JPH11512294A - 癌の治療、予防および発見を目的とする腫瘍細胞での蛋白ホスファターゼ2C−PP2Cα−発現の操作と検出 - Google Patents
癌の治療、予防および発見を目的とする腫瘍細胞での蛋白ホスファターゼ2C−PP2Cα−発現の操作と検出Info
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- JPH11512294A JPH11512294A JP9512533A JP51253397A JPH11512294A JP H11512294 A JPH11512294 A JP H11512294A JP 9512533 A JP9512533 A JP 9512533A JP 51253397 A JP51253397 A JP 51253397A JP H11512294 A JPH11512294 A JP H11512294A
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Abstract
(57)【要約】
ヒト型蛋白ホスファターゼ2C(PP2CαおよびPP2Cβ)およびその遺伝学的多形性をコードする遺伝子の活性の変化を、患者から単離した標本で検出することによって患者の癌を検出する方法を開示する。本発明はさらに癌を治療する方法を提供するが、この方法は、先ず癌のタイプおよび癌を発現している細胞の型を決定し、続いてPP2Cαの発現能力を制御するために調節要素を含むことができ、さらに癌細胞に特異的に標的到達することができるベクターを調製する工程を含む。該ベクターは続いて患者に投与される。また別にはアンチセンスベクターも調製することができる。
Description
【発明の詳細な説明】
癌の治療、予防および発見を目的とする腫瘍細胞での
蛋白ホスファターゼ2C−PP2Cα−発現の操作と検出
発明の背景
技術分野
本発明は、ヒト型ホスファターゼ2C(PP2CαおよびPP2Cβ)の遺伝
子およびその遺伝子産物を利用することによる癌の検出および治療方法、並びに
本発明を実施するためのキットに関する。本発明では、ヒトのPP2Cα遺伝子
または他の種のPP2Cαの同族体によってコードされる遺伝子産物が産生され
るか、または天然のPP2Cα遺伝子の発現が改変されているかもしくは破壊(
ノックアウト)されている天然の生物体および他種遺伝子を移された(トランス
ジェニック)生物体が調製される。
従来技術
形質転換細胞または悪性細胞は健康を激烈に脅かす。もし形質転換表現型を逆
行させることができるならば、癌細胞は治療され制御が可能である。逆行させる
ことによって細胞はその腫瘍性表現型を失い、それによって再び正常な細胞増殖
および/または分化が開始し、または増殖は停止し、または計画的な細胞死(ア
ポプトシス経路)が活性化される。これらの逆行手段のいずれかを実施すること
によって形質転換表現型を逆行させることができる治療手段を提供することは有
用であろう。さらに、治療を早期に開始することができるので、形質転換事象の
早期特定もまた有用であろう。
形質転換に必要な遺伝子(例えばRas、Fos、PDGF、erb-B、erb-B2、RET、c-my
c、Bci-2、APC、NF-1、RB、p53など)が現在特定されている。これら遺伝子は、
2つの大きなカテゴリー、プロトオンコジーンおよび腫瘍サプレッサー遺伝子に
分類される。プロトオンコジーンは、細胞分裂を刺激する蛋白をコードし、変異
した場合(オンコジーン)は刺激蛋白を活性過剰にし、細胞を過剰に増殖させる
結果を生じる。腫瘍サプレッサー遺伝子は、細胞分裂を抑圧する蛋白を
コードする。変異および/または異常な調節はこれらの蛋白を不活化し、それに
よって細胞の増殖抵抗性を失わせる。さらに、E2FおよびP53および他のものは不
適切に発現される場合はオンコジーンとしても腫瘍サプレッサーとしても作用す
ることができる。オンコジーンおよび腫瘍サプレッサーには、転写因子として作
用するモチーフおよび蛋白キナーゼとして作用するモチーフがある。これら特定
の遺伝子の同定によって、細胞のライフサイクルがどの様に進行するかについて
ある程度明らかにされた。
遺伝子の増幅は悪性細胞および形質転換細胞株に付随する明白な異常の1つで
ある(増幅についての概説には次の文献を参照された:“Gene Amplification i
n Mammalian Cells,A comprehensive Guide(哺乳類細胞における遺伝子増幅、
包括的ガイド)、R.E.Hellems編、Marcel Dekker,Inc.刊)。この現象は腫瘍
性細胞の特徴である遺伝学的不安定性の一環であり、正常な細胞ではほとんど発
生しない。いくつかのオンコジーンおよび腫瘍サプレッサー遺伝子(例えばRas
、Erb、P53など)が増幅することが示された。
オンコジンーンおよび腫瘍サプレッサー遺伝子を含む構造性および調節性蛋白
質の燐酸化は、真核細胞における主要な細胞内制御メカニズムである(Wera & H
emmings(1995); Cohen(1989))。蛋白の燐酸化および脱燐酸化は、シグナル形質
導入、細胞サイクル進行および転写制御のための調節サイクルの一環である。蛋
白キナーゼおよび蛋白ホスファターゼはともに燐酸化−脱燐酸化サイクルにおい
てそれぞれ役割を有する。これらの蛋白質をコードする遺伝子の変異は蛋白の燐
酸化の失敗につながる。例えば酵母では、2C型蛋白ホスファターゼの変異は浸
透圧調節の欠陥を生じる(Shiozak & Russel(1995))。
pp2cは蛋白のセリン/スレオニンホスファターゼである(Cohen(1989))。
pp2c類は、哺乳類組織の2つの細胞質同位酵素から成り(McGowan & Cohen(
1987))、さらに酵母の少なくとも3つのpp2c様酵素は同じ酵素的、生化学
的特性を示す。この2つの哺乳類同位酵素はモノマーであるが、分子質量はわず
かに異なり(44KDaおよび42KDa)、pp2cαおよびpp2cβと称
される。それらの機能、および形質転換細胞とこれら蛋白ホスファターゼとの付
随性に関しては相反する文献が存在する(Saadatら(1994);Nishikawaら(1995)
;Lau & Baylink(1993); Shiozakiら(1994); Eden & Cedar(1994); McGowan & Co
hen(1987); Wenk & Mieskes(1995))。
正常な細胞機能が必要とされる場合に治療として蛋白の燐酸化を制御できるな
らば有用であろう。さらに、mRNA翻訳に続く糖化は多くの遺伝子産物に機能
を果たさせるために必須である。蛋白の異常な糖化は蛋白の機能に干渉し、調節
経路の変化から生じるであろう。遺伝子発現制御の重要な方式はDNAのメチル
化である(Eden & Cedar(1994))。DNAの異常なメチル化は1つの役割を果た
し、細胞サイクルを制御する調節性蛋白の不適切な発現をもたらすであろう。
ウイルスは非常に特殊化された感染因子で、多くの場合宿主の防御メカニズム
を回避するように進化してきた。アデノ関連ウイルスはパルボウイルス科に属し
、それについての腫瘍抑圧特性が1960年に既に報告されている(概説にはRo
mmelaere & Tattersal(1990)を参照されたい)。それらは、約5000ヌクレオ
チドのssDNAゲノムをもち、同一の回文構造をもつ154塩基の末端を有す
る小さなウイルスのグループに入る。AAVDA3ゲノムの左部分は多機能性で
オーバーラップする非構造性蛋白(Rep78、Rep68、Rep52およびRep40)をコードし
、これらは、P5およびP19プロモータによって駆動される弁別的にスプライ
スされたmRNA(取得番号J01901、M12405、M12468、M12469)から翻訳される
。このゲノムの右部分には、3つのオーバーラップするカプシドポリペプチド(V
P1-VP3)がP40プロモータからコードされる(Berns(1990); Leonard & Berns(
1994))。これら極めて小さなDNAウイルスは、脊椎動物では2つの属(自己
複製型パルボウイルスおよびヘルパー依存パルボウイル)によって代表される(
Siegelら(1985))。
ヘルパー依存アデノ関連ウイルス(AAV)は,その複製についてヘルパーウ
イルスの同時感染(Young & Meyor(1979a))または遺伝子毒性ストレス状態(Ya
kobsonら(1987))に依存し、外見的疾患を示さないヒトに感染する因子を含む(C
ukorら(1984))。ヘルパーウイルスは、アデノウイルス(Atchisonら(1965))、
ヘルペス群ウイルス(Salo & Mayor(1979))およびワクシニアウイルス(Schleh
oferら(1986))である。ヘルパーウイルスは、その感染サイクルの初期に染色体
の損傷を誘発する能力を共有する(Schlehofer & zur Hausen(1982))。
腫瘍抑圧特性がAAVについて見出された(概説にはSchlehofer(1994)を参照
されたい)。アデノウイルス、ヘルペスウイルスによって、またはこれらのウイ
ルスによって形質転換された細胞の移植によってゲッ歯類で誘発された腫瘍の発
達は、AAVを動物細胞に感染させることによって抑制できることが示された(
Kirschteinら(1968);Mayorら(1973); de la Maza & Carter(1981); Ostroveら(1
981))。腫瘍抑圧についてのin vivoでの発見は、細胞の形質転換の抑制を示すi
n vitroでの結果と一致する。このことは、ウイルスによってまたは活性化され
たオンコジーンによって形質転換された種々の起源(ハムスターおよびマウス)
の細胞について示された。コントロールと比較して、AAVを感染させるか、ま
たは特定のAAVDNA配列を核酸感染(transfect)させた細胞はフォーカス形
成の減少および飽和密度の減少を示し、形質転換に付随する特色の抑制を示した
(Casto & Goodheart(1972); Katz & Carter(1986); Hermonat(1989); Hermonat
(1994); Schlehoferら(1983); Schlehoferら(1994); Yangら(1995); Kleinschmi
dtら(1995))。
さらに、癌患者は対応するコントロール被験者よりもAAVに対する抗体を有
する頻度が低いことを示す血清疫学的発見がある。異なる血清学的技術を用いて
米国(Mayorら(1976))、ベルギー(Sprecher-Goldbergerら(1976))およびドイツ(G
eorg-Friesら(1984))で実施された別個の3実験によって、健常人の集団ではA
AV(2、3および5型)に対する高い抗体が優勢であるのに対して、癌患者で
は血清陽性の頻度が比較的低いことが見出された。
細胞の形質転換を制御する治療方法の開発は有用であろう。上記の情報が示唆
するように、細胞の形質転換を逆行させるか、または形質転換細胞を特異的に死
滅させることは可能である。利用可能なアンチセンス技術、ベクター送達技術な
どが与えられるならば、これらの方法または新たに知られることとなる他の技術
を用いて細胞の形質転換の逆行を制御することができるヒトの細胞メカニズムを
見つけることは有益であろう。
発明の要旨
本発明にしたがえば、ヒト型蛋白ホスファターゼ2C(pp2cα)をコード
する遺伝子(PP2CαまたはPP2Cβ)の活性の変化および該遺伝子の多形
性を患者から分離した標本で検出することによって患者の癌を検出する方法およ
びキットが開示される。
本発明はさらに癌を治療する方法を提供する。この方法は、癌のタイプおよび
癌を発現している細胞を先ず決定し、続いて特異的にこの癌細胞に標的到達し、
さらにPP2Cαの発現能力を制御するために調節要素を包含させることができ
るベクターを調製するという工程を含む。続いてこのベクターは患者に投与され
る。また別にはアンチセンスベクターを調製できる。
本発明はさらに、PP2Cαの発現異常による異常な燐酸化に起因する疾患を
PP2Cαの発現を制御することによって治療する方法を提供する。
図面の簡単な説明
本発明の他の利点は、付随の下記図面とともに以下の詳細な説明を参考に容易
に理解されよう。付随の図面は次の通りである。
図1A−Bは、細胞サイクル分析用に調製したCO60および2つのAAV/
neo細胞株(913および916)のFACS分析のグラフである。播種後2
4時間で細胞をトリプシン処理し、PBSで洗浄した。0.1%のクエン酸ナト
リウム、0.1%のトリトンX−100および50μgの沃化プロピジウムを含
む1mlの緩衝液に細胞を再浮遊し、続いてFACSで処理した。
図2は、CHINTが種々のAAV/neo細胞株でのAAV組み込みに付随
することを示すサザンブロット分析の写真である。サザンブロット分析では、種
々のAAV/neoクローン、CO60DNAをBglIIで消化し、“CHINT
”プローブ9−1、2、3、4および5でAAV/neo細胞株でハイブリダイ
ズした。93RはAAVを含む染色体全体を失った復帰突然変異体である。A6
はマウス細胞株である。
図3は、9−3細胞の組み込まれたAAVと隣接する細胞性配列の編成を示す
模式図である。ゲノムライブラリーをEMBL−4ラムダファージを用いてC9
−3細胞から調製し、AAV陽性クローンを記録した。13Kb-λSL9-1クローンを
単離し、後にBlue-scriptベクターでサブクローニングした。図に表示したよう
にプラスミドpSL9-11(13kb)およびpSL9-8(10kb)およびpSL9-6(3
kb)を得た。
図4A−Bは、9−3細胞でAAVがPP2Cαをコードする遺伝子に隣接す
ることを示すサザンブロット分析の写真である。サザンブロット分析では、EcoR
IまたはXbaIで消化したCO60および9−3細胞由来ゲノムDNAは順次以下
のプローブでハイブリダイズした:1)AAV、2)CHINTおよび3)ラッ
トPP2Cαプローブ。CHINTおよびPP2Cα配列は隣接している(4k
bのEcoRIフラグメント)。AAVCHINTおよびPP2Cαは9−3細胞で
は極めて近傍にある(5.6kbのXbaIフラグメント)。図4Bは、pSL9-6は野
性型チャイニーズハムスター細胞ではPP2Cαに隣接することを示す。チャイ
