説明

多発性骨髄腫の検出方法および抑制方法

【課題】多発性骨髄腫などの癌に特徴的な挙動を示す遺伝子を同定して癌の検出方法及び細胞増殖抑制剤を提供すること。
【解決手段】検体において11番染色体q23領域の遺伝子の増幅を指標として当該検体の腫瘍化を検出及び/又は分類することを含む、癌の検出方法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、多発性骨髄腫をその遺伝子型を観察することで初期に診断することを目的としてヒト11番染色体q23.1領域のゲノム増幅を検出して癌を検出する方法に関する。また、本発明は、POU domain,class 2,associating factor 1(POU2AF1)遺伝子と多発性骨髄腫との関係についての知見を用いた腫瘍の増殖を抑制する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
多発性骨髄腫(multiple myeloma:MM)はB細胞を起源とする形質細胞の異常増殖を原因とし、治療開始後も平均生存期間は約3年、5年生存率は10%程度、10年以上の生存率は約3〜5%前後と報告される長期予後が不良の疾患であるのが現状である。多発性骨髄腫の解説については、非特許文献1に記載されている。癌遺伝子のこの疾患に関する関与は、古くからc−myc、Bcl−1/2が関与している報告、N−ras、K−rasの点突然変異、IgH遺伝子群の複数遺伝子転座異常などの報告があるが、骨髄腫特有の遺伝子異常は明らかになっていない。これまでの研究により、細胞はその分化と増殖の過程で遺伝子の変化が連鎖的に起こり、その結果、腫瘍化に至ると考えられている。この点から、どのような遺伝子の変化が、多発性骨髄腫を誘導するのかは、未だ明らかではないため多発性骨髄腫の検出方法並びにその分類法(タイピング)に関して遺伝子を用いた検査方法は存在しない状況であった。
【0003】
【非特許文献1】Bhawna Sirohi,et al.,Lancet,363,875−87,2004
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
多発性骨髄腫の遺伝子レベルでのメカニズムが解明されれば、遺伝子レベルにおける多発性骨髄腫の腫瘍化課程での早期発見やその悪性度の診断を行うことが可能となり、さらに、当該メカニズムに基づく薬剤の選別、開発や治療方法を確立することも可能となるはずである。具体的には、多発性骨髄腫に特徴的な挙動を示す遺伝子を同定して、当該遺伝子を中心とした技術的検討を行うことにより、この課題を解決することができると考えられる。即ち、本発明は、多発性骨髄腫などの癌に特徴的な挙動を示す遺伝子を同定して癌の検出方法及び細胞増殖抑制剤を提供することを解決すべき課題とした。
【課題を解決するための手段】
【0005】
DNAマイクロアレイを対象に行うComparative Genomic Hybridization(CGH)、すなわちアレイCGH法は、ゲノムDNA上で多数の遺伝子増幅並びに欠失に伴う遺伝子異常を解析するための簡便で迅速な、最良の方法である。そして、腫瘍化並びに腫瘍の悪性化に関与するゲノム上の遺伝子異常を解析するためにCGHアレイに搭載する800種類のBAC/PAC DNAを選別する(Takada H., et al.,Cancer Sci.96,100−105,2005)ことにより、多発性骨髄腫の腫瘍化を促進する癌遺伝子、すなわち、POU2AF1遺伝子の同定に成功した。そして、POU2AF1遺伝子の増幅、すなわち、POU2AF1タンパク質の増加が多発性骨髄腫細胞の増殖を顕著に促進すること、また、POU2AF1遺伝子の転写産物を抑制すると多発性骨髄腫細胞の増殖が著しく低下することを見出すことに成功し、本発明を完成した。
【0006】
即ち、本発明によれば、検体において11番染色体q23領域の遺伝子の増幅を指標として当該検体の腫瘍化を検出及び/又は分類することを含む、癌の検出方法が提供される。
【0007】
好ましくは、前記遺伝子は、RDX遺伝子、FDX1遺伝子、ARHGAP20遺伝子、POU2AF1遺伝子、LAYN遺伝子、SNF1LK2遺伝子、PPP2R1B遺伝子、又はALG9遺伝子のいずれかである。
【0008】
好ましくは、増幅の指標は、正常検体と比較して1.32倍以上である。
好ましくは、検体は、多発性骨髄腫の検体である。
好ましくは、癌は多発性骨髄腫である。
【0009】
好ましくは、多発性骨髄腫の検体において、POU2AF1遺伝子の増幅を指標として当該検体の腫瘍化を検出及び/又は分類することを含む、多発性骨髄の検出方法が提供される。
【0010】
好ましくは、遺伝子の増幅を、DNAチップ法、サザンブロット法、ノーザンブロット法、PCR法、リアルタイムRT−PCR法、FISH法、CGH法、遺伝子増幅法、RFLP検出法、塩基配列決定法、またはアレイCGH法の何れかを用いて検出する。
【0011】
本発明の別の側面によれば、検体において、RDX遺伝子、FDX1遺伝子、ARHGAP20遺伝子、POU2AF1遺伝子、LAYN遺伝子、SNF1LK2遺伝子、PPP2R1B遺伝子、又はALG9遺伝子のいずれかの遺伝子の発現の増大を指標として当該検体の腫瘍化を検出及び/又は分類することを含む、癌の検出方法が提供される。
【0012】
本発明のさらに別の側面によれば、RDX遺伝子、FDX1遺伝子、ARHGAP20遺伝子、POU2AF1遺伝子、TNFRSF17遺伝子、LAYN遺伝子、SNF1LK2遺伝子、PPP2R1B遺伝子、又はALG9遺伝子から選択される遺伝子のsiRNA、shRNA、アンチセンスオリゴヌクレオチドまたは機能欠失型遺伝子を、インビトロで腫瘍細胞に導入することを含む、細胞の増殖を抑制する方法が提供される。
【0013】
本発明のさらに別の側面によれば、RDX遺伝子、FDX1遺伝子、ARHGAP20遺伝子、POU2AF1遺伝子、TNFRSF17遺伝子、LAYN遺伝子、SNF1LK2遺伝子、PPP2R1B遺伝子、又はALG9遺伝子から選択される遺伝子の機能欠失型タンパク質を、インビトロで腫瘍細胞に導入することを含む、細胞の増殖を抑制する方法が提供される。
【0014】
本発明のさらに別の側面によれば、RDX遺伝子、FDX1遺伝子、ARHGAP20遺伝子、POU2AF1遺伝子、TNFRSF17遺伝子、LAYN遺伝子、SNF1LK2遺伝子、PPP2R1B遺伝子、又はALG9遺伝子から選択される遺伝子のsiRNA、shRNA、アンチセンスオリゴヌクレオチドまたは機能欠失型遺伝子を含む、細胞増殖抑制剤が提供される。
【0015】
本発明のさらに別の側面によれば、RDX遺伝子、FDX1遺伝子、ARHGAP20遺伝子、POU2AF1遺伝子、TNFRSF17遺伝子、LAYN遺伝子、SNF1LK2遺伝子、PPP2R1B遺伝子、又はALG9遺伝子から選択される遺伝子の機能欠失型タンパク質を含む、細胞増殖抑制剤が提供される。
【0016】
本発明のさらに別の側面によれば、RDX遺伝子、FDX1遺伝子、ARHGAP20遺伝子、POU2AF1遺伝子、TNFRSF17遺伝子、LAYN遺伝子、SNF1LK2遺伝子、PPP2R1B遺伝子、又はALG9遺伝子から選択される遺伝子をインビトロで細胞に導入することを含む、細胞の増殖を活性化する方法が提供される。
【0017】
本発明のさらに別の側面によれば、RDX遺伝子、FDX1遺伝子、ARHGAP20遺伝子、POU2AF1遺伝子、TNFRSF17遺伝子、LAYN遺伝子、SNF1LK2遺伝子、PPP2R1B遺伝子、又はALG9遺伝子から選択される遺伝子を含む、細胞増殖活性化剤が提供される。
【発明の効果】
【0018】
本発明により、多発性骨髄腫細胞検体における腫瘍の分類、腫瘍化の兆候、腫瘍の回復の程度を的確に把握することが可能となった。また、多発性骨髄腫細胞において増幅するPOU2AF1遺伝子の転写産物を阻害することにより、当該多発性骨髄腫細胞の増殖を抑制することができる。即ち、本発明によれば、新たに腫瘍化機能を見出したPOU2AF1遺伝子の転写阻害又は該遺伝子がコードするPOU2AF1タンパク質の機能欠失型を含有する抗腫瘍化剤が提供される。これらの薬剤は腫瘍の個別性に基づく治療や腫瘍の予後の改善などの臨床上の観点から、あるいは腫瘍の基礎的研究の観点から非常に有用である。また、POU2AF1遺伝子のメッセンジャーRNAの発現量を測定すること、乃至はゲノムDNA上での同遺伝子の量を確認することあるいはPOU2AF1タンパク質の量を測定することにより、多発性骨髄腫患者の腫瘍を遺伝学的分類することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0019】
以下、本発明についてさらに詳細に説明する。
(1)癌の検出方法
本発明による癌の検出方法は、検体において11番染色体q23領域の遺伝子の増幅を指標として当該検体の腫瘍化を検出及び/又は分類することを特徴とする。
【0020】
これまでの研究から、ヒトPOU2AF1遺伝子(別名:OBF−1(OCT binding factor 1)、BOB−1 (B−cell−specific coactivator OBF−1)、OCA−Bなどともいう)の転写産物は既に知られており、11q23.1染色体に存在する遺伝子である(Junker, S. et al. Genomics 33: 143−145,1996)。ヒトPOU2AF1遺伝子の塩基配列はNational Center for Biotechnology Information(NCBI)のデータベースにNM_006235番にて、またヒトPOU2AF1タンパク質のアミノ酸配列は同データベースにNP_006226番にて登録されている。ヒトPOU2AF1遺伝子の塩基配列は配列番号1に記載するとおりであり、POU2AF1タンパク質は配列番号1の塩基配列の524番目から1294番目までの領域をコードし、そのアミノ酸配列は配列番号2に示されるとおりである。
【0021】
本明細書において「POU2AF1遺伝子」というのは、上記塩基配列で特定されるヒト由来の遺伝子をいい、「POU2AF1タンパク質」というのは、該POU2AF1遺伝子がコードし、上記アミノ酸配列で特定されるタンパク質をいう。ヒトPOU2AF1遺伝子がコードするタンパク質は、POU domain(POUドメインタンパク質はその配列の中に POU specific domainとPOU homeodomainという共通のDNA結合配列を持ち、転写調節因子として作用する。)を有し、転写因子OCT1もしくはOCT2と結合しその活性を増強することが知られている。しかしながら、このヒトPOU2AF1遺伝子が、ヒト多発性骨髄腫発症に関わる重要な癌遺伝子であることは未だ知られていない。
【0022】
