JPH0856699A - 腫瘍診断及び予後 - Google Patents

腫瘍診断及び予後

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JPH0856699A
JPH0856699A JP22420794A JP22420794A JPH0856699A JP H0856699 A JPH0856699 A JP H0856699A JP 22420794 A JP22420794 A JP 22420794A JP 22420794 A JP22420794 A JP 22420794A JP H0856699 A JPH0856699 A JP H0856699A
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JP
Japan
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ptpα
nucleic acid
cancer
tissue
rna
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JP22420794A
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Tabiti Karim
カリム・タビテイ
J Palren Katherine
キヤサライナ・ジエイ・パルレン
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KIYASARIN JIEI PARUREN
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KIYASARIN JIEI PARUREN
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 生物サンプル中でタンパク質チロシンホスフ
ァターゼα(PTPα)又はPTPα核酸を検出するこ
とからなる結腸直腸癌のような癌の診断又は予後方法及
びキットを提供する。 【構成】 新生物又は潜在的に新生物の疑いのある組織
から採取した第1の生物サンプル中のPTPα又はPT
Pα核酸レベルを正常組織から採取した第2の生物サン
プル中のレベルに比較することからなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は癌、特に結腸直腸癌の診
断及び予後に係る。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】結腸直
腸癌形成に至る腫瘍形成プロセスは多重遺伝子改変を伴
う(Fearonら(1990) Cell 61
759−767)。p53、DCC及びAPCのような
腫瘍サプレッサー遺伝子は、典型的には1つの対立遺伝
子の遺伝子欠失と第2の対立遺伝子の点突然変異との組
み合わせにより結腸直腸癌で不活性化されることが多い
(Bakerら(1989) Science 24
,217−221; Fearonら(1990)
Science 247,49−56; Nishis
hoら(1991) Science 253,665
−669;及びGrodenら(1991) Cell
66, 589−600)。最近では、遺伝子安定性
を調節する2つのミスマッチ修復遺伝子の突然変異が家
族性結腸癌に関連付けられた(Fishelら(199
3) Cell 75, 1027−1038; Le
achら(1993) Cell75, 1215−1
225; Papadopoulosら(1994)S
cience 263, 1625−1629;及びB
ronnerら(1994) Nature 368
258−261)。結腸直腸癌ではmyc及びras
のような原腫瘍遺伝子が改変され、癌の65%でc−m
yc RNAが過剰発現され(Erismanら(19
85) Mol.Cell.Biol., 1969
−1970)、癌の50%では点突然変異によるras
活性化が生じる(Bosら(1987) Nature
327, 293−297;及びForrester
ら(1987) Nature 327, 298−3
03)。myb及びneuのような他の原腫瘍遺伝子は
著しく低頻度でしか活性化されない(Alitaloら
(1984) Proc.Natl.Acad.Sc
i. USA 81, 4534−4538;及びD’
Emiliaら(1989) Oncogene
1233−1239)。すべての結腸直腸腫瘍に共通
の遺伝子改変が見いだされる訳ではないので、このよう
な種々の組み合わせがこれらの腫瘍を引き起こし得ると
予想される。
【0003】チロシンリン酸化の増大は細胞増殖を制御
するシグナリング経路における共通要素である。過剰発
現又は突然変異を介するタンパク質チロシンキナーゼ
(PTK)の脱調節は、細胞形質転換及び腫瘍形成に重
要な段階として認められており、多数の腫瘍遺伝子がP
KTをコードする(Hunter(1989) Onc
