JP2008502326A - Methods for predicting and monitoring response to cancer treatment - Google Patents
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Abstract
本発明は、悪性腫瘍および乳癌の予測、診断、予後、予防、および治療のための新規な組成物、方法、および使用を提供する。本発明はさらに、正常な「健康」組織に対して、乳癌患者の乳房組織で差次的に発現される遺伝子に関する。化学療法に反応する可能性の高い患者を同定するための、差次的に発現されている遺伝子も提供する。 The present invention provides novel compositions, methods, and uses for the prediction, diagnosis, prognosis, prevention, and treatment of malignancy and breast cancer. The invention further relates to genes that are differentially expressed in breast tissue of breast cancer patients relative to normal “healthy” tissue. Also provided are differentially expressed genes to identify patients who are likely to respond to chemotherapy.
Description
本発明は、腫瘍性疾患の治療結果(例えば治療に対する腫瘍反応)の予測、診断、予後、予防、および治療のための方法および組成物に関する。本発明の方法は、抗癌化学療法を開始した後に差次的に発現される65のヒト遺伝子の発現レベルの測定に基づいている。 The present invention relates to methods and compositions for prediction, diagnosis, prognosis, prevention, and treatment of neoplastic disease treatment outcome (eg, tumor response to treatment). The method of the present invention is based on the measurement of the expression level of 65 human genes that are differentially expressed after initiation of anti-cancer chemotherapy.
本発明の方法および組成物は、乳癌の検査で最も有用であるが、他のタイプの癌の検査でも有用である。 The methods and compositions of the present invention are most useful in testing for breast cancer, but are also useful in testing for other types of cancer.
癌は、心臓血管疾患に次いで、米国で2番目に多い死亡原因である。米国人の3人のうち1人は、一生の間に癌になるであろう。そして、米国人の4人のうち1人は、癌によって死亡するであろう。より詳細には、米国のみでも毎年、約4万人の女性が乳癌によって生命を奪われ、約20万人の女性が乳癌であると診断されている。通常、腫瘍は、腫瘍サイズ、浸潤状態、リンパ節の関与、転移、病理組織学、免疫組織学マーカー、および分子マーカーなどの様々なパラメータに基づいて分類される(WHO。疾患の国際分類法(1);SabinおよびWittekind、1997年(2))。 Cancer is the second most common cause of death in the United States after cardiovascular disease. One in three Americans will have cancer in their lifetime. And one in four Americans will die from cancer. More specifically, in the United States alone, about 40,000 women are killed by breast cancer each year and about 200,000 women are diagnosed with breast cancer. Tumors are usually classified based on various parameters such as tumor size, invasion status, lymph node involvement, metastasis, histopathology, immunohistologic markers, and molecular markers (WHO. International Classification of Diseases ( 1); Sabin and Wittekind, 1997 (2)).
手術後の体系的なアジュバント治療によって、手術可能な原発乳癌を有する患者における疾患の再発および死亡の危険性が低下することは、確固として確立されている事実である。これに代わる治療概念として、ネオアジュバント療法すなわち初期全身療法(primary systemic therapy)(PST)を、より大きな手術不能な乳癌を有する患者または乳房保存手術に関心がある患者に提供することができる(91)。一般に、PSTは、標準的なアジュバント治療に優る生存上の利点を与えないが、病理学的に確認された完全奏効(CR)を有する患者を同定する可能性がある。PSTに対するこの臨床応答は、生存率の改善と関連しており(92)、PST治療を受けた患者の約14%に与える大きな利益を反映している。念入りなPSTを計画する研究によって、初期の遺伝子発現変化が臨床応答に有意に関連していることが実証された(94)。PST(化学療法の所与の組合せ)を受けても利益を得ないであろう患者を、第1ラウンドの治療の後(例えば、薬物をi.v.投与した数時間後)に同定することによって、患者の健康を改善するために処方計画を変える機会が得られるであろう。 It is a well established fact that systemic adjuvant treatment after surgery reduces the risk of disease recurrence and death in patients with operable primary breast cancer. As an alternative treatment concept, neoadjuvant therapy or primary systemic therapy (PST) can be provided to patients with larger inoperable breast cancer or those interested in breast-conserving surgery (91). ). In general, PST does not provide a survival advantage over standard adjuvant treatment, but may identify patients with pathologically confirmed complete response (CR). This clinical response to PST is associated with improved survival (92) and reflects a significant benefit to approximately 14% of patients receiving PST treatment. Careful planning for PST demonstrated that early gene expression changes were significantly associated with clinical response (94). Identifying patients who would not benefit from receiving a PST (a given combination of chemotherapy) after the first round of treatment (eg, several hours after iv administration of the drug) Will provide an opportunity to change the regimen to improve patient health.
一般に、所与のコホートにおけるすべての患者が同一の治療を受けるが、その多くは、治療成功に至らないであろう。腫瘍反応を反映するバイオマーカーは、長期結果の敏感な短期的代用マーカーとして機能しうる。そのようなバイオマーカーの使用は、個々の患者にとって、化学療法をより効果的なものとし、非反応性の腫瘍である場合に、早期の処方計画の変更を可能にするであろう。 In general, all patients in a given cohort receive the same treatment, many of which will not lead to successful treatment. Biomarkers that reflect tumor responses can function as sensitive short-term surrogate markers for long-term outcomes. The use of such biomarkers will make chemotherapy more effective for individual patients and will allow early regimen changes when non-reactive tumors.
個々の乳癌患者に最適な臨床治療コースを開発するために多くの努力がなされたが、特定の治療に対する個体の反応を予測することには、ごくわずかな進展しか得られなかった。通常、そのような予測は、腫瘍の病期および段階、エストロゲン受容体(ER)およびプロゲステロン受容体(PgR)の状態、成長速度、HER2/neuおよびp53発癌遺伝子の過剰発現などの標準的臨床パラメータに基づく(78)。しかし、アジュバント内分泌化学療法の結果予測との、ERおよび/またはPgR遺伝子発現の関連性に関する証拠は、未だに議論の余地がある。乳癌患者のERおよびPgR遺伝子発現のレベルが、後続のアジュバント化学療法とは独立に、予後に重要であることが、複数の研究によって示されている。理論上の観点からは、乳癌を有する患者の治療反応が、ER/PgRの状態から独立しているとは予測されない。予後における、受容体発現の影響が、他のパラメータ、例えばERBB2受容体の影響に依存している可能性の方が高い。従来の生物学技法を用いてそのような因子を見出そうとしても、これらの分析はすべて一度に1つの遺伝子について調査するものなので、問題を起こす。 Although much effort has been made to develop an optimal clinical course of treatment for individual breast cancer patients, little progress has been made in predicting an individual's response to a particular treatment. Usually, such predictions are based on standard clinical parameters such as tumor stage and stage, estrogen receptor (ER) and progesterone receptor (PgR) status, growth rate, HER2 / neu and p53 oncogene overexpression. (78). However, evidence regarding the relevance of ER and / or PgR gene expression to predicting outcome of adjuvant endocrine chemotherapy is still controversial. Studies have shown that the level of ER and PgR gene expression in breast cancer patients is prognostic, independent of subsequent adjuvant chemotherapy. From a theoretical point of view, the therapeutic response of patients with breast cancer is not expected to be independent of ER / PgR status. It is more likely that the effect of receptor expression on prognosis depends on other parameters, such as the effects of the ERBB2 receptor. Trying to find such factors using conventional biological techniques raises a problem because these analyzes all investigate one gene at a time.
研究者は、マーカー遺伝子発現の相違に基づいた、腫瘍の分類にますます注意を集めており、また、1試料中の何千もの遺伝子の発現レベルを同時に定量測定するのに、DNAマイクロアレイ技術は非常に有用となっている。これまでに、この技術は、癌組織、例えば乳房腫瘍の分類[(3)、(79〜83)]、転移および患者の結果の予測[(4]、(84〜86)]、ならびに化学療法に対する腫瘍反応[(87〜90)]に適用されている。 Researchers are increasingly paying attention to the classification of tumors based on differences in marker gene expression, and DNA microarray technology is used to simultaneously quantify the expression levels of thousands of genes in a sample. It has become very useful. To date, this technique has been used to classify cancer tissues, eg, breast tumors [(3), (79-83)], predict metastasis and patient outcome [(4], (84-86)], and chemotherapy It has been applied to the tumor response to ([87-90)].
しかしそれにもかかわらず、依然として、化学療法が、乳癌を有する患者、特にそれの元の部位から転移した癌を有する患者に提供される治療計画のかなめである[Perez、1999年、(5)]。乳癌の治療で活性が実証されている化学療法薬がいくつかあり、最適な薬物および処方計画を決定するための研究が絶え間なく試みられている。しかし、別々の患者は、同じ治療計画に異なった反応をする傾向がある。現在、特定の治療に対する個体反応は、以前の臨床試験のデータに基づいて、統計的にのみ評価することができる。依然として、全身化学療法から利益を得ない患者が多数いる。特に、乳癌は、攻撃性および治療反応が極めて不均一である。それらは、増殖特性およびいくつかの薬物に対する感受性に影響を与える、異なった遺伝子変異および差異を含有している。各腫瘍の分子フィンガープリントの同定は、それゆえ、特に攻撃的な腫瘍を有する患者、または特定の有益な治療による処置を必要とする患者を分離する助けとなりうるであろう。遺伝子学に関する研究、および治療に対する反応に関連した研究が成熟するにつれ、標準手法は、疑いなく、より個人化されるであろう。これは、医師が、最適な結果を確実にするために、腫瘍の遺伝子プロファイルに適合した特定の処方計画を提供するのを可能にする。 But nevertheless, chemotherapy remains the cornerstone of the treatment regime offered to patients with breast cancer, particularly those with cancer that has metastasized from their original site [Perez, 1999, (5)]. . There are several chemotherapeutic agents that have been demonstrated to be active in the treatment of breast cancer, and research is continually attempted to determine the optimal drug and regimen. However, different patients tend to respond differently to the same treatment plan. Currently, individual response to a particular treatment can only be assessed statistically based on data from previous clinical trials. There are still many patients who do not benefit from systemic chemotherapy. In particular, breast cancer is extremely heterogeneous in aggressiveness and therapeutic response. They contain different genetic variations and differences that affect the growth characteristics and sensitivity to some drugs. Identification of the molecular fingerprint of each tumor may therefore help to isolate patients with particularly aggressive tumors, or patients in need of treatment with certain beneficial therapies. As genetic research and research related to response to treatment mature, standardized methods will undoubtedly become more personalized. This allows the physician to provide a specific regimen that matches the genetic profile of the tumor to ensure optimal results.
本発明は、抗癌化学療法を開始する前の腫瘍組織または他の基準発現レベルと比較して、抗癌化学療法を開始した後の腫瘍組織で、65のヒト遺伝子が差次的に発現されるという予想外の新知見に基づいている。化学療法を開始した後で、化学療法に反応している患者で、65の遺伝子それぞれの発現が増強し、一方、化学療法に反応していない患者では、化学療法を開始した後に発現が減少した(すなわちその逆となった)ことが見出された。したがって、これら65の遺伝子のうちの1つまたはいくつが、抗癌化学療法を開始した後に差次的に発現されていることは、適用された様式の化学療法に患者が反応する可能性があるかどうかに関する貴重な情報を提供することが見出された。 The present invention provides that 65 human genes are differentially expressed in tumor tissue after initiating anti-cancer chemotherapy compared to tumor tissue or other baseline expression levels prior to initiating anti-cancer chemotherapy. This is based on an unexpected new finding. After initiation of chemotherapy, expression of each of the 65 genes increased in patients responding to chemotherapy, whereas in patients who did not respond to chemotherapy, expression decreased after initiation of chemotherapy (Ie the opposite was found). Thus, differential expression of one or several of these 65 genes after initiating anti-cancer chemotherapy may allow patients to respond to the mode of chemotherapy applied It has been found to provide valuable information on whether or not.
本発明は、さらに、抗癌化学療法を開始する前の腫瘍組織または他の基準発現レベルと比較して、抗癌化学療法を開始した後の腫瘍組織で差次的に発現される65のヒト遺伝子に関する。 The present invention further relates to 65 humans that are differentially expressed in tumor tissue after initiating anti-cancer chemotherapy compared to tumor tissue or other baseline expression levels prior to initiating anti-cancer chemotherapy. Regarding genes.
本発明は、患者における抗癌化学療法を開始する前後に、65のヒト遺伝子の群のうち1つまたはいくつかの遺伝子の差次的発現を測定することによって、抗癌化学療法に対する患者の反応を検査する方法にも関する。前記反応の検査は、化学療法を開始した直後に行うことができる。この段階では、まだ、腫瘍サイズを測定するなどの他の方法によって、化学療法に対する患者の反応に関する必要情報を提供することができない。 The present invention relates to a patient's response to anticancer chemotherapy by measuring the differential expression of one or several genes of a group of 65 human genes before and after initiating anticancer chemotherapy in the patient. It also relates to the method of inspecting. The examination of the reaction can be performed immediately after starting chemotherapy. At this stage, other methods, such as measuring tumor size, still cannot provide the necessary information about the patient's response to chemotherapy.
したがって、本発明は、適用された様式の化学療法が患者の健康に有益である可能性が高いか否か、および/または、適用された様式の化学療法を維持するべきか、改変すべきか−抗癌化学療法を開始した後すぐに−判定する手段を提供する。 Therefore, the present invention should determine whether the applied modality of chemotherapy is likely to be beneficial to the patient's health and / or should maintain or modify the applied modality of chemotherapy— Provide a means to determine-immediately after starting anti-cancer chemotherapy.
本発明は、腫瘍性病変の臨床挙動の改変をもたらす、腫瘍組織で差次的に発現される65のヒト遺伝子の同定に関する。これら65の遺伝子の差次的発現は、人体の特定の組織において特異的な腫瘍性病変に限定されない。 The present invention relates to the identification of 65 human genes that are differentially expressed in tumor tissue resulting in altered clinical behavior of neoplastic lesions. The differential expression of these 65 genes is not limited to neoplastic lesions that are specific in a particular tissue of the human body.
化学療法薬に対する反応として発現変化が起こる遺伝子は、その治療をモニターするマーカーとしてさらに働き、臨床成果と相関する場合、そのような遺伝子は、有効性に関するバイオマーカーとしても働きうる。 Genes that undergo expression changes in response to chemotherapeutic agents can further serve as markers for monitoring the treatment, and when correlated with clinical outcome, such genes can also serve as biomarkers for efficacy.
本発明の好ましい実施形態では、これら65の遺伝子の発現が変化する腫瘍性病変は、ヒト乳癌である。この癌は、女性に限定されるものではなく、男性でも診断および分析されることがある。 In a preferred embodiment of the invention, the neoplastic lesion with altered expression of these 65 genes is human breast cancer. This cancer is not limited to women and may be diagnosed and analyzed in men.
本発明は、乳癌の診断、病期分類、予後、モニタリング、および治療のための様々な方法、試薬、およびキットに関する。本明細書で使用される場合、「乳癌」には、それらの組織学的な由来(例えば、管、小葉、髄様、および混成由来)にかかわらず、癌腫(例えば、上皮内癌、浸潤癌、転移性癌)、前悪性状態、および新形態変化が含まれる。本発明の組成物、方法、およびキットは、患者試料における、単一または複数(例えば、2、5、10、または50以上)の遺伝子(以下「マーカー遺伝子」、表1の配列番号1から65に記載、それらによってコードされる各ポリペプチド配列は配列番号66から130に列挙、表1も参照)のmRNA発現のレベルと、対照の対象(例えば、乳癌のないヒト対象)から得た試料におけるマーカー遺伝子の平均発現レベルとを比較することを含む。 The present invention relates to various methods, reagents, and kits for breast cancer diagnosis, staging, prognosis, monitoring, and treatment. As used herein, “breast cancer” includes carcinomas (eg, carcinoma in situ, invasive cancer, regardless of their histological origin (eg, vascular, lobular, medullary, and hybrid origin). Metastatic cancer), premalignant conditions, and neomorphic changes. The compositions, methods, and kits of the present invention may comprise single or multiple (eg, 2, 5, 10, or 50 or more) genes (hereinafter “marker genes”, Table 1, SEQ ID NOs: 1 to 65) in patient samples And the polypeptide sequences encoded by them are listed in SEQ ID NOs: 66-130, see also Table 1) and in samples obtained from control subjects (eg, human subjects without breast cancer) Comparing the average expression level of the marker gene.
本発明はさらに、所与の乳癌治療に対する、臨床的に測定可能な腫瘍治療反応を予測するための様々な組成物、方法、試薬、およびキットに関する。本発明の組成物、方法、およびキットは、未分類の患者試料における単一または複数(例えば、2、5、10、または50以上)の乳癌マーカー遺伝子のmRNA発現レベルと、施された乳癌治療に対して異なった強度で反応する患者を含むサンプルコホートにおける、マーカー遺伝子の平均発現レベルとを比較することを含む。本発明の好ましい実施形態では、アントラサイクリンベースの化学療法(例えば、エピルビシンまたはドキソルビシンを用いた多剤化学療法)による介入に反応する者と反応しない者とを識別するために、マーカー遺伝子の特異的発現を利用することができる。 The invention further relates to various compositions, methods, reagents, and kits for predicting a clinically measurable tumor treatment response to a given breast cancer treatment. The compositions, methods, and kits of the present invention provide single or multiple (eg, 2, 5, 10, or 50 or more) breast cancer marker gene mRNA expression levels in unclassified patient samples and breast cancer treatments administered. Comparing the average expression level of the marker gene in a sample cohort containing patients that respond to different intensities. In a preferred embodiment of the present invention, a marker gene specific is used to distinguish between those who respond to an anthracycline-based chemotherapy (eg, multidrug chemotherapy with epirubicin or doxorubicin) and those who do not. Expression can be utilized.
さらに好ましい実施形態では、mRNA発現の対照レベルは、いくつかの(例えば、2、3、4、5、8、10、12、15、20、30、または50人)の、対照の対象から得た試料におけるマーカー遺伝子の平均発現レベルである。これらの対照の対象も、乳癌を患っており、かつそれらの臨床プロファイルによって分類されたものであってよく、必ずしもそれら個々の発現プロファイルよって分類されている必要はない。 In a further preferred embodiment, the control level of mRNA expression is obtained from several (eg 2, 3, 4, 5, 8, 10, 12, 15, 20, 30, or 50) control subjects. Mean expression level of the marker gene in each sample. These control subjects may also have breast cancer and be classified according to their clinical profile, and need not necessarily be classified according to their individual expression profiles.
以下に詳述する通り、対照レベルと比較した際の、患者試料における1つまたは複数のマーカー遺伝子(マーカー遺伝子のセット)の発現レベルの有意な変化は、患者における乳癌の状態と、化学療法に対する応答性とに関する重要な情報を提供する。本発明の組成物、方法、およびキットでは、周知の乳癌マーカー遺伝子(例えば、CEA、マンマグロビン、またはCA15−3)と組み合わせて、表1に記載のマーカー遺伝子を使用できる。 As detailed below, a significant change in the expression level of one or more marker genes (a set of marker genes) in a patient sample when compared to a control level is related to breast cancer status in the patient and to chemotherapy. Provide important information about responsiveness. In the compositions, methods, and kits of the present invention, the marker genes listed in Table 1 can be used in combination with well-known breast cancer marker genes (eg, CEA, mammaglobin, or CA15-3).
本発明によれば、下記の状態、すなわち、ステージ0乳癌患者、ステージI乳癌患者、ステージII乳癌患者、ステージIII乳癌患者、ステージIV乳癌患者、グレードI乳癌患者、グレードII乳癌患者、グレードIII乳癌患者、悪性乳癌患者、乳房原発癌、ならびに他のすべてのタイプの乳房関連の癌、悪性腫瘍、および形質転換の患者のいずれかに関する、本発明の組成物、方法、およびキットの陽性適中率が少なくとも約10%、好ましくは約25%、より好ましくは約50%、そして、最も好ましくは約90%となるように、マーカー遺伝子およびマーカー遺伝子セットが選択される。 According to the present invention, the following conditions are present: Stage 0 breast cancer patient, Stage I breast cancer patient, Stage II breast cancer patient, Stage III breast cancer patient, Stage IV breast cancer patient, Grade I breast cancer patient, Grade II breast cancer patient, Grade III breast cancer The positive predictive value of the compositions, methods, and kits of the present invention for any of patients, malignant breast cancer patients, primary breast cancer, and all other types of breast-related cancers, malignant tumors, and transformed patients Marker genes and marker gene sets are selected to be at least about 10%, preferably about 25%, more preferably about 50%, and most preferably about 90%.
上記マーカー遺伝子発現の検出は、乳癌患者の1次病変、2次病変、または転移病変における検出に限定されるものではなく、乳癌細胞に冒されたリンパ節、または局部的に沈着(例えば、骨髄、肝臓、腎臓)しているか患者身体全体に自在に浮遊している微小残存病変細胞における検出でもよい。 Detection of the marker gene expression is not limited to detection in primary lesions, secondary lesions, or metastatic lesions of breast cancer patients, but may include lymph nodes affected by breast cancer cells, or localized deposition (eg, bone marrow). , Liver, kidney), or detection of minimal residual disease cells floating freely throughout the patient's body.
本発明の組成物、方法、試薬、およびキットの一実施形態では、分析される試料が、吸引もしくは穿刺によって、切除によって、あるいは生検細胞物質もしくは切除細胞物質を得る他の任意の外科的方法によって採取された腫瘍性病変から得られた組織物質である。本発明の組成物、方法、およびキットの一実施形態では、上記試料が、患者から得られた細胞を含む。これらの細胞は、例えば、乳頭吸引、管洗浄、または細針生検によって収集された乳房細胞「塗抹」標本中、あるいは誘発性もしくは自発性の乳頭分泌物から得られた乳房細胞塗抹標本中に見出されるものでよい。別の実施形態では、上記試料が体液である。そのような体液には、例えば、血液、リンパ液、腹水、婦人科的体液、または尿が含まれるが、これらの体液に限定されない。 In one embodiment of the compositions, methods, reagents and kits of the invention, the sample to be analyzed is aspirated or punctured, by excision, or any other surgical method to obtain biopsy cell material or excised cell material. Tissue material obtained from neoplastic lesions collected by In one embodiment of the compositions, methods and kits of the invention, the sample comprises cells obtained from a patient. These cells are found, for example, in breast cell “smear” specimens collected by nipple aspiration, tube lavage, or fine needle biopsy, or in breast cell smears obtained from induced or spontaneous nipple secretions. It can be. In another embodiment, the sample is a body fluid. Such body fluids include, but are not limited to, for example, blood, lymph, ascites, gynecological body fluids, or urine.
本発明の組成物、方法、およびキットでは、遺伝子発現の測定は、いかなる特定の方法にも限定されず、また、mRNAの検出に限定されるものでもない。試料中のマーカー遺伝子の存在および/または発現レベルは、例えば、下記のものを測定および/または定量化することによって評価することができる。
1)表1中のマーカー遺伝子(配列番号1から65)によってコードされるタンパク質、または配列番号66から130から選択されたポリペプチドを含むタンパク質、または上記タンパク質のプロセシングまたは分解によって生成されたポリペプチド(例えば、上記のタンパク質またはポリペプチドに特異的に結合する抗体、抗体誘導体、または抗体断片などの試薬を使用)
2)表1中のマーカー遺伝子(配列番号1から65)によってコードされるタンパク質、または配列番号66から130から選択されたポリペプチドを含むポリペプチドによって直接的(すなわち触媒された)または間接的に産生された代謝産物
3)表1中のマーカー遺伝子によってコードされるRNA転写物(例えば、mRNA、hnRNA)、または上記RNA転写物の断片(例えば、上記試料から得られたRNA転写物、または上記転写産物から調製されたcDNAの混合物を、選択された位置で基質に固定された、表1に記載の1つまたは複数のマーカー遺伝子の配列を含む核酸を有する基質と接触させることによって)。これらの遺伝子のmRNA発現は、例えば、Affymetrix社(米国特許第5556752号)または他の製造会社提供のDNAマイクロアレイを用いて検出することができる。さらに別の実施形態では、Luminex社提供のもの(国際公開第97/14028号)など、ビーズベースの直接蛍光測定技法を用いて、これらの遺伝子の発現を検出することができる。
In the compositions, methods, and kits of the present invention, gene expression measurement is not limited to any particular method, nor is it limited to mRNA detection. The presence and / or expression level of a marker gene in a sample can be assessed, for example, by measuring and / or quantifying:
1) A protein encoded by the marker gene (SEQ ID NO: 1 to 65) in Table 1, or a protein comprising a polypeptide selected from SEQ ID NO: 66 to 130, or a polypeptide produced by processing or degradation of the protein (For example, using reagents such as antibodies, antibody derivatives, or antibody fragments that specifically bind to the above proteins or polypeptides)
2) Directly (ie catalyzed) or indirectly by a protein encoded by the marker gene in Table 1 (SEQ ID NO: 1 to 65) or a polypeptide comprising a polypeptide selected from SEQ ID NO: 66 to 130 Produced metabolites 3) RNA transcripts encoded by the marker genes in Table 1 (eg, mRNA, hnRNA), or fragments of the RNA transcript (eg, RNA transcripts obtained from the sample, or the above By contacting the mixture of cDNAs prepared from the transcripts with a substrate having a nucleic acid comprising the sequence of one or more marker genes listed in Table 1 immobilized on the substrate at selected positions). The mRNA expression of these genes can be detected using, for example, DNA microarrays provided by Affymetrix (US Pat. No. 5,556,752) or other manufacturers. In yet another embodiment, the expression of these genes can be detected using bead-based direct fluorescence measurement techniques such as those provided by Luminex (WO 97/14028).
一態様では、本発明は、患者が乳癌を患っているかどうかを評価するための組成物、方法、およびキットを提供する(例えば、特に乳癌を発症する危険が高い患者(例えば、家族に乳癌の病歴を有する患者、および変異体型の発癌遺伝子を有すると同定された患者)における、新規の検出もしくは「スクリーニング」、再発の検出、または反応試験)。この目的では、上記の組成物、方法、およびキットは、
a)患者試料中の単一または複数のマーカー遺伝子の発現レベル、および
b)乳癌を有しない対照の対象における、上記マーカー遺伝子の正常な発現レベル
を比較することを含み、上記マーカー遺伝子の少なくとも1つ(例えば、2、5、10、または50以上)は、表1のマーカー遺伝子から選択されたものである。
In one aspect, the invention provides compositions, methods, and kits for assessing whether a patient suffers from breast cancer (eg, a patient at particular risk of developing breast cancer (eg, Novel detection or “screening”, detection of recurrence, or response testing) in patients with medical history and patients identified as having a mutant form of an oncogene. For this purpose, the above compositions, methods and kits are:
comparing the expression level of single or multiple marker genes in a patient sample, and b) the normal expression level of the marker gene in a control subject without breast cancer, comprising: One (eg, 2, 5, 10, or 50 or more) is selected from the marker genes in Table 1.
患者試料中の、選択されたマーカー遺伝子(例えば、2、5、10、または50以上)の発現レベルが、各マーカー遺伝子の正常な発現レベルと比較して有意に増大していること、および減少していることが、患者が乳癌を患っていることの指標となる。 The expression level of the selected marker gene (eg, 2, 5, 10, or 50 or more) in the patient sample is significantly increased and decreased compared to the normal expression level of each marker gene This is an indicator that the patient has breast cancer.
本発明の組成物、方法、およびキットは、悪性腫瘍の進行または転帰を予後診断するのにも有用である。この目的では、上記の組成物、方法、およびキットは、
a)患者試料中の単一または複数のマーカー遺伝子の発現レベル、および
b)これらのマーカー遺伝子の発現の対照パターン
を比較することを含み、上記マーカー遺伝子の少なくとも1つ(例えば、2、5、10、または50以上)は、表1のマーカー遺伝子から選択されたものである。
The compositions, methods, and kits of the invention are also useful for prognosing malignant tumor progression or outcome. For this purpose, the above compositions, methods and kits are:
comparing the expression level of single or multiple marker genes in a patient sample, and b) a control pattern of expression of these marker genes, wherein at least one of the marker genes (eg, 2, 5, 10 or more) are selected from the marker genes in Table 1.
本発明の組成物、方法、およびキットは、特定の化学療法に反応しない患者を同定するのに特に有用である。この目的では、上記の組成物、方法、およびキットは、
a)患者試料中の単一または複数のマーカー遺伝子の発現レベル、および
b)対照の対象における上記マーカー遺伝子の発現レベル
を比較することを含み、上記マーカー遺伝子の少なくとも1つ(例えば、2、5、10、または50以上)は、表1のマーカー遺伝子から選択されたものである。対照の対象は、乳癌を患っていないものであっても、特定の化学療法に対するそれらの臨床反応によって同定および分類されたものであってもよい。
The compositions, methods, and kits of the invention are particularly useful for identifying patients who do not respond to a particular chemotherapy. For this purpose, the above compositions, methods and kits are:
comparing the expression level of a single or multiple marker genes in a patient sample, and b) the expression level of the marker genes in a control subject, wherein at least one of the marker genes (eg, 2, 5 10 or more) are selected from the marker genes in Table 1. Control subjects may be those who do not have breast cancer or have been identified and classified according to their clinical response to a particular chemotherapy.
別の態様では、本発明は、患者の乳癌を抑制するための、治療の効力を評価する組成物、方法、およびキットを提供する。この組成物、方法、およびキットは、
a)患者になんらかの治療を施す前に患者から得られた第1の試料における単一またはマーカー遺伝子の発現、および
b)上記治療を少なくとも1用量施した後で患者から得られた第2の試料におけるマーカー遺伝子の発現
を比較することを含み、上記マーカー遺伝子の少なくとも1つは、表1中に記載のマーカー遺伝子から選択されたものである。
In another aspect, the present invention provides compositions, methods, and kits for assessing the efficacy of treatment for inhibiting breast cancer in a patient. The compositions, methods, and kits are:
a) expression of a single or marker gene in a first sample obtained from the patient before any treatment is given to the patient, and b) a second sample obtained from the patient after at least one dose of the treatment. Wherein at least one of the marker genes is selected from the marker genes listed in Table 1.
この組成物、方法、およびキットにおいて、「治療」とは、限定されるものではないが、化学療法、抗ホルモン療法、指向性抗体療法、放射線療法、および組織、例えば乳房腫瘍の外科的除去を含めた、乳癌を処置するための治療でありうると理解されよう。したがって、本発明の組成物、方法、およびキットは、治療前、治療中、および治療後に患者を評価するため、例えば全身腫瘍組織量の減少を評価するために用いることができる。 In this composition, method, and kit, “treatment” includes, but is not limited to, chemotherapy, antihormonal therapy, directed antibody therapy, radiation therapy, and surgical removal of tissues such as breast tumors. It will be understood that it can be a therapy for treating breast cancer, including. Thus, the compositions, methods, and kits of the invention can be used to assess patients before, during, and after treatment, for example, to assess reduction in systemic tumor tissue mass.
さらに別の態様では、本発明は、患者における乳癌の進行をモニターするための組成物、方法、およびキットを提供する。この組成物、方法、およびキットは、
a)第1の時点の患者試料における、単一または複数のマーカー遺伝子の発現を検出する工程、
b)その後の時点で工程a)を反復する工程、
c)工程a)および工程b)で検出された各マーカー遺伝子の発現レベルを比較し、それによって、患者における乳癌の進行をモニターする工程、および
を含み、上記マーカー遺伝子の少なくとも1つは、表1中に記載のマーカー遺伝子から選択されたものである。
In yet another aspect, the present invention provides compositions, methods, and kits for monitoring breast cancer progression in a patient. The compositions, methods, and kits are:
a) detecting the expression of single or multiple marker genes in a patient sample at a first time point;
b) repeating step a) at a later time,
c) comparing the expression level of each marker gene detected in step a) and step b), thereby monitoring the progression of breast cancer in the patient, and at least one of said marker genes comprises a table 1 is selected from the marker genes described in 1.
別の態様では、本発明は、患者の乳癌を抑制するための治療計画(例えば、化学療法試薬の種類)をin vitroで選択するための組成物、方法、およびキットを提供する。この組成物、方法、およびキットは、
a)癌細胞を含む試料を患者から取得する工程、
b)様々な試験組成物の存在下に上記試料のアリコートを別々に維持する工程、
c)各アリコートにおける、表1に記載のマーカー遺伝子から選択された単一または複数のマーカー遺伝子の発現を比較する工程、
d)その試験組成物を含有するアリコートにおいて、他の試験組成物を含有するアリコートにおける各マーカー遺伝子の発現レベルと比較して、配列番号1から46の遺伝子のより低い発現レベルを誘導する、および/または配列番号47から65の遺伝子のより高い発現レベルを誘導する、前記試験組成物の1つを選択する工程
を含む。
In another aspect, the present invention provides compositions, methods, and kits for selecting in vitro a treatment regime (eg, type of chemotherapeutic reagent) for suppressing breast cancer in a patient. The compositions, methods, and kits are:
a) obtaining a sample containing cancer cells from a patient;
b) maintaining separate aliquots of the sample in the presence of various test compositions;
c) comparing the expression of single or multiple marker genes selected from the marker genes listed in Table 1 in each aliquot;
d) inducing an expression level lower in the gene of SEQ ID NO: 1-46 in the aliquot containing the test composition compared to the expression level of each marker gene in the aliquot containing the other test composition; and And / or selecting one of said test compositions that induces a higher expression level of the genes of SEQ ID NOs: 47 to 65.
本発明は、さらに、特定の生物学的または化学的化合物の発癌能を評価する組成物、方法、およびキットを提供する。この組成物、方法、およびキットは、
a)乳房細胞の別々のアリコートを、試験化合物の存在下および非存在下に維持する工程、および
b)上記アリコートそれぞれにおける、単一または複数のマーカー遺伝子の発現を比較する工程
を含み、上記遺伝子の少なくとも1つは、表1中に記載のマーカー遺伝子から選択されたものである。その試験化合物の非存在下に維持されたアリコートにおける各マーカー遺伝子の発現レベルと比較した、その試験化合物の存在下に維持された(すなわち曝露された)アリコートにおける、配列番号1から46の遺伝子の発現レベルの有意な増大、および/または配列番号47から65の遺伝子の有意な減少が、上記試験化合物に乳房発癌能があることの指標となる。
The present invention further provides compositions, methods and kits for assessing the carcinogenic potential of specific biological or chemical compounds. The compositions, methods, and kits are:
a) maintaining separate aliquots of breast cells in the presence and absence of the test compound, and b) comparing the expression of single or multiple marker genes in each of the aliquots, At least one of these is selected from the marker genes listed in Table 1. Of the gene of SEQ ID NOs: 1-46 in an aliquot maintained (ie exposed) in the presence of the test compound compared to the expression level of each marker gene in an aliquot maintained in the absence of the test compound A significant increase in expression level and / or a significant decrease in the genes of SEQ ID NOs: 47-65 is indicative of the ability of the test compound to have breast carcinogenesis.
本発明は、さらに、乳癌を患っている患者を治療する組成物、方法、およびキットを提供する。この組成物、方法、キットは、表1中に記載のマーカー遺伝子のポリヌクレオチド配列に相補的なアンチセンスオリゴヌクレオチドを患者の細胞に提供することを含む。 The present invention further provides compositions, methods, and kits for treating patients suffering from breast cancer. This composition, method, kit comprises providing to the patient's cells an antisense oligonucleotide complementary to the polynucleotide sequence of the marker gene listed in Table 1.
本発明は、さらに、乳癌を発症する危険性を有する患者における乳癌細胞を抑制する組成物、方法、およびキットを提供する。この組成物、方法、およびキットは、表1に記載のマーカー遺伝子の発現を抑制することを含む。 The present invention further provides compositions, methods, and kits that inhibit breast cancer cells in patients at risk of developing breast cancer. The compositions, methods, and kits include inhibiting the expression of the marker genes listed in Table 1.
さらに別の実施形態では、本発明は、配列番号66から130までから選択されたポリペプチドを含むポリペプチドの活性を調節する薬剤を得るためのスクリーニングを行うための組成物、方法、およびキットを提供する。試験化合物を特定のポリペプチドと接触させる。上記ポリペプチドへの上記試験化合物の結合を検出する。それによって、上記ポリペプチドに結合する試験化合物を、悪性腫瘍、より詳細には乳癌を治療するための可能性ある治療薬として同定する。 In yet another embodiment, the present invention provides compositions, methods and kits for conducting screening to obtain agents that modulate the activity of a polypeptide comprising a polypeptide selected from SEQ ID NOs: 66-130. provide. A test compound is contacted with a specific polypeptide. Binding of the test compound to the polypeptide is detected. Thereby, test compounds that bind to the polypeptides are identified as potential therapeutic agents for treating malignant tumors, and more particularly breast cancer.
本発明の別の実施形態では、配列番号66から130までから選択されたポリペプチドを含むポリペプチドの活性を調節する薬剤を得るためのスクリーニングの別の組成物、方法、およびキットを提供する。試験化合物を特定のポリペプチドと接触させる。上記ポリペプチドによって媒介された生物活性を検出する。上記生物活性を低下させる試験化合物を、それによって、悪性腫瘍、特に乳癌において特定のポリペプチドの活性を低下させる可能性ある治療薬として同定する。上記生物活性を増大させる試験化合物を、それによって、悪性腫瘍、特に乳癌における、特定のポリペプチドの活性を増大させる可能性ある治療薬として同定する。 In another embodiment of the invention, another composition, method and kit for screening to obtain an agent that modulates the activity of a polypeptide comprising a polypeptide selected from SEQ ID NOs: 66-130 is provided. A test compound is contacted with a specific polypeptide. A biological activity mediated by the polypeptide is detected. Test compounds that reduce the biological activity are identified as therapeutic agents that may thereby reduce the activity of certain polypeptides in malignant tumors, particularly breast cancer. Test compounds that increase the biological activity are identified as therapeutic agents that may thereby increase the activity of certain polypeptides in malignant tumors, particularly breast cancer.
したがって、本発明は、配列番号66から130を有するポリペプチドの1つから選択されたポリペプチドを提供する。例えば、配列番号66から130までから選択されたポリペプチドを含むポリペプチドのアゴニストおよびアンタゴニスト、部分アゴニスト、逆アゴニスト、活性化因子、補活性化因子、ならびに抑制因子などの調節因子または変調因子として作用しうる化合物を同定するのに使用できる。したがって、本発明は、悪性腫瘍、より詳細には乳癌における、配列番号66から130までから選択されたポリペプチドを含むポリペプチドを調節する試薬、組成物、方法、およびキットを提供する。上記制御は、上方制御でも、下方制御でもよい。表1(配列番号1から65)に記載のポリヌクレオチドの発現、安定性、もしくは量、または配列番号66から130までから選択されたポリペプチドを含むポリペプチドの活性を調節する試薬は、タンパク質、ペプチド、ペプチドミメティック、核酸、核酸類似体(例えば、ペプチド核酸、LNA(locked nucleic acid))、または小分子でありうる。配列番号1から65まで(表1に記載)から選択されたポリヌクレオチドを含むポリヌクレオチドの発現、安定性、もしくは量、または配列番号66から130(表1)までから選択されたポリペプチドを含むポリペプチドの活性を調節する組成物、方法、およびキットは、遺伝子置換治療、アンチセンス、リボザイム、および三本鎖核酸アプローチでありうる。 Accordingly, the present invention provides a polypeptide selected from one of the polypeptides having SEQ ID NOs: 66-130. For example, act as modulators or modulators such as agonists and antagonists of polypeptides, including polypeptides selected from SEQ ID NOs: 66 to 130, partial agonists, inverse agonists, activators, coactivators, and inhibitors Can be used to identify potential compounds. Accordingly, the present invention provides reagents, compositions, methods and kits for modulating a polypeptide comprising a polypeptide selected from SEQ ID NOs: 66 to 130 in malignant tumors, more particularly breast cancer. The above control may be upward control or downward control. Reagents that modulate the expression, stability, or amount of a polynucleotide set forth in Table 1 (SEQ ID NOs: 1-65), or the activity of a polypeptide comprising a polypeptide selected from SEQ ID NOs: 66-130 are proteins, It can be a peptide, peptidomimetic, nucleic acid, nucleic acid analog (eg, peptide nucleic acid, LNA (locked nucleic acid)), or small molecule. Expression, stability, or amount of a polynucleotide comprising a polynucleotide selected from SEQ ID NO: 1 to 65 (listed in Table 1), or a polypeptide selected from SEQ ID NO: 66 to 130 (Table 1) Compositions, methods, and kits that modulate the activity of a polypeptide can be gene replacement therapy, antisense, ribozyme, and triple-stranded nucleic acid approaches.
本発明は、さらに、患者が乳癌を患っているかどうかを評価するのに有用な抗体を産生する単離ハイブリドーマを作製する組成物、方法、およびキットを提供する。上記組成物、方法、およびキットは、表1中に記載のマーカー遺伝子によってコードされるタンパク質、または上記タンパク質のポリペプチド断片を単離する工程と、単離されたタンパク質またはポリペプチド断片を用いて哺乳類を免疫化する工程と、免疫化された哺乳類から脾細胞を単離する工程と、単離された脾細胞を不死化細胞株と融合させてハイブリドーマを形成させる工程と、個々のハイブリドーマを上記タンパク質またはポリペプチド断片に特異的に結合する抗体の産生についてスクリーニングして、そのハイブリドーマを単離する工程とを含む。本発明には、この方法によって産生された抗体も含まれる。そのような抗体は、悪性腫瘍、より詳細には乳癌の予測、予防、診断、予後、および治療に使用される、配列番号66から130まで(表1に記載)から選択されたポリペプチドを含む完全長または部分ポリペプチドに特異的に結合する。 The present invention further provides compositions, methods, and kits for making isolated hybridomas that produce antibodies useful for assessing whether a patient suffers from breast cancer. The composition, method, and kit use a step of isolating a protein encoded by the marker gene described in Table 1, or a polypeptide fragment of the protein, and the isolated protein or polypeptide fragment. Immunizing a mammal, isolating spleen cells from the immunized mammal, fusing the isolated spleen cells with an immortal cell line to form a hybridoma, Screening for the production of antibodies that specifically bind to the protein or polypeptide fragment and isolating the hybridoma. The present invention also includes antibodies produced by this method. Such antibodies comprise a polypeptide selected from SEQ ID NOs: 66 to 130 (listed in Table 1) for use in the prediction, prevention, diagnosis, prognosis, and treatment of malignant tumors, and more particularly breast cancer. It specifically binds to full-length or partial polypeptides.
本発明のさらに別の態様は、患者の悪性腫瘍、より詳細には乳癌を処置するための医薬の製造における、配列番号1から65までから選択されたポリヌクレオチドを含むポリヌクレオチド、または配列番号66から130まで(表1に記載)から選択されたポリペプチドを含むポリペプチドに特異的に結合する試薬の使用である。 Yet another aspect of the invention is a polynucleotide comprising a polynucleotide selected from SEQ ID NOs: 1-65, or SEQ ID NO: 66 in the manufacture of a medicament for treating a malignant tumor in a patient, more particularly a breast cancer Through the use of a reagent that specifically binds to a polypeptide comprising a polypeptide selected from (listed in Table 1).
さらに別の実施形態は、悪性腫瘍、詳細には乳癌を処置するための医薬の製造における、配列番号66から130まで(表1に記載)から選択されたポリペプチドを含むポリペプチドの活性もしくは安定性、または配列番号1から65まで(表1)から選択されたポリヌクレオチドを含むポリヌクレオチドの発現、量、もしくは安定性を変調させる試薬の使用である。 Yet another embodiment is the activity or stability of a polypeptide comprising a polypeptide selected from SEQ ID NOs: 66 to 130 (listed in Table 1) in the manufacture of a medicament for treating malignant tumors, particularly breast cancer Or the use of a reagent that modulates the expression, amount, or stability of a polynucleotide comprising a polynucleotide selected from SEQ ID NOS: 1 to 65 (Table 1).
本発明のさらに別の態様は、配列番号1から65まで(表1)から選択されたポリヌクレオチドを含むポリヌクレオチド、または配列番号66から130までから選択されたポリペプチドを含むポリペプチドに特異的に結合する試薬と、薬学的に許容される担体とを含む医薬組成物である。 Yet another aspect of the invention is specific for a polynucleotide comprising a polynucleotide selected from SEQ ID NOs: 1 to 65 (Table 1) or a polypeptide comprising a polypeptide selected from SEQ ID NOs: 66 to 130 A pharmaceutical composition comprising a reagent that binds to a pharmaceutically acceptable carrier and a pharmaceutically acceptable carrier.
本発明のさらに別の実施形態は、配列番号1から65までから選択されたポリヌクレオチドを含む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ッド形成する配列を含み、かつ表1に各ポリヌクレオチドについて示されるのと同じ生物機能を示すポリペプチドをコードしているポリヌクレオチド、または配列番号66から130までから選択されたポリペプチドを含むポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドを含む医薬組成物を提供する。本発明で有用な医薬組成物は、さらに、配列番号1から65までから選択されたポリヌクレオチドを含むポリペプチド、またはその断片、抗体、もしくは抗体断片を含む融合タンパク質を含みうる。 Yet another embodiment of the present invention comprises a sequence that hybridizes under stringent conditions to a polynucleotide comprising a polynucleotide selected from SEQ ID NOs: 1 to 65, and is shown for each polynucleotide in Table 1. Provided is a pharmaceutical composition comprising a polynucleotide that encodes a polypeptide that exhibits the same biological function, or a polynucleotide that encodes a polypeptide comprising a polypeptide selected from SEQ ID NOs: 66 to 130 . The pharmaceutical composition useful in the present invention may further comprise a polypeptide comprising a polynucleotide selected from SEQ ID NOs: 1 to 65, or a fragment thereof, an antibody, or a fusion protein comprising an antibody fragment.
本発明は、様々なキットも提供する。そのようなキットは、表1に記載のマーカー遺伝子から選択された単一または複数の遺伝子の発現を評価するための試薬を含む。 The present invention also provides various kits. Such kits include reagents for evaluating the expression of single or multiple genes selected from the marker genes listed in Table 1.
一態様では、本発明は、患者が乳癌を患っているかどうかを評価するためのキットを提供する。 In one aspect, the invention provides a kit for assessing whether a patient has breast cancer.
別の態様では、本発明は、患者の乳癌を抑制するための複数の化合物のそれぞれの適性を評価するためのキットを提供する。このキットは、表1中に記載のマーカー遺伝子の発現を評価するための試薬を含む。キットは、複数の化合物を含んでもよい。 In another aspect, the present invention provides a kit for assessing the suitability of each of a plurality of compounds for inhibiting breast cancer in a patient. This kit contains reagents for evaluating the expression of the marker genes listed in Table 1. The kit may contain a plurality of compounds.
別の態様では、本発明は、乳癌細胞の存在を評価するためのキットを提供する。このキットは、表1中に記載のマーカー遺伝子によってコードされるタンパク質、または上記タンパク質のポリペプチド断片に特異的に結合する抗体を含む。キットは、表1中に記載のマーカー遺伝子セットの各マーカー遺伝子によってコードされるタンパク質に特異的に結合する複数の抗体を含んでもよい。 In another aspect, the present invention provides a kit for assessing the presence of breast cancer cells. This kit comprises an antibody that specifically binds to a protein encoded by the marker gene listed in Table 1, or a polypeptide fragment of the protein. The kit may include a plurality of antibodies that specifically bind to a protein encoded by each marker gene of the marker gene set described in Table 1.
さらに別の態様では、本発明は、乳癌細胞の存在を評価するためのキットを提供し、このキットは核酸プローブを含む。このプローブは、表1中に記載のマーカー遺伝子のRNA転写物、または上記転写産物のcDNAに特異的にハイブリッド形成する。このキットは、複数のプローブを含んでもよく、上記プローブのそれぞれは、表2に記載のマーカー遺伝子セットにあるマーカー遺伝子の1つのRNA転写物に特異的にハイブリッド形成する。 In yet another aspect, the present invention provides a kit for assessing the presence of breast cancer cells, the kit comprising a nucleic acid probe. This probe specifically hybridizes to an RNA transcript of the marker gene listed in Table 1, or to the cDNA of the transcript. The kit may include a plurality of probes, each of which specifically hybridizes to one RNA transcript of a marker gene in the marker gene set described in Table 2.
本発明の組成物、方法、またはキットは、既知な乳癌マーカー遺伝子を含めた既知な癌マーカー遺伝子を含みうることが理解されよう。これらの組成物、方法、およびキットは、乳癌以外の癌を同定するのにも使用できることがさらに理解されよう。 It will be appreciated that the compositions, methods, or kits of the present invention may include known cancer marker genes, including known breast cancer marker genes. It will be further appreciated that these compositions, methods, and kits can also be used to identify cancers other than breast cancer.
定義
「差次的発現」または「発現」は、本明細書で使用される場合、腫瘍細胞の異なった発生、異なった遺伝的背景、および/または組織環境に対する腫瘍の反応に応じた、遺伝子の発現パターンにおける定量的な相違と、定性的な相違との両方を意味する。差次的に発現される遺伝子は、「マーカー遺伝子」および/または「標的遺伝子」となりうる。本明細書に開示する差次的に発現される遺伝子の発現パターンは、乳癌の予後評価または診断評価の一部として利用できる。
Definitions “Differential expression” or “expression”, as used herein, is the expression of a gene in response to different developments of tumor cells, different genetic backgrounds, and / or tumor responses to the tissue environment. It means both quantitative and qualitative differences in expression patterns. Differentially expressed genes can be “marker genes” and / or “target genes”. The expression patterns of differentially expressed genes disclosed herein can be used as part of a prognostic or diagnostic assessment of breast cancer.
「発現パターン」という用語は、例えば、基準遺伝子(例えばハウスキーパー遺伝子)または計算された平均発現値(例えばDNAチップ分析)と比較された遺伝子発現の測定レベルを意味する。パターンは、2つの遺伝子の比較に限定されず、むしろ、基準遺伝子またはサンプルに対する複数の遺伝子の多重比較に関するものである。特定の「発現のパターン」は、以下に開示するいくつかの遺伝子の比較および測定によっても生じ、また決定され、かつこれらの転写物のお互いに対する相対量を提示する場合がある。 The term “expression pattern” means, for example, a measured level of gene expression compared to a reference gene (eg, housekeeper gene) or a calculated average expression value (eg, DNA chip analysis). The pattern is not limited to comparing two genes, but rather relates to multiple comparisons of multiple genes against a reference gene or sample. A particular “expression pattern” may also arise from the comparison and measurement of several genes disclosed below, and may be determined and present relative amounts of these transcripts to each other.
あるいは、本明細書に開示する差次的に発現される遺伝子は、乳癌処置用の試薬および化合物、これらの試薬および化合物の使用、ならびに治療の方法を同定する方法で使用できる。遺伝子の差次的調節は、特定の癌細胞型またはクローンに限定されず、むしろ、癌細胞、筋肉細胞、ストロマ細胞、結合組織細胞、他の上皮細胞、内皮細胞、および血管、ならびに免疫系の細胞(例えば、リンパ球、マクロファージ、キラー細胞)の相互作用を表す。 Alternatively, the differentially expressed genes disclosed herein can be used in reagents and compounds for the treatment of breast cancer, use of these reagents and compounds, and methods of identifying therapeutic methods. Differential regulation of genes is not limited to specific cancer cell types or clones, but rather, cancer cells, muscle cells, stromal cells, connective tissue cells, other epithelial cells, endothelial cells and blood vessels, and the immune system Represents the interaction of cells (eg, lymphocytes, macrophages, killer cells).
「生物学的活性」、「生物活性」、「活性」、および「生物学的機能」は互換的に使用されるが、これらは本明細書では、ポリペプチド(その天然または変性型の立体配座にあるもの)またはそれの任意の断片によってin vivoまたはin vitroで直接的または間接的に行使されるエフェクター機能または抗原機能を意味する。生物学的活性には、ポリペプチドへの結合、他のタンパク質もしくは分子への結合、酵素活性、シグナル伝達、DNA結合タンパク質としての活性、転写調節因子としての活性、損傷したDNAに結合する能力などが含まれるが、これらに限定されない。生物活性は、対象のポリペプチドに直接的に影響を与えることによって加減できる。あるいは、生物活性は、ポリペプチドのレベルを加減することによって、すなわち対応する遺伝子の発現を加減することなどによって、改変することができる。 “Biological activity”, “biological activity”, “activity”, and “biological function” are used interchangeably and are used herein to refer to a polypeptide (its native or denatured configuration). Means an effector function or antigenic function that is exercised directly or indirectly in vivo or in vitro by one at a locus) or any fragment thereof. Biological activity includes binding to polypeptides, binding to other proteins or molecules, enzyme activity, signal transduction, activity as a DNA binding protein, activity as a transcriptional regulator, ability to bind to damaged DNA, etc. Is included, but is not limited thereto. Biological activity can be modulated by directly affecting the polypeptide of interest. Alternatively, the biological activity can be altered by adjusting the level of the polypeptide, ie by adjusting the expression of the corresponding gene.
「マーカー」または「バイオマーカー」という用語は、その存在または濃度を検出することができ、かつ、それらを疾患状態などの既知な状態と相関させることができる生物学的分子、例えば、核酸、ペプチド、ホルモンなどを指す。 The term “marker” or “biomarker” refers to a biological molecule, eg, nucleic acid, peptide, that can detect its presence or concentration and correlate it with a known condition, such as a disease state. , Refers to hormones.
「マーカー遺伝子」という用語は、本明細書で使用される場合、その発現パターンを、悪性腫瘍または乳癌の評価における予測過程、予後判定過程、または診断過程の一部として利用できるか、あるいは、悪性腫瘍、詳細には乳癌の治療または予防に有用な化合物を同定する方法に利用できる、差次的に発現される遺伝子を指す。マーカー遺伝子は、標的遺伝子としての特性も有する場合がある。 The term “marker gene”, as used herein, can utilize its expression pattern as part of a predictive, prognostic, or diagnostic process in the assessment of malignant tumors or breast cancers, or malignant It refers to a differentially expressed gene that can be used in methods of identifying compounds useful for the treatment or prevention of tumors, particularly breast cancer. A marker gene may also have properties as a target gene.
「標的遺伝子」は、本明細書で使用される場合、それによって、標的遺伝子発現または標的遺伝子産物活性のレベルを加減することが、悪性腫瘍、詳細には乳癌の症候を改善するように作用しうるようにして乳癌に関連した差次的に発現される遺伝子を指す。標的遺伝子は、マーカー遺伝子としての特性も有する場合がある。 “Target gene”, as used herein, thereby modulating the level of target gene expression or target gene product activity acts to ameliorate the symptoms of malignant tumors, particularly breast cancer. As such, it refers to a differentially expressed gene associated with breast cancer. The target gene may also have properties as a marker gene.
