WO2012096325A1 - 新規braf融合体の検出法 - Google Patents

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WO2012096325A1
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seq
amino acid
acid sequence
polypeptide
gene
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鈴木 淳
真 浅海
信昭 新堂
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アステラス製薬株式会社
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    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6876Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes
    • C12Q1/6883Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for diseases caused by alterations of genetic material
    • C12Q1/6886Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for diseases caused by alterations of genetic material for cancer
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    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q2600/00Oligonucleotides characterized by their use
    • C12Q2600/156Polymorphic or mutational markers

Definitions

  • the present invention relates to a novel fusion gene containing a BRAF kinase region or a method for detecting a fusion protein encoded by each fusion gene.
  • the buoy-rough murine sarcoma vial oncogene homolog B1 (v-rafmurine sacroma virtual oncogene homolog B1; BRAF) gene is present in the long arm of chromosome 7 and consists of 18 exons.
  • the encoded protein is serine threonine kinase, which has a pea loop at the center, a las binding domain and a cysteine-rich domain at the amino terminal side, and a kinase domain at the carboxy terminal side.
  • BRAF acts as an effector of the ras protein, and is known to oxidize map kinase kinase 1 (mitogen-activated protein kinase 1; MAP2K1) and map kinase kinase 2 (mitogen-activated protein kinase 2; MAP2K2).
  • Map kinase kinase 1 mitogen-activated protein kinase 1
  • MAP2K2 map kinase kinase 2
  • KIAA1549 BRAF fusion kinase with cancer-causing ability is expressed in the ciliary cell astrocytoma with tandem duplication in the chromosome between KIAA1549 gene and BRAF gene, about 2 megabase region.
  • Non-patent Document 3 SLC45A3 and AGTRAP and fusion kinase are expressed in prostate cancer due to interchromosomal translocation in prostate cancer.
  • These fusion kinases lack the self-inhibitory region present on the amino terminal side of BRAF, and BRAF is constantly activated, and intracellular signals are abnormally activated, leading to canceration and cell proliferation. It has been.
  • KIAA1549 BRAF fusion gene and SLC45A3: BRAF fusion gene are introduced into mouse normal cells NIH3T3 cells, they are transformed into cancer cells. Moreover, it transformed by the SLC45A3: BRAF fusion gene. Proliferation of expressed NIH3T3 cells is suppressed by RAF kinase inhibitory compounds, suggesting that these fusion genes may be promising therapeutic target molecules and diagnostic markers (Non-patent Documents 3 and 4). .
  • the ceroid-lipofuscinosis, neuronal 3 (Ceroid-lipofuscinosis, neuronal 3; CLN3) gene is present on chromosome 16 short arm.
  • CLN3 is present in lysosomes and is known to have a genetic mutation in Batten's disease, a recessive neurological disease (Non-patent Document 5).
  • An object of the present invention is to elucidate a polynucleotide that is a new causative gene of lung cancer, and thereby provide a method for detecting the polynucleotide or a polypeptide encoded by the polynucleotide, and a kit or primer set therefor.
  • the present invention isolates and identifies a novel fusion gene in which a part of the CLN3 gene and a part of the BRAF gene, which is a kinase, are fused and identified from a specimen obtained from a lung cancer patient (Examples 1 and 2). Genes are present in lung cancer patient samples (Examples 3 and 4), and retroviruses are prepared to express these fusion genes (Example 5). Infected cells have tumorigenicity and cause cancer It was found to be a gene (Examples 6 to 8). Based on these findings, the present inventor constructed a detection method for these fusion genes, provided a kit and a primer set therefor, and detected these fusion genes or fusion proteins encoded thereby to inhibit BRAF. It was possible to select cancer patients to be targeted for drug treatment.
  • a ceroid-lipofustinosis, neuronal 3 (CLN3) gene and buoy comprising the step of detecting the presence of a polynucleotide encoding the following polypeptide in a sample obtained from a subject:
  • Method for detecting a fusion gene with a rough murine sarcoma vial oncogene homolog B1 (BRAF) gene A polypeptide comprising an amino acid sequence having 90% or more identity with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 or 5 and having tumorigenicity.
  • polypeptide comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 5 and having tumorigenicity, or the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 5,
  • the method according to [1] which is a polypeptide having an amino acid sequence in which 10 amino acids are deleted, substituted, and / or inserted, and having tumorigenicity.
  • the method according to [1] or [2], wherein the polypeptide is a polypeptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 5.
  • Kit for detecting a fusion gene of CLN3 gene and BRAF gene comprising a sense primer and an antisense primer designed to specifically amplify a polynucleotide encoding the following polypeptide: A polypeptide comprising an amino acid sequence having 90% or more identity with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 or 5 and having tumorigenicity.
  • kits according to [4] which is a polypeptide having an amino acid sequence in which 10 amino acids are deleted, substituted, and / or inserted, and having tumorigenicity.
  • a primer set for detecting a fusion gene of CLN3 gene and BRAF gene which is selected from the group consisting of a) and b) below: a) An antisense primer comprising a nucleic acid molecule that hybridizes under stringent conditions to a polynucleotide comprising the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 and a nucleic acid molecule that hybridizes under stringent conditions to the complementary strand of the polynucleotide
  • a primer set comprising a sense primer comprising: b) an antisense primer comprising a nucleic acid molecule which hybridizes under stringent conditions to a polynucleotide comprising the base sequence represented by SEQ ID NO: 4; and a string to the complementary strand of the polynucleotide
  • a sense primer composed of an arbitrary continuous at least 16 base oligonucleotide between base numbers 1 to 369 of SEQ ID NO: 1 and an arbitrary continuous at least 16 base oligonucleotide between base numbers 370 to 2080 of SEQ ID NO: 1
  • a primer set of antisense primers consisting of oligonucleotides that are complementary to.
  • a sense primer comprising an arbitrary continuous at least 16 base oligonucleotide between base numbers 1 to 484 of SEQ ID NO: 4 and an arbitrary continuous at least 16 base oligonucleotide between base numbers 485 to 2195 of SEQ ID NO: 4
  • a primer set of antisense primers consisting of oligonucleotides that are complementary to.
  • the present invention also provides: A method for detecting the presence of a fusion gene-positive cancer (particularly lung cancer) comprising a CLN3 gene and a BRAF gene, comprising the following steps: A step of detecting the presence of a polynucleotide encoding the polypeptide according to the following (1) to (3) in a sample obtained from a subject; (1) a polypeptide comprising an amino acid sequence having 90% or more identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 or 5 and having tumorigenicity, (2) A polypeptide comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 5 and having tumorigenicity, or 1 to 10 amino acids in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 5 A polypeptide comprising a deleted, substituted and / or inserted amino acid sequence and having tumorigenic potential, or (3) a polypeptide comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 5, About.
  • the present invention also provides: A method for diagnosing a fusion gene-positive cancer (particularly lung cancer) comprising a CLN3 gene and a BRAF gene comprising the following steps: A step of detecting the presence of a polynucleotide encoding the polypeptide according to the following (1) to (3) in a sample obtained from a subject; (1) a polypeptide comprising an amino acid sequence having 90% or more identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 or 5 and having tumorigenicity, (2) A polypeptide comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 5 and having tumorigenicity, or 1 to 10 amino acids in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 5 A polypeptide comprising a deleted, substituted and / or inserted amino acid sequence and having tumorigenic potential, or (3) a polypeptide comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 5, About.
  • the present invention also provides: A method for detecting the presence of cancer (particularly lung cancer), comprising the following steps: (1) using a sample obtained from a subject as a template, performing PCR using the primer sets described in [7] to [9], and (2) detecting the presence of a PCR product, About.
  • the present invention also provides: A method for diagnosing cancer (particularly lung cancer) comprising the following steps: (1) using a sample obtained from a subject as a template, performing PCR using the primer sets described in [7] to [9], and (2) detecting the presence of a PCR product, About.
  • the present invention also provides: A method of detecting chromosomal rearrangement comprising the following steps: A step of detecting the presence of a polynucleotide encoding the polypeptide according to the following (1) to (3) in a sample obtained from a subject; (1) a polypeptide comprising an amino acid sequence having 90% or more identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 or 5 and having tumorigenicity, (2) A polypeptide comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 5 and having tumorigenicity, or 1 to 10 amino acids in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 5 A polypeptide comprising a deleted, substituted and / or inserted amino acid sequence and having tumorigenic potential, or (3) a polypeptide comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 5, About.
  • the present invention provides A method of detecting chromosomal rearrangement comprising the following steps: (1) i) a sample obtained from a subject, ii) a labeled probe including a 5 ′ genomic region encoding the CLN3 gene, and iii) a fluorescent labeled probe including a 3 ′ genomic region encoding the BRAF gene. A step of performing hybridization, and (2) a step of detecting an overlap of signals of the label, About.
  • the present invention also provides: A method for detecting the presence of cancer (particularly lung cancer), comprising the following steps: (1) i) a sample obtained from a subject, ii) a labeled probe including a 5 ′ genomic region encoding the CLN3 gene, and iii) a fluorescent labeled probe including a 3 ′ genomic region encoding the BRAF gene. A step of performing hybridization, and (2) a step of detecting an overlap of signals of the label, About.
  • the present invention also provides: A method for diagnosing cancer (particularly lung cancer) comprising the following steps: (1) i) a sample obtained from a subject, ii) a labeled probe including a 5 ′ genomic region encoding the CLN3 gene, and iii) a fluorescent labeled probe including a 3 ′ genomic region encoding the BRAF gene. A step of performing hybridization, and (2) a step of detecting an overlap of signals of the label, About.
  • the present invention also provides: The polypeptide according to the following (1) to (3) or a polynucleotide encoding the polypeptide: (1) a polypeptide comprising an amino acid sequence having 90% or more identity with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 5, and having tumorigenicity; (2) A polypeptide comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 5 and having tumorigenicity, or 1 to 10 amino acids in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 5 A polypeptide comprising an amino acid sequence deleted, substituted and / or inserted and having tumorigenic potential, or (3) a polypeptide comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 5, About.
  • the present invention also provides a detection of a fusion protein of CLN3 and BRAF, comprising the step of detecting the presence of the polypeptide described in (1) to (3) below in a sample obtained from a subject:
  • a polypeptide comprising a deleted, substituted and / or inserted amino acid sequence and having tumorigenic potential or (3) a polypeptide comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 5, About.
  • the present invention also provides: A method for detecting the presence of a fusion protein-positive cancer (particularly lung cancer) of CLN3 and BRAF, comprising the following steps: Detecting the presence of the polypeptide according to the following (1) to (3) in a sample obtained from a subject; (1) a polypeptide comprising an amino acid sequence having 90% or more identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 or 5 and having tumorigenicity, (2) A polypeptide comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 5 and having tumorigenicity, or 1 to 10 amino acids in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 5 A polypeptide comprising a deleted, substituted and / or inserted amino acid sequence and having tumorigenic potential, or (3) a polypeptide comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 5, About.
