JP2006095139A - Separating apparatus using nucleic acid ligand - Google Patents

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健一 実近
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus for separating a separated object selectively and efficiently from a biological liquid, such as blood. <P>SOLUTION: The apparatus for separating the separated object from a biological liquid has (A) a substrate and (B) a nucleic acid ligand having selective high affinity to the separated object. In the apparatus, the nucleic acid ligand is immobilized on a surface of the substrate. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、血液等の生物学的液体より分離対象物を選択的に除去するための分離装置に関する。   The present invention relates to a separation device for selectively removing a separation object from a biological fluid such as blood.

CD番号で分類される各種細胞表面分子を有する白血球(好中球、好酸球、好塩基球、リンパ球、単球)、血小板などの血球やサイトカインなどの液性因子は免疫系において極めて重要な役割を果たしていることが知られている。ヒトCD4は糖タンパク質で、モノマーとして細胞膜上に存在し、主としてTリンパ球に発現している。CD4を発現しているTリンパ球(CD4陽性Tリンパ球)はヘルパーTリンパ球としての性質をもち、クラスIIMHC分子によって提示された抗原を認識する。また、CD4陽性Tリンパ球はHIV(エイズウイルス)と結合し、感染の際に受容体として働くことも知られている。免疫系においてTリンパ球は抗原に対して適切に応答するのに不可欠である。   Humoral cells such as leukocytes (neutrophils, eosinophils, basophils, lymphocytes, monocytes), platelets, and cytokines with various cell surface molecules classified by CD number are extremely important in the immune system. It is known to play a role. Human CD4 is a glycoprotein, exists on the cell membrane as a monomer, and is mainly expressed in T lymphocytes. T lymphocytes expressing CD4 (CD4 positive T lymphocytes) have the properties of helper T lymphocytes and recognize antigens presented by class II MHC molecules. It is also known that CD4-positive T lymphocytes bind to HIV (AIDS virus) and act as a receptor during infection. In the immune system, T lymphocytes are essential to respond appropriately to antigens.

健常人では自己免疫の障害を防ぐために、自己反応性抗原受容体を持ったリンパ球クローンの除去、それらの無反応性化、その働きの抑制といった様々な機構を用意している(免疫寛容)。自己免疫疾患の発生に関するメカニズムはまだ十分には解明されていないが、このような免疫寛容機構の異常が自己免疫疾患の原因となると考えられている。自己反応性抗原受容体を持ったリンパ球クローンはCD4を発現しているTリンパ球だけではないが、CD4陽性Tリンパ球の自己免疫疾患における重要性は認識されている。   In order to prevent autoimmune disorders in healthy individuals, various mechanisms are available such as removal of lymphocyte clones with autoreactive antigen receptors, their dereactivity, and suppression of their function (immune tolerance). . Although the mechanism related to the development of autoimmune diseases has not been fully elucidated, it is thought that such abnormal immune tolerance causes autoimmune diseases. Lymphocyte clones with self-reactive antigen receptors are not only T4 lymphocytes expressing CD4, but the importance of CD4 positive T lymphocytes in autoimmune diseases is recognized.

一方、液性因子の代表であるサイトカインは、細胞シグナリング/細胞相互作用を誘発するタンパク質の多様なグループである。これらは、標的細胞の表面に発現されるその特異的な受容体を介して生物学的機能を発揮する。 サイトカインはイムノ/ヘマトポイエチン、インターフェロン、腫瘍壊死因子(TNF)−関連分子、及びケモカインを包含する数グループに亜分類できる。代表的なイムノ/ヘマトポイエチンにはエリスロポイエチン(EPO)、顆粒球/マクロファージコロニー刺激因子(GM−CSF)、顆粒球コロニー刺激因子(G−CSF)、白血病阻止因子(LIF)、オンコスタチン−M(OSM)、絨毛性神経栄養因子(CNTF)、成長ホルモン(GH)、プロラクチン(PRL)、インターロイキン(IL)−2、IL−3、IL−4、IL−5、IL−6、IL−7、IL−9、IL−10 及びIL−12 がある。代表的なインターフェロン(IFN)にはIFNα、IFNβ及びIFNγが包含される。代表的なTNFファミリーメンバーにはTNFα、インターフェロン(IFN)β、gp39(CD40−L)、CD27−L、CD30−L,及び神経成長因子(NGF)が包含される。代表的ケモカインは血小板因子(PF)4、血小板塩基性タンパク質(PBP)、groα、MIG、ENA−78、マクロファージ炎症性タンパク質(MIP)1α、MIP1β、単球走化性タンパク質(MCP)−1、I−309、HC14、C10、Regulated on Activation,Normal T−cell Expressed,and Secreted(RANTES)、及びIL−8である。   On the other hand, cytokines, which are representative of humoral factors, are a diverse group of proteins that induce cell signaling / cell interactions. They exert biological functions through their specific receptors that are expressed on the surface of target cells. Cytokines can be subdivided into several groups including immuno / hematopoietin, interferon, tumor necrosis factor (TNF) -related molecules, and chemokines. Representative immuno / hematopoietins include erythropoietin (EPO), granulocyte / macrophage colony stimulating factor (GM-CSF), granulocyte colony stimulating factor (G-CSF), leukemia inhibitory factor (LIF), oncostatin-M. (OSM), chorionic neurotrophic factor (CNTF), growth hormone (GH), prolactin (PRL), interleukin (IL) -2, IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL- 7, IL-9, IL-10 and IL-12. Exemplary interferons (IFN) include IFNα, IFNβ and IFNγ. Exemplary TNF family members include TNFα, interferon (IFN) β, gp39 (CD40-L), CD27-L, CD30-L, and nerve growth factor (NGF). Representative chemokines are platelet factor (PF) 4, platelet basic protein (PBP), groα, MIG, ENA-78, macrophage inflammatory protein (MIP) 1α, MIP1β, monocyte chemotactic protein (MCP) -1, I-309, HC14, C10, Regulated on Activation, Normal T-cell Expressed, and Secreted (RANTES), and IL-8.

上記CD4陽性Tリンパ球などの白血球、血小板やサイトカインなどの液性因子は、自己免疫疾患、例えば、慢性関節リウマチなどのシェーグレン症候群,若年性糖尿病,重症筋無力症,重症の炎症性腸疾患、多発性硬化症、ヒト全身性エリスマトーデス(SLE)、又はアトピー状態(アレルギー/喘息)などのほか、移植片体宿主病(GVHD)、敗血症、SIRS(全身性炎症反応症候群)、ARDS(急性呼吸窮迫症候群)、感染症、間質性肺炎、脳マラリア、AIDS、パーキンソン病、又は子宮内膜増多症などの疾患発症に大きな作用及び影響を及ぼすことが知られている。   Leukocytes such as CD4 positive T lymphocytes, humoral factors such as platelets and cytokines are used in autoimmune diseases such as Sjogren's syndrome such as rheumatoid arthritis, juvenile diabetes, myasthenia gravis, severe inflammatory bowel disease, In addition to multiple sclerosis, human systemic lupus erythematosus (SLE), or atopic condition (allergy / asthma), graft body disease (GVHD), sepsis, SIRS (systemic inflammatory response syndrome), ARDS (acute (Respiratory distress syndrome), infection, interstitial pneumonia, cerebral malaria, AIDS, Parkinson's disease, or endometriosis is known to have a great effect and influence.

自己免疫疾患や敗血症などの治療方法としては、その症状の程度に応じて副腎皮質ホルモン剤の投与,脾臓の摘出,又は免疫抑制剤の投与などが行なわれている。しかしながら、こうした薬物療法や摘脾手術を行っても効果的に回復しない症例も多く存在している。こうした患者に対して確実に有効な治療方法は未だ確立されていないのが現状であり、その方法の開発が急がれている。   As a treatment method for autoimmune diseases and sepsis, administration of a corticosteroid agent, removal of the spleen, or administration of an immunosuppressive agent is performed depending on the degree of the symptoms. However, there are many cases in which such drug therapy and splenectomy are not effectively recovered. A treatment method that is surely effective for such patients has not yet been established, and the development of such methods is urgently needed.

