JP2024510839A - 悪性末梢神経鞘腫の鑑別診断のための組成物 - Google Patents
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Abstract
本発明は、悪性末梢神経鞘腫(Malignant peripheral nerve sheath tumor,MPNST)の鑑別診断用組成物、それを含む鑑別診断用キット、それを用いた悪性末梢神経鞘腫の鑑別診断に必要な情報を提供する方法、悪性末梢神経鞘腫の予防、改善及び治療用物質のスクリーニング方法などに関する。本発明のタンパク質マーカーを検出できる組成物を用いると、神経線維腫症1型の患者において悪性腫瘍の発生有無を予測及び診断し得るという効果がある。【選択図】図10a
Description
本発明は、悪性末梢神経鞘腫(Malignant peripheral nerve sheath tumor,MPNST)の鑑別診断用組成物、それを含む鑑別診断用キット、それを用いた悪性末梢神経鞘腫の鑑別診断に必要な情報を提供する方法、悪性末梢神経鞘腫の予防、改善及び治療用物質のスクリーニング方法などに関する。
本発明は、2021年3月24日付で出願された韓国特許出願第10-2021-0037912号及び2022年3月18日付で出願された韓国特許出願第10-2022-0034295号に基づく優先権を主張し、前記出願の明細書及び図面に開示されたすべての内容は、本出願に援用される。
神経線維腫症1型(Neurofibromatosis type I、以下、「NF-1」という)は、1882年にフリードリヒ・フォン・レクリングハウゼン(Fredrich von Recklinghausen)によって初めて記述されており、最も一般的な遺伝性疾患の1つである。NF-1は、常染色体優性遺伝を介して遺伝し、全世界的に1:3,000人の人々に影響を及ぼす。NF-1は、皮膚の多発性カフェオレスポットと皮膚の神経繊維腫を特徴とする。また、様々なレベルの神経系、骨格系発現と新生物性発現が患者に影響を及ぼすことがある。NF-1患者は、叢状神経線維腫(Plexiform neurofibromas,PN;27%)、視神経膠腫(Optic nerve glioma;15-20%)、クロム親和性細胞腫(pheochromocytoma;1%)、悪性末梢神経鞘腫(malignant peripheral nerve sheeth tumor,MPNST;8-13%)を含む中枢及び末梢神経系腫瘍が発生するおそれがある。これは一般人に比べて約1,000倍高い割合である。
悪性末梢神経鞘腫(以下、「MPNST」という)は、NF-1患者の生存率に最も大きな影響を及ぼす合併症の1つである。これは良性神経髓鞘腫瘍である叢状神経線維腫の悪性変形によって生じることが知られており、激しい痛み、急激な線維腫の大きさの増加、神経学的症状を伴う場合、疑わなければならない。
現在まで、18F-FDG-PET(18F-fluorodeoxyglucose positron emission computerized tomography)が良性腫瘍とMPNSTを区別するのに活用されており、悪性が疑われる場合、組織学的所見によりMPNSTを診断することになる。
殆どのMPNSTは、組織学的に紡錘状細胞(spindle cell)が束をなす様相であり、核分化が進行した細胞が観察され、周辺組織に浸透する様相を呈する。MPNSTの診断のためにS100タンパク質染色が用いられているが、MPNSTの50~90%で染色良性を示し、その他にLeu-7タンパク質とミエリン塩基性タンパク質(myelin basic protein)は、MPNSTの約50%で良性を示す。ビメンチン(vimentin)もMPNSTの診断に使用される病理学的マーカーであるが、紡錘状細胞に特異的であり、MPNSTの特異的診断には制限的である。したがって、NF-1においてMPNSTの進行を明確に判断できる病理学的指標が必要なのが実状である。
MPNSTは、診断後に手術的切除を要する疾患である。手術後にも約50%は再発のリスクがあり、手術で完全切除が行われていない場合、抗がん療法と放射線治療が必要になる場合がある。それにもかかわらず、MPNST患者の5年間の生存率は、20~50%にとどまる。
現在まで、MPNSTを標的とする治療法がない状況で、MPNSTを血液や尿から早期診断し得るバイオマーカーを探し出すと、患者の生存率の向上に寄与できるものと考えられる。
そこで、本発明者らは、悪性末梢神経鞘腫(Malignant peripheral nerve sheath tumor,MPNST)及び良性神経繊維腫組織を用いて広範な定量的、定性的プロテオーム分析を行った結果、MPNST組織において特異的に発現されるタンパク質を同定して本発明を完成した。
したがって、本発明の目的は、悪性末梢神経鞘腫(MPNST)の鑑別診断用組成物を提供することである。
本発明の他の目的は、本発明による組成物を含む悪性末梢神経鞘腫の鑑別診断用キットを提供することである。
本発明のさらに他の目的は、悪性末梢神経鞘腫の鑑別診断に必要な情報を提供する方法を提供することである。
本発明のさらに他の目的は、悪性末梢神経鞘腫の予防、改善または治療用組成物を提供することである。
本発明のさらに他の目的は、悪性末梢神経鞘腫の予防、改善または治療用物質のスクリーニング方法を提供することである。
しかし、本発明が達成しようとする技術的課題は、以上で言及した課題に制限されず、言及されていないさらに他の課題は、以下の記載から当業者が明確に理解できるだろう。
本発明の目的を達成するために、本発明は、エンドシアリン(endosialin)、SPARC-類似タンパク質1(SPARC-like protein 1)及びニュートロフィルコラゲナーゼ(neutrophil collagenase)からなる群から選ばれる少なくとも1つのタンパク質またはそのmRNA発現レベルを測定する製剤を有効成分として含む、悪性末梢神経鞘腫(Malignant peripheral nerve sheath tumor,MPNST)の鑑別診断用組成物を提供する。
本発明の一具現例において、前記組成物は、神経線維腫症I型から悪性末梢神経鞘腫を区別して診断してもよい。
本発明の他の具現例において、前記タンパク質の発現レベルを測定する製剤は、前記タンパク質に特異的な抗体またはアプタマーであってもよいが、これに制限されるものではない。
本発明のさらに他の具現例において、前記mRNAの発現レベルを測定する製剤は、前記mRNAに特異的に結合するプライマーセットまたはプローブであってもよいが、これに制限されるものではない。
また、本発明は、本発明による前記組成物を含む悪性末梢神経鞘腫の鑑別診断用キットを提供する。
本発明の一具現例において、前記キットは、エンドシアリン(endosialin)、SPARC-類似タンパク質1(SPARC-like protein 1)及びニュートロフィルコラゲナーゼ(neutrophil collagenase)からなる群から選ばれる少なくとも1つのタンパク質またはそのmRNA発現レベルが検出されるか、またはそれらの発現レベルが良性神経線維腫試料の発現レベルに比べてより高い場合、悪性末梢神経鞘腫であると決定することを指示する説明書を含んでもよい。
また、本発明は、被検体から分離した生物学的試料においてエンドシアリン(endosialin)、SPARC-類似タンパク質1(SPARC-like protein 1)及びニュートロフィルコラゲナーゼ(neutrophil collagenase)からなる群から選ばれる少なくとも1つのタンパク質またはそのmRNA発現レベルを測定する段階を含む、悪性末梢神経鞘腫の鑑別診断に必要な情報を提供する方法を提供する。
また、本発明は、被検体から分離した生物学的試料においてエンドシアリン(endosialin)、SPARC-類似タンパク質1(SPARC-like protein 1)及びニュートロフィルコラゲナーゼ(neutrophil collagenase)からなる群から選ばれる少なくとも1つのタンパク質またはそのmRNA発現レベルを測定する段階を含む、悪性末梢神経鞘腫の鑑別診断方法を提供する。
本発明の一具現例において、前記方法は、エンドシアリン(endosialin)、SPARC-類似タンパク質1(SPARC-like protein 1)及びニュートロフィルコラゲナーゼ(neutrophil collagenase)からなる群から選ばれる少なくとも1つのタンパク質またはそのmRNAの発現が検出されるか、またはそれらの発現レベルが神経線維腫症I型患者から分離した生物学的試料における発現レベルに比べてより高い場合、悪性末梢神経鞘腫であると診断する段階をさらに含んでもよい。
本発明の他の具現例において、前記被検体は、悪性末梢神経鞘腫が疑われる患者であるか、または神経線維腫症I型であると診断された患者であってもよい。
本発明のさらに他の具現例において、前記生物学的試料は、血液、全血、血漿、尿、組織、細胞、器官、骨髄、微細針吸引検体、微細針洗浄液、コア針生検(core needle biopsy)検体及び唾液からなる群から選ばれる少なくとも1つであってもよいが、これに制限されるものではない。
本発明のさらに他の具現例において、前記タンパク質発現レベルは、ウェスタンブロット、ELISA、放射線免疫分析、放射線免疫拡散法、オクタロニー免疫拡散法(Ouchterlony immunodiffusion)、ロケット免疫電気泳動(Rocket immunoelectrophoresis)、免疫染色法、免疫沈降分析法、補体固定分析法、質量分析法(Mass spectrometry)、FACS及びタンパク質チップからなる群から選ばれる少なくとも1つの方法で測定されてもよいが、これに制限されるものではない。
本発明のさらに他の具現例において、前記mRNA発現レベルは、PCR、RNase保護分析法、ノーザンブロッティング(northern blotting)、サザンブロッティング(southern blotting)、In situ交雑法及びDNAチップからなる群から選ばれる少なくとも1つの方法で測定されてもよいが、これに制限されるものではない。
また、本発明は、TGF-βシグナル伝達系、ILKシグナル伝達系、アクチン-サイトスケルトン(actin-cytoskeleton)シグナル伝達系及びRhoGDIシグナル伝達系からなる群から選ばれる少なくとも1つのシグナル伝達系タンパク質の活性阻害剤または前記タンパク質をコードする遺伝子の発現阻害剤を有効成分として含む、悪性末梢神経鞘腫の予防または治療用薬学的組成物を提供する。
さらに、本発明は、TGF-βシグナル伝達系、ILKシグナル伝達系、アクチン-サイトスケルトン(actin-cytoskeleton)シグナル伝達系及びRhoGDIシグナル伝達系からなる群から選ばれる少なくとも1つのシグナル伝達系タンパク質の活性阻害剤または前記タンパク質をコードする遺伝子発現阻害剤を、それを必要とする個体に投与する段階を含む、悪性末梢神経鞘腫の予防または治療方法を提供する。
それだけでなく、本発明は、TGF-βシグナル伝達系、ILKシグナル伝達系、アクチン-サイトスケルトン(actin-cytoskeleton)シグナル伝達系及びRhoGDIシグナル伝達系からなる群から選ばれる少なくとも1つのシグナル伝達系タンパク質の活性阻害剤または前記タンパク質をコードする遺伝子の発現阻害剤の悪性末梢神経鞘腫に対する予防または治療用途を提供する。
また、本発明は、TGF-βシグナル伝達系、ILKシグナル伝達系、アクチン-サイトスケルトン(actin-cytoskeleton)シグナル伝達系及びRhoGDIシグナル伝達系からなる群から選ばれる少なくとも1つのシグナル伝達系タンパク質の活性阻害剤または前記タンパク質をコードする遺伝子の発現阻害剤を有効成分として含む、悪性末梢神経鞘腫の予防または改善用健康機能食品組成物を提供する。
本発明の一具現例において、前記シグナル伝達系タンパク質は、キナーゼ(kinase)であってもよいが、これに制限されるものではない。
本発明の他の具現例において、前記キナーゼは、CDK4、STK10、CDK5、MAP2K1、ALPK3、PNKP、PDK3、PHKG1、CFL1、及びPACSIN3からなる群から選ばれる少なくとも1つの遺伝子によってコードされるキナーゼであってもよいが、これに制限されるものではない。
