(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-09-26
(54)【発明の名称】MSH2またはMSH6抑制剤を有効成分として含む癌予防または治療用組成物
(51)【国際特許分類】
A61K 45/00 20060101AFI20240918BHJP
A61P 35/00 20060101ALI20240918BHJP
A61P 43/00 20060101ALI20240918BHJP
A61P 35/04 20060101ALI20240918BHJP
A61P 1/00 20060101ALI20240918BHJP
A61P 1/16 20060101ALI20240918BHJP
A61P 11/00 20060101ALI20240918BHJP
A61K 48/00 20060101ALI20240918BHJP
A61K 31/713 20060101ALI20240918BHJP
A61K 31/7088 20060101ALI20240918BHJP
A61K 39/395 20060101ALI20240918BHJP
C12N 15/115 20100101ALI20240918BHJP
C12Q 1/6886 20180101ALI20240918BHJP
C12Q 1/02 20060101ALI20240918BHJP
G01N 33/50 20060101ALI20240918BHJP
G01N 33/15 20060101ALI20240918BHJP
C12N 15/113 20100101ALN20240918BHJP
【FI】
A61K45/00 ZNA
A61P35/00
A61P43/00 111
A61P35/04
A61P1/00
A61P1/16
A61P11/00
A61K48/00
A61K31/713
A61K31/7088
A61K39/395 N
C12N15/115 Z
C12Q1/6886 Z
C12Q1/02
G01N33/50 Z
G01N33/15 Z
A61K39/395 D
C12N15/113 110Z
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024508093
(86)(22)【出願日】2022-08-09
(85)【翻訳文提出日】2024-04-03
(86)【国際出願番号】 KR2022011831
(87)【国際公開番号】W WO2023018168
(87)【国際公開日】2023-02-16
(31)【優先権主張番号】10-2021-0104655
(32)【優先日】2021-08-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(31)【優先権主張番号】10-2021-0104656
(32)【優先日】2021-08-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(31)【優先権主張番号】10-2022-0070947
(32)【優先日】2022-06-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(31)【優先権主張番号】10-2022-0070948
(32)【優先日】2022-06-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(81)【指定国・地域】
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
(71)【出願人】
【識別番号】524049169
【氏名又は名称】ネオナ
(74)【代理人】
【識別番号】100092783
【氏名又は名称】小林 浩
(74)【代理人】
【識別番号】100120134
【氏名又は名称】大森 規雄
(72)【発明者】
【氏名】ナム,ソク-ウ
(72)【発明者】
【氏名】ナ,ミン ジョン
【テーマコード(参考)】
2G045
4B063
4C084
4C085
4C086
【Fターム(参考)】
2G045AA24
2G045AA40
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2G045DA14
2G045DA36
4B063QA01
4B063QA19
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4B063QQ53
4B063QR32
4B063QR55
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4C084AA13
4C084AA17
4C084NA14
4C084ZA591
4C084ZA592
4C084ZA661
4C084ZA662
4C084ZA751
4C084ZA752
4C084ZB211
4C084ZB212
4C084ZB261
4C084ZB262
4C085AA14
4C085BB11
4C085EE01
4C086AA01
4C086AA02
4C086EA16
4C086MA01
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4C086NA14
4C086ZA59
4C086ZA66
4C086ZA75
4C086ZB21
4C086ZB26
4C086ZC41
(57)【要約】
本発明は、MSH2またはMSH6抑制剤を有効成分として含む癌予防または治療用組成物に関し、本発明によるMSH2またはMSH6抑制剤は、肝細胞癌腫を含む様々な癌腫細胞において腫瘍細胞成長、増殖を抑制し、特に、肝細胞癌腫においては移動および侵襲、腫瘍形成活性を抑制し、MSH2またはMSH6の発現を増加させる場合、DNMT1の発現を増加させ、KLF4の発現を減少させることを確認することで、これを癌の予防および治療用薬学的組成物として利用することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
MSH2(MutS homolog2)の遺伝子またはタンパク質に対する抑制剤;またはMSH6(MutS homolog6)の遺伝子またはタンパク質に対する抑制剤;を有効成分として含む、癌予防または治療用薬学的組成物。
【請求項2】
前記抑制剤は、MSH2またはMSH6に特異的なsiRNA、shRNA、miRNA、アンチセンスオリゴヌクレオチド、アプタマー、抗体およびこれらの組み合わせからなる群より選択されることを特徴とする、請求項1に記載の癌予防または治療用薬学的組成物。
【請求項3】
前記MSH2に特異的なsiRNAは、配列番号1の塩基配列で表されることを特徴とする、請求項2に記載の癌予防または治療用薬学的組成物。
【請求項4】
前記MSH6に特異的なsiRNAは、配列番号2の塩基配列で表されることを特徴とする、請求項2に記載の癌予防または治療用薬学的組成物。
【請求項5】
前記癌は、肝臓癌、肺癌、頭頚部癌、結腸癌、肉腫(sarcoma)、胃癌および胆管癌からなる群より選択されたものである、請求項1に記載の癌予防または治療用薬学的組成物。
【請求項6】
前記癌は、KLF6(Kruppel-like factor 6)、HDAC6(Histone deacetylase 6)またはKLF4(Kruppel-like factor 4)の発現が阻害されるか、HDAC2(Histone deacetylase 2)、MSH2(mutS homolog 2)またはDNMT1(DNA(cytosine-5)-Methyltransferase 1)の発現が増加した患者の癌であることを特徴とする、請求項1に記載の癌予防または治療用薬学的組成物。
【請求項7】
前記組成物は、DNMT1の発現を抑制するか、KLF4の発現を増加させることを特徴とする、請求項1に記載の癌予防または治療用薬学的組成物。
【請求項8】
前記組成物は、腫瘍細胞の成長、増殖、移動および侵襲を抑制することを特徴とする、請求項1に記載の癌予防または治療用薬学的組成物。
【請求項9】
MSH2またはMSH6の遺伝子、そのタンパク質または前記タンパク質を構成するペプチド水準を測定する製剤を含む、肝臓癌、肺癌、頭頚部癌、結腸癌、肉腫(sarcoma)、胃癌および胆管癌からなる群より選択されたいずれか一つの癌診断用組成物。
【請求項10】
前記遺伝子水準を測定する製剤は、遺伝子に特異的に結合するプライマーまたはプローブを含むものである、請求項9に記載の癌診断用組成物。
【請求項11】
前記タンパク質水準を測定する製剤は、前記タンパク質または断片ペプチドに特異的な抗体、アンチセンスRNA、アプタマーおよび化合物からなる群より選択されたいずれか一つを含むものである、請求項9に記載の癌診断用組成物。
【請求項12】
(a)MSH2遺伝子またはそのタンパク質;またはMSH6遺伝子またはそのタンパク質;を含む細胞に分析しようとする試料を接触させるステップ;
(b)前記MSH2またはMSH6遺伝子の発現量、タンパク質の発現量またはタンパク質の活性を測定するステップ;および
(c)前記(b)ステップの測定結果、MSH2またはMSH6遺伝子の発現量、タンパク質の発現量またはタンパク質の活性が減少する場合に、前記試料は、癌の予防または治療用物質と判定するステップ;を含む、
肝臓癌、肺癌、頭頚部癌、結腸癌、肉腫(sarcoma)、胃癌および胆管癌からなる群より選択されたいずれか一つの癌予防または治療用物質スクリーニング方法。
【請求項13】
請求項1に記載の薬学的組成物を個体に投与するステップを含む、肝臓癌を治療する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、MSH2またはMSH6抑制剤を有効成分として含む癌予防または治療用組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
MSH2(MutS homolog2)は、DNA mismatch repairタンパク質としてよく知られている。HNPCC(Hereditary nonpolyposis colorectal cancer、Lynch syndrome)では、MSH2の突然変異が40%以上確認され、MLH1突然変異とともにHNPCCの主要原因として知られている。このような突然変異が起きると、様々な遺伝子にmismatchが矯正されず、突然変異状態で存在して蓄積され、癌化過程で重要な役割をすることになる。
【0003】
MSH6(MutS homolog6、GTBP)は、DNA mismatch repairタンパク質としてよく知られている。MSH6は、MSH2(MutS homolog2)とhetero dimerを成すようになり、これは、DNAの複製過程中にmismatch部分を認識して矯正を始めさせる因子の役割をすることになる。
【0004】
MSH2は、MSH6(MutS homolog6、GTBP)とhetero dimerを成すようになり、これは、DNAの複製過程中にmismatch部分を認識して矯正を始めさせる因子の役割をすることになる。
【0005】
HDACs(Histone deacetylases)は、しばしば補助抑制因子(corepressors)や多重-タンパク質転写複合体(multi-protein transcriptional complexes)によって遺伝子プロモーターに付くことができ、そこで、DNAに直接結合せずにクロマチン(chromatin)変形を通じて転写を調節する。暗号化したヒトHDACsは18個があり、これらは、クラスI(HDAC 1、2、3および8)、クラスII(HDAC 4、5、6、7、9および10)、クラスIII(SIRT 1-7)、およびクラスIV(HDAC11)酵素に分類される。ヒストンアセチル化酵素(acetyltransferases)およびHDACsのいずれも細胞増殖、分化および細胞周期調節に関与するという事実が知られている。また、HDACsの病理学的活性および調節減少(deregulation)が癌、免疫疾患、および筋萎縮症(muscular dystrophy)のような様々な疾病を引き起こす可能性があるという事実が報告された。HDAC6は、HDACsのクラスIIbファミリーメンバーであり、微小管(MTs)と関連のある細胞質内脱アセチル化酵素(cytoplasmic deacetylase)として作用し、アルファ-チューブリン(α-tubulin)を脱アセチル化させる。