ogenes and the Molecular
Origins ofCancer, Weinber
g編 (Cold Spring Harbor La
boratory Press, Cold Spri
ng Harbor, NY), pp.147−17
3)。多数の研究がヒト腫瘍形成におけるPTKの関与
を論じている。結腸直腸癌に関連する活性化PTKはc
−neu(増幅)、trk(転位)並びにc−src及
びc−yes(機序未知)を含む(D’Emiliaら
(1989), 上掲; Martin−Zancaら
(1986) Nature 319, 743−74
8; Bolenら(1987) Proc.Nat
l.Acad.Sci. USA 84, 2251−
2255; Cartwrightら(1989)
J.Clin.Invest. 83, 2025−2
033; Cartwrightら(1990)Pro
c.Natl.Acad.Sci. USA 87
558−562; Talamontiら(1993)
J.Clin.Invest. 91, 53−6
0;及びParkら(1993) Oncogene
, 2627−2635)。
【0004】自明の通り、タンパク質チロシンホスファ
ターゼ(PTP)も細胞ホスホチロシンレベルの調節に
深く関与する。PTPの成長群は非レセプター及びレセ
プター様酵素から構成される(Charbonneau
ら(1992) Annu.Rev.Cell.Bio
l., 463−493; 及びPotら(199
2) Biochim.Biophys.Acta
136, 35−43参照)。全PTPは共通の保存触
媒ドメインを有しており、このようなドメインは非レセ
プターPTPではタンパク質−タンパク質相互作用、細
胞内局在又はPTP安定性を支配する調節エレメントを
含む近位又は遠位配列にしばしば関連付けられる。レセ
プター様PTPは通常、細胞内領域に2つの触媒ドメイ
ンを含み、更にトランスメンブラン領域及び不均一細胞
外領域を有する。これらの酵素の比較的保存された細胞
内部分に比較すると、細胞外領域は著しく不均一である
ので、これらのPTPは特定の細胞外因子により調節さ
れると予想されるが、このような因子は未だほとんど同
定されていない。PTPのうちにはPTKに対抗して作
用し得るものがある。例えば、非レセプターPTP 1
B及びTC−PTPは腫瘍遺伝子チロシンキナーゼne
u又はv−fmsにより誘発される細胞形質転換を逆転
又は阻止し得るが、別の非レセプターPTP(3HC1
34、CL100、HVH1、PAC−1、erp又は
MKP−1として知られている)は中心シグナリング酵
素MAPキナーゼのPTK媒介活性化を逆転し得る(B
rown−Shimerら(1992) Cancer
Res. 52, 478−482; Zander
ら(1993) Oncogene , 1175−
1182; Sunら(1993) Cell 75
487−493; 及びWardら(1994) N
ature 367, 651−654)。逆に、PT
Kと共同して作用し得るPTPもある。2種のレセプタ
ー様PTPとしてPTPα及びCD45はチロシンキナ
ーゼc−src又はlck及びfynを夫々活性化し、
非レセプターSH−PTP2(PTP 1D、PTP−
2C、Syp)はPDGFレセプターチロシンキナーゼ
からのマイトジェンシグナルをrasにポジティブに形
質導入する(WP94/01119; Zhengら
(1992) Nature 359, 336−33
9; den Hertogら(1993) EMBO
J. 12, 3789−3798; Mustel
inら(1989) Proc.Natl.Acad.
Sci. USA 86,6302−6306; Os
tergaardら(1989) Proc.Nat
l.Acad.Sci.USA 86, 8959−8
963; Cahir McFarlandら(198
9) Proc.Natl.Acad.Sci. US
90, 1402−1406; 及びLiら(19
94) Mol.Cell.Biol.14, 509
−517)。
【0005】腫瘍形成に関連し得るPTP発現又は活性
の改変については極めて少数の研究しか報告されていな
い。上述のように、2つのPTP関連機序であるPTP
の不活性化又は過剰活性化は細胞ホスホチロシンレベル
を増加させ、ひいては無制御な細胞増殖及び腫瘍形成を
招く。PTP不活性化に関連して重要な点は、レセプタ
ー様PTPγをコードする遺伝子が直腸及び肺癌ではし
ばしば欠失している染色体3領域に位置し、ある種の直
腸癌及び肺癌細胞系ではPTPγ対立遺伝子が欠失して
いるという点である(LaForgiaら(1991)
Proc.Natl.Acad.Sci. USA
88, 5036−5040)。PTP過剰活性化に関
しては、PTPαがラット胚繊維芽細胞で過剰発現され
ると、細胞形質転換が生じ、細胞は腫瘍形成することが
ヌードマウスで示されている(WO94/01119及
びZhengら(1992)上掲)。PTPαは短い単
