JP2006522605A - Time-lapse cell analysis - Google Patents

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Abstract

本発明は、細胞の実際の状態を正確に提示するための方法およびシステムを提供することを課題とする。経時的および/またはリアルタイムで細胞内の情報を、複雑系という観点でそのままあるいは直接的に提示するシステムおよび方法を提供することもまた課題とする。
本発明によって、細胞状態を判定する方法であって、a)該細胞に由来する転写制御配列群から選択される少なくとも1つの転写制御配列に関連する転写状態を経時的にモニターして該細胞の経時プロファイルを得る工程;およびb)該転写状態の経時プロファイルから該細胞状態を判定する工程、を包含する、方法が提供される。
It is an object of the present invention to provide a method and system for accurately presenting the actual state of a cell. It is another object of the present invention to provide a system and method for presenting intracellular information over time and / or in real time as it is or directly from the viewpoint of a complex system.
According to the present invention, there is provided a method for determining a cell state, in which a) a transcription state associated with at least one transcription control sequence selected from a group of transcription control sequences derived from the cell is monitored over time. Obtaining a time course profile; and b) determining the cellular state from the time course profile of the transcriptional state.

Description

本発明は、細胞の解析技術の分野にある。より詳細には、細胞を連続的または経時的に観察し解析する方法およびそのためのシステムに関する。   The present invention is in the field of cell analysis technology. More specifically, the present invention relates to a method for observing and analyzing cells continuously or over time and a system therefor.

生物の生存は、細胞外シグナルを認知し、そしてその細胞外シグナルに応答するそれらの能力に依存する。分子レベルにおいて、シグナルは、細胞のホメオスタシスを維持するように協同して作用し、そして増殖、分裂および分化のような活性を調節する相互作用タンパク質などのネットワークを介して、認知され、そして伝達される。生物学的シグナル伝達ネットワークを通した情報伝達は、主に、シグナルに応答して動的に集合および分解し得るタンパク質−タンパク質相互作用によって媒介され、外部事象を遺伝子発現における変化のような特定の内部出力に連結させる一過性の回路を作製する。これらのネットワークの基礎となるタンパク質−タンパク質相互作用をマップするために、多数の戦略が開発されている、そしてこれらの研究は、集合的に、Saccharomyces cervisiaeおよび他の生物について、ゲノム全体にわたるタンパク質−タンパク質相互作用の輪郭を描く豊富なデータを提供している。これらの手段は、非常に強力であるが、部分的に完成した像を提供するだけであって、おそらく、微妙な状況にある多くの相互作用(その相互作用は、それらの適切なシグナルが存在する場合にのみ、形成される)を見過ごしている。   The survival of an organism depends on their ability to recognize and respond to extracellular signals. At the molecular level, signals are recognized and transmitted through networks such as interacting proteins that act cooperatively to maintain cellular homeostasis and regulate activities such as proliferation, division and differentiation. The Signal transduction through biological signaling networks is primarily mediated by protein-protein interactions that can dynamically assemble and degrade in response to signals, allowing external events to occur in specific genes such as changes in gene expression. Create a transient circuit that connects to the internal output. Numerous strategies have been developed to map the protein-protein interactions that underlie these networks, and these studies have collectively been linked to genome-wide protein--for Saccharomyces cerevisiae and other organisms. It provides a wealth of data that outlines protein interactions. These means are very powerful, but only provide a partially completed image, and probably many interactions in subtle situations (there is an appropriate signal for those interactions) You will only be formed if you are overlooked).

変異または低分子によるタンパク質−タンパク質相互作用の崩壊は、細胞表現型における大きな変化を誘発するシグナル伝達ネットワークの小さな混乱を可能にする生物学的な支柱を作製し得るが、所定のシグナル伝達経路における全てのタンパク質−タンパク質相互作用がこの力を保有するわけではないようである。従って、細胞中へタンパク質またはペプチドを人工的に導入し(これは、目的の内因性調節相互作用と競合し、そしてその関係を崩す(titrate−out))、それによって外部シグナルを細胞応答に連結させる正常な回路を破壊することによる、調節性タンパク質−タンパク質相互作用を同定することを目的とする補完的な戦略が、興味深い。機能的なアッセイ(例えば、シグナルに応答した遺伝子の活性化)とこの戦略を合わせることによって、機能的な妨害についてのスクリーニングは、調節性タンパク質−タンパク質相互作用を混乱させるペプチドを同定するために使用され得る。この戦略(しばしば、ドミナント妨害遺伝学またはドミナントネガティブ遺伝学と称される)は、いくつかのモデル生物において好首尾に使用され(ここで、高スループットのスクリーニング方法が、容易に適用されている、そして哺乳動物においてより少ない程度で使用されている(旧来、哺乳動物は、この型のスクリーニングの対象となりにくい)。ドミナントネガティブ戦略の1つの能力は、この戦略が機能的に関連するタンパク質−タンパク質相互作用の「支柱の点」の位置を正確に示し、それによって、外部の因子による機能的な調節を受けやすいタンパク質ネットワークの大きな網の中で、少ない数の中心点をあらわにすることである。従って、ドミナントネガティブ戦略の結果は、特定の経路を規定する調節成分に関する極めて重大な情報を提供し得、そして薬物スクリーニングプログラムによって標的化するのに適した重要なタンパク質−タンパク質相互作用を解明し得る。   Disruption of protein-protein interactions by mutations or small molecules can create biological struts that allow small perturbations of the signaling network that trigger large changes in the cell phenotype, but in a given signaling pathway Not all protein-protein interactions appear to possess this force. Thus, artificially introducing a protein or peptide into the cell (which competes with the desired endogenous regulatory interaction and titrate-out), thereby linking the external signal to the cellular response. Interesting are complementary strategies aimed at identifying regulatory protein-protein interactions by disrupting the normal circuitry that causes them. By combining this strategy with functional assays (eg, gene activation in response to signals), screening for functional interference can be used to identify peptides that disrupt regulatory protein-protein interactions. Can be done. This strategy (often referred to as dominant interference genetics or dominant negative genetics) has been successfully used in several model organisms, where high-throughput screening methods are easily applied, And to a lesser extent in mammals (formerly mammals are less likely to be subject to this type of screening.) One capability of a dominant negative strategy is the protein-protein interaction to which this strategy is functionally related. The precise location of the “post points” of action, thereby revealing a small number of central points within a large network of protein networks that are susceptible to functional regulation by external factors. Therefore, the results of the dominant negative strategy are very specific for the regulatory components that define a particular pathway. Important proteins suitable for targeting by providing critical information obtained, and drug screening programs - may elucidate the protein interaction.

Rosetta Inpharmaticsは、いくつかの特許出願において、細胞の情報をプロファイルとして提供することを提案している(WO10/006013、WO01/005935、WO00/39339、WO00/39338、WO00/39337、WO00/24936、WO00/17402、WO99/66067、WO99/66024、WO99/58720およびWO99/59037)。しかし、このようなプロファイルにおいて、別々の細胞からの情報は、連続情報としてではなく、別個の情報断片の集合として処理される。したがって、この技術は、一個の(同じ)細胞に対して情報解析を行っていないという点で限界がある。特に、このような技術では、ある変化の前後の特定の各一時点のみで解析がなされており、ある一点(遺伝子)がとる時間的変化系列を解析するものではない。   Rosetta Infarmatics has proposed in several patent applications to provide cellular information as profiles (WO 10/006013, WO 01/005935, WO 00/39339, WO 00/39338, WO 00/39337, WO 00/24936, WO00 / 17402, WO99 / 66067, WO99 / 66024, WO99 / 58720 and WO99 / 59037). However, in such a profile, information from separate cells is treated as a collection of separate information fragments rather than as continuous information. Therefore, this technique is limited in that information analysis is not performed on one (same) cell. In particular, in such a technique, analysis is performed only at specific temporary points before and after a certain change, and a temporal change series taken by a certain point (gene) is not analyzed.

