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JP2012170335A - Diagnostic method and therapeutic composition for oral squamous cell carcinoma - Google Patents

Diagnostic method and therapeutic composition for oral squamous cell carcinoma Download PDF

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JP2012170335A
JP2012170335A JP2011032183A JP2011032183A JP2012170335A JP 2012170335 A JP2012170335 A JP 2012170335A JP 2011032183 A JP2011032183 A JP 2011032183A JP 2011032183 A JP2011032183 A JP 2011032183A JP 2012170335 A JP2012170335 A JP 2012170335A
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JP
Japan
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aim2
ifi16
gene
cell carcinoma
squamous cell
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JP2011032183A
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Japanese (ja)
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Kazuhiro Morishita
和広 森下
Sumio Sakota
隅男 迫田
Yudai Kondo
雄大 近藤
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University of Miyazaki NUC
Original Assignee
University of Miyazaki NUC
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To newly discover a gene in an amount of expression in an oral squamous cell carcinoma (OSCC) and provide a method for detecting the OSCC using the gene.SOLUTION: The method for detecting the oral squamous cell carcinoma in a biological sample to be inspected includes following steps: (1) a step for detecting at least one gene expression level selected from the group consisting of AIM2 and IFI16 in the biological sample to be inspected and (2) a step for deciding the presence of the oral squamous cell carcinoma when the expression level has been enhanced.

Description

本発明は、口腔扁平上皮癌の検出方法、診断薬及び診断用キットに関する。更に、本発明は、口腔扁平上皮癌を治療又は予防するための化合物のスクリーニング方法、及び治療用又は予防用組成物に関する。   The present invention relates to a method for detecting oral squamous cell carcinoma, a diagnostic agent, and a diagnostic kit. Furthermore, this invention relates to the screening method of the compound for treating or preventing oral squamous cell carcinoma, and the composition for treatment or prevention.

口腔癌は全癌中の1-2% (頭頸部癌の35%)であり、口腔扁平上皮癌(OSCC)は口腔癌の80%を示している。OSCCの予後は他の癌と比べると比較的良いが、進行癌や悪性度の高い癌に関しては予後は悪い。つまり早期発見、早期治療が予後を判別する重要な要素である。しかし、診断に関して年々技術的進化はしているものの、未だ精度の高いものはなく、視診、触診、病理組織学的診断が主である。治療に関しても技術、手順ともに進化しているが手術によるものが多く、口腔内組織の切除は術後著しく患者のQOLを低下させる。腫瘍の範周が広い場合には放射線治療、化学療法を併用することはあるが、補助的療法で根治には至らない。   Oral cancer accounts for 1-2% of all cancers (35% of head and neck cancers), and oral squamous cell carcinoma (OSCC) represents 80% of oral cancers. The prognosis of OSCC is relatively good compared to other cancers, but the prognosis is poor for advanced cancer and high-grade cancer. In other words, early detection and early treatment are important factors for determining the prognosis. However, although the technology has evolved year by year with respect to diagnosis, there is still no high accuracy, and visual inspection, palpation, and histopathological diagnosis are the main. In terms of treatment, both techniques and procedures have evolved, but many are based on surgery, and resection of oral tissues significantly lowers the patient's quality of life after surgery. If the tumor is wide, radiation therapy and chemotherapy may be combined, but adjuvant therapy does not lead to complete cure.

そのため、OSCCの原因遺伝子を見出し、その機能を解明することは、新規診断・治療法のための先駆けとなり得るため望まれている。OSCCの遺伝子を利用した診断方法としては、特許文献1〜4において以下の方法が報告されている。   Therefore, finding the causative gene of OSCC and elucidating its function are desired because it can be a pioneer for new diagnosis and treatment methods. Patent Documents 1 to 4 report the following methods as diagnostic methods using OSCC genes.

特許文献1では、OSCCとOSCCの前癌症状である白板症状(LP)の間で発現量に明確な差のある33個のマーカー遺伝子の発現プロファイルが、口腔癌のより正確な診断の指標として有用であることが報告されている。   In Patent Document 1, the expression profile of 33 marker genes with a clear difference in expression level between OSCC and white plate symptom (LP) which is a precancerous symptom of OSCC is an index for more accurate diagnosis of oral cancer. It has been reported to be useful.

特許文献2では、癌化並びに癌の悪性化などに関与するゲノム上の遺伝子異常を解析し、口腔由来の細胞の癌化を促進する癌関連遺伝子、すなわちPhosphoribosyl transferase domain containing 1 (PRTFDC1)遺伝子を同定したこと、PRTFDC1遺伝子の欠失、又は不活性化、すなわち、PRTFDC1タンパク質の減少が口腔扁平上皮癌の増殖を顕著に促進することが報告されている。そして、PRTFDC1遺伝子の欠失又は不活性化を検出することにより、検体の悪性度を含めた癌化を検出することが提案されている。   In Patent Document 2, a genetic abnormality on the genome involved in canceration and malignant transformation of cancer is analyzed, and a cancer-related gene that promotes canceration of cells derived from the oral cavity, that is, a Phosphoribosyl transferase domain containing 1 (PRTFDC1) gene, It has been reported that deletion, inactivation or inactivation of PRTFDC1 gene, that is, reduction of PRTFDC1 protein significantly promotes the growth of oral squamous cell carcinoma. And it has been proposed to detect canceration including malignancy of a specimen by detecting deletion or inactivation of the PRTFDC1 gene.

特許文献3では、口腔粘膜上皮細胞の癌化を促進する癌関連microRNA遺伝子を同定したこと、これらの遺伝子の発現量の低下が口腔粘膜上皮癌の増殖を促進することが報告されている。そして、特定のmicroRNA遺伝子の発現低下を指標として検体の癌化を検出することを含む癌の検出方法が提案されている。   Patent Document 3 reports that a cancer-related microRNA gene that promotes canceration of oral mucosal epithelial cells has been identified, and that the decrease in the expression level of these genes promotes the proliferation of oral mucosal epithelial cancer. And a method for detecting cancer has been proposed which includes detecting canceration of a specimen using a decrease in expression of a specific microRNA gene as an index.

特許文献4では、癌で高頻度に欠失した遺伝子をスクリーニングした後、更にCOBRA (combined bisulfite restriction analysis)法とRT-PCR法を組み合わせることで、口腔由来の細胞の癌化を促進する癌関連遺伝子、すなわちMelatonin Receptor 1A (MTNR1A)遺伝子を同定したこと、TNR1Aタンパク質の減少が口腔扁平上皮癌の増殖を顕著に促進することが報告されている。そして、MTNR1Aタンパク質の量を検出することでの癌の検出方法が提案されている。   In Patent Document 4, after screening for genes frequently deleted in cancer, COBRA (combined bisulfite restriction analysis) method and RT-PCR method are combined to promote canceration of cells derived from the oral cavity. It has been reported that the identification of the gene, that is, the Melatonin Receptor 1A (MTNR1A) gene, and that the decrease in TNR1A protein significantly promotes the growth of oral squamous cell carcinoma. A method for detecting cancer by detecting the amount of MTNR1A protein has been proposed.

特開2008-259426号公報JP 2008-259426 A 特開2008-295327号公報JP 2008-295327 A 特開2009-171876号公報JP 2009-171876 特開2010-35525号公報JP 2010-35525 A

しかしながら、OSCCの早期発見を可能とする診断方法のためには、更に多くの遺伝子について検討し、OSCCの原因遺伝子を見出し、その機能を解明する必要があった。   However, for a diagnostic method that enables early detection of OSCC, it was necessary to investigate more genes, find the causative gene of OSCC, and elucidate its function.

そこで、本発明は、新たにOSCCで発現量に変化がある遺伝子を見出し、当該遺伝子を利用した口腔扁平上皮癌の検出方法、診断薬及び診断用キットを提供することを目的とする。更に、本発明は、口腔扁平上皮癌を治療又は予防するための化合物のスクリーニング方法、及び治療用又は予防用組成物を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to newly find a gene whose expression level is changed in OSCC, and to provide a method for detecting oral squamous cell carcinoma, a diagnostic agent and a diagnostic kit using the gene. Furthermore, an object of this invention is to provide the screening method of the compound for treating or preventing oral squamous cell carcinoma, and the composition for treatment or prevention.

本発明者らは、OSCC患者検体、細胞株を用いてSNPアレイ解析を行い、DNAコピー数異常領域を検出し、その異常領域中に位置する遺伝子で、DNAマイクロアレイ解析により発現異常を認めた遺伝子を選抜し、1q23領域中に位置するAIM2とIFI16を見出した。そして、RT-PCR法、realtime PCR法を用いた発現解析の結果から、AIM2とIFI16がOSCC原因遺伝子候補と同定した。本発明は、これら知見に基づき、更に検討を重ねて完成されたものであり、次の口腔扁平上皮癌の検出方法、診断薬、診断用キット、スクリーニング方法、及び治療用又は予防用組成物を提供するものである。   The present inventors performed SNP array analysis using OSCC patient specimens and cell lines, detected DNA copy number abnormal regions, genes that were located in the abnormal regions, and genes that showed abnormal expression by DNA microarray analysis And AIM2 and IFI16 located in the 1q23 region were found. And AIM2 and IFI16 were identified as OSCC causative gene candidates from the results of expression analysis using RT-PCR and realtime PCR. The present invention has been completed based on these findings, and has been completed. The following methods for detecting oral squamous cell carcinoma, diagnostic agents, diagnostic kits, screening methods, and therapeutic or preventive compositions are provided. It is to provide.

(I) 口腔扁平上皮癌の検出方法
(I-1) 以下の工程を含む、被験対象の生体試料中の口腔扁平上皮癌の検出方法:
(1)該生体試料における、AIM2及びIFI16からなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子の発現レベルを検出する工程、及び
(2)該発現レベルが上昇していた場合に、口腔扁平上皮癌が存在すると判定する工程。
(I-2) 前記工程(1)における遺伝子の発現レベルの検出を、
AIM2及びIFI16からなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子のmRNA、又は
AIM2及びIFI16からなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子にコードされるタンパク質
を検出することにより行う、(I-1)に記載の方法。
(I-3) 前記工程(2)において正常試料と比較して発現レベルが100%以上上昇していた場合に口腔扁平上皮癌が存在するとの判定を行う、(I-1)又は(I-2)に記載の方法。
(I) Detection method for oral squamous cell carcinoma
(I-1) A method for detecting oral squamous cell carcinoma in a biological sample to be tested, comprising the following steps:
(1) a step of detecting an expression level of at least one gene selected from the group consisting of AIM2 and IFI16 in the biological sample; and (2) when the expression level is increased, oral squamous cell carcinoma is The step of determining that it exists.
(I-2) Detection of the expression level of the gene in the step (1)
MRNA of at least one gene selected from the group consisting of AIM2 and IFI16, or
The method according to (I-1), which is performed by detecting a protein encoded by at least one gene selected from the group consisting of AIM2 and IFI16.
(I-3) It is determined that oral squamous cell carcinoma is present when the expression level is increased by 100% or more in comparison with the normal sample in the step (2), (I-1) or (I- The method described in 2).