自己免疫疾患や敗血症などの他の治療方法として、免疫吸着カラムを用いた血液の体外循環によるCD4陽性Tリンパ球などの白血球やサイトカインの吸着除去も種々試みられている。例えば、CD4抗原と結合性を有する抗CD4抗体を担体に固定化したカラムの適用も検討されている。しかしながら、抗CD4抗体は極めて高価であり、また、高い安定性及び安全性が求められる医療用機器として上記カラムを利用するには種々の問題点が残されている。また、CD4陽性Tリンパ球やサイトカインと親和性を有するポリペプチドを固定化したCD4陽性細胞吸着材又はサイトカイン吸着材が検討されているが、リガンドに用いているポリペプチドの親和性及び特異性に問題があり、十分な選択的吸着能力を達成できていない。   As other treatment methods such as autoimmune diseases and sepsis, various attempts have been made to adsorb and remove leukocytes such as CD4-positive T lymphocytes and cytokines by extracorporeal circulation of blood using an immunoadsorption column. For example, application of a column in which an anti-CD4 antibody having a binding property with a CD4 antigen is immobilized on a carrier is also being studied. However, anti-CD4 antibodies are extremely expensive, and various problems remain in using the above column as a medical device that requires high stability and safety. Further, CD4 positive cell adsorbents or cytokine adsorbents on which a polypeptide having affinity for CD4 positive T lymphocytes or cytokines is immobilized have been studied. However, the affinity and specificity of the polypeptide used for the ligand are considered. There is a problem and sufficient selective adsorption capacity is not achieved.

本発明の課題は、 血液等の生物学的液体から特定の分離対象物を選択的に分離することができる手段を提供することにある。より具体的には、血液などの生物学的液体から効率的かつ安全にCD4陽性Tリンパ球などの白血球やサイトカインなどの分離対象物を分離するための装置を提供することが本発明の課題である。   An object of the present invention is to provide means capable of selectively separating a specific separation object from a biological fluid such as blood. More specifically, it is an object of the present invention to provide an apparatus for efficiently and safely separating separation objects such as white blood cells such as CD4 positive T lymphocytes and cytokines from biological fluids such as blood. is there.

本発明者は上記の課題を解決すべく、CD4陽性Tリンパ球などの白血球又は血小板やサイトカインなどの液性因子に対して高い選択性及び親和性を有し、かつ安価で、血液体外循環などの医療用途に用いても副作用などの問題を引き起こさない高度に安全なリガンドを提供するための研究を鋭意行なった。その結果、SELEX(Systematic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment)として知られる方法を適用することによって作成及び最適化した核酸リガンドが、CD4陽性Tリンパ球などの白血球及び血小板やサイトカインに対して強い親和性及び選択性を有しており、安価に調製可能なリガンドとして安全に体外循環などの医療用途に使用できることを見出した。本発明は上記の知見を基にして完成されたものである。   In order to solve the above-mentioned problems, the present inventor has high selectivity and affinity for leukocytes such as CD4-positive T lymphocytes or humoral factors such as platelets and cytokines, and is inexpensive and has extracorporeal blood circulation. Research has been conducted to provide highly safe ligands that do not cause problems such as side effects even when used in medical applications. As a result, nucleic acid ligands created and optimized by applying a method known as SELEX (Systematic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment) have a strong affinity for leukocytes such as CD4-positive T lymphocytes and platelets and cytokines. It has been found that it has selectivity and can be safely used as a ligand that can be prepared at low cost for medical use such as extracorporeal circulation. The present invention has been completed based on the above findings.

すなわち、本発明により、生物学的液体中の分離対象物を分離するための装置であって、(A)基材及び(B)分離対象物に対して選択的な高親和性を有する核酸リガンドを含み、該核酸リガンドが該基材の表面に固定化された装置が提供される。
この発明の好ましい態様により、該核酸リガンドを構成する核酸塩基が2’−アミノピリミジン、2’−フルオロピリミジン、及び2’−メトキシプリンからなる群から選ばれる核酸塩基の少なくとも1つを含有する上記の装置;生物学的液体が血液である上記の装置;血液が体外循環中の血液である上記の装置;分離対象物がCD4陽性有核細胞である上記の装置;基材が不織布である上記の装置;カラムに充填された形態の上記の装置;自己免疫疾患の治療及び/又は予防のために用いる上記の装置;及び自己免疫疾患が慢性関節リウマチなどのシェーグレン症候群、若年性糖尿病、重症筋無力症、重症の炎症性腸疾患、多発性硬化症、ヒト全身性エリスマトーデス(SLE)、又はアトピー状態(アレルギー/喘息)である上記の装置が提供される。
That is, according to the present invention, an apparatus for separating an object to be separated in a biological fluid, comprising (A) a base material and (B) a nucleic acid ligand having a selective and high affinity for the object to be separated. And a device in which the nucleic acid ligand is immobilized on the surface of the substrate is provided.
According to a preferred embodiment of the present invention, the nucleobase constituting the nucleic acid ligand contains at least one nucleobase selected from the group consisting of 2′-aminopyrimidine, 2′-fluoropyrimidine, and 2′-methoxypurine. The above-mentioned device in which the biological fluid is blood; the above-mentioned device in which the blood is blood in extracorporeal circulation; the above-described device in which the separation object is CD4-positive nucleated cells; A device packed in a column; the device used for the treatment and / or prevention of autoimmune disease; and Sjogren's syndrome such as rheumatoid arthritis, juvenile diabetes, severe muscle There is provided a device as described above that is asthenia, severe inflammatory bowel disease, multiple sclerosis, human systemic lupus erythematosus (SLE), or atopic condition (allergy / asthma). It is.

別の観点からは、上記の装置を用いて、生物学的液体から分離対象物を分離する方法が本発明により提供される。さらに別の観点からは、自己免疫疾患、好ましくは慢性関節リウマチなどのシェーグレン症候群、若年性糖尿病、重症筋無力症、重症の炎症性腸疾患、多発性硬化症、ヒト全身性エリスマトーデス(SLE)、又はアトピー状態(アレルギー/喘息)の治療及び/又は予防方法であって、上記の装置により該疾患に関与する分離対象物を血液から分離する工程を含む方法が本発明により提供される。   From another aspect, the present invention provides a method for separating an object to be separated from a biological fluid using the apparatus described above. From another aspect, autoimmune diseases, preferably Sjogren's syndrome such as rheumatoid arthritis, juvenile diabetes, myasthenia gravis, severe inflammatory bowel disease, multiple sclerosis, human systemic lupus erythematosus (SLE) ), Or a method for the treatment and / or prevention of an atopic condition (allergy / asthma), the method comprising the step of separating the separation object involved in the disease from the blood using the above device.

本発明の装置は、CD4陽性Tリンパ球などの白血球又は血小板やサイトカインなどの液性因子などの分離対象物に対して選択的な親和性を有しており、安価に製造でき、血液体外循環などの医療用途に用いた場合に副作用などの問題を引き起こさずに高度に安全に使用できるという特徴を有する。本発明の装置を用いて、例えば血液などの生物学的液体から自己免疫疾患治療、敗血症、又は癌など疾患の治療及び/又は予防を目的としてTリンパ球などの細胞やサイトカインなどの液性因子を安全かつ効率的に除去することができる。   The device of the present invention has a selective affinity for separation objects such as leukocytes such as CD4 positive T lymphocytes or humoral factors such as platelets and cytokines, and can be manufactured at low cost, and can be manufactured at a low cost. When used for medical purposes, it has a feature that it can be used with high safety without causing problems such as side effects. Using the device of the present invention, cells such as T lymphocytes and humoral factors such as cytokines for the purpose of treating and / or preventing diseases such as autoimmune diseases, sepsis, or cancer from biological fluids such as blood Can be removed safely and efficiently.