【0006】
DNMT1(DNA(cytosine-5)-methyltransferase 1)は、DNAの特異的なCpG構造にmethyl基を伝達する酵素である。Cancer Genome AtlasプロジェクトでDNMT familyは、癌で確認された127個の突然変異した遺伝子のうち一つである。DNMT1は、様々な癌で過発現しており、これは、治療的ターゲットになり得ることが研究されている。
【0007】
KLF4(Kruppel-like factor 4)は、細胞増殖、分化、死滅と関連した遺伝子の転写活性または阻害の両方向にすべて作用できるzinc fingerタンパク質である。KLF4は、粘膜上皮細胞の細胞分裂後に細胞の成長抑制と分化に関与して、主に成長が抑制される細胞の核で過発現し、p53依存性でcyclin-dependent kinase inhibitorであるp21WAF1/Cip1を活性化させてG1/Sで細胞周期を抑制する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明の目的は、MSH2(MutS homolog2)の遺伝子またはタンパク質に対する抑制剤;またはMSH6(MutS homolog6)の遺伝子またはタンパク質に対する抑制剤;を有効成分として含む癌予防または治療用薬学的組成物を提供することにある。
【0009】
また、本発明の他の目的は、前記薬学的組成物を個体に投与するステップを含む、肝臓癌を治療する方法を提供することにある。
【0010】
また、本発明の他の目的は、MSH2またはMSH6の遺伝子、そのタンパク質または前記タンパク質を構成するペプチド水準を測定する製剤を含む癌診断用組成物を提供することにある。
【0011】
また、本発明の他の目的は、癌予防または治療用物質スクリーニング方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0012】
前記のような目的を達成するために、本発明は、MSH2(MutS homolog2)の遺伝子またはタンパク質に対する抑制剤;またはMSH6(MutS homolog6)の遺伝子またはタンパク質に対する抑制剤;を有効成分として含む癌予防または治療用薬学的組成物を提供する。
【0013】
さらに、本発明は、前記薬学的組成物を個体に投与するステップを含む、肝臓癌を治療する方法を提供する。
【0014】
次いで、本発明は、MSH2またはMSH6の遺伝子、そのタンパク質または前記タンパク質を構成するペプチド水準を測定する製剤を含む癌診断用組成物を提供する。
【0015】
最後に、本発明は、(a)MSH2遺伝子またはそのタンパク質;またはMSH6遺伝子またはそのタンパク質;を含む細胞に分析しようとする試料を接触させるステップ;(b)前記MSH2またはMSH6遺伝子の発現量、タンパク質の発現量またはタンパク質の活性を測定するステップ;および(c)前記(b)ステップの測定結果、MSH2またはMSH6遺伝子の発現量、タンパク質の発現量またはタンパク質の活性が減少する場合に、前記試料は、癌の予防または治療用物質と判定するステップ;を含む癌予防または治療用物質スクリーニング方法を提供する。
【発明の効果】
【0016】
本発明によるMSH2またはMSH6抑制剤は、肝細胞癌腫を含む様々な癌腫細胞において腫瘍細胞成長、増殖を抑制し、特に、肝細胞癌腫においては、移動および侵襲、腫瘍形成活性を抑制し、MSH2またはMSH6の発現を増加させる場合、DNMT1の発現を増加させ、KLF4の発現を減少させることを確認することで、これを癌の予防および治療用薬学的組成物として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【
図1a】本発明の一実施例において、TCGAの33個種類の癌腫でMSH2またはMSH6の発現が高い癌腫を識別過程を簡単に示した図である。
【
図1b】本発明の一実施例において、TCGAの33個種類の癌腫でMSH2またはMSH6の発現が高い癌腫を識別過程を簡単に示した図である。
【
図1c】本発明の一実施例において、TCGAの33個種類の癌腫でMSH2またはMSH6の発現が高い癌腫を識別過程を簡単に示した図である。
【
図2a】本発明の一実施例において、MSH2およびMSH6の発現が高い癌腫でMSH2抑制による細胞毒性評価結果を示した図である。
【
図2b】本発明の一実施例において、MSH2およびMSH6の発現が高い癌腫でMSH2抑制による細胞毒性評価結果を示した図である。
【
図3a】本発明の一実施例において、MSH2およびMSH6の発現が高い癌腫でMSH2抑制による細胞増殖能力評価結果を示した図である。
【
図3b】本発明の一実施例において、MSH2およびMSH6の発現が高い癌腫でMSH2抑制による細胞増殖能力評価結果を示した図である。
【
図4】本発明の一実施例において、MSH2およびMSH6の発現が高い癌腫でMSH2抑制による細胞生存力評価結果を示した図である。
【
図5a】本発明の一実施例において、肝臓癌における正常対比MSH2発現水準比較分析結果を示した図である。
【
図5b】本発明の一実施例において、肝臓癌における正常対比MSH2発現水準比較分析結果を示した図である。
【
図5c】本発明の一実施例において、肝臓癌における正常対比MSH2発現水準比較分析結果を示した図である。
【
図5d】本発明の一実施例において、肝臓癌における正常対比MSH2発現水準比較分析結果を示した図である。
【
図5e】本発明の一実施例において、肝臓癌における正常対比MSH2発現水準比較分析結果を示した図である。
【
図5f】本発明の一実施例において、肝臓癌における正常対比MSH2発現水準比較分析結果を示した図である。
【
図5g】本発明の一実施例において、肝臓癌における正常対比MSH2発現水準比較分析結果を示した図である。
【
図6】本発明の一実施例において、MSH2の発現が増加した肝臓癌細胞株でMSH2抑制による腫瘍細胞の成長、死滅、増殖、移動および侵襲分析結果を示した図である。
【
図7】本発明の一実施例において、MSH2の発現が増加した肝臓癌細胞株でMSH2抑制による細胞周期変化分析結果を示した図である。
【
図8】本発明の一実施例において、MSH2の発現が減少した正常細胞および肝臓癌細胞株でMSH2過発現による細胞毒性および細胞増殖能力評価結果を示した図である。
【
図9】本発明の一実施例において、MSH2とDNMT1の相関関係分析結果を示した図である。
【
図10a】本発明の一実施例において、肝臓癌における正常対比MSH6発現水準比較分析結果を示した図である。
【
図10b】本発明の一実施例において、肝臓癌における正常対比MSH6発現水準比較分析結果を示した図である。
【
図10c】本発明の一実施例において、肝臓癌における正常対比MSH6発現水準比較分析結果を示した図である。
【
図10d】本発明の一実施例において、肝臓癌における正常対比MSH6発現水準比較分析結果を示した図である。
【
図10e】本発明の一実施例において、肝臓癌における正常対比MSH6発現水準比較分析結果を示した図である。
【
図10f】本発明の一実施例において、肝臓癌における正常対比MSH6発現水準比較分析結果を示した図である。
【
図10g】本発明の一実施例において、肝臓癌における正常対比MSH6発現水準比較分析結果を示した図である。
【
図11】本発明の一実施例において、MSH6の発現が増加した肝臓癌細胞株でMSH6抑制による腫瘍細胞の成長、死滅、増殖、移動および侵襲分析結果を示した図である。
【
図12】本発明の一実施例において、MSH6の発現が増加した肝臓癌細胞株でMSH6抑制による細胞周期変化分析結果を示した図である。
【
図13】本発明の一実施例において、MSH6の発現が減少した正常細胞および肝臓癌細胞株でMSH6過発現による細胞毒性および細胞増殖能力評価結果を示した図である。
【
図14】本発明の一実施例において、MSH6とDNMT1の相関関係分析結果を示した図である。
【
図15】本発明の一実施例において、DNMT1とKLF4の相関関係分析結果を示した図である。
【
図16】本発明の一実施例において、HDAC6とMSH2の相関関係分析結果を示した図である。
【
図17】本発明の一実施例において、HDAC6とMSH6の相関関係分析結果を示した図である。
【
図18a】本発明の一実施例において、HDAC2またはKLF6とHDAC6の相関関係分析結果を示した図である。
【
図18b】本発明の一実施例において、HDAC2またはKLF6とHDAC6の相関関係分析結果を示した図である。
【
図18c】本発明の一実施例において、HDAC2またはKLF6とHDAC6の相関関係分析結果を示した図である。
【
図18d】本発明の一実施例において、HDAC2またはKLF6とHDAC6の相関関係分析結果を示した図である。
【
図18e】本発明の一実施例において、HDAC2またはKLF6とHDAC6の相関関係分析結果を示した図である。
【
図18f】本発明の一実施例において、HDAC2またはKLF6とHDAC6の相関関係分析結果を示した図である。
【
図18g】本発明の一実施例において、HDAC2またはKLF6とHDAC6の相関関係分析結果を示した図である。
【
図19a】本発明の一実施例において、HDAC2またはKLF6のHDAC6 promoterに対する競争的結合分析結果を示した図である。
【
図19b】本発明の一実施例において、HDAC2またはKLF6のHDAC6 promoterに対する競争的結合分析結果を示した図である。
【
図20】本発明の一実施例において、HDAC6-MSH2/MSH6-DNMT1-KLF4軸がHCC腫瘍形成を調節することをin vivoで確認した図である。
【
図21】本発明の一実施例において、HDAC6-MSH2/MSH6-DNMT1-KLF4軸がHCC腫瘍形成を調節することをMouse Xenograftモデルから確認した図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、添付の図面を参照して、本発明の具現例として本発明を詳しく説明することにする。ただし、下記の具現例は、本発明に対する例示として提示されるものであって、当業者に周知著名な技術または構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不明確にすることができるものと判断される場合には、その詳細な説明を省略することができ、これにより本発明が制限されることはない。本発明は、後述する特許請求の範囲の記載およびそれから解析される均等範疇内で様々な変形および応用が可能である。
【0019】
また、本明細書において使用される用語(terminology)は、本発明の好ましい実施例を適切に表現するために使用された用語であって、これは、使用者、運用者の意図または本発明の属する分野の慣例などによって変わることがある。したがって、本用語に対する定義は、本明細書の全般にわたった内容に基づいて下されなければならない。明細書の全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とするとき、これは、特に反対される記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。
【0020】
