JP6465790B2 - Ｍａｐｋシグナル伝達経路を阻害する化合物に対する応答性を予測する方法 - Google Patents

Description

本発明は、がん疾患の治療において、マイトジェン活性化タンパク質キナーゼ（Ｍｉｔｏｇｅｎ−ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｐｒｏｔｅｉｎ ｋｉｎａｓｅ、以下、ＭＡＰＫと略称する）シグナル伝達経路を阻害する化合物に対する応答性を予測する方法、該化合物に対して応答性を有する患者を選別する方法、および該化合物によりがん疾患を治療する方法に関する。より詳しくは、本発明は、がん患者由来の生物学的試料を用い、該生物学的試料中に含まれるβ−カテニンが、（ｉ）活性型変異および（ｉｉ）第２８７番目のアスパラギン残基のセリン残基への置換変異からなる群より選択される１種または２種以上の変異を有するか否かを測定することを特徴とし、該変異を有するβ−カテニンが検出された患者をＭＡＰＫシグナル伝達経路を阻害する化合物に対して応答性があると判定することを含む、がん疾患の治療において該化合物に対する応答性を予測する方法に関する。また、本発明は、かかる予測方法に使用する使用する試薬に関する。さらに本発明は、前記特徴を有し、前記変異を有するβ−カテニンが検出された患者を選別することを含む、ＭＡＰＫシグナル伝達経路を阻害する化合物によるがん疾患治療の対象を選別する方法に関する。さらに、本発明は、前記特徴を有し、前記変異を有するβ−カテニンが検出された患者にＭＡＰＫシグナル伝達経路を阻害する化合物の治療有効量を投与することを含む、がん疾患の治療方法に関する。

ＭＡＰＫシグナル伝達経路は、細胞増殖に関わる代表的なシグナル伝達経路である。ＭＡＰＫシグナル伝達経路は、ＭＡＰＫ、ＭＡＰＫキナーゼ（以下、ＭＡＰＫＫと略称する）、ＭＡＰＫＫキナーゼ（以下、ＭＡＰＫＫＫと略称する）の３種のキナーゼ群より構成されるプロテインキナーゼカスケードであり、真核生物に高度に保存されている。ＭＡＰＫは、哺乳類では４種のＭＡＰＫファミリー分子、具体的には細胞外シグナル制御タンパク質キナーゼ（ｅｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ ｓｉｇｎａｌ−ｒｅｇｕｌａｔｅｄ ｐｒｏｔｅｉｎ ｋｉｎａｓｅ）１および２（以下、ＥＲＫ１／２と称する）、ＥＲＫ５、Ｊｕｎ Ｎ末端キナーゼ／ストレス活性化タンパク質キナーゼ（以下、ＪＮＫ／ＳＡＰＫと略称する）、ｐ３８ ＭＡＰＫに分類されていて、それぞれが独立したカスケードを形成していることが知られている。これらＭＡＰＫファミリー分子のうちＥＲＫ１／２およびＥＲＫ５はそれぞれ独立に、主に増殖因子などの刺激により活性化されるＭＡＰＫシグナル伝達経路に関与している。ＥＲＫ１／２が関与するＭＡＰＫシグナル伝達経路は古典的ＭＡＰＫシグナル伝達経路と呼ばれることがある。一方、ＪＮＫ／ＳＡＰＫおよびｐ３８ ＭＡＰＫはそれぞれ独立に、インターロイキン−１（ＩＬ−１）や腫瘍壊死因子−α（ＴＮＦ−α）などの炎症性サイトカイン、あるいは紫外線照射や高浸透圧刺激などの物理化学的ストレスによって活性化される新規ＭＡＰＫシグナル伝達経路に関与している。

古典的ＭＡＰＫシグナル伝達経路は、Ｒａｆ、ＭＡＰＫ／ＥＲＫキナーゼ（以下、ＭＥＫと略称する）、およびＥＲＫの３種のキナーゼが、その下流タンパク質をリン酸化することによって細胞増殖や生存を促進する（非特許文献１）。Ｒａｆはセリン／スレオニンキナーゼ活性をもつＭＡＰＫＫＫであり、Ｂ−Ｒａｆ（以下、ＢＲＡＦと称することがある）、Ｒａｆ−１、Ａ−Ｒａｆなどのファミリーが存在する。ＲａｆはＲａｓにより活性化され、ＭＡＰＫシグナル伝達経路を稼動する。ＭＥＫはチロシン残基だけでなく、セリン残基やスレオニン残基もリン酸化する機能をもつＭＡＰＫＫであり、Ｒａｆによりリン酸化されて活性化し、ＥＲＫ１／２を特異的にリン酸化する。ＥＲＫはセリン／スレオニンキナーゼ活性をもつＭＡＰＫであり、極めて相同性の高いＥＲＫ１とＥＲＫ２の存在が知られている。ＥＲＫ１／２は、ＭＥＫ１およびＭＥＫ２（以下、ＭＥＫ１／２と称する）によりリン酸化される。

古典的ＭＡＰＫシグナル伝達経路では、上皮成長因子（ｅｐｉｄｅｒｍａｌ ｇｒｏｗｔｈ ｆａｃｔｏｒ、以下、ＥＧＦと略称する）などの増殖因子が細胞膜上のチロシンキナーゼ活性を有する受容体に結合すると、受容体型チロシンキナーゼ（ｒｅｃｅｐｔｏｒ ｔｙｒｏｓｉｎｅ ｋｉｎａｓｅ、以下、ＲＴＫと略称することがある）は二量体化して活性化される（非特許文献２）。ＲＴＫが自己リン酸化されると、そこにアダプタータンパク質であるＧｒｂ２が結合する。Ｇｒｂ２にはグアニンヌクレオチド交換因子であるＳＯＳ（Ｓｏｎ ｏｆ Ｓｅｖｅｎｌｅｓｓ）が結合しており、Ｇタンパク質であるＲａｓ（Ｋ−ｒａｓ、Ｈ−ｒａｓ、およびＮ−ｒａｓが知られている）のグアノシン二リン酸／グアノシン三リン酸（以下、ＧＤＰ／ＧＴＰと略称する）交換反応を促進する（非特許文献３）。そしてＲａｓが活性化され、Ｒａｆセリン／スレオニンキナーゼが活性化する。ＲａｆはＭＥＫ１／２を直接リン酸化し、リン酸化されたＭＥＫ１／２はＥＲＫ１／２をリン酸化する。最終的にリン酸化したＥＲＫ１／２は核内移行し、Ｅｌｋ−１やサイクリンＤ１の転写を活性化し、細胞の増殖に至る。

腫瘍細胞においては、ＭＡＰＫシグナル伝達経路に関わる因子の変異や過剰発現が多く報告されている。ＥＧＦ受容体（以下、ＥＧＦＲと略称する）やＨｅｒ２などの受容体型チロシンキナーゼの過剰発現や変異が報告されており、その結果、ＭＡＰＫシグナル伝達経路が異常亢進し、悪性化につながる（非特許文献４−６）。特にＥＧＦＲに関しては、ヒトの悪性腫瘍の５０％以上に過剰発現や変異が認められている。Ｒａｓの活性型変異はすべての悪性腫瘍の３０％に認められており、特に膵臓がんの９０％、大腸がんの５０％に認められている （非特許文献７−９）。同様に、ＢＲＡＦの活性型変異に関しては、悪性黒色腫の６３％、甲状腺がんの４５％、卵巣がんの３６％に認められている（非特許文献１０−１２）。ＢＲＡＦの活性型変異は、活性部分である第６００番目のアミノ酸残基がバリン残基からグルタミン酸残基に置換され（Ｖ６００Ｅ）、触媒作用をする部分の構造が変化して恒常的に活性化することにより引き起こされる。その結果、増殖因子などの刺激によらずに下流の因子を活性化するため、細胞が異常増殖し、悪性化する（非特許文献１３）。

ＭＥＫはＲａｓやＲａｆの下流に位置すること、高い基質特異性をもつこと、基質であるＥＲＫが多くの腫瘍細胞種において活性化していることから、細胞増殖抑制を目的として、ＭＥＫをターゲットとした阻害剤の開発が行われてきた（非特許文献１４）。

最初に開発されたＭＥＫ阻害剤はＰＤ０９８０５９（Ｐａｒｋｅ−Ｄａｖｉｓ社）である。この化合物はＭＥＫに対しておよそ１０μｍｏｌ／ＬのＩＣ５０値で阻害活性を示した。次に、Ｕ０１２６（旧ＤｕＰｏｎｔ Ｐｈａｍａ社）が開発された。Ｕ０１２６は、およそ５−７ｎｍｏｌ／ＬのＩＣ５０値でＭＥＫ１／２を阻害した。ＰＤ０９８０５９とＵ０１２６はインビトロ（ｉｎ ｖｉｔｒｏ）で増殖抑制活性を示したが、臨床試験には進まなかった（非特許文献１５−１６）。

初めてインビボ（ｉｎ ｖｉｖｏ）で増殖抑制効果が報告され、臨床試験に進んだＭＥＫ阻害剤はＰＤ１８４３５２（ＣＩ−１０４０、Ｐａｒｋｅ−Ｄａｖｉｓ社）である。この化合物はＰＤ０９８０５９と比較して選択性および阻害活性が共に改善されており、１７ｎｍｏｌ／ＬのＩＣ５０値でＭＥＫ１をアデノシン三リン酸（ＡＴＰ）非競合的に阻害した。さらに、臨床前の段階において、大腸がん細胞と悪性黒色腫に対する細胞増殖阻害活性が確認された（非特許文献１７）。ＰＤ１８４３５２の類縁化合物としてＰＤ０３２５９０１（Ｐｆｉｚｅｒ社）とＡＺＤ６２４４（ＡｓｔｒａＺｅｎｅｃａ／Ａｒｒａｙ ＢｉｏＰｈａｒｍａ社）が開発された。ＰＤ０３２５９０１はＡＴＰ非競合的にＭＥＫ１／２をおよそ１ｎｍｏｌ／ＬのＩＣ５０値で阻害し、さらにｉｎ ｖｉｖｏにおいてＰＤ１８４３５２よりも強い増殖抑制活性を示した（非特許文献１８）。臨床試験においては、抗腫瘍効果や、ＥＲＫのリン酸化の減少が第Ｉ相臨床試験および第ＩＩ相臨床試験において認められた（非特許文献１９−２０）。ＡＺＤ６２４４はＭＥＫに対しておよそ１２ｎｍｏｌ／ＬのＩＣ５０値でＡＴＰ非競合的に阻害する（非特許文献２１）。臨床試験において抗腫瘍効果が得られており、現在臨床試験中である。

ＭＥＫ阻害剤ＳＭＫ−１７（第一三共株式会社）は、強いＭＥＫ阻害活性および優れた薬物動態を指向して開発されたものであり、ＭＥＫ１／２特異的な阻害活性および増殖抑制活性が確認されている（非特許文献２２、特許文献１）。

生体の発生、細胞増殖や発がんに関わる他のシグナル伝達経路として、Ｗｎｔ／β−カテニンシグナル伝達経路が知られている。Ｗｎｔ／β−カテニンシグナル伝達経路では、リガンドであるＷｎｔが作用していない状態では、がん抑制タンパク質ＡＰＣ（ａｄｅｎｏｍａｔｏｕｓ ｐｏｌｙｐｏｓｉｓ ｃｏｌｉ）、足場タンパク質アキシン（Ａｘｉｎ）（非特許文献２３−２５）、グリコーゲン合成キナーゼ−３（ｇｌｙｃｏｇｅｎ ｓｙｎｔｈａｓｅ ｋｉｎａｓｅ−３、以下、ＧＳＫ−３と略称する）、およびカゼインキナーゼ１（ＣＫ１と略称する）がβ−カテニン（以下、β−ｃａｔと略称することがある）と複合体を形成し、該複合体内でβ−カテニンはＧＳＫ−３（非特許文献２３および非特許文献２６）やＣＫ１（非特許文献２７−２９）によりリン酸化される。リン酸化されたβ−カテニンはユビキチン−プロテアソーム経路を介して分解されるため（非特許文献３０−３２）、β−カテニンは低い発現レベルに抑えられている。しかし、膜貫通型受容体であるフリズルド（Ｆｒｉｚｚｌｅｄ、以下、Ｆｚと略称する）とその共役受容体であるＬＲＰとの複合体（Ｆｚ／ＬＲＰ複合体）にＷｎｔが結合すると、ディシェブルド（Ｄｉｓｈｅｖｅｌｌｅｄ）がリン酸化され、アキシンを介してＧＳＫ−３のリン酸化活性が阻害される（非特許文献３３−３４）。これにより、β−カテニンのリン酸化が阻害され、その結果β−カテニンは分解されずに細胞質内に蓄積する（非特許文献３５）。その後、β−カテニンは核内に移行し、転写因子であるＴ細胞因子（以下、ＴＣＦと略称する）と複合体を形成し（非特許文献３６−３７）、最終的に細胞増殖、生存、およびアポトーシス（ａｐｏｐｔｏｓｉｓ）に関わるｃ−ｍｙｃや細胞増殖を促進するサイクリンＤ１などの標的遺伝子の転写活性化を引き起こす。

腫瘍細胞においては、Ｗｎｔ／β−カテニンシグナル伝達経路の構成因子であるＡＰＣやβ−カテニンの変異が報告されている。これらの変異は大腸がんの９０％において認められている（非特許文献３８−３９）。ＡＰＣの変異は、多くの場合アキシンやβ−カテニンとの結合部位が欠損した変異である（非特許文献４０）。その結果、β−カテニンをリン酸化する複合体が形成されず、β−カテニンはリン酸化されずに核内に移行し、恒常的にＷｎｔ／β−カテニンシグナル伝達経路が活性化される。β−カテニンの変異の中で活性型変異は、多くの場合ＧＳＫ−３によるリン酸化部位のアミノ酸残基、例えばその第３３番目のセリン残基（Ｓ３３）、第３７番目のセリン残基（Ｓ３７）、第４１番目のスレオニン残基（Ｔ４１）や、ＣＫ１によるリン酸化部位のアミノ酸残基、例えばその第４５番目のセリン残基（Ｓ４５）が、ＧＳＫ−３やＣＫ１によるリン酸化を受けないアミノ酸残基に置換された変異である。その結果、活性型変異を有するβ−カテニンは上記複合体よるリン酸化を受けずに核内に移行し、恒常的にＷｎｔ／β−カテニンシグナル伝達経路を活性化するため、細胞のがん化が生じる（非特許文献３９）。

