JP2005058224A - 薬剤起因性顆粒球減少症発症リスク判定法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 被検者のヒト・インスリン受容体基質-2遺伝子(IRS-2遺伝子)の遺伝子多型を検出し、これを指標として薬剤起因性顆粒球減少症発症のリスクの存在を判定する薬剤起因性顆粒球減少症発症リスク判定法。
Description
Brookes, A. J., "The essence of SNPs", Gene, USA, (1999), 234, 177-186 Cargill, M, et al., "Characterization of single-nucleotide polymorphisms in coding regions of human genes", Nature Genet., USA, (1999), 22, 231-238 Evans, W. E., & Relling, M. V., "Pharmacogenomics: translating functional genomics into rational therapeutics", Science, USA, (1999), 286, 487-491 Stephens, J. C., et al., "Dating the origin of the CCR5-Delta32 AIDS-resistance allele by the coalescence of haplotypes", Am. J. Hum. Genet., USA, (1998), 62, 1507-1515 Tishkoff, S. A., et al., "The accuracy of statistical methods for estimation of haplotype frequencies: an example from the CD4 locus", Am. J. Hum. Genet., USA, (2000), 67, 518-522 Jeunemaitre, X., et al., Am. J. Hum. Genet., 60, 1448-1460 (1997); Martin, E. R., Am. J. Hum. Genet., 67, 383-394 (2000)
(a) コード領域の翻訳開始コドンから上流4587番目における野生型(C)がAに変異した多型、
(b) コード領域の翻訳開始コドンから上流2510番目における野生型(AT)が欠失した多型、
(c) コード領域の翻訳開始コドンから上流1164番目における野生型(A)がCに変異した多型、
(d) コード領域の翻訳開始コドンから15870番目における野生型(A)がGに変異した多型、
(e) コード領域の翻訳開始コドンから29793番目における野生型(A)がGに変異した多型、および
(f) コード領域の翻訳開始コドンから31532番目における野生型(C)が欠失した多型。
(a) ヒトIRS-2遺伝子のコード領域の翻訳開始コドンから上流4587番目のCがAに変異した遺伝子多型部位を含む配列であるオリゴヌクレオチド、
(b) ヒトIRS-2遺伝子のコード領域の翻訳開始コドンから上流2510番目のATが欠失した遺伝子多型部位を含む配列であるオリゴヌクレオチド、
(c) ヒトIRS-2遺伝子のコード領域の翻訳開始コドンから上流1164番目のAがCに変異した遺伝子多型部位を含む配列であるオリゴヌクレオチド、
(d) ヒトIRS-2遺伝子のコード領域の翻訳開始コドンから15870番目のAがGに変異した遺伝子多型部位を含む配列であるオリゴヌクレオチド、
(e) ヒトIRS-2遺伝子のコード領域の翻訳開始コドンから29793番目のAがGに変異した遺伝子多型部位を含む配列であるオリゴヌクレオチド、および
(f) ヒトIRS-2遺伝子のコード領域の翻訳開始コドンから31532番目のCが欠失した遺伝子多型部位を含む配列であるオリゴヌクレオチド。
(a) 配列番号:3で示される配列のオリゴヌクレオチド、
(b) 配列番号:6で示される配列のオリゴヌクレオチド、