同様に、11番染色体q23領域に存在する遺伝子としては、RDX遺伝子、FDX1遺伝子、ARHGAP20遺伝子、LAYN遺伝子、SNF1LK2遺伝子、PPP2R1B遺伝子、又はALG9遺伝子が知られている。National Center for Biotechnology Information(NCBI)のデータベースより各遺伝子は、RefSeq IDとして、RDX(radixin)はNM_002906、FDX1(ferredoxin 1 , nuclear gene encoding mitochondrial protein)はNM_004109、ARHGAP20(Rho GTPase activating protein 20)はNM_020809、LAYN(layilin)はNM_178834、SNF1LK2(SNF1−like kinase 2)はNM_015191、PPP2R1Bは2種のスプライスバリアントが存在(protein phosphatase 2 (formerly 2A), regulatory subunit A (PR 65), beta isoform (PPP2R1B), transcript variant 1もしくはprotein phosphatase 2 (formerly 2A), regulatory subunit A (PR 65), beta isoform (PPP2R1B), transcript variant 2)し、NM_002716もしくはNM_181699、ALG9(asparagine−linked glycosylation 9 homolog (S. cerevisiae, alpha− 1,2−mannosyltransferase))は、NM_024740として登録されている。
【0023】
上述したように、本発明の癌の検出方法の一例としては、多発性骨髄腫細胞におけるヒトPOU2AF1遺伝子の増幅を検出することを特徴とする方法を挙げることができる。ヒトPOU2AF1遺伝子の増幅を検出する対象となる多発性骨髄腫細胞は、検体提供者の生検細胞が好適である。この検体細胞は、健常人の骨髄細胞か、血液、多発性骨髄腫患者の当該腫瘍細胞であるかを問わないが、現実的には、検査等の結果、骨髄に腫瘍化が疑われる兆候が認められた場合の当該病変細胞、または、多発性骨髄腫であることが確定しているが、その進行度や回復度合いを判定する必要がある多発性骨髄腫の細胞、等が主な対象となり得る。
【0024】
本発明の検出方法により、「検査等の結果、骨髄腫瘍化が疑われる病変部が認められた場合の当該病変細胞」におけるヒトPOU2AF1遺伝子の増幅が認められた場合には、当該病変細胞は腫瘍化に向かって進行しているかあるいは既に腫瘍化した状態にあり、かつ、悪性度が高くなりつつあることが判明し、早急な本格的治療(本格的な化学療法等)を行う必要性が示される。また、「多発性骨髄腫であることが確定しているが、その分類法を判定する必要がある多発性骨髄腫細胞」におけるヒトPOU2AF1遺伝子の増幅が認められた場合にも、当該腫瘍細胞の分類を行い、適切な本格的治療(本格的な化学療法等)を行う必要性が示される。検体として採取された多発性骨髄腫細胞は、必要な処理、例えば、採取された細胞からのDNAあるいはRNAの調整を行い、本検出方法を行う対象とすることができる。
【0025】
本発明では、上述したように、多発性骨髄腫細胞におけるヒトPOU2AF1遺伝子の増幅を検出することにより、当該細胞の腫瘍化の検出及び/又は分類を行うことが可能である。
【0026】
本発明では、検体における11番染色体q23領域の遺伝子の増幅を指標として検体の腫瘍化を検出及び/又は分類するが、検出及び/又は分類される癌の種類は、11番染色体q23領域の遺伝子の増幅を示すものであれば特に限定されない。癌の具体例としては、例えば悪性黒色腫、悪性リンパ腫、肺癌、食道癌、胃癌、大腸癌、直腸癌、結腸癌、尿管腫瘍、胆嚢癌、胆管癌、胆道癌、乳癌、肝臓癌、膵臓癌、睾丸腫瘍、上顎癌、舌癌、口唇癌、口腔癌、咽頭癌、喉頭癌、卵巣癌、子宮癌、前立腺癌、甲状腺癌、脳腫瘍、カポジ肉腫、血管腫、白血病、真性多血症、神経芽細胞腫、網膜芽腫、骨髄腫、膀胱腫、肉腫、骨肉腫、筋肉腫、皮膚癌、基底細胞癌、皮膚付属器癌、皮膚転移癌、皮膚黒色腫などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、上記のうち特に好ましい適用対象となる癌は、骨髄腫である。
【0027】
本発明の方法において増幅の指標として使用される11番染色体q23領域の遺伝子としては、例えば、RDX遺伝子、FDX1遺伝子、ARHGAP20遺伝子、POU2AF1遺伝子、LAYN遺伝子、SNF1LK2遺伝子、PPP2R1B遺伝子、及びALG9遺伝子を挙げることができる。本発明の方法においては、上記のような遺伝子が、正常検体と比較して1.32倍以上、好ましくは1.5倍以上、さらに好ましくは2倍以上、さらに好ましくは3倍以上、さらに好ましくは4倍以上、特に好ましくは5倍以上増幅されている場合には、腫瘍化を示すものであると判断することができる。
【0028】
ヒトPOU2AF1遺伝子などの11番染色体q23領域の遺伝子の増幅の検出を直接的に行うための代表的な方法として、CGH(Comparative Genomic Hybridization)法とFISH(Fluorescence in situ hybridization)法を挙げることができる。この態様の本検出方法は、ヒトPOU2AF1遺伝子を有するBAC(Bacterial Artificial Chromosome)DNA、YAC(Yeast Artificial Chromosome)DNA、PAC(P1−drived Artificial Chromosome)DNA(以下、BAC DNA等ともいう)を標識し、FISHを行うと、ヒトPOU2AF1遺伝子の増幅部分を検出することができる。具体的に、ヒトPOU2AF1遺伝子を有するBAC DNAとしては、RP11−262A12、RP11−686G14、RP11−792P2等を挙げることができる。
【0029】
上記の態様の方法は、ゲノムDNA定着基盤を用いて行うことが、好適であり、かつ、現実的である。
【0030】
通常に得られるBAC DNA等は、ゲノムDNA定着基盤を多数製造して実用化するには少量であるので、当該DNAを遺伝子増幅産物として得る必要がある(この遺伝子増幅行程を「無尽蔵化」ともいう)。無尽蔵化においては、まずBAC DNA等を、4塩基認識酵素、例えば、RsaI、DpnI、HaeIII等で消化した後、アダプターを加えてライゲーションを行う。アダプターは10〜30塩基、好適には15〜25塩基からなるオリゴヌクレオチドで、2本鎖は相補的配列を有し、アニーリング後、平滑末端を形成する側の3’−末端のオリゴヌクレオチドをリン酸化する必要がある。次に、アダプターの一方のオリゴヌクレオチドと同一配列を有するプライマーを用いて、PCR(Polymerase Chain Reaction)法により増幅し、無尽蔵化することができる。一方、各BAC DNA等に特徴的な50〜70塩基のアミノ化オリゴヌクレオチドを検出用プローブとして用いることもできる。
【0031】
このようにして無尽蔵化したBAC DNA等を基盤上、好適には固体基盤上に定着させることにより、所望するDNA定着基盤を製造することができる。固体基盤としては、ガラス板が好ましい。ガラス等の固体基盤は、ポリ−L−リジン、アミノシラン、金・アルミニウム等の凝着により基盤をコートすることがより好ましい。
【0032】
上記の無尽蔵化したDNAを基盤上にスポットする濃度は、好ましくは10pg/μl〜5μg/μl、より好ましくは1ng/μl〜200ng/μlである。スポットする量は好ましくは1nl〜1μl、より好ましくは10nl〜100nlである。また、基盤に定着させる個々のスポットの大きさ及び形状は、特に限定されないが、例えば、大きさは直径0.01〜1mmであり得、上面から見た形状は円形〜楕円形であり得る。乾燥スポットの厚みは、特に制限はないが、1〜100μmである。さらに、スポットの個数は、特に制限はないが、使用する基盤あたり10〜50,000個、より好ましくは100〜5,000個である。それぞれのDNAはSingularからQuadruplicateの範囲でスポットするが、DuplicateあるいはTriplicateにスポットすることが好ましい。
【0033】
乾燥スポットの調整は、例えば、スポッターを用いて無尽蔵化したBAC DNA等を基盤上にたらして、複数のスポットを形成した後、スポットを乾燥することにより製造することができる。スポッターとしてインクジェット式プリンター、ピンアレイ式プリンター、バブルジェット(登録商標)式プリンターが使用できるが、インクジェット式プリンターを使用することが望ましい。例えば、GENESHOT(日本ガイシ株式会社、名古屋)等を使用できる。
【0034】
このようにして無尽蔵化したBAC DNA等を基盤上、好適には固体基盤上に定着させることにより、所望するDNA定着基盤を製造することができる。
【0035】
また、このヒトPOU2AF1遺伝子の増幅を直接的に検出する手段の一つとしてサザンブロット法を挙げることができる。サザンブロット法は、検体から得られるゲノムDNAを分離して固定し、これと、ヒトPOU2AF1遺伝子とのハイブリダイズを検出することにより、検体中の当該遺伝子の存在を検出する方法である。また、このヒトPOU2AF1遺伝子の増幅を直接的に検出する手段の一つとしてPCR法も用いることができる。被検検体よりゲノムDNAを分離して当該遺伝子の全部、または一部を増幅することが可能なプライマーを用いて増幅後、定量を行いことにより検出することが可能である。
【0036】
また、ノーザンブロット法、リアルタイムRT−PCR法によりヒトPOU2AF1遺伝子の増幅を検出してもよい。ノーザンブロット法は、検体から得られるmRNAを分離して固定し、これとヒトPOU2AF1遺伝子とのハイブリダイゼーションを検出することにより、検体中の当該遺伝子のmRNAの存在を検出する方法である。リアルタイムRT−PCR法は、逆転写反応とポリメラーゼ連鎖反応による目的遺伝子の増幅を経時的(リアルタイム)に測定する方法であり、増幅率に基づいて鋳型となるmRNAの定量を行なうことができる。この定量は蛍光色素を用いて行われ、二種類の方法がある。即ち、二重鎖DNAに特異的に挿入(インターカレート)して蛍光を発する色素 (例えば、SYBR green) を用いる方法と、増幅するDNA配列に特異的なオリゴヌクレオチドに蛍光色素を結合させたプローブを用いる方法が知られている。
【0037】