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Johnson, G.L. and R. Lapadat, Mitogen-activated protein kinase pathways mediated by ERK, JNK, and p38 protein kinases. Science, 2002. 298(5600): p. 1911-2. Boonstra, J., et al., The epidermal growth factor. Cell Biol Int, 1995. 19(5): p. 413-30. Schlessinger, J., Cell signaling by receptor tyrosine kinases. Cell, 2000. 103(2): p. 211-25. Lynch, T.J., et al., Activating mutations in the epidermal growth factor receptor underlying responsiveness of non-small-cell lung cancer to gefitinib. N Engl J Med, 2004. 350(21): p. 2129-39. Stephens, P., et al., Lung cancer: intragenic ERBB2 kinase mutations in tumours. Nature, 2004. 431(7008): p. 525-6. Hynes, N.E. and H.A. Lane, ERBB receptors and cancer: the complexity of targeted inhibitors. Nat Rev Cancer, 2005. 5(5): p. 341-54. Malumbres, M. and M. Barbacid, RAS oncogenes: the first 30 years. Nat Rev Cancer, 2003. 3(6): p. 459-65. Downward, J., Targeting RAS signalling pathways in cancer therapy. Nat Rev Cancer, 2003. 3(1): p. 11-22. Bos, J.L., et al., Prevalence of ras gene mutations in human colorectal cancers. Nature, 1987. 327(6120): p. 293-7. Xing, M., BRAF mutation in thyroid cancer. Endocr Relat Cancer, 2005. 12(2): p. 245-62. Sieben, N.L., et al., In ovarian neoplasms, BRAF, but not KRAS, mutations are restricted to low-grade serous tumours. J Pathol, 2004. 202(3): p. 336-40. Brose, M.S., et al., BRAF and RAS mutations in human lung cancer and melanoma. Cancer Res, 2002. 62(23): p. 6997-7000. Sumimoto, H., et al., Inhibition of growth and invasive ability of melanoma by inactivation of mutated BRAF with lentivirus-mediated RNA interference. Oncogene, 2004. 23(36): p. 6031-9. Hoshino, R., et al., Constitutive activation of the 41-/43-kDa mitogen-activated protein kinase signaling pathway in human tumors. Oncogene, 1999. 18(3): p. 813-22. Alessi, D.R., et al., PD 098059 is a specific inhibitor of the activation of mitogen-activated protein kinase kinase in vitro and in vivo. J Biol Chem, 1995. 270(46): p. 27489-94. Favata, M.F., et al., Identification of a novel inhibitor of mitogen-activated protein kinase kinase. J Biol Chem, 1998. 273(29): p. 18623-32. Friday, B.B. and A.A. Adjei, Advances in targeting the Ras/Raf/MEK/Erk mitogen-activated protein kinase cascade with MEK inhibitors for cancer therapy. Clin Cancer Res, 2008. 14(2): p. 342-6. Sebolt-Leopold, J., The biological profile of PD 0325901: a second generation analog of CI-1040 with improved pharmaceutical potential. AACR Meeting Abstracts, 2004. 2004(925). Lorusso, P., A phase 1-2 clinical study of a second generation oral MEK inhibitor, PD 0325901 in patients with advanced cancer. J Clin Oncol (Meeting Abstracts), 2005. 23(3066). Wang, D., et al., Clinical experience of MEK inhibitors in cancer therapy. Biochim Biophys Acta, 2007. 1773(8): p. 1248-55. Wallace, E., et al., Preclinical development of ARRY-142886, a potent and selective MEK inhibitor. Proc. Annu. Meet. Am. Assoc. Cancer Res., 2004. 45(A3891). Kiga, M., et al., Antitumor effects of novel highly hydrophilic and non-ATP-competitive MEK1/2 inhibitor, SMK-17. Anticancer Drugs, 2012. 23(1): p. 119-30. Hart, M.J., et al., Downregulation of beta-catenin by human Axin and its association with the APC tumor suppressor, beta-catenin and GSK3 beta. Curr Biol, 1998. 8(10): p. 573-81. Kishida, S., et al., Axin, a negative regulator of the wnt signaling pathway, directly interacts with adenomatous polyposis coli and regulates the stabilization of beta-catenin. J Biol Chem, 1998. 273(18): p. 10823-6. Ikeda, S., et al., Axin, a negative regulator of the Wnt signaling pathway, forms a complex with GSK-3beta and beta-catenin and promotes GSK-3beta-dependent phosphorylation of beta-catenin. EMBO J, 1998. 17(5): p. 1371-84. Hinoi, T., et al., Complex formation of adenomatous polyposis coli gene product and axin facilitates glycogen synthase kinase-3 beta-dependent phosphorylation of beta-catenin and down-regulates beta-catenin. J Biol Chem, 2000. 275(44): p. 34399-406. Amit, S., et al., Axin-mediated CKI phosphorylation of beta-catenin at Ser 45: a molecular switch for the Wnt pathway. Genes Dev, 2002. 16(9): p. 1066-76. Liu, C., et al., Control of beta-catenin phosphorylation/degradation by a dual-kinase mechanism. Cell, 2002. 108(6): p. 837-47. Yanagawa, S., et al., Casein kinase I phosphorylates the Armadillo protein and induces its degradation in Drosophila. EMBO J, 2002. 21(7): p. 1733-42. Aberle, H., et al., beta-catenin is a target for the ubiquitin-proteasome pathway. EMBO J, 1997. 16(13): p. 3797-804. Latres, E., D.S. Chiaur, and M. Pagano, The human F box protein beta-Trcp associates with the Cul1/Skp1 complex and regulates the stability of beta-catenin. Oncogene, 1999. 18(4): p. 849-54. Liu, C., et al., beta-Trcp couples beta-catenin phosphorylation-degradation and regulates Xenopus axis formation. Proc Natl Acad Sci U S A, 1999. 96(11): p. 6273-8. Cliffe, A., F. Hamada, and M. Bienz, A role of Dishevelled in relocating Axin to the plasma membrane during wingless signaling. Curr Biol, 2003. 13(11): p. 960-6. Tamai, K., et al., A mechanism for Wnt coreceptor activation. Mol Cell, 2004. 13(1): p. 149-56. Yamamoto, H., et al., Phosphorylation of axin, a Wnt signal negative regulator, by glycogen synthase kinase-3beta regulates its stability. J Biol Chem, 1999. 274(16): p. 10681-4. Behrens, J., et al., Functional interaction of beta-catenin with the transcription factor LEF-1. Nature, 1996. 382(6592): p. 638-42. Molenaar, M., et al., XTcf-3 transcription factor mediates beta-catenin-induced axis formation in Xenopus embryos. Cell, 1996. 86(3): p. 391-9. Miyaki, M., et al., Characteristics of somatic mutation of the adenomatous polyposis coli gene in colorectal tumors. Cancer Res, 1994. 54(11): p. 3011-20. Morin, P.J., et al., Activation of beta-catenin-Tcf signaling in colon cancer by mutations in beta-catenin or APC. Science, 1997. 275(5307): p. 1787-90. Lamlum, H., et al., The type of somatic mutation at APC in familial adenomatous polyposis is determined by the site of the germline mutation: a new facet to Knudson's 'two-hit' hypothesis. Nat Med, 1999. 5(9): p. 1071-5. Solit, D.B., et al., BRAF mutation predicts sensitivity to MEK inhibition. Nature, 2006. 439(7074): p. 358-62. Dummer, R., et al., AZD6244 (ARRY-142886) vs temozolomide in patients with advanced melanoma: an open-label, randomized, multicenter, phase II study. J. Clin. Oncol., 2008. 26(9033). Infante, J.R., et al., Safety and efficacy results from the first-in-human study of the oral MEK 1/2 inhibitor GSK1120212. J. Clin. Oncol., 2010. 28(2503). Sebolt-Leopold, J.S., et al., Blockade of the MAP kinase pathway suppresses growth of colon tumors in vivo. Nat Med, 1999, 5(7): p. 810-6. Takle, A.K., et al., The identification of potent and selective imidazole-based inhibitors of B-Raf kinase. Bioorg Med Chem Lett, 2006. 16(2): p. 378-81. King, A.J., et al., Demonstration of a genetic therapeutic index for tumors expressing oncogenic BRAF by the kinase inhibitor SB-590885. Cancer Res, 2006. 66(23): p. 11100-5. Kerr, J.F., History of the events leading to the formulation of the apoptosis concept. Toxicology, 2002. 181-182: p. 471-4. Polakis, P., Wnt signal and cancer. Genes Dev, 2000. 14: p. 1837-51. 公開遺伝子情報データベース http://www.sanger.ac.uk/ Ilyas, M., et al., beta-catenin mutations in cell lines established from human colorectal cancers. Proc Natl Acad Sci U S A, 1999. 94: p. 10330-4. Sunaga, N., et al., Constitutive Activation of the Wnt Signaling Pathway by CTNNBI (beta-Catenin) Mutations in a Subset of Human Lung Adenocarcinoma. Genes Chromosomes Cancer, 2001. 30: p. 316-21. Price, S., Putative allosteric MEK1 and MEK2 inhibitors. Expert Opin Ther Patents, 2008. 18(6): p. 603-27. Trujillo, J.I., MEK inhibitors: a patent review 2008 - 2010. Expert Opin Ther Patents, 2011. 21(7): p. 1045-69. Sambrook J. et al. ed., Molecular Cloning: A Laboratory Manual (2d ed.) 1989 Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York Ulmer, K.M., Science, 1983. 219: p. 666-671 Ehrlich H.A. ed., PCR Technology. Principles and Applications for DNA Amplification. 1989 Stockton Press, New York Kohler and Milstein, Nature, 1975 256: p. 495 Harlow & Lane, Antibodies, A Laboratory Manual, 1988 Cold Spring Harbor Press, New York Goding, Monoclonal Antibodies, Principles and Practice (2d ed.) 1986 Academic Press, New York Yamori, T., et al., Potent antitumor activity of MS-247, a novel DNA minor groove binder, evaluated by an in vitro and in vivo human cancer cell line panel. Cancer Res, 1999. 59(16): p. 4042-9. Wilhelm, S., et al., Discovery and development of sorafenib: a multikinase inhibitor for treating cancer. Nat Rev Drug Discov, 2006. 5(10): p. 835-44.

近年、がん疾患の治療領域において分子標的治療薬の開発が主流となっており、その効果を確実に得られる患者を選別して薬剤を投与するという考えが定着しつつある。そのため、分子標的薬の開発時には、患者選別や副作用低減を目的とした薬剤効果の評価方法を開発することが求められている。

例えば、ＭＥＫ阻害剤は、ＭＥＫを活性化するＢＲＡＦの活性型変異を有する悪性腫瘍に対し抗腫瘍効果を示すと考えることができるため、当該活性型変異であるＢＲＡＦ Ｖ６００Ｅ変異を検出することにより、悪性腫瘍のＭＥＫ阻害剤に対する感受性を予測できるとする報告がある（非特許文献４１）。しかしながら、ＢＲＡＦ活性型変異を有する悪性黒色腫の患者の臨床試験における臨床応答は、ＭＥＫ阻害剤であるＰＤ０３２５９０１およびＡＺＤ６２４４それぞれに対して、部分奏功と完全奏功を合わせて１０％および１１％程度であり、高い効果は得られていない（非特許文献４２−４３）。

本発明の課題は、分子標的治療薬によるがん疾患の有効な治療を可能にするために、分子標的治療薬に対する感受性を予測する方法、および薬剤による奏功性が高いと判断される患者を選別する方法を提供することである。

本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意研究を行い、ＭＥＫ阻害剤であるＳＭＫ−１７（非特許文献２２、特許文献１）およびＰＤ１８４３５２（非特許文献４４）、並びにＢＲＡＦ選択的阻害剤であるＳＢ５９０８８５（非特許文献４５−４６）がいずれも、β−カテニン活性型変異を有する細胞に選択的にアポトーシスを誘導することを見出した。また、β−カテニン遺伝子のノックダウンまたはＤＮ−ＴＣＦ４の強制発現によりＷｎｔ／β−カテニンシグナル伝達経路の機能を喪失させた細胞では、ＳＭＫ−１７によるアポトーシス誘導が観察されないこと、並びに活性型β−カテニンの強制発現またはｗｎｔ３ａ刺激によりＷｎｔ／β−カテニンシグナル伝達経路の機能を活性化させた細胞では、ＳＭＫ−１７によりアポトーシスが誘導されたことを見出した。さらに、ＳＭＫ−１７がｉｎ ｖｉｖｏでβ−カテニン活性型変異を有する腫瘍の縮小に効果を示すことを見出した。このように、ＭＡＰＫシグナル伝達経路の阻害による腫瘍細胞のアポトーシス誘導および腫瘍縮小効果と、Ｗｎｔ／β−カテニンシグナル伝達経路の活性化との関連を明らかにしたことにより、本発明を達成した。

すなわち、本発明は以下に関する：
１．がん患者由来の生物学的試料を用い、該生物学的試料中に含まれるβ−カテニンが、（ｉ）活性型変異および（ｉｉ）第２８７番目のアスパラギン残基のセリン残基への置換変異からなる群より選択される１種または２種以上の変異を有するか否かを測定し、該変異を有するβ−カテニンが検出された患者を、ＭＡＰＫシグナル伝達経路を阻害する化合物によるがん疾患治療の対象として選別することを含む、ＭＡＰＫシグナル伝達経路を阻害する化合物によるがん疾患治療の対象を選別する方法、
２．がん患者由来の生物学的試料を用い、該生物学的試料中に含まれるβ−カテニンが、（ｉ）活性型変異および（ｉｉ）第２８７番目のアスパラギン残基のセリン残基への置換変異からなる群より選択される１種または２種以上の変異を有するか否かを測定し、該変異を有するβ−カテニンが検出された患者を、ＭＡＰＫシグナル伝達経路を阻害する化合物によるがん疾患治療への応答性があると判定することを含む、ＭＡＰＫシグナル伝達経路を阻害する化合物によるがん疾患治療への応答性を予測する方法、
３．ＭＡＰＫシグナル伝達経路を阻害する化合物によるがん疾患治療への応答性が、該化合物によるがん疾患治療におけるアポトーシス誘導によるがんの縮小である、前記２．の方法、
４．がん患者由来の生物学的試料を用い、該生物学的試料中に含まれるβ−カテニンが、（ｉ）活性型変異および（ｉｉ）第２８７番目のアスパラギン残基のセリン残基への置換変異からなる群より選択される１種または２種以上の変異を有するか否かを測定し、該変異を有するβ−カテニンが検出された患者を、ＭＡＰＫシグナル伝達経路を阻害する化合物によるがん疾患治療の対象として選別し、該選別された患者に、ＭＡＰＫシグナル伝達経路を阻害する化合物の治療有効量を投与することを含む、がん疾患の治療方法、
５．活性型変異が下記から選ばれる少なくともいずれか１の変異である前記１．から４．のいずれかの方法：
（１）β−カテニンのアミノ酸配列の第３３番目のセリン残基、第３７番目のセリン残基、第４１番目のスレオニン残基、または第４５番目のセリン残基の置換変異であって、セリン残基やスレオニン残基以外のアミノ酸残基への置換変異、
（２）β−カテニンのアミノ酸配列の第３３番目のセリン残基、第３７番目のセリン残基、第４１番目のスレオニン残基、または第４５番目のセリン残基の欠失変異、
６．活性型変異が下記から選ばれる少なくともいずれか１の変異である前記１．から４．のいずれかの方法：
（３）β−カテニンのアミノ酸配列の第３３番目のセリン残基または第４５番目のセリン残基の置換変異であって、セリン残基やスレオニン残基以外のアミノ酸残基への置換変異、
（４）β−カテニンのアミノ酸配列の第４５番目のセリン残基の欠失変異、
７．生物学的試料が、がん細胞またはがん組織を含む生物学的試料である、前記１．から６．のいずれかの方法、
８．ＭＡＰＫシグナル伝達経路を阻害する化合物が、ＭＡＰＫＫＫを阻害する化合物、ＭＡＰＫＫを阻害する化合物、およびＭＡＰＫを阻害する化合物からなる群より選択される少なくとも１の化合物である、前記１．から７．のいずれかの方法、
９．ＭＡＰＫＫＫを阻害する化合物、ＭＡＰＫＫを阻害する化合物、およびＭＡＰＫを阻害する化合物からなる群より選択される少なくとも１の化合物が、Ｂ−Ｒａｆを阻害する化合物並びにＭＥＫ１／２を阻害する化合物からなる群より選択される少なくとも１の化合物である、前記８．の方法、
１０．前記１から９のいずれかに記載の方法において、βカテニンの前記変異の有無を検出するための試薬であって、下記の（ａ）〜（ｄ）のいずれかに記載の分子を有効成分とする試薬：
（ａ）前記変異を有するβ−カテニンをコードする遺伝子の該変異部位を含む連続した部分塩基配列からなる核酸に特異的に結合するオリゴヌクレオチドプライマー、
（ｂ）前記変異を有するβ−カテニンをコードする遺伝子の該変異部位の５´側領域の塩基配列の相補配列の一部に特異的に結合するオリゴヌクレオチドプライマー、および記変異を有するβ−カテニン遺伝子の該変異部位の３´側領域の塩基配列の一部に特異的に結合するオリゴヌクレオチドプライマーからなるオリゴヌクレオチドプライマーセット、
（ｃ）前記変異を有するβ−カテニンをコードする遺伝子の該変異部位を含む連続した部分塩基配列からなる核酸に特異的に結合するオリゴヌクレオチドプローブ、または
（ｄ）前記変異を有するβ−カテニンに特異的に結合する抗体、
１１．有効成分である分子が、前記（ａ）のオリゴヌクレオチドプライマー、前記（ｂ）のオリゴヌクレオチドプライマーセット、または前記（ｃ）のオリゴヌクレオチドプローブであって、前記変異が下記から選ばれるいずれか１の変異である、前記１０．の試薬：
（Ａ）β−カテニンのアミノ酸配列の第３３番目のセリン残基、第３７番目のセリン残基、第４１番目のスレオニン残基、または第４５番目のセリン残基の置換変異であって、セリン残基やスレオニン残基以外のアミノ酸残基への置換変異、
（Ｂ）β−カテニンのアミノ酸配列の第３３番目のセリン残基、第３７番目のセリン残基、第４１番目のスレオニン残基、または第４５番目のセリン残基の欠失変異、または、
（Ｃ）β−カテニンのアミノ酸配列の第２８７番目のアスパラギン残基のセリン残基への置換変異、
１２．有効成分である分子が前記（ａ）のオリゴヌクレオチドプライマー、前記（ｂ）のオリゴヌクレオチドプライマーセット、または前記（ｃ）のオリゴヌクレオチドプローブであって、前記変異を有するβ−カテニンをコードする遺伝子の該変異部位が、配列表の配列番号１に記載の塩基配列における第９８番目、第１０９番目、第１１０番目、第１２１番目、第１３３番目、第１３４番目、または第８６０番目の変異である、前記１０．の試薬、
１３．有効成分である分子が前記（ａ）のオリゴヌクレオチドプライマー、前記（ｂ）のオリゴヌクレオチドプライマーセット、または前記（ｃ）のオリゴヌクレオチドプローブであって、前記変異を有するβ−カテニンをコードする遺伝子の該変異部位およびその変異が、配列表の配列番号１に記載の塩基配列における第９８番目のシトシンのアデニンへの変異、第１０９番目のチミンのシトシンへの変異、第１１０番目のシトシンのチミンへの変異、第１２１番目のアデニンのグアニンへの変異、第１３３番目のチミンのシトシンへの変異、第１３４番目のシトシンのチミンへの変異、または第８６０番目のアデニンのグアニンへの変異である、前記１０．の試薬、
１４．有効成分である分子が前記（ｄ）の抗体であって、前記変異が下記から選ばれるいずれか１の変異である、前記１０．の試薬：
（Ａ）β−カテニンのアミノ酸配列の第３３番目のセリン残基、第３７番目のセリン残基、第４１番目のスレオニン残基、または第４５番目のセリン残基の置換変異であって、セリン残基やスレオニン残基以外のアミノ酸残基への置換変異、
（Ｂ）β−カテニンのアミノ酸配列の第３３番目のセリン残基、第３７番目のセリン残基、第４１番目のスレオニン残基、または第４５番目のセリン残基の欠失変異、または、
（Ｃ）β−カテニンのアミノ酸配列の第２８７番目のアスパラギン残基のセリン残基への置換変異。

本発明により、がん患者由来の生物学的試料を用い、該生物学的試料中に含まれるβ−カテニンが、（ｉ）活性型変異および（ｉｉ）第２８７番目のアスパラギン残基のセリン残基への置換変異からなる群より選択される１種または２種以上の変異を有するか否かを測定することを特徴とする、ＭＡＰＫシグナル伝達経路を阻害する化合物によるがん疾患治療への応答性を予測する方法、ＭＡＰＫシグナル伝達経路を阻害する化合物によるがん疾患治療の対象を選別する方法、および前記方法により選別された患者に該化合物を投与することを含むがん疾患の治療方法を提供することができる。

本発明に係る方法は、ＭＡＰＫシグナル伝達経路を阻害する化合物を含む薬剤のがん患者における効果の評価を、該薬剤を投与する前に実施することができる。また、本発明に係る方法により、該薬剤の奏功性が高いと判断される患者を選別することができ、該薬剤による有効な治療を実施できる。さらに本発明に係る方法は、がん患者由来の生物学的試料を用いてインビトロで実施できるため、患者への負担が少ない。このように、本発明に係る方法は、がん疾患の治療領域において有用である。

