JP5752587B2 - アポトーシス誘導デスレセプターアゴニストに対する抵抗性を低減することに関する薬剤及び方法 - Google Patents

アポトーシス誘導デスレセプターアゴニストに対する抵抗性を低減することに関する薬剤及び方法 Download PDF

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Description

(関連出願の参照)
本願は、2005年2月2日に出願された米国仮出願第60/649437号の利益を
請求するものであり、この出願は参照によりその全体がここに援用される。
(連邦により補助された研究に関する説明)
本発明は、米国国立衛生研究所(the National Institutes of Health)によって与え
られた助成金第P50CA83591号、第P50CA89019号及び第U19AI0
56542号の政府の支持によりなされたものである。政府は、本発明について所定の権
利を有する。
(発明の技術分野)
開示される本発明は、一般に、デスレセプターのアポトーシス誘導アゴニストに対する
抵抗性を阻害する薬剤、及びがん及び自己免疫性又は炎症性疾患の治療におけるこのよう
な薬剤及びアゴニスト及びバイオマーカーの用途に関する。
(発明の背景)
TNF関連アポトーシス誘導リガンド(TRAIL)は、TNFスーパーファミリーの
一員であり、がん細胞に対して強力なアポトーシス誘導活性を有する(Wiley, S.R., et
al., 1995., Immunity, 3:673-682)。TNF−α及びFasリガンドのようなTNFス
ーパーファミリーの他の死誘導リガンドとは異なり、TRAILは、がん治療剤の開発に
おいて特に興味深いものであるが、これは、TRAILが正常細胞にはほとんど又は全く
影響を及ぼさずに腫瘍細胞のアポトーシスを優先的に誘導するためである(Walczak, H.,
et al. 1999. Nat Med 5:157-163)。TRAILに関して少なくとも5種のレセプター
が同定されており、そのうち2種、DR4(TRAIL−R1)及びDR5(TRAIL
−R2)は、アポトーシスシグナルを伝達することができるが(Walczak, H., et al. 19
97. Embo J 16:5386-5397; Pan, G., et al. 1997. Science 276:111-113; Chaudhary, P
.M., et al. 1997. Immunity 7:821-830)、一方、それら以外の3種(TRAIL−R3
、−R4及びOPG)は、TRAIL媒介性アポトーシスをブロックするためのデコイレ
セプターとして役立つ(Pan, G., et al. 1997. Science 277:815-818; Marsters, S.A.,
et al. 1997. Curr Biol 7:1003-1006; Emery, J.G., et al. 1998. J Biol Chem 273:1
4363-14367)。Fas及びTNFR1と同様、DR4及びDR5の細胞内セグメントは、
デスドメインを含んでおり、FADD及びカスパーゼ8依存性経路を通じてアポトーシス
シグナルを伝達する(Walczak, H., et al. 1997. Embo J 16:5386-5397; Chaudhary, P.
M., et al. 1997. Immunity 7:821-830; Kuang, A.A., et al. 2000. J Biol Chem 275:2
5065-25068)。マウス及び霊長類を含む実験動物におけるTRAILの組換え可溶性形態
の投与は、全身毒性なしに有意な腫瘍退行を誘導する(Walczak, H., et al. 1999. Nat
Med 5:157-163)。しかし、TRAILはヒトにおいて肝臓毒性のような副作用を誘起す
ることが示されているため、TRAILレセプターの他のアゴニストが開発されてきた。
独特のアゴニスト性モノクローナル抗DR5抗体であるTRA−8及びそのヒト化バー
ジョンもしくはヒトバージョンを用いたDR5の選択的ターゲティングは、腫瘍細胞の効
率的かつ選択的なアポトーシスを誘導することができる。すべてのTRAIL感受性がん
細胞は、TRA−8媒介性アポトーシスに対して感受性であることが見出されている。化
学療法剤は、インビボ及びインビトロの両方で腫瘍細胞のTRAIL媒介性アポトーシス
を相乗的に増強することができる。たとえば、TRA−8とアドリアマイシン(Adriamyc
in)との組合せ療法は、いずれか一方単独の場合よりも有意に高い完全腫瘍退行率をもた
らした(Buchsbaum, D.J., et al. 2003. Clin Cancer Res 9:3731-3741)。これらの結
果は、化学療法剤がDR5のシグナル伝達又はアポトーシスを誘導するために必要なシグ
ナルの閾値を調節する可能性があることを示唆する。TRA−8は、その有効性及び安全
性に基づいて、がん治療法としての開発の候補として選択されてきた。前臨床研究により
、TRA−8が、ヒトがんの異種移植片モデルにおいて、特に化学療法との組合せで、非
常に強い抗がん有効性を有していることが示されている(Buchsbaum, D.J., et al. 2003
. Clin Cancer Res 9:3731-3741)。さらに、サルがTRA−8の全身投与をよく許容す
ることも示されている。サルDR5に対するTRA−8の結合は、ヒトDR5に対する結
合と同様であり、サルは、48mg/kgもの高い用量を許容した。
しかし、標的細胞によるデスレセプターの発現は、このレセプターに関するリガンドに
よるアポトーシスの誘導に対して細胞を感受性にするのに必ずしも十分ではない。一例と
して、ほとんどのがん細胞は高レベルのDR5を発現するが、これらはTRA−8によっ
て誘導されるアポトーシスに対して必ずしも感受性ではなく、TRA−8は、DR5に対
して特異的であり、デコイレセプターとは反応しない。そのうえ、がん細胞のような標的
細胞は、TRA−8又はデスレセプターを通じてアポトーシスを誘導する他の薬剤類(た
とえばDR4又はDR5)に対する抵抗性を示すことができる。この技術分野において必
要とされているのは、抵抗性を予測するためのバイオマーカーであり、TRA−8のよう
なデスレセプターのアゴニストに対する標的細胞の抵抗性を低減する手段である。
(本発明の簡単な概要)
ここで具体化され、広く記載されているとおりの本発明の目的にしたがえば、本発明は
、ひとつの側面において、デスレセプターアゴニストに対する標的細胞の抵抗性を逆転さ
せる又は防止する方法であって、標的細胞を、CARD含有タンパク質の1以上の活性の
調節因子(Modulator)と接触させることを含み、その調節がアゴニストに対する抵抗性
を逆転させる又は防止するものである、方法に関する。
ここで提供されるのは、デスレセプターアゴニストに対する抵抗性のバイオマーカーに
ついて細胞をスクリーニングする方法であって、細胞を、総DDX3又はそのホモログに
ついてアッセイすることを含み、高レベルがアゴニストに対する抵抗性を意味する、方法
である。
ここで提供されるのは、デスレセプターアゴニストに対する抵抗性のバイオマーカーに
ついて細胞をスクリーニングする方法であって、デスレセプター及びCARD含有タンパ
ク質の会合をアッセイすることを含み、会合の高レベルがアゴニストに対する抵抗性を意
味する、方法である。
ここで提供されるのは、デスレセプターアゴニストに対する抵抗性のバイオマーカーに
ついて細胞をスクリーニングする方法であって、a)細胞をデスレセプターアゴニストと
接触させる工程、b)デスレセプター及びCARD含有タンパク質のフラクションの会合
をモニタリングする工程、を含み、会合がアゴニストに対する抵抗性を意味する、方法で
ある。
さらに提供されるのは、デスレセプターアゴニストに対する抵抗性のバイオマーカーに
ついて細胞をスクリーニングする方法であって、カスパーゼ又はカスパーゼの調節因子(
たとえば、cIAP1、cIAP2、XIAP、サバイビン)とCARD含有タンパク質
との会合をモニタリングする工程、及び既知の抵抗性及び非抵抗性対照細胞由来の試料と
会合のレベルを比較する工程を含み、抵抗性細胞の場合と同様のレベルでのIAPとCA
RD含有タンパク質との関連がアゴニストに対する抵抗性を意味する、方法である。場合
によっては、スクリーニングされるべき細胞は、デスレセプターアゴニスト(たとえばア
ゴニスト性抗体)と予備的に接触させる。
ここで提供されるのは、被検対象におけるデスレセプターアゴニストに対する抵抗性を
モニタリングする方法であって、(a)被検対象から生物学的試料を得る工程、及び(b
)この試料中のデスレセプターとCARD含有タンパク質との会合を検出する工程を含み
、この会合が抵抗性を示す、方法である。
さらに提供されるのは、被検対象におけるデスレセプターアゴニストに対する抵抗性を
モニタリングする方法であって、(a)被検対象から生物学的試料を得る工程、及び(b
)この試料中のCARD含有タンパク質とカスパーゼ又はカスパーゼの調節因子との会合
を検出する工程を含み、この会合が抵抗性を示す、方法である。
同様に提供されるのは、デスレセプターを発現する標的細胞において選択的にアポトー
シスを誘導する方法であって、(a)デスレセプターと特異的に結合する治療的量のデス
レセプターアゴニストと標的細胞とを接触させる工程、及び(b)標的細胞に、治療的量
のCARD含有タンパク質の1以上の活性の調節因子を投与する工程を含む、方法である
提供されるのは、がんを患う被検対象を治療する方法であって、この被検対象に、治療
的量の(a)デスレセプターアゴニスト及び(b)CARD含有タンパク質の1以上の活
性の調節因子を投与する工程を含み、調節因子がデスレセプターアゴニストに対する抵抗
性を低減させる、方法である。
同様に提供されるのは、炎症性疾患又は自己免疫性疾患を患う被検対象を治療する方法
であって、この被検対象に、治療的量の(a)デスレセプターアゴニスト及び(b)CA
RD含有タンパク質の1以上の活性を調節する薬剤を投与する工程を含み、調節因子がデ
スレセプターアゴニストに対する抵抗性を低減させる、方法である。
ここで提供されるのは、(a)デスレセプターアゴニスト及び(b)CARD含有タン
パク質の1以上の活性を調節する薬剤を含む組成物であって、調節因子がデスレセプター
アゴニストに対する抵抗性を低減させる、組成物である。
さらに提供されるのは、shRNAを含む単離された核酸であって、このshRNAが
CARD含有タンパク質の発現を阻害する、核酸である。
同様に提供されるのは、デスレセプターのCARD含有タンパク質結合領域をコードす
る単離されたポリペプチドであって、このポリペプチドは25個未満のアミノ酸残基を含
む、ポリペプチドである。
さらに提供されるのは、CARD含有タンパク質のデスレセプター結合ドメインを含む
単離されたポリペプチドである。
開示された方法及び組成物の付加的な利点は、一部は後述の説明において記載されてお
り、また、一部はその説明から理解されるか、又は開示された方法及び組成物の実施によ
って学ぶことができる。開示された方法及び組成物の利点は、添付の特許請求の範囲にお
いて具体的に指摘された要素及び組合せによって実現され、得られることになる。前述の
一般的な説明及び後述の詳細な説明の両方が、例示的及び説明的であるに留まるものであ
り、特許請求がされている本発明の制限的なものではないことは理解されるべきである。
(発明の詳細な説明)
開示された方法及び組成物は、以下の具体的な態様の詳細な説明及びそこに含まれる実
施例、ならびに図面及びその以前及び以下の記載を参照することにより、さらに容易に理
解されるであろう。
腫瘍細胞のデスレセプター媒介性アポトーシスの誘導は、がん療法に関して極めて有望
なアプローチである。すべてでないとしてもほとんどの療法において、ある程度の標的細
胞は抵抗性である。一例として、TRA−8、これは独特のアゴニスト性モノクローナル
抗DR5抗体であるが、これは、肝細胞毒性を伴わずにヒトがん細胞のアポトーシスを誘
導し(Ichikawa, K., et al. 2001 Nat Med 7:954-960)、動物モデルにおいて強い抗が
ん効率を示し(Buchsbaum, D.J., et al. 2003 Clin. Cancer Res 9:3731-3741)、そし
て、非ヒト霊長類における毒性研究において安全性が証明されている。したがって、TR
A−8は、ここにおいて例として使用されるが、デスレセプター(たとえばDR4又はD
R5)活性化を通じてアポトーシスを誘導するその他の薬剤も、ここで教示される方法に
おいて使用することができる。TRA−8、及びそのヒト化された及びヒトのバージョン
は、抗がん療法として臨床開発中であるが、いくつかの腫瘍細胞株は、妥当なレベルのD
R5発現にもかかわらずTRA−8媒介性アポトーシスに対して抵抗性である。これらの
観察は、この抵抗性がレセプターの発現に関連するものではなく、むしろDR5によって
開始されるシグナリング機構に関するものであることを示唆する。たしかに、DR5媒介
性アポトーシスは、一般的な化学療法剤によって有意に増強することができる(Ohtsuka,
T.及びT. Zhou. 2002. J Biol Chem, 277:29294-29303; Ohtsuka, T., D. et al., 2003
. Oncogene, 22:2034-2044)。開示されるのは、デスレセプターと結合しカスパーゼ活性
化を阻害するCARD含有タンパク質のファミリーをターゲティングすることによりデス
レセプターアゴニストに対する抵抗性を阻害するための組成物及び方法である。
開示された方法及び組成物は、別途特定されていない限り、特異的な合成の方法、特異
的な分析技術又は特定の試薬に限定されず、変わりうることは理解されるべきである。ま
た、ここで使用される用語法は、特定の態様を説明する目的のみのためであり、限定的で
あることを意図しないことも理解されるべきである。
開示されているのは、開示された方法及び組成物のために使用されることができ、それ
らと関連して使用されることができ、それらを調製するために使用されることができ、又
は開示された方法及び組成物の生成物である、材料、組成物及び成分である。これらの及
び他の材料は、ここで開示されており、これらの材料の組合せ、サブセット、相互作用、
グループ等が開示される場合、これらの化合物の各々の種々の個別のもの及び集合的な組
合せ及び並べ替えの具体的な参照は必ずしも明示的に開示されていないが、それぞれがこ
こで具体的に企図され説明されていることは理解されるべきである。たとえば、ひとつの
ベクターが開示され考察され、かつプロモーターを含む多数のベクター成分が考察されて
いる場合、プロモーター及び他のベクター成分の各々の及びすべての組合せ及び並べ替え
及び可能な改変は、そうでないことが具体的に示されていない限り、具体的に企図されて
いる。したがって、ひとつのクラスの分子A、B及びCならびにひとつのクラスの分子D
、E及びFが開示され、組合せ分子の例A−Dが開示されている場合、各々が個別に言及
されていなくても、各々が個別にかつ集合的に企図されている。したがって、この例にお
いては、A−E、A−F、B−D、B−E、B−F、C−D、C−E及びC−Fの組合せ
の各々が、具体的に企図されており、A、B及びC;D、E及びF;及び例示の組合せA
−Dの開示から開示されたものと考えられるべきである。同様に、これらの任意のサブセ
ット又は組合せもまた、具体的に企図され、開示されている。したがって、たとえば、A
−E、B−F及びC−Eのサブグループは、具体的に企図され、A、B及びC;D、E及
びF;及び例示の組合せA−Dの開示から開示されたものと考えられるべきである。この
考え方は、開示された組成物の製造及び使用の方法の工程を含め、しかしこれらに限らず
、本出願のすべての側面に適用される。したがって、行うことができる多様な付加的な工
程がある場合、これらの付加的な工程の各々は、開示された方法の任意の具体的な態様又
はその組合せとともに行うことができること、また、各々のこのような組合せが具体的に
企図されており、開示されていると考えられるべきであることは理解されるべきである。
種々の配列がここで提供されており、これら及びその他のものは、Genbankにお
いて、「www.pubmed.gov」で見出すことができる。当業者は、配列の不一致及び相違を解
析する方法、及び特定の配列に関する組成物及び方法を他の関連配列に適合させる方法を
理解する。プライマー及び/又はプローブは、ここで開示された情報及び当該技術分野に
おいて公知の情報が与えられれば、任意の配列について設計することができる。
提供されているのは、標的細胞を、CARD含有タンパク質の1以上の活性の調節因子
と接触させることを含む、デスレセプターアゴニストに対する標的細胞の抵抗性を逆転さ
せる方法又は予防する方法であって、この調節が、アゴニストに対する抵抗性を逆転させ
又は予防する、方法である。この方法は、アポトーシスのシグナリングの研究、がん、及
び自己免疫性及び炎症性障害のような疾患の治療に有用である。したがって、この方法の
接触工程は、インビボ又はインビトロで行うことができる。
終始用いられる「逆転」又は「逆転させる」は、反対の位置、方向又は経路に変えるこ
と、たとえばある疾患の経過を悪化することから改善することへ変えることを意味する。
たとえば、デスレセプター抵抗性の場合には、デスレセプターアゴニストに対する標的細
胞の抵抗性を逆転させることは、細胞を、そのアゴニストに対してより少なく抵抗性にす
ることである。したがって、たとえば、100%抵抗性の標的細胞の抵抗性を逆転させる
ことは、この標的細胞を、このデスレセプターアゴニストに対して90%〜0%抵抗性(
90%、85%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、
35%、30%、25%、20%、15%、10%、5%及び0%抵抗性を含む)にする
ことができる。
終始用いられている「予防(する)」は、特に前もっての計画又は作用によって、何か
が起こることを排除し、回避し、未然に防ぎ、妨害し、停止させ又は邪魔をすることを意
味する。たとえば、デスレセプター抵抗性の場合には、デスレセプターアゴニストに対す
る標的細胞の抵抗性を予防することは、その細胞を、そのアゴニストに対して抵抗性にな
る能力をより少なくすることである。したがって、たとえば、標的細胞において100%
抵抗性を予防することは、その標的細胞が、そのデスレセプターアゴニストに対して0%
〜90%のみ抵抗性(0%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、
40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%及
び90%抵抗性を含む)であることをもたらすことができる。
「逆転」又は「予防」は、程度における変化又は程度における任意の変化の遅れを指す
。したがって、デスレセプター抵抗性の場合には「逆転」又は「予防」は、抵抗性の増大
の経過を低減させること又は抵抗性の増大を遅らせることを含む。
本明細書及び添付の特許請求の範囲において使用される場合、単数形の「ひとつの」(
「a」、「an」)及び「その(この)」(「the」)は、文脈が明らかにそうでないことを
示す場合でない限り、複数を含む。したがって、たとえば、「ひとつのポリペプチド」は
、そのようなポリペプチドの複数を含み、「そのポリペプチド」についての言及は1又は
それ以上のポリペプチド及び当業者に公知のその等価物等についての言及である。
「付加的な」又は「場合によっては」は、その後に記載される事象、状況又は材料が、
起こっても起こらなくてもよく、又は存在してもしなくてもよく、そして、その記載が、
その事象、状況又は材料が、起こる又は存在する場合と、起こらない又は存在しない場合
とを含むことを意味する。
範囲は、ここで、「約」ある特定の値から、及び/又は「約」別の特定の値までとして
表現され得る。このような範囲が表現されている場合、文脈が具体的にそうでないことを
示さない限り、同じく具体的に企図され、開示されていると考えられるのは、そのひとつ
の特定の値から及び/又は別の特定の値までの範囲である。同様に、先行する「約」の語
を用いることによって値が近似値で表されている場合、この特定の値が、別の、文脈が具
体的にそうでないことを示さない限り具体的に企図され開示されていると考えられるべき
態様を形成することは理解されるであろう。さらに、それらの範囲の各々の終点は、文脈
が具体的にそうでないことを示さない限り、他方の終点との関連において及び他方の終点
とは独立であることにおいての両方で有意であることも理解されるであろう。最後に、明
示的に開示された範囲内に含まれるすべての個別の値及び値の下位範囲もまた、文脈が具
体的にそうでないことを示さない限り、具体的に企図され、開示されていると考えられる
べきであることは理解されるべきである。上記は、いくつかの特定の場合においてこれら
の態様のいくつか又は全てが明示的に開示されているかどうかにかかわらず、適用される
終始用いられている「標的細胞」は、ターゲティングされるデスレセプターを担持する
細胞を意味し、たとえば、DR5又はDR4を発現する細胞を含み、例示的には、乳頭腫
及びいぼ;乳がん、結腸がん、肝がん、白血病、肺がん、メラノーマ、ミエローマ、骨肉
腫、卵巣がん、膵臓がん、前立腺がん、頭頚部がん、甲状腺がん、子宮がん、星状細胞腫
のような脳腫瘍、活性化免疫細胞(たとえば、活性化されたリンパ球、リンパ様細胞及び
骨髄細胞)、炎症性細胞、慢性関節リウマチ滑液細胞、及びウイルス感染細胞のような、
異常に生育する細胞及び腫瘍細胞を含む。インビボにおいて、標的細胞は、病理学的状態
の個体の細胞であって、がん及び慢性関節リウマチのような、細胞増殖が異常又は制御不
良であるものを含む。標的細胞としては、ヒト、非ヒト霊長類、ネコ、イヌ、ラット、マ
ウス、モルモット、ウサギ、ヤギ、ヒツジ、ウシ、ウマ、ニワトリ、ブタ、マーモセット
及びケナガイタチ細胞、又は種々の細胞系統の細胞(たとえばJurkat細胞)が挙げられる
「デスレセプター」は、いったんリガンドによって結合されたら細胞のアポトーシスを
誘導するレセプターを意味する。デスレセプターとしては、たとえば、デスドメインを有
する腫瘍壊死因子(TNF)レセプタースーパーファミリーのメンバー(たとえばTNF
R1、Fas、DR3、4、5、6)、及びデスドメインを有さないTNFレセプタース
ーパーファミリーのメンバー、LTbetaR、CD40、CD27、HVEMが挙げら
れる。
たとえばDR5を介したシグナル伝達は、DR5媒介性アポトーシスの制御における鍵
となる機構である。TNFRスーパーファミリーのデスレセプターの共通の特徴は、それ
らがすべてその細胞質テールに保存された「デスドメイン」を有することである(Zhou,
T., et al. 2002 Immunol Res 26:323-336)。DR5媒介性アポトーシスがデスドメイン
で開始されることは充分に確立されている。TRAIL又はアゴニスト性抗DR5抗体に
よる細胞表面でのDR5の架橋は、DR5のオリゴマー化をもたらし、それに直ちに引き
続いてDR5のデスドメインへのFADDの動員が起こる(Bodmer, J.L., et al. 2000.
Nat Cell Biol 2:241-243; Chaudhary, P.M., et al. 1997. Immunity 7:821-830; Kuan
g, A.A., et al. 2000. J Biol Chem 275:25065-25068; Schneider, P., et al. 1997. I
mmunity 7:831-836; Sprick, M.R., et al. 2000. Immunity 12:599-609)。デスドメイ
ンと結合したFADDは、さらに開始因子であるプロカスパーゼ8及び/又はプロカスパ
ーゼ10を動員し、特異親和性(homophilic)DD相互作用を通じてDISCを形成する
(Krammer, P.H. 2000. Nature 407:789-795)。活性化されたカスパーゼ8及び10は、
カスパーゼ3を直接活性化することができ、あるいは、BH3含有タンパク質Bidを切
断して、サイトクロームCの放出及びカスパーゼ9活性化を通じてミトコンドリア依存性
アポトーシス経路を活性化する(Desagher, S.及びJ.C. Martinou. 2000. Trends Cell B
iol 10:369-377; Scaffidi, C., et al. 1998. Embo J 17:1675-1687)。デスドメイン複
合体の形成に続いて、カスパーゼ、NF−κB及びJNK/p38のようないくつかのシ
グナル伝達経路が活性化される。これらのシグナル経路の活性化は、タンパク質のBcl
−2及びIAPファミリーを通じたデスレセプター媒介性アポトーシスの調節をもたらす
「アゴニスト」は、細胞上のレセプター(たとえばデスレセプター)と一緒になること
ができ、内在性リガンドの結合によって典型的に生成される反応又は活性(たとえばアポ
トーシス)と同じものを開始することができる物質(分子、薬剤、タンパク質等)を意味
する。本発明の方法のアゴニストは、デスレセプターリガンドであることができる。した
がって、アゴニストは、TNF、Fasリガンド又はTRAILであることができる。ア
ゴニストは、さらに、これらのリガンドのフラグメントであることができ、そのフラグメ
ントは、デスレセプターと結合し、活性化することができるように、デスレセプター結合
ドメインを含む。アゴニストは、さらに、融合タンパク質であることができ、この融合タ
ンパク質は、デスレセプターと結合し、活性化することができるように、デスレセプター
結合ドメインを含む。アゴニストは、さらに、融合タンパク質であることができ、この融
合タンパク質は、デスレセプターと結合し、活性化することができるように、デスレセプ
ター結合ドメインを含む。アゴニストは、さらに、TNF、Fas又はTRAILと少な
くとも85%相同性を有するアミノ酸配列を有するポリペプチドであることができ、この
ホモログは、デスレセプターの結合及び活性化を行なうことができる。
アゴニストは、さらに、デスレセプターに結合するアポトーシス誘導性抗体であること
ができる。「抗体」は、モノクローナル、ポリクローナル、キメラ、単鎖、ヒト化された
もの、完全なヒト抗体あるいはそれらの任意のFab又はF(ab')2フラグメントで
あることができる。「アポトーシス誘導性抗体」は、ここで提供される方法を用いた活性
化の前又は後に、プログラムされた細胞死を引き起こす抗体を意味する。したがって、本
発明の方法のアゴニストは、Fas、TNFR1又はTRAILデスレセプターに対して
特異的な抗体であることができ、その抗体はデスレセプターを活性化することができる。
アゴニストは、DR4又はDR5に対して特異的な抗体であることができる。アゴニスト
は、ATCC受託番号PTA−1428(たとえば、TRA−8抗体)、ATCC受託番
号PTA−1741(たとえば、TRA−1抗体)、ATCC受託番号PTA−1742
(たとえば、TRA−10抗体)を有するマウス−マウスハイブリドーマと同じエピトー
プ特異性を有する又はそれらによって分泌される、DR5抗体であることができる。アゴ
ニストは、ATCC受託番号PTA−3798(たとえば、2E12抗体)を有するハイ
ブリドーマと同じエピトープ特異性を有する又はそれらによって分泌される、抗体である
ことができる。
本発明の方法の抗体によってターゲティングされるTRAILレセプターは、DR4又
はDR5であることができる。このようなレセプターは、公開された特許出願WO99/
03992、WO98/35986、WO98/41629、WO98/32856、W
O00/66156、WO98/46642、WO98/5173、WO99/0265
3、WO99/09165、WO99/11791、WO99/12963及び公開され
た米国特許第6,313,269号に記載されており、これらのすべては参照によりそこ
に教示されたレセプターに関してその全体がここに援用される。これらのレセプターに対
して特異的なモノクローナル抗体は、当業界で公知の方法を用いて生成することができる
。たとえば、Kohler及びMilstein, Nature, 256:495-497 (1975)及びEur. J. Immunol.