ニーズハムスターneo細胞由来のBamHI消化DNAをpSL9-6およびPP2Cα
プローブにハイブリダイズさせた。〜8.5kbの共通フラグメントがCO60
を含む全ての細胞株に出現した。同じフラグメントがまたCHINTプローブに
もハイブリダイズした(データは示さず)。
図5A−Cは、DA3(レーン8)およびDA3J1−DA3J7細胞株(レ
ーン1−7)のサザンブロット分析の写真である。ゲノムDNAはBglIIで消化
した。ブロットを順次、AAV/neoJDT277、pSL9-6およびPP2CαのPCRプローブ
でハイブリダイズした。4kbフラグメントが、J3(レーン3)、J4(レー
ン4)およびJ6(レーン6)でAAVプローブおよびpSL9−6プローブと
ハイブリダイズした。4kbより小さいフラグメントは、J1(レーン1)、J
2(レーン2)、J5(レーン5)およびJ6(レーン6)でAAVプローブお
よびPP2Cαプローブの両方とハイブリダイズした。
図6は、発癌物質による処理に反応したPP2CαmRNAの変化を示す。M
NNG(それぞれ7.5μg/mlおよび2.5μg/ml)で処理後48時間
でCO60およびC9−3細胞および無処理細胞から全RNAを40μg単離し
、変性ゲル(1.2%アガロース/6.6%ホルムアルデヒドゲル)で分画した
。ゲルをブロットし、連続的に32P標識ラットPP2CαcDNA(A)、pS
L9−1DNA(B)およびrRNAのcDNA(C)でハイブリダイズした。
図7は、25、30および35PCRサイクル後のゲル電気泳動分析を示す写
真である。結腸直腸腫瘍No.6(T6)またはその隣接非腫瘍性粘膜(N6)
から得たオリゴdT反応開始(primed)cDNAを、特異的PP2Cαおよびβ
−アクチンセンスおよびアンチセンスプライマーを用いてPCR反応に付した。
正常および腫瘍組織のPP2CαcDNAについての25PCRサイクルは、目
に見える生成物が認められなかったので提示していない。
図8は、CHE細胞株またはその隣接形質転換細胞株(CO60)から得たオ
リゴdT反応開始cDNAサンプルを、特異的PP2Cαおよびβ−アクチンセ
ンスおよびアンチセンスプライマーを用いてPCRに付した25、30、30お
よび35PCRサイクル後のゲル電気泳動を示す写真である。
図9A−Bは、(A)センス方向(pYM001)および(B)アンチセンス方向(
pYM002)でPP2CαcDNAを含むプラスミドを示す模式図である。
図10は、pp2cαに対して作製した単クローン性抗体群と肝抽出物との免
疫沈降反応のゲル電気泳動分析を示す写真である。1D5、2A3、9F4、9
F1が、肝抽出物からpp2cαを沈澱させるために用いられた単クローン性抗
体で、801および351は免疫ブロッティング後の検出に用いた抗体である。
図11は、PP2Cαの最初に翻訳されるエクソンを含むゲノムλ100クロ
ーンを示す模式図である。このファージはCHOライブラリーからクローニング
された。配列分析領域は斜線で表示されている(配列番号:15および16)。
図12はゲル電気泳動の写真で、レーン1はpSK1とpAV2の同時核酸感
染(cotransfection)で、レーン2はSV40が複製されるSV40プラスミド
pSK1による核酸感染(transfection)で、レーン3はpSVK1とAAVゲ
ノムのヌクレオチド125−263由来の140bpを含むプラスミドの同時核
酸感染で、レーン4はpSVK1とpSL9−6の同時核酸感染である。
図13は、種々のマウス組織から得たRNAをPP2CαcDNAとハイブリ
ダイズさせたノザンブロットの写真で、2kb未満から5.0kbを越える種々
の範囲のサイズをもついくつかのmRNAが存在することを示している。RNA
は、卵巣(O)、精巣(T)、腎臓(K)、肝臓(L)、筋肉(M)、心臓(H
)、肺臓(Lu)および脳(B)から抽出された。
好ましい実施態様の詳細な説明
本発明は、ヒト型蛋白ホスファターゼ2C(pp2cα)をコードする遺伝子
(PP2Cα)の遺伝子活性における変化、および該遺伝子の多形性を患者から
単離した標本で検出することによって患者の癌を検出する方法を開示する。患者
の遺伝子活性は正常なコントロールのそれと比較される。活性における変化は該
遺伝子のダウンレギュレーションまたは逆にアップレギュレーションのどちらで
も可能であるが、燐酸化の変化を生じる。さらに、変化によって遺伝子産物の異
常な機能または欠損、および細胞自体の内部における該遺伝子産物の分布の変化
がもたらされる。
多形性は該遺伝子の配列における変形体である。それらは異なる民族および地
理的局在(異なる配列を有する)間で認められる配列シフトであろうが、それら
は配列が異なる一方、機能的に同等な遺伝子産物、アイソフォームを産生する。
多形性はまた、機能変化を有する遺伝子産物を産生することができる対立形質お
よび/または突然変異として分類できる変形体も包含することができる。多形性
はまた、遺伝子産物を産生しないか、または不活性な遺伝子産物もしくはレベル
の増加した遺伝子産物のいずれかを産生する対立形質および/または突然変異と
して分類できる変形体も包含する。本明細書で用いられる多形性はまた、制御お
よびコード領域におけるDNAメチル化の違いに起因する変形体も包含すること
ができる。さらに、この用語はまた適切な場合には対立形質と互換的に用いられ
る。
癌は、形質転換細胞または悪性細胞(すなわち制御できない増殖および拡大を
もつ細胞、概説にはScientific American,(1996)9月号を参照されたい)と定義
される。
一般には、細胞内の遺伝子産物量の減少によって決定されるように、PP2C
αの活性/発現が正常なコントロールのそれと比較して減少しているのが、本明
細書の下記実施例(実施例4、5)で示すように細胞の形質転換で認められる。
しかしながら、活性の増加が蛋白活性の変化をもたらし、その結果、細胞機能に
変化があるようなものも本発明に包含される。
さらに、PP2Cαの遺伝子産物に1つ以上の形態が存在し、細胞で1つが減
少または変化し、一方PP2Cαの別の特異的形態が正常コントロールと較べて
上昇または優勢あることが本発明によって分かった。細胞は、病的状態でPP2
Cα活性の変化を示すいずれの細胞型でもよい。さらに、第二の遺伝子が
PP2Cαの活性の変化によって制御され、その結果それらの産物は上昇または
減少し、本発明の方法によってモニターすることができる。新規な転写物、転写
物の欠如またはこれらの転写物によってコードされる蛋白の変化がモニターされ
る。
さらに、本発明は、pp2cαはチロシン、セリンおよびサイロニンを含む幾
つかの燐酸化部位を有するのでそれ自体燐酸化されるということ、さらに適切に
それを燐酸化できないためにpp2cαの機能不全をもたらすことを認めた。さ
らに、pp2cαはまたそれ自体を脱燐酸化する。その自己燐酸化の失敗は細胞
サイクルの調節に影響を及ぼすであろう。
サンプルは疑いのある前癌病変または、本明細書で述べるようにPP2Cα活
性もしくは遺伝子産物についてアッセイされる一切の組織もしくは体液から得ら
れた生検材料であろう。血液、尿、脳脊髄液および唾液は適切な状態で検査する
ことができる。
実施態様の1つでは、PP2Cα活性の検出は、in situハイブリダイゼーシ
ョン、ノザンブロッティングおよび逆転写ポリメラーゼ連鎖反応から成る群から
選ばれるアッセイを用いて、PP2CαDNA(その多形性も含む)に相補的な
mRNAについて標本をアッセイすることによって実施される。
また別の方法では、PP2Cαの活性および細胞分布の検出は、免疫組織化学
的および免疫細胞化学的染色、ELISA、RIA、免疫ブロット、免疫沈降反
応、ウェスタンブロット、遺伝子産物の活性についての機能的アッセイ、燐酸化
パターンについてのアッセイおよび蛋白短縮テストから成る群から選ばれるアッ
セイを用いて、PP2Cα遺伝子産物(多形性およびそのペプチドフラグメント
を含む)について標本をアッセイすることによって実施される。pp2cαによ
って脱燐酸化される標的蛋白は、異なるサイズ特性および異なる等電点を有し、
さらにまた機能(例えば他の蛋白、RNA、DNAおよび他の細胞成分と相互作
用するそれらの能力)における変化を有するであろう。
さらに、染色体異常がPP2Cαの変化に付随する場合は、これらの異常は当
技術分野で既知の標準的方法を用いてスクリーニングされる。
本明細書の下記実施例で示すように、細胞自体における遺伝子産物の存在場所
と量の変化の他に、本発明の方法によって体液中の遺伝子産物がスクリーニング
される。遺伝子機能における変化とともに体液中の遺伝子産物レベルは影響を受
け、例えば糖化またはシグナル配列が影響を受ける場合は細胞からより多くが遊
離されるであろう。不完全な蛋白フラグメントは翻訳の妨害から生じるかもしれ
ない。不完全な蛋白フラグメントは続いて細胞から遊離されモニターされる。
さらに、本発明は、種々の組織で種々のサイズおよび/または機能を生じるp
p2cαのmRNAの互い違いにスプライスされた形態を見分け、さらに適切な
組織で互い違いにスプライスされた形態を見分けることができるようにアッセイ
はデザインされる。
特定の体液中の遺伝子産物における変化を特定することによって腫瘍の起源/
場所が示唆されるであろう。例えば、中枢神経系の腫瘍については、遺伝子産物
は脳脊髄液で見出されるであろう。同様に、他の腫瘍または疾患の場所によって
どの体液をスクリーニングすべきかが決定されるであろうし、その逆も当業者の
知りえるところであろう。
本発明はまた、mRNAレベルまたは遺伝子産物レベルのいずれかにおけるP
P2Cα活性および/または変化を検出するキットを提供する。このキットは、
PP2CαのmRNAのための分子プローブ、およびこの分子プローブを検出し
それによってmRNAを検出する手段を含む。また別には、またはその他に、こ
のキットはPP2Cα遺伝子産物を検出するプローブを含むことができる。一般
的に、この検出手段は、該遺伝子産物または天然の蛋白を模倣した物質に対して
強い特異性をもつ抗体で、これはPP2Cα遺伝子産物に結合する。当技術分野
で既知の他の物質もまた用いることができる。この抗体は下記および実施例3で
述べるように作製できる。これは、PP2CαまたはPP2Cβ遺伝子産物(そ
の多形性を含む)およびこの抗体の結合を検出する検出手段を特異的に認識し、
それによって当該遺伝子産物の存在を示唆し、さらにそれらを互いに識別する。
適切な場合には、このキットはまた、PP2Cα遺伝子の機能における変化の
影響を受ける第二の遺伝子産物に対して誘導された抗体を含むことができる。
本発明は、患者から単離した標本中のPP2Cβ遺伝子活性レベルの変化を正
常な患者と比較して検出することによって患者の癌を検出する方法を開示する。
本発明はまたPP2Cβ活性を検出するキットを提供する。このキットは、P
P2Cα、その多形性に対するmRNAのための分子プローブ、および該分子プ
ローブを検出してそれによってmRNAもしくは抗体を検出する検出手段、また
は本明細書で述べるように正常なコントロールを越える遺伝子産物のレベルの変
化を識別する他の手段を含む。
本発明は抗体(多クローン性または単クローン性抗体のいずれか)を提供し、
これは下記実施例3で述べるようにPP2Cαによってコードされるポリペプチ
ド/蛋白に特異的に結合する。本発明の抗体はPP2CαおよびPP2Cβの遺
伝子産物を識別する場合に用いられる。本発明は、組換えによって産生されたP
P2Cα、NDDTDSASTD(配列番号:1)、YKNDDTDSTSTDDMW(配列番号:2)、組換
えによって産生されたpp2cβおよびPNKDNDGGA(配列番号:3)に対して作製
した単クローン性および多クローン性抗体を提供する。
本発明はまた、単離および精製されたペプチドNDDTDSASTD(配列番号:1)、YK
NDDTDSTSTDDMW(配列番号:2)およびPNKDNDGGA(配列番号:3)を提供する。これ
らのペプチドは組換えによって製造することができる。
さらに本発明は、5’UTRの特定の構造またはPP2Cαの発現制御に必要
なRNA−蛋白複合体を認識する抗体を提供する。特定のRNA構造を特異的に
認識する抗体もまた提供される。
一般に抗体の調製では、完全なpp2cα蛋白またはそのペプチド配列のいず
れか、さらにその多形性が抗原として用いられる。さらに抗イディオタイプ抗体
もこれら抗体に対して作製することができる。これら抗体は単クローン性抗体ま
たは多クローン性抗体のいずれでもよい。便宜的には、これら抗体は該配列を基
にした合成ペプチドに対して作製してもよく、またはクローニング技術によって
組換えによって調製してもよい。また、天然の遺伝子産物および/またはその部
分を単離して免疫原として用いてもよい。そのような蛋白またはペプチドは、当
業者に周知の標準的抗体産生技術によって抗体を産生させるために用いることが
できる。そのような標準的技術は、一般的には「抗体:実験室マニュアル」(Har
low & Lane,Antibodies:A Laboratory Manual,Cold Spring HarborLaboratory
Press刊、Cold Spring Harbor,ニューヨーク(1988))に記載されている。
多クローン性抗体を製造するためには、該蛋白またはペプチドを用いて一般的
にはアジュバントとともに、必要があれば担体と結合させてホスト(例えばウサ
ギまたはヤギ)を免疫する。該蛋白に対する抗体は血清から採集する。
単クローン性抗体の製造のためには、蛋白またはペプチドフラグメントによる
適切なドナー(一般にはマウス)の過剰免疫と脾臓の抗体産生細胞の単離を必要
とする。これらの細胞を不朽性を有する細胞(例えばミエローマ細胞)に融合さ
せ、不朽性を有し所望の抗体を分泌する融合細胞ハイブリッドを提供する。続い
て細胞を大量に培養し単クローン性抗体を培養液から使用のために採集する。
この抗体は固形支持体基質に結合させるか、または検出可能な部分とともに共
役させるか、または当技術分野で周知のように結合と共役の両方を実施すること
ができる。(蛍光または酵素部分の共役に関する一般的な考察に関しては「免疫
化学の実際」(Johnstone & Thorpe,Immunochemistry in Practice,Blackwell