一細胞外ドメインと2つのタンデム触媒ドメインを有す
るレセプター様酵素である(WO92/01050;
Matthewsら(1990) Proc.Nat
l.Acad.Sci.USA 87, 4444−4
448; Sapら(1990) Proc.Nat
l.Acad.Sci.USA 87, 6112−6
116; 及びKruegerら(1990) EMB
O J., 3241−3252)。制限された血統
特異的発現を有する多数の他のレセプター様PTPに比
較すると、PTPαは広範に発現される(Sapら(1
990),上掲及びKruegerら(1990),上
掲)。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、かなり多
くの腫瘍ではPTPα発現レベルが高く、従ってPTP
αを癌の診断又は予後用マーカーとして使用できること
をここに知見した。従って、本発明は生物サンプル中で
PTPα又はPTPα核酸を検出することからなる癌の
診断又は予後方法を提供する。
【0007】一般に、新生物又は潜在的に新生物の疑い
のある組織から採取した第1の生物サンプル中のPTP
α又はPTPα核酸のレベルを正常組織から採取した第
2の(対照)生物サンプル中のレベルと比較する。第1
及び第2の生物サンプルは同一被験体から採取してもよ
いし、異なる被験体から採取してもよい。第2の(対
照)生物サンプルは正常組織のプールから取分けてもよ
く、こうすると、個体被験体間のPTPα発現のばらつ
きをなくすか又は限定するのに役立つ。結腸直腸癌の場
合、第2の生物サンプルは新生物又は潜在的に新生物の
疑いのある組織から少なくとも5cmの距離の正常結腸
粘膜から採取すると適切である。
【0008】第1のサンプルにおけるPTPα又はPT
Pα核酸レベルが第2のサンプルよりも高いならば、第
1のサンプルは確かに新生物又は潜在的に新生物の組織
に由来するとみなされる。典型的には、1.5〜20
倍、より典型的には2〜10倍又は6〜10倍であるな
らば、組織は新生物又は潜在的に新生物であるとみなさ
れる。PTPα又はPTPα核酸レベルは一般に、正常
組織、新生物組織及び潜在的に新生物の組織中で同一レ
ベルで発現されるタンパク質又は核酸のレベルに関して
標準化される。例えば、PTPα mRNAのレベルは
18SリボソームRNA又はβ−アクチンmRNAのレ
ベルに関して標準化され得る。
【0009】「潜在的に新生物の組織」なる用語は、組
織が新生物になる確率を増加する遺伝子改変を含む組織
を意味する。「正常組織」なる用語は、新生物でも潜在
的に新生物でもない組織を意味する。
【0010】本発明の方法は多数の異なる型の癌の診断
又は予後に使用することができる。癌は一般に、腫瘍が
高レベルのsrc群キナーゼ活性(例えば高レベルのp
p60c-srcキナーゼ活性)を示す癌である。癌は例え
ば結腸直腸癌、神経芽腫又は乳癌であり得る。本発明は
特に結腸直腸癌の検出に有用である。本発明は転移を検
出するために使用することができ、結腸直腸転移ではc
−srcレベルが非常に高く、PTPαもこれに対応し
て高いと報告されている。本発明は患者生存及び転移発
生の良好な指標/予後指標となり得る。
【0011】高レベルの信頼性に達するために、PTP
αを癌の他の診断及び予後マーカーと併用してもよい。
本発明者らは、試験した14個の進行結腸直腸癌のうち
の10個(70%)が高レベルのPTPα mRNAを
示すことを知見した。結腸直腸癌の他の適切なマーカー
としては癌の65%で過剰発現されるc−myc RN
A及び癌の50%で生じる点突然変異によるras活性
化が挙げられる。myb及びneuのような他の原腫瘍
遺伝子は著しく低頻度でしか活性化されない。
【0012】本発明に従って検出されるPTPα又はP
TPα核酸は正常(非突然変異)PTPαもしくはPT
Pα核酸、又は突然変異PTPαもしくはPTPα核酸
であり得る。突然変異PTPα又はPTPα核酸の検出
は、PTPαの過剰発現がPTPα遺伝子中の突然変異
に起因する場合に重要である。PTPα核酸はPTPα
をコードする任意の核酸であり得、通常はPTPα m
RNA又はPTPαDNAである。
【0013】種々のアッセイを使用して本発明の方法で
PTPα又はPTPα核酸を検出することができる。ア
ッセイは好ましくは定量的である。PTPα又はPTP
α核酸は組織サンプル中でin situ検出してもよ
いし、分離細胞材料(例えば細胞核酸又は細胞タンパク
質)のサンプル中で検出してもよい。
【0014】in situ検出は、組織学的サンプル
を患者から採取し、標識化結合タンパク質(例えば標識
化抗体)又は標識化核酸プローブをPTPα又はPTP
α核酸に夫々結合又はハイブリダイズさせることにより
実施される。このような手順を使用することにより、P
TPα又はPTPα核酸を検出できるのみならず、その
空間分布を決定することも可能である。分離細胞材料の
サンプル中での検出は、サザン/ノーザン/ウェスタン
ブロッティング、ELISA(酵素に基づくイムノアッ