本発明のさらに他の具現例において、前記タンパク質の活性阻害剤は、前記タンパク質に特異的に結合するペプチド、抗体、アプタマー及び化合物からなる群から選ばれる少なくとも1つであってもよいが、これに制限されるものではない。
本発明のさらに他の具現例において、前記シグナル伝達系タンパク質の活性阻害剤は、セルメチニブ(selumetinib)、アルボシジブ(alvocidib)、プルバラノール(purvalanol)、パルボシクリブ(palbociclib)、リボシクリブ(ribociclib))、アベマシクリプ(abemaciclib)、フォスタマチニブ(fostamatinib)、ビニメチニブ(binimetinib)、ラジシコール(radicicol)、AZD-8330、ジヒドロリポ酸(dihydrolipoic acid)、アルスターパウロン(alsterpaullone)、ヒメニアルジシン(hymenialdisine)、インジルビン-3’-モノオキシム(indirubin-3’-monoxime)、オロモウシン(olomoucine)、SU9516、及び6-フェニル[5H]ピロロ[2,3-B]ピラジンからなる群から選ばれる少なくとも1つであってもよいが、これに制限されるものではない。
本発明のさらに他の具現例において、前記遺伝子の発現阻害剤は、前記遺伝子のmRNAに相補的に結合するmiRNA、siRNA、shRNA、リボザイム(ribozyme)、DNAzyme、PNA(peptide nucleic acid)及びアンチセンスオリゴヌクレオチドからなる群から選ばれる少なくとも1つであってもよいが、これに制限されるものではない。
また、本発明は、(a)分離された細胞または組織に候補物質を接触させる段階、(b)前記細胞または組織においてTGF-βシグナル伝達系、ILKシグナル伝達系、アクチン-サイトスケルトン(actin-cytoskeleton)シグナル伝達系及びRhoGDIシグナル伝達系からなる群から選ばれる少なくとも1つのシグナル伝達系タンパク質の活性または前記タンパク質をコードする遺伝子の発現レベルを測定する段階、(c)前記候補物質と接触した細胞または組織において前記タンパク質の活性または前記タンパク質をコードする遺伝子の発現レベルが候補物質接触前のレベルに比べて減少される場合、前記候補物質を悪性末梢神経鞘腫の予防、改善または治療用物質であると判定する段階を含む悪性末梢神経鞘腫の予防、改善または治療用物質のスクリーニング方法を提供する。
本発明の一具現例において、前記シグナル伝達系タンパク質は、キナーゼ(kinase)であってもよいが、これに制限されるものではない。
本発明の他の具現例において、前記キナーゼは、CDK4、STK10、CDK5、MAP2K1、ALPK3、PNKP、PDK3、PHKG1、CFL1、及びPACSIN3からなる群から選ばれる少なくとも1つの遺伝子によってコードされるキナーゼであってもよいが、これに制限されるものではない。
本発明のさらに他の具現例において、前記分離された細胞または組織は、神経細胞または神経組織であってもよいが、これに制限されるものではない。
本発明は、悪性末梢神経鞘腫(Malignant peripheral nerve sheath tumor,MPNST)の鑑別診断用組成物などに関し、本発明のタンパク質マーカーを検出できる組成物を用いて、神経線維腫症I型患者において悪性腫瘍の発生有無を予測及び診断し、治療標的として活用し得る。
本発明は、神経線維腫症1型(Neurofibromatosis type I)から悪性末梢神経鞘腫(Malignant peripheral nerve sheath tumor,MPNST)に移行する場合を鑑別診断するための複数のバイオマーカー及びMPNST特異的に亢進されるシグナル伝達経路または発現が増加するキナーゼ(kinase)を標的とするMPNST治療剤のスクリーニング方法などに関し、本発明者らは、MPNST特異的診断マーカー及び新たな治療標的を発掘するため鋭意研究した結果、本明細書に開示される複数のタンパク質及び信号伝達経路を発見し、本発明を完成するに至った。
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明は、下記表1に記載のタンパク質からなる群から選ばれる少なくとも1つのタンパク質またはそのmRNA発現レベルを測定する製剤を有効成分として含む、悪性末梢神経鞘腫(Malignant peripheral nerve sheath tumor,MPNST)の鑑別診断用組成物に関する。
本発明の一実施例では、悪性末梢神経鞘腫(MPNST)及び良性神経線維腫(NF)及び組織を用いたプロテオーム分析を通じて、MPNSTに特異的なタンパク質を同定し、これらのうち、血液や尿から検出される3種のタンパク質-エンドシアリン、SPARC-類似タンパク質1及びニュートロフィルコラゲナーゼ-を選別してMPNSTに対するバイオマーカーとして使用できることを示した(実施例2~4及び実施例6参照)。
前記エンドシアリンは、CD248遺伝子によってコードされ、配列番号1のアミノ酸配列からなるものであってもよく、配列番号1のアミノ酸配列において1番~324番のアミノ酸が消失した同型タンパク質を含む。前記SPARC-類似タンパク質1は、SPARCL1遺伝子によってコードされ、配列番号2のアミノ酸配列からなるものであってもよく、配列番号2のアミノ酸配列において1番~125番のアミノ酸が消失した同型タンパク質を含む。また、前記ニュートロフィルコラゲナーゼは、MMP8遺伝子によってコードされ、配列番号3のアミノ酸配列からなるものであってもよい。
本明細書で使用される用語の「タンパク質」とは、ポリペプチド(polypeptide)またはペプチド(peptide)と互換的に使用され、例えば、天然のタンパク質から一般的に発見されるようにアミノ酸残基のポリマーを指す。「mRNA」とは、タンパク質合成の過程で特定の遺伝子からアミノ酸配列を特定するリボソームに遺伝情報(遺伝子特異的塩基配列)を伝達するRNAを意味する。
本明細書で使用される用語の「発現(expression)」とは、細胞でタンパク質または核酸が生成されることを意味する。
本明細書で使用される用語の「鑑別診断(differential diagnosis)」とは、特定の疾患または状態を類似の症状を示す他のものと区別することを指す。鑑別診断方法は、複数の代案が可能な状態の存在を確認するために使用される体系的診断方法である。そのような方法は、本質的に候補状態の確率を無視できる程度に縮小させる除去プロセスまたは情報取得プロセスである。当該用語は、さらに良性神経線維腫症(neurofibromatosis)から悪性末梢神経鞘腫への移行の有無を決定することを言及するために使用される。
本発明において、前記組成物は、神経線維腫症1型(NF-1)から悪性末梢神経鞘腫(MPNST)を区別して診断してもよい。
本明細書で使用される用語の「神経線維腫症I型(Neurofibromatosis type I)」または「良性神経線維腫」は、皮膚、骨格系、神経系などに様々な臨床症状を示す遺伝疾患で、1882年にフリードリヒ・フォン・レクリングハウゼン(Fredrich von Recklinghaus)によって最初に報告された疾患を意味する。神経線維腫症1型は、皮膚のカフェオレスポット(cafe-au-lait-spot)、腋窩色素斑(axillary freckling)、鼠径部色素斑(inguinal freckling)、多発性神経線維腫(neurofibroma)、虹彩に小さな色合いを帯びた過誤腫であるリッシュ結節(Lisch nodule)、視神経膠腫(optic glioma)、骨形成障害の特徴的な症状を示す。その他に低身長、脊椎側弯症、学習障害が現れることがある。神経線維腫症1型の患者に現れるほとんどの腫瘍は良性であるが、まれな場合には悪性に進行することがあり、神経のある身体のすべての部位に発生することがある。研究によると、67%のケースで生後1歳以前に発見され、25~90%で特徴的な皮膚病変であるカフェオレスポットを伴い、最高16%で悪性化することが報告されている。
本明細書で使用される用語の「悪性末梢神経鞘腫(Malignant peripheral nerve sheath tumor, MPNST)」は、「悪性末梢神経鞘腫瘍」と互換的に使用され、一般に四肢及び頭頸部に発生し、腹腔、骨盤、泌尿生殖器系などでもまれに発生する。主に神経線維腫症1型に関連しており、神経線維腫症患者のうち一生の間に悪性末梢神経鞘腫が発生する危険性は、約10%前後であることが知られており、予後が非常に不良で悪性度の高い難病の一つである。
本発明の組成物がタンパク質の発現レベルを測定するためのものである場合、タンパク質の発現レベルを測定する製剤は、前記タンパク質に特異的な抗体またはアプタマーであってもよいが、これに制限されるものではない。
本明細書で使用される用語の「抗体」とは、抗原性部位に対して指示される特異的なタンパク質分子を意味する。本発明の目的のために、抗体はマーカータンパク質に対して特異的に結合する抗体を意味し、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体及び組換え抗体をすべて含む。また、抗原-抗体結合性を有するものであれば、全体の抗体の一部も本発明の抗体に含まれ、本発明の前記タンパク質に特異的に結合するあらゆる種類の免疫グロブリン抗体が含まれる。例えば、2つの全長の軽鎖及び2つの全長の重鎖を有する完全な形態の抗体だけでなく、抗体分子の機能的断片、すなわち、抗原結合機能を有するFab、F(ab’)、F(ab’)2及びFvなどを含む。さらに、本発明の抗体には、前記タンパク質に特異的に結合できるものであれば、ヒト化抗体、キメリック抗体などの特殊抗体と組換え抗体も含まれる。
本明細書で使用される用語の「アプタマー(aptamer)」とは、試料内の検出しようとする分析物質と特異的に結合できる物質であり、それ自体で安定した三次構造を有する一本鎖核酸(DNA、RNA、または変形核酸)を意味するもので、特異的に試料内の標的タンパク質の存在を確認しうる。アプタマーの製造は、一般的なアプタマーの製造方法により、確認しようとする標的タンパク質に対して選択的かつ高い結合力を有するオリゴヌクレオチドの配列を決定して合成した後、オリゴヌクレオチドの5’末端や3’末端をアプタマーチップの官能基に結合できるように、-SH、-COOH、-OHまたはNH2に変形させることによって行われてもよいが、これに制限されるものではない。
前記表1に記載のタンパク質に特異的な抗体を含む本発明の組成物は、公知のタンパク質を感知する方法に必要な製剤をさらに含んでもよく、本組成物を用いて公知のタンパク質を感知する方法を制限なく使用し、被検体(本発明では、被検体から得られた生物学的試料)においてタンパク質の発現レベルを測定しうる。
また、本発明の組成物がmRNAの発現レベルを測定するためのものである場合、前記mRNAの発現レベルを測定する製剤は、前記mRNAに特異的に結合するプライマーセットまたはプローブであってもよいが、これに制限されるものではない。
本明細書で使用される用語の「プライマー」とは、短い遊離3末端水酸化基を有する核酸配列であって、相補的な鋳型(template)と塩基対を形成することができ、鋳型鎖コピーのための開始点として機能する短い核酸配列を意味する。プライマーは、適切な緩衝溶液及び温度で重合反応(すなわち、DNAポリメラーゼまたは逆転写酵素)のための試薬及び異なる4つのヌクレオシドトリホスフェートの存在下でDNA合成を開始しうる。
本明細書で使用される用語の「プローブ」とは、mRNAと特異的に結合できる短くは数塩基ないし長くは数百塩基に対応するRNAまたはDNAなどの核酸断片を意味し、標識(labelling)されていて特定mRNAの存在の有無を確認し得る。プローブは、オリゴヌクレオチドプローブ、単鎖DNA(single stranded DNA)プローブ、二重鎖DNA(double stranded DNA)プローブ、RNAプローブなどの形態で作製されてもよい。適切なプローブの選択及び混成化条件は、当業界で公知のものに基づいて変形してもよい。
前記「プライマー」または「プローブ」は、ホスホロアミダイト(phosphoramidite)固体支持体合成法やその他の公知の方法を用いて化学的に合成してもよい。また、プライマーまたはプローブは、mRNAとの混成化を妨げない範囲で、当技術分野で公知の方法によって様々に変形させることができる。そのような変形の例としては、メチル化、キャップ化、天然ヌクレオチドの1つ以上の同族体への置換及びヌクレオチド間の変形、例えば、荷電していない連結体(例:メチルホスホネート、ホスホトリエステル、ホスホロアミデート、カルバメートなど)または荷電した連結体(例:ホスホロチオエート、ホスホロジチオエートなど)、及び蛍光または酵素を用いた標識物質(labeling material)の結合などがある。
