JPWO2014007369A1 - Fgfr2融合遺伝子 - Google Patents
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Abstract
がんにおいて薬剤による治療の有効性を予測する指標となりうる遺伝子を同定し、当該遺伝子を標的として薬剤による治療の有効性を予測する新規な方法を提供することを目的として、胆道がんのトランスクリプトームシークエンシングを行った。その結果、FGFR2遺伝子と他の遺伝子(BICC1遺伝子又はAHCYL1遺伝子)とのインフレーム融合転写産物を同定した。また、当該遺伝子融合は、FGFR2タンパク質の活性化をもたらし、細胞をがん化させることも見出した。さらに、FGFR2阻害剤によって、前記遺伝子融合によるFGFR2タンパク質の活性化及びがん化を抑制できることも実証し、前記遺伝子融合が検出される患者に対しては、FGFR2阻害剤による治療が有効であることを見出した。
Description
本発明は、FGFR2融合遺伝子に関し、より詳しくは、FGFR2タンパク質と他のタンパク質との融合ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、該ポリヌクレオチドがコードするポリペプチド、及び、該ポリヌクレオチド又は該ポリペプチドを検出する方法に関する。また、本発明は、該ポリヌクレオチド又は該ポリペプチドを標的としたFGFR2阻害剤によるがん治療の有効性を判定する方法に関する。さらに、本発明は、この有効性の判定を利用したがんの治療方法に関する。また、本発明は、これらの方法に用いるための薬剤にも関する。
胆道がんは、肝臓内(肝内胆道がん)及び肝臓外(肝外胆道がん)の胆管上皮細胞から発生する非常に浸潤性の高いがんである。東アジアを中心に発生頻度が高いが、近年欧米を含めて全世界的に発生頻度が増加している。発症早期の臨床症状に乏しいことから多くの症例では進行期で発見されることが多く、その予後は不良である。手術切除が唯一の完全治癒治療であるが、再発率が高く、5年生存率は手術可能症例の15〜25%である。手術不能例あるいは再発症例に対して、既存の化学療法で明らかな著効を示すものは知られていないが、最近、塩酸ゲムシタビン単独あるいは塩酸ゲムシタビンとプラチナ製剤との併用が他の化学療法と比較してやや有効な成績を示すという報告がある。従って、胆道がんに対し、分子標的治療を含む新たな有効な治療法が強く求められており、これまでに分子標的の候補としてEGFR、VEGFR、c−METといったものが報告されている。
胆道がんにおけるドライバー変異としては、KRAS及びBRAF遺伝子変異が報告されており、また最近チロシンキナーゼの融合遺伝子として脳腫瘍で同定されたGOPC−ROS1が胆道がんでも報告された。これらの異常が見られない症例におけるドライバー変異は未同定のままである。
FGFR(Fibroblast growth factor receptor:繊維芽細胞増殖因子受容体)ファミリーはFGF(Fibroblast growth factor:繊維芽細胞増殖因子)の受容体として機能する膜貫通型チロシンキナーゼ分子の総称である。FGFRファミリーに属する分子は、ヒトではFGFR1〜4の4種類が知られている。細胞外領域に3つのIg−like(イムノグロブロン様)領域、1カ所の膜貫通領域、細胞内領域にチロシンキナーゼ領域を有する。FGFRファミリーは、胃がん、乳がん、子宮がん、膀胱がんを含む多くのがんの発生や進展に寄与していることが知られており、がんにおいて様々な種類のゲノム異常による活性化を起こしていることが報告されている(非特許文献1)。
例えば、FGFR1に関しては、乳がんや卵巣がんにおいて遺伝子増幅が、メラノーマにおいて遺伝子変異が、白血病や乳がんにおいて遺伝子転座が生じることが知られている。また、FGFR2に関しては、胃がんや乳がんにおいて遺伝子増幅が、子宮がんや胃がんにおいて遺伝子変異が生じることが知られている。また、FGFR3に関しては、膀胱がんや唾液腺がんにおいて遺伝子増幅が、膀胱がん、子宮がん、ミエローマ、及び前立腺がんにおいて遺伝子変異が生じることが知られている。
FGFRが関与する融合遺伝子に関しては、これまでFGFR1でのみ報告があり多くは血液腫瘍で同定されている。血液腫瘍ではFGFR1OP2−FGFR1(非特許文献2)、ZNF198−FGFR1(非特許文献3)といったものが報告され、固形がんでは、乳がんにおいてFGFR1−ZNF703(非特許文献4)が報告されている。胆道がんにおけるFGFRシグナルの異常に関しては、そのリガンドであるFGFの発現が文献的に報告されている(非特許文献5)。
FGFRを標的とした低分子阻害化合物としては、現在、AZD4547、TKI258、E3810、E7080、BIBF1120、Masitinib、BGJ398といったものについて臨床開発が進められている。またFGFRを標的とした抗体治療薬の開発も現在進行中である(非特許文献1)。
一方、BICC1タンパク質は、RNA結合領域及びタンパク質相互作用に関与するSAM(ステライル(sterile)αモチーフ)領域を有する分子であり、Wnt経路を負に制御する。また、このタンパク質の機能異常により、腎多発嚢胞と膵臓発生異常とを来すことが報告されている(非特許文献6)。また、AHCYL1タンパク質は、S−アデノシル−L−ホモシステイン加水分解酵素と類似した領域を有し、上皮細胞における分泌に関与していることが知られている(非特許文献7)。
しかしながら、FGFR2遺伝子、BICC1遺伝子及びAHCYL1遺伝子、これらいずれの遺伝子が関与する融合遺伝子の存在、並びにかかる融合遺伝子とがんとの関連性の有無については、明らかになっていなかった。また、胆道がんを含めたがんにおける融合遺伝子等の解明はいまだ十分とはいえず、薬剤による治療の有効性を予測する指標となりうる変異遺伝子や融合遺伝子の同定が望まれているのが現状である。
Ahmad I.ら、Biochim Biophys Acta.、2012年、1823巻、850〜860ページ
Popovici C.ら、Blood、1999年、93巻、1381〜1389ページ
Xiao S.ら、Nature Genet.、1998年、18巻、84〜87ページ
「がんにおける体細胞変異の一覧(Catalogue of Somatic Mutations in Cancer) 転座(translocation) 遺伝子(Genes):FGFR1 ZNF703」、[online]、最終更新日:2011年9月28日、英国ウェルカム・トラスト サンガー研究所、インターネット〈URL:http://www.sanger.ac.uk/perl/genetics/CGP/cosmic?action=translocations&id=174&fused=59536〉
Ogasawara S.ら、Hepatol Res.、2001年、20巻、97〜113ページ
Kraus MR.ら、Hum Mutat.、2012年、33巻、86〜90ページ
Yang D.ら、J Clin Invest.、2011年、121巻、956〜965ページ
本発明は、前記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、胆道がん等において薬剤による治療の有効性を予測する指標となりうる遺伝子を同定することにある。また、当該遺伝子やその発現産物を標的として薬剤による治療の有効性を予測する新規な方法を提供することにある。さらに、本発明は、当該遺伝子やその発現産物を標的とした薬剤による治療の有効性の予測に基づいて、胆道がん等を治療する方法を提供することを目的とする。さらなる本発明の目的は、これら方法において当該遺伝子やその発現産物の検出に用いるための薬剤を提供することにある。
本発明者らは、前記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、8例の胆道がんのトランスクリプトームシークエンシングにより、FGFR2遺伝子と他の遺伝子(BICC1遺伝子又はAHCYL1遺伝子)とのインフレーム(In−flame)融合転写産物を同定した。FGFR2遺伝子とBICC1遺伝子の融合遺伝子(FGFR2−BICC1融合遺伝子)は第10染色体内の逆位によって生じるものであり、FGFR2遺伝子とAHCYL1遺伝子の融合遺伝子(FGFR2−AHCYL1融合遺伝子)は第1番染色体と第10番染色体の相互転座によって生じるものであった。また、102例の胆道がんにおいて、これら融合遺伝子の出現頻度を調べたところ、FGFR2−AHCYL1融合遺伝子の出現頻度は約6.9%であり、FGFR2−BICC1融合遺伝子の出現頻度は約2.0%であった。
さらに、これらの遺伝子融合は、FGFR2タンパク質の活性化をもたらすものと考えられ、このような活性化が生じている患者においては、FGFR2阻害剤が治療において有効性を示すものと考えられる。そこで、これら融合遺伝子を各々正常細胞に導入したところ、これら細胞は足場非依存性のコロニー形成能を獲得し、すなわちがん化することが確認された。また、かかる細胞においては、FGFR2タンパク質キナーゼの活性化が認められ、さらにはその下流シグナルであるMAPKのリン酸化も亢進していることが明らかになった。
また、FGFR2融合遺伝子を発現している細胞をヌードマウスの皮下に移植したところ、該細胞はin−vivoにおける造腫瘍能を有していることが確認された。
一方、かかるFGFR2タンパク質キナーゼの活性化、MAPKのリン酸化、足場非依存性のコロニー形成能、in−vivoにおける造腫瘍能は、FGFR2阻害剤により、若しくはFGFR2融合ポリペプチドのキナーゼドメインの不活化により顕著に抑制されることも確認された。
以上の点に基づき、本発明者らは、胆道がん等において、当該遺伝子融合を標的としてFGFR2阻害剤による治療の有効性を予測することが可能であり、さらに、この予測において薬剤による治療が有効であると判定された患者に当該薬剤を投与すれば、効率的に治療を行うことが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
従って、本発明は、FGFR2タンパク質と他のタンパク質との融合ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、当該ポリヌクレオチドによりコードされるポリペプチド、このポリヌクレオチドやポリペプチドの検出方法、当該ポリヌクレオチドや当該ポリペプチドの存在を指標としたFGFR2阻害剤によるがん治療の有効性を判定する方法、この有効性の判定を利用したがんの治療方法、並びに、これらの方法に用いるための薬剤に関し、より詳しくは、以下の発明を提供するものである。
<1> FGFR2タンパク質と他のタンパク質とが融合しているポリペプチドをコードするポリヌクレオチドであって、がん細胞において発現するポリペプチドをコードするポリヌクレオチド。
