JP6170925B2 - 癌のマーカーとしてのbin1の発現 - Google Patents

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Description

関連出願の相互参照
本出願は、参照により、その全体が本明細書に組み込まれる、2011年9月30日に出願された米国特許仮出願61/541,539号の利益を主張するものである。
癌は、米国における主要な死因の1つである。癌の初期診断、ならびに転移および治療効果の効率的な監視が、リスク層別化および治療法決定に役立てることができる。
対象を癌についてスクリーニングする方法が提供される。この方法は、対象から血液試料を得ることと、エクソン12aによってコードされるポリペプチドを含有するブリッジングインテグレーター1(BIN1)アイソフォーム(すなわち、12a+ BIN1)のレベルを試料中で検出することとを含む。陰性対照レベルと比較して、血液試料中の高いレベルの12a+ BIN1アイソフォームは、対象が癌を有することを示唆する。したがって、対象が高い12a+ BIN1アイソフォームのレベルを有する場合、方法は、例えば、癌を確認してさらに定義する目的で、組織学的検査または他の分析のために、対象から組織試料を得ることをさらに含むことができる。
エクソン12aによってコードされるポリペプチドを含有するBIN1の少なくとも5個のアイソフォームが存在する:アイソフォーム1、4、5、6(本明細書においてCa−1とも称される)、および本明細書においてCa−2と称されるアイソフォームである。したがって、開示される方法は、Ca−1、Ca−2、およびそれらの組み合わせのレベルを含む、BIN1アイソフォームのサブセットのレベルを決定することを含むことができる。したがって、開示される方法は、血液試料中のCa−1および/またはCa−2アイソフォームレベルを決定することを含むことができる。
また、BIN1アイソフォームCa−1およびCa−2のレベルの変化に基づいて、対象における癌治療薬の有効性を決定するための方法も提供される。この方法は、第1の癌治療薬を用いた治療の前に、癌に罹患する対象から第1の血液試料を得ることと、第1の血液試料中のCa−1および/またはCa−2アイソフォームの第1のレベルを決定することと、第1の癌治療薬を用いた少なくとも1回の治療の後に、癌に罹患する対象から第2の血液試料を得ることと、第2の血液試料中のCa−1および/またはCa−2アイソフォームの第2のレベルを決定することと、第1のレベルを第2のレベルと比較することとを含むことができる。これらの方法において、第2の血液試料中のCa−1および/またはCa−2アイソフォームの値が、第1の血液試料と比較して増加するかまたは減少しない場合、対象のために第2の癌治療薬を選択することができ、それは、癌治療薬を付加的または代替的な外科手術、化学療法、もしくは放射線療法で補完することまたは置き換えることを含む。例えば、化学療法薬の投与量が増加されてもよい。第2の血液試料中のCa−1および/またはCa−2アイソフォームの値が、第1の血液試料と比較して低下した場合、第1の癌治療薬を用いた対象の治療を継続することができる。Ca−1および/またはCa−2アイソフォームの値が十分に低下した場合、治療薬を中止してもよいか、または維持療法を開始してもよい。この方法は、後続の各癌治療薬ごとに繰り返すことができる。Ca−1および/またはCa−2アイソフォームのレベルは、癌負荷の目安であり、それによって疾患および癌治療薬の効果の定量化が可能となる。
対象において癌を治療する方法がさらに提供される。この方法は、癌に罹患する対象由来の第1の血液試料中のCa−1および/またはCa−2アイソフォームのレベルを決定することと、対象に第1の治療を提供することと、対象由来の第2の血液試料中のCa−1および/またはCa−2アイソフォームのレベルを決定することと、第2の血液試料中のCa−1および/またはCa−2アイソフォームのレベルが、第1の血液試料中の発現レベルよりも高いか、低いか、またはそれと同じであるかに基づいて、対象に第2の治療を提供することとを含む。
また、高いCa−1および/またはCa−2アイソフォームレベルを示す癌のサブタイプを選択し、BIN1経路に対応する治療薬を提供することにより、対象において癌を治療する方法も提供される。この方法は、対象から血液試料を得ることと、血液試料中のCa−1および/またはCa−2アイソフォームのレベルを決定することと、Ca−1および/またはCa−2アイソフォームレベルを1つ以上の対照レベルと比較することと、高いCa−1および/またはCa−2アイソフォームレベルが決定された場合、対象にインドールアミン2,3−ジオキシゲナーゼ(IDO)の阻害剤を投与することとを含む。
また、ヒトBIN1のエクソン12aによってコードされるポリペプチド(12a+ BIN1)に選択的に結合する単離された抗体も提供される。Ca−1および/またはCa−2アイソフォームレベルを検出するために、この抗体を含有するキットも提供される。キットは、12a+ BIN1を検出するためのアッセイシステム、12a+/13+ BIN1を検出するためのアッセイシステム、および/または10+/12a BIN1を検出するためのアッセイシステムを含むことができる。
1つ以上の実施形態の詳細は、以下の添付の図面および発明を実施するための形態に記載される。他の特徴、目的、および利点は、発明を実施するための形態および図面、ならびに特許請求の範囲から明らかになる。
特定の実施形態では、例えば以下が提供される:
(項目1)
対象において癌をスクリーニングする方法であって、
(a)前記対象から血液試料を得ることと、
(b)前記試料中の12a+ブリッジングインテグレーター1(BIN1)ポリペプチドのレベルを検出することと、
(c)前記試料中の12a+/13+ BIN1ポリペプチドのレベルを検出することと、
(d)前記試料の12a+/13− BIN1値を決定するために、ステップ(b)の前記検出されたレベルをステップ(c)の前記検出されたレベルと比較することと、
(e)ステップ(d)からの前記12a+/13− BIN1値を1つ以上の対照値と比較することであって、高い12a+/13− BIN1値は、前記対象が癌を有することを示唆する、比較することと、
(f)ステップ(e)において同定された前記対象から組織試料を得ることと、を含む、方法。
(項目2)
高い12a+/13− BIN1値は、陰性対照値を1つ以上の陽性対照値と比較することによって決定される閾値に基づいており、前記閾値よりも高い12a+/13− BIN1値は、前記対象が癌を有することを示唆する、項目1に記載の方法。
(項目3)
前記閾値は、平均陰性対照値より少なくとも1標準偏差高く設定される、項目2に記載の方法。
(項目4)
前記閾値は、平均陰性対照値より少なくとも2標準偏差高く設定される、項目2に記載の方法。
(項目5)
前記閾値は、陽性対照値と比較して統計的に有意な差を示さない、項目2に記載の方法。
(項目6)
前記癌は、細胞腫、肉腫、またはリンパ腫である、項目1〜5のいずれか1項に記載の方法。
(項目7)
前記癌は、肺癌、結腸直腸癌、膵臓癌、卵巣癌、甲状腺癌、リンパ腫、メラノーマ、および肉腫からなる群から選択される、項目6に記載の方法。
(項目8)
前記癌は、肺癌である、項目6に記載の方法。
(項目9)
前記癌は、腺癌、扁平上皮癌、大細胞癌、または小細胞癌である、項目8に記載の方法。
(項目10)
前記対象は、癌を発症するリスクがある、項目1〜9のいずれか1項に記載の方法。
(項目11)
前記対象は、肺癌を発症するリスクがある、項目10に記載の方法。
(項目12)
肺癌を発症するリスクがある前記対象は、喫煙歴を有するか、アスベストに曝露されてきたか、個人もしくは家族が肺癌の病歴を有するか、または長期的に受動喫煙に曝露された歴史を有する、項目11に記載の方法。
(項目13)
前記12a+/13− BIN1値および前記1つ以上の対照値は、前記対象の年齢によって正規化される、項目1〜12のいずれか1項に記載の方法。
(項目14)
前記対象は、少なくとも50歳である、項目1〜11のいずれか1項に記載の方法。
(項目15)
12a+ BIN1ポリペプチドは、12a+ BIN1特異的抗体を使用して検出される、項目1〜14のいずれか1項に記載の方法。
(項目16)
前記抗体は、配列番号1に選択的に結合するが、配列番号3には結合しない、項目15に記載の方法。
(項目17)
前記抗体は、モノクローナル抗体または組換え抗体である、項目16に記載の方法。
(項目18)
前記抗体重鎖の相補性決定領域(CDR)は、アミノ酸配列の配列番号10、配列番号11、および配列番号12を含む、項目17に記載の方法。
(項目19)
前記抗体軽鎖のCDRは、アミノ酸配列の配列番号13、配列番号14、および配列番号15を含む、項目17または18に記載の方法。
(項目20)
対象における癌治療薬の有効性を決定する方法であって、
(a)第1の癌治療薬を用いた治療の前に、癌に罹患する対象から第1の血液試料を得ることと、
(b)前記第1の血液試料中の第1の12a+/13− BIN1値を決定することと、
(c)前記第1の癌治療薬を用いた少なくとも1回の治療の後に、癌に罹患する対象から第2の血液試料を得ることと、
(d)前記第2の血液試料中の第2の12a+/13− BIN1値を決定することと、
(e)前記第1の12a+/13− BIN1値を前記第2の12a+/13− BIN1値と比較することと、
(e)前記第2の血液試料中の前記12a+/13− BIN1値が、前記第1の血液試料と比較して増加するかもしくは減少しない場合、前記対象のために第2の癌治療薬を選択すること、または、前記第2の血液試料中の前記12a+/13− BIN1値が、前記第1の血液試料と比較して低下した場合、前記第1の癌治療薬を用いて前記対象を治療し続けることと、を含む、方法。
(項目21)
前記癌は、細胞腫、肉腫、またはリンパ腫である、項目20に記載の方法。
(項目22)
前記癌は、肺癌、結腸直腸癌、膵臓癌、卵巣癌、および甲状腺癌からなる群から選択される、項目20に記載の方法。
(項目23)
前記癌は、肺癌である、項目22に記載の方法。
(項目24)
前記癌は、腺癌、扁平上皮癌、大細胞癌、または小細胞癌である、項目23に記載の方法。
(項目25)
対象において癌を治療する方法であって、
(a)前記対象から血液試料を得ることと、
(b)前記試料中の12a+ブリッジングインテグレーター1(BIN1)ポリペプチドのレベルを検出することと、
(c)前記試料中の12a+/13+ BIN1ポリペプチドのレベルを検出することと、
(d)前記試料の12a+/13− BIN1値を決定するために、ステップ(b)の前記検出されたレベルをステップ(c)の前記検出されたレベルと比較することと、
(e)ステップ(d)からの前記12a+/13− BIN1値を1つ以上の対照値と比較することと、
(f)高い12a+/13− BIN1値が決定された場合、インドールアミン−2,3−ジオキシゲナーゼ(IDO)の阻害剤を前記対象に投与することと、を含む、方法。
(項目26)
高い12a+/13− BIN1値は、陰性対照値を1つ以上の陽性対照値と比較することによって決定される閾値に基づいており、前記閾値よりも高い12a+/13− BIN1値は、前記対象が癌を有することを示唆する、項目25に記載の方法。
(項目27)
前記閾値は、平均陰性対照値より少なくとも1標準偏差高く設定される、項目26に記載の方法。
(項目28)
前記閾値は、平均陰性対照値より少なくとも2標準偏差高く設定される、項目26に記載の方法。
(項目29)
前記閾値は、陽性対照値と比較して統計的に有意な差を示さない、項目26に記載の方法。
(項目30)
前記癌は、細胞腫、肉腫、またはリンパ腫である、項目26に記載の方法。
(項目31)
前記癌は、肺癌、結腸直腸癌、膵臓癌、卵巣癌、および甲状腺癌からなる群から選択される、項目26に記載の方法。
(項目32)
前記癌は、肺癌である、項目31に記載の方法。
(項目33)
前記癌は、腺癌、扁平上皮癌、大細胞癌、または小細胞癌である、項目32に記載の方法。
(項目34)
前記エクソン12a+ BIN1ポリペプチドのレベルは、12a+ BIN1特異的抗体を使用して決定される、項目25〜33のいずれか1項に記載の方法。
(項目35)
前記抗体は、配列番号1に選択的に結合するが、配列番号3には結合しない、項目34に記載の方法。
(項目36)
前記抗体は、モノクローナル抗体または組換え抗体である、項目35に記載の方法。
(項目37)
前記抗体重鎖の相補性決定領域(CDR)は、アミノ酸配列の配列番号10、配列番号11、および配列番号12を含む、項目36に記載の方法。
(項目38)
前記抗体軽鎖のCDRは、アミノ酸配列の配列番号13、配列番号14、および配列番号15を含む、項目36または37に記載の方法。
(項目39)
前記IDO阻害剤は、1−メチル−トリプトファンまたは1−メチル−D−トリプトファンを含む、項目25〜38のいずれか1項に記載の方法。
(項目40)
配列番号1には結合するが、配列番号3には結合しない、ヒト12a+ BIN1に選択的に結合する単離された抗体。
(項目41)
前記抗体重鎖の相補性決定領域(CDR)は、アミノ酸配列の配列番号10、配列番号11、および配列番号12を含む、項目40に記載の単離された抗体。
(項目42)
前記抗体軽鎖のCDRは、アミノ酸配列の配列番号13、配列番号14、および配列番号15を含む、項目40または41に記載の単離された抗体。
(項目43)
前記抗体は、モノクローナル抗体である、項目40に記載の単離された抗体。
(項目44)
前記抗体は、組換え抗体である、項目40に記載の単離された抗体。
(項目45)
12a+/13− BIN1アイソフォームレベルを決定するためのキットであって、
(a)12a+ BIN1ポリペプチドを検出するためのアッセイシステムであって、
(i)12a+ BIN1に選択的に結合する抗体と、
(ii)複数のヒトBIN1アイソフォームに選択的に結合する抗体と、を含み、
(a)(i)の前記抗体が固体表面に固定化される場合、(a)(ii)の前記抗体は固定化されないか、または(a)(i)の前記抗体が固定化されない場合、(a)(ii)の前記抗体が固体表面に固定化される、アッセイシステムと、
(b)12a+/13+ BIN1ポリペプチドを検出するためのアッセイシステムであって
(i)13+ BIN1に選択的に結合する抗体と、
(ii)12a+ BIN1に選択的に結合する抗体と、を含み、
