WO2005007849A1 - Method of enhancing alkylating drug sensitivity - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to methods and agents for increasing sensitivity to alkylating drugs.
- Alkylating drugs are abundant in the environment and are frequently used in general cancer treatment. Alkyl glazes are known to act directly on intracellular DNA and RNA and modify the base to cause genomic mutations and translational abnormalities. As a result, in mammals, canceration, neurodegeneration, aging. Also, as a completely different action, alkylating drugs kill cancer cells rapidly. For this reason, alkylating drugs have severe side effects that are widely used as anticancer agents, and alkylic glaze resistant cancers are also known.
- Genomic DNA damaged by alkylic drugs is repaired by DNA glycosylase or alkyl transferase.
- MYH and 0GG1 genes are known as DNA glycosylase and MGMT gene is known as alkyltransferase [Nakabeppu, Y. (2001) Prog Nucleic Acid Res Mol Biol. 68: 75 -94; Margison, GP and Santibanez-Koref, MF (20 02) Bioessays. 24: 255-66; Gerson, S. (2002) J Clin Oncol. 20: 2388-99].
- sensitivity to alkylating drugs is increased.
- MGMT gene is high in cancer cells, and high expression in alkylating drug resistant cancer cells has been reported [Margison, GP and Santib anez-Koref, MF (2002) Bioessays. 24: 255-66 ; Gerson, SL (2002) J Clin Oncol. 20: 2388-99]. Therefore, the combined use of alkylating drugs and MGMT inhibitors showed the effects of alkylating drugs at lower concentrations, and the effects of alkylating drugs have been confirmed even in the case of alkyl-resistant drug-resistant cancer [ Margison, GP and Santibanez-Kor ef, MF (2002) Bioessays. 24: 255—66; Gerson, SL (2002) J Clin Oncol.
- the present invention provides methods and agents for increasing sensitivity to alkylating drugs.
- the present invention also provides a screening method for a scavenger compound that increases sensitivity to an alkylating agent.
- AlkB removes the methyl group from 1-methyladenine and 3-methylcytosine in DNA and RNA in the presence of 2-oxoglutarate and divalent iron ions. It is an enzyme that removes and restores normal bases. AlkB homologues are widely distributed in many organisms from mammals to bacteria.
- ABH2 Human homologues are known to contain ABH, ABH2, and ABH3 genes, and among these three genes, ABH2 and ABH3 have been reported to exhibit enzyme activity similar to alkB [Duncan, T et al. (2002) Proc Nat 1 Acad Sci US A. 99: 16660-5].
- ABH2 also efficiently removes methyl groups in double-stranded DNA, and ABH3 makes RNA a good substrate [Aas, PA et al. (2003) Nature. 421: 859-63].
- Intracellular localization is that ABH2 exists only in the nucleus, and ABH3 exists in both the nucleus and the cytoplasm. It exists in a diffuse manner [Duncan, T. et al. (2002) Proc Natl Acad Sci US A. 99: 1 6660-5]. Both ABH2 and ABH3 are expressed in cancer cells, and overexpression is thought to indicate resistance to alkylic drugs.
- the present inventors considered that mammalian alkB homologues containing ABH2 and ABH3 are always promising molecular targets for alkylating drug combinations. Therefore, it was analyzed whether or not the alkB homologue was actually inhibited in mammalian cells, thereby showing sensitivity to the alkylic drug. As a result, it was found that by suppressing the expression of the alkB homolog, the sensitivity of the cells to the alkylating drug was significantly increased. That is, compounds that suppress or inhibit the expression or activity of mammalian alkB homologues are useful for increasing sensitivity to alkylating drugs, and such compounds can be used for cancer treatment, for example. It can be used in order to enhance the therapeutic effect by using in combination with an alkyl glaze. It is also possible to develop new alkylating drug combinations by screening for compounds that suppress or inhibit the expression or activity of alkB homologues.
- the present invention relates to a method for increasing sensitivity to an alkylating agent, an alkylating agent combination agent that increases sensitivity to an alkylating agent, a screening method for a scavenger compound that increases sensitivity to an alkylating agent, and the like. More specifically, the present invention relates to the invention described in each claim. It should be noted that inventions consisting of one or more combinations of the inventions recited in the claims that already cite the same claim are already intended for the manifestation described in those claims. That is, the present invention
- a method for increasing the sensitivity of a mammalian cell to an alkylich drug comprising a step of inhibiting expression of a mammalian AlkB homolog gene or activity of a protein encoded by the gene,
- RNAi inhibits mammalian AlkB homolog gene expression, (1) and Is the method described in (2),
- an alkylating agent combination agent comprising, as an active ingredient, a compound that inhibits the expression of a mammalian AlkB homolog gene or the activity of a protein encoded by the gene,
- a method for producing a concomitant alkylating drug comprising a step of mixing a compound selected by the method according to (8) with a pharmaceutically acceptable carrier.
- the present invention relates to a method for increasing the sensitivity of mammalian cells to an alkylating agent, which comprises the step of inhibiting the expression of a mammalian AlkB homologue gene or the activity of a protein encoded by the gene.
- the present inventors have succeeded for the first time in increasing the sensitivity to an alkyl glaze by targeting the mammalian AlkB homolog gene.
- Alkylating drugs generally have a strong anti-tumor effect and kill DNA by alkylating DNA and / or RNA.
- mammalian AlkB homolog gene means 2-oxodaltalic acid ( ⁇ -ketoglutaric acid) and divalent iron ion [Fe (II)]
- the mammalian AlkB homolog gene preferably complements the E.
- ABH gene family has been identified as a mammalian AlkB homolog gene.
- ABH gene family includes ABH (Wei YF et al., Nucl. Acids Res. 1996. 24: 931-37; Genbank accession X91992 (protein: CAA63047), AC008044 (protein: AAF01478, Q13686), BC025787 (protein: AAH25787) , ABH2 (Genbank accession XM— 058581 (protein: XP— 058581)), and ABH3 (Genbank accession ⁇ —13917
- ABH2 rat homologues are Genbank accession XM-222273 (protein: XP—222273)
- mouse homologues are Genbank accession XM_132383 (protein: XP—132383)
- AK079195 protein: BAC37576
- Examples of ABH3 mouse homologues include Genbank accession XM_130317 (protein: XP_130317).
- Preferred mammalian AlkB homolog genes include the ABH2 and ABH3 genes and their counterparts.
- the mammalian AlkB homolog gene includes human ABH (SEQ ID NO: 1 ), Human ABH2 (SEQ ID NO: 3), human ABH3 (SEQ ID NO: 5), and their counterparts (including polymorphic opi variants) in other organisms.
- mammalian genes may have multiple types of sequences even if they are the same gene due to polymorphisms in the base sequence.
- This polymorphism is not limited to single nucleotide polymorphisms (SNPs) consisting of single nucleotide substitutions, deletions, and insertion mutations, but also includes several consecutive nucleotide substitutions, deletions, and insertion mutations.
- the base sequences of ABH, ABH2, and ABH3 shown above are merely examples, and are not necessarily limited to these sequences.
- Specific examples of mammalian AlkB homologues include the following proteins: 1_methyladenine in DNA and / or RNA in the presence of 2_oxodaltalic acid and divalent iron ions. And / or a gene encoding a protein having an activity of removing a methyl group from 3-methylcytosine.
- a protein comprising an amino acid sequence in which no more than 30% of amino acids have been substituted, deleted, and / or added in a sequence of 100 or more consecutive partial amino acids of SEQ ID NO: 2, 4, or 6;
- These proteins may include naturally occurring AlkB homologous proteins (including polymorphisms and variants that maintain function) of each mammal.
- the amino acid sequence identity can be calculated as the percentage of amino acids that match by aligning the full length amino acid sequences of the two proteins to be compared with appropriate gaps so that the amino acids match.
- a desired computer program can be used for alignment of amino acids. For example, CLUSTAL W (Higgins, D. et al. (1994) Nucleic Acids Res. 22: 4673-4680), BLAST (National Center f) or Biothchnology Information).
- the gap is MISUMA
- the identity is determined as the ratio of the number of amino acids that matched in both sequences out of the total number of amino acids (including gaps) in the alignment. However, if there is a gap at the same position in both sequences, the gap is excluded from the calculation.
- the amino acid sequence identity is preferably 75% or more, more preferably 80% or more, more preferably 85% or more, more preferably 90% or more, and more preferably 95% or more.
- the continuous partial amino acid sequence of 100 residues or more in (a) and (b) is preferably 120 residues or more, more preferably 150 residues or more, more preferably 200 residues or more, more preferably 250 residues.
- amino acid sequence identity when amino acid sequence identity is determined by BLAST, it can be carried out according to the method described in the literature “Altschul, SF. Et al., 1990, J. Mol. Biol. 215: 403-410”. Specifically, the blastn program is used to determine the identity of the base sequence, and the blastp program is used to determine the identity of the amino acid sequence. For example, on the BLAST web page of NCB I (National Center for Biothchnology Information) In this case, calculation is performed with all filter settings such as "Low complexity” turned OFF (A1 tschul, SF et al. (1993) Nature Genet. 3: 266-272; Madden, TL et al. (1996) Meth.
- NCB I National Center for Biothchnology Information
- Enzyraol 266 131—141; Altschul, SF et al. (1997) Nucleic Acids Res. 25: 3389-3402; Zhang, J. & Madden, TL (1997) Genome Res. 7: 649-656).
- the cost of open gap is 5 for nucleotides and 11 for protein
- the cost of extend gap is 2 for nucleotides and 1 for protein
- the penalty for nucleotide mismat ch is 1 and the reward for nucleotide match is 1 and expect value 10
- words i ze has 11 nucleotides
- protein 2 Dropoff (X) for blast exten sions in bits is 20 for blastn and 7 for other programs
- X dropoff value for gapped alignment (in bits) is 15 for non-blastn
- BL0SUM62 can be used as a matrix for scoring in amino acid sequence comparisons . Two sequence alignments were created using the blast2sequences program (Tatiana A et al. (1999) FEMS Microbiol Lett. 174: 247-250), which compares two sequences.
- the identity of the sequence can be determined.
- the total number of amino acids replaced, deleted, and / or added in the continuous partial amino acid sequence is preferably within 27%, more preferably within 25%, more preferably Is within 20%, more preferably within 18%, more preferably within 15%, more preferably within 12%, more preferably within 10%, more preferably within 5% (however, converted into the number of amino acids). Rounded down to the nearest 1). Substitutions, deletions, and additions may be combined arbitrarily.
- amino acid substitution it is highly probable that a protein substituted with an amino acid having similar properties maintains the activity of the original protein. Such substitution is called conservative substitution. Conservative substitutions of amino acids are well known to those skilled in the art. Examples of amino acid groups corresponding to conservative substitutions include basic amino acids
- the target protein in the present invention may be a protein comprising an amino acid sequence in which the amino acids of SEQ ID NO: 2, 4, or 6 are conservatively substituted.
- the base sequence or its complementary strand, or a part thereof is used as a probe to hybridize to the target sequence. Is the probe significantly hybridized to the target sequence after washing and washing under stringent conditions? Check.
- SEQ ID NO: 1, 3, or 5 consecutive 15 bases or more, preferably 18 bases or more, more preferably 20 bases or more, more preferably 30 bases or more, more preferably 50 bases or more, more preferably Use at least 100 bases. If the probe contains sequences other than SEQ ID NO: 1, 3, or 5, or their phase capture strands, use only that sequence as a negative control and perform hyperpredation in the same way. Confirm that the probe does not significantly hybridize to the target sequence after washing under these conditions.
- Hybridization can be performed by a conventional method using a nitrocellulose membrane or a nylon membrane.
- 5 X Denhardt solution 0.2 ° / 1 for 1 X Denhardt solution.
- a solution containing polyvinylpyrrolidone, 0.2% bovine serum albumin, and 0.2% ficoll at 42 ° C, preferably 50 ° C, more preferably 60 ° C, more preferably 65 ° C.
- SDS is a condition of washing 3 times for 20 minutes. More preferably, washing after 3 minutes of hybridization, 4XSSC, 0.5% SDS, 20 minutes twice, 2XSSC, 0.5% SDS, 20 minutes once at the same temperature as the hybridization. It is a condition to do. More preferably, the conditions are such that washing after 3 hours of high lysis is performed twice at 4 XSSC, 0.5% SDS, 20 minutes, followed by 1 XSSC, 0.5% SDS, 20 minutes at the same temperature as the high lysis. .
- the post-hybridization washing is 2XSSC, 0.5 ° / at the same temperature as the hybridization. SDS, 20 minutes once, then 1XSSC, 0.5% SDS, 20 minutes once, then 0.5XSSC, 0.5% SDS 20 minutes once.
- the base sequence of the mammalian AlkB homolog gene exemplified in the present specification eg, SEQ ID NO: 1, 3, or 5
- Tang Dynasty or part of it as probe e.g., a cDNA library prepared from the organism to be isolated.
- the AlkB homolog gene encoded by the natural gene thus obtained can be targeted.
- the material for identifying the AlkB homolog is not particularly limited. Mammalian genomic DNA or cDNA is preferred. Specific examples include desired mammals such as mice, rats, and goats, primates such as monkeys, and humans.
- the target AlkB homologous protein in the present invention is DNA from 1-methyladenine and / or 3-methylcytosine to methyl in DNA and / or RNA in the presence of 2-oxodaltalic acid and divalent iron ions.
- the alkylating agent used at this time is a compound that alkylates intracellular DNA or RNA to produce 1-methyl adenine and / or 3-methyl cytosine.
- alkylating agents such as SN 2 type alkylating agents such as methyl methanesulfonate (MMS).
- MMS methyl methanesulfonate
- cyclophosphamide and camlucitin can be exemplified.
- RNAi refers to target RNA by introducing or expressing into the cell RNA that includes a sense RNA consisting of a sequence homologous to part of the mRNA sequence of the target gene and an antisense RNA consisting of a complementary sequence. This refers to a phenomenon in which the expression of the target gene is inhibited by inducing the destruction of the gene mRNA (Genes Dev. 2001,
- siRNA is collectively referred to as siRNA as well as RNA generated by such intracellular processing, and RNA molecules artificially synthesized or expressed to inhibit target gene expression by RNAi.
- the RNA having an RNAi effect in the present invention includes these siRNAs.
- siRNA can suppress the expression of target genes in vivo (Anton P. et al., Nature Vol. 418 38-39 2002; David L. et al., ature genetics Vol. 3 2 107-108, 2002).
- the siRNA for a target gene is usually a sequence of 15 bases or more in the transcription sequence (mRNA sequence) of this gene (more preferably a sequence of 16 bases or more, 17 bases or more, 18 bases or more, or 19 bases or more) , And its complementary sequence, and these sequences are RNA that is hybridized to form a double strand.
- a sequence of 19 to 30 bases, more preferably 20 to 25 bases, more preferably a sequence of 21 to 23 bases or a complementary sequence thereof is included in one strand so as to form a complementary pair with this.
- RNA containing the other strand is usually a sequence of 15 bases or more in the transcription sequence (mRNA sequence) of this gene (more preferably a sequence of 16 bases or more, 17 bases or more, 18 bases or more, or 19 bases or more) , And its complementary sequence, and these sequences are RNA that is hybridized to form a double strand.
- a sequence of 19 to 30 bases more preferably 20 to 25 bases, more preferably a sequence of 21 to 23 bases
- the length of the RNA is not particularly limited because it is expected to be degraded into siRNA having an RNAi effect in the cell.
- a long double-stranded RA corresponding to the full length or almost the full length region of the target gene mRNA can be decomposed with DICER in advance and the degradation product can be used. Is possible.
- This degradation product is expected to contain an RNA molecule (siRA) having the RNAi effect. According to this method, it is not necessary to select a region on raRNA that is expected to have an RNAi effect. That is, the sequence having the RNAi effect of the target gene may not necessarily be precisely defined.
- double-stranded RNA having an overhang of several bases at the end is known to have a high RNAi effect.
- the siRNA used in the present invention is not essential, but preferably has an overhang of several bases at the end (preferably the 3 ′ end).
- the length of the base forming this overhang is not particularly limited, but is preferably a 2-base overhang.
- TT (2 thymines), UU ( 2 uracils), double-stranded RNA having an overhang of other bases (most preferably, a double-stranded RNA part of an I 9 base pair and Molecules having an overhang of 2 bases (TT)
- the siRNA of the present invention includes molecules in which the base that forms the overhang is DNA.
- two strands forming a base pair in siRNA may be linked via a spacer. That is, RNA in which the spacer forms a loop and the RNA sequences before and after the spacer anneal to form a double strand can also be suitably used.
- the length of the spacer is not limited, but may be 3 to 23 bases, for example.
- vectors capable of expressing the above siRNA can also be used in the present invention. That is, the present invention relates to the use of a vector capable of expressing a thigh having an RNAi effect.
- the vector capable of expressing the RNA may be, for example, a nucleic acid linked to a separate promoter so that one strand of a double-stranded siRNA and the other strand are separately expressed.
- two types of RA may be transcribed from one promoter by alternative splicing or the like.
- it may be a vector that expresses a single-stranded RNA in which a sense strand and an antisense strand are linked via a spacer (forms a loop).
- RNA expressed from this vector forms an RNA stem with RNAi effect and suppresses expression of the target gene.
- the stem length is the same as the above siRNA For example, it may be 19 to 29 bases. There is no limit to the length of the spacer, but for example 3 to 23 bases. It may or may not have an overhang of several bases at 5 'and / or 3'.
- Those skilled in the art can easily produce these vectors by general genetic engineering techniques (Bru thigh elkamp TR et al. (2002) Science 296: 550-553; Lee NS et al. (2001 ) Nature Biotechnology 19: 500-5 05; Miyagishi M & Taira K (2002) Nature Biotechnology 19: 497-500; Paddis on PJ et al.
- RNA is a component constituting RaseP
- HI RNA is a component constituting RaseP
- siRNA used in the present invention is not limited thereto.
- a transcription sequence region downstream of 50 bases or more, preferably 60 bases or more, more preferably 70 bases or more from the start codon of the target gene is selected. From this region, preferably the M sequence is found and the 17-20 nucleotides following the AA (eg 19 nucleotides following M) are selected.
- the next base of AA is not particularly limited, a sequence that is G or C is preferably selected.
- the GC content of the sequence to be selected is preferably 20 to 80%, more preferably 30 to 70%, more preferably 35 to 65%.
- the selected sequence is preferably a sequence specific to the target gene among genes expressed in the tissue to which siRNA is administered.
- the sequence is preferably selected from the protein coding sequence (CDS) of the target gene. A sequence containing the sequence excluding the first AA of the sequence thus selected
- RNAs shown in the examples include the RNAs shown in the examples. That is, siRNA containing the 1st to 19th sequences of SEQ ID NOs: 7 and 8; siRNA containing the 1st to 19th sequences of SEQ ID NOs: 9 and 10; SEQ ID NO:
- SiRNAs containing the 1st to 19th sequences of 11 and 12 are preferably used.
- siRNA containing sequences 1 to 19 in each pair of SEQ ID NOs: 13 and 14, 15 and 16, 17 and 18 bases such as TT or UU are added to the 3 ′ of each RNA
- bases such as TT or UU are added to the 3 ′ of each RNA
- the RA having the RNAi effect can be appropriately prepared by those skilled in the art based on the base sequence of the target gene.
- the base sequence of the target AlkB homolog gene can be easily obtained from the public gene database as described above, and the base sequence of the human AlkB homolog gene (SEQ ID NO: 1, 3, or 5) is probed. In addition, it can be obtained by screening a cDNA library of mammals, or by RT-PCR based on a primer prepared based on the base sequence of the human AlkB homolog gene. Based on the base sequence of the obtained gene, siRNA can be designed according to the above explanation.
- siRNA of the present invention is prepared from a gene fragment whose partial length is known, such as EST (Expressed Sequence Tag), but whose full length is not known, based on the base sequence of the fragment. It is possible.
- GenBank In the database, an EST sequence accession number showing high homology with human ABH2 and ABH3 was described. However, these are merely examples of a large number of EST sequences, and those skilled in the art can easily obtain information on appropriate EST fragments from public databases.
- AlkB homolog gene expression may be inhibited by using RNA having an RNAi effect with a part of a continuous RNA region as one strand.
- siRA can be modified.
- phosphorothioate type RNA can be used to reduce susceptibility to nuclease degradation and maintain the effect. It has been reported that substitution of phosphoric acid ester of siRNA with phosphoroate does not change the RNAi effect and increases stability.
- siRNA uridine and cytidine can be converted to 2 '_fluoro-2, -deoxyuridin e and 2, -fluoro-2, -deoxycytidi'n, respectively, and the RNAi effect will not change, and it will become resistant to nucleases.
- siRNA containing such an RNA analog is suitable for clinical use.
- the siRNA of the present invention includes such thigh analogs.
- the following nucleic acid (a) or (b) can be used.
- Antisense nucleic acid is the target gene There are several factors as the action of inhibiting the expression of: Ie
- antisense nucleic acids inhibit the expression of target genes by inhibiting various processes such as transcription, splicing or translation (by Hirashima and Inoue, Shinsei Chemistry Laboratory 2 Nucleic acid IV gene replication and expression) , Japan Biochemical Society, Tokyo Chemical Doujin, 1993, p. 319-347).
- the antisense nucleic acid used in the present invention may inhibit the expression of the AlkB homolog gene by any of the actions described above.
- the antisense nucleic acid may be a nucleic acid containing an antisense sequence for a sequence of 13 nucleotides or more, preferably 14 nucleotides or more, more preferably 15 nucleotides or more of the sequence to be transcribed of the AlkB homolog gene.
- an exon-intron boundary in the initial transcription sequence for example, an exon-intron boundary in the initial transcription sequence, an intron-exon boundary, a region including the translation initiation codon, an untranslated region near the 5 'end, or a sequence of protein coding sequences (CDS) in the mature mRNA 13
- a nucleic acid containing an antisense sequence for nucleotides or more, preferably 14 nucleotides or more, more preferably 15 nucleotides or more is preferred.
- the antisense nucleic acid used is usually a synthetic oligomer.
- the antisense nucleic acid may be DNA and may be further modified.
- S oligos phosphorothioate oligonucleotides
- S sulfur
- This S oligo is now in clinical trials as an antisense drug that is injected directly into the affected area.
- this S oligo can be preferably used.
- the sequence of the antisense nucleic acid is preferably a sequence complementary to the target gene or a part thereof, but may not be completely complementary as long as the gene expression can be effectively suppressed.
- NA preferably has 90% or more complementarity, and most preferably 95% or more complementarity to the target gene transcript.
- the length of the antisense nucleic acid is preferably 17 bases or more, more preferably 20 bases or more, more preferably 25 bases or more, Preferably 30 bases or more
- Antisense RNA can also be expressed intracellularly.
- a vector in which a nucleic acid encoding the target RNA is linked downstream of a promoter active in the target cell may be prepared and introduced into the cell.
- a retrovirus vector, an adenovirus vector, a virus vector such as an adeno-associated virus vector, or a non-viral vector such as a ribosome can be used as a vector.
- High-molecular carriers are known as non-viral vectors other than ribosomes.
- Polyethylene Daricol-Polycation Block as a delivery system for nucleic acid drugs that stably exist in the body and can circulate stably in the bloodstream.
- Polymer nanomicelles formed by self-association of copolymers and nucleic acid drugs are listed [Harada A. & Kataoka K. Science, 283, 65-67 (1999); Katayose S. & Kataoka K. Bioconjugate Chemistry, 8 (5), 702-707 (1997)].
- This improved type calcium phosphate micelles, an inorganic-organic composite nanostructure formed from polyethylene glycol-polyaspartate (PEG-PAsp) block copolymer and calcium phosphate [Kakizawa Y. & Kataoka K.
- Ribozyme refers to an RNA molecule that has a catalytic activity. Some ribozymes have various activities, and it is possible to design ribozymes that cleave RNA in a site-specific manner.
