KR100823120B1

KR100823120B1 - 전립선암 및 기타 내분비계 암 치료용 안티센스인슐린유사성장인자 결합단백질-2-올리고디옥시뉴클레오티드

Info

Publication number: KR100823120B1
Application number: KR1020037003493A
Authority: KR
Inventors: 글리브마틴; 사토시키야마; 넬슨콜린; 레니폴에스
Original assignee: 더 유니버시티 오브 브리티쉬 콜롬비아
Priority date: 2000-09-14
Filing date: 2001-09-13
Publication date: 2008-04-18
Anticipated expiration: 2023-03-10
Also published as: JP2004532794A; ATE507234T1; IL154529A0; CA2421087C; WO2002022642A1; AU9092001A; NO20031160D0; EP1317470B1; EP1317470A4; HU229207B1; HUP0302120A3; EP1317470A1; US7196067B2; US20040072776A1; HUP0302120A2; NZ524274A; DE60144525D1; IL154529A; CA2421087A1; AU2001290920B2

Abstract

본 발명은 IGFBP-2을 인코딩하는 유전자의 일부분에 상보적인 안티센스 올리고뉴클레오티드(oligodeoxynucleotide, ODN)를 투여함으로써 인간을 포함한 포유동물에서 전립선암 및 기타 내분비계 암 치료를 위한 조성물 및 방법에 관한 것이다. in vitro 및 in vivo에서 인간 전립선암 LNCaP 종양모델에 이러한 안티센스 ODN을 투여하였을 경우, 종양세포의 증식이 감소하고 안드로젠 비의존성 상태로의 진행이 지연된다. 따라서, IGFBP-2을 인코딩하는 핵산서열의 일부분에 상보적인 안티센스 올리고뉴클레오티드를 치료적으로 효과적인 양으로 포유동물에 투여하여 처리된 세포에서 IGFBP-2의 양을 감소시킴으로써, 인간을 포함한 포유동물에서 전립선암 및 기타 내분비계 암을 치료할 수 있고, 전립선암의 안드로젠 비의존성 상태로의 진행을 지연시킬 수 있다.

안티센스 올리고뉴클레오타이드, IGFBP-2, 전립선암

Description

전립선암 및 기타 내분비계 암 치료용 안티센스 인슐린유사성장인자 결합 단백질-2-올리고디옥시뉴클레오티드 {Antisense Insulin-Like Growth Factor Binding Protein(IGFBP)-2-Oligodeoxynucleotides for Prostate and other Endocrine Tumor Therapy}

본 발명은 일반적으로 암치료용 안티센스 올리고뉴클레오티드에 관한 것이고, 더욱 상세하게는, 전립선암 및 유방암 치료를 위한 안티센스 올리고뉴클레오티드에 관한 것이다.

본 발명은 인슐린유사성장인자 결합 단백질-2(Insulin-Like Growth Factor Binding Protein-2, IGFBP-2)를 인코딩하는 서열에 상보적인 서열을 가지는 안티센스 올리고뉴클레오티드를 이용하여 전립선암을 치료하는 것에 관한 것이다.

전립선암은 남성에서 가장 흔한 암으로서, 서양에서 남성의 암으로 인한 사망의 두번째 원인이다. 전립선암이 안드로겐에 민감하기 때문에, 안드로겐을 제거함으로써(예를 들면 거세함으로써), 진행성(advanced) 전립선암 환자를 치료한다. 안드로겐을 제거하게 되면 전립선종양에서 대규모의 세포사멸(apotosis)이 유발되어 질병이 퇴치된다. 그러나, 거세에 의해서 유도된 세포사멸은 완전하게 이루어지지 않아서, 결과적으로, 생존한 종양세포는 안드로겐-비의존성 특성을 가지게 된 다. 이와같이 전립선암이 안드로겐 비의존성 상태로 진행함에 따라서 환자의 생존 및 삶의 질을 향상시키기가 어렵게 된다. 따라서, 안드로겐-비의존성 세포를 표적으로 한 연구가 이루어지고 있다. 이러한 연구는 안드로겐-비의존성 종양세포를 표적으로 하는 호르몬 치료요법에 중점을 두고 있다. 그러나, 현재까지 생존률을 향상시킬 수 있는 비호르몬 제제에 대한 보고는 없다 (Oh et al., J. Urol 160: 1220-1229 (1998)). 따라서 이에 대안적인 연구가 제시되고 있다. 최근에 본 발명자들에 의해서 수행된 연구에 따르면, 안드로겐을 제거한 후 IGFBP-5(Miyake et al., Endocrinology 141: 2257-2265, (2000))와 IGFBP-2의 양을 증가시키면, IGF-1-유도 세포분열(mitogenesis)과 세포 생존률이 증가함으로써 안드로겐을 제거하는 상태로의 진행이 촉진된다.

인슐린유사성장인자-I(inslulin-like growth factor-I, IGF-I)과 IGF-II는 많은 정상세포와 종양세포에서 강력한 분열촉진인자(mitogen)로서 작용한다. 다수의 연구결과에 의하면, IGF는 전립선 질환 및 유방암에서 병리학적으로 중요한 역할을 수행한다 (Boudon et al., J. Clin. Endocirn. Metab. 81: 612-617 (1996); Angelloz-Nicoud et al., Endocrinology 136: 5485- 5492 (1995); Nickerson et al., Endocrinology 139: 807-810 (1998); Figueroa et al., J. Urol. 159: 1379-1383 (1998)).