「腫瘍性病変」、「腫瘍性疾患」、または「腫瘍」という用語は、それらの組織学的な由来(例えば、管、小葉、髄様、および混成由来)にかかわらず、癌腫(例えば、上皮内癌、浸潤癌、転移性癌)、前悪性状態、および腫瘍性変化を含めた癌組織を指す。「癌」という用語は、患部組織または細胞集合のいかなるステージ、グレード、組織形態学的特徴、侵襲性、または悪性度にも限定されない。詳細には、ステージ0乳癌、ステージI乳癌、ステージII乳癌、ステージIII乳癌、ステージIV乳癌、グレードI乳癌、グレードII乳癌、グレードIII乳癌、悪性乳癌、乳房原発癌、ならびに他のすべてのタイプの乳房関連の癌、悪性腫瘍、および形質転換が含まれる。「腫瘍性病変」、「腫瘍性疾患」、「腫瘍」、または「癌」という用語は、いかなる組織または細胞型にも限定されない。それらには、癌患者の1次病変、2次病変、または転移病変が含まれ、また、癌細胞に冒されたリンパ節、または局部的に沈着(例えば、骨髄、肝臓、腎臓)しているか患者身体全体に自在に浮遊している微小残存病変細胞も含まれる。 The term “neoplastic lesion”, “neoplastic disease”, or “tumor” refers to a carcinoma (eg, epithelium), regardless of their histological origin (eg, vascular, lobular, medullary, and hybrid origin). Internal cancer, invasive cancer, metastatic cancer), premalignant state, and cancerous tissue including neoplastic changes. The term “cancer” is not limited to any stage, grade, histomorphological feature, invasiveness, or grade of diseased tissue or cell population. Specifically, stage 0 breast cancer, stage I breast cancer, stage II breast cancer, stage III breast cancer, stage IV breast cancer, grade I breast cancer, grade II breast cancer, grade III breast cancer, malignant breast cancer, primary breast cancer, and all other types Breast-related cancers, malignant tumors, and transformation are included. The terms “neoplastic lesion”, “neoplastic disease”, “tumor”, or “cancer” are not limited to any tissue or cell type. They include primary lesions, secondary lesions, or metastatic lesions in cancer patients, and are lymph nodes affected by cancer cells or are locally deposited (eg, bone marrow, liver, kidney) Also included are microscopic residual diseased cells that float freely throughout the patient's body.
さらに、「腫瘍性疾患の状態を特徴付けること」という用語は、以下の状態、すなわち、腫瘍のタイプ、組織形態学的外観、外部のシグナル(例えば、ホルモン、成長因子)への依存性、侵襲性、運動性、TNM(2)などによる状態、悪性度、転移能、および所与の治療に対する反応性のうちの1つまたは複数の測定および評価に関するが、これらに限定されない。 Furthermore, the term “characterizing the state of a neoplastic disease” refers to the following conditions: tumor type, histomorphological appearance, dependence on external signals (eg hormones, growth factors), invasiveness , Motility, status due to TNM (2), etc., grade, malignancy, metastatic potential, and responsiveness to a given treatment.
「生物試料」という用語は、本明細書で使用される場合、生物または生物の構成要素(例えば細胞)から得られた試料を指す。試料は、いかなる生物組織のものでも、あるいは体液のものでもよい。試料は、多くの場合、患者から得られた試料である「臨床標本」であろう。そのような試料には、痰、血液、血球(例えば白血球)、組織試料もしくは細針生検試料、細胞含有体液、浮遊核酸、尿、腹腔液、および胸水、あるいはそれらから得られた細胞が含まれるが、これらに限定されない。生物試料には、組織学的な目的で採取された凍結切片または固定切片などの組織切片も含まれる場合がある。分析される生物試料は、吸引もしくは穿刺によって、切除によって、あるいは生検細胞物質もしくは切除細胞物質を得る他の任意の外科的方法によって採取された腫瘍性病変から得られた組織物質である。そのような生物試料は、患者から得られた細胞も含みうる。これらの細胞は、例えば、乳頭吸引、管洗浄、または細針生検によって収集された乳房細胞「塗抹」標本中、あるいは誘発性もしくは自発性の乳頭分泌物から得られた乳房細胞塗抹標本中に見出されるものでよい。別の実施形態では、上記試料が体液である。そのような体液には、例えば、血液、リンパ液、腹水、婦人科的体液、または尿が含まれるが、これらの体液に限定されない。 The term “biological sample” as used herein refers to a sample obtained from an organism or a component of an organism (eg, a cell). The sample may be from any biological tissue or body fluid. The sample will often be a “clinical specimen” which is a sample obtained from a patient. Such samples include sputum, blood, blood cells (eg, white blood cells), tissue samples or fine needle biopsy samples, cell-containing body fluids, suspended nucleic acids, urine, peritoneal fluid, and pleural effusions, or cells derived therefrom. However, it is not limited to these. Biological samples may also include tissue sections such as frozen sections or fixed sections taken for histological purposes. The biological sample to be analyzed is tissue material obtained from a neoplastic lesion taken by aspiration or puncture, by excision, or by any other surgical method to obtain biopsy cell material or excised cell material. Such biological samples can also include cells obtained from a patient. These cells are found, for example, in breast cell “smear” specimens collected by nipple aspiration, tube lavage, or fine needle biopsy, or in breast cell smears obtained from induced or spontaneous nipple secretions. It can be. In another embodiment, the sample is a body fluid. Such body fluids include, but are not limited to, for example, blood, lymph, ascites, gynecological body fluids, or urine.
「治療様式」、「治療モード」、「処方計画」、または「化学療法計画」という用語、および「治療計画」という用語は、癌治療のための抗腫瘍および/もしくは免疫刺激性および/もしくは血球増殖性の薬剤、ならびに/または放射線療法、ならびに/または高熱療法、ならびに/または全身低体温法の逐次投与または同時投与を意味する。これらの投与は、アジュバントおよび/またはネオアジュバントモードで行うことができる。そのような「プロトコル」の組成は、単剤の用量、投与の時間枠、および特定の治療ウィンドウ内での投与の頻度が様々である。現在、様々な薬物および/または物理的方法の様々な組合せと、様々なスケジュールとが調査中である。 The terms “treatment modality”, “treatment mode”, “prescription plan”, or “chemotherapy plan”, and the term “treatment plan” are antitumor and / or immunostimulatory and / or blood cells for cancer treatment. By sequential or simultaneous administration of proliferative agents and / or radiation therapy and / or hyperthermia and / or systemic hypothermia. These administrations can be performed in adjuvant and / or neoadjuvant mode. Such "protocol" compositions vary in single agent dosage, time frame of administration, and frequency of administration within a particular treatment window. Currently, various combinations of various drugs and / or physical methods and various schedules are under investigation.
「アレイ」または「マトリックス」は、装置上でのアドレス可能な位置すなわち「アドレス」の配置を意味する。それらの位置は、2次元配列、3次元アレイ、または他のマトリックスフォーマットで配置することができる。それらの位置の数は、数箇所から少なくとも数十万にまで及ぶことがある。最も重要なことは、各位置が完全に独立した反応位置を表すことである。アレイには、核酸アレイ、タンパク質アレイ、および抗体アレイが含まれるが、これらに限定されない。「核酸アレイ」は、オリゴヌクレオチド、ポリヌクレオチド、または遺伝子のさらに大きな部分などの核酸プローブを含有するアレイを指す。アレイ上の核酸は一本鎖であることが好ましい。プローブがオリゴヌクレオチドであるアレイは、「オリゴヌクレオチドアレイ」または「オリゴヌクレオチドチップ」と呼ばれる。「マイクロアレイ」は、本明細書では「バイオチップ」または「生物学的チップ」とも呼ばれ、個別の領域の密度が少なくとも約100/cm2、好ましくは少なくとも約1000/cm2である複数の領域のアレイである。マイクロアレイ中の領域は、典型的な寸法、例えば直径が約10〜250μmの範囲にあり、アレイ中の他の領域とは、ほぼ同じ距離離れている。「タンパク質アレイ」は、非変性形態にあるか、もしくは変性した、ポリペプチドプローブまたはタンパク質プローブを含有するアレイを指す。「抗体アレイ」は、抗体を含有するアレイを指し、上記抗体には、モノクローナル抗体(例えばマウス由来のもの)、キメラ抗体、ヒト化抗体、またはファージ抗体および一本鎖抗体、ならびにこれらの抗体由来の断片が含まれるが、これらに限定されない。 “Array” or “matrix” means an arrangement of addressable locations or “addresses” on a device. These positions can be arranged in a two-dimensional array, a three-dimensional array, or other matrix format. The number of these locations can range from several places to at least hundreds of thousands. Most importantly, each position represents a completely independent reaction position. Arrays include, but are not limited to, nucleic acid arrays, protein arrays, and antibody arrays. “Nucleic acid array” refers to an array containing nucleic acid probes, such as oligonucleotides, polynucleotides, or larger portions of genes. The nucleic acids on the array are preferably single stranded. An array in which the probes are oligonucleotides is called an “oligonucleotide array” or “oligonucleotide chip”. A “microarray”, also referred to herein as a “biochip” or “biological chip”, is a plurality of regions where the density of individual regions is at least about 100 / cm 2 , preferably at least about 1000 / cm 2. It is an array. The regions in the microarray are of typical dimensions, for example in the range of about 10-250 μm in diameter, and are approximately the same distance away from other regions in the array. “Protein array” refers to an array containing polypeptide probes or protein probes in a non-denatured form or denatured. “Antibody array” refers to an array containing antibodies, which include monoclonal antibodies (eg, from a mouse), chimeric antibodies, humanized antibodies, or phage and single chain antibodies, and these antibodies. Fragments of, but not limited to.
「アゴニスト」という用語は、本明細書で使用される場合、タンパク質の生物活性を模倣または上方制御(例えば増強または増補)する薬剤を指すものとする。アゴニストは、野生型タンパク質、または、野生型タンパク質の少なくとも1つの生物活性を有するその誘導体でありうる。アゴニストは、遺伝子の発現を上方制御する化合物、またはタンパク質の少なくとも1つの生物活性を増強する化合物である可能性もある。アゴニストは、別の分子、例えば標的ペプチドまたは標的核酸との、ポリペプチドの相互作用を増強する化合物である可能性もある。 The term “agonist” as used herein is intended to refer to an agent that mimics or upregulates (eg, enhances or augments) the biological activity of a protein. An agonist can be a wild-type protein or a derivative thereof having at least one biological activity of the wild-type protein. An agonist may be a compound that upregulates expression of a gene or a compound that enhances at least one biological activity of a protein. An agonist can also be a compound that enhances the interaction of a polypeptide with another molecule, such as a target peptide or target nucleic acid.
「アンタゴニスト」という用語は、本明細書で使用される場合、タンパク質の少なくとも1つの生物活性を下方制御(例えば抑制または阻害)する薬剤を指すものとする。アンタゴニストは、タンパク質と、別の分子、例えば、標的ペプチド、リガンド、または酵素基質との相互作用を抑制または低減する化合物でありうる。アンタゴニストは、遺伝子の発現を下方制御する化合物、または発現されタンパク質の存在量を減少させる化合物である可能性もある。 The term “antagonist” as used herein is intended to refer to an agent that downregulates (eg, suppresses or inhibits) at least one biological activity of a protein. An antagonist can be a compound that inhibits or reduces the interaction of a protein with another molecule, such as a target peptide, ligand, or enzyme substrate. An antagonist can be a compound that down-regulates expression of a gene or a compound that is expressed and reduces the abundance of a protein.
「小分子」は、本明細書で使用される場合、分子量が約5kD未満、最も好ましくは約4kD未満である組成物を指すものとする。小分子は、核酸、ペプチド、ポリペプチド、ペプチドミメティック、糖質、脂質、または他の有機分子(炭素を含有する)、または無機分子でありうる。多くの薬品会社は、生物活性を加減する化合物を同定するための本発明の任意のアッセイを用いてスクリーニングすることができる、化学物質および/または生物物質の混合物の大規模なライブラリーを有する。上記生物物質は、真菌、細菌、または藻類の抽出物であることが多い。 “Small molecule” as used herein is intended to refer to a composition having a molecular weight of less than about 5 kD, most preferably less than about 4 kD. Small molecules can be nucleic acids, peptides, polypeptides, peptidomimetics, carbohydrates, lipids, or other organic molecules (containing carbon), or inorganic molecules. Many pharmaceutical companies have large libraries of chemical and / or biological mixtures that can be screened using any of the assays of the present invention to identify compounds that modulate biological activity. The biological material is often an extract of fungi, bacteria, or algae.
「加減された」または「加減」または「調節された」または「調節」、および「差次的に調節された」という用語は、本明細書で使用される場合、上方制御(すなわち活性化または刺激(例えば、アゴニスト作用または増強)による)と、下方制御[すなわち阻害または抑制(例えば、アンタゴニスト作用、低減、または抑制による)]との両方を意味する。 The terms “moderated” or “moderated” or “modulated” or “modulated” and “differentially regulated” as used herein are up-regulated (ie, activated or By both stimulation (eg, by agonistic action or enhancement) and down-regulation [ie, inhibition or suppression (eg, by antagonism, reduction, or suppression)] is meant.
「転写調節ユニット」は、開始シグナル、エンハンサー、プロモーターなど、それらが作用可能に連結しているタンパク質コード配列の転写を誘導または制御するDNA配列を指す。好ましい実施形態では、上記遺伝子の1つの転写が、発現が意図されている細胞型における組換え遺伝子の発現を制御するプロモーター配列(または他の転写制御配列)の制御下にある。組換え遺伝子は、そのポリペプチドの、天然に存在する形態の転写を制御する転写制御配列と同じ転写制御配列の制御下に置くことも、異なった転写制御配列の制御下に置くこともできるということも理解されよう。 “Transcriptional regulatory unit” refers to a DNA sequence that directs or controls transcription of a protein coding sequence to which they are operably linked, such as an initiation signal, enhancer, promoter, and the like. In a preferred embodiment, transcription of one of the genes is under the control of a promoter sequence (or other transcription control sequence) that controls the expression of the recombinant gene in the cell type intended for expression. A recombinant gene can be placed under the control of the same transcription control sequence that controls the transcription of the naturally occurring form of the polypeptide, or under the control of a different transcription control sequence. You will understand that too.
「誘導体」という用語は、ポリペプチド配列またはポリヌクレオチド配列の化学修飾を意味する。ポリヌクレオチド配列の化学修飾には、例えば、アルキル、アシル、またはアミノ基による水素の置換が含まれうる。誘導体ポリヌクレオチドは、天然分子の少なくとも1つの生物学的または免疫学的機能を保持するポリペプチドをコードする。誘導体ポリペプチドは、それが由来するポリペプチドの少なくとも1つの生物学的または免疫学的機能を保持する、グリコシル化、ペグ化、または任意の同様な過程によって修飾されたものである。「誘導体」という用語は、さらに、ポリペプチド配列またはタンパク質のリン酸化形態も意味する。 The term “derivative” means a chemical modification of a polypeptide or polynucleotide sequence. Chemical modification of the polynucleotide sequence can include, for example, replacement of hydrogen with an alkyl, acyl, or amino group. A derivative polynucleotide encodes a polypeptide that retains at least one biological or immunological function of the natural molecule. A derivative polypeptide is one that has been modified by glycosylation, pegylation, or any similar process that retains at least one biological or immunological function of the polypeptide from which it is derived. The term “derivative” also means a phosphorylated form of a polypeptide sequence or protein.
「ヌクレオチド類似体」という用語は、天然に存在するヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、またはポリヌクレオチドとは異なる少なくとも1つの特徴を有するが、天然に存在するヌクレオチドそれぞれの機能的特徴(例えば、塩基対合、ハイブリダイゼーション、コード情報)を示し、かつ前記組成物用に使用できるオリゴマーまたは重合体を指す。ヌクレオチド類似体は、天然に存在しない塩基または重合体骨格から構成されたものでありえ、その例には、LNA、PNA、およびモルフォリノがある。ヌクレオチド類似体は、天然に存在するそれの対応物または等価物とは異なった少なくとも1つの分子を有する。 The term “nucleotide analog” has at least one characteristic that differs from a naturally occurring nucleotide, oligonucleotide, or polynucleotide, but the functional characteristics of each naturally occurring nucleotide (eg, base pairing, high Hybridization, code information) and refers to an oligomer or polymer that can be used for the composition. Nucleotide analogs can be composed of non-naturally occurring bases or polymer backbones, examples of which include LNA, PNA, and morpholino. Nucleotide analogs have at least one molecule that is different from its naturally occurring counterpart or equivalent.
「乳癌遺伝子」は、本明細書で使用される場合、配列番号1から65(表1に記載)のポリヌクレオチド、ならびにそれらの誘導体、断片、類似体、および相同体と、それらによってコードされるポリペプチド(配列番号66から130、表1を参照)、ならびに、それらの誘導体、断片、類似体、および相同体と、表1から3に開示された情報を用いて、当技術分野で周知の標準的な技法によって誘導または同定できる対応するゲノム転写ユニットとを指す。配列番号1から65のポリヌクレオチド配列および配列番号66から130のポリペプチドの遺伝子名および基準配列を、表1に示す。 “BREAST CANCER GENE”, as used herein, is encoded by the polynucleotides of SEQ ID NOs: 1-65 (listed in Table 1), and derivatives, fragments, analogs, and homologs thereof. Polypeptides (SEQ ID NOs: 66-130, see Table 1), and derivatives, fragments, analogs and homologues thereof, and information disclosed in Tables 1-3, are well known in the art Refers to the corresponding genomic transcription unit that can be derived or identified by standard techniques. Table 1 shows the gene names and reference sequences of the polynucleotide sequences of SEQ ID NOs: 1 to 65 and the polypeptides of SEQ ID NOs: 66 to 130.
「染色体領域」という用語は、本明細書で使用される場合、細胞遺伝学マーカーまたは他の遺伝学マーカー、例えば、制限断片長多型(RFLP)、一塩基多型(SNP)、発現配列タグ(EST)、塩基配列タグ部位(STS)、ミクロサテライト、可変縦列配列数(VNIR)、および遺伝子などによって定義できる染色体上の連続したDNA領域を指す。通常、染色体領域は、最大2メガ塩基(MB)まで、最大4MBまで、最大6MBまで、最大8MBまで、最大10MBまで、最大20MBまで、またはより多くのMBからなる。 The term “chromosomal region” as used herein refers to cytogenetic markers or other genetic markers such as restriction fragment length polymorphism (RFLP), single nucleotide polymorphism (SNP), expressed sequence tag (EST), a base sequence tag site (STS), a microsatellite, a variable tandem sequence number (VNIR), and a continuous DNA region on a chromosome that can be defined by genes and the like. Typically, a chromosomal region consists of up to 2 megabases (MB), up to 4 MB, up to 6 MB, up to 8 MB, up to 10 MB, up to 20 MB, or more MB.
「キット」という用語は、本明細書で使用される場合、本発明で開示する少なくとも1つのマーカー遺伝子、詳細には表1に記載の遺伝子の発現を特異的に検出するための少なくとも1種類の試薬、例えばプローブを含む任意の製品(例えば診断用または研究用製品)を意味し、それらの製品は、本発明の方法を実施するための1ユニットとして販売、配付、および/または販売促進される。配列番号66から130までから選択されたポリペプチドを含むマーカー遺伝子産物それぞれの存在、安定性、活性、複雑さを検出する試薬(例えばイムノアッセイ)も、上記キットの構成要素と考えることができる。加えて、本発明で開示する核酸およびタンパク質検出のいかなる組合せも、キットと考えられる。 The term “kit” as used herein refers to at least one marker gene specifically disclosed in the present invention, in particular at least one type for detecting the expression of the genes listed in Table 1. Means any product (eg, diagnostic or research product) containing reagents, eg, probes, which are sold, distributed, and / or promoted as a unit for performing the methods of the present invention. . Reagents (eg, immunoassays) that detect the presence, stability, activity, and complexity of each marker gene product comprising a polypeptide selected from SEQ ID NOs: 66 to 130 can also be considered as components of the kit. In addition, any combination of nucleic acid and protein detection disclosed in the present invention is considered a kit.
本発明は、ポリヌクレオチド配列およびそれによってコードされるタンパク質と、上記ポリヌクレオチド配列に由来するプローブ、コードされるタンパク質に対する抗体、ならびに、悪性腫瘍、詳細には乳癌を有する個体、またはその危険がある個体の予測、予防、診断、予後判定、および治療用の使用とを提供する。本明細書に開示されている配列は、乳癌から得た試料中で差次的に発現されていることが判明しているものである。 The present invention relates to a polynucleotide sequence and the protein encoded thereby, a probe derived from the polynucleotide sequence, an antibody against the encoded protein, and an individual with or at risk for a malignant tumor, in particular breast cancer Use for the prediction, prevention, diagnosis, prognosis, and treatment of individuals. The sequences disclosed herein have been found to be differentially expressed in samples obtained from breast cancer.
本発明は、乳癌の臨床的エビデンスを有する患者の腫瘍生検中で差次的に調節(上方または下方制御)されている65の遺伝子の同定に基づいている。これらの遺伝子のいくつかの同時発現を特性分析することによって、乳癌における新たな役割を同定した。遺伝子名、データベースアクセッション番号(遺伝子名(Genename)、記号(Symbol)、および参照配列(Reference Sequence))、ならびにコードされるタンパク質の推定上または既知の機能を、表1に示す。 The present invention is based on the identification of 65 genes that are differentially regulated (up or down regulated) in tumor biopsies of patients with clinical evidence of breast cancer. By characterizing the co-expression of several of these genes, a new role in breast cancer was identified. The gene name, database accession number (gene name, symbol, and reference sequence) and the putative or known function of the encoded protein are shown in Table 1.
本発明は、下記の方法に関する。 The present invention relates to the following method.
1.抗癌化学療法に対する反応を(好ましくはex vivoで)検査する方法であって、
(i)化学療法スケジュールの開始後に腫瘍性病変から採取された生検試料中における、配列番号1から配列番号65によってコードされる遺伝子の群に含まれる少なくとも1、5、10、20、40、65の遺伝子の発現レベルを測定する工程、および
(ii)前記発現レベルを基準発現レベルと比較する工程、
を含み、それによって、抗癌化学療法に対する反応を検査する方法。
1. A method for testing (preferably ex vivo) response to anti-cancer chemotherapy comprising:
(I) at least 1, 5, 10, 20, 40 included in the group of genes encoded by SEQ ID NO: 1 to SEQ ID NO: 65 in biopsy samples taken from neoplastic lesions after the start of the chemotherapy schedule Measuring the expression level of 65 genes; and (ii) comparing said expression level with a reference expression level;
And thereby examining the response to anti-cancer chemotherapy.
本発明は、抗癌化学療法に対する反応を(好ましくはex vivoで)検査する方法であって、
(i)化学療法スケジュールの開始前に腫瘍性病変から採取された生検試料中における、配列番号1から配列番号65によってコードされる遺伝子の群に含まれる少なくとも1、5、10、20、40、65の遺伝子の発現レベルを測定する工程、および
(ii)前記発現レベルを基準発現レベルと比較する工程、
を含み、それによって、抗癌化学療法に対する反応を検査する方法にも関する。
The present invention is a method for testing (preferably ex vivo) response to anti-cancer chemotherapy comprising:
(I) at least 1, 5, 10, 20, 40 included in the group of genes encoded by SEQ ID NO: 1 to SEQ ID NO: 65 in biopsy samples taken from neoplastic lesions prior to the start of the chemotherapy schedule Measuring the expression level of 65 genes, and (ii) comparing the expression level with a reference expression level,
And thereby a method for testing response to anti-cancer chemotherapy.
2.抗癌化学療法に対する反応をex vivoで検査する方法であって、
(i)化学療法スケジュールを開始する前に、腫瘍性病変から採取された生検試料にex vivoで化学療法を施す工程、
(ii)前記生検試料中における、配列番号1から配列番号65によってコードされる遺伝子の群に含まれる少なくとも1、5、10、20、40、65の遺伝子の発現レベルを測定する工程、および
(iii)前記発現レベルを基準発現レベルと比較する工程、
を含み、それによって、抗癌化学療法に対する反応をex vivoで検査する方法。
2. A method for examining responses to anti-cancer chemotherapy ex vivo,
(I) applying ex vivo chemotherapy to a biopsy sample taken from a neoplastic lesion prior to initiating a chemotherapy schedule;
(Ii) measuring the expression level of at least 1, 5, 10, 20, 40, 65 genes contained in the group of genes encoded by SEQ ID NO: 1 to SEQ ID NO: 65 in the biopsy sample; and (Iii) comparing the expression level with a reference expression level;
And thereby examining the response to anti-cancer chemotherapy ex vivo.
発現レベルの測定は、発現レベルの定量化および/または発現レベルの純粋に定性的な判定を含みうる。 Expression level measurements may include quantification of expression levels and / or purely qualitative determination of expression levels.
当業者には、遺伝子の発現を測定するために、前記遺伝子の部分および断片を、特異的なものとして使用できることが明らかである。 It will be apparent to those skilled in the art that portions and fragments of the gene can be used as specific to measure gene expression.
本発明は、上述の通りであるが、工程(i)および(ii)で発現レベルのパターンが測定および比較される、抗癌化学療法に対する反応を検査する方法にも関する。単一遺伝子の「発現レベルのパターン」は、適切な方法で測定されたその遺伝子の発現レベルと理解するべきである。 The present invention also relates to a method for examining response to anticancer chemotherapy, as described above, wherein patterns of expression levels are measured and compared in steps (i) and (ii). The “expression level pattern” of a single gene should be understood as the expression level of that gene measured in an appropriate manner.
本発明は、上述の通りであるが配列番号1から配列番号65までに記載の配列の相同体である配列を使用する、抗癌化学療法に対する反応を検査する方法にも関する。好ましい相同体は、元の配列に対して80%、90%、95%、または99%の配列同一性を有する。上記相同体は、元の分子が有するものと同じ生物活性および/または機能を依然として有していることが好ましい。 The present invention also relates to a method for testing response to anti-cancer chemotherapy using a sequence as described above but which is a homologue of the sequences set forth in SEQ ID NO: 1 to SEQ ID NO: 65. Preferred homologues have 80%, 90%, 95% or 99% sequence identity to the original sequence. The homologue preferably still has the same biological activity and / or function as the original molecule has.
あるヌクレオチド配列への言及が、前記ヌクレオチド配列によってコードされる関連タンパク質配列への言及を含むことが意図されているのは、当業者に明白なことである。 It will be apparent to those skilled in the art that a reference to a nucleotide sequence is intended to include a reference to a related protein sequence encoded by the nucleotide sequence.
第1の配列の、第2の配列に対する「%同一性」、「同一性のパーセント」は、本発明の意味する範囲内では、下記の通りに計算された%同一性を意味する。最初に、2つの配列間の最適全域アラインメントを、以下のコマンドラインシンタクス、すなわち、./clustalw −infile=./infile.txt −output= −outorder=aligned −pwmatrix=gonnet −pwdnamatrix=clustalw −pwgapopen=10.0 −pwgapext=0.1 −matrix=gonnet −gapopen=10.0 −gapext=0.05 −gapdist=8 −hgapresidues=GPSNDQERK −maxdiv=40を適用して、CLUSTALWアルゴリズム[Thomson JD、Higgins DG、Gibson TJ、1994年、「ClustalW:Improving the sensitivity of progressive multiple sequence alignment through sequence weighting,positions−specific gap penalties and weight matrix choice」Nucleic Acids Res、22:4673−4680]、バージョン1.8を用いて決定する。CLUSTALWアルゴリズムの実行は、例えば、http://www.ebi.ac.uk含めた、インターネット上の多数のサイトで容易に利用できる。その後、アラインメント中の一致数を、アラインメントされたそれぞれの位置で同一なヌクレオチド(またはアミノ酸残基)の数を数えることによって決定する。最後に、2つの配列のうち長い方のヌクレオチド(またはアミノ酸残基)数で、一致総数を割り、100を掛けて、第1の配列の、第2の配列に対する%同一性を計算する。 “% Identity”, “percent identity” of a first sequence relative to a second sequence means, within the meaning of the present invention,% identity calculated as follows. First, an optimal global alignment between the two sequences is represented by the following command line syntax:. / Clustalw-file =. / File. txt -output = -outorder = aligned -pwmatrix = gonnet -pwdnamatrix = clustalw -pwgapopen = 10.0 -pwgapext = 0.1 -matrix = gonnet -gapopen = 10.0 -gapex = gapopen = 10.0 -gap h = GPSNDQERK-maxdiv = 40, and the CLUSTALW algorithm [Thomson JD, Higgins DG, Gibson TJ, 1994, “ClustalW: Improving the sensitivity of progility of sensitivity. weighting, positions-specific gap penalties and weight matrix choices "Nucleic Acids Res, 22: 4673-4680], version 1.8. The CLUSTALW algorithm can be executed, for example, at http: // www. ebi. ac. It can be easily used at many sites on the Internet including uk. The number of matches in the alignment is then determined by counting the number of nucleotides (or amino acid residues) that are identical at each aligned position. Finally, the percent identity of the first sequence relative to the second sequence is calculated by dividing the total number of matches by the number of longer nucleotides (or amino acid residues) of the two sequences and multiplying by 100.
3.前記反応の検査が、化学療法の成功の見込みの予測である、上記第1点または第2点の方法。 3. Method of said 1st point or said 2nd point whose said test | inspection of said reaction is prediction of the probability of the success of chemotherapy.
4.化学療法の成功が、腫瘍塊の減少として理解される、上記第3点の方法。 4). The method of point 3 above, wherein the success of chemotherapy is understood as a reduction in tumor mass.
5.前記腫瘍性病変が、乳癌または卵巣癌である、上記第1点から第4点までのいずれかの方法。 5. The method according to any one of the first to fourth points, wherein the neoplastic lesion is breast cancer or ovarian cancer.
6.前記化学療法が、
(i)細胞増殖に作用する、および/または
(ii)細胞生存に作用する、および/または
(iii)細胞運動性に作用する、
上記第1点から第5点までのいずれかの方法。
6). The chemotherapy is
(I) affect cell proliferation, and / or (ii) affect cell survival, and / or (iii) affect cell motility,
Any method from the first point to the fifth point.
7.前記化学療法がアントラサイクリンベースの化学療法である、上記第1点から第6点までの任意の方法。 7. 7. Any method from point 1 to point 6 above, wherein the chemotherapy is an anthracycline-based chemotherapy.
8.前記アントラサイクリンベースの化学療法が、エピルビシンまたはドキソルビシンベースの化学療法である、上記第7点の方法。 8). 7. The method of point 7 above, wherein the anthracycline-based chemotherapy is epirubicin or doxorubicin-based chemotherapy.
9.予測アルゴリズムが使用される、上記第1点から第8点までのいずれかの方法。 9. Any of the first to eighth points above, wherein a prediction algorithm is used.
予測的アルゴリズムは、データ分析分野の当業者には周知なものであり、上記技術分野で知られているいかなる種類の予測的アルゴリズムも該当すると理解するべきである。そのようなアルゴリズムの好ましい例は、例えば、実施例4に開示するSVMアルゴリズム、k−最近傍分析(K−Nearest Neigbor Analysis)、または線形判別分析(Linear Discriminant Analysis)である。 Predictive algorithms are well known to those skilled in the field of data analysis and should be understood to be any type of predictive algorithm known in the art. A preferred example of such an algorithm is, for example, the SVM algorithm disclosed in Example 4, k-Nearest Neighbor Analysis, or Linear Discriminant Analysis.
10.前記予測アルゴリズムが、
(i)サポートベクターマシンアルゴリズム、または
(ii)k−最近傍アルゴリズム、または
(iii)部分最少判別アルゴリズム
である、上記第9点の方法。
10. The prediction algorithm is
The method of the ninth point, which is (i) a support vector machine algorithm, or (ii) a k-nearest neighbor algorithm, or (iii) a partial minimum discrimination algorithm.
11.発現レベルが、
(i)ハイブリダイゼーションベースの方法を用いて、あるいは
(ii)アレイ状のプローブを使用したハイブリダイゼーションベースの方法を用いて、あるいは
(iii)個別に標識されたプローブを使用したハイブリダイゼーションベースの方法を用いて、あるいは
(iv)リアルタイムPCRによって、あるいは
(v)ポリペプチド、タンパク質、またはその誘導体の発現を評価することによって、あるいは
(vi)ポリペプチド、タンパク質、またはその誘導体の量を評価することによって、
決定される、上記第1点から第10点までのいずれかの方法。
11. The expression level is
(I) using hybridization-based methods, or (ii) using hybridization-based methods using arrayed probes, or (iii) hybridization-based methods using individually labeled probes. Or (iv) by real-time PCR, or (v) by assessing the expression of a polypeptide, protein, or derivative thereof, or (vi) by assessing the amount of a polypeptide, protein, or derivative thereof By
Any method from the first point to the tenth point is determined.
12.患者のために個別に最適化された抗癌治療を選択する方法であって、請求項1または2または3に記載の方法を含む方法。 12 4. A method of selecting an individually optimized anti-cancer treatment for a patient, comprising the method of claim 1 or 2 or 3.
「個人化された癌治療」または「個別に最適化された抗癌治療」という用語は、本明細書で使用される場合、癌を有するすべての人が、それらの患者の体格および癌の分子レパートリーに関して他の患者と明らかに異なっていることの観察を意味する。異なるものとして分析および分子分類された患者腫瘍は、次に、患者の癌への化学療法薬の取り込みが最大となるような治療または治療の組合せのタイプに基づいて個人化された治療を受ける。これによって、1つのタイプの化学療法または複数の化学療法の異なった組合せを必要とする可能性のある個々の患者の選択が可能となる。そのような「個人化された癌治療」を、投与スケジュール、薬物濃度、治療順序、および補助的介入(例えば免疫刺激)の添加に反映させることができる。 The term “personalized cancer treatment” or “individually optimized anti-cancer treatment” as used herein means that all persons with cancer have their physique and cancer molecules It means the observation that the repertoire is clearly different from other patients. Patient tumors that are analyzed and molecularly classified as different then receive personalized treatment based on the type of treatment or combination of treatments that maximizes the uptake of chemotherapeutic drugs into the patient's cancer. This allows for the selection of individual patients that may require one type of chemotherapy or different combinations of multiple chemotherapy. Such “personalized cancer treatment” can be reflected in the administration schedule, drug concentration, treatment sequence, and the addition of ancillary interventions (eg, immune stimulation).
実験手順および設定
本発明は、エピルビシン/シクロホスファミド(EC)またはエピルビシン/タキソール(ET)処置が与える、第1サイクルの化学療法剤処置の後の時点での主要な乳癌における遺伝子発現への影響の同定と、非反応対象/反応対象を同定するための、これらの発現パターンの使用とに関する。
Experimental Procedures and Setup The present invention is directed to gene expression in major breast cancer at the time point after the first cycle of chemotherapy treatment given by epirubicin / cyclophosphamide (EC) or epirubicin / taxol (ET) treatment. It relates to the identification of effects and the use of these expression patterns to identify non-reactive / reactive subjects.
シクロホスファミドおよびエピルビシンは、進行した転移性乳癌の一般的な治療である。さらに、エピルビシン治療の利点は、作用様式クラスが同じで、かつより頻繁に使用されているドキソルビシン(アドリアマイシン)とは対照的に、アントラサイクリン誘導の心毒性が臨床的に自明になる蓄積量がより高いことである。タキサンは、乳癌を治療するための薬物一式の中でも重要な化学療法薬であることが速やかに確立されている。25対の処置前後生検対における発現プロファイルが、低密度cDNAアレイ(Clontech社)によって、そしてオリゴヌクレオチドマイクロアレイ(Affymetrix社)の使用によって得られている。 Cyclophosphamide and epirubicin are common treatments for advanced metastatic breast cancer. In addition, epirubicin treatment has the advantage that the anthracycline-induced cardiotoxicity is clinically obvious in contrast to doxorubicin (adriamycin), which has the same mode of action class and is used more frequently. It is expensive. Taxanes are quickly established to be an important chemotherapeutic agent among a set of drugs for treating breast cancer. Expression profiles in 25 pairs of pre- and post-treatment biopsy pairs have been obtained by low density cDNA arrays (Clontech) and by use of oligonucleotide microarrays (Affymetrix).
スチューデントのt検定を適用することによって25対のデータを分析したところ、発明者らは、乳房腫瘍治療後に不明確に刺激される遺伝子がごくわずかであることを見出した。さらにいくつか多くの遺伝子が、分析された患者のうち少なくとも一部で、処置の24時間後に上方/または下方制御されていることが見出された。その後の分類のための識別的最少遺伝子セットを開発するために、データセットに部分最少判別分析(PLS−DA)およびステップダウン順列(step−down permutation)法を適用した。PLS−DAは、データセット全体からの約25の転写産物に基づいて、処置前後の試料を識別することができる。 After analyzing 25 pairs of data by applying Student's t-test, the inventors found that only a few genes were indefinitely stimulated after breast tumor treatment. A number of more genes were also found to be up / down-regulated 24 hours after treatment in at least some of the patients analyzed. In order to develop a discriminative minimal gene set for subsequent classification, partial minimal discriminant analysis (PLS-DA) and step-down permutation methods were applied to the data set. PLS-DA can identify samples before and after treatment based on about 25 transcripts from the entire data set.
処置後の試料では、479の遺伝子が上方制御されていることが判明した。これらの遺伝子の主要な範疇には、コラーゲン、エラスチン、フィラミンなどの細胞骨格/構造タンパク質、線維芽細胞因子、および受容体、細胞接着/細胞外マトリックスならびにいくつかの増殖停止タンパク質、およびDNA損傷誘導タンパク質(例えば、GAS6、GADD45B)が含まれる。抑制された遺伝子は、リボソームタンパク質、ヌクレオチドおよびタンパク質合成、プロセシング、転写因子、ならびにいくつかの発癌遺伝子(例えば、c−myc、K−ras、bcl−2)のグループなど、いくつかの主要グループに細分することができよう。 In the treated sample, 479 genes were found to be upregulated. Major categories of these genes include cytoskeleton / structural proteins such as collagen, elastin, filamin, fibroblast factors and receptors, cell adhesion / extracellular matrix and some growth arrest proteins, and DNA damage induction Proteins (eg, GAS6, GADD45B) are included. Repressed genes are in several major groups, including ribosomal proteins, nucleotide and protein synthesis, processing, transcription factors, and groups of several oncogenes (eg, c-myc, K-ras, bcl-2) Can be subdivided.
p21WAF1/CIP1発現プロファイルに類似した発現をする遺伝子を同定するために、k−平均クラスタリング分析を行った。 To identify genes that expressed similar to the p21WAF1 / CIP1 expression profile, a k-means clustering analysis was performed.
治療によって発現が誘導される遺伝子を同定するために、25人の患者の処置前および処置後乳癌生検試料のプロフィールを、Clontech社のAtlas(商標)ヒト癌1.2低密度cDNAアレイを用いて取得した。 To identify genes whose expression is induced by therapy, profiles of pre- and post-treatment breast cancer biopsies from 25 patients were used with Clontech's Atlas ™ human cancer 1.2 low density cDNA array. Acquired.
発明者は、50の生検試料を、50の試料のうち少なくとも6つにおいて平均レベルで発現されていると得点付けされた249の遺伝子について測定されたそれらの類似性に基づいて分類するために階層的クラスタリングアルゴリズム[(65、66)]を用いた。これらの分析に基づいて、以下の観測を行うことができた。第1に、90%を超える事例において、処置前後生検対が共にクラスタリングされた。これは、同じ腫瘍から得られた組織試料の発現パターンが、別の患者から得られる個体間分散によって観測されるものより、保存性の強い発現パターンを示すことを反映している。第2に、異なった腫瘍間では、発現パターンが有意に異なっていた。第3に、腫瘍試料は、階層的クラスタリングによって、それらのER状態にかかわらず表4に提示する3つ主要なサブクラスに細分される。 Inventor to classify 50 biopsy samples based on their similarity measured for 249 genes scored to be expressed at an average level in at least 6 out of 50 samples A hierarchical clustering algorithm [(65, 66)] was used. Based on these analyses, the following observations were made. First, pre- and post-treatment biopsy pairs were clustered together in over 90% of cases. This reflects that the expression pattern of tissue samples obtained from the same tumor shows a more conserved expression pattern than that observed by inter-individual dispersion obtained from another patient. Second, the expression pattern was significantly different between different tumors. Third, tumor samples are subdivided into three major subclasses presented in Table 4 regardless of their ER status by hierarchical clustering.
2次元元遺伝子クラスタリングによって分析された発現データは、類似の発現レベルを有する遺伝子が縦軸上に共に分類され、腫瘍試料が、それらの全域的発現プロファイルに従って横軸上にクラスタリングされている。 In the expression data analyzed by two-dimensional original gene clustering, genes with similar expression levels are grouped together on the vertical axis, and tumor samples are clustered on the horizontal axis according to their global expression profile.
性質検査および予備選択された249の遺伝子は、遺伝子発現に相関性がある個別のクラスターを形成した。1つのクラスター内の遺伝子は、内皮細胞およびBリンパ球で代表的な遺伝子の発現を反映した。これは、腫瘍組織内へのリンパ球浸潤の可能性を示す。第2の遺伝子クラスターは、MYC、VEGF、およびMYBなどの発癌遺伝子および成長因子からなる。さらに別のクラスターは、遺伝子v−erb−b2/HER2、ケラチン19、18を含み、これらは、ある種の乳房腫瘍で別々に発現されていることも知られている。第4のクラスターは、p21WAF1/CIP1およびMIC1(前立腺分化因子)と相関した発現を有する遺伝子のグループを含んでいる。第5の際だった遺伝子クラスターは、細胞周期制御および細胞増殖に関与する遺伝子である。これら5つの部分集団の遺伝子は、所与の薬物による影響の結果である主要な発現現象を反映するものである。 Characterization and preselected 249 genes formed separate clusters correlated with gene expression. Genes within one cluster reflected the expression of genes typical in endothelial cells and B lymphocytes. This indicates the possibility of lymphocyte infiltration into the tumor tissue. The second gene cluster consists of oncogenes such as MYC, VEGF, and MYB and growth factors. Yet another cluster contains the genes v-erb-b2 / HER2, keratin 19, 18, which are also known to be expressed separately in certain breast tumors. The fourth cluster contains a group of genes with expression correlated with p21 WAF1 / CIP1 and MIC1 (prostate differentiation factor). The fifth distinct gene cluster is genes involved in cell cycle control and cell proliferation. The genes of these five subpopulations reflect the major expression phenomena that are the result of the effects of a given drug.
発明者らはさらに、25対の乳癌試料のうち10対の遺伝子発現を、22284配列のAffymetrix社オリゴヌクレオチドマイクロアレイへの、抽出されたRNAのハイブリダイゼーションを用いて分析した。Clontech社のアレイを用いた実験で以前に使用した、同じ全RNAのアリコートをAffymetrix社のアレイで分析した。チップ表面にハイブリッド形成する4906の転写産物の発現は、すべての生検試料で信頼性をもって検出された。製造会社の分析ソフトウェアであるMAS5.0と、すべての対試料で用いた精度管理シグナル「absolute call」とによれば、10対のうち少なくとも1対で、15122の転写産物を検出することができ、7161の転写産物を検出することができなかった(実施例4を参照)。 The inventors further analyzed 10 pairs of gene expression out of 25 pairs of breast cancer samples using hybridization of the extracted RNA to 22284 sequence Affymetrix oligonucleotide microarrays. An aliquot of the same total RNA previously used in experiments with the Clontech array was analyzed on an Affymetrix array. Expression of 4906 transcripts hybridizing to the chip surface was reliably detected in all biopsy samples. According to the manufacturer's analysis software MAS5.0 and the quality control signal “absolute call” used for all the paired samples, 15122 transcripts can be detected in at least one of the 10 pairs. , 7161 transcript could not be detected (see Example 4).
10対の処置前後癌生検対における遺伝子発現の教師なし解析を、HG−133A GeneChipの全内容物である6980配列の精度検査済み遺伝子セットに基づいて行った。精度管理および遺伝子の選択は、個々のアレイにおけるシグナル強度レベルと、信頼できる検出とに基づいて行った。階層的クラスターアルゴリズムによって、以前に観測されたものを除いて、10人の患者すべての処置前および処置後生検を順序づけた。これは、フィルターアレイから選択された249の遺伝子とは対照的に、より多数の配列がこの分析に用いられたことによる可能性がある。このように遺伝子、ならびに推定上の細胞機序および経路の被覆率が高いことによって、共にクラスタリングされる試料対の率が高くなっている。 An unsupervised analysis of gene expression in 10 pairs of pre- and post-treatment cancer biopsy pairs was performed based on a precision-tested gene set of 6980 sequences, the entire contents of HG-133A GeneChip. Quality control and gene selection were based on signal intensity levels in individual arrays and reliable detection. A hierarchical cluster algorithm ordered pre-treatment and post-treatment biopsies for all 10 patients except those previously observed. This may be due to the fact that a larger number of sequences were used in this analysis as opposed to 249 genes selected from the filter array. Thus, the high coverage of genes and putative cell mechanisms and pathways increases the rate of sample pairs that are clustered together.
差次的発現遺伝子の同定。処置前および処置後試料で差次的に発現された転写産物を同定するために、対応のあるt検定を用いた。249の発現遺伝子を選択した後、ECもしくはET治療下において高頻度で発現の増強または減少を示した19遺伝子のグループを同定さした(スチューデントのt検定、P<0.05)。表3は、両方の治療群に関して、化学療法の最初の24h以内に多数の試料対において、>1.8または<0.6の比率でかなり差次的に調節されていた遺伝子を示す。調節された転写産物の変化倍率の範囲は広く、これはおそらく患者間の多様性を反映したものである。すべての処置後試料の95%超で、サイクリン依存性キナーゼ抑制因子1(p21WAF1/CIP1)および前立腺分化因子(MIC−1)の2つの遺伝子が上方制御されていた。 Identification of differentially expressed genes. Paired t-tests were used to identify transcripts that were differentially expressed in pre-treatment and post-treatment samples. After selecting 249 expressed genes, a group of 19 genes that showed high frequency enhancement or reduction under EC or ET treatment was identified (Student t test, P <0.05). Table 3 shows genes that were significantly differentially regulated at a ratio of> 1.8 or <0.6 in multiple sample pairs within the first 24 h of chemotherapy for both treatment groups. The range of fold changes in regulated transcripts is broad, probably reflecting diversity among patients. In more than 95% of all post-treatment samples, two genes, cyclin-dependent kinase inhibitor 1 (p21 WAF1 / CIP1 ) and prostate differentiation factor (MIC-1) were up-regulated.
遺伝子発現への処置の影響を同定するために、Affymetrix社GeneChipシステムを用いて得られた発現データで同じ分析を行ったところ、高頻度で調節されている37遺伝子のグループを同定した(表3)。フィルターアレイへの遺伝子のハイブリダイゼーションで得られたデータでも見られたように、処置後試料中では、p21WAF1/CIP1およびMIC−1が最も顕著に上方制御されていた。しかし、MIC−1で検出された相対シグナル強度は、Clontech社のアレイよりAffymetrix社のシステムで低かった。 To identify the effect of treatment on gene expression, the same analysis was performed on expression data obtained using the Affymetrix GeneChip system, and a group of 37 genes that were highly regulated was identified (Table 3). ). As seen in the data obtained from gene hybridization to the filter array, p21WAF1 / CIP1 and MIC-1 were most significantly upregulated in the post-treatment samples. However, the relative signal intensity detected with MIC-1 was lower with the Affymetrix system than with the Clontech array.
患者の疾病転帰の予測を取り扱った以前の出版物とは異なり、発明者らは、処置直後に発現レベルが変化するであろう遺伝子を、患者の反応に関する追加情報を分析に適用せずに同定することを目指した。この研究用には、本発明者らは、処置開始直後の発現の相違を選択した。増殖、DNA修復、およびアポトーシスなどの重要な細胞過程は、化学療法に曝露した後、最大48時間までの間に起こることが多い[(101、102)]。 Unlike previous publications that deal with predicting patient disease outcomes, the inventors identified genes that would change expression levels immediately after treatment without applying additional information about patient response to the analysis. Aimed to do. For this study, we selected the difference in expression immediately after the start of treatment. Important cellular processes such as proliferation, DNA repair, and apoptosis often occur up to 48 hours after exposure to chemotherapy [(101, 102)].
それにもかかわらず、適切な統計的分析によって、治療前後の生検で差次的に発現されている遺伝子を同定することができ、反応性の腫瘍と、非反応性の腫瘍とが区別される。 Nevertheless, appropriate statistical analysis can identify differentially expressed genes in pre- and post-treatment biopsies, distinguishing between reactive and non-reactive tumors .
本発明の一部である生物学的に重要な遺伝子
表1に記載の遺伝子の一部は、生物学的細胞過程を表すものであり、類似した遺伝子調節を特徴とする。以下の例に限定されるものではないが、例として、表1にあるいくつかの特徴的な遺伝子について、以下により詳細に記述する。
Biologically important genes that are part of the invention Some of the genes listed in Table 1 represent biological cellular processes and are characterized by similar gene regulation. By way of example, but not by way of limitation, some characteristic genes in Table 1 are described in more detail below.
ERCC1
ERCC1は、「チャイニーズハムスターにおける修復障害を補完する除去修復」を表すものとしてそのように命名された。色素性乾皮症細胞のように、様々なDNA損傷試薬に感受性であって、DNA修復初期の切断過程に障害がある変異型チャイニーズハムスター卵巣細胞に、下記のDNA媒介遺伝子導入を行った。この結果得られた形質転換体は、DNA損傷試薬に対して正常な耐性を示し、独立した形質転換体は、ヒトDNA修復遺伝子に関連した共通のセットのヒトDNA配列を示した。ホモ接合変異体ネズミは、出産時に発育停止し、離乳前に肝不全で死亡した。p53レベルの上昇が、肝臓、脳、および腎臓で検出された。これは、DNA損傷をモニターするという、p53の推定上の役割を支持する。ERCC1遺伝子は、いかなる特定の疾病との関連も見出されておらず、必須であることが間接的に推定されているのみであった。XPA、ERCC1、およびERCC4は、損傷認識および開裂活性の両方に関与する三重複合体を形成するタンパク質である。
ERCC1
ERCC1 was so named to represent “removal repair that complements repair failures in Chinese hamsters”. The following DNA-mediated gene transfer was performed to mutant Chinese hamster ovary cells that are sensitive to various DNA damaging reagents and have a defect in the cleavage process at the early stage of DNA repair, such as xeroderma pigmentosum cells. The resulting transformants exhibited normal resistance to DNA damaging reagents and independent transformants exhibited a common set of human DNA sequences associated with human DNA repair genes. Homozygous mutant mice ceased to grow at birth and died of liver failure before weaning. Increased p53 levels were detected in liver, brain and kidney. This supports the putative role of p53 in monitoring DNA damage. The ERCC1 gene was not found to be associated with any particular disease and was only indirectly estimated to be essential. XPA, ERCC1, and ERCC4 are proteins that form a ternary complex that is involved in both damage recognition and cleavage activity.
MSH6(GTBP)
このミスマッチ結合因子は、100−kDのMSH2と、GTBP(G/T結合タンパク質を表す)と呼ばれる160−kDのポリペプチドとのヘテロ二量体の一部である。配列分析は、GTBPがMutS相同体ファミリーの新メンバーであると認識した。両タンパク質とも、ミスマッチ特異的な結合に必要であり、これは、いずれかのタンパク質を欠失した腫瘍由来細胞系は、ミスマッチ結合活性も欠失しているという新知見と一致した結果である。MutSタンパク質のすべての相同体は、約150アミノ酸の強く保存された領域を含有している。アデニンヌクレオチドに結合するヘリックス−ターン−ヘリックス領域と、Walker−Aモチーフと呼ばれるマグネシウム結合性モチーフとを包含する。MutS分子のこの部分は、ATPアーゼ活性を有する。MSH2−MSH6複合体は、ADP結合型であるときに「on」(ミスマッチヌクレオチドに結合する)であり、ATP結合型であるときに「off」である。ATP加水分解の結果、ミスマッチ結合の回復がもたらされ、一方、ADPからATPへの置換の結果、ミスマッチ解離がもたらされる。人々は、BRCAIが、大きな多サブユニットタンパク質、腫瘍抑制因子複合体、DNA損傷センサー、およびシグナルトランスデューサの部分であることを見出した。彼らはこの複合体を、「BRCA1関連ゲノム監視複合体」にちなんでBASCと命名した。
MSH6 (GTBP)
This mismatch binding factor is part of a heterodimer of 100-kD MSH2 and a 160-kD polypeptide called GTBP (representing a G / T binding protein). Sequence analysis recognized that GTBP is a new member of the MutS homolog family. Both proteins are required for mismatch-specific binding, a result consistent with the new finding that tumor-derived cell lines lacking either protein also lack mismatch binding activity. All homologues of MutS protein contain a strongly conserved region of about 150 amino acids. It includes a helix-turn-helix region that binds to adenine nucleotides and a magnesium-binding motif called the Walker-A motif. This part of the MutS molecule has ATPase activity. The MSH2-MSH6 complex is “on” (binds to a mismatched nucleotide) when it is ADP-bound and “off” when it is ATP-bound. ATP hydrolysis results in mismatch bond recovery, while ADP to ATP substitution results in mismatch dissociation. People have found that BRCAI is part of large multi-subunit proteins, tumor suppressor complexes, DNA damage sensors, and signal transducers. They named this complex BASC after “BRCA1-related genomic surveillance complex”.
子宮内膜癌は、米国で最も一般的な婦人科悪性腫瘍であり、遺伝性非ポリポーシス結直腸癌(HNPCC)における最も頻繁な結腸外腫瘍である。散発性の子宮内膜癌は通常、MLH1プロモーターのメチル化に関連したミクロサテライト不安定性(MSI)を示す。生殖系列MSH6変異は、HNPCCではまれであるが、子宮内膜癌を患っている複数の構成員を有するいくつかの家族で報告されている。MSH2の変異による遺伝性非ポリポーシス結直腸癌の形態をタイプ1(HNPCC1);MLH1によるものをタイプ2(HNPCC2);PMS1の変異によるものをタイプ3(HNPCC3);PMS2の変異によるものをタイプ4(HNPCC4);そして、MSH6(GTBP)の変異によるものをタイプ5(HNPCC5)と呼ぶことをここで提案する。 Endometrial cancer is the most common gynecological malignancy in the United States and the most frequent extracolonic tumor in hereditary nonpolyposis colorectal cancer (HNPCC). Sporadic endometrial cancer usually displays microsatellite instability (MSI) associated with methylation of the MLH1 promoter. Germline MSH6 mutations are rare in HNPCC but have been reported in several families with multiple members suffering from endometrial cancer. Form of hereditary non-polyposis colorectal cancer due to mutation of MSH2 is type 1 (HNPCC1); type 2 due to MLH1 (HNPCC2); type 3 due to mutation of PMS1 (HNPCC3); type 4 due to mutation of PMS2 (HNPCC4); and it is proposed here to call the type 5 (HNPCC5) due to the mutation of MSH6 (GTBP).
DDB2
ヒト細胞では、紫外線によって誘導されたDNA損傷の効率的な全域ゲノム修復に、p53腫瘍抑制遺伝子を必要とする。DDB2(p48)遺伝子は、紫外線損傷DNA結合活性の発現に必要であり、この活性を欠く色素性乾皮症グループE細胞のサブセット、すなわちDDB陰性XPEでは、変異によってこの遺伝子が破壊されている。p48mRNAレベルは、基底レベルのp53発現に強く依存しており、DNA損傷後には、p53依存的な様式でさらに増強される。さらに、p53−/−細胞のように、色素性乾皮症グループE細胞は、全域的なゲノム修復が欠失している。これらの結果によって、p53とヌクレオチド除去修復装置との連結部としてp48が同定された。p48による形質移入は、ハムスター細胞にUV−DDBを付与し、ゲノムDNAおよび発現遺伝子の非転写鎖からのシクロブタンピリミジン二量体(CPD)の除去を促進した。p48の発現は、非転写から生じたUV誘発性の変異を抑制したが、細胞のUV感受性には影響を与えなかった。結果は、DNA修復におけるp48の役割を確定し、変異誘発におけるCPDの重要性を実証し、そして、ヒトにおける癌感受性をよりよく反映させるのに、齧歯動物モデルをどのように改善できるか示唆した。
DDB2
In human cells, the p53 tumor suppressor gene is required for efficient global genome repair of UV-induced DNA damage. The DDB2 (p48) gene is required for the expression of UV-damaged DNA binding activity, and in a subset of xeroderma pigmentosum group E cells lacking this activity, ie, DDB negative XPE, this gene is destroyed by mutation. p48 mRNA levels are strongly dependent on basal levels of p53 expression and are further enhanced in a p53-dependent manner after DNA damage. Furthermore, like p53 − / − cells, xeroderma pigmentosum group E cells lack a global genome repair. Based on these results, p48 was identified as the junction between p53 and the nucleotide excision repair apparatus. Transfection with p48 conferred UV-DDB on hamster cells and facilitated removal of cyclobutane pyrimidine dimer (CPD) from genomic DNA and untranscribed strands of expressed genes. p48 expression suppressed UV-induced mutations resulting from non-transcription but did not affect the UV sensitivity of the cells. Results confirm the role of p48 in DNA repair, demonstrate the importance of CPD in mutagenesis, and suggest how rodent models can be improved to better reflect cancer susceptibility in humans did.