(II) 診断薬及び診断用キット
(II-1) AIM2及びIFI16からなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子に結合する核酸、又は
AIM2及びIFI16からなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子にコードされるタンパク質に結合する抗体若しくは抗体断片
を含む口腔扁平上皮癌の診断薬。
(II-2) AIM2及びIFI16からなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子に結合する核酸、又は
AIM2及びIFI16からなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子にコードされるタンパク質に結合する抗体若しくは抗体断片
を含む口腔扁平上皮癌の診断用キット。
(II) Diagnostic agents and diagnostic kits
(II-1) a nucleic acid that binds to at least one gene selected from the group consisting of AIM2 and IFI16, or
A diagnostic agent for oral squamous cell carcinoma comprising an antibody or antibody fragment that binds to a protein encoded by at least one gene selected from the group consisting of AIM2 and IFI16.
(II-2) a nucleic acid that binds to at least one gene selected from the group consisting of AIM2 and IFI16, or
A diagnostic kit for oral squamous cell carcinoma comprising an antibody or antibody fragment that binds to a protein encoded by at least one gene selected from the group consisting of AIM2 and IFI16.

(III) スクリーニング方法
(III-1) 以下の工程を含む、口腔扁平上皮癌を治療又は予防するための化合物のスクリーニング方法:
(1)AIM2及びIFI16からなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子を発現する細胞に候補となる化合物を接触させる工程、及び
(2)候補となる化合物が存在しない場合と比較し、上記遺伝子の発現レベルを低下させる化合物を選択する工程。
(III-2) 以下の工程を含む、口腔扁平上皮癌を治療又は予防するための化合物のスクリーニング方法:
(1)AIM2及びIFI16からなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子にコードされるタンパク質に候補となる化合物を接触させる工程、
(2)該タンパク質と該化合物の結合活性を検出する工程、及び
(3)該タンパク質に結合する化合物を選択する工程。
(III-3) 以下の工程を含む、口腔扁平上皮癌を治療又は予防するための化合物のスクリーニング方法:
(1)AIM2及びIFI16からなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子にコードされるタンパク質に候補となる化合物を接触させる工程、
(2)工程(1)で得られたタンパク質の細胞増殖活性を検出する工程、及び
(3)候補となる化合物が存在しない場合と比較し、該タンパク質の細胞増殖活性を抑制する化合物を選択する工程。
(III) Screening method
(III-1) A method for screening a compound for treating or preventing oral squamous cell carcinoma comprising the following steps:
(1) contacting a candidate compound with a cell that expresses at least one gene selected from the group consisting of AIM2 and IFI16, and (2) comparing the gene of said gene with that in the absence of the candidate compound. Selecting a compound that reduces the expression level.
(III-2) A method for screening a compound for treating or preventing oral squamous cell carcinoma comprising the following steps:
(1) contacting a candidate compound with a protein encoded by at least one gene selected from the group consisting of AIM2 and IFI16;
(2) detecting the binding activity between the protein and the compound, and (3) selecting a compound that binds to the protein.
(III-3) A method for screening a compound for treating or preventing oral squamous cell carcinoma comprising the following steps:
(1) contacting a candidate compound with a protein encoded by at least one gene selected from the group consisting of AIM2 and IFI16;
(2) a step of detecting the cell proliferation activity of the protein obtained in step (1), and (3) a compound that suppresses the cell proliferation activity of the protein as compared with the case where no candidate compound is present. Process.

(IV) 治療用又は予防用組成物
(IV-1) AIM2及びIFI16からなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子に対するsiRNA、shRNA、dsRNA又はアンチセンスポリヌクレオチドを含む口腔扁平上皮癌の治療用又は予防用組成物。
(IV-2) AIM2及びIFI16からなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子にコードされるタンパク質に結合する抗体又は抗体断片を含む口腔扁平上皮癌の治療用又は予防用組成物。
(IV) Therapeutic or prophylactic composition
(IV-1) A composition for the treatment or prevention of oral squamous cell carcinoma comprising siRNA, shRNA, dsRNA or antisense polynucleotide for at least one gene selected from the group consisting of AIM2 and IFI16.
(IV-2) A composition for the treatment or prevention of oral squamous cell carcinoma comprising an antibody or antibody fragment that binds to a protein encoded by at least one gene selected from the group consisting of AIM2 and IFI16.

本発明により、新たなOSCCの原因遺伝子(AIM2及びIFI16)を見出すことができ、当該遺伝子の発現の上昇を指標にすることで口腔扁平上皮癌を検出することが可能となる。また、AIM2及びIFI16遺伝子を利用することで、口腔扁平上皮癌を治療又は予防するための化合物のスクリーニングも可能となる。更には、AIM2及びIFI16遺伝子からのタンパク質の生成を阻害する物質(shRNA等)を使用することで口腔扁平上皮癌の治療又は予防が可能となる。   According to the present invention, new causal genes (AIM2 and IFI16) of OSCC can be found, and oral squamous cell carcinoma can be detected by using the increased expression of the gene as an index. In addition, by using AIM2 and IFI16 genes, it becomes possible to screen for compounds for treating or preventing oral squamous cell carcinoma. Furthermore, by using a substance (such as shRNA) that inhibits protein production from AIM2 and IFI16 genes, oral squamous cell carcinoma can be treated or prevented.

A:高分子量ゲノムDNAを用いてSNPアレイを行い、得られたデータをCNAGシステムを用いて解析した結果を示す図、B:1q23の遺伝子地図を示す図である。A: The figure which shows the result of having performed SNP array using high molecular weight genomic DNA, and analyzing the obtained data using the CNAG system, B: The figure which shows the gene map of 1q23. AIM、IFI16のmRNAの発現量をRealtime PCR法にて確認した結果を示すグラフである。A:AIM2(患者検体)、B:IFI16(患者検体)、C:AIM2(細胞株)、D:IFI16(細胞株)2 is a graph showing the results of confirming the expression levels of AIM and IFI16 mRNA by Realtime PCR. A: AIM2 (patient sample), B: IFI16 (patient sample), C: AIM2 (cell line), D: IFI16 (cell line) A:細胞増殖アッセイの結果を示すグラフ、B:cDNAのアガロースゲル電気泳動の結果を示す図、C:細胞周期の評価結果を示すグラフ、D、E:Annexin V染色によるアポトーシスを起こしている細胞の検出結果を示すグラフである。A: graph showing the results of cell proliferation assay, B: diagram showing the results of agarose gel electrophoresis of cDNA, C: graph showing the results of cell cycle evaluation, D, E: cells undergoing apoptosis by Annexin V staining It is a graph which shows the detection result of. A:ウェスタンブロッティングによるIκβαの検出結果を示す図、B:NFκβ阻害剤を使用した細胞増殖アッセイの結果を示すグラフ、C:NFκβ阻害剤を使用した場合のウェスタンブロッティングによるIκβαの検出結果を示す図、D:SASにshAIM2又はshIFI16を入れた場合のウェスタンブロッティングによるIκβαの検出結果を示す図、E:NFκβの転写活性を調べるためのルシフェラーゼアッセイの結果を示すグラフ(左:LPS(-)、右:LPS(+))である。A: Diagram showing the results of detection of Iκβα by Western blotting, B: Graph showing the results of cell proliferation assay using NFκβ inhibitor, C: Diagram showing the results of detection of Iκβα by Western blotting when using NFκβ inhibitor , D: Diagram showing the detection result of Iκβα by Western blotting when shAIM2 or shIFI16 is added to SAS, E: Graph showing the result of luciferase assay for examining the transcriptional activity of NFκβ (left: LPS (−), right) : LPS (+)).

以下、本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明において「遺伝子」とは、特に言及しない限り、2本鎖DNA、1本鎖DNA(センス鎖又はアンチセンス鎖)、及びそれらの断片が含まれる。また、本発明において「遺伝子」とは、特に言及しない限り、調節領域、コード領域、エクソン、及びイントロンを区別することなく示すものとする。   In the present invention, “gene” includes double-stranded DNA, single-stranded DNA (sense strand or antisense strand), and fragments thereof unless otherwise specified. In the present invention, “gene” refers to a regulatory region, a coding region, an exon, and an intron without distinction unless otherwise specified.

また、本発明において、「核酸」、「ヌクレオチド」及び「ポリヌクレオチド」は同義であって、これらはDNA及びRNAの両方を含み、2本鎖であっても1本鎖であっても良い。   In the present invention, “nucleic acid”, “nucleotide” and “polynucleotide” are synonymous and include both DNA and RNA, and may be double-stranded or single-stranded.

AIM2やIFI16遺伝子は、過去の報告からp200ファミリーに属し、p200ファミリーはインターフェロン誘導遺伝子群で、特にAIM2はInflammasomeを形成する細菌感染に対する防御機構として働く重要な遺伝子である。   AIM2 and IFI16 genes belong to the p200 family from previous reports. The p200 family is an interferon-inducible gene group, and in particular, AIM2 is an important gene that acts as a defense mechanism against bacterial infection that forms Inflammasome.

AIM2遺伝子の塩基配列(cDNA)としては、配列番号1に表されるものが挙げられ、当該遺伝子がコードするアミノ酸配列は配列番号2に表されている(GenBank Accession No.NM_004833)。   Examples of the base sequence (cDNA) of the AIM2 gene include those represented by SEQ ID NO: 1, and the amino acid sequence encoded by the gene is represented by SEQ ID NO: 2 (GenBank Accession No. NM_004833).

IFI16遺伝子の塩基配列(cDNA)としては、配列番号3に表されるものが挙げられ、当該遺伝子がコードするアミノ酸配列は配列番号4に表されている(GenBank Accession No.NM_005531)。   Examples of the nucleotide sequence (cDNA) of the IFI16 gene include those represented by SEQ ID NO: 3, and the amino acid sequence encoded by the gene is represented by SEQ ID NO: 4 (GenBank Accession No. NM_005531).

本発明においては、AIM2遺伝子、IFI16遺伝子は、それぞれコードするタンパク質が、上記配列番号2、4で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質と同等の生物学的活性を有するものであれば、配列番号1、3で表される塩基配列からなる遺伝子の変異体であっても良い。   In the present invention, the AIM2 gene and the IFI16 gene have the same biological activity as that of the protein consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NOs: 2 and 4 above, respectively, as long as the encoded proteins are SEQ ID NO: 1 3 may be a mutant of the gene consisting of the base sequence represented by 3.

変異体としては、例えば、(a)配列番号2、4で表されるアミノ酸配列において、1又は2個以上、例えば1〜50個、1〜25個、1〜12個、1〜9個、1〜5個のアミノ酸が置換、欠失又は付加されたアミノ酸配列からなるタンパク質をコードする遺伝子、(b)配列番号1、3で表される塩基配列と70%以上、80%以上、90%以上、95%以上の同一性を有する塩基配列からなる遺伝子などが挙げられる。   Examples of the mutant include (a) 1 or 2 or more, for example, 1 to 50, 1 to 25, 1 to 12, 1 to 9 in the amino acid sequence represented by SEQ ID NOs: 2 and 4, A gene encoding a protein comprising an amino acid sequence in which 1 to 5 amino acids are substituted, deleted or added; (b) a nucleotide sequence represented by SEQ ID NOs: 1 and 3 and 70% or more, 80% or more, 90% As mentioned above, the gene etc. which consist of a base sequence which has 95% or more identity are mentioned.

本明細書においては、AIM2遺伝子、IFI16遺伝子にコードされるタンパク質を、それぞれ「AIMタンパク質」、「IFI16タンパク質」と称している。   In the present specification, proteins encoded by the AIM2 gene and the IFI16 gene are referred to as “AIM protein” and “IFI16 protein”, respectively.