- Some ribozymes have a size of 400 nucleotides or more, such as the Ml RNA contained in the dalup I intron type Rase P, but the hammerhead type (Rossi et al. (1991) Pharmac. Ther. 50: 245-254) and hairpin type (Hampel et al. (1990) Nucl. Acids Res. 18: 299-304, and US Pat. No. 5, 254, 678) Some have (Makoto Koizumi, Eiko Otsuka, Protein Nucleic Acid Enzyme, 1990, 35, 219 1).
- the self-cleaving domain of the hammerhead ribozyme cleaves 3 ′ of C15 in the sequence G13U14C15, but base pairing between U14 and A9 is important for its activity. It has been shown that A15 or U15 can also be cleaved (Koizumi, M. et al., FEBS Lett, 1988, 228, 228.).
- a liposome that has a substrate binding site that is complementary to the RNA sequence near the target site, a restriction enzyme-like RNA cleavage liposome that recognizes the UC, UU, or UA sequence in the target RNA can be created (Koizumi, M. et al.
- Hairpin ribozymes are also useful for the purposes of the present invention. This ribozyme is found, for example, in the minus strand of the satellite RNA of tobacco ring spot virus (Buzayan, JM., Nature, 1986, 323, 349.). It has been shown that hairpin-type liposomes can also produce target-specific RA-cleaved ribozymes (Kikuchi, Y.
- the expression of the gene can be inhibited by specifically cleaving the transcription product of the target gene using a ribozyme.
- the present invention it is allowed to use a compound that suppresses the function of a protein encoded by an AlkB homolog gene (also referred to as “AlkB homolog protein” in the present specification).
- the compound that suppresses the function of the protein encoded by the AlkB homolog gene is a compound described in the following (a) or (b). These compounds increase the cell's sensitivity to alkyl glazes by P and harming (decreasing) the function or activity of the AlkB homolog protein.
- Antibodies that bind to the AlkB homolog protein can be prepared by methods known to those skilled in the art.
- a polyclonal antibody can be obtained as follows. Serum is obtained by immunizing small animals such as Usagi with natural or recombinant AlkB homolog protein, or recombinant AlkB homolog protein expressed in microorganisms such as Escherichia coli as a fusion protein with GST, or a partial peptide thereof. This is prepared, for example, by purifying with ammonium sulfate precipitation, protein A, protein G column, DEAE ion exchange chromatography, AlkB homolog protein or affinity column coupled with synthetic peptide.
- AlkB homolog protein or a partial peptide thereof is immunized to a small animal such as a mouse, and the spleen is excised from the mouse, and this is ground and finely divided.
- the obtained hyperidoma is transplanted into the abdominal cavity of the mouse, and ascites is collected from the mouse, and the obtained monoclonal antibody is used for, for example, ammonium sulfate precipitation, protein A, protein G column, DEAE ion exchange chromatography. It can be prepared by purifying with an affinity column coupled with AlkB homolog protein or its partial peptide.
- the AlkB homolog protein used as a sensitizing antigen for antibody acquisition is not limited to the animal species from which it is derived, but is preferably a protein derived from a mammal such as a mouse or human, and particularly preferably a protein derived from a human.
- the antibody of the present invention is not particularly limited as long as it can bind to the AlkB homolog protein.
- a human antibody In addition to the polyclonal antibody and the monoclonal antibody, a human antibody, a humanized antibody by genetic recombination, and a fragment containing an antibody variable region (Including Fab, Fc, F (ab ′) 2, scFv, etc.), and modified antibodies.
- the protein used as the sensitizing antigen may be a partial peptide of the protein in addition to the complete protein.
- the partial peptide of protein include an amino group (N) terminal fragment and a carboxy (C) terminal fragment of protein.
- the “antibody” usually means an antibody that reacts with the full length or fragment of a protein.
- human lymphocytes such as human lymphocytes infected with EB virus are sensitized with proteins, protein-expressing cells or lysates thereof in vitro. Then, sensitized lymphocytes can be fused with human-derived myeloma cells having permanent mitotic activity, such as U266, to obtain a hybridoma that produces a desired human antibody having protein binding activity.
- a human antibody or a human-type antibody is preferable in order to reduce immunogenicity.
- the compound that suppresses the expression of the AlkB homolog gene or the function (activity) of the protein encoded by the gene may be either a natural or artificial compound.
- compounds that are 1-methyladeyun analog and 3-methylcytosine analog that interact with AlkB homolog protein but are not degraded by the protein can be preferably used.
- These compounds and other 2-oxoglutaric acid analogs may be used to inhibit the activity of the AlkB homolog protein.
- organic compounds, inorganic compounds, nucleic acids, proteins, peptides, single compounds such as sugars, or compound libraries, expression products of gene libraries, cell extracts, cell culture supernatants, fermenting microorganisms It may be a marine organism extract, a plant extract or the like, or a compound isolated and purified from the extract.
- the present invention also relates to the use of a compound that suppresses the expression of the AlkB homolog gene or the activity of the protein deduced by the gene in combination with an alkylating agent.
- the present invention also relates to the use of the compounds to enhance the action of alkyl glazes.
- the present invention also relates to the use of the compound for the production of an alkylating agent combination agent or an alkylating agent sensitizer.
- the present invention relates to the use of the compound for enhancing the anticancer effect of the alkyly glaze and the use in combination with an anticancer drug containing the alkyl glaze.
- the present invention also provides a method for screening a candidate compound that increases the sensitivity of mammalian cells to alkylich drugs.
- One embodiment thereof is a method using as an index the binding between an AlkB homolog protein or a partial peptide thereof and a test compound.
- a compound that binds to AlkB homolog protein or a partial peptide thereof is expected to have an effect of inhibiting the function of AlkB homolog protein.
- a test compound is contacted with a protein encoded by an AlkB homolog gene (for example, ABH2 or ABH3) or a partial peptide thereof.
- a IkB homolog protein or a partial peptide thereof can be used, for example, in a purified form, cell line or cell of the AlkB homolog protein or a partial peptide thereof, depending on the indicator for detecting binding to the test compound. It can be in an externally expressed form or a form bound to an affinity column or other carrier.
- the test compound used in this method can be appropriately labeled as necessary. Examples of the label include a radiolabel and a fluorescent label. Subsequently, the binding between the test compound and the protein encoded by the AlkB homolog gene or a partial peptide thereof is detected.
- the binding between the A IkB homolog protein or its partial peptide and the test compound can be detected by, for example, a label added to the test compound bound to the A1 kB homolog protein or its partial peptide. It is also possible to detect the change in the activity of the protein caused by the binding of the test compound to the Alk B homolog protein or its partial peptide expressed intracellularly or extracellularly as an indicator. Next, a test compound that binds to the protein encoded by the AlkB homologue gene or a partial peptide thereof is selected.
- test compound used for screening is not particularly limited.
- natural compounds, organic compounds, inorganic compounds, nucleic acids, proteins, peptides, single compounds such as sugars, compound libraries, gene library expression products, cell extracts, cell culture supernatants examples include, but are not limited to, fermented microbial products, marine organism extracts, plant extracts, and man-made products.
- Another embodiment of the screening method of the present invention is a method of screening for a compound that inhibits the binding between an AlkB homolog protein and a substrate.
- AlkB homolog protein uses DNA and / or RNA as a substrate to remove 1-methyladenine and / or 3-methylcytosine contained in the substrate. Therefore, the AlkB homolog protein (eg, ABH2 or ABH3) is contacted with the substrate in the presence of the test compound, and the binding between the two is detected.
- Such a compound becomes a compound that inhibits the activity of the AlkB homologue protein, and can be used as a drug that increases the sensitivity to an alkylating drug.
- a test compound is brought into contact with a cell or cell extract expressing an AlkB homolog gene (for example, ABH2 or ABH3).
- a cell or cell extract expressing an AlkB homolog gene for example, ABH2 or ABH3.
- an AlkB homolog gene for example, ABH2 or ABH3
- a cell endogenously expressing an AlkB homolog gene can be preferably used.
- Examples of cells used for screening include MCF7 (breast cancer), A549 (lung cancer), U20S (osteosarcoma), C33A (cervical cancer), HT1080 (fibrosarcoma), PA-1 (ovarian teratocarcinoma), Tera2 (embryonic cancer), T24 (bladder cancer), K562 (chronic myeloid leukemia), Molt4 (acute lymphoblastic leukemia), A172 (glioblastoma), HeLa (cervical cancer), etc. Tumor cells, and desired normal cells.
- Contact of the test compound with the cell expressing the AlkB homolog gene is usually not limited to the force S obtained by adding the test compound to the culture medium of the cell expressing the AlkB homolog gene.
- the test compound is a protein or the like, it can be brought into contact with the cell by introducing a vector expressing the protein into the cell.
- the expression of the AlkB homolog gene is measured.
- gene expression includes both transcription and translation. That is, mRNA may be detected or protein may be detected.
- the gene expression level can be measured by methods known to those skilled in the art.
- mRNA can be extracted from cells expressing the AlkB homolog gene according to a standard method, and the transcription level of the gene can be measured by performing the Northern hyperpridization method or the RT-PCR method.
- the protein fraction is collected from cells expressing the AlkB homologue gene, and the expression of the AlkB homologue protein is expressed in S. It can be detected by electrophoresis such as DS-PAGE.
- electrophoresis such as DS-PAGE.
- Western blotting using an antibody against the AlkB homolog protein, the expression of the protein can be detected and the translation level of the gene can be measured.
- the antibody used for detecting the AlkB homolog protein is not particularly limited as long as it is a detectable antibody. For example, either a monoclonal antibody or a polyclonal antibody can be used.
- a compound that decreases the expression level is selected as compared with the case where the measurement is performed in the absence of the test compound or in the presence of a low dose (control).
- Compounds selected in this way are expected to have the effect of increasing sensitivity to alkylic drugs.
- the compound is useful as a concomitant agent for alkylating drugs, and is expected to be a concomitant agent that enhances the effect of, for example, an alkylich anticancer agent (anticancer agent).
- the compound that decreases the expression level of the AlkB homolog gene of the present invention can be screened using a reporter gene.
- screening methods include: (a) measuring the activity of the endogenous promoter of the mammalian AlkB homolog gene in the presence of the test compound; (b) comparing the activity to that of the control. Selecting a compound to be reduced.
- the test compound is first contacted with a cell or cell extract containing DNA in which the transcriptional regulatory region of the AlkB homolog gene and the reporter gene are functionally bound.
- “functionally linked” means that the transcription factor binds to the transcriptional regulatory region of the AlkB homolog gene, so that the expression of the reporter gene is induced, and the transcriptional regulatory region of the AlkB homolog gene and the reporter gene. And are connected.
- the reporter gene may be linked in frame with the coding sequence downstream of the translation initiation sequence of the AlkB homolog gene. Based on the cDNA base sequence of the AlkB homologue gene, those skilled in the art can obtain the transcriptional regulatory region of the AlkB homologue gene present in the genome by a well-known method.
- a reporter gene By creating a knock-in animal or knock-in cell in which the code region of the lkB homologue gene is replaced with that of the reporter gene, a reporter gene can be expressed according to the promoter activity of the AlkB homolog gene. It is also possible to use it for screening. A compound that decreases the expression level compared to the control level when the expression level of the reporter gene is measured in the presence of the test compound and measured in the absence of the test compound or in the presence of a low dose (control) Select. The compound selected in this way becomes a candidate compound for an alkylating drug combination.
- the reporter gene used in this method is not particularly limited as long as its expression can be detected, and examples thereof include CAT gene, lacZ gene, luciferase gene, and GFP gene.
- a vector containing a nucleic acid functionally linked to the transcriptional regulatory region of the AlkB homologous gene and the reporter gene is introduced.
- Cells and the like Those skilled in the art can produce the above-described vectors by general genetic engineering techniques. Introduction of the vector into the cells can be carried out by a general method such as calcium phosphate precipitation, electric pulse perforation, ribophetamine, microinjection and the like.
- a cell containing a nucleic acid in which a transcriptional regulatory region of an AlkB homolog gene and a reporter gene are operably linked includes a cell in which the nucleic acid is integrated into a chromosome.
- the integration of DNA into the chromosome can be performed by a method generally used by those skilled in the art, for example, a gene introduction method using homologous recombination.
- a cell extract containing a nucleic acid having a structure in which a transcriptional regulatory region of an AlkB homolog gene and a reporter gene are functionally linked for example, a commercially available in vitro transcription translation kit is included.
- a cell extract obtained by adding a nucleic acid having a structure in which a transcriptional regulatory region of an AlkB homolog gene and a reporter gene are functionally linked can be used.
- test compounds should be added to cells or cell extracts. However, it is not limited to these methods.
- the test compound is a protein
- contact can be performed by introducing a vector expressing the protein into the cell.
- the expression level of the reporter gene can be measured by methods known to those skilled in the art depending on the type of the reporter gene. For example, when the reporter gene is a CAT gene, the expression level of the reporter gene can be measured by detecting the acetylation of chloramphenicol by the gene product.
- the reporter gene is a lacZ gene
- the fluorescent compound catalyzed by the gene expression product Further, in the case of the GFP gene, the expression level of the reporter gene can be measured by detecting the fluorescence of the GFP protein.
- compounds are screened using the activity of the protein encoded by the AlkB homolog gene as an index.
- a test compound is brought into contact with a protein encoded by an AlkB homolog gene (for example, ABH2 or ABH3), or a cell expressing the protein or a cell extract.
- the activity of the protein is measured.
- a compound that reduces the activity of the AlkB homolog protein is selected as compared with the case where it is measured in the absence of the test compound or in the presence of a low dose.
- the AlkB homolog protein may be a protein endogenously expressed by a cell, or a protein expressed from an exogenous AlkB homolog gene introduced therein.
- a cell that expresses an exogenous AlkB homolog gene can usually be prepared by introducing an expression vector containing the gene into a host cell.
- This expression vector can be prepared by a person skilled in the art by a general genetic engineering technique.
- the AlkB homolog protein used for this screening is preferably a full-length protein that does not contain mutations, but some amino acid sequences may be substituted and / or missing if they have the same activity as the protein. Losing protein It may be quality. Further, it may be a fusion protein with another protein.
- Examples of the activity of the AlkB homolog protein include an activity of removing a methyl group from 1-methyladenine and / or 3-methylcytosine in DNA and / or RNA.
- DNA and / or RNA is modified with a radiolabeled methyl group, for example, with N- [3 ⁇ 4] methyl-N-nitrosourea.
- AlkB homolog protein reacts with this substrate, DNA and / or RA is ethanol precipitated, and radioactivity is measured with a liquid scintillation counter [Aas PA et al. (2003) Natur e. 421: 859-63.]
- the activity can be quantified by analysis by high performance liquid chromatography using a reverse phase column [Falnes P. 0. et al. (2002) Nature. 419: 178-82., Trewick SC (2002) Nature. 419: 174-8.].
- AlkB homolog protein is reacted with DNA and / or RNA treated with an alkylating agent such as methyl methylsulfonate as a substrate.
- the reacted DNA and / or RNA is heat-treated at 90 ° C to 180 ° C under acidic conditions to release 1-methyladenine and 3-methylcytosine, and a high-speed liquid using a reverse phase column or ion exchange column You can assemble it by analyzing with kuguchimatography. [Falnes P. 0. et al. (2002) Nature. 419: 178—82 ⁇ , Trewick S. C. (2002) Nature. 419: 1 74-8.]
- AlkB homolog protein is reacted with DNA and / or RNA treated with an alkyl-rich agent such as methyl sulfonate and the oxygen consumed is measured by an oxygen electrode [Trewick SC (2002) Nature. 419: 174-8 ⁇ ], reacting AlkB homolog protein with DNA and / or RNA treated with an alkylating agent such as methyl methylsulfonate, and reacting formaldehyde with Nash reagent to produce fluorescence. Measurement method [Falnes P. 0. et al. (2002) Nature.
- DNA and / or RNA treated with alkylating agents such as methyl methylsulfonate were radiolabeled on the substrate 2- Reaction of AlkB homologue protein with oxodaltalic acid and liquid scintillation of the radiolabeled diacid-carbon produced
- alkylating agents such as methyl methylsulfonate
- AlkB homolog protein can be used to complement E. coli AlkB mutants.
- the alkB mutant of Escherichia coli is sensitive to alkylating agents (methyl methanesulfonate) at low concentrations.
- alkylating agents methyl methanesulfonate
- By transforming this Escherichia coli with the AlkB homologous gene resistance to the alkylating agent is restored.
- Complementary genes can be screened using resistance to methyl methanesulfonate as an index. [Wei Y. F et al. (1995) J Bacteriol. 177: 5009-15.]
- the present invention also relates to a kit containing a compound that inhibits AlkB homologue gene expression or AlkB homologue protein activity, and an alkylating agent.
- a kit containing a compound that inhibits AlkB homologue gene expression or AlkB homologue protein activity, and an alkylating agent.
- Such a kit is used when administering an alkylich drug to a cell or a living body.
- a compound that inhibits the expression or activity of an AlkB homolog can be used in combination with an alkyl glaze to increase sensitivity to alkylating drugs.
- Each drug can be appropriately combined with a pharmaceutically acceptable carrier.
- the present invention also relates to an alkylating agent sensitizer and an alkylating agent combination agent comprising a compound that inhibits the expression or activity of an AlkB homolog.
- These agents can be formulated, for example, as a pharmaceutical composition.
- the alkylating agent combination agent of the present invention is useful for enhancing the effect of the alkylating agent by using it together with the alkylating agent. In particular, it can be used in cancer treatment to enhance the anticancer effect of alkylating drugs.
- a compound that inhibits the expression or activity of the AlkB homolog is selected by the screening method of the present invention. The selected compound is then mixed with a pharmaceutically acceptable carrier.
- these pharmaceutically acceptable carriers include surfactants, excipients, coloring agents, flavoring agents, preservatives, stabilizers, buffers, suspending agents, isotonic agents, binders, disintegrating agents, Examples include lubricants, fluidity promoters, and flavoring agents, but are not limited thereto, and other commonly used carriers can be used as appropriate.
- the above-mentioned carrier can be added as necessary according to a conventional method.
- Specific examples include light anhydrous dianhydride, lactose, crystalline cellulose, mannitol, starch, carmellose calcium, carmellose sodium, hydroxypropylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, polybucetal jetylaminoacetate, polybulu
- Examples include pyrrolidone, gelatin, medium-chain fatty acid tridalylide, polyoxyethylene hydrogenated castor oil 60, sucrose, carboxymethylcellulose, corn starch, and inorganic salts.
- Examples of the dosage forms of the above drugs include tablets, powders, pills, powders, granules, fine granules, soft and hard capsules, film coatings, pellets, sublinguals, and pastes as oral preparations.
- parenteral preparations include injections, suppositories, transdermal preparations, ointments, plasters, and liquids for external use.
- Those skilled in the art should select the optimal dosage form according to the route of administration and the subject of administration. Can do.
- vectors that express proteins or nucleic acids (such as siRNA or antisense) that inhibit the expression or activity of AlkB homologs are administered in vivo
- viral vectors such as retroviruses, adenoviruses, and Sendai viruses, and liposomes
- Non-viral vectors can be used.
- Polymer carriers are known as non-viral vectors other than ribosomes.
- Polyethylene Daricool-Poly Power is used as a delivery system for nucleic acid drugs that exist stably in the body and can circulate stably in the bloodstream.
- nucleic acid drugs that exist stably in the body and can circulate stably in the bloodstream.
- examples include polymeric nanomicelles formed by self-association of thione block copolymers and nucleic acids [Harada A. & Kataoka K. Science, 283, 65-67 (1999); Katayose S. & Kataoka K. Bioconjuga te Chemistry, 8 (5), 702-707 (1997)].
- this improved type calcium phosphate micelles, an inorganic-organic composite nanostructure formed from polyethylene glycol-polyaspartate (PEG-PAsp) block copolymer and calcium phosphate [Kakiza a Y.
- PEG-PAsp polyethylene glycol-polyaspartate
- polymer nano micelles with improved blood stability by introducing disulfide bridges into the inner core [Kakizawa Y., Harada A. & Kataoka J. Amer. Chem. Soc., 121 (48), 11247-11248 (1999)], Furthermore, these derivatives are considered to be effective as siRNA and nucleic acid carriers.
- Other polymer carriers include pyoconjugate carriers [Asayama S. et al. Bioconjugate Chemistry, 9 (4), 476-481 (1998); Park JU. Et al. Prep. Biochem. & Biotechnol., 29 (4), 353-370 (1999)].
- Examples of the administration method include an in vivo method and an ex vivo method.
- the dosage of the drug or pharmaceutical composition of the present invention should be determined appropriately according to the judgment of the doctor in consideration of the type of dosage form, administration method, patient age and weight, patient symptoms, etc. Is possible. Brief Description of Drawings
- FIG. 1 is a diagram showing suppression of gene expression by ABH2 and ABH3 siRNA in HeLa cells.
- Total RNA was extracted from cells 48 hours after siRNA transfection and the expression of ABH2 and ABH3 genes was measured by semiquantitative RT-PCR.
- NS is a control rod. The expression of ABH2 and ABH3 genes is shown relative to NS.
- FIG. 2 shows suppression of gene expression by siRNA of ABH2 and ABH3 in A549 cells.
- Total RNA was extracted from cells 48 hours after transfection of siRNA, and the expression of ABH2 and ABH3 genes was measured by semiquantitative RT-PCR.
- NS is a control RNA. The expression of ABH2 and ABH3 genes is shown relative to NS.
- FIG. 3 is a graph showing the effect of ABH2 and ABH3 on the sensitivity to alkylating drugs by siRNA treatment.
- HeLa human chick cervical cancer cells
- A549 human lung cancer cells
- All human cells are 10% fetal bovine serum, and cultured at 37 ° C, 5% C0 2 under conditions D ulbecco 's modified Eagle' s medium containing 50 / zg / ml gentamicin.
- SiRNA was used to suppress the expression of the AlkB homologue gene.
- siRNA was synthesized at Fasmac Co., Ltd. Twenty-four hours prior to transfection of siRNA, cells were seeded on a 24-well plate and transfection was performed at 20-50% confluence.
- siRNA 20 pmol each
- Oligofectoamine TM Invitrogen
- Lipofectoamine TM 2000 Invitrogen
- NS control siRNA
- a double-stranded polynucleotide comprising uucu ccgaacgugucacgudTdT (ti column number: 19) and acgugacacguucggagaadTdT (laying [J ⁇ : 20) force was used.
- alkylating agent sensitivity test As alkylating agents, methyl methanesulfonate, cyclophosphamide, and carmuscithin were used. After 24 hours of siRNA transfection, each drug was added, and the cells after 24 hours were further measured with a living cell count reagent SF (Nacalai Tester).
- siRNA used in the experiment is shown below.
- A549 cells human lung cancer cells, were treated with siRNA.
- ABH2 was 14 ° and ABH3 was 8 ° /.
- the gene expression was suppressed (Fig. 2). Suppression of ABH2 and ABH3 gene expression did not affect the growth and proliferation of HeLa and A549 cells.
- ABH2 and ABH3 are completely new targets for concomitant use with alkylich drugs, and siRNA of ABH2 and ABH3 are useful concomitant drugs with alkylating drugs. Sensitivity to various alkylating drugs
- the present invention makes it possible to increase the sensitivity of cells to alkylating drugs.
- Alkyl glaze is widely used in cancer treatment and the like, and the method of the present invention can enhance the effect of alkyl glaze in cancer treatment.
- Compounds that inhibit the expression or activity of mammalian AlkB homologues are extremely useful as alkylating agent combinations.
