP:adaptor.file:2:30:10 LEADING:3 TRAILING:3 SLIDINGWINDOW:4:15 MINLEN:60」 (Bolger, A. M., Lohse, M. & Usadel, B. Trimmomatic: a flexible trimmer for Illumina sequence data. Bioinformatics, 2014, vol. 30, 2114-2120, doi:10.1093/bioinformatics/btu170)を使用して除去した。次に、オプション「-X 2000--fr--very-sensitive--no-discordant--no-unal--no-mixed-non-deterministic」を用い、ATAC-seqペアエンドリードをBowtie2(バージョン2.2.6)を用いてマウスゲノムGrcm38に対してアラインした(Langmead, B. & Salzberg, S. L. Fast gapped-read alignment with Bowtie 2. Nat Methods, 2012, vol.9)。ミトコンドリアリード、マッピングされていないコンティグ又はランダムコンティグからのリード、及びマッピング品質が20未満のリードはsamtoolsを用いて除去した(Li, H. et al. The Sequence Alignment/Map format and SAMtools. Bioinformatics, 2009, vol.25)。重複リードはPicard tools(http://broadinstitute.github.io/picard/)により除去した。
ピークコールは、個々のサンプルに対して、macs2(バージョン2.1.0.20151222)(Zhang, Y. et al. Model-based analysis of ChIP-Seq (MACS). Genome Biol, 2008, vol. 9, R137)により、オプション「-f BAMPE -g mm-q 0.05--nomodel--call-summits-B-SPMR」を用いて実施した。異なる亜集団からのピークを下流解析のためにマージした。
各個のサンプルのマージされた各ピークのリード数は、HTSeq-count(Heinz, S. et al. Simple combinations of lineage-determining transcription factors prime cis-regulatory elements required for macrophage and B cell identities. Mol Cell, 2010, vol. 38, 576-589)により、オプション「-f bam -r pos -m intersection-nonempty」を用いて算出した。これらのカウントは、マージされたピークの100万のマッピングリードに対して正規化し、亜集団間の変化倍率を算出した。GREATソフトウエア(McLean, C. Y. et al. GREAT improves functional interpretation of cis-regulatory regions. Nat Biotechnol, 2010, vol.28)を用い、以下のパラメーター:近位上流5.0kb、近位下流1.0kb、遠位100.0kbとして、ピークを遺伝子に関連付けた。ほとんどの解析で、少なくとも1つの遺伝子に注釈されたピークのみが保持された。
差分ピークとは、2つの亜集団間で少なくとも2倍の変化を持つピークで、それが高い方の亜集団でピークと呼ばれるものと定義される。
デノボモチーフ検索は、HOMERソフトウエア(Anders, S., Pyl, P. T. & Huber, W. HTSeq--a Python framework to work with high-throughput sequencing data. Bioinformatics, 2015, vol.31, 166-169)のfindMotifsGenome.plを用い、パラメーター「-size-250,250-S 15-len 6,8,10,12,16」用いて実施した。具体的なモチーフ研究は、HOMERソフトウエアのannotatePeaks.plプログラムを用い、パラメーター「-size-250,250」を用いて実施した。
ヒトがんにおけるFat1シグネチャーの予測値の解析(TCGAデータベース)
The Cancer Genome Atlas(TCGA)コンソーシアムが公開している肺扁平上皮癌(LUSC)データセットのRNAシークエンシング生カウントは、国立がん研究センターのポータルサイト(https://portal.gdc.cancer.gov/)からダウンロードしたものである。各サンプルに固有のライブラリーサイズを考慮するために、HTSeqから算出した生カウント(Anders, S., et al.. HTSeq--a Python framework to work with high-throughput sequencing data. Bioinformatics, 2015, vol. 31, 166-169)を、RPKM(reads per kilobase per million)に正規化した(Robinson, M. D., et al.. edgeR: a Bioconductor package for differential expression analysis of digital gene expression data. Bioinformatics, 2010, vol. 26, 139-140)。
共通Fat1cKOシグネチャーは、マウス皮膚Fat1cKO SCCと対照、マウス肺Fat1cKO SCCと対照、及びヒトFAT1 KO SCC細胞とFAT1 WTで共通して上方調節されている(倍率変化2)遺伝子として定義する。シグネチャーは、選択した遺伝子の対数発現の加重和として算出され、遺伝子固有の重みはFat1cKO Epcam+と対照Epcam+との関連性の方向に応じて、+1又は-1に相当する。次に、2.5%及び97.5%の分位数がそれぞれ-1及び+1となるように、シグネチャーのスケーリングを行った。Fat1cKOマウスシグネチャーと全生存期間(OS)の間の関連性は、Cox比例ハザード回帰モデル(Rパッケージgenefu、バージョン2.8.0のkm.coxph.plot関数)を使用して評価した(Gendoo, D. M. et al. Genefu: an R/Bioconductor package for computation of gene expression-based signatures in breast cancer. Bioinformatics, 2016, vol. 32, 1097-1099))。
