JP6019530B2 - Peptide that inhibits interaction between HSF1 and RPA1 - Google Patents

Peptide that inhibits interaction between HSF1 and RPA1 Download PDF

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本発明は、HSF1(heat shock factor 1)とRPA1(replication protein A 1)と
の相互作用阻害活性を有するペプチドおよびこのペプチドをコードするDNAや、かかるDNAを含んだ組換えベクターや、かかるペプチドを含んでなるHSF1とRPA1との相互作用阻害剤や、かかるペプチドを含んでなる抗腫瘍剤や、かかるペプチドに特異的に結合する抗体や、かかるペプチドを非ヒト動物に投与することを特徴とする腫瘍の予防・治療法や、抗腫瘍剤のスクリーニング方法に関する。
The present invention relates to a peptide having inhibitory activity on the interaction between HSF1 (heat shock factor 1) and RPA1 (replication protein A 1), a DNA encoding this peptide, a recombinant vector containing such a DNA, and such a peptide. An inhibitor of interaction between HSF1 and RPA1 comprising, an antitumor agent comprising such a peptide, an antibody that specifically binds to such a peptide, and the administration of such a peptide to a non-human animal The present invention relates to tumor prevention / treatment methods and anti-tumor agent screening methods.

細胞は、細胞内のタンパク質の質と量を一定に保つ機構、つまりタンパク質ホメオスタシスの維持機構を有しており、維持機構は、主に、タンパク質が正しくフォールディングするのを介助する過程と、ミスフォールディングを行ったタンパク質を分解する過程からなる。この細胞内タンパク質のミスフォールディングに対する緩衝作用の容量は、タンパク質ホメオスタシス容量とよばれ、老化、神経疾患等のタンパク質ミスフォールディング病、さらにがんの発症と密接に関連していることが分ってきた。タンパク質ホメオスタシス容量の重要な調節機構の1つが熱ショック応答である。この応答は、タンパク質毒性を持つストレスに対して、タンパク質フォールディングや分解を担う熱ショックタンパク質であるHSP(heat shock protein)、及び、非HSPタンパク質の誘導を特徴とし、熱ショック因子であるHSF(heat shock factor)により転写のレベルで調節される。
HSFは哺乳動物細胞において3種類(HSF1、HSF2、HSF4)が明らかにされているが、このうち、HSF1が、はじめてがん治療のターゲットとして示唆されたのは前立腺がんにおけるその発現上昇の発見にさかのぼる(非特許文献1)。この発見は特定のがんにおけるHSF1発現量とがんとの相関関係を示したものであり、特別な例と考えられていた。しかし、2007年のDaiらの発見により、HSF1はがん治療のターゲットとして大きな注目を集めることとなった(非特許文献2)。彼らは、様々ながん細胞株の増殖がHSF1ノックダウンにより顕著に抑制されることを示し、がん細胞の増殖がHSF1に依存することを示した。ここで重要なことは、正常な細胞増殖はHSF1のノックダウンの影響は受けず、これはがん細胞に特異的な作用であったことである。発明者らも、新しくメラノーマ細胞株の増殖がHSF1に依存することを明らかにした(非特許文献3)。つまり、HSF1をターゲットとしてがん細胞の増殖を抑制する化合物を見いだすことができれば、がんの治療に大きく貢献できると考えられた。その後、大規模な臨床解析が行われ、乳がんや肝細胞がんの患者組織でもHSF1の活性化ががん細胞の悪性度と関連することが明らかとなってきた(非特許文献4、5)。
Cells have a mechanism that maintains the quality and quantity of proteins in the cell, that is, the maintenance mechanism of protein homeostasis, which is mainly a process that helps the protein to fold correctly and misfolding. It consists of the process of degrading the protein that was performed. This capacity of buffering action against intracellular protein misfolding is called protein homeostasis capacity and has been found to be closely related to protein misfolding diseases such as aging and neurological diseases, and to the development of cancer. . One important regulatory mechanism of protein homeostasis capacity is the heat shock response. This response is characterized by the induction of heat shock protein (HSP), which is a heat shock protein responsible for protein folding and degradation, and non-HSP protein against stress with protein toxicity, and HSF (heat shock factor) It is regulated at the transcription level by the shock factor).
Three types of HSF have been clarified in mammalian cells (HSF1, HSF2, and HSF4). Of these, HSF1 was first suggested as a target for cancer treatment. (Non-Patent Document 1). This discovery showed a correlation between HSF1 expression level and cancer in a specific cancer, and was considered a special example. However, with the discovery of Dai et al. In 2007, HSF1 attracted much attention as a target for cancer treatment (Non-patent Document 2). They showed that the growth of various cancer cell lines was significantly suppressed by HSF1 knockdown, and that the growth of cancer cells was dependent on HSF1. What is important here is that normal cell growth was not affected by HSF1 knockdown, which was specific to cancer cells. The inventors have also revealed that the growth of a new melanoma cell line is dependent on HSF1 (Non-patent Document 3). That is, if a compound that suppresses the growth of cancer cells with HSF1 as a target could be found, it was considered that it could greatly contribute to the treatment of cancer. Thereafter, large-scale clinical analysis has been conducted, and it has become clear that activation of HSF1 is associated with the malignancy of cancer cells even in patient tissues of breast cancer and hepatocellular carcinoma (Non-Patent Documents 4 and 5). .

しかしながら、今日までHSF1の活性を特異的に抑制する物質は見つかっていない。一般に、このような物質のスクリーニング方法として、熱ストレスを暴露した後の熱ショック遺伝子プロモーターを持つレポーターによるレポーターアッセイ法で調べるが、転写機構全般に作用する、あるいは他の経路に作用して細胞毒性がある場合などがあり、従来のスクリーニング系でHSF1を特異的にターゲットとする物質の同定が困難となっているのが現状である。近年、発明者らは、HSF1とRPA1(replication protein A 1)の複合体はヌクレオソーム構造をとるDNAにアクセスすることを明らかにしたが(非特許文献6)、この複合体とがん細胞の増殖との関係は全く明らかにされていなかった。   However, to date, no substance that specifically suppresses the activity of HSF1 has been found. In general, as a screening method for such substances, a reporter assay method using a reporter having a heat shock gene promoter after exposure to heat stress is examined, but it acts on the transcription mechanism in general or on other pathways to cytotoxicity. In some cases, it is difficult to identify substances that specifically target HSF1 in conventional screening systems. In recent years, the inventors have clarified that the complex of HSF1 and RPA1 (replication protein A 1) has access to DNA having a nucleosome structure (Non-patent Document 6). The relationship with was not clarified at all.

Hoang et al. Am. J. Pathol. 156, 857-864, 2000Hoang et al. Am. J. Pathol. 156, 857-864, 2000 Dai et al. Cell 130, 1005-1018, 2007Dai et al. Cell 130, 1005-1018, 2007 Nakamura et al. J. Dermatol. Sci. 60, 187-192, 2010Nakamura et al. J. Dermatol. Sci. 60, 187-192, 2010 Santagata et al. Proc. Natl. Acad. Sci., 118 no.45, 18378-18383, 2011Santagata et al. Proc. Natl. Acad. Sci., 118 no. 45, 18378-18383, 2011 Fang et al. Cancer 118 no.7, 1782-1794, 2012Fang et al. Cancer 118 no.7, 1782-1794, 2012 藤本ら、第34回日本分子生物学会年会プログラムp161, 2011Fujimoto et al., 34th Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan p161, 2011

HSF1が、がん治療のターゲットとして大きな注目を集めているが、現在なおHSF1の活性を抑える物質は見出されていない。本発明の課題は、HSF1とRPA1との相互作用阻害活性を有する物質や、かかる物質を含んでなるHSF1とRPA1との相互作用阻害剤や、かかる物質を含んでなる抗腫瘍剤や、かかる物質を非ヒト動物に投与することを特徴とする腫瘍の予防・治療法や、抗腫瘍剤のスクリーニング方法を提供することにある。   Although HSF1 has attracted much attention as a target for cancer treatment, no substance that suppresses the activity of HSF1 has been found yet. The subject of this invention is the substance which has interaction inhibitory activity of HSF1 and RPA1, the interaction inhibitor of HSF1 and RPA1 which contains such substance, the antitumor agent which contains such substance, and such substance It is intended to provide a method for preventing and treating tumors and a method for screening for antitumor agents, characterized by administering to a non-human animal.

HSF1の活性を抑える物質の開発が急がれる中で、本発明者らは、HSF1に相互作用するタンパク質とがんとの関係に着目し、HSF1のwinged helix-turn-helix型のDNA結合ドメイン(DNA-binding domain:DBD)のうち、wing領域がRPA1のsingle−strand DNA(ssDNA)結合ドメインと相互作用することを見出した。さらに、HSF1におけるwing領域のアミノ酸置換や、RPA1のssDNA結合ドメインのアミノ酸置換により、HSF1とRPA1との複合体の形成、つまりHSF1とRPA1との相互作用を阻害すると、腫瘍細胞の一つであるメラノーマ細胞の増殖が顕著に抑制されることを見出し、本発明を完成するに至った。   In the urgent need of development of a substance that suppresses the activity of HSF1, the present inventors focused on the relationship between a protein that interacts with HSF1 and cancer, and the WSF's winged helix-turn-helix type DNA binding domain. It was found that the wing region of (DNA-binding domain: DBD) interacts with the single-strand DNA (ssDNA) binding domain of RPA1. Furthermore, inhibition of the formation of a complex of HSF1 and RPA1, that is, the interaction between HSF1 and RPA1, by amino acid substitution of the wing region in HSF1 or amino acid substitution of the ssDNA binding domain of RPA1 is one of tumor cells. The inventors have found that the proliferation of melanoma cells is remarkably suppressed, and have completed the present invention.

すなわち、本発明は、(1)(A)配列番号1に示されるアミノ酸配列からなるペプチド;(B)配列番号1に示されるアミノ酸配列において、配列番号1の4番目のグリシン残基を除く、1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつHSF1(heat shock factor 1)とRPA1(replication protein A 1)との相互作用阻害活性を有するペプチド;(C)配列番号1に示されるアミノ酸配列と少なくとも90%以上の相同性を有するアミノ酸配列からなり、かつHSF1とRPA1との相互作用阻害活性を有するペプチド;(D)配列番号2に示されるアミノ酸配列からなるペプチド;(E)配列番号2に示されるアミノ酸配列において、1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつHSF1とRPA1との相互作用阻害活性を有するペプチド;(F)配列番号2に示されるアミノ酸配列と少なくとも85%以上の相同性を有するアミノ酸配列からなり、かつHSF1とRPA1との相互作用阻害活性を有するペプチド;のいずれかのペプチド又はその塩や、(2)ペプチドが、HSF1のwing領域とRPA1のssDNA結合ドメインとの相互作用阻害活性を有することを特徴とする上記(1)記載のペプチド又はその塩に関する。   That is, the present invention is (1) (A) a peptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1; (B) in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1, excluding the fourth glycine residue of SEQ ID NO: 1, A peptide comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added, and having an activity of inhibiting interaction between HSF1 (heat shock factor 1) and RPA1 (replication protein A 1); (C) sequence A peptide consisting of an amino acid sequence having at least 90% homology with the amino acid sequence shown in No. 1 and having an activity of inhibiting interaction between HSF1 and RPA1; (D) a peptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID No. 2 (E) an amino acid wherein one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2; A peptide having an inhibitory activity on the interaction between HSF1 and RPA1; (F) an amino acid sequence having at least 85% homology with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 and comprising HSF1 and RPA1 Any one of the peptides having the interaction inhibitory activity or a salt thereof, and (2) the peptide has an interaction inhibitory activity between the wing region of HSF1 and the ssDNA binding domain of RPA1 (1 ) The peptides or salts thereof described.

また、本発明は、(3)(A)配列番号1に示されるアミノ酸配列からなるペプチド;(B)配列番号1に示されるアミノ酸配列において、配列番号1の4番目のグリシン残基を除く、1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつHSF1(heat shock factor 1)とRPA1(replication protein A 1)との相互作用阻害活性を有するペプチド;(C)配列番号1に示されるアミノ酸配列と少なくとも90%以上の相同性を有するアミノ酸配列からなり、かつHSF1とRPA1との相互作用阻害活性を有するペプチド;(D)配列番号2に示されるアミノ酸配列からなるペプチド;(E)配列番号2に示されるアミノ酸配列において、1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつHSF1とRPA1との相互作用阻害活性を有するペプチド;(F)配列番号2に示されるアミノ酸配列と少なくとも85%以上の相同性を有するアミノ酸配列からなり、かつHSF1とRPA1との相互作用阻害活性を有するペプチド;のいずれかのペプチドをコードするDNAや、(4)上記(3)記載のDNAを含み、かつHSF1とRPA1との相互作用阻害活性を有するペプチドを発現することができる組換えベクターに関する。   The present invention also includes (3) (A) a peptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1; (B) in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1, excluding the fourth glycine residue of SEQ ID NO: 1, A peptide comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added, and having an activity of inhibiting interaction between HSF1 (heat shock factor 1) and RPA1 (replication protein A 1); (C) sequence A peptide consisting of an amino acid sequence having at least 90% homology with the amino acid sequence shown in No. 1 and having an activity of inhibiting interaction between HSF1 and RPA1; (D) a peptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID No. 2 (E) an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2; And (F) a peptide having inhibitory activity on the interaction between HSF1 and RPA1; (F) an amino acid sequence having at least 85% homology with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 and a reciprocal relationship between HSF1 and RPA1 A peptide encoding any peptide of (4), and (4) the peptide described in (3) above, and a peptide having an interaction inhibitory activity between HSF1 and RPA1. Recombinant vector.

さらに、本発明は、(5)上記(1)又は(2)記載のペプチド又はその塩を含んでなるHSF1とRPA1との相互作用阻害剤や、(6)上記(1)又は(2)記載のペプチド又はその塩を含んでなる抗腫瘍剤や、(7)上記(1)又は(2)記載のペプチド又はその塩に特異的に結合する抗体や、(8)上記(1)又は(2)記載のペプチド又はその塩を非ヒト動物に投与することを特徴とする腫瘍の予防・治療法に関する。   Further, the present invention provides (5) an inhibitor of interaction between HSF1 and RPA1 comprising the peptide or salt thereof described in (1) or (2) above, or (6) the description in (1) or (2) above. An antitumor agent comprising the peptide or a salt thereof, (7) an antibody that specifically binds to the peptide or a salt thereof described in (1) or (2) above, (8) the above (1) or (2 The present invention relates to a method for preventing and treating tumors, which comprises administering the peptide or salt thereof described above to a non-human animal.