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Abstract
Description
アルキル化薬感受性を上昇させる方法 技術分野 Methods for increasing sensitivity to alkylating drugs
本発明は、 アルキル化薬に対する感受性を上昇させるための方法おょぴ薬剤に 関する。 背景技術 The present invention relates to methods and agents for increasing sensitivity to alkylating drugs. Background art
アルキル化薬は環境中に多く存在し、 また、 一般的な癌治療で多く使われてい る化合物である。 アルキルィ匕薬は細胞内の DNAおよび RNAに直接作用し、 塩基部分 を修飾して、 ゲノムの変異や翻訳異常を引き起こす事が知られている。 その結果 、 哺乳動物では癌化、 神経変性、 老化を引き起こす。 また、 全く違う作用として 、 アルキル化薬は癌細胞を急速に死滅させる。 このことからアルキル化薬は抗癌 剤として広く使われている力 重篤な副作用があり、 アルキルィ匕薬耐性癌も知ら れている。 Alkylating drugs are abundant in the environment and are frequently used in general cancer treatment. Alkyl glazes are known to act directly on intracellular DNA and RNA and modify the base to cause genomic mutations and translational abnormalities. As a result, in mammals, canceration, neurodegeneration, aging. Also, as a completely different action, alkylating drugs kill cancer cells rapidly. For this reason, alkylating drugs have severe side effects that are widely used as anticancer agents, and alkylic glaze resistant cancers are also known.
アルキルィヒ薬によってダメージを受けたゲノム DNAは、 DNA glycosylaseや alkyl transferaseにより修復される。 ヒトでは、 DNAグリコシラーゼ (DNA glycosylase ) として MYH、 0GG1遺伝子が、 アルキルトランスフェラーゼ (alkyltransferase) として MGMT遺伝子の存在が知られている [Nakabeppu, Y. (2001) Prog Nucleic A cid Res Mol Biol. 68: 75-94; Margison, G. P. and Santibanez-Koref, M. F. (20 02) Bioessays. 24 : 255 - 66 ; Gerson, S.し (2002) J Clin Oncol. 20 : 2388—99]。 これらの遺伝子をノックアウトした細胞においては、 アルキル化薬に対する感受 性が増すことが知られている。 特に、 MGMT遺伝子は癌細胞での発現が高く、 アル キル化薬耐性癌細胞での高い発現が報告されている [Margison, G. P. and Santib anez-Koref, M. F. (2002) Bioessays. 24 : 255—66 ; Gerson, S. L. (2002) J Clin Oncol. 20 :2388-99]。 このことから、 アルキル化薬と MGMT阻害剤を併用すること により、 より低濃度でアルキル化薬の効果が示され、 アルキルィヒ薬耐性癌にぉ ヽ てもアルキル化薬の効果が確認できている [Margison, G. P. and Santibanez-Kor ef, M. F. (2002) Bioessays. 24:255—66; Gerson, S. L. (2002) J Clin Oncol. 2 0: 2388-99] o 実際に、 MGMTの特異的阻害剤である 06- benzylguanineは、 アルキル ィ匕薬である BCNU (N, N, -bis (2-chloroethyl) -N-nitrosourea) およぴ temozolomide との併用薬として、 臨床試験の Phase Iで 7件、 Phase IIで 4件、 Phase IIIで 1件開 発されている [Gerson, S. L. (2002) J Clin Oncol. 20 : 2388-99]。 発明の開示 Genomic DNA damaged by alkylic drugs is repaired by DNA glycosylase or alkyl transferase. In humans, MYH and 0GG1 genes are known as DNA glycosylase and MGMT gene is known as alkyltransferase [Nakabeppu, Y. (2001) Prog Nucleic Acid Res Mol Biol. 68: 75 -94; Margison, GP and Santibanez-Koref, MF (20 02) Bioessays. 24: 255-66; Gerson, S. (2002) J Clin Oncol. 20: 2388-99]. In cells in which these genes are knocked out, it is known that sensitivity to alkylating drugs is increased. In particular, the expression of MGMT gene is high in cancer cells, and high expression in alkylating drug resistant cancer cells has been reported [Margison, GP and Santib anez-Koref, MF (2002) Bioessays. 24: 255-66 ; Gerson, SL (2002) J Clin Oncol. 20: 2388-99]. Therefore, the combined use of alkylating drugs and MGMT inhibitors showed the effects of alkylating drugs at lower concentrations, and the effects of alkylating drugs have been confirmed even in the case of alkyl-resistant drug-resistant cancer [ Margison, GP and Santibanez-Kor ef, MF (2002) Bioessays. 24: 255—66; Gerson, SL (2002) J Clin Oncol. 2 0: 2388-99] o In fact, it is a specific inhibitor of MGMT. 0 6 -benzylguanine is a concomitant drug with BCNU (N, N, -bis (2-chloroethyl) -N-nitrosourea) and temozolomide, which are alkyl glazes. Four cases have been developed in Phase II and one in Phase III [Gerson, SL (2002) J Clin Oncol. 20: 2388-99]. Disclosure of the invention
本発明はアルキル化薬に対する感受性を上昇させるための方法および薬剤を提 供する。 また本発明は、 アルキル化薬に対する感受性を上昇させる候捕化合物の スクリーニング方法を提供する。 The present invention provides methods and agents for increasing sensitivity to alkylating drugs. The present invention also provides a screening method for a scavenger compound that increases sensitivity to an alkylating agent.
ごく最近、 大腸菌の alkB遺伝子が新しいタイプのアルキル化 DNAの修復酵素であ ることが報告された [Begley, T. J. and Samson, L. D. (2003) Trends Biochem S ci. 28 : 2—5; Falnes, P. O. et al. (2002) Nature. 419 : 178—82 ; Trewick, S. C. et al. (2002) Nature. 419: 174-8]。 alkBは 2-ォキソグルタル酸 (2-oxoglutarat e) と二価の鉄イオン存在下で DNAおよび RNA中の 1-メチルアデニン (1- methyladen ine) と 3 -メチルシトシン (3-methylcytosine) からメチル基を取り除き、 正常な 塩基へと修復する酵素である。 alkBホモローグは哺乳動物から細菌まで多くの生 物で広く分布している。 ヒ トホモローグは ABH、 ABH2、 ABH3遺伝子が存在する事が データベースにより判明しており、 この 3つの遺伝子のうち、 ABH2、 ABH3は alkBと 同様の酵素活性を示す事が報告されている [Duncan, T. et al. (2002) Proc Nat 1 Acad Sci U S A. 99: 16660-5]。 また、 ABH2は効率的に二重鎖 DNA中のメチル基 を取り除き、 ABH3は RNAも良く基質にする [Aas, P. A. et al. (2003) Nature. 421 : 859-63]。 細胞内局在は ABH2が核にのみ存在し、 ABH3は核、 細胞質のどちらにも 拡散して存在する [Duncan, T. et al. (2002) Proc Natl Acad Sci U S A. 99 : 1 6660-5]。 ABH2、 ABH3ともに癌細胞で発現しており、 過剰発現はアルキルィヒ薬耐性 を示すと考えられている。 Most recently, the alkB gene of E. coli has been reported to be a new type of alkylated DNA repair enzyme [Begley, TJ and Samson, LD (2003) Trends Biochem S ci. 28: 2-5; Falnes, PO et al. (2002) Nature. 419: 178-82; Trewick, SC et al. (2002) Nature. 419: 174-8]. AlkB removes the methyl group from 1-methyladenine and 3-methylcytosine in DNA and RNA in the presence of 2-oxoglutarate and divalent iron ions. It is an enzyme that removes and restores normal bases. AlkB homologues are widely distributed in many organisms from mammals to bacteria. Human homologues are known to contain ABH, ABH2, and ABH3 genes, and among these three genes, ABH2 and ABH3 have been reported to exhibit enzyme activity similar to alkB [Duncan, T et al. (2002) Proc Nat 1 Acad Sci US A. 99: 16660-5]. ABH2 also efficiently removes methyl groups in double-stranded DNA, and ABH3 makes RNA a good substrate [Aas, PA et al. (2003) Nature. 421: 859-63]. Intracellular localization is that ABH2 exists only in the nucleus, and ABH3 exists in both the nucleus and the cytoplasm. It exists in a diffuse manner [Duncan, T. et al. (2002) Proc Natl Acad Sci US A. 99: 1 6660-5]. Both ABH2 and ABH3 are expressed in cancer cells, and overexpression is thought to indicate resistance to alkylic drugs.
このような観点から本発明者らは、 ABH2およひ ABH3を含む哺乳動物の alkBホモ ログは、 アルキル化薬併用剤の常に有望な分子ターゲットであると考えた。 そこ で、 哺乳動物細胞において実際に alkBホモログを阻害する事により、 アルキルィ匕 薬に対する感受性を示すかについて解析を行った。 その結果、 alkBホモログの発 現を抑制することによって、 細胞のアルキル化薬に対する感受性は有意に上昇す ることが判明した。 すなわち哺乳動物の alkBホモ口グの発現または活性を抑制ま たは阻害するィ匕合物はアルキル化薬に対する感受性を上昇させるために有用であ り、 該ィヒ合物は、 例えば癌治療などにおいてアルキルィ匕薬と併用することによつ て、 治療効果を高めるために用いることができる。 また、 alkBホモログの発現ま たは活性を抑制または阻害する化合物をスクリ一二ングすることによって、 新た なアルキル化薬併用剤を開発することも可能である。 From this point of view, the present inventors considered that mammalian alkB homologues containing ABH2 and ABH3 are always promising molecular targets for alkylating drug combinations. Therefore, it was analyzed whether or not the alkB homologue was actually inhibited in mammalian cells, thereby showing sensitivity to the alkylic drug. As a result, it was found that by suppressing the expression of the alkB homolog, the sensitivity of the cells to the alkylating drug was significantly increased. That is, compounds that suppress or inhibit the expression or activity of mammalian alkB homologues are useful for increasing sensitivity to alkylating drugs, and such compounds can be used for cancer treatment, for example. It can be used in order to enhance the therapeutic effect by using in combination with an alkyl glaze. It is also possible to develop new alkylating drug combinations by screening for compounds that suppress or inhibit the expression or activity of alkB homologues.
すなわち本発明は、 アルキル化薬に対する感受性を上昇させるための方法、 ァ ルキル化薬に対する感受性を上昇させるアルキル化薬併用剤、 およびアルキル化 薬に対する感受性を上昇させる候捕化合物のスクリーニング方法等に関し、 より 具体的には、 請求項の各項に記載の発明に関する。 なお同一の請求項を引用する 請求項に記載の発明の 1つまたは複数の組み合わせからなる発明は、 それらの請 求項に記載の発現に既に意図されている。 すなわち本発明は、 That is, the present invention relates to a method for increasing sensitivity to an alkylating agent, an alkylating agent combination agent that increases sensitivity to an alkylating agent, a screening method for a scavenger compound that increases sensitivity to an alkylating agent, and the like. More specifically, the present invention relates to the invention described in each claim. It should be noted that inventions consisting of one or more combinations of the inventions recited in the claims that already cite the same claim are already intended for the manifestation described in those claims. That is, the present invention
( 1 ) 哺乳動物の AlkBホモログ遺伝子の発現または該遺伝子がコードする蛋白質 の活性を阻害する工程を含む、 アルキルィヒ薬に対する哺乳動物細胞の感受性を上 昇させる方法、 (1) a method for increasing the sensitivity of a mammalian cell to an alkylich drug, comprising a step of inhibiting expression of a mammalian AlkB homolog gene or activity of a protein encoded by the gene,
( 2 ) 哺乳動物の AlkBホモログ遺伝子が ABH2または ABH3である、 (1 ) に記載の 方法、 (2) The method according to (1), wherein the mammalian AlkB homolog gene is ABH2 or ABH3,
( 3 ) 哺乳動物の AlkBホモログ遺伝子の発現を RNAiにより阻害する、 (1 ) また は (2) に記載の方法、 (3) RNAi inhibits mammalian AlkB homolog gene expression, (1) and Is the method described in (2),
(4) 哺乳動物細胞が癌細胞である、 (1) 力 ら (3) のいずれかに記載の方法 (4) The method according to any one of (1) Force et al. (3), wherein the mammalian cell is a cancer cell.
( 5 ) 哺乳動物の AlkBホモログ遺伝子の発現または該遺伝子がコードする蛋白質 の活性を阻害する化合物を有効成分として含む、 アルキル化薬併用剤、 (5) an alkylating agent combination agent comprising, as an active ingredient, a compound that inhibits the expression of a mammalian AlkB homolog gene or the activity of a protein encoded by the gene,
(6) 哺乳動物の AlkBホモログ遺伝子が ABH2または ABH3である、 (5) に記載の アルキル化薬併用剤、 (6) The alkylating agent combination agent according to (5), wherein the mammalian AlkB homolog gene is ABH2 or ABH3,
(7) 該化合物が、 siRNAまたは siRNAを発現するベクターである、 (5) または (6) に記載のアルキル化薬併用剤、 (7) The alkylating agent combination agent according to (5) or (6), wherein the compound is siRNA or a vector that expresses siRNA,
( 8 ) アルキル化薬に対する哺乳動物細胞の感受性を上昇させる候補化合物をス クリーニングする方法であって、 (8) A method for screening candidate compounds that increase the sensitivity of mammalian cells to alkylating drugs,
(a) 被験化合物の存在下、 哺乳動物の AlkBホモログ遺伝子の発現または該遺 伝子がコードする蛋白質の活性を測定する工程、 (a) measuring the expression of a mammalian AlkB homolog gene or the activity of a protein encoded by the gene in the presence of a test compound;
(b) 対照に比べて該発現または活性を阻害する化合物を選択する工程、 を含 む方法、 (b) selecting a compound that inhibits the expression or activity relative to a control,
(9) (8) に記載の方法により選択された化合物を薬学的に許容される担体と 混合する工程を含む、 アルキル化薬併用剤の製造方法、 に関する。 本発明は、 哺乳動物の AlkBホモ口グ遺伝子の発現または該遺伝子がコードする 蛋白質の活性を阻害する工程を含む、 アルキル化薬に対する哺乳動物細胞の感受 性を上昇させる方法に関する。 本発明者らは、 哺乳動物の AlkBホモログ遺伝子を 標的として、 アルキルィ匕薬に対する感受性を上昇させることに初めて成功した。 アルキル化薬は、 一般に強い抗腫瘍効果を有しており、 DNAおよび/または RNAをァ ルキルイ匕して癌細胞を死滅させる。 このとき、 本努明に従い AlkBホモログの発現 または活性を阻害することにより、 このアルキル化薬の効果を高めることが可能 である。 本発明において哺乳動物の AlkBホモログ遺伝子 (以下、 単に 「AlkBホモログ遺 伝子」 とも記載する) とは、 2-ォキソダルタル酸 (αケトグルタル酸) およぴニ 価の鉄イオン [Fe (II) ] 依存的ォキシゲナーゼであって、 DNAおよび/または RNA中 の 1-メチルアデニン (l_methyladenine) および/または 3-メチルシトシン (3- met hylcytosine) 力、らメチル基を取り除く活性を有する蛋白質をコードする核酸を言 う。 哺乳動物の AlkBホモログ遺伝子は、 好ましくは大腸菌 AlkB変異株 (Chen BJ e t al. , J Bacteriol. 1994. 176 (20) : 6255- 61) を相補する。 すなわち、 大腸菌 A1 kB変異株に該遺伝子を導入した場合に、 アルキル化薬に対する感受性を低下させ る。 相捕は大腸菌 AlkB変異株と比べた場合に有意であればよく、 完全 (野生型と 同じまで) に回復させなくても部分的な相補であってもよい。 (9) A method for producing a concomitant alkylating drug comprising a step of mixing a compound selected by the method according to (8) with a pharmaceutically acceptable carrier. The present invention relates to a method for increasing the sensitivity of mammalian cells to an alkylating agent, which comprises the step of inhibiting the expression of a mammalian AlkB homologue gene or the activity of a protein encoded by the gene. The present inventors have succeeded for the first time in increasing the sensitivity to an alkyl glaze by targeting the mammalian AlkB homolog gene. Alkylating drugs generally have a strong anti-tumor effect and kill DNA by alkylating DNA and / or RNA. At this time, it is possible to enhance the effect of this alkylating agent by inhibiting the expression or activity of the AlkB homolog according to this effort. In the present invention, mammalian AlkB homolog gene (hereinafter also simply referred to as “AlkB homolog gene”) means 2-oxodaltalic acid (α-ketoglutaric acid) and divalent iron ion [Fe (II)] A nucleic acid encoding a protein having an activity to remove a methyl group, which is a dependent oxygenase and has the ability to remove 1-methyladenine and / or 3-methylcytosine in DNA and / or RNA Say. The mammalian AlkB homolog gene preferably complements the E. coli AlkB mutant (Chen BJ et al., J Bacteriol. 1994. 176 (20): 6255-61). That is, when the gene is introduced into an E. coli A1 kB mutant, the sensitivity to alkylating drugs is reduced. The capture should be significant when compared to the Escherichia coli AlkB mutant, and may be partially complemented without being completely recovered (to the same extent as the wild type).
哺乳動物の AlkBホモログ遺伝子としては、 ABH遺伝子フアミリーが同定されてい る。 ABH遺伝子フアミリーには ABH (Wei YF et al. , Nucl. Acids Res. 1996. 24: 931-37; Genbank accession X91992 (protein : CAA63047) , AC008044 (protein : AAF01478, Q13686) , BC025787 (protein: AAH25787) 、 ABH2 (Genbank accession XM— 058581 (protein : XP— 058581) ) 、 および ABH3 (Genbank accession匪—13917 ABH gene family has been identified as a mammalian AlkB homolog gene. ABH gene family includes ABH (Wei YF et al., Nucl. Acids Res. 1996. 24: 931-37; Genbank accession X91992 (protein: CAA63047), AC008044 (protein: AAF01478, Q13686), BC025787 (protein: AAH25787) , ABH2 (Genbank accession XM— 058581 (protein: XP— 058581)), and ABH3 (Genbank accession 匪 —13917
8 (protein: NP_631917) ) が知られている。 これら各遺伝子の塩基配列に関する 情報は、 当業者においては、 GenBank等の公共の遺伝子データベースから容易に取 得することができる。 ABHマウスホモログとしては、 Genbank accession XM— 127048 (protein: NP_631917)) is known. Those skilled in the art can easily obtain information on the base sequences of these genes from public gene databases such as GenBank. ABH mouse homologs include Genbank accession XM-12704
9 (protein: XP— 127049)、 ABH2のラットホモログとしては、 Genbank accession X M— 222273 (protein: XP— 222273)、 マウスホモログとしては、 Genbank accession XM_132383 (protein: XP— 132383)、 および AK079195 (protein : BAC37576) などが 挙げられる。 ABH3マウスホモログとしては、 Genbank accession XM_130317 (prot ein: XP_130317) が挙げられる。 哺乳動物の AlkBホモログ遺伝子として、 好まし くは、 ABH2遺伝子および ABH3遺伝子、 およびそれらのカウンターパートが挙げら れる。 9 (protein: XP-127049), ABH2 rat homologues are Genbank accession XM-222273 (protein: XP—222273), mouse homologues are Genbank accession XM_132383 (protein: XP—132383), and AK079195 (protein: BAC37576). Examples of ABH3 mouse homologues include Genbank accession XM_130317 (protein: XP_130317). Preferred mammalian AlkB homolog genes include the ABH2 and ABH3 genes and their counterparts.
より具体的には、 哺乳動物の AlkBホモログ遺伝子には、 ヒト ABH (配列番号: 1 ) 、 ヒト ABH2 (配列番号: 3 ) 、 およぴヒト ABH3 (配列番号: 5 ) 、 並びに他の 生物におけるそれらのカウンターパート (多型おょぴ変異体を含む) などが含ま れる。 一般に哺乳動物の遺伝子には、 塩基配列中の多型等により、 同一の遺伝子 であっても複数の種類の配列が存在する場合がある。 この多型とは、 一塩基の置 換、 欠失、 挿入変異からなる一塩基多型 (SNPs) に限定されず、 連続する数塩基 の置換、 欠失、 揷入変異も含まれる。 従って、 上記に示した ABH、 ABH2、 および AB H3の塩基配列は例示にすぎず、 必ずしもこれらの配列に限定されない。 哺乳動物 の AlkBホモログ遺伝子には、 具体的には以下のような蛋白質であって、 2_ォキソ ダルタル酸おょぴ二価の鉄ィオン存在下で DNAおよび/または RNA中の 1-メチルアデ ニンおよび/または 3 -メチルシトシンからメチル基を取り除く活性を有する蛋白質 をコードする遺伝子が含まれる。 More specifically, the mammalian AlkB homolog gene includes human ABH (SEQ ID NO: 1 ), Human ABH2 (SEQ ID NO: 3), human ABH3 (SEQ ID NO: 5), and their counterparts (including polymorphic opi variants) in other organisms. In general, mammalian genes may have multiple types of sequences even if they are the same gene due to polymorphisms in the base sequence. This polymorphism is not limited to single nucleotide polymorphisms (SNPs) consisting of single nucleotide substitutions, deletions, and insertion mutations, but also includes several consecutive nucleotide substitutions, deletions, and insertion mutations. Therefore, the base sequences of ABH, ABH2, and ABH3 shown above are merely examples, and are not necessarily limited to these sequences. Specific examples of mammalian AlkB homologues include the following proteins: 1_methyladenine in DNA and / or RNA in the presence of 2_oxodaltalic acid and divalent iron ions. And / or a gene encoding a protein having an activity of removing a methyl group from 3-methylcytosine.
( a ) 配列番号: 2、 4、 または 6の 100残基以上の連続する部分ァミノ酸配列と 70%以上の同一性を有する蛋白質; (a) a protein having 70% or more identity to a contiguous partial amino acid sequence of 100 or more residues of SEQ ID NO: 2, 4, or 6;
( b ) 配列番号: 2、 4、 または 6の 100残基以上の連続する部分ァミノ酸配列に おいて、 30%以内のアミノ酸を置換、 欠失、 および/または付加したアミノ酸配列 を含む蛋白質; (b) a protein comprising an amino acid sequence in which no more than 30% of amino acids have been substituted, deleted, and / or added in a sequence of 100 or more consecutive partial amino acids of SEQ ID NO: 2, 4, or 6;
( c ) 配列番号: 1、 3、 または 5の塩基配列またはその相補鎖とストリンジェ ントな条件下でハイブリダイズする核酸がコードする蛋白質。 (c) A protein encoded by a nucleic acid that hybridizes under stringent conditions with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, 3, or 5 or its complementary strand.
これらの蛋白質には、 天然に存在する各哺乳動物の AlkBホモログ蛋白質 (多型 、 機能を維持したバリアントなどを含む) が含まれ得る。 These proteins may include naturally occurring AlkB homologous proteins (including polymorphisms and variants that maintain function) of each mammal.
アミノ酸配列の同一性は、 比較したい 2つの蛋白質のアミノ酸配列全長を、 ァ ミノ酸が一致するように適宜ギヤップを挿入して整列させ、 一致するアミノ酸の 割合として算出することができる。 アミノ酸の整列 (ァライメント) は、 所望の コンピュータプログラムを利用することができ、 例えば CLUSTAL W (Hi ggins, D. et al. (1994) Nucleic Acids Res. 22 : 4673-4680) 、 BLAST (National Center f or Biothchnology Information) などを用いることができる。 ギャップはミスマ ツチしたアミノ酸と同様に扱い、 ァライメントの全範囲のアミノ酸数 (ギャップ を含む) のうち、 両者の配列で一致したァミノ酸数の割合として同一性が決定さ れる。 但し、 両方の配列の同じ位置に共にギャップを入れた場合には、 そのギヤ ップは計算から除外する。 アミノ酸配列の同一性は、 好ましくは 75%以上、 より好 ましくは 80%以上、 より好ましくは 85%以上、 より好ましくは 90%以上、 より好まし くは 95%以上である。 また (a ) および (b ) における 100残基以上の連続する部 分アミノ酸配列は、 好ましくは 120残基以上、 より好ましくは 150残基以上、 より 好ましくは 200残基以上、 より好ましくは 250残基以上、 より好ましくは配列番号The amino acid sequence identity can be calculated as the percentage of amino acids that match by aligning the full length amino acid sequences of the two proteins to be compared with appropriate gaps so that the amino acids match. For alignment of amino acids, a desired computer program can be used. For example, CLUSTAL W (Higgins, D. et al. (1994) Nucleic Acids Res. 22: 4673-4680), BLAST (National Center f) or Biothchnology Information). The gap is MISUMA The identity is determined as the ratio of the number of amino acids that matched in both sequences out of the total number of amino acids (including gaps) in the alignment. However, if there is a gap at the same position in both sequences, the gap is excluded from the calculation. The amino acid sequence identity is preferably 75% or more, more preferably 80% or more, more preferably 85% or more, more preferably 90% or more, and more preferably 95% or more. Further, the continuous partial amino acid sequence of 100 residues or more in (a) and (b) is preferably 120 residues or more, more preferably 150 residues or more, more preferably 200 residues or more, more preferably 250 residues. Group or more, more preferably SEQ ID NO:
: 2、 4、 または 6の全長である。 : Total length of 2, 4, or 6.
