JPH08502889A - 前立腺癌の微小転移を検出する方法 - Google Patents

前立腺癌の微小転移を検出する方法

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JPH08502889A JP6511301A JP51130194A JPH08502889A JP H08502889 A JPH08502889 A JP H08502889A JP 6511301 A JP6511301 A JP 6511301A JP 51130194 A JP51130194 A JP 51130194A JP H08502889 A JPH08502889 A JP H08502889A
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Abstract

(57)【要約】 本発明により、患者の血液からRNAを単離し、前立腺特異抗原遺伝子の領域に相補的な一組のプライマーを用いて増幅することによる、前立腺転移の診断の方法を提供する。増幅されたRNAの存否が検出され、増幅されたRNAの存在は前立腺癌の微小転移を意味する。

Description

【発明の詳細な説明】 前立腺癌の微小転移を検出する方法発明の分野 本発明は前立腺癌を検出する方法に関する。発明の背景 前立腺癌は今年、30,000人以上のアメリカ人の命を奪うだろう。Bor ingら,Cancer Statistics 1991,19.しかし、転 移(dissemination)の様式はまだほとんど分かっていない。転移 のほぼ教義的な観点から見ると、前立腺癌細胞はまず前立腺被膜を通り、次にリ ンパ管へと広がっていき、最後には血流により骨へと移動すると考えられている 。Byarら,Cancer 1972,30,5; Winter,C.C. ,Surg.Gynecol.Obstet.1957,105,136; H ilarisら,Am.J.Roentgenol.1974,121,832 ; McLaughlinら,J.Urol.1976,115,89; Ja cobs,S.C.,Urology 1983,21,337; Batso n,O.V.,Ann.Surg.1940,112,138; Saitoh ら,Cancer 1984,54,3078−3084; Whitmore ,W.F.,Jr.,Cancer 1973,32,1104。しかし、この モデルはかなりの制限をもつ組織病理学的研究に基づいており、そして現状では 転移が起こる一連の順序は未知のままである。固形腫瘍動物実験は、循環してい る癌細胞の0.01%のみが最終的にひとつの転移性沈着物を形成することを示 唆している。Fidlerら,Science 1982,217,998−1 001; Liottaら,Cancer Res.1974,34,997; Scirrmacher,B,Adv.Cancer Res.1985,43 ,1−32.建前上はヒト前立腺癌(PAC)由来のひとつの骨転移は、10, 000の循環癌細胞(2細胞/1mlの血液)によって造ら れ得る。過去には、このような低濃度の細胞の検出は困難であるかまたは不可能 であった。しかし近年、Wuらは患者のリンパ節および骨髄への乳癌の微小転移 を検出するためにケラチン−19(K−19)mRNA PCRを用いた。Wu ら,Lab.Inv.1990,62、109A.Miyomuraらもフィラ デルフィア染色体を有する患者の急性リンパ芽球白血病のわずかな痕跡のPCR により検出を報告している。Miyomuraら,Blood 1992,79 、1366−1370. 前立腺癌んの微小転移を検出する方法は非常に切望されている。発明の概要 本発明により、患者の血液からRNA標本を得て、複製連鎖反応(PCR)に より該RNAを増幅する工程からなる、患者の前立腺癌微小転移を検出する方法 を提供する。複製連鎖反応は前立腺癌特異抗原の離れた領域に相補的な一組のプ ライマーを使用して行われる。これらのプライマーは、GAGGTCCACAC ACTGAAGTT(配列番号1)及びCCTCCTGAAGAATCGATT CCT(配列番号2)という配列をもっていてもよい。その後、増幅されたRN Aの存否が検出され、ここにおいて、増幅されたRNAの存在は前立腺癌の微小 転移を意味する。図面の簡単な説明 図1は、214塩基対(bp)のバンドの存在により微小転移が示されている アガロースゲルを示す。発明の詳細な説明 本発明の方法により、患者の血液からRNA標本を得る工程を含む、患者の前 立腺癌の微小転移を検出する方法を提供する。好ましくは、RNAは、抹消静脈 血標本のような血液標本から得る。