JP5005355B2 - 細胞毒性因子と組み合わせたmTOR阻害剤での処置のためのバイオマーカーとしてのp53野生型 - Google Patents
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Description
R1aaはCH3またはC3−6アルキニルであり、
R2aaはHまたは−CH2−CH2−OH、3−ヒドロキシ−2−(ヒドロキシメチル)−2−メチル−プロパノイルまたはテトラゾリルであり、そして
Xaaは=O、(H,H)または(H,OH)である。
ただし、Xaaが=Oであり、そしてR1aaがCH3であるとき、R2aaはH以外である。〕
の化合物、またはR2aaが−CH2−CH2−OHであるとき、そのプロドラッグ、例えばその生理学的に加水分解可能なエーテルを含む。
好ましくは本発明の方法は、p53(TP53)野生型状態を提示する腫瘍細胞上で行う。
i. 対象における細胞毒性因子と組み合わせたmTOR阻害剤での処置に対する増殖性疾患の感受性または応答を測定するためのバイオマーカーとしてのp21の使用;
−上記の方法により、該対象由来のサンプルにおけるp21発現レベルを測定し、
− p21発現が細胞毒性因子投与後に上方制御されているとき、該対象に治療的有効量のmTOR阻害剤を細胞毒性因子と組み合わせて投与し、
− mTOR阻害剤と細胞毒性因子の組み合わせ処置後の該対象由来の新規サンプルにおけるp21発現を再び測定し、そして
− p21発現が下方制御されているとき、該対象を、細胞毒性因子と同時にまたは連続的に、mTOR阻害剤でさらに処置する
ことを含む、方法。
p53(TP53)野生型ヒト腺癌A549(CCL−185)腫瘍細胞(American Type Culture Collection, Rockville, MD., USA)を、96ウェルプレートに2×103細胞/100μl/ウェルの密度で播種し、24時間、37℃および5%CO2でインキュベートする。細胞を、最適濃度以下のゲムシタビン(例えば5から17.5nM)と、20nM 40−O−(2−ヒドロキシエチル)ラパマイシンまたは媒体対照DMSOのいずれかとの組み合わせでさらに72時間インキュベートする。YO−PRO色素(YO−PROR−1アイオダイド[491/509]、cat #Y3603, Molecular Probes)を細胞に添加し、Cytofluor II蛍光プレートリーダーを使用して細胞死または細胞毒性を、そして、細胞溶解後、相対的細胞増殖を測定する。このアッセイにおいて、mTOR阻害剤、例えば40−O−(2−ヒドロキシエチル)ラパマイシンは、最適濃度以下のゲムシタビンの殺細胞効果の統計学的有意な増強をもたらす(p<0.05;Tukey検定を伴うANOVA)。同様の結果が、ヒト肺腺癌A549以外のp53(PT53)野生型細胞系、例えばヒトMCF7乳癌腫細胞(HTB-22; American Type Culture Collection)を使用したときに、得られる。
p53(TP53)野生型ヒト肺腺癌A549細胞を、96ウェルプレート中5×103細胞/100μl/ウェルの密度で播種し、24時間、37℃および5%CO2でインキュベートする。細胞を、最適濃度以下のシスプラチン(例えば3から10μg/ml)と、20 nM 40−O−(2−ヒドロキシエチル)ラパマイシンまたは媒体対照DMSOのいずれかとの組み合わせでさらに24時間インキュベートする。YO−PRO(登録商標)アッセイを上記の通り行い、細胞死または細胞毒性を、そして、細胞溶解後、相対的細胞増殖を測定する。このアッセイにおいて、mTOR阻害剤、例えば40−O−(2−ヒドロキシエチル)ラパマイシンは、最適濃度以下のシスプラチンの殺細胞効果の統計学的有意な増強をもたらす(p<0.05;Tukey検定を伴うANOVA)。二元配置ANOVAを使用した続く分析は、RAD001とシスプラチンの間の相互作用が非常に有意であることを示した(p<0.001)。上記と同様の結果が、ヒト肺腺癌A549以外のp53(PT53)野生型細胞系、例えばヒトMCF7乳癌腫細胞を使用したときに、得られる。後者の場合、化合物とのインキュベーションは30時間である。