口腔扁平上皮癌の検出方法
本発明の被験対象の生体試料中の口腔扁平上皮癌の検出方法は、以下の工程を含むことを特徴とする:
(1)該生体試料における、AIM2及びIFI16からなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子の発現レベルを検出する工程、及び
(2)該発現レベルが上昇していた場合に、口腔扁平上皮癌が存在すると判定する工程。
Method for detecting oral squamous cell carcinoma The method for detecting oral squamous cell carcinoma in the biological sample to be tested of the present invention comprises the following steps:
(1) a step of detecting an expression level of at least one gene selected from the group consisting of AIM2 and IFI16 in the biological sample; and (2) when the expression level is increased, oral squamous cell carcinoma is A step of determining that it exists.

本発明は以下の発見に基づくものである。
〔1〕OSCCでのAIM2、IFI16の高発現
RT-PCR法、realtime PCR法で、OSCC検体、細胞株でのAIM2、IFI16の発現を正常口腔組織と比較した結果、有意に高発現していた。
〔2〕AIM2、IFI16のノックダウンによるアポトーシスの増加
RNA干渉法でAIM2、IFI16をノックダウンし、細胞増殖をコントロールと比較した。その結果、どちらの遺伝子をノックダウンしても細胞増殖が抑制された。そこで、細胞周期の変化を検討し、subG1期の割合が増加していることを発見したため、AnnexinV染色でアポトーシスしている細胞の割合を検討した結果、どちらの遺伝子をノックダウンしても有意にアポトーシスが起こっていることを見出した。
〔3〕AIM2ノックダウンによるNFκβの活性化抑制
AIM2は本来、生体防御に関わる遭伝子としての報告があり、その際NFκβが活性化し様々なサイトカインを誘発、成熟することが明らかになっている。過去の報告において、NFκβは種々の癌で活性化亢進しており、癌細胞の抗アポトーシスに寄与していることが分かっている。OSCCでもNFκβは恒常的活牲化しており、またNFκβ阻害剤を導入するとアポトーシスを誘導した。OSCCでのAIM2のノックダウンはNFκβの活性化抑制をすることをレポーターアッセイにより明らかにし、それによるアポトーシスが誘導されたことを証明した。
The present invention is based on the following discovery.
[1] High expression of AIM2 and IFI16 in OSCC
As a result of comparing the expression of AIM2 and IFI16 in OSCC specimens and cell lines with normal oral tissues by RT-PCR and realtime PCR, the expression was significantly higher.
[2] Increase in apoptosis due to knockdown of AIM2 and IFI16
AIM2 and IFI16 were knocked down by RNA interference, and cell proliferation was compared with control. As a result, cell growth was suppressed regardless of which gene was knocked down. Therefore, we examined changes in the cell cycle and discovered that the ratio of the subG1 phase increased, and as a result of examining the ratio of apoptotic cells by AnnexinV staining, it was found that either gene was knocked down significantly. We found that apoptosis was occurring.
[3] Suppression of NFκβ activation by AIM2 knockdown
It has been reported that AIM2 is originally reported as an intermediary involved in biological defense, and at that time, NFκβ is activated to induce and mature various cytokines. Previous reports have shown that NFκβ is highly activated in various cancers and contributes to anti-apoptosis of cancer cells. In OSCC, NFκβ was constitutively activated, and when NFκβ inhibitor was introduced, apoptosis was induced. A reporter assay revealed that knockdown of AIM2 in OSCC suppressed activation of NFκβ, demonstrating that apoptosis was induced.

本発明における被験対象は、哺乳動物(ヒト、サル、イヌ、ネコ、ウマ、ウシ、マウス、ラット等)であり、特にヒトである。生体試料は、被験対象から単離された細胞、組織、体液等であり、好ましくは口腔から単離された細胞、組織、体液等である。   The test subject in the present invention is a mammal (human, monkey, dog, cat, horse, cow, mouse, rat, etc.), particularly a human. The biological sample is a cell, tissue, body fluid or the like isolated from the test subject, preferably a cell, tissue, body fluid or the like isolated from the oral cavity.

遺伝子の発現レベルを検出する方法としては、AIM2及びIFI16からなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子のmRNA、又は当該遺伝子にコードされるタンパク質を検出することにより行う。生体試料中からのmRNA又はタンパク質の抽出は常法に従い行うことができる。   A method for detecting the expression level of a gene is performed by detecting mRNA of at least one gene selected from the group consisting of AIM2 and IFI16, or a protein encoded by the gene. Extraction of mRNA or protein from a biological sample can be performed according to a conventional method.

mRNAを検出する方法としては、mRNAを定量できる方法であれば特に限定されないが、例えば、DNAチップ法、ノーザンブロット法、realtime PCR法等が挙げられる。ここでのmRNAを検出する方法は、mRNAに対応するcDNAを検出することも含む。   The method for detecting mRNA is not particularly limited as long as it is a method capable of quantifying mRNA, and examples thereof include DNA chip method, Northern blot method, realtime PCR method and the like. The method for detecting mRNA here also includes detecting cDNA corresponding to mRNA.

タンパク質を検出する方法としては、タンパク質を定量できる方法であれば特に限定されないが、例えば、ELISA法、ウェスタンブロッティング法、プロテインチップによる解析法等が挙げられる。   The method for detecting the protein is not particularly limited as long as it is a method capable of quantifying the protein, and examples thereof include an ELISA method, a Western blotting method, and an analysis method using a protein chip.

本発明において、AIM2及びIFI16遺伝子の発現レベルの上昇は、正常試料の発現レベルとの対比により行う。正常試料の発現レベルとは口腔扁平上皮癌に罹患していない個体の(好ましくは口腔から単離された細胞等の)AIM2及びIFI16遺伝子の発現レベルである。正常試料の発現レベルは過去に得られたデータから標準化されたものであっても良い。   In the present invention, the expression levels of AIM2 and IFI16 genes are increased by comparison with the expression level of normal samples. The expression level of the normal sample is the expression level of the AIM2 and IFI16 genes (preferably cells isolated from the oral cavity) of an individual who does not suffer from oral squamous cell carcinoma. The expression level of the normal sample may be standardized from data obtained in the past.

本発明において、AIM2及びIFI16からなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子の発現レベルが、正常試料の発現レベルと比較して、好ましくは100%以上、より好ましくは150%以上、特に好ましくは200%以上上昇していた場合に、口腔扁平上皮癌が存在するとの判定を行う。尚、AIM2及びIFI16遺伝子の少なくとも一方の発現レベルが上記基準を満たしていれば、口腔扁平上皮癌が存在するとの判定を行っても良いが、AIM2及びIFI16遺伝子の両方の発現レベルが上記基準を満たしていることが望ましい。   In the present invention, the expression level of at least one gene selected from the group consisting of AIM2 and IFI16 is preferably 100% or more, more preferably 150% or more, particularly preferably 200, as compared to the expression level of a normal sample. If it has increased by more than%, it is determined that oral squamous cell carcinoma is present. If the expression level of at least one of AIM2 and IFI16 genes meets the above criteria, it may be determined that oral squamous cell carcinoma is present, but the expression levels of both AIM2 and IFI16 genes meet the above criteria. It is desirable to satisfy.

診断薬及び診断用キット
本発明の口腔扁平上皮癌の診断薬又は診断用キットは、AIM2及びIFI16からなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子に結合する核酸、又はAIM2及びIFI16からなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子にコードされるタンパク質に結合する抗体若しくは抗体断片、を含むことを特徴とする。
Diagnostic Agent and Diagnostic Kit The diagnostic agent or diagnostic kit for oral squamous cell carcinoma of the present invention is selected from a nucleic acid that binds to at least one gene selected from the group consisting of AIM2 and IFI16, or a group consisting of AIM2 and IFI16 An antibody or an antibody fragment that binds to a protein encoded by at least one of the above-mentioned genes.

AIM2及びIFI16からなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子に結合する核酸とは、当該遺伝子にハイブリダイズできるポリヌクレオチドのことであり、DNAチップ法、ノーザンブロット法、realtime PCR法等に使用することでmRNAを検出し、当該遺伝子の発現レベルを検出することができる。   A nucleic acid that binds to at least one gene selected from the group consisting of AIM2 and IFI16 is a polynucleotide that can hybridize to the gene, and is used for DNA chip method, Northern blot method, realtime PCR method, etc. By detecting mRNA, the expression level of the gene can be detected.

AIM2及びIFI16タンパク質に結合する抗体又は抗体断片は、公知の方法に従って取得することが可能であり、抗体はモノクローナル抗体又はポリクローナル抗体のいずれでも良く、またヒト化されたキメラ抗体であっても良い。抗体断片としてはFab、Fab'、F(ab')2、Fv、scFv等が挙げられ、抗体又は抗体断片は蛍光色素等により修飾されていても良い。当該抗体又は抗体断片は、ELISA法、ウェスタンブロッティング法、プロテインチップによる解析法等に使用することでタンパク質を検出し、当該遺伝子の発現レベルを検出することができる。 Antibodies or antibody fragments that bind to AIM2 and IFI16 proteins can be obtained according to known methods, and the antibody may be either a monoclonal antibody or a polyclonal antibody, or may be a humanized chimeric antibody. Examples of the antibody fragment include Fab, Fab ′, F (ab ′) 2 , Fv, scFv and the like, and the antibody or antibody fragment may be modified with a fluorescent dye or the like. The antibody or antibody fragment can be used in an ELISA method, Western blotting method, analysis method using a protein chip, or the like to detect a protein and detect the expression level of the gene.

本発明において、上記診断薬又は診断用キットを使用して、前述するのと同様な方法で、被験対照の生体試料における、AIM2及びIFI16からなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子の発現レベルを検出し、正常試料との発現レベルの比較を行い、発現レベルが上昇していた場合に、口腔扁平上皮癌が存在すると判定することができる。   In the present invention, the level of expression of at least one gene selected from the group consisting of AIM2 and IFI16 in a biological sample to be tested is measured in the same manner as described above using the diagnostic agent or diagnostic kit. When the expression level is detected and compared with a normal sample and the expression level is increased, it can be determined that oral squamous cell carcinoma is present.

スクリーニング方法
本発明の口腔扁平上皮癌を治療又は予防するための化合物のスクリーニング方法の実施態様の一つは、以下の工程を含むことを特徴とする:
(1)AIM2及びIFI16からなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子を発現する細胞に候補となる化合物を接触させる工程、及び
(2)候補となる化合物が存在しない場合と比較し、上記遺伝子の発現レベルを低下させる化合物を選択する工程。
Screening Method One embodiment of the method for screening a compound for treating or preventing oral squamous cell carcinoma of the present invention is characterized by comprising the following steps:
(1) contacting a candidate compound with a cell that expresses at least one gene selected from the group consisting of AIM2 and IFI16, and (2) comparing the gene of said gene with that in the absence of the candidate compound. Selecting a compound that reduces the expression level.

上記方法により選択される、AIM2及びIFI16からなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子の発現を抑制できる化合物は、口腔扁平上皮癌の治療及び予防に有効であり得る。   A compound selected by the above method and capable of suppressing the expression of at least one gene selected from the group consisting of AIM2 and IFI16 may be effective for the treatment and prevention of oral squamous cell carcinoma.