プロファイリング技術については、近年の技術の進歩により、細胞の要素を正確に測定すること、それゆえに細胞情報をプロファイリングすることが可能になってきている((例えば、Schenaら, 1995, Quantitative monitoring of gene expression patterns with a complementary DNA microarray, Science 270:467−470;Lockhartら, 1996, Expression monitoring by hybridization to high−density oligonucleotide arrays, Nature Biotechnology 14:1675−1680;Blanchardら, 1996, Sequence to array: Probing the genome’s secrets, Nature Biotechnology 14:1649;およびWO01/006013)。ゲノム全体が知られている生物では、細胞内の全遺伝子の転写産物を分析することが可能である。ゲノムの情報が増えつつある他の生物の場合には、細胞内の多数の遺伝子を同時にモニタリングすることが可能である。   With respect to profiling technology, recent advances in technology have made it possible to accurately measure cellular elements and hence to profile cellular information (eg, Schena et al., 1995, Quantitative monitoring of gene). expression pattern with a complementary DNA microarray, Science 270: 467-470; Lockhart et al., 1996, Exponential monitoring of the biomolecules. hard et al., 1996, Sequence to array: Probing the gene's secrets, Nature Biotechnology 14: 1649; and WO01 / 006013) In organisms where the entire genome is known, analyze transcripts of all genes in the cell. In the case of other organisms whose genome information is increasing, it is possible to simultaneously monitor a large number of genes in a cell.

アレイ技術の進展により、薬物探索の分野などでもアレイが使用されている(例えば、Martonら, 1998, Drug target validation and identification of secondary drug target effects using Microarrays, Nat. Med. 1998 Nov,4(11):1293−301およびGrayら, 1998, Exploiting chemical libralies, structure, and genomics in the search for kinase inhibitors, Science, 281:533−538)。プロファイルを用いた解析(例えば、米国特許第5,777,888号を参照)およびプロファイルのクラスター化は、細胞状態、移植、薬物の分子標的ならびに薬物候補および/または薬物の関連機能、薬物の効力および薬物の毒性に関する情報を与える。このような技術は理想的な薬物活性または疾患状態を表す共通のプロファイルを誘導するためにも使用され得る。プロファイルの比較は、患者の疾患を初期段階で検出するのに役立ち、そして、疾患があると診断された患者のための改善された臨床結果の予測を提供することができる。   With the advancement of array technology, arrays are also used in the field of drug discovery (for example, Marton et al., 1998, Drug target validation and identification of secondary drug effects using Microarrays, Nat. 98, Nat. 1293-301 and Gray et al., 1998, Exploiting chemical libraries, structure, and genomics in the science for kinases, Science, 281: 533-538). Analysis using profiles (see, for example, US Pat. No. 5,777,888) and clustering of profiles can include cell status, transplantation, drug molecular targets and drug candidates and / or drug related functions, drug efficacy And gives information on drug toxicity. Such techniques can also be used to derive a common profile that represents ideal drug activity or disease state. Profile comparison helps to detect a patient's disease at an early stage and can provide improved clinical outcome prediction for patients diagnosed with the disease.

しかし、新の意味で同じ細胞に関する情報し得る技術例はいまだない。上述の技術では、ヘテロな細胞集団の平均値としてデータが提示されることから、そのようなデータに基づく解析および評価は、正確性に欠ける。従って、細胞レベルでの情報を提供するための方法への需要が高まっている。   However, there is still no example of technology that can provide information on the same cell in a new sense. In the above-described technique, data is presented as an average value of a heterogeneous cell population, and thus analysis and evaluation based on such data lack accuracy. Accordingly, there is an increasing demand for methods for providing information at the cellular level.

本発明の目的は、細胞の実際の状態を正確に提示するための方法およびシステムを提供することである。特に、本発明の目的は、この細胞が複雑系としてみなされる改変なしでかあるいは直接的に、経時的および/またはリアルタイムで、細胞レベルでの情報を提示するシステムおよび方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide a method and system for accurately presenting the actual state of a cell. In particular, it is an object of the present invention to provide a system and method for presenting information at the cellular level, either directly or over time and / or in real time, without modification, where the cells are considered complex systems. .

上記本発明の目的は、細胞に由来する転写制御配列から選択される少なくとも1つの転写制御配列に関連する転写状態を経時的にモニターし、細胞の(転写状態の)経時プロファイルを提示することによって解決された。   The object of the present invention is to monitor the transcriptional state related to at least one transcriptional control sequence selected from transcriptional regulatory sequences derived from cells over time, and present a temporal profile of the cell (transcriptional state). It was solved.

従って、本発明は、以下を提供する。   Accordingly, the present invention provides the following.

(1) 細胞状態を提示する方法であって、
a)上記細胞に由来する遺伝子から選択される少なくとも1つの遺伝子に関連する遺伝子の状態を経時的にモニターすることにより、上記細胞の経時プロファイルを得る工程;および
b)上記経時プロファイルを提示する工程;
を包含する、方法。
(1) A method for presenting a cell state,
a) obtaining a time profile of the cell by monitoring over time a state of a gene related to at least one gene selected from genes derived from the cell; and b) presenting the time profile ;
Including the method.

(2) 上記細胞を固相支持体に固定する工程をさらに包含する、項目1に記載の方法。   (2) The method according to item 1, further comprising the step of fixing the cell to a solid support.

(3) 上記経時プロファイルは、リアルタイムで提示される、項目1に記載の方法。   (3) The method according to item 1, wherein the temporal profile is presented in real time.

(4) 上記遺伝子は、転写制御配列を含み、かつ上記遺伝子の状態は、上記遺伝子の発現を含む、項目1に記載の方法。   (4) The method according to item 1, wherein the gene includes a transcriptional regulatory sequence, and the state of the gene includes expression of the gene.

(5) 細胞状態を判定する方法であって、
a)上記細胞に由来する遺伝子から選択される少なくとも1つの遺伝子に関連する遺伝子の状態を経時的にモニターすることにより、上記細胞の経時プロファイルを得る工程;および
b)上記遺伝子の状態の経時プロファイルに基づいて、上記細胞状態を判定する工程、
を包含する、方法。
(5) A method for determining a cell state,
a) obtaining a temporal profile of the cell by monitoring the status of a gene related to at least one gene selected from genes derived from the cell over time; and b) a temporal profile of the status of the gene. Determining the cell state based on
Including the method.

(6) 上記細胞を固相支持体に固定する工程をさらに包含する、項目5に記載の方法。   (6) The method according to item 5, further comprising the step of fixing the cell to a solid support.

(7) 上記遺伝子は、転写制御配列を含み、かつ上記遺伝子の状態は、上記遺伝子の発現を含む、項目5に記載の方法。   (7) The method according to item 5, wherein the gene includes a transcriptional regulatory sequence, and the state of the gene includes expression of the gene.

(8) 上記経時プロファイルを得る前に、上記経時プロファイルと上記細胞状態とを相関付ける工程をさらに包含する、項目5に記載の方法。   (8) The method according to item 5, further comprising a step of correlating the temporal profile with the cell state before obtaining the temporal profile.

(9) 上記転写制御配列は、プロモーター、エンハンサー、サイレンサー、他のゲノム中構造遺伝子のフランキング配列およびエキソン以外のゲノム配列からなる群より選択を含む、項目7に記載の方法。   (9) The method according to item 7, wherein the transcription control sequence comprises selection from the group consisting of a promoter, an enhancer, a silencer, a flanking sequence of another structural gene in the genome, and a genomic sequence other than an exon.