また、本発明は、(9)(A)HSF1とRPA1とを、被検物質の存在下に接触させ、HSF1とRPA1との相互作用阻害活性を検出する工程;(B)対照と比較して前記相互作用阻害活性が高い被検物質を選択する工程;を順次備えたことを特徴とする、抗腫瘍剤のスクリーニング方法や、(10)HSF1とRPA1との接触が、HSF1のwing領域とRPA1のssDNA結合ドメインとの接触であることを特徴とする、上記(9)記載のスクリーニング方法に関する。   The present invention also includes (9) (A) a step of contacting HSF1 and RPA1 in the presence of a test substance and detecting an interaction inhibitory activity between HSF1 and RPA1; A step of selecting a test substance having a high interaction inhibitory activity; and (10) a method of screening an antitumor agent, wherein (10) contact between HSF1 and RPA1 comprises the WSF1 wing region and RPA1 The screening method according to (9) above, wherein the screening method is a contact with the ssDNA binding domain.

本発明によると、HSF1とRPA1との相互作用を阻害することができるペプチドを提供することができ、また、HSF1とRPA1との相互作用体が腫瘍細胞の増殖にも関与することが明らかになったことから、前記ペプチドは抗腫瘍剤として用いることができる。さらに、HSF1とRPA1との相互作用部位が明らかになったことから、従来は細胞を用いたレポーターアッセイによるスクリーニング系であったものを、特異的なタンパク質相互作用をターゲットとするスクリーニング系にすることで、多くの化合物ライブラリーからの抗腫瘍剤のスクリーニングが短時間で可能となる。   According to the present invention, it is possible to provide a peptide capable of inhibiting the interaction between HSF1 and RPA1, and it becomes clear that the interaction between HSF1 and RPA1 is also involved in the growth of tumor cells. Therefore, the peptide can be used as an antitumor agent. Furthermore, since the interaction site between HSF1 and RPA1 has been clarified, a screening system that uses a reporter assay using cells as a screening system that targets specific protein interactions has been developed. Thus, screening of antitumor agents from many compound libraries becomes possible in a short time.

マウスRPA1の野生型及び欠損変異体とヒトHSF1との相互作用を調べた図である。上段は大腸菌で合成したGST−マウスRPA1の野生型(GST−RPA1)、及び欠損変異体(N1−N5,C1−C4)の構造を示し、数字はアミノ酸の位置を示す。下段はウエスタンブロッティングを行った結果を示す。It is the figure which investigated interaction with the mouse | mouth RPA1 wild type and a deletion mutant, and human HSF1. The upper row shows the structures of GST-mouse RPA1 wild type (GST-RPA1) and deletion mutant (N1-N5, C1-C4) synthesized in E. coli, and the numbers indicate the amino acid positions. The lower row shows the results of Western blotting. ヒトHSF1の野生型及び欠損変異体とマウスRPA1との相互作用を調べた図である。上段は合成したGST−HSF1の野生型(GST−HSF1)、及び欠損変異体N1−N3,C1−C3)のアミノ酸領域を示し、数字はアミノ酸の位置を示す。図中、DBDはDNA binding domain(DNA結合ドメイン)、HRはhydrophobic heptad repeat(疎水性7アミノ酸繰り返し)、DHRはdownstream of HR−C(HR−Cの下流)を意味する。下段はウエスタンブロッティングを行った結果を示す。It is the figure which investigated the interaction of the wild type and deletion mutant of human HSF1, and mouse | mouth RPA1. The upper row shows the amino acid regions of the synthesized GST-HSF1 wild type (GST-HSF1) and deletion mutants N1-N3, C1-C3), and the numbers indicate the amino acid positions. In the figure, DBD means DNA binding domain (DNA binding domain), HR means hydrophobic heptad repeat (hydrophobic 7 amino acid repeat), and DHR means downstream of HR-C (downstream of HR-C). The lower row shows the results of Western blotting. 上段Aは、RPA1はヒトHSF1とともにHSF4と相互作用するがHSF2とは相互作用しないことを示す図である。下段Bは、ヒトHSF1、HSF2、HSF4のDNA結合ドメインのアミノ酸配列の比較を示す図である。Upper panel A shows that RPA1 interacts with HSF4 together with human HSF1, but does not interact with HSF2. The lower part B is a figure which shows the comparison of the amino acid sequence of the DNA binding domain of human HSF1, HSF2, and HSF4. ヒトHSF1はwing領域を介してマウスRPA1と相互作用することを示す図である。Aは、HEK293細胞へhHSF1−HAあるいはその変異体の発現ベクターを導入して細胞抽出液を作製し、その後抗HA抗体を用いて免疫沈降を行い、沈降したタンパク質を用いて抗RPA抗体、あるいは抗HA抗体でウエスタンブロッティングを行った結果を示す図である。Bは、ゲルシフトアッセイによるDNA活性を示す図である。Cは、真核細胞HSF1のDNA結合ドメインのアミノ酸配列を比較した結果を示す。It is a figure which shows that human HSF1 interacts with mouse | mouth RPA1 through a wing area | region. A is a method in which an expression vector of hHSF1-HA or a variant thereof is introduced into HEK293 cells to prepare a cell extract, followed by immunoprecipitation using an anti-HA antibody, and anti-RPA antibody using the precipitated protein, or It is a figure which shows the result of having performed Western blotting with the anti- HA antibody. B is a figure which shows the DNA activity by a gel shift assay. C shows the result of comparing the amino acid sequences of DNA binding domains of eukaryotic cells HSF1. HSF1−RPA1複合体は遺伝子発現を調節することを示す図である。Aは、マウス胎児線維芽細胞(MEF)において、mHSF1又はmRPA1それぞれの遺伝子ノックダウン後にDNAマイクアレイ解析を行った結果を示す。Bは、ノックダウンによって発現が2.0倍以下となる顕著な33遺伝子を示す。Cは、発現変化が顕著な5つの遺伝子についてHSF1−RPA1複合体への依存性を詳細に解析した結果を示す。FIG. 5 shows that the HSF1-RPA1 complex regulates gene expression. A shows the result of DNA microphone array analysis after knockdown of mHSF1 or mRPA1 in mouse fetal fibroblasts (MEF). B shows remarkable 33 genes whose expression is 2.0 times or less by knockdown. C shows the result of analyzing in detail the dependence on the HSF1-RPA1 complex for five genes with marked changes in expression. HSF1−RPA1相互作用はがん細胞の増殖に必要であることを示す図である。HMV−1細胞、ヒトメラノーマ細胞株であるMeWo及びHela細胞においてHSF1をノックダウンした後、hHSF1又はhHSF1の変異体を再導入した場合の細胞増殖結果を示す。It is a figure which shows that HSF1-RPA1 interaction is required for the proliferation of a cancer cell. The cell proliferation result when hSFF1 or a mutant of hHSF1 is reintroduced after knocking down HSF1 in HMV-1 cells, MeWo and Hela cells, which are human melanoma cell lines, is shown. マウスを用いて、HSF1−RPA1相互作用と腫瘍形成の関係を示す図である。Aは、代表的な腫瘍を形成したマウス及び摘出した腫瘍の写真(28日後)を2個体ずつ示し、Bは、腫瘍の容量変化の時間経過を示し、(*印は有為差を示す(p<0.01、ANOVA検定))、Cは、腫瘍の重量(28日後)を示す。Barは平均値を示す。It is a figure which shows the relationship between HSF1-RPA1 interaction and tumor formation using a mouse | mouth. A shows two mice each of which formed a representative tumor and an excised tumor (after 28 days), B shows the time course of changes in tumor volume, and (* indicates a significant difference ( p <0.01, ANOVA test)), C indicates the weight of the tumor (after 28 days). Bar represents an average value. HSF1のwing領域あるいはRPA1のssDNA結合ドメインA−Bを含むポリペプチドはHSF1−RPA1相互作用に対して競合することを示す図である。Aは、ELISA法によりHSF1-HisとGSTあるいはGST-RPA1の相互作用を定量化した結果を示し、Bは、HSF1-HisとGST-RPA1の相互作用に対するリコンビナントRPA1(228−391)あるいはその変異体RPA1−AroA(228−391)の競合活性を調べた結果であり、横軸の数字はGST-RPA1とRPA1(228−391)あるいはRPA1-AroA(228−391)のモル比を示す。Cは、ELISA法によりRPA1-HisとHSF1-Hisの相互作用を定量化した結果を示し、Dは、RPA1-HisとHSF1−Hisの相互作用に対するリコンビナントHSF1-DBD-Hisあるいはその変異体HSF1-DBDG87S-Hisの競合活性を調べた結果を示す。横軸の数字はHSF1-HisとHSF1-DBD-HisあるいはHSF1-DBDG87S-HisRPA1(228−391)のモル比を示す。Eは、RPA1-HisとHSF1−Hisの相互作用に対する合成ポリペプチドHSF1-wingあるいはその変異体HSF1-wing-mu(ともに13アミノ酸からなる)の競合活性を調べた結果を示す。横軸の数字はHSF1-wingあるいはHSF1-wing-muのモル比を示す。B、D、Eともに*はP<0.01を示している。It is a figure which shows that the polypeptide containing the wing area | region of HSF1 or the ssDNA binding domain AB of RPA1 competes for HSF1-RPA1 interaction. A shows the result of quantifying the interaction between HSF1-His and GST or GST-RPA1 by ELISA, and B shows the recombinant RPA1 (228-391) or its mutation with respect to the interaction between HSF1-His and GST-RPA1. It is the result of investigating the competitive activity of the body RPA1-AroA (228-391), and the numbers on the horizontal axis indicate the molar ratio of GST-RPA1 and RPA1 (228-391) or RPA1-AroA (228-391). C shows the result of quantifying the interaction between RPA1-His and HSF1-His by the ELISA method, and D shows the recombinant HSF1-DBD-His or its mutant HSF1-H with respect to the interaction between RPA1-His and HSF1-His. The result of having investigated the competitive activity of DBDG87S-His is shown. The numbers on the horizontal axis indicate the molar ratio of HSF1-His and HSF1-DBD-His or HSF1-DBDG87S-HisRPA1 (228-391). E shows the results of examining the competitive activity of the synthetic polypeptide HSF1-wing or its mutant HSF1-wing-mu (both consisting of 13 amino acids) for the interaction between RPA1-His and HSF1-His. The numbers on the horizontal axis indicate the molar ratio of HSF1-wing or HSF1-wing-mu. For all of B, D, and E, * indicates P <0.01. HSF1−RPA複合体による遺伝子発現制御の分子機構を示す図である。ストレスを受けていない正常な細胞内には主に非DNA結合型の単量体HSF1が存在するが、一部(数パーセント)はDNA結合型の三量体も存在する。この三量体HSF1は単独ではHSEと一過性に結合しても、ヌクレオソームの存在のために安定に結合できない。しかし、HSF1−RPA複合体はヒストンシャペロンFACTやクロマチン再構成因子であるBRG1複合体を引き込むことでヌクレオソームを除き、安定に結合できる。その結果、HSF1の活性化ドメインを介して転写開始前複合体とともにRNAポリメラーゼIIが引き込まれて構成的な転写が進行する。がん細胞ではこの構成的な転写に依存して細胞が増殖できる。It is a figure which shows the molecular mechanism of gene expression control by a HSF1-RPA complex. In non-stressed normal cells, there are mainly non-DNA-binding monomeric HSF1, but some (several percent) also have DNA-binding trimers. Even when this trimeric HSF1 alone binds transiently to HSE, it cannot bind stably due to the presence of nucleosomes. However, the HSF1-RPA complex can bind stably except for the nucleosome by drawing in the histone chaperone FACT and the BRG1 complex that is a chromatin reconstituting factor. As a result, RNA polymerase II is drawn together with the pre-transcriptional complex through the activation domain of HSF1, and constitutive transcription proceeds. Cancer cells can grow depending on this constitutive transcription.

本発明のペプチドとしては、(A)配列番号1に示されるアミノ酸配列からなるペプチド、(B)配列番号1に示されるアミノ酸配列において、配列番号1の4番目のグリシン残基を除く1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなるペプチドからなり、かつHSF1とRPA1との相互作用阻害活性を有するペプチド、(C)配列番号1に示されるアミノ酸配列と少なくとも90%以上の相同性を有するアミノ酸配列からなり、かつHSF1とRPA1との相互作用阻害活性を有するペプチド、(D)配列番号2に示されるアミノ酸配列からなるペプチド、(E)配列番号2に示されるアミノ酸配列において、1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつHSF1とRPA1との相互作用阻害活性を有するペプチド、(F)配列番号2に示されるアミノ酸配列と少なくとも85%以上の相同性を有するアミノ酸配列からなり、かつHSF1とRPA1との相互作用阻害活性を有するペプチドであれば、特に限定されない。
ここで、「HSF1とRPA1の相互作用阻害活性を有するペプチド」は、HSF1とRPA1の相互作用を阻害する活性を有するペプチドであれば、その具体的な作用機構は特に限定されないが、HSF1のwing領域とRPA1のssDNA結合ドメインとの相互作用阻害活性を有することが好ましく、HSF1の87位のグリシンとRPA1のssDNA結合ドメインとの相互作用阻害活性を有することがより好ましく、HSF1の87位のグリシンとRPA1の238位若しくは269位との相互作用阻害活性を有することが特に好ましい。また、本発明において「相互作用」とは、「タンパク質分子間での非共有結合による複合体形成」を意味する。
Examples of the peptide of the present invention include (A) a peptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1, and (B) one or a number excluding the fourth glycine residue of SEQ ID NO: 1 in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1. A peptide comprising an amino acid sequence in which one amino acid is deleted, substituted or added, and having an activity of inhibiting interaction between HSF1 and RPA1, (C) at least 90% or more of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 A peptide having an inhibitory activity on interaction between HSF1 and RPA1, (D) a peptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2, and (E) an amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2. And consisting of an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added, and HS (F) a peptide having an inhibitory activity on the interaction between RPA1 and (F) comprising an amino acid sequence having at least 85% homology with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2, and having an inhibitory activity on the interaction between HSF1 and RPA1 If it is a peptide which has, it will not specifically limit.
Here, the specific action mechanism of the “peptide having inhibitory activity of interaction between HSF1 and RPA1” is not particularly limited as long as it is a peptide having an activity that inhibits the interaction between HSF1 and RPA1. It preferably has an interaction inhibitory activity between the region and the ssDNA binding domain of RPA1, more preferably has an interaction inhibitory activity between glycine at position 87 of HSF1 and the ssDNA binding domain of RPA1, and glycine at position 87 of HSF1. It is particularly preferable to have an activity of inhibiting interaction between RPA1 and 238 or 269. In the present invention, “interaction” means “complex formation by non-covalent bond between protein molecules”.

