JP4740621B2 - Method for detecting esophageal cancer and screening method for anti-esophageal cancer substance - Google Patents

Method for detecting esophageal cancer and screening method for anti-esophageal cancer substance Download PDF

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本発明は、食道癌を初期に診断するために、さらには食道癌の悪性度を調べるために、ヒトLipoprotein Receptor-Related Protein 1B (ヒトLRP1B)遺伝子の不活性化を検出することに関する発明である。また、本発明は、このヒトLRP1B遺伝子と食道癌との関係についての知見を用いた、抗腫瘍物質のスクリーニング方法を提供する発明である。   The present invention relates to the detection of inactivation of the human Lipoprotein Receptor-Related Protein 1B (human LRP1B) gene in order to diagnose esophageal cancer at an early stage and further to examine the malignancy of esophageal cancer. . The present invention also provides an antitumor substance screening method using knowledge about the relationship between the human LRP1B gene and esophageal cancer.

食道癌(Esophageal squamous cell carcinoma: ESC)は日本では毎年10,000人以上が発症し、男女比は約6:1と男性に多く、男性では6番目に多い癌である。年間の死亡者数は日本で9,000-10,000人と全癌の3%を占める。従って、食道癌は最も一般的な癌の一つであるが、初期の診断が困難なために予後が極めて悪く、化学療法の奏効率が低い癌の一つである(Pisani,P., Parkin,D.M., Bray,F. & Ferlay, J.: Estimates of the worldwide mortality from 25 cancers in 1990. Int. J. Cancer 83, 18-29, 1999)。これまでの研究により、食道細胞は、細胞の分化と増殖の過程で、遺伝子の変化が連鎖的に起こり、その結果、癌化に至ると考えられている。しかし、どのような遺伝子の変化が、食道細胞の癌化を誘導するのかは、未だ明らかではない。従って、食道癌の検出方法並びに食道癌の悪性度の検査方法は存在しない状況である。 Esophageal squamous cell carcinoma (ESC) affects more than 10,000 people every year in Japan, and the male-female ratio is about 6: 1, which is the most common in males and the sixth most common cancer in males. The annual number of deaths is 9,000-10,000 in Japan, accounting for 3% of all cancers. Therefore, esophageal cancer is one of the most common cancers, but it is one of the cancers with poor prognosis due to difficulty in early diagnosis and low response rate of chemotherapy (Pisani, P., Parkin). , DM, Bray, F. & Ferlay, J .: Estimates of the worldwide mortality from 25 cancers in 1990. Int. J. Cancer 83 , 18-29, 1999). Based on previous studies, esophageal cells are thought to undergo genetic changes in the course of cell differentiation and proliferation, resulting in canceration. However, it is not yet clear what kind of gene change induces canceration of esophageal cells. Therefore, there are no methods for detecting esophageal cancer and methods for examining the degree of malignancy of esophageal cancer.

食道細胞の癌化についての遺伝子レベルでのメカニズムが解明されれば、遺伝子レベルにおける食道細胞の癌化の早期発見や食道癌の悪性度の診断を行うことが可能となり、さらに、当該メカニズムに基づく抗癌物質の選別を行うことも可能となるはずである。具体的には、食道癌の初期に特徴的な挙動を示す遺伝子を同定して、当該遺伝子を中心とした技術的検討を行うことにより、この課題を解決することができると考えられる。   If the mechanism of esophageal cell canceration at the gene level is elucidated, it will be possible to detect esophageal cell canceration at the genetic level at an early stage and diagnose the malignancy of esophageal cancer. It should be possible to select anticancer substances. Specifically, it is considered that this problem can be solved by identifying a gene exhibiting a characteristic behavior in the early stage of esophageal cancer and conducting a technical examination centering on the gene.

Comparative Genomic Hybridization(CGH)は、ゲノム上での遺伝子の増幅を検出するためには、感度が高く効率の良い方法である。本発明者らは、このCGHアレイ法を用いて食道癌細胞で増幅する遺伝子群、すなわち、クロモソーム1q32で増幅しているATF3遺伝子とCENPF遺伝子、クロモソーム9p23-24で増幅するGASC1遺伝子、クロモソーム11q22で増幅するcIAP1遺伝子、クロモソーム3q26で増幅するZASC1遺伝子等を同定した(Pimkhaokaham,A., Shimada,Y., Fukuda,Y., Kurihara,N., Imoto, I., Yang, Z.Q., Imamura,M., Nakamura,Y., Amagasa,T., & Inazawa J.: Nonrandom chromosomal imbalances in esophageal squamous cell carcinoma cell lines: possible involvement of the ATF3 and CENPF
genes in the 1q32 amplicon. Japanese Journal of Cancer Research, 91, 1126-1133,
2000; Yang,Z.Q., Imoto,I., Fukuda,Y., Pimkhaokham,A., Imamura,M., Sugano,S., Nakamura,Y., & Inazawa J.: Identification of a novel gene, GASC1, within an amplicon at 9p23-24 frequently detected in esophageal cancer cell lines, Cancer Research, 60, 4735-4739, 2000; Imoto,I., Yang, X.Q., Pimkhaokham,A., Tsuda,H., Shimada,Y., Imamura,M., Ohki,M. & Inazawa,J: Identification of cIAP1 as a candidate target gene within an amplicon at 11q22 in esophageal squamous cell carcinomas, Cancer Research, 61, 6629-6634, 2001; Imoto,I., Yuki,Y., Sonoda,I., Ito,T., Shimada,Y., Imamura,M. & Inazawa J.: Identification of ZASC1 encoding a Kruppel-like zinc finger protein as a novel target for 3q26 amplification in esophageal squamous cell carcinomas, Cancer Research, 63, 5691-5696, 2003)。
Comparative Genomic Hybridization (CGH) is a sensitive and efficient method for detecting gene amplification on the genome. The present inventors used this CGH array method to amplify genes in esophageal cancer cells, that is, ATF3 gene and CENPF gene amplified in chromosome 1q32, GASC1 gene amplified in chromosome 9p23-24, chromosome 11q22 CIAP1 gene to be amplified, ZASC1 gene to be amplified by chromosome 3q26, etc. were identified (Pimkhaokaham, A., Shimada, Y., Fukuda, Y., Kurihara, N., Imoto, I., Yang, ZQ, Imamura, M. , Nakamura, Y., Amagasa, T., & Inazawa J .: Nonrandom chromosomal imbalances in esophageal squamous cell carcinoma cell lines: possible involvement of the ATF3 and CENPF
genes in the 1q32 amplicon.Japanese Journal of Cancer Research, 91 , 1126-1133,
2000; Yang, ZQ, Imoto, I., Fukuda, Y., Pimkhaokham, A., Imamura, M., Sugano, S., Nakamura, Y., & Inazawa J .: Identification of a novel gene, GASC1, within an amplicon at 9p23-24 frequently detected in esophageal cancer cell lines, Cancer Research, 60 , 4735-4739, 2000; Imoto, I., Yang, XQ, Pimkhaokham, A., Tsuda, H., Shimada, Y., Imamura , M., Ohki, M. & Inazawa, J: Identification of cIAP1 as a candidate target gene within an amplicon at 11q22 in esophageal squamous cell carcinomas, Cancer Research, 61 , 6629-6634, 2001; Imoto, I., Yuki, Y., Sonoda, I., Ito, T., Shimada, Y., Imamura, M. & Inazawa J .: Identification of ZASC1 encoding a Kruppel-like zinc finger protein as a novel target for 3q26 amplification in esophageal squamous cell carcinomas , Cancer Research, 63 , 5691-5696, 2003).

一般的に癌化の遺伝子レベルでの機構として、上記のような複数遺伝子の増幅と共に癌
抑制遺伝子の欠失が報告されているが、特定の遺伝子の欠失の同定は、ポジショナルクローニング等の通常の方法を用いた場合、大変な時間と労力がかかり、目的とする遺伝子を見出すことは困難である。また、上記のCGH法においても、5−10Mbより小さいサイズのゲノムDNAの欠失は、通常のメタフェーズクロモソームを用いた方法では検出が困難であった(Bentz, M., Plesch, A., Stilgenbauer, S., Dohner, H. & Lichter, P.: Minimal sizes of deletions detected by comparative genomic hybridization, Genes Chromosomes Cancer, 21, 172-175, 1998; Kirchhoff, M., Gerdes, T., Maahr, J., Rose, H., Bentz, M., Dohner, H. & Lundsteen, C.: Deletions below 10 megabasepairs are detected in comparative genomic hybridization by standard reference intervas, Genes Chromosomes Cancer, 25, 410-413, 1999)。例えば、DPC4/SMAD4、RB1、PTEN、p16-INK4A、RASSF1等の癌抑制遺伝子は、染色体のマッピング法によりホモ接合体欠失領域を狭めて行き、最終的に目的とする癌抑制遺伝子が同定された。
In general, as a mechanism at the gene level of canceration, deletion of a tumor suppressor gene has been reported along with the amplification of multiple genes as described above, but identification of a specific gene deletion is usually performed by positional cloning or the like. When this method is used, it takes a lot of time and labor, and it is difficult to find the target gene. Also in the above CGH method, deletion of genomic DNA having a size smaller than 5-10 Mb was difficult to detect by a method using a normal metaphase chromosome (Bentz, M., Plesch, A., Stilgenbauer, S., Dohner, H. & Lichter, P .: Minimal sizes of deletions detected by comparative genomic hybridization, Genes Chromosomes Cancer, 21 , 172-175, 1998; Kirchhoff, M., Gerdes, T., Maahr, J , Rose, H., Bentz, M., Dohner, H. & Lundsteen, C .: Deletions below 10 megabasepairs are detected in comparative genomic hybridization by standard reference intervas, Genes Chromosomes Cancer, 25 , 410-413, 1999). For example, tumor suppressor genes such as DPC4 / SMAD4, RB1, PTEN, p16-INK4A, and RASSF1 narrow the homozygous deletion region by the chromosome mapping method, and finally the target tumor suppressor gene is identified. It was.

本発明ではCGH法の感度と精度を上げ、High-throughputな方法を開発し、CGHアレイに搭載する800種類のBAC/PAC DNAを選別することにより、食道細胞の癌化を抑制する癌抑制遺伝子、すなわち、ヒトLipoprotein Receptor-Related Protein 1B (LRP1B)遺伝子(以下、ヒトLRP1B遺伝子ともいう)の同定に成功した。そして、食道細胞の癌化を惹き起こす、ヒトLRP1B遺伝子の不活性化の原因まで突っ込んだ解明を行い、当該遺伝子の不活性化が、1)当該遺伝子の欠失、2)当該遺伝子のCpGアイランドのメチル化、3)ヒストンH4蛋白質のアセチル化の抑制、により惹き起こされることを見いだした。   In the present invention, the sensitivity and accuracy of the CGH method is improved, a high-throughput method is developed, and 800 types of BAC / PAC DNA loaded on the CGH array are selected to suppress cancer of esophageal cells. That is, the human Lipoprotein Receptor-Related Protein 1B (LRP1B) gene (hereinafter also referred to as human LRP1B gene) was successfully identified. Then, we elucidated the cause of inactivation of the human LRP1B gene, which causes canceration of esophageal cells, and the inactivation of the gene was 1) deletion of the gene, 2) CpG island of the gene And 3) suppression of histone H4 protein acetylation.

そして、かかる知見を用いて、食道細胞の癌化の検出手段と、当該癌化の抑制作用を有する抗腫瘍物質のスクリーニング方法を見いだすことに成功し、本発明を完成した。   Then, using such knowledge, the present inventors have succeeded in finding a means for detecting canceration of esophageal cells and a screening method for an antitumor substance having an inhibitory effect on the canceration, thereby completing the present invention.

すなわち、本発明は、食道細胞におけるヒトLRP1B遺伝子の不活性化を検出することにより、当該食道細胞の癌化を検出する、食道癌の検出方法(以下、本検出方法ともいう)を提供する発明である。   That is, the present invention provides an esophageal cancer detection method (hereinafter also referred to as the present detection method), which detects canceration of the esophageal cell by detecting inactivation of the human LRP1B gene in the esophageal cell. It is.

また、本発明は、ヒトLRP1B遺伝子のCpGアイランドのメチル化に起因してヒトLRP1B遺伝子の発現が抑制されている食道癌細胞株、に対して被験物質を接触させて、ヒトLRP1B遺伝子の発現を検出し、当該遺伝子発現が当該被験物質を接触させない系よりも増加していた場合に、当該被験物質を、ヒトLRP1B遺伝子のCpGアイランドの脱メチル化によりヒトLRP1B遺伝子を活性化させることができる抗腫瘍物質として選別する、物質のスクリーニング方法(以下、本スクリーニング方法1ともいう)を提供し、さらに、ヒストンH4蛋白質のアセチル化の抑制に起因してヒトLRP1B遺伝子の発現が抑制されている食道癌細胞株、に対して被験物質を接触させて、ヒトLRP1B遺伝子の発現を検出し、当該遺伝子発現が当該被験物質を接触させない系よりも増加していた場合に、当該被験物質を、ヒストンH4蛋白質のアセチル化の促進によりヒトLRP1B遺伝子を活性化させることができる抗腫瘍物質として選別する、物質のスクリーニング方法(以下、本スクリーニング方法2ともいう)を提供する発明である。   The present invention also relates to the expression of the human LRP1B gene by contacting a test substance with an esophageal cancer cell line in which the expression of the human LRP1B gene is suppressed due to methylation of the CpG island of the human LRP1B gene. When the gene expression is detected and increased compared to a system that does not contact the test substance, the test substance can be activated by demethylating the CpG island of the human LRP1B gene. An esophageal cancer that provides a screening method for a substance that is selected as a tumor substance (hereinafter also referred to as screening method 1) and further suppresses the expression of human LRP1B gene due to suppression of acetylation of histone H4 protein The test substance is brought into contact with the cell line, the expression of the human LRP1B gene is detected, and the gene expression is increased compared to the system in which the test substance is not contacted. A screening method for the substance (hereinafter also referred to as the present screening method 2), wherein the test substance is selected as an antitumor substance capable of activating the human LRP1B gene by promoting acetylation of histone H4 protein. It is an invention to be provided.