6:511-519 (1976)を参照されたい。それらの両方は、これらの方法に関してその全体
がここに援用される。また、公開された特許出願WO01/83560に教示された方法
も参照されたい。それは、参照によりその全体がここに援用される。
本発明の方法の抗体は、当業界で公知の抗体であることができ、たとえば、ATCC受
託番号PTA−1428(たとえば、TRA−8抗体)、ATCC受託番号PTA−17
41(たとえば、TRA−1抗体)、ATCC受託番号PTA−1742(たとえば、T
RA−10抗体)を有するマウス−マウスハイブリドーマと同じエピトープ特異性を有す
る又はそれらによって分泌される、DR5抗体が挙げられる。他の例としては、ATCC
受託番号PTA−3798(たとえば、2E12抗体)を有するハイブリドーマと同じエ
ピトープ特異性を有する又はそれらによって分泌される、抗体が挙げられる。
「CARD含有タンパク質」は、カスパーゼ関連動員ドメイン(CARD)を含み、デ
スレセプターと結合する能力を特徴とし、結合が場合によってはデスドメインの外であり
、前記デスレセプターのデスドメインによってアポトーシスの活性化を調節する、タンパ
ク質のファミリーを意味する。DDX3は、このファミリーの代表的なメンバーである。
CARD含有タンパク質としては、DEAD(配列番号21)ボックスタンパク質ファミ
リーのRNAヘリカーゼが挙げられる。開示されたCARD含有タンパク質は、たとえば
、DDX3(配列番号25、受託番号gi:13514816)、mda−5(受託番号
gi:11344593)又はRIG−1(受託番号gi:6048564)であること
ができる。CARD含有タンパク質は、さらに、DDX3、mda−5又はRIG−1に
対して少なくとも85%の相同性を有するアミノ酸配列を有するポリペプチドであること
ができる。
DEADボックスタンパク質ファミリーのRNAヘリカーゼは、細菌から哺乳類まで高
度に保存されており、RNAの関与する種々の代謝経路に関与し、細胞の生存に関して重
要である(Heinlein, U.A. 1998. J Pathol. 184:345-347)。タンパク質のこのファミリ
ーのすべてのメンバーは、このファミリーの名前の由来である特徴的なアミノ酸配列D−
E−A−D(Asp−Glu−Ala−Asp、配列番号21)から構成されるATPア
ーゼモチーフを有する。DEAD(配列番号21)ボックスタンパク質は、翻訳開始、R
NAスプライシング、リボソームのアセンブリー、RNA分解、mRNA安定性、及びR
NAエディティングに必要な、リボ核酸結合タンパク質のようなRNAヘリカーゼである
と一般に信じられている。これらのRNAヘリカーゼのいくつかが特別の転写因子の翻訳
において重要な役割を果たす一方、いくつかのものの過剰発現は、発がんに関連している
。DDX1は、神経芽腫においてN−mycと共増幅される(George, R.E., et al. 199
6. Oncogene 12:1583-1587; Godbout, R., et al. 1998. J Biol Chem 273:21161-21168
)。RNAヘリカーゼであるp68は、相当する正常組織と比較して腫瘍において一貫し
て過剰発現される。蓄積したp68は、ポリユビキチン化されているようであり、これら
の腫瘍におけるプロテオソーム媒介性分解の欠陥の可能性が示唆され(Causevic, M., et
al. 2001. Oncogene 20:7734-7743)、p68発現の制御不良が腫瘍発症の初期段階にお
いて起こることが示唆される。DEAD(配列番号21)ボックスタンパク質/RNAヘ
リカーゼファミリーのrck/p54は、c−mycタンパク質の合成を増大させること
によって翻訳レベルでヒト結腸直腸腫瘍の発症における細胞増殖及び発がんに寄与するこ
とができる(Hashimoto, K., et al. 2001. Carcinogenesis 22:1965-1970)。DDX3
は、このファミリーのメンバーであるが、DDX3のRNAヘリカーゼ機能は未知である
(Fu, J.J., et al. 2002. Sheng Wu Hua Xue Yu Sheng Wu Wu Li Xue Bao (Shanghai)
34:655-661)。DDX3はHCVコアタンパク質と相互作用することができ、HCVウ
イルスタンパク質の翻訳を調節することができると報告されている(Owsianka, A.M. and
A.H. Patel. 1999. Virology 257:330-3400)。
RNAヘリカーゼのいくつかは、保存されたCARD(カスパーゼ動員ドメイン; Yone
yama, M., et al. 2004. Nat Immunol 5:730-737; Kang, D.C., et、al. 2004. Oncogene
23:1789-1800; Kang, D.C., et al. 2002. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 99:637-642)
を含む。サブトラクションハイブリダイゼーションにより、メラノーマ分化関連遺伝子5
(mda−5)が、分化、がんの逆転及びプログラムされた細胞死(アポトーシス)の間
に誘導された遺伝子として同定された。この遺伝子は、カスパーゼ動員ドメイン及び推定
DExHグループのRNAヘリカーゼドメインの両方を含む。mda−5は、IFN誘導
性成長阻害及び/又はアポトーシスの媒介因子として機能する(Kang, D. C, et al. 200
2. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 99:637-642)。より最近の研究により、mda−5 m
RNAのレベルは正常組織においては低いが、一方、発現は、IFN−βにより正常及び
がん細胞のスペクトルにおいて誘導されることが示されている。複製不能のアデノウイル
スであるAd.mda−5によるmda−5の発現は、形態学的、生化学的及び分子アッ
セイにより確認されたとおりHO−1細胞においてアポトーシスを誘導する(Kang, D.C.
, et al. 2004. Oncogene 23:1789-1800)。レチノイン酸誘導可能遺伝子I(RIG−I
)は、カスパーゼ動員ドメインを含むDExD/HボックスRNAヘリカーゼをコードし
ており、機能的スクリーニング及びアッセイにより評価したところdsRNA誘導性シグ
ナリングの必須レギュレーターである。インタクトなATPアーゼ活性を有するヘリカー
ゼドメインは、dsRNA媒介性シグナリングに関与していた。カスパーゼ動員ドメイン
は、シグナルを「下流へ」伝達し、転写因子NF−κB及びIRF−3の活性化をもたら
した。これらの因子による続いての遺伝子活性化は、タイプIインターフェロン産生を含
む抗ウイルス機能を誘導した(Yoneyama, M., et al. 2004. Nat Immunol 5:730-737)。
カスパーゼ関連動員ドメイン(CARD)を含むタンパク質は、細胞死の鍵となるレギ
ュレーターとして確立されている。CARDは、ある種のカスパーゼのプロ−ドメインの
N末端に見出される保存されたαへリックスバンドルから構成される。CARDはまた、
種々の他のタンパク質にも見出される。デスドメインタンパク質のように、CARDは、
CARD/CARD相互作用を介してタンパク質のコミュニケーションを可能にする同型
タンパク質相互作用モチーフとして機能する。CARDを有するタンパク質は、プロアポ
トーシス性又はアンチ(抗)アポトーシス性のいずれかであり得る。プロアポトーシス性
CARDタンパク質としては、カスパーゼ2、4及び9のようなある種のカスパーゼ及び
Apaflが挙げられ、これらはアポトーシスの開始において重要な役割を果たす。代表
的な抗アポトーシス性CARDタンパク質としては、cIAP1及びcIAP2が挙げら
れ、これらはカスパーゼのCARDと相互作用し、それらのBIRドメインを介してカス
パーゼ活性化を阻害する。タンパク質のこのファミリーの機能の多くの側面は、がん治療
における新規薬剤標的としての潜在的有用性を示す。いくつかのCARD含有タンパク質
は、保存された細胞死マシーナリーの重要な成分であり、これは、制御不良となった場合
、発がんを促進し、化学療法に対する腫瘍抵抗性に顕著に寄与する。プロアポトーシス性
タンパク質であるApaflは、いくつかのがんにおいては不活性化されており、ミトコ
ンドリア誘導性アポトーシスに関しては欠くことのできないCARDタンパク質である。
IAPファミリーのタンパク質のような他の抗アポトーシス性CARDタンパク質は、細
胞死刺激から腫瘍を保護すること、及びある種の形態のがんにおいて過剰発現されること
が示されてきた。したがって、CARDタンパク質を活性化又は阻害する治療剤は、従来
の化学療法とともに用いられる場合、化学感作剤又はアポトーシスの調節因子として利用
することができる。
デスレセプターアゴニストに対する抵抗性は、開示されたCARD含有タンパク質の活
性に帰属させることができる。したがって、本発明の方法は、この抵抗性を防止するため
の、CARD含有タンパク質の1以上の活性を調節する組成物を提供する。「調節する(
modulates)」は、形態又は機能における、上方調節(アップレギュレーション)、下方
調節(ダウンレギュレーション)、活性化、アンタゴニズム又はその他の変更を意味する
。タンパク質の「活性」としては、たとえば、転写、翻訳、細胞内転位、分泌、キナーゼ
によるリン酸化、プロテアーゼによる切断、他のタンパク質に対する特異親和性(homoph
ilic)及び異好性(heterophilic)の結合、ユビキチン化が挙げられる。CARD含有タ
ンパク質の活性は、部分的には、デスレセプター結合アミノ酸での又はその近傍でのリン
酸化によるので、提供された調節因子は、CARD含有タンパク質リン酸化の阻害剤であ
ることができる。したがって、調節因子はキナーゼ又はホスファターゼの阻害剤であるこ
とができる。一例として、調節因子は、グリコーゲンシンターゼキナーゼ3(GSK−3
)活性の阻害剤であることができる。
GSK−3は、哺乳類を含め、種々の生物において見出されるタンパク質キナーゼであ
る。2種のほとんど同一の形態のGSK−3、GSK−3α及びGSK−3βが存在する
。阻害剤は、任意の既知又は新たに発見されたGSK−3阻害剤であることができる。最
適には、提供される方法のGSK−3阻害剤は、少なくともGSK−3βを阻害する。ヒ
トGSK-3βについてのアミノ酸配列は、Genbank受託番号P49841で、及
び対応するヌクレオチド配列は受託番号NM_002093で、入手することができる。
実験及びスクリーニングの目的のためには、動物モデルを用いることが望ましい可能性が
ある。たとえば、ラットGSK−3β配列は、Genbank受託番号P18266で、
及びマウスはGenbank受託番号AAD39258で、入手することができる。
GSK−3阻害剤は、ここで用いる場合、競合的又は非競合的酵素阻害によって; たと
えばターゲティングされた遺伝子破壊により、GSK−3遺伝子の転写を低減することに
より、タンパク質不安定性を増大すること等により、タンパク質レベルを低減することに
よって、直接又は間接に、細胞におけるGSK−3のレベルを低減する、化合物である。
阻害剤は、小さい有機又は無機分子、アンチセンス核酸、抗体又はそれらに由来するフラ
グメント等であることができる。GSK−3のその他の阻害剤は、コンビナトリアル又は
他の化学的ライブラリーをGSK−3活性の阻害についてスクリーニングすることを通じ
て見出すことができる。
GSK−3タンパク質の直接的な阻害剤の例としては、リチウム(Li)(Klein et
al. 1996)が挙げられ、これは強力にGSK−3β活性を阻害するが(K=2mM)、
他のタンパク質キナーゼの一般的な阻害剤ではない。ベリリウムイオン類(Be2+)は
、GSK−3のより強力な阻害剤であって、マイクロモルの範囲で阻害する。しかし、こ
の阻害効果は、リチウムほど選択的ではなく、低用量でCDKlをも阻害する。
GSK−3阻害剤は、また、アロイシン(aloisine)、アロイシンA(aloisine A)、
ケンパウロン(kenpaullone)を含む。アロイシン(7−n−ブチル−6−(4−メトキ
シフェニル)[5H]ピロロ[2,3−b]ピラジン)は、Cdkl/B(IC50=7
00nM)、Cdk5/p35(IC50=1.5μM)及びGSK−3(IC50=92
0nM)の、強力で選択的な、細胞透過性かつATP競合性の阻害剤である(Mettey Y, et
al. (2003) J Med Chem 46(2):222-36;この分子に関する教示についてその全体が
参照によりここに援用される)。アロイシンA(7−n−ブチル−6−(4−ヒドロキシ
フェニル)[5H]ピロロ[2,3−b]ピラジン)は、細胞透過性の化合物であり、サ
イクリン依存性キナーゼ、c−Jun N末端キナーゼ(JNK)及びグリコーゲンシン
ターゼキナーゼ3(GSK−3)(GSK−3α、IC50=500nM)(GSK−3β
、IC50=1.5μM)の、強力で選択的な、可逆的かつATP競合性の阻害剤として
作用する(Mettey Y, et al. (2003) J Med Chem 46(2):222-36);この分子に関す
る教示についてその全体が参照によりここに援用される)。ケンパウロン(9−ブロモ−
7,12−ジヒドロインドロ[3,2−d][l]ベンザゼピン−6(5H)−オン)は
、グリコーゲンシンターゼキナーゼ3b(GSK3b、IC50=230nM)、Lck及
びサイクリン依存性キナーゼ(Cdks)の強力な細胞透過性阻害剤である(Schultz C,
et al. (1999) J Med Chem 42(15):2909-19; Zaharevitz DW, et al. (1999) Can
cer Res 59(ll):2566-9; Kunick C, et al. (2004) J Med Chem 47(1):22-36);
この分子に関する教示についてそれらすべての全体が参照によりここに援用される)。
多数の他の化合物がGSK−3を阻害することが見出されている。その大部分は、AT
P結合部位との相互作用を通じてキナーゼ活性を阻害する。それらとしては、ビスインド
ール−(Bisindole-)及びアニリノ マレイミド類(Anilino maleimides)、アルジシン
(Aldisine)アルカロイド類、パウロン類(Paullones)、インジルビン類(Indirubins
)及びピラノキノザリン類(Pyraloquinoxalines)が挙げられる。たとえば、パウロン類
及びGSK−3阻害におけるそれらの用途は、たとえばKunick C, et al. J Med Chem 20
04 Jan l;47(l):22-36に記載されており、これはパウロン類に関する教示についてその
全体が参照によりここに援用される。このような化合物はインビトロではナノモル濃度で
、インビボでは低マイクロモル濃度で、有効である。ここでもまた、多くのものが強力で
あることが示されている一方で、それらはGSK−3に対して非常に特異的であるのでは
なく、関連するCDK類をも同様のレベルで共通して阻害する。しかし、2種の構造的に
異なるマレイミド類(SB216763及びSB415286)は、強力であり、かつG
SK−3に対して高い特異性を有することが示されている。これらは、細胞の研究におい
てGSK−3阻害剤として有効にリチウムと置き換わることができる。グラヌラチミド類
(granulatimides)又はジデムニミド類(didemnimides)と名づけられたクラスの化合物
のメンバーもまた、GSK−3阻害剤として作用することが見出された(国際特許出願W
O99/47522、これはこれらの化合物に関する教示についてその全体が参照により
ここに援用される)。
いくつかの間接的なGSK−3阻害剤としては、ワートマニン(wortmannin)が挙げら
れ、これは、タンパク質キナーゼBを活性化し、GSK−3のリン酸化及び阻害をもたら
す。イソプロテレノール(Isoproterenol)は、β3−アドレノレセプターを通じて一次
的に作用し、インシュリンと同様の程度(約50%)までGSK−3活性を低減させる(
Moule et al. 1997)。p70 S6キナーゼ及びp90rsk−1もまた、GSK−3
βをリン酸化し、その阻害をもたらす。
GSK−3は、GSK−3特異的ペプチドを用いて選択的にターゲティングとすること
もできる。たとえば、高頻度転位進行型T細胞リンパ腫1(FRAT1;Frequently Rea
rranged Advanced T-Cell lymphomas 1)は、GSK3結合タンパク質(GBP)の哺乳
類におけるホモログである。FRATチド(FRAT1の残基188〜226に相当する
ペプチド)は、GSK3に結合し、GSK3により触媒されるアキシン(Axin)及びβ-
カテニンのリン酸化をブロックする(Thomas GM, et al. FEBS Lett 1999 Sep 17;458(2
):247-51)。
提供される本方法のGSK−3阻害剤は、機能的核酸であることもできる。機能的核酸
は、標的分子の結合又は特定の反応の触媒のような特異的機能を有する核酸分子である。
機能的核酸分子は、制限的であることを意味しない以下のカテゴリーに分けることができ
る。たとえば、機能的核酸としては、アンチセンス分子、アプタマー、リボザイム、三重
鎖(triplex)形成分子、RNAi及び外部ガイド配列が挙げられる。機能的核酸分子は
、標的分子が有する特異的活性のアフェクター、阻害剤、調節因子及び刺激剤として作用
することができ、又は機能的核酸分子は、あらゆる他の分子とは独立の新規な活性を有す
ることができる。
CARD含有タンパク質は、デスレセプター誘導性アポトーシスの間に切断され得るの
で、本発明の方法の調節因子は、CARD含有タンパク質の切断を促進することにより作
用することができる。一例として、DDX3は、FADDの動員と平行して(図9E)、
DR5から解離してTRA−8誘導性アポトーシスの間に切断される(図9A及びC)。
DDX3の切断部位の一つは、アミノ酸残基132〜135の間の比較的保存されている
DEDD(配列番号7)モチーフであり、これはカスパーゼ−2、3、7又は10によっ
て切断され得る。したがって、調節因子は、カスパーゼ、又はCARD含有タンパク質(
たとえばDDX3)を切断するカスパーゼの誘導体であることができる。
CARD含有タンパク質の活性はデスレセプターへの結合に依存するので、本発明の方
法の調節因子は、CARD含有タンパク質及びデスレセプター間の相互作用の阻害剤であ
ることができる。ある場合には、調節因子は、デスレセプター結合部位でCARD含有タ
ンパク質に結合する物質(薬剤、分子、ポリペプチド等)であることができる。したがっ
て、調節因子は、CARD含有タンパク質の結合部位に相当するデスレセプターのアミノ
酸を含むポリペプチドであることができる。たとえば、調節因子は、DR5のアミノ酸2
50〜340を含むポリペプチドであることができる(配列番号22、受託番号gi:3
721878)。したがって、調節因子は、配列番号23のアミノ酸配列を含むことがで
きる。調節因子は、さらに、そのフラグメントがDDX3を結合することができるように
、配列番号23のアミノ酸配列のフラグメントを含むポリペプチドであることができる。
一例として、調節因子は、DR5のアミノ酸280〜310を含むポリペプチドであるこ
とができる(配列番号22、受託番号gi:3721878)。したがって、調節因子は
、配列番号24のアミノ酸配列を含むことができる。別の例として、調節因子は、DR5
のアミノ酸300〜330を含むポリペプチドであることができる(配列番号22、受託
番号gi:3721878)。したがって、調節因子は、配列番号36のアミノ酸配列を
含むことができる。
あるいは、調節因子は、アポトーシスを阻害することなしにデスレセプターのCARD
含有タンパク質結合部位に結合する物質(薬剤、分子、ポリペプチド等)であることがで
きる。調節因子は、CARD含有タンパク質のデスレセプター結合部位に相当するアミノ
酸を含むポリペプチドであることができる。
本発明の方法の調節因子は、カスパーゼ依存性アポトーシスの活性化を防止するための
CARD含有タンパク質の能力に影響することができる。CARD含有タンパク質のCA
RDドメインは、アポトーシスの阻害剤の動員に関与することができ(IAP)、これは
ウイルス感染の間に宿主細胞におけるアポトーシスを抑制する(Crook, N.E., et al 199
3 J Virol 67:2168-2174)。IAPファミリーは、成熟カスパーゼと相互作用しその酵素
活性を阻害することにより、細胞死に対抗する。8種の異なる哺乳類IAPが同定されて
おり、これらとしてはXIAP、c−IAPl、c−IAP2及びML−IAP/Liv
inが挙げられる(たとえば、Ashhab, Y., et al. 2001 FEBS Lett 495:56-60; Kasof,
G.M.及びB.C. Gomes. 2001 J Biol Chem 276:3238-3246; Vucic, D., et al. 2000. Curr
Biol 10:1359-1366;これらは、これらのIAP分子に関して、参照によりその全体がす
べてここに援用される)。すべてのIAPは、1〜3個のバキュロウイルスIAP反復(
BIR)ドメインを含み、相同配列(CX2CX16HX6C)を有する。BIRドメイ
ンを通じて、IAP分子はカスパーゼに結合し、これを直接阻害する(Deveraux, Q.L.
及びJ.C. Reed. 1999. Genes Dev 13:239-252; Deveraux, Q.L. et al. 1997. Nature 38
8:300-304; Deveraux, Q.L.及びJ.C. Reed. 1999. Genes Dev 13:239-252、IAP及びカ
スパーゼの相互作用に関して、これらはすべて参照によりその全体がここに援用される)
。ミトコンドリアのタンパク質、Smac/DIABLOは、IAPに結合してこれに対
抗することができ(Suzuki, Y., et al. 2001. J Biol Chem 276:27058-27063)、IAP
機能を抑制した(Wieland, I, et al. 2000. Oncol Res 12:491-500)(IAPの阻害に
関して、引用した文献はすべて参照によりその全体がここに援用される)。したがって、
本発明の方法の調節因子は、CARD依存性結合の阻害剤であることができる。調節因子
は、カスパーゼ又はIAPのようなカスパーゼの調節因子を動員するためのCARD含有
タンパク質の能力に影響することができる。調節因子は、CARD含有タンパク質が低減
されたIAPの結合及び動員を有するようにCARD含有タンパク質に結合する物質(薬
剤、分子、ポリペプチド、融合タンパク質、抗体、抗体フラグメント等)であることがで
きる。調節因子は、たとえばカスパーゼ−1、カスパーゼ−2、カスパーゼ−4又はカス
パーゼ−5、cIAP1、cIAP2、XIAP又はサバイビンの、CARD含有タンパ
ク質結合フラグメントであることができる。
調節因子は、さらに、標的細胞におけるIAP又はCARD含有タンパク質遺伝子発現
の阻害剤であることができる。細胞においてタンパク質の発現を阻害する種々の公知の方
法が存在し、三重鎖形成分子、リボザイム、外部ガイド配列、アンチセンス分子及びRN
Ai分子が挙げられる。
アンチセンス分子は、カノニカル又は非カノニカル塩基対形成を通じて標的核酸分子と
相互作用するように設計される。アンチセンス分子及び標的分子の相互作用は、たとえば
RNAseH媒介性RNA-DNAハイブリッド分解を通じて、標的分子の破壊を促進す
るように設計される。あるいは、アンチセンス分子は、転写又は複製のような、標的分子
上で通常起こるであろうプロセッシング機能を妨害するように設計される。アンチセンス
分子は、標的分子の配列に基づいて設計することができる。標的分子の最も接近しやすい
領域を見つけることによりアンチセンス効率を最適化するための多数の方法が存在する。
例示的な方法は、DMS及びDEPCを用いたDNA改変研究及びインビトロ選択実験で
あろう。アンチセンス分子は、標的分子に、10−6、10−8、10−10又は10−
12以下の解離定数(K)で結合することが好ましい。アンチセンス分子の設計及び使
用を補助する方法及び技術の代表的な見本は、米国特許第5,135,917号、第5,
294,533号、第5,627,158号、第5,641,754号、第5,691,
317号、第5,780,607号、第5,786,138号、第5,849,903号
、第5,856,103号、第5,919,772号、第5,955,590号、第5,
990,088号、第5,994,320号、第5,998,602号、第6,005,
095号、第6,007,995号、第6,013,522号、第6,017,898号
、第6,018,042号、第6,025,198号、第6,033,910号、第6,
040,296号、第6,046,004号、第6,046,319号及び第6,057
,437号に見出すことができ、これらは、アンチセンス分子に関する方法及び技術につ
いて、参照によりその全体がここに援用される。
アプタマーは、好ましくは特異的な方法で、標的分子と相互作用する分子である。典型
的には、アプタマーは、長さ15〜50塩基の範囲の小さい核酸であり、ステム−ループ
又はG−クアトレット(G-quartets)のような定義された二次及び三次構造に折りたたま
れる。アプタマーは、ATP(米国特許第5,631,146号)及びテオフィリン(th
eophiline)(米国特許第5,580,737号)のような小さい分子、ならびに逆転写
酵素(米国特許第5,786,462号)及びトロンビン(米国特許第5,543,29
3号)のような大きい分子と結合することができる。アプタマーは、10-12M未満の標
的分子のKで非常にしっかりと結合することができる。アプタマーは、10-6、10-
、10-10又は10-12未満のKで標的分子と結合することが好ましい。アプタマ
ーは、非常に高度の特異性で標的分子と結合することができる。たとえば、標的分子及び
分子上の単一の位置のみで異なる別の分子の間での結合親和性に10,000倍を超える
差を有するアプタマーが単離されている(米国特許第5,543,293号)。アプタマ
ーは、背景結合分子とのKよりも、少なくとも10、100、1000、10,000
又は100,000倍低い標的分子とのKを有することが好ましい。たとえば、この比
較をポリペプチドについて行なう場合、背景分子は異なるポリペプチドであることが好ま
しい。種々の異なる標的分子に結合するアプタマーの作製及び使用方法の代表的な例は、
米国特許第5,476,766号、第5,503,978号、第5,631,146号、
第5,731,424号、第5,780,228号、第5,792,613号、第5,7
95,721号、第5,846,713号、第5,858,660号、第5,861,2
54号、第5,864,026号、第5,869,641号、第5,958,691号、
第6,001,988号、第6,011,020号、第6,013,443号、第6,0
20,130号、第6,028,186号、第6,030,776号及び第6,051,
698号に見出すことができ、これらは、アプタマーに関する方法及び技術について、参
照によりその全体がここに援用される。
リボザイムは、分子内又は分子間で化学反応を触媒することができる核酸分子である。
したがって、リボザイムは、触媒性核酸である。リボザイムは、分子間反応を触媒するこ
とが好ましい。ハンマーヘッドリボザイム(米国特許第5,334,711号、第5,4
36,330号、第5,616,466号、第5,633,133号、第5,646,0
20号、第5,652,094号、第5,712,384号、第5,770,715号、
第5,856,463号、第5,861,288号、第5,891,683号、第5,8
91,684号、第5,985,621号、第5,989,908号、第5,998,1
93号、第5,998,203号;Ludwig及びSproatによる国際特許出願WO98580
58、Ludwig及びSproatによるWO9858057、及びLudwig及びSproatによるWO9
718312)、ヘアピンリボザイム(たとえば、米国特許第5,631,115号、第
5,646,031号、第5,683,902号、第5,712,384号、第5,85
6,188号、第5,866,701号、第5,869,339号及び第6,022,9
62号)、及びテトラヒメナリボザイム(たとえば、米国特許第5,595,873号及
び第5,652,107号)のような自然の系において見出されたリボザイムに基づいた
、ヌクレアーゼ又は核酸ポリメラーゼ型の反応を触媒する多数の異なるタイプのリボザイ
ムが存在する。また、自然の系には見出されないが新規の特異的反応を触媒するように工
学的処理された多数のリボザイムも存在する(たとえば、米国特許第5,580,967
号、第5,688,670号、第5,807,718号及び第5,910,408号)。
好ましいリボザイムは、RNA又はDNA基質を切断し、より好ましくはRNA基質を切
断する。リボザイムは、典型的には、標的基質の認識及び結合、そしてその後の切断を通
じて、核酸基質を切断する。この認識は、しばしばカノニカル又は非カノニカル塩基対相
互作用に基づいている。この特性により、リボザイムは、核酸の標的特異的切断のための
特に良好な候補となるが、これは、標的基質の認識は標的基質配列に基づいているためで
ある。種々の異なる反応を触媒するためのリボザイムの作製及び使用方法の代表的な例は
、米国特許第5,646,042号、第5,693,535号、第5,731,295号
、第5,811,300号、第5,837,855号、第5,869,253号、第5,
877,021号、第5,877,022号、第5,972,699号、第5,972,
704号、第5,989,906号及び第6,017,756号に見出すことができる。
三重鎖形成性機能的核酸分子は、二本鎖又は一本鎖核酸と相互作用することができる分
子である。三重鎖分子が標的領域と相互作用した場合、三重鎖(triplex)と呼ばれる構
造が形成され、その中には、ワトソン−クリック(Watson-Crick)及びフーグスティーン
(Hoogsteen)の塩基対形成の両方に依存する複合体を形成するDNAの3本の鎖が存在
する。三重鎖分子は、高い親和性及び特異性で標的領域と結合することができるため、好
ましい。三重鎖形成性分子は、10−6、10−8、10−10又は10−12未満のK
で標的分子に結合することが好ましい。種々の異なる標的分子に結合する三重鎖形成性
分子の作製及び使用方法の代表的な例は、米国特許第5,176,996号、第5,64
5,985号、第5,650,316号、第5,683,874号、第5,693,77
3号、第5,834,185号、第5,869,246号、第5,874,566号及び
第5,962,426号に見出される。
外部ガイド配列(EGSs)は、標的核酸分子と結合し、複合体を形成する分子であっ
て、この複合体は、標的分子を切断するRNase Pによって認識される。EGSは、
選択したRNA分子を特異的にターゲティングするように設計することができる。RNA
se Pは、細胞内での転移RNA(tRNA)のプロセッシングを補助する。細菌のR
NAse Pは、標的RNA:EGS複合体が天然のtRNA基質を擬似することを起こ
すEGSを用いることにより、本質的にあらゆるRNA配列を切断するために動員され得
る(YaleによるWO92/03566、及びForster及びAltman, Science 238:407-409
(1990))。
同様に、真核生物のEGS/RNAse Pに指示されたRNAの切断は、真核生物細
胞内で所望の標的を切断するために利用され得る(Yuan et al., Proc. Natl. Acad. Sci
. USA 89:8006-8010 (1992);YaleによるWO93/22434; YaleによるWO95
/24489;Yuan及びAltman, EMBO J 14:159-168 (1995);及びCarrara et al., Pro
c. Natl. Acad. Sci. (USA) 92:2627-2631 (1995))。種々の異なる標的分子の切断
を容易にするためのEGS分子の作製及び使用の代表的な方法は、米国特許第5,168
,053号、第5,624,824号、第5,683,873号、第5,728,521
号、第5,869,248号及び第5,877,162号に見出すことができる。
遺伝子発現もまた、RNA干渉(RNAi)を通じて、高度に特異的な方式で効率的に
、サイレントにすることができる。このサイレンシングは、もともとは二本鎖RNA(d
sRNA)の添加に伴って観察された(Fire,A., et al. (1998) Nature 391:806-11;
Napoli, C., et al. (1990) Plant Cell 2:279-89; Hannon, G.J. (2002) Nature,
418:244-51)。いったんdsRNAが細胞内に入ると、それは、RNアーゼIII様酵素で
あるダイサー(Dicer)によって、3’末端に2ヌクレオチドのオーバーハングを有する
長さ21〜23ヌクレオチドの二本鎖の小干渉性RNA(siRNA)に切断される(El
bashir, S.M., et al. (2001) Genes Dev. 15:188-200; Bernstein, E., et al. (20
01) Nature 409:363-6; Hammond, S.M., et al. (2000) Nature 404:293-6)。AT
P依存性の工程において、このsiRNAは、siRNAを標的RNA配列に案内する多
サブユニットタンパク質複合体であって、RNAi誘導サイレンシング複合体(RISC
)として一般に知られるものに統合される(Nykanen, A., et al. (2001)Cell, 107:30
9-21)。なんらかの時点で、このsiRNA二重体(duplex)は巻き戻される。そして、
アンチセンス鎖はRISCに結合したまま残り、エンド及びエキソヌクレアーゼの組合せ
によって相補的なmRNA配列の分解を指示するようにみえる(Martinez, J., et al.