(b)(i)の前記抗体が固体表面に固定化される場合、(b)(ii)の前記抗体は固定化されないか、または(b)(i)の前記抗体が固定化されない場合、(b)(ii)の前記抗体が固体表面に固定化される、アッセイシステムと、を含む、キット。
(項目46)
(a)(ii)の前記抗体は、11+ BIN1に選択的に結合する、項目45に記載の方法。
進行期の癌に罹患するイヌにおいて血清BIN1が増加することを示すヒストグラムを示す。検出は、全BIN1に基づいている。(***P<0.001) どちらもエクソン12aを含有するBIN1アイソフォーム1およびアイソフォーム4の配列アラインメントである。 選択的スプライシングに起因するエクソンの有無に基づくBIN1アイソフォームの図である。 図4Aおよび4B。12a+/13+ BIN1レベルを検出するためのアッセイ(図4A)および12a+ BIN1を検出するためのアッセイ(図4B)を使用した、BIN1組換えタンパク質の標準曲線である。 図4Aおよび4B。12a+/13+ BIN1レベルを検出するためのアッセイ(図4A)および12a+ BIN1を検出するためのアッセイ(図4B)を使用した、BIN1組換えタンパク質の標準曲線である。 正常試料(四角形)および癌試料(三角形)における12a+/13+ BIN1レベル(X軸)および12a+ BIN1レベル(Y軸)を示すプロットである。 正常試料中の12a+/13− BIN1レベルを年齢の関数として示すプロットである。 ヒト正常試料、肺癌試料、膵臓癌試料、結腸直腸癌試料、卵巣癌試料、および甲状腺癌試料中の12a+/13− BIN1レベルを表すプロットである。水平バーは、中央値を表す。 併せた癌試料からの12a+/13− BIN1レベルを癌の病期の関数として示すプロットである。 図9A〜9E。肺癌試料(図9A)、膵臓癌試料(図9B)、結腸直腸癌試料(図9C)、卵巣癌試料(図9D)、および甲状腺癌試料(図9E)からの12a+/13− BIN1レベルの、癌の病期の関数としてのプロットである。 図9A〜9E。肺癌試料(図9A)、膵臓癌試料(図9B)、結腸直腸癌試料(図9C)、卵巣癌試料(図9D)、および甲状腺癌試料(図9E)からの12a+/13− BIN1レベルの、癌の病期の関数としてのプロットである。 図9A〜9E。肺癌試料(図9A)、膵臓癌試料(図9B)、結腸直腸癌試料(図9C)、卵巣癌試料(図9D)、および甲状腺癌試料(図9E)からの12a+/13− BIN1レベルの、癌の病期の関数としてのプロットである。 図9A〜9E。肺癌試料(図9A)、膵臓癌試料(図9B)、結腸直腸癌試料(図9C)、卵巣癌試料(図9D)、および甲状腺癌試料(図9E)からの12a+/13− BIN1レベルの、癌の病期の関数としてのプロットである。 図9A〜9E。肺癌試料(図9A)、膵臓癌試料(図9B)、結腸直腸癌試料(図9C)、卵巣癌試料(図9D)、および甲状腺癌試料(図9E)からの12a+/13− BIN1レベルの、癌の病期の関数としてのプロットである。 健常なイヌおよび癌のイヌの血液試料中の12a+/13− BIN1レベル(治療前および治療後)を示すプロットである。 図11A〜11C。イヌの12a+/13− BIN1レベルを示す経時的変化のグラフである。図11Aは、>15の治療前シグナルを有する1番および4番の動物に関する結果を示す。図11Bは、<15であるが>2の治療前シグナルを有する5番および8番の動物に関する結果を示す。図11Cは、>2の治療前シグナルを有する9番および11番の動物に関する結果を示す。 図11A〜11C。イヌの12a+/13− BIN1レベルを示す経時的変化のグラフである。図11Aは、>15の治療前シグナルを有する1番および4番の動物に関する結果を示す。図11Bは、<15であるが>2の治療前シグナルを有する5番および8番の動物に関する結果を示す。図11Cは、>2の治療前シグナルを有する9番および11番の動物に関する結果を示す。 図11A〜11C。イヌの12a+/13− BIN1レベルを示す経時的変化のグラフである。図11Aは、>15の治療前シグナルを有する1番および4番の動物に関する結果を示す。図11Bは、<15であるが>2の治療前シグナルを有する5番および8番の動物に関する結果を示す。図11Cは、>2の治療前シグナルを有する9番および11番の動物に関する結果を示す。
本明細書に記載される方法は、対象由来の血液試料において、エクソン12aによってコードされるポリペプチドを含有するBIN1アイソフォーム(12a+ BIN1)の高いレベルのサブセットを検出することにより、対象において癌を検出することができるという知見に基づいている。陰性対照レベルと比較して、対象由来の血液試料における高いレベルの12a+ BIN1アイソフォームは、その対象が癌を有することを示唆する。したがって、12a+ BIN1の発現は、対象における癌の診断を決定するため、対象における癌の進行レベルまたは転移の可能性を決定するため、および対象における疾患を追跡するためのマーカーとして使用することができる。さらに、12a+ BIN1の発現は、例えば、BIN1経路に影響を及ぼす薬剤を含む効果的な治療薬を選択する手段として、対象における癌のサブタイプを決定するために使用することができる。
ブリッジングインテグレーター1(BIN1)遺伝子は、選択的スプライシングにより核細胞質タンパク質のいくつかのアイソフォームをコードする。現在のところ、10個のBIN1アイソフォームが同定されており、2個のアイソフォームが遍在的に発現される一方で、他のアイソフォームは特異的組織にのみ存在する。異なる機能の中でも、BIN1は、発癌性タンパク質c−Mycに結合することにより、腫瘍抑制因子として作用する。したがって、いくつかの試験は、癌の進行中にBIN1の発現の低下を示している。興味深いことに、BIN1の異常なスプライシング、およびその結果としての特異的アイソフォーム(複数可)の発現における増加が癌の進行と相関しているという証拠が増加している。表1に列挙される公的なデータベースを使用して、BIN1配列において生じる可能性がある生殖細胞系列変異および体細胞変異を同定するため、ならびにヒト疾患進行中の選択的BIN1スプライシングと発現との間の相関関係を特定するために、BIN1のアイソフォーム4の配列を捕捉するための試験を行った。
Figure 0006170925
BIN1遺伝子は、127,805,599bpと127,864,903bpの間の2番染色体(2q14)に位置し(出典:NCBI)、少なくとも10個の異なるアイソフォームを形成するように選択的にスプライシングすることができる20個のエクソンを含む。BIN1タンパク質は、BARドメイン(BIN1−アンフィフィシン−Rvs167)、ホスホイノシチド結合ドメイン、クラスリン関連タンパク質結合ドメイン(CLAP)、Myc結合ドメイン(MBD)、およびSrc相同性ドメイン3(SH3)等の個別のドメインを含有する(Prendergast GC, et al.,Biochim Biophys Acta.2009 1795(1):25−36)。エクソン12aは、CLAPドメインの一部をコードする。BIN1の4個のアイソフォームは、BIN1の最も長いアイソフォーム(変異体1;GenBank受入番号AF004015)、および転写変異体4(GenBank受入番号AF068918、NM_139346、NP_647596)とも称されるBIN1+12aを含むエクソン12aを含有する。BIN1+12aは、BIN1の変異体1と比較して、コード領域において4個のインフレームのエクソンが欠落しており、追加のインフレームのエクソン(エクソン10)を有する。BIN1の変異体1および変異体4の配列アラインメントは、図2に提供される。BIN1の変異体1および変異体4は、主として中枢神経系において発現される。
BIN1遺伝子におけるいくつかの遺伝子変異は、筋力低下疾患である中心核ミオパチーと関連付けられている。これらの変異は、lys35からasn(K35N)への置換をもたらす、BIN1遺伝子におけるホモ接合型105のGからTへの塩基変換、およびasp151からasn(D151N)への置換をもたらす、ホモ接合型451のGからAへの変換を含む。また、lys575からter(K575X)への置換をもたらす早期停止BIN1タンパク質を形成する変異も、BIN1遺伝子におけるホモ接合型1723のAからTへの塩基変換とともに同定されている。最後に、arg154からgln(R154Q)への置換をもたらす、BIN1遺伝子のエクソン6におけるホモ接合型461のGからAへの変換もまた、常染色体劣性遺伝性中心核ミオパチーに罹患する患者において同定されている。BIN1のアイソフォーム8(GenBank受入番号AF068918)は、BIN1変異体1と比較して、コード領域において、エクソン12aを含む5個のインフレームのエクソンが欠落した、追加のインフレームのエクソン(エクソン10)を有する変異体であり、骨格筋において特異的に発現される。エクソン10(ホスホイノシチド結合ドメイン)の排除をもたらすこのアイソフォーム8の選択的スプライシングは、筋緊張性ジストロフィーにおける筋力低下と関連している。最後に、エクソン12a中の2個を含む、BIN1遺伝子におけるいくつかの単一ヌクレオチド多型(SNP)が記載されている。これら2つのSNPに関する表現型は同定されていない。
BIN1は、c−Mycへの結合を通して腫瘍抑制因子として作用し、その後、その転写活性を抑制する。したがって、BIN1の発現の減衰が、乳癌、前立腺癌、肺癌、脳癌、結腸癌の多くの症例に観察される。興味深いことに、遍在的なアイソフォーム9および10の癌特異的変異体は、CNS特異的エクソン12aの異常な封入を示す。12a+ BIN1アイソフォームは、多くの腫瘍細胞および腫瘍細胞株において観察され、ヒトの癌における一般的なスプライシング異常事象を意味する(Prendergast GC,et al.,Biochim Biophys Acta.2009 1795(1):25−36)。例えば、これらの12a+ BIN1アイソフォームは、メラノーマにおいて異常に発現され、この選択的スプライシングは、BIN1の腫瘍抑制因子活性を無効にし、プログラム細胞死を誘導せずにc−Mycの過剰発現を許容する(Ge K,et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.1999 96(17):9689−94;Xu Q,et al.,Nucleic Acids Res.2003 31(19):5635−43)。
ミスセンスおよび同義の両方のBIN1遺伝子における体細胞変異も、皮膚癌(8個の試料のうち3個)、脳癌(2/469)、肺癌(1/11)、卵巣癌(3/3)、大腸癌(2/14)、および前立腺癌(3/4)を含む癌のいくつかの症例において報告されている。
さらに、BIN1レベルの増加は、異なる種類の癌または癌の進行中に観察されている。SW480結腸癌細胞株およびそれらに関連するリンパ節転移SW620細胞の遺伝子アレイ分析は、原発腫瘍から単離されたSW480細胞と比較して、転移細胞SW620におけるBIN1の転写レベルの統計的に有意な増加を示した。高密度オリゴヌクレオチドを用いて22個の原発性ヒト進行胃癌組織および8個の非癌性胃組織を分析した別の試験において、BIN1転写物のレベルは、患者の癌組織の40%において正常な胃組織よりも高かった。異なる試験では、BIN1のN末端またはC末端ドメインに対する抗体を使用して、異なる癌に罹患する患者の組織におけるBIN1タンパク質の発現を測定した。その結果は、悪性リンパ腫(症例の75%)、悪性神経膠腫(48%)、および精巣癌(43%)においてBIN1の強い発現を示した。さらに、結腸直腸癌(症例の73%)、前立腺癌(100%)、卵巣癌(62%)、皮膚癌(66%)、腎臓癌(75%)、および肺癌(46%)に罹患する患者の癌組織において、中〜強程度の染色が観察された(出典:HPRD)。
このように、ブリッジングインテグレーター1(BIN1)遺伝子は、元々は腫瘍抑制因子の特徴を有するMyc相互作用タンパク質として同定された核細胞質タンパク質をコードする。BIN1はまた、アンフィフィシンII、アンフィフィシン様、およびボックス依存性MYC相互作用タンパク質1としても知られている。BIN1mRNA前駆体転写物の選択的スプライシングは、異なるアイソフォームをコードする少なくとも11個の転写変異体を生じる。BIN1のアイソフォームには、遍在的に発現されるものもあれば、組織特異的発現を示すものもある。BIN1アイソフォーム1〜7は、ニューロンで発現される。アイソフォーム8は筋骨格特異的であるのに対し、アイソフォーム9および10は遍在的である。中枢神経系において発現されるアイソフォームは、シナプス小胞エンドサイトーシスに関与する可能性があり、ダイナニム、シナプトジャニン、エンドフィリン、およびクラスリンと相互作用し得る。腫瘍細胞株において発現される異常スプライス変異体(通常、中枢神経系において他のエクソン(エクソン12b〜12d)を有するBIN1のmRNAにスプライシングされるエクソン12aを含むアイソフォームを含む)もまた記載されている。エクソン12aは、以下のヌクレオチド配列を含むことができる:5’−CTCCGGAAAG GCCCACCAGT CCCTCCGCCT CCCAAACACA CCCCGTCCAA GGAAGTCAAG CAGGAGCAGA TCCTCAGCCT GTTTGAGGAC ACGTTTGTCC CTGAGATCAG CGTGACCACC CCCTCCCAG−3’(配列番号2)。代替として、ヌクレオチド配列は、配列番号2に対して少なくとも85、90、または95パーセントの同一性を示し、そのような変異体は、発現されたタンパク質においてアミノ酸変化を引き起こす場合または引き起こさない場合がある。
BIN1は、一般に、腫瘍抑制因子であるとみなされている。しかしながら、12aを含有するBIN1タンパク質のアイソフォームは、腫瘍プロモーターとして作用する。エクソン12aを含まない場合、BIN1は、エクソン13および14によってコードされるそのmyc結合ドメインを介してmycを隔離することによる、腫瘍抑制因子である。しかしながら、悪性転換では、12a+ BIN1は、Myc癌遺伝子を隔離せずに、Mycを遊離させて細胞を駆動し、増殖させる。そのため、12a+ BIN1に特異的なアッセイは、癌BIN1が優位であるおよび/または活性である生理学的状態を検出することができる。