本発明における配列番号1に示されるアミノ酸配列は、ヒトHSF1タンパク質の84位から96位のアミノ酸配列に相当し、配列番号2に示されるアミノ酸配列は、ヒトRPA1タンパク質の228位から391位のアミノ酸配列に相当する。   The amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 in the present invention corresponds to the amino acid sequence from positions 84 to 96 of human HSF1 protein, and the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 is the amino acids from positions 228 to 391 of human RPA1 protein. Corresponds to an array.

本発明のペプチドには、1)配列番号1の4番目のグリシン(ヒトHSF1タンパク質の87位に相当するグリシン)残基を除くアミノ酸配列において1若しくは数個、好ましくは1〜2個、より好ましくは1個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなるペプチドや、2)配列番号2の11番目若しくは42番目のフェニルアラニン(ヒトRPA1タンパク質の238位若しくは269位に相当するフェニルアラニン)を除くアミノ酸配列において1若しくは数個、好ましくは1〜20個、より好ましくは1〜5個、中でも1〜3個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなるペプチドからなり、HSF1とRPA1との相互作用を阻害する活性を有するものも含まれ、これらペプチドは、当該アミノ酸配列情報や当該アミノ酸をコードする塩基配列の情報に基づいて当業者であれば適宜調製又は取得することができる。   In the peptide of the present invention, 1) 1 or several amino acid sequences in the amino acid sequence excluding the fourth glycine (glycine corresponding to position 87 of human HSF1 protein) residue of SEQ ID NO: 1, preferably 1 to 2, more preferably Is a peptide consisting of an amino acid sequence in which one amino acid is deleted, substituted or added, or 2) 11th or 42nd phenylalanine of SEQ ID NO: 2 (phenylalanine corresponding to position 238 or 269 of human RPA1 protein) It consists of a peptide consisting of an amino acid sequence in which one or several, preferably 1 to 20, more preferably 1 to 5, more preferably 1 to 3, especially 1 to 3 amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence excluding HSF1 and Also included are those having an activity of inhibiting the interaction with RPA1, and these peptides It can be appropriately prepared or obtained by those skilled in the art based on the information of nucleotide sequence encoding the amino acid sequence information and the amino acid.

本発明のペプチドの取得・調製方法は特に限定されず、本発明のペプチドは、化学合成したペプチドでも、DNA組換え技術により作製した組み換えペプチドの何れでもよい。化学合成によりペプチドを調製する場合には、例えば、Fmoc法(フルオレニルメチルオキシカルボニル法)、tBoc法(t−ブチルオキシカルボニル法)等の化学合成法に従って本発明のペプチドを合成することができる。また、各種の市販のペプチド合成機を利用して本発明のペプチドを合成することもできる。DNA組換え技術によりペプチドを調製する場合には、該ペプチドをコードする塩基配列からなるDNAを好適な発現系に導入することにより本発明のペプチドを調製することができる。   The method for obtaining and preparing the peptide of the present invention is not particularly limited, and the peptide of the present invention may be either a chemically synthesized peptide or a recombinant peptide produced by a DNA recombination technique. When a peptide is prepared by chemical synthesis, for example, the peptide of the present invention can be synthesized according to a chemical synthesis method such as Fmoc method (fluorenylmethyloxycarbonyl method), tBoc method (t-butyloxycarbonyl method) or the like. it can. Moreover, the peptide of this invention can also be synthesize | combined using various commercially available peptide synthesizers. When a peptide is prepared by a DNA recombination technique, the peptide of the present invention can be prepared by introducing DNA consisting of a base sequence encoding the peptide into a suitable expression system.

本発明のペプチドは、必要に応じて、マーカータンパク質及び/又はペプチドタグを結合させ、融合ペプチドとすることができる。マーカータンパク質としては、従来知られているマーカータンパク質であれば特に制限されるものではなく、例えば、アルカリフォスファターゼ、HRP等の酵素、抗体のFc領域、GFP等の蛍光物質などを具体的に挙げることができ、またペプチドタグとしては、HA、FLAG、Myc等のエピトープタグや、GST、マルトース結合タンパク質、ビオチン化ペプチド、オリゴヒスチジン等の親和性タグなどの従来知られているペプチドタグを具体的に例示することができる。
かかる融合ペプチドは、常法により作製することができ、Ni−NTAとHisタグの親和性を利用した本発明のペプチドの精製や、本発明のペプチドの検出や、本発明のペプチドに対する抗体の定量や、その他当該分野の研究用試薬としても有用である。
If necessary, the peptide of the present invention can be combined with a marker protein and / or a peptide tag to form a fusion peptide. The marker protein is not particularly limited as long as it is a conventionally known marker protein. Specific examples include an enzyme such as alkaline phosphatase and HRP, an Fc region of an antibody, and a fluorescent substance such as GFP. As peptide tags, known peptide tags such as epitope tags such as HA, FLAG, and Myc, and affinity tags such as GST, maltose-binding protein, biotinylated peptide, oligohistidine, etc. It can be illustrated.
Such a fusion peptide can be prepared by a conventional method. Purification of the peptide of the present invention utilizing the affinity between Ni-NTA and His tag, detection of the peptide of the present invention, and quantification of an antibody against the peptide of the present invention It is also useful as a research reagent in this field.

本発明においてペプチドの塩としては、薬理学上許容される塩であれば特に制限されるものではなく、本発明のHSF1とRPA1との相互作用を阻害する活性を有するペプチドの塩酸塩、硫酸塩、リン酸塩等の無機塩;酢酸塩、クエン酸塩等の有機酸塩;ナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩;マグネシウム塩、カルシウム塩等のアルカリ土類金属塩等を例示することができる。   In the present invention, the salt of the peptide is not particularly limited as long as it is a pharmacologically acceptable salt, and the hydrochloride and sulfate of the peptide having the activity of inhibiting the interaction between HSF1 and RPA1 of the present invention And inorganic salts such as phosphates; organic acid salts such as acetates and citrates; alkali metal salts such as sodium salts and potassium salts; alkaline earth metal salts such as magnesium salts and calcium salts it can.

本発明のDNAは、(A)配列番号1に示されるアミノ酸配列からなるペプチド、(B)配列番号1に示されるアミノ酸配列において、配列番号1の4番目のグリシン残基を除く1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなるペプチドからなり、かつHSF1とRPA1との相互作用阻害活性を有するペプチド、(C)配列番号1に示されるアミノ酸配列と少なくとも90%以上の相同性を有するアミノ酸配列からなり、かつHSF1とRPA1との相互作用阻害活性を有するペプチド、(D)配列番号2に示されるアミノ酸配列からなるペプチド、(E)配列番号2に示されるアミノ酸配列において、1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつHSF1とRPA1との相互作用阻害活性を有するペプチド、(F)配列番号2に示されるアミノ酸配列と少なくとも85%以上の相同性を有するアミノ酸配列からなり、かつHSF1とRPA1との相互作用阻害活性を有するペプチド、のいずれかのペプチドをコードするDNAであれば特に限定されない。ここで、「HSF1とRPA1の相互作用阻害活性を有するペプチド」は、前述した通りである。
本発明のDNAの取得方法や調製方法は特に限定されるものでなく、本明細書中に開示した配列番号1又は配列番号2に示されるアミノ酸配列情報に基づいて適当なプローブやプライマーを調製し、それらを用いて当該DNAが存在することが予測されるcDNAライブラリーをスクリーニングすることにより目的のDNAを単離する、あるいは常法に従って化学合成により調製することができる。
The DNA of the present invention comprises (A) a peptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1, and (B) one or several of the amino acid sequences shown in SEQ ID NO: 1 excluding the fourth glycine residue of SEQ ID NO: 1. A peptide consisting of an amino acid sequence in which the amino acid is deleted, substituted or added, and having an activity of inhibiting the interaction between HSF1 and RPA1, (C) at least 90% or more of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 A peptide comprising an amino acid sequence having homology and having an activity of inhibiting the interaction between HSF1 and RPA1, (D) a peptide comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, and (E) an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2. Consisting of an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added, and HSF1 and R A peptide having an inhibitory activity on interaction with A1, (F) a peptide comprising an amino acid sequence having at least 85% homology with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 and having an inhibitory activity on interaction between HSF1 and RPA1 If it is DNA which codes any peptide of these, it will not specifically limit. Here, “a peptide having an interaction inhibiting activity between HSF1 and RPA1” is as described above.
The method for obtaining and preparing the DNA of the present invention is not particularly limited, and an appropriate probe or primer is prepared based on the amino acid sequence information shown in SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2 disclosed in the present specification. They can be used to isolate a target DNA by screening a cDNA library in which the DNA is expected to exist, or can be prepared by chemical synthesis according to a conventional method.

具体的には、常法に従ってcDNAライブラリーを調製し、次いで、このライブラリーから、本発明のDNAに特有の適当なプローブをその塩基配列情報に基づいて作製し、かかるプローブを用いて所望クローンを選抜することにより、本発明のDNAを取得することができる。上記cDNAの起源としては、ヒト、マウス、ラット等の動物由来の各種の細胞または組織を例示することができ、また、これらの細胞又は組織からの全RNAの分離、mRNAの分離や精製、cDNAの取得とそのクローニングなどはいずれも常法に従って実施することができる。本発明のDNAをcDNAライブラリーからスクリーニングする方法は、例えば、モレキュラークローニング第2版に記載の方法等、当業者により常用される方法を挙げることができる。   Specifically, a cDNA library is prepared according to a conventional method, and then an appropriate probe specific to the DNA of the present invention is prepared from the library based on the nucleotide sequence information. The DNA of the present invention can be obtained by selecting. Examples of the origin of the cDNA include various cells or tissues derived from animals such as humans, mice, rats and the like. In addition, isolation of total RNA from these cells or tissues, isolation and purification of mRNA, cDNA Both acquisition and cloning thereof can be performed according to conventional methods. Examples of the method for screening the DNA of the present invention from a cDNA library include methods commonly used by those skilled in the art, such as the method described in Molecular Cloning Second Edition.

本発明のDNAとして、上記(A)〜(F)のいずれかのペプチドをコードする限りは、配列番号3に示される塩基配列において、1若しくは数個の塩基の置換、欠失、挿入、又は付加された塩基配列を有し、かつHSF1とRPA1との相互作用阻害活性を有するペプチドをコードするDNAや、配列番号3に示される塩基配列と90%以上相同性を有し、かつHSF1とRPA1との相互作用阻害活性を有するペプチドをコードするDNAや、配列番号3に示される塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつHSF1とRPA1との相互作用阻害活性を有するペプチドをコードするDNAや、配列番号4に示される塩基配列において、1若しくは数個の塩基の置換、欠失、挿入、又は付加された塩基配列を有し、かつHSF1とRPA1との相互作用阻害活性を有するペプチドをコードするDNAや、配列番号4に示される塩基配列と85%以上相同性を有し、かつHSF1とRPA1との相互作用阻害活性を有するペプチドをコードするDNAや、配列番号3に示される塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつHSF1とRPA1との相互作用阻害活性を有するペプチドをコードするDNAを挙げることができるが、好ましくは配列番号1に示されるアミノ酸配列からなるペプチドをコードするヒト由来のDNAの塩基配列である配列番号3に示すDNAや、配列番号2に示されるアミノ酸配列からなるペプチドをコードするヒト由来のDNAの塩基配列である配列番号4に示すDNAを挙げることができる。   As long as the DNA of the present invention encodes any of the peptides (A) to (F) above, substitution, deletion, insertion of one or several bases in the base sequence shown in SEQ ID NO: 3, or DNA encoding a peptide having an added base sequence and having an activity of inhibiting the interaction between HSF1 and RPA1, or having a homology of 90% or more with the base sequence shown in SEQ ID NO: 3 and HSF1 and RPA1 A peptide encoding a peptide having an activity that inhibits interaction with DNA, or a peptide that hybridizes with a DNA comprising the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 3 under stringent conditions and has an activity that inhibits interaction between HSF1 and RPA1 1 or a base substitution, deletion, insertion, or addition of one or several bases in DNA encoding SEQ ID NO: 4 or the base sequence shown in SEQ ID NO: 4 DNA encoding a peptide having a sequence and inhibiting the interaction between HSF1 and RPA1, and having a homology of 85% or more with the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 4 and interaction between HSF1 and RPA1 DNA encoding a peptide having inhibitory activity, or DNA encoding a peptide hybridizing under stringent conditions with DNA consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 3 and having interaction inhibitory activity between HSF1 and RPA1 Preferably, it consists of the DNA shown in SEQ ID NO: 3 which is the base sequence of human-derived DNA encoding the peptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1, and the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2. Examples of the DNA shown in SEQ ID NO: 4, which is the base sequence of human-derived DNA encoding the peptide Can.

