JPH05508307A - ヒトの結腸直腸ガンで欠失した遺伝子 - Google Patents
ヒトの結腸直腸ガンで欠失した遺伝子Info
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- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
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- C12Q1/6876—Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes
- C12Q1/6883—Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for diseases caused by alterations of genetic material
- C12Q1/6886—Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for diseases caused by alterations of genetic material for cancer
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
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- G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
- G01N33/574—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor for cancer
- G01N33/57407—Specifically defined cancers
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
ヒトの結腸直腸ガンで欠失した遺伝子
発■辺利用分野
本発明はガンの診断の分野に関している。とりわけ、本発明はガン組織における
野生型口CC遺伝子の欠失及び/または変異の検出に関している。
従来辺技術
結腸直腸ガンの発生過程に於て起きるいくつかの遺伝的な変異−その最もよ(起
きる例は、1l染色体の短腕(17p )および1羽−色体の長腕(18q )
の欠失である−が、最近の研究によって解明されてきた。 Vogelstei
n、 at al、、 5cience。
vol、 244. p、207 (1989); Fearon、 et a
l、、 5cience、 vol、 238. p、19R (1987)
; Muleris、 et al、、 Ann、 Genet、 (Pari
s)、 vol、 28+ p−206(1985); M盾獅垂■嘯≠煤B
et al、+ Int、 J、 Cancer、 vol、 41. p、
404 (198g)、RAS遺伝子の変異のようないくつかの遺伝的な変異は
、結腸直腸ガンの発生過程の比較的初期の段階に起こると考えられる一方、染色
体18qの欠失はクラス■からクラス■腺腫への移行あるいは良性(腺腫の)か
ら悪性(腫瘍の)状態への移行に伴ってしばしば後期に起こり(Vogelst
ein eL al、、 New England Journal of M
edicine、 Vol、 3P9+
P、525.1.988 ) 、転移と生存期間の減少に関連しているように見
える(Kern+ etal、、 JAMA、 vot、 261.9p、 1
3099−13103.1989 ) 、 IIXIはしばしば致死性であるた
め、この移行を仲介する分子レベルの事象のアウトラインを描くことは非常に重
要である。
染色体18qの広い領域を包合する対立遺伝子の欠失は報告されている(Vog
elstein、 et al、、 1bid、 ) 、この領域はBcL−2
遺伝子(TsujiIloto、 et al、、 5cience、 vol
、 226. p、 1097 (1984);およびC1eary、 et
al、、 Ce1l、 vol、 47{ p。
19 (1986)、)ガストリン分泌ペプチド遺伝子(Spindel、 e
t al−、Proc、 Natl。
^cad、 Sci、、 [ISA、 val、 81. p、 5699 (
1984)、)およびYES−1ガン遺伝子の細胞内ホモローブ(Semba、
et al、、 5cience、 vol、 227. p、 1038
(1985)およびYOshida、 et al、、 Cytogenet、
Ce1l Genet、、 vol、 40+ p、 786 (1985)
)■■■■
いることが知られている。これらの遺伝子は全てガンに関わっていることが知ら
れている。染色体の特別な領域が欠失の対象となっているとしたら、すなわち、
それが新生過程に関わっているとすれば、その領域の正確な輪郭は、治療法のみ
ならず診断法を提供するために必要である。
腫瘍形成に対するKnudsonのモデル(Cancer Re5earch、
vol−45+ p、 1482゜1985 )に従えば、全ての正常細胞に
は腫瘍抑制遺伝子が存在し、変異によってそれら力1能を失うと、新生過程を引
き起こす、このモデルに対する証拠は、網膜芽腫および結腸直腸ガンの場合に於
て発見されている。これらの縣に関与する抑制遺伝子、RBおよびp53は解析
された多くの腫瘍の場合に於て欠失または変異が起きていることが見いだされた
。抑制遺伝子の欠損またはそこで生じた細胞を検出することを可能とし、新生過
程をやわらげるまたは逆転させることによって欠損を癒していくために、ガンの
診断と治療の技術に於て、腫瘍形成に関与するその他の抑制遺伝子を見いだすこ
とが必要である。
兄労Q概要
ヒトの新生&II織の診断と予測の方法を提供することが本発明の目的の−、つ
である。
野生型DDC遺伝子の機能を当該遺伝子機能を失った細胞に供給する方法を提供
することが本発明のその他の目的である。
復製連鎖反応によってDDC遺伝子のヌクレオチド配列を決定するためのキット
を提供することが本発明のさらにその他の目的である。
ヒ) 口CC遺伝子における変異を検出するための核酸プローブを提供すること
が本発明のなおさらにその他の目的である。
遺伝的にガンになりやすい体質を検出する方法を提供することが本発明のその他
の目的である。
[ICC遺伝子産物をコードするC開A分子を提供することが本発明のさらにそ
の他の目的である。
ヒトDCCタンパク質の調製物を提供することが本発明のなおその他の目的であ
る。
本発明のこれらおよびその他の目的は以下に記述されるj4の一つまたはそれ以
上によって提供される。本発明の一つの態様ではヒト新生組織の診断または予測
の方法は以下のことを含んで提供される:ヒトから組織を単離すること;および
野生型口CC遺伝子の欠失または当該組織由来の発現産物、組織の新生を意味し
、転移及び初期死に関連する当該欠失を検出すること。
本発明のその他の態様では、口CC遺伝子中の変異のために当該遺伝子機能を失
った細胞に、野生型OCC遺伝子機能を供給するための方法が提供されており、
以下のものを含む:当該野生型遺伝子が細胞内で発現するような当該遺伝子機能
を失った細胞に野生型OCC遺伝子を導入すること。
その他の態様では細胞への野生型DCC遺伝子機能の供給方法は、野生型OCC
遺伝子の一部を、当該部分を細胞内で発現するという当該遺伝子機能、当該細胞
の非新生増殖に必要とされるnccタンパク質の一部をコードする当該部分を失
った細胞に導入することを包合して供給される。
さらにその他の態様では、複製連鎖反応によって口CC遺伝子のヌクレオチド配
列を決定するためのキットが提供されている0本キットは以下のものを含むニ一
本1iDN^プライマーの組のセット、染色体18qから得られた当該セットの
配列、 [lCC遺伝子コード配列の全ヌクレオチド野合成を可能にする当該セ
ット。
本発明の、なおさらにその他の態様では、ヒト野生型ロ江遺伝子コード配列に相
補的で、変異口CC遺伝子とミスマツチを形成可能なため、酵素的或は化学的切
断または、電気泳動度の変化によってその検出を可能にするような核酸プローブ
供給している。
その他の態様では種層細胞において挿入変異をうけるDCCイントロンにハイブ
リダイズする特別な核酸プローブが提供されている。
本発明のさらにその他の態様ではヒトにおける新生組織の存在を検出するための
方法を提供している。この方法はヒトから体のサンプルを単離することを含んで
いる;当該サンプルにおける野生型DCC遺伝子配列または野生型DCC発現産
物の欠失、ヒトに於ける新生組織の存在を意味する当該欠失の検出。
なおさらにその他の態様ではヒトに於て遺伝的にガンになりやすい体質を検出す
るための方法力咽供されており、以下のものを含んでいる:血液及び胎児組織を
含む集団から選択されたヒトのサンプルの単離:サンプルにおける野生型DCC
遺伝子コード配列またはその発現産物の欠失、ガンになりやすい体質を意味する
当該欠失の検出。
さらにその他の態様では、口CC遺伝子のコード配列を含むcDN八分へが提供
されている。
さらにその他の態様では、実質的に他のヒトのタンパク質を含まないヒトI]C