  • the present invention also provides: A method for diagnosing a fusion protein positive cancer (particularly lung cancer) of CLN3 and BRAF, comprising the following steps: Detecting the presence of the polypeptide according to the following (1) to (3) in a sample obtained from a subject; (1) a polypeptide comprising an amino acid sequence having 90% or more identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 or 5 and having tumorigenicity, (2) A polypeptide comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 5 and having tumorigenicity, or 1 to 10 amino acids in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 5 A polypeptide comprising a deleted, substituted and / or inserted amino acid sequence and having tumorigenic potential, or (3) a polypeptide comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 5, About.
  • the detection method of the present invention can be used as a method for detecting a fusion gene-positive cancer (particularly lung cancer) of a CLN3 gene and a BRAF gene.
  • the detection method of the present invention can be used as a method for detecting chromosome rearrangement.
  • the detection kit and primer set of the present invention can be used in the detection method of the present invention.
  • the detection method of the present invention is a method for detecting a fusion gene, and the method comprises a step of detecting the presence of a specific polynucleotide in a sample obtained from a subject.
  • Samples obtained from the subject include samples collected from the subject (samples separated from the living body), specifically, any collected body fluid (preferably blood), alveolar / bronchial lavage fluid, biopsy sample, A sputum sample is used, but preferably a biopsy sample or sputum sample of the affected lung of the subject is used.
  • Genomic DNA can be extracted from the sample and used, and its transcription product (product resulting from transcription and translation of the genome; for example, mRNA, cDNA, protein) can be used. In particular, it is preferable to prepare and use mRNA or cDNA.
  • the polynucleotide to be detected (hereinafter referred to as “the polynucleotide to be detected”) is “the fusion gene of CLN3 gene and BRAF gene”. This is a gene containing a part of CLN3 gene and a part of BRAF gene.
  • Examples of the “fusion gene of CLN3 gene and BRAF gene” include polynucleotides encoding the polypeptides described in (1) to (3) below.
  • a polypeptide comprising an amino acid sequence having 90% or more identity with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 or 5 and having tumorigenicity [hereinafter also referred to as “homologous polypeptide”]
  • a polypeptide comprising an amino acid sequence deleted, substituted, and / or inserted and having tumorigenic potential hereinafter also referred to as “functionally equivalent variant polypeptide”
  • Preferred examples of the polynucleotide to be detected include a polynucleotide having the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 4.
  • the polynucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 consists of base numbers 1 to 369 (corresponding to the 3 ′ end of exon 1) of CLN3 gene variant 2 (GenBank accession number: NM — 000086.2) and BRAF gene (GenBank accession number) : NM_004333.4) is a polynucleotide having a base sequence from base number 1239 (corresponding to the 5 ′ end of exon 10) to 2949.
  • nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1 the sequences of nucleotide numbers 1 to 369 are derived from the CLN3 gene, and the sequences of nucleotide numbers 370 to 2080 are derived from the BRAF gene.
  • This fusion polynucleotide is also referred to as CLN3-BRAF_v1.
  • Base numbers 324 to 1493 of SEQ ID NO: 1 are the open reading frame (ORF) of the fusion protein, and the amino acid sequence encoded by this ORF is shown in SEQ ID NO: 2.
  • the polynucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 4 consists of CLN3 gene variant 1 (GenBank accession number: NM_001042432.1), base numbers 1 to 484 (corresponding to the 3 ′ end of exon 2), and BRAF gene (GenBank accession number) : NM_004333.4) is a polynucleotide having a base sequence from base number 1239 (corresponding to the 5 ′ end of exon 10) to 2949.
  • the sequences of nucleotide numbers 1 to 484 are derived from the CLN3 gene
  • the sequences of nucleotide numbers 485 to 2195 are derived from the BRAF gene.
  • This fusion polynucleotide is also referred to as CLN3-BRAF_v2.
  • Base numbers 355 to 1608 of SEQ ID NO: 4 are the ORF of the fusion protein, and the amino acid sequence encoded by this ORF is shown in SEQ ID NO: 5.
  • polynucleotide to be detected include a polynucleotide having the base sequence shown in SEQ ID NO: 3 or SEQ ID NO: 6.
  • SEQ ID NO: 3 is a partial sequence of CLN3-BRAF_v1, and corresponds to base numbers 157 to 1767 of SEQ ID NO: 1.
  • SEQ ID NO: 6 is a partial sequence of CLN3-BRAF_v2, and corresponds to base numbers 247 to 1849 of SEQ ID NO: 4.
  • “Homologous polypeptide” is a “polypeptide comprising an amino acid sequence having 90% or more identity with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 or 5 and having tumorigenicity”.
  • a polypeptide comprising an amino acid sequence having a property of preferably 95% or more, more preferably 98% or more is preferred.
  • “Functional equivalent variant polypeptide” refers to “1 to 10, preferably 1 to several, more preferably 1 to 7, most preferably the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 5.
  • a polypeptide having an amino acid sequence in which 1 to 5 amino acids are substituted, deleted, and / or inserted, and having tumorigenicity is preferable, and includes “an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 5”.
  • polypeptide having tumorigenicity is particularly preferred.
  • the “identity” means a value Identity obtained by using a parameter prepared as a default by a NEEDLE program (J Mol Biol 1970; 48: 443-453) search.
  • a polypeptide has “tumor forming ability”. Specifically, the cells into which the fusion gene has been introduced are inoculated subcutaneously into nude mice, and then observed for a certain period to confirm tumor formation.
  • the polynucleotide to be detected in the detection method of the present invention is preferably a polynucleotide encoding a “polypeptide comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 5 and having tumorigenicity”, “SEQ ID NO: 2 Alternatively, a polynucleotide encoding “polypeptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 5” is most preferred.
  • the “step of detecting the presence of a polynucleotide” comprises detecting the presence of a polynucleotide to be detected (genomic sequence including a fusion point) in the genome of a sample obtained from a subject, or This is carried out by preparing a transcript (for example, mRNA or cDNA) of genomic DNA extracted from a sample obtained from a subject and detecting the presence of mRNA or cDNA corresponding to the polynucleotide to be detected.
  • a transcript for example, mRNA or cDNA
  • Genomic DNA can be extracted by a known method, and can be easily performed using a commercially available DNA extraction kit.
  • the detection process includes known gene analysis methods (for example, PCR, LCR (Ligase chain reaction), SDA (Strand displacement) amplification, NASBA (Nucleic acid sequence-based amplification), ICAN (Isothermal and chimeric primer), which are commonly used as gene detection methods.
  • PCR Ribonucleic acid
  • SDA Strand displacement
  • NASBA Nucleic acid sequence-based amplification
  • ICAN Isothermal and chimeric primer
  • LAMP method Loop-mediated isothermal amplification
  • TMA method Gene-Probe's TMA system
  • in situ hybridization method and well-known methods such as microarrays.
  • a hybridization technique using a nucleic acid that hybridizes to the detection target polynucleotide as a probe, or a gene amplification technique using a DNA that hybridizes to the detection target polynucleotide as a primer is used.
  • measurement is performed using a nucleic acid derived from a sample obtained from a subject, for example, mRNA.
  • the amount of mRNA is measured by a gene amplification reaction method using primers designed so that the polynucleotide sequence to be detected can be specifically amplified.
  • the primer used in the detection method of the present invention or the primer included in the detection kit is not particularly limited as long as it can specifically amplify the polynucleotide sequence to be detected, and the base sequence of the polynucleotide to be detected Design based on.
  • Primer design in the PCR amplification monitoring method can be performed using primer design software (for example, Primer Express; PE PE Biosystems).
  • the sense primer and the antisense primer should be set so that the size of the amplified product when amplified for mRNA or cDNA is 1 kb or less. Is appropriate.
  • a sense primer (5′-primer) is extracted from a portion derived from the CLN3 gene (for example, any portion in the CLN3 gene region of the fusion polynucleotide (especially cDNA)) from an antisense primer (3 A '-primer' is designed from a portion derived from the BRAF gene (eg, any portion within the BRAF gene region of the fusion polynucleotide (especially cDNA)).
  • one of the sense primer and the antisense primer may be designed to correspond to a region including the fusion point (described later) of the fusion polynucleotide.
  • the primer set included in the detection kit of the present invention is used, and more preferably, the primer set most preferably included in the detection kit is used.
  • multiplex PCR that detects all fusion polynucleotides in one reaction solution can be designed by mixing the sense primers corresponding to each gene. It can be confirmed whether or not the target gene (whole or a specific portion thereof) has been amplified by a method suitable for each amplification technique.
  • a PCR product is analyzed by agarose gel electrophoresis, and it can be confirmed whether or not an amplified fragment of a target size is obtained by ethidium bromide staining or the like.
  • the detection target polynucleotide is present in the sample obtained from the subject. Thus, the presence of the polynucleotide to be detected can be detected.
  • a method for detecting a fusion gene of the present invention in addition to the step of detecting the presence of a specific polynucleotide in a sample obtained from a subject by a gene amplification reaction, whether or not an amplified fragment of a desired size has been obtained. It is preferable to include the process of detecting.
  • the probe used for hybridization is a nucleic acid molecule of at least 32 bases that hybridizes under stringent conditions (preferably under more stringent conditions) to a polynucleotide to be detected or a complementary strand thereof, A sequence consisting of 16 bases each upstream and downstream from the fusion point (specifically, the base sequence Nos. 354 to 385 (No. 369 / No. 370) or the sequence shown in SEQ ID NO: 1) No. 4 to No. 469 to No. 500 (No. 484 / No. 485) of the base sequence shown in No. 4. Note that the base numbers in parentheses indicate fusion points), or a probe containing their complementary strands is used. be able to.
  • the detection using the in situ hybridization technique can be carried out according to a known FISH method (fusion assay).
  • FISH chromogenic in situ hybridization
  • SISH silver in situ hybridization
  • the fusion point in this specification means the point which the part derived from CLN3 gene and the part derived from BRAF gene fused.
  • stringent conditions in this specification are the conditions for hybridization: “5 ⁇ SSPE, 5 ⁇ Denhardt's solution, 0.5% SDS, 50% formamide, 200 ⁇ g / mL spermatozoa “DNA, 42 ° C. overnight” and “0.5 ⁇ SSC, 0.1% SDS, 42 ° C.” as conditions for washing.
  • “More stringent conditions” means “5 ⁇ SSPE, 5 ⁇ Denhardt's solution, 0.5% SDS, 50% formamide, 200 ⁇ g / mL sperm DNA, over 42 ° C.” “Night”, the conditions for cleaning are “0.2 ⁇ SSC, 0.1% SDS, 65 ° C.”.
  • RT-PCR gene amplification techniques
  • PCR amplification monitor real-time PCR
  • ABI PRISM7900 PE Biosystems
  • Real-time PCR is a known method, and devices and kits for the real-time PCR are commercially available, and can be easily performed using these.
  • the detection of the fusion gene in the present invention may be carried out by directly detecting the presence of a polypeptide encoded by the detection target polynucleotide (hereinafter referred to as “detection target polypeptide”) in a sample obtained from the subject. Good.