ＭＥＫ阻害剤であるＳＭＫ−１７およびＵ０１２６の腫瘍細胞増殖抑制活性を検討した結果を説明する図である。β−カテニン活性型変異細胞株であるＳＷ４８、ｃｏｌｏ−２０５、ｃｏｌｏ−２０１、ＳＫ−ＭＥＬ−１、およびＨＣＴ＿１１６がいずれもＳＭＫ−１７およびＵ０１２６に対して高感受性を示した。これら細胞はＰＩ３Ｋ阻害剤であるＬＹ２９４００２には低感受性であった。パネルＡおよびパネルＢはそれぞれ二次元培養（２Ｄ ｃｕｌｔｕｒｅ）および三次元培養（３Ｄ ｃｕｌｔｕｒｅ）による検討の結果を示す。（実施例１） ＳＭＫ−１７処理により、β−カテニン活性型変異（図中、β−ｃａｔ ｍｕｔａｔｉｏｎと表示する）を有する細胞株でアポトーシス誘導（ａｐｏｐｔｏｓｉｓ ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ）が観察されたことを説明する図である。具体的には、β−カテニン活性型変異を有する細胞株であるＨＣＴ＿１１６、ＳＷ４８、ｃｏｌｏ−２０１、ＬＳ−１７４Ｔにおいて、ＳＭＫ−１７処理により、ＥＲＫのリン酸化を完全に阻害する濃度で、アポトーシスの誘導を示すｓｕｂＧ１期細胞の増加およびＤＮＡの断片化が観察された。一方、野生型β−カテニン（β−ｃａｔ ｗｔ）を有する細胞株であるＡ３７５およびＨＴ２９では、Ｇ１期停止細胞の著しい増加が観察されたが、ｓｕｂＧ１期細胞の著しい増加は観察されず、このことから増殖阻害（ｇｒｏｗｔｈ ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ）のみが誘導されたことが示された。上段パネルは、用いた細胞株（ｃｅｌｌ ｌｉｎｅ）において変異（Ｍｕｔａｔｉｏｎ）が認められたタンパク質、および該細胞株のＴＣＦ４転写活性を説明する。中段パネルはＳＭＫ−１７のＥＲＫリン酸化阻害活性を示す。下段パネルはフローサイトメーター（ＦＣＭ）によるｓｕｂＧ１期細胞の検出結果を示す。（実施例２） ＭＥＫ阻害剤ＳＭＫ−１７およびＰＤ１８４３５２、並びにＢＲＡＦ選択的阻害剤であるＳＢ５９０８８５がいずれも、β−カテニン活性型変異を有する細胞株であるＨＣＴ＿１１６および／またはＳＷ４８において、ＥＲＫリン酸化を完全に阻害する濃度でアポトーシス誘導活性を示したことを説明する図である。一方、野生型β−カテニンを有する細胞株であるＡ３７５に対しては、これら阻害剤はＥＲＫリン酸化を完全に阻害する濃度でアポトーシス誘導活性を誘導しなかった。（実施例３） β−カテニンｓｉＲＮＡでβ−カテニンをノックダウンした細胞において、ＳＭＫ−１７のアポトーシス誘導活性が有意に抑制されたことを説明する図である。パネルＡは、ノックダウンを行った４８時間後にβ−カテニンの発現抑制が確認されたことを示す。パネルＡ中で、β−カテニンｓｉＲＮＡをｃａｔ、コントロールｓｉＲＮＡをｃｔｌと表示する。アクチン（ａｃｔｉｎ）は内部標準として用いた。パネルＢは、β−カテニンをノックダウンした細胞で、コントロールｓｉＲＮＡで処理した細胞に比べ、ＳＭＫ−１７のアポトーシス誘導活性が有意に抑制されたことを示す。パネルＢ中で、β−カテニンｓｉＲＮＡをｓｉ−β−ｃａｔｅｎｉｎ、コントロールｓｉＲＮＡをｓｉ−ｃｏｎｔｒｏｌと表示する。（実施例４） Ｗｎｔ／β−カテニンシグナル伝達経路を、ドミナントネガティブＴＣＦ４（ＤＮ−ＴＣＦ４）の強制発現により抑制することで、ＳＭＫ−１７のアポトーシス誘導活性が抑制されたことを説明する図である。パネルＡは、ＤＮ−ＴＣＦ４の強制発現によりＴＣＦ４転写活性（ＴＣＦ４ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ ａｃｔｉｖｉｔｙ）が、コントロール（ｃｏｎｔｒｏｌ）と比較して抑制されたことを示す。パネルＢの左図は、コントロール細胞では、ＳＭＫ−１７処理によりｓｕｂＧ１期の細胞数が増加したが、ＤＮ−ＴＣＦ４を強制発現させた細胞では、ＳＭＫ−１７処理によりコントロール細胞で観察されたｓｕｂＧ１期細胞の増加が抑制されたことを示す。パネルＢの右図は、ＤＮ−ＴＣＦ４の強制発現させた細胞をＳＭＫ−１７で処理すると、コントロール細胞と比較して、ｓｕｂＧ１期細胞の相対数が有意に減少したことを示す。（実施例４） Ｗｎｔ／β−カテニンシグナル伝達経路を、Ｗｎｔリガンドであるｗｎｔ３ａで刺激することにより、ＳＭＫ−１７のアポトーシス誘導活性が観察されたことを説明する図である。パネルＡは、野生型β−カテニンを有する細胞株Ａ３７５においてｗｎｔ３ａ刺激によりＴＣＦ４の転写活性が増加したことを示す。パネルＢは、ＳＭＫ−１７処理により、ｗｎｔ３ａ刺激条件でポリ（ＡＤＰ−リボース）ポリメラーゼ（以下、ＰＡＲＰと略称する）の切断が誘導されたことを示す。パネルＣは、ｗｎｔ３ａ刺激条件下でＳＭＫ−１７処理によるＡ３７５のｓｕｂＧ１期の細胞数が有意に増加したが、ｗｎｔ３ａ無刺激条件下ではｓｕｂＧ１期の細胞数の増加は観察されなかったことを示す。（実施例５） 野生型β−カテニンを有する細胞株Ａ３７５に活性型β−カテニンを強制発現させると、ＳＭＫ−１７によるアポトーシス誘導が観察されたことを説明する図である。図中、活性型β−カテニンをＡＢＣ（Ａｃｔｉｖｅ Ｂｅｔａ−Ｃａｔｅｎｉｎ）と表示する。パネルＡは、活性型β−カテニンを強制発現させた細胞においてＴＣＦ４の転写活性が増加したことを示す。パネルＢは、活性型β−カテニンを強制発現させた細胞において、コントロール細胞に比べ、ｓｕｂＧ１期の細胞数が有意に増加したことを示す。（実施例５） ＳＭＫ−１７がｉｎ ｖｉｖｏで腫瘍縮小効果を示したことを説明する図である。β−カテニン活性型変異を有する腫瘍細胞株ＳＷ４８およびｃｏｌｏ２０５を担持したヌードマウスのいずれにおいても、ＳＭＫ−１７投与により腫瘍体積（図中、ＴＶと表示）の減少が観察された。一方、野生型β−カテニンを有する細胞株であるＡ３７５およびＨＴ２９を担持したヌードマウスのいずれにおいても、ＳＭＫ−１７投与により腫瘍増大抑制効果が観察されたが、腫瘍縮小効果は観察されなかった。（実施例６） ＳＭＫ−１７の投与により、β−カテニン活性型変異を有する腫瘍細胞株ＳＷ４８を担持したヌードマウスの腫瘍組織内にアポトーシス陽性細胞数が増加したことを示す図である。野生型β−カテニンを有する細胞株であるＡ３７５およびＨＴ２９を担持したヌードマウスのいずれにおいても、ＳＭＫ−１７の投与による腫瘍組織内のアポトーシス陽性細胞数の変化は観察されなかった。図中、野生型β−カテニンはβ−ｃａｔ ｗｔ、β−カテニン活性型変異はβ−ｃａｔ ｍｕｔａｔｉｏｎと表示する。アポトーシス陽性細胞はＴＵＮＥＬアッセイで検出し、１視野あたりのＴＵＮＥＬ陽性細胞数（ＴＵＮＥＬ ｐｏｓｉｔｉｖｅ／ｆｉｅｌｄ）として表示する。（実施例６）

本発明は、がん患者由来の生物学的試料に含まれるβ−カテニンの変異を、ＭＡＰＫシグナル伝達経路を阻害する化合物に対する感受性因子として検出することを特徴とする、ＭＡＰＫシグナル伝達経路を阻害する化合物によるがん疾患治療への応答性を予測する方法に関する。また、本発明は、上記特徴を有する、ＭＡＰＫシグナル伝達経路を阻害する化合物に対して応答性を有する患者の選別方法に関する。さらに本発明は、前記方法により選別された患者にＭＡＰＫシグナル伝達経路を阻害する化合物を投与することを含むがん疾患の治療方法に関する。

本明細書において「ＭＡＰＫシグナル伝達経路を阻害する化合物によるがん疾患治療への応答性」とは、ＭＡＰＫシグナル伝達経路を阻害する化合物への感受性または反応性をいい、より具体的には該化合物によるがん疾患治療におけるアポトーシス誘導およびそれによるがんの縮小を意味する。

本明細書において「アポトーシス」とは、プログラムされた細胞死の総称をいう（非特許文献４７）。アポトーシスは、多細胞生物の体を構成する細胞が、個体をより良い状態に保つために積極的に引き起こす管理・調節された細胞死である。アポトーシスの特徴としては、細胞膜構造の変化の後に、核が凝縮し、その後ＤＮＡの断片化が生じ、細胞が小型の「アポトーシス小体」と称される構造に分解されることが知られている。アポトーシス小体のＤＮＡ含量は、正常な細胞や増殖細胞と比較して少ない。そのため、細胞のＤＮＡ含量を測定してアポトーシス小体を検出することにより、アポトーシスの検出が可能である。アポトーシス小体は、細胞周期の測定においてｓｕｂＧ１期として検出される。細胞周期の測定は、例えば、フローサイトメータを利用して周知の方法による実施できる。

「がん」は、通常、狭義の悪性腫瘍を意味し、悪性腫瘍の中で上皮細胞から発生するものを指す。一方、非上皮性の悪性腫瘍を肉腫と呼ぶ。「悪性腫瘍」とは、組織や細胞が生体内の制御に反して自律的に過剰に増殖することによって形成される組織塊腫瘍の中で、特に浸潤性を有し、増殖・転移するなど悪性を示すものをいう。がんは病理組織学的な分類では、腺がん、扁平上皮がん、移行上皮がんの３種類に分類できる。腺がんは、線組織に由来するがんであり、大腸癌、乳癌、胃癌、肺癌、胆嚢癌、腎臓癌、前立腺癌、十二指腸癌、膵臓癌、卵巣癌、子宮頚部癌、子宮体部癌などを例示できる。扁平上皮がんは、上皮の基底細胞が悪性化し、異型性、多形成を増し、上皮下結合組織中で増殖して形成された腫瘍であり、口腔癌、舌癌、咽頭、食道癌、気管支癌、喉頭癌などを例示できる。移行上皮がんは、移行上皮組織に由来するがんであり、膀胱癌、腎盂癌、尿肝癌、口腔癌を例示できる。一方、肉腫には、線維肉腫、粘液肉腫、脂肪肉腫、軟骨肉腫、骨肉腫、横紋筋肉腫、平滑筋肉腫、血管肉腫、悪性リンパ腫などがある。

悪性腫瘍の中で肉腫の頻度は低く、そのため「がん」という語は「悪性腫瘍」と同義として用いられることが多い。本明細書において「がん」と「悪性腫瘍」とは同義語として、置換可能に用いる。

本発明に係るＭＡＰＫシグナル伝達経路を阻害する化合物によるがん疾患治療への応答性を予測する方法は、がん患者由来の生物学的試料を用い、該生物学的試料中に含まれるβ−カテニンが変異を有するか否かを測定し、該変異を有するβ−カテニンが検出された患者を、ＭＡＰＫシグナル伝達経路を阻害する化合物によるがん疾患治療への応答性があると判定することを含む。

本発明に係るＭＡＰＫシグナル伝達経路を阻害する化合物に対して応答性を有する患者の選別方法は、がん患者由来の生物学的試料を用い、該生物学的試料中に含まれるβ−カテニンが変異を有するか否かを測定し、該変異を有するβ−カテニンが検出された患者を、ＭＡＰＫシグナル伝達経路を阻害する化合物によるがん疾患治療の対象として選別することを含む。

本発明に係るＭＡＰＫシグナル伝達経路を阻害する化合物によるがん疾患の治療方法は、がん患者由来の生物学的試料を用い、該生物学的試料中に含まれるβ−カテニンが変異を有するか否かを測定し、該変異を有するβ−カテニンが検出された患者を、ＭＡＰＫシグナル伝達経路を阻害する化合物によるがん疾患治療の対象として選別し、該選別された患者に、ＭＡＰＫシグナル伝達経路を阻害する化合物の治療有効量を投与することを含む。

ＭＡＰＫシグナル伝達経路を阻害する化合物に対する感受性因子として検出するβ−カテニン変異は、（ｉ）活性型変異および（ｉｉ）β−カテニンのアミノ酸配列の第２８７番目のアスパラギン残基のセリン残基への置換変異である。がん患者由来の生物学的試料中に、（ｉ）活性型変異および（ｉｉ）β−カテニンのアミノ酸配列の第２８７番目のアスパラギン残基のセリン残基への置換変異からなる群より選択される１種または２種以上の変異が検出された場合、該がん患者はＭＡＰＫシグナル伝達経路を阻害する化合物に対して応答性があると判定する、または該がん患者をＭＡＰＫシグナル伝達経路を阻害する化合物によるがん疾患治療の対象として選別する。あるいは、がん患者由来の生物学的試料中に、（ｉ）活性型変異および（ｉｉ）β−カテニンのアミノ酸配列の第２８７番目のアスパラギン残基のセリン残基への置換変異からなる群より選択される１種または２種以上の変異が検出された場合、該がん患者にＭＡＰＫシグナル伝達経路を阻害する化合物の治療有効量を投与する。

本明細書において「β−カテニンの活性型変異」とは、β−カテニンの機能が細胞内で恒常的に作動状態となる変異、すなわち恒常的にＷｎｔ／β−カテニンシグナル伝達経路が活性化された状態になる変異をいう。β−カテニンの活性型変異として、セリン／スレオニンプロテインキナーゼであるＧＳＫ−３やＣＫ１によるリン酸化部位のアミノ酸残基の変異を例示できる。このような活性型変異を有するβ−カテニンはリン酸化されずに核内に移行し、恒常的にＷｎｔ／β−カテニンシグナル伝達経路を活性化するため、細胞のがん化が生じる（非特許文献３９）。ＧＳＫ−３やＣＫ１によるリン酸化部として、β−カテニンのアミノ酸配列の第３３番目、第３７番目、第４１番目、および第４５番目のセリン残基またはスレオニン残基を例示できる。ＧＳＫ−３によるリン酸化部位のアミノ酸残基の変異として、例えば、β−カテニンのアミノ酸配列の第３３番目のセリン残基（Ｓ３３）、第３７番目のセリン残基（Ｓ３７）、第４１番目のスレオニン残基（Ｔ４１）の、ＧＳＫ−３によるリン酸化を受けないアミノ酸残基への置換変異、すなわちセリン残基やスレオニン残基以外のアミノ酸残基への置換変異を挙げることができる。ＣＫ１によるリン酸化部位のアミノ酸残基の変異として、例えば、β−カテニンのアミノ酸配列の第４５番目のセリン残基（Ｓ４５）の、ＣＫ１によるリン酸化を受けないアミノ酸残基への置換変異、すなわちセリン残基やスレオニン残基以外のアミノ酸残基への置換変異を挙げることができる。また、β−カテニンの活性型変異として、ＧＳＫ−３またはＣＫ１によるリン酸化部位のアミノ酸残基の欠失や該部位へのアミノ酸の挿入を挙げることができる。

β−カテニンの活性型変異は、多種のがん疾患で報告されている。例えば、大腸癌、散発性子宮体癌、類腱腫（ｄｅｓｍｏｉｄ ｔｕｍｏｒ）、肝細胞癌、肝芽細胞腫、腎芽腫（ウイルムス腫瘍）、散発性髄芽腫、卵巣類内膜癌（ｏｖａｒｉａｎ ｅｎｄｏｍｅｔｒｉｏｄ ｃａｒｃｉｎｏｍａ）、前立腺がん、および甲状腺癌で、β−カテニンのＳ３３、Ｓ３７、Ｔ４１、およびＳ４５のいずれか１種またはそれらの２種以上の置換変異が認められている（非特許文献４８）。

β−カテニンの活性型変異はまた、多くの悪性腫瘍株で報告されている。例えば、β−カテニンのＴ４１はアラニンへの置換が報告されており、Ｓ３３はシステイン、フェニルアラニン、およびチロシンへの置換、Ｓ３７およびＳ４５はフェニルアラニンやプロリンへの置換が報告されている（非特許文献４９）。

野生型β−カテニン遺伝子のコード領域の塩基配列を配列表の配列番号１に示す。また、野生型β−カテニンのアミノ酸配列を配列番号２に示す。本明細書においてβ−カテニン遺伝子の塩基配列中のある塩基の位置をいうときは、配列番号１に記載の塩基配列中の位置として表示する。本明細書においてβ−カテニンのアミノ酸配列中のあるアミノ酸残基の位置をいうときは、配列番号２に記載のアミノ酸配列中の位置として表示する。

本明細書において、アミノ酸配列の変異を表すときに一文字表記を使用し、アミノ酸配列の第ｙ番目のアミノ酸残基Ｘのアミノ酸残基Ｚへのアミノ酸置換を、ＸｙＺと表示することがある。例えば、第３３番目のセリン残基のチロシン残基へのアミノ酸置換を、Ｓ３３Ｙと表示する。また、第ｙ番目のアミノ酸残基Ｘの欠失をＸｙｄｅｌと表示する。例えば、第４５番目のセリン残基の欠失をＳ４５ｄｅｌと表示する。