例えば BLASTによりアミノ酸配列の同一性を決定する場合は、 文献 「Altschul, S. F. et al. , 1990, J. Mol. Biol. 215: 403-410」 に記載の方法に従って実施 することができる。 具体的には、 塩基配列の同一性を決定するには blastnプログ ラム、 アミノ酸配列の同一性を決定するには blastpプログラムを用い、 例えば NCB I (National Center for Biothchnology Information) の BLASTのウェブページに おいて" Low complexity などのフィルターの設定は全て OFFにして計算を行う (A1 tschul, S. F. et al. (1993) Nature Genet. 3 : 266—272; Madden, T. L. et al. ( 1996) Meth. Enzyraol. 266: 131—141 ; Altschul, S. F. et al. (1997) Nucleic Ac ids Res. 25 : 3389-3402 ; Zhang, J. & Madden, T. L. (1997) Genome Res. 7 : 649- 656) 。 パラメータの設定は、 例えば open gapのコストはヌクレオチドは 5で蛋白 質は 11、 extend gapのコストはヌクレオチドは 2で蛋白質は 1、 nucleotide mismat chのペナルティ一は一 3、 nucleotide matchの報酬は 1、 expect valueは 10、 words i zeはヌクレオチドは 11で蛋白質は 2、 Dropoff (X) for blast extensions in bits は blastnでは 20で他のプログラムでは 7、 X dropoff value for gapped alignment (in bits)は blastn以外では 15、 final X dropoff value for gapped alignment For example, when amino acid sequence identity is determined by BLAST, it can be carried out according to the method described in the literature “Altschul, SF. Et al., 1990, J. Mol. Biol. 215: 403-410”. Specifically, the blastn program is used to determine the identity of the base sequence, and the blastp program is used to determine the identity of the amino acid sequence. For example, on the BLAST web page of NCB I (National Center for Biothchnology Information) In this case, calculation is performed with all filter settings such as "Low complexity" turned OFF (A1 tschul, SF et al. (1993) Nature Genet. 3: 266-272; Madden, TL et al. (1996) Meth. Enzyraol 266: 131—141; Altschul, SF et al. (1997) Nucleic Acids Res. 25: 3389-3402; Zhang, J. & Madden, TL (1997) Genome Res. 7: 649-656). For example, the cost of open gap is 5 for nucleotides and 11 for protein, the cost of extend gap is 2 for nucleotides and 1 for protein, the penalty for nucleotide mismat ch is 1 and the reward for nucleotide match is 1 and expect value 10, words i ze has 11 nucleotides, protein 2, Dropoff (X) for blast exten sions in bits is 20 for blastn and 7 for other programs, X dropoff value for gapped alignment (in bits) is 15 for non-blastn, final X dropoff value for gapped alignment
(in bits)は blastnでは 50で他のプログラムでは 25 にする。 アミノ酸配列の比較 においては、 スコアのためのマトリックスとして BL0SUM62を用いることができる 。 2つの配列の比較を行う blast2sequencesプログラム (Tatiana A et al. (1999 ) FEMS Microbiol Lett. 174: 247—250) により、 2配列のァライメントを作成し(in bits) should be 50 for blastn and 25 for other programs. BL0SUM62 can be used as a matrix for scoring in amino acid sequence comparisons . Two sequence alignments were created using the blast2sequences program (Tatiana A et al. (1999) FEMS Microbiol Lett. 174: 247-250), which compares two sequences.
、 配列の同一性を決定することができる。 The identity of the sequence can be determined.
また、 上記 (b ) の蛋白質においては、 連続する部分アミノ酸配列において置 換、 欠失、 および/または付加されるアミノ酸の総数は、 好ましくは 27%以内、 よ り好ましくは 25%以内、 より好ましくは 20%以内、 より好ましくは 18%以内、 よ り好ましくは 15%以内、 より好ましくは 12%以内、 より好ましくは 10%以内、 よ り好ましくは 5%以内である (但しアミノ酸数に換算して 1未満の端数は切り捨て る) 。 置換、 欠失、 および付加は任意に組み合わせてよい。 In the protein (b), the total number of amino acids replaced, deleted, and / or added in the continuous partial amino acid sequence is preferably within 27%, more preferably within 25%, more preferably Is within 20%, more preferably within 18%, more preferably within 15%, more preferably within 12%, more preferably within 10%, more preferably within 5% (however, converted into the number of amino acids). Rounded down to the nearest 1). Substitutions, deletions, and additions may be combined arbitrarily.
アミノ酸の置換においては、 性質の似たアミノ酸に置換されている蛋白質は、 もとの蛋白質の活性が維持されている可能性が高いと考えられる。 このような置 換を保存的置換という。 アミノ酸の保存的置換は、 当業者にはよく知られている 。 保存的置換に相当するアミノ酸のグループとしては、 例えば、 塩基性アミノ酸 In amino acid substitution, it is highly probable that a protein substituted with an amino acid having similar properties maintains the activity of the original protein. Such substitution is called conservative substitution. Conservative substitutions of amino acids are well known to those skilled in the art. Examples of amino acid groups corresponding to conservative substitutions include basic amino acids
(例えばリジン、 アルギニン、 ヒスチジン) 、 酸性アミノ酸 (例えばァスパラギ ン酸、 グルタミン酸) 、 非荷電極性アミノ酸 (例えばグリシン、 ァスパラギン、 グルタミン、 セリン、 スレオニン、 チロシン、 システィン) 、 非極性ァミノ酸 ( 例えばァラニン、 バリン、 ロイシン、 イソロイシン、 プロリン、 フエ二ルァラ二 ン、 メチォニン、 トリプトフアン) 、 /3分岐アミノ酸 (例えばスレオニン、 バリ ン、 イソロイシン) 、 および芳香族アミノ酸 (例えばチロシン、 フエニルァラ- ン、 トリプトファン、 ヒスチジン) などが挙げられる。 本発明において標的とな る蛋白質は、 配列番号: 2、 4、 または 6のアミノ酸を保存的置換したアミノ酸 配列からなる蛋白質であってもよい。 (Eg lysine, arginine, histidine), acidic amino acids (eg aspartic acid, glutamic acid), uncharged polar amino acids (eg glycine, asparagine, glutamine, serine, threonine, tyrosine, cysteine), nonpolar amino acids (eg alanine, valine) , Leucine, isoleucine, proline, phenylalanine, methionine, tryptophan) / 3-branched amino acids (eg threonine, valine, isoleucine), and aromatic amino acids (eg tyrosine, phenylalanine, tryptophan, histidine) Can be mentioned. The target protein in the present invention may be a protein comprising an amino acid sequence in which the amino acids of SEQ ID NO: 2, 4, or 6 are conservatively substituted.
上記の配列番号: 1、 3、 または 5の塩基配列とのハイブリダイゼーションに おいては、 この塩基配列またはその相補鎖、 あるいはその一部をプローブとして 、 対象とする配列に対してハイブリダィゼーシヨンを行い、 ストリンジェントな 条件下で洗浄後にプローブが対象とする配列に有意にハイプリダイズしているか を.確認する。 プローブとしては、 配列番号: 1、 3、 または 5の連続した 15塩基 以上、 好ましくは 18塩基以上、 さらに好ましくは 20塩基以上、 さらに好ましくは 3 0塩基以上、 さらに好ましくは 50塩基以上、 さらに好ましくは 100塩基以上を用い る。 もしプローブに配列番号: 1、 3、 または 5、 あるいはそれらの相捕鎖以外 の配列が含まれる場合には、 ネガティブコントロールとしてその配列だけをプロ ーブにして同様にハイプリダイゼーションを行い、 同様の条件下で洗浄後にその プ口ーブが対象とする配列に有意にハイブリダィズしないことを確認すればよレヽ 。 ハイブリダィゼーシヨンは、 ニトロセルロース膜またはナイロン膜などを用い て慣用の方法にて実施することができる。 上記のストリンジェントな条件を具体 的に例示すれば、 例えば 6XSSC、 0.5%(W/V) SDS、 lOO^g/ml 変性サケ精子 DNA、 5 Xデンハルト溶液 (1 Xデンハルト溶液は 0.2° /。ポリビニールピロリ ドン、 0.2%牛 血清アルブミン、 および 0.2%フイコールを含む) を含む溶液中、 42°C、 好ましく は 50°C、 より好ましくは 60°C、 さらに好ましくは 65°Cでー晚ハイブリダイゼーシIn hybridization with the base sequence of SEQ ID NO: 1, 3, or 5, the base sequence or its complementary strand, or a part thereof is used as a probe to hybridize to the target sequence. Is the probe significantly hybridized to the target sequence after washing and washing under stringent conditions? Check. As a probe, SEQ ID NO: 1, 3, or 5 consecutive 15 bases or more, preferably 18 bases or more, more preferably 20 bases or more, more preferably 30 bases or more, more preferably 50 bases or more, more preferably Use at least 100 bases. If the probe contains sequences other than SEQ ID NO: 1, 3, or 5, or their phase capture strands, use only that sequence as a negative control and perform hyperpredation in the same way. Confirm that the probe does not significantly hybridize to the target sequence after washing under these conditions. Hybridization can be performed by a conventional method using a nitrocellulose membrane or a nylon membrane. For example, 6XSSC, 0.5% (W / V) SDS, lOO ^ g / ml denatured salmon sperm DNA, 5 X Denhardt solution (0.2 ° / 1 for 1 X Denhardt solution). In a solution containing polyvinylpyrrolidone, 0.2% bovine serum albumin, and 0.2% ficoll) at 42 ° C, preferably 50 ° C, more preferably 60 ° C, more preferably 65 ° C. Daisysi
3ンを行い、 ハイプリダイゼーシヨン後の洗浄を、 ハイプリダイゼーシヨンと同 じ温度にて、 4XSSC、 0.5°/。 SDS、 20分を 3回の洗浄を行う条件である。 より好ま しくはハイブリダイゼ一ン 3ン後の洗浄を、 ハイブリダイゼーシヨンと同じ温度 にて 4XSSC、 0.5% SDS、 20分を 2回、 2XSSC、 0.5% SDS、 20分を 1回の洗净を行う 条件である。 より好ましくはハイプリダイゼーシ 3ン後の洗浄を、 ハイプリダイ ゼーシヨンと同じ温度にて 4XSSC、 0.5% SDS、 20分を 2回、 続いて 1XSSC、 0.5% SDS、 20分を 1回行う条件である。 より好ましくはハイブリダイゼーション後の洗 浄を、 ハイブリダィゼーシヨンと同じ温度にて 2XSSC、 0.5°/。 SDS、 20分を 1回、 続いて 1XSSC、 0.5% SDS、 20分を 1回、 続いて 0.5XSSC、 0.5% SDSゝ 20分を 1回 行う条件である。 3 XS, 4 XSSC, 0.5 ° / at the same temperature as the high pridization. SDS is a condition of washing 3 times for 20 minutes. More preferably, washing after 3 minutes of hybridization, 4XSSC, 0.5% SDS, 20 minutes twice, 2XSSC, 0.5% SDS, 20 minutes once at the same temperature as the hybridization. It is a condition to do. More preferably, the conditions are such that washing after 3 hours of high lysis is performed twice at 4 XSSC, 0.5% SDS, 20 minutes, followed by 1 XSSC, 0.5% SDS, 20 minutes at the same temperature as the high lysis. . More preferably, the post-hybridization washing is 2XSSC, 0.5 ° / at the same temperature as the hybridization. SDS, 20 minutes once, then 1XSSC, 0.5% SDS, 20 minutes once, then 0.5XSSC, 0.5% SDS 20 minutes once.
ハイブリダィゼーションにより所望の哺乳動物から遺伝子を単離する場合は、 例えば本明細書に例示した哺乳動物の AlkBホモログ遺伝子 (例えば配列番号: 1 、 3、 または 5) の塩基配列またはその相ネ唐鎖、 あるいはその一部をプローブと して、 単離したい生物から作製した cDNAライブラリーをスクリーニングする。 本 発明においては、 このようにして得た天然の遺伝子がコードする AlkBホモログ遺 伝子を標的とすることができる。 AlkBホモログを同定するための材料は特に制限 されない。 好ましくは、 哺乳動物のゲノム DNAまたは cDNAである。 具体的には、 特 にマウス、 ラット、 ャギなどの所望の哺乳動物、 サルなどの霊長類、 およぴヒ ト などが挙げられる。 In the case of isolating a gene from a desired mammal by hybridization, for example, the base sequence of the mammalian AlkB homolog gene exemplified in the present specification (eg, SEQ ID NO: 1, 3, or 5) or its phase sequence is used. Tang Dynasty or part of it as probe Then, a cDNA library prepared from the organism to be isolated is screened. In the present invention, the AlkB homolog gene encoded by the natural gene thus obtained can be targeted. The material for identifying the AlkB homolog is not particularly limited. Mammalian genomic DNA or cDNA is preferred. Specific examples include desired mammals such as mice, rats, and goats, primates such as monkeys, and humans.
本発明において標的となる AlkBホモ口グ蛋白質は、 2-ォキソダルタル酸およぴ 二価の鉄ィオン存在下で DNAおよび/または RNA中の 1 -メチルアデ二ンおよび/また は 3-メチルシトシンからメチル基を取り除く活性を有している。 メチル基の除去 活性は、 後述の方法によりアツセィすることができる。 The target AlkB homologous protein in the present invention is DNA from 1-methyladenine and / or 3-methylcytosine to methyl in DNA and / or RNA in the presence of 2-oxodaltalic acid and divalent iron ions. Has activity to remove groups. The activity of removing a methyl group can be assessed by the method described below.
上記の AlkBホモログ遺伝子を発現する細胞において、 この遺伝子の発現を阻害 することによって、 この細胞のアルキルィヒ薬に対する感受性を上昇させることが できる。 このとき用いられるアルキル化薬は、 細胞内の DNAまたは RNAをアルキル 化して 1 -メチルアデ二ンぉよび/または 3 -メチルシトシンを生成する化合物である 。 このようなアルキルィ匕薬としては、 例えばメタンスルホン酸メチル (MMS) など の SN2型のアルキル化薬など数多くが知られている。 MMS以外にも、 シクロフォス フアミドおよびカムルシチンを例示することができる。 さらに、 臨床で用いられ ているメノレファラン、 クロラムブシノレ、 ィホスフアミ ド、 ブスノレファン、 セムス チン、 ダカルパジン、 ナイトロミン、 二ムスチン、 およぴラニムスチンなども例 示できるが、 これらに制限されない。 アルキル化薬の投与の工程と AlkBホモログ の発現または活性の抑制の工程の順序は特に制限されず、 アルキルィ匕薬を細胞に 添加する前、 同時、 または後で AlkBホモログの発現または活性を抑制してよい。 アルキルィヒ薬に対する細胞の感受性は、 例えば細胞の生存を測定することにより 決定することができる。 細胞生存率の測定には、 例えば MTTアツセィ法、 または生 細胞数測定試薬 SF (ナカライテスタ) などを利用することができる。 In cells expressing the above AlkB homolog gene, inhibition of the expression of this gene can increase the sensitivity of the cell to alkylic drugs. The alkylating agent used at this time is a compound that alkylates intracellular DNA or RNA to produce 1-methyl adenine and / or 3-methyl cytosine. There are many known alkylating agents such as SN 2 type alkylating agents such as methyl methanesulfonate (MMS). In addition to MMS, cyclophosphamide and camlucitin can be exemplified. In addition, clinical examples of menorephalan, chlorambucinole, ifosfamide, busunolevane, semustine, dacarpazine, nitromine, dimustine, and ranimustine are not limited thereto. The order of the alkylating agent administration step and the suppression of AlkB homolog expression or activity is not particularly limited, and the AlkB homolog expression or activity is suppressed before, simultaneously with, or after the addition of the alkyl glaze to the cell. It's okay. The sensitivity of cells to alkylich drugs can be determined, for example, by measuring cell survival. For measurement of cell viability, for example, the MTT Atsey method or the living cell count reagent SF (Nacalai Tester) can be used.
AlkBホモ口グ遺伝子の発現の抑制は、 該遺伝子の raRNAレベルおよび/または蛋 白質レベルの抑制であってよい。 AlkBホモログ遺伝子の発現を抑制する化合物と しては、 例えば、 該遺伝子に対して RNAi (RNA interferance; RNA干渉) 効果を有 する RNAを好適に挙げることができる。 一般的に RNAiとは、 標的遺伝子の mRNA配列 の一部と相同な配列からなるセンス RNAおよびこれと相補的な配列からなるアンチ センス RNAを含む RNAを細胞内に導入または発現させることにより、 標的遺伝子 mRN Aの破壌を誘導し、 標的遺伝子の発現が阻害される現象を言う (Genes Dev. 2001,Suppression of the expression of the AlkB homologue gene is due to the raRNA level of the gene and / or the protein. There may be a suppression of white matter levels. Preferred examples of the compound that suppresses the expression of the AlkB homolog gene include RNA having an RNAi (RNA interferance) effect on the gene. In general, RNAi refers to target RNA by introducing or expressing into the cell RNA that includes a sense RNA consisting of a sequence homologous to part of the mRNA sequence of the target gene and an antisense RNA consisting of a complementary sequence. This refers to a phenomenon in which the expression of the target gene is inhibited by inducing the destruction of the gene mRNA (Genes Dev. 2001,
15: 188-200 ; Elbashir, SM et al. (2001) Nature 411 :494-498) 。 腿 i効果を 持つ 2本鎖 RNAが細胞内に導入されると、 DICERといわれる酵素 (RNase III核酸分 解酵素ファミリーの一種) 力 ¾本鎖醒と接触し、 2本鎖 R Aが small interfering R NA (siRNA) と呼ばれる小さな断片に分解される。 本発明において siRNAは、 この ような細胞内プロセッシングにより生成した RNAに加え、 RNAiにより標的遺伝子の 発現を阻害するために人工的に合成または発現させた RNA分子も siRNAと総称する 。 本発明における RNAi効果を有する RNAには、 これらの siRNAが含まれる。 siRNAに より、 インビボにおいて標的遺伝子の発現を抑制することができる (Anton P. et al. , Nature Vol. 418 38-39 2002; David L. et al. , ature genetics Vol. 3 2 107-108, 2002) 。 15: 188-200; Elbashir, SM et al. (2001) Nature 411: 494-498). When double-stranded RNA with the thigh i effect is introduced into the cell, an enzyme called DICER (a member of the RNase III nucleic acid-degrading enzyme family) force ¾ contacts with double stranding, and double-stranded RA becomes small interfering R It is broken down into small pieces called NA (siRNA). In the present invention, siRNA is collectively referred to as siRNA as well as RNA generated by such intracellular processing, and RNA molecules artificially synthesized or expressed to inhibit target gene expression by RNAi. The RNA having an RNAi effect in the present invention includes these siRNAs. siRNA can suppress the expression of target genes in vivo (Anton P. et al., Nature Vol. 418 38-39 2002; David L. et al., ature genetics Vol. 3 2 107-108, 2002).
ある標的遺伝子に対する siRNAは、 通常、 この遺伝子の転写配列 (mRNA配列) に おける連続する 15塩基以上の配列 (より好ましくは 16塩基以上、 17塩基以上、 18 塩基以上、 または 19塩基以上の配列) 、 およびその相補配列を含み、 これらの配 列がハイプリダイズして 2本鎖を形成する RNAである。 好ましくは、 連続する 19〜3 0塩基、 より好ましくは 20〜25塩基の配列、 より好ましくは 21〜23塩基の配列また はその相補配列を片方の鎖に含み、 これと相補対を形成するようなもう一方の鎖 を含む RNAである。 し力 し、 より長い配列を含む RNAであっても、 細胞において、 R NAi効果を有する siRNAへ分解されることが期待されるため、 RNAの長さは特に制限 されない。 また、 標的遺伝子の mRNAの全長もしくはほぼ全長の領域に対応する長 鎖二本鎖 R Aを、 例えば、 予め DICERで分解させ、 その分解産物を利用することも 可能である。 この分解産物には、 RNAi効果を有する RNA分子 (siR A) が含まれる ことが期待される。 この方法によれば、 RNAi効果を有することが期待される raRNA 上の領域を、 特に選択しなくともよい。 即ち、 標的遺伝子の RNAi効果を有する配 列は、 必ずしも正確に規定される必要はないであろう。 The siRNA for a target gene is usually a sequence of 15 bases or more in the transcription sequence (mRNA sequence) of this gene (more preferably a sequence of 16 bases or more, 17 bases or more, 18 bases or more, or 19 bases or more) , And its complementary sequence, and these sequences are RNA that is hybridized to form a double strand. Preferably, a sequence of 19 to 30 bases, more preferably 20 to 25 bases, more preferably a sequence of 21 to 23 bases or a complementary sequence thereof is included in one strand so as to form a complementary pair with this. RNA containing the other strand. However, even if the RNA contains a longer sequence, the length of the RNA is not particularly limited because it is expected to be degraded into siRNA having an RNAi effect in the cell. In addition, a long double-stranded RA corresponding to the full length or almost the full length region of the target gene mRNA can be decomposed with DICER in advance and the degradation product can be used. Is possible. This degradation product is expected to contain an RNA molecule (siRA) having the RNAi effect. According to this method, it is not necessary to select a region on raRNA that is expected to have an RNAi effect. That is, the sequence having the RNAi effect of the target gene may not necessarily be precisely defined.
通常、 末端に数塩基のオーバーハングを有する 2本鎖 RNAは、 RNAi効果が高いこ とが知られている。 本発明において用いる siRNAは、 必須ではないが、 末端 (好ま しくは 3'末端) に数塩基のオーバーハングを有することが望ましい。 このオーバ 一ハングを形成する塩基の長さは特に制限されないが、 好ましくは、 2塩基のォー バーハングである。 本発明においては例えば、 TT (チミンが 2個) 、 UU (ゥラシル が2個) 、 その他の塩基のオーバーハングを有する 2本鎖 RNA (最も好ましくは I9塩 基対の 2本鎖 RNA部分と 2塩基 (TT)のオーバーハングを有する分子) を好適に用 、る ことができる。 本発明の siRNAには、 このようにオーバーハングを形成する塩基が DNAであるような分子も含まれる。 Usually, double-stranded RNA having an overhang of several bases at the end is known to have a high RNAi effect. The siRNA used in the present invention is not essential, but preferably has an overhang of several bases at the end (preferably the 3 ′ end). The length of the base forming this overhang is not particularly limited, but is preferably a 2-base overhang. In the present invention, for example, TT (2 thymines), UU ( 2 uracils), double-stranded RNA having an overhang of other bases (most preferably, a double-stranded RNA part of an I 9 base pair and Molecules having an overhang of 2 bases (TT) can be preferably used. The siRNA of the present invention includes molecules in which the base that forms the overhang is DNA.
また、 siRNAにおいて塩基対を形成する 2つの鎖は、 スぺーサーを介して連結さ れていてもよい。 すなわち、 このスぺーサ一がループを形成して、 その前後の RNA 配列同士がァニールして 2本鎖を形成する RNAも好適に用いることができる。 スぺ ーサ一の長さに制限はないが、 例えば 3〜23塩基としてよい。 In addition, two strands forming a base pair in siRNA may be linked via a spacer. That is, RNA in which the spacer forms a loop and the RNA sequences before and after the spacer anneal to form a double strand can also be suitably used. The length of the spacer is not limited, but may be 3 to 23 bases, for example.