MGMT
O(6)−アルキルグアニンは、DNA複製中にチミンと対合するため傾向を有するため、単純なアルキル化変異原によって誘導される、DNAにおける主要な変異原性および発癌性損傷となっている。DNA中のこの付加物は、広範に分布する独特な修復タンパク質であるO(6)−メチルグアニン−DNAメチルトランスフェラーゼ(EC2.1.1.63)によって除去される。このタンパク質は、真の酵素とは異なり、化学量論的2次元反応でアルキル基を損傷部位から受容する。メチル受容残基はシステインである。
MGMT
O (6) -alkylguanine has a tendency to pair with thymine during DNA replication, making it a major mutagenic and carcinogenic lesion in DNA induced by simple alkylating mutagens . This adduct in DNA is removed by O (6) -methylguanine-DNA methyltransferase (EC 2.1.1.63), a widely distributed unique repair protein. Unlike a true enzyme, this protein accepts alkyl groups from the site of damage in a stoichiometric two-dimensional reaction. The methyl acceptor residue is cysteine.
腫瘍DNA中のMGMTプロモーターを、メチル化に特異的なPCRアッセイによって分析し、MGMTプロモーターのメチル化がアルキル化剤に対する神経膠腫の反応性に関係するかどうか判定した。MGMTプロモーターは、47人の患者のうちの19人(40%)の神経膠腫でメチル化されていた。この新知見は、腫瘍の退縮、ならびに総合的および無疾患の延命と関連している。それは、年齢、ステージ、腫瘍悪性度、または実施状態から独立した、さらに強い予後予測因子であった。 The MGMT promoter in tumor DNA was analyzed by a methylation-specific PCR assay to determine whether MGMT promoter methylation was related to glioma responsiveness to alkylating agents. The MGMT promoter was methylated in 19 (40%) gliomas out of 47 patients. This new finding is associated with tumor regression and overall and disease-free survival. It was a stronger prognostic predictor independent of age, stage, tumor grade, or performance status.
ポリヌクレオチド
「乳癌遺伝子」ポリヌクレオチドは、一本鎖でも、二本鎖でもよく、「乳癌遺伝子」ポリペプチドのコード配列またはコード配列の相補鎖を含む。ヒト「乳癌遺伝子」ポリペプチドをコードする縮重ヌクレオチド配列、ならびに、配列番号1から65のヌクレオチド配列に少なくとも約50、55、60、65、70、好ましくは約75、90、96、または98%同一な相同ヌクレオチド配列も、「乳癌遺伝子」ポリヌクレオチドである。2つのポリヌクレオチド配列間のパーセント配列同一性は、FASTAアルゴリズムを利用するALIGNなどのコンピュータプログラムを使用して、ギャップ開始ペナルティを−12、ギャップ伸長ペナルティを−2とするアフィンギャップ探索を用いて決定する。生物学的に活性な「乳癌遺伝子」ポリペプチドをコードする「乳癌遺伝子」ポリヌクレオチドの相補DNA(cDNA)分子、種相同体、および変種も、「乳癌遺伝子」ポリヌクレオチドである。
Polynucleotides “BREAST CANCER GENE” polynucleotides may be single stranded or double stranded and comprise a coding sequence for a “BREAST CANCER GENE” polypeptide or a complement of the coding sequence. A degenerate nucleotide sequence encoding a human “BREAST CANCER GENE” polypeptide, and at least about 50, 55, 60, 65, 70, preferably about 75, 90, 96, or 98% of the nucleotide sequence of SEQ ID NOs: 1-65 An identical homologous nucleotide sequence is also a “BREAST CANCER GENE” polynucleotide. Percent sequence identity between two polynucleotide sequences is determined using an affine gap search with a gap start penalty of -12 and a gap extension penalty of -2 using a computer program such as ALIGN utilizing the FASTA algorithm. To do. Complementary DNA (cDNA) molecules, species homologues, and variants of “BREAST CANCER GENE” polynucleotides that encode biologically active “BREAST CANCER GENE” polypeptides are also “BREAST CANCER GENE” polynucleotides.
ポリヌクレオチドの調製
膜成分、タンパク質、および脂質などの他の細胞成分を含まない天然存在の「乳癌遺伝子」ポリヌクレオチドを単離することができる。ポリヌクレオチドは、細胞に生成させて、標準的な核酸精製技法を用いて単離することも、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)などの増幅技法を用いて、あるいは自動合成機を用いることによって合成することもできる。ポリヌクレオチドを単離する方法は、日常的なものであり、当技術分野で既知である。単離「乳癌遺伝子」ポリヌクレオチドを得るために、ポリヌクレオチドを得るためのいかなる技法も用いることができる。例えば、「乳癌遺伝子」ヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチド断片を単離するのに、制限酵素およびプローブを用いることができる。単離ポリヌクレオチドは、少なくとも70%、80%、または90%の割合で他の分子を含まない調製物中にあるものである。
Polynucleotide Preparation Naturally occurring “BREAST CANCER GENE” polynucleotides that are free of other cellular components such as membrane components, proteins, and lipids can be isolated. Polynucleotides can be produced in cells and isolated using standard nucleic acid purification techniques, synthesized using amplification techniques such as polymerase chain reaction (PCR), or using automated synthesizers. You can also. Methods for isolating polynucleotides are routine and well known in the art. Any technique for obtaining a polynucleotide can be used to obtain an isolated “BREAST CANCER GENE” polynucleotide. For example, restriction enzymes and probes can be used to isolate polynucleotide fragments comprising a “BREAST CANCER GENE” nucleotide sequence. An isolated polynucleotide is one that is in a preparation that is free of other molecules in a proportion of at least 70%, 80%, or 90%.
「乳癌遺伝子」cDNA分子は、鋳型として「乳癌遺伝子」mRNAを使用し、標準的な分子生物学技法を用いて生成できる。mRNA単離に反する選択を行わないいかなるRNA単離技法も、RNA試料の精製に利用できる。例えば、Sambrookら、1989年(6);およびAusubel、F.M.ら1989年(7)を参照。これら両方を参照により全体として本明細書に援用する。さらに、例えば、Chomczynski,P.の1工程RNA単離法(1989年、米国特許第4843155号)などの当業者に周知の技法を用いて、大量の組織試料を容易に処理することができる。この開示を参照により全体として本明細書に援用する。 "BREAST CANCER GENE" cDNA molecules can be generated using standard molecular biology techniques, using "BREAST CANCER GENE" mRNA as a template. Any RNA isolation technique that does not select against mRNA isolation can be used to purify the RNA sample. See, for example, Sambrook et al., 1989 (6); and Ausubel, F .; M.M. Et al., 1989 (7). Both of these are hereby incorporated by reference in their entirety. Further, for example, Chomczynski, P .; Large volume tissue samples can be readily processed using techniques well known to those skilled in the art, such as the one-step RNA isolation method (1989, US Pat. No. 4,843,155). This disclosure is incorporated herein by reference in its entirety.
その後、当技術分野で知られている分子生物学技法、およびSambrookら、1989年(6)などのマニュアルに開示されているものを用いて、「乳癌遺伝子」cDNA分子を複製することができる。ヒトゲノムDNAまたはcDNAのいずれかを鋳型として使用し、PCRなどの増幅技法は用いて、追加コピーの本発明のポリヌクレオチドを得ることができる。 The “BREAST CANCER GENE” cDNA molecule can then be replicated using molecular biology techniques known in the art and those disclosed in manuals such as Sambrook et al., 1989 (6). Using either human genomic DNA or cDNA as a template, amplification techniques such as PCR can be used to obtain additional copies of the polynucleotides of the invention.
別法として、合成化学技法を用いて「乳癌遺伝子」ポリヌクレオチドを合成することもできる。遺伝暗号の縮重によって、「乳癌遺伝子」ポリペプチドまたは生物学的に活性なその変種をコードする代替のヌクレオチド配列の合成が可能となる。 Alternatively, “BREAST CANCER GENE” polynucleotides can be synthesized using synthetic chemistry techniques. The degeneracy of the genetic code allows the synthesis of alternative nucleotide sequences encoding “BREAST CANCER GENE” polypeptides or biologically active variants thereof.
差次的発現の同定
収集されたRNA試料中にある、差次的に発現された遺伝子によって産生されたRNAを代表する転写産物は、当業者に周知な様々な方法を利用して同定することができる。差次的に発現された遺伝子に由来するポリヌクレオチド配列を同定するのに、例えば、差次的スクリーニング[Tedder,T.F.ら、1988年(8)]、サブトラクティブハイブリダイゼーション[Hedrick,S.M.ら、1984年(9)]、そして、好ましくはディファレンシャルディスプレイ(Liang,P.、およびPardee,A.B.、1993年、米国特許第5262311号、この開示を参照により全体として本明細書に援用する)を利用することができる。
Identification of differential expression Transcripts representing RNA produced by differentially expressed genes in collected RNA samples should be identified using a variety of methods well known to those skilled in the art. Can do. To identify polynucleotide sequences derived from differentially expressed genes, for example, differential screening [Tedder, T. et al. F. 1988 (8)], subtractive hybridization [Hedrick, S .; M.M. 1984 (9)], and preferably a differential display (Liang, P., and Pardee, AB, 1993, US Pat. No. 5,262,311), the disclosure of which is hereby incorporated by reference in its entirety. To use).
差次的スクリーニングでは、cDNAライブラリーのデュプリケートスクリーニングを行い、その際、ライブラリーの一方のコピーは、ある細胞型のmRNA集団に対応する全細胞cDNAプローブでスクリーニングし、cDNAライブラリーのデュプリケートコピーは、第2の細胞型のmRNA集団に対応する総cDNAプローブでスクリーニングする。例えば、一方のcDNAプローブは、対照の対象から得られた細胞型の全細胞cDNAプローブに対応するものでよく、第2のcDNAプローブは、実験対象に由来する同一細胞型の全細胞cDNAプローブに対応するものでよい。一方のプローブにはハイブリッド形成するが、もう一方のプローブにはハイブリッド形成しないクローンは、実験対象対、対照の対象において、対象の細胞型で差次的に発現された遺伝子に由来するクローンを代表するものである可能性がある。 In differential screening, a duplicate screening of a cDNA library is performed, with one copy of the library being screened with a whole cell cDNA probe corresponding to an mRNA population of a cell type, and a duplicate copy of the cDNA library being Screen with total cDNA probe corresponding to mRNA population of the second cell type. For example, one cDNA probe may correspond to a whole cell cDNA probe of a cell type obtained from a control subject, and a second cDNA probe may be a whole cell cDNA probe of the same cell type derived from an experimental subject. Corresponding ones are acceptable. Clones that hybridize to one probe but not to the other probe represent clones derived from genes differentially expressed in the cell type of interest in the experimental versus control subjects. There is a possibility to be.
サブトラクティブハイブリダイゼーション技法では、通常、2種類の異なった源、例えば対照組織および実験組織から採取されたmRNAの単離と、mRNAまたは単離されたmRNAから逆転写された一本鎖cDNAのハイブリダイゼーションと、ハイブリッド形成し、したがって、二本鎖になっている配列すべての除去とを行う。残っているハイブリッド形成していない一本鎖cDNAは、2つのmRNA源で差次的に発現されている遺伝子に由来するクローンを代表するものである可能性がある。そのような一本鎖のcDNAは、その後、差次的に発現された遺伝子に由来するクローンを含むライブラリーを構築するための出発物質として使用される。 Subtractive hybridization techniques typically involve the isolation of mRNA taken from two different sources, such as control and experimental tissues, and the high level of mRNA or reverse-transcribed single-stranded cDNA from the isolated mRNA. Hybridization and removal of all sequences that hybridize and are thus double-stranded. The remaining non-hybridized single stranded cDNA may be representative of clones derived from genes that are differentially expressed in the two mRNA sources. Such single stranded cDNA is then used as a starting material to construct a library containing clones derived from differentially expressed genes.
ディファレンシャルディスプレイ技法は、周知のポリメラーゼ連鎖反応(PCR;実験的な実施形態は、Mullis,K.B.、1987年、米国特許第4683202号に記載されている)を利用した、差次的に発現された遺伝子に由来する配列の同定を可能にする手順を意味する。最初に、当業者に周知の標準的な技法を用いて、単離されたRNAを一本鎖cDNAに逆転写する。逆転写酵素反応用のプライマーには、オリゴdT含有プライマー、好ましくは、以下に記述する逆方向プライマータイプのオリゴヌクレオチドが含まれうるが、これらに限定されない。次に、この技法は、以下に記載のものなど、任意の所与の細胞内に存在するRNA転写物のランダムな部分集団を表すクローンの増幅を可能にするPCRプライマー対を用いる。異なったプライマー対を利用することで、細胞内に存在するmRNA転写物それぞれの増幅を可能にする。そのように増幅された転写産物の中から、差次的に発現遺伝子から産生された転写産物を同定することが可能である。 The differential display technique utilizes the well-known polymerase chain reaction (PCR; experimental embodiments are described in Mullis, KB, 1987, US Pat. No. 4,683,202) and differential expression. Means a procedure that allows the identification of sequences derived from the generated genes. First, the isolated RNA is reverse transcribed into single stranded cDNA using standard techniques well known to those skilled in the art. Primers for the reverse transcriptase reaction may include, but are not limited to, oligo dT-containing primers, preferably reverse primer type oligonucleotides described below. This technique then uses PCR primer pairs that allow amplification of clones representing random subpopulations of RNA transcripts present in any given cell, such as those described below. Utilizing different primer pairs allows amplification of each mRNA transcript present in the cell. Among the transcripts so amplified, it is possible to identify transcripts that are differentially produced from the expressed gene.
上記プライマー対の逆方向オリゴヌクレオチドプライマーは、その5’末端に、mRNAのポリ(A)テール、またはmRNAポリ(A)テールから逆転写されたcDNAの相補鎖にハイブリッド形成するオリゴdTヌクレオチド領域を含有するものでもよく、このオリゴdT領域は好ましくは長さ11ヌクレオチドである。第2に、逆方向プライマーは、その特異性を増強するために、その3’末端に1または複数、好ましくは2ヌクレオチドの追加ヌクレオチドを含有するものでありうる。対象の試料中に存在するmRNA由来の配列のうち、そのようなプライマーにハイブリッド形成するものは、統計的に一部のもののみであろうから、ヌクレオチドを追加することで、上記プライマーによって、対象の試料中に存在するmRNA由来の配列の一部のみを増幅することが可能となる。これは、増幅された配列を表す各バンドのより正確かつ完全な可視化と、特性付けとを可能にする点で好ましい。 The reverse oligonucleotide primer of the above primer pair has, at its 5 ′ end, an oligo dT nucleotide region that hybridizes to the poly (A) tail of mRNA or the complementary strand of cDNA reverse transcribed from the mRNA poly (A) tail. This oligo dT region is preferably 11 nucleotides in length. Secondly, the reverse primer can contain one or more, preferably 2 additional nucleotides at its 3 'end to enhance its specificity. Of the mRNA-derived sequences present in the sample of interest, those that hybridize to such primers will be statistically only partial, so by adding nucleotides, It is possible to amplify only a part of the mRNA-derived sequence present in the sample. This is preferred in that it allows more accurate and complete visualization and characterization of each band representing the amplified sequence.
順方向プライマーは、対象の組織に由来するcDNA配列にハイブリッド形成する能力を有することが統計的に予測されるヌクレオチド配列を含有したものでよい。このヌクレオチド配列は恣意的な配列でよく、順方向オリゴヌクレオチドプライマーの長さは、約9から約13ヌクレオチドまでの範囲でよく、約10ヌクレオチドが好ましい。恣意的なプライマー配列は、増幅される部分cDNAの長さを可変的なものとし、そのため、標準的な変性シークエンシングゲル電気泳動の使用によって、異なったクローンを分離するのを可能にする。PCR反応条件は、増幅される産物の収率および特異性が最適となるように選択するべきであり、加えて、標準的なゲル電気泳動技法を用いて分離できる長さの増幅産物を生成するように選択するべきである。そのような反応条件は当業者に周知であり、重要な反応パラメータには、上述の通り、例えばオリゴヌクレオチドプライマーの長さおよびヌクレオチド配列、ならびにアニーリング工程および伸長工程の温度および反応時間が含まれる。2つの異なった細胞型のmRNAの逆転写過程および増幅の結果生じるクローンのパターンは、シークエンシングゲル電気泳動を介して提示され、比較される。2つのバンドパターンの相違が、差次的に発現されている可能性のある遺伝子を示す。 The forward primer may contain a nucleotide sequence that is statistically predicted to have the ability to hybridize to a cDNA sequence derived from the tissue of interest. The nucleotide sequence can be arbitrary and the length of the forward oligonucleotide primer can range from about 9 to about 13 nucleotides, with about 10 nucleotides being preferred. Arbitrary primer sequences make the length of the partial cDNA amplified variable, thus allowing for the separation of different clones by use of standard denaturing sequencing gel electrophoresis. PCR reaction conditions should be chosen to optimize the yield and specificity of the product to be amplified, in addition to producing amplified products of a length that can be separated using standard gel electrophoresis techniques. You should choose as you like. Such reaction conditions are well known to those skilled in the art, and important reaction parameters include, for example, the length and nucleotide sequence of the oligonucleotide primer, as well as the temperature and reaction time of the annealing and extension steps, as described above. Clone patterns resulting from the reverse transcription process and amplification of mRNA of two different cell types are presented and compared via sequencing gel electrophoresis. Differences between the two band patterns indicate genes that may be differentially expressed.
完全長cDNAを求めてスクリーニングする場合、比較的大きなcDNAを含むように、サイズ選択されたライブラリーを用いることが好ましい。無作為プライマーでプライミングされたライブラリーは、遺伝子の5’領域を含有する配列をより多く含有しているであろうという点で望ましい。オリゴd(T)ライブラリーによって完全長cDNAが産生されない状況では、無作為プライマーでプライミングされたライブラリーの使用が特に望ましいであろう。ゲノムライブラリーは、5’非転写調節領域にまで配列を伸長させるのに有用でありうる。 When screening for full-length cDNAs, it is preferable to use a library that has been size-selected to contain a relatively large cDNA. Libraries primed with random primers are desirable in that they will contain more sequences containing the 5 'region of the gene. In situations where full length cDNA is not produced by an oligo d (T) library, it may be particularly desirable to use a library primed with random primers. Genomic libraries can be useful for extending sequences to the 5 'non-transcribed regulatory region.
PCRまたはシークエンシング産物のヌクレオチド配列を分析または確認するのに、市販の毛細管電気泳動系を用いることができる。例えば、電気泳動分離用の流動可能重合体、レーザーによって活性化される4種類の異なった蛍光色素(各ヌクレオチドあたり種類)、および電荷結合素子カメラによる放射波長の検出を利用して、毛細管シーケンシングを行うことができる。出力/光度は、適切なソフトウェア(例えば、ABI社のGENOTYPERおよびPerkin Elmer社のSequence NAVIGATOR)を用いて電気シグナルに変換することができ、試料の添加からコンピュータ解析および電子データ表示までの全過程を、コンピュータ制御させることができる。毛細管電気泳動は、小さなDNA片のシーケンシングに特に好ましく、そのような小片は、特定の試料中では限定された量で存在している可能性がある。 Commercially available capillary electrophoresis systems can be used to analyze or confirm the nucleotide sequence of PCR or sequencing products. For example, capillary sequencing using flowable polymers for electrophoretic separation, four different fluorescent dyes activated by laser (per nucleotide), and detection of emission wavelength by a charge coupled device camera It can be performed. The output / luminosity can be converted to an electrical signal using appropriate software (eg, ABI's GENOTYPER and Perkin Elmer's Sequence NAVIGATOR) to complete the entire process from sample addition to computer analysis and electronic data display. Can be computer controlled. Capillary electrophoresis is particularly preferred for sequencing small pieces of DNA, which may be present in a limited amount in a particular sample.
差次的に発現されている可能性のある遺伝子配列が、例えば上述のものなど、大量処理技法で同定されれば、推定上差次的に発現されている遺伝子の差次的発現の実証を行うべきである。実証は、例えば、ノーザン分析および/またはRT−PCRなどの周知の技法を介して実現できる。実証の際に、差次的に発現されている遺伝子をさらに特徴付けることができ、下記に論じる通り、標的および/またはマーカー遺伝子として同定することができる。 If gene sequences that may be differentially expressed are identified by high-throughput techniques, such as those described above, demonstration of differential expression of putatively differentially expressed genes can be demonstrated. Should be done. Demonstration can be achieved through well-known techniques such as, for example, Northern analysis and / or RT-PCR. Upon demonstration, the differentially expressed genes can be further characterized and identified as target and / or marker genes as discussed below.
また、例えばディファレンシャルディスプレイ法を介して得られた、差次的に発現されている遺伝子の増幅配列を、対応遺伝子の完全長クローンを単離するのに使用することができる。対応遺伝子の完全長コード部分は、当技術分野で周知の分子生物学的技法によって、過度の実験をしないでも容易に単離することができる。例えば、差次的に発現、増幅、および単離された断片を標識して、cDNAライブラリーをスクリーニングするのに用いることができる。別法として、この標識された断片を、ゲノムライブラリーをスクリーニングするのに用いることもできる。 Alternatively, an amplified sequence of a differentially expressed gene obtained, for example, through a differential display method can be used to isolate a full-length clone of the corresponding gene. The full length coding portion of the corresponding gene can be easily isolated without undue experimentation by molecular biology techniques well known in the art. For example, differentially expressed, amplified, and isolated fragments can be labeled and used to screen cDNA libraries. Alternatively, the labeled fragment can be used to screen a genomic library.
当業者に周知な標準的な技法を用いて、同定された遺伝子によって産生されたmRNAの生体内分布の分析を行うことができる。そのような技法には、例えば、ノーザン分析およびRT−PCRが含まれうる。そのような分析は、同定された遺伝子が、乳癌に寄与すると予測された組織で発現されているかどうかに関する情報を提供する。そのような分析は、定常状態mRNA調節に関する定量的情報を提供し、同定された遺伝子のうちのいずれが、高レベルの調節を、好ましくは乳癌に寄与すると予測される可能性のある組織で示すかに関するデータを生じる可能性がある。 Standard techniques well known to those skilled in the art can be used to analyze the biodistribution of mRNA produced by the identified gene. Such techniques can include, for example, Northern analysis and RT-PCR. Such an analysis provides information regarding whether the identified gene is expressed in tissues predicted to contribute to breast cancer. Such an analysis provides quantitative information regarding steady state mRNA regulation, and any of the identified genes show a high level of regulation, preferably in tissues that may be expected to contribute to breast cancer. May produce data on
そのような分析は、所与の組織に由来する特定の細胞型の単離された細胞集団で行ってもよい。加えて、標準的なin situハイブリダイゼーション技術を用いて、所与の組織内のいずれの細胞が、同定された遺伝子を発現するかに関する情報を得ることができる。そのような分析は、組織内の細胞の部分集団のみが乳癌に関連している考えられる場合、同定された遺伝子の、乳癌に関連した生物機能に関する情報を提供する可能性がある。 Such an analysis may be performed on an isolated cell population of a particular cell type derived from a given tissue. In addition, standard in situ hybridization techniques can be used to obtain information regarding which cells in a given tissue express the identified gene. Such an analysis may provide information on the biological function associated with breast cancer of the identified gene if only a subset of the cells in the tissue are considered to be associated with breast cancer.
ポリヌクレオチドの伸長
完全長遺伝子配列の同定およびクローニングを行う手順の一実施形態では、標準的手続きに従って、適切な組織または細胞源からRNAを単離することができる。その後、増幅される断片に対応する、上記mRNAに相補的な第1鎖合成のプライミング用のオリゴヌクレオチドプライマーを用いて、RNAの逆転写過程反応を行うことができる。このプライマーは、上記mRNAに対して逆平行なので、伸長はmRNAの5’末端に向かって続くであろう。その後、この結果生じるRNAハイブリッドに、標準的なターミナルトランスフェラーゼ反応を用いて、グアニンで「テール」を付けることができる。ハイブリッドをRNアーゼHによって消化することができ、その後、ポリCプライマーを用いて第2鎖合成用のプライミングを行うことができる。2つのプライマーを使用し、PCRを用いて、遺伝子の5’部分を増幅する。その後、得られた配列を単離し、事前に単離された配列と組換えを行って、本発明の差次的に発現される遺伝子の完全長cDNAを生成させる。クローニング戦略および組換えDNA技法の概観に関しては、例えば、Sambrookら(6);およびAusubelら(7)を参照のこと。
Polynucleotide Extension In one embodiment of a procedure for identifying and cloning full-length gene sequences, RNA can be isolated from an appropriate tissue or cell source according to standard procedures. Thereafter, a reverse transcription process reaction of RNA can be performed using a first strand synthesis priming oligonucleotide primer complementary to the mRNA corresponding to the fragment to be amplified. Since this primer is antiparallel to the mRNA, the extension will continue towards the 5 'end of the mRNA. The resulting RNA hybrid can then be “tailed” with guanine using a standard terminal transferase reaction. The hybrid can be digested with RNase H and then primed for second strand synthesis using a poly C primer. Two primers are used and PCR is used to amplify the 5 'portion of the gene. The resulting sequence is then isolated and recombined with the previously isolated sequence to produce the full-length cDNA of the differentially expressed gene of the present invention. See, for example, Sambrook et al. (6); and Ausubel et al. (7) for an overview of cloning strategies and recombinant DNA techniques.
様々なPCRベースの方法を用いて、本明細書に開示するポリヌクレオチド配列を伸長させ、プロモーターおよび調節エレメントなどの上流配列を検出することができる。例えば、制限部位PCRは、万能プライマーを用いて、既知な遺伝子座に隣接する未知配列を回収する[Sarkar、1993年(10)]。最初に、リンカー配列に対するプライマーと、既知な領域に特異的なプライマーとの存在下でゲノムDNAを増幅する。増幅された配列を、次に、同一なリンカープライマーと、第1のものの内部に対する別の特異的プライマーを用いて第2ラウンドのPCRを行う。各ラウンドのPCR産物を、適切なRNAポリメラーゼを用いて転写し、逆転写酵素を用いて配列決定する。 A variety of PCR-based methods can be used to extend the polynucleotide sequences disclosed herein and to detect upstream sequences such as promoters and regulatory elements. For example, restriction site PCR uses universal primers to recover unknown sequences adjacent to a known locus [Sarkar, 1993 (10)]. First, genomic DNA is amplified in the presence of primers for the linker sequence and primers specific for a known region. The amplified sequence is then subjected to a second round of PCR using the same linker primer and another specific primer for the interior of the first. Each round of PCR product is transcribed with the appropriate RNA polymerase and sequenced with reverse transcriptase.
既知領域に基づいた多岐にわたるプライマーを用いて、配列を増幅または伸長するのに、インバースPCRを用いることもできる[Trigliaら、1988年(11)]。プライマーは、例えば、OLIGO4.06プライマー分析ソフトウェア(National Biosciences社、米国ミネソタ州Plymouth所在)などの市販されているソフトウェアを用いて、例えば、長さが2230ヌクレオチドになるように、GC含量が50%以上となるように、そして、温度約68〜72℃で標的配列にアニールするように、設計することができる。この方法では、いくつかの制限酵素を用いて、遺伝子の既知領域内で、適当な断片を生成させる。その後、分子内の連結によってこの断片を環状化し、PCR鋳型として用いる。 Inverse PCR can also be used to amplify or extend sequences using a wide variety of primers based on known regions [Triglia et al., 1988 (11)]. Primers can be obtained using commercially available software such as, for example, OLIGO 4.06 primer analysis software (National Biosciences, Plymouth, Minn., USA), for example, having a GC content of 50% so that it is 2230 nucleotides in length. As such, it can be designed to anneal to the target sequence at a temperature of about 68-72 ° C. In this method, several restriction enzymes are used to generate appropriate fragments within a known region of the gene. This fragment is then circularized by intramolecular ligation and used as a PCR template.
使用できる別の方法は捕捉PCRであり、これは、既知なヒト配列および酵母人工染色体DNAに隣接したDNA断片のPCR増幅を行うものである[Lagerstromら、1991年(12)]。この方法では、PCRを行う前に、遺伝子操作された二本鎖配列をDNA分子の未知断片中に配置するために、多重制限酵素消化および連結も用いることができる。 Another method that can be used is capture PCR, which performs PCR amplification of DNA fragments adjacent to known human sequences and yeast artificial chromosomal DNA [Lagerstrom et al., 1991 (12)]. In this method, multiple restriction enzyme digestion and ligation can also be used to place the genetically engineered double-stranded sequence into an unknown fragment of the DNA molecule prior to performing PCR.
加えて、ゲノムDNA歩行を行うのに、PCR、ネステッドプライマー、およびPROMOTERFINDERライブラリー(Clontech社、米国カリフォルニア州Palo Alto所在)を用いることができる(Clontech社、米国カリフォルニア州Palo Alto所在)。この過程は、ライブラリーをスクリーニングする必要性を回避し、イントロン/エキソン接合部を見出すのに有用である。 In addition, PCR, nested primers, and the PROMOTERFINDER library (Clontech, Palo Alto, CA, USA) can be used to perform genomic DNA walking (Clontech, Palo Alto, CA, USA). This process avoids the need to screen the library and is useful for finding intron / exon junctions.
同定された遺伝子の配列は、標準的な技法を用いて遺伝地図、例えば、マウス[CopelandおよびJenkins、1991年(13)]、ヒト遺伝地図[Cohenら、1993年(14)]における遺伝子の位置を決定するのに使用することができる。そのようなマッピング情報は、例えば、既知な遺伝的乳癌傾向がマッピングされている遺伝領域の近くにマッピングされる遺伝子を同定することなどによって、疾病に対するその遺伝子の重要性に関する情報を生み出す可能性がある。 The sequence of the identified gene can be determined using standard techniques, such as the location of the gene in a genetic map such as the mouse [Copeland and Jenkins, 1991 (13)], human genetic map [Cohen et al., 1993 (14)] Can be used to determine Such mapping information can generate information about the importance of that gene to the disease, for example by identifying a gene that maps near the genetic region to which a known genetic breast cancer trend is mapped. is there.
ポリヌクレオチド変種および相同体またはスプライス変種の同定
上述した「乳癌遺伝子」ポリヌクレオチドの変種および相同体も「乳癌遺伝子」ポリヌクレオチドである。相同体「乳癌遺伝子」ポリヌクレオチド配列は、通常、当技術分野で知られている通り、候補ポリヌクレオチドを既知な「乳癌遺伝子」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ッド形成させることによって同定することができる。例えば以下の洗浄条件、すなわち、2×SSC(0.3M NaCl、0.03Mクエン酸ナトリウム、pH7.0)、0.1%SDS、室温で2回各30分間;その後、2×SSC、0.1%SDS、50EC1回30分間;その後、2×SSC、室温で2回10分間を用いて、最大約25〜30%までの塩基対ミスマッチを含有している相同体配列を同定することができる。より好ましくは、相同体ポリヌクレオチド鎖は、15〜25%の塩基対ミスマッチを含有し、さらにより好ましくは5〜15%の塩基対ミスマッチを含有する。
Identification of Polynucleotide Variants and Homologues or Splice Variants Variants and homologues of the “BREAST CANCER GENE” polynucleotides described above are also “BREAST CANCER GENE” polynucleotides. Homologous “BREAST CANCER GENE” polynucleotide sequences are typically identified by hybridizing candidate polynucleotides to known “BREAST CANCER GENE” polynucleotides under stringent conditions, as is known in the art. Can do. For example, the following washing conditions: 2 × SSC (0.3 M NaCl, 0.03 M sodium citrate, pH 7.0), 0.1% SDS, twice at room temperature for 30 minutes each; then 2 × SSC, 0 Identifying homologue sequences containing up to about 25-30% base pair mismatch using 1% SDS, 50EC once 30 minutes; then 2 × SSC, 2 times 10 minutes at room temperature it can. More preferably, the homologous polynucleotide strand contains 15-25% base pair mismatch, and even more preferably 5-15% base pair mismatch.
本明細書に開示する「乳癌遺伝子」ポリヌクレオチドの種相同体も、適当なプローブまたはプライマーを作製し、マウス、サル、または酵母など、他の種に由来するcDNA発現ライブラリーをスクリーニングすることによって同定することができる。「乳癌遺伝子」ポリヌクレオチドのヒト変種は、例えば、ヒトcDNA発現ライブラリーをスクリーニングすることによって同定できる。相同性が1%減る毎に、二本鎖DNAのTmが1〜1.5℃低下することがよく知られている[Bonnerら、1973年(15)]。したがって、配列番号1から65の配列のうち1つのヌクレオチド配列またはその相補配列を有するポリヌクレオチドと、推定上の相同体「乳癌遺伝子」ポリヌクレオチドをハイブリッド形成させて、試験ハイブリッドを形成させることによって、ヒト「乳癌遺伝子」ポリヌクレオチドの変種または他の種の「乳癌遺伝子」ポリヌクレオチドを同定することができる。試験ハイブリッドの融解温度を、完全に相補的なヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドを含むハイブリッドの融解温度と比較して、試験ハイブリッド中の塩基対ミスマッチの数またはパーセントを計算する。 Species homologues of the “BREAST CANCER GENE” polynucleotides disclosed herein can also be made by making appropriate probes or primers and screening cDNA expression libraries from other species, such as mice, monkeys, or yeast. Can be identified. Human variants of “BREAST CANCER GENE” polynucleotides can be identified, for example, by screening a human cDNA expression library. It is well known that the Tm of double-stranded DNA decreases by 1 to 1.5 ° C. every time the homology decreases by 1% [Bonner et al., 1973 (15)]. Thus, by hybridizing a polynucleotide having one nucleotide sequence of SEQ ID NOs: 1 to 65 or a complementary sequence thereof with a putative homolog “BREAST CANCER GENE” polynucleotide to form a test hybrid, Variants of human “BREAST CANCER GENE” polynucleotides or “BREAST CANCER GENE” polynucleotides of other species can be identified. The melting temperature of the test hybrid is compared to the melting temperature of a hybrid containing a polynucleotide having a completely complementary nucleotide sequence to calculate the number or percentage of base pair mismatches in the test hybrid.
ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件および/または洗浄条件に従って、「乳癌遺伝子」ポリヌクレオチドまたはそれらの相補鎖にハイブリッド形成するヌクレオチド配列も「乳癌遺伝子」ポリヌクレオチドである。ストリンジェントな洗浄条件は周知であり、当技術分野で理解されており、また、例えばSambrookら(6)に開示されている。ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件には、通常、研究対象のハイブリッドについて計算されたTmの12から20℃低い温度および塩濃度の組合せを選択するべきである。配列番号1から65の配列のうちの1つのヌクレオチド配列またはその相補配列を有する「乳癌遺伝子」ポリヌクレオチドと、それらのヌクレオチド配列の1つに少なくとも約50、好ましくは約75、90、96、または98%同一なポリヌクレオチド配列との間のハイブリッドのTmは、例えば、下記の方程式、すなわち、
Tm=81.5℃−16.6(log10[Na+])+0.41(%G+C)−0.63(%ホルムアミド)−600/l)
を用いて計算することができ、式中、l=ハイブリッドの長さ(塩基対)である[BoltonおよびMcCarthy、1962年(16)]。
A nucleotide sequence that hybridizes to a “BREAST CANCER GENE” polynucleotide or a complementary strand thereof according to stringent hybridization and / or wash conditions is also a “BREAST CANCER GENE” polynucleotide. Stringent wash conditions are well known and understood in the art and are disclosed, for example, in Sambrook et al. (6). For stringent hybridization conditions, one should typically select a combination of temperature and salt concentration 12 to 20 ° C. lower than the Tm calculated for the hybrid under study. A “BREAST CANCER GENE” polynucleotide having a nucleotide sequence of one of the sequences of SEQ ID NOs: 1 to 65 or its complementary sequence, and at least about 50, preferably about 75, 90, 96, or one of those nucleotide sequences, The Tm of a hybrid between 98% identical polynucleotide sequences is, for example, the following equation:
Tm = 81.5 ° C.-16.6 (log 10 [Na + ]) + 0.41 (% G + C) −0.63 (% formamide) −600 / l)
Where l = length of hybrid (base pairs) [Bolton and McCarthy, 1962 (16)].
ストリンジェントな洗浄条件には、例えば、4×SSC、65℃、または50%ホルムアミド、4×SSC、28℃、または0.5×SSC、0.1%SDS、65℃が含まれる。高度にストリンジェントな洗浄条件には、例えば、0.2×SSC、65℃が含まれる。 Stringent wash conditions include, for example, 4 × SSC, 65 ° C., or 50% formamide, 4 × SSC, 28 ° C., or 0.5 × SSC, 0.1% SDS, 65 ° C. Highly stringent washing conditions include, for example, 0.2 × SSC, 65 ° C.
同定された遺伝子の生物学的機能は、適切なin vivoおよびin vitroシステムを利用することによって、より直接的に評価することができる。in vivoシステムには、天然の乳癌体質を示す動物システム、または限定されるものではないが発癌遺伝子の過剰発現を含めたそのような症候を示すように遺伝子操作されている動物システム(例えば、HER2/neu、ras、raf、またはEGFR)悪性腫瘍マウスが含まれうるが、これらに限定されない。 The biological function of the identified gene can be more directly assessed by utilizing appropriate in vivo and in vitro systems. In vivo systems include animal systems that exhibit a natural breast cancer constitution, or animal systems that have been genetically engineered to exhibit such symptoms, including but not limited to oncogene overexpression (eg, HER2 / Neu, ras, raf, or EGFR) malignant tumor mice may be included but are not limited to.
スプライス変種は、同じゲノム領域に由来し、同じプレmRNAによってコードされており、相同性探索に関して上述したハイブリダイゼーション条件によって同定することができる。同じプレ転写産物のスプライス変種によってコードされる変種タンパク質の特異的な特徴は、相違している可能性があり、これらも、開示した通りにアッセイすることができる。したがって、配列番号1から65の配列のうちの1つのヌクレオチド配列または相補配列を有する「乳癌遺伝子」ポリヌクレオチドは、配列全体の部分が相違している可能性がある。スプライシングイベントの予測と、プレmRNA中の、使用されるアクセプターおよびドナー部位の同定とをコンピュータ化(例えば、GRAILまたはGenomeSCANソフトウェアパッケージ)し、それらを当業者によるPCR法によって確認することができる。 Splice variants are derived from the same genomic region and are encoded by the same pre-mRNA and can be identified by the hybridization conditions described above for homology search. The specific characteristics of variant proteins encoded by splice variants of the same pre-transcript may differ and these can also be assayed as disclosed. Thus, a “BREAST CANCER GENE” polynucleotide having a nucleotide sequence of one of the sequences of SEQ ID NOs: 1 to 65 or a complementary sequence may differ in the entire sequence. Prediction of splicing events and identification of acceptor and donor sites used in the pre-mRNA can be computerized (eg, GRAIL or GenomeSCAN software package) and confirmed by PCR methods by those skilled in the art.
アンチセンスオリゴヌクレオチド
アンチセンスオリゴヌクレオチドは、特定のDNAまたはRNA配列に相補的なヌクレオチド配列である。細胞内に導入されれば、相補的なヌクレオチドは、細胞によって産生される天然の配列と結合して複合体を形成し、転写または翻訳のいずれかを遮断する。アンチセンスオリゴヌクレオチドは、長さが少なくとも6ヌクレオチドであることが好ましいが、長さが少なくとも7、8、10、12、15、20、25、30、35、40、45、または50ヌクレオチド以上であってもよい。さらに長い配列も使用できる。アンチセンスオリゴヌクレオチド分子は、細胞内の「乳癌遺伝子」遺伝子産物のレベルを改変するために、上述の通り、DNAコンストラクト中に用意して、細胞に導入することができる。
Antisense oligonucleotides Antisense oligonucleotides are nucleotide sequences that are complementary to a specific DNA or RNA sequence. When introduced into a cell, complementary nucleotides combine with the natural sequence produced by the cell to form a complex and block either transcription or translation. Antisense oligonucleotides are preferably at least 6 nucleotides in length, but are at least 7, 8, 10, 12, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, or more than 50 nucleotides in length. There may be. Longer sequences can also be used. Antisense oligonucleotide molecules can be prepared in a DNA construct and introduced into a cell as described above to modify the level of the “BREAST CANCER GENE” gene product in the cell.
アンチセンスオリゴヌクレオチドは、デオキシリボヌクレオチド、リボヌクレオチド、ペプチド核酸(PNA、米国特許第5714331号に記載)、ロック核酸(LNA;国際公開第99/12826号に記載)、またはこれらの組合せでありうる。オリゴヌクレオチドは、アルキルホスホネート、ホスホロチオエート、ホスホロジチオエート、アルキルホスホノチオエート、アルキルホスホネート、ホスホロアミデート、リン酸エステル、カルバメート、アセトアミデート、カルボキシメチルエステル、カルボネート、およびリン酸トリエステルなどの非ホスホジエステルヌクレオチド間連結で、1つのヌクレオチドの5’末端を、別のヌクレオチドの3’末端と共有結合させることによって、手操作で合成することも、自動合成機によって合成することもできる[Brown、1994年(46)]。 Antisense oligonucleotides can be deoxyribonucleotides, ribonucleotides, peptide nucleic acids (PNA, described in US Pat. No. 5,714,331), lock nucleic acids (LNA; described in WO 99/12826), or combinations thereof. Oligonucleotides include alkyl phosphonates, phosphorothioates, phosphorodithioates, alkyl phosphonothioates, alkyl phosphonates, phosphoramidates, phosphate esters, carbamates, acetamidates, carboxymethyl esters, carbonates, and phosphate triesters. Non-phosphodiester internucleotide linkages can be synthesized manually or by an automated synthesizer by covalently attaching the 5 ′ end of one nucleotide to the 3 ′ end of another nucleotide [Brown 1994 (46)].
「乳癌遺伝子」の対照、5’、または調節領域と二本鎖形成するであろうアンチセンスオリゴヌクレオチドを設計することによって、「乳癌遺伝子」発現の改変を行うことができる。転写開始部位、例えば開始部位から−10の位置と+10の位置との間に由来するオリゴヌクレオチドが好ましい。同様に、「三重らせん」塩基対形成法を用いて抑制を行うこともできる。三重らせん対合は、ポリメラーゼ、転写因子、またはシャペロンの結合に十分な開離を起こす二重らせんの能力の抑制を引き起こすので有用である。三重鎖DNAを用いた治療上の進歩は、文献[Geeら、1994年(47)]に記載されている。転写産物がリボソームに結合するのを阻止することによって、mRNAの翻訳を遮断するアンチセンスオリゴヌクレオチドも設計できる。 By altering the "BREAST CANCER GENE" control, 5 ', or an antisense oligonucleotide that will double-stranded with the regulatory region, modification of the "BREAST CANCER GENE" expression can be made. A transcription start site, for example, an oligonucleotide derived between a position −10 and a position +10 from the start site is preferred. Similarly, inhibition can be performed using the “triple helix” base-pairing method. Triple helix pairing is useful because it causes suppression of the ability of the double helix to undergo sufficient cleavage for polymerase, transcription factor, or chaperone binding. Therapeutic advances using triplex DNA are described in the literature [Gee et al., 1994 (47)]. Antisense oligonucleotides can also be designed to block translation of mRNA by preventing transcription products from binding to ribosomes.
アンチセンスオリゴヌクレオチドと、「乳癌遺伝子」ポリヌクレオチドの相補配列との間の複合体形成を成立させるのに、正確な相補性は必要でない。隣接する「乳癌遺伝子」ヌクレオチドに相補的でない連続したヌクレオチドストレッチによってそれぞれ分離されている、例えば2、3、4、または5本以上の、「乳癌遺伝子」ポリヌクレオチドに正確に相補的な連続したヌクレオチドストレッチを含むアンチセンスオリゴヌクレオチドは、「乳癌遺伝子」mRNAに対する十分な標的特異性を提供できる。相補的な連続したヌクレオチドストレッチは、それぞれ、長さが少なくとも4、5、6、7、または8ヌクレオチド以上であることが好ましい。相補的でない介在配列は、長さが1、2、3、または4ヌクレオチドであることが好ましい。当業者ならば、1対のアンチセンス−センス対あたりの融点の計算を用いて、特定のアンチセンスオリゴヌクレオチドと特定の「乳癌遺伝子」ポリヌクレオチド配列との間で許容されるミスマッチの程度を容易に決定することができる。 Exact complementarity is not required to establish a complex between the antisense oligonucleotide and the complementary sequence of the “BREAST CANCER GENE” polynucleotide. For example, 2, 3, 4, or 5 or more consecutive nucleotides exactly complementary to a “BREAST CANCER GENE” polynucleotide, each separated by consecutive nucleotide stretches that are not complementary to adjacent “BREAST CANCER GENE” nucleotides An antisense oligonucleotide comprising a stretch can provide sufficient target specificity for a “BREAST CANCER GENE” mRNA. Each complementary contiguous stretch of nucleotides is preferably at least 4, 5, 6, 7, or 8 nucleotides or more in length, respectively. Non-complementary intervening sequences are preferably 1, 2, 3, or 4 nucleotides in length. One skilled in the art can easily calculate the degree of mismatch allowed between a particular antisense oligonucleotide and a particular “BREAST CANCER GENE” polynucleotide sequence using a calculation of the melting point per pair of antisense-sense pairs. Can be determined.
アンチセンスオリゴヌクレオチドの修飾は、「乳癌遺伝子」ポリヌクレオチドにハイブリッド形成するそれらの能力に影響を与えずに行うことができる。これらの修飾は、アンチセンス分子の内部におけるものであることも、その一端または両端におけるものであることもある。例えば、アミノ基と末端リボースとの間に様々な数の炭素残基コレステリルまたはジアミン部分を付加することによって、ヌクレオチド間リン酸結合を修飾することができる。リボースの代替であるアラビノース、または3’水酸基もしくは5’リン酸基が置換されている3’,5’置換オリゴヌクレオチドなど、修飾塩基および/または糖も、修飾アンチセンスオリゴヌクレオチド中で用いることができる。これらの修飾オリゴヌクレオチドは、当技術分野で周知の方法で調製することができる[Uhlmannら、2000年(48)]。 Modifications of antisense oligonucleotides can be made without affecting their ability to hybridize to “BREAST CANCER GENE” polynucleotides. These modifications may be within the antisense molecule or at one or both ends thereof. For example, internucleotide phosphate linkages can be modified by adding various numbers of carbon residue cholesteryl or diamine moieties between the amino group and the terminal ribose. Modified bases and / or sugars may also be used in modified antisense oligonucleotides, such as arabinose as an alternative to ribose, or 3 ′, 5 ′ substituted oligonucleotides substituted with a 3 ′ hydroxyl group or a 5 ′ phosphate group. it can. These modified oligonucleotides can be prepared by methods well known in the art [Uhlmann et al., 2000 (48)].
リボザイム
リボザイムは、触媒能を有するRNA分子である[CoutureおよびStinchcomb、1996年(49)]。リボザイムは、当技術分野で知られている通り、RNA配列を切断することによって、遺伝子機能を抑制するのに用いることができる(例えば、Haseloffら、米国特許第5641673号)。リボザイムの作用機構は、相補的な標的RNAに対するリボザイム分子の配列特異的ハイブリッド形成と、それに続くヌクレオチド鎖切断とが関与するものである。それらの例には、特定のヌクレオチド配列の特異的かつ効率的なヌクレオチド鎖切断を触媒できる遺伝子操作されたハンマーヘッドモチーフリボザイム分子が含まれる。
Ribozymes Ribozymes are catalytic RNA molecules [Couture and Stinchcomb, 1996 (49)]. Ribozymes can be used to suppress gene function by cleaving RNA sequences, as is known in the art (eg, Haseloff et al., US Pat. No. 5,641,673). The mechanism of ribozyme action involves sequence-specific hybridization of ribozyme molecules to complementary target RNA, followed by nucleotide strand breaks. Examples include engineered hammerhead motif ribozyme molecules that can catalyze specific and efficient nucleotide strand breaks of specific nucleotide sequences.
「乳癌遺伝子」ゲノム遺伝子座から転写されたmRNAに特異的に結合するリボザイムを生成させるのに、「乳癌遺伝子」の転写配列を用いることができる。高い配列特異性でトランスに他のRNA分子を切断できるリボザイムを設計および構築する方法が当技術分野で開発され、記載されている[Haseloffら、1988年(50)]。例えば、リボザイム中に別個な「ハイブリダイゼーション」領域を構築することによって、特定のRNAを、リボザイムの切断活性の標的とすることができる。ハイブリダイゼーション領域は、標的RNAに相補的な配列を含有し、したがって、標的と特異的にハイブリッド形成する[例えば、Gerlachら、欧州特許第0321201号参照]。 The “BREAST CANCER GENE” transcription sequence can be used to generate ribozymes that specifically bind to mRNA transcribed from the “BREAST CANCER GENE” genomic locus. Methods for designing and constructing ribozymes that can cleave other RNA molecules in trans with high sequence specificity have been developed and described in the art [Haseloff et al., 1988 (50)]. For example, specific RNAs can be targeted for ribozyme cleavage activity by constructing separate “hybridization” regions in the ribozyme. The hybridization region contains a sequence complementary to the target RNA and thus specifically hybridizes with the target [see, eg, Gerlach et al., European Patent No. 0321201].
以下の配列、すなわちGUA、GUU、およびGUCを含めたリボザイム切断部位を求めて標的分子をスキャンすることによって、「乳癌遺伝子」RNA標的内の特定のリボザイム切断部位を同定することができる。それが同定されたならば、切断部位を含有する標的RNA領域に対応する15から20リボヌクレオチドの短いRNA配列を、標的を作用不能にしうる2次構造特性に関して評価することができる。候補「乳癌遺伝子」のRNA標的の適性も、相補的オリゴヌクレオチドとのハイブリダイゼーションへの接触性を試験することによって、リボヌクレアーゼプロテクションアッセイを用いて、評価することができる。標的のハイブリダイゼーション配列の親和性を増強するために、より長い相補配列を用いることもできる。リボザイムのハイブリッド形成領域および切断領域は、相補的な領域を介して標的RNAにハイブリッド形成する際にリボザイムの触媒領域が標的を切断できるように一体化させることができる。 Specific ribozyme cleavage sites within the “BREAST CANCER GENE” RNA target can be identified by scanning the target molecule for ribozyme cleavage sites including the following sequences: GUA, GUU, and GUC. Once identified, a short RNA sequence of 15 to 20 ribonucleotides corresponding to the target RNA region containing the cleavage site can be evaluated for secondary structural properties that can render the target inoperable. The suitability of a candidate “BREAST CANCER GENE” RNA target can also be assessed using a ribonuclease protection assay by testing its accessibility to hybridization with a complementary oligonucleotide. Longer complementary sequences can also be used to enhance the affinity of the target hybridization sequence. The hybridization region and cleavage region of the ribozyme can be integrated so that the catalytic region of the ribozyme can cleave the target when hybridizing to the target RNA via a complementary region.
リボザイムは、DNAコンストラクトの一部として細胞に導入することができる。微量注入、リポソーム媒介形質移入、エレクトロポレーション、またはリン酸カルシウム沈殿などの機械的方法を用いて、リボザイムを含有するDNAコンストラクトを、「乳癌遺伝子」発現の低減が望ましい細胞内に導入することができる。別法として、細胞がDNAコンストラクトを安定的に保持することが望ましい場合には、当技術分野で知られている通り、コンストラクトをプラスミド上に供給し、別々なエレメントとして、あるいは細胞ゲノム中に組み込んで維持することができる。リボザイムをコードするDNAコンストラクトは、細胞内におけるリボザイムの転写を制御するために、プロモーターエレメント、エンハンサー、またはUASエレメント、および転写ターミネーターシグナルなどの転写制御エレメントを含むことができる。 Ribozymes can be introduced into cells as part of a DNA construct. Using mechanical methods such as microinjection, liposome-mediated transfection, electroporation, or calcium phosphate precipitation, DNA constructs containing ribozymes can be introduced into cells where reduction of “BREAST CANCER GENE” expression is desired. Alternatively, if it is desired that the cell stably hold the DNA construct, the construct may be supplied on a plasmid and incorporated as a separate element or into the cell genome, as is known in the art. Can be maintained. A DNA construct encoding a ribozyme can include transcriptional control elements such as a promoter element, an enhancer, or a UAS element, and a transcription terminator signal to control transcription of the ribozyme in the cell.
Haseloffら、米国特許第5641673号で教示されている通り、標的遺伝子の発現を誘導する因子に反応してリボザイム発現が起こるように、リボザイムを遺伝子操作することができる。追加のレベルの調節を提供して、それによって、リボザイムおよび標的遺伝子の両方が細胞内に導入されたときのみにmRNA破壊が起こるように、リボザイムを遺伝子操作することができる。 As taught in Haseloff et al., US Pat. No. 5,641,673, ribozymes can be engineered such that ribozyme expression occurs in response to factors that induce target gene expression. By providing an additional level of regulation, the ribozyme can be engineered such that mRNA destruction occurs only when both the ribozyme and the target gene are introduced into the cell.
ポリペプチド
本発明による「乳癌遺伝子」ポリペプチドは、配列番号66から130までから選択されたポリペプチド、または配列番号1から65のポリヌクレオチド配列のいずれかによってコードされるポリペプチド、ならびにその誘導体、断片、類似体、および相同体を含む。したがって、本発明の「乳癌遺伝子」ポリペプチドは、「乳癌遺伝子」ポリペプチドのすべてまたは一部を含む部分、完全長、または融合タンパク質でありうる。
Polypeptides A “BREAST CANCER GENE” polypeptide according to the present invention is a polypeptide selected from either a polypeptide selected from SEQ ID NOs: 66 to 130, or a polynucleotide sequence of SEQ ID NOs: 1 to 65, and derivatives thereof, Includes fragments, analogs, and homologs. Thus, a “BREAST CANCER GENE” polypeptide of the invention can be a portion, full length, or fusion protein comprising all or part of a “BREAST CANCER GENE” polypeptide.
タンパク質精製
「乳癌遺伝子」ポリペプチドは、「乳癌遺伝子」発現コンストラクトで形質移入された宿主細胞を含めた、対応するタンパク質を発現する任意の細胞から精製することができる。精製された「乳癌遺伝子」ポリペプチドは、特定のタンパク質、糖質、または脂質など、細胞内で通常は「乳癌遺伝子」ポリペプチドに随伴している他の化合物から、当技術分野で周知な方法を用いて分離されている。そのような方法には、サイズ排除クロマトグラフィー、硫安分画、イオン交換クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー、および調製用ゲル電気泳動が含まれるが、これらに限定されない。精製された「乳癌遺伝子」ポリペプチドの調製物は、純度が少なくとも80%であり、上記調製物は、好ましくは、純度が90%、95%、または99%である。調製物の純度は、SDS−ポリアクリルアミド電気泳動など、当技術分野で知られている任意の方法で評価することができる。
Protein Purification “BREAST CANCER GENE” polypeptides can be purified from any cell that expresses the corresponding protein, including host cells transfected with a “BREAST CANCER GENE” expression construct. Purified “BREAST CANCER GENE” polypeptides are derived from other compounds normally associated with “BREAST CANCER GENE” polypeptides in cells, such as certain proteins, carbohydrates, or lipids, by methods well known in the art. Are separated. Such methods include, but are not limited to, size exclusion chromatography, ammonium sulfate fractionation, ion exchange chromatography, affinity chromatography, and preparative gel electrophoresis. A purified “BREAST CANCER GENE” polypeptide preparation is at least 80% pure, and the preparation is preferably 90%, 95%, or 99% pure. The purity of the preparation can be assessed by any method known in the art, such as SDS-polyacrylamide electrophoresis.