p53(TP53)野生型A549およびMCF7細胞を、各々0.3×106および0.4×106細胞/4ml/6cmプレートの密度で播種し、24時間、37℃および5%CO2でインキュベートする。細胞を、最適濃度以下のシスプラチン(例えば0.5から4μg/ml)と、20nM 40−O−(2−ヒドロキシエチル)ラパマイシンまたは媒体対照DMSOのいずれかとの組み合わせでさらに各々24時間および30時間インキュベートする。30μg 総タンパク質に対応する細胞抽出物を、15%SDS−PAGE電気泳動により分離し、免疫ブロット分析を、p21に対して惹起させたマウスモノクローナル抗体(Oncogene Research Products, Clone EA10, catalogue #OP64)を使用して行う。両方の細胞系において、シスプラチン単独は、用量依存的方法で増加したp21タンパク質発現を誘発する。著しくは、mTOR阻害剤、例えば40−O−(2−ヒドロキシエチル)ラパマイシンの存在が、p21タンパク質発現のシスプラチン誘発上方制御を減弱する。対照的に、p53制御アポトーシス促進性タンパク質である、Baxタンパク質発現は、薬剤単独または組み合わせのいずれでも影響を受けない。このアッセイにおいて、細胞毒性誘発p21タンパク質発現は、mTOR阻害剤の存在により阻害する。これは、シスプラチンとmTOR阻害剤の組み合わせで観察される、増加した細胞死滅/アポトーシス応答の説明を提供する。
p53(TP53)野生型A549細胞を、0.1×106細胞/5ml/6cmプレートの密度で播種し、24時間、37℃および5%CO2でインキュベートする。細胞をトランスフェクトしないままか、または、ヒトp53(Accession number: NM000546; 標的配列: 5'-GCA TCT TAT CCG AGT GGA A-3')をターゲティングするもしくはLacZ(Accession number: M55068; 標的配列: 5'-GCG GCT GCC GGA ATT TAC CTT-3')コントロールsiRNAのいずれか100nM siRNAで、オリゴフェクタミン(Invitrogen, Cat # 12252-011)を使用して一過性にトランスフェクトする。30時間インキュベーション後、細胞を増加した濃度のシスプラチン(例えば0.5から6μg/ml)と、さらに24時間インキュベートする。30μg(p21)および50μg(p53およびPARP)総タンパク質に対応する細胞抽出物を、15%(p21)および10%(p53およびPARP)SDS−PAGE電気泳動で分離し、免疫ブロット分析を、各々p21およびp53/PARPに対して惹起させたマウスモノクローナルおよびウサギポリクローナル抗体を使用して行う。トランスフェクトしていないまたはLacZ siRNAコントロールでトランスフェクトした細胞のシスプラチン処置は、p53およびp21タンパク質発現を濃度依存的方法で誘発し、高濃度シスプラチン(2から6μg/ml)ではPARP開裂(アポトーシスのマーカー)の証拠を伴う。著しくは、シスプラチン誘発p53タンパク質発現の減弱化が、p53 siRNAでトランスフェクトした細胞で起こり、それは、p21発現の劇的減弱化、PARP開裂および細胞生存能の損失と相関する。p53発現、p21発現およびPARP開裂に対する同様の効果が、2種の他のヒトp53(標的配列:5'-GGA AGA CTC CAG TGG TAA T-3'および5'-GAT ATT GAA CAA TGG TTC A-3')をターゲティングするsiRNAでも観察される。これらのデータは、シスプラチンおよびmTOR阻害剤組み合わせで観察される増加した細胞死滅/アポトーシス応答が、p53依存性機構を介して顕在化することを直接確認する。
p53(TP53)野生型A549細胞を、0.1×106細胞/5ml/6cmプレートの密度で播種し、24時間、37℃および5%CO2でインキュベートする。細胞トランスフェクトしないままか、または、p21(Accession number: NM000389; 標的配列: 5'-GTG GAC AGC GAG CAG CTG A-3')またはLacZ(上記の通り)コントロールsiRNAのいずれか100nM siRNAで、オリゴフェクタミン(Invitrogen, Cat # 12252-011)を使用して一過性にトランスフェクトする。30時間インキュベーション後、細胞を、最適濃度以下のシスプラチン(例えば1から2μg/ml)でさらに24時間インキュベーションする。30μg(p21)および50μg(PARP)総タンパク質に対応する細胞抽出物を、各々15および10%SDS−PAGE電気泳動で分離し、免疫ブロット分析を、各々p21およびPARPに対して惹起させたマウスモノクローナルおよびウサギポリクローナル抗体を使用して行う。トランスフェクトしていないまたはLacZ siRNAコントロールでトランスフェクトした細胞のシスプラチン処置は、濃度依存的方法でp21タンパク質発現を誘発し、PARP開裂(アポトーシスのマーカー)の証拠はほとんどない。著しくは、シスプラチン誘発p21タンパク質発現の減弱化が、p21 siRNAでトランスフェクトした細胞で起こり、それは、PARP開裂の劇的誘発と相関する。これらのデータは、細胞毒性誘発p21タンパク質発現の減弱化が、シスプラチンおよびmTOR阻害剤組み合わせで観察される増加した細胞死滅/アポトーシス応答の原因であることを直接確認する。
