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WO2006121219A1 - 上皮−間葉転換制御剤 - Google Patents

上皮−間葉転換制御剤 Download PDF

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Publication number
WO2006121219A1
WO2006121219A1 PCT/JP2006/309989 JP2006309989W WO2006121219A1 WO 2006121219 A1 WO2006121219 A1 WO 2006121219A1 JP 2006309989 W JP2006309989 W JP 2006309989W WO 2006121219 A1 WO2006121219 A1 WO 2006121219A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
zinc
controlling
amount
intracellular
snai
Prior art date
Application number
PCT/JP2006/309989
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Toshio Hirano
Susumu Yamashita
Naofumi Kagara
Original Assignee
Osaka University
Inter Cyto Nano Science Co., Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osaka University, Inter Cyto Nano Science Co., Ltd. filed Critical Osaka University
Publication of WO2006121219A1 publication Critical patent/WO2006121219A1/ja

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    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/185Acids; Anhydrides, halides or salts thereof, e.g. sulfur acids, imidic, hydrazonic or hydroximic acids
    • A61K31/19Carboxylic acids, e.g. valproic acid
    • A61K31/195Carboxylic acids, e.g. valproic acid having an amino group
    • A61K31/197Carboxylic acids, e.g. valproic acid having an amino group the amino and the carboxyl groups being attached to the same acyclic carbon chain, e.g. gamma-aminobutyric acid [GABA], beta-alanine, epsilon-aminocaproic acid or pantothenic acid
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    • A61P43/00Drugs for specific purposes, not provided for in groups A61P1/00-A61P41/00

Definitions

  • the present invention relates to an agent capable of controlling Snai 1 activity and / or epithelial-mesenchymal transition.
  • the present invention relates to a drug capable of preventing cancer metastasis, wound healing and promoting organ formation by controlling epithelial-mesenchymal transition in cancer metastasis, wound healing, and organ regeneration.
  • Epithelial mesenchymal transition E pithe 1 ial— me sench yma ltransition: EMT
  • Zn zinc (Zn) finger type transcription factor Snai1 regulates the expression of epithelial genes such as intercellular adhesion molecules and induces the expression of mesenchymal genes.
  • IV 1 is a master regulator of EMT.
  • Z n finger transcription factor S nai 1 induces localization in the nucleus and activates it to give cells mobility by suppressing the expression of intercellular adhesion molecules.
  • Zinc transporter LIVI co ntrols epithelial-mesenchymal transition in zebrafish gastrula organizer.
  • An object of the present invention is to elucidate the EMT control mechanism in cancer, wound healing, and organ regeneration. Specifically, the present invention aims to provide an EMT regulator and an activity regulator of Snai 1 which is an EMT master regulator. To do. Another object of the present invention is to apply the EMT regulator and the Sna i 1 activity regulator to cancer metastasis prevention, wound healing and organogenesis promotion.
  • An epithelial-mesenchymal transition control agent comprising a substance capable of controlling the amount of intracellular zinc as an active ingredient
  • the zinc chelator is 2,3-dimercapto 1-propanesulfonic acid (DM
  • [1 1] The agent according to the above [1] to [10], which is a S nai 1 activity control agent; [12] at least 1 selected from the group consisting of a cancer metastasis preventive agent, a wound healing agent, and an organogenesis promoter.
  • the agent according to [1 1] above which is at least one drug selected from the group consisting of a cancer metastasis preventive agent, a wound healing agent and an organogenesis-promoting agent;
  • [14] Contains as an active ingredient a substance that can reduce the amount of intracellular zinc or a substance that can suppress the binding of zinc to the third Z_n finger domain in one Snai molecule Cancer metastasis preventive drugs;
  • the zinc chelator is 2,3-dimercapto-1-propanesulfonic acid (DMP S), N, N, N, N, -tetrakis (2-pyridylmethyl) ethylene diamine (TPEN), ethylene diamine (EDTA) and N- (6-methoxy-1-8-quinolyl) 1-p-toluenesulfonamide (TSQ), which is at least one selected from the group consisting of the above-mentioned [15];
  • DMP S 2,3-dimercapto-1-propanesulfonic acid
  • TPEN 2,3-dimercapto-1-propanesulfonic acid
  • TPEN 2,3-dimercapto-1-propanesulfonic acid
  • TPEN 2,3-dimercapto-1-propanesulfonic acid
  • TPEN 2,3-dimercapto-1-propanesulfonic acid
  • TPEN 2,3-dimercapto-1-propanesulfonic acid
  • TPEN
  • a method for controlling epithelial-mesenchymal transition comprising controlling intracellular zinc content in vitro;
  • Zinc chelator is 2,3-dimercapto-1-monopropane sulfonic acid (DMP S), N, N, N, N, monotetrakis (2-pyridylmethyl) ethylene diamine (TPEN), ethylene diamine (EDTA) And N- (6-methoxy-1-8-quinolyl) 1-p-toluenesulfonamide (TSQ), and at least one selected from the group described in [3 1] above;
  • DMP S 2,3-dimercapto-1-monopropane sulfonic acid
  • TPEN 2,3-dimercapto-1-monopropane sulfonic acid
  • TPEN 2,3-dimercapto-1-monopropane sulfonic acid
  • TPEN 2,3-dimercapto-1-monopropane sulfonic acid
  • TPEN 2,3-dimercapto-1-monopropane sulfonic acid
  • TPEN 2,3-di
  • Zinc chelator is 2,3-dimercapto-1, 1propane sulfonic acid (D MP S), N, N, N, N, monotetrakis (2-pyridylmethyl) ethylene diamine (TPEN), ethylene diamine (EDTA) And at least one selected from the group consisting of N- (6-methoxy-1-8-quinolyl) -p-toluenesulfonamide (TSQ);
  • a screening method for a compound having an epithelial-mesenchymal transition-controlling action and a compound having a Snai-1 activity-controlling action which comprises measuring intracellular zinc levels;
  • a screening method for a compound having an epithelial-mesenchymal transition-controlling action and / or a compound having a Snai-1 activity-controlling action comprising the following steps:
  • [5 1] Including administration of an effective amount of a substance capable of reducing the amount of intracellular zinc or a substance capable of suppressing the binding of zinc to the third Zn finger domain in the Snai 1 molecule to the subject.
  • This includes administering to a subject an effective amount of a substance capable of increasing the amount of intracellular zinc or a substance capable of promoting the binding of zinc to the third Zn finger domain in Snai 1 molecule.
  • a method of promoting wound healing and / or organ formation in the subject
  • [5 7] A substance capable of increasing the amount of intracellular zinc in the manufacture of wound healing drugs and organogenesis promoters, or the binding of the third Zn finger domain in Snai 1 molecule to lead. Use of substances that can be accelerated; [58] A drug containing a substance that can control the amount of intracellular zinc as an active ingredient, and a statement describing that the drug can or should be used to control epithelial-mesenchymal transition Including commercial packages;
  • [6 1] A drug containing a substance capable of reducing the amount of intracellular zinc or a substance capable of inhibiting the binding of the third Zn finger domain in the Snai 1 molecule and zinc as an active ingredient, and the drug A commercial package containing a statement stating that can be or should be used for the prevention of cancer metastasis;
  • a drug containing as an active ingredient a substance capable of increasing the amount of intracellular zinc or a substance capable of promoting the binding of zinc to the third Zn finger domain in Snai 1 molecule, and the drug A commercial package containing a statement that states that can or should be used for wound healing and organogenesis promotion.
  • FIG. 1 is a graph showing changes in intracellular localization of Snai 1 by regulating intracellular zinc levels in human eclampsia cancer cells HeLa.
  • FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the zinc binding ability of the Sn ai 1 intramolecular Zn finger domain and changes in subcellular localization.
  • Figure 3 shows EGF-induced nuclear accumulation of SNAIL 1 and zinc during EMT in human keratinocytes H a C a T.
  • A S NA IL 1, E-cadherin, and vimentin in Ha C a T cells during EGF-induced E MT Expression. GAPDH was used as a loading control.
  • B EGF-induced Ha Ca T cell morphology, SNA IL subcellular localization, and nuclear staining during EMT.
  • FIG. 4 shows the dependence of SNA IL 1 nuclear accumulation via ZIP 10 on zinc during EGF-induced wound healing by Ha C a T cells.
  • A
  • B Control siRNA introduction (Control), ZIP 6 knockdown (ZIP 6), ZIP 10 knockdown (ZIP 1 0), and ZIP 6; ZIP 10 double knockdown (ZIP 6 ; ZIP 10) Expression of ⁇ I ⁇ 6 and ⁇ IPI 0
  • a and EGF-induced 65 Z n uptake activity
  • Each point is the average of representative experimental data. Each experiment was performed in triplicate, 3 experiments were performed for each condition, and the error bar indicates ⁇ 1 SD.
  • FIG. 5 shows that zinc coordination in the Zn finger domain of mouse S nai 11 is essential for its nuclear accumulation.
  • A — (c) LGF present (b). In the absence (a) EGF-stimulated GFP-fused mouse S in H a C a T cells Intracellular localization of various mutants of nail 1 (c). The C 2H2 motif (C 2H2) was mutated into the G 2 G 2 motif (G 2G2) to eliminate the zinc coordination activity in each finger domain. WT, wild type.
  • D -(e) With or without LMB (e) or without (d) EG F-stimulated The percentage of cells that markedly show nuclear GFP of various mutants of mouse Snai 1 1 in H a C a T cells It was measured. Each point is the average of representative experimental data; each experiment was performed in triplicate, 3 experiments were performed for each condition, and the error bar indicates 1 SD.
  • FIG. 6 shows the zinc-dependent regulation of EMT in cancer progression.
  • A Endogenous expression of ZIP 10 and E—forced doherin was observed in various invasive / metastatic cancer cell lines (He La, MDA—MB—231, and MD A—MB—435 S), and non- It was inversely correlated in metastatic cell lines (MCF 7, T47D, ZR 75-1 and ZR 75-30).
  • the expression levels of Z IP10, ZIP6, E-force doherin, and vimentin were analyzed by RT-PCR. GAPDH was used as a loading control.
  • Epithelial-to-mesenchymal transition is an invasive cell that acts as a mesenchymal cell during the process of embryogenesis, organ and tissue regeneration, and cancer metastasis.
  • EMT Epithelial-to-mesenchymal transition
  • the regulation of EMT is to suppress or promote the above-described changes in cell phenotype. That is, in the present invention, “control” By both positive and negative adjustment is meant.
  • the control of Snai 1 activity means controlling the function of EMT as a master regulator.
  • control of intracellular zinc * means in addition to the literal meaning of increasing or decreasing the amount of intracellular zinc, particularly zinc in the zinc finger domain present in the cell. In other words, it also means an effect that can have an effect similar to the effect on EMT and Z or Snai 1 activity given by increasing or decreasing the amount of zinc in the cell. It is not restricted by the amount of intracellular zinc.
  • the cell to be controlled for the amount of cytoplasmic zinc is not particularly limited as long as it expresses Snai 1 family and undergoes epithelial-mesenchymal transition, and specifically, kidney cells (for example, MD CK, etc.), epithelial cells such as keratinocytes, breast cancer cells and the like.
  • kidney cells for example, MD CK, etc.
  • epithelial cells such as keratinocytes, breast cancer cells and the like.
  • the expression of one molecule of Snai may be naturally expressed or forcedly expressed using genetic engineering techniques.
  • a cell to be controlled is sometimes referred to as “target cell” for convenience.
  • “substances that can control the amount of intracellular zinc” include “zinc ions”, “zinc chelators”, “zinc ionophores”, “substances that regulate the expression and / or function of zinc transporters”, etc.
  • “Ion” and “Zinc ionophore” can directly increase the amount of zinc in the target cell by adding it, while “Zinc killer” increases the amount of zinc in the target cell by adding it. In particular, it is possible to directly reduce the amount of zinc in the Zn fin guard main body.
  • “A substance that regulates the expression and / or function of a zinc transporter” refers to a cell that regulates the expression and / or function of a zinc transporter in controlling EMT or Snai 1 activity of a target cell.
  • any substance that regulates the expression or function in a direction that promotes its expression or function can be analyzed.
  • a substance that increases the responsiveness of the sporter to zinc and regulates the expression or function in a direction that suppresses the expression can further suppress the responsiveness.
  • the “substance that regulates the expression and Z or function of zinc-requiring protein” also affects the balance of the amount of intracellular zinc, and is therefore used as the “substance that can control the amount of zinc in the cell” of the present invention. be able to.
  • Zinc ions are introduced into target cells by zinc ionophores.
  • zinc ions are introduced into target cells in the form of a complex with a zinc ionophore.
  • Zinc ionophores include various compounds that are commonly used in the art, and preferably are commercially available. Examples include zinc pyrithione, heterocyclic amine, dithiocarbamate, and vitamins.
  • a “zinc chelator” is a substance capable of removing zinc from the cell by forming a complex with zinc in the target cell.
  • DM PS 2,3-dimercapto 1-propanesulfonic acid
  • TPEN 2,3-dimercapto 1-propanesulfonic acid
  • EDTA ethylenediamine
  • TSQ 6-methoxy-1-8-quinolyl 1 ⁇ -toluenesulfonamide
  • the EMT EMT
  • Snail activity regulator of the present invention the cancer metastasis preventive agent, wound healing agent and organ formation promoter
  • the amount of zinc chelator as a substance capable of controlling the amount of intracellular zinc is appropriately determined within the range in which the amount of zinc in the cell can be controlled.
  • the zinc chelator to be included may be one type or two or more types. When two or more types are included, the blending amount is appropriately set according to the type.
  • a substance that regulates the expression and / or function of a zinc transporter means that the mechanism of action is not particularly limited as long as the expression and / or function of the zinc transporter can be regulated as a result. Regulation at the gene level Even the regulation at the protein level may be used. Examples of regulation at the gene level include transcription regulation and gene expression regulation. Protein level regulation includes metabolic regulation, phosphorylation, Examples include dephosphorylation, sugar addition, lipid addition, coordinate bond with zinc, degradation, ubiquitination, acetylation, and the like.
  • Zero-Zinc transporters include, for example, human ZIPs containing LIV family (BAB 70848, h Z ip 4, BI GM 103, KI AAO 06 2, KIAA 1 265, h L iv— 1, AAHO 88 53, h K E4, XP_208649, h ZIP l, h ZIP 2, h ZIP 3, BAA 9 2 100, B AC 04504, h ZIPIO, etc., human CDFs (hZ nt—5, h Z nt—7 H Z nt— 1, h Z nt— 6, h Z nt— 3, h Z nt— 2, h Z nt— 8, h Z nt— 4, h Z nt— 3, h Z nt— 9, etc.) Etc.
  • human ZIPs containing LIV family BAB 70848, h Z ip 4, BI GM 103, KI AAO 06 2, KIAA 1 265, h L iv— 1, AAHO
  • LIV 1 was originally identified as an estrogen-regulated breast cancer protein, and more recently the ZIP zinc transporter subfamily (Z rt-, I) called LZT (LI V-1 subfamily of ZIP zinc transporters).
  • rt-like protein (Taylor, KM & Nicholson, RI The LZT proteins; the LIV-1 subfamily of zinc transporters. Biochim. Biophys. Acta 1611 (1-2): 1 6-30 (2003)) It has been shown to function as a zinc transporter (Taylor, K. ⁇ ., Morgan, HE, Johnson, A., Hadiey, LJ & Nicholson, RI Structure-function analysis of LIV-1, the breast cancer- associated prot ein that belongs to a new subfamily of zinc transporters. Biochera. J. 37 5 (pt 1): 51—9 (2003)).
  • Other examples include CD F (cationdiffusion factor), ZIP 10 and the like.
  • the zinc transporter LIV 1 is regulated by STAT 3 (Yamashita, S., Miyagi, C., Fukada, ⁇ ., Kagara, N., Che, Y.—S. & Hirano, T Zinc transporter LIVI controls epithelial-mesenchymal trans ition in zebrafish gastrula organizer. Nature 429 (6989): 298-302 (2004)) 0
  • zinc transporter ZIP 10 is subject to expression regulation by EGF.
  • the “substance that modulates the Z or function of zinc transporter” may be a known compound or a new compound that will be developed in the future.
  • low molecular compound It may be a product or a polymer compound.
  • the low molecular weight compound is a compound having a molecular weight of less than about 3000, and includes, for example, organic compounds that can be normally used as pharmaceuticals, derivatives thereof, and inorganic compounds. Derivatives, naturally-occurring compounds and derivatives thereof, small nucleic acid molecules such as promo 1 and various metals, and preferably organic compounds that can be used as pharmaceuticals, derivatives thereof, and nucleic acid molecules.
  • the high molecular compound is a compound having a molecular weight of about 3000 or more, and includes proteins, polynucleic acids, polysaccharides, and combinations thereof, and is preferably a protein.
  • These low-molecular compounds or high-molecular compounds are commercially available if they are known, or can be obtained through steps such as collection, production, and purification according to each report literature. These may be of natural origin, prepared by genetic engineering, or obtained by semisynthesis.
  • the zinc transporter can control the amount of intracellular zinc by its zinc transport function.
  • a substance that regulates the expression or function of LIV 1 that controls the transport of zinc from outside the cell and induces the transfer of the Snai 1 molecule into the nucleus controls the amount of zinc in the cell.
  • Specific examples of substances that can be obtained include the following.
  • DN A consisting of the sequence described in SEQ ID NO: 1, 3 or 5
  • DN A consisting of the sequence described in SEQ ID NO: 1, 3 or 5
  • Double-stranded RNA having a sequence identical or similar to a part of DNA consisting of the sequence described in SEQ ID NO: 1, 3 or 5
  • Substances that associate with the protein having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, 4 or 6 and regulate its function.
  • L I V 1 protein can be prepared by various methods well known to those skilled in the art. For example, it can be prepared by producing and purifying a protein in a transformant holding a vector inserted with a DNA (LIV1 gene) consisting of the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1, 3 or 5.
  • the vector to be used can be appropriately selected depending on the translation system used for protein production.
  • LIV 1 is known to be expressed in hormonal tissues such as breast, prostate, pituitary gland, and brain (Taylor, KM & Nicholson, RI The LZT proteins; the LIV-1 suofamily of zinc transp orters. Biochim. Biophys. Acta 1611 (1-2): 16-30 (2003)).
  • the LIVI protein can be purified from a cell extract expressing LIV1.
  • a protein similar to LIV 1 is also a substance capable of controlling the amount of intracellular zinc, and as an example, in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2, 4 or 6 Hybridizes under stringent conditions with a protein consisting of an amino acid sequence in which one or more amino acid sequences are substituted, deleted, inserted and / or added, or a DNA consisting of the base sequence set forth in SEQ ID NO: 1, 3 or 5 Mention may be made of proteins encoded by DNA.
  • a transformant is prepared from the obtained highly homologous DNA, and the transformation is performed.
  • the body can produce a desired protein.
  • a method for obtaining highly homologous DNA a part of the base sequence described in SEQ ID NO: 1, 3 or 5 is used as a probe, and stringent hyperplasia is obtained from cells of vertebrate animals other than humans.
  • stringent high pre-crystallization conditions are suitable for those skilled in the art. It can be selected as appropriate.
  • One example is 25% formamide, and under more severe conditions 50% honremamide, 4 XS SC, 5 OmM Hepesp H 7.0, 10 X Denhardt solution, 20 // g / niL denatured salmon sperm DNA.
  • the cleaning solution and temperature conditions are about “1 XSSC, 0.1% SDS, 37 ° C”, and the more severe conditions are about “0.5 XS SC, 0.1% SDS, 42 ° C”. More severe conditions can be implemented at “0.2 XS SC, 0.1% SDS, 65 ° C”.
  • the isolation of DNA having high homology with the probe sequence can be expected as the conditions for washing high-precipitation become more severe.
  • combinations of SSC, SDS and temperature conditions are examples, and those skilled in the art will recognize the above or other factors that determine the stringency of the hybridization (eg, probe concentration, probe length).
  • a stringency similar to that described above can be realized by appropriately combining the hybridization reaction time and the like.
  • Polypeptides encoded by DNA isolated using such hybridization techniques usually have high homology in amino acid sequence with LIVI.
  • High homology means at least 40% or more, preferably 60% or more, more preferably 80% or more, more preferably 90% or more, more preferably 95% or more, and further preferably 97% or more (for example, 98-99%) sequence homology.