本発明は、MSH2(MutS homolog2)の遺伝子またはタンパク質に対する抑制剤;またはMSH6(MutS homolog6)の遺伝子またはタンパク質に対する抑制剤;を有効成分として含む癌予防または治療用薬学的組成物を提供する。
【0021】
また、前記MSH2遺伝子は、ヒト2番染色体上に存在するものであってよく、好ましくは、ヒト2番染色体47、403、067-47、634、501に位置するものであってよい(Genome Reference Consortium:GRCh38.p13、NCBI Reference Sequence:NC_000002.12、Gene ID:4436)。
【0022】
また、前記MSH6遺伝子は、ヒト2番染色体上に存在するものであってよく、好ましくは、ヒト2番染色体47、783、145-47、806、954に位置するものであってよい(Genome Reference Consortium:GRCh38.p13、NCBI Reference Sequence:NC_000002.12、Gene ID:2956)。
【0023】
本発明において使用される用語「MSH2(MutS homolog2)」は、DNA mismatch repairタンパク質であって、MSH6(MutS homolog6)とhetero dimerを成すことになり、DNAのミスセンス塩基対修復に関与する複合体を形成するタンパク質のうち一つである。
【0024】
本発明において使用される用語「MSH6(MutS homolog6)」は、DNA mismatch repairタンパク質であって、MSH2(MutS homolog2)とhetero dimerを成すことになり、DNAのミスセンス塩基対修復に関与する複合体を形成するタンパク質のうち一つである。
【0025】
また、前記抑制剤は、MSH2またはMSH6に特異的なsiRNA、shRNA、miRNA、アンチセンスオリゴヌクレオチド、アプタマー、抗体およびこれらの組み合わせから選択されるものであってよいが、これに制限されるものではない。
【0026】
また、前記MSH2に特異的なsiRNAは、配列番号1に塩基配列で表されるものであってよいが、これに制限されるものではない。
【0027】
また、前記MSH6に特異的なsiRNAは、配列番号2の塩基配列で表されるものであってよいが、これに制限されるものではない。
【0028】
また、前記組成物は、DNMT1の発現を抑制させるか、KLF4の発現を増加させるものであってよい。
【0029】
本発明において使用される用語「DNMT(DNA methyltransferase)」は、DNAにメチル基(-CH3)を伝達して結合させる役割をする酵素である。異常なDNA過メチル化(hypermethylation)は、大部分の癌細胞で起こる共通した現象と知られており、よって、DNMTの活性を阻害すれば、癌抑制遺伝子に対する過メチル化を抑制して癌抑制遺伝子が正常に再発現し、癌細胞の増殖を抑制することができる。
【0030】
本発明において使用される用語「DNMT1(DNA(cytosine-5)-methyltransferase 1)」は、DNA複製後にメチル化パターンを維持する主要酵素であって、genomic DNAのシトシンヌクレオチドにメチル基を伝達する役割をする。本発明においては、癌細胞でKLF4プロモーターのメチル化を誘導して、KLF4の発現を抑制する役割をする。
【0031】
一具現例において、DNMT1は、DNMT familyのうちDNMT3AとDNMT3Bと相互作用することができる。
【0032】
本発明において使用される用語「KLF4(Kruppel-like factor 4)は、特定転写因子と相互作用して転写を活性化することができ、腫瘍抑制剤としてよく知られている。
【0033】
一具現例において、KLF4は、MSH2、DNMT1と相互作用することができる。
本発明において使用される用語「発現抑制」とは、標的遺伝子の(mRNAへの)発現または(タンパク質への)翻訳低下を引き起こすことを意味し、好ましくは、これにより標的遺伝子発現が探知不能になるか、無意味な水準で存在することになることを意味する。
【0034】
また、前記組成物は、腫瘍細胞の成長、増殖、移動および侵襲を抑制するものであってよいが、これに制限されるものではない。
【0035】
また、前記癌は、肝臓癌、肺癌、頭頚部癌、結腸癌、肉腫(sarcoma)、胃癌および胆管癌からなる群より選択されたものであってよく、好ましくは、肝臓癌、さらに好ましくは、肝細胞癌腫(hepatocellular carcinoma)と言えるが、これに制限されるものではない。
【0036】
また、前記癌は、KLF6(Kruppel-like factor 6)、HDAC6(Histone deacetylase 6)またはKLF4(Kruppel-like factor 4)の発現が阻害されるか、HDAC2(Histone deacetylase 2)、MSH2(mutS homolog 2)またはDNMT1(DNA(cytosine-5)-Methyltransferase 1)の発現が増加した患者の肝臓癌であってよく、前記肝臓癌は、肝細胞癌腫であってよく、好ましくは、stage I、II、III、IVAまたはIVB病期(phase)の肝細胞癌腫であってよく、さらに好ましくは、初期病期より治療が難しいstageIII~IV病期の肝細胞癌腫であってよいが、これに制限されるものではない。
【0037】
本発明において使用される用語「癌」は、細胞自体の調節機能に問題が生じて正常には死滅すべき異常細胞が過多増殖して周囲組織および臓器に侵入して塊を形成し、既存の構造を破壊するか変形させる状態を意味し、悪性腫瘍と同一の意味で使用される。
【0038】
本発明において使用された用語「予防」とは、本発明による組成物の投与によって癌の発生、発達および再発を抑制または遅延させるすべての行為を意味する。
【0039】
本発明において使用された用語「治療」とは、本発明による組成物の投与によって、癌およびこれによる合併症の症状を好転させるか、または良く変更するすべての行為を意味する。本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、大韓医学協会などで提示された資料を参照して、本願の組成物が効果がある疾患の正確な基準を知って、改善、向上および治療された程度を判断することができるはずである。
【0040】
本発明による組成物は、薬学的に有効な量のMSH2抑制剤またはMSH6抑制剤を単独で含むか、一つ以上の薬学的に許容される担体、賦形剤または希釈剤を含むことができる。前記において薬学的に有効な量とは、免疫疾患の症状を予防、改善および治療するに十分な量を言う。前記において「薬学的に許容される」とは、生理学的に許容され、ヒトに投与されるとき、通常的に胃腸障害、めまいのようなアレルギー反応またはこれと類似した反応を起こさない組成物を言う。
【0041】
また、薬学に許容可能な担体を含む組成物は、経口または非経口の様々な剤形であってよい。製剤化する場合には、通常使用する充填剤、増量剤、結合剤、湿潤剤、崩壊剤、界面活性剤などの希釈剤または賦形剤を使用して調剤されることができる。前記担体、賦形剤および希釈剤としては、ラクトース、デキストロース、スクロース、ソルビトール、マンニトール、キシリトール、エリトリトール、マルチトール、澱粉、アカシアガム、アルジネート、ゼラチン、リン酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、セルロース、メチルセルロース、微結晶質セルロース、ポリビニルピロリドン、生理食塩水、ヒドロキシ安息香酸メチル、ヒドロキシ安息香酸プロピル、タルク、ステアリン酸マグネシウムおよび鉱物油、デキストリン、炭酸カルシウム、プロピレングリコールおよびリキッドパラフィンからなる群より選択された一つ以上であってよいが、これに限定されるものではなく、通常の担体、賦形剤または希釈剤のすべてを使用可能である。前記成分は、前記有効性分であるMSH2抑制剤に独立して、または組み合わせて追加されることができる。
【0042】
また、経口投与のための固形製剤には、錠剤丸剤、散剤、顆粒剤、カプセル剤などが含まれることができ、このような固形製剤は、一つ以上の化合物に少なくとも一つ以上の賦形剤、例えば、デンプン、炭酸カルシウム、スクロース(sucrose)またはラクトース(lactose)、ゼラチンなどを混合して調剤されることができる。また、単なる賦形剤の以外に、ステアリン酸マグネシウム、タルクなどのような潤滑剤も使用されることができる。経口投与のための液状製剤としては、懸濁液剤、内用液剤、乳剤、シロップ剤などが該当するが、通常使用される単なる希釈剤である水、リキッドパラフィンの以外にも様々な賦形剤、例えば、湿潤剤、甘味剤、芳香剤、保存剤などが含まれることができる。
【0043】
非経口投与のための製剤には、滅菌された水溶液、非水性溶剤、懸濁用剤、乳剤、凍結乾燥製剤、坐剤などが含まれる。非水性溶剤、懸濁用剤としては、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、オリーブ油のような植物性油、オレイン酸エチルのような注射可能なエステルなどが使用されることができる。坐剤の基剤としては、ウイテプゾール(witepsol)、マクロゴール、ツイーン(tween)61、カカオ脂、ラウリン脂、グリセロール、ゼラチンなどが使用されることができる。
【0044】
また、本発明の薬学組成物は、錠剤、丸剤、散剤、顆粒剤、カプセル剤、懸濁液剤、内用液剤、乳剤、シロップ剤、滅菌された水溶液、非水性溶剤、懸濁液剤、乳剤、凍結乾燥製剤および坐剤からなる群より選択されるいずれか一つの剤形を有することができる。坐剤の基剤としては、ウイテプゾール(witepsol)、マクロゴール、ツイーン(tween)61、カカオ脂、ラウリン脂、グリセロール、ゼラチンなどが使用されることができる。
【0045】
本発明の薬学的組成物は、目的とする方法によって経口投与するか、非経口投与(例えば、静脈内、皮下、腹腔内または局所に適用)することができ、投与量は、患者の体重、年齢、性別、健康状態、食餌、投与時間、投与方法、排出割合および疾患の重症度などによってその範囲が多様である。
【0046】
本発明の薬学的組成物は、癌の予防または治療効果のために単独で、または手術、ホルモン治療、薬物治療および生物学的反応調節剤を使用する方法と併用して使用することができる。
【0047】
さらに、本発明は、前記薬学的組成物を個体に投与するステップを含む、肝臓癌を治療する方法を提供する。
【0048】
本発明において「個体」とは、癌を予防または治療を目的とする個体であれば特に限定されず、ヒトを含む動物、例えば、非-霊長類(例えば、牛、豚、馬、猫、犬、ラットおよびマウス)および霊長類(例えば、サル、例えば、カニクイ(cynomolgous)ザルおよびチンパンジー)を始めとした哺乳動物を示す。
【0049】
本発明の薬学的組成物は、治療学的に有効な量、または薬学的に有効な量で投与されることができる。
【0050】
本発明において、用語「治療学的に有効な量」は、対象疾患を予防または治療するのに有効な組成物の薬学的に許容可能な塩の量を意味し、本発明の組成物の治療的に有効な量は、様々な要素、例えば、投与方法、目的部位、患者の状態などによって変わる。よって、人体に使用時に投与量は、安全性および効率性を共に考慮して適正量に決定されなければならない。動物実験を通じて決定した有効量からヒトに使用される量を推定することも可能である。有効な量の決定時に考慮すべきこのような事項は、例えば、Hardman and Limbird、eds.、Goodman and Gilman’s The Pharmacological Basis of Therapeutics、10th ed.(2001)、Pergamon Press;およびE.W.Martin ed.、Remington’s Pharmaceutical Sciences、18th ed.(1990)、Mack Publishing Co.に記述されている。
