JPWO2017033906A1 - Rp2−arhgap6遺伝子の検出方法 - Google Patents

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Abstract

がんの新たな原因遺伝子であるポリヌクレオチドを解明し、これにより、当該ポリヌクレオチド又はそれにコードされるポリペプチドの検出方法、並びにそのためのプライマーセット、及び検出用キットを提供することを課題とする。前記検出方法では、RP2遺伝子の一部とARHGAP6遺伝子の一部との融合遺伝子、又はそれにコードされる融合蛋白質を検出する。前記プライマーセットは、RP2をコードする部分から設計されるセンスプライマーと、ARHGAP6をコードする部分から設計されるアンチセンスプライマーとを含む。

Description

本発明は、新規の融合遺伝子の検出方法に関する。
レチニチスピグメントーザ2(エックスリンクト レセッシブ)(retinitis pigmentosa 2 (X−linked recessive);RP2)遺伝子は、ヒトX染色体短腕に存在する遺伝子で、網膜色素変性症の原因遺伝子として知られる(Nat Genet. 1998;19(4):327−332.)。RP2の機能としては、small GTPaseファミリー蛋白質の1つであるARL3(エーディーピーリボシレーションファクターライクジーティーピーアーゼ3)(ADP ribosylation factor like GTPase 3)に結合し、ARL3のGTP加水分解活性を亢進させる、つまりGTPase活性化蛋白質であることが知られている(Nat Struct Mol Biol. 2008;15(4):373−380.)。がんとの関連は現時点までに知られていない。
ジーティーピーアーゼ活性化因子であるロージーティーピーアーゼアクティベーティングプロテイン6(Rho GTPase activating protein 6;ARHGAP6)遺伝子は、RP2と同じX染色体短腕に存在し、コードする蛋白質は、中心部にRho−GAPドメインを有するGTPase活性化蛋白質である。機能としては、small GTPase蛋白ファミリー、特にはRhoAのGTP加水分解活性を亢進させることが知られている(Hum Mol Genet. 2000;9(4):477−488.)。がんとの関連としては、大腸癌での発症率と死亡率が高いアフリカ系アメリカ人でその発現が低下しているとの報告(PLoS One. 2012;7(1):e30168.)や、クローディン18(claudin 18;CLDN18)遺伝子との融合遺伝子が未分化型胃癌患者に存在する(Nature 2014;513(7517):202−209)との報告がある。
これまでにRP2とARHGAP6が融合している融合遺伝子については、いかなる報告もなされていない。
がんの新たな原因遺伝子であるポリヌクレオチドを解明し、これにより、当該ポリヌクレオチド又はそれにコードされるポリペプチドの検出方法、及びそのためのプライマーセット又は検出用キットを提供することを課題とする。
本発明者は胃癌細胞株からARHGAP6遺伝子の一部とRP2遺伝子の一部とが融合した新規の融合遺伝子を単離同定し(実施例1)、当該融合遺伝子を内在的に発現する胃癌細胞株に対して、当該融合遺伝子の発現を抑制することにより、当該胃癌細胞株の生存率が低下したことから、当該融合遺伝子ががんの原因遺伝子であることを見出した(実施例2)。本発明者は、これらの知見から、当該融合遺伝子の検出方法を構築し、そのためのプライマーセットを提供し、当該融合遺伝子を検出(実施例3)することにより、RP2遺伝子とARHGAP6遺伝子との融合遺伝子陽性のがん患者(特には胃癌患者)を選別することを可能とした。
すなわち、本発明は、以下の[1]〜[24]に関する。
[1]被験者から得た試料中の、下記(1)又は(2)のいずれかに記載のポリペプチドをコードするポリヌクレオチドの存在を検出する工程を含む、レチニチスピグメントーザ2(エックスリンクト レセッシブ)(RP2)遺伝子とロージーティーピーアーゼアクティベーティングプロテイン6(ARHGAP6)遺伝子との融合遺伝子の検出方法:
(1)配列番号2に示されるアミノ酸配列との同一性が90%以上であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;
(2)配列番号2に示されるアミノ酸配列を含むポリペプチド、あるいは、配列番号2に示されるアミノ酸配列において、1〜10個のアミノ酸が欠失、置換、挿入、及び/又は付加されたアミノ酸配列を含むポリペプチド。
[2]前記ポリペプチドが、配列番号2に示されるアミノ酸配列との同一性が90%以上であるアミノ酸配列を含み、しかも腫瘍進展能を有するポリペプチドである、[1]に記載の方法。
[3]前記ポリペプチドが、配列番号2に示されるアミノ酸配列を含み、しかも腫瘍進展能を有するポリペプチド、あるいは、配列番号2に示されるアミノ酸配列において、1〜10個のアミノ酸が欠失、置換、挿入、及び/又は付加されたアミノ酸配列を含み、しかも腫瘍進展能を有するポリペプチドである、[1]に記載の方法。
[4]前記ポリペプチドが、配列番号2に示されるアミノ酸配列からなるポリペプチドである、[1]に記載の方法。
[5]被験者から得た試料中の、配列番号2に示される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の存在を検出する工程を含む、RP2遺伝子とARHGAP6遺伝子との融合遺伝子の検出方法。
[6]検出対象ポリヌクレオチドが検出された場合に、RP2遺伝子とARHGAP6遺伝子との融合遺伝子が存在すると判定する工程をさらに包含する、[1]〜[5]のいずれかに記載の方法。
[7]検出対象ポリヌクレオチドを検出するために、被験者から得た試料中の核酸を増幅させる工程、又は、被験者から得た試料中の核酸にプローブをハイブリダイズさせる工程をさらに包含する、[1]〜[6]のいずれかに記載の方法。
[8]以下のプライマーセットを用いて、被験者から得た試料中の核酸を増幅させる工程を包含する、[7]に記載の方法:
RP2遺伝子とARHGAP6遺伝子との融合遺伝子を検出するためのプライマーセットであって、RP2をコードする部分から設計されるセンスプライマー及びARHGAP6をコードする部分から設計されるアンチセンスプライマーを含み、該アンチセンスプライマーは、検出対象ポリヌクレオチドにストリンジェントな条件下でハイブリダイズするオリゴヌクレオチドからなり、該センスプライマーは、検出対象ポリヌクレオチドの相補鎖にストリンジェントな条件下でハイブリダイズするオリゴヌクレオチドからなる、プライマーセット。
[9]センスプライマーが、配列番号1の塩基番号1から102からなるポリヌクレオチドの相補鎖にストリンジェントな条件下でハイブリダイズするオリゴヌクレオチドからなり、アンチセンスプライマーが、配列番号1の塩基番号103から2439からなるポリヌクレオチドにストリンジェントな条件下でハイブリダイズするオリゴヌクレオチドからなる、[8]に記載の方法。
[10]以下のプライマーセットを用いて、被験者から得た試料中の核酸を増幅させる工程を包含する、[7]〜[9]に記載の方法:
RP2遺伝子とARHGAP6遺伝子との融合遺伝子を検出するためのプライマーセットであって、センスプライマーが、配列番号1の塩基番号1から102間の任意の連続する少なくとも16塩基のオリゴヌクレオチドからなり、アンチセンスプライマーが、配列番号1の塩基番号103から2439間の任意の連続する少なくとも16塩基のオリゴヌクレオチドに対して相補的であるオリゴヌクレオチドからなる、プライマーセット。
[11]目的とするサイズの増幅された核酸断片が得られたか否かを検出する工程をさらに包含する、[7]〜[10]のいずれかに記載の方法。
[12]目的とするサイズの増幅された核酸断片が得られた場合にRP2遺伝子とARHGAP6遺伝子との融合遺伝子が存在すると判定する工程をさらに包含する、[11]に記載の方法。
[13]増幅された核酸断片の塩基配列を決定する工程をさらに包含する、[7]〜[10]のいずれかに記載の方法。
[14]増幅された核酸断片がRP2をコードする部分の塩基配列とARHGAP6をコードする部分の塩基配列とを同一断片に含む場合にRP2遺伝子とARHGAP6遺伝子との融合遺伝子が存在すると判定する工程をさらに包含する、[13]に記載の方法。
[15]前記ポリヌクレオチドにストリンジェントな条件下でハイブリダイズするオリゴヌクレオチドを含むプローブを、被験者から得た試料中の核酸にハイブリダイズさせる工程を包含する、[7]に記載の方法。
[16]被験者から得た試料、前記ポリヌクレオチドのRP2をコードする部分から設計されるプローブ、及び前記ポリヌクレオチドのARHGAP6をコードする部分から設計されるプローブを用いてインサイチュハイブリダイゼーションを行う工程を包含する、[15]に記載の方法。
[17]RP2をコードする部分から設計される複数種のプローブ、及びARHGAP6をコードする部分から設計される複数種のプローブを用いる、[16]に記載の方法。