  • the identity of the amino acid sequence is, for example, the algorithm by Karlinand Altschul B LAST (Proc. Natl. Ac ad. Sci. USA 8 7: 2264-2268, 1 990, Proc. Natl. Ac a d. S ci. USA 90: 5873-58 77, 1 9 93).
  • B LASTX Althoffta 1. J. Mo 1.
  • BLAST and Gapped BLAST programs use the default parameters of each program. Specific methods of these analysis methods are known (http: Zz www.ncbi.n1m.nih.go v.)
  • LIVI DNA can be artificially modified by site-directed mu tagenesis such as deletion mu tant production method using exonuclease or cassette mutation method, and desired protein can be prepared using the modified LIV 1 DNA. .
  • DNA comprising the sequence described in SEQ ID NO: 1, 3, or 5.
  • the DNA encodes the protein L I V 1.
  • the above DNA should be prepared from cDNA of cells expressing LIV 1 by a hybridization technique well known to those skilled in the art using a part of the sequence shown in SEQ ID NO: 1, 3 or 5 as a probe. Can do. It can also be obtained by carrying out RT-PCR from mRNA using a part of the sequence described in SEQ ID NO: 1, 3 or 5 as a primer. Alternatively, it may be artificially synthesized using a commercially available DNA synthesizer.
  • DNA similar to the above DNA is also an example of “a substance that regulates the expression or function of a zinc transporter”.
  • Examples of the similar DNA include DNA that hybridizes with the sequence described in SEQ ID NO: 1, 3 or 5 under stringent conditions. The method for preparing this DNA has already been described above. When each of the above-mentioned DNAs is used, it can be inserted into an appropriate vector. A product inserted into a vector is also one embodiment of the present invention.
  • the vector to be used can select an appropriate vector according to the purpose. Specifically, vectors derived from mammals (for example, p cDNA3 (manufactured by Invitrogen) or EF-BO S (Nucleic Acids. Re s., 18 (17), p.
  • vectors derived from insect cells eg “B ac-to- BAC baculovirus expression syst em” (Invitrogen), B ac P AK8), plant-derived expression vectors (eg, ⁇ ⁇ 1, pMH2), animal virus-derived vectors (eg, pH SV, pMV, p A dex L cw), retrovirus-derived vectors (for example, p ZIP neo), yeast-derived vectors (for example, “Pichia Expression Kit J (manufactured by Invitrogen), NV 1 1, SP—Q 01).
  • insect cells eg “B ac-to- BAC baculovirus expression syst em” (Invitrogen), B ac P AK8)
  • plant-derived expression vectors eg, ⁇ ⁇ 1, pMH2
  • animal virus-derived vectors eg, pH SV, pMV, p A dex L cw
  • vectors derived from Bacillus subtilis for example, pPL608, pKTH50
  • E. coli vectors M13 vector, pUC vector, pBR322, pBluescript ⁇ p CR — S cript
  • it is preferable to use a vector that can be expressed in mammalian cells and it is also preferable to use an expression vector
  • Examples of “substances that regulate the expression and function or function of zinc transporter” include antisense oligonucleotides that target DNIV or mRNRN encoding LIV 1.
  • An antisense oligonucleotide against DNA encoding LIV 1 prevents the expression of the endogenous LIV 1 gene and suppresses zinc transport from the outside of the cell into the cell.
  • Examples of such an antisense oligonucleotide include an antisense oligonucleotide having a DNA having the sequence described in SEQ ID NO: 1, 3 or 5 or an mRNA generated from the DNA as a target sequence.
  • the oligonucleotide described in SEQ ID NO: 7 or 8 can be used.
  • DNA that is included in the antisense oligonucleotide of the present invention and comprises the sequence described in SEQ ID NO: 1, 3, or 5 or It does not have to be completely complementary to the corresponding mRNA.
  • the antisense oligonucleotide can be used by inserting it into an appropriate vector according to the purpose.
  • virus vectors such as retro-inenores vector, adeno-winores vector, vaccinia wino-less vector, non-viral vectors such as cationic ribosome, ligand DNA complex, etc. It can be selected as appropriate. It is also conceivable to administer a large amount of aqueous solution as naked plasmid DNA (naked DNA) without using a carrier.
  • RNA i RNA interference
  • RNA i is a phenomenon in which when mRNA is introduced into a cell, the mRNA corresponding to the RNA sequence is specifically decomposed and is not expressed as a protein. It prevents the expression of LIVI gene and suppresses zinc transport from the outside of the cell into the cell.
  • the region that forms a double strand may form a double strand in all regions, or a part of the region (for example, both ends or one end) may be a single strand or the like. . Therefore, the double-stranded RNA of the present invention may also contain a region that is not double-stranded.
  • Oligo RNA used for RNA i is often 10 to 100 bp RNA, and usually 19 to 23 bp RNA.
  • RNA i method is Na ture, Vo l. 39 1,. 806, 1 998, Pro c. Na tl. Ac a d. S ci. US A Vo l. 95,. 1 5502, 1 998, Na ture , Vo l .395, .p.
  • Zinc transporter is other than LIV 1 (for example, ZIP 10 etc.)
  • various methods are performed in the same manner as in LIV 1 based on the known amino acid sequence or base sequence of the zinc transporter.
  • DNA, vectors, proteins, antisense oligonucleotides, double-stranded RNA, antibodies, etc. can be prepared.
  • Information on various amino acid sequences and nucleotide sequences can be obtained from various databases that can be browsed by N C B I or the like.
  • NCB I accession number; NM—020342 (SEQ ID NO: 69), NP—065075 (SEQ ID NO: 70), NM — 1 7265 3, NP—766241, NM—2006 71, NP—9569 65).
  • the substance that regulates the expression and Z or function of zinc-requiring protein is not particularly limited as long as the expression and z or function of zinc-requiring protein can be regulated as a result. It may be a regulation at the protein level or a protein level. Examples of regulation at the gene level include transcription regulation and gene expression regulation. Examples of the regulation at the protein level include metabolic regulation, phosphorylation, dephosphorylation, sugar addition, lipid addition, coordinate bond with zinc, degradation, ubiquitination, acetylation, and the like.
  • the term “zinc-requiring protein” as used in the present invention affects the amount of zinc in the target cell by regulating its expression and Z or function, resulting in EMT regulation and Snai 1 activity regulation.
  • proteins that have an influence include a protein having a Zn finger, a protein having a RING finger, a protein having a LIM domain, and a protein having a PHD zinc finger.
  • Z n fingers can only have a higher order structure when cysteine or histidine and amino acids are coordinated with zinc.
  • a protein having a unique nucleic acid binding ability, and a protein with a Zn finger includes P KC a (Korichneva I, Hoyos B, Chua R, Levi E, Hammer 1 in g U. Zinc release from protein kinase C as the common event during activation by lipid second messenger or reactive oxygen.J. Biol.
  • the deacetylase HDAC6 regulates aggresome formation and ceil viability in res ponse to misfolded protein stress.Cell 115 (6): 727-738 (2003)), SQSTM 1 (Joung I, Strorainger JL, Shin J. Molecular cloning of a phosphotyrosine-independent ligand of the p561ck SH2 domain. Proc Natl Acad Sci USA, 93 (2): 5991-5995 (1996)).
  • the RI NG finger is a variant of the zinc finger and is suggested to be involved in protein-protein interactions.
  • a protein with the RI NG finger includes ubiquitin-protein ligase E 3 (ubiquitin-proteinligase E 3) active, ubiquitin-coupled protein E 2 (ubiquitin-conjugating enzymes E 2), TRAF 6 (signal molecule of TNF CK; Kobayashi N, Kadono Y, Naito A, Matsumoto K, Yamamoto T , Tan aka S, Inoue J. Segregation of TRAF6-mediated signaling pathways clarif i es its role in osteoclastogenesis. The EMBO J. 20 (6): 1271-1280 (2001)) has been reported. .
  • the LIM domain consists of 60 amino acids in which the positions of 6 cysteines and 1 histidine are conserved.
  • the PHDZ n finger is a Zn finger-like domain that is a nuclear protein suggested to be involved in chromatin-mediated transcriptional regulation and is predicted to have DNA-binding ability. Proteins with PHDZ n fingers include Jade— 1 (Panchenko MV, Zhu ou MI, Cohen HT.von Hippel-Lindau partner Jade-1 is a transcriptional co-activator associated with histone acetyltransf erase activity. J. Biol. Chem. 279 (53): 56032-56041 (2004)).
  • R af-1 is a protein key that leads extracellular signals from R as _ GTP to ERK _ cascade
  • R af — 1 is one of the CDF families Z n T 1 1 Zinc It is activated by exporters, and inactivated by zinc, that is, Raf — 1 activity, which is responsible for R as-ERK pathway, is activated by Z I T from Z ⁇ ⁇ ⁇ ko via Z n T-1 (Jirakulaporn T, Muslin AJ. Cation diffusion faci litator proteins modulate Raf-1 activity.J Biol Chem. 279 (26): 27807-15 (2004), Bruinsma JJ, Jirakulaporn T, Muslin AJ, Kornfeld K. Zinc ions an d cation diffusion facilitator proteins regulate Ras-mediated signaling. Dev Cell. 2 (5): 567-78 (2002)).
  • the “substance that regulates the expression and / or function of a zinc-requiring protein” may be a known compound or a novel compound that will be developed in the future. Further, it may be a low molecular compound or a high molecular compound.
  • the low molecular weight compound is a compound having a molecular weight of less than about 300, for example, an organic compound that can be normally used as a pharmaceutical, a derivative or an inorganic compound thereof, and is manufactured using an organic synthesis method or the like.
  • Compounds and their derivatives, naturally derived compounds and their derivatives, promoters, etc. are small nucleic acid molecules, various metals, etc., preferably organic compounds that can be used as pharmaceuticals, their derivatives, and nucleic acid molecules.
  • the high molecular compound is a compound having a molecular weight of about 300 or more; and includes proteins, polynucleic acids, polysaccharides, and combinations thereof, and is preferably a protein.
  • These low-molecular compounds or high-molecular compounds are commercially available as long as they are known, or can be obtained through steps such as collection, production, and purification according to each report literature. These may be of natural origin, prepared by genetic engineering, or obtained by semisynthesis.
  • Examples of “substances that regulate the expression and Z or function of zinc-requiring proteins” include various DNAs obtained in the same manner as LIV 1 described above, based on the known amino acid sequence and base sequence of each protein, Examples include vectors, proteins, antisense oligonucleotides, double-stranded RNA, and antibodies.
  • Zinc ion “Zinc ion”, “Zinc ionophore”, “Zinc chelator”, “Substance that regulates the expression and / or function of zinc transporter” and “Substance that regulates the expression and Z or function of zinc-requiring protein” All regulate the amount of zinc in humans, mammals such as horses, horses, dogs, mice, rats, etc., specifically in cells showing EMT and Z or Snai 1 activity. And similar effects on cells. Substances that can reduce intracellular sub-amounts suppress EMT through the suppression and activation of S nai 1 nuclei, and substances that increase the amount of intracellular zinc transfer to S nai 1 nuclei EMT can be enhanced through the promotion of activation.
  • the EMT regulator of the present invention that suppresses EMT is useful as a cancer metastasis preventive agent.
  • the EMT control agent of the present invention that enhances EMT is useful as a wound healing agent and an agent for promoting organ formation.
  • the EMT regulator, the Snai 1 activity regulator, the cancer metastasis preventive agent, the wound healing agent, and the organogenesis promoter of the present invention include the above-described series of active ingredients (zinc ion, zinc ionophore, zinc chelator, zinc transporter). That regulate the expression and / or function of Substances that regulate the quality and expression of zinc-requiring protein and Z or function), and optionally include pharmaceutically acceptable excipients and additives.
  • Pharmaceutically acceptable excipients and additives include carriers, binders, fragrances, buffers, thickeners, colorants, stabilizers, emulsifiers, dispersants, suspending agents, preservatives, etc. Can be mentioned.
  • different types of “substances that control the amount of intracellular zinc” can be used in combination as active ingredients.
  • Pharmaceutically acceptable carriers include, for example, magnesium carbonate, magnesium stearate, talc, sugar, ratatoses, pectin, dextrin, starch, gelatin, tragacanth, methinoresenololose, sodium canoleboxoxymethinoresenorero , Low melting wax, cocoa butter, etc.
  • -Furthermore, tablets can be made into tablets with ordinary coatings as required, for example, sugar-coated tablets, enteric-coated tablets, film-coated tablets, double-layer tablets, and multilayer tablets. Powders are formulated with a pharmaceutically acceptable powder base. Examples of bases include tanolec, ratatoose, and starch.
  • Drops can be formulated with an aqueous or non-aqueous base and one or more pharmaceutically acceptable diffusing agents, suspending agents, solubilizing agents, and the like.
  • Capsules can be produced by filling a compound as an active ingredient together with a pharmaceutically acceptable carrier.
  • the compounds can be mixed with pharmaceutically acceptable excipients or filled into force capsules without excipients.
  • a cachet agent can be produced by a similar method.
  • the present invention is prepared as a suppository, it is usually used together with a base such as vegetable oil (castor oil, olive oil, peanut oil, etc.), mineral oil (petrol, white petrolatum, etc.), waxes, partially synthetic or fully synthetic glycerin fatty acid ester. It is formulated by the technique.
  • injection solutions include solutions, suspensions, and emulsions.
  • an aqueous solution, a water-propylene glycol solution and the like can be mentioned.
  • the solution can also be produced in the form of a solution of polyethylene glycol and polyethylene or propylene dallicol, which may contain water.
  • a solution suitable for oral administration can be produced by adding a compound as an ingredient to water and adding a colorant, a fragrance, a stabilizer, a sweetener, a solubilizer, a thickener and the like as necessary.
  • a solution suitable for oral administration can also be produced by adding the compound together with a dispersant to water to make it viscous.
  • the thickener include pharmaceutically acceptable natural or synthetic gums, resins, methylcellulose, sodium carboxymethylcellulose, or known suspending agents.
  • topical administration agent examples include the above-mentioned solutions, creams, aerosols, sprays, powders, lotions, ointments and the like.
  • the above-mentioned topical preparation can be produced by mixing a compound as an active ingredient with a pharmaceutically acceptable diluent and carrier.
  • Ointment opium cream is formulated, for example, by adding a thickener and Z or gelling agent to an aqueous or oily base.
  • the base include water, liquid paraffin, and vegetable oil.
  • the thickening agent include soft paraffin, stearic acid anoleminium, cetostearyl alcohol, propylene glycolol, polyethylene glycol, lanolin, hydrogenated lanolin, and honey bees.
  • antiseptics such as methyl hydroxybenzoate, oral pills of hydroxybenzoic acid, chlorocresol, benzalkonium chloride, and bacterial growth inhibitors can be added to the topical preparation.
  • antiseptics such as methyl hydroxybenzoate, oral pills of hydroxybenzoic acid, chlorocresol, benzalkonium chloride, and bacterial growth inhibitors
  • For lotions add one or more pharmaceutically acceptable stabilizers, suspending agents, emulsifiers, diffusing agents, thickeners, coloring agents, fragrances, etc. to an aqueous or oily base. Can do.
  • EMT regulator, Snai 1 activity regulator, cancer metastasis preventive agent, wound healing agent and organogenesis promoter of the present invention are administered orally or parenterally.
  • administered orally it can be administered in a dosage form commonly used in the art.
  • parenterally it can be administered in a dosage form such as a topical administration agent (transdermal agent, etc.), a rectal administration agent, an injection, or a nasal agent.
  • Examples of the oral preparation or rectal preparation include capsules, tablets, pills, powders, drops, cachets, suppositories, and liquids.
  • Examples of injections include sterile solutions or suspensions.
  • Examples of topical agents include creams, ointments, lotions, transdermal agents (ordinary patches / matrixes, matrix agents) and the like. Dosage, number of doses is the type of substance that can control the amount of intracellular zinc used, It can be set appropriately depending on the shape, age, weight, dosage form, and the like.
  • cancers such as breast cancer, cervical cancer, and gastric cancer. Particularly useful are metastatic cancers such as breast cancer.
  • the wound that can be the subject of the “wound healing agent” of the present invention include wounds such as burns and gastrointestinal ulcers, and ulcer healing is particularly useful.
  • EMT Master regulator S nai 1 is translocated to the nucleus, and induces activation.
  • LIV 1 expression is regulated by STAT 3, which is essential for lumen formation in the kidney and liver. The substance possessed is useful as an organogenesis promoter.
  • EMT control and / or Snai 1 activity can be controlled by controlling the amount of intracellular zinc
  • Cells that desire EMT control and Z or S nai 1 activity control are not particularly limited as long as S nai 1 is activated and EMT occurs, and specific examples include normal kidney cells and keratinocytes. Examples thereof include epithelial cells and breast cancer cells. Appropriately treat one of the two groups with the test compound. The other is not treated and used as a control cell.
  • compounds known to affect the amount of zinc such as zinc chelator, TPEN, may be used as a positive control compound.
  • Intracellular zinc levels can be measured using methods commonly used in this field. It can be performed according to this. For example, it can be measured directly by an atomic absorption method (flame method) or by a fluorescence spectrophotometer using a specific probe (for example, a fluorescent reagent).
  • atomic absorption method flame method
  • fluorescence spectrophotometer using a specific probe (for example, a fluorescent reagent).
  • the third Zn finger domain in the Snai1 molecule is involved in the intracellular localization of Snai1, in the presence or absence of the test compound.
  • the screening method is implemented by the following steps.
  • the third Zn finger domain present in Snai 1 molecule is specifically a polypeptide composed of amino acids from 2 10th cysteine to 2 30th histidine of SEQ ID NO: 8 It is. Even if this polypeptide is obtained by a known method such as separation, extraction, purification, etc. from nature, genetic engineering technology is applied based on the sequence of the gene encoding the polypeptide (SEQ ID NO: 7). It may be obtained by the synthesis used, chemical synthesis or a combination thereof. Moreover, even if it is isolated as a polypeptide, it may be used in a state expressed in cells. In addition, the third zinc finger domain present in one molecule of Snai as long as the binding to zinc is not lost is substitution, deletion or insertion of one to several amino acids in its amino acid sequence. And / or additions may be made. ,
  • the third Z n finger domain present in one molecule (hereinafter referred to as Z n
  • Z n The degree of binding between the zinc finger domain and zinc can be measured by utilizing the property that, when zinc binds to zinc, the intranuclear migration of a single Snai molecule is induced. That is, using a labeled S nai molecule containing a Zn finger domain or a fragment thereof, in the presence or absence of a test compound, in the presence of zinc, the labeled S nai 1 molecule or a fragment thereof in the nucleus Z n finger domain is considered to be bound to zinc if transition to is observed, and Z n finger domain is not bound to zinc if transfer to the nucleus is not observed. available.
  • Those that significantly affect Snai 1 molecule translocation into the nucleus when compared with controls are identified as compounds having EMT-controlling activity and compounds having Snai-1 activity-controlling activity of the present invention. be able to.
  • a method commonly used in the art for example, a radiolabel or a fluorescent label is used.
  • a radiolabel or a fluorescent label is used.
  • a fluorescent label that can be observed in real time in the nucleus is preferable.
  • the test compound may be a known compound or a new compound to be developed in the future. Further, it may be a low molecular compound or a high molecular compound.
  • a low molecular weight compound is a compound having a molecular weight of less than about 300, for example, organic compounds that can be normally used as pharmaceuticals, derivatives thereof, and inorganic compounds, and are manufactured using organic synthesis methods and the like. And organic compounds and their derivatives and nucleic acid molecules that can be used as medicines, such as small nucleic acid molecules such as promoters, various kinds of metals, and the like.
  • the high molecular compound is a compound having a molecular weight of about 300 or more, and includes proteins, polynucleic acids, polysaccharides, and combinations thereof, and is preferably a protein.
  • These low-molecular compounds or high-molecular compounds can be obtained commercially if they are known, or can be obtained through steps such as collection, production, and purification according to each report literature. , These are natural sources, but also genes :! May be prepared scientifically or obtained by semi-synthesis etc.
  • the treatment time of the cells with the test compound is appropriately set depending on the type of cells used and the test compound.
  • a positive control compound such as T PEN
  • the concentration of the test compound for treating the cells is also appropriately determined depending on the type of cells used, the type of test compound, and the treatment time.