FAT1突然変異(変異対立遺伝子頻度、VAF、20%以上の非同義突然変異)と変異型FAT1シグネチャーとの関連は、ウィルコクソン順位和検定により評価した。FAT1 VAFと変異型FAT1シグネチャーの間の関連を評価するために、スピアマン相関を使用した。変異型FAT1シグネチャーと全生存期間(OS)の間の関連は、Cox比例ハザードモデル及びカプラン-マイヤー生存曲線で報告されたログランク検定P値を用いて評価した(Vasioukhin, V., et al. The magical touch: genome targeting in epidermal stem cells induced by tamoxifen application to mouse skin. Proc Natl Acad Sci U S A, 1999, vol.96, 8551-8556)。
解析は全てRプラットフォーム(バージョン3.4.4)で実施した。統計解析は全て両側で行った。
ChIP-qPCR実験
FAT1 WT及びFAT1 KO A388細胞は、無血清培地中1%ホルムアルデヒドを用いて室温で10分間架橋した。反応は0.125Mグリシンの添加でクエンチし、冷PBSで2回洗浄した。ChIP実験は、ChIP-IT Expressキット(Active Motif)のプロトコールに従って実施した。簡単に述べると、バイオラプター(Diagenode)を用いて超音波処理を行い、平均300bpのクロマチン断片を生成させた。5マイクログラムのH3K27me3用ウサギモノクローナル抗体(C36B11 Rabbit mAb、#9733 Cell Signaling Technologies)を10μgのクロマチンと共に4℃で一晩インキュベートした。十分な洗浄工程の後、DNAを溶出させ、65℃で一晩逆架橋した後、iPurev2キット(Diagenode)を用いて精製した。1マイクロリットルの濃縮DNA、0.5μMのプライマー及びSYBR Greenマスターミックスを、LightCycler 480 II(Roche)を用いた45サイクルのPCRに供した。WT細胞およびFAT1KO細胞における同一ゲノム領域のH3K27me3値の倍率変化は、入力正規化後の各細胞株のIPのΔΔCtに基づいて算出した。P値は両側1標本t検定を用いて算出した。バックグラウンドのクロマチン結合を考慮してIgG対照を含めた(示されていない)。ヒトSox2プロモーターのメチル化領域及び対照領域(EZH2/H3K27me3陰性対照領域)のChIP-qPCR用プライマーは、公開文献から入手した(Kushwaha, R. et al. Mechanism and Role of SOX2 Repression in Seminoma: Relevance to Human Germline Specification. Stem Cell Reports, 2016, vol. 6, 772-783; Torigata, K. et al. LATS2 Positively Regulates Polycomb Repressive Complex 2. PLoS One, 2016, vol. 11, e0158562)。
プロテオミクス解析のためのサンプル調製
ヒトA388 SCC細胞株のFAT1 WT 2クローンとCRISPR/Cas9 FAT1 KO 2クローンの3反復に相当する合計12サンプルをLC-MS/MS分析用に調製した。細胞ペレット(ペレット当たり500万細胞)を、8M尿素、20mM HEPES pH8.0及びPhosSTOPホスファターゼ阻害剤カクテル(Roche, 1錠/10mlバッファー)を含む尿素溶解バッファーに溶解させた。サンプルは、3mmプローブを用いて20%の振幅で15秒間の3パルスで超音波処理し、パルス間は1分間氷上でインキュベートした。室温で20,000×g、15分間遠心分離して不溶成分を除去した後、5mM DTTを加えて55℃で30分間インキュベートしてタンパク質を還元し、次いで、10mMヨードアセタミドを加えて室温、暗所で15分間インキュベートすることによりアルキル化した。タンパク質濃度は、ブラッドフォードアッセイ(Bio-rad)を用いて測定し、各サンプルから1mgのタンパク質を用いてプロトコールを続けた。サンプルを更に20mM HEPES pH8.0で尿素の終濃度が4Mとなるように希釈し、タンパク質を5μg LysC(Wako)(1/200,w/w)で37℃にて4時間消化した。サンプルを再び2M尿素になるように希釈し、5μgトリプシン(Promega)(1/200,w/w)で37℃にて一晩消化した。得られたペプチド混合物を1%トリフルオロ酢酸(TFA)の添加により酸性化し、氷上で15分間インキュベートした後、サンプルを室温、1,780×gで15分間遠心分離して不溶性成分を除去した。次に、SampliQ SPE C18カートリッジ(Agilent)でペプチドを精製した。カラムは、まず、1mlの100%アセトニトリル(ACN)で洗浄し、3mlの溶媒A(水中0.1%TFA/ACN(98:2,v/v))で予備平衡化してからサンプルをカラムにロードした。ペプチド結合後、カラムを2mlの溶媒Aで再び洗浄し、700μlの溶出バッファー(水中0.1%TFA/ACN(20:80,v/v))で2回ペプチドを溶出させた。若干の変更を加えた製造者の説明に従ったプロトコールに従い、ホスホペプチドをMagReSyn(登録商標)Ti-IMACビーズで濃縮した。簡単に述べると、100μlのMagReSyn(登録商標)Ti-IMACビーズ(サンプル当たり)を70%EtOHで2回、1%NH4OHで1回、水/ACN/TFA(14:80:6,v/v/v)の混合溶液で3回洗浄した。次に、消化したサンプルを洗浄したビーズと共に室温で30分間インキュベートし、ビーズを水/ACN/TFA(14:80:6,v/v/v)の混合液で1回、水/ACN/TFA(19:80:1,v/v/v)の混合液で3回洗浄した。80μlの1%NH4OHを3回加えて、ビーズからホスホペプチドを溶出させた。合わせた溶出液に60μlの10%ギ酸(FA)を加え、スピードバック真空濃縮機でサンプルを完全に乾燥させた。
