(57)【要約】  本発明は、CHK1阻害薬に対する患者の応答性を推定する方法に関する。この方法は、DNA傷害薬で処置されている被験患者からの試料を調製し；そして活性CHK1シグナル伝達経路分子の存在を判定することを含み、その際、活性CHK1シグナル伝達経路分子の存在はCHK1阻害薬をその患者に投与すべきであることの指標である。【選択図】図１
2008530575.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
CHK1阻害薬に対する患者の応答性を推定する方法であって、
DNA傷害薬で処置されている被験患者からの試料を調製し；そして
活性CHK1シグナル伝達経路分子の存在を判定し、その際、活性CHK1シグナル伝達経路分子の存在はCHK1阻害薬をその患者に投与すべきであることの指標である
ことを含む方法。
【請求項２】
さらに、CHK1阻害薬を投与することを含む、請求項１の方法。
【請求項３】
試料が腫瘍、末梢血、細胞擦過物、毛包、皮膚パンチまたは頬試料である、請求項１の方法。
【請求項４】
活性CHK1シグナル伝達経路分子がリン酸化CHK1である、請求項１の方法。
【請求項５】
リン酸化CHK1をCHK1抗体により判定する、請求項４の方法。
【請求項６】
活性CHK1シグナル伝達経路分子がリン酸化Cdc25A、リン酸化Cdc25C、リン酸化サイクリンB、リン酸化オーロラB、リン酸化H2AXまたはホスホヒストンH3である、請求項１の方法。
【請求項７】
DNA傷害薬がアルキル化剤、代謝拮抗薬、トポイソメラーゼ阻害薬、放射線類似作用薬またはγ線である、請求項１の方法。
【請求項８】
CHK1阻害薬に対する患者の応答性を推定する方法であって、
（a）DNA傷害薬で処置されている被験患者からの試料を調製し；
（b）活性CHK1シグナル伝達経路分子の存在を判定し、その際、活性CHK1シグナル伝達経路分子の存在はCHK1阻害薬をその患者に投与すべきであることの指標であり；そして
（c）CHK1阻害薬をその患者に投与する
ことを含む方法。
【請求項９】
（d）被験患者からの第２試料を調製し；そして
（e）活性CHK1シグナル伝達経路分子の量の増加の存在を判定し、その際、（b）と比較した活性CHK1シグナル伝達経路分子の存在の増加は、療法有効量のCHK1阻害薬がその患者に投与されたことの指標である
ことをさらに含む、請求項８の方法。
【請求項１０】
患者にCHK1阻害薬を投与すべきであるかを判定する方法であって、
DNA傷害薬およびCHK1阻害薬で処置されている被験患者からの試料を調製し；そして
リン酸化H2AXの存在を判定し、その際、対照と比較したリン酸化H2AXレベルの上昇は、療法有効量のCHK1阻害薬がその患者に投与されたことの指標である
ことを含む方法。
【請求項１１】
CHK1阻害薬に対する患者の応答性を推定する方法であって、
被験癌患者からの試料を調製し；そして
リン酸化CHK1またはリン酸化H2AXの存在を判定し、その際、リン酸化CHK1またはリン酸化H2AXの存在はCHK1阻害薬をその患者に投与すべきであることの指標である
ことを含む方法。
【請求項１２】
試料が、循環腫瘍細胞を含む血液試料である、請求項１１の方法。
【請求項１３】
リン酸化CHK1をCHK1抗体により判定する、請求項１１の方法。
【請求項１４】
癌が非充実性腫瘍または充実性腫瘍である、請求項１１の方法。
【請求項１５】
腫瘍が白血病、多発性骨髄腫またはリンパ腫である、請求項１４の方法。
【請求項１６】
白血病患者を処置する方法であって、
白血病患者の試料からリン酸化CHK1またはリン酸化H2AXの存在を判定し；そして
試料中にリン酸化CHK1またはリン酸化H2AXが存在すると判定された際に、CHK1阻害薬をその患者に投与する
ことを含む方法。
【請求項１７】
CHK1阻害薬に対する患者の応答を推定するためのキットであって、
（a）CHK1シグナル伝達分子に対するリン酸特異的抗体１種類以上、および
（b）CHK1シグナル伝達分子への該抗体の結合を検出するのに適切な試薬
を含むキット。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の分野
本発明は、被験癌患者における療法薬活性の指標としてのバイオマーカーの使用に関する。本発明のバイオマーカーは、たとえば療法薬を投与する時期の判定、または患者に対する療法有効量の選択のために使用できる。
【０００２】
発明の背景
現在では化学療法および放射線照射が癌の処置のための主選択肢であるが、これら両方法の有用性は、正常組織に対する激しい有害作用および頻繁な腫瘍細胞耐性の発現によって著しく制限される。したがって、それらに伴う毒性を増大させないようにしてこのような処置の有効性を改善することがきわめて望ましい。これを達成するための１方法は、特異的増強薬の使用によるものである。一般にこれらの薬剤は、既存薬剤または新規薬剤と組み合わせて使用するように設計される。
【０００３】
個々の細胞は、それの染色体の精確なコピーを作成し、次いでこれらを別個の細胞中へ分離することにより複製する。このDNA複製、染色体分離および分裂のサイクルは、細胞内でこれらの段階の順序を維持し、かつ各段階が正確に実施されるのを保証する機序によって調節されている。これらのプロセスに対する鍵は、細胞周期チェックポイント（Hartwell et al., Science, (1989) 246 (4930): 629-34）であり、ここでは周期を続行して有糸分裂へ進入する前にDNA修復機序が作動する時間をとるために細胞が停止すると思われる。細胞周期にはこのようなチェックポイントが３つある。p53により調節されるG1/Sチェックポイント、S期、およびSer/Thrキナーゼチェックポイントキナーゼ１(CHK1)がモニターするG2/Mチェックポイントである。