(2002) Cell, 110:563-74)。しかし、iRNA又はsiRNAの効果又はそれらの用
途は、どのタイプのメカニズムにも制限されない。
短鎖干渉性RNA(siRNA)は、配列特異的な転写後遺伝子サイレンシングを誘導
することができ、それによって遺伝子発現を低減させるか、又は阻害さえすることができ
る、二本鎖RNAである。一例において、siRNAは、siRNA及び標的RNAの両
方の間の配列同一性の領域内で、mRNAのような相同RNA分子の特異的分解を誘発す
る。たとえば、WO02/44321は、3’オーバーハング末端と塩基対形成した場合
、標的mRNAの配列特異的分解を行なうことができるsiRNAを開示しており、これ
は、これらのsiRNAの作製方法について、参照によりここに援用される。配列特異的
遺伝子サイレンシングは、酵素ダイサーによって産生されるsiRNAを擬似する短い合
成二本鎖RNAを用いて、哺乳類細胞において達成することができる(Elbashir, S.M.,
et al. (2001) Nature, 411 :494 498)、(Ui-Tei, K., et al. (2000) FEBS Lett
479:79-82)。siRNAは、化学的に又はインビトロで合成することができ、又は細胞
内でsiRNAにプロセッシングされる短い二本鎖ヘアピン様RNA(shRNAs)の
結果であることができる。合成siRNAは、一般的にアルゴリズム及び従来のDNA/
RNA合成機を用いて設計される。供給業者としては、Ambion(Austin, Texas)、ChemG
enes(Ashland, Massachusetts)、Dharmacon(Lafayette, Colorado)、Glen Research
(Sterling, Virginia)、MWB Biotech(Esbersberg, Germany)、Proligo(Boulder, Co
lorado)及びQiagen(Vento, The Netherlands)が挙げられる。siRNAは、Ambionの
「SILENCER(登録商標) siRNA Construction Kit」のようなキットを用いてインビトロ
で合成することもできる。ここで開示されているのは、c−Kit又はSCFについての
配列に基づいて上記のように設計された任意のsiRNAである。たとえば、c−Kit
の遺伝子発現をサイレンシングするためのsiRNAは、商業的に入手可能である(「SU
RESILENCING(登録商標) Human c-Kit siRNA」; Zymed Laboratories, San Francisco
, CA)。
ベクターからのsiRNAの産生は、短鎖ヘアピンRNA(shRNAs)の転写を通
じて、より一般的に行なわれる。shRNAを含むベクターの作製のためのキットは、た
とえば、Imgenexの「GENESUPPRESSOR(登録商標) Construction Kits」及びInvitrogen
の「BLOCK-IT(登録商標) inducible RNAi」プラスミド及びレンチウイルスベクターが
入手可能である。ここで開示されているのは、ここで開示された炎症媒介因子についての
配列に基づいて上記のように設計された任意のshRNAである。
したがって、本発明の方法の調節因子は、siRNA又はshRNAを含むことができ
る。調節因子は、cIAP1(受託番号gi:41349435)、cIAP2(受託番
号gi:33946283)、XIAP(受託番号gi:1184319)、サバイビン
(受託番号gi:2315862)、DDX3(配列番号25、受託番号gi:1351
4816)、mda−5(受託番号gi:11344593)又はRIG−1(受託番号
gi:6048564)遺伝子発現の阻害剤であることができる。したがって、調節因子
は、DDX3の核酸配列由来のshRNA(配列番号25、受託番号gi:135148
16)を含むことができる。一例として、調節因子は、配列番号10、12、14又は1
6の核酸配列によってコードされるshRNAを含むことができる。
細胞へのsiRNAの送達に用いることができるいくつかのトランスフェクション試薬
があり、たとえば、Invitrogenの「Lipofectamine 2000」、Mirusの「TransIT-TKO」及び
Novagenの「RiboJuice siRNA Transfection Reagent」がある。しかし、トランスフェク
ション試薬は、一般にインビボでは作動しない。裸のsiRNAは、被検対象の脈管構造
中に直接送達することができ、これは、他のタンパク質が送達又は発現されないという利
点を有し、核酸は免疫原性ではないのでそのことは重要である。上皮を壊すために何らか
の形態のエネルギー、たとえばソノフォレシス(sonophoresis)を用いて、皮膚のような
上皮バリアを横断して核酸を送達する方法もある(米国特許第5,421,816号、米
国特許第5,618,275号、米国特許第6,712,805号及び米国特許第6,4
87,447号、皮膚を通した化合物の超音波媒介送達について、これらはすべて参照に
よりここに援用される)。
提供されているのは、デスレセプターアゴニストに対する抵抗性のバイオマーカーにつ
いての細胞のスクリーニング方法であって、総DDX3又はそのホモログについて細胞を
アッセイする工程を含む方法である。また、提供されているのは、デスレセプターアゴニ
ストに対する抵抗性のバイオマーカーについての細胞のスクリーニング方法であって、デ
スレセプター及びCARD含有タンパク質の会合をアッセイする工程を含み、高レベルの
会合がアゴニストに対する抵抗性を意味する、方法である。デスレセプター及びCARD
含有タンパク質の会合は、アゴニストに対する抵抗性を示す。場合によっては、スクリー
ニングされるべき細胞は、デスレセプターアゴニスト(たとえばアゴニスト性抗体)と予
め接触させておく。したがって、提供されるのは、デスレセプターアゴニストに対する抵
抗性のバイオマーカーについての細胞のスクリーニング方法であって、細胞をデスレセプ
ターアゴニストと接触させる工程、及びデスレセプター及びCARD含有タンパク質の断
片的な(fractional)会合をモニタリングする工程を含み、会合がアゴニストに対する抵
抗性を意味する、方法である。場合によっては、会合の検出を含む種々の方法において、
解離を測定し、解離した量を総量から引き算して会合量を算出することができる。
本発明の方法の接触工程は、インビボ又はインビトロのいずれでも行うことができる。
デスレセプター及びCARD含有タンパク質の間の会合のモニタリングは、特異的抗体を
用いての細胞からのタンパク質フラグメント(たとえば、デスレセプター)の単離(たと
えば免疫沈降による)を含むことができる。この方法は、さらに、会合タンパク質(たと
えばDDX3)についてのタンパク質フラグメントの、ウェスタン・ブロット、放射性免
疫アッセイ(RIA)又はELISAのような標準的免疫検出法による解析を含むことが
できる。これらの抗体ベースの方法は、当該技術分野で周知であり、目的のデスレセプタ
ー、CARD含有タンパク質、カスパーゼ及びカスパーゼの調節因子の各々について容易
に適合させることができる。説明例として、本発明の方法は、被検対象からの細胞をTR
A−8抗体で処理する工程、細胞ライセートからタンパク質を単離する工程、DR5タン
パク質を免疫沈降させる工程、(還元又は非還元条件での)SDS-ポリアクリルアミド
ゲル電気泳動(SDS−PAGE)によりDR5を分離する工程、分離したタンパク質を
ニトロセルロース膜に転写する工程、及び標準的なウェスタン・ブロット技術を用いてD
R5と会合したDDX3を検出する工程を含むことができ、会合はその細胞におけるTR
A−8抵抗性の証拠である。
また、提供されているのは、デスレセプターアゴニストに対する抵抗性のバイオマーカ
ーについての細胞のスクリーニング方法であり、カスパーゼ又はカスパーゼの調節因子(
たとえば、cIAP1、cIAP2、XlAP、サバイビン)とCARD含有タンパク質
との会合をモニタリングする工程及び既知の抵抗性及び非抵抗性対照細胞由来の試料との
会合のレベルを比較する工程を含む。抵抗性細胞のレベルと同様のレベルでのCARD含
有タンパク質とのIAPの会合は、そのアゴニストに対する抵抗性を意味する。場合によ
っては、スクリーニングされるべき細胞は、デスレセプターアゴニスト(たとえば、アゴ
ニスト性抗体)と予め接触させておく。
説明例として、本発明の方法は、被検対象からの細胞をTRA−8抗体で処理する工程
、細胞ライセートからタンパク質を単離する工程、DDX3タンパク質を免疫沈降させる
工程、(還元又は非還元条件での)SDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−
PAGE)によりDDX3を分離する工程、分離したタンパク質をニトロセルロース膜に
転写する工程、及び標準的なウェスタン・ブロット技術を用いてDDX3と会合したカス
パーゼ(たとえばカスパーゼ-1、カスパーゼ-2、カスパーゼ-4、カスパーゼ-5)及び
IAP(たとえばcIAP1、cIAP2、XIAP、サバイビン)を検出する工程を含
むことができ、DDX3とIAPとの検出はその細胞におけるTRA−8抵抗性の証拠で
ある。会合のレベルは、対照のレベルと比較することができる。対照レベルは、非抵抗性
細胞に基づくことができる。試験レベルが非抵抗性対照細胞レベルより高い場合、抵抗性
が示されている。対照レベルは、抵抗性細胞に基づくことができ、試験レベルと対照レベ
ルとの類似性は抵抗性を示している。
また、提供されているのは、CARD含有タンパク質の調節因子についてのスクリーニ
ング方法である。特に、ここで提供されているのは、調節因子がデスレセプターアゴニス
トに対する標的細胞の抵抗性を逆転又は防止するようなスクリーニング方法である。スク
リーニング方法の工程は、候補薬剤とCARD含有タンパク質とを接触させる工程、及び
候補薬剤の不存在下と比較して候補薬剤の存在下でのARD含有タンパク質の1以上の活
性の変化(たとえば低減)を検出する工程を含み、この1又は複数の活性はデスレセプタ
ーアゴニストに対する標的細胞の抵抗性と相関する。CARD含有タンパク質の1又は複
数の活性の低減は、その候補薬剤がCARD含有タンパク質を調節することを示す。この
方法は、改変されたCARD含有タンパク質を利用するように改変することができ、たと
えば、天然の改変又は非天然の改変が含まれる。このような改変としては、短縮化(trun
cations)、突然変異、キメラタンパク質等が挙げられる。たとえば、DDX3の核酸配
列は、配列番号25に定義されている。DDX3の突然変異の例としては、配列番号25
の位置1842及び2493での、アデノシンからグアノシンへの置換が挙げられる。
CARD含有タンパク質の任意の数の活性を、ここで記載するスクリーニング方法にお
いて評価することができる。たとえば、CARD含有タンパク質の活性は、リン酸化(た
とえば、デスレセプター結合アミノ酸での又はその近傍でのリン酸化)であることができ
る。したがって、本発明の方法は、CARD含有タンパク質のリン酸化の検出を含むこと
ができる。タンパク質のリン酸化を検出するための細胞ベース及び無細胞のアッセイは、
当該技術分野において周知であり、抗体、たとえば抗ホスホセリン(Phosphoserine)(C
hemicon(登録商標) AB1603)(Chemicon, Temecula, CA)、抗ホスホトレオニ
ン(Phosphothreonine)(Chemicon(登録商標) AB1607)及び抗ホスホチロシン
(Phosphotyrosine)(Chemicon(登録商標) AB1599)を含む抗体の利用が挙げ
られる。部位特異的抗体もまた、DDX3のリン酸化形態に対して特異的に生成させるこ
とができる。これらの抗体の生成及び使用の方法は、当該技術分野において周知である。
ここで記載されるスクリーニング方法において評価することができる別のCARD含有
タンパク質の活性は、結合活性である。たとえば、CARD含有タンパク質の活性は、デ
スレセプターに対する結合であることができる。したがって、本発明の方法は、CARD
含有タンパク質及びデスレセプターの間の相互作用を検出する工程を含むことができる。
CARD含有タンパク質の活性は、CARD依存性結合であることができる。したがって
、本発明の方法は、たとえばcIAP1、cIAP2、XIAP又はサバイビンに対する
、CARD依存性結合を検出する工程を含むことができる。タンパク質結合の検出の方法
は、当該技術分野で周知であり、たとえば、酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISAs)
又はウェスタン・ブロットと組合せた共免疫沈降が挙げられる。別の例においては、サン
ドイッチアッセイを用いることができ、ここで、第一の抗体はデスレセプターを捕獲し、
第二の抗体はCARD含有タンパク質を検出する。別の例においては、サンドイッチアッ
セイを用いることができ、ここで、第一の抗体はCARD含有タンパク質を捕獲し、第二
の抗体はデスレセプターを検出する。
さらに、ここで提供されているのは、CARD含有タンパク質の評価される活性が、切
断、たとえばデスレセプター誘導アポトーシスの間に起こる切断を含む、スクリーニング
アッセイである。したがって、このスクリーニング方法は、CARD含有タンパク質の切
断を検出する工程を含むことができる。タンパク質切断を検出するための方法は当該技術
分野において周知であり、たとえば、ウェスタン・ブロット法が挙げられる。
スクリーニング方法の接触工程は、インビボ又はインビトロで行なうことができる。ス
クリーニング方法は、細胞ベース又は無細胞のいずれであることもできる。したがって、
一つの側面においては、CARD含有タンパク質は、標的細胞内にある。CARD含有タ
ンパク質は細胞内に天然に存在することができ、又は細胞は、CARD含有タンパク質を
産生するように遺伝子工学的処理されていることができる。無細胞の方法においては、C
ARD含有タンパク質は、基質(基材)に付着するように又はキメラタンパク質を形成す
るように、改変されていることができる。
場合によっては、スクリーニング方法は、さらに、標的細胞又はデスレセプターを含む
非細胞系を、デスレセプターアゴニストと1回以上接触させる工程、及びデスレセプター
アゴニストに対する抵抗性のレベルを検出する工程を含むことができる。デスレセプター
アゴニストに対する抵抗性のレベルは、たとえば、アポトーシスを測定することによって
検出することができ、デスレセプターアゴニストに反復的に暴露した際のアポトーシスの
低下は、抵抗性の増大を示す。アポトーシスの検出方法は、当該技術分野において周知で
あり、たとえば、末端dUTPニック・エンドラベリング(TUNEL)、活性カスパー
ゼ3、アネキシンV(Annexin V)による細胞表面リン脂質ホスファチジルセリン(PS
)を検出するための試薬が挙げられる。アポトーシスを検出するためのこれらの及び他の
方法のための試薬は、商業的に入手可能である。
一般に、候補薬剤は、天然生成物又は合成(もしくは半合成)抽出物の大規模なライブ
ラリー又は化学ライブラリーから、当該技術分野で公知の方法にしたがって、同定するこ
とができる。薬剤の発見及び開発の分野の当業者は、試験抽出物又は化合物の正確な起源
は本発明のスクリーニング手順については重要ではないことを理解するであろう。したが
って、事実上、任意の数のペプチド、化学抽出物又は化合物を、ここで記載された例示的
な方法を用いてスクリーニングすることができる。このようなペプチド、抽出物又は化合
物の例としては、植物、菌類、原核生物又は動物ベースの抽出物、発酵物ブロス、及び合
成化合物、ならびに存在する化合物の改変物が挙げられるが、これらに限らない。多数の
方法が、任意の数の化学化合物(たとえばサッカリド、脂質、ペプチド、ポリペプチド及
び核酸ベースの化合物を含むが、それらに限らない)のランダム又は指向性合成(たとえ
ば、半合成又は全合成)を生成するために利用可能である。合成化合物ライブラリーは、
たとえばBrandon Associates(Merrimack, NH)及びAldrich Chemical(Milwaukee, WI)
から、商業的に入手可能である。あるいは、細菌、菌類、植物及び動物抽出物の形態の天
然化合物のライブラリーは、多数の供給源から商業的に入手可能であり、Biotics(Susse
x, UK)、Xenova(Slough, UK)、Harbor Branch Oceangraphics Institute(Ft. Pierce
, Fla.)及びPharmaMar, U.S.A.(Cambridge, Mass.)が挙げられる。それに加えて、天
然及び合成により作製されたライブラリーは、所望の場合、当該技術分野において公知の
方法、たとえば標準的な抽出及び分画方法にしたがって作製することができる。さらに、
所望の場合、任意のライブラリー又は化合物は、標準的な化学、物理又は生化学の方法を
用いて、容易に改変することができる。それに加えて、薬剤の発見及び開発の分野の当業
者は、CARD含有タンパク質の活性に対するそれらの影響について既に知られている材
料の複製物もしくは反復物の排除又は脱複製(dereplication)(たとえば、分類学上の
脱複製、生物学的脱複製及び化学的脱複製、又はそれらの任意の組合せ)のための方法が
、可能な限りいつでも用いられるべきであることを容易に理解する。
未精製(粗)抽出物が、所望の活性を有することが見出された場合、観察された効果の
原因である化学的構成成分を単離するために陽性リード抽出物のさらなる分画が必要であ
る。したがって、抽出、分画及び精製プロセスのゴールは、CARD含有タンパク質の活
性を刺激又は阻害する活性を有する未精製抽出物中の化学的実体を注意深く特徴づけし、
同定することである。化合物の混合物中の活性の検出についてここで記載されている同じ
アッセイは、活性成分を精製し、それらの誘導体を試験するために用いることができる。
このような異成分からなる抽出物の分画及び精製の方法は、当該技術分野において公知で
ある。所望の場合、治療のための有用な薬剤であることが示された化合物は、当該技術分
野において公知の方法にしたがって化学的に改変することができる。治療的価値を有する
として同定された化合物は、続いて、CARD含有タンパク質の活性を調節又は擬似する
ことが望ましい疾患又は状態の動物モデルを用いて解析されることができる。
提供されているのは、被検対象におけるデスレセプターアゴニストに対する抵抗性をモ
ニタリングする方法であって、被検対象から生物学的試料を得る工程、及び試料中のデス
レセプターとCARD含有タンパク質との会合を検出する工程を含む方法であり、会合は
抵抗性を表す。上記のとおり、会合のレベルは、対照のレベルと比較することができる。
説明例として、本発明の方法は、被検対象から生物学的試料を単離する工程(被検対象
は、治療的抗DR5抗体(たとえばTRA−8)で処理されている)、生物学的試料から
タンパク質を単離する工程、DR5タンパク質を免疫沈降させる工程、DR5を(還元又
は非還元条件下の)SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)によ
り分離する工程、分離したタンパク質をニトロセルロース膜に転写する工程、及びDDX
3に対する抗体と標準的なウェスタン・ブロット技術とを用いてDR5と会合したDDX
3を検出する工程を含むことができ、ここで、会合はその細胞におけるTRA−8抵抗性
の証拠である、方法である。
提供されているのは、被検対象におけるデスレセプターアゴニストに対する抵抗性をモ
ニタリングする方法であって、被検対象から生物学的試料を得る工程、及び試料中のカス
パーゼ又はカスパーゼの調節因子のCARD含有タンパク質との会合を検出する工程を含
み、会合が抵抗性を表す、方法である。
説明例として、本発明の方法は、治療的抗DR5抗体(たとえばTRA−8)で処理さ
れた生物学的試料を被検対象から単離する工程、この生物学的試料からタンパク質を単離
する工程、DDX3タンパク質を免疫沈降させる工程、DDX3を(還元又は非還元条件
下の)SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)により分離する工
程、分離したタンパク質をニトロセルロース膜に転写する工程、及び標準的なウェスタン
・ブロット技術を用いてDDX3と会合したカスパーゼ(たとえばカスパーゼ−1、カス
パーゼ−2、カスパーゼ−4、カスパーゼ−5)及びIAP(たとえば、cIAP1、c
IAP2、XIAP、サバイビン)を検出する工程を含むことができ、ここで、たとえば
cIAP1及びDDX3の検出はその細胞におけるTRA−8抵抗性の証拠である、方法
である。
提供されているのは、被検対象におけるデスレセプターアゴニストに対する抵抗性をモ
ニタリングする方法であって、被検対象から生物学的試料を得る工程、及びDDX3のリ
ン酸化を検出する工程を含む方法である。タンパク質のリン酸化を検出するための方法は
、当該技術分野において周知であり、たとえば抗ホスホセリン(Chemicon(登録商標)、
AB1603)、抗ホスホトレオニン(Chemicon(登録商標)、AB1607)及び抗ホ
スホチロシン(Chemicon(登録商標)、AB1599)を含む抗体の使用が挙げられる。
部位特異的抗体もまた、DDX3のリン酸化形態に対して生成することができる。このよ
うな抗体の作製及び使用の方法は、当該技術分野において周知である。
提供されているのは、デスレセプターを発現する標的細胞においてアポトーシスを選択
的に誘導する方法であって、標的細胞をデスレセプターに特異的に結合するデスレセプタ
ーアゴニストの治療的量と接触させる工程、及び標的細胞にCARD含有タンパク質の1
以上の活性の調節因子の治療的量を投与する工程を含む方法である。
アゴニスト及びCARD含有タンパク質調節因子がアポトーシスを誘導する能力は、ヒ
ト白血病細胞株であるJurkat(American Type Culture No. TIB-152)及び星状細胞腫細
胞株である1321N1のような細胞を、試験試料を添加した培地中で培養することによ
り、確認することができる。生存率は、たとえばATPLITEアッセイを用いて、測定
することができる。
ここで提供されている方法及び組成物は、細胞の不適切な生存又は増殖に関連する疾患
の治療において用いることができ、がん、炎症性及び自己免疫性疾患におけるアポトーシ
スシステムの調節不全に起因する疾患が挙げられる。炎症性及び自己免疫性疾患としては
、代表的には、全身性エリテマトーデス、橋本病、慢性関節リウマチ、移植片対宿主病、
シェーグレン症候群、悪性貧血、アジソン病、強皮症、グッドパスチャー症候群、クロー
ン病、自己免疫性溶血性貧血、不妊症、重症筋無力症、多発性硬化症、バセドウ病、血小
板減少性紫斑病、インシュリン依存性糖尿病、アレルギー、喘息、アトピー性疾患、動脈
硬化症、心筋炎、心筋症、糸球体腎炎、低形成性貧血、臓器移植後の拒絶が挙げられる。
がんとしては、肺、前立腺、肝臓、卵巣、直腸、子宮頚部、リンパ及び胸部組織の多数の
悪性腫瘍が挙げられる。したがって、提供されている組成物及び方法は、さらに、これら
の標的とされた細胞が特異的デスレセプター(すなわちDR4又はDR5)を発現する又
は発現するように作られている限りにおいて、活性化されたリンパ球、リンパ性細胞、骨
髄細胞及びリウマチ性滑膜細胞(炎症性滑膜細胞(synoviocytes)、マクロファージ様滑
膜細胞、線維芽細胞様滑膜細胞を含む)及びウイルス感染細胞(たとえばHIV感染細胞
を含む)を含む活性化された免疫細胞を標的とし、それらに選択的にアポトーシスを誘導
するために用いることができる。
提供されているのは、がん、自己免疫性疾患又は炎症性疾患を有する被検対象を治療す
る方法であって、その被検対象に、治療的量のデスレセプターアゴニスト及びCARD含
有タンパク質の1以上の活性の調節因子を投与する工程を含み、この調節因子がデスレセ
プターアゴニストに対する抵抗性を低減する方法である。
終始用いられている、デスレセプターアゴニスト及び/又はCARD含有タンパク質調
節因子の「治療的量」は、標的細胞においてアポトーシスを引き起こすのに充分な量であ
る。ここで用いられる場合、「治療的量」及び「薬学的有効量」という用語は、同義であ
る。当業者は、容易に適正な治療的量を決定することができる。
疾患、たとえばがん、自己免疫性疾患及び炎症性疾患の治療においては、処理の組合せ
を用いることもできる。たとえば、提供されている方法及び組成物のCARD含有タンパ
ク質の調節因子及びアゴニストは、他の治療的薬剤とともに投与することができる。ここ
で用いられる場合、「治療的薬剤」は、病理学的状態を改善するのに有効な化合物又は組
成物である。放射線療法もまた、他の薬剤とともに、又は他の薬剤なしで、組合せること
ができる。当業者は、放射線療法の形態を疾患に適合させるであろう。
治療的薬剤の例としては、化学療法剤、抗炎症剤、疾患改変抗リウマチ薬(Disease Mo
difying Anti Rheumatic Drug;DMARD)、抗体、TNFファミリーのメンバー、抗
ウイルス剤、抗日和見感染剤、抗生物質、免疫抑制剤、免疫グロブリン、抗マラリア剤、
抗慢性関節リウマチ剤、サイトカイン、ケモカイン、成長因子、及び抗がん化合物が挙げ
られる。抗がん化合物は、異常に生育する細胞の成長を阻害又は停止することにおいて有
効な化合物又は組成物である。抗がん化合物の説明例としては、以下のものが挙げられる
:ブレオマイシン(bleomycin)、カルボプラチン(carboplatin)、クロラムブシル(ch
lorambucil)シスプラチン(cisplatin)、コルヒチン、シクロホスファミド(cyclophos
phamide)、ドーノルビシン(daunorubicin)、ダクチノマイシン(dactinomycin)、ジ
エチルスチルベストロール(diethylstilbestrol)ドキソルビシン(doxorubicin)、エ
トポシド(etoposide)、5−フルオロウラシル(5-fluorouracil)、フロクスリジン(f
loxuridine)、メルファラン(melphalan)、メトトレキセート(methotrexate)、マイ
トマイシン(mitomycin)、6−メルカプトプリン(6-mercaptopurine)、テニポシド(t
eniposide)、6−チオグアニン(6-thioguanine)、ビンクリスチン(vincristine)及
びビンブラスチン(vinblastine)。抗がん化合物及び治療的薬剤のさらなる例は、「The
Merck Manual of Diagnosis and Therapy 15th Ed.」、Berkow et al. eds. 1987 Rahwa
y N.J.及びSladek et al. 「Metabolism and Action of Anti-Cancer Drugs」、1987 Pow
is et al. eds. Taylor and Francis, New York, N.Y.に見出される。
PKC阻害剤、ビスインドリーマレイミドVIII(bisindolymaleimide VIII;(BisVIII
)は、Fas媒介性アポトーシスを大きく促進する(Zhou T. et al. 1999. Nat Med 5:4
2-48)。JNK/p38経路の相乗的活性化は、重要な役割を果たすこと(Ohtsuka T.及
びT. Zhou. 2002. J Biol Chem 277:29294-29303)、及び3種の一般的な化学療法剤によ
るDR5媒介性アポトーシスの増強は、同様の機構を通じて起こるらしいこと(Ohtsuka
T. D. et al. 2003. Oncogene 22:2034-2044)が示されている。したがって、提供された
方法は、さらに、ビスインドリーマレイミドVIII(BisVIII)又はSN−50もしくはL
Y294002のような他の感作剤のような、アポトーシス誘導性化合物の使用を含むこ
とができる。したがって、提供された方法及び組成物のCARD含有タンパク質の調節因
子及びアゴニストは、BisVIIIと組合せることができる。提供された方法及び組成物のC
ARD含有タンパク質の調節因子及びアゴニストは、さらに、非ステロイド系抗炎症剤(
NSAID)(たとえば、スリンダックスルフィド(sulindac sulfide)又は他のCOX
−1又はCOX−2阻害剤)と組合せることができる。
提供された方法及び組成物のアゴニストを用いる療法は、他のアゴニストを用いる療法
とも組合せることができる。たとえば、DR5に対する抗体は、それを必要とする個体に
、DR4に対する抗体の投与とともに又はその前もしくは後に、投与することができる。
このような組合せ抗体療法は、さらに、ここで提供されたCARD含有タンパク質の1以
上の調節因子の投与と組合せることができ、さらに他の治療的薬剤と組合せることができ
る。
提供されているのは、デスレセプターアゴニスト及びCARD含有タンパク質の1以上
の活性を調節する薬剤を含む組成物であって、ここで、この調節因子はデスレセプターア
ゴニストに対する抵抗性を低減する組成物である。提供されている組成物は、化学療法剤
、TNFファミリーのメンバー、抗ウイルス剤、抗炎症剤、抗日和見感染剤、抗生物質、
免疫抑制剤、免疫グロブリン、抗マラリア剤、抗慢性関節リウマチ剤、サイトカイン、ケ
モカイン及び成長因子からなる群から選択される治療的薬剤をさらに含むことができる。
「タンパク質」、「ペプチド」、「ポリペプチド」又は「ペプチド部分」という用語は
、ここでは互換可能に用いられており、ペプチド結合によって連結された2以上のアミノ
酸を広く意味するように用いられる。「フラグメント」という用語は、ここでは、全長ポ
リペプチド又はタンパク質の部分であって、ポリペプチド上でのタンパク分解反応によっ
て生成されることができる部分、すなわちポリペプチド中のペプチド結合の切断の際に生
成されるペプチドを意味するように用いられる。フラグメントは、必ずしもタンパク分解
反応によって生成される必要はなく、合成ポリペプチドを製造するための化学合成又は組
換えDNA技術の方法を用いて生成されることができることは認識されるべきである。「
タンパク質」及び「ポリペプチド」という用語は、ここでは、その分子を含む特定のサイ
ズ又はアミノ酸数を示唆するために用いられてはいないこと、及び本発明のペプチドは数
個のアミノ酸残基又はそれ以上を含むことができることは認識されるべきである。
「単離された」又は「精製された」という語は、天然においてその組成物が通常関連し