ポリペプチドの取得
「乳癌遺伝子」ポリペプチドは、例えば、ヒト細胞から精製することによって、「乳癌遺伝子」ポリヌクレオチドの発現によって、あるいは直接的化学合成によって得ることができる。
Obtaining Polypeptides “BREAST CANCER GENE” polypeptides can be obtained, for example, by purification from human cells, by expression of “BREAST CANCER GENE” polynucleotides, or by direct chemical synthesis.
生物学的に活性な変種
生物学的に活性な「乳癌遺伝子」ポリペプチド変種、すなわち「乳癌遺伝子」活性を保持するポリペプチド変種も、「乳癌遺伝子」ポリペプチドと考えることができる。天然に存在または非存在の「乳癌遺伝子」ポリペプチド変種は、配列番号66から130のポリペプチドのアミノ酸配列、または配列番号1から65のポリヌクレオチドのいずれか、もしくはその断片によってコードされるポリペプチドのいずれに少なくとも約60、65、または70%、好ましくは75、80、85、90、92、94、96、または98%同一なアミノ酸配列を有する。
Biologically Active Variants Biologically active “BREAST CANCER GENE” polypeptide variants, ie, polypeptide variants that retain “BREAST CANCER GENE” activity, can also be considered “BREAST CANCER GENE” polypeptides. A naturally occurring or non-existing “BREAST CANCER GENE” polypeptide variant is a polypeptide encoded by either the amino acid sequence of the polypeptide of SEQ ID NO: 66-130, or the polynucleotide of SEQ ID NO: 1-65, or a fragment thereof Having an amino acid sequence that is at least about 60, 65, or 70%, preferably 75, 80, 85, 90, 92, 94, 96, or 98% identical to any of the above.
パーセント同一性の差異は、例えば、アミノ酸置換、挿入、または欠失によるものでありうる。アミノ酸置換は、1対1のアミノ酸置換として定義する。置換されたアミノ酸が、類似した構造的および/または化学的特性を有する場合、それらの性質が保存される。イソロイシンもしくはバリンによるロイシンの置換、グルタミン酸によるアスパラギン酸の置換、またはセリンによるトレオニンの置換が保存的置換の例である。 The percent identity difference can be due, for example, to an amino acid substitution, insertion, or deletion. Amino acid substitutions are defined as one to one amino acid substitutions. If substituted amino acids have similar structural and / or chemical properties, their properties are preserved. Substitution of leucine with isoleucine or valine, substitution of aspartic acid with glutamic acid, or substitution of threonine with serine are examples of conservative substitutions.
アミノ酸挿入またはアミノ酸欠失は、アミノ酸配列への、あるいはアミノ酸配列内の変化である。それらは、通常、約1から5アミノ酸の範囲にある。「乳癌遺伝子」ポリペプチドの生物学的または免疫学的活性を損なわずに、どのアミノ酸残基を置換、挿入、または除去できるかを決定する際の手引きは、DNASTARソフトウェアなどの当技術分野で周知のコンピュータプログラムを用いて得ることができる。アミノ酸変化の結果、生物学的に活性な「乳癌遺伝子」ポリペプチドが生じるかどうかは、例えば下記の特定の実施例に記載する「乳癌遺伝子」活性のアッセイによって容易に判定することができる。より大きな挿入または欠失も、選択的スプライシングによって起こりうる。タンパク質の主要活性に変化を与えずに、タンパク質ドメインを挿入または除去することができる。 Amino acid insertions or deletions are changes to or within the amino acid sequence. They are usually in the range of about 1 to 5 amino acids. Guidance in determining which amino acid residues can be substituted, inserted, or removed without compromising the biological or immunological activity of the “BREAST CANCER GENE” polypeptide is well known in the art, such as DNASTAR software. Can be obtained using a computer program. Whether an amino acid change results in a biologically active “BREAST CANCER GENE” polypeptide can be readily determined, for example, by assaying for “BREAST CANCER GENE” activity as described in the specific examples below. Larger insertions or deletions can also occur by alternative splicing. Protein domains can be inserted or removed without altering the main activity of the protein.
融合タンパク質
融合タンパク質は、「乳癌遺伝子」ポリペプチドアミノ酸配列に対する抗体を産生させる際、および様々なアッセイシステムで使用する際に有用である。例えば、「乳癌遺伝子」ポリペプチドの部分と相互作用するタンパク質を同定するのに、融合タンパク質を用いることができる。この目的には、タンパク質アフィニティークロマトグラフィー、または、酵母二重ハイブリッド法もしくはファージディスプレイシステムなどの、ライブラリーベースのタンパク質間相互作用アッセイを用いることができる。そのような方法は当技術分野で周知であり、また、それらを薬物スクリーニングとして用いることもできる。
Fusion Proteins Fusion proteins are useful in generating antibodies against “BREAST CANCER GENE” polypeptide amino acid sequences and for use in various assay systems. For example, fusion proteins can be used to identify proteins that interact with portions of a “BREAST CANCER GENE” polypeptide. For this purpose, protein affinity chromatography or library-based protein-protein interaction assays such as yeast double hybrid methods or phage display systems can be used. Such methods are well known in the art and can also be used as drug screens.
「乳癌遺伝子」ポリペプチド融合タンパク質は、ペプチド結合によって1つに融合した2つのポリペプチドセグメントを含む。第1のポリペプチドセグメントは、配列番号1から65のうちのいずれかのポリヌクレオチド配列、または、上述したものなど、生物学的に活性な変種によってコードされる少なくとも25、50、75、100、150、200、300、400、500、600、700、または750の連続したアミノ酸からなるアミノ酸配列を含む。第1のポリペプチドセグメントは、完全長の「乳癌遺伝子」も含みうる。 A “BREAST CANCER GENE” polypeptide fusion protein comprises two polypeptide segments fused together by peptide bonds. The first polypeptide segment is at least 25, 50, 75, 100, encoded by a polynucleotide sequence of any of SEQ ID NOs: 1-65, or a biologically active variant such as those described above. It includes an amino acid sequence consisting of 150, 200, 300, 400, 500, 600, 700, or 750 consecutive amino acids. The first polypeptide segment can also include a full-length “BREAST CANCER GENE”.
第2のポリペプチドセグメントは、完全長タンパク質でも、タンパク質断片でもよい。融合タンパク質の構築に一般的に使用されているタンパク質には、β−ガラクトシダーゼ、β−グルクロニダーゼ、緑色蛍光タンパク質(GFP)、青色蛍光タンパク質(BFP)を含めた自己蛍光タンパク質、グルタチオン−S−トランスフェラーゼ(GST)、ルシフェラーゼ、ホースラディッシュペルオキシダーゼ(HRP)、およびクロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)が含まれる。さらに、ヒスチジン(His)タグ、FLAGタグ、インフルエンザ血球凝集素(HA)タグ、Mycタグ、VSV−Gタグ、およびチオレドキシン(Trx)タグを含めたエピトープタグが融合タンパク質コンストラクト中で使用されている。他の融合コンストラクトには、マルトース結合タンパク質(MBP)、Sタグ、Lex a DNA結合ドメイン(DBD)融合体、GAL4DNA結合ドメイン融合体、および単純ヘルペスウイルス(HSV)BP16タンパク質融合体が含まれうる。異種部分から「乳癌遺伝子」ポリペプチドを切断および精製できるように、「乳癌遺伝子」ポリペプチドコード配列と異種タンパク質配列との間に位置する切断部位を含有するように融合タンパク質を構築することもできる。 The second polypeptide segment can be a full-length protein or a protein fragment. Proteins commonly used in the construction of fusion proteins include β-galactosidase, β-glucuronidase, green fluorescent protein (GFP), autofluorescent proteins including blue fluorescent protein (BFP), glutathione-S-transferase ( GST), luciferase, horseradish peroxidase (HRP), and chloramphenicol acetyltransferase (CAT). In addition, epitope tags including histidine (His) tags, FLAG tags, influenza hemagglutinin (HA) tags, Myc tags, VSV-G tags, and thioredoxin (Trx) tags have been used in fusion protein constructs. Other fusion constructs can include maltose binding protein (MBP), S tag, Lex a DNA binding domain (DBD) fusion, GAL4 DNA binding domain fusion, and herpes simplex virus (HSV) BP16 protein fusion. Fusion proteins can also be constructed to contain a cleavage site located between the “BREAST CANCER GENE” polypeptide coding sequence and the heterologous protein sequence so that the “BREAST CANCER GENE” polypeptide can be cleaved and purified from the heterologous moiety. .
融合タンパク質は、当技術分野で知られている通り、化学的合成できる。融合タンパク質は、2つのポリペプチドセグメントを共有結合によって連結させるか、分子生物学分野の標準的手順によって産生させることが好ましい。組換えDNA法を用いて、例えば、配列番号1から65のポリヌクレオチド配列のいずれかから選択されたコード配列を、第2のポリペプチドセグメントをコードするヌクレオチドと共に適切なリーディングフレーム中に含むDNAコンストラクトを作製し、このDNAコンストラクトを、当技術分野で知られている通り、宿主細胞内で発現することによって、融合タンパク質を調製することができる。融合タンパク質を構築するためのキットは、Promega社(米国ウィスコンシン州Madison所在)、Stratagene社(米国カリフォルニア州La Jolla所在)、Clontech社(米国カリフォルニア州Mountain View)、Santa Cruz Biotechnology社(米国カリフォルニア州Santa Cruz)、MBL International Corporation社(MIC;米国マサチューセッツ州Watertown)、Quantum Biotechnologies社(カナダMontreal;1−888−DNA−KITS)などの会社から多数販売されている。 Fusion proteins can be chemically synthesized as is known in the art. The fusion protein is preferably produced by covalently linking two polypeptide segments or by standard procedures in the field of molecular biology. A DNA construct comprising, using recombinant DNA methods, for example, a coding sequence selected from any of the polynucleotide sequences of SEQ ID NOs: 1 to 65 in a suitable reading frame together with nucleotides encoding a second polypeptide segment And a fusion protein can be prepared by expressing this DNA construct in a host cell as is known in the art. Kits for constructing fusion proteins include Promega (Madison, Wis., USA), Stratagene (La Jolla, CA, USA), Clontech (Mountain View, CA), Santa Cruz Biotechnology (Santa, CA) Cruz), MBL International Corporation (MIC; Watertown, Mass., USA), and Quantum Biotechnologies (Canada, Montreal; 1-888-DNA-KITS).
種相同体の同定
ヒト「乳癌遺伝子」ポリペプチドの種相同体は、「乳癌遺伝子」ポリヌクレオチド(下に記載)を用いて、マウス、サル、または酵母など、他の種に由来するcDNA発現ライブラリーをスクリーニングするのに適したプローブまたはプライマーを作製し、「乳癌遺伝子」ポリペプチドの相同体をコードするcDNAを同定し、当技術分野で知られている通り、cDNAを発現することによって取得できる。
Identification of Species Homologues Species homologues of the human “BREAST CANCER GENE” polypeptide can be obtained by using the “BREAST CANCER GENE” polynucleotide (described below) to live cDNA expression from other species, such as mouse, monkey, or yeast. Can be obtained by generating probes or primers suitable for screening the library, identifying cDNA encoding homologues of the “BREAST CANCER GENE” polypeptide and expressing the cDNA as is known in the art .
ポリヌクレオチドの発現
「乳癌遺伝子」ポリヌクレオチドを発現させるために、上記ポリヌクレオチドを、挿入コード配列の転写および翻訳に必要なエレメントを含有する発現ベクターに挿入することができる。当業者に周知の方法は用いて、「乳癌遺伝子」ポリペプチドをコードする配列と、適切な転写および翻訳制御エレメントとを含有する発現ベクターを構築することができる。これらの方法には、in vitro組換えDNA技法、合成技法、およびin vivo遺伝子組換えが含まれる。そのような技法は、例えば、Sambrookら(6)、およびAusubelら(7)に記載されている。
Polynucleotide Expression In order to express a “BREAST CANCER GENE” polynucleotide, the polynucleotide can be inserted into an expression vector containing elements necessary for transcription and translation of the inserted coding sequence. Methods which are well known to those skilled in the art can be used to construct expression vectors containing sequences encoding “BREAST CANCER GENE” polypeptides and appropriate transcriptional and translational control elements. These methods include in vitro recombinant DNA techniques, synthetic techniques, and in vivo genetic recombination. Such techniques are described, for example, in Sambrook et al. (6) and Ausubel et al. (7).
「乳癌遺伝子」ポリペプチドをコードする配列を含有および発現させるために、様々な発現ベクター/宿主系を用いることができる。これらには、組換え体のバクテリオファージDNA発現ベクター、プラスミドDNA発現ベクター、またはコスミドDNA発現ベクターで形質転換された細菌などの微生物;酵母発現ベクターで形質転換された酵母、ウイルス発現ベクター(例えばバキュロウイルス)に感染した昆虫細胞システム、ウイルス発現ベクター(例えばカリフラワーモザイクウイルスCaMV;またはタバコモザイク病ウイルス(TMV))、または細菌発現ベクター(例えばTiまたはpBR322プラスミド)で形質転換された植物細胞システム、あるいは動物細胞系が含まれるが、これらに限定されない。 A variety of expression vector / host systems can be used to contain and express sequences encoding a “BREAST CANCER GENE” polypeptide. These include microorganisms such as bacteria transformed with recombinant bacteriophage DNA expression vectors, plasmid DNA expression vectors, or cosmid DNA expression vectors; yeast transformed with yeast expression vectors, viral expression vectors (eg, baculo A viral cell-infected insect cell system, a viral expression vector (eg, cauliflower mosaic virus CaMV; or tobacco mosaic disease virus (TMV)), or a bacterial expression vector (eg, Ti or pBR322 plasmid), or Animal cell lines are included, but are not limited to these.
制御エレメントまたは調節配列は、ベクターのエンハンサー領域、プロモーター領域、ならびに5’および3’の非翻訳領域であって、それらの領域が宿主細胞タンパク質と相互作用して転写および翻訳を行う。そのようなエレメントの強度および特異性は様々でありうる。利用するベクターシステムおよび宿主に応じて、構成的プロモーターおよび誘導性プロモーターを含めた、様々な適当な転写エレメントおよび翻訳エレメントを用いることができる。例えば、細菌システムにクローニングする場合には、BLUESCRIPTファージミド(Stratagene社、米国カリフォルニア州所在)またはpSPORT1プラスミド(Life Technologies社)のハイブリッドlacZプロモーターなどの誘導性プロモーターを用いることができる。昆虫細胞では、バキュロウイルスのポリヘドリンプロモーターを用いることができる。植物細胞のゲノムに由来するプロモーターもしくはエンハンサー(例えば、熱ショック、RUBISCO、および貯蔵タンパク質遺伝子)、または植物ウイルスに由来するもの(例えば、ウイルスのプロモーターまたはリーダー配列)を、ベクターにクローニングすることができる。哺乳類細胞システムでは、哺乳類遺伝子または哺乳類ウイルスからのプロモーターが望ましい。「乳癌遺伝子」ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を複数コピー含有する細胞系の作製が必要である場合には、適当な選択的マーカーを有する、SV40ベースまたはEBVベースのベクターを用いることができる。 Control elements or regulatory sequences are enhancer regions, promoter regions, and 5 'and 3' untranslated regions of the vector that interact with host cell proteins for transcription and translation. The strength and specificity of such elements can vary. Depending on the vector system and host utilized, various suitable transcription and translation elements can be used, including constitutive and inducible promoters. For example, when cloning into a bacterial system, an inducible promoter such as BLUESCRIPT phagemid (Stratagene, California, USA) or a hybrid lacZ promoter of pSPORT1 plasmid (Life Technologies) can be used. In insect cells, the baculovirus polyhedrin promoter can be used. Promoters or enhancers derived from the plant cell genome (eg, heat shock, RUBSCO, and storage protein genes) or those derived from plant viruses (eg, viral promoter or leader sequences) can be cloned into a vector. . In mammalian cell systems, promoters from mammalian genes or mammalian viruses are desirable. If it is necessary to generate a cell line containing multiple copies of a nucleotide sequence encoding a “BREAST CANCER GENE” polypeptide, an SV40-based or EBV-based vector with an appropriate selectable marker can be used.
細菌性および酵母発現系
細菌システムでは、「乳癌遺伝子」ポリペプチドに意図されている使用に応じて、発現ベクターの数を選択することができる。例えば、抗体を誘導するのに大量の「乳癌遺伝子」ポリペプチドが必要である場合、容易に精製される融合タンパク質の高レベル発現を指示するベクターを用いることができる。そのようなベクターには、BLUESCRIPT(Stratagene社)などの多機能大腸菌(E.coli)クローニングおよび発現ベクターが含まれるが、これらに限定されない。BLUESCRIPTベクターでは、ハイブリッドタンパク質が産生されるように、アミノ末端のMetとそれに続く7残基のβ−ガラクトシダーゼとをコードする配列とインフレームとなるように「乳癌遺伝子」ポリペプチドをコードする配列をベクター中に連結することができる。pINベクター[Van HeekeおよびSchuster(75)]またはpGEXベクター(Promega社、米国ウィスコンシン州Madison)も、外来のポリペプチドをグルタチオンS−トランスフェラーゼ(GST)との融合タンパク質として発現するのに使用できる。一般的には、そのような融合タンパク質は可溶性であり、グルタチオン−アガロースビーズに吸着させて、それに続いて、遊離グルタチオンの存在下で溶出させることによって、溶解した細胞から容易に精製することができる。そのようなシステムで生成されたタンパク質は、クローニングした注目のポリペプチドをGST部分から自在に放出できるように、ヘパリン、トロンビン、または第Xa因子のプロテアーゼ切断部位を含むように設計することができる。
Bacterial and yeast expression systems In bacterial systems, the number of expression vectors can be selected depending on the intended use for the "BREAST CANCER GENE" polypeptide. For example, if a large amount of “BREAST CANCER GENE” polypeptide is required to induce the antibody, vectors that direct high level expression of the easily purified fusion protein can be used. Such vectors include, but are not limited to, multifunctional E. coli cloning and expression vectors such as BLUESCRIPT (Stratagene). In the BLUESCRIPT vector, the sequence encoding the “BREAST CANCER GENE” polypeptide is in frame with the sequence encoding the amino terminal Met followed by 7 residues of β-galactosidase so that a hybrid protein is produced. It can be ligated into a vector. The pIN vector [Van Heeke and Schuster (75)] or the pGEX vector (Promega, Madison, Wis., USA) can also be used to express foreign polypeptides as fusion proteins with glutathione S-transferase (GST). In general, such fusion proteins are soluble and can be easily purified from lysed cells by adsorption to glutathione-agarose beads followed by elution in the presence of free glutathione. . Proteins produced with such systems can be designed to include heparin, thrombin, or factor Xa protease cleavage sites so that the cloned polypeptide of interest can be released freely from the GST moiety.
出芽酵母(Saccharomyces cerevisiae)では、アルファ因子、アルコール酸化酵素、およびPGHなど、構成的プロモーターまたは誘導性プロモーターを含有する多数のベクターを用いることができる。概説には、Ausubelら(7)を参照のこと。 In Saccharomyces cerevisiae, a number of vectors containing constitutive or inducible promoters such as alpha factor, alcohol oxidase, and PGH can be used. For a review, see Ausubel et al. (7).
植物および昆虫発現系
植物発現ベクターを使用する場合、多数のプロモーターのいずれかによって、「乳癌遺伝子」ポリペプチドをコードする配列を発現させることができる。例えば、CaMVの35Sプロモーターおよび19Sプロモーターなどのウイルスプロモーターを、単独で、あるいはTMVのオメガリーダー配列と組み合わせて用いることができる[Takamatsu、1987年(22)]。別法として、RUBISCOのスモールサブユニットまたはヒートショックプロモーターなどの植物プロモーターを用いることができる[Winterら、1991年(23)]。直接的なDNA形質転換によって、あるいは病原体の媒介による形質移入によって、コンストラクトをこれらの植物細胞内に導入することができる。そのような技法は、一般に閲覧可能な概説に記載されている。
Plant and Insect Expression Systems When using plant expression vectors, sequences encoding “BREAST CANCER GENE” polypeptides can be expressed by any of a number of promoters. For example, viral promoters such as the CaMV 35S and 19S promoters can be used alone or in combination with the TMV omega leader sequence [Takamatsu, 1987 (22)]. Alternatively, plant promoters such as the small subunit of RUBISCO or the heat shock promoter can be used [Winter et al., 1991 (23)]. The constructs can be introduced into these plant cells by direct DNA transformation or by pathogen-mediated transfection. Such techniques are described in the publicly accessible overview.
昆虫システムも、「乳癌遺伝子」ポリペプチドを発現するのに使用できる。例えば、そのようなシステムの1つでは、外来遺伝子をヨトウガ(Spodoptera frugiperda)細胞またはイラクサギンウワバ(Trichoplusia)幼虫で発現するのに、オートグラファ核多角体ウイルス(AcNPV)をベクターとして用いる。ポリヘドリン遺伝子など、このウイルスの非必須領域に「乳癌遺伝子」ポリペプチドをコードする配列をクローニングし、それをポリヘドリンプロモーターの制御下に置くことができる。「乳癌遺伝子」ポリペプチドの挿入に成功すれば、ポリヘドリン遺伝子を不活性化して、コートタンパク質を欠失した組換え体ウイルスを生成するであろう。その後、「乳癌遺伝子」ポリペプチドを発現させることのできるヨトウガ細胞またはイラクサギンウワバ幼虫を感染させるのに、この組換え体ウイルスを使用することができる[Engelhardら、1994年(24)]。 Insect systems can also be used to express "BREAST CANCER GENE" polypeptides. For example, in one such system, an autographer nuclear polyhedrosis virus (AcNPV) is used as a vector to express a foreign gene in Spodoptera frugiperda cells or nettle worms (Trichoplusia) larvae. A sequence encoding a “BREAST CANCER GENE” polypeptide can be cloned into a nonessential region of the virus, such as the polyhedrin gene, and placed under the control of the polyhedrin promoter. Successful insertion of the “BREAST CANCER GENE” polypeptide will inactivate the polyhedrin gene and produce a recombinant virus lacking the coat protein. This recombinant virus can then be used to infect sweet potato cells or nettle larvae larvae capable of expressing a “BREAST CANCER GENE” polypeptide [Engelhard et al., 1994 (24)].
哺乳類発現系
多数のウイルスベースの発現系が、哺乳類宿主細胞内で「乳癌遺伝子」ポリペプチドを発現させるのに使用できる。例えば、アデノウイルスを発現ベクターとして用いる場合、後期プロモーターおよびトリパータイトリーダー配列を含むアデノウイルス転写/翻訳複合体に、「乳癌遺伝子」ポリペプチドをコードする配列を連結することができる。このウイルスゲノムの非必須領域であるE1またはE3領域への挿入を用いて、感染した宿主細胞で「乳癌遺伝子」ポリペプチドを発現できる生存ウイルスを取得することができる[LoganおよびShenk、1984年(25)]。望ましい場合には、哺乳類宿主細胞での発現を増強するのに、ラウス肉腫ウイルス(RSV)エンハンサーなどの転写エンハンサーを用いることもできる。
Mammalian Expression Systems A number of viral-based expression systems can be used to express “BREAST CANCER GENE” polypeptides in mammalian host cells. For example, when an adenovirus is used as an expression vector, a sequence encoding a “BREAST CANCER GENE” polypeptide can be linked to an adenovirus transcription / translation complex containing the late promoter and tripartite leader sequence. Insertion into the E1 or E3 region, a non-essential region of this viral genome, can be used to obtain live viruses capable of expressing the “BREAST CANCER GENE” polypeptide in infected host cells [Logan and Shenk, 1984 ( 25)]. If desired, transcription enhancers such as the Rous sarcoma virus (RSV) enhancer can be used to enhance expression in mammalian host cells.
プラスミドで含有および発現させることのできるものより大きなDNA断片を送達させるために、ヒト人工染色体(HAC)を利用することもできる。6Mから10MのHACを構築し、従来の送達方法(例えば、リポソーム、ポリカチオンアミノ重合体、またはベシクル)を用いて細胞に送達する。 Human artificial chromosomes (HACs) can also be utilized to deliver larger DNA fragments than can be contained and expressed in plasmids. 6M to 10M HAC is constructed and delivered to cells using conventional delivery methods (eg, liposomes, polycation amino polymers, or vesicles).
「乳癌遺伝子」ポリペプチドをコードする配列のより効率的な翻訳を実現するために、特異的な開始シグナルを用いることもできる。そのようなシグナルは、ATG開始コドンおよび隣接配列を含む。「乳癌遺伝子」ポリペプチドをコードする配列と、その開始コドンおよび上流配列とを適切な発現ベクターに挿入する場合、それら他には、いかなる転写制御シグナルも、あるいは翻訳制御シグナルも必要としないであろう。しかし、コード配列またはその断片のみを挿入する場合には、外来性の翻訳調節シグナル(ATG開始コドンを含む)を提供するべきである。開始コドンは、挿入配列全体の翻訳を確実にするために、正しいリーディングフレームにあるべきである。外来性の翻訳エレメントおよび開始コドンは、様々な由来のものでよく、天然のものでも、合成のものでもよい。使用される特定の細胞システムに適したエンハンサーを包含させることによって、発現の効率を強化することができる[Scharfら、1994年(26)]。 Specific initiation signals can also be used to achieve more efficient translation of sequences encoding “BREAST CANCER GENE” polypeptides. Such signals include the ATG start codon and adjacent sequences. If the sequence encoding the “BREAST CANCER GENE” polypeptide and its initiation codon and upstream sequence are inserted into an appropriate expression vector, no other transcriptional or translational control signals are required. Let ’s go. However, if only the coding sequence or fragment thereof is inserted, an exogenous translational control signal (including the ATG start codon) should be provided. The start codon should be in the correct reading frame to ensure translation of the entire insert. Exogenous translation elements and initiation codons may be of various origins, natural or synthetic. Inclusion of an enhancer suitable for the particular cellular system used can enhance the efficiency of expression [Scharf et al., 1994 (26)].
宿主細胞
挿入配列の発現を加減する能力、または発現された「乳癌遺伝子」ポリペプチドを望ましい様式でプロセシングする能力によって、宿主細胞系を選択することができる。そのようなポリペプチドの修飾には、アセチル化、カルボキシル化、グリコシル化、リン酸化、脂質化、およびアシル化が含まれるが、これらに限定されない。「プレプロ」型のポリペプチドを切断する翻訳後プロセシングも、正しい挿入、折りたたみ、および/または機能を促進するのに使用できる。翻訳後活性の特定の細胞機構および独特なメカニズムを有する様々な宿主細胞(例えば、CHO、HeLa、MDCK、HEK293、およびWI38)は、ATCC(American Type Culture Collection、米国バージニア州(10801 University Boulevard、Manassas、VA 20110−2209)所在)から入手することができ、外来タンパク質の正しい修飾およびプロセシングが確実となるように選択することができる。
Host Cell A host cell line may be chosen for its ability to moderate expression of the inserted sequences or to process the expressed “BREAST CANCER GENE” polypeptide in the desired fashion. Such modifications of the polypeptide include, but are not limited to, acetylation, carboxylation, glycosylation, phosphorylation, lipidation, and acylation. Post-translational processing that cleaves a “prepro” type of polypeptide can also be used to facilitate correct insertion, folding, and / or function. Various host cells (eg, CHO, HeLa, MDCK, HEK293, and WI38) with specific cellular mechanisms of post-translational activity and unique mechanisms have been identified by ATCC (American Type Culture Collection, VA, USA (10801 University Boulevard, Manado, Mass.). VA 20110-2209)), and can be selected to ensure correct modification and processing of the foreign protein.
組換え体タンパク質の長期的かつ高収率の生産には、安定的発現が好ましい。例えば、「乳癌遺伝子」を安定的に発現する細胞系は、ウイルスの複製起点および/または内在性発現エレメントと、選択的マーカー遺伝子とを、同一または別個のベクター上に含有するであろう発現ベクターを用いて形質転換することができる。ベクターを導入した後、培地を選択培地に切り換える前に、細胞を濃縮培地中で12日間増殖させることができる。選択的マーカーの目的は、選択に抵抗性を付与することであり、それが存在することによって、導入された「乳癌遺伝子」配列の発現に成功した細胞の増殖および回収を可能にする。安定的に形質転換された細胞の抵抗性クローンは、その細胞型に適した組織培養技法を用いて増殖させることができる[Freshneyら、1986年(27)]。 Stable expression is preferred for long-term, high-yield production of recombinant proteins. For example, an expression vector in which a cell line stably expressing a “BREAST CANCER GENE” will contain the viral origin of replication and / or endogenous expression elements and a selectable marker gene on the same or separate vectors. Can be used to transform. After introducing the vector, the cells can be grown in concentrated media for 12 days before switching the media to selective media. The purpose of the selective marker is to confer resistance to selection, and its presence allows for the growth and recovery of cells that have successfully expressed the introduced “BREAST CANCER GENE” sequence. Resistant clones of stably transformed cells can be propagated using tissue culture techniques appropriate to the cell type [Freshney et al., 1986 (27)].
任意の数の選択系を、形質転換細胞系を回収するのに使用することができる。限定されるものではないが、これらには、単純ヘルペスウイルスチミジンキナーゼ[Wiglerら、1977年(28)]およびアデニンホスホリボシルトランスフェラーゼ[Lowyら、1980年(29)]遺伝子が含まれ、これらはそれぞれ、tk−細胞またはaprt−細胞で用いることができる。また、代謝拮抗物質、抗生物質、もしくは除草剤抵抗も、選択の基礎として用いることができる。例えば、dhfrはメトトレキサートに対する抵抗性を付与し[Wiglerら、1980年(30)]、nptはアミノグルコシド、ネオマイシン、およびG418に対する抵抗性を付与し[Colbere−Garapinら、1981年(31)]、alsおよびpatはそれぞれ、クロルスルフロンおよびフォスフィノスリシンアセチルトランスフェラーゼに対する抵抗性を付与する。他の選択可能な遺伝子、例えば、trpBまたはhisDが記載されており、trpBは、トリプトファンの代わりに、細胞によるインドールの利用を可能にし、hisDは、ヒスチジンの代わりに、細胞によるヒスチノール(histinol)の利用を可能にする[HartmanおよびMulligan、1988年(32)]。アントシアニン、β−グルクロニダーゼおよびその基質GUS、ならびにルシフェラーゼおよびその基質ルシフェリンなどの可視マーカーを、形質変換体の同定、および特定のベクターシステムに起因する一時的または安定的タンパク質発現の定量化に使用することができる[Rhodesら、1995年(33)]。 Any number of selection systems can be used to recover transformed cell lines. These include, but are not limited to, the herpes simplex virus thymidine kinase [Wigler et al., 1977 (28)] and adenine phosphoribosyltransferase [Lowy et al., 1980 (29)] genes, which are each , Tk-cells or aprt-cells. Antimetabolites, antibiotics, or herbicide resistance can also be used as a basis for selection. For example, dhfr confers resistance to methotrexate [Wigler et al., 1980 (30)] and npt confers resistance to aminoglucoside, neomycin, and G418 [Colbere-Garapin et al., 1981 (31)] als and pat confer resistance to chlorsulfuron and phosphinothricin acetyltransferase, respectively. Other selectable genes, such as trpB or hisD, have been described, trpB allows the use of indole by the cell instead of tryptophan, and hisD replaces histinol by the cell instead of histidine. Make available [Hartman and Mulligan, 1988 (32)]. Use visible markers such as anthocyanins, β-glucuronidase and its substrate GUS, and luciferase and its substrate luciferin to identify transformants and to quantify transient or stable protein expression due to specific vector systems. [Rhodes et al., 1995 (33)].
発現および遺伝子産物の検出
マーカー遺伝子発現の存在は、「乳癌遺伝子」ポリヌクレオチドも存在していることを示唆するが、その存在および発現を確認する必要がある場合もある。例えば、「乳癌遺伝子」ポリペプチドをコードする配列をマーカー遺伝子配列中に挿入する場合、「乳癌遺伝子」ポリペプチドをコードする配列を含有する形質転換細胞を、マーカー遺伝子機能の不在によって同定することができる。別法として、マーカー遺伝子を、「乳癌遺伝子」ポリペプチドをコードする配列と直列させ、単一のプロモーターの制御下に配置することもできる。誘導または選択に反応したマーカー遺伝子の発現は、通常、「乳癌遺伝子」ポリヌクレオチドの発現も示す。
Expression and Detection of Gene Products The presence of marker gene expression suggests that a “BREAST CANCER GENE” polynucleotide is also present, but its presence and expression may need to be confirmed. For example, when a sequence encoding a “BREAST CANCER GENE” polypeptide is inserted into a marker gene sequence, transformed cells containing sequences encoding a “BREAST CANCER GENE” polypeptide may be identified by the absence of marker gene function. it can. Alternatively, a marker gene can be placed in tandem with a sequence encoding a “BREAST CANCER GENE” polypeptide and placed under the control of a single promoter. Expression of a marker gene in response to induction or selection typically also indicates expression of a “BREAST CANCER GENE” polynucleotide.
別法として、当業者に知られている様々な手順によって、「乳癌遺伝子」ポリヌクレオチドを含有する宿主細胞および「乳癌遺伝子」ポリペプチドを発現する宿主細胞を同定することもできる。これらの手順には、ポリヌクレオチドまたはタンパク質を検出および/または定量するための、膜、溶液、またはチップベースの技法を含めた、DNA−DNAまたはDNA−RNAハイブリダイゼーションと、タンパク質のバイオアッセイ技法またはイムノアッセイ技法とが含まれるが、これらに限定されない。例えば、「乳癌遺伝子」ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド配列の存在は、「乳癌遺伝子」ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドのプローブまたは断片を用いた、DNA−DNAもしくはDNA−RNAハイブリダイゼーション、または増幅によって検出することができる。核酸増幅ベースのアッセイは、「乳癌遺伝子」ポリペプチドをコードする配列から選択されたオリゴヌクレオチドを使用して、「乳癌遺伝子」ポリヌクレオチドを含有する形質転換体を検出するものである。 Alternatively, host cells containing “BREAST CANCER GENE” polynucleotides and host cells expressing “BREAST CANCER GENE” polypeptides can be identified by various procedures known to those of skill in the art. These procedures include DNA-DNA or DNA-RNA hybridization and protein bioassay techniques, including membrane, solution, or chip-based techniques for detecting and / or quantifying polynucleotides or proteins. Including, but not limited to, immunoassay techniques. For example, the presence of a polynucleotide sequence encoding a “BREAST CANCER GENE” polypeptide can be determined by DNA-DNA or DNA-RNA hybridization, or amplification, using a probe or fragment of a polynucleotide encoding a “BREAST CANCER GENE” polypeptide. Can be detected. Nucleic acid amplification-based assays use an oligonucleotide selected from sequences encoding a “BREAST CANCER GENE” polypeptide to detect transformants containing a “BREAST CANCER GENE” polynucleotide.
「乳癌遺伝子」ポリペプチドに特異的なポリクローナル抗体またはモノクローナル抗体を用いて、上記ポリペプチドの発現を検出および測定するための様々なプロトコルが当技術分野で知られている。それらの例には、酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)、ラジオイムノアッセイ(RIA)、および蛍光活性化細胞ソーティング(FACS)が含まれる。「乳癌遺伝子」ポリペプチド上の2箇所の非干渉性エピトープに反応するモノクローナル抗体を利用したモノクローナルベースの2部位(two−site)イムノアッセイを用いることも、競合結合アッセイを用いることもできる。これらおよび他のアッセイは、Hamptonら(34)に記載されている。 Various protocols are known in the art for detecting and measuring expression of such polypeptides using polyclonal or monoclonal antibodies specific for “BREAST CANCER GENE” polypeptides. Examples include enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), radioimmunoassay (RIA), and fluorescence activated cell sorting (FACS). A monoclonal-based two-site immunoassay utilizing a monoclonal antibody that reacts with two non-interfering epitopes on the “BREAST CANCER GENE” polypeptide can be used, or a competitive binding assay can be used. These and other assays are described in Hampton et al. (34).
広範な標識技法および結合技法が当業者に知られており、様々な核酸アッセイおよびアミノ酸アッセイでそれらを用いることができる。「乳癌遺伝子」ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドに関連した配列の検出に用いる標識ハイブリダイゼーションプローブまたはPCRプローブを生成する方法には、オリゴ標識、ニックトランスレーション法、末端標識法、または標識ヌクレオチドを用いたPCR増幅が含まれる。別法として、「乳癌遺伝子」ポリペプチドをコードする配列をベクターにクローニングして、mRNAプローブを産生することもできる。そのようなベクターは、当技術分野で知られており、市販されており、T7、T3、またはSP6などの適切なRNAポリメラーゼと、標識されたヌクレオチドとを添加することによって、RNAプローブをin vitroで合成するのに使用できる。これらの手順は、様々な市販キット(Amersham Pharmacia Biotech社、Promega社、およびUS Biochemical社)を用いて実施できる。適当なレポーター分子、すなわち、検出を容易にするのに使用できる標識には、放射性核種、酵素、蛍光、化学発光、または色素生成物質が含まれ、さらに補因子、抑制物質、磁性粒子、および同様のものも含まれる。 A wide range of labeling and conjugation techniques are known to those skilled in the art and can be used in various nucleic acid and amino acid assays. Oligo-labeling, nick translation, end-labeling, or labeled nucleotides are used to generate labeled hybridization probes or PCR probes used to detect sequences associated with polynucleotides encoding "BREAST CANCER GENE" polypeptides. PCR amplification was included. Alternatively, a sequence encoding a “BREAST CANCER GENE” polypeptide can be cloned into a vector to produce an mRNA probe. Such vectors are known in the art and are commercially available, and an RNA probe can be obtained in vitro by adding an appropriate RNA polymerase such as T7, T3, or SP6 and a labeled nucleotide. Can be used to synthesize. These procedures can be performed using various commercial kits (Amersham Pharmacia Biotech, Promega, and US Biochemical). Suitable reporter molecules, ie labels that can be used to facilitate detection, include radionuclides, enzymes, fluorescence, chemiluminescence, or chromogenic materials, as well as cofactors, inhibitors, magnetic particles, and the like Are also included.
ポリペプチドの発現および精製
「乳癌遺伝子」ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列で形質転換された宿主細胞は、タンパク質の発現、および細胞培養からのタンパク質の回収に適した条件下で培養することができる。形質転換細胞によって生成されたポリペプチドは、使用された配列および/またはベクターに応じて、分泌される場合も、細胞膜内でソーティングされる場合もある。当業者ならば理解するであろうが、「乳癌遺伝子」ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含有する発現ベクターは、原核細胞または真核細胞の細胞膜を通した可溶性「乳癌遺伝子」ポリペプチドの分泌を指示するシグナル配列、または膜結合型「乳癌遺伝子」ポリペプチドの膜への挿入を指示するシグナル配列を含有するように設計することができる。
Polypeptide Expression and Purification Host cells transformed with a nucleotide sequence encoding a “BREAST CANCER GENE” polypeptide can be cultured under conditions suitable for protein expression and recovery of the protein from cell culture. Polypeptides produced by transformed cells may be secreted or sorted within the cell membrane, depending on the sequence and / or vector used. As will be appreciated by those skilled in the art, an expression vector containing a polynucleotide encoding a “BREAST CANCER GENE” polypeptide is capable of secreting a soluble “BREAST CANCER GENE” polypeptide across the cell membrane of prokaryotic or eukaryotic cells. It can be designed to contain a signal sequence that directs, or a signal sequence that directs insertion of a membrane-bound “BREAST CANCER GENE” polypeptide into the membrane.
上記に論じた通り、他の構築を用いて、可溶性タンパク質の精製を容易にするポリペプチドドメインをコードするヌクレオチド配列に、「乳癌遺伝子」ポリペプチドをコードする配列を連結することもできる。精製を容易にするそのようなドメインには、固定化された金属上での精製を可能にするヒスチジントリプトファンモジュールなどの金属キレート化ペプチド、固定化された免疫グロブリン上での精製を可能にするプロテインAドメイン、および、FLAGS伸長/親和性精製システム(Immunex社、米国ワシントン州Seattle所在)で使用されるドメインが含まれるが、これらに限定されない。精製を容易にするために、精製用ドメインと「乳癌遺伝子」ポリペプチドとの間にXa因子またはエンテロキナーゼ(Invitrogen社、米国カリフォルニア州San Diego所在)に特異的なものなど、切断可能なリンカー配列を包含させることもできる。そのような発現ベクターの1つは、「乳癌遺伝子」ポリペプチドと、チオレドキシンまたはエンテロキナーゼ切断部位に先行する6ヒスチジン残基をコードする核酸とを含有する融合タンパク質の発現を提供するものである。ヒスチジン残基は、IMAC(immobilized metal ion affinity chromatography)による精製を容易にし[Porathら、1992年(35)]、エンテロキナーゼ切断部位は、融合タンパク質から「乳癌遺伝子」ポリペプチドを精製する方法を提供する。融合タンパク質を含有するベクターは、Krollら(36)に開示されている。 As discussed above, other constructs may be used to link the sequence encoding the “BREAST CANCER GENE” polypeptide to a nucleotide sequence encoding a polypeptide domain that facilitates purification of the soluble protein. Such domains that facilitate purification include metal chelating peptides such as the histidine tryptophan module that allow purification on immobilized metal, proteins that allow purification on immobilized immunoglobulins A domain and the domain used in the FLAGS extension / affinity purification system (Immunex, Seattle, WA, USA). To facilitate purification, a cleavable linker sequence between the purification domain and the “BREAST CANCER GENE” polypeptide, such as those specific for Factor Xa or enterokinase (Invitrogen, San Diego, Calif.) Can also be included. One such expression vector provides for expression of a fusion protein containing a “BREAST CANCER GENE” polypeptide and a nucleic acid encoding a 6 histidine residue preceding the thioredoxin or enterokinase cleavage site. The histidine residue facilitates purification by IMAC (immobilized metal affinity chromatography) [Porath et al., 1992 (35)] and the enterokinase cleavage site provides a method for purifying the "BREAST CANCER GENE" polypeptide from the fusion protein To do. Vectors containing fusion proteins are disclosed in Kroll et al. (36).
化学合成
「乳癌遺伝子」ポリペプチドをコードしている配列は、当技術分野で周知の化学的方法を用いて、全体として、あるいは部分的に合成することができる[Caruthersら(37)参照]。別法として、固相技法を用いた直接的ペプチド合成など、アミノ酸配列を合成する化学的方法を用いて、「乳癌遺伝子」ポリペプチド自体を生成させることもできる[Porathら、1992年(35)]。タンパク質合成は、手動の技法によっても、自動化によっても実施できる。自動化による合成は、例えばBiosystems 431Aペプチドシンセサイザー(Perkin Elmer社)を用いて実現できる。所望により、化学的方法を用いて「乳癌遺伝子」ポリペプチドの断片を別々に合成し、結合させて完全長分子を産生することもできる。
Chemical Synthesis Sequences encoding “BREAST CANCER GENE” polypeptides can be synthesized in whole or in part using chemical methods well known in the art [see Caruthers et al. (37)]. Alternatively, chemical methods for synthesizing amino acid sequences, such as direct peptide synthesis using solid phase techniques, can be used to generate the “BREAST CANCER GENE” polypeptide itself [Porath et al., 1992 (35). ]. Protein synthesis can be performed by manual techniques or by automation. Synthesis by automation can be realized using, for example, a Biosystems 431A peptide synthesizer (Perkin Elmer). If desired, fragments of the “BREAST CANCER GENE” polypeptide can be synthesized separately and combined using chemical methods to produce the full length molecule.
新たに合成されたペプチドは、調製用高速液体クロマトグラフィーによって実質的に精製することができる[Creighton、1983年(39)]。合成された「乳癌遺伝子」ポリペプチドの組成は、アミノ酸分析またはシークエンシング(例えばエドマン分解手順)によって確認することができる。加えて、「乳癌遺伝子」ポリペプチドのアミノ酸配列における任意の部分を直接合成中に改変すること、および/または化学的方法を用いて他のタンパク質に由来した配列と結合させ、変種ポリペプチドまたは融合タンパク質を産生させることが可能である。 Newly synthesized peptides can be substantially purified by preparative high performance liquid chromatography [Creighton, 1983 (39)]. The composition of the synthesized “BREAST CANCER GENE” polypeptide can be confirmed by amino acid analysis or sequencing (eg, Edman degradation procedures). In addition, any portion in the amino acid sequence of the “BREAST CANCER GENE” polypeptide can be modified directly during synthesis and / or combined with sequences derived from other proteins using chemical methods to provide variant polypeptides or fusions. It is possible to produce proteins.
改変ポリペプチドの産生
当業者ならば理解するであろうが、天然に存在しないコドンを有する、「乳癌遺伝子」ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列の産生が有利である場合がる。例えば、タンパク質発現の速度を増加させるために、あるいは天然に存在する配列から産生される転写産物の半減期より長い半減期など、望ましい特性を有するRNA転写物を産生させるために、特定の原核細胞宿主または真核細胞宿主によって好まれているコドンを選択することができる。
Production of Modified Polypeptides As will be appreciated by those skilled in the art, it may be advantageous to produce nucleotide sequences encoding “BREAST CANCER GENE” polypeptides having non-naturally occurring codons. Specific prokaryotic cells, for example, to increase the rate of protein expression or to produce RNA transcripts with desirable properties, such as longer half-lives than transcripts produced from naturally occurring sequences. Codons preferred by the host or eukaryotic host can be selected.
様々な理由から、当技術分野で一般的に知られている方法を用いて、本明細書に開示するヌクレオチド配列を遺伝子操作して、「乳癌遺伝子」配列をコードするポリペプチドの改変を行うことができる。そのような改変には、ポリペプチドまたはmRNA産物のクローニング、プロセシング、および/または発現を変化させる改変が含まれるが、これらに限定されない。ヌクレオチド配列の遺伝子操作を行うのに、遺伝子断片および合成オリゴヌクレオチドのランダム断片化およびPCR再集合によるDNAシャッフリングを用いることができる。例えば、部位特異的変異導入は用いて、新規の制限部位の挿入、グリコシル化パターンの改変、コドン使用頻度の変更、スプライス変種の産生、変異の導入などを行うことができる。 For a variety of reasons, genetically engineered nucleotide sequences disclosed herein to modify a polypeptide encoding a “BREAST CANCER GENE” sequence using methods generally known in the art. Can do. Such modifications include, but are not limited to, modifications that alter the cloning, processing, and / or expression of the polypeptide or mRNA product. To perform genetic manipulation of nucleotide sequences, random shredding of gene fragments and synthetic oligonucleotides and DNA shuffling by PCR reassembly can be used. For example, site-directed mutagenesis can be used to insert new restriction sites, alter glycosylation patterns, change codon usage, produce splice variants, introduce mutations, and the like.
予測、診断、および予後判定アッセイ
本発明は、開示の悪性腫瘍バイオマーカー、詳細には乳癌バイオマーカー、すなわち、配列番号1から65のポリヌクレオチド配列のうちのいずれかを含む開示のポリヌクレオチドマーカー、および/またはそれによってコードされるポリペプチドマーカー、あるいは配列番号66から130のポリペプチド配列のいずれかを含むポリペプチドマーカーを検出することによって、対象が悪性腫瘍、詳細には乳癌を発症する危険にあるかどうかを判定するための組成物、方法、およびキットを提供する。
Predictive, Diagnostic, and Prognostic Assays The present invention relates to disclosed malignant tumor biomarkers, in particular breast cancer biomarkers, ie, disclosed polynucleotide markers comprising any of the polynucleotide sequences of SEQ ID NOs: 1-65, And / or a polypeptide marker encoded thereby, or a polypeptide marker comprising any of the polypeptide sequences of SEQ ID NOs: 66-130, at risk of developing a malignant tumor, particularly a breast cancer Compositions, methods, and kits for determining whether there are are provided.
臨床適用では、本明細書に同定されたバイオマーカーの存在および/または不在に関して、生物試料をスクリーニングすることができる。そのような試料は、例えば、穿刺生検、外科的切除試料、または血清、細針乳頭吸引液、および尿などの体液である。例えば、これらの方法には、所望によりクリオスタットでの薄切によって分画され、疾患細胞が全細胞集団の約80%にまで濃縮されている生検の取得が含まれる。特定の実施形態では、当技術分野で周知の技法を用いて、これらの試料から抽出されたポリヌクレオチドを増幅することができる。検出された選択標識の発現レベルは、統計的に有効な疾患試料群と、健常試料群とで比較されるであろう。 In clinical applications, biological samples can be screened for the presence and / or absence of the biomarkers identified herein. Such samples are, for example, puncture biopsies, surgical excision samples, or bodily fluids such as serum, fine needle aspirate and urine. For example, these methods include obtaining a biopsy that is optionally fractionated by cryostat slicing to enrich disease cells to about 80% of the total cell population. In certain embodiments, polynucleotides extracted from these samples can be amplified using techniques well known in the art. The detected expression level of the selection label will be compared between a statistically valid disease sample group and a healthy sample group.
一実施形態では、上記組成物、方法、およびキットは、ノーザンブロット分析、逆転写ポリメラーゼ連鎖反応(RT−PCR)、in situハイブリダイゼーション、免疫沈降反応、ウェスタンブロットハイブリダイゼーション、または免疫組織化学などによって、対象における、開示のマーカーのmRNAおよび/またはタンパク質レベルが異常であるかどうかを判定することを含む。本発明によれば、対象から細胞を取得し、開示のバイオマーカー、タンパク質、またはmRNAレベルを測定して、健康な対象におけるこれらのマーカーのレベルと比較する。バイオマーカーポリペプチドまたはmRNAのレベルが異常であれば、それは乳癌などの悪性腫瘍を示している可能性が高い。 In one embodiment, the composition, method, and kit are obtained by Northern blot analysis, reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR), in situ hybridization, immunoprecipitation reaction, Western blot hybridization, or immunohistochemistry, etc. Determining whether the mRNA and / or protein level of the disclosed marker in the subject is abnormal. In accordance with the present invention, cells are obtained from a subject and the disclosed biomarker, protein, or mRNA levels are measured and compared to the levels of these markers in a healthy subject. If the level of the biomarker polypeptide or mRNA is abnormal, it is likely to indicate a malignant tumor such as breast cancer.
別の実施形態では、上記組成物、方法、およびキットは、サザンブロット分析、ドットブロット分析、蛍光もしくは比色分析、in situハイブリダイゼーション、比較ゲノムハイブリダイゼーション、または定量的PCRなどによって、対象における前記遺伝子DNAまたは前記ゲノム座のDNA含有量が異常であるかどうか判定することを含む。通常、これらのアッセイは、代表的なゲノム領域に由来するプローブの使用を含む。これらのプローブは、前記ゲノム領域、詳細には、前記遺伝子もしくはゲノム領域の遺伝子内もしくは遺伝子間領域、または前記領域に対する相補的もしくは類似の配列の少なくとも部分を含有している。プローブは、ハイブリダイゼーションによって標的領域に結合できるヌクレオチド配列または類似した機能の配列(例えば、PNA、モルフィリノオリゴマー)からなるものでありうる。一般に、前記患者試料中で改変されたゲノム領域を、影響を受けていない対照試料(同一または別の患者から得た正常な組織、影響を受けていない周囲の組織、末梢血)と比較するか、あるいは前記改変を受けておらず、したがって、内部対照として働きうる同一試料のゲノム領域と比較する。好ましい一実施形態では、同じ染色体上に位置する領域を使用する。別法では、ゴノソム領域および/または試料中で量が可変的な特定の領域を使用する。好ましい一実施形態では、DNA含量、構造、組成、または改変を別のゲノム領域内のものと比較する。特に好ましい方法は、前記試料のDNA含量を検出する方法であり、この方法では、標的領域の量が増幅および/または欠失によって改変されている。別の実施形態では、前記試料中の細胞に臨床的側面で影響を与えるか、あるいは病気にさせる多型(例えば一塩基多型または変異)の存在に関して、標的領域を分析する。それらの多型は、診断、予後判定、または、治療上の価値がある。前記臨床的側面に関して、前記試料の特徴的挙動をもたらすハプロタイプを定義するのに、配列変異の同定を用いることが好ましい。 In another embodiment, the compositions, methods, and kits described above are used in a subject, such as by Southern blot analysis, dot blot analysis, fluorescence or colorimetric analysis, in situ hybridization, comparative genomic hybridization, or quantitative PCR. Determining whether the DNA content of the genetic DNA or the genomic locus is abnormal. Usually these assays involve the use of probes derived from representative genomic regions. These probes contain at least part of the genomic region, in particular the gene or the intergenic region of the genomic region or a complementary or similar sequence to the region. A probe can consist of a nucleotide sequence that can bind to a target region by hybridization or a sequence of similar function (eg, PNA, morphino oligomer). In general, whether the modified genomic region in the patient sample is compared to an unaffected control sample (normal tissue from the same or another patient, unaffected surrounding tissue, peripheral blood) Or compared to a genomic region of the same sample that has not undergone said modification and can therefore serve as an internal control. In a preferred embodiment, regions located on the same chromosome are used. Alternatively, gonosom areas and / or specific areas with variable amounts in the sample are used. In a preferred embodiment, the DNA content, structure, composition, or modification is compared to that in another genomic region. A particularly preferred method is a method for detecting the DNA content of the sample, wherein the amount of the target region is modified by amplification and / or deletion. In another embodiment, the target region is analyzed for the presence of polymorphisms (eg, single nucleotide polymorphisms or mutations) that clinically affect or cause disease in the cells in the sample. These polymorphisms have diagnostic, prognostic, or therapeutic value. With regard to the clinical aspect, it is preferred to use sequence variation identification to define the haplotype that results in the characteristic behavior of the sample.
一実施形態では、悪性腫瘍、詳細には乳癌の予測、診断、または予後判定のための上記組成物、方法、およびキットが、生物試料中の、
(a)配列番号1から65のポリヌクレオチドから選択されたポリヌクレオチド、
(b)(a)で特定した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ッド形成し、表1の配列それぞれに特定したものと同じ生物学的機能を示すポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、
(c)配列番号66から130のポリペプチドに特定したものと同じ生物学的機能を示すポリペプチドをコードする遺伝暗号を作製したため、その配列が、(a)および(b)で特定したポリヌクレオチドから逸脱しているポリヌクレオチド、
(d)表1中の配列それぞれに特定したものと同じ生物学的機能を示すポリペプチドをコードし、(a)から(c)までに特定したポリヌクレオチド配列の特定の断片、誘導体、または対立遺伝子変異を表すポリヌクレオチド
の検出によって行われ、(a)から(d)までに特定された任意のポリヌクレオチドまたは類似体オリゴマーを、生物試料中のポリヌクレオチド物質にハイブリッド形成させて、それによって、ハイブリダイゼーション複合体を形成させる工程と、前記ハイブリダイゼーション複合体を検出する工程とを含む。
In one embodiment, the composition, method and kit for predicting, diagnosing or prognosing malignancy, particularly breast cancer, in a biological sample,
(A) a polynucleotide selected from the polynucleotides of SEQ ID NOs: 1 to 65,
(B) a polynucleotide that encodes a polypeptide that hybridizes to the polynucleotide identified in (a) under stringent conditions and exhibits the same biological function as that identified in each of the sequences in Table 1.
(C) a genetic code that encodes a polypeptide that exhibits the same biological function as that specified for the polypeptide of SEQ ID NOs: 66 to 130, so that the sequence is a polynucleotide specified in (a) and (b) A polynucleotide deviating from,
(D) a specific fragment, derivative or allele of a polynucleotide sequence that encodes a polypeptide that exhibits the same biological function as that specified for each of the sequences in Table 1, and is specified from (a) to (c) Any polynucleotide or analog oligomer identified by (a) through (d), detected by detection of a polynucleotide that represents a genetic mutation, is hybridized to the polynucleotide material in the biological sample, thereby Forming a hybridization complex and detecting the hybridization complex.