  • Example 1 Intracellular localization of GFP—Snai 1 in human cervical cancer cells HeLa and its change by regulation of intracellular zinc content
  • a plasmid that expresses a fusion protein of Snail of SEQ ID NO: 7 and GFP Green Fluorescent Protein
  • GFP Green Fluorescent Protein
  • Example 2 Snai 1 intramolecular finger domain zinc binding ability and changes in cellular and subcellular localization GFP—Snai1 expressed in HeLa cells in Example 1 was localized in the nucleus and transferred to the cytoplasm by reducing the amount of cells and zinc (for example, treatment with the zinc chelator T PEN). Therefore, each of the four Zn finger domain C 2 H 2 motifs in the S nai 1 molecule was mutated to G 2G 2 using STRATGENE's Quick Change Site—D irected Mu tagenesiskit, and in the presence of zinc.
  • the human keratinocyte cell line HaCaT (Boukarap, P. et al., J Cell Biol, 106, 761-71 (1988)) was maintained in DMEM supplemented with 10% FBS. Cells They were starved for 24 hours in medium without pups and then stimulated for 24 hours or indicated times with medium containing 100 ng / ml human EGF.
  • SiRNA for human ZIP 6 and ZIP 10 and the control mouth were obtained from Dharma con.
  • Target sequences for R NA i are: 5'-GAAGUUAUCUGUAAUCUUGUU-3 '(SEQ ID NO: 9), 5'-GAAGUGACCUCAACUGUGUUU-3' (SEQ ID NO: 1 0), 5, -UGAAGGAACUCACUUUCUAUU-for ZIP 6 3, (SEQ ID NO: 1 1), 5, -UGACUUUGCUGUUCUACUAUU-3 '(SEQ ID NO: 1 2); For ZIP 10, 5, -GAACGUCACUCAGUUAUUAUU-3, (SEQ ID NO: 1 3), 5, -GGAAGAAUAUGAUGCUGUAUU -3 ′ (SEQ ID NO: 14), 5, -CCACAAACCUGAUCGUGUAUU-3 ′ (SEQ ID NO: 15), 5, -GAAAGGACUUGUUGCUCUAUU-3, (SEQ ID NO: 16).
  • RNA interference (RNA i) screening was performed according to the manufacturer's protocol. To chelate zinc, TPEN (M
  • H 1 76, C 1 82, C 1 85, HI 98, and H 202 in the second Z n finger domain, C 2 10, C 21 3, H 226, and H 202 in the third Zn n finger domain C H238, and C 238, C 241, H252, and H254 in the 4th Zn finger domain were intercalated using Quick-Changgesite-directed mu tagenesisk ⁇ CS tratagene). All S nai 1 1 mutants are cloned into the pCS 2. expression vector and tagged with GFP at the end, in-frame. It was. Transient transfection of cells with Snai 11 1 construct was performed using Lipofect amine-P lus reagent (Invitrogen) according to the instruction manual. To inhibit nuclear export, lebutomycin B (Sigma) was added to the culture 3 hours before observation (5 ng / m 1 in ethanol). Traditional RT—P CR
  • the primers used for conventional RT-PCR are as follows:
  • E-cadherin 5, -GTCATTGAGCCTGGCAATTT-3, (sense; SEQ ID NO: 19), 5, -GCTTGAACTGCCGAAAAATC-3, (antisense; SEQ ID NO: 20).
  • GAPDH 5′-TGAAGGTCGGAGTCAACGGAT-3, (sense; SEQ ID NO: 2 3), 5′-CATGTGGGCCATGAGGTCCAC-3 ′ (antisense; SEQ ID NO: 24).
  • ZNT 8 5 '-GGCCACAATCACAAGGAAGT-3, (sense; SEQ ID NO: 6 7),
  • H a C a T cells are cultured in the presence of F C S until they reach subconfluence
  • the SNA IL-1 transcription factor is involved in the transcriptional repression of the epithelial gene E-forced herrin, thus reducing the level of this cell indirect adhesion molecule Allows cells to detach and migrate from their neighbors (Batlle, E. et al., Nat Cell Biol, 2, 84-9 (2000); Cano, A. et al., Nat Cell Biol, 2, 76-83 (2000); Thiery, JP & Sleeman, JP, Nat Rev Mol Cell Biol, 7, 131-42 (2006)).
  • SNA IL 1 was localized in the cytoplasm, consistent with the epithelial-like morphology of the cell line.
  • EGF induced the adoption of a mesenchymal-like morphology of SNA IL 1 nuclear accumulation opal cells.
  • Stat 3 signaling regulates nuclear localization of S nai 1 1 through the zinc receptor transporter Li V 1 / Z ip 6 and actively migrates during zebrafish gastrulation Induces EMT of organizer cells (Yamashita, S. et al., Nature, 429, 298-302 (2004)).
  • These facts imply that zinc transporter-dependent regulation of SNA IL 1 subcellular localization may play a role in EMT of wound healing by mammalian keratinocytes.
  • the ZIPs ZIP 1-14
  • cytoplasm that are thought to function in zinc influx into the cytoplasm.
  • ZNTs ZNT 1-8) (Palmiter, RD & Huang, L., Plugers Arch, 447, 744-51 (2004)) that mediate zinc efflux from C a T cells were used (Fig. 3c).
  • the most closely related member of the ZIP family of zinc transporters see their proximity in the phylogenetic tree analysis based on their amino acid sequence; Fig. 3 c)
  • the expression of ZIP 6 and ZIP 10 is associated with EG F stimulation In response, it was upregulated in Ha C a T cells.
  • siRNA against human ZIP 6 and ZIP 10 was used to produce ZIP 6 and ZIP 10 knockdown H a C a T cells ( Figure 4a).
  • Fig. 4c Using these cells, we performed an in vitro wound healing assay and analyzed the intracellular localization of SNA IL 1 under EGF stimulation (Fig. 4c :).
  • ZIP 10 knockdown EGF-induced in vitro wound healing by Ha C a T cells is markedly impaired (Fig. 4c; ZIP 10 and ZIP 6; ZIP 10), whereas control Ha C a T cells migrate normally The wound was completely healed after stimulation with EGF (Fig. 4c; control).
  • ZI-6 knockdown H a C a T cells the wound healed after EGF stimulation, although there was some disturbance at the tip of the migratory cells ( Figure 4c; ZI-6).
  • ZIP 10 in H a C a T cells Knockdown strongly reduced EGF-induced nuclear accumulation of SNA IL 1 (FIG. 4c; ZIP 10 and ZIP 6; ZIP 10).
  • ZIP 10 has an essential function in the nuclear accumulation of SNA IL 1 during EGF-induced EMT of wound healing by Ha C a T cells.
  • ZIP-mediated regulation of nuclear localization of SNA IL 1 is involved in growth factor-mediated wound healing by human keratinocytes as well as zebrafish gastrulation. It is suggested that.
  • Z nAF-2 is very specific for zinc; it is thought to form a ternary complex with zinc metalloproteins, where zinc acts as a mediator; the formation of this complex is Enables direct evaluation of intracellular distribution (Kay, AR & Toth, K., J Neurophysiol, 95, 1949-56 (2006)) 0 Epithelial-like morphology Opause with cytoplasmic distribution of SNA IL In a C a T cells, zinc was uniformly distributed. After EGF stimulation, the amount of zinc bound to intracellular proteins increased, and zinc accumulated in the nucleus of Ha C a T cells (Fig. 3f) and correlated with nuclear localization of SNA IL-1.
  • mice Snai11 contains four C2H2-type Zn finger domains and is essential for Snail1 nuclear localization (Dorainguez, D. et al., Mol Cell Biol , 23, 5078-89 (2003)). All results for this point suggest that EGF-induced zinc uptake via ZIPs regulates SNA IL 1 nuclear localization through interaction with the Zn finger domain of SNA IL 1 Yes. To test this hypothesis, C 2 H 2 / G 2G 2 mutations were introduced into all four Zn finger domains of mouse S nai 1 1 (Fig. 5c; 1 234) and the zinc binding activity was abolished. (Nomura, A.
  • any combination of C 2H2 / G 2 G 2 mutations containing a mutated third Zn finger domain abolished nuclear accumulation of mutants in EGF-stimulated Ha C a T cells, and the ability of the third Zn finger domain of S nai 1 1 to nai 1 1 is essential for nuclear accumulation.
  • any combination of C 2 H2 / G 2 G 2 mutations in any Zn finger domain except the third did not disrupt the nuclear localization of the mutant.
  • the third Z n finger is essential for S nai 1 1's nuclear mooring, This indicates that it is not included in the translocation of Snail 1 to the nucleus.
  • ZIP 6 is not associated with the malignant cell phenotype in breast cancer (Kasper, G. et al., Int J Cancer, 117, 961-73 (2005)). Thus, ZIP 10 suggests that it is the primary ZIP in the zinc-dependent regulation of EMT in cancer progression.
  • Intracellular localization and activity of S nai 1 the master regulator of EMT, by controlling the amount of zinc in the cell by using zincions, zincone chelator, or regulating the expression and function of zinc transporters This makes it possible to control the EMT.
  • the drug of the present invention capable of controlling EMT is useful for preventing cancer metastasis, promoting wound healing and organ formation.

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Abstract

本発明は、上皮−間葉転換制御剤、Snail活性制御剤、癌転移予防、創傷治癒及び器官形成促進等に有用な薬剤、並びに上皮−間葉転換制御及び/又はSnail活性制御作用を有する化合物のスクリーニング方法を提供する。具体的には、細胞内亜鉛量を制御し得る物質、具体的には亜鉛イオン、亜鉛キレーター、亜鉛トランスポーターの発現及び/又は機能を調節する物質等を有効成分として含有する上皮−間葉転換制御剤、Snail活性制御剤、癌転移予防薬、創傷治癒薬及び器官形成促進薬、並びに細胞内亜鉛量を測定することを含む上皮−間葉転換制御及び/又はSnail活性制御作用を有する化合物のスクリーニング方法を提供する。

Description

明細書
上皮一間葉転換制御剤 技術分野
本発明は S n a i 1活性及び/又は上皮一間葉転換を制御し得る薬剤に関する。 特に、 癌転移、 創傷治癒、 器官再生における上皮一間葉転換を制御することによ つて、 癌転移予防、 創傷治癒及び器官形成促進が可能な薬剤に関する。 背景技術
普段は隣り合つたどうし密着しその場を動かない細胞が、 癌転移や創傷治癒 - 個体発生過程等の場合に限り動き出す現象:上皮一間葉転換 (E p i t h e 1 i a l— me s e n c h yma l t r a n s i t i o n : EMT) におレヽて、 ジ ンク (Z n) フィンガー型転写因子 S n a i 1は細胞間接着分子等の上皮系遺伝 子の発現を制御するとともに、 間葉系遺伝子の発現を誘導する。 実際、 浸潤能の 高い癌細胞では S n a i 1の発現が増加しておりこれと相関してカドヘリン等の 細胞間接着分子の発現は低下していることが数多く報告されている (Poser I, D orainguez D, de Herreros AG, Varna i A, Buettner R, Bosserhoff AK. Loss of E-cadherin expression in melanoma cells involves up - regulation of the t ranscriptional repressor Snail. J Biol Chem. 276 (27): 24661-6 (2001); Bla nco MJ, Moreno-Bueno G, Sarrio D, Locascio A, Cano A, Palacios J, Nieto MA. Correlation of Snail expression with histological grade and lymph no de status in breast carcinomas. Oncogene. 21 (20) :3241 - 6 (2002); Rosivatz E, Becker I, Specht K, Fricke E, Luber B, Busch R, Hofler H, Becker KF. Differential expression of the epithelial - mesenchymal transition regula tors snail, SIP1, and twist in gastric cancer. Am J Pathol. 161 (5) :1881 - 91 (2002); Sugimachi K, Tanaka S, Karaeyama T, Taguchi K, Aishima S, Shim ada M, Sugimacni K, Tsuneyoshi M. Transcriptional repressor snail and pr ogression of human hepatocellular carcinoma. し丄 in Cancer Res. 9 (7) :2657一 64 (2003)参照)。 今日 S n a i 1が EMTにおけるマスターレギユレータ—であ ることは確立された事実であるが、 ある種の細胞においては S n a i 1が発現し ているにも関わらず力ドヘリンの発現が持続していたり、 本来核で機能すべき転 写因子 S n a i 1が細胞質内に局在していたり等、 S n a i 1の局在と活性に対 する制御機構は解明されていない。 本発明者らは先に、 亜鉛トランスポーター L
I V 1が EMTのマスターレギュレーターである Z nフィンガー型転写因子 S n a i 1の核への局在を誘導しこれを活性化して、 細胞間接着分子の発現を抑える ことで細胞に可動性を与えることを明らかにした(Yamashita, .S. , iyagi, C., Fukada, T. , Kagara, Ν., Che, Υ.一 S. & Hirano, T. Zinc transporter LIVI co ntrols epithelial - mesenchymal transition in zebrafish gastrula organizer.
Nature 429 (6989) :298- 302 (2004))。 これは亜鉛トランスポーターによる亜鉛 要求性因子の活性調節を解明した最初の報告であるが、 その分子機構、 特に S n a i 1の細胞内局在や活性を調節し EMTを制御し得る因子については未だ明ら かにされていない。 発明の開示
本発明は、 癌、 創傷治癒、 器官再生における EMTの制御機構を解明すること を目的とし、 具体的には EMT制御剤並びに EMTのマスターレギュレーターで ある S n a i 1の活性制御剤の提供を目的とする。 さらに、 本発明は当該 EMT 制御剤及ぴノ又は S n a i 1活性制御剤の癌転移予防、 創傷治癒及び器官形成促 進への適用を目的とする。
本発明者らは、 上記課題に鑑み、 鋭意検討を行った結果、 細胞内亜鉛量を制御 することにより、 EMTのマスターレギュレーターである S n a i 1の細胞内局 在と活性を調節できること、 すなわち細胞内亜鉛量を制御することにより癌転移 や創傷治癒 ·器官形成等におけ,る EMTが制御可能であることを見出して本発 ¾ を完成するに至った。 すなわち本発明は以下の通りである。 〔1〕 細胞内亜鉛量を制御し得る物質を有効成分として含有する、 上皮一間葉転 換制御剤;
〔2〕細胞内亜鉛量を制御し得る物質が亜鉛イオンである、上記〔1〕記載の剤; 〔3〕 亜鉛イオンが亜鉛ィオノフォアによって細胞内に導入される、 上記 〔2〕 記載の剤;
〔4〕 細胞内亜鉛量を制御し得る物質が亜鉛キレーターである、 上記 〔1〕 記載 の剤;
〔5〕 亜鉛キレーターが 2, 3—ジメルカプト一 1—プロパンスルホン酸 (DM
P S)、 N, N, N,, N, 一テトラキス (2—ピリジルメチル) エチレンジアミ ン (TPEN)、 エチレンジァミン (EDTA) 及び N— (6—メ トキシ一 8—キ ノリル) 一p— トルエンスルホンアミド (TSQ) からなる群より選択される少 なくとも 1種である、 上記 〔4〕 記載の剤;
〔6〕 細胞内亜鉛量を制御し得る物質が、 亜鉛トランスポーターの発現及ぴ Z又 は機能を制御する物質である、 上記 〔1〕 記載の剤;
〔7〕 亜鉛トランスポーターが L I Vフアミリーを含むヒ ト Z I P類、 ヒ ト CD
F類からなる群より選択される少なくとも 1種である、 上記 〔6〕 記載の剤; 〔8〕 亜鉛トランスポーターが L I V Iである、 上記 〔6〕 記載の剤;
〔9〕 亜鉛トランスポーターが Z I P 10である、 上記 〔6〕 記載の剤; 〔10〕 S n a i 1分子内の第 3番目の Z nフィンガードメインと亜鉛との結合 を制御し得る物質を含む上皮一間葉転換制御剤;
〔1 1〕 S n a i 1活性制御剤である、 上記 〔1〕 〜 〔10〕 に記載の剤; 〔12〕 癌転移予防薬、 創傷治癒薬及び器官形成促進薬からなる群より選ばれる 少なくとも 1種の医薬である、 上記 〔1〕 〜 〔10〕 に記載の剤;
〔1 3〕 癌転移予防薬、 創傷治癒薬及び器官形成促進薬からなる群より選ばれる 少なくとも 1種の医薬である、 上記 〔1 1〕 に記載の剤;
〔14〕 細胞内亜鉛量を低下させ得る物質又は S n a i 1分子内の第 3番目の Z_ nフィンガードメインと亜鉛との結合を抑制し得る物質を有効成分として含有す る、 癌転移予防薬;
〔15] 細胞内亜鉛量を低下させ得る物質が亜鉛キレーターである、上記〔14〕 記載の癌転移予防薬;
〔16〕 亜鉛キレーターが 2, 3—ジメルカプト一 1—プロパンスルホン酸 (D MP S)、 N, N, N,, N, ーテトラキス (2—ピリジルメチル) エチレンジァ ミン (TPEN)、 エチレンジァミン (EDTA) 及び N— (6—メ トキシ一 8— キノリル) 一p—トルエンスルホンアミド (TSQ) からなる群より選択される 少なくとも 1種である、 上記 〔15〕 記載の癌転移予防薬;
〔17〕 細胞内亜鉛量を低下させ得る物質が、 亜鉛トランスポーターの発現及び /又は機能を制御する物質である、 上記 〔14〕 記載の癌転移予防薬;
〔18] 亜鉛トランスポーターが L I Vフアミリーを含むヒ ト Z I P類、 ヒ ト C DF類からなる群より選択される少なくとも 1種である、 上記 〔17〕 記載の癌 転移予防薬;
〔19〕 亜鉛トランスポーターが L I VIである、 上記 〔17〕 記載の癌転移予 防薬;
〔20〕 亜鉛トランスポーターが Z I P 10である、 上記 〔1 7〕 記載の癌転移 予防薬;
〔21〕 細胞内亜鉛量を上昇させ得る物質又は S n a i 1分子内の第 3番目の Z nフィンガードメインと亜鉛との結合を促進し得る物質を有効成分として含有す る、 創傷治癒薬及び/又は器官形成促進薬;
〔22〕 細胞内亜鉛量を上昇させ得る物質が亜鉛イオンである、 上記 〔21〕 記 載の創傷治癒薬及ぴ 又は器官形成促進薬;
〔23〕 亜鉛イオンが亜鉛ィオノフォアによって細胞内に導入される、 上記 〔2 2〕 記載の創傷治癒薬及び Z又は器官形成促進薬;
〔24〕 細胞内亜鉛量を上昇させ得る物質が、 亜鉛トランスポーターの発現及ぴ /又は機能を制御する物質であ 、 上記 〔21〕 記載の創傷治癒薬及び 又は器. 官形成促進薬; 〔25〕 亜鉛トランスポーターが L I Vフアミリーを含むヒ ト Z I P類、 ヒ ト C DF類からなる群より選択される少なくとも 1種である、 上記 〔24〕 記載の創 傷治癒薬及び/又は器官形成促進薬;
〔26〕 亜鉛トランスポーターが L I V Iである、 上記 〔24〕 記載の創傷治癒 薬及び/又は器官形成促進薬;
〔27〕 亜鉛トランスポーターが Z I P 1 0である、 上記 〔24〕 記載の創傷治 癒薬及び 又は器官形成促進薬;
〔28〕 インビトロで、 細胞内亜鉛量を制御することを含む、 上皮一間葉転換を 制御する方法;
〔29〕細胞内亜鉛量の制御が亜鉛イオンによって行われるものである、上記〔2 8〕 記載の方法;
〔30〕 亜鉛イオンが亜鉛ィオノフォアによって細胞内に導入される、 上記 〔2 9〕 記載の方法;
〔3 1〕 細胞内亜鉛量の制御が亜鉛キレーターによって行われるものである、 上 記 〔 28〕 記載の方法;
〔32〕 亜鉛キレーターが 2, 3—ジメルカプト一 1一プロパンスルホン酸 (D MP S)、 N, N, N,, N, 一テトラキス (2—ピリジルメチル) エチレンジァ ミン (TPEN)、 エチレンジァミン (EDTA) 及び N— (6—メ トキシ一 8— キノリル) 一 p—トルエンスルホンアミド (TSQ) からなる群より選択される 少なくとも 1種である、 上記 〔3 1〕 記載の方法;
〔33〕 細胞内亜鉛量の制御が亜鉛トランスポーターの発現及び/又は機能を制 御することによって行われるものである、 上記 〔28〕 記載の方法;
〔34〕 亜鉛トランスポーターが L I V 1である、 上記 〔33〕 記載の方法; 〔35〕 亜鉛トランスポーターが Z I P 1 0である、 上記 〔33〕 記載の方法; 〔36〕 S n a i 1分子内の第 3番目の Z nフィンガードメインと亜鉛との結合 を制御することを含む、 上皮ー 葉転換を制御する方法; . 〔3 7〕 インビトロで、 細胞内亜鉛量を制御することを含む、 S n a i 1活性を 制御する方法;
〔38〕細胞内亜鉛量の制御が亜鉛イオンによって行われるものである、上記〔3 7〕 記載の方法;
〔39〕 亜鉛イオンが亜鉛ィオノフォアによって細胞内に導入される、 上記 〔3 8〕 記載の方法;
〔40〕 細胞内亜鉛量の制御が亜鉛キレーターによって行われるものである、 上 記 〔37〕 記載の方法;
〔41〕 亜鉛キレーターが 2, 3—ジメルカプト一 1一プロパンスルホン酸 (D MP S)、 N, N, N,, N, 一テトラキス (2—ピリジルメチル) エチレンジァ ミン (TPEN)、 エチレンジァミン (EDTA) 及び N— (6—メ トキシ一 8— キノリル) 一p—トルエンスルホンアミ ド (TSQ) からなる群より選択される 少なくとも 1種である、 上記 〔40〕 記載の方法;
〔42〕 細胞内亜鉛量の制御が亜鉛トランスポーターの発現及ぴ Xは機能を制 御することによって行われるものである、 上記 〔3 7〕 記載の方法;
〔43〕 亜鉛トランスポーターが L I V 1である、 上記 〔42〕 記載の方法;
〔44〕 亜鉛トランスポーターが Z I P 1 0である、 上記 〔42〕 記載の方法; 〔45〕 S n a i 1分子内の第 3番目の Z nフィンガードメインと亜鉛との結合 を制御することを含む、 S n a i l活性を制御する方法;
〔46〕 細胞内亜鉛量を測定することを含む、 上皮一間葉転換制御作用を有する 化合物及ぴ 又は S n a i 1活性制御作用を有する化合物のスクリーニング方 法;
〔47〕 以下の工程を含む、 上皮一間葉転換制御作用を有する化合物及び 又は Sn a i 1活性制御作用を有する化合物のスクリーニング方法:
(1) 試験化合物の存在下又は非存在下で S n a i 1分子内に存在する第 3番目 の Z nフィンガードメインと亜鉛とを接触させる工程、
(2) Z nフィンガードメインと亜鉛との結合の程度を測定する工程、 及ぴ .
