JP6387001B2 - Cdk阻害剤と関連するバイオマーカー - Google Patents

Cdk阻害剤と関連するバイオマーカー Download PDF

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Description

本発明は、ゲノム薬理学の分野、ならびにサイクリン依存性キナーゼ阻害剤に対して感受性の細胞の決定において有用なバイオマーカーの使用、処置法、および化合物のスクリーニング法に関する。
ヒトサイクリンD3(CCND3:cyclin D3)は、1992年に、とりわけ、G1〜S期の進行において細胞周期を調節する遺伝子についてのスクリーニングにより初めてクローニングされた(Xiongら、Genomics、1992、13:575〜584、Motokuraら、J. Biol. Chem. 1992、267:20412〜20415)。CCND3は、3つのD型サイクリン(サイクリンD1、D2、およびD3)のうちの1つである。D型サイクリンとしてのCCND3は、サイクリン依存性キナーゼであるCDK4およびCDK6とアセンブルして、細胞周期のG1の進行を促進するホロ酵素を形成することが発見された(Batesら、Oncogene 1994、9:71〜79)。後期G1を通過すると、CCND3は、細胞周期の進行にもはや必要でなくなる(Sherr、Trends in Bio.Sci 1995、20(5)187〜190)。
構造的には、CCND3は、1つのサイクリンドメインおよび2つのPESTドメインを含有する。PESTドメインは、ユビキチンを媒介する分解に使用され、細胞が迅速に調節およびターンオーバーすることを要請するタンパク質内に見出される。PESTドメインは、プロリン(P)残基、グルタミン酸(E)残基、セリン(S)残基およびトレオニン(T)残基に富み、12〜60アミノ酸の範囲の長さである。ヒトCCND3は、アミノ酸256〜268(端点を含む(inclusive))および271〜291(端点を含む)においてPESTドメインを含有する。PESTドメインの役割を探索する中で、研究者らは、CCND3の単一の対立遺伝子SNPが、アミノ酸259におけるセリンからアラニンへのアミノ酸変化(S259A)を結果としてもたらすことを見出した。S259Aの変化は、PESTドメインを破壊し、結果として、変異体のCCND3は、突然変異していない対立遺伝子と比較した場合の安定性を増大させた(Savasら、OMICS 2007、11(2): 200〜208)。
CCND3は、リンパ球の発生において必要とされる。CCND3の機能について調べるために、CCND3ノックアウトマウス(CCND3−/−)を作り出した(Sicinskaら、Cancer Cell 2003、4(6):451〜461)ところ、これらのノックアウトマウスは、未成熟T細胞の正常な増殖を経ないという、極めて組織特異的な欠陥を呈した。T細胞性悪性腫瘍においてCCND3が果たしうる役割について取り組むため、CCND3ノックアウトマウスを多数のT細胞性腫瘍を提示するp56LCKを過剰発現するマウスと交雑させた。野生型CCND3/p56LCKを発現しているマウスは、T細胞性悪性腫瘍を迅速に形成した。これに対し、CCND3ノックアウト/p56LCKマウスでは、T細胞性悪性腫瘍の形成が6〜8週間遅延した。このデータを使用してヒト悪性腫瘍について調査するため、同じ研究グループは、siRNAアプローチを使用して、ヒトT細胞性急性リンパ芽球性白血病(T−ALL)細胞系においてCCND3をノックダウンした。CCND3のノックダウンが12の被験細胞系全てにおいて細胞の増殖を著明に阻害したことから、マウスでのデータが確認され、ヒトT細胞性悪性腫瘍におけるCCND3の重要性が実証された。
DNAシークエンシング技術の容易さが向上し、速度が増大し、費用が低廉化したことから、調査者は、がん細胞の全ゲノムを、変化について検討することが可能となっている。このアプローチを利用して、2つの研究グループが、びまん性大細胞型B細胞リンパ腫(DLBCL:diffuse large B−cell lymphoma)の全ゲノム解析を、このがんの一因となりうる特異的な遺伝子および経路を見い出すために実施した(Pasqualucciら、Nature Genetics 2011、43(9): 830〜837: Morinら、Nature 2011、476:298〜303)。このアプローチにより、54例の被験DLBCL中の3例において、CCND3突然変異が見出された。
本開示では、CCND3突然変異をバイオマーカーまたは指標として使用して、患者を特異的な治療について予測し、特異的な治療の標的とする。どの患者に治療剤を施すべきなのかを示すバイオマーカーを見い出すことは、とりわけ、がんに関して有用である。このようなアプローチにより、試行錯誤によるアプローチとは対照的に、より時宜にかない積極的な処置が可能とされる。加えて、投与後に細胞が治療に対して感受性であり続けることを示すバイオマーカーの発見もまた有用である。これらのバイオマーカーを使用して、治療剤を施される患者の応答をモニタリングすることができる。バイオマーカーが、患者が処置に対して非感受性となったことを示す場合は、投与される用量を増大させることもでき、減少させることもでき、中止することもでき、さらなる治療剤を投与することもできる。そのようなものとして、サイクリン依存性キナーゼ(CDK:Cyclin Dependent Kinase)阻害剤と関連するバイオマーカーを開発することが必要とされている。このアプローチにより、適正な患者に適切な処置を施すことが確保され、処置コースにおいて患者をCDK阻害剤に対する感受性の持続についてモニタリングすることができる。
CDK阻害剤の開発において、特異的なバイオマーカーは、投与時における作用機構の理解の一助となるであろう。作用機構は、細胞周期および差次的な遺伝子発現調節機構の複雑なカスケードを伴いうる。この解析は、がん細胞のCDK阻害剤候補物質に対する特定の感受性および候補物質の活性を決定するために、薬物開発の前臨床段階でなされる。薬力学的な調査において特に興味深いのは、本明細書で開示されるマーカーなどの、感受性および活性の特異的なマーカーの同定である。
本開示は、サイクリンD3(以下では、「CCND3」と称する)のPESTドメイン内の突然変異が、サイクリン依存性キナーゼ4および/またはサイクリン依存性キナーゼ6の阻害剤(以下では、「CDKi:Cyclin Dependent Kinase inhibitor」と称する)に対する細胞の感受性の決定において特異的なバイオマーカーとして作用することを提示する。本開示は、どのがん細胞がCDKiに対して感受性であるのかを予測するときの精度および特異性を増大させたCDKiについての「遺伝子署名」(gene signature)を結果としてもたらす、CCND3突然変異解析を含む。方法では、患者から採取され、非がん性対照または正常対照と比較される、がん試料中のPESTドメイン内のCCND3突然変異について解析し、がん試料のCDKiに対する感受性を予測する。CCND3突然変異の解析は、好適な応答を示す場合もあり、好適でない応答を示す場合もある。本発明は、患者を、その個体に特異的な機能的ゲノム署名に基づき処置する「個別化医療」(personalized medicine)の例である。
CCND3突然変異の予測的価値はまた、CDKiによる処置後において、患者が処置に対する感受性を維持しているのかどうかを決定するのにも使用することができる。CDKi治療剤を投与したら、CCND3突然変異を、患者のCDKi処置に対する感受性の持続についてモニタリングするバイオマーカーとして使用することができる。これは、患者が適正な処置コースを施されていることを決定するのに有用である。本開示は、患者のCDKi処置に対する感受性を予測し、モニタリングする方法を含む。方法は、CDKiの患者への投与ステップと、処置される患者から得られた生物学的試料におけるCCND3突然変異について解析するステップと、CCND3突然変異を非がん性試料中または正常試料中のCCND3と比較するステップとを含む。患者の応答は、PESTドメイン内のCCND3突然変異の検出に基づき評定する。加えて、CCND3突然変異を含有する細胞に由来するCCND3タンパク質の発現レベルの、正常対照細胞もしくは野生型対照細胞と比較した検出および/または変化は、患者の処置に対する感受性を予測することができる。CCND3の突然変異体タンパク質の発現レベル変化のパターンは、好適な患者応答を示す場合もあり、好適でない患者応答を示す場合もある。
CCND3タンパク質およびある種の突然変異についての図解である。CCND3のPESTドメインとは、ヒトCCND3のアミノ酸256〜268および271〜291である。 野生型CCND3を含有する細胞の細胞生存率についてのグラフであって、CDKi(1)に対する非感受性を実証するグラフである。 突然変異体CCND3を含有する細胞の細胞生存率についてのグラフであって、CDKi(1)に対する感受性を実証するグラフである。 CDKi(1)により処置された野生型CCND3細胞系および突然変異CCND3細胞系のEC50値についてのボックスプロットである。 野生型CCND3を含有する細胞の細胞生存率についてのグラフであって、CDKi(2)に対する非感受性を実証するグラフである。 突然変異体CCND3を含有する細胞の細胞生存率についてのグラフであって、CDKi(2)に対する感受性を実証するグラフである。 CDKi(2)により処置された野生型CCND3細胞系および突然変異CCND3細胞系のEC50値についてのボックスプロットである。 野生型CCND3を含有する細胞の細胞生存率についてのグラフであって、CDKi(3)に対する非感受性を実証するグラフである。 突然変異体CCND3を含有する細胞の細胞生存率についてのグラフであって、CDKi(3)に対する非感受性を実証するグラフである。 CDKi(3)により処置された野生型CCND3細胞系および突然変異CCND3細胞系のEC50値についてのボックスプロットである。 CCND33突然変異が、タンパク質の安定性の増大を結果としてもたらすことを実証するウェスタンブロットである。 CCND33突然変異が、タンパク質の安定性の増大を結果としてもたらすことを実証するウェスタンブロットである。 CCND3突然変異を含有する細胞が、高レベルのCCND3突然変異体タンパク質を結果としてもたらすことを示すウェスタンブロットである。 野生型の細胞系およびCCND3突然変異を含有する細胞系におけるmRNA発現についてのグラフ表示である。
がん細胞の、サイクリン依存性キナーゼ阻害剤(CDKi)に対する感受性を決定する方法であって、a)がん細胞内のサイクリンD3(CCND3)の突然変異についてアッセイするステップと、b)CCND3突然変異を、非がん性細胞または正常な対照細胞と比較するステップとを含み、がん細胞内のCCND3突然変異の存在が、がん細胞がCDKiに対して感受性であることを示す方法。
がん細胞が、びまん性大細胞型B細胞リンパ腫、リンパ腫、リンパ性白血病、急性リンパ芽球性B細胞白血病、およびバーキットリンパ腫からなる群から選択される当該方法。
CCND3突然変異が、PESTドメイン内にある当該方法。
CCND3突然変異が、配列番号2のアミノ酸256〜268における少なくとも1つのアミノ酸変化である当該方法。
CCND3突然変異が、配列番号2のアミノ酸271〜292における少なくとも1つのアミノ酸変化である当該方法。
CCND3突然変異が、表2における任意の突然変異である当該方法。
CCND3突然変異が、アミノ酸290におけるイソロイシンからリシンへの変化(I290K)、アミノ酸290におけるイソロイシンからトレオニンへの変化(I290T)、アミノ酸284におけるプロリンからロイシンへの変化(P284L)、アミノ酸284におけるプロリンからセリンへの変化(P284S)、およびアミノ酸287におけるバリンからアスパラギン酸への変化(V287D)からなる群から選択される当該方法。
