JP2000514287A - 酸化防止剤機能の生化学的分析 - Google Patents

酸化防止剤機能の生化学的分析

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Abstract

(57)【要約】 本発明はヒトリンパ球の酸化防止剤機能の生化学的分析に有用な細胞培養培地を提供する。前記培地は次の成分を含む。緩衝化無血清溶液:グルコース及び細胞内でグルコース生産が可能な生物学的化合物が構成する群から選択された炭水化物;生物的使用可能な形式のパントテン酸、コリンあるいは細胞内のコリン生産可能な生物学的使用可能な形式の基質;塩化物、リン酸塩、カルシウム、マグネシウム、カリウム、ナトリウムを含む無機イオン;生物学的利用可能な形式の鉄、クメンハイドロペルオキシド、脱イオン水、及び分析されるリンパ球を刺激する効果的な量のマイトジェン;pHが約6.8から7.6である前記緩衝化無血清溶液;前記細胞培養培地は栄養学的欠乏、不適切、及び不均衡及びリンパ球の酸化防止機能の生物学的分析に効果的なものとして特徴付されるもので構成される。さらに、提供されるものは、個体での細胞酸化防止剤機能の生化学的分析の方法:植え付けられた細胞培養培地のインキュベーション;及び;コントロール群の個人からのリンパ球の平均的な反応とそのリンパ球の反応との比較;の段階で構成される。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 酸化防止剤機能の生化学的分析 発明の背景発明の分野 本発明は栄養学及び生理化学の分野に広く関する。さらに具体的には言えば、 本発明は酸化防止剤機能の生化学的分析に関する。関連技術の説明 個々の細胞は酸化的ストレスの原因となるフリーラジカルと呼ばれる高い反応 性をもちかつ不安定な分子に絶えずさらされている。これらの敵対分子は生命の 通常の副産物であり酸素の代謝、すなわち細胞呼吸、免疫系細胞(外的異物の殺 害)及び代謝に不可欠な非常に多くの酵素反応によって生産される。フリーラジ カルの環境的発生源には煙、電離性放射線、大気汚染、化学薬品(発がん物質、 多くの石油化学製品、生物致死剤、色素、溶媒、静細胞薬剤、その他)、毒性重 金属、及び酸化(酸敗)脂肪が含まれる。最も一般的なフリーラジカルの中には 超過酸化物、水酸基、一重項酸素及び過酸化物がある。ある原子価の鉄及び銅は 短期間ではあるが、生物分子の変形、損傷の結果に続いて、ラジカルの形成の連 鎖反応を促進し、フリーラジカルの形成を触媒することができる。 フリーラジカルは生命有機体に対し毒性を持ち、すべての生物分子の構造的損 傷の原因となる。分子状の損傷は遺伝子 コードの変更、神経学的障害、細胞膜状熊の分裂、内分泌不安定、アレルギーの 増加、血管内皮破壊、及び関節破壊と炎症へ転化されることがある。 フリーラジカルの有毒な影響からの防護は酸化防止剤と呼ばれる多様な領域の 分子において見いだされる。フリーラジカル、及びそれらが関連した副産物は酸 化防止剤により中和され、害の少ない生産物に変換されることができる。酸化防 止剤は酵素(超過酸化物不均化酵素、カタラーゼ、グルタチオンペルオキシター ゼのような)、必須栄養物(ベータカロチン、ビタミンC及びB、セレン及びシ ステインのような)、非常に様々な内生部質(グルタチオンのような)あるいは 食物化合物(ビオフラボノイドのような)であってもよい。したがって、人間の 体内にはフリーラジカルの種々の抑制物を持っている。 ヒトでの調査では栄養性酸化防止剤の摂取の欠乏が、がん、心臓血管の病気、 関節炎、白内障、その他の高い発生危険性と関連づけること示している。さらに 、栄養性酸化防止剤の多量の摂取は慢性退行性症発生低下に高い関連性を持つ。 励みになる研究では酸化防止剤の補充を含む干渉がヒトにおいて治療上の利点を 持つといってもよいことを示す。 酸化防止剤の状態の実験室レベルでの分析は多様な理由から決まった手順では 行えなかった。フリーラジカルは著しく短期間で消え去り、一般に直接の測定を 行うことができない。フリーラジカル損傷の副産物は血清あるいは尿中ではマロ ン ジアルデイド(MAD)、チオバルビーツール酸反応基質(TBARS)あるい は脂質ペルオキシターゼとして測定できる。これらの検査はある形式の生物分子 (大部分は多不飽和脂肪及び核酸)に対する損傷に反映されるだけではなく、酸 化的ストレスの指示薬となる。血清あるいは細胞中の酸化防止栄養物レベル、及 び酸化防止酵素活性の機能の測定は特異的な構成物の不足レベルを決定すること ができが、しかし、酸化防止剤の相互作用及び正確な機能についてはほとんど情 報を与えない。酸化ストレスに対する他の検査は調査セッティングとして存在す るが、しかしその複雑性と費用のために臨床実験室での定型的使用には適してい ない。 以前の技術はヒトにおける酸化防止剤機能の生化学的分析の単純で安価な方法 を欠く点で不完全である。本発明はこの技術の長期間にわたる必要性と要望を満 たすものである。 発明の要約 本発明の一つの実施態様は、ヒトリンパ球における酸化防止剤機能の生化学的 分析で使用に有用な細胞培養培地の提供があり、前記培地は、次の成分を含む緩 衝化無血清溶液で構成される:グルコース及び細胞内でグルコース生産が可能な 生物学的化合物が構成する群から選択された炭水化物、生物的使用可能な形式の パントテン酸、コリンあるいは細胞内のコリン生産可能な生物学的使用可能な形 式の基質、生物学的利用可能な形式の塩化物、リン酸塩、カルシウム、マグネシ ウム、カリウム、ナトリウム及び鉄で構成される無機イオン、 クメンハイドロペルオキサイド、脱イオン水、及び分析されるリンパ球を刺激す る効果的な量の窒素;前記緩衝化無血清溶液のpHはおおよそ6.8から7.6である、 前記細胞培養培地は栄養学的欠乏、不適切、及び不均衡及びリンパ球の酸化防止 機能の生物学的分析に効果的なものとして特徴付される。 