セイ)、RNA保護アッセイ及びドットブロットハイブ
リダイゼーションのような方法を使用して実施され得
る。
【0015】本発明に従って使用される生物サンプルは
組織サンプル、生物流体(例えば血液又は唾液)、糞便
材料又は分離細胞材料(例えば細胞核酸又は細胞タンパ
ク質)のサンプルであり得る。組織サンプルは慣用組織
学的方法により調製してもよいし、分離細胞材料のサン
プルは慣用精製方法により調製してもよい。糞便中には
脱落した結腸細胞が存在するので、糞便材料は結腸癌の
検出に特に有用である。生物サンプルは通常、癌をもつ
疑いのあるヒト又は動物被験体から採取するが、健康な
被験体から採取してもよい。
【0016】PTPα核酸は核酸にハイブリダイズする
オリゴヌクレオチドプローブを用いて検出され得る。プ
ローブは、PTPα核酸の一部又は全体にハイブリダイ
ズする標識化オリゴヌクレオチド(通常DNA又はRN
A)である。プローブは一般に少なくとも10ヌクレオ
チド長、例えば12〜100ヌクレオチド長である。プ
ローブは好ましくは他の核酸にはハイブリダイズせず、
PTPα核酸のみに特異的にハイブリダイズすべきであ
る。例えばタンパク質の細胞外ドメインは単一であるの
で、タンパク質の細胞外ドメインに対応するPTPα核
酸の一部とハイブリダイズするようにプローブの配列を
選択することができる。適切なプローブはヒトPTPα
コーディング配列のヌクレオチド369〜426にハイ
ブリダイズするプローブである。
【0017】プローブは多数の型のPTPα核酸検出ア
ッセイ、例えばin situハイブリダイゼーショ
ン、RNA保護、サザン又はウェスタンブロッティング
及びドットブロットハイブリダイゼーションで使用する
ことができる。このようなアッセイは一般に、(a)プ
ローブを生物サンプルと接触させる段階と、(b)サン
プル中に存在するPTPα核酸にハイブリダイズしたプ
ローブを検出する段階とを含む。
【0018】in situハイブリダイゼーションは
典型的には、プローブを組織サンプルと接触させ、ハイ
ブリダイズしなかったプローブを洗い流し、ハイブリダ
イズしたプローブを検出することからなる。
【0019】RNA保護アッセイは典型的には、RNA
プローブを分離細胞材料に接触させ、ハイブリダイズし
なかった一重鎖プローブを消化し、残りのプローブを検
出することからなる。
【0020】ブロッティングは典型的には、分離細胞材
料をゲル電気泳動にかけて材料中の核酸を分離し、分離
した核酸をブロッティングにより固体支持体(例えばニ
トロセルロース支持体)に移し、支持体上の分離した核
酸にプローブを接触させ、プローブを検出することから
なる。
【0021】PTPα核酸は検出前に増幅され得る。増
幅は組織サンプル中でin situで実施してもよい
し、分離細胞材料のサンプル中で実施してもよい。標識
化プライマー、標識化デオキシリボヌクレオシド三リン
酸(dNTP)又は標識化リボヌクレオシド三リン酸
(NTP)を増幅反応で使用することにより増幅核酸を
直接検出することが可能である。核酸配列を増幅するた
めに多数の方法が公知である。これらの方法にはポリメ
ラーゼ連鎖反応(PCR)、逆転写−ポリメラーゼ連鎖
反応(RT−PCR)、自己持続配列複製反応(3S
R)及びリガーゼ連鎖反応がある。RT−PCRはKa
wasaki(1990) Amplificatio
n of RNA, Innisら編, PCR Pr
otocols: A Guide to Metho
ds And Applications, New
York, Academic Press; 21−
27に記載されている。熱安定組換えThermus
thermophilus(rTth)DNAポリメラ
ーゼを使用するRT−PCRはWangら(1989)
Proc.Natl.Acad.Sci. USA 8
6:9719−9721及びPerkin−Elmer
Biotechnology Products C
atalogue, Branchburg, New
Jersey, USA (1993) p.25に
記載されている。3SRはGingerasら(199
1) Journal of Infectious
Diseases 164, 1066−1074及び
Gingerasら(1993)Hepatology
17, 344−346に記載されている。リガーゼ
連鎖反応はBarany,PCR Methods a
nd Applications,Cold Spri
ng Harbor Laboratory Pres
s (1991) , 5−16に記載されている。
定量的RT−PCRはPTPα mRNAの過剰発現を
検出するために特に有用な方法であり得る。
【0022】PTPαはPTPαに特異的な化学的又は
生物学的リガンド(例えば結合タンパク質又はペプチ
ド)を用いて検出することができる。結合タンパク質は
イムノグロブリンが適切であるが、細胞外基質タンパク
質又は細胞表面タンパク質のような天然に存在するタン
パク質でもよい。イムノグロブリンは完全抗体又は少な