上記細胞としては、AIM2及びIFI16からなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子を発現するものであれば特に限定されないが、口腔扁平上皮癌に罹患している患者から採取された細胞、口腔扁平上皮癌の細胞株、AIM2及びIFI16遺伝子が導入された細胞等が挙げられる。   The cells are not particularly limited as long as they express at least one gene selected from the group consisting of AIM2 and IFI16, but cells collected from patients suffering from oral squamous cell carcinoma, oral squamous epithelium Examples include cancer cell lines and cells into which AIM2 and IFI16 genes have been introduced.

候補となる化合物も特に制限なく使用でき、例えば、低分子化合物、高分子化合物、生体高分子(タンパク質、核酸、多糖類等)等が挙げられ、このような化合物を含む種々の化合物ライブラリーを使用することができる。   Candidate compounds can also be used without particular limitation, and examples include low molecular compounds, high molecular compounds, biopolymers (proteins, nucleic acids, polysaccharides, etc.), and various compound libraries containing such compounds. Can be used.

候補となる化合物を細胞に接触させた場合の遺伝子の発現レベルを、候補となる化合物が存在していない場合と比較し、10%以上、好ましくは25%以上、より好ましくは50%以上、更に好ましくは75%以上低下していた場合、当該化合物を口腔扁平上皮癌の治療及び予防に有効なものとして選択できる。尚、遺伝子の発現レベルは前述する方法により検出することができる。   The gene expression level when the candidate compound is brought into contact with the cell is 10% or more, preferably 25% or more, more preferably 50% or more, compared with the case where the candidate compound is not present. Preferably, when it is reduced by 75% or more, the compound can be selected as effective for the treatment and prevention of oral squamous cell carcinoma. The gene expression level can be detected by the method described above.

本発明の口腔扁平上皮癌を治療又は予防するための化合物のスクリーニング方法のもう一つの実施態様は、以下の工程を含むことを特徴とする:
(1)AIM2及びIFI16からなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子にコードされるタンパク質に候補となる化合物を接触させる工程、
(2)該タンパク質と該化合物の結合活性を検出する工程、及び
(3)該タンパク質に結合する化合物を選択する工程。
Another embodiment of the method for screening a compound for treating or preventing oral squamous cell carcinoma of the present invention comprises the following steps:
(1) contacting a candidate compound with a protein encoded by at least one gene selected from the group consisting of AIM2 and IFI16;
(2) detecting the binding activity between the protein and the compound, and (3) selecting a compound that binds to the protein.

上記方法により選択される、AIM2及びIFI16タンパク質に結合する化合物は、当該タンパク質の活性を阻害することができ、口腔扁平上皮癌の治療及び予防に有効であり得る。   The compound that binds to AIM2 and IFI16 proteins selected by the above method can inhibit the activity of the proteins and can be effective in the treatment and prevention of oral squamous cell carcinoma.

タンパク質と化合物の結合活性を検出する方法としては、物質間の結合活性を解析できる方法であれば特に限定されず、例えば、表面プラズモン分析(SPR)法やファージディスプレイが挙げられる。   The method for detecting the binding activity between the protein and the compound is not particularly limited as long as it can analyze the binding activity between substances, and examples thereof include surface plasmon analysis (SPR) and phage display.

化合物の選択は、結合定数等を基準として結合活性が高い化合物を口腔扁平上皮癌の治療及び予防に有効なものとして選択することにより行うことができる。   The compound can be selected by selecting a compound having a high binding activity on the basis of the binding constant or the like as effective for the treatment and prevention of oral squamous cell carcinoma.

本発明の口腔扁平上皮癌を治療又は予防するための化合物のスクリーニング方法の別の実施態様は、以下の工程を含むことを特徴とする。
(1)AIM2及びIFI16からなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子にコードされるタンパク質に候補となる化合物を接触させる工程、
(2)工程(1)で得られたタンパク質の細胞増殖活性を検出する工程、及び
(3)候補となる化合物が存在しない場合と比較し、該タンパク質の細胞増殖活性を抑制する化合物を選択する工程。
Another embodiment of the method for screening a compound for treating or preventing oral squamous cell carcinoma of the present invention comprises the following steps.
(1) contacting a candidate compound with a protein encoded by at least one gene selected from the group consisting of AIM2 and IFI16;
(2) a step of detecting the cell proliferation activity of the protein obtained in step (1), and (3) a compound that suppresses the cell proliferation activity of the protein as compared with the case where no candidate compound is present. Process.

上記方法により選択される、AIM2及びIFI16からなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子にコードされるタンパク質の細胞増殖活性を抑制する化合物は、口腔扁平上皮癌の増殖を抑制でき、口腔扁平上皮癌の治療及び予防に有効であり得る。   A compound that suppresses cell proliferation activity of a protein encoded by at least one gene selected from the group consisting of AIM2 and IFI16, selected by the above method, can suppress the growth of oral squamous cell carcinoma, and oral squamous cell carcinoma It may be effective in the treatment and prevention.

候補となる化合物と接触したタンパク質の細胞増殖活性を検出する方法としては、細胞増殖の程度を測定できる方法であれば特に限定されず、例えば、正常細胞の培養液に当該タンパク質を添加し、一定の日後に細胞数を計測することで細胞増殖の程度を決定することができる。   The method for detecting the cell proliferation activity of a protein that has come into contact with a candidate compound is not particularly limited as long as it can measure the degree of cell proliferation. For example, the protein is added to a culture solution of normal cells and fixed. The degree of cell proliferation can be determined by counting the number of cells after the day.

候補となる化合物と上記タンパク質を細胞に接触させた場合の細胞増殖活性を、候補となる化合物が存在せず上記タンパク質のみを細胞に接触させた場合と比較し、10%以上、好ましくは25%以上、より好ましくは50%以上、更に好ましくは75%以上低下していた場合に、当該化合物を口腔扁平上皮癌の治療及び予防に有効なものとして選択できる。   The cell proliferation activity when the candidate compound and the protein are brought into contact with the cell is 10% or more, preferably 25%, compared with the case where the candidate compound is not present and only the protein is brought into contact with the cell. As described above, when it is reduced by 50% or more, more preferably 75% or more, the compound can be selected as effective for the treatment and prevention of oral squamous cell carcinoma.

口腔扁平上皮癌の治療用又は予防用組成物
本発明の口腔扁平上皮癌の治療用又は予防用組成物は、AIM2及びIFI16からなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子に対するsiRNA、shRNA、dsRNA又はアンチセンスポリヌクレオチドを含む口腔扁平上皮癌の治療用又は予防用組成物であることを特徴とする。
Composition for treatment or prevention of oral squamous cell carcinoma The composition for treatment or prevention of oral squamous cell carcinoma of the present invention is an siRNA, shRNA, dsRNA or at least one gene selected from the group consisting of AIM2 and IFI16. It is a composition for treatment or prevention of oral squamous cell carcinoma comprising an antisense polynucleotide.

また、本発明の口腔扁平上皮癌の治療用又は予防用組成物のもう一つの実施態様は、AIM2及びIFI16からなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子にコードされるタンパク質に結合する抗体又は抗体断片を含むことを特徴とする。   Another embodiment of the composition for treating or preventing oral squamous cell carcinoma of the present invention is an antibody or antibody that binds to a protein encoded by at least one gene selected from the group consisting of AIM2 and IFI16 It is characterized by including a fragment.

siRNA (short interfering RNA)は、約20塩基又はそれ未満の長さの二本鎖RNAであり、細胞内に導入することにより標的となる遺伝子の発現を抑制することができる。siRNAに特異的なタンパク質が結合して、RISCが形成され、この複合体は、siRNAと同じ配列を有するmRNAを認識して結合し、siRNAの中央部でmRNAを切断する。本発明におけるsiRNAは、RNAiを引き起こしAIM2及びIFI16遺伝子からのタンパク質の生成を阻害することができるものであれば特に限定されないが、例えば、人工的に化学合成されるか又は生化学的に合成されたもの、生物体内で合成されたもの、又は約40塩基以上の二本鎖RNAが体内で分解されてできた10塩基対以上の短鎖二本鎖RNAが挙げられる。siRNA の配列と、標的として切断するmRNAの配列とは100%一致していることが好ましいが、切断活性が残存している限り100%一致していないものであっても良い。   siRNA (short interfering RNA) is a double-stranded RNA having a length of about 20 bases or less, and can be introduced into cells to suppress the expression of a target gene. A specific protein binds to siRNA to form RISC, and this complex recognizes and binds to mRNA having the same sequence as siRNA, and cleaves mRNA at the center of siRNA. The siRNA in the present invention is not particularly limited as long as it can cause RNAi and inhibit the production of proteins from AIM2 and IFI16 genes. For example, it is artificially synthesized or biochemically synthesized. Or a short double-stranded RNA of 10 base pairs or more produced by decomposing a double-stranded RNA of about 40 bases or more in the body. The siRNA sequence and the mRNA sequence to be cleaved as a target are preferably 100% identical, but may be 100% identical as long as the cleavage activity remains.

shRNA (short hairpin RNA)とは、一本鎖RNAで部分的に回文状の塩基配列を含むことにより、分子内で二本鎖構造をとり、ヘアピンのような構造となる約20塩基対以上の分子のことである。そのようなshRNAは、細胞内に導入された後、細胞内で約20塩基の長さに分解され、siRNA と同様にRNAiを引き起こすことができる。本発明におけるshRNAは、RNAiを引き起こしAIM2及びIFI16遺伝子からのタンパク質の生成を阻害することができるものであれば特に限定されないが、3'突出末端を有していることが好ましく、二本鎖部分の長さは約10ヌクレオチド以上が好ましく、約20ヌクレオチド以上がより好ましい。   shRNA (short hairpin RNA) is a single-stranded RNA that contains a partially palindromic base sequence, so it has a double-stranded structure within the molecule, resulting in a hairpin-like structure of about 20 base pairs or more. It is a molecule. Such shRNA, after being introduced into the cell, is degraded to a length of about 20 bases in the cell and can cause RNAi as well as siRNA. The shRNA in the present invention is not particularly limited as long as it can cause RNAi and inhibit the production of proteins from AIM2 and IFI16 genes, but preferably has a 3 ′ overhanging end, and has a double-stranded portion. Is preferably about 10 nucleotides or more, more preferably about 20 nucleotides or more.

dsRNA (double-stranded RNA)は、細胞内で変換されてsiRNAを生成する分子のことを意味する。従って、本発明においては上記siRNAを生成するdsRNAを使用しても良い。本発明におけるdsRNAは、RNAiを引き起こしAIM2及びIFI16遺伝子からのタンパク質の生成を阻害することができるものであれば特に限定されないが、dsRNAの配列と、標的として切断するmRNAの配列とは100%一致することが好ましい。しかし、RNAiによる切断活性が残存する限り、必ずしも100%一致していないものであっても良い。   dsRNA (double-stranded RNA) refers to a molecule that is converted within a cell to produce siRNA. Therefore, in the present invention, dsRNA that generates the siRNA may be used. The dsRNA in the present invention is not particularly limited as long as it can cause RNAi and inhibit the production of proteins from the AIM2 and IFI16 genes, but the dsRNA sequence and the mRNA sequence that is cleaved as a target are 100% identical It is preferable to do. However, as long as the cleavage activity by RNAi remains, it may not necessarily match 100%.

