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JP2010178650A - Test method for predicting recurrence of solid cancer and recurrence prophylactic - Google Patents

Test method for predicting recurrence of solid cancer and recurrence prophylactic Download PDF

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JP2010178650A
JP2010178650A JP2009023933A JP2009023933A JP2010178650A JP 2010178650 A JP2010178650 A JP 2010178650A JP 2009023933 A JP2009023933 A JP 2009023933A JP 2009023933 A JP2009023933 A JP 2009023933A JP 2010178650 A JP2010178650 A JP 2010178650A
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JP
Japan
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solid cancer
cells
cancer
tlr5
gene
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Pending
Application number
JP2009023933A
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Japanese (ja)
Inventor
Noriko Goto
典子 後藤
Michiko Murohashi
道子 室橋
Hiroyuki Yuya
浩幸 油谷
Takayuki Isagawa
孝行 砂河
Masahiko Kuroda
雅彦 黒田
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University of Tokyo NUC
Tokyo Medical University
Original Assignee
University of Tokyo NUC
Tokyo Medical University
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  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Abstract

【課題】固形癌、特に乳癌の初期ステージまたは再発の診断に有用な、癌幹細胞マーカー遺伝子、かかるマーカー遺伝子を利用した固形癌の初発または再発の診断ツールの提供、ならびにかかるマーカー遺伝子を分子標的とし、癌幹細胞を標的とした固形癌の初発または再発の予防または治療薬の提供。
【解決手段】固形癌の初発または再発を予測するための試験方法であって、被験対象から採取した生体試料における固形癌幹細胞マーカー遺伝子の発現レベルを、当該遺伝子の転写産物または翻訳産物を対象として測定する工程を含む方法、ならびに固形癌幹細胞マーカー遺伝子の発現または活性を抑制し得る物質を含む、固形癌の初発または再発の予防または治療剤。固形癌幹細胞マーカー遺伝子は、明細書中に定義した通りである。
【選択図】なし
Provided is a cancer stem cell marker gene useful for diagnosis of early stage or recurrence of solid cancer, particularly breast cancer, a diagnostic tool for initial or recurrence of solid cancer using such marker gene, and using such marker gene as a molecular target Providing preventive or therapeutic agents for the initial or recurrence of solid cancer targeting cancer stem cells.
A test method for predicting the onset or recurrence of a solid cancer, wherein the expression level of a solid cancer stem cell marker gene in a biological sample collected from the test subject is measured for a transcription product or translation product of the gene. A preventive or therapeutic agent for initial or recurrence of solid cancer, comprising a method comprising a step of measuring, and a substance capable of suppressing the expression or activity of the solid cancer stem cell marker gene. The solid cancer stem cell marker gene is as defined in the specification.
[Selection figure] None

Description

本発明は、固形癌、特に乳癌の再発予測のための試験方法および再発予防剤に関するものである。   The present invention relates to a test method and a preventive agent for recurrence of solid cancer, particularly breast cancer.

腫瘍は、バラエティーに富んだ生物学的特性をもった不均一な細胞集団の機能的階層に組織されていることが広く受け入れられており、蓄積した証拠は、不均一な腫瘍細胞のごく小さな割合である腫瘍開始細胞(TIC)または癌幹細胞が腫瘍においてその他の細胞よりも腫瘍形成を維持する能力を保有することを示唆している。TICは腫瘍が発生する組織中の正常な幹細胞と共通の特徴を有することが提唱されている。すなわち、TICは自己複製し、同時に、高分化した状態に達するまで強力に増殖する分化した娘細胞を産生する。他方、TICと正常幹細胞との間には明らかな相違点も存在する。すなわち、後者はホメオスタシスの密接な制御の中にあり、成人の組織においてそれを取り囲んで維持する微小環境である幹細胞ニッチ中で受動的に保護されている。しかしながら、前者は腫瘍形成に活発に寄与しているはずである。TICの概念は、癌生物学に大きなインパクトを与え、癌治療の再考察を喚起するものである。他方、TICがどのように腫瘍形成を促進させるかという分子メカニズムは不明のままである。   Tumors are widely accepted to be organized in a functional hierarchy of heterogeneous cell populations with a variety of biological properties, and the accumulated evidence is a small percentage of heterogeneous tumor cells This suggests that tumor initiating cells (TIC) or cancer stem cells are more capable of maintaining tumor formation in tumors than other cells. TIC has been proposed to share characteristics with normal stem cells in tissues where tumors develop. That is, TICs self-replicate and at the same time produce differentiated daughter cells that proliferate strongly until reaching a highly differentiated state. On the other hand, there are clear differences between TIC and normal stem cells. That is, the latter is in close control of homeostasis and is passively protected in the stem cell niche, a microenvironment that surrounds and maintains it in adult tissues. However, the former should actively contribute to tumor formation. The concept of TIC has a major impact on cancer biology and encourages reconsideration of cancer treatment. On the other hand, the molecular mechanism how TIC promotes tumor formation remains unclear.

幹細胞生物学の前進とともに、血液学的悪性腫瘍におけるTICは、10年前に最初に同定された。続いて、乳癌を含む多くの固形腫瘍がTIC集団を含むことが報告された。ヒト乳癌における細胞表面マーカーCD24-/lowCD44highの発現で特徴付けられる集団が、同じ腫瘍中で見出された大多数のCD24highCD44high癌細胞に比べてTICが高度に濃縮されていることが報告された(非特許文献1、2)。前記報告では、臨床サンプルに由来するlineage-CD24-/low CD44+細胞はCD24highCD44high細胞に比べてNOD/SCIDマウスで腫瘍形成能力が高く、生じた異種移植片は表面抗原の分布の観点から、原発腫瘍の不均一性を再現したことを論証している。 With the advancement of stem cell biology, TIC in hematological malignancies was first identified 10 years ago. Subsequently, many solid tumors, including breast cancer, were reported to contain the TIC population. A population characterized by the expression of the cell surface marker CD24- / low CD44 high in human breast cancer is highly enriched in TIC compared to the majority of CD24 high CD44 high cancer cells found in the same tumor Have been reported (Non-Patent Documents 1 and 2). In the report, lineage - CD24- / low CD44 + cells derived from clinical samples are more tumorigenic in NOD / SCID mice than CD24 high CD44 high cells, and the resulting xenografts are in terms of surface antigen distribution. Demonstrates the reproduction of primary tumor heterogeneity.

原発乳癌組織または正常組織における他の集団と比較してCD24-/low CD44+細胞集団に焦点を合わせた遺伝子発現プロファイリングに関する2つの研究がある(非特許文献3、4)。前記研究は、悪い予後を予測すると思われるCD24-/lowCD44+細胞集団に由来する異なるシグネチャーを提案したが、一方の研究は、形質転換成長因子β(TGFβ)経路がこれらの細胞で活性化されているように思われることを示した。その後、TGFβは、正常乳腺上皮細胞と乳癌細胞の両方で、乳腺および幹様細胞で上皮間葉移行(EMT)を誘導することが報告された(非特許文献2)。他方、TGFβシグナル伝達が腫瘍形成において正の効果と負の効果を有することは良く知られているので、腫瘍形成を共同的に刺激するさらなるシグナル伝達が必要である。 There are two studies on gene expression profiling focused on the CD24 − / low CD44 + cell population compared to other populations in primary breast cancer tissue or normal tissue (3, 4). The study suggested a different signature derived from the CD24 − / low CD44 + cell population that would predict a poor prognosis, while one study activated the transforming growth factor β (TGFβ) pathway in these cells Showed that it seems to have been. Subsequently, TGFβ was reported to induce epithelial-mesenchymal transition (EMT) in breast and stem-like cells in both normal mammary epithelial cells and breast cancer cells (Non-patent Document 2). On the other hand, since it is well known that TGFβ signaling has positive and negative effects in tumorigenesis, further signaling that stimulates tumorigenesis jointly is necessary.

核因子カッパB(NF-κB)は転写因子複合体であり、通常、p50、p52、p65(RelA)、RelBおよびc-Relを含むヘテロダイマーである。NF-κBは、細胞質において、阻害タンパク質IκBと結合し、通常不活性である。腫瘍壊死因子(TNF)またはインターフェロン(IFN)等のシグナルで刺激されると、IκBがリン酸化され、次いで、ユビキチン化され、分解される。次いで、放出されたNF-κBが核に移行し、κB配列に結合し、炎症性サイトカイン等の種々の遺伝子の転写を促進させる。NF-κBは、炎症、血管新生、アポトーシスの抑制および腫瘍形成に関する役割を担っている(非特許文献5−7)。   Nuclear factor kappa B (NF-κB) is a transcription factor complex, usually a heterodimer containing p50, p52, p65 (RelA), RelB and c-Rel. NF-κB binds to the inhibitory protein IκB in the cytoplasm and is usually inactive. Upon stimulation with a signal such as tumor necrosis factor (TNF) or interferon (IFN), IκB is phosphorylated and then ubiquitinated and degraded. The released NF-κB then moves to the nucleus, binds to the κB sequence, and promotes transcription of various genes such as inflammatory cytokines. NF-κB plays a role in inflammation, angiogenesis, suppression of apoptosis, and tumor formation (Non-patent Documents 5-7).

遺伝子セット濃縮解析(GSEA)は、遺伝子発現プロファイリングの最近開発された分析方法であり、発現レベルの何倍の変化を解析する個々の遺伝子解析に基づく結果に比べて、より生物学的に解釈可能で、正確かつ確固としていると認識されている(非特許文献8)。   Gene Set Enrichment Analysis (GSEA) is a recently developed analysis method for gene expression profiling that is more biologically interpretable than results based on individual gene analysis that analyzes multiple fold changes in expression levels. Therefore, it is recognized that it is accurate and solid (Non-patent Document 8).

Al-Hajj M, Wicha MS, Benito-Hernandez A, Morrison SJ, Clarke MF (2003) Prospective identification of tumorigenic breast cancer cells. Proc Natl Acad Sci U S A 100: 3983-3988.Al-Hajj M, Wicha MS, Benito-Hernandez A, Morrison SJ, Clarke MF (2003) Prospective identification of tumorigenic breast cancer cells.Proc Natl Acad Sci U S A 100: 3983-3988. Mani SA, Guo W, Liao MJ, Eaton EN, Ayyanan A, et al. (2008) The epithelial-mesenchymal transition generates cells with properties of stem cells. Cell 133: 704-715.Mani SA, Guo W, Liao MJ, Eaton EN, Ayyanan A, et al. (2008) The epithelial-mesenchymal transition generates cells with properties of stem cells.Cell 133: 704-715. Shipitsin M, Campbell LL, Argani P, Weremowicz S, Bloushtain-Qimron N, et al. (2007) Molecular definition of breast tumor heterogeneity. Cancer Cell 11: 259-273.Shipitsin M, Campbell LL, Argani P, Weremowicz S, Bloushtain-Qimron N, et al. (2007) Molecular definition of breast tumor heterogeneity. Cancer Cell 11: 259-273. Liu R, Wang X, Chen GY, Dalerba P, Gurney A, et al. (2007) The prognostic role of a gene signature from tumorigenic breast-cancer cells. N Engl J Med 356: 217-226.Liu R, Wang X, Chen GY, Dalerba P, Gurney A, et al. (2007) The prognostic role of a gene signature from tumorigenic breast-cancer cells.N Engl J Med 356: 217-226. Karin M, Cao Y, Greten FR, Li ZW (2002) NF-kappaB in cancer: from innocent bystander to major culprit. Nat Rev Cancer 2: 301-310.Karin M, Cao Y, Greten FR, Li ZW (2002) NF-kappaB in cancer: from innocent bystander to major culprit. Nat Rev Cancer 2: 301-310. Tabruyn SP, Griffioen AW (2008) NF-kappa B: a new player in angiostatic therapy. Angiogenesis 11: 101-106.Tabruyn SP, Griffioen AW (2008) NF-kappa B: a new player in angiostatic therapy. Angiogenesis 11: 101-106. Huber MA, Beug H, Wirth T (2004) Epithelial-mesenchymal transition: NF-kappaB takes center stage. Cell Cycle 3: 1477-1480.Huber MA, Beug H, Wirth T (2004) Epithelial-mesenchymal transition: NF-kappaB takes center stage.Cell Cycle 3: 1477-1480. Subramanian A, Tamayo P, Mootha VK, Mukherjee S, Ebert BL, et al. (2005) Gene set enrichment analysis: a knowledge-based approach for interpreting genome-wide expression profiles. Proc Natl Acad Sci U S A 102: 15545-15550.Subramanian A, Tamayo P, Mootha VK, Mukherjee S, Ebert BL, et al. (2005) Gene set enrichment analysis: a knowledge-based approach for interpreting genome-wide expression profiles.Proc Natl Acad Sci U S A 102: 15545-15550.

本発明の目的は、固形癌、特に乳癌の初期ステージまたは再発の診断に有用な、癌幹細胞マーカー遺伝子を提供し、かかるマーカー遺伝子を利用した固形癌の初発または再発の診断ツールなどを提供することにある。また、本発明の目的は、かかるマーカー遺伝子を分子標的とし、癌幹細胞を標的とした固形癌の初発または再発の予防または治療薬などを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a cancer stem cell marker gene useful for diagnosis of an early stage or recurrence of solid cancer, particularly breast cancer, and to provide a diagnostic tool for initial or recurrence of solid cancer using such a marker gene. It is in. Another object of the present invention is to provide a preventive or therapeutic agent for the initial or recurrence of solid cancer targeting such a marker gene as a molecular target and targeting cancer stem cells.

本発明者らは、臨床検体ではなく乳癌細胞株からTIC様画分を見出し、TICにおいてシグナル伝達経路を解釈可能に分析するため、マイクロアレイ解析とGSEAを利用した。さらに、本発明者らは、乳癌細胞株を利用して、高感度の定量的インビボイメージングにより腫瘍形成を追跡するためのマウスモデルを確立させた。その結果、TIC様細胞で濃縮される多数の新規経路を抽出することに成功し、本発明を完成するに至った。   The present inventors used microarray analysis and GSEA to find a TIC-like fraction from a breast cancer cell line, not a clinical specimen, and to analyze the signal transduction pathway in the TIC in an interpretable manner. In addition, the inventors have established a mouse model for tracking tumor formation by sensitive quantitative in vivo imaging utilizing breast cancer cell lines. As a result, we succeeded in extracting a number of new pathways enriched in TIC-like cells, and completed the present invention.