(c) 配列番号:9で示される配列のオリゴヌクレオチド、
(d) 配列番号:12で示される配列のオリゴヌクレオチド、
(f) 配列番号:17で示される配列のオリゴヌクレオチド。
AT-2510del;ヒトIRS-2遺伝子のコード領域の翻訳開始コドンから上流2510番目のATの欠失、
A-1164C;ヒトIRS-2遺伝子のコード領域の翻訳開始コドンから上流1164番目のAからCへの変異、
A15870G;ヒトIRS-2遺伝子のコード領域の翻訳開始コドンから15870番目のAからGへの変異、
A29793G;ヒトIRS-2遺伝子のコード領域の翻訳開始コドンから29793番目のAからGへの変異、
C31532del;ヒトIRS-2遺伝子のコード領域の翻訳開始コドンから31532番目のCの欠失。
ヒトIRS-2遺伝子(SNPs)の調製
検体として被検者由来のヒトIRS-2遺伝子(多型を有する遺伝子)を調製する。該多型を有する遺伝子(SNPs)の具体例は前述した通りである。該検体としての遺伝子には、上記例示のヒトIRS-2遺伝子のゲノム配列およびその相補鎖のDNA配列が包含される。
ヒトIRS-2遺伝子の遺伝子多型の検出
本発明方法では、次いで上記検体について、その多型の有無を検出する。この検出は、具体的には下記(1)-(9)に示す各方法に従い実施することができる。
ヒトIRS-2遺伝子の検出は、この種遺伝子の塩基配列の決定に慣用されている、例えばダイデオキシ法(Sanger, et al., Proc. Natl. Acad. Sci., U.S.A., 74, 5463-5467 (1977))、マキサム−ギルバート法〔Methods in Enzymology, 65, 499 (1980)〕などのヌクレオチド直接塩基配列決定法に従って実施することができる。この方法とPCR法などのDNA増幅法を組合せた方法に従っても実施することもできる。特に、少量のDNA試料を用いて簡便かつ容易にしかも感度および精度の高い検出が可能である観点からは、PCR法もしくはそれに準じたDNA増幅法を組合せた方法が好ましい。
ヒトIRS-2遺伝子検出の別法としては、対立遺伝子特異的オリゴヌクレオチド(ASO)−ドットブロット法 (Conner, B. J., et al., Proc. Natl. Acad. Sci., U.S.A., 80, 278-282 (1983))に従う方法を挙げることができる。該方法は、例えば目的とするSNPを挟むように設計したフォワード・プライマーおよびリバース・プライマーを利用して、PCR増幅した遺伝子断片に対する対立遺伝子特異的オリゴヌクレオチド・プローブにハイブリダイズするDNA断片を、ドット・ブロット分析することにより実施できる。かくして、該断片中にSNPが存在するか否かを決定することができる。
ヒトIRS-2遺伝子の検出は、スナップショット法、ピロシーケンス法、特開平2000-279197号に開示の点変異検出法のような一塩基伸長法によって実施することもできる。これらの方法では、目的の変異(SNP)の直前の塩基または数塩基前の塩基に対応するように設定したプローブ、即ち、その3'末端を検出目的である変異の1塩基上流または近傍に設定したプローブを、DNA検体にアニーリングさせる。各方法は市販のSNPs検出用キットおよび該キットに添付のソフトウエアを利用して実施することができる。
本発明にかかる検出法には、PCR増幅産物(一本鎖DNA)を非変性ポリアクリルアミドゲル電気泳動して、その移動度の差異により一塩基変異の有無を識別するPCR-SSCP法(Orita, M., Iwahara, H., et al., Proc. Natl. Acad. Sci., U.S.A., 86, 2776-2770 (1989))を採用することもできる。
本発明ヒトIRS-2遺伝子のSNPsまたはハプロタイプの検出にあたり、検出目的とする変異を含む核酸配列が制限酵素認識部位を含んでいる場合には、該検出は、制限酵素断片長多型分析法(RFLP法: Botstein, D. R., et al., Am. J. Hum. Gen., 32, 314-331 (1980))によって行うこともできる。