CDKiが、表1から選択される当該方法。
がん患者のCDKiによる処置に対する感受性を予測する方法であって、a)患者から得られたがん試料中のCCND3突然変異についてアッセイするステップと、b)CCND3突然変異を、非がん性試料または正常な対照試料と比較するステップとを含み、がん試料中のCCND3突然変異の存在が、患者がCDKiによる処置に対して感受性であることを示す方法。
がん試料が、びまん性大細胞型B細胞リンパ腫、リンパ腫、リンパ性白血病、急性リンパ芽球性B細胞白血病、およびバーキットリンパ腫からなる群から選択される当該方法。
CCND3突然変異が、PESTドメイン内にある当該方法。
CCND3突然変異が、配列番号2のアミノ酸256〜268における少なくとも1つのアミノ酸変化である当該方法。
CCND3突然変異が、配列番号2のアミノ酸271〜292における少なくとも1つのアミノ酸変化である当該方法。
CCND3突然変異が、表2における任意の突然変異である当該方法。
CCND3突然変異が、アミノ酸290におけるイソロイシンからリシンへの変化(I290K)、アミノ酸290におけるイソロイシンからトレオニンへの変化(I290T)、アミノ酸284におけるプロリンからロイシンへの変化(P284L)、アミノ酸284におけるプロリンからセリンへの変化(P284S)、およびアミノ酸287におけるバリンからアスパラギン酸への変化(V287D)からなる群から選択される当該方法。
CDKiが、表1から選択される当該方法。
c)患者から得られたがん試料中のCCND3の差次的なタンパク質発現を測定するステップと、d)がん試料中のCCND3タンパク質の発現を、非がん性試料または正常な対照試料によるCCND3タンパク質発現と比較するステップとをさらに含み、がん試料中のCCND3タンパク質レベルの増大が、患者がCDKiによる処置に対して感受性であることを示す当該方法。
がん患者をCDKiで処置する方法であって、a)患者から得られたがん試料中のCCND3突然変異についてアッセイするステップと、b)がん試料中のCCND3突然変異状態を、非がん性試料または正常な対照試料と比較するステップであり、CCND3突然変異の存在が、患者がCDKiによる処置に対して感受性であることを示すステップと、c)患者にCDKiを投与するステップと、d)腫瘍成長の抑制についてアッセイするステップとを含む方法。
がん試料が、びまん性大細胞型B細胞リンパ腫、リンパ腫、リンパ性白血病、急性リンパ芽球性B細胞白血病、およびバーキットリンパ腫からなる群から選択される当該方法。
CCND3突然変異が、PESTドメイン内にある当該方法。
CCND3突然変異が、配列番号2のアミノ酸256〜268における少なくとも1つのアミノ酸変化である当該方法。
CCND3突然変異が、配列番号2のアミノ酸271〜292における少なくとも1つのアミノ酸変化である当該方法。
CCND3突然変異が、表2における任意の突然変異である当該方法。
CCND3突然変異が、アミノ酸290におけるイソロイシンからリシンへの変化(I290K)、アミノ酸290におけるイソロイシンからトレオニンへの変化(I290T)、アミノ酸284におけるプロリンからロイシンへの変化(P284L)、アミノ酸284におけるプロリンからセリンへの変化(P284S)、およびアミノ酸287におけるバリンからアスパラギン酸への変化(V287D)からなる群から選択される当該方法。
CDKiを、治療有効量で投与する当該方法。
CDKiが、表1から選択される当該方法。
CDKi候補物質をスクリーニングする方法であって、a)CCND3突然変異を含有する細胞を、CDKi候補物質と接触させるステップと、b)細胞生存率の低減を測定するステップと、c)CDKi候補物質と接触させたCCND3突然変異細胞による細胞生存率の低減を、対照のCDKiと接触させたCCND3突然変異細胞による細胞生存率と比較するステップとを含む方法。
対照のCDKiが、表1から選択される当該方法。
CCND3突然変異を含有する細胞が、びまん性大細胞型B細胞リンパ腫、リンパ腫、リンパ性白血病、急性リンパ芽球性B細胞白血病、およびバーキットリンパ腫からなる群から選択される当該方法。
CCND3突然変異が、PESTドメイン内にある当該方法。
CCND3突然変異が、配列番号2のアミノ酸256〜268における少なくとも1つのアミノ酸変化である当該方法。
CCND3突然変異が、配列番号2のアミノ酸271〜292における少なくとも1つのアミノ酸変化である当該方法。
CCND3突然変異が、表2における任意の突然変異である当該方法。
CCND3突然変異が、アミノ酸290におけるイソロイシンからリシンへの変化(I290K)、アミノ酸290におけるイソロイシンからトレオニンへの変化(I290T)、アミノ酸284におけるプロリンからロイシンへの変化(P284L)、アミノ酸284におけるプロリンからセリンへの変化(P284S)、およびアミノ酸287におけるバリンからアスパラギン酸への変化(V287D)からなる群から選択される当該方法。
選択されたがん患者の集団のがんの処置に使用するためのCDKiを含む組成物であって、がん患者の集団が、前記患者から得られたがん細胞試料中の、正常な対照細胞試料と比較したCCND3突然変異を示すことに基づき選択される組成物。
がん試料が、びまん性大細胞型B細胞リンパ腫、リンパ腫、リンパ性白血病、急性リンパ芽球性B細胞白血病、およびバーキットリンパ腫からなる群から選択される当該組成物。
がん患者のCDKiによる処置に対する感受性を予測するためのキットであって、i)CCND3突然変異を検出するための手段と、ii)前記キットの使用法についての指示書とを含むキット。
定義
本明細書および特許請求の範囲で使用される、単数形の「ある(a)」、「ある(an)」、および「その(the)」は、文脈により別段であることが明確に指示されない限り、複数形の指示対象を含む。例えば、「細胞(a cell)」という用語は、それらの混合物を含む複数の細胞を含む。
範囲を含む全ての数値の指定、例えば、pH、温度、時間、濃度、および分子量は、0.1の増分だけ(+)または(−)に変化する概数である。常に明示的に言明されるわけではないが、全ての数値の指定には、「約」という用語を先立たせていることを理解されたい。常に明示的に言明されるわけではないが、本明細書で記載される試薬は、単に例示的なものであり、当技術分野では、このような試薬の同等物が公知であることもまた理解されたい。
本明細書では、「マーカー」または「バイオマーカー」という用語を互換的に使用する。バイオマーカーとは、核酸またはポリペプチドであり、ポリペプチドの突然変異または差次的発現の存在または非存在を使用して、任意のCDKiに対する感受性を決定する。例えば、CCND3は、それが、正常(非がん性)細胞内または対照細胞内のCCND3と比較して突然変異していれば、がん細胞内のバイオマーカーである。
細胞は、CDKiで処置したときに、細胞の生存率が、処置されていない対照と比較して低減されれば、CDKiによる阻害について「感受性」であるかまたは「感受性」を表示する。
「CCND3」とは、サイクリンD3遺伝子を指す。別段に具体的に言明されない限り、本明細書で使用されるCCND3とは、ヒトCCND3、受託番号BC011616(CCND3の核酸(配列番号1))およびAAH11616(CCND3タンパク質(配列番号2))を指す。
「野生型」、「正常な」、または「非突然変異体」とは、受託番号BC011616/AAH11616(それぞれ、核酸(配列番号1)およびタンパク質(配列番号2))を含むCCND3の配列を指す。
「突然変異体」(mutant)または「突然変異」(mutation)とは、DNA配列中またはタンパク質配列中の任意の変化であって、野生型CCND3から逸脱する変化である。これは、限定されることなく、CCND3遺伝子およびその対応するタンパク質における、単一塩基の核酸変化または単一のアミノ酸の変化、挿入、欠失、および切断を含む。
「対照細胞」、「正常細胞」、または「野生型」とは、非がん性組織または非がん性細胞を指す。
「対照組織」、「正常組織」、または「野生型」とは、非がん性組織または非がん性細胞を指す。
「核酸」という用語と「ポリヌクレオチド」という用語とは、互換的に使用され、デオキシリボヌクレオチドもしくはリボヌクレオチドまたはこれらの類似体である、任意の長さのヌクレオチドのポリマー形態を指す。ポリヌクレオチドは、任意の三次元構造を有することが可能であり、任意の機能を果たしうる。遺伝子または遺伝子断片(例えば、プローブ、プライマー、ESTタグ、またはSAGEタグ)、エクソン、イントロン、メッセンジャーRNA(mRNA)、トランスファーRNA、リボソームRNA、リボザイム、cDNA、組換えポリヌクレオチド、分枝状ポリヌクレオチド、プラスミド、ベクター、任意の配列の単離DNA、任意の配列の単離RNA、核酸プローブ、およびプライマーは、ポリヌクレオチドの非限定例である。ポリヌクレオチドは、メチル化ヌクレオチドなどの修飾ヌクレオチド、およびヌクレオチド類似体を含みうる。存在する場合、ヌクレオチド構造に対する修飾は、ポリマーのアセンブリーの前または後に付与することができる。ヌクレオチドの配列は、ヌクレオチド以外の構成要素により中断することができる。ポリヌクレオチドは、標識化構成要素とのコンジュゲーションなどにより、重合化の後でさらに修飾することができる。この用語はまた、二本鎖分子および一本鎖分子のいずれも指す。別段に指定または要請されない限り、ポリヌクレオチドである、本発明の任意の実施形態は、二本鎖形態、および二本鎖形態を構成することが公知であるかまたは予測される2つの相補的な一本鎖形態の各々のいずれも包含する。
「遺伝子」とは、転写および翻訳された後で、特定のポリペプチドまたはタンパク質をコードすることが可能な、少なくとも1つのオープンリーディングフレーム(ORF)を含有するポリヌクレオチドを指す。ポリヌクレオチド配列を使用して、それらが関連する遺伝子のより大型の断片または全長コード配列を同定することができる。当業者には、より大型の断片の配列を単離する方法が公知である。
「遺伝子発現」または、代替的に「遺伝子産物」とは、遺伝子が転写および翻訳されるときに産生される核酸またはアミノ酸(例えば、ペプチドまたはポリペプチド)を指す。
「ポリペプチド」という用語は、「タンパク質」という用語と互換的に使用され、その最も広い意味において、2つ以上のサブユニットアミノ酸、アミノ酸類似体、またはペプチド模倣体の化合物を指す。サブユニットは、ペプチド結合により連結することができる。別の実施形態では、サブユニットは、他の結合、例えば、エステル結合、エーテル結合などにより連結することもできる。
本明細書で使用される「アミノ酸」という用語は、天然および/または非天然もしくは合成のアミノ酸、D光学異性体およびL光学異性体の両方、アミノ酸類似体、ならびにペプチド模倣体を指す。3つ以上のアミノ酸によるペプチドは一般に、ペプチド鎖が短い場合は、オリゴペプチドと呼ばれる。ペプチド鎖が長い場合、ペプチドは一般に、ポリペプチドまたはタンパク質と呼ばれる。
「単離」という用語は、天然では通常、ポリヌクレオチド、ペプチド、ポリペプチド、タンパク質、抗体、またはこれらの断片が会合している細胞構成物質または他の形の構成物質から分離されていることを意味する。例えば、単離ポリヌクレオチドは、その自然または天然の環境では、例えば、染色体上では通常会合している、3’側および5’側の隣接するヌクレオチドから分離されている。当業者には明らかである通り、非自然発生のポリヌクレオチド、ペプチド、ポリペプチド、タンパク質、抗体、またはこれらの断片は、それをその自然発生の対応物と識別する「単離」を必要としない。加えて、「濃縮」、「分離」、または「希釈」ポリヌクレオチド、ペプチド、ポリペプチド、タンパク質、抗体、またはこれらの断片は、容量当たりの分子の濃度もしくは数が、「濃縮」形ではその自然発生の対応物の容量当たりの分子の濃度もしくは数を超えるか、または「分離」形ではその自然発生の対応物の容量当たりの分子の濃度もしくは数未満であるという点でも、その自然発生の対応物から識別可能である。その一次配列により、または、例えば、そのグリコシル化パターンにより自然発生の対応物と異なるポリヌクレオチド、ペプチド、ポリペプチド、タンパク質、抗体、またはこれらの断片は、その一次配列により、または、代替的に、グリコシル化パターンなど、別の特徴により、その自然発生の対応物から識別可能であるので、その単離形態で存在する必要がない。したがって、非自然発生のポリヌクレオチドは、単離された自然発生のポリヌクレオチドとは別個の実施形態として提供される。細菌細胞内で産生されるタンパク質は、それが天然において産生される真核細胞から単離された自然発生のタンパク質とは別個の実施形態として提供される。