エクソン12aによってコードされるポリペプチドを含有するBIN1の少なくとも5個のアイソフォーム(12a+ BIN1)が存在する:アイソフォーム1、4、5、6(本明細書においてCa−1とも称される)、および本明細書においてCa−2と称されるアイソフォームである。本明細書に開示されるように、Ca−1および/またはCa−2アイソフォームの存在は、特に癌を示唆する。開示される方法は、Ca−1、Ca−2、またはそれらの組み合わせのレベルを含む、BIN1アイソフォームのサブセットのレベルを決定することを含むことができる。したがって、開示される方法は、血液試料中のCa−1および/またはCa−2アイソフォームレベルを決定することを含むことができる。
アイソフォームCa−2は、エクソン13によってコードされるポリペプチドが存在しないことにより、アイソフォーム1、4、5、および6とは異なる。したがって、開示される方法は、少なくともエクソン12aおよびエクソン13の両方によってコードされるポリペプチドを含有するBIN1アイソフォーム(すなわち、12a+/13+ BIN1)の血中レベルを検出し、それによってCa−2アイソフォームを排除することをさらに含むことができる。全ての12a+ BINアイソフォームの、12a+/13+サブセットのアイソフォームに対する比率または差が、Ca−2(すなわち、12a+/13− BIN1)アイソフォームのレベルを決定する。同様に、Ca−1レベルは、例えば、少なくともBIN1のエクソン10および12aによってコードされるポリペプチドを検出することによって、特異的に決定することができる。
全体を通して用いられるCa−1および/またはCa−2アイソフォームレベルの決定への言及は、Ca−1(10+/12a+ BIN1)および/またはCa−2(12a+/13− BIN1)アイソフォームを単離し、そのレベルを決定するための、12a+ BIN1(すなわち、エクソン12aによってコードされるポリペプチド)の検出と、13+ BIN(すなわち、エクソン13aによってコードされるポリペプチド)および/または10+ BIN1(すなわち、エクソン10によってコードされるポリペプチド)の任意選択的な検出とを含む。
対象において癌を診断する方法が本明細書に提供される。方法は、対象から血液試料を得ることと、試料中のCa−1および/またはCa−2アイソフォームのレベルを検出することとを含む。高いレベルのCa−1および/またはCa−2アイソフォーム、特に、対照レベルを超えるCa−2アイソフォームのレベルは、対象が癌を有することを示唆する。したがって、対象が高いレベルのCa−1および/またはCa−2アイソフォームを有する場合、方法は、例えば、癌を確認してさらに定義する目的で、組織学的検査または他の分析のために、対象から組織試料(生検)を得ることをさらに含むことができる。他の診断ステップは、当業者に既知であり、さらなる臨床検査(例えば、さらなる血液検査、尿検査、または同じBIN1マーカーもしくは他のマーカーを使用した組織分析)、画像診断等を含む。BIN1分析と同時に、またはその後に使用することができる血液検査は、前立腺特異的抗原(PSA)、癌抗原125(CA125)、カルシトニン、αフェトプロテイン(AFP)、ヒト絨毛性ゴナドトロピン(HCG)、およびその他の分析を含む。さらに、対象が高いレベルのCa−1および/またはCa−2アイソフォームを有する場合、方法は、癌の存在を確認するために、対象の画像診断を行うことをさらに含むことができる。癌のための画像診断法の技術は、X線、CT、PET、MRI、および超音波を含む。
開示される方法は、Ca−1、Ca−2、またはそれらの組み合わせのレベルを含む、12a+ BIN1アイソフォームのサブセットのレベルを検出することを含むことができる。したがって、開示される方法は、試料中の12a+/13−(Ca−2)BIN1アイソフォームのレベルを検出することと、それを対照レベルと比較することとを含むことができる。したがって、方法は、対象から血液試料を得ることと、試料中の12a+ BIN1アイソフォームのレベルを検出することと、試料中の12a+/13a+ BIN1アイソフォームのレベルを検出することと、試料の12a+/13− BIN1(Ca−2)値を決定するために、検出された12a+ BIN1アイソフォームのレベルを検出された12a+/13a+ BIN1アイソフォームのレベルと比較することと、12a+/13− BIN1(Ca−2)値を1つ以上の対照値と比較することとを含むことができる。これらの方法において、高い12a+/13− BIN1(Ca−2)値は、対象が癌を有することまたは癌の可能性を示唆するため、対象は、さらなる検査を必要とする。したがって、対象が高い12a+/13− BIN1(Ca−2)値を有する場合、方法は、上述のように、例えば、癌を確認してさらに定義する目的で、組織学的検査または他の分析のために、対象から組織試料を得ることをさらに含むことができる。
対照値は、例えば、閾値よりも高いCa−1および/またはCa−2値は、対象が癌を有することを示唆するように、閾値を確立するために使用することができる。この閾値は、陽性対照(癌または特定の種類のもしくは病期の癌に罹患する対象由来の試料)と陰性対照(癌に罹患していない、または癌の治療に成功した対象由来の試料)とを比較することによって、経験的に決定することができる。そのような対照は、任意選択的に、年齢を適合させるか、または癌の種類もしくは病期にしたがって適合させる。高いCa−1および/またはCa−2値を識別するために、平均陰性対照値より少なくとも1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、または5標準偏差高く閾値を設定することができる。アッセイに必要とされる所望の予測力の範囲内である閾値を設定するための他の統計的方法が用いられてもよい。例えば、閾値は、通常の統計分析を使用して、閾値と陽性対照値との間に統計的に有意な差が存在しないように設定されてもよい。
本明細書において使用される場合、陰性対照レベルは、癌に罹患していない異なる対象(複数可)、または癌の診断前に同じ対象(複数可)から決定されてもよい。同様に、陽性対照値は、癌に罹患する1人以上の対象から決定されてもよい。代替として、陽性対照は、標準対照中の組換えBIN1等の既知の濃度のBIN1アイソフォーム(複数可)を含有する1つ以上の試料に基づいていてもよい。
任意選択的に、12a+ BIN1ポリペプチド配列は、アミノ酸配列LRKGPPVPPP PKHTPSKEVK QEQILSLFED TFVPEISVTT PSQ(配列番号1)を含む。代替として、アミノ酸配列は、配列番号1と少なくとも85、90、または95パーセント同一であってもよい。配列における変異は、アミノ酸の挿入、欠失、または置換(例えば、1〜5個の保存アミノ酸置換)を含むことができる。
任意選択的に、癌は、固形腫瘍(例えば、細胞腫、メラノーマ、肉腫、リンパ腫、もしくは神経芽細胞腫)、または血液癌(例えば、白血病もしくはリンパ腫)である。癌は、例えば、原発癌または転移性癌であってもよい。癌は、リンパ肉腫、リンパ肉腫、口腔肉腫、軟組織肉腫、マスト細胞腫瘍からなる群から選択されてもよい。癌は、メラノーマ、リンパ腫、筋腫、筋肉腫、円形細胞腫瘍、腺癌、繊維肉腫、または腺肉腫からなる群から選択されてもよい。癌は、骨髄脂肪腫、骨肉腫、血管肉腫、脂腺癌、肝腺腫、および繊維肉腫からなる群から選択されてもよい。癌は、肺癌、乳癌、脳癌、肝臓癌、前立腺癌、結腸癌、胃癌、膵臓癌、骨癌、卵巣癌、子宮癌、子宮頸癌、精巣癌、膀胱癌、腎臓癌、甲状腺癌、および白血病からなる群から選択されてもよい。例えば、癌は、肺癌、結腸直腸癌、膵臓癌、卵巣癌、または甲状腺癌であってもよい。肺癌は、腺癌、扁平上皮癌、大細胞癌、または小細胞癌であり得る。肺癌はまた、中皮腫であってもよい。
血液試料は、例えば、全血、血漿、または血清であってもよい。血液試料は、末梢静脈穿刺(静脈穿刺)または当該技術分野で既知の他の方法によって得ることができる。血液試料は、癌に罹患する対象から、または代替として、癌を発症するリスクのある対象から得ることができる。例えば、対象は、肺癌を発症するリスクがある可能性がある。肺癌に関連するリスクは、喫煙、アスベストへの曝露、個人もしくは家族の肺癌の病歴、または受動喫煙への長期曝露を含む。
任意選択的に、癌は、病期0、病期I、病期II、病期III、または病期IVの癌である。病期による癌の分類は、癌の進行を説明するために、0、I、II、III、およびIVといった数字を用いる。癌の病期は、どれくらい癌が広がったかを示唆し、サイズおよび離れた臓器への腫瘍の転移を考慮する場合もある。病期0、I、およびIIの癌は、早期の腫瘍とみなされる。病期IIIおよびIVは、後期の癌とみなされる。病期0は、in situの細胞腫、すなわち、周辺組織の浸潤が見られないことによって定義される、細胞腫の早期形態を意味する。病期Iの癌は、体の一部分に局在化している。病期IIの癌は、局所的に進行しており、病期IIIの癌も同様である。したがって、癌が病期IIまたは病期IIIであると指定されるかどうかは、診断に応じて異なる。病期IVの癌は、他の臓器または体全体に転移または広がっている。提供される方法は、早期の癌(病期0、I、およびII)ならびに後期の(病期IIIおよびIV)癌を診断するために使用することができる。
提供される方法はまた、早期(病期0、I、もしくはII)の癌を後期(IIIもしくはIV)の癌と区別するため、または癌の進行を監視するためにも使用することができる。具体的には、ある後期の癌では、早期または対照と比較してCa−1および/またはCa−2の血中レベルが上昇する。したがって、特定の病期0、I、およびIIの癌におけるeCa−1および/またはCa−2の血中レベルは、対応する病期IIIまたはIVの癌におけるCa−1および/またはCa−2の血中レベルよりも低い。eCa−1および/またはCa−2の血中レベルは、転移が増加するまたは腫瘍サイズが増加する特定の癌において上昇し得る。よって、対象における癌の進行段階を決定する方法が提供される。方法は、癌に罹患する対象を選択することと、対象から血液試料を得ることと、試料中のCa−1および/またはCa−2アイソフォームの血中レベルまたはその計算値を決定することとを含む。Ca−1および/またはCa−2アイソフォームの血中レベルは、既知の値もしくは参照試料、または対象由来の以前の血液試料と比較することができる。
Ca−1および/またはCa−2アイソフォームの血中レベルまたはその計算値は、例えば、対象由来の以前の血液試料と比較することができる。以前の血液試料は、最も最近の血液試料の単離前の時点で単離された、同じ対象に由来する試料であり得る。以前の血液試料と比較してより高い発現のレベルは、癌の進行または転移を示唆する。進行または転移は、通常、さらなる検査、治療投薬量もしくは頻度の変更、またはより侵襲性の高い治療(すなわち、新しい治療剤)の必要性を示唆する。以前の血液試料と比較してより低い発現のレベルは、癌の改善を示唆する。一般に、そのような改善は、治療の成功を示唆する。そのような場合、治療は、継続されてもよいか、あるいはCa−1および/またはCa−2アイソフォームのレベルもしくはその計算値が十分に低い場合は、中止することさえもできる。
Ca−1および/またはCa−2アイソフォームの血中レベルまたはその計算値は、例えば、既知の値または参照試料(複数可)と比較することができる。病期IIIまたはIVの癌のための既知の値または参照試料と比較して、より低いCa−1および/またはCa−2アイソフォームの血中レベルまたはその計算値は、対象が病期0、I、またはIIの癌を有することを示唆することができる。病期0、I、またはIIの癌のための既知の値または参照試料と比較して、より高いCa−1および/またはCa−2アイソフォームのレベルまたはその計算値は、対象が病期IIIまたはIVの癌を有することを示唆することができる。病期0、I、II、III、もしくはIVの癌のための既知の値または参照試料と同様のCa−1および/またはCa−2アイソフォームのレベルまたはその計算値は、対象が、それぞれ、病期0、I、II、III、もしくはIVの癌の有することを示唆することができる。
本明細書において使用される場合、既知の値は、例えば、未処理の試料、種々の病期および/もしくは治療条件の同じ対象に由来する試料、または異なる対象に由来する試料(処理もしくは未処理)を意味し得る、非疾患試料、疾患試料、または一群の試料から得られた値(例えば、Ca−1および/もしくはCa−2アイソフォームの血中レベル)を指す。既知の値は、例えば、癌の治療の前に同じ対象由来の血液試料から得られた値であってもよく、癌は、指定された病期(例えば、病期Iの癌)を割り当てられている。既知の値は、例えば、癌の治療の後に同じ対象由来の血液試料から得られた値であってもよい。参照試料は、例えば、病期0、I、II、III、またはIVの癌に罹患する治療を受けていない対象を含むことができる。別の例として、参照試料は、病期0、I、II、III、またはIVの癌に罹患する治療を受けた対象を含むことができる。別の例として、参照試料は、病期0、I、II、III、またはIVの癌に罹患する患者における発現のベースラインレベルであってもよい。参照試料または参照値は、既知の値を含むことができるか、または実験試料と並行して調べられる陽性もしくは陰性対照の試料であってもよい(任意選択的に、実験試料(複数可)を用いて年齢、癌の病期、または癌の種類について適合させる)。
Ca−1および/またはCa−2アイソフォームレベルは、場合によっては、若年対象において高齢対象よりも高い。したがって、場合によっては、開示される方法の対象は、少なくとも35、40、45、50、または55歳である。任意選択的に、Ca−1および/またはCa−2アイソフォームの血中レベルならびに陽性および陰性対照値は、対象の年齢によって正規化される。
また、Ca−1および/またはCa−2の血中レベルにおける変化またはその計算値に基づいて、対象における癌治療薬の有効性を決定する方法も提供される。方法は、第1の癌治療薬を用いた治療の前に、癌に罹患する対象から第1の血液試料を得ることと、第1の血液試料中の第1のCa−1および/またはCa−2値を(すなわち、ベースラインの測定値として)決定することと、第1の癌治療薬を用いた少なくとも1回の治療の後に、癌に罹患する対象から第2の血液試料を得ることと、第2の血液試料中の第2のCa−1および/またはCa−2値を(すなわち、治療効果を評価するための手段として)決定することと、第1の値を第2の値と比較することとを含む。この方法において、第1の血液試料から第2の血液試料へのCa−1および/またはCa−2の減少は、例えば、血中レベルが陰性対照レベルに達するまで、または維持投与計画に減少されるまで継続することができる、効果的な癌治療薬の指標である。しかしながら、第1の血液試料から第2の血液試料へのCa−1および/またはCa−2アイソフォームレベルにおける最小限の減少または増加は、癌治療薬の効果が不十分であり、第2の癌治療薬または投与計画における増量(投与量もしくは現在の治療剤を使用する頻度の増加)が対象のために選択されるべきであることの指標である。第2の癌治療薬はまた、複数の化学療法薬の併用投与、外科手術、および/または放射線療法も含むことができる。当業者は、適切な用量または投与計画における変更を決定することができる。