(10) 上記転写制御配列群は、構成的プロモーター、特異的プロモーターおよび誘導性プロモーターからなる群より選択される少なくとも1つのプロモーターを含む、項目7に記載の方法。   (10) The method according to item 7, wherein the transcription control sequence group comprises at least one promoter selected from the group consisting of a constitutive promoter, a specific promoter and an inducible promoter.

(11) 上記モニターされる転写制御配列は、少なくとも2つの転写制御配列を含む、項目7に記載の方法。   (11) The method according to item 7, wherein the monitored transcription control sequence comprises at least two transcription control sequences.

(12) 上記モニターされる転写制御配列は、少なくとも3つの転写制御配列を含む、項目4に記載の方法。   (12) The method according to item 4, wherein the monitored transcription control sequence comprises at least three transcription control sequences.

(13) 上記モニターされる転写制御配列は、少なくとも8つの転写制御配列を含む、項目7に記載の方法。   (13) The method according to item 7, wherein the transcription control sequence monitored includes at least eight transcription control sequences.

(14) 上記転写制御配列群から、少なくとも1つの転写制御配列を任意に選択する工程をさらに包含する、項目7に記載の方法。   (14) The method according to item 7, further comprising the step of arbitrarily selecting at least one transcription control sequence from the transcription control sequence group.

(15) 上記経時プロファイルは、リアルタイムで提示される、項目5に記載の方法。   (15) The method according to item 5, wherein the temporal profile is presented in real time.

(16) 上記細胞の上記状態は、分化状態、未分化状態、外来因子に対する細胞応答、細胞周期および増殖状態からなる群より選択される、項目5に記載の方法。   (16) The method according to item 5, wherein the state of the cell is selected from the group consisting of a differentiated state, an undifferentiated state, a cellular response to a foreign factor, a cell cycle, and a proliferative state.

(17) 上記細胞は、幹細胞および体細胞からなる群より選択される、項目5に記載の方法。   (17) The method according to item 5, wherein the cells are selected from the group consisting of stem cells and somatic cells.

(18) 上記細胞は、付着細胞、浮遊細胞、組織形成細胞およびそれらの混合物からなる群より選択される、項目5に記載の方法。   (18) The method according to item 5, wherein the cell is selected from the group consisting of adherent cells, floating cells, tissue-forming cells, and mixtures thereof.

(19) 上記固相支持体は、基板を含む、項目6に記載の方法。   (19) The method according to item 6, wherein the solid support includes a substrate.

(20) 上記細胞は、上記転写制御配列および上記転写制御配列と作動可能に連結されるレポーター遺伝子配列を含む核酸分子でトランスフェクトされる、項目7に記載の方法。   (20) The method according to item 7, wherein the cell is transfected with a nucleic acid molecule comprising the transcription control sequence and a reporter gene sequence operably linked to the transcription control sequence.

(21) 上記トランスフェクションは固相上または液相中で行われる、項目20に記載の方法。   (21) The method according to item 20, wherein the transfection is performed on a solid phase or in a liquid phase.

(22) 上記工程b)は、上記経時プロファイルの位相を比較することを包含する、項目5に記載の方法。   (22) The method according to item 5, wherein the step b) includes comparing phases of the time-lapse profiles.

(23) 上記判定工程b)は、上記細胞の経時プロファイルとコントロールプロファイルとの差分をとる工程を包含する、項目5に記載の方法。   (23) The method according to item 5, wherein the determination step b) includes a step of taking a difference between the time-lapse profile of the cell and the control profile.

(24) 外来因子と、外来因子に対する細胞の応答とを相関付ける方法であって、
a)上記細胞を外来因子に曝露する工程;
b)上記細胞に存在する転写制御因子群から選択される少なくとも1つの転写制御因子に関連する転写状態を経時的にモニターして、上記細胞の経時プロファイルを得る工程;および
c)上記外来因子と、上記経時プロファイルとを相関付ける工程;
を包含する、方法。
(24) A method for correlating a foreign factor with a cellular response to the foreign factor,
a) exposing the cell to a foreign factor;
b) monitoring a transcriptional state related to at least one transcriptional regulatory factor selected from a group of transcriptional regulatory factors present in the cell over time to obtain a temporal profile of the cell; and c) the exogenous factor and Correlating the time-lapse profile;
Including the method.

(25) 上記細胞は、固相支持体に固定化された細胞である、項目24に記載の方法。   (25) A method according to item 24, wherein the cell is a cell immobilized on a solid support.

(26) 少なくとも2つの上記外来因子を使用して、各外来因子に対する経時プロファイルを得る工程を包含する、項目24に記載の方法。   (26) The method according to item 24, comprising obtaining a time-course profile for each foreign factor using at least two of the foreign factors.

(27) 上記少なくとも2つの経時プロファイルを類別することにより、上記経時プロファイルに対応する外来因子を類別する工程を包含する、項目26に記載の方法。   (27) The method according to item 26, comprising the step of classifying the exogenous factor corresponding to the time profile by classifying the at least two time profiles.

(28) 上記転写制御因子は、構成性プロモーターを含む、項目24に記載の方法。   (28) A method according to item 24, wherein the transcription control factor comprises a constitutive promoter.

(29) 上記転写制御因子は、誘導性プロモーターを含む、項目24に記載の方法。   (29) A method according to item 24, wherein the transcription control factor comprises an inducible promoter.

(30) 上記経時プロファイルは、リアルタイムで提示される、項目24に記載の方法。   (30) The method according to item 24, wherein the temporal profile is presented in real time.

(31) 上記工程c)において、上記外来因子は、上記経時プロファイルの位相に基づいた経時プロファイルに関連する、請求項24に記載の方法。   (31) The method according to claim 24, wherein in the step c), the exogenous factor is related to a temporal profile based on a phase of the temporal profile.

(32) 上記細胞は、アレイ上で培養される、項目24に記載の方法。   (32) A method according to item 24, wherein the cell is cultured on an array.

(33) 上記工程(b)は、上記アレイから画像データを得る工程を包含する、項目32に記載の方法。   (33) A method according to item 32, wherein the step (b) includes a step of obtaining image data from the array.

(34) 上記工程(c)は、上記経時プロファイルの位相を互いに識別する工程である、項目24に記載の方法。   (34) The method according to item 24, wherein the step (c) is a step of identifying phases of the time-lapse profiles from each other.

(35) 上記外来因子は、温度変化、湿度変化、電磁波、電位差、可視光線、赤外線、紫外線、X線、化学物質、圧力、重力変化、ガス分圧および浸透圧からなる群から選択される、項目24に記載の方法。   (35) The exogenous factor is selected from the group consisting of temperature change, humidity change, electromagnetic wave, potential difference, visible ray, infrared ray, ultraviolet ray, X-ray, chemical substance, pressure, gravity change, gas partial pressure and osmotic pressure. 25. A method according to item 24.

(36) 上記化学物質は、生体分子、化学合成物または培地である、項目35に記載の方法。   (36) A method according to item 35, wherein the chemical substance is a biomolecule, a chemical compound, or a culture medium.

(37) 上記生体分子は、核酸、タンパク質、脂質、糖、プロテオリピッド、リポプロテイン、糖タンパク質およびプロテオグリカンからなる群から選択される、項目36に記載の方法。   (37) A method according to item 36, wherein the biomolecule is selected from the group consisting of nucleic acids, proteins, lipids, sugars, proteolipids, lipoproteins, glycoproteins, and proteoglycans.

(38) 上記生体分子は、ホルモンである、項目36に記載の方法。   (38) A method according to item 36, wherein the biomolecule is a hormone.

(39) 上記生体分子は、サイトカインである、項目36に記載の方法。   (39) A method according to item 36, wherein the biomolecule is a cytokine.