ている材料を含め、他の物質を実質的に含まない組成物(たとえばポリペプチド又は核酸
)を意味する。本発明のポリペプチド又はそのフラグメントは、たとえば天然供給源(た
とえばファージ)からの抽出、そのポリペプチドをコードする組換え核酸の発現(たとえ
ば細胞内又は無細胞翻訳系における)、又はポリペプチドの化学合成によって、得ること
ができる。それに加えて、ポリペプチドフラグメントは、これらの任意の方法によって、
又は全長ポリペプチドの切断によっても得ることができる。参照タンパク質又はポリペプ
チドのフラグメントは、その参照タンパク質/ポリペプチドの連続するアミノ酸のみを含
み、その参照配列よりも少なくとも1アミノ酸短い。
特異的タンパク質が言及される場合、ここでは変異体、誘導体及びフラグメントが企図
される。タンパク質変異体及び誘導体は、当業者には充分に理解されており、アミノ酸配
列の改変を含むことができる。たとえば、アミノ酸配列の改変は、典型的には3つのクラ
スの1つ以上に該当する:置換、挿入又は欠失変異体。挿入としては、1又は複数のアミ
ノ酸残基のアミノ末端及び/又はカルボキシル末端への融合ならびに配列内への挿入が挙
げられる。挿入は、通常はアミノ末端及び/又はカルボキシル末端への融合よりも小さい
挿入であり、たとえば1〜4個の残基のオーダーである。欠失は、タンパク質配列からの
1以上のアミノ酸残基の除去を特徴とする。典型的には、タンパク質分子内の任意の部位
で約2〜6残基を超えない残基が除去されるが、欠失は、1〜30残基の範囲であること
ができる。これらの変異体は、通常は、そのタンパク質をコードするDNA中のヌクレオ
チドの部位特異的突然変異誘発によってその変異体をコードするDNAを生成し、その後
、このDNAを組換え細胞培養において発現させることにより調製することができる。既
知の配列を有するDNAにおける予め決められた部位での置換突然変異を作製する技術は
周知であり、たとえば、M13プライマー突然変異誘発及びPCR突然変異誘発が挙げら
れる。アミノ酸置換は、典型的には単一残基であるが、一度に多数の異なる位置で起こる
ことができる。挿入は、通常は約1〜10アミノ酸残基のオーダーである。欠失又は挿入
は、好ましくは隣接する2個の対、すなわち2残基の欠失又は2残基の挿入として作製さ
れる。置換、欠失、挿入又はそれらの任意の組合せを、最終構築物に到達するために組合
せることができる。突然変異は、配列をリーディングフレーム外に置くものであってはな
らず、かつ、好ましくは、mRNAの二次構造のこのような変化が望ましい場合でない限
り、二次mRNA構造を生成し得る相補的領域を生み出さないものである。置換変異体は
、少なくとも1残基が除去され、その場所に異なる残基が挿入されているものである。こ
のような置換は、一般的に、以下の表1にしたがって作製され、これらは保存的置換と呼
ばれる。
Figure 0005752587
機能又は免疫学的同一性の実質的な変化は、表1におけるものよりも保存的ではない置
換を選択することにより、すなわち(a)置換の領域におけるポリペプチド骨格の構造、
たとえばシート又はらせんのコンフォメーション、(b)標的部位での分子の電荷又は疎
水性、又は(c)側鎖の大きさ、に対するそれらの効果がより有意に異なる残基を選択す
ることにより、作ることができる。タンパク質の特性に最大の変化を生じると一般に期待
される置換は、(a)親水性残基、たとえばセリル又はトレオニルが、疎水性残基、たと
えばロイシル、イソロイシル、フェニルアラニル、バリル又はアラニルと(又はそれによ
って)置換されること;(b)システイン又はプロリンが、別の任意の残基と(又はそれ
によって)置換されること;(c)電気的に陽性の側鎖を有する残基、たとえば、リシル
、アルギニル又はヒスチジルが電気的に陰性の残基、たとえば、グルタミル又はアスパル
チルと(又はそれによって)置換されること;又は(d)嵩高い側鎖を有する残基、たと
えばフェニルアラニンが側鎖を有さないもの、たとえばグリシンと(又はそれによって)
置換されること、及び(e)硫酸化及び/又はグリコシル化のための部位の数を増加させ
ること、であろう。
たとえば、1つのアミノ酸を生物学的及び/又は化学的に同様の別のもので置換するこ
とは、当業者に保存的置換として知られている。たとえば、保存的置換は、ある疎水性残
基を別のもので、又はある極性残基を別のもので、置換することであろう。置換としては
、表1に示されている組合せが挙げられる。明示的に開示された配列の各々の保存的置換
された変異体は、ここで提供されるポリペプチドの範囲内に含まれる。
典型的には、保存的置換は、結果として得られるポリペプチドの生物学的活性に対し、
ほとんど又はまったく影響を与えない。特定の例において、保存的置換は、ペプチドの生
物学的機能に実質的に影響を与えないペプチド内のアミノ酸置換である。ペプチドは、1
以上のアミノ酸置換、たとえば2〜10個の保存的置換、2〜5個の保存的置換、4〜9
個の保存的置換、たとえば2、5又は10個の保存的置換を含むことができる。
ポリペプチドは、たとえば部位特異的突然変異誘発又はPCRのような標準的手順を用
いて、そのポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を操作することにより、1以上の
保存的置換を含むように製造することができる。あるいは、ポリペプチドは、標準的ペプ
チド合成法を用いて1以上の保存的置換を含むように製造することができる。アラニン・
スキャンは、タンパク質中のどのアミノ酸残基が、アミノ酸置換を許容することができる
かを同定するために用いることができる。一例において、アラニン又は他の保存的アミノ
酸(以下に列挙されているもののような)が1以上のネイティブなアミノ酸で置換されて
いる場合、そのタンパク質の生物学的活性は、25%を超えて、たとえば20%を超えて
、たとえば10%を超えて低減することはない。
保存的置換についてのさらなる情報は、Ben-Bassat et al. (J. Bacteriol. 169:751-
7, 1987)、O'Regan et al. Gene 77:237-51, 1989)、Sahin-Toth et al. (Protein Sc
i. 3:240-7, 1994)、Hochuli et al.(Bio/Technology 6:1321-5, 1988)、ならびに遺
伝学及び分子生物学の標準的テキストブックのような他の場所に見出すことができる。
置換又は欠失突然変異誘発は、N−グリコシル化のための部位(Asn−X−Thr/
Ser)又はO−グリコシル化のための部位(Ser又はThr)を挿入するために用い
ることができる。システイン又は他の不安定な残基の欠失もまた望ましい。潜在的なタン
パク分解部位、たとえばArgの欠失又は置換は、たとえば、塩基性残基のひとつを欠失
させること又はグルタミニル又はヒスチジル残基で置換することによって、達成される。
ある種の翻訳後誘導体化は、発現されたポリペプチドに対する組換え宿主細胞の作用の
結果である。グルタミニル及びアスパラギニル残基は、頻繁に翻訳後脱アミド化され、相
当するグルタミル及びアスパリル残基になる。あるいは、これらの残基は、穏和な酸性の
条件下で脱アミド化される。他の翻訳後改変としては、プロリン及びリジンのヒドロキシ
ル化、セリル及びトレオニル残基のヒドロキシル基のリン酸化、リジン、アルギニン及び
ヒスチジン側鎖のO−アミノ基のメチル化(T. E. Creighton, Proteins: Structure and
Molecular Properties, W. H. Freeman & Co., San Francisco, pp. 79-86 [1983])、
N末端アミンのアセチル化、及びいくつかの場合には、C末端カルボキシルのアミド化が
挙げられる。
開示された組成物に取り込まれることができる多数のアミノ酸及びペプチドアナログが
あることは理解される。たとえば、多数のD−アミノ酸又は表1に示されるアミノ酸とは
異なる機能的置換基を有するアミノ酸がある。天然のペプチドとは反対の立体異性体もま
た、ペプチドアナログの立体異性体と同様に開示されている。これらのアミノ酸は、選択
したアミノ酸をtRNA分子に担持させること及びアナログアミノ酸をペプチド鎖に部位
特異的な方法で挿入するために、たとえばアンバーコドンを用いる遺伝的構築物を工学的
に製造することにより、ポリペプチド鎖に容易に取り込ませることができる(Thorson et
al. Methods in Molec. Biol. 77:43-73 (1991), Zoller, Current Opinion in Biote
chnology, 3:348-354 (1992); Ibba, Biotechnology & Genetic Enginerring Reviews
13:197-216 (1995), Cahill et al. TIBS, 14(10):400-403 (1989); Benner, TI
B Tech, 12:158-163 (1994); Ibba及びHennecke, Bio/technology, 12:678-682 (199
4)、これらのすべては、少なくともアミノ酸アナログに関する材料について、参照によ
りここに援用される)。
ポリペプチドと似せた分子であるが、天然のペプチド結合を介して連結されていないも
のを、作製することができる。たとえばアミノ酸又はアミノ酸アナログのための結合とし
ては、CHNH−−、−−CHS−、−−CH−−CH−−、−CH=CH−−
、(シス及びトランス)、−COCH−−、−CH(OH)CH−、及び−CHH
SO−が挙げられる(これら及びその他のものは、Spatola, A. F. in Chemistry and Bi
ochemistry of Amino Acids, Peptides, and Proteins, B. Weinstein eds., Marcel Dek
ker, New York,p.267 (1983); Spatola, A. F., Vega Data (March 1983), Vol. 1,
Issue 3, Peptide Backbone Modifications (一般的な総説); Morley, Trends Pharm
Sci (1980) pp. 463-468; Hudson, D. et al., Int J Pept Prot Res 14:177-185 (
1979) (−−CHNH−−、CHCH−−); Spatola et al. Life Sci 38:124
3-1249(1986) (−−CHH−−S); Hann J. Chem. Soc Perkin Trans. I307-314
(1982) (−−CH−−CH−−、シス及びトランス); Almquist et al. J. Med. C
hem. 23:1392-1398 (1980) (−−COCH−−); Jennings-White et al. Tetrah
edron Lett 23:2533 (1982) (−−COCH−−); Szelke et al.の欧州特許出願
EP 45665 CA (1982): 97:39405 (1982) (−−CH(OH)CH
−); Holladay et al. Tetrahedron. Lett 24:4401-4404 (1983) (−−C(OH)
CH−−);及びHruby Life Sci 31:189-199 (1982) (−−CH−−S−−)に見
出すことができ、それらの各々が、参照によりここに援用される。特に好ましい非ペプチ
ド結合は、−−CHNH−−である。ペプチドアナログは、結合原子間に、b−アラニ
ン、g−アミノブチル酸などのように2以上の原子を有することができることは理解され
る。
アミノ酸アナログ及びアナログ及びペプチドアナログは、しばしば、たとえばより経済
的な生産、より大きい化学的安定性、強化された薬学的特性(半減期、吸収、強度、効率
等)、変化した特異性(たとえば、生物学的活性の広いスペクトル)、低減された抗原性
その他のような、増強された又は望ましい特性を有することができる。
D−アミノ酸は、より安定なペプチドを生成するために用いることができるが、これは
、D−アミノ酸はペプチダーゼ等によって認識されないためである。同じタイプのD−ア
ミノ酸でのコンセンサス配列の1以上のアミノ酸の系統的な置換(たとえば、L−リジン
の代わりにD−リジン)は、より安定なペプチドを生成するために用いることができる。
システイン残基は、2以上のペプチドを環状化又は付着させるために用いることができる
。これは、ペプチドを特定のコンフォメーションに束縛するために有益である(Rizo及び
Gierasch Ann. Rev. Biochem. 61:387 (1992)、参照によりここに援用される)。
ここで開示された遺伝子及びタンパク質の任意の変異体、改変又は誘導体を定義するた
めのひとつの方法は、既知の特異的な配列に対する相同性によって変異体、改変又は誘導
体を定義することであることは理解される。具体的に開示されたのは、ここで開示された
核酸及びポリペプチドの変異体であって、記載された又は既知の配列に対して、70、7
1、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84
、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、
98、99%相同性を有するものである。当業者は、2つのタンパク質又は核酸の相同性
をいかにして決定するかを容易に理解する。たとえば、相同性は、相同性が最も高いレベ
ルになるように2つの配列を整列させた後に、算出することができる。
相同性を算出するための別の方法は、公開されたアルゴリズムによって行うことができ
る。比較のための配列の最適な整列(アラインメント)は、Smith及びWaterman, Adv. Ap
pl. Math. 2: 482 (1981)の局所的相同性アルゴリズム、Needleman及びWunsch, J. MoL
Biol 48:443 (1970)の相同性アラインメントアルゴリズム、Pearson及びLipman, Proc
. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 85:2444 (1988)の類似性探索(search for similarity)
法、これらのアルゴリズムのコンピュータによる実行(GAP、BESTFIT、FAS
TA及びTFASTA、the Wisconsin Genetics Software Package, Genetics Computer
Group, 575 Science Dr., Madison, WI)又は検査(inspection)によって、実行するこ
とができる。これらの参考文献は、相同性の算出方法について、参照によりその全体がこ
こに援用される。
同じタイプの相同性は、核酸について、たとえば、Zuker, M. Science 244:48-52, 198
9, Jaeger et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86:7706-7710 1989, Jaeger et al. Met
hods Enzymol. 183:281-306 1989に開示されたアルゴリズムによって得ることができ、そ
れらは、少なくとも核酸の整列に関する材料について、参照によりここに援用される。
提供されている組成物は、経口、経直腸、嚢内、心室(脳室)内、頭蓋内、鞘内、関節
内、膣内、非経口(静脈内、筋内、又は皮下)、局所的(粉末剤、軟膏又は点滴剤)、腹
腔内注射によって、経皮的に、吸入によって又は口腔もしくは鼻腔用スプレーによって、
投与することができる。必要な抗体又は治療剤の正確な量は、年齢、体重及び対象の一般
的な状態、治療すべき疾患の重症度、腫瘍の位置及び大きさ、用いられる特定の化合物、
投与のモード等に応じて、対象ごとに変化する。適切な量は、ここでの教示を与えられれ
ば当業者によってルーチンの実験のみによって決定されることができる。典型的な抗体の
単一用量は、0.1〜10,000マイクログラムの範囲であり、好ましくは1及び10
0マイクログラムの間である。キャリア中の典型的な抗体濃度は、送達される1ミリリッ
トル当たり0.2〜2000ナノグラムの範囲である。関節内への注射のためには、抗体
及びキャリアの容量は、その関節に応じて変化するが、約0.5〜10ml、及び好ましく
は1〜5mlがヒトの膝に注入され、そして、約0.1〜5ml、好ましくは1〜2mlがヒト
の足首に注入される。
組成物は、さらに、製剤学的に許容されうるキャリアを含むことができる。「製剤学(
薬学)的に許容されうる」は、生物学的に又はそれ以外で望ましくないものではない材料
であって、有意な望ましくない生物学的影響を引き起こすことなしに又はそれが含まれる
製剤組成物の他の成分と悪い方式で相互作用することなしに、選択された基質とともに個
体に投与され得るもの、を意味する。
意図された投与モードに応じて、抗体又は治療剤は、たとえば、錠剤、座剤、ピル(丸
薬)、カプセル、粉末剤、液体又は懸濁液のような固体、半固体又は液体の用量形態の製
剤組成物であることができ、好ましくは正確な用量の単一投与に好適な単位用量形態であ
ることができる。組成物は、有効量の選択された基質を、製剤学的に許容されうるキャリ
アとの組合せで含み、それに加えて他の医薬、製剤、キャリア又は希釈剤を含むことがで
きる。非経口注入に好適な組成物は、生理学的に許容されうる滅菌された水性又は非水性
溶液、分散液、懸濁液又は乳液、及び滅菌された注射可能な溶液又は分散液に再構成され
る滅菌粉末剤を含むことができる。好適な水性及び非水性キャリア、希釈剤、溶剤又はベ
ヒクルの例としては、水、エタノール、ポリオール類(プロピレングリコール、ポリエチ
レングリコール、グリセロール等)、それらの好適な混合物、植物油(たとえばオリーブ
油)及びエチルオレエートのような注入可能な有機エステルが挙げられる。適正な流動性
は、たとえば、レシチンのようなコーティングの使用によって、分散液の場合には必要な
粒子サイズの維持によって、及び界面活性剤の使用によって、維持することができる。
これらの組成物は、保存剤、湿潤剤、乳化剤及び調剤(dispensing agent)のような補
助薬をも含んでいてもよい。微生物の作用の防止は、種々の抗細菌剤及び抗真菌剤、たと
えば、パラベン、クロロブタノール、フェノール、ソルビン酸等によって確保することが
できる。等張剤、たとえば、糖類、塩化ナトリウム等を含有させることも望ましい場合が
ある。注入可能な製剤形態の延長された吸収は、吸収を遅延される薬剤、たとえば、モノ
ステアリン酸アルミニウム及びゼラチンの使用によってもたらされることができる。
経口投与のための固体用量形態としては、カプセル、錠剤、ピル(丸薬)、粉末剤及び顆
粒が挙げられる。このような固体用量形態においては、活性化合物は、少なくとも1種の
不活性な慣用的賦形剤(又はキャリア)、たとえばクエン酸ナトリウム又はリン酸2カル
シウム、又は(a)充填剤又は増量剤、たとえば、スターチ、乳糖、ショ糖、グルコース
、マンニトール及び珪酸、(b)結合剤、たとえば、カルボキシメチルセルロース、アリ
グネート(alignates)、ゼラチン、ポリビニルピロリドン、ショ糖及びアラビアゴム、
(c)希釈剤、たとえば、グリセロール、(d)崩壊剤、たとえば、寒天、炭酸カルシウ
ム、ジャガイモ又はタピオカデンプン、アルギン酸、ある種の複合体珪酸塩(エステル)
及び炭酸ナトリウム、(e)溶解遅延剤(solution retarders)、たとえば、パラフィン
、(f)吸収促進剤、たとえば、第4級アンモニウム化合物、(g)湿潤剤、たとえば、
セチルアルコール及びモノステアリン酸グリセロール、(h)吸着剤、たとえば、カオリ
ン及びベントナイト、(i)潤滑剤、たとえば、タルク、ステアリン酸カルシウム、ステ
アリン酸マグネシウム、固体ポリエチレングリコール、ラウリル硫酸ナトリウム、又はそ
れらの混合物、と混合される。カプセル、錠剤及びピル(丸薬)の場合、用量形態は、緩
衝剤をも含むことができる。
同様のタイプの固体組成物は、ラクトース又は乳糖ならびに高分子ポリエチレングリコ
ール等のような賦形剤を用いて、軟及び硬充填ゼラチンカプセルの充填剤としてもまた使
用することができる。
錠剤、糖衣錠、カプセル、ピル(丸薬)及び顆粒のような固体用量形態は、腸溶性コー
ティング及び当該技術分野において周知のその他のコーティングのようなコーティング及
びシェルを伴って調製することができる。これらは、乳白剤を含んでいてもよく、遅延さ
れた方式で腸管内の一定の部分で1種又は複数の活性化合物を放出するような組成物であ
ることができる。用いることができる包埋組成物の例としては、ポリマー物質及びワック
スがある。活性化合物は、適切な場合には、1以上の上記の賦形剤を含むマイクロカプセ
ル化された形態であることができる。
経口投与のための液体用量形態としては、製剤学的に許容され得る乳剤、溶液、懸濁液
、シロップ及びエリキシルが挙げられる。活性化合物に加えて、液体用量形態は、当該分
野において一般に用いられる、水又は他の溶剤のような不活性希釈剤、可溶化剤及び乳化
剤を含むことができ、たとえば、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、カルボン
酸エチル、酢酸エチル、ベンジルアルコール、ベンジルアルコール、ベンジルベンゾエー
ト、プロピレングリコール、1,3-ブチレングリコール、ジメチルホルムアミド、油類
、特に、綿実油、塊茎植物油(groundnut oil)、トウモロコシ胚芽油、オリーブ油、ヒ
マシ油及びゴマ油、グリセロール、テトラヒドロフルフリルアルコール、ポリエチレング
リコール及びソルビタンの脂肪酸エステル類、又はこれらの物質の混合物等である。
このような不活性希釈剤に加えて、組成物は、湿潤剤、乳化剤及び懸濁剤、甘味料、調
味料及び香料のような補助薬をも含むことができる。
活性化合物に加えて、懸濁液は、懸濁剤、たとえば、エトキシ化イソステアリルアルコ
ール、ポリオキシエチレンソルビトール及びソルビタンエステル、微結晶セルロース、ア
ルミニウムメタヒドロキシド、ベントナイト、寒天及びトラガカント、又はこれらの物質
の混合物等を含んでいてもよい。
直腸投与のための組成物は、好ましくは、本発明の化合物を、ココアバター、ポリエチ
レングリコール又は坐剤ワックスのような、通常の温度では固体であるが体温では液体で
あって、したがって、直腸又は膣腔で融解し活性成分を放出する、好適な非刺激性賦形剤
又はキャリアと混合することによって調製することができる、坐剤である。
本発明の化合物の局所投与のための用量形態としては、軟膏、粉末剤、噴霧薬及び吸入
剤が挙げられる。活性成分は、滅菌条件下で、生理学的に許容されうるキャリア及び必要
な可能性のある任意の保存料、緩衝剤、又は推進剤と混合される。眼の製剤、軟膏、粉末
剤及び溶液もまた、本発明の範囲内であるものとして企図される。
「製剤学(薬学)的に許容されうる塩類、エステル類、アミド類及びプロドラッグ」と
いう用語は、ここで用いられる場合、健全な医学的判断の範囲内で、患者の組織と接触さ
せての使用に好適であり、過度の毒性、刺激、アレルギー反応等を伴わず、妥当な利益/
リスク比と釣り合っており、その意図された用途について効果的である、本発明の化合物
のカルボキシレート塩類、アミノ酸付加塩類、、エステル類、アミド類及びプロドラッグ
、ならびに可能な場合には本発明の化合物の両性イオン形態を指す。「塩類」という用語
は、本発明の化合物の、比較的非毒性の無機及び有機酸付加塩類を指す。これらの塩類は
、化合物の最終的な単離及び精製の間にインシチュで調製することができ、又は精製され
た化合物をその遊離塩基形態で好適な有機又は無機酸と別個に反応させ、形成された塩類
を単離することによって調製することができる。代表的な塩類としては、臭化水素酸塩、
塩酸塩、硫酸塩、重硫酸塩、硝酸塩、酢酸塩、蓚酸塩、吉草酸塩、オレイン酸塩、パルミ
チン酸塩、ステアリン酸塩、ラウリル酸塩(laurate)、ホウ酸塩、ベンゾエート(安息
香酸塩)、乳酸塩、リン酸塩、トシラート、クエン酸塩、マレイン酸塩、フマル酸塩、コ
ハク酸塩、酒石酸塩、ナフチレート(naphthylate)、メシレート(mesylate)、グルコ
ヘプトネート(glucoheptonate)、ラクトビオネート(lactobionate)、メタンスルホン
酸塩及びラウリル硫酸塩類等が挙げられる。これらは、ナトリウム、リチウム、カリウム
、カルシウム、マグネシウム等のようなアルカリ及びアルカリ土類金属ベースのカチオン
類、ならびに、非毒性のアンモニウム、第4級アンモニウム及びアミンカチオン類(アン
モニウム、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、メチルアミン、ジメ
チルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、エチルアミン等を含むがそれらに限
らない)を含んでいてもよい。(たとえば、S. M. Barge et al., "Pharmaceutical Salt
s," J. Pharm. Sci. 1977 66:1-19を参照されたい、これは参照によりここに援用される
。)
提供されているのは、RNA干渉(RNAi)における使用のための二本鎖RNA(d
sRNA)を含む単離された核酸である。dsRNAは、短鎖干渉性RNA(siRNA
)又は短鎖ヘアピンRNA(shRNA)であることができる。したがって、提供されて
いるのは、shRNAを含む単離された核酸であって、そのshRNAはCARD含有タ
ンパク質の発現を阻害する。shRNAは、配列番号10、12、14又は16の核酸配
列によってコードされていることができる。
開示された核酸は、たとえば、ヌクレオチド、ヌクレオチドアナログ又はヌクレオチド
代用品から構成されている。これら及び他の分子の非制限的な例がここで検討される。た
とえば、ベクターが細胞において発現される場合、発現されたmRNAは、典型的にはA
、C、G及びUから構成されていることが理解される。同様に、もし、たとえばアンチセ
ンス分子が細胞又は細胞環境に、たとえば外来性の送達によって、導入される場合、その
アンチセンス分子は、細胞の環境においてアンチセンス分子の分解を低減するヌクレオチ
ドアナログから構成されていることが有利であることが理解される。
「単離(された)核酸」又は「精製(された)核酸」は、本発明のDNAが由来した生
物の天然のゲノムにおいてその遺伝子に隣接する遺伝子を含まないDNAを意味する。し
たがって、この用語は、たとえば組換えDNA、自律複製プラスミド又はウイルスのよう
なベクター中に取り込まれている;又は原核生物又は真核生物のゲノムDNAに取り込ま
れている(たとえば、トランスジーン);又は分離した分子(たとえば、PCR、制限エ
ンドヌクレアーゼ消化又は化学もしくはインビトロ合成によって産生された、cDNA、
又はゲノムもしくはcDNAフラグメント)として存在する、組換えDNAを含む。また
、それは、付加的なポリペプチド配列をコードするハイブリッド遺伝子の一部である組換
えDNAをも含む。「単離(された)核酸」という用語は、RNA、たとえば、単離され
たDNA分子によってコードされる又は化学合成された、又は少なくともいくらかの細胞
成分、たとえば他のタイプのRNA分子又はポリペプチド分子から分離された又はそれら
を実質的に含まない、mRNA分子をも指す。
ここで提供されているのは、発現制御配列に作動可能に連結された、ここで提供された
任意の核酸を含むベクターである。哺乳類宿主細胞でのベクターからの転写を制御する好
ましいプロモーターは、種々の供給源から入手することができ、たとえば、以下のような
ウイルスのゲノム:ポリオーマ、シミアンウイルス40(SV40)、アデノウイルス、
レトロウイルス、B型肝炎ウイルス及び最も好ましくはサイトメガロウイルス、又は非相
同哺乳類プロモーター、たとえばβ−アクチンプロモーター又はEF1プロモーターから
、又はハイブリッドもしくはキメラプロモーター(たとえば、β−アクチンプロモーター
に融合されたサイトメガロウイルスプロモーター)から入手することができる。SV40
ウイルスの初期及び後期プロモーターは、SV40ウイルス複製起点をも含むSV40制
限フラグメントとして好都合に得ることができる(Fiers et al., Nature 273:113 (197
8))。ヒトサイトメガロウイルスの極初期(immediate early)プロモーターは、Hin
dIII E制限フラグメントとして好都合に得ることができる(Greenway, P.J. et al.,
Gene 18:355-360 (1982))。もちろん、宿主細胞又は関連種由来のプロモーターもまた
、ここでは有用である。
「エンハンサー」は、一般に、転写開始部位からの固定的な距離を有さずに機能するD
NAの配列を指し、転写単位に対して、5’側(Laimins, L. et al., Proc. Natl. Acad
. Sci. 78:993 (1981))又は3’側(Lusky, M.L. et al., Mol. Cell Bio. 3:1108 (
1983))のいずれであることもできる。さらに、エンハンサーは、イントロンの中(Bane
rji, J.L. et al., Cell 33:729 (1983))ならびにコード配列それ自体の中(Osborne,
T.F. et al., Mol. Cell Bio. 4:1293 (1984))にあることができる。それらは、通常
、長さ10及び300bpの間であり、シスで機能する。エンハンサーは、近傍のプロモー
ターからの転写を増大するように機能する。エンハンサーは、しばしば、転写の調節を媒
介する応答要素をも含む。プロモーターもまた、転写の調節を媒介する応答要素を含むこ
とができる。エンハンサーは、しばしば、遺伝子の発現の調節を決定する。多くのエンハ
ンサー配列が今では哺乳遺伝子(グロビン、エラスターゼ、アルブミン、フェトタンパク
質及びインシュリン)から公知である一方で、典型的には、一般的な発現については真核
細胞ウイルス由来のエンハンサーが用いられるであろう。好ましい例は、複製起点の後期
側のSV40エンハンサー(bp 100270)、サイトメガロウイルス初期プロモータ
ーエンハンサー、複製起点の後期側のポリオーマエンハンサー、及びアデノウイルスエン
ハンサーである。
プロモーター及び/又はエンハンサーは、光又はその機能の引き金をひく特異的化学的
事象によって、特異的に活性化されてもよい。システムは、テトラサイクリン及びデキサ
メタゾンのような試薬、合成転写因子、方向付けされたRNA自己切断(Yen L. et al.