<2> 他のタンパク質がBICC1タンパク質又はAHCYL1タンパク質である、<1>に記載のポリヌクレオチド。
<3> がん細胞が胆道がん細胞である、<1>又は<2>に記載のポリヌクレオチド。
<4> <1>〜<3>のうちのいずれか一に記載のポリヌクレオチドによりコードされるポリペプチド。
<5> 試料中における<1>〜<3>のうちのいずれか一に記載のポリヌクレオチド又は<4>に記載のポリペプチドの存在又は非存在を検出する方法であって、
(a)試料中における該ポリヌクレオチド又は該ポリペプチドの存在又は非存在を特異的に検出するための薬剤と試料とを接触させる工程、及び
(b)該ポリヌクレオチド又は該ポリペプチドの存在又は非存在を検出する工程、
を含む方法。
(a)試料中における該ポリヌクレオチド又は該ポリペプチドの存在又は非存在を特異的に検出するための薬剤と試料とを接触させる工程、及び
(b)該ポリヌクレオチド又は該ポリペプチドの存在又は非存在を検出する工程、
を含む方法。
<6> <5>に記載の方法により、試料中における<1>〜<3>のうちのいずれか一に記載のポリヌクレオチド又は<4>に記載のポリペプチドの存在又は非存在を検出するための薬剤であって、少なくとも15塩基の鎖長を有する下記(a)〜(c)のうちのいずれか一に記載のポリヌクレオチド、又は、下記(d)に記載の抗体を含む薬剤
(a)FGFR2タンパク質をコードするポリヌクレオチドにハイブリダイズするプローブ及び他のタンパク質をコードするポリヌクレオチドにハイブリダイズするプローブからなる群から選択される少なくとも一つのプローブであるポリヌクレオチド
(b)FGFR2タンパク質をコードするポリヌクレオチドと他のタンパク質をコードするポリヌクレオチドとの融合点にハイブリダイズするプローブであるポリヌクレオチド
(c)FGFR2タンパク質をコードするポリヌクレオチドと他のタンパク質をコードするポリヌクレオチドとの融合点を挟み込むように設計された一対のプライマーであるポリヌクレオチド
(d)FGFR2タンパク質と他のタンパク質とが融合しているポリペプチドに結合する抗体。
(a)FGFR2タンパク質をコードするポリヌクレオチドにハイブリダイズするプローブ及び他のタンパク質をコードするポリヌクレオチドにハイブリダイズするプローブからなる群から選択される少なくとも一つのプローブであるポリヌクレオチド
(b)FGFR2タンパク質をコードするポリヌクレオチドと他のタンパク質をコードするポリヌクレオチドとの融合点にハイブリダイズするプローブであるポリヌクレオチド
(c)FGFR2タンパク質をコードするポリヌクレオチドと他のタンパク質をコードするポリヌクレオチドとの融合点を挟み込むように設計された一対のプライマーであるポリヌクレオチド
(d)FGFR2タンパク質と他のタンパク質とが融合しているポリペプチドに結合する抗体。
<7> FGFR2阻害剤によるがん治療の有効性を判定する方法であって、患者から単離した試料における<1>〜<3>のうちいずれか一に記載のポリヌクレオチド又は<4>に記載のポリペプチドの存在又は非存在を検出する工程を含み、前記ポリヌクレオチド又は前記ポリペプチドの存在が検出されれば、前記患者における前記FGFR2阻害剤によるがん治療の有効性が高いと判定される方法。
<8> <7>に記載の方法によりFGFR2阻害剤によるがん治療の有効性を判定するための薬剤であって、少なくとも15塩基の鎖長を有する下記(a)〜(c)のうちのいずれか一に記載のポリヌクレオチド、又は、下記(d)に記載の抗体を含む薬剤
(a)FGFR2タンパク質をコードするポリヌクレオチドにハイブリダイズするプローブ及び他のタンパク質をコードするポリヌクレオチドにハイブリダイズするプローブからなる群から選択される少なくとも一つのプローブであるポリヌクレオチド
(b)FGFR2タンパク質をコードするポリヌクレオチドと他のタンパク質をコードするポリヌクレオチドとの融合点にハイブリダイズするプローブであるポリヌクレオチド
(c)FGFR2タンパク質をコードするポリヌクレオチドと他のタンパク質をコードするポリヌクレオチドとの融合点を挟み込むように設計された一対のプライマーであるポリヌクレオチド
(d)FGFR2タンパク質と他のタンパク質とが融合しているポリペプチドに結合する抗体。
(a)FGFR2タンパク質をコードするポリヌクレオチドにハイブリダイズするプローブ及び他のタンパク質をコードするポリヌクレオチドにハイブリダイズするプローブからなる群から選択される少なくとも一つのプローブであるポリヌクレオチド
(b)FGFR2タンパク質をコードするポリヌクレオチドと他のタンパク質をコードするポリヌクレオチドとの融合点にハイブリダイズするプローブであるポリヌクレオチド
(c)FGFR2タンパク質をコードするポリヌクレオチドと他のタンパク質をコードするポリヌクレオチドとの融合点を挟み込むように設計された一対のプライマーであるポリヌクレオチド
(d)FGFR2タンパク質と他のタンパク質とが融合しているポリペプチドに結合する抗体。
<9> がんを治療する方法であって、<7>に記載の方法によりFGFR2阻害剤によるがん治療の有効性が高いと判定された患者に、前記FGFR2阻害剤を投与する工程を含む方法。
<10> FGFR2阻害剤を有効成分とするがんの治療剤であって、<7>に記載の方法によりFGFR2阻害剤によるがん治療の有効性が高いと判定された患者に投与される治療剤。
本発明によれば、FGFR2遺伝子と他の遺伝子との融合遺伝子やその発現産物を効率的に検出することが可能となる。また、本発明によれば、当該融合遺伝子やその発現産物の検出により、がんに対する治療の有効性を予測すること、特にFGFR2阻害剤によるがん治療の有効性を予測することが可能となる。そして、これにより、薬剤を投与することが有効ではないと考えられるがん患者への薬剤の投与を回避することができるため、効率的ながん治療を実現することが可能となる。
<FGFR2タンパク質と他のタンパク質との融合ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、該ポリヌクレオチドによりコードされるポリペプチド>
後述の実施例において示す通り、FGFR2遺伝子と他の遺伝子との融合例が本発明において初めて明らかになった。したがって、本発明は、FGFR2タンパク質と他のタンパク質との融合ポリペプチド(以下、「FGFR2融合ポリペプチド」とも称する)をコードするポリヌクレオチド(以下、「FGFR2融合ポリヌクレオチド」とも称する)を提供する。
後述の実施例において示す通り、FGFR2遺伝子と他の遺伝子との融合例が本発明において初めて明らかになった。したがって、本発明は、FGFR2タンパク質と他のタンパク質との融合ポリペプチド(以下、「FGFR2融合ポリペプチド」とも称する)をコードするポリヌクレオチド(以下、「FGFR2融合ポリヌクレオチド」とも称する)を提供する。
本発明の「FGFR2融合ポリペプチド」とは、FGFR2タンパク質の全長又はその一部と、他のタンパク質の全長又はその一部とが融合しているポリペプチドを意味する。また、本発明の「FGFR2融合ポリヌクレオチド」とは、FGFR2タンパク質の全長又はその一部をコードするポリヌクレオチドと、他のタンパク質の全長又はその一部をコードするポリヌクレオチドとが融合しているポリヌクレオチドを意味する。
FGFR2融合ポリヌクレオチドとしては、例えば、FGFR2タンパク質とBICC1タンパク質との融合ポリペプチド(以下、「FGFR2−BICC1融合ポリペプチド」とも称する)をコードするポリヌクレオチド(以下、「FGFR2−BICC1融合ポリヌクレオチド」とも称する)、及びFGFR2タンパク質とAHCYL1タンパク質との融合ポリペプチド(以下、「FGFR2−AHCYL1融合ポリペプチド」とも称する)をコードするポリヌクレオチド(以下、「FGFR2−AHCYL1融合ポリヌクレオチド」とも称する)が挙げられる。
本発明にかかる「FGFR2(線維芽細胞増殖因子受容体2、FIBROBLAST GROWTH FACTOR RECEPTOR 2)タンパク質」は、ヒトにおいては10番染色体長腕部(10q26)に座乗している遺伝子にコードされているタンパク質である。本発明において、「FGFR2タンパク質」は、ヒト由来のものであれば、例えば、RefSeq ID:NP_000132で特定されるタンパク質(アイソフォーム1)、RefSeq ID:NP_075259で特定されるタンパク質(アイソフォーム2)、RefSeq ID:NP_001138385で特定されるタンパク質(アイソフォーム3)、RefSeq ID:NP_001138386で特定されるタンパク質(アイソフォーム4)、RefSeq ID:NP_001138387で特定されるタンパク質(アイソフォーム5)、RefSeq ID:NP_001138388で特定されるタンパク質(アイソフォーム6)、RefSeq ID:NP_001138389で特定されるタンパク質(アイソフォーム7)、RefSeq ID:NP_001138390で特定されるタンパク質(アイソフォーム8)及びRefSeq ID:NP_001138391で特定されるタンパク質(アイソフォーム9)が挙げられ、これらFGFR2タンパク質のタンパク質のアイソフォームは、膜外ドメインの構造(IgIの有無等、図2及び4参照)において互いに少し異なる構造を有している。また、本発明において、「FGFR2タンパク質」は、ヒト由来のものであれば、典型的には配列番号:2に記載のアミノ酸配列からなるタンパク質(アイソフォーム1)である。該タンパク質をコードするポリヌクレオチドは、典型的には配列番号:1に記載の塩基配列からなるポリヌクレオチドである。
本発明にかかる「BICC1(BICAUDAL C,DROSOPHILA,HOMOLOG OF,1、BICC)タンパク質」は、ヒトにおいて10番染色体長腕部(10q21.1)に座乗している遺伝子にコードされているタンパク質である。本発明において、「BICC1タンパク質」は、ヒト由来のものであれば、典型的には配列番号:4に記載のアミノ酸配列からなるタンパク質である。該タンパク質をコードするポリヌクレオチドは、典型的には配列番号:3に記載の塩基配列からなるポリヌクレオチドである。