(40) 上記生体分子は、細胞接着因子である、項目36に記載の方法。   (40) A method according to item 36, wherein the biomolecule is a cell adhesion factor.

(41) 上記生体分子は、細胞外マトリクスである、項目36に記載の方法。   (41) A method according to item 36, wherein the biomolecule is an extracellular matrix.

(42) 上記化学物質は、レセプターのアゴニストまたはアンタゴニストである、項目35に記載の方法。   (42) A method according to item 35, wherein the chemical substance is a receptor agonist or antagonist.

(43) 経時プロファイルから、細胞に与えられた未同定の外来因子を推定するための方法であって、
a)上記細胞を複数の既知の外来因子に曝露する工程;
b)上記細胞に存在する転写制御配列群から選択される少なくとも1つの転写制御配列に関連する転写状態を経時的にモニターして、既知の外来因子の各々に対する上記細胞の経時プロファイルを得る工程;
c)上記既知の外来因子の各々と、上記経時プロファイルの各々とを相関付ける工程;
d)上記細胞を未同定の外来因子に曝露する工程;
e)上記選択された転写制御配列群に関連する転写状態を経時的にモニターして、未同定の外来因子に関する上記細胞の経時プロファイルを得る工程;
f)上記工程(b)で得られた経時プロファイルの中から、上記工程(e)で得られた経時プロファイルに対応するプロファイルを判定する工程;および
g)上記未同定の外来因子は、上記工程(f)において判定されたプロファイルに対応する上記既知の外来因子であることを判定する工程;
を包含する、方法。
(43) A method for estimating an unidentified foreign factor given to a cell from a temporal profile,
a) exposing the cell to a plurality of known foreign factors;
b) monitoring the transcriptional state associated with at least one transcriptional control sequence selected from a group of transcriptional control sequences present in the cell over time to obtain a temporal profile of the cell for each of the known foreign factors;
c) correlating each of the known foreign factors with each of the time profiles;
d) exposing the cells to an unidentified foreign factor;
e) monitoring the transcriptional state associated with the selected transcription control sequences over time to obtain a time profile of the cells for unidentified foreign factors;
f) determining a profile corresponding to the temporal profile obtained in the step (e) from the temporal profile obtained in the step (b); and g) the unidentified foreign factor is the step Determining that it is the known exogenous factor corresponding to the profile determined in (f);
Including the method.

(44) 経時プロファイルから、細胞に与えられた未同定の外来因子を推定するための方法であって、
a)上記細胞に存在する転写制御配列群から選択される少なくとも1つの転写制御配列群に関して、既知の外来因子と、上記既知の外来因子に対応する上記細胞の経時プロファイルとの相関関係に関するデータを提供する工程;
b)上記細胞を未同定の外来因子に曝露する工程;
c)上記選択された転写制御配列に関連する転写状態を経時的にモニターして、上記細胞の経時プロファイルを得る工程;
d)上記工程(a)において提供された、上記経時プロファイルの中から、上記工程(c)において得られた経時プロファイルに対応するプロファイルを判定する工程;および
e)上記未同定の外来因子は、上記判定されたプロファイルに対応する上記既知の外来因子であることを判定する工程;
を包含する、方法。
(44) A method for estimating an unidentified foreign factor given to a cell from a temporal profile,
a) With respect to at least one transcription control sequence group selected from the transcription control sequence group present in the cell, data relating to the correlation between a known foreign factor and the time-lapse profile of the cell corresponding to the known foreign factor Providing a process;
b) exposing the cells to an unidentified foreign factor;
c) monitoring the transcriptional state associated with the selected transcription control sequence over time to obtain a time profile of the cells;
d) determining a profile corresponding to the time profile obtained in step (c) from the time profile provided in step (a); and e) the unidentified foreign factor is: Determining that the known exogenous factor corresponds to the determined profile;
Including the method.

(45) 細胞状態を提示するためのシステムであって、
a)上記細胞に由来する転写制御配列群から選択される少なくとも1つの転写制御配列に関連する転写状態を経時的にモニターして上記細胞の経時プロファイルを得る手段;および
b)上記経時プロファイルを提示する手段;
を備える、システム。
(45) A system for presenting a cell state,
a) means for monitoring a transcriptional state related to at least one transcriptional control sequence selected from a group of transcriptional control sequences derived from the cell over time to obtain a temporal profile of the cell; and b) presenting the temporal profile Means to do;
A system comprising:

(46) 細胞状態を判定するシステムであって、
a)上記細胞に由来する転写制御配列群から選択される少なくとも1つの転写制御配列に関連する転写状態を経時的にモニターして上記細胞の経時プロファイルを得る手段;および
b)上記転写状態の経時プロファイルから上記細胞状態を判定する手段、
を備える、システム。
(46) A system for determining a cell state,
a) means for monitoring a transcriptional state associated with at least one transcriptional control sequence selected from a group of transcriptional control sequences derived from the cell over time to obtain a temporal profile of the cell; and b) a time-lapse of the transcriptional state. Means for determining the cell state from a profile;
A system comprising:

(47) 外来因子と、外来因子に対する細胞の応答とを相関付けるためのシステムであって、
a)上記細胞を外来因子に曝露する手段;
b)上記細胞に存在するプロモーター群から選択される少なくとも1つのプロモーターに関連する転写状態を経時的にモニターして、上記細胞の経時プロファイルを得る手段;および
c)上記外来因子と、上記経時プロファイルとを相関付ける手段;
を備える、システム。
(47) A system for correlating a foreign factor with a cellular response to the foreign factor,
a) means for exposing the cells to foreign factors;
b) means for monitoring a transcriptional state related to at least one promoter selected from a group of promoters present in the cell over time to obtain a time-lapse profile of the cell; and c) the exogenous factor and the time-lapse profile. Means to correlate with;
A system comprising:

(48) 細胞の経時プロファイルから、細胞に与えられた未同定の外来因子を推定するためのシステムであって、
a)上記細胞を複数の既知の外来因子に曝露する手段;
b)上記細胞に存在するプロモーター群から選択される少なくとも1つのプロモーターに関連する転写状態を経時的にモニターして、既知の外来因子の各々に対する上記細胞の経時プロファイルを得る手段;
c)上記既知の外来因子の各々と、上記経時プロファイルの各々とを相関付ける手段;
d)上記細胞を未同定の外来因子に曝露する手段;
e)上記選択されたプロモーターに関連する転写状態を経時的にモニターして、未同定の外来因子に関する上記細胞の経時プロファイルを得る手段;
f)上記手段(b)で得られた経時プロファイルの中から、上記手段(e)で得られた経時プロファイルに対応するプロファイルを判定する手段;および
g)上記未同定の外来因子は、上記手段(f)において判定されたプロファイルに対応する上記既知の外来因子であることを判定する手段;
を備える、システム。
(48) A system for estimating an unidentified foreign factor given to a cell from a time profile of the cell,
a) means for exposing the cells to a plurality of known foreign factors;
b) means for monitoring the transcriptional state associated with at least one promoter selected from the group of promoters present in the cell over time to obtain a temporal profile of the cell for each of the known foreign factors;
c) means for correlating each of the known foreign factors with each of the time profiles;
d) means for exposing the cells to an unidentified foreign factor;
e) means for monitoring the transcriptional state associated with the selected promoter over time to obtain a time profile of the cell for unidentified foreign factors;
f) means for determining a profile corresponding to the time profile obtained by the means (e) from the time profile obtained by the means (b); and g) the unidentified foreign factor is the means Means for determining the known foreign factor corresponding to the profile determined in (f);
A system comprising:

(49) 細胞の経時プロファイルから、細胞に与えられた未同定の外来因子を推定するためのシステムであって、
a)上記細胞に存在するプロモーター群から選択される少なくとも1つのプロモーターに関して、既知の外来因子と、上記既知の外来因子に対応する上記細胞の経時プロファイルとの相関関係に関するデータを提供する手段;
b)上記細胞を未同定の外来因子に曝露する手段;
c)上記選択されたプロモーターに関連する転写状態を経時的にモニターして、上記細胞の経時プロファイルを得る手段;
d)上記手段(a)において提供された、上記経時プロファイルの中から、上記手段(c)において得られた経時プロファイルに対応するプロファイルを判定する手段;および
e)上記未同定の外来因子は、上記判定されたプロファイルに対応する上記既知の外来因子であることを判定する手段;
を備える、システム。
(49) A system for estimating an unidentified foreign factor given to a cell from a time profile of the cell,
a) means for providing data relating to a correlation between a known foreign factor and a time profile of said cell corresponding to said known foreign factor for at least one promoter selected from the group of promoters present in said cell;
b) means for exposing the cells to an unidentified foreign factor;
c) means for monitoring the transcriptional state associated with the selected promoter over time to obtain a time profile of the cells;
d) means for determining a profile corresponding to the temporal profile obtained in the means (c) from the temporal profile provided in the means (a); and e) the unidentified foreign factor is: Means for determining the known exogenous factor corresponding to the determined profile;
A system comprising:

以下に、本発明の好ましい実施形態を示すが、当業者は本発明の実施形態は本明細書および添付の図面の記載、および当該分野において通常使用される方法に基づいて適切に実施され得ることを理解する。本発明が奏する作用および効果を、当業者は容易に理解する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. However, those skilled in the art can appropriately implement the embodiments of the present invention based on the description of the present specification and the accompanying drawings, and methods generally used in the art. To understand the. Those skilled in the art will readily understand the operations and effects of the present invention.

(発明の実施の形態)
以下に本発明の好ましい形態を説明する。本明細書の全体にわたり、単数形の表現は、特に言及しない限り、その複数形の概念をも含むことが理解されるべきである。従って、単数形の冠詞(例えば、英語の場合は「a」、「an」、「the」など、独語の場合の「ein」、「der」、「das」、「die」などおよびその格変化形、仏語の場合の「un」、「une」、「le」、「la」など、スペイン語における「un」、「una」、「el」、「la」など、他の言語における対応する冠詞、形容詞など)は、特に言及しない限り、その複数形の概念をも含むことが理解されるべきである。また、本明細書において使用される用語は、特に言及しない限り、当該分野で通常用いられる意味で用いられることが理解されるべきである。したがって、他に定義されない限り、本明細書中で使用される全ての専門用語および科学技術用語は、本発明の属する分野の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。矛盾する場合、本明細書(定義を含めて)が優先する。
(Embodiment of the Invention)
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. Throughout this specification, it should be understood that the singular forms also include the plural concept unless specifically stated otherwise. Therefore, singular articles (for example, “a”, “an”, “the” in the case of English, “ein”, “der”, “das”, “die”, etc. in the case of German and their case changes) Corresponding articles in other languages such as "un", "une", "le", "la" in Spanish, "un", "una", "el", "la", etc. It is to be understood that the adjectives also include the plural concept unless otherwise stated. In addition, it is to be understood that the terms used in the present specification are used in the meaning normally used in the art unless otherwise specified. Thus, unless defined otherwise, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. In case of conflict, the present specification, including definitions, will control.

(用語の定義)
以下に本明細書において特に使用される用語の定義を列挙する。
(Definition of terms)
Listed below are definitions of terms particularly used in the present specification.

(細胞生物学)
本明細書において使用される「細胞」は、当該分野において用いられる最も広義の意味と同様に定義され、多細胞生物の組織の構成単位であって、外界を隔離する膜構造に包まれ、内部に自己再生能を備え、遺伝情報およびその発現機構を有する生命体をいう。本明細書において使用される細胞は、天然に存在する細胞であっても、人工的に改変された細胞(例えば、融合細胞、遺伝子改変細胞)であってもよい。細胞の供給源としては、例えば、単一の細胞培養物であり得、あるいは、正常に成長したトランスジェニック動物の胚、血液、または体組織、または正常に成長した細胞株由来の細胞のような細胞混合物が挙げられるがそれらに限定されない。
(Cell biology)
A “cell” as used herein is defined in the same way as the broadest meaning used in the art, and is a structural unit of a tissue of a multicellular organism, surrounded by a membrane structure that isolates the outside world, Refers to a living organism having self-regenerative ability and having genetic information and its expression mechanism. The cells used herein may be naturally occurring cells or artificially modified cells (eg, fusion cells, genetically modified cells). The source of cells can be, for example, a single cell culture, or such as cells from a normally grown transgenic animal embryo, blood, or body tissue, or a normally grown cell line Examples include but are not limited to cell mixtures.

本発明で用いられる細胞は、どの生物由来の細胞(たとえば、任意の種類の単細胞生物(例えば、細菌、酵母)または多細胞生物(例えば、動物(たとえば、脊椎動物、無脊椎動物)、植物(たとえば、単子葉植物、双子葉植物など)など))でもよい。例えば、脊椎動物(たとえば、メクラウナギ類、ヤツメウナギ類、軟骨魚類、硬骨魚類、両生類、爬虫類、鳥類、哺乳動物など)由来の細胞が用いられ、より詳細には、哺乳動物(例えば、単孔類、有袋類、貧歯類、皮翼類、翼手類、食肉類、食虫類、長鼻類、奇蹄類、偶蹄類、管歯類、有鱗類、海牛類、クジラ目、霊長類、齧歯類、ウサギ目など)由来の細胞が用いられる。1つの実施形態では、霊長類(たとえば、チンパンジー、ニホンザル、ヒト)由来の細胞、特にヒト由来の細胞が用いられるがそれに限定されない。本発明において用いられる細胞は、上記細胞は、幹細胞であってもよく体細胞であってもよい。また、そのような細胞は、付着細胞、浮遊細胞、組織形成細胞およびそれらの混合物などであり得る。そのような細胞は、移植目的に使用されるものであってもよい。   The cells used in the present invention can be cells from any organism (eg, any type of unicellular organism (eg, bacteria, yeast) or multicellular organisms (eg, animals (eg, vertebrates, invertebrates), plants ( For example, monocotyledonous plants, dicotyledonous plants and the like))) may be used. For example, cells derived from vertebrates (eg, larvae, lampreys, cartilaginous fish, teleosts, amphibians, reptiles, birds, mammals, etc.) are used, and more particularly mammals (eg, single pores, Marsupial, rodent, winged, winged, carnivorous, carnivorous, long-nosed, odd-hoofed, cloven-hoofed, rodent, scale, sea cattle, cetacean, primate , Rodents, rabbit eyes, etc.). In one embodiment, cells derived from primates (eg, chimpanzees, Japanese monkeys, humans), particularly cells derived from humans, are used, but are not limited thereto. The cells used in the present invention may be stem cells or somatic cells. Such cells can also be adherent cells, suspension cells, tissue-forming cells, mixtures thereof, and the like. Such cells may be used for transplantation purposes.