Scientific Publications刊、オックスフォード(1982)を参照されたい。)抗体の
固形支持体基質への結合もまた当技術分野で周知である。(一般的な考察のため
には「抗体:実験室マニュアル」(Harlow & Lane,Antibodies:A Laboratory Ma
nual,Cold Spring HarborLaboratory Press刊、Cold Spring Harbor,ニューヨ
ーク(1988))を参照されたい。)本発明で意図される検出可能な部分には、蛍光
性、金属性、酵素性および放射能マーカー(例えばビオチン、金、フェリチン、
アルカリ性ホスファターゼ、β−ガラクトシダーゼ、ペルオキシダーゼ、ウレア
ーゼ、フルオレセイン、ローダミン、トリチウム、14Cおよび沃素付加)が含ま
れるが、これらに限られるものではない。さらに、毒素も標的到達のために抗体
に結合させることができる。
本発明はまた、ヒトPP2Cα遺伝子および多形性PP2Cα遺伝子のトラン
スジェニック動物並びに細胞(細胞株)モデルさらにはノックアウトPP2Cα
モデルを提供する。これらのモデルは、当技術分野で既知の標準的方法および以
下の文献で説明された方法を用いて構築される:米国特許第5387742号、5360735
号、5347075号、5298422号、5288846号、5221778号、5175385号、5175384号、51
75383号、4736866号およびBurkr & Olson(1991); Capecchi(1989); Daviesら(19
92); Dickinsonら(1993); Huxleyら(1991); Jakobovitsら
(1993); Lambら(1993); Rothstein(1991); Schedlら(1993); Straussら(1993)。
さらに特許出願WO94/23049号、WO93/14200号、WO94/06908号、WO94/28123号でも
情報が提供される。
本発明は、PP2Cα遺伝子およびその部分さらにその多形性配列の核酸配列
に機能的に連結された発現制御配列を含むベクターを提供する(下記実施例参照
)。本発明はさらにこれらのベクターで形質転換される宿主細胞(適切な真核お
よび原核細胞から選ばれる)を提供する。
これらベクターを、当技術分野で既知の種々の方法のいずれか1つを用いて細
胞または組織に導入することができる。そのような方法は一般に下の著書に記載
され(Sambrookら、「分子クローニング:実験室マニュアル(Molecular Cloning
:A Laboratory Manual)」Cold Spring Harbor Laboratory刊、ニューヨーク(19
92);Ausubelら、「分子生物学の最新プロトコル(Current Protocols in Molecul
ar Biology)」John Wiley & Sons刊、バルチモア、ニューヨーク、メリーランド
(1989);Changら、「身体の遺伝子治療(Somatic Gene THerapy)」、CRC Press刊
、Ann Arbor、ミシガン(1995); Vegaら、「遺伝子の標的到達(Gene Targeting)
」、CRC Press刊、Ann Arbor、ミシガン(1995)およびGilboaら(1986))、例えば
安定的もしくは一過性核酸感染、リポフェクチン、電気的穿孔(electroporation
)および組換えウイルスベクターによる感染を含む。感染による核酸の導入は他
の列記した方法を凌ぐいくつかの利点を提供する。より高い効率がそれらの感染
特性によって得られる。さらにまた、ウイルスは非常に特異化されており、典型
的には特定の細胞型で感染し増殖する。したがって、それらの天然の特異性は、
ベクターをin vivoで特定の細胞型、または組織もしくは細胞の混合培養に標的
到達させるために用いることができる。ウイルスベクターはまた、特定のレセプ
ターまたはリガンドを用いて改変され(Solderling(1993))、レセプター仲介事
象による標的特異性を変化させることができる。
より具体的には、そのようなベクターは既知であるか、または当業者には構築
可能であるが、該配列の所望の転写を達成させるために必要な全ての発現要素含
むべきである。ベクターは他の有利な特性(例えば種々の形態をもつ核酸の回収
系)もまた含むことができる。ファージミドは、それらがプラスミドとしてまた
はバクテリオファージベクターとして用いることができるのでそのようなベクタ
ーの利点の固有例である。他のベクターの例(下記実施例参照)には、例えばバ
クテリオファージ、バキュロウイルスおよびレトロウイルスのようなウイルス、
DNAウイルス、コスミド、プラスミド、リポゾームおよび他の組換えベクター
が含まれる。ベクターはまた、原核もしくは真核宿主系のいずれかで使用するた
めの要素を含むことができる。当業者はどの宿主系が特定のベクターに適合する
かを知るであろう。
また当技術分野で既知の組換えの方法を用いて標的核酸のセンス、アンチセン
スまたはトリプレックス抑制を達成できる。例えば、アンチセンス核酸を含むベ
クターを利用して、標的核酸の発現を減少させ、したがってその活性を減少させ
るために蛋白またはアンチセンスメッセージを発現させることができる。さらに
、リボザイムを作出して遺伝子のmRNAの発現を“ノックアウト”するために
用いることができる(Cech(1986); Cech(1990; Hampelら(1993); Sullivan(1994)
)。
リコンビナント配列を導入し発現させるDNAウイルスベクターの具体例は、
アデノウイルス由来ベクターAdenoP53TKである。このベクターは、正または負の
選別でヘルペスウイルスのチミジンキナーゼ(TK)遺伝子を発現させ、さらに
所望のリコンビナント配列のための発現カセットを発現させる。このベクターは
、アデノウイルスレセプターを有する細胞(上皮起源さらに他の起源の殆どの癌
を含む)に感染させるために用いることができる。このベクターさらに同様な所
望の機能を示す他のベクターを細胞の混合集団を処理するために用いることがで
きる。これらの混合細胞集団には、例えばin vitroもしくはex vivo細胞培養、
組織またはヒト自体が含まれる。
このベクターには、その安全性を保証しおよび/またはその治療効果を高める
さらなる特徴が付加される。そのような特徴には、例えば組換えウイルスに感染
した細胞に対して負の選別を実施するために用いることができるマーカーが含ま
れる。そのような負の選別マーカーの例は、上記に述べたTK遺伝子で、これは
抗生物質ガンシクロビルに対する感受性を付与する。負の選別はしたがって感染
を制御することができる手段である。なぜならば、それは抗生物質の添加によっ
て自滅を誘発することができるからである。そのような防御によって、例えばウ
イルスベクターまたはリコンビナント配列の変化型を産生する変異が生じた場合
に細胞の形質転換が生じないよう担保する。特定の細胞型に発現を限定させると
いう特徴もまた包含させることができる。そのような特徴には、例えば所望の細
胞型に特異的なプロモータおよび調節要素が含まれる。
さらに、リコンビナントウイルスベクターは、例えば水平感染(lateralinfec
tion)および標的到達特異性のような利点を提供するので所望の核酸のin vivo発
現に有用である。水平感染は、例えばレトロウイルスのライフサイクルに固有で
、これはただ1つの感染細胞が多くの基本ウイルス粒子(ビリオン)の子孫を産
生しする過程で、このビリオンは発芽し近隣の細胞に感染する。その結果広い領
域が急速に感染するが、その大半は初めに元のウイルス粒子に感染していなかっ
た。これは垂直型感染と対照的で、この垂直型感染では感染因子は娘ウイルスに
よってのみ伝播される。水平に伝播されないウイルスベクターもまた作製するこ
とができる。所望の目的が特定の遺伝子が局在する標的細胞集団にのみ導入する
ことである場合は、この特徴は有用であろう。
上記のように、ウイルスは、多くの場合宿主の防御メカニズムを排除するため
に進化してきた非常に特殊化された感染因子である。典型的には、ウイルスは特
定の細胞型に感染し増殖する。ウイルスベクターのこの標的特異性は、予め定め
られた細胞型に特異的に標的到達するその天然の特異性を利用する。本発明の方
法で用いられるべきベクターは標的送達されるべき所望の細胞型に依存し、当業
者はそれを知ることができるであろう。例えば乳癌を処置する場合は、そのよう
な上皮細胞に特異的なベクターが用いられるであろう。同様に、造血系の疾患ま
たは病的状態を処置する場合は、血液細胞およびそれらの前駆細胞(好ましくは
造血細胞の特定の型)に特異的なウイルスベクターが用いられるであろう。
レトロウイルスベクターは、感染性粒子として機能するように、またはただ1
回の最初の感染のみが成立するように構築することができる。前者の場合には、
ウイルスゲノムは全ての必要な遺伝子、調節配列およびパッケージングシグナル
を維持し、新しいウイルス蛋白およびRNAを合成できるように改変される。こ
れらの分子は一旦合成されると、宿主細胞は更なる感染ラウンドを成立させるこ
とができる新しいウイルス粒子中にRNAをパッケージする。ベクターのゲノム
はまた所望のリコンビナント遺伝子をコードし発現するように操作される。非感
染性ウイルスベクターの場合には、RNAのウイルス粒子中への被包化(encapsu
late)に必要なウイルスパッケージングシグナルを破壊するために、通常ベクタ
ーゲノムを変異させる。そのようなシグナルがなければ、形成される全ての粒子
はゲノムを含まず、したがってその後の感染ラウンドを進行させることができな
い。ベクターの具体的な型は目的とされる応用によって左右される。実際のベク
ターは当技術分野で既知であり、容易に入手可能であるか、または当業者は周知
の方法で構築することができる。
リコンビナントベクターは、いくつかの方法で、さらに適切な医薬担体と組み
合わせて投与することができる。例えばウイルスベクターが用いられる場合は、
その方法によって標的特異性という利点を得ることができ、その結果疾患部位に
局所的に投与する必要がない。しかしながら、局所投与はより迅速でより効果的
な治療を提供することができる。また投与は、患者に例えば静脈内または皮下注
射することによって実施することができる。脊髄液へのウイルスベクターの注射
もまた投与態様の1つとして、特に神経退行性疾患の場合に用いることができる
。注射に続いて、ウイルスベクターは、感染のために適切な標的特異性をもつ宿
主細胞を認識するまで循環するであろう。
PP2Cαベクターのまた別の投与態様は、疾患部位もしくは病的状態部位に
局所的に直接接種することによるか、または腫瘍に栄養物を供給する脈管系に接
種することによるものであろう。局所投与は、希釈作用がなく、したがって標的
細胞の大半で発現させるために必要な用量がより少ないので有利である。さらに
、ベクターは接種領域の全ての細胞の感染に使われるので、他の投与形態で必要
な標的到達のための必要条件が局所接種では軽減される。接種領域内の特定の細
胞のサブセットでのみ発現が要求される場合には、所望の細胞サブセットに特異
的なプロモータおよび調節要素を用いてこのゴールを達成できる。そのような標
的到達処置を施されていないベクターは、例えばウイルスベクター、ウイルスゲ
ノム、プラスミド、ファージミドなどである。核酸感染用担体(例えばリポゾー
ム)もまた、接種領域内の受容細胞に上記の非ウイルス性ベクターを導入するた
めに用いることができる。そのような核酸感染用担体は当業者には既知である。
好ましい実施態様では、改変AAVを基にしたウイルスベクターが用いられる
。AAVはヒトゲノム染色体19q13.3に組み込まれることが示された。A
AVゲノムのPP2Cα調節領域への位置特異的態様での組み込みを可能にする
ようにAAVゲノムの改変が実施される(実施例7参照)。
本発明はさらに癌の治療方法を提供するが、これは、最初に癌のタイプおよび
癌を発現している細胞の型を決定し、続いて上記に述べたように特異的に癌細胞
に標的到達するベクターを調製する工程を含む。このベクターはPP2Cαの発
現能力を制御するために調節要素を含む。このベクターを続いて患者に投与し、
さらにベクターの生物活性に影響を与えない医薬担体をベクターに包含させるこ
とができる。また別には、アンチセンスベクターを調製し、PP2Cαの発現を
制御するために用いることができる。
pp2cは蛋白セリン/スレオニンホスファターゼである(Cohen(1989))。p
p2cはマグネシウムを必要とし、ある種のホスファターゼ抑制物質(例えばオ
カダイック酸(okadaic acid))に感受性をもたないのでホスファターゼの中で類
をみない(Cohen(1991))。このpp2c類は哺乳類組織の2つの細胞質同位酵素
から成り(McGowan & Cohen(1987))、酵母の少なくとも3つのpp2c様酵素が
同じ酵素的、生化学的特性を示す。この2つの哺乳類の同位酵素はモノマーであ
るが、分子質量がわずかに異なり(44KDaおよび42KDa)、pp2cα
およびpp2cβと称される。αおよびβアイソフォーム間には70%相同性が
存在する。pp2cαのカルボキシ末端にはpp2cβと異なる15のアミノ酸
配列が存在する。ヒトではその配列はYKNDDTDSTSTDDMW(配列番号:2)である。
pp2cαおよび付加蛋白FosBおよびERCCIをコードする106kb
のコスミドの配列が分析された(Martin-Gallardoら(1992))(GENBANK取得番号M8
9615)。さらに、ヒトのPP2CαのcDNA配列は分かっている(Mannら(199
2))。しかしながらこのcDNAの5’UTRをゲノム配列を用いて整列(align
ment)させる試みは成功しなかった。
上記の観察についての仮説をたてることができるが、しかし本発明はこの1つ
の方式に限定されると考えるべきではない。出願人らは以下のように提唱する:
UTRは大きなイントロンを有するいくつかの小さなエクソンから成り、PP2
CαおよびFosBは共通の調節領域を有する(ERCCIはまたこの調節領域
を共有する)。また別には、PP2Cαは非常に大きな遺伝子で、さらに5’末
