JPH06509333A - ニューロトロフィン活性に対する方法およびアッセイ系 - Google Patents

ニューロトロフィン活性に対する方法およびアッセイ系

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JPH06509333A JP5502196A JP50219693A JPH06509333A JP H06509333 A JPH06509333 A JP H06509333A JP 5502196 A JP5502196 A JP 5502196A JP 50219693 A JP50219693 A JP 50219693A JP H06509333 A JPH06509333 A JP H06509333A
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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】 94、前記神経栄養因子がBDNF、毛様体神経栄養因子、神経成長因子、ニュ ーロトロフィン−3およびニューロトロフィン−4より成る群から選ばれる、請 求項93記載の細胞系。
95、前記神経栄養因子がBDNFである、請求項93記載の細胞系。
96、前記レセプターがtrkBである、請求項95記載の細胞系。
97、アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクションに受託番号−として寄託 された細胞系M B x 。
98、前記第1細胞の型がMBxである、請求項84記載の方法。
明細書 ニューロトロフィン活性に対する方法およびアッセイ系技術分野 本発明は、神経栄養因子を発現し、かつその生存にオートクリンループメカニズ ムを利用する腫瘍細胞をもつ哺乳動物を治療する医薬組成物および方法に関する 。さらに特定すると、本発明は、脳誘導神経栄養因子(” BDNF” )のシ グナル変換経路を阻害し、かつBDNF発現細胞の細胞死を引き起こす方法に関 する。
背景技術 A、神経冠由来の腫瘍 神経芽細胞腫(neuroblastoma)の語は、胚性交感神経芽細胞、神 経冠細胞および神経管のマントル層から由来する神経原性新生物の範囲を指すの に使用する。1歳以下の幼児において最も頻繁に診断される新生物である神経芽 細胞腫腫瘍は新生児10,000人に1人の頻度で起こる。神経芽細胞腫は子供 では3番目に多い悪性腫瘍と考えられており、すべての小児科新生物の約lθ% 、そして子供におけるすべての癌関連死の少なくとも15%にのぼる。
生化学的には、神経芽細胞腫はしばしばアドレナリン作動性とコリン作動性神経 伝達経路の両方の要素を含む。これらは、ニューロン特異的エノラーゼおよび神 経フィラメントタンパク質を発現し、培養下で神経突起形成を伴う基質付着細胞 成長を示す。ヒト神経芽細胞腫のおそらく最も顕著な特徴はN−myc癌遺伝子 の増幅であり、これは神経芽細胞腫のセルライン22のうちの19に同定され、 またステージ■およびステージ■の神経芽細胞腫の患者からの腫瘍組織の約31 %に同定された[にohl et al、、 5cience 226:133 3 (1984)] 。ヒト神経芽細胞腫セルライン5K−N−3Hおよびその 誘導体5H−3Y5Yは神経上というよりはむしろ胸由来であり、増幅されたN −mycを発現しないが、N−rasを発現する。
別のクラスの腫瘍である小細胞肺癌(samall celllung car cinoma:5CLC)は、神経芽細胞腫と共通の発生系をもち、これらはい ずれも明らかに神経上由来の神経前駆細胞から由来する[Carney、 Ca ncer Res、、 45:2913 (1985); Gazdar et  al、、 Cancer Res、、 45:2924 (1985) ]。
小細胞肺癌はすべての肺癌の約3分の1を表す。いくつかの神経芽細胞腫は増幅 されたレベルのN−mycを発現することが知られているが、5CLCは一般に N−mycまたはL−mycのいずれかの活性化されたレベルを特徴とする。小 細胞癌はすべての肺癌の約20−25%を表し、米国では毎年約25,000〜 30.000件発生し、肺癌の中では群を抜いて最も攻撃的である。5CLCは しばしば(70−90%)転移を呈する。小細胞癌は元来神経細胞胚である。こ れらの腫瘍はアミン前駆体取り込みおよび脱炭酸反応(APUD) 、ならびに 神経活性ペプチドの産生などのその他の神経の特徴を有している。亜急性知覚神 経病などの刷新生物症候群が、小細胞の患者ではその他の肺癌患者よりも頻繁に 起こる。
B2ニューロトロフィンおよびそのレセプター神経系の発達および機能は、元来 神経細胞の生存を支持する能力によって同定された神経栄養因子と呼ばれるタン パク質に依存する。ニューロンの生存増強に加えて、これらの因子は神経系内の 増殖および分化過程に影響することができ、また神経系の外でも作用をもつ。ニ ューロン生存分子である神経成長因子(NGF)、ならびに最近になってその構 造関連体である脳誘導神経栄養因子(BDNF)およびニューロトロフィン−3 (NT−3)について多くのことが明らかとなった。これら3つのタンパク質な らびに最近同定されたニューロトロフィン−4[Hallbook et al 、、 Neuron、 6:845−58 (1991)]は、”=ニーoトロ フィン”と呼ばれる族を構成し、各メンバーはお互いに約55−60%のアミノ 酸配列の同一性をもつ。これらの神経栄養因子の生物学的役割を理解するには、 これらがその影響を与えるために用いるレセプターとシグナル変換経路の性質を 明らかにすることが必要である。
タンパク質チロシンキナーゼレセプターのtrk族はニューロトロフィンの生物 学的に機能的なレセプターであると同定された。
BDNFはtrkBとして知られるtrk細胞表面レセプターと結合できる神経 生存分子であって、該trkBは固有のプロティンキナーゼ活性を有しており、 主として神経系で発現する[Kaplan et al、、 Nature、  350:15B (1991); Klein et al。Ce11.65: 189 (1991); Hempstead et al、、 Nature 、 350:678 (1991)] 、 trkB遺伝子は、BDNFおよび NT−3の両方に結合し、かつ機能的応答を媒介するタンパク質をコードする[ PCT国際出願WO9Ilo 3568 ; 5oppet et al、、  Ce11.65:895 (1991)]。
最近になってtrkレセプターを繊維芽細胞に導入することにより、伝統的な成 長因子の作用を模倣する神経栄養因子への生物学的応答を示す細胞の創成が可能 となった。増殖および生存のためにある種の成長因子(FGFまたはPDGF) を必要とするNIH3T3細胞にtrkBレセプターを導入することにより、外 因性で生理学的に適当なレベルのBDNFまたはNT−3で生存できる細胞が得 られた。このようなモデルは、ニューロトロフィン活性の検出および/または測 定、ニューロトロフィン様活性を示す薬剤の同定、ならびにニューロトロフィン レセプターへのリガンドの結合をブロックするアンタゴニストの同定に使用でき る強力なアッセイ系を提供する[Glass et al、、前出]。
NGF−関連神経栄養因子の族によるレセプターチロシンキナーゼの利用は、ニ ューロンによって利用されるシグナル形質導入メカニズムが、マイトジェン因子 に応答して他の細胞型によって利用されるものと基本的に似ていることを示唆す る。この知見は、神経栄養因子が一定の場合にはマイトジェンとして作用できる という最近のデータと一致する[Cattaner and McKay、 N ature。
347:762 (1991); Glass et al、前出] 、BDN FおよびNT−3は分裂終了表現型をまだ達成していないニューロン前駆体のた めの生存および/またはマイトジェン因子として作用するの)>も知れない。
ニューロトロフィンのための生物学的に機能的なレセプターとして同定されたタ ンパク質チロシンキナーゼのtrk族とともに、ERKキナーゼが最近、細胞外 シグナル−制御タンパク質キナーゼの族として同定され、かつ分子的にクローン 化された[l1oulton et al、、 Ce1l、 65:663−7 5 (19919] 。ERK活性は、細胞の成長因子(すなわち、インシュリ ンおよびNGF)刺激に応答して急速に活性化され、チロシン上でそれ自体がリ ン酸化される細胞内Ser/Thrキナーゼのクラスを表す[Boulton  et al、。
前出]。ERKのチロシンリン酸化はin vitroでそのキナーゼ活性を非 常に増強することが示された。
細胞の増殖、分化および生存の制御を導く出来事を分子的に理解すると究極的に は、腫瘍、免疫不全や神経変性を含む各種の病気の治療を特異的にねらう医薬を 合理的にデザインできるようになる。最近になって、真核細胞の増殖、分化およ び生存の制御に関与することが知られている重要な遺伝子産物の発現を阻害する 選択的かつ効率的な手段となりうる強力な実験法が現れた。この技術は、これら の重要な細胞性制御タンパク質の翻訳阻止を提供するようにデザインされたアン チセンスのDNAまたはRNA分子の使用を含む。特定の遺伝子産物のヌル突然 変異体を作製することにより、この技術を用いて、重要な細胞性翻訳時期におけ る単一の遺伝子産物の特定の機能を直接評価できる。
現在、タンパク質合成のアンチセンス−指示による翻訳阻止を達成するためには 2つの主なアプローチがある。第1の方法は、相補的アンチセンスmRNA配列 を構成的に合成するようにデザインされた安定にトランスフェクションされたプ ロモーター指示の遺伝子構築物を使用する。この手法は、ある遺伝子産物のタン パク質翻訳をハイブリダイゼーション阻止することになる。このメカニズムでは 、アンチセンスmRNAとDNAとの間に形成されたRNA/DNA二重体を開 裂することによってRNaseが一定の役割を果たしていることが最近示唆され た。別の可能なメカニズムでは、核プロセシングの損傷またはRNA/DNA二 重体が効率よく翻訳できないことを含む。ベクター指示のアンチセンス翻訳阻止 に対する別のアプローチは、短い5′または3゛の合成アンチセンスオリゴデオ キシリボヌクレオチド(アンチセンスDNA)の合成を含む。アンチセンスDN Aをin vitrOで真核細胞に加えたときに、これが選択されたRNAの翻 訳を阻止する能力を示すことが最近いくつか報告されている[Van der  Krol et al、、 Biotechniques、 6:958−97 3 (1988)にまとめられているコ。
目的とする核酸配列の発現を調節するために、選択された細胞性またはウィルス 性の目的とする核酸配列に相補的であるオリゴヌクレオチドを使用するいくつか のアプローチがなされてきた。
ウィルス複製を阻害するために特定の核酸配列を使用することがいくつか報告さ れている[例えば、Goodchild et al、、 Proc、 Nat l、 Acad、 Sci、 USA、 85:5507−5511 (198 8); Wickstrom et al、。
Proc、 Natl、 Acad、 Sci、 IJSA、 85:1028 −1032 (1988); Kawasaki。
Nucl、 Ac1ds Res、、 13:4991 (1985)]。
いくつかの実験室では、比較的膜透過性でかつヌクレアーゼ耐性である修飾オリ ゴヌクレオチドを開発する試みをしてきた。1つのアプローチではノニオン性の オリゴヌクレオチド類似体の開発を含む。このような類似体の例としては、メチ ルホスホネート[Sm1th et at、、 Proc、 Natl、 Ac ad、 Sci、 USA、 83:2787−2791 (1986); A gris et al、、 Btochemistry、 25:6268−6 275 (1986); Jayaraman et al、、 Proc、  Natl、 Acad、 Sci、 USA、 78:1537−1541 ( 1981)] 、ホスホロチオニー ト[Agarwal et al、、 P roc、 Natl、 Acad、Sci、USA、 83:4143−414 6 (1988); Matsuku et al、、Proc、 Natl、 Acad、Sci、USA、84ニア706−7710 (1987); Ma rcus−3ekura etal、、 Nucl、 Ac1ds Res、、  15:5749−5763 (1987)コ ;およびホスホラミデート[A garwal et all、 Proc、 Natl、 Acad、 Sci 、 USA。
83:4143−4146 (1988) ]を含む。
ホスホロチオエートが相補的な目的とする核酸配列に結合することに加えて、H IV逆転写酵素へのプライマー結合の阻害を指示すると推測されてきた[Mat sukura et al、、 Proc、 Natl Acad、 Sci、  jlsA、 84ニア706−7710 (2987)コ。部分的にチオール 化されたポリシチジル酸を含むポリヌクレオチドを用いる抗鋳型(antite mplate)阻害も報告されている[5tejn and Cohen、 C ancer Res、、 48:2659−2668 (1988)にまとめら れているコ。
別のアプローチでは、細胞によるオリゴヌクレオチドの取り込み効率を増加する であろう分子とオリゴヌクレオチドとの結合を含む。このような結合体の例とし ては、コレステリル結合オリゴヌクレオチド[Letsinger et al 、、 Proc、 Natl、 Acad、 Scf、 IJsA、 86:6 553−6556 (1989) ]および]ポリーL−リシン結合体Lema itre et al、、 Proc、 Natl、 Acad、 Sci、  USA、 84:648−652 (1987)]を含む。別の例では、膜輸送 の効率を増加するために、最終産物に画集性を与える基を結合手を介してオリゴ ヌクレオチドと結合させることを含む[PCT出願公開WO38109810, 1988年12月15日公開]。
またさらに別のアプローチでは、反応性オリゴヌクレオチド、すなわち目的核酸 を修飾することのできる反応性薬剤と結合したアンチセンスオリゴヌクレオチド の使用を含む。反応性薬剤のこのような基の1つは、隣接する塩基対の間に挿入 することによって二重らせんと結合するか、または外部ヌクレオチドおよびリン 酸要素とそれぞれ結合することのできる挿入剤である。オリゴヌクレオチドおよ びオリゴヌクレオチド類似体と付着されたインターカレーターの例としては、ア クリジン、アンスリジウムおよび光活性プソラレン[Zon、 Pharm、  Res、、 5:539−549 (1988)にまとめられているコを含む。
オリゴマーとカップリングした反応性基のうちの別の基には、EDTA−Fe  (n) 、o−フェナントロリン−Cu (I)またはポルフィリン−Fe ( If)などの金属複合体を含む[Krol et al、、 BioTechn iques、 6:958−976 (1988)にまとめられている]。これ らの化合物は、分子状酸素と還元剤の存在下にヒドロキシルラジカルを生じうる 。生じたラジカルは目的とする核酸骨格を攻撃して、次いで相補鎖を開裂するこ とができる。