前記表1に記載のタンパク質のmRNAに特異的なプライマーセットまたはプローブを含む本発明の組成物は、公知のRNAを感知する方法に必要な薬剤をさらに含んでもよい。本発明の組成物を用いて公知のRNAを感知する方法を制限なく使用することにより、被検体において前記タンパク質マーカーのmRNAのレベルを測定しうる。
また、本発明において、前記タンパク質のmRNAをコードする遺伝子は、その核酸配列が遺伝子銀行に登録されているので、当業者は、前記配列に基づいてこれらの遺伝子の特定領域を特異的に増幅するアンチセンスオリゴヌクレオチド、プライマー対またはプローブをデザインできる。
前記アンチセンスオリゴヌクレオチドは、ホスホロアミダイト固体支持体法、またはその他の公知の方法を使用して化学的に合成してもよく、すべての機能的等価物を含む。また、前述した「プライマー」または「プローブ」に関する内容が同様に適用されてもよい。
前記「機能的等価物」という用語は、例えば、基準(reference)配列から1つまたはそれ以上の置換、欠失または付加、基準(reference)配列と実験(subject)配列との間の様々な機能的非類似性を生じさせない実際の効果(net effect)など、変化した突然変異配列のヌクレオチドと核酸配列をすべて意味する。通常、そのような実質的等価物である配列は、約35%(すなわち、実質的に等価な配列における各残基の置換、付加及び欠失の数字は、相応する基準配列と比較し、実質的に等価な配列における残りの全体の数字で割ったとき、約0.35以下またはそれ以下である)程度で、本明細書に列挙されたものから多様である。そのような配列は、列挙された配列と65%の配列の同一性を有する。本発明による実質的等価物である、例えば、突然変異、アミノ酸配列は、列挙されたアミノ酸配列と好ましくは、少なくとも80%の配列同一性、より好ましくは、少なくとも90%の配列同一性を有する。実質的等価物である本発明のヌクレオチド配列は、例えば、遺伝子暗号の重複(redundancy)または縮退(degeneracy)を考慮すると、より低い百分率の配列同一性を有してもよい。好ましくは、ヌクレオチド配列は、少なくとも約65%の同一性、より好ましくは、少なくとも約75%の同一性、最も好ましくは、約95%の同一性を有するべきである。本発明の目的のためには、実質的に等価な生物学的活性と実質的に等価な合成特徴を有する配列は、実質的等価物として扱われる。等価物を決定するために、成熟配列(例えば、偽(spurious)終止コドン(stop codon)を製造する突然変異による)の切断(truncation)は、無視されなければならない。
本発明の他の態様として、本発明は、本発明による前記組成物を含む悪性末梢神経鞘腫の鑑別診断用キットを提供しうる。
本発明において、前記キットは、エンドシアリン(endosialin)、SPARC-類似タンパク質1(SPARC-like protein 1)及びニュートロフィルコラゲナーゼ(neutrophil collagenase)からなる群から選ばれる少なくとも1つのタンパク質またはそのmRNAの発現が検出されるか、またはそれらの発現レベルが良性神経線維腫試料の発現レベルに比べてより高い場合、悪性末梢神経鞘腫であると決定することを指示する説明書を含んでもよい。
前記本発明のキットには、標的タンパク質をマーカーとして認識する抗体またはmRNAをマーカーとして認識するプライマーセット、プローブだけでなく、分析方法に適した1種類またはそれ以上の他の構成成分組成物、溶液または装置が含まれてもよい。
具体的な態様として、前記診断キットは、逆転写ポリメラーゼ反応を行うために必要な必須要素を含むことを特徴とする診断用キットであってもよい。逆転写ポリメラーゼ反応キットは、マーカー遺伝子に対する特異的なそれぞれのプライマーセットを含む。プライマーは、各マーカー遺伝子の核酸配列に特異的な配列を有するヌクレオチドであり、約7bp~50bpの長さ、より好ましくは、約10bp~30bpの長さである。また、対照群遺伝子の核酸配列に特異的なプライマーを含んでもよい。その他の逆転写ポリメラーゼ反応キットは、テストチューブまたは他の適切なコンテナ、反応緩衝液(pH及びマグネシウム濃度は、多様である)、デオキシヌクレオチド(dNTPs)、Taq-ポリメラーゼ及び逆転写酵素などの酵素、DNAse、RNase阻害剤DEPC-水(DEPC-water)、滅菌水などを含んでもよい。
他の具体的な態様としては、DNAチップを行うために必要な必須要素を含むことを特徴とする診断キットであってもよい。DNAチップキットは、遺伝子またはその断片に該当するcDNAまたはオリゴヌクレオチド(oligonucleotide)が付着している基板、及び蛍光標識プローブを作製するための試薬、製剤、酵素などを含んでもよい。また、基板は、対照群遺伝子またはその断片に該当するcDNAまたはオリゴヌクレオチドを含んでもよい。
本発明のさらに他の態様として、本発明は、被検体から分離した生物学的試料においてエンドシアリン(endosialin)、SPARC-類似タンパク質1(SPARC-like protein 1)及びニュートロフィルコラゲナーゼ(neutrophil collagenase)からなる群から選ばれる少なくとも1つのタンパク質またはそのmRNA発現レベルを測定する段階を含む、悪性末梢神経鞘腫の鑑別診断に必要な情報を提供する方法を提供しうる。
本発明のさらに他の態様として、本発明は、被検体から分離した生物学的試料においてエンドシアリン(endosialin)、SPARC-類似タンパク質1(SPARC-like protein 1)及びニュートロフィルコラゲナーゼ(neutrophil collagenase)からなる群から選ばれる少なくとも1つのタンパク質またはそのmRNA発現レベルを測定する段階を含む、悪性末梢神経鞘腫の鑑別診断方法を提供する。
本発明による悪性末梢神経鞘腫の鑑別診断方法は、複数のバイオマーカーを用いて発生した病変組織の他にも、体液試料(一例として、尿または血漿)を通じて神経線維腫症I型(Neurofibromatosis type I)から悪性末梢神経鞘腫(Malignant peripheral nerve sheath tumor,MPNST)に移行する場合を迅速かつ便利に診断でき、これにより悪性末梢神経鞘腫に対する即時対応が可能である。
そこで、本発明による悪性末梢神経鞘腫の鑑別診断方法は、神経線維腫症1型などの治療に効果的に使用されてもよい。
本発明において、前記方法は、エンドシアリン(endosialin)、SPARC-類似タンパク質1(SPARC-like protein 1)及びニュートロフィルコラゲナーゼ(neutrophil collagenase)からなる群から選ばれる少なくとも1つのタンパク質またはそのmRNAの発現が検出されるか、またはそれらの発現レベルが、神経線維腫症I型患者から分離した生物学的試料における発現レベルに比べてより高い場合、悪性末梢神経鞘腫であると診断する段階をさらに含んでもよい。
本発明のさらに他の態様として、本発明は、以下の段階を含む、悪性末梢神経鞘腫の治療方法を提供しうる。
(a)被検体から分離した生物学的試料においてエンドシアリン(endosialin)、SPARC-類似タンパク質1(SPARC-like protein 1)及びニュートロフィルコラゲナーゼ(neutrophil collagenase)からなる群から選ばれる少なくとも1つのタンパク質またはそのmRNA発現レベルを測定する段階、
(b)エンドシアリン(endosialin)、SPARC-類似タンパク質1(SPARC-like protein 1)及びニュートロフィルコラゲナーゼ(neutrophil collagenase)からなる群から選ばれる少なくとも1つのタンパク質またはそのmRNAの発現が検出されるか、またはそれらの発現レベルが神経線維腫症I型患者から分離した生物学的試料における発現レベルに比べてより高い場合、悪性末梢神経鞘腫であると診断する段階、及び
(c)前記(b)段階で診断された悪性末梢神経鞘腫を治療する段階。
本発明において、前記悪性末梢神経鞘腫を治療する段階は、化学療法、放射線療法、外科的手術、または生物学的療法などの方法を使用してもよい。
本発明において、前記化学療法(Chemotherapy)は、特定の疾患の治療のために化学物質を使用する行為とそのときに使用される薬物の全体を意味する。
本発明において、前記薬物は、例えば、パクリタキセル(paclitaxel)、ドキソルビシン(doxorubicin)、5-フルオロウラシル(5-fluorouracil)、シスプラチン(cisplatin)、イマチニブ(Imatinib)、カルボプラチン(carboplatin)、オキサリプラチン(oxaliplatin)、テガフール(tegafur)、イリノテカン(irinotecan)、ドセタキセル(docetaxel)、シクロホスファミド(cyclophosphamide)、セムシタビン(cemcitabine)、イホスファミド(ifosfamide)、マイトマイシンC(mitomycin C)、ビンクリスチン(vincristine)、エトポシド(etoposide)、メトトレキサート(methotrexate)、トポテカン(topotecan)、タモキシフェン(tamoxifen)、ビノレルビン(vinorelbine)、カンプトテシン(camptothecin)、ダウノルビシン(danuorubicin)、クロラムブシル(chlorambucil)、ブリオスタチン-1(bryostatin-1)、カリケアミシン(calicheamicin)、メイタンシン(mayatansine)、レバミソール(levamisole)、DNA組換えインターフェロンα-2a(DNA recombinant interferon alfa-2a)、ミトザントロン(mitoxantrone)、ニムスチン(nimustine)、インターフェロンα-2a(interferon alfa-2a)、ドキシフルリジン(doxifluridine)、フォルメスタン(formestane)、ロイプロリドアセテート(leuprolide acetate)、メゲストロールアセテート(megestrol acetate)、カルモフール(carmofur)、テニポシド(teniposide)、ブレオマイシン(bleomycin)、カルムスチン(carmustine)、ヘプタプラチン(heptaplatin)、エキセメスタン(exemestane)、アナストロゾール(anastrozole)、エストラムスチン(estramustine)、カペシタビン(capecitabine)、ゴセレリンアセテート(goserelin acetate)、ポリサッカライドカリウム(polysaccharide potassuim)、メドロキシプロゲステロンアセテート(medroxypogesterone acetate)、エピルビシン(epirubicin)、レトロゾール(letrozole)、ピラルビシン(pirarubicin)、トポテカン(topotecan)、アルトレタミン(altretamine)、トレミフェンクエン酸塩(toremifene citrate)、BCNU、タキソテール(taxotere)、アクチノマイシンD(actinomycin D)、及びそれらの合成アナログ、及び変形されるか、または同じ薬効を示す物質からなる群から選ばれる少なくとも1つの抗がん剤であってもよいが、これに制限されるものではない。
本発明において、前記薬物は、下記表2に記載のタンパク質に対する拮抗薬(antagonist)であってもよく、例えば、前記表2に記載のシグナル伝達系タンパク質の活性阻害剤であるセルメチニブ(selumetinib)、アルボシジブ(alvocidib)、プルバラノール(purvalanol)、パルボシクリブ(palbociclib)、リボシクリブ(ribociclib))、アベマシクリプ(abemaciclib)、フォスタマチニブ(fostamatinib)、ビニメチニブ(binimetinib)、ラジシコール(radicicol)、AZD-8330、ジヒドロリポ酸(dihydrolipoic acid)、アルスターパウロン(alsterpaullone)、ヒメニアルジシン(hymenialdisine)、インジルビン-3’-モノオキシム(indirubin-3’-monoxime)、オロモウシン(olomoucine)、SU9516、及び6-フェニル[5H]ピロロ[2,3-B]ピラジンからなる群から選ばれる少なくとも1つであってもよいが、これに制限されるものではない。