ポリヌクレオチド操作の文脈で使用される場合の「プローブ」とは、標的とハイブリダイズすることにより、対象の試料中に潜在的に存在する標的を検出する試薬として提供されるオリゴヌクレオチドを指す。通常、プローブは、標識、またはハイブリダイゼーション反応の前もしくは後において標識を接合させうる手段を含むであろう。適切な標識は、放射性同位元素、蛍光色素、化学発光化合物、色素、および酵素を含むタンパク質を含むがこれらに限定されない。
「プライマー」とは、標的とハイブリダイズすることにより、対象の試料中に潜在的に存在する標的または「鋳型」に結合し、その後、標的と相補的なポリヌクレオチドの重合化をプロモートする、遊離3’−OH基を一般に伴う短いポリヌクレオチドである。「ポリメラーゼ連鎖反応」(「PCR:polymerase chain reaction」)とは、「上流」プライマーおよび「下流」プライマーからなる「プライマー対」または「プライマーセット」、ならびにDNAポリメラーゼ、および、典型的に、熱安定性のポリメラーゼ酵素など、重合化の触媒を使用して、レプリケートコピーを、標的ポリヌクレオチドから作製する反応である。当技術分野では、PCRのための方法が周知であり、例えば、PCR: A Practical Approach、M. MacPhersonら、IRL Press at Oxford University Press(1991)において教示されている。本明細書では、PCRまたは遺伝子クローニングなど、ポリヌクレオチドのレプリケートコピーを作製する全ての工程を、「複製」と総称する。プライマーはまた、サザンブロット解析またはノーザンブロット解析など、ハイブリダイゼーション反応におけるプローブとしても使用することができる(Sambrookら、Molecular Cloning: A Laboratory Manual、2版(1989))。
本明細書で使用される「発現」とは、DNAをmRNAへと転写する工程および/または転写されたmRNAをその後、ペプチド、ポリペプチド、もしくはタンパク質へと翻訳する工程を指す。ポリヌクレオチドがゲノムDNAに由来する場合、発現は、真核細胞内のmRNAのスプライシングを含みうる。
遺伝子に適用される「差次的発現」(differentially expressed)とは、遺伝子から転写および/もしくは翻訳されるmRNAまたは遺伝子によりコードされるタンパク質産物の差次的産生を指す。差次的に発現する遺伝子は、正常細胞または対照細胞の発現レベルと比較して、過剰発現する場合もあり、過小発現する場合もある。しかし、本明細書で使用される過剰発現とは、遺伝子発現の増大であり、一般に、正常細胞もしくは正常組織または対照の対応する細胞もしくは組織において検出される発現の、少なくとも1.25倍、または、代替的に、少なくとも1.5倍、または、代替的に、少なくとも2倍、または、代替的に、少なくとも3倍、または、代替的に、少なくとも4倍の発現である。本明細書で使用される過小発現とは、遺伝子発現の低減であり、一般に、正常細胞もしくは正常組織または対照の対応する細胞もしくは組織において検出される発現の、少なくとも1.25分の1、または、代替的に、少なくとも1.5分の1、または、代替的に、少なくとも2分の1、または、代替的に、少なくとも3分の1、または、代替的に、少なくとも4分の1の発現である。「差次的発現」という用語はまた、がん細胞内またはがん性組織内の発現は検出されるが、対照細胞内または正常組織(例えば、非がん性細胞または非がん性組織)内の発現は検出不能な発現も指す。
遺伝子の高発現レベルは、遺伝子の過剰発現または遺伝子コピー数の増大のために生じうる。遺伝子はまた、負の調節因子の脱制御または非存在のために、タンパク質のレベルが増大して翻訳される場合もある。最後に、遺伝子の高発現は、タンパク質の蓄積を結果としてもたらす、タンパク質の安定化の増大またはタンパク質の分解の低減に起因して生じる場合もある。
「遺伝子発現プロファイル」または「遺伝子署名」とは、少なくとも1つのバイオマーカーの発現のパターンであって、突然変異、特定の処置に対する応答、または細胞内の特定の生物学的過程もしくは生物学的経路の活性化など、複数の試料中で反復され、これらの試料により共有される特性を反映するパターンを指す。遺伝子発現プロファイルは、その共通の特性を共有する試料と、その共通の特性を共有しない試料との間を、試料を2つの群へとランダムに割り当てることにより達成されるだろう精度よりも良い精度で差別化する。遺伝子発現プロファイルは、未知の状態の試料が、その共通の特性を共有するのか否かを予測するのに使用することができる。バイオマーカーと典型的なプロファイルとの間では、ある程度のばらつきが予測されるのであるが、バイオマーカーのプロファイルの典型的なプロファイルに対する全体的な類似性は、そのバイオマーカーが反映する共通の特性を共有しない試料中で類似性が偶然に観察される可能性があるような統計学的にはありそうにない類似性である。
「cDNA」という用語は、相補的DNAを指す、すなわち、細胞内または生物内に存在するmRNA分子は、逆転写酵素などの酵素によりcDNAとされる。「cDNAライブラリー」とは、細胞内または生物内に存在するmRNA分子の全てのコレクションであって、全てが、逆転写酵素である酵素によりcDNA分子へと転換され、次いで、「ベクター」(外来DNAを付加した後で複製され続けうる他のDNA分子)へと挿入されるコレクションである。ライブラリーのための例示的なベクターは、細菌に感染するウイルスであるバクテリオファージ(「ファージ」としてもまた公知である)、例えば、ラムダファージを含む。次いで、ライブラリーを、対象の特異的なcDNA(したがって、mRNA)についてプローブすることができる。
本明細書で互換的に使用される「固相支持体」または「固体支持体」は、支持体の特殊な種類に限定されない。そうではなくて、多数の支持体が利用可能であり、当業者に公知である。固相支持体は、シリカゲル、樹脂、誘導体化されたプラスチック製薄膜、ガラス製ビーズ、プラスチックビーズ、アルミナゲル、マイクロアレイ、およびチップを含む。本明細書で使用される「固体支持体」はまた、合成の抗原提示マトリックス、細胞、およびリポソームも含む。適切な固相支持体は、所望の使用目的および多様なプロトコールに対する適性に基づいて選択することができる。例えば、ペプチド合成では、固相支持体は、ポリスチレン(例えば、Bachem Inc.、Peninsula Laboratoriesから得られるPAM樹脂)、ポリHIPE(商標)樹脂(Aminotech、Canadaから得られる)、ポリアミド樹脂(Peninsula Laboratoriesから得られる)、ポリエチレングリコールをグラフトしたポリスチレン樹脂(TentaGelR(商標)、Rapp Polymere、Tubingen、Germany)、またはポリジメチルアクリルアミド樹脂(Milligen/Biosearch、Californiaから得られる)などの樹脂を指す場合がある。
ポリヌクレオチドはまた、ハイスループットスクリーニングアッセイにおける使用のための固体支持体へも接合させることができる。PCT WO97/10365は、例えば、高密度オリゴヌクレオチドチップの構築について開示する。米国特許第5,405,783号;同第5,412,087号;および同第5,445,934号もまた参照されたい。この方法を使用して、誘導体化されたガラス表面上でプローブを合成して、チップアレイを形成する。光保護されたヌクレオシドホスホルアミダイトを、フォトリソグラフィーマスクを介する光分解により選択的に脱保護されたガラス表面へとカップリングさせ、第2の保護されたヌクレオシドホスホルアミダイトと反応させる。所望のプローブが完成するまで、カップリング/脱保護工程を反復する。
例として述べると、転写活性は、Affymetrix(登録商標)HG−U133−Plus−2 GeneChips(Affymetrix、Santa Clara、CA)などの遺伝子チップを使用して、メッセンジャーRNAのレベルを測定することにより評価することができる。このようにして、膨大な数の対象の遺伝子のRNAのハイスループットでリアルタイムの定量化が、再現可能なシステムにおいて可能となる。
「厳密なハイブリダイゼーション条件」という用語は、核酸プローブが、その標的の部分配列と特異的にハイブリダイズし、他の配列とはハイブリダイズしない条件を指す。ハイブリダイゼーションの厳密性を決定する条件は、温度、イオン強度、およびホルムアミドなどの変性剤の濃度を含む。これらの因子のうちの1つを変化させることにより、別の因子に影響を及ぼすことが可能であり、当業者は、所望の厳密性のレベルを維持する条件の変化を察知するであろう。高度に厳密なハイブリダイゼーションの例は、65〜68℃の0.015Mの塩化ナトリウム、0.0015Mのクエン酸ナトリウム、または42℃の0.015Mの塩化ナトリウム、0.0015Mのクエン酸ナトリウム、および50%のホルムアミド(Sambrook、前出を参照されたい)である。「中程度に厳密な」ハイブリダイゼーションの例は、50〜65℃の0.015Mの塩化ナトリウム、0.0015Mのクエン酸ナトリウム、または37〜50℃の0.015Mの塩化ナトリウム、0.0015Mのクエン酸ナトリウム、および20%のホルムアミドによる条件である。中程度に厳密な条件は、中程度量の核酸のミスマッチが所望される場合に使用する。当業者は、洗浄がハイブリダイゼーション条件の一部であることを察知するであろう。例えば、洗浄条件は、02.倍濃度〜0.1倍濃度のSSC/0.1%のSDSおよび42〜68℃の温度を含むことが可能であり、この場合、温度の上昇により、洗浄条件の厳密性が増大する。
ハイブリダイゼーションを2つの一本鎖ポリヌクレオチドの間のアンチパラレルの構成で行う場合、反応を「アニーリング」と呼び、これらのポリヌクレオチドを「相補的」と記載する。二本鎖ポリヌクレオチドは、ハイブリダイゼーションが、第1のポリヌクレオチドおよび第2のポリヌクレオチドの鎖のうちの1つとの間で生じうる場合、別のポリヌクレオチドと「相補的」または「相同的」でありうる。「相補性」または「相同性」(1つのポリヌクレオチドが別のポリヌクレオチドと相補的である程度)は、一般に許容されている塩基対合規則に従い、互いと水素結合を形成することが予測される、対向する鎖内の塩基の比率との関係で定量化可能である。
ポリヌクレオチドまたはポリヌクレオチド領域(またはポリペプチドまたはポリペプチド領域)が、別の配列に対してある百分率(例えば、80%、85%、90%、95%、98%、または99%)の「配列同一性」を有するとは、整列して、2つの配列を比較すると、その百分率の塩基(またはアミノ酸)が同じであることを意味する。このアライメントおよび相同性パーセントまたは配列同一性パーセントは、当技術分野で公知のソフトウェアプログラム、例えば、Current Protocols in Molecular Biology、Ausubelら編(1987)付録30、7.7.18節、表7.7.1において記載されているソフトウェアプログラムを使用して決定することができる。アライメントにはデフォルトのパラメータを使用することが好ましい。好ましいアライメントプログラムは、デフォルトのパラメータを使用するBLASTである。特に、好ましいプログラムは、以下のデフォルトのパラメータ:Genetic code=standard;filter=none;strand=both;cutoff=60;expect=10;Matrix=BLOSUM62;Descriptions=50 sequences;sort by=HIGH SCORE;Databases=non−redundantを使用する、BLASTNおよびBLASTPである。