最近になってアンチセンスオリゴヌクレオチドによる阻害に関する多くの文献が 提出された。例えば、ヒト悪性黒色腫の増殖が、塩基性繊維芽細胞増殖因子に対 するアンチセンスオリゴヌクレオチドによってin vjtroで阻害された[ Becker et al、。
EMBOJ、 8:3685 (1989)コ。エビソーム的に複製する発現ベ クターを介するヒトN−myc遺伝子の一部に対してアンチセンスなRNAの創 製は神経外胚葉腫瘍セルラインの分化転換をブロックすることが観察された[W hitesell et al、、 Mo1. Ce1l Bjol、、 11 (3):1360−1371 (1991)コ。神経細胞の微小管関連タンパク 質タウの遺伝子にアンチセンスなオリゴヌクレオチドを培地に加えると、初期小 脳ニューロンにおける神経突起の極性を阻害した[Caceres and K osik、 Nature、 343:461 (1990) ] 、)ランス フォーミング増殖因子ベータ3に対するアンチセンスオリゴヌクレオチドは、組 織片培養における胚性心臓内皮細胞の上皮−間葉トランスホーメーションを阻害 した[Potts et al、、 Proc、 Natl、 Acad、 S ci、 USA、 88:1516−1520 (1991) ]。
D、オートクリンルーブ 新生形成におけるオートクリン増殖メカニズムの関与は1980年に初めて同定 された[Sporm and Todaro、 N、 Engl、 1. Me d。
、 308:878−80 (1980) ]。各種増殖因子分子や腫瘍セルラ インに対してオートクリンループが観察されている。ある種の腫瘍細胞は、正常 な細胞の増殖と分裂に必要な増殖因子を合成し、これに応答することが知られて いる。オートクリンシグナリングを介して、細胞はそれ自身が産生ずる物質に応 答する。オートクリンルーブは腫瘍細胞においては細胞性応答を加速し、または 増幅する作用をもっているのかも知れない。なぜなら、このような細胞はそれが 存在するための環境依存度がより少ないがらである。
いくつかの場合には、オートクリンルーブを破壊するためにアンチセンスのアプ ローチを使用することによってオートクリンループが実験的に定義されてきた。
言い換えると、細胞増殖に逆効果を与える特定因子に対してアンチセンスである オリゴヌクレオチドの能力は、その細胞が該因子を合成しており、がっ該因子が その細胞の増殖または生存に必要であることを示唆する。このような状況では、 該因子に対する細胞レセプターの存在、または周囲への増殖因子の放出さえもが 検出できない。
トランスシオーミング増殖因子−ベータが、上皮細胞の間葉細胞へのトランスフ ォーメーションを担うオートタリン細胞分化因子として作用することを示すため に、アンチセンスオリゴヌクレオチドが用いられて来た[Potts et a l、、 Proc、 Natl、 Acad、 Sci、 USA、 88:1 516 (1991)コ。ヒト黒色腫[Becker et al、、 EMB OJ、 8:3685 (1989)] とトランスフオームされたヒト星細胞 [morrison et al、、 J、 Biol、 Chem、、 26 6:72B (1991) ]の両方のオートタリン刺激された分化には塩基性 繊維芽細胞増殖因子が必要であることを示すためにアンチセンスアプローチが使 用されてきた。成長ホルモンに対するアンチセンスオリゴヌクレオチドはリンパ 球の増殖を阻害する[Weigent et at、、 Endocrinol ogy、 128:2053 (1991)]。
E、プロティンキナーゼ阻害剤 特定のタンパク質リン酸化阻害剤が、標的細胞上での神経増殖因子の生物学的活 性にとって重要な細胞性タンパク質のリン酸化における多数のキナーゼの効果と その作用を研究するために使用されてきた。
ノカルデイオシス(Nocardiosis sp、)およびその誘導体の培地 から単離されたキナーゼ阻害剤に252aが米国特許第4.555,402号、 4,877.776号および4.923,986号に記載されており、これらの 特許は参照として本明細書に包含される。K252aおよびスタウロスポリンは 最初強力なプロティンキナーゼC(PKC)として性状決定されていた[Kas e et al、、 Biochem、 Biophys、 Res、 Com m、、 142:436−440 (1987) ]が、今ではチロシン−特異 的プロティンキナーゼの阻害を含むもっと広い作用を有することが知られている [Fuji+a−Yamaguchi and Kathuria、 Bioc hem、 Biophys、 Res、 Comm、、 157:955−96 2 (1988); O’Br1an and Ward、1. Natl、  Canc、In5tit、 82:1734−1734 (1990) ] 。
ナノモル濃度のに252aおよびその誘導体がin vitroでプロティンキ ナーゼC1サイクリックAMP−およびサイクリックGMP−依存性プロチイン キナーゼ、ミオシンL鎖キナーゼ、ならびにカルモデユリン−依存性ホスホジェ ステラーゼをやや選択的に阻害することが見いだされた[Kase et al 、、 Biochem、 Biophys、 Res、 Commun、、 1 42:43640(1987); Nakanishi、[、Biol、Che m、、 263:6215−19 (1988); Kase et al、、  Antibiotic、 39:1059−60 (1986)] 。選択的 キナーゼ阻害のメカニズムは酵素上のアデノシン5°−三リン酸(ATP)結合 部位に関する競合に関係すると思われる。
K252aおよびスタウロスポリンはPCI2細胞におけるFGFまたはEGF 応答を減少しないように思われるが、これらはNGF誘導チロシンリン酸化を含 むNGFによって誘導される検出しうる最も初期のシダナリングプロセスを阻害 することができる。K252aはまた、胚性後根神経節組織片の一次培養からの NGF誘導による神経突起伸長を阻害し、また胚性ヒナ交感神経の一次培養での NGFの生存活性を完全にブロックすることが示された[Matsuda an d Fukuda、 Neurosci、 Lett、、 87:11−17  (1988); Borasio、 Neurosci、 Lett、、 10 8:207−12 (1990) ]。
チロシンプロティンキナーゼ阻害剤の別のクラスであるチアゾリジンジオンクラ スの阻害剤は、特定の上皮増殖因子(EGF)誘導のレセプター自己リン酸化を 示し、またEGF−依存性細胞を阻害することが示された[Ge1ssler  et al、、”Th1azolidine−Diones″、 1. Bio l、 Chem、、 265:22255−22261 (1990)] 、こ れらの阻害剤は増殖因子媒介性の細胞変化を妨害する特定のメカニズムという点 てに252aと類似する。
神経芽細胞腫なとのBDNF−発現性腫瘍細胞の増殖を1nvtvoで抑制して 腫瘍の進展を阻害できる方法ならびに医薬組成物に対する需要が当業界に存在す る。特に、BDNF−発現性腫瘍細胞のBDNFオートタリン生存ループを妨害 する手段がめられている。
発明の概要 本発明は、BDNFの発現によって特徴づjすられるタイプの腫瘍細胞をもつ哺 乳動物の治療方法に関する。特に、本発明はBDNF−発現腫瘍細胞におけるオ ートクリン生存ループの同定ならびに細胞死を引き起こすためにオートクリンル ープを妨害する手段に関する。
本発明はまた、生存のためにはオートクリンルーブに依存する腫瘍細胞を含む細 胞のモデル系として使用する組換え細胞に関する。このような組換え細胞は、オ ートクリン生存ループを利用する腫瘍の治療における化合物の治療有効性をスク リーニングする手段を提供する。
本発明の一面においては、BDNFおよびtrkBレセプターの両方を発現し、 したがって生存のためにBDNFオートクリンループに依存する組換え細胞を用 いて、BDNFオートクリンループを妨害し、かつ生存および/または増殖のた めにこのようなオートクリンループに同様に依存する腫瘍細胞を治療するのに使 用できる薬剤を同定する。
一面においては、本発明はBDNFまたはその一部をコードする遺伝子またはc DNAにアンチセンスな少なくとも6個のヌクレオチドの核酸に関する。ここで 用いる”アンチセンス”とは、一定の配列相補性のためにBDNF RNA ( 好ましくはmRNA)の一部とハイブリダイズすることのできる核酸を言う。
BDNFオートクリン生存ループを妨害するのに用いる本発明のアンチセンス核 酸は、二本鎖または一本鎖のRNAまたはDNA、若しくはその修飾体または誘 導体であるオリゴヌクレオトチドであることができ、これらは細胞に直接投与す るか、または外因性の導入された配列の転写によって細胞内で産生ずることがで きる。
別の面では、本発明はBDNFオートクリン生存ループを妨害するためにスタウ ロスポリン、K252aまたはその誘導体、若しくはその他のプロティンキナー ゼ阻害剤を使用することに関する。
本発明によって提供されるBDNFアンチセンス核酸およびに252aまたはそ の誘導体は、その腫瘍のタイプがBDNFを発現していることが示された細胞で ある腫瘍の治療に使用できる。
ある態様においては、本発明は、本発明のアンチセンスBDNFを含む有効量の 組成物を細胞に与えることからなる、真核細胞におけるBDNF核酸配列の発現 を阻害する方法に関する。
本発明の別の態様においては、スタウロスポリン、K252aまたはその誘導体 、若しくはその他のプロティンキナーゼ阻害剤を用いて、BDNFレセプターの リン酸化を阻害することによって細胞表面レセプターのレベルでBDNFオート クリンループを妨害する。
別の態様においては、BDNFアンチセンス核酸の細胞毒性効果から機能性BD NFまたはその他のニューロトロフィンレセプターを発現する細胞をニューロト ロフィンが”救う”能力を観察することによって、このような細胞の同定を行う ことができる。
本発明の別の面では、患者から得た細胞中におけるBDNF発現を検出すること によるヒト神経芽細胞腫または小細胞肺癌の診断を提供する。
本発明はさらに、医薬的に受容できる担体中に有効量の本発明のBDNFアンチ センス核酸を含む医薬組成物を提供する。本発明の医薬組成物を投与することか らなる各種疾患および不調の治療方法も提供する。
別の面では、医薬的に受容しうる担体中に活性成分としてに252a、スタウロ スポリンまたは関連化合物を含む医薬組成物を提供する。この組成物はBDNF 発現腫瘍細胞に関連する各種疾患および不調の治療に使用できる。
本発明のさらに別の面は、第1の活性成分としてに252a、スタウロスポリン または関連化合物を、第2の活性成分として本発明のBDNFアンチセンス核酸 を含む医薬組成物である。あるいは、スタウロスポリン、K252aまたはその 他のプロティンキナーゼ阻害剤を、BDNF発現腫瘍細胞と関連する疾患の治療 または予防に有用ないかなる他の慣用的薬剤とも組み合わせることができる。
本発明のさらに別の面は、上記した物質および組成物の有効量を投与することに よる神経芽細胞腫または小細胞肺癌をもつ患者の治療方法である。
本発明のさらに別の面は、特に低用量のに252aなどのプロティンキナーゼ阻 害剤を投与することによる神経突起伸長の刺激方法である。
本発明のその他の面ならびに利点は以下に記載する本発明の好ましい態様の詳細 な説明によってさらに説明する。
図面の説明 図1は、コムギ胚溶解物のin vitro翻訳系におけるアンチセンスオリゴ ヌクレオチドによるBDNF合成の阻害を示す。
T7 RNAポリメラーゼによる有効なin vitro翻訳のためのT7バク テリアプロモーターを含むプラスミド発現構築物pC8hB [PCT出願公開 W091103568.1991年3月21日公開を参照]を用いて、製造者の 指示通りに(Pr。
megaSMadison、Wl)BDNF mRNAを1nvitroで合成 した。BDNF mRNAを精製して、次いでBDNFオリゴヌクレオチドの存 在下または不在下に、コムギ胚溶解物in vitro翻訳系(Promega )中に入れた。
BDNFタンパク質の合成に次いで反応に358−メチオニンを用いた。対照の オリゴヌクレオチドはヒトBDNFの配列とは無関係なランダム1B−marを 使用した。
図2は、培養における細胞生存性に及ぼす3’ −AS−BDNFの効果を示す 。培養した神経芽細胞腫細胞に加えた各種濃度の3°−As−BDNF (x軸 、マイクロモル)に対する細胞生存率(x軸)を示す。A : LA−N−5細 胞、B : LA−11−1細胞; C: 5K−ES細胞; D : 5H− 8Y5Y細胞。
図3は、神経芽細胞腫セルラインに各種ニューロトロフィンと3° −As−B DNFを同時に添加した効果を示す。図に示す神経芽細胞腫セルラインを50μ M3°−AS−BDNFと、ニューロトロフィン無添加(中心に点のある白四角 ) 、BDNF (黒ダイヤ型)、NT−3(白四角)、またはNGF (白ダ イヤ型)とともに同時インキュベーションした。x軸:細胞生存率;x軸:培養 時間。図3A: 5H−3Y5Y細胞;図38 : LA−N−1細胞:図3C : LA−N−5細胞;図3D:CHP−134細胞;図3E : CHP−4 04細胞。
図4は、小細胞肺癌セルラインまたは成人ラット脳(レーン1)から由来する全 細胞性RNA (レーン当たりlOμg)のノーザンプロット分析を示す。ノー ザンプロットをヒトBDNFプローブとハイブリダイズした。小細胞肺癌セルラ インは以下の通りである:H82(レーン2)、H2O9(レーン3)、H34 5(レーン4)、8378(レーン5)、H510(レーン6)およびN417 (レーン7)。
図5は、ヒトおよび薩歯類腫瘍セルラインにおけるBDNF発現のノーザン(R NA)プロットの比較を示す。各セルラインからの全RNA (10μg)を分 画し、膜に移し取り、上記したように”P−BDNFとハイブリダイズした[M aisonpierre et al、、 5cience、 247:144 6 (1999) ] OパネルBおよびCに示す神経芽細胞腫セルラインはL AN5.5Y5YおよびN、18TG2を表す。
図6は、LA−N−5神経芽細胞腫に及ぼすアンチセンスおよびセンスBDNF オリゴマーの形態的効果を示す。未処理(パネルA)、10μM3° −AS− BDNFオリゴマー処理(パネルB)、lOμM 3’ −3−BDNFオリゴ マー処理(パネルC)またはloμM 3°−AS−BDNFと1100n/m lのヒト組換えBDNFの両方で処理(パネルD)したLA−N−5神経芽細胞 腫細胞の光学顕微鏡写真であり、パネルBで示したのと同様の結果が他のアンチ センスBDNFオリゴマーであるPS−AS−BDNFでも得られた。LA−N −5神経芽細胞腫細胞を、10%ウシ胎児血清(FBS)、1%ペニシリン、1 %ストレプトマイシン(P/S)および2mMグルタミンを補充したRPMI1 640 (Irvine 5cientfic)中、lウェル当たり3X10’ 細胞の密度で6ウエルのコスタ−プレートに播種した。播種後18時間で細胞を 血清不含規定培地[Zhanet al、、 Mo1. Ce1l Biol、  6:3541 (1986)]に移し、上記した試薬で72時間処理した。C HO細胞中で遺伝子操作されたBDNFが産生され、CHO細胞ならし培地から 上記した方法で精製した[5quinto et al、、 Ce1l 65: 885 (1991)]。