ヒトLRP1B遺伝子と、その転写産物は既に知られており(LRP1B遺伝子:NM_018557)、2q22.1染色体に存在する遺伝子である。ヒトLRP1B遺伝子がコードする蛋白質は、Low density lipoprotein (LDL) receptorと類似した蛋白質であり、その蛋白質産物はLDL receptorと類似し、約600kDaに及ぶサイズの大きい分子(配列番号1)である。本蛋白質は多機能を有する細胞膜受容体であり、そのリガンドはUrokinase plasminogen acitvator、Tissue-type plasminogen activator、及びPlasminogen activator inhibitor type-Iであることが知られている。それらのリガンドがLRP1B受容体に結合すると、Internalizationが起こり、LRP1BドメインIVミニリセプタ−(mLRP1B)の作用で分解に導かれる(Liu,C.X. ,L
i, Y., Obermoeller-McCormick,L.M., Schwartz,A.L. & Bu,G. : The putative tumor suppressor LRP1B, a novel member of the low density lipoprotein (LDL) receptor family, exhibits both overlapping and distinct properties with the LDL receptor-related protein, J. Biol. Chem., 276, 28889-28896, 2001 )。しかしながら、このヒトLRP1B遺伝子が、ヒト食道癌発症に関わる重要な癌抑制遺伝子であることは未だ知られていない。
The human LRP1B gene and its transcript are already known (LRP1B gene: NM_018557) and are present on the 2q22.1 chromosome. The protein encoded by the human LRP1B gene is a protein similar to the low density lipoprotein (LDL) receptor, and the protein product is similar to the LDL receptor and is a large molecule (SEQ ID NO: 1) covering about 600 kDa. This protein is a multifunctional cell membrane receptor, and its ligand is known to be Urokinase plasminogen acitvator, Tissue-type plasminogen activator, and Plasminogen activator inhibitor type-I. When these ligands bind to the LRP1B receptor, internalization occurs and is led to degradation by the action of LRP1B domain IV minireceptor (mLRP1B) (Liu, CX, L
i, Y., Obermoeller-McCormick, LM, Schwartz, AL & Bu, G .: The putative tumor suppressor LRP1B, a novel member of the low density lipoprotein (LDL) receptor family, exhibits both overlapping and distinct properties with the LDL receptor -related protein, J. Biol. Chem., 276 , 28889-28896, 2001). However, it is not yet known that this human LRP1B gene is an important tumor suppressor gene involved in the development of human esophageal cancer.

A.本検出方法
上述したように、本検出方法は、食道細胞におけるヒトLRP1B遺伝子の不活性化を検出することを特徴とする方法である。
A. This detection method As described above, this detection method is a method characterized by detecting inactivation of the human LRP1B gene in esophageal cells.

ヒトLRP1B遺伝子の不活性化を検出する対象となる食道細胞は、検体提供者の生検組織細胞が好適である。この検体組織細胞は、健常人の食道細胞か、食道癌患者の当該癌組織であるかを問わないが、現実的には、1)内視鏡検査等の結果、食道に癌化が疑われる病変部が認められた場合の当該病変組織、または、2)食道癌であることが確定しているが、その悪性度や進行度を判定する必要がある食道癌の組織、等が主な対象となり得る。   The esophageal cells that are the target for detecting inactivation of the human LRP1B gene are preferably biopsy tissue cells of the specimen donor. This sample tissue cell may be a normal human esophageal cell or the cancer tissue of an esophageal cancer patient, but in reality, 1) As a result of endoscopy, canceration of the esophagus is suspected. The main target is the affected tissue when a lesion is found, or 2) an esophageal cancer tissue that has been confirmed to be esophageal cancer but its malignancy and progression must be determined. Can be.

本検出方法により、「内視鏡検査等の結果、食道に癌化が疑われる病変部が認められた場合の当該病変組織」におけるヒトLRP1B遺伝子の不活性化が認められた場合には、当該病変組織は癌化に向かって進行しているか或いは既に癌化の状態であり、かつ、悪性度が高くなりつつあることが判明し、早急な本格的治療(手術等による病変部の除去、本格的な化学療法等)を行う必要性が示される。また、「食道癌であることが確定しているが、その悪性度や進行度を判定する必要がある食道癌の組織」におけるヒトLRP1B遺伝子の不活性化が認められた場合にも、当該癌組織の悪性度が高くなりつつあることが判明し、早急な本格的治療(手術等による病変部の除去、本格的な化学療法等)を行う必要性が示される。検体として採取された食道細胞組織は、必要な処理、例えば、採取された組織からのDNA或いはRNAの調製を行い、本検出方法を行う対象とすることができる。   If inactivation of the human LRP1B gene in the `` the lesion tissue when a lesion that is suspected to be cancerous is found in the esophagus as a result of endoscopy, etc. '' The lesion tissue has progressed toward canceration or is already in the state of canceration, and it has been found that the malignancy is becoming high, and immediate full-scale treatment (removal of the lesioned part by surgery, etc. The need for conventional chemotherapy). In addition, when inactivation of the human LRP1B gene is observed in “a tissue of an esophageal cancer that has been confirmed to be esophageal cancer but its malignancy or progression needs to be determined”, the cancer It turns out that the malignancy of the tissue is getting higher, and the necessity of urgent full-fledged treatment (removal of lesions by surgery, full-scale chemotherapy, etc.) is indicated. The esophageal cell tissue collected as a specimen can be subjected to a necessary treatment, for example, DNA or RNA prepared from the collected tissue and subjected to this detection method.

本検出方法は、上述したように、食道細胞におけるヒトLRP1B遺伝子の不活性化を検出することにより、当該細胞の癌化(特に、癌化のイニシエーション)を特定することが可能である。このヒトLRP1B遺伝子の不活性化の態様としては、1)ヒトLRP1B遺伝子の欠失、または、2)ヒトLRP1B遺伝子が欠失していない場合における遺伝子の発現量の低下が挙げられる。   As described above, this detection method can identify canceration of the cells (particularly, initiation of canceration) by detecting inactivation of the human LRP1B gene in esophageal cells. Examples of the inactivation of the human LRP1B gene include 1) deletion of the human LRP1B gene, or 2) reduction of the gene expression level when the human LRP1B gene is not deleted.

1)ヒトLRP1B遺伝子の欠失の検出
このヒトLRP1B遺伝子の欠失の検出を直接的に行うことができる代表的方法として、CGH(Comparative Genomic Hybridization)法とFISH法[蛍光in situ ハイブリダイゼーション(FISH: Fluorescence in situ hybridization):Yasui,K., Imoto,I., Fukuda,Y., Pimkahaokham,A., Yang,Z.Q., Naruto,T., Shimada,Y., Nakamura,Y., and Inazawa : Identification of target genes within an amplicon at 14q12-q13 in esophageal squamous cell carcinoma. Genes Chromosomes Cancer, 32, 112-118, 2001]を挙げることができる。この態様の本検出方法は、ヒトLRP1B遺伝子を有するBAC(Bacterial Artificial Chromosome )DNA、YAC(Yeast Artificial Chromosome)DNAまたはPAC(Phage Artificial Chromosome )DNA(以下、BAC DNA等ともいう)を標識し、FISHを行うと、ヒトLRP1B遺伝子の欠失部分を検出することができる。具体的に、ヒトLRP1B遺伝子を有するBAC DNAとしては、RP11-4C8、RP11-498P13、RP11-82P18、RP11-538A7、RP11-257N13、RP11-159P15、RP11-769M2、RP11-532L9、RP11-161A24、RP11-279M2、RP11-493I5、RP11-662P10、RP11-20E15、RP11-164E7、RP11-51L13、RP11-114B24、RP11-493I5等を挙げることができる。
1) Detection of human LRP1B gene deletion As representative methods capable of directly detecting the human LRP1B gene deletion, the CGH (Comparative Genomic Hybridization) method and the FISH method [fluorescence in situ hybridization (FISH) are used. : Fluorescence in situ hybridization): Yasui, K., Imoto, I., Fukuda, Y., Pimkahaokham, A., Yang, ZQ, Naruto, T., Shimada, Y., Nakamura, Y., and Inazawa: Identification of target genes within an amplicon at 14q12-q13 in esophageal squamous cell carcinoma. Genes Chromosomes Cancer, 32 , 112-118, 2001]. In this detection method of this embodiment, BAC (Bacterial Artificial Chromosome) DNA, YAC (Yeast Artificial Chromosome) DNA or PAC (Phage Artificial Chromosome) DNA (hereinafter also referred to as BAC DNA) having a human LRP1B gene is labeled, and FISH is used. In this way, the deletion part of the human LRP1B gene can be detected. Specifically, BAC DNA having a human LRP1B gene includes RP11-4C8, RP11-498P13, RP11-82P18, RP11-538A7, RP11-257N13, RP11-159P15, RP11-769M2, RP11-532L9, RP11-161A24, RP11-279M2, RP11-493I5, RP11-662P10, RP11-20E15, RP11-164E7, RP11-51L13, RP11-114B24, RP11-493I5, etc. can be mentioned.

上記の態様の方法は、ゲノムDNA定着基盤を用いて行うことが、好適であり、かつ、現実的である。   It is preferable and practical that the method of the above embodiment is performed using a genomic DNA fixing platform.

通常に得られるBAC DNA等は、ゲノムDNA定着基盤を多数製造して実用化するには少量であるので、当該DNAを遺伝子増幅産物として得る必要がある(この遺伝子増幅行程を「無尽蔵化」ともいう)。無尽蔵化においては、まずBAC DNA等を、4塩基認識酵素、例えば、RsaI、DpnI、HaeIII等で消化した後、アダプターを加えてライゲーションを行う。アダプターは10〜30塩基、好適には15〜25塩基からなるオリゴヌクレオチドで、2本鎖は相補的配列を有し、アニーリング後、平滑末端を形成する側の3‘−末端のオリゴヌクレオチドをリン酸化する必要がある。次に、アダプターの一方のオリゴヌクレオチドと同一配列部分を有するプライマーを用いて、PCR(Polymerase Chain Reaction)法により増幅し、無尽蔵化することができる。一方、各BAC DNA等に特徴的な50〜70塩基のアミノ化オリゴヌクレオチドを、検出用プローブとして用いることもできる。   Since normally obtained BAC DNA and the like are in a small amount for the production and practical use of a large number of genomic DNA fixing bases, it is necessary to obtain the DNA as a gene amplification product (this gene amplification process is also referred to as “infinite storage”). Say). In inexhaustible storage, first, BAC DNA or the like is digested with a 4-base recognition enzyme such as RsaI, DpnI, or HaeIII, and then ligated by adding an adapter. The adapter is an oligonucleotide consisting of 10 to 30 bases, preferably 15 to 25 bases. The double strand has a complementary sequence, and after annealing, the 3′-end oligonucleotide that forms the blunt end is linked to the oligonucleotide. It needs to be oxidized. Next, using a primer having the same sequence part as one of the oligonucleotides of the adapter, it can be amplified by PCR (Polymerase Chain Reaction) method and inexhaustible. On the other hand, a 50-70 base aminated oligonucleotide characteristic of each BAC DNA etc. can also be used as a detection probe.

このようにして無尽蔵化したBAC DNA等を基盤上、好適には固体基盤上に定着させることにより、所望するDNA定着基盤を製造することができる。固体基盤としては、ガラス、プラスチック、メンブレン、3次元アレイ等があげられ、スライドガラス等のガラス基板が好ましい。ガラス等の固体基盤は、ポリ-L-リジン、アミノシラン、金・アルミニウム等の凝着により基盤をコートすることがより好ましい。   The desired DNA fixing substrate can be produced by fixing the inexhaustible BAC DNA or the like on the substrate, preferably a solid substrate. Examples of the solid substrate include glass, plastic, membrane, and three-dimensional array, and a glass substrate such as a slide glass is preferable. The solid substrate such as glass is more preferably coated by adhesion of poly-L-lysine, aminosilane, gold / aluminum, or the like.

上記の無尽蔵化したDNAを基盤上にスポットする濃度は、好ましくは10pg/μl〜5 μg/μl、より好ましくは1ng/μl〜200ng/μlである。スポットする量は好ましくは1nl〜1μl、より好ましくは10nl〜100nlである。また、基盤に定着させる個々のスポットの大きさ及び形状は、特に限定されないが、例えば、大きさは直径0.01〜1mmであり得、上面から見た形状は円形〜楕円形であり得る。乾燥スポットの厚みは、特に制限はないが、1〜100μmである。さらに、スポットの個数は、特に制限はないが、使用する基盤あたり10〜50,000個、より好ましくは100〜5,000個である。それぞれのDNAはSingularからQuadruplicateの範囲でスポットするが、Duplicate或いはTriplicateにスポットすることが好ましい。   The concentration at which the inexhaustible DNA is spotted on the substrate is preferably 10 pg / μl to 5 μg / μl, more preferably 1 ng / μl to 200 ng / μl. The amount to be spotted is preferably 1 nl to 1 μl, more preferably 10 nl to 100 nl. Further, the size and shape of each spot fixed on the substrate are not particularly limited. For example, the size can be 0.01 to 1 mm in diameter, and the shape seen from the upper surface can be circular to elliptical. The thickness of the drying spot is not particularly limited, but is 1 to 100 μm. Further, the number of spots is not particularly limited, but is 10 to 50,000 per substrate to be used, more preferably 100 to 5,000. Each DNA is spotted in the range of Singular to Quadruplicate, but preferably spotted on Duplicate or Triplicate.