ヒトIRS-2遺伝子のSNPsの検出は、インベーダー(Invader)法によっても実施することができる。インベーダー法の実施には、以下の文献が参照できる。
・Lyamichev, V., et al., Nat. Bioltechnol., 17 (3) 292-296 (1999)および
・国際特許公開WO9823774号(特表2001-526526号)。
(1)第一の反応から割裂した産物に相補する3'領域、および(2)一本鎖プローブを模倣するために複式を形成し、そして標的が共にハイブリダイズして、それらがレポーター蛍光色素とクエンチャー蛍光色素を含んでいる自家相補的領域。
ヒトIRS-2遺伝子多型の検出は、定量的リアルタイムPCR検出法(TaqMan法)によっても簡便に実施することができる。
Mass array法は、多型によって生じる質量の差を検出する方法である。具体的には、検出したい多型を含む領域をPCRにて増幅した後、SNP位置直前に伸長用プライマーをハイブリダイズさせ、ddNTP/dNTP混合物を含む反応液、例えばddATP,dCTP,dGTPおよびdTTPを含む反応液を用いて伸長反応を行うことで、SNPに応じて長さの異なる断片が生成される。この生成産物を精製し、MALDI-TOF質量分析計などによって分析することで、質量数と遺伝子型との対応を解析することができる(Pusch, W., Wurmbach, JH., Thiele, H., Kostrzewa, M., MALDI-TOF mass spectrometry-based SNP genotyping, Pharmacogenomics, 3(4): 537-48 (2002))。該方法は、例えばSequenom Mass ARRAYハイスループットSNP解析システムを用いて簡便に実施することができる(http://www.sequenom.com/Files/applications/hme_assay.html)。
ヒトIRS-2遺伝子のSNPsの検出は、従来よりDNAについてその塩基配列の決定法として、また変異検出法として知られている以下に挙げる如き各種の方法によっても実施することができる。
各変異に対するプローブを担体に固相化し、これに検体(遺伝子増幅産物)をハイブリダイズさせ、ミスマッチの有無によるハイブリダゼーションの効率の差を判定するもの。
点変異に対応する塩基を3'末端に設定した遺伝子増幅用配列特異的プライマーを用いて、プライマーの3'末端が相補的であるか否かによってPCRによる増幅効率に著しい差が生じることを利用したもの。
変異DNA断片と正常DNA断片とを混合してハイブリッド結合させた後、尿素、ホルムアミドなどの変性剤の濃度が徐々に高くなっているポリアクリルアミドゲル中で電気泳動すると、ミスマッチのないホモ2本鎖に比べて、より低い濃度の変性剤の位置で1本鎖に解離する。この1本鎖DNAは、2本鎖DNAに比べて泳動速度が速いため、移動度の差を比較することで1塩基の変異を検出することができる。
上記PCR-DGGE法に加えて、GC含量の高い領域を変異核酸の検出対象であるDNA断片につなげることにより複数の塩基置換、欠失、付加および挿入がある場合の検出の欠点を補った方法である。該方法は特に変異検出の対象DNA断片にGCクランプを付加する工程を必要とする。
(f) in situ RT-PCR (Nucl. Acids Res., 21, 3159-3166 (1993))
(g) in situ ハイブリダイゼーション
(h) サザンブロッティング (Sambrook, J., et al., Molecular Cloning a Laboratory Manual., Cold Spring Harbor Laboratory Press: NY. (1989))
(i)ドットハイブリダイゼーション法(Southern, E. M., J. Mol. Biol., 98: 503-517 (1975)など参照)、
(j) 蛍光in situハイブリダイゼーション(FISH: Takahashi, E., et al., Hum. Genet., 86, 1416 (1990))