くとも1個のPTPα結合部位を有する抗体フラグメン
トであり得る。抗体フラグメントはFab、F(a
b’)2、Fv又はscFvフラグメントであり得る。
イムノグロブリンは例えばEP−A−239 400
(Winter)に開示されているようにヒト適応化す
ることができる。適切な抗体はWO92/01050に
開示されている。イムノグロブリンは標識化され得る。
【0023】イムノグロブリンは公知方法を使用して製
造することができる。例えば、モノクローナル抗体はK
ohler及びMilstein (1975) Na
ture 256, 495−497に最初に記載され
た方法を使用してハイブリドーマ細胞から製造すること
ができる。組換え抗体及び抗体フラグメントはEP−A
−324 162(Skerra及びPluckthu
n)に記載の方法を使用して製造することができる。
【0024】多数の異なるアッセイ法、例えばin s
ituハイブリダイゼーション、ウェスタンブロッティ
ング及びELISA(酵素に基づくイムノアッセイ)を
用いてPTPαを検出するために、イムノグロブリンを
使用することができる。このような方法は、一般に
(a)生物サンプルをイムノグロブリンと接触させる段
階と、(b)PTPαに結合したイムノグロブリンを検
出する段階とを含む。
【0025】in situハイブリダイゼーションは
典型的には、イムノグロブリンを組織サンプルと接触さ
せ、結合しなかったイムノグロブリンを洗い流し、結合
したイムノグロブリンを検出することからなる。
【0026】ウェスタンブロッティングは一般に、分離
細胞材料をゲル電気泳動にかけて材料中のタンパク質を
分離し、分離したタンパク質をブロッティングにより固
体支持体(例えばニトロセルロース支持体)に移し、イ
ムノグロブリンを支持体上の分離したタンパク質と接触
させ、結合したイムノグロブリンを検出することからな
る。
【0027】ELISAは典型的には、PTPαに特異
的な非標識化抗体を固体支持体上に固定し、サンプル中
に存在するPTPαが非標識化抗体により捕獲されるよ
うに生物サンプルを加え、PTPαに特異的な酵素標識
化抗体を加え、結合した標識化抗体を検出することから
なる。
【0028】PTPαはPTPαのチロシンホスファタ
ーゼ活性の直接酵素アッセイを使用して検出してもよ
い。これは生物サンプルからのPTPαをPTPα抗体
で免疫沈降させ、免疫複合体のチロシンホスファターゼ
活性をアッセイすることにより定量することができる。
このようなアッセイはZhengら(1992) Na
ture 359, 336−339に記載されてい
る。
【0029】多数の型のラベルを使用してPTPα又は
PTPα核酸を検出することができる。ラベルはPTP
α結合タンパク質(例えばイムノグロブリン)、PTP
αの化学的リガンド、オリゴヌクレオチドプローブ、プ
ライマー、dNTP又はNTP上に存在し得る。適切な
ラベルの例としては、放射性ラベル(例えば35S又は32
P)、ビオチン(ペルオキシダーゼに結合したアビジン
又はストレプトアビジンで検出可能)、蛍光ラベル(例
えばフルオレセイン)、酵素(例えば西洋ワサビペルオ
キシダーゼ)又はジゴキシゲニンを挙げることができ
る。これらのラベルの検出方法は周知である。
【0030】本発明は更に、PTPαに特異的なイムノ
グロブリン、又はPTPα核酸に特異的なオリゴヌクレ
オチドプローブもしくはプライマーを含む、癌の診断又
は予後用キットを提供する。イムノグロブリンは固体支
持体上に提供され得る。
【0031】キットは一般に、イムノグロブリン、プロ
ーブ又はプライマーを検出するための手段を更に含み得
る。検出手段はPTPα又はPTPα核酸に特異的なイ
ムノグロブリン、プローブ又はプライマー上のラベルで
あり得る。あるいはPTPαに特異的なイムノグロブリ
ンを含むキットの場合には、結合の検出手段はPTPα
に特異的なイムノグロブリンに対して反応性の標識化二
次イムノグロブリンであり得る。
【0032】キットはELISAキット、ブロッティン
グキット、in situハイブリダイゼーションキッ
ト、RNA保護アッセイキット又は核酸増幅キットであ
り得る。従って、キットは上述のようにこれらの方法の
各々によりPTPα又はPTPα核酸を検出するために
必要な試薬を含み得る。キットは更に正又は負の対照を
含み得る。
【0033】
【実施例】以下、実施例により本発明を説明する。
【0034】材料及び手法 組織サンプル 。正常結腸粘膜組織及び結腸腺癌を鈍的剥
離により下層の筋肉組織から分離した。組織を液体窒素
中で瞬間凍結し、使用時まで−80℃で保存した。病理
学者により全組織で組織病理試験、染色及び修正デュー
ク分類(Turnbullら(1967) Ann.S
urg.166, 420−427)による病期決定を
実施した。臨床及び組織病理データを表1に示す。
【0035】全細胞RNAの分離。Chomezyns
ki及びSacchi(1987)Analyt.Bi
ochem 162, 156−159の酸−イソチオ
シアン酸グアニジウム抽出法に従って凍結外科標本から