図7は、LA−N−5神経芽細胞腫細胞のDNAおよびタンパク質含量の両方を 定量するための二重染色フローサイトメーターアッセイを示す。LA−N−5神 経芽細胞腫細胞をプレート当たりlXl0’細胞の密度でlocmのプレートに 播種し、図6で記載したように培養した。細胞を未処理(パネルA)または10 μM 3’ −As−BDNF単独(パネルB) 、3’ −AS−BDNFと loong/mlのBDNF (パネルC)、または高濃度(100μM)の対 照3“−3−BDNF (パネルD)で48時間処理じた。これらの処理の後、 細胞を回収して、PBS−versene (グルコースおよびEDTAを含む PBS)中に再懸濁して単細胞懸濁液を得た。細胞を1Hg/mlのDAPI( DNA含量用:パネルの左側)と10μg/mlのスルフォルホダミン101  (タンパク質含量用:バネルの右側)の両方で染色し、文献記載の方法[Del  Bino et al、、 Exp、 Ce1l Res、 193:27( 1991); Takobisiak et at、、 Proc、 Natl 、 Acad、 Sci、USA 88:3628 (1991)]でフローサ イトメーターによって分析した。各分析で少なくとも5XIO3個の細胞を計数 した。タンパク質側に引かれた線は、パネルA−C(右側)と比較してパネルD (右側)で観察された蛍光の減少を示す。B中の矢印は細胞のアポブトティック (apop to t i c)集団を示す。細胞周期を示す。8期における細 胞のパーセントは以下の通りである:パネルA−25,5%;パネルB−16. 2%:バネルC−30,1%;パネルD−24,9%。
図8は、ヒト神経芽細胞腫および組換えオートラリン3T3繊維芽細胞腫に対す るアンチセンス(AS)およびセンス(S) BDNFオリゴマーの用量応答致 死曲線を示す。ヒト神経芽細胞腫細胞(LA−N−5、パネルA ; 5H−8 Y5Y、パネルB)を図6の説明で記載した方法で培養し、一方BDNFオート クリン3T3細胞(パネルC)を文献記載の方法[Glass et at、、  Ce1166:405 (1991); Zhan et at、、 Mo1 . Ce1l Biol、、前出]で増殖因子不足培地中で培養した。すべての 細胞は24ウエルのコースタ−プレート中にlウェル当たり2X10’細胞の密 度で播いた。各種濃度(0,1,5、l0150.100および250aM)の 3’ −AS−BDNFまたは対照3’ −3−BDNFオリゴマーを、ヒト組 換えBDNF (100n g/m 1)の存在下または不在下に、血清不含E MEM (パネルAおよびB)または増殖因子不足培地(パネルC)を用いて、 4時間培養物に加えてオリゴヌクレオチドを細胞中に取り込ませた。次いでイン シュリン、トランスフェリンおよびセレン(ITS)を即座に培養物に加えて、 72時間後に培地中に残っているグルコースの濃度を測定することによって細胞 生存性をアッセイした。黒四角−3’AS。
白四角−3°ASとBDNF ;黒丸−3“ S;白丸−3’ SとBDNF。
図9は、神経芽細胞腫セルラインにおける構成的に自己リン酸化されたtrkレ セプターの同定を示す。パネルA、trkBを発現する約3X10’個のNIH 3T3細胞[3T3 (trkB)]から調製してBDNFで処理したか、ある いは2−5X106個の未処理神経芽細胞腫細胞から調製した全タンパク質溶解 物から特異的に免疫沈降した自己リン酸化trkBレセプターの抗−ホスホチロ シンイムノプロット。パネルB、細胞溶解物の調製およびtrk特異的免疫沈降 の前にN187G2神経芽細胞腫細胞を未処理、または200nM K252a で前処理した。パネルC,NIH3T3細胞(3T3) 、BDNFで処理した 3T3(trkB)細胞、または未処理3T3(オートクリン)細胞から調製し た全タンパク質溶解物の抗−ホスホチロシンイムノプロット。trkBの位置を 矢印で示し、一方分子量基準(kD)を図の左側に示す。黒四角−3’AS、白 四角−3’ ASとBDNF;黒丸−3゛S;白丸−3° SとBDNF。
図10は、神経芽細胞腫セルラインにおける構成的に自己リン酸化されたtrk レセプターの同定を示す。パネルA、trkBを発現する約3XIO’個のNI H3T3細胞から調製してBDNFで処理したか、あるいは2−5Xl O’個 の未処理神経芽細胞腫細胞から調製した全タンパク質溶解物から特異的に免疫沈 降した自己リン酸化trkBレセプターの抗−ホスホチロシンイムノプロット。
パネルB、細胞溶解物の調製およびtrk特異的免疫沈降の前にN18TG2神 経芽細胞腫細胞を未処理、または200nM K252aで前処理した。パネル C,NIH3T3細胞(3T3) 、BDNFで処理した3T3 (trkB) 細胞、または未処理3T3−オートクリン細胞から調製した全タンパク質溶解物 の抗−ホスホチロシンイムノプロット。trkBの位置を矢印で示し、一方分子 量基準(kD)を図の左側に示す。
図11は、その生存がBDNFオートクリン生存ループに依存するかあるいは無 関係である、神経芽細胞腫(パネルA)および3T3セルライン(パネルB)に 対するに252aの分化効果を示す。神経芽細胞腫細胞(パネルA)および3T 3細胞(パネルB)を図7で説明した方法により24ウエルのプレート中に播い た。播種後、すべての細胞を増殖因子不足培地に移した。3T3親細胞は50p M FGF中に維持した。細胞を各種濃度のに252a(0から250nM)で 48時間処理した。すべてのセルラインの細胞生存性をグルコース利用アッセイ で■試料につき2回ずつ測定した。パネルA:白四角−8H−3Y5Y (BD NF無添加);黒四角−L、lN−5(BDNF添加);黒丸−N】8TG2  (BDNF添加)。パネルB:白四角−373(FGF添加);黒四角−3T3 −オートクリン(BDNF添加)。
図12は、小細胞肺癌(NCI−H69) 、肺腺癌(Calu−3)、3T3  (オートクリン)および神経芽細胞腫(N18TG2)細胞に対するに252 aの分化効果を示す。細胞を図7で説明した方法で24ウエルのプレートに播い た。0.50および1100n K252aで細胞を48時間処理した。すべて のセルラインの細胞生存性をグルコース利用アッセイで1試料につき2回ずつ測 定した。ヒストグラム(左から右)は以下の通りである:黒のヒストグラム:N Cl−H69;肉太の平行斜線を引いたヒストグラム:N18TG2:点々をつ けたヒストグラム=3T3(オートクリン);細い平行斜線をり匹またヒストグ ラム=C本発明は、腫瘍細胞およびその子孫の増殖を阻害し、または妨害するた めに、二二一口トロフィンを発現する腫瘍細胞をもつ哺乳動物を治療する方法お よび医薬組成物を提供する。本発明の組成物および方法は、腫瘍細胞のオートク リン生存ループを妨害する有効量の物質を冒された哺乳動物に投与することを含 む。
さらに特定すると、BDNF−オートクリン生存ループの妨害に使用でき、した がってBDNF−発現腫瘍細胞における細胞死を引き起こすことのできる2つの メカニズムの例を提供する。
本発明を実施するための1つのメカニズムは、BDNFまたはその一部をコード する遺伝子またはcDNAとアンチセンスな少なくとも6個のヌクレオチドの核 酸の使用を含む。ここで用いる”アンチセンス”とは、一定の配列相補性のため にBDNF RNA(好゛ましくはmRNA)の一部とハイブリダイズすること のできる核酸をいう。
もう1つのメカニズムは、スタウロスポリン、Murakataらの米国特許第 4,923.986号および1989年2月22日公開の欧州特許出願第303 ,697号、1989年7月5日公開の第323,171号に記載されたに25 2aまたはその誘導体、若しくはその他のプロティンキナーゼ阻害剤の使用を含 む。
さらに、本発明は、オートクリン生存ループを利用する腫瘍細胞(神経芽細胞腫 および5CLCなど)の多くの特徴を具現する組換えオートクリンループ細胞モ デルを提供する。ここで用いるオートクリン生存ループを利用する細胞とは、そ れ自身の生存のために必要な分子を発現する細胞をいう。
本発明のアンチセンス核酸は、生存のためにBDNF発現に依存する細胞による BDNFの合成を阻止することによって、細胞間レベルでBDNF−オートクリ ンルーブを妨害する。K252aおよび関連化合物がBDNF−オートクリンル ーブを妨害するメカニズムは、t rkBレセプターの活性化およびリン酸化を 阻止することによって、BDNFレセプターのレベルで起きる。別のチロシンプ ロティンキナーゼ阻害剤のクラスであるチアゾリジンジオンクラスの阻害剤[G e1ssler et at、、 J、 Biol、 Chem、、 265: 22255−22261 (1999)コはに252aにたいして同様に作用す ることができる。カルフォスチンC、スタウロスポリン、K252b、KT57 20、KT5823およびKT5926 (Kamiya Biochemic al Company、Thousand 0aks、Ca1ifornia) などのその他のプロティンキナーゼ阻害剤も使用できる。BDNFオートクリン ルーブを妨害するその他のメカニズムもまた本発明に包含される。
本発明のアンチセンス核酸は二本鎖または一本鎖のRNAまたはDNA、若しく はその修飾体または誘導体であるオリゴヌクレオチドであることができ、これら は細胞に直接投与するか、あるいは外因性の導入された配列の翻訳によって細胞 内的に生産することができる。
本発明によって提供されるBDNFアンチセンス核酸は、その腫瘍タイプがBD NF遺伝子を発現することが証明された(invitroまたはin vivo で)細胞である腫瘍の治療に使用できる。このような証明はBDNF RNAま たはBDNFタンパク質の検出によって行うことができる。本発明によると、B DNFアンチセンスオリゴマーはこのような腫瘍の増殖を阻止するだけでなく、 細胞性タンパク質の喪失前にDNAが喪失することを特徴とするプログラムされ た、または”アポプロティック”な死を含む普通でないメカニズムによる腫瘍細 胞を死に至らしめることがてきる[Arends et al、、 Am、1.  Pathol、 136+593 (1990)]。
本発明はさらに、医薬的に受容できる担体中に有効量の本発明のBDNFアンチ センス核酸を含む医薬組成物を提供する。本発明の医薬組成物を投与することか らなる各種疾患および不調の治療方法も提供する。
別の態様においては、本発明は、本発明のアンチセンスBDNF核酸を含む有効 量の組成物を細胞に与えることからなる、真核細胞におけるBDNF核酸配列の 発現を阻害する方法に関する。
別の態様においては、BDNFアンチセンス核酸の細胞毒性効果から機能性BD NFまたはその他のニューロトロフィンレセプターを発現する細胞をニューロト ロフィンが”救う”能力を観察することによって、このような細胞の同定を行う ことができる。
本発明の別の面では、患者から得た細胞中におけるBDNF発現を検出すること によるヒト神経芽細胞腫または小細胞肺癌の診断を提供する。このような診断は BDNF RNAまたはタンパク質発現を検出することによって実施することが できる。
本発明のアンチセンス核酸は少なくとも6個のヌクレオチドであり、好ましくは オリゴヌクレオチド(6から約50ヌクレオチド)である。オリゴヌクレオチド はDNAまたはRNA、若しくはそのキメラ混合物または誘導体または修飾体、 −水路または二本鎖でありうる。オリゴヌクレオチドは塩基部分、糖部分、また はリン酸骨格で修飾してもよい。オリゴヌクレオチドはペプチドなどの他の付属 基、若しくは細胞膜を透過して輸送することを可能にする薬剤[例えば、Let Singer et al、、 Proc、 Na11. Acad。
Sci、 USA、 84:648−652 (1987);PCT出願公開W 08 B109810219988年12月15日公開を参照]または血液−脳 関門を透過して輸送することを可能にする薬剤[例えば、PCT出願公開WO3 9/10134.19988年4月25日公開を参照]、ハイブリダイゼーショ ン−誘発化開裂剤[例えば、Krol et al、、 BioTechniq ues、 6:95B−976(1988)を参照コまたは挿入剤[例えば、Z on、 Pharm、 Res、、 5:539−549 (1988)を参照 ]を含むことができる。
本発明の好ましい面においては、好ましくは一本鎖DNAのBDNFアンチセン スオリゴヌクレオチドが提供される。最も好ましい面においては、このようなオ リゴヌクレオチドはヒトBDNFの最後の6コドンにアンチセンスな配列からな る。このオリゴヌクレオチドは当業界で公知の置換基によってその構造のいずれ の位置において修飾されていてもよい。
BDNFアンチセンスオリゴヌクレオチドは以下の群から選択される少なくとも 1つの塩基部分を含んでいてもよいが、これに限定されない=5−フルオロウラ シル、5−ブロモウラシル、5−クロロウラシル、5−ヨードウラシル、ヒポキ サンチン、キサンチン、4−アセチルシトシン、5−(カルボキシヒドロキシメ チル)ウラシル、5−カルボキシメチルアミノメチル−2−チオウリジン、5− カルボキシメチルアミノメチルウラシル、ジヒドロウラシル、ベーターD−ガラ クトシルケオシン、イノシン、N6−イツペンテニルアデニン、■−メチルグア ニン、l−メチルイノンン、2.2−ジメチルグアニン、2−メチルアデニン、 2−メチルグアニン、3−メチルシトシン、5−メチルシトシン、N6−アデニ ン、7−メチルグアニン、5−メチルアミノメチルウラシル、5−メトキシアミ ノメチル−2−チオウラシル、ベーターD−マンノシルケオンン、5−メトキシ カルボキシメチルウラシル、5−メトキシウラシル、2−メチルチオ−N6−イ ツペンテニルアデニン、ウラシル−5−オキシ酢酸(V)、ワイブトキソシン、 プソイドウラシル、ケオシン、2−チオシトシン、5−メチル−゛2−チオウラ シル、2−チオウラシル、4−チオウラシル、5−メチルウラシル、ウラシル− 5−オキシ酢酸メチルエステル、ウラシル−5−オキシ酢酸(v)、5−メチル −2−チオウラシル、3−(3−アミノ−3−N−2−カルボキシプロピル)ウ ラシル、(acp3)w、および2.6−ジアミツプリン。
別の態様においては、オリゴヌクレオチドは以下の群から選択される少なくとも 1つの修飾糖部分を含んでいてもよいが、これに限定されない:アラビノース、 2−フルオロアラビノース、キシルロース、およびヘキソース。