本発明の別の実施形態は、個体における細胞酸化剤機能の生化学的な分析方法 の提供である:本発明の細胞培養培地に前記個体からのリンパ球の植え付け;植 え付けられた細胞培養培地のインキュベーション;コントロール群の個体からの リンパ球の平均的な反応とそのリンパ球の反応との比較、の段階で構成される。 本発明のさらに別の実施形態は、個体での特異的要求栄養素に対する異常量栄 養所要量の決定の方法の提供である:本発明の細胞培養培地に前記個体からのリ ンパ球の植え付け、前記培地は制限濃度のテストされる栄養物を持つ;植え付け られた細胞培養培地のインキュベーション;コントロール群の個人からのリンパ 球の平均的な反応とそのリンパ球の反応との比較、の段階で構成される。 本発明のさらに別の実施形態は、栄養因子あるいは栄養素の有害な効果を克服 する生化学中間生成物、生化学中間生成物あるいはその生産物、及びこのような 損害効果に対する個々の感受性を持つ薬剤を含む他の血液成分の識別方法の提供 :少なくとも1種以上の栄養素を含む本発明の細胞培養培地に前記個体からのリ ンパ球の植え付け、生化学的中間産物ある いは生産物あるいは細胞応答に有害な影響を与える濃度の薬剤を含む他の血液生 物;植え付けられた細胞培養培地のインキュベーション;及び栄養的、生化学的 中間生産物あるいはその生産物あるいは検査する薬剤を含む他の血液成分に有害 な影響を与えると推測される基質のもととなるものを与えられた同じ培地での反 応との比較、の段階で構成される。 本発明の他の及びそれ以上の局面、特徴及び利点は説明書のために与えられた 発明のここに提出された具体化物の以下の記載から明らかにされるであろう。 図面の簡単な説明 発明の上記で述べられた特徴、利点及び目的の内容を明確化される他のものと 同様に達成及び詳細に理解することができるために、上で簡単に要約された発明 のより詳細な記載を添付した図面に図示されている具体化物に対する参照文とし て述べられる。これらの図面は明細書の一部を構成する。しかしながら、添付図 面はこの発明の選ばれた具体化物を図示しており、したがってその範囲に限定し て検討してはならないことを注意しなければならない。 図1は参照範囲の集団からのクメンハイドロペルオキサイドの投与量反応曲線 を示す。 発明の詳細な説明 本発明は細胞内ビタミン欠乏及び個々の細胞の新たな生化学的分析を提供する 全酸化防止剤機能を評価する血液分析を指向する。このような分析は栄養素及び 酸化防止システムが 実際に個々の末梢リンパ球内での程度良く機能しているかをを反映する。以前は 細胞内のビタミンの状態の測定が不可能の場所において、本発明の方法論により 臨床上の問題とされる前に欠乏が正確に発見できる。 本発明の開発までは、ビタミン検査は臨床でのある標識酵素及びタンパク質に 加え、血清、尿あるいは毛髪中の静止レベルの測定に基づいていた。これらの検 査は短期間の静止レベルは指示するが、これらの化合物が酵素補因子として加わ っている多くの複雑な代謝経路を評価しない。このように、頻繁に報告されてい る他の方法論では機能的に不正確な結果となり、さらに臨床上実用的ではない。 静的レベルの測定に代わり、本発明の方法はビタミン、無機物、アミノ酸及び 酸化防止剤が実際個々の白血球内でどのように機能しているのかを分析した。機 能的であると主張しているものすら含めた、他の方法論と異なって、本発明の方 法はマイトジェン反応を制限する機能性細胞内欠乏を認知するために、代謝的に 活性化した末梢リンパ球及びDNA合成(細胞成長)を利用した。このように、 本発明の方法は血清レベルあるいは単独の生化学的経路を利用した分析ではなく 全代謝機能を反映した分析結果を与える。 リンパ球は顕著な利点を提供している、なぜならそれらは:(1)細胞媒介免 疫系の主役を占め容易に成長(マイトジェネシス)を簡単に刺激できる;(2) 時間的に平均化され、長期間の栄養素状態を反映し(1個のリンパ球の生存期間 は 約6カ月である);(3)急速DNA合成と細胞成長を可能にし標準的な静脈穿 刺によって容易に回収される、別の細胞と共有の代謝経路を所有するからである 。 本発明の方法は化学的に定義された無血清あるいは無タンパク質の培地を使用 してそれぞれの患者リンパ球内のDNA合成(細胞成長)の測定により細胞内の 機能的欠乏血液検査のみである。コントロールの培地には最善のリンパ球成長、 あるいはマイトジェニック反応を支えるのに必要最小限の必須栄養素を含んでい る。細胞代謝における19種類のビタミン、無機物及びアミノ酸の機能的状態は培 地でのそれぞれの栄養素の操作によってリンパ球の成長を作り出すことによって 直接決定される。さらに重要なことは、本発明の方法はフリーラジカルあるいは 他の型式の酸化ストレスが原因の損傷に対する抵抗力を細胞に与える全能力を評 価する全酸化防止剤機能検査ができるようにする。相当数の細胞性酸化防止剤− 広範囲の相互作用、過剰部分、修理及び再負荷能力を伴う−のために、全機能の 測定は全体の酸化防止剤状態を評価する最も正確で臨床的に有用な方法である。 それぞれの患者の生きた、代謝的に活性化したリンパ球を使用することにより、 本発明の方法はこれまでのいかなる実験室レベル検査よりもビタミン及び無機物 についてより正確で臨床上有用な分析法をあたえる。 公表された研究によれば、合衆国人口の70%が長期間のビタミン及び無機物欠 乏の危険にさらされている。これらの欠 乏は人体の効率的な機能及び病気に対する自身の抵抗性に悪影響を与えることが できる。科学的な証明はビタミン欠乏の治療は免疫能及びエイズの予防あるいは 慢性退行性健康状態を高めることを示している。研究はまた、有意な細胞内機能 的欠乏がすでにビタミンを摂取している患者の40%を越える人で起こっているこ とを示している。