本発明で使用するアンチセンスポリヌクレオチドは、AIM2及びIFI16遺伝子からのタンパク質の生成を阻害することができものであれば良く、例えばAIM2及びIFI16遺伝子のDNA配列中の連続する5〜100の塩基配列に対しハイブリダイズできるものである。また、本発明で使用するアンチセンスポリヌクレオチドは、DNA又はRNAのいずれであっても良く、修飾されたものであっても良い。アンチセンスポリヌクレオチドの塩基数は、好ましくは5〜50、より好ましくは9〜25である。   The antisense polynucleotide used in the present invention only needs to be capable of inhibiting the production of proteins from AIM2 and IFI16 genes. For example, 5 to 100 consecutive nucleotide sequences in the DNA sequences of AIM2 and IFI16 genes It can hybridize to. Further, the antisense polynucleotide used in the present invention may be either DNA or RNA, and may be modified. The number of bases of the antisense polynucleotide is preferably 5 to 50, more preferably 9 to 25.

また、上記抗体又は抗体断片を使用することによってAIM2及びIFI16遺伝子にコードされるタンパク質を中和することにより、口腔扁平上皮癌の増殖を抑制できると考えられる。抗体又は抗体断片は前述するものと同様である。   In addition, it is considered that the growth of oral squamous cell carcinoma can be suppressed by neutralizing proteins encoded by the AIM2 and IFI16 genes by using the antibody or antibody fragment. The antibody or antibody fragment is the same as described above.

本発明の口腔扁平上皮癌の治療用又は予防用組成物は、人を含む哺乳動物に投与されるものであって、上記siRNA、shRNA、dsRNAアンチセンスポリヌクレオチド、又は抗体若しくは抗体断片を有効成分として含む。本発明の口腔扁平上皮癌の治療用又は予防用組成物は、その使用形態に応じて、生物学的に許容される担体、賦形剤等を任意に含有できる。本発明の口腔扁平上皮癌の治療用又は予防用組成物は、常套手段に従って製造することができる。例えば、必要に応じて糖衣や腸溶性被膜を施した錠剤、カプセル剤、エリキシル剤、マイクロカプセル剤等として経口的に、軟膏、硬膏等の外用剤、噴霧剤、吸入剤等として経皮的、経鼻的又は経気管的に、水又はそれ以外の薬学的に許容し得る液との無菌性溶液、懸濁液剤等の注射剤の形で非経口的に使用できる。   The composition for treating or preventing oral squamous cell carcinoma of the present invention is administered to mammals including humans, and comprises the above siRNA, shRNA, dsRNA antisense polynucleotide, or antibody or antibody fragment as an active ingredient. Include as. The composition for treatment or prevention of oral squamous cell carcinoma of the present invention can optionally contain biologically acceptable carriers, excipients and the like depending on the use form. The composition for treating or preventing oral squamous cell carcinoma of the present invention can be produced according to conventional means. For example, orally as tablets, capsules, elixirs, microcapsules, etc. with sugar coating or enteric coating as needed, or as an external agent such as an ointment or plaster, transdermally as a spray, inhalant, etc. It can be used nasally or tracheally, parenterally in the form of injections such as sterile solutions and suspensions with water or other pharmaceutically acceptable fluids.

また、本発明の口腔扁平上皮癌の治療用又は予防用組成物は、上記siRNA、shRNA、dsRNA又はアンチセンスポリヌクレオチド自体を含むもの以外に、細胞又は組織内でこれらを発現させることができる非ウイルスベクター又はウイルスベクターを含むものであっても良い。非ウイルスベクターによる投与方法としては、リポソームを用いて核酸分子を導入する方法、マイクロインジェクション法、遺伝子銃でキャリアとともに核酸分子を細胞に移入する方法等が挙げられる。ウイルスベクターを用いて投与する方法としては、組換えアデノウイルス、レトロウイルスなどのウイルスベクターを利用する方法が挙げられ、siRNA、shRNA、dsRNA又はアンチセンスポリヌクレオチドを発現するベクターを無毒化したアデノウイルス、レトロウイルス等に導入し、細胞又は組織にこのウィルスを感染させることにより細胞又は組織内に遺伝子を導入することができる。   In addition, the composition for treating or preventing oral squamous cell carcinoma of the present invention can express these in cells or tissues in addition to those containing the siRNA, shRNA, dsRNA or antisense polynucleotide itself. It may contain a viral vector or a viral vector. Examples of the administration method using a non-viral vector include a method of introducing a nucleic acid molecule using a liposome, a microinjection method, a method of transferring a nucleic acid molecule together with a carrier with a gene gun, and the like. Examples of methods of administration using viral vectors include methods using viral vectors such as recombinant adenoviruses and retroviruses, and adenoviruses that have been rendered detoxified by vectors expressing siRNA, shRNA, dsRNA, or antisense polynucleotides. A gene can be introduced into a cell or tissue by introducing it into a retrovirus or the like and infecting the cell or tissue with this virus.

治療効果は、典型的にはマウス動物モデルにより確認することができる。具体的には、口腔扁平上皮癌細胞株にshAIM2、shIFI16、shAIM2/shIFI16を導入した細胞株を免疫不全NOGマウスに移植し、腫瘍形成能、平均寿命、臓器浸潤能等を検討することで治療効果を確認することが可能である。   The therapeutic effect can typically be confirmed by a mouse animal model. Specifically, cell lines obtained by introducing shAIM2, shIFI16, shAIM2 / shIFI16 into oral squamous cell carcinoma cell lines are transplanted into immunodeficient NOG mice and treated by examining tumorigenicity, life expectancy, organ invasion ability, etc. It is possible to confirm the effect.

本発明の口腔扁平上皮癌の治療用又は予防用組成物の投与量は、患者の年齢、性別その他の条件、患者の症状の程度等に応じて異なるが一般的に成人においては、有効成分の量として一日につき0.1 ng〜100 mg/kg/日程度、好ましくは1 ng〜100 mg/kg/日程度、より好ましくは約1 ng〜10 mg/kg/日程度である。この投与量は他の動物の場合も同様である。   The dose of the composition for treating or preventing oral squamous cell carcinoma of the present invention varies depending on the age, sex and other conditions of the patient, the degree of symptoms of the patient, etc. The amount is about 0.1 ng to 100 mg / kg / day, preferably about 1 ng to 100 mg / kg / day, more preferably about 1 ng to 10 mg / kg / day. This dose is the same for other animals.

以下、本発明を更に詳しく説明するため実施例を挙げる。しかし、本発明はこれら実施例、実験例等になんら限定されるものではない。   Examples are given below to illustrate the present invention in more detail. However, the present invention is not limited to these examples and experimental examples.

実験例1.口腔扁平上皮癌(OSCC)癌関連遺伝子候補の同定
(方法)
・ゲノムDNA調製
OSCC細胞株は106個回収し、患者検体は腫瘍部のみを約1 cm3量にし、lysis buffer (1M Tris-HCl (pH7.5)、0.5M EDTA (pH8.0)、5M NaCl、10% SDS)を2 ml加え、さらに最終濃度が150 mg/mlになるようproteinase Kを加え、16時間55℃でゆっくり撹拝した。その後、Tris-HCl飽和フェノールを2 ml加え、rotatorで30分攪拌した後、10,000rpmで3分遠心した。上清のみを新しいチューブに移し、Tris-HCl飽和フェノール/クロロホルム、クロロホルムの順で同様の作業を行った。最終的な上清にイソプロパノールを2 ml加えゆっくり混和した後、4℃で沈殿させた。沈殿したら12,000rpmで5分遠心後、上清を棄て、70%エタノールで洗った。エタノールを完全に除去乾燥させ、50 ng/μlの濃度になるようにTEで溶解しゲノムDNAを抽出した。また、抽出したゲノムDNAが切断していないかをアガロースゲルによる電気泳動にて確認し、サンプルを調製した。
Experimental Example 1 Identification of cancer-related gene candidates for oral squamous cell carcinoma (OSCC)
(Method)
・ Genomic DNA preparation
10 6 OSCC cell lines were collected, and the patient specimen was only about 1 cm 3 in the tumor area, and lysis buffer (1M Tris-HCl (pH 7.5), 0.5M EDTA (pH 8.0), 5M NaCl, 10 % SDS) was added, proteinase K was added to a final concentration of 150 mg / ml, and the mixture was slowly stirred for 16 hours at 55 ° C. Thereafter, 2 ml of Tris-HCl saturated phenol was added and stirred with a rotator for 30 minutes, followed by centrifugation at 10,000 rpm for 3 minutes. Only the supernatant was transferred to a new tube, and the same operation was performed in the order of Tris-HCl saturated phenol / chloroform and chloroform. 2 ml of isopropanol was added to the final supernatant and mixed slowly, followed by precipitation at 4 ° C. After precipitation, the mixture was centrifuged at 12,000 rpm for 5 minutes, and the supernatant was discarded and washed with 70% ethanol. Ethanol was completely removed and dried, and dissolved in TE to a concentration of 50 ng / μl, and genomic DNA was extracted. Further, it was confirmed by electrophoresis on an agarose gel whether the extracted genomic DNA was cleaved, and a sample was prepared.

・マイクロアレイ解析
マイクロアレイデータはNCBIのGEO(gene expresslon omnibus)に掲載されているReference Series:GSE3524(正常口腔組織4例、OSCC16例を対象としたマイクロアレイデータ)を使用した。正常組織4例、OSCC16例の遺伝子発現量の平均を計算し、正常組織の平均値に比べOSCCの平均値が2倍以上発現している遺伝子を高発現遺伝子、1/2倍以下の発現の遺伝子を低発現遺伝子とし、且つその中で、t検定においてp<0.01の遺伝子を選抜した。
-Microarray analysis The microarray data used was Reference Series: GSE3524 (microarray data for 4 normal oral tissues and 16 OSCC) published in NCBI's GEO (gene expresslon omnibus). Calculate the average gene expression level of 4 normal tissues and 16 OSCC cases. Genes with low expression were selected, and genes with p <0.01 were selected in the t-test.

・細胞培養法
Ca9-22、HSC2、HSC3、HSQ89、Sa-3は10%ウシ胎児血(FBS)(ニチレイ株式会社製)の添加されたDMEM(和光純薬工業社製)にて培養を行った。Ho1-u-1、HSC4、SASは10%ウシ胎児血清(FBS)(ニチレイ株式会社製)の添加されたRPMI-1640にて培養を行った。なお、細胞株は全て独立行政法人理化学研究所の細胞バンクより購入した。
・ Cell culture method
Ca9-22, HSC2, HSC3, HSQ89, and Sa-3 were cultured in DMEM (Wako Pure Chemical Industries) supplemented with 10% fetal bovine blood (FBS) (manufactured by Nichirei Co., Ltd.). Ho1-u-1, HSC4, and SAS were cultured in RPMI-1640 supplemented with 10% fetal bovine serum (FBS) (manufactured by Nichirei Co., Ltd.). All cell lines were purchased from the cell bank of RIKEN.

