JPH06506666A - プリン代謝酵素の活性が増加している細胞の形質転換、増殖および転移を阻止する方法 - Google Patents

プリン代謝酵素の活性が増加している細胞の形質転換、増殖および転移を阻止する方法

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JPH06506666A JP4500166A JP50016691A JPH06506666A JP H06506666 A JPH06506666 A JP H06506666A JP 4500166 A JP4500166 A JP 4500166A JP 50016691 A JP50016691 A JP 50016691A JP H06506666 A JPH06506666 A JP H06506666A
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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

【発明の詳細な説明】 細胞の形質転換、または悪性の形質転換はそれらの増殖特性を変化させ、そして それらの細胞が導入される動物において腫瘍を形成させることがある。例えば、 付着性細胞の形質転換は変更、例えば、増殖の抑制、細胞の形態、膜の特性、タ ンパク質の分泌および遺伝子の発現に関係づけることができる。形質転換は自発 的に起こることができるが、化学的または照射により引き起こされるか、あるい は腫瘍ウィルスの感染から生ずることができる。下に横たわる分子の事象につい てほとんど知られていない。RNAウィルスの1つの型(レトロウィルス)およ びDNAウィルスの多数の型は細胞を形質転換する作用をすることができそして 集合的に腫瘍ウィルスと呼ばれる。腫瘍ウィルスの場合において、ウィルスは感 染した細胞の特徴を示す表現型の変化を生成するために必要な遺伝子のすべてを それ自体もたないことは明らかである。腫瘍ウィルスはそれらのゲノムにおける 1または2以上の遺伝子(腫瘍遺伝子)を通して作用し、それらの遺伝子は、あ る場合において、ターゲット細胞の遺伝子に影響を及ぼすか、あるいは誘発する 。誘発されたターゲット細胞の遺伝子は、引き続いて、形質転換された細胞にお いて観察される変化を実施する作用をする。DNAウィルスを形質転換する少な くとも3つの主要なりラスが存在する:アデノウイルス、これらは腫瘍遺伝子2 つの群であるEIAおよびEIBを有し、これらの群は一緒に作用して形質転換 を生成する;パポバウィルス、これらはT抗原と呼ぶタンパク質を合成し、これ らのタンパク賃は一緒に働いて細胞を形質転換する:およびヘルペスウィルス、 これらのための腫瘍遺伝子はまだ同定されてきていない。
形質転換する遺伝子または腫瘍遺伝子の同定においてかなりの努力が費やされて きておりそして、ある場合において、また、それらのタンパク質生産物が同定さ れてきており、形質転換のプロセスに影響を与える細胞のメカニズムについてほ とんど知られていない。これらの腫瘍遺伝子は、主要な増殖に関係する遺伝子の 発現または活性を修飾することによって細胞の増殖を混乱するというコンセンサ スが存在する。形質転換が起こる方法、とくに影響を受けた生化学的経路を同定 することができるかどうかをよりよ(理解することは非常に助けとなるであろう 。このような知識は、形質転換のシグナルを妨害するまたはその作用に対立する ことができ、こうして、形質転換を防止するか、あるいは形質転換がいったん開 始すると、それが起こる程度を最小にし、こうして、それが起こる個体への影響 を減少する、化合物の設計を可能とする。
発明の開示 本発明は、少なくとも1種のプリン代謝酵素の活性が増加している(すなわち、 対応する形質転換していないまたは正常の細胞におけるそれより大きい)哺乳動 物細胞の増殖、形質転換および/または転移を阻止する方法に関係する。ここで 使用するとき、用語プリン代謝酵素は、プリンの代謝またはヌクレオチドのレベ ルまたはリン酸化状態の相対比(例えば、ATP/ADP)または両者の調節に 参加する任意の酵素を包含する。とくに、本発明は、DNA腫瘍ウィルス、DN A腫瘍ウィルスの因子(または生産物)あるいは前記DNA腫瘍ウィルスまたは DNA腫瘍ウィルスの因子のそれと同等の効果を細胞に対してを有する(すなわ ち、直接または間接的にプリン代謝酵素の活性を増加する)他の因子(例えば、 細胞の因子)による哺乳動物細胞の形質転換を阻止(防止、組み換えまたは逆転 )する方法に関する。本発明は、また、このようなウィルス、ウィルス因子また は他の因子が作用した哺乳動物細胞の増殖および/または転移を阻止する方法に 関する。この方法は、前記レベルが増加した細胞を、所望の効果(すなわち、プ リン代謝酵素の活性の阻害)を引き起こすことができる薬物と接触させることに よって、DNA腫瘍ウィルスまたは因子により引き起こされたプリン代謝酵素の 活性の増加を阻止する(または妨害する)ことによって実施される。これは、例 えば、宿主細胞の1種または2種以上のプリン代謝酵素をエンコードする1種ま たは2種以上の遺伝子の発現を増加するウィルスまたは因子の能力を妨害するす ることによるか、あるいはプリン代謝酵素の活性の増加に、直接または間接的に 、反作用することによって実施される。本発明の方法を実施するとき、プリン代 謝酵素のレベルが増加している細胞を1種または2種以上の薬物と適当な条件下 に接触させる:すなわち、構造遺伝子が細胞の中に入るために適当な条件下に( 細胞内効果が必要である実施態様において)あるいは薬物が細胞膜にまたは内部 に止まるために適当な条件(細胞膜にまたは内部における効果が必要である実施 態様において)。さらに、本発明は、DNA腫瘍ウィルス、DNA腫瘍ウィルス の腫瘍遺伝子生産物、または他の因子の細胞への効果を減少するとき有用である 化合物または薬物に関する。
本発明において有用な薬物は、ウィルス生産物または他の因子の効果を防除する か、あるいは次の方法の1または2以上においてウィルス生産物の作用を妨害す る作用をすることによって、細胞の形質転換、増殖または転移に対して所望の効 果を有することができる二細胞の中のその活性が増加しているプリン代謝酵素を 阻害する;メツセージのレベルを減少する:宿主細胞の1種または2種以上のプ リン代謝酵素の発現を誘発する転写因子を妨害する81種または2種以上のプリ ン代謝酵素をエンコードする宿主細胞の1種または2種以上の遺伝子とウィルス 生産物または他の因子との相互作用を阻止する;および1種または2種以上のプ リン代謝酵素の活性または発現を調節するか、あるいはそれを調節するように補 充された宿主細胞の1種または2種以上の遺伝子生産物とウィルス生産物または 因子との相互作用を阻止する。
本発明において有用な薬物は、現存する薬物、現存する薬物の類似体であるか、 あるいは例えば、DNA腫瘍ウィルスまたはその活性を阻害することによって、 プリン代謝酵素の活性を減少する目的のために特別に設計された構造遺伝子であ ることができる。本発明の方法は、と(に、宿主細胞のクレアチンキナーゼの遺 伝子、あるいはプリンの代謝(例えば、頚部上皮細胞の中の)に参加する他の宿 主細胞の1種または2種以上のの発現を増加するパポバウィルスの腫瘍遺伝子生 産物(例えば、E7生産物)の能力をブロックするとき有用である。こうして、 それはこのような細胞の形質転換を阻止するとき有用である。
プリン代謝酵素の活性の増加(すなわち、対応する形質転換されないまたは正常 の細胞におけるより大きい活性)により特徴づけられ、そしてDNA腫瘍ウィル ス、腫瘍ウィルスの因子または他の因子の存在に、直接または間接的に、関連す る他の腫瘍を同様な方式で処理することができる。例えば、DNA腫瘍ウィルス による感染の効果をまねる細胞のマイクロフージ管から生ずる腫瘍を同様な方法 において処理することができる。例えば、抗腫瘍遺伝子生産物Rb、DCCまた はp53の損失はDNA腫瘍ウィルスによる感染をまねることができ、究極的に 1種または2種以上のプリン代謝酵素の活性の増加に導く。これらの腫瘍は同様 に本発明の方法により処理のために候補である。
本発明の方法を使用することによって、DNA腫瘍ウィルス、DNA腫瘍ウィル スの因子か、あるいは細胞に対して同等の効果を有する他の因子による哺乳動物 細胞の形質転換を防止、減少または逆転すること、およびこのようなウィルス、 ウィルスの因子、または他の因子が作用した、形質転換された細胞の増殖および /または転移を防止、減少または逆転することが可能である。こうして、本発明 の方法を使用することによって、腫瘍の形成を防止し、腫瘍の形成が起こる程度 を減少するが、あるいは−次または転移の腫瘍の進行(例えば、増殖または転移 )を逆転することができる。
図面の簡単な説明 第1図は、CAT遺伝子に取り付けられたE2プロモーターの中のH7およびE laターゲット配列の共局在化を示す。
第2図は、アデノウィルスとバビロマウィルスHPV−16E7形質転換性タン パク質との間の構造的類似性を示す。
第3図は、アデノウィルスE2EプロモーターとクレアチンキナーゼのBイソ酵 素のそれとの間の配列の関係を示し、線は同一のヌクレオチドを接続する。
第4図は、転写機能を欠如するElaの123生産物(形質転換性タンパク質を エンコードする)がクレアチンキナーゼB (CKB)の発現を活性化すること を示す。
第5図は、形質転換を崩壊Elaのドメイン2における点突然変異が、また、C KBのEla誘発発現について障害されていることを示す。
第6図は、形質転換を崩壊Elaのアミノ末端の欠失が、また、CKBの発現の 誘発を不能にすることを示す。
第7図は、CKBの翻訳のブロックに有用なアンチセンスオリゴヌクレオチドを 決定することができる、CKB遺伝子の配列の部分を示す。
第8図は、ホモシクロクレアチン調製物を使用する処理の変化する濃度および期 間に対するDU145前立腺癌細胞系の投与に関係する応答を例示するグラフで ある。’H−チミジンの合計の組み込みへの1.0mM、2.0mM、5.0m Mおよび10.0mMの効果が、第1〜5日についての未処理対照の百分率/ホ モシクロクレアチン調製物の濃度としてプロントされている。
第9図は、処理の7日後のシクロクレアチンの変化する濃度(QmM03.5m M、7.0mM014.0mM028.OmM、42.0mM、56.0mMお よび70.0mM)に対する5つの結腸癌細胞系(SW1116.5W48.5 W620、CACO2およびWIDR)の増殖の阻止および投与に関係する応答 を例示するグラフである。各棒の高さは各薬物の特定のa魔において組み込まれ た3H−チミジンの計数7分(cpm)を表す。
第10図は、未処理対照の百分率として種々の細胞系の増殖への4mg/mlの 薬物の効果(3H−チミジンの組み込むアッセイした)を例示する1系列の棒グ ラフである。細胞系は次のものを包含する:腎臓(Vero、293)、胚(B ALB/c3T3 (BALB) )肺(MRC−5、NCl−H69(H69 ) )、頚部(C−33A、HeLa、5if(aSCaSKiおよびME−1 80)、前立腺(LNCaP、FCC(LNCAP) 、DUI45およびpc −3)および結腸(SWI 116.5W403および5W48)細胞系。第1 0A図は細胞系の増殖へのホモシクロクレアチン調製物の効果を示す;第10B 図は、細胞系の増殖への1−カルボキシメチル−2−イミノヘキサヒドロピリミ ジン調製物の効果を示す;第10C図は細胞系の増殖へのシクロクレアチンの効 果を示す:第10D図は、細胞系の増殖へのグアニジノアセテートの効果を示す 。
第11図は、シクロクレアチンのそれと比較して、一方において、ホモシクロク レアチンおよび1−カルボキシメチル−2−イミノヘキサヒドロピリミジンの抗 増殖活性の観察された傾向の1つを例示する棒グラフである。この図面において 、欅の高さは、4mg/mlのホモシクロクレアチン(HcCr) 、1−カル ボキシメチル−2−イミノヘキサヒドロピリミジン(6−CCr)またはシクロ クレアチン(CCr)で処理したときの頚部癌細胞系C−33A、HeLa、S  jHaSCaSKiおよびME−180についての、未処理対照の百分率とし て、sH−チミジンの組み込みを表す。
第12図は、ヒト腫瘍の異種移植片のモデルにおけるシクロクレアチンの抗増殖 活性を例示するグラフである。0.0%、0.5%または1゜0%の食物のシク ロクレアチンを供給したマウスにおいて移植した5W48誘導結腸癌の平均体積 (mmりが、時間(移植後の日数)に対してプロットされている。
第13図は、第2ヒト腫瘍の異種移植片のモデルにおけるシクロクレアチンの抗 増殖活性をを例示するグラフである。0.0%、0.5%、0.75%or1. 0%の食物のシクロクレアチンを供給したムードマウスにおいて皮下に移植した M13mp18誘導頚部癌腫誘導体積の平均の変化(mm’)が、時間(移植後 の日数)に対してプロットされている。腫瘍細胞の移植後24日まで、薬物の養 生法を開始しなかった。
発明の詳細な説明 DNA腫瘍ウィルス、とくに上皮細胞の形質転換または腫瘍に関連するDNA腫 瘍ウィルスの腫瘍遺伝子生産物は、ある種の機能的、構造的におよび配列の類似 性を有し、細胞の形質転換の誘発を生ずる宿主細胞への共通のまたは同様な効果 を有することが合理的に期待される。さらに、プリンの代謝に、あるいはヌクレ オチドのレベルまたはリン酸化状態(すなわち、プリン代謝酵素)の相対比のの 調節に参加する酵素の活性は、形質転換された哺乳動物細胞において増加(増大 )することが知られている。とくに、プリン代謝酵素である、脳のクレアチンキ ナーゼ(CKBまたはCKBB)の活性は、DNA腫瘍ウィルスまたはDNA腫 瘍ウィルスの因子が存在するか、あるいはこのようなウィルスまたはウィルス因 子が作用して、形質転換または腫瘍の形成を生じている、形質転換された細胞ま たは腫瘍において特徴的に増加することは知られている。CKBは多数の型の腫 瘍において特徴的に増加し、そして少なくとも1種の腫瘍の型(小細胞の肺癌) のための信頼性あるマーカーである。CKBは少なくとも1種のDNA腫瘍ウィ ルス(すなわち、アデノウィルス)により誘発され、そしてCKBの誘発は細胞 を形質転換する腫瘍遺伝子の領域の能力と相関関係をもつ。
とくに、2つのDNA腫瘍ウィルスの腫瘍遺伝子生産物、ヒトバビロマウイルス (HPV)16のE7タンパク質およびアデノウィルスE1aタンパク質は、細 胞において多数の同様な機能を有し、そして宿主遺伝子の発現を増加することが できる。ここにおいて詳細に記載するように、これらの類似性および細胞の形質 転換を誘発するこれらのDNAウィルスにより示される能力は、宿主細胞の遺伝 子の発現を増加するそれらの能力、とくにプリン代謝酵素の発現を増加するそれ らの能力と関連するように思われる。
本発明は、1種または2種以上のプリン代謝酵素が増加している、哺乳動物細胞 の増殖、形質転換および/または転移を阻止する方法に関する。これは次の能力 を阻止(減少または排除)することによって実施される: (1)DNA腫瘍ウ ィルス、(2)DNA腫瘍ウィルスにより生産されるか、あるいはそれに特徴的 に関連する因子(DNA腫瘍ウィルスの因子)または(3)前記DNA腫瘍ウィ ルスまたはウィルス因子(DNA腫瘍ウィルスの因子の同等体)のそれに相当す る効果を有し、細胞の形質転換を誘発するか、あるいは形質転換された表現型を 維持しかつプリン代謝酵素の活性の増加を引き起こす、他の因子(例えば、細胞 の因子)。この方法は、このようなプリン代謝酵素の発現を増加するウィルスま たはウィルス因子の能力を妨害するか、あるいはプリン代謝酵素の活性の増加に 反作用することによって実施される。本発明の方法において有用な化合物または 薬物は、また、本発明の主題である。
とくに、本発明の方法を使用することによって、プリンの代謝に参加するか、あ るいは宿主細胞の酵素と相互作用する、宿主細胞の酵素、例えば、クレアチンキ ナーゼ、アデニレートキナーゼ、アデニレートシクラーゼおよびアデノシンキナ ーゼの発現を増加する、DNA腫瘍ウィルス、DNA腫瘍ウィルスの因子、ある いは細胞に対して同等の効果を有する他の因子の能力を阻害することができる。
また、これらの酵素のインヒビターを使用して、ウィルスにより引き起こされる 誘発効果を相殺することができる。こうして、細胞の形質転換を誘発するか、あ るいは形質転換された状態を維持する、DNA腫瘍ウィルス、DNA腫瘍ウィル スの因子または池の因子の能力を阻害することができる。結局、細胞の形質転換 、増殖および/または転移は阻止される(すなわち、それは防止されるか、ある いは本発明の方法を実施しない場合よりも低い程度に起こるか、あるいは細胞が いったん形質転換されていると、完全にまたは部分的に逆転される)。
プリン代謝酵素の活性が増加している(すなわち、形質転換されていない細胞に おけるプリン代謝酵素の活性より大きい)哺乳動物細胞の形質転換を阻止する本 発明の方法は、いくつかの異なるメカニズムによりその効果を有することができ る。例えば、形質転換を誘発するDNA腫瘍ウィルス、DNA腫瘍ウィルスの因 子または他の因子の能力は、次のようにして妨害するすることができる。
1)ウィルスまたは因子の効果の結果として、形質転換された細胞においてその 活性が増加している1種または2種以上のプリン代謝酵素を阻害する。これは、 例えば、1種または2種以上のプリン代謝酵素の活性を減少するか、あるいは2 またはそれ以上のプリン代謝酵素のアソシ工−ンヨンを減少する化合物または薬 物を投与することによって実施することができる: 2)mRNAのメツセージのレベルを減少する/その翻訳を防止する。
これは、翻訳に必要な細胞のプリン代謝酵素のmRNAの領域に結合するように 選択されたオリゴヌクレオチドであるアンチセンス構成体を投与することによっ て実施される。例えば、CKBについて、1つのこのような領域は定められてお りそして、第7図に示す、3゛末端における領域である; 3)転写因子を妨害する。これは独特因子を活性またはアソシエーションをそれ らの特異的プロモーターで修飾することによって実施することができる。例えば 、薬物は転写因子とプリン代謝酵素をエンコードする増殖とのアソシエーション を妨害(防止または修飾)して、生産される酵素の開始程度および量をコントロ ールするように設計することができる: 4)プリン代謝酵素をエンコードする宿主細胞の遺伝子とウィルス生産物との相 互作用を阻止する。これはターゲットを同定し、そしてプロモーターとのアソシ エーションおよび/またはプロモーターの活性化を防止することによって実施す ることができる。アデノウィルスのE2Eプロモーターと共有される、CKBプ ロモーター上の独特TTAA要素はきわめてすぐれた候補であることができる; そして5)プリン代謝酵素の活性または発現を調節するが、あるいは調節するた めに補充される、宿主細胞の1種または2種以上の生産物と1種または2種以上 のウィルス生産物との相互作用を阻止する。これは、ウィルス生産物に結合しそ して宿主細胞の生産物とウィルス生産物との結合を阻止するように設計された化 合物により実施することができる。
プリン代謝酵素、例えば、クレアチンキナーゼの活性はDNA腫瘍つイルスまた はウィルス因子により形質転換された哺乳動物細胞において増加することは知ら れているので、そしてクレアチンキナーゼ、例えば、アデノシンキナーゼ、アデ ニレートキナーゼおよびアデニレートシクラーゼと組み合わせて働く酵素が存在 するので、このような酵素は形質転換された細胞を同定するためのマーカーとし て有用であることがある。
例えば、1種または2種以上のこれらの酵素の発生(存在/不存在)あるいは量 は、既知の酵素のアッセイまたは分離された遺伝子から特異的プローブを使用し て、決定することができる。1種または2種以上の酵素の存在または量は細胞の 形質転換またはウィルスの感染を検出するために有用なインジケーターまたはマ ーカーであることができる。この情報は診断の目的で、か、あるいは診断を行っ た個体における処置をモニターするために使用することができる。
細胞の形質転換、増殖および/または転移を阻止する本発明の方法は、現存する 薬物、このような薬物の類似体、あるいはこの目的に特別に設計された薬物を使 用して実施することができる。薬物を投与して、ウィルスとの直接の相互作用に より(例えば、ウィルスDNAの生産またはエンコードされたタンパク質のmR NAの発現を阻止することによって);細胞の増殖を混乱する機能に関係する細 胞の遺伝子の発現を誘発することに関係するウィルスのドメインまたは配列をブ ロックすることによって、このような細胞の遺伝子のインデューサーである、D NA腫瘍ウィルスにより生産されるか、あるいはその特徴を示す因子の活性をブ ロックすることによって:あるいはウィルス生産物と相互作用して形質転換を引 き起こす宿主細胞の生産物に直接作用することによって、細胞の形質転換を阻止 することができる。薬物は同様によ(酵素レベルで作用することかできるので、 細胞の中で増加する、1種または2種以上のプリン代謝酵素の活性は減少される 。薬物の類似体および意図する特定の目的のために設計した薬物は、また、本発 明の主題である。