「細胞増殖性障害」という用語は、異常な細胞成長および/もしくは細胞分裂または機能の喪失を特徴とする、正常な生理学的機能の調節異常を含むものとする。「細胞増殖性障害」の例は、過形成、新生物、化生、および多様な自己免疫障害、例えば、T細胞アポトーシスの調節異常を特徴とする細胞増殖性障害を含むがこれらに限定されない。
本明細書で使用される「新生物性細胞」、「新生物性疾患」、「新生物」、「腫瘍」、「腫瘍細胞」、「がん」、および「がん細胞」(互換的に使用される)という用語は、それらが、細胞増殖の制御の著明な喪失(すなわち、無調節の細胞分裂)を特徴とする異常な成長表現型を呈示するように、比較的自律的な成長を呈示する細胞を指す。新生物性細胞は、悪性の場合もあり、良性の場合もある。「転移性細胞または転移性組織」とは、細胞が近傍の体内構造に浸潤してこれらを破壊しうることを意味する。がんは、限定されることなく、びまん性大細胞型B細胞リンパ腫、リンパ腫、リンパ性白血病、急性リンパ芽球性B細胞白血病、およびバーキットリンパ腫を含みうる。
「PBMC」という用語は、末梢血単核細胞を指し、「PBL」末梢血リンパ球を含む。
腫瘍成長を「抑制すること」または腫瘍成長の「抑制」とは、CDKiと接触させたときの、腫瘍細胞成長の、CDKi化合物と接触させなかったときの腫瘍成長と比較した低減を示す。腫瘍細胞成長は、腫瘍サイズを測定すること、3H−チミジン取込みアッセイを使用して、腫瘍細胞が増殖しつつあるのかどうかを決定すること、FDG−PET(フルオロデオキシグルコースポジトロン放射断層)造影によりブドウ糖の取込みを測定すること、または腫瘍細胞をカウントすることを含むがこれらに限定されない、当技術分野で公知の任意の手段により評価することができる。腫瘍細胞成長を「抑制すること」とは、腫瘍成長の緩徐化、遅延、停止、ならびに腫瘍の退縮のうちのいずれかまたは全ての状態を意味する。
「組成物」とは、活性薬剤と別の担体、例えば、アジュバント、希釈剤、結合剤、安定化剤、緩衝剤、塩、親油性の溶媒、保存剤、アジュバントなど、不活性(例えば、検出可能な薬剤または標識)または活性の化合物または組成物との組合せである。担体はまた、医薬賦形剤および添加剤、例えば、タンパク質、ペプチド、アミノ酸、脂質、および炭水化物(例えば、単糖およびオリゴ糖を含む糖;アルジトール、アルドン酸、エステル化された糖などなどの誘導体化された糖;ならびに多糖または糖ポリマー)も含み、単独で存在させることもでき、組合せで存在させることもでき、単独または重量もしくは容量で1〜99.99%の組合せを含む。炭水化物賦形剤は、例えば、果糖、マルトース、ガラクトース、ブドウ糖、D−マンノース、ソルボースなどの単糖;ラクトース、スクロース、トレハロース、セロビオースなどの二糖;ラフィノース、メレジトース、マルトデキストリン、デキストラン、デンプンなどの多糖;ならびにマンニトール、キシリトール、マルチトール、ラクチトール、キシリトール、ソルビトール(グルシトール)、およびミオイノシトールなどのアルジトールを含む。
例示的なタンパク質賦形剤は、ヒト血清アルブミン(HSA)、組換えヒトアルブミン(rHA)などの血清アルブミン、ゼラチン、カゼインなどを含む。緩衝能においてもまた機能しうる代表的なアミノ酸/抗体成分は、アラニン、グリシン、アルギニン、ベタイン、ヒスチジン、グルタミン酸、アスパラギン酸、システイン、リシン、ロイシン、イソロイシン、バリン、メチオニン、フェニルアラニン、アスパルテームなどを含む。
「担体」という用語は、緩衝剤またはpH調整剤をさらに含み、典型的には、緩衝剤とは、有機酸または有機塩基から調製される塩である。代表的な緩衝剤は、クエン酸、アスコルビン酸、グルコン酸、カルボン酸、酒石酸、コハク酸、酢酸、またはフタル酸の塩などの有機酸塩;トリス緩衝剤、トロメタミン塩酸緩衝剤、またはリン酸緩衝剤を含む。さらなる担体は、ポリビニルピロリドン、フィコール(ポリマー糖)、デキストレート(例えば、2−ヒドロキシプロピル−クアドラチュア(qudrature)−シクロデキストリンなどのシクロデキストリン)、ポリエチレングリコールなどのポリマー賦形剤/添加剤、芳香剤、抗微生物剤、甘味剤、抗酸化剤、帯電防止剤、界面活性剤(例えば、TWEEN20(商標)およびTWEEN80(商標)などのポリソルベート)、脂質(例えば、リン脂質、脂肪酸)、ステロイド(例えば、コレステロール)、およびキレート化剤(例えば、EDTA)を含む。
本明細書で使用される「薬学的に許容される担体」という用語は、リン酸緩衝生理食塩液、水、および水中油エマルジョンまたは油中水エマルジョンなどのエマルジョン、ならびに多様な種類の保湿剤など、標準的な医薬担体のうちのいずれかを包含する。組成物はまた、安定化剤および保存剤も含む場合があり、それらがin vivoにおける使用に許容可能であるというさらなる条件を伴い、上記で言及した担体のうちのいずれかも含む場合がある。担体、安定化剤、およびアジュバントの例については、Remington’s Pharmaceutical Science、15版(Mack Publ. Co.、Easton(1975));およびPhysician’s Desk Reference、52版、Medical Economics、Montvale、N.J.(1998)を参照されたい。
「有効量」とは、有益であるかまたは所望の結果をもたらすのに十分な量である。有効量は、1回または複数回の投与で投与することもでき、1回または複数回の適用で投与することもでき、1または複数の投与量で投与することもできる。
本明細書では、「対象」、「個体」、または「患者」は、互換的に使用され、脊椎動物、好ましくは、哺乳動物、より好ましくは、ヒトを指す。哺乳動物は、マウス、サル、ヒト、農場動物、競技動物、およびペットを含むがこれらに限定されない。
本明細書で使用されるCDKの「阻害剤」(CDKi)は、CCND3とCDK4および/またはCDK6との会合を低減する。この阻害は、例えば、CCND3とCDK4/6との会合を、それらが一体に結合する前に低減すること、またはCCND3とCDK4/6との会合を、それらが一体に結合した後で低減すること、したがって、両方の分子を遊離させることを含みうる。低減は、低量であるが検出可能な量の低減から分子の完全な解離の範囲でありうる。
多数のCCND3突然変異が、CDKiについてのバイオマーカーとして同定されている。PESTドメイン内のCCND3突然変異を使用して、患者の任意のCDKiに対する感受性を決定することができる。CCND3突然変異は、限定されることなく、PESTドメイン内の挿入、欠失、フレームシフト、および1または複数の点突然変異を含む。例えば、PESTドメイン内のCCND3突然変異は、限定されることなく、アミノ酸290におけるイソロイシンからリシンへの変化(I290K)、アミノ酸290におけるイソロイシンからトレオニンへの変化(I290T)、アミノ酸284におけるプロリンからロイシンへの変化(P284L)、アミノ酸284におけるプロリンからセリンへの変化(P284S)、およびアミノ酸287におけるバリンからアスパラギン酸への変化(V287D)を含む。例えば、CCND3のPESTドメイン内のアミノ酸290におけるイソロイシンからトレオニンへの突然変異(I290T)は、がん患者が、任意のCDKiの投与に対して感受性であり、これに対して好適に応答することを示す。
CDK阻害剤(CDKi)とは、CCND3−CDK4/6間の会合の阻害剤である化合物であり、本発明の方法を伴うと有用である。CDKiは、ヒトにおける使用または獣医科における使用であって、CCND3−CDK4/6間の会合の阻害が適応である使用、例えば、腫瘍および/またはがん性細胞の成長の処置における使用のための医薬組成物中で有用である。CDKi化合物は、例えば、びまん性大細胞型B細胞リンパ腫、リンパ腫、リンパ性白血病、急性リンパ芽球性B細胞白血病、およびバーキットリンパ腫の処置において有用である。
表1:CDKi化合物
CDKi(1)
CDKi(2)
CDKi(3)
CDKi(4)
CCND3突然変異の検出
CCND3突然変異の検出は、任意の数の方途、例えば、DNAシークエンシング、RT−PCRを含むPCRベースの方法、マイクロアレイ解析、サザンブロット法、ノーザンブロット法、およびディップスティック解析により行うことができる。
ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を使用して、腫瘍組織から抽出されたゲノムDNAまたはRNAに由来するCCND3突然変異を増幅および同定することができる。当技術分野では、PCRが周知であり、Saikiら、Science 1988、239:487;ならびに米国特許第4,683,195号および米国特許第4,683,203号において詳細に記載されている。
CCND3突然変異をハイブリダイゼーションにより検出する方法が提供される。その方法には、試料に由来する核酸を、CCND3突然変異を伴う核酸またはその断片とハイブリダイズすることが可能な核酸プローブと接触させ、ハイブリダイゼーションを検出することにより、試料中のCCND3突然変異を同定するステップが含まれる。核酸プローブは、放射性同位元素、蛍光剤、または発色剤などの標識で検出可能に標識される。放射性同位元素は、限定されることなく、H、32P、33P、および35Sなどを含みうる。蛍光剤は、限定されることなく、FITC、テキサスレッド、ローダミンなどを含みうる。
検出において使用されるプローブであって、CCND3突然変異を伴う核酸とハイブリダイズすることが可能なプローブは、約8ヌクレオチド〜約100ヌクレオチド、約10ヌクレオチド〜約75ヌクレオチド、約15ヌクレオチド〜約50ヌクレオチド、または約20〜約30ヌクレオチドでありうる。1または複数のプローブは、CCND3突然変異とハイブリダイズするかまたはこれと隣接してハイブリダイズする、少なくとも1つのオリゴヌクレオチドプローブを含むキットにより提供することができる。キットはまた、CCND3突然変異を含有しうる患者のがん試料を解析するための指示書も提供することが可能であり、そのCCND3突然変異により、患者がCDKiによる処置に対して感受性または非感受性であることが指し示される。
一本鎖コンフォメーション多型(SSCP)もまた、CCND3突然変異を検出するのに使用することができる。この技法は、Oritaら、PNAS 1989、86:2766〜2770において十分に記載されている。
CCND3を指向する抗体は、がんの検出およびCCND3の突然変異形態の検出において有用でありうる。CCND3の特異的な突然変異体だけを認識し、CCND3の特異的な突然変異体だけに特異的に結合し、野生型CCND3には結合しない(または弱く結合する)抗体を作り出すことができる。これらの抗体であれば、どの特異的な突然変異が存在するのかを決定するのに有用であろうし、CCND3タンパク質のレベルを定量化するのにも有用であろう。例えば、抗体は、290位のアミノ酸におけるイソロイシンからトレオニンへの変化(I290T)を指向しうる。このアミノ酸変化を認識し、野生型CCND3には特異的に結合しない抗体であれば、組織切片内の特異的な突然変異を同定しうるであろうし、ウェスタンブロット法により、タンパク質レベルもまた同定しうるであろう。CCND3突然変異に対するこのような抗体は、対象の特異的なCCND3突然変異を含有するペプチドを使用することにより作り出すことができる。