上記「1若しくは数個の塩基が置換、欠失、挿入、又は付加された塩基配列」とは、例えば1〜20個、好ましくは1〜15個、より好ましくは1〜10個、さらに好ましくは1〜5個の任意の数の塩基が置換、欠失、挿入、又は付加された塩基配列を意味する。
また、上記「ストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつHSF1とRPA1との相互作用阻害活性を有するペプチドをコードするDNA」とは、DNA又はRNAなどの核酸をプローブとして使用し、コロニー・ハイブリダイゼーション法、プラークハイブリダイゼーション法、あるいはサザンブロットハイブリダイゼーション法等を用いることにより得られるDNAであって、かつHSF1とRPA1との相互作用阻害活性を有するペプチドをコードするDNAを意味する。
ハイブリダイゼーションは、モレキュラークローニング第2版等に記載されている方法に準じて行うことができ、ストリンジェントな条件下でハイブリダイズすることができるDNAとしては、プローブとして使用するDNAの塩基配列と一定以上の相同性を有するDNAが挙げることができ、例えば60%以上、好ましくは70%以上、より好ましくは80%以上、さらに好ましくは90%以上、特に好ましくは95%以上、最も好ましくは98%以上の相同性を有するDNAを好適に例示することができる。
The above “base sequence in which one or several bases are substituted, deleted, inserted, or added” is, for example, 1 to 20, preferably 1 to 15, more preferably 1 to 10, more preferably It means a base sequence in which any number of 1 to 5 bases is substituted, deleted, inserted or added.
The above-mentioned “DNA that encodes a peptide that hybridizes under stringent conditions and has an activity of inhibiting the interaction between HSF1 and RPA1” means that a nucleic acid such as DNA or RNA is used as a probe. It means DNA obtained by using a hybridization method, a plaque hybridization method, a Southern blot hybridization method, or the like, and encoding a peptide having an activity of inhibiting interaction between HSF1 and RPA1.
Hybridization can be performed according to the method described in Molecular Cloning 2nd edition, etc. DNA that can be hybridized under stringent conditions is the same as the base sequence of DNA used as a probe. DNA having the above homology can be mentioned, for example, 60% or more, preferably 70% or more, more preferably 80% or more, further preferably 90% or more, particularly preferably 95% or more, and most preferably 98%. A DNA having the above homology can be preferably exemplified.

本発明の組換えベクターとしては、前記本発明のDNAを1種以上含み、かつHSF1とRPA1との相互作用阻害活性を有するペプチドを発現する組換えベクターであれば特に制限されない。本発明の組換えベクターは、本発明のDNAを発現ベクターに適切にインテグレイトすることにより構築することができ、本発明の遺伝子を適切なプロモーターの下流につないだコンストラクトを好適に例示することができる。
発現ベクターとしては、宿主細胞において自立複製可能であるものや、あるいは宿主細胞の染色体中へ組込み可能であるものが好ましく、また、本発明のDNAを発現できる位置にプロモーター、エンハンサー、ターミネーター等の制御配列を含有しているものを好適に使用することができる。発現ベクターとしては、動物細胞用発現ベクター、酵母用発現ベクター、細菌用発現ベクター等を用いることができるが、動物細胞用発現ベクターを用いた組換えベクターが好ましい。
The recombinant vector of the present invention is not particularly limited as long as it is a recombinant vector that contains one or more of the DNAs of the present invention and expresses a peptide having an activity of inhibiting interaction between HSF1 and RPA1. The recombinant vector of the present invention can be constructed by appropriately integrating the DNA of the present invention into an expression vector, and a construct in which the gene of the present invention is connected downstream of an appropriate promoter is preferably exemplified. it can.
The expression vector is preferably one that can replicate autonomously in the host cell, or one that can be integrated into the chromosome of the host cell, and controls a promoter, enhancer, terminator, etc. at a position where the DNA of the present invention can be expressed. Those containing the sequence can be preferably used. As an expression vector, an animal cell expression vector, a yeast expression vector, a bacterial expression vector, or the like can be used, and a recombinant vector using an animal cell expression vector is preferred.

動物細胞用の発現ベクターとして、例えば、pcDNA3(Stratagene社製)、pCMV-FLAG6a(Sigma-Aldrich社製)、pEGFP-C3(Clontech社製)、pcDM8(フナコシ社より市販)、pAGE107〔特開平3-22979; Cytotechnology, 3, 133, 1990〕、pAS3-3(特開平2-227075)、pCDM8〔Nature, 329, 840, 1987〕、pcDNAI/Amp(Invitrogen社製)、pREP4(Invitrogen社製)、pAGE103〔J.Biochem., 101, 1307, 1987〕、pAGE210等を例示することができる。
動物細胞用のプロモーターとしては、例えば、サイトメガロウイルス(ヒトCMV)のIE(immediate early)遺伝子のプロモーター、SV40の初期プロモーター、レトロウイルスのプロモーター、メタロチオネインプロモーター、ヒートショックプロモーター、SRαプロモーター等を挙げることができる。
Examples of expression vectors for animal cells include pcDNA3 (manufactured by Stratagene), pCMV-FLAG6a (manufactured by Sigma-Aldrich), pEGFP-C3 (manufactured by Clontech), pcDM8 (commercially available from Funakoshi), pAGE107 [ -22979; Cytotechnology, 3, 133, 1990], pAS3-3 (JP-A-2-27075), pCDM8 (Nature, 329, 840, 1987), pcDNAI / Amp (Invitrogen), pREP4 (Invitrogen), Examples include pAGE103 [J. Biochem., 101, 1307, 1987], pAGE210, and the like.
Examples of promoters for animal cells include cytomegalovirus (human CMV) IE (immediate early) gene promoter, SV40 early promoter, retrovirus promoter, metallothionein promoter, heat shock promoter, SRα promoter, etc. Can do.

酵母用の発現ベクターとして、例えば、YEp13(ATCC37115)、YEp24(ATCC37051)、Ycp5O(ATCC37419)、pHS19、pHS15等を例示することができる。
酵母用のプロモーターとしては、例えば、PHO5プロモーター、PGKプロモーター、GAPプロモーター、ADHプロモーター、gal1プロモーター、gal10プロモーター、ヒートショックタンパク質プロモーター、MFα1プロモーター、CUP1プロモーター等のプロモーターを挙げることができる。
Examples of expression vectors for yeast include YEp13 (ATCC37115), YEp24 (ATCC37051), Ycp5O (ATCC37419), pHS19, pHS15 and the like.
Examples of the promoter for yeast include promoters such as PHO5 promoter, PGK promoter, GAP promoter, ADH promoter, gal1 promoter, gal10 promoter, heat shock protein promoter, MFα1 promoter, and CUP1 promoter.

細菌用の発現ベクターとしては、例えば、pBTrp2、pBTac1、pBTac2(いずれもべーリンガーマンハイム社より市販)、pGEX4T(AmershamBioscience社製)、pKK233-2(Pharmacia社製)、pSE280(Invitrogen社製)、pGEMEX-1(Promega社製)、pQE-8(QIAGEN社製)、pQE-30(QIAGEN社製)、pKYP10(特開昭58-110600)、pKYP200〔Agrc.Biol.Chem., 48, 669, 1984〕、PLSA1〔Agric. Bio1. Chem., 53, 277, 1989〕、pGEL1〔Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 82, 4306, 1985〕、pBluescriptIISK(+)、pBluescriptII SK(-)(Stratagen社製)、pTrS30(FERMBP-5407)、pTrS32(FERM BP-5408)、pGEX(Pharmacia社製)、pET-3(Novagen社製)、pTerm2(US4686191、US4939094、US5160735)、pSupex、pUB110、pTP5、pC194、pUC18〔Gene, 33, 103(1985)〕、pUC19〔Gene, 33, 103(1985)〕、pSTV28(宝酒造社製)、pSTV29(宝酒造社製)、pUC118(宝酒造社製)、pQE-30(QIAGEN社製)等が挙げられる。
細菌用のプロモーターとしては、例えば、trpプロモーター(P trp)、lacプロモーター(P lac)、PLプロモーター、PRプロモーター、PSEプロモーター等の、大腸菌やファージ等に由来するプロモーター、SP01プロモーター、SP02プロモーター、penPプロモーター等を挙げることができる。
As an expression vector for bacteria, for example, pBTrp2, pBTac1, pBTac2 (all commercially available from Boehringer Mannheim), pGEX4T (manufactured by Amersham Bioscience), pKK233-2 (manufactured by Pharmacia), pSE280 (manufactured by Invitrogen), pGEMEX-1 (Promega), pQE-8 (QIAGEN), pQE-30 (QIAGEN), pKYP10 (JP-A-58-110600), pKYP200 (Agrc. Biol. Chem., 48, 669, 1984), PLSA1 (Agric. Bio1. Chem., 53, 277, 1989), pGEL1 (Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 82, 4306, 1985), pBluescriptIISK (+), pBluescriptIISK (-) (Stratagen PTrS30 (FERMBP-5407), pTrS32 (FERM BP-5408), pGEX (Pharmacia), pET-3 (Novagen), pTerm2 (US4686191, US4939094, US5160735), pSupex, pUB110, pTP5, pC194, pUC18 (Gene, 33, 103 (1985)), pUC19 (Gene, 33, 103 (1985)), pSTV28 (Takara Shuzo), pSTV29 (Takara Shuzo), pUC118 (Takara Shuzo), pQE-30 (QIAGEN).
Examples of the promoter for bacteria include promoters derived from Escherichia coli and phage, such as trp promoter (P trp), lac promoter (P lac), PL promoter, PR promoter, PSE promoter, SP01 promoter, SP02 promoter, penP A promoter etc. can be mentioned.

本発明のHSF1とRPA1との相互作用阻害剤としては、本発明のペプチドを含むものであれば特に制限されず、本発明のペプチドを有効成分として含むものでもよい。必要に応じて、その他の成分などを適宜選択することができる。   The interaction inhibitor between HSF1 and RPA1 of the present invention is not particularly limited as long as it contains the peptide of the present invention, and may contain the peptide of the present invention as an active ingredient. If necessary, other components can be appropriately selected.

本発明の抗腫瘍剤としては、上記本発明のHSF1とRPA1との相互作用阻害剤を含んでなるものであれば特に制限されず、「抗腫瘍剤」には、抗腫瘍組成物が含まれ、予防剤、予後改善剤、治療剤、再発防止剤も含まれる。さらに、本発明の抗腫瘍剤を有効成分として含むものでもよい。   The antitumor agent of the present invention is not particularly limited as long as it comprises the above-described interaction inhibitor of HSF1 and RPA1 of the present invention, and “antitumor agent” includes an antitumor composition. , Prophylactic agents, prognosis improving agents, therapeutic agents, and recurrence preventing agents are also included. Furthermore, the antitumor agent of the present invention may be included as an active ingredient.

本発明の抗腫瘍剤の対象となる「がん」としては、特に制限されないが、例えば食道がん、胃がん、大腸がん、直腸がん、肝臓がん、すい臓がん、胆のう・胆管がん等の消化器がん;悪性黒色腫;肺がん;乳がん;卵巣がん;子宮がん;腎がん;前立腺がん等を例示することができる。このように幅広い「がん」が対象となることは、これまでにHSF1の活性阻害が、乳腺上皮細胞、子宮頸部上皮細胞、前立腺上皮細胞、末梢神経鞘細胞、腎上皮細胞、色素細胞等の様々なヒトがん由来の細胞株の増殖を顕著に抑制すること、及びヒト前立腺がん、乳がん、肝細胞がんの組織でHSF1の活性が増強していることが明らかとなっていることから裏付けられる。つまり、HSF1の活性の増強が多くのがんの発症および進展を促進しているためである。一般に、がん細胞は細胞内タンパク質の代謝が亢進していると考えられており、タンパク質ホメオスタシスの維持を担うHSF1の働きの増強を必要としていると考えられているため、本発明が様々な「がん」の抗腫瘍剤となりうる。   “Cancer” as a target of the antitumor agent of the present invention is not particularly limited. For example, esophageal cancer, stomach cancer, colon cancer, rectal cancer, liver cancer, pancreatic cancer, gallbladder / bile duct cancer Examples include digestive organ cancer such as malignant melanoma, lung cancer, breast cancer, ovarian cancer, uterine cancer, kidney cancer, and prostate cancer. This wide range of “cancer” is targeted because HSF1 activity inhibition has so far been limited to mammary epithelial cells, cervical epithelial cells, prostate epithelial cells, peripheral nerve sheath cells, renal epithelial cells, pigment cells, etc. Has been shown to significantly suppress the growth of various human cancer-derived cell lines and to enhance the activity of HSF1 in human prostate cancer, breast cancer, and hepatocellular carcinoma tissues. It is supported from. That is, the enhancement of HSF1 activity promotes the onset and progression of many cancers. In general, cancer cells are thought to have increased intracellular protein metabolism and are thought to require enhancement of the function of HSF1 responsible for maintaining protein homeostasis. It can be an antitumor agent for "cancer".

これらの抗腫瘍剤を用いる場合は、薬学的に許容される通常の担体、結合剤、安定化剤、賦形剤、希釈剤、pH緩衝剤、崩壊剤、可溶化剤、溶解補助剤、等張剤などの各種調剤用配合成分を添加することができる。これら治療剤は、経口的又は非経口的に投与することができ、例えば、粉末、顆粒、錠剤、カプセル剤、シロップ剤、懸濁液等の剤型で経口的に投与することができ、あるいは、例えば、乳剤、懸濁液等の剤型にしたものを注射剤として非経口投与することができ、上記ペプチドを2種類以上用いてもよい。   When these antitumor agents are used, usual pharmaceutically acceptable carriers, binders, stabilizers, excipients, diluents, pH buffers, disintegrants, solubilizers, solubilizers, etc. Various formulation ingredients such as tonicity agents can be added. These therapeutic agents can be administered orally or parenterally, for example, can be administered orally in a dosage form such as powder, granules, tablets, capsules, syrups, suspensions, etc., or For example, a dosage form such as an emulsion or suspension can be administered parenterally as an injection, and two or more of the above peptides may be used.