本発明において、前記放射線療法は、X線、ガンマ線及び中性子を含むが、これらに制限されない高エネルギー放射線を患者に当てることを意味する。このようなタイプの療法としては、外部光線療法、内部放射線療法、挿入放射線、近接療法、及び全身放射線療法が挙げられるが、これに制限されるものではない。
本発明において、前記外科的手術は、治癒、治療または診断効果を得るために個体の身体に対して手(hand)や機器とともに手の方法的作用を含むいかなる治療上または診断処置をすべて含む。
本発明において、前記生物学的療法は、生物体由来の物質や生物体を用いて生成させた物質を含有する生物学的製剤を用いて直・間接的に人体の免疫体系を用いる治療法を意味し、前記生物学的製剤は、物理的、化学的試験だけではその力価と安定性を評価できないワクチン、アレルゲン、抗原、ホルモン、サイトカイン、酵素、血液及び血漿、免疫血清、モノクローナル抗体、発酵製品、抗毒素、及び実験室診断剤などを含む。
本発明において、前記生物学的製剤は、例えば、アダリムマブ(Adalimumab)、アレムツズマブ(Alemtuzumab)、ベバシズマブ(Bevacizumab)、セツキシマブ(Cetuximab)、ダラツムマブ(Daratumumabum)、パニツムマブ(Panitumumab)、リツキシマブ(Rituximab)、トラスツズマブ(Trastuzumab)、パーツズマブ(Pertuzumab)、イピリムマブ(Ipilimumab)、ニボルマブ(Nivolumab)、ペムブロリズマブ(Pembrolizumab)、アテゾリズマブ(Atezolizumab)、デュルバルマブ(Durvalumab)、アベルマブ(Avelumab)、トシリズマブ(tocilizumab)、サリルマブ(sarilumab)、サトラリズマブ(satralizumab)、及びシルツキシマブ(siltuximab)からなる群から選ばれる少なくとも1つであってもよい。これに制限されるものではない。
本明細書で使用される用語の「検出」とは、所望の物質(本発明におけるマーカータンパク質)の存在(発現)の有無を測定及び確認すること、または所望の物質の存在レベル(発現レベル)の変化を測定及び確認することをすべて含む意味である。同じ脈絡で、前記タンパク質の発現レベルを測定することは、発現の有無を測定すること(すなわち、発現の有無を測定すること)、または前記タンパク質の質的、量的変化レベルを測定することを意味する。前記測定は、定性的方法(分析)と定量的方法の両方を含めて制限なく行われてもよい。タンパク質レベルの測定において定性的方法及び定量的方法の種類は、当業界でよく知られており、本明細書に記載の実験法がこれに含まれる。各方法別に具体的なタンパク質レベル比較方式は、当業界でよく知られている。したがって、前記目的タンパク質検出とは、前記表1に記載のタンパク質の存在有無の検出、またはタンパク質発現量の増加(上向き調節)または減少(下向き調節)を確認することを含む意味である。
また、前記用語の「鑑別診断」は、前述した意味のほか、特定の疾病または疾患に対する対象(subject)の感受性(susceptibility)を判定すること、対象が特定の疾病または疾患を現在有しているか否かを判定すること、特定の疾病または疾患にかかった対象の予後(prognosis)を判定すること、またはテラメトリクス(therametrics)(例えば、治療効能に対する情報を提供するため、オブジェクトの状態をモニタリングすること)を含む。
本発明において、前記被検体は、悪性末梢神経鞘腫が疑われる患者であってもよく、神経線維腫症1型であると診断された患者であってもよい。
本発明において、前記生物学的試料は、悪性末梢神経鞘腫の鑑別診断を行おうとする被検体から採取されたものであれば、制限なく使用されてもよく、例えば、生検などで得られた組織、細胞、血液、血漿、血清、唾液、鼻液、喀痰、関節嚢液、羊水、腹水、子宮頸部分泌物、膣分泌物、尿、脳脊髄液などの生体試料だけでなく、微細針吸引検体及び微細針洗浄液も含む。好ましくは、生物学的液体試料、例えば、血液、全血、血漿、尿、組織、細胞、器官、骨髄、微細針吸引検体、微細針洗浄液、コア針生検(core needle biopsy)検体及び唾液からなる群から選ばれる少なくとも1つで測定されてもよい。本発明は、悪性末梢神経鞘腫が発生した病変組織の他にも、体液試料(一例として、尿または血漿)を通じて診断が可能であり、診断の効用性、迅速性、便宜性及び安全性などが増加するという点で技術的意義が大きい。
前記生物学的試料は、検出または診断に使用する前に前処理してもよい。例えば、均質化(homogenization)、ろ過、蒸留、抽出、濃縮、妨害成分の不活性化、試薬の添加などを含んでもよい。前記試料は、タンパク質マーカーの探知感度を増加させるように準備できるが、例えば、患者から得られた血清試料は、アニオン交換クロマトグラフィー、親和性クロマトグラフィー、サイズ排除クロマトグラフィー(size exclusion chromatography)、液体クロマトグラフィー、連続抽出(sequential extraction)またはゲル電気泳動などの方法を用いて前処理されてもよい。
前記タンパク質発現レベルの測定は、当業界で公知のタンパク質発現測定方法によるものであれば、測定方法が特に制限されないが、例えば、ウェスタンブロット、ELISA、放射線免疫分析、放射線免疫拡散法、オクタロニー免疫拡散法(Ouchterlony immunodiffusion)、ロケット免疫電気泳動(Rocketimmunoelectrophoresis)、免疫染色法、免疫沈降分析法、補体固定分析法、質量分析法(Mass spectrometry)、FACS及びタンパク質チップからなる群から選ばれる少なくとも1つであってもよい。
前記mRNA発現レベル測定は、当業界で公知の遺伝子発現測定方法によるPCR、RNase保護分析法、ノーザンブロッティング(northern blotting)、サザンブロッティング(southern blotting)、In situ交雑法及びDNAチップからなる群から選ばれる少なくとも1つであってもよいが、これに制限されるものではない。
本明細書で使用される用語の「分析」は、好ましくは、「測定」を意味するものであってもよく、前記定性分析は、所望の物質の存在有無を測定及び確認することを意味するものであってもよく、前記定量分析は、所望の物質の存在レベル(発現レベル)または量の変化を測定及び確認することを意味するものであってもよい。本発明において分析または測定は、定性的方法と定量的方法の両方を含めて制限なく行われてもよく、好ましくは、定量的測定が行われるものであってもよい。
一方、NF-1においてMPNSTの発生メカニズムは、腫瘍内NF-1の完全消失、RAS-MAPTシグナルの過度な活性化、CDKN2A遺伝子の消失、PRC2(polycomb repressive complex 2)の構成遺伝子SUZ12とEEDの消失、腫瘍抑制遺伝子TP53の消失、PI3K-AKT-mTORシグナル系の異常亢進、EGFR(epidermal growth factor receptor)、PDGF-R(platelet-derived growth factor receptor)、VEGFR(vascular endothelial growth factor receptor)などの異常活性化が関与することが知られてきた。これに基づいてMPNSTにおいて様々な臨床研究が行われてきたが、明確な治療効果を出す研究はなかった。したがって、新しいアプローチを用いた新しい治療標的及び候補物質を探索する必要性があった。
本発明は、このような要求に応じて悪性末梢神経鞘腫(MPNST)において特異的に亢進される4種のシグナル伝達系-ILKシグナル伝達系、アクチン-サイトスケルトン(actin-cytoskeleton)シグナル伝達系、RhoGDI信号伝達系、TGF-βシグナル伝達系及びMPNSTにおいて特異的に発現または活性が増加した10種のキナーゼ-CDK4、MAP2K1、PDK3、STK10、ALPK3、PHKG1、CDK5、PNKP、CFL1、及びPACSIN3遺伝子によって発現されるキナーゼ-を発掘し、それらがMPNSTの新しい治療標的として活用できることを確認した(実施例5及び実施例7参照)。
したがって、本発明のさらに他の態様として、本発明は、TGF-βシグナル伝達系、ILKシグナル伝達系、アクチン-サイトスケルトン(actin-cytoskeleton)シグナル伝達系及びRhoGDIシグナル伝達系からなる群から選ばれる少なくとも1つのシグナル伝達系タンパク質の活性阻害剤または前記タンパク質をコードする遺伝子の発現阻害剤を有効成分として含む、悪性末梢神経鞘腫の予防または治療用薬学的組成物を提供しうる。
本発明のさらに他の態様として、本発明は、TGF-βシグナル伝達系、ILKシグナル伝達系、アクチン-サイトスケルトン(actin-cytoskeleton)シグナル伝達系及びRhoGDIシグナル伝達系からなる群から選ばれる少なくとも1つのシグナル伝達系タンパク質の活性阻害剤または前記タンパク質をコードする遺伝子の発現阻害剤を有効成分として含む、悪性末梢神経鞘腫の予防または改善用健康機能食品組成物を提供しうる。
前記「TGF-βシグナル伝達系(TGF beta signaling)タンパク質」は、TGF-βシグナル伝達に直・間接的に関与するタンパク質をすべて含む。例えば、SMAD1、SMAD2、SMAD3、SMAD5、SMAD9、Thrombospondin-1、Rock、Cdc42/RAC、PAK、LIMK、PI3K、Ras、Raf、MEK1/2、ERK1/2、JNK、P38、Cofilin、mTOR、AKTがある。
前記「ILKシグナル伝達系(Integrin-linked kinase signaling)タンパク質」は、ILKシグナル伝達に直・間接的に関与するタンパク質をすべて含む。例えば、mTOR、AKT、VEGF、NF-κGSK3β、SNAIL、AP-1、MMP9、JAK2、Cdc42/RAC、SNAI1、JNK、PI3K、AP-1、C-Jun、HIF1α、COX2、β-Cateninがある。
前記アクチン-サイトスケルトンシグナル伝達系(actin-cytoskeleton signaling)タンパク質は、アクチン-サイトスケルトンシグナル伝達に直・間接的に関与するタンパク質をすべて含む。例えば、PI3K、CaM、PKA、Rho、ROCK、Ras、Rac、Paxillin、FAK、Cofilin、Cortactin、WAVE、PIX、TIAM1、Vav、PAK1、GEF、VASP、MEKK、MEK、MLCK、MLC、LIMK、ADF、CapZ、Hsp90、Gelsolin、ADF、Filamin、Profilin、RhoGEF、Myosin、ACTN、Vinculin、ACTN、PFN、MEK1/2、ERK1/2がある。
前記「RhoGDIシグナル伝達系(Rho GDP-dissociation inhibitor signaling)タンパク質」は、RhoGDIシグナル伝達に直・間接的に関与するタンパク質をすべて含む。例えば、MKK4/7、JNK、C-Jun、PARP、ROCK1、ROCK2、Cdc42、eNOS、Tau、MLCP、MLC、CRMP2、Adducin、LIMK、PKN、BORGs、Citron、WASP、MRCK、PI3K、PAK、PAR6、PAR3がある。
本発明において、前記シグナル伝達系タンパク質は、キナーゼ(kinase)であってもよく、前記キナーゼは、下記表2に記載のタンパク質からなる群から選ばれる少なくとも1つのキナーゼであってもよいが、これに制限されるものではない。