(3) Z nフィンガードメインと亜鉛との結合に有意に影響を与える物質を、 上 皮一間葉転換制御作用を有する化合物及び 又は S n a i 1活性制御作用を有す る化合物と認定する工程;
〔4 8〕細胞内亜鉛量を制御し得る物質の有効量を被験体に投与することを含む、 該被験体における上皮一間葉転換の制御方法;
〔4 9〕 S n a i 1分子内の第 3番目の Z nフィンガードメインと亜鉛との結合 を制御し得る物質の有効量を被験体に投与することを含む、 該被験体における上 皮一間葉転換の制御方法;
〔5 0〕細胞内亜鉛量を制御し得る物質の有効量を被験体に投与することを含む、 該被験体における S n a i l活性の制御方法;
〔5 1〕 細胞内亜鉛量を低下させ得る物質又は S n a i 1分子内の第 3番目の Z nフィンガードメインと亜鉛との結合を抑制し得る物質の有効量を被験体に投与 することを含む、 該被験体における癌転移の予防方法;
〔5 2〕 細胞内亜鉛量を上昇させ得る物質又は S n a i 1分子内の第 3番目の Z nフィンガードメインと亜鉛との結合を促進し得る物質の有効量を被験体に投与 することを含む、 該被験体における創傷治癒及ぴ 又は器官形成促進方法;
〔5 3〕 上皮一間葉転換制御剤の製造における細胞内亜鉛量を制御し得る物質の 使用;
〔5 4〕 上皮—間葉転換制御剤の製造における S n a i 1分子内の第 3番目の Z nフィンガードメインと亜鉛との結合を制御し得る物質の使用;
[ 5 5 ] S n a i 1活性制御剤の製造における細胞内亜鉛量を制御し得る物質の 使用;
[ 5 6〕 癌転移予防薬の製造における細胞内亜鉛量を低下させ得る物質又は S n a i 1分子内の第 3番目の Z nフィンガードメインと亜鉛との結合を抑制し得る 物質の使用;
〔5 7〕 創傷治癒薬及ぴノ又は器官形成促進薬の製造における細胞内亜鉛量を上 昇させ得る物質又は S n a i 1分子内の第 3番目の Z nフィンガードメインと ¾ 鉛との結合を促進し得る物質の使用 ; 〔5 8〕 細胞内亜鉛量を制御し得る物質を有効成分として含有する医薬、 ならび に当該医薬を上皮一間葉転換の制御に使用し得る又は使用すべきであることを記 載した記載物を含む商業的パッケージ;
〔5 9〕 S n a i 1分子内の第 3番目の Z nフィンガードメインと亜鉛との結合 を制御し得る物質を有効成分として含有する医薬、 ならびに当該医薬を上皮一間 葉転換の制御に使用し得る又は使用すべきであることを記載した記載物を含む商 業的パッケージ;
〔6 0〕 細胞内亜鉛量を制御し得る物質を有効成分として含有する医薬、 ならび に当該医薬を S n a i 1活性の制御に使用し得る又は使用すべきであることを記 載した記載物を含む商業的パッケージ;
〔6 1〕 細胞内亜鉛量を低下させ得る物質又は S n a i 1分子内の第 3番目の Z nフィンガードメインと亜鉛との結合を抑制し得る物質を有効成分として含有す る医薬、 ならびに当該医薬を癌転移の予防に使用し得る又は使用すべきであるこ とを記載した記載物を含む商業的パッケージ;
〔6 2〕 細胞内亜鉛量を上昇させ得る物質又は S n a i 1分子内の第 3番目の Z nフィンガードメインと亜鉛との結合を促進し得る物質を有効成分として含有す る医薬、 ならびに当該医薬を創傷治癒及ぴノ又は器官形成促進に使用し得る又は 使用すべきであることを記載した記載物を含む商業的パッケージ。 図面の簡単な説明
図 1は、 ヒト子宫頸部癌細胞 H e L aにおける、 細胞内亜鉛量の調節による S n a i 1の細胞内局在変化を示した図である。
図 2は、 S n a i 1分子内 Z nフィンガードメインにおける亜鉛結合能と細胞 内局在変化の関係を示した図である。
図 3は、 ヒトケラチノサイト H a C a Tにおける、 E MTの間の S N A I L 1 および亜鉛の E G F誘導核内蓄 を示した図である。 (a ) E G F誘導 E MTの間 の H a C a T細胞における、 S NA I L 1、 E—カドヘリン、 およぴビメンチン の発現。 GAPDHを、 ローデイングコントロールとして用いた。 (b) EGF誘 導 EMTの間の、 Ha C a T細胞の形態、 SNA I L細胞内局在、およぴ核染色。
(c) 系統学的関連性ならびに EGF存在下または非存在下の Ha C a T細胞に おける Z I Ρ類おょぴ ΖΝΤ類の発現パターン。 (d) — (f ) EGF刺激 Ha C a T細胞における亜鉛特異的取り込みおよびその核内蓄積。 亜鉛取り込み (d) およびその基質特異性 (e) を、 65 Z nを用いてアツセィした。 亜鉛の細胞内局 在 (f ) を、 Z nAF— 2 DMを用いて可視化した。 各点は、 代表的な実験のデ ータの平均である;各実験を 3連で実施し、各条件に対して 3実験を行って、 error barは土 1 S. D.を示している。
図 4は、 H a C a T細胞による EG F誘導創傷治癒の間の、 Z I P 10を介し た SNA I L 1の核内蓄積の亜鉛への依存性を示した図である。 (a) ― (b) コ ントロール s i RNA導入 (C o n t r o l )、 Z I P 6ノックダウン (Z I P 6)、 Z I P 1 0ノックダウン (Z I P 1 0)、 および Z I P 6 ; Z I P 10ダブ ルノックダウン (Z I P 6 ; Z I P 10) H a C a T細胞の、 Ζ I Ρ 6およぴ Ζ I P I 0の発現 (a)、 および EGF誘導 65Z n取り込み活性 (b)。 各点は代 表的な実験のデータの平均であり、 各実験を 3連で実施し、 各条件に対して 3実 験を行って、 error barは ± 1 S. D.を示している。 (c) コントローノレ s i RN A導入 (C o n t r o l )、 Z I P 6ノックダウン (Z I P 6)、 Z I P 10ノッ クダウン (Z I P 10)、 Z I P 6 ; Z I P 10ダブルノックダウン (Z I P 6 ; Z I P 1 0) および TP EN処理 (TP EN) H a C a T細胞の運動性 遊走性 の挙動を、 インビトロ創傷治癒アツセィ (WHA) で角爭析した。 SNA I L 1を 免疫染色により、亜鉛を蛍光マーカー Z n A F— 2 DMにより標識化した。矢印 は、 遊走性細胞の先端を示している。 各実験を少なくとも 3回実行し、 典型的な 結果の 1実験を示している。
図 5は、 マウス S n a i 1 1の Z nフィンガードメインにおける亜鉛配位が、 その核内蓄積に必須であることを示した図である。(a)—(c) LMB存在下(b). または非存在下 (a) の EGF刺激 H a C a T細胞における GF P融合マウス S n a i l 1の様々な変異体の細胞内局在(c)。 C 2H2モチーフ(C 2H2)を、 各フィンガードメインにおける亜鉛配位活性を消滅させるために G 2 G 2モチー フ (G 2G2) に変異導入した。 WT、 野生型。 (d) - (e) LMB有り (e) または無し(d)の EG F刺激 H a C a T細胞におけるマウス S n a i 1 1の様々 な変異体の核 GF Pを顕著に示す細胞の割合を測定した。 各点は代表的な実験の データの平均である ;各実験を 3連で実施し、 各条件に対して 3実験を行って、 error barは土 1 S. D.を示している。
図 6は、癌の進行における EMTの亜鉛依存性調節を示した図である。 (a) Z I P 10および E—力ドヘリンの内因性発現は、 様々な浸潤性/転移性癌細胞株 (He L a、 MDA— MB— 23 1、 および MD A— MB— 435 S)、 ならびに 非転移性細胞株 (MCF 7、 T47D、 ZR 75— 1、 および ZR 75— 30) において逆に相関していた。 Z I P 10、 Z I P 6、 E—力ドヘリン、 およびビ メンチンの発現レベルを、 RT— P CRにより解析した。 GAPDHを、 ローデ ィングコントロールとして用いた。 (b ) コントロール s i RNA導入 (C o n t r o l)、 Z I P 6ノックダウン (Z I P 6)、 Z I P 10ノックダウン (Z I P 10)、および Z I P 6 ; Z I P 10ダブルノックダウン(Z I P 6 ; Z I P 1 0) He L a細胞のトランスゥエル遊走ァッセィにより解析した、 浸潤性特性 H e L a細胞。 各点は代表的な実験のデータの平均である ;各実験を 3連で実施し、 各 条件に対して 3実験を行って、 error barは土 1 S. D.を示している。 発明を実施するための最良の形態
「上皮一間葉転換 (EMT)」 は、 胚発生、 臓器や組織の再生、 癌転移'進行等 の過程において、 上皮細胞が細胞間接着を弱めて分散し、 間葉細胞としての侵襲 性細胞様の挙動を示す様になる、 細胞の表現型の変化をいう (Thiery JP. Epith elial - mesenchymal transitions in tumour progression. Nat Rev Cancer. 2 (6) :442-54 .(2002) )0 本発明にお:いて EMTの制御とは、 上記した細胞の表現型 の変化を抑制するか又は促進することである。すなわち、本発明において 「制御」 とは、 正及び負のいずれの調節をも意味する。 本発明において S n a i 1活性の 制御とは、 E M Tのマスターレギュレーターとしての機能を制御することを意味 し、 具体的には S n a i lタンパク質の核内又は細胞質への移行 (S n a i 1の 細胞内局在) の制御、 細胞間接着制御及びそれに伴う E M T制御を意味する。 本発明において 「細胞内亜鉛 *の制御」 とは細胞内亜鉛、 特に細胞内に存在す る Z nフィンガードメイン内の亜鉛の量を増加させる、 あるいは減少させるとい う文言通りの意味に加え、 最終的に細胞内で亜鉛量が増減することによって与え られる E MTへの影響及び Z又は S n a i 1活性への影響と同様な影響を与える ことができる作用をも意味し、 そのような場合には細胞内亜鉛量の多少には拘束 されない。 本発明において、 細胞內亜鉛量の制御の対象となる細胞は、 S n a i 1フアミリーを発現し、 上皮一間葉転換が起こる細胞であれば特に限定されず、 具体的には、 腎細胞 (例えば MD C K等)、 ケラチノサイト等の上皮細胞、乳癌細 胞等が挙げられる。 S n a i 1分子の発現は天然に発現しているものであっても 遺伝子工学技術を用いて強制発現させたものであっても構わない。 本明細書では 制御の対象となる細胞を便宜上 「対象細胞」 と称することもある。
「細胞内亜鉛量を制御し得る物質」としては「亜鉛イオン」、「亜鉛キレーター」、 「亜鉛ィオノフォア」、 「亜鉛トランスポーターの発現及び 又は機能を調節する 物質」 等が挙げられるが、 「亜鉛イオン」 や 「亜鉛ィオノフォア」 はそれを添加す ることにより対象細胞内の亜鉛量を直接増加させることができ、一方、「亜鉛キレ 一ター」 はそれを添加することにより対象細胞内の亜鉛量、 特に細胞内の Z nフ ィンガードメィン内の亜鉛の量を直接低減することができる。「亜鉛トランスポー ターの発現及び/又は機能を調節する物質」 は、 亜鉛トランスポーターの発現及 ぴ 又は機能を調節することによって、 対象細胞の E MT制御及ぴ 又は S n a i 1活性制御において細胞內亜鉛量の増減によってもたらされるのと同様な現象 を誘導することができる。 すなわち、 亜鉛の作用を間接的に制御することができ る。 「亜鉛トランスポーターの発 及び 又は機能を調節する物質」 において、発 現あるいは機能を促進する方向に調節する物質であれば当該細胞内での亜鉛トラ ンスポーターの亜鉛に対する応答性をより高め、 発現あるいは機能を抑制する方 向に調節する物質であれば該応答性をより抑制することができる。又、「亜鉛要求 性タンパク質の発現及び Z又は機能を調節する物質」 も、 細胞内亜鉛量のバラン スに影響を及ぼすので、 本発明の 「細胞内亜鉛量を制御し得る物質」 として利用 することができる。
「亜鉛イオン」 は亜鉛ィオノフォアによって対象細胞内に導入される。 すなわ ち亜鉛イオンは亜鉛ィオノフォアとの錯体の形で対象細胞内に導入される。 亜鉛 ィオノフォアとしては当分野で通常用いられている、 好ましくは市販されている 種々の化合物が挙げられる。 亜鉛ピリチオン、 複素環ァミン、 ジチォカルパメー ト、 ビタミン類等が例示される。
「亜鉛キレーター」 とは、 対象細胞内で亜鉛と錯体を形成することによって細 胞内から亜鉛を除去することができる物質であって、 例えば、 2, 3—ジメルカ プト一 1—プロパンスルホン酸(DM P S )、 N, N, N,, N, ーテトラキス (2 一ピリジルメチル)エチレンジアミン(T P E N)、エチレンジアミン(E D T A)、 N— ( 6—メ トキシ一 8—キノリル) 一 ρ—トルエンスルホンアミ ド (T S Q ) 等が挙げられる。 いずれも商業的に入手可能である。 また、 本発明の E MT、 S n a i l活性制御剤並びに本発明の癌転移予防薬、 創傷治癒薬及び器官形成促進 薬 (以下、 単に本発明の医薬と称することもある) に有効成分として含められる 細胞内亜鉛量を制御し得る物質としての亜鉛キレーターの量は、 それぞれ細胞内 での亜鉛量の制御が可能な範囲で適宜決定される。 また、 含める亜鉛キレーター は 1種類であっても 2種類以上であってもよい。 2種類以上含める場合にはその 種類に応じて配合量を適宜設定する。
「亜鉛トランスポーターの発現及び/又は機能を調節する物質」 とは亜鉛トラ ンスポーターの発現及び 又は機能を結果的に調節することができればその作用 機序は特に限定されず、 遺伝子レベルでの調節であってもタンパク質レベルでの 調節であってもよい。 遺伝子レ ルでの調節としては、 転写調節、 遺伝子発現調 節等が挙げられる。 タンパク質レベルでの調節としては、 代謝調節、 リン酸化、 脱リン酸化、 糖付加、 脂質付加、 亜鉛との配位結合、 分解、 ュビキチン化、 ァセ チル化等が挙げられる。 「亜鉛トランスポーター」 としては、例えば、 L I Vファ ミ リーを含むヒ ト Z I P類 (BAB 70848、 h Z i p 4、 B I GM 103、 K I AAO 06 2、 K I A A 1 265、 h L i v— 1、 AAHO 88 53、 h K E4、 X P_208649、 h Z I P l、 h Z I P 2、 h Z I P 3、 BAA 9 2 100、 B AC 04504, h Z I P I O等)、 ヒ ト CDF類 (hZ n t— 5、 h Z n t— 7、 h Z n t— 1、 h Z n t— 6、 h Z n t— 3、 h Z n t— 2、 h Z n t— 8、 h Z n t— 4、 h Z n t— 3、 h Z n t— 9等) 等が挙げられる。 L I V 1は、 当初はエストロゲン制御を受ける乳がんタンパク質として同定され、 最近になって LZT(Z I P亜鉛トランスポーターの L I V- 1サブファミリー) と称される Z I P亜鉛トランスポーターサブフアミリー (Z r t―、 I r t様タ ンパク質) に属し(Taylor, K. M. & Nicholson, R. I. The LZT proteins; the LIV-1 subfamily of zinc transporters. Biochim. Biophys. Acta 1611 (1-2): 1 6-30 (2003))、 亜鉛トランスポーターとして機能することが明らかになった (Ta ylor, K. Μ., Morgan, H. E., Johnson, A. , Hadiey, L. J. & Nicholson, R. I. Structure-function analysis of LIV-1, the breast cancer-associated prot ein that belongs to a new subfamily of zinc transporters. Biochera. J. 37 5(pt 1) :51—9 (2003))。 他に CD F (c a t i o n d i f f u s i o n f a c i l i t a t o r)、 Z I P l 0等が挙げられる。
例えば、 亜鉛トランスポーターである L I V 1は、 STAT 3により発現調節 を受ける (Yamashita, S. , Miyagi, C. , Fukada, Τ., Kagara, N. , Che, Y.— S. & Hirano, T. Zinc transporter LIVI controls epithelial - mesenchymal trans ition in zebrafish gastrula organizer. Nature 429 (6989) :298-302 (2004) )0 また、 例えば、 亜鉛トランスポーターである Z I P 10は、 EGFにより発現 調節を受ける。
「亜鉛トランスポーターの発 及ぴ Z又は機能を調節する物質」 は、 公知の化 合物であっても今後開発される新規な化合物であってもよい。 また、 低分子化合 物であっても高分子化合物であってもかまわない。 ここで低分子化合物とは分子 量 3000未満程度の化合物であって、 例えば医薬品として通常使用し得る有機 化合物およびその誘導体や無機化合物が挙げられ、 有機合成法等を駆使して製造 される化合物やその誘導体、 天然由来の化合物やその誘導体、 プロモー歹一等の 小さな核酸分子や各種の金属等であり、 望ましくは医薬品として使用し得る有機 化合物およびその誘導体、 核酸分子をいう。 また、 高分子化合物としては分子量 3000以上程度の化合物であって、 タンパク質、 ポリ核酸類、 多糖類、 および これらを組み合わせたものなどが挙げられ、 望ましくはタンパク質である。 これ らの低分子化合物あるいは高分子化合物は、 公知のものであれば商業的に入手可 能であるか、 各報告文献に従って採取、 製造、 精製等の工程を経て得ることがで きる。 これらは、 天然由来であっても、 また遺伝子工学的に調製されるものであ つてもよく、 また半合成等によっても得ることができる。
亜鉛トランスポーターは、 その亜鉛輸送機能により、 細胞内亜鉛量を制御する ことが可能である。 例えば細胞外から細胞内への亜鉛の輸送を担い、 且つ Sn a i 1分子の核内への移行を誘導する L I V 1の発現及ぴ 又は機能を調節する物 質が、 細胞内亜鉛量を制御し得る物質として用いられ、 具体的には以下のものが 挙げられる。
(1) 下記 a) 〜d) のいずれかに記載の DN A
a) 配列番号 2、 4又は 6記載のアミノ酸配列を有するタンパク質 (L I V1タ ンパク質) をコードする DNA
b ) 配列番号 1、 3又は 5記載の配列からなる DNA (L I V 1遺伝子) c) 配列番号 2、 4又は 6記載のアミノ酸配列において 1若しくは複数のァミノ 酸配列が置換、 欠失、 揷入及び/又は付加されたアミノ酸配列を有するタンパク 質 (L I V 1に類似するタンパク質) をコードする DNA
d ) 配列番号 1、 3又は 5記載の配列とストリンジェントな条件でハイブリダイ ズする DNA r
(2) 下記 a) 〜d) のいずれかに記載の DNAが揷入されたベクター a) 配列番号 2、 4又は 6記載のアミノ酸配列を有するタンパク質をコードする DNA
b) 配列番号 1、 3又は 5記載の配列からなる DN A
c) 配列番号 2、 4又は 6記載のアミノ酸配列において 1若しくは複数のァミノ 酸配列が置換、 欠失、 揷入及び/又は付加されたアミノ酸配列を有するタンパク 質をコードする DNA
d ) 配列番号 1、 3又は 5記載の配列とストリンジェントな条件でハイプリダイ ズする DNA
(3) 下記 a) 〜d) のいずれかに記載の DNAによってコードされたタンパク 質
a) 配列番号 2、 4又は 6記載のアミノ酸配列を有するタンパク質をコードする DNA
b) 配列番号 1、 3又は 5記載の配列からなる DN A
c) 配列番号 2、 4又は 6記載のアミノ酸配列において 1若しくは複数のァミノ 酸配列が置換、 欠失、 挿入及び Z又は付加されたアミノ酸配列を有するタンパク 質をコードする DNA
d) 配列番号 1、 3又は 5記載の配列とストリンジェントな条件でハイブリダィ ズする DNA
(4) 配列番号 1、 3又は 5記載の配列からなる DN Aを標的配列としたアンチ センスオリゴヌクレオチド
(5) 配列番号 1、 3又は 5記載の配列からなる DN Aの一部と同一又は類似す る配列を有する二本鎖 RN A
(6) 配列番号 2、 4又は 6記載のアミノ酸配列を有するタンパク質に対する抗 体
(7) 配列番号 2、 4又は 6記載のアミノ酸配列を有するタンパク質と会合し、 その機能を調節する物質 (天然物、 非天然物を含む) .