本発明にかかる「AHCYL1(S−アデノシル−L−ホモシステイン加水分解酵素様タンパク質1、S−ADENOSYLHOMOCYSTEINE HYDROLASE−LIKE 1、AHCY−LIKE 1)タンパク質」は、IRBIT(イノシトール1,4,5−三リン酸と共に放出されるイノシトール1,4,5−三リン酸受容体結合タンパク質、INOSITOL 1,4,5−TRISPHOSPHATE RECEPTOR 1−BINDING PROTEIN RELEASED WITH INOSITOL 1,4,5−TRISPHOSPHATE、IP3と共に放出されるITPR1結合タンパク質、IRBIT、ITPR1−BINDING PROTEIN RELEASED WITH IP3)又はDCAL(樹状細胞発現AHCY様タンパク質、DENDRITIC CELL−EXPRESSED AHCY−LIKE PROTEIN)とも称され、ヒトにおいて1番染色体短腕部(1p13.2)に座乗している遺伝子にコードされているタンパク質である。本発明において、「AHCYL1タンパク質」は、ヒト由来のものであれば、例えば、RefSeq ID:NP_006612で特定されるタンパク質(アイソフォームa)及びRefSeq ID:NP_001229603で特定されるタンパク質(アイソフォームb)が挙げられ、AHCYL1タンパク質のアイソフォームaは、アイソフォームbよりN末端が長いという特徴を有している。また、本発明において、「AHCYL1タンパク質」は、ヒト由来のものであれば、典型的には配列番号:6に記載のアミノ酸配列からなるタンパク質(アイソフォームa)である。該タンパク質をコードするポリヌクレオチドは、典型的には配列番号:5に記載の塩基配列からなるポリヌクレオチドである。
FGFR2融合ポリヌクレオチドは、典型的には、FGFR2タンパク質のN末端部分と、他のタンパク質のC末端部分とが融合しているポリペプチドをコードするポリヌクレオチドである。
本発明において、「FGFR2タンパク質のN末端部分」とは、典型的には、前記FGFR2タンパク質の膜外ドメイン、膜貫通ドメイン及びキナーゼドメインを含むものである(図2及び4参照)。
本発明の「FGFR2タンパク質のN末端部分と、BICC1タンパク質のC末端部分とが融合しているポリペプチドをコードするポリヌクレオチド」としては、典型的には、図1及び5において示す通り、第10染色体内の逆位によって生じるものである。より具体的には、前記FGFR2タンパク質のうち、エクソン1〜19によりコードされるポリペプチド領域(膜外ドメイン、膜貫通ドメイン及びキナーゼドメイン)と前記BICC1タンパク質のうち、エクソン3〜21によりコードされるポリペプチド領域とが融合しているポリペプチド(例えば、配列番号:8に記載のアミノ酸配列からなるポリペプチド)をコードするポリヌクレオチドである。このようなポリヌクレオチドは、例えば、配列番号:7に記載の塩基配列からなるポリヌクレオチドである。
本発明の「FGFR2タンパク質のN末端部分と、AHCYL1タンパク質のC末端部分とが融合しているポリペプチドをコードするポリヌクレオチド」としては、典型的には、図3及び6において示す通り、第1番染色体と第10番染色体の相互転座によって生じるものである。より具体的には、前記FGFR2タンパク質のうち、エクソン1〜19によりコードされるポリペプチド領域(膜外ドメイン、膜貫通ドメイン及びキナーゼドメイン)と前記AHCYL1タンパク質のうち、エクソン5〜20によりコードされるポリペプチド領域とが融合しているポリペプチド(例えば、配列番号:10に記載のアミノ酸配列からなるポリペプチド)をコードするポリヌクレオチドである。このようなポリヌクレオチドは、例えば、配列番号:9に記載の塩基配列からなるポリヌクレオチドである。
本発明にかかる「FGFR2タンパク質」、「BICC1タンパク質」及び「AHCYL1タンパク質」のアミノ酸配列、並びにこれらタンパク質をコードする遺伝子の塩基配列は、自然界において(すなわち、非人工的に)変異しうる。従って、「FGFR2融合ポリペプチド」のアミノ酸配列及び「FGFR2融合ポリヌクレオチド」の塩基配列も、自然界において(すなわち、非人工的に)変異しうる。また、これらアミノ酸配列や塩基配列は、人工的に改変することもできる。本発明には、このような変異体も含まれる。
FGFR2−BICC1融合ポリペプチドの変異体の一態様としては、配列番号:8に記載のアミノ酸配列において1若しくは複数のアミノ酸が置換、欠失、付加、及び/又は挿入されたアミノ酸配列からなるタンパク質が挙げられる。FGFR2−AHCYL1融合ポリペプチドの変異体の一態様としては、配列番号:10に記載のアミノ酸配列において1若しくは複数のアミノ酸が置換、欠失、付加、及び/又は挿入されたアミノ酸配列からなるタンパク質が挙げられる。
ここで「複数」とは、通常50アミノ酸以内、好ましくは30アミノ酸以内、より好ましくは10アミノ酸以内、特に好ましくは数個のアミノ酸以内(例えば、5アミノ酸以内、3アミノ酸以内、2アミノ酸以内、1アミノ酸)である。
FGFR2−BICC1融合ポリペプチドの変異体の他の態様としては、配列番号:7に記載の塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件でハイブリダイズするDNAがコードするポリペプチドが挙げられる。FGFR2−AHCYL1融合ポリペプチドの変異体の他の態様としては、配列番号:9に記載の塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件でハイブリダイズするDNAがコードするポリペプチドが挙げられる。
ここで高ストリンジェンシーなハイブリダイズの条件として、例えば、0.2xSSC、65℃という条件が挙げられ、低ストリンジェンシーなハイブリダイズの条件として、例えば、2.0xSSC、50℃という条件が挙げられる。
FGFR2−BICC1融合ポリペプチドの変異体のさらなる他の態様としては、配列番号:8に記載のアミノ酸配列と80%以上(例えば、85%、90%、95%、97%、99%以上)の相同性を有するアミノ酸配列からなるポリペプチドが挙げられる。FGFR2−AHCYL1融合ポリペプチドの変異体のさらなる他の態様としては、配列番号:10に記載のアミノ酸配列と80%以上(例えば、85%、90%、95%、97%、99%以上)の相同性を有するアミノ酸配列からなるポリペプチドが挙げられる。
ここで配列の相同性は、BLASTP(アミノ酸レベル)のプログラム(Altschul et al.J.Mol.Biol.,215:403−410,1990)を利用して決定することができる。該プログラムは、Karlin及びAltschulによるアルゴリズムBLAST(Proc.Natl.Acad.Sci.USA,87:2264−2268,1990,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,90:5873−5877,1993)に基づいている。BLASTPによってアミノ酸配列を解析する場合には、パラメーターは、例えばscore=50、wordlength=3とする。また、Gapped BLASTプログラムを用いて、アミノ酸配列を解析する場合は、Altschulら(Nucleic Acids Res.25:3389−3402,1997)に記載されているように行うことができる。BLASTとGapped BLASTプログラムを用いる場合には、各プログラムのデフォルトパラメーターを用いる。これらの解析方法の具体的な手法は公知である。
FGFR2−BICC1融合ポリヌクレオチドの変異体としては、上記FGFR2−BICC1融合ポリペプチドの変異体をコードするポリヌクレオチド及びアミノ酸の変異を伴なわない縮重変異体をコードするポリヌクレオチドが挙げられる。また、FGFR2−AHCYL1融合ポリヌクレオチドの変異体としては、上記FGFR2−AHCYL1融合ポリペプチドの変異体をコードするポリヌクレオチド及びアミノ酸の変異を伴なわない縮重変異体をコードするポリヌクレオチドが挙げられる。
本発明の「FGFR2融合ポリヌクレオチド」の形態には、mRNA、cDNA、ゲノムDNA等が含まれる。「FGFR2融合ポリヌクレオチド」は、当業者であれば、FGFR2遺伝子と他の遺伝子との融合遺伝子を保持する胆道がん等から調製したcDNAのライブラリー又はゲノムDNAのライブラリーから、公知のハイブリダイゼーション技術を利用して単離することができる。また、前記胆道がん等から調製したmRNA、cDNA又はゲノムDNAを鋳型として公知の遺伝子増幅技術(PCR)を利用することにより増幅し、調製することもできる。
さらに、このようにして調製したポリヌクレオチドを適当な発現ベクターに挿入し、該ベクターを無細胞タンパク質合成系(例えば、網状赤血球抽出液、小麦胚芽抽出液)に導入してインキュベーションすることにより、また該ベクターを適当な細胞(例えば、大腸菌、酵母、昆虫細胞、動物細胞)に導入し、得られた形質転換体を培養することにより、FGFR2融合ポリペプチドを調製することができる。
なお、上記の通り、本発明の「FGFR2融合ポリペプチド」及び「FGFR2融合ポリヌクレオチド」は、広義には、天然型の配列を有するもの(自然界において変異が生じたものも含む)及び人工的に配列が改変されたものの双方を含む。しかしながら、特に、後述する検出の対象としての「FGFR2融合ポリペプチド」及び「FGFR2融合ポリヌクレオチド」を指す場合には、主として、天然型の配列を有するもの(自然界において変異が生じたものも含む)を意味することに留意されたい。
<FGFR2融合ポリペプチド又はFGFR2融合ポリヌクレオチドの存在又は非存在の検出方法>
本発明は、また、試料中におけるFGFR2融合ポリヌクレオチド又はFGFR2融合ポリペプチドの存在又は非存在を検出する方法を提供する。本発明の検出方法は、(a)試料中における該ポリヌクレオチド又は該ポリペプチドの存在又は非存在を特異的に検出するための薬剤と試料とを接触させる工程、及び(b)該ポリヌクレオチド又は該ポリペプチドの存在又は非存在を検出する工程、を含む。
本発明は、また、試料中におけるFGFR2融合ポリヌクレオチド又はFGFR2融合ポリペプチドの存在又は非存在を検出する方法を提供する。本発明の検出方法は、(a)試料中における該ポリヌクレオチド又は該ポリペプチドの存在又は非存在を特異的に検出するための薬剤と試料とを接触させる工程、及び(b)該ポリヌクレオチド又は該ポリペプチドの存在又は非存在を検出する工程、を含む。
本発明において「試料」とは、生体試料(例えば、細胞、組織、臓器、体液(血液、リンパ液等)、消化液、喀痰、肺胞・気管支洗浄液、尿、便)のみならず、これらの生体試料から得られる核酸抽出物(ゲノムDNA抽出物、mRNA抽出物、mRNA抽出物から調製されたcDNA調製物やcRNA調製物等)やタンパク質抽出物も含む。また、前記試料は、ホルマリン固定処理、アルコール固定処理、凍結処理又はパラフィン包埋処理が施してあるものでもよい。
さらに、ゲノムDNA、mRNA、cDNA又はタンパク質は、当業者であれば、前記試料の種類及び状態等を考慮し、それに適した公知の手法を選択して調製することが可能である。
本発明において「FGFR2融合ポリヌクレオチド又はFGFR2融合ポリペプチドの存在又は非存在の検出」は、前記融合ポリペプチドをコードするゲノムDNA、前記ゲノムDNAからの転写産物、前記転写産物からの翻訳産物を対象として行うことができる。