また、 上記の siRNAを発現し得るベクターもまた、 本発明において使用すること ができる。 即ち本発明は、 RNAi効果を持つ腿を発現し得るベクターの使用に関す る。 上記 RNAを発現し得るベクターは、 例えば 2本鎖からなる siRNAの一方の鎖と他 方の鎖が別々に発現するように、 それぞれ別々のプロモーターと連結した核酸で あってよい。 あるいは選択的スプライシング等により 1つのプロモーターから 2 種の R Aが転写されるようにしてもよい。 あるいは、 センス鎖とアンチセンス鎖が スぺーサー (ループを形成する) を介して連結された一本鎖 RNAを発現するべクタ 一であってもよい。 このベクターから発現した RNAは、 RNAi効果を持つ RNAステム を形成して標的遺伝子の発現を抑制する。 ステムの長さは上記の siRNAと同様であ るが、 例えば 19〜29塩基としてよい。 スぺーサ一の長さに制限はないが、 例えば 3 〜23塩基としてよレ、。 5'および/または 3'に数塩基のオーバーハングを有していて も、 いなくてもよい。 これらのベクターは、 当業者においては、 一般的な遺伝子 工学技術により、 容易に作製することができる (Bru腿 elkamp TR et al. (2002) Science 296: 550-553; Lee NS et al. (2001) Nature Biotechnology 19: 500 - 5 05; Miyagishi M & Taira K (2002) Nature Biotechnology 19: 497-500; Paddis on PJ et al. (2002) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 99 : 1443-1448; Paul CP et al. (2002) Nature Biotechnology 19: 505-508; Sui G et al. (2002) Proc Nat 1 Acad Sci USA 99 (8) : 5515-5520; Proc Natl Acad Sci USA 99: 14943-14945, 2002; Paddison, PJ et al. (2002) Genes Dev. 16: 948-958) 。 より具体的には 、 目的の RNA配列をコードする DNAを公知の種々の発現べクターへ適宜揷入するこ とによって構築することが可能である。 プロモーターとしては、 R Aポリメラーゼ IIIプロモーターなどを好適に用いることができる。 具体的には、 例えば U6 Pol I IIプロモーター、 および HI RNAプロモーター (HI RNAは R asePを構成する一成分 である) などが利用できる。 In addition, vectors capable of expressing the above siRNA can also be used in the present invention. That is, the present invention relates to the use of a vector capable of expressing a thigh having an RNAi effect. The vector capable of expressing the RNA may be, for example, a nucleic acid linked to a separate promoter so that one strand of a double-stranded siRNA and the other strand are separately expressed. Alternatively, two types of RA may be transcribed from one promoter by alternative splicing or the like. Alternatively, it may be a vector that expresses a single-stranded RNA in which a sense strand and an antisense strand are linked via a spacer (forms a loop). RNA expressed from this vector forms an RNA stem with RNAi effect and suppresses expression of the target gene. The stem length is the same as the above siRNA For example, it may be 19 to 29 bases. There is no limit to the length of the spacer, but for example 3 to 23 bases. It may or may not have an overhang of several bases at 5 'and / or 3'. Those skilled in the art can easily produce these vectors by general genetic engineering techniques (Bru thigh elkamp TR et al. (2002) Science 296: 550-553; Lee NS et al. (2001 ) Nature Biotechnology 19: 500-5 05; Miyagishi M & Taira K (2002) Nature Biotechnology 19: 497-500; Paddis on PJ et al. (2002) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 99: 1443-1448; Paul CP et al. (2002) Nature Biotechnology 19: 505-508; Sui G et al. (2002) Proc Nat 1 Acad Sci USA 99 (8): 5515-5520; Proc Natl Acad Sci USA 99: 14943-14945, 2002; Paddison, PJ et al. (2002) Genes Dev. 16: 948-958). More specifically, it can be constructed by appropriately inserting DNA encoding a target RNA sequence into various known expression vectors. As the promoter, RA polymerase III promoter and the like can be preferably used. Specifically, for example, U6 Pol I II promoter and HI RNA promoter (HI RNA is a component constituting RaseP) can be used.
以下に、 好ましい siRNAの一例を例示するが、 本発明において用いられる siRNA はこれらに限定されない。 まず、 標的遺伝子の開始コドンから、 50塩基以上、 好 ましくは 60塩基以上、 より好ましくは 70塩基以上下流の転写配列領域を選択する 。 該領域から、 好ましくは M配列を見つけ、 該 AAに続く 17〜20ヌクレオチド (例 えば Mに続く 19ヌクレオチド) を選択する。 AAの次の塩基は特に制限はないが、 G または Cである配列が好適には選択される。 ここで、 選択する配列の GC含量は、 20 〜80%であることが好ましく、 より好ましくは 30〜70%、 より好ましくは 35〜65 %である。 また、 選択した配列は、 siRNAを投与する組織で発現する遺伝子の中で 、 標的遺伝子に特異的な配列であることが好ましい。 例えば、 公共の遺伝子配列 データベースで選択配列を queryにして検索し、 投与個体の遺伝子の中で標的遺伝 子以外に同一の配列を転写配列に持つ遺伝子が存在しないことを確認することが 好ましい。 また配列は、 標的遺伝子の蛋白質コード配列 (CDS) 内から選択するこ とが好ましい。 このようにして選択された配列の初めの AAを除く配列を含む配列Examples of preferable siRNA are illustrated below, but the siRNA used in the present invention is not limited thereto. First, a transcription sequence region downstream of 50 bases or more, preferably 60 bases or more, more preferably 70 bases or more from the start codon of the target gene is selected. From this region, preferably the M sequence is found and the 17-20 nucleotides following the AA (eg 19 nucleotides following M) are selected. Although the next base of AA is not particularly limited, a sequence that is G or C is preferably selected. Here, the GC content of the sequence to be selected is preferably 20 to 80%, more preferably 30 to 70%, more preferably 35 to 65%. In addition, the selected sequence is preferably a sequence specific to the target gene among genes expressed in the tissue to which siRNA is administered. For example, it is possible to search a public gene sequence database by selecting a selected sequence as a query, and to confirm that there is no gene having the same sequence as the transcription sequence other than the target gene in the gene of the administered individual. preferable. The sequence is preferably selected from the protein coding sequence (CDS) of the target gene. A sequence containing the sequence excluding the first AA of the sequence thus selected
(好ましくは、 3'に UUまたは TTが付加されている) 、 およびその相捕配列 (好ま しくは 3'に UUまたは TTを有する) は、 好適な siRNAとなる。 また Mに続く配列を探 す代わりに、 CAに続く配列を上記と同様に探してもよい。 あるいは Mまたは CA以 外の配列であってもよい。 複数種作製された siRNAから、 最適な RNAi効果を有する RNAを適宜選択することも可能である。 好適な siRNAの具体例として、 実施例に示 された RNAを例示することができる。 即ち、 配列番号: 7および 8の 1〜19番目の配 列を含む siRNA、 配列番号: 9および 10の 1〜: 19番目の配列を含む siRNA、 配列番号(Preferably, UU or TT is added to 3 ′), and its phase-trapping sequence (preferably having UU or TT in 3 ′) is a suitable siRNA. Alternatively, instead of searching for the sequence following M, you may search for the sequence following CA as above. Alternatively, it may be a sequence other than M or CA. It is also possible to appropriately select an RNA having an optimal RNAi effect from a plurality of types of siRNAs. Specific examples of suitable siRNAs include the RNAs shown in the examples. That is, siRNA containing the 1st to 19th sequences of SEQ ID NOs: 7 and 8; siRNA containing the 1st to 19th sequences of SEQ ID NOs: 9 and 10; SEQ ID NO:
: 11および 12の 1〜19番目の配列を含む siRNA (各 RNAの 3'に TTまたは UUなどの塩基 を付加してもよい) は好適に使用される。 同様に、 配列番号: 13および 14、 15お よび 16、 17および 18のそれぞれのペアにおいて 1〜19番目の配列を含む siRNA (各 R NAの 3'に TTまたは UUなどの塩基を付カ卩してもよい) は好適に使用される。 : SiRNAs containing the 1st to 19th sequences of 11 and 12 (bases such as TT or UU may be added 3 ′ of each RNA) are preferably used. Similarly, siRNA containing sequences 1 to 19 in each pair of SEQ ID NOs: 13 and 14, 15 and 16, 17 and 18 (bases such as TT or UU are added to the 3 ′ of each RNA) May be preferably used.
RNAi効果を有する R Aは、 当業者においては標的遺伝子の塩基配列を基に、 適宜 作製することができる。 標的となる AlkBホモログ遺伝子の塩基配列は、 上述のよ うに公共の遺伝子データベースから容易に取得することができるし、 ヒト AlkBホ モログ遺伝子の塩基配列 (配列番号: 1、 3、 または 5 ) をプローブに、 哺乳動 物の cDNAライブラリーをスクリーニングしたり、 あるいはヒト AlkBホモログ遺伝 子の塩基配列を基に作製したプライマーを基に RT-PCRにより取得することができ る。 得られた遺伝子の塩基配列を基に、 上記の説明に従って siRNAを設計すること ができる。 The RA having the RNAi effect can be appropriately prepared by those skilled in the art based on the base sequence of the target gene. The base sequence of the target AlkB homolog gene can be easily obtained from the public gene database as described above, and the base sequence of the human AlkB homolog gene (SEQ ID NO: 1, 3, or 5) is probed. In addition, it can be obtained by screening a cDNA library of mammals, or by RT-PCR based on a primer prepared based on the base sequence of the human AlkB homolog gene. Based on the base sequence of the obtained gene, siRNA can be designed according to the above explanation.
標的となる遺伝子の配列は、 必ずしも遺伝子全長の塩基配列が判明している必 要はない。 siRNAとして選択可能な任意の連続する RNA領域 (例えば、 20〜30塩基 ) が判明していればよい。 従って、 EST (Expressed Sequence Tag) 等のように mR NAの一部は判明しているが、 全長が判明していない遺伝子断片からも、 該断片の 塩基配列を基に本発明の siRNAを作製することが可能である。 以下に、 GenBankデ ータベースにおいて、 ヒト ABH2および ABH3と高い相同性を示した EST配列のァクセ ッシヨンナンパ一を記載した。 但し、 これらは多数存在する EST配列のうちの一例 に過ぎず、 当業者においては、 適切な EST断片に関する情報を公共のデータベース から容易に取得することができる。 これらの各 ESTに対応する mRNAにおける、 連続 する RNA領域の一部を一方の鎖とする RNAi効果を有する RNAを用いて AlkBホモログ 遺伝子の発現を阻害してもよい。 It is not always necessary to know the base sequence of the full length of the target gene. Any continuous RNA region that can be selected as siRNA (for example, 20 to 30 bases) may be known. Therefore, the siRNA of the present invention is prepared from a gene fragment whose partial length is known, such as EST (Expressed Sequence Tag), but whose full length is not known, based on the base sequence of the fragment. It is possible. Below, GenBank In the database, an EST sequence accession number showing high homology with human ABH2 and ABH3 was described. However, these are merely examples of a large number of EST sequences, and those skilled in the art can easily obtain information on appropriate EST fragments from public databases. In the mRNA corresponding to each EST, AlkB homolog gene expression may be inhibited by using RNA having an RNAi effect with a part of a continuous RNA region as one strand.
(a) ABH2 (a) ABH2
BU857344, BM713799, BU621636、 CB306784、 BU535633、 BU858046、 CA425782、 BU6 21592、 AL528750、 BU539036、 BF812735、 AW245078、 AW246209, BI822466、 BM7909 74、 BM852409、 AI201794、 BE222844, AI078333、 AI374763、 BI488628、 AA602382 、 AW129633、 AI865555、 BQ920902、 AI885651、 AW206726、 AW005870、 AA782579, B G831183、 BU542852、 BG057635、 AW971683、 BE253917、 AW952528, AI040632, H097 45、 AI 124006, BM701520, AI138654、 BQ013942、 BE742854、 AI253156、 W73383、 A 1198796、 AA931459, AI283026、 BG116821, BE328465、 AW731884、 CB115208、 BQ22 7530、 AI278638、 BF683378、 BF591258、 AI421482, AI417338, AI073924、 BF18320 8、 BM799140、 AI675781、 BU623121、 BQ014087、 AW071763, AW001162、 M550952、 BE894785、 D60111、 BF751508、 CB115574、 BF686043、 BI861887、 M256089、 T7963 1、 T79716、 BM785502、 BI666861、 BI861994、 BM546765, AW952001 BI767047、 BF 766222、 BG751427、 AI269764、 BG284978, BE255140、 CB118993、 BI045022、 AW005 663、 AI589576、 AI284851、 CB115220、 AA333965, AI784306、 M911501、 N92173、 AI183736、 AA865002, AW169802, BE857214 BU857344, BM713799, BU621636, CB306784, BU535633, BU858046, CA425782, BU6 21592, AL528750, BU539036, BF812735, AW245078, AW246209, BI822466, BM7909 74, BM852409, AI201794, BE222844, AI078333, AI374763, 382, AI374763, BI BQ920902, AI885651, AW206726, AW005870, AA782579, B G831183, BU542852, BG057635, AW971683, BE253917, AW952528, AI040632, H097 45, AI 124006, BM701520, AI138654, BQ013942, BE742854, 283153, 59483, AI253156, W73383, 28383 BG116821, BE328465, AW731884, CB115208, BQ22 7530, AI278638, BF683378, BF591258, AI421482, AI417338, AI073924, BF18320 8, BM799140, AI675781, BU623121, BQ014087, AW071763, BF, 115, 785 BI861887, M256089, T7963 1, T79716, BM785502, BI666861, BI861994, BM546765, AW952001 BI767047, BF 766222, BG751427, AI269764, BG284978, BE255140, CB11 8993, BI045022, AW005 663, AI589576, AI284851, CB115220, AA333965, AI784306, M911501, N92173, AI183736, AA865002, AW169802, BE857214
(b) ABH3 (b) ABH3
BI860137, BX406644, AL570007、 AL570007、 BE250119、 BE249876、 AL571973、 AL5 51946、 BG283085、 BF724816、 BM824362、 BM792655、 BE293567、 BG282971、 BE7890 24、 BE293665、 BM545966、 BF037645, BQ272207, AL543545、 BM561898、 AL551979 、 BX390609、 M169457、 AL546752、 BM981193、 BM985113、 AL554302、 BX406645、 B M999346、 CB048424, BI918447、 BM694348、 BU602469、 AL577048、 BQ939674、 BM70 4858、 BE408144、 BU179848、 BI258292、 BQ233246S BG772137、 BM548608、 BE27441 9、 BU553708, BI823026、 BU838356、 M172190、 BM917712、 BU631845、 BE792222、 CA445168、 BU730492、 BQ017150, BM971930、 BM681387、 BE891036、 BE892721, BFO 62547、 BE791860、 BQ181579、 BM011189、 BU788104、 BI222582、 BF026256、 BI9089 85、 BE887345、 AI636076、 BU784435、 BI561482, BG831972、 BF933573、 BE260229 、 BI917188、 BQ375282, BE296128、 BF886167, BX361668、 BQ375283S BX089006、 B F823012、 BE937862、 BG823846、 BQ375279、 BI833740、 AI916587、 AI656885、 BQ57 6341、 BG187465、 AW001947, BG191648、 BG825625、 BG370227, AA932508, AW45147 2、 AI370748、 AW247495 BM675933、 BF763881、 BE269759、 AW860831 BI860137, BX406644, AL570007, AL570007, BE250119, BE249876, AL571973, AL5 51946, BG283085, BF724816, BM824362, BM792655, BE293567, BG282971, BE7890 24, BE293665, BM545966, BF037645, B4272207, AL 545207, AL AL546752, BM981193, BM985113, AL554302, BX406645, B M999346, CB048424, BI918447, BM694348, BU602469, AL577048, BQ939674, BM70 4858, BE408144, BU179848, BI258292, BQ233246 S BG772137, BM548608, BE27441 9, BU553708, BI823026, BU838356, M172190, BM98454, BM9845 BQ017150, BM971930, BM681387, BE891036, BE892721, BFO 62547, BE791860, BQ181579, BM011189, BU788104, BI222582, BF026256, BI9089 85, BE887345, AI636076, BU784435, BI561482, BG831972, BF933573, BE260 229, BF933573, BE260 229 BX361668, BQ375283 S BX089006, B F823012, BE937862, BG823846, BQ375279, BI833740, AI916587, AI656885, BQ57 6341, BG187465, AW001947, BG191648, BG825625, BG370227, AA932508, AW45147 2, 495370BM, 388147
合成した siRNAを臨床に使用する場合、 siR Aは修飾することができる。 例えば 、 ヌクレアーゼ分解に対する感受性を減らし、 効果を持続させるためにホスホロ チォエート型の RNAを使用することができる。 siRNAのリン酸エステルをホスホロ チォエートに置換しても RNAi効果は変わらず、 安定性が増す事が報告されている 。 また、 siRNAのゥリジンおよび、 シチジンをそれぞれ 2' _fluoro-2,- deoxyuridin eおよび、 2,- fluoro- 2,- deoxycytidi'nに変換する事により RNAi効果は変わらず、 ヌクレアーゼに耐性になることが知られている [Harborth J. et al. (2003) Nuc leic Acid Drug Dev. 13 : 83-105]。 従って、 このような RNA類似体を含む siRNAは 、 臨床に適している。 本発明の siRNAには、 このような腿の類似体も含まれる。 また、 AlkBホモログ遺伝子の発現を抑制するために、 例えば以下の (a ) また は (b ) の核酸を用いることも可能である。 When the synthesized siRNA is used clinically, siRA can be modified. For example, phosphorothioate type RNA can be used to reduce susceptibility to nuclease degradation and maintain the effect. It has been reported that substitution of phosphoric acid ester of siRNA with phosphoroate does not change the RNAi effect and increases stability. In addition, siRNA uridine and cytidine can be converted to 2 '_fluoro-2, -deoxyuridin e and 2, -fluoro-2, -deoxycytidi'n, respectively, and the RNAi effect will not change, and it will become resistant to nucleases. [Harborth J. et al. (2003) Nucleic Acid Drug Dev. 13: 83-105]. Therefore, siRNA containing such an RNA analog is suitable for clinical use. The siRNA of the present invention includes such thigh analogs. In order to suppress the expression of the AlkB homolog gene, for example, the following nucleic acid (a) or (b) can be used.
( a ) AlkBホモログ遺伝子の転写産物、 またはその一部に対するアンチセンス核 酸 (a) Antisense nucleic acid for transcript of AlkB homolog gene or part of it
( b ) AlkBホモログ遺伝子の転写産物を特異的に開裂するリボザィム (b) Ribozyme that specifically cleaves the transcript of the AlkB homolog gene
特定の内在性遺伝子の発現を阻害 (抑制) する方法としては、 アンチセンス技 術を利用する方法が当業者によく知られている。 アンチセンス核酸が標的遺伝子 の発現を阻害する作用としては、 以下のような複数の要因が存在する。 すなわちAs a method for inhibiting (suppressing) the expression of a specific endogenous gene, a method using an antisense technique is well known to those skilled in the art. Antisense nucleic acid is the target gene There are several factors as the action of inhibiting the expression of: Ie
、 三重鎖形成による転写開始阻害、 RNAポリメラーゼによって局部的に開状ループ 構造が作られた部位とのハイプリッド形成による転写阻害、 合成の進みつつある R NAとのハイプリッド形成による転写阻害、 イントロンとェキソンとの接合点にお けるハイプリッド形成によるスプライシング阻害、 スプライソソーム形成部位と のハイプリッド形成によるスプライシング阻害、 mRNAとのハイプリッド形成によ る核から細胞質への移行阻害、 キヤッピング部位ゃポリ(A)付加部位とのハイプリ ッド形成によるスプライシング阻害、 翻訳開始因子結合部位とのハイプリッド形 成による翻訳開始阻害、 開始コドン近傍のリボソーム結合部位とのハイプリッド 形成による翻訳阻害、 mRNAの翻訳領域ゃポリソーム結合部位とのハイブリッド形 成によるぺプチド鎖の伸長阻害、 および核酸と蛋白質との相互作用部位とのハイ プリッド形成による遺伝子発現阻害などである。 このようにアンチセンス核酸は 、 転写、 スプライシングまたは翻訳など様々な過程を阻害することで、 標的遺伝 子の発現を阻害する (平島および井上著、 新生化学実験講座 2核酸 IV遺伝子の複 製と発現、 日本生化学会編、 東京化学同人、 1993年、 p. 319-347) 。 Inhibition of transcription initiation by triplex formation, inhibition of transcription by formation of a hybrid with a site where an open loop structure is locally formed by RNA polymerase, inhibition of transcription by formation of a hybrid with RNA, which is being synthesized, intron and exon Splicing inhibition by hyperid formation at the junction with, splicing inhibition by hyperid formation with spliceosome formation site, inhibition of transition from nucleus to cytoplasm by hyperid formation with mRNA, capping site poly (A) addition site Inhibition of splicing due to the formation of a hybrid with the translation initiation factor, inhibition of translation initiation due to the formation of a hybrid with the translation initiation factor binding site, inhibition of translation due to the formation of a hybrid with the ribosome binding site near the initiation codon, translation region of the mRNA with the polysome binding site By hybrid formation Elongation inhibition of peptide chain, and gene expression inhibition by high Puriddo forming the interaction site between a nucleic acid and protein, and the like. In this way, antisense nucleic acids inhibit the expression of target genes by inhibiting various processes such as transcription, splicing or translation (by Hirashima and Inoue, Shinsei Chemistry Laboratory 2 Nucleic acid IV gene replication and expression) , Japan Biochemical Society, Tokyo Chemical Doujin, 1993, p. 319-347).