2004. Nature 431:471-476)及び他のアプローチによって制御されることができる。
また、γ線のような放射線照射又はアルキル化化学療法剤に暴露することによって、ウイ
ルスベクター遺伝子発現を増強する方法もある。
プロモーター及び/又はエンハンサー領域は、転写されるべき転写単位の領域の発現を
最大化するための構成的プロモーター及び/又はエンハンサーとして作用することができ
る。ある種の構築物において、プロモーター及び/又はエンハンサー領域は、特定のタイ
プの細胞において特定の時のみに発現されるとしても、すべての真核生物細胞タイプにお
いて活性である。このタイプの好ましいプロモーターは、CMVプロモーター(650ba
ses)である。他の好ましいプロモーターは、SV40プロモーター、サイトメガロウイ
ルス(及び連結するイントロン配列)、β−アクチン、伸長因子1(EF−1)及びレト
ロウイルスベクターLTRである。
すべての特異的調節要素は、クローニングすることができ、メラノーマ細胞のような特
異的な細胞タイプにおいて選択的に発現される発現ベクターを構築するために用いること
ができることが示されている。神経膠線維性酢酸タンパク質(GFAP)プロモーターは
、神経膠(星状細胞)起源の細胞において選択的に遺伝子発現するために用いられた。H
LA−DR、CD11c、ファスシン(Fascin)及びCD68プロモーターは、すべて、
マクロファージ及び樹状細胞を含む抗原提示細胞において選択的に遺伝子を発現するため
に用いられており(Brocker, T., et al. 1997. J Exp Med 185:541-550; Gough, P.J.
及びRaines, E.W. 2003. Blood 101:485-491; Cui, Y. et al. 2002. Blood 99:399-408
; Sudowe, S. et al. 2003. Mol Ther 8:567-575)、樹状細胞特異的遺伝子(CD83
等)由来のプロモーター要素もまた、これに関して有用であることが明らかにされている
(Berchtold S. et al. 2002. Immunobiology 205:231-246)。
真核生物宿主細胞(酵母、真菌、昆虫、植物、動物、ヒト又は有核細胞)において用い
られる発現ベクターもまた、mRNA発現に影響し得る転写終結に必要な配列を含んでい
ることができる。これらの領域は、組織因子タンパク質をコードするmRNAの非翻訳部
分のポリアデニル化セグメントとして転写される。3’非翻訳領域もまた、転写終結部位
を含む。転写単位は、ポリアデニル化領域をも含むことが好ましい。この領域のひとつの
利点は、転写される単位がmRNAのようにプロセッシングされ、輸送される確率を増大
させることである。発現構築物におけるポリアデニル化シグナルの同定及び使用は、充分
に確立されている。相同なポリアデニル化シグナルは、トランスジーン構築物において用
いられることが好ましい。ある種の転写単位において、ポリアデニル化領域は、SV40
初期ポリアデニル化シグナルから由来し、約400塩基からなる。転写される単位は、他
の標準的な配列を、単独で又は上記の配列と組合せて含み、構築物からの発現又は構築物
の安定性を改善することが好ましい。
ウイルスベクターは、マーカー生成物をコードする核酸配列を含むことができる。この
マーカー生成物は、遺伝子が細胞に送達されたか否か、及びいったん送達されたら、発現
されているか否か、を決定するために用いることができる。好ましいマーカー遺伝子とし
ては、β−ガラクトシダーゼをコードする大腸菌(E. coli)のlacZ遺伝子、緑色蛍
光タンパク質(GFP)及びルシフェラーゼが挙げられる。
いくつかの態様においては、マーカーは、選択可能なマーカーであることができる。哺
乳類細胞についての好適な選択可能マーカーの例は、ジヒドロ葉酸レダクターゼ(DHF
R)、チミジンキナーゼ、ネオマイシン、ネオマイシンアナログG418、ハイグロマイ
シン及びピューロマイシンである。このような選択可能マーカーが哺乳類宿主細胞内に成
功裡に移入されると、形質転換された哺乳類宿主細胞は、選択的圧力下に置かれた場合に
生存することができる。2つの広く用いられている異なるカテゴリーの選択的な管理法が
ある。第一のカテゴリーは、細胞の代謝及び添加物入り培地に依存せずに生育する能力を
欠いた突然変異細胞株の使用に基づいている。2つの例は、CHO DHFR細胞及びマ
ウスLTK細胞である。これらの細胞は、チミジン又はヒポキサンチンのような栄養の添
加なしに生育する能力を欠いている。これらの細胞は、完全なヌクレオチド合成経路に必
要なある種の遺伝子を欠いているため、添加物入り培地において失われたヌクレオチドが
提供されるのでなければ生存できない。培地への添加の代替法は、インタクトなDHFR
又はTK遺伝子を、それぞれの遺伝子を欠いている細胞に導入し、したがって、その生育
要件を変更することである。DHFR又はTK遺伝子で形質転換されていない個別の細胞
は、添加物なしの培地中で生存することができない。
第二のカテゴリーは、優勢選択であり、これは突然変異細胞株の使用を必要とせずに任
意の細胞タイプにおいて用いられる選択スキームを指す。これらのスキームは、典型的に
は、宿主細胞の生育を停止させる薬剤を用いる。新規な遺伝子を有する細胞は、薬剤抵抗
性を運ぶタンパク質を発現し、選択を生き抜くであろう。このような優勢選択の例は、薬
剤の、ネオマイシン(Southern P.及びBerg P. J. Molec. Appl. Genet. 1 :327 (1982
))、ミコフェノール酸(mycophenolic acid)(Mulligan, R.C.及びBerg, P. Science
209:1422 (1980))又はハイグロマイシン(Sugden, B. et al. Mol. Cell. Biol. 5:41
0-413 (1985))を用いる。この3つの例は、適切な薬剤、それぞれ、薬剤の、G418
又はネオマイシン(ゲンチシン)、xgpt(ミコフェノール酸)又はハイグロマイシン
に対する抵抗性を運ぶための真核生物制御下の細菌遺伝子を用いる。他のものは、ネオマ
イシンアナログ、G418及びピューロマイシンを含む。
提供されているのは、ここで提供された任意のベクターを含む細胞である。開示された
細胞は、ここで提供されたベクターをクローニング又は増殖させるために用いられる任意
の細胞であることができる。したがって、細胞は、任意の一次細胞培養又は確立された細
胞株由来であることができる。細胞タイプは、ベクター及び所望の用途の選択に基づいて
、当業者が選択することができる。
提供されているのは、デスレセプターのCARD含有タンパク質結合領域を含む単離さ
れたポリペプチドであって、25アミノ酸残基未満を含むポリペプチドである。
したがって、提供されているポリペプチドは、TFNR1のCARD含有タンパク質結
合領域であることができる(受託番号gi:23312372)。提供されているポリペ
プチドは、FasレセプターのCARD含有タンパク質結合領域であることができる(受
託番号gi:l 19833)。提供されているポリペプチドは、TRAILレセプターの
CARD含有タンパク質結合領域であることができる。したがって、提供されているポリ
ペプチドは、DR4のCARD含有タンパク質結合領域であることができる(受託番号g
i:21264525)。提供されているポリペプチドは、DR5のCARD含有タンパ
ク質結合領域であることができる(受託番号gi:3721878)。提供されているポ
リペプチドは、配列番号22のアミノ酸配列のフラグメントであることができ、このフラ
グメントはここで開示されたCARD含有タンパク質に結合するものであることができる
。説明例として、提供されているポリペプチドは、DR5のアミノ酸250〜340を含
むことができる。したがって、ポリペプチドは、配列番号23のアミノ酸配列を含むこと
ができる。ポリペプチドは、さらに、配列番号23のアミノ酸配列のフラグメントを含む
ことができ、このフラグメントはDDX3に結合することができるものであることができ
る。一例として、調節因子は、DR5のアミノ酸280〜310を含むポリペプチドであ
ることができる。したがって、調節因子は、配列番号24のアミノ酸配列を含むことがで
きる。別の例として、調節因子は、DR5のアミノ酸300〜330を含むポリペプチド
であることができる。したがって、調節因子は、配列番号36のアミノ酸配列を含むこと
ができる。
「結合(する)」は、ポリペプチドが、標準的な生化学的方法で検出することができる
充分な親和性で、CARD含有タンパク質タンパク質と非共有結合(たとえば水素結合)
を形成することを意味する。ひとつの側面において、提供されているポリペプチドは、そ
れが由来するデスレセプターと等しい又はそれより大きい親和性で、CARD含有タンパ
ク質と結合する。
デスレセプターのCARD含有タンパク質結合領域は、CARD含有タンパク質結合の
競合的阻害のための可溶性レセプターとしても利用性を有する。したがって、提供されて
いるのは、細胞においてデスレセプターへのCARD含有タンパク質結合をブロックする
方法であって、細胞を、ここで開示されたデスレセプターの生存領域をコードするポリペ
プチド又は結合をブロックするそのフラグメントと接触させる工程を含む、方法である。
同じく提供されているのは、細胞においてデスレセプターアゴニストに対する細胞の抵抗
性を逆転させる方法であって、細胞をポリペプチドと接触させることを含む方法である。
提供されているのは、CARD含有タンパク質のデスレセプター結合ドメインを含む単
離されたポリペプチドである。提供されているポリペプチドは、DDX3のデスレセプタ
ー結合ドメインであることができる(配列番号25、受託番号gi:13514816)
。提供されているポリペプチドは、配列番号25のアミノ酸配列のフラグメントであって
、このフラグメントはここで開示されたデスレセプターと結合するものであることができ
る。DDX3は、約アミノ酸200〜250及び350〜400でDR5と結合する。し
たがって、調節因子は、DDX3のアミノ酸200〜250を含むポリペプチド、又はそ
のフラグメントであることができる。したがって、調節因子は、配列番号37のアミノ酸
配列を含むことができる。したがって、調節因子は、DDX3のアミノ酸350〜400
を含むポリペプチド、又はそのフラグメントであることができる。したがって、調節因子
は、配列番号38のアミノ酸配列を含むことができる。提供されているポリペプチドは、
mda−5のデスレセプター結合ドメインであることができる(受託番号gi:1134
4593)。提供されているポリペプチドは、RIG−1のデスレセプター結合ドメイン
であることができる(受託番号gi:6048564)。
CARD含有タンパク質のデスレセプター結合ドメインを含む単離されたポリペプチド
は、デスレセプター誘導性アポトーシスを阻害することができない場合、CARD含有タ
ンパク質によるデスレセプター結合の優勢陰性阻害剤としての利用性を有する。したがっ
て、ひとつの側面において、単離されたポリペプチドは、カスパーゼ又はIAPと結合す
ることができない。DDX3のIAP結合に関与するCARDモチーフは、アミノ酸約5
0〜100である。したがって、提供されているポリペプチドは、DDX3のデスレセプ
ター結合ドメインを含むが、DDX3のアミノ酸50〜100を含まないことができる。
したがって、調節因子は、DDX3のアミノ酸200〜250及び/又はアミノ酸350
〜400を含むが、DDX3のアミノ酸50〜100を含まないポリペプチドであること
ができる。たとえば、提供されているのは、DDX3のアミノ酸151〜662からなる
ポリペプチドである。したがって、調節因子は、配列番号39のアミノ酸配列からなるポ
リペプチドを含むことができる。
さらに別の側面において、ポリペプチドは、内在性CARD含有タンパク質とデスレセ
プターとの会合をブロックすることができる。さらに別の側面において、ポリペプチドは
、デスレセプターに対するIAPの動員を防止することができる。別の側面においては、
ポリペプチドは、デスレセプターに対するFADDの動員を阻害することができない。こ
れらの側面の任意の組合せが企図される。
デスレセプター誘導アポトーシスを阻害する、DDX3のようなCARD含有タンパク
質の能力は、少なくとも一部はCARD含有タンパク質のCARDドメインによるデスレ
セプターに対するIAPの動員によるものである。したがって、提供されているのは、I
APとデスレセプターとの会合をブロックする方法であって、細胞を、開示されたポリペ
プチドと接触させる工程を含む方法である。また、提供されているのは、デスレセプター
アゴニストに対する細胞の抵抗性を逆転させる方法であって、細胞を、開示されたポリペ
プチドと接触させることを含む方法である。
ここで開示された組成物及び開示された方法を実施するために必要な組成物は、別途具
体的に記載しない限り、その特定の試薬又は化合物について当業者に公知の任意の方法を
用いて作製することができる。
たとえば、核酸は、標準的な化学合成法を用いて作製することができ、又は酵素的な方
法もしくは任意の他の公知の方法を用いて作製することができる。このような方法は、標
準的な酵素的消化及びその後のヌクレオチドフラグメントの単離(たとえば、Sambrook e
t al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2nd Edition (Cold Spring Harbor,
Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N. Y., 1989)第5、6章を参照されたい)か
ら、純粋に合成による方法、たとえばMilligen又はBeckman System 1Plus DNA合成機
(たとえばモデル8700自動合成機、Milligen-Biosearch, Burlington, MA又はABI
モデル380B)を用いるシアノエチルホスホルアミダイト法までにわたる。オリゴヌク
レオチドの作製に有用な合成的方法は、Ikuta et al., Ann. Rev. Biochem. 53:323-356
(1984)(ホスホトリエステル法及びホスファイト−トリエステル法)、及びNarang et
al., Methods Enzymol., 65:610-620 (1980)(ホスホトリエステル法)にも記載されて
いる。タンパク質核酸分子は、Nielsen et al., Bioconjug. Chem. 5:3-7 (1994)に記
載された方法のような公知の方法を用いて作製することができる。
開示されたポリペプチドを作製するひとつの方法は、タンパク質化学技術によって2又
はそれ以上のペプチド又はポリペプチドを連結することである。たとえば、ペプチド又は
ポリペプチドは、現在利用可能な実験室装置を用いてFmoc(9−フルオレニルメチル
オキシカルボニル)又はBoc(tert-ブチルオキシカルボニル)化学を用いて化学的に
合成することができる。(Applied Biosystems, Inc., Foster City, CA)。当業者は、
開示されたタンパク質に相当するペプチド又はポリペプチドが、たとえば標準的な化学反
応によって合成できることを、容易に認めることができる。たとえば、あるペプチド又は
ポリペプチドは、合成され、その合成樹脂から切断させないでいることができる一方、他
のペプチド又はタンパク質のフラグメントは、合成され、続いてその樹脂から切断されて
、それによって他方のフラグメントにおいては官能的に保護されている末端基を暴露する
ことができる。ペプチド縮合反応によって、これらの2つのフラグメントを、それぞれカ
ルボキシル末端及びアミノ末端でペプチド結合を介して共有結合させ、抗体又はそのフラ
グメントを形成させることができる(Grant GA (1992) Synthetic Peptides: A User G
uide. W.H. Freeman and Co., N. Y. (1992); Bodansky M及びTrost B., Ed. (1993
) Principles of Peptide Synthesis. Springer-Verlag Inc., NY 、これらは、少なく
ともペプチド合成に関連する材料に関して、参照によりここに援用される)。あるいは、
ペプチド又はポリペプチドは、ここで記載されているように、インビボで独立して合成さ
れる。いったん単離されると、これらの独立したペプチド又はポリペプチドは、同様のペ
プチド縮合反応を介して連結され、ペプチド又はそのフラグメントを形成することができ
る。
たとえば、クローニングされた又は合成されたペプチドセグメントの酵素的連結により
、比較的短いペプチドフラグメントを、より大きいペプチドフラグメント、ポリペプチド
又はタンパク質ドメイン全体を生成するように結合させることが可能になる(Abrahmsen
L et al., Biochemistry, 30:4151 (1991))。あるいは、合成ペプチドのネイティブの
化学的連結を、より短いフラグメントから合成により大きいペプチド又はポリペプチドを
構築するために利用することができる。この方法は、2工程の化学反応からなっている(
Dawson et al. Synthesis of Proteins by Native Chemical Ligation. Science 266:776
-779 (1994))。最初の工程は、保護されていない合成ペプチドの化学選択的反応であ
り、チオエステルと、アミノ末端Cys残基を含む別の保護されていないペプチドセグメ
ントとにより、チオエステル結合中間体を、最初の共有結合生成物として与える。反応条
件の変化なしに、この中間体は、偶発的で迅速な分子内反応を起こし、連結部位でネイテ
ィブなペプチド結合を形成する(Baggiolini M et al. (1992) FEBS Lett. 307:97-101
; Clark-Lewis I et al., J.Biol.Chem., 269:16075 (1994); Clark-Lewis I et al.