[18]被験者から得た試料中の核酸にプローブをハイブリダイズさせる工程において、配列番号1の塩基番号1〜102の任意の連続する少なくとも16塩基のオリゴヌクレオチドに対して相補的であるオリゴヌクレオチドを含む隣接したプローブペアを複数種、及び配列番号1の塩基番号103〜2439の任意の連続する少なくとも16塩基のオリゴヌクレオチドに対して相補的であるオリゴヌクレオチドを含む隣接したプローブペアを複数種用いる、[7]、[16]又は[17]に記載の方法。
[19]ハイブリダイゼーションのシグナルを増幅させる工程をさらに包含する、[16]〜[18]のいずれかに記載の方法。
[20]RP2をコードする部分から設計されるプローブからのシグナルとARHGAP6をコードする部分から設計されるプローブからのシグナルとのシグナルの重なりを検出する工程をさらに包含する、[16]〜[19]のいずれかに記載の方法。
[21]2つのシグナルが同じ場所にあることが検出された場合にRP2遺伝子とARHGAP6遺伝子との融合遺伝子が存在すると判定する工程をさらに包含する、[20]に記載の方法。
[22]被験者から試料を得る工程を包含する、[1]〜[21]のいずれかに記載の方法。
[23]被験者ががん患者である、[1]〜[22]のいずれかに記載の方法。
[24]がんが胃癌である、[23]に記載の方法。
また、本発明は、以下の[25]〜[27]に関する。
[25]被験者におけるがんの存在を検出する方法であって、[1]〜[21]のいずれかに記載の工程を包含する、方法。
[26]被験者から試料を得る工程を包含する、[25]に記載の方法。
[27]がんが胃癌である、[25]又は[26]に記載の方法。
また、本発明は、以下の[28]〜[32]に関する。
[28]被験者におけるがんを診断する方法であって、[1]〜[21]のいずれかに記載の工程を包含する、方法。
[29]被験者から試料を得る工程を包含する、[28]に記載の方法。
[30]RP2遺伝子とARHGAP6遺伝子との融合遺伝子が被験者から得た試料から検出された場合に該被験者ががんに罹患している可能性が高いと判定する工程をさらに包含する、[28]又は[29]に記載の方法。
[31]がんが胃癌である、[28]又は[29]に記載の方法。
[32]RP2遺伝子とARHGAP6遺伝子との融合遺伝子が被験者から得た試料から検出された場合に該被験者が胃癌に罹患している可能性が高いと判定する工程をさらに包含する、[29]に記載の方法。
また、本発明は、以下の[33]〜[36]に関する。
[33]ARHGAP6機能阻害剤、及び/又はRP2遺伝子とARHGAP6遺伝子との融合遺伝子により惹起される異常シグナルを遮断する薬剤による治療の適応対象となる被験者を同定する方法であって、該被験者はがん患者であり、[1]〜[21]のいずれかに記載の工程を包含する、方法。
[34]被験者から試料を得る工程を包含する、[33]に記載の方法。
[35]RP2遺伝子とARHGAP6遺伝子との融合遺伝子が被験者から得た試料から検出された場合に該被験者がARHGAP6阻害剤、及び/又はRP2遺伝子とARHGAP6遺伝子との融合遺伝子により惹起される異常シグナルを遮断する薬剤による治療の適応対象であると判定する工程をさらに包含する、[33]又は[34]に記載の方法。
[36]がんが胃癌である、[33]〜[35]のいずれかに記載の方法。
また、本発明は、以下の[37]〜[42]に関する。
[37]被験者から得た試料中のRP2遺伝子とARHGAP6遺伝子との融合遺伝子を検出するためのプライマーセットであって、RP2をコードする部分から設計されるセンスプライマー及びARHGAP6をコードする部分から設計されるアンチセンスプライマーを含み、該アンチセンスプライマーは、[1]〜[5]のいずれかに記載のポリヌクレオチドにストリンジェントな条件下でハイブリダイズするオリゴヌクレオチドからなり、該センスプライマーは、該ポリヌクレオチドの相補鎖にストリンジェントな条件下でハイブリダイズするオリゴヌクレオチドからなる、プライマーセット。
[38]センスプライマーが、配列番号1の塩基番号1から102からなるポリヌクレオチドの相補鎖にストリンジェントな条件下でハイブリダイズするオリゴヌクレオチドからなり、アンチセンスプライマーが、配列番号1の塩基番号103から2439からなるポリヌクレオチドにストリンジェントな条件下でハイブリダイズするオリゴヌクレオチドからなる、[37]に記載のプライマーセット。
[39]被験者から得た試料中のRP2遺伝子とARHGAP6遺伝子との融合遺伝子を検出するためのプライマーセットであって、[1]〜[5]のいずれかに記載のポリヌクレオチドのRP2をコードする部分から設計されるセンスプライマー及びARHGAP6をコードする部分から設計されるアンチセンスプライマーを含む、プライマーセット。
[40]センスプライマーが、配列番号1の塩基番号1から102間の任意の連続する少なくとも16塩基のオリゴヌクレオチドからなり、アンチセンスプライマーが、配列番号1の塩基番号103から2439間の任意の連続する少なくとも16塩基のオリゴヌクレオチドに対して相補的であるオリゴヌクレオチドからなる、[37]〜[39]のいずれかに記載のプライマーセット。
[41]被験者ががん患者である、[37]〜[40]のいずれかに記載のプライマーセット。
[42]がんが胃癌である、[41]に記載のプライマーセット。
また、本発明は、以下の[43]〜[48]に関する。
[43]被験者から得た試料中のRP2遺伝子とARHGAP6遺伝子との融合遺伝子を検出するためのプローブであって、[1]〜[5]のいずれかに記載のポリヌクレオチドにストリンジェントな条件下でハイブリダイズするオリゴヌクレオチドを含む、プローブ。
[44][43]に記載のプローブを複数含むプローブセットであって、[1]〜[5]のいずれかに記載のポリヌクレオチドのRP2をコードする部分から設計されるプローブ及びARHGAP6をコードする部分から設計されるプローブを含む、プローブセット。
[45]RP2をコードする部分から設計される複数種のプローブ、及びARHGAP6をコードする部分から設計される複数種のプローブを含む、[44]に記載のプローブセット。
[46]配列番号1の塩基番号1〜102の任意の連続する少なくとも16塩基のオリゴヌクレオチドに対して相補的であるオリゴヌクレオチドを含む隣接したプローブペアを複数種、及び配列番号1の塩基番号103〜2439の任意の連続する少なくとも16塩基のオリゴヌクレオチドに対して相補的であるオリゴヌクレオチドを含む隣接したプローブペアを複数種含む、[44]又は[45]のプローブセット。
[47]被験者ががん患者である、[43]〜[46]のいずれかに記載のプローブ又はプローブセット。
[48]がんが胃癌である、[47]に記載のプローブ又はプローブセット。
また、本発明は、以下の[49]〜[53]に関する。
[49]被験者から得た試料中のRP2遺伝子とARHGAP6遺伝子との融合遺伝子を検出するための検出用キットであって、[37]〜[40]のいずれかに記載のプライマーセットを含む、融合遺伝子の検出用キット。
[50]被験者から得た試料中のRP2遺伝子とARHGAP6遺伝子との融合遺伝子を検出するための検出用キットであって、[43]〜[46]のいずれかに記載のプローブ又はプローブセットを含む、検出用キット。
[51]ハイブリダイゼーションのシグナルを増幅する試薬をさらに含む、[50]に記載の検出用キット。
[52]被験者ががん患者である、[49]〜[51]のいずれかに記載の検出用キット。
[53]がんが胃癌である、[52]に記載の検出用キット。
また、本発明は、以下の[54]〜[63]に関する。
[54]被験者から得た試料中の、下記(1)又は(2)のいずれかに記載のポリペプチドの存在を検出する工程を含む、RP2とARHGAP6との融合蛋白質の検出方法:
(1)配列番号2に示されるアミノ酸配列との同一性が90%以上であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;
(2)配列番号2に示されるアミノ酸配列を含むポリペプチド、あるいは、配列番号2に示されるアミノ酸配列において、1〜10個のアミノ酸が欠失、置換、挿入、及び/又は付加されたアミノ酸配列を含むポリペプチド。
[55]前記ポリペプチドが、配列番号2に示されるアミノ酸配列との同一性が90%以上であるアミノ酸配列を含み、しかも腫瘍進展能を有するポリペプチドである、[54]に記載の方法。
[56]前記ポリペプチドが、配列番号2に示されるアミノ酸配列を含み、しかも腫瘍進展能を有するポリペプチド、あるいは、配列番号2に示されるアミノ酸配列において、1〜10個のアミノ酸が欠失、置換、挿入、及び/又は付加されたアミノ酸配列を含み、しかも腫瘍進展能を有するポリペプチドである、[54]に記載の方法。
[57]前記ポリペプチドが、配列番号2に示されるアミノ酸配列からなるポリペプチドである、[54]に記載の方法。
[58]被験者から得た試料中の、配列番号2に示されるアミノ酸配列からなるポリペプチドの存在を検出する工程を含む、RP2とARHGAP6との融合蛋白質の検出方法。