エクソン12aによってコードされるポリペプチドを含まないBIN1アイソフォームは、腫瘍抑制因子として機能し、この活性は、インドールアミン−2,3−ジオキシゲナーゼ(IDO)の抑制と関連する可能性がある(Muller AJ,et al.,Nature Medicine 2005 11(3):312−319)。IDOは、肺癌を含む特定の形態の癌において活性であることが示されている(Smith C,et al.,Cancer Discovery 2012 2(8):723−735)。BIN1によるIDOの抑制を模倣する癌治療薬が開発中である(Novitskiy SV and Moses HL. Cancer Discovery 2012 2(8):673−5)。したがって、開示される方法は、IDOが活性である生理学的状態を検出するために使用されてもよい。IDO遮断剤が癌治療薬として開発されているため、開示される方法は、IDO遮断治療薬に反応する癌患者のその特定のサブセットを同定するために使用されてもよい。IDO拮抗薬を使用して登録されている現在の臨床試験の中で、肺癌が標的とされており、本明細書において、肺癌の大部分が、高い血中BIN1癌アイソフォームシグナルのレベルを有することが示されている。
したがって、高いCa−1および/またはCa−2値を有する対象にIDOの阻害剤を投与することを含む、対象において癌を治療する方法もまた提供される。方法は、対象から血液試料を得ることと、Ca−1および/またはCa−2アイソフォームの血中レベルまたはその計算値を決定することと、これらのレベルを1つ以上の対照レベルまたは対照値と比較することとを含む。これらの方法において、Ca−1および/またはCa−2アイソフォームの高い血中レベルまたはその計算値の決定は、対象が、IDOの抑制剤を用いて治療されるべき癌のサブセットを有するということの指標である。IDO阻害剤の例として、1−メチル−トリプトファン(1−MT)、1−メチル−D−トリプトファン、およびINCB024360(InCyte、Wilmington,DE)が挙げられる。
Ca−1および/またはCa−2はまた、結核等のIDOの高い血中レベルに応答する病態におけるより特異的なマーカーであってもよい。したがって、Ca−1および/またはCa−2を、診断薬として、およびIDO関連疾患の治療有効性を評価するためのアッセイとして使用する方法もまた開示される。
また、対象における癌の再発を検出する方法も提供される。方法は、寛解状態にある癌に罹患する対象を選択することと、対象から血液試料を得ることと、血液試料中のCa−1および/またはCa−2アイソフォームのレベルまたはその計算値を決定することとを含む。陰性対照レベルまたは値と比較して、高いレベルのCa−1および/またはCa−2アイソフォームまたはその計算値は、対象が癌の再発を有するか、または癌の再発のリスクがあることを示唆する。再発または再発のリスクが検出された場合、さらなる検査または治療を行うことができる。そのような検査および治療は、本明細書に記載されており、当該分野の技術の範囲内である。
Ca−1および/またはCa−2アイソフォームのレベルは、例えば、生体試料中の12a+ BIN1ポリペプチドを検出することによって決定することができる。任意選択的に、12a+ BIN1ポリペプチドのレベルは、BIN1のエクソン12aによってコードされるポリペプチド(12a+ BIN1)特異的抗体に特異的な抗体を使用して決定される。例えば、抗体は、任意選択的に、配列番号1(エクソン12aによってコードされるポリペプチド)に選択的に結合することができるが、エクソン12aが欠落したアイソフォーム2には結合しない。ヒトBIN1のアイソフォーム2は、アミノ酸配列の配列を有することができる:
MAEMGSKGVT AGKIASNVQK KLTRAQEKVL QKLGKADETK DEQFEQCVQN FNKQLTEGTR LQKDLRTYLA SVKAMHEASK KLNECLQEVY EPDWPGRDEA NKIAENNDLL WMDYHQKLVD QALLTMDTYL GQFPDIKSRI AKRGRKLVDY DSARHHYESL QTAKKKDEAK IAKPVSLLEK AAPQWCQGKL QAHLVAQTNL LRNQAEEELI KAQKVFEEMN VDLQEELPSL WNSRVGFYVN TFQSIAGLEE NFHKEMSKLN QNLNDVLVGL EKQHGSNTFT VKAQPSDNAP AKGNKSPSPP DGSPAATPEI RVNHEPEPAG GATPGATLPK SPSQFEAPGP FSEQASLLDL DFDPLPPVTS PVKAPTPSGQ SIPWDLWEPT ESPAGSLPSG EPSAAEGTFA VSWPSQTAEP GPAQPAEASE
VAGGTQPAAG AQEPGETAAS EAASSSLPAV VVETFPATVN GTVEGGSGAG RLDLPPGFMF KVQAQHDYTA TDTDELQLKA GDVVLVIPFQ NPEEQDEGWL MGVKESDWNQ HKELEKCRGV FPENFTERVP (配列番号3、受入番号NP_647594.1)。
したがって、配列番号1に選択的に結合するが、配列番号3には結合しない単離された抗体が開示される。抗体は、モノクローナル抗体または組換え抗体であってもよい。エクソン12aに特異的に結合するモノクローナル抗体(9D7 1C1)については、実施例3に開示して記載する。9D7 1C1抗体の重鎖の相補性決定領域(CDR)は、アミノ酸配列の配列番号10、配列番号11、および配列番号12を含む。9D7 1C1抗体の軽鎖のCDRは、アミノ酸配列の配列番号13、配列番号14、および配列番号15を含む。したがって、12a+ BIN1ポリペプチドに選択的に結合する開示されるモノクローナル抗体または組換え抗体は、少なくともこれらのCDR、または配列番号10、配列番号11、配列番号12、配列番号13、配列番号14、および配列番号15に対して少なくとも95%〜99%の同一性を有するCDRを含む。
12a+ BIN1ポリペプチドの発現を決定する際に有用な分析技術の例として、免疫組織化学的検査、ウェスタンブロット、酵素結合免疫吸着測定法(ELISA)、酵素免疫測定法(EIA)、放射免疫測定法(RIA)、タンパク質アレイ、または蛍光活性化細胞選別(FACS)が挙げられる。エクソン12a BIN1ポリペプチドに対する特異的抗体を使用して、FACSは、血液および/もしくは微小粒子中を循環するエクソン12a+ BIN1を発現する細胞、ならびに/または血漿もしくは血清中を循環する12a+ BIN1を発現する腫瘍細胞および/もしくはアポトーシス細胞断片を検出するために使用することができる。これらの技術は、当業者に既知である。例えば、Sambrook et al.,Molecular Cloning:A Laboratory Manual,3rd Ed.,Cold Spring Harbor Press,Cold Spring Harbor,NY(2001)を参照されたい。
また免疫組織化学的方法は、12a+ BIN1ポリペプチドの発現レベルを検出するために使用されてもよい。したがって、12a+ BIN1ポリペプチドに特異的な抗体または抗血清(ポリクローナル抗血清等)およびモノクローナル抗体が12a+ BIN1ポリペプチドの発現を評価するために使用されてもよい。抗体は、例えば、放射性標識、蛍光標識、ビオチン等のハプテン標識、または西洋ワサビペルオキシダーゼもしくはアルカリホスファターゼ等の酵素を用いて、BIN1抗体自体の直接標識によって検出することができる。代替として、未標識の一次抗体が、一次抗体に結合する抗血清、ポリクローナル抗血清、またはモノクローナル抗体を含む標識された二次抗体と併せて使用される。標識された三次抗体も同様に使用することができる。任意選択的に、患者由来の血液試料における12a+ BIN1ポリペプチドの発現が、健常対象または癌の前もしくは後の同じ対象の血液試料における12a+ BIN1ポリペプチドの発現と比較されてもよい。
特定の場合において、血液試料中に存在する12a+ BIN1アイソフォームのレベルは、ウェスタンブロットによって決定されてもよい。例えば、血液試料由来の全細胞ライセート中に存在するポリペプチドは、SDS−PAGEによって分離されてもよく、分離されたポリペプチドはニトロセルロース膜に移され、12a+ BIN1ポリペプチドは、BIN1に特異的な抗体もしくは抗血清、または12a+ BIN1の特異的アイソフォームを使用することにより検出される。少なくとも1つの正規化ポリペプチド、例えば、CaV1.2またはハウスキーピングポリペプチド(GAPDH等)は、同時にまたは並行して検出することができ、BINポリペプチドの発現レベルを正規化するために使用される。BIN1の発現レベルは、過剰な抗BIN1抗体(例えば、12a+ BIN1ポリペプチドに特異的な抗体)を使用してBIN1の免疫沈降を行うことにより決定されてもよい。免疫沈降の後にはSDS−PAGEによる免疫沈降物の分離が続き、分離されたポリペプチドはニトロセルロース膜に移され、例えば、クーマシーブルーまたは銀染色によりゲルを染色することによって検出される。GAPDHまたはユビキチン等の対照タンパク質の免疫沈降も、同時にまたは並行して実行されてもよい。任意選択的に、対応する正常組織または健常対象由来の試料に対して同じ手順が実行されてもよい。
特定の場合において、ヒト血液中の細胞または微小粒子中の12a+ BIN1アイソフォームのレベルは、FACS分析によって決定することができる。FACSは、細胞および循環する微小粒子を検出するために使用される確立された方法である。FACSによる微小粒子の分析は、血栓性疾患の診断および予後のために成功裏に使用されてきた。癌において、特定の転移した癌の場合、12a+ BIN1を発現する腫瘍細胞は、潜在的に循環中に放出される可能性がある。これらの細胞は、12a+ BIN1を担持する微小粒子を放出し得る。ヒト血液試料は、パラホルムアルデヒド(PFA)中で固定することができ、続いて、12a+ BIN1ポリペプチドに対して特異的な抗体を用いて細胞および/または微小粒子が標識化される。抗体は、蛍光標識、または一次抗体に特異的な抗血清、ポリクローナル抗血清、もしくはモノクローナル抗体を含む標識された二次抗体と併せて使用される未標識の一次抗体を用いたBIN1抗体の直接標識によって検出することができる。蛍光標識された12a+ BIN1陽性細胞および/または微小粒子は、FACS分析によりソーティングすることができる。任意選択的に、患者由来の血液試料における12a+ BIN1ポリペプチドの発現は、健常対象、または癌の前もしくは後の同じ対象の血液試料における12a+ BIN1ポリペプチドの発現と比較されてもよい。同様に、結合抗体(例えば、12a+ BIN1選択性の抗体)を有する蛍光ビーズのような可動性の固体支持体をFACS分析において使用することができ、その場合、異なる結合抗体と相関させるために異なる蛍光のビーズが使用される。
任意選択的に、12a+ BIN1の発現レベルは、試料中のエクソン12aまたはその断片を含むBIN1核酸(例えば、エクソン12a+ BIN1 mRNA)を検出することにより決定することができる。エクソン12a+ BIN1 mRNAの発現を決定する際に有用な分析技術の例として、逆転写ポリメラーゼ連鎖反応(RT−PCR)、定量的リアルタイムPCR(qRT−PCR)、ワンステップPCR、RNase保護アッセイ、プライマー伸長アッセイ、マイクロアレイ分析、遺伝子チップ、in situハイブリダイゼーション、およびノーザンブロットが挙げられる。
エクソン12a+ BIN1 mRNAの発現を決定するためにRT−PCRを使用する場合、試料からmRNAが単離されてもよい。任意選択的に、対象の血液または血漿からRNAが単離される。別の対象の正常な血液または血漿が対照であってもよい。癌の前または癌の治療に成功した後の同じ対象由来の正常な血液または血漿試料が対照であってもよい。
一般的なmRNA抽出のための方法は、当該技術分野において周知であり、Ausubel et al.,Current Protocols of Molecular Biology,John Wiley and Sons(1997)を含む分子生物学の標準的な教本に開示されている。パラフィン包埋組織からのRNA抽出のための方法は、Rupp and Locker,Lab Invest.56:A67(1987)、およびDe Andres et al.,BioTechniques 18:42044(1995)に開示されている。任意選択的に、RNAの単離は、商業製造者からの精製キット、緩衝液セット、およびプロテアーゼを使用して、該製造者の指示に従って行うことができる。例えば、全RNAは、Qiagen RNeasy(登録商標)ミニカラム(Hilden,DE)を使用して単離することができる。他の市販のRNA単離キットは、MasterPure(登録商標)完全DNAおよびRNA精製キット(EPICENTRE(登録商標)、Madison,WI)、およびParaffin Block RNA Isolation Kit(登録商標)(Ambion,Inc.,Austin,TX)を含む。組織試料からの全RNAは、RNA Stat−60(登録商標)(Tel−Test、Friendswood,TX)を使用して単離することができる。生物試料から調製されるRNAは、例えば、塩化セシウム密度勾配遠心法により、単離することができる。