本明細書において、「生物学的液体」とは、生物由来の物質、細胞、組織などの生物由来物を含有する液体のことを意味する。生物由来物としては、例えば、タンパク質、脂質、糖、又は核酸などの生体構成物質のほか、細胞、ウィルス、バクテリア、又は組織などを挙げることができる。生物学的液体には、上記の生物由来物のほか、有機物又は無機物が1種又は2種以上含まれていてもよい。生物学的液体を構成する溶媒は主として水であるが、生理学的に許容される範囲で少量のアルコール類などの有機溶剤を含んでいてもよい。より具体的には、生物学的液体として、例えば、血液、リンパ液、骨髄、臓器消化液、又は培養液などを挙げることができる。これらのうち、血液、リンパ液、骨髄液、又は臓器消化液は、従来利用されている各種の吸着剤による選択吸着を妨害する夾雑物が多く含まれており、分離対象物を選択的に除去することが困難であった。特に、血液は夾雑物が多量に含まれており、さらに抗体やポリペプチドなどの従来の吸着剤に対する分解酵素が多く含まれているため、分離対象物を安定かつ選択的に除去することは従来困難であった。一方、本発明の核酸リガンドは上記のような夾雑物の影響をほとんど受けないことから、血液、リンパ液、骨髄液、又は臓器消化液に含まれる分離対象物をきわめて効率的かつ選択的に除去することが可能になる。   In the present specification, the “biological liquid” means a liquid containing a biological substance such as a biological substance, cell, tissue or the like. Examples of biological substances include biological constituents such as proteins, lipids, sugars, or nucleic acids, as well as cells, viruses, bacteria, or tissues. The biological fluid may contain one or more organic or inorganic substances in addition to the above-described biological substances. The solvent constituting the biological liquid is mainly water, but may contain a small amount of an organic solvent such as alcohols within a physiologically acceptable range. More specifically, examples of the biological fluid include blood, lymph, bone marrow, organ digestive fluid, or culture fluid. Among these, blood, lymph fluid, bone marrow fluid, or organ digestive fluid contains many impurities that interfere with selective adsorption by various conventionally used adsorbents, and selectively removes separation objects. It was difficult. In particular, blood contains a large amount of contaminants, and also contains a large amount of degrading enzymes for conventional adsorbents such as antibodies and polypeptides. It was difficult. On the other hand, since the nucleic acid ligand of the present invention is hardly affected by the impurities as described above, the separation target contained in blood, lymph fluid, bone marrow fluid, or organ digestive fluid is removed very efficiently and selectively. It becomes possible.

本明細書において、「分離対象物」とは、生物学的液体に含まれる生物由来の物質、細胞、組織などの生物由来物のうち、除去対象となる特定の生物由来物のことを意味している。分離対象物としては、例えば、CD番号で分類される各種細胞表面分子を有する白血球(好中球、好酸球、好塩基球、リンパ球、又は単球)、血小板などの血球や、サイトカインなどの液性因子などを挙げることができる。また、分離対象物は、バクテリア、ウィルス、エンドトキシン、プリオンなどの外来由来の生物由来物であってもよい。   In the present specification, “separation target” means a specific biological product to be removed from biological materials such as biological materials, cells, tissues, etc. contained in a biological fluid. ing. Examples of separation objects include leukocytes (neutrophils, eosinophils, basophils, lymphocytes, or monocytes) having various cell surface molecules classified by CD numbers, blood cells such as platelets, cytokines, etc. Can be mentioned. Further, the separation object may be a foreign-derived biological material such as bacteria, virus, endotoxin, or prion.

白血球としては、例えば、CD4陽性Tリンパ球、CD4陽性CD25陽性Tリンパ球、CD4陽性単球などのCD4陽性有核細胞、CD14陽性有核細胞などを挙げることができる。サイトカインは、イムノ/ヘマトポイエチン、インターフェロン、腫瘍壊死因子(TNF)−関連分子、及びケモカインを包含する数グループに亜分類できる。代表的なイムノ/ヘマトポイエチンには、例えば、エリスロポイエチン(EPO)、顆粒球/マクロファージコロニー刺激因子(GM−CSF)、顆粒球コロニー刺激因子(G−CSF)、白血病阻止因子(LIF)、オンコスタチン−M(OSM)、絨毛性神経栄養因子(CNTF)、成長ホルモン(GH)、プロラクチン(PRL)、インターロイキン(IL)−2、IL−3、IL−4、IL−5、IL−6、IL−7、IL−9、IL−10、及びIL−12が包含される。代表的なインターフェロン(IFN)には、例えば、IFNα、IFNβ、及びIFNγが包含される。代表的なTNFファミリーメンバーには、例えば、TNFα、インターフェロン(IFN)β、gp39(CD40−L)、CD27−L、CD30−L、及び神経成長因子(NGF)が包含される。代表的ケモカインには、例えば、血小板因子(PF)4、血小板塩基性タンパク質(PBP)、groα、MIG、ENA−78、マクロファージ炎症性タンパク質(MIP)1α、MIP1β、単球走化性タンパク質(MCP)−1、I−309、HC14、C10、Regulated on Activation,Normal T−cell Expressed,and Secreted(RANTES)、及びIL−8が包含される。また、サイトカインなどの液性因子としては、例えば、アナンダマイド(ANA)、2−arachidonoylglycerol(2−AG)、High mobility protein group 1(HMG−1)、Advanced glycation endproducts(AGE)、抗体(IgG、IgM、IgA、IgE、IgD)などを挙げることができる。もっとも、本発明において分離対象物は上記に説明した特定のものに限定されることはない。なお、1つの核酸リガンドにより2種以上の分離対象物を除去することも可能である。   Examples of leukocytes include CD4 positive T lymphocytes, CD4 positive CD25 positive T lymphocytes, CD4 positive nucleated cells such as CD4 positive monocytes, CD14 positive nucleated cells, and the like. Cytokines can be subdivided into several groups including immuno / hematopoietin, interferon, tumor necrosis factor (TNF) -related molecules, and chemokines. Representative immuno / hematopoietins include, for example, erythropoietin (EPO), granulocyte / macrophage colony stimulating factor (GM-CSF), granulocyte colony stimulating factor (G-CSF), leukemia inhibitory factor (LIF), oncogene. Statins-M (OSM), chorionic neurotrophic factor (CNTF), growth hormone (GH), prolactin (PRL), interleukin (IL) -2, IL-3, IL-4, IL-5, IL-6 , IL-7, IL-9, IL-10, and IL-12. Exemplary interferons (IFN) include, for example, IFNα, IFNβ, and IFNγ. Exemplary TNF family members include, for example, TNFα, interferon (IFN) β, gp39 (CD40-L), CD27-L, CD30-L, and nerve growth factor (NGF). Representative chemokines include, for example, platelet factor (PF) 4, platelet basic protein (PBP), groα, MIG, ENA-78, macrophage inflammatory protein (MIP) 1α, MIP1β, monocyte chemotactic protein (MCP). ) -1, I-309, HC14, C10, Regulated on Activation, Normal T-cell Expressed, and Secreted (RANTES), and IL-8. Examples of humoral factors such as cytokines include, for example, anandamide (ANA), 2-arachidonoyllycerol (2-AG), high mobility protein group 1 (HMG-1), advanced glycation end products (AG), IgM, IgA, IgE, IgD) and the like. But in this invention, the isolation | separation target object is not limited to the specific thing demonstrated above. In addition, it is also possible to remove two or more types of separation objects with one nucleic acid ligand.