  • detection target polypeptide a polypeptide encoded by the detection target polynucleotide
  • a solubilized solution derived from a sample obtained from a subject is prepared, and the polypeptide to be detected contained therein is used as a fusion polypeptide.
  • a sample obtained from a subject for example, cancer tissue or cells obtained from the subject
  • the polypeptide to be detected contained therein is used as a fusion polypeptide.
  • It may be carried out by an immunological assay method or an enzyme activity assay method by combining antibodies against each of the proteins that constitute (for example, an antibody against CLN3 and an antibody against BRAF).
  • These techniques include enzyme immunoassay, 2-antibody sandwich ELISA, fluorescence immunoassay, radioimmunoassay, western blotting, etc., using a monoclonal or polyclonal antibody specific for the polypeptide to be detected. Is mentioned.
  • the detection target polynucleotide in the detection method of the present invention is detected from a sample obtained from a subject
  • the subject is a subject (patient) having the polynucleotide-positive cancer, and application of treatment with a BRAF inhibitor It becomes a target.
  • the detection kit of the present invention includes at least sense and antisense primers (also referred to as primer sets) designed to specifically amplify the polynucleotide to be detected in the detection method of the present invention.
  • the sense and antisense primer set is a set of polynucleotides that function as primers for amplification of the polynucleotide to be detected.
  • a primer set for detecting a fusion gene of a CLN3 gene and a BRAF gene comprising a sense primer designed from a portion derived from a CLN3 gene and an antisense primer designed from a portion derived from a BRAF gene
  • the antisense primer comprises a nucleic acid molecule (preferably a nucleic acid molecule of at least 16 bases) that hybridizes with the “polynucleotide to be detected” under stringent conditions (preferably under more stringent conditions).
  • a primer set consisting of a nucleic acid molecule (preferably a nucleic acid molecule of at least 16 bases) that hybridizes to a complementary strand of “polynucleotide to be detected” under stringent conditions (preferably under more stringent conditions). It is.
  • one of the sense primer and the antisense primer may be designed so as to correspond to a portion including the fusion point (described above) of the fusion polynucleotide.
  • primer set of the present invention include a primer set selected from the group consisting of (1) and (2) below: (1) a sense primer composed of an arbitrary continuous at least 16 base oligonucleotide between base numbers 1 to 369 of SEQ ID NO: 1 and an arbitrary continuous at least 16 base oligonucleotide between base numbers 370 to 2080 of SEQ ID NO: 1 A primer set of antisense primers consisting of oligonucleotides that are complementary to.
  • a sense primer composed of an arbitrary consecutive at least 16 base oligonucleotide between base numbers 1 to 484 of SEQ ID NO: 4 and an arbitrary continuous at least 16 base oligonucleotide between base numbers 485 to 2195 of SEQ ID NO: 4
  • a primer set of antisense primers consisting of oligonucleotides that are complementary to.
  • primer set of the present invention include a primer set selected from the group consisting of (1) and (2) below: (1) A sense primer comprising an arbitrary continuous at least 16 base oligonucleotide between base numbers 1 to 213 of SEQ ID NO: 3 and an arbitrary continuous at least 16 base oligonucleotide between base numbers 214 to 1611 of SEQ ID NO: 3 A primer set of antisense primers consisting of oligonucleotides that are complementary to.
  • a sense primer comprising an arbitrary continuous at least 16 base oligonucleotide between base numbers 1 to 238 of SEQ ID NO: 6 and an arbitrary continuous at least 16 base oligonucleotide between base numbers 239 to 1603 of SEQ ID NO: 6
  • a primer set of antisense primers consisting of oligonucleotides that are complementary to.
  • the interval between the selected positions of the sense primer and the antisense sense primer is 1 kb or less, or the size of the amplification product amplified by the sense primer and the antisense sense primer is 1 kb or less.
  • the primer of the present invention usually has a chain length of 15 to 40 bases, preferably 16 to 24 bases, more preferably 18 to 24 bases, and particularly preferably 20 to 24 bases.
  • the primer set of the present invention can be used for amplifying and detecting a polynucleotide to be detected in the detection method of the present invention.
  • each primer contained in the primer set of this invention is not specifically limited, For example, it can manufacture by a chemical synthesis method.
  • Example 1 Isolation of CLN3-BRAF fusion polynucleotide v1 (CLN3-BRAF_v1)
  • Non-small cell lung cancer patient lung cancer tissue-derived RNA (Asterland, USA) Lg067 Specimen RNA was reverse transcriptase (SuperScriptIII, Life Technologies) )
  • oligo (dT) primer (oligo (dT) 20 primer, Life Technologies) were subjected to reverse transcription reaction according to the kit protocol to synthesize cDNA.
  • DNA polymerase (PrimeStar GXL DNA Polymerase; Takara Bio Inc.) was performed. PCR (98 ° C for 10 seconds, 55 ° C for 15 seconds, 68 ° C for 2 minutes for 30 cycles) was performed. Thereafter, PCR was performed with the same primer, the same DNA polymerase, and the same protocol using the PCR product diluted 10-fold as a template, and electrophoresed to obtain a PCR product of about 1.6 kb.
  • This PCR product was cloned into a cloning vector (TOPO XL PCR Cloning Kit; Life Technologies, Inc.).
  • the insert was sequenced by the dideoxy sequencing method (BigDye Terminator v3.1 Cycle Sequencing Kit; Life Technologies). This determined base sequence is shown in SEQ ID NO: 3.
  • the open reading frame (ORF) of CLN3-BRAF_v1 exists in the region of base numbers 324 to 1493 of SEQ ID NO: 1.
  • the amino acid sequence of the CLN3-BRAF_v1 fusion protein encoded by this ORF is shown in SEQ ID NO: 2.
  • amino acids 1 to 15 of SEQ ID NO: 2 are derived from CLN3 protein, and amino acids 16 to 389 are derived from BRAF protein.
  • Example 2 Isolation of CLN3-BRAF fusion polynucleotide v2 (CLN3-BRAF C2B10)
  • CLN3-BRAF C2B10 primers CLN3 exon1 fwd01 (SEQ ID NO: 11) and BRAF exon18 rev01 (SEQ ID NO: 8)
  • DNA polymerase PrimeStar GXL DNA Polymerase; Takara Bio Inc.
  • PCR 98 ° C. for 10 seconds, 55 ° C. for 15 seconds, 68 ° C. for 2 minutes for 30 cycles).
  • PCR was performed with the same DNA polymerase and the same protocol using the primer CLN3 exon1 fwd02 (SEQ ID NO: 12) and BRAF exon18 rev02 (SEQ ID NO: 13), using the PCR product diluted 10-fold as a template, followed by electrophoresis.
  • a PCR product of about 1.6 kb was obtained.
  • This PCR product was cloned into a cloning vector (TOPO XL PCR Cloning Kit; Life Technologies, Inc.). The insert was sequenced by the dideoxy sequencing method (BigDye Terminator v3.1 Cycle Sequencing Kit; Life Technologies). This determined base sequence is shown in SEQ ID NO: 6.
  • the ORF of CLN3-BRAF_v2 exists in the region from 355 to 1608 of SEQ ID NO: 4.
  • the amino acid sequence of the CLN3-BRAF_v2 fusion protein encoded by this ORF is shown in SEQ ID NO: 5.
  • amino acids 44 to 417 of SEQ ID NO: 5 are derived from BRAF protein.
  • amino acids 1 to 43 of SEQ ID NO: 5 are amino acid sequences that do not exist in the CLN3 protein. This is because, in the CLN3-BRAF_v2 ORF, a region derived from the CLN3 gene causes a reading frame shift relative to the wild-type CLN3 ORF.
  • the cloning vector is subjected to an enzyme reaction at 37 ° C. for 3 hours with the restriction enzyme EcoRI, a DNA fragment containing ORF is extracted, and multiple cloning of an expression vector (pMXs-puro; Cosmo Bio) is performed.
  • the gene was cloned into the EcoRI site present at the site, the insertion direction was confirmed with the primer pMXs-F (SEQ ID NO: 18), and an expression plasmid was constructed (CLN3-BRAF_v2 / pMXs-puro).
  • Example 3 Detection of CLN3-BRAF_v1 fusion polynucleotide Using 181 samples of cDNA (Asterland, USA) derived from a non-small cell lung cancer clinical specimen as a substrate, primers C01-B10_Q_F13 (SEQ ID NO: 14) and C01-B10_Q_R14 (SEQ ID NO: 15) ) Using a quantitative PCR kit (Power SYBR Green PCR Master Mix; Life Technologies) as a primer set, with Applied Biosystems 7900HT system (95 ° C. for 10 minutes, 95 ° C. for 15 seconds, 59 ° C.) The gene expression level was measured by performing 45 cycles of 60 seconds.
  • a quantitative PCR kit Power SYBR Green PCR Master Mix; Life Technologies
  • Non-small cell lung cancer clinical specimen-derived cDNA (Asterland, USA) 181 sample as a substrate, primers CLN02-BRAF10_Q_F04 (SEQ ID NO: 16) and CLN02-BRAF10_Q_R04 (SEQ ID NO: 17) Quantitative PCR (95 ° C 10 minutes, 95 ° C 15 seconds, 95 ° C 15 seconds, 59 ° C 60 seconds) using a quantitative PCR kit (Power SYBR Green PCR Master Mix; Life Technologies) as a primer set, using Applied Biosystems 7900HT system 45 cycles), and the gene expression level was measured.
  • a quantitative PCR kit Power SYBR Green PCR Master Mix; Life Technologies
  • Example 6 Examination of growth factor-independent growth promoting action by CLN3-BRAF_v1 Polybrene (Polybrene; Sigma) was added at a concentration of 4 ⁇ g / mL to a virus solution prepared using CLN3-BRAF_v1 / pMXs-puro. Later, BA / F3 cells were added and infected. Six hours after infection, the culture medium was replaced with 10% bovine serum (Nichirei Bioscience) and RPMI1640 (Roswell Park Memorial Institute 1640; Invitrogen) medium containing 1 ng / mL mouse recombinant IL-3 (R & D). One day after infection, the cells were cultured for 4 weeks at 37 ° C.
  • CLN3-BRAF_v1 expression / BA / F3 cells in the absence of IL-3 was examined.
  • mouse recombinant IL-3-free RPMI1640 medium Invitrogen Corp.
  • plated in a 96-well plate in the presence of 5% CO 2 at 37 ° C. and the number of cells on the following day (Day 1) and 4 days (Day 4)
  • the cell number measuring reagent (CELLTITER-Glo TM Luminescent Cell Viability Assay; Promega) was measured according to the manual method.
  • a luminescence measuring device (Envision; Perkin Elmer) was used for detection.
  • the BA / F3 cells did not increase in cell number from Day1 to Day4, whereas CLN3-BRAF_v1 expression / BA / F3 cells showed an approximately 10-fold increase in cell number from Day1 to Day4. It was. As described above, it was found that the CLN3-BRAF_v1 fusion polynucleotide has a growth factor-independent growth promoting action.
