JP7453145B2 - Hsp47の阻害物質を用いた、化学療法剤感受性の増強 - Google Patents
Hsp47の阻害物質を用いた、化学療法剤感受性の増強 Download PDFInfo
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Description
(1)癌患者の化学療法剤に対する感受性を増加させるための、HSP47の阻害物質を含む医薬。
(2)HSP47の阻害物質が、HSP47に対する干渉核酸、リボザイム、アンチセンス核酸、マイクロRNA、短鎖ヘアピンRNA、これらを発現するベクター、またはこれらで形質転換された細胞である、(1)に記載の医薬。
(3)HSP47に対する干渉核酸がsiNAまたはsiRNAである、(2)に記載の医薬。
(4)癌患者が乳癌、大腸癌、結腸癌、または膵癌の患者である、(1)~(3)のいずれかに記載の医薬。
(5)化学療法剤が、アルキル化剤、代謝拮抗薬、抗腫瘍性抗生物質、アルカロイド、ホルモン療法剤、白金錯体、血管新生阻害剤、トポイソメラーゼ阻害剤、または微小管作用薬である、(1)~(4)のいずれかに記載の医薬。
(6)化学療法剤が、シスプラチン(CDDP)または5-フルオロウラシル(5-FU)である、(1)~(5)のいずれかに記載の医薬。
(7)HSP47の阻害物質および化学療法剤を含む、癌を治療するための医薬。
(8)癌を治療するための医薬の製造における、HSP47の阻害物質の使用であって、前記治療が、化学療法剤とHSP47の阻害物質とが併用して投与される治療である、使用。
(9)癌の治療における使用のための、HSP47の阻害物質を含む組成物であって、前記治療が、化学療法剤とHSP47の阻害物質とが併用して投与される治療である、組成物。
(10)有効量のHSP47の阻害物質を癌患者に投与することを特徴とする、癌患者の化学療法剤に対する感受性を増加させるための方法。
(11)HSP47の阻害物質を含む医薬による処置を必要としている患者を同定する工程をさらに含む、(10)に記載の方法。
(12)前記工程が、癌患者から単離した腫瘍組織でのHSP47発現を定量する工程である、(11)に記載の方法。
(13)有効量のHSP47の阻害物質および化学療法剤を癌患者に投与することを特徴とする、癌の治療方法。
(14)癌患者由来の癌細胞を、有効量のHSP47の阻害物質および化学療法剤を用いてインビトロで処置することを含む、インビトロで癌細胞を処置する方法。
本発明の併用療法により、効率的に各種癌細胞の増殖を抑制し、癌を処置または治療することができる。
本発明により、癌治療において、化学療法剤の投与量を大幅に低減することができ、化学療法剤による副作用リスクを低減しつつ抗癌治療を行うことができる。
本発明の一側面は、HSP47の阻害物質を含む医薬、例えば、HSP47の発現の阻害剤を含む、癌患者の化学療法剤感受性を増強するための医薬に関する。
HSP47遺伝子の塩基配列およびアミノ酸配列は、当該技術分野で公知であり、本発明において、HSP47のmRNA配列は、配列番号1によって示される。
本明細書において、「数個」とは、2~10個、好ましくは2~5個、より好ましくは2~3個の塩基数をいう。また、配列同一性は、例えばBLASTなどの公知のアルゴリズムを使用して決定することができる。
本発明において、「相補的」とは、核酸が、他の核酸配列と、古典的なワトソン-クリック型か、または他の非古典的なタイプにより水素結合を形成できることを意味する。
また、本発明において、「実質的に相補的」とは、核酸配列の全ての連続する残基が、他の核酸配列における同じ数の連続する残基と水素結合を形成する場合のみならず、核酸配列の全ての残基のうち、例えば、70%、80%、および90%の残基が、他の核酸配列の残基と水素結合を形成する場合も含む。
したがって、本発明において、siRNAは、HSP47遺伝子の転写体RNAの一部に100%相補的なヌクレオチドから数塩基変更されているヌクレオチドを含むアンチセンスRNAを有していてもよい。
また、本発明において、センスRNAとアンチセンスRNAの各3'末端には、2~5ヌクレオチド、好ましくは2ヌクレオチドの突出末端を有していてもよい。また、本発明において、siRNAは、修飾siRNAであってもよい。