LC-MS/MS分析
ホスホペプチド濃縮により得られたペプチドを20μlの溶媒Aに再溶解させ、15μlをLC-MS/MS分析のために、Nanospray Flexイオン源を備えたQ Exactive HF質量分析計(Thermo)にインラインで接続したUltimate 3000 RSLCnanoシステムに注入した。トラッピングは、20mmトラッピングカラム(自社製、内径(I.D.)100μm、5μmビーズ、C18 Reprosil-HD、Dr. Maisch、ドイツ)にて、溶媒A中、10μl/分で4分間行い、サンプルは、50℃でUltimate 3000のカラムオーブンに取り付けたC18エンドキャップ機能付き200cm長マイクロピラーアレイカラム(PharmaFluidics)にロードした。適切なイオン化のために、溶融シリカPicoTipエミッター(内径10μm)(New Objective)をμPAC(商標)アウトレットユニオンに接続し、このユニオンにアース接続を行った。ペプチドは、まず750nl/分、次に300nl/分の流速で、116分かけて1から55%のMS溶媒B(水中0.1%FA/ACN(2:8,v/v))まで非線形増加で溶出した後、99%のMS溶媒Bまで14分間の洗浄とMS溶媒A(水中0.1%FA)による再平衡化を行った。質量分析計はデータ依存モードで動作し、MSスペクトルごとに最も存在量の多い8つのイオンピークについて、MSとMS/MSの取得を自動的に切り替えた。フルスキャンMSスペクトル(375~1500m/z)は、目標値3,000,000まで蓄積した後、オービトラップアナライザーにて分解能60,000で取得した。8,300の閾値を超える8つの最も強いイオンを分離し(1.5Thのウインドウ)、最大120msの間、目標値100,000でトラップを充填した後、28%の正規化衝突エネルギーで断片化を行った。MS/MSスペクトル(200~2000m/z)はオービトラップアナライザーにて分解能15,000で取得した。S-lensのRFレベルは50に設定し、シングルの割り当てられていない、電荷状態が7を超えるプリカーサーイオンをフラグメント化選択から除外した。本事業期間中に装置の経時的な性能を制御するためにQCloudを使用した(Chiva, C. et al. QCloud: A cloud-based quality control system for mass spectrometry-based proteomics laboratories. PLoS One, 2018, vol. 13, e0189209)。
リン酸化プロテオミクスデータ解析
リン酸化プロテオミクスデータのデータ解析は、Andromeda検索エンジンを、PSM、ペプチド及びタンパク質レベルで1%に設定された偽発見率を含むデフォルトの検索設定で使用してMaxQuant(バージョン1.6.3.4)で実施した。スペクトルは、Swiss-Prot Reference Proteomeデータベース(20,960のヒトタンパク質配列を含む2019年6月のデータベースリリースバージョン、http://www.uniprot.org)でヒトタンパク質に対して検索した。メイン検索時のプリカーサーイオンとフラグメントイオンの質量許容差は、それぞれ4.5ppmと20ppmに設定した。酵素の特異性はC末端のアルギニンとリジンに設定し、プロリン結合での切断も許可し、切断ミスは最大2回とした。可変修飾はメチオニン残基の酸化、タンパク質N末端のアセチル化及びセリン、スレオニン又はチロシン残基のリン酸化に設定し、システイン残基のカルバミドメチル化を固定修飾に設定した。実施間のマッチングは、マッチング時間ウインドウを0.7分、アライメント時間ウインドウを20分とした。少なくとも1つのユニークペプチド又はレイザーペプチドを持つタンパク質のみを保持し、7,856のリン酸化部位の同定に至った。タンパク質は、MaxQuantソフトウエアに統合されたMaxLFQアルゴリズムによって定量化した。定量には、2つのユニークペプチドまたはレイザーペプチドの最小比率カウントを必要とした。
ホスホプロテオミクスデータの解析のために、ホスホ(STY)部位ファイルをPerseus ソフトウエア(バージョン1.6.2.1)にロードした。リバースヒットを削除し、サイトテーブルを展開し、強度値をlog2変換し、中央値を減算した。繰り返しサンプルをグループ化し、少なくとも1つのグループで有効な値が3未満のホスホ部位を削除し、検出限界付近の正規分布から欠損値を入力して、3311個の定量化されたリン酸化ペプチドのリストを作成し、これを更なるデータ解析に使用した。次に対照サンプルとKOサンプルを比較するためにt検定を行い(FDR=0.05及びs0=1)、ボルカノプロットを作成した。FAT1 KOサンプルでは288個のホスホペプチドが有意に上方調節され、FAT1 WTサンプルでは335個のホスホペプチドが有意に上方調節され、非教師付き階層的クラスタリングの後にヒートマップにプロットされた。
定量及び統計解析
両側スチューデントt検定、両側マン・ホイットニーU検定および生存分析(カプラン-マイヤー)は、Mac,GraphPadソフトウエア、ラホヤ、カリフォルニア州USA、tumor.graphpad.com用のGraphPad Prismバージョン7.00を用いて実施した。
TPCの統計的p値は、カイ二乗検定を用いて求めた。皮膚腫瘍及び転移性乳房腫瘍における転移数及び異なる亜集団の割合の統計的p値は、t検定を用いて算出した。
その他の統計手法 Rソフトウエア(Foundation for Statistical Computing、ウィーン、オーストリア)(http://tumor.bioconductor.org/)のheatmap.2関数によりキャンベラ距離と完全クラスタリング法を用いて、サンプル間で最も分散の大きい500の注釈付きマージピークのリードの数で亜集団のクラスタリング用のデンドログラム(RNA-seq及びATAC-seqデータ)を描いた。