【０００４】
CHK1は、化学療法または放射線療法により誘発されるDNA傷害に伴う毛細血管拡張性運動失調（ATR）および／または変異型毛細血管拡張性運動失調(ATM)によるSer 317および／またはSer 345のリン酸化により活性化される（Zhao, H. et al., (2001) Molecular Cell Biology 21, 7239-7249）。次いでCHK1が、cdc25A、cdc25CおよびTLK（tousled like kinase）を含めた多数の基質をリン酸化する。cdc25Aおよびcdc25CがCHK1によりリン酸化されると、それらはそれぞれ分解および再局在化により不活性化される。cdc25Aおよびcdc25Cの不活性化により、次いで細胞周期がそれぞれ細胞周期のS期およびG2期で停止する。DNA傷害に伴うCHK1仲介による細胞周期停止のほか、CHK1はDNA修復プロセスにも関与するというデータが文献から得られている（Sengupta et al., Journal of Cell Biology, 166, 6: 801-813, 2004）。さらに、CHK1は細胞分裂において役割をもつという推定もデータから示唆されている。具体的には、CHK１は、cdc25Bの調節によってサイクリンB-Cdk1の早期活性化を阻止することにより有糸分裂への進入を調節し（Kramer et al., Nature Cell Biology, 6; 9; 884-891, 2004）、複製開始を調節する役割を果たすようである。
【０００５】
これらのチェックポイントにより誘発される細胞周期停止は、放射線療法または化学療法により生じる傷害を細胞が克服できる重大な機序であるので、新規薬剤によりそれらを阻止することは、DNA傷害療法に対する腫瘍細胞の感受性を高めるはずである。さらに、大部分の腫瘍において、p53変異による腫瘍特異的なG1/Sチェックポイント阻止を腫瘍選択的薬剤の提供のために利用できる。G2/Mチェックポイントを阻止する化学増感薬を設計するための１方法は、鍵となるG2/M調節キナーゼCHK1の阻害薬を開発することであり、この方法が機能することは、多数の概念証明試験において示されている（Koniaras et al., Oncogene, 2001, 20:7453; Luo et al., Neoplasia, 2001, 3:411; Busby et al., Cancer Res., 2000, 60:2108; Jackson et al., Cancer Res., 2000, 60:566）。
【０００６】
バイオマーカーは、正常な生物学的プロセス、病的プロセス、または療法介入に対する薬理学的応答の指標として客観的に測定および評価される特性である（Atkinson et al, Clin. Pharmacol. Ther., 69: 89-95 (2001)）。新規な確証されたバイオマーカーが開発されると、健康管理および薬物開発の経費が著しく軽減し、かつ多様な疾患および状態のための処置が著しく改善されると考えられる。
【０００７】
臨床試験を最適に計画し、これらの試験から最も多くの情報を得るためには、バイオマーカーが必要である。これらのマーカーは代理（surrogate）組織および腫瘍組織において測定可能でなければならず、かつこの経路の阻害と相関すべきである。さらに、バイオマーカーは上流経路の活性化および下流経路の不活性化を証明すべきである。理想的には、これらのマーカーは有効性とも相関し、したがって最終的には患者の選択に使用できるであろう。
【０００８】
発明の概要
本発明は、一部は、CHK1阻害薬を投与すべきかどうか、いつCHK1阻害薬を投与するかを含めて、CHK1阻害薬に対する患者の応答性を判定するために、およびCHK1阻害薬の療法有効量を判定するために使用できる方法を基礎とする。具体的には本発明方法は、１種類以上の活性CHK1シグナル伝達分子、たとえばリン酸化CHK1を判定することを含む。活性CHK1シグナル伝達分子の存在は、CHK1阻害薬を投与すべきであることを指示する。他の本発明方法において、本発明方法は、適切な量のCHK1阻害薬が患者に投与されたかどうかの指標としてリン酸化H2AXの存在を判定することを含む。
【０００９】
本発明のバイオマーカーは、新生物疾患、たとえば子宮頚癌、頭頚部癌、胸部癌、卵巣、肺（非小細胞）、膵臓、食道、胃、小腸、肝、大腸、前立腺その他の組織の癌、ならびに白血病およびリンパ腫（慢性リンパ性白血病を含む）、中枢神経系および末梢神経系の腫瘍、ならびに他のタイプの腫瘍、たとえば黒色腫、および肉腫（線維肉腫、中皮腫および骨肉腫を含む）、ならびに内分泌腫瘍、たとえば島細胞腫および甲状腺腫の治療または予防に使用できる。
【００１０】
したがって、１観点において本発明は、CHK1阻害薬に対する患者の応答性を推定する方法を含む。この方法は、（a）DNA傷害薬、たとえば細胞ストレスを引き起こすことができるアルキル化剤、白金薬、代謝拮抗薬、トポイソメラーゼIもしくはトポイソメラーゼII阻害薬または挿入薬、放射線類似作用薬またはγ線、および他の薬剤、たとえば抗体で処置されている被験患者からの試料を調製し；そして（b）活性CHK1シグナル伝達経路分子の存在を判定することを含み、その際、活性CHK1シグナル伝達経路分子の存在はCHK1阻害薬をその患者に投与すべきであることの指標である。この方法はさらに、CHK1阻害薬を投与することを含む。
【００１１】