[59]前記ポリペプチドの存在を検出する工程が、被験者から得た試料に該ポリペプチドのRP2遺伝子由来部分を認識する抗体(一次抗体)及び該ポリペプチドのARHGAP6遺伝子由来部分を認識する抗体(一次抗体)を接触させる工程を含むことを特徴とする、[54]〜[58]のいずれかに記載の方法。
[60]下記i)〜v)に記載の工程をさらに包含する、[59]に記載の方法:
i)一次抗体にそれぞれ結合する、オリゴヌクレオチドが連結された二次抗体を添加する工程、ii)該二次抗体に連結された該オリゴヌクレオチドと部分的に相補的な二種類のオリゴヌクレオチド及びそれらが近接した際に該二種類のオリゴヌクレオチドをライゲーションさせて環状構造を形成することができるライゲースを含有するライゲーション溶液を添加し、ライゲーション反応させる工程、iii)形成された環状構造に沿って核酸を伸長させる工程、iv)伸長した核酸にハイブリダイズすることのできる標識されたオリゴヌクレオチドプローブをハイブリダイズさせる工程、及び、v)該標識シグナルを検出する工程。
[61]被験者から試料を得る工程を包含する、[54]〜[60]のいずれかに記載の方法。
[62]被験者ががん患者である、[54]〜[61]のいずれかに記載の方法。
[63]がんが胃癌である、[62]に記載の方法。
また、本発明は、以下の[64]〜[66]に関する。
[64]被験者におけるがんの存在を検出する方法であって、[54]〜[60]のいずれかに記載の工程を包含する、方法。
[65]被験者から試料を得る工程を包含する、[64]に記載の方法。
[66]がんが胃癌である、[64]又は[65]に記載の方法。
また、本発明は、以下の[67]〜[71]に関する。
[67]被験者におけるがんを診断する方法であって、[54]〜[60]のいずれかに記載の工程を包含する、方法。
[68]被験者から試料を得る工程を包含する、[67]に記載の方法。
[69]RP2とARHGAP6との融合蛋白質が被験者から得た試料から検出された場合に該被験者ががんに罹患している可能性が高いと判定する工程をさらに包含する、[67]又は[68]に記載の方法。
[70]がんが胃癌である、[67]又は[68]に記載の方法。
[71]RP2とARHGAP6との融合蛋白質が被験者から得た試料から検出された場合に該被験者が胃癌に罹患している可能性が高いと判定する工程をさらに包含する、[68]に記載の方法。
また、本発明は、以下の[72]〜[75]に関する。
[72]ARHGAP6機能阻害剤、及び/又はRP2遺伝子とARHGAP6遺伝子との融合遺伝子により惹起される異常シグナルを遮断する薬剤による治療の適応対象となる被験者を同定する方法であって、該被験者はがん患者であり、[54]〜[60]のいずれかに記載の工程を包含する、方法。
[73]被験者から試料を得る工程を包含する、[72]に記載の方法。
[74]RP2とARHGAP6との融合蛋白質が被験者から得た試料から検出された場合に該被験者がARHGAP6阻害剤、及び/又はRP2遺伝子とARHGAP6遺伝子との融合遺伝子により惹起される異常シグナルを遮断する薬剤による治療の適応対象であると判定する工程をさらに包含する、[72]又は[73]に記載の方法。
[75]がんが胃癌である、[72]〜[74]のいずれかに記載の方法。
また、本発明は、以下の[76]〜[79]に関する。
[76]被験者から得た試料中のRP2とARHGAP6との融合蛋白質を検出するための検出用キットであって、[54]〜[58]のいずれかに記載のポリペプチドのRP2遺伝子由来部分を認識する抗体(一次抗体)及び該ポリペプチドのARHGAP6遺伝子由来部分を認識する抗体(一次抗体)を含む、融合蛋白質の検出用キット。
[77]一次抗体にそれぞれ結合する、オリゴヌクレオチドが連結された二次抗体、該二次抗体に連結された該オリゴヌクレオチドと部分的に相補的な二種類のオリゴヌクレオチド、それらが近接した際に該二種類のオリゴヌクレオチドをライゲーションさせて環状構造を形成することができるライゲース、及び標識されたオリゴヌクレオチドプローブを含む、[76]に記載の検出用キット。
[78]被験者ががん患者である、[76]又は[77]に記載の検出用キット。
[79]がんが胃癌である、[78]に記載の検出用キット。
また、本発明は、以下の[80]及び[81]に関する。
[80]下記(1)〜(3)のいずれかに記載のポリペプチド又は該ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド:
(1)配列番号2に示されるアミノ酸配列との同一性が90%以上であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;
(2)配列番号2に示されるアミノ酸配列において、1〜10個のアミノ酸が欠失、置換、挿入、及び/又は付加されたアミノ酸配列を含むポリペプチド;並びに、
(3)配列番号2に示されるアミノ酸配列からなるポリペプチド。
[81]腫瘍進展能を有する[80]に記載のポリペプチド又は該ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド。
本発明の検出方法は、RP2遺伝子とARHGAP6遺伝子との融合遺伝子(以下、RP2−ARHGAP6融合遺伝子と称する)陽性のがん(特には胃癌)を検出する方法として利用できる。本発明のプライマーセット、プローブ、プローブセット及び検出用キットは、本発明の検出方法に用いることができる。
ウェスタンブロットの結果を示す。ARHGAP6 siRNA処理によるRP2−ARHGAP6融合蛋白質の蛋白質発現量の変化を示す。
ARHGAP6 siRNA処理による各胃癌細胞株の生細胞数の変化を示す。siRNAの導入後、0.5%ウシ血清含有RPMI−1640培地で培養した際のコントロールとの生細胞数の比較を示す。
RP2−ARHGAP6融合遺伝子の融合点を含む領域をPCR法により増幅した結果を示す。
《本発明の検出方法》
本発明の検出方法には、融合遺伝子の検出方法と、融合遺伝子にコードされる融合蛋白質の検出方法とが含まれる。本発明の融合遺伝子の検出方法又は本発明の融合蛋白質の検出方法は、被験者から得た試料中の、特定のポリヌクレオチド又はポリペプチドの存在を検出する工程を含む。
被験者から得た試料としては、被験者からの採取物(生体から分離した試料)、具体的には、任意の採取された細胞、組織、体液(血液、口腔粘液、循環腫瘍細胞(Circulating tumor cell)、エキソソーム等)、生検された試料(原発巣由来試料、腹腔洗浄液中癌細胞、腹水中癌細胞等)等を用いるが、好ましくは、生検された試料を用いる。採取した試料からゲノムDNAを抽出して用いることができ、又はその転写産物(ゲノムが転写及び翻訳される結果生じる産物;例えば、RNA、蛋白質)やRNAから調製したcDNAを用いることができる。特には、RNA又はcDNAを調製して用いることが好ましい。また、試料をホルマリン固定してパラフィンに包埋して安定化した標本(Formalin‐Fixed Paraffin‐Embedded sample;FFPE標本)を用いることができる。FFPE標本を薄くスライスしたFFPE切片を用いてもよい。FFPE切片を用いれば、そこに存在するポリヌクレオチドを直接検出することもできる。
本発明の融合遺伝子の検出方法は、「RP2遺伝子とARHGAP6遺伝子との融合遺伝子」を検出する方法であり、当該融合遺伝子は、RP2遺伝子の一部とARHGAP6遺伝子の一部とを含む融合遺伝子である。例示的なRP2遺伝子とARHGAP6遺伝子との融合遺伝子としては、配列番号1に示される塩基配列からなるポリヌクレオチドが挙げられる。配列番号1に示される塩基配列からなるポリヌクレオチドは、RP2遺伝子(GenBank登録番号:NM_006915.2)の塩基番号190(コーディングシーケンス(以下、CDS)の5’末端に対応)から291と、ARHGAP6遺伝子(GenBank登録番号:NM_013427.2)の塩基番号1462から3798(CDSの3’末端に対応)までの塩基配列からなるポリヌクレオチドである。配列番号1に示される塩基配列の内、塩基番号1〜102の配列はRP2遺伝子に由来し、塩基番号103〜2439の配列はARHGAP6遺伝子に由来する。配列番号1に示される塩基配列からなるポリヌクレオチドを「融合ポリヌクレオチド」とも称する。配列番号1の塩基番号1〜2439にコードされるアミノ酸配列を配列番号2に示す。
本発明の融合遺伝子の検出方法における「ポリヌクレオチドの存在を検出する工程」において、その検出対象となるポリヌクレオチド(本明細書中において「検出対象ポリヌクレオチド」と称する)としては、例えば、以下の(1)又は(2)に記載のポリペプチドをコードするポリヌクレオチドが挙げられる。
(1)配列番号2に示されるアミノ酸配列との同一性が90%以上であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;