EMT及びMETの全ての異なる比較について、smad2結合部位を有する遺伝子に注釈されたピークの割合が全ゲノムよりも高いかどうかを推定するために、本発明者らは、RSATソフトウエアを用いて、全マウスゲノムにおいて500bpの10000ピーク5セットをランダムに生成した(Medina-Rivera, A. et al., RSAT 2015: regulatory sequence analysis tooln Nucleic Acids Res, 2015, vol. 43, W50-W56)。SMAD2結合部位は、EMTのピークと全く同様にHOMERで検索し、SMAD2に対する少なくとも1つの潜在的結合を有する10000のうち2832、2788、2782、2764及び2797のピークを導いた。本発明者らは、2793ピークを平均値とした。Rソフトのprop.test関数をalternative=「greater」パラメーターとともに用い、この割合が高いかどうかを検定した。
統計解析は全て生物学的反復(本文、図又は図の説明で示した「n」に相当)に基づく。統計の算出に技術的反復は使用しなかった。
実施例2.Fat1変異腫瘍に関連する主要なシグナル伝達経路、遺伝子及び転写因子
本発明者らは、最も頻度の高い腫瘍抑制遺伝子の1つであるFAT1機能欠失(LOF)が、in vivoでの腫瘍の発生及び進行を促進することを実証した。更に、本発明者らは、FAT1 LOFが、腫瘍幹細胞性及び転移の増加を呈する上皮間葉転換(EMT)ハイブリッド状態の獲得を促進することを見出した。例えば、本発明者らは、FAT1変異SCCが、FAT1 WT SCCと比較して、遙かに高いEMTハイブリッドスコアを示すことを見出した。SCCのFAT1変異を図7に示す。Fat1 LOFがハイブリッドEMT状態を促進する分子機構を調べるために、本発明者らは、WT及びFat1cKOマウス皮膚SCCからのEpcam+及びEpcam-腫瘍細胞(TC)の転写及びクロマチンランドスケープを探索した。本発明者らは、Epcam+ Fat1cKO TCは、腫瘍形成中にEMTを受けるように転写的にプライミングされ、EMT後、Fat1cKO Epcam- TCは、肺がんの生存率の低さと関連するハイブリッドEMT状態で安定化することを実証した。より詳細には、本発明者らは、マウス皮膚及び肺Fat1cKO SCCとヒトFAT1 KO SCCとの間で共通するRNA間葉系シグネチャーの高い発現が、肺SCC患者における不良な全生存率と関連し、この共通のFat1シグネチャーが、変異体対立頻度が20%を超えるFAT1点突然変異の存在及びFAT1欠失と関連していることを見出した(図2a~b)。
Yap1及びSox2はFat1欠失の下流で間葉及び上皮状態を調節する
Fat1欠失後に起こるハイブリッドEMT状態の転写プライミングに関与するクロマチンランドスケープの変化を定義するために、本発明者らは、FACSで分離したWT並びにFat1cKO Epcam+及びEpcam- TC集団に対してATAC-seqを実施した。本発明者らは、Zeb1、Snail1、Twist2などの主要なEMT TF及び他のEMTマーカー(例えば、Vim、Col6a3など)内のエンハンサーが、Epcam+ Fat1cKO TCではWT Epcam+TCと比較して既により接近しやしくなっており、Fat1欠失時にEMTのエピジェネティックプライミングを説明する可能性があることを見出した。本発明者らは、Epcam+と比較してEpcam-Fat1cKOでのみ開放され、EMTの進行に関連するエンハンサー、例えばPrrx1、Nfatc1、Pdgfrb又はVcam1/CD106の制御領域を見出した。Epcam+ Fat1cKO細胞におけるEMTのクロマチンプライミングに関与するTFを定義するために、本発明者らは、Epcam+ Fat1cKO細胞ではEpcam+ WT細胞と比較してより開放されているATAC-seqピークについてモチーフ発見解析を行った。本発明者らは、AP1、Nfi、Runx、Mafk、Tead、Nfkb TFのモチーフがFat1cKO Epcam+ TCのクロマチン領域で統計的に強く濃縮されており、TFのJun/FosファミリーがYap1経路を核に中継するTEADファミリーを含む他のTFと協力し(図3a)、Fat1変異がん細胞がin vivoで皮膚SCCにおけるEMTを起こしやすくしていることが示唆された。
Epcam-Fat1cKO TCにおけるハイブリッドEMT状態及びいくつかの上皮系遺伝子の持続的発現を担うクロマチン領域を定義するために、本発明者らは、前上皮系TFの調節領域のクロマチンランドスケープを調査した。本発明者らは、それらの発現変化と一致して、Cebpa、Cebpb、Grhl1、Sox2、Klf4又はAP2gなどの前上皮TFの調節領域に位置する多くのエンハンサーが、Epcam- Fat1cKOTCではなお開放されていたのに対し、Lgr5CREER/KRasG12D/p53cKO SCC由来のEpcam-TCのEpcam-TCではこれらのエンハンサーが完全に閉じていたことを見出した。免疫染色により、Fat1cKOハイブリッドEMT細胞では、これらの前上皮系TF(Sox2、p63、又はKlf4)の持続的発現が確認された。ハイブリッド上皮表現型の維持に関与するTFを同定するために、本発明者らは、完全間葉系Lgr5CREER/KRasG12D/p53cKO SCC由来のEpcam-対照TCと比較してEpcam- Fat1cKO TCで上方調節されていたATAC-seqピークのモチーフ発見分析を実施した。本発明者らは、AP1、Sox、Klf、Lhx及びMafKモチーフがEpcam- Fat1cKO TCにおいて統計的に強く濃縮されていることを見出し(図3a)、Fat1cKOにおけるハイブリッドEMT状態の上皮プログラムが、AP1/Sox2/Klf転写ネットワークによって媒介されていることを示唆した。AP1 TFは、Rasが駆動するがんにおいて、上皮系エンハンサーと間葉系エンハンサーの両方でクロマチンリモデリングを誘導することができる。YAP1/TeadはAP1と共働して皮膚腫瘍の発生とEMTを促進する。SOX2は多くのヒトSCCで増幅され、皮膚SCCのがん幹細胞をマークし、Fat1cKO TCにおけるハイブリッドEMT状態と上皮性遺伝子の持続的発現に関与している可能性がある。