Cタンパク質の調製物が提供されている。このタンパク質のアミノ酸配列は図5
に示されている。
本発明は、これまで未知であった口CC遺伝子が実際、染色体上における欠失、
挿入及び点突然変異といった変異を受ける対象であり、これらの変異方咽瘍の形
成過程と結びついているという、情報とともに技術を提供している。この情報に
よって、特定の組織の新生状態または個人の潜在的な新生状態の評価を行なう非
常に特異的な分析が可能になった。
凹面りWJ単参説朋
図1は染色体歩行の地図およびDCC領域における交差ハイブリダイズ断片を表
わしている。30回の歩行によってクローン化された約370kbのDNA 8
i域が示されている:各回の最大の歩行のみが示されている。”0”における地
図の位置はρ15−65の局在を示している。この領域に対するEcoRI地図
が作成か顛緩い条件下(55°C)でげっ歯頚、トリ、またはアフリカッメガエ
ルDNAサンプルにハイブリダイズするEcoRI断片は、四角で囲みアルファ
ベット(^−X)で示している、ヒト断片G、 I、 J、 K、 M、 0お
よびPはラットのクローンの鵜に用いられた。交差ハイブリダイゼーシヨンの最
少領域は同定さねヘヒトおよびラット断片の両方について配列が決定された。ヒ
トcDNAにハイブリダイズしたEcoRI断片の位置は矢印で示されている。
図2はヒト断片0(左のパネル)およびヒト断片P(右のパネル)とハイブリダ
イズした、マウス(M)、ラット(R)、ハムスター(H)、トリ(C)、k調
四り艮式」(F) 、およびS 、 cerevisiae (Y )から得ら
れた[)NAのサザンブローtトのオートラジオグラフを示している。キロベー
ス単位の対応する分子量マーカーは二つのパネルの間に示されている。
図3はいくつかのヒト断片およびそれらに対応するラフトホモローブのヌクレオ
チド配列、予想されるアミノ酸(^A)配列(1文字表記)およびスプライシン
グのアクセプターおよびドナH立置を示している。示されたもの以外はラット断
片のヌクレオチド配列はヒトのものと一致している。予想されるラットのアミノ
酸配列がヒトのものと異なる場合、ヒトの配列はスラッシュの左に、ラットの配
列は右に示している。ラットに比して対応する配列のないヒトの断片0およびP
の中の領域はダッシュで示している。予想されるイントロンとエクソンの境界は
矢先で、スプライシングのアクセプター配列に先立つラリアートシグナルとなり
得る配列は2重線で示している。
図4は8B2細胞系または正常ヒト脳のいずれかの−RN^から顛された重複す
るcONAクローン力)ら得られたヌクレオチド配列を示している。読み取り枠
(ORF)を開始するメチオニンコドンはアミノ酸202で示さtL、最後のア
ミノ酸は1648と番号が振られている。
図5はヒト腫瘍および結腸直腸ガン細胞系に於けるnccの発現を示している。
l?NAは単離され、cDNAの第−鎖を調製するための鋳型として用いられた
。 cDNAサンプルは複製連鎖反応(PCR)分析に用いられた。PCR産物
はアガロースゲルを用いた電気泳動によって分離さLサザントランスファーの後
、放射性ラベルされた断片Pのサブクローンによってハイブリダイズされた。
RNAは正常ヒト脳(レーン1)、4つの異なる結腸粘膜標本(レーン2−5)
または結腸直腸腫瘍細胞系(レーン6−16)から単離された。
図6Aは二人の正常な個人の末梢血液リンパ球のDNAから調製されたサザンプ
ロットを放射性標識したcDN^プローブ(pDCC1,65)とハイブリダイ
ズしたもののオートラジオグラフを示している。 pocc 1.65は図5に
示すcDNAの591から2250 ヌクレオチドを含んでいる。 kb単位の
断片のサイズはプロットの右側に示している。 pDCC1,65で検出される
0−45kbのEcoRI断片はゲルから流れきっており、従って図には含まれ
ていない。
図68は5115由来の正常(N)および腫瘍(T)の冷凍切片のDNAに対し
てプローブpKc430 (I J5kb cIIN^の3゛領域由来)を用い
たサザンプロットを示している。このプローブは図5に示すcDNAの1760
から2205ヌクレオチドを含んでいる図7AはEcoRIおよびEcoO10
9で切断した正常及び腫瘍DNAサンプル由来のDNAのサザンプロットを示し
ている。 DNAはその後、断片P由来のエクソンを含む0.4kbのゲノム断
片とハイブリダイズされた。kb単位の分子量ζよ左に示している;矢頌は挿入
のある種fl、DNA断片を示している。 [lN^サンプルは:レーン1及び
2;二人の正常な個人の末梢血液リンパ球;レーン3及び4:それぞれ非新生結
腸および愚者Cx1からの結111rJi腫瘍の異種間移植;レーン5及び6:
それぞれ非新生結腸および患者5175からの結腸直腸腫瘍の凍結切片:レーン
7;患者Cx1Oからの腫瘍異種間移植;レーン8:結腸直腸腫瘍細胞系RKO
,レーン9:結腸直腸細胞系5NU630:レーンII:結腸直腸細胞系5W4
8BレーンI2;結腸fl細胞系FICTI 6、から顛された。
図7BはパネルAに示した挿入の起きている170bp Xbal−Eco01
09断片の配列を示している。配列の上部の番号はbp単位で断片P内に含まれ
ているエクソンの3゛端からの距離を示している。 XbalとEco0109
の制限酵素部位は示されている。
n繰り返し配列の二つの領域は2重線で、プリン−ピリミジン配列の変化した1
30bpの領域は先頭の間に含まれている。
図8AはDCCの4つのイムノグロブリン様領域の配列のホモロジーを互いに、
そして、トリN−CAMIN−CAM(c)iおよびマウスN−CAMiN−C
AM(m)] と比較したものを示している。示されたN−CAM(c)および
N−CAM(m)配列は各タンパク質に存在する5つのI併最碩域の共通はいれ
つを表わしている; N−CAM(c)またはN−CAM(m)の特別な位置に
共通配列が存在しないと(すなわち、もし二つの領域が同一の残基を含まなけれ
ば)、位置はXによって示される。並びの中に挿入された空白はダッシュで示し
ている。ドメイン間のジスルフィド結合に関わると考えられる保存されたシステ
ィンは、三角で示している。 N−CAMおよび02クラスのその他の類似のr
g様領領域おいてよく保存されたその他のアミノ酸残基(@illiam、 e
t al、、 Ann。
Rev、 Iwunol、、 vol、 6. p、 381. (1988)
)は白抜きの三角で示している。配列列はD印共通配列と一致した場合は四角で
囲んでいる。
図88はDCCおよびトリおよびマウスN−CAMの間での、フィブロネクチン
−タイプIN−関連領域の配列のホモロジーの比較を示している。
詳縄在説烟
腫瘍形成をともなった変異の発生が、染色体18q上のここでOCC(結腸直腸
における欠失)遺伝子と名付けられたこれまで知られていなかった遺伝子に於て
起こっていることは本発明における発見である。染色体18qに於ける対立遺伝
子の欠失があるタイプのガンに共通の事象であることはこれまでに知られていた
が、これらの欠失の標的遺伝子がDCC遺伝子であることは知られていなかった
。さらに、OCC遺伝子におけるその他の変異発生もまたガンを伴うことは知ら
れていなかった。 ncc遺伝子の変異は挿入および欠失といった甚だしい配列
の変化を含んでいる。しかしながら野生型DCCの発現をなくさせる点突然変異
もまた、観察されている。
本発明の診断及び予測の方法によれば野生型遺伝子の欠失が検出される。欠失は
、挿入、欠失または点突然変異によることがある。もし単に一つの対立遺伝子に
変異が起こっていた場合、初期の新生鶏を意味する。しかしながら、両方の対立
遺伝子に変異が起きていれば、後期の新生状態が意味される。従って、DCC変
異の発見は診断及び予測の情報の両方を提供する。欠失していないひとつのDC
C対立遺伝子(例えばOCC欠失を起こした染色体の娘染色体上)は挿入、小さ
な欠失、および点突然変異といった、その他の変異に関して検索され得る。腫瘍
組織に於て検出されるほとんどの変異は、OCC遺伝子産物の発現を非常に減少
させると信じられている。しかしながら、非機能的遺伝子産物をもたらす変異も
また、ガン化状態を引き起こすであろう0点突然変異は、遺伝子のプロモーター
といった制aIN域に起きる可能性もあり、これは−RN^の発現の欠失または
減少を引き起こす0点突然変異はまた、正しいRNAブロセフシングを阻害し、
DCCit伝壬子産物発現をなくす場合もある。
組織に於て野生型DCC遺伝子の欠失を検出するためには、周辺にある正常組織
の混在しない組織を単離する事は助けになる。腫瘍細胞からの組III調製物を
純度の高いものにするための方法は技術的に知られている0例えば、組織はパラ
フィンまたは凍結切片から輔され得る。ガン細胞はまた、フローサイトメトリー
によって正常細胞から分離可能である。正常細胞から1!蜂細胞を分離するため
のその他の技術同様、これらの方法は技術的によく知られている。もしm織に正
常細胞が非常に混在している場合は変異の検出はより困難になる。
点突然変異の検出は、m織に存在する対立遺伝子の分子的なりローニングおよび
技術的によく知られた方法によってその対立遺伝子の配列決定をすることによっ
て達成することが可能である。そのかわりに複製連鎖反応は、腫瘍組織からのゲ