本発明において、臓器が対象とされる場合、そのような臓器はどのような臓器でもよく、また本発明が対象とする組織または細胞は、生物のどの臓器または器官に由来するものでもよい。本明細書において「臓器」または「器官」とは、互換可能に用いられ、生物個体のある機能が個体内の特定の部分に局在して営まれ,かつその部分が形態的に独立性をもっている構造体をいう。一般に多細胞生物(例えば、動物、植物)では器官は特定の空間的配置をもついくつかの組織からなり、組織は多数の細胞からなる。そのような臓器または器官としては、血管系に関連する臓器または器官が挙げられる。1つの実施形態では、本発明が対象とする臓器は、皮膚、血管、角膜、腎臓、心臓、肝臓、臍帯、腸、神経、肺、胎盤、膵臓、脳、四肢末梢、網膜などが挙げられるがそれらに限定されない。本明細書において、本発明の多能性細胞から分化した細胞としては、表皮細胞、膵実質細胞、膵管細胞、肝細胞、血液細胞、心筋細胞、骨格筋細胞、骨芽細胞、骨格筋芽細胞、神経細胞、血管内皮細胞、色素細胞、平滑筋細胞、脂肪細胞、骨細胞、軟骨細胞などが挙げられるがそれらに限定されない。   In the present invention, when an organ is a target, such an organ may be any organ, and the tissue or cell targeted by the present invention may be derived from any organ or organ of an organism. In the present specification, the term “organ” or “organ” is used interchangeably, and a function of an organism individual is localized and operated in a specific part of the individual, and that part has morphological independence. Is a structure. In general, in a multicellular organism (eg, animal, plant), an organ is composed of several tissues having a specific spatial arrangement, and the tissue is composed of many cells. Such organs or organs include organs or organs associated with the vascular system. In one embodiment, organs targeted by the present invention include skin, blood vessels, cornea, kidney, heart, liver, umbilical cord, intestine, nerve, lung, placenta, pancreas, brain, peripheral limbs, retina and the like. It is not limited to them. In the present specification, cells differentiated from the pluripotent cells of the present invention include epidermal cells, pancreatic parenchymal cells, pancreatic duct cells, hepatocytes, blood cells, cardiomyocytes, skeletal muscle cells, osteoblasts, and skeletal myoblasts. , Nerve cells, vascular endothelial cells, pigment cells, smooth muscle cells, fat cells, bone cells, chondrocytes and the like.

本明細書において「組織」(tissue)とは、多細胞生物において、実質的に同一の機能および/または形態をもつ細胞集団をいう。通常「組織」は、同じ起源を有するが、異なる起源を持つ細胞集団であっても、同一の機能および/-または形態を有するのであれば、組織と呼ばれ得る。従って、本発明の幹細胞を用いて組織を再生する場合、2以上の異なる起源を有する細胞集団が一つの組織を構成し得る。通常、組織は、臓器の一部を構成する。動物の組織は,形態的、機能的または発生的根拠に基づき、上皮組織、結合組織、筋肉組織、神経組織などに区別される。植物では、構成細胞の発達段階によって分裂組織と永久組織とに大別され、また構成細胞の種類によって単一組織と複合組織とに分けるなど、いろいろな分類が行われている。   As used herein, “tissue” refers to a population of cells having substantially the same function and / or morphology in a multicellular organism. A “tissue” usually has the same origin, but even cell populations with different origins can be referred to as a tissue if they have the same function and / or morphology. Therefore, when a tissue is regenerated using the stem cells of the present invention, a cell population having two or more different origins can constitute one tissue. Usually, tissue constitutes part of an organ. Animal tissues are classified into epithelial tissues, connective tissues, muscle tissues, nerve tissues, etc. based on morphological, functional or developmental basis. Plants are roughly classified into meristems and permanent tissues according to the stage of development of the constituent cells, and are classified into single tissues and composite tissues according to the types of constituent cells.

本明細書において「幹細胞」とは、自己複製能を有し、多分化能(すなわち多能性)(「pluripotency」)を有する細胞をいう。幹細胞は通常、組織が傷害を受けたときにその組織を再生することができる。本明細書では幹細胞は、胚性幹(ES)細胞または組織幹細胞(組織性幹細胞、組織特異的幹細胞または体性幹細胞ともいう)であり得るがそれらに限定されない。また、上述の能力を有している限り、人工的に作製した細胞(たとえば、本明細書において記載される融合細胞、再プログラム化された細胞など)もまた、幹細胞であり得る。胚性幹細胞とは初期胚に由来する多能性幹細胞をいう。胚性幹細胞は、1981年に初めて樹立され、1989年以降ノックアウトマウス作製にも応用されている。1998年にはヒト胚性幹細胞が樹立されており、再生医学にも利用されつつある。組織幹細胞は、胚性幹細胞とは異なり、分化の方向が限定されている細胞であり、組織中の特定の位置に存在し、未分化な細胞内構造をしている。従って、組織幹細胞は多能性のレベルが低い。組織幹細胞は、核/細胞質比が高く、細胞内小器官が乏しい。組織幹細胞は、概して、多分化能を有し、細胞周期が遅く、個体の一生以上に増殖能を維持する。本明細書において使用される場合は、幹細胞は胚性幹細胞であっても、組織幹細胞であってもよい。   As used herein, “stem cell” refers to a cell having a self-replicating ability and having pluripotency (ie, “pluripotency”). Stem cells are usually able to regenerate the tissue when the tissue is damaged. As used herein, stem cells can be embryonic stem (ES) cells or tissue stem cells (also referred to as tissue stem cells, tissue-specific stem cells or somatic stem cells), but are not limited thereto. In addition, as long as it has the above-mentioned ability, an artificially produced cell (for example, a fusion cell described herein, a reprogrammed cell, etc.) can also be a stem cell. Embryonic stem cells refer to pluripotent stem cells derived from early embryos. Embryonic stem cells were first established in 1981, and have been applied since 1989 to the production of knockout mice. In 1998, human embryonic stem cells were established and are being used in regenerative medicine. Unlike embryonic stem cells, tissue stem cells are cells in which the direction of differentiation is limited, are present at specific positions in the tissue, and have an undifferentiated intracellular structure. Therefore, tissue stem cells have a low level of pluripotency. Tissue stem cells have a high nucleus / cytoplasm ratio and poor intracellular organelles. Tissue stem cells generally have pluripotency, have a slow cell cycle, and maintain proliferative ability over the life of the individual. As used herein, a stem cell may be an embryonic stem cell or a tissue stem cell.

由来する部位により分類すると、組織幹細胞は、例えば、皮膚系、消化器系、骨髄系、神経系などに分けられる。皮膚系の組織幹細胞としては、表皮幹細胞、毛嚢幹細胞などが挙げられる。消化器系の組織幹細胞としては、膵(共通)幹細胞、肝幹細胞などが挙げられる。骨髄系の組織幹細胞としては、造血幹細胞、間葉系幹細胞などが挙げられる。神経系の組織幹細胞としては、神経幹細胞、網膜幹細胞などが挙げられる。   When classified according to the site of origin, tissue stem cells are classified into, for example, the skin system, digestive system, myeloid system, and nervous system. Examples of skin tissue stem cells include epidermal stem cells and hair follicle stem cells. Examples of digestive tissue stem cells include pancreatic (common) stem cells and liver stem cells. Examples of myeloid tissue stem cells include hematopoietic stem cells and mesenchymal stem cells. Examples of nervous system tissue stem cells include neural stem cells and retinal stem cells.

本明細書において「体細胞」とは、卵子、精子などの生殖細胞以外の細胞であり、そのDNAを次世代に直接引き渡さない全ての細胞をいう。体細胞は通常、多能性が限定されているかまたは消失している。本明細書において使用される体細胞は、天然に存在するものであってもよく、遺伝子改変されたものであってもよい。   As used herein, “somatic cell” refers to all cells that are cells other than germ cells, such as eggs and sperm, and that do not directly pass the DNA to the next generation. Somatic cells usually have limited or disappeared pluripotency. The somatic cells used in the present specification may be naturally occurring or genetically modified.