IGF에 대한 생물학적 반응은 IGFBP를 포함한 다양한 인자에 의해서 조절된다. 현재까지, 6개의 IGFBP가 동정되었고, 이들은 IGF와 높은 친화도로 상호작용하면서 IGF의 생물학적 작용을 조절하는 기능을 갖는 것으로 여겨지고 있다 (Rajaram et al., Endocrin. Rev. 18: 801-813 (1997)). 그러나, 일부 보고에 따르면, IGFBP의 생물학적 활성이 IGF에 비의존적이고 (Andress et al., J. Biol. Chem. 267: 22467-22472 (1992); Oh et al., J. Biol. Chem. 268: 14964-14971 (1993)), 다양한 실험조건하에서 IGFBP는 세포증식을 촉진하는 효과와 저해하는 효과를 가지는 것으로 보고되고 있다 (Andress et al., supra; Elgin et al., Proc. Nat'l. Acad. Sci. (USA), 84: 3254-3258 (1987); Huynh et al., J. Biol. Chem. 271: 1016- 1021 (1996); Damon et al., Endocrinology 139: 3456-3464 (1998)). 따라서, IGFBP의 정확한 기능에 대해서는 아직 논란의 여지가 많다. 이러한 이유때문에, 기존의 연구는 전립선암을 IGF와 연관시키면서도 이러한 관계에 기초를 둔 치료방법을 확실하게 제시하지 못하고 있다.

본 발명은 전립선암 및 그 외 내분비계 암을 치료하는데 있어서 IGFBP-2를 표적으로하는 안티센스 올리고뉴클레오티드(oligodeoxynucleotides, ODNs)를 이용한다. 안티센스 ODN은 표적 유전자의 mRNA 영역에 상보적인 단일가닥 DNA이고, 따라서 효과적으로 RNA/DNA 듀플렉스(duplexes)를 형성함으로써 유전자 발현을 효과적으로 저해한다 (Figueroa et al., J. Urol., 159: 1379-1383 (1998)). 포스포로티오에이트(phosphorothioate) ODN은 DNA의 인산그룹의 결합되지않은 산소원자중 하나를 황원자(sulfur)로 치환함으로써 뉴클레아제 절단에 대해 안정하게 된다. 최근에, 몇 개의 안티센스 ODN은 in vitro 및 in vivo 모두에서 특히 종양성 상태로의 진행과 관련된 유전자를 표적으로 하는 것으로 평가되었고, 안티센스 치료시 치료제로서 이용될 수 있다는 것이 증명되었다 (Monia et al., Nature Med. 2: 668-675 (1996); Cucco et al., Cancer Lees. 56: 4332-4337 (1996); Ziegler et al., J. Natl. Cancer Inst. 89: 1027-1036 (1997); Jansen et al., Nature Med. 4: 232-234 (1998)).

<개요>

본 발명은 IGFBP-2을 인코딩하는 유전자의 일부분에 상보적인 안티센스 올리고뉴클레오티드(oligodeoxynucleotide, ODN)를 투여함으로써 인간을 포함한 포유동물에서 전립선암 및 그 외 내분비계 암 치료용 조성물과 방법을 제공한다. 안드로겐-민감성 인간 전립선암 세포 LNCaP와 안드로겐-의존성 마우스 시오노기(murine Shionogi) 종양모델을 in vitro와 in vivo에서 이용했을 때, ODN의 투여는 종양세포의 증식을 저하시키고, 안드로겐 비의존성 상태로의 진행을 지연시켰다. 따라서, IGFBP-2을 인코딩하는 핵산서열의 일부분에 상보적인 안티센스 올리고뉴클레오티드를 치료적으로 효과적인 양으로 포유동물에 투여하여 표적암세포에서 IGFBP-2 수치를 감소시킴으로써, 인간을 포함한 포유동물에서 전립선암 및 그 외 호르몬-조절성(hormone-regulated) 암을 치료할 수 있고, 전립선암의 안드로겐-비의존성 상태로의 진행을 지연시킬 수 있다.

<발명의 설명>

본 발명은 전립선 종양세포의 안드로겐 비의존성 상태로의 진행을 지연시키는 방법, 전립선암 또는 유방암과 같은 호르몬-조절성(hormone-regulated) 암으로 고통받는 인간을 포함한 개체를 치료하는 치료방법, 및 상기 방법에서 효과적인 치 료제를 제공한다. 또한, 본 발명의 조성물은 상기와 같은 암의 성장 및 전이를 저해 또는 지연시키는 데 사용될 수 있다. 본 발명의 치료방법은 일반적으로 진행성(advanced) 전립선암 환자를 치료하기 위해 사용될 수 있으나, 유방암과 같은 그 외 내분비계 종양을 치료하는 데 있어서 호르몬 치료요법과 조합으로 사용될 수 있다.