当技術分野では、リン酸化されたエピトープとリン酸化されていないエピトープとを識別しうる抗体が公知である(Lucaら、PNAS USA 1986 83(4):1006〜1010)。PESTドメイン内の283位のトレオニン(T283)におけるCCND3の非リン酸化形態を指向する抗体はまた、CCND3の突然変異体形態の検出においても有用でありうる。例えば、PESTドメイン内のCCND3の突然変異は、T283のリン酸化を低減または防止しうる。CCND3の突然変異体形態だけを認識する抗体と組み合わされた、CCND3の非リン酸化形態だけを認識する抗体による染色手順によれば、患者試料がCDKiに対して感受性であることがさらに検証および確認されるであろう。別の例では、上記で記載した標準的なPCR技法を使用して、PCRをがん試料に対して実施して、CCND3突然変異を検出しうるであろう。PCRによりCCND3突然変異が指し示されれば、リン酸化されたエピトープを指向する抗CCND3抗体により、がん試料のタンパク質について解析することができる。PCR反応による陽性の結果および抗体による陽性の染色であって、CCND3がリン酸化されていないことを示す結果および染色によれば、患者がCDKiによる処置に対して感受性であることが決定されるであろう。
CCND3突然変異を含有すると考えられるがん細胞を溶解させ、野生型CCND3を含有する細胞を対照として使用してウェスタンブロット法を実施して、CCND3の突然変異体タンパク質の量を定量化することができる。がん細胞内で、正常細胞内の野生型CCND3と比較して高いタンパク質レベルが検出されることと組み合わせて、CCND3のリン酸化形態がほとんどまたは全く検出されなければ、がん細胞内のCCND3において、リン酸化を低減または阻止する突然変異が生じており、したがって、このがん細胞であれば、CDKiに対して感受性であることが指し示されるであろう。
遺伝子発現の測定
遺伝子発現の検出は、例えば、遺伝子から転写されるmRNAの量、または遺伝子から転写されるmRNAの逆転写から産生されるcDNAの量、または遺伝子によりコードされるポリペプチドまたはタンパク質の量の検出を含む、任意の適切な方法を介することが可能である。これらの方法は、試料ごとのベースで実施することもでき、ハイスループット解析のために改変することもできる。例えば、Affymetrix(商標)U133マイクロアレイチップを使用して、実施することができる。
一態様では、遺伝子発現は、そのバイオマーカーに適するプローブと特異的にハイブリダイズするプローブとのハイブリダイゼーションにより検出および定量化する。プローブはまた、当技術分野で公知の方法を使用するハイスループットスクリーニングアッセイにおける使用のための固体支持体へと接合させることもできる。例えば、WO97/10365および米国特許第5,405,783号、同第5,412,087号、および同第5,445,934号は、本明細書で開示される配列のうちの1または複数を含有しうる、高密度オリゴヌクレオチドチップの構築について開示している。米国特許第5,405,783号、同第5,412,087号、および同第5,445,934号において開示されている方法を使用して、本発明のプローブを、誘導体化されたガラス表面上で合成する。光保護されたヌクレオシドホスホルアミダイトを、フォトリソグラフィーマスクを介する光分解により選択的に脱保護されたガラス表面へとカップリングさせ、第2の保護されたヌクレオシドホスホルアミダイトと反応させる。所望のプローブが完成するまで、カップリング/脱保護工程を反復する。
一態様では、遺伝子の発現レベルは、核酸試料のプローブ修飾チップへの曝露を介して決定する。抽出された核酸は、例えば、好ましくは増幅ステップにおいて、蛍光タグで標識する。標識された試料のハイブリダイゼーションは、適切な厳密性のレベルで実施する。プローブ−核酸間のハイブリダイゼーションの程度は、検出デバイスを使用して定量的に測定する。米国特許第5,578,832号および同第5,631,734号を参照されたい。
代替的に、遺伝子のコピー数、転写、または翻訳のうちのいずれか1つを、公知の技法を使用して決定することができる。例えば、PCRなどの増幅法が有用でありうる。PCRのための一般的な手順は、MacPhersonら、PCR: A Practical Approach、(IRL Press at Oxford University Press(1991))において教示されている。しかし、各適用反応のために使用されるPCR条件は、経験的に決定する。多数のパラメータが、反応の成功に影響を及ぼす。それらのパラメータには、アニーリング温度およびアニーリング時間、伸長時間、Mg2+濃度および/またはATP濃度、pH、ならびにプライマー、鋳型、およびデオキシリボヌクレオチドの相対濃度がある。増幅後、結果として得られるDNA断片は、アガロースゲル電気泳動に続く、臭化エチジウム染色および紫外光照射による造影により検出することができる。
一実施形態では、試料核酸へと接合させた1または複数の標識を検出することにより、ハイブリダイズした核酸を検出する。標識は、当業者に周知の多数の手段のうちのいずれかにより組み込むことができる。しかし、一態様では、標識は、増幅ステップの試料核酸の調製において同時に組み込む。したがって、例えば、標識されたプライマーまたは標識されたヌクレオチドを伴うポリメラーゼ連鎖反応(PCR)は、標識された増幅産物をもたらすであろう。個別の実施形態では、標識されたヌクレオチド(例えば、フルオレセインで標識されたUTPおよび/またはCTP)を使用する、上記で記載した転写増幅では、標識を、転写される核酸へと組み込む。
代替的に、標識は、元の核酸試料(例えば、mRNA、ポリA、mRNA、cDNAなど)または増幅が完了した後の増幅産物へと直接付加することもできる。当業者には、標識を核酸へと接合させる手段が周知であり、例えば、核酸のキナーゼ反応、およびその後の、試料核酸を標識(例えば、フルオロフォア)へと接続する核酸リンカーの接合(ライゲーション)を介する、ニックトランスレーションまたは末端標識化(例えば、標識されたRNAによる)を含む。
本開示における使用に適する、検出可能な標識は、分光光度的手段、光化学的手段、生化学的手段、免疫化学的手段、電気的手段、光学的手段、または化学的手段により検出可能な任意の組成物を含む。本発明で有用な標識は、標識されたストレプトアビジンコンジュゲートによる染色のためのビオチン、磁気ビーズ(例えば、Dynabeads(商標))、蛍光色素(例えば、フルオレセイン、テキサスレッド、ローダミン、緑色蛍光タンパク質など)、放射性標識(例えば、H、125I、35S、14C、または32P)、酵素(例えば、西洋ワサビペルオキシダーゼ、アルカリホスファターゼ、およびELISAにおいて一般に使用される他の酵素)、および金コロイドビーズまたは有色ガラスビーズまたはプラスチック(例えば、ポリスチレン、ポリプロピレン、ラテックスなど)ビーズなどの比色標識を含む。このような標識の使用について教示する特許は、米国特許第3,817,837号;同第3,850,752号;同第3,939,350号;同第3,996,345号;同第4,277,437号;同第4,275,149号;および同第4,366,241号を含む。
標識の検出は、当業者に周知である。したがって、例えば、放射性標識は、写真用フィルムまたはシンチレーションカウンターを使用して検出することができ、蛍光マーカーは、発せられた光を検出する光検出器を使用して検出することができる。酵素標識は典型的に、酵素に基質を施し、酵素の基質に対する作用により生成する反応産物を検出することにより検出し、比色標識は、有色標識を単に目視することにより検出する。
検出可能な標識は、WO97/10365において記載されているハイブリダイゼーションなどハイブリダイゼーションの前に、標的(試料)核酸へと付加することもでき、ハイブリダイゼーションの後に、標的(試料)核酸へと付加することもできる。これらの検出可能な標識は、ハイブリダイゼーションの前に標的(試料)核酸へと直接接合させるか、または標的(試料)核酸へと直接組み込む。これに対し、「間接的標識」は、ハイブリダイゼーションの後で、ハイブリッド体の二重鎖へと接合させる。一般に、間接的標識は、ハイブリダイゼーションの前に標的核酸へと接合させた結合性部分へと接合させる。例えば、標的核酸は、ハイブリダイゼーションの前にビオチニル化することができる。ハイブリダイゼーションの後、アビジンとコンジュゲートされたフルオロフォアは、ビオチンを保有するハイブリッド体二重鎖に結合し、容易に検出される標識をもたらすであろう。核酸を標識化し、標識された、ハイブリダイズした核酸を検出する方法の詳細な総説については、Laboratory Techniques in Biochemistry and Molecular Biology、24巻:Hybridization with Nucleic Acid Probes、P. Tijssen編、Elsevier、N.Y.(1993)を参照されたい。
ポリペプチドの検出
CCND3突然変異は、タンパク質へと翻訳されると、特異的抗体により検出することができる。CCND3タンパク質内の突然変異は、CCND3突然変異体抗原(例えば、突然変異を含有する特異的なペプチド)に対する抗体が、突然変異体のCCND3に特異的に結合し、野生型を認識しないように、CCND3タンパク質の抗原性を変化させうる。
CCND3突然変異の発現レベルはまた、CCND3突然変異体のタンパク質発現またはタンパク質産物を検討することによっても決定することができる。タンパク質レベルの決定は、患者から得られた試料中のバイオマーカーのポリペプチドを選択的に認識し、これに結合する抗体間に生じる任意の免疫特異的結合の量を測定し、これを、対照試料中の少なくとも1つのバイオマーカーの免疫特異的結合の量と比較することを伴う。CCND3のタンパク質発現の量は、対照の発現と比較して増大する場合もあり、低減する場合もある。
当技術分野では、タンパク質解析のための様々な技法が利用可能である。それらには、ラジオイムノアッセイ、ELISA(酵素免疫測定アッセイ)、「サンドイッチ」イムノアッセイ、免疫放射測定アッセイ、in situイムノアッセイ(例えば、金コロイド標識、酵素標識、または放射性同位元素標識を使用する)、ウェスタンブロット解析、免疫沈降アッセイ、免疫蛍光アッセイ、フローサイトメトリー、免疫組織化学、共焦点顕微鏡法、酵素アッセイ、表面プラズモン共鳴、およびPAGE−SDSが含まれるがこれらに限定されない。
バイオマーカーおよびCDKi処置についてのアッセイ
患者をCCND3の状態についてアッセイし、CDKiに対して感受性であると予測したら、患者に対する任意のCDKiの投与を単回投与で行うこともでき、処置コースを通して持続的に行うこともでき、間欠的に行うこともできる。当業者には、最も効果的な投与手段および投与量を決定する方法が周知であり、治療のために使用される組成物、治療の目的、処置される標的細胞、および処置される対象により変化するであろう。単回投与または複数回投与は、主治医により選択される投与レベルおよび投与パターンで実行することができる。薬剤の適切な用量処方および投与法は、経験的に調整することができる。
CCND3突然変異は、患者が、CDKi処置に対する感受性を維持しているのかどうかを決定するために、CDKiの投与後にアッセイすることができる。加えて、CCND3突然変異は、単回のCDKi投与後の複数の時点でもアッセイすることができる。例えば、初回のボーラスCDKiを投与し、CCND3突然変異を、初回の処置の1時間、2時間、3時間、4時間、8時間、16時間、24時間、48時間、3日間、1週間、もしくは1カ月、または数カ月後にアッセイすることができる。
CCND3突然変異は、各回のCDKi投与の後にアッセイすることができるので、複数回のCDKi投与がなされる場合は、各回の投与後のCCND3突然変異についてのアッセイにより、患者の感受性の持続を決定することができる。患者は、複数回のCDKi投与を受け、次いで、異なる時点において、CCND3突然変異についてアッセイされる可能性があろう。例えば、処置コースは、初回のCDKi投与、指定された時間の後における2回目の投与、および2回目の投与の数時間後におけるさらなる3回目の投与の実施を必要としうる。CCND3突然変異は、各回のCDKi投与を実施した1時間、2時間、3時間、4時間、8時間、16時間、24時間、48時間、3日間、1週間、もしくは1カ月、または数カ月後においてアッセイすることができる。