本明細書において、「核酸リガンド」とは、上記の分離対象物に対して選択的に高い親和性を有する核酸、又は該核酸の1種又は2種以上を部分構造として含む核酸、あるいはこれらの核酸の1種又は2種以上とその他の物質の1種又は2種以上とからなる複合体を意味している。一般的に、親和性は核酸リガンドと分離対象物との間の解離定数で表され、通常、解離定数は10-2以下、好ましくは10-4以下、さらに好ましくは10-6以下、特に好ましくは10-9以下である。より具体的には、該核酸は、アデニン、グアニン、シトシン、ウラシル、又はチミンなどの天然の核酸塩基、あるいは5−メチルシトシン、6−メチルアミノプリン、2’−アミノピリミジン、2’−フルオロピリミジン、又は2’−メトキシプリンなどの非天然型の核酸塩基により構成される核酸である。例えば、本発明の装置を血液体外循環装置などの血液に接触する用途に用いる場合には、核酸分解酵素に対する安定性を向上させるために、該核酸中に2’−アミノピリミジン、2’−フルオロピリミジン、及び2’−メトキシプリンからなる群から選ばれる非天然型の核酸塩基を少なくとも1つを含有することが好ましい。該核酸のサイズは特に限定されないが、通常は10塩基以上で200塩基以下、好ましくは10塩基以上で100塩基以下、さらに好ましくは、20塩基以上で70塩基以下である。 In the present specification, the “nucleic acid ligand” refers to a nucleic acid that selectively has a high affinity for the separation target, or a nucleic acid that includes one or more of the nucleic acids as a partial structure, or these It means a complex composed of one or more kinds of nucleic acids and one or more kinds of other substances. In general, the affinity is represented by a dissociation constant between the nucleic acid ligand and the separation target. Usually, the dissociation constant is 10 −2 or less, preferably 10 −4 or less, more preferably 10 −6 or less, particularly preferably. Is 10 -9 or less. More specifically, the nucleic acid is a natural nucleobase such as adenine, guanine, cytosine, uracil, or thymine, or 5-methylcytosine, 6-methylaminopurine, 2′-aminopyrimidine, 2′-fluoropyrimidine. Or a nucleic acid composed of a non-natural nucleobase such as 2′-methoxypurine. For example, when the device of the present invention is used for use in contact with blood, such as a blood extracorporeal circulation device, 2′-aminopyrimidine, 2′-fluoro is contained in the nucleic acid in order to improve stability to nucleolytic enzymes. It preferably contains at least one non-natural nucleobase selected from the group consisting of pyrimidine and 2'-methoxypurine. The size of the nucleic acid is not particularly limited, but is usually 10 bases or more and 200 bases or less, preferably 10 bases or more and 100 bases or less, and more preferably 20 bases or more and 70 bases or less.

核酸リガンドに含まれる核酸は、分離対象物に対して十分に高い親和性を有し、かつ分離対象物に対して選択的に親和性を有するように設計することができる。上記核酸の設計には、例えば、セレックス法(SELEX法)を利用することができる。セレックス法としては、例えば、Methods Enzymol,1996,267、275に記載されているB,Poliskyらの方法、及びThe Journal of Immunology,1998,160(11),5209−5212に記載されているWilliam Jamesらの方法などを用いることができるが、これらに限定されることはない。   The nucleic acid contained in the nucleic acid ligand can be designed to have a sufficiently high affinity for the separation target and selectively have an affinity for the separation target. For the design of the nucleic acid, for example, a SELEX method (SELEX method) can be used. Examples of the SELEX method include the method of B, Polisky et al. Described in Methods Enzymol, 1996, 267, 275, and William James described in The Journal of Immunology, 1998, 160 (11), 5209-5212. Although these methods etc. can be used, it is not limited to these.

セレックス法は、典型的には下記の工程を含んでおり、分離対象物を標的として下記の工程を行なうことにより、分離対象物に対して選択的に高い親和性を有する核酸を得ることができる。もっとも、下記の工程は一例として挙げたものであり、当業者はこれらの工程に適宜の変更ないし修飾を加え、必要に応じて他の工程を採用することにより、所望の核酸を得ることができる。
(1)異なる配列の核酸の候補混合物を調製する。一般に、候補混合物は固定された配列の領域及び無作為化された配列の領域を包含する。
(2)候補混合物を選択された標的と接触させる。この接触は、標的と候補混合物のメンバーとの間の結合に好都合な条件下に行なわれる。
(3)標的に対して比較的高い親和性を有する核酸を、標的に対する親和性がより低い核酸から分離する。
(4)上記工程(3)により分離された核酸(標的に対して比較的高い親和性を有する核酸)を増幅し、標的に対して比較的高い親和性を有する核酸が濃縮された新たな候補混合物を創製する。
(5)上述の分離及び増幅工程を反復することにより、標的に対して最高の親和性を有する1種又は少数種の核酸を含有する候補混合物を得る。
The SELEX method typically includes the following steps. By performing the following steps with the separation target as a target, a nucleic acid having a high affinity for the separation target can be obtained. . However, the following steps are given as examples, and those skilled in the art can obtain a desired nucleic acid by appropriately changing or modifying these steps and adopting other steps as necessary. .
(1) Prepare a candidate mixture of nucleic acids of different sequences. In general, a candidate mixture includes a region of fixed sequence and a region of randomized sequence.
(2) Contact the candidate mixture with the selected target. This contacting is performed under conditions that favor binding between the target and members of the candidate mixture.
(3) separating nucleic acids having a relatively high affinity for the target from nucleic acids having a lower affinity for the target.
(4) A new candidate obtained by amplifying the nucleic acid (nucleic acid having a relatively high affinity for the target) separated in the above step (3) and enriching the nucleic acid having a relatively high affinity for the target Create a mixture.
(5) By repeating the separation and amplification steps described above, candidate mixtures containing one or a few nucleic acids with the highest affinity for the target are obtained.

上記の核酸リガンドを基材表面に固定化することにより、本発明の分離装置を製造することができる。基材としては、常温の生物学的液体中で固形状態にあるものであればその種類は特に限定されず、その形状も特に限定されることはない。形状としては、例えば、球状、立方状、平面状、チップ状、繊維状、平膜状、スポンジ状、又は中空糸状などの形状を挙げることができる。これらのうち、細密充填のしやすさ、核酸リガンドを比較的均質に表面に保持させやすい点、実有効面積を比較的多く確保できる点、及び生物学的液体の通過が容易である点などの観点から、球状、粒状、及び繊維状の形状が好ましい。さらに、繊維状の形状、特に繊維状の不職布は取り扱い及び血液などの生物学的液体の通過性の点で優れている。   The separation device of the present invention can be produced by immobilizing the above-mentioned nucleic acid ligand on the substrate surface. The type of the substrate is not particularly limited as long as it is in a solid state in a biological liquid at normal temperature, and the shape is not particularly limited. Examples of the shape include a spherical shape, a cubic shape, a planar shape, a chip shape, a fiber shape, a flat membrane shape, a sponge shape, and a hollow fiber shape. Among these, the ease of fine packing, the point that the nucleic acid ligand is easily held on the surface relatively uniformly, the point that a relatively large effective area can be secured, and the passage of biological fluids are easy From the viewpoint, spherical, granular, and fibrous shapes are preferable. Furthermore, fibrous shapes, particularly fibrous unwoven cloths, are excellent in terms of handling and the passage of biological fluids such as blood.

基材の材質は、表面に核酸リガンドを保持できるものであれば、無機基材又は有機基材のいずれであってもよいが、細胞懸濁液などの生物学的液体との接触時に溶出物が少ないこと、及び形状の制御がより容易なことから有機高分子からなる基材が好ましい。有機高分子としては、例えば、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリメタクリレートエステル、ポリアクリレートエステル、ポリアクリル酸、若しくはポリビニルアルコール等のビニル系化合物又はその誘導体の重合体又は共重合体、ナイロン6又はナイロン66等のポリアミド系化合物、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系化合物、あるいはセルロース等の植物由来の多糖類系化合物等が挙げられる。これらのうち、ポリプロピレン若しくはポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系化合物、又はセルロース等の植物由来の多糖類系化合物は、血液などの生物学的液体と接触した場合に有害な不純物を溶出しないので好ましい。特に、ポリプロピレン又はポリエチレンテレフタレートは血液などの生物学的液体と接触した場合に血液を活性化しないなどの点で優れており、本発明に好ましく用いられる。   The material of the substrate may be either an inorganic substrate or an organic substrate as long as it can hold the nucleic acid ligand on the surface, but it is an eluate upon contact with a biological fluid such as a cell suspension. A base material made of an organic polymer is preferable because of its small amount and easier shape control. Examples of the organic polymer include polymers or copolymers of vinyl compounds such as polypropylene, polystyrene, polymethacrylate esters, polyacrylate esters, polyacrylic acid, or polyvinyl alcohol, or derivatives thereof, nylon 6 or nylon 66, and the like. Examples thereof include polyamide compounds, polyester compounds such as polyethylene terephthalate, and plant-derived polysaccharide compounds such as cellulose. Among these, polyester-based compounds such as polypropylene or polyethylene terephthalate, or plant-derived polysaccharide compounds such as cellulose are preferable because they do not elute harmful impurities when contacted with biological fluids such as blood. In particular, polypropylene or polyethylene terephthalate is excellent in that it does not activate blood when it comes into contact with a biological fluid such as blood, and is preferably used in the present invention.