また、FGFR2−BICC1融合ポリペプチドをコードするゲノムDNAは、第10染色体内の逆位によって形成されるものであるから、「FGFR2−BICC1融合ポリヌクレオチドの存在又は非存在の検出」においては、この逆位という現象を検出してもよい(図1及び5参照のこと)。かかる逆位の検出においては、例えば、FGFR2遺伝子のエクソン19のコード領域及び該コード領域よりも5’側の上流領域と、FGFR2遺伝子のエクソン20のコード領域及び該コード領域よりも3’側の下流領域との分離を検出してもよく、また、BICC1遺伝子のエクソン2のコード領域及び該コード領域よりも5’側の上流領域と、BICC1遺伝子のエクソン3のコード領域及び該コード領域よりも3’側の下流領域との分離を検出してもよい。
一方、FGFR2−AHCYL1融合ポリペプチドをコードするゲノムDNAは、第1番染色体と第10番染色体の相互転座によって形成されるものであるから、「FGFR2−AHCYL1融合ポリヌクレオチドの存在又は非存在の検出」においては、この相互転座という現象を検出してもよい(図3及び6参照のこと)。かかる相互転座の検出においては、例えば、FGFR2遺伝子のエクソン19のコード領域及び該コード領域よりも5’側の上流領域と、FGFR2遺伝子のエクソン20のコード領域及び該コード領域よりも3’側の下流領域との分離を検出してもよく、また、AHCYL1遺伝子のエクソン1aのコード領域及び該コード領域よりも5’側の上流領域と、AHCYL1遺伝子のエクソン5のコード領域及び該コード領域よりも3’側の下流領域との分離を検出してもよい。
本発明における「FGFR2融合ポリヌクレオチドの存在又は非存在の検出」には、公知の手法を用いることができる。「前記融合ポリペプチドをコードするゲノムDNA」を対象とする場合においては、例えば、蛍光等を用いたin situハイブリダイゼーション(ISH)、ゲノムPCR法、ダイレクトシークエンシング、サザンブロッティング、ゲノムマイクロアレイ解析を用いることができる。また、「前記ゲノムDNAからの転写産物」を対象とする場合においては、例えば、RT−PCR法、ダイレクトシークエンシング、ノーザンブロッティング、ドットブロット法、cDNAマイクロアレイ解析を用いることができる。
in situハイブリダイゼーションにおいては、前記生体試料に、少なくとも15塩基の鎖長を有する下記(a)又は(b)に記載のポリヌクレオチドを接触させることにより、FGFR2融合ポリペプチドをコードするゲノムDNAを検出することができる。
(a)FGFR2タンパク質をコードするポリヌクレオチドにハイブリダイズするプローブ及び他のタンパク質をコードするポリヌクレオチドにハイブリダイズするプローブからなる群から選択される少なくとも一つのプローブであるポリヌクレオチド
(b)FGFR2タンパク質をコードするポリヌクレオチドと他のタンパク質をコードするポリヌクレオチドとの融合点にハイブリダイズするプローブであるポリヌクレオチド
FGFR2融合ポリペプチドをコードするゲノムDNAの検出において、本発明にかかるFGFR2タンパク質をコードするポリヌクレオチドは、ヒト由来のものであれば、典型的にはRefSeq ID:NG_012449で特定されるゲノムの配列のうち1〜120129番目のDNA配列からなる遺伝子(FGFR2遺伝子)である。
(a)FGFR2タンパク質をコードするポリヌクレオチドにハイブリダイズするプローブ及び他のタンパク質をコードするポリヌクレオチドにハイブリダイズするプローブからなる群から選択される少なくとも一つのプローブであるポリヌクレオチド
(b)FGFR2タンパク質をコードするポリヌクレオチドと他のタンパク質をコードするポリヌクレオチドとの融合点にハイブリダイズするプローブであるポリヌクレオチド
FGFR2融合ポリペプチドをコードするゲノムDNAの検出において、本発明にかかるFGFR2タンパク質をコードするポリヌクレオチドは、ヒト由来のものであれば、典型的にはRefSeq ID:NG_012449で特定されるゲノムの配列のうち1〜120129番目のDNA配列からなる遺伝子(FGFR2遺伝子)である。
また、本発明にかかるBICC1タンパク質をコードするポリヌクレオチドは、ヒト由来のものであれば、典型的にはRefSeq ID:NG_029759で特定されるゲノムの配列のうち1〜315942番目のDNA配列からなる遺伝子(BICC1遺伝子)である。
また、本発明にかかるAHCYL1タンパク質をコードするポリヌクレオチドは、ヒト由来のものであれば、典型的にはRefSeq ID:NG_029182で特定されるゲノムの配列のうち1〜38979番目のDNA配列からなる遺伝子(AHCYL1遺伝子)である。
しかしながら、遺伝子のDNA配列は、その変異等により、自然界において(すなわち、非人工的に)変異しうる。従って、このような天然の変異体も本発明の対象になりうる(以下、同様)。
本発明の(a)又は(b)に記載ポリヌクレオチドの長さは少なくとも15塩基であるが、少なくとも20塩基であることが好ましく、100〜1000塩基であることがより好ましい。
本発明の(a)に記載のポリヌクレオチドは、該ポリヌクレオチドの標的塩基配列である、FGFR2タンパク質をコードするポリヌクレオチド又は他のタンパク質をコードするポリヌクレオチドにハイブリダイズすることにより、前記生体試料におけるFGFR2融合ポリペプチドをコードするゲノムDNAの存在を検出できるものであればよいが、好ましくは、下記(a1)〜(a5)に記載のポリヌクレオチドである。
(a1) FGFR2遺伝子のエクソン19のコード領域及び該コード領域よりも5’側の上流領域にハイブリダイズするポリヌクレオチド(以下、「5’FGFR2プローブ」とも称する)と、BICC1遺伝子のエクソン3のコード領域及び該コード領域よりも3’側の下流領域にハイブリダイズするポリヌクレオチド(以下、「3’BICC1プローブ」とも称する)との組み合わせ
(a2) 5’FGFR2プローブと、AHCYL1遺伝子のエクソン5のコード領域及び該コード領域よりも3’側の下流領域にハイブリダイズするポリヌクレオチド(以下、「3’AHCYL1プローブ」とも称する)との組み合わせ
(a3) 5’FGFR2プローブと、FGFR2遺伝子のエクソン20のコード領域及び該コード領域よりも3’側の下流領域にハイブリダイズするポリヌクレオチド(以下、「3’FGFR2プローブ」とも称する)との組み合わせ
(a4) BICC1遺伝子のエクソン2のコード領域及び該コード領域よりも5’側の上流領域にハイブリダイズするポリヌクレオチド(以下、「5’BICC1プローブ」とも称する)と、3’BICC1プローブとの組み合わせ
(a5) AHCYL1遺伝子のエクソン1aのコード領域及び該コード領域よりも5’側の上流領域にハイブリダイズするポリヌクレオチド(以下、「5’AHCYL1プローブ」とも称する)と、3’AHCYL1プローブとの組み合わせ。
(a1) FGFR2遺伝子のエクソン19のコード領域及び該コード領域よりも5’側の上流領域にハイブリダイズするポリヌクレオチド(以下、「5’FGFR2プローブ」とも称する)と、BICC1遺伝子のエクソン3のコード領域及び該コード領域よりも3’側の下流領域にハイブリダイズするポリヌクレオチド(以下、「3’BICC1プローブ」とも称する)との組み合わせ
(a2) 5’FGFR2プローブと、AHCYL1遺伝子のエクソン5のコード領域及び該コード領域よりも3’側の下流領域にハイブリダイズするポリヌクレオチド(以下、「3’AHCYL1プローブ」とも称する)との組み合わせ
(a3) 5’FGFR2プローブと、FGFR2遺伝子のエクソン20のコード領域及び該コード領域よりも3’側の下流領域にハイブリダイズするポリヌクレオチド(以下、「3’FGFR2プローブ」とも称する)との組み合わせ
(a4) BICC1遺伝子のエクソン2のコード領域及び該コード領域よりも5’側の上流領域にハイブリダイズするポリヌクレオチド(以下、「5’BICC1プローブ」とも称する)と、3’BICC1プローブとの組み合わせ
(a5) AHCYL1遺伝子のエクソン1aのコード領域及び該コード領域よりも5’側の上流領域にハイブリダイズするポリヌクレオチド(以下、「5’AHCYL1プローブ」とも称する)と、3’AHCYL1プローブとの組み合わせ。
本発明において、in situハイブリダイゼーションに用いられる前記(a1)又は(a2)に記載のポリヌクレオチドがハイブリダイズする領域(標的塩基配列)としては、標的塩基配列に対する特異性及び検出の感度の観点から、FGFR2タンパク質をコードするポリヌクレオチドと他のタンパク質をコードするポリヌクレオチドとの融合点から1000000塩基以内の領域であることが好ましく、また、in situハイブリダイゼーションに用いられる前記(a3)〜(a5)に記載のポリヌクレオチドがハイブリダイズする領域としては、同観点から、FGFR2タンパク質をコードするポリヌクレオチド、BICC1タンパク質をコードするポリヌクレオチド又はAHCYL1タンパク質をコードするポリヌクレオチドにおける切断点から1000000塩基以内の領域であることが好ましい。
また、本発明において、in situハイブリダイゼーションに用いられる前記(b)に記載のポリヌクレオチドは、該ポリヌクレオチドの標的塩基配列である、FGFR2タンパク質をコードするポリヌクレオチドと他のタンパク質をコードするポリヌクレオチドとの融合点にハイブリダイズすることにより、前記生体試料におけるFGFR2融合ポリペプチドをコードするゲノムDNAの存在を検出できるものであればよいが、典型例としては、配列番号:7又は9に記載の塩基配列からなるポリヌクレオチドをコードするゲノムDNAにハイブリダイズするポリヌクレオチド、例えば、FGFR2タンパク質をコードするポリヌクレオチドと他のタンパク質をコードするポリヌクレオチドとの融合点にハイブリダイズするポリヌクレオチドである。
また、本発明において、in situハイブリダイゼーションに用いられる(a)又は(b)に記載のポリヌクレオチドは、標的塩基配列に対する特異性及び検出の感度をより向上させるという観点から、前記標的塩基配列全体をカバーすることのできる、複数種のポリヌクレオチドからなる集団であることが好ましい。かかる場合、該集団を構成するポリヌクレオチドの長さは少なくとも15塩基であるが、少なくとも20塩基であることが好ましく、100〜1000塩基であることがより好ましい。
in situハイブリダイゼーションに用いられる前記(a)又は(b)に記載のポリヌクレオチドは、検出のため、蛍光色素等によって標識されていることが好ましい。かかる蛍光色素としては、例えば、DEAC、FITC、R6G、TexRed、Cy5が挙げられるが、これらに制限されない。また、蛍光色素以外にDAB等の色素(chromogen)や酵素的金属沈着に基づく銀等によって、前記ポリヌクレオチドを標識してもよい。