乾燥スポットの調製は、例えば、スポッターを用いて無尽蔵化したBAC DNA等を基盤上にたらして、複数のスポットを形成した後、スポットを乾燥することにより製造することができる。スポッターとしてインクジェト式プリンター、ピンアレイ式プリンター、バブルジェット(登録商標)式プリンターが使用できるが、インクジェット式プリンターを使用することが好ましい。例えば、GENESHOT(日本ガイシ株式会社、名古屋)等を使用できる。   The dry spot can be prepared by, for example, placing BAC DNA or the like inexhaustible using a spotter on a substrate to form a plurality of spots and then drying the spots. As the spotter, an ink jet printer, a pin array printer, and a bubble jet (registered trademark) printer can be used, but an ink jet printer is preferably used. For example, GENESHOT (Nippon NGK Co., Ltd.) can be used.

このようにして無尽蔵化したBAC DNA等を基盤上、好適には固体基盤上に定着させることにより、所望するDNA定着基盤を製造することができる。   The desired DNA fixing substrate can be produced by fixing the inexhaustible BAC DNA or the like on the substrate, preferably a solid substrate.

また、このヒトLRP1B遺伝子の欠失を直接的に検出する手段の一つとしてサザンブロット法を挙げることができる。サザンブロット法は、検体から得られるゲノムDNAを分離して固定し、これと、ヒトLRP1B遺伝子とのハイブリダイズを検出することにより、検体中の当該遺伝子の存在を検出する方法である。   As one of means for directly detecting the deletion of the human LRP1B gene, Southern blotting can be mentioned. Southern blotting is a method for detecting the presence of a gene in a specimen by separating and fixing genomic DNA obtained from the specimen and detecting hybridization with the human LRP1B gene.

2)ヒトLRP1B遺伝子が欠失していない場合における遺伝子の発現量の低下の検出
この態様の方法は、ヒトLRP1B遺伝子(ゲノムDNA)を基とする、ポリヌクレオチド量またはヒトLRP1B蛋白質量を定量し、この定量値を指標にして、ヒトLRP1B遺伝子の発現の低下を検出することができる。上記ポリヌクレオチドとしては、ヒトLRP1B遺伝子から転写されたmRNA、これを鋳型として得られるcDNAを挙げることができる。
2) Detection of decrease in gene expression when the human LRP1B gene is not deleted The method of this embodiment quantifies the amount of polynucleotide or human LRP1B protein based on the human LRP1B gene (genomic DNA). Using this quantitative value as an index, a decrease in the expression of the human LRP1B gene can be detected. Examples of the polynucleotide include mRNA transcribed from the human LRP1B gene and cDNA obtained using the mRNA as a template.

なお、常法によりヒトLRP1B蛋白質に対する抗体を調製する等して、これを用いて検体におけるヒトLRP1B蛋白質量を定量して、上記の定量値を求めることができるが、本検出方法における検出対象は、遺伝子の発現量の「低下」であり、このようなネガティブな検出における指標を蛋白質量とすることは、バックグラウンドの存在等の問題を解決しなければならず、効率的とはいえない面がある。よって、この態様の方法における検出手段としては、ヒトLRP1B遺伝子(ゲノムDNA)を基とする、ポリヌクレオチド量の検出方法を用いることが好適である。このポリヌクレオチド量の検出方法としては、例えば、下記の手段を例示することができる。   In addition, the amount of human LRP1B protein in a sample can be quantified by preparing an antibody against human LRP1B protein by a conventional method, etc., and the above quantitative value can be obtained. It is a “decrease” in the expression level of a gene, and the use of protein mass as an indicator in such negative detection must solve problems such as the presence of background and is not efficient. There is. Therefore, it is preferable to use a method for detecting the amount of polynucleotide based on the human LRP1B gene (genomic DNA) as the detection means in the method of this embodiment. Examples of the method for detecting the amount of polynucleotide include the following means.

最も典型的な態様は、検体における、ヒトLRP1B蛋白質のmRNAを鋳型とするcDNAを検出することにより、間接的に検体において存在するmRNAを検出して、ヒトLRP1B遺伝子が発現している程度を把握する検出方法である(以下、この態様の検出手段を、LRP1BmRNA検出方法ともいう。この態様の検出方法には、上記のリアルタイムRT-PCR法が含まれる)。   The most typical aspect is to detect the mRNA that is present in the sample indirectly by detecting cDNA in the sample using human LRP1B protein mRNA as a template, and to determine the extent to which the human LRP1B gene is expressed. (Hereinafter, the detection means of this embodiment is also referred to as LRP1B mRNA detection method. The detection method of this embodiment includes the above-mentioned real-time RT-PCR method).

LRP1BmRNA検出方法では、典型的には、公知の方法(例えば、オリゴdTを用いる方法)に従い、検体の全RNAから、mRNAを選別する。そして、得られたmRNAから、既知のヒトLRP1B遺伝子の塩基配列に対応するヌクレオチド鎖を、増幅用プライマーとして用いた耐熱性DNAポリメラーゼを用いる、mRNAを鋳型として遺伝子を増幅することが可能な遺伝子増幅法、例えば、RT−PCR法により、本ヒトLRP1B蛋白質をコードするcDNAを増幅し、かかる遺伝子増幅操作による増幅産物の有無や多少を検出することにより、検体におけるヒトLRP1B蛋白質のmRNAの存在を、好適にはリアルタイムに検出することができる。   In the LRP1B mRNA detection method, typically, mRNA is selected from the total RNA of the specimen according to a known method (for example, a method using oligo dT). Then, from the obtained mRNA, a gene amplification capable of amplifying the gene using mRNA as a template, using a heat-resistant DNA polymerase using a nucleotide chain corresponding to the nucleotide sequence of a known human LRP1B gene as an amplification primer The presence of human LRP1B protein mRNA in the sample is detected by amplifying cDNA encoding the human LRP1B protein by a method such as RT-PCR and detecting the presence or absence of the amplification product by the gene amplification operation. Preferably, it can be detected in real time.

なお、上記のようにして増幅されたヒトLRP1B蛋白質をコードするcDNAを鋳型として、さらにPCR法等の耐熱性DNAポリメラーゼを用いる遺伝子増幅操作を施し、これによる遺伝子増幅産物の有無や多少を検出することにより、検体におけるヒトLRP1B蛋白質のmRNAの存在を、一層正確に検出することができる(この2回目の遺伝子増幅操作において用いる遺伝子増幅用プライマーは、1回目の遺伝子増幅操作において用いられた遺伝子増幅用プライマーよりも、ヒトLRP1B遺伝子の内側に対応するヌクレオチド鎖を、遺伝子増幅用プライマーとして用いる必要がある)。   Using the cDNA encoding human LRP1B protein amplified as described above as a template, a gene amplification operation using a heat-resistant DNA polymerase such as a PCR method is further performed to detect the presence or absence of the gene amplification product resulting therefrom. Thus, the presence of human LRP1B protein mRNA in the sample can be detected more accurately (the gene amplification primer used in the second gene amplification operation is the gene amplification used in the first gene amplification operation). It is necessary to use a nucleotide chain corresponding to the inside of the human LRP1B gene as a primer for gene amplification rather than a primer for gene amplification).

DNAチップ法は、検体細胞で発現しているmRNAを定量する方法の一つである。例えば、基盤(上述したCGH法で用いられ得る基盤と実質的に同一)上に、ヒトLRP1B遺伝子の特徴的な配列を有する合成オリゴヌクレオチドを固定し(cDNAを固定することもできる)、検体から調製したRNAをリバーストランスクリプターゼによりcDNAを合成する時に標識を行う。本標識cDNAと基盤上の合成オリゴヌクレオチドをハイブリダイズさせ、結合した標識の量をスキャンすることによりmRNAの発現量を測定することができる。   The DNA chip method is one method for quantifying mRNA expressed in a sample cell. For example, a synthetic oligonucleotide having a characteristic sequence of the human LRP1B gene is immobilized on a substrate (substantially the same as the substrate that can be used in the CGH method described above) (cDNA can also be immobilized), The prepared RNA is labeled when cDNA is synthesized by reverse transcriptase. The expression level of mRNA can be measured by hybridizing the labeled cDNA and a synthetic oligonucleotide on the substrate and scanning the amount of bound label.

ノーザンブロット法は、検体から得られるmRNAを、分離して固定し、これと、ヒトLRP1B遺伝子の特徴的な配列を有する合成オリゴヌクレオチド(cDNAを用いることもできる)とのハイブリダイズを検出することにより、検体中のヒトLRP1B遺伝子の発現を検出する方法である。   Northern blotting is to isolate and fix mRNA obtained from a specimen, and to detect hybridization between the mRNA and a synthetic oligonucleotide having a characteristic sequence of the human LRP1B gene (cDNA can also be used). To detect the expression of the human LRP1B gene in the specimen.

ヒトLRP1B遺伝子の欠失以外の原因で、当該遺伝子の発現量が減少する原因としては、a)ヒトLRP1B遺伝子のCpGアイランドのメチル化による不活性化、b)ヒストン4B蛋白質のアセチル化の度合いの低下による不活性化、の2通りの要因に大別される。以下に、これらの2通りの要因について簡単に説明する。   Causes other than the deletion of the human LRP1B gene that cause the expression level of the gene to decrease are a) inactivation by methylation of the CpG island of the human LRP1B gene, b) the degree of acetylation of the histone 4B protein. It can be roughly divided into two factors, inactivation due to the decrease. Hereinafter, these two factors will be briefly described.

a)ヒトLRP1B遺伝子のCpGアイランドのメチル化による不活性化
CpGリッチプロモーター並びにエキソン領域を密にメチル化すると転写不活化がおこることが報告されている(Bird, A.P. & Wolffe, A.P.: Methylation-induced repression-belts, braces, and chromatin, Cell 99, 451-454, 1999)。癌細胞では、CpGアイランドはそれ以外の領域と比較すると高い頻度で密にメチル化されており、プロモーター領域のHypermethylationは、ヒト癌での癌抑制遺伝子の不活化に深く関与している(Ehrlich,
M., Jiang, G., Fiala, E., Dome, J.S., Yu, M.C., Long, T.I., Youn, B., Sohn, O.S., Widschwendter, M., Tomlinson, G.E., Chintagumpala, M., Champagne, M., Parham,
D., Liang, G., Malik, K. & Laird, P.W.: Hypomethylation and hypermethylation of
DNA in Wilms tumors, Oncogene, 21, 6694-6702, 2002)。
a) Inactivation of human LRP1B gene by methylation of CpG island
Tight methylation of CpG rich promoter and exon region has been reported to cause transcriptional inactivation (Bird, AP & Wolffe, AP: Methylation-induced repression-belts, braces, and chromatin, Cell 99 , 451-454 1999). In cancer cells, CpG islands are densely methylated more frequently than other regions, and hypermethylation in the promoter region is deeply involved in inactivation of tumor suppressor genes in human cancer (Ehrlich,
M., Jiang, G., Fiala, E., Dome, JS, Yu, MC, Long, TI, Youn, B., Sohn, OS, Widschwendter, M., Tomlinson, GE, Chintagumpala, M., Champagne, M., Parham,
D., Liang, G., Malik, K. & Laird, PW: Hypomethylation and hypermethylation of
DNA in Wilms tumors, Oncogene, 21 , 6694-6702, 2002).

後述するように、実際、ヒトLRP1B遺伝子のエクソン1の一部とイントロン1領域に存在するCpGアイランドはプロモーター活性を有するが、in vitroでこの領域をメチル化するとプロモーター活性が消失することが判明した。また、このCpGアイランドのメチル化の度合いは、一部の食道癌細胞でのヒトLRP1B遺伝子発現の抑制と強く相関していた。そして、食道癌細胞を、脱メチル化試薬である5-アザデオキシシチジン(5-aza-dC)存在下で培養することにより、CpGアイランドを脱メチル化することができ、その結果、ヒトLRP1B遺伝子発現を回復させることができた。これらの結果より、CpGアイランドの高密度メチル化(Hypermethylation)が食道癌細胞における癌抑制遺伝子の発現抑制を高頻度でおこす原因の一つであることが判明した。   As will be described later, a part of exon 1 of human LRP1B gene and CpG island present in intron 1 region have promoter activity, but it was found that promoter activity disappears when methylating this region in vitro. . In addition, the degree of methylation of this CpG island was strongly correlated with suppression of human LRP1B gene expression in some esophageal cancer cells. CpG islands can be demethylated by culturing esophageal cancer cells in the presence of 5-azadeoxycytidine (5-aza-dC), which is a demethylation reagent. As a result, human LRP1B gene Expression could be restored. From these results, it was found that high-density methylation of CpG islands (Hypermethylation) is one of the causes of frequent suppression of tumor suppressor gene expression in esophageal cancer cells.

b)ヒストン4B蛋白質のアセチル化の度合いの低下による不活性化
ヒストン蛋白質の修飾がDNAのメチル化によって誘起される遺伝子発現の抑制に関与していることが知られている(Cameron, E.E., Bachman, K.E., Myohanen,S., Herman, J.G. & Baylin, S.B.: Synergy of demethylation and histone deacetylase inhibition in
the re-expression of genes silenced in cancer, Nat. Genet., 21, 103-107, 1999; Nguyen, C.T., Gonzales, F.A., & Jones, P.A.: Altered chromatin structure associated with methylation-induced gene silencing in cancer cells: correlation of accessibility, methylation, MeCP2 binding and acetylation, Nucleic Acids Res., 29, 4598-4606, 2001)。
b) It is known that the modification of inactivated histone protein by reducing the degree of acetylation of histone 4B protein is involved in the suppression of gene expression induced by DNA methylation (Cameron, EE, Bachman). , KE, Myohanen, S., Herman, JG & Baylin, SB: Synergy of demethylation and histone deacetylase inhibition in
the re-expression of genes silenced in cancer, Nat. Genet., 21, 103-107, 1999; Nguyen, CT, Gonzales, FA, & Jones, PA: Altered chromatin structure associated with methylation-induced gene silencing in cancer cells: correlation of accessibility, methylation, MeCP2 binding and acetylation, Nucleic Acids Res., 29 , 4598-4606, 2001).