最後に、異なるCDKiを投与し、その後、CCND3突然変異についてアッセイすることができる。この実施形態では、複数のCDKiを選び、患者に投与する。次いで、各異なるCDKiの投与後に、CCND3突然変異についてアッセイすることができる。このアッセイもまた、異なるCDKiの投与後の複数の時点において行うことができる。例えば、第1のCDKiを患者に投与し、CCND3突然変異を、投与の1時間、2時間、3時間、4時間、8時間、16時間、24時間、48時間、3日間、1週間、もしくは1カ月、または数カ月後においてアッセイしうるであろう。次いで、第2のCDKiを投与し、CCND3突然変異を、第2のCDKi投与の1時間、2時間、3時間、4時間、8時間、16時間、24時間、48時間、3日間、1週間、もしくは1カ月、または数カ月後において再度アッセイしうるであろう。
任意のCDKiの活性を評価するためのキットを作製することができる。例えば、CCND3突然変異についてのPCRまたはマイクロアレイハイブリダイゼーションのための核酸プライマーを含むキットを、CDKiへの感受性を評価するために使用することができる。代替的に、表2で列挙されるCCND3突然変異に対する抗体を備えたキットであれば、CDKiへの感受性についてのアッセイにおいて有用であろう。
当技術分野では、がんは、とりわけ、その処置が長期にわたる場合に、化学療法剤による処置に対して耐性となりうることが周知である。CCND3突然変異についてのアッセイを、長期にわたる任意の化学療法剤による処置の後で行い、がんがCDKiに対して感受性であるのかどうかを決定することができる。例えば、Gleevec(登録商標)などのキナーゼ阻害剤は、特異的なキナーゼを強く阻害するであろうが、他のキナーゼもまた弱く阻害する可能性がある。患者が、かつて別の化学療法剤または別のCDKiで処置されている場合、CCND3突然変異についてアッセイして、腫瘍がCDKiに対して感受性であるのかどうかを決定することが有用である。このアッセイは、とりわけ、がんが寛解へと向かい、次いで、再成長するかまたは異なる部位へと転移している場合に、患者に有益でありうる。
CDK阻害剤についてのスクリーニング
CCND3突然変異を使用して、他のCDKiについてスクリーニングすることが可能である。この方法は、表2のCCND3突然変異を含有する細胞を用意するステップと、細胞を候補CDKiと接触させるステップとを含み、処置された細胞のIC50を、公知のCDKiの、CCND3突然変異を含有する細胞との接触と比較する。例えば、PESTドメイン内のCCND3突然変異を含む細胞について、候補CDKiのIC50は、CDKi(1)のIC50以上である。
実施例1:CCND3突然変異についてのクラスタリング
CCND3突然変異の初めての発見は、CCLEシークエンシングデータをクラスタリングすることによりなされた。細胞系パネルは、Cancer Cell Line Encyclopedia(CCLE)のイニシアティブ(Barretina J.、Caponigro G.ら、The Cancer Cell Line Encyclopedia: using preclinical models to predict anticancer drug sensitivity、Nature 2012 483(7391):603〜607)で取り扱われている細胞系パネルである。詳細なゲノム的特徴付け、遺伝子的特徴付け、および薬理学的特徴付けは、CCLE細胞系について施された。
エクソーム捕捉シークエンシングのためのマルチプレックス化ライブラリーは、特注のSureSelect Target Enrichment System(Agilient Technologies、Santa Clara、CA)を活用して構築した。細胞系に由来するゲノムDNAを切断し、8bpのインデックスを含むIlluminaシークエンシングアダプターへとライゲーションした。次いで、アダプターをライゲーションされたDNAを、200〜350bpの間の長さについてサイズ選択し、溶液相にある過剰量のベイトとハイブリダイズさせた。
次いで、バーコード付けされたエクソン捕捉ライブラリーをプールし、Illumina測定器(ペアードエンドリード(paired-end reads)を76bpとする)上でシークエンシングした。8bpのインデックスは、測定器によりリード2の始まりで読み取られ、シークエンシングのリードを下流のデータアグリゲーションパイプライン内の特定の試料へと割り当てるのに使用された。
配列リードは、BWAソフトウェアにより、NCBI Human Reference Genome GRCh37に対して整列された(Liら、Bioinformatics 2010 25:1754〜60)。(DePristoら、Nat Genet 2011 43:491〜8)において記載されているGATK local realignerを使用して、微細な挿入または欠失(インデル)を保有しうるゲノム領域に対応する配列リードを併せて再整列して、インデルの検出を改善し、特に、3’端において誤整列されたリードにより引き起こされる、偽陽性の単一のヌクレオチド変異の数を減少させた。インデルを含有する可能性が高い部位を、BWAによりインデルを伴うと初めて整列されたリードを含有するdbSNPデータベース(Sherryら、Nucleic Acids Res 2001 29:308〜11)の部位、および検出されたヌクレオチド置換のクラスターに隣接する部位に由来する、公知の生殖細胞系列内のインデル変異の部位として規定した。
変異体の呼出し、注記、およびフィルタリング
ヌクレオチド置換はMuTectにより検出され、短いインデルはBroad Instituteで開発されたIndelocatorソフトウェアにより呼び出された。いずれのプログラムも、正常DNAとのマッチングを必要とせず、基準ゲノムと異なる全ての変異体を同定するモードで立ち上げた。検出された変異体には、UCSC Genome Browserの「UCSC Genes」トラックによる転写物に由来する基準転写物を使用して注記した。
対立遺伝子比(allelic fraction)の低い変異体の除外
各試料中で検出された各変異体についての対立遺伝子比を、位置に重複するリード中の、代替的な(基準と異なる)対立遺伝子を裏付けるリードの割合として計算した。潜在的な試料汚染、サブクローナルイベント、およびアライメントアーチファクトに起因する偽陽性の影響を制限するため、対立遺伝子比が20%を上回る突然変異だけを下流の解析において使用した。
一般的な生殖細胞系列変異体の除外
かつて、生殖細胞系列多型として報告されたことのある変異体であって、それらについての、dbSNP134におけるグローバル対立遺伝子頻度(global allelic frequency)(GAF)、またはNHLBI Exome Sequencing Projectにおいて検出された対立遺伝子頻度が、0.1%より高かった変異体は、さらなる解析から除外した。自然による選択は、機能的に有害な突然変異の除去に極めて効果的であることが知られており、通常それらが集団内で比較的高い頻度に到達することを可能としないが、集団内頻度のローエンドでの多型は、極めて有害である可能性があり、体細胞突然変異の一部と同一でありうる。したがって、公知の生殖細胞系列多型と同一であるが、集団内頻度が0.1%以下である少数の突然変異を保持した。
正常のパネルにおいて観察される変異体の除外
当該Broadにおいて、1000 Genomes Projectの一部としてシークエンシングされた、全278のエクソーム試料のパネルにおいて検出される変異体もまた、さらなる解析から除外した。このステップにより、さらなる生殖細胞系列変異の除去に加えて、アライメントアーチファクトに主に由来する一般的な偽陽性の効果的な除去が可能となった。
中立突然変異の除外
少なくとも2つの温血脊椎動物のタンパク質のオルソログ内の相同的位置において野生型として観察される残基を創出する任意のアミノ酸置換は、中立である可能性が高い置換として、さらなる解析から除外した。このフィルタリングステップに、本発明者らは、BLASTZプログラムにより創出され、University of California Santa Cruz、Genome Browser repositoryから得られた、複数のアミノ酸アライメントを使用した。
サイクリンD3(CCND3)C末端突然変異の、B細胞性血液悪性腫瘍に特異的な突然変異としての同定
883細胞系を、それらの細胞系列およびがん型により、37のクラスへと類別した。次いで、クラスにわたり、統計学的に有意なランダムでない分布を示す突然変異について探索した。異なる腫瘍において広範に異なる突然変異率、およびばらつきのあるシークエンシングの深さ(突然変異の検出力に影響を及ぼす)について標準化した後で、カイ二乗検定を使用した。この解析で明らかなヒットとして現れた遺伝子のうちの1つが、CCND3であった。CCND3の突然変異は、血液悪性腫瘍、例えば、びまん性大細胞型B細胞リンパ腫、リンパ腫、リンパ性白血病、急性リンパ芽球性B細胞白血病、およびバーキットリンパ腫から確立された10の細胞系では存在したが、固形腫瘍に由来する細胞系では存在せず、このデータを表2に示す。突然変異は、サイクリンD3の分解および核局在化を促進とすることが公知のC末端ドメインに局在化した(図1)。
実施例2:CDKiに対する感受性の、非突然変異体細胞と比べた増大を示すCCND3突然変異を含有する細胞
CCLE細胞系の薬理学的特徴付けを使用して、CCND3突然変異を含有する細胞系を、CDKiへの感受性について調べた。DOHH−2細胞、NU−DHL−1細胞、SEM細胞、SU−DHL−4細胞、SU−DHL−6細胞、およびSU−DHL−10細胞は、Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH(DSMZ)から購入した。DB細胞およびPfeiffer細胞は、American Type Culture Collection(ATCC)から購入した。A4/FUK細胞は、Health Science Research Resources Bank(HSRRB)から購入した。これらの細胞は、10%(A4/FUK細胞、DB細胞、DOHH−2細胞、Pfeiffer細胞、およびSEM細胞)または20%(NU−DHL−1、SU−DHL−4、SU−DHL−6、およびSU−DHL−10)のウシ胎仔血清(Gibco)を補充したRPMI 1640培地(ATCC)中で培養し、37℃/5%のCOでインキュベートした。スクリーニングのために、細胞を、96ウェルプレート(Costar:型番3904)内の80μlの培地中10,000(DB、DOHH−2、NU−DHL−1、SEM、SU−DHL−4、SU−DHL−6、およびSU−DHL−10)、15,000(A4/FUK)または20,000(Pfeiffer)個の細胞密度で播種し、一晩にわたりインキュベートしてから、化合物を添加した。A4/FUK細胞、DOHH−2細胞、NU−DHL−1細胞、SU−DHL−10細胞、DB細胞、Pfeiffer細胞、SU−DHL−4細胞、およびSU−DHL−6細胞は、びまん性大細胞型B細胞リンパ腫(DLBCL)細胞系である。SEM細胞は、急性リンパ芽球性B細胞白血病細胞である。
化合物原液(5倍濃度)を、適切な培養培地中で新たに調製し、手作業で、電子式マルチチャネルピペットによりプレートへと添加した。最小で3つのレプリケートウェルにおいて、化合物付加時における細胞の数および生存率のほか、72時間後における単剤効果を、製造元のプロトコールに従い、Cell Titer Glo(Promega、Madison、WI)を介して、細胞内ATPレベルを定量化することにより評価した。標準的な4パラメトリック曲線適合法(XLFit:モデル205)を使用して、0日目を差し引いたEC50を計算した。