(結果)
OSCC癌関連遺伝子候補を同定するために、OSCC患者腫瘍部20症例、OSCC細胞株8例(Ca9-22、Ho1-u-1、HSC2、HSC3、HSC4、HSQB9、SAS、Sa-3)から調製した高分子量ゲノムDNAを用いてSNPアレイ(GeneChip Mapping 250K Array、Affymetrix社)を行い、得られたアレイデータについてCNAGシステムを用い解析した(図1A)。解析によりOSCCにおける高頻度のDNAコピー数異常領域を選定した。14/28症例以上で異常を認めた領域を増幅領域で78領域、欠失領域で4領域それぞれ同定した(表1)。
(result)
Prepared from 20 OSCC tumors and 8 OSCC cell lines (Ca9-22, Ho1-u-1, HSC2, HSC3, HSC4, HSQB9, SAS, Sa-3) to identify OSCC cancer-related gene candidates The SNP array (GeneChip Mapping 250K Array, Affymetrix) was performed using the high molecular weight genomic DNA, and the obtained array data was analyzed using the CNAG system (FIG. 1A). Analyzes selected regions with high frequency of DNA copy number abnormalities in OSCC. Regions in which abnormalities were observed in 14/28 cases or more were identified as 78 in the amplification region and 4 in the deletion region, respectively (Table 1).

更に、この異常領域の中に含まれる遺伝子群から、OSCC癌関連遺伝子候補を同定するためにマイクロアレイ解析(Gene Expresion Omnibus、Affymetrix)を行った。正常口腔組織4症例を対象とし、口腔扁平上皮癌16症例の発現量の平均が2倍以上あるいは1/2以下、且つp<0.01 (t検定は片側検定非等分散)の遺伝子のみを選抜し、その中からSNPアレイ解析により同定した異常領域中に含まれる遺伝子のみをさらに選抜した。その結果、26の癌関連遺伝子候補(PPT1、PSMB2、IFI16、AIM2、ABHD1O、LPP、HLA-C、LY6E、ASS1、P4HA1、RARRES3、CCNB2、KIAA0101、CTSH、LITAF、KRT19、TOP2A、IFI35、CBX1、SLC16A3、BST2、C3、FTL、SUMO3、LGALS1)を同定した(表1)。   Furthermore, microarray analysis (Gene Expresion Omnibus, Affymetrix) was performed to identify OSCC cancer-related gene candidates from the gene group contained in this abnormal region. In 4 normal oral tissues, only genes with an average expression level of 16 times or more or 1/2 or less and p <0.01 (t-test is unequal variance) were selected for 16 cases of oral squamous cell carcinoma Among them, only genes included in the abnormal region identified by SNP array analysis were further selected. As a result, 26 cancer-related gene candidates (PPT1, PSMB2, IFI16, AIM2, ABHD1O, LPP, HLA-C, LY6E, ASS1, P4HA1, RARRES3, CCNB2, KIAA0101, CTSH, LITAF, KRT19, TOP2A, IFI35, CBX1, SLC16A3, BST2, C3, FTL, SUMO3, LGALS1) were identified (Table 1).

Figure 2012170335
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Figure 2012170335
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実験例2.OSCCにおけるAMI2 mRNA、IFI16 mRNAの高発現
(方法)
・RNA調製
上記細胞株を安定に培養したものを、遠心分離によりそれぞれ回収し、培地を除去した後、TRIZOL (登録商標)(インビトロジェン社製) 0.8mLを添加した。患者検体に関しては腫瘍部のみを約1 cm3量にし、TRIZOL (登録商標)(インビトロジェン社製) 0.8mLを添加しホモジナイザ一にてホモジナズした。次いで、クロロホルム200μLを添加し、14,000rpmにて15分間遠心分離した後、上層を別のチューブに移した。2-プロパノール500μLを添加して、15,000rpmにて10分間遠心分離し、80%エタノールを用いて洗浄した。得られたRNAをRNaseフリーの水に溶解させ、分光光度計にて波長260nmでRNA量を測定した。
Experimental Example 2. High expression of AMI2 mRNA and IFI16 mRNA in OSCC
(Method)
-RNA preparation Stabilly cultured cell lines were collected by centrifugation, the medium was removed, and then 0.8 mL of TRIZOL (registered trademark) (manufactured by Invitrogen) was added. Regarding the patient specimen, the amount of the tumor was only about 1 cm 3 , 0.8 mL of TRIZOL (registered trademark) (manufactured by Invitrogen) was added, and homogenized with a homogenizer. Next, 200 μL of chloroform was added and centrifuged at 14,000 rpm for 15 minutes, and then the upper layer was transferred to another tube. 2-Propanol 500 μL was added, centrifuged at 15,000 rpm for 10 minutes, and washed with 80% ethanol. The obtained RNA was dissolved in RNase-free water, and the amount of RNA was measured with a spectrophotometer at a wavelength of 260 nm.

・Realtime PCR
上で得られたRNA 1μgを逆転写酵素(TaKaRa RNA PCRTMkit(AMV) Ver.3.0 (タカラバイオ株式会社製))を用いてcDNAに変換した。得られたそれぞれのcDNAをテンプレートとして、計測器にはABI PRISM 7000 Sequence Detection System (Applied Biosystems社)を使用し、SYBR Green PCR Master Mix (Applied Biosystems社)試薬で、プロトコールに従い行った。発現量の定量化はABI PRISM 7000 SDS softwareを使用した。なお、各cDNAをβ-アクチンで補正し、データを比較した。使用したプライマーを以下に示す。
β-actin:(フォワード)GACAGGATGCAGAAGGAGATTACT<配列番号5>、(リバース)TGATCCACATCTGCTGGAAGGT<配列番号6>
IFI16:(フォワード)AGACTCAGCCTCCCTCTCCT<配列番号7>、(リバース)GCCACTGTTTTCGGGTTCT<配列番号8>
AIM2:(フォワード)GGCCACCATCTGTTTCTGTT<配列番号9>、(リバース)GCCACTAAGTCAAGCTGAAATG<配列番号10>
(結果)
同定したOSCC癌関連遺伝子候補の26遺伝子のうち5遺伝子がインターフェロン誘発性遺伝子であった。これらの遺伝子群は様々な癌で異常が報告されている。そのうち2遺伝子(AIM2、IFI16)が1q23.2→1q23.3の1.3Mbの増幅領域に位置していたため、この2遺伝子に焦点をあて、調べることとした(図1B)。
・ Realtime PCR
1 μg of the RNA obtained above was converted into cDNA using reverse transcriptase (TaKaRa RNA PCR kit (AMV) Ver.3.0 (manufactured by Takara Bio Inc.)). Each of the obtained cDNAs was used as a template, ABI PRISM 7000 Sequence Detection System (Applied Biosystems) was used as a measuring instrument, and SYBR Green PCR Master Mix (Applied Biosystems) was used according to the protocol. ABI PRISM 7000 SDS software was used to quantify the expression level. Each cDNA was corrected with β-actin and the data were compared. The primers used are shown below.
β-actin: (forward) GACAGGATGCAGAAGGAGATTACT <SEQ ID NO: 5>, (reverse) TGATCCACATCTGCTGGAAGGT <SEQ ID NO: 6>
IFI16: (forward) AGACTCAGCCTCCCTCTCCT <SEQ ID NO: 7>, (reverse) GCCACTGTTTTCGGGTTCT <SEQ ID NO: 8>
AIM2: (forward) GGCCACCATCTGTTTCTGTT <SEQ ID NO: 9>, (reverse) GCCACTAAGTCAAGCTGAAATG <SEQ ID NO: 10>
(result)
Five of the 26 OSCC cancer-related gene candidates identified were interferon-inducible genes. Abnormalities in these gene groups have been reported in various cancers. Of these, 2 genes (AIM2, IFI16) were located in the 1.3 Mb amplification region of 1q23.2 → 1q23.3, so we decided to focus on these 2 genes (FIG. 1B).

まず、上記の8つの細胞株、11症例の患者検体を用いてAIM2、IFI16のmRNAの発現量をrealtime PCR法にて確認し、細胞株、患者検体どちらもそれぞれの遺伝子で一部を除いて高発現していた(図2A、B、C、D)。コントロールには正常口腔組織2例を使用した。   First, the expression levels of AIM2 and IFI16 mRNA were confirmed by realtime PCR using the above 8 cell lines and 11 patient samples, and some of the cell lines and patient samples were excluded from each gene. It was highly expressed (FIGS. 2A, B, C, D). Two normal oral tissues were used as controls.

実験例3.OSCCにおけるAIM2、IFI16のノックダウンによる細胞増殖抑制、アポトーシス誘発機能の検討
(方法)
・shRNA発現ベクターの構築と細胞導入法
RNAi Ready pSIREN-RetroQ-ZsGreen (クローンテック社製)のpSIREN-RetroQ-ZsGreenベクターのBamH1-EcoR1サイトに、shAIM2 (センス鎖:GATCCGGCAAACTACATACTGCAAACATTCAAGAGATGTTTGCAGTATGTAGTTTGCCTTTTTTACGCGTG<配列番号11> アンチセンス鎖:AATTCACGCGTAAAAAAGGCAAACTACATACTGCAAACATCTCTTGAATGTTTGCAGTATGTAGTTTGCCG<配列番号12>)、shIFI16(センス鎖:GATCCGGCTCCACCCAACAGTTCTTCATTCAAGAGATGAAGAACTGTTGGGTGGAGCCTTTTTTACGCGTG<配列番号13> アンチセンス鎖:AATTCACGCGTAAAAAAGGCTCCACCCAACAGTTCTTCATCTCTTGAATGAAGAACTGTTGGGTGGAGCCG<配列番号14>)を挿入し、shAIM2ベクター、shIFI16ベクターをそれぞれ作製した。このベクターをOSCC細胞株であるSAS細胞に対し、遺伝子導入システムnucleofector (アマクサバイオシステム社製)を用いてそれぞれを導入した。48時間培養後、JSANデスクトップ・セルソーター(ベイバイオサイエンス杜)を用いて、GFPの導入された細胞(shベクターの導入された細胞)のみを回収後、培養しSAS/shAIM2、SAS/shIFI16を作製した。コントロールとして、RNAi Ready pSIREN-RetroQ-ZsGreen (クローンテック社製)に付属のコントロールベクター(sh Luc)を同様の手法により遺伝子導入したものを作製した(以下SAS/shLucと称す)。
Experimental Example 3. Inhibition of cell proliferation and apoptosis induction by knockdown of AIM2 and IFI16 in OSCC
(Method)
-Construction of shRNA expression vector and cell introduction method
RNAi Ready pSIREN-RetroQ-ZsGreen (Clontech) pSIREN-RetroQ-ZsGreen vector BamH1-EcoR1 site, shAIM2 (sense strand: GATCCGGCAAACTACATACTGCAAACATTCAAGAGATGTTTGCAGTATGTAGTTTGCCTTTTTTACGCGTG <SEQATGTT ACT CG shIFI16 (sense strand: GATCCGGCTCCACCCAACAGTTCTTCATTCAAGAGATGAAGAACTGTTGGGTGGAGCCTTTTTTACGCGTG <SEQ ID NO: 13> antisense strand: AATTCACGCGTAAAAAAGGCTCCACCCAACAGTTCTTCATCTCTTGAATGAAGAACTGTTGGGTGGAGCCG <SEQ ID No. 14>, IM, vector sh; Each of these vectors was introduced into SAS cells, which are OSCC cell lines, using a gene introduction system nucleofector (manufactured by Amaxa Biosystems). After culturing for 48 hours, collect only GFP-introduced cells (cells with sh vector introduced) using JSAN Desktop Cell Sorter (Bay Bioscience IV), and culture to prepare SAS / shAIM2 and SAS / shIFI16 did. As a control, a control vector (sh Luc) attached to RNAi Ready pSIREN-RetroQ-ZsGreen (manufactured by Clontech) was introduced by the same technique (hereinafter referred to as SAS / shLuc).