トリコスタチンA (Trichostatin A:TSA)は、ヒストンデアセチラーゼ阻害剤であり、アセチル化と遺伝子発現との関係を解析するための重要なツールであるが、TSA存在下で、一部の食道癌細胞を培養するとヒトLRP1B遺伝子の発現が上昇した(後述する)。従って、TSA存在下で、細胞内でDNAと結合しているヒストンH4蛋白質のアセチル化の度合いが上昇するものと結論付けられる。さらに、ヒストンH4蛋白質のアセチル化によって誘導されるヒトLRP1B遺伝子発現の活性化は、食道癌細胞におけるCpGアイランドのメチル化に依存しないことも判明した。一方、食道癌細胞でのメチル化度の上昇は、ヒストンのアセチル化により誘導されるヒトLRP1B遺伝子の発現を抑制するためには不十分であることも判明した。   Trichostatin A (TSA) is a histone deacetylase inhibitor and an important tool for analyzing the relationship between acetylation and gene expression, but in the presence of TSA, some esophageal cancers When the cells were cultured, the expression of human LRP1B gene increased (described later). Therefore, it can be concluded that in the presence of TSA, the degree of acetylation of histone H4 protein bound to DNA in cells increases. Furthermore, it was found that the activation of human LRP1B gene expression induced by acetylation of histone H4 protein does not depend on methylation of CpG islands in esophageal cancer cells. On the other hand, it was also found that the increase in the degree of methylation in esophageal cancer cells was insufficient to suppress the expression of the human LRP1B gene induced by histone acetylation.

c)上述した手段により、ヒトLRP1B遺伝子が欠失していないにもかかわらず当該遺伝子の発現量が減少している検体細胞について、さらに、上記a)b)の2通りの不活性化の要因にタイプ分けすることは、当該検体提供者に対して最適の治療(投与すべき抗癌剤の選別)を行う上で非常に重要である。具体的には、上述した検出手段により、ヒトLRP1B遺伝子の発現量が減少していることが判明した検体細胞(癌組織に由来するプライマリー癌細胞)に対して、脱メチル化剤(5-アザデオキシシチジン:5-aza-dC等)、または、アセチル化促進剤(トリコスタチンA等)を作用させて、当該遺伝子発現量の回復を検討することにより、上記の要因のタイプ分けをすることができる。   c) For the sample cells in which the expression level of the gene is decreased by the above-mentioned means even though the human LRP1B gene is not deleted, the two inactivation factors of a) and b) above It is very important to classify them into the types in order to perform optimal treatment (selection of an anticancer drug to be administered) for the specimen provider. Specifically, a demethylating agent (5-aza) is used for a sample cell (primary cancer cell derived from cancer tissue) whose expression level of human LRP1B gene is found to be decreased by the detection means described above. Deoxycytidine: 5-aza-dC, etc.) or an acetylation promoter (trichostatin A, etc.) is allowed to act to study the recovery of the gene expression level, thereby classifying the above factors. it can.

すなわち、検体細胞に脱メチル化剤を作用させて、ヒトLRP1B遺伝子の発現量が回復す
る場合には、当該検体細胞における当該遺伝子の抑制要因は、CpGアイランドのメチル化であり、検体提供者に、脱メチル化作用を有する薬剤を投与することにより、相応の抗腫瘍効果が期待される。また、検体細胞にアセチル化促進剤を作用させて、ヒトLRP1B遺伝子の発現量が回復する場合には、当該検体細胞における当該遺伝子の抑制要因は、ヒストン4B蛋白質におけるアセチル化の抑制であり、検体提供者に、アセチル化促進作用を有する薬剤を投与することにより、相応の抗腫瘍効果が期待される。また、これらの両者の反応が認められる場合には、検体細胞におけるヒトLRP1B遺伝子の発現量の抑制原因は、上記のメチル化と、アセチル化の抑制にあると結論づけられ、脱メチル化剤とアセチル化促進剤の両者を投与することにより、相応の抗腫瘍効果が期待される。
That is, when the expression level of the human LRP1B gene is restored by allowing a demethylating agent to act on the sample cell, the suppressor of the gene in the sample cell is methylation of the CpG island. A corresponding antitumor effect is expected by administering a drug having a demethylating action. In addition, when the expression level of the human LRP1B gene is recovered by acting an acetylation promoter on the sample cell, the suppression factor of the gene in the sample cell is suppression of acetylation in the histone 4B protein. A corresponding antitumor effect is expected by administering a drug having an acetylation promoting action to a donor. If both of these reactions are observed, it can be concluded that the cause of the suppression of the expression level of human LRP1B gene in the sample cells is the above-mentioned methylation and suppression of acetylation. A corresponding antitumor effect is expected by administering both of the accelerating agents.

B.本スクリーニング方法
上述したように、食道癌に関しては、ヒトLRP1B遺伝子の不活性化が大きな要因となっており、当該遺伝子の働きを正常化する薬剤は、食道癌に対する抗腫瘍剤として用いることが可能であると考えられる。
B. This screening method As described above, inactivation of the human LRP1B gene is a major factor for esophageal cancer, and a drug that normalizes the function of the gene can be used as an antitumor agent for esophageal cancer. It is thought that.

特に、この不活性化の要因が、ヒトLRP1B遺伝子の欠失(特に、ホモタイプの欠失の場合)ではなく、上述した当該遺伝子のCpGアイランドのメチル化、および/または、ヒストンH4蛋白質のアセチル化の抑制である場合には、これらの要因を解消・緩和することができる薬剤は、抗腫瘍剤として有用である。   In particular, this inactivation factor is not the deletion of the human LRP1B gene (particularly in the case of homotypic deletion), but the above-mentioned methylation of the CpG island of the gene and / or the acetylation of histone H4 protein. In the case of suppressing the above, a drug capable of eliminating or alleviating these factors is useful as an antitumor agent.

そこで、本発明は、上述したように、脱メチル化作用を有する薬剤のスクリーニング方法である本スクリーニング方法1と、アセチル化促進作用を有する薬剤のスクリーニング方法である本スクリーニング方法2、を提供する発明である。   Thus, as described above, the present invention provides the present screening method 1 which is a screening method for drugs having a demethylation action and the present screening method 2 which is a screening method for drugs having an acetylation promoting action. It is.

これらの本スクリーニング方法を行う前提として、検体細胞においてヒトLRP1B遺伝子の欠失(特に、ホモタイプの欠失)は認められないが、当該遺伝子の発現量が抑制されている食道癌細胞株を確保する必要がある。すなわち、本スクリーニング方法1においては、「ヒトLRP1B遺伝子のCpGアイランドのメチル化に起因してヒトLRP1B遺伝子の発現が抑制されている食道癌細胞株」が、本スクリーニング方法2においては、「ヒストンH4蛋白質のアセチル化の抑制に起因してヒトLRP1B遺伝子の発現が抑制されている食道癌細胞株」が必要となる。これらの細胞株の確立法は、上述した知見に基づいた上で、常法に従い行うことができる。例えば、少なくとも、ヒトLRP1B遺伝子の欠失(好適にはホモタイプの欠失)が認められないことを、上述した方法、例えば、CGH法やFISH法で確認された食道癌細胞の中から、既存の脱メチル化試薬(例えば、5-アザデオキシシチジン)を作用させることにより、ヒトLRP1B遺伝子のレベルが回復する細胞を選択して、これを継代して、所望する「ヒトLRP1B遺伝子のCpGアイランドのメチル化に起因してヒトLRP1B遺伝子の発現が抑制されている食道癌細胞株」(以下、メチル化癌細胞株ともいう)として確立することができる。また、少なくとも、ヒトLRP1B遺伝子の欠失(好適にはホモタイプの欠失)が認められないことが確認された食道癌細胞の中から、既存のアセチル化促進試薬(例えば、トリコスタチンA等)を作用させることにより、ヒトLRP1B遺伝子のレベルが回復する細胞を選択して、これを継代して、所望する「ヒストンH4蛋白質のアセチル化の抑制に起因してヒトLRP1B遺伝子の発現が抑制されている食道癌細胞株」(以下、脱アセチル化癌細胞株ともいう)として確立することができる。   As a premise for carrying out these screening methods, an esophageal cancer cell line in which the deletion of the human LRP1B gene (especially homotypic deletion) is not observed in the sample cells but the expression level of the gene is suppressed is secured. There is a need. That is, in this screening method 1, “an esophageal cancer cell line in which expression of the human LRP1B gene is suppressed due to methylation of the CpG island of the human LRP1B gene” is referred to as “histone H4 An esophageal cancer cell line in which the expression of the human LRP1B gene is suppressed due to suppression of protein acetylation is required. Establishing these cell lines can be performed according to conventional methods based on the above-described findings. For example, from the above-mentioned methods, for example, esophageal cancer cells confirmed by the CGH method or FISH method, it is confirmed that at least the deletion of human LRP1B gene (preferably homotypic deletion) is not observed. By acting on a demethylating reagent (for example, 5-azadeoxycytidine), a cell in which the level of the human LRP1B gene is restored is selected and subcultured to obtain a desired “human LRP1B gene CpG island. It can be established as an esophageal cancer cell line in which expression of the human LRP1B gene is suppressed due to methylation (hereinafter also referred to as methylated cancer cell line). In addition, an existing acetylation-promoting reagent (for example, trichostatin A) is selected from esophageal cancer cells that have been confirmed to have no human LRP1B gene deletion (preferably homotypic deletion). By selecting the cells in which the level of the human LRP1B gene is restored, the cells are subcultured, and the desired expression of the human LRP1B gene is suppressed due to the suppression of histone H4 protein acetylation. It can be established as “an esophageal cancer cell line” (hereinafter also referred to as a deacetylated cancer cell line).

本スクリーニング方法においては、上記のメチル化癌細胞株または脱アセチル化細胞株に対して被験物質を接触させることが必要である。この接触の態様は、特に限定されないが、当該メチル化細胞株の培養物に対して、被験物質を好適には適切な希釈倍率で希釈して添加して、引き続き培養を行うことにより行われる。そして、被験物質を添加する前のメチル化癌細胞株または脱アセチル化細胞株におけるヒトLRP1B遺伝子の発現量(前述した、リアルタイムRT-PCR法、サザンブロット法、ノーザンブロット法、DNAチップ法等
、好適にはリアルタイムRT-PCR法により、mRNAとして検出する)と、添加後の当該遺伝子の発現量を、好適には経時的に定量し、定量前後の当該遺伝子の発現量の差を、当該被験物質を添加せずに同条件で培養された対照培養物と比較して、対照培養物よりも、当該被験物質を添加した培養物における当該遺伝子の発現量が増加している場合には、当該被験物質は、1)メチル化癌細胞株を用いた試験においては「ヒトLRP1B遺伝子のCpGアイランドの脱メチル化によりヒトLRP1B遺伝子を活性化させることができる抗腫瘍物質」(本スクリーニング方法1)として選別され、2)脱アセチル化癌細胞株を用いた試験においては「ヒストンH4蛋白質のアセチル化の促進によりヒトLRP1B遺伝子を活性化させることができる抗腫瘍物質」(本スクリーニング方法2)、として選別される。
In this screening method, it is necessary to bring the test substance into contact with the above-mentioned methylated cancer cell line or deacetylated cell line. Although the mode of this contact is not particularly limited, it is carried out by adding the test substance to the culture of the methylated cell line, preferably diluted at an appropriate dilution ratio, and subsequently culturing. And the expression level of human LRP1B gene in the methylated cancer cell line or deacetylated cell line before adding the test substance (as described above, real-time RT-PCR method, Southern blot method, Northern blot method, DNA chip method, etc. Preferably, it is detected as mRNA by a real-time RT-PCR method), and the expression level of the gene after addition is preferably quantified over time, and the difference in the expression level of the gene before and after quantification is determined in the test. If the expression level of the gene in the culture to which the test substance is added is higher than that of the control culture compared to the control culture cultured under the same conditions without adding the substance, The test substance is 1) “Anti-tumor substance capable of activating human LRP1B gene by demethylation of CpG island of human LRP1B gene” in a test using methylated cancer cell line (this sc Selected as leaning method 1), and 2) “Anti-tumor substance capable of activating human LRP1B gene by promoting acetylation of histone H4 protein” in tests using deacetylated cancer cell lines (this screening method) 2).