本発明において、下記表2のキナーゼは、「CDK4」、「STLK10」及び「PHKG1」は、ILKシグナル伝達系、「CDK5」は、アクチン-サイトスケルトン(actin-cytoskeleton)シグナル伝達系及びRhoGDIシグナル伝達系、「MAP2K1」及び「CFL1」は、アクチン-サイトスケルトン(actin-cytoskeleton)シグナル伝達系及びTGF-β信号伝達系、「ALPK3」は、Heart development、PNKPは、DNA damage & repair、「PDK3」は、Pyruvate metabolism、citric acid(TCA)cycle、「PACSIN3」は、アクチン-サイトスケルトン(actin-cytoskeleton)シグナル伝達系に属してもよいが、これに制限されるものではない。
本発明では、前記表2に記載のタンパク質が(p-MEKを含む)MPNSTにおいて特異的に上向き調節されていることを確認したところ、これらの抑制可能な物質、例えば、前記タンパク質に対する拮抗薬(antagonist)は、MPNST治療剤として使用されてもよい。
本発明において、前記タンパク質の活性阻害剤は、前記タンパク質に特異的に結合するペプチド、抗体、アプタマー及び化合物からなる群から選ばれる少なくとも1つであってもよいが、これに制限されるものではない。
本明細書で使用される用語の「抗体」と「アプタマー」の定義は、前述のとおりである。
本発明において、前記シグナル伝達系タンパク質の活性阻害剤は、セルメチニブ(selumetinib)、アルボシジブ(alvocidib)、プルバラノール(purvalanol)、パルボシクリブ(palbociclib)、リボシクリブ(ribociclib)、アベマシクリプ(abemaciclib)、フォスタマチニブ(fostamatinib)、ビニメチニブ(binimetinib)、ラジシコール(radicicol)、AZD-8330、ジヒドロリポ酸(dihydrolipoic acid)、アルスターパウロン(alsterpaullone)、ヒメニアルジシン(hymenialdisine)、インジルビン-3’-モノオキシム(indirubin-3’-monoxime)、オロモウシン(olomoucine)、SU9516、及び6-フェニル[5H]ピロロ[2,3-B]ピラジンからなる群から選ばれる少なくとも1つであってもよいが、これに制限されるものではない。
本発明において、前記遺伝子の発現阻害剤は、前記遺伝子のmRNAに相補的に結合するmiRNA、siRNA、shRNA、リボザイム(ribozyme)、DNAzyme、PNA(peptide nucleic acid)及びアンチセンスオリゴヌクレオチドからなる群から選ばれる少なくとも1つであってもよいが、これに制限されるものではない。
本明細書で使用される用語の「アンチセンスオリゴヌクレオチド」は、ターゲットとするmRNA、特にmRNAのシード(seed)配列に対する相補的な配列を有しており、mRNAと二量体(duplex)を形成することができる核酸-基盤分子を包括する。したがって、本明細書で用語の「アンチセンスオリゴヌクレオチド」は、「相補的核酸-基盤阻害剤」と記載されてもよい。
本明細書でアンチセンスオリゴヌクレオチドを言及しながら使用される用語の「相補的」とは、所定の混成化またはアニーリング(annealing)条件、好ましくは、生理学的条件下でアンチセンスオリゴヌクレオチドが前記mRNAターゲットに選択的に混成化するほど十分に相補的であることを意味し、実質的に相補的(substantially complementary)及び完全に相補的(perfectly complementary)であることをすべて包含する意味を有し、好ましくは、完全に相補的であることを意味する。
本発明においてアンチセンスオリゴヌクレオチドは、様々な分子を含む。アンチセンスオリゴヌクレオチドは、DNAまたはRNA分子であり、より好ましくは、RNA分子である。選択的に、本発明で用いられるアンチセンスオリゴヌクレオチドは、リボヌクレオチド(RNA)、デオキシリボヌクレオチド(DNA)、2’-O-修飾オリゴヌクレオチド、ホスホロチオエート-バックボーンデオキシリボヌクレオチド、PNA(peptide nucleic acid)またはLNA(locked nucleic acid)である。2’-O-修飾オリゴヌクレオチドは、例えば、2’-O-アルキルオリゴヌクレオチド、2’-O-C1-3アルキルオリゴヌクレオチドまたは2’-O-C1-3メチルオリゴヌクレオチドなどであってもよい。
本明細書で使用される用語の「miRNA、siRNA及びshRNA」は、RNA妨害または遺伝子サイレンシング(silencing)を媒介するために主に目的遺伝子から転写されたmRNAに結合し、前記mRNAの解毒を阻害する核酸分子を意味する。前記miRNA、siRNA及びshRNAは、標的遺伝子の発現を解毒レベルで抑制できるため、効率的な遺伝子ノックダウン(knockdown)法または遺伝子治療法に使用されてもよい。
本明細書で使用される用語の「リボザイム」とは、標的RNA分子内の特定のヌクレオチド配列を認識して部位特異的に切断させることにより、標的遺伝子のタンパク質発現を抑制し得る。
本明細書で使用される用語の「PNA」とは、核酸模倣体、例えば、DNA模倣体を意味し、ここで、デオキシリボースホスフェイトバックボーンは、シュードペプチドバックボーンに置き換えられ、ただ、もともと4つのヌクレオ塩基が保持される。PNAの中性のバックボーンは、低いイオン性強度の条件下でDNA及びRNAに特異的なハイブリッドを提供することが知られており、転写または翻訳抑制を誘導するか、または複製を阻抑制して遺伝子発現の配列-特異的調節に対するアンチセンスまたは抗原製剤として使用されてもよい。
一方、本発明の組成物内の前記シグナル伝達系タンパク質の活性阻害剤または前記タンパク質をコードする遺伝子の発現阻害剤の含量は、疾患の症状、症状の進行度、患者の状態などに応じて適切に調節可能であり、例えば、全組成物重量を基準として0.0001~99.9重量%、または0.001~50重量%であってもよいが、これに限定されるものではない。前記含量比は、溶媒を除去した乾燥量を基準とした値である。
本発明による薬学的組成物は、薬学的組成物の製造に通常使用される適切な担体、賦形剤及び希釈剤をさらに含んでもよい。前記賦形剤は、例えば、希釈剤、結合剤、崩壊剤、滑沢剤、吸着剤、保湿剤、フィルムコーティング物質、及び制御放出添加剤からなる群から選ばれる少なくとも一つであってもよい。
本発明による薬学的組成物は、それぞれ通常の方法により散剤、顆粒剤、徐放性顆粒剤、腸溶性顆粒剤、液剤、点眼剤、エルシリック剤、乳剤、懸濁液剤、酒精剤、トローチ剤、芳香水剤、リモナーデ剤、錠剤、徐放性錠剤、腸溶性錠剤、舌下錠、硬質カプセル剤、軟質カプセル剤、徐放性カプセル剤、腸溶性カプセル剤、丸剤、チンキ剤、軟調エキス剤、乾燥エキス剤、流動エキス剤、注射剤、カプセル剤、灌流液、硬膏剤、ローション剤、パスタ剤、噴霧剤、吸入剤、パッチ剤、滅菌注射液、またはエアロゾルなどの外用剤などの形態で剤形化して使用されてもよく、前記外用剤は、クリーム、ジェル、パッチ、噴霧剤、軟膏剤、硬膏剤、ローション剤、リニメント剤、パスタ剤またはカタプラズマ剤などの剤形を有してもよい。
本発明による薬学的組成物に含まれてもよい担体、賦形剤及び希釈剤としては、ラクトース、デキストロース、スクロース、オリゴ糖、ソルビトール、マンニトール、キシリトール、エリスリトール、マルチトール、デンプン、アカシアゴム、アルギネート、ゼラチン、カルシウムホスフェイト、カルシウムシリケート、セルロース、メチルセルロース、非晶質セルロース、ポリビニルピロリドン、水、メチルヒドロキシベンゾエート、プロピルヒドロキシベンゾエート、タルク、マグネシウムステアレート及び鉱物油が挙げられる。
製剤化する場合は、通常、使用する充填剤、増量剤、結合剤、湿潤剤、崩壊剤、界面活性剤などの希釈剤または賦形剤を使用して調製される。
本発明による錠剤、散剤、顆粒剤、カプセル剤、丸剤、トローチ剤の添加剤として、トウモロコシデンプン、ジャガイモデンプン、小麦デンプン、乳糖、白糖、ブドウ糖、果糖、D-マンニトール、沈降炭酸カルシウム、合成ケイ酸アルミニウム、リン酸一水素カルシウム、硫酸カルシウム、塩化ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、精製ラノリン、微結晶セルロース、デキストリン、アルギン酸ナトリウム、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム、カオリン、尿素、コロイド状シリカゲル、ヒドロキシプロピルスターチ、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)1928、HPMC2208、HPMC2906、HPMC2910、プロピレングリコール、カゼイン、乳酸カルシウム、プリモゼルなどの賦形剤、ゼラチン、アラビアゴム、エタノール、寒天粉、酢酸フタル酸セルロース、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースカルシウム、ブドウ糖、精製水、カゼインナトリウム、グリセリン、ステアリン酸、カルボキシメチルセルロースナトリウム、メチルセルロースナトリウム、メチルセルロース、微結晶セルロース、デキストリン、ヒドロキシセルロース、ヒドロキシプロピルスターチ、ヒドロキシメチルセルロース、精製シェラック、デンプン糊、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドンなどの結合剤が使用されてもよく、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、トウモロコシデンプン、寒天粉、メチルセルロース、ベントナイト、ヒドロキシプロピルスターチ、カルボキシメチルセルロースナトリウム、アルギン酸ナトリウム、カルボキシメチルセルロースカルシウム、クエン酸カルシウム、ラウリル硫酸ナトリウム、無水ケイ酸、1-ヒドロキシプロピルセルロース、デキストラン、イオン交換樹脂、酢酸ポリビニル、ホルムアルデヒド処理カゼイン及びゼラチン、アルギン酸、アミロース、グアルゴム(Guar gum)、重曹、ポリビニルピロリドン、リン酸カルシウム、ゲル化澱粉、アラビアゴム、アミロペクチン、ペクチン、ポリリン酸ナトリウム、エチルセルロース、白糖、ケイ酸マグネシウムアルミニウム、D-ソルビトール液、硬質無水ケイ酸などの崩壊剤、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸、水素化植物油(Hydrogenated vegetable oil)、タルク、石松子、カオリン、ワセリン、ステアリン酸ナトリウム、カカオ脂、サリチル酸ナトリウム、サリチル酸マグネシウム、ポリチレングリコール(PEG)4000、PEG6000、流動パラフィン、水素添加大豆油(Lubri wax)、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸亜鉛、ラウリル硫酸ナトリウム、酸化マグネシウム、マクロゴール(Macrogol)、合成ケイ酸アルミニウム、無水ケイ酸、高級脂肪酸、高級アルコール、シリコーン油、パラフィン油、ポリエチレングリコール脂肪酸エーテル、デンプン、塩化ナトリウム、酢酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、dl-ロイシン、硬質無水ケイ酸などの滑沢剤が使用されてもよい。
本発明による液剤の添加剤としては、水、希塩酸、希硫酸、クエン酸ナトリウム、モノステアリン酸スクロース類、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル類(ツインエステル)、ポリオキシエチレンモノアルキルエーテル類、ラノリンエーテル類、ラノリンエステル類、酢酸、塩酸、アンモニア水、炭酸アンモニウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、プロルアミン、ポリビニルピロリドン、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウムなどが使用されてもよい。
本発明によるシロップ剤には白糖の溶液、他の糖類または甘味剤などが使用されてもよく、必要に応じて芳香剤、着色剤、保存剤、安定剤、懸濁化剤、乳化剤、粘稠剤などが使用されてもよい。
本発明の乳剤には精製水が使用されてもよく、必要に応じて乳化剤、保存剤、安定剤、芳香剤などが使用されてもよい。
本発明による懸濁剤には、アカシア、トラガカンタ、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム、微結晶セルロース、アルギン酸ナトリウム、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)、HPMC1828、HPMC2906、HPMC2910など懸濁化剤が使用されてもよく、必要に応じて界面活性剤、保存剤、安定剤、着色剤、芳香剤が使用されてもよい。