さらに別の態様においては、オリゴヌクレオチドはホスホロチオエート、ホスホ ロジチオエート、ホスホラミドチオエート、15ホスホラミデート、ホスホロチ オエ−ト、メチルホスホネート、アルキルホスホルトリエステル、およびホルム アセクールまたはその類似体からなる群から選択される少なくとも1つの修飾リ ン酸骨格を含む。
さらに別の態様においては、オリゴヌクレオチドはα−アノマーオリゴヌクレオ チドである。α−アノマーオリゴヌクレオチドは相補的RNAと特定の二本鎖ハ イブリッドを形成し、これはウラシルβ−ユニットとは異なり、鎖がお互いに平 行に伸びる[Gautier et al、、 Nucl、 Ac1ds Re s、、 15:6625−6641 (1987) ]。
オリゴヌクレオチドは、例えばペプチド/1イブリダイゼーシヨンー誘発化架橋 剤、輸送剤、ハイブリダイゼーション誘発化開裂剤などの他の分子と結合しても よい。
本発明のオリゴヌクレオチドは当業界で公知の標準法、例えば、自動DNA合成 機(Biosearch、Applied Biosystemsなどから市販 されているものなど)を用いて合成することができる。例えば、ホスホロチオエ ートオリゴは5tein et al、、 Nucl、 Ac1d Res、、  16:3209 (1988)の方法によって合成でき、メチルホスホネート オリゴは制御された多孔性ガラスポリマー支持体を用いて調製できる[5ari n et al、、 Proc、 Natl。
Acad、 Sci、 USA、 85ニア448−7451 (1988)  ]。
特定の態様においては、BDNFアンチセンスオリゴヌクレオチドは触媒性RN A、またはりポザイム[例えば、PCT国際出願公開W090/11364.1 990年lθ月4日公開;5arver et al、、 5cience 2 47:1222−1225 (1990) ]からなる。別の態様では、オリゴ ヌクレオチドは2°−O−メチルリボヌクレオチド[Inoue et al、 、 Nucl、 Ac1ds Res、、 15:6131−6148 (19 B?) ]、またはキメラRNA−DNA同族体[1noue et al、、  FEBS Lett。
、215:327−330 (1987)コである。
あるいは別の態様においては、本発明のBDNFアンチセンス核酸は外因性配列 からの翻訳によって細胞内で生産される。例えば、ベクターが細胞によって取り 込まれるようにベクターを1nvjvoで導入し、該細胞内でベクターまたはそ の一部が翻訳されて、本発明のアンチセンス核酸(RNA)を生産する。このよ うなベクターはBDNFアンチセンス核酸をコードする配列を含む。このような ベクターは所望のアンチセンスRNAを生産するように翻訳される限り、エピソ ーム性であり続けるか、あるいは染色体に取り込まれることができる。このよう なベクターは当業界において標準的な組換えDNA手法によって構築できる。ベ クターは哺乳動物細胞における複製と発現に用いられるプラスミド、ウィルスま たは当業界で公知の他のものである。BDNFアンチセンスRNAをコードする 配列の発現は、哺乳動物、好ましくはヒト細胞において当業界で公知のいかなる プロモーターによってもよい。このようなプロモーターは誘導可能であり、かつ 構築可能である。このようなプロモーターは以下のものを含むが、これに限定さ れない:SV40初期プロモーター領域[Bernoistand Chamb on、 Nature、 290:304−310 (1981)] 、ラウス 肉腫ウィルスの3゛末端復中に含まれるプロモーター[Yamamoto et  al、、 Ce1l、 22ニア87−797 (1980)] 、ヘルペス チミジンキナーゼプロモーター[Wagner et al、、 Proc、N atl、 Acad、 Sci、 USA、 78:1441−1445 (1 981)] 、メタロチオネイン遺伝子の制御配列[Br1nster et  at、、 Nature、 296:39−42 (1982)コなど。
本発明のアンチセンス核酸は、BDNF遺伝子、好ましくはヒトBDNF遺伝子 のRNA転写物の少なくとも一部と相補的である。しかしながら、絶対的な相補 性は、これが好まい)けれども、必要ではない。ここでいう”RNAの少なくと も一部と相補的な”配列とは、RNAとハイブリダイズして安定な二本鎖(二本 鎖のBDNFアンチセンス核酸の場合には二本鎖)を形成することができるため に十分な相補性を有することを意味する。ハイブリダイズする能力は相補性の程 度およびアンチセンス核酸の長さに依存する。一般に、ノ)イブリダイズする核 酸が長ければ長し)程、それが含むBDNF RNAと塩基がミスマツチするが 、それても安定な二本鎖(場合により二本鎖)を形成する。当業者はハイブリダ イズした複合体の融点を測定するための標準法を用し)で、使用に耐え得るミス マツチの程度を確認することができる。
B、レセプターリン酸化の妨害 に252 aとして知られる化合物はカリフォルニア州、サウザンドオークスの Kamiya Biomedical Companyから市販されており、あ るいは上記した文献に記載されている。
生理的に活性な物質であるに252aはノカルデイオシス(Nocardios is)属の微生物を培養することにより生産される物質に252の誘導体である [Matsuda et at、、米国特許第4.555,402号]、に25 2はMurakataらの米国特許第4,877.776号に以下の式で表され る化合物として記載されている: [式中、R1およびR2はHまたはOH;XはC0OH,Co。
RまたはCH20H;YはH,RまたはCOR;そしてZは0H1ORまたはS Rであり、ここてRは低級アルキルである]。K252はヒト子宮癌HeLa細 胞、ヒト乳癌細胞MCF7、ヒト大腸腺癌細胞C0LO320DM、ヒト肺癌腫 細胞PCIOの増殖をプロティンキナーゼ阻害活性によって阻害することが示さ れた。
K252の誘導体はMurakataらの米国特許第4.923.986号に以 下の式の化合物として記載されているニ[式中、W、 、W、 、R’ 、R”  、R” 、R’ 、XおよびYは各種置換基である]。
理論やメカニズムに拘泥されることなく、われわれのデータはスタウロスポリン およびその誘導体ならびにに252aおよびそノ誘導体はニューロトロフィンレ セプターのリン酸化を妨害することによって作用することを示唆する。さらに特 定すれば、細胞表面レセプターのレベルでBDNFオートクリンルーブを妨害す ることにより、trk Bチロシンキナーゼレベルが不活性化される。細胞性タ ンパク質のリン酸化の抑制は、K252aまたはスタウロスポリンまたはこれら の誘導体がBDNF媒介性の細胞応答を特異的に妨害する直接的効果によるもの と信じられる。EGF−誘導化レセプターリン酸化を阻害するチアゾリジンジオ ンなどのその他のプロティンキナーゼ阻害剤も、同様のBDNF−媒介性の細胞 応答を妨害する作用をすることができる。
治療有用性 本発明の物質は、BDNFを発現することが示されている型の腫瘍の治療に使用 できる。このような腫瘍は、制限するものではないが、神経芽細胞腫、小細胞肺 癌およびある種の神経上皮腫を含む。
1つの実施態様では、1重鎖DNAアンチセンスBDNFオリゴヌクレオチドを 神経芽細胞腫の治療に使用する。もう1つの実施態様では、スタウロスポリン( staurosporin)またはに252aを神経芽細胞腫の治療に使用する 。
BDNF RNAを発現する他の腫瘍型を、当分野で既知の種々の方法により同 定できる。このような方法は、制限するものではないが、例えば、RNAがin  vitroでBDNFに翻訳される能力を観察することによる、ノーザンハイ ブリッド形成、ドツトプロットハイブリッド形成などの、BDNF−特異的核酸 とのハイブリッド形成を含む。
好ましい態様では、患者からの初期腫瘍組織を、治療前にBDNF発現について 分析できる。
本発明の医薬組成物は、医薬的に許容できる担体中のBDNFオートクリン生存 ループを阻害する、有効量の物質を含むが、BDNF RNAを発現する型の腫 瘍を有する患者に投与できる。
BDNF−発現腫瘍細胞の増殖を阻害する、本発明の治療および医薬組成物は、 それ故、医薬的に許容できる担体との混合物中の、BDNF−オートクリンルー プを阻害することができる、治療に有効な量の物質を含む。殺腫瘍活性を有する 医薬組成物は、例えば、溶液、シロップ、エマルジョン、注射可能薬剤、錠剤、 カプセルまたは座薬のような従来の形態の処方で利用できる。
適切な担体は、薬理学の分野で習熟した者にはよく知られている[例えば、Re mingtons Practice of Pharmacy、 9th、  10th andllth Ed、を参照されたい]。例示する担体は、滅菌生 理食塩水、ラクトース、ショ糖、リン酸カルシウム、ゼラチン、デキストリン、 寒天、ペクチン、落花生油、オリーブ油、ゴマ油、スクアレンおよび水を含む。
さらに、担体または希釈剤は、単一でまたは蝋と共に用いるグリセリンモノステ アレートまたはグリセリンジステアレートのような時間遅滞物質を含んでもよい 。場合により、適切な化学安定化剤を医薬製剤の安定性を改善するために使用し てよい。適切な化学安定化剤は、当分野で習熟した者には周知であり、例えば、 クエン酸および他のpH調節剤、キレートまたは金属イオン封鎖剤および抗酸化 剤を含む。
K252a 、スタウロスポリンまたはその誘導体または他のプロティンキナー ゼ阻害剤のいずれかを含む医薬組成物の処方は、部会長くは、単位剤形にでき、 そして従来の方法のいずれによっても調製できる。これとは別に、組成物は、当 分野で知られている切vivo徐放出に適する形態にできる。すべての方法は、 活性成分を、1種以上の補助成分を構成しうる担体と会合させる工程を含む。
特定の疾患または状態の治療に有効な物質の量は、疾患または状態の性質に依存 し、そして標準臨床技術により決定できる。本発明の1つの実施態様では、ヒト で試験し使用する前に、治療する腫瘍型のアンチセンス細胞毒性を、例えば、以 下の実施態様に記載する分析系において、in vitroで、その後、動物モ デル系で測定することが望ましい。
導入法は、制限するものではないが、皮肉、筋肉内、腹腔内、静脈内、皮下、経 口および鼻内を含む。さらに、本発明の医薬組成物を、脳室内および髄腔内注射 を含むいずれかの適切な経路により中枢神経系に導入することが望ましい;脳室 内注射は、例えば、オマヤレザバーのようなレザバーに取り付けた脳室内カテー テルにより容易にできる。
さらに、本発明の医薬組成物を、治療を必要とする部位に局部的に投与すること が望ましいかもしれず;これは例えば、制限するものではないが、手術中の局部 注入、注射、カテーテルにより、または移植、シアラスティック(sialas tic)膜またはファイバーのような膜を含む、多孔性、非−多孔性またはゼラ チン状の物質の前記移植により達成できる。
本発明は、リポソーム、微粒子またはマイクロカプセルを介して投与する、BD NF−オートクリンルーブを阻害する物質を含む医薬組成物も提供する。本発明 の種々の実施態様では、物質の持続放出を達成する組成物を使用することが有効 であり得る。特定の実施態様では、特定の同定可能な腫瘍抗原(例えば、神経芽 細胞腫または5CLCに選択的な細胞表面抗原)に対する抗体を介して、標的と されるリポソームを利用することが望ましいかもしれない[Leonetti  et al、、Proc、 Natl、 Acad、 Sci、 USA、 8 7:2448−2451(1990); Renne4sen et al、、  夏、B4o1. Chem、、 265:16337−16342(1990 )]。
K252aまたはスタウロスポリンまたはその誘導体および他のプロティンキナ ーゼ阻害剤も、単独で、または、ある癌の直接または補助治療に有用な他の治療 または診断剤と組み合わせて、本発明の方法および組成物に従って使用できる。
K252aまたはその誘導体を、本′発明のBDNFアンチセンス核酸と組み合 わせて使用できることを意図する。他の薬剤、例えば、代謝拮抗物質、アルキル 化剤、ビンカアルカロイド、抗腫瘍性抗生物質、プラチナ誘導体、置換尿素、副 腎皮質ステロイド、サイトカイン、インターロイキン、インターフェロンまたは 抗体も、BDNF−発現細胞により特徴付けられる種々の癌また関連疾患を治療 するために、このようなキナーゼ阻害剤と連係して使用することもできる。
以下に記載する状態の治療法において、有効量の、例えば、K252aの投与に 含まれる投与計画は、例えば、患者の状態、体重、性別および食生活、腫瘍の程 度、投与時間および他の臨床因子のような、薬物の作用を変化させる種々の因子 を考慮して主治医により決定されるであろう。本文中に記載する特定の疾病状態 を治療するのに使用する本発明の組成物の用量は、特定の疾病および疾病の段階 により変化できる。
さらに、K252aまたはその誘導体、スタウロスポリンまたは他のキナーゼ阻 害剤を含む医薬組成物も、上述のシクロホスファミド、サイトカイン、インター ロイキン、インターフェロンまたは抗体のような別の従来の治療剤を含むことを 意図する。本発明のアンチセンスオリゴヌクレオチドを、プロティンキナーゼ阻 害剤を含む医薬組成物と組み合わせることができることを特に意図する。これら の薬物を医薬組成物において組み合わせる場合は、各活性成分が、この薬物を単 独で投与する場合と同じ濃度か、または僅かに低濃度で、組み合わせる組成物中 に存在することが予測される。
本発明の組成物および方法の治療機構は、現在使用されているBDNF−発現に 関連する腫瘍の治療に使用する大多数の薬物の機構と原則として異なっている。
単独でまたは他の既知の殺腫瘍薬剤と組み合わせて、BDNF−オートロリン生 存ループを阻害する物質本方法および組成物による治療に感受性のBDNF−発 現腫瘍は、制限するものではないが、神経芽細胞腫、小細胞肺癌およびいくつか の神経上皮腫を含む。BDNFを発現する他の腫瘍型を、当分野で既知の種々の 方法により同定できる。本発明法に従って、所望により、患者からの初期腫瘍組 織を、治療前にBDNF発現について分析できる。
上述の哺乳類疾病の治療に加えて、本発明の方法と組成物は、例えば、ウマ、ブ タ、ウシおよび家禽を苦しめるBDNF−発現腫瘍の治療における獣医学的目的 のために利用できる。これらの疾病は、上述の哺乳類疾病の治療に使用できる量 の化合物を使用して治療できる。
診断上の有用性 はとんどのヒト神経芽細胞腫細胞系は、ある値のヒトBDNF mRNAを発現 する。BDNF mRNA発現は、(小細胞肺癌およびいくつかの神経上皮腫の ような)少しの例外があるのみで、神経芽細胞腫に特有であるようである。これ らの結果より、8DNF mRNA発現はヒト神経芽細胞腫および5CLCとい くつかの神経上皮腫のための有用なマーカーとして臨床的に使用できる。現在ま での神経芽細胞腫の最適の臨床マーカーはN−myc増幅であり、N−mycは 、全ての後期神経芽細胞腫(II+および1■期)の約30%を増幅するのみで あるとすると、BDNF mRNA発現は、神経芽細胞腫の前期および後期の両 方のさらに有用な広範囲の臨床マーカーであり得る。