すなわち、本発明は、以下の通りである。
〔1〕 固形癌の初発または再発を予測するための試験方法であって、被験対象から採取した生体試料における固形癌幹細胞マーカー遺伝子の発現レベルを、当該遺伝子の転写産物または翻訳産物を対象として測定する工程を含み、当該遺伝子が
ADAM10、ADAM12、ADAM9、ADAMTS10、ADAMTS19、AMFR、ATF1、ATF4、ATF5、ATF6、AXIN2、BCL3、BCL6、BCL7A、BCL7B、BIK、BMP5、BMP7、BMPR2、BNIP2、CASP2、CCL22、CCL5、CD58、CDC42、CDH18、CKLFSF7、CLDN8、CSTF3、CX3CL1、CXCL12、CXCL16、CXCR4、DAB2、DAPK1、DAPK3、DDX18、DDX27、DLG3、DVL3、EGF、EGFR、EPAS1、EPHA1、EPHA7、EPHB1、EPHB3、EPHB4、ERBB2、ERBB3、EXOC7、FBXO32、FGF11、FGF13、FGF9、FGFR3、FURIN、FZD7、GPC6、GRB2、HDAC4、HDGF、HEY1、HIF1A、HNLF、IFI27、IFNAR1、IFNGR2、IGBP1、IGF1R、IGFBP2、IGFBP3、IGFBP4、IGFBP6、IGSF1、IGSF8、IL13RA1、IL18、IL1B、IL1R1、IL20RA、IL27RA、IL7、IL8、ING1、INSIG1、INSR、IRF2、IRF5、IRF6、IRF7、ITCH、ITGA5、ITGB5、ITGB6、KIF21A、KIT、KLF5、KRT18、KRT19、LAK、LIFR、LITAF、LYN、MMP14、MMP15、MMP24、MMP7、MSI2、MUC1、MUC16、NCK2、NFAT5、NFATC2、NFATC3、NOTCH2、NUMB、PDGFB、PECAM1、PGF、PIK3C2B、PLGL、PTEN、RAC1、RET、RHEB、SDF2L1、SDFR1、SNAI2、SOS1、SPP1、SPUVE、STAT1、STAT3、STAT5B、TANK、TBRG1、TBX19、TBX2、TBX3、TCFL4、TGFA、TGFB1I4、TGFBI、TGFBR1、TGFBRAP1、THBD、TIMP1、TIMP2、TIMP3、TLR1、TLR3、TLR5、TM4SF8、TNFRSF14、TNFSF10、TNFSF13、TOB1、TRA1、TRAF2、TRAF3、TRAF4、TRAF6、VEGF、VEGFB、VIPR1、WNT11、WNT5AおよびWT1
からなる群より選ばれる2〜169の遺伝子である、方法。
〔2〕 固形癌を保有する患者に対する癌治療の効果を測定するための試験方法であって、当該患者から採取した生体試料における固形癌幹細胞マーカー遺伝子の発現レベルを、当該遺伝子の転写産物または翻訳産物を対象として測定する工程を含み、当該遺伝子が
ADAM10、ADAM12、ADAM9、ADAMTS10、ADAMTS19、AMFR、ATF1、ATF4、ATF5、ATF6、AXIN2、BCL3、BCL6、BCL7A、BCL7B、BIK、BMP5、BMP7、BMPR2、BNIP2、CASP2、CCL22、CCL5、CD58、CDC42、CDH18、CKLFSF7、CLDN8、CSTF3、CX3CL1、CXCL12、CXCL16、CXCR4、DAB2、DAPK1、DAPK3、DDX18、DDX27、DLG3、DVL3、EGF、EGFR、EPAS1、EPHA1、EPHA7、EPHB1、EPHB3、EPHB4、ERBB2、ERBB3、EXOC7、FBXO32、FGF11、FGF13、FGF9、FGFR3、FURIN、FZD7、GPC6、GRB2、HDAC4、HDGF、HEY1、HIF1A、HNLF、IFI27、IFNAR1、IFNGR2、IGBP1、IGF1R、IGFBP2、IGFBP3、IGFBP4、IGFBP6、IGSF1、IGSF8、IL13RA1、IL18、IL1B、IL1R1、IL20RA、IL27RA、IL7、IL8、ING1、INSIG1、INSR、IRF2、IRF5、IRF6、IRF7、ITCH、ITGA5、ITGB5、ITGB6、KIF21A、KIT、KLF5、KRT18、KRT19、LAK、LIFR、LITAF、LYN、MMP14、MMP15、MMP24、MMP7、MSI2、MUC1、MUC16、NCK2、NFAT5、NFATC2、NFATC3、NOTCH2、NUMB、PDGFB、PECAM1、PGF、PIK3C2B、PLGL、PTEN、RAC1、RET、RHEB、SDF2L1、SDFR1、SNAI2、SOS1、SPP1、SPUVE、STAT1、STAT3、STAT5B、TANK、TBRG1、TBX19、TBX2、TBX3、TCFL4、TGFA、TGFB1I4、TGFBI、TGFBR1、TGFBRAP1、THBD、TIMP1、TIMP2、TIMP3、TLR1、TLR3、TLR5、TM4SF8、TNFRSF14、TNFSF10、TNFSF13、TOB1、TRA1、TRAF2、TRAF3、TRAF4、TRAF6、VEGF、VEGFB、VIPR1、WNT11、WNT5AおよびWT1
からなる群より選ばれる2〜169の遺伝子である、方法。
〔3〕 生体試料が血漿、血清、リンパ液、骨髄液、唾液、精液または尿である、前記〔1〕または〔2〕に記載の方法。
〔4〕 固形癌が乳癌である、前記〔1〕〜〔3〕いずれかに記載の方法。
〔5〕 固形癌の初発もしくは再発を予測または固形癌に対する治療効果を測定するための診断薬であって、下記固形癌幹細胞マーカー遺伝子:
ADAM10、ADAM12、ADAM9、ADAMTS10、ADAMTS19、AMFR、ATF1、ATF4、ATF5、ATF6、AXIN2、BCL3、BCL6、BCL7A、BCL7B、BIK、BMP5、BMP7、BMPR2、BNIP2、CASP2、CCL22、CCL5、CD58、CDC42、CDH18、CKLFSF7、CLDN8、CSTF3、CX3CL1、CXCL12、CXCL16、CXCR4、DAB2、DAPK1、DAPK3、DDX18、DDX27、DLG3、DVL3、EGF、EGFR、EPAS1、EPHA1、EPHA7、EPHB1、EPHB3、EPHB4、ERBB2、ERBB3、EXOC7、FBXO32、FGF11、FGF13、FGF9、FGFR3、FURIN、FZD7、GPC6、GRB2、HDAC4、HDGF、HEY1、HIF1A、HNLF、IFI27、IFNAR1、IFNGR2、IGBP1、IGF1R、IGFBP2、IGFBP3、IGFBP4、IGFBP6、IGSF1、IGSF8、IL13RA1、IL18、IL1B、IL1R1、IL20RA、IL27RA、IL7、IL8、ING1、INSIG1、INSR、IRF2、IRF5、IRF6、IRF7、ITCH、ITGA5、ITGB5、ITGB6、KIF21A、KIT、KLF5、KRT18、KRT19、LAK、LIFR、LITAF、LYN、MMP14、MMP15、MMP24、MMP7、MSI2、MUC1、MUC16、NCK2、NFAT5、NFATC2、NFATC3、NOTCH2、NUMB、PDGFB、PECAM1、PGF、PIK3C2B、PLGL、PTEN、RAC1、RET、RHEB、SDF2L1、SDFR1、SNAI2、SOS1、SPP1、SPUVE、STAT1、STAT3、STAT5B、TANK、TBRG1、TBX19、TBX2、TBX3、TCFL4、TGFA、TGFB1I4、TGFBI、TGFBR1、TGFBRAP1、THBD、TIMP1、TIMP2、TIMP3、TLR1、TLR3、TLR5、TM4SF8、TNFRSF14、TNFSF10、TNFSF13、TOB1、TRA1、TRAF2、TRAF3、TRAF4、TRAF6、VEGF、VEGFB、VIPR1、WNT11、WNT5AおよびWT1
からなる群より選ばれる2〜169の遺伝子の発現レベルを検出するための試薬を含有する診断薬。
〔6〕 固形癌が乳癌である、前記〔5〕に記載の診断薬。
〔7〕 試薬が固形癌幹細胞マーカー遺伝子の転写産物または翻訳産物に対する、プライマー、核酸プローブおよび抗体から選ばれる、前記〔5〕または〔6〕に記載の診断薬。
〔8〕 固体支持体および当該支持体の表面に固定された核酸プローブを含む、固形癌の初発もしくは再発または固形癌に対する治療効果の診断用アレイであって、当該核酸プローブが以下の固形癌幹細胞マーカー遺伝子:
ADAM10、ADAM12、ADAM9、ADAMTS10、ADAMTS19、AMFR、ATF1、ATF4、ATF5、ATF6、AXIN2、BCL3、BCL6、BCL7A、BCL7B、BIK、BMP5、BMP7、BMPR2、BNIP2、CASP2、CCL22、CCL5、CD58、CDC42、CDH18、CKLFSF7、CLDN8、CSTF3、CX3CL1、CXCL12、CXCL16、CXCR4、DAB2、DAPK1、DAPK3、DDX18、DDX27、DLG3、DVL3、EGF、EGFR、EPAS1、EPHA1、EPHA7、EPHB1、EPHB3、EPHB4、ERBB2、ERBB3、EXOC7、FBXO32、FGF11、FGF13、FGF9、FGFR3、FURIN、FZD7、GPC6、GRB2、HDAC4、HDGF、HEY1、HIF1A、HNLF、IFI27、IFNAR1、IFNGR2、IGBP1、IGF1R、IGFBP2、IGFBP3、IGFBP4、IGFBP6、IGSF1、IGSF8、IL13RA1、IL18、IL1B、IL1R1、IL20RA、IL27RA、IL7、IL8、ING1、INSIG1、INSR、IRF2、IRF5、IRF6、IRF7、ITCH、ITGA5、ITGB5、ITGB6、KIF21A、KIT、KLF5、KRT18、KRT19、LAK、LIFR、LITAF、LYN、MMP14、MMP15、MMP24、MMP7、MSI2、MUC1、MUC16、NCK2、NFAT5、NFATC2、NFATC3、NOTCH2、NUMB、PDGFB、PECAM1、PGF、PIK3C2B、PLGL、PTEN、RAC1、RET、RHEB、SDF2L1、SDFR1、SNAI2、SOS1、SPP1、SPUVE、STAT1、STAT3、STAT5B、TANK、TBRG1、TBX19、TBX2、TBX3、TCFL4、TGFA、TGFB1I4、TGFBI、TGFBR1、TGFBRAP1、THBD、TIMP1、TIMP2、TIMP3、TLR1、TLR3、TLR5、TM4SF8、TNFRSF14、TNFSF10、TNFSF13、TOB1、TRA1、TRAF2、TRAF3、TRAF4、TRAF6、VEGF、VEGFB、VIPR1、WNT11、WNT5AおよびWT1
から選ばれる2〜169の遺伝子にそれぞれハイブリダイズするプローブである、アレイ。
〔9〕 前記核酸プローブが約20から80塩基長である、前記〔8〕に記載のアレイ。
〔10〕 固形癌幹細胞マーカー遺伝子の発現または活性を抑制し得る物質を含む、固形癌の初発または再発の予防または治療剤であって、当該遺伝子が
ADAM10、ADAM12、ADAM9、ADAMTS10、ADAMTS19、AMFR、ATF1、ATF4、ATF5、ATF6、AXIN2、BCL3、BCL6、BCL7A、BCL7B、BIK、BMP5、BMP7、BMPR2、BNIP2、CASP2、CCL22、CCL5、CD58、CDC42、CDH18、CKLFSF7、CLDN8、CSTF3、CX3CL1、CXCL12、CXCL16、CXCR4、DAB2、DAPK1、DAPK3、DDX18、DDX27、DLG3、DVL3、EGF、EGFR、EPAS1、EPHA1、EPHA7、EPHB1、EPHB3、EPHB4、ERBB2、ERBB3、EXOC7、FBXO32、FGF11、FGF13、FGF9、FGFR3、FURIN、FZD7、GPC6、GRB2、HDAC4、HDGF、HEY1、HIF1A、HNLF、IFI27、IFNAR1、IFNGR2、IGBP1、IGF1R、IGFBP2、IGFBP3、IGFBP4、IGFBP6、IGSF1、IGSF8、IL13RA1、IL18、IL1B、IL1R1、IL20RA、IL27RA、IL7、IL8、ING1、INSIG1、INSR、IRF2、IRF5、IRF6、IRF7、ITCH、ITGA5、ITGB5、ITGB6、KIF21A、KIT、KLF5、KRT18、KRT19、LAK、LIFR、LITAF、LYN、MMP14、MMP15、MMP24、MMP7、MSI2、MUC1、MUC16、NCK2、NFAT5、NFATC2、NFATC3、NOTCH2、NUMB、PDGFB、PECAM1、PGF、PIK3C2B、PLGL、PTEN、RAC1、RET、RHEB、SDF2L1、SDFR1、SNAI2、SOS1、SPP1、SPUVE、STAT1、STAT3、STAT5B、TANK、TBRG1、TBX19、TBX2、TBX3、TCFL4、TGFA、TGFB1I4、TGFBI、TGFBR1、TGFBRAP1、THBD、TIMP1、TIMP2、TIMP3、TLR1、TLR3、TLR5、TM4SF8、TNFRSF14、TNFSF10、TNFSF13、TOB1、TRA1、TRAF2、TRAF3、TRAF4、TRAF6、VEGF、VEGFB、VIPR1、WNT11、WNT5AおよびWT1
からなる群より選ばれる、予防または治療剤。
〔11〕 固形癌が乳癌である、前記〔10〕に記載の予防または治療剤。
That is, the present invention is as follows.
[1] A test method for predicting the onset or recurrence of a solid cancer, wherein the expression level of a solid cancer stem cell marker gene in a biological sample collected from the test subject is measured for the transcription product or translation product of the gene Including the step of:
ADAM10, ADAM12, ADAM9, ADAMTS10, ADAMTS19, AMFR, ATF1, ATF4, ATF5, ATF6, AXIN2, BCL3, BCL6, BCL7A, BCL7B, BIK, BMP5, BMP7, BMPR2, BNIP2, CASP2, CCL22, CCL5, CD58, CCL5, CD58 CDH18, CKLFSF7, CLDN8, CSTF3, CX3CL1, CXCL12, CXCL16, CXCR4, DAB2, DAPK1, DAPK3, DDX18, DDX27, DLG3, DVL3, EGF, EGFR, EPAS1, EPHA1, EPHA7, EPHB1, EPHB3, EPB EXOC7, FBXO32, FGF11, FGF13, FGF9, FGFR3, FURIN, FZD7, GPC6, GRB2, HDAC4, HDGF, HEY1, HIF1A, HNLF, IFI27, IFNAR1, IFNGR2, IGBP1, IGF1R, IGFBP2, IGFBP1, FGF3, IGFBP4 IGSF8, IL13RA1, IL18, IL1B, IL1R1, IL20RA, IL27RA, IL7, IL8, ING1, INSIG1, INSR, IRF2, IRF5, IRF6, IRF7, ITCH, ITGA5, ITGB5, ITGB6, KIF21A, KIT, KLF5, KRT18, KRT19, LAK, LIFR, LITAF, LYN, MMP14, MMP15, MMP24, MMP7, MSI2, MUC1, MUC16, NCK2, NFAT5, NFATC2, NFATC3, NOTCH2, NUMB, PDGFB, PECAM1, PGF, PIK3C2B, PLGL, PTEN, RAC1, RET, RHEB, SDF2L1, SDFR1, SNA I2, SOS1, SPP1, SPUVE, STAT1, STAT3, STAT5B, TANK, TBRG1, TBX19, TBX2, TBX3, TCFL4, TGFA, TGFB1I4, TGFBI, TGFBR1, TGFBRAP1, THBD, TIMP1, TIMP2, TIMP3, TLR1, TLR3, TLR5, TLR5, TLR5 TM4SF8, TNFRSF14, TNFSF10, TNFSF13, TOB1, TRA1, TRAF2, TRAF3, TRAF4, TRAF6, VEGF, VEGFB, VIPR1, WNT11, WNT5A and WT1
A method comprising 2 to 169 genes selected from the group consisting of:
[2] A test method for measuring the effect of cancer treatment on a patient having solid cancer, wherein the expression level of the solid cancer stem cell marker gene in a biological sample collected from the patient is expressed as a transcript or translation of the gene Including the step of measuring the product,
ADAM10, ADAM12, ADAM9, ADAMTS10, ADAMTS19, AMFR, ATF1, ATF4, ATF5, ATF6, AXIN2, BCL3, BCL6, BCL7A, BCL7B, BIK, BMP5, BMP7, BMPR2, BNIP2, CASP2, CCL22, CCL5, CD58, CCL5, CD58 CDH18, CKLFSF7, CLDN8, CSTF3, CX3CL1, CXCL12, CXCL16, CXCR4, DAB2, DAPK1, DAPK3, DDX18, DDX27, DLG3, DVL3, EGF, EGFR, EPAS1, EPHA1, EPHA7, EPHB1, EPHB3, EPB EXOC7, FBXO32, FGF11, FGF13, FGF9, FGFR3, FURIN, FZD7, GPC6, GRB2, HDAC4, HDGF, HEY1, HIF1A, HNLF, IFI27, IFNAR1, IFNGR2, IGBP1, IGF1R, IGFBP2, IGFBP1, FGF3, IGFBP4 IGSF8, IL13RA1, IL18, IL1B, IL1R1, IL20RA, IL27RA, IL7, IL8, ING1, INSIG1, INSR, IRF2, IRF5, IRF6, IRF7, ITCH, ITGA5, ITGB5, ITGB6, KIF21A, KIT, KLF5, KRT18, KRT19, LAK, LIFR, LITAF, LYN, MMP14, MMP15, MMP24, MMP7, MSI2, MUC1, MUC16, NCK2, NFAT5, NFATC2, NFATC3, NOTCH2, NUMB, PDGFB, PECAM1, PGF, PIK3C2B, PLGL, PTEN, RAC1, RET, RHEB, SDF2L1, SDFR1, SNA I2, SOS1, SPP1, SPUVE, STAT1, STAT3, STAT5B, TANK, TBRG1, TBX19, TBX2, TBX3, TCFL4, TGFA, TGFB1I4, TGFBI, TGFBR1, TGFBRAP1, THBD, TIMP1, TIMP2, TIMP3, TLR1, TLR3, TLR5, TLR5, TLR5 TM4SF8, TNFRSF14, TNFSF10, TNFSF13, TOB1, TRA1, TRAF2, TRAF3, TRAF4, TRAF6, VEGF, VEGFB, VIPR1, WNT11, WNT5A and WT1
A method comprising 2 to 169 genes selected from the group consisting of:
[3] The method according to [1] or [2] above, wherein the biological sample is plasma, serum, lymph, bone marrow, saliva, semen or urine.
[4] The method according to any one of [1] to [3], wherein the solid cancer is breast cancer.
[5] A diagnostic agent for predicting the initial onset or recurrence of solid cancer or measuring the therapeutic effect on solid cancer, the following solid cancer stem cell marker gene:
ADAM10, ADAM12, ADAM9, ADAMTS10, ADAMTS19, AMFR, ATF1, ATF4, ATF5, ATF6, AXIN2, BCL3, BCL6, BCL7A, BCL7B, BIK, BMP5, BMP7, BMPR2, BNIP2, CASP2, CCL22, CCL5, CD58, CCL5, CD58 CDH18, CKLFSF7, CLDN8, CSTF3, CX3CL1, CXCL12, CXCL16, CXCR4, DAB2, DAPK1, DAPK3, DDX18, DDX27, DLG3, DVL3, EGF, EGFR, EPAS1, EPHA1, EPHA7, EPHB1, EPHB3, EPB EXOC7, FBXO32, FGF11, FGF13, FGF9, FGFR3, FURIN, FZD7, GPC6, GRB2, HDAC4, HDGF, HEY1, HIF1A, HNLF, IFI27, IFNAR1, IFNGR2, IGBP1, IGF1R, IGFBP2, IGFBP1, FGF3, IGFBP4 IGSF8, IL13RA1, IL18, IL1B, IL1R1, IL20RA, IL27RA, IL7, IL8, ING1, INSIG1, INSR, IRF2, IRF5, IRF6, IRF7, ITCH, ITGA5, ITGB5, ITGB6, KIF21A, KIT, KLF5, KRT18, KRT19, LAK, LIFR, LITAF, LYN, MMP14, MMP15, MMP24, MMP7, MSI2, MUC1, MUC16, NCK2, NFAT5, NFATC2, NFATC3, NOTCH2, NUMB, PDGFB, PECAM1, PGF, PIK3C2B, PLGL, PTEN, RAC1, RET, RHEB, SDF2L1, SDFR1, SNA I2, SOS1, SPP1, SPUVE, STAT1, STAT3, STAT5B, TANK, TBRG1, TBX19, TBX2, TBX3, TCFL4, TGFA, TGFB1I4, TGFBI, TGFBR1, TGFBRAP1, THBD, TIMP1, TIMP2, TIMP3, TLR1, TLR3, TLR5, TLR5, TLR5 TM4SF8, TNFRSF14, TNFSF10, TNFSF13, TOB1, TRA1, TRAF2, TRAF3, TRAF4, TRAF6, VEGF, VEGFB, VIPR1, WNT11, WNT5A and WT1
A diagnostic agent containing a reagent for detecting the expression level of 2 to 169 genes selected from the group consisting of:
[6] The diagnostic agent according to [5] above, wherein the solid cancer is breast cancer.
[7] The diagnostic agent according to [5] or [6] above, wherein the reagent is selected from a primer, a nucleic acid probe, and an antibody for a transcription product or translation product of a solid cancer stem cell marker gene.
[8] An array for diagnosing the initial or recurrence of solid cancer or a therapeutic effect on solid cancer, comprising a solid support and a nucleic acid probe immobilized on the surface of the support, the nucleic acid probe comprising the following solid cancer stem cells: Marker gene:
ADAM10, ADAM12, ADAM9, ADAMTS10, ADAMTS19, AMFR, ATF1, ATF4, ATF5, ATF6, AXIN2, BCL3, BCL6, BCL7A, BCL7B, BIK, BMP5, BMP7, BMPR2, BNIP2, CASP2, CCL22, CCL5, CD58, CCL5, CD58 CDH18, CKLFSF7, CLDN8, CSTF3, CX3CL1, CXCL12, CXCL16, CXCR4, DAB2, DAPK1, DAPK3, DDX18, DDX27, DLG3, DVL3, EGF, EGFR, EPAS1, EPHA1, EPHA7, EPHB1, EPHB3, EPB EXOC7, FBXO32, FGF11, FGF13, FGF9, FGFR3, FURIN, FZD7, GPC6, GRB2, HDAC4, HDGF, HEY1, HIF1A, HNLF, IFI27, IFNAR1, IFNGR2, IGBP1, IGF1R, IGFBP2, IGFBP1, FGF3, IGFBP4 IGSF8, IL13RA1, IL18, IL1B, IL1R1, IL20RA, IL27RA, IL7, IL8, ING1, INSIG1, INSR, IRF2, IRF5, IRF6, IRF7, ITCH, ITGA5, ITGB5, ITGB6, KIF21A, KIT, KLF5, KRT18, KRT19, LAK, LIFR, LITAF, LYN, MMP14, MMP15, MMP24, MMP7, MSI2, MUC1, MUC16, NCK2, NFAT5, NFATC2, NFATC3, NOTCH2, NUMB, PDGFB, PECAM1, PGF, PIK3C2B, PLGL, PTEN, RAC1, RET, RHEB, SDF2L1, SDFR1, SNA I2, SOS1, SPP1, SPUVE, STAT1, STAT3, STAT5B, TANK, TBRG1, TBX19, TBX2, TBX3, TCFL4, TGFA, TGFB1I4, TGFBI, TGFBR1, TGFBRAP1, THBD, TIMP1, TIMP2, TIMP3, TLR1, TLR3, TLR5, TLR5, TLR5 TM4SF8, TNFRSF14, TNFSF10, TNFSF13, TOB1, TRA1, TRAF2, TRAF3, TRAF4, TRAF6, VEGF, VEGFB, VIPR1, WNT11, WNT5A and WT1
An array which is a probe that hybridizes to each of 2 to 169 genes selected from
[9] The array according to [8], wherein the nucleic acid probe has a length of about 20 to 80 bases.
[10] A preventive or therapeutic agent for initial or recurrence of solid cancer, comprising a substance capable of suppressing the expression or activity of the solid cancer stem cell marker gene, wherein the gene is
ADAM10, ADAM12, ADAM9, ADAMTS10, ADAMTS19, AMFR, ATF1, ATF4, ATF5, ATF6, AXIN2, BCL3, BCL6, BCL7A, BCL7B, BIK, BMP5, BMP7, BMPR2, BNIP2, CASP2, CCL22, CCL5, CD58, CCL5, CD58 CDH18, CKLFSF7, CLDN8, CSTF3, CX3CL1, CXCL12, CXCL16, CXCR4, DAB2, DAPK1, DAPK3, DDX18, DDX27, DLG3, DVL3, EGF, EGFR, EPAS1, EPHA1, EPHA7, EPHB1, EPHB3, EPB EXOC7, FBXO32, FGF11, FGF13, FGF9, FGFR3, FURIN, FZD7, GPC6, GRB2, HDAC4, HDGF, HEY1, HIF1A, HNLF, IFI27, IFNAR1, IFNGR2, IGBP1, IGF1R, IGFBP2, IGFBP1, FGF3, IGFBP4 IGSF8, IL13RA1, IL18, IL1B, IL1R1, IL20RA, IL27RA, IL7, IL8, ING1, INSIG1, INSR, IRF2, IRF5, IRF6, IRF7, ITCH, ITGA5, ITGB5, ITGB6, KIF21A, KIT, KLF5, KRT18, KRT19, LAK, LIFR, LITAF, LYN, MMP14, MMP15, MMP24, MMP7, MSI2, MUC1, MUC16, NCK2, NFAT5, NFATC2, NFATC3, NOTCH2, NUMB, PDGFB, PECAM1, PGF, PIK3C2B, PLGL, PTEN, RAC1, RET, RHEB, SDF2L1, SDFR1, SNA I2, SOS1, SPP1, SPUVE, STAT1, STAT3, STAT5B, TANK, TBRG1, TBX19, TBX2, TBX3, TCFL4, TGFA, TGFB1I4, TGFBI, TGFBR1, TGFBRAP1, THBD, TIMP1, TIMP2, TIMP3, TLR1, TLR3, TLR5, TLR5, TLR5 TM4SF8, TNFRSF14, TNFSF10, TNFSF13, TOB1, TRA1, TRAF2, TRAF3, TRAF4, TRAF6, VEGF, VEGFB, VIPR1, WNT11, WNT5A and WT1
A prophylactic or therapeutic agent selected from the group consisting of
[11] The prophylactic or therapeutic agent according to [10] above, wherein the solid cancer is breast cancer.

本発明の試験方法によれば、固形癌の発症または再発原因とされる固形癌幹細胞を識別可能なマーカー遺伝子を指標とすることにより、固形癌の初発または再発を事前に予測することが可能となり、固形癌の発症もしくは再発の予防、早期発見または早期治療に貢献することができる。本発明の固形癌の予防または治療剤によれば、固形癌幹細胞に対する分子標的を有効成分と含有し、正常細胞に悪影響を及ぼすことなく、固形癌の根治的治療が期待できる。   According to the test method of the present invention, it is possible to predict in advance the onset or recurrence of a solid cancer by using as a marker a marker gene that can identify the solid cancer stem cell that is the cause of the onset or recurrence of the solid cancer. It can contribute to prevention, early detection or early treatment of onset or recurrence of solid cancer. According to the prophylactic or therapeutic agent for solid cancer of the present invention, a molecular target for solid cancer stem cells is contained as an active ingredient, and radical treatment of solid cancer can be expected without adversely affecting normal cells.

図1は、乳癌細胞株におけるCD24とCD44の発現パターンを示す。乳癌細胞株(HCC70,HCC1954,MCF7,BT474,MDA-MB231,AU565,SK-BR-3およびT47D)におけるCD24およびCD44の発現パターンをFACSにより解析した。FITC標識抗CD24抗体およびPE標識抗CD44抗体を解析に用いた。ゲートは、各細胞株に対応するアイソタイプコントロールに基づいた。FIG. 1 shows the expression pattern of CD24 and CD44 in breast cancer cell lines. The expression patterns of CD24 and CD44 in breast cancer cell lines (HCC70, HCC1954, MCF7, BT474, MDA-MB231, AU565, SK-BR-3 and T47D) were analyzed by FACS. FITC-labeled anti-CD24 antibody and PE-labeled anti-CD44 antibody were used for the analysis. The gate was based on the isotype control corresponding to each cell line. 図2は、NOD-SCIDマウスにおけるCD24-/lowCD44+細胞のルシフェラーゼ活性を示す。ルシフェラーゼ発現HCC70、HCC1954およびMCF7細胞をFACSによりソーティングした。全集団のうちCD24-/lowCD44+に属する10%細胞をTIC集団(CD24-)として選択し、全集団のうちCD24+ CD44+に属する10%細胞を対照集団(CD24+)として選択した。A)〜D) 示された数のTIC集団細胞(マウスの左側)または対照集団細胞(マウスの右側)をMatrigelと混合し、NOD-SCIDマウスの乳腺に移植した。4週間後(上部パネル)に、IVISTMによりルシフェラーゼ活性を捕獲した。移植部位のルシフェラーゼ活性を定量した(A, C, Dではn=6、Bではn=4)(下部グラフ)。結果を平均+SDで示した。*p<0.05 (student t-test)。FIG. 2 shows the luciferase activity of CD24 − / low CD44 + cells in NOD-SCID mice. Luciferase expressing HCC70, HCC1954 and MCF7 cells were sorted by FACS. Of the total population, 10% cells belonging to CD24 − / low CD44 + were selected as the TIC population (CD24−), and 10% of the total population belonging to CD24 + CD44 + were selected as the control population (CD24 +). A) -D) The indicated number of TIC population cells (left side of mice) or control population cells (right side of mice) were mixed with Matrigel and transplanted into the mammary gland of NOD-SCID mice. Four weeks later (upper panel), luciferase activity was captured by IVIS . The luciferase activity at the transplantation site was quantified (n = 6 for A, C, D, n = 4 for B) (lower graph). Results were expressed as mean + SD. * p <0.05 (student t-test). 図3は、HCC1954由来腫瘍の免疫組織化学的解析を示す。A),B) CD24-/low CD44+細胞(TIC)および CD24+ CD44+ 細胞(対照)由来の腫瘍のH&E-染色切片。C),D)TICおよび対照におけるCK14発現の免疫組織化学的解析。E),F) TICおよび対照におけるCK18発現の免疫組織化学的解析。陽性を茶色の染色で可視化した。スケールバーは100μmである。FIG. 3 shows an immunohistochemical analysis of HCC1954-derived tumors. A), B) H & E-stained sections of tumors from CD24 − / low CD44 + cells (TIC) and CD24 + CD44 + cells (control). C), D) Immunohistochemical analysis of CK14 expression in TIC and controls. E), F) Immunohistochemical analysis of CK18 expression in TIC and controls. Positives were visualized with brown staining. The scale bar is 100 μm. 図4Aは、GSEA解析を示す。HCC70、HCC1954およびMCF7のTIC集団と対照集団とを比較して、DNAマイクロアレイ解析を行った。各細胞株の全集団の1%細胞(CD24-/lowCD44+に属する)をTIC集団としてCD24の最低の発現レベルに基づいて精製し、各細胞株の全集団の10%細胞(CD24+CD44+に属する)を対照集団(CD24+)として精製した。マイクロアレイデータを、3細胞株間でTIC/対照集団発現比の幾何平均でランクし、GSEAを適用した。TIC または対照集団で濃縮された遺伝子を含む代表的経路が抽出されたGSEAが示された。オリジナルのGSEAデータセットにおいて、オンコジーンRas経路をRAS_ONCOGENIC_SIGNATUREとして示し、TGFβ経路をTGFBETA_EARLY_UPとして示し、IFN応答をIFN_ANY_UPとして示し、TNF応答をSANA_TNFA_ENDOTHELIAL_UPとして示した。FIG. 4A shows a GSEA analysis. DNA microarray analysis was performed by comparing the TIC population of HCC70, HCC1954 and MCF7 with the control population. 1% of the total population of each cell line (belonging to CD24 − / low CD44 + ) was purified as a TIC population based on the lowest expression level of CD24, and 10% of the total population of each cell line (CD24 + CD44 + belonging) was purified as the control population (CD24 +). Microarray data were ranked by geometric mean of TIC / control population expression ratio among the three cell lines and GSEA was applied. GSEA from which representative pathways containing genes enriched in TIC or control populations were shown. In the original GSEA data set, the Oncogene Ras path was shown as RAS_ONCOGENIC_SIGNATURE, the TGFβ path was shown as TGFBETA_EARLY_UP, the IFN response was shown as IFN_ANY_UP, and the TNF response was shown as SANA_TNFA_ENDOTHELIAL_UP. 図4Bは、定量RT-PCRを示す。HCC1954細胞からソーティングした細胞集団を用いて、VEGFA、IL8、TLR1、SDF2L1、CCL5およびCD24(対照)をqRT-PCRにより調べた。データ(平均±SD)は6個の実験の代表である。* p<0.05FIG. 4B shows quantitative RT-PCR. Using a cell population sorted from HCC1954 cells, VEGFA, IL8, TLR1, SDF2L1, CCL5 and CD24 (control) were examined by qRT-PCR. Data (mean ± SD) are representative of 6 experiments. * p <0.05 図4Cは、HCC1954細胞からソーティングしたCD24- CD44+およびCD24+CD44+集団におけるNF-κB活性の定量結果を示す。データ(平均±SD)は3個の実験の代表である。* p<0.05FIG. 4C shows the quantification results of NF-κB activity in CD24 CD44 + and CD24 + CD44 + populations sorted from HCC1954 cells. Data (mean ± SD) are representative of 3 experiments. * p <0.05 図5は、NF-κB阻害剤または抗VEGF抗体での処置による腫瘍形成の効果を示す。A)〜C) NF-κB阻害剤DHMEQまたはアバスチン(bevasizumab;抗VEGF抗体)で処置したHCC1954細胞のCD24-/lowCD44+およびCD24+ CD44+集団の腫瘍の増殖をルシフェラーゼ活性により測定した(n=8)。ルシフェラーゼ活性の平均をラインで示した。* p<0.05FIG. 5 shows the effects of tumor formation by treatment with NF-κB inhibitors or anti-VEGF antibodies. A) -C) Tumor growth of CD24 − / low CD44 + and CD24 + CD44 + populations of HCC1954 cells treated with NF-κB inhibitor DHMEQ or Avastin (bevasizumab; anti-VEGF antibody) was measured by luciferase activity = 8). The average luciferase activity is shown as a line. * p <0.05 図6は、TICにおけるNF-κBが関与するシグナル伝達経路のモデルを示す。TICが癌関連線維芽細胞(CAF)様に挙動し、NF-κBが主要なエフェクターとして作用してサイトカインおよびケモカインを含む多数の分泌タンパク質を誘導する癌幹細胞ニッチを活発に産生して維持するという興味深い可能性を示す。GSEAで抽出された遺伝子の中で、有意に高いレベルのmRNA発現または活性を有する分子(NF-κB、VEGF)を青色で示し、その他は赤色で示した。黒色の分子(IL8、SDF2L1、CCL5、TLR1)は、有意に高レベルのmRNA発現が確認された。FIG. 6 shows a model of signal transduction pathway involving NF-κB in TIC. TIC behaves like a cancer-associated fibroblast (CAF) and NF-κB acts as a major effector to actively produce and maintain a cancer stem cell niche that induces many secreted proteins including cytokines and chemokines Shows interesting possibilities. Of the genes extracted with GSEA, molecules with significantly higher levels of mRNA expression or activity (NF-κB, VEGF) are shown in blue and the others in red. The black molecules (IL8, SDF2L1, CCL5, TLR1) were confirmed to have significantly higher levels of mRNA expression. 図7は、レンチウイルスベクターのトランスフェクション効率を示す。HCC70、HCC1954およびMCF7細胞をHIV-EF1α-d2VenusおよびHIV-EF1α-Luciferaseで感染させた。形質導入効率は、HIV-EF1α-d2Venus感染細胞を用いてフローサイトメーター(中間パネル)および緑色蛍光(上部パネル)で評価した。HCC70、HCC1954およびMCF7をCD24-FITCおよびCD44-PEで染色し、HIV-EF1α-Luciferaseの感染前後でフローサイトメーターで解析した(下部パネル)。FIG. 7 shows the transfection efficiency of the lentiviral vector. HCC70, HCC1954 and MCF7 cells were infected with HIV-EF1α-d2Venus and HIV-EF1α-Luciferase. Transduction efficiency was assessed with flow cytometer (middle panel) and green fluorescence (upper panel) using HIV-EF1α-d2Venus infected cells. HCC70, HCC1954 and MCF7 were stained with CD24-FITC and CD44-PE and analyzed with a flow cytometer before and after infection with HIV-EF1α-Luciferase (lower panel).

(一般的定義)
「ポリヌクレオチド」という用語は、単数形で用いられても複数形で用いられても、ポリリボヌクレオチドまたはポリデオキシリボヌクレオチドであって、未修飾のRNAもしくはDNAまたは修飾されたRNAもしくはDNAを意味する。したがって、例えば、本明細書で定義されているポリヌクレオチドには、1本鎖および2本鎖のDNA、1本鎖および2本鎖の領域を含むDNA、1本鎖および2本鎖のRNA、1本鎖および2本鎖の領域を含むRNA、1本鎖もしくは2本鎖であるか、または、1本鎖および2本鎖の領域を含むDNAおよびRNAを含むハイブリッド分子などがあるが、これらに限定されるものではない。さらに、本発明において「ポリヌクレオチド」は、RNAまたはDNA、またはRNAとDNAの両方を含む三重鎖領域をも包含する。このような領域にある鎖は、同一の分子または異なった分子に由来するものでもよい。該領域は、1つ以上の該分子のすべてを含んでいてもよいが、より一般的には、いくつかの分子の一領域のみを含む。三重鎖領域の分子の1つは、しばしばオリゴヌクレオチドである。「ポリヌクレオチド」という用語は、具体的にはcDNAをも含む。さらに、イノシンなどの例外的塩基、または、トリチウム化された塩基などの修飾塩基を有するDNAまたはRNAも、「ポリヌクレオチド」の範囲に含まれる。一般的に、「ポリヌクレオチド」という用語は、未修飾ポリヌクレオチドの化学的、酵素的および/または代謝的に修飾された形態のすべてを包含するとともに、ウイルスならびに単細胞および多細胞などの細胞に特徴的なDNAおよびRNAの化学形態も包含する。
(General definition)
The term “polynucleotide”, whether used in the singular or plural form, means polyribonucleotides or polydeoxyribonucleotides, unmodified RNA or DNA or modified RNA or DNA . Thus, for example, a polynucleotide as defined herein includes single stranded and double stranded DNA, single stranded and double stranded DNA, single stranded and double stranded RNA, Such as RNA containing single-stranded and double-stranded regions, single-stranded or double-stranded, or hybrid molecules containing DNA and RNA containing single-stranded and double-stranded regions. It is not limited to. Furthermore, “polynucleotide” in the present invention encompasses RNA or DNA, or a triplex region comprising both RNA and DNA. The chains in such regions may be derived from the same molecule or different molecules. The region may include all of one or more of the molecules, but more generally includes only one region of some molecules. One of the molecules in the triplex region is often an oligonucleotide. The term “polynucleotide” also specifically includes cDNA. Furthermore, DNAs or RNAs having exceptional bases such as inosine or modified bases such as tritiated bases are also included within the scope of “polynucleotide”. In general, the term “polynucleotide” encompasses all chemically, enzymatically and / or metabolically modified forms of unmodified polynucleotides and is characterized by viruses and cells such as single and multicellular. Also encompassed are chemical forms of DNA and RNA.