本発明による注射剤には、注射用蒸留水、0.9%塩化ナトリウム注射液、リンゲル注射液、デキストロース注射液、デキストロース+塩化ナトリウム注射液、ピーイージー(PEG)、ラクトリンゲル注射液、エタノール、プロピレングリコール、不揮発性油-ごま油、綿実油、落花生油、大豆油、トウモロコシ油、オレイン酸エチル、ミリスチン酸イソプロピル、安息香酸ベンゼンなどの溶剤、安息香酸ナトリウム、サリチル酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、尿素、ウレタン、モノエチルアセトアミド、ブタゾリジン、プロピレングリコール、ツイン類、ニジョンチン酸アミド、ヘキサミン、ジメチルアセトアミドなどの溶解補助剤、弱酸及びその塩(酢酸と酢酸ナトリウム)、弱塩基及びその塩(アンモニア及び酢酸アンモニウム)、有機化合物、タンパク質、アルブミン、ペプトン、ガム類などの緩衝剤、塩化ナトリウムなどの等張化剤、亜硫酸水素ナトリウム(NaHSO3)二酸化炭素ガス、メタ重亜硫酸ナトリウム(Na2S2O5)、亜硫酸ナトリウム(Na2SO3)、窒素ガス(N2)、エチレンジアミンテトラ酢酸などの安定剤、ソジウムビスルフィド0.1%、ソジウムホルムアルデヒドスルホキシレート、チオウレア、エチレンジアミンテトラ酢酸ジナトリウム、アセトンソジウムビスルファイトなどの硫酸化剤、ベンジルアルコール、クロロブタノール、塩酸プロカイン、ブドウ糖、グルコン酸カルシウムなどの無痛化剤、CMCナトリウム、アルギン酸ナトリウム、ツイン80、モノステアリン酸アルミニウムなどの懸濁化剤を含んでもよい。
本発明による坐剤には、カカオ脂、ラノリン、ウイテプゾール、ポリエチレングリコール、グリセロゼラチン、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ステアリン酸とオレイン酸の混合物、スバナル(Subanal)、綿実油、落花生油、ヤシ油、カカオバター+コレステロール、レシチン、ラネットワックス、モノステアリン酸グリセロール、ツインまたはスパン、イムハウゼン(Imhausen)、モノレン(モノステアリン酸プロピレングリコール)、グリセリン、アデプスソリダス(Adeps solidus)、ブチラムテゴ-G(Buytyrum Tego-G)、セベスパマ16(Cebes Pharma 16)、ヘキサライドベース95、コトマ(Cotomar)、ヒドロコートSP、S-70-XXA、S-70-XX75(S-70-XX95)、ヒドロコート(Hydrokote)25、ヒドロコート711、イドロポスタール(Idropostal)、マサエストラリウム(Massa estrarium、A、AS、B、C、D、E、I、T)、マサ-MF、マスポール、マスポール-15、ネオスポスタル-エン、パラマウンド-B、スポシロ(OSI、OSIX、A、B、C、D、H、L)、坐剤基剤IVタイプ(AB、B、A、BC、BBG、E、BGF、C、D、299)、スポスタル(N、Es)、ウェコビ(W、R、S、M、Fs)、テゼスタートリグリセリド基剤(TG-95、MA、57)などの基剤が使用されてもよい。
経口投与用固形製剤には、錠剤、丸剤、散剤、顆粒剤、カプセル剤などが含まれ、このような固形製剤は、前記抽出物に少なくとも一つ以上の賦形剤、例えば、デンプン、カルシウムカーボネート(calcium carbonate)、スクロース(sucrose)またはラクトース(lactose)、ゼラチンなどを混合して調製される。また、単純な賦形剤の他に、マグネシウムスチレートタルクなどの潤滑剤も使用される。
経口投与用液状製剤としては、懸濁剤、内容液剤、乳剤、シロップ剤などが該当するが、よく使用される単純希釈剤である水、リキドパラフィンの他に様々な賦形剤、例えば、湿潤剤、甘味剤、芳香剤、保存剤などが含まれてもよい。非経口投与用製剤には、滅菌水溶液、非水性溶剤、懸濁剤、乳剤、凍結乾燥製剤、坐剤が含まれる。非水性溶剤、懸濁溶剤としては、プロピレングリコール(propylene glycol)、ポリエチレングリコール、オリーブ油などの植物油、エチルオレートなどの注射可能なエステルなどが使用されてもよい。
本発明による薬学的組成物は、薬学的に有効な量で投与する。本発明において、「薬学的に有効な量」とは、医学的治療に適用可能な合理的な受恵/リスク比で疾患を治療するのに十分な量を意味し、有効用量レベルは、患者疾患の種類、重症度、薬物の活性、薬物に対する敏感度、投与時間、投与経路及び排出比率、治療期間、同時に使用される薬物を含む要素及びその他の医学分野においてよく知られている要素によって決定されてもよい。
本発明による薬学的組成物は、個別治療剤として投与するか、または他の治療剤と併用して投与されてもよく、従来の治療剤とは順次的または同時に投与されてもよく、単一または多重投与されてもよい。前記要素をすべて考慮し、副作用なしに最小限の量で最大の効果が得られる量を投与することが重要であり、これは本発明が属する技術分野において通常の技術者によって容易に決定されてもよい。
本発明の薬学的組成物は、個体に様々な経路で投与されてもよい。投与のすべての方式は、予想できるが、例えば、経口服用、皮下注射、腹腔投与、静脈注射、筋肉注射、脊髄周囲空間(硬膜内)注射、舌下投与、頬粘膜投与、直腸内挿入、膣内挿入、眼球投与、耳投与、鼻腔投与、吸入、口または鼻を通じての噴霧、皮膚投与、経皮投与などによって投与されてもよい。
本発明の薬学的組成物は、治療する疾患、投与経路、患者の年齢、性別、体重及び疾患の重症度などの様々な関連因子とともに、活性成分である薬物の種類によって決定される。
本発明において、「個体」とは、疾患の治療を必要とする対象を意味し、より具体的には、ヒトまたは非-ヒトの霊長類、マウス(mouse)、ラット(rat)、イヌ、ネコ、ウマ、及びウシなどの哺乳類を意味する。
本発明において「投与」とは、任意の適切な方法で個体に所定の本発明の組成物を提供することを意味する。
本発明において、「予防」とは、所望の疾患の発症を抑制するか、または遅延させるすべての行為を意味し、「治療」とは、本発明による薬学的組成物の投与により所望の疾患とそれによる代謝異常の症状が好転するか、または有利に変更されるすべての行為を意味する。
本明細書で使用される用語の「健康機能食品」とは、健康機能食品に関する法律第6727号による人体に有用な機能性を有する原料や成分を使用して製造及び加工した食品をいい、人体の構造及び機能について栄養素を調節するか、または生理学的作用などの健康用途に有用な効果を得る目的で摂取することを意味する。本発明の健康機能食品は、通常の食品添加物を含んでもよく、食品添加物としての適合可否は、他に規定のない限り、食品医薬品安全処が承認した食品添加物公典の総則及び一般試験法などにより当該品目に関する規格及び基準により判定する。
本発明のさらに他の態様として、本発明は、(a)分離された細胞または組織に候補物質を接触させる段階、(b)前記細胞または組織においてTGF-βシグナル伝達系、ILKシグナル伝達系、アクチン-サイトスケルトン(actin-cytoskeleton)シグナル伝達系及びRhoGDIシグナル伝達系からなる群から選ばれる少なくとも1つのシグナル伝達系タンパク質の活性または前記タンパク質をコードする遺伝子の発現レベルを測定する段階、及び(c)前記候補物質と接触した細胞または組織において前記タンパク質の活性または前記タンパク質をコードする遺伝子の発現レベルが候補物質接触前のレベルに比べて減少する場合、前記候補物質を悪性末梢神経鞘腫の予防、改善または治療用物質であると判定する段階を含む悪性末梢神経鞘腫の予防、改善または治療用物質のスクリーニング方法を提供しうる。
本発明において、前記候補物質は、低分子量化合物、高分子量化合物、微生物培養液または抽出物、天然物抽出物、核酸、タンパク質、糖、及び脂質などを含んでもよいが、これに制限されず、TGF-β信号伝達系、ILKシグナル伝達系、アクチン-サイトスケルトン(actin-cytoskeleton)シグナル伝達系、及びRhoGDIシグナル伝達系からなる群から選ばれる少なくとも1つのシグナル伝達系タンパク質の活性または前記タンパク質をコードする遺伝子の発現レベルを減少させることができる物質であれば、すべて含んでもよい。
前記核酸は、microRNA、siRNA、shRNA、アンチセンスRNA、アプタマー(aptamer)、LNA(locked nucleic acid)、PNA(peptide nucleic acid)、及びモルホリノ(morpholino)からなる群から選ばれるものであってもよいが、これに制限されるものではない。
本発明において、前記シグナル伝達系タンパク質は、キナーゼ(kinase)であってもよく、前記キナーゼは、CDK4、STK10、CDK5、MAP2K1、ALPK3、PNKP、PDK3、PHKG1、CFL1、及びPACSIN3からなる群から選ばれる少なくとも1つの遺伝子によってコードされるキナーゼであってもよいが、これに制限されるものではない。
本発明において、前記分離された細胞または組織は、神経細胞または神経組織であってもよいが、これに制限されるものではない。
本発明で使用される用語は、本発明における機能を考慮しながら、可能な限り現在広く使用されている一般的な用語を選択したが、これは当分野に従事している技術者の意図や判例、新技術の出現などによって変わり得る。また、特定の場合は出願人が任意に選定した用語もあり、この場合、該当する発明の説明部分で詳細にその意味を記載する。したがって、本発明で使用される用語は、単なる用語の名称ではなく、その用語が有する意味と本発明の全般にわたる内容に基づいて定義されるべきである。
本発明の明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とするとき、これは特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除外するのではなく、他の構成要素をさらに含んでもよいことを意味する。本発明の明細書の全体で使用される程度の用語の「約」、「実質的に」などは、言及された意味に固有の製造及び物質許容誤差が提示されるとき、その数値またはその数値に近い意味として使用され、本発明の理解を助けるために正確かつ絶対的な数値が言及された開示内容を非良心的な侵害者が不当に利用することを防止するために使用される。
本発明の明細書全体において、マルクーシュ形式の表現に含まれる「これらの組み合わせ」という用語は、マルクーシュ形式の表現に記載された構成要素からなる群から選ばれる1つ以上の混合または組み合わせを意味するもので、前記構成要素からなる群から選ばれる一つ以上を含むことを意味する。
以下、本発明の理解を助けるために好ましい実施例を提示する。しかし、下記の実施例は本発明をより容易に理解するために提供されるものであり、下記の実施例によって本発明の内容が限定されるものではない。
[実施例]
実施例1.試料準備及びプロテオーム分析
1.1.試料準備
神経線維腫症1型と診断された5人の患者から悪性末梢神経鞘腫(MPNST)組織が得られ、対照群としては5人の患者から得られた良性神経線維腫組織を使用した。MPNST患者に対する情報を以下の表3に示した。
実施例1.試料準備及びプロテオーム分析
1.1.試料準備
神経線維腫症1型と診断された5人の患者から悪性末梢神経鞘腫(MPNST)組織が得られ、対照群としては5人の患者から得られた良性神経線維腫組織を使用した。MPNST患者に対する情報を以下の表3に示した。
得られた組織試料は、ホルマリンで固定した後、パラフィンで包埋した。プロテオーム分離のために、図1a及び図1bのフローチャートに示されるように、前記FFPE(formalin-fixed paraffin-embedded)組織スライドをカミソリで分離してチューブに入れ、200μlのヘプタン(heptane)で1時間25℃で脱パラフィン化した。次に、試料の破砕、抽出及び均質化のために、AFA(adaptive focused acoustics)超音波粉砕機を使用して5%SDS、50mM Triethylammonium biocarbonate buffer 100ulを加えた後、試料を溶解(lysis)した。その後、Trypsin/LysC proteaseを用いて試料を消化(digestion)させてpeptideを製造した後、LC-MSを用いてプロテオームを分析した。