(k) 競合的ゲノミック・ハイブリダイゼーション (Comparative Genomic Hybridization: CGH: Kallioneimi, A., et al., Science, 258, 818-821 (1992))、(Spectral karyotyping: SKY: Rowley, J. D., et al., Blood, 93, 2038-2042 (1999))
(l) 酵母人工染色体(YAC)ベクターのクローンをプローブとする方法(Lengauer, C., et al., Cancer Res., 52, 2590-2596 (1992))。
オリゴヌクレオチド
本発明は、PCR法を採用する本発明判定(検出)方法において用いられる遺伝子多型検出用プライマーまたはプローブとしてのオリゴヌクレオチドをも提供する。該オリゴヌクレオチドは、ヒトIRS-2遺伝子の変異部分(SNPs)を含む特定配列部分を特異的に増幅できるものである限り特に制限はない。該オリゴヌクレオチドはヒトIRS-2遺伝子の配列情報に基いて常法に従って適宜合成、構築することができる。
判定用キット
本発明判定(検出)方法は、検体中のヒトIRS-2遺伝子のSNPsの検出のための試薬キットを利用することによって、より簡便に実施することができる。本発明はかかる判定用キットをも提供する。
薬剤服用によって生じた顆粒球減少症に対する関連遺伝子多型を探索するために、ベスナリノン(3,4-ジヒドロ-6-[4-(3,4-ジメトキシベンゾイル)-1-ピペラニジル]-2(1H)-キノリン)を服用した患者を対象とした。
対象患者を以下の基準で顆粒球減少症発症患者群と非発症患者群の2群に分類した。
サイトカイン関連、MHC領域、G-CSF関連、TNF-α関連、NF-κ関連、cAMP関連、カリウム・チャンネル関連などの遺伝子から115の候補遺伝子を選択した。
SNPの解析は、インベーダー法を用いて実施した。該インベーダー法は、以下の文献(1)および(2)を参照して実施した。
(2)国際特許公開W09823774号(98/6/4)
候補SNPのゲノムDNA領域をPCR法で増幅するために、JSNPで検索したSNPを含むゲノムDNA配列情報に基づいて、各SNP領域を増幅するプライマー・セットを設定し、各プライマーを合成した。
遺伝子型は、インベーダー・アッセイ反応の結果、検出される2色の蛍光強度により判定した。かくして、インベーダー・アッセイにより115遺伝子に存在している188個のSNPsについて、対象患者における遺伝子型を決定した。
顆粒球減少症発症患者群と非発症患者群における対立遺伝子頻度を、contingency χ二乗テストによって比較した。オッズ比はブラウン(Brown)法に従い評価した(Brown, C.C., Am. J. Epidemiol.,113: 474-480 (1981))。オッズ比の95%信頼区間はWoolfの方法を用いて算出した。
115遺伝子に存在している188個のSNPsについて上記方法を用いて分析した結果、統計学的に最も有意な差を持った多型は、Insulin receptor substrate 2 (IRS-2)に存在していた(JSNP ID IMS-JST040476)。このSNPは、対象患者群においてハーディ−ワインバーグ平衡の法則に従うことが確認された。
実施例1に記載の患者サンプルを用いて、ヒトIRS-2遺伝子の多型解析を以下の通り行った。
転写調節に係わっているプロモーター領域を含むヒトIRS-2遺伝子全体をスクリーニングするために、GenBank (accession number XM_007095)から入手したヒトIRS-2 mRNAの配列情報を元に検索して得られたヒトIRS-2遺伝子を含むゲノム配列をGenBank (accession number AL162497 全長143409 bp)より入手した。ヒトIRS-2 mRNAの配列とヒトIRS-2遺伝子を含むゲノム配列との詳細な比較を行って、ヒトIRS-2の遺伝子構造を推定した。但し、遺伝子の方向を5'側から3'側に統一するために入手したゲノム配列はその相補鎖を用いて比較した。