「示差的に発現される遺伝子」、「示差的遺伝子発現」ならびに、単に「発現遺伝子」および「遺伝子発現」という用語は、互換的に使用され、固形癌、具体的には乳癌などの病気を患う被験者において、その発現が、正常または対照となる被験者における発現と比較して、より高いレベルかより低いレベルに活性化される遺伝子を意味する。この用語は、同じ病気の異なる段階で、その発現がより高いレベルまたはより低いレベルに活性化される遺伝子も包含する。また、示差的に発現される遺伝子は、核酸レベルまたは蛋白質レベルで活性化または抑制されてもよく、あるいは、異なったポリペプチド産物をもたらす選択的スプライシングを受けることもあると理解される。このような違いは、例えば、ポリペプチドのmRNAレベル、表面発現、分泌またはその他の分配における変化によって証明することができる。示差的遺伝子発現は、2つ以上の遺伝子またはそれらの遺伝子産物の間で発現を比較すること、または、2つ以上の遺伝子またはそれらの遺伝子産物の間における発現比率を比較すること、または、さらに、同じ遺伝子が異なってプロセッシングされた2つの産物であって、正常な被験者と、具体的には癌という病気を患う被験者の間で異なっているか、または、同じ病気のさまざまな段階で異なっている産物を比較することを包含しうる。示差的発現は、例えば、正常および病気の細胞間における、または、異なった病気が発症したか、異なった病気の段階にある細胞間における、遺伝子またはその発現産物の時間的または細胞内での発現パターンの定量的、および定性的な違いを含む。本発明の目的にとって、正常な被験者と癌に罹患した被験者において、または、被験者の癌発症の様々な段階において、ある遺伝子の発現に約2倍以上、好ましくは約4倍以上、より好ましくは約6倍以上、最も好ましくは約10倍以上の違いがあるときに、「示差的遺伝子発現」が存在するとみなされる。   The terms “differentially expressed gene”, “differential gene expression” and simply “expressed gene” and “gene expression” are used interchangeably to refer to diseases such as solid cancer, specifically breast cancer. A gene whose expression is activated in an affected subject to a higher or lower level as compared to expression in a normal or control subject. The term also encompasses genes whose expression is activated to higher or lower levels at different stages of the same disease. It is also understood that differentially expressed genes may be activated or repressed at the nucleic acid level or protein level, or may undergo alternative splicing that results in different polypeptide products. Such differences can be evidenced, for example, by changes in polypeptide mRNA levels, surface expression, secretion or other partitioning. Differential gene expression compares expression between two or more genes or their gene products, or compares expression ratios between two or more genes or their gene products, or Two products of the same gene that are processed differently, differing between normal subjects and specifically those suffering from the disease of cancer, or different at different stages of the same disease Comparing the products can be included. Differential expression is, for example, temporal or intracellular expression of a gene or its expression product between normal and diseased cells, or between cells that have developed different diseases or are in different disease stages. Includes quantitative and qualitative differences in patterns. For the purposes of the present invention, in a normal subject and a subject suffering from cancer, or at various stages of cancer development in a subject, expression of a gene is about 2-fold or more, preferably about 4-fold or more, more preferably about “Differential gene expression” is considered to be present when there is a difference of 6-fold or more, most preferably about 10-fold or more.

RNA転写産物について「過剰発現」という用語は、標本中で決定されたRNAのすべてまたは特定の参照用mRNAセットであるかもしれない参照用mRNAのレベルに対して正規化することによって決定された転写産物のレベルを意味するために用いられる。   The term “overexpression” for RNA transcripts is transcription determined by normalizing to the level of reference mRNA that may be all of the RNA determined in the specimen or a specific set of reference mRNAs. Used to mean product level.

「遺伝子増幅」という用語は、特定の細胞または細胞株において遺伝子または遺伝子断片の複数コピーを形成させる処理を意味する。複製領域(増幅されたDNAの鎖)は、しばしば「単位複製配列(アンプリコン)」と呼ばれる。通常、産生するmRNAの量、すなわち遺伝子発現のレベルも、発現遺伝子のコピー数に比例して増加する。   The term “gene amplification” refers to the process of forming multiple copies of a gene or gene fragment in a particular cell or cell line. The replication region (amplified strand of DNA) is often referred to as the “amplicon”. Usually, the amount of mRNA produced, that is, the level of gene expression, also increases in proportion to the copy number of the expressed gene.

「癌」または「腫瘍」という用語は、文脈上腫瘍が良性腫瘍を意味しない限り、互換的に使用される。   The terms “cancer” or “tumor” are used interchangeably unless the context implies a benign tumor.

(詳細な説明)
本発明は、固形癌の初発または再発を予測するための試験方法(I)を提供する。本発明の試験方法(I)は、被験対象から採取した生体試料における固形癌幹細胞マーカー遺伝子の発現レベルを、当該遺伝子の転写産物または翻訳産物を対象として測定する工程を含むことを特徴とする。
(Detailed explanation)
The present invention provides a test method (I) for predicting the onset or recurrence of solid cancer. The test method (I) of the present invention includes a step of measuring the expression level of a solid cancer stem cell marker gene in a biological sample collected from a test subject using the transcription product or translation product of the gene as a target.

また、本発明は、固形癌を保有する患者に対する癌治療の効果を測定するための試験方法(II)を提供する。本発明の試験方法(II)は、固形癌保有患者からから採取した生体試料における固形癌幹細胞マーカー遺伝子の発現レベルを、当該遺伝子の転写産物または翻訳産物を対象として測定する工程を含むことを特徴とする。
本発明の試験方法(I)および(II)(以下、まとめて、「本発明の試験方法」と省略する場合がある)について説明する。
The present invention also provides a test method (II) for measuring the effect of cancer treatment on a patient having a solid cancer. The test method (II) of the present invention comprises a step of measuring the expression level of a solid cancer stem cell marker gene in a biological sample collected from a solid cancer-bearing patient for the transcription product or translation product of the gene. And
Test methods (I) and (II) of the present invention (hereinafter collectively referred to as “test method of the present invention” in some cases) will be described.

本発明において、固形癌とは血液癌を除く癌を意味し、肉腫および癌腫が包含される。具体的には、繊維肉腫、粘膜肉腫、脂肪肉腫、軟骨肉腫、骨原性肉腫、脊索腫、血管肉腫、リンパ管肉腫、リンパ管内皮肉腫、滑膜腫、中皮腫、ユーイング腫瘍、平滑筋肉腫、横紋筋肉腫、胃癌、食道癌、大腸癌、結腸癌、直腸癌、膵臓癌、乳癌、卵巣癌、前立腺癌、扁平上皮細胞癌、基底細胞癌、腺癌、汗腺癌、皮脂腺癌、乳頭癌、乳頭腺癌、嚢腺癌、骨髄癌、気管支原性癌、腎細胞癌、尿管癌、肝癌、胆管癌、絨毛癌、精上皮腫、胎生期癌、ウィルムス腫瘍、子宮頚癌、子宮内膜癌、精巣癌、小細胞肺癌、非小細胞肺癌、膀胱癌、上皮癌、神経膠腫、星状細胞腫、骨髄芽種、頭蓋咽頭癌、喉頭癌、舌癌、脳室上衣細胞腫、松果体腫、血管芽細胞腫、聴神経腫瘍、乏突起神経膠腫、髄膜腫、黒色腫、腹膜播腫、奇形腫、神経芽細胞腫、髄芽腫および網膜芽細胞腫などがあげられる。本発明においては、乳癌を対象とすることが好ましい。   In the present invention, solid cancer means cancer excluding blood cancer, and sarcoma and carcinoma are included. Specifically, fibrosarcoma, mucosal sarcoma, liposarcoma, chondrosarcoma, osteogenic sarcoma, chordoma, hemangiosarcoma, lymphangiosarcoma, lymphatic endothelial sarcoma, synovial, mesothelioma, Ewing tumor, smooth muscle Tumor, rhabdomyosarcoma, stomach cancer, esophageal cancer, colon cancer, colon cancer, rectal cancer, pancreatic cancer, breast cancer, ovarian cancer, prostate cancer, squamous cell carcinoma, basal cell carcinoma, adenocarcinoma, sweat gland carcinoma, sebaceous carcinoma, Papillary cancer, papillary adenocarcinoma, sac adenocarcinoma, bone marrow cancer, bronchogenic cancer, renal cell cancer, ureteral cancer, liver cancer, bile duct cancer, choriocarcinoma, seminoma, fetal cancer, Wilms tumor, cervical cancer, Endometrial cancer, testicular cancer, small cell lung cancer, non-small cell lung cancer, bladder cancer, epithelial cancer, glioma, astrocytoma, myeloblast, craniopharyngeal cancer, laryngeal cancer, tongue cancer, ventricular epithelial cells Tumor, pineal tumor, hemangioblastoma, acoustic neuroma, oligodendroglioma, meningioma, melanoma, peritoneal dissemination, teratoma, neuroblastoma, medulloblast And such as retinoblastoma, and the like. In the present invention, it is preferable to target breast cancer.

本発明において、固形癌の初発とは、上記した癌のいずれかで初めて発症した、または発症が見込まれる状態をいい、固形癌の再発とは、初発固形癌の治療後または根治後に再び発症した、または発症が見込まれる状態をいう。再発する組織または再発が見込まれる組織は、初発組織に限定されるものではなく、別の組織であってもよい。したがって、再発という概念には転移も含まれる。   In the present invention, the first onset of solid cancer refers to a condition that has developed for the first time or is expected to develop in any of the above-mentioned cancers. Or a condition that is expected to develop. The tissue that recurs or is expected to recur is not limited to the initial tissue, and may be another tissue. Therefore, the concept of recurrence includes metastasis.

本発明の試験方法(II)において、固形癌の治療とは、外科的手術、放射線療法、抗癌剤投与を始めとしたあらゆる治療を包含する。特に、抗癌剤は再発防止のために投与されることが多く、投与効果の判定や投与完了を判断し難いものであるから、かかる判断が必要な場合に本発明の試験方法(II)を用いることが好ましい。また、後述する実施例に記載されたヒト固形癌幹細胞を移植した癌の再発モデルマウスを利用して、当該モデルマウスに抗癌剤を投与してその効果を事前に予測することも望ましい。   In the test method (II) of the present invention, the treatment of solid cancer includes all treatments including surgery, radiation therapy, and administration of anticancer agents. In particular, anticancer agents are often administered to prevent recurrence, and it is difficult to determine the effect of administration or to determine the completion of administration, so use the test method (II) of the present invention when such a determination is necessary. Is preferred. It is also desirable to use an anti-cancer recurrence model mouse transplanted with human solid cancer stem cells described in Examples described later, and to administer an anticancer agent to the model mouse to predict its effect in advance.

本発明において、固形癌幹細胞とは、以下のi)〜iii)の能力を有する細胞をいう。
i)自己複製能を保有する。自己複製能とは、分裂した2つの娘細胞のどちらか1つまたは両方の細胞が、細胞系譜上、親細胞と同等の能力および分化程度を保持している細胞を産出できる能力を示す。
ii)腫瘍を構成する複数種の癌細胞へ分化できる。癌幹細胞から分化した複数種の癌細胞は、正常幹細胞と同様に、細胞系譜上、癌幹細胞を起点とする階層性を有する。癌幹細胞より、段階的に多種癌細胞が産出されることにより多様な特徴を有する腫瘍が形成される。
iii)高い細胞増殖活性を保有する。癌幹細胞は、自己複製および分化を繰り返すことで癌細胞集団の過剰な増殖を可能にする。
In the present invention, solid cancer stem cells refer to cells having the following abilities i) to iii).
i) Self-replicating ability. Self-replicating ability refers to the ability of one or both of two daughter cells that have divided to produce cells that retain the same ability and degree of differentiation as the parent cell in the cell lineage.
ii) Differentiate into multiple types of cancer cells that make up the tumor. A plurality of types of cancer cells differentiated from cancer stem cells have a hierarchical structure starting from the cancer stem cells in the cell lineage, similar to normal stem cells. Tumors having various characteristics are formed by gradually producing various types of cancer cells from cancer stem cells.
iii) possesses high cell proliferation activity. Cancer stem cells allow excessive growth of a cancer cell population by repeating self-renewal and differentiation.

癌幹細胞としては、各種固形癌由来幹細胞および各種固形癌細胞株由来幹細胞があげられ、好ましくは、CD24-/low CD44+細胞集団に濃縮されている細胞であり、より好ましくは、乳癌由来幹細胞および各種固形癌細胞株由来幹細胞(CD24-/low CD44+細胞集団に濃縮されている細胞)である。 Examples of cancer stem cells include various solid cancer-derived stem cells and stem cells derived from various solid cancer cell lines, preferably cells that are concentrated in a CD24 − / low CD44 + cell population, more preferably breast cancer-derived stem cells and Stem cells derived from various solid cancer cell lines (cells enriched in CD24 − / low CD44 + cell population).

本発明が標的とする固形癌幹細胞マーカー遺伝子とは、CD24+ CD44+細胞集団に比べてCD24-/low CD44+細胞集団で示差的に発現される遺伝子群の中から本発明者らが独自の視点に基づいて選別した、固形癌幹細胞特異的マーカーであり、下記固形癌幹細胞マーカー遺伝子(以下、単に「マーカー遺伝子」または「マーカー」と省略する場合がある)(1)から選ばれる2〜169の遺伝子から構成される。マーカー遺伝子(1)は、好ましくは3以上、5以上、10以上、15以上、20以上または25以上の遺伝子から構成される。 The solid cancer stem cell marker gene targeted by the present invention is unique to the group of genes that are differentially expressed in the CD24 − / low CD44 + cell population compared to the CD24 + CD44 + cell population. 2 to 169 selected from the following solid cancer stem cell marker genes (hereinafter sometimes simply referred to as “marker genes” or “markers”) (1), which are solid cancer stem cell-specific markers selected based on the viewpoint. It consists of genes. The marker gene (1) is preferably composed of 3 or more, 5 or more, 10 or more, 15 or more, 20 or more, or 25 or more genes.

マーカー遺伝子(1):
ADAM10、ADAM12、ADAM9、ADAMTS10、ADAMTS19、AMFR、ATF1、ATF4、ATF5、ATF6、AXIN2、BCL3、BCL6、BCL7A、BCL7B、BIK、BMP5、BMP7、BMPR2、BNIP2、CASP2、CCL22、CCL5、CD58、CDC42、CDH18、CKLFSF7、CLDN8、CSTF3、CX3CL1、CXCL12、CXCL16、CXCR4、DAB2、DAPK1、DAPK3、DDX18、DDX27、DLG3、DVL3、EGF、EGFR、EPAS1、EPHA1、EPHA7、EPHB1、EPHB3、EPHB4、ERBB2、ERBB3、EXOC7、FBXO32、FGF11、FGF13、FGF9、FGFR3、FURIN、FZD7、GPC6、GRB2、HDAC4、HDGF、HEY1、HIF1A、HNLF、IFI27、IFNAR1、IFNGR2、IGBP1、IGF1R、IGFBP2、IGFBP3、IGFBP4、IGFBP6、IGSF1、IGSF8、IL13RA1、IL18、IL1B、IL1R1、IL20RA、IL27RA、IL7、IL8、ING1、INSIG1、INSR、IRF2、IRF5、IRF6、IRF7、ITCH、ITGA5、ITGB5、ITGB6、KIF21A、KIT、KLF5、KRT18、KRT19、LAK、LIFR、LITAF、LYN、MMP14、MMP15、MMP24、MMP7、MSI2、MUC1、MUC16、NCK2、NFAT5、NFATC2、NFATC3、NOTCH2、NUMB、PDGFB、PECAM1、PGF、PIK3C2B、PLGL、PTEN、RAC1、RET、RHEB、SDF2L1、SDFR1、SNAI2、SOS1、SPP1、SPUVE、STAT1、STAT3、STAT5B、TANK、TBRG1、TBX19、TBX2、TBX3、TCFL4、TGFA、TGFB1I4、TGFBI、TGFBR1、TGFBRAP1、THBD、TIMP1、TIMP2、TIMP3、TLR1、TLR3、TLR5、TM4SF8、TNFRSF14、TNFSF10、TNFSF13、TOB1、TRA1、TRAF2、TRAF3、TRAF4、TRAF6、VEGF、VEGFB、VIPR1、WNT11、WNT5AおよびWT1。
Marker gene (1):
ADAM10, ADAM12, ADAM9, ADAMTS10, ADAMTS19, AMFR, ATF1, ATF4, ATF5, ATF6, AXIN2, BCL3, BCL6, BCL7A, BCL7B, BIK, BMP5, BMP7, BMPR2, BNIP2, CASP2, CCL22, CCL5, CD58, CCL5, CD58 CDH18, CKLFSF7, CLDN8, CSTF3, CX3CL1, CXCL12, CXCL16, CXCR4, DAB2, DAPK1, DAPK3, DDX18, DDX27, DLG3, DVL3, EGF, EGFR, EPAS1, EPHA1, EPHA7, EPHB1, EPHB3, EPB EXOC7, FBXO32, FGF11, FGF13, FGF9, FGFR3, FURIN, FZD7, GPC6, GRB2, HDAC4, HDGF, HEY1, HIF1A, HNLF, IFI27, IFNAR1, IFNGR2, IGBP1, IGF1R, IGFBP2, IGFBP1, FGF3, IGFBP4 IGSF8, IL13RA1, IL18, IL1B, IL1R1, IL20RA, IL27RA, IL7, IL8, ING1, INSIG1, INSR, IRF2, IRF5, IRF6, IRF7, ITCH, ITGA5, ITGB5, ITGB6, KIF21A, KIT, KLF5, KRT18, KRT19, LAK, LIFR, LITAF, LYN, MMP14, MMP15, MMP24, MMP7, MSI2, MUC1, MUC16, NCK2, NFAT5, NFATC2, NFATC3, NOTCH2, NUMB, PDGFB, PECAM1, PGF, PIK3C2B, PLGL, PTEN, RAC1, RET, RHEB, SDF2L1, SDFR1, SNA I2, SOS1, SPP1, SPUVE, STAT1, STAT3, STAT5B, TANK, TBRG1, TBX19, TBX2, TBX3, TCFL4, TGFA, TGFB1I4, TGFBI, TGFBR1, TGFBRAP1, THBD, TIMP1, TIMP2, TIMP3, TLR1, TLR3, TLR5, TLR5, TLR5 TM4SF8, TNFRSF14, TNFSF10, TNFSF13, TOB1, TRA1, TRAF2, TRAF3, TRAF4, TRAF6, VEGF, VEGFB, VIPR1, WNT11, WNT5A and WT1.

前記固形癌幹細胞マーカー遺伝子を構成する個々の遺伝子は公知であり、その塩基配列およびアミノ酸配列も既知である。これら169遺伝子のリストを表1に示す。   Individual genes constituting the solid cancer stem cell marker gene are known, and their base sequences and amino acid sequences are also known. A list of these 169 genes is shown in Table 1.

本発明の試験方法(I)における被験対象は、ヒトを始めとする哺乳動物であれば特に限定されるものではないが、固形癌の初発または再発が疑われるヒトが好ましい。   The test subject in the test method (I) of the present invention is not particularly limited as long as it is a mammal including a human, but a human suspected of having a solid cancer initially or recurrent is preferable.

本発明の試験方法が測定対象とする生体試料は、哺乳動物、好ましくはヒトから採取可能なものであれば特に限定されるものではなく、固形癌組織(癌細胞を含む)、リンパ節(固形癌が転移したリンパ節を含む)などの固形試料、全血、血漿、血清、リンパ液、骨髄液、唾液、精液、尿などの体液試料があげられる。   The biological sample to be measured by the test method of the present invention is not particularly limited as long as it can be collected from a mammal, preferably a human, and is not limited to solid cancer tissues (including cancer cells), lymph nodes (solid And solid samples such as whole blood, plasma, serum, lymph fluid, bone marrow fluid, saliva, semen, urine and the like.

本発明の試験方法が全血、血漿、血清、リンパ液、骨髄液、唾液、精液または尿などの体液試料を測定する場合、上記マーカー遺伝子(1)の中から、その転写産物または翻訳産物が体液中に放出され、場合によっては体外に排出される(尿中に移行して排出される)ものを標的とすることが好ましい。かかるマーカー遺伝子としては、例えば、下記マーカー遺伝子(2)から選ばれる2〜65の遺伝子があげられるが、これに限定されるものではない。この実施態様において、マーカー遺伝子(2)は、より好ましくは3以上、5以上、10以上、15以上、20以上または25以上の遺伝子から構成される。マーカー遺伝子(2)の転写産物または翻訳産物(好ましくは翻訳産物)は、体液中に放出され、場合によっては体外に排出される(尿中に移行して排出される)ことが予想されるので、上記体液試料を用いた迅速かつ簡便な試験方法が可能となり、それにより、固形癌の初発または再発の迅速な診断が可能となる。   When the test method of the present invention measures a body fluid sample such as whole blood, plasma, serum, lymph fluid, bone marrow fluid, saliva, semen or urine, the transcription product or translation product is a body fluid from the marker gene (1). It is preferable to target those that are released into the body and, in some cases, discharged outside the body (transferred into the urine). Examples of such marker genes include, but are not limited to, 2 to 65 genes selected from the marker gene (2) below. In this embodiment, the marker gene (2) is more preferably composed of 3 or more, 5 or more, 10 or more, 15 or more, 20 or more, or 25 or more genes. Since the transcription product or translation product (preferably translation product) of the marker gene (2) is expected to be released into body fluids and possibly excreted outside the body (transferred to urine). In addition, a rapid and simple test method using the body fluid sample is possible, thereby enabling rapid diagnosis of the initial onset or recurrence of solid cancer.

マーカー遺伝子(2):
SNAIL、IL8、CX3CL1、ADAM10、MMP15、CCL5、IGF1R、WNT5A、IL20RA、CSTF3、IL13RA、ADAM12、ADAM9、TNFSF10、VEGF、IGFBP2、TNFSF13、SDF2L1、EGF、SDFR1、TGFA、TBRG1、BMP7、IGSF8、HDGF、PDGFB、TGFB、TLR1、CCL22、IL18、BMP5、TGFBR1、MMP14、TIMP3、EPHB1、CXCR4、CXCL12、ADAMTS19、IL7、MMP24、ITCH、IL1B、IGFBP6、FGF11、FGF13、IL1R1、CXCL16、TIMP21、EPHB4、LITAF、ADAMTS10、ING1、VEGFB、TGFB114、IL27RA、IGFBP4、FGF9、PLGF、TIMP1、MMP7、TNFSF14、CKLFSF7、TGFBRAP1、NOTCH2およびEPHB3。
Marker gene (2):
SNAIL, IL8, CX3CL1, ADAM10, MMP15, CCL5, IGF1R, WNT5A, IL20RA, CSTF3, IL13RA, ADAM12, ADAM9, TNFSF10, VEGF, IGFBP2, TNFSF13, SDF2L1, EGF, SDFR1, TGFA, TBRG1, BMP7, SF PDGFB, TGFB, TLR1, CCL22, IL18, BMP5, TGFBR1, MMP14, TIMP3, EPHB1, CXCR4, CXCL12, ADAMTS19, IL7, MMP24, ITCH, IL1B, IGFBP6, FGF11, FGF13, IL1R1, CXCL16, TIMP21, EPH4 ADAMTS10, ING1, VEGFB, TGFB114, IL27RA, IGFBP4, FGF9, PLGF, TIMP1, MMP7, TNFSF14, CKLFSF7, TGFBRAP1, NOTCH2 and EPHB3.

本発明の試験方法において、マーカー遺伝子の発現レベルは、下記本発明の固形癌の初発もしくは再発を予測または固形癌に対する治療効果を測定するための診断薬を用いて、自体公知の方法により測定することができる。本発明の診断薬およびマーカー遺伝子の発現レベルの測定方法は、後述する。   In the test method of the present invention, the expression level of the marker gene is measured by a method known per se using a diagnostic agent for predicting the first occurrence or recurrence of the solid cancer of the present invention or measuring the therapeutic effect on the solid cancer. be able to. The method for measuring the expression level of the diagnostic agent and marker gene of the present invention will be described later.

本発明の試験方法(I)において、生体試料中のマーカー遺伝子の2〜169種類の発現レベルを測定した結果、それらの2種以上の発現レベルが基準と比べて有意に高い場合、当該試料中または試料の採取元の生体内に固形癌幹細胞の存在が疑われる。ここで、基準としては、健常人の平均値あるいは被験者の癌治療後など比較対照となる値が用いられる。この場合、被験対象において固形癌の初発または再発が予想される。固形癌の初発または再発の有無を、さらに別の検査によって確認することが好ましい。   In the test method (I) of the present invention, as a result of measuring the expression levels of 2 to 169 kinds of marker genes in a biological sample, when the expression levels of these two or more kinds are significantly higher than the reference, Or the presence of solid cancer stem cells is suspected in the living body from which the sample was collected. Here, as a reference, an average value of healthy persons or a value serving as a comparative control such as after subject's cancer treatment is used. In this case, the first onset or recurrence of solid cancer is expected in the test subject. It is preferable to confirm the presence or absence of initial or recurrence of solid cancer by a further examination.