본 발명의 일구현예에 따라서, 안드로겐-민감성(androgen-sensitive) 전립선암세포의 안드로겐-비의존성 상태로의 진행은 세포내에서 IGFBP-2의 양을 감소시킴으로써 지연될 수 있다. 안드로겐-민감성 인간 전립선 종양세포 LNCaP와 안드로겐-의존성 마우스 시오노기 종양모델(murine Shionogi tumor model)을 이용하여 in vitro 실험과 in vivo 실험을 수행하였다. 시오노기 종양모델은 숫컷 동계(syngeneic) 숙주의 피하에서 성장하는 안드로겐-의존성 마우스 유선암의 이종이식편(xenograft)이다. 시오노기 종양세포는 종양성이 높고 국부적으로 침입한다. 시오노기 종양세포는 안드로겐 제거시 전립선암세포에서 관찰된 것과 유사한 거동을 나타내고, 인간 전립선암에 대한 효과적인 모델로 사용되고 있다 (Bruchovsky et al., Cancer Res. 50: 2275-2282 (1990); Rennie et al., Cancer Res. 48: 6309-6312 (1988); Bruchovsky et al., Cell 13: 272-280 (1978); Gleave et al., in Genitourinary Oncology, pp. 367-378, Lange et al. eds., Lippencott (1997); Gleave et al., J. Urol. 157: 1727-1730 (1997); Bruchovsky et al., The Prostate 6: 13-21 (1996)). 따라서, 안드로겐 제거는 높은 재현성으로 세포사멸과 종양의 퇴화를 촉진시킨다. 더욱이, 거세 후 및 안드로겐-비의존성 상태로의 진행동안에 인간 전립선암에서 나타나는 TRPM-2와 Bcl-2와 같은 펩타이드의 발현 양상의 변화는 시오노기 종양세포에서 관찰된 양상과 비슷하다. 이러한 유사함때문에, 시오노기 종양모델은 인간 전립선암을 모방하며, 특정 화합물이 안드로겐-비의존성 상태로의 진행을 지연시킬수 있는 효과를 가지고 있는 지의 여부를 평가하는 데 있어서 매우 유용한 모델이다. 거세 후 종양이 완전히 퇴행되었음에도 불구하고, 안드로겐-비의존성 시오노기 종양이 반드시 한 달 후에 재발하여 빠르게 성장하기 때문에, 시오노기 종양모델은 특정 제제가 안드로겐-비의존성 상태로의 진행을 지연시킬 수 있는 지의 여부를 평가하는 데 있어서 최종적으로 확실한 평가시스템을 제공한다.

먼저, 본 발명자들은 거세 후 및 안드로겐-비의존성 상태로의 진행동안에 시오노기 종양모델에서 IGFBP의 발현양상을 조사하였다. 노던 블롯(Northern blot) 분석을 이용하여, 거세 후 4일과 7일에 퇴행하는 특성을 가지는 거세 전의 안드로겐-의존성 종양에서, 그리고 거세 후 28일에 재발한 안드로겐-비의존성 종양에서 IGFBP mRNA 발현양상을 조사하였다. IGFBP-2, -3, -4 및 -5 mRNA에 있어서 다양한 발현양상이 발견되었다. IGFBP-1와 IGFBP-6 mRNA는 시오노기 종양모델에서 검출되지 않는다.

노던 블롯 분석을 이용하여 안드로겐-의존성 LNCaP 종양에서 거세 전과 거세 후 다양한 시간대에서 IGFBP-2 mRNA 발현양상을 조사하였다. 도1에 나타낸 바와 같이, IGFBP-2의 발현은 거세 후 14일에 점차 증가하기 시작하였고, 거세 후 28일에 거세 전보다 2배 이상 증가하였다 (student's t-test 통계법이용, two-sided p<0.05). 또한, LNCaP와 인간 전립선암 종양조직 마이크로어레이(microarray)를 이용한 실험에서, 거세 후 IGFBP-2 양이 증가하는 것이 관찰되었다. IGFBP-2 염색시 염색강도는 안드로겐-의존성(AD) 종양(n=20 스팟)에서 거세 전 +1에서 안드로겐-비의존성(AI) 종양(n=40 스팟, 거세후 28일과 35일)에서 +2.3까지 증가하였다. 다른 그룹의 평균 염색강도는 거세 후 3일에 +1, 5, 7 및 10일에 +1.2, 14일에 +1.4, 21일에 +1.6이었다. 이러한 면역조직학적 염색결과는 일반적으로 노던 블롯 분석결과와 일치하였다.

본 발명에 따라서, IGFBP-2를 인코딩하는 서열에 상보적인 안티센스 ODN이 투여된다. 대상이 인간일 경우, 투여된 서열은 인간 IGFBP-2에 기초한다. 특정 안티센스 ODN는 하기 표2에 나타낸 바와 같고, 서열번호 1 내지 56으로 표시된다. 번역 개시부위를 포함하는 서열번호 1은 테스한 것 중 가장 큰 활성이 있는 것으로 나타났고, 본 발명의 대부분의 실험에서 사용되었다. 사용된 ODN은 in vivo에서의 안정성을 증가시키기 위해서 변형될 수 있다. 예를 들면, ODN으로서 뉴클레아제 절단(nuclease digestiion)에 대한 저항성이 증가된 포스포로티오에이트 유도체(phosphorothioate derivatives)(인산기의 결합하지 않은 산소원자중 하나가 황원자로 치환됨)가 사용될 수 있다. 또한, ODN의 안정성은 2-메톡시에틸 치환 골격을 가진 분자를 사용함으로써 증가될 수 있다. 안티센스 ODN은 자체로서 투여되거나(naked administration) 약제학적으로 허용되는 담체와 함께 투여되는 것을 포함한 본 발명이 속하는 기술분야에서 공지된 다양한 기작을 이용하여 투여될 수 있다. 예를 들면, 안티센스의 전달을 위한 지질 담체(lipid carriers)는 본 발명에 서 참고문헌으로서 기재한 미국특허 제 5,855,911호 및 제 5,417,978호에 기술되어 있다. 일반적으로, 안티센스는 정맥내, 복강내, 피하내 또는 구강 경로를 통해서 투여된다.