in situハイブリダイゼーションにおいて、FGFR2タンパク質をコードするポリヌクレオチドに対するプローブと他のタンパク質をコードするポリヌクレオチドに対するプローブは互いに異なる色素にて標識されていることが好ましい。異なる色素にて標識した上記(a1)又は(a2)のプローブの組み合わせを用いてin situハイブリダイゼーションを行い、各プローブの標識が発するシグナルの重なりが観察された場合、FGFR2融合ポリペプチドをコードするゲノムDNAを検出できたと判定することができる。一方、異なる色素にて標識した上記(a3)〜(a5)のいずれかのプローブの組み合わせを用いてin situハイブリダイゼーションを行い、各プローブの標識が発するシグナルの分離が観察された場合、FGFR2融合ポリペプチドをコードするゲノムDNAを検出できたと判定することができる。
なお、ポリヌクレオチドの標識は、公知の手法により行うことができる。例えば、ニックトランスレーション法やランダムプライム法により、蛍光色素等によって標識された基質塩基をポリヌクレオチドに取り込ませ、該ポリヌクレオチドを標識することができる。
in situハイブリダイゼーションにおいて、前記(a)又は(b)に記載のポリヌクレオチドと前記生体試料とを接触させる際の条件は、当該ポリヌクレオチドの長さ等の諸要因により変動し得るが、高ストリンジェンシーな条件として、例えば、0.2xSSC、65℃という条件が挙げられ、低ストリンジェンシーな条件として、例えば、2.0xSSC、50℃という条件が挙げられる。なお、当業者であれば、塩濃度(SSCの希釈率等)と温度の他、例えば、界面活性剤(NP−40等)の濃度、ホルムアミドの濃度、pH等の諸条件を適宜選択することで、前記条件と同様のストリンジェントな条件を実現することができる。
前記(a)又は(b)に記載のポリヌクレオチドを用いて、FGFR2融合ポリペプチドをコードするゲノムDNAを検出する方法としては、前記in situハイブリダイゼーション以外に、サザンブロッティング、ノーザンブロッティング及びドットブロッティングが挙げられる。これら方法においては、前記生体試料から得られる核酸抽出物を転写したメンブレンに、前記(a)又は(b)に記載のポリヌクレオチドをハイブリダイズさせることにより、前記融合遺伝子を検出する。前記(a)のポリヌクレオチドを用いた場合、FGFR2タンパク質をコードするポリヌクレオチドにハイブリダイズするポリヌクレオチドと他のタンパク質をコードするポリヌクレオチドにハイブリダイズするポリヌクレオチドとが、メンブレンにおいて展開された同一のバンドを認識した場合に、FGFR2融合ポリペプチドをコードするゲノムDNAを検出することができたと判定することができる。
前記(b)のポリヌクレオチドを用いてFGFR2融合ポリペプチドをコードするゲノムDNAを検出する方法としては、さらに、ゲノムマイクロアレイ解析やDNAマイクロアレイ解析が挙げられる。これら方法においては、前記(b)のポリヌクレオチドを基板に固定したアレイを作製し、当該アレイ上のポリヌクレオチドに前記生体試料を接触させることにより、当該ゲノムDNAを検出する。
PCRやシークエンシングにおいては、前記生体試料から調製したDNA(ゲノムDNA、cDNA)やRNAを鋳型としてFGFR2融合ポリヌクレオチドの一部又は全部を特異的に増幅するために、下記(c)のポリヌクレオチドを用いることができる。
(c)FGFR2タンパク質をコードするポリヌクレオチドと他のタンパク質をコードするポリヌクレオチドとの融合点を挟み込むように設計された一対のプライマーであるポリヌクレオチド。
(c)FGFR2タンパク質をコードするポリヌクレオチドと他のタンパク質をコードするポリヌクレオチドとの融合点を挟み込むように設計された一対のプライマーであるポリヌクレオチド。
「一対のプライマーであるポリヌクレオチド」は、標的となる前記融合ポリヌクレオチド等において、片方のプライマーがFGFR2遺伝子領域にハイブリダイズし、他方のプライマーが他の遺伝子領域にハイブリダイズするプライマーセットである。これらポリヌクレオチドの長さは、通常15〜100塩基であり、好ましくは17〜30塩基である。
また、本発明の(c)に記載のポリヌクレオチドは、PCR法による検出の精度や感度の観点から、FGFR2タンパク質をコードするポリヌクレオチドと他のタンパク質をコードするポリヌクレオチドとの融合点から5000塩基内の前記融合ポリヌクレオチドの塩基配列と相補的な配列であることが好ましい。
「一対のプライマーであるポリヌクレオチド」は、標的となるFGFR2融合ポリヌクレオチド等の塩基配列に基づき、公知の手法により適宜設計することができる。公知の手法としては、例えば、Primer Express ソフトウェア(登録商標、ABI社製)を利用する方法が挙げられる。
「一対のプライマーであるポリヌクレオチド」の好適な例としては、好ましくは、下記(c1)及び(c2)に記載のポリヌクレオチドである。
(c1) FGFR2遺伝子のエクソン19のコード領域及び該コード領域よりも5’側の上流領域にハイブリダイズするポリヌクレオチド(以下、「5’FGFR2プライマー」とも称する)と、BICC1遺伝子のエクソン3のコード領域及び該コード領域よりも3’側の下流領域にハイブリダイズするポリヌクレオチド(以下、「3’BICC1プライマー」とも称する)との組み合わせ
(c2) 5’FGFR2プライマーと、AHCYL1遺伝子のエクソン5のコード領域及び該コード領域よりも3’側の下流領域にハイブリダイズするポリヌクレオチド(以下、「3’AHCYL1プライマー」とも称する)との組み合わせ。
(c1) FGFR2遺伝子のエクソン19のコード領域及び該コード領域よりも5’側の上流領域にハイブリダイズするポリヌクレオチド(以下、「5’FGFR2プライマー」とも称する)と、BICC1遺伝子のエクソン3のコード領域及び該コード領域よりも3’側の下流領域にハイブリダイズするポリヌクレオチド(以下、「3’BICC1プライマー」とも称する)との組み合わせ
(c2) 5’FGFR2プライマーと、AHCYL1遺伝子のエクソン5のコード領域及び該コード領域よりも3’側の下流領域にハイブリダイズするポリヌクレオチド(以下、「3’AHCYL1プライマー」とも称する)との組み合わせ。
例えば、FGFR2−BICC1融合ポリヌクレオチドの検出においては、FGFR2遺伝子のキナーゼ領域内のエクソン16又はエクソン18、BICC1遺伝子のエクソン7/8又はエクソン21に対してプライマーを設計することで、FGFR2キナーゼ領域を含む全てのバリアント、すなわち、膜外構造(IgIの有無等)において互いに異なる構造を有しているFGFR2遺伝子アイソフォーム1〜9と、BICC1遺伝子との融合遺伝子が検出できる(図2参照)。また、FGFR2−AHCYL1融合ポリヌクレオチドの検出においては、FGFR2遺伝子のキナーゼ領域内のエクソン16又はエクソン18、AHCYL1遺伝子のエクソン9又はエクソン20に対してプライマーを設計することで、FGFR2キナーゼ領域を含む全てのバリアント、すなわち、膜外構造において互いに異なる構造を有しているFGFR2遺伝子アイソフォーム1〜9と、N末端部分の長さが異なるAHCYL1遺伝子アイソフォームa及びbとの融合遺伝子が検出できる(図4参照)。
本発明において、FGFR2融合ポリヌクレオチドの翻訳産物を検出する方法としては、例えば、免疫染色法、ウェスタンブロッティング法、ELISA法、フローサイトメトリー法、免疫沈降法、抗体アレイ解析が挙げられる。これら方法においては、FGFR2融合ポリペプチドに結合する抗体が用いられる。かかる抗体としては、例えば、FGFR2タンパク質と他のタンパク質との融合点を含むポリペプチドに特異的な抗体(以下、「融合点特異的抗体」とも称する)、FGFR2タンパク質の前記融合点よりN末端側の領域からなるポリペプチドに結合する抗体(以下、「FGFR2−N末抗体」とも称する)、他のタンパク質の前記融合点よりC末端側の領域からなるポリペプチドに結合する抗体(以下、「他のタンパク質−C末抗体」とも称する)が挙げられる。ここで、「融合点特異的抗体」とは、前記融合点を含むポリペプチドに特異的に結合するが、野生型(正常型)のFGFR2タンパク質及び野生型(正常型)の他のタンパク質のいずれにも結合しない抗体を意味する。
FGFR2融合ポリペプチドは、前記融合点特異的抗体により、また、前記FGFR2−N末抗体と前記他のタンパク質−C末抗体との組み合わせにより検出することができる。
「FGFR2融合ポリペプチドに結合する抗体」は、当業者であれば適宜公知の手法を選択して調製することができる。かかる公知の手法としては、前記他のタンパク質のC末端部分からなるポリペプチド、FGFR2融合ポリペプチド、前記FGFR2タンパク質のN末端部分からなるポリペプチド等を免疫動物に接種し、該動物の免疫系を活性化させた後、該動物の血清(ポリクローナル抗体)を回収する方法や、ハイブリドーマ法、組換えDNA法、ファージディスプレイ法等のモノクローナル抗体の作製方法が挙げられる。標識物質を結合させた抗体を用いれば、当該標識を検出することにより、標的蛋白質を直接検出することが可能である。標識物質としては、抗体に結合することができ、検出可能なものであれば特に制限されることはなく、例えば、ペルオキシダーゼ、β−D−ガラクトシダーゼ、マイクロペルオキシダーゼ、ホースラディッシュペルオキシダーゼ(HRP)、フルオレセインイソチオシアネート(FITC)、ローダミンイソチオシアネート(RITC)、アルカリホスファターゼ、ビオチン及び放射性物質が挙げられる。さらに、標識物質を結合させた抗体を用いて標的蛋白質を直接検出する方法以外に、標識物質を結合させた二次抗体、プロテインG又はプロテインA等を用いて標的蛋白質を間接的に検出する方法を利用することもできる。
<FGFR2阻害剤によるがん治療の有効性を判定する方法>
後述の実施例において示す通り、FGFR2遺伝子と他の遺伝子との融合は、FGFR2タンパク質の活性化をもたらし、がんの悪性化等に寄与してと考えられる。そのため、このような融合が検出されるがん患者においては、FGFR2阻害剤による治療が有効である蓋然性が高い。
後述の実施例において示す通り、FGFR2遺伝子と他の遺伝子との融合は、FGFR2タンパク質の活性化をもたらし、がんの悪性化等に寄与してと考えられる。そのため、このような融合が検出されるがん患者においては、FGFR2阻害剤による治療が有効である蓋然性が高い。
従って、本発明は、FGFR2阻害剤によるがん治療の有効性を判定する方法であって、患者から単離した試料におけるFGFR2融合ポリヌクレオチド又はFGFR2融合ポリペプチドの存在又は非存在を検出する工程を含み、前記ポリヌクレオチド又は前記ポリペプチドの存在が検出されれば、前記患者における前記FGFR2阻害剤によるがん治療の有効性が高いと判定される方法を提供する。
本発明において「患者」とは、がんに罹患しているヒトのみならず、がんに罹患していると疑いのあるヒトであってもよい。本発明の方法を適用する対象となる「がん」としては、FGFR2融合遺伝子の発現が認められるがんであれば特に制限はない。好ましくは胆道がんである。患者からの生体試料の採取は、生体試料の種類に応じて公知の手法により行うことができる。