・RT-PCR
それぞれのcDNAを前述と同様の手法にて作製し、これをテンプレートとしPCR法により増幅し、アガロースゲル電気泳動により遺伝子の発現量を確認した。具体的には、ポリメラーゼとしてTaKaRaExTaq (タカラバイオ株式会社製)を用い、PCR装置としてはPCR Thermal Cycler DICE (タカラバイオ株式会社製)を用いた。また、PCRによる増幅前に、β-アクチンにより、各cDNAを補正した。PCRの際に用いたプライマーの塩基配列はRealtime PCRと同様のプライマーを使用した。
・ RT-PCR
Each cDNA was prepared by the same method as described above, amplified by PCR using this as a template, and the expression level of the gene was confirmed by agarose gel electrophoresis. Specifically, TaKaRaExTaq (manufactured by Takara Bio Inc.) was used as the polymerase, and PCR Thermal Cycler DICE (manufactured by Takara Bio Inc.) was used as the PCR device. In addition, each cDNA was corrected with β-actin before amplification by PCR. The same primer as that used for Realtime PCR was used as the base sequence of the primer used for PCR.

・細胞増殖実験
ce11 counting kit8 (同仁堂社製)を使用することにより行った。増殖期にあるSAS/shAIM2、SAS/shIFI16、SAS/shLucを1×103個ずつ、96穴マイクロプレートの各ウエルに100μlずつ播種し(1日各4ウエルずつ、各4日分)、24時間培養した。その後Cell Counting Kit-8溶液を各ウエルに10μlずつ添加し、インキュベーター内で2時間呈色反応を行った後マイクロプレートリーダーを用い、450nm吸光度を測定した。これを24時間毎4回(4days)行った。
・ Cell proliferation experiment
This was performed by using ce11 counting kit8 (manufactured by Dojindo). Inoculate 100 μl of each 1 × 10 3 pieces of SAS / shAIM2, SAS / shIFI16, and SAS / shLuc in the growth phase into each well of a 96-well microplate (4 wells per day, 4 days each), 24 Incubate for hours. Thereafter, 10 μl of Cell Counting Kit-8 solution was added to each well, and after 2 hours of color reaction in an incubator, absorbance at 450 nm was measured using a microplate reader. This was done 4 times every 24 hours (4days).

・細胞周期の分析
SAS/shAIM2、SAS/shIFI16、SAS/shLuc細胞を作製後、5日間培養(細胞増殖に差が出始めるまで培養)し、1×106個の細胞を回収し、プロトコールに従い、細胞を洗浄し、氷冷70%エタノールを5 ml加えて撹拌した。その後-30℃で30分インキュベートした。細胞を洗浄し、200μlのRNase(2.5μg/ml)/PBSを加え、37℃で20分インキュベート後、細胞を回収しPI(10μg/ml)PBS溶液を500μl加え4℃で遮光で10分インキュベートし、FACScan (Becton Dickinson社)で解析を行った。
・ Cell cycle analysis
After preparing SAS / shAIM2, SAS / shIFI16, and SAS / shLuc cells, culture for 5 days (until the difference in cell growth begins), collect 1 × 10 6 cells, and wash the cells according to the protocol. Then, 5 ml of ice-cold 70% ethanol was added and stirred. Thereafter, it was incubated at −30 ° C. for 30 minutes. Wash cells, add 200 μl RNase (2.5 μg / ml) / PBS, incubate at 37 ° C for 20 minutes, collect cells, add 500 μl PI (10 μg / ml) PBS solution, and incubate at 4 ° C for 10 minutes in the dark. The analysis was performed with FACScan (Becton Dickinson).

・アポトーシス検出法
Apoptosis Detection kit (MBL社製)を用いて行った。SAS/shAIM2、SAS/shIFI16、SAS/shLuc細胞を作製後、5日間培養(細胞増殖に差が出始めるまで培養)し、1×106個の細胞を回収し、プロトコールに従い、細胞を洗浄し、付属のbinding bufferを0.5mL、AnnexinV-PIを5μ1加え、5分間暗室でインキュベー卜した。FACScan (Becton Dickinson社)にてshベクターが導入されているFL-1 (GFP)陽性、且つアポトーシスを起こしているAnnexinV陽性細胞数をカウントした
(結果)
前述するように、OSCCでのAIM2、IFI16の高発現が証明された。次に、これらの遺伝子がOSCCの増殖、不死化に与える影響について検討するため、AIM2、IFI16高発現であるOSCC細胞株SAS細胞にAIM2遺伝子、IFI16遺伝子のmRNAを切断する活性を有するショートヘアピンRNA (shRNA)、shAIM2、shIFI16を導入しAIM2発現抑制SAS細胞株(以下「SAS/shAIM2」と称す)、IFI16発現抑制SAS細胞株(以下「SAS/shIFI16」と称す)を作製した。SAS/shAIM2がAIM2を発現抑制、SAS/shIFI16がIFI16を発現抑制している評価として、RT-PCRを行い、発現抑制していることをそれぞれ確認した(図3B)。これらの細胞で細胞増殖アッセイを行いその増殖能を評価した。コントロール細胞と比較して、SAS/AIM2、SAS/IFI16細胞ではその増殖が有意に抑制されていることがわかった(図3A)。そこで細胞増殖の抑制を起こす原因を探索するため、細胞周期の変化を疑い、評価した。その結果、どちらもsubGl期の増加が顕著に認められた(図3C)。subGl期の増加から、アポトーシス細胞の増加が考えられた。そこで、次にAnnexinV染色によるアポトーシスの検討を行った。コントロール細胞と比敬して、SAS/AIM2、SAS/IFI16細胞では有意にアポトーシスしていることが認められた(図3D、E)。
・ Apoptosis detection method
Apoptosis Detection kit (manufactured by MBL) was used. After preparing SAS / shAIM2, SAS / shIFI16, and SAS / shLuc cells, culture for 5 days (until the difference in cell growth begins), collect 1 × 10 6 cells, and wash the cells according to the protocol. Then, 0.5 mL of the attached binding buffer and 5 μ1 of Annexin V-PI were added and incubated in a dark room for 5 minutes. FACScan (Becton Dickinson) counted the number of FL-1 (GFP) -positive and apoptotic AnnexinV-positive cells into which sh vector was introduced
(result)
As described above, high expression of AIM2 and IFI16 in OSCC was proved. Next, to examine the effects of these genes on OSCC proliferation and immortalization, short hairpin RNAs that have the activity of cleaving AIM2 and IFI16 gene mRNAs in AIM2 and IFI16 highly expressed OSCC cell lines SAS cells (shRNA), shAIM2, and shIFI16 were introduced to prepare AIM2 expression-suppressed SAS cell lines (hereinafter referred to as “SAS / shAIM2”) and IFI16 expression-suppressed SAS cell lines (hereinafter referred to as “SAS / shIFI16”). As an evaluation that SAS / shAIM2 suppressed AIM2 expression and SAS / shIFI16 suppressed IFI16 expression, RT-PCR was performed to confirm that expression was suppressed (FIG. 3B). A cell proliferation assay was performed on these cells to evaluate their proliferation ability. It was found that the proliferation was significantly suppressed in SAS / AIM2 and SAS / IFI16 cells compared to control cells (FIG. 3A). Therefore, in order to search for the cause of suppression of cell proliferation, changes in the cell cycle were suspected and evaluated. As a result, in both cases, a significant increase in the subGl phase was observed (FIG. 3C). An increase in apoptotic cells was considered from the increase in the subGl phase. Then, next, apoptosis was examined by AnnexinV staining. Compared with control cells, it was found that SAS / AIM2 and SAS / IFI16 cells were significantly apoptotic (FIG. 3D, E).

以上からOSCCにおいて、AIM2、IFI16遭伝子は細胞増殖能や抗アポトーシスに関与していることが示唆された。   These results suggest that AIM2 and IFI16 genes are involved in cell proliferation and anti-apoptosis in OSCC.

実験例4.AIM2、IFI16の発現に依存したOSCCにおけるNFκβの活性化
(方法)
・ウェスタンブロッティング
SDS sample buffer (0.05M Tris-HCl、pH6.8、10% グリセロール、2% SDS、0.01% ブロモフェノールブルー、0.6% 2-メルカプトエタノール)に細胞株107個溶解し、テンプレートとし、ポリアクリルアミドゲルで電気泳動した。それをPVDFメンブレンに転写後、メンブレンを1%BSAでブロッキングし、anti-Iκβα抗体(サンタクルーズバイオテクノロジー社製)、コントロールとしてanti-β-actin抗体(シグマアルドリッチ社製)で4℃16時間1次抗体反応させた。その後洗浄し、anti-Rabbit抗体、anti-mouse抗体で2時間、2次抗体反応をした。メンブレン上の抗原を化学発光検出するためにLumi-Light Plus (ロシュダイアグノティックス社製)を使用し、バンドの検出にはLAS-3000 (富士フイルム社)を使用した。なおIκβαタンパク量検出前にant-β-actinのタンパク質量より各テンプレートを補正した。
Experimental Example 4 Activation of NFκβ in OSCC dependent on the expression of AIM2 and IFI16
(Method)
・ Western blotting
SDS sample buffer (0.05M Tris-HCl , pH6.8,10% glycerol, 2% SDS, 0.01% bromophenol blue, 0.6% 2-mercaptoethanol) was dissolved cell line 107 cells, as a template, a polyacrylamide gel Electrophoresis. After transferring it to PVDF membrane, the membrane was blocked with 1% BSA, anti-Iκβα antibody (manufactured by Santa Cruz Biotechnology), and anti-β-actin antibody (manufactured by Sigma Aldrich) as a control at 4 ° C for 16 hours 1 Next antibody reaction was carried out. After washing, secondary antibody reaction was performed with anti-Rabbit antibody and anti-mouse antibody for 2 hours. Lumi-Light Plus (Roche Diagnostics) was used for chemiluminescence detection of the antigen on the membrane, and LAS-3000 (Fuji Film) was used for band detection. Each template was corrected based on the amount of ant-β-actin protein before detecting the amount of Iκβα protein.

・NFκβ阻害剤BAY11−7082 (Calbiochem社)を使用した細胞増殖実験
NFκβ阻書剤BAY11-7082 (Calbiochem社)を使用した細胞増殖実験は、それぞれの濃度にした培養液で48時間培養後、先述のcell counting kit8を使用し、各細胞、各濃度4ウエルずつ吸光度を計測した。BAY11-7082を入れていない状態の細胞を100%としたときの各濃度の細胞数を%で表すようにグラフを作成した。また、HSC4を用いて、BAY11-7082を加えた際の各濃度でのIκβαのタンパク質量を上記のウェスタンプロットと同様の手法を用いて行った。
・ Cell proliferation experiment using NFκβ inhibitor BAY11-7082 (Calbiochem)
Cell proliferation experiments using the NFκβ inhibitor BAY11-7082 (Calbiochem) were cultured for 48 hours in each culture medium, and the above cell counting kit 8 was used to measure the absorbance of each cell at each concentration in 4 wells. Was measured. A graph was prepared so that the number of cells at each concentration was expressed in% when the cells without BAY11-7082 were taken as 100%. In addition, using HSC4, the amount of Iκβα protein at each concentration when BAY11-7082 was added was measured using the same method as the above Western plot.