本発明の抗体としては、上記本発明のペプチド又はその塩に特異的に結合する抗体であれば特に制限はされず、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、キメラ抗体、一本鎖抗体、ヒト化抗体等の免疫特異的な抗体を具体的に挙げることができ、これらは本発明のペプチドを抗原として用いて常法により作製することができるが、その中でもモノクローナル抗体がその特異性の点でより好ましい。
本発明の抗体は、HSF1とRPA1との相互作用部位に特異的に結合することにより、HSF1とRPA1との相互作用を特異的に阻害することが考えられる。また、本発明の抗体は、上記本発明のペプチドとの抗原抗体反応により、組織細胞、血清などにおけるHSF1又はRPA1遺伝子にかかわる疾患の検出に用いることができる。本発明の抗体を用いた免疫学的測定には、例えばRA法、ELISA法、FRET法等公知の免疫学的測定法を用いることができる。
The antibody of the present invention is not particularly limited as long as it is an antibody that specifically binds to the peptide of the present invention or a salt thereof, such as a monoclonal antibody, a polyclonal antibody, a chimeric antibody, a single chain antibody, a humanized antibody, etc. Specific examples include immunospecific antibodies, and these can be prepared by a conventional method using the peptide of the present invention as an antigen. Among them, a monoclonal antibody is more preferable in terms of its specificity.
It is considered that the antibody of the present invention specifically inhibits the interaction between HSF1 and RPA1 by specifically binding to the interaction site between HSF1 and RPA1. In addition, the antibody of the present invention can be used for detection of diseases related to HSF1 or RPA1 gene in tissue cells, serum, etc., by antigen-antibody reaction with the peptide of the present invention. For immunological measurement using the antibody of the present invention, known immunological measurement methods such as RA method, ELISA method and FRET method can be used.

また、本発明の抗体は、慣用のプロトコールを用いて、動物(好ましくはヒト以外)に本発明のペプチドを含むその断片、又は本発明のペプチドを膜表面に発現した細胞を投与することにより産生され、例えばモノクローナル抗体の調製には、連続細胞系の培養物により産生される抗体をもたらす、ハイブリドーマ法(Nature 256, 495-497, 1975)、トリオーマ法、ヒトB細胞ハイブリドーマ法(Immunology Today 4, 72, 1983)oyobiEBV-haiburido-mahou (MONOCLONAL ANTIBODIES AND CANCER THERAPY, 77-96, Alan R.Liss, Inc., 1985)など任意の方法を用いることができる。   In addition, the antibody of the present invention is produced by administering a fragment containing the peptide of the present invention or a cell expressing the peptide of the present invention on the membrane surface to an animal (preferably non-human) using a conventional protocol. For example, for the preparation of monoclonal antibodies, the hybridoma method (Nature 256, 495-497, 1975), the trioma method, the human B cell hybridoma method (Immunology Today 4, 72, 1983) oyobiEBV-haiburido-mahou (MONOCLONAL ANTIBODIES AND CANCER THERAPY, 77-96, Alan R. Liss, Inc., 1985) can be used.

本発明の腫瘍の予防・治療法は、上記本発明のHSF1とRPA1との相互作用阻害剤を非ヒト動物に投与する方法であり、異なる態様の腫瘍の予防・治療法として本発明のHSF1とRPA1との相互作用阻害剤をヒトに投与する方法を挙げることができる。
投与方法としては、注射(静脈内、筋肉内、皮下、皮内、腹腔内等)、経口、経皮、吸入などを挙げることができ、これらの投与方法に応じて適宜製剤化することができる。また、選択し得る剤形も特に限定されず、例えば注射剤(溶液、懸濁液、乳濁液、用時溶解用固形剤等)、錠剤、カプセル剤、顆粒剤、散剤、液剤、リポ化剤、軟膏剤、ゲル剤、外用散剤、スプレー剤、吸入散剤等から広く選択することができる。また、これらの製剤調製にあたり、慣用の賦形剤、安定化剤、結合剤、滑沢剤、乳化剤、浸透圧調整剤、pH調整剤、その他着色剤、崩壊剤等、通常医薬に用いられる成分を使用することができる。また、投与量も適宜選択することができる。
The tumor prevention / treatment method of the present invention is a method of administering the above-described interaction inhibitor of HSF1 and RPA1 of the present invention to a non-human animal. A method of administering an interaction inhibitor with RPA1 to a human can be mentioned.
Examples of the administration method include injection (intravenous, intramuscular, subcutaneous, intradermal, intraperitoneal, etc.), oral, transdermal, inhalation and the like, and can be appropriately formulated depending on these administration methods. . Also, the dosage form that can be selected is not particularly limited. For example, injections (solutions, suspensions, emulsions, solid agents for dissolution at the time of use), tablets, capsules, granules, powders, liquids, lipoformation Can be widely selected from agents, ointments, gels, powders for external use, sprays, inhaled powders and the like. In addition, in preparing these preparations, conventional excipients, stabilizers, binders, lubricants, emulsifiers, osmotic pressure adjusting agents, pH adjusting agents, other colorants, disintegrating agents, etc. Can be used. In addition, the dose can be appropriately selected.

本発明の抗腫瘍剤のスクリーニング方法は、(A)HSF1とRPA1とを、被検物質の存在下に接触させ、HSF1とRPA1との相互作用阻害活性を検出する工程;(B)対照と比較して前記相互作用阻害活性が高い被検物質を選択する工程;を順次備えていれば特に制限されないが、HSF1とRPA1との接触が、HSF1のwing領域とRPA1のssDNA結合ドメインとの接触であることが好ましく、HSF1の87位のグリシンとRPA1のssDNA結合ドメインとの接触であることがより好ましく、HSF1の87位のグリシンとRPA1の238位若しくは269位のフェニルアラニンとの接触であることが特に好ましい。
このような本発明のスクリーニング方法によれば、抗腫瘍剤を効率良くスクリーニングすることができる。被検物質の存在下で、HSF1とRPA1との相互作用阻害活性を検出する方法としては、例えば、ELISA法やFRET法を挙げることができる。
The method for screening an antitumor agent of the present invention comprises (A) a step of contacting HSF1 and RPA1 in the presence of a test substance, and detecting an interaction inhibitory activity between HSF1 and RPA1; The step of selecting a test substance having a high interaction inhibitory activity is not particularly limited as long as it comprises the steps of the following: the contact between HSF1 and RPA1 is the contact between the wing region of HSF1 and the ssDNA binding domain of RPA1. More preferably, it is a contact between glycine at position 87 of HSF1 and the ssDNA binding domain of RPA1, and it is a contact between glycine at position 87 of HSF1 and phenylalanine at position 238 or 269 of RPA1. Particularly preferred.
According to such a screening method of the present invention, an antitumor agent can be efficiently screened. Examples of the method for detecting the interaction inhibitory activity between HSF1 and RPA1 in the presence of a test substance include an ELISA method and a FRET method.

上記ELISA法を用いる検出方法を以下に示す。
1)ライブラリーの化合物をリコンビナントタンパク質とともに一定の濃度でELISA用の96ウェルプレートに添加し、吸光度を測定してHSF1とRPA1の相互作用と競合する活性があるかどうかを調べ、次に、競合活性を認めたものについて、濃度を変えて活性を調べる方法が挙げられる。
2)ヒトメラノーマ細胞(HMV-1、MeWo)は、HSF1のノックダウンによる細胞増殖が顕著に阻害される。この細胞に、HSF1-RPA1相互作用への競合活性をもつ化合物を添加して、細胞増殖を評価する方法、あるいはヌードマウスにヒトメラノーマ細胞等を接種して腫瘍を作らせる実験系を用いて、マウスに化合物を投与して腫瘍増殖をin vivoで評価する方法が挙げられる。
A detection method using the ELISA method is shown below.
1) A compound of the library is added to the 96-well plate for ELISA at a constant concentration together with the recombinant protein, and the absorbance is measured to determine whether it has an activity that competes with the interaction between HSF1 and RPA1, and then the competition For those whose activity is recognized, there is a method of examining the activity by changing the concentration.
2) In human melanoma cells (HMV-1, MeWo), cell proliferation due to HSF1 knockdown is significantly inhibited. Using a method for evaluating cell proliferation by adding a compound having a competitive activity to HSF1-RPA1 interaction to these cells, or using an experimental system in which nude mice are inoculated with human melanoma cells, etc. Examples include a method of evaluating a tumor growth in vivo by administering a compound to a mouse.

また、FRET法を用いる検出方法を以下に示す。
1)His−HSF1、及びGST−RPA1の精製リコンビナントタンパク質を準備し、テルビウム(Tb)標識抗His抗体でHSF1を色素標識し、アロフィコシアニン(APC)標識抗GST抗体でRPA1を色素標識する。そして、TbとAPCとの蛍光相互作用を、TecanインフィニットM1000モノクロメーター方式プレートリーダーを用いて検出装置で取得する。HSF1とRPA1のリコンビナントタンパク質は、相互作用部位を含むいくつかの断片を作成し、蛍光相互作用が最適なものを同定することでTR−FRET法を確立する。次に、化合物ライブラリーの中から蛍光相互作用を阻害するものをスクリーニングする。
2)がん細胞の増殖における活性の評価はELISA法のときと同様に行うことができる。
A detection method using the FRET method is shown below.
1) Purified recombinant proteins of His-HSF1 and GST-RPA1 are prepared, HSF1 is dye-labeled with a terbium (Tb) -labeled anti-His antibody, and RPA1 is dye-labeled with an allophycocyanin (APC) -labeled anti-GST antibody. Then, the fluorescence interaction between Tb and APC is acquired by a detection apparatus using a Tecan Infinite M1000 monochromator plate reader. Recombinant proteins of HSF1 and RPA1 create several fragments containing interaction sites, and identify the optimal fluorescent interaction to establish the TR-FRET method. Next, those that inhibit the fluorescence interaction are screened from the compound library.
2) Evaluation of the activity in the growth of cancer cells can be carried out in the same manner as in the ELISA method.

以下に、実施例を用いて本発明を詳細に説明するが、本発明の技術的範囲はこれら実施
例に限定されるものではない。
Hereinafter, the present invention will be described in detail using examples, but the technical scope of the present invention is not limited to these examples.

[HSF1−RPA1複合体の形成領域]
これまでに、本発明者らは、HSF1とRPA1との相互作用によるHSF1−RPA1複合体が存在し、ヌクレオソーム構造をとるDNAに結合できることを明らかにしている(藤本ら、「HSF1−RPA1複合体はヌクレオソーム構造をとるDNAにアクセスする」、第34回日本分子生物学会年会プログラムp161, 2011)。今回、HSF1とRPA1とがどの領域を介して相互作用するかを以下の方法により詳細に検討した。
[Formation region of HSF1-RPA1 complex]
So far, the present inventors have revealed that an HSF1-RPA1 complex due to the interaction between HSF1 and RPA1 exists and can bind to DNA having a nucleosome structure (Fujimoto et al., “HSF1-RPA1 complex”). Accesses DNA with nucleosome structure ", 34th Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan, Program p161, 2011). This time, the region through which HSF1 and RPA1 interact was examined in detail by the following method.

(1)発現ベクターの構築
大腸菌でのGST融合タンパク質の発現ベクターを構築するために、hHSF1(ACCESSION番号;NM_005526 XM_937718、VERSION番号;NM_005526.2 GI:132626772)、hHSF1の変異体(HSF1−N1、HSF1−N2、HSF1−N3、HSF1−C1、HSF1−C2、HSF1−C3)(配列番号5〜11)、マウスRPA1(mRPA1)、mRPA1の変異体(RPA1−N1、RPA1−N2、RPA1−N3、RPA1−N4、RPA1−N5、RPA1−C1、RPA1−C2、RPA1−C3、RPA1−C4)(配列番号12〜21)。のcDNAをpGEX-2Tベクター(GE Healthcare社製)へ挿入したまた、C末端にヒスチジン(His)標識したタンパク質の発現ベクターの構築のために、cDNAをpET21a(Novagen社製)へ挿入した。
(1) Construction of expression vector In order to construct an expression vector of GST fusion protein in E. coli, hHSF1 (ACCESSION number; NM_005526 XM_937718, VERSION number; NM_005526.2 GI: 132626772), hHSF1 mutant (HSF1-N1, HSF1-N2, HSF1-N3, HSF1-C1, HSF1-C2, HSF1-C3) (SEQ ID NOs: 5 to 11), mouse RPA1 (mRPA1), mRPA1 variants (RPA1-N1, RPA1-N2, RPA1-N3) RPA1-N4, RPA1-N5, RPA1-C1, RPA1-C2, RPA1-C3, RPA1-C4) (SEQ ID NOs: 12 to 21). The cDNA was inserted into pGEX-2T vector (manufactured by GE Healthcare) and the cDNA was inserted into pET21a (manufactured by Novagen) in order to construct an expression vector for a protein labeled with histidine (His) at the C-terminus.

(2)共沈降
発現ベクターを導入された大腸菌にイソプロピル−β−D−チオガラクトピラノシド(IPTG)を0.2mMまたは0.4mMとなるように加え、37℃で2時間または25℃で10時間インキュベートし、リコンビナントタンパク質を誘導した。その抽出液から、Glutathione Sepharose 4B(GE Healthcare社製)、あるいはNi Sepharose6 Fast Flow(GE Healthcare社製)のアフィニティーカラムを用いてGSTあるいはHis標識されたリコンビナントタンパク質を精製した。それらをNTバッファー(50mM Tris−HCl,pH7.5,150mM NaCl,1mM EDTA,0.5% NP40,1mM PMSF,1μg/ml leupeptin,1μg/ml statin)の中で混合し、Glutathione Sepharose 4BカラムでGST融合タンパク質とともに共沈降するHis標識タンパク質をHSF1、HSF2、HSF4、あるいはRPA1によるウエスタンブロッティングにより検出した。沈降してきたGSTタンパク質はGST抗体(sc-33613、Santa Cruz社製)を用いたウエスタンブロッティングにより検出した。
(2) Coprecipitation Isopropyl-β-D-thiogalactopyranoside (IPTG) was added to Escherichia coli into which the expression vector was introduced so as to be 0.2 mM or 0.4 mM, and at 37 ° C. for 2 hours or at 25 ° C. Incubate for 10 hours to induce recombinant protein. From the extract, recombinant protein labeled with GST or His was purified using an affinity column of Glutathione Sepharose 4B (GE Healthcare) or Ni Sepharose 6 Fast Flow (GE Healthcare). They are mixed in NT buffer (50 mM Tris-HCl, pH 7.5, 150 mM NaCl, 1 mM EDTA, 0.5% NP40, 1 mM PMSF, 1 μg / ml leupeptin, 1 μg / ml statin) on a Glutathione Sepharose 4B column. His-tagged proteins co-precipitated with the GST fusion protein were detected by Western blotting with HSF1, HSF2, HSF4 or RPA1. The precipitated GST protein was detected by Western blotting using a GST antibody (sc-33613, manufactured by Santa Cruz).