ノムDNA調製物から直接遺伝子配列を増幅するために利用されることが可能で
ある。増幅された配列のI)liA配列はそれから決定され得る。複製連鎖反応
それ自体は技術的によく知られている1例えば、5aiki et al、、
5cience、 Vol、 239、 p、487.1988; u、S−4
,683,203; およびu、s、 4.683.L95参糺遺伝子を増幅す
るために用いられ得る特異的なプライマーはいかにさらに詳細に議論される。
遺伝子の挿入及び欠失はまた、これらの技術を用いて検出することが可能である
、さらに遺伝子または周辺のマーカー遺伝子に対する制限酵素断片長多型(RF
LP)プローブを用いて対立遺伝子の欠失または多型断片への挿入を検出するこ
とも可能である。挿入及び欠失を検出する、その他に知られている技術もまた、
用いることが可能である。
野生型遺伝子の喪失は遺伝子の野生型発現産物の喪失の観点からも検出すること
が可能である。そのような発現産物はタンパク質産物そのもののみならず、mR
NAも含んでいる0点突然変異は*RNflを増幅り配列決定をする事によって
、あるいは−NAからcDNAを作成し、分子的にクローニングすることによっ
て検出することが可能である。クローン化されたcDNAは技術的によく知られ
たDNA配列決定技法によって決定され得る。 cDNAはまた、いかにさらに
詳細にta論する、複製連鎖反応(PCR)をつうじて配列決定され得る。
本発明に1!拠するミスマツチは10ozは一致していないハイブリダイズした
核酸複合体である。全ホモロジーの欠落は欠失、挿入、置換またはフレームシフ
ト変異によって起こり得る。ミスマツチの検出は遺伝子またはその5RNA産物
の点突然変異の検出に用いることが可能である。これらの技術は配列決定に比べ
て感度が落ちるが、多数の腫瘍に関しておこなう場合には簡便である。ミスマツ
チ切断技術の例は、RNase保護法であるが、これは−1nter et a
l、、 Proc、 Natl、Acad。
Sci、 LISA、 Vol、 82. p、 7575. 1985 およ
びMeyers et al−、5cIence、νol。
Z30. p、 1242.1985において詳細に記述されている0本発明の
実施に於て、ヒト野生型遺伝子コード配列に相補的なラベルされたりボブローブ
を使用した手法も含まれている。リポプローブおよび腫瘍組織から単離された置
RNAまたはDNAはともにアニール(ハイブリダイズ)さ娠その後RN^複合
構造に於けるいくつかのミスマツチを検出することが可能な酵素RNase^で
切断する。もしRNase^によってミスマツチが検出されると、ミスマツチの
位置で酵素は切断する。従って、アニールされたDA AN製物が電気泳動ゲル
担体上で分離されると、ミスマツチが検出されRNase^ によって切断され
ていれば、RNA産物は、リボプローブと−RNAまたはDNAからなる全長複
合体と比べて短くなることが観察される。リボプローブはDCCaRNAまたは
遺伝子の全長である必要はないが、そのどちらかの一部で有り得る。リボプロー
ブカ(DCCaRNAまたは遺伝子のごく一部を含んでいる場合、全■R?l^
配列に関してミスマツチを検索するために、このようなプローブを多数使用する
ことが望ましい。
同様に、酵素あるいは化学的切断を通じて、ミスマツチを検出するために、DN
Aプローブを用いることも可能である0例えばCotton at al、、
Proc、 Natl。
Acad、 Sct、 USA、 vol、 85.4397.1988;およ
び5henk et al、、 Proc、 Natl、 `ea
d、 Sci、 USA、 vol、 72. p−989,1975参照0代
わりに、ミスマツチはマツチした複合体に比べて、ミスマツチした複合体の電気
泳動度が変化することによって、検出することが可能である0例えばCarie
llo、 Human Genetfcs、 vol−42+ 9゜726、1
988 参照、リポプローブまたはDNAプローブのいずれかを用いて、変異を
含み得る細胞■RNAあるいは[lNAはハイブリダイゼーションの前にPCl
l (以下参照)によって増幅され得る。 OCC遺伝子の0にAにおける変化
は、とりわけその変化が欠失及び挿入といった大きなaえであった場合には、サ
ザンハイプリダイゼーシヲンによってもまた、検出され得る。
複製連鎖反応によって増幅された腫瘍組織由来のOCC遺伝子のON^配列は対
立遺伝子座特異的プローブを用いても検索することが可能である。これらのプロ
ーブは、それぞれ既知の変異を持ったOCC遺伝子配列の領域を含む核酸オリゴ
マーである。たとえば、−フのオリゴマーは長さが30ヌクレオチド′で、DC
C遺伝子配列の一部に対応している。このような対立遺伝子座特異的プローブを
−揃い用いることによってPCR増幅産物は、既に同定した減遺伝子における変
異の存在を同定するために検索され得る。増幅されたDCC配列に対する対立遺
伝子座特異的プローブのハイブリダイゼーションは、例えばナイロンフィルター
上で行なうことが可能である。厳しいハイブリダイゼーシッン条件下で特定のプ
ローブとハイブリダイズすることは、対立遺伝子座特異的プローブに含まれるも
のと同様な変異が腫瘍組織に存在することを示唆している。
DCCaRN^発現の喪失は技術的に知られているいかなる方法によっても検出
可能である。これらは、ノーザン分析、PCケ忰喝およびRNase保護を含ん
でいる。 5RNAの発現の減少は野生型OCC遺伝子の喪失を意味している。
野生型ncc遺伝子の喪失は野生型DCCCCタンバク喪失を検索することによ
っても検出可能である0例えば、DCCと免疫的に反応するモノクローナル抗体
は、組織を検索するために用いることが可能である。抗原の欠落は[lCC変異
を意味している。変異対立遺伝子座に特異的な抗体もまた変異DCC遺伝子産物
の検出に用いることが可能である。このような免疫学的な分析は技術的に知られ
ているいかなる便利な形式によっても行い得た。これらは、ウェスタンプロット
、免疫組織化学的な分析およびELISA分析を含んでいる。変異nccタンパ
ク質を検出するいかなる方法も、野生型DCC遺伝子の喪失の検出に用いること
が可能である。変異DCC遺伝子産物を見いだすことは野生型[)CC遺伝子の
喪失を意味する。
変異ncc遺伝子または遺伝子産物は血清、便、尿および唾液といった、他の人
体のサンプルにおいても検出することが可能である1組織における変異Dcc遺
伝子または遺伝子産物の検出のための上述の技術と同じものが、その他の体のサ
ンプルに対しても通用可能である。ガン細胞は腫瘍からHMされへこのような体
のサンプル中に現れる。さらに、[lCC遺伝子産物そのものは細胞間領域に分
泌さね−ガン細胞が存在しなくても、このような体のサンプル中で検出され得る
。このような体のサンプルを検索することによって、多くのタイプのガンに対し
て、単純で初期の診断を行なうことが可能である。さらに化学療法または放射線
療法の進行状況を、変異DCC遺伝子または遺伝子産物に間してそのような体の
サンプルを検査することによって、より簡単に監視することが可能である。
本発明の診断の方法は腫瘍形成に口CCがなんらかの役割を果たしているような
腫瘍に対して適用可能である9本発明の診断方法は臨床医が適切な治療法を決定
するために有用である0例えば両方の口CC対立遺伝子の喪失が起きている腫瘍
はただ一方の口CC対立遺伝子の喪失が起きている腫瘍の場合よりもさらに積極
的な療法計画を意味している。
本発明のプライマーキットは複製連鎖反応を用いたDCC遺伝子のヌクレオチド
配列の決定に有用である0本キットは、DcC遺伝子そのものの011八合成の
増幅の口火を切るために、染色体I8q上のOCC遺伝子内またはその周辺の配
列にアニールすることの可能な1本1[DNAプライマーの組のセットを含んで
いる。完全なセットはDCC遺伝子コード領域すなわちエクソンのヌクレオチド
全ての合成ヲ可能にする。プライマーのセットは、多くのDCC変異が[lCC
イントロンに起きているため、イントロンとエクソン配列の療法の合成を可能に
することが望ましい。
本キットはまたDNAポリメラーゼ、これは’Lポリメラーゼが望ましいが、お
よび適切な反応緩衝液を含み得る。このような構成物は技術的に知られている。
増幅された配列を続いてクローニングすることを促進するために、プライマーは
、制限酵素切断部位をその5゛端に付加され得る。従って、プライマーの全ての
ヌクレオチドは制限酵素切断部位を形成するのに必要な数ヌクレオチドを除いて
、 I)C鳴列または、[)CCに隣合う配列由来である。そのような酵素及び
切断部位は技術的によく知られている。プライマー自身は技術的によく知られた
方法で合成され得る。一般に、プライマーは市販されている合成機を用いて作製
し得る0図4に示したDCC読み取り枠を与えられれば、特定のプライマーのデ
ザインは技術面では問題がない。
本発明で提供した核酸プローブは多くの目的に有用である。これらはゲノムDN
Aにたいしてサザンハイプリダイゼーションで用いることが可能であり、すでに
上述したように点突然変異の検出のためのRNase保護法に於て用いることが
可能である。これらは、その他の技術を用いてDCC遺伝子または−AIAのミ