機能的BDNFまたは他のニューロトロフィン受容体を発現する細胞の同定 いくつかの神経芽細胞腫細胞系は、BDNFSNGFおよびNT−3のいずれか の添加によりアンチセンスBDNFオリゴヌクレオチドの毒性作用から効果的に 守られることができる(以下の第6節を参照されたい)。それ故、いくつかの神 経芽細胞腫は、[1DNF、 NGFまたはNT−3の機能的受容体を発現する ことが、このような細胞型を5アンチセンス細胞毒性から守るこれらの個々のリ ガンドの能力に基ついて予言できる。例えば、われわれのデータ(実施例1、■ 。
1節)により、LA−N−5神経芽細胞腫細胞は、NGF 、 BDNFおよび NT−3の機能的受容体を発現するが、LA−N−1細胞は、機能的BDNF受 容体のみを発現し、そしてCHP−134とCHP−404神経芽細胞腫細胞は 、NT−3受容体は欠くがNGF (!:[1DNF受容体の両方を発現するこ とが示唆される。
オートラリン−ループ依存性腫瘍細胞を模倣する細胞系モデルの遺伝子工学 神経芽細胞腫のBDNF依存性依存性オーシタリン生存ループにもかかわらず、 検出可能な値のtrkBのmRNAまたは検出可能な値の構造的にリン酸化され たtrk受容体のような、生存ループを反映するような細胞の特性は容易に検出 されなかった。従来のマイトジェン因子を含むオートクリンルーブの以前の研究 により、これらのループは、検出可能な分泌因子の非存在化で、細胞内で時々生 しる受容体活性化を伴って機能し得ることが立証されている[Zhan and  Goldfarb、 Mo1. Ce11. Rial、 6:3541(1 986)]。さらに、慢性オートクリン刺激により、受容体自己リン酸化の実質 的ダウンレギュレーションおよび関与している受容体の急速な代謝回転が起こり 、その両者は構造的にリン酸化された受容体の検出を困難または不可能にし得る 。同様に、神経細胞を持続的にNGFに晒すと、生存には必要であるが、ついに は、活性化trkA受容体の実質的ダウンレギュレーションが起こる[Kapl an et al、、 5cience 252:554(1991)]。
これらの問題を克服し、ループの遮断がin vitroで容易に検出できる、 BDNFオートクリンルーブを利用するモデル細胞を提供し、それ故このような オートクリンルーブを遮断する能力を持つ化合物をスクリーニングする有用な系 を提供するために、組換え細胞系を作製した。この系はBDNF/1rkB媒介 オートクリン媒介オート用リンループ系は、所定の培地中での増殖と生存が正常 では繊維芽細胞増殖因子(FGF)または血小板由来増殖因子(PDGF)のい ずれかを必要とする変異Nl+(3T3繊維芽細胞系に基づいており[Lee。
and Donoghue、l Ce1l Biol、 113:361 (1 991)コ;因子欠乏によるこれらの繊維芽細胞の死滅もアポブトティック(a poptot ic)である。[Ernfors et al、、 Neuro n 5:511 (1990)コ。これらの細胞がtrkB受容体で安定してト ランスフェクトされている場合は、BDNFはFGFまたはPDGFと置換でき る[Glass et al、、 Ce1l 66:405 (1991)]。
trkBおよびBDNFの両方とこれらの細胞の同時トランスフェクションによ りNIH3T3細胞[3T3 (オートロリン)またはMBxと称す]が導かれ 、この細胞は外来性の増殖因子を添加せずに所定の培地中で生存できる(すなわ ち、BDNFについてオートロリンとなる)。注目すべきは、これらのオートク リンNIH3T3細胞は多くの点でBDNFオートクリン生存ループに依存する 神経芽細胞腫に類似している。例えば、それらはBDNFアンチセンスオリゴマ ーへの同様の配列特異的感受性を示し、外来性BDNFにより克服される。さら に、これらの細胞は培地中に検出可能な値のBDNFを分泌せず、検出可能な値 の構造的にリン酸化されたtrkB受容体を現さない。
さらに、K252aとスタウロスポリンは、神経芽細胞腫に作用するのと非常に 類似した様式で、所定の培地中で増殖しているBDNF/1rkB−トランスフ ェクトNl113T3細胞に作用し、それ故、このような細胞は、オートクリン ルーブの崩壊を介してオートラリンループ依存性腫瘍細胞を破壊するのに使用で きる薬物を同定する有用な分析系を提供することを確証する。特定の因子および 因子のための受容体をコードし発現するように設計されている、他のオートクリ ンループモデル系も、ここに意図されているように、このようなオートクリンル ープを遮断する薬剤を同定するために作製し使用することもできる。このような 因子は、制限するものではないが、神経増殖因子、ニューロトロフィン−3、二 二一口トロフィン−4および毛様体ニューロトロフィック(neurotrop hic)因子を含む。
ここに記載する発明がさらに十分理解できるように、以下の実施例を説明する。
これらの実施例は、説明を目的とするものであり、本発明の制限としていかよう にも解釈されるべきではないことが理解されるべきである。
実験結果:神経芽細胞腫 ここに記載するように、本発明者らは、BDNFに対して向けられたアンチセン スオリゴヌクレオチドは神経芽細胞腫細胞系に対してin vitroで細胞毒 性マあることを示し、それ故、ヒト神経芽細胞腫細胞はオートクリン生存分子と してBDNFを必要とし、そしてこれらの神経芽細胞腫細胞は外来性BDNFを 投与することによりアンチセンスBDNFの細胞毒性作用から守られることを実 証する。これらの神経芽細胞腫細胞のほとんどは、検出可能な値のtrkB m RNAを発現しないので、われわれのデータによりBDNFの別の受容体が存在 するかもしれないことが暗示される。
ノーサンプロット法によりBDNF mRNAの発現について、一群のヒトおよ び薩歯類腫瘍細胞系をスクリーニングした[Maisonpierre et  al、、 5cience、 247:1446−1451(1990)] 、 表1および図5はこれらの結果を要約し、そしてほとんどの神経芽細胞腫細胞系 (試験した17と18)はBDNF mRNAを発現し、そしてBDNF mR NAの発現は、ある程度、神経芽細胞腫に特有であるようであることを示す。例 えば、12種の神経上皮腫またはユーイング肉腫のうち3種のみがBDNF m RNAを発現する。試験した非−神経性腫瘍はいずれもBDNF mRNAを発 現しないことが見いだされた。試験した非−神経性腫瘍細胞系は、網膜芽細胞腫 、悪性黒色腫、癌(頚部および胸部)および白血病を含んでいた。BDNF m RNAを発現しなかった唯一の神経芽細胞腫細胞系は、神経堤由来起源と対照的 に、胸部由来である点でユニークである5H−5Y5Yであった。Mark l 5rae■博士(UC3D)がこれらの神経芽細胞腫細胞系のいくつかのRNA プロットを提供した。
表■ ヒト細胞系におけるBDNF mRNAの発現※細胞系 BDNF発現 神経芽細胞腫 NB−69+ NMB 十 MR−32 SH−5Y5Y 表I(続き) 神経上皮腫/ユーイング肉腫 5に−N−MC CHP−100 A4573 + SK−N−LO+ u十 非−神経性細胞系 L−60 COLJD−320 ELA に562 CF7 ※データは、ヒトBDNFで釣り上げたヒト細胞系RNAプローブのノーザンブ ロッティング結果のまとめである。(+)はhBDNF mRNAの陽性発現を 示し、そして、(−)はBDNF mRNAの欠如を示す。
(+/−)は非常に低い値の発現を示す。(実際のノーザンブロッティングデー タはBDNF特許に示されている)1.2.7ンチセン7、オリゴヌクレオチド はBDNF mRNAのin Vitr。
下記の表Hに示したように、ヒトの58DNF遺伝子[PCT、国際公開番号W O91/P3568.19’l1年3月21日発行を参照のこと]の様々な領域 に相補的になるように3種類のアンチセンスオリゴヌクレオチドを合成した。オ リゴヌクレオチド(以下「オリゴ」と略す)はいずれも18−merとして作製 し、すべての実験においてこれらと相補的なセンスオリゴを対照として使用した 。5゛末端をもつアンチセンスオリゴ(5′−AS−BDNF 、配列番号=1 )は、開始コドンと考えられるATG塩基配列の3ヌクレオチド上流から始まり 、この開始メチオニンの4コドン下流に至るヒトのBDNF DNA配列から成 っていた。第二のアンチセンスオリゴは二塩基性残基プロセシング部位周辺のB DNF DNA配列に対応させ(PS−AS−BDNF 、配列番号=3)、第 三のアンチセンスオリゴ(3’ −As−BDNF 、配列番号:5)はヒトB DNFの最後の6ゴトンに対応させた。
5°−AS−BDNF 5°−GAA AAG GAT GGT CAT CA C−3’ l −129から −124まで5°−3−BDNF 5°−GTG  ATG ACCATCCTT TTC−3’ 2 −129から −124ま でPS−AS−BDNF 5’ −GGCAGG GTCAGA GTG GC G−3° 3 −1から +5まで3’−5−BDNF 5′−TTG ACC ATT 八AA AGG GGA−3’ 6 4113から +119までAS −アンチセンス配列を指す、S−センス配列を指す、PS−二塩基性アミノ酸プ ロセシング部位を指す。推定上のATG開始コドンは5’−3−BDNF配列中 に認められる。Arg−Lys二塩基性残基コドンはPS−3−BDNF配列に 表れている。これらのオリゴヌクレオチドは、すべてAppHed Biosy stems社の核酸合成機で合成されている。
最初に、コムギ胚芽等解液によるin vitro翻訳系を用いて、それぞれの アンチセンスBDNFオリゴヌクレオチドがBDNFの合成を抑制する能力を試 験した(図1)。この検定系では、BDNF (+/−のアンチセンスもしくは センスオリゴヌクレオチド)の合成後に、35S−メチオニンによる代謝標識、 ポリアクリルアミドゲル電気泳動ならびに蛍光光度法を行なった(図1)。無作 為の18−mer (対照オリゴ)は、18M、6μMのいずれの濃度において もin viLroてBDNFの合成に対して抑制作用を持たないことが観察さ れた。
5’−As−BDNFオリゴ(配列番号;l)は、in vitroにおいて濃 度lμMでBDNFの合成をわずかに抑制し、6μMの濃度では顕著な抑制作用 を示した。3’ −AS−BDNF (配列番号=5)とPS−As−BDNF  (配列番号=3)は、いずれも濃度1μMおよび6μMの濃度てBDNFの合 成を効果的に抑制した。相補的なセンスオリゴは、濃度1μMではBDNFのi n vitro合成にほとんど影響を及ぼさなかったが、きわめて高い濃度(6 μM)では若干の抑制作用を示した(5゛−5−BDNFオリゴ(配列番号:2 )の代表的なデータを図1に示した)。
我々は、アンチセンスロDNFオリゴヌクレオチド(5’ −AS−BDNF。
PS−AS−BDNF、3°−AS−BDNF)をin VitrOでヒト神経 芽細胞腫細胞の培養液に直接添加した場合に、細胞の生存力が受ける影響を試ヒ トの神経芽細胞腫細胞を、10%ウシ胎児血清(FBS)、2mMグルタミン、 1%ペニシリン及び1%ストレプトマイシンを含有するイーグルの改変必須培地 (EMEM) (完全培地)で培養した。アンチセンスなオリゴを検定するため 、24のウェルからなるコスタ−プレートにウェル当たり2XlO’の細胞密度 で細胞を播いた。血清ヲ含まないEMEM培地中の細胞にアンチセンスオリゴを 直接添加して、アンチセンスオリゴヌクレオチドの取り込みを行なった。
細胞の培地に添加したアンチセンスもしくはセンスオリゴヌクレオチドの濃度は 0.1HM−50μMであった(図2)。それぞれのオリゴヌクレオチドと共に 4時間培養した後、細胞培養ウェルにITs補足液(インシュリン、トランスフ ェリン及びセレン)を加え、オリゴを添加した96時間後に細胞の生存力を検定 した。ウェルを二重に検定して平均値をとった。細胞の生存力はトリノくンブル ー染色により検定した(図2)。センスならびにアンチセンスBDNFオリゴマ ーがLAN−5神経芽細胞腫細胞に及ぼす形態学的な影響を図6に光学顕微鏡写 真として示した。図2でも明らかなように、LA−N−5神経芽細胞腫細胞系が 3°−As−BDNFオリゴヌクレオチド(配列番号、5)の細胞毒性作用に最 も敏感であった。これらの細胞の80%以上が18Mの3°−As−BDNFて 96時間以内に死滅した。
LA−N−1神経芽細胞腫細胞は、18Mの3’−AS−BDNFで、そのうち の40%しか96時間以内に死滅せず、LAN−5細胞よりもやや感受性が低か った。興味深いことは、LA−N−1細胞がLA−N−5細胞よりもBDNFm RNAの発現率が低いということである。(BDNF mRNAを発現しない)  5K−ES細胞と5)l−3Y5Y細胞は、50MMの濃度でも3’ −As −BDNFの細胞毒性作用に抵抗性であった。これらの抵抗性細胞系は、3°− AS−BDNFの濃度を50MMとすると細胞の生存力が多少失われたが、対照 の3°−センス−BDNF (3°−3−BDNF)オリゴヌクレオチド50μ Mで処理した場合にも細胞の生存力が同様に失われた。しかし実際には、50M Mの3°−3−BDNFを加えた無血清培地で96時間処理したときに、30% 以上の細胞が失われることは4種類のどの細胞系においても認められなかった。
最後に、5°−AS−BDNFオリゴ(配列番号:l)で処理したときには、ど の神経芽細胞腫細胞系においても細胞生存力の喪失は観察されなかったが、PS −AS−BDNF(配列番号=3)で処理した場合には3°−As−BDNF  (配列番号=5)の場合とほぼ同一の結果が認められた。
BDNFアンチセンスオリゴマーは、神経芽細胞腫の培地に低い濃度で添加して も細胞の形態に著しい影響を及ぼしたが、対照のオリゴマーにはそのような作用 は見られなかった(図6A−C)。
予想されるように、BDNFのオートロリンループが破壊されためにこうした作 用が生しるとすれば、アンチセンスが媒介する細胞形態の変化は外部からBDN Fを添加することで防止できるだろう。
図3 (A−E)は、各種の神経芽細胞腫細胞(即ち、5H−5Y5Y(A)、 LA−N−1(B)、LA−N−5(C)、CHP−134(D)、C)IP− 404(E))に、BDNF、NGFもしくはニューロトロフィン3 (NT− 3) (精製した組換え因子1100n/ml、それぞれのニューロトロフィン 遺伝子を移入したCHD細胞から得たもの)[PCT、国際公開番号WO911 03568参照]のいずれかと、3°−AS−BDNF (配列番号=5)オリ ゴヌクレオチド(50μM)とを同時に添加した同時添加実験の結果を示してい る。
3’−AS−BDNF+/−神経栄養因子を添加後24時間置きに、トリバンブ ルー染色により、24ウエルからなるプレートのウェルで細胞の生存力を二重に 測定した。また、血球針を用いて細胞数も記録した。