RNA鋳型は、cDNAに転写することができ、その後、PCR反応におけるその指数関数的増幅が続く。限定されないが、トリ骨髄芽球症ウイルス逆転写酵素(AMV−RT)、モロニーマウス白血病ウイルス逆転写酵素(MMLV−RT)、ヒトT細胞白血病ウイルスI型(HTLV−I)、ウシ白血病ウイルス(BLV)、ラウス肉腫ウイルス(RSV)、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)、および高度好熱菌(Tth)由来の逆転写酵素を含む多数の逆転写酵素のうちの1つ以上が使用されてもよい。逆転写ステップは、典型的には、状況およびRT−PCRの目的に応じて、特異的プライマー、ランダムヘキサマー、またはオリゴdTプライマーを使用して開始される。例えば、抽出されたRNAは、GeneAmp RNA PCRキット(Perkin Elmer、Waltham,MA)を使用して、製造者の指示に従って逆転写することができる。次いで、誘導されたcDNAを、その後のPCR反応における鋳型として使用することができる。
PCRステップは、様々な熱安定性DNA依存DNAポリメラーゼを使用することができるが、典型的には、5’−3’ヌクレアーゼ活性を有するが、3’−5’プルーフリーディングエンドヌクレアーゼ活性が欠落したTaq DNAポリメラーゼが用いられる。したがって、TaqMan(登録商標)PCRは、典型的には、TaqまたはTthポリメラーゼの5’−ヌクレアーゼ活性を利用して、その標的アンプリコンに結合したハイブリダイゼーションプローブを加水分解するが、同等の5’ヌクレアーゼ活性を有するいずれの酵素が使用されてもよい。2つのオリゴヌクレオチドプライマーを使用して、PCR反応に典型的なアンプリコンを生成する。第3のオリゴヌクレオチド、またプローブは、2つのPCRプライマーの間に位置するヌクレオチド配列を検出するように設計される。このプローブは、Taq DNAポリメラーゼ酵素によって伸長されず、レポーター蛍光色素およびクエンチャー蛍光色素によって標識される。2つの色素がプローブ上にあるため、互いに近接して位置する場合、レポーター色素からの任意のレーザー誘起発光は消光色素によって消光される。増幅反応中、Taq DNAポリメラーゼ酵素は、鋳型依存的な様式でプローブを切断する。得られたプローブ断片は、溶液中で解離し、放出されたレポーター色素からのシグナルには、第2のフルオロフォアの消光効果が見られない。新しく合成される各分子ごとにレポーター色素の1つの分子が遊離され、消光されていないレポーター色素の検出が、データの定量的解釈のための基盤を提供する。
RT−PCRは、例えば、 ABI PRISM 7700TM Sequence Detection System(登録商標)(Perkin−Elmer−Applied Biosystems、Foster City,CA)、またはLightcycler(登録商標)(Roche Molecular Biochemicals、Mannheim,DE)等の市販の機器を使用して行うことができる。任意選択的に、5’ヌクレアーゼの手順は、リアルタイム定量PCRデバイス上で実行される。そのようなシステムは、サーモサイクラー、レーザー、電荷結合素子(CCD)、カメラ、およびコンピュータを含むことができる。システムは、サーモサイクラーにて96ウェルフォーマットで試料を増幅する。増幅中、96ウェル全てについて、光ファイバーケーブルを介してレーザー誘起蛍光シグナルがリアルタイムで収集され、CCDで検出される。システムは、機器を作動させるためおよびデータを分析するためのソフトウェアを含む。
5’−ヌクレアーゼアッセイのデータは、最初は、閾値サイクル(Ct)として表される。各サイクルの間に蛍光値が記録され、増幅反応においてその時点までに増幅された産物の量を表す。蛍光シグナルが、統計的に有意であると最初に記録される時点が、閾値サイクル(Ct)である。
誤差および試料間変動の影響を最小限に抑えるために、RT−PCRは、任意選択的に、内部標準を使用して行われる。理想的な内部標準は、異なる組織の間で一定レベルで発現され、実験的処理による影響を受けない。遺伝子発現のパターンを正規化するために最も頻繁に使用されるRNAは、ハウスキーピング遺伝子グリセルアルデヒド−3−リン酸デヒドロゲナーゼ(GAPDH)およびβアクチンのmRNAである。
RT−PCR技術の変形例は、二重標識蛍光発生プローブを介してPCR産物の蓄積を測定するリアルタイム定量PCRである。リアルタイムPCRは、各標的配列の内部競合相手が正規化のために使用される定量競合PCRと、試料内に含有される正規化された遺伝子、またはRT−PCRのためのハウスキーピング遺伝子を使用する定量比較PCRとの両方に適合する。
アッセイされるRNAの量の差、および使用されるRNAの質の変動性の両方を補正する(正規化する)ために、アッセイは、任意選択的に、GAPDH、HPRT1、ユビキチン等の周知のハウスキーピング遺伝子を含む特定の参照遺伝子(または「正規化遺伝子」)の発現の分析を組み込むことができる。
代替として、正規化は、アッセイされる全ての遺伝子、またはそれらの大きいサブセットのシグナルの平均値または中央値に基づいていてもよい(しばしば、「グローバルノーマライゼーション」手法と称される)。遺伝子対遺伝子の原則に基づいて、対象組織のmRNAの正規化された測定量を、対応する正常組織に見られる量と比較してもよい。
例えば、(例えば、PCR増幅に基づく方法において使用するための)プライマーおよびプローブは、増幅されるエクソン配列に基づいて設計することができる。したがって、プライマー/プローブの設計は、対象とする遺伝子中の標的エクソン配列(例えば、BIN1のエクソン12a)を決定することを含むことができる。これは、Kent,W.J.,Genome Res.12(4):656−64(2002)によって開発されたDNA BLASTソフトウェア等の公的に利用可能なソフトウェアによって、またはBLASTソフトウェア(その変形例を含む)によって行うことができる。その後のステップは、PCRプライマーおよびプローブ設計の十分に確立された方法に従う。
非特異的シグナルを回避するために、プライマーおよびプローブを設計するときに、遺伝子の標的配列中の反復配列を任意選択的にマスクすることができる。次いで、Primer Express (Applied Biosystems、Carlsbad,CA)、MGB Assay−by−Design(Applied Biosystems、Carlsbad,CA)等の、任意の市販のまたは別様に公的に利用可能なプライマー/プローブ設計パッケージを使用してプライマーおよびプローブ配列を設計するために、マスクされた配列を使用することができる。
PCRプライマーの設計において考慮されるべき因子は、プライマー長、融解温度(Tm)、G/C含量、特異性、相補的プライマー配列、および3’−末端配列を含むことができる。PCRプライマーは、任意選択的に、17〜30塩基長であってもよく、約20〜80%のG+C塩基(例えば、約50〜60%のG+C塩基)を含有することができる。Tmは、50℃〜80℃、例えば、約50℃〜65℃である。
対象の血液試料および正常または対照血液試料におけるエクソン12a+ BIN1の差次的発現を検出するために、マイクロアレイ技術が使用されもよい。この方法では、対象とするポリヌクレオチド配列(cDNAおよびオリゴヌクレオチドを含む)が、マイクロチップ基板上にプレーティングされるか、またはアレイ化される。次いで、アレイ化された配列が、対象とする血液試料に由来する特異的DNAプローブとハイブリダイズされる。RT−PCR法と同様に、mRNAの源は、任意選択的に、対象の血液試料から、および任意選択的に、対応する正常または対照血液試料から単離された全RNAである。
蛍光標識されたcDNAプローブは、対象とする組織から抽出したRNAの逆転写による蛍光ヌクレオチドの組み込みによって作製することができる。チップに適用される標識cDNAプローブは、アレイ上のDNAの各スポットと特異性を伴ってハイブリダイズする。非特異的に結合したプローブを除去するためのストリンジェントな洗浄の後、共焦点レーザー顕微鏡法によって、または、例えばCCDカメラ等の別の検出方法によってチップを走査する。各アレイ化された要素のハイブリダイゼーションの定量化を用いて、対応するmRNAの存在量を評価することができる。
二色蛍光を用いて、2つのRNA源から作製された、別々に標識したcDNAプローブを、対ごとにアレイにハイブリダイズさせる。したがって、指定された各遺伝子に対応する2つの源からの転写物の相対的な存在量が同時に決定される。マイクロアレイ法は、細胞当たり数個のコピーで発現される稀な転写物を検出するため、および発現レベルにおける少なくとも約2倍の差を再現可能に検出するための感度を有することが示されている(Schena et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA93(2):106−149(1996))。
アレイ化されたオリゴヌクレオチドは、エクソン12a+ BIN1核酸の特定の領域にハイブリダイズするオリゴヌクレオチドを含んでもよい。特定の実施形態において、エクソン12a+ BIN1核酸の第1の領域に特異的にハイブリダイズする第1のオリゴヌクレオチドの複数のコピーがアレイ化される。特定の実施形態において、エクソン12a+ BIN1核酸の第1および第2の領域にそれぞれ特異的にハイブリダイズする第1のおよび第2のオリゴヌクレオチドの複数のコピーがアレイ化される。特定の実施形態において、エクソン12a+ BIN1核酸の発現レベルは、これらのオリゴヌクレオチドの各々からのシグナルの平均値によって決定される。アレイはまた、ハウスキーピング遺伝子、または正常組織に対して疾患組織において有意に差次的に発現されないことが分かっている他の遺伝子(例えば、CaV1.2)等の正規化遺伝子の核酸に特異的にハイブリダイズするオリゴヌクレオチドを含んでもよい。
任意選択的に、検出されるBIN1ポリペプチド、核酸、または前記ポリペプチドもしくは核酸の断片は、ヒトである。任意選択的に、検出されるBIN1ポリペプチド、核酸、または前記ポリペプチドもしくは核酸の断片は、非ヒト哺乳類(例えば、げっ歯類、ブタ、ウシ、ウマ、イヌ、またはネコ)である。
GenBank上で開示される様々なBIN1配列が存在し、これらの配列および他の配列は、その中に含有される個々の部分配列または断片と同様に、参照により、その全体が本明細書に組み込まれる。本明細書において使用される場合、BIN1は、その相同体、変異体、およびアイソフォームを含む。
BIN1アイソフォーム1〜10のヌクレオチドおよびアミノ酸配列は、アイソフォーム1についてはGenBank受入番号NM_139343.2およびNP_647593.1、アイソフォーム2についてはNM_139344.2およびNP_647594.1、アイソフォーム3についてはNM_139345.2およびNP_647595.1、アイソフォーム4についてはNM_139346.2およびNP_647596.1、アイソフォーム5についてはNM_139347.2およびNP_647597.1、アイソフォーム6についてはNM_139348.2およびNP_647598.1、アイソフォーム7についてはNM_139349.2およびNP_647599.1、アイソフォーム8についてはNM_004305.3およびNP_04296.1、アイソフォーム9についてはNM_139350.2およびNP_647600.1、アイソフォーム10についてはNM_139351.2およびNP_647601.1に見出すことができる。報告されている他の2つのエクソン12a+ BIN1腫瘍アイソフォームは、ヌクレオチドおよびアミノ酸配列については、それぞれGenBank受入番号AF068918.1およびAAC23751.1に見出されるBIN1 +12a、ならびにヌクレオチドおよびアミノ酸配列については、それぞれGenBank受入番号AF068917.1およびAAC23750.1に見出されるBIN1−10 +12aを含む。エクソン12aのヌクレオチドおよびアミノ酸配列は、それぞれ、配列番号2および配列番号1によって付与される。
したがって、前述のGenBank受入番号のヌクレオチド配列と少なくとも約70%、75%、80%、85%、90%、95%、98%、99%、またはそれ以上同一のヌクレオチド配列を含むエクソン12a+を含むBIN1のヌクレオチド配列(配列番号2)が提供される。また、上述のGenBank受入番号の配列と少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、95%、98%、99%、またはそれ以上同一なアミノ酸配列を含むエクソン12a+のコードされたアミノ酸配列(配列番号1)を含むBIN1ポリペプチドのアミノ酸配列も提供される。
12a+ BIN1またはそのポリペプチド断片を含む前述のポリペプチドに結合する抗体は、生体試料中の12a+ BIN1アイソフォームを検出するために使用することができる。例えば、上述のポリペプチドは、12a+ BIN1に対する抗体を生成するために使用することができる。
本明細書において使用される場合、抗体という用語は、任意のクラスの全免疫グロブリン(すなわち、無傷の抗体)を包含するが、これに限定されない。二重または複数の抗原もしくはエピトープ特異性を有するキメラ抗体およびハイブリッド抗体、ならびにハイブリッド断片を含むF(ab’)2、Fab’、Fab等の断片が、本明細書において有用である。したがって、それらの特異的抗原に結合する能力を保持する抗体の断片が、本明細書において教示される方法において提供され、また有用である。例えば、癌において発現される12a+ BIN1への結合活性を維持する抗体の断片は、抗体またはその断片という用語の意味に含まれる。そのような抗体および断片は、当該技術分野で既知の技術によって作製することができ、抗体を生成して特異性および活性について抗体をスクリーニングする一般的な方法に従って、特異性および活性についてスクリーニングすることができる(Harlow and Lane.Antibodies,A Laboratory Manual.Cold Spring Harbor Publications,New York(1988)を参照のこと)。
また、例えば、米国特許第4,704,692号(その内容は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる)に記載されるような抗体断片と抗原結合タンパク質(単鎖抗体)との複合体も、本明細書に記載される方法において有用である。