  • Example 7 Examination of anchorage-independent growth-promoting action of CLN3-BRAF fusion polynucleotide
  • polybrene was added to a virus solution prepared using CLN3-BRAF_v1 / pMXs-puro and CLN3-BRAF_v2 / pMXs-puro. (Polybrene; Sigma) was added at a concentration of 4 ⁇ g / mL, and then added to NIH3T3 cells for infection. Six hours after the addition, the medium was replaced with D-MEM medium containing 10% bovine serum (Nichirei Bioscience).
  • NIH3T3 cells that stably express CLN3-BRAF_v1 and NIH3T3 cells that express CLN3-BRAF_v2 ( CLN3-BRAF_v1 expression / NIH3T3 cells and CLN3-BRAF_v2 expression / NIH3T3 cells, respectively).
  • CLN3-BRAF_v1 expression / NIH3T3 cells and CLN3-BRAF_v2 expression / NIH3T3 cells were examined on the CLN3-BRAF_v1 expression / NIH3T3 in a 96-well spheroid plate (Sumilon Celltite Spheroid 96U; Sumitomo Bakelite) Cells, CLN3-BRAF_v2 expression / NIH3T3 cells and parental NIH3T3 cells containing 10% bovine serum (Nichirei Biosciences) at 1 ⁇ 10 3 cells per well (Invitrogen) Sowing. After culturing at 37 ° C.
  • the number of cells on the following day (Day 1) and 4 days (Day 4) was measured according to the manual method using a cell number measuring reagent (CELLTITER-Glo TM Luminescent Cell Viability Assay; Promega). did.
  • a luminescence measuring device Envision; Perkin Elmer was used for detection.
  • NIH3T3 cells from Day1 to Day4 did not increase in cell count, whereas CLN3-BRAF_v1 expression / NIH3T3 cells and CLN3-BRAF_v2 expression / NIH3T3 cells were from Day1 to Day4, about 2-fold and about respectively. A 4-fold increase in cell count was confirmed. From the above, it was revealed that CLN3-BRAF_v1 expression / NIH3T3 cells and CLN3-BRAF_v2 expression / NIH3T3 cells exhibit anchorage-independent cell proliferation.
  • Example 8 Examination of in vivo tumor-forming ability of CLN3-BRAF fusion polynucleotide CLN3-BRAF_v1 expression / NIH3T3 cells and CLN3-BRAF_v2 expression / NIH3T3 cells prepared in Example 7 were subcutaneously used at 3 ⁇ 10 6 Tumor formation was confirmed when inoculated and observed for 14 days. From the above, it was shown that CLN3-BRAF_v1 and CLN3-BRAF_v2 are causative genes for cancer.
  • the detection method of the present invention is useful for determining a fusion gene-positive cancer patient according to the present specification.
  • the detection kit and primer set of the present invention can be used in the detection method.

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Abstract

【課題】癌の新たな原因遺伝子であるポリヌクレオチドを解明し、これにより、当該ポリヌクレオチド又はそれがコードするポリペプチドの検出方法、及びそのためのキット及びプライマーセットを提供する。 【解決手段】前記検出方法では、CLN3の遺伝子の一部とBRAF遺伝子の一部との融合遺伝子、あるいは、それがコードする融合タンパク質を検出する。前記プライマーセット又は検出用キットは、CLN3をコードする部分から設計されるセンスプライマーと、BRAFをコードする部分から設計されるアンチセンスプライマーとを含む。

Description

新規BRAF融合体の検出法
 本発明は、BRAFキナーゼ領域を含む新規の融合遺伝子または各融合遺伝子によってコードされる融合タンパク質の検出方法に関する。
 ブイ-ラフミューリンサルコーマバイアルオンコジーンホモローグB1(v-rafmurine sacroma viral oncogene homolog B1;BRAF)遺伝子は染色体7番長腕に存在し、18個のエキソンからなる。コードする蛋白質はセリンスレオニンキナーゼであり、中央部にピーループ、アミノ末端側にラスバインディングドメイン及びシステインリッチドメインを有し、カルボキシ末端側にキナーゼドメインを有する。BRAFはラス蛋白質のエフェクターとして作用し、マップキナーゼキナーゼ1(mitogen-activated protein kinase kinase 1;MAP2K1)及びマップキナーゼキナーゼ2(mitogen-activated protein kinase kinase 2;MAP2K2)をリン酸化することが知られている(非特許文献1)。また、アミノ末端側に自己抑制領域を有していることも知られている(非特許文献2)。
 毛様細胞性星膠腫において、KIAA1549遺伝子とBRAF遺伝子の間の染色体、約2メガベースの領域で直列重複がおこり、癌化能をもったKIAA1549:BRAF融合キナーゼが発現していることが知られている(非特許文献3)。また、前立腺癌において染色体間転座により、SLC45A3、胃癌においてAGTRAPと融合キナーゼが発現していることも知られている(非特許文献4)。これらの融合キナーゼは、BRAFのアミノ末端側に存在する自己抑制領域を欠損し恒常的にBRAFが活性化され、細胞内シグナルが異常に活性化され癌化及び細胞増殖を引き起こしていることが考えられている。実際に、KIAA1549:BRAF融合遺伝子及びSLC45A3:BRAF融合遺伝子をマウス正常細胞NIH3T3細胞に導入すると癌細胞に形質転換することが知られている。またSLC45A3:BRAF融合遺伝子によって形質転換した。発現させたNIH3T3細胞の増殖は、RAFキナーゼ抑制化合物によって抑制されることから、これらの融合遺伝子が有望な治療標的分子及び診断マーカーとなる可能性が示唆されている(非特許文献3及び4)。
 セロイド-リポフスチノーシス,ニューロナル3(Ceroid-lipofuscinosis,neuronal 3;CLN3)遺伝子は染色体16番短腕に存在する。CLN3はリソソームに存在し、劣性遺伝の神経疾患であるバッテン病において遺伝子変異があることが知られている(非特許文献5)。
 これまでにCLN3とBRAFが融合しているという報告はなく、また肺癌でBRAF融合遺伝子が存在しているとの報告は無い。
カレント・オピニオン・イン・ファーマコロジー(Current Opinion in Pharmacology)、(英国)、2008年、8巻、p.419-426 ザ・ジャーナル・オブ・バイオロジカル・ケミストリー(THE JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY)、(米国)、2005年、280巻、p.16244-16253 キャンサー・レサーチ(Cancer Research)、(米国)、2008年、68巻、p.8673-8677 ネイチャー・メディシン(Nature Medicine)、(英国)、2010年、16巻、793-798 カレント・オピニオン・イン・ニューロロジー(Current opinion in neurology)、(英国)、2003年、16巻、p.121-181
 肺癌の新たな原因遺伝子であるポリヌクレオチドを解明し、これにより、当該ポリヌクレオチド又はそれがコードするポリペプチドの検出方法、及びそのためのキット又はプライマーセットを提供することを課題とする。
 本発明は、肺癌患者から得た検体からCLN3遺伝子の一部と、キナーゼであるBRAF遺伝子の一部とが融合した新規の融合遺伝子を単離同定し(実施例1及び2)、これらの融合遺伝子が肺癌患者検体に存在すること(実施例3及び4)、またこれらの融合遺伝子を発現させるためレトロウイルスを作製し(実施例5)、感染細胞が腫瘍形成能を有し、癌の原因遺伝子であることを見出した(実施例6~8)。本発明者は、これらの知見から、これらの融合遺伝子の検出法を構築し、そのためのキット及びプライマーセットを提供し、これらの融合遺伝子またはそれにコードされる融合蛋白質を検出することにより、BRAF阻害薬物治療の対象となる癌患者を選別することを可能とした。
 すなわち、本発明は、以下に関する。
[1]被験者から得た試料中の、以下のポリペプチドをコードするポリヌクレオチドの存在を検出する工程を含むことを特徴とする、セロイド-リポフスチノーシス,ニューロナル3(CLN3)遺伝子とブイ-ラフミューリンサルコーマバイアルオンコジーンホモローグB1(BRAF)遺伝子との融合遺伝子の検出方法:
 配列番号2又は配列番号5に示されるアミノ酸配列との同一性が90%以上であるアミノ酸配列を含み、しかも腫瘍形成能を有するポリペプチド。