別の実施形態では、悪性腫瘍の予測、診断、または予後判定の方法を上述の通りに行うが、その際、ハイブリダイゼーションを行う前に、生物試料中のポリヌクレオチド物質を増幅する。 In another embodiment, the method of predicting, diagnosing, or determining prognosis of a malignant tumor is performed as described above, with the polynucleotide material in the biological sample being amplified prior to hybridization.
別の実施形態では、悪性腫瘍、詳細には乳癌の予測、診断、または予後判定の方法が、
(a)配列番号66から130のポリヌクレオチドから選択されたポリヌクレオチド、
(b)(a)で特定した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ッド形成し、表1の配列それぞれに特定したものと同じ生物学的機能を示すポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、
(c)表1中の配列それぞれに特定したものと同じ生物学的機能を示すポリペプチドをコードする遺伝暗号を作製したため、その配列が、(a)および(b)で特定したポリヌクレオチドから逸脱しているポリヌクレオチド、
(d)表1中の配列それぞれに特定したものと同じ生物学的機能を示すポリペプチドをコードし、(a)から(c)までに特定したポリヌクレオチド配列の特定の断片、誘導体、または対立遺伝子変異を表すポリヌクレオチド、
(e)(a)から(d)までに特定されたポリヌクレオチド配列によってコードされるポリペプチド、
(f)配列番号66から130のうちの任意ポリペプチドを含むポリペプチド、
(g)
の検出によって行われ、(a)から(d)までに特定されたポリヌクレオチド、または(e)に特定したポリペプチドと特異的に相互作用する試薬に生物試料を接触させる工程を含む。
In another embodiment, a method for predicting, diagnosing or prognosing malignant tumors, particularly breast cancer,
(A) a polynucleotide selected from the polynucleotides of SEQ ID NOs: 66 to 130,
(B) a polynucleotide that encodes a polypeptide that hybridizes to the polynucleotide identified in (a) under stringent conditions and exhibits the same biological function as that identified in each of the sequences in Table 1.
(C) Since a genetic code encoding a polypeptide having the same biological function as that specified for each of the sequences in Table 1 was prepared, the sequence deviated from the polynucleotide specified in (a) and (b). A polynucleotide,
(D) a specific fragment, derivative or allele of a polynucleotide sequence that encodes a polypeptide that exhibits the same biological function as that specified for each of the sequences in Table 1, and is specified from (a) to (c) A polynucleotide representing a genetic mutation,
(E) a polypeptide encoded by the polynucleotide sequence identified from (a) to (d);
(F) a polypeptide comprising any polypeptide of SEQ ID NOs: 66 to 130,
(G)
And a step of contacting the biological sample with a reagent specified by (a) to (d) or a reagent that specifically interacts with the polypeptide specified in (e).
1.DNAアレイ技法
一態様では、本発明は、ポリヌクレオチドプローブが、組織化されたアレイとしてDNAチップ上に固定されている方法も提供する。リソグラフィーを含めた様々な方法によって、オリゴヌクレオチドを固体支持体に結合させることができる。例えば、チップは最大410000までのオリゴヌクレオチドを保持できる(GeneChip、Affymetrix社)。本発明は、単一チップ上にポリヌクレオチドマーカーのアレイを提供することによって試験の信頼度を増大させているので、乳癌などの悪性腫瘍に関する利用可能な試験より有意に優れた利点を提供する。
1. DNA Array Technology In one aspect, the invention also provides a method in which polynucleotide probes are immobilized on a DNA chip as an organized array. Oligonucleotides can be bound to a solid support by a variety of methods, including lithography. For example, the chip can hold up to 410000 oligonucleotides (GeneChip, Affymetrix). The present invention provides significant advantages over available tests for malignant tumors such as breast cancer because it increases the reliability of the test by providing an array of polynucleotide markers on a single chip.
この方法には、生物試料の取得を含み、上記生物試料は、罹患者の生検、および血清、尿、血清、または細胞を含有する液体(例えば微細針吸引液に由来するもの)などの体液の使用でありうる。罹患者の生検は、所望により、疾患細胞が全細胞集団の約80%に濃縮されるようにクリオスタット薄切によって分画される。その後、DNAまたはRNAを抽出し、増幅し、DNAチップを用いて分析して、マーカーポリヌクレオチド配列が存在するか、存在しないか判定する。一実施形態では、ポリヌクレオチドプローブを基質上に2次元元行列、すなわちアレイの形態にスポットする。ポリヌクレオチドの試料は標識して、その後、上記プローブにハイブリッド形成させることができる。プローブポリヌクレオチドに結合した標識試料ポリヌクレオチドを含む二本鎖ポリヌクレオチドは、試料中にある結合しなかった部分が洗い流された後に検出できる。 This method includes obtaining a biological sample, the biological sample being a biopsy of the affected person and a body fluid such as fluid containing serum, urine, serum, or cells (eg, derived from fine needle aspirate) Can be used. The affected biopsy is optionally fractionated by cryostat slices so that the diseased cells are enriched to about 80% of the total cell population. DNA or RNA is then extracted, amplified, and analyzed using a DNA chip to determine whether a marker polynucleotide sequence is present or absent. In one embodiment, polynucleotide probes are spotted on a substrate in a two-dimensional original matrix, ie, in the form of an array. A sample of the polynucleotide can be labeled and then hybridized to the probe. Double-stranded polynucleotides comprising labeled sample polynucleotides bound to probe polynucleotides can be detected after the unbound portions in the sample have been washed away.
プローブポリヌクレオチドは、ガラス、ニトロセルロースなどを含めた基質上にスポットすることができる。プローブは、共有結合によって、あるいは、疎水性相互作用などの非特異的な相互作用によって基質に結合させることができる。試料ポリヌクレオチドは、放射性標識、蛍光色素、発色団などを用いて標識することができる。アレイを構築する技法、これらのアレイを使用する方法は、欧州特許第0799897号、国際公開第97/29212号、国際公開第97/27317号、欧州特許第0785280号、国際公開第97/02357号、米国特許第5593839号、米国特許第5578832号、欧州特許第0728520号、米国特許第5599695号、欧州特許第0721016号、米国特許第5556752号、国際公開第95/22058号、および米国特許第5631734号に記載されている。さらに、アレイは、遺伝子の差次的発現を検査するのに用いることができ、また、遺伝子機能を測定するのに用いることができる。例えば、これらのポリヌクレオチド配列のいずれかが、例えば正常細胞と疾患細胞との間で差次的に発現されているかどうかを確認するのに、このポリヌクレオチド配列のアレイを用いることができる。疾患試料中の特定のメッセージの発現が高く、対応する正常な試料でこれが観測されない場合、それは乳癌特異的なタンパク質を示している可能性がある。 The probe polynucleotide can be spotted on a substrate including glass, nitrocellulose and the like. The probe can be bound to the substrate by covalent bonds or by non-specific interactions such as hydrophobic interactions. The sample polynucleotide can be labeled using a radioactive label, a fluorescent dye, a chromophore or the like. Techniques for constructing arrays and methods for using these arrays are described in EP 0799897, WO 97/29212, WO 97/27317, EP 0785280, WO 97/02357. U.S. Pat. No. 5,593,839, U.S. Pat. No. 5,578,832, European Patent No. 0728520, U.S. Pat. In the issue. In addition, arrays can be used to examine differential expression of genes and can be used to measure gene function. For example, this array of polynucleotide sequences can be used to determine whether any of these polynucleotide sequences are differentially expressed, for example, between normal and diseased cells. If the expression of a particular message in a disease sample is high and this is not observed in the corresponding normal sample, it may indicate a breast cancer specific protein.
したがって、一態様では、本発明は、配列番号1から65のポリヌクレオチド配列に特異的なプローブとプライマーを提供する。 Accordingly, in one aspect, the present invention provides probes and primers specific for the polynucleotide sequences of SEQ ID NOs: 1-65.
一実施形態では、上記組成物、方法、およびキットは、患者から得た組織中に悪性癌、詳細には乳癌細胞が存在するかどうか決定するための、ポリヌクレオチドプローブの使用を含む。詳細には、上記方法は、
1)配列番号1から65のポリヌクレオチドから選択されたポリヌクレオチドのコード配列の一部に相補的な長さが少なくとも12ヌクレオチド、好ましくは少なくとも15ヌクレオチド、より好ましくは25ヌクレオチド、最も好ましくは少なくとも40ヌクレオチド、そして、最大、上記コード配列のすべてもしくはほとんどすべてまでのヌクレオチド配列またはそれに相補的な配列を含むポリヌクレオチドプローブを準備する工程と、
2)悪性腫瘍を有する患者から組織試料を取得する工程と、
3)悪性腫瘍をもたない患者からの第2の組織試料を準備する工程と、
4)上記ポリヌクレオチドプローブを、前記1および第2の組織試料それぞれのRNAとストリンジェントな条件下で接触させる(例えば、ノーザンブロットまたはin situハイブリダイゼーションアッセイで)工程と、
5)(a)第1の組織試料のRNAとの上記プローブのハイブリダイゼーション量と、(b)第2の組織試料のRNAとのプローブのハイブリダイゼーションの量とを比較する工程と
を含み、この方法では、第2の組織試料のRNAとのハイブリダイゼーションの量と比較して、第1の組織試料のRNAとのハイブリダイゼーションの量に統計的な有意の差異がある場合、それは第1の組織試料における悪性腫瘍、詳細には乳癌の存在を示す。
In one embodiment, the compositions, methods, and kits comprise the use of a polynucleotide probe to determine whether malignant cancer, particularly breast cancer cells, are present in tissue obtained from a patient. Specifically, the above method
1) A length complementary to a portion of the coding sequence of a polynucleotide selected from the polynucleotides of SEQ ID NOs: 1 to 65 is at least 12 nucleotides, preferably at least 15 nucleotides, more preferably 25 nucleotides, most preferably at least 40 Providing a polynucleotide probe comprising nucleotides and a nucleotide sequence up to all or almost all of the coding sequence or a sequence complementary thereto;
2) obtaining a tissue sample from a patient having a malignant tumor;
3) preparing a second tissue sample from a patient having no malignancy;
4) contacting the polynucleotide probe with the RNA of each of the first and second tissue samples under stringent conditions (eg, in a Northern blot or in situ hybridization assay);
5) (a) comparing the amount of hybridization of the probe with RNA of the first tissue sample, and (b) comparing the amount of hybridization of the probe with RNA of the second tissue sample, In the method, if there is a statistically significant difference in the amount of hybridization of the first tissue sample with RNA compared to the amount of hybridization of the second tissue sample with RNA, The presence of malignant tumors in the sample, in particular breast cancer, is indicated.
2.データ分析
基準発現レベル、例えば、乳癌の疾患細胞または正常な対応細胞における発現レベルと、1つまたは複数の「乳癌遺伝子」の発現レベルとの比較は、コンピュータシステムを用いて行うことが好ましい。一実施形態では、2つの細胞で発現レベルを取得し、これら2セットの発現レベルを、比較用のコンピュータシステムに導入する。好ましい一実施形態では、コンピュータシステムに既に存在しているか、後でコンピュータシステムに導入するコンピュータ読み込み可能な形態の値と比較するために、1セットの発現レベルをコンピュータシステムに導入する。
2. Data analysis Comparison of a reference expression level, eg, an expression level in a diseased breast cancer cell or a normal counterpart cell, with the expression level of one or more “breast cancer genes” is preferably performed using a computer system. In one embodiment, expression levels are obtained in two cells and these two sets of expression levels are introduced into a comparative computer system. In a preferred embodiment, a set of expression levels is introduced into the computer system for comparison with computer-readable form values that already exist in the computer system or are later introduced into the computer system.
一態様では、本発明は、本発明の遺伝子発現プロフィールデータ、または疾患細胞における、少なくとも1つの「乳癌遺伝子」の発現レベルに対応する値のコンピュータの読み込み可能な形態を提供する。この値は、実験、例えば、マイクロアレイ分析から得られたmRNA発現レベルでもよい。この値は、多数の条件、例えばGAPDHの下で、多数の細胞で発現が一定である基準遺伝子と比較して正規化されたmRNAレベルでもよい。他の実施形態では、コンピュータ内にある値が、異なった試料間の正規または非正規のmRNAレベルの比率または相違である。 In one aspect, the invention provides a computer readable form of the gene expression profile data of the invention, or a value corresponding to the expression level of at least one “breast cancer gene” in diseased cells. This value may be an mRNA expression level obtained from an experiment, eg, microarray analysis. This value may be a normalized mRNA level compared to a reference gene whose expression is constant in a number of cells under a number of conditions, for example GAPDH. In other embodiments, the value in the computer is the ratio or difference of normal or non-normal mRNA levels between different samples.
遺伝子発現プロフィールデータは、Excelの表など、表の形態のものでよい。データは単独のものでも、より大きなデータベース、例えば他の発現プロフィールを含むものの一部でもよい。例えば、本発明の発現プロフィールデータは、公開データベースの一部でもよい。コンピュータの読み込み可能な形態はコンピュータ内に存在できる。別の実施形態では、本発明は、遺伝子発現プロフィールデータを表示するコンピュータを提供する。 The gene expression profile data may be in the form of a table, such as an Excel table. The data can be alone or can be part of a larger database, such as those containing other expression profiles. For example, the expression profile data of the present invention may be part of a public database. A computer readable form can exist in the computer. In another embodiment, the present invention provides a computer that displays gene expression profile data.
一実施形態では、本発明は、第1の細胞、例えば対象の細胞における、1つまたは複数の「乳癌遺伝子」の発現レベルと、第2の細胞における発現レベルとの間にある類似性を判定する方法を提供し、この方法は、第1の細胞における1つまたは複数の「乳癌遺伝子」の発現レベルを取得する工程と、第2の細胞における1つまたは複数の「乳癌遺伝子」の発現レベルに対応する値を含む記録を含有するデータベースと、比較用に選択された1つまたは複数の値を、コンピュータ内に保存されているデータと共に受容できるプロセッサー命令、例えばユーザインタフェースとを含むコンピュータにこれらの値を入力する工程とを含む。上記コンピュータは、さらに、比較データを線図もしくは図表または他のタイプの出力に変換する手段を含むものでもよい。 In one embodiment, the present invention determines the similarity between the expression level of one or more “BREAST CANCER GENE” in a first cell, eg, the subject cell, and the expression level in a second cell. Obtaining a level of expression of one or more “breast cancer genes” in the first cell; and a level of expression of one or more “breast cancer genes” in the second cell. Databases containing records containing values corresponding to and processor instructions that can accept one or more values selected for comparison with data stored in the computer, such as a user interface Inputting the value of. The computer may further include means for converting the comparison data into a diagram or chart or other type of output.
別の実施形態では、複数の細胞から取得した基準発現レベルを有する1つまたは複数のデータベースを含むコンピュータシステムに、「乳癌遺伝子」の発現レベルを表す値を入力される。例えば、上記コンピュータは、疾患細胞および正常細胞の発現データを含む。命令がコンピュータに与えられ、コンピュータは、コンピュータ内にあるデータと、入力されたデータを比較し、入力されたデータが、正常細胞のデータまたは疾患細胞のデータのいずれにより類似しているかを判定することができる。 In another embodiment, a value representing the expression level of a “BREAST CANCER GENE” is entered into a computer system that includes one or more databases having a reference expression level obtained from a plurality of cells. For example, the computer includes expression data for diseased cells and normal cells. Instructions are given to the computer, which compares the data in the computer with the entered data and determines whether the entered data is more similar to normal cell data or diseased cell data be able to.
別の実施形態では、コンピュータが、乳癌の異なったステージにある対象の細胞における発現レベルの値を含み、コンピュータは、保存されているデータと、コンピュータに入力された発現データを比較することができ、対象の乳癌のステージを判定するなど、コンピュータ内の発現プロフィールのどれに、入力されたデータが最も類似しているかを示す結果を産生する。 In another embodiment, the computer includes expression level values in cells of interest at different stages of breast cancer, and the computer can compare the stored data with the expression data entered into the computer. Producing a result indicating which of the in-computer expression profiles the input data is most similar, such as determining the stage of the subject's breast cancer.
さらに別の実施形態では、コンピュータ内の基準発現プロフィールが、乳癌の治療に使用されている薬物で、in vivoまたはin vitroで処置された、1つまたは複数の対象の乳癌の細胞から得られた発現プロフィールである。上記薬物でin vitroまたはin vivoで処理された、対象の細胞の発現データを入力することによって、コンピュータは、入力されたデータをコンピュータ内のデータと比較するように命令され、コンピュータに入力された発現データが、上記薬物に反応している対象の細胞のデータにより類似しているか、あるいは薬物に反応していない対象の細胞のデータにより類似しているかを示す結果を提供する。したがって、その結果は、対象がその薬物を用いた治療に反応する可能性が高いか、あるいはそれに反応する可能性が低いかを示すものである。 In yet another embodiment, the in-computer reference expression profile was obtained from breast cancer cells of one or more subjects treated in vivo or in vitro with a drug used to treat breast cancer. Expression profile. By inputting the expression data of the cells of interest processed in vitro or in vivo with the above drugs, the computer was instructed to compare the entered data with the data in the computer and entered into the computer Results are provided that indicate whether the expression data is more similar to the data of the subject's cells responding to the drug or the data of the subject's cells not responding to the drug. Thus, the results indicate whether the subject is likely to respond to treatment with the drug or is less likely to respond to it.
一実施形態では、本発明は、1つまたは複数の遺伝子の遺伝子発現データを受容する手段と、前記1つまたは複数の遺伝子それぞれから得られた遺伝子発現データを、共通の基準フレームと比較する手段と、比較の結果を表示する手段とを含むシステムを提供する。このシステムは、さらに、データをクラスタリングさせる手段を含んでもよい。 In one embodiment, the present invention provides means for receiving gene expression data for one or more genes and means for comparing gene expression data obtained from each of the one or more genes with a common reference frame. And a means for displaying the result of the comparison. The system may further include means for clustering the data.
本発明の一実施形態では、主成分分析(PCA)または部分的最少2乗判別分析(PLS−DA)などの統計的分析を発現データに適用する。PLS−DAは、観測(試料)よりはるかに多数の変数(遺伝子)を考慮に入れなければならない場合に優れている。発明者らは、小さな個別の遺伝子セットを審査して、化学療法前および化学療法後の試料を分離するPLSの識別能を評価する、加えて、発明者らは、対試料および2つの処置条件を分離する主要成分の同定を用いて、古典的なPCAアルゴリズムに挑戦した。 In one embodiment of the invention, statistical analysis such as principal component analysis (PCA) or partial least square discriminant analysis (PLS-DA) is applied to the expression data. PLS-DA is superior when much more variables (genes) must be taken into account than observations (samples). The inventors will examine a small set of genes to assess the ability of PLS to separate pre- and post-chemotherapy samples, in addition, we will have a counter-sample and two treatment conditions The classic PCA algorithm was challenged with the identification of the major components that separated the.
発明者らは、25の腫瘍試料すべての発現データをPCAおよびPLS−DA分析で用いた。第1の反復レベルのPLS−DA分析は、以前に階層クラスタリング分析で使用した、確実に発現されている249の遺伝子すべてを用いて行った。分析の途上で、両方のPLS成分を用いて1.8を超えるVIP(variable importance in the projection)を有するというカットオフ基準を満たした遺伝子を選択した。SIMCA−P分析ソフトウェアを用いて行った第2反復のPLS−DAでは、過適合したシステムの作動を回避するため、1.8の閾値を超えるVIPを有する遺伝子(n=25)のみを個別に再分析した(遺伝子を表Xに示す)。 We used expression data from all 25 tumor samples in PCA and PLS-DA analyses. The first repetitive level PLS-DA analysis was performed using all of the 249 genes that were positively expressed previously used in the hierarchical clustering analysis. During the analysis, both PLS components were used to select genes that met the cutoff criteria of having a VIP (variable importance in the projection) greater than 1.8. In the second iteration of PLS-DA performed using SIMCA-P analysis software, only genes with VIPs exceeding the 1.8 threshold (n = 25) were individually identified to avoid over-conforming system operation. Reanalyzed (genes are shown in Table X).
以前に記述した遺伝子の統計的抽出に関しては、クラス定義の問題が2に限定されている(98)ので、単純なt検定の使用が絶対的に適切であるが、PLS−DAに用いたVIP評価基準の方が汎用的であり、かつ識別能が高い。データの正規分布は標準的なパラメトリックt検定のみに通用する仮定であるが、PLS−DAは、データが正規分布していないという問題によって妨害されない。これは、本研究のように比較的少ない数の標本を操作する場合には非常に重要である。 For the statistical extraction of genes described previously, the class definition problem is limited to 2 (98), so the use of a simple t-test is absolutely appropriate, but the VIP used for PLS-DA The evaluation standard is more versatile and has higher discrimination ability. Although the normal distribution of data is an assumption that only applies to standard parametric t-tests, PLS-DA is not disturbed by the problem that the data is not normally distributed. This is very important when working with a relatively small number of specimens as in this study.
PCAでは、化学療法前および化学療法後の全試料が混成的に分散するが、それらは、PLS−DAによって明確な領域に分類される。さらに、汎用性を試験するために、並びかえ検定を行った。既存のモデルが、最も予測力の高い選択肢であるかどうか点検する原則として、Y軸切片がR2<0.3かつQ2<0.05となるべきである。R2線が水平に近い場合には、この試験は、モデルが過適合していることを示す(99)。並びかえ分析は、現在のモデルが最も高い予測力があることを明らかにした。したがって、化学療法の実施によって個々の試料対それぞれの内部で引き起こされた変化を、PLS解析の使用によって同定することが可能であった。しかし、患者に応じて絶対値が異なることは明白である。表3に記載のVIP値は、選択された25の遺伝子を伴うモデルに対応し、最適化されていないモデルで得られるものより低い値を示しているが、これは、既に報告されている現象である(100)。 In PCA, all samples before and after chemotherapy are mixedly distributed, but they are classified into distinct regions by PLS-DA. Furthermore, a reordering test was performed to test versatility. As a principle of checking whether an existing model is the most predictable option, the Y-axis intercept should be R 2 <0.3 and Q 2 <0.05. When R 2 wire is close to horizontal, the test indicates that the model is over-fit (99). Reordering analysis revealed that the current model has the highest predictive power. Thus, it was possible to identify changes caused by the implementation of chemotherapy within each individual sample pair by use of PLS analysis. However, it is clear that the absolute value varies depending on the patient. The VIP values listed in Table 3 correspond to the model with the 25 genes selected and show lower values than those obtained with the non-optimized model, which is an already reported phenomenon (100).
別の実施形態では、本発明は、遺伝子発現データを分析するコンピュータプログラムを提供し、このコンピュータプログラムは、(i)複数の遺伝子の遺伝子発現データを入力として受容するコンピュータコードと、(ii)前記複数の遺伝子それぞれから得られた前記遺伝子発現データを共通の基準フレームと比較するコンピュータコードとを含む。 In another embodiment, the present invention provides a computer program for analyzing gene expression data, the computer program comprising: (i) computer code that accepts gene expression data of a plurality of genes as input; and (ii) said Computer code for comparing the gene expression data obtained from each of a plurality of genes with a common reference frame.
本発明は、(i)クエリー細胞における、乳癌に特徴的な1つまたは複数の遺伝子の発現レベルに対応する複数の値を、1つまたは複数の基準細胞の基準発現または発現プロフィールデータおよび細胞型のアノテーションを含む記録を含むデータベースと比較する工程と、(ii)クエリー細胞がどの細胞に最も類似しているかを、発現プロフィールの類似性に基づいて示す工程とを実行するプログラム命令を含有する機械読み取り可能またはコンピュータ読み込み可能な媒体も提供する。基準細胞は、乳癌の異なったステージにある対象から得られた細胞でよい。基準細胞は、特定の薬物療法に対して反応性または非反応性の対象から得られた細胞でもよく、所望により、上記薬物と共にin vitroまたはin vivoでインキュベートすることができる。 The present invention provides (i) a plurality of values corresponding to expression levels of one or more genes characteristic of breast cancer in query cells, reference expression or expression profile data of one or more reference cells, and cell type. A machine comprising program instructions for performing a comparison with a database containing records containing annotations of: and (ii) indicating which cell the query cell is most similar to based on similarity of expression profiles A readable or computer readable medium is also provided. The reference cell may be a cell obtained from a subject at a different stage of breast cancer. The reference cell may be a cell obtained from a subject that is responsive or non-responsive to a particular drug therapy, and can be incubated with the drug in vitro or in vivo, if desired.
基準細胞は、いくつかの異なった処置に対して反応性または非反応性の対象から得られた細胞でもよく、コンピュータシステムが、その対象に好ましい処置を示す。したがって、本発明は、乳癌を有する患者の治療を選択する方法を提供し、この方法は、(i)患者の疾患細胞における、乳癌に特徴的な1つまたは複数の遺伝子の発現レベルを提供する工程と、(ii)複数の基準プロフィールを提供する工程であって、基準プロフィールのそれぞれが治療に関連しており、対象の発現プロフィールおよび各基準プロフィールが複数の値を有し、上記値のそれぞれが、乳癌に特徴的な遺伝子の発現レベルを表す工程と、(iii)対象の発現プロフィールに最も類似した基準プロフィールを選択し、それによって、前記患者の治療を選択する工程とを含む。好ましい実施形態では、コンピュータによって工程(iii)が実行される。最も類似した基準プロフィールは、対応する発現データに関連した重み値を用いて、複数の比較値に重みづけすることによって選択できる。 The reference cell may be a cell obtained from a subject that is responsive or non-responsive to a number of different treatments, and the computer system indicates the preferred treatment for that subject. Accordingly, the present invention provides a method of selecting treatment for a patient having breast cancer, which method provides (i) the expression level of one or more genes characteristic of breast cancer in the patient's disease cells. And (ii) providing a plurality of reference profiles, each of the reference profiles being associated with a treatment, wherein the subject expression profile and each reference profile has a plurality of values, each of the above values Representing the expression level of a gene characteristic of breast cancer and (iii) selecting a reference profile most similar to the expression profile of the subject, thereby selecting treatment for said patient. In a preferred embodiment, step (iii) is performed by a computer. The most similar reference profile can be selected by weighting multiple comparison values using a weight value associated with the corresponding expression data.
2つの生物試料におけるmRNAの相対量は、摂動およびその測定規模(すなわち、試験されるmRNAの2つの供給源で存在量が異なる)として、あるいは無摂動(すなわち、相対的量が同じである)として記録できる。様々な実施形態で、2つのRNA供給源相互の相違の係数が少なくとも約25%(一方の供給源からのRNAが、もう一方の供給源からのRNAより25%多い)、より通常には約50%、より頻繁には2(2倍多い)、3(3倍多い)、または5(5倍多い)である場合、その相違を摂動として記録する。コンピュータによって、摂動を計算および発現比較に用いることができる。 The relative amount of mRNA in the two biological samples is perturbed and its magnitude of measurement (ie, the abundance is different at the two sources of mRNA being tested) or unperturbed (ie, the relative amount is the same). Can be recorded as In various embodiments, the coefficient of difference between the two RNA sources is at least about 25% (25% more RNA from one source than RNA from the other source), more usually about If it is 50%, more frequently 2 (2 times more), 3 (3 times more), or 5 (5 times more), the difference is recorded as a perturbation. The computer can use perturbations for calculations and expression comparisons.
摂動を陽性または陰性として認識するのに加えて、摂動の規模を測定すると有利である。これは、上述の通り、差次的標識に使用された2つの蛍光色素の発光の比率を計算することによって、あるいは、当業者に容易に明らかになる類似の方法によって実行できる。 In addition to recognizing perturbations as positive or negative, it is advantageous to measure the magnitude of the perturbations. This can be done by calculating the ratio of the emission of the two fluorescent dyes used for differential labeling, as described above, or by similar methods that will be readily apparent to those skilled in the art.
コンピュータの読み込み可能な媒体は、さらに、乳癌のステージまたは乳癌の治療に関する記述子へのポインタを含んでもよい。 The computer readable medium may further include a pointer to a descriptor relating to breast cancer stage or breast cancer treatment.
演算には、ハードウェアまたはハードウェアおよびソフトウェア;コンピュータプログラムによって指示される、本明細書で詳細に特定されているオペレーションを行う、プログラムされたコンピュータの論理回路または他の構成要素;または本明細書に記載した特定の様式でコンピュータを機能させるコンピュータプログラムを表す実行可能な命令でコードされたコンピュータメモリーによって実施される、本発明のシステムのコンテクスト内にある遺伝子発現データを受容する手段、遺伝子発現データを比較する手段、表示の手段、正規化の手段、およびクラスタリングの手段が、本明細書に記載の各機能を備えた、プログラムされたコンピュータと関与しうる。 Arithmetic includes hardware or hardware and software; a programmed computer logic circuit or other component that performs the operations specified herein in detail, as indicated by a computer program; or Means for accepting gene expression data within the context of the system of the present invention, implemented by a computer memory encoded with executable instructions representing a computer program that causes the computer to function in a specific manner as described in 1. The means for comparing, the means for display, the means for normalization, and the means for clustering can be associated with a programmed computer having the functions described herein.
本発明のシステムおよび方法は、MS−DOSまたはMicrosoft Windowsを実行するIBM互換のパーソナルコンピュータを含めた様々なシステムに適用できることを当業者は理解するであろう。 Those skilled in the art will appreciate that the systems and methods of the present invention can be applied to a variety of systems, including IBM compatible personal computers running MS-DOS or Microsoft Windows.
コンピュータは、外部構成要素に連結された内部構成要素を有してもよい。内部構成要素は、メインメモリーに相互接続されたプロセッサーエレメントを含んでもよい。コンピュータシステムは、200MHzまたはより大きなクロックレートのIntel Pentium(登録商標)ベースのプロセッサーであって、32MB以上のメインメモリーを備えたものでよい。外部構成要素は大容量記憶装置を含んでもよく、それは、1つまたは複数のハードディスク(これは、通常、プロセッサーおよびメモリーと共に包装されている)でありうる。そのようなハードディスクは、通常、1GB、またはさらに大きな記憶容量のものである。他の外部構成要素には、入力装置と共にユーザインタフェース装置が含まれ、ユーザインタフェース装置はモニターでよく、入力装置は、「マウス」、または他のグラフィック入力装置、および/またはキーボードでよい。印刷装置もコンピュータに装着することができる。 The computer may have an internal component coupled to the external component. The internal component may include a processor element interconnected to the main memory. The computer system may be an Intel Pentium®-based processor with a 200 MHz or higher clock rate with 32 MB or more of main memory. The external component may include a mass storage device, which may be one or more hard disks (usually packaged with a processor and memory). Such hard disks are usually of 1 GB or greater storage capacity. Other external components include a user interface device along with an input device, which may be a monitor and the input device may be a “mouse” or other graphic input device and / or a keyboard. A printing device can also be attached to the computer.
通常、コンピュータシステムは、ネットワークリンクにも連結される。ネットワークリンクは、他の局在コンピュータシステム、遠隔コンピュータシステム、またはインターネットなどの広域通信網へのイーサネットリンクの部分でありうる。このネットワークリンクは、他のコンピュータシステムとデータおよびプロセシングタスクを共有するコンピュータシステムを可能にする。 Usually, the computer system is also coupled to a network link. The network link may be part of an Ethernet link to another localized computer system, a remote computer system, or a wide area network such as the Internet. This network link allows a computer system to share data and processing tasks with other computer systems.
このシステムの演算中に、いくつかのソフトウェア構成要素がメモリーにロードされる。それらには、当技術分野で標準的なものも、本発明に特別なものもある。これらのソフトウェア構成要素は、本発明の方法に従って、集合的にコンピュータシステムを機能させる。これらのソフトウェア構成要素は、通常、大容量記憶装置に保存される。ソフトウェア構成要素はオペレーティングシステムを表し、オペレーティングシステムは、コンピュータシステムとそのネットワーク相互接続を管理する役割を有する。このオペレーティングシステムは、例えば、Windows 95、Windows 98、またはWindows NTなど、Microsoft社のWindowsファミリーのものでよい。ソフトウェア構成要素は、本発明に特異的な方法を実施するプログラムを補助する、このシステム上に都合良く存在する共通言語および機能を表す。本発明の解折法をプログラムするのに、多数の高レベルまたは低レベルのコンピュータ言語が使用できる。命令は、実行時間中に解釈されても、またはコンパイルされてもよい。好ましい言語には、C/C++、およびJava(登録商標)が含まれる。本発明の方法は、数学ソフトウェアパッケージでプログラムするのが最も好ましい。数学ソフトウェアパッケージは、記号による方程式の入力と、使用されるアルゴリズムを含めたプロセシングの高レベルな特異化を可能にし、それによって、個々の方程式またはアルゴリズムを手続きによってプログラムする必要性からユーザを解放する。そのようなパッケージには、Mathworks社(米国マサチューセッツ州Natick所在)のMatlab、Wolfram Research社(米国イリノイ州Champaign所在)のMathematica、Math Soft社のS−Plus(米国マサチューセッツ州Cambridge所在)が含まれる。したがって、ソフトウェア構成要素は、手続き型言語または記号パッケージでプログラムされた本発明の解折法を表す。好ましい一実施形態では、コンピュータシステムが、乳癌に特徴的な1つまたは複数の遺伝子の発現のレベルを表す値を含むデータベースも含有する。データベースは、様々な細胞における、乳癌に特徴的な遺伝子の1つまたは複数の発現プロフィールを含有しうる。 During the operation of this system, several software components are loaded into memory. Some are standard in the art and others are specific to the present invention. These software components collectively cause the computer system to function according to the method of the present invention. These software components are typically stored on a mass storage device. A software component represents an operating system, which is responsible for managing the computer system and its network interconnections. The operating system may be of the Microsoft Windows family, such as Windows 95, Windows 98, or Windows NT, for example. Software components represent common languages and functions that conveniently exist on this system to assist programs that implement the methods specific to the present invention. A number of high or low level computer languages can be used to program the folding method of the present invention. The instructions may be interpreted during execution time or compiled. Preferred languages include C / C ++ and Java®. Most preferably, the method of the present invention is programmed with a mathematical software package. The math software package allows high-level singularization of processing, including symbolic equations and the algorithms used, thereby freeing the user from the need to program individual equations or algorithms procedurally . Such packages include Matlab of Mathworks (Natick, Massachusetts, USA), Matthematica of Wolfram Research (Champaign, Ill., USA), and S-Plus of Math Soft, Inc. (Camb, Massachusetts, USA). Thus, the software component represents the solution of the present invention programmed in a procedural language or symbolic package. In a preferred embodiment, the computer system also contains a database containing values representing the level of expression of one or more genes characteristic of breast cancer. The database may contain one or more expression profiles of genes characteristic of breast cancer in various cells.
例示的実施態様では、本発明の方法を実施するのに、ユーザは発現プロファイルデータを最初にコンピュータシステムにロードする。これらのデータは、モニターとキーボードとからユーザによって直接入力することも、ネットワーク結合によって連結された他のコンピュータシステムから入力することも、CD−ROMもしくはフロッピィディスクなどのリムーバブル記憶媒体から入力することも、ネットワークを通して入力することもできる。次に、ユーザは、例えば、同時変動する遺伝子群にクラスタリングして、比較工程を実行する発現プロフィール分析ソフトウェアの実行を引き起こす。 In an exemplary embodiment, to perform the method of the present invention, the user first loads expression profile data into the computer system. These data can be input directly by the user from the monitor and keyboard, input from another computer system connected by network connection, or input from a removable storage medium such as a CD-ROM or floppy disk. It can also be entered through the network. Next, the user causes, for example, the execution of expression profile analysis software that clusters into co-fluctuating genes and performs the comparison process.
別の例示的実施態様では、米国特許第6203987号に記載の方法を用いて発現プロフィールを比較する。ユーザは、最初に、発現プロフィールデータをコンピュータシステムにロードする。Genesetプロフィール定義を、記憶媒体または遠隔コンピュータから、好ましくは動的genesetデータベースシステムからネットワークを介してメモリーにロードする。次に、ユーザは、発現プロフィールを投影発現プロフィールに変換する工程を行う投影ソフトウェアの実行を引き起こす。その後、投影発現プロファイルを表示する。 In another exemplary embodiment, expression profiles are compared using the method described in US Pat. No. 6,203,987. The user first loads expression profile data into the computer system. Geneset profile definitions are loaded into memory from a storage medium or remote computer, preferably from a dynamic geneset database system, over a network. The user then causes execution of projection software that performs the process of converting the expression profile into a projected expression profile. Thereafter, the projected expression profile is displayed.
さらに別の例示的実施態様では、ユーザは、最初に投影プロフィールをメモリーに導く。その後、ユーザは、メモリーへの基準プロフィールのローディングを引き起こす。次に、ユーザは、プロフィールを客観的に比較する工程を行う比較ソフトウェアの実行を引き起こす。 In yet another exemplary embodiment, the user first leads the projection profile to memory. The user then causes loading of the reference profile into memory. The user then causes execution of comparison software that performs the process of objectively comparing the profiles.
3.変種ポリヌクレオチド配列の検出
さらに別の実施形態では、本発明は、配列番号1から65のポリヌクレオチドのいずれによってコードされるポリペプチドのいずれか1つの異常な活性に関連した、悪性腫瘍、例えば乳癌を発症する素因など、対象が疾患を発症する危険にあるかどうか判定する方法を提供し、ポリペプチドの異常な活性が、
(i)マーカーポリペプチドをコードする遺伝子の完全性に影響を与える改変、または
(ii)コードしているポリヌクレオチドの誤発現
のうちの少なくとも1つを特徴とする遺伝的損傷の存在もしくは不在を検出することによって特徴付けられる。
3. Detection of Variant Polynucleotide Sequences In yet another embodiment, the invention relates to a malignant tumor, such as breast cancer, associated with an abnormal activity of any one of the polypeptides encoded by any of the polynucleotides of SEQ ID NOs: 1-65. Provides a method for determining whether a subject is at risk of developing a disease, such as a predisposition to develop
The presence or absence of genetic damage characterized by at least one of (i) a modification affecting the integrity of the gene encoding the marker polypeptide, or (ii) misexpression of the encoding polynucleotide. Characterized by detecting.
そのような遺伝的損傷は、例えば、
I.ポリヌクレオチド配列からの1つまたは複数のヌクレオチドの欠失、
II.ポリヌクレオチド配列への1つまたは複数のヌクレオチドの付加、
III.ポリヌクレオチド配列の1つまたは複数のヌクレオチドの置換、
IV.ポリヌクレオチド配列の大規模染色体再配列、
V.ポリヌクレオチド配列のmRNA転写物レベルの大規模な改変、
VI.ゲノムDNAのメチル化パターンの異常など、ポリヌクレオチド配列の修飾異常、
VII.遺伝子のmRNA転写物の非野生型スプライシングパターンの存在、
VIII.マーカーポリペプチドの非野生型レベル、
IX.遺伝子のアレル消失、
X.マーカーポリペプチドの不適切な翻訳後修飾
のうちの少なくとも1つの存在を確かめることによって検出できる。
Such genetic damage is, for example,
I. Deletion of one or more nucleotides from the polynucleotide sequence;
II. Addition of one or more nucleotides to a polynucleotide sequence;
III. Substitution of one or more nucleotides of the polynucleotide sequence;
IV. A large-scale chromosomal rearrangement of the polynucleotide sequence,
V. Extensive alteration of the mRNA transcript level of the polynucleotide sequence,
VI. Abnormal modification of polynucleotide sequence, such as abnormal methylation pattern of genomic DNA,
VII. The presence of a non-wild type splicing pattern of the mRNA transcript of the gene,
VIII. A non-wild type level of the marker polypeptide,
IX. Gene allele disappearance,
X. It can be detected by confirming the presence of at least one of the inappropriate post-translational modifications of the marker polypeptide.
本発明は、コードしているポリヌクレオチド配列中の変異を検出するアッセイ技法を提供する。これらの方法には、配列分析、サザンブロットハイブリダイゼーション、制限酵素部位マッピングを用いた方法、ならびに分析されているポリヌクレオチドとプローブとの間のヌクレオチド対合の不在の検出を用いた方法が含まれるが、これらに限定されない。 The present invention provides assay techniques for detecting mutations in the encoding polynucleotide sequence. These methods include methods using sequence analysis, Southern blot hybridization, restriction enzyme site mapping, and detection of the absence of nucleotide pairings between the polynucleotide being analyzed and the probe. However, it is not limited to these.
特定の疾患または障害、例えば遺伝病または遺伝障害は、特定の遺伝子の多型領域における特定のアレルの変種に関連しているが、それらが必ず変異型タンパク質をコードしているわけではない。したがって、対象における、遺伝子の多型領域での特定のアレル変種の存在は、対象が特定の疾患または障害を発症しやすくする可能性がある。個体集団で遺伝子のヌクレオチド配列を決定することによって、遺伝子内の多型領域を同定することができる。多型領域が同定されたならば、個体、例えば、乳癌など、特定の疾患を発症した個体の特定の集団を研究することによって、特定の疾患との関連を判定することができる。多型領域は遺伝子の任意の領域、例えば、エキソン、エキソンのコード領域または非コード領域、イントロン、およびプロモーター領域に位置することができる。 Certain diseases or disorders, such as genetic diseases or disorders, are associated with particular allelic variants in a polymorphic region of a particular gene, but they do not necessarily encode mutant proteins. Thus, the presence of a particular allelic variant in a polymorphic region of a gene in a subject can make the subject more likely to develop a particular disease or disorder. By determining the nucleotide sequence of a gene in an individual population, polymorphic regions within the gene can be identified. Once a polymorphic region has been identified, an association with a particular disease can be determined by studying a particular population of individuals, such as breast cancer, who have developed a particular disease. A polymorphic region can be located in any region of a gene, eg, an exon, an exon coding or non-coding region, an intron, and a promoter region.
例示的実施形態では、ある遺伝子またはその自然発生変異体のセンスまたはアンチセンス配列、あるいは対象の遺伝子またはその自然発生変異体に自然状態で連結している5’もしくは3’隣接配列またはイントロン配列にハイブリッド形成できるヌクレオチド配列の領域を含有するポリヌクレオチドプローブを含むポリヌクレオチド組成物を提供する。細胞のポリヌクレオチドを、ハイブリダイゼーションに接触可能にし、プローブを、試料のポリヌクレオチドと接触させ、試料ポリヌクレオチドへのプローブのハイブリダイゼーションを検出する。欠失、置換などを含めたゲノムレベルまたはmRNAレベルのいずれかにおける損傷またはアレル変種を検出するのに、また、mRNA転写物のレベルを決定するのに、そのような技法を用いることができる。 In exemplary embodiments, a sense or antisense sequence of a gene or naturally occurring variant thereof, or a 5 ′ or 3 ′ flanking sequence or intron sequence that is naturally linked to the gene of interest or naturally occurring variant thereof. A polynucleotide composition comprising a polynucleotide probe containing a region of a nucleotide sequence capable of hybridizing is provided. The cellular polynucleotide is made accessible to hybridization, the probe is contacted with the sample polynucleotide, and hybridization of the probe to the sample polynucleotide is detected. Such techniques can be used to detect damage or allelic variants at either the genomic or mRNA level, including deletions, substitutions, etc., and to determine the level of mRNA transcripts.
好ましい検出法は、変異または多型部位とのオーバーラップを有し、かつ変異または多型領域を囲む約5、10、20、25、または30ヌクレオチドを有するプローブを用いたアレル特異的ハイブリダイゼーションである。本発明の好ましい一実施形態では、アレル変種に特異的にハイブリッド形成ができるいくつかのプローブを、固相担体、例えば「チップ」に付着させる。オリゴヌクレオチドを含むこれらのチップを用いた変異検出分析は、「DNAプローブアレイ」とも呼ばれ、例えばCroninら(40)に記載されている。一実施形態では、1つのチップが、ある遺伝子の少なくとも1箇所の多型領域にあるすべてのアレルの変種を含む。その後、この固相担体を、試験ポリヌクレオチドと接触させ、特定のプローブへのハイブリダイゼーションを検出する。したがって、単純なハイブリダイゼーション実験で、1つまたは複数の遺伝子の多数のアレル変種のアイデンティティーを同定することができる。 A preferred detection method is allele-specific hybridization using a probe having an overlap with the mutation or polymorphic site and having about 5, 10, 20, 25, or 30 nucleotides surrounding the mutation or polymorphic region. is there. In a preferred embodiment of the present invention, several probes capable of specifically hybridizing to the allelic variant are attached to a solid support, such as a “chip”. Mutation detection analysis using these chips containing oligonucleotides is also referred to as “DNA probe array” and is described, for example, in Cronin et al. (40). In one embodiment, a single chip contains all the allelic variants in at least one polymorphic region of a gene. This solid phase carrier is then contacted with a test polynucleotide and hybridization to a particular probe is detected. Thus, simple hybridization experiments can identify the identities of multiple allelic variants of one or more genes.
特定の実施形態では、損傷部位の検出が、アンカーPCRもしくはRACE−PCRなどのポリメラーゼ連鎖反応(PCR)(例えば、米国特許第4683195号および第4683202号参照)、あるいは代わりにリガーゼ連鎖反応(LCR)[Landegranら、1988年(41)]におけるプローブ/プライマーの利用を含む。これらのうち後者は、遺伝子内の点突然変異を検出するのに有用な場合がある[Abravayaら、1995年(42)]。単に例示的である実施形態では、上記方法は、(i)患者から細胞の試料を収集する工程と、(ii)試料の細胞からポリヌクレオチド(例えば、ゲノム、mRNA、または両方)を単離する工程と、(iii)ポリヌクレオチド(存在している場合)のハイブリダイゼーションおよび増幅が起こるような条件下で、ポリヌクレオチド配列に特異的にハイブリッド形成する1つまたは複数のプライマーと、ポリヌクレオチド試料を接触させる工程と、(iv)増幅産物の存在または不在を検出するか、あるいは増幅産物のサイズを検出して、その長さを対照試料と比較する工程とを含む。PCRおよび/またはLCRは、変異を検出するのに使用される、本明細書に記載の任意の技法と併せて、予備的な増幅工程として使用するのに望ましいと予測される。 In certain embodiments, the detection of the damaged site is performed by polymerase chain reaction (PCR) such as anchor PCR or RACE-PCR (see, eg, US Pat. Nos. 4,683,195 and 4,683,202), or alternatively, ligase chain reaction (LCR). Including the use of probes / primers in [Landegran et al., 1988 (41)]. Of these, the latter may be useful for detecting point mutations within genes [Abravaya et al., 1995 (42)]. In an exemplary embodiment, the method includes (i) collecting a sample of cells from a patient and (ii) isolating a polynucleotide (eg, genome, mRNA, or both) from the cells of the sample. And (iii) one or more primers that specifically hybridize to the polynucleotide sequence under conditions such that hybridization and amplification of the polynucleotide (if present) occurs, and a polynucleotide sample Contacting and (iv) detecting the presence or absence of the amplification product or detecting the size of the amplification product and comparing its length to a control sample. PCR and / or LCR are expected to be desirable for use as a preliminary amplification step in conjunction with any technique described herein used to detect mutations.
代替の増幅法には、3SR(self sustained sequence replication)[Guatelli,J.C.ら、1990年(43)]、転写増幅システム[Kwoh,D.Y.ら、1989年(44)]、Q−βレプリカーゼ[Lizardi,P.Mら、1988年(45)]、または、当業者に周知の技法を用いた増幅分子の検出を後で行う任意の他のポリヌクレオチド増幅法が含まれる。これらの検出法は、ポリヌクレオチド分子が非常に少ない数で存在している場合に、そのような分子を検出するのに特に有用である。 An alternative amplification method is 3SR (self-stained sequence replication) [Guatelli, J. et al. C. 1990 (43)], transcription amplification system [Kwoh, D. et al. Y. 1989 (44)], Q-β replicase [Lizardi, P. et al. M, et al., 1988 (45)], or any other polynucleotide amplification method that later detects the amplified molecule using techniques well known to those skilled in the art. These detection methods are particularly useful for detecting such molecules when polynucleotide molecules are present in very low numbers.
本発明の好ましい一実施形態では、制限酵素切断パターンの変化によって、試料細胞からの遺伝子の中の変異、またはそのアレル変種を同定する。例えば、試料DNAおよび対照DNAを単離し、増幅し(所望により)、1つまたは複数の制限エンドヌクレアーゼで消化し、断片の長さをゲル電気泳動によって測定する。さらに、配列特異的なリボザイム(例えば米国特許第5498531号参照)を使用して、リボザイム切断部位の発生または減失によって特定の変異の存在を検査することができる。 In a preferred embodiment of the invention, a change in a restriction enzyme cleavage pattern identifies a mutation in a gene from a sample cell, or an allelic variant thereof. For example, sample DNA and control DNA are isolated, amplified (optionally), digested with one or more restriction endonucleases, and fragment length is determined by gel electrophoresis. In addition, sequence specific ribozymes (see, eg, US Pat. No. 5,498,531) can be used to test for the presence of specific mutations by the generation or loss of ribozyme cleavage sites.
4.in situハイブリダイゼーション
一態様では、上記方法は、配列番号1から65のポリヌクレオチド配列のいずれかから選択された配列またはその相補配列を含む所与のマーカーポリヌクレオチドに由来するプローブを用いたin situハイブリダイゼーションを含む。上記方法は、標識されたハイブリダイゼーションプローブを、悪性腫瘍、詳細には乳癌を有する可能性のある患者から得られた所与のタイプの組織、ならびに悪性腫瘍をもたない人の正常な組織の試料と接触させる工程と、プローブによる患者組織の標識が、正常組織の標識の程度とは有意に異なっている(例えば、係数が少なくとも2、係数が少なくとも5、係数が少なくとも20、または係数が少なくとも50)かどうかを判定する工程とを含む。in situハイブリダイゼーションは、組織中の前記細胞の核にあるDNAに対して行っても、転写活性を染色するために、細胞質中のmRNAに対して行ってもよい。
4). In Situ Hybridization In one aspect, the method comprises in situ using a probe derived from a given marker polynucleotide comprising a sequence selected from any of the polynucleotide sequences of SEQ ID NOs: 1-65 or a complementary sequence thereof. Includes hybridization. The method described above applies labeled hybridization probes to a given type of tissue obtained from a patient who may have a malignant tumor, particularly breast cancer, as well as to normal tissue of a person without malignant tumor. The step of contacting the sample and the labeling of the patient tissue with the probe is significantly different from the degree of labeling of normal tissue (eg, a factor of at least 2, a factor of at least 5, a factor of at least 20, or a factor of at least 50) determining whether or not. In situ hybridization may be performed on DNA in the nuclei of the cells in the tissue or on mRNA in the cytoplasm to stain transcriptional activity.
ポリペプチドの検出
本発明は、さらに対象から得られた細胞試料が、異常な量のマーカーポリペプチドを保持しているかどうか判定する方法提供し、この方法は、(a)対象から細胞試料を取得する工程と、(b)そのように取得された試料中にあるマーカーポリペプチドの量を測定する工程と、(c)そのように測定されたマーカーポリペプチドの量を、既知な標準物質と比較し、それによって、対象から取得された細胞試料が、異常な量のマーカーポリペプチドを保持しているかどうか判定する工程とを含む。そのようなマーカーポリペプチドは、免疫組織化学アッセイ、ドットブロット分析、ELISA、および同様のものによって検出できる。
Polypeptide Detection The present invention further provides a method for determining whether a cell sample obtained from a subject retains an abnormal amount of a marker polypeptide, the method comprising: (a) obtaining a cell sample from the subject (B) measuring the amount of marker polypeptide present in the sample so obtained; and (c) comparing the amount of marker polypeptide so measured with a known standard. And thereby determining whether the cell sample obtained from the subject retains an abnormal amount of the marker polypeptide. Such marker polypeptides can be detected by immunohistochemical assays, dot blot analysis, ELISA, and the like.
抗体
当技術分野で知られているいかなるタイプの抗体も、「乳癌遺伝子」ポリペプチドのエピトープに特異的に結合するように生成することができる。本明細書で使用される場合、抗体には、「乳癌遺伝子」ポリペプチドのエピトープに結合できる完全な免疫グロブリン分子と、Fab、F(ab)2、Fvなどのその断片とが含まれる。エピトープを形成するには、通常、連続した少なくとも6、8、10、または12アミノ酸が必要である。しかし、不連続のアミノ酸が関与するエピトープは、より多くのアミノ酸、例えば少なくとも15、25、または50アミノ酸を必要としうる。
Antibodies Any type of antibody known in the art can be generated that specifically binds to an epitope of a “BREAST CANCER GENE” polypeptide. As used herein, an antibody includes a complete immunoglobulin molecule capable of binding to an epitope of a “BREAST CANCER GENE” polypeptide and fragments thereof such as Fab, F (ab) 2 , Fv. To form an epitope, usually at least 6, 8, 10, or 12 amino acids in succession are required. However, epitopes involving discontinuous amino acids may require more amino acids, such as at least 15, 25, or 50 amino acids.
「乳癌遺伝子」ポリペプチドのエピトープに特異的に結合する抗体は、治療、ならびにウェスタンブロット、ELISA、ラジオイムノアッセイ、免疫組織化学アッセイ、免疫沈降反応、または当技術分野で知られている他の免疫化学アッセイなどの免疫化学アッセイに用いることができる。様々なイムノアッセイは用いて、望ましい特異性を有する抗体を同定することができる。競合的結合またはイムノラジオメトリックアッセイを行うための、多数のプロトコルが当技術分野で周知である。そのようなイムノアッセイは、通常、免疫原と、この免疫原に特異的に結合する抗体との間の複合体形成を測定するものである。 Antibodies that specifically bind to an epitope of a “BREAST CANCER GENE” polypeptide are therapeutic and Western blots, ELISAs, radioimmunoassays, immunohistochemical assays, immunoprecipitation reactions, or other immunochemistry known in the art. It can be used for immunochemical assays such as assays. Various immunoassays can be used to identify antibodies with the desired specificity. Numerous protocols for performing competitive binding or immunoradiometric assays are well known in the art. Such immunoassays typically measure complex formation between an immunogen and an antibody that specifically binds to the immunogen.
通常、「乳癌遺伝子」ポリペプチドに特異的に結合する抗体は、免疫化学アッセイで使用した際に、他のタンパク質を用いて生じる検出シグナルよりも少なくとも5、10、または20倍高い検出シグナルを生じるものである。「乳癌遺伝子」ポリペプチドに特異的に結合する抗体は、免疫化学アッセイで他のタンパク質を検出せず、さらに、溶液から「乳癌遺伝子」ポリペプチドを免疫沈降できるものが好ましい。 Typically, an antibody that specifically binds to a “BREAST CANCER GENE” polypeptide produces a detection signal that, when used in an immunochemical assay, is at least 5, 10, or 20 times higher than the detection signal produced with other proteins. Is. The antibody that specifically binds to the “BREAST CANCER GENE” polypeptide is preferably one that does not detect other proteins in an immunochemical assay and that can immunoprecipitate the “BREAST CANCER GENE” polypeptide from solution.