さらに、本スクリーニング方法を行って、所望の食道癌に対する抗腫瘍成分としてスクリーニングされた物質を、さらに、in vivoのスクリーニング、例えば、上記のメチル化癌細胞株、または、脱アセチル化細胞株を植え付けたヌードマウスでの当該食道癌細胞の増殖抑制効果と当該ヌードマウスの生存率の向上を指標とするスクリーニング方法にかけて、最終的な絞り込みを行うことが好適である。   Further, the present screening method is used to inoculate a substance screened as an antitumor component against a desired esophageal cancer, and further in vivo screening, for example, the above-mentioned methylated cancer cell line or deacetylated cell line It is preferable to finally narrow down the screening method using as an index the effect of suppressing the growth of the esophageal cancer cells in nude mice and improving the survival rate of the nude mice.

本発明は、上述した本スクリーニング方法を行うためのスクリーニング用キットを提供する。当該キットは、最低限の構成要素として、メチル化癌細胞株、および/または、脱アセチル化細胞株を含むものである。さらに、その他の本スクリーニング方法を行うために必要な要素、例えば、リアルタイムRT-PCR法を行うための逆転写酵素、プライマーセット、耐熱性ポリメラーゼ、核酸塩基(4種類のdNTPミックス)、細胞の培養液、希釈用緩衝液等を加えることも可能である。   The present invention provides a screening kit for performing the screening method described above. The kit contains a methylated cancer cell line and / or a deacetylated cell line as a minimum component. In addition, other elements necessary for performing this screening method, such as reverse transcriptase, primer set, thermostable polymerase, nucleobase (4 types of dNTP mix), cell culture for real-time RT-PCR It is also possible to add a solution, a dilution buffer or the like.

本発明により、食道細胞検体における癌化の兆候、癌の進行度や悪性度を的確に把握することが可能となった。また、特定の機序により、ヒトLRP1B遺伝子の発現が不活性化することにより発生する食道癌の治療剤のスクリーニングを行うことができる。   According to the present invention, it is possible to accurately grasp signs of canceration, cancer progression, and malignancy in esophageal cell specimens. In addition, it is possible to screen for therapeutic agents for esophageal cancer that occurs when the expression of the human LRP1B gene is inactivated by a specific mechanism.

[実施例1]多数の癌関連遺伝子を搭載した高密度CGHアレイの作製
National Cancer for Biotechnology及びUniversity of California Santa Cruz Biotechnologyのゲノムデータベースウエブサイト並びに選択されたDNAのBLAST検索の結果から癌化並びに癌細胞の増殖に極めて重要な遺伝子或いはSequence Tagged Siteマーカーを有する800種類のBAC/PACクローンを選択した。
[Example 1] Preparation of high-density CGH array carrying many cancer-related genes
800 BACs with genes or Sequence Tagged Site markers that are extremely important for canceration and cancer cell growth from the results of BLAST searches of National Cancer for Biotechnology and the University of California Santa Cruz Biotechnology and selected DNA. The / PAC clone was selected.

BAC及びPAC DNAをDpnI、RsaI、HaeIIIで消化し、その後アダプターDNAとのライゲーションを行った。次に、アダプターの配列を有するプライマーを用いてPCRを2回行った。2本のプライマーの一方には5’末端がアミノ化されている。このプロセスを無尽蔵化と言い、得られたDNAを無尽蔵化DNAと定義する。無尽蔵化DNAをインクジェットタイプのスポッター(GENESHOT、NGK Insulators、名古屋)を使用してDuplicateにオリゴDNAマイクロアレイ(マツナミガラス、大阪)に共有結合でプリントした。   BAC and PAC DNA were digested with DpnI, RsaI, and HaeIII, and then ligated with adapter DNA. Next, PCR was performed twice using a primer having an adapter sequence. One of the two primers is aminated at the 5 'end. This process is called inexhaustible storage, and the obtained DNA is defined as inexhaustible DNA. Inexhaustible DNA was covalently printed on an oligo DNA microarray (Matsunami Glass, Osaka) on Duplicate using an inkjet-type spotter (GENESHOT, NGK Insulators, Nagoya).

[実施例2]食道癌細胞でのヒトLRP1B遺伝子の欠失
食道癌での新規なホモ接合体欠失を検出するために、44種類の食道癌細胞から調製したゲノムDNAを用いて、実施例1のCGFアレイを使用したCGHアレイ解析を行った。
[Example 2] Deletion of human LRP1B gene in esophageal cancer cells In order to detect a novel homozygous deletion in esophageal cancer, using genomic DNA prepared from 44 types of esophageal cancer cells, CGH array analysis using 1 CGF array was performed.

なお、対照として男性の健常人ゲノムDNAを使用しCy5で標識した。被検DNAとして上記食道癌細胞から調製したゲノムDNAを使用しCy3で標識した。具体的には、DpnI消化したゲノムDNA(0.5μg)を、各々0.2mM dATP、0.2mM dTTP、0.2mM dGTP、0.1mM dCTP及び0.4mMCy3-dCTP(食道癌細胞)或いは0.4mMCy5-dCTP(正常細胞)存在下で、ニックトランスレーションにより標識した。Cy3並びにCy5標識dCTPはAmersham Biosciences(東京)より入手した。両標識ゲノムDNAをCot-1 DNA(Invitrogen社)存在下でエタノールを加えて沈殿させ、120μlのハイブリダイゼーション混合液(50%ホルムアミド、10%Dextran sulfate、2X SSC(1xSSC: 150mM NaCl/15mM Sodium Citrate)、4% sodium dodecyl sulfate、pH7)に溶解した。37℃で30分間インキュベーション後、ハイブリダイゼーションチャンバーにセットしたCGHアレイ上に加え、37℃で3rpm(round per minute)のスピードで振とうしながら48-72時間インキュベーションを行った。その後、CGHアレイを50%ホルムアミド/ 2x SSC(pH7.0)溶液中で50℃にて15分間洗浄し、次に2xSSC/0.1%SDS中で50℃にて15分間洗浄し、さらに、0.1%Nonidet P-40を含む0.1M燐酸緩衝液(pH8)を用いて室温で15分間洗浄した。風乾した後、CGHアレイをGenePix 4000Bスキャナー(Axon Instruments、CA、USA)を用いてCy3及びCy5に由来する蛍光をモニタリングした。得られた結果をGenePix Pro4.1イメージングソフトウエア(Axon Instruments)を用いて解析した。Cy3に由来する蛍光強度の平均とCy5に由来する蛍光強度の平均を同じ値に調整し、Cy3/Cy5のRatioを求めた。ゲノムに異常がない場合にはRatio値は1である。Ratio値が1.32以上の時にゲノムの増幅があり、4以上の時に顕著な増幅が認められると判定した。Ratio値が0.75以下の時にゲノムのヘテロ接合体欠失の可能性、0.25以下の時にホモ接合体欠失の可能性が極めて大きいと判定した。   As a control, male healthy human genomic DNA was used and labeled with Cy5. Genomic DNA prepared from the above esophageal cancer cells was used as test DNA and labeled with Cy3. Specifically, DpnI-digested genomic DNA (0.5 μg) was added to 0.2 mM dATP, 0.2 mM dTTP, 0.2 mM dGTP, 0.1 mM dCTP and 0.4 mM Cy3-dCTP (esophageal cancer cell) or 0.4 mM Cy5-dCTP (normal cell), respectively. In the presence, it was labeled by nick translation. Cy3 and Cy5 labeled dCTP were obtained from Amersham Biosciences (Tokyo). Both labeled genomic DNAs are precipitated by adding ethanol in the presence of Cot-1 DNA (Invitrogen), and 120 μl of hybridization mixture (50% formamide, 10% Dextran sulfate, 2X SSC (1xSSC: 150 mM NaCl / 15 mM Sodium Citrate) ), 4% sodium dodecyl sulfate, pH 7). After incubation at 37 ° C. for 30 minutes, the mixture was added to the CGH array set in the hybridization chamber, and incubated at 37 ° C. at a speed of 3 rpm (round per minute) for 48-72 hours. The CGH array was then washed in 50% formamide / 2x SSC (pH 7.0) solution at 50 ° C for 15 minutes, then washed in 2xSSC / 0.1% SDS at 50 ° C for 15 minutes, and then 0.1% The plate was washed with 0.1 M phosphate buffer (pH 8) containing Nonidet P-40 at room temperature for 15 minutes. After air drying, the CGH array was monitored for fluorescence derived from Cy3 and Cy5 using a GenePix 4000B scanner (Axon Instruments, CA, USA). The obtained results were analyzed using GenePix Pro4.1 imaging software (Axon Instruments). The average fluorescence intensity derived from Cy3 and the average fluorescence intensity derived from Cy5 were adjusted to the same value, and the ratio of Cy3 / Cy5 was determined. The Ratio value is 1 when there is no abnormality in the genome. It was determined that genomic amplification occurred when the Ratio value was 1.32 or more, and significant amplification was observed when the Ratio value was 4 or more. When the Ratio value was 0.75 or less, it was determined that the possibility of genomic heterozygote deletion was extremely high, and when the ratio value was 0.25 or less, the possibility of homozygote deletion was extremely high.

その結果、食道癌(TE-6)細胞でクロモソーム2q22.1に存在するヒトLRP1Bの遺伝子が欠失していることが判った。このときのLog2Ratioは-2.7であった[図1A:被検細胞としてTE-6のゲノムDNAを用いて、実施例1に示したCGHアレイ上でCGH解析を行った時の代表的なアレイイメージである。クロモソーム2q22.1におけるヒトLRP1B遺伝子コピー数の減少は明確なシグナル(Log2Ratio=-2.7)で示される(右拡大図中の矢印で示す)。]。一方、18種類の食道癌細胞でLog2Ratioは-0.42から-2.0の範囲であった。この結果は2対の染色体中の1対でヒトLRP1B遺伝子が欠失していることを示している(Hemizygous deletionと言う)。TE-6細胞で検出されたヒトLRP1B遺伝子の欠失は、少なくともエキソン3からエキソン30の範囲まで及んでいた。 As a result, it was found that the gene of human LRP1B present in chromosome 2q22.1 was deleted in esophageal cancer (TE-6) cells. The Log 2 Ratio at this time was −2.7 [FIG. 1A: Typical when CGH analysis was performed on the CGH array shown in Example 1 using TE-6 genomic DNA as a test cell. It is an array image. The decrease in the human LRP1B gene copy number in chromosome 2q22.1 is indicated by a clear signal (Log 2 Ratio = -2.7) (indicated by the arrow in the right enlarged view). ]. On the other hand, 18 types of esophageal cancer cells had a Log 2 Ratio in the range of -0.42 to -2.0. This result indicates that the human LRP1B gene is deleted in one of the two pairs of chromosomes (referred to as “Hemizygous deletion”). The deletion of the human LRP1B gene detected in TE-6 cells ranged from at least exon 3 to exon 30.

他の細胞種について検討を進めた所、44種類の食道癌細胞中で6細胞種[図1Bの*印で示す。図1Bは、食道癌細胞(TE細胞ラインとKYSE細胞ライン)におけるヒトLRP1B遺伝子エクソン1、5、7並びに10のホモ接合体欠失の検出を表している。星印はいずれかのエクソンにホモ接合体欠失を検出した細胞種を示す。Nは健常者由来のDNAを用いた結果を示す。GAPDH(Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase)遺伝子のPCRは対照として用いた。]について、ヒトLRP1B遺伝子のホモ接合体欠失を見出した。検出頻度は13.7%である。さらに、Laser-captured microdissection(LCM)を行ったプライマリー食道癌では70サンプル中の30サンプル[図1Cの*印で示す。図1C は、Laser-captured microdissection (LCM)-処理プライマリー食道癌におけるヒトLRP1B遺伝子エクソン5、7或いは10のホモ接合体欠失を示している。星印はいずれかのエクソンにホモ接合体欠失を検出した細胞種を示す。GAPDH遺伝子のPCRは対照として用いた。]について、ヒトLRP1B遺伝子のホモ接合体欠失が検出された。頻度は42.9%と高頻度であった。   When other cell types were studied, 6 cell types among 44 types of esophageal cancer cells [indicated by * in FIG. 1B]. FIG. 1B represents the detection of homozygous deletion of human LRP1B gene exons 1, 5, 7 and 10 in esophageal cancer cells (TE cell line and KYSE cell line). The asterisk indicates the cell type in which homozygous deletion was detected in any exon. N shows the result using DNA derived from a healthy person. PCR of GAPDH (Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase) gene was used as a control. ], A homozygous deletion of the human LRP1B gene was found. The detection frequency is 13.7%. Furthermore, in primary esophageal cancer subjected to laser-captured microdissection (LCM), 30 samples out of 70 samples [indicated by * in FIG. 1C]. FIG. 1C shows homozygous deletion of human LRP1B gene exons 5, 7 or 10 in Laser-captured microdissection (LCM) -treated primary esophageal cancer. The asterisk indicates the cell type in which homozygous deletion was detected in any exon. PCR of GAPDH gene was used as a control. ], A homozygous deletion of the human LRP1B gene was detected. The frequency was as high as 42.9%.

[実施例3]食道癌細胞におけるヒトLRP1B遺伝子発現の抑制に関する検討
食道癌細胞において、ヒトLRP1B遺伝子のうち高頻度で欠失している領域である、ヒトLRP1B遺伝子エキソン8-9とヒトLRP1B遺伝子の3’末端に近いエキソン91-92の配列から各々2種類のプライマーを設計し、両領域に由来するmRNAをRT-PCR法で検出した。
[Example 3] Study on suppression of human LRP1B gene expression in esophageal cancer cells Human LRP1B gene exon 8-9 and human LRP1B gene, which are frequently deleted regions of human LRP1B gene in esophageal cancer cells Two types of primers were designed from the sequence of exons 91-92 close to the 3 ′ end of each, and mRNAs derived from both regions were detected by RT-PCR.