また本明細書において、塩基配列の変異を表すときに、塩基配列中の開始コドンの最初の塩基を第１番目として、第ｎ番目の塩基Ｎの塩基Ｍへの置換変異をｎＮ＞Ｍと表示することがある。例えば、第９８番目のシトシンのアデニンへの置換変異は９８Ｃ＞Ａと表示する。

悪性腫瘍株で検出されたβ−カテニンの活性型変異およびＮ２８７Ｓ変異の例を表１に示す。

β−カテニンの活性型変異は、大腸癌細胞株のＳＷ４８細胞、ＨＣＴ＿１１６細胞、およびＬＳ−１７４Ｔ細胞でそれぞれＳ３３Ｙ、Ｓ４５ｄｅｌ、およびＳ４５Ｆの変異が報告されている。また、皮膚癌細胞株のＳＫ−ＭＥＬ−１細胞でＳ３３Ｃの変異が報告されている。これら細胞株は、後述する実施例において、野生型β−カテニンを有する細胞と比較して、ＭＡＰＫシグナル伝達経路を阻害する化合物であるＭＥＫ阻害剤やＢＲＡＦ阻害剤による処理に高い応答性を示し、アポトーシスが誘導された。

β−カテニンの活性型変異は、その他、肺癌細胞株のＳＷ１５７３細胞およびＡ４２７細胞でそれぞれＳ３３ＦおよびＴ４１Ａ、十二指腸癌細胞株のＨＵＴＵ−８０細胞でＳ３７Ｆ、ｈＣＧ産生卵巣腺癌細胞株のＲＴＳＧ細胞でＳ３７Ｐ、副腎皮質癌細胞株のＮＣＩ−Ｈ２９５細胞でＳ４５Ｐの変異が報告されている（非特許文献５０−５１）。

一方、第２８７番目のアスパラギン残基のセリン残基への置換（Ｎ２８７Ｓ）変異は、β−カテニンの活性型変異であることは報告されていない。しかし、後述する実施例に示したとおり、この置換変異を有する大腸癌細胞株であるｃｏｌｏ２０１細胞およびｃｏｌｏ２０５細胞（非特許文献５１）で、β−カテニンの活性型変異を有する細胞と同様に、ＭＥＫ阻害剤処理によりアポトーシスが誘導された。このことから、Ｎ２８７Ｓ変異も、ＭＡＰＫシグナル伝達経路を阻害する化合物に対する感受性因子として利用することができる。

本発明に係る方法で、ＭＡＰＫシグナル伝達経路を阻害する化合物に対する感受性因子として利用できるβ−カテニン変異は、好ましくは下記から選ばれる１以上の変異である：
（１）第３３番目のセリン残基、第３７番目のセリン残基、第４１番目のスレオニン残基、または第４５番目のセリン残基の置換変異であって、セリン残基やスレオニン残基以外のアミノ酸残基への置換変異、
（２）第３３番目のセリン残基、第３７番目のセリン残基、第４１番目のスレオニン残基、または第４５番目のセリン残基の欠失変異、
（３）第２８７番目のアスパラギン残基のセリン残基への置換。

本発明に係る方法で、ＭＡＰＫシグナル伝達経路を阻害する化合物に対する感受性因子として利用できるβ−カテニン変異は、より好ましくは下記から選ばれる１以上の変異である：
（４）第３３番目のセリン残基または第４５番目のセリン残基の置換変異であって、セリン残基やスレオニン残基以外のアミノ酸残基への置換変異、
（５）第４５番目のセリン残基の欠失変異、
（６）第２８７番目のアスパラギン残基のセリン残基への置換。

β−カテニンの変異の検出は、β−カテニン遺伝子の変異を検出することにより実施できる。β−カテニン遺伝子の変異の検出は、好ましくはβ−カテニンのアミノ酸配列の第３３番目、第３７番目、第４１番目、第４５番目、および第２８７番目のいずれか１種または２種以上のアミノ酸残基をコードするコドンについて、ミスセンス変異の有無を検出することにより実施する。「ミスセンス変異」は単一塩基対の置換であって、該当箇所で正常なアミノ酸とは異なるアミノ酸が配置されるように遺伝暗号を変化させるものを意味する。被検試料中のβ−カテニン遺伝子の塩基配列を、野生型β−カテニン遺伝子の塩基配列（配列番号１）と比較し、ヌクレオチドの相違が検出されれば、被検試料中のβ−カテニン遺伝子は変異を有すると決定できる。

β−カテニン遺伝子の変異は、より好ましくは、β−カテニン遺伝子の第９８番目のシトシン、第１０９番目のチミン、第１１０番目のシトシン、第１２１番目のアデニン、第１３３番目のチミン、第１３４番目のシトシン、第８６０番目のアデニンの変異、さらに好ましくは、表１に記載の遺伝子変異を挙げることができる。

β−カテニン遺伝子の変異の検出は、自体公知の方法を使用して実施できる。例えば、遺伝子の全長または検出目的の変異部位を含む断片の核酸を増幅し、増幅した核酸の塩基配列を周知技術により決定する。核酸の増幅は、自体公知の核酸増幅方法、例えばポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲと略称する）により行うことができる。得られた増幅産物の塩基配列を、例えばダイレクトシークエンシング法などのＤＮＡシークエンシング法により決定する。このような変異の検出方法は、文献（非特許文献５０−５１等）に記載の方法を参考にして実施可能である。配列決定法として、シークエンシング法以外に、ハイブリダイゼーション法および制限酵素断片長多型（ＲＦＬＰ）解析法などが利用できる。被検試料から増幅されたβ−カテニン遺伝子が野生型のものと一致しなければ、被検試料のβ−カテニン遺伝子は変異を有すると決定できる。また、公知の１塩基変異解析方法を利用することもできる。例えば、ＰＣＲを行うときに、プライマーとして、変異部位を含む連続した部分塩基配列の相補的塩基配列からなるプライマーを使用し、増幅産物の有無を検出することで、β−カテニン遺伝子の変異の検出を実施できる。このようなプライマーを使用して被検試料中のβ−カテニン遺伝子が増幅されれば、被検試料中のβ−カテニン遺伝子は目的の変異を有すると決定でき、被検試料中のβ−カテニン遺伝子が増幅されなければ、被検試料中のβ−カテニン遺伝子は該プライマーで検出し得る変異を有さないと決定できる。ハイブリダイゼーション法では、検出目的の遺伝子の核酸を増幅し、ハイブリダイゼーションプローブを該核酸と接触させて、ハイブリダイゼーションプローブと該核酸とのハイブリダイゼーションの有無を検出する。「ハイブリダイゼーションプローブ」とは、２種類の核酸を検出可能に区別することができるポリヌクレオチドをいう。ハイブリダイゼーションプローブとして、検出目的の変異を含む領域の塩基配列に相補的な塩基配列を有する核酸断片を使用する。ハイブリダイゼーションの検出は周知技術により実施することができる。被検試料中のβ−カテニン遺伝子の核酸に、プローブがハイブリダイゼーションすれば、被検試料中のβ−カテニン遺伝子は変異を有すると決定できる。

β−カテニンの変異はまた、そのアミノ酸の変異を検出することにより実施できる。β−カテニンのアミノ酸の変異は、β−カテニン変異体に特異的に結合する抗体を使用して免疫学的手法により検出できる。β−カテニン変異体に特異的に結合する抗体とは、検出目的のβ−カテニン変異体以外のβ−カテニン変異体、野生型β−カテニン、およびβ−カテニン以外のタンパク質と比較してより選択的に、検出目的のβ−カテニン変異体二結合する抗体を意味する。免疫学的手法として、放射性同位元素免疫測定法（ＲＩＡ法）、酵素免疫固相法（ＥＬＩＳＡ法）、ウエスタンブロッティング、免疫組織染色、フローサイトメトリー解析などを例示できる。所望の抗体は、β−カテニン変異体、好ましくはβ−カテニン変異体の部分アミノ酸配列であって変異が存在する位置のアミノ酸残基を含む一部の領域のアミノ酸配列からなるオリゴペプチドを免疫原として用い、既存の一般的な製造方法によって製造することができる。あるいは、市販されている所望の抗体を使用することもできる。

β−カテニンの変異、特に活性型変異の検出は、また、該活性型変異よってＷｎｔ／β−カテニンシグナル伝達経路が活性化することから、該シグナル伝達経路の活性化により引き起こされる反応、例えばＴＣＦ転写活性の亢進やβ−カテニンの核内蓄積を検出することにより実施できる。ＴＣＦ転写活性の検出方法は、自体公知であり、例えば、後述する実施例で用いたトップフラッシュ レポーターアッセイ（ＴＯＰＦＬＡＳＨ ｒｅｐｏｒｔｅｒ ａｓｓａｙ）により実施できる。β−カテニンの核内蓄積の検出方法は、核内タンパク質の検出に係る周知技術、例えば、免疫染色で評価する方法により実施できる。被検試料中のＴＣＦ転写活性の増加やβ−カテニンの核内蓄積が観察されれば、被検試料中のβ−カテニンは活性型変異を有すると決定できる。

本明細書において「生物学的試料」は、個体から単離された組織、液体、細胞、およびそれらの混合物をいい、例えば腫瘍生検、髄液、胸腔内液、腹腔内液、リンパ液、皮膚切片、血液、尿、糞便、痰、呼吸器、腸管、尿生殖器管、唾液、乳、消化器官、およびこれらから採取された細胞を挙げることができるが、これらに限定されない。「生物学的試料」は、がん細胞を含む試料であることが好ましく、より好ましくは切除や生検により得られた組織や細胞、あるいは胸腔内液や腹腔内液に由来する細胞を例示できる。さらに好ましい生物学的試料は、がん細胞またはがん組織を含む試料である。

本明細書において「ＭＡＰＫシグナル伝達経路を阻害する化合物」とは、ＭＡＰＫシグナル伝達経路の機能を低下させる化合物をいう。ＭＡＰＫシグナル伝達経路を阻害する化合物には、ＭＡＰＫシグナル伝達経路を構成するタンパク質などの構成要素の機能を低下させる化合物、およびＭＡＰＫシグナル伝達経路の機能、例えば細胞の生存および増殖の促進機能を低下させる化合物を含む。ここで、作用する対象の機能を低下させる化合物を「阻害剤」と称することがある。

ＭＡＰＫシグナル伝達経路は、増殖因子などの刺激により活性化されるもの、および炎症性サイトカインや物理化学的ストレスによって活性化されるものに分類される。本明細書において「ＭＡＰＫシグナル伝達経路を阻害する化合物」は、好ましくは増殖因子などの刺激により活性化される「古典的ＭＡＰＫシグナル伝達経路を阻害する化合物」である。

ＭＡＰＫシグナル伝達経路を阻害する化合物は、該シグナル伝達経路中のＭＥＫより上流の経路を阻害する化合物であることが好ましく、ＭＡＰＫＫＫを阻害する化合物、ＭＡＰＫＫを阻害する化合物、およびＭＡＰＫを阻害する化合物からなる群より選択される少なくとも１の化合物であり得る。ＭＡＰＫＫＫを阻害する化合物は、好ましくはＲａｆを阻害する化合物であり、さらに好ましくはＢＲＡＦを阻害する化合物である。ＭＡＰＫＫを阻害する化合物は、好ましくはＭＥＫを阻害する化合物であり、さらに好ましくはＭＥＫ１／２を阻害する化合物である。ＭＡＰＫを阻害する化合物は、好ましくはＥＲＫを阻害する化合物であり、さらに好ましくはＥＲＫ１／２を阻害する化合物である。すなわち、ＭＡＰＫシグナル伝達経路を阻害する化合物は、より好ましくは、ＢＲＡＦを阻害する化合物およびＭＥＫ１／２を阻害する化合物からなる群より選択される少なくとも１の化合物であり、さらにより好ましくはＭＥＫ１／２を阻害する化合物である。

ＭＥＫを阻害する化合物としては、国際公開第２０００／０３７１４１号パンフレット（特許文献２）に記載の化合物（ＰＤ−１８４３５２等）、国際公開第２００２／００６２１３号パンフレット（特許文献３）に記載の化合物（ＰＤ−０３２５９０１等）、国際公開第２００３／０７７９１４号パンフレット（特許文献４）に記載の化合物（セルメチニブ（ｓｅｌｕｍｅｔｉｎｉｂ）等）、国際公開第２００７／０１４０１１号パンフレット（特許文献５）に記載の化合物（レファメチニブ（ｒｅｆａｍｅｔｉｎｉｂ）等）、国際公開第２００７／０４４５１５号パンフレット（特許文献６）に記載の化合物（ＧＤＣ−０９７３：ＸＬ−５１８等）、国際公開第２００６／０１１４６６号パンフレット（特許文献７）に記載の化合物（ＲＯ−４９８７６５５等）、国際公開第２００７／０９１７３６号パンフレット（特許文献８）に記載の化合物（ＲＯ−５１２６７６６等）、国際公開第２００５／１２１１４２号パンフレット（特許文献９）に記載の化合物（ＧＳＫ−１１２０２１２：トラメチニブ（ｔｒａｍｅｔｉｎｉｂ）等）、国際公開第２００６／０４５５１４号パンフレット（特許文献１０）に記載の化合物（ＡＳ−７０３０２６等）、国際公開第２０１０／０５９５０３号パンフレット（特許文献１１）に記載の化合物（ＴＡＫ−７３３等）、国際公開第２００７／０９６２５９号パンフレット（特許文献１２）に記載の化合物（ＲＯ−５０６８７６０等）、Expert Opin Ther Patents, 2008. 18(6): p. 603-27.（非特許文献５２）に記載の化合物、Expert Opin Ther Patents, 2011. 21(7): p. 1045-69.（非特許文献５３）に記載の化合物、さらには、下記構造式１で表される化合物、下記構造式２で表される化合物、および下記構造式３で表される化合物を例示できる。下記構造式１で表される化合物はＭＥＫ１／２選択的阻害剤であり、ＳＭＫ−１７（第一三共株式会社）と称する。下記構造式２で表される化合物は、Ｕ０１２６（Ｓｉｇｍａ社）と称する。下記構造式３で表される化合物は、ＭＥＫに加えてＭＡＰＫにも阻害活性を示し、ＰＤ１８４３５２と称される。

ＢＲＡＦを阻害する化合物として下記構造式４で表される化合物を例示できる。該化合物は、ＢＲＡＦ選択的阻害剤であり、ＳＢ５９０８８５と称する。

本発明に係る方法を適用できるがん疾患は、Ｗｎｔ／β−カテニンシグナル伝達経路が活性化された腫瘍細胞が検出されるがん疾患であればよく、特に活性化β−カテニンを有する腫瘍細胞が検出されるがん疾患が好ましい。このようながん疾患として、β−カテニン活性型変異を有する腫瘍細胞が検出されるがん疾患や、Ｎ２８７Ｓ置換変異を有する腫瘍細胞が検出されるがん疾患を例示できる。β−カテニン活性型変異やＮ２８７Ｓ置換変異は、多様ながん組織や悪性腫瘍細胞株で検出されている。本発明に係る方法を適用できるがん疾患として、具体的には、大腸癌、肝臓癌、皮膚癌、肺癌、腎臓癌、前立腺癌、十二指腸癌、卵巣癌、子宮体癌、子宮頚癌、胆嚢癌、膵臓癌、乳癌、胃癌、口腔癌、舌癌、咽頭、食道癌、気管支癌、喉頭癌、膀胱癌、腎盂癌、および尿管癌などを例示できる。好ましくは、大腸癌、肝臓癌、皮膚癌、肺癌、腎臓癌、前立腺癌、十二指腸癌、卵巣癌、および子宮体癌である。

本発明に係る方法で、ＭＡＰＫシグナル伝達経路を阻害する化合物によるがん治療に応答性があるとして選別されたがん患者は、ＭＡＰＫシグナル伝達経路を阻害する化合物の治療有効量の投与により、腫瘍にアポトーシスが誘導され、腫瘍の縮小が生じると考えることができる。

ＭＡＰＫシグナル伝達経路を阻害する化合物は、それ自体またはそれを含む組成物としてがん患者に投与される。当該組成物は、有効成分のほか、製剤の使用形態に応じて通常使用される、充填剤、増量剤、結合剤、付湿剤、崩壊剤、表面活性剤、滑沢剤、希釈剤、賦形剤などの医薬用担体を１種または２種以上含有する医薬組成物として製造される。医薬組成物中に含まれる有効成分の量は、広範囲から適宜選択されるが、通常約０．００００１〜７０重量％、好ましくは０．０００１〜５重量％程度の範囲とするのが適当である。

用量範囲は特に限定されず、含有される成分の有効性、投与形態、投与経路、疾患の種類、対象の性質（体重、年齢、病状および他の医薬の使用の有無等）、および担当医師の判断などに応じて適宜選択される。一般的には適当な用量は、例えば対象の体重１ｋｇあたり約０．０１μｇ〜１００ｍｇ程度、好ましくは約０．１μｇ〜１ｍｇ程度の範囲である。しかしながら、当該分野においてよく知られた最適化のための一般的な常套的実験を使用してこれらの用量を変更できる。上記投与量は１日１回〜数回に分けて投与することができ、数日または数週間に１回の割合で間欠的に投与してもよい。

投与経路は、全身投与または局所投与のいずれも選択できる。この場合、疾患、症状などに応じた適当な投与経路を選択する。例えば、非経口経路として、通常の静脈内投与、動脈内投与の他、皮下、皮内、筋肉内などへの投与が挙げられる。あるいは経口経路で投与できる。さらに、経粘膜投与または経皮投与も実施できる。また、腫瘍内への直接投与も可能である。

投与形態は、各種の形態が目的に応じて選択できる。その代表的なものは、錠剤、丸剤、散剤、粉末剤、細粒剤、顆粒剤、カプセル剤などの固体投与形態や、水溶液製剤、エタノール溶液製剤、懸濁剤、脂肪乳剤、リポソーム製剤、シクロデキストリンなどの包接体、シロップ、エリキシルなどの液剤投与形態が含まれる。これらはさらに投与経路に応じて経口剤、非経口剤（点滴剤、注射剤）、経鼻剤、吸入剤、経膣剤、坐剤、舌下剤、点眼剤、点耳剤、軟膏剤、クリーム剤、経皮吸収剤、経粘膜吸収剤などに分類され、それぞれ通常の方法に従い、調合、成形、調製することができる。