さらに、奨励食餌許容量(RDAs)は個体のビタミン及び無 機物要求量評価のための正確な指針がない。 多くの人がこの発明の恩恵を受けることができる。ビタミン欠乏に対する治療 が病気の患者が健康を維持して行くために不可欠なことである。これらの研究は 最善のビタミン、無機物、アミノ酸及び酸化防止剤状態の予防的及び診療上の利 点−心臓病及び多くの形式のがんの予防、免疫系機能の刺激及び年齢による生理 機能の衰弱をおくらせることに貢献するような−を示している。アルコール中毒 及び物質乱用、関節炎、慢性疲労、糖尿病、HIV/AIDS及び他の免疫不全 、黄斑変性、不快及び疲労感、多発性硬化症、神経管欠陥、肥満、骨粗しょう症 及び妊娠のような健康状態は、直接あるいは間接にビタミン及び無機物欠乏に影 響されることがあり、充満はこれら慢性健康状態の進行の抑止及び予防に貢献す ることが示されている。 本発明の今回ここで提出された具体化したものは以下に詳細に記述されるが、 本発明の分析の多くの基本化合物、たとえば、溶液、培養培地、塩、及び他の化 合物はU.S.Patent No.4,499,064に記載されている。 本発明は細胞培地をヒトリンパ球の酸化防止剤機能の生化学的分析に有効なも のに導く、前記培地は、次の成分を含む緩衝化無血清溶液で構成される:グルコ ース及び細胞内でグルコース生産が可能な生物学的化合物が構成する群から選択 された炭水化物、生物的使用可能な形式のパントテン酸、コリンあるいは細胞内 のコリン生産可能な生物学的使用可能な形式の基質、塩化物、リン酸塩、カルシ ウム、マグネシウム、カリウム、ナトリウム構成される無機イオン、及び生物学 的利用可能な形式の鉄、クメンハイドロペルオキサイド、脱イオン水、及び分析 されるリンパ球を刺激する効果的な量のマイトジェン;前記緩衝化無血清溶液の pHはおおよそ6.8から7.6である、前記細胞培養培地は栄養学的欠乏、不適切、及 び不均衡及びリンパ球の酸化防止機能の生物学的分析に効果的なものとして特徴 付される。 ひとつの実施形態において、細胞培養培地は生物的利用可能な形式のアミノ酸 及びビタミンで構成される群から選ばれた栄養素補充で補足され、栄養素は栄養 素補充での制限あるいは阻害量からはずれるあるいは存在しているかを検査され る。この場合、ビタミンは、ビオチン、フォリニン酸あるいは生物学的に利用可 能な形式の葉酸、ニコチンアミドあるいはニコチン酸、リボフラビン、チアミン 、ビタミンB6及びビタミンB12及び細胞内でそれらを作り出す能力をもつ化合 物で構成される群から選択される;そこにおいて前記アミノ 酸あるいは生物学的にアミノ酸を細胞内で生産する能力をもつ化合物は、L−ア ルギニン、L−システイン、L−グルタミン、グリシン、L−ヒスチジン、L− イソロイシン、L−ロイシン、L−リジン、L−メチオニン、L−フェニルアラ ニン、L−セリン、L−トレオニン、L−トリプトファン、L−チロシン、及び L−バリンで構成され、アミノ酸は集団として存在し、それぞれの総量は阻害濃 度を越えることはない。 一般に、本発明の細胞培養培地は作り出された酸化防止剤機能を正確な生化学 的分析ができるように、ある濃度のクメンハイドロペルオキサイドを含んでいる 。むしろ、細胞培地内のクメンハイドロペルオキサイドの濃度は約50μMから約 500μMが選ばれるべきである。 別の実施の形態においては、本発明の細胞培養培地はおおよそ最大の反応を避 ける濃度においてピルビン酸、アデニン、及びイノシトールあるいはそれらを細 胞内で生産することのできる化合物で構成される群から選択された1もしくはそ れ以上の刺激性栄養素で補充されている。一般に、細胞の最大反応に効果的な最 小限近く濃度で存在するアミノ酸補充のそれぞれのアミノ酸は検査されるアミノ 酸から除外される。さらに、培地にセリン及びグリシンの片方あるいは両方が無 い場合、ビタミンB6および利用可能な形式の葉酸の片方あるいは両方が細胞反 応に対する有効濃度で培養培地に含まれている。別に具体化すると、培地にパン トテン酸及びコリンの 片方が無い場合、前記培地中の細胞培養は培地に無いパントテン酸及びコリンの 反応制限量補充されたときに栄養素欠乏及び異常要求量の決定に有効である。 本発明はさらに、個体内で特異的に要求される栄養素に対する異常量的栄養要 求量の決定の方法を導きだす:請求項1の細胞培養培地に前記個体からのリンパ 球の植え付け、前記培地は制限濃度のテストされる栄養物を持つ;植え付けられ た細胞培養培地のインキュベーション;コントロール群の個体からのリンパ球の 平均的な反応とそのリンパ球の反応との比較、の段階で構成される。 本発明はさらに、栄養因子あるいは栄養素の有害な効果を克服する生化学的中 間産物、生化学的中間産物あるいはその生産物、及びこのような損害効果に対す る個々の感受性を持つ薬剤を含む他の血液成分の識別方法を導き出す:少なくと も1種以上の栄養素、生化学的中間産物あるいは生産物あるいは細胞応答に有害 な影響を与える濃度の薬剤を含む他の血液成分を含む請求項1の細胞培養培地に 前記個体からのリンパ球の植え付け;植え付けられた細胞培養培地のインキュベ ーション;及び栄養的、生化学的中間生産物あるいはその生産物あるいは検査す る薬剤を含む他の血液成分に有害な影響を与えると推測される基質のもととなる ものを与えられた同じ培地での反応との比較、の段階で構成される。 本発明は、個体における細胞酸化剤機能の生化学的な分析方法を与える:本発 明の細胞培養培地に前記個体からのリン パ球の植え付け;植え付けられた細胞培養培地のインキュベーション;コントロ ール群の個体からのリンパ球の平均的な反応とそのリンパ球の反応との比較、の 段階で構成される。この実施形態の様々な側面は以下に詳細に記載した 以下の実施例は発明の様々な実施形態を説明する目的で示されており、いかな るやり方でも本発明を制限する意味のものではない。 