端および制御領域は106kbのコスミドの5’に位置する領域のコスミド内に
は存在しない。また別の選択肢として、コスミドから9kbの領域はその高いG
/C含有量のために配列は調べられておらず、それは5’UTR領域およびプロ
モータを含んでいるかもしれない。
好ましい実施態様では、AAVウイルスおよび/またはCHINTまたはPP
2Cαに関連する他の調節配列がベクターで、特に患者を治療するために使用さ
れるもので用いられる。CHINTは、9−3細胞のAAVに再結合された細胞
性配列である。この配列は表5で説明される(int.li;配列番号:19)。この
ベクターはPP2Cαの調節制御に組み込まれ、AAVが(それは腫瘍抑圧ウイ
ルスであるので)それが組み込まれる細胞を変えるのと同じ方法でその発現を変
えることができる。したがってこれによって、細胞型、癌のタイプ、分化のステ
ージおよび当業者に既知の他の因子に応じて、正常な細胞の増殖が回復するか、
または増殖が停止するか、または計画的細胞死(アポプトシス経路)の活性化が
生じる(Schlehofer(1994))。
AAVおよび/またはCHINTまたはPP2Cαの調節要素にはいくつかの
要素が存在し、これらは、以下の観察を利用してPP2Cαの発現を制御するた
めに用いることができる:
1.PP2Cαは非常に長い5’および3’UTRを有する(それらはコード能
力よりも長い)。RNAの特異的な折り畳みおよび特定の蛋白セットとの相互作
用はその発現に劇的な影響を与えるかもしれない。ある段階では、異なる折り畳
み方式が存在するかもしれず、これら異なる蛋白はRNAと相互作用してその発
現に変化を与えるかもしれない。
2.組み込みに必要なCHINT配列は非常に興味深いモチーフを有し、これら
を位置特異的組み込みに用いることができるかもしれない。さらにまた、出願人
は、AAV組み込みに隣接する特定のAAV配列はDNA増幅の抑圧をもたらす
ということを示すデータを得ている。これらの配列は治療薬としてベクターに用
いることができ、サイレンサー(配列番号:13)およびミニサイレンサー(配
列番号:14)として下記で述べる。
本発明はさらに、AAVを基にしたベクターまたは、PP2Cαが不適切に活
性化されている細胞でのみ特異的に機能する他の癌治療用ベクターを用いること
によって癌を治療する方法を提供する。このベクターは、当業者に既知の癌と診
断された患者に投与される。ある実施態様では、AAVベクター(または本明細
書で開示する他の調節因子)は、形質転換細胞で発現されるプロモータ(rep)
の制御下にある。組み込まれたベクターは細胞内でPP2Cαの発現を制御し、
実施例に示すように形質転換を逆行させるであろう。さらにこのベクターは既に
形質転換された細胞型に標的送達されるであろう。
さらに、PP2Cαの遺伝子産物は細胞表面で発現されるので、この遺伝子産
物に対して誘導された抗体はシグナル形質導入経路を介してこの遺伝子の発現を
活性化/不活化させることができる。したがって、抗体は、PP2Cα遺伝子の
再調節を必要とする患者を処置するために治療的に用いることができる。Fab
フラグメントを使用するか、さらに当技術分野で既知の他の手段によって患者へ
の投与に際してこの抗体が望ましくない二次的作用を与えないように担保するこ
とができる。また別には、PP2Cα遺伝子産物に特異的に結合することができ
るリガンドまたは他の分子を用いてもよい。したがって本発明は、シグナル形質
導入を誘発してそれによって形質転換表現型を抑圧するために、細胞表面に発現
されたPP2Cαの遺伝子産物に結合させる方法を提供する。
さらに、本発明は、PP2Cαの発現を制御することによって、PP2Cαの
発現変化による異常な燐酸化に起因する疾患を治療する方法を提供する。そのよ
うな疾患は神経性のものでもよい。例えば、行動変化は異常な燐酸化と連動して
いる。ブラウンら(Brownら(1996))が示したように、fosBの変異は行動変化
を生じる。下記で考察するように、fosBおよびPP2Cαは106kDコス
ミドに存在する。それらの同時調節の可能性が示唆されている。したがって、P
P2Cαの異常な発現は行動変化として発現されうる。さらに、心臓および腎臓
組織のPP2Cα活性レベルは他の組織と較べて極めて高い。したがって、PP
2Cα活性の変化はこれらの組織で反映されるであろう。
本発明は、DNAポリメラーゼのαプリマーゼおよびRNAポリメラーゼII
のPP2Cα遺伝子産物との結合および作用を妨害することによって遺伝子増幅
を抑圧する方法を提供する。これは、DNAポリメラーゼαプリマーゼおよびR
NAポリメラーゼIIとPP2Cα遺伝子産物との結合領域に特異的に標的到達
するアンチセンスベクターを調製し、実施例9で述べる観察に基づいてこのベク
ターを細胞に送達させることによって実施される。出願人らの観察によれば、腫
瘍細胞ではpp2cαはRNAポリメラーゼIIのCTDドメインに結合する。
したがって、遺伝子増幅をもたらす結合を制御するために、結合に競合する手段
を介してCTDドメインを有するペプチドの送達を利用することができる。
腫瘍抑圧におけるAAVの役割を解明するために、AAV/neoウイルスJ
DT277をSV40形質転換チャイニーズハムスター(CO60およびOD4
細胞)およびマウス乳癌細胞(DA3)に導入した。CO60はSV40形質転
換チャイニーズハムスター胎児細胞株である(Lavi(1981))。OD細胞株はチャ
イニーズハムスター胎児細胞に複製開始点欠損SV40DNAを核酸感染させて
樹立された(Lavi(1985))。マウスDA3細胞株はBALB/cマウスと同系の
乳癌に由来する(Sotomayorら(1991))。JDT277ウイルスはAAV2ゲノム
の一部分を含み、これはウイルスRep蛋白、AAV末端倒置リピート(termina
l inverted repeat)(TIR)および原核細胞ネオマイシンホスホトランスフェ
ラーゼ遺伝子(neo)(これはG418への耐性を付与する)をコードする。
このneo遺伝子はヌクレオチド1882に挿入され、カルボキシ末端が切り縮
められたrep蛋白を生じる。rep蛋白の短縮はAAV/neoウイルスがア
デノウイルス同時感染ヒト細胞で複製する能力に影響を与えない。
ただ1つのコロニーを単離し、G418の存在下での連続的継代によって増幅
させた。耐性細胞をCO60細胞に由来するものについては9−1から9−5と
、OD4細胞に由来するものについてはA20−A29と称した。マウス細胞D
A3に由来する細胞株はJ1−J15と称した。
形質転換表現型の改変:
AAVの組み込みに続いて、細胞はそれらの形質転換特性の幾つかを失った。
1.SV40DNA増幅の抑圧(実施例7)
腫瘍細胞の特徴はDNAを増幅させる能力である。CO60細胞は遺伝子増幅
を調べるモデル系として用いられ、SV40の増幅は発癌物質による処理の結果
として細胞に導入することができる(Lavi(1981); Aladjem & Lavi(1992))。A
AV/neoウイルスの組み込みに続いて、細胞はSV40を増幅させることが
できなくなった。CO60細胞に由来するほとんどのAAV/neo細胞株は、
親のCO60細胞とは対照的に発癌物質による処理に際してSV40を増幅させ
る能力を失った(Tal Burstyn(1993))。OD4およびCO60細胞に由来するA
AV/neo細胞の抽出物は、in vitroでSV40を増幅させる能力を失った(W
inocourら(1992); Tal Burstyn(1993))。
2.組み込みSV40を宿す細胞はUVまたはMNNGによる処理に極めて鋭敏
になった(Winocourら(1992))。
3.形質転換細胞は軟寒天中で増殖する能力(形質転換細胞に典型的な性質)を
失った。
4.以下によって判定したとき細胞はアポプトシス表現型を示した:
a)細胞サイクルは変化し、アポプトシス細胞はAAV/neo細胞に偶発的に
出現し、そのレベルはDNA損傷物質による処理に続いて高くなった(図1A、
表3Aおよび図1B、表3B)。
b)クロマチンおよび細胞質の凝集と断片化。クロマチンの凝集と断片化は、ア
クリジンオレンジによる染色でモニターした。エチジウムブロマイドではこれら
の細胞は染色されなかった。
アクリジンオレンジは生細胞および死細胞の両方で取り込まれ蛍光性の緑色シ
グナルを生じ、一方、エチジウムブロマイドは成育能力をもたない細胞によって
のみ取り込まれて明るい赤色蛍光を生じる。この二重染色システムによって、生
細胞と死細胞、および膜統合性を失う前のアポプトシスが進行している細胞を区
別する手段が提供される。生細胞の正常な核またはアポプトシスの核は両方とも
蛍光性の明るい緑色である。極めて対照的に、死細胞の正常な核およびアポプト
シスの核は蛍光性の明るい赤色である。
実質的な細胞の分画によって、アクリジンオレンジによる染色に際して凝集ク
ロマチンを示すアポプトシスの核が示された。さらに、細胞は細胞質の強い収縮
を示した。しばしば核は破壊され多数の微細核になった。これらの細胞では膜の
統合性を失うことなくアポプトシスが進行した。EtBrはこれらの細胞に浸透
せず、したがって細胞は依然として生きていた。処理(7.5μg/m1MNN
G)CO60およびコントロールCO60細胞での顕著に低い%と較べて、大量
の生きたアポプトシス核がAAV陽性処理細胞で認められた。同じ染色パターン
がすべてのAAV/neo細胞株で繰り返された。したがって、このアポプトシ
ス表現型は全てのAAV/neo細胞に共通の特徴であった。
c)染色体DNAの破壊。計画的細胞死はDNA断片化に付随していることが示
された。アポプトシスを検出するこのアプローチは、末端デオキシヌクレオチジ
ルトランスフェラーゼ(TdT)のDNAの3'-OH末端への特異的な結合(結
果としてポリデオキシヌクレオチドポリマーの合成をもたらす)に基づいている
(Gavrieliら(1992))。固定細胞にビオチニル付加デオキシウリジンを添加する
ことによって、TDTを用いてDNA破壊部位にこれらヌクレオチドを取り込ま
せた。シグナルは、蛍光顕微鏡による識別が可能なFITC−アビジン結合によ
って増幅させた。全てのAAV/neo細胞株で、出願人らはアポプトシス細胞
の典型的なクロマチンの分解と正比例する、他と明瞭に識別できる核染色パター
ンを検出することができた。この反応は特異的であるので、アポプトシスの核の
みが染色される。この技術の有効性を示す陽性コントロールとして、出願人らは
DNアーゼで処理したCO60の核を用いた。
C9−2およびC9−3(AVV陽性クローン)は2.5μg/mlのMNN
G処理後48時間で核に明るい蛍光を示し、一方、一切処理を行なわなかったコ
ントロールは低いバックグラウンドの蛍光のみを示した。出願人らは、核が強い
蛍光をもつ多数の微細核に特徴的に分解するのを認めた。得られた蛍光は陽性コ
ントロールと同様であった。
未処理のAAV/neo細胞およびコントロールおよび処理CO60(7.5
μg/mlのMNNG)はいかなる蛍光の徴候も示さなかった。この核の分解パ
ターンは検査した全てのAAV/neo細胞株(約20)で出現したが、断片化
の程度は種々の細胞株で変動した。
予期しなかったことには、復帰細胞(C9−3−2およびC9−3−12と称
する、これらはG418への耐性の消失を基に選別され、組み込まれたAAV配
列を失っていた(Burstyn(1993))は、2.5μg/mlまたは5μg/mlのM
NNGによる処理の後なおそのアポプトシス表現型を維持していた。
FACS、ギムザ染色、および高分子量の細胞性DNAからヌクレオソームD
NAフラグメントの電気泳動による分離によって実施した更なる分析もこれらの
結果を支持した。
AAV/neo細胞の組み込まれたAAV(実施例6および7)
チャイニーズハムスターA20−A29、9−1から9−5およびマウスDA
3誘導株に由来する細胞抽出物をrep蛋白の発現について抗Rep抗体を用い
て免疫ブロッティングで分析したところ、全ての細胞株で真正のRep生成物は
存在しないことが明らかになった。いくつかの細胞株では、短い蛋白(おそらく
短縮蛋白)が抗Rep抗体と反応した(Winocourら(1992))。
完全なrepプロモーター領域の存在についての殆どの細胞株のPCR分析に
よって、ほとんどの細胞株ではRep蛋白のプロモーター領域はAAV配列の欠
失、挿入および再編成の結果として再構成され、したがって真正のRep蛋白の
発現が除去されたことが明らかになった。
出願人らは、CO60細胞に由来する1つのチャイニーズハムスター細胞株の
分析に焦点を当てた(図3)。組み込まれたAAVはこの細胞株では重複化を受
け、AAVを宿す染色体はAAVを組み込む2つの領域を含む。このAAV重複
は、おそらくAAV組み込みに続いてチャイニーズハムスターゲノムで生じる大
きな再編成の結果生じたのであろう。in situハイブリダイゼーションでこれま
で調べた全てのチャイニーズハムスター細胞株では、組み込まれたAAVを宿す
染色体は改変され、典型的なチャイニーズハムスターの全ての染色体と多くの点
で異なっており、したがって染色体の同一性は確定できなかった。
9−3について組み込まれたAAVとそれと隣合う細胞性配列をファージにク
ローニングした(図3)。図3に模式的に示したように、ウイルスゲノムはいく
つかの変化を受けていた。AAVp5プロモーターに対して下流の配列は欠失し
、細胞性フラグメント“CHINT”によって置換されていた。さらに、AAV
/neoゲノムの5’部分の欠失および再編成が認められた。対照的に、Neo
遺伝子およびウイルスゲノムの3’末端をコードする領域は無傷のままであった
。(同様な変化が調べた全てのAAV/neoチャイニーズハムスターおよびマ
ウス細胞株で観察された。)
“CHINT”配列は、種々のAAV/neoチャイニーズハムスタークロー
ンにおけるAAV組み込み部位を分析するためにプローブとして用いられた(図
2)。いくつかのAAV/neoクローンではこのフラグメント内にシフトがあ
り、このフラグメントのサイズがAAV組み込みに際して変化したことを示唆し
た。シフトしたバンドのいくつかはまたAAVプローブとハイブリダイズし、A
AVが実際この領域に組み込まれたことを示した。隣合う細胞性配列に由来する
サブクローニングしたプラスミドpSL9-6から得たプローブ(図3)をマウスDA