その結果、ホモ接合体欠失の起こっている6細胞株でエキソン91-92に由来するmRNAを検出できなかったが、エキソン8-9に由来するmRNAを検出した。さらに、ホモ接合体欠失の起こっていない38細胞株の中の14細胞株ではエキソン8-9とエキソン91-92に由来するRT-PCR産物を検出できなかった[図1D RT-PCR解析によって検出された食道癌細胞のヒトLRP1
Bエクソン8-9並びにエクソン91-92の発現を示している。図1Bに星印で表示したホモ接合体欠失を示す細胞種に同様に星印をつけた。ホモ接合体欠失を示さない38細胞種の中で14細胞種(TE-1, -5, -8, -9, -11及びKYSE30, 150, 170, 770, 790, 960, 1250, 2400, 2650)について、ヒトLRP1B mRNA発現が頻度36.8%で消失していた。]。この頻度は36.8%であった。従って、ヒトLRP1B mRNAを検出できない理由はゲノム上での遺伝子欠失に加えて他のメカニズムが考えられるので、さらにその検討を行った。
As a result, mRNA derived from exon 91-92 could not be detected in 6 cell lines in which homozygote deletion occurred, but mRNA derived from exon 8-9 was detected. Furthermore, RT-PCR products derived from exon 8-9 and exon 91-92 could not be detected in 14 of 38 cell lines in which homozygous deletion did not occur [Figure 1D by RT-PCR analysis. Human LRP1 in detected esophageal cancer cells
It shows the expression of B exons 8-9 and exons 91-92. Cell types showing homozygous deletions indicated by an asterisk in FIG. 1B were similarly marked with an asterisk. Among 38 cell types that do not show homozygous deletion, 14 cell types (TE-1, -5, -8, -9, -11 and KYSE30, 150, 170, 770, 790, 960, 1250, 2400, 2650), human LRP1B mRNA expression disappeared at a frequency of 36.8%. ]. This frequency was 36.8%. Therefore, the reason why human LRP1B mRNA cannot be detected is considered to be other mechanisms in addition to gene deletion on the genome.

[実施例4]ヒトLRP1B遺伝子のCpGアイランドのメチル化についての検討
CpGアイランドのメチル化は遺伝子発現を抑制するメカニズムの1つである。ヒトLRP1B遺伝子のCpGアイランドをCpGPLOTを用いて解析した結果、ヒトLRP1B遺伝子のエキソン1の3’側一部とイントロン1の5’側を含む828bp断片を同定した。本領域中のCpG部位並びにCpG部位が密集して存在するCpGアイランドを表示した[図2A:ヒトLRP1B遺伝子のエクソン1とイントロン1を含む828bpから成るCpGアイランドの図解マップである。エクソン1を白抜きボックスで表示し、転写開始点を+1で示した。矢印は転写開始方向を示す。CpGアイランドはCpGPLOT(http://www.ebi.ac.uk/emboss/cpgplot/)により同定し、黒塗りバーで表示し、その拡大図にCpGの位置を縦線で示した。CpGアイランドはヒトLRP1B遺伝子の+718から+1545までから構成される。プロモーターアッセイにより解析した領域(Region1から5まで)、Bisulfite-PCR解析を行った領域、Bisulfiteシーケンスを行った領域を水平の線で示した。]。
[Example 4] Examination of methylation of CpG island of human LRP1B gene
CpG island methylation is one of the mechanisms that suppress gene expression. As a result of analyzing the CpG island of the human LRP1B gene using CpGPLOT, a 828 bp fragment containing a part of the 3 ′ side of exon 1 of the human LRP1B gene and the 5 ′ side of intron 1 was identified. The CpG sites in this region and the CpG islands in which CpG sites are densely displayed are displayed. [FIG. 2A: Schematic map of CpG islands consisting of 828 bp including exon 1 and intron 1 of human LRP1B gene. Exon 1 is indicated by a white box, and the transcription start point is indicated by +1. The arrow indicates the transcription start direction. CpG islands were identified by CpGPLOT (http://www.ebi.ac.uk/emboss/cpgplot/) and displayed with a black bar, and the position of CpG was shown as a vertical line in the enlarged view. The CpG island is composed of the human LRP1B gene from +718 to +1545. Regions analyzed by the promoter assay (Regions 1 to 5), regions subjected to bisulfite-PCR analysis, and regions subjected to bisulfite sequencing are indicated by horizontal lines. ].

ここで同定したヒトLRP1B遺伝子のCpGアイランドのプロモーター活性を調べるために、このCpGアイランドの周辺を含めて5つの断片(図2A Region 1-5)に分けそれらの断片をルシフェラーゼレポータープラスミド(pGL3-Basic vector: Promega, WI, USA)に挿入し、子宮頚癌(HeLa)細胞並びに食道癌(TE-4)細胞を、一過性にpRL-hTK内部標準ベクター(Promega)と共にコトランスフェクションした。36時間培養後、Dual-Luciferaseレポーターアッセイシステム(Promega)を用いて、マニュアルに従ってルシフェラーゼ活性を測定し、各Regionを有するpGL3 vectorに由来するホタルルシフェラーゼ活性を、pRL-hTK内部標準ベクターに由来するウミシイタケルシフェラーゼ活性で割り算した値、であるRLA(Relative luciferase activity)で表示した。その結果、Region1、2及び3がそれぞれ19、12-14、8-10 RLA活性を示したが、Region 4及び5は活性を示さなかった[図2AとB:図2Bは、ヒトLRP1B遺伝子CpGアイランドのプロモーター活性とその領域をin vitroでメチル化することによるプロモーター活性の抑制を示している。ヒトLRP1B遺伝子CpGアイランドのRegion1からRegion5までをS-adenosylmethionine(SAM)存在下及び不在下でSssI(CpG)メチラーゼによりin vitroでメチル化した。前者はCpGがメチル化される条件で、後者はメチル化されない条件である。ここで調製したRegion1−5の2セットのDNAをpGL3ベーシックベクターに挿入し、ホタルルシフェラーゼ発現プラスミドを構築した。これらの発現プラスミドをHela細胞とTE-4細胞にトランスフェクションし、培養後、両細胞抽出液についてインターナルコントロールであるウミシイタケルシフェラーゼで標準化することにより、目的とするホタルルシフェラーゼ活性を測定した。得られた結果は各々3回の実験の平均値±SEで表示した。]。従って、CpGアイランドを含む領域にプロモーター活性があり、この領域の上流の配列をより大きいサイズで含むほどプロモーター活性が高いことが判明した。   In order to examine the promoter activity of the CpG island of the human LRP1B gene identified here, it was divided into five fragments (Fig. 2A Region 1-5) including the periphery of this CpG island, and these fragments were divided into luciferase reporter plasmid (pGL3-Basic vector: Promega, WI, USA) and cervical cancer (HeLa) cells as well as esophageal cancer (TE-4) cells were transiently co-transfected with the pRL-hTK internal standard vector (Promega). After culturing for 36 hours, the luciferase activity was measured according to the manual using the Dual-Luciferase reporter assay system (Promega), and the firefly luciferase activity derived from the pGL3 vector having each region was measured using the urine derived from the pRL-hTK internal standard vector. RLA (Relative luciferase activity), which is a value divided by shiita luciferase activity, was displayed. As a result, Regions 1, 2 and 3 showed 19, 12-14 and 8-10 RLA activities, respectively, while Regions 4 and 5 showed no activity [FIGS. 2A and B: FIG. 2B shows the human LRP1B gene CpG. It shows suppression of promoter activity by methylating the promoter activity of the island and its region in vitro. Regions 1 to 5 of the human LRP1B gene CpG island were methylated in vitro with SssI (CpG) methylase in the presence and absence of S-adenosylmethionine (SAM). The former is a condition in which CpG is methylated, and the latter is a condition in which methylation is not performed. Two sets of Region 1-5 DNA prepared here were inserted into a pGL3 basic vector to construct a firefly luciferase expression plasmid. These expression plasmids were transfected into Hela cells and TE-4 cells, and after culture, the target firefly luciferase activity was measured by standardizing both cell extracts with Renilla luciferase as an internal control. The obtained results were each expressed as an average value ± SE of three experiments. ]. Therefore, it was found that the region containing the CpG island has promoter activity, and that the promoter activity increases as the size of the sequence upstream of this region is increased.

次に、CpGアイランドをSssI (CpG)メチラーゼ (New England Biolabs, MA, USA) を用いてS-adenosylmethionineを基質としてメチル化しプロモーター活性を検討した。メチル化がほぼ完全に起こっていることをメチレーション感受性制限酵素で消化されないことで確認した。Region 1、2及び3に由来するプラスミドをメチル化した場合に活性は消失した(図2AとB:上記)。 従って、ヒトLRP1B遺伝子が欠失していない場合でもCpGアイランドがメチル化されている時にはヒトLRP1B遺伝子発現がほぼ完全に抑制されることが判明した。   Next, CpG islands were methylated using SssI (CpG) methylase (New England Biolabs, MA, USA) using S-adenosylmethionine as a substrate to examine promoter activity. Methylation occurred almost completely by confirming that it was not digested with methylation sensitive restriction enzymes. The activity disappeared when the plasmids from Regions 1, 2 and 3 were methylated (FIGS. 2A and B: above). Therefore, it was found that even when the human LRP1B gene is not deleted, the expression of the human LRP1B gene is almost completely suppressed when the CpG island is methylated.

さらに、食道癌細胞で実際にヒトLRP1B遺伝子のCpGアイランドがメチル化されているかどうか検討した。EZ DNAメチレーションキット(ZYMO REAEARCH, CA, USA)を使用し、食道癌細胞に由来するゲノムDNA(2μg)をSodium bisulfite中50℃で1晩処理を行い、目的とするメチル化DNAを増幅するようにデザインしたプライマーを用いてPCRを行った。得られた増幅産物をTaqI制限酵素(New England BioLabs)で消化した。TaqIはメチル化されないSodium bisulfiteで修飾された配列は消化しないが、メチル化されたSodium bisulfiteで修飾されない配列を消化する性質を利用して、メチル化の度合いをモニタリングした。PCR断片を電気泳動後、メチル化された断片のバンドとメチル化されない断片のバンドの濃度比をMultiGauge2.0(フジフィルム、東京)を用いたデンシトメトリーにより測定し、メチル化された領域のメチル化度を%で表示した。20%以上メチル化されている場合には有意にプロモーター活性を抑制していると考えられる。この配列をTOPO TAクローニングベクター(Invitrogen)にサブクローニングし、塩基配列を決定した。   Furthermore, we investigated whether the CpG island of the human LRP1B gene was actually methylated in esophageal cancer cells. Using the EZ DNA methylation kit (ZYMO REAEARCH, CA, USA), genomic DNA (2 µg) derived from esophageal cancer cells is treated overnight at 50 ° C in sodium bisulfite to amplify the desired methylated DNA PCR was performed using primers designed as described above. The obtained amplification product was digested with TaqI restriction enzyme (New England BioLabs). TaqI did not digest sequences modified with unmethylated sodium bisulfite, but monitored the degree of methylation using the property of digesting sequences not modified with methylated sodium bisulfite. After electrophoresis of the PCR fragment, the concentration ratio of the methylated fragment band to the non-methylated fragment band was measured by densitometry using MultiGauge2.0 (Fujifilm, Tokyo). The degree of methylation was expressed in%. It is considered that the promoter activity is significantly suppressed when it is methylated by 20% or more. This sequence was subcloned into TOPO TA cloning vector (Invitrogen), and the nucleotide sequence was determined.

ヒトLRP1B遺伝子のホモ接合体欠失が検出されないが本遺伝子の発現が認められない食道癌細胞(KYSE170, 770, 790, 960 & TE-1, -8)のヒトLRP1B遺伝子CpGアイランドのメチル化度を測定すると、異常にメチル化されていることが判明した[図2Cは、メチレーション感受性制限酵素TaqIで消化を行った食道癌細胞のヒトLRP1B遺伝子CpGアイランドのBisulfite-PCR法を用いた解析の結果を示している。Mはメチル化されたCpGアイランドを鋳型に用いた時に得られるバンドを示し、%はメチル化されたパーセントを表示した。N1とN2は健常人由来のゲノムDNAを用いた場合の結果を示す。]。一方、本領域の有意なメチル化はヒトLRP1B遺伝子を発現している細胞(KYSE110, 1260, 70)或いは正常白血球細胞では検出されなかった。   Degree of methylation of human LRP1B gene CpG island in esophageal cancer cells (KYSE170, 770, 790, 960 & TE-1, -8) in which homozygous deletion of human LRP1B gene is not detected but this gene is not expressed [Figure 2C shows the bisulfite-PCR analysis of the human LRP1B gene CpG island of esophageal cancer cells digested with the methylation sensitive restriction enzyme TaqI. Results are shown. M represents a band obtained when a methylated CpG island was used as a template, and% represents the percent methylated. N1 and N2 show the results when using genomic DNA derived from a healthy person. ]. On the other hand, significant methylation in this region was not detected in cells expressing the human LRP1B gene (KYSE110, 1260, 70) or normal white blood cells.