上記検出法で同定された多型が、対象患者においてどのような遺伝子型の分布を示すかを調べるために、すべてのゲノムDNA検体について、各PCR産物が上記で同定した遺伝子多型を含んでいるように各プライマーセットを用いて上記記載と同様に反応させ、解析を行った。
実施例1と同じ方法に加えて、トンプソンらの方法(Thompson,E.A.,et al., Am. J. Hum. Genet. 42: 113-124 (1988))に従い、ペア・ワイズ連鎖不平衡係数(D'=D/DmaxまたはD/Dmin)を計算した。
上記の解析の結果、本実施例に基づき解析したすべての多型は、対象患者群においてハーディーワインバーグ平衡の法則に従うことが確認された。
(a)直接塩基決定法
PCR産物が本発明に係る6つの多型を含むように、表8に示されるフォワード・プライマー(配列番号:1、4、7、10、13および15)およびリバース・プライマー(配列番号:2、5、8、11、14および16)を用いて、DNA Engine PTC-0200(MJ Research社製)またはGeneAmpPCRシステム9700 (PEアプライドバイオシステム社製)によって各DNA断片を増幅させた。各PCR反応は、95℃2分の後、94℃30秒、表8に示す各アニーリング温度で30秒、72℃で表8に示す各伸長反応時間を、37サイクル行った後、72℃10分間にて最終伸長反応を行った。アニーリング温度および伸長反応時間は、下記表8に示す通りであり、各DNA断片に対して、それぞれ58℃〜60℃の温度および0.5分〜3分間の時間である。
「A29793G」の検出には、PCR-RFLP(制限酵素断片長多型)分析法を用いた。即ち、20μLの反応溶液は、10μLのPCR産物、2単位の制限酵素Afa I (10units/mL; Takara社製)および制限酵素に添付の2μLの10×Buffer Tからなっており、これに終濃度0.01%になるようにBSAを加えて、37℃で16時間インキュベーション後、4%のアガロースゲルにて制限酵素処理産物を分離した。
Claims (19)
- 被検者のヒト・インスリン受容体基質-2遺伝子の遺伝子多型を検出し、これを指標として薬剤起因性顆粒球減少症発症のリスクの存在を判定する薬剤起因性顆粒球減少症発症リスク判定法。
- ヒト・インスリン受容体基質-2遺伝子の遺伝子多型の存在を指標として薬剤起因性顆粒球減少症発症のリスクの存在を判定するための、当該遺伝子の遺伝子多型を検出する方法。
- ヒト・インスリン受容体基質-2遺伝子の遺伝子多型が、下記(a)-(f)からなる群から選ばれる少なくとも1つである請求項1または2に記載の方法;
(a) コード領域の翻訳開始コドンから上流4587番目における野生型(C)がAに変異した多型、
(b) コード領域の翻訳開始コドンから上流2510番目における野生型(AT)が欠失した多型、
(c) コード領域の翻訳開始コドンから上流1164番目における野生型(A)がCに変異した多型、
(d) コード領域の翻訳開始コドンから15870番目における野生型(A)がGに変異した多型、
(e) コード領域の翻訳開始コドンから29793番目における野生型(A)がGに変異した多型、および
(f) コード領域の翻訳開始コドンから31532番目における野生型(C)が欠失した多型。 - 遺伝子多型の検出が、ヌクレオチド直接塩基配列決定法、対立遺伝子特異的オリゴヌクレオチド(ASO)-ドットブロット分析、一塩基プライマー伸長法、PCR-単鎖高次構造多型(SSCP)分析、PCR-制限酵素断片長多型(RFLP)分析、インベーダー法、定量的リアルタイムPCR検出法および質量分析計を用いた遺伝子多型検出法(mass array)からなる群から選ばれる少なくとも1つの方法により行われる請求項1〜3のいずれかに記載の方法。
- 遺伝子多型の検出が、ヌクレオチド直接配列決定法により行われる請求項4に記載の方法。
- 遺伝子多型の検出が、PCR-制限酵素断片長多型(RFLP)分析により行われる請求項4に記載の方法。
- PCR-制限酵素断片長多型(RFLP)分析が、ヒト・インスリン受容体基質-2遺伝子のコード領域の翻訳開始コドンから29793番目のAからGへの変異を検出するために制限酵素Afa Iを用いて行われる請求項6に記載の方法。