3AAV/neo細胞とハイブリダイズさせたところ、殆どの事例でそれはAA
Vの組み込みに付随していた。これらの結果は、チャイニーズハムスターでのA
AV組み込み部位はマウス細胞における組み込み部位と同様である可能性を示唆
している。
ジネティック・コンピュータ・グループ社(Genetic Computer Group Inc.)の
ソフトを用いた配列比較によって、CHINT配列はヒト染色体19q13.3
の配列と58.3%相同であることが分かった。このヒトの配列は自動配列分析
を実施して調べられた106kbのフラグメントの一部分である(Martin-Gallar
doら(1992))(GENBANK取得番号:M89651)。CHINT配列との相同性が示され
た領域は、ヒト型蛋白ホスファターゼ2C(pp2cα)をコードする遺伝子の
一部分であった。この遺伝子のcDNA配列にしたがえば、CHINTと相同な
正確な領域はPP2Cαの5’UTRに対して上流に位置する(表5)(GENBANK
取得番号:ヒトPP2Cα 87759、ウサギPP2Cα S87757)。
PP2Cα用の2つのプライマー(プライマー1および4、下記方法の項参照
)を用いることによって得られたPCRフラグメントをプローブとして使用し、
9−3のcDNAのDNAを調べて、AAV、CHINTおよびPP2Cαとハ
イ
ブリダイズするXbaIフラグメントを見つけ、さらにCO60のDNAのPP2C
αおよびCHINTとハイブリダイズするEcoRIフラグメントを見出した。した
がって、PP2Cαは実際CO60細胞のCHINTの極めて近傍に位置してお
り、9−3細胞の組み込み部位に存在する。in situハイブリダイゼーションに
よってこの結論は確認された(図4A)。
チャイニーズハムスター(CO60およびOD4)およびマウス細胞(DA3)
の両方で、PP2Cα配列の一部分は、AAV組み込み部位のラムダクローンに
由来するpSL9-6(図3)に存在するCHINTハムスター配列に隣接していた。
したがって、正常なチャイニーズハムスターおよびマウス染色体でPP2Cαは
実際、組み込まれたAAVの周辺の配列から4kb未満の極めて近傍に位置する
(図4B)。
さらに、組み込まれたAAVゲノムを宿すマウスのDA3細胞では、AAV配
列はPP2Cαに付随しているか、またはフラグメント6またはその両方に付随
していた(図5)。組み込まれたAAVをDA3J7(λDA37A)からクロ
ーニングし、図に示すようにファージの部品の配列を分析した。相同性がλSL9-
1プラスミド(図3)中の組み込まれたAAV内の領域に対して、さらにコスミ
ドMMDA(取得番号M63796)の23467−23715位のヒト染色体19q
13.3に対して見出された。コスミドMMDAは自動配列分析され、図3に示
すように、35−3.segおよび35−T7と同様にMMDBC(GenBank取得
番号M89657)の59770位にPP3Cαの最初のコードエクソンをに含んでい
た。MMDAおよびMMDBCは同じ接触状態(contig)を有する2つのコスミド
である(より詳細な配列は下記実施例10に記載されている)。
PP2Cαが特異的な抑制物質を欠いているという主たる理由のために、PP
2Cαの細胞内での役割またはその天然の基質についてはほとんど分かっていな
い。Schizosaccharomyces pombeでは、pp2cα様酵素は、熱ショック反応に
関して、さらに浸透圧調節において重要であることが示された(Shiozaki(1995)
; Shiozaki(1994))。Saccharomyces cerevisiaeでは、pp2c様活性はtR
NAスプライシングと細胞分離の調節に関連していた(Robinsonら(1994))。神
経細胞ではpp2cαは、Ca2+/カルモジュリン依存蛋白キナーゼIIの
Ca2+非依存性活性の調節で役割を有するかもしれない(Fukugana(1993))。そ
れ以外にはpp2cαについての情報はほとんどない。
pp2cαは細胞マーカーそれ自体かもしれない。従来技術は腫瘍細胞におけ
るpp2cαの発現に関する情報を提供していない。pp2cαは筋原性分化時
に役割を果たすかもしれないということを示唆する文献がある(Ohishi(1992))。
他の転写因子にも出現する10アミノ酸のモチーフの存在を基にしてpp2cα
は転写因子のように機能するかもしれないし、特定の増殖条件下の細胞および組
織で転写を調節するかもしれない。したがってそれは、主要な転写因子であるE
2Fのように機能し、さらに不適切に発現されるときはオンコジーンとしてまた
は腫瘍サプレッサー因子として作用することができる(Weinberg(1996))。
予期せぬことながら、AAV/neo細胞のPP2CαのmRNAの分析によ
って、この遺伝子の転写は、DNA損傷薬剤による処理に続いてPP2Cαが誘
発される親のSV40形質転換細胞と比較してDNA損傷薬剤による処理に際し
て減少することが示された(図6)。
以下はハイブリダイゼーションシグナルのデンシトメトリー分析である。
C9−3におけるPP2Cαの転写は、MNNG処理に続いてPP2Cαが誘
発される親のSV40形質転換細胞と比較してMNNGによる処理に際して減少
した。
pp2cαをコードする完全なcDNAをcDNAライブラリー(M.Oren(We
izmann Institute of Science,Rehovot)提供)からクローニングし、PP2C
αクローンをAAV組み込みに続いて形質転換表現型を失ったAAV/neo細
胞に安定的に導入した。PP2Cαneo細胞ではPP2Cαクローンの発現に
続いて形質転換の特徴は救出され、細胞は形質転換細胞の特性を取り戻して軟寒
天で増殖し、さらにそのアポプトシス表現型を喪失したが増殖すること
はできなかった。非関連遺伝子の短縮cDNAを含むコントロールプラスミドを
同じ効率で核酸感染させた同じ細胞では軟寒天で増殖する能力は回復しなかった
。
これらの実験から、PP2Cαは形質転換細胞の開始および/または維持にお
いて中心的役割を有することが明らかである。細胞は軟寒天で増殖するが、生細
胞を単離することはできなかったということは留意されるべきである。このこと
は、細胞の不均衡な発現は異常増殖と細胞死をもたらすことを示唆している。
PP2Cαは発生において重要であるらしい。進化を通して遺伝子および蛋白
質の高度な保存性、特異的な制御シグナル(5’UTRにおけるIRES(inter
nal ribosome entry saite)を含む)はこのことを支持する。AAV感染は腫瘍
細胞に特異的に影響を与えるという他の研究室による発見には2つの説明が可能
である。1)このウイルスは正常な細胞に感染しないか、または特定の態様では
それらのゲノムに組み込まれることはできない。2)別の選択肢としては、AA
Vが正常な細胞のPP2Cαに組み込まれるとしたら、この遺伝子の破壊はそれ
らに影響を与えないか、または致死的でそのような細胞の生存を許容しないかも
しれない。PP2Cαのただ1つの対立形質の不活化は形質転換表現型の変化の
原因であるという事実、および機能的PP2CαcDNAクローンの導入は形質
転換表現型を救出するという事実はPP2Cαの重要性を示している。出願人は
また、9−3に由来する高度に腫瘍誘発性チャイニーズハムスター細胞はPP2
Cαを含む完全な染色体が3倍、4倍さらには5倍も重複化されていることを認
めた。
ヒトでは同じ染色体上のPP2Cαの極めて近傍に、癌胎児性抗原(CEA)
と呼ばれる重要な腫瘍特異的マーカー(これはほとんどの腫瘍細胞に出現する)
が存在する。両方の遺伝子が染色体19q13.3にマッピングされている。C
EAのようなマーカーをもつ細胞に治療を標的到達させることは役立つはずであ
る。(CEAはそれだけでは癌と関連しないが、PP2Cαの発現強化に付随し
ているか、またはこの染色体領域の重複化は両方の遺伝子を含む可能性があるか
もしれない。)
上記の考察は、癌の検出と治療でPP2Cを使用をするために実際的な基礎を
提供する。本発明でおよび本発明の利用に関して用いられる方法は、以下の非限
定的実施例および添付の図面によって示されるであろう。
実施例
方法 分子生物学における一般的方法
:
当技術分野で既知の標準的分子生物学の技術で特別に記載されていないものは
以下の著書にしたがった:Sambrookら、「分子クローニング:実験室マニュアル
(Molecular Cloning:A Laboratory Manual)」(Cold Spring Harbor Laboratory,
ニューヨーク(1992)およびAusubelら、「分子生物学の最新プロトコル(Current
Protocols in Molecular Biology,John Wiley & Sons,バルチモア、メリーラ
ンド(1984))。ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)は、一般に「PCRプロトコル
:方法と応用の手引(PCR Protocols: A Guide To Methods And Applications)
」(Academic Press刊、サンディエゴ、カリフォルニア(1990))にしたがって実
施した。
他の核酸技術を必要とする反応および操作は、特に記載がなければサンブルッ
クら(「分子クローニング:実験室マニュアル」(Cold Spring Harbor Laborat
ory刊(1989)が一般的に記載したように、さらに米国特許第4666828号、4683202
号、4801531号、5192659号および5272057号(これらは参照により本明細書に含
まれる)で説明された方法にしたがって実施した。抗体捕捉アッセイ:
この方法の工程は以下のとおりである:(1)固相への抗原の結合;(2)該
抗原への抗体の結合;(3)該複合体への標識二次抗体の結合。出願人らは、ク
ローニング時の単クローン性抗体の検出および定量に、並びに異なるウサギおよ
び採血の多クローン性抗体の比較に、固相に一定量のrpp2cαを結合させる
ことによってこの技術を用いた。このアッセイはまた組織および細胞培養の粗抽
出物中のpp2cαを検出するために用いられた。免疫ブロット:
この方法の工程は以下のとおりである:(1)抗原サンプル(組織抽出物、細
胞培養抽出物またはrpp2cα調製物)の調製;(2)SDS−PAGEでサ
ンプルを個々の成分に解離;(3)該解離蛋白のニトロセルロース膜への移転;
(4)膜上の非特異的部位の封鎖;(5)多クローン性または単クローン性抗体
とともに保温;および(6)標識二次抗体による検出。出願人らは、本明細書で
述べる抗体の性状分析のために、さらに細胞および組織抽出物中のpp2cαの
検出のために免疫ブロッティングを用いた(Harlow & Lane)。免疫沈降反応:
この方法の工程は以下のとおりである:(1)単クローン性抗体の固相マトリ
ックス(抗マウスIgG共役アガロース)への固定;(2)固定抗体への抗原の
結合;(3)結合蛋白をSDS−PAGEで個々の成分に解離;および(4)免
疫ブロッティングおよびアフィニティー精製ウサギ多クローン性抗体による抗原
の検出。この方法は、発見した種々のサイズのpp2cαおよびβポリペプチド
の量および分子質量を概算するために用いられた。pp2cα活性のアッセイ:
PP2Cα遺伝子産物は一般的な方法でマウス細胞から精製され、その活性は
〔32P〕カゼインを脱燐酸化させる能力によってアッセイされる(McGowan & Coh
en(1988))。逆PCR用オリゴヌクレオチドプライマー:
cDNA特異的プライマーを逆転写およびPCRに用いた。これらのプライマ
ーはGeneral Biotechnology(Rehovot)から購入し、それ以上精製することなく使
用した。このプライマーの位置はタムラら(Tamuraら(1989))によって報告され
たPP2CαcDNAのラット腎ヌクレオチド配列(Genbank取得番号、Gb_ro:R
atpp2c,J04503)にしたがう。
各プライマーのPP2CαcDNA上のおおよその位置は以下のとおりである:
プライマー#1:5'-AGGATCAAGTCATAATGGGA-3'(74−93ヌクレオチド、セン
ス)(配列番号:4)
プライマー#4:5'-GCTGGAGTCTGATTTACAAC-3’(1454−1473ヌクレオチ
ド、アンチセンス)(配列番号:5)アンチセンスRNA:
PP2Cα遺伝子に相補的な人工的アンチセンスRNAを合成し、イノウエの
方法(Inoue(1988))でマウス細胞に核酸感染させる。弁別的表示による遺伝子発現における固有の変化の特定:
AAV組み込みによって仲介される細胞性遺伝子の発現の変化を検出するため
に弁別的表示法を用いる(Liang & Pardee(1992);McClelliandら(1995))。この
方法は、一対の哺乳類の細胞集団(例えば感染および非感染細胞)の約1500
0種の個々のmRNA間で弁別的に発現される遺伝子の特定、並びにそれらのc
DNAおよびゲノムクローンの回収を目的とする。この方法の手順は以下の工程
から成る:(1)アンカー付加プライマー一式を用いて分画の逆転写、(2)任
意のプライマーおよびアンカー付加プライマー一式を用いて標識PCRによる各
分画の増幅、(3)得られたフラグメントの配列分析ゲルでの電気泳動分離、(
4)2つの状況(クローニングと配列分析)で異なるフラグメントの増幅、およ
び(5)それぞれ別個のRNA分析技術による弁別的発現の確認。
より具体的には、全RNAをSambrookらの記載にしたがって細胞から単離する
。ポリAテールの5’境界に結合するようにデザインしたオリゴdTプライマー
を用いて前記RNAを逆転写する。オリゴdTプライマーおよび配列が任意の第
二の10塩基を用いてPCR反応でこのcDNAを増幅する。〔35S〕−dAT
Pの存在下でPCRを40サイクル以下の条件下で実施する:94℃で30秒、
42℃で60秒および72℃で30秒。増幅したcDNAを6%配列分析ゲルで
分離し、続いてX線フィルムに感光させる。
問題のバンド(弁別的に表示されるバンド)をゲルから切り出し、最初のPC
R生成物を作製するために用いたものと同じプライマーを用いて再増幅させる。
個々の候補バンドの弁別的調節を確認するために、ノザンブロットハイブリダイ