本発明はまた、本発明に係る上記予測方法に使用する試薬および試薬キットに関する。本発明に係る試薬は、（ｉ）β−カテニンの活性型変異および（ｉｉ）β−カテニンのアミノ酸配列の第２８７番目のアスパラギン残基のセリン残基への置換変異からなる群より選択されるいずれか１の変異を検出する試薬である。本発明に係る試薬キットは、このような試薬のうちいずれか１または２以上の試薬を個別に包装された形態で含む試薬キットである。

本発明に係る試薬は、好ましくは下記から選ばれる１以上のβ−カテニン変異を検出する試薬である：
（１）第３３番目のセリン残基、第３７番目のセリン残基、第４１番目のスレオニン残基、または第４５番目のセリン残基の置換変異であって、セリン残基やスレオニン残基以外のアミノ酸残基への置換変異、
（２）第３３番目のセリン残基、第３７番目のセリン残基、第４１番目のスレオニン残基、または第４５番目のセリン残基の欠失変異、
（３）第２８７番目のアスパラギン残基のセリン残基への置換。

本発明に係る試薬は、より好ましくは下記から選ばれる１以上のβ−カテニン変異を検出する試薬である：
（４）第３３番目のセリン残基または第４５番目のセリン残基の置換変異であって、セリン残基やスレオニン残基以外のアミノ酸残基への置換変異、
（５）第４５番目のセリン残基の欠失変異、
（６）第２８７番目のアスパラギン残基のセリン残基への置換。

本発明に係る試薬は、より具体的には、β−カテニン遺伝子の上記変異を検出する方法で使用されるオリゴヌクレオチドプライマー又はオリゴヌクレオチドプローブを例示できる。また、本発明に係る試薬は、β−カテニンの上記アミノ酸変異を検出する方法で使用される抗体を例示できる。

オリゴヌクレオチドプライマーは、β−カテニン遺伝子またはその変異体の全部若しくは変異部位のヌクレオチドを含む一部の領域の塩基配列を特異的に増幅し得るように設計された特異的なオリゴヌクレオチドプライマーであればいかなるものであってもよい。特異的なオリゴヌクレオチドプライマーとは、適当なハイブリダイゼーションまたは洗浄条件下において、目的とする標的、すなわちβ−カテニン遺伝子またはその変異体の塩基配列若しくはその相補配列の部分領域の核酸とハイブリダイズすることができ、目的としない核酸には実質的にハイブリダイズしないプローブである。適当なハイブリダイゼーションまたは洗浄条件は、例えば成書に記載の方法（非特許文献５４）などに従うことができる。このようなプライマーは、変異を有するβ−カテニン遺伝子の塩基配列情報に基づいて適宜設計でき、常法に従って化学合成により取得できる。プライマーの設計は自体公知の方法や、良く知られている設計用ソフトウエアを使用して実施できる。

オリゴヌクレオチドプライマーとして、例えば、変異を有するβ−カテニン遺伝子の変異部位の５´側領域の塩基配列の相補配列の一部にハイブリダイズする１０〜６０個、好ましくは１５〜３０個、より好ましくは１８〜２５個の連続したヌクレオチドからなるオリゴヌクレオチドを挙げることができる。プライマーのサイズが小さいほど、それがハイブリダイズする標的塩基配列への特異性が高くなるが結合親和性は低くなり、逆にそのサイズが大きいほど結合親和性は高くなるが特異性は低くなるため、上記のサイズのものが適当である。このようなオリゴヌクレオチドプライマーは、好ましくは、変異を有するβ−カテニン遺伝子の変異部位の３´側領域の塩基配列の一部にハイブリダイズする上記サイズの連続したヌクレオチドからなるオリゴヌクレオチドプライマーと組み合わせて、オリゴヌクレオチドプライマーセットとして使用される。このようなプライマーセットを使用してＰＣＲを行うことにより、変異を有するβ−カテニン遺伝子の変異部位のヌクレオチドを含む領域の核酸を増幅される。増幅産物の塩基配列を、上記のようなＤＮＡシークエンシング法により決定することにより、被検試料中のβ−カテニン遺伝子が変異を有するか否かを検出することができる。

オリゴヌクレオチドプライマーとしてまた、変異を有するβ−カテニン遺伝子の変異部位を含む連続した部分塩基配列からなる核酸、または野生型β−カテニン遺伝子の部分塩基配列であって、目的とする変異の存する位置のヌクレオチドを含む部分塩基配列からなる核酸にハイブリダイズする、１０〜６０個、好ましくは１５〜３０個、より好ましくは１８〜２５個の連続したヌクレオチドからなるオリゴヌクレオチドまたはその相補的オリゴヌクレオチドを例示できる。このようなオリゴヌクレオチド、またはその相補的オリゴヌクレオチドは、変異を有するβ−カテニン遺伝子の一部の領域の塩基配列と同一のものに限定されず、β−カテニン遺伝に存在する目的の変異を、適当なハイブリダイゼーションまたは洗浄条件下で検出するものである限りにおいて、高い配列相同性を有するオリゴヌクレオチドまたはその相補的オリゴヌクレオチドであることができる。高い配列相同性を有するオリゴヌクレオチドとは、配列相同性が８０％以上、好ましくは９０％以上、より好ましくは９５％以上であるか、あるいは１〜１０個、好ましくは１〜５個、より好ましくは１〜２個、さらに好ましくは１個のヌクレオチドが相違するものをいう。このようなプライマーを使用して、核酸の増幅を行い、増幅産物の有無を検出することで、β−カテニン遺伝子の変異の検出を実施できる。変異を有するβ−カテニン遺伝子の配列情報に基づいて設計されたオリゴヌクレオチドプライマーにより増幅産物が認められれば被検試料中のβ−カテニン遺伝子は目的の変異を有すると決定でき、増幅産物が認められないか、対照と比較して少ないときは、被検試料中のβ−カテニン遺伝子は該プライマーで検出し得る変異を有さないと決定できる。野生型β−カテニン遺伝子の配列情報に基づいて設計されたオリゴヌクレオチドプライマーにより増幅産物が認められれば被検試料中のβ−カテニン遺伝子は目的の変異を有さないと決定でき、増幅産物が認められないか、対照と比較して少ないときは、被検試料中のβ−カテニン遺伝子は変異を有すると決定できる。

オリゴヌクレオチドプローブは、β−カテニン遺伝子の上記変異のうちいずれか１の変異に特異的なオリゴヌクレオチドプローブである。特異的なオリゴヌクレオチドプローブとは、適当なハイブリダイゼーションまたは洗浄条件下において、目的とする標的、すなわちβ−カテニン遺伝子変異体の塩基配列の部分領域であって、上記変異のうちいずれか１の変異が存する部位のヌクレオチドを含む領域とハイブリダイズすることができ、目的としない核酸には実質的にハイブリダイズしないプローブである。このようなオリゴヌクレオチドプローブの、標的遺伝子へのハイブリダイゼーションを検出することにより、β−カテニン遺伝子変異体を検出することができる。適当なハイブリダイゼーションまたは洗浄条件は、例えば成書に記載の方法（非特許文献５４）などに従うことができる。

オリゴヌクレオチドプローブは、変異を有するβ−カテニン遺伝子の全部、好ましくは変異部位のヌクレオチドを含む一部の領域の塩基配列に特異的にハイブリダイゼーションするように設計されたものであればいかなるものであってもよい。例えば、変異を有するβ−カテニン遺伝子の変異が存する位置のヌクレオチドを含む領域の塩基配列にハイブリダイズする、１５個以上、好ましくは１５〜５００個、より好ましくは１８〜２００個、さらに好ましくは１８〜５０個の連続したヌクレオチドからなるオリゴヌクレオチド、またはその相補的オリゴヌクレオチドである。プローブのサイズが小さいほど、それがハイブリダイズする標的塩基配列への特異性が高くなるが結合親和性は低くなり、逆にそのサイズが大きいほど結合親和性は高くなるが特異性は低くなるため、上記のサイズのものが適当である。このようなオリゴヌクレオチド、またはその相補的オリゴヌクレオチドは、変異を有するβ−カテニン遺伝子または野生型−カテニン遺伝子の塩基配列情報に基づいて適宜設計でき、常法に従って化学合成により取得できる。このようなオリゴヌクレオチド、またはその相補的オリゴヌクレオチドは、β−カテニン遺伝子の一部の領域の塩基配列と同一のものに限定されず、β−カテニン遺伝子に存在する目的の変異を、適当なハイブリダイゼーションまたは洗浄条件下で検出するものである限りにおいて、高い配列相同性を有するオリゴヌクレオチド、またはその相補的オリゴヌクレオチドであることができる。高い配列相同性を有するオリゴヌクレオチドとは、配列相同性が８０％以上、好ましくは９０％以上、より好ましくは９５％以上であるか、あるいは１〜１０個、好ましくは１〜５個、より好ましくは１〜２個、さらに好ましくは１個のヌクレオチドが相違するものをいう。変異を有するβ−カテニン遺伝子の塩基配列情報に基づいて設計されたオリゴヌクレオチドプローブのハイブリダイゼーションが認められれば被検試料中のβ−カテニン遺伝子は目的の変異を有すると決定でき、ハイブリダイゼーションが認められなければ被検試料中のβ−カテニン遺伝子は目的の変異を有さないと決定できる。野生型β−カテニン遺伝子の塩基配列情報に基づいて設計されたオリゴヌクレオチドプローブのハイブリダイゼーションが認められれば被検試料中のβ−カテニン遺伝子は目的の変異を有さないと決定でき、ハイブリダイゼーションが認められなければ被検試料中のβ−カテニン遺伝子は目的の変異を有すると決定できる。

オリゴヌクレオチドプローブおよびオリゴヌクレオチドプライマーは、β−カテニン遺伝子の変異の特異的検出に支障を生じない範囲で付加的配列、すなわち検出対象のβ−カテニン遺伝子と相補的でない塩基配列を構成するヌクレオチドを含んでいてもよい。

また、オリゴヌクレオチドプローブおよびオリゴヌクレオチドプライマーは、適当な標識剤、例えば、放射性同位元素、酵素、蛍光物質、発光物質、ビオチンなどで標識されていてもよい。標識化したオリゴヌクレオチドプローブおよびオリゴヌクレオチドプライマーを使用することにより、標的遺伝子へのそれらのハイブリダイゼーションの検出が容易になる。好ましい放射性同位元素として、^１２５Ｉ、^１３１Ｉ、^３Ｈ、^１４Ｃ、^３２Ｐ、^３３Ｐ、^３５Ｓなどを例示できる。好ましい酵素として、β−ガラクトシダーゼ、β−グルコシダーゼ、アルカリフォスファターゼ、パーオキシダーゼ、リンゴ酸脱水素酵素などを例示できる。好ましい蛍光物質として、フルオレスカミン、フルオレッセンイソチオシアネートなどを例示できる。好ましい発光物質として、ルミノール、ルミノール誘導体、ルシフェリン、ルシゲニンなどを例示できる。あるいは、ＦＡＭ^商標やＶＩＣ^登録商標などのレポーター蛍光色素の近傍に該蛍光色素の発する蛍光エネルギーを吸収するクエンチャー（消光物質）がさらに結合されていてもよい。かかる実施態様においては、検出反応の際に蛍光色素とクエンチャーとが分離して蛍光が検出される。

抗体は、β−カテニン変異体に特異的に結合する抗体であればいかなるものであってもよく、またそのアイソタイプもいずれのものであってもよいが好ましくはＩｇＧ抗体である。このような抗体は、所望のβ−カテニン変異体、具体的には上記いずれかのアミノ酸変異を有するβ−カテニン変異体を抗原として用いて作製することができる。抗原は、β−カテニン変異体の全長タンパク質でもよく、その部分ペプチドであってアミノ酸変異が存する部位を含む領域のペプチドであってもよい。抗原は、少なくとも８個、好ましくは少なくとも１０個、より好ましくは少なくとも１２個、さらに好ましくは１５個以上のアミノ酸で構成される。このような全長タンパク質および部分ペプチドは、該タンパク質またはペプチドをコードする核酸を一般的遺伝子工学的手法（非特許文献５４−５６など）で発現させた細胞、無細胞系合成産物、化学合成産物として作製できる。または、該細胞や生体生物由来の試料から調製したものであることができ、これらからさらに精製されたものであってもよい。

抗体の製造は、自体公知の抗体作製法を利用して実施できる。例えば、抗原をアジュバントの存在下または非存在下で、単独でまたは担体に結合して動物に投与し、液性免疫応答および／または細胞性免疫応答等の免疫誘導を行うことにより抗体が得られる。担体はそれ自体が宿主に対して有害作用を示さずかつ抗原性を増強せしめる担体であれば特に限定されず、例えばセルロース、重合アミノ酸、アルブミンおよびキーホールリンペットヘモシアニン等が例示できる。アジュバントとしては、フロイント完全アジュバント（ＦＣＡ）、フロイント不完全アジュバント（ＦＩＡ）、Ｒｉｂｉ（ＭＰＬ）、Ｒｉｂｉ（ＴＤＭ）、Ｒｉｂｉ（ＭＰＬ＋ＴＤＭ）、百日咳ワクチン（Ｂｏｒｄｅｔｅｌｌａ ｐｅｒｔｕｓｓｉｓ ｖａｃｃｉｎｅ）、ムラミルジペプチド（ＭＤＰ）、アルミニウムアジュバント（ＡＬＵＭ）、およびこれらの組み合わせを例示できる。免疫される動物は、マウス、ラット、ウサギ、ヤギ、ウマ等が好適に用いられる。

抗体は、モノクローナル抗体またはポリクローナル抗体のいずれであってもよい。ポリクローナル抗体は、免疫手段を施された動物の血清から自体公知の抗体回収法によって取得できる。好ましい抗体回収手段として免疫アフィニティクロマトグラフィー法が挙げられる。モノクロ−ナル抗体は、公知方法、例えばハイブリドーマ法を用いて作製することができる（非特許文献５７）。目的の抗体を産生するハイブリドーマの選別は、例えば公知方法によりスクリーニングすることにより実施できる（非特許文献５８、５９）。すなわち、ハイブリドーマの産生するモノクローナル抗体と目的のβ−カテニン変異体との結合試験を行い、目的のβ−カテニン変異体と特異的に結合する抗体を選択することにより、所望の抗体を得ることができる。

抗体は、無傷抗体（ｉｎｔａｃｔ ａｎｔｉｂｏｄｙ）または抗体断片のいずれであってもよい。「無傷抗体」とは、天然の抗体と同様の四量体の構造単位からなる抗体を意味する。「抗体断片」とは、無傷抗体の一部、例えば無傷抗体の抗原結合領域または可変領域等を含む断片を意味する。抗体断片の例としては、Ｆａｂ断片、Ｆａｂ_１断片、Ｆ（ａｂ’）_２断片、Ｆｖ断片、ダイアボディ、線状抗体、一本鎖抗体分子、並びに抗体断片から形成される多重特異性抗体が挙げられる。「Ｆａｂ断片」は単一の抗原結合部位を有する抗原結合断片であり、抗体をパパイン分解することにより、１つの抗体から各々が単一の抗原結合部位を有する２つの同一のＦａｂ断片を作製することができる。「Ｆ（ａｂ’）_２断片」は、抗体をペプシン処理することにより作製することができる抗体断片であり、依然として抗原を架橋することが可能である。「Ｆｖ断片」は、完全な抗原認識部位および抗原結合部位を含有する抗体断片であり、密接に非共有結合した１つの重鎖可変ドメインおよび１つの軽鎖可変ドメインの二量体から成る。単一の可変ドメイン、または抗原に特異的な３つのＣＤＲのみを含有するＦｖの半分は、抗原を認識し、結合することができる。一本鎖抗体分子である「一本鎖Ｆｖ」または「ｓＦｖ」抗体断片は、抗体のＶＨドメインおよびＶＬドメインを含み、かつこれらのドメインが単一のポリペプチド鎖中に存在することを特徴とするものである。ＦｖポリペプチドはＶＨドメインとＶＬドメインとの間に、ｓＦｖが抗原結合のための所望の構造を形成するのを可能にするポリペプチドリンカーをさらに含有することができる。「ダイアボディ」という用語は、２つの抗原結合部位を有する小さな抗体断片を指し、この断片は同じポリペプチド鎖（ＶＨ−ＶＬ）で軽鎖可変ドメイン（ＶＬ）に連結した重鎖可変ドメイン（ＶＨ）を含む。同じ鎖上の２つのドメイン間での対合を可能にするには短かいリンカーを用いることで、ドメインを別の鎖の相補的ドメインと対合させ、２つの抗原結合部位を生じさせることができる。

本発明に係る試薬として使用されるオリゴヌクレオチドプライマー、オリゴヌクレオチドプローブ、および抗体は、適切な支持体の上に結合させて核酸アレイや抗体アレイとして提供されたものであってもよい。支持体としては、核酸やタンパク質を固定できるものであれば特に限定されるものではなく、どのような形状や材質であっても良い。具体的には、ガラス、シリコンウエハウ、ビーズ、樹脂、金属などの無機素材の支持体、またニトロセルロースなどの天然高分子材料やナイロンなどの合成高分子材料の支持体を例示できる。

以下、実施例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下に示す実施例によって何ら限定されるものではない。