本発明の試料は、腫瘍、末梢血、細胞擦過物、毛包、皮膚パンチまたは頬試料など、適切ないかなる試料であってもよい。
【００１２】
活性CHK1シグナル伝達経路分子は、リン酸化CHK1、リン酸化Cdc25A、リン酸化Cdc25C、リン酸化サイクリンB、リン酸化オーロラ（Aurora）B、リン酸化H2AXまたはホスホヒストン（phosphohistone）H3であってよい。リン酸化CHK1をCHK1抗体、たとえばリン酸特異的抗体（phophospecific antibody）により判定することができる。
【００１３】
他の観点において本発明は、CHK1阻害薬に対する患者の応答性を推定する方法を含む。この方法は、（a）DNA傷害薬で処置されている被験患者からの試料を調製し；（b）活性CHK1シグナル伝達経路分子の存在を判定し、その際、活性CHK1シグナル伝達経路分子の存在はCHK1阻害薬をその患者に投与すべきであることの指標であり；そして（c）CHK1阻害薬をその患者に投与することを含む。この方法はさらに、（d）この被験患者からの第２試料を調製し；そして（e）活性CHK1シグナル伝達経路分子の量の増加の存在を判定することを含み、その際、（b）と比較した活性CHK1シグナル伝達経路分子の存在の増加は、療法有効量のCHK1阻害薬がその患者に投与されたことの指標である。
【００１４】
他の観点において本発明は、CHK1阻害薬に対する患者の応答性を推定する方法を含む。この方法は、被験癌患者からの試料を調製し；そして活性CHK1シグナル伝達経路分子の存在を判定することを含み、その際、活性CHK1シグナル伝達経路分子の存在はCHK1阻害薬をその患者に投与すべきであることの指標である。一例において、試料は循環腫瘍細胞を含む血液試料である。活性CHK1シグナル伝達経路分子は、リン酸化CHK1またはリン酸化H2AXであってよい。リン酸化CHK1は、CHK1抗体を含めたいずれか適切な方法を用いて判定できる。癌は、非充実性腫瘍、たとえば白血病、多発性骨髄腫もしくはリンパ腫、または充実性腫瘍であってよい。
【００１５】
他の観点において本発明は、白血病患者を処置する方法を含み、この方法は白血病患者の試料からリン酸化CHK1またはリン酸化H2AXの存在を判定し；そして試料中に活性CHK1シグナル伝達経路分子が存在すると判定された際に、CHK1阻害薬をその患者に投与することを含む。
【００１６】
他の観点において本発明は、患者にCHK1阻害薬を投与すべきであるかを判定する方法を含む。この方法は、DNA傷害薬または細胞ストレス誘発性抗体およびCHK1阻害薬で処置されている被験患者からの試料を調製し；そしてリン酸化H2AXの存在を対照（DNA傷害薬のみで処置した試料）と比較して判定することを含み、その際、リン酸化H2AXの存在は療法有効量のCHK1阻害薬がその患者に投与されたことの指標である。
【００１７】
他の観点において本発明は、CHK1阻害薬に対する患者の応答性を推定するためのキットを含み、このキットは（a）CHK1シグナル伝達分子に対するリン酸特異的抗体１種類以上、および（b）CHK1シグナル伝達分子への該抗体の結合を検出するのに適切な試薬を含む。
【００１８】
詳細な記述
本発明は、CHK1阻害薬に対する患者の応答を推定するためのバイオマーカーを提供する。これらの推定用バイオマーカーは、たとえばCHK1阻害薬を投与する時期を指示するために、または癌患者を効果的に処置するのに使用できるCHK1阻害薬量を判定するために、使用できる。
【００１９】
バイオマーカー
本発明は、CHK1阻害薬に対する患者の応答性を推定するために使用できる多種多様なバイオマーカーを含む。本発明のバイオマーカーには、活性CHK1シグナル伝達分子が含まれる。活性CHK1シグナル伝達分子は、CHK1の活性化の結果として直接または間接的に修飾された、たとえば活性化または不活性化された、いずれかの分子である。たとえば、活性CHK1シグナル伝達分子はリン酸化CHK1であってよい。活性CHK1シグナル伝達分子として用いられる他の分子には、リン酸化したTLK1/2、CDC25、サイクリンB、オーロラBまたはホスホヒストンH3が含まれる。さらに、CHK1シグナル伝達経路分子には、ATRまたはATMによって活性化される分子、たとえばH2AXが含まれる。
【００２０】
一例において、バイオマーカーはH2AXである。対照（CHK1およびDNA傷害薬の投与前、またはDNA傷害薬の投与前に患者から採取した試料）と比較した、DNA傷害薬とCHK1阻害薬の両方を投与した後のリン酸化H2AX（ガンマH2AXとしても知られる）の存在は、適切な用量のCHK1阻害薬が投与されたことの指標である。
【００２１】
一例において、バイオマーカーは核フォーカス（nuclear foci）である。DNA傷害薬を投与されている患者から採取した試料中にフォーカスが存在することは、より高い用量のCHK1阻害薬を投与すべきであることの指標である。
【００２２】
アッセイ法
本発明は、CHK1阻害薬に対する患者の応答性を推定するために使用できる多数のバイオマーカーを提供する。バイオマーカーの存在を検出するための方法の一例には、被験者からDNA傷害薬または細胞ストレス誘発薬による処置を行わない状態での腫瘍または代理組織試料を入手し、バイオマーカーの存在を判定することが含まれる。他の方法例において、バイオマーカーの存在を検出するための方法は、DNA傷害薬を投与された被験者から腫瘍または代理組織試料を入手し、バイオマーカーの存在を判定することが含まれる。
【００２３】
DNA傷害薬