細胞は、由来により、外胚葉、中胚葉および内胚葉に由来する幹細胞に分類され得る。外胚葉由来の細胞は、主に脳に存在し、神経幹細胞などが含まれる。中胚葉由来の細胞は、主に骨髄に存在し、血管幹細胞、造血幹細胞および間葉系幹細胞などが含まれる。内胚葉由来の細胞は主に臓器に存在し、肝幹細胞、膵幹細胞などが含まれる。本明細書では、体細胞はどのような胚葉由来でもよい。好ましくは、体細胞は、リンパ球、脾臓細胞または精巣由来の細胞が使用され得る。   Cells can be classified into stem cells derived from ectoderm, mesoderm and endoderm by origin. Cells derived from ectoderm are mainly present in the brain and include neural stem cells. Cells derived from mesoderm are mainly present in bone marrow, and include vascular stem cells, hematopoietic stem cells, mesenchymal stem cells, and the like. Endoderm-derived cells are mainly present in organs, and include liver stem cells, pancreatic stem cells, and the like. As used herein, somatic cells may be derived from any germ layer. Preferably, somatic cells may be lymphocytes, spleen cells or testicular cells.

本明細書において「単離された」とは、通常の環境において天然に付随する物質が少なくとも低減されていること、好ましくは実質的に含まないことをいう。従って、単離された細胞とは、天然の環境において付随する他の物質(たとえば、他の細胞、タンパク質、核酸など)を実質的に含まない細胞をいう。核酸またはポリペプチドについていう場合、「単離された」とは、たとえば、組換えDNA技術により作製された場合には細胞物質または培養培地を実質的に含まず、化学合成された場合には前駆体化学物質またはその他の化学物質を実質的に含まない、核酸またはポリペプチドを指す。単離された核酸は、好ましくは、その核酸が由来する生物において天然に該核酸に隣接している(flanking)配列(即ち、該核酸の5’末端および3’末端に位置する配列)を含まない。   As used herein, “isolated” means that the substances naturally associated with it in a normal environment are at least reduced, preferably substantially free. Thus, an isolated cell refers to a cell that is substantially free of other substances (eg, other cells, proteins, nucleic acids, etc.) that accompany it in its natural environment. When referring to a nucleic acid or polypeptide, “isolated” is, for example, substantially free of cellular material or culture medium when made by recombinant DNA technology, and precursor when chemically synthesized. Refers to a nucleic acid or polypeptide that is substantially free of somatic or other chemicals. An isolated nucleic acid preferably includes sequences that are naturally flanking the nucleic acid in the organism from which the nucleic acid is derived (ie, sequences located at the 5 'and 3' ends of the nucleic acid). Absent.

本明細書において、「樹立された」または「確立された」細胞とは、特定の性質(例えば、多分化能)を維持し、かつ、細胞が培養条件下で安定に増殖し続けるようになった状態をいう。したがって、樹立された幹細胞は、多分化能を維持する。   As used herein, “established” or “established” cells maintain certain properties (eg, pluripotency) and the cells continue to grow stably under culture conditions. State. Thus, established stem cells maintain pluripotency.

本明細書において「分化(した)細胞」とは、機能および形態が特殊化した細胞(例えば、筋細胞、神経細胞など)をいい、幹細胞とは異なり、多能性はないか、またはほとんどない。分化した細胞としては、例えば、表皮細胞、膵実質細胞、膵管細胞、肝細胞、血液細胞、心筋細胞、骨格筋細胞、骨芽細胞、骨格筋芽細胞、神経細胞、血管内皮細胞、色素細胞、平滑筋細胞、脂肪細胞、骨細胞、軟骨細胞などが挙げられる。   As used herein, “differentiated cells” refer to cells with specialized functions and morphology (eg, muscle cells, nerve cells, etc.), and unlike stem cells, there is no or almost no pluripotency. . Examples of differentiated cells include epidermal cells, pancreatic parenchymal cells, pancreatic duct cells, hepatocytes, blood cells, cardiomyocytes, skeletal muscle cells, osteoblasts, skeletal myoblasts, neurons, vascular endothelial cells, pigment cells, Examples include smooth muscle cells, fat cells, bone cells, chondrocytes.

本明細書において細胞の「状態」とは、細胞の種々のパラメータ(例えば、細胞周期、外来因子に対する応答、シグナル伝達、遺伝子発現、遺伝子の転写など)に関する状況をさす。そのような状態としては、例えば、分化状態、未分化状態、外来因子に対する細胞応答、細胞周期、増殖状態などが挙げられるがそれらに限定されない。本明細書において「遺伝子状態」とは、遺伝子に関連する任意の状態(例えば、発現状態、転写状態など)をいう。   As used herein, the “state” of a cell refers to a situation relating to various parameters of the cell (eg, cell cycle, response to foreign factors, signal transduction, gene expression, gene transcription, etc.). Examples of such a state include, but are not limited to, a differentiated state, an undifferentiated state, a cellular response to a foreign factor, a cell cycle, a proliferative state, and the like. As used herein, “gene state” refers to any state (eg, expression state, transcription state, etc.) associated with a gene.

本明細書において、「分化」または「細胞分化」とは、1個の細胞の分裂によって由来した娘細胞集団の中で形態的および/または機能的に質的な差をもった二つ以上のタイプの細胞が生じてくる現象をいう。従って、元来特別な特徴を検出できない細胞に由来する細胞集団(細胞系譜)が、特定のタンパク質の産生などはっきりした特徴を示すに至る過程も分化に包含される。現在では細胞分化を,ゲノム中の特定の遺伝子群が発現した状態と考えることが一般的であり、このような遺伝子発現状態をもたらす細胞内あるいは細胞外の因子または条件を探索することにより細胞分化を同定することができる。細胞分化の結果は原則として安定であって、特に動物細胞では,別のタイプの細胞に分化することは例外的にしか起こらない。従って、本発明のStm遺伝子は、未分化細胞のマーカーとして非常に有用であり得る。   As used herein, “differentiation” or “cell differentiation” refers to two or more morphologically and / or functionally qualitative differences among daughter cell populations derived from the division of a single cell. A phenomenon in which types of cells are generated. Therefore, the process in which a cell population (cell lineage) derived from cells that cannot originally detect special characteristics exhibits distinct characteristics such as production of a specific protein is also included in differentiation. At present, it is common to consider cell differentiation as a state in which a specific gene group in the genome is expressed, and cell differentiation by searching for intracellular or extracellular factors or conditions that bring about such gene expression state. Can be identified. The result of cell differentiation is in principle stable, especially in animal cells, which differentiates into other types of cells only in exceptional cases. Therefore, the Stm gene of the present invention can be very useful as a marker for undifferentiated cells.