本発明の方法により阻止することができる、細胞の形質転換を誘発することがで きるDNA腫瘍ウィルス:この阻止を実施する基礎:細胞の増殖および/または 形質転換を阻止するときの本発明の方法の使用および本発明の方法において有用 な組成を下に説明する。細胞の形質転換が起こる、記載する例の各々において、 宿主細胞のクレアチンキナーゼの活性は増加する(形質転換の不存在下に起こる 活性より大きい)ことに注意することが重要である。したがって、クレアチンキ ナーゼの活性が正常の細胞における活性を越えて有意に増加する、他の腫瘍の処 置において本発明の方法を使用できることを期待することは合理的である。同様 に、他のプリン代謝酵素、とくに機能的にCKBに関連するものの活性が増加す る、細胞の形質転換を阻止するとき、本発明の方法を使用できることを期待する ことは合理的である。また、記載する方法および薬物を使用して形質転換された 細胞の増殖および/または転移を阻止する(それが起こる程度を減少するか、あ るいはその発生を防止する)ことPhelpsらが記載しているように、最近の 研究はある種のヒトアデノウィルス(HP V)とある型の肛門性器の癌との間 の強い関連を確立した(Phelps、W、C,ら、Current Topi csin Micobiological and Immunologヱ、↓ 44 :153−166、Springer−Verlg、ベルリンハイデルベ ルグ(1989))。1ダースよりおお異なるHPV型は性器領域の上皮腫瘍か ら分離された。前癌病変、例えば、中程度ないし重度の頚部形成異常および正常 部位の癌、ならびに侵入性頚部癌はHPV16.18.31および33型に関係 付けられた(Zur ■1auzen、)(、およびA、5chneider、 1987、:)(owley。
−ヨーク、pp、24−263)。肛門性器の悪性疾患に関連づけらた11PV のうちで、HPV−16は頚部癌からのバイオプシーにおいて最も頻繁に(60 %より大きい)検出されてきている。頚部癌組織および誘導された細胞系につい てのRNA分析はE6およびE7のORFが一般に発現されることを明らかにし 、それらの遺伝子生産物が悪性の表現型の維持のために必要であることがあるこ とを示唆する(Schnei類の細胞の形態学的形質転換はHPV−16につい て記載された(Yacad、Sci、USAS83:220−2203 (19 86):Kanda、T、ら、Jpn、J、Cancer Res、、78:1 03−108 (1987))。この形質転換活性はE6/E7領域に局在され た(Bede I L M、A、ら、J、Virology、6↓:3635− 3640 (1987);Kanda、T、ら、前掲、62:610−613  (1987))、 さら1:、HPV−16E6/E7領域は、速度胚線維芽の 形質転換における活性化されたras腫瘍遺伝子と共同することができる機能を エンコードすることが示された(Matlashewski、G、ら、EMBO J、、6:1741−1746 (1987))。
HPV 16の永久分裂能化機能は、Phe I psおよび共同研究者らによ り、E7 0RFにマツピングされた。(Ph e I p sSW、 C。
ら、Current Topics in Micobiological a nd Immunology1144:153−166、springer−V erlg、ベルリンハイデルベルグ(1989))。
また、これらの研究者ら、HPV−16のE7生産物が、他のウィルスの腫瘍遺 伝子の生産物、アデノウィルスのEla生産物のそれに類似する活性を有するこ とを発見した。
B)アデノウィルス アデノウィルスは、多数の動物において上部の呼吸器の感染を引き起こすウィル スの1クラスである。それらは広い範囲のスペーサーから分離されてきており、 そしてヒトアデノウィルスの少なくとも31の異なる血清型が特性決定されてき ている(Luriaら、GeneralVi rology、 pp、360、 第3版、Wiley ’& 5ons、ニューヨーク(1987))。これらの 基本的分子生物学は非常に類似する。早期のアデノウィルスの遺伝子生産物は、 培養において初代細胞を免疫化することができるすることが示された腫瘍遺伝子 である。第2腫瘍遺伝子、例えば、TI−ras遺伝子との共同において、それ らは細胞をin vitroで形質転換することができる。
アデノウィルスのゲノムのEla領域によりエンコードされるタンノくり質は、 効率よいウィルスの複製のために、および培養における細胞のウィルスの形質転 換のために必要である。Elaタンノ(り質は、アデノウィルスの亜群および種 の間で強く保存される、3つの明確な領域を含有する(van Ormond、 Hら、GeneS上2:63(1980);Kimelman、D ら、J、V irology、53:(1985))。ドメイン3のほとんど大部分は289 アミノ酸のタンノくり實に対して独特であり、そして早期のウィルスのプロモー ターのトランス−活性化のために重要である(Berk、A、J、Ann、R− 艷v、−Genej 、20:45 (1986))。ドメイン1および2は転 写の抑制、形質転換、およびI)NA合成の誘発に要求されるが、転写の活性化 (7)タメl:ハW求されナイ(1−i I l i e、 J、 W、ら、C e1l、要約すると、前述のパビロマウイルスの腫瘍遺伝子生産物およびアデノ ウィルスの腫瘍遺伝子生産物は、次の類似性を有することが示された・1)Ph efpsらが示したように、E7はアデノウィルスのEtaのそれに類似する転 写トランス活性化性質を有する。すなわち、E7はアデノウィルスE2プロモー ターを包含する、異種のプロモーターに影び■、evineSA、J 鴫、Sp ringer−Verlg、ベルリン、ハイデルベルグ、pp、153−166  (1989))。Elaの刺激およびHPV−16E7の活性化に要求される アデノウィルスE2プロモーターの配列は一致することが示された。
第1図はProteinsらから採った(Ph e l p s、 W、C,ら 、rs、R,およびLevineSA、J、編、Springer−Verig 、ベルリン、ハイデルベルグ、pp、153−166 (1989))。この図 面は、CAT遺伝子に連鎖したアデノウィルスE2プロモーターの中のE7ター ゲツト配列の概略的表示である。−285−+40AdE2CATプラスミドか ら誘導された、−97、−79、−70および−57に終点をもつBa131の 欠失が発生した。5μgの各AdE1aCATプラスミドならびに5μgのPB R322、PE1.A(アデノウィルスEla生産物をエンコードするプラスミ ド)またはp858(パピロマウイルスE7生産物を発現する構成体)をC■1 サル細鞄の中に共トランスフェクションし、モしてCAT活性についてアッセイ した。E2F結合部位およびその主要なおよび小さいRNA開始部位の位置が示 されている。
2)I(PV−16E7およびアデノウィルスElaタンノくり實のアミノ酸配 列を比較すると、性器の組織の中に存在する他の)くピロマウイルスのE7タン パク質内によく保存されている、有意なアミノ酸の類似性の領域が明らかになる 。
第2図はPhelpsら(前掲)から採用し、アデノウィルスEtaとHPV1 6 E7との間の構造の類似性を示す。Ad5 Ela領域の路線図はこの図面 の上部に示されており、保存されたアミノ酸のドメイン1〜3が示されている。
HPV−16E7の中に見いだされるElaからのドメイン1および2の相同性 (ボックス)および機能的()飄・ソチング)アミノ酸配列は、N末端の37残 基内に位置する。他の性器に関連するIIPVのE7タンパク質のこの領域につ いて予測されたアミノ酸配列が示されている。
3)前述のE 1 aとE7との間に保存された配列はElaのドメイン1およ び2に制限される。それらの配列は形質転換しおよびI) N Aの合成を誘発 するE 1 aの能力のために重要である。(Li I I 1eSJW ら、 Ce1l、46 :1043−1051 (1986))。
4)EtaおよびE7の両者は、網膜芽細胞腫(Rb)遺伝子の抗腫瘍遺伝子生 産物に関連する(Dyson、N ら、多びLL免旦SA、司=13 : 93 4−937 (1989))。形質転換のために重要な2つのタンパク質の間に 保存された配列は、また、Rbタンノ(り質との関連のために重要である。これ が示唆するように、2つのタンノくり質は同一の細胞の代謝の事象と相互作用し て形質転換を引き起こす。
5)E7はras腫瘍遺伝子のElaの相補性と同様な方式でペイビーラット腎 細胞の形質転換においてras腫瘍遺伝子を補足することができる(Phelp sら、前掲)。
こうして、各々がDNAウィルスの異なるクラスに属する、2つのDNA腫瘍ウ ィルスは、構造および配列の類似性を有しそして宿主の遺伝子の発現を変調する ことが示された。E7およびElaの両者は多数の機能を有するように思われ、 そして宿主遺伝子の発現を変調するそれらの能力は細胞の形質転換を誘発するそ れらの能力において重要な事象であると仮定することは合理的である。これらの DNA腫瘍ウィルスの形質転換ドメインを必要とするこのような腫瘍遺伝子のレ ギュレーターのためのターゲットである、細胞の遺伝子生産物が同定された場合 、それは形質転換の間の影響を受ける代謝の事象に対する大きい洞察を提供する ばかりでなく、かつまたこのようなりNAfi瘍ウィルスによる形質転換を阻止 することができる手段を提供するであろう。さらに、原因となるDNAウィルス による感染の診断において、および引き続(形質転換のモニターにおいて有用な マーカーの設計が可能となるであろう。また、化学療法の薬物として働くするこ とができる、活性化されたターゲットおよび活性の事象を阻止するために有用な 化合物または薬物を設計することができるであろう。
次の節において記載するように、エネルギー代謝およびプリンの経路に関係しく すなわち、クレアチンキナーゼ)そして腫瘍マーカーである、少な(とも1種の 細胞の酵素はDNA腫瘍ウィルスの合理的なターゲラ1−であることが決定され た。DNA腫瘍ウィルスの腫瘍遺伝子タンパク質は宿主/細胞の遺伝子に活性し 、モしてい(つかの選択した遺伝子を修#iL、、形質転換された状態の誘発を 生ずる。
細胞の死後とまたはエネルギーの生成の部位にA T T)を維持することに関 係する酵素である、細胞の遺伝子生産物、クレアチンキナーゼは、D N A  N瘍つィルスの腫瘍遺伝子生産物、例えば、I(PV E7生産物およびアデノ ウィルスEta生産物のターゲットであり、レギュし・−ターとして作用しそし て細胞の遺伝子の発現を修飾または調節する、ということを期待することは合理 的である。明確なI) N A腫瘍ウィルスに加えて、ある形質転換された細胞 または腫瘍細胞の中に絶えず存在するか。
あるいはそれらから分泌され、それら自体宿主細胞の中でDNAの合成を誘発す ることができそして、多分、DNA腫瘍ウィルスが有するのと非常に同一の効果 (すなわち、細胞の遺伝子の発現の増加)をもって、細胞の遺伝子の発現を変調 することができる、因子が存在するように思われる。このような因子をここにお いてI) N A腫瘍ウィルスの因子と呼ぶ。
クレアチンキナーゼはタンパク質キナーゼCおよび腫瘍プロモーターによるリン 酸化のためのターゲットであることが示された。それは種々のホルモンのノブナ ルに対して高度に応答性であり、そしてシグナル形質導入メカニズムに関連づけ られた。クレアチンキナーゼは種々の腫瘍の中で増加し、そして腫瘍関連マーカ ーと記載されてきている。例えば、クレアチンキナーゼは小細胞の肺癌のための 診断のマーカーとして使用される(Gazdar、A、F ら、Cancer  Res、、41゜2770−2777 (1981))。高いレベルのクレアチ ンキナーゼは胸および前立腺の癌の中に、ことl−明白な転移の存在下に見いだ きゎ7すq、 e ; 、−1Z6−:1821−1.724 (1980); Tompsonら、L a −リ、、、、 c 、e、−t−1i: 673− 675 (1980))、、乳癌において、腫瘍の程度は脳クレアチンキナーゼ の増加の程度と相関関係をもつであろう。膀胱、前立腺、精巣、萌および首の癌 において、血清クレアチンキナーゼの増加は局所的病気単独を有すると考えられ る患者よりも転移の病気をもつ川石においてより頻繁に起こったが、肉腫、卵巣 、子宮、頚、胃、腸および肛門管の癌において、持続性の病気の存在は高い血清 982))。神経芽細胞腫において、病気の程度は増大した血清クレアチンキナ ーゼBの発生の増加に関係づけられた。最高の前処理血液のレベルは段階IVの 病気において見いだされ、そして前処理のCK B lノベルと神経芽細胞腫を もつ轡者における病気の発生との間の強い相関関係が観察された(Ishigu ro、Y ら、Cancer、65:2014−2019 (1990) )。
CK Bは多数の腫瘍、とくに上皮起源のもの(例えば、小細胞のシクロクレア チン、神経芽細胞腫網膜芽細胞腫、頚部癌、膀胱癌、および卵巣癌)において非 常に活性である。これらの悪性疾患のいくつかはI)NA腫瘍ウィルスまたはD NA腫瘍ウィルスの因子によりトリガーされることがある。あるいは、形質転換 は他の因子(例えば、細胞の因子、成長因子)の作用から生ずることがあり、こ れらの因子はDNA腫瘍ウィルスまたはウーイルス因子のそれと同等の細胞への 効果を有する。例えば、活性化さ1+た腫瘍遺伝子、突然変異したザブレッサー または抗腫瘍遺伝子、またはオートタリン成長因子は、また、プリン代謝酵素の 活性を増加する作用することができる。哺乳動物細胞の増殖、形質転換および/ または転移を阻止する本発明の方法は、少なくとも1種のプリン代謝酵素の活性 が増加する多様な哺乳動物細胞により形質転換された細胞に適用することができ る。
後述するように、クレアチンキナーゼは、それがDNA腫瘍ウィルスの腫瘍遺伝 子生産物のこのようなターゲットであるという考えを支持する、いくつかの特徴 を有する。また、後述するように、細胞の代謝において同様な役割を右曲の酵素 (すなわち、プリン代謝酵素)およびCKI3に関連して同様によく働く他の酵 素は、腫瘍遺伝子のターゲットであるように思われる。こうして、DNA腫瘍ウ ィルス、DNAII!瘍ウィルスの因子、または細胞への同等の効果を有する他 の因子の腫瘍遺伝子生産物がプリンの代謝に参加する酵素を調節する能力を妨害 すること、および2/またはプリンの代謝の経路の1種または2種以上の酵素と 相互作用する他の1種または2種以上の酵素を妨害することは、このようなウィ ルスまたは因子が細胞を形質転換する能力を聞書または妨害するであろう。これ はとくに−1−1皮細飽、ことにITPVがする存在ことが知られている−1− 皮細胞(例えば、頚部上皮細胞)における、腫瘍の形成、増殖または転移を阻止 するとき有用である。本発明の方法は、ウィルスのDNA、RNAまたはエンコ ードされた腫瘍遺伝子生産物の生産物に作用することによって、ならびにつ、イ ルスまたは細胞の生産物と通常相互作用または共同17て細胞の形質転換を生ず る、他のウィルスまたは細胞の生産物を妨害することによって、細胞の形質転換 の仲介因子として作用するD N A腫瘍ウィルスの能力を阻止することを可能 とし、こうして、細胞形質転換または腫瘍の形成または広がりを阻止することを 可能とする。
ヒト脳クレアチンキナーゼ(CKB)をエンコードする遺伝子は分離および配列 決定され、そしてそのプロモーターはアデノウィルスE2E遺伝子のプロモータ ー領域と強い配列の関係を有することが示された(第3図;I)aoukSG、 11. ら、J、Biol、Chem、、263 (5片。2442−2446  (1988))。アデノウィルスのE2E遺伝子は、ウィルスの複製に関係す る75kDの一本鎖DNA結合調製をエンコードする(Friefeld、B、 R,ら、’J i ro I ogy、↓24 : 380−389 (198 3)) 。E2E遺伝子の発現はEla領域のアデノウィルスの腫瘍遺伝子生産 物に高度に依存する(Berk。
A、J、、Anr+、Rev、qene↓−12−(L: 45−79 (19 86))。E2EおよびCKBプロモーターの最初の95塩基が第3図に示され ている。実線は同一の塩基を接続する。これは細胞の遺伝子のプロモーター領域 とウィルスの遺伝子のプロモーターとの間の強い配列の類似性の最初の例である 。また、脳クレアチンキナーゼの発現はアデノウィルスのEla領域の腫瘍遺伝 子生産物により調節さ第1ることか示された。こうして、エネルギー代謝および 細胞内のヌクレオチドのレベルの調節に関連する細胞の遺伝子は、D N A腫 瘍ウィルスによりエンコードされる腫瘍遺伝子の形質転換領域により、ターンオ ンまたは活性化されることが示された。こうして、腫瘍遺伝子生産物による細胞 の遺伝子の誘発は、最初に、ウィルスの腫瘍遺伝子タンパク質の形質転換ドメイ ンの両者を必要とすることが示された(Kaddurah−1)aoukら、M o1.Cel I Biol、19 (4):1476−1483 (1990 ))。
CKBプロモーター領域に対するE2Eプロモーターの予期せざる配列の関係は 、2つの間の可能な機能的関係の研究を促進した。種々のヒト細胞系(例えば、 頚部細胞、単球細胞および小細胞の癌)の組織培養における感染は、前辺て検出 可能なCKBレベルを有した試験したすべての細胞系におけるアデノウィルスの 感染によりCKBの発現が活性化されることを証明した。Ela領域を含まない 、欠失ウィルス突然変異d1312による感染が誘発に有効でないという事実に より示されるように、腫瘍遺伝子領域のElaタンパク質は誘発のために重要で ある。
形質転換および宿主細胞におけるDNA合成の誘発に関連する、E1a分子の1 つおよび2つのドメインが、第4図、第5図および第6図に示すように、CKB 活性の誘発のために要求される同一のドメインであるということは、驚くべきこ とであった。第4図が示すように、12S生産物(形質転換に関連する)を発現 する突然変異のウィルス(di1500)をもつ感染性He L a細胞は、す べての3つのドメインをもつ完全なタンパク質をエンコードする13S生産物で He L a細胞が感染されるとき、見られるものに匹敵する程度に、CKHの 発現を誘発する。レーンaおよびす、CKBプローブでブロービングしたモック 感染したプレート、レーンCおよびd、d+ 1500感染したプレート(12 S生産物のプロデューサー)から収獲しモしてCKBプローブでブロービングし たRNA 、レーンeおよび「、pm975ウィルス(13S生産物を発現する )で感染した細胞から収獲したRNAをブロービングした結果。
第5図は、形質転換ドメイン2における点突然変異はCKBのEla誘発発現に ついて障害されることを示す。HeLa細胞を異なる突然変異のウィルスで感染 させた。第5A図において、レーンは次の通りである:レーンa1モック感染; レーンb、g、野生型pm975ウィルス(13S生産物);レーンC1突然変 異d! 312(Elaの欠失突然変異):レーンd、e、h、i、突然変異の ウィルスpm975−936および953、それらの各々はドメイン2の中に点 突然変異を有しモしてEtaが形質転換する能力を崩壊する;レーンC1突然変 異のウィルスpm975−1098、これはドメイン3の中に点突然変異を有し そして形質転換の機能に影響を与えない。パネルBは同一のRNAをアデノウィ ルスE2プローブでブロービングした結果を示す。
第6図は、Elaのアミノ末端の欠失がCKBの誘発をなくすことを示す。I− 1e L a細胞をアミノ末端欠失のウィルス構成体で感染させた。
パネルAは、棒で表した、クレアチンキナーゼの活性を示す。パネルBは各突然 変異において欠失されたアミノ酸(右)およびWhyteおよび共同研究者らに より与えられた名称を示す(Wh y t e 、 P、ら、上2Virolo g)’、旦2 : 257−265 (1988) )、細胞から収獲したRN AをCKB特異的プライマーでブロービングするとき、同一の観察が見られる( データは示されていない)。
こうして、エネルギーの代謝、ヌクレオチドのレベルの調節およびプリン経路に おいて主要な酵素であるCKBの誘発は、Elaが形質転換する能力によく関連 する。これにより結論されるように、CKBの誘発は、細胞が少なくとも1種の DNA腫瘍ウィルス(アデノウィルス5型)により形質転換されたメカニズムの 少なくとも一部分でなくてはならなさらに、前述したように、頚部の悪性疾患に 関連するバピロマウイルス(例えば、16型)は、配列および機能が形質転換領 域におけるElaがエンコードするタンパク質のそれらに非常に類似するタンパ ク質(E7がエンコードするタンパクVt)をエンコードする。と(に、いくつ かの主要な類似性が同定された (1)E7がエンコードするタンパク質は1重 要な形質転換領域において、Etaがエンコードするタンパク質に対してアミノ 酸配列の相同性を有する; (2)E7がエンコードするタンパク質は、Eta がエンコードするタンパク質に似て、アデノウィルスト2プロモーターをターン オンする作用をすることができる; (3)両者のタンパク質は同様な宿主タン パク質、例えば、網膜芽細胞腫の遺伝子生産物と相互作用する。および(4)E 7がエンコードするタンパク質は、rasとの相補性を試験する、形質転換アッ セイにおいてElaがエンコードするタンパク質を置換することができる。