本発明においてがん治療の有効性を評価する対象となる「FGFR2阻害剤」としては、FGFR2タンパク質の機能を直接的に又は間接的に抑制できる物質であれば特に制限はない。本発明に適用し得る公知のFGFR2阻害剤としては、3−[2,4−ジメチル−5−[[(Z)−2,3−ジヒドロ−2−オキソ−1H−インドール−3−イリデン]メチル]−1H−ピロール−3−イル]プロパン酸(例えば、SU6668(一般名称;オランチニブ(orantinib)))、N−{5−[2−(3,5−ジメトキシフェニル)エチル]−1H−ピラゾール−3−イル}−4−[(3R,5S)−3,5−ジメチルピぺラジン−1−イル]ベンズアミド(例えば、AZD4547)、1−[(2R,4S,5S)−4−アジド−5−(ヒドロキシメチル)オキソラン−2−イル]−5−メチルピリミジン−2,4−ジオン(例えば、DS4152(一般名称;テコガランナトリウム(tecogalan sodium))、FGFR2−IIIb特異的抗体(例えば、AV369b)、3−(2,6−ジクロロ−3,5−ジメトキシフェニル)−1−[6−[[4−(4−エチルピぺラジン−1−イル)フェニル]アミノ]ピリミジン−4−イル]−1−メチルウレア(例えば、BGJ398)、(S)−(R)−1−((4−((4−フルオロ−2−メチル−1H−インドール−5−イル)オキシ)−5−メチルピロロ[2,1−f][1,2,4]トリアジン−6−イル)オキシ)プロパン−2−イル 2−アミノプロピオン酸(例えば、BMS−582664(一般名称;ブリバニブアラニナート(brivanib alaninate))、N−[2−[[4−(ジエチルアミノ)ブチル]アミノ]−6−(3,5−ジメトキシフェニル)ピリド[2,3−d]ピリミジン−7−イル]−N’−(1,1−ジメチルエチル)−ウレア(例えば、PD173074)が挙げられる。
「試料」の定義、試料からのDNAやRNA等の抽出方法、FGFR2融合ポリヌクレオチド及びFGFR2融合ポリペプチドの存在又は非存在の検出の手法等は、上記の通りである。
本発明の方法により、患者から単離した試料において、FGFR2融合ポリヌクレオチド又はFGFR2融合ポリペプチドの存在が検出された場合、当該患者は、FGFR2阻害剤によるがん治療の有効性が高いと判定され、一方、当該ポリヌクレオチド又は当該ポリペプチドの存在が検出されなかった場合は、当該患者は、FGFR2阻害剤によるがん治療の有効性が低いと判定される。
<FGFR2融合ポリヌクレオチド又はFGFR2融合ポリペプチドの存在又は非存在を検出するための薬剤、並びにFGFR2阻害剤によるがん治療の有効性を判定するための薬剤>
上記の通り、少なくとも15塩基の鎖長を有する、下記(a)〜(c)に記載のいずれかであるポリヌクレオチドは、FGFR2融合ポリヌクレオチドの存在又は非存在の検出に好適に用いることができる。従って、また、FGFR2阻害剤によるがん治療の有効性の判定にも好適に用いることができる。
(a)FGFR2タンパク質をコードするポリヌクレオチドにハイブリダイズするプローブ及び他のタンパク質をコードするポリヌクレオチドにハイブリダイズするプローブからなる群から選択される少なくとも一つのプローブであるポリヌクレオチド
(b)FGFR2タンパク質をコードするポリヌクレオチドと他のタンパク質をコードするポリヌクレオチドとの融合点にハイブリダイズするプローブであるポリヌクレオチド
(c)FGFR2タンパク質をコードするポリヌクレオチドと他のタンパク質をコードするポリヌクレオチドとの融合点を挟み込むように設計された一対のプライマーであるポリヌクレオチド
これらポリヌクレオチドは、標的遺伝子の特定の塩基配列に相補的な塩基配列を有する。ここで「相補的」とは、ハイブリダイズする限り、完全に相補的でなくともよい。これらポリヌクレオチドは、該特定の塩基配列に対して、通常、80%以上、好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上、特に好ましくは100%の相同性を有する。
上記の通り、少なくとも15塩基の鎖長を有する、下記(a)〜(c)に記載のいずれかであるポリヌクレオチドは、FGFR2融合ポリヌクレオチドの存在又は非存在の検出に好適に用いることができる。従って、また、FGFR2阻害剤によるがん治療の有効性の判定にも好適に用いることができる。
(a)FGFR2タンパク質をコードするポリヌクレオチドにハイブリダイズするプローブ及び他のタンパク質をコードするポリヌクレオチドにハイブリダイズするプローブからなる群から選択される少なくとも一つのプローブであるポリヌクレオチド
(b)FGFR2タンパク質をコードするポリヌクレオチドと他のタンパク質をコードするポリヌクレオチドとの融合点にハイブリダイズするプローブであるポリヌクレオチド
(c)FGFR2タンパク質をコードするポリヌクレオチドと他のタンパク質をコードするポリヌクレオチドとの融合点を挟み込むように設計された一対のプライマーであるポリヌクレオチド
これらポリヌクレオチドは、標的遺伝子の特定の塩基配列に相補的な塩基配列を有する。ここで「相補的」とは、ハイブリダイズする限り、完全に相補的でなくともよい。これらポリヌクレオチドは、該特定の塩基配列に対して、通常、80%以上、好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上、特に好ましくは100%の相同性を有する。
なお、(a)〜(c)のポリヌクレオチドは、DNAであってもRNAであってもよく、またその一部又は全部において、PNA(polyamide nucleic acid、ペプチド核酸)、LNA(登録商標、locked nucleic acid、Bridged Nucleic Acid、架橋化核酸)、ENA(登録商標、2’−O,4’−C−Ethylene−bridged nucleic acids)、GNA(Glycerol nucleic acid、グリセロール核酸)、TNA(Threose nucleic acid、トレオ―ス核酸)等の人工核酸によって、ヌクレオチドが置換されているものであってもよい。
また、上記の通り、FGFR2融合ポリペプチドに結合する抗体は、FGFR2融合ポリヌクレオチドの翻訳産物(FGFR2融合ポリペプチド)の検出に好適に用いることができる。
本発明の薬剤においては、有効成分としての前記物質(ポリヌクレオチド、抗体)に加え、薬理学上許容される他の成分を含むことができる。このような他の成分としては、例えば、緩衝剤、乳化剤、懸濁剤、安定剤、防腐剤、生理食塩等が挙げられる。緩衝剤としてはリン酸塩、クエン酸塩、酢酸塩等を用いることができる。乳化剤としてはアラビアゴム、アルギン酸ナトリウム、トラガント等を用いることができる。懸濁剤としてはモノステアリン酸グリセリン、モノステアリン酸アルミニウム、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ラウリル硫酸ナトリウム等を用いることができる。安定剤としてはプロピレングリコール、ジエチリン亜硫酸塩、アスコルビン酸等を用いることができる。防腐剤としてはアジ化ナトリウム、塩化ベンザルコニウム、パラオキシ安息香酸、クロロブタノール等を用いることができる。
また、ポリヌクレオチドや抗体を含む標品に加えて、ポリヌクレオチドや抗体に付加した標識の検出に必要な基質、陽性対照(例えば、FGFR2融合ポリヌクレオチド、FGFR2融合ポリペプチド、又はこれらを保持する細胞等)や陰性対照、in situハイブリダイゼーション等において用いられる対比染色用試薬(DAPI等)、抗体の検出に必要な分子(例えば、二次抗体、プロテインG、プロテインA)、試料の希釈や洗浄に用いる緩衝液等の標品を組み合わせ、本発明の方法に用いるためのキットとすることもできる。当該キットには、当該キットの使用説明書を含めることができる。本発明は、上記本発明の方法に用いるためのキットをも提供するものである。
<がんを治療する方法、がんの治療剤>
上記の通り、本発明の方法によりFGFR2融合ポリヌクレオチド又はFGFR2融合ポリペプチドの存在を検出された患者は、FGFR2阻害剤によるがん治療の有効性が高いと考えられる。このため、がん患者のうち、FGFR2融合遺伝子を保持する患者に選択的に、FGFR2阻害剤を投与することにより、効率的にがんの治療を行うことが可能である。従って、本発明は、がんを治療する方法であって、上記本発明の方法によりFGFR2阻害剤によるがん治療の有効性が高いと判定された患者に、前記FGFR2阻害剤を投与する工程を含む方法を提供するものである。
上記の通り、本発明の方法によりFGFR2融合ポリヌクレオチド又はFGFR2融合ポリペプチドの存在を検出された患者は、FGFR2阻害剤によるがん治療の有効性が高いと考えられる。このため、がん患者のうち、FGFR2融合遺伝子を保持する患者に選択的に、FGFR2阻害剤を投与することにより、効率的にがんの治療を行うことが可能である。従って、本発明は、がんを治療する方法であって、上記本発明の方法によりFGFR2阻害剤によるがん治療の有効性が高いと判定された患者に、前記FGFR2阻害剤を投与する工程を含む方法を提供するものである。
また、本発明は、FGFR2阻害剤を有効成分とするがんの治療剤であって、上記本発明の方法によりFGFR2阻害剤によるがん治療の有効性が高いと判定された患者に投与される治療剤を提供するものである。
「FGFR2阻害剤」としては、上記の通り、FGFR2タンパク質の機能を直接的に又は間接的に抑制できる物質であれば特に制限はない。本発明に適用し得る公知のFGFR2阻害剤の例としては、前述の通りである。
患者へのFGFR2阻害剤の投与方法は、当該阻害剤の種類やがんの種類等に応じて適宜選択されるが、例えば、経口、静脈内、腹腔内、経皮、筋肉内、気管内(エアゾール)、直腸内、膣内等の投与形態を採用することができる。
以下、実施例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
<実験材料>
KRAS/BRAF変異陰性の胆道がん手術切除凍結標本(腫瘍組織)8症例を研究対象とした。また、陰性対照として、正常組織(胆管上皮を含む肝臓組織)も、該腫瘍組織同様に以下の方法にて処理して解析した。
<実験材料>
KRAS/BRAF変異陰性の胆道がん手術切除凍結標本(腫瘍組織)8症例を研究対象とした。また、陰性対照として、正常組織(胆管上皮を含む肝臓組織)も、該腫瘍組織同様に以下の方法にて処理して解析した。
<RNA抽出>
液体窒素内にて凍結保存されていた腫瘍組織を、クライオプレップ(製品名:CP02、コバリス社製)にて粉砕した。次いで、粉砕された腫瘍組織から、トータルRNA精製用キット(製品名:RNAeasy、キアゲン社製)を用いて、トータルRNAを抽出した。
液体窒素内にて凍結保存されていた腫瘍組織を、クライオプレップ(製品名:CP02、コバリス社製)にて粉砕した。次いで、粉砕された腫瘍組織から、トータルRNA精製用キット(製品名:RNAeasy、キアゲン社製)を用いて、トータルRNAを抽出した。
<RNAシークエンス>