スマツチを検出する場合にも用いることが可能である。ミスマツチは、酵素(例
えばs1ヌクレアーゼ)、化学物質(例えばヒドロキシルアミンまたは4酸化オ
スミウムおよびビベリヂンンあるいは完全にマツチしたバイブリアFに比したミ
スマツチハイブリッドの電気泳動度の変化を利用して、検出することが可能であ
る。これらの技法は技術的に知られている。Cotton、 肪匠り、 5he
nk、四以互−,Myers、su肛、Winter、 ≦慧工堕]し一部 a
nd Novack et al、、Proc、Natl、Acad、Sci、
US先 Vof、 83. p−586,1986参照、一般に、プローブはI
ICC遺伝子コード配列に相補的であるが、特定のイントロンに対するプローブ
もまた意図されている。とりわけ、一つのプローブは図3に示し7た断片P内の
DCCエクソンから165bp下流に位置するXbal−EcoO109断片に
ハイブリダイズする。その他のプローブは断片Pそのものとハイブリダイズし、
殿コード配列のプローブである。核酸プローブの一組は野生型DCC遺伝子の喪
失の検出に用いるためのキットを構成するためにもちいられる。キットは全DC
C遺伝子に対するハイブリダイゼーシッンを可能にする、プローブは互いに重複
するか、隣接し得る。
aRNAに対するミスマツチを検出するためにリボプローブが用いられた場合に
は、それはヒト野生型OCC遺伝子の一曲^に相補的である。リボプローブは従
って、アンチセンスプローブであり、それは、センス値に対して逆方向の極性で
あるため胤タンパク質をコードしない、リボプローブは一般に技術的に知られた
方法で放射性標識される。リボプローブがDNAとのミスマツチを検出するため
に用いられる場合にはセンスまたはアンチセンスのどちらの極性を持っていても
よい、同様にrlNAlN−ブもまた、ミスマツチを検出するために用いること
が可能である。
核酸10−ブもまたI)CC遺伝子の変異対立遺伝子座に相補的である。これら
はミスマツチよりもハイブリダイゼーシ!i:/に基づいて、その他の愚者にお
ける同様の変異を検出するためにを用である。これらは上記で議論さth対立遺
伝子座特異的プローブとして扱われている。上述したように、DCCプローブは
欠失及び挿入といった大きな染色体上の変化を検出するためにゲノムDN^に対
するサザンハイブリダイゼーシテンにおいても、また、用いることが可能である
。プローブは腫瘍及び正常M織からの紅遺伝子のcDNAクローンを選択する場
合にも用いることが可能である。さらにプローブは、野生型DCC遺伝子の喪失
の結果組織におけるDCC5RNAの発現が減少したか否かを決定するために、
DCCsliNAを検出するために用いることが可能である0図4に示すDC
Cコード配列が提供されれば、特定のプローブをデザインすることは、通常の技
術をもつ者の技術を持ってすれば良好である。
本発明に従えば、手法は変異口CC対立遺伝子をもつ細胞に対して野生型DCC
機能を供給する方法もまた提供される。野生型DCC遺伝子または遺伝子の一部
は遺伝子力噴色体外に存在したままの状態にさせるようなベクターを用いて細胞
内に導入することが出来る。そのような状態では遺伝子は染色体外のsI域から
細胞によって発現される。遺伝子の一部が導入さ娠変異DCC対立遺伝子を持っ
ている細胞において発現されると、遺伝子の一部は細胞の非新生増殖に必要とさ
れるDCCタンパク質の一部をコードするはずである。野生型口CC遺伝子また
はその一部がその様な方法で変異細胞内に導入されへ細胞内にある内在性変異D
CC遺伝子と組換えを起こすような状況がさらに望ましい、そのような組換えは
2重の組換えを必要とし、その結果OCC遺伝子変異の修正がおきる0組換えと
、染色体外保持のための遺伝子導入用ベクターは技術上知られており、適切なベ
クターはいかなるものも利用可能である。エレクトロポルーシッン、リン酸カル
シウム共沈法及び、ウィルス形質導入といった、細胞内にDNAを導入する方法
は技術的に知られており、どの方法を選択するかは作業を行なう者の能力に依存
している。野生型DCC遺伝子によって形質転換された細胞はガンの鎮静化およ
び、このような鎮静化を促進する薬剤治療の研究のモデル系として用いることが
可能である。
紅活性を持つポリペプチドを変異口CC対立遺伝子をもつ、あるいは口CC対立
遺伝子を欠く細胞に供給することは可能である。 DCCタンパク質の配列は図
4に開示されている。タンパク質は細菌内でcDNAaii列の発現することに
よって、例えば、既知の発現ベクターを用いて産生され得る0代わりに、OCC
は脳細胞のようなりCC産生は乳動物細胞から抽出することが可能である。さら
に、合成化学の技術によってDCCタンパク質を合成することが可能である。そ
のような技術のどれもが、図4に示した配列を持つDCC遺伝子産物を含む本発
明のm11物を提供する。1iiRは実質的に他のヒトのタンパク質を含まない
、これば微生物あるいはin ■tro において合成することによって、直ち
に調製される。活性のあるDCC分子は例えばマイクロインジェクシッンまたは
、リポソームを用いて細胞内に導入され得る1代わりに、そのような活性分子の
いくつかは積極的にあるいは拡散によって細胞に取り込まれる。DCCはそのホ
モローブである、神経細胞接着分子同様、細胞表面に働きかけるため、DCC遺
伝子産物を細胞外から働かせることは、腫瘍の成長をもたらすために十分で育り
得る。I)CC活性を持つ分子の供給は新生状態の部分的な逆転につながるはず
である。DCC活性を持つその他の分子もまたそのような逆行を引き起こすこと
が出来る。
本発明はまたヒトDCCタンパク質と免疫反応活性のある抗体の調製物を提供し
ている。抗体はポリクローナルまたはモノクローナルで本来のDCCタンパク質
またはDCC融合タンパク質に対して作製されている。抗体はDCCエピトープ
に免疫反応するはずであり、その他のヒトタンパク質に存在しないエピトープに
反応することが望ましい0本発明の望まれる態様において、抗体はポリアクリル
アミドゲルのウェスタンプロット上のDCCCCタンバク対して反応するのみな
らず、溶液中のDCCタンパク質とともに免疫沈降する。抗体を作製し、精製す
る技法は、技術的によく知られており、本発明の調製物を得るためには、そのよ
うないかなる技法を選ぶことも可能である。
ガンの予測はDCC遺伝子の変異に関してヒトの正常組織を検査することによっ
て惰力)めることが可能である0例えば、生殖細胞において[1α変異を受け継
いだ人は、ガンにかかる傾向がある。これはこの人の体のいかなる組織由来のD
NAを検査することによって決定され得る。最も簡便には、血液を採取し、血液
中の細胞からDNAを抽出する。さらに出生前の診断も、DCC遺伝子の変異に
関して胎児細胞または羊水を検査することによって行なうことが可能である。野
生型DCC対立遺伝子の喪失は、例えばそれが点突然変異によるものか、欠失に
よるものか、は上述したいかなる方法によっても検出することが可能である。
本発明に従ったcDIJA分子はイントロンのない、l1lcc遺伝子コード領
域である、これは[lCC*RNAを鋳型として用いた逆転写酵素反応によって
作製可能である。
これらの分子はベクター中及び、細胞系で、既知の技術によって増殖させること
が可能である。そのような分子は図4に示された配列を待っている。 cDIl
iAはまた、ここで開示された配列を与えられれば、合成化学の技法で作製する
ことも可能である。
以下は、単に実例を示すためだけに提供しており、これまで広い意味で記述して
きた本発明の範囲を限定することは意図していない。
実施例1
本実施例は、頻繁な対立遺伝子欠失および体細胞性突然変異を受ける18(l染
色体上の遺伝子座が肺および結腸直腸癌の細胞系列で発現していることを示すも
のである。
腫瘍5123は、プローブP15−65をプローブとした場合、同じ患者の正常
な結腸粘膜とは異なるハイブリダイゼーシッンパターンをもつことが見出だされ
た。その腫瘍は7.8と10.5kbの2つのMspl対立遺伝子についてヘテ
ロなパターンを示した。
PI5−6510−ブは、匿名DNAセグメント0LVII EIO内に含まれ
る配列に、隣接した配列とそれを含む配列からの2,7kb 5ail−Ec。
R1フラグメントを含んでいる。マールヘンス(Marlhens)ら、Nuc
l、Ac1ds、Res、、vol、15.p、1348,1987.0LVI
IEIOは、0.8kb Hindll−EcoRIフラグメントであり、18
q21.3のD1838遺伝子座をマークし、正常な個体におけるMspr多型
を検出する。プラスミドp15−65は、Mbolで部分消化し、ラムダFIX
(Stratagene)にクローン化されたヒトDNAから調製したヒトゲ
ノムDNAライブラリーから由来する。0LVI[EIOにハイブリダイズする
2つのファージクローンがハイブリダイイー95フ選択により分離された。同定
されたその2つのファージクローンからの試験済みサブフラグメントのうち、P
I3−65はサザンブロフト実験に使用した場合に最も高いシグナル/ノイズ比
を示した。プラスミドp15−65(および0LVI[EIO)は多型性Msp
1部位を検出し、そのようにして10. 5. 9. 7. 7. a、 7.