本発明においてはまた、検体において、RDX遺伝子、FDX1遺伝子、ARHGAP20遺伝子、POU2AF1遺伝子、LAYN遺伝子、SNF1LK2遺伝子、PPP2R1B遺伝子、又はALG9遺伝子のいずれかの遺伝子の発現の増大を指標として当該検体の腫瘍化を検出及び/又は分類することによって、癌を検出することができる。
【0038】
例えば、本発明では、POU2AF1タンパク質に対する抗体又はその断片を用いて検体試料中のPOU2AF1タンパク質の量を解析し、POU2AF1遺伝子の発現の増大を指標として当該検体の腫瘍化を検出及び/又は分類することによって、癌を検出することができる。POU2AF1遺伝子以外の遺伝子の発現についても、当該遺伝子がコードするタンパク質に対する抗体又はその断片を用いて、同様に解析することができる。以下、POU2AF1遺伝子の発現の増大を指標とする場合を例に挙げて説明する。
【0039】
本方法に用いることができるPOU2AF1タンパク質に対する抗体(以下、POU2AF1抗体という)は、POU2AF1タンパク質の全部又は一部を抗原として、通常の方法で作製することができる。POU2AF1タンパク質の一部とは、配列番号2に記載するPOU2AF1タンパク質のアミノ酸配列のうち、例えば連続する少なくとも6個のアミノ酸、好ましくは少なくとも約8〜10個のアミノ酸、さらに好ましくは、少なくとも約11〜20個のアミノ酸からなるポリペプチドをいう。抗原とするPOU2AF1タンパク質の全部又は一部の調製法は生物学的手法、化学合成手法いずれでもよい。
【0040】
ポリクローナル抗体は、例えば上記抗原をマウス、モルモット、ウサギなどの動物の皮下、筋肉内、腹腔内、静脈内などに複数回接種し十分に免疫した後、該動物から採血、血清分離して作製することができる。モノクローナル抗体は、例えば上記抗原で免疫したマウスの脾細胞と市販のマウスミエローマ細胞との細胞融合により得られるハイブリドーマを作製後、該ハイブリドーマ培養上清、又は該ハイブリドーマ投与マウス腹水から作製することができる。
【0041】
上記のようにして調製したPOU2AF1タンパク質抗体又はその断片を用いることによって検体試料中のPOU2AF1タンパク質の発現量を知ることができる。測定には、例えばイムノブロット法、酵素抗体法(EIA)、放射線免疫測定法(RIA)、蛍光抗体法、免疫細胞染色などの免疫学的方法、又はウェスタンブロット法などが利用できる。ここで、POU2AF1タンパク質抗体の断片とは当該抗体の一本鎖抗体断片(scFv)などをいう。また、検体試料としては、腫瘍が疑われる骨髄試料、組織切片、血液、リンパ液、喀痰、肺洗浄液、尿、便、組織培養上清などを用いることができる。
【0042】
(2)細胞の増殖抑制方法、及び細胞増殖抑制剤
本発明によれば、RDX遺伝子、FDX1遺伝子、ARHGAP20遺伝子、POU2AF1遺伝子、TNFRSF17遺伝子、LAYN遺伝子、SNF1LK2遺伝子、PPP2R1B遺伝子、又はALG9遺伝子から選択される遺伝子のsiRNA、shRNA、アンチセンスオリゴヌクレオチドまたは機能欠失型遺伝子を、インビトロで腫瘍細胞に導入することを含む細胞の増殖を抑制する方法、並びに上記のsiRNA、shRNA、アンチセンスオリゴヌクレオチドまたは機能欠失型遺伝子を含む細胞増殖抑制剤が提供される。さらに本発明によれば、RDX遺伝子、FDX1遺伝子、ARHGAP20遺伝子、POU2AF1遺伝子、TNFRSF17遺伝子、LAYN遺伝子、SNF1LK2遺伝子、PPP2R1B遺伝子、又はALG9遺伝子から選択される遺伝子の機能欠失型タンパク質を、インビトロで腫瘍細胞に導入することを含む、細胞の増殖を抑制する方法、並びに上記の機能欠失型タンパク質を含む、細胞増殖抑制剤が提供される。
【0043】
siRNAは、約20塩基(例えば、約21〜23塩基)またはそれ未満の長さの二本鎖RNAであり、このようなsiRNA は、細胞に発現させることにより、そのsiRNA の標的となる遺伝子(本発明においては、RDX遺伝子、FDX1遺伝子、ARHGAP20遺伝子、POU2AF1遺伝子、TNFRSF17遺伝子、LAYN遺伝子、SNF1LK2遺伝子、PPP2R1B遺伝子、又はALG9遺伝子)の発現を抑制することができる。
【0044】
本発明において用いられるsiRNA は、RNAiを引き起こすことができる限り、どのような形態のものでもよい。ここで、「siRNA 」とは、short interfering RNAの略称であり、人工的に化学合成されるかまたは生化学的に合成されたものか、あるいは生物体内で合成されたものか、あるいは約40塩基以上の二本鎖RNAが体内で分解されてできた10塩基対以上の短鎖二本鎖RNAをいい、通常、5'−リン酸、3'−OHの構造を有しており、3'末端は約2塩基突出している。このsiRNA に特異的なタンパク質が結合して、RISC(RNA−induced−silencing−complex)が形成される。この複合体は、siRNA と同じ配列を有するmRNAを認識して結合し、RNaseIII様の酵素活性によってsiRNA の中央部でmRNAを切断する。
【0045】
siRNA の配列と、標的として切断するmRNAの配列とは100%一致することが好ましい。しかし、siRNA の中央から外れた位置の塩基が一致していない場合については、RNAiによる切断活性は部分的には残存することが多いので、必ずしも100%一致していなくてもよい。
【0046】
siRNAの塩基配列と、発現を抑制すべきRDX遺伝子、FDX1遺伝子、ARHGAP20遺伝子、POU2AF1遺伝子、TNFRSF17遺伝子、LAYN遺伝子、SNF1LK2遺伝子、PPP2R1B遺伝子、又はALG9遺伝子の塩基配列との間で相同性のある領域は、当該遺伝子の翻訳開始領域を含まないことが好ましい。翻訳開始領域には種々の転写因子や翻訳因子が結合することが予想されるため、siRNA が効果的にmRNAに結合することができず、効果が低減することが予測されるからである。従って、相同性を有する配列は、当該遺伝子の翻訳開始領域から20塩基離れていることが好ましく、より好ましくは当該遺伝子の翻訳開始領域から70塩基離れている。相同性を有する配列としては、例えば、当該遺伝子の3'末端付近の配列でもよい。
【0047】
本発明の別の態様によれば、RNAiにより標的遺伝子の発現を抑制することができる因子として、3'末端に突出部を有する短いヘアピン構造から成るshRNA(short hairpin RNA)を使用することができる。shRNAとは、一本鎖RNAで部分的に回文状の塩基配列を含むことにより、分子内で二本鎖構造をとり、ヘアピンのような構造となる約20塩基対以上の分子のことを言う。そのようなshRNAは、細胞内に導入された後、細胞内で約20塩基(代表的には例えば、21塩基、22塩基、23塩基)の長さに分解され、siRNA と同様にRNAiを引き起こすことができる。上記の通りshRNAは、siRNA と同様にRNAiを引き起こすことから、本発明において有効に用いることができる。
【0048】
shRNAは好ましくは、3'突出末端を有している。二本鎖部分の長さは特に限定されないが、好ましくは約10ヌクレオチド以上であり、より好ましくは約20ヌクレオチド以上である。ここで、3'突出末端は、好ましくはDNAであり、より好ましくは少なくとも2ヌクレオチド以上のDNAであり、さらに好ましくは2〜4ヌクレオチドのDNAである。
【0049】
上記の通り、本発明では、RNAiによりRDX遺伝子、FDX1遺伝子、ARHGAP20遺伝子、POU2AF1遺伝子、TNFRSF17遺伝子、LAYN遺伝子、SNF1LK2遺伝子、PPP2R1B遺伝子、又はALG9遺伝子の発現を抑制することができる因子として、siRNA またはshRNAを使用することができる。siRNAの長所としては、(1)細胞内に導入してもRNA自体は正常細胞の染色体内に組み込まれないので、子孫に伝わる変異を起こすような治療ではなく、安全性が高いこと、及び(2)短鎖二本鎖RNAは化学合成が比較的容易であり二本鎖にするとより安定であること、などが挙げられる。また、shRNAの長所としては、遺伝子発現を長期間抑制することによって治療を行う場合、細胞内でshRNAを転写するようなベクターを作製して細胞内に導入することができることなどが挙げられる。
【0050】
本発明で用いるRNAiによりRDX遺伝子、FDX1遺伝子、ARHGAP20遺伝子、POU2AF1遺伝子、TNFRSF17遺伝子、LAYN遺伝子、SNF1LK2遺伝子、PPP2R1B遺伝子、又はALG9遺伝子の発現を抑制することができるsiRNA又はshRNAは、人工的に化学合成してもよいし、センス鎖およびアンチセンス鎖のDNA配列を逆向きに連結したヘアピン構造のDNAをT7 RNAポリメラーゼによってインビトロでRNAを合成することによって作製することもできる。インビトロで合成する場合は、T7 RNAポリメラーゼおよびT7プロモーターを用いて、鋳型DNAからアンチセンスおよびセンスのRNAを合成することができる。これらをインビトロでアニーリングした後、細胞に導入すると、RNAiが引き起こされ、標的遺伝子の発現が抑制される。ここでは、例えば、リン酸カルシウム法、又は各種のトランスフェクション試薬(例えば、oligofectamine、Lipofectamineおよびlipofectionなど)を用いてそのようなRNAを細胞内に導入することができる。
【0051】
上記したsiRNA又はshRNAは、細胞増殖抑制剤として有用である。本発明の細胞増殖抑制剤の投与方法は、経口投与、非経口投与(例えば、静脈内投与、筋肉内投与、皮下投与、皮内投与、粘膜投与、直腸内投与、膣内投与、患部への局所投与、皮膚投与など)、患部への直接投与などが挙げられる。本発明の薬剤は、医薬組成物として使用する場合、必要に応じて薬学的に許容可能な添加剤を配合することができる。 薬学的に許容可能な添加剤の具体例としては、抗酸化剤、保存剤、着色料、風味料、および希釈剤、乳化剤、懸濁化剤、溶媒、フィラー、増量剤、緩衝剤、送達ビヒクル、希釈剤、キャリア、賦形剤および/または薬学的アジュバントなどが挙げられるが、これらに限定されない。
【0052】
本発明の薬剤の製剤形態は特に限定されないが、例えば、液剤、注射剤、徐放剤などが挙げられる。本発明の薬剤を上記製剤として処方するために使用される溶媒としては、水性または非水性のいずれでもよい。
【0053】