안티센스 ODN은 전립선세포 또는 호르몬-조절성 종양세포에서 IGFBP-2의 수치를 저하시키는 데 효과적인 양으로 투여된다. 이러한 IGFBP-2의 감소된 수치는 안티센스 분자가 IGFBP-2 mRNA의 번역을 방해함으로써 또는 RNase에 의해서 매개되는 기작을 통해서 일어날 수 있다는 것이 알려져있지만, 본 발명의 범위내에서, 본 발명의 발명자들은 이러한 IGFBP-2의 수치저하 현상을 특정 기작과 연관시키고자하는 의도는 없다. 더욱이, 적절한 치료량은 사용된 특정 안티센스 ODN 및 사용된 담체의 특성에 따라서 다양하다는 것을 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 이해할 것이다. 적절한 치료량을 평가하기 위해서 고안된 일련의 표준 테스트를 통해서, 사용될 조성물은 본 발명이 속하는 기술분야의 범위내에서 적절한 양으로 결정될 수 있다.

본 발명에 따른 전립선암의 치료방법은 화학요법제(chemotherapy agents) 및/또는 선택적으로 표적이 다른 안티센스 ODN을 투여하는 것을 더욱 포함할 수 있다. 예를 들면, 탁솔(taxol)(파클리탁셀(paclitaxel) 또는 도세탁셀(docetaxel)), 미토잔트론 (mitoxanthrone)과 같은 종래의 화학요법제가 사용될 수 있다. 이와 유사하게, 안티센스 IGFBP-2 ODN은 Bcl-2 ODN, TRPM-2 ODN 또는 IGFBP-5 ODN과 같은 안티센스 서열과 조합으로 사용될 수 있다.

도 1은 LNCaP 세포에서 거세 후 및 안드로겐-비의존성 상태로의 진행동안에 IGFBP-2 mRNA 양이 증가하는 것을 보여주는 것으로서 노던(Northern) 분석결과에 대한 그래프이다.

도 2는 안티센스 IGFBP-2를 처리한 후 농도-의존적 세포수 감소를 보여주는 것으로 인간 전립선 종양세포 LNCaP의 in vitro 생존도를 보여주는 그래프이다.

도 3a 및 도 3b는 LNCaP-종양을 가지고 있는 마우스를 거세한 후 IGFBP-2 ASO로 처리하였을 경우, 종양세포의 성장율이 감소하고, 혈청 PSA 수치가 증가하고, 안드로겐-비의존성 상태로의 진행이 지연되는 것을 보여주는 그래프이다.

도 4는 인간 LNCaP 전립선 종양세포를 IGFBP-2 ASO로 처리하였을 경우, 종양세포의 성장이 시간 및 농도에 따라서 50% 이상 저해되는 것을 보여주는 그래프이다.

본 발명은 하기의 실시예에서 상세히 설명된다. 그러나 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

서열번호 1 내지 3으로 표기되는 서열을 이용하여 3개의 올리고뉴클레오티드를 제조하였다. 서열번호 1은 염기번호 64부터 시작하는 IGFBP-2 mRNA의 번역개시부위를 포함한다. 서열번호 2와 3은 각각 131 내지 151의 염기를 포함하는 영역 및 630 내지 650의 염기를 포함하는 영역과 상응한다. 또한, 대조구로서 IGFBP-2 와 결합하지 않는 2개의 염기를 가지는 미스매치(mismatch) 올리고뉴클레오티드(서열번호 57 내지 59)를 제조하였다.

LNCaP 세포를 이용하여 제조된 3개의 올리고뉴클레오티드에 대한 초기 스크리닝을 수행하였다. 올리고뉴클레오티드의 세포내로 도입을 증가시키기 위해서 양이온 지질인 리포펙틴(lipofectin)(Life Technologies사, Gaithersburg, MD)을 사용하였다. 3개의 올리고뉴클레오티드(서열번호 1 내지 3)중 하나 또는 이에 상응하는 미스매치 대조구(서열번호 57 내지 59)를 이용하여 1000 nM 농도로 LNCaP 세포를 처리하였다. 총 RNA(total RNA)를 추출한 후 IGFBP-2를 인코딩하는 RNA의 발현정도를 분석하기 위해서 노던 블로팅을 실시하였다. 글리세르알데히드-3-포스페이트 디히드로게나제(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, G3PDH)를 대조구으로 사용하였다. 사용된 프로브는 서열번호 60 내지 63으로 표시된 서열을 갖는다. RNA 블롯을 [³²P]dCTP로 라벨링된 IGFBP-2 프로브로 혼성화반응시켰고, 여기서 상기 프로브는 무작위 프라이머 라벨링(random primer labeling) 방법을 이용하여 제조하였다. 세척 후 밀도분석(densitometric analysis)을 실시하였다. IGFBP-2 프로브로 분석한 후, IGFBP-2의 발현강도를 대조비교하기 위하여 RNA 블롯을 인간 G3PDH 프로브로 다시 혼성화반응을 실시하였다.

서열 번호 1은 IGFBP-2 mRNA의 발현정도를 80-90%까지 저하시켰고 따라서 가장 효과적인 것으로 나타났다. 또한, 서열번호 2와 3은 약 50% 정도로 IGFBP-2 mRNA의 발현을 감소시켜 효과적인 것으로 확인되었다.