センス鎖の5’- CUACGACGACGAGAAGGAAtt -3’(配列番号2)とアンチセンス鎖の5’- UUCCUUCUCGUCGUCGUAGta -3’(配列番号3)の組合せ(siHSP47-A)(Ambion)
センス鎖の5’- AGCCCUCUUCUGACACUAAtt -3’(配列番号4)とアンチセンス鎖の5’- UUAGUGUCAGAAGAGGGCUgg -3’(配列番号5)の組合せ(siHSP47-B)(Ambion)
センス鎖の5’- GGACAGGCCUCUACAACUAtt -3’(配列番号6)とアンチセンス鎖の5’- UAGUUGUAGAGGCCUGUCCtt -3’(配列番号7)の組合せ(siHSP47-C)(日東電工株式会社において作成)
ウイルスベクターを使用する場合、ウイルスの力価としては1×103~1×1015p.f.u.(プラーク形成単位)であってもよく、好ましくは1×105~1×1013、より好ましくは1×107~1×1011、さらに好ましくは1×108~1×1010で用いることができる。
HSP47の阻害物質を併用したときに化学療法剤に対する感受性が増加しているか否かは、HSP47の阻害物質を使用しないで癌細胞の生存率を50%に誘導するために必要な化学療法剤の濃度と比較したときに、より低い濃度で50%生存率を誘導できるか否かによって判断する。HSP47の阻害物質を使用しないで癌細胞の生存率を50%に誘導するために必要な化学療法剤の濃度の相対値を100としたときに、化学療法剤濃度の相対値が100未満であると感受性が増加しているといえ、50未満であると著しく増加しているといえる。化学療法剤濃度の相対値が50未満であると、化学療法剤による副作用のリスクを低減しつつ抗癌治療を行うことができる。
癌細胞の生存率は、HSP47の阻害物質や化学療法剤による処理の前の癌細胞の数を100%としたときに、生存している癌細胞の数の相対値(%)を示しており、色素排除法(Dye-exclusion assay)によって測定することができる。色素排除法(Dye-exclusion assay)は、例えば、トリパンブルー染色の有無により細胞の生死を判断し、生存細胞数を測定することができる。トリパンブルー染色による色素排除法は、例えば、0.4%トリパンブルー溶液(販売元:富士フィルム和光純薬株式会社、商品コード:20717081)と、細胞を培養培地に浮遊させた細胞浮遊液とを等量混和し、血球計算盤上において、染色された細胞と染色されていない細胞の数を数えることにより行うことができる。
化学療法剤としては、細胞透過性抗癌剤などの、癌治療に用いられる化学療法剤が好ましく、細胞透過性抗癌剤としては、限定されずに、殺細胞作用や増殖阻害作用などの細胞障害作用を有する化学療法剤、例えば、アルキル化剤、代謝拮抗剤(例えば、5-フルオロウラシル、ゲムシタビン)、抗腫瘍性抗生物質、アルカロイド、ホルモン療法剤、白金錯体(例えば、シスプラチン)、血管新生阻害剤、トポイソメラーゼ阻害剤、および微小管作用薬などが挙げられる。これらの中でも、アルキル化剤、代謝拮抗剤、抗腫瘍性抗生物質、白金借体またはトポイソメラーゼは、DNA合成阻害やDNA損傷を誘導し、小胞体ストレスを誘導することができる化学療法剤であり、HSP47の阻害物質との併用で、化学療法剤による抗癌作用が特に増強される点で好ましい。本発明の医薬において、HSP47の阻害物質と、シスプラチンまたは5-フルオロウラシルとの組み合わせが最も好ましい。これらを組み合わせて投与する場合、HSP47の阻害物質の好ましい濃度は、最終濃度が1nM~100nMであり、シスプラチンおよび5-フルオロウラシルの好ましい濃度は、5μM~100μMである。
本発明は、本発明の医薬に含まれ得る活性成分(例えば、HSP47の阻害物質)および必要に応じて化学療法剤を、単独でもしくは組み合わせて含む1個または2個以上の容器を含む組成物の調製キット、ならびに、そのようなキットの形で提供される医薬の必要構成要素にも関する。本発明のキットは、上記のほか、本発明の医薬の調製方法や投与方法などが記載された指示、例えば説明書や、CD、DVD等の電子記録媒体等を含んでいてもよい。