[2]前記ポリペプチドが、配列番号2若しくは配列番号5に示されるアミノ酸配列を含み、しかも腫瘍形成能を有するポリペプチド、又は、配列番号2若しくは配列番号5に示されるアミノ酸配列において、1~10個のアミノ酸が欠失、置換、及び/若しくは挿入されたアミノ酸配列を含み、しかも腫瘍形成能を有するポリペプチドである、[1]に記載の方法。
[3]前記ポリペプチドが、配列番号2又は配列番号5に示されるアミノ酸配列からなるポリペプチドである、[1]又は[2]に記載の方法。
[4]以下のポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを特異的に増幅できるように設計したセンスプライマー及びアンチセンスプライマーを含む、CLN3遺伝子とBRAF遺伝子との融合遺伝子の検出用キット:
 配列番号2又は配列番号5に示されるアミノ酸配列との同一性が90%以上であるアミノ酸配列を含み、しかも腫瘍形成能を有するポリペプチド。
[5]前記ポリペプチドが、配列番号2若しくは配列番号5に示されるアミノ酸配列を含み、しかも腫瘍形成能を有するポリペプチド、又は、配列番号2若しくは配列番号5に示されるアミノ酸配列において、1~10個のアミノ酸が欠失、置換、及び/若しくは挿入されたアミノ酸配列を含み、しかも腫瘍形成能を有するポリペプチドである、[4]に記載のキット。
[6]前記ポリペプチドが、配列番号2又は配列番号5に示されるアミノ酸配列からなるポリペプチドである、[4]又は[5]に記載のキット。
[7]CLN3遺伝子とBRAF遺伝子との融合遺伝子を検出するためのプライマーセットであって、下記a)及びb)からなる群より選択されるプライマーセット:
a)配列番号1に示される塩基配列からなるポリヌクレオチドにストリンジェントな条件下でハイブリダイズする核酸分子からなるアンチセンスプライマー及び該ポリヌクレオチドの相補鎖にストリンジェントな条件下でハイブリダイズする核酸分子からなるセンスプライマーを含むプライマーセット、及び
b)配列番号4に示される塩基配列からなるポリヌクレオチドにストリンジェントな条件下でハイブリダイズする核酸分子からなるアンチセンスプライマー及び該ポリヌクレオチドの相補鎖にストリンジェントな条件下でハイブリダイズする核酸分子からなるセンスプライマーを含むプライマーセット。
[8]配列番号1の塩基番号1から369間の任意の連続する少なくとも16塩基のオリゴヌクレオチドからなるセンスプライマー及び配列番号1の塩基番号370から2080間の任意の連続する少なくとも16塩基のオリゴヌクレオチドに対して相補的であるオリゴヌクレオチドからなるアンチセンスプライマーのプライマーセット。
[9]配列番号4の塩基番号1から484間の任意の連続する少なくとも16塩基のオリゴヌクレオチドからなるセンスプライマー及び配列番号4の塩基番号485から2195間の任意の連続する少なくとも16塩基のオリゴヌクレオチドに対して相補的であるオリゴヌクレオチドからなるアンチセンスプライマーのプライマーセット。
 また、本発明は、
 下記工程を含むことを特徴とするCLN3遺伝子とBRAF遺伝子とを含む融合遺伝子陽性の癌(特には肺癌)の存在の検出方法:
 被験者から得た試料中の、下記(1)乃至(3)に記載のポリペプチドをコードするポリヌクレオチドの存在を検出する工程、
(1)配列番号2又は配列番号5に示されるアミノ酸配列との同一性が90%以上であるアミノ酸配列を含み、しかも腫瘍形成能を有するポリペプチド、
(2)配列番号2若しくは配列番号5に示されるアミノ酸配列を含み、しかも腫瘍形成能を有するポリペプチド、又は、配列番号2若しくは配列番号5に示されるアミノ酸配列において、1~10個のアミノ酸が欠失、置換、及び/若しくは挿入されたアミノ酸配列を含み、しかも腫瘍形成能を有するポリペプチド、あるいは、
(3)配列番号2又は配列番号5に示されるアミノ酸配列からなるポリペプチド、
に関する。
 また、本発明は、
 下記工程を含むことを特徴とするCLN3遺伝子とBRAF遺伝子とを含む融合遺伝子陽性の癌(特には肺癌)の診断方法:
 被験者から得た試料中の、下記(1)乃至(3)に記載のポリペプチドをコードするポリヌクレオチドの存在を検出する工程、
(1)配列番号2又は配列番号5に示されるアミノ酸配列との同一性が90%以上であるアミノ酸配列を含み、しかも腫瘍形成能を有するポリペプチド、
(2)配列番号2若しくは配列番号5に示されるアミノ酸配列を含み、しかも腫瘍形成能を有するポリペプチド、又は、配列番号2若しくは配列番号5に示されるアミノ酸配列において、1~10個のアミノ酸が欠失、置換、及び/若しくは挿入されたアミノ酸配列を含み、しかも腫瘍形成能を有するポリペプチド、あるいは、
(3)配列番号2又は配列番号5に示されるアミノ酸配列からなるポリペプチド、
に関する。
 また、本発明は、
 下記工程を含むことを特徴とする癌(特には肺癌)の存在の検出方法:
(1)被験者から得た試料を鋳型とし、前記[7]乃至[9]に記載されたプライマーセットを用いてPCRを行う工程、及び
(2)PCR産物の存在を検出する工程、
に関する。
 また、本発明は、
 下記工程を含むことを特徴とする癌(特には肺癌)の診断方法:
(1)被験者から得た試料を鋳型とし、前記[7]乃至[9]に記載されたプライマーセットを用いてPCRを行う工程、及び
(2)PCR産物の存在を検出する工程、
に関する。
 また、本発明は、
 下記工程を含むことを特徴とする、染色体の再構成(genomic rearrangement)を検出する方法:
 被験者から得た試料中の、下記(1)乃至(3)に記載のポリペプチドをコードするポリヌクレオチドの存在を検出する工程、
(1)配列番号2又は配列番号5に示されるアミノ酸配列との同一性が90%以上であるアミノ酸配列を含み、しかも腫瘍形成能を有するポリペプチド、
(2)配列番号2若しくは配列番号5に示されるアミノ酸配列を含み、しかも腫瘍形成能を有するポリペプチド、又は、配列番号2若しくは配列番号5に示されるアミノ酸配列において、1~10個のアミノ酸が欠失、置換、及び/若しくは挿入されたアミノ酸配列を含み、しかも腫瘍形成能を有するポリペプチド、あるいは、
(3)配列番号2又は配列番号5に示されるアミノ酸配列からなるポリペプチド、
に関する。
 さらに、本発明は、
 下記工程を含むことを特徴とする、染色体の再構成(genomic rearrangement)を検出する方法:
(1)i)被験者から得た試料、ii)CLN3遺伝子をコードする5’側ゲノム領域を含む標識プローブ、及びiii)BRAF遺伝子をコードする3’ゲノム領域を含む蛍光標識プローブを用い、インサイチュハイブリダイゼーションを行う工程、及び
(2)前記標識のシグナルの重なりを検出する工程、
に関する。
 また、本発明は、
 下記工程を含むことを特徴とする癌(特には肺癌)の存在の検出方法:
(1)i)被験者から得た試料、ii)CLN3遺伝子をコードする5’側ゲノム領域を含む標識プローブ、及びiii)BRAF遺伝子をコードする3’ゲノム領域を含む蛍光標識プローブを用い、インサイチュハイブリダイゼーションを行う工程、及び
(2)前記標識のシグナルの重なりを検出する工程、
に関する。
 また、本発明は、
 下記工程を含むことを特徴とする癌(特には肺癌)の診断方法:
(1)i)被験者から得た試料、ii)CLN3遺伝子をコードする5’側ゲノム領域を含む標識プローブ、及びiii)BRAF遺伝子をコードする3’ゲノム領域を含む蛍光標識プローブを用い、インサイチュハイブリダイゼーションを行う工程、及び
(2)前記標識のシグナルの重なりを検出する工程、
に関する。
 また、本発明は、
 下記(1)乃至(3)に記載のポリペプチド又は該ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド:
(1)配列番号2又は配列番号5に示されるアミノ酸配列との同一性が90%以上であるアミノ酸配列を含み、しかも腫瘍形成能を有するポリペプチド、
(2)配列番号2若しくは配列番号5に示されるアミノ酸配列を含み、しかも腫瘍形成能を有するポリペプチド、又は、配列番号2若しくは配列番号5に示されるアミノ酸配列において、1~10個のアミノ酸が欠失、置換、及び/若しくは挿入されたアミノ酸配列を含み、しかも腫瘍形成能を有するポリペプチド、あるいは、
(3)配列番号2又は配列番号5に示されるアミノ酸配列からなるポリペプチド、
に関する。
 また、本発明は、被験者から得た試料中の、下記(1)乃至(3)に記載のポリペプチドの存在を検出する工程を含むことを特徴とする、CLN3とBRAFとの融合タンパク質の検出方法:
(1)配列番号2又は配列番号5に示されるアミノ酸配列との同一性が90%以上であるアミノ酸配列を含み、しかも腫瘍形成能を有するポリペプチド、
(2)配列番号2若しくは配列番号5に示されるアミノ酸配列を含み、しかも腫瘍形成能を有するポリペプチド、又は、配列番号2若しくは配列番号5に示されるアミノ酸配列において、1~10個のアミノ酸が欠失、置換、及び/若しくは挿入されたアミノ酸配列を含み、しかも腫瘍形成能を有するポリペプチド、あるいは、
(3)配列番号2又は配列番号5に示されるアミノ酸配列からなるポリペプチド、
に関する。
 また、本発明は、
 下記工程を含むことを特徴とするCLN3とBRAFとの融合タンパク質陽性の癌(特には肺癌)の存在の検出方法:
 被験者から得た試料中の、下記(1)乃至(3)に記載のポリペプチドの存在を検出する工程、
(1)配列番号2又は配列番号5に示されるアミノ酸配列との同一性が90%以上であるアミノ酸配列を含み、しかも腫瘍形成能を有するポリペプチド、
(2)配列番号2若しくは配列番号5に示されるアミノ酸配列を含み、しかも腫瘍形成能を有するポリペプチド、又は、配列番号2若しくは配列番号5に示されるアミノ酸配列において、1~10個のアミノ酸が欠失、置換、及び/若しくは挿入されたアミノ酸配列を含み、しかも腫瘍形成能を有するポリペプチド、あるいは、
(3)配列番号2又は配列番号5に示されるアミノ酸配列からなるポリペプチド、
に関する。
 また、本発明は、
 下記工程を含むことを特徴とするCLN3とBRAFとの融合タンパク質陽性の癌(特には肺癌)の診断方法:
 被験者から得た試料中の、下記(1)乃至(3)に記載のポリペプチドの存在を検出する工程、
(1)配列番号2又は配列番号5に示されるアミノ酸配列との同一性が90%以上であるアミノ酸配列を含み、しかも腫瘍形成能を有するポリペプチド、
(2)配列番号2若しくは配列番号5に示されるアミノ酸配列を含み、しかも腫瘍形成能を有するポリペプチド、又は、配列番号2若しくは配列番号5に示されるアミノ酸配列において、1~10個のアミノ酸が欠失、置換、及び/若しくは挿入されたアミノ酸配列を含み、しかも腫瘍形成能を有するポリペプチド、あるいは、
(3)配列番号2又は配列番号5に示されるアミノ酸配列からなるポリペプチド、
に関する。
 本発明の検出方法は、CLN3遺伝子とBRAF遺伝子との融合遺伝子陽性の癌(特には肺癌)を検出する方法として利用できる。また、本発明の検出方法は、染色体の再構成を検出する方法として利用できる。また、本発明の検出方法によれば、BRAF阻害剤の適用対象者であるか否かを鑑別することができる。本発明の検出用キット及びプライマーセットは、本発明の検出方法に用いることができる。
《本発明の検出方法》
 本発明の検出方法は、融合遺伝子を検出する方法であり、該方法は、被験者から得た試料中の、特定のポリヌクレオチドの存在を検出する工程を含む。被験者から得た試料としては、被験者からの採取物(生体から分離した試料)、具体的には、任意の採取された体液(好ましくは血液)、肺胞・気管支洗浄液、生検された試料、喀痰試料を用いるが、好適には、被験者の肺患部の生検試料又は喀痰試料を用いる。試料からゲノムDNAを抽出して用いることができ、またその転写産物(ゲノムが転写及び翻訳される結果生じる産物;例えばmRNA、cDNA、蛋白質)を用いることができる。特にはmRNA又はcDNAを調製して用いることが好ましい。