全細胞RNAを分離した。RNAをアガロースゲル上で
泳動させた後、臭化エチジウムで28S及び18Sを可
視化することにより、RNAの完全性をチェックした。
【0036】RNアーゼ保護アッセイ。PTPαの完全
細胞外ドメイン(bp1〜426)をコードするBgl
II−Pst I PCRフラグメントをpSP73
転写ベクターに挿入することによりPTPαプローブを
構築した。プラスミドを挿入物の369位の単一Eco
R1部位で線状化した。得られたリボプローブは相補
的DNA nt 369〜426及びこのcDNA配列
の不確定のやや短縮した形態に夫々対応する57nt及
び55nt PTPα mRNAフラグメントを保護す
る。18S RNA及びヒトβ−アクチンリボプローブ
を内部対照として使用した。pT7 RNA 18Sア
ンチセンス対照鋳型はヒト18SリボソームRNA遺伝
子の高度に保存された領域の82bpフラグメントを含
み、該鋳型はAmbionから購入した。ヒト繊維芽細
胞cDNAから増幅した164bpPst I−Cla
I PCRフラグメントをpSP72ベクターに挿入
することによりヒトβ−アクチンプローブを構築した。
リボプローブはβ−アクチンのアミノ酸残基80〜12
6に対応する138ntの範囲を保護する。
【0037】Riboprobe Gemini転写シ
ステム(商品名、Promega)を使用して[α−32
P]rUTP又は[α−33P]rUTPの存在下に標識
化アンチセンスリボプローブを転写し、変性用アクリル
アミドゲル上で精製した。RNアーゼ保護アッセイは記
載通りに実施した(Gilman (1994),Cu
rrent Protocols in Molecu
lar Biology, Ausubelら編 (C
urrent Protocols NewYork,
NY) pp 4.7.1−4.7.6)。腫瘍とそ
れに対応する粘膜との各対からの等量の全RNA(6〜
20μg)を45℃で標識化リボプローブと一晩ハイブ
リダイズし、RNアーゼA(0.05μg/μl)とR
NアーゼT1(80単位/ml)の混合物を使用して2
5℃で1時間消化を行った。サンプルを12%変性用ア
クリルアミドゲル上で電気泳動させ、70℃でオートラ
ジオグラフィーにかけた。Image Quant(商
品名)プログラムを使用してリン光イメージャー(Mo
lecular Dynamics)により定量及び内
部対照に対する標準化を行った。
【0038】非放射性in situハイブリダイゼー
ション。ジゴキシゲニン標識化センス及びアンチセンス
PTPαプローブを使用して非放射性in situ
イブリダイゼーションを実施した。転写物はpSP73
ベクター(Promega)にクローニングしたPTP
αの最初の426ヌクレオチドを含む上記構築物のラン
オフ転写物に相当する。他方、プラスミドの線状化はB
gl II(アンチセンス)又はPst I(センス)
消化のいずれかで実施した。製造業者の指示に従ってジ
ゴキシゲニン−11−ウリジン−5’−三リン酸(DI
G−UTP)(Boehringer Mannhei
m, cat.no. 1209266)によるランオ
フ手順及びその後の精製を実施した。微量の[α−
32P]rUTPを転写反応物に加えた後、6%PAGE
によるプローブの可視化及びオートラジオグラフィーに
より、プローブの完全性及び濃度を決定した。
【0039】製造業者(Boehringer Man
nheim: Non−radioactive In
Situ Hybridization Appli
cation Manual)により指定された条件を
わずかに修正した条件を使用してサンプル組織の固定、
ジゴキシゲニン標識化プローブのハイブリダイゼーショ
ン及び検出を実施した。要約すると、腫瘍の新鮮な凍結
切片(10μm)及び対応する粘膜組織を新鮮なピクリ
ン酸パラホルムアルデヒド(PAF)中に30分間固定
した後、2μg/ml Proteinase Kで3
7℃で5分間消化した。切片を0.2%グリシンで濯ぐ
ことにより消化を停止した。クロロホルムでポストフィ
クシング後、切片を再水和し、HB緩衝液(50%(v
/v)脱イオンホルムアミド、4×SSC、500μg
/ml 剪断ssDNA、5mg/ml酵母t−RN
A、1×Denhardt溶液及びDEPC処理dH2
O中10%(w/v)デキストラン硫酸)で55℃で3
時間プレハイブリダイズした。同一緩衝液中で飽和量の
アンチセンス及びセンスPTPαプローブと55℃で一
晩ハイブリダイズした。ハイブリダイゼーション後、2
×SSCで2回、0.2×SSCで1回及び0.1×S
SCで2回切片を洗うことにより、非特異的に結合した
RNAプローブを除去した。全洗浄は45℃で各15分
間実施した。RNA−RNAハイブリッドをペルオキシ
ダーゼ結合抗ジゴキシゲニン−PODFabフラグメン
ト(Boehringer Mannheim, ca
t.no. 1207733)で免疫組織化学的に検出
する前に、切片を0.03%H22で処理することによ
り内因性ペルオキシダーゼ活性をサンプル組織から除去