「乳癌遺伝子」ポリペプチドは、マウス、ラット、ウサギ、モルモット、サル、またはヒトなどの哺乳類を免疫化して、ポリクローナル抗体を産生させるのに用いることができる。望ましい場合には、ウシ血清アルブミン、チログロブリン、およびスカシガイヘモシアニンなどの担体タンパク質に「乳癌遺伝子」ポリペプチドを結合させることができる。免疫応答を増強するのに、宿主種に応じて様々なアジュバントを用いることができる。そのようなアジュバントには、フロイントのアジュバント、鉱物ゲル(例えば、酸化アルミニウム三水和物)、および界面活性物質(例えば、リゾレシチン、プルロニックポリオール、ポリアニオン、ペプチド、油乳濁液、スカシガイヘモシアニン、およびジニトロフェノール)が含まれるが、これらに限定されない。ヒトで使用されているアジュバントの中では、BCG(bacilli Calmette−Guerin)およびコリネバクテリウム−パルヴムが特に有用である。 A “BREAST CANCER GENE” polypeptide can be used to immunize a mammal such as a mouse, rat, rabbit, guinea pig, monkey, or human to produce a polyclonal antibody. If desired, the “BREAST CANCER GENE” polypeptide can be linked to carrier proteins such as bovine serum albumin, thyroglobulin, and mussel hemocyanin. Depending on the host species, various adjuvants can be used to enhance the immune response. Such adjuvants include Freund's adjuvant, mineral gels (eg, aluminum oxide trihydrate), and surfactants (eg, lysolecithin, pluronic polyols, polyanions, peptides, oil emulsions, mussel hemocyanin, and Dinitrophenol), but is not limited thereto. Among adjuvants used in humans, BCG (bacilli Calmette-Guerin) and Corynebacterium parvum are particularly useful.
「乳癌遺伝子」ポリペプチドに特異的に結合するモノクローナル抗体は、培養中の継代細胞株による抗体分子の産生を提供する任意の技法を用いて調製できる。これらの技法には、ハイブリドーマ技法、ヒトB細胞ハイブリドーマ技法、およびEBVハイブリドーマ技法が含まれるが、これらに限定されない[Kohlerら、1985年(51)]。 Monoclonal antibodies that specifically bind to a “BREAST CANCER GENE” polypeptide can be prepared using any technique that provides for the production of antibody molecules by passaged cell lines in culture. These techniques include, but are not limited to, hybridoma techniques, human B cell hybridoma techniques, and EBV hybridoma techniques [Kohler et al., 1985 (51)].
加えて、適切な抗原特異性および生物活性を有する分子を得るために、キメラ抗体の産生するために開発された技法、およびヒト抗体遺伝子へのマウス抗体遺伝子のスプライシングを用いることができる[Takedaら、1985年(52)]。抗体を治療に用いる場合、その抗体に対して患者が免疫応答を開始するのを防止するために、モノクローナル抗体および他の抗体をヒト化することもできる。そのような抗体は、治療で直接使用されるように、配列がヒト抗体に十分類似しているものでもよく、あるいは、いくつかの主要残基の改変を必要とする場合もある。齧歯動物の抗体とヒト配列との間の配列相違は、個々の残基の部位特異的変異誘発によって、ヒト配列中の残基と異なっている残基を置換することによってあるいは、相補性決定領域全体の移植によって最小にすることができる。別法として、英国特許第2188638号に記載の組換え法を用いて、ヒト化抗体を産生させることもできる。「乳癌遺伝子」ポリペプチドに特異的に結合する抗体は、米国特許第5565332号に開示されている通り、部分的または完全にヒト化された抗原結合部位を含有できる。 In addition, techniques developed to produce chimeric antibodies and splicing of mouse antibody genes to human antibody genes can be used to obtain molecules with appropriate antigen specificity and biological activity [Takeda et al. 1985 (52)]. When using an antibody for therapy, monoclonal antibodies and other antibodies can also be humanized to prevent the patient from initiating an immune response against the antibody. Such antibodies may be sufficiently similar in sequence to human antibodies to be used directly in therapy, or may require some major residue modifications. Sequence differences between rodent antibodies and human sequences can be determined by site-directed mutagenesis of individual residues, by substituting residues that differ from those in the human sequence, or by complementarity determination. It can be minimized by transplanting the entire area. Alternatively, humanized antibodies can be produced using the recombinant methods described in British Patent No. 2188638. An antibody that specifically binds to a “BREAST CANCER GENE” polypeptide can contain a partially or fully humanized antigen binding site, as disclosed in US Pat. No. 5,565,332.
別法として、当技術分野で知られている方法を用いて、一本鎖抗体の産生に関して記載されている技法を適合させることによって、「乳癌遺伝子」ポリペプチドに特異的に結合する一本鎖抗体を産生させることができる。ランダムなコンビナトリアル免疫グロブリンライブラリーからの鎖シャッフリンブによって、関連した特異性を有するが、イディオタイプ組成の異なった抗体を生成させることができる[Burton、1991年(53)]。 Alternatively, a single chain that specifically binds to a “BREAST CANCER GENE” polypeptide by adapting the techniques described for the production of single chain antibodies using methods known in the art. Antibodies can be produced. Chain shuffling from random combinatorial immunoglobulin libraries can generate antibodies with related specificity but different idiotype composition [Burton, 1991 (53)].
一本鎖抗体は、ハイブリドーマcDNAを鋳型として使用し、PCRなどのDNA増幅法を用いて構築することもできる[Thirionら、1996年(54)]。一本鎖抗体は、単一特異性または二重特異性にすることができ、二価または4価にすることができる。4価の二重特異性一本鎖抗体の構築は、例えば、ColomaおよびMorrison(55)に教示されており、2価の二重特異性一本鎖抗体の構築は、MallenderおよびVoss(56)に教示されている。 Single-chain antibodies can also be constructed using hybridoma cDNA as a template and DNA amplification methods such as PCR [Thirion et al., 1996 (54)]. Single chain antibodies can be monospecific or bispecific and can be bivalent or tetravalent. Construction of tetravalent bispecific single chain antibodies is taught, for example, by Coloma and Morrison (55), and construction of bivalent bispecific single chain antibodies is described by Mallender and Voss (56). Is taught.
一本鎖抗体をコードするヌクレオチド配列は、手操作または自動のヌクレオチド合成を用いて構築し、標準的な組換えDNA法を用いて発現コンストラクトにクローニングし、下記の通り、コード配列を発現する細胞の中に導入することができる。別法として、例えば線維状ファージ技術を用いて、一本鎖抗体を直接産生させることもできる[Verhaarら、1995年(57)]。 Nucleotide sequences encoding single chain antibodies are constructed using manual or automated nucleotide synthesis, cloned into expression constructs using standard recombinant DNA methods, and cells that express the coding sequence as described below. Can be introduced inside. Alternatively, single chain antibodies can be produced directly, eg, using filamentous phage technology [Verhaar et al., 1995 (57)].
「乳癌遺伝子」ポリペプチドに特異的に結合する抗体は、リンパ球集団でin vivo産生を誘導することによっても、あるいは文献に開示されている通り、免疫グロブリンライブラリーまたは高特異性結合試薬のパネルをスクリーニングすることによっても産生できる[orlandiら、1989年(58)]。 Antibodies that specifically bind to a “BREAST CANCER GENE” polypeptide can be produced by in vivo production in a lymphocyte population, or as disclosed in the literature, an immunoglobulin library or a panel of highly specific binding reagents. Can also be produced by screening [orlandi et al., 1989 (58)].
他のタイプの抗体も構築でき、本発明の方法で治療に使用することができる。例えば、国際公開第93/03151号に開示されている通り、キメラ抗体を構築することができる。国際公開第94/13804号に記載の抗体など、免疫グロブリンに由来する多価、多重特異性の結合タンパク質も、調製することができる。 Other types of antibodies can be constructed and used therapeutically in the methods of the invention. For example, chimeric antibodies can be constructed as disclosed in WO 93/03151. Multivalent and multispecific binding proteins derived from immunoglobulins such as the antibodies described in WO 94/13804 can also be prepared.
本発明によると抗体は、当技術分野で周知の方法によって精製することができる。例えば、「乳癌遺伝子」ポリペプチドが結合しているカラムに抗体を通すことによって、抗体を親和性精製することができる。結合した抗体は、その後、高塩濃度の緩衝液を用いてカラムから溶出することができる。 According to the present invention, antibodies can be purified by methods well known in the art. For example, an antibody can be affinity purified by passing the antibody through a column to which a “BREAST CANCER GENE” polypeptide is bound. The bound antibody can then be eluted from the column using a high salt buffer.
イムノアッセイは、細胞試料中のタンパク質レベルを定量化するのに一般的に使用されており、他の多数のイムノアッセイ技法が当技術分野で知られている。本発明は、特定のアッセイ手順に限定されず、それゆえに、ホモジーニアスな手順およびヘテロジーニアスな手順の両方を包含するものである。本発明に従って実施できる例示的イムノアッセイには、蛍光偏光免疫測定法(FPIA)、蛍光免疫検定法(FIA)、酵素イムノアッセイ(ETA)、比濁抑制イムノアッセイ(NIA)、酵素結合免疫吸着検定法(ELISA)、およびラジオイムノアッセイ(RIA)が含まれる。指示体部分または標識基を対象の抗体に結合でき、上記方法の様々な使用の必要性を満たすように選択する。そのような必要性は、しばしば、アッセイ機器や適合する免疫検定法手順の利用可能性によって支配される。上述の様々なイムノアッセイを行う際に用いるべき一般技法は当業者に知られている。 Immunoassays are commonly used to quantify protein levels in cell samples, and many other immunoassay techniques are known in the art. The present invention is not limited to a particular assay procedure and therefore encompasses both homogeneous and heterogeneous procedures. Exemplary immunoassays that can be performed in accordance with the present invention include fluorescence polarization immunoassay (FPIA), fluorescence immunoassay (FIA), enzyme immunoassay (ETA), turbidimetric immunoassay (NIA), enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). ), And radioimmunoassay (RIA). The indicator moiety or labeling group can be attached to the antibody of interest and is selected to meet the needs of various uses of the above methods. Such a need is often governed by the availability of assay equipment and compatible immunoassay procedures. The general techniques to be used in performing the various immunoassays described above are known to those skilled in the art.
特定の試料中にある特定のタンパク質、タンパク質断片、または改変タンパク質のレベルを定量化する他の方法は、フローサイトメトリー法に基づいたものである。フローサイトメトリーは、蛍光色素標識されたタンパク質特異抗体を用いて、あるいは、未標識の抗体を蛍光色素標識された2次抗体と組み合わせて細胞内タンパク質と同様に、細胞表面でのタンパク質の同定を可能にする。上述のフローサイトメトリーアッセイを行う際に用いるべき一般技法は当業者に知られている。同じ原則に基づいた特別な方法が、微粒子ベースのフローサイトメトリーである。正確な量の蛍光色素と、特定の抗体で微粒子ビーズを標識する。そのような技法は、Luminex社、国際公開第97/14028号によって提供されている。別の実施形態では、特定の試料中にある特定のタンパク質もしくはタンパク質断片、または改変タンパク質のレベルを、2Dゲル電気泳動および/または質量分析によって測定できる。タンパク質の性質、配列、分子質量、および電荷量の決定が、1検出工程で実現できる。MALDI、ToF、またはこれらの組合せとして当業者に知られている方法で、質量分析を行うことができる。 Another method for quantifying the level of a particular protein, protein fragment, or modified protein in a particular sample is based on flow cytometry. Flow cytometry uses protein-specific antibodies labeled with fluorescent dyes, or combines unlabeled antibodies with secondary antibodies labeled with fluorescent dyes to identify proteins on the cell surface in the same way as intracellular proteins. enable. The general techniques to be used in performing the flow cytometry assays described above are known to those skilled in the art. A special method based on the same principle is microparticle-based flow cytometry. Label the microbeads with the correct amount of fluorescent dye and a specific antibody. Such a technique is provided by Luminex, WO 97/14028. In another embodiment, the level of a particular protein or protein fragment or modified protein in a particular sample can be measured by 2D gel electrophoresis and / or mass spectrometry. Determination of protein properties, sequence, molecular mass, and charge amount can be achieved in one detection step. Mass spectrometry can be performed by methods known to those skilled in the art as MALDI, ToF, or combinations thereof.
別の実施形態では、患者の生物体液(例えば血液または尿)中にある、コードされる産物、すなわち、配列番号1〜65のポリヌクレオチド配列またはその相補配列のいずれかにコードされる産物のレベルを、その患者の細胞内にあるマーカーポリヌクレオチド配列の発現レベルをモニターすることによって決定することができる。そのような方法は、生物体液の試料を患者から取得する工程と、上記試料(または上記試料からのタンパク質)を、コードされるマーカーポリペプチドに特異的な抗体と接触させる工程と、抗体による免疫複合体形成の量を測定する工程とを含み、免疫複合体形成の量が、試料中のマーカーにコードされる産物のレベルを示す。この測定は、正常な個体から採取された対照試料、あるいは事前または事後的に同じ人から取得された1つまたは複数の試料中の同じ抗体による免疫複合体形成の量と比較した場合に特に有益である。 In another embodiment, the level of the encoded product in the patient's biological fluid (eg, blood or urine), ie, the product encoded by either the polynucleotide sequence of SEQ ID NOs: 1-65 or its complementary sequence. Can be determined by monitoring the expression level of the marker polynucleotide sequence in the cells of the patient. Such methods include the steps of obtaining a sample of biological fluid from a patient, contacting the sample (or protein from the sample) with an antibody specific for the encoded marker polypeptide, and immunization with the antibody. Measuring the amount of complex formation, wherein the amount of immune complex formation indicates the level of product encoded by the marker in the sample. This measurement is particularly beneficial when compared to the amount of immune complex formation by the same antibody in a control sample taken from a normal individual, or one or more samples obtained from the same person, either pre- or post-hoc. It is.
別の実施形態では、細胞中に存在しているマーカーポリペプチドの量を測定するのに上記方法を使用することができ、次に、これを障害の進行、例えば、プラーク形成と相関させることができる。マーカーポリペプチドのレベルは、プラーク関連細胞になりつつあるか、またはなりやすい細胞を、細胞の試料が含有しているかどうか評価するのに予測的に使用することができる。マーカーポリペプチドレベルの観測は、例えば、さらに厳密な治療を使用するかに関する決定に利用できる。 In another embodiment, the above method can be used to measure the amount of marker polypeptide present in a cell, which can then be correlated with the progression of the disorder, eg, plaque formation. it can. The level of marker polypeptide can be used predictively to assess whether a sample of cells contains cells that are or are likely to become plaque-related cells. Observation of marker polypeptide levels can be used, for example, to determine whether to use more stringent treatments.
上述の通り、本発明の一態様は、患者から単離された細胞との関連において、マーカーポリペプチドレベルが試料細胞で有意に減少しているかどうか決定するための診断アッセイに関する。「有意に減少している」という用語は、類似した組織起源の正常細胞と比較して、上記細胞が保持しているマーカーポリペプチドの細胞量が減少している細胞表現型を意味する。例えば、細胞は、正常な対照細胞の約50%未満、25%未満、10%未満、または5%未満のマーカーポリペプチドを有する。詳細には、上記アッセイは、試験細胞のマーカーポリペプチドのレベルを評価し、好ましくは、測定されたレベルを、少なくとも1種類の対照細胞、例えば、正常細胞および/または表現型が知られている形質転換細胞で検出されたマーカーポリペプチドと比較する。 As described above, one aspect of the invention relates to diagnostic assays for determining whether marker polypeptide levels are significantly reduced in sample cells in the context of cells isolated from a patient. The term “significantly reduced” refers to a cell phenotype in which the amount of marker polypeptide carried by the cell is reduced compared to normal cells of similar tissue origin. For example, the cells have less than about 50%, 25%, 10%, or 5% marker polypeptide of normal control cells. In particular, the assay assesses the level of marker polypeptide in the test cell, and preferably the measured level is known to at least one control cell, eg, normal cell and / or phenotype. Compare to marker polypeptide detected in transformed cells.
本発明に特に重要なのが、正常または異常なマーカーポリペプチドレベルに関連している細胞の数によって測定される、マーカーポリペプチドのレベルを定量化する能力である。その後、特定のマーカーポリペプチド表現型を有する細胞の数を患者の予後と相関させることができる。本発明の一実施形態では、マーカーポリペプチドのレベルが異常に高いか、あるいは低いことが判明している、生検中の細胞のパーセンテージとして、損傷部位のマーカーポリペプチド表現型が決定される。そのような発現は、免疫組織化学アッセイ、ドットブロット分析、およびELISAなどによって検出できる。 Of particular importance to the present invention is the ability to quantify the level of marker polypeptide as measured by the number of cells associated with normal or abnormal marker polypeptide levels. The number of cells with a particular marker polypeptide phenotype can then be correlated with the prognosis of the patient. In one embodiment of the invention, the marker polypeptide phenotype at the site of injury is determined as the percentage of cells in the biopsy where the level of marker polypeptide has been found to be abnormally high or low. Such expression can be detected by immunohistochemical assays, dot blot analysis, ELISA, and the like.
免疫組織化学
組織試料を採用している場合、マーカーポリペプチド表現型を有する細胞数を測定するのに、免疫組織化学染色を用いることができる。そのような染色には、生検または他の組織試料から組織の多重ブロックを取り出し、プロテアーゼKまたはペプシンなどの薬剤を用いてタンパク分解性の加水分解を施す。特定の実施形態では、試料細胞から核分画を単離して、核分画中のマーカーポリペプチドのレベルを検出することが望ましい場合もある。
Immunohistochemistry When tissue samples are employed, immunohistochemical staining can be used to determine the number of cells having a marker polypeptide phenotype. For such staining, multiple blocks of tissue are removed from a biopsy or other tissue sample and subjected to proteolytic hydrolysis using agents such as protease K or pepsin. In certain embodiments, it may be desirable to isolate the nuclear fraction from the sample cells and detect the level of the marker polypeptide in the nuclear fraction.
組織試料は、ホルマリン、グルタルアルデヒド、メタノールなどの試薬で処理することによって固定する。その後、マーカーポリペプチドに対する結合特異性を有する抗体、好ましくはモノクローナル抗体と共に、試料をインキュベートする。この抗体は、後で結合を検出するための標識に結合しているものでもよい。試料は、免疫複合体の形成に十分な時間インキュベートする。抗体の結合を、この抗体に結合している標識を利用して検出する。抗体が標識されていない場合には、標識された第2の抗体、例えば、抗マーカーポリペプチド抗体のアイソタイプに特異的な抗体を利用してもよい。利用できる標識の例には、放射性核種、蛍光、化学発光、および酵素が含まれる。 Tissue samples are fixed by treatment with reagents such as formalin, glutaraldehyde, methanol and the like. The sample is then incubated with an antibody having a binding specificity for the marker polypeptide, preferably a monoclonal antibody. This antibody may be conjugated to a label for later detection of binding. The sample is incubated for a time sufficient for the formation of immune complexes. Antibody binding is detected using a label attached to the antibody. If the antibody is not labeled, a labeled second antibody, eg, an antibody specific for the isotype of the anti-marker polypeptide antibody may be utilized. Examples of labels that can be used include radionuclides, fluorescence, chemiluminescence, and enzymes.
酵素を採用した場合、その酵素の基質を試料に添加して、有色または蛍光の産物を生成させることができる。結合体で使用するのに適した酵素の例には、ホースラディッシュペルオキシダーゼ、アルカリ性ホスファターゼ、リンゴ酸デヒドロゲナーゼ、および同様のものが含まれる。市販されていない場合には、そのような抗体酵素結合体は、当業者に知られている技法によって容易に産生される。 When an enzyme is employed, a substrate for that enzyme can be added to the sample to produce a colored or fluorescent product. Examples of enzymes suitable for use in the conjugate include horseradish peroxidase, alkaline phosphatase, malate dehydrogenase, and the like. Where not commercially available, such antibody-enzyme conjugates are readily produced by techniques known to those skilled in the art.
一実施形態では、上記アッセイをドットブロットアッセイとして行う。組織試料を採用した場合、所定の数の細胞から産生された無細胞抽出物中のマーカーポリペプチドの量を相関させることによって、単一細胞に随伴しているマーカーポリペプチドの平均量の測定が可能となるので、ドットブロットアッセイには特別の適用がある。 In one embodiment, the assay is performed as a dot blot assay. When a tissue sample is employed, the average amount of marker polypeptide associated with a single cell can be determined by correlating the amount of marker polypeptide in the cell-free extract produced from a given number of cells. As it allows, dot blot assays have special applications.
さらに別の実施形態では、本発明は、配列番号1〜65のポリヌクレオチド配列のいずれかにコードされる、本発明のマーカーポリペプチドに対して産生された抗体のパネルの使用を企図する。抗体のそのようなパネルは、乳癌に関する信頼できる診断プローブとして使用できる。本発明のアッセイは、細胞、例えばマクロファージを含有する生検試料を、1つまたは複数のコードされる産物に対する抗体のパネルと接触させて、マーカーポリペプチドの存在または不在を判定する工程を含む。 In yet another embodiment, the present invention contemplates the use of a panel of antibodies raised against the marker polypeptide of the present invention encoded by any of the polynucleotide sequences of SEQ ID NOs: 1-65. Such a panel of antibodies can be used as a reliable diagnostic probe for breast cancer. The assay of the present invention comprises contacting a biopsy sample containing cells, eg macrophages, with a panel of antibodies against one or more encoded products to determine the presence or absence of a marker polypeptide.
本発明の診断方法は、治療の追跡調査としても利用でき、例えば、マーカーポリペプチドレベルの定量化が、現在または以前に採用した、悪性腫瘍、詳細には乳癌の治療の有効性、そして患者の予後に対するこれらの治療の影響を示すものでありうる。 The diagnostic method of the present invention can also be used as a follow-up of treatment, for example, quantification of marker polypeptide levels is currently or previously employed, the effectiveness of treatment of malignant tumors, particularly breast cancer, and patient It may indicate the impact of these treatments on prognosis.
上述の診断アッセイは、予後判定アッセイとして使用されるように適合させることもできる。そのような適用は、悪性腫瘍の場合、プラーク生成の進行における特徴的なステージで起こるイベントに対する本発明のアッセイの感受性を利用するものである。例えば、所与のマーカー遺伝子は、極めて早いステージ、おそらく、細胞が泡沫細胞へと発展する前に上方または下方制御される可能性があり、一方、別のマーカー遺伝子は、はるかに後のステージでのみ特徴的に上方または下方調節される可能性がある。そのような方法は、試験細胞のmRNAを、悪性腫瘍進行の異なったステージの乳癌組織細胞で、異なった特徴的レベルで発現する所与のマーカーポリヌクレオチドから得られたポリヌクレオチドプローブと接触させる工程と、上記細胞のmRNAへの上記プローブのハイブリダイゼーションの概算量を測定する工程とを含むものでありえ、そのような量が、上記細胞内の上記遺伝子の発現レベルに関する指標であり、したがって、上記細胞の疾病進行のステージに関する指標であるか、別法として、上記試験細胞のタンパク質と接触した所与のマーカーポリヌクレオチドの遺伝子産物に特異的な抗体を用いて、アッセイを実施することができる。一連のそのような試験は、特定の腫瘍性病変の存在を開示するのみでなく、臨床医が、その疾患に最も適した治療方法を選択し、さらに、その治療が成功する見込みを予測するのも可能にするであろう。 The diagnostic assays described above can also be adapted for use as a prognostic assay. Such applications take advantage of the sensitivity of the assay of the present invention to events that occur at characteristic stages in the progression of plaque generation in the case of malignant tumors. For example, a given marker gene may be up- or down-regulated before a cell develops into a foam cell, perhaps at a very early stage, while another marker gene is at a much later stage. Only characteristically may be adjusted up or down. Such a method comprises contacting test cell mRNA with a polynucleotide probe derived from a given marker polynucleotide that is expressed at different characteristic levels in breast cancer tissue cells at different stages of malignant tumor progression. And measuring an approximate amount of hybridization of the probe to the mRNA of the cell, such amount being an indicator of the expression level of the gene in the cell, and thus The assay can be performed using an antibody specific for the gene product of a given marker polynucleotide that is an indicator of the stage of disease progression of the cell or, alternatively, is in contact with the protein of the test cell. A series of such studies not only discloses the presence of a particular neoplastic lesion, but also allows clinicians to select the most appropriate treatment method for the disease and further predict the likelihood of successful treatment. Would also be possible.
本発明の方法は、所与の乳癌体質の臨床経過を追跡するのにも使用できる。例えば、本発明のアッセイを、患者から得た血液試料に適用することができ、患者の乳癌治療を行った後に、別の血液試料を採取し、試験を繰り返す。効果的治療は、乳癌組織細胞に特徴的な、示された差次的発現の除去をもたらし、おそらく、正常レベルに近づくか、それをしのぐことさえあるであろう。 The methods of the invention can also be used to follow the clinical course of a given breast cancer constitution. For example, the assay of the present invention can be applied to a blood sample obtained from a patient, and after the patient is treated for breast cancer, another blood sample is taken and the test is repeated. Effective treatment will result in the removal of the indicated differential expression characteristic of breast cancer tissue cells, possibly approaching or even surpassing normal levels.
ポリペプチド活性
一態様では、本発明は、1つまたは複数の「乳癌遺伝子」ポリペプチドの活性を加減する可能性ある治療薬をスクリーニングする方法を提供し、それによって、悪性腫瘍、詳細には乳癌を有しているか、その危険がある対象において、悪性腫瘍も、乳癌もなく、その危険もないが、治療薬で処置されていない対象におけるあるポリペプチドの活性と比較して、「乳癌遺伝子」の上方制御の結果として、上記ポリペプチドの活性が増強された場合には、上記治療物質は、ポリペプチド活性を低下させるであろう。同様に、悪性腫瘍、詳細には乳癌を有しているか、その危険がある対象において、悪性腫瘍も、乳癌もなく、その危険もないが、治療薬で処置されていない対象における同じポリペプチドの活性と比較して、「乳癌遺伝子」の下方制御の結果として、上記ポリペプチドの活性が低減された場合には、上記治療物質は、ポリペプチド活性を増大させるであろう。
Polypeptide Activity In one aspect, the invention provides a method of screening for therapeutic agents that may modulate the activity of one or more “BREAST CANCER GENE” polypeptides, whereby malignant tumors, particularly breast cancer. In comparison with the activity of certain polypeptides in a subject who has or is at risk of having no malignant tumor, no breast cancer, or at risk of being treated with a therapeutic agent, a “BREAST CANCER GENE” If the activity of the polypeptide is enhanced as a result of upregulation of the therapeutic agent, the therapeutic agent will decrease the polypeptide activity. Similarly, in a subject who has or is at risk of having a malignant tumor, in particular breast cancer, the same polypeptide in a subject that is not malignant, has no breast cancer, is not at risk, but has not been treated with a therapeutic agent. If the activity of the polypeptide is reduced as a result of down-regulation of the “BREAST CANCER GENE” as compared to activity, the therapeutic agent will increase polypeptide activity.
表1または3に示す「乳癌遺伝子」ポリペプチドの活性は、当業者に知られている任意の方法、および特定のポリペプチドによって示されたタイプの活性に対して特別の方法によって測定できる。特定のポリヌクレオチドの活性を測定するのに使用できる特異的なアッセイの例を以下に示す。 The activity of the “BREAST CANCER GENE” polypeptide shown in Table 1 or 3 can be measured by any method known to those of skill in the art and specific methods for the type of activity exhibited by the particular polypeptide. Examples of specific assays that can be used to measure the activity of a particular polynucleotide are shown below.
a)イオンチャンネル
イオンチャンネルは、電気シグナル伝達、膜貫通シグナル伝達、および電解質添加溶質輸送に関与する膜貫通タンパク質である。膜脂質二重層を貫通する高分子孔を形成することによって、イオンチャンネルは、透過性イオンの電気化学ポテンシャル勾配によって駆動する、特定のイオン種の流動の原因となっている。単一分子レベルでは、個々のチャンネルが、「開口」状態(イオン伝導)と「閉鎖」(非伝導)状態との間で立体配座転移を行っている(「ゲート開閉」)。単一チャンネルの典型的な開口は、数ミリ秒持続し、その結果、10−9〜10−12アンペアの範囲の基本膜貫通電流を生じる。チャンネル開閉は、神経伝達物質および細胞内セカンドメッセンジャー(「リガンド依存性チャンネル」)または膜電位(「電位依存性チャンネル」)などの様々な化学的および/または生物物理学的パラメータによって制御されている。イオンチャンネルは、それらのイオン選択性、ゲート開閉特性、ならびにホルモンおよび薬物による調節によって、機能的に特徴付けられている。シグナル伝達および輸送過程におけるそれらの中心的役割のために、イオンチャンネルは、様々な病態生理学的設定での、薬理学的治療学の理想的な標的となっている。
a) Ion Channels Ion channels are transmembrane proteins involved in electrical signaling, transmembrane signaling, and electrolyte-loaded solute transport. By forming polymer pores that penetrate the membrane lipid bilayer, the ion channels are responsible for the flow of certain ionic species driven by the electrochemical potential gradient of the permeable ions. At the single molecule level, individual channels undergo a conformational transition between an “open” state (ionic conduction) and a “closed” (non-conducting) state (“gating”). Typical opening of a single channel lasts a few milliseconds, resulting in a basic transmembrane currents in the range of 10 9 to 10 -12 amps. Channel opening and closing is controlled by various chemical and / or biophysical parameters such as neurotransmitters and intracellular second messengers (“ligand-gated channels”) or membrane potentials (“voltage-gated channels”) . Ion channels are functionally characterized by their ion selectivity, gating properties, and regulation by hormones and drugs. Because of their central role in signal transduction and transport processes, ion channels have become ideal targets for pharmacological therapeutics in a variety of pathophysiological settings.
一実施形態では、「乳癌遺伝子」がイオンチャンネルをコードしたものでありうる。一実施形態では、本発明は、「乳癌遺伝子」ポリペプチドのチャンネル活性の可能性ある活性化因子または抑制因子をスクリーニングする方法を提供する。イオンチャンネルと相互作用して、それらの活性を抑制または促進する化合物を得るためのスクリーニングは、生細胞における(1)結合アッセイおよび(2)機能アッセイに基づいたものでありうる[Hille(74)]。 In one embodiment, the “BREAST CANCER GENE” may encode an ion channel. In one embodiment, the present invention provides a method of screening for potential activators or inhibitors of channel activity of a “BREAST CANCER GENE” polypeptide. Screening to obtain compounds that interact with ion channels to suppress or promote their activity can be based on (1) binding assays and (2) functional assays in living cells [Hille (74) ].
1.リガンド依存性チャンネル、例えば、向イオン性神経伝達物質/ホルモン受容体用には、化合物と標識されたリガンドとの間の競合によって、標的への結合を検出するように、アッセイを設計することができる。 1. For ligand-gated channels, such as ionotropic neurotransmitter / hormone receptors, the assay can be designed to detect binding to the target by competition between the compound and the labeled ligand. it can.
2.イオンチャンネル機能は、生細胞内で機能的に試験することができる。標的タンパク質は、適切なレポーター細胞で内因的に発現されているものか、または組換え導入されたものである。チャンネル活性は、標的活性によって引き起こされたか、加減された(2.1)透過性イオンの濃度変化(Ca2+イオンが最も顕著)によって、(2.2)膜内外電位差勾配の変化によって、そして(2.3)細胞反応(例えば、レポーター遺伝子の発現、神経伝達物質の分泌)を測定することによってモニターできる。 2. Ion channel function can be functionally tested in living cells. The target protein is either endogenously expressed in a suitable reporter cell or has been introduced recombinantly. Channel activity is caused by (2.1) changes in permeant ion concentration (Ca 2+ ions are most prominent) caused by target activity, (2.2) by changes in transmembrane potential gradient, and ( 2.3) It can be monitored by measuring cellular responses (eg, reporter gene expression, neurotransmitter secretion).
2.1 チャンネル活性は膜貫通イオン流動をもたらす。このように活性化されたイオンチャンネルは、その結果生じる細胞内イオン濃度の変化によって、ルミネッセンスまたは蛍光指示体を使用してモニターすることができる。ダイナミックレンジが広く、適当な指示体が利用可能であるため、これは特に細胞内Ca2+イオン濃度([Ca2+]i)の変化に適用される。[Ca2+]iは、例えば、エクオリンルミネッセンスまたは蛍光色素技術(例えば、Fluo−3、Indo−1、Fura−2の使用)によって、測定することができる。標的チャンネル自体を通るCa2+流動を直接測定するか、あるいは、標的チャンネルの調節が膜電位に影響を与え、それによって同時発現されている電位依存性Ca2+チャンネルの活性に影響を与える細胞アッセイを設計することができる。 2.1 Channel activity results in transmembrane ion flux. The ion channels thus activated can be monitored using luminescence or fluorescent indicators by the resulting changes in intracellular ion concentration. This is particularly applicable to changes in intracellular Ca 2+ ion concentration ([Ca 2+ ] i) because of the wide dynamic range and the availability of appropriate indicators. [Ca 2+ ] i can be measured, for example, by aequorin luminescence or fluorescent dye technology (eg, use of Fluo-3, Indo-1, Fura-2). Cell assays that directly measure Ca 2+ flux through the target channel itself, or where modulation of the target channel affects membrane potential, thereby affecting the activity of voltage-gated Ca 2+ channels that are co-expressed. Can be designed.
2.2 イオンチャンネル電流は、電気膜電位(Vm)の変化をもたらし、それは、電位差測定蛍光プローブを用いて、直接モニターすることができる。これらの荷電指示体(例えば、陰イオンオキソノール色素DiBAC4(3))は、電位変化に反応して細胞外コンパートメントと細胞内コンパートメントとの間で再分布する。平衡分布は、ネルンスト式に支配されている。したがって、膜電位の変化は、それに随伴した細胞蛍光の変化をもたらす。繰り返すが、Vmの変化は、標的イオンチャンネルの活性によって直接引き起こされるかもしれないし、あるいは、同じ細胞で同時発現されたチャンネルによるシグナルの増幅および/または延長を介して引き起こされるかもしれない。 2.2 The ion channel current results in a change in electrical membrane potential (Vm), which can be monitored directly using a potentiometric fluorescent probe. These charged indicators (eg, the anionic oxonol dye DiBAC 4 (3)) redistribute between the extracellular and intracellular compartments in response to potential changes. The equilibrium distribution is governed by the Nernst equation. Thus, changes in membrane potential lead to changes in cell fluorescence associated therewith. Again, the change in V m is to may be caused directly by the activity of the target ion channel, or may be caused through the amplification and / or prolongation of the signal by channels co-expressed in the same cell.
2.3 標的チャンネル活性は、直接的に、あるいは追加のCa2+チャンネルの活性化を通して細胞Ca2+流入を引き起こすことができる(2.1を参照)。この結果生じた細胞内Ca2+シグナルは、様々な細胞反応、例えば、分泌または遺伝子転写を調節する。したがって、標的発現細胞からの既知なホルモン/伝達物質の分泌をモニターすることによって、あるいはCa2+反応性プロモーターエレメント(例えば、環状AMP/Ca2+反応性エレメント;CRE)によって制御されているレポーター遺伝子(例えばルシフェラーゼ)の発現を介して標的チャンネルの変化を検出することができる。 2.3 Target channel activity can cause cellular Ca 2+ entry either directly or through activation of additional Ca 2+ channels (see 2.1). The resulting intracellular Ca 2+ signal regulates various cellular responses such as secretion or gene transcription. Thus, by monitoring the secretion of a known hormone / transmitter from a target-expressing cell, or a reporter gene (eg, a cyclic AMP / Ca 2+ responsive element; CRE) that is controlled by a Ca 2+ responsive promoter element (eg, For example, changes in the target channel can be detected through the expression of luciferase).
b)DNA結合タンパク質および転写因子
一実施形態では、「乳癌遺伝子」が、DNA結合タンパク質または転写因子をコードしたものでありうる。例えば、DNA結合タンパク質または転写因子が、特定のプロモーターに連結された試験配列の転写を開始する能力を測定するプロモーターアッセイによって、そのようなDNA結合タンパク質または転写因子の活性を測定することができる。一実施形態では、本発明は、そのようなDNA結合タンパク質または転写因子の活性を調節する能力のあるものを得るために、上記転写因子に反応性であるプロモーターによって調節される試験遺伝子の発現変化を測定することによって、試験化合物をスクリーニングする方法を提供する。
b) DNA binding proteins and transcription factors In one embodiment, a “BREAST CANCER GENE” may encode a DNA binding protein or transcription factor. For example, the activity of such a DNA binding protein or transcription factor can be measured by a promoter assay that measures the ability of the DNA binding protein or transcription factor to initiate transcription of a test sequence linked to a particular promoter. In one embodiment, the present invention provides an altered expression of a test gene regulated by a promoter that is responsive to the transcription factor to obtain the ability to modulate the activity of such a DNA binding protein or transcription factor. A method is provided for screening test compounds by measuring.
プロモーターアッセイ
プロモーターアッセイは、対象の遺伝子(例えば甲状腺ホルモン)によって調節されたプロモーターの制御下にあるルシフェラーゼ遺伝子によって安定的に形質移入されたヒト肝細胞癌細胞HepG2を用いてセットアップした。ベクター2xIROlucが形質移入に用いられた。ベクター2xIROlucは、tk最小プロモーターおよびルシフェラーゼ遺伝子の前に、8bpのスペーサーで分離された12bpの逆パリンドローム2つからなる甲状腺ホルモン反応性エレメント(TRE)を有する。試験培養は、96ウェルプレート中で、グルタミン、トリシン、ピルビン酸ナトリウム、非必須アミノ酸、インシュリン、セレン、およびトランスフェリンで補足した無血清イーグル最小必須培地に播種し、10%CO2、37℃の加湿雰囲気中で培養した。48時間インキュベーションした後、試験化合物または基準化合物の系列希釈(例えばL−T3、L−T4)と、適切な場合、同時刺激物質(最終濃度1nM)とを細胞培養に添加し、最適な期間(例えば、さらに4〜72時間)インキュベーションを継続した。その後、TritonX100およびルシフェリンを含有する緩衝液を添加することによって、細胞を溶解させT3または他の化合物によってルシフェラーゼのルミネッセンスを誘導し、ルミノメータで測定した。試験化合物の各濃度あたり、4つの複製を試験した。Graph Pad Prism Scientificソフトウェアの使用によって、各試験化合物のEC50値を計算した。
Promoter Assay The promoter assay was set up with human hepatocellular carcinoma cells HepG2 stably transfected with a luciferase gene under the control of a promoter regulated by the gene of interest (eg thyroid hormone). Vector 2xIROLuc was used for transfection. The vector 2xIROluc has a thyroid hormone responsive element (TRE) consisting of two 12 bp reverse palindrome separated by an 8 bp spacer in front of the tk minimal promoter and luciferase gene. Test cultures were seeded in serum-free Eagle's minimum essential medium supplemented with glutamine, tricine, sodium pyruvate, non-essential amino acids, insulin, selenium, and transferrin in a 96-well plate, 10% CO2, 37 ° C humidified atmosphere Incubated in. After 48 hours of incubation, serial dilutions of test or reference compound (eg L-T3, L-T4) and, if appropriate, costimulators (final concentration 1 nM) are added to the cell culture for an optimal period ( Incubation was continued for another 4 to 72 hours, for example. Subsequently, cells were lysed by adding a buffer containing Triton X100 and luciferin, and luminescence of luciferase was induced by T3 or other compounds and measured with a luminometer. Four replicates were tested for each concentration of test compound. EC 50 values for each test compound were calculated by use of Graph Pad Prism Scientific software.
スクリーニング法
本発明は、「乳癌遺伝子」ポリペプチドまたは「乳癌遺伝子」ポリヌクレオチドに結合するか、その活性を調節する試験化合物をスクリーニングするためのアッセイを提供する。試験化合物は、「乳癌遺伝子」ポリペプチドまたはポリヌクレオチドに結合するものが好ましい。試験化合物は、「乳癌遺伝子」活性を、試験化合物の不在時と比較して、少なくとも約10、好ましくは約50、より好ましくは約75、90、または100%低減または増強するものがより好ましい。
Screening Methods The present invention provides assays for screening for test compounds that bind to or modulate the activity of a “BREAST CANCER GENE” polypeptide or “BREAST CANCER GENE” polynucleotide. Preferably, the test compound binds to a “BREAST CANCER GENE” polypeptide or polynucleotide. More preferably, the test compound reduces or enhances “BREAST CANCER GENE” activity by at least about 10, preferably about 50, more preferably about 75, 90, or 100% compared to the absence of the test compound.
試験化合物
試験化合物は、当技術分野で既に知られている薬物でも、以前にはいかなる薬理活性があるかも知られていなかった化合物でもよい。上記化合物は、天然に存在のものでも、実験室で設計されたものでもよい。それらは、微生物、動物、または植物から単離することができ、また、組換えによって産生するか、あるいは当技術分野で知られている化学的方法によって合成することができる。望ましい場合、試験化合物は、限定されるものではないが、生物学的ライブラリー、空間的にアドレス可能な平行固相ライブラリーまたは溶液相ライブラリー、デコンボリューションを必要とする合成ライブラリー方法、1ビーズ1化合物ライブラリー法、およびアフィニティークロマトグラフィー選択を用いた合成ライブラリー法を含めた、当技術分野で知られている多数のコンビナトリアルライブラリー法のうちの任意のものを用いて取得することができる。生物学的ライブラリーアプローチは、ポリペプチドライブラリーに限定されるが、他の4つのアプローチは、ポリペプチド、非ペプチド性オリゴマー、または化合物の小分子ライブラリーに適用可能である[概説には、Lam、1997年(59)を参照]。
Test Compound The test compound may be a drug already known in the art or a compound that was not previously known to have any pharmacological activity. The compounds may be naturally occurring or designed in the laboratory. They can be isolated from microorganisms, animals or plants and can be produced recombinantly or synthesized by chemical methods known in the art. If desired, test compounds include, but are not limited to, biological libraries, spatially addressable parallel solid phase libraries or solution phase libraries, synthetic library methods that require deconvolution, 1 Can be obtained using any of a number of combinatorial library methods known in the art, including bead single compound library methods and synthetic library methods using affinity chromatography selection. it can. The biological library approach is limited to polypeptide libraries, but the other four approaches are applicable to small molecule libraries of polypeptides, non-peptidic oligomers, or compounds [for review, Lam , 1997 (59)].
分子ライブラリーを合成する方法は、当技術分野で周知である[例えば、Gallopら、1994年(60)参照]。化合物のライブラリーは溶液中[例えば、Houghten、1992年(61)]、ビーズ[Lam、1991年(62)]、DNAチップ[Fodor、1993年(63)]、細菌または胞子(Ladner、米国特許第5223409号)、プラスミド[Cullら、1992年(64)]、またはファージ[ScottおよびSmith、1990年(65)]に提示することができる。 Methods for synthesizing molecular libraries are well known in the art [see, eg, Gallop et al., 1994 (60)]. A library of compounds can be found in solution [eg, Houghten, 1992 (61)], beads [Lam, 1991 (62)], DNA chips [Fodor, 1993 (63)], bacteria or spores (Ladner, US patent). No. 5223409), plasmids [Cull et al., 1992 (64)], or phage [Scott and Smith, 1990 (65)].
ハイスループットスクリーニング
「乳癌遺伝子」ポリペプチドまたはポリヌクレオチドに結合する能力のあるもの、あるいは「乳癌遺伝子」活性または「乳癌遺伝子」発現に影響を与える能力のあるものを求めて、ハイスループットスクリーニングを用いて、試験化合物をスクリーニングすることができる。ハイスループットスクリーニングを用いることで、多数の個別の化合物を平行して試験することができ、そのため、多数の試験化合物を迅速にスクリーニングすることができる。最も広範に確立している技法は、96ウェル、384ウェル、または1536ウェルマイクロタイタープレートを利用するものである。マイクロタイタープレートのウェルは、通常、5から500μlの範囲のアッセイ容積を必要とする。プレートに加えて、マイクロウェルフォーマットに適合した多数の測定器、物質、ピペッター、ロボティクス、プレート洗浄機、およびプレートリーダーが市販されている。
High-throughput screening Using high-throughput screening for those that are capable of binding to a “breast cancer gene” polypeptide or polynucleotide, or capable of affecting “breast cancer gene” activity or “breast cancer gene” expression Test compounds can be screened. Using high-throughput screening, a large number of individual compounds can be tested in parallel, so that a large number of test compounds can be rapidly screened. The most widely established technique utilizes 96-well, 384-well, or 1536-well microtiter plates. Microtiter plate wells typically require assay volumes in the range of 5 to 500 μl. In addition to plates, numerous instruments, materials, pipettors, robotics, plate washers, and plate readers that are compatible with the microwell format are commercially available.
別法として、フリーフォーマットアッセイ、または試料間に物的障壁をもたないアッセイを用いることができる。例えば、色素細胞(メラニン細胞)を用いた単純ホモジーナスアッセイである、コンビナトリアルペプチドライブラリーのアッセイがJayawickremeら(66)によって記述されている。細胞を、培養皿の中のアガロースの下に配置し、その後、コンビナトリアル化合物を保持するビーズをアガロースの表面に配置する。コンビナトリアル化合物がビーズから部分的に放出される。化合物が局部的にゲルマトリックス中に拡散する際に、活性化合物が細胞の色を変えるので、活性化合物を暗色の色素領域として可視化することができる。 Alternatively, free format assays or assays without physical barriers between samples can be used. For example, a combinatorial peptide library assay, which is a simple homogenous assay using pigment cells (melanocytes), has been described by Jaywickreme et al. (66). Cells are placed under agarose in the culture dish, and then beads holding the combinatorial compound are placed on the surface of the agarose. Combinatorial compounds are partially released from the beads. As the compound diffuses locally into the gel matrix, the active compound changes the color of the cells so that the active compound can be visualized as a dark pigmented region.
フリーフォーマットアッセイの別の例が、Chelsky(67)によって記述されている。Chelskyは、炭酸脱水酵素の単純ホモジーナス酵素アッセイをアガロースゲル中に配置し、ゲル中の酵素がゲル全体の色変化を引き起こすようにした。その後、フォトリンカーを介してコンビナトリアル化合物を保持するビーズをゲル内部で配置し、UV光によって、化合物を部分的に放出させた。酵素を抑制した化合物は、変色が他より少ない局部的抑制領域として観察された。 Another example of a free format assay is described by Chelksky (67). Chelsky placed a simple homogenous enzyme assay for carbonic anhydrase in an agarose gel so that the enzyme in the gel caused a color change throughout the gel. Thereafter, beads holding the combinatorial compound via a photolinker were placed inside the gel and the compound was partially released by UV light. Compounds that inhibited the enzyme were observed as locally inhibited regions with less discoloration than others.
別の例では、寒天中で増殖している癌細胞に対する細胞傷害効果を有するコンビナトリアルライブラリー化合物がスクリーニングされた[Salmonら、1996年(68)]。 In another example, combinatorial library compounds having a cytotoxic effect on cancer cells growing in agar were screened [Salmon et al., 1996 (68)].
別のハイスループットスクリーニング法が、Beutelら、米国特許第5976813号に記載されている。この方法では、試験試料が多孔質マトリックス中に配置される。その後、1つまたは複数のアッセイ成分を、ゲル、プラスチックシート、フィルター、または操作が容易な他の形態の固体支持体などのマトリックスの内部、頭頂部、または底部に配置する。多孔質マトリックスに試料が導入されるときには、それらは十分ゆっくりと拡散し、そのため、多くの試験試料を同時に操作せずにアッセイを実施できる。 Another high-throughput screening method is described in Beutel et al., US Pat. No. 5,976,813. In this method, a test sample is placed in a porous matrix. The one or more assay components are then placed inside, top, or bottom of a matrix, such as a gel, plastic sheet, filter, or other form of solid support that is easy to manipulate. When samples are introduced into the porous matrix, they diffuse slowly enough so that the assay can be performed without manipulating many test samples simultaneously.
結合アッセイ
結合アッセイでは、試験化合物が小分子であることが好ましく、例えば、酵素のATP/GTP結合部位、または「乳癌遺伝子」ポリペプチドの活性部位に結合して、その位置を占め、それによって、正常な生物活性が阻止される。そのような小分子の例には、小ペプチドまたはペプチド様分子が含まれるが、これらに限定されない。
Binding Assay In a binding assay, it is preferred that the test compound is a small molecule, eg, binds to and occupies the active site of an ATP / GTP binding site of an enzyme, or “BREAST CANCER GENE” polypeptide, thereby Normal biological activity is blocked. Examples of such small molecules include but are not limited to small peptides or peptide-like molecules.
結合アッセイでは、試験化合物または「乳癌遺伝子」ポリペプチドのいずれかが、蛍光、放射性同位体、化学発光、またはホースラディッシュペルオキシダーゼ、アルカリ性ホスファターゼ、もしくはルシフェラーゼなどの酵素標識など、検出可能な標識を含んだものでありうる。その後、例えば、シンチレーションカウンティングによる放射線放出の直接計測によって、あるいは適切な基質から検出可能な産物への変換の測定によって、「乳癌遺伝子」ポリペプチドに結合した試験化合物の検出を行うことができる。 In a binding assay, either the test compound or the “BREAST CANCER GENE” polypeptide contained a detectable label, such as a fluorescent, radioisotope, chemiluminescent, or enzyme label such as horseradish peroxidase, alkaline phosphatase, or luciferase. Can be a thing. The test compound bound to the “BREAST CANCER GENE” polypeptide can then be detected, for example, by direct measurement of radiation emission by scintillation counting or by measuring the conversion of an appropriate substrate to a detectable product.
別法として、相互作用物をいずれも標識せずに、「乳癌遺伝子」ポリペプチドへの試験化合物の結合を測定することができる。例えば、「乳癌遺伝子」ポリペプチドとの試験化合物の結合を検出するのに、ミクロフィジオメーターは用いることができる。ミクロフィジオメーター(例えば、CytosensorJ)は、細胞がその環境を酸性化する速度を、LAPS(light−addressable potentiometric sensor)を用いて測定する分析装置である。この酸性化速度の変化を、試験化合物と「乳癌遺伝子」ポリペプチドとの相互作用の指標として用いることができる[McConnellら、1992年(69)]。 Alternatively, the binding of the test compound to the “BREAST CANCER GENE” polypeptide can be measured without labeling any of the interactants. For example, a microphysiometer can be used to detect binding of a test compound to a “BREAST CANCER GENE” polypeptide. A microphysiometer (for example, CytosensorJ) is an analyzer that measures the rate at which cells acidify their environment using a light-addressable potentiometric sensor (LAPS). This change in acidification rate can be used as an indicator of the interaction between the test compound and the “BREAST CANCER GENE” polypeptide [McConnell et al., 1992 (69)].
試験化合物が「乳癌遺伝子」ポリペプチドに結合する能力の測定は、リアルタイムBIA(Bimolecular Interaction Analysis)などの技術を用いて実現することもできる[Szaboら、1995年(70)]。BIAは、生物特異性相互作用を、いずれの相互作用物も標識せずに、リアルタイムで研究するための技術である(例えばBlAcore(商標))。光学的現象である表面プラズモン共鳴(SPR)の変化を、生物分子間のリアルタイム反応の指標として用いることができる。 Measurement of the ability of a test compound to bind to a “BREAST CANCER GENE” polypeptide can also be achieved using techniques such as real-time BIA (Bimolecular Interaction Analysis) [Szabo et al., 1995 (70)]. BIA is a technique for studying biospecific interactions in real time without labeling any of the interactants (eg, BIAcore ™). Changes in surface plasmon resonance (SPR), which is an optical phenomenon, can be used as an indicator of real-time reactions between biomolecules.
本発明の別の態様では、「乳癌遺伝子」ポリペプチドと結合または相互作用し、その活性を加減する他のタンパク質を同定するために、「乳癌遺伝子」ポリペプチドを、2ハイブリッドアッセイまたは3ハイブリッドアッセイにおける「ベイトタンパク質」として用いることができる[例えば、米国特許第5283317号;Brent、国際公開第94/10300号]。 In another aspect of the invention, a “BREAST CANCER GENE” polypeptide is identified in a two-hybrid assay or a three-hybrid assay to identify other proteins that bind to or interact with a “BREAST CANCER GENE” polypeptide and modulate its activity. As “bait protein” in US Pat. No. 5,283,317; Brent, WO 94/10300.
2ハイブリッドシステムは、ほとんどの転写因子が別々のDNA結合ドメインおよび活性化ドメインからなり、モジュールとしての性質を有することに基づいている。簡潔には、このアッセイは、2つの異なったDNAコンストラクトを利用する。例えば、一方のコンストラクトでは、「乳癌遺伝子」ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを、既知な転写因子(例えばGAL4)のDNA結合ドメインをコードするポリヌクレオチドに融合することができる。もう一方のコンストラクトでは、未同定のタンパク質(「プレイ」または「試料」)をコードするDNA配列を、既知な転写因子の活性化ドメインをコードするポリヌクレオチドに融合することができる。「ベイト」タンパク質と「プレイ」タンパク質とがin vivoで相互作用して、タンパク質依存性の複合体を形成できた場合には、転写因子のDNA結合ドメインと活性化ドメインとが近接する。この近接が、上記転写因子に対する反応性を有する転写調節部位に作用可能に連結したレポーター遺伝子(例えばLacZ)の転写を可能にする。レポーター遺伝子の発現を検出することができ、それによって、機能的な転写因子を含有する細胞コロニーを単離し、「乳癌遺伝子」ポリペプチドと相互作用するタンパク質をコードするDNA配列を取得するために使用することができる。 The two-hybrid system is based on the fact that most transcription factors consist of separate DNA binding and activation domains and have modular properties. Briefly, this assay utilizes two different DNA constructs. For example, in one construct, a polynucleotide encoding a “BREAST CANCER GENE” polypeptide can be fused to a polynucleotide encoding the DNA binding domain of a known transcription factor (eg, GAL4). In the other construct, a DNA sequence encoding an unidentified protein ("prey" or "sample") can be fused to a polynucleotide encoding the activation domain of a known transcription factor. When the “bait” protein and the “prey” protein interact in vivo to form a protein-dependent complex, the transcription factor DNA binding domain and the activation domain are in close proximity. This proximity allows transcription of a reporter gene (eg, LacZ) operably linked to a transcriptional regulatory site that is responsive to the transcription factor. Reporter gene expression can be detected, thereby isolating cell colonies containing functional transcription factors and used to obtain DNA sequences that encode proteins that interact with "BREAST CANCER GENE" polypeptides can do.
「乳癌遺伝子」ポリペプチド(もしくはポリヌクレオチド)または試験化合物のいずれかを固定して、一方または両方の相互作用物における非結合型からの結合型の分離を促進し、さらにアッセイの自動化を容易にするのが望ましい場合もある。したがって、「乳癌遺伝子」ポリペプチド(もしくはポリヌクレオチド)または試験化合物のいずれかを固体支持体に結合することができる。適当な固体支持体には、ガラスもしくはプラスチック製スライド、組織培養プレート、マイクロタイターウェル、チューブ、シリコンチップ、またはビーズなどの粒子(ラテックス、ポリスチレン、またはガラスビーズが含まれるが、これらに限定されない)が含まれるが、これらに限定されない。「乳癌遺伝子」ポリペプチド(もしくはポリヌクレオチド)または試験化合物を固体支持体に結合するのに、共有結合性および非共有結合、受動吸収、あるいはそれぞれ上記ポリペプチド(もしくはポリヌクレオチド)または試験化合物と、固体支持体とに結合した1対の結合部分の使用を含めた、当技術分野で知られているいかなる方法を用いてもよい。試験化合物は、個々の試験化合物の位置を追跡することができるように、アレイの固体支持体に結合していることが好ましい。「乳癌遺伝子」ポリペプチド(もしくはポリヌクレオチド)への試験化合物の結合は、反応体を含有するのに適したいかなる容器中で行ってもよい。そのような容器の例には、マイクロタイタープレート、試験管、および微量遠心チューブが含まれる。 Immobilize either a “BREAST CANCER GENE” polypeptide (or polynucleotide) or test compound to facilitate separation of bound from unbound forms in one or both interactants and further facilitate assay automation It may be desirable to do so. Thus, either a “BREAST CANCER GENE” polypeptide (or polynucleotide) or a test compound can be bound to a solid support. Suitable solid supports include particles such as, but not limited to, glass or plastic slides, tissue culture plates, microtiter wells, tubes, silicon chips, or beads (including but not limited to latex, polystyrene, or glass beads). Is included, but is not limited thereto. To bind a “BREAST CANCER GENE” polypeptide (or polynucleotide) or test compound to a solid support, a covalent and non-covalent bond, passive absorption, or the polypeptide (or polynucleotide) or test compound, respectively, Any method known in the art may be used, including the use of a pair of binding moieties attached to a solid support. Test compounds are preferably bound to the solid support of the array so that the position of individual test compounds can be tracked. Binding of the test compound to the “BREAST CANCER GENE” polypeptide (or polynucleotide) may be performed in any container suitable for containing the reactants. Examples of such containers include microtiter plates, test tubes, and microcentrifuge tubes.