本発明の一態様は、HSP47の阻害物質を投与することを特徴とする、癌患者の化学療法剤に対する感受性を増加させるための方法(化学療法剤感受性増強方法)に関する。
投与頻度は、用いる剤や組成物の性状や、上記のものを含む対象の条件によって異なるが、例えば、1日多数回(すなわち1日2、3、4回または5回以上)、1日1回、数日毎(すなわち2、3、4、5、6、7日毎など)、1週間毎、数週間毎(すなわち2、3、4週間毎など)であってもよい。
本発明の併用療法においては、HSP47の阻害物質と化学療法剤を、別々に投与してもよいし、同時に投与してもよいが、別々に投与する場合には、HSP47の阻害物質を先に投与することが好ましい。HSP47の阻害物質の投与後に化学療法剤を投与する場合には化学療法剤の投与は、HSP47の阻害物質の投与の1時間~70時間後が好ましく、2時間後~60時間後がより好ましく、4時間後~50時間後が特に好ましい。HSP47の阻害物質の投与から、4時間後~50時間後に化学療法剤を投与すると、HSP47のタンパク質の発現低下が十分に発揮された状態で化学療法剤による癌治療ができるため、癌細胞の生存率を著しく低下することができる。
また、用語「処置」は、本明細書で用いる場合、疾患の治癒、一時的寛解または予防などを目的とする医学的に許容される全ての種類の予防的および/または治療的介入を包含するものとする。例えば、「処置」の用語は、疾患の進行の遅延または停止、病変の退縮または消失、発症の予防または再発の防止などを含む、種々の目的の医学的に許容される介入を包含する。
また、本発明により、癌治療において、化学療法剤の投与量を大幅に低減することができ、化学療法剤による副作用リスクを低減しつつ抗癌治療を行うことができる。
したがって、本発明はまた、HSP47の阻害物質を含む、上記作用を提供するための医薬、上記作用を提供するための医薬の製造における使用、ならびに、HSP47の阻害物質の上記作用を提供するための使用にも関する。
本願明細書中で使用した全てのヒト癌細胞株(MDA-MB-231、HCT116、SW480、PANC-1、Suit2およびMIA-PaCa-2)は、American Type Culture Collectionから購入した。MDA-MB-231細胞、HCT116細胞、SW480細胞、Suit2細胞およびMIA-PaCa-2細胞を、10%胎児ウシ血清(FBS, Invitrogen Life Technologies)を補充したダルベッコ改変イーグル培地(DMEM, Sigma-Aldrich, St. Louis, MO)で培養した。PANC-1細胞は、10%FBSを補充したRPMI1640培地で培養した。
癌細胞を、Lipofectamine RNAiMAX (Invitrogen Life Technologies)を使用して、対照siRNA (siControl, Ambion, Foster City, CA)、HSP47-A siRNA (siHSP47-A, sense: 5’-CUACGACGACGAGAAGGAAtt -3’ (配列番号2); antisense: 5’-UUCCUUCUCGUCGUCGUAGta-3’ (配列番号3))、HSP47-B siRNA (siHSP47-B, sense: 5’-AGCCCUCUUCUGACACUAAtt-3’ (配列番号4); antisense: 5’-UUAGUGUCAGAAGAGGGCUgg-3’ (配列番号5)) またはHSP47-C siRNA (siHSP47-C, sense: 5’-GGACAGGCCUCUACAACUAtt-3’ (配列番号6); antisense: 5’-UAGUUGUAGAGGCCUGUCCtt-3’ (配列番号7))でトランスフェクトし、大気中37℃で5時間培養した。siRNAでのトランスフェクションの5時間後、細胞を、10%FBSを補充したDMEMで培養した。