まず、実施例で用いた材料および方法を説明する。

実施例では次の細胞株を用いた：Ａ３７５細胞、Ａ２０５８細胞、ＨＴ２９細胞、ｃｏｌｏ−２０５細胞、ＳＫ−ＭＥＬ−１細胞、ｃｏｌｏ−２０１細胞、ＬＳ−１７４Ｔ細胞、ＨＣＴ＿１１６細胞、ＳＷ６２０細胞、ＤＬＤ−１細胞、Ａ５４９細胞、ＯＶＣＡＲ−５細胞、ＡＮ３−ＣＡ細胞、ＤＵ１４５細胞、ＮＣＩ−Ｎ８７細胞、ＪＩＭＴ−１細胞、ＳＷ４８、ＳＷ４８０、Ａ４３１細胞、ＨｅＬａ細胞、ＥＣ１０９細胞、Ｍｓ−１細胞、ＬＮＣａＰ細胞、およびＰＣ−３細胞。

薬剤は、ＭＥＫ阻害剤であるＳＭＫ−１７（第一三共株式会社製）およびＵ０１２６（Ｓｉｇｍａ社製）、ＰＩ３Ｋ阻害剤であるＬＹ２９４００２（Ｓｉｇｍａ社製）、ＭＥＫおよびＭＡＰＫ阻害剤であるＰＤ１８４３５２（第一三共株式会社にて合成）、マルチキナーゼ阻害剤であるソラフェニブ（ｓｏｒａｆｅｎｉｂ、第一三共株式会社にて合成）、ＢＲＡＦ選択的阻害剤であるＳＢ５９０８８５（第一三共株式会社にて合成）を用いた。

細胞株の培養は、ＲＰＭＩ １６４０培地（日水製薬株式会社製）を高圧蒸気滅菌したものに、フィルター滅菌したカナマイシン（Ｓｉｇｍａ社製） ０．１ｇ／Ｌ、ペニシリン Ｆ １００ｕｎｉｔｓ／ｍＬ、Ｌ（＋）−グルタミン（Ｗａｋｏ社製） ０．３ｇ／Ｌ、高圧蒸気滅菌したＮａＨＣＯ_３ ２．５ｇ／Ｌ、牛胎児血清（ＦＢＳ）を１０％加えた培養液を用い、３７℃、ＣＯ_２濃度５％の条件下で行った。培養により、細胞が過密になることで起こる形質転換を防ぐため、３日おきに継代を行った。培養液を除去した後、Ｃａ^２＋，Ｍｇ^２＋不含リン酸緩衝溶液（ＰＢＳ⁻：ＮａＣｌ ８．０ｇ／Ｌ、ＫＣｌ ０．２ｇ／Ｌ、Ｎａ_２ＨＰＯ_４ ０．９１６ｇ／Ｌ、ＫＨ_２ＰＯ_４ ０．２ｇ／Ｌ）で細胞を洗浄し、トリプシン−エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）溶液 （トリプシン ０．７５ｇ／Ｌ、ＮａＣｌ ８．０ｇ／Ｌ、ＫＣｌ ０．４ｇ／Ｌ、Ｎａ_２ＨＰＯ_４ ０．０４７５ｇ／Ｌ、ＫＨ_２ＰＯ_４ ０．０６ｇ／Ｌ、グルコース １．０ｇ／Ｌ、フェノールレッド ０．０２ｇ／Ｌ、ＮａＨＣＯ_３ ０．３５ｇ／Ｌ、ＥＤＴＡ ０．２ｇ／Ｌ）処理で細胞を剥がし、継代を行った。

細胞増殖抑制活性試験は、二次元培養および三次元培養の両方で行った。まず、三次元培養用プレートを作製した。具体的には、ポリ（２−ヒドロキシエチル メタクリレート）（以下、ｐｏｌｙ−ＨＥＭＡと略称する、Ｓｉｇｍａ社製）を５ｍｇ／ｍＬになるように９５％エタノールに加え、３７℃で一晩溶解させた。これをｐｏｌｙ−ＨＥＭＡ溶液とした。この溶液を９６ウェルプレート（Ｎｕｎｃ社製）に５０μＬ／ｗｅｌｌで入れ、３７℃でプレートを乾燥し、ｐｏｌｙ−ＨＥＭＡでコートした三次元培養用のプレートを作製した。

二次元培養（以下、２Ｄ ｃｕｌｔｕｒｅと称することがある）は、９６ウェルプレートに１×１０^３細胞／１５０μＬ／ｗｅｌｌで、三次元培養（以下、３Ｄ ｃｕｌｔｕｒｅと称することがある）は２×１０^３細胞／７５μＬ／ｗｅｌｌで細胞を播種し、翌日に薬剤処理を行った。二次元培養は全量を２００μＬ、三次元培養は１００μＬとした。薬剤処理時および薬剤処理７２時間後に細胞内ＡＴＰ量の測定を行うことにより細胞増殖を測定した。具体的には、二次元培養においては培養液を１００μＬ／ｗｅｌｌ除去した後ＣｅｌｌＴｉｔｅｒ−Ｇｌｏ（Ｐｒｏｍｅｇａ社製）を５０μＬ／ｗｅｌｌ、三次元培養においてはＣｅｌｌＴｉｔｅｒ−Ｇｌｏを５０μＬ／ｗｅｌｌ添加した。添加した後、プレートを２分間シェーカーで振盪し、１０分間室温に静置した。各ウェルの全量をそれぞれ白色の９６ウェルプレート（Ｎｕｎｃ社製）に移し、ワラック １４２０ マルチラベル カウンター（Ｗａｌｌａｃ １４２０ ｍｕｌｔｉｌａｂｅｌ ｃｏｕｎｔｅｒ、Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ社製）で発光強度を測定した。得られた発光量から、７２時間後における薬剤未処理のサンプルに対する増殖率（Ｇｒｏｗｔｈ（％））を、下記数式１および数式２により求めた。また、５０％増殖を阻害する薬剤濃度をＧＩ_５０とした。なお、式１および式２中、「ｃｏｍｐ ｄａｙ４」は薬剤処理して７２時間後のサンプルの発光量、「ｂｌａｎｋ」は培養液のみの発光量、「ｃｏｎｔｒｏｌ ｄａｙ４」は７２時間後における薬剤未処理のサンプルの発光量、「ｃｏｎｔｒｏｌ ｄａｙ１」は薬剤処理時のサンプルの発光量を表す。

２Ｄ ｃｕｌｔｕｒｅでの結果と３Ｄ ｃｕｌｔｕｒｅでの結果の間の相関を、ピアソン（Ｐｅａｒｓｏｎ）の積率相関係数で評価した。

得られた積率相関係数から有意性検定を行った。帰無仮説Ｈ_０を「母相関係数＝０」すなわち「相関関係がない。」と仮定し、これが棄却されない場合は、相関関係はないといえる。逆に棄却された場合、相関関係があるといえる。標本数をｎ、標本相関係数をｒとすると、検定統計量ｔ_０は下記数式３で表される。これは自由度がｎ−２のｔ分布に従いｔ_０＞ｔ（ｎ−２，α）ならば帰無仮説を棄却する。ここで、αは危険度を表す。

タンパク質の検出はウエスタンブロッティングにより次のように行った。まず、６ウェルプレート（Ｇｒｅｉｎｅｒ社製）に細胞を播種し、薬剤処理したサンプルを氷上でＮａ_３ＶＯ_４（１ｍＭ）を含むＰＢＳ⁻で洗浄した後、適当量のＲＩＰＡバッファー（２５ｍＭ ＨＥＰＥＳ、１．５％ Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ−１００、１．０％ デオキシコール酸ナトリウム、０．１％ ドデシル硫酸ナトリウム（以下、ＳＤＳと略称する）、０．５Ｍ ＮａＣｌ、５ｍＭ ＥＤＴＡ、５０ｍＭ ＮａＦ、０．１ｍＭ Ｎａ_３ＶＯ_４、ロイペプチン ０．１ｍｇ／ｍＬ、１ｍＭ フッ化フェニルメチルスルホニル（以下、ＰＭＳＦと略称する）：ｐＨ７．８）を加えた。可溶化し回収した後、氷上に３０分間静置した。１３，０００ｇで１５分間の遠心分離処理を行い、得られた上清を細胞抽出液とした。

浮遊細胞およびアポトーシス関連タンパク質の検出においては、培養液を１５ｍＬチューブに回収しＮａ_３ＶＯ_４（１ｍＭ）を含むＰＢＳ⁻で洗浄した後、１，０００ｇで５分間の遠心分離処理を行い、上清を除去した。そこに、１ｍＬのＰＢＳ⁻を加えて懸濁し、１．５ｍＬチューブに移した後、１３，０００ｇで１分間の遠心分離処理を行い、上清を除去した。接着細胞に適当量のＲＩＰＡバッファーを加えて可溶化し、回収した後氷上に３０分間静置した。１３，０００ｇで１５分間の遠心分離処理を行い、得られた上清を細胞抽出液とした。

タンパク質濃度を揃えた後、細胞抽出液に半分量の３×ＳＤＳサンプルバッファー（１５０ｍＭ Ｔｒｉｓ、３０％ グリセロール、３％ ＳＤＳ、ブロモフェノールブルー １．５ｍｇ／１００ｍＬ、１００ｍＭ ２−メルカプトエタノール：ｐＨ６．８）を加え、１００℃で５分間煮沸した。これをＳＤＳ−ポリアクリルアミドゲル電気泳動（ＳＤＳ−ＰＡＧＥ）用サンプルとした。

ポリアクリルアミドゲルで電気泳動し、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）膜（Ｈｙｂｏｎｄ Ｐ：Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ社製）に転写した後、ウシ血清アルブミン（ＢＳＡと略称する）もしくはスキムミルクを含むＴＢＳ−Ｔｗｅｅｎ溶液（２０ｍＭ Ｔｒｉｓ−ＨＣｌ、１３７ｍＭ ＮａＣｌ、０．１％ Ｔｗｅｅｎ ２０：ｐＨ７．６）にて３０分間ブロッキングした。一次抗体をそれぞれの溶液に１：１０００の割合で添加し、４℃で一晩振盪した。ＴＢＳ−Ｔｗｅｅｎ溶液で洗浄後、抗ウサギ ホースラディシュパーオキシダーゼ抗体（Ａｍｅｒｓｈａｍ社製）または抗マウス ホースラディシュパーオキシダーゼ抗体（Ａｍｅｒｓｈａｍ社製）を含む二次抗体溶液（１：５０００、３％ スキムミルク）に浸し、室温で１時間振盪した。ＴＢＳ−Ｔｗｅｅｎ溶液で洗浄後、電気化学発光（ＥＣＬ）発色液（Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ社製）により発色し、ＬＡＳ１０００（Ｆｕｊｉ ｆｉｌｍ社製）で検出した。ここで電気泳動には泳動バッファー（ｒｕｎｎｉｎｇ ｂｕｆｆｅｒ：２５ｍＭ Ｔｒｉｓ、１９２ｍＭ グリシン、０．１％ ＳＤＳ）を用いた。転写には転写用バッファー（ｔｒａｎｓｆｅｒ ｂｕｆｆｅｒ：２５ｍＭ Ｔｒｉｓ、１９２ｍＭ グリシン、２０％ メタノール）を用いた。

細胞周期の測定はヨウ化プロピディウム（ＰＩ）染色により次のように行った。まず、６ウェルプレートに細胞を播種し２４時間後、薬剤処理を行った。培養液とトリプシン処理した細胞を回収した後、１，０００ｇで５分間の遠心分離処理を行い、上清を除去した。１ｍＬのＰＢＳ⁻を加えて細胞を懸濁し、１．５ｍＬチューブに移した後、１３，０００ｇで１分間の遠心分離処理を行い、上清を除去した。そこに２００μＬのＰＢＳ⁻を加えて細胞を懸濁し、氷冷した７０％ エタノールを１ｍＬ加えてボルテックスし、４℃で固定化した。

固定化した細胞を１，０００ｇで５分間の遠心分離処理を行い、上清を除去した。そこに、ＲＮａｓｅを１０μｇ／ｍＬ含むＰＢＳ⁻溶液を１ｍＬ加えて懸濁した後、３７℃で２０分間静置した。そして５分間の遠心分離処理を行った後、上清を除去しＰＩ（５０μｇ／ｍＬ、Ｗａｋｏ社製）を含むＰＢＳ⁻溶液を５００μＬ添加し懸濁した。これを全量ナイロンメッシュ（Φ＝４２μｍ）に通しサンプルとした。細胞内のＤＮＡ含有量をフローサイトメーター（Ｂｅｃｋｍａｎ Ｃｏｕｌｔｅｒ社製）のＰＭＴ４で検出し、細胞周期を測定した。

トップフラッシュ レポーターアッセイは次のように行った。６ウェルプレート（２ｍＬ／ｗｅｌｌ）に翌日サブコンフルエントになるように細胞を播種し、翌日遺伝子導入を行った。５００μＬのＯＰＴＩ−ＭＥＭ Ｉ（ＮａＨＣＯ_３ ２．４４ｇ／Ｌ、ＯＰＴＩ−ＭＥＭ Ｉ（Ｇｉｂｃｏ社製） １３．６ｇ／Ｌ）にＴＣＦレポータープラスミド（ＴＯＰＦＬＡＳＨ、Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ社製）、ＴＫプロモーター−レニラ ルシフェラーゼ レポータープラスミド（Ｐｒｏｍｅｇａ社製）、プラス試薬（Ｐｌｕｓ Ｒｅａｇｅｎｔ、Ｓｉｇｍａ社製）を加え、転倒混和した。室温で５分間静置した後、リポフェクトアミンＬＴＸ（Ｓｉｇｍａ社製）を加え、室温で３０分間静置した。全量を培養液に添加し培養した。２４時間後、白色の９６ウェルプレートに２×１０^４細胞／７５μＬ／ｗｅｌｌで細胞を再播種した。翌日薬剤処理を行い、全量を１００μＬとし、２４時間培養した。その後、各ウェルの培養液を除去し、ＰＢＳ⁻ １００μＬ／ｗｅｌｌで置換し、−８０℃で凍結した。ただし、ｃｏｌｏ−２０１細胞においてはＰＢＳ⁻で置換せず、直接−８０℃で凍結した。

アッセイ時に細胞を融解し、Ｄｕａｌ−Ｇｌｏ ｌｕｃｉｆｅｒａｓｅ Ｒｅａｇｅｎｔ（Ｐｒｏｍｅｇａ社製）を５０μＬ／ｗｅｌｌで添加し、５分静置した後、Ｗａｌｌａｃ １４２０ ｍｕｌｔｉｌａｂｅｌ ｃｏｕｎｔｅｒでホタル ルシフェラーゼ（ｆｉｒｅｆｌｙ ｌｕｃｉｆｅｒａｓｅ）の発光強度を測定した。次にＤｕａｌ−Ｇｌｏ Ｓｔｏｐ ＆ Ｇｌｏ Ｒｅａｇｅｎｔ（Ｐｒｏｍｅｇａ社製）を５０μＬ／ｗｅｌｌで添加し、５分静置した後、Ｗａｌｌａｃ １４２０ ｍｕｌｔｉｌａｂｅｌ ｃｏｕｎｔｅｒでレニラ ルシフェラーゼ（ｒｅｎｉｌｌａ ｌｕｃｉｆｅｒａｓｅ）の発光強度を測定した。得られたデータから、ＴＣＦ４の転写活性（ＴＣＦ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎａｌ ａｃｔｉｖｉｔｙ）を下記数式４より求めた。

β−カテニンのノックダウンをｓｉＲＮＡを用いて行った。具体的には、Ｓｔｅａｌｔｈ ＲＮＡｉ（ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ社製）を用いて、リバーストランスフェクション法によりβ−カテニンのノックダウンを行った。用いたｓｉＲＮＡの配列を以下に示す：５’−ＡＵＵＡＣＵＡＧＡＧＣＡＧＡＣＡＧＡＵＡＧＣＡＣＣ−３’（配列番号３）

１００μＬのＯＰＴＩ−ＭＥＭ Ｉに、×３００希釈したＨｉＰｅｒＦｅｃｔ（Ｑｉａｇｅｎ社製）および最終濃度５ｎＭのｓｉＲＮＡを加え、穏やかに混和し、室温で１０分間静置した。またコントロールとしてＳｔｅａｌｔｈ ＲＮＡｉ Ｎｅｇａｔｉｖｅ ｃｏｎｔｒｏｌ（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ社製）を用いた。１２ウエルプレート（Ｎｕｎｃ社製）の各ウエルまたは６０ｍｍ シャーレ（Ｇｒｅｉｎｅｒ社製）に上記混合溶液を添加し、そこに細胞懸濁液（１２ウエルプレートについては１．２×１０^５細胞／６００μＬ／ｗｅｌｌ、そして６０ｍｍ シャーレについては１．３×１０^５細胞／２．４ｍＬ／ｄｉｓｈ）を播種した。翌日、新しい培養液に置換し、ウエスタンブロッティングによりトランスフェクション効率を測定し、またフローサイトメーターにより細胞周期を測定することによりアポトーシス誘導活性の評価を行った。

ドミナントネガティブ−ＴＣＦ４の遺伝子導入および活性型β−カテニンの遺伝子導入は次のように行った。まず、６ウェルプレートに翌日サブコンフルエントになるように細胞（２ｍＬ／ｗｅｌｌ）を播種し、翌日遺伝子導入を行った。５００μＬのＯＰＴＩ−ＭＥＭ Ｉにコントロールベクター（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ社製）またはドミナントネガティブ−ＴＣＦ４プラスミド（以下、ＤＮ−ＴＣＦ４と略称する、Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ社製）または活性型β−カテニンプラスミドを２．５μｇ、Ｐｌｕｓ Ｒｅａｇｅｎｔを２．５μＬ加え、転倒混和した。室温で５分間静置した後、リポフェクトアミンＬＴＸを１０μＬ加え、室温で３０分間静置した。全量を培養液に添加し培養した。２４時間後、細胞を再播種し、各種アッセイを行った。

ＭＥＫ阻害剤ＳＭＫ−１７に対する薬剤感受性について、細胞株間における比較を行った。具体的には、細胞増殖に係る種々の情報伝達経路に関与するタンパク質の変異を有する２４種類の細胞株を用い、二次元および三次元培養でＭＥＫ阻害剤ＳＭＫ−１７（第一三共株式会社）の増殖抑制活性を評価した。また、比較材料として、ＭＥＫ阻害剤Ｕ０１２６を用いて、同様に増殖抑制活性を評価した。