前記にて調製したトータルRNA2μgを用いて、mRNAseqサンプル調製キット(イルミナ社製)により、ライブラリーの合成を行なった。すなわち、先ず2μgのトータルRNAを94℃にて5分間処理し、断片化した後、cDNA合成を行なった。次いで、得られたcDNAの両端にシークエンス用のアダプターを結合し、その後アガロースゲルに泳動、精製した。そして、精製したcDNAを鋳型としてPCRを行い、300塩基長のライブラリーを作製した。作製したcDNAライブラリーを高速シークエンサー(GA2X、イルミナ社製)を用いて、その両端50bpをシークエンス解読した。
前記にて調製したトータルRNA2μgを用いて、mRNAseqサンプル調製キット(イルミナ社製)により、ライブラリーの合成を行なった。すなわち、先ず2μgのトータルRNAを94℃にて5分間処理し、断片化した後、cDNA合成を行なった。次いで、得られたcDNAの両端にシークエンス用のアダプターを結合し、その後アガロースゲルに泳動、精製した。そして、精製したcDNAを鋳型としてPCRを行い、300塩基長のライブラリーを作製した。作製したcDNAライブラリーを高速シークエンサー(GA2X、イルミナ社製)を用いて、その両端50bpをシークエンス解読した。
<シークエンス情報の解析>
得られた配列情報からPCRによる重複クローンを除外した後、Bowtieソフトを用いて既知のデータベース(Refseq及びEnsemble)にマッピングし、両端の配列が、異なる遺伝子由来の配列であるものを抽出した(Kohno T.ら、Nature Med、2012年、18巻、375〜377ページ 参照)。
得られた配列情報からPCRによる重複クローンを除外した後、Bowtieソフトを用いて既知のデータベース(Refseq及びEnsemble)にマッピングし、両端の配列が、異なる遺伝子由来の配列であるものを抽出した(Kohno T.ら、Nature Med、2012年、18巻、375〜377ページ 参照)。
<RT−PCR及びサンガー法による確認>
RNAシークエンスに用いた同じトータルRNAから、新たに逆転写酵素(スーパースクリプトIIIファースト(1st)−ストランド合成システム、インビトロゲン社製)を用いて、cDNAを合成した。得られた配列を元にPCRプライマーを合成し、ExTaq HS(Takara社製)を用いてPCRを行い、その後、電気泳動にてPCR産物を確認した。さらに、PCR産物をアガロースゲルから抽出し、同プライマー、ビッグダイターミネーターv3.1サイクルシークエンシングキット(アプライドバイオシステム社製)及びABI 3730シークエンサーを用いて、サンガー法によりシークエンシング解析を行った。そして、得られた結果から、融合遺伝子の融合点と読み枠とを確認した。逆転写反応及びPCR反応の条件は以下の通りである。
RNAシークエンスに用いた同じトータルRNAから、新たに逆転写酵素(スーパースクリプトIIIファースト(1st)−ストランド合成システム、インビトロゲン社製)を用いて、cDNAを合成した。得られた配列を元にPCRプライマーを合成し、ExTaq HS(Takara社製)を用いてPCRを行い、その後、電気泳動にてPCR産物を確認した。さらに、PCR産物をアガロースゲルから抽出し、同プライマー、ビッグダイターミネーターv3.1サイクルシークエンシングキット(アプライドバイオシステム社製)及びABI 3730シークエンサーを用いて、サンガー法によりシークエンシング解析を行った。そして、得られた結果から、融合遺伝子の融合点と読み枠とを確認した。逆転写反応及びPCR反応の条件は以下の通りである。
<逆転写反応>
先ず、前記トータルRNA5μg(8μL)に、ランダムヘキサマーズプライマー(50ng/μL)1μLと、10mM dNTPミックス1μLとを混ぜ、65℃にて5分間反応し、氷上にて急冷した。次いで、10×RTバッファー2μLと、25mM MgCl24μLと、0.1M DTT2μLと,RNaseOUT(40U/μL)1μLと、スーパースクリプトIIIRT(200U/μL)1μLとを順番に添加した。そして、25℃にて10分間、50℃にて50分間、85℃にて5分間、4℃にて5分間という条件にて、逆転写反応を行った。次いで、得られた逆転写産物に、RNaseH 1μLを添加し、37℃にて20分間かけ、トータルRNAを消化した後、使用するまで、−20℃にて保存した。
先ず、前記トータルRNA5μg(8μL)に、ランダムヘキサマーズプライマー(50ng/μL)1μLと、10mM dNTPミックス1μLとを混ぜ、65℃にて5分間反応し、氷上にて急冷した。次いで、10×RTバッファー2μLと、25mM MgCl24μLと、0.1M DTT2μLと,RNaseOUT(40U/μL)1μLと、スーパースクリプトIIIRT(200U/μL)1μLとを順番に添加した。そして、25℃にて10分間、50℃にて50分間、85℃にて5分間、4℃にて5分間という条件にて、逆転写反応を行った。次いで、得られた逆転写産物に、RNaseH 1μLを添加し、37℃にて20分間かけ、トータルRNAを消化した後、使用するまで、−20℃にて保存した。
<PCR反応>
前記にて調製した1stストランドcDNA2μLと、10×ExTaqバッファー1μLと、2.5mM dNTPs1.2μLと、H2O4.7μLと、ExTaq HS 0.1μLと、2μM CF/CRミックスプライマー 1μLとを混合し、先ず、95℃にて3分間、次いで、94℃にて30秒間、58℃にて30秒間及び72℃にて30秒間とういう反応サイクルを35サイクル繰り返した後、72℃にて5分間反応した。
前記にて調製した1stストランドcDNA2μLと、10×ExTaqバッファー1μLと、2.5mM dNTPs1.2μLと、H2O4.7μLと、ExTaq HS 0.1μLと、2μM CF/CRミックスプライマー 1μLとを混合し、先ず、95℃にて3分間、次いで、94℃にて30秒間、58℃にて30秒間及び72℃にて30秒間とういう反応サイクルを35サイクル繰り返した後、72℃にて5分間反応した。
(実施例1)
[RNAシークエンスによる新規キナーゼ融合遺伝子の同定]
8症例のKRAS/BRAF陰性胆道がん臨床検体から、PCRによる重複クローンを除外した上で、各々5.2x107以上のペア塩基配列が得られた。それらを既存の遺伝子データベースに参照した結果、図2及び4に示す通り、FGFR2遺伝子とBICC1遺伝子との融合遺伝子(以下、「FGFR2−BICC1融合遺伝子」とも称する)、FGFR2遺伝子とAHCYL1遺伝子との融合遺伝子(以下、「FGFR2−AHCYL1融合遺伝子」とも称する)という、2種類の融合遺伝子候補を各々1例ずつ検出した。
[RNAシークエンスによる新規キナーゼ融合遺伝子の同定]
8症例のKRAS/BRAF陰性胆道がん臨床検体から、PCRによる重複クローンを除外した上で、各々5.2x107以上のペア塩基配列が得られた。それらを既存の遺伝子データベースに参照した結果、図2及び4に示す通り、FGFR2遺伝子とBICC1遺伝子との融合遺伝子(以下、「FGFR2−BICC1融合遺伝子」とも称する)、FGFR2遺伝子とAHCYL1遺伝子との融合遺伝子(以下、「FGFR2−AHCYL1融合遺伝子」とも称する)という、2種類の融合遺伝子候補を各々1例ずつ検出した。
[RT−PCR及びサンガーシークエンスによる確認]
次に、同一検体を用いてRT−PCRとサンガーシークエンスによる融合遺伝子の検証を行なった。その結果、RT−PCRにて、前記2種のいずれの融合遺伝子について、症例特異的な増幅、すなわち、胆道がんのみにおいて、これら融合遺伝子が発現しており、正常組織(胆管上皮を含む肝臓組織)においては、これら融合遺伝子が発現していないことが明らかになった。
次に、同一検体を用いてRT−PCRとサンガーシークエンスによる融合遺伝子の検証を行なった。その結果、RT−PCRにて、前記2種のいずれの融合遺伝子について、症例特異的な増幅、すなわち、胆道がんのみにおいて、これら融合遺伝子が発現しており、正常組織(胆管上皮を含む肝臓組織)においては、これら融合遺伝子が発現していないことが明らかになった。
さらに、得られたPCR産物をシークエンス解析することによって、いずれの融合遺伝子においても、これらの読み枠にずれが生じることなく、2つの遺伝子が融合していることが明らかになった。
すなわち、FGFR2遺伝子とBICC1遺伝子との融合遺伝子においては、図2及び配列番号:7に示す通り、FGFR2遺伝子(アイソフォーム1)のエクソン19(配列番号:1又は7の2843〜2948位に記載の塩基配列からなるポリヌクレオチド)と、BICC1遺伝子のエクソン3(配列番号:3の238〜307位に記載の塩基配列からなるポリヌクレオチド)とが直接結合することにより、これら遺伝子の読み枠にずれが生じることなく融合していることが明らかになった。
また、FGFR2遺伝子とAHCYL1遺伝子との融合遺伝子においては、図4及び配列番号:9に示す通り、FGFR2遺伝子(アイソフォーム1)のエクソン19(配列番号:1又は7の2843〜2948位に記載の塩基配列からなるポリヌクレオチド)と、AHCYL1遺伝子(アイソフォームa)のエクソン5(配列番号:5の410〜521位に記載の塩基配列からなるポリヌクレオチド)とが直接結合することにより、これら遺伝子の読み枠にずれが生じることなく融合していることが明らかになった。
従って、以上の結果から、胆道がん等のがん細胞特異的に、10番染色体内の逆位が生じることにより、FGFR2遺伝子とBICC1遺伝子とのとの融合が生じ、また、1番染色体と10番染色体との相互転座が生じることにより、FGFR2遺伝子とAHCYL1遺伝子との融合が生じていることが明らかになった。
(実施例2)
[FGFR2融合遺伝子の出現頻度についての解析]
前記にて明らかになったがん細胞特異的融合遺伝子、FGFR2−AHCYL1融合遺伝子及びFGFR2−BICC1融合遺伝子について、各々の出現頻度を解析した。すなわち、胆道がん患者由来のがん組織102例について、上記RT−PCRにより、各融合遺伝子の出現頻度を解析した。
[FGFR2融合遺伝子の出現頻度についての解析]
前記にて明らかになったがん細胞特異的融合遺伝子、FGFR2−AHCYL1融合遺伝子及びFGFR2−BICC1融合遺伝子について、各々の出現頻度を解析した。すなわち、胆道がん患者由来のがん組織102例について、上記RT−PCRにより、各融合遺伝子の出現頻度を解析した。
その結果、胆道がん102例中、FGFR2遺伝子とAHCYL1遺伝子との融合例は7例(出現頻度:約6.9%)、FGFR2遺伝子とBICC1遺伝子との融合例は2例(出現頻度:約2.0%)認められた。
(実施例3)
[FGFR2融合ポリペプチドの機能、並びに該ポリペプチドを発現しているがん細胞に対するFGFRキナーゼ阻害剤の有効性についての解析]