1.2.プロテオーム分析
プロテオーム分析は、LC-MSを用いて行った。質量分析(Mass spectrometry,以下、「MS」という)装備は、Q-Exactive Plus BioPharm version(ThermoFisher,米国)を、液体クロマトグラフィー(liquid chromatography,以下、「LC」という)は、UltiMateTM3000 RSLCnano System(ThermoFisher,米国)を使用した。試料は、5.0μlずつ自動試料注入装置を用いて注入し、250nl/minの流速でNanoLCと連動したイオントラップ質量分析器(ion trap mass spectrometer)で分析を行った。
プロテオーム分析は、LC-MSを用いて行った。質量分析(Mass spectrometry,以下、「MS」という)装備は、Q-Exactive Plus BioPharm version(ThermoFisher,米国)を、液体クロマトグラフィー(liquid chromatography,以下、「LC」という)は、UltiMateTM3000 RSLCnano System(ThermoFisher,米国)を使用した。試料は、5.0μlずつ自動試料注入装置を用いて注入し、250nl/minの流速でNanoLCと連動したイオントラップ質量分析器(ion trap mass spectrometer)で分析を行った。
LCに使用したカラムは、内径75μm、外径360μmの溶融シリカ毛細管カラム(fused silica capillary column)C18を使用した。試料は200分間、250nl/minの流速で分析し、濃度勾配は5%ソリューションBから50%ソリューションB(80%acetonitrile、0.1%formic acid、5%DMSO)に90分間分離した。
MSのためのパラメータは、MS1解像度(resolution)70000、MS1最大充電時間(maximum fill time)20msec、DDA(data dependent acquisition)法(上位10)を使用し、MS2解像度17500、MS2最大充電時間100msec、AGC(auto gain control)1e6で行った。
実施例2.プロテオームデータの分析及びそれによる悪性末梢神経鞘腫(MPNST)特異的タンパク質の同定
前記実施例1で得られた悪性末梢神経鞘腫(MPNST)及び良性神経線維腫(NF)組織試料に対するプロテオームデータ分析を行った。
前記実施例1で得られた悪性末梢神経鞘腫(MPNST)及び良性神経線維腫(NF)組織試料に対するプロテオームデータ分析を行った。
まず、図2に示すように、それぞれrawデータをプロテオームディスカバリー2.2ソフトウェア(Thermo,米国)を使用した。Uniprotで提供するヒトプロテオームreference databaseを用いて、ラベルフリー定量(Label free quantitation)アルゴリズムでタンパク質の定性情報と定量情報を抽出した。定性分析のためにpeptide search条件のうち、fixed modification条件は、cysteineにcarbamidomethylationを使用し、variable modification条件としてn-terminal acetylationとmethionine oxidationを適用した。precursorイオンの初期質量誤差は、10ppmであり、fragmentイオンに対する質量誤差は、20ppmに調整し、peptideをタンパク質でmappingするとき、unique peptideとrazor peptideをすべて使用した。ラベルフリー定量のために、unique peptideの peak intensityを用いた。
その結果、図3に示すように、各試料から得られたタンパク質定量値分布が均一であることを確認した。
また、前記試料のプロテオーム定量情報を用いて主成分分析(Principal component analysis,PCA)を行った。その結果、図4に示すように、MPNSTとNFの2つのグループ間のプロテオームの定量、定性的な差によって2つのグループを区別できることを確認した。より具体的には、図4の右グラフを参照すると、良性NF組織では3,483個のタンパク質が、MPNST組織では3,601個のタンパク質が同定され、良性NF組織では同定されなかったが、MPNST組織のみで同定されたタンパク質は141個、逆の場合は23個となった。
実施例3.悪性末梢神経鞘腫(MPNST)において発現が増加したタンパク質の導出
ボルケーノプロット(volcano plot)分析を用いたプロテオームの定量的分析を通じて図5aに示すように良性NFに比べてMPNSTにおいて10倍以上発現増加が現れ、細胞外エクソソーム(extracellular exosome)において主に発現されるタンパク質を調査した(赤色のボックスで表示)。エクソソームに排出されるタンパク質は血液や尿から検出されることがあるので、診断のための検体採取に有利であるからである。
ボルケーノプロット(volcano plot)分析を用いたプロテオームの定量的分析を通じて図5aに示すように良性NFに比べてMPNSTにおいて10倍以上発現増加が現れ、細胞外エクソソーム(extracellular exosome)において主に発現されるタンパク質を調査した(赤色のボックスで表示)。エクソソームに排出されるタンパク質は血液や尿から検出されることがあるので、診断のための検体採取に有利であるからである。
その結果、図5aの右側に示すように、CD248、DNAJB4、POTEE、SPARCL1、TBC1D4など24種のタンパク質が選別された。
また、図5bに示すように、細胞外基質を分解するタンパク質(タンパク性細胞外基質;proteinaceous extracellular matrix)を調査した(赤色のボックスで表示)。細胞外基質で発現されるタンパク質も血液や尿から検出されることがあるためである。また、基質分解は、がん細胞の周辺組織に浸透時に発生する現象であるため、細胞の悪性化に基づくタンパク質である。
その結果、図5bの右側に示すように、CD248、SPARCL1、CILP2、MMP8、SPON1タンパク質が選別された。
比較例1.悪性末梢神経鞘腫(MPNST)と良性神経線維腫(NF)においてS-100タンパク質の発現様相の調査
従来、良性NFとMPNSTの区別に重要な病理学的指標として使用されてきたS-100タンパク質の発現様相を調査した。
従来、良性NFとMPNSTの区別に重要な病理学的指標として使用されてきたS-100タンパク質の発現様相を調査した。
合計9つのS-100同型タンパク質(isoform)を調査したところ、図6a~6iに示すように、個々の患者に応じて良性NFとMPNST間の発現様相に差が示された。これらの結果は、S-100タンパク質の良性NFとMPNSTの区分のための特異的マーカーとしての限界点が明確になったものである。
また、良性NFとMPNSTを区別するさらに他の指標としてビメンチン(vimentin)を調査したところ、良性NFとMPNST間の発現様相の差は見られなかった。
前記結果をまとめると、従来使用されているマーカーであるS-100及びビメンチンは、MPNST特異的バイオマーカーとして臨床に適用するには明確な限界を有することを示唆する。
実施例4.悪性末梢神経鞘腫(MPNST)の診断的マーカー選定
4.1.エンドシアリン(CD248)
CD248遺伝子がコードするタンパク質であるエンドシアリン(endosialin)は、腫瘍の血管再生に関与する分子で、細胞外基質に分泌され、エクソソームからも発見される。
4.1.エンドシアリン(CD248)
CD248遺伝子がコードするタンパク質であるエンドシアリン(endosialin)は、腫瘍の血管再生に関与する分子で、細胞外基質に分泌され、エクソソームからも発見される。
図7から確認できるように、エンドシアリンは、5人の患者から得られたすべてのMPNST組織において特異的に見出された。特にエンドシアリンは、エクソソームから発見されるので、血液及び尿試料から検出できると予想されるという点で、MPNST診断マーカーとしての活用度が高いものと期待される。
4.2.SPARC-類似タンパク質1(SPARCL1)
SPARCL1遺伝子によってコードされるSPARC-類似タンパク質1は、主に細胞外に分泌され、カルシウム、細胞外基質、コラゲンなどに結合するタンパク質である。
SPARCL1遺伝子によってコードされるSPARC-類似タンパク質1は、主に細胞外に分泌され、カルシウム、細胞外基質、コラゲンなどに結合するタンパク質である。
図8に示すように、SPARC-類似タンパク質1は、良性NFでは検出されず、MPNSTで特異的に発現されることを確認した。このタンパク質も細胞外で発見され、エクソソームにも存在するため、血液及び尿試料から検出できるものと予想され、したがって、MPNST診断マーカーとしての利用率が高いものと予想される。
4.3.ニュートロフィルコラゲナーゼ(MMP8)
MMP8遺伝子によってコードされるニュートロフィルコラゲナーゼ(neutrophil collagenase)は、細胞外基質を分解するプロテアーゼ(protease)であり、がんの転移及び様々な炎症反応に関与することが知られている。
MMP8遺伝子によってコードされるニュートロフィルコラゲナーゼ(neutrophil collagenase)は、細胞外基質を分解するプロテアーゼ(protease)であり、がんの転移及び様々な炎症反応に関与することが知られている。
図9に示すように、ニュートロフィルコラゲナーゼは、5人の患者から得られたすべてのMPNST組織において特異的に発現されることを確認した。特に、ニュートロフィルコラゲナーゼは細胞外基質に分泌されるため、血液及び尿試料から検出できるものと予想されるという点で、MPNST診断マーカーとしての利用率が高いものと期待される。
実施例5.悪性末梢神経鞘腫(MPNST)の新しい治療標的の発掘
5.1.階層型クラスター分析(hierarchical cluster analysis)
MPNSTにおいて特異的に発現が増加するプロテオームを階層型クラスター分析を通じて2つのクラスター(cluster)に区分した。より具体的には、図10aに示すように、2つのグループで同定された合計3,624個のタンパク質のうち、各グループあたり80%以上の試料から同定されたタンパク質3,455個を抽出し、2つのグループについてStudent’s T testを行ってBenjamini-Hochberg FDR<0.01を満たす292個のタンパク質を選別した。当該タンパク質の定量情報に対するZ scoreを算出し、K-means clustering分析を行った結果、2つのクラスターが形成されることを確認した。各クラスターに該当するタンパク質は、g:Profiler(https://biit.cs.ut.ee/gprofiler/)を行い、Biological process,Cellular compartment及びMolecular functionを調査した。
5.1.階層型クラスター分析(hierarchical cluster analysis)
MPNSTにおいて特異的に発現が増加するプロテオームを階層型クラスター分析を通じて2つのクラスター(cluster)に区分した。より具体的には、図10aに示すように、2つのグループで同定された合計3,624個のタンパク質のうち、各グループあたり80%以上の試料から同定されたタンパク質3,455個を抽出し、2つのグループについてStudent’s T testを行ってBenjamini-Hochberg FDR<0.01を満たす292個のタンパク質を選別した。当該タンパク質の定量情報に対するZ scoreを算出し、K-means clustering分析を行った結果、2つのクラスターが形成されることを確認した。各クラスターに該当するタンパク質は、g:Profiler(https://biit.cs.ut.ee/gprofiler/)を行い、Biological process,Cellular compartment及びMolecular functionを調査した。
図10bを参照すると、クラスター1はMPNSTで発現が増加したタンパク質であり、機能的アクチン(actin)、筋骨格系タンパク質のように細胞外基質に結合して機能するタンパク質が発見された。