有核細胞を単離するために全血勾配を行って もよく、例えば、RNazole B法(Tel−Test Inc.,Fri endswood,Texas)や、または当該技術分野において知られてい る、Sambrookら,Molecular Cloning:A Labo ratory Manual(Cold Spring Harbor Lab oratory,Cold Spring Harbor,NY,1989)に 記載の方法の修飾により全RNAが抽出される。 その後、複製連鎖反応を全抽出RNAに対して行ってもよい。好ましくは増幅 されるmRNAの量を測定する為に逆転写PCR増幅法が行われてもよい。複製 連鎖反応は当該技術分野においてよく理解されている。Innis et al ,PCR Protocols,Academic Press.,Inc.S an Diego CA,1990.複製連鎖反応のプライマーは前立腺癌特異 抗原(PSA)遺伝子の離れた領域に相補するように設計されていてもよい。H enttu et al.,Biochem.Biophys.Res.Com .1989,160,903−910.離れた領域とは第1のプライマーがP SA遺伝子の3’領域に相補的であり、第2のプライマーがPSA遺伝子の5’ 領域に相補的であることを意味する。好ましくはプライマーは別個の、離れた領 域に相補的であり、かつ互いに相補的でない。 PSAは前立腺の上皮細胞により特異的に発現される重要なマーカーであり、 前立腺癌によりほぼ恒常的に発現されている。Stameyら.,J.Urol .1989,141,1076−1083.従って、PSA2(5−GAGGT CCACACACTGAAGTT,配列番号1)及びPSA3(5−CCTCC TGAAGAATCGATTCCT,配列番号2)オリゴヌクレオチドプライマ ーは、PSA遺伝子に対して高い相同性を有するように設計した。Gene B ank version−70(Mountain View,CA)の検索か ら、これらのプライマーはPSAに対しては特異性を示すが、PSA遺伝子に高 い相同性を示すヒト腺性カリクレイン(HMGK)遺伝子には特異的でないこと が確認された。Henttuら.Biochem.Biophys.Res.C omm ,1989,160,903−910.RSA2およびPSA3はPSA 遺伝子のイントロンIII中、PCR増幅により360bpのDNA及び214b pのRNA産物が生じるように存在する配列に結合し、それによってDNAのコ ンタミネーションから生じる偽陽性を除外できる。オリゴヌクレオチドプライ マーは当該技術分野において知られている、標準的なホスホアミダイト化学のよ うな方法によって調製されてもよい。(Sambrookら,上述参照)。増幅 の後、mRNA増幅産物の存在、不存在を検出することができる。好ましくはP CR産物をアガロースゲル中で電気泳動し、エチヂウムブロマイドなどによる染 色をして可視化してもよい。(Sambrookら,上述参照)。 以下の実施例は本発明を説明するためのものであり、制限するためのものでは ない。実施例 実施例1 患者の試料 患者の選択は以下の基準に基づいて行われた。前立腺癌の患者は、彼らが:( 1)前もってホルモン治療を受けておらず、且つ高血清PSA値を有する、臨床 的及び/または外科的ステージD0−D2の疾患(D0=証明可能な転移の無い 、腫瘍マーカーの上昇、D1=骨盤リンパ節の掛かり合い(involveme nt)、D2=通常、骨へ転移した疾患)、または(2)ステージD3の高PS Aの疾患(ホルモン治療で治癒しにくいD2疾患)を有するか否かの分析によっ て選択された。陰性コントロールは、女性の献体者、及び生検によって証明され た良性前立腺肥大(BPH)の患者、またはBPH研究の記録に載っている男性 から成る。前立腺の外科的処置を前年に受けた患者は研究から除外した。陽性コ ントロールは、病理学的に証明されたBPH由来の既知の転移PAC組織を伴う 患者のリンパ節、及びcDNA PSAプラスミドを含んだ。Henttu e t al,Biochem.Biophys.Res.Comm.1989,1 60,903−910.記録はIRBに承認され、執筆認可を得た。LNCAP 及びPC3ヒト細胞株はAmerican Type Culture Col lectionから入手した(Rockville,MD)。実施例2 RNA抽出のための血液調製 約6mlの静脈血を標準的静脈穿刺技術により、ヘパリン処理したチューブを 用いて得た。全血を等量のリン酸緩衝生理食塩水(PBS)と混合し、次に15 mlポリスチレンチューブ中の8mlのフィコール(Pharmacia Up psala,Sweden)上に重層した。勾配を5℃において200gで30 分間遠心した。リンパ球及び顆粒球層(約5ml)を注意深く吸引し、50ml チューブ中でPBSにより50mlまで再希釈し、つづいて5℃において180 0gで20分間遠心した。