(1) 〜 (3) は亜鉛トランスポーターの発現及ぴ 又は機能を正に調節する (発現を増強する、 及びノ又は機能を活性化する) 物質であり、 (4 ) 及び (5 ) は亜鉛トランスポータ一の発現及びノ又は機能を負に調節する (発現を減少させ る、 及びノ又は機能を抑制する) 物質である。
L I V 1タンパク質の調製は、 当業者に周知の各種方法によって行うことが可 能である。 例えば、 配列番号 1、 3又は 5に記載の塩基配列からなる D N A ( L I V 1遺伝子) が揷入されたベクターを保持した形質転換体にタンパク質を生産 させ、 精製することによって調製できる。 使用するベクターはタンパク質生産に 用いる翻訳系により適宜選択することができる。また L I V 1は、乳房、前立腺、 脳下垂体、脳等のホルモン系組織に発現することが知られている (Taylor, K. M. & Nicholson, R. I. The LZT proteins ; the LIV-1 suofamily of zinc transp orters. Biochim. Biophys. Acta 1611 (1-2) : 16- 30 (2003) )。 抗 L I V Iタンパ ク質抗体を周知方法で調製し、 該抗体でァフィュティカラムを作製すれば、 L I V 1を発現する細胞抽出物から L I V 1タンパク質を精製することができる。 亜鉛トランスポーターとして機能し得る範囲内で、 L I V 1に類似するタンパ ク質もまた細胞内亜鉛量を制御し得る物質であって、 例として、 配列番号 2、 4 又は 6に記載のアミノ酸配列において 1若しくは複数のァミノ酸配列が置換、 欠 失、 挿入及び 又は付加されたアミノ酸配列からなるタンパク質、 配列番号 1、 3又は 5に記載の塩基配列からなる D N Aとストリンジェントな条件下でハイブ リダイズする D N Aによってコードされるタンパク質を挙げることができる。
L I V 1に類似するタンパク質の調製は、 例えば、 L I V 1をコードする塩基 配列を利用してハイプリダイゼーシヨンを行い、 得られた相同性の高い D N Aに よって形質転換体を作製し、 該形質転換体に所望のタンパク質を生産させる方法 をとることができる。相同性の高い D N Aを得る方法の一例として、配列番号 1、 3又は 5に記載された塩基配列の一部をプローブとし、 ヒ トゃヒ ト以外の脊椎動 物の細胞等からストリンジェントなハイプリダイゼーション条件下でハイプリダ ィズする方法を挙げることがで考る。 _ 上記ストリンジェントなハイプリダイゼーシヨン条件は、 当業者であれば、 適 宜選択することができる。 一例を示せば 25%ホルムアミ ド、 より厳しい条件で は 50%ホノレムアミ ド、 4 XS SC、 5 OmM H e p e s p H 7. 0、 10 Xデンハルト溶液、 20 // g/niL変性サケ精子 DNAを含むハイプリダイゼー シヨン溶液中、 42°Cで一晚プレハイブリダィゼーシヨンを行った後、 標識した プローブを添加し、 42°Cでー晚保温することによりハイプリダイゼーシヨンを 行う。 その後の洗浄における洗浄液及び温度条件は 「1 X S S C、 0. 1 % S D S、 37°C」 程度で、 より厳しい条件としては 「0. 5 X S SC、 0. 1 % S D S、 42°C」 程度で、 さらに厳しい条件としては 「0. 2 X S SC、 0. 1 %S DS、 6 5°C」 程度で実施することができる。 このようにハイプリダイゼーショ ンの洗浄の条件が厳しくなるほどプローブ配列と高い相同性を有する D N Aの単 離を期待し得る。 但し S SC、 SD Sおよび温度の条件の組み合わせは例示であ り、 当業者であれば、 ハイブリダィゼーシヨンのス トリンジエンシーを決定する 上記若しくは他の要素 (例えばプローブ濃度、 プローブの長さ、 ハイブリダィゼ ーシヨン反応時間等) を適宜組み合わせることにより、 上記と同様のストリンジ エンシーを実現することが可能である。
このようなハイブリダイゼーション技術を利用して単離される DNAがコード するポリペプチドは、 通常、 L I V Iとアミノ酸配列において高い相同性を有す る。 高い相同性とは、 少なくとも 40%以上、 好ましくは 60%以上、 さらに好 ましくは 80 %以上、 さらに好ましくは 90 %以上、 さらに好ましくは 95 %以 上、さらに好ましくは 9 7 %以上(例えば 98〜 99 %)の配列の相同性を指す。 ァミノ酸配列の同一性は、 例えば K a r l i n a n d A l t s c h u lによ るァルゴリズム B LAST (P r o c. Na t l . Ac a d. S c i . USA 8 7 : 2264- 2268, 1 990、 P r o c . N a t l . Ac a d. S c i . USA 90 : 5873-58 77, 1 9 93)によって決定することができる。 このアルゴリズムに基づいて B LASTXと呼ばれるプログラムが開発されてい る (A l t s c h u l e t a 1. J . M o 1. B i o l . 21 5 : 40. 3— 41 0, 1 990)。 B LASTXによってアミノ酸配列を解析する場合には ノ ラメーターは ί列え s c o r e = 50、 wo r d l e n g t h = 3とする。 B LASTと Ga p p e d B LA S Tプログラムを用いる場合には、 各プログラ ムのデフォルトパラメーターを用いる。 これらの解析方法の具体的な手法は公知 であ ( h t t p : Zz www. n c b i . n 1 m. n i h . g o v.)
L I V 1に類似するタンパク質の調製は、 別の公知手段によることも可能であ る。 例えば、 ェキソヌクレアーゼを用いる d e l e t i o n mu t a n t作製 法、 カセット変異法等の s i t e - d i r e c t e d mu t a g e n e s i s によって L I V I DNAを人為的に改変させ、 該改変 L I V 1 DNAを用い て、 所望タンパク質を調製することができる。
亜鉛トランスポーターの発現及びノ又は機能を調節する物質として利用可能な 物質の別の好適な例として、 配列番号 1、 3又は 5記載の配列からなる DNAを 挙げることができる。 上記 DNAはタンパク質 L I V 1をコードしている。
上記 DNAは、 配列番号 1、 3又は 5記載の配列の一部をプローブとし、 当業 者に周知のハイブリダィゼーシヨン技術によって、 L I V 1が発現している細胞 の cDN Aから調製することができる。 また、 配列番号 1、 3又は 5記載の配列 の一部をプライマーとし、 mRNAからRT— PCRを実施して得ることもでき る。 あるいは市販の DN A合成機を用いて人工的に合成してもよい。
さらに、上記 DNAに類似する DNAもまた、「亜鉛トランスポーターの発現及 ぴ 又は機能を調節する物質」 の一例である。 該類似する DNAとして、 配列番 号 1、 3又は 5記載の配列とストリンジェントな条件でハイブリダィズする DN Aを挙げることができる。 この DNAの調製法は既に上述したとおりである。 上述した各 DN Aを使用するときは、 適当なベクターに揷入して用いることが できる。 ベクターに揷入したものも本発明の態様の一つである。 使用するべクタ 一は、 目的に応じて適当なベクターを選択することができる。 具体的には、 哺乳 動物由来のベクター (例えば、 p cDNA3 (インビトロジェン社製) や! EF -BO S (Nu c l e i c Ac i d s . R e s., 18 (1 7), p. 5322, 1 990)、 p EF、 p CDM8、 p C X N)、 昆虫細胞由来のベクター (例えば 「B a c― t o— B A C b a c u l o v i r u s e x p r e s s i o n s y s t em」 (インビトロジェン社製)、 B a c P AK8),植物由来の発現べク ター (例えば ρΜΗ1、 pMH2)、 動物ウィルス由来のベクター (例えば、 pH S V、 pMV、 p A d e x L c w), レトロウィルス由来のベクター (例えば、 p Z I P n e o)、酵母由来のベクター (例えば「P i c h i a Ex p r e s s i o n K i t J (ィンビトロジェン社製)、 NV 1 1 , S P— Q 01 ).、枯草菌由 来のベクター (例えば p P L 608、 p KTH50)、 大腸菌ベクター (M 1 3系 ベクター、 pUC系ベクター、 p BR 322、 p B l u e s c r i p t^ p C R — S c r i p t) 等を挙げることができる。 本発明において、 哺乳動物細胞内で 発現可能なベクターを用いることが好ましく、 又、 発現ベクターを用いることが 好ましい。 ベクターを細胞へ導入するには、 例えば、 リン酸カルシウム法' (V i r o l o g y, Vo l . 52, p. 456, 1 973)、 DEAEデキストラン法、 カチォニックリポソーム DOTAP (口ッシュ■ダイァグノスティックス社製) を用いた方法、 エレクトロポレーション法 (Nu c l e i c Ac i d s R e s . , Vo l . 1 5, p. 1 3 1 1, 1 98 7)、 リポフエクション法 ( J . C 1 i n. B i o c h em. N u t r . , Vo l . 7 , p. 1 75, 1 989)、 ウイ ルスによる感染導入方法 (pMX、 MS CV等; S c Am. , ρ . 34, 1 994)、 パーティクルガン等から選択することにより行うことができる。
「亜鉛トランスポーターの発現及びノ又は機能を調節する物質」 として、 例え ば L I V 1を.コードする DN Α又は mRN Αを標的とするアンチセンスオリゴヌ クレオチドを挙げることができる。 L I V 1をコードする DNAに対するアンチ センスオリゴヌクレオチドは、 内在する L I V 1遺伝子の発現を妨げ、 細胞外か ら細胞内への亜鉛輸送を抑制する。 このようなアンチセンスオリゴヌクレオチド として、 配列番号 1、 3又は 5記載の配列からなる DNA又は該 DNAから生成 される mRNAを標的配列とするアンチセンスオリゴヌクレオチドを挙げること ができる。 一例としては、 配列番号 7又は 8に記載するオリゴヌクレオチドを げることができる。 これ以外にも、 上記配列番号 1、 3又は 5に記載の配列から なる DN A等のいずれかの箇所にハイプリダイズし L I V 1の発現を有効に阻害 できれば、本発明のアンチセンスオリゴヌクレオチドに含まれ、上記配列番号 1、 3又は 5に記載の配列からなる D N A又は対応する m R N Aと完全に相補的でな くてもよい。
上記アンチセンスオリゴヌクレオチドは、 目的に応じ、 適当なベクターに揷入 して用いることができる。 例えば遺伝子治療に応用する目的であれば、 レトロゥ イノレスベクター、 アデノウイノレスベクター、 ワクシニアウイノレスベクター等のゥ ィルスベクターや、 カチォニックリボソーム、 リガンド DN A複合体等の非ウイ ルスベクター等の中から、 適宜選択可能である。 また、 キャリアーを用いずに、 裸のプラスミ ド DNA (n a k e d p DNA) として大容量の水溶液とともに 投与する方法をとることも考えられる。
別の 「亜鉛トランスポーターの発現及び /又は機能を調節する物質」 として L I V 1をコードする DNAの一部と同一又は類似する配列を有する二本鎖 RNA を挙げることができる。 標的遺伝子配列と同一又は類似した配列を有する二本鎖 RNAは、 標的遺伝子の発現を妨げる RN A干渉 (RNA i n t e r f e r e n c e ; RNA i ) を引き起こし得る。 RNA iは、 二本鎖 RNA (d s RNA) を細胞内に導入した際に、 その RN A配列に対応する細胞内の mRN Aが特異的 に分解され、 タンパク質として発現されなくなる現象をいう。 L I V I遺伝子の 発現を妨げ、 細胞外から細胞内への亜鉛輸送を抑制する。 二本鎖を形成する領域 は、 すべての領域において二本鎖を形成していてもよいし、 一部の領域 (例えば 両末端又は片方の末端等) がー本鎖等になっていてもよい。 従って、 本発明の二 本鎖 RNAにおいても、 二本鎖でない領域が含まれていてよい。 RNA iに用い られるオリゴ RNAは 10〜100 b pの RNAが用いられることが多く、 通常 1 9〜23 b pの RNAが用いられる。 RNA i法は、 Na t u r e, Vo l . 39 1, . 806, 1 998、 P r o c. Na t l . Ac a d. S c i . US A Vo l . 95, . 1 5502, 1 998、 Na t u r e, Vo l . 395, . p. 854, 1 998、 P r o c. Na t l . Ac a d. S c i . USA V o 1. 96, . 5049, 1 9 99、 C e l l , Vo l . 95, p. 1 01 7, 1 998、 P r o c. Na t l . Ac a d. S c i . USA Vo l . 96, p. 145 1, 1 999、 P r o c . Na t l . Ac a d. S c i . USA Vo l . 95, p. 1 3959, 1 9 98、 Na t u r e C e l l B i o l ., Vo l . 2, p. 70, 2000等の記載に従って行うことができる。
「亜鉛トランスポーター」 が L I V 1以外 (例えば、 Z I P 1 0等) の場合に も、 該亜鉛トランスポーターの既知のァミノ酸配列あるいは塩基配列をもとにし て、 L I V 1の場合と同様にして各種の DNA、 ベクター、 タンパク質、 アンチ センスオリゴヌクレオチド、 二本鎖 RNA、 抗体等を調製することができる。 各種ァミノ酸配列及び塩基配列の情報は、 N C B I等で閲覧可能な種々のデー タベースから入手することができる。 えば、 Z I P 10のアミノ酸配列及び塩 基配列の情報は、 NCB Iから入手することができる (ァクセッション番号; N M— 020342 (配列番号: 69)、 NP— 065075 (配列番号: 70)、 N M— 1 7265 3、NP— 766241、NM— 2006 71、NP— 9569 65)。
「亜鉛要求性タンパク質の発現及び Z又は機能を調節する物質」 とは亜鉛要求 性タンパク質の発現及ぴ z又は機能を結果的に調節することができればその作用 機序は特に限定されず、 遺伝子レベルでの調節であつてもタンパク質レベルでの 調節であってもよい。 遺伝子レベルでの調節としては、 転写調節、 遺伝子発現調 節等が挙げられる。 タンパク質レベルでの調節としては、 代謝調節、 リン酸化、 脱リン酸化、 糖付加、 脂質付加、 亜鉛との配位結合、 分解、 ュビキチン化、 ァセ チル化等が挙げられる。 本発明でいう、 「亜鉛要求性タンパク質」 は、 その発現及 ぴ Z又は機能が調節されることによって、 対象細胞内の亜鉛量に影響を及ぼし、 結果的に EMT制御並びに S n a i 1活性制御に影響を及ぼすタンパク質であつ て、 例えば Z nフィンガーを有するタンパク質、 R I NGフィンガーを有するタ ンパク質、 L IMドメインを有するタンパク質、 PHD亜鉛フィンガーを有する タンパク質等が挙げられる。 Z nフィンガーは、 システィンやヒスチジンといつ' たァミノ酸が亜鉛と配位することによって初めて高次構造を有することができる ユニークな核酸結合能を有するモチーフであり、 Z nフィンガーを有するタンパ ク質としては、 P KC a (Korichneva I, Hoyos B, Chua R, Levi E, Hammer 1 in g U. Zinc release from protein kinase C as the common event during activ ation by lipid second messenger or reactive oxygen. J. Biol. Chera. 277(4 6) :44327-31 (2002))、 GEF— H I (Krendel M, Zenke FT, Bokoch GM. Nucle otide exchange factor GEF - HI mediates cross-talk between microtubules an d the actin cytoskeleton. Nature Cell Biology 4(4) :294-301 (2002))、 HD AC (Kawaguchi Y, Kovacs JJ, McLaurin A, Vance JM, Ito A, Yao TP. The d eacetylase HDAC6 regulates aggresome formation and ceil viability in res ponse to misfolded protein stress. Cell 115(6) :727-738 (2003))、 S Q S T M 1 (Joung I, Strorainger JL, Shin J. Molecular cloning of a phosphotyro sine-independent ligand of the p561ck SH2 domain. Proc Natl Acad Sci USA, 93(2) :5991-5995 (1996)) 等が例示される。 R I NGフィンガーは、亜鉛フィン ガーの変形ともいえ、 タンパク質間の相互作用に関与しているものと示唆されて おり、 R I NGフィンガーを有するタンパク質としては、 ュビキチン一タンパク 質リガーゼ E 3 (u b i q u i t i n— p r o t e i n l i g a s e E 3 ) 活性を有するものや、 ュビキチン共役タンパク質 E 2 (u b i q u i t i n- c o n j u g a t i n g e n z yme s E 2)、 TRAF 6 (TNF CKのシグナ ル 達分子; Kobayashi N, Kadono Y, Naito A, Matsumoto K, Yamamoto T, Tan aka S, Inoue J. Segregation of TRAF6 - mediated signaling pathways clarif i es its role in osteoclastogenesis. The EMBO J. 20 (6) : 1271-1280 (2001))と の結合を示すものが報告されている。 L IMドメインは、 6つのシスティンと 1 つのヒスチジンの位置が保存された 60アミノ酸からなり、 Z nフィンガーとよ く似た構造をとるものの DN A結合能は知られていない。 PKCとの結合を介在 するドメインとしても機能する。 L IMドメインを有するタンパク質としては、 細胞骨格制御に関与する P a X i 1 1 i n (Brown MC, Perrotta JA, Turner CE.. Identification of LIM3 as the principal determinant of paxillin focal a dhesion localization and characterization of a novel motif on paxillin d irecting vinculin and focal adhesion kinase binding. J. Cell Biol.' 135 (4) : 1109-1123 (1996) )、 Z y x i n (Sadler I, Crawford AW, Michelsen JW, Beckerle MC. Zyxin and cCRP: two interactive LIM domain proteins associa ted with the cytoskeleton. J. Cell Biol. 119 (6): 1573-1587 (1992) ) 等が例 示される。 P H D Z nフィンガーは、 クロマチンを媒介した転写調節に関与す ことが示唆される核タンパクである Z nフィンガー様ドメインであり、 D N A結 合能を有するものと予測されている。 P H D Z nフィンガーを有するタンパク 質としては、 ヒストンのァセチル化に関与する J a d e— 1 (Panchenko MV, Zh ou MI, Cohen HT. von Hippel-Lindau partner Jade - 1 is a transcriptional c o - activator associated with histone acetyltransf erase activity. J. Biol. Chem. 279 (53) : 56032-56041 (2004) ) 等が例示される。