(2)配列番号2に示されるアミノ酸配列との同一性が90%以上であるアミノ酸配列を含み、しかも腫瘍進展能を有するポリペプチド。
前記ポリペプチドにおいて、「配列番号2に示されるアミノ酸配列との同一性」は、好ましくは95%以上であり、より好ましくは98%以上である。
なお、本明細書における「同一性」とは、NEEDLE program(J Mol Biol 1970;48:443−453)検索によりデフォルトで用意されているパラメータを用いて得られた値Identityを意味する。前記のパラメータは以下のとおりである。
Gap penalty = 10
Extend penalty = 0.5
Matrix = EBLOSUM62
あるポリペプチドが「腫瘍進展能を有する」ことは、後記実施例2に記載の方法で確認することができる。具体的な方法としては、当該ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドの発現を抑制するsiRNAを、当該ポリペプチドを発現する細胞(NSC−10C)に導入することによって、当該細胞の生存能が低下することを確認する方法が挙げられる。
1つの実施形態において、検出対象ポリヌクレオチドは、下記(1)〜(4)のいずれかに記載のポリペプチドをコードするポリヌクレオチドである。
(1)配列番号2に示されるアミノ酸配列において、1〜10個のアミノ酸が欠失、置換、挿入、及び/又は付加されたアミノ酸配列を含むポリペプチド;
(2)配列番号2に示されるアミノ酸配列において、1〜10個のアミノ酸が欠失、置換、挿入、及び/又は付加されたアミノ酸配列を含み、しかも腫瘍進展能を有するポリペプチド;
(3)配列番号2に示されるアミノ酸配列を含み、しかも腫瘍進展能を有するポリペプチド;並びに
(4)配列番号2に示されるアミノ酸配列からなるポリペプチド。
前記(1)及び(2)のポリペプチドにおいて、配列番号2に示されるアミノ酸配列に欠失、置換、挿入、及び/又は付加されたアミノ酸の個数は、好ましくは1〜数個、より好ましくは1〜7個、さらに好ましくは1〜5個である。
「配列番号2に示される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としては、例えば、「配列番号1に示される塩基配列からなるポリヌクレオチド」が挙げられる。
本発明の融合遺伝子の検出方法は、検出対象ポリヌクレオチドが検出されたか否かによって、前記ポリヌクレオチドが存在するか否かを判定する工程を包含し得る。
本発明の融合遺伝子の検出方法は、検出対象ポリヌクレオチドが検出された場合に、RP2遺伝子とARHGAP6遺伝子との融合遺伝子が存在すると判定する工程をさらに包含し得る。
本発明の融合遺伝子の検出方法は、検出対象ポリヌクレオチドを検出するために、被験者から得た試料中の核酸を増幅させる工程、又は、被験者から得た試料中の核酸にプローブをハイブリダイズさせる工程を包含し得る。
使用する核酸は、ゲノムDNA、RNA、又はRNAから調製したcDNAであってもよい。ゲノムDNAの抽出、RNAの抽出、RNAからcDNAの調製の方法は当該分野で公知であり、市販のDNA抽出キット、RNA抽出キット、cDNA合成キットを用いて簡便に行うことができる。
被験者から得た試料中の核酸を増幅させる工程は、公知の核酸増幅方法を用いて実施することができる。このような方法としては、例えば、PCR(Polymerase chain reaction、例えば、リアルタイムPCR)、LCR(Ligase chain reaction)、SDA(Strand displacement amplification)、NASBA(Nucleic acid sequence−based amplification)、ICAN(Isothermal and chimeric primer−initiated amplification of nucleic acids)、LAMP(Loop−mediated isothermal amplification)、TMA(Transcription−mediated amplification、例えば、Gen−Probe’s TMA system)等が挙げられ、好ましい方法としては、PCRが挙げられる。
具体的には、被験者から得た試料中の核酸(例えば、ゲノムDNA、RNA、又はRNAから調製したcDNA等)を、検出対象ポリヌクレオチドを特異的に増幅できるように設計されるプライマーセットを用いて核酸増幅反応に供して増幅させる。使用されるプライマーセットは、検出対象ポリヌクレオチドを特異的に増幅できるものであれば、特には限定されず、例えば、プライマー設計ソフトウェア(例えば、Primer Express;Applied Biosystems)等を利用して、検出対象ポリヌクレオチドの塩基配列に基づいて当業者に容易に設計され得る。より具体的には、プライマーセットは、検出対象ポリヌクレオチドのRP2をコードする部分(例えば、前記融合ポリヌクレオチド(特にはcDNA)のRP2遺伝子領域内の任意の部分)から設計されるセンスプライマー(5’−プライマー)と、検出対象ポリヌクレオチドのARHGAP6をコードする部分(例えば、前記融合ポリヌクレオチド(特にはcDNA)のARHGAP6遺伝子領域内の任意の部分)から設計されるアンチセンスプライマー(3’−プライマー)を含み、該アンチセンスプライマーは検出対象ポリヌクレオチドにストリンジェントな条件下(好ましくは、高度にストリンジェントな条件下)でハイブリダイズするオリゴヌクレオチドからなり、該センスプライマーは検出対象ポリヌクレオチドの相補鎖にストリンジェントな条件下(好ましくは、高度にストリンジェントな条件下)でハイブリダイズするオリゴヌクレオチドからなる。あるいは、センスプライマー又はアンチセンスプライマーの一方を、検出対象ポリヌクレオチドにおける融合点を含む領域に対応するように設計してもよい。
本明細書中において「ストリンジェントな条件」とは、ハイブリダイゼーションのための条件として、「5×SSPE、5×Denhardt’s液、0.5%SDS、50%ホルムアミド、200μg/mLサケ精子DNA、42℃で一晩」、洗浄のための条件として、「0.5×SSC、0.1%SDS、42℃」の条件である。「高度にストリンジェントな条件」とは、ハイブリダイゼーションのための条件として、「5×SSPE、5×Denhardt’s液、0.5%SDS、50%ホルムアミド、200μg/mLサケ精子DNA、42℃で一晩」、洗浄のための条件として、「0.2×SSC、0.1%SDS、65℃」の条件である。
本明細書において、検出対象ポリヌクレオチドにおける「融合点」とは、検出対象ポリヌクレオチドにおけるRP2遺伝子由来の部分とARHGAP6遺伝子由来の部分とが融合した点を意味し、検出対象ポリヌクレオチドにおける「融合点を含む領域」とは、例えば、検出対象ポリヌクレオチドが配列番号1に示される塩基配列からなるポリヌクレオチドである場合、塩基番号102及び103の塩基を含む領域を意味する。
1つの実施形態において、前記センスプライマーは、配列番号1の塩基番号1から102からなるポリヌクレオチドの相補鎖にストリンジェントな条件下でハイブリダイズするオリゴヌクレオチドからなり、前記アンチセンスプライマーは、配列番号1の塩基番号103から2439からなるポリヌクレオチドにストリンジェントな条件下でハイブリダイズするオリゴヌクレオチドからなる。
1つの実施形態において、前記センスプライマーは、配列番号1の塩基番号1から102間の任意の連続する少なくとも16塩基のオリゴヌクレオチドからなり、前記アンチセンスプライマーは、配列番号1の塩基番号103から2439間の任意の連続する少なくとも16塩基のオリゴヌクレオチドに対して相補的であるオリゴヌクレオチドからなる。
核酸を増幅させる工程において、増幅させる核酸断片のサイズが大きくなると増幅効率が悪くなるため、センスプライマーとアンチセンスプライマーは、増幅させる核酸断片の大きさが1kb以下になるように設定するのが好ましい。また、使用される各プライマーは、通常、少なくとも15塩基、好ましくは少なくとも16塩基、より好ましくは少なくとも18塩基、さらに好ましくは少なくとも20塩基の鎖長を有する。1つの実施形態において、当該プライマーは、15〜40塩基、好ましくは16〜24塩基、より好ましくは18〜24塩基、さらに好ましくは20〜24塩基の鎖長を有する。
プライマーは、特に限定されるものではないが、例えば、化学合成法によって製造することができる。
好ましい実施形態において、本発明の融合遺伝子の検出方法は、被験者から得た試料中の核酸を増幅させる工程に加え、目的とするサイズの増幅された核酸断片が得られたか否かを検出する工程をさらに包含する。目的とするサイズの増幅された核酸断片が得られたか否かを検出する工程は、例えば、電気泳動法を用いて実施することができる。電気泳動法では、例えば、核酸断片をアガロースゲル電気泳動によって分析し、エチジウムブロマイド染色等によって目的とするサイズの増幅された核酸断片が得られたか否かを確認できる。