실시예 2

LNCaP 모델은 다양한 조건하에서 흉선이 제거된 쥐에서 종양 형성을 유도할 수 있는 인간 전립선암 세포주로서, 안드로겐에 민감하고 PSA(Prostate-Specific Antigen)를 분비한다. 인간 전립선암과 마찬가지로, 이 모델에서 혈청 PSA 수치는 안드로겐에 의해서 조절되고 직접적으로 종양 크기에 비례한다. 거세 후, 혈청과 종양세포에서의 PSA 수치는 80%까지 감소하였고 3-4주 동안 이 상태로 억제되어 있었다. 그러나, 거세 후 4주부터, 고환의 안드로겐이 생성되지 않음에도 불구하고 PSA 생성양은 점차 증가하기 시작하여 거세 전 수치이상으로 증가하여, 안드로겐-비의존성 상태로의 진행이 유발되었다. LNCaP 종양을 갖고 있는 마우스에서 거세 후 Bcl-2, TRPM-2 및 IGFBP-2의 발현이 증가되었는 데, 이러한 LNCaP 모델에서 거세 후 변화된 유전자 발현양상은 시오노기(Shionogi) 시스템과 유사하다. 또한, LNCaP와 시오노기 모델에서 나타난 특정 유전자의 발현양상 변화는 인간 전립선암(예, Bcl-2, clusterin, IGFBP, PSA, Bcl-xL)에서도 발생한다는 것을 강조할 필요가 있으며, 따라서 LNCaP와 시오노기 모델은 기능유전학 및 원리실험의 전임상적인 증거를 위한 인간 질병의 모델로서 사용될 수 있다. 먼저, 본 발명자들은 거세 후 및 안드로겐-비의존성(AI) 상태로의 진행동안에 LNCaP 종양모델에서 IGFBP의 발현양상을 조사하였다. 노던 블롯(Northern blot) 분석결과, 거세 전 안드로겐-의존성 종양과 비교했을 때 IGFBP-2의 발현정도는 안드로겐-비의존성 종양에서 2-3배 증가하였다. 이러한 결과를 통해서 IGFBP-2 발현의 증가는 안드로겐-비의존성 표 현형으로의 진행과 관련성이 있다는 것을 알 수 있다 (도 1).

실시예 3

시오노기 종양모델은 인간 전립선암을 모방하고, 특정 화합물이 안드로겐-비의존성 상태로의 진행을 지연시키는 효과가 있는 지의 여부를 평가하는 데 있어서 아주 유용한 모델이다. 거세 후 종양이 완전히 퇴행되었음에도 불구하고, 빠르게 성장하는 특징을 가지는 안드로겐-비의존성 시오노기 종양은 반드시 한 달 후에 재발하기 때문에, 시오노기 종양모델은 특정 제제가 안드로겐-비의존성 상태로의 진행을 지연시킬 수 있는 지의 여부를 평가하는 데 있어서 최종적으로 확실한 평가시스템을 제공한다. 먼저, 본 발명자들은 거세 후 및 안드로겐-비의존성 상태로의 진행동안에 시오노기 종양모델에서 IGFBP의 발현양상을 조사하였다. 노던 블롯(Northern blot) 분석을 이용하여, 거세 후 4일과 7일에 퇴행하는 특성을 가지는 거세 전의 안드로겐-의존성 종양에서, 그리고 거세 후 28일에 재발한 안드로겐-비의존성 종양에서 IGFBP mRNA의 발현정도에서의 변화를 조사하였다. 거세 전 안드로겐-의존성 종양과 비교했을 때, IGFBP-2의 발현은 안드로겐-비의존성 종양에서 2-3배 증가하는 것으로 나타났고, 이러한 결과를 통해서 IGFBP-2 발현의 증가는 안드로겐-비의존성 표현형으로의 진행과 관련성이 있다는 것을 알 수 있다.

실시예 4

LNCaP 세포를 IGFBP-2 ASO(서열번호 1)로 처리하였을 때, IGFBP-2의 발현은 mRNA와 단백질 수준에서 농도-의존적이고 서열-특이적으로 감소하는 것으로 나타났다. 500 nM의 IGFBP-2 ASO(서열번호: 1)로 처리하였을 경우, IGFBP-2의 발현정도는 90% 정도 감소하였다. 또한, 세포 생존률은 농도-의존적으로 감소하는 것으로 나타났다 (도 2).

실시예 5

인간 LNCaP 종양세포를 IGFBP-2 ASO(서열번호 1)로 처리하였을 때, 표적 물질의 mRNA와 단백질 수치는 90% 이상 감소하였고, 종양세포의 성장은 시간 및 농도-의존적으로 50% 이상 저해되는 것으로 나타났다 (도 2).

실시예 6

인간 LNCaP 전립선암을 가지고 있는 마우스를 거세 후 IGFBP-2 ASO(서열번호 1)로 처리하였을 때, 재발성 안드로겐-비의존성(AI) 종양의 성장 및 사망시기가 유의성 있게 지연되었다. 미스매치(mismatch) ASO로 처리한 대조군과 비교했을 때, LNCaP 종양의 성장과 혈청 PSA 수치의 증가는 IGFBP-2 ASO로 처리한 마우스군에서 유의성있게 지연되는 것으로 나타났다 (도 3a 및 3b). 이러한 결과는 거세 후, 발현이 증가된 IGFBP-2가 IGF-I의 세포분열유도활성(mitogenic activity)을 증가시킨다는 사실에 대한 최초의 증거로서, IGFBP-2 ASO를 전립선암을 치료하는 데 사용할 수 있음을 시사한다.