前述の遺伝子融合は、FGFR2タンパク質の活性化をもたらすものと考えられ、さらには該活性化によりその下流のシグナルも活性化され、細胞ががん化することが考えられる。したがって、このような活性化が生じている患者に対し、FGFR2阻害剤が治療において有効性を示すものと考えられる。そこで、これらの点について確認すべく、以下に示す通り、適宜定法に従い、FGFR2融合遺伝子について解析を行った。
[FGFR2融合ポリペプチドの機能、並びに該ポリペプチドを発現しているがん細胞に対するFGFRキナーゼ阻害剤の有効性についての解析]
前述の遺伝子融合は、FGFR2タンパク質の活性化をもたらすものと考えられ、さらには該活性化によりその下流のシグナルも活性化され、細胞ががん化することが考えられる。したがって、このような活性化が生じている患者に対し、FGFR2阻害剤が治療において有効性を示すものと考えられる。そこで、これらの点について確認すべく、以下に示す通り、適宜定法に従い、FGFR2融合遺伝子について解析を行った。
先ず、胆道がん患者由来のがん組織より得たFGFR2融合遺伝子のcDNA(FGFR2−AHCYL1融合遺伝子のcDNA又はFGFR2−BICC1融合遺伝子のcDNA)の5’側に、FLAGエピトープタグをコードするcDNAを翻訳の読み枠を合わせて連結し、pMXsレトロウイルスベクターにクローニングした。
また、このベクターに部位特異的な変異を導入し、FGFR2キナーゼ部位内の2アミノ酸を置換したキナーゼ活性変異体(KD変異型FGFR2融合ポリペプチド:Y568F/Y569F)をコードするベクターも作製した。
次に、このように調製して得られたレトロウイルスベクターを、マウス正常繊維芽細胞株NIH−3T3細胞に各々感染させ、野性型又は変異型のFGFR2融合ポリペプチドを安定的に発現する細胞株を得た。
また、肺がんにおいて検出されるチロシンキナーゼ融合遺伝子(EZR遺伝子とROS1遺伝子との融合遺伝子、以下「EZR−ROS1融合遺伝子」とも称する)についても、前記同様に該遺伝子をコードするレトロウイルスベクターを作製し、NIH−3T3細胞に感染させ、EZR−ROS1融合ポリペプチドを安定的に発現する細胞株を調製した。そして、この細胞株を対照群として以下に示す実験に供した。
野性型又は変異型のFGFR2融合ポリペプチドを安定的に発現する前記細胞株をソフトアガー培地(培地中のアガーの濃度:4mg/mL、以下同じ)に播種し、これら細胞株の足場非依存性コロニー形成能を評価することによって、FGFR2融合ポリペプチドの形質転換能を調べた。得られた結果を図7及び8に示す。
また、低分子FGFRキナーゼ阻害剤(BGJ398又はPD173074)を添加したソフトアガー培地に、野性型のFGFR2融合ポリペプチドを安定的に発現する前記細胞株又はEZR−ROS1融合ポリペプチドを安定的に発現する前記細胞株を播種し、これら細胞株の足場非依存性コロニー形成能を評価することによって、FGFR2融合ポリペプチドによる形質転換に対するFGFRキナーゼ阻害剤の効果を調べた。得られた結果を図9に示す。
さらに、野性型のFGFR2−AHCYL1融合ポリペプチドを安定的に発現する前記細胞株又はEZR−ROS1融合ポリペプチドを安定的に発現する前記細胞株を液体培地にて培養し、血清飢餓処理を施した後に、FGFRキナーゼ阻害剤(BGJ398又はPD173074)を添加した液体培地に交換して培養した。そして、このようにして得られた各細胞株から、タンパク質を抽出し、各種リン酸化タンパク質又は非リン酸化タンパク質に対する抗体を用いたウエスタンブロット解析を行うことにより、FGFR2融合ポリペプチドの下流のシグナルについて解析を行った。得られた結果を図10に示す。
また、野性型又は変異型のFGFR2融合ポリペプチドを安定的に発現する前記細胞株を免疫不全マウス(BALB/c−nu/nu)の皮下に、1箇所につき細胞1x106個を移植し、これらFGFR2融合ポリペプチドを発現する細胞のin vivoにおける造腫瘍能を調べた。得られた結果を図11に示す。
図7及び8に示した結果から明らかなように、FGFR2融合ポリペプチドの発現によって、NIH−3T3細胞は足場非依存性のコロニー形成を示した。一方、FGFR2タンパク質のキナーゼ活性を不活性化することによって、FGFR2融合ポリペプチドによる足場非依存性コロニー形成能は顕著に抑制されることが明らかになった。
さらに、図9に示す通り、かかるFGFR2融合ポリペプチドによる足場非依存性コロニー形成能は、FGFRキナーゼ阻害剤によって著しく阻害されることも明らかになった。
また、図10に示した結果から明らかなように、FGFR2融合ポリペプチドの発現によって、NIH−3T3細胞ではFGFRキナーゼドメインの強いリン酸化が認められた(図10のp−FGFR(Y653/Y654)の右から5番目のレーン 参照)。さらに、このリン酸化はFGFRキナーゼ阻害剤処理によって顕著に抑制されることも明らかになった(図10のp−FGFR(Y653/Y654)の右から1〜4番目のレーン 参照)。
また、図10に示す通り、MAPKのリン酸化は、FGFR2融合ポリペプチドによって強く引き起こされたが、このリン酸化もFGFRキナーゼ阻害剤処理によって顕著に抑制されることが明らかになった(図10のp−MAPK(T202/Y204)の右から5番目及び1〜4番目のレーン 参照)。なお、FGFR2融合ポリペプチドの発現によるAKT及びSTAT3のリン酸化の亢進は認められなかった。
また、図11に示す通り、野生型のFGFR2融合ポリペプチドを発現しているNIH−3T3細胞を免疫不全マウスの皮下に移植した結果、その移植後14日以内に腫瘍形成が観察された。一方、変異型のFGFR2融合ポリペプチドを発現しているNIH−3T3細胞を免疫不全マウスの皮下に移植しても、その移植後30日迄の観察において、腫瘍形成を全く確認することができなかった。
したがって、FGFR2融合遺伝子は形質転換能を有してがん遺伝子として働いること、さらには該形質転換にはFGFR2キナーゼ活性の活性化が必要であることが明らかになった。
また、かかるFGFR2融合ポリペプチドによる形質転換能は、FGFRキナーゼ阻害剤によって、該融合ポリペプチドにおけるFGFR2キナーゼの活性化やその下流のシグナルであるMAPKの活性化が阻害されることにより、抑制されることも明らかになった。
以上説明したように、本発明によれば、FGFR2タンパク質と他のタンパク質との融合ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドやその発現産物を検出することが可能となり、さらに、この検出により、FGFR2阻害剤によるがん治療の有効性を予測することが可能となる。上記の通り、FGFR2遺伝子と他の遺伝子とのインフレーム融合が複数例で生じており、この融合はFGFR2の活性化をもたらし、ひいては細胞をがん化してしまう。さらに、上記にて実証している通り、かかるFGFR2の活性化及びがん化は、FGFR2阻害剤により顕著に抑制することができる。従って、FGFR2と他の遺伝子との融合は、FGFR2阻害剤の標的となりうるため、本発明は、がん治療の効率を高める上で、極めて有用である。
Claims (10)
- FGFR2タンパク質と他のタンパク質とが融合しているポリペプチドをコードするポリヌクレオチドであって、がん細胞において発現するポリペプチドをコードするポリヌクレオチド。
- 他のタンパク質がBICC1タンパク質又はAHCYL1タンパク質である、請求項1に記載のポリヌクレオチド。
- がん細胞が胆道がん細胞である、請求項1又は2に記載のポリヌクレオチド。
- 請求項1〜3のうちのいずれか一項に記載のポリヌクレオチドによりコードされるポリペプチド。
- 試料中における請求項1〜3のうちのいずれか一項に記載のポリヌクレオチド又は請求項4に記載のポリペプチドの存在又は非存在を検出する方法であって、
(a)試料中における該ポリヌクレオチド又は該ポリペプチドの存在又は非存在を特異的に検出するための薬剤と試料とを接触させる工程、及び
(b)該ポリヌクレオチド又は該ポリペプチドの存在又は非存在を検出する工程、
を含む方法。 - 請求項5に記載の方法により、試料中における請求項1〜3のうちのいずれか一項に記載のポリヌクレオチド又は請求項4に記載のポリペプチドの存在又は非存在を検出するための薬剤であって、少なくとも15塩基の鎖長を有する下記(a)〜(c)のうちのいずれか一に記載のポリヌクレオチド、又は、下記(d)に記載の抗体を含む薬剤。
(a)FGFR2タンパク質をコードするポリヌクレオチドにハイブリダイズするプローブ及び他のタンパク質をコードするポリヌクレオチドにハイブリダイズするプローブからなる群から選択される少なくとも一つのプローブであるポリヌクレオチド
(b)FGFR2タンパク質をコードするポリヌクレオチドと他のタンパク質をコードするポリヌクレオチドとの融合点にハイブリダイズするプローブであるポリヌクレオチド
(c)FGFR2タンパク質をコードするポリヌクレオチドと他のタンパク質をコードするポリヌクレオチドとの融合点を挟み込むように設計された一対のプライマーであるポリヌクレオチド
(d)FGFR2タンパク質と他のタンパク質とが融合しているポリペプチドに結合する抗体。 - FGFR2阻害剤によるがん治療の有効性を判定する方法であって、患者から単離した試料における請求項1〜3のうちいずれか一項に記載のポリヌクレオチド又は請求項4に記載のポリペプチドの存在又は非存在を検出する工程を含み、前記ポリヌクレオチド又は前記ポリペプチドの存在が検出されれば、前記患者における前記FGFR2阻害剤によるがん治療の有効性が高いと判定される方法。
- 請求項7に記載の方法によりFGFR2阻害剤によるがん治療の有効性を判定するための薬剤であって、少なくとも15塩基の鎖長を有する下記(a)〜(c)のうちのいずれか一に記載のポリヌクレオチド、又は、下記(d)に記載の抗体を含む薬剤
(a)FGFR2タンパク質をコードするポリヌクレオチドにハイブリダイズするプローブ及び他のタンパク質をコードするポリヌクレオチドにハイブリダイズするプローブからなる群から選択される少なくとも一つのプローブであるポリヌクレオチド
(b)FGFR2タンパク質をコードするポリヌクレオチドと他のタンパク質をコードするポリヌクレオチドとの融合点にハイブリダイズするプローブであるポリヌクレオチド
(c)FGFR2タンパク質をコードするポリヌクレオチドと他のタンパク質をコードするポリヌクレオチドとの融合点を挟み込むように設計された一対のプライマーであるポリヌクレオチド
(d)FGFR2タンパク質と他のタンパク質とが融合しているポリペプチドに結合する抗体。 - がんを治療する方法であって、請求項7に記載の方法によりFGFR2阻害剤によるがん治療の有効性が高いと判定された患者に、前記FGFR2阻害剤を投与する工程を含む方法。
- FGFR2阻害剤を有効成分とするがんの治療剤であって、請求項7に記載の方法によりFGFR2阻害剤によるがん治療の有効性が高いと判定された患者に投与される治療剤。
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