本発明の試験方法(II)において、生体試料中のマーカー遺伝子の2〜169種類の発現レベルを測定した結果、それらの2種以上の発現レベルが基準と比べて有意に高い場合、当該試料中または試料の採取元の生体内に固形癌幹細胞の存在が疑われる。ここで、基準としては、健常人の平均値あるいは被験者の癌治療後など比較対照となる値が用いられる。この場合、固形癌患者において癌の治療効果が完全に奏していないことが考えられる。逆に、前記2種以上の発現レベルが基準以下(例えば、実質的にゼロ)の場合、当該試料中に固形癌幹細胞が存在しないと判断される。この場合、癌治療によって固形癌幹細胞が消失し、癌治療が奏功していると考えられる。さらに、その他の検査と組み合わせて、固形癌の治療効果を多面的に確認することが好ましい。   In the test method (II) of the present invention, when the expression levels of 2 to 169 kinds of marker genes in a biological sample are measured, if the expression levels of these two or more kinds are significantly higher than the reference, Or the presence of solid cancer stem cells is suspected in the living body from which the sample was collected. Here, as a reference, an average value of healthy persons or a value serving as a comparative control such as after subject's cancer treatment is used. In this case, it is considered that the cancer therapeutic effect is not completely achieved in the solid cancer patient. Conversely, if the two or more expression levels are below the reference (eg, substantially zero), it is determined that no solid cancer stem cells are present in the sample. In this case, solid cancer stem cells disappear due to the cancer treatment, and the cancer treatment is considered to be successful. Furthermore, it is preferable to confirm the therapeutic effect of solid cancer from various aspects in combination with other tests.

本発明の試験方法においては、さらに下記工程を含んでいてもよい:
(a)固形癌患者から採取した細胞における固形癌幹細胞マーカー遺伝子の発現レベルを、当該マーカー遺伝子の転写産物または翻訳産物を対象として、当該細胞におけるすべての転写産物もしくは発現産物の発現レベル、または転写産物もしくは発現産物の参照用セットの発現レベルに対して正規化して決定する工程;
(b)工程(a)で得られたデータを統計解析に供する工程;および
(c)工程(b)で得られた解析結果に基づいて、当該患者の再発の可能性が高いかまたは低いかを決定する工程、あるいは、当該患者の治療効果の適否を決定する工程。
The test method of the present invention may further include the following steps:
(A) Expression levels of solid cancer stem cell marker genes in cells collected from solid cancer patients, expression levels of all transcripts or expression products in the cells or transcriptions of the marker gene transcription products or translation products, or transcription Normalizing and determining the expression level of the product or reference set of expression products;
(B) a step of subjecting the data obtained in step (a) to statistical analysis; and (c) whether the patient has a high or low possibility of recurrence based on the analysis result obtained in step (b). Or determining whether or not the therapeutic effect of the patient is appropriate.

本発明の診断薬は、前記マーカー遺伝子(1)から選ばれる2〜169の遺伝子の発現レベルを検出するための試薬を含有する。   The diagnostic agent of the present invention contains a reagent for detecting the expression level of genes 2 to 169 selected from the marker gene (1).

前記試薬は、マーカー遺伝子の発現レベルを検出可能な物質または手段であればいずれを選んでもよいが、好適には、マーカー遺伝子の転写産物または翻訳産物に対する、プライマー、核酸プローブおよび抗体からなる群より選ぶことができる。   Any reagent or substance capable of detecting the expression level of the marker gene may be selected as the reagent, but preferably from the group consisting of a primer, a nucleic acid probe and an antibody for the transcription product or translation product of the marker gene. You can choose.

本発明の診断薬に含まれるプライマーは、マーカー遺伝子の増幅及び検出を可能とする限り特に限定されない。例えば、プライマーのサイズは、少なくとも約12塩基長以上、好ましくは約15〜100塩基長、より好ましくは約16〜50塩基長、さらにより好ましくは約18〜35塩基長である。また、遺伝子増幅法の種類に応じて必要とされるプライマー数が異なるため、本発明の診断薬に含まれるプライマー数は特に限定されないが、本発明の診断薬は、1種類のマーカー遺伝子に対して2以上のプライマーを含んでもよい。2以上のプライマーは、予め混合されていても、混合されていなくてもよい。このようなプライマーは、自体公知の方法により作製することができる。プライマーの設計方法については後述する。   The primer contained in the diagnostic agent of the present invention is not particularly limited as long as it enables amplification and detection of the marker gene. For example, the primer size is at least about 12 bases in length, preferably about 15-100 bases in length, more preferably about 16-50 bases in length, and even more preferably about 18-35 bases in length. In addition, since the number of primers required differs depending on the type of gene amplification method, the number of primers contained in the diagnostic agent of the present invention is not particularly limited, but the diagnostic agent of the present invention can be used for one type of marker gene. Two or more primers may be included. Two or more primers may be mixed in advance or may not be mixed. Such a primer can be prepared by a method known per se. The primer design method will be described later.

本発明の診断薬に含まれる核酸プローブは、マーカー遺伝子の転写産物の検出を可能とする限り特に限定されない。核酸プローブはDNA、RNA、修飾核酸またはそれらのキメラ分子などであり得るが、安定性、簡便性等を考慮するとDNAが好ましい。核酸プローブはまた、1本鎖または2本鎖のいずれでもよい。核酸プローブのサイズは、マーカー遺伝子の転写産物に特異的にハイブリダイズし得る限り特に限定されないが、例えば約15または16塩基長以上、好ましくは約15〜1000塩基長、より好ましくは約20〜500塩基長、さらにより好ましくは約20〜80塩基長である。核酸プローブは、核酸アレイのように基板上に固定された形態で提供されてもよい。このような核酸プローブは、自体公知の方法により作製することができる。   The nucleic acid probe contained in the diagnostic agent of the present invention is not particularly limited as long as it enables detection of the transcription product of the marker gene. The nucleic acid probe can be DNA, RNA, modified nucleic acid, or a chimeric molecule thereof, but DNA is preferable in consideration of stability, convenience and the like. Nucleic acid probes can also be either single-stranded or double-stranded. The size of the nucleic acid probe is not particularly limited as long as it can specifically hybridize to the transcription product of the marker gene. For example, the length is about 15 or 16 bases or more, preferably about 15 to 1000 bases, more preferably about 20 to 500. A base length, even more preferably about 20-80 bases in length. The nucleic acid probe may be provided in a form immobilized on a substrate like a nucleic acid array. Such a nucleic acid probe can be prepared by a method known per se.

本発明の診断薬に含まれる抗体は、マーカー遺伝子の翻訳産物に特異的に結合し得る抗体である限り特に限定されない。例えば、翻訳産物に対する抗体は、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体のいずれでもよい。抗体はまた、抗体のフラグメント(例、Fab、F(ab’))、組換え抗体(例、scFv)であってもよい。抗体は、プレート等の基板上に固定された形態で提供されてもよい。抗体は、自体公知の方法により作製することができる。 The antibody contained in the diagnostic agent of the present invention is not particularly limited as long as it is an antibody that can specifically bind to the translation product of the marker gene. For example, the antibody against the translation product may be either a polyclonal antibody or a monoclonal antibody. The antibody may also be a fragment of an antibody (eg, Fab, F (ab ′) 2 ), a recombinant antibody (eg, scFv). The antibody may be provided in a form immobilized on a substrate such as a plate. The antibody can be prepared by a method known per se.

例えば、ポリクローナル抗体は、マーカー遺伝子の翻訳産物あるいはその部分ペプチド(必要に応じて、ウシ血清アルブミン、KLH(Keyhole Limpet Hemocyanin)等のキャリアタンパク質に架橋した複合体とすることもできる)を抗原として、市販のアジュバント(例、完全または不完全フロイントアジュバント)とともに、動物の皮下あるいは腹腔内に2〜3週間おきに2〜4回程度投与し(部分採血した血清の抗体価を公知の抗原抗体反応により測定し、その上昇を確認しておく)、最終免疫から約3〜約10日後に全血を採取して抗血清を精製することにより取得できる。抗原を投与する動物としては、ラット、マウス、ウサギ、ヤギ、モルモット、ハムスターなどの哺乳動物があげられる。   For example, a polyclonal antibody has a translation product of a marker gene or a partial peptide thereof (if necessary, a complex cross-linked to a carrier protein such as bovine serum albumin or KLH (Keyhole Limpet Hemocyanin)) as an antigen, Administration with a commercially available adjuvant (eg, complete or incomplete Freund's adjuvant) about 2 to 4 times subcutaneously or intraperitoneally every 2 to 3 weeks (the antibody titer of partially collected serum is determined by a known antigen-antibody reaction). It can be obtained by measuring whole blood and collecting the whole blood about 3 to about 10 days after the final immunization and purifying the antiserum. Examples of animals to which the antigen is administered include mammals such as rats, mice, rabbits, goats, guinea pigs, and hamsters.

また、モノクローナル抗体は、細胞融合法(例、渡邊武、細胞融合法の原理とモノクローナル抗体の作成、谷内昭、高橋利忠編、「モノクローナル抗体とがん―基礎と臨床―」、第2-14頁、サイエンスフォーラム出版、1985年)により作製することができる。例えば、マウスにマーカー遺伝子の翻訳産物等を市販のアジュバントと共に2〜4回皮下あるいは腹腔内に投与し、最終投与の約3日後に脾臓あるいはリンパ節を採取し、白血球を採取する。この白血球と骨髄腫細胞(例、NS-1, P3X63Ag8など)を細胞融合して前記翻訳産物に対するモノクローナル抗体を産生するハイブリドーマを得る。細胞融合はPEG法[J. Immunol. Methods,81(2): 223-228 (1985)]でも電圧パルス法[Hybridoma, 7(6): 627-633 (1988)]であってもよい。所望のモノクローナル抗体を産生するハイブリドーマは、周知のEIAまたはRIA法等を用いて抗原と特異的に結合する抗体を、培養上清中から検出することにより選択することができる。モノクローナル抗体を産生するハイブリドーマの培養は、インビトロ、またはマウスもしくはラット、好ましくはマウス腹水中等のインビボで行うことができ、抗体はそれぞれハイブリドーマの培養上清及び動物の腹水から取得することができる。   Monoclonal antibodies can be obtained by cell fusion methods (eg, Takeshi Watanabe, principles of cell fusion methods and preparation of monoclonal antibodies, Akira Taniuchi, Toshitada Takahashi, “Monoclonal Antibodies and Cancer: Basic and Clinical”, 2-14). Page, Science Forum Publishing, 1985). For example, a marker gene translation product or the like is administered to mice subcutaneously or intraperitoneally 2-4 times together with a commercially available adjuvant, and spleen or lymph nodes are collected about 3 days after the final administration, and leukocytes are collected. The leukocytes and myeloma cells (eg, NS-1, P3X63Ag8, etc.) are fused to obtain a hybridoma that produces a monoclonal antibody against the translation product. The cell fusion may be PEG method [J. Immunol. Methods, 81 (2): 223-228 (1985)] or voltage pulse method [Hybridoma, 7 (6): 627-633 (1988)]. A hybridoma producing a desired monoclonal antibody can be selected by detecting an antibody that specifically binds to an antigen from the culture supernatant using a well-known EIA or RIA method. The culture of the hybridoma producing the monoclonal antibody can be performed in vitro or in vivo such as mouse or rat, preferably mouse ascites, and the antibody can be obtained from the culture supernatant of the hybridoma and the ascites of the animal, respectively.

本発明の診断薬は、前記試薬に加え、マーカー遺伝子の転写産物または翻訳産物と試薬との複合体を測定する手段を含む、キットの形態で提供されていてもよい。この場合、キットに含まれる試薬および測定手段は、互いに隔離された形態、例えば、異なる容器に格納された形態で提供され得る。測定用手段は、試薬の種類に応じて、標識用物質で標識された検出物質であってもよい。標識用物質としては、例えば、FITC、FAM等の蛍光物質、ルミノール、ルシフェリン、ルシゲニン等の発光物質、H、14C、32P、35S、123I等の放射性同位体、ビオチン、ストレプトアビジン等の親和性物質などがあげられる。 The diagnostic agent of the present invention may be provided in the form of a kit including means for measuring a complex of a transcription product or translation product of a marker gene and a reagent in addition to the reagent. In this case, the reagent and the measurement means included in the kit may be provided in a form isolated from each other, for example, stored in different containers. The measuring means may be a detection substance labeled with a labeling substance according to the type of reagent. Examples of the labeling substance include fluorescent substances such as FITC and FAM, luminescent substances such as luminol, luciferin, and lucigenin, radioisotopes such as 3 H, 14 C, 32 P, 35 S, and 123 I, biotin, and streptavidin. And the like.

本発明の診断薬は、試薬および測定用手段に加え、さらなる構成要素を含むキットの形態で提供されてもよい。より詳細には、本発明の診断薬がキットの形態で提供される場合、試薬および測定用手段の種類に応じたさらなる構成要素を含み得る。例えば、試薬がプライマーである場合、キットは、逆転写酵素、核酸抽出液または核酸抽出装置をさらに含み得る。試薬が核酸プローブである場合、キットは、核酸抽出液または核酸抽出装置をさらに含んでいてもよい。測定用手段が抗体である場合、キットは、蛋白質抽出液または蛋白質抽出装置をさらに含んでいてもよい。   The diagnostic agent of the present invention may be provided in the form of a kit containing further components in addition to the reagent and the measuring means. More specifically, when the diagnostic agent of the present invention is provided in the form of a kit, it may contain additional components depending on the type of reagent and measuring means. For example, when the reagent is a primer, the kit may further comprise a reverse transcriptase, a nucleic acid extract or a nucleic acid extraction device. When the reagent is a nucleic acid probe, the kit may further include a nucleic acid extract or a nucleic acid extraction device. When the measurement means is an antibody, the kit may further include a protein extract or a protein extractor.

また、本発明の診断薬がキットの形態で提供される場合、被験対象から生体試料を採取し得る手段をさらに含み得る。かかる採取手段は、特に限定されないが、例えば、生検針等の生検器具、採血器具があげられる。   In addition, when the diagnostic agent of the present invention is provided in the form of a kit, it may further include means for collecting a biological sample from the test subject. Such collection means is not particularly limited, and examples thereof include biopsy instruments such as biopsy needles and blood collection instruments.

本発明の診断薬は、アレイの形態で提供されることが好ましく、核酸アレイ(マイクロアレイと同義)、抗体アレイが例示される。   The diagnostic agent of the present invention is preferably provided in the form of an array, and examples thereof include nucleic acid arrays (synonymous with microarrays) and antibody arrays.

好ましい核酸アレイは、固体支持体と当該表面に固定された、マーカー遺伝子(1)から選ばれる2〜169の遺伝子にそれぞれハイブリダイズする核酸プローブとを含む、固形癌の初発もしくは再発の予測または固形癌に対する治療効果を測定するための診断用アレイである。   A preferred nucleic acid array includes a solid support and a nucleic acid probe that is immobilized on the surface and hybridizes to each of 2 to 169 genes selected from the marker genes (1). It is a diagnostic array for measuring the therapeutic effect on cancer.

前記固体支持体としては、当該分野で通常用いられている支持体であれば特に限定されず、例えば、メンブレン(例えば、ナイロン膜)、ガラス、プラスチック、金属などがあげられる。本発明における核酸アレイの形態としては、当該分野で周知の形態を用いることができ、例えば、支持体上で核酸が直接合成されるアレイ(いわゆるアフィメトリクス方式)、支持体上に核酸が固定化されるアレイ(いわゆるスタンフォード方式)、繊維型アレイ、電気化学的アレイ(ECA)等があげられる(例、特開2005−102694号公報参照)。   The solid support is not particularly limited as long as it is a support usually used in the art, and examples thereof include membranes (for example, nylon membrane), glass, plastics, metals, and the like. As a form of the nucleic acid array in the present invention, a form well known in the art can be used. For example, an array in which nucleic acids are directly synthesized on a support (so-called affiliometric method), or a nucleic acid is immobilized on the support. Array (so-called Stanford method), fiber type array, electrochemical array (ECA) and the like (for example, see JP-A-2005-102694).

本発明の試験方法に適用可能な、遺伝子発現解析方法を以下に説明する。   A gene expression analysis method applicable to the test method of the present invention will be described below.

(1.遺伝子発現プロファイリング)
遺伝子発現プロファイリングの方法には、ポリヌクレオチド解析に基づく方法、ポリヌクレオチドの配列決定に基づく方法、およびプロテオミクスによる方法などがある。最も一般的に用いられる方法で、サンプル中のmRNA発現を定量するために当技術分野において知られている方法には、ノーザンブロッティングおよびインサイチュハイブリダイゼーション((Parker & Barnes,Methods in Molecular Biology 106:247−283(1999));RNaseプロテクション・アッセイ法(Hod,Biotechniques 13:852−854(1992));および逆転写ポリメラーゼ連鎖反応法(RT−PCR)などのPCR法(Weis et al.,Trends in Genetics 8:263−264(1992))などがある。あるいは、DNA二重鎖、RNA二重鎖、およびDNA−RNAハイブリッドの二重鎖またはDNA−蛋白質二重鎖などの特定の二重鎖を識別できる抗体を用いることもできる。配列決定による遺伝子発現解析法の代表的な方法には、遺伝子発現連続解析法(SAGE)、および大規模並列シグネチャー配列決定法(massively parallel signature sequencing:MPSS)による遺伝子発現解析法などがある。
(1. Gene expression profiling)
Gene expression profiling methods include methods based on polynucleotide analysis, methods based on polynucleotide sequencing, and methods based on proteomics. The most commonly used method known in the art for quantifying mRNA expression in a sample includes Northern blotting and in situ hybridization ((Parker & Barnes, Methods in Molecular Biology 106: 247). -283 (1999)); RNase protection assay (Hod, Biotechniques 13: 852-854 (1992)); and PCR methods such as reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR) (Weis et al., Trends in Genetics 8: 263-264 (1992)), or DNA duplex, RNA duplex, and DNA-RNA hybrid duplex or DNA-protein An antibody capable of distinguishing a specific double chain such as a double chain can also be used, and representative methods for gene expression analysis by sequencing include gene expression continuous analysis (SAGE), and massively parallel signature sequence. For example, there is a gene expression analysis method by a determination method (massively parallel signature sequencing: MPSS).

(2.PCRによる遺伝子発現プロファイリング法)
(a 逆転写酵素PCR(RT−PCR))
上記技術の中で、最も感度が高く、最も融通がきく定量法はRT−PCRであって、異なったサンプル集団、正常組織と癌組織、薬物治療の有無などにおけるmRNAレベルを比較したり、遺伝子発現のパターンの特徴を調べたり、密接に関係したmRNAを区別したり、また、RNAの構造を解析するために利用できる。
(2. Gene expression profiling by PCR)
(A Reverse transcriptase PCR (RT-PCR))
Among the above techniques, RT-PCR is the most sensitive and most flexible quantification method, comparing mRNA levels in different sample populations, normal and cancer tissues, with or without drug treatment, It can be used to characterize expression patterns, to distinguish closely related mRNAs, and to analyze RNA structures.

最初の工程は、生体試料からRNAを単離することである。出発物質は、一般的には、ヒトの癌または癌細胞株、およびそれぞれに対応する正常な組織または細胞株から単離された全RNAである。このように、RNAは、被験対象から、あるいは、健康なドナーから採取した生体試料から単離することができる。RNAを抽出するための一般的な方法が、当技術分野において周知されており、Ausubel et al.,Current Protocols of Molecular Biology,John Wiley and Sons (1997)など、分子生物学の標準的な教科書に開示されている。具体的には、Qiagenなどの製造業者から入手した精製キット、緩衝液セット、およびプロテアーゼを用いて、製造業者の指示に従ってRNA単離を行うことができる。例えば、培養されている細胞の全RNAは、QiagenのRNeasyミニカラムを用いて単離することができる。これ以外の市販されているRNA単離用キットには、登録商標MasterPure全DNAおよびRNA精製キット(登録商標EPICENTRE、Madison、WI)、およびパラフィンブロックRNA単離用キット(Ambion,Inc.)などがある。組織サンプルからの全RNAは、RNA Stat−60(Tel−Test)を用いて単離することができる。生体試料から調製されたRNAは、例えば、塩化セシウム濃度勾配遠心法によって精製してもよい。   The first step is to isolate RNA from the biological sample. The starting material is generally total RNA isolated from human cancers or cancer cell lines and corresponding normal tissues or cell lines, respectively. Thus, RNA can be isolated from a test subject or from a biological sample collected from a healthy donor. General methods for extracting RNA are well known in the art and are described in Ausubel et al. , Current Protocols of Molecular Biology, John Wiley and Sons (1997), and the like. Specifically, RNA isolation can be performed according to the manufacturer's instructions using a purification kit, buffer set, and protease obtained from a manufacturer such as Qiagen. For example, total RNA of cultured cells can be isolated using Qiagen's RNeasy mini column. Other commercially available RNA isolation kits include the registered trademark MasterPure total DNA and RNA purification kit (registered trademark EPICENTRE, Madison, WI), and a paraffin block RNA isolation kit (Ambion, Inc.). is there. Total RNA from tissue samples can be isolated using RNA Stat-60 (Tel-Test). The RNA prepared from the biological sample may be purified by, for example, a cesium chloride concentration gradient centrifugation method.

RNAは、PCRの鋳型としては利用できないため、RT−PCRによる遺伝子発現プロファイリングの第一の工程は、RNA鋳型を逆転写させてcDNAとした後、PCR反応でそれを指数的に増幅させることである。2つの最も広く使用されている逆転写酵素は、トリ骨髄芽球症ウイルス逆転写酵素(AMV−RT)およびモロニーマウス白血病ウイルス逆転写酵素(MMLV−RT)である。逆転写工程は、一般的には、環境および発現プロファイリングの目的に応じて、特異的プライマー、ランダムなヘキサマー、またはオリゴ−dTプライマーを用いて開始される。例えば、GeneAmp RNA PCRキット(Perkin Elmer,CA,USA)を用いて製造業者の指示に従って、抽出されたRNAを逆転写することができる。そして、得られたcDNAを、次のPCR反応における鋳型として用いることができる。   Since RNA cannot be used as a template for PCR, the first step in gene expression profiling by RT-PCR is to reverse transcribe the RNA template into cDNA and then amplify it exponentially in a PCR reaction. is there. The two most widely used reverse transcriptases are avian myeloblastosis virus reverse transcriptase (AMV-RT) and Moloney murine leukemia virus reverse transcriptase (MMLV-RT). The reverse transcription process is generally initiated with specific primers, random hexamers, or oligo-dT primers, depending on the environment and the purpose of expression profiling. For example, the extracted RNA can be reverse transcribed using the GeneAmp RNA PCR kit (Perkin Elmer, CA, USA) according to the manufacturer's instructions. The obtained cDNA can be used as a template in the next PCR reaction.

PCRの工程では、さまざまな熱安定的DNA依存型DNAポリメラーゼを使用するが、一般的には、5’−3’ヌクレアーゼ活性をもつが、3’−5’プルーフリーディングエキソヌクレアーゼ活性をもたないTaqDNAポリメラーゼが用いられる。すなわち、登録商標TaqMan PCRは、一般的には、TaqポリメラーゼまたはTthポリメラーゼの5’ヌクレアーゼ活性を利用して、その標的単位複製配列に結合しているハイブリダイゼーション用プローブを加水分解するが、同じ5’ヌクレアーゼ活性をもつ酵素を使用することもできる。2種類のオリゴヌクレオチドプライマーを用いてPCR反応に特有の単位複製配列を生成させる。この2つのプライマーの間に存在する塩基配列を検出するために別のオリゴヌクレオチド、すなわちプローブを設計する。このプローブは、Taq DNAポリメラーゼ酵素によって伸長することはできず、レポーター用の蛍光色素およびクエンチャー用の蛍光色素で標識されている。これら2種類の色素がプローブ上にあって互いに近くにあるときには、レポーター用色素からレーザーによって発生する光は、クエンチャー用の色素で消光されている。増幅反応の過程で、Taq DNAポリメラーゼ酵素が、鋳型依存的にプローブを切断する。その結果得られたプローブ断片は溶液中に解離して、放出されたレポーター用色素からのシグナルが、第2のフルオロフォアの消光作用から解放される。レポーター用色素の一分子は、新しい分子が合成される度に放出されるため、消光されないレポーター用色素の検出に基づいて、データを定量的に解釈することが可能となる。   Various thermostable DNA-dependent DNA polymerases are used in the PCR process, but generally have 5′-3 ′ nuclease activity but no 3′-5 ′ proofreading exonuclease activity. Taq DNA polymerase is used. That is, the registered trademark TaqMan PCR generally uses the 5 ′ nuclease activity of Taq polymerase or Tth polymerase to hydrolyze the hybridization probe bound to its target amplicon, but the same 5 'An enzyme having nuclease activity can also be used. Two oligonucleotide primers are used to generate an amplicon unique to the PCR reaction. In order to detect the base sequence existing between the two primers, another oligonucleotide, ie, a probe is designed. This probe cannot be extended by Taq DNA polymerase enzyme, and is labeled with a fluorescent dye for reporter and a fluorescent dye for quencher. When these two types of dyes are on the probe and close to each other, the light generated by the laser from the reporter dye is quenched by the quencher dye. During the amplification reaction, Taq DNA polymerase enzyme cleaves the probe in a template-dependent manner. The resulting probe fragment dissociates into solution, releasing the signal from the released reporter dye from the quenching action of the second fluorophore. Since one molecule of the reporter dye is released each time a new molecule is synthesized, the data can be interpreted quantitatively based on the detection of the reporter dye that is not quenched.

登録商標TaqMan RT−PCRは、例えば、登録商標ABI PRISM 7700配列検出キット(Perkin−Elmer−Applied Biosystems, Foster City,CA,USA)、またはLightcycler(Roche Molecular Biochemicals,Mannheim,Germany)など市販の装置を用いて行うことができる。好適な実施態様において、5’ヌクレアーゼ法は、登録商標ABI PRISM 7700配列検出キットなどのリアルタイム定量用PCR装置上で行う。この装置は、サーモサイクラー、レーザー、電荷結合素子(CCD)カメラおよびコンピュータからなる。この装置は、サーモサイクラー上の96ウェルのフォーマットの中にあるサンプルを増幅する。増幅過程で、レーザーによって発生させた蛍光シグナルを、96ウェルすべてについて、光ファイバーケーブルを通じてリアルタイムで集めて、CCDで検出する。この装置は、器具を作動させるため、およびデータを解析するためのソフトウエアを含む。   The registered trademark TaqMan RT-PCR can be obtained from, for example, the registered trademark ABI PRISM 7700 Sequence Detection Kit (Perkin-Elmer-Applied Biosystems, Foster City, CA, USA), or Lightcycler (Roche Molecular Biochemical, commercially available). Can be used. In a preferred embodiment, the 5 'nuclease method is performed on a real-time quantitative PCR instrument such as the registered trademark ABI PRISM 7700 sequence detection kit. This device consists of a thermocycler, laser, charge coupled device (CCD) camera and computer. This apparatus amplifies samples that are in a 96-well format on a thermocycler. During the amplification process, the fluorescence signal generated by the laser is collected in real time through a fiber optic cable for all 96 wells and detected by CCD. The device includes software for operating the instrument and for analyzing the data.