【0051】
本発明において、用語「薬学的に有効な量」は、医学的治療に適用可能な合理的な受益/危険割合で疾患を治療するのに十分であり、副作用を引き起こさない程度の量を意味し、有効用量水準は、患者の健康状態、疾患の種類、重症度、薬物の活性、薬物に対する敏感度、投与方法、投与時間、投与経路および排出割合、治療期間、配合または同時使用される薬物を含む要素およびその他の医学分野によく知られている要素によって決定されることができる。本発明の組成物は、個別治療剤で投与するか、他の治療剤と併用して投与されることができ、従来の治療剤と順次にまたは同時に投与されることができ、単一または多重投与されることができる。上記の要素をすべて考慮して、副作用なしに最小限の量で最大効果を得ることができる量を投与することが重要であり、これは、当業者によって容易に決定されることができる。
【0052】
次いで、本発明は、MSH2またはMSH6遺伝子、そのタンパク質または前記タンパク質を構成するペプチド水準を測定する製剤を含む癌診断用組成物を提供する。
【0053】
また、前記癌は、肝臓癌、肺癌、頭頚部癌、結腸癌、肉腫(sarcoma)、胃癌および胆管癌からなる群より選択されたものであってよく、好ましくは、肝臓癌、さらに好ましくは、肝細胞癌腫(hepatocellular carcinoma)であってよいが、これに制限されるものではない。
【0054】
本発明において使用される用語「診断」は、特定疾病または疾患に対する一客体の感受性(susceptibility)を判定すること、一客体が特定疾病または疾患を現在有しているか否かを判定すること、特定疾病または疾患を有している一客体の予後(prognosis)(例えば、前-転移性または転移性癌状態の同定、癌のステップ決定または治療に対する癌の反応性決定)を判定すること、またはテラメトリクス(therametrics)(例えば、治療効能に対する情報を提供するために客体の状態をモニタリングすること)を含む。
【0055】
また、前記遺伝子水準を測定する製剤は、遺伝子に特異的に結合するプライマーまたはプローブであってよいが、これに制限されるものではない。
また、前記遺伝子水準の測定は、逆転写重合酵素連鎖反応(RT-PCR)、競争的重合酵素連鎖反応、リアルタイム重合酵素連鎖反応、Nuclease保護分析(RNase、S1 nuclease assay)、in situ交雑法、DNAマイクロアレイ利用法、ノーザンブロット、ウェスタンブロット、ELISA(Enzyme Linked Immuno Sorbent Assay)、放射線免疫分析法、免疫拡散法、免疫電気泳動、組織免疫染色、免疫沈殿分析法、補体固定分析法、FACS、質量分析法(Mass spectrometry)およびタンパク質マイクロアレイ利用法からなる群より選択された1種以上の方法で遂行されるものであってよいが、これに制限されない。
【0056】
前記MSH2タンパク質は、ヒト2番染色体47、403、067-47、634、501に位置する核酸配列で翻訳されるアミノ酸からなる全体または一部ペプチドで構成されることができ、前記MSH2タンパク質の機能的同等物および変異体を含む。また、前記MSH2タンパク質を構成するペプチドは、MSH2タンパク質の断片を意味するものであって、MSH2タンパク質を構成するペプチドであれば、制限されずに含まれる。
【0057】
前記MSH6タンパク質は、ヒト2番染色体47、783、145-47、806、954に位置する核酸配列で翻訳されるアミノ酸からなる全体または一部ペプチドで構成されることができ、前記MSH6タンパク質の機能的同等物および変異体を含む。また、前記MSH6タンパク質を構成するペプチドは、MSH6タンパク質の断片を意味するものであって、MSH6タンパク質を構成するペプチドであれば、制限されずに含まれる。
【0058】
前記タンパク質の機能的同等物とは、タンパク質分子の活性を全体的に変更させないタンパク質およびポリペプチドを含むものであって、機能的に同じ作用をすることができるタンパク質が本発明の範囲に含まれる。前記変異体とは、MSH2天然アミノ酸配列と一つ以上のアミノ酸残基が結実、挿入、非保全的または保全的置換またはこれらの組み合わせにより異なる配列を有するタンパク質を意味する。例えば、前記アミノ酸配列で一つまたは数個のアミノ酸が結実、置換または付加されたこと、前記アミノ酸配列と95%以上、好ましくは98%以上、より好ましくは99%以上の同一性を有することなどを言う。ここで「同一性」とは、2個のアミノ酸配列にギャップを取り入れるか、取り入れずに最も高い一致度になるように整列させたとき、前記ギャップの数を含む、一方のアミノ酸配列の全体アミノ酸残基数に対する他方のアミノ酸配列の同じアミノ酸残基数の割合(%)を言う。また、「数個」とは、2~10の整数、例えば、2~7、2~5、2~4、2~3の整数を言う。天然変異体の具体例としては、SNP(一塩基多型)などの多型に基づく変異体やスプライス変異体などを挙げることができる。前記置換は、保存的アミノ酸置換であることが好ましい。保存的アミノ酸置換であれば、前記アミノ酸配列を有するMSH2またはMSH6と実質的に同等な構造または性質を有することができるためである。保存的アミノ酸とは、互いに非極性アミノ酸(グリシン、アラニン、フェニルアラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、メチオニン、プロリン、トリプトファン)および極性アミノ酸(非極性アミノ酸以外のアミノ酸)、荷電アミノ酸(酸性アミノ酸(アスパラギン酸、グルタミン酸)および塩基性アミノ酸(アルギニン、ヒスチジン、リシン))および非荷電アミノ酸(荷電アミノ酸以外のアミノ酸)、芳香族アミノ酸(フェニルアラニン、トリプトファン、チロシン)、分枝状アミノ酸(ロイシン、イソロイシン、バリン)および脂肪族アミノ酸(グリシン、アラニン、ロイシン、イソロイシン、バリン)などが知られている。
【0059】
また、アミノ酸配列上の変異または修飾によってタンパク質の熱、pHなどに対する構造的安定性が増加するか、タンパク質活性が増加したタンパク質を含むことができる。
また、前記タンパク質またはタンパク質を構成するペプチド水準を測定する製剤は、前記タンパク質または断片ペプチドに特異的な抗体、アンチセンスRNA(antisense RNA)、アプタマー(Aptamer)および化合物からなる群より選択されたいずれか一つであってよいが、これに制限されない。
【0060】
本発明において使用される用語「抗体」は、抗原性部位に対して指示される特異的なタンパク質分子を意味する。本発明の目的上、抗体は、MSH2タンパク質またはMSH6タンパク質に対して特異的に結合する抗体を意味し、多クローン抗体、単クローン抗体および組換え抗体をすべて含む。
【0061】
また、前記抗体は、2個の全長さの軽鎖および2個の全長さの重鎖を有する完全な形態だけでなく、抗体分子の機能的な断片を含む。抗体分子の機能的な断片とは、少なくとも抗原結合機能を保有している断片を意味し、Fab、F(ab’)、F(ab’)2およびFvなどがある。
【0062】
また、前記多クローン抗体は、当業者に知られている方法によって免疫原で前記遺伝子によって発現したタンパク質またはその断片を外部宿主に注射することで製造することができる。外部宿主は、マウス、レット、羊またはウサギのような哺乳動物を含む。免疫原は、筋内、腹腔内または皮下注射方法で注射され、一般的に抗原性を増加させるための補助剤(adjuvant)とともに投与される。外部宿主から定期的に血清を採取して向上した力価および抗原に対する特異性を見せる血清を回収するか、これから抗体を分離精製する。
【0063】
また、前記単一クローン抗体は、当業者に知られている融合による不死化した細胞株生成技術によって製造されることができる。例えば、前記遺伝子によって発現したタンパク質をマウスに免疫化させるか、ペプチドを合成してウシ血清アルブミンと結合させてマウスに免疫化させる。マウスから分離した抗原-生産Bリンパ球をヒトまたはマウスの骨髄腫(myeloma)と融合して不死化したハイブリドーマ(hybridoma)を生成し、前記ハイブリドーマ細胞を持って間接的な酵素結合免疫吸着分析法(enzyme-linked immunoabsorbent assays、ELISA)を使用してモノクロナール抗体の生成有無を確認し、陽性クローンを取って培養した後、抗体を分離精製するか、レットの腹腔に注入した後に腹水を採取することで、単一クローン抗体を製造することができる。
【0064】
また、前記タンパク質水準の測定は、ウェスタンブロット、エライザ(enzyme linked immunosorbent assay、ELISA)、放射線免疫分析(Radioimmunoassay、RIA)、放射免疫拡散法(radioimmunodiffusion)、オクタロニー(Ouchterlony)免疫拡散法、ロケット(rocket)免役電気泳動、組織免疫染色、免疫沈殿分析法(Immunoprecipitation Assay)、補体固定分析法(Complement Fixation Assay)、柔細胞分析(Fluorescence Activated Cell Sorter、FACS)、タンパク質チップ(protein chip)からなる群より選択された1種以上の方法で遂行されるものであってよいが、これに制限されない。
【0065】
さらに、本発明は、生物学的試料でMSH2またはMSH6の発現水準を確認するステップ;および正常試料とMSH2またはMSH6の発現水準を比較するステップ;を含む肝臓癌の診断または予後予測のための情報提供方法を提供する。
【0066】
また、前記方法は、MSH2またはMSH6が正常試料に比べて1.5倍以上過発現している場合、肝臓癌にかかる危険が高いものと判断するステップ;をさらに含むことができる。
【0067】
また、前記生物学的試料は、組織、細胞、全血、血清、血漿、唾液、痰、脳脊髄液または尿のような試料などを含むことができる。
【0068】
最後に、本発明は、(a)MSH2遺伝子またはそのタンパク質;またはMSH6遺伝子またはそのタンパク質;を含む細胞に分析しようとする試料を接触させるステップ;(b)前記MSH2またはMSH6遺伝子の発現量、タンパク質の発現量またはタンパク質の活性を測定するステップ;および(c)前記(b)ステップの測定結果、MSH2またはMSH6遺伝子の発現量、タンパク質の発現量またはタンパク質の活性が減少する場合に、前記試料は、癌の予防または治療用物質と判定するステップ;を含む癌予防または治療用物質スクリーニング方法を提供する。
【0069】
また、前記癌は、肝臓癌、肺癌、頭頚部癌、結腸癌、肉腫(sarcoma)、胃癌および胆管癌からなる群より選択されるものであってよいが、これに制限されるものではない。
【0070】
本発明において使用される用語「候補物質」は、MSH2またはMSH6遺伝子の発現;またはMSH2またはMSH6タンパク質の活性;に影響を及ぼすか否かを検査するためにスクリーニングで利用される未知の物質を意味する。前記候補物質は、これに制限されるものではないが、化学物質、ペプチドおよび天然抽出物を含むことができる。本発明のスクリーニング方法によって分析される候補物質は、単一化合物または化合物の混合物であってよく、合成または天然化合物のライブラリから得ることができる。
【0071】
また、前記(b)ステップは、MSH2またはMSH6遺伝子発現量、MSH2またはMSH6タンパク質発現量、MSH2またはMSH6タンパク質の作用を受けた他のタンパク質、MSH2またはMSH6タンパク質と他のタンパク質との相互作用、MSH2またはMSH6タンパク質と他のタンパク質との複合体およびMSH2またはMSH6タンパク質の作用を受けた他のタンパク質の複合体からなる群より選択されたいずれか一つ以上を検出または測定することができるが、これに制限されない。