任意選択的に、抗体は、モノクローナル抗体である。本明細書において使用される場合のモノクローナル抗体という用語は、実質的に均一な抗体の集団からの抗体を指す:すなわち、少量で存在し得る、天然に存在する可能性のある突然変異を除いて、集団を構成する個々の抗体が同一である。モノクローナル抗体は、Kohler and Milstein,Nature,256:495(1975)またはHarlow and Lane,Antibodies,A Laboratory Manual.Cold Spring Harbor Publications,New York(1988)によって記載されるもの等のハイブリドーマ法を使用して調製されてもよい。ハイブリドーマ法では、マウスまたは他の適切な宿主動物が、典型的には、免疫剤に特異的に結合する抗体を生成するかまたは生成することができるリンパ球を誘発するように、免疫剤で免疫される。代替として、リンパ球は、in vitroで免疫されてもよい。免疫剤は、癌において発現される12a+ BIN1、またはその免疫原性断片であってもよい。
モノクローナル抗体はまた、米国特許第4,816,567号に記載されるような組換えDNA法によって作製されてもよい。モノクローナル抗体をコードするDNAは、従来の手順を使用して(例えば、マウス抗体の重鎖および軽鎖をコードする遺伝子に特異的に結合することができるオリゴヌクレオチドプローブを使用して)容易に単離および配列決定することができる。DNAはまた、例えば、相同なマウス配列の代わりに、ヒト重鎖および軽鎖定常ドメインのコード配列で置換することにより、または、免疫グロブリンコード配列に、非免疫グロブリンポリペプチドのコード配列の全てもしくは一部を共有結合的に結合することにより、修飾されてもよい。そのような非免疫グロブリンポリペプチドは、癌において発現される12a+ BIN1に対して特異性を有する1つの抗原結合部位と、異なる抗原に対する特異性を有する別の抗原結合部位とを含むキメラ二価抗体を作製するために、本明細書に提供される抗体の定常ドメインと置換されてもよいか、または抗体の1つの抗原結合部位の可変ドメインと置換されてもよい。
インビトロ法もまた、一価抗体を調製するために好適である。抗体の断片、特に、Fab断片を生成するための抗体の消化は、当該技術分野において既知の日常的技術を使用して達成することができる。例えば、消化は、パパインを使用して行うことができる。パパイン消化の例は、国際公開第WO94/29348号、米国特許第4,342,566号、およびHarlow and Lane,Antibodies,A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor Publications,New York,(1988)に記載されている。抗体のパパイン消化は、典型的には、各々が、単一の抗原結合部位と残基Fc断片とを有する、Fab断片と称される2つの同一の抗原結合断片を生成する。ペプシン処理により、2つの抗原結合部位を有し、尚も抗原を架橋することができる、F(ab’)2断片と称される断片を生じる。
抗体の消化において生成されるFab断片はまた、軽鎖の定常ドメインおよび重鎖の第1の定常ドメインも含有することができる。Fab’断片は、抗体ヒンジ領域からの1つ以上のシステインを含む、重鎖ドメインのカルボキシ末端における数個の残基の付加により、Fab断片とは異なる。F(ab’)2断片は、ヒンジ領域でジスルフィド架橋によって連結された2つのFab’断片を含む二価断片である。Fab’−SHは、定常ドメインのシステイン残基(複数可)が遊離チオール基を担持するFab’の本明細書における名称である。
さらに、抗体のヒト化形態またはヒト形態が、本明細書に提供される。ヒト化およびヒト抗体は、当業者に既知の方法を使用して作製することができ、例えば、ヒト抗体は、生殖細胞系列変異動物を使用して、またはファージディスプレイライブラリーによって生成することができる。
抗体はまた、他の種において作製することもでき、ヒトへの投与のためにヒト化することができる。代替として、完全ヒト抗体は、完全ヒト抗体を作製することができるマウスまたは他の種(例えば、ヒト抗体を生成するように遺伝子操作されたマウス)を免疫することにより、および、癌において発現されるエクソン12a+ BIN1に結合するクローンをスクリーニングすることにより作製することもできる。例えば、Lonberg and Huszar,Int.Rev.Immunol.13:65−93,(1995)を参照のこと(参照により、完全ヒト抗体を生成する方法のために、その全体が本明細書に組み込まれる)。本明細書において使用される場合、抗体に関するヒト化およびヒトという用語は、ヒト対象において治療的に許容される弱い免疫原性反応を誘発することが予測される任意の抗体に関する。したがって、この用語は、完全ヒト化または完全ヒト、および部分的ヒト化または部分的ヒトを含む。
開示される抗体のうちの1つ以上を含むキットも、Ca−1および/またはCa−2アイソフォームレベルを検出するために提供される。キットは、12a+ BIN1ポリペプチドを検出するためのアッセイシステムと、12a+/13+ BIN1 ポリペプチドを検出するためのアッセイシステムとを含むことができる。例えば、キットは、12a+ BIN1に選択的に結合する抗体と、複数のヒトBIN1アイソフォームに選択的に結合する抗体とを含む12a+ BIN1アイソフォームを検出するための第1のアッセイシステムを含むことができる。アッセイはまた、サンドイッチアッセイであってもよく、これら2つの抗体のうちの1つが固体表面に固定化される。キットは、13+ BIN1に選択的に結合する抗体と、BIN1の12a+に選択的に結合する抗体とを含む12a+/13+ BIN1ポリペプチドを検出するための第2のアッセイシステムを含むことができる。アッセイはまた、サンドイッチアッセイであってもよく、これら2つの抗体のうちの1つが固体表面に固定化される。固体支持体は、プレート、アレイ、チップ、またはビーズを含むことができる。任意選択的に、キットの抗体が標識される。キットは、任意選択的に、1つ以上の二次および/もしくは三次抗体(任意選択的に標識される)、抗体のための容器、ならびに/または標識の検出のための試薬を含む。アッセイシステムは、任意選択的に、選択された抗体(単数または複数)が結合した1つ以上の固体支持体を含む。
本明細書を通して使用される場合、対象は、脊椎動物、より具体的には哺乳類(例えば、ヒト、ウマ、ネコ、イヌ、ウシ、ブタ、ヒツジ、ヤギ、ネズミ、ウサギ、ラット、およびモルモット)、鳥類、爬虫類、両生類、魚類、ならびにいずれの他の動物であってもよい。この用語は、特定の年齢または性別を意味しない。したがって、オスまたはメスにかかわらず、成体および新生の対象が包含されることが意図される。本明細書において使用される場合、患者または対象は、交換可能に使用されてもよく、疾患もしくは障害(例えば、癌)を有する対象を指すことができる。患者または対象という用語は、ヒトおよび動物の対象を含む。
本明細書において使用される場合、治療、治療する、治療すること、という用語は、疾患、または障害、または疾患もしくは障害の症状の影響を軽減する方法を指す。したがって、開示される方法において、治療は、確立された疾患、または障害、または疾患もしくは障害の症状の重症度における10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、または100%の軽減を指すことができる。例えば、疾患を治療するための方法は、対照と比較して、対象における疾患の1つ以上の症状が10%軽減された場合に、治療であるとみなされる。したがって、軽減は、天然または対照のレベルと比較して、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%、または10%〜100%の任意の軽減の割合であり得る。治療は、疾患、障害、または疾患もしくは障害の症状の治癒または完全な消失を指す必要はないことを理解されたい。
開示される方法および組成物のために使用することができるか、それらと併せて使用することができるか、それらの調製に使用することができるか、またはそれらの産物である、材料、組成物、および構成要素が開示される。これらおよび他の材料は、本明細書に開示されており、これらの化合物のそれぞれの様々な個別的および集合的な組み合わせならびに順列の特定の言及が明確に開示され得ないが、これらの材料の組み合わせ、サブセット、相互作用、グループ等が開示されときに、それぞれ本明細書において具体的に企図および説明されることを理解する。例えば、方法が開示され、論じられ、この方法を含むいくつかの分子に加えることができるいくつかの修正が論じられる場合、この方法のありとあらゆる組み合わせおよび順列、ならびに可能な修正は、それとは反対に具体的に示されない限り、具体的に企図される。同様に、これらの任意のサブセットまたは組み合わせも具体的に企図および開示される。この概念は、開示される組成物を使用する方法におけるステップを含むが、これらに限定されない本開示の全ての態様に適用される。したがって、実行され得る様々なさらなるステップが存在する場合、これらのさらなるステップがそれぞれ、開示される方法の任意の特定の方法ステップまたは方法ステップの組み合わせとともに実行されてもよく、それぞれのかかる組み合わせまたは組み合わせのサブセットが具体的に企図され、開示されるとみなされるべきであることを理解する。
本明細書に引用される刊行物およびそれらが引用される資料は、参照によりその全体が本明細書に具体的に組み込まれる。
実施例1:血液試料中のBIN1のイヌ試験
方法
イヌの選択および血清の調達 細胞腫の絶対的診断を有する31匹のイヌと、対照としての7匹の健康なイヌから静脈血試料を得た。筋肉内の汚染物質が多い(クレアチニンキナーゼ>1000IU/L)ために2つの試料を除外し、不完全な臨床データのために別の2つの試料を除外した。残りの27個の試料は、各それぞれの癌ごとに標準化された臨床的(生検ベースではない)病期分類ガイドラインに従って、それらの癌を病期分類(I〜IV)した。癌は、リンパ腫、肉腫、腺肉腫、および未分化腫瘍を含む固形腫瘍と血液腫瘍の混合であった。
各イヌを胸骨臥位で保定した。21ゲージ−1インチ針を有する12.0ml注射器を使用して、7.0mlガラスEDTAチューブ内に頸静脈から5mlの静脈血を採取した。EDTAと混合した後、次いで血液を4℃で20分、4,000rpmで遠心分離した。上清の血清を1.7mlエッペンドルフチューブに収集し、後に分析するために−80℃の冷凍庫に保存した。
捕捉ELISAによる血清BIN1タンパク質の検出 丸底96ウェルプレートを、0.1M炭酸ナトリウム緩衝液に希釈(1/1000)したpH9.0のマウス抗BIN1(Clone99D、Sigma)(Sigma、St.Louis,MO)で16時間4℃でコーティングした。トリス緩衝生理食塩水Tween−20(商標)(TBST)でプレートを3回洗浄して未結合抗体を除去し、TBST(ブロッキング緩衝液)中の1%ウシ血清アルブミン(BSA)を用いて室温で1時間ブロックした。100μlの各血清試料を2通り加え、プレートを軌道回転させながら4℃で一晩インキュベートした。次いで、試料を吸引し、プレートを迅速に2回洗浄した後、TBSTで5分間3回洗浄した。次いで、ヤギ抗BIN1(ブロッキング緩衝液中1/1000)(Everest Biotech、Oxfordshire,United Kingdom)を検出抗体として適用し、プレートを回転させながら室温で2時間インキュベートした。次いで、検出抗体を吸引し、プレートを迅速に2回洗浄した後、TBSTで5分間3回洗浄した。その後、2回の迅速な洗浄およびTBSTを用いた3回の5分間洗浄の前に、HRP複合ロバ抗ヤギIgG(ブロッキング緩衝液中1/2000)(Abcam、Cambridge,MA)を用いて、室温で1時間プレートをインキュベートした。TMB基質を加え、1N塩酸(HCL)を用いて反応を停止する前に1時間暗所でプレートをインキュベートした。反応停止後、ELx800 BioTekマイクロプレート分光光度計(BioTek、Winooski,VT)を使用してプレートを読み取り、405nmでOD値を測定した。全ての値を2歳の9キログラムの健康なイヌの値に正規化した。
結果
血清BIN1レベルと臨床的に評価された癌の病期との間の相関関係を決定するためにイヌ試験を行った。この試験のために、細胞腫の絶対的診断を有する27匹のイヌを調べた。動物から血清を採取し、ELISAによりBIN1含量についてアッセイした。ELISA試験の捕捉抗体は、BIN1エクソン13によってコードされる領域に対する市販のモノクローナルBIN1抗体(Clone 99D、Sigma)であった。図1に示すように、限定的な癌に罹患するイヌ(第I病期)は、進行癌に罹患するイヌ(第IIIおよびIV病期)よりも有意に少ない血清BIN1を有する。このコホートのイヌは、体重、年齢、またはクレアチニンホスホキナーゼ(筋肉試料採取の指標)の間に有意な差はなかったことに留意されたい。
この原理証明は、血液を利用することができる癌診断ツールとしてBIN1を支持するものである。静脈血の血清分画におけるBIN1の上昇は、イヌにおいて細胞腫の第IIIおよびIV病期の状態を有意に予測する。BIN1は、ヒトの転移性癌の定量的血液バイオマーカーとなり得る。
実施例2:9D7 1C1モノクローナル抗体の配列分析
材料および方法
全RNA抽出 Qiagenキットを使用してハイブリドーマから全RNAを抽出した。
第1ラウンドのRT−PCR QIAGEN(登録商標)OneStep RT−PCR Kit(カタログ番号210210)を使用した。重鎖および軽鎖に特異的なプライマーセットを使用してRT−PCRを行った。各RNA試料ごとに、可変領域のリーダー配列を網羅する縮重順方向プライマー混合物を使用して、12個の個々の重鎖と11個の軽鎖のRT−PCR反応を誘発した。逆方向プライマーは、重鎖および軽鎖の定常領域に位置する。プライマーに制限部位を人工的に作製することはしなかった。反応設定は、5.0μlの5×QIAGEN(登録商標)OneStep RT−PCR Buffer、0.8μlのdNTP Mix(各dNTPを10mM含有)、0.5μlのプライマーセット、0.8μlのQIAGEN(登録商標)OneStep RT−PCR Enzyme Mix、2.0μlの鋳型RNA、および20.0μlまでのRNaseを含まない水を含んでいた。PCR条件は、50℃、30分、95℃、15分、(94℃、25秒;54℃、30秒;および72℃、30秒)を20サイクル、その後、72℃で10分間の最終伸長であった。