図10cを参照すると、クラスター2は、MPNSTで発現が減少したタンパク質であり、主に細胞外基質に分泌されるか、またはエクソソームに存在するタンパク質が発見された。
5.2.GO分析及びIPA(ingenuity pathway analysis)による標的シグナル伝達系の発掘
144種のMPNST特異的タンパク質についてGene ontology分析及びQIAGEN Ingenuity Pathway Analysisを行い、MPNSTで特異的に発現が変化するタンパク質が関与するpathwayを確認した。144種のMPNST特異的タンパク質accession numberをShynyGO及びIPA serverに入力し、144種のMPNST特異的タンパク質に関連するBiological process,Cellular compartment及びMolecular functionを調査した。
144種のMPNST特異的タンパク質についてGene ontology分析及びQIAGEN Ingenuity Pathway Analysisを行い、MPNSTで特異的に発現が変化するタンパク質が関与するpathwayを確認した。144種のMPNST特異的タンパク質accession numberをShynyGO及びIPA serverに入力し、144種のMPNST特異的タンパク質に関連するBiological process,Cellular compartment及びMolecular functionを調査した。
その結果、図11及び図12に示すように、ILKシグナル伝達系、actin-cytoskeletonシグナル伝達系及びRhoGDI信号伝達系がMPNSTで特異的に亢進されることを確認した。また、前記シグナル伝達系の上位シグナル伝達を類推してみると、TGF-βの亢進が基底であるものと予測された。
5.3.新しい治療標的としてのキナーゼ(kinase)の発掘
前記実施例5.2で発掘したシグナル伝達系に関連してMPNSTで特異的に発現または活性が増加したキナーゼは治療標的として活用されてもよい。そこで、本発明者らはMPNSTで増加しているキナーゼを発掘した。
前記実施例5.2で発掘したシグナル伝達系に関連してMPNSTで特異的に発現または活性が増加したキナーゼは治療標的として活用されてもよい。そこで、本発明者らはMPNSTで増加しているキナーゼを発掘した。
その結果、図13~図21に示すように、CDK4、MAP2K1、PDK3、STK10、ALPK3、PHKG1、CDK5、PNKP及びPACSIN3などのキナーゼがMPNSTにおいて増加していることを確認した。したがって、これらのキナーゼに対する阻害剤、例えば、前記キナーゼに対する拮抗薬(antagonist)がMPNSTの治療に使用されてもよい。
特に、フォスタマチニブ(fostamatinib)は、CDK4、MAP2k1、STK1及びPHKG1に多発的な拮抗作用を示すので、MPNST治療剤として活用できるものと予想される。
実施例6.悪性末梢神経鞘腫(MPNST)の診断マーカーに対する検証
前記実施例4で発掘したMPNST診断マーカーのうち、MMP8タンパク質発現の検証のために、MPNST患者の組織にIHC染色を行った。
前記実施例4で発掘したMPNST診断マーカーのうち、MMP8タンパク質発現の検証のために、MPNST患者の組織にIHC染色を行った。
その結果、下記表4及び図22に示すように、NF組織に比べてMPNST組織においてMMP8タンパク質(ニュートロフィルコラゲナーゼ)が過剰発現されたことが確認できた。
また、患者の試料を得るのに容易な血中でのMMP8タンパク質発現の差をELISA分析法により確認した。具体的には、正常群(WT00)、NF1患者(SEL00)、MPNST患者のうち手術後(post-OP)の腫瘍部位を完全に除去した患者(clear)、腫瘍除去の様相によって完全に除去されず、腫瘍が存在する可能性のある患者(intermediate)、全く除去されていないか、または転移を有する患者(involvement)の血漿を対象にELISA分析法で分析した。
その結果、以下の表5及び図23に示すように、腫瘍が完全に除去されていないか(intermediate)、転移もしくは全く除去されていない(involvement)患者の血漿でMMP8タンパク質の発現が増加したことが確認できた。腫瘍除去の有無によってMMP8タンパク質の発現差を確認した前記結果から、MMP8がMPNST診断マーカーとして活用できることが確認できた。
実施例7.悪性末梢神経鞘腫(MPNST)の治療標的に対する検証
前記実施例5で発掘されたMPNST治療標的であるILKシグナル伝達系、アクチン-サイトスケルトン(actin-cytoskeleton)シグナル伝達系、及び様々なキナーゼの異常活性度を提示するために、MPNST患者組織においてILK、Cofilin、MEK、p-MEK、及びPACSIN3タンパク質のIHC染色を行った。
前記実施例5で発掘されたMPNST治療標的であるILKシグナル伝達系、アクチン-サイトスケルトン(actin-cytoskeleton)シグナル伝達系、及び様々なキナーゼの異常活性度を提示するために、MPNST患者組織においてILK、Cofilin、MEK、p-MEK、及びPACSIN3タンパク質のIHC染色を行った。
その結果、下記表6及び図24に示すように、MPNST組織においてNF組織に比べてILK、Cofilin、MEK、p-MEK、及びPACSIN3プロテオームの発現が増加していることが確認できた。
前述した本発明の説明は、例示のためのものであり、本発明が属する技術分野の通常の知識を有する者は、本発明の技術的思想や必須の特徴を変更することなく、他の具体的な形態に容易に変形が可能であることが理解できるだろう。したがって、前述した実施例は、すべての点で例示的なものであり、限定的なものではないと理解しなければならない。
本発明は、悪性末梢神経鞘腫(Malignant peripheral nerve sheath tumor,MPNST)の鑑別診断用組成物などに関し、本発明のタンパク質マーカーを検出できる組成物を用いて、神経線維腫症I型患者において悪性腫瘍の発生有無を迅速に予測及び診断するのに有用に利用されることが期待されるので、産業上利用可能性がある。
Claims (16)
- エンドシアリン(endosialin)、SPARC-類似タンパク質1(SPARC-like protein 1)及びニュートロフィルコラゲナーゼ(neutrophil collagenase)からなる群から選ばれる少なくとも1つのタンパク質またはそのmRNA発現レベルを測定する製剤を有効成分として含む、悪性末梢神経鞘腫(Malignant peripheral nerve sheath tumor,MPNST)の鑑別診断用組成物。
- 前記組成物は、神経線維腫症I型から悪性末梢神経鞘腫を区別して診断し得ることを特徴とする、請求項1に記載の悪性末梢神経鞘腫の鑑別診断用組成物。
- 前記タンパク質の発現レベルを測定する製剤は、前記タンパク質に特異的な抗体またはアプタマーであることを特徴とする、請求項1に記載の悪性末梢神経鞘腫の鑑別診断用組成物。
- 前記mRNAの発現レベルを測定する製剤は、前記mRNAに特異的に結合するプライマーセットまたはプローブであることを特徴とする、請求項1に記載の悪性末梢神経鞘腫の鑑別診断用組成物。
- 請求項1~4のいずれか一項に記載の組成物を含む、悪性末梢神経鞘腫の鑑別診断用キット。
- 前記キットは、エンドシアリン(endosialin)、SPARC-類似タンパク質1(SPARC-like protein 1)及びニュートロフィルコラゲナーゼ(neutrophil collagenase)からなる群から選ばれる少なくとも1つのタンパク質またはそのmRNAの発現レベルが検出されるか、またはそれらの発現レベルが良性神経線維腫試料の発現レベルに比べてより高い場合、悪性末梢神経鞘腫であると決定することを指示する説明書を含むことを特徴とする、請求項5に記載の悪性末梢神経鞘腫の鑑別診断用キット。
- 被検体から分離した生物学的試料においてエンドシアリン(endosialin)、SPARC-類似タンパク質1(SPARC-like protein 1)及びニュートロフィルコラゲナーゼ(neutrophil collagenase)からなる群から選ばれる少なくとも1つのタンパク質またはそのmRNA発現レベルを測定する段階を含む、悪性末梢神経鞘腫の鑑別診断に必要な情報を提供する方法。
- 前記方法は、エンドシアリン(endosialin)、SPARC-類似タンパク質1(SPARC-like protein 1)及びニュートロフィルコラゲナーゼ(neutrophil collagenase)からなる群から選ばれる少なくとも1つのタンパク質またはそのmRNAの発現が検出されるか、またはそれらの発現レベルが神経線維腫症I型患者から分離した生物学的試料における発現レベルに比べてより高い場合、悪性末梢神経鞘腫であると診断する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項7に記載の悪性末梢神経鞘腫の鑑別診断に必要な情報を提供する方法。
- 前記被検体は、悪性末梢神経鞘腫が疑われる患者であるか、または神経線維腫症I型であると診断された患者であることを特徴とする、請求項7に記載の悪性末梢神経鞘腫の鑑別診断に必要な情報を提供する方法。
- 前記生物学的試料は、血液、全血、血漿、尿、組織、細胞、器官、骨髄、微細針吸引検体、微細針洗浄液、コア針生検(core needle biopsy)検体及び唾液からなる群から選ばれる少なくとも1つであることを特徴とする、請求項7に記載の悪性末梢神経鞘腫の鑑別診断に必要な情報を提供する方法。
- 前記タンパク質発現レベルは、ウェスタンブロット、ELISA、放射線免疫分析、放射線免疫拡散法、オクタロニー免疫拡散法(Ouchterlony immunodiffusion)、ロケット免疫電気泳動(Rocket immunoelectrophoresis)、免疫染色法、免疫沈降分析法、補体固定分析法、質量分析法(Mass spectrometry)、FACS及びタンパク質チップからなる群から選ばれる少なくとも1つの方法で測定されることを特徴とする、請求項7に記載の悪性末梢神経鞘腫の鑑別診断に必要な情報を提供する方法。
- 前記mRNA発現レベルは、PCR、RNase保護分析法、ノーザンブロッティング(northern blotting)、サザンブロッティング(southern blotting)、In situ交雑法及びDNAチップからなる群から選ばれる少なくとも1つの方法で測定されることを特徴とする、請求項7に記載の悪性末梢神経鞘腫の鑑別診断に必要な情報を提供する方法。
- 下記段階を含む悪性末梢神経鞘腫の予防、改善または治療用物質のスクリーニング方法。
(a)分離された細胞または組織に候補物質を接触させる段階、
(b)前記細胞または組織においてTGF-βシグナル伝達系、ILKシグナル伝達系、アクチン-サイトスケルトン(actin-cytoskeleton)シグナル伝達系及びRhoGDIシグナル伝達系からなる群から選ばれる少なくとも1つのシグナル伝達系タンパク質の活性または前記タンパク質をコードする遺伝子の発現レベルを測定する段階、及び
(c)前記候補物質と接触した細胞または組織において前記タンパク質の活性または前記タンパク質をコードする遺伝子の発現レベルが候補物質接触前のレベルに比べて減少する場合、前記候補物質を悪性末梢神経鞘腫の予防、改善または治療用物質であると判定する段階。 - 前記シグナル伝達系タンパク質は、キナーゼ(kinase)であることを特徴とする、請求項13に記載の悪性末梢神経鞘腫の予防、改善または治療用物質のスクリーニング方法。
- 前記キナーゼは、CDK4、STK10、CDK5、MAP2K1、ALPK3、PNKP、PDK3、PHKG1、CFL1及びPACSIN3からなる群から選ばれる少なくとも1つの遺伝子によってコードされるキナーゼであることを特徴とする、請求項14に記載の悪性末梢神経鞘腫の予防、改善または治療用物質のスクリーニング方法。
- 前記分離された細胞または組織は、神経細胞または神経組織であることを特徴とする、請求項13に記載の悪性末梢神経鞘腫の予防、改善または治療用物質のスクリーニング方法。
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