一般に、DNA傷害薬を被験癌患者に投与する。DNA傷害薬は、たとえば二本鎖DNA破断を含めたきわめて有毒な薬剤である。理論により拘束されたくはないが、十分な量のDNA傷害薬を癌患者に投与すると、細胞は細胞周期チェックポイントの活性化を含めたDNA傷害応答経路の活性化により反応すると考えられる。細胞周期チェックポイントキナーゼであるCHK1は細胞を停止させ、これによりDNA修復を可能にすると考えられ、したがってそれを阻害すると癌薬剤に対して増感された腫瘍細胞になる。
【００２４】
本発明に使用できるDNA傷害薬には、適切ないずれかのDNA傷害薬が含まれる。DNA傷害薬の例には下記のものが含まれる：アルキル化剤、たとえばシクロホスファミド（cyclophosphamide）；一本鎖または二本鎖DNAを破断する他の薬剤、たとえば白金化剤：シスプラチン（cisplatin）、カルボプラチン（carboplatin）およびオキサリプラチン（oxaliplatin）を含む；代謝拮抗薬、たとえば5-フルオロウラシル、フルダラビン（fludarabine）およびゲムシタビン（gemcitabine）；トポイソメラーゼIまたはIII阻害薬、たとえばドキソルビシン（doxorubicin）、エトポシド（etoposide）およびトポテカン（topotecan）；ならびにストレス誘発薬：細胞表面タンパク質に対する抗体、たとえばリツキシマブ（rituximab）、セツキシマブ（cetuximab）またはトラスツヅマブ（trastuzumab）；放射線類似作用薬、たとえばブレオマイシンおよびγ線。
【００２５】
試料
本発明のバイオマーカーの存在を判定するのに適切ないずれかの試料を使用できる。一例において、試料は代理組織試料であり、たとえば試料は末梢血、唾液、細胞擦過物、頬試料、毛包、皮膚パンチまたは喀痰であってよい。
【００２６】
あるいは、DNA傷害薬を投与されているいずれかの患者から腫瘍試料を採取することができる。たとえば腫瘍は非充実性腫瘍、たとえば白血病、多発性骨髄腫またはリンパ腫であってもよく、あるいは充実性腫瘍、たとえば胆管、骨、膀胱、脳／CNS、胸部、卵巣、小腸、結腸直腸、子宮頚、子宮内膜、胃、頭頚部、肝、肺、筋、神経、食道、卵巣、膵臓、胸膜／腹膜、前立腺、腎、皮膚、精巣、甲状腺、子宮、外陰部の腫瘍、ならびに他のタイプの腫瘍、たとえば黒色腫、および肉腫（線維肉腫、中皮腫および骨肉腫を含む）、ならびに内分泌腫瘍、たとえば島細胞腫および甲状腺腫であってもよい。
【００２７】
活性CHK1シグナル伝達経路分子の検出
一例において本発明方法は、被験患者の試料から活性CHK1シグナル伝達経路分子の存在を判定する方法を含む。他の例において本発明方法は、DNA傷害薬で処置されている被験患者の試料から活性CHK1シグナル伝達経路分子の存在を判定する方法を含む。活性CHK1シグナル伝達経路分子、たとえばリン酸化CHK1、リン酸化TLK1/2、リン酸化CDC25、リン酸化サイクリンB、リン酸化オーロラB、リン酸化H2AXまたはホスホヒストンH3の存在は、CHK1阻害薬をその患者に投与すべきであることの指標である。
【００２８】
本発明者らはさらに、CHK1阻害薬の投与後にCHK1阻害薬がそれの分子ターゲットを阻害しているかを推定することができると判断した。この方法は、CHK1阻害薬を投与された患者から第２試料を採取し、リン酸化CHK1を測定することを含む。一般に、CHK1阻害薬投与の4〜24時間後に試料を採取する。療法有効量のCHK1阻害薬を投与された患者は、第１試料から測定したリン酸化CHK1の量と比較して、より長期間、たとえば24時間以上、リン酸化CHK1の量が増加しているであろう（たとえば少なくとも2倍）。理論により拘束されたくはないが、CHK1阻害薬投与後のリン酸化CHK1量の増加は、CHKの下流の分子が阻害されるのに伴って細胞はCHK1の上流の分子を活性化することにより代償しようとするからであると本発明者らは考える。
【００２９】
本発明の活性CHK1シグナル伝達経路分子の存在の判定は、当技術分野で既知のいずれかの方法で実施できる。たとえばリン酸化CHK1、リン酸化TLK1/2、リン酸化CDC25、リン酸化サイクリンB、リン酸化オーロラB、リン酸化H2AXまたはホスホヒストンH3は、これらのタンパク質と、これらのタンパク質中に存在するリン酸化されたセリン、トレオニンまたはチロシンアミノ酸に対する抗体、たとえばモノクローナル抗体との反応により、視覚化することができる。たとえばホスホチロシン含有タンパク質の単離および同定に有用なモノクローナル抗体はUSP No. 4,543,439に記載されている。
【００３０】
活性CHK1タンパク質の測定に必要な方法および試薬は、当業者に容易に認識できる。活性CHK1シグナル伝達分子の検出に使用できる関連試薬には、タンパク質を結合しうるペプチド模倣体、タンパク質、ペプチド、核酸、低分子、抗体または他の薬物候補など、いずれかの分子が含まれる。一例においては、市販の抗体を用いて活性CHK1シグナル伝達分子を検出できる。たとえば、リン酸化されたCHK1およびCDC2に対する抗体はCell Signaling（マサチュセッツ州ビバリー）から入手でき；リン酸化CDC25Aに対する抗体Ab-3はLab-vision（カリフォルニア州フレモント）から入手でき；オーロラBに対する抗体はAbcam（マサチュセッツ州ケンブリッジ）から入手でき；リン酸化H2AXに対する抗体はUpstate Biotechnology（ニューヨーク州アップステート）から入手できる。
【００３１】