した。プレブロックした切片(PBS=1%BSA[フ
ラクションV]+0.1%Tween 20)をペルオ
キシダーゼ結合抗ジゴキシゲニン−POD Fabフラ
グメントの1:100希釈液と共に37℃で30分間イ
ンキュベートした。次にジアミノベンジジンを色素源と
して使用してジゴキシゲニン−抗体複合体を可視化し
た。切片をニュートラルレッドで対比染色した。
【0040】結果 ヒト結腸癌におけるPTPα mRNAレベルの増大
RNアーゼ保護アッセイを使用して一次結腸直腸癌にお
けるヒトレセプター様PTPαの発現をmRNAレベル
で試験した。デュークの病期決定によりD期として分類
される14個の腫瘍から全RNAを調製した。定義によ
ると、これらの一次病変は遠位転移を誘発した。本発明
者らはPTPα発現の後発変化をD期で検出可能である
という推論に基づき、サンプルの不均一性を最小限にす
るために、D期の一次腫瘍のみを分析用に選択した。任
意の1個の腫瘍中のPTPα mRNAレベルを隣接す
る(少なくとも距離5cm離れた)正常結腸粘膜サンプ
ル中のレベルと比較した。サンプルRNAをヒトPTP
α cDNAのヌクレオチド369〜426の範囲の放
射性標識プローブとハイブリダイズした。これはPTP
αの細胞外領域の一部に対応し、PTPαに固有である
ことからこの領域を選択し、一方、PTPαの細胞内領
域をコードする配列の一部はレセプター様PTPεの同
様の部分をコードする配列と相同である(Kruega
rら(1990) EMBO J.,3241−32
52)。10対のサンプルで実施したRNアーゼ保護ア
ッセイの結果を図1に示す。57及び55ヌクレオチド
の2つの保護PTPαフラグメントは腫瘍及び隣接粘膜
中に一様に検出される。2つのシグナルの合計を使用し
てPTPα mRNAレベルを定量した。保護アッセイ
に使用されるRNAの量を標準化するために、サンプル
をβ−アクチン(図示せず)又は18S RNA配列
(図1)で同時にプローブした。PTPα及び18S
RNA又はβ−アクチン保護フラグメントの定量及び標
準化によると、14対のサンプルのうちの10対(〜7
2%)において腫瘍中で検出可能なPTPα mRNA
は正常粘膜中の2倍以上であった。これらの10個のサ
ンプルにおける増大は2.2〜10.3倍であった(図
2)。本発明者らは、この定常状態高レベルのPTPα
mRNAが腫瘍組織中の高メッセージ安定性に起因す
るのか又は高転写率に起因するのかを現時点では決定す
ることができない。4人の患者(#707、848、1
125、844)からのサンプルは腫瘍におけるPTP
α mRNAの増大を示さなかった。試験した腫瘍サン
プルに関する臨床データを表1に示す。
【0041】PTPαは脳のような高発現組織に比較し
て肺、心臓及び胃のような器官では低度にしか発現され
ないという初期知見に従い、PTPα mRNAは結腸
中に低レベルで存在する(図1のラット結腸及び脳サン
プルを比較されたい)(Matthewsら(199
0) Proc.Natl.Acad.Sci. US
87, 4444−4448; Sapら(199
0) Proc.Natl.Acad.Sci. US
87, 6112−6116)。
【0042】結腸癌及び結腸粘膜組織におけるin s
itu PTPα RNAハイブリダイゼーション
【0043】腫瘍組織の不均一性により、腺癌及び隣接
粘膜の切片で非放射性in situ RNAハイブリ
ダイゼーションを実施し、PTPα発現の全体の増大に
関与する細胞を決定した。図3aはヘマトキシリン及び
エオシンで染色したデュークのD期腫瘍の代表的な顕微
鏡写真であり、正常粘膜(図3b)に比較すると典型的
な形態学的及び細胞学的異常を示している。ニュートラ
ルレッドで対比染色した腫瘍組織をジゴキシゲニン標識
化アンチセンスPTPα RNAでプローブした処(図
3c)、悪性変換上皮細胞は強いシグナルを示した。周
囲の間葉組織と新生物から少なくとも5cmの距離の正
常粘膜(図3d)は有効なシグナルを示さず、従って、
PTPα転写物の増加は実際の新生物と変換上皮細胞に
制限されることが確認された。対照として、同一腫瘍の
切片をPTPαのmRNAセンス鎖でプローブしたが、
組織のどの部分も染色しなかった(図3e)。結腸粘膜
(図3c及び3d)に比較して腫瘍組織中に観察された
強いシグナルは、腫瘍の一部のRNアーゼ保護アッセイ
により検出される高レベルのPTPα mRNAに一致
する。
【0044】
【表1】 デュークのD期腫瘍及び粘膜におけるPTPα mRN
Aレベルを試験した患者の臨床データ。部位:一次腫瘍
の部位;型:一次腫瘍の型;LN異常:リンパ節異常;
遠位転移:二次病巣の部位;PTPα mRNA増大:
腫瘍中のPTPα mRNAが粘膜中の少なくとも2
倍。
【0045】結論 悪性変換に至る分子事象を解明するべく多数の研究が行
われている。本試験において本発明者らは、PTPαの
癌関与の可能性を調べた。その結果、まず最初に腫瘍中
の特異的レセプター様PTP mRNAの定常状態高レ