 融合遺伝子の検出方法における「ポリヌクレオチドの存在を検出する工程」において、その検出対象となるポリヌクレオチド(以下、「検出対象ポリヌクレオチド」と称する)は、「CLN3遺伝子とBRAF遺伝子との融合遺伝子」であり、これは、CLN3遺伝子の一部とBRAF遺伝子の一部とを含む遺伝子である。
 「CLN3遺伝子とBRAF遺伝子との融合遺伝子」としては、下記(1)乃至(3)に記載のポリペプチドをコードするポリヌクレオチドが挙げられる。
(1)配列番号2又は配列番号5に示されるアミノ酸配列との同一性が90%以上であるアミノ酸配列を含み、しかも腫瘍形成能を有するポリペプチド[以下、「相同ポリペプチド」とも称する]、
(2)配列番号2若しくは配列番号5に示されるアミノ酸配列を含み、しかも腫瘍形成能を有するポリペプチド、又は、配列番号2若しくは配列番号5に示されるアミノ酸配列において、1~10個のアミノ酸が欠失、置換、及び/若しくは挿入されたアミノ酸配列を含み、しかも腫瘍形成能を有するポリペプチド[以下、「機能的等価改変体ポリペプチド」とも称する]、あるいは、
(3)配列番号2又は配列番号5に示されるアミノ酸配列からなるポリペプチド。
 好ましい前記検出対象ポリヌクレオチドとしては、配列番号1又は配列番号4に示される塩基配列からなるポリヌクレオチドが挙げられる。配列番号1に示される塩基配列からなるポリヌクレオチドは、CLN3遺伝子バリアント2(GenBank登録番号:NM_000086.2)の塩基番号1から369(エキソン1の3’末端に対応)とBRAF遺伝子(GenBank登録番号:NM_004333.4)の塩基番号1239(エキソン10の5’末端に対応)から2949までの塩基配列からなるポリヌクレオチドである。配列番号1に示される塩基配列の内、塩基番号1~369の配列はCLN3遺伝子に由来し、塩基番号370~2080の配列はBRAF遺伝子に由来する。この融合ポリヌクレオチドを、CLN3-BRAF_v1とも称する。配列番号1の塩基番号324~1493は、融合タンパク質のオープンリーディングフレーム(ORF)であり、このORFにコードされるアミノ酸配列を配列番号2に示す。
 配列番号4に示される塩基配列からなるポリヌクレオチドは、CLN3遺伝子バリアント1(GenBank登録番号:NM_001042432.1)の塩基番号1から484(エキソン2の3’末端に対応)とBRAF遺伝子(GenBank登録番号:NM_004333.4)の塩基番号1239(エキソン10の5’末端に対応)から2949までの塩基配列からなるポリヌクレオチドである。配列番号4に示される塩基配列の内、塩基番号1~484の配列はCLN3遺伝子に由来し、塩基番号485~2195の配列はBRAF遺伝子に由来する。この融合ポリヌクレオチドを、CLN3-BRAF_v2とも称する。配列番号4の塩基番号355~1608は、融合タンパク質のORFであり、このORFにコードされるアミノ酸配列を配列番号5に示す。
 より好ましい前記検出対象ポリヌクレオチドとしては、配列番号3又は配列番号6に示される塩基配列からなるポリヌクレオチドが挙げられる。配列番号3は、CLN3-BRAF_v1の部分配列であり、配列番号1の塩基番号157~1767に対応する。配列番号6は、CLN3-BRAF_v2の部分配列であり、配列番号4の塩基番号247~1849に対応する。
 「相同ポリペプチド」は、「配列番号2又は配列番号5に示されるアミノ酸配列との同一性が90%以上であるアミノ酸配列を含み、しかも腫瘍形成能を有するポリペプチド」であるが、該同一性が、好ましくは95%以上、更に好ましくは98%以上であるアミノ酸配列を含むポリペプチドが好ましい。
 「機能的等価改変体ポリペプチド」としては、「配列番号2又は配列番号5に示されるアミノ酸配列において、1~10個、好ましくは1~数個、更に好ましくは1~7個、最も好ましくは1~5個のアミノ酸が置換、欠失、及び/又は挿入されたアミノ酸配列を含み、しかも腫瘍形成能を有するポリペプチド」が好ましく、「配列番号2又は配列番号5に示されるアミノ酸配列を含み、しかも腫瘍形成能を有するポリペプチド」が特に好ましい。
 なお、本明細書における前記「同一性」とは、NEEDLE program(J Mol Biol 1970; 48: 443-453)検索によりデフォルトで用意されているパラメータを用いて得られた値Identityを意味する。前記のパラメータは以下のとおりである。
 Gap penalty = 10
 Extend penalty = 0.5
 Matrix = EBLOSUM62
 あるポリペプチドが「腫瘍形成能を有する」ことは、後記実施例6~8に記載の方法で確認する。具体的には、当該融合遺伝子を導入した細胞をヌードマウスの皮下に接種した後、一定期間観察し、腫瘍形成を確認する。
 本発明の検出方法における検出対象ポリヌクレオチドとしては、「配列番号2又は配列番号5に示されるアミノ酸配列を含み、しかも腫瘍形成能を有するポリペプチド」をコードするポリヌクレオチドが好ましく、「配列番号2又は配列番号5に示されるアミノ酸配列からなるポリペプチド」をコードするポリヌクレオチドが最も好ましい。
 本発明のポリヌクレオチドの検出方法における「ポリヌクレオチドの存在を検出する工程」は、被験者から得た試料のゲノム中の検出対象ポリヌクレオチド(融合点を含むゲノム配列)の存在を検出すること、あるいは、被験者から得た試料から抽出したゲノムDNAの転写産物(例えばmRNA又はcDNA)を調製し、検出対象ポリヌクレオチドに対応するmRNA又はcDNAの存在を検出することにより実施する。
 ゲノムDNAの抽出は公知の方法で行うことができ、市販のDNA抽出キットを用いて簡便に行うことができる。
 検出工程は公知の遺伝子解析法(例えば、遺伝子検出法として常用されるPCR、LCR(Ligase chain reaction)、SDA(Strand displacement amplification)、NASBA(Nucleic acid sequence-based amplification)、ICAN(Isothermal and chimeric primer-initiated amplification of nucleic acids)、LAMP法(Loop-mediated isothermal amplification)、TMA法(Gen-Probe’s TMA system)、インサイチュハイブリダイゼーション法、更にマイクロアレイなど周知の方法)に従って実施することができる。例えば、検出対象ポリヌクレオチドにハイブリダイズする核酸をプローブとしたハイブリダイゼーション技術、又は、検出対象ポリヌクレオチドにハイブリダイズするDNAをプライマーとした遺伝子増幅技術等を利用する。
 具体的には、被験者から得た試料由来の核酸、例えば、mRNA等を用いて測定する。mRNA量の測定は、検出対象ポリヌクレオチド配列を特異的に増幅できるように設計したプライマーを用いて遺伝子増幅反応方法にて測定する。本発明の検出方法に用いられるプライマー、又は、検出用キットに含まれるプライマーは、検出対象ポリヌクレオチド配列を特異的に増幅できるものであれば、特には限定されず、検出対象ポリヌクレオチドの塩基配列に基づいて設計する。PCR増幅モニター法におけるプライマー設計は、プライマー設計ソフトウェア(例えば、Primer Express; PE Biosystems)などを利用してできる。また、PCR産物のサイズが大きくなると増幅効率が悪くなるため、センスプライマーとアンチセンスプライマーは、mRNA又はcDNAを対象に増幅したときの増幅産物の大きさが1kb以下になるように設定するのが適切である。
 より具体的には、センスプライマー(5’-プライマー)をCLN3遺伝子に由来する部分(例えば、前記融合ポリヌクレオチド(特にはcDNA)のCLN3遺伝子領域内の任意の部分)から、アンチセンスプライマー(3’-プライマー)をBRAF遺伝子に由来する部分(例えば、前記融合ポリヌクレオチド(特にはcDNA)のBRAF遺伝子領域内の任意の部分)から設計する。あるいは、センスプライマー又はアンチセンスプライマーの一方を、該融合ポリヌクレオチドの融合点(後述)を含む領域に対応するように設計してもよい。好ましくは、本発明の検出用キットに含まれるプライマーセットを用い、更に好ましくは、検出用キットに最も好適に含まれるプライマーセットを用いる。PCR増幅モニター法では、各遺伝子に対応した上記センスプライマーを混ぜることにより、1反応液により全ての融合ポリヌクレオチドを検出するマルチプレックスPCR(Multiplex PCR)を設計することもできる。各増幅技術に適した方法によって目的とした遺伝子(全体又はその特異的部分)が増幅されたか否かを確認することができる。例えば、PCR法では、PCR産物をアガロースゲル電気泳動によって分析し、エチジウムブロマイド染色等によって目的とするサイズの増幅断片が得られたか否かを確認できる。目的とするサイズの増幅断片が得られた場合は、被験者から得た試料において、検出対象ポリヌクレオチドが存在していたことになる。このように、検出対象ポリヌクレオチドの存在を検出することができる。
 本発明の融合遺伝子の検出方法としては、被験者から得た試料中の、特定のポリヌクレオチドの存在を遺伝子増幅反応により検出する工程に加え、さらに目的とするサイズの増幅断片が得られたか否かを検出する工程を含むことが好ましい。
 ハイブリダイゼーション技術を利用した検出は、例えば、ノーザンハイブリダイゼーション、ドットブロット法、DNAマイクロアレイ法、RNAプロテクション法などを使用して行う。ハイブリダイゼーションに用いるプローブとしては、検出対象ポリヌクレオチド又はそれらの相補鎖にストリンジェントな条件下で(好ましくはよりストリンジェントな条件下で)ハイブリダイズする連続した少なくとも32塩基の核酸分子であって、融合点を中心にその上流及び下流のそれぞれ16塩基からなる配列(具体的には、配列番号1に示される塩基配列の第354番~第385番(第369番/第370番)、又は配列番号4に示される塩基配列の第469番~第500番(第484番/第485番)。なお、括弧内の塩基番号は融合点を示す。)、又はそれらの相補鎖を含むプローブを用いることができる。
 インサイチュハイブリダイゼーション技術を利用した検出は、公知のFISH法(fusion assay)に従って実施することができる。または、クロモジェニックインサイチュハイブリダイゼーション(CISH)法とシルバーインサイチュハイブリダイゼーション(SISH)法を組み合わせたヒュージョンアッセイで実施することができる。
 なお、本明細書における融合点とは、CLN3遺伝子由来の部分とBRAF遺伝子由来の部分とが融合した点を意味する。
 また、本明細書における「ストリンジェントな条件」とは、ハイブリダイゼーションのための条件として、「5×SSPE、5×Denhardt’s液、0.5%SDS、50%ホルムアミド、200μg/mL鮭***DNA、42℃オーバーナイト」、洗浄のための条件として、「0.5×SSC、0.1%SDS、42℃」の条件である。「よりストリンジェントな条件」とは、ハイブリダイゼーションのための条件として、「5×SSPE、5×Denhardt’s液、0.5%SDS、50%ホルムアミド、200μg/mL鮭***DNA、42℃オーバーナイト」、洗浄のための条件として、「0.2×SSC、0.1%SDS、65℃」の条件である。