また、アデノウィルスの複製をコントロールする、アデノウィルスト2プロモー ターの配列は、細胞のCKBプロモーターのそれに非常に類似する。アデノウィ ルスのEtaまたはバビロマウイルスのE7のいずれもE2プロモーターを誘発 することができ、そしてそれらの両者は誘発のためにプロモーターの最初の90 塩基を必要とする。ElaはCKBの発現をターンオンしそして、CKBプロモ ーター配列の最初の90bpはE2プロモーターのそれらに非常に類似するので 、E7が同様に活性する(すなわち、CKBの発現をターンオンする)ことを期 待ことは合理的である。さらに、Elaの形質転換ドメイン1および2がアデノ ウィルスによるCKBの誘発のために要求されるという事実、および2つのドメ インの同一の配列がパピロマウイルスのE7領域において保存されたという事実 が強く示唆するように、CKBはE7により誘発され、モしてE7の形質転換ド メインを必要とするであろう。Elaの形質転換する能力を崩壊する突然変異は 、CKBの発現について機能不全である。これらのきわめて重要なアミノ酸はE 7の形質転換部分において保存される。これらの2つのDNA腫瘍ウィルスは宿 主細胞の代謝において多少の同様な修飾を引き起こし、それゆえ少なくとも部分 的に共通のメカニズムを経て形質転換を引き起こす働きをする可能性が存在する 。CKBは細胞を形質転換するElaの能力に関連するすることが示された。実 験の証拠および文献に基づいて、クレアチンキナーゼまたは代謝経路は悪性疾患 に関連するバピロマウイルスにより感染される上皮細胞(例えば、頚部の上皮細 胞)において同様に影響を受けることを予測することは合理的である。このよう なウィルスによる上皮細胞の感染およびエンコードされた形質転換タンパク質の ウィルスによる発現後、CKBおよびそれと組み合わせて働(酵素(例えば、ア デニレートキナーゼおよびアデニレートシクラーゼ)の発現の増加が起こる。こ れらの酵素のいくつかまたはすべての検出は、ウィルスが存在するかどうかおよ び、必要に応じて、それが起こる程度を決定するための基準として働くことがで きる。
形質転換されたまたはウィルスが感染した上皮細胞の中で誘発された成長因子の 阻害 形質転換されていない哺乳動物細胞がin VitrOで増殖するためには、そ れらは特定のプラスミド膜のレセプターを通して、それらの効果を発揮する適当 なポリペプチドの成長因子の存在を特徴とする特許氏上皮細胞は培養において増 殖させることが困難である。これは1nvitroの上皮細胞の形質転換の研究 を妨げ、そしてほとんどの1nvitroの形質転換の実験が線維芽を使用して 実権されてきている理由を説明するが、上皮細胞以外の起源の悪性腫瘍はヒト新 生形成のわずかに10〜20%である。しかしながら、ヒトおよび謡歯類の初代 上皮細胞はアデノウィルス、DNA腫瘍ウィルスで形質転換することができる( Houwe I i ng、A、P、 ら、Virology、105:537 −550 (1980);Vander Elsen、P、J、ら、%Mrol ogy、1旦1 : 242−246 (1983);Wh i t take r、J、L、ら、Mo1.Ce1l Bio+、、4:110−116 (19 84))。
アデノウィルスは通常休止の上皮細胞を感染し、そしてアデノウィルス5型、E la遺伝子生産物の発現は初代騙歯類上皮細胞を血清の存在または不存在におい て増殖させる(Qu in I an、 M、P およびT。
Grodzicker、J、Virology、6↓: 673−682(19 87))。こうして、12S遺伝子生産物は初代上皮細胞の永久分裂能化および 形質転換に関係する変化を研究する手段を提供する。12S遺伝子はアデノウィ ルスEla転写単位の1構成員である。早期において、感染1麦、そして形質転 換された細胞において、13“ 5112S’ mRNAと表示する2つのEl a転写体が生産される。これらのmRNAは、それぞれ、289および243ア ミノ酸のタンパク質に翻訳され、これらのタンパク質は289アミノ酸のタンパ ク質の中の追加の内部の46アミノ酸の存在によってのみ異なる。
Ela領域の生産物は初代細胞を永久分裂能化することができ(M。
ran、E、ら、J、Virology、5ユニ765−775 (1986) )そして他のウィルスの遺伝子および細胞のプロセシングと共同して、初代ラッ ト細胞を形質転換することができる(Ru l e y、 HoE、 、Nat ure、304:602−606 (1983))。Elaの123タンパク質 は細胞の増殖の応答の刺激において主要な役割を演するように思われる。12S 遺伝子生産物は増殖を阻止された許容細胞の中の最適なウィルスの生産について 要求されるが、活性に増殖する細胞において要求されない(Spinder%に 、R,ら、J、Vir。
Jogy、53ニア42−750 (1985))。それは休止の細胞の中で細 胞のDNAの合成および細胞のサイクルの進行を誘発する(Qu329−233 6 (1985))。それは初代上皮細胞を永久分裂能化し、こうしてそれらが それらの分化特性の多数を保持するようにすることができる。
12S生産物は、初代腎臓の休止の細胞の中に導入するとき、成長因子の生産を 引き起す/トリガーすることが示された。このようなりNA腫瘍ウィルスの因子 は、形質転換されたまたは腫瘍の細胞の中のDNA腫瘍ウィルスにより生産され るが、あるいはそれに関連する物質であり、そしてDNA腫瘍ウィルスそれ自体 の不存在下に永久分裂能化を誘発することができる。例えば、最近Quinla nら(Qu i n I an、 M。
P、ら、PNAS、旦4 : 3283−3287 (1987))により発見 されたように、12S生産物のみをエンコードするアデノウィルスの変異型で初 代ペイヒーラット腎細胞を感染させると、初代上皮細胞の増殖を刺激する成長因 子が生産される。この変異型ウィルスで感染した細胞からの培地を濾過して(完 全なウィルスを除去し)そしてウィルスが決して存在しない細胞に供給した。そ の結果、このコンディショニングされた培地はび添加後24〜36時間における 上皮細胞のDNA合成およ増殖を誘発することができた。成長因子は12Sウイ ルスで感染すると、上皮細胞から分泌されるように思われる。この因子はオート クリンの方式で作用することができ、そして大きい分子量を有する。成長因子は 」二皮細胞のための独特のミトゲンであるように思われる。アデノウィルスの1 23生産物は、その宿主細胞のDNA合成、増殖、永久分裂能化または形質転換 を誘発することができることが示されたが、誘発が起こるプロセスは不明瞭であ る。悪性疾患に関連する他のDNA腫瘍ウィルスはアデノウィルスの123タン パク質に対する配列の類似性を示し、そして大部分は同様な因子を多分分泌する 。
123アデノウイルスの感染により解放される成長因子は1.23生産物の観察 された効果(永久分裂能化、DNA合成の誘発)を仲介していることが明らかで ある。前述したように、12S生産物はCKBの発現を同定することができる。
CKBの発現またはウィルス因子の生産を誘発するために要求される領域は類似 する。これが示唆するように、ウィルスは分泌された因子を介して宿主細胞に影 響を与えている。それゆえ、ホルモンである因子はCKBおよび池の酵素の現実 のインデューサーであろう。これらの因子が接触する隣接する上皮細胞は刺激さ れてプリン代謝酵素の活性を増加すると、同時にDNAの合成および増殖を行う ことができる。これらの細胞は究極的に形質転換されるか、あるいはもとの形質 転換された細胞により使用される因子、酵素または代謝物質を分泌することがで きる。このモデルは、CKBおよび因子の誘発の反応速度論が同様であるという 事実により、さらに支持される。この因子(またはその誘導体)は、その中でC KB (およびアデノシン代謝酵素)が高度に活性化される多数の腫瘍により分 泌される。この考えは、さらに、多数のDNA腫瘍ウィルス、例えば、ポリオー マおよびバビロマウイルスがアデノウィルス12S生産物のアミノ酸配列に類似 するアミノ酸配列をもつ形質転換性生産物をエンコードするという事実により支 持される。こうして、このようなウィルスで感染された細胞はこのDNA腫瘍ウ ィルスの因子または形質転換性因子を発現する傾向が非常に強く、モして12S が誘発を引き起こすと非常に同一の方法でプリン代謝経路の酵素の誘発を引き起 こす。
CKB遺伝子は多ホルモンのシグナルに対して非常に応答性であることが知られ ており、それが事実シグナル形成のとき活性であるか、あるいはこれらの効果を 仲介する代謝通路に沿って存在することを意味する。
こうして、このアデノウィルスの因子は、また、CKBを調節する新しいホルモ ンであることがある。これらのホルモンの大部分は、異なりかつ異なるレセプタ ーを有するにかかわらず、CKBがその一部分である共通の事象を通過するか、 あるいはそれに影響を与えることができる。
CKBの発現を誘発する、運関係と思われるウィルスであるサイトメガロウィル ス(Colberg−PoleylA、M ら、Virology166 (1 ) ・217−228 (1988)) 、また、DNAの合成を刺激しかつ細 胞の増殖を修飾することができる因子の生産を誘発するように思われる(Gon czol、E およびS、A、PIo書にin、J、Gen、Vi rol、  、65 :1833−1834 (1984))。この因子は、少なくとも部分 的に、微小管構造を修飾することによって機能するように思われる。クレアチン キナーゼは微小管構造に関連すると考えられる(Eckert、B、S、ら、J 、Ce1l Biol、、凡用:1−5 (1980))。この因子はCKBの 発現のインデューサーであることができる。
選択した薬物を使用する、この成長因子および酵素のその誘発に連結するオート クリンのループの中断(例えば、競争因子の拮抗)は、その因子の効果を妨害す る競争拮抗剤を使用して、実施することができる。
また、薬物はその因子が細胞に作用し、オートクリンの刺激または隣接する細胞 の刺激をブロックする能力を妨害するすることができる。さらに、この因子に対 する抗体またはそれと相互作用するレセプターを使用して、その因子の効果をブ ロックすることができる。このような化合物はウィルスで感染した細胞および上 皮起源の腫瘍の処置に使用することCKBおよび池の共同する酵素のレベルが増 加するために、簡単な酵素のアッセイを使用して、それが存在すると考えられる 細胞の中のDNAm瘍ウィルスを検出することができる。また、このようなアッ セイは、診断の目的で、あるいは形質転換された細胞の存在が検出された個体に 提供された処置をモニターするために使用することができる。酵素のアッセイは 、また、診断の他の方法と一緒に使用することができる。例えば、ヒトパピロマ ウイルス(I(PV)の検出と組み合わせて実施される細胞学的検査(Papn  i co I aouスミア試験)の感度は、頚部の病変をもつ患者の評価に おいて細胞学的研究またはHPVの検出単独を使用88))。しかしながら、H PVを検出する現在利用可能な方法、例えば、ウィルスからの標識したプローブ を使用するサザンプロットは、しばしば、技術的に困難であり、時間を消費する か、あるいは経費がかがる。対照的に、酵素アッセイは実際的であり、急速であ り(例えば、この場合において、はぼ25分)、経費がかからず、そして臨床的 設定で実施が容易である。本発明の方法により、HP Vの感染を検出すること は、サザンプロットまたは池の技術的に困難であり、時間を消費するが、あるい は経費がかかる方法の代わりに、日常的アッセイとしてを使用して、Papni colaouスミア試験を補助することができる。
例えば、診断アッセイは次のようにして実施することができる:タンパク質を頚 部のこすり取ったもの、例えば、細胞学的評価のために得られそして抽出された たちのから抽出することができる(例えば、凍結−融解)。上澄み液を問題の酵 素(例えば、クレアチンキナーゼ、アデニレートキナーゼ)についてスクリーニ ングすることができる。2またはそれ以上の酵素を同時に評価することができる 。このような酵素のアッセイは、例えば、CKHの活性、ならびに1または2つ の追加の酵素をプリン代謝経路に沿って測定することができる。
本発明の方法において使用するために適当な薬物または薬物は、(1)DNA腫 瘍ウィルス、DNA腫瘍ウィルスの因子、あるいは細胞に対して同等の効果を有 する他の因子が作用して、1種または2種以上のプリン代謝酵素の活性を、直接 または間接的に、増加している、細胞に影響を惇えるすることができる、そして (1)腫瘍遺伝子のウィルス、腫瘍ウィルスまたは細胞に対して同等の効果を有 する池の因子の形質転換性ドメインが、プリン代謝酵素の活性を誘発するを防止 することができるか、あるいはプリン代謝酵素の活性を、直接または間接的に、 阻害することができる、ものである。薬物は細胞の外側で活性することができる (例えば、クレアチンの吸収に影響を及ぼすことによって、分泌された因子また は酵素の効果をブロックすることによって)か、あるいは細胞の中に入って、前 述の方法の1または2以上において、細胞内で作用することができる。これらの 特性を有する薬物は、直接または間接的に作用して、プリン代謝酵素の連関を減 少する、タンパク質、プリン代謝酵素、核酸配列、または因子であることができ る。例えば、プリン代謝酵素のインヒビター、基質の類似体、または遅い基質は 、天然の基質とともに存在するとき、1種または2種以上の天然の基質上のプリ ン代謝酵素により触媒さ第1る酵素反応の速度を減少するであろう。その活性が 増加している細胞の中の1種または2種以上のプリン代謝酵素の誘発を防1、、 すると、また、反応速度は減少することに注意すべきである。本発明のか法にお いて有用な薬物は、前述の方法の1または2以上で作用するように選択または設 計することができる。
1種または2種以上の薬物は、DNA腫瘍ウィルスまたはウィルス因子が作用し て、細胞の異常性または腫瘍を生じている、個体に投惇する。
薬物はDNA腫瘍ウィルス、ウィルス因子、あるいは池の因子の細胞への効果を 減少または排除するために十分な量で投与される。
例えば、翻訳のために必要な領域に選択的に結合するアンチセンス構成体(例え ば、オリゴヌクレオチドの配列)である薬物を使用することができる。CKBの 場合において、オリゴヌクレオチド配列は、翻訳について必要な、第7図に示さ れているような、CKB RNAの領域に選択的に結合するものである。形質転 換性ウィルスのDNAの効果は、結果、減少または防止される。すなわち、細胞 の中に入りそして特定の活性化されたメツセージに結合(加水分解)してそれを ブロックすることができるオリゴヌクレオチド配列を細胞の中に導入することが できる。
オリゴヌクレオチド配列へのハイブリダイゼーションは、オリゴヌクレオチド配 列をそれ以上の活性のために利用されないようにする。他のアプローチにおいて 、転写因子を妨害する(例えば、プロモーターに作用するか、あるいは1種また は2種以上のプロモーターを活性化する1種または2種以上の転写因子の能力を ブロックすることによって)薬物を、所望の効果を達成するために十分な量で投 与する。あるいは、1種または2種以上のウィルスの腫瘍遺伝子生産物(例えば 、E7生産物、E1a生産物)とプリン代謝酵素をエンコードする細胞の遺伝子 との相互作用を阻害する薬物を投与することができる。不活性化は、例えば、薬 物をウィルスの腫瘍遺伝子生産物に結合させるか、あるいは薬物によりウィルス の腫瘍遺伝子生産物を破壊することによって、起こすことができる。
形質転換された細胞の中で増加した1種または2種以上のプリン代謝酵素の活性 を阻害する作用をする薬物は、直接または間接的に、作用することができる。阻 害は1種または2種以上のプリン代謝酵素の活性、およびと(に反応速度を減少 させるであろう。例えば、薬物はプリン代謝酵素が互いにアソシエーションまた は相互作用する能力を妨害するか、あるいは経路における酵素の活性を変更して 、その活性が増加しているプリン代謝酵素の速度を減少させることによって、作 用することができる。
特定のターゲットは細胞の中で増加した活性により決定される。例えば、プリン 代謝酵素のアデノシンデスアミナーゼをエンコードする細胞の遺伝子は、プロモ ーターのレベルで脳クレアチンキナーゼに顕著に類似する(配列の類似性)する ことが示された。予−的データが示すように、アデノシンデスアミナーゼのプロ モーターは、脳クレアチンキナーゼのプロモーターに似て、Ela生産物により 誘発される。これはと(に興味あることである。なぜなら、アデノシンデアミナ ーゼは、また、腫瘍の抗原/胸腺白血病デスアミナーゼであり、アデノシンの代 謝に関係し、そしてDNAの合成にとって必要かくべからざるものであるからで ある。本発明を使用することによって、アデノシンデアミナーゼの活性が増加し た細胞の形質転換、増殖および/または転移は阻止されるであろう。
アデニレートキナーゼは、本発明の方法により阻止することができ、そしてその 阻害が細胞の形質転換の阻止を生ずることができる、他のプリン代謝酵素である 。アデニレートキナーゼ(NTP :AMPホスホトランスフェラーゼ、N、ア デニンまたはグアニン)は比較的小さい(21〜27kD)、モノマーの酵素で あり、次の反応式に従うヌクレオチドの相互の変換を触媒する: この酵素は偏在し、アデニンヌクレオチドからのエネルギーの代謝回転oye  r、 P、 Ii) Vo 1. 8、pp、279−305、Academi c Press、フロリダ州オーランド)そしてアデニレートプールのエネルギ ーチャージの維持において重要な役割を有する(L i pman%F、 、C urr、Top Cel 1.Regul、 、18:301i s t ry 、7 : 4030−4037 (1968))、大腸菌(E、coft)から 原核生物の遺伝子はクローニングされた(Brune、M。
ら、Nucl、Ac1ds Res、、13ニア139−7151 (1cte riology、上λ3 : 128−136 (1975)は、アデニレート キナーゼが細胞増殖速度のコントロールにおける主要な酵素であることを示した 。本発明の方法により、アデニレートキナーゼが増加している腫瘍細胞における アデニレートキナーゼの活性を阻害することができる。さらに、クレアチンキナ ーゼとのそのアソシエーションによりおよび/またはそれがクレアチンキナーゼ のためのジヌクレオチド基質を提供することができるので、アデニレートキナー ゼの活性の阻害がクレアチンキナーゼの速度を減少することが期待される。
クレアチンキナーゼのイソ酵素は、例えば、細胞のATPアーゼによる使用のた めのATPの再合成、構成のプロセス、高分子の合成およびイオン勾配の維持を 触媒する(Bessman、S、P、およびC,L。
Carpenter、Amm、Rev、Biochem、 、54:831−6 2 (1985))。クレアチン、リン酸クレアチンおよびクレアチンキナーゼ は、いくつかの組織、例えば、筋肉、心臓および脳の中のエネルギー分布をリン 酸クレアチンのシャトルにより促進するために提案された。
脳クレアチンキナーゼおよび/またはプリンの代謝に参加する他の酵素を阻害す る薬物の作用のための多数の可能な部位が存在する。こうして、このような薬物 の効果は、直接または間接的に、あるメカニズムにより働くことができ、このよ うなメカニズムは次のものを包含するが、これらに限定されない:クレアチンの 吸収または生合成に影響を及ぼすこと、リン酸クレアチンのシャトルの機能、酵 素活性の阻害、または関連する酵素活性の阻害、または反応の基質または生産物 のレベルを変更して、反応速度を変更すること。
本発明の方法において、プリン代謝酵素(例えば、アデニレートキナーゼまたは クレアチンキナーゼ)あるいはプリン代謝の経路に参加する他の酵素、あるいは プリン代謝の経路の酵素と共同する細胞の成分の誘発または活性を阻害すること ができる、少なくとも1種の薬物を、薬物を影響を受けた細胞の中に導入するた めに適当な方法で、個体に投与する。また、本発明の薬物は、処置において有効 であることが知られている他の薬物と組み合わせるか、あるいは本発明の1種ま たは2種以上の追加の薬物と組み合わせで投与することができる。1種または2 種以上の薬物を投与する形態は、使用する薬物の型、投与のルートおよび投与量 により決定される。