これらの基材と磁石とを組み合わせて、基材の回収を容易にすることもできる。基材を修飾し、表面に親水性を付与する手段を採用することも好ましい。アルブミン又はグロブリン等の生体由来タンパク質を固定化することや、適宜の親水性官能基を合成化学的に導入することによって、基材表面に親水性を付与することができる。親水性を付与するための親水性官能基としては、例えば、繰り返し単位が2から1500のポリエチレングリコール鎖、水酸基、アミド基、エーテル基、又はエステル基などを挙げることができる。親水性を付与するためのポリエチレングリコール鎖を有するモノマーの例としては、例えば、メトキシジエチレングリコールメタクリレート、メトキシトリエチレングリコールメタクリレート、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート等の末端メトキシメタクリレート、メトキシジエチレングリコールアクリレート、メトキシトリエチレングリコールアクリレート、メトキシポリエチレングリコールアクリレート等の末端メトキシアクリレート、又はメチル基の代わりに水素が結合した末端水酸基を有するメタクリレート及びアクリレートなどを挙げることができる。親水性を与えるためのその他の置換基を有するモノマーとしては、例えば、ビニルピロリドン等が挙げられる。親水性置換基としては、例えば、ジメチルアミド基、ジエチルアミド基、ジイソプロピルアミド基等のアミド基などを用いてもよい。基材を構成する高分子鎖としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート鎖、ポリブチレンテレフタレート鎖等の芳香族ポリエステル鎖及び脂肪族ポリエステル鎖等のポリエステル鎖、メチレングリコール鎖、プロピレングリコール等のポリエーテル鎖、又はポリカーボネート鎖などを挙げることができ、これらの高分子鎖を形成可能なモノマーとして、親水性官能基有するビニルモノマーを挙げることができる。また、ビニルモノマー以外にアセチレンモノマー、ジエンモノマーなどを挙げることができる。繰り返し単位2〜1500のポリエチレングリコール誘導体などをエポキシ基などの官能基を利用して直接基材に結合させることもできる。もっとも、親水性を付与するための手段は上記に例示したものに限定されることはない。   These base materials and magnets can be combined to facilitate recovery of the base materials. It is also preferable to employ a means for modifying the substrate and imparting hydrophilicity to the surface. Hydrophilicity can be imparted to the surface of the base material by immobilizing a biological protein such as albumin or globulin, or by introducing an appropriate hydrophilic functional group synthetically. Examples of the hydrophilic functional group for imparting hydrophilicity include a polyethylene glycol chain having 2 to 1500 repeating units, a hydroxyl group, an amide group, an ether group, or an ester group. Examples of the monomer having a polyethylene glycol chain for imparting hydrophilicity include, for example, terminal methoxy methacrylate such as methoxydiethylene glycol methacrylate, methoxytriethylene glycol methacrylate, methoxypolyethylene glycol methacrylate, methoxydiethylene glycol acrylate, methoxytriethylene glycol acrylate, Examples thereof include terminal methoxy acrylates such as methoxy polyethylene glycol acrylate, and methacrylates and acrylates having terminal hydroxyl groups bonded with hydrogen instead of methyl groups. Examples of monomers having other substituents for imparting hydrophilicity include vinyl pyrrolidone and the like. As the hydrophilic substituent, for example, an amide group such as a dimethylamide group, a diethylamide group, or a diisopropylamide group may be used. Examples of the polymer chain constituting the substrate include, for example, an aromatic polyester chain such as a polyethylene terephthalate chain, a polybutylene terephthalate chain, and a polyester chain such as an aliphatic polyester chain, a polyether chain such as a methylene glycol chain, propylene glycol, or the like. Examples of the monomer capable of forming these polymer chains include a vinyl monomer having a hydrophilic functional group. Moreover, an acetylene monomer, a diene monomer, etc. can be mentioned besides a vinyl monomer. A polyethylene glycol derivative having a repeating unit of 2-1500 can be directly bonded to a substrate using a functional group such as an epoxy group. However, the means for imparting hydrophilicity is not limited to those exemplified above.

基材の表面を修飾し、その表面に親水性を付与する手段は特に限定されないが、例えば、共有結合、イオン結合、放射線やプラズマによるグラフト法、物理吸着、包埋、又は基材表面への沈澱不溶化など、当業者に利用可能な種々の手段を用いることもできる。例えば、高分子化合物やその単量体を放射線又はプラズマ等を用いてグラフト重合したり、共有結合するなどの公知の方法により表面改質を施す方法は本発明に好適に用いられる。基材表面に核酸リガンドを固定化する方法も特に限定されないが、例えば、放射線や電子線を用いて直接基材表面に核酸リガンドを共有結合する方法、又は化学的方法により基材表面の官能基を介して共有結合する方法などがある。   The means for modifying the surface of the substrate and imparting hydrophilicity to the surface is not particularly limited. For example, covalent bonding, ionic bonding, radiation or plasma grafting method, physical adsorption, embedding, or substrate surface Various means available to those skilled in the art, such as precipitation insolubilization, can also be used. For example, a method of performing surface modification by a known method such as graft polymerization or covalent bonding of a polymer compound or its monomer using radiation or plasma is preferably used in the present invention. The method for immobilizing the nucleic acid ligand on the substrate surface is not particularly limited. For example, the nucleic acid ligand is covalently bonded directly to the substrate surface using radiation or electron beam, or the functional group on the substrate surface by a chemical method. There is a method of covalently bonding through the network.

基材表面に核酸リガンド固定化するための官能基を導入する方法としては、例えば、ハロゲン化シアン法、エピクロロヒドリン法、ビスエポキシド法、ブロモアセチルブロミド法、又はハロゲン化アセトアミド法等がある。より具体的には、アミノ基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、チオール基、酸無水物、サクシニルイミド基、置換性ハロゲン基、アルデヒド基、エポキシ基、又はトレシル基などを導入することができる。核酸リガンド固定化のしやすさの観点から、例えば、ブロムシアン法、N−ヒドロサクシンイミド基法、又はハロゲン化アセトアミド法が好ましい。   Examples of the method for introducing a functional group for immobilizing a nucleic acid ligand on the substrate surface include a cyanogen halide method, an epichlorohydrin method, a bisepoxide method, a bromoacetyl bromide method, and a halogenated acetamide method. . More specifically, an amino group, carboxyl group, hydroxyl group, thiol group, acid anhydride, succinimide group, substitutable halogen group, aldehyde group, epoxy group, or tresyl group can be introduced. From the viewpoint of ease of nucleic acid ligand immobilization, for example, the bromocyan method, the N-hydrosuccinimide group method, or the halogenated acetamide method is preferred.