【0072】
また、前記MSH2またはMSH6の遺伝子またはタンパク質の発現量測定は、mRNAの発現水準または遺伝子によってコードされるタンパク質水準を確認することから分かる。mRNAの量は、プライマー対またはプローブを利用して確認することができ、このための分析方法としては、RT-PCR、競争的RT-PCR(Competitive
【0073】
RT-PCR)、リアルタイムRT-PCR(Real-time RT-PCR)、RNase保護分析法(RNase protection assay、RPA)、ノーザンブロッティング(Northern blotting)、DNAチップなどがあるが、これに制限されるものではない。前記遺伝子によってコードされるタンパク質の量は、前記タンパク質に対して特異的に結合する抗体を利用してタンパク質の量を確認することができ、このための分析方法としては、ウエスタンブロット、ELISA(enzyme linked immunosorbent assay)、放射線免疫分析(RIA:Radioimmunoassay)、放射免疫拡散法(radioimmunodiffusion)、オクタロニー(Ouchterlony)免疫拡散法、ロケット(rocket)免役電気泳動、組織免疫染色、免疫沈殿分析法(Immunoprecipitation assay)、補体固定分析法(Complement Fixation Assay)、FACS、タンパク質チップ(protein chip)などがあるが、これに制限されるものではない。
【0074】
また、前記(c)ステップは、前記測定結果、前記候補物質のうちからMSH2またはMSH6タンパク質の発現または活性を減少させる候補物質を選択するステップであって、前記候補物質によってMSH2またはMSH6遺伝子の発現またはMSH2またはMSH6タンパク質の活性が下向き調節(downregulation)されることを測定して、癌の予防または治療用物質と判定することができる。
【0075】
本発明のスクリーニング方法は、様々な方式で実施することができ、特に、当業界に公知になっている様々な結合分析(binding assay)によって高性能(high throughput)方式で実施することができる。本発明のスクリーニング方法において、候補物質またはMSH2タンパク質は、検出可能な標識(detectable label)で標識されることができる。例えば、前記検出可能な標識は、化学的標識(例えば、ビオチン)、酵素標識(例えば、ホースラディッシュペルオキシダーゼ、アルカリホスファターゼ、ペルオキシダーゼ、ルシフェラーゼ、β-ガラクトシダーゼおよびβ-グルコシダーゼ)、放射能標識(例えば、C14、I125、P32およびS35)、蛍光標識(例えば、クマリン、フルオレセイン、FITC(fluoresein Isothiocyanate)、ローダミン(rhodamine)6G、ローダミンB、TAMRA(6-carboxy-tetramethylrhodamine)、Cy-3、Cy-5、Texas Red、Alexa Fluor、DAPI(4,6-diamidino-2-phenylindole)、HEX、TET、DabsylおよびFAM)、発光標識、化学発光(chemiluminescent)標識、FRET(fluorescence resonance energy transfer)標識または金属標識(例えば、金および銀)である。検出可能な標識が標識されたMSH2タンパク質または候補物質を利用する場合、MSH2またはMSH6タンパク質と候補物質との間の結合発生有無は、標識から出るシグナルを検出して分析することができる。例えば、標識としてアルカリンホスファターゼが利用される場合には、ブロモクロロインドリルホスフェート(BCIP)、ニトロブルーテトラゾリウム(NBT)、ナフトール-AS-B1-ホスフェート(naphthol-AS-B1-phosphate)およびECF(enhanced chemifluorescence)のような発色反応基質を利用してシグナルを検出する。標識としてホースラディッシュペルオキシダーゼが利用される場合には、クロロナフトール、アミノエチルカルバゾール、ジアミノベンジジン、D-ルシフェリン、ルシゲニン(ビス-N-メチルアクリジニウムナイトレート)、レゾルフィンベンジルエーテル、ルミノール、アンプレックスレッド試薬(10-アセチル-3,7-ジヒドロキシフェノキサジン)、YR(p-phenylenediamine-HClおよびpyrocatechol)、TMB(tetramethylbenzidine)、ABTS(2,2-Azine-di[3-ethylbenzthiazoline sulfonate])、o-フェニレンジアミン(OPD)およびナフトール/パイロニンのような基質を利用してシグナルを検出する。択一的に、候補物質のMSH2タンパク質への結合の有無は、相互作用物(interactants)の標識なしに分析することもできる。例えば、マイクロフィジオメーター(microphysiometer)を利用して候補物質がMSH2タンパク質に結合するか否かを分析することができる。マイクロフィジオメーターは、LAPS(light-addressable potentiometric sensor)を利用して細胞がその環境を酸性化する速度を測定する分析道具である。酸性化速度の変化は、候補物質とMSH2またはMSH6タンパク質との間の結合に対する指示者として利用されることができる(McConnell et al.、Science 257:19061912(1992))。
【0076】
発明を実施するための形態
以下、本発明を実施例を通じてより詳しく説明することにする。これらの実施例は、本発明をより具体的に説明するためのものであって、本発明の範囲がこれらの実施例に限定されるものではない。
【0077】
実施例1.癌抑制遺伝子であるMSH2またはMSH6の発現をlarge cohort RNA seq dataで確認
1-1.癌抑制遺伝子であるMSH2またはMSH6の発現をlarge cohort RNA seq dataで確認
【0078】
TCGA(The Cancer Genome Atlas)から得ることができるRNA sequencingデータで33個の癌腫のうちMSH2、MSH6の発現が正常患者に比べて癌患者で1.5倍以上増加した癌腫およびclinical relevanceを有している癌腫を確認した。
【0079】
その結果、MSH2の場合、12個の癌腫(LIHC、SARC、UCEC、CHOL、CESC、LUSC、STAD、ESCA、BLCA、LUAD、COAD、HNSC)で正常患者に比べて癌患者で発現量が1.5倍増加し、そのうちLIHC、SARC、UCECは、overexpressedされたとき、survivalに影響を与えることが示された(
図1aおよび表1)。
【0080】
MSH6の場合、10個の癌腫(LIHC、LUAD、LUSC、CHOL、ESCA、HNSC、SARC、STAD、COAD、GBM)で正常患者に比べて癌患者で発現量が1.5倍増加し、そのうち、LIHC、LUADは、MSH6がoverexpressedされたとき、survivalに影響を与えることが示された(
図1aおよび表2)。
【0081】
また、GENT2を活用したarray data分析結果、MSH2の発現が13個の癌腫で増加していることを確認し、MSH6の発現が14個の癌腫で増加していることを確認した(
図1b、c)。
【表1】
【表2】
【0082】
実施例2.様々な癌腫でMSH2およびMSH6の腫瘍形成に対する特性確認
様々な癌腫でin vitro腫瘍形成(in vitro tumorigenesis)を確認するために、si-MSH2(配列番号1)およびsi-MSH6(配列番号2)を利用して、MSH2およびMSH6の発現が高い癌腫のうちLIHC、LUAD、LUSC、CHOL、ESCA、HNSC、SARC、STAD、COADに対するMTT assay、BrdU assayおよびcell viability assayを遂行した。
【0083】
具体的に、様々な癌細胞株にsi-MSH2またはsi-MSH6の形質転換のために12-well plateに40% confluencyでシーディング(seeding)した後、si-MSH2またはsi-MSH6を形質転換してMSH2またはMSH6をknockdownした。
【0084】
MTT assayのために、細胞を12-ウェルプレートに分注し、si-MSH2またはsi-MSH6をトランスフェクションした後、MTT[3- (4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide]溶液(Sigma)0.5 mg/mlと5% CO
2、37℃で1時間の間インキュベーションした後、VICTOR3 Multilabelプレートリーダー機(PerkinElmer、Waltham、MA)を利用して吸光度を測定した。その結果、MSH2またはMSH6をknockdownしたとき、growthが阻害されることを確認した(
図2a、b)。
【0085】
また、BrdU assayのためにsi-MSH2またはsi-MSH6が形質転換された様々な癌細胞株に5-bromo-2’-deoxyuridine(BrdU)試薬を6時間の間処理し、製造企業のプロトコルによってBrdU cell proliferation assay kit(Millipore)を使用して遂行した。その結果、MSH2またはMSH6をknockdownしたとき、Proliferationが阻害されることを確認した(
図3a、b)。
【0086】
また、cell viability assayのために、si-MSH2またはsi-MSH6が形質転換された様々な細胞を6-ウェルプレートに分注し、72時間の間培養した後、トリプシンで細胞を修得した後、トリパンブルー溶液(Sigma、St.Louis、MO)で染色した。染色した後、細胞をヘモサイトメーター(Marienfeld Superior、Lauda-Koonigshofen、Germany)で計数して細胞生存を確認した。その結果、MSH2またはMSH6をknockdownしたとき、Cell numberが減ることを確認した(
図4)。ここで、DLD1 cell lineの場合、細胞数が減らなかったが、MSH2 null cellであるため有意でない。
【0087】
実施例3.肝臓癌で発現が増加したMSH2検証
3-1.HCCにおけるMSH2発現確認
多くの癌腫のうち死亡率3位に該当する肝臓癌でMSH2の発現を追加で分析するために、TCGA、ICGC、GSE77314、Catholic_mLIHC(GSE114564)dataを分析した。
【0088】
HCC(hepatocellular carcinoma)でサブユニット遺伝子の発現水準を確認するために、TCGA_LIHC(The Cancer Genome Atlas liver hepatocellular carcinoma project)、ICGC_LIRI(International Cancer Genome Consortium liver CancerRIKEN、JP)およびNCBIのGEO(Gene Expression Omnibus)データベース(Accession Numbers:GSE77314およびGSE114564)でデータを得た。TCGA datasets HTSeq-FPKMのレベル3 mRNA発現データは、[log2(fpkm+1)]値で遺伝子発現水準を評価するのに使用した。
【0089】
その結果、MSH2の発現がNon tumor対比tumorで増加したことを確認し、そのうちTCGA、ICGC、GSE77314 data setのPaired sampleでも発現が上がっていることを確認した(
図5a)。
次いで、TCGA data setでsurvival分析(カプラン・マイヤー生存分析)を進行したとき、MSH2の発現が高い患者の場合、survivalが良くないことを確認した(