okb (出現頻度はそれぞれ17%、4%、49%、30%(N−232))
の4つの対立遺伝子を生じさせる。
患者5123の癌組織におけるヘテロ性の獲得の分子機構を決定するため、影響
の現れたMsp1部位を含んでいるゲノムDNAクローンを癌より分離し、正常
なりNA配列と比較した。この領域の制限地図は、Msplを除き、患者512
3の腫瘍組織と正常組織とで同一であった。これは本腫瘍で甚だしいDNA付加
や欠失が起こっていないことを示している。影響を受けたM s p I NM
l’=よ、PI3−65から5kbにある1、8kb EcoRIフラグメント
のAlu型の繰り返し要素内にあることが見出だされた。5123腫瘍DNAか
らのクローン化されたDNAフラグメントの配列は、正常な対立遺伝子と1つの
塩基対において異なっており、Msp+認識配列5 ’ −CCGG−3’内の
内側のG残基がA残基に置きかわっていた。この変異は、霊長類遺伝子のイント
ロン−エクソン連結部に対するコンセンサス配列(シャピロ(Shapiro)
ら、Nucleic Ac1ds Res、、vol、15.P、7155.1
987;ラスキン(Rus k t n)ら、Ce1l、vol、38.P、3
17,1984;ツアン(Zhuang)ら、Proc、Na t 1.Aca
d−Sc i、USA、vo 1.86.p、2752.1989)と同一な、
潜在的な3′スプライス部位を作り出した。異常なRNAプロセシングに関与す
るスプライス受容部位を作り出す変異がサラセミアなどの遺伝病において以前に
見出だされていることは有名である(レイ (Ley)ら、Proc、Nat
1.AcacL Sci、USA、v。
1.79.p、4775.19B2;シャープ(Sharp)、Annua I
Reviews or Biochem、、vol、55.p、1119.19
86)。
腫瘍5123の変異MspI部位を含む35kb領域を取り囲むファージクロー
ンを分離した。そのファージクローンのすべてのEC0RIフラグメントをサブ
クローン化し、正常結腸粘膜と、結腸およびその他幾つかの器官からの細胞系列
のRNAを含むノーザンプロットによるハイブリダイゼーション実験に使用した
。この実験ではいかなる発現も検出されなかったが、これらのRNA試料を本フ
ァージクローンからの選択されたサブフラグメントを用いてRNアーゼプロテク
ション実験を行なっても発現は検出されなかった。それ故、18q染色体のこの
領域からの発現を同定するために、より徹底した戦略がとられた。
この領域からの二方向による染色体歩行が、バクテリオファージベクターを使っ
て行なわれた。30ラウンドのウオーキングにおいて、約370kbにわたり1
40以上のユニークなりローンが分離された。30ラウンドの各々に対して最大
限の歩行を表すクローンを図1に示す0本クローンは以下のようにして得られた
。
ヒトゲノムDNAをMbolで部分消化し、12−18kbの断片を販売元が推
薦する条件を用いてラムダFIXベクター(Stra tagene)にクロー
ン化した。クローンを大腸菌C600またはTAP90細胞(バターマン(Pa
tterson) ら、Nucleic Ac1ds Res、、vol、15
゜p、6298.1987)に拡げた。ウオーキングの各ラウンドに対して、重
なりあったファージクローンの消化物を比較してEcoRI地図を作製した(ρ
15−65を含むファージクローンより開始)、以前に得られたファ・−ジクロ
ーンから最も遠くにマンピングされたEcoR1フラグメントを使って本ライブ
ラリーを再スクリーニングした。ウオーキングの各ラウンドにつき約lXl0’
個のファージクローンをスクリーニングした。各ウオーキングにつき概して3か
ら7個の新しいクローンが得らワヘそのクローンを3ラウンドのハイブリダイゼ
ーシン選択を通じて精製した。
他の種との相同性をもとにその370kb領域中の潜在的なエクソンを同定する
ために、その領域からのEcoRIフラグメントをすべて単離し、低ストリンジ
ェント(ハイブリダイゼーシッンバッファーに0.5%無脂ドライミルクが含ま
れることとフィルターの洗いを44.5mM塩化ナトリウム、1.8mMクエン
酸ナトリウム、0.3mM)リス、pH1,5で55°C45分間行なったこと
以外は、フォーゲルシュタイン(Vogelstefn)ら、CancerRe
s、、vol、47.P、4806.1987に記載された条件に従ッテイる)
でのハイブリダイゼーシヨンプローブとして使用して様々な種(マウス、ラット
、ハムスター、トリ、アフリカッメガエル、酵母)からのDNA試料をスクリー
ニングした。このようなエクソンの同定法はデュシェーヌ筋ジストロフィー遺伝
子や嚢胞性繊維症遺伝子に使われている。(モナコ(Monaco)ら、Nat
ure、vol、323.P、646.1986. ロメンス(RommenS
)ら、5cience、vol、245.P−1059,1989) 117個
のEcoRIフラグメントのうち24個が試験した種のいずれか1つの分離した
DNA断片にハイブリダイズした。これらの断片は図1に黒塗りの箱で示されて
いる1強い異種間クロスハイブリダイゼーシきンを示す断片のうち2つについて
観察されたパターンを図2に表す、フラグメントOはマウス、ラット、ハムスタ
ー、アフリカッメガエルのDNAに強くハイブリダイズし、フラグメントPはマ
ウス、ラット、ハムスターのDNAに強くハイブリダイズした。
その9間クロスハイブリダイズしたフラグメントの大部分を、様々な正常組織ま
たは腫瘍細胞系列のRNAで調製したノーザンプロットのスクリーニングにプロ
ーブとして使用し、また正常結腸粘膜標本、結腸直腸アデノーマ細胞系列、脳腫
瘍、繊維肉腫系列、胚腫瘍系列からのcDNAライブラリーのスクリーニングに
も使用した。クロスハイブリダイゼーシ町ンフラグメントをプローブとして用い
ても、こうしたノーザンプロットでは発現についていかなる証拠も得られなかっ
たし、cDNAライブラリーのいずれにおいてもハイブリダイズするクローンは
同定されなかった。
本りロスハイブリダイゼーシタンフラグメントのうちエクソン様の構造的特徴を
持つものがあるかを決定するために、ラットから幾つかの相同フラグメントをク
ローン化し、ヒトとラットの両方に対して各フラグメントについてクロスハイブ
リダイゼーシッン領域を決定した。
2つの方法でラットのゲノムクローンを得た。ひとつは異種間クロス/%イブリ
ダイゼーシヲンによるサザンプロットで同定されたフラグメントをアガロースゲ
ルから溶出し、クロスハイブリダイズする放射性標識したヒトクローンをプロー
ブとして使い(ヒトゲノムクローンについて上述したようにして)クローン化し
た。ふたつめはラフトゲノムDNAのMbo1部分分解物を販売元により勧めら
れた条件を用いてラムダDASH(St ra tagene)にクローン化し
、そのライブラリーを対象となっているヒト相同クローンでスクリーニングした
。
クロスハイブリダイズした領域を次に両方の種からサブクローン化し塩基配列を
決定した。この分析が行なわれた7つの領域はG、I、J、 K、 M、 O,
Pである。調べた相同領域のサイズは128から534bp以上の範囲であり、
その相同性は75−89%の範囲であった0本塩基配列をオーブンリーディング
フレーム(ORF)について調べ、そのORFの予想アミノ酸配列における保存
性、そのORFの5′端での哺乳動物におけるスプライス受容部位とラリアフト
のコンセンサス配列、そのORFの3′端でのスプライス供与部位のコンセンサ
ス配列について調へた(シャビ0 (Shap 1ro)ら、Nucleic
Ac1ds Res、、vol、15.p、71.55.1987;ラスキン(
Ruskin)ら、Ce1l、vol、38.p、317.1984)、こうし
たeraの幾つかがシーフェンスした大部分のフラグメントにおいて見出だされ
た。3組のヒト−ラット断片(図1.3のフラグメントG、 O,P)は他のフ
ラグメントよりエクソン様の特徴を有していることが見出だされた。ヒトのフラ
グメントGとラットの相同フラグメントからの異種間クロスハイブリダイゼーシ
町ン領域はアミノ酸配列において2カ所異なるORFが予想された(図3)、l
#に、残りの他の2組のフラグメントから予想されるORFは高度に保存されて
おり、ヒトのフラグメントOおよびPはそれぞれのラットの相同フラグメントと
1アミノ酸の置換がしかない(図3)、3組のフラグメントすべてについて、ヌ
クレオチドの置換の多くはエクソン様の領域中のコドンの3文字目にあり、これ