例えば、頚部形成異常または頚部癌が存在する個体の場合において、HP Vの 腫瘍遺伝子生産物の活性を阻害し、こうして、細胞の遺伝子(例えば、CK遺伝 子、アデニレートキナーゼ遺伝子)の変調を阻害することができる薬物を治療的 に有効な量で投与する。このような薬物は、例えば、E 1. aまたはE7の ドメイン1および/または2に結合して、それらのトランス活性化活性を防止す るペプチドであることができる。あるいは、さらに、活性化細胞の酵素のインヒ ビターを投与する。この場合において、ならびに上皮腫瘍の他の場合において、 1種または2種以上の薬物は局所的に投与するか、あるいは本発明の他の薬物ま たは他の既知の治療剤と組み合わせて注射、注入または池の方法で導入すること ができる。
ここに記載する研究のそれ以上の応用は、現存する化合物、このような化合物の 類似体あるいはDNAII!瘍ウィルス、DNA腫瘍ウィルスの因子あるいは細 胞に対して同等の効果をもつ他の因子の効果を阻止またはそれに反作用すること ができる新しい薬物の同定である。例えば、プリン代謝酵素の活性の増加を表す 腫瘍細胞を培養において薬物の候補に対して!露し、次いでトリチウム化チミジ ンのDNへの中への組み込みにより増殖についてアッセイすることができる。こ のようなアッセイにおいて未処理対照に関して増殖を減少させる薬物、あるいは in vjtroのアンセイにおいてプリン代謝酵素の活性を減少する薬物の候 補を、本発明の方法により、使用して増殖、形質転換または転移を阻止すること ができる。種々の現在入手可能な薬物(下に記載する)を、また、クレアチンキ ナーゼまたはアデニレートキナーゼを阻害するそれらの能力について評価するこ とができ、これらはクレアチンキナーゼと組み合わせて働くように思われそして クレアチンキナーゼの阻害のための追加の薬物の設計のためのモデルとして働く ことができる。
シクロクレアチンにより増殖の阻止に対する腫瘍細胞系の感受性は、クレアチン キナーゼの活性と相関関係をもつように思われる。とくに、ここにおいて示すよ うに、細胞の中に存在するCK活性が多いほど、細胞はシクロクレアチンの抗増 殖効果に対していっそう感受性となる。この観察が示唆するように、高いクレア チンキナーゼの活性を有するか、あるいは対応する正常の細胞の型のそれに関し て増加したクレアチンキナーゼの活性を有する、これらおよび他の型の腫瘍は、 シクロクレアチンによる阻害に対して感受性である(シクロクレアチンに対する 感受性)。
こうして、本発明は、さらに、シクロクレアチンにより処置が可能である(すな わち、シクロクレアチンに対して感受性である)腫瘍を同定する方法に関する。
この方法において、腫瘍の検体および/または適当ならば血清試料のクレアチン キナーゼの活性を決定する。高いクレアチンキナーゼの活性を有するか、あるい は対応する正常の細胞の型(すなわち、正常の試料)のそれに関して増加したク レアチンキナーゼの活性を有する、腫瘍の試料は、シクロクレアチンに対して感 受性であることが期待される。同様に、血清のクレアチンキナーゼのレベルの増 加(正常の個体または正常の基線値の血清のレベルと比較して)は、腫瘍(例え ば、−次、転移)のシクロクレアチンに対する感受性を示すことができる。
本発明の方法において有用な薬物は、現存する物質、現存する物質の類似体ある いはDNAIIIIIウィルス、DNA腫瘍ウィルスの因子あるいは細胞に対し て同等の効果をもつ他の因子の作用または効果を妨害するように特別に設計され た物質であることができる。クレアチンキナーゼ、アデニレートキナーゼまたは アデノシンキナーゼを阻害することが知られている現存する物質を次に記載する 。下に記載する物質を修飾して、増強した特性、例えば、酵素または腫瘍遺伝子 生産物に対してより大きい特異性、増大した安定性、増大した細胞の中への吸収 性、酵素へのより緊密な結合性またはよりすぐれた阻害活性を有する類似体を生 産することが可能である。さらに、腫瘍遺伝子または腫瘍遺伝子生産物が作用す る細胞の遺伝子の構造および機能の特性の知識に基づいて、本発明の方法におい て有用な他の薬物を設計することができる。
プリン代謝酵素を阻害する本発明の方法において有用な組成物CKBおよび/ま たは直接または間接的にプリン代謝に参加して(例えば、経路における酵素と相 互作用することによって)酵素の速度を減少するまたは酵素は、これらの酵素の レベルの増加により特徴づけられる腫瘍(例えば、頚部腫瘍)の防止および/ま たは処置において大きい価値を有するであろう。このような腫瘍細胞は、増加し たレベルのCKBおよび/またはプリン代謝に参加して増殖および転移のための それらのエネルギーの要求を満たす他の酵素を必要とする。腫瘍細胞が優先的に 要求するように思われる経路をターゲツティングする薬物の利点は、それらが腫 瘍組織に対して特異的に毒性であり、こうして特異性が低い薬物に関連する一般 の毒性を欠如することができるということである。
これらの薬物は、プリン代謝酵素のインヒビター(例えば、不可逆的インヒビタ ー)、基質の類似体、2基質の類似体、遷移状態の類似体および/または遅い基 質であることができ、これらは、存在するとき、1種または2種以上の天然の基 質上のプリン代謝酵素により触媒される酵素反応の速度を減少する。例えば、遷 移状態の類似体の共有結合のインヒビターは局所的に(例えば、頚部に)適用す ることができる。さらに、CKBと組み合わせて働(酵素のインヒビターは今回 設計することができそして、個々に、組み合わせで、あるいは他の薬物に加えて 、使用して、CKBへの効果をより緊密にコントロールすることができる。例え ば、アデニレートキナーゼ、すなわち、クレアチンキナーゼと物理的および機能 的にに関連する酵素のインヒビターを設計することができる。
このような薬物は、単独でまたは組み合わせで、抗腫瘍剤として有用である。
本発明の方法において単独で、組み合わせで、または現存する治療剤と組み合わ せて使用して、示したプリン代謝酵素を阻害することができる薬物は次の通りで ある。これらの薬物、これらの薬物の修飾、および新しい薬物をまた使用するこ とができる。特定の修飾および類似体を設計する方法を示唆する。これらは本発 明の方法において使用することができる薬物の単なる例であること、そしていか なる方法おいてもこれらに限定されないことを理解すべきである。
クレアチンおよびリン酸クレアチンの生合成および代謝の経路は、クレアチンキ ナーゼにより触媒される反応の速度を減少することができる薬物の選択および設 計においてターゲツティングすることができる。特定の段階に対してターゲツテ ィングされた薬物は、クレアチンまたはその前駆体との構造の類似性に頼ること ができる。置換、連鎖延長および、/または環化によりクレアチンと異なる新規 なりレアチン類似体を設計することができる。多基質の酵素の基質を共有結合す ることができるか、あるいは異なる基質の一部分をまねる類似体を設計すること ができる。
詳しくは、クレアチンキナーゼ反応の阻害は、アデノシン5゛ −トリホスフェ ート(ATP) 、アデノノン5゛−ジホスフエート(ADP)またはそれらの 類似体、およびクレアチン、または類似体の間の、分子の反応性末端を通すまた はスペーサー、例えば、(C112) nを介して、共有結合することによって 促進することができる:a)クレアチン−ADP クレアチン=ATPb)クレ アチン−R−ADP クレアチン−R−ATPここでRはスペーサー、例えば、 (CIll) nである。
ホスフェートの主鎖または主鎖の一部分とメチレン基との置換は、細胞により吸 収を促進するか、あるいは安定性を増加することができる。このような類似体の 正味の電荷を減少する変化は、また、細胞による吸収を促進することができる。
追加の例: ■)次の文献に記載されているクレアチンキナーゼおよびクレアチンの類似体の インヒビター・Kenyonおよび共同研究者ら(Roeley、G、L、ら、 J、Am、Chem、Soc、、93 : 5542−5551、(1971) +McLaughl in、A、C,およびM。
Cohn、J、Biol、Chem、 、247:4382−4388、(19 72):Nguyen、A、C,に、 、rクレアチン類似体を使用する合成お よび酵素の研究(Synthesis and enzyme 5tudies  using crattne analogs)J、Te5is、Dep、o f Pharmaceutical Chemistry、カルフォルニア大学 、サンフランシスコ(1983))活性または細胞により吸収を増強するための 修飾を有する変異型。
例 a)1.3ジカルボキシ−メチル−2−イミノ−イミダシリンb)2−メチル− N、 N’ −ジカルボキシメチル−イミダゾールC)エポキシクレアチン 2)クレアチンキナーゼを阻害するためにWalkerおよび共同研究者らによ り記載されている化合物(Roberts、J、J、およびWalker、J、 B、 、J、Biol、Chem、 、260:13502−13508 (1 985)。
3)プリン代謝酵素を阻害する小さい有機分子、例えばニー ブタンジオン (例えば、2.3−ブタンジオン) −シクロプロパン誘導体 −サリシレート誘導体 (例えば、ヨードアセトアミドサリシレート)− ヨードアセトアミド誘導体 (例えば、N−(ヨードアセトアミドエチル)アミノナフタレン−1−スルホネ ート N−(4−ヨードアセトアミドフェニル)アミノナフタレン−1−スルホネート −ベンゼン誘導体 (例えば、1−フルオロ−2,4−ジニトロベンゼン、5.5° −ジチオビス (2−ニトロ安息香酸))CKBの基質に共有結合することによってCKBに対 して特異的とするこれらの分子の誘導体または類似体(すなわち、クレアチンま たはADP/ATP)。
4)ADP、ATPの誘導体、例えば、:a)ADP、ATPの2゛、3° − ジアルデヒド誘導体;b)ATP−γ(N−(2−クロロエチル)−N−メチル )アミド(マスタード誘導体) c)AMP、ADP、ATPのイミダゾリド。
5)ある患者、例えば、筋ジストロフィーの患者の血清の中の自然のインヒビタ ー(これはまだ同定されない由来の小さい透析可能な分子である)。
6)複合体;アデニレートキナーゼ/トランスロカーゼ/クレアチンキナーゼか らのクレアチンキナーゼを分離する化合物。
7)心筋梗塞を緩和するときするブロッカ−のいくつかはクレアチンキナーゼを 阻害すると考えられる。
Hematolo、32 (2):143−145 (1989):Gusta v、E、ら、J、Biol、Chem、、248:1121−1123 (19 73))。
a)P’、P’−ジ(アデノシン−5°)ペンタホスフェートb)メチレン基が ホスフェート基のいくつかまたはすべてを置換して細胞による吸収を促進する上 の化合物。
c)AP4A、pl、P4 (ジアデノシン−5゛)テトラホスフェートおよび そのメチレン置換体。
2)元素状硫黄およびその誘導体(Conner、J、およびP、J。
4)5,5°−ジチオビス−2−にトロベンゾエート)(Declerck、P 、J およびM、Mul Ier、Comp、Biochem、&Phys i ol、 、88 (2)+ 575−586 (1987))。
5)アデノシン、ジー、トリー、テトラホスホビリドキサル(Yasami、T  ら、FEBS Letters、229 (2):261−264 (198 8) )。
6)ボタンウムウフエレート(Cr ive I 1one、M、D、ら、7) 8−アジド−2゛−0−ダンシル−ATP (Chuan、Hlら、J、Bio l、Chem、、 264 (14) +7981−7988 (1989)) 。
アデノシンキナーゼのインヒビター ■)5−ヨードラベルウシジン(エキノジクチウム(Echinodictyu m)Illのスポンジから)(We ingerg、J、M、ら、Am、J、P hys iol、 、254 (3p+2)pF311−322(1988)) 。
2)海の源からの2つの非常に効力のあるインヒビター4−アミノ−5−プロモ ーピロロ[2,3−dl ピリミジン5° −デオキシ−5−ヨードツベルシジ ン(赤色源Hypnea Valentiaeから)(Davies、L、P、 ら、Biochem、Pharm、、33(3): 347−355 (198 4))。
3)コリチシンおよびその誘導体(Moss、R,J、ら、J、Med、Che m、 、31 (4): 786−790 (1988))。
DNA腫瘍ウィルスによる形質転換とクレアチンキナーゼ(CKB)の脳イソ酵 素の活性の増加および発現との間の関連は証明され、腫瘍遺伝子の作用の間にト リガーされる生物学的事象のために高いレベルのCKBが要求されることを示唆 する。CKBにより仲介されるエネルギーの代謝またはシグナルの形質導入にお ける変更は、これらの悪性疾患において活性な役割を演することができる。形質 転換された細胞系および形質転換されない細胞系のパネルを培養において確立し 、そしてクレアチンキナーゼの活性について試験した。次いで高いクレアチンキ ナーゼの活性を表示した細胞系を分析して、クレアチンキナーゼの脳イソ酵素の レベルを決定した(CKBB、実施例1参照)。多数の形質転換された細胞は高 いレベルの脳特異的クレアチンキナーゼを発現した。
1系列の15のクレアチン類似体またはグアニド化合物(天然の1種または2種 以上の基質の存在下に、その天然の基質上のクレアチンキナーゼにより触媒され る反応速度を減少する作用をする、クレアチンキナ−ゼのインヒビターおよび/ または遅い基質を包含する)は合成または販売されそしていくつかの腫瘍細胞系 、ことに高いレベルのCKBを有する細胞系の増殖へのそれらの効果について研 究された。
実施例2に示すように、クレアチン類似体の5つは培養において腫瘍細胞系の増 殖を阻害した。クレアチンのための遅い基質である、薬物、ホモシクロクレアチ ン、シクロクレアチン、1−カルボキシメチル−2−イミノヘキサヒドロピリミ ジン、グアニジノアセテートおよびカルボクレアチンは、細胞系のパネルに対し て異なる活性のパターンを示した。
クレアチンキナーゼにより効率的にリン酸化される、試験した唯一の薬物である シクロクレアチンは、高いレベルのCKBを発現する細胞系に対して特異的に抗 増殖活性を絶えず示した。シクロクレアチンのいくつかの追加の調製物を合成し 、次いで1系列の再結晶化によりさらに精製した。これらの調製物は同様なレベ ルの抗増殖活性を保持した。
ホモシクロクレアチンおよび1−カルボキシメチル−2−イミノヘキサヒドロピ リミジンについての活性のパターンは、影響を受けた細胞系が同一でありそして いずれの薬物による阻害の程変が類似することにおいて同様であった。後者の2 つの薬物は、非転移性前立腺および頚部の細胞系と比較したとき、由来が転移性 である前立腺および頚部の細胞系の増殖を阻害した。さらに、「正常の」細胞系 の組織培養のバージョンである、2つの形質転換されない細胞系であるMRC− 5およびVerOは、それらの2つの薬物によりほとんど影響を受けず、それら は正常の細胞を害を与えず、そしてin vivoで低い毒性を有することがで きる。しかしながら、両者の調製物は4回の連続的再結晶化後に多少の抗増殖活 性を損失したので、これらの調製物の活性成分は定まらない。
グアニジノアセテートは試験した3つの結腸腫瘍細胞系の増殖を阻害した。(グ アジニノ酢酸についてのデータは2つの別々の実験からのものであり、そしてそ れ自体は他の3つの薬物についてのそれほど広範ではない。)ある種の細胞系に ついてのホモシクロクレアチン調製物、■−カルボキシメチルー2−イミノヘキ サヒドロピリミジン調製物およびシクロクレアチンの特異性は、これらの薬物が 他の抗腫瘍の治療で観察された無差別の毒性を欠如することを示唆する。対照的 に、カルボクレアチンはこれらの研究の条件下に明らかな非特異性を示した。さ らに、このアッセイにおいて使用した条件下に、そして試験した特定の細胞系に ついて、10の他の化合物(表4参照)は活性をほとんど、あるいはまったく活 性を示さなかった(実施例3)。
次の実施例によって、本発明をさらに説明する。これらの実施例は本発明を限定 しない。すぐ下の材料および方法を実施例1〜6において使これらの研究におい て使用するために調製した化合物は次のものを包含した ホモシクロクレアチン (1−カルボキシエチル−2−イミノイミダゾリジン)、シクロクレアチン(1 −カルボキシメチル−2−イミノイミダゾリジン)、1−カルボキシメチル−2 −イミノヘキサヒドロピリミジン、グアニジノアセテート(グリコンアミン)お よびカルボクレアチン。ホモシクロクレアチン調製物の合成は、Robertお よびWalkerが記載するよう?ご実施した(Robert、J、J および J、B、、Walker、Arch、Biochem、Biophys、 、2 20 + 563 571 (1983))。シクロクレアチンおよび1−カル ボキンメチル−2−イミノヘキサヒドロピリミジンの調製物の合成は、Grif fithsおよびWalkerが記載するように実施した(Griffiths 、G、G およびJ、B、 Wa I ke r。
J、Bio 1.Chem、 、251 : 2049−2054 (1976 ))。
グアニジノアセテートはシグマ・ケミカル・コーポレーション(Sigma C hemical Corp、)(ミゾリー州セントルイス)から入手した。カル ボクレアチンの合成は記載されているように実施した(Nguyen、Ann  Cae Khue、Ph、D、、Thesisin Pharmaceutic al Chemistry、カリフォルニア大学、カリフォルニア州すンフラン シスコ、1983)。
腫瘍細胞系: 種々の腫瘍細胞系をアメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション(Amer ican Type Cu1ture Co11ecti。
n ) (A T CC、マリイラント州ロックビレ)から入手した。ニューロ エンドクリシ誘導腫瘍細胞系、例えば、小さい細胞の肺癌細胞系をフラスコ内の 細胞墾濁液として増殖し、そして毎週2回再プレートしそして供給した。池の細 胞系はプラスチックプレートに取り付は増殖し、そして9096のコンフルエン シーにおいて再プレートした。すべての細胞系は胎児ラン血清を補充した培地の 中で増殖させた。
これらの研究において使用した細胞系の性質は記載されている(アメリカン・タ イプ・カルチャー・コレクション(ATCC)細胞系およびハイブリドーマのカ タログ、第6版、1layら編、1988)。由来、腫瘍形成性およびマーカー を包含する、細胞系の性質のいくつかを下に要約する。
イーグルMEM、90%;胎児ウシ血清(FBS) 、10%前立腺の広く広が った転移癌およびリンパ球性白血病の3年のヒストリーを有する密書の脳の病変 から分離された。細胞は上皮様形態を有し、酸性ホスファターゼについて弱く陽 性であり、ホルモン感受性ではな(、そして柔寒天の中でコロニーを形成する。
ムードマウスにおいて腫瘍形nt、J、Cancer、λ↓: 274−281  (1978))。
LNCaP、FGC:前立腺腺癌、リンパ節への転移、ヒトRPM11640. 80%、FBS、1096前立腺の転移性癌をもつ50歳の男性の左鎖骨上のリ ンパ節の針吸引バイオプシーから分離された。この細胞系は前立腺酸性ホスファ ターゼおよび前立腺特異的抗原を生産し、そしてアンドロゲンレセプターを有す る。ムードマウスにおいて腫瘍形成性。(Models of Prostat e CancerSG、P、Murphy (編)、pp、115−132、A lan R,Li5s1 Inc、 、=ニーヨーク、199−404 (19 84))。
pc−3:前立腺腺癌、ヒト イーグルMEM、9096;FBS、10%62歳の男性から等級tVの前立腺 腺癌から分離された。この細胞系は低い酸性ホスファターゼ活性を有し、柔寒天 の中で増殖し、そして懸しイポビツ(Leobov i t 5)L−15培地 、90%、FBS、10% 82歳の女性の腸を取り囲む、等級IVの結腸直腸の腺癌から分離された。細胞 は上皮様形態を有し、そして低いレベルのCEAを有する。
gh、J、ら、J、Natl、Cancer In5t、、59:221−22 6、(1977))。
5W403:結腸腺癌、ヒト レイポビツ(Leobovi ts)L−15培地、90%、FBS、10% 51歳の女性の腸をほとんど取り囲む、等級IIIの結腸直腸の腺癌から分離さ れた。細胞は上皮様形態を有し、モして癌胚抗原(CEA)を生産する。ムード マウスにおいて腫瘍形成性。(Le i bov i t s。
5W1116:結腸腺癌、ヒト レイボビツ(Leobovits)L−15培地、90%、FBS、10% 75歳の男性の筋層の中に延びた、結腸の等級11の腺癌から分離された。メラ ノーシスが観察された。細胞は上皮様形態を有し、ブラシの境界を示し、そして 高いレベルのCEAを生産する。(LeiboviイーグルMEM(必須アミノ 酸およびピルビン酸ナトリウムを含まない)、90%、FBS、10% 66歳の女性からの頚部癌のバイオプシーから分離された。細胞は上皮様形態を を有する。ムードマウスにおいて腫瘍発生性。(Auersperg、N、 、 J、Natl、Cancer Ins、、 、32:135−148、(196 4))。