ヒトLRP1B遺伝子CpGアイランド内の各CpGジヌクレオチドのメチル化度をBisulfiteシーケンス法により解析した。その結果、ホモ接合体欠失の認められない細胞(KYSE170, 770, 790, 980 & TE-1, -8)では、ヒトLRP1B遺伝子のCpGアイランドは特に部位39-67でメチル化度が特に高く、ヒトLRP1B遺伝子を発現している細胞(KYSE110, 1260, 70)ではメチル化されていなかった[図2Dは、ヒトLRP1B遺伝子CpGアイランドのBisulfiteゲノムシーケンスを示している。転写開始点を+1で表示するとCpGアイランドは+718から+1545までを占める。この領域には67ヶ所のCpG部位がありそれを升目で表した。白抜き升目はメチル化されていないCpG部位で、黒塗り升目はメチル化されたCpG部位である。升目は6列から9列まであるが、これらはゲノムシーケンスを行った数であり、各々の結果を示した。使用した細胞はヒトLRP1B遺伝子発現細胞(Expression (+)と表示)のKYSE110、KYSE1260及びKYSE70、並びにヒトLRP1B遺伝子を発現していない細胞(Expression (-)と表示)のKYSE170、KYSE770、KYSE790、KYSE960、TE-1及びTE-8である。]。従って、食道癌細胞でヒトLRP1B遺伝子のホモ接合体欠失のある場合と、ヒトLRP1B遺伝子のCpGアイランドが高度にメチル化されている場合にはヒトLRP1B遺伝子発現は検出されないか或いは非常に低いことが判った。この2つのケースより、ヒトLRP1B遺伝子発現と食道細胞の癌化との関係が強く示唆される。   The methylation degree of each CpG dinucleotide in the human LRP1B gene CpG island was analyzed by the bisulfite sequencing method. As a result, the CpG island of the human LRP1B gene is particularly highly methylated at sites 39-67 in cells without homozygous deletion (KYSE170, 770, 790, 980 & TE-1, -8). In cells expressing the human LRP1B gene (KYSE110, 1260, 70), it was not methylated [FIG. 2D shows the bisulfite genomic sequence of the human LRP1B gene CpG island. When the transfer start point is displayed as +1, CpG islands occupy from +718 to +1545. There are 67 CpG sites in this region, which are represented by squares. Open squares are unmethylated CpG sites, and black squares are methylated CpG sites. There are 6 to 9 cells, but these are the numbers of genome sequencing, and each result is shown. The cells used were human LRP1B gene-expressing cells (expressed as Expression (+)) KYSE110, KYSE1260 and KYSE70, and cells not expressing the human LRP1B gene (expressed as Expression (-)) KYSE170, KYSE770, KYSE790, KYSE960 , TE-1 and TE-8. ]. Therefore, human LRP1B gene expression is not detected or very low when esophageal cancer cells have a homozygous deletion of the human LRP1B gene and when the CpG island of the human LRP1B gene is highly methylated I understood. These two cases strongly suggest a relationship between human LRP1B gene expression and canceration of esophageal cells.

[実施例5]プライマリー食道癌でのヒトLRP1B遺伝子CpGアイランドのメチル化
これまで、食道癌細胞でヒトLRP1B遺伝子CpGアイランドのメチル化を解析してきたが、実際に食道癌組織でも同様な現象が起こっているかどうかを検討した。その結果、プライマリー食道癌34例中5例で、ヒトLRP1B遺伝子CpGアイランドのメチル化が起こっていることが判明した[図2Eは、プライマリー食道癌のヒトLRP1B遺伝子CpGアイランドをメチレーション感受性酵素TaqIで消化後のBisulfite-PCRによる解析を示している。Mはメチル化されたCpGアイランドを鋳型に用いた時に得られるバンドを示し、%はメチル化されたパーセントを表示した。]。その頻度は14.7%である。樹立した食道癌細胞と比較すると癌組織では、ヒトLRP1B遺伝子CpGアイランドのメチル化の頻度が低いが、これは本解析では
ある程度の量のDNAを必要とするために、正常細胞が癌細胞試料に混入してしまうことがあげられる。以上の結果より、ヒトLRP1B遺伝子CpGアイランドのメチル化による、ヒトLRP1B遺伝子の不活化は食道細胞の癌化に重要な役割を示すと推定される。
[Example 5] Methylation of human LRP1B gene CpG island in primary esophageal cancer So far, methylation of human LRP1B gene CpG island in esophageal cancer cells has been analyzed, but the same phenomenon actually occurs in esophageal cancer tissues. I examined whether or not. As a result, it was found that methylation of human LRP1B gene CpG island occurred in 5 out of 34 primary esophageal cancer [Fig. 2E shows that human LRP1B gene CpG island of primary esophageal cancer is expressed with methylation sensitive enzyme TaqI. The analysis by bisulfite-PCR after digestion is shown. M represents a band obtained when a methylated CpG island was used as a template, and% represents the percent methylated. ]. Its frequency is 14.7%. Compared with established esophageal cancer cells, the frequency of methylation of the human LRP1B gene CpG island is lower in cancer tissues, but this analysis requires a certain amount of DNA. It can be mixed. From the above results, inactivation of the human LRP1B gene by methylation of the human LRP1B gene CpG island is presumed to play an important role in canceration of esophageal cells.

[実施例6]5-aza-dCを用いて脱メチル化したときのヒトLRP1B遺伝子の発現
食道癌細胞でヒトLRP1B遺伝子CpGアイランドを脱メチル化したときのヒトLRP1B遺伝子発現を検討した。具体的には、食道癌細胞をメチル転移酵素阻害剤である各種濃度の5-aza-dC存在下で5日間処理したときのヒトLRP1B mRNA誘導能を測定した。その結果、ヒトLRP1B遺伝子欠失はないがヒトLRP1B mRNAが検出されない細胞では5-aza-dC処理を行なうことにより、ヒトLRP1B mRNA誘導能が見出された。ヒトLRP1B遺伝子のホモ接合体欠失を伴う細胞では、同様な処理でヒトLRP1B mRNA誘導能は検出されなかった[図2Fは、5-aza-dC存在下並びに不在下での食道癌細胞におけるヒトLRP1B遺伝子発現解析を示している。ヒトLRP1B遺伝子エクソン8-9を増幅するための2種類の特異的プライマーを用いてRT-PCRを行い、電気泳動の結果得られたバンドを示した。GAPDHは内部標準として使用した。鋳型に使用したゲノムはホモ接合体欠失の認められないヒトLRP1B遺伝子を発現しない細胞種(KYSE170, 770, 790, 960 & TE-1, -5, -8, -11)とホモ接合体欠失の検出された細胞種(TE-6)を5-aza-dC存在下並びに不在下で5日間培養した後に調製した。]。
[Example 6] Expression of human LRP1B gene when demethylated using 5-aza-dC Human LRP1B gene expression when human LRP1B gene CpG island was demethylated in esophageal cancer cells was examined. Specifically, human LRP1B mRNA induction ability was measured when esophageal cancer cells were treated for 5 days in the presence of various concentrations of 5-aza-dC, which is a methyltransferase inhibitor. As a result, human LRP1B mRNA-inducing ability was found by performing 5-aza-dC treatment in cells in which human LRP1B gene was not deleted but human LRP1B mRNA was not detected. In cells with homozygous deletion of the human LRP1B gene, the ability to induce human LRP1B mRNA was not detected by the same treatment [FIG. 2F shows humans in esophageal cancer cells in the presence and absence of 5-aza-dC. The LRP1B gene expression analysis is shown. RT-PCR was performed using two kinds of specific primers for amplifying human LRP1B gene exon 8-9, and the band obtained as a result of electrophoresis was shown. GAPDH was used as an internal standard. The genome used for the template is a cell type that does not express the human LRP1B gene (KYSE170, 770, 790, 960 & TE-1, -5, -8, -11) and is not homozygous. A cell type in which loss was detected (TE-6) was prepared after culturing for 5 days in the presence and absence of 5-aza-dC. ].

[実施例7]CpGメチル化とヒストンアセチル化の関連の検討
CpGアイランドのメチル化に伴う遺伝子発現抑制はゲノムの染色体構造を変化させることに起因することが明らかになってきた。同様にゲノムと相互作用するヒストン蛋白質の低アセチル化もゲノム構造を変化させ、遺伝子発現に影響を与える。今回、ヒストンデアセチラーゼ阻害剤であるトリコスタチンA(TSA)とメチル基転移酵素阻害剤である5-aza-dCを用いてCpGメチル化とヒストンアセチル化の関連を検討した。
[Example 7] Examination of the relationship between CpG methylation and histone acetylation
It has become clear that the suppression of gene expression associated with methylation of CpG islands is due to changes in the chromosome structure of the genome. Similarly, hypoacetylation of histone proteins that interact with the genome also changes the genome structure and affects gene expression. In this study, we investigated the relationship between CpG methylation and histone acetylation using trichostatin A (TSA), a histone deacetylase inhibitor, and 5-aza-dC, a methyltransferase inhibitor.

ヒトLRP1B遺伝子CpGアイランドが密にメチル化されているKYSE170細胞を、TSA存在下でインキュベーションしたところ、5-aza-dCのみでインキュベーションしたときよりも高いヒトLRP1B遺伝子の発現を検出した[図2Gは、5-aza-dC及びTSA存在下で培養した後の、ヒトLRP1B遺伝子非発現食道癌細胞(KYSE170)におけるLRP1B mRNAの発現を示している。KYSE170細胞を5-aza-dC存在下で5日間、TSA存在下或いは5-aza-dCとTSA共存下で12時間培養した。それぞれの細胞から調製したゲノムDNAを鋳型とし、ヒトLRP1B遺伝子エクソン8-9を増幅するための2種類の特異的プライマーを用いてRT-PCRを行い、電気泳動の結果得られたバンドを示した。GAPDHは内部標準として使用した。]。KYSE170細胞を、TSAと5-aza-dC共在下でインキュベーションすると、さらに高いヒトLRP1B遺伝子の発現が認められた。   When KYSE170 cells in which the human LRP1B gene CpG island was densely methylated were incubated in the presence of TSA, higher expression of the human LRP1B gene was detected than when incubated with 5-aza-dC alone [FIG. 3 shows the expression of LRP1B mRNA in human LRP1B gene non-expressing esophageal cancer cells (KYSE170) after culturing in the presence of 5-aza-dC and TSA. KYSE170 cells were cultured in the presence of 5-aza-dC for 5 days and in the presence of TSA or in the presence of 5-aza-dC and TSA for 12 hours. Using the genomic DNA prepared from each cell as a template, RT-PCR was performed using two types of specific primers for amplifying human LRP1B gene exon 8-9, and the bands obtained as a result of electrophoresis were shown. . GAPDH was used as an internal standard. ]. When KYSE170 cells were incubated in the presence of TSA and 5-aza-dC, higher human LRP1B gene expression was observed.