らの領域の外側では配列の相同性は75%以下に低下していた。
ヒトとラットの配列間の強い相同性およびそのエクソン様の構造的特徴は、本フ
ラグメントが潜在的なエクソンを含みうろことを示唆した。しかしながら、上述
したように、これら3つのフラグメントを様々なRNAのノーザンプロットのプ
ローブとして使用したりcDNAライブラリーのスクリーニングに使用した場合
、いかなる発現も検出されなかった。さらに、RNアーゼ プロテクション寥験
(ウィンター(Winter)、Proc、Natl、Acad−Sci、US
A、vo 1.82.P、7575.1985)は、アンチセンス転写産物の作
製にこれら3つのフラグメントを使用しても、正常な結腸粘膜、結腸直腸細胞系
列2および他の様々なタイプの腫瘍細胞系列を含めた種々のRNA試料における
発現の証拠を決定的に示すことはできなかった。
発現アッセイの感度を上げるために、”エクソンーコネクシタン”法でポリメラ
ーゼ連鎖反応(PCR,サイキ(Saiki)、 ら、5cience、vol
、239.p、487.1988)を利用した。ランダムなヘクサマーをプライ
マーとして逆転写酵素を使用して、様々な細胞系列や組織の全RNAからcDN
Aを調製した(ヌーナン(Noonan)ら、Nucleic Ac1ds R
es、、vol、16.P、10366.1988)、次にこの1末鎖cDNA
を、上述の潜在的なエクソンのうち2つからの配列由来のオリゴヌクレオチドの
組みと共に、PCR実験に使用した。その2つの潜在的エクソンが同しRNA転
写産物に存在していれば、適当なオリゴヌクレオチドを使えばこれら2つの領域
が繋がったcDNA産物を増幅させることが可能であると考えられる。RNA調
製物にしばしば混入する微量のDNAは、そのエクソンがイントロンで分離され
ているので、このアッセイでは同じサイズのPCR産物を生じないと考えられる
、上記のヒト−ラットの相同部分の7つの領域からのオリゴヌクレオチドの大半
の組では、この方法により試験した場合、明確なPCR産物を生じなかった、し
かしながら、図3のフラグメント0とPの配列由来のオリゴヌクレオチドの組は
、肺小細胞癌(H82)と結腸直腸癌(HCT116)を含め、調べたm RN
A試料の幾つかのcDNAから明確な233bpPCR産物を生ずることが見
出だされた
フラグメントO由来のオリゴヌクレオチドは5 ”−TTCCGCCATGGT
TTTTAAATCA−3’、 フラグメントP由来のオリゴヌクレオチドは5
′−AGCCTCATTTTCAGCCACACA−3’であっ九サイクル時間
は95℃ 1分、58℃ 1分、70’C2分で、25サイクル行なわれた。そ
のPCR産物をT4DNAキナーゼ(Bethesda Re5earch L
aboratories)を用いてリン[ヒし、EcoRIリンカ−(NewE
ngland Biolabs)に連結し、ラムダgtlOファージのアーム(
Startagene)に挿入し、大腸菌C600細胞にクローン化した。イン
サートを含むクローンを、フラグメントOとPからの放射性標識したプローブを
用いたパイプリダイゼーシッンを通じて同定した(図3)、そのファージクロー
ンからのEcoRIインサートをBluescript SK(Stratag
ene)にサブクローン化し、S、ターバー(Tabor)&C,C,リチャー
ドソン(Richardson)、Proc、Natl、Acad、Sci。
USA、vol、84.P、4767.1987;クラフト(Kra f t)
ら。
Biotech、、vol、6.P、544.1988により記載されたように
してシーフェンスした。H82とHCT116の両方の細胞系列からのPCR産
物が、フラグメント0の予想されたエクソンがフラグメントPの予想されたエク
ソンに直接にスプライシングされた産物であることが見出だされた0以上のこと
から染色体18Qの本領域は発現されている。
実施例2
本実施例は結腸直腸癌で欠失している遺伝子のコード配列に相当するcDNAの
分離とシーフェンス決定を示すものである。
上記のPCR実験を確認、展開するために、H82細胞系列のRNAからcDN
Aライブラリーを作製した(ガブラー(Czubler)ら、Gene、vol
、25.p−263,1983)、約3X10’の組み換えcDNAクローンを
、図3のフラグメンI−G、 O,Pの領域を含むゲノムDNAサブクローンで
スクリーニングした。ハイブリダイズするクローンが4つ分離され互いに図1に
示すように本ゲノムクローンにマツピングされた。最も大きなりローンは長さ1
. 65kbでヒトゲノムDNAにおいて少なくとも11個のユニークなEco
RI断片にハイブリダイズしく図6A)、そのうち8個は図1に示した染色体歩
行でクローン化された370kbの領域内に存在した0分離した4つのcDNA
クローンをシーフェンスし、H82細胞または正常なヒトの脳から得たcDNA
ライブラリーのプローブとして以後使用し、合計2854塩基対におよぶcDN
Aクローンをさらに得た。シーフェンスしたところ、すべてのクローンは1つの
転写産物の重なり合う部分をコードしていることが見出ださ瓢そこには2250
bpの単一な長いORFが存在しこれはシーフェンスした領域の端まで伸びてい
た。
そのORFは、コザック(Kozak)、Nucl、Ac1ds Res、、v
ol、15.P、8125.1987の範例に従う翻訳開始点によく見られる配
列中にあるメチオニンコドンから始まっていた(図4のヌクレオチドl)、その
メチオニンの後には25アミノ酸からなる比較的疎水的な配列が続いており、こ
れは以前に記載された膜結合性タンパク質に見られるシグナル配列に僚でいた(
ワ゛トソン(Watason)、Nucleic Ac1ds Res、、vo
l、12.p、5145.1984)、そのシグナル配列のすぐ後ろには、神経
細胞接着分子およびそれに関連した他の細胞表面の垢タンパク質と有意な相同性
をもつ725アミノ酸が続いていた。この転写産物をコードする遺伝子をDCC
(Deleted in Co1orectal Carcinomas)と呼
ぶことにする。
実施例3
本実施例はラットおよびヒトの大部分の正常組織がDCC転写産物を生産してい
ることを示すものである。しかし大部分の結腸直腸癌の細胞系列では、正常細胞
と同じくらいの量は生産されていない。
DCC遺伝子が発現している組織を同定するために、ラットの幾つかの器官から
eDNAを調製した。これらは肝臓、腎臓、副腎、心臓5肺、胃1食通肺臓、小
織乳房、膀胱、子宮、大動脈2腰筋、脳、結腸、舌、および皮膚であった、DC
C遺伝子の高度な保存性から(図3参照)、ヒトの細胞における発現を示すのに
使用したものと同じオリゴヌクレオチドブライマーを、ラットにおいても使用で
きた0発現を調べるために、図3のフラグメント0とPからのオリゴヌクレオチ
ドの組を上述のPCR発現アッセイに使用した。
試験した18のラット組織のうち17個では低レベルで本転写産物力領されてい
るようであった〔脳において最も豊富に観察された(チョムジンスキー(Cho
mczynski)ら、Ana 1.Biochem、、vol、162.p、
156.1987))、唯一肝臓においては検出可能な転写産物は生産されてい
なかった。ヒトの組織および細胞系列についての同様な解析により、本転写産物
が脳で最も高い濃度で存在し、正常結腸粘膜および肺、脳1間充識の腫瘍由来の
ものを含めた幾つかのl11g胞系列においても発現していることが明らかにさ
れた(図5および未発表データ)、シかし、大部分の結腸B癌では発現が大きく
減少していたりあるいは発現されていなかった。調べた17の結腸直腸癌の細胞
系列のうち、正常直腸粘膜の5%より高いレベルでDCCmRNAを発現してい
るものは2つしかなかった(図5の例)、使用したヒト結腸直腸癌細胞系列は、
レーン6.5W948;レーン?、5W1417;レーン8.5W1116;t
、−:/9.5W403;レーアto、5W1463;L/ −:/11,5W
48;レーン12.I(CT116i;レーアL3.RKO;レーア14、RC
Aiレーア15、”C″ ;レーン16.MO3ERであった。
この遺伝子から生産される転写産物のサイズを決定するため、正常な結腸粘膜ま
たは脳からのRNAを含むノーザンプロットを放射性標識したcDNAクローン
でハイブリダイズした。正常な脳のRNAにおいては1O−12kbの主要なバ
ンドが観察されたが、結腸粘膜からのRNAにおいてはバンドは見られなかった
(未発表データ)、これはPCR解析により脳において観察された高い発現量に