先に記述したように、血清を含まない条件下で、4時間、細胞培養系にオリゴを 直接添加して、オリゴヌクレオチドの取り込みを行なった。図3Aのデータは、 3°−As−BDNFが、BDNF mRNA陰性の5H−3Y5Y細胞に対し て細胞毒性作用を持たないことを実証している。CIIP−134細胞、CHP −404細胞(それぞれ図3D及び3E)のいずれも、3’−As−BDNFの 細胞毒性作用に感受性を示す。これらの細胞系は、BDNF、 NGFのいずれ かを同時に添加することで(その70%〜90%を)救出することができるが、 NT−3を添加してもそのような働きはない。LA−N−]細胞はBDNFによ って3’ −As−BDNFの細胞毒性作用から救出されるにすぎない(図3B )が、LA−N−5細胞は3種類のどの二二一口トロフィンによっても救出され る(図3C)、図3には示していないが、我々は、3’−As−BDNFオリゴ ヌクレオチドがLA−N−1,LA−N−5、CIIP−134及びCIIP− 404細胞に対して細胞毒性作用だけでなく細胞増殖抑制作用があること、5H −3Y5Y細胞に対してはそのような作用がないことを観察した。
1.5. BDNFアンチセンスオリゴマーによる神経芽細胞腫の処理はアポブ トティックな死を引き起こす 神経芽細胞腫に影響を及ぼすことは知られていたが、以前に記述された成長因子 オートクリンループ[Beckerら、f!MIIOJ、ら、8:3685(1 989)+ Morrison、 !、旦o1. Chom、 266:728 (1991); El−Badryら1.!、Cl1n、Invest、87: 648(1991); 5elinfreund ら、J。
Ce11. Biol、 m :2021(!990)]の破壊から生じる影響 とは対照的に、BDNFアンチセンスオリゴマーは、神経芽細胞腫の増殖を防止 しただけでなく、神経芽細胞腫細胞の死をもたらした(図6B)。
BDNFが実際にこれらの細胞系においてニューロンの生存分子として作用する とすれば、BDNFのオートクリンルーブが破壊されることから生じる死は、神 経栄養因子が失われた後の神経細胞の死について以前に記述されたもの[Mar tinら、J、 Ce11. Biol、 106:829(1988); 5 cottら、J、Neurobiol、 21:630(1990); Bat lstaton予想される。自然な形での細胞死を迎えるときに神経細胞が示す 形態学的パターンは異なるらしい[5erverら、Apoptosis、 T heMolecular l1lasis of Ce1l Death pp 、263−279(1991) ]が、神経細胞の死の一般的な特色は、胸腺や 前立腺といった他の器官のプログラムされた細胞死に特有の幾つかの生化学的変 化のようである[Batistatou、上記参照; Rukenstein、 上記参照、Wylieら、思1強、諭力壮、 68:251(1980)]。特 に、細胞蛋白の減少の前にDNAの減少をもたらす内因性のカルシウム依存エン ドヌクレアーゼの活性化は、プログラムされた、すなわちEアポブトティツタな (細胞消滅的)J死の一般的な特色のようである[Arendsら、Am、 J 、 Pathol、 136:593(1990) ] 、我々は、アポブトシ スと壊死とを区別するため、二重染色(DNAと蛋白質への染色)フローサイト メトリー検定法を利用した[DelBinoら、Exp、 Ce1l Res。
193:27(1991) ; Jakobisiakら、 Proc、Nat f、Acad、Sci、USA。
68:3628(1991)]。]LA−N−5ヒト神経芽細胞腫神経芽細胞腫 口フィールは、正常に循環する多くの細胞系に特有であり、細胞集団の多くがG 1期の細胞周期にあり、残りの細胞集団は8期もしくはG2+M期のいずれかで あった(図7A)。アンチセンスなりDNFオリゴマーによる処理は、蛋白質減 少の非存在下でのDNA含有量の有意な低減を特色とするLA−N−5細胞のア ポブトティックな集団を出現させた(図7B)が、こうした変化は、アポブトテ ィックな集団において通常具られるように(Del Bino、上記参照)、8 期における細胞の比率の低減を伴っていた。アンチセンスで処理したオートクリ ン細胞のBDNFによる救助は、図6Dで前に観察したように、アポブトティッ クな集団の出現を防止した(図7C)。
神経芽細胞腫細胞は低濃度のBDNFセンスもしくはランダム配列オリゴマーに 敏感ではなかったが、これらのオリゴマーは、高濃度で存在した場合に、BDN Fのオートクリンループに依存しない細胞の死だけてなく神経芽細胞腫細胞の死 をもたらした(下記参照)。
低濃度のBDNFアンチセンスオリゴマーで処理した神経芽細胞腫細胞のアポブ トティツタなプロフィールとは対照的に、高濃度のセンスオリゴマーでは、壊死 の場合と一致するDNAと蛋白質のプロフィール、すなわち、DNAの含有量や 、8期における細胞の比率に影響を及はすことなく細胞の蛋白が失われるプロフ ィールが見られた(図7D)。
BDNFアンチセンスオリゴマーが配列依存的に作用して、BDNFのオートク リンループを要求する神経芽細胞腫を特異的に殺すことを立証するため、我々は 、様々な濃度のセンスもしくはアンチセンスオリゴマーにさらしたときの神経芽 細胞腫細胞の生存力を比較した。用量と反応の関係を検討した結果、アンチセン スBDNFオリゴマーは、BDNFを発現する神経芽細胞腫LA−N−5を殺す 能力が対照のオリゴマーに比べて著しく強いことが明らかになった(図8A)。
逆に、アンチセンス及び対照のオリゴマーはいずれも、唯一のBDNF陰性神経 芽細胞腫5Y5Yを殺す上で同様に効果がなかった(図8B)。外部からBDN Fを添加しても、センスもしくはアンチセンスオリゴマーが5Y5Y細胞に及ぼ す影響は変わらなかった(図8B)が、LA−N−5細胞の場合は、外部からB DNFを添加すると、アンチセンスオリゴマーの死滅曲線は大きく移行し、対照 であるセンスオリゴマーの曲線に一致した(図8A)。BDNF陰性のユーイン グ肉腫細胞系Sに−ESは、5Y5Yと同様、アンチセンスBDNFオリゴマー に感受性がなかったが、BDNF陽性の4種類の細胞系(CHP−134、’N l8TG2、CHP、404及びLA−N−1)をさらに実験したところ、BD NFによって救出される能力だけでなく、LA−N−5細胞のそれと本質的に区 別できないアンチセンスBDNFオリゴマーへの鋭敏な感受性が明らかになった (データ省略)。
従って、アンチセンスなりDNFオリゴマーは、配列特異的に、BDNFを発現 する神経芽細胞腫のみに対して作用する。さらに、アンチセンスオリゴマーの毒 性は、外部からBDNFを添加することによって対照オリゴマーの値域まで低減 する。これらのデータと、アンチセンスなりDNFオリゴマーによる神経芽細胞 腫の死がアポブトシスであり、高濃度の対照オリゴマーによる死が壊死であると いう我々の観察とは、共に、BDNFアンチセンスオリゴマーが、BDNFの継 続した合成に依存するオートリリン生存ループを破壊し、それによって神経芽細 胞腫におけるアポブトティックな細胞死を選択的に活性化することを明確に実証 している。
1.6.結論 殆どのヒト神経芽細胞腫細胞系はある値域のヒトBDNF mRNAを発現する が、BDNF mRNAの発現は、ごく僅かな例外(小細胞肺癌や数種類の神経 上皮腫なと)を除いて神経芽細胞腫に特有のよってある。こうした結果は、II DNF mRNAの発現がヒトの神経芽細胞腫に対して臨床的に有用なマーカー となり得ることを示唆している。現在までの神経芽細胞腫に対する臨床上の最良 のマーカーはN−mycの増幅であり、N−mycが後期の全神経芽細胞腫(第 ■期及び第■期)の約30%で増幅されるにすぎないとすると、BDNF mR NAの発現は前期及び後期いずれの神経芽細胞腫に対してもより有用で広範囲に わたる臨床マーカーとなり得る。
3°−AS−BDNF (配列番号:5)及びPS−AS−BDNF (配列番 号=3)・ のオリゴヌクレオチドは、BDNF mRNAを発現するヒトの神 経芽細胞腫細胞に対してのみ、細胞増殖抑制作用と細胞毒性作用がある。
この結果は、BDNF mRNAに陽性の神経芽細胞腫が自己の増殖と生存のた めにBDNFのオートリリンループを要求することを暗示している。我々の結果 は、アンチセンスBDNFオリゴヌクレオチドによる処理で、少なくとも一部の 神経芽細胞腫を効果的かつ特異的に死滅させ得ることを示唆している。
一部の神経芽細胞腫細胞系は、[1DNF、 NGF 、 NT−3のいずれか の添加によって、アンチセンスBDNFオリゴヌクレオチドの細胞毒性作用から 効果的に救出することができる。
実施例2 小細胞肺癌腫瘍に対するオートリリン生存因子としてのBDNFの潜在的役割を 考察するため、我々はノーサンブロッティング法を利用して何種類かの小細胞肺 癌細胞系におけるBDNF mRNAの発現を調べた。
6種類の異なる小細胞肺癌細胞系から調製した全RNA試料は、いずれも国立衛 生研究所(Nll()のJim l1attey博士の研究室から供与された。
図4に示した細胞系は、H82(第2レーン) 、+4209(第3レーン)  、H345(第4レーン) 、11378 (第5レーン)、H510(第6レ ーン) 、 H417(第7レーン)であった。これらの細胞系のRNA各lO μgを用いてノーザンブロッティングを行ない、[1ONF mRNAのレベル を成熟したラットの脳(第ル−ン)と直接比較した。我々は、6種類の小細胞肺 癌がいずれも何らかのBDNFmRNAを発現することを認めた。以前に組織と 神経芽細胞腫細胞系で実証されたように[Maisonpierreら、5ci ence 247:1446−1451 (1990)] 、2つの転写物が検 出された。小細胞肺癌細胞系H378(第5レーン)は特別に高いレベルのBD NF mRNAを発現し、そのレベルは成熟したラットの脳(第ル−ン)に発現 した値のほぼ2−3倍であった。
実施例1.2.て述べたように調製したアンチセンスBDNFヌクレオチドを、 in vitroで5CLC細胞(H345及び+1378)の培養物に直接地 に添加したアンチセンスもしくはセンスオリゴヌクレオチドの濃度は0.1−5 0μMであった(図8)。それぞれのオリゴヌクレオチドと共に4時間培養した のち、ITs補足液(インシュリン、トランスフェリン、セレン)を細胞培地の ウェルに添加し、オリゴヌクレオチド添加96時間後に細胞の生存力を評価した 。トリパンブルー染色によりウェルを二重に検定した。図9に示したように、H 345(8A)と11378 (8B)は、いずれも3°アンチセンスBDNF (SEQ ID NO:5 )オリゴヌクレオチドの細胞毒性作用にきわめて敏 感であったが、5゛アンチセンスないしセンスオリゴヌクレオチドにはそのよう な感受性を示さなかった。
2.3. BDNFを発現する5CLS細胞は細胞培養系への[1DNFの同時 添加により3’−AS−BDNFオリゴヌクレオチドの細胞毒性作用から選択的 に救出される 図9 (AとB)は、+1345及びII 378の5CLC細胞培養液にBD NF (100ng/ml、それぞれのニューロトロフィン遺伝子を移入したC 1(0細胞から得たもの)と3’ −AS−BDNF (配列番号=5)のオリ ゴヌクレオチドを同時に添加した場合の同時添加実験の結果を示している。
図9で明らかなように、BDNFの同時添加によっていずれの細胞系も救出され ている。
2.1.結論 ヒトの神経芽細胞腫に加えて、5CLC細胞系も何らかのレベルのヒトBDNF  mRNAを発現する。こうした結果は、BDNF mRNAの発現が臨床的に 5CLCの有用なマーカーとなり得ることを示唆している。
3°−As−BDNF (配列番号:5)とPS−AS−BDNF (配列番号 =3)のオリゴヌクレオチドは、試験を行なったいずれの5CLC細胞系に対し ても細胞増殖抑制作用及び細胞毒性作用を有していた。この結果は、BDNF  mRNA陽性の5CLC細胞系が自己の増殖と生存のためにBDNFのオートリ リンループを要求すること、そのような細胞はアンチセンスなflI)NFオリ ゴヌクレオチドによる処置で効果的に死滅させ得ることを示唆している。
K252aに神経栄養素が媒介する細胞反応を特異的に遮断する働きがあること を確認するため、我々は、構造的に関連性のある3種類のプロティンキナーゼ阻 害剤に252a (ミクロバクテリウム属のノカルジオブシス種から分離)、ス タウロスポリン(ストレプトミセス種から分離)もしくはH−7(1−(5−イ ソキノリンスルフォニル)−2−メチルビペリジンニ塩酸塩)の非存在下又は存 在下でPC−12細胞を神経成長因子(NGF)もしくは線維芽細胞成長因子( FGF)で刺激しておき、刺激を受けたPC−12細胞から調製した総蛋白溶解 液のチロシンリン酸化プロフィールを調べた。
我々は、キナーゼ阻害剤のに252a、スタウロスポリンもしくはH−7で予め 15分間処理し、その後NGFもしくはFGFを5分間投与したPC−12細胞 から調製した総溶解液中におけるチロシンのリン酸化を比較した。PC−12細 胞は、血清含有培地(6%ウマ血清、6%ウシ血清、1%グルタミン、1%ペニ シリン、1%ストレプトマイシンを補足したDME)の入っている100mmの 組織培養皿で約70%の集密度に生育させた。同様の培地に成長因子と阻害剤を 入れて希釈し、200マイクロリツトルに等分して細胞に投与した。
培養後、1mMオルトバナジン酸ナトリウムを含有するリン酸緩衝溶液を用いて 4℃で2回細胞を洗浄した。洗浄に用いた緩衝液を完全に吸引したのち、補足し たRIPA緩衝液(カルシウムとマグネシウムは含まないが、1%NP40 、 0.5%I)QC,0,1%SDS。
ImMオルトバナジン酸ナトリウム、l mM PMSF 、アプロチニン0゜ 14 TIU/mgを含有するリン酸緩衝溶液)500マイクロリツトルを用い て細胞を溶解させた。細胞を溶解させるため、Variミキサーを用い4℃で1 5分間プレートを混合した。細胞の溶解液は2.2mlのエッペンドルフ管に移 し、4℃で15分間微量遠心した。滅菌したつま楊子を用い氷上でペレットを取 り除き捨てた。総溶解液に相当する上清を5×蛋白負荷染料によりl×とした。
溶解液を95℃で3−5分間煮沸し、10%の5DS−ポリアクリルアミドゲル で分離し、Immobiton (Millipore)に移してから、l:1 000の抗ホスホチロシン抗体(UBI)を加えた。 125Iで標識したヤギ 抗マウスIgG 1マイクロリットル/mlを用いてオートラジオグラフィーに よる検出を行なった(SA=]3μC/ml)。
ゲル電気泳動後に得たオートラジオグラフを分析したところでは、未処理のPC −12細胞と比較したときに、0.01%もしくは0.02%のDMSOは細胞 に対する毒性作用がなく、またリン酸化のパターンも変えなかった。さらに、阻 害剤のみ[1100n及び200aMのに252a 、 1100nスタウロス ポリンならびに25μM ll−7]で処理した細胞、成長因子のみ[1100 n/ml NGF ; 10.50.100及び200ag/ml FGF]で 処理した細胞、阻害剤[1100n及び200aM K252a 、 1100 nスタウロスポリン、25マイクロモルH−7]で予め処理した後にNGF 1 100n/mlを投与した細胞と、阻害剤[1100n及び200aM K25 2a 、1100nスタウロスポリン、25マイクロモルH−7]で予め処理し 、その後にFGF 50%g/ mlを投与した細胞のそれぞれの試料について 電気泳動を行なった。阻害剤は、製造業者からDMSO中に再懸濁しておき、0 .02%を超えない最終濃度で細胞に加えた。