Claims (12)
- 対象における、増殖性疾患におけるmTOR阻害剤と細胞毒性因子の組み合わせ処置に対する感受性が高いか否かを判断するためのバイオマーカーとしての野生型p53遺伝子の存在の使用であって、該対象由来のサンプルにおいて野生型p53遺伝子が存在する場合に、当該遺伝子が不在、欠損もしくは欠失する場合、または変異p53遺伝子が存在する場合と比較して、前記処置に対する感受性が高いと判断する使用。
- 対象において、増殖性疾患におけるmTOR阻害剤と細胞毒性因子の組み合わせ処置に対する感受性が高いか否かを判断する方法であって、該対象由来のサンプルにおいて野生型p53遺伝子が存在する場合に、当該遺伝子が不在、欠損もしくは欠失する場合、または変異p53遺伝子が存在する場合と比較して、前記処置に対する感受性が高いと判断する方法。
- 増殖性疾患におけるmTOR阻害剤と細胞毒性因子の組み合わせ処置を行う対象を選択する方法であって、
− 該対象由来のサンプルにおける野生型p53遺伝子の存在を測定し、そして
− 該対象由来のサンプルにおいて野生型p53遺伝子が存在するとき、該対象を、前記処置する対象と選択する方法。 - p53遺伝子分析およびp53の発現/翻訳後修飾レベルの測定を含む、請求項1から3のいずれかに記載の方法または使用。
- 対象における、増殖性疾患におけるmTOR阻害剤と細胞毒性因子の組み合わせ処置に対する感受性または応答レベルが高いか否かを判断するためのバイオマーカーとしてのp21発現レベルの使用であって、該対象由来のサンプルにおけるp21発現レベルを測定し、p21発現が細胞毒性因子投与後に上方制御されているとき、治療的有効量のmTOR阻害剤と細胞毒性因子の組み合わせ処置後の該対象由来の新規サンプルにおけるp21発現レベルを再び測定し、そして、細胞毒性因子投与後の前記測定と比較して、新規サンプルにおけるp21発現が下方制御されている場合に、前記処置に対する感受性または応答レベルが高いと判断する使用。
- 対象において、増殖性疾患におけるmTOR阻害剤と細胞毒性因子の組み合わせ処置に対する感受性または応答レベルが高いか否かを判断する方法であって、該対象由来のサンプルにおけるp21発現レベルを測定し、p21発現が細胞毒性因子投与後に上方制御されているとき、治療的有効量のmTOR阻害剤と細胞毒性因子の組み合わせ処置後の該対象由来の新規サンプルにおけるp21発現レベルを再び測定し、そして、細胞毒性因子投与後の前記測定と比較して、新規サンプルにおけるp21発現が下方制御されている場合に、前記処置に対する感受性または応答レベルが高いと判断する方法。
- 増殖性疾患におけるmTOR阻害剤と細胞毒性因子の組み合わせ処置を行う対象を選択する方法であって、
− 該対象由来のサンプルにおけるp21発現レベルを測定し、
− p21発現が細胞毒性因子投与後に上方制御されているとき、治療的有効量のmTOR阻害剤と細胞毒性因子の組み合わせ処置後の該対象由来の新規サンプルにおけるp21発現レベルを再び測定し、そして
− 細胞毒性因子投与後の前記測定と比較して、新規サンプルにおけるp21発現が下方制御されているとき、該対象を、細胞毒性因子と同時にまたは連続的に、mTOR阻害剤でさらに処置する対象と選択する方法。 - 増殖性疾患が癌である、請求項1から7のいずれかに記載の方法または使用。
- サンプルが対象における腫瘍由来である、請求項1から8のいずれかに記載の方法または使用。
- mTOR阻害剤がラパマイシンまたはラパマイシン誘導体である、請求項1から9のいずれかに記載の方法または使用。
- ラパマイシン誘導体が40−O−(2−ヒドロキシエチル)ラパマイシン、40−[3−ヒドロキシ−2−(ヒドロキシメチル)−2−メチルプロパノエート]−ラパマイシンまたは40−エピ−(テトラゾリル)−ラパマイシンである、請求項1から10のいずれかに記載の方法または使用。
- 細胞毒性因子が抗新生物代謝拮抗剤、白金化合物、アルキル化剤、トポイソメラーゼIまたはII阻害剤、微小管活性化剤および放射線照射から選択される、請求項1から11のいずれかに記載の方法または使用。
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