pCG SapI ベクター(信州大学大学院医学系研究科櫻井博士より譲受)は、Cas9配列(配列番号9)および標的gRNA配列(配列番号8)挿入のためのクローニング部位を含む(Uemura et al., Sci Rep.2016 Oct 26;35861, Takei et al., Sci. Rep.2017 Aug 24 7(1); 9389)。ヒトHSP47ゲノムのエクソン2について特異的に設計したgRNA配列(5’-CCGACTGTACGGACCCAGCTCAG-3’ (配列番号8))を、pCG SapIベクターに挿入した。構築した標的化ベクターおよびpcDNA3.1(+)を、Lipofectamine 2000 (Thermo Fisher Scientific)を使用して、癌細胞(SW480、HCT116、PANC1、Suit2、MIA-PaCa-2、MDA-MB-231)に共トランスフェクトした。細胞を、10%FBSおよびG418 (1000μg/mL)で補充したDMEM培地で培養し、HSP47を安定してサイレンシングする細胞株を選択した。DNA配列決定分析により、単一の細胞クローンを評価し、標的対立遺伝子中のインデル(挿入/欠失)を検出した。また、選択したクローンにおけるHSP47タンパク質の発現レベルをウエスタンブロッティングによって確認した。対照細胞クローン(mock)は、空ベクターをトランスフェクトすることによって作成した。
例2,3でトランスフェクトした癌細胞を、1、5、10、20、50μMの濃度のシス-ジアミンジクロロ白金(II)(CDDP, Sigma-Aldrich)、または、1、5、10、20、50μMの濃度の5-フルオロウラシル(Wako Pure Chemical, Tokyo, Japan)で24時間処理した。処理した細胞の生存率は、色素排除法(Dye-exclusion assay)によって決定した。
結果を図1~3に示す。全てのデータは、平均±標準偏差として示す。群間の相違は、スチューデントt検定または分散分析(ANOVA)を使用して統計学的有意性について試験した。統計学的有意性は、P<0.05で決定した。
本発明の医薬は、HSP47の発現を阻害することにより、乳癌、大腸癌、結腸癌、膵臓腺癌、または膵癌などの各種癌細胞の化学療法剤感受性を増強させることが示された。
図1において、HSP47の阻害物質を使用しない(siControlの群)で癌細胞の生存率を50%に誘導するために必要な化学療法剤の濃度相対値を100としたときに、HSP47の阻害物質を使用した場合(siHSP47-A、siHSP47-B、siHSP47-C)には化学療法相対値がいずれも50未満であり、著しく感受性が増加していた。
Claims (6)
- 癌患者の化学療法剤に対する感受性を増加させるための、HSP47の阻害物質を含む医薬であって、HSP47の阻害物質が、HSP47に対するsiNAまたはsiRNAであり、化学療法剤が、代謝拮抗薬または白金錯体であり、癌患者が乳癌または膵癌の患者である、前記医薬。
- 化学療法剤が、シスプラチン(CDDP)または5-フルオロウラシル(5-FU)である、請求項1に記載の医薬。
- HSP47の阻害物質および化学療法剤を含む、癌を治療するための医薬であって、HSP47の阻害物質が、HSP47に対するsiNAまたはsiRNAであり、化学療法剤が、代謝拮抗薬または白金錯体であり、癌が乳癌または膵癌である、前記医薬。
- 癌を治療するための医薬の製造における、HSP47の阻害物質の使用であって、前記治療が、化学療法剤とHSP47の阻害物質とが併用して投与される治療であり、HSP47の阻害物質が、HSP47に対するsiNAまたはsiRNAであり、化学療法剤が、代謝拮抗薬または白金錯体であり、癌が乳癌または膵癌である、前記使用。
- 癌の治療における使用のための、HSP47の阻害物質を含む組成物であって、前記治療が、化学療法剤とHSP47の阻害物質とが併用して投与される治療であり、HSP47の阻害物質が、HSP47に対するsiNAまたはsiRNAであり、化学療法剤が、代謝拮抗薬または白金錯体であり、癌が乳癌または膵癌である、前記組成物。
- 癌患者由来の癌細胞を、有効量のHSP47の阻害物質および化学療法剤を用いてインビトロで処置することを含む、インビトロで癌細胞を処置する方法であって、HSP47の阻害物質が、HSP47に対するsiNAまたはsiRNAであり、化学療法剤が、代謝拮抗薬または白金錯体であり、癌患者が乳癌または膵癌の患者である、前記方法。
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