실시예 7

인간 LNCaP 종양세포를 IGFBP-2 ASO(서열번호 1)로 처리하였을 때, 표적 물질의 mRNA와 단백질 수치는 90% 이상 감소하였고, 종양세포의 성장은 시간 및 농도-의존적으로 50% 이상 저해되는 것으로 나타났으며, 이러한 효과는 외래 IGF-I에 의해서 사라지지 않았다 (도 4). in vitro에서 IGFBP-2 ASO(서열번호 1)를 IGF-I 항체와 함께 처리하였을 때, LNCaP 종양세포의 성장은 좀 더 큰 비율로 저해되었다.

실시예 8

IGFBP-2 ASO 처리시 감소된 IGFBP-2 수치의 세포주기에 대한 영향을 조사하기 위하여, LNCaP 세포에서 IGFBP-2 ASO(서열번호 1)로 처리한 후에 cyclin D1 수치의 변화를 조사하였다. 웨스턴(Western) 분석결과, IGFBP-2 ASO(서열번호 1)로 처리 후 cyclin D1의 발현은 50% 이상 감소하는 것으로 나타났고, 이러한 결과를 통해서 ASO 처리에 의해서 유발된 IGFBP-2의 발현감소는 IGF-I에 의해서 매개되는 신호전달을 저해하고 결과적으로 세포주기의 억류(arrest)을 초래한다는 것을 알 수 있다. 또한, IGFBP-2 ASO로 처리한 후 유세포 분류(flow cytometry)을 이용한 LNCaP 세포의 세포주기 분석결과, IGFBP ASO 처리 후에 세포사멸(apoptosis)이 나타나는 것으로 확인되었다. LNCaP 세포를 1 nM 농도의 DHT(dihydrotestosterone)의 존재 또는 부재하에서 IGFBP-2 ASO 또는 대조구으로서 미스매치(mismatch) 올리고뉴클레티드로 2일 동안 매일 처리하였다. 하기 표1에서 다양한 처리조건에서 세 포주기의 각 주기(Sub G1-G0, G1-G0, S, G2+M)가 차지하는 비율은 퍼센트(%)로 표시되어 있다. 각 데이타는 3개를 한 세트로 하여 실험한 결과의 평균치이다. IGFBP-2 ASO로 처리한 후, LNCaP 세포에서 Sub G1-G0기는 3배(p<0.05) 증가하였고, 반면 G2+M기는 50% 감소하였다.

[표 1]

처리	Sub G1-G0	G1-G0	S	G2+M
무처리/DHT(+)	8.5	82	4.2	5
IGFBP-2 ASO/DHT(+)	28	65.4	2.9	3.8
미스매치 대조구/DHT(+)	9.5	81.6	4.4	5.8
무처리/DHT(-)	7.9	79.1	4.5	8.6
IGFBP-2 ASO/DHT(-)	24.6	68.8	2	4.6
미스매치 대조구/DHT(-)	9	79.4	3.5	8.2

실시예 9

전이성 전립선암 및 유방암은 흔히 골조직을 침투한다. 이러한 전이는 치료하기 어렵고, 골조직으로의 암의 진행은 일반적으로 장기간의 생존을 보장하지 못한다. 따라서, 이러한 암의 진행을 저해하거나 지연시킬 수 있는 방법의 개발이 절실히 요구되고 있다. IGF-I와 IGFBP-2는 특정 전립선암 및 유방암을 포함한 IGF-I-민감성 암이 성장하는 데 있어서 중요한 요소이고, 골에서 IGFBP-2의 높은 수치는 전이성 병변의 성장 및 진행을 촉진할 수 있다라고 가정할 수 있다. 따라서, 일차(primary) 배양된 골조직을 이용하여 웨스턴(Western) 분석을 수행하였다. 실험결과, IGFBP-2는 골에서 높은 수치로 존재함이 확인되었다. 본 발명에 따른 안티센스 IGFBP-2 ODN를 이용하여 IGFBP-2의 높은 발현율을 저해함으로써, 본 발명은 골에서 전이성 병변의 진행을 저해하거나 지연시킬 수 있는 효과적인 치료요법 을 제공할 수 있다.

[표 2]