5’ヌクレアーゼアッセイのデータは、まず、Ctすなわち限界サイクル(threshold cycle)として表現される。上記したように、蛍光値は、サイクル毎に記録され、増幅反応のその時点までに増幅された産物の量を示す。蛍光シグナルが統計的に有意であると最初に記録された時点が限界サイクル(Ct)である。   The 5 'nuclease assay data is first expressed as Ct or threshold cycle. As described above, the fluorescence value is recorded every cycle and indicates the amount of product amplified to that point in the amplification reaction. The point at which the fluorescent signal is first recorded as statistically significant is the critical cycle (Ct).

誤差とサンプル対サンプルにおける変動作用を最小にするために、通常、内部標準を用いてRT−PCRを実施する。理想的な内部標準は、さまざまな組織の中で一定のレベルで発現され、実験処理によって影響されないものである。遺伝子発現のパターンを正規化するためにもっとも頻繁に使用されるRNAは、ハウスキーピング遺伝子であるグリセルアルデヒド−3−リン酸デヒドロゲナーゼ(GAPDH)およびb−アクチンのmRNAである。   To minimize errors and sample-to-sample variation effects, RT-PCR is usually performed using an internal standard. An ideal internal standard is one that is expressed at a constant level in various tissues and is not affected by experimental processing. The most frequently used RNAs to normalize gene expression patterns are the housekeeping genes glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) and b-actin mRNA.

RT−PCR技術のより新しい変法は、リアルタイム定量的PCRであって、二重標識された蛍光発生プローブ(例、登録商標Taqmanプローブ)によってPCR産物の蓄積を決定する。リアルタイムPCRは、各標的配列に対する内部競合分子を正規化するために利用する定量的な競合PCRにも、サンプル中に含まれる正規化用遺伝子、またはRT−PCR用のハウスキーピング遺伝子を用いる定量的な比較PCRにも適合する。更なる詳細については、例えば、Held et al.,Genome Research 6:986−994(1996)を参照されたい。   A newer variation of the RT-PCR technique is real-time quantitative PCR, which determines the accumulation of PCR products with a dual-labeled fluorogenic probe (eg, the registered Taqman probe). Real-time PCR is a quantitative competitive PCR that is used to normalize internal competitor molecules for each target sequence, and is also quantitative using a normalization gene contained in a sample or a housekeeping gene for RT-PCR. Also suitable for comparative PCR. For further details see, for example, Held et al. Genome Research 6: 986-994 (1996).

(b.マスアレイ装置)
Sequenom Inc.(San Diego,CA)によって開発されたマスアレイによる遺伝子発現プロファイリング法において、RNAを単離し逆転写した後、得られたcDNAを、一塩基を除くすべての位置で標的となるcDNA領域に一致する合成DNA分子(競合分子)で固定して、内部標準として使用する。このcDNA/競合分子の混合液をPCRで増幅してから、エビ由来アルカリホスファターゼ(SAP)酵素によるPCR後処理を行ない、その結果、残ったヌクレオチドを脱リン酸化する。アルカリホスファターゼを不活性化させた後、競合分子およびcDNAのPCR産物にプライマー伸長処理を行って、競合分子およびcDNAに由来するPCR産物に対し異なった質量シグナルを生じさせる。これらの生成物は、精製された後、マトリクス支援レーザー脱離イオン化飛行時間型質量分析法(MALDI−TOF MS)による解析に必要な成分を予め搭載しているチップアレイに分注される。そして、作成された質量スペクトルのピーク領域の比率を解析することによって反応液中に存在するcDNAを定量する。更なる詳細については、例えば、Ding and Cantor,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 100:3059−3064(2003)を参照されたい。
(B. Mass array device)
Sequenom Inc. In the gene expression profiling method by mass array developed by (San Diego, CA), after RNA is isolated and reverse transcribed, the resulting cDNA is synthesized to match the target cDNA region at all positions except one base. Fix with DNA molecule (competitive molecule) and use as internal standard. This cDNA / competitive molecule mixture is amplified by PCR, followed by post-PCR treatment with shrimp-derived alkaline phosphatase (SAP) enzyme, resulting in dephosphorylation of the remaining nucleotides. After inactivating the alkaline phosphatase, the PCR product of the competitor molecule and cDNA is subjected to primer extension treatment to generate different mass signals for the PCR product derived from the competitor molecule and cDNA. After these products are purified, they are dispensed into a chip array on which components necessary for analysis by matrix-assisted laser desorption / ionization time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS) are mounted in advance. Then, the cDNA present in the reaction solution is quantified by analyzing the ratio of the peak region of the created mass spectrum. For further details see, for example, Ding and Cantor, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 100: 3059-3064 (2003).

(c.その他のPCR法)
さらなるPCRによる技術には、例えば、ディファレンシャルディスプレイ法(Liang and Pardee,Science 257:967−971(1992));増幅断片長多型法(iAFLP)(Kawamoto et al.,Genome Res.12:1305−1312(1999));登録商標ビーズアレイ技術(Illumina,San Diego,CA;Oliphant et al.,Discovery of Markers for Disease(Supplement to Biotechniques),June 2002;Ferguson et al.,Analytical Chemistry 72:5618(2000));遺伝子発現の迅速アッセイ法において、市販されているLuminex100LabMAP装置と複数に色分けされたミクロスフェア(Luminex Corp.,Austin,TX)を用いた遺伝子発現検出用ビーズアレイ(BADGE)(Yang et al.,Genome Res.11:1888−1898(2001));および高カバー率遺伝子発現プロフィール(HiCEP)解析法(Fukumura et al.,Nucl.Acids.Res.31(16)e94(2003))などがある。
(C. Other PCR methods)
Additional PCR techniques include, for example, the differential display method (Liang and Pardee, Science 257: 967-971 (1992)); amplified fragment length polymorphism (iAFLP) (Kawamoto et al., Genome Res. 12: 1305- 1312 (1999)); registered bead array technology (Illumina, San Diego, CA; Olifant et al., Discovery of Markers for Disease (Supplement to Biotechniques, 18 et al., Et al., Et al. )); Lum available in the market for rapid gene expression assays bead array for gene expression (BADGE) (Nang et al., Genome Res. 11: 1888-1898 (2001)) using a nex100LabMAP device and microspheres (Luminex Corp., Austin, TX) color-coded in a plurality of colors; And high-coverage gene expression profile (HiCEP) analysis methods (Fukumura et al., Nucl. Acids. Res. 31 (16) e94 (2003)).

(3.マイクロアレイ)
示差的遺伝子発現は、マイクロアレイ技術を用いても同定または確認することができる。この方法においては、目的とするポリヌクレオチド配列(cDNAおよびオリゴヌクレオチドなど)をマイクロチップ基板上にプレートするか、整列させる。そして、整列させた配列を、目的とする細胞または組織由来の特異的DNAプローブとハイブリダイズさせる。RT−PCRと同様に、RNAの由来源は、生体試料から単離した全RNAである。
(3. Microarray)
Differential gene expression can also be identified or confirmed using microarray technology. In this method, the polynucleotide sequence of interest (such as cDNA and oligonucleotide) is plated or aligned on a microchip substrate. The aligned sequence is then hybridized with a specific DNA probe derived from the target cell or tissue. Similar to RT-PCR, the source of RNA is total RNA isolated from a biological sample.

マイクロアレイ技術の具体的な実施態様において、cDNAクローンのPCR増幅された挿入配列を高密度で基板に乗せる。目的とする組織から抽出されたRNAの逆転写によって蛍光標識を取り込むことにより、蛍光標識されたcDNAを作製することができる。チップに適用された標識cDNAは、アレイ上のDNAスポットに特異性をもってハイブリダイズする。非特異的結合を除去するための高厳密性洗浄の後、共焦点レーザー顕微鏡、またはCCDカメラなど、別の検出法によってチップを走査する。各アレイ上成分のハイブリダイゼーションを定量すると、対応するmRNAの豊富さを見積もることが可能になる。二色蛍光法によって、2種類のRNA由来源から作成され、別々に標識されたcDNAを対毎にアレイにハイブリダイズさせる。こうして、これら2種類の由来源からの各特定遺伝子に対応する転写産物の相対的な豊富さが同時に決定される。ハイブリダイゼーションを小規模化させたことによって、多数の遺伝子の発現パターンの簡便で迅速な評価が利用可能になる。このような方法は、細胞当り数コピーしか発現されない希少な転写産物を検出するのに必要とされる感度をもつことが示されており、少なくとも約2倍の発現レベルの違いを再現性をもって検出することが示されている(Schena et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 93(2):106−149(1996)。また、本発明においては、一色蛍光法によって検出することも可能である。マイクロアレイ解析法は、製造業者の指示に従って、Affymetrix GeneChip技術、Agilent Technologiesのマイクロアレイ技術またはIncyteのマイクロアレイ技術を用いるなどして、市販されている装置によって実施することができる。   In a specific embodiment of microarray technology, PCR-amplified inserts of cDNA clones are loaded onto the substrate at high density. A fluorescently labeled cDNA can be prepared by incorporating a fluorescent label by reverse transcription of RNA extracted from the target tissue. Labeled cDNA applied to the chip hybridizes with specificity to DNA spots on the array. After high stringency washing to remove non-specific binding, the chip is scanned by another detection method such as a confocal laser microscope or a CCD camera. Quantifying the hybridization of the components on each array makes it possible to estimate the abundance of the corresponding mRNA. Two-color fluorescence methods are used to hybridize pairs of pairs of cDNAs made from two RNA sources and labeled separately. Thus, the relative abundance of transcripts corresponding to each specific gene from these two sources is determined simultaneously. By reducing the scale of hybridization, simple and rapid evaluation of the expression patterns of many genes becomes available. Such methods have been shown to have the sensitivity required to detect rare transcripts that are expressed only a few copies per cell, and reproducibly detect differences in expression levels of at least about twice. (Schena et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93 (2): 106-149 (1996). In the present invention, it can also be detected by a one-color fluorescence method. Microarray analysis methods can be performed with commercially available equipment, such as using Affymetrix GeneChip technology, Agilent Technologies microarray technology or Incyte microarray technology, according to the manufacturer's instructions.

(4.遺伝子発現連続解析法(SAGE))
遺伝子発現連続解析法(SAGE)は、各転写産物に対するハイブリダイゼーション・プローブを用意する必要なしに、多数の遺伝子転写産物を同時かつ定量的に解析できる方法である。まず、短い配列タグ(約10〜14塩基対)を各転写産物内部のユニークな位置から得る場合には、各転写産物を個別に同定するのに十分な情報を含むタグを作成する。そして、多数の転写産物を一緒に連結させて、長い連続した分子を形成させると、配列決定することができ、多数のタグの同一性を同時に明らかにすることができる。転写産物の集団の発現パターンを、各タグの量を決定し、各タグに対応する遺伝子を同定することによって定量的に評価することができる。さらなる詳細については、例えば、Velculescu et al.,Science 270:484−487 (1995);およびVelculescu et al.,Cell 88:243−51(1997)を参照されたい。
(4. Gene expression continuous analysis method (SAGE))
The gene expression continuous analysis method (SAGE) is a method capable of simultaneously and quantitatively analyzing a large number of gene transcripts without the need to prepare a hybridization probe for each transcript. First, if a short sequence tag (about 10-14 base pairs) is obtained from a unique position within each transcript, a tag is generated that contains sufficient information to identify each transcript individually. Multiple transcripts can then be ligated together to form long, continuous molecules that can be sequenced and reveal the identity of multiple tags simultaneously. The expression pattern of a population of transcripts can be assessed quantitatively by determining the amount of each tag and identifying the gene corresponding to each tag. For further details see, for example, Velculescu et al. , Science 270: 484-487 (1995); and Velculescu et al. , Cell 88: 243-51 (1997).

(5.大規模並列シグネチャー配列決定法(MPSS))
この方法は、Brenner et al.,Nature Biotechnology 18:630−634(2000)に記載されているが、ゲルによらないシグネチャー配列決定法を、個別の直径5μmのマイクロビーズ上の何百万もの鋳型のインビトロにおけるクローニングと組み合わせる配列決定法である。まず、インビトロ・クローニングによって、DNA鋳型のマイクロビーズライブラリーを構築する。その後、フロー・セルにおいて高密度(一般的には3×10マイクロビーズ/cmよりも大きい)で、鋳型を含むマイクロビーズの平らなアレイを組み立てる。各マイクロビーズ上のクローニングされた鋳型の遊離末端を、DNA断片の分離を必要としない蛍光によるシグネチャー配列決定法を用いて同時に解析する。
(5. Massively parallel signature sequencing (MPSS))
This method is described in Brenner et al. , Nature Biotechnology 18: 630-634 (2000), but combines the gel-independent signature sequencing method with the in vitro cloning of millions of templates on individual 5 μm diameter microbeads. Is the law. First, a microbead library of DNA templates is constructed by in vitro cloning. Thereafter, a flat array of microbeads containing the template is assembled at a high density (typically greater than 3 × 10 6 microbeads / cm 2 ) in the flow cell. The free ends of the cloned template on each microbead are analyzed simultaneously using a fluorescence signature sequencing method that does not require separation of DNA fragments.

(6.免疫組織化学法)
免疫組織化学法も、本発明のマーカー遺伝子の発現レベルを検出するのに適している。すなわち、各マーカー遺伝子産物に対して特異的な抗体を用いて発現を検出する。これらの抗体は、例えば、放射性標識、蛍光標識、ビオチン、またはホースラディッシュ・ペルオキシダーゼまたはアルカリホスファターゼなどのハプテン標識によって抗体そのものを直接標識して検出することができる。あるいは、非標識一次抗体を、抗血清、ポリクローナル抗血清、または一次抗体に特異的なモノクローナル抗体を含む、標識された二次抗体とともに用いる。免疫組織化学法のプロトコールおよびキットは、当技術分野において周知されていて市販されている。
(6. Immunohistochemical method)
Immunohistochemistry is also suitable for detecting the expression level of the marker gene of the present invention. That is, expression is detected using an antibody specific for each marker gene product. These antibodies can be detected by directly labeling the antibodies themselves with, for example, radioactive labels, fluorescent labels, biotin, or hapten labels such as horseradish peroxidase or alkaline phosphatase. Alternatively, an unlabeled primary antibody is used with a labeled secondary antibody, including antisera, polyclonal antisera, or monoclonal antibodies specific for the primary antibody. Immunohistochemistry protocols and kits are well known in the art and are commercially available.

(7.プロテオミクス)
「プロテオミクス」という用語は、一定の時点でサンプル(例、組織、生物、または細胞培養物)の中に存在する蛋白質の全部と定義されている。とりわけ、プロテオミクスは、あるサンプルにおける蛋白質発現の全体的な変化を調べること(「発現プロテオミクス」とも呼ばれる)を含む。プロテオミクスは、一般的に以下の工程を含む:(1)2−Dゲル電気泳動(2−D PAGE)によるサンプル中の各蛋白質の分離、(2)このゲルから回収された各蛋白質の同定、例えば、質量分析またはN−末端配列決定法、および(3)バイオインフォマティクスを用いたデータ解析。プロテオミクス法は、他の遺伝子発現プロファイリング法の有用な補助法であり、本発明のマーカー遺伝子の産物を検出するために単独または他の方法と組み合わせて使用することができる。
(7. Proteomics)
The term “proteomics” is defined as all of the proteins present in a sample (eg, tissue, organism, or cell culture) at a given time. In particular, proteomics involves examining the overall change in protein expression in a sample (also referred to as “expression proteomics”). Proteomics generally includes the following steps: (1) separation of each protein in a sample by 2-D gel electrophoresis (2-D PAGE), (2) identification of each protein recovered from this gel, For example, mass spectrometry or N-terminal sequencing and (3) data analysis using bioinformatics. The proteomics method is a useful adjunct to other gene expression profiling methods and can be used alone or in combination with other methods to detect the product of the marker gene of the present invention.

本発明は、本発明の試験方法および診断薬を適用することにより、生体内に存在する固形癌幹細胞を固形癌が初発または再発する前に検出して、発症を予測することが可能である。あるいは、固形癌の発症を初期のステージで検出して癌患者の早期治療に導くことも可能である。さらに、癌患者に対する治療効果を固形癌幹細胞の存否を指標にして評価することも可能である。   In the present invention, by applying the test method and diagnostic agent of the present invention, solid cancer stem cells existing in a living body can be detected before the initial or recurrence of the solid cancer to predict the onset. Alternatively, it is also possible to detect the onset of solid cancer at an early stage and lead to early treatment of cancer patients. Furthermore, the therapeutic effect on cancer patients can be evaluated using the presence or absence of solid cancer stem cells as an index.

また、本発明は、固形癌幹細胞マーカー遺伝子の発現または当該遺伝子の翻訳産物の活性を抑制し得る物質を含む、固形癌の初発または再発の予防または治療剤を提供する。   The present invention also provides a preventive or therapeutic agent for the initial or recurrence of solid cancer, comprising a substance capable of suppressing the expression of the solid cancer stem cell marker gene or the activity of the translation product of the gene.

固形癌幹細胞マーカー遺伝子の発現を抑制し得る物質としては、例えば、アンチセンス核酸(例、DNA、RNA、又は修飾ヌクレオチド、あるいはそれらのキメラ分子)、リボザイム、RNAi誘導性核酸(細胞内に導入されることによりRNAi効果を誘導し得るポリヌクレオチド、好ましくはRNA:例、siRNA)、並びにそれらの発現ベクターがあげられる。   Examples of substances that can suppress the expression of a solid cancer stem cell marker gene include, for example, antisense nucleic acids (eg, DNA, RNA, or modified nucleotides, or chimeric molecules thereof), ribozymes, RNAi-inducible nucleic acids (introduced into cells). And a polynucleotide capable of inducing the RNAi effect, preferably RNA (eg, siRNA), and expression vectors thereof.

固形癌幹細胞マーカー遺伝子の翻訳産物の活性を抑制し得る物質としては、例えば、抗体(例、キメラ抗体、ヒト化抗体、ヒト抗体)、ドミナントネガティブ変異体、アプタマー、並びにそれらの発現ベクターがあげられる。当該物質は、各マーカーに直接または間接に作用する阻害物質であってもよく、NF-κBの阻害剤DHMEQなどが例示される。   Examples of substances that can suppress the activity of the translation product of the solid cancer stem cell marker gene include antibodies (eg, chimeric antibodies, humanized antibodies, human antibodies), dominant negative mutants, aptamers, and expression vectors thereof. . The substance may be an inhibitor that acts directly or indirectly on each marker, and examples thereof include an inhibitor NFMEQ of NF-κB.

本発明の剤に有効成分として含有する抗体は、キメラ抗体(chimeric antibody)、ヒト化抗体(humanized antibody)、ヒト型抗体(human antibody)が好ましく、ヒト化抗体およびヒト型抗体がより好ましい。キメラ抗体は、例えば「実験医学(臨時増刊号), Vol.6, No.10, 1988」、特公平3-73280号公報等を、ヒト化抗体は、例えば特表平4-506458号公報、特開昭62-296890号公報等を、ヒト抗体は、例えば「Nature Genetics, Vol.15, p.146-156, 1997」、「Nature Genetics, Vol.7, p.13-21, 1994」、特表平4-504365号公報、国際出願公開WO94/25585号公報、「日経サイエンス、6月号、第40〜第50頁、1995年」、「Nature, Vol.368, p.856-859, 1994」、特表平6-500233号公報等を参考にそれぞれ作製することができる。   The antibody contained as an active ingredient in the agent of the present invention is preferably a chimeric antibody, a humanized antibody, or a human antibody, more preferably a humanized antibody or a human antibody. Chimeric antibodies include, for example, “Experimental Medicine (Special Issue), Vol. 6, No. 10, 1988”, Japanese Patent Publication No. 3-73280, and humanized antibodies include, for example, Japanese Patent Publication No. 4-506458, JP-A-62-296890 and the like, human antibodies include, for example, `` Nature Genetics, Vol.15, p.146-156, 1997 '', `` Nature Genetics, Vol.7, p.13-21, 1994 '', JP 4-504365 Publication, International Application Publication No. WO 94/25585 Publication, `` Nikkei Science, June, 40 to 50, 1995 '', `` Nature, Vol.368, p.856-859, 1994 ", Japanese Patent Publication No. 6-500233, and the like.

ドミナントネガティブ変異体は、固形癌幹細胞マーカー遺伝子の各翻訳産物に対する変異の導入によりその活性が低減したものである。ドミナントネガティブ変異体は、天然の翻訳産物と競合することで間接的にその機能を阻害することができる。変異としては、例えば、機能性部位における、当該部位が担う機能の低下をもたらすようなアミノ酸の変異(例、1以上のアミノ酸の欠失、置換、付加)があげられる。   The dominant negative mutant has reduced activity due to the introduction of a mutation into each translation product of the solid cancer stem cell marker gene. The dominant negative mutant can indirectly inhibit its function by competing with the natural translation product. Examples of the mutation include an amino acid mutation (for example, deletion, substitution or addition of one or more amino acids) that causes a decrease in the function of the functional site.

本発明の剤が発現ベクターを有効成分とする場合、当該発現ベクターは、上記タンパク質をコードするオリゴヌクレオチドもしくはポリヌクレオチドが、投与対象である生体の細胞内でプロモーター活性を発揮し得るプロモーターに機能的に連結されていなければならない。ここで、発現ベクターが含み得るプロモーターは、その制御下にある因子の発現を可能とする限り特に限定されず、因子の種類により適宜選択され得るが、例えば、polIIIプロモーター(例、tRNAプロモーター、U6プロモーター、H1プロモーター)、哺乳動物用プロモーター(例、CMVプロモーター、CAGプロモーター、SV40プロモーター)、EF1αプロモーターなどがあげられる。また、発現ベクターは、好ましくは核酸分子をコードするオリゴ(ポリ)ヌクレオチドの下流に転写終結シグナル、すなわちターミネーター領域を含む。   When the agent of the present invention contains an expression vector as an active ingredient, the expression vector is functional to a promoter that allows the oligonucleotide or polynucleotide encoding the protein to exhibit promoter activity in the cells of a living body to be administered. Must be linked to Here, the promoter that can be included in the expression vector is not particularly limited as long as it allows the expression of the factor under its control, and may be appropriately selected depending on the type of factor. For example, a polIII promoter (eg, tRNA promoter, U6 Promoter, H1 promoter), mammalian promoter (eg, CMV promoter, CAG promoter, SV40 promoter), EF1α promoter and the like. The expression vector preferably contains a transcription termination signal, that is, a terminator region, downstream of the oligo (poly) nucleotide encoding the nucleic acid molecule.

発現ベクターとして使用される基本骨格のベクターは、プラスミド又はウイルスベクターであり得る。特に、ヒト等の哺乳動物への投与に好適なベクターとしては、アデノウイルス、レトロウイルス、アデノ随伴ウイルス、ヘルペスウイルス、ワクシニアウイルス、ポックスウイルス、ポリオウイルス、シンドビスウイルス、センダイウイルス、レンチウイルス等のウイルスベクターがあげられる。   The basic backbone vector used as the expression vector may be a plasmid or a viral vector. In particular, vectors suitable for administration to mammals such as humans include adenovirus, retrovirus, adeno-associated virus, herpes virus, vaccinia virus, poxvirus, poliovirus, Sindbis virus, Sendai virus, lentivirus and the like. Viral vectors are examples.

本発明の剤は、固形癌幹細胞マーカー遺伝子の発現または当該遺伝子の翻訳産物の活性を抑制し得る物質に加え、任意の担体、例えば医薬上許容され得る担体を含むことができる。医薬上許容され得る担体としては、例えば、ショ糖、デンプン、マンニット、ソルビット、乳糖、グルコース、セルロース、タルク、リン酸カルシウム、炭酸カルシウム等の賦形剤、セルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリプロピルピロリドン、ゼラチン、アラビアゴム、ポリエチレングリコール、ショ糖、デンプン等の結合剤、デンプン、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルスターチ、ナトリウム−グリコール−スターチ、炭酸水素ナトリウム、リン酸カルシウム、クエン酸カルシウム等の崩壊剤、ステアリン酸マグネシウム、エアロジル、タルク、ラウリル硫酸ナトリウム等の滑剤、クエン酸、メントール、グリシルリシン・アンモニウム塩、グリシン、オレンジ粉等の芳香剤、安息香酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、メチルパラベン、プロピルパラベン等の保存剤、クエン酸、クエン酸ナトリウム、酢酸等の安定剤、メチルセルロース、ポリビニルピロリドン、ステアリン酸アルミニウム等の懸濁剤、界面活性剤等の分散剤、水、生理食塩水、オレンジジュース等の希釈剤、カカオ脂、ポリエチレングリコール、白灯油等のベースワックスなどが挙げられるが、それらに限定されるものではない。   The agent of the present invention can contain any carrier, for example, a pharmaceutically acceptable carrier, in addition to a substance capable of suppressing the expression of the solid cancer stem cell marker gene or the activity of the translation product of the gene. Examples of pharmaceutically acceptable carriers include sucrose, starch, mannitol, sorbit, lactose, glucose, cellulose, talc, calcium phosphate, calcium carbonate and other excipients, cellulose, methylcellulose, hydroxypropylcellulose, polypropylpyrrolidone. , Gelatin, gum arabic, polyethylene glycol, sucrose, starch and other binders, starch, carboxymethylcellulose, hydroxypropyl starch, sodium-glycol starch, sodium bicarbonate, calcium phosphate, calcium citrate and other disintegrants, magnesium stearate , Aerosil, Talc, Sodium lauryl sulfate lubricant, Citric acid, Menthol, Glycyllysine / Ammonium salt, Glycine, Orange powder, Fragrance, Sodium benzoate Preservatives such as lithium, sodium hydrogen sulfite, methyl paraben, propyl paraben, stabilizers such as citric acid, sodium citrate, acetic acid, suspensions such as methyl cellulose, polyvinyl pyrrolidone, aluminum stearate, dispersants such as surfactants, Examples include, but are not limited to, water, physiological saline, diluents such as orange juice, base waxes such as cacao butter, polyethylene glycol, and white kerosene.