さらに、本発明の細胞増殖抑制剤の有効成分であるsiRNA又はshRNAは、非ウイルスベクターまたはウイルスベクターの形態で投与することができる。非ウイルスベクター形態の場合、リポソームを用いて核酸分子を導入する方法(リポソーム法、HVJ−リポソーム法、カチオニックリポソーム法、リポフェクション法、リポフェクトアミン法など)、マイクロインジェクション法、遺伝子銃(Gene Gun)でキャリア(金属粒子)とともに核酸分子を細胞に移入する方法などを利用することができる。siRNA又はshRNAをウイルスベクターを用いて生体に投与する場合は、組換えアデノウイルス、レトロウイルスなどのウイルスベクターを利用することができる。無毒化したレトロウイルス、アデノウイルス、アデノ随伴ウイルス、ヘルペスウイルス、ワクシニアウイルス、ポックスウイルス、ポリオウイルス、シンドビスウイルス、センダイウイルス、SV40などのDNAウイルスまたはRNAウイルスに、siRNA又はshRNAを発現するDNAを導入し、細胞または組織にこの組換えウイルスを感染させることにより、細胞または組織内に遺伝子を導入することができる。
【0054】
本発明の細胞増殖抑制剤の投与量は、使用目的、疾患の重篤度、患者の年齢、体重、性別、既往歴、又は有効成分であるsiRNA又はshRNAの種類などを考慮して、当業者が決定することができる。siRNA又はshRNAの投与量は特に限定されないが、例えば、約0.1ng〜約100mg/kg/日、好ましくは約1ng〜約10mg/kg/日である。RNAiは、一般に投与後1〜3日間効果が見られる。したがって、毎日〜3日に1回の頻度で投与することが好ましい。発現ベクターを用いる場合、1週間に1回程度投与することも可能である。
【0055】
本発明では、アンチセンスオリゴヌクレオチドを細胞増殖抑制剤として使用することもできる。本発明で用いるアンチセンスオリゴヌクレオチドは、RDX遺伝子、FDX1遺伝子、ARHGAP20遺伝子、POU2AF1遺伝子、TNFRSF17遺伝子、LAYN遺伝子、SNF1LK2遺伝子、PPP2R1B遺伝子、又はALG9遺伝子のDNA配列中の連続する5から100の塩基配列に対して相補的な、またはハイブリダイズするヌクレオチドであって、DNA又はRNAのいずれであっても良く、また機能に支障がない限りにおいて修飾されたものであってもよい。本明細書で言う「アンチセンスオリゴヌクレオチド」とは、DNA又はmRNAの所定の領域を構成するヌクレオチドに対応するヌクレオチドがすべて相補的であるもののみならず、DNA又はmRNAとオリゴヌクレオチドとが安定にハイブリダイズできる限り、多少のミスマッチが存在してもよい。
【0056】
なお、アンチセンスオリゴヌクレオチドは、修飾されていてもよい。適当な修飾を施すことにより、当該アンチセンスオリゴヌクレオチドは生体内で分解されにくくなり、より安定してITIIαを阻害できるようになる。このような修飾されたオリゴヌクレオチドとしては、S−オリゴ型(ホスフォロチオエート型)、C−5チアゾール型、D−オリゴ型(フォスフォジエステル型)、M−オリゴ型(メチルフォスフォネイト型)、ペプチド核酸型、リン酸ジエステル結合型、C−5プロピニルピリミジン型、2−O−プロピルリボース、2'−メトキシエトキシリボース型等の修飾型のアンチセンスオリゴヌクレオチドが挙げられる。さらに、アンチセンスオリゴヌクレオチドとしては、リン酸基を構成する酸素原子の少なくとも一部がイオウ原子に置換、修飾されているものでもよい。このようなアンチセンスオリゴヌクレオチドは、ヌクレアーゼ耐性、水溶性、RNAへの親和性に特に優れている。リン酸基を構成する酸素原子の少なくとも一部がイオウ原子に置換、修飾されたアンチセンスオリゴヌクレオチドとしては、例えば、S−オリゴ型等のオリゴヌクレオチドが挙げられる。
【0057】
アンチセンスオリゴヌクレオチドの塩基数は、50以下であることが好ましく、25以下であることがより好ましい。塩基数があまりに多くなると、オリゴヌクレオチドの合成の手間とコストが増大し、また、収率も低下する。さらに、アンチセンスオリゴヌクレオチドの塩基数は5以上であり、9以上であることが好ましい。塩基数が4以下の場合には、標的遺伝子に対する特異性が低下して好ましくないためである。
【0058】
アンチセンスオリゴヌクレオチド(又はその誘導体)は常法によって合成することができ、例えば、市販のDNA合成装置(例えばAppliedBiosystems社製など)によって容易に合成することができる。合成法はホスホロアミダイトを用いた固相合成法、ハイドロジェンホスホネートを用いた固相合成法などで得ることができる。
【0059】
本発明においてアンチセンスオリゴヌクレオチドを細胞増殖抑制剤として使用する場合には、一般的には、アンチセンスオリゴヌクレオチドと製剤用添加物(担体、賦形剤など)とを含む医薬組成物の形態で提供される。アンチセンスオリゴヌクレオチドは、ヒトを含む哺乳動物に医薬として投与することができる。アンチセンスオリゴヌクレオチドの投与経路は特に限定されず、経口投与または非経口投与(例えば、筋肉内投与、静脈内投与、皮下投与、腹腔内投与、鼻腔などへの粘膜投与、または吸入投与など)の何れでもよい。
【0060】
アンチセンスオリゴヌクレオチドの製剤形態は特に限定されず、経口投与のための製剤としては例えば、錠剤、カプセル剤、細粒剤、粉末剤、顆粒剤、液剤、シロップ剤などが挙げられ、非経口投与のための製剤としては例えば、注射剤、点滴剤、座剤、吸入剤、経粘膜吸収剤、経皮吸収剤、点鼻剤、点耳剤などが挙げられる。アンチセンスオリゴヌクレオチドを含む薬剤の形態、使用すべき製剤用添加物、製剤の製造方法などは、いずれも当業者が適宜選択可能である。
【0061】
アンチセンスオリゴヌクレオチドの投与量は、患者の性別、年齢または体重、症状の重症度、予防または治療といった投与目的、あるいは他の合併症状の有無などを総合的に考慮して適宜選択することができる。投与量は、一般的には、0.1μg/kg体重/日〜100mg/kg体重/日、好ましくは0.1μg/kg体重/日〜10mg/kg体重/日である。
【0062】
さらに本発明では、RDX遺伝子、FDX1遺伝子、ARHGAP20遺伝子、POU2AF1遺伝子、TNFRSF17遺伝子、LAYN遺伝子、SNF1LK2遺伝子、PPP2R1B遺伝子、又はALG9遺伝子の機能欠失型遺伝子を細胞増殖抑制剤として使用することもできる。機能欠失型遺伝子とは、該当する遺伝子においてその機能を欠失するように変異が導入されている遺伝子のことを言う。具体的には当該遺伝子から作製されるアミノ酸配列の少なくとも1個の構成アミノ酸を欠くもの、少なくとも1個の構成アミノ酸が別のアミノ酸で置換されているもの、少なくとも1個のアミノ酸が付加されたもの等の本来の機能を欠失した一般にムテインと呼ばれるタンパク質を翻訳する当該遺伝子がこれに相当する。
【0063】
機能欠失型遺伝子を細胞増殖抑制剤として使用する場合は、有効成分である上記遺伝子を遺伝子治療剤に通常用いる基剤と共に配合することにより製造することができる。また、上記遺伝子をウイルスベクターに組み込んだ場合は、組換えベクターを含有するウイルス粒子を調製し、これを遺伝子治療剤に通常用いる基剤と共に配合する。
【0064】
上記基剤としては、通常注射剤に用いる基剤を使用することができ、例えば、蒸留水、塩化ナトリウム又は塩化ナトリウムと無機塩との混合物などの塩溶液、マンニトール、ラクトース、デキストラン、グルコースなどの溶液、グリシン、アルギニンなどのアミノ酸溶液、有機酸溶液又は塩溶液とグルコース溶液との混合溶液などが挙げられる。あるいはまた、当業者に既知の常法に従って、これらの基剤に浸透圧調整剤、pH調整剤、植物油、界面活性剤などの助剤を用いて、溶液、懸濁液、分散液として注射剤を調製することもできる。これらの注射剤は、粉末化、凍結乾燥などの操作により用時溶解用製剤として調製することもできる。
【0065】
機能欠失型遺伝子の投与形態としては、通常の静脈内、動脈内などの全身投与でもよいし、局所注射又は経口投与などの局所投与を行ってもよい。さらに、投与にあたっては、カテーテル技術、遺伝子導入技術、又は外科的手術などと組み合わせた投与形態をとることもできる。
【0066】
機能欠失型遺伝子の投与量は、患者の年齢、性別、症状、投与経路、投与回数、剤型によって異なるが、一般に、成人では一日当たり組み換え遺伝子の重量として1μg/kg体重から1000mg/kg体重程度の範囲であり、好ましくは10μg/kg体重から100mg/kg体重程度の範囲である。投与回数は特に限定されない。
【0067】
また、上記した本発明の各種の遺伝子治療剤は、常法により調製されたリポソームの懸濁液に遺伝子を添加し凍結した後融解することにより製造することもできる。リポソームを調製する方法は、薄膜振とう法、超音波法、逆相蒸発法、界面活性剤除去法などがある。リポソームの懸濁液は超音波処理した後、遺伝子を添加するのが遺伝子の封入効率を向上させる上で好ましい。遺伝子を封入したリポソームはそのまま、又は水、生理食塩水などに懸濁して静脈投与することができる。
【0068】
さらに本発明では、RDX遺伝子、FDX1遺伝子、ARHGAP20遺伝子、POU2AF1遺伝子、TNFRSF17遺伝子、LAYN遺伝子、SNF1LK2遺伝子、PPP2R1B遺伝子、又はALG9遺伝子から選択される遺伝子の機能欠失型タンパク質を細胞増殖抑制剤(即ち、タンパク質製剤)として使用することもできる。例えば、POU2AF1遺伝子の機能欠失型タンパク質を細胞増殖抑制剤として使用する場合には、有効成分である機能欠失型POU2AF1タンパク質又はその機能欠失型相同タンパク質は、製剤用添加物(例えば、担体、賦形剤など)を含む医薬組成物の形態で提供することができる。
【0069】
上記のタンパク質製剤の形態は特に限定されず、経口投与のための製剤としては例えば、錠剤、カプセル剤、細粒剤、粉末剤、顆粒剤、液剤、シロップ剤などが挙げられ、非経口投与のための製剤としては例えば、注射剤、点滴剤、座剤、吸入剤、経粘膜吸収剤、経皮吸収剤などが挙げられる。
【0070】
上記タンパク質製剤の投与経路は特に限定されず、経口投与又は非経口投与(例えば、筋肉内投与、静脈内投与、皮下投与、腹腔内投与などへの粘膜投与、又は吸入投与など)の何れでもよい。
【0071】
上記タンパク質治療剤の投与量は、患者の年齢、性別、症状、投与経路、投与回数、剤型によって異なるが、一般に、成人では一日あたり0.001μg/kg体重から1000μg/kg体重程度の範囲であり、好ましくは0.001μg/kg体重から100μg/kg体重程度の範囲である。投与回数は特に限定されない。
【0072】
上記した本発明の細胞増殖抑制剤は、その有効量をヒトを含む哺乳動物に投与することによって腫瘍を抑制するのに使用することができる。上記抗腫瘍化剤はまた、その予防及び/又は治療有効量をヒトを含む哺乳動物に投与することによって腫瘍の予防及び/又は治療をするのに使用することができる。
【0073】
(3)細胞増殖の活性化方法、及び細胞増殖活性化剤
本発明によればさらに、RDX遺伝子、FDX1遺伝子、ARHGAP20遺伝子、POU2AF1遺伝子、TNFRSF17遺伝子、LAYN遺伝子、SNF1LK2遺伝子、PPP2R1B遺伝子、又はALG9遺伝子から選択される遺伝子をインビトロで細胞に導入することを含む、細胞の増殖を活性化する方法、並びに上記遺伝子を含む細胞増殖活性化剤が提供される。