第2ラウンドのセミネステッドPCR 第1ラウンドの反応からのRT−PCR産物を、第2ラウンドのPCRにおいてさらに増幅した。抗体可変領域に特異的なセミネステッドプライマーセットを使用して、12個の個々の重鎖および11個の軽鎖のRT−PCR反応を誘発した。反応設定は、10μlの2×PCR混合物、2μlのプライマーセット、および8μlの第1ラウンドの生成物を含んでいた。PCR条件は、95℃、5分、(95℃、25秒;57℃、30秒;および68℃、30秒)を25サイクル、その後、68℃で10分間の最終伸長であった。
PCRの終了後、PCR反応試料をアガロースゲル上に流し、増幅したDNA断片を可視化した。正しい抗体可変領域DNA断片は、400〜500塩基対のサイズを有するはずである。
PCR陽性のバンドをTOPOクローニングした。TOPOクローンをPCR増幅してからゲル電気泳動を行い、アガロースゲルから回収した。次いで、約24個のクローンを配列決定し、これらの配列データを使用してCDR分析を行った。
結果
クローニングしたDNA断片を配列決定した後、いくつかのマウス抗体重鎖および軽鎖を同定した。抗体CDRの分析により、1つの重鎖および2つの軽鎖を同定した。配列決定の結果の概要を表2に示す。
Figure 0006170925
以下は、表2に列挙される配列である:GFNIKDYY(配列番号10)、IDPENGNT(配列番号11)、VRGEDYGGYAMDY(配列番号12)、KSLLHSNGNTY(配列番号13)、MQHLEFPFT(配列番号14)、QDVSTA(配列番号15)、およびQQHYSTPFT(配列番号16)。
可変VH領域の配列
FASTAフォーマットでのアミノ酸配列(MHC299H1.1\;M13R):EVQLQQSGAELVRPGALVKLSCKASGFNIKDYYVYWVKQRPEQGLEWIGWIDPENGNTIYDPEFQAKASITADTSSNTAYLQLSSLTSEGTAVYYCVRGEDYGGYAMDYWGQGTSVTVSS(配列番号4)
FASTAフォーマットでのヌクレオチド配列(MHC299H1.1\;M13R):GAGGTCCAGCTGCAGCAGTCTGGGGCTGAGCTTGTGAGGCCAGGGGCCTTAGTCAAGTTGTCCTGCAAAGCTTCTGGCTTCAACATTAAAGACTACTATGTGTATTGGGTGAAGCAGAGGCCTGAACAGGGCCTGGAGTGGATTGGATGGATTGATCCTGAGAATGGTAATACTATATATGACCCGGAGTTCCAGGCCAAGGCCAGTATAACAGCAGACACATCCTCCAACACAGCCTACCTGCAGCTCAGCAGCCTGACATCTGAGGGCACTGCCGTCTATTACTGTGTTAGAGGGGAGGATTACGGGGGCTATGCTATGGACTACTGGGGTCAAGGAACCTCAGTCACCGTCTCCTCA(配列番号5)
可変VL領域の配列
FASTAフォーマットでのアミノ酸配列(MHC299L6.3\;M13R):DIVVTQAAPSVPVTPGESVSISCRSSKSLLHSNGNTYLSWFLQRPGQSPQLLIYRMSNLASGVPDRFSGSGSGTAFTLRISRVEAEDVGVYYCMQHLEFPFTFGSGTKLEIK(配列番号6)
FASTAフォーマットでのヌクレオチド配列(MHC299L6.3\;M13R):GATATTGTGGTGACTCAGGCTGCACCCTCTGTACCTGTCACTCCTGGAGAGTCAGTTTCCATCTCCTGCAGGTCTAGTAAGAGTCTCCTGCATAGTAATGGCAACACTTACTTGTCTTGGTTCCTGCAGAGGCCAGGCCAGTCTCCTCAGCTCCTGATTTATCGGATGTCCAACCTTGCCTCAGGAGTCCCAGACAGGTTCAGTGGCAGTGGGTCAGGCACTGCTTTCACACTGAGAATCAGTAGAGTGGAGGCTGAGGATGTGGGTGTTTATTACTGTATGCAACATCTAGAATTTCCCTTCACGTTCGGCTCGGGGACAAAGTTGGAAATAAAAC(配列番号7)
可変VL領域の配列
FASTAフォーマットでのアミノ酸配列(MHC299L7.2\;M13R):
DIVMTQSHKFMSTSVGDRVSITCKASQDVSTAVAWYQQKPGQSPKLLIYWASTRHTGVPDRFTGSGSGTDYTLTISSVQAEDLALYYCQQHYSTPFTFGSGTKLEIK(配列番号8)
FASTAフォーマットでのヌクレオチド配列(MHC299L7.2\;M13R):GACATTGTGATGACCCAGTCTCACAAATTCATGTCCACATCAGTAGGAGACAGGGTCAGCATCACCTGCAAGGCCAGTCAGGATGTGAGTACTGCTGTAGCCTGGTATCAACAAAAACCAGGGCAATCTCCTAAACTACTGATTTACTGGGCATCCACCCGGCACACTGGAGTCCCTGATCGCTTCACAGGCAGTGGATCTGGGACAGATTATACTCTCACCATCAGCAGTGTGCAGGCTGAAGACCTGGCACTTTATTACTGTCAGCAACATTATAGCACTCCATTCACGTTCGGCTCGGGGACAAAGTTGGAAATAAAAC(配列番号9)
実施例3:ヒト癌患者由来の血液試料におけるBIN1の検出
ブリッジングインテグレーター1(BIN1)遺伝子は、核細胞質タンパク質のいくつかのアイソフォームをコードする。BIN1遺伝子中の20個のエクソンを選択的にスプライシングして、遍在的または組織特異的な発現を示す少なくとも10個のBIN1アイソフォームを生じさせた(図3)。エクソン12aを含有する2個のBIN1アイソフォームは、腫瘍アイソフォームとして記載されている(Prendergast GC,et al.,Biochim Biophys Acta.2009 1795(1):25−36):一方は、報告されているアイソフォーム6(NM_139348)に対する配列相似性を有するエクソン13(受入番号:AF068917.1)を含み、文献においてBIN1アイソフォーム6、また本明細書においてBIN1 Ca−1と称され、他方は、エクソン13を含まず、本明細書においてBIN1 Ca−2と称され、新しい癌のアイソフォームを表す(図3)。
この試験は、異なる特異性の抗体の組み合わせを用いて、ヒトのる正常および癌由来の血液試料において検出可能なこれらのアイソフォームのレベルを間接的に測定することにより、癌の循環バイオマーカーとしてエクソン12aを含有するBIN1癌アイソフォームを特徴付けることを目標とする。
抗体サンドイッチアッセイの組み合わせ(表3)は、エクソン12aおよびエクソン13の両方によってコードされるポリペプチドを含有するアイソフォームを検出するように(アッセイ番号1)、または、エクソン12a、およびエクソン13を有するかまたは有しない12a+ BIN1を捕捉するように設計された遍在的に発現されるエクソン11によってコードされるポリペプチドを含有するアイソフォームを検出するように(アッセイ番号2)設計した。癌原遺伝子スプライシング因子SF2/ASFの存在に照らして、12a+/13− BIN1の存在を検出した(Karni R, et al.,Nature Struct Mol Biology.2007 14(3):185−193)。この12a+/13− BIN1アイソフォームは、本明細書においてCa−2(図3)と称される。
材料および方法
抗体 血液試料中のBIN1癌アイソフォームのレベルを測定するために、4つのBIN1抗体のセットを酵素結合免疫吸着測定法(ELISA)において使用した。全てのBIN1アイソフォーム中に存在するエクソン11によってコードされるポリペプチドを特異的に認識する、この試験においてp11と称されるEverest(カタログ番号EB08724)の抗BIN1ヤギポリクローナル抗体を使用して、全てのBIN1アイソフォームの検出を行った。この試験においてm13と称されるSigma(カタログ番号B9428)の抗BIN1マウスモノクローナル抗体を使用して、エクソン13によってコードされるポリペプチドを含有するBIN1アイソフォームのサブセットの検出を行った。エクソン12aによってコードされるポリペプチドを含有するBIN1アイソフォームのサブセットの検出のために、特別に作製した2つの抗体を使用した:この試験においてp12aと称される抗BIN1ウサギポリクローナル抗体(番号A5299)、およびこの試験においてm12aと称される抗BIN1マウスモノクローナル抗体(番号9D71C1)。
アッセイおよび試験 捕捉サンドイッチELISAによる血清BIN1タンパク質の検出 抗体の組み合わせを表3に列挙する。丸底96ウェルプレートを、0.1M炭酸ナトリウム緩衝液に希釈(pH9.0)した捕捉抗体(約5μg/ml)で、16時間4℃でコーティングした。トリス緩衝生理食塩水TWEEN−20(TBST)でプレートを3回洗浄して未結合抗体を除去し、TBST(ブロッキング緩衝液)中の1%ウシ血清アルブミン(BSA)を用いて室温で1時間ブロックした。50μlの標準物質(組換えBIN1タンパク質)および各血清試料を2通り加え、プレートを回転させながら4℃で一晩インキュベートした。次いで、試料を吸引し、プレートを迅速に2回洗浄およびTBSTで5分間3回洗浄した。次いで、一次検出抗体(ブロッキング緩衝液中5μg/ml)を検出抗体として適用し、プレートを回転させながら室温で1時間インキュベートした。次いで、検出抗体を吸引し、プレートを迅速に2回洗浄した後、TBSTで5分間3回洗浄した。その後、2回の迅速な洗浄およびTBSTを用いた3回の5分間洗浄の前に、HRP複合二次抗体(ブロッキング緩衝液中1/2000)を用いて室温で1時間プレートをインキュベートした。3,3′,5,5′−テトラメチルベンジジン(TMB)基質を加え、1N塩酸(HCL)を用いて反応を停止する前に1時間暗所でプレートをインキュベートした。反応停止後、ELx800マイクロプレート分光光度計(BIOTEK,Winooski,VT)を使用してプレートを読み取り、405nmで光学濃度(OD)値を決定した。既知のタンパク質濃度のタンパク質標準物質のOD値から標準曲線を作成した。次いで、その標準曲線から各試料のBIN1濃度を導き出した。
これらの抗体の2つの異なる組み合わせを使用して、2つの別個のアッセイを定義した(表3)。アッセイ番号1において、捕捉にはm13を使用し、検出にはp12aを使用して、癌アイソフォームCa−1を含む4つのBIN1アイソフォームのレベルを測定した。アッセイ番号2において、捕捉にはm12を使用し、検出にはp11を使用して、2つの癌アイソフォームCa−1およびCa−2を含む5つのBIN1アイソフォームのレベルを測定した。
Figure 0006170925
アッセイ番号2の場合、二次HRP複合抗体は、ロバ抗ヤギIgG(Abcam)であった。アッセイ番号1の場合、二次HRP複合抗体は、ヤギ抗ウサギIgG(Abcam)であった。
BIN1の新規癌アイソフォームCa−2のレベルを評価するために、比率アッセイ番号2/アッセイ番号1を使用して、BIN1癌試験番号1と名付けた。
ヒト試料 IRBの下に収集された、関連臨床データを含むヒト臨床試料リポジトリを有する商業ベンダーを特定した。固有の臨床的に健常な25〜79歳の範囲の対象から42個の血液試料を得た(Conversant、Asterand)。肺癌、膵臓癌、結腸直腸癌、卵巣癌、および甲状腺癌の各々10個の、50個のヒト血液試料を得た(Innovative ResearchおよびConversant)。癌患者の年齢は、18〜84歳であった。血液試料は、病期IおよびIVの疾患に罹患する肺癌患者から、癌病期IIIおよびIVの疾患に罹患する膵臓癌患者から、病期II、III、およびIVの疾患に罹患する結腸直腸癌患者、ならびに全ての病期(I〜IV)に罹患する卵巣癌および甲状腺癌患者から得た。
結果
標準曲線 この試験において使用したELISAアッセイの陽性対照として、BIN1組換えタンパク質(Ca−1)をヒトHEK−293細胞において過剰発現させ、アッセイ番号1(m13−p12a)およびアッセイ番号2(m12−p11)を使用して全ライセートを分析した。アッセイ番号1およびアッセイ番号2の2つの標準曲線を、それぞれ図4Aおよび図4Bに表す。アッセイ番号1およびアッセイ番号2の両方において、BIN1組換えタンパク質の量における増加は、BIN1抗体を使用して検出されたシグナルの増加と相関している。
図5は、2つの癌アイソフォームであるCa−1とCa−2との間の関係を示す。アッセイ番号1では、正常および癌の両方の多くの試料が、高いシグナルを発した(X軸)。これをアッセイ番号2のシグナルと組み合わせると、はるかに良好な癌特異性がもたらされる。10を超えるアッセイ番号2のレベルを有する10個の癌試料(三角形)はまた、10を超えるアッセイ番号1のレベルも有していた。後にさらに論じるように、これらの試料を年齢ごとに検討することも有益であり、健常対象におけるより高い信号は、若年対象の試料において生じる。このグラフは、両方のアッセイが癌においてシグナルの増加を示したことを示すものであり、Ca−1およびCa−2の両方が重要であることが示唆される。しかしながら、アッセイ番号2/アッセイ番号1の比率を用いて下のように試料を分析することにより、Ca−2癌アイソフォームレベルの決定が可能となる。
BIN1癌アイソフォームCa−2のレベルを評価するために、BIN1癌試験番号1を使用した(比率アッセイ番号2/アッセイ番号1)。図6は、正常な血液試料における対象の年齢に関連するBIN1癌試験番号1の結果を示す。3つの正常試料が、10を超える結果(すなわち、Y軸上のハッチング線)を示した。これらの試料は、25〜43歳のより若年の患者に由来する。ほぼ全ての正常試料が、非常に低い癌試験番号1の値を有する。
図7において、BIN1癌試験番号1を使用して癌試料を評価し、これらの結果を、正常試料で得られた結果とともにプロットした。10を超える試験値が、肺癌、膵臓癌、卵巣癌、および甲状腺癌を含む10個の癌試料において観察された。肺癌は、定量的および数値的の両方で最も高いCa−2(エクソン12a+/13−BIN1)のレベルを示し、したがって、10個のうち5個の試料が陽性であり、これらは観察された最も高いレベルに含まれる。結腸直腸癌におけるCa−2 BIN1癌アイソフォームのレベルは、一様に非常に低く、2個の膵臓試料、2個の卵巣試料、および1個の甲状腺試料を含む他の癌型の各々に罹患する対象由来の少数の試料が、10を超えるレベルを示した。