CDKi(1)〜CDKi(3)は、Novartis Pharma AGで合成し、化合物原液は、DMSO中10mMの最終濃度で調製した。作業用原液は、適切な細胞培養培地中、3倍の増分で段階希釈して、10μM〜1.5nMの範囲の最終アッセイ濃度を達成した。
図2Aにおいて示される野生型CCND3または図2Bにおいて示される突然変異体CCND3を保有するDLBCLモデルについて、0日目を差し引いたEC50曲線を示す。CCND3WTを含有する細胞は、CDKi(1)による処置に対して感受性であり、標準濃度で細胞の生存率が低減されることに注意されたい。これに対し、CCND3突然変異を含有する細胞は、CDKi(1)で処置すると細胞生存率の大きな低減を提示することから、野生型CCND3を含有する細胞と比較して、CDKi(1)に対する感受性の増大が裏付けられる。
この概要を図2Cに示す。0日目を差し引いたEC50値のボックスプロットを、野生型CCND3または突然変異CCND3について示す。中心の塗りつぶされたボックスは下方四分位数および上方四分位数を示し、群の中央値を白線で描示する。ウィスカーは試料の最小値(下方ウィスカー)および最大値(上方ウィスカー)を描示し、黒丸は異常値と考えられうる試料の最大値を描示する。「カウント」は、1群当たりの細胞系の数を表示する。CCND3のPESTドメイン突然変異を伴うモデルでは、CDKi(1)に対する感受性の、野生型と比較して3倍を超えるシフトが観察された。
CDKi(2)は、異なる化合物であり、PD0332991としてもまた公知である(Fryら、Mol. Cancer Ther. 2004、3(11):1427〜1438)。同じ細胞系において、上記で記載したCDKi(1)と同じプロトコールを使用して、CDKi(2)について調べた。結果を、図3Aおよび3Bに示す。CDKi(1)と同様に、CCND3WTを含有する細胞は、CDKi(2)による処置に対して通常の感受性を示し、標準濃度で細胞の生存率を低減させた。CCND3突然変異体細胞においてCDKi(2)について調べたところ、細胞の生存率は、はるかに低い濃度で低減されたことから、これらの細胞は、CDKi(2)に対する感受性がCCND3WTを含有する細胞と比較して大きいことが指し示された。図3Cのボックスプロットは、CCND3のPESTドメイン突然変異を伴う細胞における感受性の、野生型と比較した場合の3倍のシフトを示す。
CDKi(3)は、汎用CDK阻害剤であり、CDKファミリーのメンバーの全てに対して、阻害の程度を変化させて作用する。CDKi(3)について調べたところ、全ての被験細胞型(CCND3および野生型の両方)で、汎用CDK阻害剤に対する感受性が、特異的なCDK4/6阻害剤に対する感受性より大きいことが見出された。これは、図4Aおよび4Bの細胞生存率曲線において見ることができるが、図4Cに示す通り、EC50の差違は見られない。
実施例3:CCND3突然変異は、タンパク質の安定性の増大を結果としてもたらす
細胞を100μg/mLのシクロヘキシミドで処理し、1時点当たり最小で2×10個の細胞を、全タンパク質単離のために採取した。細胞溶解物を30分間ごとに2時間にわたり調製し、以後2時間ごとに処理の8時間後まで調製した。DLBCL細胞を、50mMのトリス、pH7.2、120mMのNaCl、1mMのEDTA、6mMのEGTA、および1%のNP40に加えてプロテアーゼを含有する緩衝液(Roche:型番05892791001、Nutley、NJ)およびホスファターゼ阻害剤(Calbiochem:型番524625、Billerica、MA)中で溶解させた。溶解の後、BCA法(Pierce:型番2325、Rockford、IL)を使用して、タンパク質濃度を決定した。細胞系1つ当たり等量の全タンパク質を、4〜12%のビス−トリスNuPAGE SDSゲル(Invitrogen、Grand Island、NY)上で分離し、その後、ドライブロット法システム(Invitrogen iBLOT、Grand Island、NY)を使用して、ニトロセルロース膜(Invitrogen、Grand Island、NY)へと転写した。タンパク質は、製造元のプロトコールに従い、適切な一次抗体および近赤外色素検出システム(Odyssey IRDye、LI−COR、Lincoln、NE)を使用して検出した。ウェスタンブロット解析のためのモノクローナル抗体は、サイクリンD3(BD Biosciences:型番610279、Billerica、MA)、Mcl−1(Cell Signaling Technology:型番4572、Danvers、MA)、およびβ−アクチン(Ambion:型番4302、Grand Island、NY)である。シクロヘキシミドは、Sigma(型番:C4859 St.Louis、MO)から購入した。
図5Aでは、野生型CCND3を含有する細胞を表示される時間にわたりシクロヘキシミドで処理し、等量の全タンパク質をSDS−PAGEにより分離した。CCND3、β−アクチン、およびMcl−1のタンパク質レベルを示す。Mcl−1タンパク質は、半減期が短く、対照として使用された。野生型DLBCL細胞では、CCND3は、処置の4〜6時間後において著明に枯渇する。図5Bではまた、CCND3突然変異体細胞を、シクロヘキサミドでも処置したところ、8時間後まで、ほとんどまたは全く枯渇を提示しなかった。これに対し、β−アクチンも同等に安定であり、Mcl−1は異なる細胞系において不安定であった。このデータは、PESTドメイン内のCCDN3の突然変異が、タンパク質の安定性の増大をもたらすことを示唆する。
このタンパク質の安定性は、CCND3タンパク質の蓄積をもたらしうる。図6Aは、CCND3のPESTドメイン突然変異を含有する細胞内では、突然変異体CCND3のタンパク質レベルが高いことを実証するウェスタンブロットである。CCND3WTに由来するmRNAのレベルと、CCND3突然変異体細胞に由来するmRNAのレベルとを比較すると、発現レベルはほぼ同様であるから、CCND3タンパク質の増大は、タンパク質の安定性の増大に起因するものであり、発現の増大に起因するものではない可能性が極めて高いことが指し示される。
したがって、いかなる1つの理論にも束縛されることなく述べると、CCND3突然変異はCCND3 mRNAの発現を促進もプロモートもしないので、CCND3突然変異は翻訳後のレベルに作用しうる。CCND3タンパク質についての表示を、図1にグラフで示すが、283位のアミノ酸におけるトレオニン(T283)がリン酸化されると、これによりCCND3タンパク質がユビキチン化およびその後の分解の標的とされる。CCND3は、アミノ酸256〜268および271〜291において、PESTドメインを有する。PESTドメイン内の突然変異は、このリン酸化イベントを遮断または低減する可能性があり、したがって、CCND3を安定化させる結果として、半減期の延長および細胞内の蓄積の増大をもたらす。次いで、この安定化したCCND3は、自由にCDK4/CDK6に結合し、活性化させることができ、これにより、がんをもたらす制御不能な細胞の増殖が誘発される。がん性細胞は、高レベルのCDK4/6の活性化により駆動されるか、またはこれに依存するので、CDK4/6に結合し、CDK4/6のCCND3との会合を低減するCDKiであれば、CCND3のレベルが高くても、細胞増殖の低減を結果としてもたらすであろう。

本発明は以下の態様を含み得る。
[1]
がん細胞の、サイクリン依存性キナーゼ阻害剤(CDKi:Cyclin Dependent Kinase inhibitor)に対する感受性を決定する方法であって、
a)がん細胞内のサイクリンD3(CCND3:cyclin D3)の突然変異についてアッセイするステップと、
b)CCND3突然変異を、非がん性細胞または正常な対照細胞と比較するステップと
を含み、がん細胞内のCCND3突然変異の存在が、がん細胞がCDKiに対して感受性であることを示す方法。
[2]
がん細胞がびまん性大細胞型B細胞リンパ腫、リンパ腫、リンパ性白血病、急性リンパ芽球性B細胞白血病、およびバーキットリンパ腫からなる群から選択される、請求項1に記載の方法。
[3]
CCND3突然変異がPESTドメイン内にある、請求項1に記載の方法。
[4]
CCND3突然変異が配列番号2のアミノ酸256〜268における少なくとも1つのアミノ酸変化である、請求項1に記載の方法。
[5]
CCND3突然変異が配列番号2のアミノ酸271〜292における少なくとも1つのアミノ酸変化である、請求項1に記載の方法。
[6]
CCND3突然変異が表2における任意の突然変異である、請求項1に記載の方法。
[7]
CCND3突然変異がアミノ酸290におけるイソロイシンからリシンへの変化(I290K)、アミノ酸290におけるイソロイシンからトレオニンへの変化(I290T)、アミノ酸284におけるプロリンからロイシンへの変化(P284L)、アミノ酸284におけるプロリンからセリンへの変化(P284S)、およびアミノ酸287におけるバリンからアスパラギン酸への変化(V287D)からなる群から選択される、請求項1に記載の方法。
[8]
CDKiが表1から選択される、請求項1に記載の方法。
[9]
がん患者のCDKiによる処置に対する感受性を予測する方法であって、
a)患者から得られたがん試料中のCCND3突然変異についてアッセイするステップと、
b)CCND3突然変異を、非がん性試料または正常な対照試料と比較するステップと
を含み、がん試料中のCCND3突然変異の存在が、患者がCDKiによる処置に対して感受性であることを示す方法。
[10]
がん試料がびまん性大細胞型B細胞リンパ腫、リンパ腫、リンパ性白血病、急性リンパ芽球性B細胞白血病、およびバーキットリンパ腫からなる群から選択される、請求項9に記載の方法。
[11]
CCND3突然変異がPESTドメイン内にある、請求項9に記載の方法。
[12]
CCND3突然変異が配列番号2のアミノ酸256〜268における少なくとも1つのアミノ酸変化である、請求項9に記載の方法。
[13]
CCND3突然変異が配列番号2のアミノ酸271〜292における少なくとも1つのアミノ酸変化である、請求項9に記載の方法。
[14]
CCND3突然変異が表2における任意の突然変異である、請求項9に記載の方法。
[15]
CCND3突然変異がアミノ酸290におけるイソロイシンからリシンへの変化(I290K)、アミノ酸290におけるイソロイシンからトレオニンへの変化(I290T)、アミノ酸284におけるプロリンからロイシンへの変化(P284L)、アミノ酸284におけるプロリンからセリンへの変化(P284S)、およびアミノ酸287におけるバリンからアスパラギン酸への変化(V287D)からなる群から選択される、請求項9に記載の方法。
[16]
CDKiが表1から選択される、請求項9に記載の方法。
[17]
c)患者から得られたがん試料中のCCND3の差次的なタンパク質発現を測定するステップと、
d)がん試料中のCCND3タンパク質の発現を、非がん性試料または正常な対照試料のCCND3タンパク質発現と比較するステップと
をさらに含み、がん試料中のCCND3タンパク質レベルの増大が、患者がCDKiによる処置に対して感受性であることを示す、請求項9に記載の方法。
[18]
がん患者をCDKiで処置する方法であって、
a)患者から得られたがん試料中のCCND3突然変異についてアッセイするステップと、
b)がん試料中のCCND3突然変異状態を、非がん性試料または正常な対照試料と比較するステップであり、CCND3突然変異の存在が、患者がCDKiによる処置に対して感受性であることを示すステップと、
c)患者にCDKiを投与するステップと、
d)腫瘍成長の抑制についてアッセイするステップと
を含む方法。
[19]
がん試料がびまん性大細胞型B細胞リンパ腫、リンパ腫、リンパ性白血病、急性リンパ芽球性B細胞白血病、およびバーキットリンパ腫からなる群から選択される、請求項18に記載の方法。