未処理の対照と比較すると、PC12細胞にNGF(loOng/ml)を5分 間投与した場合には、ERKI C43kd)及びERK2 (41kd)の速 やかなチロシンリン酸化が生じ、TrkAレセプターと考えられる高分子量の蛋 白(140kd)が認められた。
110−1O0n/ml FGFでPC12細胞を刺激した場合には、ERK2 のチロシンリン酸化が検出されたが、200ag/ml FGFで刺激するとこ の作用は抑制された。阻害剤のみもしくはDMSO(ビヒクル対照)で処理した 場合には、リン酸化のプロフィールは影響を受けなかった。H−7はNGFもし くはFGFのいずれの信号変換経路も遮断しなかった。重要なことは、スタウロ スポリンとに252aが、TrkA、ERKI及びERに2のチロシンリン酸化 の低減において示されたように、NGFの経路は遮断したが、FGF経路は、E RK2のリン酸化が対照レベルに留まっていたところからみて遮断されなかった ということである。
結論として、我々は、NGFとFGFが、スタウロスポリンおよびに252aの NGF媒介反応の特異性によって識別される、独立した信号変換経路を通して、 PCl3における早期の細胞反応を刺激することを観察した。
実施例4 に252aの作用がBDNFの信号変換経路も遮断し得るかどうかを決定するた め、我々は機能的なtrkBレセプターを発現する3T3細胞を遺伝子操作によ り作製した。我々は以前に、trkBを発現するこれらの373細胞の規定培地 における生存と増殖とが、BDNFに依存することを実証している[D、 J、  Glassら、Ce11.66:405−413(1991)]。trkBを 発現する3T3細胞には、PCI2細胞の検定に用いたものと同様の阻害剤を投 与した。
我々は、実施例3て使用した阻害剤で15分間事前に処理してからBDNF 1 100n/mlを5分間投与した神経芽細胞腫(N187G2)細胞及びtrk B発現3T3細胞の、総溶解液におけるチロシンリン酸化を比較した。我々は、 実施例3て記述したように、抗ホスホチロシン抗体を用いて溶解液を処理し、免 疫プロッティングを行なった。
未処理の細胞とBDNFで処理した細胞からの溶解液を、阻害剤[25micr oM It−7、+00nM K252a及びloOnMスタウロスポリン]の みて予め処理しておいた細胞と、阻害剤[25microM If−7、too nM K252a及び1100nスタウロスポリン]で事前に処理した後にBD NF 1100n/m+を投与した細胞とて比較した。
BDNFて処理した3T3(オートクリン)細胞と処理及び未処理の神経芽細胞 腫細胞(N187G2)の総蛋白溶解液から免疫沈降させた、自己リン酸化した trk[]レセプターの免疫プロットを図1Oに示した。
この結果は、これらの細胞へのBDNFの投与が、未処理の対照と比較して、t rkB及びERK2の速やかなリン酸化をもたらしたことを示している。またチ ロシンのリン酸化パターンは、実施例3に掲げたPC−12細胞に関するデータ と同様、K252aおよびスタウロスポリンによる細胞の事前の処理が、BDN Fの刺激によるtrkBのチロシンリン酸化を阻止するが、ドアにはそのような 働きがないことを示している。チロシンリン酸化のプロフィールは阻害剤のみて は変わらないようであった。スタウロスポリンはERK2のリン酸化を完全に阻 止したが、loOnMのに252aでは、ERK2のチロシンリン酸化が依然と して容易に検出できた。1100nのに252aは20のPC−12細胞てER KI及びERK2のリン酸化の約50%を阻止したことからすると、BDNFに よるt rkBレセプターのわずかな刺激(本検定では検出できなかった)でも 細胞内反応を十分伝達できるかもしれない。
trkBを発現する3T3細胞について我々の知見は、K252aが、BDNF に反応してtrkBレセプターのリン酸化と活性化を抑制することにより、BD NFのオートクリン生存ループを破壊し得ることを示している。我々は、4種類 のヒト神経芽細胞腫細胞系と、373線維芽細胞のモデル細胞系、小細胞肺癌細 胞系(NCI−H69−1−1)、肺の腺癌細胞系(Calu−3)を用いて、 この仮説を検証した。
この研究のために選択した3T3細胞系は、血清を含まない規定培地での生存を FGFに依存している。我々は以前に、t rkAを発現する3T3細胞がNG Fを補足した規定培地で生存し、trkBを発現する3T3細胞がBDNFを補 足した規定培地で生存することを実証している [GIa’ss ら、Ce1l  66:405−413(1991)コ。trkBとBDNFの双方を発現する 3T3細胞は、規定培地のみで生存し、オートクリン生存のための有用なモデル 細胞系となり、ヒトの神経芽細胞腫細胞系とよく似ている。神経芽細胞腫細胞系 のうち、LA−N−5細胞と5K−N−LO細胞はいずれもBDNF mRNA を発現するが、5H−3Y5Y細胞と5K−ES細胞は、 BDNF mRNA を発現しない。しかし、mRNAレベルにおけるrtkBの発現はLA−N−5 細胞系で検出できたにすぎない。
プロティンキナーゼ阻害剤に252aがヒトの神経芽細胞腫細胞、小細胞肺癌細 胞及びtrkB発現3T3細胞の生存に及ぼす影響を調べるため、我々はグルコ ースの消費を基調とした細胞の生存力についての検定法を開発した。この検定法 の基礎的な原理は、生存力がある細胞はその増殖培地に与えたグルコースを代謝 するが、死んでいる細胞はグルコースを代謝しないという事実に由来している。
従って、増殖培地におけるグルコースの濃度は培地内の生存力がある細胞の数と 逆の関係にある。
ウェル当たり約2XlO’の細胞密度て、24ウエルからなるプレートに細胞を 播いた。ヒト神経芽細胞腫細胞、5CLC細胞ならびに肺の腺癌細胞は、ウソ胎 児血清を含有するRPMI 1640培地て培養したが、3T3細胞は、適当な ニューロトロフィン(すなわち、500pMのFGF 、 BDNFもしくはN GF)を含み血清を含まない規定培地で培養した[Glassら、収旦、上記参 照] 、 trkB/BDNFオートクリーン3T3細胞(MBx)は規定培地 のみで培養した。すべての細胞培地は細胞を播いた時点て450mg/dlのグ ルコースを含有していた。
細胞を播いた36時間後にに252aを0.10.50.100.250.50 0.1000、 2000nMの濃度で添加した( DMSO中に可溶化した、 実施例1参照)。検定はすべて3回行なった。細胞の形態を視覚的に監視し、細 胞の生存力を培養6日後にグルコース消費についての検定により評価した。増殖 培地の50μIアリコートを血糖試験紙に移し、2分後にこれらの試験紙を血糖 監視装置で読み取ってグルコースの濃度(mg/d l )を測定した。
各細胞系で、各薬剤に対するLD5゜を推定するため、読み取った血糖値を平均 してから、に252aの濃度に対してプロットした。
表3は各細胞系のに252aに対するLD、。値を示したものである。
我々のデータ(図11)は、K252aがヒトの神経芽細胞腫細胞に対して細胞 破壊作用があり、このチロシンキナーゼレセプター阻害剤が、培養中自己の生存 のためにBDNFのオートクリンループを要求する神経芽細胞腫細胞(すなわち 5K−N−LO及びLA−N−5細胞)に効果があることを実証している。例え ば、LA−N−5細胞は、K252aの細胞破壊作用に対する感受性が5K−B Sや5H−3Y5Y細胞よりもそれぞれ約20倍から150倍も強力である。5 K−N−LO細胞も、K252aに対する感受性が5K−ESや5H−3Y5Y に比べて(2,5倍から19倍)強力である。5K−N−LO細胞も5K−ES や5H−3Y5Y細胞よりもに252aに対して感受性である(2.5〜19倍 )。5K−N−LO細胞は明らかにtrkBを発現しないので、我々のデータは 、これらの細胞が独特のに252a感受性trk様BDNFレセプターを発現し 得るか、その代わりに、これらの細胞で発現されるtrkBのレベルが検出限界 以下であることをも示唆している。さらに我々のデータは、K252aのような プロティンキナーゼ阻害剤が小細胞肺癌細胞に対しては細胞破壊作用があるが、 肺の腺癌細胞に対しては細胞破壊作用がないことを実証している。K252aが 373−オートクリン、神経芽細胞腫細胞(N18TG2) 、小細胞肺癌(N CT−869)及び肺の腺癌細胞(Calu−3)に及はす影響を比較したもの を図12に示しである。
5K−ES 200 nm NE 311−3Y5Y 1500 nm NELS−N−510nm <25 nm 5K−N−LO80nm NE 線維芽細胞 MBX 25 nm MG87 (+FGF) 175 nmMG87 trkA (±NGF) 3 0 nmMG87 trkB (+BDNF) 30 nm小細胞肺癌細胞 NCl−H69100nm 肺腺癌細胞 CaLu−3750nm MG87細胞は生存のため規定培地てFGFを要求する3T3細胞である。
MG87 trkA細胞はNGFを要求する。
\!G87 trkB細胞はBDNFを要求する。
NE−影響なし 我々は、規定培地での生存のためにニューロトロフィンを要求するtrkレセプ ターキナーゼ発現3T3線維芽細胞(MBx 、 MG87 trkA及びMG 87 trkB)に対するに252aとスタウトスポリンの効果が、FGFを補 足した規定培地で生存する親3T3細胞(MG87)に対する効果より(約6倍 )強力であることも明らかにしている。トランスフェクションを行なった3T3 細胞についてのこうしたデータは、K252aとスタウロスポリンの細胞破壊作 用がFGFレセプターチロシンキナーゼと比べてtrkレセプターファミリーに 対して顕著であるという確信を抱かせる。さらに、我々のデータは、K252a が神経栄養素/lrk受容体の信号変換経路を選択的に破壊するという仮説と、 K252aとスタウロスポリンとがtrkB/BDNFのオートクリン生存ルー プを効果的に阻害するという仮説を裏付けるものとなる。
最後に我々は、K252aの濃度を約25nM以下にすると、培養4−5日頃に LA−N−5神経芽細胞腫細胞において顕著な抗増殖作用と神経突起の有意な伸 長とが検出できることを観察した。こうした形態の変化は、LA−N−5細胞の 分化をNGFが誘導することを思い起こさせる。低濃度のに252aについての こうした観察は、この薬剤がtrkレセプターの信号変換経路の部分的な作動薬 として機能し得ることを示唆している。
ここに記述したように、我々は、K252aが神経栄養素/【「にレセプター信 号変換経路の重要な選択的拮抗剤となり得ること、そしてそれゆえに、BDNF のオートクリン生存ループに依存する神経由来の腫瘍細胞を死滅させる上で、潜 在的な治療上の有用性があり得ることを明らかにした。我々は、BDNFを発現 する他の癌細胞系かに252aから同様の影響を受けるだろうと予想している。
例えば、神経上皮腫の中にはに252aや他のプロティンキナーゼ阻害剤によっ て有害な作用を受けるものがあると予想される。
本発明の特定の実施例を特に記述したが、多くの修正と変更が可能なことは当業 者に明らかであろう。従って、本発明は、ここに示した特性の実施例によって限 定されると解釈してはならず、その範囲は以下の請求の範囲によってのみ定義さ れるものとする。
寄託 以下に記載した細胞系はアメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション(Am erican Type Cu1ture Co11eeiton、 1230 1 Parklaw。
Drive、 Rockville、 Maryland 20852)に寄託 されている。
寄託物 受託番号 Bx 配列表 (1)一般情報: (i) 出願人: 5quinto、 5tephen P。
YanCOpOulO8,George D。
Nye、 5teven H。
(ii) 発明の名称二ニューロトロフィン活性の抑制方法(iii)配列の数 :6 (iv) 通信宛先 (A)住所: Howson and Howson(B)通り: 321 N orrjstown Road、Box 457(C)都市: Spring  House(D)州:PA (E)国:U、S、A。
(F)郵便番号: 19477 (V) コンピュータ読み取り形態: (A)媒体型:フロッピーディスク (B)コンピュータ: IBM PC互換機(C)操作システム: PC−00 5/MS−DO5(D)ソフトウェア: Patent In Re1ease  #1.0Version #1.25 (vi) 現在の出願データ: (A)出願番号:US (B)出願臼: (C)分類: (vii)先行出願データ: (2)配列番号=5の情報: (i) 配列の特徴: (A)配列の長さ:18塩基対 (B)配列の型:核酸 (C)鎖の数ニー水路 (D)トポロジー:不明 (ii) 配列の種類:cDNA (xi) 配列の記載:配列番号:5:CrATCCC:CrT TrAATG GT(2)配列番号=6の情報: (i) 配列の特徴: (A)配列の長さ:18塩基対 (B)配列の型:核酸 (C)鎖の数ニー水路 (D)トポロジー:不明 (ii) 配列の種類:cDNA (xi) 配列の記載:配列番号:6:TrGACCATrA AAAGGGG Aオリゴ 対照 5°−85°−3PS−AS 3″−AS[オリゴ](μM) 0 1 61 61 61 6160.1 0.5 1 5 10 50 [オリゴ](μM) 培養時間 FIG、3C 培養時間 FIG、 5A ヒト神経芽細胞腫 A、未処理 FIG、 6A C,センス D、アンチセンス +BDNF ■(/:◇q ゛ 發馴 發−4/:◇q 凋剛餠 ■−1f、、1 ■Iii&哨 ロ (%*〃玉) 車桝¥カ手’r −c 4t、4 (%*ガニ) ぷ@qk羊M−c4t(。
0 100 200 :1OO FIG、9A [オリゴコ μM FIG、9B [オリゴ]μM [01igol uM FIG、9C に−252a [nM] ■ NCl−H69 [コ 3T3(オートクリン) フロントページの続き (51) Int、 C1,5識別記号 庁内整理番号A61K 37102  8314−4C481008314−4C C12N 5/10 15/11 ZNA // A61 K 37/24 8314−4C(81)指定回 EP(AT、 BE、CH,DE。
DK、ES、FR,GB、GR,IT、LU、MC,NL、SE)、AU、CA 、C3,FI、HU、JP、KR,No、RU (72)発明者 ニー、ステイーブン エイチ。
アメリカ合衆国 10128 ニューヨーク州ニューヨーク、アパートメント  3イ ー、イースト 90テイーエイチ ストリート 423 (72)発明者 ヤンコパウロス、ジョージ ディー。