実施例1 患者血液の採血 酸ークエン酸塩−グルコースに保存された10mlの全血液の2個のサンプルが本 発明の方法には必要とされる。絶食は必要でない。必要とされるすべてのことは 採血で満たされる。本発明の分析はそれで行うことができ、あるいは患者の血液 は室温で都合のよい実験室に移すべきである。血液の遠心分離は必要とされない 。総合的な試験結果は患者の欠損の充分な科学的に基づいた分析結果を与える。実施例2 サンプル処理:細胞分離 すべての処理はサンプルの無菌状態を保持するために層流フードの元で無菌操 作によって行われる。それぞれの患者の血液は実験室で受領書の登録番号に割り 当てる。この割り当て番号は処理、データ収集及びデータ分析の期間を通じて追 跡に使用できるサンプル番号として使用される。患者のサンプル処理に含まれる すべての試験管、遠心管およびデータ印 刷物にはこのサンプル(登録)番号を記す。 それぞれの患者サンプルは8mlの全血液を入れた(2)二本の酸−クエン酸塩 −グルコース(黄色キャップ)バキュテーナー型管で構成される。受け入れ(サ ンプル)番号の割り当て後、全血液は6回ひっくり返して混合された。二本のチ ューブの全血液は50mlディスポーザブル遠心管の中で一緒にされた。 500μlアリコートがそれぞれのサンプルから無菌的に取り除かれ、12×17mm 管に入れられた。このアリコートはCoulter Cell Counter,Model T540を使っ た全血液細胞数計測を行うことに使用される。全血液数のCoulterから出力デー タには登録番号を記し、その患者のワークシートに添付した。 それぞれのサンプルに対して二つの(2)フィコール勾配チューブが5.0mlのH istopaque 1077(フィコール/ナトリウムジアトリゾアイト、Sigma Chemicals ,St.Louis,Missouri)をそれぞれの15ml円錐形の遠心管に加えることにより 準備された。10mlピペット及び電子ピペットエイドを使用し、8mlの全血液がそ れぞれのフィコール勾配チューブの表面にゆっくりとおかれた。フィコール勾配 チューブはキャップがされ、2160RPMで20分間遠心分離された。 遠心分離が終了後、勾配を乱すことを避けるために遠心分離機から注意深く取 り外された。中間フィコール層の界面に見いだされるバッフィーコート(リンパ 球を含む)は5mlピペットを使用して15mlディスポーザブル円錐形遠心管に移さ れた。バッフィーコートはリン酸緩衝化塩−0.72パーセントグルコース溶液(P BS−G)に最終的に12mlとなるように加えられた。管はキャップがされ、バッ フィーコートとPBS−Gを混合させるために6回ひっくり返された。 バッフィーコートとPBS−Gが含まれた管は2l60RPMで5分間遠心分離され た。遠心分離後、上清は細胞ペレットから吸引されて捨てられた。細胞ペレット は12mlのPBS−Gに再懸濁され、細胞ペレットの十分な分散が確実となるよう に6回ひっくり返された。サンプルはその後、上記条件で再び遠心分離された。 2回目の遠心分離の後、上清は吸引されて捨てられた。細胞ペレットは6mlの PBS−Gに再懸濁された。細胞ペレットは電子ピペットエイドを付けた5mlピ ペットを使用しPBS−Gに分離混合された。同質の細胞懸濁液が得られた後、 懸濁液の200μ1アリコートが12×75mm管に移された。このアリコートはCoulter Cell Counter Model T540を使用する初期細胞懸濁(ICS)計測に使用された 。 このアリコートからの出力データはサンプル番号が記され、ワークシートに付 着された。リンパ球数が3.9から1.2千細胞/mm3(THSD/mm3)の間にあるなら ば、サンプルはプレート植え付け用に準備される。加えられるべき細胞懸濁液量 は表IIIで示めされている。リンパ球数が3.9THSD/をmm3越えているならば、 サンプルは再希釈しなけれまならなかった。一方、リンパ球数が1.2THSD/mm3未 満の場合、サンプルは使用さ れなかった。 適切な希釈に必要な加えられるPBS−G量は次の計算式によって決定される 。 C1,V1=C22 C=リンパ球濃度(THSD/mm3) V=容量 ここではC2=3.0THSD/mm3が最終細胞懸濁液に求められるリンパ球濃度である 。例えば初期細胞懸濁計測が6.0ml=(LY# of 5.6THSD/mm3とされた場合 C1,V1=C22 (5.6)(6.0ml)=(3.0)(X) X=11.2ml最終容量 最終容量が11.2mlになるように適切量のPBS−Gが加えられた。この例では 、最終容量が11.2mlになるように原液6.Omlに5.2mlが加えられる。(ICS)に 必要量のPBS−Gが加えられると最終細胞懸濁液(FCS)になった。LY# 計測数及びPBS−G容量はスペクトロクス検査ワークシートに記録された。 再希釈後、再希釈細胞懸濁液の200μlアリコートが新しい12×75mm管に移さ れた。再希釈細胞懸濁液出力データ(最終細胞懸濁液LY#)はワークシートに 添付され、植え付け量が記録された。 実施例3 プレート植え付け 最終細胞懸濁液は無菌容器に入れられた。層流フードの内に培地を含んだミク ロタイタープレートを置く。無菌処理0 〜50μl境界チップを付けた12チャンネル手動式マイクロピペットを使用して、 指定量(表Iに従う)の最終細胞懸濁液がプレートの「H」列のそれぞれの穴に 分け与えられた。 培地に細胞を添加した後、クメンハイドロペルオキサイド(CuOOH)溶液 が以下の方式で「H」列に添加された。 (1)カラム1,2,3には10μlの100μMCuOOHが与えられた; (2)カラム4,5,6には10μlの200μMCuOOHが与えられた; (3)カラム7,8,9には10μlの300μMCuOOHが与えられた;及び (4)カラム10,11,12には10μlの400μMCuOOHが与えられた。 