 さらには、RT-PCR等の遺伝子増幅技術を利用することができる。RT-PCR法においては、遺伝子の増幅過程においてPCR増幅モニター(リアルタイムPCR)法(Genome Res., 6(10), 986, 1996)を用いることにより、検出対象ポリヌクレオチドの存在について、より定量的な解析を行うことが可能である。PCR増幅モニター法としては、例えば、ABI PRISM7900(PEバイオシステムズ社)を用いることが出来る。リアルタイムPCRは公知の方法であり、そのための装置及びキットは市販されており、これらを利用して簡便に行える。
 本発明における融合遺伝子の検出は、被験者から得た試料における、検出対象ポリヌクレオチドにコードされるポリペプチド(以下、「検出対象ポリペプチド」と称する)の存在を直接検出することによって実施してもよい。
 例えば、ポリペプチドを検出する工程において、被験者から得た試料(例えば、被験者から得た癌組織や細胞)由来の可溶化液を調製し、その中に含まれる検出対象ポリペプチドを、融合ポリペプチドを構成する各タンパク質に対する抗体(例えば、CLN3に対する抗体とBRAFに対する抗体)を組み合わせることによる免疫学的測定法又は酵素活性測定法等により実施してもよい。これらの手法としては、検出対象ポリペプチドに特異的なモノクローナル抗体又はポリクローナル抗体を用いた、酵素免疫測定法、2抗体サンドイッチELISA法、蛍光免疫測定法、放射免疫測定法、ウェスタンブロッティング法等の手法が挙げられる。
 本発明の検出方法における検出対象ポリヌクレオチドが、被験者から得た試料から検出された場合は、当該被験者は、当該ポリヌクレオチド陽性の癌を有する対象(患者)であり、BRAF阻害剤による治療の適用対象となる。
《本発明の検出用キット、本発明のプライマーセット》
 本発明の検出用キットには、少なくとも、本発明の検出方法における検出対象ポリヌクレオチドを特異的に増幅できるように設計したセンス及びアンチセンスプライマー(プライマーセットとも称する)が含まれる。センス及びアンチセンスプライマーセットは、検出対象ポリヌクレオチド増幅用のプライマーとして機能するポリヌクレオチドのセットである。
 本発明のプライマーセットには、
CLN3遺伝子に由来する部分から設計されるセンスプライマー及びBRAF遺伝子に由来する部分から設計されるアンチセンスプライマーを含む、CLN3遺伝子とBRAF遺伝子との融合遺伝子を検出するためのプライマーセットであって、該アンチセンスプライマーは「検出対象ポリヌクレオチド」にストリンジェントな条件下(好ましくは、よりストリンジェントな条件下)でハイブリダイズする核酸分子(好ましくは、少なくとも16塩基の核酸分子)からなり、該センスプライマーは「検出対象ポリヌクレオチド」の相補鎖にストリンジェントな条件(好ましくは、よりストリンジェントな条件下)でハイブリダイズする核酸分子(好ましくは、少なくとも16塩基の核酸分子)からなる、プライマーセット
が含まれる。
 本発明のプライマーセットにおいて、センスプライマー又はアンチセンスプライマーの一方を、該融合ポリヌクレオチドの融合点(前述)を含む部分に対応するように設計してもよい。
 本発明のプライマーセットの具体的な態様として、以下(1)及び(2)からなる群より選択されるプライマーセットが挙げられる:
(1)配列番号1の塩基番号1から369間の任意の連続する少なくとも16塩基のオリゴヌクレオチドからなるセンスプライマー及び配列番号1の塩基番号370から2080間の任意の連続する少なくとも16塩基のオリゴヌクレオチドに対して相補的であるオリゴヌクレオチドからなるアンチセンスプライマーのプライマーセット。
(2)配列番号4の塩基番号1から484間の任意の連続する少なくとも16塩基のオリゴヌクレオチドからなるセンスプライマー及び配列番号4の塩基番号485から2195間の任意の連続する少なくとも16塩基のオリゴヌクレオチドに対して相補的であるオリゴヌクレオチドからなるアンチセンスプライマーのプライマーセット。
 本発明のプライマーセットのより具体的な態様としては、以下(1)及び(2)からなる群より選択されるプライマーセットが挙げられる:
(1)配列番号3の塩基番号1から213間の任意の連続する少なくとも16塩基のオリゴヌクレオチドからなるセンスプライマー及び配列番号3の塩基番号214から1611間の任意の連続する少なくとも16塩基のオリゴヌクレオチドに対して相補的であるオリゴヌクレオチドからなるアンチセンスプライマーのプライマーセット。
(2)配列番号6の塩基番号1から238間の任意の連続する少なくとも16塩基のオリゴヌクレオチドからなるセンスプライマー及び配列番号6の塩基番号239から1603間の任意の連続する少なくとも16塩基のオリゴヌクレオチドに対して相補的であるオリゴヌクレオチドからなるアンチセンスプライマーのプライマーセット。
 前記プライマーセットにおいては、センスプライマーとアンチセンスセンスプライマーの選択位置の間隔が1kb以下であるか、あるいは、センスプライマーとアンチセンスセンスプライマーにより増幅される増幅産物の大きさが1kb以下であることが好ましい。
 また、本発明のプライマーは、通常、15~40塩基、好ましくは16~24塩基、更に好ましくは18~24塩基、特に好ましくは20~24塩基の鎖長を有する。
 本発明のプライマーセットは、本発明の検出方法において、検出対象ポリヌクレオチドを増幅及び検出するために用いることができる。また、本発明のプライマーセットに含まれる各プライマーは、特に限定されるものではないが、例えば、化学合成法によって製造することができる。
 以下、実施例によって本発明を詳述するが、本発明は該実施例によって限定されるものではない。なお、特に断りがない場合は、公知の方法に従って実施可能である。また、市販の試薬やキット等を用いる場合には市販品の指示書に従って実施可能である。
[実施例1]CLN3-BRAF融合ポリヌクレオチド v1(CLN3-BRAF_v1)の単離
 非小細胞肺癌患者肺癌組織由来RNA(米国アステランド社)Lg067検体RNAに対して、逆転写酵素(SuperScriptIII、ライフテクノロジーズ社)及びオリゴ(dT)プライマー(オリゴ(dT)20プライマー、ライフテクノロジーズ社)を用いて、キットのプロトコールにしたがって逆転写反応を行い、cDNAを合成した。
 次に、プライマーCLN3 exon1 fwd06(配列番号7)及びBRAF exon18 rev01(配列番号8)を用いて、上記で得たcDNAを鋳型として、DNAポリメラーゼ(PrimeSTAR GXL DNA Polymerase;タカラバイオ株式会社)を行いてPCR(98℃10秒、55℃15秒、68℃2分を30サイクル)を行った。その後、10倍希釈した前述PCR産物を鋳型として、同じプライマー、同じDNAポリメラーゼ、同じプロトコルでPCRを行い、電気泳動したところ、約1.6kbのPCR産物を得た。本PCR産物をクローニングベクター(TOPO XL PCR Cloning Kit;ライフテクノロジーズ株式会社)にクローニングした。インサートはダイデオキシシーケンス法により配列を決定した(BigDye Terminator v3.1 Cycle Sequencing Kit;ライフテクノロジーズ)。この決定された塩基配列を配列番号3に示す。
 この結果、NCBIに登録されているCLN3(NM_000086.2)のエキソン1の3’末端に、BRAF(NM_004333.4)のエキソン10の5’末端が融合されたポリヌクレオチド(CLN3-BRAF_v1)の存在が明らかになった。この融合ポリヌクレオチドの全長配列を配列番号1に示す。
 CLN3-BRAF_v1のオープンリーディングフレーム(ORF)は、配列番号1の塩基番号324~1493の領域に存在する。このORFにコードされるCLN3-BRAF_v1融合タンパク質のアミノ酸配列を配列番号2に示す。この融合タンパク質において、配列番号2のアミノ酸1~15まではCLN3タンパク質に由来し、アミノ酸16~389まではBRAFタンパク質に由来する。
 この融合タンパク質を発現させるため、プライマーCLN3-BRAF(EcoRI-PacI)-F(配列番号9)及びBRAF(EcoRV)-R(配列番号10)にて、上記CLN3-BRAF_v1のPCR産物を鋳型として、同条件によるPCRを行い、シークエンスベクター(pXL-TOPO/インビトロジェン ライフテクノロジー社)にクローニングし、配列を確認した。配列確認後、制限酵素EcoRIで37℃、3時間の酵素反応を行い、ORFを含むDNA断片を抽出し、発現ベクター(pMXs-puro;コスモバイオ社)のマルチクローニングサイトに存在するEcoRIサイトにクローニングし、プライマーpMXs-F(配列番号18)にて挿入方向を確認し、発現プラスミドを構築した(CLN3-BRAF_v1/pMXs-puro)。
[実施例2]CLN3-BRAF融合ポリヌクレオチド v2(CLN3-BRAF C2B10)の単離
 次に、プライマーCLN3 exon1 fwd01(配列番号11)及びBRAF exon18 rev01(配列番号8)を用いて、実施例1で得たcDNAを鋳型として、DNAポリメラーゼ(PrimeSTAR GXL DNA Polymerase;タカラバイオ株式会社)を行いてPCR(98℃10秒、55℃15秒、68℃2分を30サイクル)を行った。その後、10倍希釈した前述のPCR産物を鋳型として、プライマーCLN3 exon1 fwd02(配列番号12)及びBRAF exon18 rev02(配列番号13)を用いて、同じDNAポリメラーゼ、同じプロトコルでPCRを行い、電気泳動したところ、約1.6kbのPCR産物を得た。本PCR産物をクローニングベクター(TOPO XL PCR Cloning Kit;ライフテクノロジーズ株式会社)にクローニングした。インサートはダイデオキシシーケンス法により配列を決定した(BigDye Terminator v3.1 Cycle Sequencing Kit;ライフテクノロジーズ)。この決定された塩基配列を配列番号6に示す。
 この結果、NCBIに登録されているCLN3(NM_001042432.1)のエキソン2の3’末端に、BRAF(NM_004333.4)のエキソン10の5’末端が融合されたポリヌクレオチド(CLN3-BRAF_v2)の存在が明らかになった。この融合ポリヌクレオチドの全長配列を配列番号4に示す。
 CLN3-BRAF_v2のORFは、配列番号4の355~1608の領域に存在する。このORFにコードされるCLN3-BRAF_v2融合タンパク質のアミノ酸配列を配列番号5に示す。この融合タンパク質において、配列番号5のアミノ酸44~417まではBRAFタンパク質に由来する。一方、配列番号5のアミノ酸1~43まではCLN3タンパク質に存在しないアミノ酸配列である。これは、CLN3-BRAF_v2のORFにおいて、CLN3遺伝子に由来する領域については、野生型CLN3のORFに対して読み枠のシフトが生じることに起因する。
 この融合タンパク質を発現させるため、上記クローニングベクターを制限酵素EcoRIで37℃、3時間の酵素反応を行い、ORFを含むDNA断片を抽出し、発現ベクター(pMXs-puro;コスモバイオ社)のマルチクローニングサイトに存在するEcoRIサイトにクローニングし、プライマーpMXs-F(配列番号18)にて挿入方向を確認し、発現プラスミドを構築した(CLN3-BRAF_v2/pMXs-puro)。