ゼーションを実施する。問題のフラグメントをTAクローニングキットを用いて
クローニングし配列を分析する。この方法で検出される遺伝子を適切な細胞から
得たノザンブロットとハイブリダイズする。水平感染のクロマチン構造
:
クロマチンの高次構造は細胞性遺伝子の転写に影響を与えるかもしれない。D
NアーゼIまたはミクロコッカスのヌクレアーゼによる消化に対する感受性の増
加で判断すると、転写活性を有するクロマチン領域は、転写的に不活性な遺伝子
を含むクロマチンよりもよりルーズにパックされている。クロマチンを部分的
に精製し、ミクロコッカスヌクレアーゼで消化する(Rothら(1990))。精製DN
Aフラグメントを固有の制限酵素で消化し、一端がミクロコッカスヌクレアーゼ
によって規定され、他端が制限酵素によって規定される一連のフラグメントを作
製する。フラグメントをアガロースゲル電気泳動で分離し、ニトロセルロースフ
ィルターに移し、標識DNAフラグメントをプローブとして調べる。裸出DNA
を精製し同様に処理する。ヌクレオソームの位置およびヌクレアーゼ感受性領域
は裸出DNAとクロマチンから得たフラグメントの比較によって推論される。
遺伝子のメチル化の状態によってクロマチンの変化が示唆される。遺伝子特異
的DNAメチル化はメチル化アッセイによって測定される(Kafriら(1992))。こ
の方法では、全細胞性DNAをメチル感受性酵素(例えばHpaIIまたはHpaI)で
消化し、これらの部位を含む特定のDNAフラグメントを隣接オリゴヌクレオチ
ドプライマーで増幅する。特定の部位がメチル化されている場合、増幅は正常に
進行する。他方、メチル化されていない部位が存在する場合はフラグメントは消
化され目に見える増幅生成物は得られない。目盛り付けが適切な場合、このアッ
セイは広範囲のDNA濃度にわたって直線的で、特定部位のDNAメチル化の程
度を正確に測定するために用いることができる。
実施例1
AAVに関する実験例 A.AAVによるマウス細胞の感染
:
A1.AAVが安定に組み込まれたマウス細胞の作製:
文献の方法(Winocourら(1992))をわずかに改変してJDT277 AVV/neoハイブリ
ッドウイルスをDA3細胞に感染させた。単一コロニーを単離し、抗生物質G4
18の存在下で連続継代によって増幅した。耐性細胞株はDA3Jと称した。
DA3細胞株は、BALB/cマウスと同系のD1−DMBA−3in vivo乳
癌由来であった。DA3細胞株は、BALB/cマウスでその親細胞と同じ増殖
動態を有する腫瘍をつくり、さらにその表面に親腫瘍と同じ腫瘍関連抗原(Ag)
を発現する。この細胞は腫瘍細胞の特定のマーカーを発現し、正常な乳房細胞に
典型的な特定Agの発現を停止する(Sotomayorら(1991))。
マウス細胞に対するAAVの影響を評価するために、DA3細胞にJDT277 AVV
/neoハイブリッドウイルスを感染させた(Tratschin(19985))。JDT277は
AAVゲノムの一部分を含み、この部分はRepタンパク、AAV末端倒置リピ
ート(TIR)およびG418耐性を付与する原核細胞ネオマイシンホスホトラ
ンスフェラーゼ遺伝子(neo)を含む。neo遺伝子はヌクレオチド1882
に挿入され、カルボキシ末端が切り縮められたRep蛋白を生じた。Rep蛋白
の短縮は、AAV/neoウイルスがアデノウイルス同時感染ヒト細胞で複製す
る能力に影響を与えない。
単一コロニーを単離し、G418の存在下で連続継代によって増幅させた。耐
性細胞をDA35と称した。
A2.DA3J細胞でのAAVゲノムの性状分析:
a.サザン分析
DA3J1−DA3J7クローンから単離したゲノムDNAを異なる制限酵素
(BglIIまたはEcoRI)で消化し、電気泳動して放射能標識AAVDNAとハイブリ
ダイズさせた。ハイブリダイゼーションパターンは各クローンで異なっていたが
、これはおそらくAAVゲノムの再編成のためであろう。実際、AAVDNAの
組み込みはしばしばウイルス配列内の改変を伴うことが知られている(Walz & Sc
hlehofer(1992))。
b.PCR分析
repプロモータおよびORF’sがDA3J細胞株に存在するか否かを知る
ために、AAVおよびneo配列と相補的な異なるオリゴヌクレオチドプライマ
ーを用いてPCR反応を13クローン(DA3J1−DA3J13)について実
施した。その結果、各クローンのウイルス配列の部品はいくぶん乱されているこ
とが明らかにされた。調べた全ての細胞株で、AAVrepORF’sは無傷で
はなく、したがってAAV特異的蛋白の発現は損なわれた。
2つのクローン(DA3J3およびDA3J4)では、2つのAAV分子が頭
部が尾部に接続する(head-to-tail)パターンで宿主ゲノムに組み込まれた。こ
の発見は、AAVDNAはチャイニーズハムスター宿主DNAに(少なくともい
くつかの事例では)、2つ以上のウイルスゲノムが(ウイルス分子の末端配列を
介して)頭部が尾部に接続したコンカテマーとして再結合されるということを示
した以前の実験と一致する(Cheungら(1980);Walz & Schlehofer(1992))。DA
3J7由来の組み込まれたAAVは、下記実施例7で述べたものと同様なアッセ
イで293細胞でのSV40複製のためのサイレンサーとして機能した。
A3.感染DA3J細胞でのAAV遺伝子の発現:
文献(Winocourら(1992))にしたがって感染DA3から細胞抽出物を調製した
。
抽出物から得たサンプルを12%PAGEで電気泳動し、抗rep抗体で免疫ブ
ロットを実施した。その結果、2つの主要なrep蛋白(Rep78およびRe
p68)はいずれの感染細胞でも発現されないが、小さなRep蛋白の1つ(R
ep40)が2つのクローン(DA3J11およびDA3J13)で発現される
ことが示された。これらの結果はPCR分析結果からも予期された。この分析で
は、調べた全ての細胞株でrepORF’sは無傷ではなかった。B.位置特異的組み込み:
B1.チャイニーズハムスター細胞のAAV組み込み部位とマウス細胞のA AV組み込み部位の比較:
親のDA3およびDAJ3クローン(DA3J1−DA3J7)のゲノムDN
AをBglIIまたはEcoRIで消化した。電気泳動に続いて、ブロットをウイルス/細
胞結合部の細胞性配列(C9−3(psL9-6)から単離)で一度ハイブリダイズさ
せ、さらに放射能標識AAVDNAで一度ハイブリダイズさせた。3つの細胞株
で(DA3JA、DA3J4およびDA3J6)、細胞性プローブおよびAAV
プローブは共通のバンドにハイブリダイズした。PP2Cαプローブを用いて、
出願人らは、AAVおよびPP2Cαは両方とも同じバンドにハイブリダイズす
ることをBglII消化DNAで見出した。したがって、チャイニーズハムスターお
よびマウスの両方で、AAVは常にPP2Cαの近傍の同じ部位に組み込まれた
。親のDA3細胞を含む全ての細胞株で、PP2Cαおよび細胞性クローン6プ
ローブは、前組み込み部位である同じバンドとハイブリダイズしたことは注目さ
れるべきである。C.細胞表現型に対するAAVの作用:
DA3感染細胞および親細胞間で以下の細胞学的特性を比較した:
a.播種効率
表1に示すように、DA3J細胞の播種効率(plating eficiency)は、親のD
A3細胞の播種効率と比べて11%(DA3J2)から54%(DA3J3)ま
で減少した。
b.UV照射の感受性
表2に示すように、DA3J細胞は親のDA3細胞と比べてUV照射の感受性
の増加を示す。DA3細胞と比べてDA3J細胞の生存率は5%から55%減少
する。
これらの結果は、AAV感染細胞(HeLa、CO60)は、非感染細胞と比
べて播種効率の減少およびUV照射に対する感受性の増加を示すという他の実験
と一致する(Walz & Schlehofer(1992))。
DA3J3はもっとも低い播種効率と最も高いUV照射感受性をを示すという
ことは興味深いことである。これは、DA3J3は2つの組み込みAAV分子を
含み、一方DA3J1およびDA3J2はただ1つしか含まないという事実によ
るのかもしれない。
c.FACS分析
文献(Vindelovら(1983))の記載にしたがってDA3、DA3J1、DA3J
2およびDA3J3でFACS分析を実施した。この方法では、親のDA3細胞
とDA3J細胞との間に顕著な変化は認められなかった。
実施例2
PP2Cαのクローニングと発現
PP2CαcDNAの完全な長さのコード領域をラットのcDNAライブラリ
ーから単離した。このcDNAを発現ベクターpET-17b(pET系、Novagen)のKpn1
およびNot1制限部位の間でクローニングした。この発現プラスミドで形質転換し
た大腸菌細胞(BL21-DE3)は、SDS−PSGEの非常に強い〜45kDaのバ
ンドで認められるように高レベルの組換えpp2cα(rpp2cα)を産出し
た。pp2cα活性のアッセイ:
蛋白ホスファターゼ活性は、マックゴーワンとコーエンの方法(McGowan &
Cohen,Methods Enzymol.159:416-429(1988))で測定したとき組換えプラスミド
を宿す培養の粗抽出物で認められた。rpp2cαの精製:
アンピシリン含有LB培地で培養を一晩増殖させた。細胞を採集し音波破砕に
よって破壊した。遠心沈殿によって清澄にした音波破砕物を、硫安沈澱およびD
EAEセファデックスでの陰イオン交換クロマトグラフィーによってさらに精製
した。
実施例3
抗体の製造と分析 ウサギでの多クローン性抗体の調製:
〜250−500μgのrpp2cαを含む粗細胞抽出物を12%の調製用S
DS−PAGE(200×150×1.5mm)で分離した。rpp2cαバン
ド(側片染色によって位置を決定)を切り出して−20℃で貯蔵した。ウサギに
注射するために繰り返し18ゲージの注射針に通し、等しい容積のフロイント(
Freund)のアジュバントと混合した。1つのSDS−PAGEバンドから出発し
た4mlの乳濁液を用いて2匹のウサギを免疫した。予め採血したウサギの皮下
に4週間間隔で注射した。一次免疫のためにはフロイントの完全アジュバントを
用い、他の全ての注射はフロイントの不完全アジュバントを用いた。動物から2
週間毎に採血し、遠心沈澱によって血清を清澄にした。抗体は351と343と
称した。特に記載しないかぎり、本明細書で述べる実験には351を使用した。単クローン性抗体の調製:
本明細書で述べるマウスハイブリドーマによる単クローン性抗体の調製には精
製rpp2cαを用いた。ハイブリドーマコロニーは、抗体捕捉アッセイ(下記
参照)および細胞の免疫蛍光染色によってスクリーニング化た。陽性クローンの
クローニングとスクリーニングを同じ方法で2回繰り返した。最後に8つの陽性
クローンを更なる実験のために選択した。これらのクローンの抗体は組織培養上
清として、また腹水として採集した。
pp2cαおよびpp2cβに対して作製した抗体
(1)ウサギ多クローン性抗体(801と称する)をカルボキシ末端ペプチド
(10アミノ酸)に対して作製した。この抗体はpp2cαを認識するがpp2
cβは認識しない。
抗体はウサギで作製し、rpp2cαに対してアフィニティー精製した。ほと
んどの組織化学的分析にはこの抗体を用いた。
PNKDNDGGA(配列番号:3)(pp2cβのカルボキシ末端)に対してウサギの多
クローン性抗体を作製した。
(2)αおよびβの両方のエピトープを認識するrpp2cαに対するウサギ
の多クローン性抗体(351と称する)を作製した。
(3)rpp2cαに対して作製した8つのそれぞれ別個の単クローン性抗体
をスクリーニングし、ELISAでのrpp2cαとの反応性によって、さらに
ヘパトーマ細胞の免疫蛍光染色、ウェスタンブロッティングと免疫沈降反応によ
ってpp2c(αおよびβまたはα)を認識する能力によって選別した。
表4は、抗体捕捉アッセイ、免疫ブロッティングおよび免疫沈降反応による8
抗体の性状の分析を示す。これらのアッセイを組み合わせることによって、本発
明の適切な特異性を有する単クローン性抗体を単離することができる。
実施例4 正常な乳房組織および乳房腫瘍でのpp2cαの発現:
正常な乳房組織および乳癌から得たパラフィン包埋塊をpp2cαに特異的な
801抗体で染色し、続いてペルオキシダーゼと共役させた二次抗体で染色した
。基質はDABであった。サンプルをメチレンブルーで対比染色した。幾つかの
実験では、用いた抗体はpp2cαに特異的な単クローン性抗体2A3であった
。倍率は×400であった。正常な肝臓、ヘパトーマ組織および正常結腸および
結腸癌組織もまた調べた。
正常および過形成乳房サンプルでは核は抗体で極めて顕著に染色された。乳癌
では細胞質が顕著に染色された。侵襲性癌では抗pp2cαによる染色は認めら
れなかった。興味深いことに肝の組織培養細胞では801または2A3抗体で染
色したとき細胞表面が染色され、PP2Cα遺伝子産物は細胞膜で発現すること
が示唆された。正常な肝臓細胞では、極めて強い細胞質染色がごくわずかの核領
域の非常に強い染色とともに認められた。ヘパトーマでは細胞質の染色はより淡
く核内の染色も弱かった。
細胞の外観が対比染色で悪性に進むにつれ、pp2cαが弁別的に消失するよ
うにみえることは注目されるべきである。
実施例5 正常な結腸直腸組織と結腸直腸癌におけるpp2cαの発現:
正常な結腸組織と比べて結腸直腸癌組織で、さらに非許容性SV40形質転換
チャイニーズハムスター細胞(CO60)と比べてチャイニーズハムスター胎児
(CHE)細胞株で、蛋白ホスファターゼ2Cα(pp2cα)の発現レベルを
逆転写酵素ポリメラーゼ連鎖反応アッセイ(RT−PCR)によって評価した。
アンチセンスプライマーとして0.5MのオリゴdT(15塩基)の存在下で
1μgの全RNAサンプルを65℃10分間変性させ、直ちに氷上で冷却した。
以下を含む50μlの反応混合物中で37℃で60分後に第一の鎖のcDNAを
得た:0.25mMのdNTP(Promega)、10mMのDTT、20単位のRN
asin、50単位のMMLV逆転写酵素および5μlの10×反応緩衝液(ST
RATAGENE)。95℃で10分不活化した後、得られたcDNAの3μlを以下を
含む100μlのPCR反応物中で用いた:0.025mMのdNTP(PROMEGA