ミクロタイタープレートへのCuOOHの添加の後、CO2インキュベーター 内に置かれたプレートにカバーがかけられ、37℃で96時間放置された。 実施例4 標識 すべての標識作業はラジオアイソトープ室で行われた。三重水素標識チミジン (H3−TdR)作業溶液が冷蔵保存庫から出され、湯槽で37℃に暖められる。9 6時間後、ミクロタイタープレートはインキュベーターから出される。H3−Td R作業溶液は無菌状態におかれ、無菌処理0−50μl境界チップを付けた12チャ ンネル手動式マイクロピペットを使い10μl H3−TdR作業溶液がミクロタ イタープレートの「H」列のそれぞれの穴に分け与えられた。プレートは37℃の インキュベーターに24時間の間戻された。データ及び標識作業を行った技術者の イニシャルがサンプル記録用紙に記された。実施例5 収穫 すべての収穫作業はラジオアイソトープ室で行われた。シングルグラスファイ バーマット(Packard Part No.6005416)は2番鉛筆を使用してサンプル番号を 記した。真空ポンプを作動させ、そして乾燥炉を100℃にセットした。ハーベス ターに取り付けた蒸留水容器を充填した。H3−TdR添加の24時間後にインキ ュベターからミクロタイタープレートを取り出した。データ及び収穫作業を行っ た技術者のイニシャルがサンプル記録用紙に記された。 細胞ハーベスター(Packard Model No.C9619)を開放状態にして、O−リン グを露出させる、グラスファイバーマットを荒面側をO−リングに接着させる形 でハーベスターに装着した。細胞ハーベスターの蓋を閉め、リンストレイからの 蒸留水で湿らせる。ハーベスターは真空周期(VAC)にしておく。蓋をミクロ タイタープレートをハーベスタープローブチップの下に置いた。プローブのチッ プがプレートの底に接触するまで、プレートがハーベストプローブに向けてゆっ くり上昇された。培地の吸引とともに、穴の底がプローブチップをゆっくり円形 に動かすことによりこすり落とされた。こすり落としは10秒間継続された。ミク ロタイタープレートはハーベスタープローブチップと連携した状態で、こすり落 としが継続され、「ウオッシュ」ボタンを10秒間押した。液体が穴から取り除か れ、そして上記の手順が繰り返された。プ レートが取り外され、リンストレイがメタノールで充填され、トレイが洗われ、 トレイが吸引されそしてトレイが下ろされた。 フィルターマットが上断面に付着した状態で、ハーベスターが開放され、VA Cの操作が5秒間継続された。5秒後、VACは同時に停止され、フィルターマ ットはハーベスター表面から取り除かれた。フィルターマットは荒面側を上に乾 燥炉で10分間放置された。フィルターマットは炉から取り除かれ、室温に冷やさ れた。 実施例6 放射能測定 すべての測定作業はラジオアイソトープ室で実施された。フィルターマットは 荒面を上に計測カセット内に積載された。視準器(フィルターマットを保持する 薄いステンレス板)がフィルターマットのマットの上に置かれた。カセットがPa ckard Matrix 9600 Beta Particles Radioactivity Counterに掲載された。Q− ガス(1.3パーセントn−ブタンを含むヘリウム)のMatrix 9600への流入が開始 された。それぞれの穴に対して3分間の総放射能を計測する計測プロトコールを 動かす「スタート」ボタンが押された。それぞれのサンプル計測数はMatrix 960 0のハードドライブに記憶された。加えて、生の放射能測定数ハードコピーが印 刷された。実施例7 データ変換 データはMatrix 9600のハードドライブから3.5ディスクに移された。生データ はMicrosoft Excelのマクロ実行により報告形式に変換された。このマクロはそ れぞれのデータ点からプレートのバックグラウンドを取り去り、3つの穴の値の 平均を計算し、この値をプレートのコントロールの値を100パーセントとした場 合に対する数値として表す。実施例8 データ分析(標準化) 本発明の方法は全酸化防止剤機能を計算する。マイトジェンによって成長を刺 激されたリンパ球を使用して、数種の量のCuOOHの存在あるいは不在による リンパ球の成長反応を測定することにより酸化防止剤機能が表現される。CuO OHはそれぞれの個体からのリンパ球の酸化防止剤機能を検査するときに使用さ れる酸化ストレスであった。しかしながら、CuOOHそれ自身の性質は不安定 なため、それは比較的安定期間が短く、その活性が時間とともに低下する。した がって、最初に作られた時の異なった効力が周期的に起こるはずである。それぞ れのバッチはその有効期間の異なった時間から獲得され、それぞれの毎日作業値 を元の参照値域に当てはめる必要があった。使用されたCuOOHの量(100μ M,200μM,300μM,400μM)はCuOOHのロット番号が1993/1994のもの で確立された。 この値の標準化はサンプルのそれぞれ毎日のバッチについて行われた。CuO OHに対する4点量−反応曲線がそれぞれの検査で作られ、それによりそれぞれ 毎日のバッチのデータを元の参照範囲に当てはめることができ、試験の報告にそ の新たな値を使用することができる。標準化は毎日のそれぞれのCuOOH量の 平均、メジアン、範囲及び分散の確認により実行される。元の参照範囲に最も近 い値(コントロールの成長の50%)がt−検定によって統計的に比較された。そ して参照範囲に最も近くに適合したCuOOH量が分析結果として使用された。 また、CuOOH量の間の中間値(200+300/2のような)も使用される。標準化 はMicrosoft Excel Spreadsheetプログラムを使用して実行された。 実施例9 概観 患者サンプルのそれぞれ毎日のバッチに対して、標準化が行われた。