増殖抑制活性の評価は、細胞内ＡＴＰ量を、ＣｅｌｌＴｉｔｅｒ−Ｇｌｏを用いてルシフェラーゼ発光量で測定することにより実施した。具体的には、細胞を播種し、２４時間後にＳＭＫ−１７およびＵ０１２６を最終濃度０．１、０．３、１．０、３．０、１０、３０μＭとなるように培養液に加えて薬剤処理を行った。薬剤処理して７２時間後にＣｅｌｌＴｉｔｅｒ−Ｇｌｏを用いて細胞内ＡＴＰ量を測定した。得られた発光量から増殖率を算出し、さらに５０％増殖を阻害する薬剤濃度（ＧＩ_５０）を算出した。ＧＩ_５０から二次元培養による結果と三次元培養による結果の相関関係をピアソンの積率相関係数を用いて評価した。各薬剤に関して二次元培養と三次元培養との間の積率相関係数ｒを求めたところ、ＳＭＫ−１７はｒ＝０．８８、Ｕ０１２６はｒ＝０．７２であった。この積率相関係数から有意性検定を行ったところ、それぞれの検定統計量は、ＳＭＫ−１７がｒ＝８．０、Ｕ０１２６がｒ＝４．５となった。なお、標本数ｎは２１である。ここでｔ（１９，０．０１）＝２．９より、両化合物共に、帰無仮説が棄却され、二次元培養と三次元培養の間に相関関係が示された。

次に、各細胞株が有する遺伝子変異と薬剤感受性を比較するために、二次元培養、三次元培養に関して両薬剤について、得られたＧＩ_５０から−ｌｏｇ（ＧＩ_５０）を算出し、その値を、平均値（ＭＧ−ＭＩＤ）を原点としたフィンガープリントパターン（非特許文献５０）で表示した。ここで、各細胞株に関して、−ｌｏｇ（ＧＩ_５０）の値が正であるものは高感受性細胞株、負であるものは低感受性細胞株とした。また、ＢＲＡＦ、Ｋ−ｒａｓ、ＰＴＥＮ、β−カテニン、およびＡＰＣの変異に関して、それぞれ変異型細胞株群と野生型細胞株群に分け、その２群のＧＩ_５０の平均値の有意差をｔ検定により評価した。

図１に示したように、ＳＭＫ−１７による増殖抑制活性試験の結果、ＭＥＫの上流に存在するＢＲＡＦの活性型変異細胞株であるＡ３７５、ＨＴ２９、ｃｏｌｏ−２０５やｃｏｌｏ−２０１はいずれも高感受性を示した。

さらに、ＢＲＡＦ活性型変異細胞株群と野生型細胞株群におけるＧＩ_５０の平均値にｐ＜０．００１の有意差が得られた。このことから、ＰＤ１８４３５２などの既存のＭＥＫ阻害剤と同様、ＢＲＡＦ活性型変異はＳＭＫ−１７の正の感受性規定因子であることが示唆された。次に、ＢＲＡＦの上流に位置するＫ−ｒａｓの活性型変異細胞株においては、ＬＳ−１７４Ｔ細胞、ＨＣＴ＿１１６細胞、ＳＷ４８０細胞、ＳＷ６２０細胞は高感受性株であったのに対し、Ａ５４９細胞、ＯＶＣＡＲ−５細胞、ＤＬＤ−１細胞は低感受性株であった。また、Ｋ−ｒａｓ活性型変異細胞株群と野生型細胞株群におけるＧＩ_５０の平均値に有意差は得られなかった。このことから、Ｋ−ｒａｓ活性型変異はＳＭＫ−１７の感受性規定因子ではないことが示唆された。一方で、ＰＴＥＮ欠損細胞株であるＡＮ３−ＣＡ、ＬＮＣａＰ、ＰＣ−３はいずれも低感受性細胞株であった。ＰＴＥＮ欠損細胞株群と野生型細胞株群におけるＧＩ_５０の平均値に有意差は得られなかったが、ＢＲＡＦ活性型変異およびＰＴＥＮ欠損細胞株Ａ２０５８が、その他のＢＲＡＦ活性型変異細胞株よりも低感受性であったことから、ＰＴＥＮ欠損はＳＭＫ−１７の負の感受性規定因子であることが示唆された。また、ＢＲＡＦ、Ｋ−ｒａｓ、ＰＴＥＮに関して野生型の細胞株（Ａ４３１、ＤＵ１４５、ＥＣ１０９、ＨｅＬａ、Ｍｓ−１、ＮＣＩ−Ｎ８７、ＪＩＭＴ−１）は低感受性細胞株であったことから、これらの細胞株はＭＡＰＫシグナル伝達経路には依存せずに細胞増殖することが示唆された。一方で、ＢＲＡＦ、Ｋ−ｒａｓ、ＰＴＥＮに関して野生型の細胞株のほとんどが低感受性細胞株であるにもかかわらず、ＢＲＡＦ、Ｋ−ｒａｓ、ＰＴＥＮが野生型であるＳＷ４８細胞がＳＭＫ−１７に対して高感受性を示した。

ＳＭＫ−１７に対して高感受性を示したＳＷ４８細胞は、ＢＲＡＦ、Ｋ−ｒａｓ、ＰＴＥＮが野生型であり、β−カテニンの活性型変異を有する細胞株である。このことから、β−カテニンを構成因子とするＷｎｔ／β−カテニンシグナル伝達経路上の変異に着目すると、β−カテニン活性型変異細胞株であるｃｏｌｏ−２０５、ｃｏｌｏ−２０１、ＳＫ−ＭＥＬ−１、ＬＳ−１７４Ｔ、ＨＣＴ＿１１６、ＳＷ４８はいずれも高感受性株であった。Ｗｎｔ／β−カテニンシグナル伝達経路に関るタンパク質においては、ＡＰＣ変異も報告されているが、ＡＰＣ変異細胞株のうち、ｃｏｌｏ−２０５、ｃｏｌｏ−２０１、ＳＷ４８０、ＳＷ６２０は高感受性を示した。さらに、β−カテニン活性型変異細胞株群、ＡＰＣ変異細胞株群、β−カテニン活性型およびＡＰＣ変異細胞株群に関して、野生型細胞株群に対するＧＩ_５０の平均値の有意差を検定した結果、それぞれｐ＜０．００１、ｐ＜０．０５、ｐ＜０．０１の有意差が得られた。このことから、Ｗｎｔ／β−カテニンシグナル伝達経路上の変異はＳＭＫ−１７の正の感受性規定因子であることが示唆された。

次に、ＳＭＫ−１７と同様のＭＥＫ阻害剤であるＵ０１２６に関しては、２４種類の細胞株のうち２３種類の細胞株がＳＭＫ−１７と同様の薬剤感受性の傾向を示した。また、ＳＭＫ−１７とＵ０１２６のそれぞれのＧＩ_５０を用いて相関関係を評価したところ、ｒ＝０．８２、ｔ_０＝６．９となった。ここでｔ（２２，０．０１）＝２．８より、帰無仮説が棄却され、相関関係が得られた。さらに、ＢＲＡＦ活性型変異、β−カテニン活性型変異、ＡＰＣ変異、β−カテニン活性型およびＡＰＣ変異に関して、野生型細胞株群に対するＧＩ_５０の平均値にそれぞれｐ＜０．００１、ｐ＜０．０１、ｐ＜０．０１、ｐ＜０．００１の有意差が得られた。このことから、Ｕ０１２６においてもＳＭＫ−１７と同様、ＢＲＡＦ活性型変異およびＷｎｔシグナル伝達系路上の変異は正の、ＰＴＥＮ欠損は負の感受性規定因子であることが示唆された。

以上の結果から、β−カテニン活性型変異はＭＥＫ阻害剤ＳＭＫ−１７の正の感受性規定因子であることが明らかになった。

ＭＥＫ阻害剤であるＳＭＫ−１７による細胞周期停止およびアポトーシス誘導活性評価を行った。実施例１において、ＳＭＫ−１７が高い増殖抑制活性を示す細胞株の存在が明らかになった。増殖抑制活性は、細胞周期の停止またはアポトーシスなどの細胞死によるものと考えられる。そこでＳＭＫ−１７が高感受性細胞株の細胞周期およびアポトーシスに与える影響について評価を行った。

ＳＭＫ−１７による細胞周期停止およびアポトーシス誘導活性の評価には、ＳＭＫ−１７が高い増殖抑制活性を示した細胞株、すなわちＡ３７５（ＢＲＡＦ活性型変異）、ＨＴ２９（ＢＲＡＦ活性型変異、ＡＰＣ変異）、ＨＣＴ＿１１６（Ｋ−ｒａｓ活性型変異、β−カテニン活性型変異）、ＳＷ４８（β−カテニン活性型変異）、ｃｏｌｏ−２０１（β−カテニン活性型変異、ＡＰＣ変異）、ＬＳ−１７４Ｔ（Ｋ−ｒａｓ活性型変異、β−カテニン活性型変異）、ＳＷ６２０（Ｋ−ｒａｓ活性型変異、ＡＰＣ変異）、ＳＷ４８０（Ｋ−ｒａｓ活性型変異、ＡＰＣ変異）に加えて、Ｋ−ｒａｓ活性型変異、ＡＰＣ変異を有し、低感受性細胞株であるＤＬＤ−１の計９株を用いた。細胞を播種し、２４時間後にＳＭＫ−１７を最終濃度０．１、０．３、１．０、３．０、１０μＭになるように培養液に加え薬剤処理した。薬剤処理して４８時間後に細胞を回収し、エタノール固定およびＰＩ染色を行い、フローサイトメーターによりＤＮＡ含有量を測定した。また、薬剤処理した細胞におけるＳＭＫ−１７のＭＥＫ阻害活性を測定するために、ＳＭＫ−１７処理２４時間後の細胞について、ＥＲＫ、リン酸化ＥＲＫ、およびアクチンの発現をウエスタンブロッティングにより評価した。また、標的分子の発現量に対するリン酸化標的分子の発現量を算出し、標的分子のリン酸化の発現を９５％以上抑制する濃度における細胞周期への影響を評価した。そして、ｓｕｂＧ１期の増加が２０％以上認められた場合、アポトーシスが誘導されたものと判定した。

β−カテニン活性型変異を有するＨＣＴ＿１１６細胞、ＳＷ４８細胞、ｃｏｌｏ−２０１細胞、ＬＳ−１７４Ｔ細胞に対してはＥＲＫのリン酸化を完全に阻害する濃度において、ＳＭＫ−１７処理により著しくｓｕｂＧ１期が増加し、ＤＮＡの断片化が観察された。具体的には、ＨＣＴ＿１１６細胞、ＳＷ４８細胞、ｃｏｌｏ−２０１細胞、ＬＳ−１７４Ｔ細胞において、それぞれ１０μＭ、１０μＭ、１．０μＭ、１０μＭの濃度のＳＭＫ−１７により、ＥＲＫリン酸化の完全な阻害、並びにｓｕｂＧ１期の増加およびＤＮＡの断片化が示すアポトーシスの誘導が観察された。

一方、ＳＭＫ−１７処理により、ＥＲＫのリン酸化を完全に阻害する濃度において、Ａ３７５細胞、ＨＴ２９細胞、ＳＷ４８０細胞では、Ｓ期およびＧ２／Ｍ期の割合が大きく減少し、著しいＧ１期停止が観察されたが、ＤＮＡの断片化は認められなかった。具体的には、Ａ３７５細胞、ＨＴ２９細胞、ＳＷ４８０細胞において、それぞれ１．０μＭ、３．０μＭ、３．０μＭの濃度のＳＭＫ−１７により、ＥＲＫリン酸化の完全な阻害および細胞周期停止が観察された。ＳＷ６２０細胞およびＤＬＤ−１細胞に対しては、ＥＲＫのリン酸化を完全に阻害する１．０μＭの濃度のＳＭＫ−１７を処理しても、細胞周期への影響は観察されなかった。

代表的な結果を図２に示す。上記結果から、ＭＥＫ阻害剤ＳＭＫ−１７は、β−カテニン活性型変異を有する細胞株選択的にアポトーシスを誘導することが明らかになった。

ＭＡＰＫシグナル伝達経路阻害剤によるアポトーシス誘導活性の評価を行った。実施例２においてＭＥＫ阻害剤であるＳＭＫ−１７がβ−カテニン活性型変異を有する細胞株選択的にアポトーシスを誘導することが明らかになった。ＭＥＫはＭＡＰＫシグナル伝達経路の下流の因子である。そこで、ＳＭＫ−１７以外のＭＡＰＫシグナル伝達経路阻害剤によりＭＡＰＫシグナル伝達経路を阻害し、そのアポトーシス誘導活性を検討した。

検討は、ＭＥＫ阻害剤であるＰＤ１８４３５２、マルチキナーゼ阻害剤であり、特にＲａｆを阻害するソラフェニブ（非特許文献６１）、ＢＲＡＦ選択的阻害剤であるＳＢ５９０８８５について、β−カテニン野生型細胞株Ａ３７５およびＨＴ２９、ＡＰＣ変異細胞株ＤＬＤ−１、並びにβ−カテニン活性型変異細胞株ＨＣＴ＿１１６およびＳＷ４８を用いて行った。ＰＤ１８４３５２は０．１、０．３、１．０、３．０、１０μＭ、ソラフェニブおよびＳＢ５９０８８５は０．３、１．０、３．０、１０μＭで処理した。薬剤処理して４８時間後に細胞を回収し、エタノール固定およびＰＩ染色を行い、フローサイトメーターによりＤＮＡ含有量を測定した。また、薬剤処理した細胞における標的分子阻害活性を測定するために、薬剤処理２４時間後の細胞について、ＥＲＫ、リン酸化ＥＲＫ、ＭＥＫ、リン酸化ＭＥＫ、およびアクチンの発現をウエスタンブロッティングにより評価した。また、標的分子の発現量に対するリン酸化標的分子の発現量を算出し、標的分子のリン酸化の発現を９５％以上抑制する濃度における各阻害剤の細胞周期への影響を評価した。そして、ｓｕｂＧ１期の増加が２０％以上認められた場合、アポトーシスが誘導されたものと判定した。

図３に示すように、ＭＥＫ阻害剤ＰＤ１８４３５２を処理したところ、β−カテニン活性型変異細胞株であるＨＣＴ＿１１６およびＳＷ４８において、ＥＲＫのリン酸化を完全に阻害する濃度、すなわちそれぞれ３．０μＭおよび３．０μＭでアポトーシスが誘導された。このことからＰＤ１８４３５２もＳＭＫ−１７と同様、ＭＥＫを阻害すること、およびβ−カテニン活性型変異細胞選択的にアポトーシスを誘導することが明らかになった。

また、ＢＲＡＦ選択的阻害剤であるＳＢ５９０８８５を処理したところ、β−カテニン活性型変異細胞株であるＨＣＴ＿１１６において、ＭＥＫおよびＥＲＫのリン酸化を完全に阻害する濃度である１０．０μＭでアポトーシスが誘導された。一方、β−カテニン野生型細胞株であるＡ３７５に対しては、ＭＥＫおよびＥＲＫのリン酸化を完全に阻害する濃度である１．０μＭで、Ｇ１期停止が誘導されたがアポトーシスは誘導されなかった。このことからＳＢ５９０８８５はβ−カテニン活性型変異細胞選択的にアポトーシスを誘導することがわかった。

一方、β−カテニン野生型細胞株であるＡ３７５およびＨＴ２９に対して、ＰＤ１８４３５２はＥＲＫのリン酸化を完全に阻害する濃度、すなわちそれぞれ０．３０μＭおよび３．０μＭにおいて著しいＧ１期停止を誘導したが、アポトーシスは誘導しなかった。ＰＤ１８４３５２はＡ３７５において、ＥＲＫのリン酸化を完全に阻害する濃度より高い濃度でアポトーシスを誘導しているが、これはＰＤ１８４３５２が高濃度ではＭＥＫ１／２以外にＭＥＫ５などのＭＥＫファミリーに対しても阻害効果を示すために生じた結果であり、ＭＥＫ１／２が関与する古典的ＭＡＰＫシグナル伝達経路の阻害以外の要因で引き起こされたと考えられる。ＰＤ１８４３５２は、ＡＰＣ変異細胞株であるＤＬＤ−１に対してはＥＲＫのリン酸化を完全に阻害する濃度である１０μＭで特に影響を示さなかった。

次に、Ｒａｆ阻害剤であるソラフェニブを処理したところ、いずれの細胞株においてもＭＥＫおよびＥＲＫのリン酸化の完全な阻害効果は得られなかった。そのため、ソラフェニブによるアポトーシス誘導活性の評価は不可能であると判断した。

上記結果から、ＭＡＰＫシグナル伝達経路阻害剤、特に古典的ＭＡＰＫシグナル伝達経路阻害剤は、ＳＭＫ−１７と同様、β−カテニン活性型変異細胞選択的なアポトーシス誘導活性を有することが判明した。

実施例１−３の結果から、β−カテニン活性型変異は、ＭＡＰＫシグナル伝達経路阻害剤によるアポトーシス誘導の感受性規定因子であることが示された。そこで、ＳＭＫ−１７によるアポトーシス誘導におけるＷｎｔ／β−カテニンシグナル伝達経路の関与について、機能喪失（ｌｏｓｓ−ｏｆ−ｆｕｎｃｔｉｏｎ）試験により検討を行った。

機能喪失試験は、β−カテニンのノックダウンあるいはＤＮ−ＴＣＦ４の強制発現によりＷｎｔ／β−カテニンシグナル伝達経路を不活性化した細胞において、ＳＭＫ−１７のアポトーシス誘導活性に与える影響を評価することにより実施した。コントロール細胞として、β−カテニンのノックダウンあるいはＤＮ−ＴＣＦ４の強制発現を行っていない細胞を用いた。