経口投与に好適な製剤は、水、生理食塩水のような希釈液に有効量の物質を溶解させた液剤、有効量の物質を固体や顆粒として含んでいるカプセル剤、サッシェ剤又は錠剤、適当な分散媒中に有効量の物質を懸濁させた懸濁液剤、有効量の物質を溶解させた溶液を適当な分散媒中に分散させ乳化させた乳剤、あるいは散剤、顆粒剤等である。   Preparations suitable for oral administration include solutions in which an effective amount of a substance is dissolved in a diluent such as water or physiological saline, capsules, sachets or tablets containing an effective amount of the substance as solids or granules. A suspension in which an effective amount of a substance is suspended in a suitable dispersion medium, an emulsion in which a solution in which an effective amount of a substance is dissolved is dispersed in an appropriate dispersion medium and emulsified, or a powder, a granule or the like.

非経口的な投与(例、静脈内注射、皮下注射、筋肉注射、局所注入など)に好適な製剤としては、水性および非水性の等張な無菌の注射液剤があり、これには抗酸化剤、緩衝液、制菌剤、等張化剤等が含まれていてもよい。また、水性および非水性の無菌の懸濁液剤が挙げられ、これには懸濁剤、可溶化剤、増粘剤、安定化剤、防腐剤等が含まれていてもよい。当該製剤は、アンプルやバイアルのように単位投与量あるいは複数回投与量ずつ容器に封入することができる。また、有効成分および医薬上許容され得る担体を凍結乾燥し、使用直前に適当な無菌のビヒクルに溶解又は懸濁すればよい状態で保存することもできる。   Formulations suitable for parenteral administration (eg, intravenous injection, subcutaneous injection, intramuscular injection, local infusion, etc.) include aqueous and non-aqueous isotonic sterile injection solutions, which include antioxidants Further, a buffer solution, an antibacterial agent, an isotonic agent and the like may be contained. Aqueous and non-aqueous sterile suspensions are also included, which may contain suspending agents, solubilizers, thickeners, stabilizers, preservatives and the like. The preparation can be enclosed in a container in unit doses or multiple doses like ampoules and vials. In addition, the active ingredient and a pharmaceutically acceptable carrier can be lyophilized and stored in a state that may be dissolved or suspended in a suitable sterile vehicle immediately before use.

本発明の剤の投与量は、有効成分の活性や種類、投与様式(例、経口、非経口)、病気の重篤度、投与対象となる動物種、投与対象の薬物受容性、体重、年齢等によって異なり一概に云えないが、通常、成人1日あたり有効成分量として約0.001mg〜約5.0gである。   The dosage of the agent of the present invention includes the activity and type of the active ingredient, the mode of administration (eg, oral and parenteral), the severity of the disease, the animal species to be administered, the drug acceptability of the administration target, body weight, age Usually, it is about 0.001 mg to about 5.0 g as an active ingredient amount per day for an adult, although it may not be unconditionally different depending on etc.

以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited at all by these Examples.

細胞培養
乳癌細胞株HCC70、HCC1954、MCF7、SK-BR-3、AU-565、BT-474、T-47DおよびMDA-MB-231は、American Type Culture Collection (ATCC)から購入した。細胞は、製造業者の指示通りに培養した。
Cell culture breast cancer cell lines HCC70, HCC1954, MCF7, SK-BR-3, AU-565, BT-474, T-47D and MDA-MB-231 were purchased from the American Type Culture Collection (ATCC). Cells were cultured as per manufacturer's instructions.

FACS
細胞をCD24-FITC,CD44-PE抗体(BD Pharmingen)で染色した後、FACS VantageSE (BD Bioscience)によりソーティングまたは解析し、Propidiumiodide (Sigma)を用いて死細胞を除去した。データは、FlowJo 7.2.2により解析した。
FACS
Cells were stained with CD24-FITC, CD44-PE antibody (BD Pharmingen), then sorted or analyzed by FACS VantageSE (BD Bioscience), and dead cells were removed using Propidiumiodide (Sigma). Data was analyzed with FlowJo 7.2.2.

レンチウイルスベクターの構築
ホタルルシフェラーゼまたはd2Venus(黄色蛍光タンパク質の改良版)(Nat Biotechnol, 20: 87-90 (2002))(A. Miyawaki博士から供与、RIKEN, Wako, Japan)をコードする遺伝子を有し、エロンゲーションファクター1-アルファ(EF1α)プロモーターから発現する第3世代自己不活化レンチウイルストランスファーベクタープラスミドを、H. Miyoshi博士(RIKEN, Tsukuba, Japan)から供与されたコンストラクトを用いて、標準的な分子生物学的技術(Science, 283: 682-686 (1999))により調製した。また、これらのベクターは、セントラルポリプリントラックおよびウッドチャック肝炎ウイルスポストレギュラトリーエレメントも含んでいた。ウイルスの上清は、パッケージングプラスミド(pMDLg/p.RRE)、HIV rev発現プラスミド(pRSV-rev)を用いて293T細胞の一過性トランスフェクションにより調製し、水疱性口内炎ウイルスG (VSV.G)タンパク質(pMD.G)の偽型であった(Gene Ther, 10: 1446-1457 (2003))。高力価のウイルスストックは超高速遠心分離により調製した。これらのベクター(HIV-EF1a-Luciferase, HIV-EF1a-d2Venus)の機能的力価は、リアルタイムPCR法(DNA力価)を用いるHeLa細胞の感染により決定した(Gene Ther, Proc Natl Acad Sci U S A 102: 15545-15550 9: 1155-1162 (2002))。本実験で使用するすべてのMOI(multiplicity of infection)値は、DNA力価から計算した。
Construction of lentiviral vector Contains a gene encoding firefly luciferase or d2Venus (an improved version of yellow fluorescent protein) (Nat Biotechnol, 20: 87-90 (2002)) (provided by Dr. A. Miyawaki, RIKEN, Wako, Japan) The third generation self-inactivating lentiviral transfer vector plasmid expressed from the elongation factor 1-alpha (EF1α) promoter was standardized using a construct provided by Dr. H. Miyoshi (RIKEN, Tsukuba, Japan). Prepared by various molecular biological techniques (Science, 283: 682-686 (1999)). These vectors also included a central polyprint rack and a woodchuck hepatitis virus postregulatory element. Viral supernatant was prepared by transient transfection of 293T cells using packaging plasmid (pMDLg / p.RRE), HIV rev expression plasmid (pRSV-rev), and vesicular stomatitis virus G (VSV.G ) A pseudotype of protein (pMD.G) (Gene Ther, 10: 1446-1457 (2003)). High titer virus stock was prepared by ultra high speed centrifugation. The functional titers of these vectors (HIV-EF1a-Luciferase, HIV-EF1a-d2Venus) were determined by infection of HeLa cells using real-time PCR (DNA titer) (Gene Ther, Proc Natl Acad Sci USA 102 : 15545-15550 9: 1155-1162 (2002)). All MOI (multiplicity of infection) values used in this experiment were calculated from the DNA titer.

レンチウイルスベクターでの細胞の形質導入
HCC70、HCC1954およびMCF7 細胞をペレット化し、1.5-ml Eppendorf チューブ内でMOI 10 のウイルス上清とインキュベートした。5% CO2下、37℃で2時間インキュベートした後、インビボ実験で使用するまで細胞を培養した。HIV-EF1α-d2Venusを形質導入効率の確認に使用したので、HIV-EF1α-LuciferaseおよびHIV-EF1α-d2Venusを別々のチューブ内で同時に感染させた。3回よりも多い継代の後、細胞をFACS解析のために使用するか、異種移植片として使用した。
Transduction of cells with lentiviral vectors
HCC70, HCC1954 and MCF7 cells were pelleted and incubated with MOI 10 virus supernatant in 1.5-ml Eppendorf tubes. After 2 hours incubation at 37 ° C. under 5% CO 2 , the cells were cultured until used in in vivo experiments. Since HIV-EF1α-d2Venus was used to confirm transduction efficiency, HIV-EF1α-Luciferase and HIV-EF1α-d2Venus were simultaneously infected in separate tubes. After more than 3 passages, the cells were used for FACS analysis or used as xenografts.

異種移植
6週齢雌性NOD/SICDマウスをイソフルラン(Abott Japan)で麻酔し、0.72mg /ペレット/ 60 日放出β-Estradiol(E2)ペレット(Innovative research of America)を首の後ろに皮下移植した(MCF7移植の場合のみ)。ソーティングした1x102〜3x104細胞をリン酸緩衝生理食塩水(PBS)-(-)/Matrigel(BD Biosciences)と1:1の容量で100μl混合液中に懸濁し、乳腺に注入した。デヒドロキシメチルエポキシキノマイシン(DHMEQ)を0.5%クロロメチルセルロースに懸濁し、12mg/kgを含む100μlを、週3回腹腔内注射により投与した。アバスチン(Chugai Pharmaceutical)を生理食塩水で希釈し、2週間毎に5mg/kgを投与した。対照群は同容量の溶媒を注入した。すべての処置は、腫瘍細胞移植後2日目に開始した。
Xenograft 6-week-old female NOD / SICD mice were anesthetized with isoflurane (Abott Japan), and 0.72 mg / pellet / 60-day-release β-Estradiol (E2) pellet (Innovative research of America) was implanted subcutaneously behind the neck ( (Only for MCF7 transplantation). Sorted 1 × 10 2 to 3 × 10 4 cells were suspended in phosphate buffered saline (PBS)-(−) / Matrigel (BD Biosciences) in a volume of 1: 1 in 100 μl and injected into the mammary gland. Dehydroxymethylepoxyquinomycin (DHMEQ) was suspended in 0.5% chloromethylcellulose, and 100 μl containing 12 mg / kg was administered by intraperitoneal injection three times a week. Avastin (Chugai Pharmaceutical) was diluted with physiological saline, and 5 mg / kg was administered every 2 weeks. The control group was injected with the same volume of solvent. All treatments were started on the second day after tumor cell transplantation.

IVIS TM
マウスを、麻酔条件下、150mg/kgのルシフェリン(Promega)のPBS(-)溶液を腹腔内注射し、ルシフェリン注入5分後にIVISTMイメージングシステム(Xenogen)によりイメージを記録した。バイオルミネッセンスイメージをLivingimage (Xenogen)により定量した。IVISTMによる観察を、注射直後から4週目まで週に1回続けた。DHMEQまたはAvastinTM処置においては、32日目まで週に2回ルシフェラーゼ活性により腫瘍の増殖をモニターし、担体投与群(対照)との比較を行った。
IVIS TM
Mice were injected intraperitoneally with 150 mg / kg luciferin (Promega) in PBS (−) under anesthesia, and images were recorded by IVIS imaging system (Xenogen) 5 minutes after luciferin infusion. The bioluminescence image was quantified by Livingimage (Xenogen). Observation with IVIS was continued once a week from immediately after injection until the fourth week. In the treatment with DHMEQ or Avastin , tumor growth was monitored by luciferase activity twice a week until the 32nd day, and compared with the carrier administration group (control).

組織化学的解析
異種移植した細胞由来の腫瘍を、10%中和緩衝ホルマリン(NBF)で固定し、パラフィンに包埋し、ヘマトキシリン-エオジン(HE)で染色した。免疫組織化学的アッセイは、Ventana HX System Benchmark (Ventana Medical Systems, Tucson, AZ)を用いて、ホルマリン固定しパラフィン包埋した切片で行った。抗CK14(Abcam)またはCK18(Abcam)抗体は、それぞれ1:100または1:200希釈で用いた。
Histochemical analysis Tumors derived from xenografted cells were fixed with 10% neutralization buffered formalin (NBF), embedded in paraffin, and stained with hematoxylin-eosin (HE). Immunohistochemical assays were performed on formalin-fixed and paraffin-embedded sections using the Ventana HX System Benchmark (Ventana Medical Systems, Tucson, AZ). Anti-CK14 (Abcam) or CK18 (Abcam) antibodies were used at 1: 100 or 1: 200 dilutions, respectively.

マイクロアレイ解析
HCC70、HCC1954またはMCF7細胞株の全集団の1%の細胞(CD24-/lowCD44+に属する)をCD24の最低発現レベルに基づいて精製し、各細胞株の全集団の10%の細胞(CD24+CD44+に属する)を対照集団(CD24+)として精製した。TIC集団としてCD24-/low CD44+に属する、全集団の1%細胞を使用した場合と10%細胞を使用した場合について、腫瘍形成に有意差はなかった。マイクロアレイ解析を既報に従って行った(Clin Cancer Res, 13: 5703-5709 (2007))。要約すると、Trizol(Invitrogen)を用いて、製造業者の指示書に従って試料から全RNAを単離した。6個の試料を、Affimetrix high-density oligonucleotide array Human Genome U133 Plus 2.0で解析した。出力されたイメージをMAS5アルゴリズムでプロセシングし、標的強度100に包括的にスケールした。CD24-/lowCD44+集団とCD24+ CD44+集団との間の差に基づく遺伝子シグネチャーを同定するために、GSEAを行った(Proc Natl Acad Sci U S A, 102: 15545-15550 (2005))。すべてのプローブセットを各群発現値の幾何平均の比で前もってランクし、次に、この順序付けられたプローブセットリストをGSEAインプットとして使用した。詳細なGSEAセッティングパラメーターは、以下の通りである。順列の数は2500であり、小さなサンプルサイズの問題を回避するために、順列の型がgene_setに適するように設定される。
Microarray analysis
1% of the total population of HCC70, HCC1954 or MCF7 cell lines (belonging to CD24 − / low CD44 + ) was purified based on the minimum expression level of CD24, and 10% of the total population of each cell line (CD24 + Belonging to CD44 + ) was purified as a control population (CD24 +). There was no significant difference in tumor formation between 1% and 10% cells of the total population belonging to CD24 − / low CD44 + as the TIC population. Microarray analysis was performed according to previous reports (Clin Cancer Res, 13: 5703-5709 (2007)). In summary, total RNA was isolated from samples using Trizol (Invitrogen) according to manufacturer's instructions. Six samples were analyzed with Affimetrix high-density oligonucleotide array Human Genome U133 Plus 2.0. The output image was processed with the MAS5 algorithm and comprehensively scaled to a target intensity of 100. GSEA was performed to identify a gene signature based on the difference between the CD24 − / low CD44 + population and the CD24 + CD44 + population (Proc Natl Acad Sci USA, 102: 15545-15550 (2005)). All probe sets were previously ranked by the ratio of the geometric mean of each group expression value, and this ordered probe set list was then used as the GSEA input. Detailed GSEA setting parameters are as follows. The number of permutations is 2500, and the permutation type is set to suit gene_set to avoid small sample size issues.

定量RT-PCR
全RNAをIsogen(Nippon Gene)を用いて製造業者のプロトコールに従って単離した。1μgの全RNAを、High Capacity cDNA Reverse Transcription Kit(Applied Biosystems)により逆転写した。定量RT-PCRを、Step ONE plus(Applied Biosystems)により40サイクル内で行った。用いたプローブは、beta-Actin(Hs99999903_m1)、VEGFA(Hs00900054_m1)、IL8(Hs00174103_m1)、TLR1(Hs00413978_m1)、SDF2L1(Hs00222786_m1)、CCL5(Hs00174575_m1)およびCD24(Hs00273561_s1)に対するTaqmanプローブであった。定量は、標準曲線に基づいて行った。
Quantitative RT-PCR
Total RNA was isolated using Isogen (Nippon Gene) according to the manufacturer's protocol. 1 μg of total RNA was reverse transcribed with High Capacity cDNA Reverse Transcription Kit (Applied Biosystems). Quantitative RT-PCR was performed within 40 cycles with Step ONE plus (Applied Biosystems). The probes used were beta-Actin (Hs99999903_m1), VEGFA (Hs00900054_m1), IL8 (Hs00174103_m1), TLR1 (Hs00413978_m1), SDF2L1 (Hs00222786_m1), CCL5 (Hs00174575_m1), and CD24 (Hs3561_s1) _T1356_s1. Quantification was performed based on a standard curve.

NF-κB活性の定量
核抽出物を、Nuclear Extract Kit(Active Motif)を用いて、製造業者のプロトコールに従って調製した。要約すると、CD24-/lowCD44+集団および CD24+CD44+集団をHCC1954細胞のバルクからソーティングし、核抽出物を単離した。NF-κB p65活性は、TransAM NF-κB p65 Transcription Factor Assay kit(Active Motif)を用いて、製造業者のプロトコールに従って測定した。各集団の核抽出物を4セット調製し、20μgの核抽出物をp65NF-κB活性アッセイに使用した。
Quantitative nuclear extracts of NF-κB activity were prepared using the Nuclear Extract Kit (Active Motif) according to the manufacturer's protocol. In summary, the CD24 − / low CD44 + population and the CD24 + CD44 + population were sorted from the bulk of HCC1954 cells and nuclear extracts were isolated. NF-κB p65 activity was measured using TransAM NF-κB p65 Transcription Factor Assay kit (Active Motif) according to the manufacturer's protocol. Four sets of nuclear extracts for each population were prepared and 20 μg of nuclear extract was used for the p65NF-κB activity assay.

(結果)
乳癌細胞株におけるTIC集団
種々の型の乳癌細胞株にCD24-/low CD44+細胞集団が存在するか否かを調べるため、8個の乳癌細胞株におけるこれらの表面マーカーの発現をFACSにより解析した(図1A)。各細胞株は、CD24およびCD44の様々な発現レベルを有することがわかった。これらの中で、HCC70、HCC1954、MCF7およびMDA-MB-231細胞は相対的に高いパーセンテージのCD44+細胞集団を有し、一方、BT-474、AU-565、SK-BR-3およびT47-D細胞はCD44の低発現レベルを示した。TIC集団は初期ステージの乳癌組織の大多数で小さい集団として残存することが予想されるので、CD24-/lowCD44+集団および対照としてCD24+CD44+ 集団の小集団を得ることができるHCC70、HCC1954およびMCF7細胞を選択した。
(result)
TIC populations in breast cancer cell lines The expression of these surface markers in 8 breast cancer cell lines was analyzed by FACS to determine whether the CD24- / low CD44 + cell population is present in various types of breast cancer cell lines (FIG. 1A). Each cell line was found to have different expression levels of CD24 and CD44. Among these, HCC70, HCC1954, MCF7 and MDA-MB-231 cells have a relatively high percentage of the CD44 + cell population, while BT-474, AU-565, SK-BR-3 and T47- D cells showed low expression levels of CD44. Since the TIC population is expected to remain as a small population in the majority of early stage breast cancer tissue, HCC70, HCC1954 can obtain a small population of CD24 + / low CD44 + population and CD24 + CD44 + population as controls And MCF7 cells were selected.

乳癌細胞株におけるCD24 -/low CD44 + 細胞集団の腫瘍形成能
これまで、TICを同定するための究極の判断基準は、インビボの腫瘍形成能アッセイである(Cancer Res, 66: 9339-9344 (2006))。免疫不全マウスとして通常使用されるNOD/SCIDマウスにおけるTICの腫瘍形成能は、触診可能な腫瘍の数を計数して腫瘍の直径を測定することにより調べられてきた。定量的結果の質を改善するために、インビボバイオルミネッセンスイメージング(IVISTM)を利用して腫瘍の増殖を測定した。最初に、ルシフェラーゼまたはd2Venus(黄色蛍光タンパク質の改良版)をコードするcDNAを含むレンチウイルスベクターで細胞を形質導入した。形質導入効率を、FACSを用いてd2Venusの発現レベルにより測定した。図7に示すように、各細胞株で高形質導入効率が得られ、HCC70、HCC1954およびMCF7細胞について、それぞれ、66.63%、92.60%および99.29%であった。次に、ルシフェラーゼ発現レンチウイルスベクターをこれらの細胞に形質導入した。ルシフェラーゼ発現レンチウイルスベクターの形質導入に対してd2Venusと同様のレベルのMOIを用いたので、同様のレベルのルシフェラーゼの発現が各細胞株(HCC70-Luc、HCC1954-LucまたはMCF7-Luc)で得られたと仮定する。これらの細胞株は、TICが濃縮されたと考えられるイメージングシステムであり、CD24+CD44+集団は対照として使用した。次いで、これらの細胞をNOD/SCIDマウスの乳腺に移植し、腫瘍の増殖をIVISTMを用いてルシフェラーゼ活性を定量することにより測定した。CD24-/lowCD44+集団中の細胞を左側に移植し、CD24+CD44+集団中の細胞を右側に移植した。両集団の1万個の細胞のHCC1954-LucおよびMCF7-Lucならびに3x104個の細胞のHCC70-Lucをそれぞれ移植した(図2A、C,D)。4週間後、ルシフェラーゼ活性の解析により、HCC1954-LucおよびMCF7-LucのCD24-/lowCD44+集団中の細胞が対照集団に比べて有意に大きな腫瘍を形成した(p<0.05)ことが示された。HCC70-LucのCD24-/lowCD44+集団中の細胞に由来する腫瘍サイズの平均は、有意差が示されなかったが、対照のものよりも高かった。
Tumor-forming ability of CD24 − / low CD44 + cell population in breast cancer cell lines To date, the ultimate criterion for identifying TIC is the in vivo tumorigenicity assay (Cancer Res, 66: 9339-9344 (2006 )). The ability of TIC to form tumors in NOD / SCID mice commonly used as immunodeficient mice has been examined by counting the number of tumors that can be palpated and measuring the diameter of the tumor. In order to improve the quality of the quantitative results, tumor growth was measured using in vivo bioluminescence imaging (IVIS ). Initially, cells were transduced with a lentiviral vector containing cDNA encoding luciferase or d2Venus (an improved version of yellow fluorescent protein). Transduction efficiency was measured by the expression level of d2Venus using FACS. As shown in FIG. 7, high transduction efficiency was obtained in each cell line, and was 66.63%, 92.60% and 99.29% for HCC70, HCC1954 and MCF7 cells, respectively. These cells were then transduced with a luciferase expressing lentiviral vector. The same level of luciferase expression was obtained in each cell line (HCC70-Luc, HCC1954-Luc or MCF7-Luc) because the same level of MOI as d2Venus was used for transduction of the luciferase expressing lentiviral vector Assuming that These cell lines are imaging systems that are believed to be enriched in TIC, and the CD24 + CD44 + population was used as a control. These cells were then transplanted into the mammary gland of NOD / SCID mice and tumor growth was measured by quantifying luciferase activity using IVIS . Cells in the CD24 − / low CD44 + population were transplanted to the left and cells in the CD24 + CD44 + population were transplanted to the right. Both populations of 10,000 cells of HCC1954-Luc and MCF7-Luc and 3 × 10 4 cells of HCC70-Luc were transplanted, respectively (FIGS. 2A, C, D). After 4 weeks, analysis of luciferase activity showed that cells in the HCC1954-Luc and MCF7-Luc CD24- / low CD44 + populations formed significantly larger tumors compared to the control population (p <0.05). It was. The average tumor size from cells in the CD24 − / low CD44 + population of HCC70-Luc was not significantly different but higher than that of the control.

さらに、1x102個のHCC1954-Lucの両集団を移植し、CD24-/lowCD44+集団に由来する腫瘍は非常に迅速に増殖し、4週間後、CD24-/low CD44+集団のみしか腫瘍を形成しなかった(n=6)(図2B)。これらの結果は、乳癌細胞株におけるCD24-/lowCD44+集団は対照集団に比べてより高い腫瘍形成能を有することを示唆する。したがって、乳癌細胞株におけるCD24-/lowCD44+ 集団中の細胞はTIC様に挙動すると思われる。対照集団よりもCD24-/low CD44+細胞集団のより高い腫瘍形成能は、HCC1954-Luc細胞で最も明確であり、これらの細胞を用いてさらなる解析を行うことを決定した。 In addition, were implanted with both populations of 1x10 2 pieces of HCC1954-Luc, CD24 - / low CD44 + tumor derived from the population very quickly grow, after four weeks, CD24 - / low CD44 + population of tumor only only the Not formed (n = 6) (FIG. 2B). These results suggest that the CD24 − / low CD44 + population in breast cancer cell lines has a higher tumorigenic potential than the control population. Thus, cells in the CD24 − / low CD44 + population in breast cancer cell lines appear to behave like TIC. The higher tumorigenic potential of the CD24 − / low CD44 + cell population than the control population was most evident with HCC1954-Luc cells and it was decided to use these cells for further analysis.

HCC1954由来の腫瘍の組織化学的解析
1x104細胞の各集団を移植した場合の各集団におけるHCC1954-Luc細胞由来の腫瘍の組織学を調べた。ヘマトキシリン-エオジン(HE)染色により、CD24-/lowCD44+細胞に由来する腫瘍はストローマ成分に関連して、様々なモルフォロジーを有する浸潤パターンを独占的に示したことが明らかになった(図3A)。一方、対照細胞由来の腫瘍は、ストローマ成分に関連して、浸潤パターンと管状形成に分化したパターンとの両方から構成されていた(図3B)。ストローマ成分の量は、対照細胞のものに比べてCD24-/lowCD44+細胞に由来する腫瘍で多かった。組織学の分化パターンが対照由来の腫瘍でのみ観察されたという事実は、分化した腫瘍は非-TIC細胞から生じ、TIC細胞から生じたのではないことを示唆する。
Histochemical analysis of tumors derived from HCC1954
The histology of HCC1954-Luc cell-derived tumors in each population when each population of 1 × 10 4 cells was transplanted was examined. Hematoxylin-eosin (HE) staining revealed that tumors derived from CD24 − / low CD44 + cells showed exclusively invasion patterns with various morphologies in relation to stromal components (FIG. 3A). ). On the other hand, tumors derived from control cells were composed of both an infiltrating pattern and a pattern differentiated into tubular formation in relation to the stromal component (FIG. 3B). The amount of stromal component was higher in tumors derived from CD24 − / low CD44 + cells than in control cells. The fact that a histological differentiation pattern was observed only in control-derived tumors suggests that differentiated tumors originated from non-TIC cells and not TIC cells.

次に、サイトケラチンマーカーに対する免疫染色により、HCC1954-Luc細胞由来の腫瘍の細胞系譜および分化状態を評価した。CD24-/lowCD44+細胞由来の浸潤病変は、筋上皮細胞マーカーサイトケラチン(CK)-14に対してほとんど陽性であった(図3C)が、対照的に、内腔マーカーCK18に対しては陽性が少なかった(図3E)。他方、対照細胞由来の浸潤病変部は筋上皮細胞マーカーCK14に対してほとんど陰性であり(図3D)、内腔マーカーCK18に対しては陽性であった(図3F)。このことから、TIC細胞は異種移植した腫瘍の基底細胞表現型を与えていることが示唆される。 Next, the cell lineage and differentiation state of HCC1954-Luc cell-derived tumors were evaluated by immunostaining for cytokeratin markers. Infiltrating lesions derived from CD24 − / low CD44 + cells were almost positive for the myoepithelial cell marker cytokeratin (CK) -14 (FIG. 3C), in contrast to the lumen marker CK18. There were few positives (FIG. 3E). On the other hand, invasive lesions derived from control cells were almost negative for myoepithelial cell marker CK14 (FIG. 3D) and positive for lumen marker CK18 (FIG. 3F). This suggests that TIC cells confer the basal cell phenotype of xenografted tumors.