, Biochemistry 30:3128 (1991); Rajarathnam K et al., Biochemistry 33:6623-30
(1994))。
あるいは、保護されていないペプチドセグメントは、化学的に連結され、そこで化学的
連結の結果として形成されたペプチドセグメント間の結合は非天然(非ペプチド)結合で
ある(Schnolzer, M et al. Science 256:221 (1992))。この技術は、タンパク質ドメ
インのアナログ、ならびに充分な生物学的活性を有する大量の比較的純粋なタンパク質を
合成するために用いられてきたものである(deLisle Milton RC et al., Techniques in
Protein Chemistry IV. Academic Press, New York, pp. 257-267 (1992))。
以下の実施例は、本発明にしたがった方法及び結果を説明するためのものである。これ
らの実施例は、本発明の全ての側面を包含するようには意図されておらず、むしろ代表的
な方法及び結果を説明することを意図されている。これらの実施例は、当業者には明白な
本発明の等価物及び変形を除外することを意図するものではない。
(実施例)
例1: デスドメイン機能での封鎖の生成によるTRAIL−R2媒介性アポトーシス
に対する腫瘍細胞の誘導可能な抵抗性
材料及び方法
細胞株、抗体、及び試薬:
ヒト乳がん細胞株、MDA−MB−231は、the American Tissue Culture Collecti
on (ATCC)(Manassas, VA)から購入した。ヒト卵巣がん細胞株、UL−3Cを入手し
た。細胞は、10%熱非働化FCS、50μg/ml ストレプトマイシン、及び50U/mL
ペニシリン(Cellgro, Mediatec, Inc., Herndon, VA)を添加したDMEM又はRPMI
1640中で維持した。抗ヒトTRAIL−R1(クローン:2E12)及び抗ヒトTR
AIL−R2(クローン:TRA−8)モノクローナル抗体は、以前に記載された(Ichik
awa, et al. 2003; Ichikawa, et al. 2001)。フローサイトメトリー及び免疫沈降アッ
セイのための抗ヒトTRAIL−R2(クローン:2B4)は、開発した。組換え可溶性
TRAILは、Alexis Biochemicals(San Diego, CA)から購入した。ポリクローナル抗
カスパーゼ3及び抗カスパーゼ8抗体は、BD PharMingen(San Diego, CA)から購入した
。モノクローナル抗ヒトカスパーゼ2、3、8、9及び10抗体、及びモノクローナル抗
ヒトBcl−2、Bcl−xL、Bax、cIAP−1、cIAP−2、XIAP及びサ
バイビン抗体は、調製した。ポリクローナル抗ホスホ−SAPK/JNK(Thr183
/Tyr185)、抗ホスホ−p38 MAPK(Thr180/Tyr182)、抗P
ARP抗体は、Cell Signaling Technology, Inc. (Beverly, MA)から購入した。抗β-
アクチン抗体は、Sigma (St. Louis, MO)から購入した。抗FADDは、Transduction
Laboratories(Lexington, KY)から購入した。抗FLIPは、ProSci Inc.(Poway, CA
)から購入した。すべての西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)-コンジュゲート化二
次試薬は、Southern Biotechnology Associates, Inc. (Birmingham, AL)から購入した
TRAIL−R1及びR2の細胞表面発現のフローサイトメトリー解析:
10個の細胞を、1μg/mlのビオチン化2E12及び1μg/mlのPE−コンジュゲー
ト化2B4とともに、氷上で30分間、インキュベートした。FACS緩衝液(5% F
BS及び0.01% NaNを含むPBS)で2回洗浄した後、細胞を、ストレプトア
ビジン−サイクローム(Cychrome)とともにインキュベートした。10,000個の生存
細胞を、FACScanフローサイトメーター(BD, CA)で解析した。
TRA−8、2E12及びTRAIL媒介性アポトーシスに対する腫瘍細胞感受性の細
胞毒性解析:
細胞(1,000細胞/ウェル)を、96ウェルプレートに三連で、8種の濃度のTR
A−8、2E12又はTRAIL(1,000ng/mlからの二重連続希釈)とともに播い
た。細胞生存率は、製造業者の指示書にしたがってATPLITEアッセイ(Packard In
struments, Meriden, CT)を用いて、一晩培養後に決定した。結果は、培地対照ウェルに
対して比較した処理ウェルの生存細胞のパーセンテージとして表す。
TRAIL−R2に対する腫瘍細胞抵抗性の誘導:
細胞(5×10/ml)を、1ng/mlの開始用量のTRA−8とともに2日間インキュベ
ートした。細胞を、2日ごとに新鮮な培地で分割し、TRA−8用量が2,000ng/ml
に達するまで、2倍用量のTRA−8を含む培地でインキュベートした。各処理サイクル
で、非誘導(親)細胞及び誘導用量のTRA−8で処理された誘導細胞の細胞生存率を、
ATPLITEアッセイによって決定した。
TRAIL−R2のクローニング及び配列決定:
TRAIL−R2の全長cDNAは、プラチナDNAプルーフリーディングポリメラー
ゼ(Invitrogen)を用いて、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)によって得た。cDNAは
、pCR2.1−TOPOベクター(Invitrogen)にクローニングした。少なくとも5個
の独立したクローンを配列決定のために選択した。
アポトーシス関連タンパク質のウェスタン・ブロット解析:
腫瘍細胞(3×10)を、冷PBSで2回洗浄し、10mM トリス塩酸(pH7.6
)、150mM NaCl、0.5mM EDTA、1mM EGTA、0.1% SDS、1
mM オルソバナジウム酸ナトリウム、及びプロテアーゼ阻害剤の混合物(1mM フェニル
メチルスルフォニルフルオリド、1μg/ml ペプスタチンA、2μg/ml アプロチニン)
を含む300μlの溶解緩衝液で溶解した。ライセートを、10秒間超音波処理し、20
分間、12,000gで遠心分離した。細胞ライセート及び等量の総タンパク質をSDS
−PAGEサンプル緩衝液を用いて5分間ボイルした。総(全体)細胞ライセートを、8
%、10%又は12%のSDS−PAGEで分離し、ニトロセルロース膜に電気的に転写
した。これらのブロットを、5%ノンファットドライミルクを含むTBST緩衝液(20
mM トリス塩酸(pH7.4)、500mM NaCl及び0.1% Tween20)で
ブロッキングし、ブロッキング緩衝液中の一次抗体とともに4℃で一晩インキュベートし
た。ブロットを、TBSTで3回洗浄し、HRP−コンジュゲート化二次抗体を用いて室
温で1時間探索した。TBSTで4回洗浄後、探索されたタンパク質を、ECLウェスタ
ン・ブロッティング検出システム(Amersham Biosciences, Piscataway, NJ)を製造業者
の指示書にしたがって用いて可視化した。
アポトーシス及び細胞シグナリング関連遺伝子の転写調節のcDNAアレイ解析:
ヒトアポトーシス遺伝子アレイ(Human Apoptosis Gene Array;HS−002)及びヒ
トシグナル伝達パスウェイファインダー遺伝子アレイ(Human Signal Transduction Path
wayFinder Gene Array;HS−008)は、SuperArray, Inc.(Frederick, MD)から購
入した。総RNAは、TRIZOL(登録商標)プロトコール(Invitrogen, Carlsbad,
CA)を用いて細胞から抽出した。cDNAプローブは、32P−dCTPを用いて合成し
た。膜ブロット上のcDNAを、32P−dCTP標識したプローブと、60℃で一晩、
ハイブリダイズさせた。遺伝子発現プロフィールは、CYCLONE PHOSPHORIMAGER(登録商標
)(Packard Instruments, Meridien, CT)を用いて解析した。
TRAIL−R1及びTRAIL−R2の共免疫沈降:
10個の細胞を氷冷したPBSで洗浄し、氷上で15分間、溶解緩衝液で溶解した(
1% Triton X−100、150mM NaCl、10%グリセロール、20mM
トリス塩酸[pH7.5]、2mM EDTA、0.57mM PMSF、及びプロテアーゼ阻害
剤カクテル)。ライセートを、次に4℃で10分間、16,000gで遠心分離すること
により、2回清澄化した。可溶性画分を、30μlのTRA−8又は2B4コンジュゲー
ト化セファロース4Bとともに4℃で一晩インキュベートした。溶解緩衝液で7回及び1
0mMトリスで3回の洗浄の後、結合したタンパク質を、SDS−PAGEローディング緩
衝液中で3分間ボイルすることにより溶出させ、SDS−PAGEで分離した。カスパー
ゼ8及びFADDの存在は、ウェスタン・ブロット解析により決定した。
二次元ポリアクリルアミドゲル電気泳動:
2B4−セファロース4Bを用いた共免疫沈降の後、タンパク質を溶出させ、アセトン
で脱塩して、IEFサンプル緩衝液(Bio-Rad Hercules, CA)中で再構成した。160μ
gの総タンパク質を、IPGストリップ(Bio-Rad)に載せ、室温で一晩置き、その後、P
ROTEAN IEF(登録商標)Cell(BioRad)中で分離した。タンパク質ストリ
ップを、ReadyPrep平衡化緩衝液(Bio-Rad)で平衡化し、10%SDS−PA
GEゲルでさらに分離した。完了後、ゲルを、10%メタノール及び7%酢酸を含む緩衝
液で固定し、SYPRO(登録商標)Ruby染色緩衝液(Bio-Rad)で染色した。ゲル
を、VERSADOC(登録商標)デジタル・イメージング・システム(Bio-Rad)を用
いて画像化し、PDQUEST(登録商標)ソフトウェア(Bio-Rad)で解析した。
結果
TRAIL−R2媒介性アポトーシスに対する選択的抵抗性の誘導。
ヒト乳がん細胞株、MDA−231及びヒト卵巣がん細胞株、UL−3Cを、TRAI
L−R2抵抗性の誘導のために選択したが、これは、それらが、抗TRAIL−R1(2
E12)及び抗TRAIL−R2(2B4)抗体を用いて二色フローサイトメトリーによ
って測定したところ、高レベルの細胞表面TRAIL−R1及びR2を共発現したためで
ある(図1A)。2つの腫瘍細胞株は、インビトロ細胞毒性アッセイによて測定したとこ
ろ、アゴニスト性抗TRAILレセプター抗体、2E12及びTRA−8、ならびにTR
AILによって誘導されるアポトーシスに対して感受性であり(図1B)、TRAILに
ついての両レセプターが2つの腫瘍細胞株において機能的であることが示された。これら
の腫瘍細胞が処理後にTRA−8に対するアポトーシス抵抗性を生じるかどうかを決定す
るために、細胞を、非アポトーシス用量(1ng/ml)から始まるTRA−8で2日間処理
し、次いでこの用量を、2,000ng/mlになるまで2日ごとに2倍にし、TRA−8を
除去した。細胞生存率は、各用量で処理及び非処理細胞の両方について測定した。10ng
/ml未満のTRA−8用量では、処理及び非処理細胞の両方において有意な細胞死は見ら
れなかった。TRA−8用量が50ng/ml以上に増大された場合、非処理細胞において、
細胞生存率のTRA−8用量依存性低減が観察された。これに対して、処理細胞において
は、2000ng/mlまで、有意な細胞死は見られなかった(図1C)。これらの結果は、
低い、非アポトーシス誘導性用量のTRA−8での反復的な腫瘍細胞の処理が、アポトー
シス抵抗性を誘導すること、及び誘導された抵抗性はアポトーシス感受性細胞を除去する
ことによる選択過程のせいではないこと、を示す。
TRA−8の除去後4週間で、親細胞(MDA−231P、UL−3CP)及び処理細
胞(MDA−231R、UL−3CR)の両方を、TRA−8、2E12又はTRAIL
によって誘導されるアポトーシスに対する感受性について試験した。1,000ng/mlの
TRA−8での処理後の親細胞の100%近い細胞死と比較して、MDA−231R及び
UL−3CR細胞の両方において、ある濃度範囲のTRA−8で有意な細胞死は誘導され
ず(図2A)、これらの細胞はTRA−8誘導性アポトーシスに対して高度に抵抗性とな
っていたことが示された。これに対し、2E12誘導性アポトーシスに対するTRA−8
抵抗性腫瘍細胞の感受性は不変であった(図2B)。感受性は低減したが、誘導されたT
RA−8抵抗性細胞は、いまだにTRAIL媒介性アポトーシスに対して感受性であった
(図2C)。これらの結果は、TRA−8誘導性アポトーシス抵抗性が、TRAIL−R
2について選択的であることを示す。TRA−8除去の後、細胞は、少なくとも3ヶ月間
、TRA−8抵抗性の状態を維持し、その後、感受性は4ヶ月までに親細胞の約30%の
レベルまでゆっくり回復し(図2D)、TRA−8に対する誘導された抵抗性は長く留ま
るが、部分的に可逆的であることが示された。
誘導されたTRAIL−R2抵抗性は、TRAIL−R2の変更された細胞表面発現も
しくは突然変異、又は内在的なアポトーシス欠陥のためではない。
TRA−8誘導性アポトーシス抵抗性がTRAIL−R2について選択的であることは
、TRA−8抵抗性の誘導後、TRAIL−R2の発現が選択的に低減され得ること又は
TRAIL−R2の突然変異が起こり得ることを示す。これらの可能性を除外するために
、TRAIL−R2の細胞表面発現を調べ、両TRA−8抵抗性細胞において、それらの
親細胞と比較してTRAIL−R2の発現レベルの変更がなかったことが決定された(図
3A)。この結果は、ウェスタン・ブロット解析によってさらに確認され、TRAIL−
R2タンパク質の2つのアイソフォームが親及び抵抗性細胞において同等に発現されたこ
とが示された(図3A)。両TRA−8抵抗性細胞株から単離されたTRAIL−R2の
全長cDNAクローンを配列決定し、突然変異は同定されなかった。これらの結果は、T
RAIL−R2に対する誘導された選択的な抵抗性が、TRAIL−R2自体の変更によ
るものではないことを示した。
TRAIL−R2媒介性アポトーシスは、多数のアポトーシス調節タンパク質、たとえ
ばアポトーシス阻害剤(IAP)ファミリー(Park, et al. 2002; Ng, et al. 2002;
Roa, et al. 2003; Cummins, et al. 2004; Li, et al. 2004; Bockbrader, et al. 2
005)及びBcl−2ファミリー(Hinz, et al. 2000; Rokhlin, et al. 2001; Fulda,
et al. 2002; Carthy, et al. 2003; Chawla-Sarkar, et al. 2004; Sinicrope, et
al. 2004)によって、調節されることができる。新規に開発されたモノクローナル抗体の
パネルを用いて、cIAP1、cIAP2、XIAP、サバイビン、Bcl−2、Bcl
−xL及びBaxの発現のタンパク質レベルを、ウェスタン・ブロット解析によって試験
した。MDA−231及びUL−3Cは、それらのタンパク質を変化するレベルで発現し
たが、親細胞及び抵抗性細胞の間で有意な差はなく(図3A)、これらのタンパク質の発
現レベルがTRA−8の誘導に関与している可能性は低いことが示された。アポトーシス
及び細胞シグナリング関連遺伝子のパネルにおける潜在的な転写の変更についてのより広
範囲のスクリーニングを、200を超える周知のアポトーシス関連遺伝子(図3B、上の
パネル)及び細胞シグナリング遺伝子(図3B、下のパネル)を含む膜cDNAアレイ(
Superarray, Frederick, MD)を用いて実施した。MDA−231親細胞及び抵抗性細胞
間での平行比較により、TRA−8抵抗性の誘導後のこれらの遺伝子の発現プロフィール
には有意な差がなかったことが示される。
TRA−8抵抗性腫瘍細胞におけるTRAIL−R2アポトーシスシグナルト伝達の選
択的封鎖。
上流カスパーゼ8及び下流カスパーゼ3の連続的な活性化は、TRAIL−R2アポト
ーシスシグナル伝達の鍵となる事象である。したがって、これら2つのカスパーゼの時間
依存性活性化を調べた。以前に示されたように、TRA−8感受性親MDA−231細胞
のTRA−8での処理は、TRA−8処理後の切断されたカスパーゼフラグメントの生成
によって示されるように、カスパーゼ8(図4A、上のパネル)及びカスパーゼ3(図4
A、中央のパネル)の活性化を誘導した。カスパーゼ活性化の非常に高感度のマーカーと
して、PARPは、急速に切断された(図4A、下のパネル)。しかし、カスパーゼ8、
カスパーゼ3の活性化及びその後のPARP切断は、TRA−8処理後に抵抗性細胞にお
いては起こらなかった。カスパーゼカスケードの活性化の失敗は、TRA−8抵抗性細胞
において2E12に誘発されたTRAIL−R1カスパーゼ活性化が損なわれていないの
で、カスパーゼ経路の内在的な欠陥によるものではない(図4A、左パネル)。これらの
結果は、TRAIL−R2関連カスパーゼカスケードが、TRA−8抵抗性誘導後に、上
流カスパーゼ8のレベルで選択的に封鎖されていることを示す。
JNK/p38キナーゼ経路のカスパーゼ8依存性活性化は、TRAIL−R2媒介性
アポトーシスにおいて重要な相乗的役割を果たす(Ohtsuka, et al. 2003; Ohtsuka, et
al. 2002)。JNK/p38キナーゼの活性化は、TRA−8処理中のJNK/p38
キナーゼのリン酸化のウェスタン・ブロット解析によって測定した。カスパーゼ8活性化
に対応して、JNK(図4B、上のパネル)及びp38(図4B、下のパネル)は時間依
存性の方式で急速にリン酸化された。しかし、TRA−8抵抗性細胞においては、2E1
2のみがJNK/p38のリン酸化を誘導できたがTRA−8はできなかったのであり、
JNK/p38キナーゼ経路もTRA−8抵抗性細胞において選択的に阻害されているこ
とが示された。
TRA−8抵抗性腫瘍細胞におけるTRAIL−R2デスドメイン機能の選択的封鎖。
FADD及びカスパーゼ8はTRAIL−R2のデスドメインに動員され、DISCの
主要な成分であるので、親細胞及び抵抗性細胞の両方において、共免疫沈降アッセイによ
ってTRAIL−R1及びTRAIL−R2でのDISC形成能を調べた。MDA−23
1親細胞においては、TRA−8又は2E12での処理後、FADD(図5A、上のパネ
ル)及びカスパーゼ8(図5A、中央のパネル)の時間依存性の増大があり、これらはそ
れぞれTRAIL−R2(図5A、左パネル)又はTRAIL−R1(図5A、右パネル
)で共免疫沈降された。TRA−8抵抗性細胞においては、TRA−8媒介性アポトーシ
スの間にTRAIL−R2で共免疫沈降されたFADD及びカスパーゼ8はなかったが、
2E12処理後のTRAIL−R1とのFADD及びカスパーゼ8の共免疫沈降は影響さ
れなかった。さらに、デスドメインへのカスパーゼ8についての阻害的競合剤であるcF
LIPがDISC形成の封鎖において役割を果たすかどうかを決定するために、TRAI
L−R1及びTRAIL−R2とのcFLIPの共免疫沈降も調べた。同様の時間依存性
パターンで、cFLIPは、親細胞においては、TRA−8媒介性アポトーシスの間にT
RAIL−R2と共免疫沈降したが、抵抗性細胞においては沈降しなかった(図5A、下
のパネル)。2E12媒介性アポトーシスの間におけるTRAIL−R1とのcFLIP
の共免疫沈降は、親細胞及びTRA−8抵抗性細胞の間で異ならなかった。FADD、カ
スパーゼ8及びcFLIPの同様のレベルの総タンパク質発現があったので、これらのデ
スドメイン会合タンパク質の動員の失敗は、これらのタンパク質の発現の欠陥のせいでは
ない。これらの結果は、誘導されたTRA−8抵抗性が、TRA−8処理後のDISC形
成におけるFADD及びカスパーゼ8の動員のためのTRAIL−R2についての選択的
欠陥である可能性が高い。
TRA−8抵抗性細胞におけるTRAIL−R2のデスドメインでのDISCアセンブ
リーの失敗は、TRAIL−R2タンパク質複合体の機能及び組成が変更されており、そ
こでは、新規に生成された又は機能的に変更されたタンパク質が、TRAIL−R2と会
合することができ、TRAIL−R2のデスドメインに対するFADD及びカスパーゼ8
の動員を防止することを示す。したがって、TRAIL−R2会合タンパク質のプロテオ
ームプロフィールを、TRA−8感受性親細胞及びTRA−8抵抗性MDA−231細胞
において、TRA−8処理の前後で、二次元プロテオーム及びマススペクトロメトリー解
析によって比較した。TRAIL−R2と共免疫沈降した差時的に発現されたタンパク質
を、PDQuestソフトウェアによって解析した結果、親細胞及び抵抗性細胞の間でT
RA−8媒介性アポトーシスの間に変化した3つのタンパク質スポットに注目した(図5
B)。スポット1及び2は、それぞれ分子量50kDa又は20kDaのタンパク質マスであり
、TRA−8処理後のMAD−231親細胞のみに出現したが、未処理の細胞及びTRA
−8処理した抵抗性細胞には出現せず、これらのタンパク質は、TRA−8媒介性アポト
ーシスの間にTRAIL−R2に動員され得ることが示された。それらの分子量及び等電
点に基づいて、スポット1のタンパク質は、カスパーゼ8であることが確認され(図5C
)、スポット2はFADDであることが(図5D)ウェスタン・ブロット解析によって確
認された。スポット3のタンパク質は、TRAIL−R2と定常的に会合しており、TR
A−8媒介性アポトーシスの間に、より高分子量のタンパク質からより低分子量のタンパ
ク質へのシフトが起こったので、興味深いものであった(図5E)。この変換は、TRA
−8処理されたMDA−231親細胞のみにおいて観察されたが、抵抗性細胞では観察さ
れなかったので、誘導されたTRA−8抵抗性に関連するように見えた。さらに、マスス
ペクトロメトリー分析によって、両スポットがDEAD-ボックスRNAヘリカーゼファ
ミリーのメンバーであるDDX3に由来することが同定された。DDX3の高分子形態は
、TRA−8抵抗性細胞において定常的にTRAIL−R2と会合しているので、TRA
IL−R2のデスドメインへのFADD及びカスパーゼ8の動員を防止する因子であるこ
とができる。
化学療法剤によるTRA−8抵抗性の逆転。
化学療法剤は、特にTRA−8抵抗性細胞において、インビトロ及びインビボの両方で
TRA−8媒介性アポトーシス相乗的に増強する(Ohtsuka, et al. 2003; Ohtsuka, et
al. 2002; Buchsbaum et al. 2003)。化学療法剤が誘導されたTRA−8抵抗性を逆
転させることができるかどうかを決定するために、一群の化学療法剤、アドリアマイシン
、テキソール(Texol)、シスプラチン及びビスインドリーマレイミドVIII(Bisindolyma
leimide VIII)(BisVIII)の効果を、誘導された抵抗性細胞のTRA−8媒介性アポト
ーシスで調べた。示した濃度の化学療法剤の存在下で、TRA−8用量依存性応答は、T
RA−8抵抗性MDA−231及びUL−3C細胞の両方で回復され(図6A)、すべて
の化学療法剤がTRA−8誘導性抵抗性を逆転させることができることが示された。アド
リアマイシン及びTRA−8の組合せ療法後のMAD−231抵抗性細胞におけるカスパ
ーゼカスケードの活性化を、モノクローナル抗カスパーゼ抗体のパネルを用いて調べた。
抗カスパーゼ8(クローン:2F4)及び抗カスパーゼ2(クローン:2A3)は、それ
ぞれカスパーゼ8及び2のプロ形態のみを認識するので、カスパーゼ8及び2の活性化は
、切断によるプロ形態の低減された量によって明らかにされた。抗カスパーゼ9(クロー
ン:4B4)及び抗カスパーゼ3(クローン:1H6)は、それぞれプロ及び切断形態の
カスパーゼ9及び3を認識し、それらの活性化は、カスパーゼ9及び3の切断されたフラ
グメントの存在によって示された。TRA−8(図6B、レーン5)又はアドリアマイシ
ン(図6B、レーン4)での単一薬剤処理単独は、4時間で、非処理対照と比較して、す
べての試験したカスパーゼの有意な活性化は誘導されなかった(図6B、レーン1)。こ
れに対し、カスパーゼ2、9及び3の活性化は、アドリアマイシン及びTRA−8の組合
せ療法後1時間もの速さで誘導され(図6B、レーン2)、これは、4時間の時点でさら
に増強された(図6B、レーン3)。カスパーゼ8の活性化は、組合せ療法後4時間の時
点で顕著であった。これらの結果は、アドリアマイシンでの処理がTRA−8抵抗性細胞
においてTRAIL−R2関連カスパーゼカスケードを回復させたことを示す。アドリア
マイシンの存在下で、TRA−8は、TRAIL−R2に対するFADDの動員を誘発す
ることができ(図6C、レーン2及び3)、TRAIL−R2の動員機能は、アドリアマ
イシン処理によって回復された。
例2:TRAIL−R2媒介性アポトーシスにおけるDDXの役割
材料及び方法
細胞株、抗体及び試薬。
ヒト乳がん細胞株、MDA−MB−231はthe American Tissue Culture Collection
(ATCC)(Manassas, VA)から購入した。ヒト卵巣がん細胞株、UL−3Cは入手
した。細胞は、10%熱非働化FCS、50μg/ml ストレプトマイシン、及び50U/mL
ペニシリン(Cellgro Medi-atec, Inc., Herndon, VA)を添加したDMEM又はRPM
I1640中で維持した。抗ヒトTRAIL−R1(クローン:2E12)及び抗ヒトT
RAIL−R2(クローン:TRA−8)モノクローナル抗体は、以前記載された(Ichi
kawa et al., 2003; Ichikawa et al., 2001)。抗ヒトTRAIL−R2(クローン:
2B4)は、フローサイトメトリー及び免疫沈降アッセイのために開発された。組換え可
溶性TRAILは、Alexis Biochemicals(San Diego, CA)から購入した。ポリクローナ
ル抗カスパーゼ3及び抗カスパーゼ8抗体は、BD Pharmingen(San Diego, CA)から購入
した。モノクローナル抗ヒトカスパーゼ2、3、8、9及び10抗体及びモノクローナル
抗ヒトBcl−2、Bcl−xL、Bax、cIAP−1、cIAP−2、XIAP及び
サバイビン抗体は、調製した。抗PARP抗体は、Cell Signaling Technology, Inc.(B
everly, MA)から購入した。抗β-アクチン抗体はSigmaから購入した。抗FADDは、Tr
ansduction Laboratories(Lexington, KY)から購入した。すべての西洋ワサビペルオキ
シダーゼ(HRP)コンジュゲート化二次試薬は、Southern Biotechnology Associates,
Inc.(Birmingham, AL)から購入した。活性カスパーゼ−1、カスパーゼ−2、カスパ
ーゼ−3、カスパーゼ−6、カスパーゼ−7、カスパーゼ−8、カスパーゼ−9及びカス
パーゼ−10は、EMD Biosciences, Inc.(San Diego, CA)から購入した。蛍光原性ペプ
チド誘導体、Ac−Val−Asp−Val−Asp−AMC(Ac−VDVAD−AM
C、260060M001、配列番号40)、Ac−Asp−Glu−Val−Asp−
アミノ−4−メチルクマリン(Ac−DEVD−AMC、260031M001、配列番
号41)及びAc−カルボニル−Ile−Glu−Thr−Asp−7−アミド−4−メ
チルクマリン(Z−IETD−AMC、260042M001、配列番号42)は、Alex
is Biochemicals, San Diego, CAから購入した。カスパーゼ−2、−3、−8、−10阻
害剤(FMKSP0l)は、R&D Systems, Inc.から購入した。
TRA−8、2E12及びTRAIL媒介性アポトーシスに対する腫瘍細胞感受性の細
胞毒性解析。
細胞(1,000細胞/ウェル)を、96ウェルプレートに三連で、8種の濃度(10
00ng/mlから始まる二重連続希釈)のTRA−8、2E12又はTRAILとともに播
いた。細胞生存率は、製造業者の指示書にしたがってATPLITE(登録商標)アッセ
イ(Packard Instruments, Meriden, CT)を用いて一晩培養後に決定した。結果は、培地
対照ウェルと比較した処理ウェル中の生存細胞パーセンテージとして表す。
フローサイトメトリー。
細胞(10個)を、PBSで1回洗浄して、一次抗体(1μg/mlのTRA−8)を含
む1mlの冷FACS緩衝液(5% FBS及び0.01% NaNを含むPBS)中に
再懸濁した。細胞を、氷上で60分間染色し、その後3mlの冷FACS緩衝液で洗浄し、
二次抗体(PEコンジュゲート化ヤギ抗マウスIgGの1:100希釈)とともに、暗所
で4℃で60分間、インキュベートした。さらに3mlのFACS緩衝液で洗浄後、10,
000細胞/試料をFACSCANフローサイトメーター(BD Biosciences, San Jose,
CA)で解析した。
アポトーシス関連タンパク質のウェスタン・ブロット解析。
腫瘍細胞(3×10個)を、冷PBSで2回洗浄し、10mMトリス塩酸(pH7.6
)、150mM NaCl、0.5mM EDTA、1mM EGTA、0.1% SDS、1
mMオルトバナジウム酸ナトリウム、及びプロテアーゼ阻害剤の混合物(1mM フェニルメ
チルスルホニルフルオリド、1μg/ml ペプスタチンA、2μg/ml アプロチニン)を含