[実施例3]CLN3-BRAF_v1融合ポリヌクレオチドの検出
 非小細胞肺癌臨床検体由来cDNA(米国アステランド社)181サンプルを基質とし、プライマーC01-B10_Q_F13(配列番号14)及びC01-B10_Q_R14(配列番号15)をプライマーセットとして、定量的PCRキット(Power SYBR Green PCR Master Mix;ライフテクノロジーズ社)を用い、アプライドバイオシステムズ7900HTシステムにて、定量PCR(95℃ 10分の後、95℃15秒、59℃60秒 を45サイクル)を行い遺伝子発現量を測定した。その結果、上述のサンプルLg067検体由来cDNAのみで増幅が確認された。以上から、上記方法により、非小細胞肺癌臨床検体由来の試料中のCLN3-BRAF_v1融合ポリヌクレオチドの存在を検出することができ、CLN3-BRAF_v1融合ポリヌクレオチド陽性患者を選択できることが示された。
[実施例4]CLN3-BRAF_v2融合ポリヌクレオチド
 非小細胞肺癌臨床検体由来cDNA(米国アステランド社)181サンプルを基質とし、プライマーCLN02-BRAF10_Q_F04(配列番号16)及びCLN02-BRAF10_Q_R04(配列番号17)をプライマーセットとして、定量的PCRキット(Power SYBR Green PCR Master Mix;ライフテクノロジーズ社)を用い、アプライドバイオシステムズ7900HTシステムにて、定量PCR(95℃ 10分の後、95℃15秒、59℃60秒 を45サイクル)を行い遺伝子発現量を測定した。その結果、上述のサンプルLg067検体由来cDNAのみで増幅が確認された。以上から、上記方法により、非小細胞肺癌臨床検体由来の試料中のCLN3-BRAF_v2融合ポリヌクレオチドの存在を検出することができ、CLN3-BRAF_v2融合ポリヌクレオチド陽性患者を選択できることが示された。
[実施例5]CLN3-BRAF融合ポリヌクレオチドのレトロウイルス液の作製
 上記、CLN3-BRAF_v1/pMXs-puro及びCLN3-BRAF_v2/pMXs-puroを9μg、トランスフェクション試薬(FUGENE(登録商標)HD、ロシュ社)を用いて、Platinum-E細胞にトランスフェクションを実施した。トランスフェクション24時間後に10%牛血清(ニチレイバイオサイエンス社)を含むD-MEM培地(Dulbecco‘s Modified Eagle Medium培地;インビトロジェン社)を交換し、さらに24時間の培地上清を採取しレトロウイルス溶液を作製した。
[実施例6]CLN3-BRAF_v1による増殖因子非依存性増殖促進作用の検討
 CLN3-BRAF_v1/pMXs-puroを用いて作製したウイルス溶液にポリブレン(Polybrene;Sigma社)を4μg/mLの濃度で添加したのち、BA/F3細胞に添加し感染させた。感染6時間後に10%牛血清(ニチレイバイオサイエンス社)、1ng/mLのマウスリコンビナントIL-3(R&D社)を含むRPMI1640(Roswell Park Memorial Institute 1640;インビトロジェン社)培地に交換し培養した。感染1日後に10%牛血清(ニチレイバイオサイエンス社)及び1μg/mLのピューロマイシン(シグマ社)を含むRPMI1640(インビトロジェン社)培地を用いて、5%CO2存在下、37℃で4週間培養を続け、CLN3-BRAF_v1を安定発現するBA/F3細胞を取得した(CLN3-BRAF_v1発現/BA/F3細胞と命名した)。
 CLN3-BRAF_v1発現/BA/F3細胞のIL-3非存在下での増殖能を検討した。CLN3-BRAF_v1発現/BA/F3細胞及び親株であるBA/F3細胞を増殖因子IL-3の非存在下で、1ウェル当り1×103個となるように10%牛血清(ニチレイバイオサイエンス社)を含みマウスリコンビナントIL-3を含まないRPMI1640培地(インビトロジェン社)で96ウェルプレートに撒き、5%CO2存在下、37℃で培養後、翌日(Day1)及び4日後(Day4)の細胞数を細胞数測定試薬(CELLTITER-GloTM Luminescent Cell Viability Assay;Promega社)をマニュアルの方法に従って測定した。検出には発光測定装置(Envision;パーキンエルマー社)を用いた。
 BA/F3細胞はDay1からDay4までで細胞数のカウントは増加しなかったのに対して、CLN3-BRAF_v1発現/BA/F3細胞はDay1からDay4までで約10倍の細胞数の増加が観察された。以上により、CLN3-BRAF_v1融合ポリヌクレオチドは、増殖因子非依存性増殖亢進作用を有することがわかった。
[実施例7]CLN3-BRAF融合ポリヌクレオチドの足場非依存的増殖亢進作用の検討
 実施例3において、CLN3-BRAF_v1/pMXs-puro及びCLN3-BRAF_v2/pMXs-puroを用いて作製したウイルス溶液にポリブレン(Polybrene;Sigma社)を4μg/mLの濃度で添加したのち、NIH3T3細胞に添加し感染させた。添加6時間後に10%牛血清(ニチレイバイオサイエンス社)を含むD-MEM培地に交換し、感染1日後に10%牛血清(ニチレイバイオサイエンス社)及び1μg/mLのピューロマイシン(シグマ社)を含むD-MEM培地(インビトロジェン社)に交換し、5%CO2存在下、37℃で4週間培養を続け、CLN3-BRAF_v1を安定発現するNIH3T3及びCLN3-BRAF_v2を発現するNIH3T3細胞を取得した(それぞれ、CLN3-BRAF_v1発現/NIH3T3細胞及びCLN3-BRAF_v2発現/NIH3T3細胞と命名した)。
 CLN3-BRAF_v1発現/NIH3T3細胞及びCLN3-BRAF_v2発現/NIH3T3細胞の足場非依存的増殖亢進能を検討するため、96ウェルスフェロイドプレート(スミロンセルタイトスフェロイド96U;住友ベークライト社)にCLN3-BRAF_v1発現/NIH3T3細胞、CLN3-BRAF_v2発現/NIH3T3細胞及び親株であるNIH3T3細胞を、それぞれ1ウェル当り1×103個となるように10%牛血清(ニチレイバイオサイエンス社)を含むD-MEM培地(インビトロジェン社)で播種した。5%CO2存在下、37℃で培養後、翌日(Day1)及び4日後(Day4)の細胞数を細胞数測定試薬(CELLTITER-GloTM Luminescent Cell Viability Assay;Promega社)をマニュアルの方法に従って測定した。検出には発光測定装置(Envision;パーキンエルマー社)を用いた。
 NIH3T3細胞はDay1からDay4までで細胞数のカウントは増加しなかったのに対して、CLN3-BRAF_v1発現/NIH3T3細胞及びCLN3-BRAF_v2発現/NIH3T3細胞はDay1からDay4までで、それぞれ約2倍及び約4倍の細胞数カウントの増加が確認された。以上のことから、CLN3-BRAF_v1発現/NIH3T3細胞及びCLN3-BRAF_v2発現/NIH3T3細胞は足場非依存的細胞増殖を示すことが明らかとなった。
[実施例8]CLN3-BRAF融合ポリヌクレオチドのin vivo造腫瘍能の検討
 実施例7において作製したCLN3-BRAF_v1発現/NIH3T3細胞及びCLN3-BRAF_v2発現/NIH3T3細胞をヌードマウスの皮下に3×106個ずつ接種し14日観察したところ腫瘍形成が確認された。以上から、CLN3-BRAF_v1及びCLN3-BRAF_v2は癌の原因遺伝子であることが示された。
 本発明の検出方法は、本明細書の融合遺伝子陽性の癌患者の判定に有用である。本発明の検出用キット及びプライマーセットは、前記検出方法に用いることができる。

Claims (9)

  1. 被験者から得た試料中の、以下のポリペプチドをコードするポリヌクレオチドの存在を検出する工程を含むことを特徴とする、セロイド-リポフスチノーシス,ニューロナル3(CLN3)遺伝子とブイ-ラフミューリンサルコーマバイアルオンコジーンホモローグB1(BRAF)遺伝子との融合遺伝子の検出方法:
     配列番号2又は配列番号5に示されるアミノ酸配列との同一性が90%以上であるアミノ酸配列を含み、しかも腫瘍形成能を有するポリペプチド。
  2. 前記ポリペプチドが、配列番号2若しくは配列番号5に示されるアミノ酸配列を含み、しかも腫瘍形成能を有するポリペプチド、又は、配列番号2若しくは配列番号5に示されるアミノ酸配列において、1~10個のアミノ酸が欠失、置換、及び/若しくは挿入されたアミノ酸配列を含み、しかも腫瘍形成能を有するポリペプチドである、請求項1に記載の方法。
  3. 前記ポリペプチドが、配列番号2又は配列番号5に示されるアミノ酸配列からなるポリペプチドである、請求項1に記載の方法。
  4. 以下のポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを特異的に増幅できるように設計したセンスプライマー及びアンチセンスプライマーを含む、CLN3遺伝子とBRAF遺伝子との融合遺伝子の検出用キット:
     配列番号2又は配列番号5に示されるアミノ酸配列との同一性が90%以上であるアミノ酸配列を含み、しかも腫瘍形成能を有するポリペプチド。
  5. 前記ポリペプチドが、配列番号2若しくは配列番号5に示されるアミノ酸配列を含み、しかも腫瘍形成能を有するポリペプチド、又は、配列番号2若しくは配列番号5に示されるアミノ酸配列において、1~10個のアミノ酸が欠失、置換、及び/若しくは挿入されたアミノ酸配列を含み、しかも腫瘍形成能を有するポリペプチドである、請求項4に記載のキット。
  6. 前記ポリペプチドが、配列番号2又は配列番号5に示されるアミノ酸配列からなるポリペプチドである、請求項4に記載のキット。
  7. CLN3遺伝子とBRAF遺伝子との融合遺伝子を検出するためのプライマーセットであって、下記a)及びb)からなる群より選択されるプライマーセット:
    a)配列番号1に示される塩基配列からなるポリヌクレオチドにストリンジェントな条件下でハイブリダイズする核酸分子からなるアンチセンスプライマー及び該ポリヌクレオチドの相補鎖にストリンジェントな条件下でハイブリダイズする核酸分子からなるセンスプライマーを含むプライマーセット、及び
    b)配列番号4に示される塩基配列からなるポリヌクレオチドにストリンジェントな条件下でハイブリダイズする核酸分子からなるアンチセンスプライマー及び該ポリヌクレオチドの相補鎖にストリンジェントな条件下でハイブリダイズする核酸分子からなるセンスプライマーを含むプライマーセット。
  8. 配列番号1の塩基番号1から369間の任意の連続する少なくとも16塩基のオリゴヌクレオチドからなるセンスプライマー及び配列番号1の塩基番号370から2080間の任意の連続する少なくとも16塩基のオリゴヌクレオチドに対して相補的であるオリゴヌクレオチドからなるアンチセンスプライマーのプライマーセット。
  9. 配列番号4の塩基番号1から484間の任意の連続する少なくとも16塩基のオリゴヌクレオチドからなるセンスプライマー及び配列番号4の塩基番号485から2195間の任意の連続する少なくとも16塩基のオリゴヌクレオチドに対して相補的であるオリゴヌクレオチドからなるアンチセンスプライマーのプライマーセット。
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