CD24 -/low CD44 + 細胞で制御される経路および主要エフェクターを抽出するための遺伝子発現プロファイリングおよびGSEA
CD24-/low CD44+細胞および対照細胞で高度に濃縮される発現遺伝子を同定するため、HCC70、HCC1954およびMCF7を用いるDNAマイクロアレイ解析を行った。細胞集団を厳密に選択するため、全集団の1%であるCD24-CD44+ 細胞集団のみを使用した。対照として、全集団の約10%であるCD24+CD44+ 細胞集団を使用した。3つの細胞株間でCD24-/lowCD44+集団/CD24+CD44+集団発現比の幾何平均で、マイクロアレイデータをランクした。次いで、GSEAを適用した(Proc Natl Acad Sci U S A, 102: 15545-15550 (2005))。TGF-β経路およびオンコジーンRas経路を含む遺伝子セットがCD24-/low-CD44+集団でアップレギュレートされていることに注目した(図4A)。さらに、TNFおよび IFN応答遺伝子シグネチャーがCD24-/low-CD44+集団で顕著に濃縮されていることがわかった。個々の遺伝子に関して、ジーンオントロジー(GO)に基づく分類により、対照細胞集団に比べてCD24-/low-CD44+において、幹細胞性、細胞増殖/維持、細胞接着、細胞運動性、浸潤、血管新生、成長因子/サイトカイン、免疫応答/抑制及び代謝に関する遺伝子が高度に現れていることが明らかになった。これらすべての遺伝子は、発癌に関与している可能性がある。例えば、GSEAから抽出された経路に関与する遺伝子の中で、幹細胞性関連遺伝子としてNotch2、細胞浸潤または接着関連遺伝子としてLAMA3、血管新生関連遺伝子としてKLF5、EPAS1およびVEGFを見出した。他方、GSEAは、対照集団で高度に発現する遺伝子が多数の細胞増殖/維持関連遺伝子を有する細胞周期関連遺伝子セットのいくつかと相関していることを明らかにした。GESAで抽出された経路およびランクされた個々の遺伝子のリストに基づき、TIC中の主要なエフェクター分子の候補をさらに抽出した。GSEAの結果でも示されたように、血管内皮細胞増殖因子A(VEGFA)の発現がオンコジーンRasで形質転換した細胞でアップレギュレートされていることが知られている(Nature, 439: 353-357 (2006))。TNF応答経路とIFN応答経路との間で共通する重要なエフェクター分子の1つはNF-κBである。NF-κBのサブユニットであるNF-κBインヒビターAのみがGESA遺伝子セットのTNF応答経路に現れていたが、FACSによりソーティングしたCD24-/low-CD44+ and集団および対照集団の核抽出物でNF-κB活性を定量した。NF-κBの活性はCD24+-CD44+よりもCD24-/low-CD44+において有意に高いことがわかった(n=4)(図4C)。NF-κB活性は、血管内皮細胞増殖因子(VEGF)、インターロイキン8(IL8)およびケモカイン(C-Cモチーフ)リガンド5(CCL5)を含む多数の炎症性サイトカイン/ケモカインの発現に関与する。前記サイトカイン/ケモカインはストローマ様活性と関連するパラクライン因子である(J Immunol, 158: 3483-3491 (1997), Immunol Lett, 108: 121-128 (2007), Mol Cell Biol, 17: 4015-4023, (1997), Mol Cell Biol, 16: 4231-4239, (1996))。また、VEGFAおよびIL8は腫瘍形成中の血管新生に対する主要な因子として知られている(Angiogenesis, 11: 101-106 (2008))。高ランクされた遺伝子の中で、NF-κBの上流の別の活性因子であるToll様受容体1(TLR1)、ならびにTGFβ経路の重要な生物学的アウトプットである上皮間葉移行(EMT)を介してアップレギュレートされることが報告されているストローマ細胞由来因子2-ライク1(SDF2L)にも注目した(Cancer Res, 68: 989-997 (2008), Cell, 134(2):215-30 (2008), Nat Rev Cancer, 9: 57-63 (2009))。これらの遺伝子の発現レベルを定量RT-PCR(qRT-PCR)により測定し、対照細胞よりもCD24-/low-CD44+集団で有意に高いレベルで実際に発現していることを確認した(図4B)。CD24のmRNAは、対照集団においてより高く、タンパク質の発現レベルと一致した(図4B)。
CD24 - / low CD44 + gene expression profiling for extracting route and main effectors are controlled by the cell and GSEA
To identify expressed genes that are highly enriched in CD24 − / low CD44 + cells and control cells, DNA microarray analysis using HCC70, HCC1954 and MCF7 was performed. To strictly select the cell population, only the CD24 CD44 + cell population, which is 1% of the total population, was used. As a control, a CD24 + CD44 + cell population, which is about 10% of the total population, was used. Microarray data were ranked by geometric mean of CD24 − / low CD44 + population / CD24 + CD44 + population expression ratio among the three cell lines. GSEA was then applied (Proc Natl Acad Sci USA, 102: 15545-15550 (2005)). It was noted that the gene set containing the TGF-β pathway and the oncogene Ras pathway was up-regulated in the CD24 − / low− CD44 + population (FIG. 4A). Furthermore, TNF and IFN response gene signatures were found to be significantly enriched in the CD24 − / low− CD44 + population. For individual genes, classification based on Gene Ontology (GO), stem cells, cell proliferation / maintenance, cell adhesion, cell motility, invasion, angiogenesis, in CD24 − / low− CD44 + compared to the control cell population, It was revealed that genes related to growth factor / cytokine, immune response / suppression and metabolism are highly expressed. All these genes may be involved in carcinogenesis. For example, among genes involved in pathways extracted from GSEA, Notch2 was found as a stem cell-related gene, LAMA3 as a cell invasion or adhesion-related gene, and KLF5, EPAS1, and VEGF were found as angiogenesis-related genes. On the other hand, GSEA revealed that genes that are highly expressed in the control population correlate with some of the cell cycle-related gene sets that have a large number of cell growth / maintenance related genes. Based on the GESA-extracted pathways and the list of ranked individual genes, the main effector molecule candidates in the TIC were further extracted. As shown by GSEA results, it is known that the expression of vascular endothelial growth factor A (VEGFA) is up-regulated in cells transformed with Oncogene Ras (Nature, 439: 353-357 (2006)). One important effector molecule common between the TNF and IFN response pathways is NF-κB. Only NF-κB inhibitor A, a subunit of NF-κB, appeared in the TNF response pathway of the GESA gene set, but NF in the nuclear extracts of the CD24 − / low− CD44 + and control and control populations sorted by FACS -κB activity was quantified. Activity of NF-[kappa] B is CD24 + - CD44 + than CD24 - / low- CD44 + in was found to be significantly higher (n = 4) (Fig. 4C). NF-κB activity is involved in the expression of numerous inflammatory cytokines / chemokines including vascular endothelial growth factor (VEGF), interleukin 8 (IL8) and chemokine (CC motif) ligand 5 (CCL5). The cytokine / chemokine is a paracrine factor associated with stromal activity (J Immunol, 158: 3483-3491 (1997), Immunol Lett, 108: 121-128 (2007), Mol Cell Biol, 17: 4015-4023 , (1997), Mol Cell Biol, 16: 4231-4239, (1996)). VEGFA and IL8 are also known as major factors for angiogenesis during tumor formation (Angiogenesis, 11: 101-106 (2008)). Among the highly ranked genes, Toll-like receptor 1 (TLR1), another activator upstream of NF-κB, and epithelial-mesenchymal transition (EMT), an important biological output of the TGFβ pathway We also focused on stromal cell-derived factor 2-like 1 (SDF2L), which has been reported to be up-regulated via the cell (Cancer Res, 68: 989-997 (2008), Cell, 134 (2): 215 -30 (2008), Nat Rev Cancer, 9: 57-63 (2009)). The expression levels of these genes were measured by quantitative RT-PCR (qRT-PCR), confirming that they were actually expressed at significantly higher levels in the CD24- / low- CD44 + population than in the control cells (Fig. 4B). CD24 mRNA was higher in the control population, consistent with protein expression levels (FIG. 4B).

NF-κB特異的阻害剤であるDHMEQでの処置によるCD24 -/low- CD44 + 集団細胞に由来する腫瘍形成能の低下
TIC様細胞におけるNF-κBの活性増加およびVEGFAの発現増加を見出したので、次に、各分子特異的阻害剤を用いて本マウスモデルの腫瘍形成におけるそれらの役割を調べた。TICは腫瘍形成の開始または再発において重要な役割を果たすと考えられるので、相対的に少数のTIC様細胞から初期の時点で腫瘍形成を分析することに焦点を当てた。104個のCD24-/low-CD44+集団の細胞または対照としてCD24+-CD44+集団の細胞を、図2Aに示すようにNOD/SCIDマウスに移植し、NF-κB特異的阻害剤であるデヒドロキシメチルエポキシキノマイシン(DHMEQ)または抗VEGFA抗体であるAvastinTM(bevacizumab)で処置した。腫瘍形成の過程での効果を分析するため、移植2日後に阻害剤処置を開始した。腫瘍の形成をインビボイメージングでモニターした。DHMEQで処置したCD24-/low-CD44+細胞集団由来の腫瘍のルシフェラーゼ活性は、未処置の細胞に由来する腫瘍に比べて有意に低下していることがわかった(図5A)。しかしながら、DHMEQで処置した対照細胞由来の腫瘍は、統計学的に有意差はなかったけれど、未処置の対照細胞由来の腫瘍よりも大きくなる傾向を示した(図5B)。他方、bevacizumabは、処置または未処置のいずれの条件でも、CD24-/low-CD44+細胞集団の腫瘍増殖に有意差を示さなかった(図5C)。bevacizumabは、どちらかというと、対照細胞由来の腫瘍形成を低下させ、それは30日を超える日数を要した(データ示さず)。これらの結果は、NF-κBが非TIC様細胞ではなくTIC様細胞に由来する腫瘍形成に関して主要なエフェクターとして作用することを示唆する。
Reduction of tumorigenic potential derived from CD24- / low- CD44 + population cells by treatment with NFMEQ, an NF-κB specific inhibitor
Since we found increased activity of NF-κB and increased expression of VEGFA in TIC-like cells, we next examined their role in tumorigenesis in this mouse model using each molecule-specific inhibitor. Since TIC appears to play an important role in the initiation or recurrence of tumor formation, we focused on analyzing tumor formation at an early time point from a relatively small number of TIC-like cells. 10 Cells of 4 CD24 − / low− CD44 + populations or cells of the CD24 + − CD44 + population as controls are transplanted into NOD / SCID mice as shown in FIG. 2A and are NF-κB specific inhibitors Treated with dehydroxymethylepoxyquinomycin (DHMEQ) or Avastin (bevacizumab), an anti-VEGFA antibody. Inhibitor treatment was started 2 days after transplantation in order to analyze the effects in the course of tumor formation. Tumor formation was monitored by in vivo imaging. It was found that the luciferase activity of tumors derived from DHMEQ treated CD24 − / low− CD44 + cell population was significantly reduced compared to tumors derived from untreated cells (FIG. 5A). However, tumors from control cells treated with DHMEQ tended to be larger than tumors from untreated control cells, although there was no statistical difference (FIG. 5B). On the other hand, bevacizumab showed no significant difference in tumor growth of the CD24 − / low− CD44 + cell population, either treated or untreated (FIG. 5C). bevacizumab rather reduced tumor formation from control cells, which took more than 30 days (data not shown). These results suggest that NF-κB acts as a major effector for tumorigenesis derived from TIC-like cells but not non-TIC-like cells.

(考察)
本研究において、本発明者らは、乳癌細胞株を用いてTICから発生する腫瘍形成の過程の一部を再現するマウスモデルを確立した。対照であるCD24+CD44+集団のものよりもCD24-/lowCD44+集団に由来する細胞がより大きな腫瘍を形成することを示した。重要なことは、100個という少ない数の細胞を移植した場合、対照細胞ではなくCD24-/lowCD44+集団における細胞のみが腫瘍を形成したことである。このことは、TICが原発乳癌組織に存在していると信じられている特徴に基づくTICとしての重要な基準の1つである。したがって、細胞株のCD24-/lowCD44+集団中の細胞がTIC様細胞で濃縮されている可能性があり、このことはTIC様細胞とその他の細胞に分割される細胞集団に不均一性があることを明らかにするであろう。本研究でのデータと一致して、他の細胞株もTIC様細胞集団を有することがごく最近報告されている(Breast Cancer Res, 10: R25 (2008))。したがって、いくつかの乳癌細胞株は不均一であり、全く異なる細胞集団:TIC様細胞およびその他の細胞(両者は、原発癌組織中のTIC様細胞およびその他の細胞の特徴をある程度まで保存している)を有すると推論することは合理的である。
(Discussion)
In this study, the inventors established a mouse model that reproduces part of the process of tumor formation arising from TIC using breast cancer cell lines. It was shown that cells from the CD24 − / low CD44 + population form larger tumors than that of the control CD24 + CD44 + population. Importantly, when as few as 100 cells were transplanted, only cells in the CD24 − / low CD44 + population, but not control cells, formed tumors. This is one of the key criteria for a TIC based on the characteristics that it is believed to have in the primary breast cancer tissue. Therefore, it is possible that cells in the CD24 − / low CD44 + population of cell lines are enriched with TIC-like cells, which creates heterogeneity in the cell population divided into TIC-like cells and other cells. I will make it clear. Consistent with the data in this study, it has been reported very recently that other cell lines also have TIC-like cell populations (Breast Cancer Res, 10: R25 (2008)). Thus, some breast cancer cell lines are heterogeneous and have very different cell populations: TIC-like cells and other cells (both of which preserve some of the characteristics of TIC-like cells and other cells in the primary cancer tissue). It is reasonable to infer that

さらに、ルシフェラーゼレポーターで細胞を標識し、100個の細胞という少ない数を検出可能な高感度かつ定量的なインビボイメージングによりNOD/SCIDマウスの乳腺中で腫瘍形成をモニターする系を確立した。TICは前癌性ステージから悪性ステージまで移行中または少ない腫瘍細胞での再発中の腫瘍形成に対して重要な役割を果たすと考えられるので、このモデルはかかるステージにおける腫瘍形成をモニターするのに有用である。実際、このモデルを用いて、TICの標的候補であるNF-κBおよびVEGFAの阻害剤を評価することが可能であった(図5)。   Furthermore, a system was established to monitor tumor formation in the mammary gland of NOD / SCID mice by labeling cells with a luciferase reporter and sensitive and quantitative in vivo imaging capable of detecting as few as 100 cells. Since TIC appears to play an important role in tumor formation during the transition from pre-cancerous stage to malignant stage or relapse with few tumor cells, this model is useful for monitoring tumor formation in such stage It is. In fact, this model could be used to evaluate inhibitors of NF-κB and VEGFA, which are TIC target candidates (FIG. 5).

さらに、TIC様細胞由来の腫瘍がより悪性度の高い組織像を示し、CK14陽性細胞の多い対照由来腫瘍と比べてCK18陽性の細胞が多かった。このことは、TICがこのモデルで分化したパターンを有する細胞には分化しないかもしれないことを示唆し、正常幹細胞が特定の組織においてすべての細胞型を発生させるけれども、TICは腫瘍組織においてすべての細胞型に分化する必要がないかもしれない可能性を生じさせる。しかしながら、この移植モデルは、TICが乳癌のすべての細胞型に分化する能力を再現しないという可能性を排除することはできない。この問題を明確にするために、他のタイプのインビボモデルを解析する必要がある。
遺伝子発現プロファイリングとGSEA解析を組み合わせることにより、いくつかのシグナル伝達経路および多数の遺伝子がCD24+CD44+対照集団よりはむしろCD24-/lowCD44+ TIC様細胞に関与していることが示唆された。GO分類により、様々な遺伝子がCD24-/low CD44+ TIC様細胞の悪性特性を表す可能性を明らかにした。正常乳腺組織に由来するCD24-/low CD44+集団と原発乳癌組織に由来するCD24+CD44+集団における細胞を用いた以前の報告で見出された遺伝子と重複する遺伝子が存在する。TGFβ経路に関与するいくつかの遺伝子は、CD24-/lowCD44+集団に濃縮されており、既報と一致する(Cancer Cell, 11: 259-273, (2007))。重要なことに、CD24-/low CD44+集団における新規の遺伝子セットとして、オンコジーンRas経路ならびにTNFおよびIFN応答経路に関連する遺伝子を見出した。これらは、遺伝子発現パターンの観点から、TICと正常幹細胞との相違点である。このことは、個々の遺伝子リストからTIC様細胞における可能な分子標的をさらに抽出することを可能にする。したがって、GSEAは、TIC様細胞において可能な多数の経路とのベストフィットを示す経路を明確に解明した。
Furthermore, tumors derived from TIC-like cells showed higher malignancy, and there were more CK18-positive cells than control-derived tumors with many CK14-positive cells. This suggests that TIC may not differentiate into cells with a differentiated pattern in this model, and normal stem cells generate all cell types in certain tissues, but TIC does not all differentiate in tumor tissues. It creates the possibility that it may not be necessary to differentiate into cell types. However, this transplant model cannot rule out the possibility that TIC does not reproduce the ability to differentiate into all cell types of breast cancer. In order to clarify this problem, other types of in vivo models need to be analyzed.
Combining gene expression profiling with GSEA analysis suggests that several signaling pathways and many genes are involved in CD24- / low CD44 + TIC-like cells rather than CD24 + CD44 + control population . The GO classification revealed the possibility that various genes represent the malignant characteristics of CD24- / low CD44 + TIC-like cells. There are genes that overlap with the genes found in previous reports with cells in the CD24 − / low CD44 + population derived from normal breast tissue and the CD24 + CD44 + population derived from primary breast cancer tissue. Several genes involved in the TGFβ pathway are enriched in the CD24 − / low CD44 + population, consistent with previous reports (Cancer Cell, 11: 259-273, (2007)). Importantly, we found genes associated with the oncogene Ras pathway and TNF and IFN response pathways as a novel set of genes in the CD24 − / low CD44 + population. These are the differences between TIC and normal stem cells in terms of gene expression patterns. This makes it possible to further extract possible molecular targets in TIC-like cells from individual gene lists. Therefore, GSEA clearly elucidated the pathway that shows the best fit with many possible pathways in TIC-like cells.

ストローマ様活性に関連した遺伝子は、CD24+CD44+集団に比べてCD24-/low CD44+集団に高度に濃縮されていたことが注目される。前記遺伝子は、炎症性サイトカイン、血管新生サイトカイン、SDF2LおよびToll様受容体などである。これらのストローマ様活性は、浸潤、血管新生および免疫応答/抑制に寄与すると考えられている。最近、いわゆる癌関連線維芽細胞(CAF)と一致する腫瘍ストローマが腫瘍形成に主要な役割を果たすことを提案する証拠が増加している(Nat Rev Cancer, 6: 392-401 (2006))。これらは、成長因子、サイトカインおよびケモカインを分泌して、パラクラインメカニズムにより炎症性応答および血管新生を誘導する。次いで、腫瘍細胞はこれらの活性を腫瘍の進行に用いているように思われる。本発明者らの知見は、TICがCAFのように挙動し、成長因子、サイトカインおよびケモカインを産生することにより腫瘍形成に関与していることを示唆する。この観点から、TICは腫瘍形成の進行に対して微小環境、すなわち、癌幹細胞ニッチを積極的に産生し維持している可能性がある。 It is noted that the genes associated with stromal-like activity were highly enriched in the CD24 − / low CD44 + population compared to the CD24 + CD44 + population. Such genes include inflammatory cytokines, angiogenic cytokines, SDF2L and Toll-like receptors. These stromal-like activities are thought to contribute to invasion, angiogenesis and immune response / suppression. Recently, there is increasing evidence to suggest that tumor stroma consistent with so-called cancer-associated fibroblasts (CAF) play a major role in tumorigenesis (Nat Rev Cancer, 6: 392-401 (2006)). They secrete growth factors, cytokines and chemokines and induce inflammatory responses and angiogenesis by paracrine mechanisms. The tumor cells then appear to be using these activities for tumor progression. Our findings suggest that TIC behaves like CAF and is involved in tumorigenesis by producing growth factors, cytokines and chemokines. From this point of view, TIC may actively produce and maintain a microenvironment, ie, a cancer stem cell niche, as tumor formation proceeds.

最近、脳腫瘍幹細胞が血管近辺、血管周囲ニッチに局在し、異種移植モデルで内皮細胞により幹細胞状態に維持されていること、およびbevacizumabを用いる抗血管新生療法が腫瘍の退縮に効果を有することが報告されている(Cancer Cell, 11: 69-82, (2007))。しかしながら、本モデルにおいて、bevacizumabはTIC様細胞に由来する腫瘍形成に有意な効果を有さなかった(図5)。この相違点に関する2つの可能な理由が存在する。血管は本モデルにおいて癌幹細胞ニッチを維持するためには必須ではないかもしれない、あるいは、IL-8等の他のサイトカインも有意な効果を有するかもしれない(図5)。   Recently, brain tumor stem cells are localized in the vicinity of blood vessels, perivascular niche, and are maintained in a stem cell state by endothelial cells in a xenograft model, and anti-angiogenic therapy using bevacizumab has an effect on tumor regression It has been reported (Cancer Cell, 11: 69-82, (2007)). However, in this model, bevacizumab had no significant effect on tumor formation derived from TIC-like cells (FIG. 5). There are two possible reasons for this difference. Blood vessels may not be essential to maintain the cancer stem cell niche in this model, or other cytokines such as IL-8 may have significant effects (FIG. 5).

TGFβ経路は、細胞で活性化される唯一の経路である場合、腫瘍形成を防止することはよく知られている(Cell, 134:215-30 (2008))。しかしながら、悪性の状態では、TGFβ経路は他の経路と協調して、腫瘍形成を進行させる。オンコジーンRas経路、炎症性応答およびNF-κBの活性化はかかる協調経路であることが報告されている(Cell Cycle, 3: 1477-1480 (2004))。   It is well known that the TGFβ pathway prevents tumor formation when it is the only pathway activated in cells (Cell, 134: 215-30 (2008)). However, in the malignant state, the TGFβ pathway cooperates with other pathways to advance tumor formation. Oncogene Ras pathway, inflammatory response and activation of NF-κB have been reported to be such coordinated pathways (Cell Cycle, 3: 1477-1480 (2004)).

様々な周期およびカスケードにおいて代謝に関連する多数の遺伝子が存在することにも注目した。このことは、TIC様細胞では代謝が非常に活発であることを示唆する。これらすべての知見は、TICが癌において他の細胞よりも悪性であることを示唆する。細胞株は原発細胞とは異なる追加の特性を有する可能性も排除できない。例えば、対照細胞中に濃縮されて見出された細胞周期関連遺伝子セットは、インビトロでの培養適合をいくらか反映している可能性があり、原発組織由来の対照細胞がほとんどインビボで腫瘍を生成しないけれども、高進された細胞周期活性は、対照細胞に移植後のインビボ増殖を与える可能性があった。(図4A)。   We also noted that there are numerous genes related to metabolism in various cycles and cascades. This suggests that metabolism is very active in TIC-like cells. All these findings suggest that TIC is more malignant than other cells in cancer. The possibility that the cell line has additional properties different from the primary cell cannot be excluded. For example, a set of cell cycle-related genes found enriched in control cells may reflect some of the in vitro culture adaptations, and control cells from primary tissues rarely generate tumors in vivo However, enhanced cell cycle activity could give control cells in vivo growth after transplantation. (FIG. 4A).

NF-κBの活性は、対照細胞よりもTIC様細胞で高いことを示した。さらに、NF-κB特異的阻害剤DHMEQは、相対的に少ない数の細胞を移植したすぐ後にマウスを処置した場合、本マウスモデルにおいて、TIC様細胞由来の腫瘍形成を抑制した。したがって、NF-κBは乳癌の初期ステージの処置のために、および再発の予防のために、有望な標的であると思われる。本知見は、臨床検体を用いて広範に評価すべきであるが、NF-κB阻害剤がインビトロで、別の乳癌細胞株由来の副集団(SP)画分であるMCF7細胞の増殖を阻害または抑制したことがごく最近報告されていた(Breast Cancer Res Treat, 111: 419-427 (2008))。TICもSP画分の細胞に濃縮されていると思われるので、本研究のアイデアと一致する(Exp Cell Res, 312: 3701-3710 (2006))。他方、驚くべきことに、DHMEQ処置対照細胞が未処置細胞よりも大きな腫瘍を発生させたことを見出した(図5B)。このことは、臨床上、適切な患者にはNF-κB標的療法を選択すべきであるという重要な課題を起こさせる。例えば、血清マーカーを用いてTICを含む乳癌組織中のNF-κBの活性を測定する診断方法を開発することは明らかに重要である。   NF-κB activity was shown to be higher in TIC-like cells than in control cells. Furthermore, the NF-κB specific inhibitor DHMEQ suppressed tumor formation from TIC-like cells in this mouse model when mice were treated immediately after transplanting a relatively small number of cells. Thus, NF-κB appears to be a promising target for the treatment of the early stages of breast cancer and for the prevention of recurrence. This finding should be extensively evaluated using clinical specimens, but NF-κB inhibitors inhibit the growth of MCF7 cells, a subpopulation (SP) fraction from another breast cancer cell line in vitro, or Only recently has been reported to be suppressed (Breast Cancer Res Treat, 111: 419-427 (2008)). Since TIC seems to be concentrated in the cells of the SP fraction, it agrees with the idea of this study (Exp Cell Res, 312: 3701-3710 (2006)). On the other hand, it was surprisingly found that DHMEQ treated control cells developed larger tumors than untreated cells (FIG. 5B). This raises an important challenge that NF-κB targeted therapy should be selected for clinically relevant patients. For example, it is clearly important to develop a diagnostic method that uses serum markers to measure the activity of NF-κB in breast cancer tissue, including TIC.

本発明によれば、固形癌の早期診断、再発の診断および治療効果の診断が可能になる。また、固形癌の根治にもつながることが期待される。   According to the present invention, early diagnosis of solid cancer, diagnosis of recurrence, and diagnosis of therapeutic effect can be performed. It is also expected to lead to the cure of solid cancer.