統計的分 析がExcelのDescriptive Statistic函数を使用してそれぞれのCuOOH量の平 均、メジアン、範囲及び分散を決定するために行われた。参照範囲に最も近い量 が選択され、そしてCuOOH量が参照範囲と異なっているか同じかを決定する ためにExcelを使用してt−検定を実施した。1.0に近い(及び0.05以上)両側検 定P値を持つ量が報告される値として使用された。結果は印刷され、そしてバッ チごとにフォルダーに保管された。実施例10 器具、試薬及び溶液 以下の器具を本発明の分析で使用した。:層流フード、遠心分離機、Beckman GS−6、細胞計測機(Coulter Model T540)、12チャンネルピペット(5−50μ l)、電子ピペットポンプ(Drummond)、キャップ付無菌50ml円錐形プラスチッ クチューブ、12×75mmポリプロピレンチューブ、キャップ付無菌15ml円錐形プラ スチックチューブピペット、ピペット(0−20,0−200,0−100μl範囲)、 無菌ガラスディスポーザブルピペット−5.0ml,10.0ml、試験管ラック及びエア ロソールバリアピペットチップ(0−50μl)。表IIは本発明で使用された様 々な試薬及びそれらのもととなるものを示している。 実施例11 溶液 すべての溶液は組織培養用グレード脱イオン水(tcd H2O)で調製された。 リン酸緩衝食塩水(PBS)+0.72パーセントグルコース(PBS−G)溶液 を調製するために、tcd H2Oを使用した一連の指針にしたがって調合した。十 分量の10%グルコース溶液が、最終的なグルコース濃度が0.72パーセントになる ように加えられた。溶液は濾過により殺菌されて(2−8℃)の冷蔵庫中に保管 された。 濃縮(2X)貯蔵培地調製のため、(1)リットルの(2X)貯蔵培地には: (1)23.80g HEPES;(2)14.02g塩化ナトリウム:(3)1.05gリン 酸二塩基カリウム;(4)0.241g硫酸マグネシウム;(5)1.0mnl(10μM) 塩酸アデニン;(6)30.0ml(1OOmM)ピルビン酸ナトリウム;(7)0.5ml 0.5 パーセントフェノールレッド;(8)5.0ml抗生物質混合物;(9)8.0ml 5N 水酸化ナトリウム;(10)20.0ml Fe/EDTA(1.0mM FeSO4/0.4・mMN a2EDTA)を含む。すべての無機物を完全に混合した後、5N水酸化ナトリ ウムを使用してpHを7.60に調整した。tcdH2Oを使用して最終的な容量を1Lに した。溶液は0.2μMフィルターで濾過することにより殺菌され、そして4℃の 冷蔵庫に保存されていた。これらの環境下で、安定性は約4週間であった。 基礎培地は100パーセントプレートコントロール及び下記に示すように本発明 の新方法に使用する。濾過後は無菌的技法を使うべきである。基礎培地は層流フ ードの下で調製された。すべての成分はtcdH2Oに混合されて最終的な希望容量 までにされた。溶液は無菌ボトル内で真空濾過で殺菌された。適する容量のPH A貯蔵溶液が添加された。 実施例12 クメンハイドロペルオキサイド(CuOOH)貯蔵溶液 クメンハイドロペルオキサイド(シグマC0524)は有効期間が限られている。 物質の期限満了日シグマからの領収書の日付から三(3)力月である。ボトルか らCuOOHをピペットで取る際には、CuOOHの粘度が増加することを承知 すべきである。ピペットチップへの液体の吸引が完了したことを確実なものとし なければならない。これには正確な時間とピペットのチップが適量を確保するも のであることに注意することが要求される。さらに、ピペットチップの外側にあ る余剰なCuOOHを取り除くためにチップをふき取らなければならない。同様 に、CuOOHの取り分けも完全にしなければならない。この手順に従うと、冷 蔵庫の状態(2−8℃)で3カ月間好ましい安定性を保って保存できる。 第一のCuOOH貯蔵溶液(1.0M CuOOH PBS−G溶液)では、9.5 μlのクメンハイドロペルオキサイド(CuOOH)が990.5μl PBS−G と混合された。 この手順に従うと、冷蔵庫の状態(2−8℃)で3カ月間好ましい安定性を保 って保存できる。 第二のCuOOH貯蔵溶液(PBS−Gに100mM)細胞分離の前に毎日調製し なければならない。一晩以上蓄えておくべきではない。第二のCuOOH貯蔵溶 液のため、200μlの第一貯蔵溶液が1800μl PBS−Gと混合された。 クメンハイドロペルオキサイド作業溶液では、細胞分離の 前に毎日4種の作業溶液が調製された。溶液は患者プレートの積載に対するCu OOH移送プレート(ミクロタイタープレートと離れる)に加えられた。溶液は 一晩以上蓄えておくべきではない。4種の作業溶液は: (1)100μM CuOOH:110μlの第二貯蔵溶液を4890μlのPBS− Gと混合; (2)200μM CuOOH:220μlの第二貯蔵溶液を4780μlのPBS− Gと混合; (3)300μM CuOOH:330μlの第二貯蔵溶液を4670μlのPBS− Gと混合;及び (4)400μM CuOOH:440μlの第二貯蔵溶液を4560μlのPBS− Gと混合 実施例13 チミジン(ThY)貯蔵溶液 チミジン(ThY)貯蔵溶液(冷却):(1.33mM ThY,0.322g/L)は以 下のように調製された。:0.161g ThY(シグマT9250)は重量を測定して 、tcd H2Oに最終的な容量が500mlになるように溶解される。溶液は無菌的手 法を使用し、無菌ボトル内で真空濾過で殺菌された。溶液は50ml遠心管に分別さ れた。短期間の貯蔵では、冷蔵状態で(4℃)4で1カ月間安定性を保って保存 できる。長期間の貯蔵では、冷凍状態で(−70℃)で6カ月間安定性を保って保 存できる。チミジン作業溶液は細胞標識に使う放射性チミジン(H3TdR)を 希釈するのに使用される。 