ベルが判明した。PTPαの過剰発現はデュークのD期
ヒト結腸癌に高頻度で生じる。14サンプル対(腫瘍と
正常粘膜)のうちの10対において腫瘍組織中のPTP
α転写物は隣接する正常粘膜組織の2〜10倍であっ
た。これらの10例のうちの4例の結腸腫瘍には正常粘
膜に比較して特に高レベルのPTPα mRNA(>6
倍)が観察された。in situハイブリダイゼーシ
ョンによると、腫瘍サンプルの新生物細胞には高PTP
α mRNAが局在することが確認された。
【図面の簡単な説明】
【図1】RNアーゼ保護アッセイにより決定された結腸
直腸腫瘍及び結腸粘膜サンプル中のPTPαの発現。デ
ュークのD期結腸腫瘍(T)及び隣接する結腸粘膜
(M)の対又はラット脳及び結腸からの全細胞RNAを
材料及び手法の項に記載したように混合し、標識化PT
Pα又は18S RNAリボプローブと共にアニールし
た。RNアーゼによる消化及びゲル電気泳動後、保護さ
れたフラグメントをオートラジオグラフィーにより可視
化した。患者参照番号を腫瘍及び粘膜サンプルの各対の
上に示す。
【図2】結腸粘膜中に対する結腸腫瘍中PTPα mR
NAの増大比。RNアーゼ保護分析により検出されたP
TPα及び18S RNA保護フラグメントをリン光イ
メージャーにより定量した。各サンプルにおけるPTP
α mRNA対18SRNAの比を計算することにより
PTPαシグナルを標準化した。1人の患者からの各サ
ンプル対毎に標準化腫瘍PTPα mRNA単位を標準
化粘膜PTPαmRNA単位で除することにより粘膜中
に対する腫瘍中のPTPα mRNAの増大比を計算し
た。計算した増大比を各棒グラフの上に数字で示す。ア
ステリスクを付した2つのサンプルは、(18S RN
Aシグナルでなく)β−アクチンシグナルを標準化に使
用し、Visage 2000 Image分析システ
ム(商品名BioImage Products)を用
いてデンシトメトリー走査により定量を行った。患者参
照番号をグラフの下部に示す。
【図3】PTPα mRNAとのin situハイブ
リダイゼーション。材料及び手法の項に記載したよう
に、結腸腫瘍(a,c,e)及び結腸粘膜(腫瘍から少
なくとも5cmの距離)(b,d)から切片を作成し、
ヘマトキシリン及びエオシン(a,b)で染色するか、
又はジゴキシゲニン標識化アンチセンスPTPαRNA
(c,d)もしくはセンスPTPα RNA(e)でプ
ローブし、ニュートラルレッドで対比染色した。
フロントページの続き (72)発明者 キヤサライナ・ジエイ・パルレン シンガポール国、シンガポール・0511、ケ ント・リツジ・クレセント・10

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 タンパク質チロシンホスファターゼα
    (PTPα)又はPTPα核酸を生物サンプル中で検出
    することを特徴とする癌診断又は予後方法。
  2. 【請求項2】 新生物又は潜在的に新生物の疑いのある
    組織から採取した第1の生物サンプル中のPTPα又は
    PTPα核酸レベルを正常組織から採取した第2の生物
    サンプル中のレベルと比較する請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 第2の生物サンプルが正常組織のプール
    に由来する請求項2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 癌が結腸直腸癌である請求項1から3の
    いずれか一項に記載の方法。
  5. 【請求項5】 PTPα又はPTPα核酸を組織サンプ
    ル中でin situ検出する請求項1から4のいずれ
    か一項に記載の方法。
  6. 【請求項6】 PTPα又はPTPα核酸を分離細胞タ
    ンパク質又は分離細胞核酸のサンプル中で検出する請求
    項1から4のいずれか一項に記載の方法。
  7. 【請求項7】 PTPαがPTPαに特異的なイムノグ
    ロブリンを用いて検出される請求項1から6のいずれか
    一項に記載の方法。
  8. 【請求項8】 PTPα核酸が核酸にハイブリダイズす
    るオリゴヌクレオチドプローブを用いて検出される請求
    項1から6のいずれか一項に記載の方法。
  9. 【請求項9】 PTPαに特異的なイムノグロブリン又
    はPTPα核酸に特異的なオリゴヌクレオチドプローブ
    もしくはプライマーを含むことを特徴とする癌診断又は
    予後用キット。
  10. 【請求項10】 イムノグロブリン、プローブ又はプラ
    イマーを検出するための手段を更に含む請求項9に記載
    のキット。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006101701A (ja) * 2003-08-28 2006-04-20 Veridex Llc 結腸直腸のガンの予後予測

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