上清を捨て、有核細胞を含むペレットを企業(Tel −Test Inc.,Friendswood,Texas)に記載のRNa zole B法による、RNAの抽出に用いた。実施例3 オリゴヌクレオチドプライマ一及びプローブ PSA2(5−GAGGTCCACACACTGAAGTT,配列番号1)及 び PSA3(5−CCTCCTGAAGAATCGATTCCT,配列番号2 )オリゴヌクレオチドプライマーはPSA遺伝子に対し、高い特異性を有するよ うに注文設計した;Gene Bank version−70(Mounta in View,CA)の検索から、これらのプライマーはPSAに対しては特 異性を示すが、PSA遺伝子に75−85%の相同性を示すヒト腺性カリクレイ ン(HMGK)遺伝子には特異的でない事が確認された。Henttu et al.Biochem.Biophys.Res.Comm.1989,160 ,903−910.全てのプライマーはCity of Hope DNA S ynthesis Laboratory(Duarte,Californi a)により合成され、ゲル精製された。PSA2及びPSA3はイントロンIII 中、PCR増幅により360bpのDNA及び214bpのRNA産物が生じる ように存在する配列に結合する。既に発表されたアクチンPCRプライマーの配 列を、分解した(degraded)RNAを排除するために用いた。アクチン オリゴヌクレオチドプライマーA1及びA2を用いた増幅により、154bpの RNA及び250bpのDNA産物が生じた。Ben−Ezra et a1. ,J.Histochem Cytochem.1991,39,351−35 4.実施例4 複製連鎖反応 逆転写酵素反応及びPCR増幅はPerkin Elmer 9600 PC R machine(Emeryville,CA)中で、中断無しに続けて行 った。20μlのDEPC(ジエチルーピロカーボネート)処理水中の400 ngのRNAをPCR試薬を加える直前に、65℃の水槽中に5分間置き、次に すばやく氷上で冷やした。50μlの合計PCR容量は2.5ユニットのTaq ポリメラーゼ(Perkin E1mer、Emeryvil1e,CA)、2 ユニットのAMV逆転写酵素(Boehringer Mannheim,In dianapolis,IN)、各200μMのdCTP、dATP、dGTP 及びdTTP(Perkin Elmer、Emeryville,CA)、1 8pMの各プライマー、10mM Tris−HCI)50mM KCI)2m M MgCl2(Perkin Elmer)Emeryville,CA)か ら成る。PCRの条件は以下の通りであった。サイクル1は、42℃で15分間 、つづいて97℃15秒間(1サイクル):サイクル2は、95℃1分間、つづ いて60℃1分間及び72℃30秒間(15サイクル):サイクル3は、95℃ 1分間、つづいて60℃1分間及び72℃1分間(10サイクル):サイクル4 は95℃1分間、つづいて60℃1分間及び72℃2分間(8サイクル):サイ クル5は72℃15分間(1サイクル):そして最終サイクルはサンプルが機械 から取り出されるまでの4℃保存であった。50μlのPCR産物を真空遠心に より10μlに濃縮し、サンプル全量をエチヂウムブロマイドを含む薄い3%ト リス−ほう酸−EDTA(TBE)中で泳動した。陽性か、陰性かの結果を確認 するため、全ての標本を少なくとも2回解析した。 クロスコンタミネーションから生じる偽陽性の可能性の危険はRT PCRを 単一のチューブ中で、中断無しに行い、フィルター付きのチップを使用すること で除外した。多量のTaqポリメラーゼを使用し、伸長時間を大幅に延ばし、エ チヂウムブロマイドを含む薄いアガロースゲルで50μlのPCR産物全てを解 析することにより感度を増強した。これらの方法は技術的な簡便性を保持しなが ら、高い確実性を保証した。 前立腺ヒト組織標本、組織培養細胞株及びHenttu及びVinkoにより クローニングされ、記載されたPSA cDNAプラスミド(Henttu e t al,Biochem.Biophys.Res.Comm.1989,1 60,903−910)を陽性コントロールとして用い、その結果図1の上パネ ルに示すように、214bpのバンドを示した。転移PACをもつ骨盤リンパ節 、 初期段階の前立腺癌、及びBPH標本はすべて強いPSA PCRシグナルを生 じた。LNCAP及びPC−3ヒト前立腺細胞株は弱いシグナルを生じた。実施例5 塩基配列決定 これらのプライマーのPSA遺伝子に対する特異性は増幅された214bpの 断片(図1下パネル)のDNA塩基配列解析により確認した。断片のこの領域は HMGK遺伝子に低い相同性しか持たない。214bpの産物はQiagen PCR Product Purification Kit(Qiagen, Chatsworth,CA)を用いて製造業者が記載したようにして精製した 。