チミジン作業溶液(ThY+3H−TdR)調製のため、脱気tcd H2Oを次 のものに添加した:1.15mlの1.33mM ThY(冷却)、1.70mlの3H−TdR( ICN Part No.24066)、及び300μCi/mmol特異的活性。この手順に従うと、 冷蔵状態で(4℃)で1週間好ましい安定性を保って保存できる。 この明細書で記述されている特許あるいは出版物は発明に関係する技術のこれ らの技能の水準で示す。これらの特許及び出版物はそれぞれ個々の出版物が特異 的に個別に参照により具体化されたのと同様の範囲でここにおいて具体化される 。 この技術の一つの技能はこの発明が目的を実行し、結果を得て利点を述べるこ とによく適応していることを、それらがそこに本来備わっているものと同様に容 易に評価するだろう。ここにおいて記載した方法、手順、処理、分子、及び特異 的な化合物とともにこの実施例は選ばれた具体化例の現在の代表であり、典型例 であり、さらに発明の範囲制限を意図するものではない。その中の変更及び他の 使用法は請求の範囲で定義されるものとして発明の趣旨の範囲内でその技術の中 のこれらの特殊技能に起こるであろう。
【手続補正書】 【提出日】平成11年4月9日(1999.4.9) 【補正内容】 特許請求の範囲 1. ヒトリンパ球における全酸化防止剤機能の生化学的分析に有用な細胞培養培 地であり、前記培地は次の成分を含む緩衝化無血清溶液であり: グルコース及び細胞内でグルコースを生産する化合物が構成する群から選択 された炭水化物、 生物学的使用可能な形式のパントテン酸、コリンあるいは細胞内でコリンを 生産する生物学的使用可能形式基質、 塩化物、リン酸塩、カルシウム、マグネシウム、カリウム、ナトリウム及び 鉄を含む生物学的使用可能な形式の無機イオン並びに クメンハイドロペルオキサイド、 脱イオン水、及び リンパ球の生長を刺激する効果的な量のマイトジェン; 前記緩衝化無血清溶液のpHはおおよそ6.8から7.6である、 前記細胞培養培地は栄養学的欠乏、不十分、及び不均衡を測定し並びにリン パ球の酸化防止機能の生物学的分析に効果的であることを特徴とするものである 。 2. 培地は生物学的に利用可能な形式のアミノ酸及びビタミンで構成される群か ら選択された栄養素補充物が補充されていて、栄養素補充においては制限あるい は阻害濃 度から外れた状態にあるか、その状態であるのかを検査される請求項1の細胞培 養培地。 3. ビタミンは、ビオチン、フォリニン酸、生物学的に利用可能な形式の葉酸、 ニコチンアミド、ニコチン酸、リボフラビン、チアミン、ビタミンB6、ビタミ ンB12及び細胞内でそれらを作り出す化合物で構成される群から選択され;アミ ノ酸は、L−アルギニン、L−システイン、L−グルタミン、グリシン、L−ヒ スチジン、L−イソロイシン、L−ロイシン、L−リジン、L−メチオニン、L −フェニルアラニン、L−セリン、L−トレオニン、L−トリプトファン、L− チロシン、L−バリン及び前記アミノ酸を生産する化合物で構成され、アミノ酸 は集団として存在する請求項2の細胞培養培地。 4. クメンハイドロペルオキサイドが約50μMから約500μMの濃度で存在する 請求項1の細胞培養培地。 5. 細胞培養培地はおおよそ最大の生長反応を引き出す濃度においてピルビン酸 、アデニン、イノシトール及びそれらを細胞内で生産する化合物で構成される群 から選択された1もしくはそれ以上の刺激性栄養素で補充されている請求項1の 細胞培養培地。 6. 細胞の最大生長反応に効果的な最小限近くの濃度で存在するそれぞれのアミ ノ酸は検査されるアミノ酸は除外し、検査されるアミノ酸が除かれるか又は前記 最大生長反応に効果的な最小限濃度より少ない濃度で存在する請 求項3の細胞培養培地。 7. 培地にセリン及びグリシンの片方あるいは両方が無い場合、ビタミンB6お よび利用可能な形式の葉酸の片方あるいは両方が細胞生長反応に対する有効濃度 で培養培地に含まれている請求項3の細胞培養培地。 8. 培地にパントテン酸及びコリンの片方が無い場合、前記培地中の細胞培養は パントテン酸及びコリンの反応制限量補充されたときに栄養素欠乏及び異常要求 量の決定に有効である請求項3の細胞培養培地。 9. 個体での特異的要求栄養素に対する異常量栄養所要量の決定の方法で次のス テップを含む: 請求項1の細胞培養培地への前記個体からのリンパ球の植え付け、前記培地 は生長制限濃度のテストされる栄養物を持つ; 植え付けられた細胞培養培地のインキュベーション;及び コントロール群の個体からのリンパ球の平均的な反応とそのリンパ球の生長 反応とを比較する。 10.栄養因子あるいは栄養素の有害な効果を克服する生化学中間生成物、生化学 中間生成物あるいはその生産物、及びこのような損害効果に対する個々の感受性 を持つ薬剤を含む他の血液成分の以下のステップを含む識別方法。 少なくとも1種以上の栄養素生化学的中間産物あるいは生産物あるいは細胞 生長応答に有害な影響を与える濃 度の薬剤を含む他の血液成分、を含む請求項1の細胞培養培地に前記個体からの リンパ球の植え付け; 植え付けられた細胞培養培地のインキュベーション;及び 栄養的、生化学的中間生産物あるいはその生産物あるいは検査する薬剤を含 む他の血液成分に有害な影響を与えると推測される基質のもととなるものを与え られた同じ培地での生長反応とを比較する。 11.次のステップを含む個体における細胞酸化防止剤機能の生化学的分析の方法 。 