一致するものである。
実施例4
本実施例は、5115腫瘍における対立遺伝子の1つの欠失の境界が本DCC遺
伝子内にあり、本遺伝子の再編成がcDNAプローブを用いてヒトの細胞で検出
できることを示すものである。
零〇CC遺伝子について5l15腫瘍におけるホモ接合な喪失の境界を確定しよ
うと試みて、本cDNAクローンを10−ブに5115DNAを含んだサザンプ
ロットを調べた。430bpのサブクローン(pKc430.本cDNAのヌク
レオチド1760から2205にあたる)が、患者5115の非新生物結腸粘膜
からのDNAにおいて20kb、10kb、1.8kbの3つのEcoRI断片
を検出した(図6B)、j、かじながら、3115腫瘍からのDNAにおいては
、20kbの断片が検出されず、1Okbと1.8kbの断片は存在したが正常
なりNAで観察されたときに比べて約半分の強度しかなかった。さらに、その腫
瘍からのDNAにおいてのみ新たな5kbの断片刃層察されたC図6Bにて矢頌
で示した)、pKc430よりも3′側のプローブも本腫瘍のDNAにおいて、
正常なりNAにおいて見られたものの半分の強度で存在するこれらのフラグメン
トを検出した。一方、pKc430の5′のプローブは本腫瘍においてはホモに
欠失しているフラグメントを検出した0以上のことから、本DCC遺伝子は2コ
ピーの第18染色体のうち一方において欠失により破壊されているようで、その
破壊点はホモな喪失の1つの境界となっていた。
実施例5
本実施例は本発明のcDNAが結腸直腸腫瘍から分離されたDNA試料における
遺伝子変更を検出しうることを示すものである。
他の遺伝子変更を調べるために、本cDNAプローブを結腸直腸腫瘍のDNA試
料のサザンプロット分析に使用した。正常および腫瘍DNA試料からのDNAを
EcoRIとEco0109で消化し、上記のようにしてサザンブロ7トを調製
した1次にフラグメントPからのエクソンを含む0.4khゲノム断片にそのD
NAをハイブリダイズさせた。
51の初期腫瘍のうち3つと21の腫瘍異種移植片のうち2つが同じ患者の正常
なりNAには存在しない新たなフラグメントを持つことが見出だされた。さらに
、22の結腸直腸腫瘍細胞系列のうち5つが、正常個体からの44のDNA試料
にも、結腸や直腸以外の組織由来の腫瘍細胞系列からの45のDNA試料のいづ
れにも存在しない変更されたフラグメントを持つことが見出だされた。
すべての場合において、詳細なマツピング実験により本cDNAプローブにより
検出された新たなフラグメントが、図3のフラグメントP中のエクソンの■65
bp下流の位置にある約170bpのXbaI−Eco0109断片における挿
入から生じたことが示された。l1llIDNA試料をXba I+EcoO1
09とHindmを組み合わせて消化してできたサザンプロットのパターンを比
較することにより、その挿入をマツピングした。腫瘍における挿入の大きさは1
2〇−300bpと様々であった(図7A)、正常な個体からの対立遺伝子にお
けるXba r−EcoO109断片のサイズの変動が見られたが、明べた88
の正常な対立遺伝子のうち最も小さなものと最も大きなものとのサイズの違いは
大きくても約35bpであり、正常な対立遺伝子の最も大きなものが約L20b
pであることがわかった。これは本腫瘍において見られる変更対立遺伝子のいづ
れのものよりも小さかった。
挿入部位を含む14kbのEcoRr断片(フラグメン)P)を本染色体歩(テ
C図1)のゲノムクローンの1つから分離し、塩基配列を決定した。このフラグ
メントからのXba I−Eco0109フラグメント170bpの塩基配列を
図7Bに示す、このXba I−Ecoo 109フラグメントにはTA繰り返
し領域が2つあり、そのうちひとつは8個のリピートを、もう一方は26個のリ
ピートを持っていた0両方のTA&iり返し領域は、Z−DNA (リッチ(R
i c h)ら、Annu、Rev、Biachem、、vol、53.p、7
91.1984)を潜在的に形成しうる130bpからなる交互なプリン−ピリ
ミジン塩基対の領域中に含まれていた。
実施例6
本実施例は、トリN−CAMおよびマウスN−CAM遺伝子とともに本DCC遺
伝子の4つの免疫グロブリン様ドメイン間の配ダ唾似性を示すものである。
DCCの予想アミノ酸配列は、神経細胞接着分子(N−CAM)およびそれに近
縁の他の細胞表面糖タンパク質と高い相同性を示す(ニーデルマン(Edelm
an)、Biochem、、vol 27.p、3535.1989)、2つの
高度な相同部分が注目される。まず本DCC遺伝子は、50から56アミノ酸を
挟んだシスティンの組と各組の初めと2つめのシスティンを取り巻く高度に保存
された他の残基により規定される、02クラスの4つの免疫グロブリン様41g
様)ドメインを含んでいる(図8およびウィリアムス(Wi I l jams
)。
Ann、Rev、Immuno 1.、vol、6.p、31N、1988Lそ
のドメインの配列を監察によりアラインし、ダフシェにより示されるスペースを
全体に渡るマツチングが最も高くなるように挿入した0本DCCドメインのうち
2つ以上の残基が同一である場合、それらを箱で括った。各1g様ドメインの長
さは約100アミノ酸である。DCCドメインno、1はアミノ#140番目か
ら139番目を、no−2はアミノ酸140−239を、no、3はアミノ酸2
40−332を、no−4はアミノ[333−422を含んでいる。DCCの4
つのrg様ドメインは、N−CAM、Llやtgスス−−ファミリーの他のメン
バーよりも互いの間で相同性が高いことが見出だされた。DCCの4つのIg様
ドメインに対するコンセンサス配列は本ポジシタンについて67%とさ孤本DC
Cコンセンサス配列はこうしたポジションについて42%でN−CAMコンセン
サス配列に一致した。
DCCとトリやマウスのN−CAM遺伝子間の配列相同性は、フィブロネクチン
−タイプ■関連領域にも見出だされた。DCCアミノ酸の423から605番目
を、2−′)のN−CAMタンパク質のアミノ#481から662番百と比較し
た、潜在的なN結合グリコジル化部位がこのa域内に幾つか見出だされた。
フィブロネクチン−タイプ■関連ドメインは、N−CAM、LL、白血球共通抗
原関連遺伝子1(Larl)、ファシクリンパおよびm胞接着分子ファミリーの
他のメンバーに存在するフィブロネクチン様ドメインに類似している。これらフ
ィブロネクチン関連ドメインは、DCCを含めこれらのタンパク質すべてに8い
てIg様トドメインカルボキシル側にある。DCCのフィブロネクチン様領域内
の195の位置のうち、31%がDCCとN−CAMにおいて同一で、また幾つ
かの保存的な置換も見られた(図8B)、DCCおよびこのファミリーの他のメ
ンバー間でのIg様トドメインフィブロネクチン様ドメインの両方における広範
囲に渡る相同性は、これらのタンパク質すべてが、こうした領域を両方含む共通
の祖先から派生してきた可能性を示唆するものである。
実施例7
本実施例は、細菌における本DCCタンパク質の発現および抗DCC抗体の産生
を示すものである。
図4に示されるDCCcDNA配列を細菌発現ベクターpEX2に挿入した、本
ベクターは、いづれのオープンリーディングフレームからのタンパク質も、ベー
タガラクトシダーゼとの融合産物として生産するだろう、(スタンルー(Sta
nley)ら、EMBOJournal、vol、3.PP、1429−143
4.1984)細菌で発現されたDCCCCタンバク部分精製し、フロイントの
アジェバンドとともにウサギに注射した。そのウサギに3か月の促進注射を施し
た0本ウサギは、1旦 vi tro翻訳反応で合成したDCCCCタンバク免
疫沈降する抗体を産生じた0本抗体はウェスタンプロット上でもDCCと結合し
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ρ
享
FIGURE5
A B
# @I −、、。
FIGURE 6
♀ ・・
FIGτ…伍7A
FIGURE 7B
FIGURE 8A
要約書
DCCと名付けられた新しいヒトの遺伝子が開示される。ヒト組織および体のサ
ンプルにおけるDCC遺伝子の変異を評価するための方法とキットカ囃される。
DCCにおける挿入、欠失及び点突然変異はヒト腫瘍細胞で観察される。正常組
織はDCCを発現するが多くの結腸ガンでは発現しない、野生型[)CC遺伝子
の喪失は新生過程の進行と生存期間の短縮をともなっている。
国際調査報告
+−m−I11eMa+n帥11+++曜a−+Na灯/US90107314