本発明で用いられるアンチセンス核酸は、 上記のいずれの作用により AlkBホモ ログ遺伝子の発現を阻害してもよい。 アンチセンス核酸としては、 AlkBホモログ 遺伝子の転写される配列の連続した 13ヌクレオチド以上、 好ましくは 14ヌクレオ チド以上、 さらに好ましくは 15ヌクレオチド以上に対するアンチセンス配列を含 む核酸であってよい。 例えば、 初期転写配列中のェクソン一イントロン境界、 ィ ントロンーェクソン境界、 翻訳開始コドンを含む領域、 5'端近傍の非翻訳領域、 または成熟 mRNA中の蛋白質コード配列 (CDS) の連続した 13ヌクレオチド以上、 好 ましくは 14ヌクレオチド以上、 さらに好ましくは 15ヌクレオチド以上に対するァ ンチセンス配列を含む核酸などが好ましい。 また臨床応用を考慮する場合、 使用 されるアンチセンス核酸は、 通常、 合成オリゴマーである。 アンチセンス核酸は D NAであってよく、 さらに修飾されていてもよい。 例えば、 ヌクレアーゼ分解に対 する感受性を減らし、 且つアンチセンス核酸としての活性を維持するために、 リ ン酸エステル結合部の 0 (酸素) を S (硫黄) に置換した Sオリゴ (ホスホロチォェ 一ト型オリゴヌクレオチド) の利用が一般に知られている。 この Sオリゴは現在で はアンチセンス薬として、 直接患部に注入される臨床試験が行なわれている。 本 発明においてもこの Sオリゴを好適に使用することができる。 アンチセンス核酸の 配列は、 標的遺伝子またはその一部と相補的な配列であることが好ましいが、 遺 伝子の発現を有効に抑制できる限り、 完全に相補的でなくてもよい。 転写された RThe antisense nucleic acid used in the present invention may inhibit the expression of the AlkB homolog gene by any of the actions described above. The antisense nucleic acid may be a nucleic acid containing an antisense sequence for a sequence of 13 nucleotides or more, preferably 14 nucleotides or more, more preferably 15 nucleotides or more of the sequence to be transcribed of the AlkB homolog gene. For example, an exon-intron boundary in the initial transcription sequence, an intron-exon boundary, a region including the translation initiation codon, an untranslated region near the 5 'end, or a sequence of protein coding sequences (CDS) in the mature mRNA 13 A nucleic acid containing an antisense sequence for nucleotides or more, preferably 14 nucleotides or more, more preferably 15 nucleotides or more is preferred. Moreover, when considering clinical application, the antisense nucleic acid used is usually a synthetic oligomer. The antisense nucleic acid may be DNA and may be further modified. For example, against nuclease degradation In order to reduce the sensitivity and maintain the activity as an antisense nucleic acid, the use of S oligos (phosphorothioate oligonucleotides) in which 0 (oxygen) in the phosphate ester bond is replaced with S (sulfur) Generally known. This S oligo is now in clinical trials as an antisense drug that is injected directly into the affected area. In the present invention, this S oligo can be preferably used. The sequence of the antisense nucleic acid is preferably a sequence complementary to the target gene or a part thereof, but may not be completely complementary as long as the gene expression can be effectively suppressed. Transcribed R
NAは、 標的遺伝子の転写産物に対して好ましくは 90%以上、 最も好ましくは 95% 以上の相補性を有する。 アンチセンス核酸を用いて標的遺伝子の発現を効果的に 抑制するには、 アンチセンス核酸の長さは、 好ましくは 17塩基以上であり、 より 好ましくは 20塩基以上、 より好ましくは 25塩基以上、 より好ましくは 30塩基以上NA preferably has 90% or more complementarity, and most preferably 95% or more complementarity to the target gene transcript. In order to effectively suppress the expression of a target gene using an antisense nucleic acid, the length of the antisense nucleic acid is preferably 17 bases or more, more preferably 20 bases or more, more preferably 25 bases or more, Preferably 30 bases or more
、 より好ましくは 40塩基以上、 より好ましくは 50塩基以上であり、 さらに好まし くは 100塩基以上である。 アンチセンス RNAは細胞内で発現させることもできる。 標的細胞で活性を持つプロモーターの下流に目的の RNAをコードする核酸を連結し たベクターを作製し、 これを細胞に導入すればよい。 ベクターとしては、 レトロウイルスベクター、 アデノウイルスベクター、 アデ ノ随伴ゥィルスべクタ一などのウィルスベクターやリボソームなどの非ウィルス ベクターなどが利用できる。 リボソーム以外の非ウィルスベクターとしては、 高 分子キャリアが知られており、 生体内で安定に存在し、 血流中を安定に循環しう る核酸医薬のデリバリーシステムとして、 ポリエチレンダリコール-ポリカチオン プロック共重合体と核酸医薬の自己会合により形成される高分子ナノミセルが挙 げられる [Harada A. & Kataoka K. Science, 283, 65 - 67 (1999) ; Katayose S. & Kataoka K. Bioconjugate Chemistry, 8 (5) , 702-707 (1997) ]。 そしてこの改 良型である、 ポリエチレングリコ一ル-ポリアスパラギン酸 (PEG- PAsp)ブロック共 重合体とリン酸カルシウムから形成される無機 -有機複合ナノ組織体であるリン酸 カルシウムミセル [Kakizawa Y. & Kataoka K. Langmuir, 18 (2) , 4539-4543 (20 02) ] や、 ジスルフィド架橋を內核に導入し、 血中安定性を向上させた高分子ナノ ミセル [Kakizawa Y. , Harada A. & Kataoka K. J. Amer. Chem. Soc. , 121 (48), 11247-11248 (1999) ]、 さらにこれらのデリパティプは siRNAや核酸のキャリアと して有効であると考えられる。 また、 他の高分子キャリアとしてバイオコンジュ ゲー卜型キャリア力 S挙げられる [Asayama S. et al. Biocon jugate Chemistry, 9 (4) , 476-481 (1998); Park J-U. et al. Prep. Biochem. & Biotechnol. , 29 (4) , 353-370 (1999) ]。 これらのベクター系または遺伝子導入用の担体を利用して、 ex vivo法や in vivo法などにより患者へ投与を行う遺伝子治療が可能となる。 また、 AlkBホモログ遺伝子の発現の阻害は、 リボザィム、 またはリボザィムを コードするベクターを利用して行うことも可能である。 リボザィムとは触媒活十生 を有する RNA分子を指す。 リボザィムには種々の活性を有するものが存在し、 RNA を部位特異的に切断するリボザィムの設計も可能である。 リボザィムには、 ダル ープ Iィントロン型ゃ R ase Pに含まれる Ml RNAのように 400ヌクレオチド以上の大 きさのものもあるが、 ハンマーヘッド型(Rossi et al. (1991) Pharmac. Ther. 5 0: 245- 254)やヘアピン型 (Hampel et al. (1990) Nucl. Acids Res. 18: 299-304 , and U. S. Pat. No. 5, 254, 678)と呼ばれる 40ヌクレオチド程度の活性ドメイン を有するものもある (小泉誠おょぴ大塚栄子、 蛋白質核酸酵素、 1990年、 35、 219 1) 。 More preferably, it is 40 bases or more, more preferably 50 bases or more, and even more preferably 100 bases or more. Antisense RNA can also be expressed intracellularly. A vector in which a nucleic acid encoding the target RNA is linked downstream of a promoter active in the target cell may be prepared and introduced into the cell. As a vector, a retrovirus vector, an adenovirus vector, a virus vector such as an adeno-associated virus vector, or a non-viral vector such as a ribosome can be used. High-molecular carriers are known as non-viral vectors other than ribosomes. Polyethylene Daricol-Polycation Block as a delivery system for nucleic acid drugs that stably exist in the body and can circulate stably in the bloodstream. Polymer nanomicelles formed by self-association of copolymers and nucleic acid drugs are listed [Harada A. & Kataoka K. Science, 283, 65-67 (1999); Katayose S. & Kataoka K. Bioconjugate Chemistry, 8 (5), 702-707 (1997)]. This improved type, calcium phosphate micelles, an inorganic-organic composite nanostructure formed from polyethylene glycol-polyaspartate (PEG-PAsp) block copolymer and calcium phosphate [Kakizawa Y. & Kataoka K. Langmuir, 18 (2), 4539-4543 (20 02)], and polymer nano micelles with improved blood stability by introducing disulfide bridges into hemorrhoids [Kakizawa Y., Harada A. & Kataoka KJ Amer. Chem. Soc., 121 (48), 11247- 11248 (1999)], and these derivatives are considered to be effective as siRNA and nucleic acid carriers. Another polymer carrier is bioconjugate-type carrier strength S [Asayama S. et al. Bioconjugate Chemistry, 9 (4), 476-481 (1998); Park JU. Et al. Prep. Biochem & Biotechnol., 29 (4), 353-370 (1999)]. Using these vector systems or carriers for gene transfer, gene therapy can be performed by administering to a patient by ex vivo method or in vivo method. In addition, inhibition of the expression of the AlkB homolog gene can be carried out using a ribozyme or a vector encoding a ribozyme. Ribozyme refers to an RNA molecule that has a catalytic activity. Some ribozymes have various activities, and it is possible to design ribozymes that cleave RNA in a site-specific manner. Some ribozymes have a size of 400 nucleotides or more, such as the Ml RNA contained in the dalup I intron type Rase P, but the hammerhead type (Rossi et al. (1991) Pharmac. Ther. 50: 245-254) and hairpin type (Hampel et al. (1990) Nucl. Acids Res. 18: 299-304, and US Pat. No. 5, 254, 678) Some have (Makoto Koizumi, Eiko Otsuka, Protein Nucleic Acid Enzyme, 1990, 35, 219 1).
例えば、 ハンマーへッド型リボザィムの自己切断ドメィンは、 G13U14C15という 配列の C15の 3'側を切断するが、 その活性には U14と A9との塩基対形成が重要とさ れ、 C15の代わりに A15または U15でも切断され得ることが示されている (Koizumi, M.ら著、 FEBS Lett, 1988年、 228、 228. ) 。 基質結合部位が標的部位近傍の RNA 配列と相補的なリポザィムを設計すれば、 標的 RNA中の UC、 UUまたは UAという配列 を認識する制限酵素的な RNA切断リポザィムが作出できる (Koizumi, M.ら著、 FEB S Lett, 1988年、 239, 285.、 小泉誠おょぴ大塚栄子、 蛋白質核酸酵素、 1990年、 35, 2191.、 Koizumi, M.ら著、 Nucl Acids Res、 1989年、 17, 7059. ) 。 また、 ヘアピン型リボザィムも本発明の目的に有用である。 このリボザィムは 、 例えばタバコリングスポットウィルスのサテライト RNAのマイナス鎖に見出され る (Buzayan, JM. , Nature, 1986年、 323, 349. ) 。 ヘアピン型リポザィムからも 、 標的特異的な R A切断リボザィムを作出できることが示されている (Kikuchi, Y . & Sasaki, N., Nucl Acids Res, 1991, 19, 6751.、 菊池洋, 化学と生物, 1992 , 30, 112. ) 。 このように、 リボザィムを用いて標的遺伝子の転写産物を特異的 に切断することで、 該遺伝子の発現を阻害することができる。 For example, the self-cleaving domain of the hammerhead ribozyme cleaves 3 ′ of C15 in the sequence G13U14C15, but base pairing between U14 and A9 is important for its activity. It has been shown that A15 or U15 can also be cleaved (Koizumi, M. et al., FEBS Lett, 1988, 228, 228.). By designing a liposome that has a substrate binding site that is complementary to the RNA sequence near the target site, a restriction enzyme-like RNA cleavage liposome that recognizes the UC, UU, or UA sequence in the target RNA can be created (Koizumi, M. et al. , FEB S Lett, 1988, 239, 285., Makoto Koizumi, Eiko Otsuka, Protein Nucleic Acid Enzyme, 1990, 35, 2191., Koizumi, M. et al., Nucl Acids Res, 1989, 17, 7059.) Hairpin ribozymes are also useful for the purposes of the present invention. This ribozyme is found, for example, in the minus strand of the satellite RNA of tobacco ring spot virus (Buzayan, JM., Nature, 1986, 323, 349.). It has been shown that hairpin-type liposomes can also produce target-specific RA-cleaved ribozymes (Kikuchi, Y. & Sasaki, N., Nucl Acids Res, 1991, 19, 6751., Hiroshi Kikuchi, Chemistry and Biology, 1992, 30, 112.). Thus, the expression of the gene can be inhibited by specifically cleaving the transcription product of the target gene using a ribozyme.
さらに本発明においては、 AlkBホモログ遺伝子によってコードされる蛋白質 ( 本明細書では、 「AlkBホモログ蛋白質」 とも言う) の機能を抑制する化合物を用 いることも許される。 好ましい態様においては、 AlkBホモログ遺伝子によってコ ードされる蛋白質の機能を抑制する化合物は、 以下の (a ) または (b ) に記載 の化合物である。 これらの化合物は、 AlkBホモログ蛋白質の機能もしくは活性を P且害する (低下させる) ことにより、 細胞のアルキルィ匕薬に対する感受性を上昇 させる。 Furthermore, in the present invention, it is allowed to use a compound that suppresses the function of a protein encoded by an AlkB homolog gene (also referred to as “AlkB homolog protein” in the present specification). In a preferred embodiment, the compound that suppresses the function of the protein encoded by the AlkB homolog gene is a compound described in the following (a) or (b). These compounds increase the cell's sensitivity to alkyl glazes by P and harming (decreasing) the function or activity of the AlkB homolog protein.
( a ) AlkBホモログ蛋白質に結合する抗体 (a) Antibody that binds to AlkB homolog protein
( b ) AlkBホモログ蛋白質に結合する低分子化合物 (b) Low molecular weight compound that binds to AlkB homolog protein
AlkBホモログ蛋白質に結合する抗体は、 当業者に公知の方法により調製するこ とが可能である。 ポリクローナル抗体であれば、 例えば、 次のようにして得るこ とができる。 天然もしくは組換え AlkBホモログ蛋白質、 あるいは GSTとの融合蛋白 質として大腸菌等の微生物において発現させたリコンビナントである AlkBホモ口 グ蛋白質、 またはその部分ペプチドをゥサギ等の小動物に免疫し血清を得る。 こ れを、 例えば、 硫安沈殿、 プロテイン A、 プロテイン Gカラム、 DEAEイオン交換ク 口マトグラフィー、 AlkBホモログ蛋白質や合成ペプチドをカツプリングしたァフ ィ-ティーカラム等により精製することにより調製する。 また、 モノクローナル 抗体であれば、 例えば、 AlkBホモログ蛋白質若しくはその部分ペプチドをマウス などの小動物に免疫を行い、 同マウスより脾臓を摘出し、 これをすりつぶして細 胞を分離し、 該細胞とマウスミエ口一マ細胞とをポリエチレングリコール等の試 薬を用いて融合させ、 これによりできた融合細胞 (ハイプリ ドーマ) の中力 ら、 A lkBホモログ蛋白質に結合する抗体を産生するクローンを選択する。 次いで、 得ら れたハイプリドーマをマウス腹腔内に移植し、 同マウスより腹水を回収し、 得ら れたモノクローナル抗体を、 例えば、 硫安沈殿、 プロテイン A、 プロテイン Gカラ ム、 DEAEイオン交換クロマトグラフィー、 AlkBホモログ蛋白質やその部分べプチ ドをカップリングしたァフィユティーカラム等により精製することで、 調製する ことが可能である。 抗体取得の感作抗原として使用される AlkBホモログ蛋白質は 、 その由来となる動物種に制限されないが、 哺乳動物、 例えばマウス、 ヒ ト由来 の蛋白質が好ましく、 特にヒト由来の蛋白質が好ましい。 Antibodies that bind to the AlkB homolog protein can be prepared by methods known to those skilled in the art. For example, a polyclonal antibody can be obtained as follows. Serum is obtained by immunizing small animals such as Usagi with natural or recombinant AlkB homolog protein, or recombinant AlkB homolog protein expressed in microorganisms such as Escherichia coli as a fusion protein with GST, or a partial peptide thereof. This is prepared, for example, by purifying with ammonium sulfate precipitation, protein A, protein G column, DEAE ion exchange chromatography, AlkB homolog protein or affinity column coupled with synthetic peptide. In the case of a monoclonal antibody, for example, AlkB homolog protein or a partial peptide thereof is immunized to a small animal such as a mouse, and the spleen is excised from the mouse, and this is ground and finely divided. Antibodies that bind to the AlkB homolog protein from the intermediate force of the fusion cells (hypridoma) formed by fusing the cells with mouse myeloma cells using a reagent such as polyethylene glycol. A clone that produces is selected. Next, the obtained hyperidoma is transplanted into the abdominal cavity of the mouse, and ascites is collected from the mouse, and the obtained monoclonal antibody is used for, for example, ammonium sulfate precipitation, protein A, protein G column, DEAE ion exchange chromatography. It can be prepared by purifying with an affinity column coupled with AlkB homolog protein or its partial peptide. The AlkB homolog protein used as a sensitizing antigen for antibody acquisition is not limited to the animal species from which it is derived, but is preferably a protein derived from a mammal such as a mouse or human, and particularly preferably a protein derived from a human.
本発明の抗体は、 AlkBホモログ蛋白質に結合し得るものであれば特に制限され ず、 上記ポリクローナル抗体、 モノクローナル抗体のほかに、 ヒト抗体、 遺伝子 組み換えによるヒト型化抗体、 さらに抗体可変領域を含む断片 (Fab, Fc, F(ab' ) 2, scFv等を含む) 、 および抗体修飾物等も含まれる。 The antibody of the present invention is not particularly limited as long as it can bind to the AlkB homolog protein. In addition to the polyclonal antibody and the monoclonal antibody, a human antibody, a humanized antibody by genetic recombination, and a fragment containing an antibody variable region (Including Fab, Fc, F (ab ′) 2, scFv, etc.), and modified antibodies.
本発明において、 感作抗原として使用される蛋白質は、 完全な蛋白質の他に該 蛋白質の部分ペプチドであってもよい。 蛋白質の部分ペプチドとしては、 例えば 、 蛋白質のアミノ基 (N) 末端断片やカルボキシ (C) 末端断片が挙げられる。 本 明細書における 「抗体」 とは通常、 蛋白質の全長又は断片に反応する抗体を意味 する。 In the present invention, the protein used as the sensitizing antigen may be a partial peptide of the protein in addition to the complete protein. Examples of the partial peptide of protein include an amino group (N) terminal fragment and a carboxy (C) terminal fragment of protein. In the present specification, the “antibody” usually means an antibody that reacts with the full length or fragment of a protein.
また、 ヒト以外の動物に抗原を免疫して上記ハイプリ ドーマを得る他に、 ヒト リンパ球、 例えば EBウィルスに感染したヒ トリンパ球を in vitroで蛋白質、 蛋白 質発現細胞又はその溶解物で感作し、 感作リンパ球をヒト由来の永久分裂能を有 するミエローマ細胞、 例えば U266と融合させ、 蛋白質への結合活性を有する所望 のヒト抗体を産生するハイプリ ドーマを得ることもできる。 本発明の抗体を人体 に投与する目的 (抗体治療) で使用する場合には、 免疫原性を低下させるため、 ヒト抗体やヒト型抗体が好ましい。 また、 AlkBホモ口グ遺伝子の発現もしくは該遺伝子によってコードされる蛋白 質の機能 (活性) を抑制する化合物としては、 天然または人工の化合物のいずれ であってもよい。 例えば、 1-メチルアデユンアナログおよび 3 -メチルシトシンァ ナログであって、 AlkBホモログ蛋白質と相互作用するが、 該蛋白質により分解さ れない化合物を好適に用いることができる。 また、 2-ォキソダルタル酸類縁体で める Ν—oxalylg ycine N一 oxalyl— 4S— alanine N— oxalyl_4R一 a anine 2-thiono ( N - oxalylglycine)、 および 2 - mercaptoglutarate は AlkBの阻害剤として知られて いる (Welford R. W. et al. (2003) J Biol Chem. 278 : 10157 - 61) 。 これらの化 合物おょぴ他の 2-ォキソグルタル酸類縁体を用いて、 AlkBホモログ蛋白質の活性 を阻害することも考えられる。 それ以外にも、 例えば、 有機化合物、 無機化合物 、 核酸、 蛋白質、 ペプチド、 糖などの単一化合物、 あるいは、 化合物ライブラリ 遺伝子ライブラリーの発現産物、 細胞抽出物、 細胞培養上清、 発酵微生物産 生物、 海洋生物抽出物、 植物抽出物等もしくは該抽出物から単離精製される化合 物であってよい。 In addition to immunizing non-human animals with antigens to obtain the above-mentioned hybridomas, human lymphocytes such as human lymphocytes infected with EB virus are sensitized with proteins, protein-expressing cells or lysates thereof in vitro. Then, sensitized lymphocytes can be fused with human-derived myeloma cells having permanent mitotic activity, such as U266, to obtain a hybridoma that produces a desired human antibody having protein binding activity. When the antibody of the present invention is used for the purpose of administering to the human body (antibody therapy), a human antibody or a human-type antibody is preferable in order to reduce immunogenicity. The compound that suppresses the expression of the AlkB homolog gene or the function (activity) of the protein encoded by the gene may be either a natural or artificial compound. For example, compounds that are 1-methyladeyun analog and 3-methylcytosine analog that interact with AlkB homolog protein but are not degraded by the protein can be preferably used. 2-Oxodaltaric acid analogs Ν-oxalylg ycine N-oxalyl-4S-alanine N-oxalyl_4R-anine 2-thiono (N-oxalylglycine) (Welford RW et al. (2003) J Biol Chem. 278: 10157-61). These compounds and other 2-oxoglutaric acid analogs may be used to inhibit the activity of the AlkB homolog protein. Other than that, for example, organic compounds, inorganic compounds, nucleic acids, proteins, peptides, single compounds such as sugars, or compound libraries, expression products of gene libraries, cell extracts, cell culture supernatants, fermenting microorganisms It may be a marine organism extract, a plant extract or the like, or a compound isolated and purified from the extract.
また本発明は、 AlkBホモログ遺伝子の発現もしくは該遺伝子によって ドさ れる蛋白質の活性を抑制する化合物の、 アルキル化薬との併用における使用に関 する。 また本発明は、 該化合物の、 アルキルィ匕薬の作用を増強するための使用に 関する。 また本発明は、 該化合物の、 アルキル化薬併用剤またはアルキル化薬増 感剤の製造のための使用に関する。 さらに本発明は、 該化合物の、 アルキルィ匕薬 による制癌効果を高めるための使用、 およびアルキルィ匕薬を含む抗癌剤との併用 における使用に関する。 The present invention also relates to the use of a compound that suppresses the expression of the AlkB homolog gene or the activity of the protein deduced by the gene in combination with an alkylating agent. The present invention also relates to the use of the compounds to enhance the action of alkyl glazes. The present invention also relates to the use of the compound for the production of an alkylating agent combination agent or an alkylating agent sensitizer. Furthermore, the present invention relates to the use of the compound for enhancing the anticancer effect of the alkyly glaze and the use in combination with an anticancer drug containing the alkyl glaze.
また本発明は、 哺乳動物細胞のアルキルィヒ薬に対する感受性を上昇させる候補 化合物のスクリーニング方法を提供する。 その一つの態様は、 AlkBホモログ蛋白 質またはその部分べプチドと被検化合物との結合を指標とする方法である。 通常 AlkBホモログ蛋白質またはその部分ペプチドと結合する化合物は、 AlkBホモ口 グ蛋白質の機能を阻害する効果を有することが期待される。 この方法においては、 まず、 AlkBホモログ遺伝子 (例えば ABH2または ABH3) に よってコードされる蛋白質またはその部分べプチドと被検化合物を接触させる。 A IkBホモログ蛋白質またはその部分べプチドは、 被検ィヒ合物との結合を検出するた めの指標に応じて、 例えば、 AlkBホモログ蛋白質またはその部分ペプチドの精製 された形態、 細胞內または細胞外に発現した形態、 あるいはァフィ二ティーカラ ムまたはその他の担体に結合した形態であり得る。 この方法に用いる被検化合物 は必要に応じて適宜標識して用いることができる。 標識としては、 例えば、 放射 標識、 蛍光標識等を挙げることができる。 次いで、 AlkBホモログ遺伝子によって コードされる蛋白質またはその部分ペプチドと被検化合物との結合を検出する。 A IkBホモログ蛋白質またはその部分ペプチドと被検化合物との結合は、 例えば、 A1 kBホモログ蛋白質またはその部分べプチドに結合した被検化合物に付加された標 識によって検出することができる。 また、 細胞内または細胞外に発現している Alk Bホモログ蛋白質またはその部分べプチドへの被検化合物の結合により生じる該蛋 白質の活性の変化を指標として検出することも可能である。 次いで、 AlkBホモ口 グ遺伝子によってコードされる蛋白質またはその部分ぺプチドと結合する被検化 合物を選択する。 The present invention also provides a method for screening a candidate compound that increases the sensitivity of mammalian cells to alkylich drugs. One embodiment thereof is a method using as an index the binding between an AlkB homolog protein or a partial peptide thereof and a test compound. Normally, a compound that binds to AlkB homolog protein or a partial peptide thereof is expected to have an effect of inhibiting the function of AlkB homolog protein. In this method, first, a test compound is contacted with a protein encoded by an AlkB homolog gene (for example, ABH2 or ABH3) or a partial peptide thereof. A IkB homolog protein or a partial peptide thereof can be used, for example, in a purified form, cell line or cell of the AlkB homolog protein or a partial peptide thereof, depending on the indicator for detecting binding to the test compound. It can be in an externally expressed form or a form bound to an affinity column or other carrier. The test compound used in this method can be appropriately labeled as necessary. Examples of the label include a radiolabel and a fluorescent label. Subsequently, the binding between the test compound and the protein encoded by the AlkB homolog gene or a partial peptide thereof is detected. The binding between the A IkB homolog protein or its partial peptide and the test compound can be detected by, for example, a label added to the test compound bound to the A1 kB homolog protein or its partial peptide. It is also possible to detect the change in the activity of the protein caused by the binding of the test compound to the Alk B homolog protein or its partial peptide expressed intracellularly or extracellularly as an indicator. Next, a test compound that binds to the protein encoded by the AlkB homologue gene or a partial peptide thereof is selected.