R a f - 1は細胞外シグナルを R a s _ G T Pから E R K _カスケ一ドへと導 くプロテインキ ·^ "一ゼであり R a f — 1は C D Fフアミリーの一つである Z n T 一 1亜鉛ェクスポーターにより活性化され、 逆に亜鉛により不活性化される。 即 ち R a s - E R K p a t h w a yを担う R a f — 1活性は Z n T - 1を介して亜 ΙίΗこより IJ御されて ヽる (Jirakulaporn T, Muslin AJ. Cation diffusion faci litator proteins modulate Raf-1 activity. J Biol Chem. 279 (26) : 27807 - 15 (2004)、 Bruinsma JJ, Jirakulaporn T, Muslin AJ, Kornfeld K. Zinc ions an d cation diffusion facilitator proteins regulate Ras - mediated signaling. Dev Cell. 2 (5) : 567- 78 (2002) )。
「亜鉛要求性タンパク質の発現及び/又は機能を調節する物質」 は、 公知の化 合物であっても今後開発される新規な化合物であってもよい。 また、 低分子化合 物であっても高分子化合物であってもかまわない。 ここで低分子化合物とは分子 量 3 0 0 0未満程度の化合物であって、 例えば医薬品として通常使用し得る有機 化合物およびその誘導体や無機 合物が挙げられ、 有機合成法等を駆使して製造. される化合物やその誘導体、 天然由来の化合物やその誘導体、 プロモーター等の 小さな核酸分子や各種の金属等であり、 望ましくは医薬品として使用し得る有機 化合物およびその誘導体、 核酸分子をいう。 また、 高分子化合物としては分子量 3 0 0 0以上程度の化合物であって; タンパク質、 ポリ核酸類、 多糖類、 および これらを組み合わせたものなどが挙げられ、 望ましくはタンパク質である。 これ らの低分子化合物あるいは高分子化合物は、 公知のもの,であれば商業的に入手可 能であるか、 各報告文献に従って採取、 製造、 精製等の工程を経て得ることがで きる。 これらは、 天然由来であっても、 また遺伝子工学的に調製されるものであ つてもよく、 また半合成等によっても得ることができる。
「亜鉛要求性タンパク質の発現及び Z又は機能を調節する物質」 としては、 例 えば各タンパク質の既知のァミノ酸配列や塩基配列を基にして、 上記 L I V 1同 様にして得られる各種の D N A、 ベクター、 タンパク質、 アンチセンスオリゴヌ クレオチド、 二本鎖 R N A、 抗体等が挙げられる。
「亜鉛イオン」、 「亜鉛ィオノフォア」、 「亜鉛キレーター」、 「亜鉛トランスポー ターの発現及び/又は機能を調節する物質」 及ひ: 「亜鉛要求性タンパク質の発現 及び Z又は機能を調節する物質」 はいずれも、 ヒトをはじめゥシ、 ゥマ、 ィヌ、 マウス、 ラット等の哺乳動物において、 細胞内、 具体的には E M T及び Z又は S n a i 1活性を示す細胞内で亜鉛量を制御すること並びにそれと同様の影響を細 胞に与えることが可能である。 細胞内亜 量を低下させ得る物質は S n a i 1の 核への移行及ぴ活性化の抑制を介して E M Tを抑制し、 細胞内亜鉛量を上昇させ る物質は S n a i 1の核への移行及ぴ活性化の促進を介して E M Tを増強させる ことができる。 E MTは、 癌転移、 創傷治癒、 器官形成時に観察され、 従って、 E M Tを抑制する本発明の E MT制御剤は癌転移予防薬として有用である。また、 E M Tを増強する本発明の E M T制御剤は、 創傷治癒薬及ぴノ又は器官形成促進 薬として有用である。
本発明の E M T制御剤、 S n a i 1活性制御剤並び癌転移予防薬、 創傷治癒薬 及び器官形成促進薬は、 上記し 一連の有効成分 (亜鉛イオン、 亜鉛ィオノフォ. ァ、 亜鉛キレーター、 亜鉛トランスポーターの発現及び 又は機能を調節する物 質、 亜鉛要求性タンパク質の発現及ぴ Z又は機能を調節する物質) に加え、 所望 により薬学的に許容される賦形剤、 添加剤を含む。 薬学的に許容される賦形剤、 添加剤としては、 担体、 結合剤、 香料、 緩衝剤、 増粘剤、 着色剤、 安定剤、 乳化 剤、 分散剤、 懸濁化剤、 防腐剤等が挙げられる。 又、 有効成分として異なる種類 の 「細胞内亜鉛量を制御する物質」 を併用することもできる。
薬学的に許容される担体としては、 例えば、 炭酸マグネシウム、 ステアリン酸 マグネシウム、 タルク、 砂糖、 ラタトース、 ぺクチン、 デキストリン、 澱粉、 ゼ ラチン、 トラガント、 メチノレセノレロース、 ナトリウムカノレボキシメチノレセノレロー ス、 低融点ワックス、 カカオバター等が挙げられる。 - さらに、 錠剤は必要に応じて通常の剤皮を施した錠剤、 例えば糖衣錠、 腸溶性 コーティング錠、 フィルムコーティング錠あるいは二層錠、 多層錠とすることが できる。 散剤は、 .薬学的に許容される散剤の基剤と共に製剤化される。 基剤とし ては、 タノレク、 ラタ トース、 澱粉等が挙げられる。 ドロップは水性又は非水性の 基剤と一種またはそれ以上の薬学的に許容される拡散剤、 懸濁化剤、 溶解剤等と 共に製剤化できる。 カプセルは、 有効成分となる化合物を薬学的に許容される担 体と共に中に充填することにより製造できる。 当該化合物は薬学的に許容される 賦形剤と共に混合し、または賦形剤なしで力プセルの中に充填することができる。 カシエ剤も同様の方法で製造できる。 本発明を座剤として調製する場合、 植物油 (ひまし油、 オリープ油、 ピーナッツ油等) や鉱物油 (ワセリン、 白色ワセリン 等)、ロウ類、部分合成もしくは全合成グリセリン脂肪酸エステル等の基剤と共に 通常用いられる手法によって製剤化される。
注射用液剤としては、 溶液、 懸濁液、 乳剤等が挙げられる。 例えば、 水溶液、 水一プロピレングリコール溶液等が挙げられる。 液剤は、 水を含んでも良い、 ポ リエチレングリコールおよびノまたはプロピレンダリコールの溶液の形で製造す ることもできる。
経口投与に適切な液剤は、 有 成分となる化合物を水に加え、 着色剤、 香料、 . 安定化剤、甘味剤、溶解剤、增粘剤等を必要に応じて加え製造することができる。 また経口投与に適切な液剤は、 当該化合物を分散剤とともに水に加え、 粘重にす ることによつても製造できる。 增粘剤としては、 例えば、 薬学的に許容される天 然または合成ガム、 レジン、 メチルセルロース、 ナトリウムカルポキシメチルセ ルロースまたは公知の懸濁化剤等が挙げられる。
局所投与剤としては、 上記の液剤および、 クリーム、 エアロゾル、 スプレー、 粉剤、 ローション、 軟膏等が挙げられる。 上記の局所投与剤は、 有効成分となる 化合物と薬学的に許容される希釈剤および担体と混合することによつて製造でき る。 軟膏おょぴクリームは、 例えば、 水性または油性の基剤に増粘剤および Zま たはゲル化剤を加えて製剤化する。 該基剤としては、 例えば、 水、 液体パラフィ ン、 植物油等が挙げられる。 増粘剤としては、 例えばソフ トパラフィン、 ステア リン酸ァノレミニゥム、 セトステアリルアルコール、 プロピレングリコーノレ、 ポリ エチレングリ コール、 ラノリン、 水素添加ラノリン、 蜜蠟等が挙げられる。 局所 投与剤には、 必要に応じて、 ヒドロキシ安息香酸メチル、 ヒドロキシ安息香酸プ 口ピル、 クロロクレゾール、 ベンザルコニゥムク口リ ド等の防腐剤、 細菌増殖防 止剤を添加することもできる。 ローションは、 水性又は油性の基剤に、 一種類ま たはそれ以上の薬学的に許容される安定剤、懸濁化剤、乳化剤、拡散剤、増粘剤、 着色剤、 香料等を加えることができる。
かくして得られる本発明の E MT制御剤、 S n a i 1活性制御剤並び癌転移予 防薬、 創傷治癒薬及び器官形成促進薬は、 経口または非経口的に投与される。 経口的に投与する場合、 通常当分野で用いられる投与形態で投与することがで きる。 非経口的に投与する場合には、 局所投与剤 (経皮剤等)、 直腸投与剤、 注射 剤、 経鼻剤等の投与形態で投与することができる。
経口剤または直腸投与剤としては、 例えばカプセル、 錠剤、 ピル、 散剤、 ドロ ップ、 カシエ剤、 座剤、 液剤等が挙げられる。 注射剤としては、 例えば、 無菌の 溶液又は懸濁液等が挙げられる。局所投与剤としては、例えば、クリーム、軟膏、 ローション、 経皮剤 (通常のパ?/チ剤、 マトリクス剤) 等が挙げられる。 . 投与量、 投与回数は使用する細胞内亜鉛量を制御し得る物質の種類、 患者の症 状、 年齢、 体重、 投与形態等によって異なり適宜設定され得る。
本発明の 「癌転移予防薬」 の対象となり得る癌としては、 乳癌、 子宮頸癌、 胃 癌等の癌が挙げられ、 特に有用なのは乳癌等の転移癌である。 本発明の 「創傷治 癒薬」 の対象となり得る創傷としては、 熱傷、 消化管潰瘍等の創傷が挙げられ、 特に有用なのは潰瘍治癒である。 E MTのマスターレギュレーターである S n a i 1の核への移行、 活性化を誘導する L I V 1の発現を制御する S T A T 3は腎 臓や肝臓における管腔形成に必須であることから、 E M T制御作用を有する物質 は器官形成促進薬として有用である。
さらに、 細胞内亜鉛量を制御することによって E MT制御及び/又は S n a i 1活性を制御することができる、 という本発明者らが得た知見により、 細胞内亜 鉛量を測定することによって E MT制御作用及び Z又は S n a i 1活性制御作用 を有する化合物をスクリ一二ングすることが可能となる。 例えば以下の工程によ り本スクリーニング方法は実施される。
( 1 ) E M T制御及び Z又は S n a i 1活性制御を所望する細胞を 2群に分け一 方を試験化合物で処理する工程 (未処理の残る一方を対照とする)
( 2 ) 処理後の細胞、 及び未処理の対照細胞についてそれぞれ細胞内亜鉛量を測 定する工程
( 3 ) 対照細胞内の亜鉛量と比較して有意に亜鉛量に変動があったものを選択し E MT制御作用及ぴ 又は S n a i 1活性制御作用を有する化合物と認定するェ 程。
E M T制御及ぴ Z又は S n a i 1活性制御を所望する細胞とは、 S n a i 1が 活性化され、 E M Tが起こる細胞であれば特に限定されず、 具体的には、 正常腎 細胞、 ケラチノサイト等の上皮細胞、 乳癌細胞等が挙げられる。 適当に 2群に分 け一方を試験化合物で処理する。 もう一方は処理せず対照細胞として使用する。 さらに亜鉛量に影響を及ぼすことが知られている化合物、 例えば亜鉛キレーター である T P E N等をポジティブな対照化合物として用いてもよい。
細胞内亜鉛量の測定は、 通常当分野で実施されている方法を利用して、 またそ れに準じて行うことができる。例えば原子吸光法(フレーム法)による直接測定、 特異プローブ (例えば蛍光試薬) を用いた蛍光分光光度計によって測定すること ができる。
又、 S n a i 1分子内の第 3番目の Z nフィンガードメインが S n a i 1の細 胞内局在に関与している、 という本発明者らが得た知見により、 試験化合物の存 在下又は非存在下における Z nフィンガードメインと亜鉛との結合の程度を測定 することによって、 E MT制御作用及び 又は S n a i 1活性制御作用を有する 化合物をスクリーユングすることが可能となる。 例えば以下の工程により本スク リーニング方法は実施される。
( 1 ) 試験化合物の存在下又は非存在下で S n a i 1分子内に存在する第 3番目 の Z nフィンガードメインと亜鉛とを接触させる工程、
( 2 ) Z nフィンガードメインと亜鉛との結合の程度を測定する工程、 及ぴ
( 3 ) Z nフィンガードメインと亜鉛との結合に有意に影響を与える物質を、 E MT制御作用を有する化合物及び/又は S n a i 1活性制御作用を有する化合物 と認定する工程。
S n a i 1分子に存在する第 3番目の Z nフィンガードメインとは、 具体的に は配列番号 8の 2 1 0番目のシスティン〜 2 3 0番目のヒスチジンまでのアミノ 酸から構成されるポリぺプチドである。本ポリぺプチドは、天然から分離、抽出、 精製等の公知の手法により得られるものであっても、 該ポリペプチドをコードす る遺伝子の配列 (配列番号 7 ) をもとに遺伝子工学技術を用いた合成、 化学合成 あるいはそれらの組合せ等により得られるものであっても構わない。 また、 ポリ ペプチドとして単離されたものであっても、 細胞内で発現させた状態で用いられ るものであっても構わない。 また、 亜鉛との結合性が失われない範囲で S n a i 1分子内に存在する第 3番目の亜鉛フィンガードメインは、 そのアミノ酸配列に おいて 1〜数個のアミノ酸の置換、 欠失、 揷入及び /又は付加が行われていても 良い。 ,
S n a i 1分子内に存在する第 3番目の Z nフィンガードメイン (以下、 Z n フィンガードメインとも称する) が亜鉛と結合すると、 S n a i 1分子の核内移 行が誘導される、 という性質を利用して Z nフィンガードメインと亜鉛との結合 の程度を測定することができる。 すなわち、 標識化した Z nフィンガードメイン を含む S n a i 1分子又はその断片を用い、 試験化合物の存在下又は非存在下、 亜鉛の存在下で、 該標識化 S n a i 1分子又はその断片の核内への移行が観察さ れれば、 Z nフィンガードメインは亜鉛と結合していると考えられ、 核内への移 行が観察されなければ、 Z nフィンガードメインと亜鉛とは結合していないと考 えられる。 対照と比較した場合に S n a i 1分子の核内移行に有意に影響を与え るものを、 本発明の E MT制御作用を有する化合物及ぴ 又は S n a i 1活性制 御作用を有する化合物と認定することができる。
Z nフィンガードメインを含む S n a i 1分子又はその断片の標識は、 当分野 で通常行われている方法、 例えば放射標識や蛍光標識等が用いられるが、 特に細 胞内で発現させた状態でアツセィする場合にはリアルタイムで核内への移行を観 察することができる蛍光標識が好ましい。
試験化合物は、 公知の化合物であっても今後開発される新規な化合物であって もよい。 また、 低分子化合物であっても高分子化合物であってもかまわない。 こ こで低分子化合物とは分子量 3 0 0 0未満程度の化合物であって、 例えば医薬品 として通常使用し得る有機化合物およびその誘導体や無機化合物が挙げられ、 有 機合成法等を駆使して製造される化合物やその誘導体、 天然由来の化合物やその 誘導体、 プロモーター等の小さな核酸分子や各種の金属等であり、 望ましくは医 薬品として使用し得る有機化合物およびその誘導体、 核酸分子をいう。 また、 高 分子化合物としては分子量 3 0 0 0以上程度の化合物であって、 タンパク質、 ポ リ核酸類、 多糖類、 およびこれらを組み合わせたものなどが挙げられ、 望ましく はタンパク質である。 これらの低分子化合物あるいは高分子化合物は、 公知のも のであれば商業的に入手可能であるか、 各報告文献に従って採取、 製造、 精製等 の工程を経て得ることができる。, これらは、 天然由来であっても、 また遺伝子:! 学的に調製されるものであってもよく、 また半合成等によっても得ることができ る。
細胞の試験化合物での処理時間は、 用いる細胞や試験化合物の種類や濃度によ つて適宜設定される。 T PEN等のポジティブな対照化合物を用いる場合にはそ の対照化合物で処理した場合に亜鉛量に変動が確認されることを目安にして行う ことができる。 細胞を処理する試験化合物の濃度もまた、 用いる細胞や試験化合 物の種類、 処理時間によって適宜設定される。 実施例
以下、 実施例にそって本発明をさらに詳細に説明するが、 これら実施例は本発 明の範囲を何ら限定するものではない。 本出願全体を通して引用されたすベての 刊行物は参照として本明細書に組み入れられる。 また、 本発明において使用する 試薬や装置、 材料は特に言及されない限り、 商業的に入手可能である。 実施例 1 : ヒ ト子宫頸部癌細胞 He L aにおける GF P— S n a i 1の細胞内局 在と細胞内亜鉛量の調節によるその変化
配列番号 7の S n a i lと GFP (G r e e n F l u o r e s c e n t P r o t e i n) との融合タンパク質を発現するようなプラスミドを常法に従って 構築し、 それをリボフェクトァミン法により He L a細胞に 4時間トランスフエ クシヨンした。 血清 (10%FCS) 存在下 DMEM培地中で 24時間培養した ところ、 GFP— S n a i l発現を確認した。 GF P— S n a i 1は核に局在し ていた。 これを 50 の亜鉛キレーター T P EN (Mo 1 e c u 1 a r P r o b e社)で 2時間処理すると GF P— S n a i 1の局在が細胞質へ移行した(図 1)。細胞内亜鉛量を減少させる、あるいは S n a i 1分子内の亜鉛をキレートす ることにより S n a i 1の細胞内局在が制御可能であることが示された。 実施例 2 : S n a i 1分子内 フィンガードメインにおける亜鉛結合能と細胞, 内局在変化 実施例 1で H e L a細胞に発現させた G F P— S n a i 1は核に局在し、 細胞 內亜鉛量を減少させる (例えば亜鉛キレート剤 T PENでの処理) ことによって 細胞質に移行した。 そこで S n a i 1分子内に 4つ存在する Z nフィンガードメ イン C 2 H 2モチーフを、 各々 STRATGENEの Qu i c k Ch a n g e S i t e— D i r e c t e d Mu t a g e n e s i s k i tを用いて G 2G 2に変異させ、亜鉛存在下での細胞内での局在を調べた (図 2)。 これらの変異は Z nフィンガードメインの Z n結合能が欠失した状態にあると考えられる。結果、 第 3番目の Z nフィンガードメインに変異が導入された S n a i 1分子のみ亜鉛 による核への移行が抑制されていた (細胞質内に局在していた)。 即ち、第 3番目 の Z nフィンガードメインのみが S n a i 1の細胞内局在に重要な役割を果たし ていることが明らかとなった。 実施例 3 :核局在型 S n a i l と細胞萆局在型 S n a i lにおける亜鉛の結合状 態
細胞内亜鉛による S n a i 1の局在及び活性制御機構をさらに検討するために、 核局在型 S n a i l と細胞質局在型 S n a i lにおける亜鉛の結合状態を解析し た。 GF P— S n a i 1を強制発現させた核局在型 S n a i lを示す細胞と細胞 質局在型 S n a i 1を示す細胞とをそれぞれ亜鉛存在下で培養し、 GF P— S n a i 1中の亜鉛含量を計測すると細胞質局在型 S n a i 1は核局在型 S n a i l に比べて亜鉛含量が低いことがわかった。 S n a i 1は Z nフィンガードメイン 内の亜鉛を結合解離させることによりその局在を変化させていると考えられる。 実施例 4
(方法)
細胞培養、 RNA i、 および亜鉛キレート化
ヒトケラチノサイ ト細胞株 Ha C a T (Boukarap, P. et al. , J Cell Biol, 106,. 761-71 (1988)) を、 10 % F B Sを添加した DMEM中で維持した。 細胞を、 因 子を含まない培地で 24時間飢餓状態にし、 次いで、 100 n g/m lのヒ ト E G Fを含む培地で 24時間または表示の時間刺激した。 ヒ ト Z I P 6および Z I P 1 0、ならびにコント口一ノレ ( s i CONTROL No n- t a r g e t i n g s i RNA # 1 ) に対する s i RNAを、 Dh a rma c o nから得た。 R NA iのための標的配列は: Z I P 6に対して、 5'- GAAGUUAUCUGUAAUCUUGUU-3' (配列番号 : 9 )、 5' -GAAGUGACCUCAACUGUGUUU-3' (配列番号 : 1 0 ) 、 5, -UGAAGGAACUCACUUUCUAUU - 3, (配列番号: 1 1 )、 5, -UGACUUUGCUGUUCUACUAUU-3' (配列番号: 1 2) ; Z I P 10に対して、 5, -GAACGUCACUCAGUUAUUAUU- 3, (配列 番号 : 1 3 )、 5, -GGAAGAAUAUGAUGCUGUAUU-3' (配列番号 : 1 4 ) 、 5, -CCACAAACCUGAUCGUGUAUU-3' (配列番号: 1 5 )、 5, - GAAAGGACUUGUUGCUCUAUU - 3, (配列番号: 1 6) であった。 RNA干渉 (RNA i ) スクリーニングを、 製造 元のプロトコルに従って行った。 亜鉛をキレートするために、 TPEN (Mo 1 e c u l a r P r o b e s) を、 観察の 24時間前に培養液に添加した (DM S O中 10 / M)。
プラスミ ド