Fat1欠失腫瘍におけるハイブリッドEMT状態を制御する遺伝子調節ネットワークの生物情報学的予測を機能的に検証するために、本発明者らは、Yap1/Taz及びSox2のCRISPR/Cas9媒介欠失が、マウス皮膚SCCの腫瘍幹細胞性、転移及び遺伝子発現プログラムに与える影響を評価した。Lgr5CREER/KRasG12D/p53cKO/FatcKO SCCに由来するSox2 KO及びYap1/Taz KO初代Epcam陰性細胞株の限界希釈移植は、いずれの場合にもTPC頻度の減少を示した(図3b)。又、Sox2又はYap1/Tazのいずれかを欠失させると、転移数も著しく減少し(図3c)、このことから、Sox2及びYap1/Taz転写プログラムが、マウス腫瘍におけるFat1欠失の下流で腫瘍幹細胞性及び転移を促進するのに重要であることが示された。これらの知見のヒトでの関連性を評価するために、本発明者らは、FAT1欠失ヒトSCC細胞株におけるSOX2又はYAP1/TAZのいずれかのCRISPR/Cas9欠失を実施した。SOX2又はYAP1/TAZ KOは、3次元フェロイドアッセイにおけるFAT1欠失によって媒介される腫瘍成長の促進を減少させ(図3d)、SOX2及びYAP1/TAZがヒトがん細胞においてFAT1の下流の腫瘍成長を促進することを示した。逆に、同じ細胞株でE-カドヘリンを欠失させると、細胞接着の欠陥が誘導されるが、腫瘍成長は促進されず、SOX2又はZEB1の発現も核YAP1の増加も誘導されなかった。
Fat1欠失により媒介される転写プログラムにおけるSox2及びYap1/Tazのそれぞれの役割を評価するために、本発明者らは、免疫不全マウスへの移植後に、Sox2又はYap1/Tazの同時欠失を呈するFat1変異腫瘍において、FACSプロファイル、組織学、上皮及び間葉系マーカーの発現、並びに転写プロファイルを評価した。Lgr5CREER/KRasG12D/p53cKO/FatcKO SCCにおけるSox2の欠失は、免疫染色(Krt14の完全喪失)及びFACS分析(ハイブリッドから後期EMT TP EMT亜集団への移行)により示されるように、上皮の特徴の喪失とハイブリッドから完全EMTへの移行を生じた(図3e~f)。Fat1/Sox2二重KOのRNA-seqは更に、間葉系マーカー(例えば、Lox、Col4a6、Mmp9、Pdgfra)の増加及び上皮系マーカー(例えば、Cebpa、Krt5、Trp63)の減少によって示される後期EMTシグネチャーの著しい濃縮(図3h)を示した(図3jおよびデータは示されていない)。
その代わりに、Yap/Tazの欠失は、Epcam三重陰性(TN)集団の濃縮と後期EMT段階を呈するTCの不在によって示されるように、早期ハイブリッドEMT状態を促進した(図3g)。
Fat1/Yap1/Taz三重KOのトランスクリプトームは、Epcam+上皮及び初期ハイブリッドEMT(TN)シグネチャーの有意な濃縮を示した(図3i)。Fat1/Yap1/Taz三重KOにおいて下方調節される遺伝子のうち、本発明は、多くの古典的なYap1/Taz標的遺伝子(例えば、Ctgf、Amotl2、Fstl1)、並びに他の多くのEMT関連遺伝子(例えば、Vcam1、Thy1、Pdfrb)がFat1 LOFと比較して減少していることを見出した(図3K)。これらのデータを合わせると、Sox2とYap1/TazはFat1 LOFの下流で安定したハイブリッドEMT表現型につながる異なる転写プログラムを制御していることが示される。
ホスホプロテオミクス解析によるFAT1欠失下流のシグナル伝達カスケードの特定
原形質膜に存在するプロトカドヘリンであるFat1の欠失が、Sox2及びYap1/Tazによって制御される転写プログラムの活性化につながることを理解するために、本発明者らは、WT及びCRISPR/Cas9 FAT1 KOヒトSCC細胞のホスホプロテオミクス解析を行ってFAT1欠失の下流で活性化しているシグナル伝達経路を段階的に詳細に吟味している。本発明者らは、WT細胞株及びFAT1欠失同系統ヒトSCC細胞株との間で調節が異なるホスホペプチドを定量した。FAT1 KO TCでは、FAT1 WTと比較して288のホスホ部位が有意に上方調節され、335が有意に下方調節されていることが判明した(図4a)。
FAT1 LOF時に、ZO-1(S1617)及びZO-2(S130、S131、S1159、S986、S226)などの細胞間接着に関与するタンパク質のリン酸化が大きく減少することが観察された。LATS1をリン酸化し、YAP1を阻害し、YAP1-TEAD4相互作用を減少させることが報告されているMAP4K4は、FAT1 WT TCにおいて最も強く上方調節されたキナーゼの一つであった(図4b)。更に、本発明者らは、FAT1 WT TCにおいて有意にリン酸化が高かったタンパク質のうち、PRKCD(S304)、EGFR(T693)、ERBB2(S998)、MEK1(T386)、MEK2(S226)、AKT2(T451でリン酸化)及びMTOR(T1162)を特定した(図4b、図5a、b)。リン酸化プロテオミクス解析とよく一致し、FAT1 LOF時に下方調節される経路に関する本発明者らの予測を検証すると、FAT1 WT TCではMEKが有意に高くリン酸化され、EGFR及びpEGFRの総レベルが増加していた(図4c、d)。これらのデータは、EGFR-RAS-RAF-MEK-MAPK及びEGFR-PI3K-ACT-MTORシグナル伝達経路の活性が、FAT1 LOFによって低下することを示唆している。
逆に、FAT1欠損TCは、SRCファミリーのチロシンキナーゼに属すがん原遺伝子チロシンタンパク質キナーゼYESのY194並びにMAP1Bタンパク質(S1252、S1779、T948、T948、S2098、S937、S1298及びS1312)及びGJA1タンパク質(S306、S328、S325、S330、T326、S365及びS364)のリン酸化が強く増加した(図4e、図5c)。GJA1のリン酸化は、膜でのGJA1の局在を促進し、機能的なギャップジャンクション形成を増加させ、これはTCの転移能の増加と関連している。これらのデータは、FAT1 LOFが細胞間接着、細胞間コミュニケーション及び細胞骨格の全体的なリモデリングを誘導し、ハイブリッドEMT表現型の獲得に至ることを示唆している。