まず、ＳＭＫ−１７処理によりアポトーシスが誘導されるβ−カテニン活性型変異細胞株ＨＣＴ＿１１６に対して、ｓｉＲＮＡによるβ−カテニンのノックダウンを試みた。リバーストランスフェクション法によりノックダウンを行い、２４、４８、７２、９６時間後に細胞を回収し、β−カテニンの発現量をウエスタンブロッティングにより検出した。その結果、ノックダウンを行った４８時間後にβ−カテニンの発現抑制が確認された（図４のパネルＡ）。次に、ノックダウンを行った４８時間後に３．０μＭのＳＭＫ−１７で処理し、４８時間後にフローサイトメーターを用いてｓｕｂＧ１期を検出することにより、ＳＭＫ−１７のアポトーシス誘導活性を評価した。

その結果、コントロール細胞に比べ、β−カテニンをノックダウンした細胞では、ＳＭＫ−１７のアポトーシス誘導活性が有意に抑制された（図４のパネルＢ）。

次にβ−カテニン活性型変異細胞株ＨＣＴ＿１１６にＤＮ−ＴＣＦ４を強制発現させ、ＳＭＫ−１７によるアポトーシス誘導活性を評価した。ＤＮ−ＴＣＦ４はＴＣＦ４のＤＮＡ結合部位である第１番目から第３１番目のアミノ酸が欠損しているため、β−カテニンが結合してもＤＮＡに結合出来ず、野生型のＴＣＦ４による転写が促進されない。すなわち、ＤＮ−ＴＣＦ４の強制発現により、Ｗｎｔ／β−カテニンシグナル伝達経路を不活性化状態にすることが出来る。コントロール細胞として、ＤＮ−ＴＣＦ４の強制発現を行っていない細胞を用いた。

具体的には、上記ｓｉＲＮＡ導入方法と同様、ＨＣＴ＿１１６細胞に対してＤＮ−ＴＣＦ４の遺伝子導入を行い、ＴＣＦ４の転写活性をトップフラッシュ レポーターアッセイにより評価した。トップフラッシュはＴＣＦ４のＤＮＡ結合配列の後にホタル ルシフェラーゼが挿入されており、ＴＣＦ４が結合するとホタル ルシフェラーゼが発現するため、ＴＣＦ４の転写活性をホタル ルシフェラーゼの発光量により評価することができる。また、細胞株間比較の補正のために、細胞にレニラ ルシフェラーゼ レポーター プラスミドを遺伝子導入し、ＴＫ−プロモータにより恒常的に発現するレニラ ルシフェラーゼの発光量に対するホタル ルシフェラーゼの発光量を算出した値で細胞株間比較を実施した。

トップフラッシュ レポーターアッセイを行った結果、ＤＮ−ＴＣＦ４の強制発現によるＴＣＦ４の転写活性の抑制が確認された（図５のパネルＡ）。次に、１０μＭの濃度のＳＭＫ−１７で処理し、４８時間後にフローサイトメーターを用いてｓｕｂＧ１期を検出することにより、ＳＭＫ−１７のアポトーシス誘導活性を評価した。その結果、コントロール細胞に比べ、ＤＮ−ＴＣＦ４強制発現細胞では、ＳＭＫ−１７によるアポトーシス誘導が有意に抑制された（図５のパネルＢ）。

実施例１−３の結果から、β−カテニン活性型変異は、ＭＡＰＫシグナル伝達経路阻害剤によるアポトーシス誘導の感受性規定因子であることが示された。そこで、ＳＭＫ−１７によるアポトーシス誘導におけるＷｎｔ／β−カテニンシグナル伝達経路の関与について、機能獲得（ｇａｉｎ−ｏｆ−ｆｕｎｃｔｉｏｎ）試験により検討を行った。

機能獲得試験は、ＳＭＫ−１７を処理してもアポトーシスが誘導されないβ−カテニン野生型細胞株Ａ３７５を用いて、活性型β−カテニンを強制発現させるか、またはＷｎｔ／β−カテニンシグナル伝達経路をＦｚのリガンドであるｗｎｔ３ａにより刺激することにより活性化し、ＳＭＫ−１７のアポトーシス誘導活性に与える影響を評価した。

まず、Ａ３７５細胞に対して、ｗｎｔ３ａの刺激を行った。ｗｎｔ３ａは膜表面に存在するＦｚに結合し、アキシンを介してＧＳＫ−３のリン酸化を阻害することにより、β−カテニンを分解する複合体を抑制する。これによってＷｎｔ／β−カテニンシグナル伝達経路を活性化することが出来る。具体的には、トップフラッシュおよびレニラ ルシフェラーゼ レポータープラスミドを遺伝子導入したＡ３７５細胞にｗｎｔ３ａ（５０ｎｇ／ｍＬ）を処理し、２４時間後ＴＣＦ４の転写活性をトップフラッシュ レポーターアッセイにより評価した。その結果、ｗｎｔ３ａ刺激によりＴＣＦ４の転写活性の増加が確認された（図６のパネルＡ）。

また、ｗｎｔ３ａで刺激した細胞にＳＭＫ−１７（１０μＭ）を処理し、２４時間後のＰＡＲＰの切断をウエスタンブロッティングで測定し、さらに４８時間後のアポトーシス誘導活性を、フローサイトメーターを用いてｓｕｂＧ１期を検出することにより評価した。コントロール細胞として、ｗｎｔ３ａによる刺激をしないＡ３７５細胞を用いた。その結果、ＳＭＫ−１７単剤ではＰＡＲＰの切断が観察されなかったのに対し、ｗｎｔ３ａ刺激条件ではＰＡＲＰの切断が誘導された（図６のパネルＢ）。また、コントロール細胞に比べ、ｗｎｔ３ａ刺激細胞ではＳＭＫ−１７のアポトーシス誘導活性が有意に促進した（図６のパネルＣ）。

次にＡ３７５細胞に活性型β−カテニンを強制発現させ、ＳＭＫ−１７によるアポトーシス誘導活性を評価した。強制発現される活性型β−カテニンは、β−カテニンリン酸化部位に変異、すなわち第３７番目のセリンのアラニンへの置換（Ｓ３７Ａ）および第４５番目のセリンのアラニンへの置換（Ｓ４５Ａ）を有しているため、複合体によるリン酸化を受けず、核内に移行してシグナルを亢進させＷｎｔ／β−カテニンシグナル伝達経路を活性化させる。Ａ３７５細胞に対して活性型β−カテニンの遺伝子導入を行い、ＴＣＦ４の転写活性をトップフラッシュ レポーターアッセイにより評価した。コントロール細胞として、活性型β−カテニンを遺伝子導入していないＡ３７５細胞を用いた。その結果、活性型β−カテニンの強制発現によりＴＣＦ４の転写活性の増加が確認された（図７のパネルＡ）。

また、ＳＭＫ−１７（１０μＭ）を処理し、４８時間後のアポトーシス誘導活性を、フローサイトメーターを用いてｓｕｂＧ１期を検出することにより評価した。その結果、コントロール細胞に比べ、活性型β−カテニン強制発現細胞では、ＳＭＫ−１７のアポトーシス誘導活性が有意に促進された（図７のパネルＢ）。

実施例４および実施例５の機能喪失（ｌｏｓｓ−ｏｆ−ｆｕｎｃｔｉｏｎ）試験および機能獲得（ｇａｉｎ−ｏｆ−ｆｕｎｃｔｉｏｎ）試験の両方において、ＭＥＫ阻害剤ＳＭＫ−１７のβ−カテニン活性型変異細胞選択的なアポトーシス誘導にはＷｎｔ／β−カテニンシグナル伝達経路が関与していることが示唆された。

ＳＭＫ−１７のｉｎ ｖｉｖｏでの効果を評価した。具体的には、腫瘍細胞をｉｎ ｖｉｔｒｏで培養し、マウスへの移植当日にトリプシンＥＤＴＡおよびＰＢＳ⁻を用いて回収し、１×１０^８細胞／ｍＬになるようにＰＢＳ⁻に再懸濁し、Ｂａｌｂ／ｃ−ｎｕ／ｎｕマウス（日本クレア）の腋窩部皮下に０．１ｍＬずつ移植した。その後、マウスでの腫瘍生着を確認しだい、被験化合物を０．５％ ＭＣ水溶液（和光純薬社製）に懸濁した投与液を目的の用量で経口投与し、経時的に電子ノギス（ミツトヨ社製）で腫瘍体積を計測した。

腫瘍組織における腫瘍細胞のアポトーシスのレベルは、ＴＵＮＥＬ（ＴｄＴ−ｍｅｄｉａｔｅｄ ｄＵＴＰ−ｂｉｏｔｉｎ ｎｉｃｋ ｅｎｄ ｌａｂｅｌｉｎｇ）法により測定した。本測定は市販のＴＵＮＥＬ測定キット（ＣＨＥＭＩＣＯＮ社製）を用いてキット添付の推奨プロトコールにて実施した。

図８に示すように、ＳＭＫ−１７はｉｎ ｖｉｖｏで腫瘍縮小効果を示した。具体的には、β−カテニン活性型変異を有する腫瘍細胞株ＳＷ４８を担持したヌードマウスで、２００ｍｇ／ｋｇのＳＭＫ−１７の経口投与により、腫瘍体積の減少が観察された。同様に、β−カテニン活性型変異を有する腫瘍細胞株ｃｏｌｏ２０５を担持したヌードマウスで、２００ｍｇ／ｋｇのＳＭＫ−１７の投与により、腫瘍体積の減少が観察された。

一方、β−カテニンが野生型である腫瘍細胞株Ａ３７５またはＨＴ２９を担持したヌードマウスでは、２００ｍｇ／ｋｇのＳＭＫ−１７の投与により、腫瘍体積増大の抑制効果が観察されたが、腫瘍縮小効果は認められなかった。

また、ＳＷ４８細胞を担持したヌードマウスでは、ＳＭＫ−１７の投与により腫瘍組織内のアポトーシス陽性細胞数が増加したことが明らかになった（図９）。一方、Ａ３７５細胞またはＨＴ２９細胞を担持したヌードマウスでは、ＳＭＫ−１７を投与しても腫瘍組織内のアポトーシス陽性細胞数に変化は観察されなかった。

上記結果から、ＳＭＫ−１７はｉｎ ｖｉｖｏでβ−カテニン活性型変異を有する腫瘍の縮小効果を示すこと、およびその腫瘍縮小効果は当該腫瘍細胞のアポトーシスを引き起こす効果によることが判明した。

以上説明したとおり、本発明は、ＭＡＰＫシグナル伝達経路を阻害する化合物によるがん疾患治療への応答性を予測する方法、および、該化合物を含む薬剤の投与の奏功性高いと判断される患者を選別する方法を提供するものであり、ＭＡＰＫシグナル伝達経路を阻害する化合物によるがん疾患の有効な治療を可能にする。このように、本発明は、がん患者の治療分野において極めて有用である。

配列番号１：野生型β−カテニン（配列番号２）をコードする遺伝子。
配列番号３：β−カテニン遺伝子のノックダウンに使用したｓｉＲＮＡ。

Claims (11)

1. がん患者由来の生物学的試料を用い、該生物学的試料中に含まれるβ−カテニンが、β−カテニンのアミノ酸配列の第２８７番目のアスパラギン残基のセリン残基への置換変異、β−カテニンのアミノ酸配列の第３３番目のセリン残基のシステイン残基への置換変異、β−カテニンのアミノ酸配列の第４５番目のセリン残基のフェニルアラニン残基への置換変異、β−カテニンのアミノ酸配列の第４５番目のセリン残基の欠失変異、およびβ−カテニンのアミノ酸配列の第３３番目のセリン残基のチロシン残基への置換変異からなる群より選択される１種または２種以上の変異を有するか否かを測定し、該変異を有するβ−カテニンが検出された患者を、ＭＥＫを阻害する化合物またはＢ−Ｒａｆを阻害する化合物によるがん疾患治療の対象として選別することを含む、ＭＥＫを阻害する化合物またはＢ−Ｒａｆを阻害する化合物によるがん疾患治療の対象を選別する方法。
   
2. がん患者由来の生物学的試料を用い、該生物学的試料中に含まれるβ−カテニンが、β−カテニンのアミノ酸配列の第２８７番目のアスパラギン残基のセリン残基への置換変異、β−カテニンのアミノ酸配列の第３３番目のセリン残基のシステイン残基への置換変異、β−カテニンのアミノ酸配列の第４５番目のセリン残基のフェニルアラニン残基への置換変異、β−カテニンのアミノ酸配列の第４５番目のセリン残基の欠失変異、およびβ−カテニンのアミノ酸配列の第３３番目のセリン残基のチロシン残基への置換変異からなる群より選択される１種または２種以上の変異を有するか否かを測定し、該変異を有するβ−カテニンが検出された患者を、ＭＥＫを阻害する化合物またはＢ−Ｒａｆを阻害する化合物によるがん疾患治療への応答性があると判定することを含む、ＭＥＫを阻害する化合物またはＢ−Ｒａｆを阻害する化合物によるがん疾患治療への応答性を予測する方法。
   
3. ＭＥＫを阻害する化合物またはＢ−Ｒａｆを阻害する化合物によるがん疾患治療への応答性が、該化合物によるがん疾患治療におけるアポトーシス誘導によるがんの縮小である、請求項２に記載の方法。
   
4. 生物学的試料が、がん細胞またはがん組織を含む生物学的試料である、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
   
5. ＭＥＫを阻害する化合物が、ＭＥＫ１／２を阻害する化合物である、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
   
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の方法に使用するための、β−カテニンの前記変異の検出用キットであって、下記の（ａ）〜（ｄ）のいずれかに記載の分子を有効成分とするキット：
   （ａ）前記変異を有するβ−カテニンをコードする遺伝子の該変異部位を含む連続した部分塩基配列からなる核酸に特異的に結合するオリゴヌクレオチドプライマー、
   （ｂ）前記変異を有するβ−カテニンをコードする遺伝子の該変異部位の５´側領域の塩基配列の相補配列の一部に特異的に結合するオリゴヌクレオチドプライマー、および前記変異を有するβ−カテニン遺伝子の該変異部位の３´側領域の塩基配列の一部に特異的に結合するオリゴヌクレオチドプライマーからなるオリゴヌクレオチドプライマーセット、
   （ｃ）前記変異を有するβ−カテニンをコードする遺伝子の該変異部位を含む連続した部分塩基配列からなる核酸に特異的に結合するオリゴヌクレオチドプローブ、または
   （ｄ）前記変異を有するβ−カテニンに特異的に結合する抗体。
   
7. 有効成分である分子が、前記（ａ）のオリゴヌクレオチドプライマー、前記（ｂ）のオリゴヌクレオチドプライマーセット、または前記（ｃ）のオリゴヌクレオチドプローブであって、前記変異が下記から選ばれるいずれか１の変異である、請求項６に記載のキット：
   （Ａ）β−カテニンのアミノ酸配列の第２８７番目のアスパラギン残基のセリン残基への置換変異、
   （Ｂ）β−カテニンのアミノ酸配列の第３３番目のセリン残基のシステイン残基への置換変異、
   （Ｃ）β−カテニンのアミノ酸配列の第４５番目のセリン残基のフェニルアラニン残基への置換変異、
   （Ｄ）β−カテニンのアミノ酸配列の第４５番目のセリン残基の欠失変異、および、
   （Ｅ）β−カテニンのアミノ酸配列の第３３番目のセリン残基のチロシン残基への置換変異。
   
8. 有効成分である分子が、前記（ａ）のオリゴヌクレオチドプライマー、前記（ｂ）のオリゴヌクレオチドプライマーセット、または前記（ｃ）のオリゴヌクレオチドプローブであって、前記変異を有するβ−カテニンをコードする遺伝子の該変異部位が、配列表の配列番号１に記載の塩基配列における第９８番目、第１３３番目〜第１３５番目、第１３４番目、または第８６０番目である、請求項６に記載のキット。
   
9. 有効成分である分子が、前記（ａ）のオリゴヌクレオチドプライマー、前記（ｂ）のオリゴヌクレオチドプライマーセット、または前記（ｃ）のオリゴヌクレオチドプローブであって、前記変異を有するβ−カテニンをコードする遺伝子の該変異部位、およびその変異が、配列表の配列番号１に記載の塩基配列における第９８番目のシトシンのアデニンへの変異、第９８番目のシトシンのグアニンへの変異、第１３３番目のチミン、第１３４番目のグアニンおよび第１３５番目のチミンの欠失変異、第１３４番目のシトシンのチミンへの変異、または第８６０番目のアデニンのグアニンへの変異である、請求項６に記載のキット。
   
10. 有効成分である分子が、前記（ｄ）の抗体であって、前記変異が下記から選ばれるいずれか１の変異である、請求項６に記載のキット：
    （Ａ）β−カテニンのアミノ酸配列の第２８７番目のアスパラギン残基のセリン残基への置換変異、
    （Ｂ）β−カテニンのアミノ酸配列の第３３番目のセリン残基のシステイン残基への置換変異、
    （Ｃ）β−カテニンのアミノ酸配列の第４５番目のセリン残基のフェニルアラニン残基への置換変異、
    （Ｄ）β−カテニンのアミノ酸配列の第４５番目のセリン残基の欠失変異、および、
    （Ｅ）β−カテニンのアミノ酸配列の第３３番目のセリン残基のチロシン残基への置換変異。
    
11. がん患者由来の生物学的試料を用い、該生物学的試料中に含まれるβ−カテニンが、β−カテニンのアミノ酸配列の第２８７番目のアスパラギン残基のセリン残基への置換変異、β−カテニンのアミノ酸配列の第３３番目のセリン残基のシステイン残基への置換変異、β−カテニンのアミノ酸配列の第４５番目のセリン残基のフェニルアラニン残基への置換変異、β−カテニンのアミノ酸配列の第４５番目のセリン残基の欠失変異、およびβ−カテニンのアミノ酸配列の第３３番目のセリン残基のチロシン残基への置換変異からなる群より選択される１種または２種以上の変異を有するか否かを測定し、該変異を有するβ−カテニンが検出された患者を治療するための、Ｂ−Ｒａｆを阻害する化合物並びにＭＥＫ１／２を阻害する化合物からなる群より選択される少なくとも１の化合物を治療有効量含有する医薬組成物。