Claims (11)

固形癌の初発または再発を予測するための試験方法であって、被験対象から採取した生体試料における固形癌幹細胞マーカー遺伝子の発現レベルを、当該遺伝子の転写産物または翻訳産物を対象として測定する工程を含み、当該遺伝子が
ADAM10、ADAM12、ADAM9、ADAMTS10、ADAMTS19、AMFR、ATF1、ATF4、ATF5、ATF6、AXIN2、BCL3、BCL6、BCL7A、BCL7B、BIK、BMP5、BMP7、BMPR2、BNIP2、CASP2、CCL22、CCL5、CD58、CDC42、CDH18、CKLFSF7、CLDN8、CSTF3、CX3CL1、CXCL12、CXCL16、CXCR4、DAB2、DAPK1、DAPK3、DDX18、DDX27、DLG3、DVL3、EGF、EGFR、EPAS1、EPHA1、EPHA7、EPHB1、EPHB3、EPHB4、ERBB2、ERBB3、EXOC7、FBXO32、FGF11、FGF13、FGF9、FGFR3、FURIN、FZD7、GPC6、GRB2、HDAC4、HDGF、HEY1、HIF1A、HNLF、IFI27、IFNAR1、IFNGR2、IGBP1、IGF1R、IGFBP2、IGFBP3、IGFBP4、IGFBP6、IGSF1、IGSF8、IL13RA1、IL18、IL1B、IL1R1、IL20RA、IL27RA、IL7、IL8、ING1、INSIG1、INSR、IRF2、IRF5、IRF6、IRF7、ITCH、ITGA5、ITGB5、ITGB6、KIF21A、KIT、KLF5、KRT18、KRT19、LAK、LIFR、LITAF、LYN、MMP14、MMP15、MMP24、MMP7、MSI2、MUC1、MUC16、NCK2、NFAT5、NFATC2、NFATC3、NOTCH2、NUMB、PDGFB、PECAM1、PGF、PIK3C2B、PLGL、PTEN、RAC1、RET、RHEB、SDF2L1、SDFR1、SNAI2、SOS1、SPP1、SPUVE、STAT1、STAT3、STAT5B、TANK、TBRG1、TBX19、TBX2、TBX3、TCFL4、TGFA、TGFB1I4、TGFBI、TGFBR1、TGFBRAP1、THBD、TIMP1、TIMP2、TIMP3、TLR1、TLR3、TLR5、TM4SF8、TNFRSF14、TNFSF10、TNFSF13、TOB1、TRA1、TRAF2、TRAF3、TRAF4、TRAF6、VEGF、VEGFB、VIPR1、WNT11、WNT5AおよびWT1
からなる群より選ばれる2〜169の遺伝子である、方法。
A test method for predicting the initial onset or recurrence of a solid cancer, the method comprising measuring the expression level of a solid cancer stem cell marker gene in a biological sample collected from a test subject with respect to a transcription product or translation product of the gene Including the gene
ADAM10, ADAM12, ADAM9, ADAMTS10, ADAMTS19, AMFR, ATF1, ATF4, ATF5, ATF6, AXIN2, BCL3, BCL6, BCL7A, BCL7B, BIK, BMP5, BMP7, BMPR2, BNIP2, CASP2, CCL22, CCL5, CD58, CCL5, CD58 CDH18, CKLFSF7, CLDN8, CSTF3, CX3CL1, CXCL12, CXCL16, CXCR4, DAB2, DAPK1, DAPK3, DDX18, DDX27, DLG3, DVL3, EGF, EGFR, EPAS1, EPHA1, EPHA7, EPHB1, EPHB3, EPB EXOC7, FBXO32, FGF11, FGF13, FGF9, FGFR3, FURIN, FZD7, GPC6, GRB2, HDAC4, HDGF, HEY1, HIF1A, HNLF, IFI27, IFNAR1, IFNGR2, IGBP1, IGF1R, IGFBP2, IGFBP1, FGF3, IGFBP4 IGSF8, IL13RA1, IL18, IL1B, IL1R1, IL20RA, IL27RA, IL7, IL8, ING1, INSIG1, INSR, IRF2, IRF5, IRF6, IRF7, ITCH, ITGA5, ITGB5, ITGB6, KIF21A, KIT, KLF5, KRT18, KRT19, LAK, LIFR, LITAF, LYN, MMP14, MMP15, MMP24, MMP7, MSI2, MUC1, MUC16, NCK2, NFAT5, NFATC2, NFATC3, NOTCH2, NUMB, PDGFB, PECAM1, PGF, PIK3C2B, PLGL, PTEN, RAC1, RET, RHEB, SDF2L1, SDFR1, SNA I2, SOS1, SPP1, SPUVE, STAT1, STAT3, STAT5B, TANK, TBRG1, TBX19, TBX2, TBX3, TCFL4, TGFA, TGFB1I4, TGFBI, TGFBR1, TGFBRAP1, THBD, TIMP1, TIMP2, TIMP3, TLR1, TLR3, TLR5, TLR5, TLR5 TM4SF8, TNFRSF14, TNFSF10, TNFSF13, TOB1, TRA1, TRAF2, TRAF3, TRAF4, TRAF6, VEGF, VEGFB, VIPR1, WNT11, WNT5A and WT1
A method comprising 2 to 169 genes selected from the group consisting of:
固形癌を保有する患者に対する癌治療の効果を測定するための試験方法であって、当該患者から採取した生体試料における固形癌幹細胞マーカー遺伝子の発現レベルを、当該遺伝子の転写産物または翻訳産物を対象として測定する工程を含み、当該遺伝子が
ADAM10、ADAM12、ADAM9、ADAMTS10、ADAMTS19、AMFR、ATF1、ATF4、ATF5、ATF6、AXIN2、BCL3、BCL6、BCL7A、BCL7B、BIK、BMP5、BMP7、BMPR2、BNIP2、CASP2、CCL22、CCL5、CD58、CDC42、CDH18、CKLFSF7、CLDN8、CSTF3、CX3CL1、CXCL12、CXCL16、CXCR4、DAB2、DAPK1、DAPK3、DDX18、DDX27、DLG3、DVL3、EGF、EGFR、EPAS1、EPHA1、EPHA7、EPHB1、EPHB3、EPHB4、ERBB2、ERBB3、EXOC7、FBXO32、FGF11、FGF13、FGF9、FGFR3、FURIN、FZD7、GPC6、GRB2、HDAC4、HDGF、HEY1、HIF1A、HNLF、IFI27、IFNAR1、IFNGR2、IGBP1、IGF1R、IGFBP2、IGFBP3、IGFBP4、IGFBP6、IGSF1、IGSF8、IL13RA1、IL18、IL1B、IL1R1、IL20RA、IL27RA、IL7、IL8、ING1、INSIG1、INSR、IRF2、IRF5、IRF6、IRF7、ITCH、ITGA5、ITGB5、ITGB6、KIF21A、KIT、KLF5、KRT18、KRT19、LAK、LIFR、LITAF、LYN、MMP14、MMP15、MMP24、MMP7、MSI2、MUC1、MUC16、NCK2、NFAT5、NFATC2、NFATC3、NOTCH2、NUMB、PDGFB、PECAM1、PGF、PIK3C2B、PLGL、PTEN、RAC1、RET、RHEB、SDF2L1、SDFR1、SNAI2、SOS1、SPP1、SPUVE、STAT1、STAT3、STAT5B、TANK、TBRG1、TBX19、TBX2、TBX3、TCFL4、TGFA、TGFB1I4、TGFBI、TGFBR1、TGFBRAP1、THBD、TIMP1、TIMP2、TIMP3、TLR1、TLR3、TLR5、TM4SF8、TNFRSF14、TNFSF10、TNFSF13、TOB1、TRA1、TRAF2、TRAF3、TRAF4、TRAF6、VEGF、VEGFB、VIPR1、WNT11、WNT5AおよびWT1
からなる群より選ばれる2〜169の遺伝子である、方法。
A test method for measuring the effect of cancer treatment on a patient with solid cancer, the expression level of the solid cancer stem cell marker gene in a biological sample collected from the patient, and the transcription product or translation product of the gene Including the step of measuring as
ADAM10, ADAM12, ADAM9, ADAMTS10, ADAMTS19, AMFR, ATF1, ATF4, ATF5, ATF6, AXIN2, BCL3, BCL6, BCL7A, BCL7B, BIK, BMP5, BMP7, BMPR2, BNIP2, CASP2, CCL22, CCL5, CD58, CCL5, CD58 CDH18, CKLFSF7, CLDN8, CSTF3, CX3CL1, CXCL12, CXCL16, CXCR4, DAB2, DAPK1, DAPK3, DDX18, DDX27, DLG3, DVL3, EGF, EGFR, EPAS1, EPHA1, EPHA7, EPHB1, EPHB3, EPB EXOC7, FBXO32, FGF11, FGF13, FGF9, FGFR3, FURIN, FZD7, GPC6, GRB2, HDAC4, HDGF, HEY1, HIF1A, HNLF, IFI27, IFNAR1, IFNGR2, IGBP1, IGF1R, IGFBP2, IGFBP1, FGF3, IGFBP4 IGSF8, IL13RA1, IL18, IL1B, IL1R1, IL20RA, IL27RA, IL7, IL8, ING1, INSIG1, INSR, IRF2, IRF5, IRF6, IRF7, ITCH, ITGA5, ITGB5, ITGB6, KIF21A, KIT, KLF5, KRT18, KRT19, LAK, LIFR, LITAF, LYN, MMP14, MMP15, MMP24, MMP7, MSI2, MUC1, MUC16, NCK2, NFAT5, NFATC2, NFATC3, NOTCH2, NUMB, PDGFB, PECAM1, PGF, PIK3C2B, PLGL, PTEN, RAC1, RET, RHEB, SDF2L1, SDFR1, SNA I2, SOS1, SPP1, SPUVE, STAT1, STAT3, STAT5B, TANK, TBRG1, TBX19, TBX2, TBX3, TCFL4, TGFA, TGFB1I4, TGFBI, TGFBR1, TGFBRAP1, THBD, TIMP1, TIMP2, TIMP3, TLR1, TLR3, TLR5, TLR5, TLR5 TM4SF8, TNFRSF14, TNFSF10, TNFSF13, TOB1, TRA1, TRAF2, TRAF3, TRAF4, TRAF6, VEGF, VEGFB, VIPR1, WNT11, WNT5A and WT1
A method comprising 2 to 169 genes selected from the group consisting of:
生体試料が血漿、血清、リンパ液、骨髄液、唾液、精液または尿である、請求項1または2に記載の方法。   The method according to claim 1 or 2, wherein the biological sample is plasma, serum, lymph, bone marrow, saliva, semen or urine. 固形癌が乳癌である、請求項1〜3いずれかに記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the solid cancer is breast cancer. 固形癌の初発もしくは再発を予測または固形癌に対する治療効果を測定するための診断薬であって、下記固形癌幹細胞マーカー遺伝子:
ADAM10、ADAM12、ADAM9、ADAMTS10、ADAMTS19、AMFR、ATF1、ATF4、ATF5、ATF6、AXIN2、BCL3、BCL6、BCL7A、BCL7B、BIK、BMP5、BMP7、BMPR2、BNIP2、CASP2、CCL22、CCL5、CD58、CDC42、CDH18、CKLFSF7、CLDN8、CSTF3、CX3CL1、CXCL12、CXCL16、CXCR4、DAB2、DAPK1、DAPK3、DDX18、DDX27、DLG3、DVL3、EGF、EGFR、EPAS1、EPHA1、EPHA7、EPHB1、EPHB3、EPHB4、ERBB2、ERBB3、EXOC7、FBXO32、FGF11、FGF13、FGF9、FGFR3、FURIN、FZD7、GPC6、GRB2、HDAC4、HDGF、HEY1、HIF1A、HNLF、IFI27、IFNAR1、IFNGR2、IGBP1、IGF1R、IGFBP2、IGFBP3、IGFBP4、IGFBP6、IGSF1、IGSF8、IL13RA1、IL18、IL1B、IL1R1、IL20RA、IL27RA、IL7、IL8、ING1、INSIG1、INSR、IRF2、IRF5、IRF6、IRF7、ITCH、ITGA5、ITGB5、ITGB6、KIF21A、KIT、KLF5、KRT18、KRT19、LAK、LIFR、LITAF、LYN、MMP14、MMP15、MMP24、MMP7、MSI2、MUC1、MUC16、NCK2、NFAT5、NFATC2、NFATC3、NOTCH2、NUMB、PDGFB、PECAM1、PGF、PIK3C2B、PLGL、PTEN、RAC1、RET、RHEB、SDF2L1、SDFR1、SNAI2、SOS1、SPP1、SPUVE、STAT1、STAT3、STAT5B、TANK、TBRG1、TBX19、TBX2、TBX3、TCFL4、TGFA、TGFB1I4、TGFBI、TGFBR1、TGFBRAP1、THBD、TIMP1、TIMP2、TIMP3、TLR1、TLR3、TLR5、TM4SF8、TNFRSF14、TNFSF10、TNFSF13、TOB1、TRA1、TRAF2、TRAF3、TRAF4、TRAF6、VEGF、VEGFB、VIPR1、WNT11、WNT5AおよびWT1
からなる群より選ばれる2〜169の遺伝子の発現レベルを検出するための試薬を含有する診断薬。
A diagnostic agent for predicting the onset or recurrence of a solid cancer or measuring the therapeutic effect on a solid cancer, the following solid cancer stem cell marker gene:
ADAM10, ADAM12, ADAM9, ADAMTS10, ADAMTS19, AMFR, ATF1, ATF4, ATF5, ATF6, AXIN2, BCL3, BCL6, BCL7A, BCL7B, BIK, BMP5, BMP7, BMPR2, BNIP2, CASP2, CCL22, CCL5, CD58, CCL5, CD58 CDH18, CKLFSF7, CLDN8, CSTF3, CX3CL1, CXCL12, CXCL16, CXCR4, DAB2, DAPK1, DAPK3, DDX18, DDX27, DLG3, DVL3, EGF, EGFR, EPAS1, EPHA1, EPHA7, EPHB1, EPHB3, EPB EXOC7, FBXO32, FGF11, FGF13, FGF9, FGFR3, FURIN, FZD7, GPC6, GRB2, HDAC4, HDGF, HEY1, HIF1A, HNLF, IFI27, IFNAR1, IFNGR2, IGBP1, IGF1R, IGFBP2, IGFBP1, FGF3, IGFBP4 IGSF8, IL13RA1, IL18, IL1B, IL1R1, IL20RA, IL27RA, IL7, IL8, ING1, INSIG1, INSR, IRF2, IRF5, IRF6, IRF7, ITCH, ITGA5, ITGB5, ITGB6, KIF21A, KIT, KLF5, KRT18, KRT19, LAK, LIFR, LITAF, LYN, MMP14, MMP15, MMP24, MMP7, MSI2, MUC1, MUC16, NCK2, NFAT5, NFATC2, NFATC3, NOTCH2, NUMB, PDGFB, PECAM1, PGF, PIK3C2B, PLGL, PTEN, RAC1, RET, RHEB, SDF2L1, SDFR1, SNA I2, SOS1, SPP1, SPUVE, STAT1, STAT3, STAT5B, TANK, TBRG1, TBX19, TBX2, TBX3, TCFL4, TGFA, TGFB1I4, TGFBI, TGFBR1, TGFBRAP1, THBD, TIMP1, TIMP2, TIMP3, TLR1, TLR3, TLR5, TLR5, TLR5 TM4SF8, TNFRSF14, TNFSF10, TNFSF13, TOB1, TRA1, TRAF2, TRAF3, TRAF4, TRAF6, VEGF, VEGFB, VIPR1, WNT11, WNT5A and WT1
A diagnostic agent containing a reagent for detecting the expression level of 2 to 169 genes selected from the group consisting of:
固形癌が乳癌である、請求項5に記載の診断薬。   The diagnostic agent according to claim 5, wherein the solid cancer is breast cancer. 試薬が固形癌幹細胞マーカー遺伝子の転写産物または翻訳産物に対する、プライマー、核酸プローブおよび抗体から選ばれる、請求項5または6に記載の診断薬。   The diagnostic agent according to claim 5 or 6, wherein the reagent is selected from a primer, a nucleic acid probe and an antibody against a transcription product or translation product of a solid cancer stem cell marker gene. 固体支持体および当該支持体の表面に固定された核酸プローブを含む、固形癌の初発もしくは再発または固形癌に対する治療効果の診断用アレイであって、当該核酸プローブが以下の固形癌幹細胞マーカー遺伝子:
ADAM10、ADAM12、ADAM9、ADAMTS10、ADAMTS19、AMFR、ATF1、ATF4、ATF5、ATF6、AXIN2、BCL3、BCL6、BCL7A、BCL7B、BIK、BMP5、BMP7、BMPR2、BNIP2、CASP2、CCL22、CCL5、CD58、CDC42、CDH18、CKLFSF7、CLDN8、CSTF3、CX3CL1、CXCL12、CXCL16、CXCR4、DAB2、DAPK1、DAPK3、DDX18、DDX27、DLG3、DVL3、EGF、EGFR、EPAS1、EPHA1、EPHA7、EPHB1、EPHB3、EPHB4、ERBB2、ERBB3、EXOC7、FBXO32、FGF11、FGF13、FGF9、FGFR3、FURIN、FZD7、GPC6、GRB2、HDAC4、HDGF、HEY1、HIF1A、HNLF、IFI27、IFNAR1、IFNGR2、IGBP1、IGF1R、IGFBP2、IGFBP3、IGFBP4、IGFBP6、IGSF1、IGSF8、IL13RA1、IL18、IL1B、IL1R1、IL20RA、IL27RA、IL7、IL8、ING1、INSIG1、INSR、IRF2、IRF5、IRF6、IRF7、ITCH、ITGA5、ITGB5、ITGB6、KIF21A、KIT、KLF5、KRT18、KRT19、LAK、LIFR、LITAF、LYN、MMP14、MMP15、MMP24、MMP7、MSI2、MUC1、MUC16、NCK2、NFAT5、NFATC2、NFATC3、NOTCH2、NUMB、PDGFB、PECAM1、PGF、PIK3C2B、PLGL、PTEN、RAC1、RET、RHEB、SDF2L1、SDFR1、SNAI2、SOS1、SPP1、SPUVE、STAT1、STAT3、STAT5B、TANK、TBRG1、TBX19、TBX2、TBX3、TCFL4、TGFA、TGFB1I4、TGFBI、TGFBR1、TGFBRAP1、THBD、TIMP1、TIMP2、TIMP3、TLR1、TLR3、TLR5、TM4SF8、TNFRSF14、TNFSF10、TNFSF13、TOB1、TRA1、TRAF2、TRAF3、TRAF4、TRAF6、VEGF、VEGFB、VIPR1、WNT11、WNT5AおよびWT1
から選ばれる2〜169の遺伝子にそれぞれハイブリダイズするプローブである、アレイ。
An array for diagnosing the initial or recurrence of solid cancer or a therapeutic effect on solid cancer, comprising a solid support and a nucleic acid probe immobilized on the surface of the support, the nucleic acid probe comprising the following solid cancer stem cell marker gene:
ADAM10, ADAM12, ADAM9, ADAMTS10, ADAMTS19, AMFR, ATF1, ATF4, ATF5, ATF6, AXIN2, BCL3, BCL6, BCL7A, BCL7B, BIK, BMP5, BMP7, BMPR2, BNIP2, CASP2, CCL22, CCL5, CD58, CCL5, CD58 CDH18, CKLFSF7, CLDN8, CSTF3, CX3CL1, CXCL12, CXCL16, CXCR4, DAB2, DAPK1, DAPK3, DDX18, DDX27, DLG3, DVL3, EGF, EGFR, EPAS1, EPHA1, EPHA7, EPHB1, EPHB3, EPB EXOC7, FBXO32, FGF11, FGF13, FGF9, FGFR3, FURIN, FZD7, GPC6, GRB2, HDAC4, HDGF, HEY1, HIF1A, HNLF, IFI27, IFNAR1, IFNGR2, IGBP1, IGF1R, IGFBP2, IGFBP1, FGF3, IGFBP4 IGSF8, IL13RA1, IL18, IL1B, IL1R1, IL20RA, IL27RA, IL7, IL8, ING1, INSIG1, INSR, IRF2, IRF5, IRF6, IRF7, ITCH, ITGA5, ITGB5, ITGB6, KIF21A, KIT, KLF5, KRT18, KRT19, LAK, LIFR, LITAF, LYN, MMP14, MMP15, MMP24, MMP7, MSI2, MUC1, MUC16, NCK2, NFAT5, NFATC2, NFATC3, NOTCH2, NUMB, PDGFB, PECAM1, PGF, PIK3C2B, PLGL, PTEN, RAC1, RET, RHEB, SDF2L1, SDFR1, SNA I2, SOS1, SPP1, SPUVE, STAT1, STAT3, STAT5B, TANK, TBRG1, TBX19, TBX2, TBX3, TCFL4, TGFA, TGFB1I4, TGFBI, TGFBR1, TGFBRAP1, THBD, TIMP1, TIMP2, TIMP3, TLR1, TLR3, TLR5, TLR5, TLR5 TM4SF8, TNFRSF14, TNFSF10, TNFSF13, TOB1, TRA1, TRAF2, TRAF3, TRAF4, TRAF6, VEGF, VEGFB, VIPR1, WNT11, WNT5A and WT1
An array which is a probe that hybridizes to each of 2 to 169 genes selected from
前記核酸プローブが約20から80塩基長である、請求項8に記載のアレイ。   9. The array of claim 8, wherein the nucleic acid probe is about 20 to 80 bases long. 固形癌幹細胞マーカー遺伝子の発現または活性を抑制し得る物質を含む、固形癌の初発または再発の予防または治療剤であって、当該遺伝子が
ADAM10、ADAM12、ADAM9、ADAMTS10、ADAMTS19、AMFR、ATF1、ATF4、ATF5、ATF6、AXIN2、BCL3、BCL6、BCL7A、BCL7B、BIK、BMP5、BMP7、BMPR2、BNIP2、CASP2、CCL22、CCL5、CD58、CDC42、CDH18、CKLFSF7、CLDN8、CSTF3、CX3CL1、CXCL12、CXCL16、CXCR4、DAB2、DAPK1、DAPK3、DDX18、DDX27、DLG3、DVL3、EGF、EGFR、EPAS1、EPHA1、EPHA7、EPHB1、EPHB3、EPHB4、ERBB2、ERBB3、EXOC7、FBXO32、FGF11、FGF13、FGF9、FGFR3、FURIN、FZD7、GPC6、GRB2、HDAC4、HDGF、HEY1、HIF1A、HNLF、IFI27、IFNAR1、IFNGR2、IGBP1、IGF1R、IGFBP2、IGFBP3、IGFBP4、IGFBP6、IGSF1、IGSF8、IL13RA1、IL18、IL1B、IL1R1、IL20RA、IL27RA、IL7、IL8、ING1、INSIG1、INSR、IRF2、IRF5、IRF6、IRF7、ITCH、ITGA5、ITGB5、ITGB6、KIF21A、KIT、KLF5、KRT18、KRT19、LAK、LIFR、LITAF、LYN、MMP14、MMP15、MMP24、MMP7、MSI2、MUC1、MUC16、NCK2、NFAT5、NFATC2、NFATC3、NOTCH2、NUMB、PDGFB、PECAM1、PGF、PIK3C2B、PLGL、PTEN、RAC1、RET、RHEB、SDF2L1、SDFR1、SNAI2、SOS1、SPP1、SPUVE、STAT1、STAT3、STAT5B、TANK、TBRG1、TBX19、TBX2、TBX3、TCFL4、TGFA、TGFB1I4、TGFBI、TGFBR1、TGFBRAP1、THBD、TIMP1、TIMP2、TIMP3、TLR1、TLR3、TLR5、TM4SF8、TNFRSF14、TNFSF10、TNFSF13、TOB1、TRA1、TRAF2、TRAF3、TRAF4、TRAF6、VEGF、VEGFB、VIPR1、WNT11、WNT5AおよびWT1
からなる群より選ばれる、予防または治療剤。
A preventive or therapeutic agent for initial or recurrence of solid cancer, comprising a substance capable of suppressing the expression or activity of a solid cancer stem cell marker gene, wherein the gene is
ADAM10, ADAM12, ADAM9, ADAMTS10, ADAMTS19, AMFR, ATF1, ATF4, ATF5, ATF6, AXIN2, BCL3, BCL6, BCL7A, BCL7B, BIK, BMP5, BMP7, BMPR2, BNIP2, CASP2, CCL22, CCL5, CD58, CCL5, CD58 CDH18, CKLFSF7, CLDN8, CSTF3, CX3CL1, CXCL12, CXCL16, CXCR4, DAB2, DAPK1, DAPK3, DDX18, DDX27, DLG3, DVL3, EGF, EGFR, EPAS1, EPHA1, EPHA7, EPHB1, EPHB3, EPB EXOC7, FBXO32, FGF11, FGF13, FGF9, FGFR3, FURIN, FZD7, GPC6, GRB2, HDAC4, HDGF, HEY1, HIF1A, HNLF, IFI27, IFNAR1, IFNGR2, IGBP1, IGF1R, IGFBP2, IGFBP1, FGF3, IGFBP4 IGSF8, IL13RA1, IL18, IL1B, IL1R1, IL20RA, IL27RA, IL7, IL8, ING1, INSIG1, INSR, IRF2, IRF5, IRF6, IRF7, ITCH, ITGA5, ITGB5, ITGB6, KIF21A, KIT, KLF5, KRT18, KRT19, LAK, LIFR, LITAF, LYN, MMP14, MMP15, MMP24, MMP7, MSI2, MUC1, MUC16, NCK2, NFAT5, NFATC2, NFATC3, NOTCH2, NUMB, PDGFB, PECAM1, PGF, PIK3C2B, PLGL, PTEN, RAC1, RET, RHEB, SDF2L1, SDFR1, SNA I2, SOS1, SPP1, SPUVE, STAT1, STAT3, STAT5B, TANK, TBRG1, TBX19, TBX2, TBX3, TCFL4, TGFA, TGFB1I4, TGFBI, TGFBR1, TGFBRAP1, THBD, TIMP1, TIMP2, TIMP3, TLR1, TLR3, TLR5, TLR5, TLR5 TM4SF8, TNFRSF14, TNFSF10, TNFSF13, TOB1, TRA1, TRAF2, TRAF3, TRAF4, TRAF6, VEGF, VEGFB, VIPR1, WNT11, WNT5A and WT1
A prophylactic or therapeutic agent selected from the group consisting of
固形癌が乳癌である、請求項10に記載の予防または治療剤。   The prophylactic or therapeutic agent according to claim 10, wherein the solid cancer is breast cancer.
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