(3)HSF1とPRA1との共沈降結果
大腸菌で合成したGST−マウスRPA1の野生型(GST−RPA1)、及びGST−マウスRPA1欠損変異体(GST−N1〜N5、GST−C1〜C4)を精製し、同じく大腸菌で合成して精製したヒトHSF1(HSF1−His)を混合し、Glutathione-sepharose 4BカラムでGST融合RPA1タンパク質を沈降し、HSF1−Hisが共沈降するかどうか調べた(GST-pull down assay)。沈降してきたタンパク質複合体をSDS−PAGEで分離し、抗HSF1抗体(α−mHSF1j)または抗GST抗体(sc-33613、Santa Cruz社製)を用いてウエスタンブロッティングを行った。抗HSF1抗体は、以下の文献の記載に従って作成した(Fujimoto et al., J. Biol. Chem.283, 29961-29970, 2008)。
図1上段に大腸菌で合成したGST−マウスRPA1の野生型(GST−RPA1)、及び欠損変異体(GST−N1〜N5,GST−C1〜C4)の構造を示し、図1下段にウエスタンブロッティングの結果を示す。ウエスタンブロッティングの結果より、N4、N5、C3、C4では抗HSF1抗体によるバンドが検出されず、HSF1が共沈降していなかった。従って、図1のC4の右下に記載した横線に示すように、マウスRPA1の1本鎖DNA結合ドメイン(ssDNA結合ドメイン)A−Bにおける228位から391位のアミノ酸がヒトHSF1と相互作用することが明らかとなった。
(3) Co-precipitation result of HSF1 and PRA1 GST-mouse RPA1 wild type (GST-RPA1) synthesized in E. coli and GST-mouse RPA1 deletion mutants (GST-N1 to N5, GST-C1 to C4) Human HSF1 (HSF1-His), which was purified and synthesized in E. coli, was mixed, and GST-fused RPA1 protein was precipitated with a Glutathione-sepharose 4B column to examine whether HSF1-His co-precipitated (GST- pull down assay). The precipitated protein complex was separated by SDS-PAGE, and Western blotting was performed using an anti-HSF1 antibody (α-mHSF1j) or an anti-GST antibody (sc-33613, manufactured by Santa Cruz). Anti-HSF1 antibody was prepared according to the description in the following literature (Fujimoto et al., J. Biol. Chem. 283, 29961-29970, 2008).
The upper part of FIG. 1 shows the structures of GST-mouse RPA1 wild type (GST-RPA1) and deletion mutants (GST-N1 to N5, GST-C1 to C4) synthesized in E. coli, and the lower part of FIG. Results are shown. From the results of Western blotting, bands due to anti-HSF1 antibody were not detected in N4, N5, C3, and C4, and HSF1 was not co-precipitated. Therefore, as shown in the horizontal line described at the lower right of C4 in FIG. 1, amino acids at positions 228 to 391 in the single-stranded DNA binding domain (ssDNA binding domain) AB of mouse RPA1 interact with human HSF1. It became clear.

次に、大腸菌で合成したGST−ヒトHSF1の野生型(GST−HSF1)、及びGST−ヒトHSF1の欠損変異体(GST−N1〜N3、C1〜C3)を精製し、同じく大腸菌で合成して精製したマウスRPA1(RPA1−His)を混合し、Glutathione-sepharose 4BカラムでGST融合HSF1タンパク質を沈降し、RPA1−Hisが共沈降するかどうか調べた。沈降してきたタンパク質複合体をSDS−PAGEで分離し、抗RPA1抗体(sc-28304, Santa Cruze社製)または抗GST抗体(sc-33613、Santa Cruz社製)を用いてウエスタンブロッティングを行った。
図2上段に合成したGST−HSF1の野生型(GST−HSF1)、及び欠損変異体N1−N3,GST−C1〜C3)の構造を示し、図2下段にウエスタンブロッティングの結果を示す。ウエスタンブロッティングの結果より、N1、N2、N3では抗RPA1抗体によるバンドが検出されず、RPA1が共沈降していなかった。従って、図2のC3の下側に記載した横線に示すように、ヒトHSF1のDNA結合ドメイン(DBD)における1位から120位のアミノ酸がマウスRPA1と相互作用することが明らかとなった。
Next, GST-human HSF1 wild type (GST-HSF1) and GST-human HSF1 deletion mutants (GST-N1-N3, C1-C3) synthesized in E. coli were purified and synthesized in E. coli. Purified mouse RPA1 (RPA1-His) was mixed, and GST-fused HSF1 protein was precipitated with a Glutathione-sepharose 4B column to examine whether RPA1-His co-precipitated. The precipitated protein complex was separated by SDS-PAGE, and Western blotting was performed using an anti-RPA1 antibody (sc-28304, manufactured by Santa Cruze) or an anti-GST antibody (sc-33613, manufactured by Santa Cruz).
The structure of GST-HSF1 wild type (GST-HSF1) and deletion mutants N1-N3, GST-C1 to C3) synthesized are shown in the upper part of FIG. 2, and the results of Western blotting are shown in the lower part of FIG. From the results of Western blotting, bands due to anti-RPA1 antibody were not detected in N1, N2, and N3, and RPA1 was not co-precipitated. Therefore, as indicated by the horizontal line described below C3 in FIG. 2, it was revealed that amino acids 1 to 120 in the DNA binding domain (DBD) of human HSF1 interact with mouse RPA1.

[HSF1とPRA1との相互作用領域の特定]
HSF1とPRA1との相互作用領域をさらに特定するために、他のHSF群との相互作用を調べた。
[Identification of interaction region between HSF1 and PRA1]
In order to further specify the interaction region between HSF1 and PRA1, the interaction with other HSF groups was examined.

(1)マウスRPA1とヒトHSF1(hHSF1)、ヒトHSF2(hHSF2)、ヒトHSF4(hHSF4)との相互作用
大腸菌で合成したGST、マウスRPA1の野生型(GST−RPA1)、及び欠損変異体(GST−N5)を精製し、同じく大腸菌で合成して精製したヒトHSF1(HSF1−His)、HSF2(HSF2−His)、HSF4(HSF4−His)を混合し、Glutathione-sepharose 4Bカラムを用いてGST-pull down assayを行った。沈降してきたタンパク質複合体をSDS−PAGEで分離し、抗HSF1抗体(α−mHSF1j)、抗HSF2抗体(α−mHSF2−4)、抗HSF4抗体(α−hHSF4b)を用いてウエスタンブロッティングを行った。α−mHSF1j、α−mHSF2−4及びα−hHSF4bについては、以下の文献の記載に従って作成した(Fujimoto et al., J. Biol. Chem. 283, 29961-29970, 2008)。
結果を図3上段Aに示す。マウスRPA1はヒトHSF1と共にヒトHSF4とは相互作用するが、ヒトHSF2とは相互作用しないことが明らかとなった。
(1) Interaction of mouse RPA1 with human HSF1 (hHSF1), human HSF2 (hHSF2), human HSF4 (hHSF4) GST synthesized in Escherichia coli, wild type of mouse RPA1 (GST-RPA1), and deletion mutant (GST) -N5) was purified, and human HSF1 (HSF1-His), HSF2 (HSF2-His), and HSF4 (HSF4-His), which were also synthesized and purified in E. coli, were mixed, and GST-G4 was used with a Glutathione-sepharose 4B column. A pull down assay was performed. The precipitated protein complex was separated by SDS-PAGE, and Western blotting was performed using anti-HSF1 antibody (α-mHSF1j), anti-HSF2 antibody (α-mHSF2-4), and anti-HSF4 antibody (α-hHSF4b). . α-mHSF1j, α-mHSF2-4 and α-hHSF4b were prepared as described in the following literature (Fujimoto et al., J. Biol. Chem. 283, 29961-29970, 2008).
The results are shown in the upper part A of FIG. It became clear that mouse RPA1 interacts with human HSF4 along with human HSF1, but does not interact with human HSF2.

(2)HSF1のDNA結合ドメインのアミノ酸配列比較
次に、ヒトHSF1、HSF2、HSF4のDNA結合ドメインのアミノ酸配列を比較した。図3下段Bにおいて、すべてで一致するアミノ酸を黒背景、2つのみで一致するアミノ酸を灰色背景で示し、αヘリックス(H1−H3)、βシート(β1−β4)、84位から96位の13アミノ酸からなるwing領域、linkerを示す。数字はアミノ酸の位置を示す。ドットで示すアミノ酸の位置は、HSF1とHSF4で一致するが、HSF2とは異なるものを示す。
真核細胞のHSF群のDNA結合ドメインはwinged helix−turn−helix型の構造を持ち進化の過程でよく保存されている。そのドメインを構成するアミノ酸のうち、ヒトHSF1とヒトHSF4で一致するが、ヒトHSF2で異なるものは15カ所になる。その中から類似のアミノ酸を除いた10カ所の場所のヒトHSF1のアミノ酸をそれぞれヒトHSF2のアミノ酸に置換し(図3下段Bのドット)、HEK293細胞でのマウスRPA1との相互作用を以下の方法で調べた。
(2) Comparison of amino acid sequences of DNA binding domains of HSF1 Next, the amino acid sequences of the DNA binding domains of human HSF1, HSF2, and HSF4 were compared. In the lower part B of FIG. 3, all matching amino acids are shown with a black background, and only two matching amino acids are shown with a gray background. A wing region consisting of 13 amino acids, linker, is shown. Numbers indicate amino acid positions. The positions of amino acids indicated by dots are identical in HSF1 and HSF4, but different from HSF2.
The DNA binding domain of the eukaryotic HSF group has a winged hellix-turn-helix type structure and is well conserved during evolution. Among the amino acids constituting the domain, human HSF1 and human HSF4 match, but human HSF2 has 15 different amino acids. The amino acid of human HSF1 at 10 locations excluding similar amino acids was substituted with the amino acid of human HSF2 (dots in the lower row of FIG. 3), and the interaction with mouse RPA1 in HEK293 cells was determined by the following method. I examined it.

(3)ベクターの作製
C末端にHA標識した野生型ヒトHSF1(hHSF1−HA)、変異体(E85D−HA:85位のグルタミン酸をアスパラギン酸、G87S−HA:87位のグリシンをセリン、P92Q−HA:92位のプロリンをグルタミン、G87A−HA:87位のグリシンをアラニンに置換)を挿入したヒトHSF1−HAのcDNA(配列番号22〜26)をPCRにより作製し、pcDNA3.1/Neoベクター(Invitrogen社製)へ挿入して細胞での発現ベクターを構築した。
(3) Preparation of vector Wild-type human HSF1 (hHSF1-HA) labeled with HA at the C-terminal, mutant (E85D-HA: glutamic acid at position 85 aspartic acid, G87S-HA: glycine at position 87 as serine, P92Q- HA: cDNA of human HSF1-HA into which proline at position 92 is substituted with glutamine and G87A-HA: glycine at position 87 is substituted with alanine (SEQ ID NO: 22 to 26) is prepared by PCR, and pcDNA3.1 / Neo vector (Invitrogen) was inserted to construct an expression vector in cells.

(4)細胞培養
本発明の実施例に用いる野生型及びHSF1−/−マウス胎児線維芽細胞(MEF)、HEK293、ヒトメラノーマ細胞株MeWo、HMV−1及び上皮系がん細胞HeLaは、10%胎児血清を含むDMEM培地中で、5%CO、37℃の条件下で培養した。
(4) Cell culture Wild-type and HSF1 − / − mouse embryonic fibroblasts (MEF), HEK293, human melanoma cell lines MeWo, HMV-1 and epithelial cancer cells HeLa used in the examples of the present invention are 10%. The cells were cultured in DMEM medium containing fetal serum under conditions of 5% CO 2 and 37 ° C.

(5)HEK293細胞への導入及び免疫沈降
HEK293細胞へヒトHSF1−HAあるいはその変異体の発現ベクターをリン酸カルシウム法で導入して細胞抽出液を作製した。その後抗HA抗体を用いて免疫沈降を行い、沈降したタンパク質を用いて抗RPA抗体、あるいは抗HA抗体でウエスタンブロットした。
(5) Introduction into HEK293 cells and immunoprecipitation An expression vector of human HSF1-HA or a variant thereof was introduced into HEK293 cells by the calcium phosphate method to prepare a cell extract. Thereafter, immunoprecipitation was performed using an anti-HA antibody, and Western blotting was performed using the precipitated protein with an anti-RPA antibody or an anti-HA antibody.

図4Aに示す通り、87番目のグリシンをセリンに置換すると複合体形成がなくなることがわかった。さらに、同じアミノ酸をアラニン置換しても複合体形成を認めなかった。つまり、ヒトHSF1は87番目のグリシンが存在するwing領域を介してマウスRPA1と相互作用することが示された。   As shown in FIG. 4A, it was found that when the 87th glycine was substituted with serine, complex formation was lost. Furthermore, no complex formation was observed when the same amino acid was substituted with alanine. That is, human HSF1 was shown to interact with mouse RPA1 via the wing region where the 87th glycine is present.