スクリーニングに用いる被検化合物としては、 特に制限はない。 例えば、 天然 化合物、 有機化合物、 無機ィ匕合物、 核酸、 蛋白質、 ペプチド、 糖などの単一化合 物、 並びに、 化合物ライブラリー、 遺伝子ライブラリーの発現産物、 細胞抽出物 、 細胞培養上清、 発酵微生物産生物、 海洋生物抽出物、 植物抽出物、 人工作出化 合物等が挙げられるが、 これらに限定されない。 The test compound used for screening is not particularly limited. For example, natural compounds, organic compounds, inorganic compounds, nucleic acids, proteins, peptides, single compounds such as sugars, compound libraries, gene library expression products, cell extracts, cell culture supernatants, Examples include, but are not limited to, fermented microbial products, marine organism extracts, plant extracts, and man-made products.
本発明のスクリーニング方法の別の態様は、 AlkBホモログ蛋白質と基質との結 合を阻害する化合物をスクリーニングする方法である。 AlkBホモログ蛋白質は DNA および/または RNAを基質として、 基質中に含まれる 1 -メチルアデニンおよび/また は 3-メチルシトシンを除去する。 そこで、 被検化合物の存在下で AlkBホモログ蛋 白質 (例えば ABH2または ABH3) と基質とを接触させ、 両者の結合を検出する。 被 検化合物の非存在下または低用量の存在下 (対照) に比べ、 AlkBホモログ蛋白質 と基質との結合を抑制するィ匕合物を選択する。 このような化合物は、 AlkBホモ口 グ蛋白質の活性を阻害する化合物となり、 アルキル化薬に対する感受性を上昇さ せる薬剤として使用することができる。 Another embodiment of the screening method of the present invention is a method of screening for a compound that inhibits the binding between an AlkB homolog protein and a substrate. AlkB homolog protein uses DNA and / or RNA as a substrate to remove 1-methyladenine and / or 3-methylcytosine contained in the substrate. Therefore, the AlkB homolog protein (eg, ABH2 or ABH3) is contacted with the substrate in the presence of the test compound, and the binding between the two is detected. Covered Select compounds that inhibit the binding of the AlkB homolog protein to the substrate compared to the absence of a test compound or the presence of a low dose (control). Such a compound becomes a compound that inhibits the activity of the AlkB homologue protein, and can be used as a drug that increases the sensitivity to an alkylating drug.
本発明のスクリーニング方法の別の態様においては、 AlkBホモログ遺伝子の発 現を抑制する化合物がスクリーニングされる。 この方法では、 まず AlkBホモログ 遺伝子 (例えば ABH2または ABH3) を発現する細胞もしくは細胞抽出液と、 被検化 合物を接触させる。 このような細胞としては、 内因的に AlkBホモログ遺伝子を発 現している細胞を好適に利用することができる。 スクリーニングに用いられる細 胞としては、 例えば、 MCF7 (乳癌)、 A549 (肺癌)、 U20S (骨肉腫)、 C33A (子宮頸 癌)、 HT1080 (繊維肉腫) 、 PA-1 (卵巣の奇形癌) 、 Tera2 (胎生期癌) 、 T24 (膀 胱癌) 、 K562 (慢性骨髄性白血病) 、 Molt4 (急性リンパ芽球性白血病) 、 A172 ( 神経膠芽細胞腫) 、 HeLa (子宮頸癌) 等の各種腫瘍細胞、 および所望の正常細胞 などが挙げられる。 In another embodiment of the screening method of the present invention, compounds that suppress the expression of the AlkB homolog gene are screened. In this method, first, a test compound is brought into contact with a cell or cell extract expressing an AlkB homolog gene (for example, ABH2 or ABH3). As such a cell, a cell endogenously expressing an AlkB homolog gene can be preferably used. Examples of cells used for screening include MCF7 (breast cancer), A549 (lung cancer), U20S (osteosarcoma), C33A (cervical cancer), HT1080 (fibrosarcoma), PA-1 (ovarian teratocarcinoma), Tera2 (embryonic cancer), T24 (bladder cancer), K562 (chronic myeloid leukemia), Molt4 (acute lymphoblastic leukemia), A172 (glioblastoma), HeLa (cervical cancer), etc. Tumor cells, and desired normal cells.
AlkBホモログ遺伝子を発現する細胞への被検化合物の接触は、 通常、 AlkBホモ 口グ遺伝子を発現する細胞の培養液に被検化合物を添加することによって行う力 S 、 この方法に限定されない。 被検化合物が蛋白質等の場合には、 該蛋白質を発現 するベクターを該細胞へ導入することにより、 細胞に接触させることができる。 次いで本方法においては、 AlkBホモログ遺伝子の発現を測定する。 ここで遺伝 子の発現には、 転写おょぴ翻訳の双方が含まれる。 すなわち、 mRNAを検出しても よいし、 蛋白質を検出してもよい。 遺伝子の発現レベルの測定は、 当業者に公知 の方法によって行うことができる。 例えば、 AlkBホモログ遺伝子を発現する細胞 から mRNAを定法に従って抽出し、 ノーザンハイプリダイゼーション法または RT - PC R法を実施することによって、 該遺伝子の転写レベルの測定を行うことができる。 また、 蛋白質の検出により遺伝子の翻訳レベルの測定を行う場合は、 AlkBホモ口 グ遺伝子を発現する細胞から蛋白質画分を回収し、 AlkBホモログ蛋白質の発現を S DS- PAGE等の電気泳動法で検出することができる。 さらに、 AlkBホモログ蛋白質に 対する抗体を用いて、 ウェスタンブロッテイング法を実施することにより、 該蛋 白質の発現を検出し、 遺伝子の翻訳レベルの測定を行うことも可能である。 AlkB ホモログ蛋白質の検出に用いる抗体としては、 検出可能な抗体であれば、 特に制 限はないが、 例えばモノクローナル抗体、 またはポリクローナル抗体のいずれで も利用することができる。 Contact of the test compound with the cell expressing the AlkB homolog gene is usually not limited to the force S obtained by adding the test compound to the culture medium of the cell expressing the AlkB homolog gene. When the test compound is a protein or the like, it can be brought into contact with the cell by introducing a vector expressing the protein into the cell. Next, in this method, the expression of the AlkB homolog gene is measured. Here, gene expression includes both transcription and translation. That is, mRNA may be detected or protein may be detected. The gene expression level can be measured by methods known to those skilled in the art. For example, mRNA can be extracted from cells expressing the AlkB homolog gene according to a standard method, and the transcription level of the gene can be measured by performing the Northern hyperpridization method or the RT-PCR method. When measuring the level of gene translation by protein detection, the protein fraction is collected from cells expressing the AlkB homologue gene, and the expression of the AlkB homologue protein is expressed in S. It can be detected by electrophoresis such as DS-PAGE. Furthermore, by performing Western blotting using an antibody against the AlkB homolog protein, the expression of the protein can be detected and the translation level of the gene can be measured. The antibody used for detecting the AlkB homolog protein is not particularly limited as long as it is a detectable antibody. For example, either a monoclonal antibody or a polyclonal antibody can be used.
本方法においては更に、 被検化合物の非存在下または低用量の存在下において 測定した場合 (対照) と比較して、 該発現レベルを低下させる化合物を選択する 。 このようにして選択された化合物は、 アルキルィヒ薬に対する感受性を上昇させ る作用を有することが期待される。 該化合物は、 アルキル化薬併用剤として有用 であり、 例えばアルキルィヒ制癌剤 (抗癌剤) の効果を増強する併用剤となること が期待される。 In this method, a compound that decreases the expression level is selected as compared with the case where the measurement is performed in the absence of the test compound or in the presence of a low dose (control). Compounds selected in this way are expected to have the effect of increasing sensitivity to alkylic drugs. The compound is useful as a concomitant agent for alkylating drugs, and is expected to be a concomitant agent that enhances the effect of, for example, an alkylich anticancer agent (anticancer agent).
本発明の方法の更に別の態様においては、 本発明の AlkBホモログ遺伝子の発現 量を低下させる化合物は、 レポーター遺伝子を利用してスクリーニングすること ができる。 このようなスクリーニング方法は具体的には、 (a ) 被検化合物の存 在下、 哺乳動物の AlkBホモログ遺伝子の内因的プロモーターの活性を測定するェ 程、 (b ) 対照に比べて、 該活性を低下させる化合物を選択する工程、 を含む方 法である。 このためには、 まず AlkBホモログ遺伝子の転写調節領域とレポーター 遺伝子とが機能的に結合した DNAを含む細胞または細胞抽出液と、 被検化合物を接 触させる。 ここで 「機能的に結合した」 とは、 AlkBホモログ遺伝子の転写調節領 域に転写因子が結合することにより、 レポーター遺伝子の発現が誘導されるよう に、 AlkBホモログ遺伝子の転写調節領域とレポーター遺伝子とが結合しているこ とをいう。 例えば、 レポーター遺伝子は、 そのコード配列を AlkBホモログ遺伝子 の翻訳開始配列の下流にィンフレームで結合させればよい。 AlkBホモ口グ遺伝子 の cDNA塩基配列に基づいて、 当業者においては、 ゲノム中に存在する AlkBホモ口 グ遺伝子の転写調節領域を周知の方法により取得することが可能である。 また、 A lkBホモ口グ遺伝子のコ一ド領域をレポータ一遺伝子のそれと置換したノックイン 動物またはノックイン細胞を作製すれば、 AlkBホモログ遺伝子のプロモーター活 性に応じてレポーター遺伝子を発現させることができるので、 これを利用してス クリ一エングを行うことも可能である。 被検化合物存在下でレポーター遺伝子の 発現レベルを測定し、 被検化合物の非存在下または低用量の存在下にお!/、て測定 した場合 (対照) と比較して発現レベルを低下させる化合物を選択する。 このよ うにして選択された化合物は、 アルキル化薬併用剤のための候補化合物となる。 本方法に用いるレポーター遺伝子としては、 その発現が検出可能であれば特に 制限されず、 例えば、 CAT遺伝子、 lacZ遺伝子、 ルシフェラーゼ遺伝子、 および GF P遺伝子等が挙げられる。 AlkBホモログ遺伝子の転写調節領域とレポーター遺伝子 とが機能的に結合した核酸を含む細胞として、 例えば、 AlkBホモログ遺伝子の転 写調節領域とレポーター遺伝子とが機能的に結合した核酸を含むベクターが導入 された細胞等が挙げられる。 上記ベクターは、 当業者においては一般的な遺伝子 工学技術によって作製することができる。 ベクターの細胞への導入は、 一般的な 方法、 例えば、 リン酸カルシウム沈殿法、 電気パルス穿孔法、 リボフエタミン法 、 マイクロインジェクション法等によって実施することができる。 AlkBホモログ 遺伝子の転写調節領域とレポーター遺伝子とが機能的に結合した核酸を含む細胞 には、 染色体に該核酸が組み込まれた細胞も含まれる。 染色体への DNAの組み込み は、 当業者に一般的に用いられる方法、 例えば、 相同組み換えを利用した遺伝子 導入法により行うことができる。 In yet another embodiment of the method of the present invention, the compound that decreases the expression level of the AlkB homolog gene of the present invention can be screened using a reporter gene. Specifically, such screening methods include: (a) measuring the activity of the endogenous promoter of the mammalian AlkB homolog gene in the presence of the test compound; (b) comparing the activity to that of the control. Selecting a compound to be reduced. For this purpose, the test compound is first contacted with a cell or cell extract containing DNA in which the transcriptional regulatory region of the AlkB homolog gene and the reporter gene are functionally bound. Here, “functionally linked” means that the transcription factor binds to the transcriptional regulatory region of the AlkB homolog gene, so that the expression of the reporter gene is induced, and the transcriptional regulatory region of the AlkB homolog gene and the reporter gene. And are connected. For example, the reporter gene may be linked in frame with the coding sequence downstream of the translation initiation sequence of the AlkB homolog gene. Based on the cDNA base sequence of the AlkB homologue gene, those skilled in the art can obtain the transcriptional regulatory region of the AlkB homologue gene present in the genome by a well-known method. A By creating a knock-in animal or knock-in cell in which the code region of the lkB homologue gene is replaced with that of the reporter gene, a reporter gene can be expressed according to the promoter activity of the AlkB homolog gene. It is also possible to use it for screening. A compound that decreases the expression level compared to the control level when the expression level of the reporter gene is measured in the presence of the test compound and measured in the absence of the test compound or in the presence of a low dose (control) Select. The compound selected in this way becomes a candidate compound for an alkylating drug combination. The reporter gene used in this method is not particularly limited as long as its expression can be detected, and examples thereof include CAT gene, lacZ gene, luciferase gene, and GFP gene. As a cell containing a nucleic acid functionally linked to the transcriptional regulatory region of the AlkB homolog gene and the reporter gene, for example, a vector containing a nucleic acid functionally linked to the transcriptional regulatory region of the AlkB homologous gene and the reporter gene is introduced. Cells and the like. Those skilled in the art can produce the above-described vectors by general genetic engineering techniques. Introduction of the vector into the cells can be carried out by a general method such as calcium phosphate precipitation, electric pulse perforation, ribophetamine, microinjection and the like. A cell containing a nucleic acid in which a transcriptional regulatory region of an AlkB homolog gene and a reporter gene are operably linked includes a cell in which the nucleic acid is integrated into a chromosome. The integration of DNA into the chromosome can be performed by a method generally used by those skilled in the art, for example, a gene introduction method using homologous recombination.
また、 AlkBホモログ遺伝子の転写調節領域とレポーター遺伝子とが機能的に結 合した構造を有する核酸を含む細胞抽出液を用いてスクリーニングを行う場合は 、 例えば、 市販の試験管内転写翻訳キットに含まれる細胞抽出液に、 AlkBホモ口 グ遺伝子の転写調節領域とレポータ一遺伝子とが機能的に結合した構造を有する 核酸を添加したものを用いることができる。 In addition, when screening is performed using a cell extract containing a nucleic acid having a structure in which a transcriptional regulatory region of an AlkB homolog gene and a reporter gene are functionally linked, for example, a commercially available in vitro transcription translation kit is included. A cell extract obtained by adding a nucleic acid having a structure in which a transcriptional regulatory region of an AlkB homolog gene and a reporter gene are functionally linked can be used.
スクリ一二ングにおいて被検化合物は、 細胞または細胞抽出液に添加すること により行うことができるが、 これらの方法に限定されない。 被検化合物が蛋白質 の場合には、 例えば、 該蛋白質を発現するベクターを、 該細胞へ導入することに より接触を行うことも可能である。 レポーター遺伝子の発現レベルは、 該レポー ター遺伝子の種類に応じて、 当業者に公知の方法により測定することができる。 例えば、 レポーター遺伝子が CAT遺伝子である場合には、 該遺伝子産物によるクロ ラムフエ二コールのァセチル化を検出することによって、 レポーター遺伝子の発 現量を測定することができる。 レポーター遺伝子が lacZ遺伝子である場合には、 該遺伝子発現産物の触媒作用による色素化合物の発色を検出することにより、 ま た、 ルシフェラーゼ遺伝子である場合には、 該遺伝子発現産物の触媒作用による 蛍光化合物の蛍光を検出することにより、 さらに、 GFP遺伝子である場合には、 GF P蛋白質による蛍光を検出することにより、 レポーター遺伝子の発現量を測定する ことができる。 In screening, test compounds should be added to cells or cell extracts. However, it is not limited to these methods. When the test compound is a protein, for example, contact can be performed by introducing a vector expressing the protein into the cell. The expression level of the reporter gene can be measured by methods known to those skilled in the art depending on the type of the reporter gene. For example, when the reporter gene is a CAT gene, the expression level of the reporter gene can be measured by detecting the acetylation of chloramphenicol by the gene product. When the reporter gene is a lacZ gene, by detecting the color development of the dye compound catalyzed by the gene expression product, and when it is a luciferase gene, the fluorescent compound catalyzed by the gene expression product Further, in the case of the GFP gene, the expression level of the reporter gene can be measured by detecting the fluorescence of the GFP protein.
本発明のスクリーニング方法の別の態様においては、 AlkBホモログ遺伝子によ つてコードされる蛋白質の活性を指標として化合物をスクリーニングする。 まず A lkBホモログ遺伝子 (例えば ABH2または ABH3) によってコードされる蛋白質、 また は該蛋白質を発現する細胞もしくは細胞抽出液と、 被検ィ匕合物を接触させる。 次 いで、 該蛋白質の活性を測定する。 次いで、 被検化合物の非存在下または低用量 の存在下において測定した場合と比較して、 AlkBホモログ蛋白質の活性を低下さ せる化合物を選択する。 AlkBホモログ蛋白質は、 細胞が内因的に発現した蛋白質 であってもよく、 あるいは外来性の AlkBホモログ遺伝子が導入され、 そこから発 現した蛋白質であってもよい。 外来性の AlkBホモ口グ遺伝子を発現する細胞は、 通常、 該遺伝子を含む発現ベクターを宿主細胞へ導入することにより作製するこ とができる。 この発現ベクターは、 当業者においては一般的な遺伝子工学技術に よって作製することができる。 このスクリーニングに使用する AlkBホモログ蛋白 質は、 変異を含まない全長蛋白質であることが好ましいが、 該蛋白質と同等の活 性を有するものであれば、 一部のァミノ酸配列が置換および/または欠失する蛋白 質であってもよい。 また、 他の蛋白質との融合蛋白質であってもよい。 In another embodiment of the screening method of the present invention, compounds are screened using the activity of the protein encoded by the AlkB homolog gene as an index. First, a test compound is brought into contact with a protein encoded by an AlkB homolog gene (for example, ABH2 or ABH3), or a cell expressing the protein or a cell extract. Next, the activity of the protein is measured. Then, a compound that reduces the activity of the AlkB homolog protein is selected as compared with the case where it is measured in the absence of the test compound or in the presence of a low dose. The AlkB homolog protein may be a protein endogenously expressed by a cell, or a protein expressed from an exogenous AlkB homolog gene introduced therein. A cell that expresses an exogenous AlkB homolog gene can usually be prepared by introducing an expression vector containing the gene into a host cell. This expression vector can be prepared by a person skilled in the art by a general genetic engineering technique. The AlkB homolog protein used for this screening is preferably a full-length protein that does not contain mutations, but some amino acid sequences may be substituted and / or missing if they have the same activity as the protein. Losing protein It may be quality. Further, it may be a fusion protein with another protein.
AlkBホモログ蛋白質の活性としては、 例えば DNAおよび/または RNA中の 1 -メチル アデニンおよび/または 3-メチルシトシンからメチル基を取り除く活性が挙げられ る。 この活性を測定するには、 例えば N-[¾] methyl- N- nitrosourea等により DNA および/または RNAを、 放射線ラベルしたメチル基で修飾する。 この基質に AlkBホ モローグタンパク質を反応させ、 DNAおよび/または R Aをエタノール沈殿し、 液体 シンチレシヨンカウンターで放射線活性を測定 [Aas P. A. et al. (2003) Natur e. 421 : 859-63. ]、 または、 逆相カラムを用いて高速液体クロマトグラフィーによ り分析することにより活性を定量することができる [Falnes P. 0. et al. (2002 ) Nature. 419: 178-82.、 Trewick S. C. (2002) Nature. 419 : 174-8. ]。 Examples of the activity of the AlkB homolog protein include an activity of removing a methyl group from 1-methyladenine and / or 3-methylcytosine in DNA and / or RNA. In order to measure this activity, DNA and / or RNA is modified with a radiolabeled methyl group, for example, with N- [¾] methyl-N-nitrosourea. AlkB homolog protein reacts with this substrate, DNA and / or RA is ethanol precipitated, and radioactivity is measured with a liquid scintillation counter [Aas PA et al. (2003) Natur e. 421: 859-63.] Alternatively, the activity can be quantified by analysis by high performance liquid chromatography using a reverse phase column [Falnes P. 0. et al. (2002) Nature. 419: 178-82., Trewick SC (2002) Nature. 419: 174-8.].
または、 メチルスルホン酸メチル等のアルキル化剤で処理した DNAおよび/また は RNAを基質に AlkBホモローグタンパク質を反応させる。 反応した DNAおよび/また は RNAを酸性下、 90°Cから 180°Cで熱処理し、 1 -メチルアデニンおよび、 3 -メチル シトシンを遊離させ、 逆相カラムまたは、 イオン交換カラムを用いて高速液体ク 口マトグラフィ一により分析することによってアツセィしてもよレ、。 [Falnes P. 0. et al. (2002) Nature. 419: 178—82·、 Trewick S. C. (2002) Nature. 419 : 1 74-8. ] Alternatively, AlkB homolog protein is reacted with DNA and / or RNA treated with an alkylating agent such as methyl methylsulfonate as a substrate. The reacted DNA and / or RNA is heat-treated at 90 ° C to 180 ° C under acidic conditions to release 1-methyladenine and 3-methylcytosine, and a high-speed liquid using a reverse phase column or ion exchange column You can assemble it by analyzing with kuguchimatography. [Falnes P. 0. et al. (2002) Nature. 419: 178—82 ·, Trewick S. C. (2002) Nature. 419: 1 74-8.]
あるいは、 メチルスルホン酸メチル等のアルキルィヒ剤で処理した DNAおよび/ま たは RNAを基質に AlkBホモローグタンパク質を反応させ、 消費される酸素を酸素電 極により測定する方法 [Trewick S. C. (2002) Nature. 419: 174-8· ]、 メチルス ルホン酸メチル等のアルキル化剤で処理した DNAおよび/または RNAを基質に AlkBホ モローグタンパク質を反応させ、 生成されるホルムアルデヒドをナッシュ試薬と 反応させ、 蛍光を測定する方法 [Falnes P. 0. et al. (2002) Nature. 419: 178- 82. ] , メチルスルホン酸メチル等のアルキル化剤で処理した DNAおよび/または RNA を基質に放射線ラベルした 2-ォキソダルタル酸とともに AlkBホモローグタンパク 質を反応させ、 生成される放射線ラベルさせた二酸ィ匕炭素を液体シンチレション カウンターで測定する方法 [Welford R. W. et al. (2003) J Biol Chem. 278: 10 157-61. ] などを例示することもできる。 Alternatively, a method in which AlkB homolog protein is reacted with DNA and / or RNA treated with an alkyl-rich agent such as methyl sulfonate and the oxygen consumed is measured by an oxygen electrode [Trewick SC (2002) Nature. 419: 174-8 ·], reacting AlkB homolog protein with DNA and / or RNA treated with an alkylating agent such as methyl methylsulfonate, and reacting formaldehyde with Nash reagent to produce fluorescence. Measurement method [Falnes P. 0. et al. (2002) Nature. 419: 178-82.], DNA and / or RNA treated with alkylating agents such as methyl methylsulfonate were radiolabeled on the substrate 2- Reaction of AlkB homologue protein with oxodaltalic acid and liquid scintillation of the radiolabeled diacid-carbon produced A method of measuring with a counter [Welford RW et al. (2003) J Biol Chem. 278: 10 157-61.] Can also be exemplified.
また AlkBホモログ蛋白質の活性としては、 大腸菌 AlkB変異株を相補する機能が 拳げられる。 大腸菌の alkB変異株はアルキル化剤 (メタンスルホン酸メチル) に 対して低濃度で感受性を示す。 この大腸菌を AlkBホモ口一グ遺伝子で形質転換す る事により、 アルキル化剤耐性を回復する。 メタンスルホン酸メチルに対する耐 性を指標に相補遺伝子をスクリーニングすることができる。 [Wei Y. F et al. ( 1995) J Bacteriol. 177 : 5009-15. ] Moreover, the activity of AlkB homolog protein can be used to complement E. coli AlkB mutants. The alkB mutant of Escherichia coli is sensitive to alkylating agents (methyl methanesulfonate) at low concentrations. By transforming this Escherichia coli with the AlkB homologous gene, resistance to the alkylating agent is restored. Complementary genes can be screened using resistance to methyl methanesulfonate as an index. [Wei Y. F et al. (1995) J Bacteriol. 177: 5009-15.]