また、遺伝子の増幅過程においてPCR増幅モニター(リアルタイムPCR)法(Genome Res. 1996;6(10):986−994)を実施することにより、増幅された核酸断片について、より定量的な解析を行うことが可能である。PCR増幅モニター法としては、例えば、ABI PRISM7900(Applied Biosystems)を用いることができる。
目的とするサイズの増幅された核酸断片が得られた場合は、被験者から得た試料において、検出対象ポリヌクレオチドが存在していたことになる。本発明の融合遺伝子の検出方法は、目的とするサイズの増幅された核酸断片が得られた場合にRP2遺伝子とARHGAP6遺伝子との融合遺伝子が存在すると判定する工程をさらに含んでもよい。
別の好ましい実施形態において、本発明の融合遺伝子の検出方法は、被験者から得た試料中の核酸を増幅させる工程に加え、増幅された核酸断片の塩基配列を決定する工程をさらに包含する。核酸断片の塩基配列を決定する工程は、例えば、サンガーシーケンス法(例えば、ABI PRISM3100(Applied Biosystems)を用いることができる)、一塩基合成反応法(sequence by synthesis法)を含む次世代シーケンス法(Nature Biotechnology 2008;26:1135−1145)(例えば、HiSeq2500(Illumina社)を用いることができる)等の当該分野で公知の配列決定法を用いることができる。
核酸断片の塩基配列を決定する工程には、核酸断片の全長の配列を決定する工程だけでなく、核酸断片の両端の部分配列を決定する工程も含まれる。
配列決定した核酸断片が検出対象ポリヌクレオチドのRP2をコードする部分の塩基配列とARHGAP6をコードする部分の塩基配列とを同一断片に含む場合は、被験者から得た試料において、検出対象ポリヌクレオチドが存在していたことになる。本発明の融合遺伝子の検出方法は、増幅された核酸断片が検出対象ポリヌクレオチドのRP2をコードする部分の塩基配列とARHGAP6をコードする部分の塩基配列とを同一断片に含む場合にRP2遺伝子とARHGAP6遺伝子との融合遺伝子が存在すると判定する工程をさらに含んでもよい。
被験者から得た試料中の核酸にプローブをハイブリダイズさせる工程は、検出対象ポリヌクレオチドにストリンジェントな条件下(好ましくは、高度にストリンジェントな条件下)でハイブリダイズするオリゴヌクレオチドを含むプローブを用いて、公知のハイブリダイゼーション方法を用いて実施することができる。このような方法としては、例えば、ノーザンハイブリダイゼーション、ドットブロット法、DNAマイクロアレイ法、RNAプロテクション法、インサイチュハイブリダイゼーション等が挙げられ、好ましい方法としては、インサイチュハイブリダイゼーションが挙げられる。インサイチュハイブリダイゼーション技術を利用した検出は、例えば、公知の蛍光インサイチュハイブリダイゼーション(FISH)法、クロモジェニックインサイチュハイブリダイゼーション(CISH)法、又は、シルバーインサイチュハイブリダイゼーション(SISH)法で実施することができる。ハイブリダイゼーションに用いるプローブの鎖長は、使用するハイブリダイゼーション方法に応じて当業者に適宜選択され得るが、プローブは、好ましくは少なくとも16塩基の鎖長を有する。
1つの実施形態において、ハイブリダイゼーションに用いるプローブは、検出対象ポリヌクレオチド又はそれらの相補鎖にストリンジェントな条件下(好ましくは、高度にストリンジェントな条件下)でハイブリダイズするオリゴヌクレオチドであって、検出対象ポリヌクレオチドにおける融合点を中心にその上流及び下流のそれぞれ少なくとも16塩基のオリゴヌクレオチド(具体的な例として、配列番号1の塩基番号87〜118の配列)又はそれに相補的なオリゴヌクレオチドを含む。
1つの実施形態において、被験者から得た試料中の核酸にプローブをハイブリダイズさせる工程は、公知のRNA FISH法(J.Mol.Diagn. 2012;14(1):22−29)に従って実施することができる。より具体的には、被験者から得た試料(例えば、FFPE切片)、検出対象ポリヌクレオチドのRP2をコードする部分(例えば、前記融合ポリヌクレオチドのRP2遺伝子領域内の任意の部分)から設計されるプローブ、及び検出対象ポリヌクレオチドのARHGAP6をコードする部分(例えば、前記融合ポリヌクレオチドのARHGAP6遺伝子領域内の任意の部分)から設計されるプローブを用いてインサイチュハイブリダイゼーションを行う。各プローブは、検出対象ポリヌクレオチドにストリンジェントな条件下(好ましくは、高度にストリンジェントな条件下)でハイブリダイズするオリゴヌクレオチドを含む。
1つの実施形態において、インサイチュハイブリダイゼーションにおいて、RP2をコードする部分から設計される複数種の検出プローブ、及びARHGAP6をコードする部分から設計される複数種の検出プローブを用いる。
1つの実施形態において、インサイチュハイブリダイゼーションにおいて、以下のプローブを用いる:
配列番号1の塩基番号1〜102の任意の連続する少なくとも16塩基のオリゴヌクレオチドに対して相補的であるオリゴヌクレオチドを含む隣接したプローブペアを複数種(好ましくは10〜25種、より好ましくは18〜22種、さらに好ましくは20種のプローブペア)、及び配列番号1の塩基番号103〜2439の任意の連続する少なくとも16塩基のオリゴヌクレオチドに対して相補的であるオリゴヌクレオチドを含む隣接したプローブペアを複数種(好ましくは10〜25種、より好ましくは18〜22種、さらに好ましくは20種のプローブペア)。
さらなる実施形態において、インサイチュハイブリダイゼーションにおいて使用するプローブペアには、RP2遺伝子の5’側非翻訳領域(GenBank登録番号:NM_006915.2の塩基番号1〜189からなる)の任意の連続する少なくとも16塩基のオリゴヌクレオチドに対して相補的であるオリゴヌクレオチドを含む隣接したプローブペア、及び/又は、ARHGAP6遺伝子の3’側非翻訳領域(GenBank登録番号:NM_013427.2の塩基番号3799〜5118からなる)の任意の連続する少なくとも16塩基のオリゴヌクレオチドに対して相補的であるオリゴヌクレオチドを含む隣接したプローブペアを含んでもよい。
本明細書において「隣接したプローブペア」とは、検出対象ポリヌクレオチドに隣り合ってハイブリダイズする2種のプローブからなる。各プローブは、検出対象ポリヌクレオチドに相補的なオリゴヌクレオチドを含み、該オリゴヌクレオチドの長さは、通常、少なくとも16塩基、好ましくは少なくとも18塩基である。1つの実施形態において、該オリゴヌクレオチドの長さは、16〜30塩基、好ましくは18〜25塩基である。
好ましい実施形態において、本発明の融合遺伝子の検出方法は、インサイチュハイブリダイゼーションを行う工程に加え、ハイブリダイゼーションのシグナルを増幅させる工程をさらに包含する。ハイブリダイゼーションのシグナルを増幅させる工程は、例えば、試料中の核酸にハイブリダイズしたプローブに、ハイブリダイゼーションのシグナルを増幅させる試薬をハイブリダイズさせることにより行うことができる。
インサイチュハイブリダイゼーションにおいて使用されるハイブリダイゼーションのシグナルを増幅させる試薬としては、PreAmplifier Mix QT、Amplifier Mix QT、Label Probe Mix、及びLabel Probe Diluent QFがあり、これらはAffymetrix社より入手できる。
より好ましい実施形態において、本発明の融合遺伝子の検出方法は、RP2をコードする部分から設計されるプローブからのシグナルとARHGAP6をコードする部分から設計されるプローブからのシグナルとのシグナルの重なりを検出する工程をさらに包含する。RP2をコードする部分から設計されるプローブとARHGAP6をコードする部分から設計されるプローブを検出する蛍光試薬又は発色試薬を別にすることにより、当該異なる2つのプローブからのシグナルが同じ場所(同一分子内)にあるか否かを観察することができる。当該2つのシグナルが同じ場所(同一分子内)にあることが検出された場合は、被験者から得た試料において、検出対象ポリヌクレオチドが存在していたことになる。本発明の融合遺伝子の検出方法は、2つのシグナルが同じ場所(同一分子内)にあることが検出された場合にRP2遺伝子とARHGAP6遺伝子との融合遺伝子が存在すると判定する工程をさらに含んでもよい。
各プローブは、特に限定されるものではないが、例えば、化学合成法によって製造することができる。
本発明の融合蛋白質の検出方法は、「RP2とARHGAP6との融合蛋白質」を検出する方法であり、当該融合蛋白質は、RP2遺伝子とARHGAP6遺伝子との融合遺伝子にコードされる融合蛋白質である。
本発明の融合蛋白質の検出方法における「ポリペプチドの存在を検出する工程」において、その検出対象となるポリペプチド(本明細書中において「検出対象ポリペプチド」と称する)としては、検出対象ポリヌクレオチドにコードされるポリペプチドが挙げられる。
本発明の融合蛋白質の検出方法は、検出対象ポリペプチドが検出されたか否かによって、前記ポリヌクレオチドが存在するか否かを判定する工程を包含し得る。