Ca5Ki :!11部表皮様癌、ヒトRPM11640.90%、FBS、1 0%40歳の患者の小腸の腸間膜への頚部転移の表皮様癌から分離された。
細胞は腫瘍関連抗原を発現しそしてヒト慢性ゴナドトロピンのベータサイ−グル MEM(必須アミノ酸およびピルビン酸ナトリウムを含まない)、90%、FB S、10% 55歳の患者からの一次組織の外科的試料から分離された。上皮様形態。ムード マウスにおいて腫瘍を形成する。(Friedl、F、ら、Proc、Soc、 Exper、Biol、Med、 、135:543−545、(1979)) 。
1(eLa:!1部上皮様癌、ヒト 必須アミノ酸をもたないイーグルMEMおよびイーグルB S S、90%二F BS、10% 31歳の頚部癌から分離された(Cancer Res、 、12:264、( 1952))。上皮様形態 ME−180: R部表皮様tlA、ヒトマクコイ(McCoy)5a培地、9 096;FBS、10%66歳からの急速に広がる頚部癌の大綱の転移から分離 された(Sykesら、J、Natl、Cancer In5t、、45:10 7−122、(1970))。腫瘍は高度に侵入性の鱗状細胞癌であり、そして 培養において上皮様形態を示す。ムードマウスにおいて腫瘍形成性。
RPM11640.90%:FBS、10%肺の小細胞癌をもつ55mの男性の 陶膜液から分離された。柔寒天の中でコロニーを形成し、そして懸濁増殖する。
小細胞癌の形態およびAPUD特性を有する。ムードマウスにおいて腫瘍形成性 。(Gazdar、A、ら、Cancer Res、、40:3502−350 7、 (1980))。
MRC−5+二倍体の形質転換されていない肺細胞系、ヒトバンクBSSを有す るイーグル基礎培地、90%、FBS、10%14週齢の胎児の正常肺組織から 誘導された。線維芽様形態。(Nature、λIユニ168−170、(19 70))。
マクコイ5a培地、85%; FBS、15%マクコイ5a培地、85%、FB S、15%11歳から分離された。この系統は骨形成肉腫と一致する上皮様形態 9、J、Fogh (41り 、Plenum Press、ニューヨーク、( 1975))。
イーグルMEM、90%:FBS、10%293細胞系はヒトアデノウィルス5 型からの共有されたDNAで形質培地199.95%、FBS、596 正常の成体のアフリカミドリザルの腎臓から開始した(Yasumura、Y、 およびKawakitalY、、N1ppon R1n5hダルベツコの変性イ ーグル培地、90%;仔ウシ血清、10%分離したマウスの胚から分離された。
この系統は非トランスジエニ・ンクであり、そして接触阻害を示す。(Aaro nson、S、A、およびTodaroSG、T、 、LCel 1.Pysi ol、 、72:141−148、(1968))。
F9:胚の癌、マウス 4.5g/lのグルコースを有するダルベ・ソコの変性イーグル培地、85%、 FBS、15% マウスの墾丸の奇形癌から開始した(Be rns t i neら、Pr。
c、Nat 1.Acad、Sei、tJsA、70:3899−3903、( 1973))。この細胞系はある種の培養条体下に壁の内胚葉:こ分化するよう に誘発することができる。
増殖アッセイ I) N Aの中へのチミジンの組み込み速度を細胞の増殖の測度として採用し た。細胞系の増殖へのいくつかのクレアチン類似体(クレアチンキナーゼおよび /または遅い基質の阻害、以後ここにおいて薬物と呼、S()の効果を試験する ために、細胞を収獲し、モして24または96ウエルのプレートの中の適当な桁 間に再プレートした。次の日に、構造遺伝子を示した濃度で添加した。トリチウ ム化チミジン(3N−チミジン、アマ−ジャム)を、実験の長さに依存して、細 胞の収獲の1時間〜4時間前に、2μCi/mlの最終濃度に添加した。処理し た細胞を2つの方法の1つにより収獲した。第1の方法において、細胞を10% のトリクロロ酢酸または10%のドデシル硫酸ナトリウムの添加により溶解した 。
沈澱したDNAを遠心により取り出し、そして3MMの濾紙上にプロットした。
フィルターを順次にメタノールおよびアセトンで洗浄し、乾燥し、次いでレゾ− イー・セイフ(Ready 5afe)液体シンチラント(ベックマン)を含有 するバイアルの中に入れ、そしてベックマンLS31−33T液体シンチレーシ ョンカウンターで計数した。
第2の方法において、培地を吸引または倒立により除去し、そして細胞を100 μlのトリプシン(2,5%、シグマ・ケミカル・コーポレーション、ミゾリー 州セントルイス)の中で37℃において5分間インキュベーションして細胞を剥 離した。細胞をスカトロン(Skatr。
n)細胞ハーベスタ−で収獲し、10102X257のガラス繊維の濾紙(ファ ーマシア#1205−401)上に集め、ベタプレート(Betal)late )液体シンチラント(LKB)を含有するバッグの中に密閉し、そして1205 ペタプレートの液体シンチレーションカウンターで計数して関連する放射能を決 定した。各時点についてのすべての試料を二重反復実験または三重反復実験にお いて採取した。薬物処理した培養物についての抑制の百分率として増殖の値を得 るために、薬物の存在下の3H−チミジンの組み込みを薬物の不存在下の3H− チミジンの組み込みで割り、次いで100の係数を掛けた。
腫瘍細胞からのタンパク質の抽出物 処理および未処理の細胞系をリン酸塩緩衝液(PBS)で2〜3回洗浄した。次 いで付着する細胞をプレートから1mlのPBSの中にこすり落とし、マイクロ フージ(microfuge)管に移し、そして遠心して細胞を沈澱させた。非 付着性培養物をまず15m1の円錐形管に移し、モして11000rpで5分間 遠心した。ベレットを5mlのPBSの中に再懸濁し、遠心し、そしてこの手順 を反復した。次いで、この洗浄したペレットを1m1のPBSの中に再懸濁腰マ イクロフージ管に移し5、そして遠心して細胞を沈澱させた。生ずる細胞の沈澱 を50〜200μmの0.5Mのトリス/領 IMのNaClの中に再懸濁させ 、モして3サイクルの凍結−融解により溶解した。粒状物質を遠心により除去し 、そして上澄み液をクレアチンキナーゼ酵素のアッセイ、クレアチンキナーゼイ ソ酵素の電気泳動アッセイのために使用するか、あるいは細胞抽出物の合計のタ ンパク質のレベルを測定するために使用した。細胞抽出物のタンパク質含量をパ イオーラド(Bio−Rad)のタンパク質アッセイ(バイオ−ラド、#500 −0006)により決定した。このアッセイは種々の濃度におけるタンパク質へ の結合に応答する465nm〜595nmのクーマツシー・ブリリアント・ブル ー〇−250の吸収の示差的変化に基づく色素結合アッセイである。
クレアチンキナーゼの活性: 合計のクレアチンキナーゼの活性をカップリングした反応においてシグマのクレ アチンキナーゼキットCKIOを使用して決定し、ここでクレアチンキナーゼに よるATPの生産をニコチンアミドアデニンジヌクレオチドホスフェート(NA DP)にカップリングさせる。この反応の進行を340nmにおいて分光光度測 定的にモニターした。カップリングした反応は次の通りである・ CK=クレアチンキナーゼ HK=ヘキソキナーゼ G6PD=グルコース−6−ホスフニートデヒドロゲナーゼカツプリングした反 応は、クレアチンキナーゼにより触媒される反応が速度制限反応であるように、 実施した。ヘキソキナーゼおよびG6PDは過剰であった。したがって、NAD PのNADPT(への減少速度はクレアチンキナーゼの活性に対して比例した。
脳イソ酵素に帰属される合計のクレアチンキナーゼの活性の比率を評価するため に、他の試験を採用した。酵素混合物および細胞抽出物を0゜8%のアガロース ゲル上の電気泳動により90ボルト/時において分別した。次いで、ゲルを前述 のカップリングされた反応の構成成分の中に、適当な塩とともに浸漬した。着色 された可視のバンドを酵素活性の位置においてゲルの中に発生させる。クレアチ ンキナーゼキット#715AM1ングマ・ケミカル・コーポレーション)。各C Kイソ酵素の移動は異なり、各イソ酵素に関連するバンドおよび活性を互いに区 別することができる。マーカーとして純粋なCKBBの試料を展開させることに よって、ゲルの中の脳イソ酵素をさがすことができる。
脳イソ酵素活性のレベル 細胞の形質転換は遺伝子の発現における変更に関連するが、この形質転換のプロ セスにおいて影響を受ける細胞のプロセスついて知られていることはほんのわず かである。ウィルスの腫瘍遺伝子生産物の形質転換の可能性とCKHの発現との 間の重要な連結は証明された。クレアチンキナーゼの悪性疾患における役割をさ らに研究するために、形質転換されたおよび形質転換されない細胞系のパネルを ATCCから購入し、培養において確立し、そしてCKの発現について試験した 。細胞をコンフルエンシーにおいて収穫し、そしてそれらのタンパク質を抽出し た。合計のクレアチンキナーゼ(CK)活性をドメインするために、タンパク質 抽出物をカップリングした反応を使用して分光光度測定により評価した(シグマ ・キット#49UV)。抽出物を0.8〜1.0%のアガロースゲル上で分別し てCKイソ酵素を分離し、そしてCK活性についてゲルの中でシグマ・キット# 715を使用して直接アッセイした。合計のクレアチンキナーゼの活性について 決定された値を、上で列挙する細胞系についてタンパク質濃度について補正しく △A146/分/As*aX100)表1に記載する。結論されるように、この サンプリングにおいて多数の腫瘍細胞(肺、頚部、および前立腺誘導腫瘍細胞系 )は高いレベルのクレアチンキナーゼを発現したが、形質転換しない細胞(MR C−5、Vero、BALB/c3T3、およびF9)は低いレベルのクレアチ ンキナーゼを示した。
前述のカップリングされた反応および染色によりアガロースゲルの中に発生した CKイソ酵素のパターンを、小細胞の肺癌系統N(j−069、前立腺癌系統L NCaP、FGCおよびDU145、および頚部癌系統C−33Aを包含する、 いくつかの腫瘍細胞系からの抽出物について決定した。純粋なCKBB (心臓 イソ酵素)、CKMM (筋イソ酵素)およびCKMB (心臓イソ酵素)を対 照としてゲル上に展開して、ゲルの中の各イソ酵素の位置を示した。この分析か ら明らかなように(データは示されていない)、脳のクレアチンキナーゼは優勢 なイソ酵素であり、こうしてこれらの腫瘍細胞系のクレアチンキナーゼの活性の 大部分を表す。これらの結果は、クレアチンキナ−ゼロイソ酵素の発現レベルの 増加が形質転換の間に起こる細胞の遺伝子の発現における特徴ある変更であり、 そして形質転換された表現型に帰属させることができるものであるという示唆と 一致する。
表1 肺 MRC−53 NCI−)(6950 頚部 C−33A 10 CaSki 0.5 1Ha2 He L a 10 ME180 38 骨 U−20S l 5aos−22 腎臓 Vero <1 前立腺 PC−31 LNCaP、FGC30 DU145 15 結腸 5W1116 2 SW403 6 SW48 3 胚 BALB/c3T3 2 F9 く1 実施例2 クレアチンキナーゼのインヒビターによる腫瘍細胞の中のDNAの合成の里声 形質転換された細胞の無限に増殖する能力は、腫瘍細胞のクローニングおよび組 織培養における継代を可能とする。in vitroにおいて、1集団の腫瘍細 胞の増殖は増殖する細胞のDNAの中への3日−チミジンの組み込みのモニター により定量することができる。この増殖のアッセイは、ある化合物の潜在的抗腫 瘍活性を測定する便利な手段をつくる。DNAの中への3H−チミジンの組み込 みを阻害する化合物はDNAの合成を阻害し、これにより細胞の増殖を阻害する 。すべてのこのような化合物は抗癌薬物の候補である。こうして、クレアチンキ ナーゼのインヒビターの潜在的抗癌活性を決定するために、多数のクレアチン類 似体を合成し、そしてin vitroで確立された腫瘍細胞の系統の増殖を阻 害するそれらの能力について試験した。
ホモシクロクレアチン(1−カルボキシエチル−2−イミノイミダゾリジン)、 シクロクレアチン(1−カルボキシメチル−2−イミノイミダゾリジン)、1〜 カルボキシメチル−2−イミノヘキサヒドロピリミジンはクレアチンの環状誘導 体である。カルボクレアチン(3−アミノ−酪酸)はクレアチンと異なり、クレ アチンのグアジニの窒素の1つが炭素と置換されている。
(1−カルボキシエチル−2−イミノイミダゾリジン)ホモシクロクレアチンは ウサギ筋クレアチンキナーゼのための劣った基質であり、そしてクレアチンによ りio、ooo倍遅くクレアチンキナーゼと反応することが示された。逆の反応 において、pH7,0で、ホモシクロクレアチン−ホスフェート(0,2mMの ホモシクロクレアチン−P)は、ウサギ筋クレアチンキナーゼのための基質とし て、リン酸クレアチンより200,000倍活性が低かった(Robe r t SJ。
J、およびJ、B、Walker、Arch、Biochem、Bi。
シクロクレアチンは構造がホモシクロクレアチンと類似し、1つのメチレン基の 不存在によってのみ異なる。シクロクレアチンはホモシクロクレアチンよりin  vitroにおいてクレアチンキナーゼのためのよりすぐれた基質であり、そ して1500倍速く反応する。逆の方向において、シクロクレアチン−ホスフェ ート(シクロクレアチン−P)のためのin vitroにおけるクレアチンキ ナーゼとの反応速度は、ホモシクロクレアチン−Pについてより約1000倍速 い(Roberughlinらは1℃におけるウサギ骨格筋クレアチンキナーゼ とシクロクレアチンとの反応の相対最大速度を報告し、これはクレアチンで観測 された速度の90%であり、そして25mMのKmはクレアチンについてよりわ ずかの5倍高かった(McLaugh l in、A、C,ら、J、Biol、 Chem、、247:4382−4388(1972))。
したがって、これらのin vitroの条件下に、前向きの反応におけるシク ロクレアチンについてのVmax/Kmの比はクレアチンについてのそれのほぼ 115である。
リン酸化化合物のシクロクレアチン−ホスフェートはクレアチン−ホスフェート と構造的に類似する:しかしながら、シクロクレアチン−ホスフェートの燐−窒 素の結合はクレアチン−ホスフェートのそれより安定である。シクロクレアチン −ホスフェート(3−ホスホリル−1−カルボキシ−メチル−2−イミノイミダ ゾリジン)は、リン酸クレアチン(N−ホスホロクレアチン)のそれよりほぼ2 kcal/mo+低く、そしてATPのそれより約1kcal/ml高いギップ スノ自由エネルギーを有する。pH7(37℃)のクレアチンキナーゼにより触 媒される逆の反応において、シクロクレアチン−ホスフェートについてのVma x/Km比はクレアチン−ホスフェートのそれより160倍低い(As I e y、 T、 M、およびWa Ike r、B iochem、B 1ophy s、Res、Comm、、ヱ4 :185−190 (1977))。
シクロクレアチン−ホスフェートは酵素クレアチンキナーゼにリン酸クレアチン のそれに類似するKmで結合し、しかもリン酸クレアチンがなすより約100倍 遅く代謝回転するので、シクロクレアチンホスフェートはクレアチンキナーゼの 競争インヒビターとして作用する。さらに、シクロクレアチンホスフェートが細 胞の中に蓄積するにつれて、リン酸クレアチンのレベルは抑制され、それゆえ、 新しいホスフェートのプールがつくられ、これはホスホリル転移機能において効 率よく利用されない。
1−カルボキシメチル−2−イミノヘキサヒドロピリミジン(6−cCr)はク レアチンの類似体であり、ここで窒素の2つは接合して6員の環を形成している 。5−CCrはこの分子の環状部分が5員の代わりに6員を有することにおいて シクロクレアチンと異なる。
6−CCrのウサギ筋クレアチンキナーゼとの反応の初期の速度は、シクロクレ アチンの反応の初期の速度より400倍遅いと報告された(Rowley、G、 L、ら、J、Am、Chem、Soc、、93:5542−5551 (197 1))。他のグループはこの化合物についてのクレアチンキナーゼの測定可能な 活性を報告しなかった(McLaughlin、八、C1ら、J、Biol、C hem、、247:4382−4388 (1972)”)。
グアニジノアセテートはクレアチンの生合成前駆体であり、そしてクレアチンキ ナーゼのための適度に活性な基質である。McLaughlinおよび共同研究 者らはウサギ筋クレアチンキナーゼとの反応の最大速度を報告しており、これは クレアチンのそれの10%であり、モしてKmはクレアチンについてそれより1 4倍低かった(McLaughlin、A、C,ら、J、Biol、Chem、  、247:4382−4388 (1972))。こうして、グアニジノアセ テートはホモシクロクレアチンまたは6−CCrよりすぐれたこの酵素の基質で あるが、前方反応においてシクロクレアチンより劣った基質である。
カルボクレアチンは、グアジニノ窒素の1つが炭素で置換されていることにおい て、クレアチンの類似体である。Nguyenが報告するように、ウサギ筋クレ アチンキナーゼおよびカルボクレアチンの反応の初期速度はクレアチンのそれよ り1%低かった。カルボクレアチン−ホスフェートはin vitroでクレア チン−ホスフェートより安定である示した(Nguyen、Ann Cae K hue、Ph、D、Thesis in Pharmaceutical Ch emistry。
カリフォルニア大学、カリフォルニア州すンフランシスコ、1983)。
ホモシクロクレアチンは投与量依存性の方法でDU145細胞の増殖を阻止する ホモシクロクレアチン調製物の抗増殖効果を例示する実験の結果を第8図に示す 。この特定の実験において、クレアチンキナーゼBBを高いレベルで発現する前 立腺癌から誘導されたDU145細胞系のDNA合成へのホモシクロクレアチン 調製物の効果を決定した。この薬物の濃度はOmMから10mMに変化させた。
1日1回5日間3H−チミジンの組み込みの測定により各養生法下にDNAの合 成をモニターした。最初の薬物の添加後各日に、培地を交換し、そして薬物を更 新した。対照の細胞には、薬物を添加しない新しい培地を与えた。第8図は、薬 物に対して!露の1.2.3.4または5日についての、未処理対照の百分率/ ホモシクロクレアチンの濃度として、3H−チミジンの組み込みのプロットを示 す。明らかなように、ホモジクロクレアチンに対する投与量および時間の両者に 関係する応答が存在する。ホモシクロクレアチンの濃度またはそれに対する暴露 時間が増加すると、DU145細胞の増殖%は減少した。
さらに、これらの曲線から、ID50または処理の各期間(1〜5日)について 増殖の50%の阻止に到達する濃度を決定することができる。
ID50についての値は、処理の1日についての3.0mMのホモシクロクレア チンから処理の5日についての0.7mMのホモシクロクレアチンの範囲である 。こうして、前立腺腫瘍細胞系DU145の増殖の50%の阻止は、5日の期間 の間はぼ1.QmMのホモシクロクレアチンへの暴露により達成された。
正常および多数の腫瘍細胞系のDNA合成へのクレアチンキナーゼのインヒビタ ーの効果 DU145細胞に対してホモシクロクレアチンについて観察された投与量に関係 する応答が与えられると、ホモシクロクレアチン調製物およびクレアチンキナー ゼの他のインヒビターを細胞系のパネルに対する抗増殖活性についてアッセイし た。18の異なる細胞系をホモシクロクレアチン(HcCr)、ンクロクレアチ ン(CCr)および1−カルボキンメチル−2−イミノヘキサヒドロピリミジン (6−CCr)およびグアニジノアセテートを使用して試験した。これらの実験 において使用した細胞系は、次のものを包含した・形質転換しない肺線維芽MR C−5細胞系、永久分裂能化マウス胚細胞系B A 1.、 B / c 3  T 3.4つのヒト頚部癌結腸細胞系(C−33A、Ca5k i、5iHa、 およびHeLa)、:2)のヒト骨形成内111(U−2および5aos−2) 、形質転換しないアフリカミドリザルの腎細胞(Vero)、アデノウィルス( 5型)、形質転換されたヒトー次胚腎細胞(293L3つのヒト前立腺癌細胞系 (PC−3、LNCaP、FGCおよびDU145)、3つのヒト結腸腺癌(S W1116.5W403、および5W48)、ヒト小細胞の肺癌細胞系(NCI −869) 、およびF9マウス胚癌細胞系。
第1組の実験において、細胞系を0、■、または4mg/mlの薬物で5日間処 理し、そして”H−チミジンの組み込みにより増殖についてアッセイした。第2 組の実験において、同一の18の細胞系を4mg/mlの薬物で増殖のアッセイ の5日前に処理した。