一般に、活性CHK1シグナル伝達分子を視覚化するために用いられる抗体を、当技術分野で知られているいずれかの方法により、たとえばレポーター分子を用いて、標識することができる。本明細書中で用いるレポーター分子とは、抗体が対向タンパク質に結合した際に分析により同定できる信号を発生し、当業者が同定できる分子である。検出は定性的または定量的のいずれであってもよい。慣用されるレポーター分子には、発蛍光団、酵素、ビオチン、化学発光性分子、生物発光性分子、ジゴキシゲニン、アビジン、ストレプトアビジンまたは放射性同位体が含まれる。慣用される酵素には、特に西洋ワサビペルオキシダーゼ、アルカリホスファターゼ、グルコースオキシダーゼおよびβ-ガラクトシダーゼが含まれる。これらの酵素と共に用いる基質は一般に、対応する酵素により加水分解された際に検出可能な色の変化を生じるように選択される。たとえば、アルカリホスファターゼレポーター分子と共に使用するためにはリン酸p-ニトロフェニルが適切であり；西洋ワサビペルオキシダーゼには1,2-フェニレンジアミン、5-アミノサリチル酸またはトルエンが一般に用いられる。抗体へのレポーター分子の取込みは、当業者に既知のいずれかの方法で実施できる。
【００３２】
タンパク質を分離および視覚化した後、容易になしうる方法で各タンパク質種の量を評価することができる。たとえば、タンパク質をポリアクリルアミドゲル上で電気泳動により分離することを含むウェスタンブロット分析を用い、分離したタンパク質を検出した後、その光学濃度を評価することにより各タンパク質の相対量を定量できる。あるいは、他の方法、たとえばFACS、免疫組織化学、ELISAなどを使用できる。
【００３３】
本発明方法においては、１種類以上の活性CHK1シグナル伝達経路分子を検出できる。たとえば、多数の活性CHK1シグナル伝達経路分子の存在を検出できるアッセイ系を設定することができる。
【００３４】
リン酸化H2AXの検出
本発明方法は、DNA傷害薬とCHK1阻害薬の両方を被験癌患者に投与した後にリン酸化H2AX（ガンマH2AXとしても知られる）の存在を同定することをも含む。DNA傷害薬を選択する際、DNA傷害薬がCHK1阻害薬の存在下または不存在下でH2AXをリン酸化する能力を、予め判定しておかなければならない。一例において本発明方法は、CHK1なしに単独で投与した場合にH2AXのリン酸化がわずかしか、または全く増大しないDNA傷害薬を使用する。そのようなDNA傷害薬の例には、ゲムシタビンおよびドキソルビシン（dox）が含まれる。この例では、Chk1阻害薬とDNA傷害薬の組合わせにより、H2AXリン酸化の大幅な増大、たとえば相乗的応答が生じる。本発明方法によれば、対照（対照はDNA傷害薬およびCHK1阻害薬を投与する前に患者から採取した試料であってよい）と比較したリン酸化H2AXの存在の増大は、そのCHK1阻害薬が療法有効量で投与されたことを指示する。
【００３５】
リン酸化H2AXは、このタンパク質を結合しうるペプチド模倣体、タンパク質、ペプチド、核酸、低分子、抗体または他の薬物候補など、いずれかの物質を用いて検出できる。リン酸化H2AXを結合する抗体は当技術分野で知られており、たとえばリン酸化H2AXに対する抗体はUpstate Biotechnology（ニューヨーク州アップステート）から入手できる。
【００３６】
フォーカス
本発明方法は、有効量のCHK1阻害薬が被験患者に投与されたかを判定するために使用できる。この方法は、フォーカスの存在を検出することを含む。この例において、本発明方法は下記を含む：（i）被験患者にDNA傷害薬を投与し；（ii）患者の第１試料中におけるフォーカスの存在を判定し、その際、フォーカスの存在はCHK1傷害薬をその患者に投与すべきであることの指標であり；（iii）その患者にCHK1傷害薬を投与し；そして（iv）患者の第２試料中におけるフォーカスの存在を判定し、その際、フォーカスの存在の減少はCHK1傷害薬が療法有効であることの指標である。
【００３７】
修復またはチェックポイントコントロールに関与するある種のタンパク質がDNA傷害後に核フォーカスに再局在化した場合に、フォーカスが形成される。フォーカスの存在を判定するために、フォーカス内のタンパク質を検出することができる。フォーカス内へ取り込まれるタンパク質の例には、MRE11、BRCA1、RAD51、53BP1およびNBS1が含まれる。前記のように、既知のフォーカスタンパク質を検出しうる試薬を用いて、たとえば免疫蛍光法またはIHCにより当該タンパク質を検出することができる。検出を補助するために試薬を標識することができる。
【００３８】
フォーカスの存在は、療法有効量のCHK1阻害薬がまだ投与されていないことの指標となる。したがって、追加用量または異なる用量、たとえばより高い用量のCHK1阻害薬を投与する必要がある。有効量のCHK1阻害薬が投与されたことを判定するために、被験患者から採取した後続試料について本発明方法を実施できると考えられる。
【００３９】
CHK1阻害薬
CHK1阻害薬は当技術分野で知られている。たとえばCHK1阻害薬には、たとえばペプチド、抗体、アンチセンス分子または低分子を含めることができる。本発明方法に有用なCHK1阻害薬には、限定ではないが以下の刊行物に記載または主張されているものが含まれ、それらの開示内容全体を本明細書に援用する。低分子CHK1阻害薬の例には、WO 03029241に記載された2-ウレイドチオフェン化合物、WO 03028731に記載された3-ウレイドチオフェン化合物、およびChk1阻害薬XL844 (Exilixis、カリフォルニア州)が含まれる。他のCHK1阻害薬はPCT/GB2004/005400, US 20050256157, US 20050245563, US 20050245525, WO 2002070494, US 20040014765およびUS 2003199511に記載されている。アンチセンスCHK1オリゴヌクレオチドは、WO 200157206およびUSP 6,211,164に記載されている。インターフェアリングCHK1核酸(siNA)およびショートインターフェアリングRNA (siRNA)は、US 20050196765に記載されている。