本発明の融合蛋白質の検出方法は、検出対象ポリペプチドが検出された場合に、RP2とARHGAP6との融合蛋白質が存在すると判定する工程をさらに包含し得る。
例えば、ポリペプチドの存在を検出する工程は、被験者から得た試料(例えば、被験者から得た癌組織や細胞)由来の可溶化液を調製し、その中に含まれる検出対象ポリペプチドを、融合蛋白質を構成する各蛋白質に対する抗体を組み合わせることによる免疫学的測定法又は酵素活性測定法あるいはこれらを組み合わせた検出方法、又は質量分析法により実施することができる。また、本工程は、適宜前処理(例えば、パラフィンの除去)してある被験者から得た試料(例えば、FFPE切片)に含まれる検出対象ポリペプチドを、融合蛋白質を構成する各蛋白質に対する抗体を組み合わせることによる免疫組織染色技術による検出方法により実施してもよい。又は、本工程は、前記の各検出方法において、融合蛋白質を構成する各蛋白質に対する抗体に代えて、融合蛋白質の融合部を認識する抗体を用いて実施してもよい。これらの手法としては、検出対象ポリペプチドに特異的なモノクローナル抗体又はポリクローナル抗体を用いた、酵素免疫測定法、2抗体サンドイッチELISA法、蛍光免疫測定法、放射免疫測定法、ウェスタンブロッティング法、免疫組織染色、免疫沈降法と質量分析法を組み合わせた検出法、等の手法が挙げられる。
本明細書において、融合蛋白質の「融合部」とは、検出対象ポリペプチドにおけるRP2遺伝子由来の部分とARHGAP6遺伝子由来の部分とが融合した部分を意味する。
免疫組織染色技術を利用した検出は、例えば、Proximity Ligation Assay(Nat.Methods. 2006;3(12):995−1000)に従って実施することができる。より具体的には、検出対象ポリペプチドのRP2遺伝子由来部分を認識する抗体と、検出対象ポリペプチドのARHGAP6遺伝子由来部分を認識する抗体を用いて、当該二つの抗体が同一分子を認識していることを上記技術によって検出することにより、検出対象ポリペプチドの存在を検出することができる。さらに具体的には、検出は、i)被験者から得た試料に検出対象ポリペプチドのRP2遺伝子由来部分を認識する抗体(一次抗体)及び検出対象ポリペプチドのARHGAP6遺伝子由来部分を認識する抗体(一次抗体)を接触させる工程、ii)該一次抗体にそれぞれ結合する、オリゴヌクレオチドが連結された二次抗体を添加する工程、iii)該二次抗体に連結された該オリゴヌクレオチドと部分的に相補的な二種類のオリゴヌクレオチド及びそれらが近接した際に該二種類のオリゴヌクレオチドをライゲーションさせて環状構造を形成することができるライゲースを含有するライゲーション溶液を添加し、ライゲーション反応させる工程、iv)形成された環状構造に沿って核酸を伸長させる工程、v)伸長した核酸にハイブリダイズすることのできる標識されたオリゴヌクレオチドプローブをハイブリダイズさせる工程、vi)該標識シグナルを検出する工程により、実施することができる。このような検出は、PLAプローブと、Duolink II試薬キット又はDuolink II Bright field試薬キット(Olink社)に含まれる試薬を用いて実施することができる。
1つの実施形態において、本発明の検出方法は、被験者から試料を得る工程を包含する。
1つの実施形態において、本発明の検出方法における被験者はがん患者であり、より具体的な実施形態において、当該がんが胃癌である。当該胃癌は、特に限定されないが、例えばLauren分類でのdiffuse typeであってもintestinal typeであってもmix typeであってもよい。また、特に限定されないが、例えば乳頭腺癌、管状腺癌、低分化腺癌、印環細胞癌、粘液癌等のいずれの癌種であってもよい。
本発明の検出方法において、検出対象ポリヌクレオチド又は検出対象ポリペプチドが被験者から得た試料から検出された場合に、該被験者ががん(特には胃癌)に罹患している可能性が高いと判定できる。
また、本発明の検出方法における検出工程は、被験者におけるがん(特には胃癌)の存在の検出方法、又は被験者におけるがん(特には胃癌)の診断方法に使用することができる。本発明の診断方法は、当該検出工程に加えて、検出対象ポリヌクレオチド又は検出対象ポリペプチドが被験者から得た試料から検出された場合に該被験者ががん(特には胃癌)に罹患している可能性が高いと判定する工程を含んでもよい。また、当該検出工程は、ARHGAP6機能阻害剤、及び/又はRP2遺伝子とARHGAP6遺伝子との融合遺伝子により惹起される異常シグナルを遮断する薬剤による治療の適応対象となる被験者(胃癌などのがん患者)を同定する方法にも使用することができる。本発明の同定方法は、当該検出工程に加えて、当該ポリヌクレオチドが被験者から得た試料から検出された場合に被験者がARHGAP6機能阻害剤、及び/又はRP2遺伝子とARHGAP6遺伝子との融合遺伝子により惹起される異常シグナルを遮断する薬剤による治療の適応対象であると判定する工程を含んでもよい。
《本発明のプライマーセット、プローブ、プローブセット及び検出用キット》
本発明は、本発明の検出方法で使用されるプライマーセット、プローブ、プローブセット及び検出用キットを包含する。
本発明のプライマーセットは、RP2をコードする部分から設計されるセンスプライマー及びARHGAP6をコードする部分から設計されるアンチセンスプライマーを含み、該アンチセンスプライマーは検出対象ポリヌクレオチドにストリンジェントな条件下(好ましくは、高度にストリンジェントな条件下)でハイブリダイズするオリゴヌクレオチドからなり、該センスプライマーは検出対象ポリヌクレオチドの相補鎖にストリンジェントな条件下(好ましくは、高度にストリンジェントな条件下)でハイブリダイズするオリゴヌクレオチドからなる。
本発明のプライマーセットにおいて、センスプライマー又はアンチセンスプライマーの一方を、検出対象ポリヌクレオチドの融合点を含む領域に対応するように設計してもよい。
本発明のプライマーセットの具体的な態様としては、以下のプライマーセットが挙げられる:
配列番号1の塩基番号1から102からなるポリヌクレオチドの相補鎖にストリンジェントな条件下でハイブリダイズするオリゴヌクレオチドからなるセンスプライマー及び配列番号1の塩基番号103から2439からなるポリヌクレオチドにストリンジェントな条件下でハイブリダイズするオリゴヌクレオチドからなるアンチセンスプライマーのプライマーセット。
本発明のプライマーセットのより具体的な態様としては、以下のプライマーセットが挙げられる:
配列番号1の塩基番号1から102間の任意の連続する少なくとも16塩基のオリゴヌクレオチドからなるセンスプライマー及び配列番号1の塩基番号103から2439間の任意の連続する少なくとも16塩基のオリゴヌクレオチドに対して相補的であるオリゴヌクレオチドからなるアンチセンスプライマーのプライマーセット。
プライマーセットにおいては、センスプライマーとアンチセンスプライマーの選択位置の間隔が1kb以下であるか、あるいは、センスプライマーとアンチセンスプライマーにより増幅される核酸断片の大きさが1kb以下であることが好ましい。また、本発明のプライマーは、通常、少なくとも15塩基、好ましくは少なくとも16塩基、より好ましくは少なくとも18塩基、さらに好ましくは少なくとも20塩基の鎖長を有する。1つの実施形態において、当該プライマーは、15〜40塩基、好ましくは16〜24塩基、より好ましくは18〜24塩基、さらに好ましくは20〜24塩基の鎖長を有する。
本発明のプライマーセットに含まれる各プライマーは、特に限定されるものではないが、例えば、化学合成法によって製造することができる。
本発明のプローブ及び本発明のプローブセットに含まれる各プローブは、検出対象ポリヌクレオチドにストリンジェントな条件下(好ましくは、高度にストリンジェントな条件下)でハイブリダイズするオリゴヌクレオチドを含む。本発明のプローブ及び本発明のプローブセットに含まれる各プローブの鎖長は、使用するハイブリダイゼーション方法に応じて当業者に適宜選択され得るが、プローブは、好ましくは少なくとも16塩基の鎖長を有する。
1つの実施形態において、本発明のプローブは、検出対象ポリヌクレオチドにおける融合点を中心にその上流及び下流のそれぞれ少なくとも16塩基のオリゴヌクレオチド(具体的な例として、配列番号1の塩基番号87〜118の配列)又はそれに相補的なオリゴヌクレオチドを含む。
1つの実施形態において、本発明のプローブセットは、RP2をコードする部分(例えば、前記融合ポリヌクレオチドのRP2遺伝子領域内の任意の部分)から設計されるプローブ、及びARHGAP6をコードする部分(例えば、前記融合ポリヌクレオチドのARHGAP6遺伝子領域内の任意の部分)から設計されるプローブを含む、プローブセットである。
1つの実施形態において、本発明のプローブセットは、RP2をコードする部分から設計される複数種のプローブ、及びARHGAP6をコードする部分から設計される複数種のプローブを含む。
1つの実施形態において、本発明のプローブセットは、以下を含む:
配列番号1の塩基番号1〜102の任意の連続する少なくとも16塩基のオリゴヌクレオチドに対して相補的なオリゴヌクレオチドを含む隣接したプローブペアを複数種(好ましくは10〜25種、より好ましくは18〜22種、さらに好ましくは20種のプローブペア)、及び配列番号1の塩基番号103〜2439の任意の連続する少なくとも16塩基のオリゴヌクレオチドに対して相補的なオリゴヌクレオチドを含む隣接したプローブペアを複数種(好ましくは10〜25種、より好ましくは18〜22種、さらに好ましくは20種のプローブペア)。
前記プローブペアの各プローブは、検出対象ポリヌクレオチドに相補的なオリゴヌクレオチドを含み、該オリゴヌクレオチドの長さは、通常、少なくとも16塩基、好ましくは少なくとも18塩基である。1つの実施形態において、該オリゴヌクレオチドの長さは、16〜30塩基、好ましくは18〜25塩基である。
本発明のプローブ及び本発明のプローブセットに含まれる各プローブは、特に限定されるものではないが、例えば、化学合成法によって製造することができる。
本発明は、本発明のプライマーセット、本発明のプローブ又は本発明のプローブセットを含む、検出用キットを包含する。本発明の検出用キットには、本発明のプライマーセット、本発明のプローブ又は本発明のプローブセットに加え、ハイブリダイゼーションのシグナルを増幅する試薬等、検出対象ポリヌクレオチドを検出するために該プライマーセット、プローブ又はプローブセットと共に用いる構成要素を含んでもよい。
本発明はまた、検出対象ポリペプチドを検出するための検出用キットを包含する。好ましくは、当該検出用キットは、検出対象ポリペプチドのRP2遺伝子由来部分を認識する抗体(一次抗体)及び検出対象ポリペプチドのARHGAP6遺伝子由来部分を認識する抗体(一次抗体)を含む。より好ましくは、該一次抗体にそれぞれ結合する、オリゴヌクレオチドが連結された二次抗体、該二次抗体に連結された該オリゴヌクレオチドと部分的に相補的な二種類のオリゴヌクレオチド、それらが近接した際に該二種類のオリゴヌクレオチドをライゲーションさせて環状構造を形成することができるライゲース、及び標識されたオリゴヌクレオチドプローブを含んでもよい。
本発明のプライマーセット、プローブ、プローブセット、及び検出用キットは、本発明の検出方法、診断方法、患者の同定方法、及び被験者の同定方法に使用することができる。1つの実施形態において、本発明のプライマーセット、プローブ、プローブセット、及び検出用キットに関して、被験者はがん患者であり、より具体的な実施形態において、当該がんが胃癌である。当該胃癌は、特に限定されないが、例えばLauren分類でのdiffuse typeであってもintestinal typeであってもmix typeであってもよい。また、特に限定されないが、例えば乳頭腺癌、管状腺癌、低分化腺癌、印環細胞癌、粘液癌等のいずれの癌種であってもよい。
特に断りがない場合は、公知の方法に従って実施可能である。また、市販の試薬やキット等を用いる場合には市販品の指示書に従って実施可能である。
[実施例1]RP2−ARHGAP6融合遺伝子の単離
国立がん研究センター研究所バイオマーカー探索部門にて樹立済みの胃癌細胞株NSC−10Cから調製したtotal RNAに対して、逆転写酵素(SuperScriptIII;ライフテクノロジーズ社)及びオリゴ(dT)プライマー(オリゴ(dT)20プライマー;ライフテクノロジーズ社)を用いて、試薬の標準プロトコールに従って逆転写反応を行い、cDNAを合成した。
次に、配列番号3に示されるRP2_full fwd01及び配列番号4に示されるARHGAP6_full rev01のプライマーを用いて、上記で得たcDNAを鋳型として、DNAポリメラーゼ(PrimeSTAR GXL;タカラバイオ株式会社)を用いてPCR(98℃10秒、55℃15秒、68℃3分を30サイクル、続いて68℃5分)を行った。その後、10倍希釈した前述PCR産物を鋳型として、配列番号5に示されるRP2_full fwd02及び配列番号6に示されるARHGAP6_full rev02のプライマーを用い、同じDNAポリメラーゼを用いてPCR(98℃10秒、55℃15秒、68℃3分を30サイクル、続いて68℃5分)を行った。PCR反応後、電気泳動したところ、約2.5kbpのPCR産物を得たことがわかった。Takara Taq(タカラバイオ株式会社)を用いてPCR産物の3’末端にAを付加後、クローニングベクター(TOPO XL PCR Cloning Kit;ライフテクノロジーズ社)にクローニングした。インサートをダイデオキシシーケンス法(BigDye Terminator v3.1 Cycle Sequencing Kit;ライフテクノロジーズ社)により配列決定した。この結果、NSC−10C株由来の約2.5kbpのPCR産物には、NCBIに登録されているRP2(NM_006915.2)の塩基番号190(CDSの5’末端に対応)から291に、ARHGAP6(NM_013427.2)の塩基番号1462から3798(CDSの3’末端に対応)までの配列が融合した転写産物(配列番号1)が存在していることが明らかになった。配列番号1によりコードされるポリペプチドのアミノ酸配列を配列番号2に示す。
[実施例2]ARHGAP6 siRNAを用いたRP2−ARHGAP6融合遺伝子発現胃癌細胞株でのRP2−ARHGAP6融合蛋白質発現抑制能評価と、同条件下での当該細胞株の生存能評価
実施例1に示したRP2−ARHGAP6融合遺伝子を発現する細胞株NSC−10C、並びに、国立がん研究センター研究所バイオマーカー探索部門にて樹立済みの2種の亜株NSC−10X1aA及びNSC−10X1aFを、10%ウシ血清(ギブコ社)含有RPMI−1640培地(和光純薬)で培養後、遺伝子導入試薬DharmaFECT1(GEヘルスケア社)の標準プロトコールに従って目的のsiRNAの導入を行った。具体的には、上記癌細胞を6ウェルプレート(140675、ヌンク社)に1ウェルあたり2×105細胞播種した後、ARHGAP6を標的とするsiRNA(288604,ライフテクノロジーズ社)及びコントロールsiRNA(AM4611、ライフテクノロジーズ社)を75pmol(終濃度75nM)となるようそれぞれ細胞に添加し、37℃、5%CO2環境下で120時間培養した(以下、コントロールsiRNAを遺伝子導入した群をControl siRNA群、ARHGAP6を標的とするsiRNAを遺伝子導入した群をARHGAP6 siRNA群と称する)。
siRNAの導入によるRP2−ARHGAP6融合蛋白質の発現抑制は、ウェスタンブロッティング法により評価した。具体的には、培養後の細胞を350mM ジチオトレイトール(フェルメンタス社)含有Laemmli Sample Buffer(バイオラッド社)に溶解し、蛋白質を抽出した。蛋白質の濃度をProtein Quantification Assay(マッハライ・ナーゲル社)により測定した。目的の蛋白質抽出液を1レーンあたり5μg又は20μgとなるよう8%又は12%のSDS(和光純薬)含有ポリアクリルアミドゲル(セルバ社)にローディングし、1時間、40mAの条件でゲル電気泳動した。TRANS−BLOT SD SEMI−DRY TRANSFER CELL(バイオラッド社)を用いて80分、60mAの条件でPVDF膜(ミリポア社)へと転写した後、5%Membrane Blocking Agent(GEヘルスケア社)含有PBS(以下、ブロッキングバッファーと称する)により室温で2時間ブロッキングを行った。抗ARHGAP6抗体(HPA036779、シグマアルドリッチ社)及び抗β−Actin抗体(4967、セルシグナリングテクノロジー社)をブロッキングバッファーによりそれぞれ1:250及び1:3000の倍率で希釈した一次抗体溶液にメンブレンを振とうさせ、4℃にて一晩反応した。0.05% Tween 20(和光純薬)含有PBS(以下、洗浄バッファーと称する)による洗浄後、HRP標識抗ウサギ抗体(P0399、ダコ社)をブロッキングバッファーにより1:3000の倍率で希釈した二次抗体溶液にメンブレンを振とうさせ、室温で1時間反応させた。洗浄バッファーによる洗浄後、Pierce Western Blotting Substrate Plus(サーモサイエンティフィック社)をメンブレンに添加し、LAS‐4000R(富士フイルム社)を用いてメンブレン上の化学発光を検出した。ウェスタンブロットの結果、RP2−ARHGAP6融合遺伝子を内在的に発現する全ての株においてARHGAP6を標的とするsiRNA処理によるRP2−ARHGAP6融合蛋白質の発現抑制を確認した(図1)。