また本発明は、 AlkBホモ口グ遺伝子の発現または AlkBホモ口グ蛋白質の活性を 阻害する化合物、 およびアルキル化薬を含むキットに関する。 このようなキット は、 細胞または生体にアルキルィヒ薬を投与する際に用いられる。 AlkBホモログの 発現または活性を阻害する化合物をアルキルィ匕薬と併用することによって、 アル キル化薬に対する感受性を上昇させることができる。 各薬剤は、 適宜薬学的に許 容される担体と組み合わせることができる。 The present invention also relates to a kit containing a compound that inhibits AlkB homologue gene expression or AlkB homologue protein activity, and an alkylating agent. Such a kit is used when administering an alkylich drug to a cell or a living body. A compound that inhibits the expression or activity of an AlkB homolog can be used in combination with an alkyl glaze to increase sensitivity to alkylating drugs. Each drug can be appropriately combined with a pharmaceutically acceptable carrier.
また本発明は、 AlkBホモログの発現または活性を阻害するィヒ合物を含むアルキ ル化薬増感剤およびアルキル化薬併用剤に関する。 これらの薬剤は例えば医薬組 成物として製剤化することができる。 本発明のアルキル化薬併用剤は、 アルキル 化薬と併用することにより、 アルキル化薬の効果を増強するために有用である。 特に、 癌治療において、 アルキル化薬による制癌効果を高めるために用いること ができる。 医薬組成物として製剤化する場合は、 まず本発明の上記スクリーニン グ方法によって、 AlkBホモログの発現または活性を阻害する化合物を選択する。 次いで、 選択された化合物を薬学上許容される担体と混合する。 これら薬学上許 容される担体として、 例えば界面活性剤、 賦形剤、 着色料、 着香料、 保存料、 安 定剤、 緩衝剤、 懸濁剤、 等張化剤、 結合剤、 崩壊剤、 滑沢剤、 流動性促進剤、 矯 味剤等が挙げられるが、 これらに制限されず、 その他常用の担体を適宜使用する ことができる。 本発明の薬剤の製剤化にあたっては、 常法に従い、 必要に応じて上記担体を添 加することができる。 具体的には、 軽質無水ケィ酸、 乳糖、 結晶セルロース、 マ ンニトール、 デンプン、 カルメロースカルシウム、 カルメロースナトリウム、 ヒ ドロキシプロピルセルロース、 ヒ ドロキシプロピルメチルセルロース、 ポリビュ ルァセタールジェチルアミノアセテート、 ポリビュルピロリ ドン、 ゼラチン、 中 鎖脂肪酸トリダリセライド、 ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油 60、 白糖、 カルボ キシメチルセルロース、 コーンスターチ、 無機塩類等を挙げることができる。 上記薬剤の剤型の種類としては、 例えば経口剤として錠剤、 粉末剤、 丸剤、 散 剤、 顆粒剤、 細粒剤、 軟 '硬カプセル剤、 フィルムコーティング剤、 ペレット剤 、 舌下剤、 ペースト剤等、 非経口剤として注射剤、 坐剤、 経皮剤、 軟膏剤、 硬膏 剤、 外用液剤等が挙げられ、 当業者においては投与経路や投与対象等に応じた最 適の剤型を選ぶことができる。 また、 AlkBホモログの発現または活性を阻害する 蛋白質または核酸 (siRNAまたはアンチセンスなど) を発現するベクターを生体内 に投与する場合は、 レトロウイルス、 アデノウイルス、 センダイウィルスなどの ウィルスベクターやリポソームなどの非ウィルスべクターを利用することができ る。 リボソーム以外の非ウィルスベクターとしては、 高分子キャリアが知られて おり、 生体内で安定に存在し、 血流中を安定に循環しうる核酸医薬のデリバリー システムとして、 ポリエチレンダリコ一ル-ポリ力チオンブロック共重合体と核酸 医薬の自己会合により形成される高分子ナノミセルが挙げられる [Harada A. & K ataoka K. Science, 283, 65-67 (1999); Katayose S. & Kataoka K. Bioconjuga te Chemistry, 8 (5) , 702-707 (1997) ]。 そしてこの改良型である、 ポリエチレン グリコ一ル-ポリアスパラギン酸 (PEG- PAsp)プロック共重合体とリン酸カルシゥム から形成される無機 -有機複合ナノ組織体であるリン酸カルシウムミセル [Kakiza a Y. & Kataoka K. Langmuir, 18 (2), 4539-4543 (2002) ] や、 ジスルフィ ド架 橋を内核に導入し、 血中安定性を向上させた高分子ナノミセル [Kakizawa Y. , Ha rada A. & Kataoka Κ· J. Amer. Chem. Soc. , 121 (48) , 11247-11248 (1999) ]、 さらにこれらのデリパティプは siRNAや核酸のキャリアとして有効であると考えら れる。 また、 他の高分子キャリアとしてパイォコンジュゲート型キャリアが挙げ られる [Asayama S. et al. Bioconjugate Chemistry, 9 (4) , 476-481 (1998) ; P ark J-U. et al. Prep. Biochem. & Biotechnol., 29 (4) , 353—370 (1999) ]。 投 与方法としては、 例えば in vivo法および ex vivo法を挙げることができる。 本発 明の薬剤または医薬組成物の投与量は、 剤型の種類、 投与方法、 患者の年齢や体 重、 患者の症状等を考慮して、 最終的には医師の判断により適宜決定することが できる。 図面の簡単な説明 The present invention also relates to an alkylating agent sensitizer and an alkylating agent combination agent comprising a compound that inhibits the expression or activity of an AlkB homolog. These agents can be formulated, for example, as a pharmaceutical composition. The alkylating agent combination agent of the present invention is useful for enhancing the effect of the alkylating agent by using it together with the alkylating agent. In particular, it can be used in cancer treatment to enhance the anticancer effect of alkylating drugs. When formulating as a pharmaceutical composition, first, a compound that inhibits the expression or activity of the AlkB homolog is selected by the screening method of the present invention. The selected compound is then mixed with a pharmaceutically acceptable carrier. Examples of these pharmaceutically acceptable carriers include surfactants, excipients, coloring agents, flavoring agents, preservatives, stabilizers, buffers, suspending agents, isotonic agents, binders, disintegrating agents, Examples include lubricants, fluidity promoters, and flavoring agents, but are not limited thereto, and other commonly used carriers can be used as appropriate. In formulating the drug of the present invention, the above-mentioned carrier can be added as necessary according to a conventional method. Specific examples include light anhydrous dianhydride, lactose, crystalline cellulose, mannitol, starch, carmellose calcium, carmellose sodium, hydroxypropylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, polybucetal jetylaminoacetate, polybulu Examples include pyrrolidone, gelatin, medium-chain fatty acid tridalylide, polyoxyethylene hydrogenated castor oil 60, sucrose, carboxymethylcellulose, corn starch, and inorganic salts. Examples of the dosage forms of the above drugs include tablets, powders, pills, powders, granules, fine granules, soft and hard capsules, film coatings, pellets, sublinguals, and pastes as oral preparations. Examples of parenteral preparations include injections, suppositories, transdermal preparations, ointments, plasters, and liquids for external use. Those skilled in the art should select the optimal dosage form according to the route of administration and the subject of administration. Can do. In addition, when vectors that express proteins or nucleic acids (such as siRNA or antisense) that inhibit the expression or activity of AlkB homologs are administered in vivo, viral vectors such as retroviruses, adenoviruses, and Sendai viruses, and liposomes Non-viral vectors can be used. Polymer carriers are known as non-viral vectors other than ribosomes. Polyethylene Daricool-Poly Power is used as a delivery system for nucleic acid drugs that exist stably in the body and can circulate stably in the bloodstream. Examples include polymeric nanomicelles formed by self-association of thione block copolymers and nucleic acids [Harada A. & Kataoka K. Science, 283, 65-67 (1999); Katayose S. & Kataoka K. Bioconjuga te Chemistry, 8 (5), 702-707 (1997)]. And this improved type, calcium phosphate micelles, an inorganic-organic composite nanostructure formed from polyethylene glycol-polyaspartate (PEG-PAsp) block copolymer and calcium phosphate [Kakiza a Y. & Kataoka K. Langmuir, 18 (2), 4539-4543 (2002)] and polymer nano micelles with improved blood stability by introducing disulfide bridges into the inner core [Kakizawa Y., Harada A. & Kataoka J. Amer. Chem. Soc., 121 (48), 11247-11248 (1999)], Furthermore, these derivatives are considered to be effective as siRNA and nucleic acid carriers. Other polymer carriers include pyoconjugate carriers [Asayama S. et al. Bioconjugate Chemistry, 9 (4), 476-481 (1998); Park JU. Et al. Prep. Biochem. & Biotechnol., 29 (4), 353-370 (1999)]. Examples of the administration method include an in vivo method and an ex vivo method. The dosage of the drug or pharmaceutical composition of the present invention should be determined appropriately according to the judgment of the doctor in consideration of the type of dosage form, administration method, patient age and weight, patient symptoms, etc. Is possible. Brief Description of Drawings
図 1は、 HeLa細胞における ABH2および ABH3の siRNAによる遺伝子発現抑制を示す 図である。 siRNAのトランスフエクシヨン後 48時間の細胞から全 RNAを抽出し、 半 定量的 RT- PCRで ABH2および ABH3遺伝子の発現を測定した。 NSはコントロール匪で ある。 ABH2および ABH3遺伝子の発現を NSに対する相対値で示した。 FIG. 1 is a diagram showing suppression of gene expression by ABH2 and ABH3 siRNA in HeLa cells. Total RNA was extracted from cells 48 hours after siRNA transfection and the expression of ABH2 and ABH3 genes was measured by semiquantitative RT-PCR. NS is a control rod. The expression of ABH2 and ABH3 genes is shown relative to NS.
図 2は、 A549細胞における ABH2および ABH3の siRNAによる遺伝子発現抑制を示す 図である。 siRNAのトランスフエクシヨン後 48時間の細胞から全 RNAを抽出し、 半 定量的 RT- PCRで ABH2およぴ ABH3遺伝子の発現を測定した。 NSはコント口ール RNAで ある。 ABH2および ABH3遺伝子の発現を NSに対する相対値で示した。 FIG. 2 shows suppression of gene expression by siRNA of ABH2 and ABH3 in A549 cells. Total RNA was extracted from cells 48 hours after transfection of siRNA, and the expression of ABH2 and ABH3 genes was measured by semiquantitative RT-PCR. NS is a control RNA. The expression of ABH2 and ABH3 genes is shown relative to NS.
図 3は、 ABH2および ABH3の siRNA処理によるアルキル化薬に対する感受性への影 響を示す図である。 発明を実施するための最良の形態 FIG. 3 is a graph showing the effect of ABH2 and ABH3 on the sensitivity to alkylating drugs by siRNA treatment. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
本明細書に記載した発明は、 当業者であれば様々な改変を容易に思いつくこと が可能であろうが、 それらの態様は本発明の範囲に含まれる。 なお本明細書に引 用された文献は、 本明細書の一部として組み込まれる。 以下、 実施例により本発 明をさらに詳細に説明するが、 本発明はこれら実施例に制限されるものではない [実施例 1 ] The present invention described in the present specification can easily be conceived by those skilled in the art, and these embodiments are included in the scope of the present invention. References cited in this specification are incorporated as part of this specification. EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. [Example 1]
本実施例では、 ヒ ト細胞において AlkBホモ口グ遺伝子の発現を抑制することに より、 アルキル化薬に対する感受性を上昇させる方法を例示する。 In this example, a method for increasing the sensitivity to an alkylating drug by suppressing the expression of the AlkB homologue gene in human cells is exemplified.
[細胞培養、 トランスフエクシヨン] [Cell culture, transformation]
ヒ ト細胞として、 HeLa (ヒ ト子宫頸部癌細胞) および A549 (ヒト肺癌細胞)を使 用した。 すべてのヒト細胞は 10% 牛胎児血清、 50 /z g/mlゲンタマイシンを含む D ulbecco' s modified Eagle' s mediumで 37°C、 5% C02条件下で培養した。 AlkBホ モ口グ遺伝子の発現抑制には、 siRNAを利用した。 siRNAの合成は株式会社ファス マックにおいて行った。 siRNAのトランスフエクシヨンを行う 24時間前に、 24ゥェ ルプレートに細胞を播種し、 20— 50%コンフレントの状態でトランスフエクショ ンを行った。 それぞれの細胞への siRNA (各 20 pmol) のトランスフエクシヨンは 、 Oligofectoamine™ (Invitrogen)およぴ、 Lipofectoamine™ 2000 (Invitrogen) を使用し、 マ二ユアノレに従い行った。 コントロールの siRNA (NS) としては、 uucu ccgaacgugucacgudTdT ( ti列番号: 19) およひ acgugacacguucggagaadTdT (配歹 [J畨 号: 20) 力 らなる 2本鎖ポリヌクレオチドを用いた。 HeLa (human chick cervical cancer cells) and A549 (human lung cancer cells) were used as human cells. All human cells are 10% fetal bovine serum, and cultured at 37 ° C, 5% C0 2 under conditions D ulbecco 's modified Eagle' s medium containing 50 / zg / ml gentamicin. SiRNA was used to suppress the expression of the AlkB homologue gene. siRNA was synthesized at Fasmac Co., Ltd. Twenty-four hours prior to transfection of siRNA, cells were seeded on a 24-well plate and transfection was performed at 20-50% confluence. Transfection of siRNA (20 pmol each) into each cell was carried out according to the method using Oligofectoamine ™ (Invitrogen) and Lipofectoamine ™ 2000 (Invitrogen). As a control siRNA (NS), a double-stranded polynucleotide comprising uucu ccgaacgugucacgudTdT (ti column number: 19) and acgugacacguucggagaadTdT (laying [J 畨: 20) force was used.
[mRNAの定量] [Quantification of mRNA]
siRNAのトランスフエクシヨン後、 48時間の細胞から、 R easy™ Mini Kit (Qiag en)を用いて、 全 RNAを抽出した。 定量的 PCRは、 ABI PRISM™ 7000 Sequence Detec tion System (Applied Biosystems)を用いて行った。 ABH2遺伝子 (配列番号: 3 ) (XM一 058581) 、 ABH3遺伝子 (配列番号: 5 ) (匪 _139178) および、 β -ァクチ ン遺伝子の RT- PCR用プライマーおよび、 TaqMan™プローブは、 Applied Biosystem sより購入した。 RT— PCR反応は TaqMan™ One-Step RT-PCR Master Mix Reagents Ki t (Applied Biosysytems)を使レヽ、 そのマ二ユアノレに従い行った。 β -了クチンを 標準として用いて、 定量比較した。 Total RNA was extracted from cells 48 hours after siRNA transfection using the R easy ™ Mini Kit (Qiagen). Quantitative PCR was performed using the ABI PRISM ™ 7000 Sequence Detection System (Applied Biosystems). ABH2 gene (SEQ ID NO: 3) (XM058581), ABH3 gene (SEQ ID NO: 5) (匪 _139178), β-actin gene RT-PCR primers and TaqMan ™ probe are from Applied Biosystems Purchased. The RT-PCR reaction was performed using TaqMan ™ One-Step RT-PCR Master Mix Reagents Kit (Applied Biosysytems) in accordance with the system. Quantitative comparison was performed using β-cutin as a standard.
[アルキル化薬感受性試験] アルキル化薬としてメタンスルホン酸メチル、 シクロフォスフアミド、 カルム シチンを使用した。 siRNAトランスフエクション 24時間後にそれぞれの薬剤を添カロ し、 更に 24時間後の細胞を生細胞数測定試薬 SF (ナカライテスタ) によって測定 した。 [Alkylating agent sensitivity test] As alkylating agents, methyl methanesulfonate, cyclophosphamide, and carmuscithin were used. After 24 hours of siRNA transfection, each drug was added, and the cells after 24 hours were further measured with a living cell count reagent SF (Nacalai Tester).
実験に用いた siRNAの配列を以下に示した。 The sequence of siRNA used in the experiment is shown below.
ABH2 ABH2
1. gage cagcuguguugggagdTdT (酉己歹 !j番"^: 7) 1. gage cagcuguguugggagdTdT (酉 己 歹! J 号 "^: 7)
cucccaacacagcuggcucdTdT (酉 S列番"^: 8) cucccaacacagcuggcucdTdT (酉 S column number "^: 8)
2. gaaagcacaaggaagaggcdTdT (酉己列畨"^: 9) 2. gaaagcacaaggaagaggcdTdT (酉 己 列 畨 "^: 9)
gccucuuccuugugcuuucdTdT (配列番号: 10) gccucuuccuugugcuuucdTdT (SEQ ID NO: 10)
3. gauggcugugaccacaucgdTdT (目 G列番号: 11) 3. gauggcugugaccacaucgdTdT (G row number: 11)
cgauguggucacagccaucdTdT (酉己歹 !j番号: 12) cgauguggucacagccaucdTdT (酉 己 歹! j number: 12)
ABH3 ABH3
1. gacuuacagcaugguauggdTdT (配列番号: 13) 1. gacuuacagcaugguauggdTdT (SEQ ID NO: 13)
ccauaccaugcuguaagucdTdT (酉己歹 lj番号: 14) ccauaccaugcuguaagucdTdT (酉 己 歹 lj number: 14)
2. gagccaucuccaccagaagdTdT (配歹番号: 15) 2. gagccaucuccaccagaagdTdT (Rating number: 15)
cuucugguggagauggcucdTdT (酉己歹幡号: 16) cuucugguggagauggcucdTdT (酉 己 歹 幡 号 : 16)
3. gaaccucagcagguaguacdTdT (SG列番号: 17) 3. gaaccucagcagguaguacdTdT (SG column number: 17)
guacuaccugcugagguucdTdT (酉己歹 U番号: 18) guacuaccugcugagguucdTdT (酉 己 歹 U number: 18)
[結果] [Result]
ABH2および ABH3遺伝子発現を抑制したときに、 癌細胞がアルキル化薬に感受性 を示すかどう力、 ABH2および ABH3遺伝子に対する siRNAを用いて実験を行った。 ま ず、 ヒト子宫頸部癌細胞である HeLa細胞を用いて ABH2、 ABH3の siRNAにより ABH2と ABH3の遺伝子発現抑制効果を調べた。 その結果、 上記に記載した ABH2および ABH3 に対する全ての siRNAで発現が抑制された。 以下、 ABH2および ABH3において、 それ ぞれ配列番号: 7、 8、 および配列番号: 13、 14で示した腿からなる siRNAを用レヽ て実験を行った。 この siRNAにより、 ABH2は 4%、 ABH3は 2%にまで遺伝子発現が抑制 された (図 1)。 ヒト肺癌細胞である A549細胞においても、 同様に siRNAを処理した ところ ABH2は 14°ん ABH3は 8°/。にまで遺伝子発現を抑制した (図 2)。 ABH2、 ABH3遺伝 子の発現を抑制しても、 HeLa細胞および A549細胞の生育増殖には影響はなかった Cancer cells are sensitive to alkylating drugs when ABH2 and ABH3 gene expression is suppressed Experiments were conducted using siRNA against the ABH2 and ABH3 genes. First, ABH2 and ABH3 gene expression suppression effects were examined using ABH2 and ABH3 siRNAs using HeLa cells, which are human eclampsia cancer cells. As a result, the expression of all siRNAs against ABH2 and ABH3 described above was suppressed. Hereinafter, in ABH2 and ABH3, experiments were conducted using siRNAs consisting of thighs shown in SEQ ID NOs: 7, 8 and SEQ ID NOs: 13, 14, respectively. This siRNA suppressed gene expression to 4% for ABH2 and 2% for ABH3 (Figure 1). In the same way, A549 cells, human lung cancer cells, were treated with siRNA. ABH2 was 14 ° and ABH3 was 8 ° /. In addition, the gene expression was suppressed (Fig. 2). Suppression of ABH2 and ABH3 gene expression did not affect the growth and proliferation of HeLa and A549 cells.
ABH2、 ABH3の siRNA処理した HeLa細胞おょぴ A549細胞におけるアルキルィ匕薬感 受性を調べた。 アルキル化薬として、 DNAおよび RNAを効率的にメチルイ匕する化合 物として知られているメタンスルホン酸メチル (匪 S)を用いて、 生細胞数を測定 する事により感受性を調べた。 その結果、 図 3で示すように ABH2、 ABH3の発現をそ れぞれ抑制したときに、 HeLa細胞および A549細胞いずれにおいても NS (コント口 ールとして用いた 2本鎖 RNAで発現抑制を示さない) と比較して、 MMSに対して感受 性が増す事が確認できた。 We investigated the sensitivity of alkyl addictive drugs in ABLA2 and ABH3 siRNA-treated HeLa cells and A549 cells. Sensitivity was examined by measuring the number of living cells using methyl methanesulfonate (匪 S), which is known as a compound that efficiently methylates DNA and RNA. As a result, as shown in Fig. 3, when both ABH2 and ABH3 expression was suppressed, NS (double-stranded RNA used as control console showed inhibition of expression in both HeLa and A549 cells. It was confirmed that the sensitivity to MMS increased compared to
MMS以外に臨床で抗癌剤として使用されているアルキル化薬に対する影響を調べ た。 抗癌剤としてはシクロフォスフアミド、 カルムシチンを使用した。 IC5。値で比 較した結果を表 1に示した。 HeLa細胞において、 匪 Sの IC5。値は NSと比較して、 1/3 程度の値を示し、 シクロフォスフアミドゃカルムシチンにおいても NSより低い IC50 値を示す事が確かめられた。 また、 A549細胞においても同様の結果を得た。 In addition to MMS, the effects on alkylating drugs used clinically as anticancer agents were investigated. Cyclophosphamide and carmustine were used as anticancer agents. IC 5 . Table 1 shows the results of comparison by value. He S IC 5 in HeLa cells. The value was about 1/3 of that of NS, and it was confirmed that cyclophosphamide carmuscitin also showed a lower IC 50 value than NS. Similar results were obtained with A549 cells.
以上の結果より、 ABH2、 ABH3はアルキルィヒ薬との併用剤としての全く新しいタ 一ゲットであり、 ABH2、 ABH3の siRNAはアルキル化薬との有用な併用剤となる事が 証明された。 種々のアルキル化薬に対する感受性 From the above results, it was proved that ABH2 and ABH3 are completely new targets for concomitant use with alkylich drugs, and siRNA of ABH2 and ABH3 are useful concomitant drugs with alkylating drugs. Sensitivity to various alkylating drugs
ABH2 ABH3 IC50値 (mM) ABH2 ABH3 IC 50 value (mM)
HeLa HeLa
メタンスルホン酸メチル 0.3 0.1 0.1 Methyl methanesulfonate 0.3 0.1 0.1
シクロフォスフアミ ド 17.2 14.3 10.8 Cyclophosphamide 17.2 14.3 10.8
カム レシチン 0.5 0.3 0.4 Cam Lecithin 0.5 0.3 0.4
A549 A549
メタンスルホン酸メチル 0.8 0.4 0.3 Methyl methanesulfonate 0.8 0.4 0.3
カムノレシチン 0.9 0.6 0.2 Camnolecithin 0.9 0.6 0.2
産業上の利用の可能性 Industrial applicability
本発明により、 細胞のアルキル化薬に対する感受性を上昇させることが可能に なった。 アルキルィ匕薬は癌治療等において広く用いられており、 本発明の方法に より、 癌治療におけるアルキルィ匕薬の効果を高めることが可能である。 哺乳動物 の AlkBホモログの発現または活性を阻害する化合物は、 アルキル化薬併用剤とし て極めて有用である。 The present invention makes it possible to increase the sensitivity of cells to alkylating drugs. Alkyl glaze is widely used in cancer treatment and the like, and the method of the present invention can enhance the effect of alkyl glaze in cancer treatment. Compounds that inhibit the expression or activity of mammalian AlkB homologues are extremely useful as alkylating agent combinations.
[参考文献] [References]
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| AL | Designated countries for regional patents |
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| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application | ||
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| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase | ||
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: JP |
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| WWW | Wipo information: withdrawn in national office |
Country of ref document: JP |