2つの組の実験からのデータを表2に要約する。ある場合において、同様なプロ トコルを使用する、第3の実験からの値をこの表に含める(括弧内)。表2にお ける18の細胞系の各々について、4mg/mlにおける各薬物により増殖の阻 止を未処理対照の百分率として記録する(4mg/ml=24mM、各薬物につ いて)。
ある場合において、所定の薬物による細胞系の増殖の阻止百分率は有意に変化す るように思われる。培養条件の変化はこれらの変動を説明することができる。例 えば、5aos−’lを使用する第2実験において、細胞は薬物の投与に対して 独立に合成するように思われる。LNCa P。
FCCの前立腺細胞は塊に増殖する傾向がありそして非付着性となり、細胞の収 穫の不一致に導いた。さらに、健康なLNCaP、FGC細胞は多少非付着性で あるので、一般に不健康な細胞を視的に同定することおよびこれらを薬物により 実際に阻害された細胞と区別することは困難である。F9奇形癌細胞は、また、 変動を示し、これは多分pHの変動のためであるか、あるいは細胞をゼラチンマ トリックス上で増殖させそして下層から容易に剥離されるという事実のためであ る。未処理F9細胞による3H−チミジンの組み込みは一定しなかった。最後に 、結腸細胞系についての値の変動のあるものは、重炭酸ナトリウムで緩衝化しな い、培地の酸性化から生ずることがある。
値は多くの場合において非常にいい底する。さらに、多数の実験を実施すること によって、人工的変動を別として薬物の効果を同定することができる。例えば、 ホモシクロクレアチンおよび5−CCrはDU145の増殖を再現性ある方法で 阻止した。同様に、シクロクレアチンは頚部癌細胞系ME−180(下を参照) ならびに1系列の結腸癌細胞系のすべての増殖を強くかつ再現的に阻止した。
シクロクレアチンに対する結腸癌細胞系の投与量応答性の例を第9図に示す。A TCCから入手した5つの結腸癌細胞系(SWI 116、ATCCCRL 2 33;5W48、ATCCCRL 231;5W620、ATCCCRL 22 7:Caco−2、ATCCHTB37 (CACO2);およびWiDrSA TCCCRL 218 (WIDR))に対するシクロクレアチンの効果を決定 した。この場合において、各細胞系をO,OmM、3.5mM、7.0mM、1 4゜QmM。
28、QmM、42.0mM、56.0mMまたは70.0mMのシクロクレア チンの存在下に7日間インキュベーションした。第9図は、各細胞系についての 3H−チミジンの組み込み(CPM)/シクロクレアチンの濃度を例示するヒス トグラムを示す。シクロクレアチンの濃度が増加するとき、各細胞系のDNAの 中へのsH−チミジンの組み込みは減少する。この明瞭な投与量に関係する応答 は、これらの結腸細胞系に対するシクロクレアチンの抗増殖効果を確立する。
これらの実施例からおよび多数の他の実験の結果から明らかなように、シクロク レアチンおよびホモシクロクレアチンおよび1−カルボキシメチル−2−イミノ ヘキサヒドロピリミジンはin vitroで種々の腫瘍細胞系の増殖を阻止す ることができる。対照的に、化合物のいずれも形質転換しない細胞系Veroに 対して強いまたは再現性ある効果をもたない。同様に、形質転換しない肺線維芽 MRC−5はHc Crおよび5−CCrにより影響を受けずそしてシクロクレ アチンにより弱(影響を受け、正常の組織はホモシクロクレアチン、6−CCr またはシクロクレアチンを腫瘍組織により許容されない投与量において許容する ことができることを示唆する。
クレアチンキナーゼのインヒビターの抗増殖活性の傾向多数の実験、例えば、前 述の実験からの結果を比較すると、いくつかの傾向が明らかになる。第10図に 、上で試験した15の細胞系の各々および1つの追加の細胞系、頚部癌から誘導 される、ME−180についての1つのこのような実験からの代表的な値を使用 する、1系列の増殖アッセイの結果を要約する。第10A図〜第10D図におい て、棒の高さは3H−チミジンの組み込みを表し、この組み込みは4mg/ml のホモシクロクレアチン調製物(第10A図、HcCr)、4mg/m1の1− カルボキシメチル−2−イミノヘキサヒドロピリミジン調製物(第10B図、6 −CCr) 、4mg/mlのシクロクレアチン(第10C図)、または4mg /mlのグアニジノアセテート(第10D図、第10E図)で処理した細胞につ いての未処理対照の百分率として表わされている。これらの図面により強調され た抗増殖活性の傾向を下に要約する。
第1に、Hc Crおよび6−CCrはほとんど同一の特異性のパターンを示し 、こうして前者により強く影響を受けた系統は後者により強く影響を受けた。同 様に、一方の薬物により限界的に影響を受けた系統は他方により限界的にのみ影 響を受けた。HcCr15−CCrおよびシクロクレアチンの調製物のすべては 形質転換しない細胞のDNA合成について最小の効果を有したが、シクロクレア チンは細胞系のパネルに対してHc Crおよび5−CCrと異なる活性のスペ クトルを示した。
第9図に記載するシクロクレアチンによる阻止に対する結腸細胞系の感受性は、 同様によく第10C図において明らかである。特に重要な他の傾向を第11図に 要約する。第11図は、HcCr、(3−CCrまたはCCrで処理した5つの 頚部細胞系についての対照の百分率として増殖を示す。C−33A、HeLaお よびS iHaの系統を一次腫瘍から誘導するが、Ca5KiおよびME−18 0の系統は転移から誘導する。
Hc Crおよび6−CCrの調製物は、転移ではない系統に関する頚部転移細 胞系の優先的阻止を示した。対照的に、CCrは転移細胞型についてこの好みを 示なかった。HcCrおよび6−CCrの調製物は、また、転移性前立腺系統D U145(脳の転移)およびLNCaP、FGC(リンパ節の転移)の増殖を阻 止する傾向があるが、LNCaP、FCC系統について結果は再現性に劣ること に注意すべきである。再び、転移でない前立腺系統PC−3はHcCrまたは6 −CCrの調製物により強く阻止されなかった。
転移細胞の代謝は非転移の細胞の代謝と異なることができる。こうして、転移系 統はそれらの細胞に対して必須であるが、必ずしも独特ではない機能お阻害に対 していっそう感受性であることがある。さらに、転移系統において阻止された1 または2以上の機能は、また、転移のプロセスに対して必要であるか、あるいは それに関係することがある。HcCrおよび6−CCrの調製物は、直接または 間接的に、転移をコントロールし、活性化するか、あるいはそれに要求されるプ ロセスに影響を与えるいることがある。薬物は単独であるいは他の薬物または治 療剤と組み合わせて投与して転移を防止することができる。
それらは、また、腫瘍細胞を殺すか、あるいは転移が既に起こっている、攻撃的 または後期の段階の病気(ことに前立腺および頚部の病気において)において腫 瘍の増殖を減少するとき、と(に有効であることがある。
通常、後期の段階の前立腺癌はホルモンの治療に対して応答しない。
事実、DU145細胞系の増殖を阻止する薬物、例えば、ホモシクロクレアチン および1−カルボキシメチル−2−イミノヘキサヒドロピリミジンの調製物はこ れらの未処置の腫瘍のために有効な治療を提供することができる。薬物が作用す る部位の同定は転移のプロセスへ光を放つことができ、そして転移を妨害する他 の方法を示唆することができる。
MRC−5およびVeroの細胞系はHcCrおよび6−CCrの調製物により 大きく影響を受けないことを強調することは重要である。MRC−5およびVe ro系統は「正常の」細胞系の組織培養バージボンである。こうして、Hc C rおよび6−CCrはまた貧弱な正常の細胞であることがあり、それらは個体に おいて低い毒性を有することがあることを示唆する。
多数の実験において観察される他の重要な傾向は、シクロクレアチンが最高のレ ベルのクレアチンキナーゼを発現する腫瘍細胞の増殖を最も首尾一貫して阻止し たということである。例えば、ME−180,293およびLNCaP、FGC 細胞のすべては非常に高いレベルのクレアチンキナーゼを発現しく表1参照)、 シクロクレアチンにより強く影響を受ける。他方において、Hc Crおよび5 −CCrについて、クレアチンキナーゼの活性と増殖の阻止との間にこのような 明らかな相関関係は見られない。
これらの3つの調製物(CCr、HcCr、6−CCr)の各々ニラいての活性 の正確なモードおよび部位は知られていない。一方において、)(c Crおよ び5−CCrの調製物の異なる特異性(すなわち、影響を受けた細胞系の異なる パターン)、および他方において、シクロクレアチン調製物のそれに照らして、 Hc Crおよび6−CCrは、前進反応においてクレアチンキナーゼのための 非常に劣った基質であり、こうして非常にゆっくりリン酸化されたことにおいて 、シクロクレアチンと区別されることに注意すべきである。したがって、化合物 の2つのクラスは異なるメカニズムにより作用している可能性がある。
この可能性にかんがみて、HcCrおよび6−CCrの調製物は参照した合成の プロトコルの主要な生成物の多数回の再結晶化で完全な抗増殖活性を保持しない が、シクロクレアチンは主要な生成物の多数回の再結晶化を通して完全な活性を 保持することに注意ごとは重要である。シクロクレアチンがその調製物の活性成 分であることは最も可能性があるが、HcCrおよび5−CCrの調製物の活性 成分は期待するクレアチン類似体でない可能性が存在する。しかしながら、I( c Crおよび6−CCrのための引用文献の調製物はここで例示する抗増殖活 性の合成に再現的に導く。HcCrの3つの調製物および5−CCrの2つの調 製物は同様な活性のパターンを生成した。したがって、ここで使用するとき、「 ホモシクロクレアチン」および「1−カルボキシメチル−2−イミノヘキサヒド ロピリミジン」は、それぞれ、ホモシクロクレアチンおよび1−カルボキシメチ ル−2−イミノヘキサヒドロピリミジンを含有する調製物を呼ぶために使用し、 調製物はここにおいて例示しそして特許請求する活性を有し、そして言及した源 から得られるか、あるいはここに言及した合成方法によりつくられた。
グアニジノアセテートは細胞系のパネルに対して第3の阻止のパターンを示した 。グアニジノアセテートの場合において、今日まで2系列の実験はすべての3つ の結腸系統およびBALB/c3T3系統の増殖の強い阻止を示した。系統の残 部は薬物により大きく影響を受けなかった。
再び、グアニジノアセテートの作用のモードは知られていない。培養条件下の培 地のpHの変化は定量されなかったので、結腸細胞系についてのデータは注意し て解釈すべきである。
同様な実験において試験したカルボクレアチンは、はぼ同じ程度に試験した形質 転換されたおよび形質転換しない両者の細胞系の増殖を阻止した(データは示さ れていない)。これらの系統についてのカルボクレアチンの1算したII)50 は約LmMであった。さらに、化合物の抗増殖効県と試験する細胞系のクレアチ ンキナーゼの活性との相関関係は存在しなかった。これらの結果が示唆するよう に、この薬物は腫瘍細胞に対する所望の特異性をもたないことがあり、そしてク レアチンキナーゼにより機能化されないことがある。
所定の薬物に対する感受性における細胞系の間の差は、例えば、細胞系の形質転 換または他の性質の原因または程度の差を反映することがある。4つの薬物(H cCr、6−CCr、CCrおよびGA)の特定の系統のサブセットを阻害する 傾向は、本質的に選択的殺し表示し、またin vivoの毒性を減少すること がある。
10の追加のグアジニノ(すなわち、クレアチンおよび類似体)化合物を、ある 数の細胞系の増殖を阻止するそれらの能力について試験した。
試験した10の化合物の構造、参照、および購入源を表4に記載する。
これらの実験において、細胞系を薬物に1mg/m1〜4mg/mlの濃度で5 日間暴露した。5日後、細胞を洗浄して薬物を除去し、そして増殖をDNAの中 への38−チミジンの組み込みによりアッセイした。
1mg/m!の濃度において、薬物の5日の暴露後およびアッセイの条件下に、 これらの10のグアジニノ化合物は細胞系の増殖への効果をほとんどあるいはま ったく示さなかった。はとんどの場合において、細胞の増殖への適度の効果のみ が4mg/m+の濃度において薬物で観察された。さらに、β−グアジニノーブ ロビオン酸およびN−メチルーヒダント酸は、それらが形質転換された細胞系の 多数の増殖を阻止したより強く、形質転換しないMRC−5細胞系の増殖を阻止 し、これらの薬物が腫瘍細胞に対する所望の特異性をもつことができないことを 示唆した。
結腸細胞系5W1116および5W48はN−メチルーヒダント酸および1−カ ルボキシメチル−2−イミノイミダゾリジン−4−オンにより強く阻止されるよ うに思われたが、対照細胞は不健康であるように見えた。(前述したように、結 腸細胞系は、細胞の感受性および培地の可能な酸性化のために、組織培養におい て維持することが困難である。)表5の中の星印の値は注意して解釈すべきであ る。なぜなら、対照試料の中に組み込まれたQ(−チミジンの計数7分は非常に 低く、これらの値は有意でないことがあるからである。
実施例4 タレアチンキナーゼのインヒビターにより柔寒天の中の確立される細胞系のコロ ニー形成の阻止 ヒト腫瘍のコロニーのアッセイ(または幹細胞のアッセイ)は、半固体の培地の 支持体の使用によりDNA合成アッセイと異なるin vitro培養系である 。この支持体系の中で自己更新増殖することができる、唯一の形質転換された細 胞。コロニーアッセイにおける特定の因子の化学感受性の試験は異なる腫瘍の薬 物感受性において明確な異種性を明らかにし、そして臨床的相関関係を今回この アッセイにおける因子に対する化学感受性と化学療法における対応する因子に対 する患者の応答との間において作った。このアッセイの予測の値に照らして、柔 寒天の中のコロニーを形成する形質転換された細胞の能力へのタレアチンキナー ゼのインヒビターの効果を試験した。
腫瘍細胞 ヒト腫瘍細胞を確立された腫瘍細胞系から誘導した。細胞はアメリカン・タイプ ・カルチャー・コレクション(American TypeCulture C o11ection)(ATCC)、米国マリイランド州ロックビレ、から購入 したが、ただしA2058細飽系はU。
S、ナショナル・キャンサー・インスチチュートのM、Beckner博士から 受け取った。購入以来、細胞をに〇〜1=8の二次培養物比で毎週2回継代した 。付着性細胞の継代は、増殖培地を除去し、3mlの0.25%のトリプシン( J、 R,■バイオサイエンス)の中で単層を細胞が剥離するまで数分間インキ ュベーションし、次いで20m1の新鮮な増殖培地を添加してトリプシンを不活 性化することを含んだ。
柔寒天のコロニーのアッセイのために、細胞を5mlの鉤 25%のトリプシン (J、R,H,バイオサイエンス)中の解離により75cm2のフラスコから集 めた。トリプシンをlQmlのEMEM+10%のFBSで不活性化した。細胞 をゲックマンのテーブルトップの遠心機の中で150Orpmで5分間沈澱させ た。上澄み液を吸引により除去し、そしてベレットを1〜5mlのIMDMの濃 縮した培地の中に再懸濁させた(下を参照)。トリプシン化により収穫した細胞 を血球計で計数して、生活可能な細胞の数を決定した。このストックから、一般 に1゜5X10”〜7.5X10’細胞を各35mmの皿に添加した。
細胞系の維持のための培地 ストックの腫瘍細胞系ME−180(ATCCI(TB 33)、DU145( ATCCIITB 81)、SK−N−MC(ATCCHTB 10+ (SK NMC))、およびU−87MG (ATCCHTB 14)細胞の増殖のため に、培地は90%の最小必須培地(イーグルおよびイーグルの平衡化塩類、L− グルタミンを含まない、J、R。
H,バイオサイエンス 5 ]、 −412、EMEM) 、10%の胎児ラン 血清、1mMのNaピルベー1− (J、R,H,バイオサイエンス)から成っ ていた。細胞を75cm”のフラスコの中で5%CO2,37℃において増殖さ せた。
5W48 (ATCCCRL 231)細胞のために、増殖培地は90%のL− 15(Leibovi tz)培地(L−グルタミン、J、R。
Hバイオサイエンス 5l−201)、10%の胎児仔ウシ血清、100U/m lのPen/5trep、および2mMのし一グルタミン、1mMのNaピルベ ートから成っていた。細胞を閉じた75cm2フラスコの中で37℃において増 殖させた。
Ca5Ki (ATCCCRL 1550)およびNCl−H69(ATCCH TB 119;(H69))細胞系のために、培地は90%のRPM11640 培地(L−グルタミンを含まない、JRHバイオサイエンス 5l−502L  10%の胎児仔ウシ血清、100U/m1のPen/5trep、および2mM のし一グルタミン、1mMNaピルベート(J、 R,H,)から成っていた。
細胞を75cm’のフラスコの中で5%CO2,37℃において増殖させた。
NIH:0VCAR(ATCCHTB 161、(OVCAR))結腸腺癌細胞 のために、培地は90%のRPM11640培地(L−グルタミンを含まない、 JRHバイオサイエンス 5l−502)、10%の胎児仔ウシ血清、100  U/m IのPen/5trep、および2mMのし一グルタミン、1mMNa ピルベート(J、R9)1. )、10μg/mlのインスリン(シグマ)から 成っていた。細胞を75cm2のフラスコの中で5%CO,,37℃において増 殖させた。
A2058ヒト転移黒色腫細胞のために、培地は90%のダルベツコの変性イー グル培地(4500mg/Iのグルコース、L−グルタミンを含まない、J、  R,H,バイオサイエンス 5l−432) 、10%の胎児仔ウシ血清、10 0U/mlのPen/5trep、および2mMのし一グルタミン、1mMのN aピルベート(J、R,11,)から成っていた。細胞を75cm”のフラスコ の中で5%CO2,37℃において増殖させた。
コロニーのアッセイのための培地 コロニーのアッセイのために、すべての細胞をTMDM濃縮培地の中でインキュ ベーションし、この培地は77%のイスコウブ(Tscove)の変性ダルベツ コ培地(IMDM) 、2mMのL−グルタミン、4mMのCaCl2.230 0mg/IのNaCl2.3U/mlのインスリン、0.5mg/mlのDEA Eデキストラン、1.5%のl3SA (シグマA−9418) 、10%のF BS (胎児仔ウシ血清)、10%のH3(ウマ血消L2mMのNaピルベート 、100U/mlのPen/St repから成っていた。IMDM濃縮培地を 調製するために、BSAを除外したすべての成分を撹拌棒を有する10100O のビーカーの中で混合した。次いでBSAをこの混合物に添加し、そして数時間 溶解させた。次いで培地を0,2μmのフィルターで濾過し、そして250m1 のアリコートに分割し、そして−20℃で貯蔵した。
薬物のストックの調製および処理のプロトコル古実験のために、16mg/ml のシクロクレアチンの新しく調製したストック濃度をIMDM濃縮培地でつくっ た。薬物への導辣煎暴露の間に細胞のコロニー形成を測定するために、シクロク レアチンのストック溶液のアリコートをプレイティング直前に細胞および寒天に 添加して、0〜8.0mg/mlのシクロクレアチンの最終濃度を達成した。一 般に、6回の薬物の投与/実験が存在し1、そして各投与は4回の反復実験で実 施し、た・ベヒクル処理した対照を包含する、各薬物濃度について4枚の35m mの皿。
薬物への制限されたIi[の細胞のコロニー形成を測定するために、薬物を含ま ない柔寒天の中にプレートする前に細胞を薬物で48時間前処理した:lX10 ’細胞を25cm2のフラスコ当たりにプレートし、そして付着させた(少なく とも6時間)。次いで増殖培地を吸引し、そして0.0.5゜1,0.20.4 .0または8.0mg/Iでシクロクレアチンを含有する培地の5mlで置換し た。典型的には、2個の25cm2のフラスコ/薬物濃度が存在した。細胞を薬 物に48時間暴露し、次いで2mlの0.25%のトリプシンを有するフラスコ から取り出した。薬物の残留物を除去するために、2mlの細胞懸濁液を5ml のTMDM濃縮培地を含有する遠心管に添加し、モして1500rpmにおいて 5分間遠心した。細胞のペレットを新鮮なIMDM濃縮培地の中に再懸濁させた 。次いで細胞を計数し、そして薬物を含まない寒天に添加した。同一数の生存能 力ある細胞を各薬物投与からプレートした。
コロニーを形成する能力を測定する。形成したコロニーの数は、薬物への制限さ れた!露の間の細胞の損失を反映しない。