【００４０】
実施例
実施例１：腫瘍細胞系Sおよび異種移植片試料におけるDNA傷害後のCHK1活性化の証明
Ａ．インビトロ試験：
要約すると、3×106個のSW620細胞および／またはHT29細胞を10 cmの組織培養皿に接種し、37℃で24時間、付着させた。次いで細胞をDNA傷害薬（SN-38 (CQ International、中国)、ドキソルビシン(Sigma-Aldrich, ミズーリ州)またはゲムシタビン(CQ International, 中国)）の滴下により処理した。DNA傷害薬と共に8時間インキュベートした後、次いでプロテアーゼ阻害薬およびホスファターゼ阻害薬を含むOnyx細胞溶解用緩衝液(20mM Tris, 137 mM NaCl, 1mM EGTA, 1% Triton X, 10%グリセロール, 1.5 mM MgCl2, Calbiochemホスファターゼ阻害薬カクテルセットIIの1:100希釈液, 10 mM β-グリセロホスフェート, 1 mM DTT, 7μg/ml PMSF, 20 KIU/ml アプロチニン, 1 mM Pefabloc, 0.1 mg/ml ロイペプチン)中へ細胞を収穫した。次いでタンパク質溶解物を採取し、タンパク質濃度を測定し、同タンパク質を装填し、ウェスタンブロット分析により、Cell Signaling（マサチュセッツ州ビバリー）から入手したホスホ-CHKウサギモノクローナル抗体(Ser 345) (133D3)の1:100希釈液を用いて分析した。ウェスタンブロット分析により、DNA傷害に伴うホスホ-CHKの用量依存性アップレギュレーションが証明された。CHK1活性化をさらに解明するために、SW620細胞およびHT29細胞をゲムシタビン(100 nM)またはSN38 (100 nM)で処理し、細胞を種々の時点で収穫した(30分から24時間まで)。ウェスタンブロット分析により、4〜8時間の間にピーク活性化を伴う時間依存性のホスホ-CHK活性化が証明された。次いで、どの範囲の腫瘍細胞においてCHKが活性化されるか、およびp53状態がCHK活性化に影響を及ぼすかどうかを判定するために、腫瘍細胞系のパネルを試験した。細胞系のパネルを接種し、100 nMのゲムシタビンで8時間処理した。細胞溶解物を採取し、ホスホ-CHKのアップレギュレーションを評価した。ウェスタンブロット分析により、レベルは異なるけれども腫瘍細胞系のパネルにおいてホスホ-CHKがアップレギュレートされることが証明された。
【００４１】
ホスホ-CHKのレギュレーションを、免疫組織化学（IHC）により同様に試験した。要約すると、HeLa細胞またはA549細胞をカバーガラスに載せ、37℃で24時間、付着させた。次いで細胞を100nMのゲムシタビンで5時間処理した。細胞をPBS中の4% PFAで固定し(室温で8分間)、PBS中の0.5% Triton-Xで透析し、PBSで洗浄し、PBS中の0.05% Tween 20で洗浄した。次いで細胞を10%ヤギ血清により室温で１時間ブロックし、Cell Signaling（マサチュセッツ州ビバリー）から入手したホスホ-CHKウサギモノクローナル抗体(Ser 345) (133D3)の、10%ヤギ血清中における1:50希釈液と共に、90分間インキュベートし、PBSで2回、PBS中の05% Tween 20で１回、洗浄した。次いで細胞をAlexa Fluor 488抗ウサギIgG (Molecular Probes, オレゴン州)の、10%ヤギ血清中における1:3000希釈液と共に、60分間インキュベートし、PBSで2回洗浄し、Hoescht溶液(2/μg/ml)で5分間、核染色し、細胞をPBSですすいだ。次いでホスホ-CHK染色をMetamorph分析(Universal Imaging Corp, ペンシルベニア州ダウィントン)により定量した。図１に示すように、核面積に対するホスホ-CHKシグナルの面積を測定した。強度測定により同様な結果が得られた。データは、ゲムシタビン処理後にホスホ-CHKが大幅に増加したことを証明する。
【００４２】
Ｂ．インビボ試験：
優性ネガティブp53を発現しているH460細胞1×107個を、移植の6日前に5 Gyの放射線を照射した雄ヌードラットの右わき腹に注入した。20日目に腫瘍が8 gのサイズに達した時点で、動物に0.9%食塩水中のゲムシタビン20 mg/kgを静脈内投与した。次いで腫瘍を種々の時点で採取した：ゲムシタビン投与後、1.5、2、2.5、4、6、8および24時間目を含む。次いで腫瘍の切片をSwedish細胞溶解用緩衝液（20mM Tris pH 8.0, 150mM NaCl, 1% NP-40代替, および1mMバナジン酸ナトリウム；推奨されるプロテアーゼ阻害薬(Roche Applied Science, インディアナ州)ならびに推奨されるホスファターゼ阻害薬IおよびII (Sigma-Aldrich, ミズーリ州)を含む）中でホモジナイズした。次いでタンパク質溶解物を採取し、タンパク質濃度を測定し、同タンパク質を装填し、ウェスタンブロット分析により、Cell Signaling（マサチュセッツ州ビバリー）から入手したホスホ-CHKウサギモノクローナル抗体(Ser 345) (133D3)を用いて分析した。ウェスタンブロット分析により、CHKが2時間で活性化され、8時間目に最大活性化を伴うことが証明された。24時間までにホスホ-CHKは有意にダウンレギュレートされる。