官能基導入に用いるハロアセトアミノメチル化剤としては、N−ヒドロキシメチルクロロアセトアミド、N−ヒドロキシメチルフルオロアセトアミド、N−ヒドロキシメチルブロモアセトアミド、又はN−ヒドロキシメチルヨードアセトアミド等が好ましく用いられる。これらのうち、経済性及び安定性の観点から、より好ましくは、N−ヒドロキシメチルブロモアセトアミド、又はN−ヒドロキシメチルヨードアセトアミド等を用いることができる。基材に導入されたフルオロ基又はクロロ基は官能基導入後にヨウ化カリウム又は臭化カリウムの溶液で処理することで容易にヨウ素基又は臭素基に変換できる。これらの官能基を導入した基材の製造に用いられる酸触媒の種類は特に限定されず、強酸、特にプロトン酸であれば何れの酸を用いてもよい。例えば、トリフルオロメタン、メタン、ベンゼン、又はトルエン等のスルホン酸誘導体、あるいは硫酸、塩化亜鉛、塩化アルミニウム、又は四塩化スズ等のフリーデル・クラフツ触媒等が好ましく用いられる。核酸リガンドを上記基材に固定する場合、通常は核酸リガンドを構成する核酸の5’末端又は3’末端、あるいはその鎖上にリンカーを導入することができる。リンカーとしては、下記の式(1)で表されるアミノ基、式(2)で表されるチオール基、又は式(3)で表されるビオチン基などが有用であるが、これらに限定されることはない。   As the haloacetaminomethylating agent used for introducing the functional group, N-hydroxymethylchloroacetamide, N-hydroxymethylfluoroacetamide, N-hydroxymethylbromoacetamide, N-hydroxymethyliodoacetamide, or the like is preferably used. Of these, N-hydroxymethyl bromoacetamide, N-hydroxymethyl iodoacetamide, or the like can be used more preferably from the viewpoints of economy and stability. The fluoro group or chloro group introduced into the substrate can be easily converted into an iodine group or a bromine group by treating with a solution of potassium iodide or potassium bromide after the introduction of the functional group. The kind of the acid catalyst used in the production of the base material into which these functional groups are introduced is not particularly limited, and any acid may be used as long as it is a strong acid, particularly a proton acid. For example, a sulfonic acid derivative such as trifluoromethane, methane, benzene, or toluene, or a Friedel-Crafts catalyst such as sulfuric acid, zinc chloride, aluminum chloride, or tin tetrachloride is preferably used. When the nucleic acid ligand is immobilized on the substrate, a linker can be introduced usually on the 5 'end or 3' end of the nucleic acid constituting the nucleic acid ligand, or on its strand. As the linker, an amino group represented by the following formula (1), a thiol group represented by the formula (2), or a biotin group represented by the formula (3) is useful, but the linker is not limited thereto. Never happen.

Figure 2006095139
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核酸リガンドを基材に固定化する際に、核酸リガンドと基材との間に任意の長さの分子(スペーサー)を配置して、このスペーサーを介して核酸リガンドを基材に結合させることも好ましい。スペーサーの例として、例えば、ポリメチレン鎖又はポリエチレングリコール鎖等が挙げられる。スペーサーを介して基材に核酸リガンドを結合させる方法としては、例えば、基材としてアガロースを用いる場合にはアガロースの水酸基とスペーサーであるヘキサメチレンジイソシアナートの片側のイソシアナート基とを反応させて結合を形成させ、残ったイソシアナート基と核酸リガンドのアミノ基又はチオール基等とを反応させて結合を形成させる方法等が挙げられる。   When immobilizing a nucleic acid ligand on a substrate, a molecule (spacer) of any length may be placed between the nucleic acid ligand and the substrate, and the nucleic acid ligand may be bound to the substrate via this spacer. preferable. Examples of the spacer include a polymethylene chain or a polyethylene glycol chain. As a method for binding a nucleic acid ligand to a substrate through a spacer, for example, when agarose is used as a substrate, a hydroxyl group of agarose is reacted with an isocyanate group on one side of hexamethylene diisocyanate which is a spacer. Examples include a method of forming a bond and reacting the remaining isocyanate group with the amino group or thiol group of the nucleic acid ligand to form a bond.

本発明の分離装置を用いて、血液などの生物学的液体からCD4陽性Tリンパ球などの白血球又は血小板などの血球やサイトカインなどの液性因子等の分離対象物を効率的かつ安全に分離することができる。例えば、体外において血液細胞懸濁液から、あるいは体外循環により血液から効率よく白血球などの血球やサイトカインなどの液性因子等の分離対象物を分離することが可能となる。また、白血球などの血球やサイトカインなどの液性因子を除去した細胞群を含む血液などの生物学的液体を種々の疾患の治療に用いることができる。あるいは、除去されたCD4陽性Tリンパ球を回収して、該リンパ球を主たる成分として含む細胞懸濁液を調製することもできる。   Separation objects such as leukocytes such as CD4 positive T lymphocytes, blood cells such as platelets, and humoral factors such as cytokines are separated efficiently and safely from biological fluids such as blood using the separation device of the present invention. be able to. For example, it is possible to efficiently separate separation objects such as blood cells such as leukocytes and liquid factors such as cytokines from the blood cell suspension outside the body or from the blood by extracorporeal circulation. In addition, biological fluids such as blood containing blood cells such as leukocytes and cells from which humoral factors such as cytokines have been removed can be used for the treatment of various diseases. Alternatively, the removed CD4-positive T lymphocytes can be recovered and a cell suspension containing the lymphocytes as a main component can be prepared.

分離対象物を分離する方法として、例えば、カラムによる分離又は磁気ビーズによる分離などの手段を採用できる。カラム法では、例えば、分離対象物である目的細胞上に存在する膜抗原に選択的に親和性を有する核酸リガンドを基材表面に固定化し、この基材をカラムに充填して血液などの生物学的液体を通過させることにより、分離対象物である細胞を簡便かつ効率的に分離することができる。磁気ビーズ法では、まず細胞混合液などの生物学的液体を核酸リガンドを結合させた磁気ビーズとともにインキュベートして分離対象物である目的細胞を磁気ビーズで標識し、その後、磁気装置を用いて標識されていない細胞から標識細胞を分離することができる。   As a method for separating the separation object, for example, means such as separation by a column or separation by magnetic beads can be adopted. In the column method, for example, a nucleic acid ligand selectively having affinity for a membrane antigen present on a target cell as a separation target is immobilized on the surface of the base material, and the base material is packed into a column and a living organism such as blood is used. By passing a biological liquid, cells that are separation objects can be separated easily and efficiently. In the magnetic bead method, first, a biological fluid such as a cell mixture is incubated with magnetic beads to which a nucleic acid ligand is bound to label target cells, which are separation targets, with magnetic beads, and then labeled using a magnetic device. Labeled cells can be separated from untreated cells.

本発明の分離装置を用いて血液などの生物学的液体から上記CD4陽性Tリンパ球などの白血球、血小板やサイトカインなどの液性因子を分離及び除去することにより、種々の疾患の治療及び/又は予防を行なうことができる。このような疾患として、例えば、慢性関節リウマチなどのシェーグレン症候群、若年性糖尿病、重症筋無力症、重症の炎症性腸疾患、多発性硬化症、ヒト全身性エリスマトーデス(SLE)、アトピー状態(アレルギー/喘息)などの自己免疫疾患を挙げることができる。また、上記CD4陽性Tリンパ球などの白血球又は血小板やサイトカインなどの液性因子は、上記自己免疫疾患以外の疾患、例えば、移植片体宿主病(GVHD)、敗血症、SIRS(全身性炎症反応症候群)、ARDS(急性呼吸窮迫症候群)、感染症、間質性肺炎、脳マラリア、AIDS、パーキンソン病、子宮内膜増多症などの疾患の発症に深く関与していることが知られている。さらに、上記CD4陽性Tリンパ球、CD4陽性CD25陽性Tリンパ球、CD4陽性単球などのCD4陽性有核細胞、CD14陽性有核細胞などの白血球又は血小板やサイトカインなどの液性因子が、癌などの疾患発症にも深く関与していることも知られている。従って、本発明の分離装置を用いて血液などの生物学的液体からこれらの白血球又は血小板やサイトカインなどの液性因子を分離及び除去することにより、これらの疾患を治療及び/又は予防することもできる。   By separating and removing leukocytes such as the CD4-positive T lymphocytes, humoral factors such as platelets and cytokines from biological fluids such as blood using the separation device of the present invention, treatment of various diseases and / or Prevention can be performed. Examples of such diseases include Sjogren's syndrome such as rheumatoid arthritis, juvenile diabetes, myasthenia gravis, severe inflammatory bowel disease, multiple sclerosis, human systemic lupus erythematosus (SLE), atopic condition ( And autoimmune diseases such as allergy / asthma). In addition, leukocytes such as the CD4-positive T lymphocytes or humoral factors such as platelets and cytokines may cause diseases other than the autoimmune diseases such as graft host disease (GVHD), sepsis, SIRS (systemic inflammatory response syndrome). ), ARDS (acute respiratory distress syndrome), infectious diseases, interstitial pneumonia, cerebral malaria, AIDS, Parkinson's disease, endometriosis, and the like. Furthermore, humoral factors such as leukocytes such as CD4 positive T lymphocytes, CD4 positive CD25 positive T lymphocytes, CD4 positive monocytes, CD4 positive nucleated cells, CD14 positive nucleated cells, and CD14 positive nucleated cells, and cytokines, etc. It is also known to be deeply involved in the development of other diseases. Therefore, the separation device of the present invention can be used to treat and / or prevent these diseases by separating and removing these leukocytes or humoral factors such as platelets and cytokines from biological fluids such as blood. it can.