【0074】
POU2AF1遺伝子を取り扱う場合、当業者に公知の技術を用いて培養細胞などから取得したcDNAであってもよいし、又は本明細書の配列番号1に記載の塩基配列に基づいてPCR法などにより酵素学的に合成したものでもよい。PCR法により配列番号1に記載した塩基配列を有するDNAを取得する場合、ヒトの染色体DNA又はcDNAライブラリーを鋳型として使用し、配列番号1に記載した塩基配列を増幅できるように設計したプライマーを使用してPCRを行う。PCRで増幅したDNA断片は大腸菌などの宿主で増幅可能な適切なベクター中にクローニングすることができる。
【0075】
POU2AF1遺伝子の検出ブローブ又はプライマーの調製、並びに目的遺伝子のクローニングなどの操作は当業者に既知であり、例えば、Molecular Cloning: A laboratory Mannual、2nd Ed.、Cold Spring Harbor Laboratory、Cold Spring Harbor、NY.、1989、Current Protocols in Molecular Biology、Supplement 1〜38、John Wiley & Sons(1987−1997)などに記載された方法に準じて行うことができる。
【0076】
POU2AF1遺伝子以外の遺伝子を取り扱う場合も、POU2AF1遺伝子の場合と同様に行うことができる。
【0077】
RDX遺伝子、FDX1遺伝子、ARHGAP20遺伝子、POU2AF1遺伝子、TNFRSF17遺伝子、LAYN遺伝子、SNF1LK2遺伝子、PPP2R1B遺伝子、又はALG9遺伝子から選択される遺伝子は、ベクターに組み込んだ組換えベクターの形態で用いることができる。ベクターとしてはウイルスベクター又は動物細胞発現用ベクター、好ましくはウイルスベクターが用いられる。ウイルスベクターとしてはレトロウイルスベクター、アデノウイルスベクター、アデノ随伴ウイルスベクター、バキュロウイルスベクター、ワクシニアウイルスベクター、レンチウイルスベクターなどが挙げられる。中でも、レトロウイルスベクターは、細胞に感染後、ウイルスゲノムが宿主染色体に組み込まれ、ベクターに組み込んだ外来遺伝子を安定にかつ長期的に発現させる可能であるからレトロウイルスベクターを使用することが特に望ましい。
【0078】
動物細胞発現用ベクターとしては例えばpCXN2(Gene,108,193−200,1991)、PAGE207(特開平6−46841号公報)又はその改変体などを用いることができる。
【0079】
上記組換えベクターは適当な宿主に導入して形質転換し、得られた形質転換体を培養することによって生産することができる。組換えベクターがウイルスベクターの場合、これを導入する宿主としてはウイルス生産能を有する動物細胞が用いられ、例えば、COS−7細胞、CHO細胞、BALB/3T3細胞、HeLa細胞などが挙げられる。レトロウイルスベクターの宿主としては、ΨCRE、ΨCRIP、MLVなどが、アデノウイルスベクター及びアデノ随伴ウイルスベクターの宿主としては、ヒト胎児腎臓由来の293細胞などが用いられる。ウイルスベクターの動物細胞への導入はリン酸カルシウム法などで行うことができる。また、組換えベクターが動物細胞発現用ベクターの場合、これを導入する宿主としては大腸菌K12株、HB101株、DH5α株などを使用でき、大腸菌の形質転換は当業者に公知である。
【0080】
得られた形質転換体はそれぞれに適した培地、培養条件により培養する。例えば、大腸菌の形質転換体の培養は、生育に必要な炭素源、窒素源、無機物その他を含有するpH5〜8程度の液体培地を用いて行うことができる。培養は通常15〜43℃で約8〜24時間程度行う。この場合、目的とする組み換えベクターは、培養終了後、通常のDNA単離精製法により得ることができる。
【0081】
また、動物細胞の形質転換体の培養は、例えば約5〜20%のウシ胎児血清を含む199培地、MEM培地、DMEM培地などの培地を用いて行うことができる。培地のpHは約6〜8が好ましい。培養は通常約30〜40℃で約18〜60時間行う。この場合、目的とする組み換えベクターは、それを含有するウイルス粒子が培養上清中に放出されるので、ウイルス粒子の濃縮、精製を塩化セシウム遠心法、ポリエチレングリコール沈澱法、フィルター濃縮法などにより得ることができる。
【0082】
本発明の細胞増殖活性化剤は、有効成分である上記遺伝子又はその相同遺伝子を遺伝子治療剤に通常用いる基剤と共に配合することにより製造することができる。また、上記遺伝子又はその相同遺伝子をウイルスベクターに組み込んだ場合は、組換えベクターを含有するウイルス粒子を調製し、これを遺伝子治療剤に通常用いる基剤と共に配合する。
【0083】
本発明で言う相同遺伝子とは、ある特定の遺伝子の塩基配列において1から数個の塩基が欠失、付加又は置換されている塩基配列を有する遺伝子;又はある特定の遺伝子の塩基配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を有する遺伝子を言う。本発明で言う相同遺伝子は、好ましくは、腫瘍化活性を有するタンパク質をコードする塩基配列を有する遺伝子である。また、ある遺伝子の相同遺伝子には、当該遺伝子の断片も含まれる。
【0084】
「塩基配列において1から数個の塩基が欠失、付加又は置換されている塩基配列」における「1から数個」の範囲は特には限定されないが、例えば、1から60個、好ましくは1から30個、より好ましくは1から20個、さらに好ましくは1から10個、特に好ましくは1から5個程度を意味する。
【0085】
「ある特定の塩基配列において1から数個の塩基が欠失、付加又は置換されている塩基配列を有する遺伝子」は、化学合成、遺伝子工学的手法又は突然変異誘発などの当業者に既知の任意の方法で作製することができる。具体的には、上記の特定の遺伝子を利用し、このDNAに変異を導入することにより取得することができる。例えば、上記の特定の遺伝子に対し、変異原となる薬剤と接触作用させる方法、紫外線を照射する方法、遺伝子工学的手法などを用いて行うことができる。遺伝子工学的手法の一つである部位特異的変異誘発法は特定の位置に特定の変異を導入できる手法であることから有用であり、Molecular Cloning: A laboratory Mannual、2nd Ed.、 Cold Spring Harbor Laboratory、Cold Spring Harbor、NY.、1989、Current Protocols in Molecular Biology、Supplement 1〜38、John Wiley &Sons(1987−1997)などに記載の方法に準じて行うことができる。
【0086】
上記の「ストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列」とは、DNAをプローブとして使用し、コロニー・ハイブリダイゼーション法、プラークハイブリダイゼーション法、あるいはサザンハイブリダイゼーション法などを用いることにより得られるDNAの塩基配列を意味し、例えば、コロニー又はプラーク由来のDNA又は該DNAの断片を固定化したフィルターを用いて、0.7〜1.0MのNaCl存在下、65℃でハイブリダイゼーションを行った後、0.1〜2×SSC溶液(1×SSC溶液は、150mM塩化ナトリウム、15mMクエン酸ナトリウム)を用い、65℃条件下でフィルターを洗浄することにより同定できるDNAなどを挙げることができる。ハイブリダイゼーションは、Molecular Cloning:A laboratory Mannual、2nd Ed.、Cold Spring Harbor Laboratory、Cold Spring Harbor、NY.、1989などに記載されている方法に準じて行うことができる。
【0087】
ストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAとしては、プローブとして使用するDNAの塩基配列と一定以上の相同性を有するDNAが挙げられ、例えば70%以上、好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上、さらに好ましくは93%以上、特に好ましくは95%以上の相同性を有するDNAが挙げられる。
【0088】
上記の「ある特定の遺伝子の塩基配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を有する遺伝子」は、上述のとおり、一定のハイブリダイゼーション条件下でコロニー・ハイブリダイゼーション法、プラークハイブリダイゼーション法、あるいはサザンハイブリダイゼーション法などを行うことにより得ることができる。
【0089】
有効成分である上記遺伝子又はその相同遺伝子を配合するために使用する基剤としては、通常注射剤に用いる基剤を使用することができ、例えば、蒸留水、塩化ナトリウム又は塩化ナトリウムと無機塩との混合物などの塩溶液、マンニトール、ラクトース、デキストラン、グルコースなどの溶液、グリシン、アルギニンなどのアミノ酸溶液、有機酸溶液又は塩溶液とグルコース溶液との混合溶液などが挙げられる。あるいはまた、当業者に既知の常法に従って、これらの基剤に浸透圧調整剤、pH調整剤、植物油、界面活性剤などの助剤を用いて、溶液、懸濁液、分散液として注射剤を調製することもできる。これらの注射剤は、粉末化、凍結乾燥などの操作により用時溶解用製剤として調製することもできる。
【0090】
本発明の細胞増殖活性化剤の投与形態としては、通常の静脈内、動脈内などの全身投与でもよいし、局所注射又は経口投与などの局所投与を行ってもよい。さらに、細胞増殖活性化剤の投与にあたっては、カテーテル技術、遺伝子導入技術、又は外科的手術などと組み合わせた投与形態をとることもできる。
【0091】
本発明の細胞増殖活性化剤の投与量は、患者の年齢、性別、症状、投与経路、投与回数、剤型によって異なるが、一般に、成人では一日当たり組み換え遺伝子の重量として1μg/kg体重から1000mg/kg体重程度の範囲であり、好ましくは10μg/kg体重から100mg/kg体重程度の範囲である。投与回数は特に限定されない。
【0092】
以下の実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例により特に限定されるものではない。
【実施例】
【0093】
実験材料:
用いた28種の多発性骨髄腫由来細胞株は臨床サンプルより樹立したAMO1,KMM1,KM−1,KM−4,KM−5,KM−6,KM−7,KM−11,KMS−5,KMS−11,KMS−18,KMS−20,KMS−26,KMS−27,KMS−34,KMS−12BM,KMS−12PE,KMS−21BM,KMS−21PE,KMS−28BM,KMS−28PE,HS,ILKM−10,ILKM−12,ILKM−13,MOLP−2,MOLP−6,OPM−2およびEpstein−Barr virusにて形質転換した健常人由来の1種のリンパ球由来細胞株を使用した。これら細胞株を10%胎児牛血清の存在下RPMI−1640にて培養を行った。臨床検体由来の32人からの骨髄サンプルは名古屋市立大学病院より入手し、各患者の同意をもってかつ同組織の倫理委員会の承認を得て使用した。診断の際の多発性骨髄腫由来細胞の選別は抗CD138抗体ビーズを用いたautomatic magnetic cell sorting system(Miltenyi Biotec)によりポジティブセレクションにより行った。
【0094】
実施例1:多発性骨髄腫細胞でのヒト遺伝子領域の増幅と欠失
多発性骨髄腫での新規な遺伝子増幅を検出するために、28種類の多発性骨髄腫細胞から調製したゲノムDNAを用いて、MGC Cancer Array−800のCGHアレイを使用したCGHアレイ解析を行った。対象として健常人リンパ球細胞株由来ゲノムDNAを使用しCy5で標識した。被検DNAとして上記多発性骨髄腫細胞から調製したゲノムDNAを使用しCy3で標識した。具体的には、DpnII消化したゲノムDNA(0.5μg)を、各々0.6mM dATP、0.6mM dTTP、0.6mM dGTP、0.3mM dCTP及び0.3mM Cy3−dCTP(多発性骨髄腫細胞)あるいは0.3mM Cy5−dCTP(正常細胞)存在下で、BioPrime Array CGH Genomic Labeling System(Invitrogen社)により標識した。Cy3及びCy5標識dCTPはAmersham Biosciences社より入手した。両標識ゲノムDNAをCot−1 DNA(Invitrogen社)存在下でエタノールを加えて沈殿させ、120μlのハイブリダイゼーション混合液(50%ホルムアミド、10%Dextran sulfate、2xSSC(1xSSC:150mM NaCl/15mM Sodium Citrate)、4% sodium dodecyl sulfate、pH7.0)に溶解した。37℃で30分間インキュベーション後、ハイブリダイゼーションチャンバーにセットしたCGHアレイ上に加え、37℃で3rpm(round per minute)のスピードで振とうしながら48〜72時間インキュベーションを行った。その後、CGHアレイを50%ホルムアミド/2xSSC(pH7.0)溶液中で50℃にて15分間洗浄し、次に2xSSC/0.1%SDS中で50℃にて15分間洗浄した。風乾した後、CGHアレイをGenePix 4000Bスキャナー(Axon Instruments、CA、USA)を用いてCy3及びCy5に由来する蛍光をモニタリングした。得られた結果をGenePix Pro6.0イメージングソフトウエア(Axon Instruments、CA、USA)を用いて解析した。Cy3に由来する蛍光強度の平均とCy5に由来する蛍光強度の平均を同じ値に調整し、個々の遺伝子のアレイCGHによる量的変化をCy3/Cy5のRatioを求めることにより検出した。ゲノムに異常がない場合にはRatio値は1であるが、その比が底を2とするlog値で正および負に0.4以上に外れるものを遺伝子に異常がある(増幅もしくは欠失)と判定した。増幅と欠失の染色体領域での異常に関し、全細胞株に対する異常細胞の頻度として、縦軸に増幅(緑)、欠失(赤)、横軸にUCSC mapping position を参照(http://genome.ucsc.edu/[version May,2004])し、染色体位置として示した(図1)。50%以上の高頻度の増幅が1q,7q,8qに、欠失が1p,13q,14q,17p,22qに観察された。14q32に最大頻度の欠失が観察されるが、多くの白血病、骨髄腫に観察されるimmunoglobulin heavy constant gamma 1 gene(IGHG1)の転座に伴う欠失によるものである。
【0095】
さらに、高レベルの増幅(log2 ratio>2.0)、ホモ欠失(log2 ratio <−2.0)とに分類し、変化の大きかった遺伝子について観察された細胞と共に示した(表1)。
【0096】
【表1】

【0097】
28細胞株中11株でホモ欠失している遺伝子が観察されたが、KMS−5細胞では9p21.3領域のMTAPとCDKN2A/p16の欠失が観察された。一方、高レベルの増幅は28細胞株中11株で観察され、16遺伝子が該当した。中でもAMO1とMOLP−2の両細胞で11q23領域のPOU2AF1とPPP2R1B遺伝子が増幅していることが判明した。遺伝子増幅が腫瘍の病理学的、臨床的意義が大きく治療法に繋がることからこの11q23領域に注力して解析を行った。
【0098】
実施例2:AMO1とMOLP−2細胞でのFISH解析
実施例1にてアレイCGH法にて確認された11q23領域の染色体領域に関しRP11−792P2のBACクローンを用いて定法(Inoue J, Otsuki T, Hirasawa A, et al. Am J Pathol.;165:71−81.,2004)により、FISH解析を行った(図2)。両細胞株共に本来の染色体位置でのFISHシグナル(矢印)に加え、多コピーからなる強い増幅シグナル(楔形)が観察され、確かに遺伝子増幅が起こっていることが確認された。
【0099】
実施例3:AMO1とMOLP−2細胞でのFISH解析による増幅領域の絞り込みと構成される遺伝子の発現解析
RP11−792P2をほぼ中心とする15種のBACクローンを用いFISHを行い、その蛍光シグナル強度から対応ゲノムDNA領域のコピー数を図式化した(図3左)。縦軸は11q23領域でのBACクローンIDとそれらの相対的位置を示す。平均的に染色される輝度の最も高い領域(homogenously staining regions(HSRs))は両細胞間でほぼ一致し、両者を考慮してRP11−25I9と708L7の間約3Mb(メガベース)に絞り込まれた。
【0100】
次に、絞り込まれた11q23領域中に存在するAMO1、RDX、ARHGAP20、POU2AF1、SNF1LK2、PPP2R1B、ALG9遺伝子について簡易定量を目的としたPCR反応を行った。RT−PCRの発現量のコントロールとして発現量が細胞種、条件で変化しにくいことで知られるGAPDHを用いた。対数増殖期の各細胞よりtotal RNAを採取後、定法にてcDNAを作製した。各遺伝子に特異的なプライマーと条件を事前に設定し、PCR反応を行い3%アガロースゲルにて電気泳動を行った。ゲルイメージをLAS−3000(富士写真フイルム)にて測定しMulti Gauge software(富士写真フイルム)にて画像解析した(図3右)。用いた細胞株は、11q23領域の増幅のあったAMO1、MOLP−2に加え、この領域の増幅が観察されなかったKMM1、KM−5、さらにコントロールとして健常人由来のLCL(lymphocyte clone)を用いた。これらの定量結果をまとめたものが表2である。
【0101】
【表2】

【0102】
AMO1とMOLP−2細胞において絞り込まれた領域で、POU2AF1遺伝子発現は遺伝子増幅のない細胞(KMM1、KM−5)の平均発現量に比べ4.5〜5.0倍に上昇していることが判明した。
【0103】
実施例4:多発性骨髄腫細胞株でのPOU2AF1遺伝子のタンパク発現レベルの確認
8種の多発性骨髄腫細胞株についてPOU2AF1タンパクの発現量をWestern blotting法にて定量した(図4)。各細胞をprotease−inhibitor cocktail(Roche Diagnostics)を含むRIPAバッファー(10mM Tris−HCl,150mM NaCl,1mM EDTA,1%sodium deoxycholate,0.1% SDS,1% Triton X−100,pH7.4)にて溶解後、BCA assay(Pierce Chemical)にてタンパク濃度を測定し各10μgをSDS−ポリアクリルアミドゲルにて電気泳動した。これを、difluoride膜に転写し、抗POU2AF1抗体(Santa Cruz Biotechnology)、コントロールとして抗β−アクチン抗体(Sigma)にて一次検出後、パーオキシダーゼ結合二次抗体にてenhanced electrochemiluminescence system(Amersham)を用い発色、検出した。図中POU2AF1タンパクに2種のバンドが観察されるが、分子量の小さいp34に加えp35が検出された。p34はp35の転写後修飾によるアイソフォームであり、OCT binding factor 1に対する転写活性化の増強効果が高いことが報告されている(Yu X.et al.Immunity.;14:157−167.2001)。図の下段にFISHから測定されたPOU2AF1遺伝子のゲノムDNA上のコピー数を示した。予想どおりゲノムDNA中にPOU2AF1遺伝子の増幅がみられたAMO1とMOLP−2細胞は他の細胞に比し強いPOU2AF1タンパクの発現が観察された。
【0104】
実施例5:細胞へのPOU2AF1遺伝子のsiRNA添加によるPOU2AF1タンパクの発現抑制と細胞増殖の抑制効果
POU2AF1のsiRNAをPOU2AF1−A:CACCUUACACCGAGUAUGU(配列番号3)、POU2AF1−B:GGUUCUGUGUCUGCAGU(配列番号4)とデザインし購入(日本バイオサービス)した。2x106個のPOU2AF1遺伝子の発現がみられたAMO1とKMS−21BM細胞について200nMの各プライマーをNucleofector(Germany)にて遺伝子導入後、その効率を蛍光標識のpmaxGFP解析でモニターしながら実施例4と同様、Western blotting法にて解析した(図5、A)。コントロールとして抗β−アクチン抗体を用いた。予想どおりsiRNA添加によるPOU2AF1タンパクの発現抑制が観察された。また1x104個のAMO1とKMS−21BM細胞にPOU2AF1のsiRNAを遺伝子導入したものを96ウェルプレートに播き、経時的に生細胞数をwater−soluble tetrazolium salt(WST)アッセイ(Cell counting kit−8;同仁堂)にて測定した(図5、B、C)。実験はトリプリケートで2回行い、アスタリスクは対応のないStudent’s t testにて有意(p<0.05)であった結果を示す。両細胞ともPOU2AF1のsiRNAの導入により増殖が抑制された。