- ヒト・インスリン受容体基質-2遺伝子にハイブリダイズすることができる遺伝子多型検出用プライマーまたはプローブとしてのオリゴヌクレオチドであって、以下の(a)-(f)からなる群から選ばれるオリゴヌクレオチド;
(a) ヒト・インスリン受容体基質-2遺伝子のコード領域の翻訳開始コドンから上流4587番目のCがAに変異した遺伝子多型部位を含む配列であるオリゴヌクレオチド、
(b) ヒト・インスリン受容体基質-2遺伝子のコード領域の翻訳開始コドンから上流2510番目のATが欠失した遺伝子多型部位を含む配列であるオリゴヌクレオチド、
(c) ヒト・インスリン受容体基質-2遺伝子のコード領域の翻訳開始コドンから上流1164番目のAがCに変異した遺伝子多型部位を含む配列であるオリゴヌクレオチド、
(d) ヒト・インスリン受容体基質-2遺伝子のコード領域の翻訳開始コドンから15870番目のAがGに変異した遺伝子多型部位を含む配列であるオリゴヌクレオチド、
(e) ヒト・インスリン受容体基質-2遺伝子のコード領域の翻訳開始コドンから29793番目のAがGに変異した遺伝子多型部位を含む配列であるオリゴヌクレオチド、および
(f) ヒト・インスリン受容体基質-2遺伝子のコード領域の翻訳開始コドンから31532番目のCが欠失した遺伝子多型部位を含む配列であるオリゴヌクレオチド。 - ヒト・インスリン受容体基質-2遺伝子にハイブリダイズすることができる遺伝子多型検出用プライマーであって、以下の(a)-(d)および(f)からなる群から選ばれるオリゴヌクレオチドからなるプライマー;
(a) 配列番号:3で示される配列のオリゴヌクレオチド、
(b) 配列番号:6で示される配列のオリゴヌクレオチド、
(c) 配列番号:9で示される配列のオリゴヌクレオチド、
(d) 配列番号:12で示される配列のオリゴヌクレオチド、
(f) 配列番号:17で示される配列のオリゴヌクレオチド。 - 請求項8に記載のオリゴヌクレオチドを、ヒト・インスリン受容体基質-2遺伝子の多型検出用プライマーまたはヒト・インスリン受容体基質-2遺伝子の多型検出用プローブとして含む薬剤起因性顆粒球減少症発症リスク判定用キット。
- 請求項9に記載のプライマーを含む請求項10に記載のキット。
- 請求項8の(e)に記載のオリゴヌクレオチドと、制限酵素Afa Iとを含むヒト・インスリン受容体基質-2遺伝子のコード領域の翻訳開始コドンから29793番目のAからGへの変異を検出するための請求項10に記載のキット。
- 請求項8に記載のオリゴヌクレオチドまたは9に記載のプライマーを用いてベスナリノン投与による薬剤起因性顆粒球減少症発症リスクを判定する請求項1に記載の方法。
- 請求項8の(e)に記載のオリゴヌクレオチドと、制限酵素Afa Iとを用いてベスナリノン投与による薬剤起因性顆粒球減少症発症リスクを判定する請求項1に記載の方法。
- 請求項8に記載のオリゴヌクレオチドを、ヒト・インスリン受容体基質-2遺伝子の多型検出用プライマーまたはヒト・インスリン受容体基質-2遺伝子の多型検出用プローブとして含む薬剤起因性顆粒球減少症発症リスクの存在を判定するための当該遺伝子の遺伝子多型検出用キット。
- 請求項9に記載のプライマーを含む請求項15に記載のキット。
- 請求項8の(e)に記載のオリゴヌクレオチドと、制限酵素Afa Iとを含むヒト・インスリン受容体基質-2遺伝子のコード領域の翻訳開始コドンから29793番目のAからGへの変異を検出するための請求項15に記載のキット。
- 請求項8に記載のオリゴヌクレオチドまたは9に記載のプライマーを用いてベスナリノン投与による薬剤起因性顆粒球減少症発症リスクを判定するための遺伝子多型を検出する請求項2に記載の方法。
- 請求項8の(e)に記載のオリゴヌクレオチドと、制限酵素Afa Iとを用いてベスナリノン投与による薬剤起因性顆粒球減少症発症リスクを判定するための遺伝子多型を検出する請求項2に記載の方法。
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