柔寒天の中のプレイティング このアッセイにおいて使用した柔寒天は2層から成っていた二0.5%の寒天お よび培地のベースフィーダ一層および腫瘍細胞を保持する、それほど固(ない上 層(0,3%の寒天)。ベース層を形成するために、はぼ15mlの培地および 血清を含有する0、5%のバクト寒天を35mmの皿の中にピペットで入れ、そ して室温において5分間固化させた: IXPBS (JRHバイオサイエンス )の中の2%のバクト寒天(ディフコ)溶液をオートクレーブ処理により滅菌し 、そして使用しないとき4℃において貯蔵した。4℃において貯蔵した固化した 寒天ををまず液体となるまで(約5分)沸騰させ、次いで42℃に冷却した。ア リコートを適切な温度について温度計で検査した。3つの35mmのベトリ皿を 100mmのペトリ皿の内側に配置した。プレートの1つをより大きいプレート の中に配置し、そして必要に応じて水を充填して、実験の間の寒天の脱水を防止 した。プレートの2つは蓋をもち、そして寒天、細胞および薬物の添加のために 使用した。2%のバクト寒天溶液を前辺て加温した(37℃)80%のIMDM 、20%のFBS、100U/m1のPen/S t rep、2mMのし一グ ルタミン、1mMのNaピルベートを希釈物としてを使用して調製した。
上層は寒天、培地、血清、細胞および、ある場合において、薬物から成り、15 m1の管の中で調製した。薬物(0〜1.8m1)および細胞(10μm 〜0 .3m1)をIMDM濃縮培地(体積を2.5mlとっするために必要な量)と 混合し、次いで42℃に保持した0、5mlの2%のバクト寒天を添加した(最 終の寒天濃度=0,3%:合計の体積=3ml)。次いでこのカクテルを5ml のピペットで混合した。この混合物のほぼ1.2mlを、より大きい100mm のプレート内に配置された0、5%のバクト寒天の固化した層を含有する2つの 35mmの皿の各々にピペットで入れた。各処理群のために、この方法を反復し て、合計4つの35mmの皿/処理群が存在するようにした。はぼ3mlの無菌 の水を100mmのプレート内の残りの開いた35mmのベトリ皿の中に配置し た。これらのプレートを室温において約5分間放置して寒天を固化させ、次いで 37℃、5%の002において3週間インキュベーションした。
一般に、21日後、コロニーを生体染色で染色して、生存能力を決定しかつ可視 化を促進した。0. 5ml (水中の0.5mg/m+)のP−ヨードニトロ テトラリウムバイオレット(シグマ)を寒天の上に滴々添加した。色素は多数の 細胞のデヒドロゲナーゼの電子アクセプターである。色素の添加後、プレートを 37℃、5%のCOlにおいて24時間インキュベーターに戻した。生存能力の ある細胞は青みががった紫色に染色された。50より多い細胞から成る染色され たコロニーを位相差顕微鏡で40×の倍率で同定した。
0化学的感受性を、前述の二重層柔寒天アッセイを使用して測定した。
異なる確立された腫瘍細胞系からの単一の細胞懸濁液(1,5X10”〜7.5 X10’細胞/35mmの皿)を柔寒天の中で別々に、典型的には少なくとも6 つの異なる濃度のシクロクレアチン(0,25〜8゜0mg/m+)の1つの存 在下にプレートした。未処理対照の細胞をベヒクルのみでプレートした。各処理 群および対照群を4回の反復実験(4つの35mmの皿/群)で実施した。21 〜37日後、形成したコロニーを位相差顕微鏡で40Xの倍率で計数した。(多 くの場合において、コロニーを生体染色で染色して計数を促進した。)未処理対 照群において形成したコロニーの数はほぼ50〜750コロニーであった。(平 均48コロニー/対照プレートより少ない実験は含めなかった。)各処理群およ び対照群において形成したコロニーの平均数をプロットして、プレイティング効 率を50%だけ阻止するために要求される投与量を決定した。
H69(小細胞の肺癌)、ME−180(頚部癌) 、SKNMCC神経芽細胞 腫の転移)、および5W48(結腸腺癌)細胞のプレイティング効率は、高い投 与量のシクロクレアチンへの連続的暴露により非常に減少した。これらの細胞の 型の各々のクローンの増殖は、はぼ0.5mg/ml (3,5mM)のシクロ クレアチンへの連続的暴露により対照の値の50%に阻止された。これらの細胞 のコロニー形成へのシクロクレアチンの阻止効果を下表に記載し、そして各場合 において投与量に関係することが示された。すなわち、薬物の投与量が高いほど 、コロニーの形成する数は少なくなった。■169細胞について、2mg/ml のシクロクレアチンへの連続的暴露において、50細胞より大きいコロニーは2 3日以内に形成した。ME−180細胞について、クローンの増殖は2mg/m lのシクロクレアチンにおいて99%だけ阻止された。SKNMC細胞について 、コロニー形成は2.0mg/m+のシクロクレアチンにおいて未処理対照と比 較して98%だけ減少した。5W48細胞の増殖はl、Qmg/mlのシクロク レアチンにおいて未処理対照と比較して95%だけ減少した。最小大きさのコロ ニーは1.5mg/m1または2.0mg/mlのシクロクレアチンのいずれに おいても形成しなかった。
表6 0+0 45 110 113 3340.25 n、d、會 n、d、 n、 d、 2520.5 28 39 75 157 0−’7s n、d、 n、d、 n、d、 410VCAR細胞のプレイティ ング効率は有意に減少したが、表6に示す細胞についてほど重大ではなかった。
0VCAR細胞についてのCD50は0.8mg/mlであった。しかしながら 、対照のプレートにおけるコロニーの平均数は1000を越え、正確な計数が困 難となったので、CD50はこの細胞系について多少の過度に推定されることが ある。
2.0mg/ml、4゜Omg/m+および8.0mg/mlにおいて、0VC AR細胞のクローンの増殖は、未処理対照と比較して、それぞれ、89%、93 %および95%だけ減少した。
U−87MG(神経芽細胞腫、神経膠星状細胞腫)細胞のプレイティング効率は ME−180細胞のそれより10×高い投与量で減少した:5.5mg/ml  (39mM)。未処理対照に関して、4.0mg/mlにおいて、コロニーは3 1%だけ減少し、そして8.0mg/mlにおいて、コロニーは80%だけ減少 した。
このアッセイの条件下に、A2058細胞の増殖は、8.0mg/■lまたは5 6mMのシクロクレアチンである、試験したシクロクレアチンの最高の濃度によ り影響を受けなかった。
シクロクレアチンへの細胞の48時間の暴露の効果シクロクレアチンへの48時 間の暴露に対する腫瘍細胞のin vitro化学的感受性を、また、二重層の 柔寒天アッセイを使用して測定した。いくつかの異なる細胞系からの1×105 細胞を25cm”のフラスコの中にプレートしそして、薬物の不存在下の柔寒天 の中にプレートする前に、二重反復実験において選択した濃度のシクロクレアチ ンで48時間処理した。未処理対照細胞はベヒクルとのみ等しい時間の間インキ ュベーションした。各フラスコからの単細胞墾濁液(1,5X101〜7.5X 103細胞/35mmの皿)を2つの35mmの皿の中の薬物の不存在下にプレ ートした。こうして、各処理および対照の群を4回の反復実験において実施した (2つの25cm”のフラスコを4つの35mmの皿/群にする)。21〜37 日後、形成したコロニーを位相差顕微鏡で40×の倍率で計数した。多くの場合 において、コロニーを生体染色で染色して計数を促進した。未処理対照群におい て形成したコロニー4)aハホlZ50〜750コロニーであった。(平均48 コロニー/対照プレートより少ない実験は含めなかった。)各処理群および対照 群において形成したコロニーの平均数をプロットして、プレイティング効率を5 0%だけ阻止するために要求される投与量(CD50)を決定した。
試験した5つの細胞系の各々のシクロクレアチンへの48時間の暴露についての CD501mを下に表にする(表7)。
ovCAR* 0.6 869 1、 Q )IE−1801,8 DU−1452,6 ^2058 >8.0 零3つの投与量のみ=0.5.1.0および2.0mg/mlシクロクレアチン により影響を受けなかった、A2058細胞を除外して、試験したすべての細胞 はシクロクレアチンに対する投与量の応答を示した。薬物の濃度が増加するとき 、経過した時間までにわずかの細胞は最小のコロニー大きさを達成した。
これらの実験の結果、ならびに薬物への連続的暴露について得られた結果(上を 参照)が示すように、シクロクレアチンは種々の代表的な腫瘍細胞系のクローン の増殖を阻止する。さらに、コロニー形成によりアッセイして薬物の処理により 最も再現的に阻止された細胞系は最高のクレアチンキナーゼのレベル:H69お よびM13mp18(表1.6および7)をもつものであることに注意すること は重要ある。A2058は、他方において、検出可能なりレアチンキナーゼを発 現せず(データは示されていない)、シクロクレアチンにより影響を受けない。
柔寒天のコロニーのアッセイの証明された予測の値、およびこのアッセイにおけ るシクロクレアチンの活性に基づいて、シクロクレアチンは有効な抗腫瘍剤であ ると結論される。さらに、これらの観察が示唆するように、シクロクレアチンに 対して化学的に感受性の腫瘍は、正常の組織と比較したトキ、バイオプシーの試 料をクレアチンキナーゼの活性の増加についてスクリーニングすることによって 同定することができる。
腫瘍細胞を含有する悪性腹水を病気の診断の仕上げまたは処置の一部分として集 めた。流出液を保存剤を含有しないヘパリン処理した真空びんの中に集め、15 0Xgで10分間遠心し、そして10%の加熱活性化胎児仔ウシ血清および1% のペニシリンおよびストレプトマイシンの溶液を含むハングの平衡化塩溶液の中 で2回洗浄した。細胞の生存能力をトリバンブルーの排除により決定した。
薬物の試験 シクロクレアチンおよびホモシクロクレアチンを15m1の円錐形管に添加した 。(添加した薬物の量は添加した薬物のストックの体積により決定した。)次い て、2.0ml/管の二重に濃縮したコンノート・メディカル・リサーチ・ラボ ラトリーズ(Connaugh t Medical Re5earch La boratories)(CMRL)培地を添加した。最後に、05mlの細胞 を各管に添加した。また、各薬物のための対応する溶媒(すなわち、水)を含有 する対照を試験した。管を渦形成し、そして内容物をプレートした。0.3ml の寒天(5mlのピペットの中で測定した)を調製した15m1の円錐形管の中 に抜き出し、そして2回混合した。次いでこの混合物を抜き出し、そして1ml を各プレートに添加した。プレートを37℃において5〜7%のCO2および1 00%の湿度の中で14日間インキュベーションした。
500m1の培地について、400m1のCMRL1066(ギブコ#321− 153AJ)に75m1のウマ血清(ハイクローン)、10m1の胎児仔ウシ血 清(ハイクローン)、10m1のインスリン(100単位/ml)、5mlのビ タミンC(30mM) 、5mlのベニシリン/ストレプトマイシン(5,0O OU/ml、バクスターカタログNo、Ta205−30)を添加した。
二重濃縮したCMRL1066 100mlのa縮したCMRI−に、1.5mlのアスパラギン(6゜6mg/ ml)および2.0mgのグルタミン(200mM)を添加した。pHを1N塩 酸で最終pH7,0〜7.2に調節した(約Q、3m1(7)IN塩酸/100 m1)。
プレートの調製 下層は1mlのプレイティング培地中の0,42%の寒天から構成した。2.5 %のディフコ(Dirco)寒天をプレイティング培地(40mlの濃縮したマ クコイ、1.0mlのトリプシン大豆ブロス(蒸留水中の3%)、0.6mlの アスパラギン(6,6mg/ml) 、0.3mlのDEAEデキストラ:/  (50mg/ml) 、0.4mlのグルタミン(200mM))で0.42% の寒天に希釈した。成分を使用直前に一緒にした:1.Qmlのプレイティング 培地+2mlの2.5%の寒天=1/6の濃度(0,42%)。これを2回混合 し、モして1mMのアリコートを12の35mmのペトリ皿に添加した。
上層は1mMの0.25寒天から成っていた。2.5%の寒天を二重濃縮したC MRL1066で0.25%の寒天に希釈した。0.3mMの2.5%の寒天を 45〜50℃において培地、細胞、および薬物または対照の溶媒を含有する容管 に添加した。領 3mMの寒天を5mMのピペットで添加した。生ずるほぼ3m Mを2回混合し、次いで抜き出し、そしてLmlを各プレートに添加した。
卵巣腹水腫瘍の検体を卵巣癌の患者から集め、適当な薬物の希釈物または対照の 培地の存在下に管に移し、そして前述したように3回の反復実験において培養し た。0.2.2.0および20.0mMのホモシクロクレアチンの存在下(表8 )および0.0.067.0.670および6.700mMのシクロクレアチン の存在下(表9)に形成したコロニーの数を下に表にする。
表8 ホモシクロクレアチンは新しいヒト腫瘍細胞の増殖を阻止するクローン形成アッ セイにおける(卵巣腹水細胞)2.0mM 17 15 12 15 22 3 3%20.0d 8 9 7 8 22 64%表9 ホモシクロクレアチンは新しいヒト腫瘍細胞の増殖を阻止するクローン形成アッ セイにおける(卵巣腹水細胞)0.67%M 19 13 18 17 22  24%6.70hll 16 13 11 13 22 39%20mMのホモ シクロクレアチンおよび6.7mMのシクロクレアチンを使用する処理は、形成 したコロニーの数を有意に減少した。2つの化合物は2つの追加のバイオプシー の増殖の阻止の低い首尾一貫性を示した。それにもかかわらず、新しく誘導した 腫瘍の検体を使用するこれらの実験は、確立された細胞系に対して上で観測され たシクロクレアチンの抗増殖効果を確証し、これらの化合物の抗増殖活性が確立 された細胞系の不規則の性質のためてないことを示す。さらに、これらのノ(イ オプンーのクレアチンキナーゼの活性は未知であることに注意すべきである]し たがって、試料はほとんどの薬物感受性の腫瘍の型を表さないこATPレベルを 持続するか、あるいは筋肉の虚血性エボサイド(eposides)の間の悪寒 を遅延するクレアチンキナーゼのインヒビターの能力を研究する従来の研究にお いて、シクロクレアチンおよび他のクレアチン類似体はマウス、ラットおよびヒ ヨコに供給されてきている。
すべての類似体はよく許容された。Griffit)1sおよびWalkerの 報告によると、1%のシクロクレアチンを含有する規定食を供給されたヒヨコは 胸の筋肉、すなわち、クレアチンキナーゼの活性に富んだ組織、の中にシクロク レアチン−ホスフェートを急速に蓄積した。シクロクレアチンは、また、心臓お よび脳の中に蓄積したが、その程度は低かった。ヒヨコは抗生物Vt<オキシテ トラサイクリン)をまた摂取した場合規定食の中の1%のシクロクレアチンを許 容したが、これらのヒヨコは対照のヒヨコよりゆっくり成長した。また、Gri ffithsおよびWalkerが報告しているように、シクロクレアチンは1 %のシクロクレアチンを含有する規定食を供給されたラットにおいて筋肉、心臓 および脳により吸収された(Gr i f f i ths、 G、 R,およ びJ、B、Wa Iker、J、Biol、Chem、 、25↓:2049− 2054 (1976))。
in vitroで再現性ある抗腫瘍活性を表示したシクロクレアチン(前述) は許容されるように純粋でありそして動物によりよく許容されたので、いくつか の実験を実施して、シクロクレアチンがムードマウスにおいてヒト腫瘍の異種移 植片の増殖を阻止することができるかどうかを試験した。in vitroの感 受性に基づいて選択した腫瘍細胞を、組織培養で増殖した細胞の注射またはムー ドマウスの中で増殖した腫瘍断片の移植によりマウスの中に移植した。細胞の注 射または移植後あるいは明白な腫瘍の形成後、食事の(0,25〜1.0%)薬 物を食物との混合物により投与した。シクロクレアチンのこれらの量は動物の異 なる器官の中にmM11度で蓄積することが示された。ミリモル濃度はここにお いてin vitroで抗増殖活性を有することが示された。
薬物の存在または不存在における腫瘍の増殖は、物差しまたはカリバーを使用す る増殖する腫瘍の外側の測定によるか、あるいは剖検した腫瘍の実際の測定によ り追跡した。
ヒト表皮様癌細胞から誘導された新しく確立された腫瘍のムードマウス70)) 。細胞を注射前にトリプシン化により1:6.1:8の二次培養物比で9力月間 毎週2回継代した。培地は90%の最小必須培地(イーグルの平衡化塩を有する イーグル、L−グルタミンを含まない、J。
R,H,バイオサイエンス 51−412、EMEM) 、10%の胎児仔ウシ 血清、100U/mlのペニシリン/ストレプトマイシン、2mMのL−グルタ ミン、1mMのNaピルベート(J、R,H,バイオサイエンス)から成ってい た。細胞を75cm”のフラスコの中で5%CO!、37℃において増殖させた 。
実験のために十分な細胞を収穫するために、ME−180細胞の8つの225c m2および10の150cm”のコンフルエントのフラスコを、細胞がフラスコ から剥離するまで、5mlの0.25%のトリプシンで処理した。トリプシンを 10m1のマクコイ培地+10%のFBSで不活性化した。細胞を1500rp mで5分間遠心することによって集めた。上澄み液を吸引により取り出し、そし てペレットを40m1のブレーン(血清なし)培地の中に再懸濁させた。細胞の 懸濁液を再び遠心し、そしてペレットを5mlの血清不含のマクコイ培地の中に 再懸濁させた。
細胞の計数を実施して細胞の数および生存能力を決定した。3.8X107細胞 を各マウスの1本の後ろ足の中に皮下注射した。iceの注射器および26Gの 針で注射を実施した。
物差しをマウスの体に対して水平に保持して腫瘍の幅を決定し、そして垂直に保 持して高さを決定して、腫瘍を外部から物差しで測定した。
ある場合において、2つの腫瘍は可視であった。腫瘍の体積は平方した幅および 長さの商を2で割ったものとして推定した。
ヱ之Z チャールス・リバー(Charles River)飼育研究所がらのムード( 無胸腺)雄マウスを8〜10週齢のマウスとして供給された。
これらのマウスをマサチュセッッ大学の動物医学研究所に収容した。マウスを注 射前に19日間順応させた。各マウスを同定するために、右または左の耳の一番 外側の特定の部分に小さい孔に開けた。実験の開始におけるマウスの平均体重は 28gであった。
動物の飼育技術 マウスはマサチュセッッ大学のメディカル・センター(マサチュセッツ州つォセ スター、レークアベニューノース55)により操作されるIIバイオチク・パー ク・アニマル・ファッシリイーに収容した。動物の室は72°F、40〜70% の相対湿度に保持する。動物をポリカーボネートのマウスのケージ(ラブ・プロ ダクツのマイクロアイソレーター装置、ラブ・プロダクツ・インコーホレーテッ ド、ニュージャーシイ州マイウッド)。動物をオートクレーブ処理した敷きわら 上に収容する(サニーチップ;P、J、マーフィ町インコーボレーテッド、ニュ ージャーシイ州モントヴイレ)。動物のオートクレーブ処理可畦なブリナ・ダイ エツト(Purina Diet)り010 (ブリナ・インコーホレーテッド )および滅菌した水を任意に与えた。動物を層状流れワークステーション(ヌア イレ・インコーホレーテッド)の下で飼育のために取り扱う。動物のケージを毎 週交換する。
薬物の調製 腫瘍細胞の注射後、ファーマーズ・イクスチェンジ(FarmersExcha nge)#5010ピコラブ(Picolab)マウス食物からの無菌の粉砕し た餌を与えた。餌は100gの食物を保持するジャーの中に入れ、これらは毎週 2回置換した。60ccの注射器のプランジャー区画を使用してシクロクレアチ ン(Ccr)を餌の中に入れて、0.25%、0.5%、0.75%またはi、 o%のシクロクレアチンの最終濃度に到達させた。この混合物を無菌のジャーに 添加し、そしてケージにいれ、そして標準のペレットを取り出した。
結果 25匹のムードマウスにおいて3.8X10’細胞/マウスを各マウスの1本の 後ろ足に皮下注射することによって、ME−180細胞誘導腫瘍を開始した。マ ウスをそれらのもとのケージに戻した(5匹のマウス/ケージ)。注射後5日に 、腫瘍は注射した動物の各々において明らかであった。第5日に、被検薬物を規 定食に対する補助物質として0゜0%、025%、05%、075%および1. 0%の濃度で添加し、1つの選択した濃度/ケージであった。薬物および餌の混 合物をマウスに任意に食べさせた。腫瘍の大きさおよび動物の体重を次の2週間 記録した。
0%のシクロクレアチンを2週間供給したマウスは平均2g±1.4gを獲得し たが、規定食の中に1%のシクロクレアチンを供給したマウスは平均して体重の 増加なかった。試験した濃度は平均して体重の損失を誘発しなかった。いくつか の他の実験において、異なる系統のムードマウスおよび正常のマウスは、1%の 食物のシクロクレアチンを供給したとき、体重の増加を獲得することが観察され た。
前厄て形成した、明らかな腫瘍をもつマウスの規定食へのシクロクレアチンの添 加は、投与量に関係する方法で腫瘍の増殖を阻止した。、0%の7クロクレアチ ンを供給したマウスにおける腫瘍は、第1週から第3週に平均19mm’増殖し た。0.25%のシクロクレアチンを供給したマウスにおける腫瘍は平均20m m’増殖した。0.5%のシクロクレアチンを供給したマウスにおける腫瘍はわ ずかに11mm3増殖した。