【0105】
実施例6:KMS−11細胞へのPOU2AF1遺伝子発現細胞株の樹立、その分布、生細胞数に与える効果の観察
完全長POU2AF1遺伝子(p34)をN末端にMycが結合し発現する発現ベクター(pCMV−Tag3−p34−POU2AF1)として構築した。これを内在性POU2AF1遺伝子の発現が低いKMS−11細胞にNucleofectorにて導入しG418(50μg/ml)にて3週間薬剤選択した。POU2AF1遺伝子発現の有無を細胞破壊液を用いWestern blotting法にて抗Myc抗体にて検出した(図6、A)。同時にKMS−11細胞に外来遺伝子のないpCMV−3Bを導入した細胞も用意しMockとした。予想どおり遺伝子導入したものだけに組み換えPOU2AF1タンパクが検出された。上記形質転換細胞をShandon Cytospin(Thermo)のスライドガラス上に培養し遠心後10% ホルムアミドにて固定し抗Mycポリクローナル抗体(Cell Signaling Technology)にて一晩染色した。反応した抗体をAlexa 488標識ヒツジ由来抗ウサギ抗体(Molecular Probes)で染色し蛍光顕微鏡にて観察した。同時に核染色をDAPIにて行った。両者の色調を合わせたものをmergeとして表示した(図6、B)。POU2AF1は核内タンパクでありDAPIと同様核に染色されたことが確認され、POU2AF1本来の分布を示していることが確認された。MockとPOU2AF1遺伝子発現細胞の両者でその細胞増殖速度を生細胞数としてWSTアッセイを行った(図6、C)。POU2AF1遺伝子の導入により細胞増殖速度が有意に速まることから該遺伝子の著しい増殖促進効果が確認された。
【0106】
実施例7:POU2AF1遺伝子の制御遺伝子としてのTNFRSF17
POU2AF1遺伝子のノックアウトマウスを用いた実験からPOU2AF1遺伝子がイムノグロブリン遺伝子以外の遺伝子発現に関わっていることが報告されている(Teitell MA.et al.Trends Immunol.24:546−553.2003)。癌の発生や進展、細胞増殖、細胞接着や移動に関与する遺伝子としてBAFFR、TNFRSF17(tumor necrosis factor receptor superfamily,member17)、Bcl−2、cyclin D3、osteopontinらが知られているがリアルタイムRT−PCR解析により多発性骨髄腫細胞株でPOU2AF1遺伝子の発現と挙動を共にする唯一の遺伝子がTNFRSF17であった(データは示していない)。そこで、TNFRSF17の遺伝子発現の挙動を詳細に解析を行った(図7)。まず、2x106個のAMO1とKMS−21BM 細胞株にてPOU2AF1−AとPOU2AF1−Bの200nMの各siRNA(KMS−21BM細胞ではPOU2AF1−Bのみ)をNucleofectorにて遺伝子導入48時間後、TNFRSF17遺伝子の発現をリアルタイムRT−PCRにて解析した(図7、A)。両細胞ともPOU2AF1遺伝子をノックダウンすることによりTNFRSF17遺伝子発現が低下することが確認された。
【0107】
実施例6にてKMS−11細胞へのPOU2AF1遺伝子発現細胞株をMockと共に作製したがそれらについてのTNFRSF17遺伝子発現についてリアルタイムRT−PCRによる比較を行った(図7、B)。この事例で、POU2AF1遺伝子を強制発現させた細胞でTNFRSF17の遺伝子発現が増加することが確認された。データベース(RecGroupScan; http://wwwmgs.bionet.nsc.ru/mgs/programs/yura/RecGropScanStart.html)を用いてゲノムDNA上のヒトTNFRSF17遺伝子の5’領域について転写因子結合部位を検索したところ転写開始点(+1)上流3642ベースからPOU2AF1が転写を促進するoctamer siteの存在が確認された(図7、C)。次に、AMO1とKMS−11細胞(Mock、POU2AF1遺伝子発現細胞)のクロマチンについてPOU2AF1タンパクに対する抗体を用いた免疫沈降物がoctamer siteを含有するかをPCRにて検証した(図7、D)。用いたPCRプライマーは図7、C矢印に示すようにoctamer siteを挟み込むものを用いた。抗POU2AF1抗体(Santa Cruz Biotechnology)にて免疫沈降しその1/100をPCR反応の鋳型として用いた。inputは免疫沈降前のクロマチン材料、(−)は免疫沈降抗体が無い状態での陰性コントロールを示す。矢印に示すようにPOU2AF1遺伝子発現細胞株と内在性POU2AF1遺伝子発現を示すAMO1細胞中にPOU2AF1タンパクと結合したoctamer siteが検出された。
【0108】
実施例8:TNFRSF17遺伝子上流のoctamer siteを含む領域を用いたPOU2AF1発現ベクターと組み合わせたプロモーター−レポーターアッセイ
TNFRSF17遺伝子上流のoctamer siteを含む307塩基対のDNA領域をPCRにてクローニングし、野生型(wt;TTTAGCAT)および変異型(Mut;TTCCGCAT)のoctamer siteを含む領域をpGL3−promoter vector(Promega)に導入しpGL3−TNFRSF17−wt octamerおよびpGL3−TNFRSF17−Mut octamerと命名した。KMS−11細胞に上記2種のルシフェラーゼプロモーター−レポーターベクターをpCMV−Tag3−POU2AF1のp34またはp35と共に遺伝子導入効率を補正する内部標準用ベクターphRL−TK(Promega)と共にlipofectamine 2000(Invitrogen)を用い遺伝子導入した。その48時間後に、Dual−Luciferase Reporter Assay System(Promega)を用いて発光を測定した。pGL3−TNFRSF17−wt octamerとpCMV−Tag3(mock)を遺伝子導入したものを1とし、相対的なルシフェラーゼ活性を示した(図8)。POU2AF1のアイソフォームp35、p34共にoctameric siteが野生型のものはコントロールに比し高いレポーター活性を示したが、その結合領域の変異により活性が低下したことから、POU2AF1は転写因子OCT1もしくはOCT2と結合しその活性を増強することでTNFRSF17遺伝子の発現調節を行っていることが確認された。
【0109】
実施例9:POU2AF1、TNFRSF17両遺伝子メッセンジャーRNAの発現相関
多発性骨髄腫細胞株および多発性骨髄腫臨床サンプルより樹立したプライマリー細胞におけるPOU2AF1、TNFRSF17遺伝子発現を定量PCRにて測定し、β−アクチンおよびβ2−マイクログロブリン(β2M)に対する比で示した(図9、A:細胞株、B:プライマリー細胞)。POU2AF1、TNFRSF17両遺伝子の発現は、細胞株でもプライマリー細胞においても相関が高く、両者とも有意なp値を示した(対応のないStudent’s t testにて有意(p<0.05))。このことから、TNFRSF17遺伝子の発現はPOU2AF1遺伝子の発現量により細胞株はもとより、臨床サンプルにおいても正の相関にて制御されていることが確認された。
【0110】
実施例10:siRNAを用いたTNFRSF17遺伝子発現の抑制による細胞増殖の抑制効果
POU2AF1遺伝子の発現が高いAMO1と発現の見られたKMS−21BM細胞を用い、まず非特異的な配列をコントロールsiRNAとし、POU2AF1遺伝子、TNFRSF17遺伝子のsiRNA(Dharmacon社;M−011217−00)を200nM遺伝子導入48時間後にβ−アクチンを指標とし、POU2AF1、TNFRSF17遺伝子発現を定量PCRにて測定した(図10、A:POU2AF1、B:TNFRSF17)。予想どおりPOU2AF1遺伝子のsiRNAによる抑制によりPOU2AF1遺伝子発現は当然抑制されるが、TNFRSF17遺伝子のsiRNAによるPOU2AF1遺伝子発現は抑制されず、POU2AF1遺伝子のsiRNAによる抑制によりTNFRSF17遺伝子の発現が抑制されたことから、POU2AF1遺伝子がTNFRSF17遺伝子の上流でTNFRSF17遺伝子発現を制御していることが示された。またAMO1とKMS−21BM細胞でTNFRSF17遺伝子のsiRNAによる抑制後の生細胞数をWST法にて計測した(図10、C)。両細胞共にTNFRSF17遺伝子のsiRNA導入4日後から有意(アスタリスクは対応のないStudent’s t test(p<0.05))に細胞増殖の抑制が観察された。これらの結果からTNFRSF17遺伝子の発現は、POU2AF1遺伝子の発現により正に制御され、その効果が細胞増殖効果として発揮されることが判明した。
【0111】
(実施例のまとめ)
(1) アレイCGH法によるスクリーニングから、28種の多発性骨髄腫由来細胞におけるDNAの増幅遺伝子のスクリーニングと発現解析データを組み合わせた確認によりPOU2AF1遺伝子に異常が観察された。
(2) POU2AF1遺伝子の発現はTNFRSF17遺伝子発現の上流に位置し、TNFRSF17遺伝子発現を正に制御しその効果として細胞増殖を正に制御し、細胞増殖促進することで機能していることが明らかとなった。
【図面の簡単な説明】
【0112】
【図1】28種類の多発性骨髄腫細胞から調製したゲノムDNAを用いて、MGC Cancer Array−800のCGHアレイを使用したCGHアレイ解析結果を示す。対象として健常人リンパ球細胞株由来ゲノムDNAを使用し、増幅と欠失の染色体領域での全細胞種(28種類)に対する頻度を、縦軸に増幅(緑)、欠失(赤)、横軸にUCSC mapping positionを参照(http://genome.ucsc.edu/[version May,2004])を参照とした染色体位置として示した。
【図2】アレイCGH法にて確認された11q23領域の染色体領域に関しRP11−792P2のBACクローンを用いたAMO1とMOLP−2細胞でのFISH解析の結果を示す。矢印は、本来の染色体位置でのFISHシグナル、楔形は多コピーからなる強い増幅シグナルを示し、遺伝子増幅が起こっていることを示す。