서열번호 1: GCAGCCCACTCTCGGCAGCAT

서열번호 2: CGCCCAGTAGCAGCAGCAGCA

서열번호 3: TCCCGGAACACGGCCAGCTCC

서열번호 4: CAGCCCACTCTCGGCAGCAT

서열번호 5: GGGCAGCGGAACAGCACCTC

서열번호 6: CCCGGCTCCCGGACGAGCTC

서열번호 7: GCCTGCAGGGGCAGCTCGGA

서열번호 8: ACGTGGTTCTCCACCAGGCC

서열번호 9: CCCATCTGCCGGTGCTGCTC

서열번호 10: AGGCGCATGGTGGAGATCCG

서열번호 11: CACTCCCCACGCTGCCCGTT

서열번호 12: CGCTGGGTGTGCACCCCGCG

서열번호 13: TGTCAGAACTGGAAAATCCT

서열번호 14: GCAGCCCACTCTCGGCAGCAT

서열번호 15: CAGTAGCAGCAGCAGCAGCGG

서열번호 16: TGTGCAGGGCGGGCAGCGGAA

서열번호 17: GCCCTCCAGCCGGGCGCACAC

서열번호 18: GCCCGGGTGGGGATAGCAGCG

서열번호 19: CGCCTGCAGGGGCAGCTCGGA

서열번호 20: AGTGCCCTCGCCCATGACCAG

서열번호 21: CTCCGGGCTGGCGCCATACTC

서열번호 22: ATCGCCATTGTCTGCAACCTG

서열번호 23: CAGGCCTCCTTCTGAGTGGTC

서열번호 24: GCTGTCCACGTGGTTCTCCAC

서열번호 25: CCCGCCCAACATGTTCATGGT

서열번호 26: CTTCCGGCCAGCACTGCCTCC

서열번호 27: CTTCATACCCGACTTGAGGGG

서열번호 28: CTCCCGGAACACGGCCAGCTC

서열번호 29: CCGGTGCTGCTCAGTGACCTT

서열번호 30: CTTGCCACCCTTGCCCATCTG

서열번호 31: CTCCTCCAGGCCAAGGTGATG

서열번호 32: GGGTGGTCGCAGCTTCTTGGG

서열번호 33: TTGGCAGGGAGTCCTGGCAGG

서열번호 34: CAGGACCTGGTCCAGTTCCTG

서열번호 35: GCGCATGGTGGAGATCCGCTC

서열번호 36: AGGGCCCCGCTCATCCGGAAG

서열번호 37: CAGGGAGTAGAGGTGCTCCAG

서열번호 38: CTTGTCACAGTTGGGGATGTG

서열번호 39: TTTGAGGTTGTACAGGCCATG

서열번호 40: GTTCAGAGACATCTTGCACTG

서열번호 41: CCAGCACTCCCCACGCTGCCC

서열번호 42: CCCGGTGTTGGGGTTCACACA

서열번호 43: GGGGGCTCCCTGGATCAGCTT

서열번호 44: CTCGGGGTCCCCCCGGATGGT

서열번호 45: CTCATTGTAGAAGAGATGACA

서열번호 46: CGCCCAGTAGCAGCAGCAGCA

서열번호 47: TCCCGGAACACGGCCAGCTCC

서열번호 48: CAGCCCACTCTCGGCAGCAT

서열번호 49: GGGCAGCGGAACAGCACCTC

서열번호 50: CCCGGCTCCCGGACGAGCTC

서열번호 51: ACGTGGTTCTCCACCAGGCC

서열번호 52: CCCATCTGCCGGTGCTGCTC

서열번호 53: AGGCGCATGGTGGAGATCCG

서열번호 54: CACTCCCCACGCTGCCCGTT

서열번호 55: CGCTGGGTGTGCACCCCGCG

서열번호 56: TGTCAGAACTGGAAAATCCT

서열번호 57: GCAGCCCACTGTCCGCAGCAT

서열번호 58: CGCGCACTAGCAGCAGCAGCA

서열번호 59: TCCCGGAACTGCCCCAGCTCC

서열번호 60: ACAATGGCGGATGACCACTCAGA

서열번호 61: ACAGCACCATGAACATGTTTG

서열번호 62: TGCTTTTAACTCTGGTAAAGT

서열번호 63: ATATTTGGCAGGTTTTTCTAGA

<110> University of British Columbia Gleave, Martin Kiyama, Satoshi Nelson, Colleen Rennie, Paul <120> Antisense Insulin-Like Growth Factor Binding Protein (IGFBP)-2 Oligodeoxynucleotides for Prostate and Endocrine Tumor Therapy <130> UBC.P-023WO <150> US 60/232,641 <151> 2000-09-14 <160> 63 <170> PatentIn version 3.1 <210> 1 <211> 21 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 1 gcagcccact ctcggcagca t 21 <210> 2 <211> 21 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 2 cgcccagtag cagcagcagc a 21 <210> 3 <211> 21 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 3 tcccggaaca cggccagctc c 21 <210> 4 <211> 20 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 4 cagcccactc tcggcagcat 20 <210> 5 <211> 20 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 5 gggcagcgga acagcacctc 20 <210> 6 <211> 20 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 6 cccggctccc ggacgagctc 20 <210> 7 <211> 20 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 7 gcctgcaggg gcagctcgga 20 <210> 8 <211> 20 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 8 acgtggttct ccaccaggcc 20 <210> 9 <211> 20 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 9 cccatctgcc ggtgctgctc 20 <210> 10 <211> 20 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 10 aggcgcatgg tggagatccg 20 <210> 11 <211> 20 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 11 cactccccac gctgcccgtt 20 <210> 12 <211> 20 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 12 cgctgggtgt gcaccccgcg 20 <210> 13 <211> 20 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 13 tgtcagaact ggaaaatcct 20 <210> 14 <211> 21 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 14 gcagcccact ctcggcagca t 21 <210> 15 <211> 21 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 15 cagtagcagc agcagcagcg g 21 <210> 16 <211> 21 <212> DNA <213> synthtic construct <400> 16 tgtgcagggc gggcagcgga a 21 <210> 17 <211> 21 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 17 gccctccagc cgggcgcaca c 21 <210> 18 <211> 21 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 18 gcccgggtgg ggatagcagc g 21 <210> 19 <211> 21 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 19 cgcctgcagg ggcagctcgg a 21 <210> 20 <211> 21 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 20 agtgccctcg cccatgacca g 21 <210> 21 <211> 21 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 21 ctccgggctg gcgccatact c 21 <210> 22 <211> 21 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 22 atcgccattg tctgcaacct g 21 <210> 23 <211> 21 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 23 caggcctcct tctgagtggt c 21 <210> 24 <211> 21 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 24 gctgtccacg tggttctcca c 21 <210> 25 <211> 21 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 25 cccgcccaac atgttcatgg t 21 <210> 26 <211> 21 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 26 cttccggcca gcactgcctc c 21 <210> 27 <211> 21 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 27 cttcataccc gacttgaggg g 21 <210> 28 <211> 21 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 28 ctcccggaac acggccagct c 21 <210> 29 <211> 21 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 29 ccggtgctgc tcagtgacct t 21 <210> 30 <211> 21 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 30 cttgccaccc ttgcccatct g 21 <210> 31 <211> 21 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 31 ctcctccagg ccaaggtgat g 21 <210> 32 <211> 21 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 32 gggtggtcgc agcttcttgg g 21 <210> 33 <211> 21 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 33 ttggcaggga gtcctggcag g 21 <210> 34 <211> 21 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 34 caggacctgg tccagttcct g 21 <210> 35 <211> 21 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 35 gcgcatggtg gagatccgct c 21 <210> 36 <211> 21 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 36 agggccccgc tcatccggaa g 21 <210> 37 <211> 21 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 37 cagggagtag aggtgctcca g 21 <210> 38 <211> 21 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 38 cttgtcacag ttggggatgt g 21 <210> 39 <211> 21 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 39 tttgaggttg tacaggccat g 21 <210> 40 <211> 21 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 40 gttcagagac atcttgcact g 21 <210> 41 <211> 21 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 41 ccagcactcc ccacgctgcc c 21 <210> 42 <211> 21 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 42 cccggtgttg gggttcacac a 21 <210> 43 <211> 21 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 43 gggggctccc tggatcagct t 21 <210> 44 <211> 21 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 44 ctcggggtcc ccccggatgg t 21 <210> 45 <211> 21 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 45 ctcattgtag aagagatgac a 21 <210> 46 <211> 21 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 46 cgcccagtag cagcagcagc a 21 <210> 47 <211> 21 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 47 tcccggaaca cggccagctc c 21 <210> 48 <211> 20 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 48 cagcccactc tcggcagcat 20 <210> 49 <211> 20 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 49 gggcagcgga acagcacctc 20 <210> 50 <211> 20 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 50 cccggctccc ggacgagctc 20 <210> 51 <211> 20 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 51 acgtggttct ccaccaggcc 20 <210> 52 <211> 20 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 52 cccatctgcc ggtgctgctc 20 <210> 53 <211> 20 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 53 aggcgcatgg tggagatccg 20 <210> 54 <211> 20 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 54 cactccccac gctgcccgtt 20 <210> 55 <211> 20 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 55 cgctgggtgt gcaccccgcg 20 <210> 56 <211> 20 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 56 tgtcagaact ggaaaatcct 20 <210> 57 <211> 21 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 57 gcagcccact gtccgcagca t 21 <210> 58 <211> 21 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 58 cgcgcactag cagcagcagc a 21 <210> 59 <211> 21 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 59 tcccggaact gccccagctc c 21 <210> 60 <211> 23 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 60 acaatggcgg atgaccactc aga 23 <210> 61 <211> 21 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 61 acagcaccat gaacatgttt g 21 <210> 62 <211> 21 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 62 tgcttttaac tctggtaaag t 21 <210> 63 <211> 22 <212> DNA <213> synthetic construct <400> 63 atatttggca ggtttttcta ga 22