【００４３】
実施例２：腫瘍細胞系、異種移植片試料および代理組織におけるゲムシタビンとCHK1阻害薬の組合わせ処理に伴うホスホ-CHK増加の証明
Ａ．インビトロ試験
要約すると、3×106個のSW620を10 cmの組織培養皿に接種し、37℃で24時間、付着させた。次いで細胞を100nMのゲムシタビン、または30 nM、100 nMもしくは500 nMのCHK阻害薬、または100nMのゲムシタビンと30 nM、100 nMもしくは500 nMのCHK阻害薬の組合わせにより、8時間処理した。次いで一組の細胞をウェスタンブロット分析用に収穫した。化合物を含有する培地を残りの細胞から分離し、新鮮な組織培養培地を再添加した。次いで22時間後に細胞を収穫し、前記に従ってタンパク質溶解物を調製し、ウェスタンブロット分析によりホスホル-CHK抗体を用いて分析した。ウェスタンブロット分析により、ゲムシタビン処理単独に伴うホスホ-CHKの増加、および組合わせ処理に伴うゲムシタビン単独を上回るホスホ-CHKの用量依存性増加が証明された。CHK阻害薬単独での細胞処理に伴うホスホ-CHKの増加はみられなかった。
【００４４】
ホスホ-CHK調節を、前記の実施例１の記載に従ってHeLa細胞およびA549細胞を用いてIHCにより同様に試験した。図２Ａおよび２Ｂは、ゲムシタビンとCHK阻害薬の組合わせ処理に伴い、ゲムシタビン単独と比較してホスホ-CHKが大幅に増加したことを証明する。
【００４５】
Ｂ．インビボ試験
優性ネガティブp53を発現しているH460細胞3×106個を、雄ヌードマウスの右わき腹に注入した。25日目に腫瘍が0.6〜0.8 gのサイズに達した時点で、動物にゲムシタビン(30または60 mg/kg)、Chk阻害薬(5、20または40 mg/kg)、または組合わせを静脈内投与した。次いで7時間後に腫瘍を採取し、固定し、メチルグリーン対比染色によりリン酸化CHK1を染色した(Cell Signalling 2345)-DAB。次いで切片をH-得点分析により定量した。H-得点は、細胞の強度(0、1、2または3)を採点し、陽性細胞数を表わす得点（0、1 (1〜25%)、2 (26〜50%)、3 (51〜75%)および4 (76〜100%)）を掛けることにより計算される。図３に示す分析は、いずれかの薬剤単独と比較したホスホ-Chk染色の増大を証明した。同様な組合わせ試験をイリノテカン（irinotecan）とChk阻害薬について行った。この場合も、データはいずれかの薬剤単独と比較したホスホ-Chk染色の増大を証明した（データを示さなかった）。
【００４６】
Ｃ．代理組織
前節の場合と同様に、ヌードマウスにゲムシタビン(30または60 mg/kg)、Chk阻害薬(5、20または40 mg/kg)、または組合わせを静脈内投与した。次いで7時間後に毛包を含む皮膚生検試料を採取し、固定し、メチルグリーン対比染色によりリン酸化CHK1を染色した(Cell Signalling 2345)-DAB。結果は、処理マウスにおいて毛包基底細胞に陽性染色（褐色）を示した。染色は細胞核に特異的であった。稀に、または場合により、Chk阻害薬処理グループに染色が起きた。ゲムシタビン処理グループには染色はみられなかった。次いで切片をH-得点分析により定量した。H-得点は、細胞の強度(0、1、2または3)を採点し、陽性細胞数を表わす得点（0、1 (1〜25%)、2 (26〜50%)、3 (51〜75%)および4 (76〜100%)）を掛けることにより計算される。図４に示す分析は、組合わせグループにおいて他の処理グループと比較して毛包の染色が大幅に増大することを証明する。さらに、Chk阻害薬の用量応答がみられ、有効用量で最大増加に達した。
【００４７】
同様な組合わせ試験をイリノテカンとChk阻害薬について行った。この場合も、データはいずれかの薬剤単独と比較したホスホ-Chk染色の増大を証明した（データを示さなかった）。
【００４８】
実施例３：CHK1キナーゼの阻害に伴うDNA傷害フォーカスの縮小の証明
Ａ．インビトロ試験：
HeLa細胞をカバーガラスに載せ、37℃で24時間、付着させた。次いで細胞を100 nMのアドリアマイシン（Adriamycin、商標）および500 nMのCHK阻害薬で5時間処理した。次いで実施例１の記載に従って細胞を処理した。これらの試験に用いた一次抗体はウサギポリクローナル抗体である抗-53BP1 (Novus, コロラド州)の1:120希釈液であり、二次抗体はAlexa Fluor 488抗ウサギIgG (Molecular Probes, オレゴン州)の1:300希釈液であった。核数当たりの蛍光強度(Hoescht染色により測定)をMetaphorph分析により測定することにより、フォーカスを定量した。図５は、CHK阻害薬をドキソルビシン塩酸塩(アドリアマイシン、商標)と組み合わせた場合に蛍光強度が低下することを証明する。
【００４９】
実施例４：ゲムシタビンとCHK1阻害の組合わせ処理に伴うホスホ-H2AX増加の証明
Ａ．インビトロ試験
要約すると、3×106個のSW620細胞および／またはA549細胞を10 cmの組織培養皿に接種し、37℃で24時間、付着させた。次いで細胞をビヒクル、100 nMのゲムシタビン、または100 nMのゲムシタビンと500 nMのCHK阻害薬で処理した。5時間のインキュベーション後、次いで細胞をSDS試料用緩衝液(NuPAGE #NP007)中へ直接収穫した。次いで試料を音波処理し、21ゲージの針に導入し、100℃に5分間加熱し、微量遠心分離し、ウェスタンブロット分析により分析した。その際、タンパク質溶解物を調製し、タンパク質濃度を測定し、同タンパク質を装填し、ウェスタンブロット分析により、マウスモノクローナル抗ホスホ-H2AXセリン139 (Upstate, ニューヨーク州)の1:5000希釈液を用いて分析した。データは、細胞をゲムシタビンとCHK阻害薬の組合わせで処理した場合にホスホ-H2AXの大幅な増加を証明し、いずれかの化合物を単独で用いた場合には変化を示さず、またはきわめてわずかな変化を示した。