一実施形態では、「乳癌遺伝子」ポリペプチドは、「乳癌遺伝子」ポリペプチドが固形支持体に結合するのを可能にするドメインを含む融合タンパク質である。例えば、グルタチオンS−トランスフェラーゼ融合タンパク質を、グルタチオンセファロースビーズ(Sigma Chemical社、米国ミズーリ州St.Louis所在)またはグルタチオン誘導体化されたマイクロタイタープレートに吸着させることができ、次に、これを試験化合物、または試験化合物および非吸着の「乳癌遺伝子」ポリペプチドに結合させ;混合物を複合体形成に貢献する条件(例えば、生理的条件の塩濃度およびpH)下でインキュベートする。インキュベーションの後に、ビーズまたはマイクロタイタープレートウェルを洗浄し、いかなる非結合の構成要素も除去する。相互作用物の結合の測定は、上述の通り、直接的に行うことも、間接的に行うこともできる。別法では、結合を測定する前に、複合体を固体支持体から分離することができる。 In one embodiment, the “BREAST CANCER GENE” polypeptide is a fusion protein comprising a domain that allows the “BREAST CANCER GENE” polypeptide to bind to a solid support. For example, glutathione S-transferase fusion protein can be adsorbed to glutathione sepharose beads (Sigma Chemical, St. Louis, Mo., USA) or glutathione derivatized microtiter plates, which are then Alternatively, the test compound and non-adsorbed “BREAST CANCER GENE” polypeptide are bound; the mixture is incubated under conditions that contribute to complex formation (eg, salt conditions and pH at physiological conditions). Following incubation, the beads or microtiter plate wells are washed to remove any unbound components. The measurement of binding of the interactant can be performed directly or indirectly as described above. Alternatively, the complex can be separated from the solid support prior to measuring binding.
タンパク質またはポリヌクレオチドを固体支持体上に固定する他の技法も、本発明のスクリーニングアッセイで用いることができる。例えば、「乳癌遺伝子」ポリペプチド(もしくはポリヌクレオチド)または試験化合物のいずれかを、ビオチンとストレプトアビジンとの結合を利用して、固定することができる。ビオチン化された「乳癌遺伝子」ポリペプチド(もしくはポリヌクレオチド)または試験化合物は、当技術分野で周知の技法(例えば、ビオチン化キット、Pierce Chemicals社、米国イリノイ州Rockford所在)を用いてビオチンNHS(N−ヒドロキシサクシニミド)から調製し、ストレプトアビジンでコーティングされた96ウェルプレート(Pierce Chemicals社)のウェルに固定することができる。別法では、「乳癌遺伝子」ポリペプチド、ポリヌクレオチド、または試験化合物に特異的に結合するが、ATP/GTP結合部位や「乳癌遺伝子」ポリペプチドの活性部位など、所望の結合部位を妨害しない抗体を誘導体化して、プレートのウェルに結合することができる。非結合の標的またはタンパク質を、抗体結合によってウェル内に捕捉することができる。 Other techniques for immobilizing proteins or polynucleotides on a solid support can also be used in the screening assays of the invention. For example, either a “BREAST CANCER GENE” polypeptide (or polynucleotide) or a test compound can be immobilized utilizing the binding of biotin and streptavidin. A biotinylated “BREAST CANCER GENE” polypeptide (or polynucleotide) or test compound is biotinylated using a technique well known in the art (eg, biotinylation kit, Pierce Chemicals, Rockford, Ill., USA) N-hydroxysuccinimide) and immobilized on streptavidin-coated 96-well plates (Pierce Chemicals). Alternatively, an antibody that specifically binds to a “BREAST CANCER GENE” polypeptide, polynucleotide, or test compound, but does not interfere with a desired binding site, such as an ATP / GTP binding site or an active site of a “BREAST CANCER GENE” polypeptide Can be derivatized and bound to the wells of the plate. Unbound target or protein can be captured in the well by antibody binding.
そのような複合体を検出する方法には、GSTで固定された複合体に関して上述したものに加えて、「乳癌遺伝子」ポリペプチドまたは試験化合物に特異的に結合する抗体を用いた複合体の免疫検出、「乳癌遺伝子」ポリペプチドの活性の検出に依存した酵素結合アッセイ、および非還元条件下でのSDSゲル電気泳働が含まれる。 Methods for detecting such complexes include immunization of complexes with “BREAST CANCER GENE” polypeptides or antibodies that specifically bind to test compounds in addition to those described above for GST-immobilized complexes. Detection, an enzyme binding assay that relies on detecting activity of the “BREAST CANCER GENE” polypeptide, and SDS gel electrophoresis under non-reducing conditions.
「乳癌遺伝子」ポリペプチドまたはポリヌクレオチドに結合する試験化合物を得るためのスクリーニングも、無傷細胞中で行うことができる。「乳癌遺伝子」ポリペプチドまたはポリヌクレオチドを含むいかなる細胞も、細胞ベースのアッセイシステムで用いることができる。「乳癌遺伝子」ポリヌクレオチドは、細胞内に自然発生するものでも、上述のものなどの技法を用いて導入したものでもよい。「乳癌遺伝子」ポリペプチドまたはポリヌクレオチドへの試験化合物の結合は、上述の通り測定される。 Screening to obtain a test compound that binds to a “BREAST CANCER GENE” polypeptide or polynucleotide can also be performed in intact cells. Any cell containing a “BREAST CANCER GENE” polypeptide or polynucleotide can be used in a cell-based assay system. “BREAST CANCER GENE” polynucleotides may be naturally occurring in the cell or introduced using techniques such as those described above. Binding of the test compound to the “BREAST CANCER GENE” polypeptide or polynucleotide is measured as described above.
遺伝子発現の改変
別の実施形態では、「乳癌遺伝子」の発現を増強または減少させる試験化合物を同定する。以下に記載する適切な発現試験システム、または細胞システムで、「乳癌遺伝子」ポリヌクレオチドを試験化合物と接触させ、「乳癌遺伝子」ポリヌクレオチドのRNAまたはポリペプチド産物の発現を測定する。試験化合物の存在下における、適当なmRNAまたはポリペプチドの発現レベルを、試験化合物の非存在下におけるmRNAまたはポリペプチドの発現レベルと比較する。その後、この比較に基づいて、上記試験化合物を発現の調節因子として同定することができる。例えば、mRNAまたはポリペプチドの発現が、試験化合物の存在下で、非存在下より大きい場合には、この試験化合物が、そのmRNAまたはポリペプチドの発現の刺激物質または促進因子として同定される。その代わりに、mRNAまたはポリペプチドの発現が、試験化合物の存在下で、非存在下より少ない場合には、この試験化合物は、そのmRNAまたはポリペプチドの発現の抑制物質として同定される。
Altering Gene Expression In another embodiment, test compounds that enhance or decrease expression of a “BREAST CANCER GENE” are identified. The “BREAST CANCER GENE” polynucleotide is contacted with a test compound in a suitable expression test system or cellular system described below, and the expression of the RNA or polypeptide product of the “BREAST CANCER GENE” polynucleotide is measured. The expression level of the appropriate mRNA or polypeptide in the presence of the test compound is compared to the expression level of the mRNA or polypeptide in the absence of the test compound. The test compound can then be identified as a regulator of expression based on this comparison. For example, if the expression of mRNA or polypeptide is greater in the presence and absence of the test compound, the test compound is identified as a stimulator or promoter of expression of the mRNA or polypeptide. Instead, if the expression of the mRNA or polypeptide is less in the presence of the test compound than in the absence, the test compound is identified as an inhibitor of the expression of the mRNA or polypeptide.
細胞における「乳癌遺伝子」mRNAまたはポリペプチドの発現レベルは、当技術分野で周知の、mRNAまたはポリペプチドを検出する方法で測定することができる。定性的方法も、定量的方法も使用できる。「乳癌遺伝子」ポリヌクレオチドのポリペプチド産物の存在を、例えば、免疫化学法、ラジオイムノアッセイ、ウェスタンブロット法、免疫組織化学などを含めた当技術分野で知られている様々な技法を用いて測定することができる。別法として、ポリペプチド合成を細胞培養でin vivoで測定するか、あるいはin vitro翻訳系で、「乳癌遺伝子」ポリペプチドへの標識アミノ酸の取込みを検出することによって測定することができる。 The expression level of “BREAST CANCER GENE” mRNA or polypeptide in a cell can be measured by methods for detecting mRNA or polypeptide that are well known in the art. Both qualitative and quantitative methods can be used. The presence of a polypeptide product of a “BREAST CANCER GENE” polynucleotide is measured using a variety of techniques known in the art including, for example, immunochemistry, radioimmunoassay, western blotting, immunohistochemistry, etc. be able to. Alternatively, polypeptide synthesis can be measured in vivo in cell culture or by detecting the incorporation of labeled amino acids into the “BREAST CANCER GENE” polypeptide in an in vitro translation system.
無細胞アッセイシステムまたは無傷細胞内で、そのようなスクリーニングを実施することができる。「乳癌遺伝子」ポリヌクレオチドを発現するいかなる細胞も、細胞ベースのアッセイシステムで用いることができる。「乳癌遺伝子」ポリヌクレオチドは、細胞内に自然発生するものでも、上述のものなどの技法を用いて導入したものでもよい。初代培養、またはCHOもしくはヒト胚腎臓293細胞などの樹立細胞系のいずれかを使用することができる。 Such screening can be performed in a cell-free assay system or in intact cells. Any cell that expresses a “BREAST CANCER GENE” polynucleotide can be used in a cell-based assay system. “BREAST CANCER GENE” polynucleotides may be naturally occurring in the cell or introduced using techniques such as those described above. Either primary cultures or established cell lines such as CHO or human embryonic kidney 293 cells can be used.
治療の適用および方法
乳癌を治療する療法は、主として、細胞増殖、細胞増殖、または血管新生に介入する効果的な化学療法薬を当てにしていた。ゲノミクス主導の分子標的同定の到来によって、悪性腫瘍患者、詳細には乳癌患者に、より安全で、より効果的な治療を提供するであろう治療介入に用いる、乳癌に特異的な新規の標的を同定する可能性が開かれた。したがって、新たに発見された乳癌関連遺伝子、およびそれらの産物を、革新的な治療を開発するツールとして用いることができる。Her2/neu受容体キナーゼの同定は、上述した通り、特定の部分集団の腫よう患者を治療する新規の刺激的な機会を提示する。上記に概説したいずれの生理過程で重要な役割を演じている遺伝子も、乳癌標的として特徴付けることができる。ゲノミクスで同定された遺伝子または遺伝子断片は、機能的な組換え体タンパク質を産生させるために1つまたは複数の異種発現系で容易に発現させることができる。これらのタンパク質の生化学的性質に関して、それらをin vitroで特性分析し、ハイスループット分子スクリーニングプログラムでそれらの生化学活性の化学調節因子を同定するツールとして使用する。このようにして、標的遺伝子発現またはタンパク質活性の調節因子を同定し、それに続いて、細胞疾患モデルおよびin vivo疾患モデルで治療活性を試験することができる。生体モデルでの反復試行によるリード化合物の最適化、ならびに詳細な薬物動態学および毒物分析が、医薬品開発、およびそれに続くヒトでの試験の基礎を形成する。
Therapeutic applications and methods Therapies for treating breast cancer have relied primarily on effective chemotherapeutic drugs to intervene in cell proliferation, cell proliferation, or angiogenesis. With the advent of genomics-led molecular target identification, breast cancer specific new targets for use in therapeutic interventions will provide safer and more effective treatment for patients with malignant tumors, particularly breast cancer patients. The possibility to identify was opened. Thus, newly discovered breast cancer-related genes, and their products, can be used as tools for developing innovative therapies. Identification of the Her2 / neu receptor kinase presents a new and exciting opportunity to treat a particular subset of tumor patients, as described above. Genes that play an important role in any of the physiological processes outlined above can be characterized as breast cancer targets. A gene or gene fragment identified by genomics can be readily expressed in one or more heterologous expression systems to produce a functional recombinant protein. With respect to the biochemical properties of these proteins, they are characterized in vitro and used as a tool to identify chemical regulators of their biochemical activity in high-throughput molecular screening programs. In this way, modulators of target gene expression or protein activity can be identified and subsequently tested for therapeutic activity in cellular and in vivo disease models. Lead compound optimization through repeated trials in biological models, as well as detailed pharmacokinetics and toxicology analysis, form the basis for drug development and subsequent human testing.
本発明は、さらに、上述したスクリーニングアッセイによって同定された新規な薬剤の使用に関する。したがって、適切な動物モデルで、本明細書に記載の通りに同定された試験化合物の使用も、本発明に包含される。例えば、本明細書に記載の通りに同定された薬剤(例えば、調節薬、アンチセンスポリヌクレオチド分子、特異抗体、リボザイム、またはヒト「乳癌遺伝子」ポリペプチド結合分子)を動物モデルで使用して、そのような薬剤を用いた治療の有効性、毒性、または副作用を決定することができる。別法では、本明細書に記載の通りに同定された薬剤を動物モデルで使用して、そのような薬剤の作用機序を決定することができる。さらに、本発明は、上述のスクリーニングアッセイによって、本明細書に記載の治療用に同定された新規の薬剤の使用にも関する。 The present invention further relates to the use of novel agents identified by the screening assays described above. Accordingly, the use of test compounds identified as described herein in an appropriate animal model is also encompassed by the present invention. For example, an agent identified as described herein (eg, a modulator, antisense polynucleotide molecule, specific antibody, ribozyme, or human “BREAST CANCER GENE” polypeptide binding molecule) in an animal model, The effectiveness, toxicity, or side effects of treatment with such agents can be determined. Alternatively, agents identified as described herein can be used in animal models to determine the mechanism of action of such agents. The present invention further relates to the use of novel agents identified for the treatments described herein by the screening assays described above.
ヒト「乳癌遺伝子」の活性に影響を与える試薬は、ヒト「乳癌遺伝子」の活性を低減または増強するために、in vitroまたはin vivoのいずれかでヒト細胞に投与することができる。上記試薬は、ヒト「乳癌遺伝子」の発現産物に結合することが好ましい。発現産物がタンパク質である場合、上記試薬は抗体であることが好ましい。ヒト細胞をex vivoで処置するために、体から取り出した幹細胞の調製物に抗体を添加することができる。その後、当技術分野で知られているように、クローン増殖を行い、あるいは行わずに、上記細胞を、同一または別の人体で置換することができる。 Reagents that affect the activity of the human “BREAST CANCER GENE” can be administered to human cells either in vitro or in vivo to reduce or enhance the activity of the human “BREAST CANCER GENE”. Preferably, the reagent binds to the expression product of human “BREAST CANCER GENE”. When the expression product is a protein, the reagent is preferably an antibody. To treat human cells ex vivo, antibodies can be added to a preparation of stem cells removed from the body. The cells can then be replaced with the same or another human body, with or without clonal expansion, as is known in the art.
一実施形態では、リポソームを用いて上記試薬を送達する。リポソームは、それが投与された動物で、少なくとも約30分間、より好ましくは少なくとも約1時間、さらにより好ましくは少なくとも約24時間安定していることが好ましい。リポソームは、ヒトなどの動物における特定の部位を標的にして、試薬、特にポリヌクレオチドを送達することのできる脂質組成を含む。リポソームの脂質組成は、肺、肝臓、脾臓、心臓、脳、リンパ節、および皮膚など、動物の特定の臓器を標的にできるものであることが好ましい。 In one embodiment, liposomes are used to deliver the reagent. The liposome is preferably stable in the animal to which it is administered for at least about 30 minutes, more preferably for at least about 1 hour, even more preferably for at least about 24 hours. Liposomes contain a lipid composition that can target a specific site in an animal, such as a human, to deliver a reagent, particularly a polynucleotide. The lipid composition of the liposome is preferably such that it can target specific organs of the animal, such as lung, liver, spleen, heart, brain, lymph node, and skin.
本発明で有用なリポソームは、その内容物を細胞に送達するために、標的細胞の原形質膜と融合できる脂質組成を含む。好ましくは、リポソームのトランスフェクション効率は、約106の細胞に送達されたリポソーム16nmolあたりDNA約0.5μgであり、より好ましくは、約106の細胞に送達されたリポソーム16nmolあたりDNA約1.0μgであり、さらに好ましくは、約106の細胞に送達されたリポソーム16nmolあたりDNA約2.0μgである。リポソームは、直径が、好ましくは約100〜500nm、より好ましくは約150〜450nm、さらにより好ましくは約200〜400nmである。 Liposomes useful in the present invention comprise a lipid composition that can be fused with the plasma membrane of the target cell to deliver its contents to the cell. Preferably, the transfection efficiency of the liposomes is about 0.5 μg of DNA per 16 nmol of liposomes delivered to about 10 6 cells, more preferably about 1.times. DNA per 16 nmol of liposomes delivered to about 10 6 cells. 0 μg, more preferably about 2.0 μg of DNA per 16 nmol of liposomes delivered to about 10 6 cells. Liposomes preferably have a diameter of about 100-500 nm, more preferably about 150-450 nm, and even more preferably about 200-400 nm.
本発明での使用に適したリポソームには、例えば、当業者に知られている遺伝子送達法で通常使用されているリポソームが含まれる。より好ましいリポソームには、ポリカチオン脂質組成を有するリポソームおよび/またはポリエチレングリコールに結合したコレステロールバックボーンを有するリポソームが含まれる。所望により、リポソームは、リポソームの外部表面に露出した細胞特異的なリガンドなど、特定の細胞型を標的として、そのリポソームを送達できる化合物を含む。 Liposomes suitable for use in the present invention include, for example, liposomes commonly used in gene delivery methods known to those skilled in the art. More preferred liposomes include liposomes having a polycationic lipid composition and / or liposomes having a cholesterol backbone bound to polyethylene glycol. Optionally, the liposome includes a compound that can target the specific cell type, such as a cell-specific ligand exposed on the external surface of the liposome, to deliver the liposome.
当技術分野で標準的な方法を用いて、リポソームを、アンチセンスオリゴヌクレオチドまたはリボザイムなどの試薬と複合体形成させることができる(例えば米国特許第5705151号を参照)。好ましくは、約0.1μgから約10μgのポリヌクレオチドを約8nmolのリポソームと混合し、より好ましくは、約0.5μgから約5μgのポリヌクレオチドを約8nmolのリポソームと混合し、さらに好ましくは、約1.0μgのポリヌクレオチドを約8nmolのリポソームと混合する。 Liposomes can be complexed with reagents such as antisense oligonucleotides or ribozymes using standard methods in the art (see, eg, US Pat. No. 5,705,151). Preferably, about 0.1 μg to about 10 μg of polynucleotide is mixed with about 8 nmol liposomes, more preferably about 0.5 μg to about 5 μg of polynucleotide is mixed with about 8 nmol liposomes, more preferably about 1.0 μg of polynucleotide is mixed with about 8 nmol of liposomes.
別の実施形態では、受容体に媒介された指向性送達を用いて、抗体を特定の組織にin vivo送達することができる。受容体に媒介されたDNA送達技法は、例えば、Findeisら、1993年(71);Chiouら、1994年(72)で教示されている。 In another embodiment, receptor-mediated directed delivery can be used to deliver antibodies in vivo to specific tissues. Receptor-mediated DNA delivery techniques are taught, for example, in Findeis et al., 1993 (71); Chiou et al., 1994 (72).
治療上有効な用量の決定
治療上有効な用量の決定は、当業者の能力の範疇にある。治療上有効な用量は、治療上有効な用量の非存在下で存在するそのヒトの「乳癌遺伝子」活性と比較して、ヒト「乳癌遺伝子」活性を増強または低減する活性成分の量を指す。
Determination of a therapeutically effective dose Determination of a therapeutically effective dose is within the ability of one skilled in the art. A therapeutically effective dose refers to that amount of active ingredient that enhances or reduces human “BREAST CANCER GENE” activity as compared to that human “BREAST CANCER GENE” activity present in the absence of a therapeutically effective dose.
いかなる化合物でも、治療上有効な用量は、最初に、細胞培養アッセイまたは動物モデル、通常はマウス、ウサギ、イヌ、またはブタで推算することができる。動物モデルは、適切な濃度領域および投与経路を決定するのにも使用できる。そのような情報は、ヒトにおける有用な用量および投与経路を決定するのに用いることができる。 For any compound, the therapeutically effective dose can be estimated initially from cell culture assays or animal models, usually mice, rabbits, dogs, or pigs. The animal model can also be used to determine the appropriate concentration range and route of administration. Such information can be used to determine useful doses and routes for administration in humans.
治療効率および治療毒性、例えば、ED50(集団の50%で治療上有効な用量)およびLD50(集団の50%に対して致死である用量)を、細胞培養または実験動物標準的な製薬手順によって決定することができる。毒性効果をもつ用量と、治療効果をもつ用量との比が治療係数であり、LD50/ED50という比率として計算できる。 Therapeutic efficacy and toxicity, eg, ED 50 (a dose that is therapeutically effective in 50% of the population) and LD 50 (a dose that is lethal to 50% of the population) are measured in cell culture or laboratory animal standard pharmaceutical procedures. Can be determined by. The ratio between the dose with toxic effect and the dose with therapeutic effect is the therapeutic index and can be calculated as the ratio LD 50 / ED 50 .
大きな治療係数を示す医薬組成物が好まれる。細胞培養アッセイおよび動物実験から得られたデータは、ヒトに使用するための用量の範囲を公式化するのに使用される。そのような組成物に含有されている用量は、毒性がまったく伴わないかほとんど伴わない、ED50を含めた循環濃度の範囲にあることが好ましい。用量は、使用される剤形、患者の感受性、および投与経路に応じて、この範囲内で変化しうる。 Pharmaceutical compositions that exhibit large therapeutic indices are preferred. Data obtained from cell culture assays and animal studies is used to formulate a range of doses for use in humans. Doses are contained in such compositions is no toxicity with little or without at all, it is preferably in the range of circulating concentrations that include the ED 50. The dosage may vary within this range depending on the dosage form used, patient sensitivity, and route of administration.
正確な用量は、開業医が、治療を必要とする対象に関する因子に照らして決定するだろう。用量および投与は、十分なレベルの活性成分を提供するように、あるいは所望の効果が維持されるように調整する。考慮に入れることのできる因子には、疾患状態の重度、対象の健康全般、対象の年齢、重さ、および性別、食餌、投与の時間および頻度、複合製剤、反応感受性、および治療に対する許容度/反応が含まれる。持続性医薬組成物は、特定の製剤の半減期およびクリアランス速度に応じて、3〜4日に1回、毎週、または2週間に1回に投与することができる。 The exact dose will be determined by the practitioner, in light of factors related to the subject that requires treatment. Dosage and administration are adjusted to provide sufficient levels of the active ingredient or to maintain the desired effect. Factors that can be taken into account include severity of disease state, overall subject health, subject age, weight, and gender, diet, time and frequency of administration, combined formulation, response sensitivity, and tolerance / Reaction is included. Long-acting pharmaceutical compositions can be administered once every 3-4 days, every week, or once every two weeks, depending on the half-life and clearance rate of the particular formulation.
正常な用量は、投与経路によって、0.1から10000μgまで、最大1gの全量まで変動しうる。特定の用量および送達の方法に関する手びきは、文献に提供されており、当技術分野の開業医には概ね利用可能である。ヌクレオチドには、当業者は、タンパク質およびそれらの抑制物質とは異なった処方を用いるであろう。同様に、ポリヌクレオチドまたはポリペプチドの送達は、特定の細胞、状態、部位などに特異的であろう。 The normal dose may vary from 0.1 to 10,000 μg, up to a total amount of 1 g, depending on the route of administration. Hands on specific doses and methods of delivery are provided in the literature and are generally available to practitioners in the art. For nucleotides, those skilled in the art will use different formulations than proteins and their inhibitors. Similarly, delivery of polynucleotides or polypeptides will be specific to particular cells, conditions, sites, etc.
試薬が一本鎖抗体である場合、抗体をコードするポリヌクレオチドを構築し、限定されるものではないが、トランスフェリン−ポリカチオン媒介のDNA輸送、裸または被包性の核酸を用いた形質移入、リポソーム媒介の細胞融合、DNAコーティングされたラテックスビーズの細胞内導入、プロトプラスト融合法、ウイルス感染、エレクトロポレーション、遺伝子銃DEFまたはカルシウムリン酸媒介の形質移入を含めた、十分に確立されている技法を用いてex vivoまたはin vivoのいずれかで細胞内に導入することができる。 If the reagent is a single chain antibody, construct the polynucleotide encoding the antibody, including, but not limited to, transferrin-polycation mediated DNA transport, transfection with naked or encapsulated nucleic acid, Well-established techniques including liposome-mediated cell fusion, intracellular introduction of DNA-coated latex beads, protoplast fusion, viral infection, electroporation, gene gun DEF or calcium phosphate-mediated transfection Can be introduced into cells either ex vivo or in vivo.
抗体の効果的なin vivo用量は、約5μgから約50μg/kg患者体重、約50μgから約5mg/kg、約100μgから約500μg/kg、および約200から約250μg/kg患者体重の範囲にある。一本鎖抗体をコードするポリヌクレオチドの投与に効果的な in vivo用量は、約100ngから約200ng、500ngから約50mg、約1μgから約2mg、約5μgから約500μg、約20μgから約100μgのDNAの範囲にある Effective in vivo doses of the antibody range from about 5 μg to about 50 μg / kg patient weight, from about 50 μg to about 5 mg / kg, from about 100 μg to about 500 μg / kg, and from about 200 to about 250 μg / kg patient weight. . Effective in vivo doses for administration of polynucleotides encoding single chain antibodies are about 100 ng to about 200 ng, 500 ng to about 50 mg, about 1 μg to about 2 mg, about 5 μg to about 500 μg, about 20 μg to about 100 μg of DNA. Is in the range
発現産物がmRNAである場合、試薬は、アンチセンスオリゴヌクレオチドまたはリボザイムであることが好ましい。アンチセンスオリゴヌクレオチドまたはリボザイムを発現するポリヌクレオチドは、上述の通りの様々な方法によって、細胞に導入することができる。 When the expression product is mRNA, the reagent is preferably an antisense oligonucleotide or a ribozyme. Polynucleotides that express antisense oligonucleotides or ribozymes can be introduced into cells by various methods as described above.
好ましくは、試薬は、「乳癌遺伝子」の遺伝子の発現、または「乳癌遺伝子」ポリペプチドの活性を、試薬の非存在時と比較して少なくとも約10、好ましくは約50、より好ましくは約75、90、または100%減少させる。「乳癌遺伝子」の遺伝子の発現レベルまたは「乳癌遺伝子」ポリペプチドの活性を低下させるために選択された機構の有効性の評価は、「乳癌遺伝子」特異的なmRNAへのヌクレオチドプローブのハイブリダイゼーション、定量的RT−PCR、「乳癌遺伝子」ポリペプチドの免疫学的検出、または「乳癌遺伝子」活性の測定など、当技術分野で周知の方法を用いて行うことができる。 Preferably, the reagent has an expression of a “BREAST CANCER GENE” gene, or an activity of a “BREAST CANCER GENE” polypeptide at least about 10, preferably about 50, more preferably about 75, as compared to the absence of the reagent. Reduce by 90 or 100%. Evaluation of the expression level of the gene of the “BREAST CANCER GENE” or the effectiveness of the mechanism selected to reduce the activity of the “BREAST CANCER GENE” polypeptide can include hybridization of a nucleotide probe to mRNA specific for “BREAST CANCER GENE”, It can be performed using methods well known in the art, such as quantitative RT-PCR, immunological detection of a “BREAST CANCER GENE” polypeptide, or measurement of “BREAST CANCER GENE” activity.
上述の実施形態のいずれにおいても、任意の本発明の医薬組成物を、他の治療薬と併せて投与することができる。併用療法で使用するのに適した薬剤の選択は、従来の製薬原則に従って、当業者が行うことができる。治療薬の組合せは、相乗効果的に作用して、上述の様々な障害の治療または予防に影響を与える場合がある。このアプローチを用いることで、各薬剤の用量が少なくても治療効率を実現できる場合があり、それによって、有害な副作用の可能性を低減することができる。 In any of the embodiments described above, any of the pharmaceutical compositions of the present invention can be administered in conjunction with other therapeutic agents. Selection of suitable drugs for use in combination therapy can be made by one skilled in the art according to conventional pharmaceutical principles. The combination of therapeutic agents may act synergistically to affect the treatment or prevention of the various disorders described above. Using this approach, therapeutic efficiency may be achieved even with small doses of each drug, thereby reducing the potential for adverse side effects.
上述した治療方法はいずれも、例えば、鳥、およびイヌ、ネコ、ウシ、ブタ、ヒツジ、ヤギ、ウマ、ウサギ、サル、および最も好ましくはヒトなどの哺乳類を含めた、そのような治療を必要としている任意の対象に適用することができる。 Any of the methods of treatment described above require such treatment, including, for example, birds and mammals such as dogs, cats, cows, pigs, sheep, goats, horses, rabbits, monkeys, and most preferably humans. It can be applied to any subject.
この開示で引用したすべての特許および特許出願を、参照により明確に本明細書に組み込む。上記の開示は、本発明をおおまかに説明するものである。以下に示す特定の実施例を参照することによって、より完全な理解を得ることができるが、以下の実施例は、例示のみを目的として示すものであって、本発明の範囲の限定を意図したものではない。 All patents and patent applications cited in this disclosure are expressly incorporated herein by reference. The above disclosure generally describes the present invention. A more complete understanding can be obtained by reference to the following specific examples, which are given for purposes of illustration only and are intended to limit the scope of the invention. It is not a thing.
医薬組成物
本発明は、治療効果を実現するために、患者に投与することのできる医薬組成物も提供する。本発明の医薬組成物は、例えば「乳癌遺伝子」ポリペプチド、「乳癌遺伝子」ポリヌクレオチド、リボザイム、またはアンチセンスオリゴヌクレオチド、「乳癌遺伝子」ポリペプチドに特異的に結合する抗体、「乳癌遺伝子」ポリペプチド活性のミメティック、アゴニスト、アンタゴニスト、または抑制因子を含むものでありうる。上記組成物は、単独で投与することも、あるいは、限定されるものではないが、食塩水、緩衝食塩水、ブドウ糖、および水を含めた、任意の無菌かつ生体適合性の薬学的担体中で投与できる安定化化合物などの少なくとも1つの他の薬剤と併せて投与することもできる。上記組成物は、単独で患者に投与することも、あるいは、他の薬剤、薬物、またはホルモンと併せて投与することもできる。
Pharmaceutical Composition The present invention also provides a pharmaceutical composition that can be administered to a patient to achieve a therapeutic effect. The pharmaceutical composition of the present invention includes, for example, “BREAST CANCER GENE” polypeptide, “BREAST CANCER GENE” polynucleotide, ribozyme, or antisense oligonucleotide, antibody that specifically binds to “BREAST CANCER GENE” polypeptide, “BREAST CANCER GENE” It may include mimetics, agonists, antagonists, or inhibitors of peptide activity. The composition can be administered alone or in any sterile and biocompatible pharmaceutical carrier, including but not limited to saline, buffered saline, glucose, and water. It can also be administered in conjunction with at least one other agent, such as a stabilizing compound that can be administered. The composition can be administered to a patient alone or in combination with other drugs, drugs, or hormones.
活性成分に加えて、これらの医薬組成物は、活性化合物から薬学的に使用できる調製物への加工を容易にする賦形剤および補助剤を含む適当な薬学的に許容される担体を含有することができる。本発明の医薬組成物は、限定されるものではないが、経口、静脈内、筋肉内、動脈内、骨髄内、鞘内、心室内、経皮、皮下、腹腔内、鼻腔内、非経口、局所、舌下、または直腸経路を含めた様々な経路で投与することができる。経口投与用の医薬組成物は、当技術分野で周知の薬学的に許容される担体を用いて、経口投与に適した用量で処方することができる。そのような担体は、医薬組成物を、患者が摂食するための錠剤、丸剤、糖剤、カプセル剤、液体、ゲル、シロップ、スラリー、懸濁液、および同様のものとして処方するのを可能にする。 In addition to the active ingredient, these pharmaceutical compositions contain a suitable pharmaceutically acceptable carrier containing excipients and adjuvants that facilitate the processing of the active compound into pharmaceutically usable preparations. be able to. The pharmaceutical composition of the present invention includes, but is not limited to, oral, intravenous, intramuscular, intraarterial, intramedullary, intrathecal, intraventricular, transdermal, subcutaneous, intraperitoneal, intranasal, parenteral, Administration can be by a variety of routes including topical, sublingual or rectal routes. Pharmaceutical compositions for oral administration can be formulated at dosages suitable for oral administration using pharmaceutically acceptable carriers well known in the art. Such carriers may formulate the pharmaceutical composition as tablets, pills, dragees, capsules, liquids, gels, syrups, slurries, suspensions, and the like for patient consumption. enable.
経口使用に用いる製剤は、活性化合物を固体の賦形剤と併せ、所望により、得られた混合物を粉砕し、必要に応じて適当な補助剤を添加した後、粒剤の混合物を処理して、錠剤または糖剤コアを得ることを通して製剤できる。適当な添加剤は、ラクトース、ショ糖、マンニトール、またはソルビトールを含めた糖;とうもろこし、コムギ、米、じゃがいも、または他の植物からのデンプン;メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、またはカルボキシメチルセルローズナトリウムなどのセルロース;アラビアゴムおよびトラガントを含めたゴム;ならびにゼラチンおよびコラーゲンなどのタンパク質などの、糖質またはタンパク質の賦形剤である。望ましい場合には、架橋ポリビニルピロリドン、寒天、アルギン酸、またはそれらの塩(アルギン酸ナトリウムなど)などの崩壊剤または溶解剤を添加することができる。 Formulations for oral use combine the active compound with solid excipients and, if desired, grind the resulting mixture, add appropriate adjuvants as necessary, and then treat the granule mixture. Can be formulated through obtaining tablets or dragee cores. Suitable additives include sugars including lactose, sucrose, mannitol, or sorbitol; starch from corn, wheat, rice, potato, or other plants; celluloses such as methylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, or carboxymethylcellulose sodium Gums including gum arabic and tragacanth; and carbohydrate or protein excipients such as proteins such as gelatin and collagen. If desired, disintegrating or solubilizing agents can be added, such as cross-linked polyvinyl pyrrolidone, agar, alginic acid, or a salt thereof such as sodium alginate.
糖剤コアは、高濃度糖溶液などの適当な剤皮と併せて使用でき、剤皮は、さらにアラビアゴム、タルク、ポリビニルピロリドン、カルボポールゲル、ポリエチレングリコール、および/または二酸化チタン粉末、ラッカー溶液、ならびに適当な有機溶剤または溶剤混合物も含有することがある。製品識別のために、あるいは活性成分の量、すなわち用量を特徴付けるために、染料または顔料を錠剤または糖剤剤皮に添加することができる。 The dragee core can be used in conjunction with a suitable shell such as a high-concentration sugar solution, which further includes gum arabic, talc, polyvinylpyrrolidone, carbopol gel, polyethylene glycol, and / or titanium dioxide powder, lacquer solution As well as suitable organic solvents or solvent mixtures. Dyestuffs or pigments can be added to the tablets or dragee coatings for product identification or to characterize the quantity of active ingredient, ie, dosage.
経口摂取できる医薬製剤には、ゼラチンでできたプッシュフィットカプセル剤と、ゼラチン、およびグリセロールまたはソルビトールなどの剤皮でできた密封軟カプセル剤とが含まれる。プッシュフィットカプセル剤は、ラクトースまたはデンプンなどの充填剤または結合剤、タルクまたはステアリン酸マグネシウムなどの潤滑剤、および、所望により安定化剤と混合された活性成分を含有したものでありうる。軟カプセル剤では、安定化剤の存在下または非存在下に、脂肪油、液体、または液体ポリエチレングリコールなどの適当な液体中に、活性化合物を溶解または懸濁させることができる。 Pharmaceutical preparations that can be taken orally include push-fit capsules made of gelatin and soft, sealed capsules made of gelatin and a skin such as glycerol or sorbitol. Push-fit capsules may contain active ingredients mixed with fillers or binders such as lactose or starch, lubricants such as talc or magnesium stearate, and optionally stabilizers. In soft capsules, the active compounds can be dissolved or suspended in suitable liquids, such as fatty oils, liquids, or liquid polyethylene glycols, with or without stabilizers.
非経口投与に適した医薬製剤は、水溶液中に、好ましくは、ハンクス液、リンゲル液、または生理緩衝食塩水などの生理的に適合した緩衝液中に処方することができる。水溶液注入懸濁液は、カルボキシルメチルセルロースナトリウム、ソルビトール、またはデキストランなど、懸濁液の粘性を増強する物質を含有できる。さらに、活性化合物の懸濁液は、適当な油性注入懸濁液として調製することができる。適当な親油性溶媒または媒体には、ゴマ油などの脂肪油、または、オレイン酸エチル、トリグリセリド、もしくはリポソームなどの合成脂肪酸エステルが含まれる。非脂質のポリカチオンアミノ重合体も、送達に使用できる。所望により、懸濁液も、高濃度溶液の調製を可能にするため、適当な安定化剤、または化合物の溶解性を増大させる薬剤を含有することができる。局所投与または鼻腔投与には、透過されるべき特定の障壁に適した浸透剤が製剤中で使用される。そのような浸透剤は概ね当技術分野で知られている。 Pharmaceutical formulations suitable for parenteral administration can be formulated in aqueous solutions, preferably in physiologically compatible buffers such as Hanks's solution, Ringer's solution, or physiologically buffered saline. Aqueous injection suspensions can contain substances that increase the viscosity of the suspension, such as sodium carboxymethyl cellulose, sorbitol, or dextran. In addition, suspensions of the active compounds can be prepared as appropriate oily injection suspensions. Suitable lipophilic solvents or vehicles include fatty oils such as sesame oil, or synthetic fatty acid esters such as ethyl oleate, triglycerides, or liposomes. Non-lipid polycationic amino polymers can also be used for delivery. If desired, the suspension can also contain suitable stabilizers or agents that increase the solubility of the compounds to allow for the preparation of highly concentrated solutions. For topical or nasal administration, penetrants appropriate to the particular barrier to be permeated are used in the formulation. Such penetrants are generally known in the art.
本発明の医薬組成物は、当技術分野で知られている方法で、例えば、従来の混合、溶解、粉砕、糖剤生成、研和、乳化、封入、捕捉、または凍結乾燥処理によって製造することができる。上記医薬組成物は、塩として提供することができ、限定されるものではないが、塩酸、硫酸、酢酸、乳酸、酒石酸、リンゴ酸、コハク酸などを含めた、多数の酸を用いて形成させることができる。塩は、対応する自由塩基形態より、水性溶媒中または他のプロトン溶媒中でより可溶性である傾向がある。他の場合には、150mMヒスチジン、0.1%2%ショ糖、および27%のマンニトール、pH範囲4.5〜5.5の一部もしくは全部を含有しうる、凍結乾燥された粉末薬が、好ましい調製物となる場合があり、これを、使用の前に緩衝剤で配合する。 The pharmaceutical composition of the present invention is manufactured by methods known in the art, for example, by conventional mixing, dissolving, grinding, dragee formation, grinding, emulsification, encapsulation, capture, or lyophilization process. Can do. The pharmaceutical composition can be provided as a salt and is formed using a number of acids including, but not limited to, hydrochloric acid, sulfuric acid, acetic acid, lactic acid, tartaric acid, malic acid, succinic acid, and the like. be able to. Salts tend to be more soluble in aqueous or other protic solvents than the corresponding free base form. In other cases, a lyophilized powder drug that may contain 150 mM histidine, 0.1% 2% sucrose, and 27% mannitol, part or all of pH range 4.5-5.5. May be a preferred preparation, which is formulated with a buffer before use.
製剤および投与の技法に関するより詳細な説明は、「REMINGTON’S PHARMACEUTICAL SCIENCES」(73)の最新版に見出すことができる。医薬組成物を調製した後は、それらを適当な容器に入れ、適用される状態の治療用に標識することができる。そのような標識には、投与の量、頻度、および方法が含まれるであろう。 A more detailed description of the formulation and administration techniques can be found in the latest edition of “REMINGTON'S PHARMACEUTICAL SCIENCES” (73). After preparing the pharmaceutical compositions, they can be placed in a suitable container and labeled for the treatment of the condition being applied. Such labels will include the amount, frequency and method of administration.
乳癌に関与している遺伝子を同定する戦略の1つは、非疾患に対して、あるいは治療反応状態のコンテクストにおいて、疾患に関連している状態下で、差次的に発現されている遺伝子を検出することである。以下の小区分で、そのような差次的に発現されている遺伝子を検出するのに使用することができた多くの実験システムについて記述する。概して、これらの実験システムは、少なくとも1つの実験的対照条件に加えて、少なくとも1つの実験条件を含んでおり、その実験条件では、対象または試料が、乳癌に関連した方法で処置され、対照条件下では、そのような疾患に関連した処置が欠失しているか、もしくはそのような処置に反応しない。差次的に発現されている遺伝子は、以下に記述する通り、実験条件と、対照条件との間の遺伝子発現パターンを比較することによって検出される。 One strategy for identifying genes involved in breast cancer is to identify differentially expressed genes in non-disease or in the context of a therapeutic response state under conditions related to the disease. Is to detect. The following subsections describe a number of experimental systems that could be used to detect such differentially expressed genes. In general, these experimental systems include at least one experimental condition in addition to at least one experimental control condition, in which the subject or sample is treated in a manner associated with breast cancer, and the control condition Below, treatments associated with such diseases are missing or do not respond to such treatments. Differentially expressed genes are detected by comparing gene expression patterns between experimental conditions and control conditions as described below.
そのような実験の1つを用いることによって、特定の遺伝子が同定されたならば、別の実験でその発現を研究することによって、その発現パターンはさらに特徴付けることができ、それらの新知見を、独立した技法によって確認することができる。そのような複数の実験の使用は、乳癌およびその治療における特定の遺伝子の役割と相対的重要度とを識別するのに有用でありうる。乳癌患者から得られた細胞の遺伝子発現パターンを、in vitro細胞培養モデルの発現パターンと比較する混用アプローチは、乳癌の発症および/または進行に関与している経路に関して実質的なヒントを与えることができる。それは、耐性進展または特定の治療薬(例えば化学療法薬)に対する非感受性におけるそのような遺伝子の役割を解明することもできる。 By using one such experiment, once a particular gene has been identified, its expression pattern can be further characterized by studying its expression in another experiment, It can be confirmed by an independent technique. The use of such multiple experiments can be useful in identifying the role and relative importance of a particular gene in breast cancer and its treatment. A mixed approach that compares the gene expression pattern of cells obtained from breast cancer patients with the expression pattern of an in vitro cell culture model may provide substantial hints regarding the pathways involved in the development and / or progression of breast cancer it can. It can also elucidate the role of such genes in resistance development or insensitivity to certain therapeutic agents (eg chemotherapeutic agents).
悪性腫瘍および特に乳癌に関与する、差次的に発現されている遺伝子の同定に利用できるこれらの実験の中には、シグナル伝達に関与する遺伝子を分析するために設計された実験もある。そのような実験は、細胞の増殖に関与する遺伝子を同定するのに役立つかもしれない。 Among these experiments that can be used to identify differentially expressed genes involved in malignancies and in particular breast cancer, some are designed to analyze genes involved in signal transduction. Such experiments may help to identify genes involved in cell growth.
以下は、乳癌に関与する遺伝子を同定するために記載された方法である。そのような遺伝子は、それらの正常、すなわち非乳癌状態の発現と比較して、乳癌状態において、あるいは臨床知見に基づいた実験的操作の際に差次的に発現されている遺伝子を表す。そのような差次的に発現されている遺伝子は、「標的」および/または「マーカー」遺伝子を表す。そのような差次的に発現されている遺伝子をさらに特徴付ける方法と、それらを標的および/またはマーカー遺伝子として同定する方法とを以下に示す。 The following is a method described to identify genes involved in breast cancer. Such genes represent genes that are differentially expressed in breast cancer conditions or during experimental manipulation based on clinical knowledge, compared to their normal, ie, non-breast cancer condition expression. Such differentially expressed genes represent “target” and / or “marker” genes. Methods for further characterizing such differentially expressed genes and methods for identifying them as target and / or marker genes are shown below.
別法として、乳癌状態対正常状態、または対照条件対実験条件下で、差次的に発現された遺伝子の発現が改変、すなわち、定量的に増強または減少されている場合がある。乳癌状態対正常状態、または対照条件対実験条件下で、発現が相違している程度は、例えば下記に記載のディファレンシャルディスプレイ技法などの標準的な特性化技法で可視化するのに十分に大きければ、それのみでよい。それによって発現の相違を可視化しうる他のそのような標準的な特性化技術には、当業者に周知のものである定量的RT−PCRおよびノーザン分析が含まれるが、これらに限定されない。 Alternatively, the expression of a differentially expressed gene may be altered, ie quantitatively enhanced or decreased, under breast cancer status versus normal status, or control versus experimental conditions. If the degree of expression difference between breast cancer vs. normal or control vs. experimental conditions is large enough to be visualized by standard characterization techniques such as differential display techniques described below, for example, That's all. Other such standard characterization techniques by which expression differences can be visualized include, but are not limited to, quantitative RT-PCR and Northern analysis well known to those skilled in the art.
上述の実験に加えて、データの評価および分類、ならびに対照試料のコンテクストでそれまで分類されていない生物試料の反応予測に使用できるアルゴリズムおよび統計的分析を以下は記載する。以下に記載する予測的アルゴリズムおよび方程式は、個々の癌を細分するそれらの能力を既に示している。 In addition to the experiments described above, the following describes algorithms and statistical analyzes that can be used to evaluate and classify data and predict responses of biological samples not previously classified in the context of control samples. The predictive algorithms and equations described below already demonstrate their ability to subdivide individual cancers.
臨床標本の取り出しおよび核酸の単離
ネオアジュバントエピルビシン/シクロホスファミド(EC)またはエピルビシン/タキソール(ET)治療(表4)を行った原発乳癌に罹患している患者を分析に選択した。ネオアジュバント化学療法は、短い静脈内点滴でのエピルビシン90mg m2 1日、および短い静脈内点滴でのシクロホスファミド600mg m2 1日またはタキソール175mg m2 1日から構成されていた。研究要件は、参加者らが、連続コア生検を受け入れることができ、かつ手術前の最初の治療行為としてECまたはET化学療法で治療する、未治療の原発乳癌疾患を罹患していることであった。原発性腫瘍の連続コア生検を治療前および最初の一連のネオアジュバント化学療法の開始から24時間後に行った。生検は、Bard(登録商標)Magnum生検針(BIP GmbH、ドイツTuerkenfeld)を備えたBard(登録商標)MAGNUM(商標)生検装置(C.R.Bard,Inc.、米国Covington)を用いて、局所麻酔下の領域から得た。連続生検は、90°の角度を用いて明確な腫瘍領域およびさらなる皮膚進入部位から採取した。試料中に高いパーセンテージの腫瘍材料が存在することを確実にするためにこの手法を採った。すべての生検試料を液体窒素中で瞬間冷凍し、さらなる加工時まで−80℃で保管した。腫瘍標本からのヘマトキシリン/エオシン染色した切片を検査して、腫瘍細胞、良性上皮、間質、およびリンパ球の相対量を評価した。ER、PgR、ki−67、p53、cerbB2/HER2neuなどの標準の臨床パラメータは、本研究室において生物組織化学的および/または免疫組織化学的方法を用いて日常的に定義されている(表4)。
Clinical specimen removal and nucleic acid isolation Patients with primary breast cancer who received neoadjuvant epirubicin / cyclophosphamide (EC) or epirubicin / taxol (ET) treatment (Table 4) were selected for analysis. Neoadjuvant chemotherapy consisted of short intravenous epirubicin 90 mg m 2 1 day in infusion, and short cyclophosphamide intravenous infusion 600 mg m 2 1 day or Taxol 175 mg m 2 1 day. The study requirement is that participants have untreated primary breast cancer disease who can accept a continuous core biopsy and treat with EC or ET chemotherapy as the first treatment before surgery. there were. A continuous core biopsy of the primary tumor was performed before treatment and 24 hours after the start of the first series of neoadjuvant chemotherapy. The biopsy is performed using a Bard® MAGNUM ™ biopsy device (CR Bard, Inc., Covington, USA) equipped with a Bard® Magnum biopsy needle (BIP GmbH, Tuerfeld, Germany). Obtained from the area under local anesthesia. Serial biopsies were taken from clear tumor areas and additional skin entry sites using a 90 ° angle. This approach was taken to ensure that a high percentage of tumor material was present in the sample. All biopsy samples were snap frozen in liquid nitrogen and stored at −80 ° C. until further processing. Hematoxylin / eosin stained sections from tumor specimens were examined to assess the relative amount of tumor cells, benign epithelium, stroma, and lymphocytes. Standard clinical parameters such as ER, PgR, ki-67, p53, cerbB2 / HER2neu are routinely defined in the laboratory using biohistochemical and / or immunohistochemical methods (Table 4). ).
組織標本からの全RNAをグアニジン−イソチオシアネート方法によって抽出し、次いでフェノール/クロロホルム抽出を行い、Atlas(商標)Pure Total RNA Labeling System(BD Biosciences Clontech、ドイツHeidelberg)の推奨されたプロトコルを用いてDNase処理を行った。UV分光光度法(Photometer ECOM6122、Eppendorf AG、ドイツHamburg)を用いて全RNAを定量し、品質および完全性は0.5μgの単離したRNAを1%ホルムアミドアガロースゲル上で電気泳動することによって確認した。さらに、RNA標本は、製造者の指示に従った、Agilent2100バイオアナライザー(Agilent Technologies GmbH、ドイツBoeblingen)を用いたLabChip上でのミクロキャピラリー電気泳動によって分析した。 Total RNA from tissue specimens was extracted by the guanidine-isothiocyanate method followed by phenol / chloroform extraction and DNase using the recommended protocol of the Atlas ™ Pure Total RNA Labeling System (BD Biosciences Clontech, Heidelberg, Germany). Processed. Total RNA was quantified using UV spectrophotometry (Photometer ECOM 6122, Eppendorf AG, Hamburg, Germany) and quality and integrity were confirmed by electrophoresis of 0.5 μg of isolated RNA on a 1% formamide agarose gel did. In addition, RNA samples were analyzed by microcapillary electrophoresis on LabChip using an Agilent 2100 bioanalyzer (Agilent Technologies GmbH, Boeblingen, Germany) according to the manufacturer's instructions.
定量的動力学的RT−PCRを利用した発現プロファイリング
定量的PCR方法による遺伝子発現の詳細な分析には、目的のゲノム領域に隣接するプライマーおよびそれの間にハイブリダイズする蛍光標識したプローブを利用する。PE Applied Biosystems(Perkin Elmer、米国カリフォルニア州Foster City)のPRISM7700Sequence Detection Systemを、蛍光レポーター色素および消光色素の両方で標識したオリゴヌクレオチドからなる蛍光プローブの技術と共に用いることで、このような発現の測定を行うことができる。プローブに特異的な産物の増幅はプローブの切断を引き起こし、レポーターの蛍光の増加が生じる。プライマーおよびプローブはPrimer Expressソフトウェアを用いて選択され、主にコード配列の3’領域中または3’非翻訳領域中に局在する。すべてのプライマー対は、従来のPCR反応およびゲル電気泳動によって特異性について確認した。試料RNAの量を標準化するために、GAPDHを参照として選択し、これは、分析した試料中で制御に差がなかったからである。生体試料中の遺伝子のこのような発現分析を行うために、25μlの100μMストック溶液「上流プライマー」、25μlの100μMストック溶液「下流プライマー」を、12.5μlの100μMストック溶液TaqMan−プローブ(FAM/Tamra)と混合し、蒸留水で500μlに調節することによって、それぞれのプライマー/プローブを調製した(プライマー/プローブミックス)。各反応について、1.25μlの患者試料のcDNAを、8.75μlのヌクレアーゼを含まない水と混合し、96ウェルのOptical Reaction Plate(Applied Biosystems第4306737号)の1つのウェルに加えた。その後、1.5μlの上述のプライマー/プローブミックス、12.5μlのTaq Man Universal−PCRミックス(2×)(Applied Biosystems第4318157号)および1μlの水を加えた。96ウェルプレートを8Caps/Strips(Applied Biosystems第4323032号)で閉じ、3分間遠心分離した。PCR反応の測定は、製造者の指示に従って、Applied Biosystems(第20114号)のTaqMan7900HTを用いて、適切な条件下(50℃で2分間、95℃で10分間、95℃で0.15分間、60℃で1分間;40サイクル)で行った。これまでに未分類の生物学的試料を測定する前に、対照実験、例えば細胞系、健康な対照試料、定義された治療応答の試料を用いて実験条件の標準化を行うことができる。
Expression Profiling Using Quantitative Kinetic RT-PCR Detailed analysis of gene expression by quantitative PCR methods utilizes primers adjacent to the genomic region of interest and fluorescently labeled probes that hybridize between them . Using PRISM7700 Sequence Detection System from PE Applied Biosystems (Perkin Elmer, Foster City, Calif., USA) with the technology of fluorescent probes consisting of oligonucleotides labeled with both fluorescent reporter dyes and quencher dyes, measurement of such expression is performed. It can be carried out. Amplification of the probe-specific product causes probe cleavage, resulting in an increase in reporter fluorescence. Primers and probes are selected using Primer Express software and are primarily localized in the 3 'region or 3' untranslated region of the coding sequence. All primer pairs were confirmed for specificity by conventional PCR reactions and gel electrophoresis. To standardize the amount of sample RNA, GAPDH was chosen as a reference because there was no difference in control among the samples analyzed. To perform such expression analysis of genes in biological samples, 25 μl of a 100 μM stock solution “upstream primer”, 25 μl of a 100 μM stock solution “downstream primer”, 12.5 μl of a 100 μM stock solution TaqMan-probe (FAM / probe) Each primer / probe was prepared by mixing with Tamra) and adjusting to 500 μl with distilled water (primer / probe mix). For each reaction, 1.25 μl of patient sample cDNA was mixed with 8.75 μl of nuclease-free water and added to one well of a 96-well Optical Reaction Plate (Applied Biosystems No. 4306737). Thereafter, 1.5 μl of the above primer / probe mix, 12.5 μl Taq Man Universal-PCR mix (2 ×) (Applied Biosystems No. 4318157) and 1 μl water were added. The 96-well plate was closed with 8Caps / Strips (Applied Biosystems No. 4323032) and centrifuged for 3 minutes. PCR reaction measurements were performed under appropriate conditions (50 ° C. for 2 minutes, 95 ° C. for 10 minutes, 95 ° C. for 0.15 minutes) using TaqMan 7900HT from Applied Biosystems (No. 20114) according to the manufacturer's instructions. 1 minute at 40 ° C .; 40 cycles). Prior to measuring previously unclassified biological samples, standardization of experimental conditions can be performed using control experiments, eg, cell lines, healthy control samples, samples of defined therapeutic response.