Claims

호르몬-조절성(hormone-regulated) 종양세포에 의한 IGFBP-2(Insulin-Like Growth Factor Binding Protein-2)의 발현을 저해할 수 있는, IGFBP-2 mRNA의 영역에 상보적인 안티센스 올리고뉴클레오티드를 포함하는 호르몬-조절성 암 치료용 조성물.
제1항에 있어서, 상기 안티센스 올리고뉴클레오티드는 번역 개시부위 또는 번역 종결부위를 포함하는 IGFBP-2 mRNA의 영역에 상보적인 것인 조성물.
제1항에 있어서, 상기 안티센스 올리고뉴클레오티드는 15 내지 30 뉴클레오티드의 길이를 가지는 것인 조성물.
제1항에 있어서, 상기 안티센스 올리고뉴클레오티드는 서열번호 1 내지 56 중 어느 하나의 서열번호로 표시되는 일련의 연속적인 염기를 포함하는 것인 조성물.
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제1항에 있어서, 상기 안티센스 올리고뉴클레오티드는 서열번호 1로 표시되는 일련의 연속적인 염기로 구성되는 것인 조성물.
제1항 내지 제4항 또는 제6항 중 어느 한 항의 조성물을 포함하는, 호르몬-조절성 암을 앓고 있는 개체에서 호르몬 조절성 암의 치료를 위한 약제.
제7항에 있어서, 상기 호르몬-조절성 암은 전립선암 또는 유방암인 것인 약제.
제1항 내지 제4항 또는 제6항 중 어느 한 항의 조성물을 포함하는, 호르몬-조절성 암세포의 호르몬-비의존성(hormone-independent) 상태로의 진행을 지연시키는 약제.
제9항에 있어서, 상기 호르몬-조절성 암은 전립선암 또는 유방암인 것인 약제.
제1항 내지 제4항 또는 제6항 중 어느 한 항의 조성물을 포함하는, IGF-I(Inslulin-like Growth Factor-I) 민감성(IGF-I sensitive) 종양으로 고통받는 개체에서 IGF-I 민감성 종양의 골 전이(metastatic bony progression)를 저해하거나 지연시키기 위한 약제.
제11항에 있어서, 상기 IGF-I 민감성 종양은 전립선암 또는 유방암인 것인 약제.
제1항에 있어서, 상기 안티센스 올리고뉴클레오티드는 서열번호 1 내지 56 중 어느 하나의 서열에 의해 표적화되는 IBFBP-2 mRNA의 영역을 표적화하는 것인 조성물.
제1항 내지 제4항, 제6항 또는 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 호르몬-조절성 암은 전립선암 또는 유방암인 것인 조성물.
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