前記個体のリンパ球を請求項1の細胞培養培地に植え付けるステップ、 前記の植え付けられた細胞培養培地をインキュベーションするステップ;及 び コントロール群の個体からのリンパ球の平均的な生長反応とそのリンパ球の 生長反応とを比較するステップ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(GH,KE,LS,MW,S D,SZ,UG,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG ,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL,AM,AT ,AU,AZ,BB,BG,BR,BY,CA,CH, CN,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,G E,HU,IL,IS,JP,KE,KG,KP,KR ,KZ,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MD, MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,PL,P T,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK,TJ ,TM,TR,TT,UA,UG,UZ,VN (72)発明者 ビュッシィ,リューク アメリカ合衆国 84107 ユタ,ウエスト バレー シイテイ,ピー.オー.ボック ス 70505

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. ヒトリンパ球における酸化防止剤機能の生化学的分析に有用な細胞培養培地 であり、前記培地は次の成分を含む緩衝化無血清溶液であり: グルコース及び細胞内でグルコース生産が可能な生物学的化合物が構成する 群から選択された炭水化物、 生物学的使用可能な形式のパントテン酸、コリンあるいは細胞内でコリン生 産可能な生物学的使用可能形式基質、 塩化物、リン酸塩、カルシウム、マグネシウム、カリウム、ナトリウム及び 鉄を含む生物学的使用可能な形式の無機イオン並びに クメンハイドロペルオキサイド、 脱イオン水、及び 分析されるリンパ球を刺激する効果的な量のマイトジエン; 前記緩衝化無血清溶液のpHはおおよそ6.8から7.6である、 前記細胞培養培地は栄養学的欠乏、不十分、及び不均衡を測定し並びにリン パ球の酸化防止機能の生物学的分析に効果的であることを特徴とするものである 。 2. 培地は生物学的に利用可能な形式のアミノ酸及びビタミンで構成される群か ら選択された栄養素補充物が補充されていて、栄養素補充においては制限あるい は阻害濃 度から外れた状態にあるか、その状態であるのかを検査される請求項1の細胞培 養培地。 3. ビタミンは、ビオチン、フォリニン酸あるいは生物学的に利用可能な形式 の葉酸、ニコチンアミド又はニコチン酸、リボフラビン、チアミン、ビタミンB6 及びビタミンB12及び細胞内でそれらを作り出す能力をもつ化合物で構成され る群から選択され;アミノ酸あるいは生物学的にアミノ酸を細胞内で生産する能 力をもつ化合物は、L−アルギニン、L−システイン、L−グルタミン、グリシ ン、L−ヒスチジン、L−イソロイシン、L−ロイシン、L−リジン、L−メチ オニン、L−フェニルアラニン、L−セリン、L−トレオニン、L−トリプトフ ァン、L−チロシン、及びL−バリンで構成され、アミノ酸は集団として存在し 、それぞれの総量は阻害濃度を越えることはないものである請求項1の細胞培養 培地。 4. クメンハイドロペルオキサイドが約50μMから約500μMの濃度で存在する 請求項1の細胞培養培地。 5. 細胞培養培地はおおよそ最大の反応を避ける濃度においてピルビン酸、アデ ニン、及びイノシトールあるいはそれらを細胞内で生産することのできる化合物 で構成される群から選択された1もしくはそれ以上の刺激性栄養素で補充されて いる請求項1の細胞培養培地。 6. 細胞の最大反応に効果的な最小限近く濃度で存在するアミノ酸補充のそれぞ れのアミノ酸は検査されるアミノ 酸から除外される請求項3の細胞培養培地。 7. 培地にセリン及びグリシンの片方あるいは両方が無い場合、ビタミンB6お よび利用可能な形式の葉酸の片方あるいは両方が細胞反応に対する有効濃度で培 養培地に含まれている請求項3の細胞培養培地。 8. 培地にパントテン酸及びコリンの片方が無い場合、前記培地中の細胞培養は 培地に無いパントテン酸及びコリンの反応制限量補充されたときに栄養素欠乏及 び異常要求量の決定に有効である請求項3の細胞培養培地。 9. 個体での特異的要求栄養素に対する異常量栄養所要量の決定の方法で次のス テップを含む: 請求項1の細胞培養培地への前記個体からのリンパ球の植え付け、前記培地 は制限濃度のテストされる栄養物を持つ; 植え付けられた細胞培養培地のインキュベーション;及び コントロール群の個体からのリンパ球の平均的な反応とそのリンパ球の反応 とを比較する。 10.栄養因子あるいは栄養素の有害な効果を克服する生化学中間生成物、生化学 中間生成物あるいはその生産物、及びこのような損害効果に対する個々の感受性 を持つ薬剤を含む他の血液成分の以下のステップを含む識別方法。 少なくとも1種以上の栄養素生化学的中間産物あるいは生産物あるいは細胞 応答に有害な影響を与える濃度の 薬剤を含む他の血液成分、を含む請求項1の細胞培養培地に前記個体からのリン パ球の植え付け; 植え付けられた細胞培養培地のインキュベーション;及び 栄養的、生化学的中間生産物あるいはその生産物あるいは検査する薬剤を含 む他の血液成分に有害な影響を与えると推測される基質のもととなるものを与え られた同じ培地での反応とを比較する。 11.次のステップを含む個体における細胞酸化防止剤機能の生化学的分析の方法 。 前記個体のリンパ球を請求項1の細胞培養培地に植え付けるステップ、 前記の植え付けられた細胞培養培地をインキュベーションするステップ;及 び コントロール群の個体からのリンパ球の平均的な反応とそのリンパ球の反応 とを比較するステップ。
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