1マイクログラムのPCR産物をApplied Biosystems(A pplied Biosystems,Foster,CA)記載の、Perk in Elmer 9600 PCR Machine中でTaq DyeDe oxy Terminator Cycle sequencing Kitを 用いたPCR塩基配列決定反応に使用した。塩基配列決定産物を、centri −sepカラム(Princeton Separations,Adelph ia,New Jersey)を用いて企業が記載したようにして精製した。次 にこの産物をMacintosh IIciコンピューターに接続されたABI Model 373A DNAsequencing system(App lied Biosystems,Foster,CA)により解析した。実施例6 循環血行性微小転移の検出 12の前立腺癌患者及び17のコントロール患者が実施例1から4に記載の、 血液から抽出したPSA及びアクチンRNAに対するRT PCR解析を受けた 。アクチンPCRにより、全ての患者のRNAの充分な質が示された(図1、下 段)。転移疾患をもつ12のヒト前立腺腺癌(PAC)患者のうち、4患者(3 3%)は抹消静脈血中の前立腺上皮細胞の存在を意味する陽性PSAシグナルを 示した。これらの4患者はステージD1の患者が二人、ステージ2の患者は一人 、及びステージ3の患者が一人から成る(N=1)(図1、上段)。17の陰性 コントロールは8人の女性献体者及び9人のBPHをもつ男性から成るが、全て がRT PCRにより検出不可能なPSA mRNAしかもたなかった。これら のデータはPSA遺伝子のRNAに対するRT PCRはステージD1−D3の 病理を持 つ患者の循環血行性微小転移の特異的な検出に利用できることを意味する。これ らの知見は流動細胞学及び免疫組織学により前立腺がんの患者中に循環PSA陽 性細胞を検出した Hambyらによる研究と一致する。Hamby et a l.,Br.J.Urol.1992,69,392−396。 微小転移は12の前立腺癌患者のうち、ステージD3の患者が二人、ステージ D1の患者が二人、及びステージD0の患者が四人から成る8人には検出されな かった。微小転移の検出を増強するために、解析は軟膜細胞に集中してもよい。 結果は前立腺癌細胞は”軟膜”に集中していることを示唆する。PSAシグナル は同一の前立腺患者でも全フィコール層から単離されたもの(図1、レーン7) と比較すると、”軟膜”(図1、レーン8)のみから得られた細胞から抽出され たRNA中でより強かった。これらの知見は前立腺上皮細胞は”軟膜”中に移動 することを発見したHartyらの知見と一致する。Harty et al. ,J.Surg.Res.1979,26,411−416。 配列表 (2)配列番号:1 (i)配列の特性 (A)配列の長さ: 20 (B)配列の型: 核酸 (C)鎖の数: 一本鎖 (D)トポロジー: 直鎖状 (iv)アンチセンス: No (xi)配列: 配列番号:1 GAGGTCCACA CACTGAAGTT 20 (2)配列番号:2 (i)配列の特性 (A)配列の長さ: 21 (B)配列の型: 核酸 (C)鎖の数: 一本鎖 (D)トポロジー: 直鎖状 (iv)アンチセンス: No (xi)配列: 配列番号:2 CCTCCTGAAG AATCGATTCC T 21
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マルホランド,エス・グラント アメリカ合衆国ペンシルバニア州19035, グラッドワイン,セントリー・レーン 1050 (72)発明者 モレノ,ジョゼ・ジー アメリカ合衆国ペンシルバニア州19087, ウェイン,レッド・コウト・ストリート 447 (72)発明者 フィッシャー,ライナー ドイツ連邦共和国デー―52074 アーヒェ ン―レニールス,フェンゼルブクヴェーク 218

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.患者の血液からRNA標本を得て; 該RNAを前立腺特異抗原遺伝子の離れた領域に相補的な一組のプライマ ーを用いる複製連鎖反応により増幅し;そして 増幅されたRNAの存否を検出する、ここにおいて増幅されたRNAが存 在する場合、前立腺癌の微小転移を意味する という工程から成る、患者の前立腺癌微小転移を検出する方法。 2.該プライマーが配列 GAGGTCCACACACTGAAGTT(配列 番号1)及びCCTCCTGAAGAATCGATTCCT(配列番号2)を有 する、請求項1に記載の方法。 3.該RNAが、調製された血液標本のフィコール層の軟膜中の細胞から得た ものである、請求項1に記載の方法。
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