[20]
CCND3突然変異がPESTドメイン内にある、請求項18に記載の方法。
[21]
CCND3突然変異が配列番号2のアミノ酸256〜268における少なくとも1つのアミノ酸変化である、請求項18に記載の方法。
[22]
CCND3突然変異が配列番号2のアミノ酸271〜292における少なくとも1つのアミノ酸変化である、請求項18に記載の方法。
[23]
CCND3突然変異が表2における任意の突然変異である、請求項18に記載の方法。
[24]
CCND3突然変異が、アミノ酸290におけるイソロイシンからリシンへの変化(I290K)、アミノ酸290におけるイソロイシンからトレオニンへの変化(I290T)、アミノ酸284におけるプロリンからロイシンへの変化(P284L)、アミノ酸284におけるプロリンからセリンへの変化(P284S)、およびアミノ酸287におけるバリンからアスパラギン酸への変化(V287D)からなる群から選択される、請求項18に記載の方法。
[25]
CDKiを治療有効量で投与する、請求項18に記載の方法。
[26]
CDKiが表1から選択される、請求項18に記載の方法。
[27]
CDKi候補物質をスクリーニングする方法であって、
a)CCND3突然変異を含有する細胞を、CDKi候補物質と接触させるステップと、
b)細胞生存率の低減を測定するステップと、
c)CDKi候補物質と接触させたCCND3突然変異細胞による細胞生存率の低減を、対照のCDKiと接触させたCCND3突然変異細胞による細胞生存率と比較するステップと
を含む方法。
[28]
対照のCDKiが表1から選択される、請求項27に記載の方法。
[29]
CCND3突然変異を含有する細胞がびまん性大細胞型B細胞リンパ腫、リンパ腫、リンパ性白血病、急性リンパ芽球性B細胞白血病、およびバーキットリンパ腫からなる群から選択される、請求項27に記載の方法。
[30]
CCND3突然変異がPESTドメイン内にある、請求項27に記載の方法。
[31]
CCND3突然変異が配列番号2のアミノ酸256〜268における少なくとも1つのアミノ酸変化である、請求項27に記載の方法。
[32]
CCND3突然変異が配列番号2のアミノ酸271〜292における少なくとも1つのアミノ酸変化である、請求項27に記載の方法。
[33]
CCND3突然変異が表2における任意の突然変異である、請求項27に記載の方法。
[34]
CCND3突然変異がアミノ酸290におけるイソロイシンからリシンへの変化(I290K)、アミノ酸290におけるイソロイシンからトレオニンへの変化(I290T)、アミノ酸284におけるプロリンからロイシンへの変化(P284L)、アミノ酸284におけるプロリンからセリンへの変化(P284S)、およびアミノ酸287におけるバリンからアスパラギン酸への変化(V287D)からなる群から選択される、請求項27に記載の方法。
[35]
選択されたがん患者の集団のがんの処置に使用するためのCDKiを含む組成物であって、がん患者の集団が、前記患者から得られたがん細胞試料中の、正常な対照細胞試料と比較したCCND3突然変異を示すことに基づき選択される組成物。
[36]
がん細胞試料がびまん性大細胞型B細胞リンパ腫、リンパ腫、リンパ性白血病、急性リンパ芽球性B細胞白血病、およびバーキットリンパ腫からなる群から選択される、請求項35に記載の組成物。
[37]
がん患者のCDKiによる処置に対する感受性を予測するためのキットであって、i)CCND3突然変異を検出するための手段と、ii)前記キットの使用法についての指示書とを含むキット。

Claims (29)

  1. 血液悪性腫瘍細胞の、サイクリン依存性キナーゼ阻害剤(CDKi:Cyclin Dependent Kinase inhibitor)に対する感受性をインビトロで決定する方法であって、
    a)前記腫瘍細胞内のサイクリンD3(CCND3:cyclin D3)の突然変異についてインビトロでアッセイするステップであり、前記CCND3突然変異がPESTドメイン内にある、ステップと、
    b)CCND3突然変異を、非がん性細胞または正常な対照細胞と比較するステップと
    を含み、前記腫瘍細胞内のCCND3突然変異の存在が、前記腫瘍細胞がCDKiに対して感受性であることを示す方法。
  2. 血液悪性腫瘍細胞がびまん性大細胞型B細胞リンパ腫、リンパ腫、リンパ性白血病、急性リンパ芽球性B細胞白血病、およびバーキットリンパ腫からなる群から選択される、請求項1に記載の方法。
  3. CCND3突然変異が配列番号2のアミノ酸256〜268における少なくとも1つのアミノ酸変化である、請求項1に記載の方法。
  4. CCND3突然変異が配列番号2のアミノ酸271〜292における少なくとも1つのアミノ酸変化である、請求項1に記載の方法。
  5. CCND3突然変異がアミノ酸290におけるイソロイシンからリシンへの変化(I290K)、アミノ酸290におけるイソロイシンからトレオニンへの変化(I290T)、アミノ酸284におけるプロリンからロイシンへの変化(P284L)、アミノ酸284におけるプロリンからセリンへの変化(P284S)、およびアミノ酸287におけるバリンからアスパラギン酸への変化(V287D)からなる群から選択される、請求項1に記載の方法。
  6. CDKiが以下の式
    で示されるCDKi(1)である、請求項1に記載の方法。
  7. 血液悪性腫瘍患者のCDKiによる処置に対する感受性を予測する方法であって、
    a)患者から得られた前記腫瘍試料中のCCND3突然変異についてアッセイするステップであり、前記CCND3突然変異がPESTドメイン内にある、ステップと、
    b)CCND3突然変異を、非がん性試料または正常な対照試料と比較するステップと
    を含み、前記腫瘍試料中のCCND3突然変異の存在が、患者がCDKiによる処置に対して感受性であることを示す方法。
  8. 血液悪性腫瘍試料がびまん性大細胞型B細胞リンパ腫、リンパ腫、リンパ性白血病、急性リンパ芽球性B細胞白血病、およびバーキットリンパ腫からなる群から選択される、請求項に記載の方法。
  9. CCND3突然変異が配列番号2のアミノ酸256〜268における少なくとも1つのアミノ酸変化である、請求項に記載の方法。
  10. CCND3突然変異が配列番号2のアミノ酸271〜292における少なくとも1つのアミノ酸変化である、請求項に記載の方法。
  11. CCND3突然変異がアミノ酸290におけるイソロイシンからリシンへの変化(I290K)、アミノ酸290におけるイソロイシンからトレオニンへの変化(I290T)、アミノ酸284におけるプロリンからロイシンへの変化(P284L)、アミノ酸284におけるプロリンからセリンへの変化(P284S)、およびアミノ酸287におけるバリンからアスパラギン酸への変化(V287D)からなる群から選択される、請求項に記載の方法。
  12. CDKiが以下の式
    で示されるCDKi(1)である、請求項に記載の方法。
  13. c)患者から得られた血液悪性腫瘍試料中のCCND3の差次的なタンパク質発現を測定するステップと、
    d)前記腫瘍試料中のCCND3タンパク質の発現を、非がん性試料または正常な対照試料のCCND3タンパク質発現と比較するステップと
    をさらに含み、前記腫瘍試料中のCCND3タンパク質レベルの増大が、患者がCDKiによる処置に対して感受性であることを示す、請求項に記載の方法。
  14. 患者の血液悪性腫瘍を処置するための、CDKiを含む組成物であって、
    前記患者が、
    a)患者から得られた前記腫瘍試料中のCCND3突然変異についてアッセイするステップであり、前記CCND3突然変異がPESTドメイン内にある、ステップと、
    b)前記腫瘍試料中のCCND3突然変異状態を、非がん性試料または正常な対照試料と比較するステップであり、CCND3突然変異の存在が、患者がCDKiによる処置に対して感受性であることを示すステップと、
    を含む方法で選択される、前記組成物。
  15. 血液悪性腫瘍試料がびまん性大細胞型B細胞リンパ腫、リンパ腫、リンパ性白血病、急性リンパ芽球性B細胞白血病、およびバーキットリンパ腫からなる群から選択される、請求項14に記載の組成物。
  16. CCND3突然変異が配列番号2のアミノ酸256〜268における少なくとも1つのアミノ酸変化である、請求項14に記載の組成物。
  17. CCND3突然変異が配列番号2のアミノ酸271〜292における少なくとも1つのアミノ酸変化である、請求項14に記載の組成物。
  18. CCND3突然変異が、アミノ酸290におけるイソロイシンからリシンへの変化(I290K)、アミノ酸290におけるイソロイシンからトレオニンへの変化(I290T)、アミノ酸284におけるプロリンからロイシンへの変化(P284L)、アミノ酸284におけるプロリンからセリンへの変化(P284S)、およびアミノ酸287におけるバリンからアスパラギン酸への変化(V287D)からなる群から選択される、請求項14に記載の組成物。
  19. CDKiを治療有効量で投与する、請求項14に記載の組成物。
  20. CDKiが以下の式
    で示されるCDKi(1)である、請求項14に記載の組成物。
  21. CDKi候補物質をスクリーニングする方法であって、
    a)CCND3突然変異を含有する細胞を、CDKi候補物質と接触させるステップであり、前記CCND3突然変異がPESTドメイン内にある、ステップと、
    b)細胞生存率の低減を測定するステップと、
    c)CDKi候補物質と接触させたCCND3突然変異細胞による細胞生存率の低減を、対照のCDKiと接触させたCCND3突然変異細胞による細胞生存率と比較するステッ
    プと
    を含む方法。
  22. 対照のCDKiが以下の式
    で示されるCDKi(1)である、請求項21に記載の方法。
  23. CCND3突然変異を含有する細胞がびまん性大細胞型B細胞リンパ腫、リンパ腫、リンパ性白血病、急性リンパ芽球性B細胞白血病、およびバーキットリンパ腫からなる群から選択される、請求項21に記載の方法。
  24. CCND3突然変異が配列番号2のアミノ酸256〜268における少なくとも1つのアミノ酸変化である、請求項21に記載の方法。
  25. CCND3突然変異が配列番号2のアミノ酸271〜292における少なくとも1つのアミノ酸変化である、請求項21に記載の方法。
  26. CCND3突然変異がアミノ酸290におけるイソロイシンからリシンへの変化(I290K)、アミノ酸290におけるイソロイシンからトレオニンへの変化(I290T)、アミノ酸284におけるプロリンからロイシンへの変化(P284L)、アミノ酸284におけるプロリンからセリンへの変化(P284S)、およびアミノ酸287におけるバリンからアスパラギン酸への変化(V287D)からなる群から選択される、請求項21に記載の方法。
  27. 選択された血液悪性腫瘍患者の集団の前記腫瘍の処置に使用するためのCDKiを含む組成物であって、前記患者の集団が、前記患者から得られた前記腫瘍細胞試料中の、正常な対照細胞試料と比較したCCND3突然変異を示すことに基づき選択され、前記CCND3突然変異がPESTドメイン内にある、組成物。
  28. 血液悪性腫瘍細胞試料がびまん性大細胞型B細胞リンパ腫、リンパ腫、リンパ性白血病、急性リンパ芽球性B細胞白血病、およびバーキットリンパ腫からなる群から選択される、請求項27に記載の組成物。
  29. 血液悪性腫瘍患者のCDKiによる処置に対する感受性を予測するためのキットであって、i)CCND3突然変異を検出するためのオリゴヌクレオチドプローブ、プライマーまたは抗体と、ii)前記キットの使用法についての指示書とを含み、前記CCND3突然変異がPESTドメイン内にある、キット。
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