図5b)。
【0090】
3-2.40 matched-pair分析
HCCでMSH2の異常な発現を確認するために、40比較-対(matched-pair)(HCC組織vs非癌性周辺肝組織)のHCC組織と13種のHCC細胞株(MIHA、L-02、Hep3B、Huh7、PLC/PRF/5、SNU182、SNU354、SNU368、SNU387、SNU398、SNU423、SNU449、SNU475)で総RNAをTRIzol試薬(Invitrogen、Carlsbad、CA)を利用して分離した後、cDNAをTetro cDNA合成キット(Bioline、London、UK)を利用して合成した。合成したcDNAを持ってqRT-PCRを進行した。qRT-PCRは、SensiFASTTM NoROX Kit(Bioline)で遂行された。また同じHCC組織とHCC細胞株で総タンパク質を抽出してWestern blotを施行して、MSH2の発現も確認した。
【0091】
前記40比較-対のHCC組織およびこれに相応する非癌性周辺肝組織は、韓国人体由来資源銀行(National Biobank)から得、ヘルシンキ宣言によって各被験者から書面同意を得て、カトリック大学医科大学の誠意キャンパスのIRB(Institutional Review of Board)から承認を受けた(承認番号:MC19TESI0016)。その結果、40人のHCC患者のうち25人(62.5%)から非-癌性肝組織に比べてMSH2の顕著な過発現が示されることをqRT-PCRを通じて確認した(
図5c)。
【0092】
また、人体由来資源銀行から分譲された肝臓癌患者の正常肝組織、肝臓癌組織のProteinを抽出して、Western blotを通じてMSH2タンパク質の発現を確認したとき、Tumor組織で発現が増加していることを確認した(
図5g)。
【0093】
3-3.肝臓癌細胞株でMSH2発現確認
様々な肝臓癌細胞株でMSH2発現水準を確認するために、MSH2に対するqRT-PCRおよびWestern blotを遂行した。その結果、正常肝細胞(MIHA)に比べてMSH2 mRNAおよびタンパク質の発現が増加していることを確認した(
図5d、e)。
【0094】
追加的に、MSH2発現が増加した肝臓癌でMSH2抑制による効果を確認するために、MSH2の発現が高い肝臓癌細胞株(SNU182、SNU475)でMSH2をknockdownした後、MTT assayとBrdU assayを遂行した。その結果、MSH2が増加した肝臓癌細胞株でMSH2を抑制する場合、Cell growthおよびCell proliferationが減少することを確認した(
図5f)。
【0095】
実施例4.MSH2の発癌過程に対する特性確認
4-1.腫瘍細胞増殖に対する効果確認
肝臓癌におけるMSH2の腫瘍形成特性を確認するために、si-MSH2が形質転換されたSNU182およびSNU475に対してClonogenic assayを遂行した。
【0096】
Clonogenic分析は、陰性対照群siRNA(si-Cont)とsi-MSH2 transfection細胞を6-well plate(1000 cells/well)にシードした。12日後、コロニーを常温で1%パラホルムアルデヒドで30分間固定し、常温で0.5%クリスタルバイオレットで1時間の間染色した。染色されたコロニーは、商業用ソフトウェア(Clonoカウンター)を使用して計算された。
【0097】
その結果、MSH2の発現が増加している肝臓癌細胞株(SNU182、SNU475)でMSH2をknockdownしたとき、Colony formationが減ることを確認した(
図6a)。
【0098】
4-2.腫瘍細胞の細胞死滅に対する効果確認
si-MSH2トランスフェクションによる細胞死滅および細胞周期調節の変化を確認した。細胞死滅は、Annexin V-FITCアポトシス検出キットI(BD Biosciences、San Jose、CA)を使用して、Apoptosis水準を測定した。具体的に、SNU182、SNU475細胞をsi-MSH2でトランスフェクションし、48時間培養後、トリプシン-EDTAで細胞を分離し、PBSで洗浄した。1×binding bufferで再浮遊し、1×105個の細胞を含有するように100μlを5ml培養チューブに移した。その後、5μl Annexin V-FITCおよび5μl PI(propidium iodide)溶液を添加し、細胞を常温で暗条件で15分間インキュベーションした。インキュベーション後、1xバインディングバッファー400μlを各チューブに添加し、死滅分画をFACS CantoTMflow cytometer(BD Biosciences)で検出した。また、前記si-MSH2が形質転換されたSNU182、SNU475細胞でApoptosis
【0099】
markerであるCaspase-3およびCleaved PARPの発現水準を確認した。
その結果、MSH2をknockdownしたとき、Apoptosisが増加することをFACS analysisを通じて確認し(
図6b)、同様にタンパク質発現分析結果、PARPおよびcaspase-3は減少し、Cleaved PARPが増加することが示され、これを通じて細胞死滅に関与するPARPおよびcaspase-3が活性化することを確認した(
図6c)。
【0100】
4-3.腫瘍細胞移動および侵襲に対する効果確認
上皮-肝葉転移(Epithelial-tomesenchymal transition、EMT)が細胞成長と併せて癌進行の核心過程として提示されてきたので、HCC細胞でMSH2を抑制し、スクラッチ傷治癒分析を遂行した。具体的に、SNU182およびSNU475細胞をsi-MSH2でトランスフェクションした後、24時間の間インキュベーションし、トリプシン-EDTAで細胞を取り外して、6-ウェルプレートにウェル当たり1×106個で分注した。翌日、細胞単一層を滅菌されたマイクロピペットチップで掻き取った。スクラッチ直後、初期スクラッチの間隔と24時間後の間隔をIX71 photomicrograph(Olympus、Tokyo、Japan)を利用して撮影した。
【0101】
その結果、SNU182およびSNU475細胞のすべてでMSH2をknockdownしたとき、傷治癒効果が顕著に減少したことが分かった(
図6d)。
【0102】
また、変形したBoyden chamber assay(BD Biosciences、San Jose、CA)およびtranswell invasion assayを通じて癌細胞の移動および侵襲特性を確認した。transwell invasion assayは、transwell plateおよび細胞培養インサート(BD Bioscience)を使用した。具体的に、Matrigel(BD Biosciences)は、coating buffer(0.01 M Tris、0.7% NaCl、pH 8.0)とともに0.3mg/ml濃度で希釈され、100 μl Matrigelは、細胞培養インサート上部にコーティングされた。37℃で1時間の間インキュベーションした後、インサートの表面にウェル当たり1.5×105 cell(motility assay)または1.0×105 cell(invasion assay)をserum-free mediumとともにシーディング(seeding)し、lower transwellは、chemoattractantとして2% FBSを含むようにした。プレートを37℃で12時間の間インキュベーションした後、Diff-Quik staining kit(Sysmex、Kobe、Japan).を利用して染色した。細胞イメージは、Axiovert 200倒立顕微鏡(Zeiss、Oberkochen、Germany)でX200倍率で確認した。
【0103】
その結果、SNU182およびSNU475細胞のすべてでMSH2をknockdownしたとき、Migration、Invasionが顕著に減少することが示された(
図6e)。
【0104】
前記結果をさらに検証するために、EMT markerに対するウェスタンブロットを遂行し、その結果、N-Cadherin、Fibronectin、Slugが減少することを確認した(
図6f)。
【0105】
4-4.腫瘍細胞の細胞周期調節変化効果確認
細胞周期調節の変化を確認するために、細胞をsi-MSH2でトランスフェクションし、48時間培養後、トリプシン-EDTAで細胞を分離した。分離した細胞は、70%エタノールに固定されたPBSで洗浄され、3mg/ml RNase A、50μg/ml propidium iodide(PI、Sigma)および1% Triton X-100を含む200μl PBSで再浮遊された。細胞は、37℃で暗条件で45分間インキュベーションした。インキュベーション後、染色された細胞分画は、FACS CantoTM flow cytometer(BD Biosciences、San Jose、CA、USA)を利用して検出した。
【0106】
その結果、MSH2の発現が増加している肝臓癌細胞株(SNU182、SNU475)でMSH2をknockdownしたとき、G1/S arrestをFACS analysisを通じて確認した(
図7a)。
【0107】
前記結果をさらに検証するために、Cell cycle markerに対するウェスタンブロットを遂行し、その結果、p27の増加とCDK4、Cyclin D1、CDK2、Cyclin Eの減少を確認した(
図7b)。
【0108】
前記結果を通じて、MSH2の異常な発現がHCCの抗-死滅および転移特性に寄与することが分かった。
【0109】
実施例5.MSH2の腫瘍遺伝子特性確認
MSH2のoncogenic functionを確認するために、MSH2の発現が減少している正常肝細胞株(MIHA)と肝臓癌細胞株(Huh7)でTransient transfectionを通じてMSH2をOverexpressionした後、MTT assayおよびBrdU assayを遂行した。
【0110】
その結果、MSH2が減少した正常肝細胞株および肝臓癌細胞株でMSH2を過発現させる場合、Cell growthおよびCell proliferationが増加することを確認した(
図8a)。
【0111】
次いで、MSH2の発現が減少している正常肝細胞株(MIHA)と肝臓癌細胞株(Huh7)にMSH2を持続的に過発現するStable cell lineを製作した。
【0112】
具体的に、「Geneticin」薬物に耐性があって、selectionが可能なMSH2プラスミドをMSH2の発現が減少している正常肝細胞株(MIHA)と肝臓癌細胞株(Huh7)にtransfectionしてStable cell lineを製作した。Transfection後、Geneticin薬物を処理するようになれば、プラスミドが導入されたcellだけ生き残るようになってselectionすることができ、生き残ったcellのみを継代培養してプラスミドが導入されたcellだけ培養することができるようにした。このようにselectionされた細胞は、持続的にMSH2を発現するようになる。
【0113】
その結果、前記結果と同様にCell growthおよびCell proliferationが増加することを確認した(
図8b)。
【0114】
実施例6.MSH2の標的分子探索
6-1.MSH2の標的分子探索
Lynch syndromeでMSH2は、Promoter部分にmethylationされていると知られている。これを肝臓癌でも確認をするために、TCGA、ICGC data setでMSH2とDNA methylationに関与するDNMT familyとのcorrelationを確認した。
【0115】