この結果は、CpGアイランドのメチル化と染色体高次構造の変化が複雑に関連し、ヒトLRP1B遺伝子の発現に影響を与えていることを示唆している。ヒストン蛋白質のアセチル化を定量的に解析するために、5種類の食道癌細胞(KYSE110, 1260, 70, 170, 960)について、ChIPアッセイを行った。ChIPアッセイはアセチル化ヒストンH4に対する抗体を用いてゲノムを免疫沈降させた後、それを約100分の1に希釈してPCRを行うことにより目的とするゲノム配列を増幅できる。PCR産物について3%アガロースゲル電気泳動を行い、アセチル化ヒストンと複合体を形成しているDNA量をモニタリングした。方法は、本キット(Upstate Biotechnology, NY, USA)のマニュアルに従って行った。その結果、ヒトLRP1B遺伝子を発現している細胞(KYSE110, 1260, 70)では、ヒトLRP1B遺伝子のCpGアイランドが過剰のアセチル化ヒストンH4とコンプレックスを形成していることが判明した。一方、過剰にメチル化されているヒトLRP1B遺伝子のCpGアイランドを有する細胞(KYSE170, 960)では、過剰にアセチル化されたヒストンH4はわずかしか検出されなかった[図2Hは、食道癌細胞におけるヒトLRP1B遺伝子のヒストンアセチル化の状況を示している。ヒトLRP1B遺伝子発現細胞(KYSE110, 1260, 70)とヒトLRP1B遺伝子非発現細胞(KYSE170, 960)の
細胞抽出液をアセチル化ヒストンH4に対する抗体を用いたクロマチンChIPアッセイによる免疫沈降で得られたヒトLRP1B遺伝子の密にメチル化された領域(図2D)をPCRで増幅し検出した。免疫沈降前の試料をPCRにより増幅(Inputと表示)し、免疫沈降後の結果と比較した。さらに、免疫沈降後のDNAにおいて、GAPDH遺伝子の5’末端領域を増幅し、対照に用いた。得られたバンドをデンシトメーターでスキャンしLRP1Bバンドの値とGAPDHバンドの値の比を下欄に表示した。]。KYSE170細胞を、5-aza-dC、TSA、或いは5-aza-dC+TSA存在下でインキュベーションをし、ChIPアッセイにより、ヒトLRP1B遺伝子のCpGアイランドのヒストンアセチル化の度合いをモニタリングしたところ、TSA+5-aza-dCは相乗的にヒストンアセチル化を増強させることが判明した[図2Iは、食道癌細胞におけるヒトLRP1B遺伝子CpGアイランドにおけるヒストンH4蛋白質のアセチル化に及ぼす5-aza-dCとTSA処理の影響を示している。KTSE170細胞を5-aza-dC存在下で5日間、TSA存在下或いは5-aza-dCとTSA共存下で12時間培養した。図2Hと同様にアセチル化ヒストンH4に対する抗体を用いて免疫沈降を行った後にPCRを行い、アセチル化ヒストンのアセチル化度をモニタリングした。ChIP-PCRにより得られたバンドをデンシトメーターで定量し、ヒトLRP1B遺伝子から算出された値とGAPDH遺伝子から算出された値の比を下図に示した。培養時のTSAと5-aza-dC存在の有無を+、−で表示した。]。従って、ヒトLRP1B遺伝子CpGアイランドのヒストンアセチル化の度合いは、直接ヒトLRP1B mRNAの発現と正の相関を示しており、逆に本アイランドのメチル化の度合いは、ヒトLRP1B mRNAの発現と不の相関を示すことが明らかとなった。
This result suggests that methylation of CpG islands and changes in chromosomal conformation are intricately related and affect the expression of the human LRP1B gene. To quantitatively analyze histone protein acetylation, ChIP assay was performed on five types of esophageal cancer cells (KYSE110, 1260, 70, 170, 960). The ChIP assay can amplify the target genome sequence by immunoprecipitation of the genome using an antibody against acetylated histone H4 and then diluting it to about 1/100 to perform PCR. The PCR product was subjected to 3% agarose gel electrophoresis, and the amount of DNA forming a complex with acetylated histone was monitored. The method was performed according to the manual of this kit (Upstate Biotechnology, NY, USA). As a result, in cells expressing the human LRP1B gene (KYSE110, 1260, 70), it was found that the CpG island of the human LRP1B gene forms a complex with excess acetylated histone H4. On the other hand, in cells having a CpG island of the human LRP1B gene that is excessively methylated (KYSE170, 960), only a few hyperacetylated histones H4 were detected [FIG. 2H shows humans in esophageal cancer cells. The status of histone acetylation of LRP1B gene is shown. Human LRP1B obtained by immunoprecipitation of human LRP1B gene-expressing cells (KYSE110, 1260, 70) and non-human LRP1B gene-expressing cells (KYSE170, 960) by chromatin ChIP assay using an antibody against acetylated histone H4 The densely methylated region of the gene (FIG. 2D) was amplified by PCR and detected. The sample before immunoprecipitation was amplified by PCR (indicated as Input) and compared with the result after immunoprecipitation. Further, in the DNA after immunoprecipitation, the 5 ′ end region of the GAPDH gene was amplified and used as a control. The obtained band was scanned with a densitometer, and the ratio of the value of the LRP1B band to the value of the GAPDH band was displayed in the lower column. ]. KYSE170 cells were incubated in the presence of 5-aza-dC, TSA, or 5-aza-dC + TSA, and the degree of histone acetylation of the CpG island of the human LRP1B gene was monitored by ChIP assay. 5-aza-dC was found to synergistically enhance histone acetylation [Figure 2I shows the effects of 5-aza-dC and TSA on acetylation of histone H4 protein in human LRP1B gene CpG island in esophageal cancer cells Shows the effect of. KTSE170 cells were cultured in the presence of 5-aza-dC for 5 days and in the presence of TSA or in the presence of 5-aza-dC and TSA for 12 hours. Similarly to FIG. 2H, immunoprecipitation was performed using an antibody against acetylated histone H4, and then PCR was performed to monitor the degree of acetylation of acetylated histone. The band obtained by ChIP-PCR was quantified with a densitometer, and the ratio between the value calculated from the human LRP1B gene and the value calculated from the GAPDH gene is shown in the figure below. The presence or absence of TSA and 5-aza-dC at the time of culture was indicated by + and −. ]. Therefore, the degree of histone acetylation of the human LRP1B gene CpG island is directly correlated with the expression of human LRP1B mRNA, and conversely, the degree of methylation of this island is not correlated with the expression of human LRP1B mRNA. It became clear to show.

[実施例8]ヒトLRP1B遺伝子発現が回復した後の食道癌細胞の増殖抑制
食道細胞の癌化における、ヒトLRP1B遺伝子の役割をさらに明らかにするために、本遺伝子発現を回復したときに、食道癌細胞の増殖が抑制されるかどうかを検討した。まず、ヒトLRP1B遺伝子のFLAGタッグミニリセプターを発現するプラスミド(pBICEP-CMV-2-mLRP1B)を構築した。これは全長を有するヒトLRP1B遺伝子の役割をモニタリングするために使用できる。本プラスミドは、RT-PCRにより増幅したヒトLRP1B cDNAをpBICEP-CMV-2発現ベクター(Sigma, MO, USA)にFLAGエピトープと翻訳フレームが合うように挿入して作成した。対照として、ヒトLRP1B遺伝子を挿入しない空ベクター(pBICEP-CMV2-mock)を使用した。これらの発現プラスミドを、トランスフェクション試薬であるFuGENE6(Roche Diagnostics、東京)と混合し、TE-8細胞並びにKYSE170細胞をトランスフェクションした。3週間後にネオマイシン系薬剤であるG418存在下で増殖する細胞を70%エタノールで固定し、クリスタルバイオレットで染色することによりカウントした。その結果、空ベクターでトランスフェクションした細胞と比較してpBICEP-CMV-2-mLRP1Bでトランスフェクションした細胞は顕著にコロニー数が減少した[図3は、食道癌細胞の増殖に及ぼすヒトLRP1B遺伝子発現回復の影響を示した図面である。(AとB):FLAGタッグLRP1Bのミニリセプターを有する発現プラスミド(pBICEP−CMV−2−mLRP1B)及び空ベクター(pBICEP-CMV-2-mock)を用いてKYSE170細胞(A)及びTE-8細胞(B)をトランスフェクションした。両細胞はヒトLRP1B遺伝子のCpGアイランドがメチル化されているために、ヒトLRP1B遺伝子発現が検出されない。トランスフェクションを行いG-415存在下で3週間培養後、6ウエルプレートに形成されたコロニーをミニリセプター発現プラスミド(mLRP1Bと表示)と空ベクター(Mockと表示)を使用した場合とを比較して図示した。ヒトLRP1B遺伝子が導入されることにより、形成されるコロニー数は激減した。(CとD):KYSE170細胞(C)とTE-8細胞(D)で生成したコロニー数の定量の結果を示している。上記AとBの実験で形成されたコロニー数をカウントしその結果を棒グラフで示した。2mmより大きいコロニーをカウントし、3回の実験結果を平均値±SEで表示した。]。対照として空ベクターをトランスフェクションしたTE-8細胞は生成したコロニー数がKYSE170細胞より著しく低いが、これは前者ではヒトLRP1B遺伝子発現が抑制されていることを反映している。この結果は明らかにヒトLRP1B遺伝子発現が、食道癌細胞の増殖を抑制することを示しており、癌抑制遺伝子として機能していると推定される。
[Example 8] Inhibition of growth of esophageal cancer cells after recovery of human LRP1B gene expression To further clarify the role of human LRP1B gene in canceration of esophageal cells, when the expression of this gene was recovered, Whether cancer cell growth was suppressed was examined. First, a plasmid (pBICEP-CMV-2-mLRP1B) that expresses the FLAG tag mini-receptor of the human LRP1B gene was constructed. This can be used to monitor the role of the full-length human LRP1B gene. This plasmid was prepared by inserting human LRP1B cDNA amplified by RT-PCR into a pBICEP-CMV-2 expression vector (Sigma, MO, USA) so that the FLAG epitope and the translation frame matched. As a control, an empty vector (pBICEP-CMV2-mock) into which no human LRP1B gene was inserted was used. These expression plasmids were mixed with FuGENE6 (Roche Diagnostics, Tokyo) as a transfection reagent to transfect TE-8 cells and KYSE170 cells. Three weeks later, cells that grew in the presence of the neomycin-based drug G418 were fixed with 70% ethanol and counted by staining with crystal violet. As a result, the number of colonies was significantly reduced in cells transfected with pBICEP-CMV-2-mLRP1B compared to cells transfected with the empty vector [Figure 3 shows the expression of human LRP1B gene on the growth of esophageal cancer cells. It is drawing which showed the influence of recovery. (A and B): KYSE170 cells (A) and TE-8 cells using an expression plasmid (pBICEP-CMV-2-mLRP1B) and an empty vector (pBICEP-CMV-2-mock) having the FLAG tag LRP1B mini-receptor (B) was transfected. In both cells, the human LRP1B gene expression is not detected because the CpG island of the human LRP1B gene is methylated. After transfection and culturing in the presence of G-415 for 3 weeks, the colonies formed in 6-well plates were compared with those using a mini-receptor expression plasmid (indicated as mLRP1B) and an empty vector (indicated as Mock). Illustrated. By introducing the human LRP1B gene, the number of colonies formed was drastically reduced. (C and D): The results of quantification of the number of colonies generated in KYSE170 cells (C) and TE-8 cells (D) are shown. The number of colonies formed in the above experiments A and B was counted, and the result was shown by a bar graph. Colonies larger than 2 mm were counted, and the results of three experiments were displayed as mean values ± SE. ]. As a control, TE-8 cells transfected with an empty vector produced a significantly lower number of colonies than KYSE170 cells, which reflects the suppression of human LRP1B gene expression in the former. This result clearly shows that human LRP1B gene expression suppresses the growth of esophageal cancer cells, and is presumed to function as a tumor suppressor gene.

食道癌細胞(TE-6)におけるヒトLRP1B遺伝子のホモ接合体欠失と本遺伝子の発現レベルを示した写真である。It is the photograph which showed the homozygote deletion of the human LRP1B gene and the expression level of this gene in an esophageal cancer cell (TE-6). 食道癌細胞及びプライマリー食道癌におけるヒトLRP1B遺伝子 CpGアイランドのメチル化の度合いを示した図面の一方である。It is one of the drawings which showed the methylation degree of the human LRP1B gene CpG island in an esophageal cancer cell and a primary esophageal cancer. 食道癌細胞及びプライマリー食道癌におけるヒトLRP1B遺伝子 CpGアイランドのメチル化の度合いを示した図面の他方である。It is the other figure which showed the degree of methylation of the human LRP1B gene CpG island in an esophageal cancer cell and a primary esophageal cancer. 食道癌細胞の増殖に及ぼすヒトLRP1B遺伝子発現回復の影響を示した写真である。It is the photograph which showed the influence of the human LRP1B gene expression recovery on the proliferation of esophageal cancer cells.

Claims (6)

食道細胞におけるヒトLRP1B遺伝子のCpGアイランドのメチル化による不活性化、又は、当該遺伝子のヒストン4B蛋白質のアセチル化の度合いの低下による不活性化、を検出することにより、当該食道細胞の癌化を検出する、食道癌の検出方法。 By detecting inactivation by methylation of CpG island of human LRP1B gene in esophageal cells or inactivation by lowering the degree of acetylation of histone 4B protein of the gene , canceration of the esophageal cells is detected. A method for detecting esophageal cancer. 前記遺伝子が、ゲノムDNA、cDNA、または、mRNAである、請求の範囲第1項記載の遺伝子の検出方法。 The method for detecting a gene according to claim 1, wherein the gene is genomic DNA, cDNA, or mRNA. ヒトLRP1B遺伝子の不活性化の検出方法において、検体中の当該遺伝子を、DNAチップ法、サザンブロット法、ノーザンブロット法、リアルタイムRT-PCR法、FISH法、または、CGH法を用いて検出する、請求の範囲第1項又は第2項に記載の遺伝子の検出方法。 In the detection method of inactivation of human LRP1B gene, the gene in the sample is detected using DNA chip method, Southern blot method, Northern blot method, real-time RT-PCR method, FISH method, or CGH method. The gene detection method according to claim 1 or 2 . ヒトLRP1B遺伝子のCpGアイランドのメチル化に起因してヒトLRP1B遺伝子の発現が抑制されている食道癌細胞株、に対して被験物質を接触させて、ヒトLRP1B遺伝子の発現を検出し、当該遺伝子発現が当該被験物質を接触させない系よりも増加していた場合に、当該被験物質を、ヒトLRP1B遺伝子のCpGアイランドの脱メチル化によりヒトLRP1B遺伝子を活性化させることができる抗腫瘍物質として選別する、物質のスクリーニング方法。 A test substance is contacted with an esophageal cancer cell line in which the expression of the human LRP1B gene is suppressed due to methylation of the CpG island of the human LRP1B gene, and the expression of the human LRP1B gene is detected. The test substance is selected as an antitumor substance capable of activating the human LRP1B gene by demethylation of the CpG island of the human LRP1B gene. Substance screening method. ヒストンH4蛋白質のアセチル化の抑制に起因してヒトLRP1B遺伝子の発現が抑制されている食道癌細胞株、に対して被験物質を接触させて、ヒトLRP1B遺伝子の発現を検出し、当該遺伝子発現が当該被験物質を接触させない系よりも増加していた場合に、当該被験物質を、ヒストンH4蛋白質のアセチル化の促進によりヒトLRP1B遺伝子を活性化させることができる抗腫瘍物質として選別する、物質のスクリーニング方法。 A test substance is contacted with an esophageal cancer cell line in which expression of the human LRP1B gene is suppressed due to suppression of histone H4 protein acetylation, and the expression of the human LRP1B gene is detected. When the test substance is increased compared to the system that does not contact the test substance, the test substance is selected as an antitumor substance capable of activating human LRP1B gene by promoting acetylation of histone H4 protein. Method. ヒトLRP1B遺伝子の発現を、リアルタイムRT-PCR法によりmRNA量として検出する、請求の範囲第4項または第5項に記載の物質のスクリーニング方法。 The method for screening a substance according to claim 4 or 5 , wherein the expression of the human LRP1B gene is detected as the amount of mRNA by a real-time RT-PCR method.
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