(6)ゲルシフトアッセイによるDNA活性
次に、HSF1欠損(−/−)MEF細胞(Inouye et al. J. Biol. Chem. 282, 33210-33217, 2007)へ(3)ベクターの作製に記載したcDNA(配列番号22〜26)およびGFPのcDNA(配列番号27)をpShuttle-CMVベクター(Stratagene社製)へ挿入して作製したアデノウイルスベクターを用いて野生型ヒトHSF1、変異体、またはコントロールとしてGFPを発現させた。この細胞あるいは野生型MEF細胞の抽出液を作製し、32P−HSEオリゴヌクレオチドをプローブとしてゲルシフトアッセイを行うことでDNA結合活性を調べた。HSF1の結合活性(HSF1)とフリー(free)のプローブの位置を示す。また、ウエスタンブロットによりHSF1、GFP、β−アクチン(actin)のタンパク質量を調べた。結果を図4Bに示す。
このwing領域はDNA結合ドメインの一部であるが、その変異はDNA結合活性には影響を及ぼさないことが明らかとなった。つまり、wing領域はHSF1と相互作用する役割を特異的に担うことが強く示された。
(6) DNA activity by gel shift assay Next, to HSF1-deficient (-/-) MEF cells (Inouye et al. J. Biol. Chem. 282, 33210-33217, 2007) (3) cDNA described in the preparation of vector (SEQ ID NO: 22-26) and GFP cDNA (SEQ ID NO: 27) inserted into pShuttle-CMV vector (Stratagene), using an adenovirus vector, wild type human HSF1, mutant, or GFP as a control Was expressed. Extracts of these cells or wild type MEF cells were prepared, and DNA binding activity was examined by performing a gel shift assay using 32 P-HSE oligonucleotide as a probe. The positions of HSF1 binding activity (HSF1) and free probes are shown. Moreover, the protein amount of HSF1, GFP, and β-actin (actin) was examined by Western blot. The results are shown in FIG. 4B.
Although this wing region is a part of the DNA binding domain, it has been revealed that the mutation does not affect the DNA binding activity. That is, it was strongly shown that the wing region specifically plays a role of interacting with HSF1.

(7)真核細胞HSF1のDNA結合ドメインのアミノ酸配列の比較
真核細胞HSF1のDNA結合ドメインのアミノ酸配列を比較した(図4C)。すべての種で一致するアミノ酸を黒背景、一部の種で一致するアミノ酸を灰色背景で示す。h、ヒト;m、マウス;c、ニワトリ;Ce、線虫;Sc、出芽酵母。数字はアミノ酸の位置を示す。ドットで示すアミノ酸の位置は、HSF1とHSF4で一致するが、HSF2とは異なるものを示す。黒ドットは、wing領域のうちすべての種で保存されたアミノ酸(グリシン、ヒトHSF1の87番目のアミノ酸)を示す。
興味深いことに、この87番目のグリシンは、酵母からヒトまですべての種のHSF1で保存されており、HSF1−RPA複合体が真核細胞で普遍的であることを示唆する。
(7) Comparison of amino acid sequence of DNA binding domain of eukaryotic cell HSF1 The amino acid sequence of DNA binding domain of eukaryotic cell HSF1 was compared (FIG. 4C). Amino acids that match in all species are shown on a black background, and amino acids that match in some species are shown on a gray background. h, human; m, mouse; c, chicken; Ce, nematode; Sc, budding yeast. Numbers indicate amino acid positions. The positions of amino acids indicated by dots are identical in HSF1 and HSF4, but different from HSF2. A black dot shows the amino acid (glycine, the 87th amino acid of human HSF1) conserved in all species in the wing region.
Interestingly, this 87th glycine is conserved in all species of HSF1 from yeast to human, suggesting that the HSF1-RPA complex is universal in eukaryotic cells.

[HSF1−RPA1複合体の遺伝子発現制御]
HSF1−RPA1複合体が遺伝子発現制御を行っているかを明らかにする目的で、まずマウス胎児線維芽細胞(MEF)において、以下の方法によりマウスHSF1(mHSF1)又はマウスRPA1(mRPA1)それぞれの遺伝子ノックダウン後にDNAマイクロアレイ解析を行った。
[Control of gene expression of HSF1-RPA1 complex]
For the purpose of clarifying whether the HSF1-RPA1 complex is controlling gene expression, first, in mouse fetal fibroblasts (MEF), the gene knockdown of mouse HSF1 (mHSF1) or mouse RPA1 (mRPA1) by the following method, respectively. DNA microarray analysis was performed after down.

(1)RNA干渉、DNAマイクロアレイ解析、RNA定量
本発明の実施例に用いるヒトHSF1(hHSF1)、マウスHSF1(mHSF1)、そしてマウスRPA1(mRPA1)に対するショートヘアピンRNA(shRNA)のアデノウイルス発現ベクターは、以下の文献の記載に従って作製した(Fujimoto et al. Mol. Biol. Cell 21, 106-116, 2010)。MEF細胞に、作製したAd-sh-mHSF1あるいはAd-sh-mRPA1(1×10pfu/ml)を2時間感染させ、新しい培地に交換して70時間維持して細胞を回収した。RNeasy Mini Kit(Qiagen社製)を用いてRNAを抽出し、GeneChip Mouse Gene 1.0 ST Array(28,853遺伝子をカバー)(Affymetrix社製)を用いて遺伝子発現解析を行った。遺伝子のfold−changeの解析には、ソフトウエアーPartek Genomics Suite 6.5(Partek社製)を用いた。
遺伝子発現を確認するために、まずMEF細胞に作製したAd-sh-SCR、Ad-sh-mHSF1あるいはAd-sh-mRPA1(1×10pfu/ml)を2時間感染させ、新しい培地に交換して22時間維持した。次に、Ad-GFP、Ad-hHSF1-HA、Ad-hHSF1G87S-HA、Ad-hHSF1G87A-HAを2時間感染させて新しい培地に交換して46時間維持した。これらの細胞を回収してTrizol(Invitrogen社製)を用いてRNAを回収し、以下の文献の記載に従ってRT−PCRを行った(Inouye et al. J.Biol. Chem. 282, 33210-33217, 2007)。一部の細胞からはタンパク質を抽出してウエスタンブロッティングを行った。
(1) RNA interference, DNA microarray analysis, RNA quantification Adenoviral expression vectors for short hairpin RNA (shRNA) against human HSF1 (hHSF1), mouse HSF1 (mHSF1), and mouse RPA1 (mRPA1) used in the examples of the present invention are as follows: This was prepared according to the following literature (Fujimoto et al. Mol. Biol. Cell 21, 106-116, 2010). MEF cells were infected with the prepared Ad-sh-mHSF1 or Ad-sh-mRPA1 (1 × 10 8 pfu / ml) for 2 hours, replaced with fresh medium and maintained for 70 hours to collect the cells. RNA was extracted using RNeasy Mini Kit (Qiagen) and gene expression analysis was performed using GeneChip Mouse Gene 1.0 ST Array (covering 28,853 genes) (Affymetrix). For analysis of gene fold-change, software Partek Genomics Suite 6.5 (manufactured by Partek) was used.
To confirm gene expression, first infect MEF cells with Ad-sh-SCR, Ad-sh-mHSF1 or Ad-sh-mRPA1 (1 × 10 8 pfu / ml) prepared for 2 hours and replace with fresh medium. And maintained for 22 hours. Next, Ad-GFP, Ad-hHSF1-HA, Ad-hHSF1G87S-HA, Ad-hHSF1G87A-HA were infected for 2 hours, replaced with fresh medium and maintained for 46 hours. These cells were recovered, RNA was recovered using Trizol (Invitrogen), and RT-PCR was performed as described in the following literature (Inouye et al. J. Biol. Chem. 282, 33210-33217, 2007). Proteins were extracted from some cells and Western blotting was performed.

(3)解析結果
結果を図5Aに示す。発現が1.3倍以下となるものは、mRPA1ノックダウンで1,670遺伝子、mHSF1ノックダウンで564遺伝子であった。驚くべきことに、mHSF1ノックダウンで発現低下する遺伝子のうち、70%もの遺伝子がmRPA1ノックダウンで発現低下していた。このことは、同じ遺伝子の発現をHSF1−RPA複合体が制御することを示唆している。
ノックダウンによって発現が2.0倍以下となる顕著なものは33遺伝子あり、そのうち5遺伝子(Sncaip、Lrrn4、Fmod、Abi3bp、Slc44a5)についてその発現をさらに詳細に検討した(図5B、C)。
(3) Analysis result A result is shown to FIG. 5A. Those whose expression was 1.3 times or less were 1,670 genes in mRPA1 knockdown and 564 genes in mHSF1 knockdown. Surprisingly, 70% of the genes whose expression was reduced by mHSF1 knockdown were decreased by mRPA1 knockdown. This suggests that the HSF1-RPA complex controls the expression of the same gene.
There are 33 genes whose expression is reduced to 2.0-fold or less by knockdown. Among them, 5 genes (Sncaip, Lrrn4, Fmod, Abi3bp, Slc44a5) were examined in more detail (FIGS. 5B and 5C).

図5Bの遺伝子のうち発現変化が顕著な5つ(Sncaip、Lrrn4、Fmod、Abi3bp、Slc44a5)の遺伝子についてHSF1−RPA1複合体への依存性を詳細に解析した。MEF細胞にアデノウイルスを用いてマウスHSF1あるいはマウスRPA1の遺伝子ノックダウンを行った。
HSF1をノックダウンした細胞へ、やはりアデノウイルスを用いて野生型ヒトHSF1、変異型HSF1(G87S−HA、G87A−HA)、あるいはコントロールとしてGFPを発現させた。これらの細胞からRNAを抽出してRT−PCR法により遺伝子発現を調べた。HSF1、RPA1、GFP、β−アクチンの量はウエスタンブロッティングで調べた。結果を図5Cに示す。まず、mHSF1あるいはmRPA1のノックダウンは確かにそれらの遺伝子発現を低下させた。mHSF1をノックダウンしたMEF細胞へ、hHSF1を再導入すると発現は元のレベルまで回復した。しかし、hHSF1G87SあるいはhHSF1G87Aの再導入は遺伝子発現を回復させることはなかった。この結果は、HSF1−RPA1複合体による遺伝子発現の調節にwing領域を介した相互作用が必要であることが示された。
The dependency of the five genes (Sncaip, Lrrn4, Fmod, Abi3bp, Slc44a5) on which the expression change is remarkable among the genes in FIG. 5B on the HSF1-RPA1 complex was analyzed in detail. Mouse HSF1 or mouse RPA1 gene knockdown was performed using adenovirus on MEF cells.
Wild type human HSF1, mutant HSF1 (G87S-HA, G87A-HA), or GFP was also expressed as a control in cells in which HSF1 was knocked down. RNA was extracted from these cells, and gene expression was examined by RT-PCR. The amounts of HSF1, RPA1, GFP and β-actin were examined by Western blotting. The result is shown in FIG. 5C. First, knockdown of mHSF1 or mRPA1 certainly reduced their gene expression. When hHSF1 was reintroduced into MEF cells in which mHSF1 had been knocked down, expression was restored to the original level. However, reintroduction of hHSF1G87S or hHSF1G87A did not restore gene expression. This result showed that interaction via the wing region is required for regulation of gene expression by the HSF1-RPA1 complex.

[HSF1とRPA1との相互作用とがん細胞の増殖]
HSF1−RPA1の特異的な相互作用とがん細胞の増殖とが関連するかを調べた。
(1)がん細胞の増殖と腫瘍形成
ヒトメラノーマ細胞株MeWo、HMV−1及び上皮系がん細胞HeLaに、まずSCR(scramble RNA)あるいはHSF1shRNAを発現するアデノウイルスベクターを2時間感染させて培地を替えて22時間維持した。次に、GFP、野生型HSF1(hHSF1−HA)、あるいは変異体(G87S−HA、G87A−HA)のアデノウイルス発現ベクターを2時間感染させ、培地を替えて46時間維持した(この時点で合計72時間)。この細胞をまき直して時間を追って細胞数を計測した(図6上段)。*印は有為差を示す(p<0.01、ANOVA検定)。また、ウエスタンブロッティングにより合計72時間の時点でのHSF1、GFP、β−アクチンの発現量を調べた(図6下段)。さらに、HMV-1細胞を用いて胸腺を持たないヌードマウスへの移植実験を行った。上記の通り処理した細胞(2×10in 100ml PBS)を等量のマトリゲル(BD Biosciences社製)と混合し、23ゲージの注射針を用いて5週齢のヌードマウスの皮下へ注入した。腫瘍の容量(高さ×幅2÷2)は皮下中の後28日まで計測した。28日後には腫瘍を取り出し重量を計測した。
[Interaction between HSF1 and RPA1 and proliferation of cancer cells]
It was investigated whether a specific interaction of HSF1-RPA1 was associated with cancer cell proliferation.
(1) Growth and tumor formation of cancer cells Human melanoma cell lines MeWo, HMV-1 and epithelial cancer cells HeLa are first infected with an adenoviral vector expressing SCR (scramble RNA) or HSF1 shRNA for 2 hours. Was maintained for 22 hours. Next, GFP, wild type HSF1 (hHSF1-HA), or mutant (G87S-HA, G87A-HA) adenoviral expression vector was infected for 2 hours, and the medium was changed and maintained for 46 hours (total at this time) 72 hours). The cells were re-wound and the number of cells was counted over time (upper part of FIG. 6). * Indicates a significant difference (p <0.01, ANOVA test). In addition, the expression levels of HSF1, GFP, and β-actin at a time point of 72 hours in total were examined by Western blotting (lower panel in FIG. 6). Furthermore, a transplantation experiment was performed using HMV-1 cells to nude mice without thymus. Cells treated as described above (2 × 10 6 in 100 ml PBS) were mixed with an equal amount of Matrigel (BD Biosciences) and injected subcutaneously into 5-week-old nude mice using a 23-gauge injection needle. Tumor volume (height × width 2 ÷ 2) was measured up to 28 days after subcutaneous. After 28 days, the tumor was taken out and weighed.

(2)がん細胞の増殖結果
ヒトメラノーマ細胞株であるMeWo、HMV−1及び上皮系がん細胞HeLaにおいてHSF1をノックダウンすると増殖が著しく低下したが(図6上段)、これらの細胞へhHSF1を再導入すると増殖はかなりのレベルまで回復した。ところが、hHSF1G87SあるいはhHSF1G87Aの再導入は細胞増殖をまったく回復させることはなかった。つまり、ヒトメラノーマ細胞の増殖にwing領域を介した相互作用、特に87位のグリシンを介した相互作用が必要であることが示された。なお、野生型のhHSF1を再導入した場合でも全体としては完全なレベルにまでは回復しないのは、遺伝子導入高率には、個々の細胞によって差があるためである。
(2) Results of cancer cell proliferation When HSF1 was knocked down in human melanoma cell lines MeWo, HMV-1 and epithelial cancer cells HeLa, the proliferation was significantly reduced (upper part of FIG. 6). When reintroduced, proliferation recovered to a considerable level. However, reintroduction of hHSF1G87S or hHSF1G87A did not restore cell growth at all. That is, it was shown that the interaction via the wing region, particularly the interaction via glycine at position 87, is necessary for the growth of human melanoma cells. In addition, even when wild-type hHSF1 is reintroduced, the overall level does not recover because the gene transfer rate varies depending on individual cells.