GF P融合全長マウス S n a i l l (1 -264) および C末端欠失マウス S n a i l l (1— 1 5 1) に対する発現コンストラタトについては、 前述の通り である (Yamashita, S. et al., Nature, 429, 298-302 (2004))。 C 2 H 2/G 2 G 2 Z nフィンガー変異を、全長マウス S n a i 1 1 (1 - 264) の第 1番 目の Z nフィンガードメインにおける C 1 56、 C 1 59、 H 1 72、 および H 1 76、 第 2番目の Z nフィンガードメインにおける C 1 82、 C 1 85、 H I 98、 および H 202、 第 3番目の Z nブインガードメインにおける C 2 10、 C 21 3、 H226、 およぴ H 230、 ならびに第 4番目の Z nフィンガードメ インにおける C 238、 C 241、 H252、 および H254に、 Qu i c k— Ch a n g e s i t e— d i r e c t e d mu t a g e n e s i s k ι t C S t r a t a g e n e) を用いて寧入した。 全ての S n a i 1 1変異体を p C S 2. 発現ベクター内にクローン化し、 3, 末端にインフレームで GF Pでタグをつけ た。 S n a i 1 1コンス トラタトによる細胞の一過性トランスフエクシヨンを、 使用説明書に従って L i p o f e c t am i n e -P l u s試薬 ( I n v i t r o g e n) を用いて行った。 核外移行を阻害するために、 レブトマイシン B (S i g ma)を、観察の 3時間前に培養液に添加した(エタノール中 5 n g/m 1 )。 従来の RT— P CR
従来の RT— P CRに用いたプライマーは、 以下の通りである :
SNA I L 1 ; 5' -AAGGACCCCACATCCTTCTC-3' (センス ;配列番号: 1 7)、 5' -TCGGGGCATCTCAGACTCTA-3' (アンチセンス ;配列番号: 1 8)、
E—カドヘリン ; 5, -GTCATTGAGCCTGGCAATTT- 3, (センス ;配列番号: 1 9)、 5, -GCTTGAACTGCCGAAAAATC- 3, (ァンチセンス ;配列番号: 20)。
ビメンチン ; 5, -CCTTGAACGCAAAGTGGAAT-3' (センス ;配列番号: 2 1)、
5' -GCTTCAACGGCAAAGTTCTC-3' (アンチセンス ;配列番号: 2 2)。
GAPDH ; 5' - TGAAGGTCGGAGTCAACGGAT - 3, (センス ;配列番号: 2 3)、 5' -CATGTGGGCCATGAGGTCCAC-3' (アンチセンス ;配列番号: 24)。
Z I P 1 ; 5, -CCTATCTCCCTCCTCCCATC- 3, (センス ;配列番号: 2 5)、
5, - GGGTAACAGGTCCCAAAACA- 3, (ァンチセンス;配列番号: 2 6)、
Z I P 2 ; 5, -TCCACAGCCATGGACATTTA- 3, (センス ;配列番号: 2 7)、
5, - TAGCTAGCTCCCGTGGAAGA- 3, (アンチセンス ;配列番号: 2 8)、
Z ΓΡ 3 ; 5, - GCGACTCGGAGTATGAGAGC- 3, (センス ;配列番号: 2 9)、
5' -ACCTTGAGCAGACGGTCACT-3' (アンチセンス ;配列番号: 3 0 )、
Z I P 4 ; 5' -CCCAGAGTTGAGGCTACTGC-3' (センス ;配列番号: 3 1)、
5' -AGGGCAGGGTATCAGAAGGT-3' (アンチセンス ;配列番号: 3 2)、
Z I P 5 ; 5, - TCCTCCTGGGAGATGGTCTA- 3, (センス ;配列番号: 3 3)、
5, - AGGGTTATGGCAAGCATGAG- 3, (アンチセンス ;配列番号: 34)、
Z I P 6 ; 5, - TCTGTCACAAATCCCCTTCA- 3, (センス ;配列番号: 3 5)、
5, -GGAGGGCTCTTGTGAGTCTG-3' (ァンチセンス ;配列番号: 3 6)、
Z I P 7 ; 5, - GGCTGGCAGTCTTACAGAGG- 3, (センス ;配列番号: 3 7)、 5' -CCCCTCGATTCAAACACAGT-3' (アンチセンス ;配列番号: 3 8)、 Z I P 8 ; 5' -AGATTCCACGAAAAGCTGGA-3' (センス ;配列番号: 3 9)、 5' -TTGTTGGGCTTTGTCAATCA-3' (アンチセンス ;配列番号: 40)、 Z I P 9 ; 5, -GATCCAGAAGCAGCAAGGTC- 3, (センス ;配列番号: 4 1)、 5, -GATGAGAGGGATGAGGCAAC-3' (ァンチセンス ;配列番号: 4 2)、
Z I P 1 0 ; 5, - CCTGGTTCCTGAAGATGAGG- 3, (センス ;配列番号: 4 3) 5' -CATGGCAGAGAGGAGGTTGT-3' (アンチセンス ;配列番号: 44)、 Z I P 1 1 ; 5,— CACAACGTTCCAGAGGGTCT— 3, (センス ;配列番号 : 4 5) 5' -CCAACGTCCAGTGACATCAT-3' (アンチセンス ;配列番号: 4 6)、 Z I P 1 2 ; 5, - CCCACATGAAATGGGAGACT- 3, (センス ;配列番号 : 4 7) 5' -TCATGGTGTTGGAAACCAAA-3' (アンチセンス;配列番号: 4 8)、 Z I P 1 3 ; 5, - CGCTTCCTMGACCCTTTCC- 3' (センス ;配列番号 : 4 9) 5' -TCTGAAAACATCCACGGTGA-3' (アンチセンス;配列番号: 5 0)、 Z I P 1 4 ; 5, -GCGCAGAGGTCAGTCCTAGT- 3, (センス ;配列番号: 5 1) 5' -CGCTACCCAAACAGAGAAGC-3' (アンチセンス ;配列番号: 5 2 )、
ZNT 1 ; 5, - GTGTGAACTTGCCTGCAGAA- 3, (センス ;配列番号: 5 3)、 5' -GCTTTCCAAAACAGTCACAGC-3' (アンチセンス ;配列番号: 54)、 ZNT 2 ; 5, - TGATCCTGGTGTTGATGGAA - 3, (センス ;配列番号: 5 5)、 5' -CCCTGGCTGTAGTCAGATGG-3' (アンチセンス ;配列番号: 5 6)、 ZNT 3 ; 5' -CATCTCCCCATGGTTCATGT-3' (センス ;配列番号: 5 7)、 5' -GGAGTCCTCCCTCTTTCAGG-3' (アンチセンス;配列番号: 5 8)、 ZNT4 ; 5' -ACAAGATTGCTGACCCCATC-3' (センス ;配列番号: 5 9)、 5, CAGCTGTCAGGGATTCCATT- 3, (アンチセンス ;配列番号: 60)、 ZNT 5 ; 5, - AGTCTCAGTTGGAGGGCTGA- 3, (センス ;配列番号: 6 1)、 5' -AGCAGAATGACGCCAAAAAT-3' (アンチセンス ;配列番号: 6 2 )、
ZNT 6 ; 5, - ACCTACACCAACACCCAAGC- 3, (センス ;配列番号: 6 3)、 5' -GAAGGAGATCAGACTCCCAAAA-3' (アンチセンス ;配列番号: 64)、 ZNT 7 ; 5, - TCCAGATGTCCACCATGAGA- 3, (センス ;配列番号: 6 5)、
5, -TGCAACTGCTGTACCCTCTG-3' (ァンチセンス ;配列番号: 66)、
ZNT 8 ; 5' - GGCCACAATCACAAGGAAGT- 3, (センス ;配列番号: 6 7)、
5, - AGCAATTTCTCTCCGAACCA-3' (アンチセンス ;配列番号: 68)
免疫染色
免疫染色を、 A l e x a 488 En h a n c e k i t (Mo l e c u l a r P r o b e s) を用いて行った。核を DAP I (Mo l e c u l a r P r o b e s) で対比染色した。
インビトロ創傷治癒および細胞遊走ァッセィ '
H a C a T細胞を、 F C Sの存在下でサブコンフルェントに達するまで培養し、
24時間飢餓状態にし、 インビポ創傷治癒アツセィに供した。 無細胞エリアを、 単層を黄色ピぺットチップで搔爬することにより導入した。 さらなる 24時間の 無細胞エリアへの細胞遊走を、飢餓または 100 η g/m 1 EG Fの存在下で評 価した。 細胞遊走アツセィを、 製造元のプロトコルに従って 5. 0 111孔径 T r a n s w e 1 1 i n s e r t (C o s t a r ) ¾■用いて?Tつ,こ。
亜鉛アツセィ
65 Z n取り込みアツセィのために、細胞を 50% コンフルェントまで生育し、
37°Cで表示の時間 100 n g/m 1のヒ ト E G Fおよび特定の濃度の65 Z n C l 2 (O a k R i d g e N a t i o n a l L a b o r a t o r y) を含む D MEM中で培養し、 PB Sで 3回洗浄し、次いで回収した。細胞関連放射活性を、 P a c k a r d Au t o— G a mm a 5650 c o u n t e rで'濱定した。亜 鉛おょぴ他の金属の塩化物塩 (C a C 12、 C d C 12、 C o C 12、 C u C 1 2、 F e C 12、 Hg C 12、 Mg C 12、 Mn C 12、および N i C 12) の保存液を、 5- /zMの濃度で培養培地に添加した。 各 CPMを、 細胞数で基準化した。 細胞内 亜鉛の分布を可視化するために、 観察の 30分前に Z nAF— 2 DM (D a i i c h i P u r e Ch em i c a l s) を最終濃度 5 μ Μで培地に添加するこ. とにより、 細胞をロードした。 蛍光像を、 F I TCフィルターセットを用いて得 た。
(結果)
原腸形成、 創傷治癒、 および癌の進行における EMTの間、 SNA I L 1転写 因子は、 上皮系遺伝子 E—力ドへリンの転写抑制に関与し、 ゆえにこの細胞間接 着分子のレベルを低下させ、 細胞がその隣接細胞から剥離し遊走することが可能 となる (Batlle, E. et al. , Nat Cell Biol, 2, 84 - 9 (2000) ; Cano, A. et al. , Nat Cell Biol, 2, 76-83 (2000) ; Thiery, J. P. & Sleeman, J. P., Nat Rev Mol Cell Biol, 7, 131-42 (2006))。 多くの細胞系において E—力ドヘリンと S N A I L 1 mRNAレベルの間には考慮すべき逆の相関があるのだが、時として、 E 一力ドヘリンおよび SNA I LI mRNAは、同じ系で発現している(Dominguez, D. et al., Mol Cell Biol, 23, 5078—89 (2003))。 ここで、 ヒトケラチノサイ ト 系 Ha C a T (Boukamp, P. et al. J Cell Biol 106, 761-71 (1988)) が SNA I L Iを発現しており、 E—力ドヘリンの高い発現レベルを示したが、 間葉系遺 伝子ビメンチンは検出不可能であり、 この系の上皮様形態を反映している (図 3 aおよび 3 b ; D I C) ということを発見した。 EGFに応答して、 Ha C a T 細胞は、 E—カ ドヘリ ンをダウンレギュレートし、 ビメンチンをアップレギユレ ートし、 および SNA I L 1の発現を上昇させることなしに間葉様の表現型をと り (図 3 aおよび 3 b ; D I C)、 EGFが SNA I L 1タンパク質の活性を翻訳 後に調節することを示唆している。 S n a i 1 1の活性はその細胞内配置に制御 されているので (Dominguez, D. et al. , Mol Cell Biol, 23, 5078-89 (2003))、 Ha C a T細胞における SNA I L 1の細胞内局在に対する E G Fの効果を調べ た (図 3 b)。 EGF刺激無しで、細胞系の上皮様の形態と一致して、 SNA I L 1は細胞質に局在していた。 それに対して、 EGFは SNA I L 1の核内蓄積お ょぴ細胞の間葉様の形態の採択を誘発した。 これらのデータは、 Ha C a T細胞 における SNA I L 1の活性は、 その細胞内配置により制御されており、 それは 細胞外刺激に応答して決定する いうことを示唆した。 . マウスケラチノサイ トによる EG F依存性創傷治癒において、 S t a t 3は、 これらの細胞の増殖ではなく遊走に必要なシグナルを伝達する (Sano, S. etal., Embo J, 18, 4657-68 (1999))。 さらに、 S t a t 3シグナリングは、 亜鉛ト'ラン スポーター L i V 1/Z i p 6を介して S n a i 1 1の核局在を制御し、 ゼブラ フィッシュの原腸形成の間に能動的に遊走するオーガナイザー細胞の EMTを誘 導する (Yamashita, S. et al. , Nature, 429, 298 - 302 (2004))。 これらの事実 は、 SNA I L 1の細胞内局在の亜鉛トランスポーター依存性調節は、 哺乳類の ケラチノサイトによる創傷治癒の EMTにおいて役割を果たし得るということを 暗示している。 この考えを検証するために、 細胞質への亜鉛流入において機能す ると考えられている Z I P類(Z I P 1— 14) (Eide, D. J. , Pf lugers Arch, 447, 796-800 (2004)) および細胞質からの亜鉛流出を媒介する Z N T類 (ZNT 1— 8) (Palmiter, R. D. & Huang, L. , Pf lugers Arch, 447, 744-51 (2004)) の発 現を検討するために、 EGF刺激 Ha C a T細胞を用いた (図 3 c)。亜鉛トラン スポーターの Z I Pファミリ一の最も密接に関連したメンバーである (それらの アミノ酸配列に基づく系統樹解析におけるそれらの近接を参照;図 3 c) Z I P 6および Z I P 10の発現は、 EG F刺激に応答して H a C a T細胞においてァ ップレギュレートされた。 これらの結果は、 Z I P 6および Z I P 10は、 Ha C a T細胞による創傷治癒の EGF誘導 EMTにおいて、 SNA I L 1の核局在 に機能し得るという考えを支持した。 したがって、 ヒト Z I P 6および Z I P 1 0に対する s i RNAを用いて、 Z I P 6および Z I P 1 0ノックダウン H a C a T細胞を産生した (図 4 a)。 これらの細胞を用いて、 インビトロ創傷治癒アツ セィを行い、 EGF刺激下で SNA I L 1の細胞内局在を解析した (図 4 c:)。 Z I P 10ノックダウン Ha C a T細胞による E G F誘導インビトロ創傷治癒は、 著しく障害され (図 4 c ; Z I P 10および Z I P 6 ; Z I P 10)、 一方、 コン トロールの Ha C a T細胞は正常に遊走し、 創傷は E G F刺激後完全に治癒した (図 4 c ;コントロール)。 Z I Ρ 6ノックダウン H a C a T細胞を用いると、遊 走性細胞の先端でいくばくかの 乱があったものの、 創傷は EGF刺激後に治癒. した (図 4 c ; Z I Ρ 6)。 これに一致し、 H a C a T細胞における Z I P 10の ノックダウンは、 SNA I L 1の EG F誘導核内蓄積を強力に減少させた (図 4 c ; Z I P 10および Z I P 6 ; Z I P 1 0)。 これらの結果は、 Z I P 10は、 H a C a T細胞による創傷治癒の EG F誘導 EMTの間の SNA I L 1の核内蓄 積において、 必須の機能を有することを示した。 さらに、 今回の結果は、 SNA I L 1の核局在の Z I P媒介調節は、 ゼブラフィッシュ原腸形成だけでなくヒ ト ケラチノサイトによる成長因子媒介創傷治癒にも含まれることを示し、 EMTの 一般的メカニズムであることを示唆している。
一旦上記結果が得られたら、 まだ答えが得られていない最も重要な疑問は、 膜 分子である Z I Pがどのように SNA I L 1の核局^ Ϊを調節するのか、 そして亜 鉛がこの過程に含まれるのか否かということである。 これらの疑問に答えるため に、まず65 Z n取り込みアツセィを用いて Ha C a T細胞における亜鉛代謝を解 析した。 EGF刺激 H a C a Τ細胞は、 一連のアツセィの間、 休止 Ha C a T細 胞よりも有意に多くの65 Z nを取り込んだ (図 3 d)。 EGF誘導65 Z n取り込 みは、他の金属ではなく過剰の非放射性亜鉛により阻害され(図 3 c:)、 EGFが Ha C a T細胞による亜鉛の取り込みを特異的に誘導することを示している。 重 要なことに、 低レベルの亜鉛取り込みのみが、 Z I P 10ノックダウン H a C a T細胞において検出された(図 4 b':)。 Z I Ρファミリーメンバーが細胞質への亜 鉛流入を媒介していることを考慮すると (Eide, D. J., Pflugers Arch, 447, 796-800 (2004))、 これらの結果は、 H a C a T細胞による E G F誘導亜鉛取り込 みは Z I P 10に依存しているということを明確に示している。 さらに、 EGF 刺激 Ha C a T細胞における SNA I Lの核内蓄積での Z I P 10の必須な役割 と併せると、これらの結果は、細胞外刺激に応答しての SNA I Lの核内蓄積は、 少なくともある程度、 Z I P類により能動的に輸送された亜鉛に依存していると いうことを強く示唆した。
Z I P類を介した亜鉛の EG F媒介取り込みが、 Ha C a T細胞における SN A I Lの細胞内局在を制御する 否かを検討するために、 次に、 蛍光亜鉛指示薬 Z n AF- 2 (Hirano, T. , Kikuchi, Κ., Urano, Y. , T, H. & Nagano, Τ., J Am Chera Soc, 122, 12399-400 (2000)) を用いて、 細胞内における亜鉛の細胞内分布 を解析した (図 3 f および 3 c:)。 Z nAF— 2は、亜鉛に極めて特異的であり ; 亜鉛金属タンパク質と三元複合体を形成すると考えられており、 そこで亜鉛は媒 介物として作用し;この複合体の形成がこれらのタンパク質の細胞内分布の直接 評価を可能とする (Kay, A. R. & Toth, K. , J Neurophysiol, 95, 1949-56 (2006) )0 上皮様の形態おょぴ SNA I Lの細胞質内分布を有する休止 H a C a T細胞にお いて、 亜鉛は一様に分布していた。 EGF刺激後、 細胞内タンパク質に結合した 亜鉛の量は増加し、亜鉛は Ha C a T細胞の核内に蓄積し (図 3 f )、 SNA I L 1の核局在と相関していた。 この再分布は、 SNA I L 1の EG F誘導核内蓄積 が消滅している Z I P 1 0ノックダウン H a C a T細胞では観察されなかった (図 4 c ; Z I Ρ 10および Z I Ρ 6 ; Z I Ρ 10)。 £0 刺激^1 a C a T細胞 における亜鉛および SNA I L 1の Z I P 10依存性核共局在は、 亜鉛が SNA I L 1の核局在に含まれ得ることを示唆した。実際、膜透過性亜鉛キレーター N, Ν,Ν' ,Ν,ーテトラキス (2—ピリジルメチル) エチレンジァミン (ΤΡΕΝ) を用いた細胞の細胞内亜鉛枯渴は、 EG F誘導 SNA I L 1核内蓄積を消滅させ、 それらによる創傷治癒を障害した (図 4 bおよび 4 c ; TPEN + )0
マウス S n a i 1 1の C末端半分は、 4つの C 2 H 2型 Z nフィンガードメィ ンを含み、 S n a i l 1の核局在に必須である (Dorainguez, D. et al. , Mol Cell Biol, 23, 5078-89 (2003))。 この点に対する全ての結果は、 Z I P類を介した E GF誘導亜鉛取り込みは、 SNA I L 1の Z nフィンガードメインとの相互作用 を介して SNA I L 1の核局在を調節することを示唆している。 この仮説を検証 するために、 マウス S n a i 1 1の 4つの Z nフィンガードメイン全てに C 2 H 2/G 2G 2変異を導入し (図 5 c ; 1 234)、 その亜鉛結合活性を消滅させた (Nomura, A. & Sugiura, Υ·, Inorg Chem, 41, 3693-8 (2002))。 次いで、 EG F刺激 H a C a T細胞における S n a i l 1.の細胞内局在を検討した (図 5 aお ょぴ 5 d)。核内蓄積に対する S a i 1 1の亜鉛(図 5 aおよび 5 d ;TPEN). およびそれ自身の C末端半分 (図 5 aおよび 5 d ; Δ C) の要求と一致して、 1 2 34変異体は細胞質内に配置しており、 核内には配置しておらず (図 5 aおよ び 5 d ; 1 2 34)、 S n a i l 1の C末端半分での亜鉛配位が S n a i l 1の核 內蓄積に重要であることを示している。