)、10mMのDTT、20単位のRNasin、50単位のMMLV逆転写酵
素および5μlの10×反応緩衝液(STRATAGENE)。
95℃で10分不活化した後、得られたcDNAの3μlを以下を含む100
μlのPCR反応物中で用いた:0.025mMのdNTP(PROMEGA)、0.5
μMのPP2Cαセンスプライマー、5'-GAAGTAGTCGACACCTGT-3'(配列番号:6
)、0.5μMのPP2Cαアンチセンスプライマー5'-GCTGGAGTCTGATTTACAAC-
3'(配列番号:5)、10×反応緩衝液、2.5mMのMgCl2および2.5
単位のABTaqポリメラーゼ(Advanced BioTechnology)。下記の条件でPC
Rを35サイクル実施した:94℃で1分、60℃で1分、72℃で1分、その
後で72℃10分。同じPCR反応混合物中でβ−アクチンプライマー、5'GTTT
GAGACCTTCAACACCCC-3'(配列番号:7)および5'GTGGCCATCTCTTGCTCGAAGTC-3'(
配列番号:8)の存在下で実施する平行PCR反応のためには同じcDNAを鋳
型として用いた。標本を20、25、30および35サイクル後に採取し、ゲル
電
気泳動で分析した。結果
PP2Cα特異的オリゴヌクレオチドプライマーを使用することによって、予
期したサイズ(480bp)をもつRT−PCRが作製された。このRT−PC
R反応によって、8サンプルのうち7サンプルでPP2CαmRNAレベルは、
周辺の結腸癌組織で得られたレベルよりも正常な結腸組織で顕著に高いことが示
された(図7)。CHE細胞株のPP2Cα発現レベルはCO60細胞株の場合
よりも高かった。
実施例6
ベクターと該ベクターを宿す形質転換細胞の製造 誘発可能tetプロモータ下のPP2CαmRNAの発現:
文献(Gossen & Bujard(1992))に記載されたように、哺乳類細胞でのセンスお
よびアンチセンスPP2CαmRNAの発現はテトラサイクリン調節誘発可能遺
伝子発現のための系を基にしている。
この系は、テトラサイクリンリプレッサーを単純庖疹ウイルスVP16の活性
化ドメインに結合させるテトラサイクリン制御トランスアクチベーター(tTA)
融合蛋白の構造的発現に依拠する。tTAはラットの線維芽細胞およびHeLa
細胞で構造的に発現された。これら2つの細胞株では、tTAはヒトサイトメガ
ロウイルスプロモータに由来する最小のプロモータおよびテトラサイクリンオペ
レータから転写を刺激する。テトラサイクリンの添加に際して、tTAによる転
写刺激は抑制される。
PP2CαmRNAをセンス方向およびアンチセンス方向でtTA依存プロモ
ータの制御下に含む発現ベクターを2つの細胞株に安定的に核酸感染してクロー
ンを調製した。発現ベクターの構築:
発現ベクターとして用いられるプラスミドの構築は以下の工程を含む:
1.ラットPP2CαmRNAをコードするDNAフラグメントの調製;
2.ラットPP2CαcDNAのtTA含有プラスミドでのクローニング;
3.制限マップ分析によるプラスミドの検証;
4.PP2CαcDNA挿入物のDNA配列分析。ラットPP2CαmRNAをコードするDNAフラグメントの調製:
ラットPP2CαmRNAをコードするDNAフラグメントを温度周期式増幅
によって調製した。増幅反応用鋳型はプラスミドskPP2C(PP2CαcDNAが
skBLUESCRIPTプラスミドにクローニングされている)の挿入物であった。
増幅反応に用いられた高い方のプライマーは、ラットPP2Cαの最初の6ア
ミノ酸(Met、Gly、Ala、Phe、Leu、Asp;配列番号:9)を
コードする配列を含む。高い方のプライマーの配列は以下のとおりである:
5'CGGGATCCGC ATGGGAGCAT TTTTAGAC 3'(配列番号:10)。
増幅反応に用いられる低い方のプライマーは、ラットPP2Cαの最後の5ア
ミノ酸(Thr、Asp、Asp、Met、Trp、***;配列番号:11)
と終止コドンを含む。低い方のプライマーの配列は以下のとおりである:
5'CGCGGATCCT TACCACATAT CATCAGT 3'(配列番号:12)。
このDNAフラグメントの末端は、両端にBamHI制限部位を導入することによ
って改変された。ラットPP2CαcDNAのtTA含有プラスミドでのクローニング:
ラットPP2CαcDNAの増幅に続いて、このDNAフラグメントを制限酵
素BamHIで切断し、テトラサイクリン反応性プロモータの下流でプラスミドpUHD1
0-3(Gossen & Bujard(1992))でクローニングした。制限マップ分析によるプラスミドの検証:
cDNA挿入物の該プロモータに対する方向性を制限マップ分析によって決定
した。センス方向(pYM001)およびアンチセンス方向(pYM002)でこのcDNA
を含むプラスミドを選別した(図9)。PP2CαcDNA挿入物のDNA配列分析:
プラスミドpYM001のDNA挿入物の配列を自動DNA配列分析で決定した。配
列分析に用いたプライマーはクローニングに用いたものと同じであった。この分
析の結果によって、クローン化フラグメントの配列はラットPP2Cαのそれと
同一で、増幅反応中に変異は導入されなかったことが示された。核酸感染:
構造的にtTAを発現するラットの線維芽細胞およびHeLa細胞株に、プラ
スミドpYM001およびpYM002をプラスミドpBSpacとのCaPO4共沈によって導入
した。プラスミドpBSpacは、ピューロマイシン(puromycin)耐性を付与する遺伝
学的選別マーカーを含む。
核酸感染後24から48時間してから、細胞を1:10で継代し選択培地で増
殖させた。HeLaおよびラット線維芽細胞株用の選択培地は、0.3μg/m
lおよび1μg/mlのノイロマイシンをそれぞれ含んでいた。2から3週間後
にクローンを単離し、24穴(ウェル)の培養プレートに互いに合流するまで増
殖させて10cmの培養皿に移し、70−90%合流度まで増殖させて90%ウ
シ胎児血清と10%DMSO中で凍結した。これらのクローンではTetの除去
に続いて、pYM001を宿しているクローンではPP2CαmRNAの誘発を、さらにア
ンチセンスプラスミドpYM002を宿すクローンではPP2Cαの内在性mRNAの
減少が認められた。
実施例7
PP2Cα発現調節における組み込みAAVの役割
この実験は遺伝子内の正確なAAV組み込み部位を特定しなかった。さらに、
これらのデータはヒトの組み込み部位(これはまた同じ染色体領域19q13.
3に位置するが、106kbのコスミド内には位置しない)について正確な部位
を提供しなかった。出願人らは、RNAと特異的蛋白に関する結果に基づいて、
AAV組み込み部位はpp2cαをコードする遺伝子内か、またはなんらかの方
法でPP2Cαに付随しているその調節領域のいずれかであるという仮説を提唱
する。例えば、repはpp2cα蛋白およびrep連結AAVゲノムと相互作
用するかもしれないし、PP2CαはPP2Cαの調節領域に付随しているかも
しれない。
安定な細胞株では、SV40増幅は組換えAAV/neoウイルスの感染によ
って抑圧され、出願人らは、repの発現またはrepをコードする配列を検出
することができなかった。したがって出願人らは抑圧活性をもつ配列を検索した
。この配列は、チャイニーズハムスターであれマウス由来であれ、AAVを宿す
全ての細胞に存在していた。
組み込まれたAAV配列とAAVゲノムを宿す細胞のPP2Cα活性の調節と
の間の機能的相関性は未だ明らかではないが、AAV組み込みの結果、本明細書
で述べたように形質転換特性に変化が生じることは明らかである。
下記に述べる実験に基づいて、位置特異的組み込み(PP2Cαの近傍で生じ
る)の他に、AAV配列は形質転換表現型の変化に何らかの重要性を有する可能
性がありそうである。
SV40形質転換チャイニーズハムスター細胞(株9−3および他の細胞株)
における組み込みAAVは発癌剤誘発SV40増幅の抑圧を招く。SV40増幅
抑圧に必要なこのウイルス性要素(サイレンサー、配列番号:13)をSV40
増幅の一過性アッセイ(Yangら(1995))によって明らかにし、AAVrep蛋白
がSV40増幅の抑圧に必要であることを示した。このアッセイは、T抗原のコ
ード領域およびウイルスの複製開始点を含むSV40ベクターによるヒト腎細胞
株293の核酸感染、並びに9−3、SV40形質転換チャイニーズハムスター
胎児細胞(組み込みAAVを含む)およびDA357(形質転換表現型がAAV
組み込みに続いて変化した組み込みAAVを宿すマウス細胞株)中のAAV組み
込みの近傍に由来するいくつかの異なる構築物によるコトランスフェクションを
基にしている。
異なる構築物を用いて、出願人らは抑圧を付与する最小のAAV要素を明らか
にすることに成功した。この要素はAAVゲノムの64ヌクレオチドで構成され
る(ヌクレオチド125−189)。
ACTCCATCAC TAGGGGTTC TGGAGGGGTG GAGTCGTGAC GTGAATTACG TCATAGGGTT AGGG
この要素はSV40サイレンサー(配列番号:13)と称するが、また別の実
施例では21ヌクレオチド、125−145(配列番号:14)のみが必要であ
る。
293細胞のSV40ベクターの複製はメチル化されていないDNAを生じ、
したがってDpnII(非メチル化DNAのみを切断する酵素)で切断される。DpnII
消化DNAをゲルで分離し、ブロッテイングしてSV40プローブとハイブリダ
イズさせた。結果を図12に示す。
ブロットは以下を提供する:
レーン1:pSK1およびpAV2(完全なAAVゲノムを含みrep蛋白を発
現させるプラスミド)との同時核酸感染。SV40複製は抑圧されていることに
注目されたい。
レーン2:SV40が複製するSV40プラスミドpSK1の核酸感染。SV4
0の鋳型の複製が認められる。
レーン3:pSVK1とAAVゲノムの138bpを宿すプラスミドとの同時核
酸感染。この要素によるSV40複製の抑圧が認められる。
レーン4:pSVK1とpSL9−6(非AAVDNA配列)との同時核酸感染。
したがって293細胞のSV40複製はrepによって、さらにサイレンサー
要素によって抑圧される。
同様に、SV40複製は、細胞にわずか125−145(SV40ミニサイレ
ンサー、ハイブリダイズ14)を含むプラスミドを核酸感染させた場合にも抑圧
された。
5’A124C125TCCCATCACTAGGGGTTCCT145
コントロール実験では出願人らは、組み込みAAVから得た他の配列および組
み込みAAVから広がる細胞性配列(例えばpSL9−6およびその他、図12
のレーン4を参照)を核酸感染させたが、SV40DNA複製の抑圧は検出され
なかった。
マウスDA3J7細胞株の組み込みAAVおよび隣接する細胞性配列を含むλ
クローンを用いて、同様なSV40複製抑圧が認められた。このクローンはサイ
レンサー領域を含む64ヌクレオチドを含む。
SV40複製の抑圧は、Rep発現によって、さらに64bpサイレンサー要
素によって一過性アッセイで得られるということに注目されたい。
組み込みAAVを失った復帰変異体はSV40を増幅させる能力を再び獲得し
た。復帰株の1つC9−3−2で、出願人らは、復帰変異体は組み込みAAVを
含む完全な染色体を喪失していることを示した。出願人らは、これをFISH、
極めて特徴的な異常染色体(これにAAVが組み込まれている)の消失によって
示した。
上記の観察についての以下のような仮説が可能であるが、しかしこの一態様に
本発明が制限されるものではない。出願人らは、Rep蛋白(Heilbronn,Schle
hoferら(1983); Kleinschmidtら(1995); Yangら(1995))およびサイレンサー要
素は同様な蛋白または要素(おそらくはPP2Cα)と直接的にまたは間接的に
相互作用することによってSV40の複製を抑圧することができるという仮説を
提唱する。
AAVゲノムの21bp(ミニサイレンサー)は、制御領域の相互作用および
活性化によって同様にPP2Cα活性を調節することが可能である。また別には
、サイレンサーは、SV40の複製に付随する蛋白と直接的におよび/または間
接的に相互作用する優性の負の要素として作用することができる。PP2Cは脱
燐酸化によってそのような蛋白の作用を調節することができる。そのような相互
作用の例はDNAポリメラーゼαプリマーゼであろう。rep蛋白はそのような
相互作用にもまた直接必要とされるという可能性も存在する。
脱燐酸化DNAポリメラーゼαプリマーゼは、CO60細胞の発癌剤誘発増幅
時にSV40DNAの複製を開始させるために必要なようである。さらにまた、
この燐酸化−脱燐酸化過程は細胞周期によって制御されるようである。したがっ
て、PP2CαはDNAポリメラーゼαプリマーゼの活性を調節することができ
、repに直接または間接的に結合することによるPP2Cαの枯渇は、DNA
ポリメラーゼαプリマーゼの異常な燐酸化およびSV40DNA複製開始の失敗
をもたらすかもしれない。
実施例8
42kdよりも大きなpp2cα蛋白が存在する
rpp2cαに対して作製された種々の単クローン性抗体は肝臓抽出物を免疫
沈降させた(上記実施例3を参照)。沈降物を2つの標本に分け、12%PAG
Eで分離しブロッティングした。免疫沈降物の各セットを以下の多クローン性抗
体で処理した:
(1)351−これはαおよびβの両方を認識する。
(2)801−pp2cαに特異的。
抗体351で反応させたときは図10に示すように、40−43kdの位置に
移動するいくつかのバンドが検出された。単クローン性抗体9F11、9F4お
よび1D5は、2−3本の強いバンドと1−2本の微弱なバンドの極めて類似し
た像を示した。単クローン性抗体2A3は微弱なバンドのみを沈降させた。
ブロットの第二の部分をα特異的抗体801で反応させた。〜40−43kd
の位置に4つの全ての単クローン性抗体で2本のバンドを認めることができた。
これらのバンドはおそらく単クローン性抗体2A3で検出されたものである。し
たがって、単クローン性抗体2A3はpp2cαに特異的である。
さらに、75kdおよび150kdより大きい位置に移動するまた別の2本の
バンドが検出された。これらの蛋白は肝臓では40−43kd蛋白よりも豊富で