(3)HMV−1細胞を用いたヌードマウスへの移植実験結果
図7Aは、代表的な腫瘍を形成したマウス及び摘出した腫瘍の写真(28日後)を2個体ずつ示し、図7Bは、腫瘍の容量変化の時間経過を示し、(*印は有為差を示す(p<0.01、ANOVA検定))、図7Cは、腫瘍の重量(28日後)を示す。Barは平均値を示す。本実験から、マウスにおいてもヒトメラノーマ細胞の増殖にwing領域を介した相互作用、特に87位のグリシンを介した相互作用が必要であることが示された。個体での腫瘍形成には、細胞増殖以外にも血管形成、細胞浸潤など宿主との相互作用を含む多くの要因が関係している。この実験結果は、複合的な要因が関連するヒトのがんの進展においてHSF1が重要な役割を担うことを強く示すだけでなく、HSF1-RPA1相互作用阻害剤のがん進展への抑制効果を実証する優れた実験系を提供する。
(3) Results of transplantation experiment into nude mice using HMV-1 cells Fig. 7A shows two photographs of mice that formed a representative tumor and excised tumor (after 28 days), and Fig. 7B shows tumors (* Indicates a significant difference (p <0.01, ANOVA test)), and FIG. 7C shows the weight of the tumor (after 28 days). Bar represents an average value. From this experiment, it was shown that the interaction via the wing region, particularly the interaction via glycine at position 87, is necessary for the growth of human melanoma cells in mice. Tumor formation in an individual involves many factors including interaction with the host, such as angiogenesis and cell invasion, in addition to cell proliferation. This experimental result not only strongly shows that HSF1 plays an important role in the progression of human cancer involving multiple factors, but also shows the inhibitory effect of HSF1-RPA1 interaction inhibitor on cancer progression. Provide an excellent experimental system to demonstrate.

[HSF1-RPA1相互作用を阻害するポリペプチド]
これまでの結果から、HSF1-RPA1相互作用を阻害する化合物はがん細胞の増殖を抑制できることが示された。そこで、HSF1のwing領域あるいはRPA1のssDNA結合ドメインA−Bがこのような化合物のターゲットとなりうるかを明らかに知るために、ELISA法を用いてHSF1-RPA1相互作用の競合実験を行った。
[Polypeptide inhibiting HSF1-RPA1 interaction]
From the results so far, it was shown that the compound which inhibits HSF1-RPA1 interaction can suppress the growth of cancer cells. Therefore, in order to clearly know whether the wing region of HSF1 or the ssDNA binding domain AB of RPA1 can be the target of such a compound, a competition experiment of HSF1-RPA1 interaction was performed using the ELISA method.

(1)ELISA法
96−ウェルプレートに精製したHSF1-His(1μg/ウェル)を固相化し、GSTあるいはGST-RPA1(0.25,0.5,1.0,1.5,2.0μg)を混合した。ウサギ抗GST抗体(sc-33613、Santa Cruz社製)及びペルオキシダーゼ結合した抗ウサギIgG抗体(Catalog番号:55676、 Cappel社製)で処理し、o-phenylenediamineを基質として発色させて吸光度(490nm)を測定した。競合実験を行う際は、ヒトRPA1の228位から391位のペプチドからなるRPA1であるRPA1(228−391)あるいはヒトRPA1の238位及び269位のフェニルアラニンをアラニンに変異させた変異体RPA1−AroA(228−391)をGST-RPAとともに96−ウェルプレートへ混合した。
一方、HSF1の一部分との競合実験を行うために、96−ウェルプレートに精製したRPA1−His(1μg/ウェル)を固相化し、HSF1−His(0.25,0.5,1.0,1.5,2.0μg)と共にHSF1−DBD(1−129)−Hisあるいはその87位のグリシンをセリンに変異させた変異体HSF1−DBDG87S−His、または配列番号1に記載の13アミノ酸からなる合成ペプチドHSF1−wingあるいは配列番号1の4番目のグリシン残基をセリンに変異させた変異体HSF1−wing−mu(純度90%以上、株式会社スクラム社委託品)を混合した。一次抗体には抗HSF1抗体を用いた。結果を図8に示す。
(1) ELISA method Purified HSF1-His (1 μg / well) was immobilized on a 96-well plate, and GST or GST-RPA1 (0.25, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0 μg) was immobilized. ) Was mixed. It was treated with a rabbit anti-GST antibody (sc-33613, manufactured by Santa Cruz) and a peroxidase-conjugated anti-rabbit IgG antibody (Catalog number: 55676, manufactured by Cappel). Color was developed using o-phenylenediamine as a substrate, and the absorbance (490 nm) was measured. It was measured. When conducting a competition experiment, RPA1 (228-391), which is an RPA1 consisting of peptides 228 to 391 of human RPA1, or mutant RPA1-AroA obtained by mutating phenylalanine at positions 238 and 269 of human RPA1 to alanine (228-391) was mixed with GST-RPA into a 96-well plate.
On the other hand, in order to conduct a competition experiment with a part of HSF1, purified RPA1-His (1 μg / well) was immobilized on a 96-well plate, and HSF1-His (0.25, 0.5, 1.0, 1.5,2.0 μg) and HSF1-DBD (1-129) -His or a mutant HSF1-DBDG87S-His obtained by mutating glycine at position 87 to serine, or 13 amino acids described in SEQ ID NO: 1. Synthetic peptide HSF1-wing or mutant HSF1-wing-mu (purity of 90% or more, consignment from Scrum Co., Ltd.) in which the fourth glycine residue of SEQ ID NO: 1 was mutated to serine was mixed. Anti-HSF1 antibody was used as the primary antibody. The results are shown in FIG.

ELISA法によりHSF1−His(1μg)とGSTあるいはGST−RPA1(0.25,0.5,1.0,1.5,2.0μg)の相互作用を定量化した(図8A)。図8Aから分かるように、GSTあるいはGST−RPA1は0.5μgで定量性があった。次に、HSF1−His(1μg)とGST−RPA1(0.5μg)の相互作用に対するRPA1(228−391)あるいはその変異体RPA1−AroA(228−391)の競合活性を調べた。GST−RPA1とRPA1(228−391)あるいはRPA1−AroA(228−391)のモル比を示す(図8B)。
また、ELISA法によりRPA1−His(1μg)とHSF1−His0.25,0.5,1.0,1.5,2.0μg)の相互作用を定量化した(図8C)。図8Cから分かるように、HSF1−Hisは0.5μgで定量性があった。次に、RPA1−His(1μg)とHSF1−His(0.5μg)の相互作用に対するHSF1−DBD−Hisあるいはその変異体HSF1−DBDG87S−Hisの競合活性を調べた(図8D)。HSF1−HisとHSF1−DBD−HisあるいはHSF1−DBDG87S−HisRPA1(228−391)のモル比を示す。
さらに、RPA1−His(1μg)とHSF1−His(0.5μg)の相互作用に対する合成ポリペプチドHSF1−wingあるいはその変異体HSF1−wing−mu(ともに13アミノ酸からなる)の競合活性を調べた。HSF1−wingあるいはHSF1−wing−muのモル比を示す。B、D、Eともに*はP<0.01を示している(図8E)。
これらの結果、RPA1のssDNA結合ドメイン(アミノ酸228から391)だけでなく、13アミノ酸からなる短い合成ペプチドHSF1−wingもHSF1−RPA1相互作用と競合することが明らかとなった。この結果は、HSF1のwing領域及びRPA1のssDNA結合ドメインA−BがHSF1−RPA1相互作用を阻害する化合物のターゲットとなりうることを示している。
The interaction between HSF1-His (1 μg) and GST or GST-RPA1 (0.25, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0 μg) was quantified by ELISA (FIG. 8A). As can be seen from FIG. 8A, GST or GST-RPA1 was quantitative at 0.5 μg. Next, the competitive activity of RPA1 (228-391) or its mutant RPA1-AroA (228-391) to the interaction between HSF1-His (1 μg) and GST-RPA1 (0.5 μg) was examined. The molar ratio of GST-RPA1 and RPA1 (228-391) or RPA1-AroA (228-391) is shown (FIG. 8B).
In addition, the interaction between RPA1-His (1 μg) and HSF1-His 0.25, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0 μg) was quantified by ELISA (FIG. 8C). As can be seen from FIG. 8C, HSF1-His was quantitative at 0.5 μg. Next, the competitive activity of HSF1-DBD-His or its mutant HSF1-DBDG87S-His for the interaction between RPA1-His (1 μg) and HSF1-His (0.5 μg) was examined (FIG. 8D). The molar ratio of HSF1-His and HSF1-DBD-His or HSF1-DBDG87S-HisRPA1 (228-391) is shown.
Furthermore, the competitive activity of the synthetic polypeptide HSF1-wing or its variant HSF1-wing-mu (both consisting of 13 amino acids) for the interaction between RPA1-His (1 μg) and HSF1-His (0.5 μg) was examined. The molar ratio of HSF1-wing or HSF1-wing-mu is shown. In each of B, D, and E, * indicates P <0.01 (FIG. 8E).
These results revealed that not only the ssDNA binding domain of RPA1 (amino acids 228 to 391) but also a short synthetic peptide HSF1-wing consisting of 13 amino acids competes with the HSF1-RPA1 interaction. This result indicates that the wing region of HSF1 and the ssDNA binding domain AB of RPA1 can be targets of compounds that inhibit the HSF1-RPA1 interaction.

これまでの研究と本発明をまとめると、HSF1−RPA複合体はいくつかの因子を呼び込むことでヌクレオソーム構造をとるDNAに結合し、構成的な遺伝子発現を誘導する(図9)。それががん細胞の増殖を支えることが明らかとなった。   To summarize the previous studies and the present invention, the HSF1-RPA complex binds to DNA having a nucleosome structure by invoking several factors, and induces constitutive gene expression (FIG. 9). It became clear that it supported the growth of cancer cells.

本発明のペプチド又はその塩は、HSF1とRPA1との相互作用を阻害することで、抗腫瘍剤や、非ヒト動物に投与することを特徴とする腫瘍の予防・治療法や、抗腫瘍剤のスクリーニング方法に利用される。   The peptide of the present invention or a salt thereof inhibits the interaction between HSF1 and RPA1, thereby preventing an antitumor agent, a method for preventing or treating a tumor characterized by administration to a non-human animal, Used in screening methods.

Claims (5)

以下の(A)〜(F)のいずれかのペプチド又はその塩を含んでなる抗腫瘍剤
(A)配列番号1に示されるアミノ酸配列からなるペプチド;
(B)配列番号1に示されるアミノ酸配列において、配列番号1の4番目のグリシン残基を除く、1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつHSF1(heat shock factor 1)とRPA1(replication protein A 1)との相互作用阻害活性を有するペプチド;
(C)配列番号1に示されるアミノ酸配列と少なくとも90%以上の相同性を有するアミノ酸配列からなり、かつHSF1とRPA1との相互作用阻害活性を有するペプチド;
(D)配列番号2に示されるアミノ酸配列からなるペプチド;
(E)配列番号2に示されるアミノ酸配列において、1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつHSF1とRPA1との相互作用阻害活性を有するペプチド;
(F)配列番号2に示されるアミノ酸配列と少なくとも85%以上の相同性を有するアミノ酸配列からなり、かつHSF1とRPA1との相互作用阻害活性を有するペプチド;
An antitumor agent comprising any of the following peptides (A) to (F) or a salt thereof.
(A) a peptide consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1;
(B) The amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 consists of an amino acid sequence in which one or several amino acids excluding the fourth glycine residue of SEQ ID NO: 1 have been deleted, substituted or added, and HSF1 (heat a peptide having an inhibitory activity on the interaction between shock factor 1) and RPA1 (replication protein A 1);
(C) a peptide comprising an amino acid sequence having at least 90% homology with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 and having an interaction inhibitory activity between HSF1 and RPA1;
(D) a peptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2;
(E) a peptide comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 and having an activity of inhibiting interaction between HSF1 and RPA1;
(F) a peptide comprising an amino acid sequence having at least 85% homology with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 and having an activity of inhibiting interaction between HSF1 and RPA1;
ペプチドが、HSF1のwing領域とRPA1のssDNA結合ドメインとの相互作用阻害活性を有することを特徴とする請求項1記載の抗腫瘍剤The antitumor agent according to claim 1, wherein the peptide has an activity of inhibiting interaction between the wing region of HSF1 and the ssDNA binding domain of RPA1. 請求項1又は2記載の抗腫瘍剤を非ヒト動物に投与することを特徴とする腫瘍の予防・治療法。 A method for preventing or treating a tumor, which comprises administering the antitumor agent according to claim 1 or 2 to a non-human animal. 次の工程(A)、(B)を順次備えたことを特徴とする、抗腫瘍剤のスクリーニング方法。
(A)HSF1とRPA1とを、被検物質の存在下に接触させ、HSF1とRPA1との相互作用阻害活性を検出する工程;
(B)対照と比較して前記相互作用阻害活性が高い被検物質を選択する工程;
A screening method for an antitumor agent, comprising the following steps (A) and (B) in sequence.
(A) a step of contacting HSF1 and RPA1 in the presence of a test substance and detecting an interaction inhibitory activity between HSF1 and RPA1;
(B) a step of selecting a test substance having a higher interaction inhibitory activity than a control;
HSF1とRPA1との接触が、HSF1のwing領域とRPA1のssDNA結合ドメインとの接触であることを特徴とする、請求項記載のスクリーニング方法。 The screening method according to claim 4 , wherein the contact between HSF1 and RPA1 is a contact between the wing region of HSF1 and the ssDNA binding domain of RPA1.
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