この小規模調査において、10を超える試験値を有する最も若年の癌患者は56歳であったのに対し、高いBIN1試験値を有する3人の健常対象のうち、最も高齢なのは43歳であった。したがって、癌スクリーニング試験を考慮する可能性の高い年齢群において、癌試料と正常試料の試験結果の分離は、レベル10で非常に良好である:癌の20%は陽性であり、50歳を超える人々では健常対象に陽性は存在しない。肺癌試料の半数が陽性であることから、喫煙者および肺癌の高いリスクを有する他の対象をスクリーニングするためのBIN1試験の使用が示唆される。興味深いことに、検出されたこれらの肺癌のうちの3つは病期Iであり、したがって、これらの患者は、早期検出および直接的な治療の大きな恩恵を受け得る。
表4は、BIN1癌試験番号1および増加する試験シグナルの閾値を使用したヒトの臨床結果を要約している(*これらの健常対象は43歳以下であり、^これらの癌対象は56歳以上である)。
Figure 0006170925
図8は、この試験で使用した全ての癌試料について異なる癌の進行段階(I〜IV)に関連して、癌患者におけるBIN1癌試験番号1の結果を表す。病期IIIと比較して、病期IVにおいて、BIN1癌試験シグナルにおける全体的な増加が観察された。図9A〜図9Eは、各癌の種類において検出された癌の病期に関連する試験結果を表す。肺癌では、2個の試料が高いBIN1癌試験の結果を有していた:1個の病期Iおよび病期IV(図9A)。膵臓癌では、病期IIIの癌患者と比較して、2人の病期IVの癌患者が比較的高いBin1癌試験の結果を有していた(図9B)。卵巣癌では、2個の試料が高いBin1癌試験の結果を有していた:1個の病期Iおよび病期IV(図9C)。最後に、甲状腺癌では、病期IIの癌試料におけるBin1癌試験の結果が最も高かった(図9E)。
このように、BIN1癌試験は、いくつかの癌において癌試料のサブセットを検出する。これらのサブセットは、病期に対応する場合があるが、必ずしも病期と相関しているわけではない。BIN1陽性サブセットは、これらの癌診断法において腫瘍サブタイプを反映し得る、すなわち、活性または異なる宿主応答が作動する異なる生化学的経路を有する可能性のあるサブタイプである。このことは、肺癌、卵巣癌、甲状腺癌、膵臓癌のサブセットを同定することにより、BIN1が、これらの患者における治療選択に有用であり得ることを示唆している。
実施例4:癌の治療を受けたイヌ由来の血液試料におけるBIN1の検出
材料および方法
イヌ試料 この試験のために、見かけ上健康なイヌ(健常対象と称される)からの14個の血液試料と、新たに癌であると診断されたイヌ(癌/治療前と称される)からの43個の血液試料を採取した。何匹かのイヌは、外科的切除、および/または放射線療法、ならびに化学療法を含む治療を受けた。治療を受けたイヌのサブセットから、治療から1週間後、またある場合には2週間後に第2の血液試料を採取した(それぞれ、治療後1および治療後2)。
結果
BIN1癌試験番号1を使用して57個のイヌ試料(14個の正常および43個の新規診断)を分析し、治療前および治療後の正常イヌ試料対癌イヌ試料でBIN1癌アイソフォームのレベルを検出した。正常試料において、BIN1癌アイソフォームの検出は検出されなかった(図10)。癌試料において、BIN1癌アイソフォームの増加が検出された。癌治療の後、BIN1癌アイソフォームのレベルが減少した(図10)。
14個の治療前癌試料が、正常試料と比較して1を超えるレベルの高いBIN1癌試験の結果を示した(全ての正常試料はゼロであった)。癌治療後、11個の試料中8個において、BIN1癌アイソフォームのレベルが減少した(図11A〜11C)。イヌ試料番号4、番号7、および番号8において、治療後、BIN1癌アイソフォームのレベルに変化が見られなかった。イヌ番号4は、見かけ上異常のない外科的切除端2cmの口腔肉腫を有していた。しかしながら、術後BIN1レベルの高さは、持続性の疾患を示唆するものであり、経過観察の病理組織学により該切除端に異常があり、癌細胞が高い分裂指数を有していたことが示された。治療優先度が緩和ケアに移行し、さらなる外科手術は行わなかった。イヌ番号7は、外科的に除去された甲状腺癌を呈したが、外科的および病理組織学分析により血管侵入性転移が示されたことから、不十分な治療が示唆された。イヌ番号8は、治療に対する不良な反応を示すマスト細胞腫瘍を呈し、癌が転移し続けたため、後に該イヌを安楽死させた。したがって、血液試料において検出された高いレベルのBIN1癌アイソフォームは、癌の進行または癌治療に対する反応が見られないことと相関していた。

Claims (44)

  1. 12a+/13−ブリッジングインテグレーター1(BIN1)値を対象における癌の指標とする方法であって、
    (a)試料中の12a+BIN1ポリペプチドのレベルを検出することであって、ここで前記試料は、前記対象から得られた血液試料である、ことと、
    (b)前記試料中の12a+/13+ BIN1ポリペプチドのレベルを検出することと、
    (c)ステップ(a)の前記検出されたレベルと、ステップ(b)の前記検出されたレベルの間の差に基づいて前記試料の12a+/13− BIN1値を計算することと、
    (d)ステップ(c)からの前記12a+/13− BIN1値を1つ以上の対照値と比較することであって、高い12a+/13− BIN1値は、前記対象が癌を有することを示唆する、比較することと、
    を含む、方法。
  2. 高い12a+/13− BIN1値は、陰性対照値を1つ以上の陽性対照値と比較することによって決定される閾値に基づいており、前記閾値よりも高い12a+/13− BIN1値は、前記対象が癌を有することを示唆する、請求項1に記載の方法。
  3. 前記閾値は、平均陰性対照値より少なくとも1標準偏差高く設定される、請求項2に記載の方法。
  4. 前記閾値は、平均陰性対照値より少なくとも2標準偏差高く設定される、請求項2に記載の方法。
  5. 前記閾値は、陽性対照値と比較して統計的に有意な差を示さない、請求項2に記載の方法。
  6. 前記癌は、細胞腫、肉腫、またはリンパ腫である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
  7. 前記癌は、肺癌、結腸直腸癌、膵臓癌、卵巣癌、甲状腺癌、リンパ腫、メラノーマ、および肉腫からなる群から選択される、請求項6に記載の方法。
  8. 前記癌は、肺癌である、請求項6に記載の方法。
  9. 前記癌は、腺癌、扁平上皮癌、大細胞癌、または小細胞癌である、請求項8に記載の方法。
  10. 前記対象は、癌を発症するリスクがある、請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法。
  11. 前記対象は、肺癌を発症するリスクがある、請求項10に記載の方法。
  12. 肺癌を発症するリスクがある前記対象は、喫煙歴を有するか、アスベストに曝露されてきたか、個人もしくは家族が肺癌の病歴を有するか、または長期的に受動喫煙に曝露された歴史を有する、請求項11に記載の方法。
  13. 前記12a+/13− BIN1値および前記1つ以上の対照値は、前記対象の年齢によって正規化される、請求項1〜12のいずれか1項に記載の方法。
  14. 前記対象は、少なくとも50歳である、請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法。
  15. 12a+ BIN1ポリペプチドは、12a+ BIN1特異的抗体を使用して検出される、請求項1〜14のいずれか1項に記載の方法。
  16. 前記抗体は、配列番号1に選択的に結合するが、配列番号3には結合しない、請求項15に記載の方法。
  17. 前記抗体は、モノクローナル抗体または組換え抗体である、請求項16に記載の方法。
  18. 前記抗体重鎖の相補性決定領域(CDR)は、アミノ酸配列の配列番号10、配列番号11、および配列番号12を含む、請求項17に記載の方法。
  19. 前記抗体軽鎖のCDRは、アミノ酸配列の配列番号13、配列番号14、および配列番号15を含む、請求項17または18に記載の方法。
  20. 12a+/13− BIN1値を対象における癌治療薬の有効性の指標とする方法であって、
    (a)第1の血液試料中の第1の12a+/13− BIN1値を決定することであって、ここで、前記第1の血液試料は、第1の癌治療薬を用いた治療の前に、癌に罹患する対象から得られた試料である、ことと、
    (b)第2の血液試料中の第2の12a+/13− BIN1値を決定することであって、ここで、前記第2の血液試料は、前記第1の癌治療薬を用いた少なくとも1回の治療の後に、癌に罹患する対象から得られた試料である、ことと、
    (c)前記第1の12a+/13− BIN1値を前記第2の12a+/13− BIN1値と比較することと、
    を含み、ここで、前記第1の血液試料と比較して増加したかもしくは減少していない、前記第2の血液試料中の12a+/13− BIN1値は、前記対象のために第2の癌治療薬が選択されるべきであることを示すか、または、前記第1の血液試料と比較して低下した、前記第2の血液試料中の12a+/13− BIN1値は、前記第1の癌治療薬を続けるべきであることを示す、方法。
  21. 前記癌は、細胞腫、肉腫、またはリンパ腫である、請求項20に記載の方法。
  22. 前記癌は、肺癌、結腸直腸癌、膵臓癌、卵巣癌、および甲状腺癌からなる群から選択される、請求項20に記載の方法。
  23. 前記癌は、肺癌である、請求項22に記載の方法。
  24. 前記癌は、腺癌、扁平上皮癌、大細胞癌、または小細胞癌である、請求項23に記載の方法。
  25. 12a+/13−ブリッジングインテグレーター1(BIN1)値を対象において癌に使用される治療の指標とする方法であって、
    (a)試料中の12a+BIN1ポリペプチドのレベルを検出することであって、ここで、前記試料は、前記対象から得られた血液試料であることと、
    (b)前記試料中の12a+/13+ BIN1ポリペプチドのレベルを検出することと、
    (c)ステップ(a)の前記検出されたレベルと、ステップ(b)の前記検出されたレベルの間の差に基づいて前記試料の12a+/13− BIN1値を計算することと、
    (d)ステップ(c)からの前記12a+/13− BIN1値を1つ以上の対照値と比較することと、
    を含み、ここで、
    高い12a+/13− BIN1値の決定は、インドールアミン−2,3−ジオキシゲナーゼ(IDO)の阻害剤が前記対象に投与されるべきであることを示す、方法。
  26. 高い12a+/13− BIN1値は、陰性対照値を1つ以上の陽性対照値と比較することによって決定される閾値に基づいており、前記閾値よりも高い12a+/13− BIN1値は、前記対象が癌を有することを示唆する、請求項25に記載の方法。
  27. 前記閾値は、平均陰性対照値より少なくとも1標準偏差高く設定される、請求項26に記載の方法。
  28. 前記閾値は、平均陰性対照値より少なくとも2標準偏差高く設定される、請求項26に記載の方法。
  29. 前記閾値は、陽性対照値と比較して統計的に有意な差を示さない、請求項26に記載の方法。
  30. 前記癌は、細胞腫、肉腫、またはリンパ腫である、請求項26に記載の方法。
  31. 前記癌は、肺癌、結腸直腸癌、膵臓癌、卵巣癌、および甲状腺癌からなる群から選択される、請求項26に記載の方法。
  32. 前記癌は、肺癌である、請求項31に記載の方法。
  33. 前記癌は、腺癌、扁平上皮癌、大細胞癌、または小細胞癌である、請求項32に記載の方法。
  34. 前記エクソン12a+ BIN1ポリペプチドのレベルは、12a+ BIN1特異的抗体を使用して決定される、請求項25〜33のいずれか1項に記載の方法。
  35. 前記抗体は、配列番号1に選択的に結合するが、配列番号3には結合しない、請求項34に記載の方法。
  36. 前記抗体は、モノクローナル抗体または組換え抗体である、請求項35に記載の方法。
  37. 前記抗体重鎖の相補性決定領域(CDR)は、アミノ酸配列の配列番号10、配列番号11、および配列番号12を含む、請求項36に記載の方法。
  38. 前記抗体軽鎖のCDRは、アミノ酸配列の配列番号13、配列番号14、および配列番号15を含む、請求項36または37に記載の方法。
  39. 前記IDO阻害剤は、1−メチル−トリプトファンまたは1−メチル−D−トリプトファンを含む、請求項25〜38のいずれか1項に記載の方法。
  40. 配列番号1には結合するが、配列番号3には結合しない、ヒト12a+ BIN1に選択的に結合する単離された抗体であって、
    (a)配列番号10の可変重鎖相補性決定領域(VH CDR)1、配列番号11のVH CDR2および配列番号12のVH CDR3;ならびに
    (b)配列番号13の可変軽鎖相補性決定領域(VL CDR)1、配列番号14のVL CDR2および配列番号15のVL CDR3
    を含む、単離された抗体
  41. 前記抗体は、モノクローナル抗体である、請求項40に記載の単離された抗体。
  42. 前記抗体は、組換え抗体である、請求項40に記載の単離された抗体。
  43. 12a+/13− BIN1アイソフォームレベルを決定するためのキットであって、
    (a)12a+ BIN1ポリペプチドを検出するためのアッセイシステムであって、
    (i)12a+ BIN1に選択的に結合する抗体と、
    (ii)複数のヒトBIN1アイソフォームに選択的に結合する抗体と、を含み、
    (a)(i)の前記抗体が固体表面に固定化される場合、(a)(ii)の前記抗体は固定化されないか、または(a)(i)の前記抗体が固定化されない場合、(a)(ii)の前記抗体が固体表面に固定化される、アッセイシステムと、
    (b)12a+/13+ BIN1ポリペプチドを検出するためのアッセイシステムであって
    (i)13+ BIN1に選択的に結合する抗体と、
    (ii)12a+ BIN1に選択的に結合する抗体と、を含み、
    (b)(i)の前記抗体が固体表面に固定化される場合、(b)(ii)の前記抗体は固定化されないか、または(b)(i)の前記抗体が固定化されない場合、(b)(ii)の前記抗体が固体表面に固定化される、アッセイシステムと、を含む、キット。
  44. (a)(ii)の前記抗体は、11+ BIN1に選択的に結合する、請求項4に記載のキット。
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