t+1−内h6止1^+”””” ) 、、+’/US90107314
Claims (45)
- 1.ヒトの組織を単離し; 野生型DCC遺伝子コード配列またば当該細胞由来のその発現産物の喪失を検出 し、当該喪失の検出は組織の新生を意味し転移および死と関連する、ことからな るヒトの新生組織の診断と予測の方法。
- 2.発現産物がmRNAである請求の範囲第1項の方法。
- 3.野生型DCCmRNAの喪失が、DCC遺伝子プローブに対する当該組織由 来のmRNAのノーザンハイブリダイゼーションによって検出される、請求の範 囲第2項の方法。
- 4.野生型DCC遺伝子コード配列の喪失が、当該組織から単離されたゲノムD NAに対するDCC遺伝子コード配列プローブのサザンハイブリダイゼーション によって検出される請求の範囲第1項の方法。
- 5.さらに以下のものを含む請求の範囲第4項の方法;ヒトの非新生組織の単離 ; 当該非新生組織からのゲノムDNAの車離;該ゲノムDNAの、DCC遺伝子コ ード配列プローブによるサザンハイブリダイゼーションヘの適用;および 当該組織へのDCC遺伝子プローブのハイブリダイゼーションの比較。
- 6.DCC遺伝子プローブが制限酵素切断断片長多型を検出する、請求の範囲第 4項の方法。
- 7.野生型DCC遺伝子コード配列の喪失が、複製連鎖反応を用いて当該組織で DCC遺伝子の全または一部の配列を決定することによって検出され、図4に示 されたDCC配列で決定されたDCC配列の変異は新生を意味する、請求の範囲 第1項の方法。
- 8.野生型DCC遺伝子コード配列の喪失が、(1)当該粗織から単離されたD CC遺伝子またはDCCmRNAおよび(2)ヒト野生型DCC遺伝子コード配 列に対して相補的な核酸プローブ、の二つの分子を互いにハイプリダイズさせて 補合体を形放させたときの、両者の間のミスマッチを同定して検出される、請求 の範囲第1項の方法。
- 9.DCC遺伝子プローブが図3に示された1.4kbEcoRI断片である、 断片Pとハイプリダイズする請求の範囲第4項の方法。
- 10.野生型DCC遺伝子コード配列の喪失が、当該組織におけるDCC遺伝子 配列の増幅及び増幅されたDCC遺伝子の、DCC配列を含む核酸プローブとの ハイブリダイゼーションによって、検出される、請求の範囲第1項の方法。
- 11.野生型DCC遺伝子コード配列の喪失が、当該組織でのDCC遺伝子の分 子的クローニング及び、クローン化されたDCC遺伝子の全または一部の配列の 決定によって、検出される請求の範囲第1項の方法。
- 12.野生型DCC遺伝子コード配列の喪失の検出が、欠失変異に対する検索を 含む請求の範囲第1項の方法。
- 13.野生型DCC遺伝子コード配列の喪失の検出が、点突然変異の検索を含む 請求の範囲第1項の方法。
- 14.野生型DCC遺伝子コード配列の喪失の検出が挿入変異の検索を含む請求 の範囲第1項の方法。
- 15.ヒトから単離された組織が結腸粘膜由来である請求の範囲第1項の方法。
- 16.発現産物がタンパク質分子である請求の範囲第1項の方法。
- 17.野生型DCCタンパク質の喪失がウエスタンプロットによって検出される 請求の範囲第16項の方法。
- 18.DCC遺伝子内の変異によって当該遺伝子機能を失った細胞に野生型DC C遺伝子機能を供給する方法において、当該遺伝子が細胞内で発現するように野 生型DCC遺伝子を当該遺伝子機能を失った健腕へ導入することよりなる上記方 法。
- 19.導入された野生型DCC遺伝子が、細胞内に存在する内在性の変異DCC 遺伝子と2重に組換えを起こすことによってDCC遺伝子変異を修復する、請求 の範囲第18項の方法。
- 20.野生型DCC遺伝子機能を、DCC遺伝子内の変異によって当該遺伝子機 能を失った細胞へ供給する方法において、当該細胞の非新生増殖に必用とされる DCCタンパク質部分をコードする野生型DCC遺伝子の部分を、当該部分が細 胞内で発現されるように、当該部分を喪失した細胞へ導入することよりなる、上 記方法。
- 21.DCC遺伝子コード配列の全ヌクレオチドの合成を可能ならしめる一本鎖 DNAプライマーの組のセット(当該セットの配列は染色体18q由来である) を含んでなる、複製連鎖反応(ポリメラーぜ・チェーン・リアクション)によっ てDCC遺伝子のヌクレオチド配列を決定するためのキット。
- 22.プライマーの各々が5′端に制限酵素切断部位を有している請求の範囲第 21項のキット。
- 23.ヒト野生型DCC遺伝子コード配列に相補的な核酸プローブ。
- 24.図3に示す断片P内のDCCエクソンから165bp下流に位置するxb al−Eco0109断片にハイプリダイズする核酸プローブ。
- 25.全体としてDCC遺伝子の全ヌクレオチドにハイプリダイズする核酸プロ ーブの一組を含む、野生型DCC遺伝子の喪失を検出すろためのキット。
- 26.ヒトの体のサンプルを単離し; 当該サンプルに於て、野生型DCC遺伝子コード配列または野生型DCC発現産 物の喪失を検出し、当該喪失はヒトに於て新生組織が存在することを意味する、 ことからなるヒトにおける新生組織野存在を検出する方法。
- 27.当該する体のサンプルが血清、便、尿、および唾液からなる群から選択さ れる請求の範囲虜26項の方法。
- 28.血液及び胎児組織からなる群から選択されるヒトサンプルを単離サンプル の野生型DCC遺伝子コード配列またはその発現産物の喪失を検出し、当該喪失 の検出がガンになり易いことを意味する、ことからなるヒトにおける遺伝的なガ ンになりやすい体質の検出方法。
- 29.発現産物がmRNA分子である請求の範囲第28項の方法。
- 30.野生型DCCMRNAがDCC遺伝子プローブに対する、当該組織由来の mRNAのノーザンハイブリダイゼーションによって検出される請求の範囲第2 9項の方法。
- 31.野生型DCC遺伝子コード配列の喪失が、当該組織から単離されたゲノム DNAに対するDCC遺伝子コード配列プローブのサザンハイブリダイゼーショ ンによって検出される請求の範囲第28項の方法。
- 32.DCC遺伝子コード配列プローブが制限酵素切断断片長多型を検出する、 請求の範囲第31項の方法。
- 33.野生型DCC遺伝子コード配列の喪失が、複製連鎖反応を用いて、当該組 織におけるDCC遺伝子の全または一部の配列を決定することによって検出され 、図4に示されたDCC配列で決定されたDCC配列の変異はガンになり易い傾 向を意味する、請求の範囲第28項の方法。
- 34.野生型DCC遺伝子コード配列の喪失が、(1)当該組織から単離された DCC遺伝子またはDCCmRNAおよび(2)ヒト野生型DCC遺伝子コード 配列に対して相補的な核酸プローブ、の二つの分子を互いにハイプリダイズさせ て複合体を形成させたときの、両者の間のミスマッチを同定して検出される、請 求の範囲第28項の方法。
- 35.DCC遺伝子プローブが図3に示された1.4kbEcoRI断片である 、断片Pとハイプリダイズする請求の範囲第31項の方法。
- 36.野生型DCC遺伝子コード配列の喪失が、当該組織におけるDCC遺伝子 配列の増幅及び増幅されたDCC遺伝子の、DCC遺伝子コード配列を含む核酸 プローブとのハイブリダイゼーションによって、検出される、請求の範囲第28 項の方法。
- 37.野生型DCC遺伝子コード配列の喪失が、当該組織でのDCC遺伝子の分 子的クローニング及び、クローン化されたDCC遺伝子の全または一部の配列の 決定によって、検出されろ請求の範囲第28項の方法。
- 38.野生型DCC遺伝子コード配列の喪失の検出が、欠失変異に対する検索を 含む請求の範囲第28項の方法。
- 39.好生型DCC遺伝子コード配列の喪失の検出が、点突然変異の検索を含む 請求の範囲第28項の方法。
- 40.野生型DCC遺伝子コード配列の喪失の検出が挿入変異の検索を含む訴求 の範囲第28項の方法。
- 41.発現産物がタンパク質分子である請求の範囲第28項の方法。
- 42.野生型DCCタンパク質の喪失が、ウエスタンプロットによって検出され る請求の範囲第28項の方法。
- 43.DCC遺伝子のコード配列を含むcDNA分子。
- 44.図4に示されたものに対応するアミノ酸配列を有し、実質的に他のヒトの タンパク質を含まないヒDCCタンパク質調製物。
- 45.ヒトDCCタンパク質に免疫反応し、その他のヒトのタンパク質とは実質 的に免疫反応しない抗体調要物。
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