む300μlの溶解緩衝液で溶解した。細胞ライセートを、10秒間超音波処理し、20
分間、12,000gで遠心分離した。細胞ライセートを等量の総タンパク質とともに、
SDS−PAGE試料緩衝液を用いて5分間ボイルした。総細胞ライセートを、8%、1
0%又は12% SDS−PAGEで分離し、ニトロセルロース膜に電気的に転写した。
ブロットを、5%ノンファットドライミルクを含むTBST緩衝液(20mM トリス塩酸
(pH7.4)、500mM NaCl及び0.1% Tween 20)でブロッキング
し、ブロッキング緩衝液中の一次抗体とともに4℃で一晩インキュベートした。ブロット
を、TBSTで3回洗浄し、HRPコンジュゲート化二次抗体で室温で1時間、探索した
。TBSTで4回洗浄した後、探索されたタンパク質を、ECLウェスタン・ブロッティ
ング検出システム(Amersham Biosciences)を製造業者の指示書にしたがって用いて可視
化した。
DDX3の寡少発現。
RNAi設計:
オンライン設計ツール、BLOOK−iT RNAiデザイナー(Invitrogen)を用い
て、DDX3のためのRNAi標的を同定した。5つのターゲティングされたshRNA
配列を、上位10種の最高スコアのRNAi標的から選択した(表2を参照されたい)。
Figure 0005752587
これらを、次に、BLOCK−iT U6エントリーベクターにクローニングした。s
hRNAは、U6プロモーターによって制御されており、ほとんどの分裂中又は非分裂中
の哺乳類細胞タイプにおいて一過性発現することができる。抵抗性細胞を、RNAi応答
のために、RNAiを用いるLEPOFECTAMINE 2000(Invitrogen)でト
ランスフェクションした。低減したDDX3発現を、抗DDX3抗体を用いてトランスフ
ェクションの36時間後にウェスタン・ブロット解析によって決定した。いったん低減し
たDDX3発現が達成されると、そのsiRNAオリゴを合成した(標的配列:GGAG
AAATTATCATGGGAAAC(配列番号27):センスRNA 5’−Fl−G
GAGAAATTATCATGGGAAAC(Fl−配列番号27)(Fl=フルオレッ
セイン); アンチセンスRNA 5’−GUUUCCCAUGAUAAUUUCUCC
−3’(配列番号28)、及びRNAi対照オリゴ(RI−010−DP)は、Molecula
(Columbia, MD)から購入した)。
発現ベクターの生成。
全長DDX3を、HisタグをDDX3のN末端につけてpcDNA3.1プラスミド
(Invitrogen)にクローニングした。DDX3及びTRAIL−R2 cDNAを、MD
A−231細胞から抽出された総RNAを用いて実施した逆転写酵素ポリメラーゼ連鎖反
応(RT−PCR)によって、以下のプライマー対を用いて生成した: DDX31 フ
ォワードプライマー、BamHIあり: 5’−acggatccaaatgagtca
tgtggcagtgga−3’(配列番号29); DDX3662 リバースプライ
マー、XhoIあり: 5’−ctctcgagcaaagcaggctcagttac
cc−3’(配列番号30)。TRAIL−R21 フォワードプライマー、KpnIあ
り: 5’−aaaggtaccagccatggaacaacggggacag−3’
(配列番号31); TRAIL−R2441 リバースプライマー、EcoVあり:
5’−aaagatatcttaggacatggcagagtctgcatt−3’(
配列番号32); DDX3の単離されたポリメラーゼ連鎖反応フラグメントは、pcD
NA3.1−Hisベクター(Invitrogen)内でインフレームであった。TRAIL−R
2 cDNAは、pshutter−CMVベクター中にクローニングした。正しい配列
は、DNA配列決定によって確認した。
DDX3/pcDNA3.1−His発現プラスミドは、BamHI及びXhoI部位
の間でDDX3配列を欠失させることによって生成した。DDX3151 フォワードプ
ライマー、BamHIあり: 5’−acggatccaaatgttttctggag
gcaacactggg−3’(配列番号33); TRAIL−R2/pshutte
r−CMV発現プラスミドは、以下のプライマーを用いてTRAIL−R2配列を欠失さ
せることにより、生成した: TRAIL−R2340 リバースプライマー、EcoR
Vあり: 5’−aaagatatcttactgtctcagagtctcagtgg
gatc−3’(配列番号34); TRAIL−R2330 リバースプライマー、E
coRV及びxhoIあり: 5’−aaagatatcctcgagatttgctg
gaaccagcagcct−3’(配列番号35)。
細菌におけるDDX3のための発現プラスミドの構築。
DDX3又はcIAP1フラグメントを、TOPO100ベクター(Invitrogen)に挿
入した。結果として得られたプラスミドで大腸菌株BL21(DE3)を形質転換し、こ
れを指数増殖期までLB培地中で生育させ、0.4mMイソプロピル−1−チオ−β−D−
ガラクトピラノシドで3時間誘導した。細胞をペレット化し、溶解緩衝液(30mM トリ
ス塩酸、pH7.5、0.1mM NaCl、1mM DTT、0.1mM EDTA、1%
Nonidet P−40及び20μg/ml PMSF)中に再懸濁させ、超音波処理した
。14,000×gで15分間遠心分離した後の上清を、Niカラムで精製した。タンパ
ク質濃度は、BCAアッセイ(Pierce, Rockford, IL)で決定し、アリコートを−80℃
で保存した。
293又は3T3細胞の一過性トランスフェクション。
293又は3T3細胞を、LIPOFECTAMINE(登録商標)2000(Invitr
ogen、Inc.)を用いて発現ベクターでトランスフェクトした。トランスフェクションの2
4時間後、タンパク質発現を、それぞれのモノクローナル抗体を用いてウェスタン・ブロ
ット解析によって決定した。共免疫沈降解析のためには、細胞を、プロテアーゼ阻害剤カ
クテルを含む免疫沈降溶解緩衝液で溶解した。
共免疫沈降アッセイ。
抗DDX3又は抗TRAIL−R2抗体を、セファロースビーズ(Sigma)にコンジュ
ゲート化した。TRAIL−R2 DISCの組成を、以下のようにして決定した。5×
10個の細胞(別途示さない限り同じ)を、500ng/mlのTRA−8で、示した時間
、37℃で処理し、次に、免疫沈降溶解緩衝液(20mM トリス塩酸、pH7.4、15
0mM NaCl、0.2% NONIDET P40及び10%グリセロール及び完全プ
ロテアーゼ阻害剤カクテル)中で溶解し、あるいは、処理せずに溶解した(無刺激条件)
。TRAIL−R2 DISCを、次に30μlのビーズとともに4℃で一晩沈降させた
。免疫沈降後、ビーズを溶解緩衝液で4回洗浄した。このビーズを、次に、10mM トリ
ス緩衝液で5回洗浄し、SDS−PAGE及び免疫ブロッティング解析のためにローディ
ング緩衝液中に再懸濁した。
インビトロでのカスパーゼ活性のアッセイ。
蛍光測定アッセイを、96ウェル透明底プレートで行い、すべての測定を三連のウェル
で行った。100μlのアッセイ緩衝液(10mM HEPES、pH7.0、50mM N
aCl、2mM MgCl、5mM EDTA及び1mM DTT)を添加した。活性カスパ
ーゼ8及びペプチド基質(Ac−IETD−AMC)を、各ウェルに添加し、最終濃度1
00ng/μlとした。共免疫沈降溶出画分を添加して、反応を開始した。背景蛍光を、アッ
セイ緩衝液、基質及び溶解緩衝液を含み、細胞ライセートを含まないウェルで測定した。
アッセイプレートを37℃で1時間、インキュベートした。蛍光は、355nmでの励起及
び440nmでの発光にセットした蛍光プレートリーダーで測定した(Bio-Tek, Winooski,
VT)。
インビトロのカスパーゼ切断アッセイ。
DDX3を切断するカスパーゼの能力を、インビトロアッセイにおいて調べた。切断反
応は、TRAIL−R co−IPからの10μlの溶出画分、10μlの反応緩衝液(1
0mM HEPES[pH 7.0]、50mM NaCl、2mM MgCl、5mM EGT
A、1mM DTT、2mM ATP)及び5μl(0.1U/μl)の組換え活性形態のカスパ
ーゼを含有させて、37℃で30分間、行った。切断は、抗DDX3抗体を用いてウェス
タン・ブロットによって決定した。
結果
抵抗性細胞においてTRAIL−R2のデスドメインの封鎖を起こす候補タンパク質で
あるDDX3のプロテオーム解析。
デスレセプターを標的とする、治療剤、TRAIL及びアゴニスト性抗体に対する、偶
発的に発生した又は誘導されたアポトーシス抵抗性は、これらの薬剤での有効ながん治療
における主要な障害を表す。抵抗性細胞におけるTRAIL−R2デスドメイン複合体の
代替的な組成物かどうかを決定するために、存在するTRAIL−R2関連タンパク質の
プロテオームプロフィールを、TRA−8感受性親細胞及びTRA−8抵抗性MDA−2
31細胞において、TRA−8処理の前後に、二次元プロテオーム及びマススペクトロメ
トリー解析によって比較した。SYPRO(登録商標)ルビー(Molecular Probes, Euge
ne, OR)で染色した二次元ゲルの検査において、約〜80KDaのタンパク質スポットが見
出された。このタンパク質とTRATL−R2との会合は、TRAIL−R2 DISC
の形成をブロックし、それによってTRA−8抵抗性が引き起こされる。この〜80kdタ
ンパク質をSDS−PAGEから切り出し、トリプシンで消化して、ペプチド配列をマス
スペクトロメトリーで解析した。6個の消化フラグメントからのタンパク質アミノ酸配列
は、ヒトDDX3のGenbank配列と100%同一であり(表3)、DISC形成と
相関してTRA−8誘導性アポトーシスの間にDDX3がTRAIL−R2から解離する
ことが示された。このタンパク質が、TRAIL−R2関連タンパク質複合体と会合した
ままであれば、それは、FADD動員を防止し、DISC形成の失敗を起こすことができ
る。
Figure 0005752587
DDX3は、TRAIL−R2媒介性アポトーシスにおける新規のTRAIL−R2会
合タンパク質である。DDX3が本当にTRAIL−R2と会合しているかどうかを決定
するために、DDX3の全長(アミノ酸1〜662)、N末端フラグメント(アミノ酸1
〜316)及びC末端フラグメント(アミノ酸310〜662)を、N末端に6−His
タグを有するPCDNAIII3.1にクローニングした。これらの発現ベクターでMDA
−231親細胞をトランスフェクトし、DDX3の組換え全長及び欠失突然変異体の過剰
発現を達成した。しかし共免疫沈降及びその後の抗6−His抗体を用いたウェスタン・ブ
ロット解析により検出したところ、全長DDX3のみが、TRAIL−R2と会合してい
たが、N末端及びC末端欠失突然変異体は会合していなかった(図8A)。これらの結果
により、DDX3がTRAIL−R2と会合すること及びTRAIL−R2に対するその
結合は全長依存性であることが確認された。DDX3は、MDA−231細胞において抗
TRAIL−R2で免疫沈降された。
TRAIL−R2とのDDX3の会合をさらに確認するために、DDX3のN末端、C
末端フラグメント及び全長バージョンを、大腸菌において発現させた。タンパク質を精製
し、DDX3に対するポリクローナル抗体及びモノクローナル抗体パネルを作製するため
の抗原として用いた。TRAIL−R2会合DDX3は、マウス抗DDX3モノクローナ
ル抗体を用いて共免疫沈降及びウェスタン・ブロット解析によって検出した。これらの結
果により、DDX3は非アポトーシス性親細胞及び抵抗性細胞の両方においてTRAIL
−R2と共免疫沈降することが明らかになった(図7)。TRA−8感受性細胞において
は、DDX3の時間依存性の低減があったが、アポトーシス中のTRA−8抵抗性細胞で
は見られなかった。それに加えて、ウェスタン・ブロット解析によって、TRA−8誘導
性アポトーシスの間におけるTRAIL−R2会合DDX3の急速な低減及び切断が観察
された。これは、DDX3の切断がカスパーゼ依存性であることを示す。これらの結果に
基づいて、DDX3配列を、N末端の潜在的切断部位について精査し、比較的保存された
カスパーゼ切断モチーフ、DKSDEDD(配列番号46)がアミノ酸129〜135に
発見された。切断がDISC上で起こり、TRAIL−R2からのDDX3の重要な機能
的要素の放出をもたらすことは明らかである。これらのデータは、後者のモデルと矛盾が
なく、そのことは、開始されたカスパーゼはTRAIL−R2に急速に動員され、容易に
DDX3を切断することを示唆する。それに加えて、FADD及びカスパーゼ−8はTR
AIL−R2と会合及び動員され、DISCを形成し、それが今度は、TRAIL−R2
会合DDX3切断と相関するカスパーゼカスケード活性化をもたらし、これは、ある種の
状況下において、DDX3はアポトーシスプログラムに必須であることを示し、DDX3
はTRAIL−R2媒介性アポトーシス抵抗性に関与するTRAIL−R2と会合するこ
とを説明する。
TRAIL−R2とのDDX3の相互作用領域のマッピング。TRAIL−R2媒介性
シグナル伝達におけるDDX3の調節をよりよく理解するために、TRAIL−R2との
結合に必要なおよそのDDX3領域を、DDX3の欠失突然変異体をコードするプラスミ
ドで一過性トランスフェクションされているHEK293A細胞を用いて決定した(図8
A)。組換えDDX3及びTRAIL−R2の相互作用は、TRA−8を用いて共免疫沈
降によって決定した。全長DDX3、DDX3Δ201−662又はDDX3Δ1−40
0は、TRAIL−R2と結合した。しかし、DDX3Δ251−662及びDDX3Δ
1−350のどちらも、TRAIL−R2と結合できなかった(図8A)。これは、DD
X3がTRAIL−R2に2個の結合モチーフを有することを示す。一方は、N末端に位
置し(アミノ酸200〜250); 他方は、アミノ酸350〜400に隣接する。同じ
細胞由来のライセートのウェスタン・ブロット解析により、匹敵する量の野生型DDX3
及びDDX3の欠失フラグメントの産生が確認され、このことは、これらの結果の説明と
してのタンパク質発現の差を除外した。
DDX3は、恒常的にTRAIL−R2と会合し、TRA−8抵抗性細胞における及び
FADD動員の封鎖と相関するが、このことは、TRAIL−R2会合DDX3がFAD
Dの動員を防止することを示す。TRAIL−R2を通じてDDX3及びFADDの間に
連絡があり得る。DDX3及びFADDが、TRAIL−R2のデスドメインで共通の結
合モチーフを共有しているのか、又はこれらの2つの結合モチーフが互いに近接しており
、先に結合したDDX3がFADDの動員と干渉するのかを試験するために、TRAIL
−R2におけるDDX3結合ドメインの位置を決定した。全長TRAIL−R2及び一連
のTRAIL−R2アミノ末端ドメイン欠失体(デスドメインの完全な欠失体を含む)を
コードするベクターを構築した(図8B)。DDX3の機能を評価し、内在性ヒトTRA
IL−R2を排除するために、類似したアプローチにおいて、マウス線維芽細胞株、NI
H3T3を、ヒトTRAIL−R2及びDDX3の共発現のための宿主細胞として選択し
た。3T3細胞を、Hisタグを有するDDX3及び全長TRAIL−R2、DDX3及
びTRAIL−R2の一連の欠失突然変異体、及びDDX3単独をコードするプラスミド
で共トランスフェクションした。細胞表面TRAIL−R2発現は、TRA−8染色を用
いてフローサイトメトリーによって試験した。すべてのトランスフェクションされた細胞
は、同様のレベルの細胞表面TRAIL−R2を呈し(図8B)、細胞内ドメインの欠失
は、細胞表面TRAIL−R2を変更させないことが示された。それに加えて、すべての
トランスフェクションされた細胞は、抗6−His抗体を用いて総細胞ライセートのウェ
スタン・ブロット解析によって検出したところ、同様のレベルの組換えDDX3を発現し
た。TRAIL−R2欠失突然変異体との組換えDDX3の会合は、TRA−8との共免
疫沈降及び抗6−His抗体を用いたウェスタン・ブロット解析によって試験した(図8
B)。DDX3とのTRAIL−R2の相互作用は、TRAIL−R2のデスドメインと
は独立である。TRAIL−R2結合モチーフをさらにより正確に定義するために、TR
AIL−R2のさらなる欠失突然変異体であるD330及びTRAIL−R2の短縮型(
T300−330)を構築し(図8C)、DDX3とともに3T3細胞を共トランスフェ
クションして、それらの相互作用について解析した。それらの結果により、DDX3はT
RAIL−R2デスドメインと結合せず、むしろ、デスドメイン(アミノ酸340〜アミ
ノ酸420)の近傍の膜近接領域(アミノ酸300〜330)と結合することが明らかに
なった(図8C)。これは、DDX3が、以前に同定されたTRAIL−R2シグナリン
グにおけるデスドメイン関連タンパク質とは異なる役割を果たす可能性があることを示す
。それに加えて、この領域は、TRAIL−R1及びDcR2と非常に相同性が高い(図
8D)。これらのデータは、DDX3が、デスレセプターファミリーのメンバーと会合す
る共通のアダプタータンパク質であることを示す。
DDX3はCARDを含有する。
TRAIL−R2媒介性アポトーシスにおけるDDX3の機能的重要性を、次に、この
分子の特異的特性を解析することにより調査した。カスパーゼ動員ドメイン(CARD)
を含む、DEADボックスタンパク質ファミリーの少なくとも2つのRNAヘリカーゼが
最近同定されており、これらのRNAヘリカーゼのCARDは、アポトーシスの調節因子
として機能する。DDX3はTRAIL−R2媒介性アポトーシスの調節において重要な
役割を果たすので、DEADボックスタンパク質ファミリーメンバーであるDDX3は、
同様にCARDを有することができ、DDX3のアポトーシス阻害機能はCARDに直接
依存することができる。したがって、DDX3がCARDタンパク質である可能性を試験
した。アミノ酸整列(アラインメント)解析は、DDX3が、MDA5及びRIGIのよ
うに、アミノ酸50〜アミノ酸150の間に保存された作用モチーフを有することを示す
。CARDは、ホモタイプの(homotypic)相互作用モチーフである。CARDを含有す
るタンパク質は、このドメインを介して互いに相互作用することができる。DDX3は、
新規な高度に保存されたCARD含有ヘリカーゼであるため、他のCARDタンパク質と
相互作用することができる。cIAP1は、同様にCARD含有タンパク質であり、カス
パーゼの阻害剤として広く認識されており、TNFRI及びTNFRIIに動員されてTN
TRI媒介性アポトーシスを調節する。DDX3がcIAP1と相互作用することができ
るかどうかを、抗DDX3又は抗TRAIL−R2抗体を用いて、共免疫沈降実験におい
て試験した。TRA−8未処理の親細胞及び抵抗性細胞の両方においてTRAIL−R2
共免疫沈降及びDDX3共免疫沈降によって解析したところ、cIAP1は、容易にDD
X3と及びTRAIL−R2複合体と、共免疫沈降することができると決定された(図8
E)。しかし、cIAP1は、TRAIL−R2-DDX3複合体から迅速に放出され、
これは親細胞におけるDDX3切断と相関した。これに対し、cIAP1レベルはTRA
−8処理後に抵抗性細胞においてTRAIL−R2-DDX3複合体で増大した(図8E
)。これらの結果は、DDX3がTRAIL−R2及びcIAP1の間の連結として役立
ち得ることを示す。
ノックダウンDDX3による逆抵抗性。
TRAIL−R2シグナリングにおけるDDX3の役割を研究するために、TRA−8
誘導性アポトーシスにおける内在性DDX3の重要性を試験した。DDX3はTRA−8
誘導性アポトーシスの間に抵抗性細胞において低減しなかったので、DDX3の低減した
レベルの発現が、がん細胞がアポトーシス感受性であるために必要であることができる。
RNAi戦略を用いて、TRAIL−R2媒介性アポトーシスに対する抵抗性におけるD
DX3の役割を決定した。オンライン設計ツールである、BLOCK−IT(登録商標)
RNAiデザイナー(Invitrogen)を用いて、DDX3のためのRNAi標的を同定した
。5つのターゲティングされたshRNA配列を、上位10個の最高スコアのRNAi標
的から選択し、BLOCK−IT(登録商標)U6エントリーベクター中にクローニング
した。TRA−8抵抗性MDA−231細胞を、5つのRNAi構築物でトランスフェク
トして、DDX3のタンパク質発現レベルを、トランスフェクションの48時間後にモノ
クローナル抗DDX3抗体を用いてウェスタン・ブロット解析により決定した。試験した
5つのRNAi構築物のうち、4つが、非トランスフェクション又はGFPでトランスフ
ェクションした対照と比較して、DDX3発現の非常に効果的な阻害剤(50%超の低減
)であった(図9A)。これらの構築物の最も効果的なものである#2を、TRA−8媒
介性アポトーシスにおけるDDX3ノックダウンの効果の解析のために選択した。ノック
ダウンDDX3発現が、TRA−8抵抗性細胞におけるTRA−8感受性を逆転させるか
どうかを決定するために、TRA−8抵抗性MDA−231細胞を、RNAiベクター(
構築物#2)及びトランスフェクトされた細胞のインジケーターとしてGFP発現ベクタ
ーで共トランスフェクションした。トランスフェクションの48時間後、DDX3をTR
AIL−R2と共免疫沈降させ、抗DDX3抗体で探索した。期待したとおり、DDX3
の発現は、対照細胞と比較して有意に低減した(図9B)。GFP陽性細胞を選別し、種
々の濃度のTRA−8とともに一晩培養した。ATPLITEアッセイを用いて、GFP
及び対照ベクターでトランスフェクションされたMDA−231細胞は、TRA−8処理
後にアポトーシスを行なわなかったので、これらの細胞がTRA−8に対する抵抗性を保
持していたことが示された。しかし、DDX3 RNAi及びGFPで共トランスフェク
ションされた細胞は、TRA−8用量依存性細胞死を呈した(図9C)。TUNEL染色
を用いて、有意数のDDX3ノックダウン細胞がアポトーシスを行なったことが見出され
た(図9D)。これらの結果は、DDX3発現のダウンレギュレーションがTRA−8抵
抗性を逆転させることを示す。TRAIL−R2媒介性アポトーシスにおけるDDX3の
因果的な役割をさらに決定するために、腫瘍細胞のパネルにおいてDDX3発現を低減さ
せ、それらのTRA−8誘導性アポトーシス感受性を解析した。DDX3 RNAiは、
内在性DDX3の量を低減させ、いくつかの偶発的抵抗性細胞を含む腫瘍細胞のパネルに
おいてTRA−8誘導性アポトーシスを増強した(図9E〜F)。これに対し、対照オリ
ゴヌクレオチドでトランスフェクトされた細胞は、正常なDDX3発現を示し、TRA−
8誘導性アポトーシスに対して抵抗性のままであった(図9E〜F)。したがって、DD
X3は、TRAIL−R2シグナル伝達装置の重要成分であり、TRAIL−R2媒介性
アポトーシスに対する抵抗性のために必須である。
DDX3結合領域を持たないTRAIL−R2は、プロアポトーシス性である。
DDX3結合モチーフがTRAIL−R2のデスドメイン機能を調節する新規な負の調
節ドメインを表すかどうかを決定するために、突然変異型TRAIL−R2のアポトーシ
ス誘導機能を、野生型TRAIL−R2と比較した。デスドメインを持たないTRAIL
−R2でトランスフェクトされた細胞は、TRA−8処理に応答しないように見えたが、
短縮型DDX3結合ドメインを有するTRAIL−R2でトランスフェクトされた細胞は
、プロアポトーシス性であり、野生型TRAIL−R2でトランスフェクトされた細胞と
比較して、TRA−8誘導性アポトーシスに対してより感受性を呈したように見えた(図
10)。TRAIL−R2媒介性アポトーシスを抑制し得るDDX3の顕著な阻害効果が
あった。これらの知見は、DDX3が、TRAIL−R2誘導性アポトーシスの阻害性媒
介因子であることを示す。
DDX3はTRAIL−R2媒介性アポトーシスを調節するCARDタンパク質である

TRAIL−R2-DDX3−cIAP1シグナリングを吟味するために、cIAP1
に対する結合に必要な領域を評価した。CARDは、DDX3のN末端にあり、cIAP
1と相互作用すると考えられているため、この領域は、cIAP1を結合するのに関与す
ることができる。HEK293A細胞を、Hisタグを有する全長DDX3、DDX3Δ
51−662、DDX3Δ101−662、DDX3Δ151−662、又はDDX3Δ
1−350をコードするプラスミドでトランスフェクトした。全長及びC末端欠失したD
DX3の両方が、cIAP1を共免疫沈降させることができたが、最初の100アミノ酸
が欠失したDDX3は、cIAP1を共免疫沈降させることができなかった(図11A)
。これらの結果は、DDX3のN末端CARDが、cIAP1をTRAIL−R2複合体
に動員することに関与することを確認した。また、cIAP1結合モチーフが切断部位で
あるアミノ酸129〜135(DKSDEDD;配列番号46)の前のDDX3のアミノ
酸50〜100に位置することも示された。DDX3がTRAIL−R2媒介性アポトー
シス中に切断される場合、DDX3のN末端フラグメントとcIAP1の組合せがTRA
IL−R2複合体から解離し、それによって死シグナリングに対するcIAP1の阻害を
救済する。したがって、DDX3は、アポトーシス抵抗性のためにcIAP1及びデスレ
セプターをカップリングさせる候補である。
このコンセプトをさらに強固にするために、アミノ酸1〜150を欠いた優勢陰性突然
変異型DDX3を用いた。この突然変異体、DDX3ΔCARD(DDX3Δ151−6
62)は、cIAP1との相互作用に失敗しするが、なおTRAIL−R2に結合するこ
とができる(図11B)。したがって、DDX3Δ151−662はTRAIL−R2を
結合する野生型DDX3と競合して内在性DDX3の優勢陰性阻害剤となり得るかどうか
を評価した。4つのタイプの細胞を、DDX3ΔCARDでトランスフェクトした。図5
Bに示すように、DDX3ΔCARDでトランスフェクトされた細胞は、内在性全長DD
X3と比較して、より高いレベルのDDX3ΔCARDの発現を呈しており、短縮型DD
X3はTRAIL−R2結合に関して内在性DDX3と競合することができることが示唆
された。図11Bに示すように、抗DDX3及び抗cIAP1抗体を用いて探索してTR
AIL−R2−co−IP及びウェスタン・ブロッティングにより解析したところ、cI
AP1は全長DDX3と共免疫沈降されたが、DDX3ΔCARDとは共免疫沈降されな
かった。さらに、TRA−8媒介性アポトーシスに対するトランスフェクトされた細胞の
感受性を、ATPLITEアッセイを用いて試験した。すべての試験した細胞はTRA−
8処理後に抵抗性のままであったので、全長組換えDDX3の発現は、TRA−8媒介性
アポトーシスに対する感受性を変更しなかった。しかし、高レベルのDDX3ΔCARD
を発現したTRA−8抵抗性腫瘍細胞は、ダウンレギュレーションされたTRAIL−R
2がcIAP1と会合した後にTRA−8誘導性アポトーシスに対する感受性を再獲得し
た。これらのデータは、TRA−8誘導性アポトーシスに対するcIAP1の阻害が、D
DX3のインタクトなCARDによって媒介されることを示す。N末端CARDを欠いた
DDX3は、TRA−8抵抗性を部分的に逆転する優勢陰性剤として役立つことができる
。TRA−8誘導性アポトーシスに対するがん細胞の潜在的感受性は、TRAIL−R2
会合複合体上のDDX3及びcIAP1のレベルによって調節されることができる。
TRAIL−R2−DDX3-cIAP1複合体は、カスパーゼ−8の活性化を阻害す
る。
細胞内に存在するDDX3のレベルがいかにしてカスパーゼ−8動員及びTRAIL−
R2 DISCでのプロセッシングに相関しているかを調べるために、DDX3を定量し
た。MDA−231及びUL−3C親細胞及び抵抗性細胞を、TRA−8で4時間処理し
、TRAIL−R2を、TRA−8とは異なるTRAIL−R2エピトープを認識する新
規な抗TRAIL−R2モノクローナル抗体(クローン:2B4)を用いて免疫沈降させ
た。TRAIL−R2/DDX3/cIAP1複合体を、ビーズから放出させ、TRAI
L−R2会合DDX3及びcIAP1を、抗DDX3及び抗cIAP1抗体を用いたイム
ノブロッティング及びサンドイッチELISA解析に供した。ELISAプレートは、2
B4抗TRAIL−R2抗体でコーティングして、免疫沈降されたTRAIL−R2を捕
獲し、DDX3及びcIAP1を、DDX3(3E2)及びcIAP1に対する特異的モ
ノクローナル抗体によって測定した。親−感受性又は誘導−抵抗性腫瘍細胞のいずれかの
TRA−8での処理は、TRAIL−R2タンパク質レベルを変更しなかった(図12A
)。しかし、TRAIL−R2会合DDX3のレベルは、TRA−8処理によって、感受
性及び抵抗性細胞の両方で有意に変更された。第一に、非処理抵抗性細胞は、3E2抗D
DX3抗体で検出したところ、非処理感受性細胞と比較して、より高いレベルのTRAI
L−R2会合DDX3を発現した(図12B)。重要なことに、TRA−8処理後、TR
AIL−R2会合DDX3は、TRA−8抵抗性細胞において有意に増大したが、感受性
細胞においては顕著な低減が明らかにされた。TRAIL−R2複合体におけるcIAP
1のレベルもまた、DDX3と同じパターンで変更された(図12C)。これらの結果は
、DDX3のCARDドメインは、切断によってアポトーシス中にTRA−8感受性細胞
においてTRAIL−R2複合体から切断されて放出された一方、DDX3及びcIAP
1は、感受性細胞よりも抵抗性細胞においてより効率的に、TRA−8刺激に際してTR