RP2−ARHGAP6融合遺伝子の癌細胞における生存能への影響を評価するため、上記と同様の条件でNSC−10C及びその亜株にARHGAP6を標的とするsiRNA及びコントロールsiRNAの遺伝子導入を行った。24時間後に0.5%ウシ血清含有RPMI−1640培地に交換し、1ウェルあたり1×103細胞となるように96ウェルプレート(167008、ヌンク社)に100μLずつ、各群それぞれ6ウェルずつ播種して、37℃、5%CO2環境下で更に96時間培養した。コントロールとして、細胞を播種せずに10%ウシ血清含有RPMI−1640培地のみを添加したウェルを用意した(以下、培地群と称する)。生細胞数はCell Counting Kit−8(同仁化学研究所)の標準プロトコールに従って測定した。具体的には、1ウェルあたり10μLの試薬を添加して37℃、5%CO2環境下で4時間培養した後、マイクロプレートリーダー(BioTek社)により450nmの吸光度を測定することで生細胞数を算出した。解析データとしては、各条件共に吸光度の最高値と最低値を除去した4ウェルのデータを採用した。Control siRNA群及びARHGAP6 siRNA群の生存率は、各群の吸光度から培地群の吸光度を引いた値(以下、補正値と称する)を元に、Control siRNA群の補正値を100%として算出した。Control siRNA群とARHGAP6 siRNA群との間の有意差検定にはStudentのt検定を用いた。
その結果、RP2−ARHGAP6融合遺伝子を内在的に発現する全ての細胞株において、ARHGAP6を標的とするsiRNAを遺伝子導入し、RP2−ARHGAP6融合蛋白質の発現を抑制することで、細胞の生存能が減少した(図2)。多重検定法の補正(Bonferroni法によるもの)を考慮してもp値が0.05を下回ることから、有意差有りと判断した。従って、RP2−ARHGAP6融合遺伝子を内在的に発現する癌細胞における当該融合遺伝子の発現抑制は、癌細胞の増殖を抑制させる及び/又は生存を減弱させる効果のあることが明らかになった。
以上より、RP2−ARHGAP6は癌細胞の腫瘍進展能に関与していることが明らかとなった。
[実施例3]RP2−ARHGAP6融合遺伝子の検出
実施例1に示したRP2−ARHGAP6融合遺伝子を発現する胃癌細胞株NSC−10Cに加えて、その亜株であるNSC−10X1A、NSC−10X1aA、NSC−10X1F、NSC−10X1aF、NSC−10X1aX1及びNSC−10X1aX1a、胃癌細胞株KATO−III(JCRB0611、JCRB細胞バンク)及びHSC−39(国立がん研究センター研究所動物実験部門から譲受)並びに国立がん研究センター研究所バイオマーカー探索部門にて樹立済みの胃癌細胞株NSC−9C、NSC−6C及びNSC−16Cから調製したtotal RNAに対して、逆転写酵素(SuperScriptIII;ライフテクノロジーズ社)及びオリゴ(dT)プライマー(オリゴ(dT)20プライマー;ライフテクノロジーズ社)を用いて、試薬の標準プロトコールに従って逆転写反応を行い、cDNAを合成した。
次に、配列番号7に示されるRP2_CDS_F23及び配列番号8に示されるARHGAP6_GCf−R1のプライマーを用いて、上記で得たcDNAを鋳型(total RNA換算で200ng)として、DNAポリメラーゼ(AccuPrime Taq DNA Polymerase;ライフテクノロジーズ社)を使用してPCR(94℃2分に続いて94℃15秒、55℃15秒、68℃1分を30サイクル)を行った。同様に、鋳型cDNAの量が一定であることを確認するため、配列番号9に示されるACTB_F2及び配列番号10に示されるACTB_R2のプライマーを用いて、上記と同じDNAポリメラーゼを使用してPCR(94℃2分に続いて94℃15秒、55℃15秒、68℃1分を25サイクル)を行った。PCR反応後、2%アガロースゲル(ロンザ社)で電気泳動したところ、RP2−ARHGAP6融合遺伝子の発現が確認されているNSC−10Cとその亜株でのみ200bp強のPCR産物が増幅された(図3)。実施例1で明らかになった当該融合遺伝子の塩基配列によると、上記プライマーセットで増幅されるPCR産物は214bpであることから、PCR法により癌細胞が発現する当該融合遺伝子を検出可能なことが明らかになった。
本発明の検出方法は、RP2遺伝子とARHGAP6遺伝子との融合遺伝子を検出する方法であり、被験者におけるがんを検出及び診断する方法として有用である。また、本発明のプライマーセット及び検出用キットは、本発明の方法に用いることができる。

Claims (14)

  1. 被験者から得た試料中の、下記(1)又は(2)のいずれかに記載のポリペプチドをコードするポリヌクレオチドの存在を検出する工程を含む、レチニチスピグメントーザ2(エックスリンクト レセッシブ)(RP2)遺伝子とロージーティーピーアーゼアクティベーティングプロテイン6(ARHGAP6)遺伝子との融合遺伝子の検出方法:
    (1)配列番号2に示されるアミノ酸配列との同一性が90%以上であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;
    (2)配列番号2に示されるアミノ酸配列を含むポリペプチド、あるいは、配列番号2に示されるアミノ酸配列において、1〜10個のアミノ酸が欠失、置換、挿入、及び/又は付加されたアミノ酸配列を含むポリペプチド。
  2. 前記ポリペプチドが、配列番号2に示されるアミノ酸配列との同一性が90%以上であるアミノ酸配列を含み、しかも腫瘍進展能を有するポリペプチドである、請求項1に記載の方法。
  3. 前記ポリペプチドが、配列番号2に示されるアミノ酸配列を含み、しかも腫瘍進展能を有するポリペプチド、あるいは、配列番号2に示されるアミノ酸配列において、1〜10個のアミノ酸が欠失、置換、挿入、及び/又は付加されたアミノ酸配列を含み、しかも腫瘍進展能を有するポリペプチドである、請求項1に記載の方法。
  4. 前記ポリペプチドが、配列番号2に示されるアミノ酸配列からなるポリペプチドである、請求項1に記載の方法。
  5. 前記ポリヌクレオチドを検出するために、被験者から得た試料中の核酸を増幅させる工程、又は、被験者から得た試料中の核酸にプローブをハイブリダイズさせる工程をさらに包含する、請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
  6. 以下のプライマーセットを用いて、被験者から得た試料中の核酸を増幅させる工程を包含する、請求項5に記載の方法:
    RP2遺伝子とARHGAP6遺伝子との融合遺伝子を検出するためのプライマーセットであって、RP2をコードする部分から設計されるセンスプライマー及びARHGAP6をコードする部分から設計されるアンチセンスプライマーを含み、該アンチセンスプライマーは、検出対象ポリヌクレオチドにストリンジェントな条件下でハイブリダイズするオリゴヌクレオチドからなり、該センスプライマーは、検出対象ポリヌクレオチドの相補鎖にストリンジェントな条件下でハイブリダイズするオリゴヌクレオチドからなる、プライマーセット。
  7. 以下のプライマーセットを用いて、被験者から得た試料中の核酸を増幅させる工程を包含する、請求項5に記載の方法:
    RP2遺伝子とARHGAP6遺伝子との融合遺伝子を検出するためのプライマーセットであって、センスプライマーが、配列番号1の塩基番号1から102間の任意の連続する少なくとも16塩基のオリゴヌクレオチドからなり、アンチセンスプライマーが、配列番号1の塩基番号103から2439間の任意の連続する少なくとも16塩基のオリゴヌクレオチドに対して相補的であるオリゴヌクレオチドからなる、プライマーセット。
  8. 被験者ががん患者である、請求項1〜7のいずれかに記載の方法。
  9. がんが胃癌である、請求項8に記載の方法。
  10. 被験者におけるがんを診断する方法であって、請求項1〜7のいずれかに記載の工程を包含する、方法。
  11. がんが胃癌である、請求項10に記載の方法。
  12. 被験者から得た試料中のRP2遺伝子とARHGAP6遺伝子との融合遺伝子を検出するためのプライマーセットであって、RP2をコードする部分から設計されるセンスプライマー及びARHGAP6をコードする部分から設計されるアンチセンスプライマーを含み、該アンチセンスプライマーは、請求項1〜4のいずれかに記載のポリヌクレオチドにストリンジェントな条件下でハイブリダイズするオリゴヌクレオチドからなり、該センスプライマーは、該ポリヌクレオチドの相補鎖にストリンジェントな条件下でハイブリダイズするオリゴヌクレオチドからなる、プライマーセット。
  13. 被験者から得た試料中のRP2遺伝子とARHGAP6遺伝子との融合遺伝子を検出するためのプライマーセットであって、請求項1〜4のいずれかに記載のポリヌクレオチドのRP2をコードする部分から設計されるセンスプライマー及びARHGAP6をコードする部分から設計されるアンチセンスプライマーを含む、プライマーセット。
  14. センスプライマーが、配列番号1の塩基番号1から102間の任意の連続する少なくとも16塩基のオリゴヌクレオチドからなり、アンチセンスプライマーが、配列番号1の塩基番号103から2439間の任意の連続する少なくとも16塩基のオリゴヌクレオチドに対して相補的であるオリゴヌクレオチドからなる、請求項13に記載のプライマーセット。
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