その結果、TCGA_LIHCでMSH2とDNMT1、DNMT3A、DNMT3Bは有意な量の相関関係(r=0.839、r=0.702、r=0.700、P<0.0001)を有しており、これは、ICGC_LIRI_JPのRNA seqデータでも同じ結果(r=0.732、r=0.661、r=0.570、P<0.0001)を示して、MSH2はDNMT familyであるDNMT1、DNMA3A、DNMT3Bと強いpositive correlationを有していることを確認することができた(
図9a)。同様に、MSH2をknockdownした際にも、DNMT1、DNMT3A、DNMT3Bのタンパク質発現が減ることを確認した(
図9b)。
【0116】
しかし、MSH2のpromoter部分のmethylationをMethylation specific PCRを通じて確認した結果、HCC cell line(L-02、MIHA、SNU-182、HepG2、SNU387)ではMSH2のmethylationが確認されていない(
図9c)。
【0117】
よって、他の機序でMSH2がDNMT familyの発現を調節すると仮定して、DNMT1、DNMT3A、DNMT3BのpromoterにMSH2がbindingするかを確認するために、ChIP assay(Pierce Agarose ChIP kit;Thermo Fisher Scientific、Waltham、MA)を進行した。Cross-linked DNAは、IgGコントロールでnormalizeしてMSH2抗体を利用して測定した。DNMT familyのpromoterを確認することができるプライマーを製作してバインディングを確認した。その結果、DNMT1のプロモーター部分にだけMSH2がバインディングすることを確認することができた(
図9d)。
【0118】
6-2.MSH2抑制剤のDNMT抑制活性確認
MSH2とDNMT1のpromoter位置にbindingすることを確認したため、MSH2がTranscription factorとして作用してDNMT1の発現を調節するということを類推することができた。したがって、MSH2によってDNMT1の転写が調節されるかを確認するために、Promoter luciferase assayを進行した。SNU182、SNU475細胞株のcDNAからDNMT1のプロモーターをPCRで増幅した後、pGL3_basicベクター(Promega、Madison、WI)のXho1/Bgl2位置にクローニングしてレポーターベクターpGL3_basic_DNMT1を製作した。その後、pGL3_basic_DNMT1とsi-MSH2(配列番号1)をトランスフェクションして、ルシフェラーゼレポーター分析を進行し、その結果を陰性対照群である対照群siRNA処理群(si-N.C)の結果と比較した。その結果、SNU-182、SNU-475細胞株のすべてでsi-MSH2処理によって対照群に比べてルシフェラーゼ活性が顕著に減少したことを確認することができた(
図9e)。
【0119】
実施例7.肝臓癌で発現が増加したMSH6検証
7-1.HCCにおけるMSH6発現確認
多くの癌腫のうち死亡率3位に該当する肝臓癌でMSH6の発現を追加で分析するために、TCGA、ICGC、GSE77314、Catholic_mLIHC(GSE114564)dataを分析した。実験は実施例3-1と同じ方法で遂行した。
その結果、MSH6の発現がNon tumor対比tumorで増加したことを確認し、そのうちTCGA、ICGC、GSE77314 data setのPaired
【0120】
sampleでも発現が上がっていることを確認した(
図10a)。
次いで、TCGA data setでsurvival分析(カプラン・マイヤー生存分析)を進行したとき、MSH6の発現が高い患者の場合、survivalが良くないことを確認した(
図10b)。
【0121】
7-2.40 matched-pair分析
HCCでMSH6の異常な発現を確認するために、40比較-対(matched-pair)(HCC組織vs非癌性周辺肝組織)のHCC組織と13種のHCC細胞株(MIHA、L-02、Hep3B、Huh7、PLC/PRF/5、SNU182、SNU354、SNU368、SNU387、SNU398、SNU423、SNU449、SNU475)を使用して40 matched-pair分析を遂行し、実験は実施例3-2と同じ方法で遂行した。
【0122】
その結果、40人のHCC患者のうち24人(60.0%)から非-癌性肝組織に比べてMSH6の顕著な過発現が現れることをqRT-PCRを通じて確認した(
図10c)。
【0123】
また、人体由来資源銀行で分譲された肝臓癌患者の正常肝組織、肝臓癌組織のProteinを抽出して、Western blotを通じてMSH6タンパク質の発現を確認したとき、Tumor組織で発現が増加していることを確認した(
図10g)。
【0124】
7-3.肝臓癌細胞株でMSH6発現確認
様々な肝臓癌細胞株でMSH6発現水準を確認するために、MSH6に対するqRT-PCRおよびWestern blotを遂行した。その結果、正常肝細胞(MIHA)に比べてMSH6 mRNAおよびタンパク質の発現が増加していることを確認した(
図10d、e)。
【0125】
追加的に、MSH6発現が増加した肝臓癌でMSH6抑制による効果を確認するために、MSH6の発現が高い肝臓癌細胞株(SNU182、SNU475)でMSH6をknockdownした後、MTT assayとBrdU assayを遂行した。その結果、MSH6が増加した肝臓癌細胞株でMSH6を抑制する場合、Cell growthおよびCell proliferationが減少することを確認した(
図10f)。
【0126】
実施例8.MSH6の発癌過程に対する特性確認
8-1.腫瘍細胞増殖に対する効果確認
肝臓癌におけるMSH6の腫瘍形成特性を確認するために、si-MSH6が形質転換されたSNU182およびSNU475に対してClonogenic assayを遂行し、実験は実施例4-1と同じ方法で遂行した。
【0127】
その結果、MSH6の発現が増加している肝臓癌細胞株(SNU182、SNU475)でMSH6をknockdownしたとき、Colony formationが減ることを確認した(
図11a)。
【0128】
8-2.腫瘍細胞の細胞死滅に対する効果確認
si-MSH6トランスフェクションによる細胞死滅および細胞周期調節の変化を確認し、実験は実施例4-2と同じ方法で遂行した。
【0129】
その結果、MSH6をknockdownしたとき、Apoptosisが増加することをFACS analysisを通じて確認し(
図11b)、同様にタンパク質発現分析結果、PARPおよびcaspase-3は減少し、Cleaved PARPが増加することが示され、これを通じて細胞死滅に関与するPARPおよびcaspase-3が活性化することを確認した(
図11c)。
【0130】
8-3.腫瘍細胞移動および侵襲に対する効果確認
上皮-肝葉転移(Epithelial-tomesenchymal transition、EMT)が細胞成長と併せて癌進行の核心過程として提示されてきたので、HCC細胞でMSH6を抑制し、スクラッチ傷治癒分析を遂行し、変形したBoyden chamber assay(BD Biosciences、San Jose、CA)およびtranswell invasion assayを通じて癌細胞の移動および侵襲特性を確認した。実験は実施例4-3と同じ方法で遂行した。
【0131】
その結果、SNU182およびSNU475細胞のすべてでMSH6をknockdownしたとき、傷治癒効果が顕著に減少したことが分かった(
図11d)。また、SNU182およびSNU475細胞のすべてでMSH6をknockdownしたとき、Migration、Invasionが顕著に減少することが示された(
図11e)。
【0132】
前記結果をさらに検証するために、EMT markerに対するウェスタンブロットを遂行し、その結果、N-Cadherin、Fibronectin、Slugが減少することを確認した(
図11f)。
【0133】
8-4.腫瘍細胞の細胞周期調節変化効果確認
MSH6の発現が増加している肝臓癌細胞株(SNU182、SNU475)をMSH6をknockdownさせたとき、細胞周期調節の変化を確認し、実験は実施例4-4と同じ方法で遂行した。
【0134】
その結果、MSH6の発現が増加している肝臓癌細胞株(SNU182、SNU475)でMSH6をknockdownしたとき、G1/S arrestをFACS analysisを通じて確認した(
図12a)。
【0135】
前記結果をさらに検証するために、Cell cycle markerに対するウェスタンブロットを遂行し、その結果、p27の増加とCDK4、Cyclin D1、CDK2、Cyclin Eの減少を確認した(
図12b)。
【0136】
前記結果を通じて、MSH6の異常な発現がHCCの抗-死滅および転移特性に寄与することが分かった。
【0137】
実施例9.MSH6の腫瘍遺伝子特性確認
MSH6のoncogenic functionを確認するために、MSH6の発現が減少している正常肝細胞株(MIHA)と肝臓癌細胞株(Huh7)でTransient transfectionを通じてMSH6をOverexpressionした後、MTT assayおよびBrdU assayを遂行した。
【0138】
その結果、MSH6が減少した正常肝細胞株および肝臓癌細胞株でMSH6を過発現させる場合、Cell growthおよびCell proliferationが増加することを確認した(
図13a)。
【0139】
次いで、MSH6の発現が減少している正常肝細胞株(MIHA)と肝臓癌細胞株(Huh7)にMSH6を持続的に過発現するStable cell lineを製作し、前記cell line製作は実施例5と同じ方法で遂行した。
【0140】
その結果、前記結果と同様にCell growthおよびCell proliferationが増加することを確認した(
図13b)。
【0141】
実施例10.MSH6の標的分子探索
10-1.MSH6の標的分子探索
Lynch syndromeでMSH6とhetero dimerを成すMSH2は、Promoter部分にmethylationされていると知られている。これを肝臓癌でも確認をするために、TCGA、ICGC data setでMSH6とDNA methylationに関与するDNMT familyとのcorrelationを確認した。
【0142】
その結果、TCGA_LIHCでMSH6とDNMT1、DNMT3A、DNMT3Bは、有意な量の相関関係(r=0.724、r=0.594、r=0.460、P<0.0001)を有しており、これは、ICGC_LIRI_JPのRNA seqデータでも同じ結果(r=0.586、r=0.479、r=0.337、P<0.0001)を示し、MSH6は、DNMT familyであるDNMT1、DNMA3A、DNMT3Bと強いpositive correlationを有していることを確認することができた(
図14a)。同様に、MSH6をknockdownしたときにも、DNMT1、DNMT3A、DNMT3Bのタンパク質発現が減ることを確認した(
図14b)。
【0143】
しかし、MSH6のpromoter部分のmethylationをMethylation specific PCRを通じて確認した結果、HCC cell line(L-02、MIHA、SNU-182、HepG2、SNU387)ではMSH6のmethylationが確認されていない(
図14c)。
【0144】