本発明の好ましい態様の一例として提供される血液体外循環分離装置は、核酸リガンドを表面に固定化した基材を選択的吸着剤として充填したカラム、あるいは該選択的吸着剤を充填したフラスコ状ケースを備えており、血液の体外循環のための配管及びポンプなどを含む分離システムとして構成される。このような血液体外循環装置の構成は例えば人工透析装置などに準じて適宜選択可能であり、本発明の分離装置とともに適宜の構成を採用することにより、当業者は容易に血液体外循環分離装置を製造することができる。本分離装置を用いて血液体外循環治療を行なう場合の流速は、通常、30〜300ml/分、好ましくは50〜200ml/分、さらに好ましくは80〜120ml/分である。   A blood extracorporeal circulation separation apparatus provided as an example of a preferred embodiment of the present invention includes a column packed with a substrate having a nucleic acid ligand immobilized on the surface as a selective adsorbent, or a flask-like case filled with the selective adsorbent. And is configured as a separation system including piping and pumps for extracorporeal circulation of blood. The configuration of such a blood extracorporeal circulation apparatus can be appropriately selected according to, for example, an artificial dialysis apparatus. By adopting an appropriate configuration together with the separation apparatus of the present invention, those skilled in the art can easily use the blood extracorporeal circulation separation apparatus. Can be manufactured. The flow rate when performing extracorporeal blood treatment using this separation apparatus is usually 30 to 300 ml / min, preferably 50 to 200 ml / min, and more preferably 80 to 120 ml / min.

以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明の範囲は下記の実施例により限定されることはない。
例1
(1)材料及び方法
A.塩基
アデニン、グアニン、シトシン、及びチミンなどの核酸塩基、2’−フルオロピリミジンなどの修飾核酸塩基は Amersham社より購入した。
B.セレックス
セレックス操作はMethods Enzymol,1996,267、275に記載されているB,Poliskyらの方法、及び、The Journal of Immunology,1998,160(11),5209−5212に記載されているWilliam Jamesらの方法に準拠して行った。
上記方法で得られたRNA核酸ライブラリーはランダム領域の36塩基は一方の片側5’位に24塩基、他方の片側3’位に23塩基を有している。
遺伝子組み換えCD4抗原はJ.Mol.Biol.,1990,213,7、及び、Science,1993,260,979に記載されているA.F.Williamsらの方法に準拠して作成した。遺伝子組み替えCD4抗原はPharmacia社のCNBr活性化セファロースビーズに固定された。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the scope of the present invention is not limited by the following examples.
Example 1
(1) Materials and methods Base Nucleobases such as adenine, guanine, cytosine, and thymine Modified nucleobases such as 2′-fluoropyrimidine were purchased from Amersham.
B. The SELEX procedure is described in B. Polsky et al., Described in Methods Enzymol, 1996, 267, 275, and William James et al., Described in The Journal of Immunology, 1998, 160 (11), 5209-5212. Performed according to the method.
In the RNA nucleic acid library obtained by the above method, 36 bases in the random region have 24 bases at 5 ′ position on one side and 23 bases at 3 ′ position on the other side.
The recombinant CD4 antigen is described in J. Org. Mol. Biol. , 1990, 213, 7 and Science, 1993, 260, 979. F. It was created in accordance with the method of Williams et al. Recombinant CD4 antigen was immobilized on Pharmacia CNBr activated Sepharose beads.

上記CD4抗原を固定化したセファロースビーズを上記RNA核酸ライブラリーを含有するリン酸緩衝液(1mM MgCl2、1mM CaCl2)とともにインキュベートした後、ビーズをろ過分離し、ビーズを核酸を含有しない前記リン酸緩衝液で5回洗浄した。ビーズに結合した核酸を7Mの尿素水溶液で溶出した。回収された核酸を鋳型としてPharmacia社のAvian myeloblastosis virus(AMV)の逆転写酵素を用いてDNAに逆転写した。得られたDNAをMethods Enzymol,1996,267、275に記載されているB,Poliskyらの方法によりPolymerase chain reaction(PCR)で増幅し、さらに転写酵素でRNAに転写した。その後、同様な操作を15回繰り返してCD4抗原に対して選択的親和性を有するRNAを得た。このRNAを再度上記逆転写酵素でDNAとし、PCRで増幅した後、両端にあるプライマー(プライマー1:GCCGGATCCGCCTGTTGTGAGCCTCCTGTCGAA、プライマー2:CCGAAGCTTAATACGACTCACTATAGGGAGACAAGAATAAACGCTCAA)を分解酵素で消化しpUC19ベクターでRNA核酸リガンドのクローンを得た。得られたクローンはWarrington社Applied Biosystems 360の自動シークエンサーにより配列を決定した。その結果、RNA核酸リガンドは下記の配列を有していた。ACUUCAGCUCUAU-UAACAGC-UCAAGGACUG-GCACA After the Sepharose beads immobilized with the CD4 antigen were incubated with a phosphate buffer (1 mM MgCl 2 , 1 mM CaCl 2 ) containing the RNA nucleic acid library, the beads were separated by filtration, and the beads were separated from the phosphorous containing no nucleic acid. Washed 5 times with acid buffer. Nucleic acids bound to the beads were eluted with 7M aqueous urea. The recovered nucleic acid was reverse transcribed into DNA using a reverse transcriptase of Avian myeloblastosis virus (AMV) manufactured by Pharmacia. The obtained DNA was amplified by Polymerase chain reaction (PCR) by the method of B, Polsky et al. Described in Methods Enzymol, 1996, 267, 275, and further transcribed into RNA with a transcriptase. Thereafter, the same operation was repeated 15 times to obtain RNA having selective affinity for CD4 antigen. This RNA is again converted into DNA using the above reverse transcriptase and amplified by PCR, and then primers (GCIGGATCCCCGCTGTTGGAGCCCTCTGTCGAA, primer 2: CCGAAGCTTAATACGACTCACTATAGGGAGACACAAGAATAAAACGCTCCAAA) at both ends are digested with a degrading enzyme to obtain an RNA nucleic acid ligand of pUC19 vector. . The resulting clones were sequenced by an automated sequencer from Warrington Applied Biosystems 360. As a result, the RNA nucleic acid ligand had the following sequence. ACUUCAGCUCUAU-UAACAGC-UCAAGGACUG-GCCACA

C.RNA核酸リガンドの5’末端へのリンカー導入
上記核酸リガンドを自動DNA合成装置(Applied Biosystems社)で[1−(ベンジルジチオ)ヘキシル]−6−オキシ−シアノエチル−N,N−ジイソプロプルアミノ−ホスホルアミダイトと反応させた後、Tetrahedron Lett.56,5907(1968)の高橋等の方法によりベンジルメルカプタン基を除去し、5’末端にリンカーとして5’−C6−チオール基を有するRNA核酸リガンドを合成した。
C. Linker introduction at the 5 ′ end of RNA nucleic acid ligand The above nucleic acid ligand was converted into [1- (benzyldithio) hexyl] -6-oxy-cyanoethyl-N, N-diisopropylamino- with an automatic DNA synthesizer (Applied Biosystems). After reacting with phosphoramidites, Tetrahedron Lett. The benzyl mercaptan group was removed by the method of Takahashi et al., 56, 5907 (1968), and an RNA nucleic acid ligand having a 5′-C6-thiol group as a linker at the 5 ′ end was synthesized.