【００５０】
ホスホ-H2AXを定量ELISAアッセイにより同様に試験した。要約すると、3×106個のSW620を10 cmの組織培養皿に接種し、37℃で24時間、付着させた。次いで細胞をビヒクル、100 nMのゲムシタビン、30、50、100および500 nMのChk阻害薬、またはゲムシタビンとあらゆるChk阻害薬濃度の組合わせで7時間処理し、次いで、ホスファターゼ阻害薬(Calbiochem Cat. #534625, カリフォルニア州)を含有する細胞溶解用緩衝液(20 mM Tris HCL, 28mM Tris塩基, 0.4%LDS, 2%グリセロール, 0.10 mM EDTA)中に収穫した。
【００５１】
タンパク質濃度を測定し、p-H2AXレベルをELISAアッセイにより、全H2AX捕獲のために全H2AX抗体(Novus Biologicals, Cat #NB100-383, コロラド州)を用い、リン酸化H2AX検出のためにLANCE Eu-標識-抗ホスホ-ヒストンH2AX (Ser 139)抗体(Upstate, Cat#05-636, ニューヨーク州)を用いて定量した。図６に示すように、組合わせ処理においてホスホ-H2AXの大幅な増加がみられた。
【００５２】
ホスホ-H2AXを、前記の実施例１の記載に従い、ただし下記の変更を行って、IHCにより同様に試験した。HeLa細胞またはA549細胞を96ウェルプレートに接種し、100 nMのゲムシタビンおよび漸増濃度のCHK阻害薬(0〜1μM)を用いて、または用いずに、5時間処理した後、固定し、染色した。マウスモノクローナル抗ホスホ-H2AXセリン139 (Upstate, ニューヨーク州)の1:400希釈液、続いてAlexa Fluor 594抗マウスIgG (Molecular Probes, オレゴン州)の1:300希釈液を、固定細胞上でインキュベートした。Cellomics Cell Healthアルゴリズムにより定量を行い、ホスホ-H2AX陽性細胞％として報告した。図７は、細胞をゲムシタビンとCHK阻害薬の組合わせで処理した場合に、強い用量依存性のホスホ-H2AX陽性細胞％の増大を証明する定量を示す。免疫染色により、リン酸化H2AXがフォーカスに限定されず核全体に存在することが認められた。
【００５３】
実施例５：ドキソルビシンとCHK1阻害の組合わせ処理に伴うホスホH2AX増加の証明
インビトロ試験
ホスホ-H2AXを、前記の実施例１の記載に従い、ただし下記の変更を行って、IHCにより同様に試験した。HeLa細胞またはA549細胞を、100 nMのドキソルビシン(アドリアマイシン、商標)および漸増濃度のCHK阻害薬(0〜1μM)を用いて、または用いずに、5時間処理した後、固定し、染色した。マウスモノクローナル抗ホスホ-H2AXセリン139 (Upstate, ニューヨーク州)の1:400希釈液、続いてAlexa Fluor 594抗マウスIgG (Molecular Probes, オレゴン州)の1:300希釈液を、固定細胞上でインキュベートした。Cellomics Cell Healthアルゴリズムにより定量を行い、ホスホ-H2AX陽性細胞％として報告した。図８は、細胞をアドリアマイシン（商標）とCHK阻害薬の組合わせで処理した場合に、強い用量依存性のホスホ-H2AX陽性細胞％の増大を証明する定量を示す。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】ゲムシタビン（gemcitabine (Gem)）がCHK1のリン酸化をもたらすことを示す棒グラフを記載する。
【図２Ａ】ゲムシタビン(Gem)とCHK阻害薬の組合わせ処理およびゲムシタビン単独による、CHK1のリン酸化を示す棒グラフを記載する。
【図２Ｂ】ゲムシタビン(Gem)とCHK阻害薬の組合わせ処理およびゲムシタビン単独による、CHK1のリン酸化を示す棒グラフを記載する。
【図３】ゲムシタビン(Gem)、Chk阻害薬(Chki)、および両者の組合わせを用いた処理による、H460異種移植マウスの腫瘍切片からのCHK1のリン酸化を示す棒グラフを記載する。
【図４】ゲムシタビン(Gem)、Chk阻害薬(Chki)、および両者の組合わせを用いた処理による、マウス皮膚生検試料からの毛包におけるCHK1のリン酸化の定量を示す棒グラフを記載する。
【図５】異なる量のドキソルビシン塩酸塩(Dox)およびCHK1阻害薬(Chki)を用いたHela細胞についての53BP1定量を示す棒グラフを記載する。
【図６】ゲムシタビン(Gem)およびCHK1阻害薬(Chki)で処理したSW620細胞のホスホ-H2AX定量を示す棒グラフを記載する。
【図７】細胞を異なる量のゲムシタビン(Gem)およびCHK1阻害薬(Chki)で処理した際のホスホ-H2AX陽性細胞の％を示す棒グラフを記載する。
【図８】細胞をドキソルビシン塩酸塩(dox)およびCHK1阻害薬の組合わせで処理した際のホスホ-H2AX陽性細胞の％を示す棒グラフを記載する。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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