したがって、他の機序でMSH6がDNMT familyの発現を調節すると仮定して、DNMT1、DNMT3A、DNMT3BのpromoterにMSH6がbindingするかを確認するために、ChIP assay(Pierce Agarose ChIP kit;Thermo Fisher Scientific、Waltham、MA)を進行した。Cross-linked DNAは、IgGコントロールでnormalizeしてMSH6抗体を利用して測定した。DNMT familyのpromoterを確認することができるプライマーを製作してバインディングを確認した。その結果、DNMT1のプロモーター部分にだけMSH6がバインディングすることを確認することができた(
図14d)。
【0145】
10-2.MSH6抑制剤のDNMT抑制活性確認
MSH6とDNMT1のpromoter位置にbindingすることを確認したため、MSH6がTranscription factorとして作用してDNMT1の発現を調節するということを類推することができた。したがって、MSH6によってDNMT1の転写が調節されるかを確認するために、Promoter luciferase assayを進行し、実験は実施例6-2と同じ方法で遂行した。
その結果、SNU-182、SNU-475細胞株のすべてでsi-MSH6処理によって対照群に比べてルシフェラーゼ活性が顕著に減少したことを確認することができた(
図14e)。
【0146】
実施例11.肝臓癌でMSH2/MSH6-DNMT1-KLF4相関関係確認
DNMT1がKLF4のpromoterをメチル化して発現を抑制すると知られている。よって、肝臓癌でもDNMT1とKLF4の相関関係を確認するために、MSH2またはMSH6を過発現または抑制した後、KLF4 methylation specific PCRを進行して確認した。
【0147】
その結果、MSH2またはMSH6をoverexpressionしたとき、DNMT1が増加するようになるとともに、KLF4のpromoter methylationが増加することを確認したが(
図15a)、逆にMSH2またはMSH6をknockdownしたとき、MSH2またはMSH6が減少してDNMT1の発現が減少するようになり、KLF4のpromoter methylationが減少することを確認した(
図15b)。
【0148】
また、MSH2およびMSH6によるDNMT1、KLF4の発現変化をタンパク質水準で確認するために、MSH2、MSH6を過発現または抑制した後、MSH2、MSH6、DNMT1およびKLF4に対するwestern blotを遂行してタンパク質発現水準を評価した。
【0149】
その結果、前記
図15a、bと同様にMSH2またはMSH6をoverexpressionしたとき、DNMT1の発現が増加するようになるとともに、KLF4のpromoter methylationが増加するようになり、それによってKLF4のタンパク質発現が増加することを確認した(
図15c)。逆にMSH2をknockdownしたとき、MSH2またはMSH6が減少してDNMT1の発現が減少するようになり、KLF4 promoter methylationが減少してKLF4のタンパク質発現が増加することを確認した(
図15d)。
【0150】
実施例12.肝臓癌でHDAC2/KLF6-HDAC6-MSH2/MSH6相関関係確認
12-1.HDAC6水準によるMSH2またはMSH6の発現変化
肝臓癌でMSH2またはMSH6がHDAC6によってubiquitinationされるとともに、発現が減少するかを確認するために、TCGA、ICGC、GSE77314 dataでHDAC6の発現変化によるMSH6と互いにdimer役割をするMSH2およびMSH6の発現を確認した。
【0151】
その結果、HDAC6の発現が低下したsub-group(TGCA n=34、ICGC n=98、GSE77314 n=34)でMSH2およびMSH6の発現はtumorですべて上がっていることを確認した(
図16a、
図17a)。
【0152】
また、HCC細胞株(SNU182、SNU387、SNU475)でHDAC6を過発現または抑制した後、HDAC6およびMSH2に対するwestern blotを遂行してタンパク質発現水準を評価した。
【0153】
その結果、HDAC6を過発現する場合、MSH2タンパク質およびMSH6タンパク質発現が減少し、逆にHDAC6をknockdownする場合、MSH2タンパク質発現が増加することを確認した(
図16b、cおよび
図17b、c)。
このような結果は、HDAC6-MSH2およびHDAC6-MSH6は負の相関関係を有し、HDAC6水準によってMSH2およびMSH6の発現が調節されるということを意味する。
【0154】
12-2.HDAC2/KLF6-HDAC6相関関係確認
HDAC6はpromoter部分にGcboxを有しているが、Gcboxはtranscription factorがbindingできる部位であり、HDAC2、KLF6がbindingできると知られている。したがって、HCC(hepatocellular carcinoma)患者からHDAC2、HDAC6およびKLF6遺伝子の発現水準を確認してHDAC2-HDAC6、KLF6-HDAC6、KLF6-HDAC2 correlationを分析した。
【0155】
その結果、HDAC6とHDAC2、KLF6とHDAC2はnegative correlation、HDAC6とKLF6はpositive correlationを有していることを確認した(
図18a)。
【0156】
HDAC2-HDAC6およびKLF6-HDAC6相関関係をさらに検証するために、HDAC2の発現が少なくHDAC6、KLF6の発現が高い正常肝細胞株(MIHA)と、HDAC2の発現が高くHDAC6、KLF6の発現が低い肝臓癌細胞株(Hep3B)でHDAC2またはKLF6発現を調節してタンパク質およびmRNA発現水準変化を確認した。
【0157】
その結果、HDAC2が過発現する場合、HDAC6の発現が減少し、HDAC2がknockdownされる場合、HDAC6の発現が増加することが示された(
図18b、d)。また、KLF6が過発現する場合、HDAC2の発現が減少し、HDAC6の発現が増加し、KLF6がknckdownされる場合、HDAC2の発現が増加し、HDAC6の発現が減少することが示された(
図18c、e)。
【0158】
12-3.KLF6またはHDAC2抑制剤のHDAC6抑制活性確認
KLF6またはHDAC2によってHDAC6の転写が調節されるかを確認するために、Promoter luciferase assayを進行した。
図18fは、HDAC6のpromoter luciferase assayのためのベクター構造を簡単に示したものである。
【0159】
その結果、正常細胞であるMIHA細胞株でKLF6をknockdownするか、HDAC2を過発現させたとき、Promoter vectorのルシフェラーゼ活性が減ることを確認し、肝臓癌細胞であるHep3B細胞株でKLF6を過発現させるか、HDAC2をknockdownしたとき、Promoter vectorのluciferase activityが増加することを確認した(
図18g)。
【0160】
12-4.HDAC2およびKLF6の競争的結合確認
HDAC2とKLF6がHDAC6のpromoterに競争的にbindingするかを確認するために、HDAC2の発現が低くHDAC6、KLF6の発現が高い正常肝細胞株MIHAでHDAC2をoverexpressionし、KLF6をknockdownした後、HDAC2とKLF6をそれぞれImmunoprecipitationを進行して、HDAC2とKLF6にbindingされているHDAC6 promoterの量を相対的に計算した。
【0161】
その結果、HDAC6のpromoterに存在する3個のGcbox regionをそれぞれ見たとき、共通してHDAC2を過発現するか、KLF6をknockdownしたときには、HDAC2にbindingするHDAC6 promoterの量は増加し、KLF6にbindingするHDAC6 promoterの量は減少することを確認した(
図19a)。
【0162】
次いで、HDAC2の発現が高くHDAC6、KLF6の発現が低い肝臓癌細胞株Hep3BでKLF6をoverexpressionし、HDAC2をknockdownした後、HDAC2とKLF6をそれぞれImmunoprecipitationを進行して、HDAC2とKLF6にbindingされているHDAC6 promoterの量を相対的に計算した。
【0163】
その結果、前記
図19aの結果とは逆にHDAC2をknockdownするか、KLF6を過発現したときには、HDAC2にbindingするHDAC6 promoterの量は減少し、KLF6にbindingするHDAC6 promoterの量は増加することを確認した(
図19b)。
【0164】
このような結果は、KLF6およびHDAC2がそれぞれ発現を調節したとき、bindingするHDAC6 promoterの量が変わることから見て、KLF6とHDAC2がHDAC6のpromoterに競争的に結合するということを意味する。
【0165】
また、以前のPromoter luciferase assay結果を通じてKLF6とHDAC2がHDAC6の発現調節を確認したため、KLF6およびHDAC2が競争的にHDAC6のpromoterにbindingして、HDAC6の発現を調節するということを意味する。
【0166】
実施例13.HDAC6-MSH2-DNMT1-KLF4シグナル伝達活性化の癌-予防効果確認
13-1.HDAC6-MSH2-DNMT1-KLF4シグナル伝達活性化の癌-予防効果のin vivo確認
【0167】
前記の内容をin vivoで確認するために、H-ras形質転換マウス(Ras-Tgマウス)(Laboratory of Human Genomics、Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology、Daejeon、Korea)に14週齢であるときから毎週pcDNA3.1_HDAC6 50 ug(Turbofect in vivo Transfection Reagent(Invitrogen、Carlsbad、CA)で静脈注射)、si-MSH2(配列番号1)、si-MSH6(配列番号2)またはsi-DNMT1を0.25mg/kg(Invivofectamine 3.0(Invitrogen)で静脈注射)に肝特異的に伝達した。その後、16週、18週、20週および22週齢にultrasound machine(Philips、Amsterdam、Nederland)で超音波映像を撮り、23週齢目に肝を修得してHCCを確認した。陰性対照群(N.C)マウス肝のHCCは16週齢から超音波で感知され、5匹のうち5匹すべて大型および多重HCCで発達された。しかし、HDAC6を過発現したマウスでは20週齢にHCCが検出され(1匹)、MSH2抑制群(si-MSH2)およびDNMT1抑制群(si-DNMT1)は5匹のうち2匹~3匹で小さいHCCが発達された(
図20a)。
【0168】
また、ウェスタンブロット分析結果、si-MSH2群の隣接正常肝でDNMT family発現が減少し、KLF4発現が増加したことを確認した(
図20b)。
【0169】
これをMouse Xenograftモデルでも同一に確認した(
図21a)。Xenograftモデルは、免疫が抑制されたNude mouseにmouse HCC cell line(Hepa1-6)を1×10
6個ずつ20% matrigelとともにわき腹に皮下注射した。Injection後、2日間隔で確認してそのサイズを確認し(
図21b)、2週後にその重さを量って確認した(
図21c)。
その結果、si-MSH2群は、対照群(N.C)と比較してtumor growthが顕著に減ることを確認した。
【配列表】
【国際調査報告】