TaqMan妥当性確認実験を行い、これにより標的および対照の増幅の効率がほぼ同等であることが示された。これは、当業者に知られている比較ΔΔCT方法による遺伝子発現の相対定量の必須条件である。したがって、Applied BiosystemsのソフトウェアSDS2.0を、それぞれの指示書に従って使用することができる。その後、統計ソフトウェアパッケージ(SAS)の適切なソフトウェア(Microsoft Excel(商標))を用いてCT値をさらに分析する。 A TaqMan validation experiment was performed, which showed that the efficiency of target and control amplification was approximately equivalent. This is an essential condition for the relative quantification of gene expression by comparison [Delta] [Delta] T methods known to those skilled in the art. Therefore, Applied Biosystems software SDS 2.0 can be used according to the respective instructions. The CT values are then further analyzed using the appropriate software (Microsoft Excel ™) from the statistical software package (SAS).
Perkin Elmerによって提供される上述の技術と共に、RT−PCR反応のリアルタイム検出が可能な、Roche Inc.のLightcycler(商標)またはStratagene Inc.のiCyclerなどの他の技術手段を使用し得る。 Roche Inc., capable of real-time detection of RT-PCR reactions, along with the above-described technology provided by Perkin Elmer. From Lightcycler ™ or Stratagene Inc. Other technical means, such as iCycler, can be used.
DNAマイクロアレイを利用した発現プロファイリング
発現プロファイリングは、Affymetrixアレイ技法を用いて実施することができる。mRNAがこのようなDNAアレイまたはDNAチップにハイブリダイゼーションすることによって、アレイの特定の位置におけるシグナル強度による各転写物の発現値を同定することが可能となる。通常、これらのDNAアレイはcDNA、オリゴヌクレオチドまたはサブクローニングしたDNA断片をスポッティングすることによって作製する。Affymetrix技法の場合、約400,000個の個別のオリゴヌクレオチド配列をケイ素ウエハーの表面上の個別の位置で合成した。オリゴマーの最小の長さは12個のヌクレオチド、好ましくは25個のヌクレオチドまたは調査中の転写物の完全長である。また、発現プロファイリングは、ナイロンまたはニトロセルロース膜に結合したDNAもしくはオリゴヌクレオチドへのハイブリダイゼーションによっても実施し得る。ハイブリダイゼーションから生じるシグナルの検出は、比色的、蛍光的、電気化学的、電気的、光学的、または放射性の読取りによって得られ得る。アレイの構成の詳細な説明は上記および引用した他の特許文献中に言及されている。分析する染色体領域における定量的および定性的変化を決定するためには、このようなゲノム変化を含むと疑われる腫瘍組織由来のRNAを、全トランスクリプトームの発現プロフィールに基づいて良性組織(例えば上皮乳房組織、または顕微解剖した乳管組織)から抽出したRNAと比較しなければならない。軽微な変更を行ったが、試料の調製プロトコルはAffymetrix GeneChip発現分析手引き(カリフォルニア州Santa Clara)に従った。腫瘍もしくは良性組織、生検、細胞単離物または体液を含む細胞からの全RNAの抽出および単離はTRIzol(Life Technologies、メリーランド州Rockville)ならびにOligotex mRNA Midiキット(Qiagen、ドイツHilden)を用いて行うことができ、濃度を1mg/mlにするためにエタノール沈殿工程を実施すべきである。5〜10mgのmRNAを用いて、SuperScript系(Life Technologies)によって二本鎖cDNAを作製する。第1鎖cDNAの合成はT7−(dT24)オリゴヌクレオチドを用いて開始させた。フェノール/クロロホルムでcDNAを抽出し、エタノールで1mg/mlの最終濃度まで沈殿させることができる。生じたcDNAから、Enzo(Enzo Diagnostics Inc.、ニューヨーク州Farmingdale)のin vitro転写キットを用いてcRNAを合成することができる。同じ工程内で、cRNAをビオチンヌクレオチドBio−11−CTPおよびBio−16−UTP(Enzo Diagnostics Inc.、ニューヨーク州Farmingdale)で標識することができる。標識およびクリーンアップ後(Qiagen、Hilden(ドイツ)、cRNAを適切な断片化緩衝液(例えば、40mMのトリス−酢酸、pH8.1、100mMのKOAc、30mMのMgOAc、94℃で35分間)中で断片化すべきである。Affymetrixプロトコルのように、断片化されたcRNAをそれぞれ約40,000個のプロービングした転写物を含むHG_U133アレイAおよびB上で、24時間、60rpmで、45℃のハイブリダイゼーションオーブン内でハイブリダイゼーションさせるべきである。ハイブリダイゼーション工程ののち、チップの表面を洗浄して、Affymetrix fluidics station内においてストレプトアビジンフィコエリスリン(SAPE;Molecular Probe、オレゴン州Eugene)で染色しなければならない。染色を増強するために、第2の標識工程を導入することができ、これは推奨されるが強制的ではない。ここでは、SAPE溶液を2回、抗ストレプトアビジンビオチン標識した抗体と共に加えるべきである。プローブアレイへのハイブリダイゼーションは、蛍光定量スキャン(Hewlett Packard Gene Array Scanner;Hewlett Packard Corporation、カリフォルニア州Palo Alto)によって検出し得る。
Expression Profiling Utilizing DNA Microarrays Expression profiling can be performed using Affymetrix array techniques. By hybridizing mRNA to such a DNA array or DNA chip, it becomes possible to identify the expression value of each transcript according to the signal intensity at a specific position of the array. Usually, these DNA arrays are made by spotting cDNA, oligonucleotides or subcloned DNA fragments. In the case of the Affymetrix technique, approximately 400,000 individual oligonucleotide sequences were synthesized at individual locations on the surface of the silicon wafer. The minimum length of the oligomer is 12 nucleotides, preferably 25 nucleotides or the full length of the transcript under investigation. Expression profiling can also be performed by hybridization to DNA or oligonucleotides bound to nylon or nitrocellulose membranes. Detection of signals resulting from hybridization can be obtained by colorimetric, fluorescent, electrochemical, electrical, optical, or radioactive readings. Detailed descriptions of array configurations are mentioned above and in other cited patent documents. In order to determine quantitative and qualitative changes in the chromosomal region to be analyzed, RNA from tumor tissue suspected of containing such genomic changes is analyzed for benign tissue (eg, epithelial) based on the expression profile of the entire transcriptome. It must be compared to RNA extracted from breast tissue or microdissected ductal tissue. With minor changes, the sample preparation protocol followed the Affymetrix GeneChip expression analysis guide (Santa Clara, Calif.). Extraction and isolation of total RNA from cells including tumors or benign tissues, biopsies, cell isolates or body fluids using TRIzol (Life Technologies, Rockville, MD) and Oligotex mRNA Midi kit (Qiagen, Hilden, Germany) An ethanol precipitation step should be performed to achieve a concentration of 1 mg / ml. Double-stranded cDNA is prepared by SuperScript system (Life Technologies) using 5-10 mg of mRNA. First strand cDNA synthesis was initiated using T7- (dT24) oligonucleotide. The cDNA can be extracted with phenol / chloroform and precipitated with ethanol to a final concentration of 1 mg / ml. From the resulting cDNA, cRNA can be synthesized using an in vitro transcription kit from Enzo (Enzo Diagnostics Inc., Farmingdale, NY). Within the same process, cRNA can be labeled with biotin nucleotides Bio-11-CTP and Bio-16-UTP (Enzo Diagnostics Inc., Farmingdale, NY). After labeling and cleanup (Qiagen, Hilden (Germany), cRNA in appropriate fragmentation buffer (eg 40 mM Tris-acetate, pH 8.1, 100 mM KOAc, 30 mM MgOAc, 35 minutes at 94 ° C.) Hybridization at 45 ° C. for 24 hours at 60 rpm on HG_U133 arrays A and B each containing approximately 40,000 probed transcripts of fragmented cRNA as in the Affymetrix protocol After the hybridization step, the surface of the chip is washed and streptavidin phycoerythrin (SAPE; Molecula) in the Affymetrix fluidics station. Probe, Eugene, Oreg.) To enhance staining, a second labeling step can be introduced, which is recommended but not compulsory. Times, should be added with an anti-streptavidin biotin labeled antibody Hybridization to the probe array can be detected by a fluorimetric scan (Hewlett Packard Gene Array Scanner; Hewlett Packard Corporation, Palo Alto, Calif.).
ハイブリダイゼーションおよびスキャンののち、品質管理のためにマイクロアレイ画像を分析することができ、主要なチップの欠陥またはハイブリダイゼーションシグナルの異常を探す。したがって、Affymetrix GeneChip MAS5.0ソフトウェアまたは他のマイクロアレイ画像分析ソフトウェアのいずれかを利用することができる。1次データ分析は製造者によって提供されたソフトウェアによって実施するべきである。 After hybridization and scanning, microarray images can be analyzed for quality control, looking for major chip defects or hybridization signal anomalies. Thus, either Affymetrix GeneChip MAS5.0 software or other microarray image analysis software can be utilized. Primary data analysis should be performed by software provided by the manufacturer.
遺伝子分析の場合、本発明の一実施形態では、1次データをさらなる生物情報学的手段および追加のフィルター基準によって分析した。生物情報学的分析を以下に詳述する。 In the case of genetic analysis, in one embodiment of the present invention, the primary data was analyzed by additional bioinformatic means and additional filter criteria. The bioinformatics analysis is detailed below.
発現プロファイリング実験からのデータ分析
Affymetrix測定技法(Affymetrix GeneChip発現分析手引き、カリフォルニア州Santa Clara)によれば、1つのチップにおける1回の遺伝子発現測定により平均差値およびアブソリュートコールが得られる。それぞれのチップは、遺伝子またはcDNAクローンあたり16〜20個のオリゴヌクレオチドプローブ対を含む。これらのプローブ対には、完全にマッチした組およびミスマッチの組が含まれ、これらはどちらも、各プローブ対の強度の差の指標である平均差値、すなわち発現値の計算に必要であり、これは、ミスマッチの強度を完全マッチの強度から引き算することによって計算する。これは、プローブ対間におけるハイブリダイゼーションのばらつきおよび蛍光強度に影響を与える可能性がある他のハイブリダイゼーション人工産物を考慮に入れている。平均差は、その遺伝子の発現値表すと考えられる数値である。アブソリュートコールは、「A」(存在しない)、「M」(境界値)、または「P」(存在する)の値をとることができ、1回のハイブリダイゼーションの品質を表す。本発明者らは、平均差によって与えられた定量的情報およびアブソリュートコールによって与えられた定性的情報をどちらも用いて、乳癌を有する個体由来の生体試料対正常集団由来の生体試料において差次的に発現される遺伝子を同定した。Affymetrix以外の他のアルゴリズムでは、比較により、同じ発現値および発現差を表す異なる数値が得られた。
Data analysis from expression profiling experiments According to the Affymetrix measurement technique (Affymetrix GeneChip Expression Analysis Guide, Santa Clara, CA), a single gene expression measurement on a single chip yields mean difference values and absolute calls. Each chip contains 16-20 oligonucleotide probe pairs per gene or cDNA clone. These probe pairs include perfectly matched and mismatched sets, both of which are necessary for the calculation of the mean difference value, ie the expression value, which is an indicator of the difference in intensity of each probe pair, This is calculated by subtracting the mismatch strength from the perfect match strength. This takes into account hybridization variations between probe pairs and other hybridization artifacts that may affect fluorescence intensity. The average difference is a numerical value that is considered to represent the expression value of the gene. Absolute calls can take values of “A” (not present), “M” (boundary value), or “P” (present) and represent the quality of a single hybridization. We use both quantitative information given by mean difference and qualitative information given by absolute call to differentiate in biological samples from individuals with breast cancer versus biological samples from normal populations. The genes expressed in For other algorithms other than Affymetrix, the comparison yielded different values representing the same expression value and expression difference.
正常集団と比較した、乳癌群の1つにおける差次的発現Eは以下のように計算する。乳癌集団のn個の平均差値d1、d2、...、dnおよび正常固体集団のm個の平均差値c1、c2、...、cmを仮定した場合、以下の式によって計算する:
1つもしくは複数のiおよびjの値においてdj<50またはci<50である場合は、これら特定の値ciおよび/またはdjは、「人工的な」発現値50に設定する。これらの特定のEの計算により、TaqManの結果との正しい結果が可能となる。 If d j <50 or c i <50 in one or more values of i and j, then these particular values c i and / or d j are set to an “artificial” expression value 50. These specific E calculations allow correct results with TaqMan results.
E≧表2に示した最小限の変化因子であり、かつ乳癌集団において「P」に等しいアブソリュートコールの数値がn/2よりも大きい場合、遺伝子は乳癌対正常において上方制御されたと言われる。表3の最小限の倍数変化因子を、所定の化学療法に応答する患者集団(CR)、投与した化学療法に応答しない患者集団(NC)または腫瘍の病的徴候を有さない組織(NB)について与える。1を超える倍数変化は、第1の名称の組織試料における遺伝子発現の、第2のものと比較した増加をいう。この制御因子は平均値であり、個別に異なり得る。ここでは、クラスター分析または主成分分析について表1に記載した65個の遺伝子すべての合わせたプロフィールが、このような試料の分類群を示す。 A gene is said to be up-regulated in breast cancer versus normal if the absolute col value equal to “P” in the breast cancer population is greater than n / 2, which is the minimal change factor shown in E ≧ Table 2. The minimal fold change factor in Table 3 is the patient population that responds to a given chemotherapy (CR), the patient population that does not respond to the administered chemotherapy (NC), or the tissue that has no pathological signs of tumor (NB). Give about. A fold change of greater than 1 refers to an increase in gene expression in the first named tissue sample compared to the second. This control factor is an average value and can vary individually. Here, the combined profile of all 65 genes listed in Table 1 for cluster analysis or principal component analysis represents such sample taxonomic groups.
差次的に制御された遺伝子の最終的なリストは、乳癌を有する個体由来の生体試料対正常集団由来の生体試料におけるすべての上方制御された遺伝子およびすべての下方制御された遺伝子からなるか、または個別の応答パターンからなる。最後に、定量的なリアルタイムRT−PCRによって、このリストに記載されている診断上または製薬上の用途に興味深い遺伝子の妥当性確認を行った(実施例2参照)。 The final list of differentially controlled genes consists of all up-regulated genes and all down-regulated genes in biological samples from individuals with breast cancer versus biological samples from normal populations, Or it consists of individual response patterns. Finally, the genes of interest listed in this list for diagnostic or pharmaceutical use were validated by quantitative real-time RT-PCR (see Example 2).
単一の患者の経時的研究におけるECに制御された遺伝子の同定
化学療法ののちに差次的に発現される遺伝子を同定するために、各遺伝子について最初の化学療法治療の開始後のそれぞれの時点で信頼スコア(CS)を計算することができる。Jelinksy他(97)によって報告された方法を一部改変して使用することができる。CSとは、Affymetrixソフトウェアによって定義される倍数変化(FC)、発現レベル(EL)、および現在のコール(PC)について与えられた個々のスコアの合計と定義される。各遺伝子についてそれぞれの時点で未治療の対照に対して倍数変化が定義される。FCのスコアは、上方制御された遺伝子では変化の倍数が2以上、または下方制御された遺伝子では0.5以下の場合5であり、上方制御された遺伝子では倍数変化が1.5を超えるか、または下方制御された遺伝子では0.66未満の場合これは2であり、上方制御または下方制御された遺伝子のそれぞれで倍数変化が1.5未満または0.66以上の場合これは−0.5である。ELスコアは、各遺伝子のスケーリングした強度(各GeneChipの平均強度を標的強度100に全体的にスケーリングする)に基づいて決定する。その結果、ELスコアは、シグナル強度が10,000を超える場合は3に設定し、強度が500を超える場合は2であり、500〜50の発現レベルの遺伝子では0であり、強度が50以下の場合は−0.5である。PCスコアは、5つの試料すべて中に遺伝子が存在する場合(Affymetrixソフトウェアによって定義)は5であり、遺伝子が4つの試料中に存在する場合は4であり、遺伝子が5つのうち3つの試料中に存在する場合は3であり、遺伝子が5つのうち少なくとも2つの試料中に存在する場合は2であり、遺伝子が4つのうち1つの試料中にしか存在しない場合は1であり、遺伝子が存在しない場合は0である。このスコア付けに基づくと、いずれの遺伝子についても可能な最大のCSは35である。本発明者らは、CSが27以上の場合に遺伝子が化学療法治療の下で制御されているとみなした。
Identification of EC-controlled genes in a single patient time-course study To identify genes that are differentially expressed after chemotherapy, each gene is identified after the first chemotherapy treatment. At that time, a confidence score (CS) can be calculated. The method reported by Jelinksy et al. (97) can be used with some modifications. CS is defined as the sum of the individual scores given for the fold change (FC), expression level (EL), and current call (PC) as defined by Affymetrix software. A fold change is defined for each gene relative to an untreated control at each time point. The FC score is 5 if the fold change is 2 or more for the up-regulated gene or 0.5 or less for the down-regulated gene, and is the fold change greater than 1.5 for the up-regulated gene? , Or for a down-regulated gene less than 0.66, this is 2, and for each up-regulated or down-regulated gene, the fold change is less than 1.5 or greater than or equal to 0.66, which is −0. 5. The EL score is determined based on the scaled intensity of each gene (the average intensity of each GeneChip is globally scaled to a target intensity of 100). As a result, the EL score is set to 3 when the signal intensity exceeds 10,000, is 2 when the intensity exceeds 500, is 0 for genes with an expression level of 500-50, and the intensity is 50 or less. In the case of -0.5. The PC score is 5 if the gene is present in all 5 samples (defined by Affymetrix software), 4 if the gene is present in 4 samples, and in 3 out of 5 genes. 3 if the gene is present, 2 if the gene is present in at least 2 of the 5 samples, 1 if the gene is present in only 1 of the 4 samples, and the gene is present 0 if not. Based on this scoring, the maximum possible CS for any gene is 35. We considered that the gene was controlled under chemotherapy treatment when CS was 27 or higher.
強力な適中力を有する化学療法(E/CおよびE/T)ののちに差次的に発現される遺伝子の同定
最初の化学療法サイクルののちに差次的発現を示し、かつ応答しない腫瘍組織からの応答とは区別され、かつ実施例7に記載の予測アルゴリズムに利用することができる遺伝子を同定するために、以下の分析を行うことができる。
Identification of genes that are differentially expressed after chemotherapy with strong moderate force (E / C and E / T) Tumor tissue that shows differential expression after the first chemotherapy cycle and does not respond In order to identify genes that are distinct from the response from and can be used in the prediction algorithm described in Example 7, the following analysis can be performed.
適用可能なすべての化学療法後の試料の、訓練組および試験組への分割。訓練組内では、試料をその臨床転帰(CRまたはNC)に基づいて2つの群に分割する。すべての統計の同定から、スチューデントt検定、またはウェルチ検定(表2に示した22,000個の要素すべてに基づいたp値)によって遺伝子が有意に変化した。両検定においてp値<0.05を有する、または合わせたランクが2200未満のすべての遺伝子の単離(最も高い10%の画分)。差次的発現用の、対合した化学療法前の試料中の同じ遺伝子組の分析。化学療法前の試料において弁別力を有さない遺伝子の同定。これらの遺伝子は、薬物の作用に基づいた生物学的プロセスを説明している。NCおよびCR試料について表2に示した、一般的な乳癌試料におけるこの遺伝子の発現の中央値に関して最も高い平均倍数変化を有する遺伝子の選択。遺伝子のさらなる選択は、CRおよびNCの個々の群を参照することによって化学療法前の試料と比較して化学療法後の試料で最も高い倍数変化(FC)を同定することによって、行うことができる。化学療法前の群のNC対CRの倍数変化は、表2に記載のように<2であるべきである。 Dividing all applicable post-chemotherapy samples into training and test groups. Within the training set, samples are divided into two groups based on their clinical outcome (CR or NC). From the identification of all statistics, the Student t test or Welch test (p value based on all 22,000 elements shown in Table 2) significantly changed the gene. Isolation of all genes with the p-value <0.05 in both tests, or a combined rank less than 2200 (highest 10% fraction). Analysis of the same gene set in a paired pre-chemotherapy sample for differential expression. Identification of genes that have no discriminatory power in samples prior to chemotherapy. These genes describe biological processes based on the action of drugs. Selection of the gene with the highest mean fold change with respect to the median expression of this gene in a general breast cancer sample, shown in Table 2 for NC and CR samples. Further selection of genes can be made by identifying the highest fold change (FC) in the post-chemotherapy sample compared to the pre-chemotherapy sample by referencing the individual groups of CR and NC . The fold change in NC vs. CR of the group prior to chemotherapy should be <2 as described in Table 2.
サポートベクターマシーンおよびクラス予測を用いた差次的遺伝子発現パターンの分析
サポートベクターマシーン(SVM)は、2クラスまたは複数クラスのパターン認識によく適している(Vapnik、1995(76);Burges、1998(77)。
Analysis of differential gene expression patterns using support vector machines and class prediction Support vector machines (SVMs) are well suited for two or more classes of pattern recognition (Vapnik, 1995 (76); Burges, 1998 ( 77).
2クラスの分類の問題には(例えば腫瘍組織対非腫瘍組織、または治療応答性対非応答性)、一組の試料、すなわち、一連のインプットベクター
yi∈{+1,−1}(i=1、2、...、m)
を有する。
For two classes of classification problems (eg tumor tissue vs. non-tumor tissue, or treatment responsive vs. non-responsive), a set of samples, ie a series of input vectors
Have
ここでは、+1および−1は2つのクラスを示す。現在の腫瘍状態または治療剤に対する起こり得る応答を説明するために表1もしくは2からのマーカー遺伝子の遺伝子発現パターンを分類するため、インプットベクターの大きさは、オリゴヌクレオチドアレイ上に存在する異なるオリゴヌクレオチドの種類またはそのサブセットの数に等しく、それぞれのインプットベクターの単位は1つの特異的なオリゴヌクレオチドの種類のハイブリダイゼーション値を表す。 Here, +1 and -1 indicate two classes. To classify gene expression patterns of marker genes from Table 1 or 2 to account for current tumor conditions or possible responses to therapeutic agents, the size of the input vector is different oligonucleotides present on the oligonucleotide array Each input vector unit represents the hybridization value of one specific oligonucleotide type.
目的は、将来の試料を誤分類する確率をわずかに有する利用可能な試料から、2成分の分類指標を構築するか、または決定関数を導くことである。 The objective is to build a two-component classification index or derive a decision function from available samples that have a slight probability of misclassifying future samples.
SVMは、以下の考えを実行している。これは、以下のインプットベクター
異なるマッピングにより異なるSVVが構築される。マッピング
SVMによって実行される決定関数は、以下のように書くことができ(Burges、1998(77):
および
and
規則性パラメータC(式3)は、境界と誤分類のエラーとのトレードオフを制御する。
本実施例中で用いた核関数のうち2つは以下の通りであり、
処置のデータ組について、1つのSVMを特定するためには核関数および規則性パラメータCだけを選択すればよい。SVMは多くの魅力的な特徴を有する。例えば、QP問題の解は全体的に最適化されているが、神経回路網では、勾配に基づいた訓練アルゴリズムは極小値を見つけることのみを保証する。さらに、SVMは大きな特徴空間を取り扱うことができ、境界を制御することによって過剰適合を有効に回避することができ(上述参照)、情報の点、すなわち、サポートベクターなどからなる小さなサブセットを自動的に同定することができる。 For the treatment data set, only the kernel function and the regularity parameter C need be selected to identify one SVM. SVM has many attractive features. For example, the solution to the QP problem is totally optimized, but in neural networks, gradient-based training algorithms only guarantee finding local minima. In addition, SVM can handle large feature spaces, and can effectively avoid overfitting by controlling the boundaries (see above), and automatically small subsets of information points, ie support vectors, etc. Can be identified.
遺伝子発現データに基づいた生体試料の分類、ひいては新生物性病変の同定および治療剤に対するそのような病変の応答は、複数クラス分類の問題である。クラス数kは腫瘍サブクラスの数(例えば組織学的特徴、TNM段階、グレード、ホルモン状態)に等しく、予測する、すなわち訓練データ組中に存在する、特定の治療剤に対する応答のサブグループ(例えば病理学的に確認された完全な寛解、良好な寛解、部分的な寛解、または寛解なし、ならびに進行性の疾患)に等しい。本試料組における異なるクラスの数が限定されているので、本発明者らは、複数分類を一連の2成分分類に減らすことによって複数クラス分類を取り扱うことに決定した。k個のクラス分類には、k個のSVMを構築した。i個目のSVMを、陽性標識を有するi個目のクラス内の全試料および陰性標識を有する他のすべての試料を用いて訓練する。最後に、未知の試料を、最も高い出力値を有するSVMに対応するクラスに分類する。この方法を用いて、表1に示すように差次的に発現されるマーカー遺伝子の遺伝子発現パターンの予測/分類システムを構築する。 Classification of biological samples based on gene expression data, and thus identification of neoplastic lesions, and the response of such lesions to therapeutic agents is a matter of multi-class classification. Class number k is equal to the number of tumor subclasses (eg histological features, TNM stage, grade, hormonal status) and predicts, ie subgroups of responses to specific therapeutic agents present in the training data set (eg disease Equivalent to complete remission, good remission, partial remission, or no remission, as well as progressive disease). Due to the limited number of different classes in this sample set, we decided to handle the multi-class classification by reducing the multi-class to a series of two-component classifications. For the k classifications, k SVMs were constructed. The i th SVM is trained with all samples in the i th class with a positive label and all other samples with a negative label. Finally, the unknown sample is classified into the class corresponding to the SVM with the highest output value. Using this method, a system for predicting / classifying gene expression patterns of differentially expressed marker genes as shown in Table 1 is constructed.
マイクロアレイハイブリダイゼーション実験またはリアルタイムRT−PCRによって生じた各データ点は(実施例2および3参照)、分析した試料中に存在するmRNAのコピー数に対応し、かつこれによって決定される、すなわち、ポリヌクレオチドアレイ上のn個のオリゴヌクレオチドの種類を用いた実験からは、一連のn個の発現レベル値が得られる。これらのn値は、典型的には、Affymetrix(登録商標)Microarray Suiteによる「celファイル」の分析または上述のソフトウェアの結果であるメトリクスファイルに記憶される。一連のm個のメトリクスファイルからのデータ(m個の発現分析を表す)を用いて発現マトリクスを構築し、ここでは、1回の実験においてm列のそれぞれがn個の要素の発現ベクターからなる。m回の実験の発現値を正規化するために、xijを、遺伝子j(そのmRNAはマイクロアレイ上に存在するオリゴヌクレオチドの種類j’とハイブリダイズするか、または有効なΔΔCT強度を与える)発現レベルaijの対数の合計であり、発現ベクター
初期解析は、実施例2および3に記載のように、20000要素の発現ベクターの組を用いて11回の実験を実施した(訓練組で6回の実験および試験組で5回)。 Initial analysis was performed 11 experiments using 60000 elemental expression vector sets (6 experiments in the training set and 5 tests in the test set) as described in Examples 2 and 3.
11回の実験が3つの異なる応答クラスおよび2つの異なる腫瘍状態を表すという知識、ならびに腫瘍および非腫瘍組織の情報を用いて、本発明者らは、これらの応答クラスおよび病状を認識するために上述のSVMを訓練組で訓練した。試験組を用いて予測の精度を評価した。ここで、本発明者らは「1個抜き」法を利用した交差妥当化を行い、より厳密な試験には4〜5倍の妥当性確認(25%抜き)をn回反復して行った(n>10,000)。 Using the knowledge that eleven experiments represent three different response classes and two different tumor states, and information on tumor and non-tumor tissue, we can recognize these response classes and disease states. The above SVM was trained in a training group. Prediction accuracy was evaluated using a test set. Here, the present inventors performed cross-validation using the “one-out” method, and in a more rigorous test, 4-5 times validation (25% omitted) was repeated n times. (N> 10,000).
このような交差妥当化および分類実験において、表から選択したマーカー遺伝子のサブセットの適中力を以下の親和性レベルで試験した:
Xで示した応答は、示したように、分析してその応答を予測した5つの試験組試料を表す。1つの患者試料(P39_後)では予測により新しいクラスPR(部分応答)がもたらされたが、他のすべての試料は正しく分類された。 The response indicated by X represents the five test set samples that were analyzed and predicted for the response, as indicated. One patient sample (after P39_) gave a new class PR (partial response) by prediction, but all other samples were correctly classified.
文献
特許文献
米国特許第4843155号 Chomczynski, P.
米国特許第526231号 Liang, P., and Pardee, A. B., 1993
米国特許第4683202号 Mullis, K. B., 1987
米国特許第5593839号
米国特許第5578832号
米国特許第5556752号
米国特許第5631734号
米国特許第5599695号
米国特許第468195号
米国特許第5498,531号
米国特許第5714331号
米国特許第5641673号 Haseloff et al.,
米国特許第5223409号 Lander, E.,
米国特許第5976813号 Beutel et al.
米国特許第5283317号
米国特許第6203987号
WO 97/29212
WO 97/27317
WO 95/22058
WO 99/12826
WO 97/02357
WO 94/13804
WO 94/10300
EP 0 785 280
EP 0 799 897
EP 0 728 520
EP 0 721 016
EP 0 321 201
GB2188638B
他の文献
(1) Publications cited:WHO. International Classification of Diseases, 10th edition (ICD-10). WHO
(2) Sabin, L.H., Wittekind, C. (eds): TNM Classification of Malignant Tumors. Wiley, New York, 1997
(3) Sorlie et al., Proc Natl Acad Sci U S A. 2001 Sep 11;98(19):10869-74 (3);
(4) van ’t Veer et al., Nature. 2002 Jan 31;415(6871):530-6. (4).
(5) Perez, E.A.: Current Managment of Metastatic Breast Cancer. Semin. Oncol., 1999; 26 (Suppl.12): 1-10
(6) Sambrook et al., MOLECULAR CLONING: A LABORATORY MANUAL, 2d ed., 1989
(7) Ausubel et al., CURRENT PROTOCOLS IN MOLECULAR BIOLOGY, John Wiley & Sons, New York, N.Y., 1989.
(8) Tedder, T. F. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 85:208-212, 1988
(9) Hedrick, S. M. et al., Nature 308:149-153, 1984
(10) Sarkar, PCR Methods Applic. 2, 318-322, 1993
(11) Triglia et al., Nucleic Acids Res. 16, 81-86, 1988
(12) Lagerstrom et al., PCR Methods Applic. 1, 111-119, 1991
(13) Copeland & Jenkins, Trends in Genetics 7: 113-118, 1991
(14) Cohen, et al., Nature 366: 698-701, 1993
(15) Bonner et al., J. Mol. Biol. 81, 123 1973
(16) Bolton and McCarthy, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 48, 1390 1962
(17) Altschul et al., Bull. Math. Bio. 48:603, 1986,
(18) Henikoff & Henikoff, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89:10915, 1992
(19) Pearson & Lipman, Proc. Nat’l Acad. Sci. USA 85:2444, 1988
(20) Needleman & Wunsch, J. Mol. Biol.48:444, 1970
(21) Sellers, SIAM J. Appl. Math.Xno:787, 1974
(22) Takamatsu, EMBO J. 6, 307-311, 1987
(23) Winter et al., Results Probl. Cell Differ. 17, 85-105, 1991
(24) Engelhard et al., Proc. Nat. Acad. Sci. 91, 3224-3227, 1994
(25) Logan & Shenk, Proc. Natl. Acad. Sci. 81, 3655-3659, 1984
(26) Scharf et al., Results Probl. Cell Differ. 20, 125-162, 1994
(27) Freshney R.I., ed., ANIMAL CELL CULTURE , 1986
(28) Wigler et al., Cell 11, 223-232, 1977
(29) Lowy et al., Cell 22, 817-823, 1980
(30) Wigler et al., Proc. Natl. Acad. Sci. 77, 3567-3570, 1980
(31) Colbere-Garapin et al., J. Mol. Biol. 150, 114, 1981
(32) Hartman & Mulligan, Proc. Natl. Acad. Sci. 85, 8047-8051, 1988
(33) Rhodes et al., Methods Mol. Biol. 55, 121-131, 1995
(34) Hampton et al., SEROLOGICAL METHODS: A LABORATORY MANUAL, APS Press, St. Paul, Minn., 1990
(35) Porath et al., Prot. Exp. Purif. 3, Xno3-281, 1992
(36) Kroll et al., DNA Cell Biol. 12, 441-453, 1993
(37) Caruthers et al., Nucl. Acids Res. Symp. Ser. 215-223, 1980
(38) Roberge et al., Science Xno9, 202-204, 1995
(39) Creighton, PROTEINS: STRUCTURES AND MOLECULAR PRINCIPLES, WH and Co., New York, N.Y., 1983
(40) Cronin et al., Human Mutation 7:244, 1996
(41) Landegran et al., Science 241:1077 1080, 1988
(42) Abravaya et al., Nuc Acid Res 23:675 682, 1995
(43) Guatelli, J.C. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87:1874 1878, 1990
(44) Kwoh, D.Y. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86:1173 1177, 1989
(45) Lizardi, P.M. et al., Bio/Technology 6:1197, 1988
(46) Brown, Meth. Mol. Biol. 20, 18, 1994
(47) Gee et al., in Huber & Carr, MOLECULAR AND IMMUNOLOGIC APPROACHES, Publishing Co., Mt. Kisco, N.Y., 1994
(48) Uhlmann et al., Tetrahedron. Lett. 215, 3539-3542, 1987
(49) Couture & Stinchcomb, Trends Genet. 12, 510-515, 1996
(50) Haseloff et al. Nature 334, 585-591, 1988
(51) Kohler et al., Nature 256, 495-497, 1985
(52) Takeda et al., Nature 314, 452-454, 1985
(53) Burton, Proc. Natl. Acad. Sci. 88, 11120-11123, 1991
(54) Thirion et al., Eur. J. Cancer Prev. 5, 507-11, 1996
(55) Coloma & Morrison, Nat. Biotechnol. 15, 159-63, 1997
(56) Mallender & Voss, J. Biol. Chem. Xno9, 199-206, 1994
(57) Verhaar et al., Int. J. Cancer 61, 497-501, 1995
(58) Orlandi et al., Proc. Natl. Acad. Sci. 86, 3833-3837, 1989
(59) Lam, Anticancer Drug Des. 12, 145, 1997
(60) Gallop et al., J. Med. Chem. 37, 1233, 1994
(61) Houghten, BioTechniques 13, 412-421, 1992
(62) Lam, Nature 354, 8284, 1991
(63) Fodor, Nature 364, 555-556, 1993
(64) Cull et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 89, 1865-1869, 1992
(65) Scott & Smith, Science 249, 386-390, 1990
(66) Jayawickreme et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 19, 1614-1618, 1994
(67) Chelsky, Strategies for Screening Combinatorial Libraries 1995
(68) Salmon et al., Molecular Diversity 2, 57-63, 1996
(69) McConnell et al., Science 257, 1906-1912, 1992
(70) Szabo et al., Curr. Opin. Struct. Biol. 5, 699-705, 1995
(71) Findeis et al. Trends in Biotechnol. 11, 202-205, 1993
(72) Chiou et al., GENE THERAPEUTICS: METHODS AND APPLICATIONS OF DIRECT GENE TRANSFER J.A. Wolff, ed., 1994
(73) REMINGTON’S PHARMACEUTICAL SCIENCES Maack Publishing Co., Easton, Pa.
(74) Hille, Excitable Membranes, Sunderland, MA, Sinauer Associates, Inc.
(75) Van Heeke & Schuster, J. Biol. Chem. 264, 5503-5509, 1989
(76) Vapnik, The Nature of Statistical Learning Theory, 1995, Springer, New York
(77) Burges, Data Mining and Knowledge Discovery, 2(2):955-974, 1998
(78) Faneyte et al., Br J Cancer, 88:406-412, 2003.
(79) Perou et al., Nature, 406:747-752. 2000.
(80) Sorlie et al., Proc Natl Acad Sci U S A, 100:8418-8423,
(81) Pusztai et al., Clin Cancer Res., 9:2406-2415, 2003.
(82) Ahr et al., J. Pathol., 195:312-320, 2001.
(83) Martin et al., Cancer Res., 60:2232-2238, 2000.
(84) van de Rijn et al., Am J Pathol., 161:1991-1996, 2002.
(85) Huang et al., Lancet, 361:1590-1596, 2003.
(86) West et al., Proc Natl Acad Sci U S A, 98:11462-11467, 2001
(87) van de Vijver et al., N Engl J Med. 347:1999-2009, 2002.
(88) Sotiriou et al.,Breast Cancer Res., 4:R3, Epub 2002 Mar 20.
(89) Chang et al., Lancet, 362:362-369, 2003.
(90) Korn et al., Br J Cancer, 86:1093-1096, 2002.
(91) Fisher et al., J Clin Oncol., 15:2483-2493, 1997.
(92) Fisher et al., J Clin Oncol., 16:2672-2685, 1998.
(93) Makris et al., Ann Oncol., 9:1179-1184, 1998.
(94) Chang et al., Cancer, 89:2145-2152, 2000.
(95) Quackenbush, Nature, 2:418-427, 2001.
(96) Eisen et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 95:14863-14868, 1998.
(97) Jelinsky et al., Endocrinology, 144:701-710, 2003.
(98) Nguyen et al., Bioinformatics, 18:1216-1226, 2002.
(99) UMETRICS Academy. Multivariate data analysis and modelling, 378p., 2002.
(100) Tenenhaus, M. La regression PLS. Editions Technip, Paris, 1998.
(101) Parton et al., Clin Cancer Res., 8:2100-2108, 2002.
(102) Ellis et al., Breast Cancer Res Treat., 48:107-116, 1998.
Literature
Patent Literature
U.S. Patent No. 4843155 Chomczynski, P.
U.S. Pat.No. 526231 Liang, P., and Pardee, AB, 1993
U.S. Pat. No. 4,683,302 Mullis, KB, 1987
U.S. Pat.No. 5,938,393 U.S. Pat. .,
U.S. Pat.No. 5,223,409 Lander, E.,
U.S. Patent No. 5976813 Beutel et al.
US Patent No. 5283317 US Patent No. 6203987
WO 97/29212
WO 97/27317
WO 95/22058
WO 99/12826
WO 97/02357
WO 94/13804
WO 94/10300
EP 0 785 280
EP 0 799 897
EP 0 728 520
EP 0 721 016
EP 0 321 201
GB2188638B
Other literature
(1) Publications cited: WHO. International Classification of Diseases, 10 th edition (ICD-10).
(2) Sabin, LH, Wittekind, C. (eds): TNM Classification of Malignant Tumors. Wiley, New York, 1997
(3) Sorlie et al., Proc Natl Acad Sci US A. 2001 Sep 11; 98 (19): 10869-74 (3);
(4) van 't Veer et al., Nature. 2002 Jan 31; 415 (6871): 530-6.
(5) Perez, EA: Current Managment of Metastatic Breast Cancer.Semin.Oncol., 1999; 26 (Suppl. 12): 1-10
(6) Sambrook et al., MOLECULAR CLONING: A LABORATORY MANUAL, 2d ed., 1989
(7) Ausubel et al., CURRENT PROTOCOLS IN MOLECULAR BIOLOGY, John Wiley & Sons, New York, NY, 1989.
(8) Tedder, TF et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85: 208-212, 1988
(9) Hedrick, SM et al., Nature 308: 149-153, 1984
(10) Sarkar, PCR Methods Applic. 2, 318-322, 1993
(11) Triglia et al., Nucleic Acids Res. 16, 81-86, 1988
(12) Lagerstrom et al., PCR Methods Applic. 1, 111-119, 1991
(13) Copeland & Jenkins, Trends in Genetics 7: 113-118, 1991
(14) Cohen, et al., Nature 366: 698-701, 1993
(15) Bonner et al., J. Mol. Biol. 81, 123 1973
(16) Bolton and McCarthy, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 48, 1390 1962
(17) Altschul et al., Bull. Math. Bio. 48: 603, 1986,
(18) Henikoff & Henikoff, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89: 10915, 1992
(19) Pearson & Lipman, Proc. Nat'l Acad. Sci. USA 85: 2444, 1988
(20) Needleman & Wunsch, J. Mol. Biol. 48: 444, 1970
(21) Sellers, SIAM J. Appl. Math.Xno: 787, 1974
(22) Takamatsu, EMBO J. 6, 307-311, 1987
(23) Winter et al., Results Probl. Cell Differ. 17, 85-105, 1991
(24) Engelhard et al., Proc. Nat. Acad. Sci. 91, 3224-3227, 1994
(25) Logan & Shenk, Proc. Natl. Acad. Sci. 81, 3655-3659, 1984
(26) Scharf et al., Results Probl. Cell Differ. 20, 125-162, 1994
(27) Freshney RI, ed., ANIMAL CELL CULTURE, 1986
(28) Wigler et al., Cell 11, 223-232, 1977
(29) Lowy et al., Cell 22, 817-823, 1980
(30) Wigler et al., Proc. Natl. Acad. Sci. 77, 3567-3570, 1980
(31) Colbere-Garapin et al., J. Mol. Biol. 150, 114, 1981
(32) Hartman & Mulligan, Proc. Natl. Acad. Sci. 85, 8047-8051, 1988
(33) Rhodes et al., Methods Mol. Biol. 55, 121-131, 1995
(34) Hampton et al., SEROLOGICAL METHODS: A LABORATORY MANUAL, APS Press, St. Paul, Minn., 1990
(35) Porath et al., Prot. Exp. Purif. 3, Xno3-281, 1992
(36) Kroll et al., DNA Cell Biol. 12, 441-453, 1993
(37) Caruthers et al., Nucl. Acids Res. Symp. Ser. 215-223, 1980
(38) Roberge et al., Science Xno9, 202-204, 1995
(39) Creighton, PROTEINS: STRUCTURES AND MOLECULAR PRINCIPLES, WH and Co., New York, NY, 1983
(40) Cronin et al., Human Mutation 7: 244, 1996
(41) Landegran et al., Science 241: 1077 1080, 1988
(42) Abravaya et al., Nuc Acid Res 23: 675 682, 1995
(43) Guatelli, JC et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87: 1874 1878, 1990
(44) Kwoh, DY et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86: 1173 1177, 1989
(45) Lizardi, PM et al., Bio / Technology 6: 1197, 1988
(46) Brown, Meth. Mol. Biol. 20, 18, 1994
(47) Gee et al., In Huber & Carr, MOLECULAR AND IMMUNOLOGIC APPROACHES, Publishing Co., Mt. Kisco, NY, 1994
(48) Uhlmann et al., Tetrahedron. Lett. 215, 3539-3542, 1987
(49) Couture & Stinchcomb, Trends Genet. 12, 510-515, 1996
(50) Haseloff et al. Nature 334, 585-591, 1988
(51) Kohler et al., Nature 256, 495-497, 1985
(52) Takeda et al., Nature 314, 452-454, 1985
(53) Burton, Proc. Natl. Acad. Sci. 88, 11120-11123, 1991
(54) Thirion et al., Eur. J. Cancer Prev. 5, 507-11, 1996
(55) Coloma & Morrison, Nat. Biotechnol. 15, 159-63, 1997
(56) Mallender & Voss, J. Biol. Chem. Xno9, 199-206, 1994
(57) Verhaar et al., Int. J. Cancer 61, 497-501, 1995
(58) Orlandi et al., Proc. Natl. Acad. Sci. 86, 3833-3837, 1989
(59) Lam, Anticancer Drug Des. 12, 145, 1997
(60) Gallop et al., J. Med. Chem. 37, 1233, 1994
(61) Houghten, BioTechniques 13, 412-421, 1992
(62) Lam, Nature 354, 8284, 1991
(63) Fodor, Nature 364, 555-556, 1993
(64) Cull et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89, 1865-1869, 1992
(65) Scott & Smith, Science 249, 386-390, 1990
(66) Jayawickreme et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 19, 1614-1618, 1994
(67) Chelsky, Strategies for Screening Combinatorial Libraries 1995
(68) Salmon et al., Molecular Diversity 2, 57-63, 1996
(69) McConnell et al., Science 257, 1906-1912, 1992
(70) Szabo et al., Curr. Opin.Struct. Biol. 5, 699-705, 1995
(71) Findeis et al. Trends in Biotechnol. 11, 202-205, 1993
(72) Chiou et al., GENE THERAPEUTICS: METHODS AND APPLICATIONS OF DIRECT GENE TRANSFER JA Wolff, ed., 1994
(73) REMINGTON'S PHARMACEUTICAL SCIENCES Maack Publishing Co., Easton, Pa.
(74) Hille, Excitable Membranes, Sunderland, MA, Sinauer Associates, Inc.
(75) Van Heeke & Schuster, J. Biol. Chem. 264, 5503-5509, 1989
(76) Vapnik, The Nature of Statistical Learning Theory, 1995, Springer, New York
(77) Burges, Data Mining and Knowledge Discovery, 2 (2): 955-974, 1998
(78) Faneyte et al., Br J Cancer, 88: 406-412, 2003.
(79) Perou et al., Nature, 406: 747-752. 2000.
(80) Sorlie et al., Proc Natl Acad Sci USA, 100: 8418-8423,
(81) Pusztai et al., Clin Cancer Res., 9: 2406-2415, 2003.
(82) Ahr et al., J. Pathol., 195: 312-320, 2001.
(83) Martin et al., Cancer Res., 60: 2232-2238, 2000.
(84) van de Rijn et al., Am J Pathol., 161: 1991-1996, 2002.
(85) Huang et al., Lancet, 361: 1590-1596, 2003.
(86) West et al., Proc Natl Acad Sci USA, 98: 11462-11467, 2001
(87) van de Vijver et al., N Engl J Med. 347: 1999-2009, 2002.
(88) Sotiriou et al., Breeast Cancer Res., 4: R3, Epub 2002 Mar 20.
(89) Chang et al., Lancet, 362: 362-369, 2003.
(90) Korn et al., Br J Cancer, 86: 1093-1096, 2002.
(91) Fisher et al., J Clin Oncol., 15: 2483-2493, 1997.
(92) Fisher et al., J Clin Oncol., 16: 2672-2685, 1998.
(93) Makris et al., Ann Oncol., 9: 1179-1184, 1998.
(94) Chang et al., Cancer, 89: 2145-2152, 2000.
(95) Quackenbush, Nature, 2: 418-427, 2001.
(96) Eisen et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 95: 14863-14868, 1998.
(97) Jelinsky et al., Endocrinology, 144: 701-710, 2003.
(98) Nguyen et al., Bioinformatics, 18: 1216-1226, 2002.
(99) UMETRICS Academy. Multivariate data analysis and modeling, 378p., 2002.
(100) Tenenhaus, M. La regression PLS. Editions Technip, Paris, 1998.
(101) Parton et al., Clin Cancer Res., 8: 2100-2108, 2002.
(102) Ellis et al., Breast Cancer Res Treat., 48: 107-116, 1998.
Claims (12)
(i)化学療法スケジュールの開始後に腫瘍性病変から採取された生検試料中における、配列番号1から配列番号65によってコードされる遺伝子の群に含まれる少なくとも1、5、10、20、40、65の遺伝子の発現レベルを測定する工程、および
(ii)前記発現レベルを基準発現レベルと比較する工程、
を含み、それによって、抗癌化学療法に対する反応を検査する方法。 A method for testing a response to anticancer chemotherapy,
(I) at least 1, 5, 10, 20, 40 included in the group of genes encoded by SEQ ID NO: 1 to SEQ ID NO: 65 in biopsy samples taken from neoplastic lesions after the start of the chemotherapy schedule Measuring the expression level of 65 genes; and (ii) comparing said expression level with a reference expression level;
And thereby examining the response to anti-cancer chemotherapy.
(i)化学療法スケジュールを開始する前に、腫瘍性病変から採取された生検試料にex vivoで化学療法を施す工程、
(ii)前記生検試料中における、配列番号1から配列番号65によってコードされる遺伝子の群に含まれる少なくとも1、5、10、20、40、65の遺伝子の発現レベルを測定する工程、および
(iii)前記発現レベルを基準発現レベルと比較する工程、
を含み、それによって、抗癌化学療法に対する反応をex vivoで検査する方法。 A method for examining responses to anti-cancer chemotherapy ex vivo,
(I) applying ex vivo chemotherapy to a biopsy sample taken from a neoplastic lesion prior to initiating a chemotherapy schedule;
(Ii) measuring the expression level of at least 1, 5, 10, 20, 40, 65 genes contained in the group of genes encoded by SEQ ID NO: 1 to SEQ ID NO: 65 in the biopsy sample; and (Iii) comparing the expression level with a reference expression level;
And thereby examining the response to anti-cancer chemotherapy ex vivo.
(i)細胞増殖に作用する、および/または、
(ii)細胞生存に作用する、および/または、
(iii)細胞運動性に作用する、
請求項1から5のいずれかに記載の方法。 The chemotherapy is
(I) affects cell proliferation and / or
(Ii) affects cell survival and / or
(Iii) acts on cell motility,
The method according to claim 1.
(i)サポートベクターマシンアルゴリズム、または
(ii)k−最近傍アルゴリズム、または
(iii)部分最少判別アルゴリズム
である、請求項9に記載の方法。 The prediction algorithm is
The method of claim 9, wherein the method is (i) a support vector machine algorithm, or (ii) a k-nearest neighbor algorithm, or (iii) a partial least discriminant algorithm.
(i)ハイブリダイゼーションベースの方法を用いて、あるいは
(ii)アレイ状のプローブを使用したハイブリダイゼーションベースの方法を用いて、あるいは
(iii)個別に標識されたプローブを使用したハイブリダイゼーションベースの方法を用いて、あるいは
(iv)リアルタイムPCRによって、あるいは
(v)ポリペプチド、タンパク質、またはその誘導体の発現を評価することによって、あるいは
(vi)ポリペプチド、タンパク質、またはその誘導体の量を評価することによって
決定される、請求項1から10のいずれかに記載の方法。 The expression level is
(I) using hybridization-based methods, or (ii) using hybridization-based methods using arrayed probes, or (iii) hybridization-based methods using individually labeled probes. Or (iv) by real-time PCR, or (v) by assessing the expression of a polypeptide, protein, or derivative thereof, or (vi) by assessing the amount of a polypeptide, protein, or derivative thereof The method according to claim 1, which is determined by:
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---|---|---|---|
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---|---|
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016528230A (en) * | 2013-07-29 | 2016-09-15 | ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア | Real-time feedback system control technology platform that dynamically changes stimuli |
JP2020522707A (en) * | 2017-06-04 | 2020-07-30 | ラパポート・ファミリー・インスティテュート・フォー・リサーチ・イン・ザ・メディカル・サイエンシーズRappaport Family Institute for Research in the Medical Sciences | Method and kit for predicting individualized response to cancer treatment |
US11908560B2 (en) | 2021-08-11 | 2024-02-20 | OncoHost Ltd. | Cancer process evaluation |
US12016900B2 (en) | 2017-06-04 | 2024-06-25 | Rappaport Family Institute For Research In The Medical Sciences | Method of treating cancer with an immune checkpoint inhibitor in combination with another therapeutic agent |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2007088971A1 (en) * | 2006-02-03 | 2009-06-25 | メッセンジャー・スケープ株式会社 | Genes that can be used for cancer prognosis |
US20090137517A1 (en) * | 2006-03-02 | 2009-05-28 | Agency For Science, Technology And Research | Sensitizing a cell to cancer treatment by modulating the activity of a nucleic acid encoding rps27l protein |
EP2094862A4 (en) * | 2006-11-24 | 2010-08-11 | Licentia Ltd | Method for predicting the response to a therapy |
WO2009032084A1 (en) * | 2007-08-28 | 2009-03-12 | Merck & Co., Inc. | Expression profiles of biomarker genes in notch mediated cancers |
WO2009090287A1 (en) * | 2008-01-17 | 2009-07-23 | Fundació Institut de Recerca de L'Hospital Universitari Vall d'Hebron | Cirp-based antitumour compounds |
JP2011526783A (en) * | 2008-07-03 | 2011-10-20 | ナショナル・ユニバーシティー・ホスピタル | Methods and tumor treatment selection for predicting tumor response to chemotherapy |
SG10201401722XA (en) | 2009-05-01 | 2014-08-28 | Genomic Health Inc | Gene expression profile algorithm and test for likelihood of recurrence of colorectal cancer andresponse to chemotherapy |
EP2548027A2 (en) * | 2010-03-18 | 2013-01-23 | Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale | Method for predicting the responsiveness to chemotherapy |
EP3147373B1 (en) | 2010-07-27 | 2019-05-15 | Genomic Health, Inc. | Method for using gene expression to determine prognosis of prostate cancer |
US10220016B2 (en) | 2015-02-19 | 2019-03-05 | Mayo Foundation For Medical Education And Research | Methods and materials for assessing chemotherapy responsiveness and treating cancer |
US12070489B2 (en) | 2018-12-12 | 2024-08-27 | Rappaport Family Institute For Research In The Medical Sciences | Method of treating cancer with a cancer therapy in combination with another therapeutic agent |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002092854A2 (en) * | 2001-05-16 | 2002-11-21 | Novartis Ag | Genes expressed in breast cancer as prognostic and therapeutic targets |
US20040058340A1 (en) * | 2001-06-18 | 2004-03-25 | Hongyue Dai | Diagnosis and prognosis of breast cancer patients |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1900827A3 (en) * | 2002-05-21 | 2008-04-16 | Bayer HealthCare AG | Methods and compositions for the prediction, diagnosis, prognosis, prevention and treatment of malignant neoplasia |
-
2005
- 2005-05-30 EP EP05745597A patent/EP1756309A2/en not_active Withdrawn
- 2005-05-30 JP JP2007513829A patent/JP2008502326A/en active Pending
- 2005-05-30 WO PCT/EP2005/005787 patent/WO2005119260A2/en not_active Application Discontinuation
- 2005-05-30 CA CA002568732A patent/CA2568732A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002092854A2 (en) * | 2001-05-16 | 2002-11-21 | Novartis Ag | Genes expressed in breast cancer as prognostic and therapeutic targets |
US20040058340A1 (en) * | 2001-06-18 | 2004-03-25 | Hongyue Dai | Diagnosis and prognosis of breast cancer patients |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016528230A (en) * | 2013-07-29 | 2016-09-15 | ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア | Real-time feedback system control technology platform that dynamically changes stimuli |
US10603390B2 (en) | 2013-07-29 | 2020-03-31 | The Regents Of The University Of California | Real-time feedback system control technology platform with dynamically changing stimulations |
JP2020522707A (en) * | 2017-06-04 | 2020-07-30 | ラパポート・ファミリー・インスティテュート・フォー・リサーチ・イン・ザ・メディカル・サイエンシーズRappaport Family Institute for Research in the Medical Sciences | Method and kit for predicting individualized response to cancer treatment |
JP7348074B2 (en) | 2017-06-04 | 2023-09-20 | ラパポート・ファミリー・インスティテュート・フォー・リサーチ・イン・ザ・メディカル・サイエンシーズ | Method and kit for predicting individualized response to cancer therapy |
US11977075B2 (en) | 2017-06-04 | 2024-05-07 | Rappaport Family Institute For Research In The Medical Sciences | Method of predicting personalized response to cancer treatment with immune checkpoint inhibitors, method of treating cancer, and kit therefor |
US12016900B2 (en) | 2017-06-04 | 2024-06-25 | Rappaport Family Institute For Research In The Medical Sciences | Method of treating cancer with an immune checkpoint inhibitor in combination with another therapeutic agent |
US11908560B2 (en) | 2021-08-11 | 2024-02-20 | OncoHost Ltd. | Cancer process evaluation |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA2568732A1 (en) | 2005-12-15 |
EP1756309A2 (en) | 2007-02-28 |
WO2005119260A3 (en) | 2006-11-09 |
WO2005119260A2 (en) | 2005-12-15 |
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---|---|---|
EP1904645B1 (en) | Method for predicting and monitoring direct response to cancer therapy | |
US20090098533A1 (en) | Methods and kits for investigating cancer | |
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