0.75%および1.0%のシクロクレアチンを供給した腫瘍は増殖せず、そし て後退することができた(それぞれ、−1および一6mm3の体積の平均変化) 。シクロクレアチンはこの実験において有効な抗腫瘍薬物として機能し、明らか な毒性をもたない(体重のわずかの減少を別として)と結論される。
ムードマウスの中に注射されたME−180細胞から誘導された腫瘍断片の移植 により、腫瘍を開始した。lXl0’のME−180細胞を2匹のムードCD− 1マウスの首付近の背中の中線に皮下注射した。
腫瘍を4週の増殖後に切除し、そして無菌条件下にメスでほぼ1〜2mm3の断 片に切断した。マウスを麻酔し、そして各動物の背中の中線に3mmの切開を形 成した。色の不存在により生存能力を有すると判定された腫瘍の断片を無菌のビ ンセットで切開の中に入れた。創傷を創傷クリップで閉じ、2週後にこのクリッ プを除去した。30匹のCD−1マウスにME−180細胞誘導腫瘍の断片を接 種した。
ヱ2冬 チャールス・リバー飼育研究所からのムード(無胸腺)CD−1雄マウスを5週 齢で入手した。
懇 ME−1,80誘導腫瘍は30匹のムードマウスにおいて腫瘍断片の移植により 開始した。移植後、マウスを5匹の群でケージに入れた。動物を同一の日に連続 的薬物の養生法で開始した。2ケージの対照のマウスに0%のシクロクレアチン を与え、2ケージのマウスに0.5%のシクロクレアチンの食物を与え、そして 2ケージのマウスに1.0%のシクロクレアチンの食物を与えた。2週後、各群 からの5匹のマウスを殺した3、残りのマ%7スを第3週に殺した。対照群につ いての切除したN婆の平均体積は19.7mm3(±19.2mm’)であった 。0.5%の薬物を与犬た動物について、腫瘍の平均体積は8.88nnm”( ±6.3mm’)に到達−ぞしてi 0%を与えた動物について、事物の腫瘍体 積はわずかに4.07mrn3(土1.. 5mrn’)であった。対照群にお ける1つの腫瘍は形成せず、対照群についての測定において大きい標準誤差を導 入した。対照群における平均の腫瘍体積における大きい変動はこの実験の統J1 学的意味を最小にするが、この時点における明瞭な投与の応答がrf在ずう。3 週の時点で殺したマウスは明瞭な薬物効果を示さず、平均腫瘍体積は、0096 .0,5%および1096のンクロクレでチン供給した動物において、それぞれ 、14.9mm3(±19.4mm3) 、24.8mm3(±19. 6mm 3) 、および11. 5mm3(±9.1mm3)であった。
対照動物は実験の2〜の期間にわたって適度に成長した。2週の時点で殺した対 照は殺した時1.9gの平均の体重増加(平均28.8gから307gへの増加 )を有し・たが、3週1&に殺した群は殺した時0゜8gの平均の体重増加(平 均294gから30.4gへの増加)を有した。05%のシクロクレアチンを与 えた動物は同様に挙動した。それらの規定食に1%のシクロクレアチンを与えた 動物はいずれの群においても有意の体重の増加または損失を示さなかった。
2週の時点におけるIII瘍の増殖への1%の7クロクレアチンの抗腫瘍効用は 、前の実験において観察された抗腫瘍活性と一致する。3週の時点において観察 された効果の欠如は、このモデルにおける腫瘍の段階的増殖のためであることが ある。対照群における腫瘍は2週後にプラトーにに到達することができるが、1 %のシクロクレアチンで処理した動物の腫瘍は上昇することがある。
SW48細胞はヒト結腸腺癌の細胞である(Leibovitzら、91ル9− 勉じ一退引を=、36 : 4562−4569 (j976))。
5W48はATCCから購入しそして土の材料および方法にさらに記載されてい る。細胞を注射前に1:3.15の一次培養物比において9力月間毎週2回継代 した。細胞の供給は次のように【、2て実施し7だ・培地を吸引により除去し、 3mlの新鮮な0.25%のトリプシンを添加し、細胞が剥離するまでプレート を1分間インキュベーションし、そしC細胞を20m1の新鮮な培地に添加した 。培地はl715レイボヴイツ(I。
eibovitz)、90%、胎児ウソ血清、10%;ペニシリン/ストレプト マイシン、1%:Naピルベート、1%から成っていた。細胞を5%CO□、3 7°Cにおいてインキュベーションした。
ヱク−ろ 千ャールス・リバー飼育研究所からの1・−ド(無胸腺)CI)−1雄マウスを 5週齢で入手した。マウスを断片挿入前に3週間順応させた。マウスを実験の間 腫瘍の大きさおよびマウスの体重の多数回の測定について1つの耳に小さい孔を 開けることによって識別した。実験の開始におけるマウスの平均体重は29gで あった。
腫瘍の測定および計算 すべての腫瘍はムードマウスに注射した5W48細胞から誘導された腫瘍断片の 移植により開始した。IXl、O’の5W48細胞をムードCD−1マウスの首 付近の背中の中線に皮下注射した。腫瘍を4週の増殖後に切除し、そして無菌の 条件Fにメスで1〜3mm3の断片に切断した。マウスを麻酔し、そし2て3m mの切開を背中の中線において形成した。色の不存在により生存能力を有すると 判定された腫瘍断片を切開の中にビンセットで入れた。創傷を創傷クリップて閉 じ、2週後にクリップを除去した。45匹のCD −1ムードマウスに5W48 細胞誘導腫瘍の断片を接種した。
腫瘍断片の挿入(第H]N&2日(第3日)に、シクロクレアチンをマウスの9  )r−ジのうちの6の規定食に導入した。3ケージに05%のシクロクレアチ ン、そして3ケージに1,0%のシクロクレアチンを食物と混合して与えた。第 14日に、3週の時点に5匹のマウス(1ヶ−7)/処理群および対照を殺しそ して剖検した。剖検後にの実際の腫瘍体積の測定値を表10に記載する。3つの 群の間に投与量に関係する応答または統計学的有意差は荏在しなかった。
ノクロクしアチンの96 0% 05% 1.0%終オ)す(2週の時へ) 6 .6 10.9 5.3第19L1に、外側の腫瘍の測定をマウスの残りの6ケ ージ、2ケージ7/′処理および対照群について追跡した。第45日に、実験を 停止し、そして実際の腫瘍体積を剖検のとき計算した。各日について決定した平 均の腫瘍体積を下表11に記載し、そして薬物添加後筒19〜30日についての 体積を第12図にグラフで示す。第12図において、平均の腫瘍体積(mm3) を各処理群について時間(薬物添加後の日数)に対して19日 92.1(84 )零 132.6(87゜7) 33.5(f8.6)23− 123.5(9 2,7) 125.4(77,6) 38.1(28,6)26#168.8( 119) 196.0(143) 49.7(35,1)30・ 278.8( 267,1) 332.6(252,9) 66.3(59,7)34・ 42 4.6(335,2) 398.9(301) 101.8(89,8)37・  521.8(459) 487.8(426,1) 131.5(128,4 )41″ 478.4(447) 710.5(701) 169.5(143 ,3)終わり(第43日) 650.6(579,8) 851.9(950)  221.1(176,4)1%の規定食のシクロクレアチンを任意に供給した ムードマウスにおいて、5W48誘導腫瘍の増殖の有意の減少が存在することが 結論される。腫瘍の増殖の減少は第19〜41日の各外部の測定および剖検の実 際の測定において明らかである。1%の薬物を供給した動物において開始した腫 瘍と対照的に、0.5%の薬物を供給した動物における腫瘍は、0%のシクロク レアチンの対照と比較したとき、増殖のパターンの明らかな変化を示さなかった 。
腫瘍の増殖への1%のシクロクレアチンの抗腫瘍効果と対照的に、薬物の明らか な毒性は存在しない。対照(0%)と比較したとき1%のシクロクレアチンで処 理した群における動物の体重増加の有意の減少は存在しかったが、平均の間の適 度の差が存在した。
シクロクレアチンの% 0,0% 0.5% 1.0%出発(第6日”) 28 .6(1,3)本 30.2(1,8) 29.2(2,4)シクロクレアチン は確立された(>50mm3)ME−180細胞誘導腫瘍の増殖をムードマウス において阻止する細胞 ME−180細胞は、網への転移から誘導された、ヒト頚部表皮様癌であり、そ してさらに上の材料および方法に記載されている(J、 Naチャールス・リバ ー飼育研究所からのムード(無胸腺)雄マウスを4〜5週齢で入手した。マウス を注射前に9日間順応させた。
結果 8ケージの中の38匹のマウス(7ケージの各々の中の5匹のマウスおよび1つ のケージの中の3匹のマウス)各々の背中の中線に、1ccの注射器および26 Gの針を使用して、0.2mlの中の2X]0”細胞で皮下注射した。腫瘍を2 4日間増殖させ、次いでマウスのケージを選択して前述したようにそれらの規定 食の中に混合した0%、0.5%、0.75%または1.0%のシクロクレアチ ンを与えた。各々5匹のマウスを含有する2ケージに薬物を与えずそして対照と して使用する。
対照のケージの中の10匹のうちの6匹のみを、50mm3より大きい腫瘍を有 することによって実験について定性した(n=6 :平均腫瘍体積=146.3 mm5±77mm3)。他の4匹のマウスをケージの中に放置して、実験のマウ スの飼料摂取のパターンを維持した。
2つのケージを選択して0.5%のシクロクレアチンを与えた。8匹のマウスの うちの3匹のみは第24日に59mm3より大きい腫瘍を有した(n=3 :平 均腫瘍体積=86.9mm5±25.2mm3)。9匹のマウスを含有する2つ のケージに0.75%の食物のシクロクレアチンを与えた。これらのマウスのう ちの3匹のみを実験のために定性した(n=3 :平均腫瘍体積=147.5m m5±84mm3)。合計10匹のマウスの2つのケージを選択して1%のシク ロクレアチンを与えた。
これらの10匹のマウスのうちの7匹を実験のために定性した(n=7;平均腫 瘍体積=165.4mm3±98mm3)。0%および1%の薬物を与えたケー ジを、定性するマウスの数を最大にしかつ意味ある比較のために出来るだけ密接 に出発平均腫瘍体積を合致させるように選択した。マウスに42日間薬物を与え た。
実験の過程の間、0%の群から1つ、0.75%のシクロクレアチン供給群から 1つ、および1%のシクロクレアチン供給群を含めて、数匹のマウスが死んだ。
(075%の群における動物は粘着性であるように、轡われ、そして薬物の養生 法を開始する前に殺した。)死亡はランダムであるように思われそして原因は知 られていなかった。残りのマウスの腫瘍体積を決定し、そして表13に記載する 。
表13 腫瘍の平均の体積(mm3) シクロクレアチンの% 00% 05% 0.75% 1.0%開始 146( 77)* 86.9(25,2) 147.5(84) 165.4(98)本 括弧内の値は測定値のt!J!′l!偏差である。
表14 腫瘍体積の平均変化(mm3) このデータから理解できるように、シクロクレアチン供給動物におけるIllの 増殖の役す看に関係する減少が存在する。1%のシクロクレアチンを供給した動 物における腫瘍は対照動物における腫瘍より増殖が2゜2倍少なかかった。
定性するために実験の開始において小さ過ぎる腫瘍の体積(50IllI113 より小さい)を、また、実験の過程の間に測定した。表15および16において 、種々の薬物の養生法に付したマウスについて、平均腫瘍体積(表15)および 実験の終わりとして腫瘍体積の平均変化(表16)の決定において、それらの体 積を含めた。また、腫瘍体積の平均変化(mm 3 )を第13図にグラフの形 態で表示し、ここにおいて異なる薬物の養生法についての腫瘍体積の平均変化を 時間(薬物投与後の日数)に対腫瘍の平均の体積(mm3) シクロクレアチンの% 0.0% 0.5% 075% 1.0%開始 x06 (85,6)* 54.8(30,4) 65.5(75,4) 122.5( 100,2)本括弧内の値は測定値の標準偏差である。
表16 腫瘍体積の平均変化(mm’) シクロクレアチンの% 0.0% 0.5% 0.75% 1.0%終わり 9 27 697.3 395.5 342.4これらの結果は、実験の開始におけ る50mm’より大きい大きさに増殖した腫瘍のみを使用して計算したものを反 映する。シクロクレアチン供給動物において腫瘍体積の投与量に関係する減少が 存在するように思われる。シクロクレアチンは「確立された」および「確立され ない」両者の腫瘍の増殖を減少すると結論される。
各マウスの体重を実験の過程の間モニターした。決定した平均の体重を下表17 に示す。
開始 28.9(1,1)* 28.4(2,3) 28.7(1,0) 29 .4(1,0)統計学的に有意でない体重のわずかの減少が1%の薬物を供給し た群において観察された。潜在的な薬物に関係する毒性の池の徴候は観察されな かった。
の異種移植片のモデルにおいてin vivoの抗腫瘍活性を有する。
全体の毒性の不存在は、正常の細胞系を使用するin vitroの結果および 虚血症の研究においてWalkerおよび共同研究者らが実施したtor供給実 験と一致する。シクロクレアチンは、明らかに、有効な抗増殖剤、抗癌薬物にお いて必要な効能および特異性の両者を有する。
FIG、4 感染後の時間→ 36 42 36 42 3642bcdef FIG−5A [−一一一 感染後20時間 コロ 感染後40時間]FIG、5B 、−一一一 感染後20時間 二 丁工G、6^ A)G pm563 Arg(2) →qly NTd1598 oa 2−134 qlyNTd1646 aa2°2949 17NTd1814 、 、oa2−85→qlyホモ/クロクレアチンによる DU l 45の阻害ホモシクロクレアチン(m M ) FIG、8 種々の細胞系への4mg/mlのホモ/クロクレアチンの効果腎臓 肺 頚部  前立腺 結腸 細胞系 FIG、 IOA 種々の細胞系への4mg/mlの1−カルボキシメチル−2−イミノヘキサヒド ロピリミジンの効果腎臓 肺 頚部 前立腺 結腸 細胞系 FIG、IOB 種々の細胞系への4mg/mlのシクロクレアチンの効果腎臓 肺 頚部 前立 腺 結腸 細胞系 FIG、 lOc 種々の細胞系への4mg/mlのグアニジノ酢酸の効果FIG、 IOD 頚部細胞系への4mg/mlの類似体の効果FIG、ll AM285はヒト結腸腺癌5W48から誘導された移植腫瘍断片のヌードマウス における増殖を阻害する薬物投与後の日数 FIG、 12 国際調査報告 MnWDagnat日W4K F+ym PCT/IVL/He l−−1−+ s障12ト−+ 膿l中国際 調査報告

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、プリンの代謝酵素(例えば、クレアチンキナーゼ、アデニレートシクラーゼ 、アデニレートキナーゼ、アデノシンデアミナーゼまたはアデノシンキナーゼ) の活性が、例えば、DNA腫瘍ウイルスまたはDNA腫瘍ウイルスの因子により 、増加される、哺乳動物細胞の増殖または転移を阻止する薬物の調製のための、 プリン代謝酵素の活性を阻害することができる薬物の使用。 2、薬物は、 a)シクロクレアチン; b)ホモシクロクレアチン; c)1−カルボキシメチル−2−イミノヘキサヒドロピリミジン;d)グアニジ ノアセテート;および e)カルボクレアチン; から成る群より選択される、上記第1項記載の使用。 3、哺乳動物細胞、例えば、クレアチンキナーゼの活性が、例えば、DNA腫瘍 ウイルスまたはDNA腫瘍ウイルスの因子により、増加される細胞の形質転換、 増殖または転移を阻止する薬物の調製のための、a)シクロクレアチン; b)ホモシクロクレアチン; c)1−カルボキシメチル−2−イミノヘキサヒドロピリミジン;d)グアニジ ノアセテート;および e)カルボクレアチン; から成る群より選択される薬物の使用。 4、DNA腫瘍ウイルスはパポパウイルス、ヘルペスウイルスおよびアデノウイ ルスから成る群より選択される、上記第1、2または3項記載の使用。 5、パポパウイルスはヒトパポパウイルスであり、そしてDNA腫瘍ウイルスの 因子はヒトパピロマウイルスのE7遺伝子によりエンコードされる生産物である 、上記第4項記載の使用。 6、ヒトパピロマウイルスはヒトパピロマウイルス16、ヒトパピロマウイルス 19、ヒトパピロマウイルス31およびヒトパピロマウイルス33から成る群よ り選択される、上記第5項記載の使用。 7、DNA腫瘍ウイルスはアデノウイルスであり、そしてDNA腫瘍ウイルスの 因子はアデノウイルスのE1a遺伝子生産物またはアデノウイルスにより誘発さ れる腫瘍遺伝子の因子である、上記第4項記載の使用。 8、哺乳動物細胞、例えば、プリン代謝酵素の活性が増加される細胞の形質転換 、増殖または転移を阻止する薬物の調製のための、a)シクロクレアチン; b)ホモシクロクレアチン; c)1−カルボキシメチル−2−イミノヘキサヒドロピリミジン;d)グアニジ ノアセテート;および e)カルボクレアチン; から成る群より選択される薬物の使用。 9、哺乳動物細胞をプリン代謝酵素の活性を阻害することができる薬物を適当な 条件下に接触させることによって、プリン代謝酵素の活性を阻害することからな る、プリン代謝酵素の活性が増加される哺乳動物細胞の増殖または転移を阻止す る方法。 10、プリンの代謝酵素の活性がDNA腫瘍ウイルス、DNA腫瘍ウイルスの因 子または哺乳動物細胞に対して同等の効果を有する他の因子により増加される哺 乳動物細胞の増殖または転移を阻止する方法である、上記第9項記載の方法。 11、プリン代謝酵素は、クレアチンキナーゼ、アデニレートシクラーゼ、アデ ニレートキナーゼ、アデノシンデアミナーゼおよびアデノシンキナーゼから成る 群より選択される、上記第9項記載の方法。 12、プリン代謝酵素はクレアチンキナーゼであり、そして消化は、a)シクロ クレアチン; b)ホモシクロクレアチン; c)1−カルボキシメチル−2−イミノヘキサヒドロピリミジン;d)グアニジ ノアセテート;および e)カルボクレアチン; から成る群より選択される、上記第11項記載の方法。 13、適当な条件は薬物を哺乳動物細胞の中に入れ、これにより薬物を哺乳動物 細胞の中への通過を生ずるために適当な条件である、上記第9項記載の方法。 14、適当な条件は薬物が哺乳動物細胞にまたはその中に止まり、これにより哺 乳動物細胞の膜にまたはその中に薬物を残留させるために適当な条件である、上 記第9項記載の方法。 15、哺乳動物細胞の中のその活性が増加されるプリン代謝酵素を阻害すること によって、プリン代謝酵素の活性の阻害を実施する、上記第10項記載の方法。 16、DNA腫瘍ウイルスはパポパウイルス、ヘルペスウイルスおよびアデノウ イルスから成る群より選択される、上記第15項記載の方法。 17、パポパウイルスはヒトパポパウイルスであり、そしてDNA腫瘍ウイルス の因子はヒトパピロマウイルスのE7遺伝子によりエンコードされる生産物であ る、上記第16項記載の方法。 18、ヒトパピロマウイルスはヒトパピロマウイルス16、ヒトパピロマウイル ス19、ヒトパピロマウイルス31およびヒトパピロマウイルス33から成る群 より選択される、上記第17項記載の方法。 19、DNA腫瘍ウイルスはアデノウイルスであり、そしてDNA腫瘍ウイルス の因子はアデノウイルスのE1a遺伝子生産物またはアデノウイルスにより誘発 される腫瘍遺伝子の因子である、上記第16項記載の方法。 20、プリン代謝酵素の活性を阻害することができる化合物を哺乳動物に投与す ることからなる、プリン代謝酸素の活性が増加される哺乳動物細胞の転移を哺乳 動物において阻止する方法。 21、DNA腫瘍ウイルス、DNA腫瘍ウイルスの因子または他の因子が作用し てプリン代謝酵素の活性を増加している、上記第20項記載の方法。 22、プリン代謝酵素はクレアチンキナーゼである、上記第21項記載の方法。 23、プリン代謝酵素の活性を阻害する化合物を哺乳動物に投与することからな る、プリン代謝酵素の活性が増加される形質転換された細胞の増殖を哺乳動物に おいて阻害する方法。 24、DNA腫瘍ウイルス、DNA腫瘍ウイルスの因子または他の因子が作用し てプリン代謝酵素の活性を増加している、上記第23項記載の方法。 25、プリン代謝酵素はクレアチンキナーゼである、上記第24項記載の方法。 26、哺乳動物細胞を、 a)シクロクレアチン; b)ホモシクロクレアチン: c)1−カルボキシメチル−2−イミノヘキサヒドロピリミジン;d)グアニジ ノアセテート;および e)カルボクレアチン; から成る群より選択される薬物と接触させることからなる、プリン代謝酵素の活 性が増加されている哺乳動物細胞の増殖または転移を阻止する方法。 27、腫瘍または血清試料の検体の中の増加したクレアチンキナーゼの活性また は高いレベルのクレアチンキナーゼの活性がシクロクレアチンに対する感受性を 示す、個体から得られた腫瘍または血清試料の検体の中のクレアチンキナーゼの 活性のレベルを決定することからなる、個体の中に存在する腫瘍のシクロクレア チンに対する感受性を決定する方法。
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