FAT1 LOFの下流で働くシグナル伝達カスケードを解読するために、本発明者らは、PhosphoSitePlusオンラインツールと文献検索を用いて、同定されたホスホ部位の上流に作用するキナーゼを予測した。興味深いことに、Ca2+/カルモジュリン依存性タンパク質キナーゼII(CAMK2)は、FAT1cKO TCに濃縮されたホスホペプチドの上流で作用することが最も高頻度に判明した(CAMK2は、CD44のセリン706、EZH2のスレオニン487、並びにGJA1のセリン328、セリン325、セリン330、セリン364及びセリン365をリン酸化すると予測された)(図4f、図5d)。PLK1は、FAT1 LOF時にて濃縮されるホスホペプチドの上流に高頻度に見られるもう一つのキナーゼであった(図5d)。
次に、ウェスタンブロット(WB)を用いてこれらの知見を検証し、異なるキナーゼの低分子阻害剤を用いて、予測されたキナーゼ-タンパク質ネットワークの機能的関連性を定義した。生物情報学的予測によると、FAT1のLOF時にCAMK2が有意に高くリン酸化されることが判明した(図4g)。更に、FAT1 LOF時にSRC/YESもより高く発現し、リン酸化されること(図4h)、及びCAMK2阻害剤(KN93)がSRC/YESのリン酸化レベルを大きく低下させることが確認され(図4i)、FAT1 LOF時にCAMK2が直接又は間接的にYES/SRCをリン酸化することが示された。
CD44は、EMT時に上方調節され、腫瘍の幹細胞性、腫瘍の進行及び転移を促進することが以前から報告されているタンパク質である。コンピューター解析により、ESRP1-CD44-ZEB1ループが、ヒト肺がん細胞のハイブリッドEMT状態を安定化させることが予測された。リン酸化は、CD44の細胞内局在及びシグナル伝達を調節する。本発明者らは、FAT1 LOF時にS706上のリン酸化が上方調節されることを見出した(図4f)。FACS解析により、FAT1 KO細胞は、より高レベルの表面CD44を発現していることが明らかになった(図4j)。CAMK2が膜上のCD44の安定化に関与しているかどうかを理解するために、本発明者らは、FAT1 KO細胞をCAMK2阻害剤で処理し、FAT1 KO細胞においてCAMK2阻害時に表面CD44のレベルが有意に低下することを認めた(図4k、l)。重要なこととして、CD44シグナル伝達は、SRCのリン酸化を促進することが示されている。FAT1 KO細胞においてCAMK2がYES/SRCを直接リン酸化するか、又はCD44シグナル伝達を介してリン酸化するかを決定するために、FAT1 KO細胞におけるCRISPR/Cas9 CD44欠失を行い、CD44/FAT1二重KO時にpSRCが減少することが判明した(図4m)。これらのデータは、FAT1 LOF時に、CAMK2が少なくとも部分的にCD44を介してSRCを活性化することを示している。FAT1/CD44 KOヒトSCC細胞のクローン形成性は、3次元腫瘍スフェロイドアッセイで有意に低下し(図4n)、CD44の安定化がFAT1 LOF時に観察される腫瘍幹細胞性の増大に寄与していることを示す。
次に本発明者らは、ハイブリッドEMT表現型が、少なくとも部分的にCAMK2-SRCシグナル伝達によって説明され得るかどうかを評価した。その目的のために、FAT1 KO細胞、FAT1/CD44 KO細胞、及びCAMK2又はSRC阻害剤で処理したFAT1 KO細胞におけるYAP1、ZEB1、E-カドヘリン及びSOX2の発現を分析した。本発明者らは、FAT1/CD44 KO腫瘍細胞、CAMK阻害剤(KN93)で処理したFAT1 KO細胞及びSRC阻害剤(サラカチニブ又はダサチニブ)で処理したFAT1 KO細胞が、核YAP1及びZEB1の強い減少、E-カドヘリン発現の増加を示し、よりコンパクトな上皮コロニーで成長していた(データは示されていない)ことを見出した。これらの結果は、FAT1 LOFが、間葉系プログラムの発現を促進するCAMK2/CD44/SRC-YAP/ZEB1軸を活性化することを示した。本発明者らは、CAMK2阻害剤で処理したFAT1 KO TCにおいて、SOX2の発現が減少することを観察した。しかしながら、CD44/SRCカスケードを阻害しても、SOX2の変化は観察されなかった(データは示されていない)。
本発明者らのホスホプロテオミクス解析により、FAT1 KO細胞では、FAT1 WT細胞と比較して、EZH2がThr487で有意に高くリン酸化されていることが明らかになった。このリン酸化部位は、EZH2を不活性化することが報告されている。EZH2は、H3をLys27でメチル化して転写抑制を媒介するPRC2複合体の重要な部分である。本発明者らは、SCC形成時にSox2遺伝子座でこのヒストンマークがリモデリングされることを以前に発見している。本発明者らは、FAT1 KO細胞でEZH2を阻害すると、H3K27me3抑制ヒストンマークが減少し、従って、SOX2の発現が転写的に促進されると仮定した。FAT1 KO細胞では、H3K27me3の全体的なレベルが有意に減少しており(図4o)、FAT1 LOF時にEZH2の活性が低下している可能性があるとの見解を裏付ける。FAT1 KO細胞をCAMK2阻害剤で処理すると、H3K27me3の全体的なレベルが上昇し(図4p)、CAMK2活性化がTCにおけるEZH2/PRC2活性を阻害するという見解と一致していた。EZH2阻害がH3K27me3マークの減少とSOX2 mRNA発現の増加をもたらすかどうかを機能的に評価するために、FAT1 WT細胞をEZH2阻害剤(GSK343)で処理した。FAT1 WT細胞では、EZH2阻害剤処理から7日後にH3K27me3が減少し、SOX2 mRNAとタンパク質の発現が増加し(図4q、r、s)、このことはSOX2がFAT1/CAMK2/EZH2依存性の機構によってエピジェネティック調節されることをさらに示唆している。FAT1欠失がSOX2遺伝子座における抑制的ヒストンマークを減少させることをさらに証明するために、本発明者らは、FAT1の存在下または不在下でSOX2プロモーター領域におけるH3K27me3抑制マークの付着を評価した。ChIP-qPCRにより、SOX2プロモーター周辺のH3K27me3マークがFAT1欠失時に有意に減少することが示され、FAT1欠失がエピジェネティック機構を介してSOX2の発現を調節するという見解が裏付けられた(図4t)。YAP/TAZシグナル伝達は、細胞外マトリックスの硬さによって調節されることが示されているので、本発明者らは、マトリックスの硬さの変化が、FAT1 LOF時にYAP1の核局在又はSOX2発現に少なくとも部分的に関与し得るかどうかを評価した。