更に、SAS/shAIM2、SAS/shIFI16でのIκβαのタンパク質量を上記のウェスタンプロットと同様の手法を用いておこなった。LPS刺激は、培養液中に10μg/mlの濃度で刺激し10分後に細胞を回収し、上記手法にてIκβαのタンパク質量をウェスタンプロットにより検出した。   Furthermore, the amount of Iκβα protein in SAS / shAIM2 and SAS / shIFI16 was determined using the same method as in the above Western plot. LPS stimulation was performed by stimulating the culture solution at a concentration of 10 μg / ml, collecting cells 10 minutes later, and detecting the amount of Iκβα protein by Western plotting by the above-described method.

・ルシフェラーゼアッセイ
NFκβの転写活性を調べるためにルシフェラーゼアッセイを行った。SAS/shAIM2、SAS/shIFI16、SAS/shLucを24ウエルプレートで培養し、NFκβのluciferaseベクター(以下NFκβ-1ucと称する)(琉球大学から供与)0.5μgとinternal controlとしてpRL-tk 50 ngをHi1y MAXリポソーム試薬(同仁科学研究所製)を用いて導入した。導入後24時間細胞を培養し、Dual-Luciferase(登録商標) Reporter Assay System (プロメガ社製)を用いてプロトコールに従い、蛍光強度を検出した。検出には20/20n Luminometerを使用した。LPSによる刺激は、NFκβ-luc、pRL-tkを上記と同様に導入してから、12時間後に培養液中に10μg/mlの濃度で刺激し、24時間後に細胞を回収しluciferase assayを行った。
・ Luciferase assay
A luciferase assay was performed to examine the transcriptional activity of NFκβ. SAS / shAIM2, SAS / shIFI16, SAS / shLuc were cultured in a 24-well plate, NFκβ luciferase vector (hereinafter referred to as NFκβ-1uc) (provided by University of the Ryukyus) 0.5 μg and pRL-tk 50 ng as internal control Hi1y It was introduced using a MAX liposome reagent (manufactured by Dojin Research Institute). Cells were cultured for 24 hours after the introduction, and fluorescence intensity was detected according to the protocol using Dual-Luciferase (registered trademark) Reporter Assay System (Promega). A 20 / 20n Luminometer was used for detection. For stimulation with LPS, NFκβ-luc and pRL-tk were introduced in the same manner as described above, and after 12 hours, the cells were stimulated at a concentration of 10 μg / ml. After 24 hours, the cells were collected and subjected to luciferase assay. .

(結果)
AIM2/IFI16の活性化は感染に伴う防御機構として働くので、NFκβの活性化、アポトーシス経路の活性化が考えられ得る。そこでNFκβの活性化を調べてみた。
(result)
Since activation of AIM2 / IFI16 acts as a defense mechanism accompanying infection, activation of NFκβ and activation of apoptotic pathway can be considered. Therefore, I examined the activation of NFκβ.

初めにウェスタンプロットでIκβαのタンパク質量をOSCC細胞株と口腔正常組織とで比較した。概してIκβαタンパク量がOSCC細胞殊において減少しており(図4A)、NFκβの活性化が考えられる。そこで次に、NFκβの活性化がOSCCに及ぼす影響について検討した。NFκβ阻害剤BAY11-7082による細胞の反応を見ると、HSC4、SASでは量依存的に細胞増殖が抑制される。しかし、AIM2、IFI16の発現を認めないHSQ89では、変化を認めなかった(図4B)。HSC4を用いて、BAY11-7082を加えた際のIκβαのタンパク質量を各濃度で調べ、NFκβ活性が抑制されているかを検討した結果、量依存的にIκβαが増えていた(図4C)。   First, the amount of Iκβα protein was compared between OSCC cell lines and normal oral tissues by Western plotting. In general, the amount of Iκβα protein is decreased particularly in OSCC cells (FIG. 4A), and activation of NFκβ is considered. Next, the effect of NFκβ activation on OSCC was examined. Looking at the cellular response to the NFκβ inhibitor BAY11-7082, HSC4 and SAS suppress cell growth in a dose-dependent manner. However, no change was observed in HSQ89 in which the expression of AIM2 and IFI16 was not observed (FIG. 4B). Using HSC4, the amount of Iκβα protein when BAY11-7082 was added was examined at each concentration to examine whether NFκβ activity was suppressed. As a result, Iκβα increased in a dose-dependent manner (FIG. 4C).

以上より、OSCCにおいて、NFκβの活性化は抗アポトーシスに機能していることが示唆された。さらにSASにshAIM2、shIFI16をそれぞれ入れると、shLucと比較しIκβαタンパク質量が増えた(図4D)。これを確認する為に、転写活性化を検討すると、NFκβの活性化はAIM2、IFI16に依存していた(図4E)。また、LPS刺激を加えNFκβの活性を促すとタンパク質量、転写活性、共により顕著にその差が認められた。よって、OSCCではNFκβの活性化がAIM2、IFI16に依存していることが示唆された。   From the above, it was suggested that activation of NFκβ functions in anti-apoptosis in OSCC. Furthermore, when shAIM2 and shIFI16 were added to SAS, the amount of Iκβα protein increased compared to shLuc (FIG. 4D). In order to confirm this, when the transcriptional activation was examined, the activation of NFκβ was dependent on AIM2 and IFI16 (FIG. 4E). In addition, when LPS stimulation was applied to promote NFκβ activity, there were marked differences in both protein content and transcriptional activity. Thus, it was suggested that activation of NFκβ depends on AIM2 and IFI16 in OSCC.

まとめ
・OSCCにおいてAIM2、IFI16は高頻度に高発現していており、新規診断法としての可能性を示した。その発現を抑制すると、NFκβの活性が抑制され、NFκβの活性はAIM2、IFI16に依存していた。
・また、OSCCにおいてNFκβ活性阻害薬の投与により細胞増殖抑制が起こったことから、OSCCにおいてNFκβの活性は抗アポトーシスに寄与していることが示唆された。つまりOSCCに おいてAIM2、IFI16の発現を抑制しNFκβの括性を抑制することは、OSCCの治療につながる。
Summary・ AIM2 and IFI16 were frequently expressed in OSCC, indicating the possibility of new diagnostic methods. When the expression was suppressed, the activity of NFκβ was suppressed, and the activity of NFκβ was dependent on AIM2 and IFI16.
-In addition, cell growth suppression was caused by administration of NFκβ activity inhibitor in OSCC, suggesting that NFκβ activity contributes to anti-apoptosis in OSCC. In other words, suppression of AIM2 and IFI16 expression and suppression of NFκβ binding in OSCC leads to treatment of OSCC.

Claims (9)

以下の工程を含む、被験対象の生体試料中の口腔扁平上皮癌の検出方法:
(1)該生体試料における、AIM2及びIFI16からなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子の発現レベルを検出する工程、及び
(2)該発現レベルが上昇していた場合に、口腔扁平上皮癌が存在すると判定する工程。
A method for detecting oral squamous cell carcinoma in a biological sample to be tested, comprising the following steps:
(1) a step of detecting an expression level of at least one gene selected from the group consisting of AIM2 and IFI16 in the biological sample; and (2) when the expression level is increased, oral squamous cell carcinoma is A step of determining that it exists.
前記工程(1)における遺伝子の発現レベルの検出を、
AIM2及びIFI16からなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子のmRNA、又は
AIM2及びIFI16からなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子にコードされるタンパク質
を検出することにより行う、請求項1に記載の方法。
Detection of the expression level of the gene in the step (1),
MRNA of at least one gene selected from the group consisting of AIM2 and IFI16, or
The method according to claim 1, which is carried out by detecting a protein encoded by at least one gene selected from the group consisting of AIM2 and IFI16.
AIM2及びIFI16からなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子に結合する核酸、又は
AIM2及びIFI16からなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子にコードされるタンパク質に結合する抗体若しくは抗体断片
を含む口腔扁平上皮癌の診断薬。
A nucleic acid that binds to at least one gene selected from the group consisting of AIM2 and IFI16, or
A diagnostic agent for oral squamous cell carcinoma comprising an antibody or antibody fragment that binds to a protein encoded by at least one gene selected from the group consisting of AIM2 and IFI16.
AIM2及びIFI16からなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子に結合する核酸、又は
AIM2及びIFI16からなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子にコードされるタンパク質に結合する抗体若しくは抗体断片
を含む口腔扁平上皮癌の診断用キット。
A nucleic acid that binds to at least one gene selected from the group consisting of AIM2 and IFI16, or
A diagnostic kit for oral squamous cell carcinoma comprising an antibody or antibody fragment that binds to a protein encoded by at least one gene selected from the group consisting of AIM2 and IFI16.
以下の工程を含む、口腔扁平上皮癌を治療又は予防するための化合物のスクリーニング方法:
(1)AIM2及びIFI16からなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子を発現する細胞に候補となる化合物を接触させる工程、及び
(2)候補となる化合物が存在しない場合と比較し、上記遺伝子の発現レベルを低下させる化合物を選択する工程。
A method for screening a compound for treating or preventing oral squamous cell carcinoma comprising the following steps:
(1) contacting a candidate compound with a cell that expresses at least one gene selected from the group consisting of AIM2 and IFI16, and (2) comparing the gene of said gene with that in the absence of the candidate compound. Selecting a compound that reduces the expression level.
以下の工程を含む、口腔扁平上皮癌を治療又は予防するための化合物のスクリーニング方法:
(1)AIM2及びIFI16からなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子にコードされるタンパク質に候補となる化合物を接触させる工程、
(2)該タンパク質と該化合物の結合活性を検出する工程、及び
(3)該タンパク質に結合する化合物を選択する工程。
A method for screening a compound for treating or preventing oral squamous cell carcinoma comprising the following steps:
(1) contacting a candidate compound with a protein encoded by at least one gene selected from the group consisting of AIM2 and IFI16;
(2) detecting the binding activity between the protein and the compound, and (3) selecting a compound that binds to the protein.
以下の工程を含む、口腔扁平上皮癌を治療又は予防するための化合物のスクリーニング方法:
(1)AIM2及びIFI16からなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子にコードされるタンパク質に候補となる化合物を接触させる工程、
(2)工程(1)で得られたタンパク質の細胞増殖活性を検出する工程、及び
(3)候補となる化合物が存在しない場合と比較し、該タンパク質の細胞増殖活性を抑制する化合物を選択する工程。
A method for screening a compound for treating or preventing oral squamous cell carcinoma comprising the following steps:
(1) contacting a candidate compound with a protein encoded by at least one gene selected from the group consisting of AIM2 and IFI16;
(2) a step of detecting the cell proliferation activity of the protein obtained in step (1), and (3) a compound that suppresses the cell proliferation activity of the protein as compared with the case where no candidate compound is present. Process.
AIM2及びIFI16からなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子に対するsiRNA、shRNA、dsRNA又はアンチセンスポリヌクレオチドを含む口腔扁平上皮癌の治療用又は予防用組成物。   A composition for treating or preventing oral squamous cell carcinoma comprising siRNA, shRNA, dsRNA or antisense polynucleotide for at least one gene selected from the group consisting of AIM2 and IFI16. AIM2及びIFI16からなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子にコードされるタンパク質に結合する抗体又は抗体断片を含む口腔扁平上皮癌の治療用又は予防用組成物。   A composition for treating or preventing oral squamous cell carcinoma comprising an antibody or an antibody fragment that binds to a protein encoded by at least one gene selected from the group consisting of AIM2 and IFI16.
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