S n a i l 1の核局在に関与する部位をさらに限定するために、 1、 2または 3つの Z nフィンガーにおける C 2 H 2/G 2 G 2変異を施した一連のコンス ト ラタトを調製し(図 5 c)、 EGF刺激 Ha C a T細胞における変異体の細胞内配 置を解析した。 第 1番目、 第 2番目、 または第 4番目の Z nフィンガードメイン (図 5 c ; 1、 2、 または 4) でなく、 第 3番目の Z nフィンガードメインにお ける単独の C 2 H 2/G 2 G 2変異 (図 5 c ; 3) 力 EGF刺激 Ha C a T細 胞における S n a i 1 1の核局在を阻害した (図 5 aおよび 5 d)。 さらに、変異 した第 3番目の Z nフィンガードメインを含む C 2H2/G 2 G 2変異の任意の 組合せ (図 5 a、 5 cおよぴ 5 d ; 1 3、 2 3、 3 4、 1 2 3、 1 34、 または 2 34) は、 EGF刺激 Ha C a T細胞における変異体の核内蓄積を消滅させ、 S n a i 1 1の第 3番目の Z nフィンガードメインの亜鉛配位能力が、 S n a i 1 1の核内蓄積に必須であることを示している。 相互に、 第 3番目を除く任意の Z nフィンガードメインにおけるどの C 2 H2/G 2 G 2変異の組合せも (図 5 a、 5 cおよび 5 d ; l、 2、 4、 1 2、 1 4、 24、 または 1 24) 変異体の 核への局在を混乱しなかった。 何よりも、 変異体 1 24の核局在 (図 5 a、 5 c および 5 d ; 1 24) は、 S n a i l lの第 3番目の Z nブインガードメインに よる亜鉛の配位が、 E G F刺激 H a C a T細胞における S n a i 1 1の核局在に 必要十分であるということを明確に立証した。 最後に、 核外輸送受容体 CRM 1 (Fukuda, M. et al. , Nature, 390, 308 - 11 (1997) ; Xu, L. & Massague, J., Nat Rev Mol Cell Biol, 5, 209-19 (2004)) の特異的阻害剤であるレプトマイシン B の存在下において (図 5 bおよび 5 e ; LMB)、変異体の第 3番目の Z nフィン ガードメインを保有しているコンス トラク ト (図 5 b、 5 cおよび 5 e ; 3、 1 3、 2 3、 34、 1 2 3、 1 34、 2 34、 または 1 2 3 4) でさえ、 核に局在. ィ匕し、 第 3番目の Z nフィンガーは S n a i 1 1の核内係留に必須だけれども、 S n a i l 1の核への転位には含まれていないということを示している。
ヒ トケラチノサイトによる創傷治癒の EMTの亜鉛依存性調節が、 癌の進行に おいても起るか否かを検討するために、 He L a、 MD A— MB— 23 1、 およ び MDA— MB— 43 5 S細胞を含む様々な浸潤性おょぴ転移性癌細胞系、 なら ぴに MCF 7、 T47D、 ZR 75— 1、 および Z R 75— 30細胞のような非 転移性細胞系における Z I P 1 0および Z I P 6の発現を解析した。 ケラチノサ イトにおける観察と一致して、 Z I P 10のアップレギュレーションは、 E—力 ドヘリンのダウンレギュレーションおよぴビメンチンのァップレギュレーション と相関していた、 しかしながら Z I P 6の発現は間葉様の表現型と関連していな かった (図 6 a)。 これらの結果は、 Z I P 6の発現レベルは乳癌における悪性細 胞の表現型と関連しないという以前の所見(Kasper, G. et al. , Int J Cancer, 117, 961-73 (2005)) と一致し、 Z I P 10は、 癌の進行における EMTの亜鉛依存性 調節における主要な Z I Pであるということを示唆している。
従って、 次に He L a細胞における細胞遊走での、 2 1 ? 10ぉょぴ2 1 6 の役割を検討した(図 6 b)。 コントロールの H e L a細胞は高い遊走活性を示し ており、 Z I P 6ではなく Z I P 1 0の枯渴がそれを阻害した。これらの結果は、 Z I P 1 0が生理学的だけでなく病理学的状態においても EMTを調節している ことを示しており、 あるヒト癌においては亜鉛が EMTに欠かせないことを示唆 した。 実際、 TPENによる細胞内亜鉛の枯渴は、 He L a細胞の遊走を阻害し (図 6 b ; TPEN)、 明らかに癌の進行に亜鉛が関与している。
本結果は、 亜鉛がィンビトロでの創傷治癒およびィンビトロおよびインビポで の癌の進行の間の EMTのレギュレーターであることを確立し、 亜鉛が亜鉛トラ ンスポーターを介して細胞外刺激を亜鉛金属タンパク質に変換するセカンドメッ センジャーとして作用し得ることを示唆した。 亜鉛は、 Z I P類により能動的に 輸送されそして SNA I L 1の Z nフィンガードメインで配位され、 その核外輸 送を妨げ、 そして核における SNA I L 1のレベルの増加につながり、 ゆえに E MTの誘導を可能にしている。 これらの結果は、 亜鉛トランスポーター Z I P依 存性シダナリングの分子的な説明おょぴ E G F刺激により誘導された Z nフィン ガータンパク質 SNA I Lの核内蓄積におけるその関連性、 並びに他の亜鉛金属 タンパク質により用いられる細胞内亜鉛シグナリングを理解するための概念的基 礎を提供する。 産業上の利用可能性 .
亜鉛ィオンや亜鉛ィオンキレーターを用いたり、 亜鉛トランスポーターの発現 や機能を調節したりすることで細胞内亜鉛量を制御することによって、 EMTの マスターレギュレーターである S n a i 1の細胞内局在と活性が制御でき、 それ によって、 EMTを制御することが可能となる。 EMT制御が可能な本発明の薬 剤は、 癌転移の予防や、 創傷治癒並びに器官形成の促進に有用である。
本出願は、 日本で出願された特願 2005- 141684 (出願日 : 2005 年 5月 13日) を基礎としており、 その内容は本明細書に全て包含されるもので ある。

Claims

請求の範囲
I. 細胞内亜鉛量を制御し得る物質を有効成分として含有する、 上皮—間葉転換 制御剤。
2.細胞内亜鉛量を制御し得る物質が亜鉛イオンである、請求の範囲 1記載の剤。
3. 亜鉛イオンが亜鉛ィオノフォアによって細胞内に導入される、 請求の範囲 2 記載の剤。
4. 細胞内亜鉛量を制御し得る物質が亜鉛キレーターである、 請求の範囲 1記載 の剤。
5. 亜鉛キレーターが 2, 3—ジメルカプト一 1—プロパンスルホン酸 (DMP
S)、 Ν, Ν, Ν', Ν, ーテトラキス (2—ピリジルメチル) エチレンジァミン (ΤΡΕΝ)、 エチレンジァミン (EDTA) 及び Ν— (6—メ トキシ一 8—キノ リル) 一; ρ—トルエンスルホンアミ ド (TSQ) からなる群より選択される少な くとも 1種である、 請求の範囲 4記載の剤。
6. 細胞内亜鉛量を制御し得る物質が、 亜鉛トランスポーターの発現及び Ζ又は 機能を制御する物質である、 請求の範囲 1記載の剤。
7. 亜鉛トランスポーターが L I Vファミリーを含むヒ ト Z I Ρ類、 ヒ ト CDF 類からなる群より選択される少なくとも 1種である、 請求の範囲 6記載の剤。
8. 亜鉛トランスポーターが L I V 1である、 請求の範囲 6記載の剤。
9. 亜鉛トランスポーターが Z I Ρ 10である、 請求の範囲 6記載の剤。
10. S n a i 1分子内の第 3番目の Z nフィンガードメインと亜鉛との結合を 制御し得る物質を含む上皮一間葉転換制御剤。
I I. S n a i l活性制御剤である、 請求の範囲 1〜 10のいずれか 1項に記載 の剤。
1 2. 癌転移予防薬、 創傷治癒薬及び器官形成促進薬からなる群より選ばれる少 なくとも 1種の医薬である、 請 の範囲 1〜10のいずれか 1項に記載の剤。 .
1 3. 癌転移予防薬、 創傷治癒薬及び器官形成促進薬からなる群より選ばれる少 なくとも 1種の医薬である、 請求の範囲 1 1記載の剤。
14. 細胞内亜鉛量を低下させ得る物質又は S n a i 1分子内の第 3番目の Z n フィンガードメインと亜鉛との結合を抑制し得る物質を有効成分として含有する、 癌転移予防薬。
1 5. 細胞内亜鉛量を上昇させ得る物質 Xは S n a i 1分子内の第 3番目の Z n フィンガードメインと亜鉛との結合を促進し得る物質を有効成分として含有する、 創傷治癒薬及びノ又は器官形成促進薬。
1 6. インビトロで、 細胞内亜鉛量を制御することを含む、 上皮一間葉転換を制 御する方法。
1 7. インビトロで、 細胞内亜鉛量を制御することを含む、 S n a i 1活性を制 御する方法。
18. 細胞内亜鉛量を測定することを含む、 上皮一間葉転換制御作用を有する化 合物及びノ又は S n a i 1活性制御作用を有する化合物のスクリ一ユング方法。
1 9. 以下の工程を含む、 上皮—間葉転換制御作用を有する化合物及び 又は S n a i l活性制御作用を有する化合物のスクリーニング方法:
(1) 試験化合物の存在下又は非存在下で S n a i 1分子内に存在する第 3番目 の Z nフィンガードメインと亜鉛とを接触させる工程、
(2) Z nフィンガードメインと亜鉛との結合の程度を測定する工程、 及び
(3) Z nフィンガードメインと亜鉛との結合に有意に影響を与える物質を、 上 皮—間葉転換制御作用を有する化合物及ぴ 又は S n a i 1活性制御作用を有す る化合物と認定する工程。
20. 細胞内亜鉛量を制御し得る物質の有効量を被験体に投与することを含む、 該被験体における上皮一間葉転換の制御方法。
21. S n a i 1分子内の第 3番目の Z nフィンガードメインと亜鉛との結合を 制御し得る物質の有効量を被験体に投与することを含む、 該被験体における上皮 一間葉転換の制御方法。 , .
22. 細胞内亜鉛量を制御し得る物質の有効量を被験体に投与することを含む、 該被験体における S n a i l活性の制御方法。
2 3 . 細胞内亜鉛量を低下させ得る物質又は S n a i 1分子内の第 3番目の Z n フィンガードメインと亜鉛との結合を抑制し得る物質の有効量を被験体に投与す ることを含む、 該被験体における癌転移の予防方法。
2 4 . 細胞内亜鉛量を上昇させ得る物質又は S n a i 1分子内の第 3番目の Z n フィンガードメインと亜鉛との結合を促進し得る物質の有効量を被験体に投与す ることを含む、 該被験体における創傷治癒及ぴ 又は器官形成促進方法。
2 5 . 上皮一間葉転換制御剤の製造における細胞内亜鉛量を制御し得る物質の使 用。
2 6 . 上皮—間葉転換制御剤の製造における S n a i 1分子内の第 3番目の Z n フィンガードメインと亜鉛との結合を制御し得る物質の使用。
2 7 . S n a i 1活性制御剤の製造における細胞内亜鉛量を制御し得る物質の使 用。
2 8 . 癌転移予防薬の製造における細胞内亜鉛量を低下させ得る物質又は S n a i 1分子内の第 3番目の Z nフィンガードメインと亜鉛との結合を抑制し得る物 質の使用。
2 9 . 創傷治癒薬及び 又は器官形成促進薬の製造における細胞内亜鉛量を上昇 させ得る物質又は S n a i 1分子内の第 3番目の Z nブインガードメインと亜鉛 との結合を促進し得る物質の使用。
3 0 . 細胞内亜鉛量を制御し得る物質を有効成分として含有する医薬、 ならびに 当該医薬を上皮一間葉転換の制御に使用し得る又は使用すべきであることを記載 した記載物を含む商業的パッケージ。
3 1 . S n a i 1分子内の第 3番目の Z nフィンガードメインと亜鉛との結合を 制御し得る物質を有効成分として含有する医薬、 ならびに当該医薬を上皮一間葉 転換の制御に使用し得る又は使用すべきであることを記載した記載物を含む商業 的ノ ッケージ。 , .
3 2 . 細胞内亜鉛量を制御し得る物質を有効成分とレて含有する医薬、 ならびに 当該医薬を S n a i 1活性の制御に使用し得る又は使用すべきであることを記載 した記載物を含む商業的パッケージ。
3 3 . 細胞内亜鉛量を低下させ得る物質又は S n a i 1分子内の第 3番目の Z n フィンガードメインと亜鉛との結合を抑制し得る物質を有効成分として含有する 医薬、 ならびに当該医薬を癌転移の予防に使用し得る又は使用すべきであること を記載した記載物を含む商業的パッケージ。
3 4 . 細胞内亜鉛量を上昇させ得る物質又は S n a i 1分子内の第 3番目の Z n フィンガードメインと亜鉛との結合を促進し得る物質を有効成分として含有する 医薬、 ならびに当該医薬を創傷治癒及び Z又は器官形成促進に使用し得る又は使 用すべきであることを記載した記載物を含む商業的パッケージ。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013130017A1 (en) * 2012-02-29 2013-09-06 Agency For Science, Technology And Research Modulating the interaction between zo-2/tjp2 and a snail zinc finger transcription factor family member
US9896420B2 (en) 2011-03-10 2018-02-20 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York N-quinolin-benzensulfonamides and related compounds for the treatment of cancer, autoimmune disorders and inflammation
WO2018156052A1 (en) * 2017-02-22 2018-08-30 Obshchestvo S Ogranichennoj Otvetstvennost`Yu "Wds" Antiseptic composition comprising unithiol and dimethylsulfoxide, use of the composition and method of wound treatment with its use
WO2018156051A1 (en) * 2017-02-22 2018-08-30 Obshchestvo S Ogranichennoj Otvetstvennost`Yu "Wds" Antiseptic composition comprising polyvinylpyrrolidone and unithiol and use of the composition

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SCHMIDT C. ET AL.: "Transient peaks in zinc and metallothionein levels during differentiation of 3T3L1 cells", ARCH. BIOCHEM. BIOPHYS., vol. 964, no. 1, 1999, pages 91 - 98, XP003005280 *
YAMASHITA S. ET AL.: "Johi-Kanyo Tenkan (EMT) ni okeru Zn Finger-gata Tensha Inshi to Zn Transporter no Kankei", CELL TECHMOLOGY, vol. 23, no. 8, 2004, pages 936 - 937, XP002990285 *
YAMASHITA S. ET AL.: "Zebrafish no Johi-Kanyo Tenkan o Seigyo suru Zinc Transporter LIV1 no Dotei", EXPERIMENTAL MEDICINE, vol. 22, no. 13, 2004, pages 1846 - 1848, XP003005279 *
YAMASHITA S. ET AL.: "Zinc transporter LIV1 controls epithelial-mesenchymal transition in zebrafish gastrula organizer", NATURE, vol. 429, 2004, pages 298 - 302, XP002990283 *

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9896420B2 (en) 2011-03-10 2018-02-20 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York N-quinolin-benzensulfonamides and related compounds for the treatment of cancer, autoimmune disorders and inflammation
WO2013130017A1 (en) * 2012-02-29 2013-09-06 Agency For Science, Technology And Research Modulating the interaction between zo-2/tjp2 and a snail zinc finger transcription factor family member
US9963704B2 (en) 2012-02-29 2018-05-08 Agency For Science, Technology And Research Modulating the interaction between ZO-2/TJP2 and a Snail zinc finger transcription factor family member
AU2017400650B2 (en) * 2017-02-22 2019-09-26 Medid Innovation Development Ltd Antiseptic composition comprising polyvinylpyrrolidone and unithiol and use of the composition
WO2018156051A1 (en) * 2017-02-22 2018-08-30 Obshchestvo S Ogranichennoj Otvetstvennost`Yu "Wds" Antiseptic composition comprising polyvinylpyrrolidone and unithiol and use of the composition
CN110198721A (zh) * 2017-02-22 2019-09-03 梅迪德创新研发有限公司 含有聚乙烯吡咯烷酮和二巯基丙磺酸钠的抗菌组合物及其用途
WO2018156052A1 (en) * 2017-02-22 2018-08-30 Obshchestvo S Ogranichennoj Otvetstvennost`Yu "Wds" Antiseptic composition comprising unithiol and dimethylsulfoxide, use of the composition and method of wound treatment with its use
JP2020506165A (ja) * 2017-02-22 2020-02-27 メディド イノベーション ディベロップメント リミテッドMedid Innovation Development Ltd ユニチオール及びジメチルスルホキシドを含む消毒組成物、その組成物の使用並びにそれを使用した創傷治療方法
EA037319B1 (ru) * 2017-02-22 2021-03-11 Медид Инновейшн Дивелопмент Лтд Антисептическая композиция, содержащая поливинилпирролидон и унитиол, её применение, способ обработки ран
EA037514B1 (ru) * 2017-02-22 2021-04-06 Медид Инновейшн Дивелопмент Лтд Антисептическая композиция, содержащая унитиол и диметилсульфоксид, применение такой композиции и способ обработки ран с ее использованием
US11045551B2 (en) 2017-02-22 2021-06-29 Medid Innovation Development Ltd Antiseptic composition comprising polyvinylpyrrolidone and unithiol and use of the composition
US11213492B2 (en) 2017-02-22 2022-01-04 Medid Innovation Development Ltd Antiseptic composition comprising unithiol and dimethylsulfoxide, use of the composition and method of wound treatment with its use
CN110198721B (zh) * 2017-02-22 2022-06-07 梅迪德创新研发有限公司 含有聚乙烯吡咯烷酮和二巯基丙磺酸钠的抗菌组合物及其用途

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