【図3】11q23領域の15種のRP−11BACクローンを用いAMO1とMOLP−2細胞でのFISH解析により、その蛍光シグナル強度から対応ゲノムDNA領域のコピー数を算定し図式化した(図左)。縦軸は11q23領域でのBACクローンIDとそれらの相対的位置を示す。平均的に染色される輝度の最も高い領域(homogenously staining regions(HSRs))は両細胞間でほぼ一致し、両者を考慮してRP11−25I9と708L7の間約3Mb(メガベース)に絞り込まれたことを示す。図右には、絞り込まれた11q23領域中に存在するAMO1、RDX、ARHGAP20、POU2AF1、SNF1LK2、PPP2R1B、ALG9遺伝子(メッセンジャーRNA)について簡易定量を目的としたPCR反応後3%アガロースゲルにて電気泳動を行った結果を示した。最下段に発現量のコントロールとしてGAPDHを用いた結果を示した。細胞株は、11q23領域の増幅のあったAMO1、MOLP−2および、この領域の増幅が観察されなかったKMM1、KM−5、さらにコントロールとして健常人由来のLCL(lymphocyte clone)を用いた。
【図4】8種の多発性骨髄腫細胞株についてPOU2AF1タンパクの発現量をWestern blotting法にて定量した。上段にはタンパク量のモニターコントロールのβ−アクチンのWestern blotting結果を示した。図中POU2AF1タンパクに観察される2種のバンドは、アイソフォームp34とp35を示す。図の下段にFISHから測定されたPOU2AF1遺伝子のゲノムDNA上のコピー数を示した。
【図5】A:POU2AF1のsiRNA2種としてPOU2AF1−A、POU2AF1−BをAMO1とKMS−21BM細胞について遺伝子導入後、Western blotting法にて解析した結果を示した。下段にタンパク量のモニターコントロールのβ−アクチンのWestern blotting結果を示した。B、C:1x104個のAMO1とKMS−21BM細胞にPOU2AF1のsiRNAを遺伝子導入したものを96ウェルプレートに播き、経時的に生細胞数をWSTアッセイにて測定した結果を示した。実験はトリプリケートで2回行い、アスタリスクは対応のないStudent’s t testにて有意(p<0.05)であった結果を示す。
【図6】A:完全長POU2AF1遺伝子(p34)をN末端にMycが結合し発現する発現ベクター(pCMV−Tag3−p34−POU2AF1)として構築し、内在性POU2AF1遺伝子の発現が低いKMS−11細胞に遺伝子導入し3週間薬剤選択した。POU2AF1タンパク発現の状態を細胞破壊液を用いWestern blotting法にて抗Myc抗体にて検出した結果を示した。陰性コントロールとしてKMS−11細胞に外来遺伝子のないpCMV−3Bを導入した細胞も用意しMockとした。B:上記形質転換細胞をスライドガラス上に培養し抗Mycポリクローナル抗体、Alexa 488標識ヒツジ由来抗ウサギ抗体(Molecular Probes)で染色し蛍光顕微鏡にて観察した結果を示した。核染色をDAPIにて行った結果を左に示した。さらに、両者の色調を合わせたものをmergeとして表示した。下段にはMockの結果を示した。C:MockとPOU2AF1遺伝子発現細胞の両者でその細胞増殖速度を生細胞数としてWSTアッセイを行った結果を示した。
【図7】A:2x106個のAMO1とKMS−21BM細胞株にてPOU2AF1−AとPOU2AF1−Bの各siRNA(KMS−21BM細胞ではPOU2AF1−Bのみ)を遺伝子導入48時間後、TNFRSF17遺伝子の発現をリアルタイムRT−PCRにて解析した結果を示した。ランダム配列による陰性コントロールのsiRNAでのTNFRSF17遺伝子の発現を100とし、相対量を数値にて表した。B:KMS−11細胞へ外部から遺伝子導入によって樹立したPOU2AF1遺伝子発現細胞株をMockコントロールと共にTNFRSF17遺伝子発現についてリアルタイムRT−PCRによる比較を行った結果を示す。MockコントロールにおけるTNFRSF17遺伝子発現を100とし相対的発現量として示した。C:データベースを用いたゲノムDNA上のヒトTNFRSF17遺伝子5’領域について転写因子結合部位を検索し、転写開始点(+1)上流3642ベースからPOU2AF1が転写を促進する可能性のあるoctamer siteの存在を示した。矢印は以降の実験に用いた上記octamer siteを検出するPCRプライマーを示す。D:AMO1と遺伝子導入KMS−11細胞(Mock、POU2AF1遺伝子発現細胞)のクロマチンについてPOU2AF1タンパクに対する抗体を用いた免疫沈降物がoctamer siteを含有するかをPCRにて検証した結果を示した。PCRプライマーは図7、C矢印に示すようにoctamer siteを挟み込むものを用い、各細胞の破壊液を抗POU2AF1抗体にて免疫沈降しその1/100をPCR反応の鋳型として用いた。inputは免疫沈降前のクロマチン材料、(−)は免疫沈降抗体が無い状態での陰性コントロールを示す。矢印は検出されたoctamer siteを示す。
【図8】TNFRSF17遺伝子上流のoctamer siteを含むDNA領域中野生型(wt)および変異型(Mut)のoctamer siteを含むルシフェラーゼプロモーター−レポーターベクターをPOU2AF1のアイソフォームp35、p34発現ベクターと共にKMS−11細胞に遺伝子導入し発光を測定した結果を示す。TNFRSF17−wt octamerを1とし、相対的なルシフェラーゼ活性を示している。
【図9】多発性骨髄腫細胞株および多発性骨髄腫臨床サンプルより樹立したプライマリー細胞におけるPOU2AF1、TNFRSF17遺伝子発現を定量PCRにて測定し、β−アクチンおよびβ2−マイクログロブリン(β2M)に対する比で示した(A:細胞株、B:プライマリー細胞)。相関係数とp値を各グラフ右上に示す。
【図10】A、B:AMO1、KMS−21BM細胞を用い、まず非特異的配列からなるsiRNAをコントロールとし、POU2AF1遺伝子、TNFRSF17遺伝子のsiRNAを遺伝子導入後β−アクチンを指標とし、POU2AF1、TNFRSF17遺伝子発現を定量PCRにて測定しコントロールを100として相対発現値を示した(A:POU2AF1、B:TNFRSF17)。C:AMO1とKMS−21BM細胞でTNFRSF17遺伝子のsiRNAによる抑制後(0,2,4,6日後)の生細胞数をWST法にて計測した結果を示す。アスタリスクは対応のないStudent’s t testにてコントロールに比し有意であったことを示す(p<0.05)。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
検体において11番染色体q23領域の遺伝子の増幅を指標として当該検体の腫瘍化を検出及び/又は分類することを含む、癌の検出方法。
【請求項2】
前記遺伝子が、RDX遺伝子、FDX1遺伝子、ARHGAP20遺伝子、POU2AF1遺伝子、LAYN遺伝子、SNF1LK2遺伝子、PPP2R1B遺伝子、又はALG9遺伝子のいずれかである、請求項1に記載の癌の検出方法。
【請求項3】
増幅の指標が、正常検体と比較して1.32倍以上である、請求項1又は2に記載の癌の検出方法。
【請求項4】
検体が、多発性骨髄腫の検体である、請求項1から3の何れかに記載の癌の検出方法。
【請求項5】
癌が多発性骨髄腫である、請求項1から4の何れかに記載の癌の検出方法。
【請求項6】
多発性骨髄腫の検体において、POU2AF1遺伝子の増幅を指標として当該検体の腫瘍化を検出及び/又は分類することを含む、多発性骨髄の検出方法。
【請求項7】
遺伝子の増幅を、DNAチップ法、サザンブロット法、ノーザンブロット法、PCR法、リアルタイムRT−PCR法、FISH法、CGH法、遺伝子増幅法、RFLP検出法、塩基配列決定法、またはアレイCGH法の何れかを用いて検出する、請求項1から6の何れかに記載の癌の検出方法。
【請求項8】
検体において、RDX遺伝子、FDX1遺伝子、ARHGAP20遺伝子、POU2AF1遺伝子、LAYN遺伝子、SNF1LK2遺伝子、PPP2R1B遺伝子、又はALG9遺伝子のいずれかの遺伝子の発現の増大を指標として当該検体の腫瘍化を検出及び/又は分類することを含む、癌の検出方法。
【請求項9】
RDX遺伝子、FDX1遺伝子、ARHGAP20遺伝子、POU2AF1遺伝子、TNFRSF17遺伝子、LAYN遺伝子、SNF1LK2遺伝子、PPP2R1B遺伝子、又はALG9遺伝子から選択される遺伝子のsiRNA、shRNA、アンチセンスオリゴヌクレオチドまたは機能欠失型遺伝子を、インビトロで腫瘍細胞に導入することを含む、細胞の増殖を抑制する方法。
【請求項10】
RDX遺伝子、FDX1遺伝子、ARHGAP20遺伝子、POU2AF1遺伝子、TNFRSF17遺伝子、LAYN遺伝子、SNF1LK2遺伝子、PPP2R1B遺伝子、又はALG9遺伝子から選択される遺伝子の機能欠失型タンパク質を、インビトロで腫瘍細胞に導入することを含む、細胞の増殖を抑制する方法。
【請求項11】
RDX遺伝子、FDX1遺伝子、ARHGAP20遺伝子、POU2AF1遺伝子、TNFRSF17遺伝子、LAYN遺伝子、SNF1LK2遺伝子、PPP2R1B遺伝子、又はALG9遺伝子から選択される遺伝子のsiRNA、shRNA、アンチセンスオリゴヌクレオチドまたは機能欠失型遺伝子を含む、細胞増殖抑制剤。
【請求項12】
RDX遺伝子、FDX1遺伝子、ARHGAP20遺伝子、POU2AF1遺伝子、TNFRSF17遺伝子、LAYN遺伝子、SNF1LK2遺伝子、PPP2R1B遺伝子、又はALG9遺伝子から選択される遺伝子の機能欠失型タンパク質を含む、細胞増殖抑制剤。
【請求項13】
RDX遺伝子、FDX1遺伝子、ARHGAP20遺伝子、POU2AF1遺伝子、TNFRSF17遺伝子、LAYN遺伝子、SNF1LK2遺伝子、PPP2R1B遺伝子、又はALG9遺伝子から選択される遺伝子をインビトロで細胞に導入することを含む、細胞の増殖を活性化する方法。
【請求項14】
RDX遺伝子、FDX1遺伝子、ARHGAP20遺伝子、POU2AF1遺伝子、TNFRSF17遺伝子、LAYN遺伝子、SNF1LK2遺伝子、PPP2R1B遺伝子、又はALG9遺伝子から選択される遺伝子を含む、細胞増殖活性化剤。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate

【図7】
image rotate

【図8】
image rotate

【図9】
image rotate

【図10】
image rotate


【公開番号】特開2008−72939(P2008−72939A)
【公開日】平成20年4月3日(2008.4.3)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−255155(P2006−255155)
【出願日】平成18年9月21日(2006.9.21)
【出願人】(306037311)富士フイルム株式会社 (25,513)
【出願人】(504179255)国立大学法人 東京医科歯科大学 (228)
【Fターム(参考)】