この目的のために、本発明者らは、FAT1 WT及びFAT1 KOを、異なる硬さ条件(3および40kPa)でコーティングしたカバーガラス上及びガラス上で培養した。予想通り、FAT1 WT細胞は、低硬度基質(3KP)上で培養すると極めて低い核内YAP1を示し、高硬度基質(40KP)またはガラス上で培養すると高い核内YAP1を示した。興味深いことに、FAT1 KO腫瘍細胞は、軟質基質上でも高レベルの総YAP1発現及び核内YAP1発現を示した。硬度が高いほど、YAP1の核局在は更に増加した(図6a~b)。これらのデータは、FAT1の機能欠失が高いYAP1発現をもたらすシグナル伝達経路を構成的に活性化し、FAT1 KO細胞がYAP1核発現に関して、あたかも腫瘍細胞が硬い基質に曝されたかのように挙動することを示す。FAT1 WT細胞は基質の硬さとは無関係にSOX2が陰性であったが、FAT1 KO細胞は全ての条件でSOX2を高レベルで発現し、FAT1 LOF時に細胞外の硬さとは無関係にSOX2が恒常的に活性化されることを示す。
要約すると、本発明者らは、細胞極性及び細胞接着の喪失をFat1欠失の下流におけるハイブリッドEMT表現型の誘導と関連付けるエピジェネティック及び転写機構を同定した。本発明者らは、Fat1突然変異体のトランスクリプトーム、エピゲノム、プロテオーム特性解析を含む包括的分子特性解析により、ハイブリッドEMTシグネチャーが、がん細胞における間葉系および上皮系転写プログラムの共発現をそれぞれ調節するYAP1及びSox2の活性化により媒介されることを示している。重要なことに、本発明者らは、Fat1の機能欠失に関連する遺伝子シグネチャーが、肺がん患者の生存率低下の予測因子であることを示した。更に、本発明者らは、FAT1欠失時に活性化又は阻害されるタンパク質リン酸化ネットワークの機能的特徴決定と組み合わせたリン酸化プロテオミクス解析を用いて、Fat1 LOFの下流でYAP1及びSOX2の活性化につながるシグナル伝達カスケードを同定した。Fat1欠失はCAMK2を活性化し、SRC/YES及びCD44のリン酸化を誘導し、YAPの核移行及びZEB1発現を含むEMTプログラムの誘導を促進する。又、CAMK2の活性化は、EZH2のThr487でのリン酸化をもたらし、その活性を抑制し、SOX2調節領域でのクロマチン抑制マークの減少をもたらし、SOX2の上方調節をもたらし、上皮系プログラムの発現を持続させる。更に、FAT1欠失は又、EGFR/MEK経路の活性化も低下させる。
実施例3.FAT1変異腫瘍における腫瘍薬への耐性と脆弱性
頭頸部、食道又は肺などの異なる臓器に由来する進行SCCの治療は依然として困難であり、特に転移性疾患では予後が不良である。FAT1は、SCCにおいて最も高頻度に変異している遺伝子の一つである。FAT1変異がこれらのがんの療法への応答にどの程度の影響を及ぼすかは現在のところ不明である。本発明者らは、FAT1 LOF時に変化するシグナル伝達カスケードが、これらのがんの治療耐性及び脆弱性を予測し得るかどうかを検証した。この仮説を検証するために、本発明者らは、WT細胞とFAT1 KO細胞の間で調節が異なることが判明したシグナル伝達経路の阻害剤に対するWT株および同系統FAT1 KOヒトがん細胞株の感受性を評価した。アファチニブなどのEGFR阻害剤は、転移性SCC患者に広く使用されている。MEK阻害剤も又、転移性SCCの魅力的な治療戦略であることが提唱されている。非常に興味深いことに、FAT1 KO細胞は、FAT1 WT SCC細胞と比較して、EGFR阻害剤アファチニブ及びMEK阻害剤トラメチニブに対して有意に耐性があった(図4u~v)。
対照的に、FAT1 KO TCは、FAT1 WT TCと比較して、SRC阻害剤ダサチニブ及びサラカチニブ並びにCAMK2阻害剤KN93に対して有意に高い感受性を示した(図4v、w)。これらの結果は、FAT1 LOFの基礎にある分子機構を理解することで、FAT1変異がん患者におけるより良い標的療法につながり得ることを示している。
要約すると、FAT1野生型腫瘍細胞と比較してFAT1変異型腫瘍細胞で異なる調節を受けるシグナル伝達経路の活性化及び阻害は、CAMK2及びSRC阻害に対するFAT1変異型がん細胞の感受性を高め、EGFR及びMEK阻害に対する耐性につながる(図6c)。この研究は、個別化医療及びFAT1変異を示すがんを有する多くの患者の予後及び治療にとって重要な意味を持つ。
実施例4.抗新生物薬による治療に対する対象の感受性又は耐性の決定及び対象の治療
SCC患者(例えば、皮膚のSCC、頭頸部のSCC、食道のSCC又は肺のSCC)から生体サンプル(例えば、組織生検)を取得する。その後、生体サンプルの第1部分は配列解析用に調製し、サンプルの第2部分はタンパク質解析用に調製される。
生体サンプルの第1部分は、ゲノム配列解析に供される。
配列解析は、生体サンプル中に1以上のFAT1機能欠失型突然変異が存在することが判明した場合、その生体サンプルを採取した対象に、SCCを治療するためのCAMK阻害剤又はSRCキナーゼ阻害剤を投与することが決定される。生体サンプル中にFAT1機能欠失型突然変異が検出されない場合、その生体サンプルを採取した対象にEGFR阻害剤又はMEK阻害剤を投与することが決定される。
サンプルの第2部分は、FAT1タンパク質解析(例えば、ウェスタンブロット解析)に供される。
生体サンプル中にFAT1タンパク質レベルの減少が検出される又はFAT1タンパク質が検出されない場合、その生体サンプルを採取した対象に、SCCを治療するためのCAMK阻害剤又はSRCキナーゼ阻害剤を投与することが決定される。生体サンプル中にFAT1タンパク質レベルが増加している又は変化していない場合、その生体サンプルを採取した対象にEGFR阻害剤又はMEK阻害剤を投与することが決定される。

Claims (15)

  1. 新生物疾患と診断された対象において抗新生物薬による治療に対する感受性又は耐性を決定するための方法であって、
    前記対象から得られた生体サンプルにおいて、FAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失につながる遺伝的変化又はエピジェネティック変化の有無を決定すること、又は
    前記対象から得られた生体サンプルにおいて、FAT1の発現若しくは機能が低下若しくは消失しているかどうかを決定すること