アメリカ合衆国 10510 ニューヨーク州プライアークリフ メイナー、ス リーピー ホロー ロード 428

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.脳誘導神経栄養因子遺伝子の発現により特徴づけられる腫瘍型の腫瘍を有す る患者を治療する方法であって、該患者に有効量のオリゴヌクレオチドを投与す ることから成り、該オリゴヌクレオチドが(a)少なくとも6個のヌクレオチド から成り、(b)脳誘導神経栄養因子遺伝子のRNA転写物の少なくとも一部に 相補的な配列を含み、そして(c)該RNA転写物にハイブリダイズすることが できるものである、上記方法。 2.前記患者がヒトであり、脳誘導神経栄養因子遺伝子がヒト遺伝子である、請 求項1記載の方法。 3.前記腫瘍が神経芽細胞腫である、請求項1記載の方法。 4.前記腫瘍が小細胞肺癌である、請求項1記載の方法。 5.前記腫瘍が神経芽細胞腫である、請求項2記載の方法。 6.前記腫瘍が小細胞肺癌である、請求項2記載の方法。 7.オリゴヌクレオチドが少なくとも18個のヌクレオチドから成る、請求項2 記載の方法。 8.オリゴヌクレオチドが少なくとも18個のヌクレオチドから成る、請求項5 記載の方法。 9.オリゴヌクレオチドが少なくとも19個のヌクレオチドから成る、請求項6 記載の方法。 10.オリゴヌクレオチドが配列番号:3および配列番号:5より成る群から選 ばれる、請求項8記載の方法。 11.オリゴヌクレオチドがArg−Lysプロセシング部位をコードするコド ンを含む脳誘導神経栄養因子RNAの一部に相補的な配列を含む、請求項2記載 の方法。 12.オリゴヌクレオチドがArg−Lysプロセシング部位をコードするコド ンを含む脳誘導神経栄養因子RNAの一部に相補的な配列を含む、請求項5記載 の方法。 13.オリゴヌクレオチドがArg−Lysプロセシング部位をコードするコド ンを含む脳誘導神経栄養因子RNAの一部に相補的な配列を含む、請求項6記載 の方法。 14.オリゴヌクレオチドが脳誘導神経栄養因子RNAの最後の6コドン内にあ る該RNAの一部に相補的な配列を含む、請求項2記載の方法。 15.オリゴヌクレオチドが脳誘導神経栄養因子RNAの最後の6コドン内にあ る該RNAの一部に相補的な配列を含む、請求項5記載の方法。 16.オリゴヌクレオチドが脳誘導神経栄養因子RNAの最後の6コドン内にあ る該RNAの一部に相補的な配列を含む、請求項6記載の方法。 17.オリゴヌクレオチドが少なくとも1個の修飾ヌクレオチドを含む、請求項 2記載の方法。 18.オリゴヌクレオチドが少なくとも1個の修飾ヌクレオチドを含む、請求項 5記載の方法。 19.オリゴヌクレオチドが少なくとも1個の修飾ヌクレオチドを含む、請求項 6記載の方法。 20.オリゴヌクレオチドが少なくとも1個の修飾塩基成分を有する、請求項1 7記載の方法。 21.オリゴヌクレオチドが少なくとも1個の修飾糖成分を有する、請求項17 記載の方法。 22.オリゴヌクレオチドが少なくとも1個の修飾ホスフェート主鎖を有する、 請求項17記載の方法。 23.少なくとも6個のヌクレオチドから成り、そして脳誘導神経栄養因子遺伝 子のRNA転写物の少なくとも一部に相補的な配列を含み、該RNA転写物にハ イプリダイズすることができる、単離されたオリゴヌクレオチド。 24.脳誘導神経栄養因子遺伝子がヒト遺伝子である、請求項23記載のオリゴ ヌクレオチド。 25.少なくとも18個のヌクレオチドから成る、請求項24記載のオリゴヌク レオチド。 26.配列番号:3および配列番号:5より成る群から選ばれる、請求項25記 載のオリゴヌクレオチド。 27.Arg−Lysプロセシング部位をコードするコドンを含む脳誘導神経栄 養因子RNAの一部に相補的な配列を含む、請求項24記載のオリゴヌクレオチ ド。 28.脳誘導神経栄養因子RNAの最後の6コドン内にある該RNAの一部に相 補的な配列を含む、請求項24記載のオリゴヌクレオチド。 29.少なくとも1個の修飾ヌクレオチドを含む、請求項24記載のオリゴヌク レオチド。 30.少なくとも1個の修飾塩基成分を有する、請求項29記載のオリゴヌクレ オチド。 31.少なくとも1個の修飾糖成分を有する、請求項29記載のオリゴヌクレオ チド。 32.少なくとも1個の修飾ホスフェート主鎖を有する、請求項29記載のオリ ゴヌクレオチド。 33.請求項23のオリゴヌクレオチド、および製剤上許容される担体を含有す る医薬組成物。 34.請求項24のオリゴヌクレオチド、および製剤上許容される担体を含有す る医薬組成物。 35.請求項25のオリゴヌクレオチド、および製剤上許容される担体を含有す る医薬組成物。 36.請求項26のオリゴヌクレオチド、および製剤上許容される担体を含有す る医薬組成物。 37.請求項27のオリゴヌクレオチド、および製剤上許容される担体を含有す る医薬組成物。 38.請求項28のオリゴヌクレオチド、および製剤上許容される担体を含有す る医薬組成物。 39.請求項29のオリゴヌクレオチド、および製剤上許容される担体を含有す る医薬組成物。 40.請求項30のオリゴヌクレオチド、および製剤上許容される担体を含有す る医薬組成物。 41.請求項31のオリゴヌクレオチド、および製剤上許容される担体を含有す る医薬組成物。 42.請求項32のオリゴヌクレオチド、および製剤上許容される担体を含有す る医薬組成物。 43.脳誘導神経栄養因子をコードする核酸配列またはその一部の細胞における 発現を阻止する方法であって、該細胞に有効量の請求項23のオリゴヌクレオチ ドを与えることから成る、上記方法。 44.脳誘導神経栄養因子をコードする核酸配列またはその一部の細胞における 発現を阻止する方法であって、該細胞に有効量の請求項24のオリゴヌクレオチ ドを与えることから成る、上記方法。 45.脳誘導神経栄養因子遺伝子の発現により特徴づけられる腫瘍型の腫瘍の患 者における存在を診断する方法であって、腫瘍細胞である疑いのある患者細胞に おいて脳誘導神経栄養因子遺伝子の発現を検出することから成り、該発現が脳誘 導神経栄養因子RNAまたはタンパク質の産生を検出することにより検出される 、上記方法。 46.前記腫瘍が神経芽細胞腫である、請求項45記載の方法。 47.前記腫瘍が小細胞肺癌である、請求項45記載の方法。 48.脳誘導神経栄養因子レセプターを発現する細胞の同定方法であって、 (8)該細胞をinvitroで(i)細胞毒性量の請求項23のオリゴヌクレ オチド、および(ii)適量の脳誘導神経栄養因子にさらし;そして (b)該細胞の生存を検出する; ことから成り、その際、該オリゴヌクレオチドと該脳誘導神経栄養因子の両方の 存在下での細胞の生存が該細胞による脳誘導神経栄養因子レセプターの発現を示 すものである、上記方法。 49.ニューロトロフィン−3レセプターを発現する細胞の同定方法であって、 (a)該細胞をinvitroで(i)細胞毒性量の請求項23のオリゴヌクレ オチド、および(ii)適量のニューロトロフィン−3にさらし;そして (b)該細胞の生存を検出する; ことから成り、その際、該オリゴヌクレオチドとニューロトロフィン−3の両方 の存在下での細胞の生存が該細胞によるニューロトロフィン−3レセプターの発 現を示すものである、上記方法。 50.神経成長因子レセプターを発現する細胞の同定方法であって、(3)該細 胞をinvitroで(i)細胞毒性量の請求項23のオリゴヌクレオチド、お よび(ii)適量の神経成長因子にさらし;そして(b)該細胞の生存を検出す る; ことから成り、その際、該オリゴヌクレオチドと神経成長因子の両方の存在下で の細胞の生存が該細胞による神経成長因子レセプターの発現を示すものである、 上記方法。 51.有効量の、BDNFオートクリン生存ループを妨げることができる物質を 投与することから成る、BDNF発現腫瘍細胞において細胞死を引き起こす方法 。 52.BDNF発現腫瘍細胞に有効量の請求項23のオリゴヌクレオチドを投与 することから成る、BDNF発現腫瘍細胞においてBDNFオートクリンループ を妨げる方法。 53.BDNF発現腫瘍細胞に有効量のK252aまたはその誘導体を投与する ことから成る、BDNF発現腫瘍細胞においてBDNFオートクリンループを妨 げる方法。 54.BDNF発現腫瘍細胞に有効量のチアゾリジン−ジオンまたはそれらの誘 導体を投与することから成る、BDNF発現腫瘍細胞においてBDNFオートク リンループを妨げる方法。 55.腫瘍上のBDNFレセプターのリン酸化および活性化を阻止する医薬組成 物を投与することから成る、BDNFで刺激される腫瘍の増殖を抑制する方法。 56.医薬組成物がK252aまたはその誘導体を含有する、請求項55記載の 方法。 57.医薬組成物がチアゾリジンジオンまたはそれらの誘導体を含有する、請求 項55記載の方法。 58.脳誘導神経栄養因子の発現により特徴づけられる型の腫瘍を有する哺乳動 物を治療する方法であって、該哺乳動物に薬学的に有効な量のK252aまたは その誘導体を含有する薬学的に許容される組成物を投与することから成る、上記 方法。 59.哺乳動物がヒトである、請求項58記載の方法。 60.前記腫瘍が神経芽細胞腫である、請求項58記載の方法。 61.前記腫瘍が神経上皮腫である、請求項58記載の方法。 62.前記腫瘍が小細胞肺癌である、請求項58記載の方法。 63.K252aを少なくとも1種の他の化学療法剤と共に投与する、請求項5 8記載の方法。 64.化学療法剤が請求項23のオリゴヌクレオチドである、請求項63記載の 方法。 65.化学療法剤が代謝拮抗薬、アルキル化剤、ツルニチニチソウ(vinca )アルカロイド、抗腫瘍性の抗生物質、白金誘導体、置換尿素、アドレノコルチ コステロイド、サイトカイン、インターロイキン、インターフェロンおよび抗体 より成る群から選ばれる、請求項63記載の方法。 66.活性成分として、薬学的に有効な量のK252aを、製剤上の担体、希釈 剤、賦形剤およびアジュバントより成る群から選ばれる少なくとも1種の物質と 共に含有する、BDNF発現腫瘍を治療するための薬学的に許容される組成物。 67.経口、非経口、直腸または局所投与に適した、請求項66記載の組成物。 68.代謝拮抗薬、アルキル化剤、ツルニチニチソウアルカロイド、抗腫瘍性の 抗生物質、白金誘導体、置換尿素、アドレノコルチコステロイド、サイトカイン 、インターロイキン、インターフェロンおよび抗体より成る群から選ばれる少な くとも1種の他の化学療法剤をさらに含む、請求項66記載の組成物。 69.K252aまたはその誘導体を25nM未満の用量範囲で投与することか ら成る、trkBレセプターを発現する腫瘍細胞において神経突起の成長を刺激 する方法。 70.有効量の請求項23のオリゴヌクレオチドを投与することから成る、BD NF発現腫瘍細胞において細胞死を引き起こす方法。 71.有効量の請求項24のオリゴヌクレオチドを投与することから成る、BD NF発現腫瘍細胞において細胞死を引き起こす方法。 72.有効量の請求項25のオリゴヌクレオチドを投与することから成る、BD NF発現腫瘍細胞において細胞死を引き起こす方法。 73.有効量の請求項26、27または28のオリゴヌクレオチドを投与するこ とから成る、BDNF発現腫瘍細胞において細胞死を引き起こす方法。 74.有効量の請求項29、30または31のオリゴヌクレオチドを投与するこ とから成る、BDNF発現腫瘍細胞において細胞死を引き起こす方法。 75.有効量の請求項32のオリゴヌクレオチドを投与することから成る、BD NF発現腫瘍細胞において細胞死を引き起こす方法。 76.BDNF発現腫瘍細胞に有効量のK252aまたはその誘導体を投与ずる ことから成る、BDNF発現腫瘍細胞において細胞死を引き起こす方法。 77.BDNF発現腫瘍細胞に有効量のチアゾリジン−ジオンまたはその誘導体 を投与することから成る、BDNF発現腫瘍細胞において細胞死を引き起こす方 法。 78.前記腫瘍が神経芽細胞腫である、請求項51記載の方法。 79.前記腫瘍が神経芽細胞腫である、請求項70記載の方法。 80.前記腫瘍が神経芽細胞腫である、請求項73記載の方法。 81.前記腫瘍が小細胞肺癌である、請求項51記載の方法。 82.前記腫瘍が小細胞肺癌である、請求項70記載の方法。 83.前記腫瘍が小細胞肺癌である、請求項73記載の方法。 84.細胞増殖を抑制することができるか、または細胞死を引き起こすことがで きる物質の同定方法であって、(a)第1および第2細胞を物質にさらし、ここ で該第1細胞は神経栄養因子の組換えレセプターを発現し、かつ第1細胞の生存 が神経栄養因子の存在に依存し、そして第2細胞は第1細胞と同じ細胞型である が、該第2細胞は組換えレセプターを発現せず、かつ生存に関して神経栄養因子 の存在に依存せず;そして (b)該物質の存在下での第2細胞の増殖または生存と比較して、該物質および 神経栄養因子の存在下での第1細胞の増殖または生存の低減を検出する; ことから成り、その際、前記低減が細胞増殖を抑制するかまたは細胞死を引き起 こす該物質の能力を示すものである、上記方法。 85.神経栄養因子がBDNFである、請求項84記載の方法。 86.前記第1および第2細胞の型が線維芽細胞である、請求項84記載の方法 。 87.前記線維芽細胞がNIH3T3細胞である、請求項85記載の方法。 88.前記神経栄養因子が外因的添加により存在する、請求項84記載の方法。 89.前記神経栄養因子が細胞による内因的生産により存在する、請求項84記 載の方法。 90.BDNF発現腫瘍細胞を薬学的に有効な量の請求項84の方法により同定 された物質で処理することから成る、BDNF発現腫瘍細胞の増殖を抑制するか またはその細胞死を引き起こす方法。 91.BDNF発現腫瘍細胞の増殖を抑制するかまたはその細胞死を引き起こす 方法に使用するための、請求項23のオリゴヌクレオチドを含有する組成物。 92.BDNFレセプターを発現する腫瘍細胞の増殖を抑制するかまたはその細 胞死を引き起こす医薬を調製するための、K252aまたはその誘導体、スタウ ロスポリンまたはその誘導体、もしくはチアゾリジンジオンまたはその誘導体を 含有する組成物の使用。 93.神経栄養因子をコードする組換え核酸および該因子のレセプターをコード する組換え核酸を含み、無血清培地で生存することができる細胞系。 94.前記神経栄養因子がBDNF、毛様体神経栄養因子、神経成長因子、ニュ ーロトロフィン−3およびニューロトロフィン−4より成る群から選ばれる、請 求項93記載の細胞系。 95.前記神経栄養因子がBDNFである、請求項93記載の細胞系。 96.前記レセプターがtrkBである、請求項95記載の細胞系。 97.アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクションに受託番号_として寄託 された細胞系MBx。 98.前記第1細胞の型がMBxである、請求項84記載の方法。
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