AIL−R2に動員されたことを示す。
機能的DISCを形成するために、がん細胞が、TRAIL−R2複合体からcIAP
1を放出し、TRA−8誘導性アポトーシス中にカスパーゼに対する抑制を低減すること
が必須である。この過程は、DDX3の切断を必要とし、この工程がフィードフォワード
アポトーシス増幅ループを開始するために重要であることが示される。TRAIL−R2
会合DDX3の切断抵抗性は、抵抗性細胞におけるDISC形成の失敗と相関するので、
TRAIL−R2−DDX3−cIAP1複合体でのDDX3切断感受性は、親及び抵抗
性細胞の間で異なる。異なるカスパーゼによるTRAIL−R2会合DDX3切断ポテン
シャルを、両細胞で解析した。TRAIL−R2-DDX3-cIAP1複合体を、抗TR
AIL−R2抗体で共免疫沈降させた。ビーズから溶出させた画分を、活性カスパーゼ−
2及び−8とともにインキュベートした。DDX3の切断を、抗DDX3抗体を用いてウ
ェスタン解析によって検出した。これらの結果は、ELISA解析と合わせて(図12E
)、カスパーゼ−2は両細胞において同様のプロテアーゼポテンシャルを呈するが(図1
2E)、抵抗性細胞におけるカスパーゼ−8によるDDX3切断が、感受性細胞と比較し
て高度に減衰されたことを明らかにした。これらの結果は、TRA−8感受性及び抵抗性
細胞間でDDX3複合体の機能的な差異があることを示す。また、デスレセプター会合開
始カスパーゼによるDDX3の切断の失敗が、TRA−8抵抗性の発生における鍵となる
工程であることをも示す。
DDX3の切断は、誘導された抵抗性細胞においては阻害されたので、DDX3がTR
AIL−R2媒介性アポトーシスを阻害するアポトーシスシグナリングにおける工程を決
定するための研究を進めた。DDX3/cIAP1複合体は、カスパーゼ−8活性化を阻
害すると予測された。したがって、レセプターによる誘発後の最初に検出可能な事象のひ
とつとして、TRAIL−R2−DDX3−cIAP1複合体でのカスパーゼ−8の活性
化を試験した。カスパーゼ−8活性化に対するTRAIL−R2−DDX3−cIAP1
複合体の効果を評価するために、親−感受性又は誘導−抵抗性細胞由来の活性カスパーゼ
−8及びDDX3co−IP溶出画分とともにインキュベートされた蛍光原性基質である
Ac−IETD−AMCを用いて、カスパーゼ活性を測定した。感受性細胞と比較して抵
抗性細胞由来のTRAIL−R2 co−IP溶出画分の広範囲の希釈物にわたって、カ
スパーゼ−8活性の用量依存性の阻害が観察された。それに加えて、精製cIAP1もま
た、カスパーゼ−8プロテアーゼ活性を完全に抑制した(図12F)。DDX3会合cI
AP1が、カスパーゼ−8の当初の活性化の阻害剤であって、それによってDDX3の切
断を防止することは妥当である。したがって、これらのデータは、DDX3-cIAP1
がカスパーゼ−8活性を調節できることの直接証拠を提供し、DDX3-cIAP1はT
RAIL−R2と結合したカスパーゼ−8の特異的調節因子であることを示す。
カスパーゼ−8活性化に対するTRAIL−R2-DDX3-cIAP1の効果を、カス
パーゼアッセイによるDDX3切断と組合わされたcIAP1で阻害されたカスパーゼ−
8の直接解析によって試験し、DDX3-cIAP1もまた、新規なタイプのカスパーゼ
阻害剤として機能することが示された。DDX3-cIAP1複合体は、カスパーゼ−8
の活性化を抑制し、それによって開始カスパーゼによるTRAIL−R2会合DDX3の
切断を阻害することにより、デスレセプタープロアポトーシス的シグナルを停止させるこ
とができる。このモデルは、DDX3がcIAP1の動員を介してTRA−8誘導性アポ
トーシスに対して細胞を保護し、がん細胞における死シグナリング経路の封鎖に寄与する
ことを示す。
例3: N末端領域のセリンリン酸化によるDR5へのDDX3結合の調節
バイオインフォマティクス検索により、DDX3中に、GSK3の潜在的基質について
保存されているセリン豊富なドメイン(配列番号20;配列番号26のアミノ酸70〜9
0に相当)が同定された(図13A)。GSK3の2つの最良の基質であるβ-カテニン
及びグリコーゲンシンセターゼと比較して、DDX3は、活性化された部位(the primed
site)に対してN末端側に5個の連続するセリンを有する。DDX3がGSK3の基質
であることを支持するいくつかの証拠がある:(1)DDX3とGSK3αとの共免疫沈
降により明らかにされたところ、DDX3は、GSK3αと直接会合し、GSK3はDD
X3をリン酸化することができる(図13B);(2)GSK3はSer90に点突然変
異を有するDDX3をリン酸化できない(図13C);(3)Ser90突然変異DDX
3は、TRA−8媒介性アポトーシス間に、増大したDR5からの解離及び切断を呈する
(図13D)。これらの結果は、DDX3のN末端のセリン豊富ドメインは、DR5との
DDX3の会合において調節の役割を果たすことを示す。
別途定義されていない限り、ここで用いられるすべての技術的及び科学的用語は、開示
された方法及び組成物が属する当該技術分野の当業者によって一般に理解されるのと同じ
意味を有する。ここで記載されたものと同様又は等価の任意の方法及び材料は、本発明の
方法及び組成物の実施又は試行において用いることができるが、特に有用な方法、機器及
び材料は記載されているとおりである。ここで引用された刊行物及びそれらが引用されて
いる所以の材料は、参照により具体的にここに援用される。ここにおける何物も、本発明
の発明が従来の発明のおかげでこのような開示に先んじることを許可されていないことの
容認として解釈されるべきではない。いかなる参考文献も先行技術を構成することを容認
されていない。参考文献の論述は、それらの著者が主張するものを記載しており、出願人
は、引用された書類の正確性及び適切性を攻撃する権利を保持する。多数の刊行物がここ
で言及されているが、このような参考文献は、これらの書類のいずれかが当該技術分野に
おける普通一般的な知識の一部を形成することの容認を構成しないことは明白に理解され
るであろう。
本明細書の説明及び特許請求の範囲を通じて、「含む(comprise)」という語、及び「
comprising」及び「comprises」のようなこの語の変化形は、「包含するが制限されない
こと」を意味し、たとえば他の付加物成分、整数又は工程を除外することを意図しない。
当業者は、ここで記載された方法及び組成物の具体的な態様の多数の等価なものを、ル
ーチンの実験以外のものを用いずに、認識し、又は把握することができるであろう。
(参考文献)
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付随する図面は、本明細書に取り込まれ、本明細書の一部を構成するものであり、開示
された方法及び組成物のいくつかの態様を説明するものであって、説明文とともに、開示
された方法及び組成物の原理を説明するために役立つものである。
図1は、TRA−8媒介性アポトーシスに対する腫瘍細胞の抵抗性の誘導を示す。パネル(A)は、TRAIL-R1及びTRAIL-R2の細胞表面発現のフローサイトメトリー分析を示す。ヒト乳がん細胞株MDA−231及びヒト卵巣がん細胞株UL−3Cを、サイクロームコンジュゲート化(CyChrome-conjugated)抗TRAIL−R1(2E12)及びPEコンジュゲート化抗TRAlL−R2(2B4)を用いて染色し、FACScanフローサイトメーターで分析した。パネル(B)は、TRA−8、2E12又はTRAIL媒介性アポトーシスに対するMDA−231及びUL−3C細胞の感受性を示す。細胞を、96ウェルプレート中で1ウェル当たり1,000細胞で3ウェルずつ(三連)で培養し、示した濃度の各アポトーシス誘導剤とともにインキュベートした。架橋剤として、2E12誘導アポトーシスについては、2μg/mlのヤギ抗マウスIgG1を添加し、TRAIL誘導アポトーシスについては、抗Flag抗体を添加した。細胞生存率は、一晩培養後にATPLITEアッセイによって決定した。細胞生存率は、処理したウェルのカウントを培地対照のカウントで割ったパーセンテージによって決定した。各点は、3ウェルずつのセットの平均を表し、少なくとも3回の独立した実験の代表値である。パネル(C)は、TRA−8抵抗性の誘導中のTRA−8媒介性アポトーシスに対する腫瘍細胞の感受性を示す。TRA−8抵抗性の誘導は、細胞を1ng/mlのTRA−8で2日間処理することによって開始した。TRA−8の用量は、2,000ng/mlになるまで2日毎に2倍にした。これらの用量の各サイクルで、非誘導細胞及び対応する各用量で処理中の誘導細胞の細胞生存率を、ATPLITEアッセイによって決定した。データを、3ウェルずつの培養の平均として表す。 図2は、MDA−231及びUL−3C細胞における誘導されたTRA−8抵抗性の選択性を示す。パネル(A)は、MDA−231及びUL−3C細胞におけるTRAIL−R2誘導性アポトーシスを示す。親及び抵抗性のMDA−231及びUL−3C細胞の両方を、示した濃度のTRA−8で処理した。パネル(B)は、MDA−231及びUL−3C細胞におけるTRAIL−R1誘導性アポトーシスを示す。親及び抵抗性のMDA−231及びUL−3C細胞の両方を、示した濃度の2E12で処理した。パネル(C)は、MDA−231及びUL−3C細胞におけるTRAIL誘導性アポトーシスを示す。親及び抵抗性のMDA−231及びUL−3C細胞の両方を、示した濃度の組換え可溶性TRAILで処理した。細胞生存率は、上述のとおりにATPLITEアッセイによって一晩培養後に決定した。パネル(D)は、TRA−8抵抗性の維持を示す。TRA−8抵抗性の誘導後、TRA−8を撤去した。TRA−8抵抗性の維持は、TRA−8の撤去後毎週決定した。細胞を、1,000ng/mlのTRA−8で一晩処理し、ATPLITEアッセイによって細胞生存率を決定した。 図3は、TRA−8抵抗性細胞におけるTRAIL−R2及び関連するアポトーシス調節の発現を示す。パネル(A)は、タンパク質発現のウェスタン・ブロット解析を示す。総細胞ライセートをSDS−PAGEで分離し、ウェスタン・ブロットを行なった。これらのブロットを、1μg/mlの一次抗体と一晩反応させ、続いて、HRPコンジュゲート化二次抗体と反応させた。タンパク質は、ECL化学発光によって明らかにした。パネル(B)は、MDA−231、親及び抵抗性細胞のcDNAアレイ解析を示す。ヒトアポトーシス(上のパネル)及び細胞シグナリング関連遺伝子(下のパネル)のパネルについての膜cDNAアレイは、SuperArray, Inc.から購入した。32P標識cDNAプローブを、MDA−231親及び抵抗性細胞の総RNAから調製し、ブロット上のcDNAアレイとハイブリダイズさせた。遺伝子発現プロフィールは、Cyclone Phosphor-Imagerを用いて解析した。 図4は、TRA−8抵抗性細胞におけるJNK/p38キナーゼ経路及びカスパーゼ経路の活性化を示す。パネル(A)は、TRAIL−R1及びR2を引き金としたカスパーゼ活性化を示す。MDA−231親及び抵抗性細胞を、l,000ng/mlのTRA−8(左のパネル)又は2E12(右のパネル)で示した時間処理した。総細胞ライセートのウェスタン・ブロットを、ポリクローナル抗カスパーゼ8(上のパネル)、抗カスパーゼ3(中央のパネル)又は抗PARP(下のパネル)で探索した。矢印は、全長及び切断されたタンパク質を示す。パネル(B)は、JUK/p38キナーゼ経路の活性化を示す。細胞を、上記と同様にして処理した。総細胞ライセートのウェスタン・ブロットを、ポリクローナル抗リン酸化JNK(上のパネル)又は抗リン酸化p38(下のパネル)で探索した。矢印は、リン酸化されたタンパク質を示す。 図5は、TRA−8抵抗性細胞における変更されたDISC形成を示す。パネル(A)は、DISC形成の共免疫沈降アッセイを示す。MDA−231親及び抵抗性細胞を、1,000ng/mlのTRA−8(左のパネル)又は2E12(右のパネル)で示した時間処理した。TRAIL−Rl及びTRAIL−R2は、2El2又は2B4コンジュゲート化セファロース4B(Sepharose 4B)とともに免疫沈降した。この共免疫沈降されたタンパク質及び総細胞タンパク質のウェスタン・ブロットを、ポリクローナル抗FADD(上のパネル)又は抗カスパーゼ8抗体(中央のパネル)又は抗cFLIP抗体(下のパネル)で探索した。 図5、パネル(B〜E)は、TRA−8抵抗性細胞のTRAIL−R2関連タンパク質の二次元プロテオームプロフィールを示す。MDA231親及び抵抗性細胞を、1,000ng/mlのTRA−8で4時間処理するか、又は対照として未処理のままとした。2B4コンジュゲート化セファロース4BとのTRAIL−R2の免疫沈降の後、溶出したタンパク質を二次元電気泳動によって分離し、SYPROルビー(Ruby)染色緩衝液で染色した。円で囲まれた差時的に発現されたタンパク質のスポットを、PDQuestソフトウェアによって同定した。実験は、再現性のある結果を得るために少なくとも3回繰り返した。 図6は、化学療法剤によるTRA−8抵抗性の逆転を示す。パネル(A)は、化学療法剤の存在下でのTRA−8誘導アポトーシスに対するTRA−8抵抗性細胞の感受性を示す。MDA−231及びUL−3C抵抗性細胞を、0.1CMのタキソール、1VMのアドリアマイシン、100VMのシスプラチン(cisplatin)又は5VMのBisVIIIの存在下又は不存在下で種々の用量のTRA−8で処理した。細胞生存率は、ATPLITEアッセイによって一晩培養後に決定した。パネル(B)は、アドリアマイシンによるTRA−8抵抗性細胞におけるカスパーゼカスケードの活性化を示す。MDA−231抵抗性細胞を、培地対照(レーン)で培養するか、あるいは1,000ng/mlのTRA−8及び1□Mのアドリアマイシンで1時間(レーン2)又は4時間(レーン3)、又は1VMのアドリアマイシン単独又は1,000ng/mlのTRA−8単独(レーン5)で処理した。総細胞ライセートのウェスタン・ブロットを、モノクローナル抗ヒトカスパーゼ抗体で探索した。パネル(C)は、TRA−8抵抗性細胞におけるFADDのTRAIL−R2動員を示す。上述したように異なる処理をしたMDA−231抵抗性細胞由来のTRAIL−R2を、2B4セファロース4Bで免疫沈降させた。TRAIL−R2とのFADDの共免疫沈降は、抗FADD抗体と反応させたウェスタン・ブロットによって決定した。 図7は、TRAIL−R2とのDDX3の会合を示す。MDA231親細胞及び抵抗性細胞を、組換え全長DDX3でトランスフェクトした。トランスフェクションの48時間後、細胞を、500ng/mlのTRA−8で示した時間処理した。総細胞タンパク質を、モノクローナル抗His抗体で探索した(上のパネル)。β-アクチンを、添加対照として用いた。TRAIL−R2会合組換えDDX3の共免疫沈降アッセイは、抗His抗体を用いて決定した(下のパネル)。TRAILと会合する内在性DDX3を解析するために、MDA231親細胞及び抵抗性細胞を、500ng/mlのTRA−8で示した時間処理した。TRAIL−R2は、2B4コンジュゲート化セファロース4Bで免疫沈降された。総細胞タンパク質を、モノクローナル抗DDX3抗体、3E2及び5A6で探索した(上のパネル)。共免疫沈降された内在性DDX3を、モノクローナル抗DDX3抗体、3E2及び5A6で探索した(下のパネル)。親細胞及び抵抗性細胞内のTRAIL−R2を、抗TRAIL−R2ポリクローナル抗体を用いてウェスタン・ブロットによって決定した。 図8は、DDX3及びTRAIL−R2の相互作用領域のマッピングを示す。図8Aは、欠失したDDX3の構築物を示す。示したとおりの全長及び欠失DDX3をコードするcDNAは、pcDNA3.1−HisA発現ベクターにクローニングした。293細胞を、N末端、C末端欠失DDX3及び野生型DDX3でトランスフェクションした。トランスフェクションの48時間後、組換えDDX3の発現をウェスタン・ブロットによって抗His抗体を用いて検出した(上のパネル)。TRAIL−R2で共免疫沈降した組換えDDX3は、ウェスタン・ブロット解析によって抗Hisモノクローナル抗体を用いて決定した(中央のパネル)。TRAIL−R2は、ウェスタン・ブロットによって、抗TRAIL−R2ポリクローナル抗体を用いて決定した(下のパネル)。レーン1:トランスフェクションなし、レーン2〜5:N末端DDX3のΔ2−5、レーン6〜9:C末端DDX3のΔ3−6、レーン10:全長DDX3。 図8Bは、TRAIL−R2とのDDX3の相互作用はデスドメインと独立であることを示す。示したとおりの全長及び欠失したTRAIL−R2をコードするcDNAは、シャトルCMVベクターにクローニングした。マウス3T3細胞を、野生型又は突然変異型のTRAIL−R2及びDDX3で共トランスフェクションした。24時間後、細胞表面発現を、フローサイトメトリー解析によって、TRA−8及びPEコンジュゲート化抗mIgG1を用いて試験した。共トランスフェクションの48時間後、細胞ライセートをTRA−8と共免疫沈降させた。総DDX3(上のパネル)及びTRATL−R2会合DDX3(中央のパネル)を、ウェスタン・ブロットによって抗His抗体を用いて試験した。レーン1:トランスフェクションなし; レーン2: DDX3単独; レーン3: 野生型TRAIL−R2及びDDX3; レーン4〜9: TRAIL−R2及びDDX3のΔl−6。TRAIL−R2は、ウェスタン・ブロットによって抗TRAIL−R2ポリクローナル抗体を用いて決定した(下のパネル)。 図8Cは、示したとおりの全長及び短縮型(truncated)TRAIL−R2をコードするcDNAを、レポータータンパク質としてGFPを有する二重発現ベクターにクローニングしたことを示す。マウス3T3細胞を、野生型又は突然変異型TRAIL−R2及びDDX3で共トランスフェクションした。24時間後、細胞表面発現を、フローサイトメトリー解析によってTRA−8及びPEコンジュゲート化抗mIgG1を用いて試験した。共トランスフェクションの48時間後、細胞ライセートを、TRA−8と免疫沈降させた。TRAIL−R2は、ウェスタン・ブロットによって抗TRAIL−R2ポリクローナル抗体を用いて決定した(上のパネル)。総DDX3(下のパネル)及びTRAIL−R2会合DDX3(中央のパネル)は、ウェスタン・ブロットによって抗His抗体を用いて試験した。レーン1: DDX3単独; レーン2: ΔTRAIL−R2−300−330及びDDX3; レーン3: ΔD330及びDDX3; レーン4: ΔD340及びDDX3; レーン5: 野生型TRAIL−R2及びDDX3。 図8Dは、TRAIL−R2のDDX3結合領域の、DcR2及びDR4とのアミノ酸整列図を示す。 図8Eは、DDX3がTRAIL−R2及びcIAP1の間の連結物として役立つことを示す。MDA231親細胞及びMDA231抵抗性細胞を、示した時間、500ng/mlのTRA−8で処理した。TRAIL−R2は、2B4コンジュゲート化セファロース4Bで免疫沈降させた。DDX3は、3E4コンジュゲート化セファロース4Bで免疫沈降させた。総DDX3、cIAP1(上のパネル)、TRAIL−R2と共免疫沈降させたDDX3、cIAP1(中央のパネル)、DDX3と共免疫沈降させたDDX3、cIAP1(下のパネル)のウェスタン・ブロットを、3E4モノクローナル抗DDX3抗体及び1C12モノクローナル抗cIAP1抗体で探索した。TRAIL−R2は、ウェスタン・ブロットによって抗TRAIL−R2ポリクローナル抗体を用いて決定した(中央のパネル)。 図9は、DDX3のダウンレギュレーションがTRA−8誘導性アポトーシスに対する抵抗性を逆転させることを示す。図9Aは、選択された有効なsRNAi−DDX3を示す。MDA231親細胞を、標的sRNAi−DDX3をコードするU6エントリーベクターでトランスフェクトしたことを示す。トランスフェクションの48時間後、DDX3発現を、ウェスタン・ブロット解析によって抗DDX3抗体を用いて測定した。βアクチンを添加対照として用いた。 図9Bは、MDA231抵抗性細胞を、GFP発現ベクター及びsRNAi−DDX3と共トランスフェクションしたことを示す。トランスフェクションの24時間後、GFP陽性細胞をサイトメトリーによってソーティングし、種々の濃度のTRA−8とともに一晩培養した。DDX3発現は、ウェスタン・ブロットによって抗DDX3抗体を用いて検出した(上のパネル)。TRAIL−R2は、2B4コンジュゲート化セファロース4Bで免疫沈降させた。TRAIL−R2会合DDX3は、3E4モノクローナル抗DDX3抗体で探索した(中央のパネル)。トランスフェクションの24時間後、細胞を、種々の濃度のTRA−8で一晩処理した。TRA−8誘導性アポトーシスに対するトランスフェクションされた細胞の感受性は、ATPLiteアッセイによって決定した。 図9Cは、DDX3 RNAi及びGFPで共トランスフェクションされた細胞は、TRA−8用量依存性細胞死を呈したことを示す。 図9Dは、アポトーシスを行っているトランスフェクションされた細胞がTUNEL染色によって決定されることを示す。 図9Eは、がん細胞のパネルが、対照又はDDX3sRNAi oligoでトランスフェクションされたことを示す。トランスフェクションの48時間後、DDX3の低減された発現をウェスタン・ブロットによって抗DDX3抗体を用いて検出した。βアクチンを添加対照として用いた。 図9Fは、トランスフェクションの24時間後、細胞を種々の濃度のTRA−8で一晩処理したことを示す。TRA−8誘導性アポトーシスに対するトランスフェクトされた細胞の感受性は、ATPLiteアッセイによって決定した。 図10は、DDX3結合モチーフを欠いたTRAIL−R2がプロアポトーシス性であることを示す。マウス3T3細胞を、ΔD340−TRAIL−R2及びDDX3野生型、TRAIL−R2及びDDX3、ΔT300−330−TRAIL−R2及びDDX3で共トランスフェクションした。トランスフェクションの24時間後、細胞を、500ng/mlのTRA−8で一晩処理した。アポトーシス性細胞を、GFP陽性細胞においてPEコンジュゲート化抗TRAIL−R2抗体、ビオチンコンジュゲート化アネキシンV(annexin V)によってフローサイトメトリー解析を用いて決定した。アポトーシス性細胞は、棒グラフで示した。 図11は、DDX3がTRAIL−R2にcIAP1を連結するアダプタータンパク質として役立つことを示す。図11Aは、DDX3のcCARD結合IAP1のマッピングを示す。293細胞を、示したとおりの一連の欠失型DDX3(上のパネル)、N末端アミノ酸1〜アミノ酸50欠失(レーン1)、N末端アミノ酸1〜アミノ酸100欠失(レーン2)、N末端アミノ酸1〜アミノ酸150欠失(レーン3)及びC末端アミノ酸350〜アミノ酸662欠失DDX3(レーン4)及び全長 (レーン5)でトランスフェクションした。トランスフェクションの48時間後、ニッケルビーズを用いて組換えDDX3を免疫沈降させた。総cIAP1(中央のパネル)及び共免疫沈降したcIAP1を、ウェスタン・ブロット解析によって抗cIAP1モノクローナル抗体を用いて決定した(下のパネル)。 図11Bは、CARDを欠いたDDX3はTRA−8抵抗性を逆転させることを示す。4系統のTRA−8抵抗性腫瘍細胞を、全長DDX3(DDX3−FL)又はCARD短縮型DDX3(ΔCARD−DDX3)をコードするアデノウイルスベクターでトランスフェクションした。トランスフェクションの48時間後、細胞ライセートを、TRA−8で免疫沈降させ、続いて、共免疫沈降したDDX3(上のパネル)及びcIAP1(中央のパネル)のウェスタン・ブロット解析を行なった。TRAIL−R2を、ウェスタン・ブロット解析によって抗TRAIL−R2ポリクローナル抗体を用いて決定した(下のパネル)。 図11Cは、ATPLiteアッセイによって決定した細胞生存率を示す。トランスフェクションした細胞を、500ng/mlのTRA−8と一晩インキュベートした。 図12は、TRAIL−R2/DDX3/cIAP1タンパク質複合体がTRA−8抵抗性細胞においてカスパーゼ−8活性化及びDDX3切断をブロックすることを示す。図12Aは、TRA−8感受性及び抵抗性細胞におけるTRAIL−R2/DDX3/cIAP1タンパク質複合体を示す。MDA231親(MDA231p)及び誘導された抵抗性(MDA231r)細胞、UL−3C親(UL−3Cp)及び誘導された抵抗性(UL−3Cr)細胞を、500ng/mlのTRA−8で8時間処理した。総細胞ライセートを、2B4抗TRAIL−R2抗体コンジュゲート化セファロース4Bで免疫沈降させ、グリシン−塩酸、pH2.0で溶出させて、直ちに1Mトリス緩衝液で中和した。ELISAプレートを、2B4抗TRAIL−R2抗体でコーティングし、3%BSA−PBSでブロッキングした。TRAIL−R2 co−IP由来タンパク質複合体とのインキュベーション後、TRAIL−R2を、ビオチンコンジュゲート化ポリクローナル抗TRAIL−R2抗体と、続いてHRPコンジュゲート化ストレプトアビジンとを用いて検出した。図12Bは、DDX3が、ビオチンコンジュゲート化3E2抗DDX3抗体、続いてHRPコンジュゲート化ストレプトアビジンによって検出されたことを示す。図12Cは、cIAP1が、ビオチンコンジュゲート化1C12抗cIAP1抗体、続いてHRPコンジュゲート化ストレプトアビジンによって検出されたことを示す。 図12Dは、カスパーゼ媒介性切断に対するDDX3の差時的感受性を示す。DDX3を、示したとおりの細胞から、2B4抗TRAIL−R2抗体コンジュゲート化セファロース4Bとの免疫沈降によって単離し、示したとおりのカスパーゼ−2又はカスパーゼ−8と、37℃で4時間インキュベートした。 図12Eは、5A6を捕獲抗体、3E2を検出抗体として、サンドイッチELISAによってDDX3の量を測定したことを示す。結果は、切断後のDDX3を切断しない対照で割ったパーセンテージとして表される。 図12Fは、カスパーゼ8活性に対するDDX3/cIAP1複合体の効果を示す。DDX3は、示したとおりの細胞から2B4抗TRAIL−R2抗体コンジュゲート化セファロース4Bとの免疫沈降によって単離し、カスパーゼ8の蛍光基質であるAc−IETD−AMCの存在下で2時間、組換え活性ヒトカスパーゼ8とインキュベートした。カスパーゼ8の阻害は、低減した蛍光強度によって測定した。結果は、対照ウェル中における最大活性のパーセンテージとして表される。 図13は、会合及び切断の調節におけるDDX3のセリン豊富なドメインの役割を示す。パネル(A)は、GSK3基質の保存されたドメインを示す。 図13、パネル(B)は、GSK3αによって共免疫沈降されたDDX3を示す(上段)。TRA−8感受性MDA231細胞を、リチウムとともに又はなしで、TRA−8で2時間処理した。総細胞ライセートを、抗GSK3αビーズで免疫沈降させた。GSK3αとタンパク質を、ウェスタン・ブロットによって、抗DDX3抗体を用いて解析した。GSK3はDDX3をリン酸化する(B、下段)。組換えDDX3及びタウ(tau)を基質として用い、PKAとともに又はなしで、GSKと1時間インキュベートした。取り込まれた32Pをカウントし、cpmとして表した。 図13、(C)GSK3は、Ser90変異体DDX3をリン酸化できない。 図13、(D)MDA231細胞を野生型DDX3及びSer90変異体DDX3でトランスフェクトした。TRA−8処理後、DR5からのDDX3の解離及びDDX3の切断を決定した。

Claims (7)

  1. デスレセプターアゴニスト抗体に対する抵抗性のバイオマーカーについて細胞をスクリーニングするインビトロの方法であって、DR5及びDDX3の会合をモニタリングする工程を含み、前記デスレセプターはDR5であり、かつ、前記会合が前記デスレセプターアゴニスト抗体に対する抵抗性を意味することを特徴とする、方法。
  2. 前記細胞を前記デスレセプターアゴニスト抗体と予め接触させる工程をさらに含む、請求項1記載の方法。
  3. デスレセプターアゴニスト抗体に対する抵抗性のバイオマーカーについて細胞をスクリーニングするインビトロの方法であって、カスパーゼ調節因子(IAP)とDDX3との会合をモニタリングする工程を含み、前記IAPはcIAP1及びcIAP2から選択され、前記デスレセプターはDR5であり、かつ、前記IAPとDDX3との会合が前記デスレセプターアゴニスト抗体に対する抵抗性を示すことを特徴とする、方法。
  4. 前記細胞を前記デスレセプターアゴニスト抗体と予め接触させる工程をさらに含む、請求項3記載の方法。
  5. デスレセプターアゴニスト抗体に対する抵抗性をインビトロでモニタリングする方法であって、生物学的試料中のcIAP1及びcIAP2から選択されるカスパーゼ調節因子とDDX3との会合を検出する工程を含み、前記デスレセプターはDR5であり、かつ、前記会合はデスレセプター(DR5)アゴニスト抗体に対する抵抗性を示すことを特徴とする方法。
  6. デスレセプターアゴニスト抗体に対する抵抗性をインビトロでモニタリングする方法であって、生物学的試料中のDDX3とDR5との会合を検出する工程を含み、前記デスレセプターはDR5であり、かつ、デスレセプター(DR5)アゴニスト抗体に対する抵抗性を有する細胞の会合のレベルと同様の会合のレベルはデスレセプター(DR5)アゴニスト抗体に対する抵抗性を示すことを特徴とする方法。
  7. cIAP1及びcIAP2から選択されるIAPとDDX3との会合を検出する工程であって、デスレセプター(DR5)アゴニスト抗体に対する抵抗性を有する細胞の会合のレベルと同様のIAP及びDDX3間の会合のレベルはデスレセプター(DR5)アゴニスト抗体に対する抵抗性を示す工程、をさらに含む、請求項6記載の方法。
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