    を含み、前記抗新生物薬は、上皮細胞増殖因子受容体(EGFR)阻害剤、マイトジェン活性化タンパク質キナーゼ(MEK)阻害剤、Ca2+/カルモジュリン依存性タンパク質キナーゼ(CAMK)阻害剤、及びSRCキナーゼ阻害剤からなる群から選択される、方法。
  2. 新生物疾患と診断された対象を治療する方法であって、
    抗新生物薬による治療に対する前記対象の感受性又は耐性を決定することであって、
    前記対象から得られた生体サンプルにおいて、FAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失につながる遺伝的変化又はエピジェネティック変化の有無を決定すること、又は
    前記対象から得られた生体サンプルにおいて、FAT1の発現若しくは機能が低下若しくは消失しているかどうかを決定すること
    を含み、前記抗新生物薬は、EGFR阻害剤、MEK阻害剤、CAMK阻害剤、及びSRCキナーゼ阻害剤からなる群から選択される、該決定すること;及び
    前記対象が前記抗新生物薬に感受性があると決定された場合、前記対象を前記抗新生物薬で治療すること
    を含む、方法。
  3. 前記抗新生物薬が、EGFR阻害剤、MEK阻害剤、及びそれらの組合せからなる群から選択される抗新生物薬であり、
    前記生体サンプルにおけるFAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失につながる遺伝的変化又はエピジェネティック変化の存在、又は
    前記生体サンプルにおけるFAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失が、
    前記対象が前記抗新生物薬による治療に耐性があることを示す、請求項1又は2に記載の方法。
  4. 前記抗新生物薬が、CAMK阻害剤、SRCキナーゼ阻害剤、及びそれらの組合せからなる群から選択される抗新生物薬であり、
    前記生体サンプルにおけるFAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失につながる遺伝的変化又はエピジェネティック変化の存在、又は
    前記生体サンプルにおけるFAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失が、
    前記対象が前記抗新生物薬による治療に感受性があることを示す、請求項1又は2に記載の方法。
  5. 前記生体サンプルが新生物細胞を含み、好ましくは、前記生体サンプルは腫瘍生検又は液性生検である、請求項1~4のいずれか一項に記載の方法。
  6. FAT1の遺伝的変化若しくはエピジェネティック変化の有無、又は発現若しくは機能が、核酸分析、免疫アッセイ、機能アッセイ、及びそれらの組合せからなる群から選択される技術を用いて決定される、請求項1~5のいずれか一項に記載の方法。
  7. 抗新生物薬による治療に対する感受性又は耐性を決定するためのキットであって、
    生体サンプルにおいてFAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失につながる遺伝的変化又はエピジェネティック変化の有無を決定するための手段、又は
    生体サンプルにおいてFAT1の発現若しくは機能を決定するための手段、及び
    請求項1~6のいずれか一項に記載の方法を実行するための1以上のプログラムが記録されたコンピューター可読記録媒体
    を含む、キット。
  8. 対象において新生物疾患の治療において使用するための抗新生物薬であって、
    前記抗新生物薬がCAMK阻害剤、SRCキナーゼ阻害剤、及びそれらの組合せからなる群から選択され、前記対象が、
    FAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失につながる遺伝的変化又はエピジェネティック変化、又は
    FAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失
    を特徴とする新生物疾患を有するとして選択されているか;あるいは
    前記抗新生物薬がEGFR阻害剤、MEK阻害剤、及びそれらの組合せからなる群から選択され、前記対象が、
    FAT1の発現若しくは機能の低下若しくは消失につながる遺伝的変化又はエピジェネティック変化の不在、又は
    正常な若しくは増加したFAT1の発現若しくは機能
    を特徴とする新生物疾患を有するとして選択されている、抗新生物薬。
  9. 前記新生物疾患が上皮、間葉又はメラノサイト起源、好ましくは上皮起源である、請求項1~6のいずれか一項に記載の方法又は請求項8に記載の使用のための抗新生物薬。
  10. 前記新生物疾患が皮膚、肺、腸、結腸、乳房、膀胱、頭頸部、食道、甲状腺、腎臓、肝臓、膵臓、膀胱、陰茎、精巣、前立腺、膣、子宮頸部、肛門、及びそれらの組合せからなる群から選択される上皮組織に起源する癌腫である、請求項9に記載の方法、又は請求項9に記載の使用のための抗新生物薬。
  11. 前記新生物疾患が扁平上皮癌(SCC)、好ましくは、皮膚のSCC、頭頸部のSCC、食道のSCC、又は肺のSCCである、請求項9若しくは10に記載の方法、又は請求項9若しくは10に記載の使用のための抗新生物薬。
  12. 前記対象がヒトである、請求項1~6若しくは9~11のいずれか一項に記載の方法、又は請求項8~12のいずれか一項に記載の使用のための抗新生物薬。
  13. 前記CAMK阻害剤がCAMK2阻害剤である、請求項1~7若しくは9~12のいずれか一項に記載の方法、請求項7に記載のキット、又は請求項9~12のいずれか一項に記載の使用のための抗新生物薬。
  14. FAT1機能の発現若しくは機能の低下又は消失につながる前記遺伝的変化が、
    1以上のFAT1機能欠失型突然変異、又は
    FAT1遺伝子若しくはその一部の欠失を含むコピー数変異(CNV)
    である、請求項1~7若しくは9~13のいずれか一項に記載の方法、請求項7に記載のキット、又は請求項9~13のいずれか一項に記載の使用のための抗新生物薬。
  15. 前記1以上のFAT1機能欠失型変異が、ミスセンス変異、ナンセンス変異、フレームシフト変異、スプライシング変異、及びそれらの組合せからなる群から選択される、請求項14に記載の方法。
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