ある。8つの全ての単クローン性抗体がこれらの蛋白を認識し、801多クロー
ン性抗体が同様に反応するので、これら2つの大型蛋白はpp2cαといくつか
のエピトープを共有することは明白であり、それらは同じ遺伝子の産物であるが
別のスプライシングによって生じることを示唆している。
免疫沈降物と反応させたとき、75kd蛋白との弱い反応が多クローン性抗体
351で検出される。しかしながら、全肝臓抽出物の直接免疫ブロッティングで
は75kdは存在し、微弱な反応がより大きな分子量の蛋白に対して検出できる
ように思えた。
また別のより大きな分子量のいくつかの蛋白が多クローン性抗体351でまた
検出された。これらの蛋白は多クローン性抗体801(pp2cα特異的)とは
反応しなかった。これらの結果は、αの他の形態が存在し、それら異なる分子量
をもつことを示唆している。
いくつかの組織に由来するmRNAのノザンブロット分析(図13)によって
、pp2cαの5’UTRに由来するプローブ、または完全なPP2CαcDN
AプローブとハイブリダイズするいくつかのRNAバンドが示された。このRN
Aは種々の組織から抽出され、種々のサイズのRNAがこれらの組織で出現した
。
実施例9
pp2cαはmRNA合成を調節する
表6は、10アミノ酸のカルボキシ末端ペプチド(NDDTDSASTD(配列番号:1))
について見出された蛋白またはRNA配列の相同性の要約である。このペプチド
は上記で述べたように多クローン性抗体801の作製に用いられた。
RNAポリメラーゼIIのカルボキシ細胞ドメイン(CTD)をGSTに融合
させ、セファロースグルタチオンビーズにこの融合複合体を結合させ、HeLa
細胞抽出物と混合した。PAGEとブロッティングの後で、RNAポリメラーゼ
のカルボキシ末端ドメイン(CTD)に結合した蛋白はpp2cαにもまた結合
した。ブロッティングには801および2A3の両方を用いた。結合したpp2
cαのサイズは約43kDであった。したがって、RNAポリメラーゼIIはp
p2cαと結合する。
第二の実験では腫瘍細胞(ヘパトーマ)およびHeLAの抽出物を上記のよう
にアッセイした。腫瘍抽出物でのみGST−CTDへの結合が認められたが、一
方、正常な肝細胞の細胞抽出物ではそのような活性は検出されなかった。
ポリメラーゼαCTDドメインはPP2Cαに対するその特性と同様なホスフ
ァターゼによって脱燐酸化される(しかしPP2Cαはそうではない)というこ
とを示す実験(Chambers & Dahmus(1994))に基づいて、出願人らは、pp2cα
はRNAポリメラーゼIIを脱燐酸化し、したがって特定のメッセンジャーにつ
いてmRNAの合成の開始を調節するという仮説を提唱する。このペプチドは、
他の因子によって促進される転写の制御および調節に用いることができる。
実施例10
更なる配列
AAV組み込み部位を含む2つのλクローンを調製した。(1)1つはチャイ
ニーズハムスター細胞CO60に由来し、λSL9−1と称する(図3に模式図
、配列番号:15および16)。部品は図3に示した配列である。更なる配列A
N8T7(配列番号:18)はプラスミドpSL9−8に由来した(図3)。(
2)第二のλファージは細胞株DA3J7からクローニングしたがマッピングは
しなかった。部分をプラスミドでサブクローニングし、部品の配列を5h−1で
説明したように分析した(配列番号:17)。配列比較によって、5h−1はA
N8T7と相同であることが示された。この比較領域はまたコスミドMMDA2
3、467−23715と相同であった。本出願を通して、種々の刊行物が引用
によって、さらに特許番号によって特許が参照されている。これら刊行物の完
全な引用は下記に示す。これら刊行物の完全な開示は、本発明が属する分野の状
態をより完全に説明するために参照により本明細書に含まれる。
本発明は説明的態様で記載してきた。さらにこれまで用いてきた用語は制限の
ためではなくむしろ解説を目的とするものである。
上記の技術の範囲内で多くの改変および変形が明らかに可能である。したがっ
て、添付の請求の範囲内で本発明は特に記載された以外に実施することが可能な
ことは理解されよう。
DA3、DA3J1、DA3J2およびDA3J3細胞培養に由来するいくぶん合流
状態の細胞の250および500細胞を9cmのプラスチックペトリ皿に播種し
た。続いて細胞を固定しギムザ染色した。2実験より増殖コロニーの平均数を求
めた。各実験は3例づつで実施した。
DA3、DA3J1、DA3J2およびDA3J3細胞培養から得たいくぶん合流状
態の細胞の250および500細胞を9cmのプラスチックペトリ皿に播種した
。48時間後に培養にUV光を照射し、続いて7日間保温した。増殖コロ
ニーの平均数を求めた。各実験は3例づつで実施した。
(1)抗体捕捉アッセイは2つの抗原について実施した:精製rpp2c(抗p
p2c抗体の特定のため)、およびpp2c挿入物をもたないpET発現ベクタ
ーを含む細胞の蛋白抽出物(非特異的抗体の特定のため)。結果は+または−で
示す。数値は最高の結果を与える抗体希釈である。
(2)12%SDS−PAGEで調べたrpp2cおよび肝抽出物の免疫ブロッ
ティング。
(3)免疫沈降反応。単クローン性抗体を用いて肝抽出物の蛋白を沈降させた。
蛋白は12%SDS−PAGEで分離し、アフィニティー精製ウサギ多クローン
性抗体801(α特異的)および351(pp2cαおよびpp2cβを特定す
る)で検出した。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.6 識別記号 FI
C07K 7/06 C07K 7/06
7/08 7/08
16/18 16/18
16/40 16/40
C12N 5/10 C12Q 1/68 A
C12Q 1/68 G01N 33/574 D
G01N 33/574 A
33/577 B
33/577 C12N 5/00 B
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE,
DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L
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,SI,SK,TR,TT,UA,US,UZ,VN
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.患者から単離された標本中のPP2Cα遺伝子活性の変化を検出することに よって、患者の癌性細胞を検出する方法。 2.該標本が、組織の生検および体液から成る群から選ばれる請求の範囲第1項 の方法。 3.さらに 該変化が正常コントロールと比べてPP2Cα遺伝子活性の減少で あるという特徴を有する請求の範囲第1項の方法。 4.当該検出工程が、その多形性を含むPP2CαDNAに相補的なmRNAに ついて、in situハイブリダイゼーション、ノザンブロッティングおよび逆転写 酵素−ポリメラーゼ連鎖反応からなる群から選ばれるアッセイを用いて、該標本 をアッセイすることとさらに規定される請求の範囲第1項の方法。 5.当該検出工程が、その多形性およびそのペプチドフラグメントを含むPP2 Cα遺伝子産物について、免疫組織化学的および免疫細胞化学的染色、ELIS A、RIA、免疫ブロット、免疫沈降反応、ウェスタンブロッティング、機能ア ッセイ並びに蛋白短縮テストからなる群から選ばれるアッセイを用いて該標本を アッセイすることとさらに規定される請求の範囲第1項の方法。 6.該標本が、尿、血液、脳脊髄液および唾液からなる群から選ばれる請求の範 囲第5項の方法。 7.標本中のPP2Cα遺伝子活性の検出が、PP2Cα遺伝子産物によって影 響を受ける蛋白の燐酸化パターンにおける変化を決定することによる請求の範囲 第1項の方法。 8.その多形性を含むPP2CαのmRNAの遺伝学的配列に相補的な分子プロ ーブ、および当該分子プローブとmRNAのハイブリダイゼーションを検出し、 それによってPP2Cα遺伝子の活性を示す検出手段を含む、請求の範囲第4項 に記載のPP2Cα活性を検出するキット。 9.その多形性およびそのペプチドフラグメントを含むPP2Cα遺伝子産物か らなる群から選ばれるマーカーを高い特異性で認識する抗体、および該抗体との 結合を検出し、それによって該遺伝子産物の存在を示す検出手段を含む、請 求の範囲第5項に記載のPP2C遺伝子活性に付随する遺伝子産物を検出するキ ット。 10.その多形性およびそのペプチドフラグメントを含むPP2Cα遺伝子産物と 結合する天然の蛋白を模倣する薬剤、および該薬剤の結合を検出し、それによっ て該遺伝子産物の存在を示す検出手段を含む、請求の範囲第5項に記載のPP2 Cα遺伝子活性に付随する遺伝子産物を検出するキット。 11.その多形性を含むヒトPP2Cαのための発現可能な核酸配列を含む、遺伝 子導入非ヒト哺乳類または細胞株。 12.PP2Cαに匹敵する遺伝学的核酸配列がノックアウトされている非ヒト真 核細胞性有機体。 13.PP2Cαの核酸配列に機能的に連結された発現制御配列を含むベクター。 14.請求の範囲第13項のベクターで形質転換された宿主細胞。 15.PP2Cαのアンチセンス配列を含むベクター。 16.PP2Cβの遺伝子産物からPP2Cαの遺伝子産物を識別する、PP2C αの遺伝子産物(その多形性を含む)のエピトープと特異的に結合する抗体。 17.検出可能な部分と結合させた請求の範囲第16項の抗体。 18.単クローン性および多クローン性抗体からなる群から選ばれる請求の範囲第 16項の抗体。 19.組換えによって製造されたPP2Cαに対して作製された請求の範囲第18 項の多クローン性抗体。 20.NDDTDSASTD(配列番号:1)およびYKNDDTDSTSTDDMW(配列番号:2)から 成る群から選ばれるpp2cαのカルボキシ末端ペプチドに対して作製された請 求の範囲第18項の多クローン性抗体。 21.組換えによって製造されたpp2cα、NDDTDSASTD(配列番号:1)および YKNDDTDSTSTDDMW(配列番号:2)からなる群から選ばれるペプチドに対して作 製され、さらにpp2cβとは交差反応しない請求の範囲第18項の単クローン 性抗体。 22.2A3と称される請求の範囲第21項の単クローン性抗体。 23.NDDTDSASTD(配列番号:1)、YKNDDTDSTSTDDMW(配列番号:2)およびPNK DNDGGA(配列番号:3)からなる群から選ばれる単離され精製されたペプチド。 24.組換えによって製造された請求の範囲第23項のペプチド。 25.(a)癌のタイプおよび癌を発現している細胞の型を決定し、(b)PP2 Cαの発現能力を制御する調節要素を含み、該癌細胞に特異的に標的到達するベ クターを調製し、さらに(c)該ベクターを患者に投与する工程を含む癌を治療 する方法。 26.該ベクターがAAV改変配列またはAAV配列の一部分を含む請求の範囲第 25項に記載の方法。 27.該ベクターがCHINT配列を含む請求の範囲第25項に記載の方法。 28.該ベクターがサイレンサー領域(配列番号:13)を含む請求の範囲第25 項に記載の方法。 29.該ベクターがミニサイレンサー領域(配列番号:14)を含む請求の範囲第 25項に記載の方法。 30.(a)癌のタイプおよび癌を発現している細胞の型を決定し、(b)該癌細 胞に特異的に標的到達してPP2Cαの発現能力を制御するアンチセンスベクタ ーを調製し、さらに(c)該ベクターを患者に投与する工程を含む癌を治療する 方法。 31.ベクターおよび医薬的に適切な担体から成る医薬組成物であって、当該ベク ターが、PP2Cαの発現能力を制御する調節要素を含み該癌細胞に特異的に標 的到達するベクター、並びに該癌細胞に特異的に標的到達してPP2Cαの発現 能力を制御するアンチセンスベクターから成る群から選ばれる前記医薬組成物。 32.(a)異常な燐酸化を発現している細胞に特異的に標的到達してPP2Cα の発現能力を制御するアンチセンスベクターを調製し、さらに(b)該ベクター を患者に投与する工程を含む、PP2Cα発現の変化に起因する異常な燐酸化に よる疾患を治療する方法。 33.DNAポリメラーゼαプリマーゼのPP2Cα遺伝子産物との結合領域に特 異的に標的到達するアンチセンスベクターを調製し、さらに該ベクターを該細胞 に送達してPP2Cαの遺伝子産物とDNAポリメラーゼαプリマーゼとの非計 画的相互作用を妨害することによって抑圧遺伝子を増幅させる方法。 34.シグナル形質導入を誘発させるために細胞表面に発現されるPP2Cα遺伝 子産物を活性化させる方法。 35.抗体がPP2Cα遺伝子産物と結合させるために用いられる請求の範囲第3 4項の方法。 36.患者から単離された標本中のPP2Cβ遺伝子活性の変化を検出することに よって患者の癌を検出する方法。 37.さらに、PP2Cβ活性の増加を検出するという特徴を有する請求の範囲第 36項の方法。 38.PP2Cβ活性の検出が、その多形性を含むPP2CβDNAに相補的なm RNAについて、in situハイブリダイゼーション、ノザンブロッティングおよ び逆転写酵素−ポリメラーゼ連鎖反応からなる群から選ばれるアッセイを用いて 該標本をアッセイすることによる請求の範囲第36項の方法。 39.PP2Cβ活性の検出が、その多形性を含むPP2Cβ遺伝子産物について 、免疫組織化学的および免疫細胞化学的染色、ELISA、RIA、免疫ブロッ ト免疫沈降反応、ウェスタンブロッティング、機能アッセイ並びに蛋白短縮テス トからなる群から選ばれるアッセイを用いて該標本をアッセイすることによる請 求の範囲第36項の方法。 40.PP2Cβの遺伝子産物からPP2Cαの遺伝子産物を識別する、PP2C βの遺伝子産物(その多形性を含む)のエピトープと特異的に結合する抗体。 41.検出可能な部分と結合させた請求の範囲第40項の抗体。 42.単クローン性および多クローン性抗体からなる群から選ばれる請求の範囲第 40項の抗体。 43.組換えによって製造されたPP2Cβに対して作製された請求の範囲第40 項の多クローン性抗体。 44.カルボキシ末端ペプチドPNKDNDGGA(配列番号:3)に対して作製された請 求 の範囲第40項の多クローン性抗体。
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