D.血液中のCD4陽性細胞の分離
2−ヨードアセトアミド(東京化成社)50gを蒸留水 100mlに懸濁し、37%ホルムアルデヒド(和光純薬工業社)20mlを加え50℃攪拌下で溶解した。炭酸カリウム25.2gを徐々に加え、スターラーで10分間攪拌後、室温にて2時間放置した。さらに4℃で一晩静置したのち、上清をデカンテーションにより捨て、蒸留水を40ml加えたのち50℃で沈殿を溶解し、室温にて2時間放置し、さらに4℃で一晩再び静置した。この操作をもう一度繰り返してから、生じた沈殿をG−3のガラスフィルター(フィルター径30mm:日本理化学器械(株)社)に通過させることにより回収し、1時間アスピレーターにて吸引乾燥してから、24時間凍結乾燥し、核酸リガンド固定化用活性基であるN−ヒドロキシメチルヨードアセトアミドを調製した。
D. Separation of CD4-positive cells in blood 50 g of 2-iodoacetamide (Tokyo Kasei Co., Ltd.) was suspended in 100 ml of distilled water, 20 ml of 37% formaldehyde (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added and dissolved under stirring at 50 ° C. 25.2 g of potassium carbonate was gradually added, stirred for 10 minutes with a stirrer, and allowed to stand at room temperature for 2 hours. After standing at 4 ° C. overnight, the supernatant is discarded by decantation, 40 ml of distilled water is added, the precipitate is dissolved at 50 ° C., allowed to stand at room temperature for 2 hours, and again at 4 ° C. overnight. I put it. After repeating this operation once more, the resulting precipitate was recovered by passing it through a glass filter of G-3 (filter diameter 30 mm: Nihon Riken Kikai Co., Ltd.), suctioned and dried with an aspirator for 1 hour, It was freeze-dried for 24 hours to prepare N-hydroxymethyliodoacetamide, which is an active group for immobilizing nucleic acid ligands.

ガラス製のフラスコに硫酸5.7ml、ニトロベンゼン7.2ml及びパラホルムアルデヒド0.0363gを加え、攪拌下溶解後、N−ヒドロキシメチルヨードアセトアミド0.58gを加え攪拌した。これにポリプロピレンからなる不織布(平均繊維直径3.3μm)0.3gを入れ室温にて一晩反応した。反応後不織布を取り出し、純水にて洗浄し、これを真空乾燥して、核酸リガンド固定化用活性基を導入した不織布を得た。この不織布を直径0.7cmの円に切断し、それぞれ4枚ずつをPBSに溶解したRNA核酸リガンド(5’末端にリンカーとして5’−C6−チオール基を有するRNA核酸リガンド)の溶液(12μg/400μl)に室温にて2.5時間浸し、RNA核酸リガンドを固定した。2.5時間後、PBSで洗浄した。入口と出口を有する容量1mlの容器にこの不織布を4枚充填したカラムを作成した。また比較対照として牛血清アルブミン(BSA;ピアス社アルブミンスタンダード)を核酸リガンドの代わりに同様に固定化したカラムも作成した。   To a glass flask, 5.7 ml of sulfuric acid, 7.2 ml of nitrobenzene and 0.0363 g of paraformaldehyde were added, dissolved under stirring, and then 0.58 g of N-hydroxymethyl iodoacetamide was added and stirred. To this was added 0.3 g of a nonwoven fabric made of polypropylene (average fiber diameter 3.3 μm) and reacted overnight at room temperature. After the reaction, the nonwoven fabric was taken out, washed with pure water, and vacuum-dried to obtain a nonwoven fabric into which an active group for immobilizing nucleic acid ligands was introduced. This non-woven fabric was cut into a circle having a diameter of 0.7 cm, and each 4 pieces of RNA nucleic acid ligand (RNA nucleic acid ligand having a 5′-C6-thiol group as a linker at the 5 ′ end) dissolved in PBS (12 μg / 400 μl) at room temperature for 2.5 hours to immobilize the RNA nucleic acid ligand. After 2.5 hours, it was washed with PBS. A column was prepared by filling four sheets of this nonwoven fabric into a 1 ml container having an inlet and an outlet. As a comparative control, a column in which bovine serum albumin (BSA; Pierce Albumin Standard) was similarly immobilized instead of the nucleic acid ligand was also prepared.

健常人より末梢血15mlを採取し、ハンクスバランスド生理食塩水(ギブコ社)で30mlとし、フィコールパック(ファルマシア社)を10mlずつ分注した遠沈管2本に静かに13mlずつ重層し、 800回転/分、20分の条件にて分離し、有核細胞層の細胞を回収した。ヒト健常人血液よりフィコールパック(ファルマシア社)を使った密度勾配遠心法により有核細胞層の細胞を回収した。回収した細胞をPBSで洗浄し、1.2×106個/mlに調整した。この有核細胞浮遊液4mlをシリンジポンプを用いて流速1ml/分で送液し、上記で作製したカラムの入口より流した。カラム出口より処理後の液を回収した。この時のCD4陽性細胞の比率を、公知のフローサイトメトリー法(FACS)で測定した。FACS解析の際の細胞の染色はFITC標識抗CD4抗体(ファーミンジェン社)を用い、FACSCalibur(ベックトン・ディッキンソン社)を用いて測定した。表1にカラム通過前後でのCD4陽性有核細胞と他の有核細胞(CD4陰性有核細胞)の比率を示した。核酸リガンド固定化カラムを通過させることによりCD4陽性有核細胞が効率的かつ選択的に除去されていた。 Collect 15 ml of peripheral blood from a healthy person, make 30 ml with Hanks Balanced Saline (Gibco), and gently layer 13 ml each on two centrifuge tubes into which 10 ml each of Ficoll Pack (Pharmacia) is dispensed. / Min for 20 minutes, and the cells in the nucleated cell layer were recovered. Cells of the nucleated cell layer were collected from human healthy human blood by density gradient centrifugation using Ficoll Pack (Pharmacia). The collected cells were washed with PBS and adjusted to 1.2 × 10 6 cells / ml. 4 ml of this nucleated cell suspension was fed at a flow rate of 1 ml / min using a syringe pump, and flowed from the inlet of the column prepared above. The treated liquid was recovered from the column outlet. The ratio of CD4 positive cells at this time was measured by a known flow cytometry method (FACS). Cell staining during FACS analysis was measured using FITC-labeled anti-CD4 antibody (Pharmingen) and FACSCalibur (Beckton Dickinson). Table 1 shows the ratio of CD4 positive nucleated cells and other nucleated cells (CD4 negative nucleated cells) before and after passing through the column. CD4 positive nucleated cells were efficiently and selectively removed by passing through a column immobilized with a nucleic acid ligand.

Figure 2006095139
Figure 2006095139

Claims (9)

生物学的液体中の分離対象物を分離するための装置であって、(A)基材及び(B)分離対象物に対して選択的な高親和性を有する核酸リガンドを含み、該核酸リガンドが該基材の表面に固定化された装置。 An apparatus for separating an object to be separated in a biological fluid, comprising: (A) a base material; and (B) a nucleic acid ligand having high affinity selective for the object to be separated, the nucleic acid ligand Is fixed to the surface of the substrate. 該核酸リガンドを構成する核酸塩基が2’−アミノピリミジン、2’−フルオロピリミジン、及び2’−メトキシプリンからなる群から選ばれる核酸塩基の少なくとも1つを含有する請求項1に記載の装置。 The apparatus according to claim 1, wherein the nucleobase constituting the nucleoside ligand contains at least one nucleobase selected from the group consisting of 2'-aminopyrimidine, 2'-fluoropyrimidine, and 2'-methoxypurine. 生物学的液体が血液である請求項1又は2に記載の装置。 The device according to claim 1 or 2, wherein the biological fluid is blood. 血液が体外循環中の血液である請求項3に記載の装置。 The device according to claim 3, wherein the blood is blood in extracorporeal circulation. 分離対象物がCD4陽性有核細胞である請求項1ないし4のいずれか1項に記載の装置。 The apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the separation object is a CD4-positive nucleated cell. 基材が不織布である請求項1ないし5のいずれか1項に記載の装置。 The apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the substrate is a nonwoven fabric. カラムに充填された形態の請求項1ないし6のいずれか1項に記載の装置。 The apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the apparatus is packed in a column. 自己免疫疾患の治療及び/又は予防のために用いる請求項1ないし7のいずれか1項に記載の装置。 The device according to any one of claims 1 to 7, which is used for treatment and / or prevention of an autoimmune disease. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の装置を用いて、生物学的液体から分離対象物を分離する方法。

A method for separating an object to be separated from a biological fluid using the apparatus according to any one of claims 1 to 7.

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