本明細書において「多能性」または「多分化能」とは、互換可能に用いられ、細胞の性質をいい、1以上、好ましくは2以上の種々の組織または臓器に分化し得る能力をいう。従って、「多能性」および「多分化能」は、本明細書においては特に言及しない限り「未分化」と互換可能に用いられる。通常、細胞の多能性は発生が進むにつれて制限され、成体では一つの組織または器官の構成細胞が別のものの細胞に変化することは少ない。従って多能性は通常失われている。とくに上皮性の細胞は他の上皮性細胞に変化しにくい。これが起きる場合通常病的な状態であり、化生(metaplasia)と呼ばれる。しかし間葉系細胞では比較的単純な刺激で他の間葉性細胞にかわり化生を起こしやすいので多能性の程度は高い。胚性幹細胞は、多能性を有する。組織幹細胞は、多能性を有する。本明細書において、多能性のうち、受精卵のように生体を構成する全ての種類の細胞に分化する能力は全能性といい、多能性は全能性の概念を包含し得る。ある細胞が多能性を有するかどうかは、たとえば、体外培養系における、胚様体(Embryoid Body)の形成、分化誘導条件下での培養等が挙げられるがそれらに限定されない。また、生体を用いた多能性の有無についてのアッセイ法としては、免疫不全マウスへの移植による奇形種(テラトーマ)の形成、胚盤胞への注入によるキメラ胚の形成、生体組織への移植、腹水への注入による増殖等が挙げられるがそれらに限定されない。本明細書において、多能性のうち、受精卵のように生体を構成する全ての種類の細胞に分化する能力は「全能性」といい、多能性は全能性の概念を包含し得る。また、1つの方向にのみ分化する能力は、単能性ともいう。   As used herein, “pluripotency” or “pluripotency” is used interchangeably, refers to the nature of a cell, and refers to the ability to differentiate into one or more, preferably two or more, various tissues or organs. . Accordingly, “pluripotency” and “multipotency” are used interchangeably with “undifferentiated” unless otherwise specified herein. In general, cell pluripotency is limited as development progresses, and in adults, the constituent cells of one tissue or organ rarely change into another cell. Therefore, pluripotency is usually lost. In particular, epithelial cells are unlikely to change into other epithelial cells. When this happens, it is usually a pathological condition and is called metaplasia. However, mesenchymal cells have a high degree of pluripotency because they are likely to undergo metaplasia instead of other mesenchymal cells with relatively simple stimulation. Embryonic stem cells are pluripotent. Tissue stem cells are pluripotent. In the present specification, among pluripotency, the ability to differentiate into all types of cells constituting a living body like a fertilized egg is referred to as totipotency, and pluripotency can encompass the concept of totipotency. Whether or not a certain cell has pluripotency includes, but is not limited to, formation of an embryoid body or culture under differentiation-inducing conditions in an in vitro culture system. In addition, assay methods for the presence or absence of pluripotency using living organisms include the formation of teratomas by implantation into immunodeficient mice, the formation of chimeric embryos by injection into blastocysts, and transplantation into living tissues Examples include, but are not limited to, proliferation by injection into ascites. In the present specification, among pluripotency, the ability to differentiate into all types of cells constituting a living body like a fertilized egg is referred to as “totipotency”, and pluripotency can encompass the concept of totipotency. The ability to differentiate in only one direction is also referred to as unipotency.

(生化学・分子生物学)
本明細書において、「遺伝子」とは、遺伝形質を規定する因子をいう。通常染色体上に一定の順序に配列している。タンパク質の一次構造を規定するものを構造遺伝子といい、その発現を左右するものを調節遺伝子(たとえば、プロモーター)という。本明細書では、遺伝子は、特に言及しない限り、構造遺伝子および調節遺伝子を包含する。したがって、サイクリン遺伝子というときは、通常、サイクリンの構造遺伝子およびサイクリンのプロモーターの両方を包含する。本明細書では、「遺伝子」は、「ポリヌクレオチド」、「オリゴヌクレオチド」および「核酸」ならびに/または「タンパク質」、「ポリペプチド」、「オリゴペプチド」および「ペプチド」を指すことがある。本明細書においてはまた、「遺伝子産物」は、遺伝子によって発現された「ポリヌクレオチド」、「オリゴヌクレオチド」および「核酸」ならびに/または「タンパク質」、「ポリペプチド」、「オリゴペプチド」および「ペプチド」を包含する。当業者であれば、遺伝子産物が何たるかはその状況に応じて理解することができる。
(Biochemistry / Molecular biology)
As used herein, “gene” refers to a factor that defines a genetic trait. Usually arranged in a certain order on the chromosome. Those that define the primary structure of a protein are called structural genes, and those that influence the expression are called regulatory genes (for example, promoters). In the present specification, genes include structural genes and regulatory genes unless otherwise specified. Therefore, the cyclin gene usually includes both the cyclin structural gene and the cyclin promoter. As used herein, “gene” may refer to “polynucleotide”, “oligonucleotide” and “nucleic acid” and / or “protein”, “polypeptide”, “oligopeptide” and “peptide”. Also herein, “gene product” refers to “polynucleotide”, “oligonucleotide” and “nucleic acid” and / or “protein”, “polypeptide”, “oligopeptide” and “peptide” expressed by a gene. Is included. A person skilled in the art can understand what a gene product is, depending on the situation.

本明細書において配列(例えば、核酸配列、アミノ酸配列など)の「相同性」とは、2以上の遺伝子配列の、互いに対する同一性の程度をいう。従って、ある2つの遺伝子の相同性が高いほど、それらの配列の同一性または類似性は高い。2種類の遺伝子が相同性を有するか否かは、配列の直接の比較、または核酸の場合ストリンジェントな条件下でのハイブリダイゼーション法によって調べられ得る。2つの遺伝子配列を直接比較する場合、その遺伝子配列間でDNA配列が、代表的には少なくとも50%同一である場合、好ましくは少なくとも70%同一である場合、より好ましくは少なくとも80%、90%、95%、96%、97%、98%または99%同一である場合、それらの遺伝子は相同性を有する。本明細書において、配列(例えば、核酸配列、アミノ酸配列など)の「類似性」とは、上記相同性において、保存的置換をポジティブ(同一)とみなした場合の、2以上の遺伝子配列の、互いに対する同一性の程度をいう。従って、保存的置換がある場合は、その保存的置換の存在に応じて同一性と類似性とは異なる。また、保存的置換がない場合は、同一性と類似性とは同じ数値を示す。   As used herein, “homology” of sequences (eg, nucleic acid sequences, amino acid sequences, etc.) refers to the degree of identity of two or more gene sequences with each other. Therefore, the higher the homology between two genes, the higher the sequence identity or similarity. Whether two genes have homology can be examined by direct sequence comparison or, in the case of nucleic acids, hybridization methods under stringent conditions. When directly comparing two gene sequences, the DNA sequence between the gene sequences is typically at least 50% identical, preferably at least 70% identical, more preferably at least 80%, 90% , 95%, 96%, 97%, 98% or 99% are identical, the genes are homologous. In the present specification, “similarity” of sequences (for example, nucleic acid sequences, amino acid sequences, etc.) refers to two or more gene sequences when conservative substitutions are considered positive (identical) in the above homology. The degree of identity with each other. Thus, if there is a conservative substitution, identity and similarity differ depending on the presence of the conservative substitution. When there is no conservative substitution, identity and similarity indicate the same numerical value.

本明細書では、アミノ酸配列および塩基配列の類似性、同一性および相同性の比較は、配列分析用ツールであるFASTAを用いてデフォルトパラメータを用いて算出される。   In this specification, the comparison of similarity, identity and homology between amino acid sequences and base sequences is calculated using default parameters using FASTA, which is a sequence analysis tool.

本明細書において使用される「タンパク質」、「ポリペプチド」、「オリゴペプチド」および「ペプチド」は、本明細書において同じ意味で使用され、任意の長さのアミノ酸のポリマーをいう。このポリマーは、直鎖であっても分岐していてもよく、環状であってもよい。アミノ酸は、天然のものであっても非天然のものであってもよく、改変されたアミノ酸であってもよい。この用語はまた、複数のポリペプチド鎖の複合体へとアセンブルされたものを包含し得る。この用語はまた、天然または人工的に改変されたアミノ酸ポリマーも包含する。そのような改変としては、例えば、ジスルフィド結合形成、グリコシル化、脂質化、アセチル化、リン酸化または任意の他の操作もしくは改変(例えば、標識成分との結合体化)。この定義にはまた、例えば、アミノ酸の1または2以上のアナログを含むポリペプチド(例えば、非天然のアミノ酸などを含む)、ペプチド様化合物(例えば、ペプトイド)および当該分野において公知の他の改変が包含される。フィブロネクチンのような細胞外マトリクスタンパク質の遺伝子産物は、通常ポリペプチド形態をとる。   As used herein, “protein”, “polypeptide”, “oligopeptide” and “peptide” are used interchangeably herein and refer to a polymer of amino acids of any length. This polymer may be linear, branched, or cyclic. The amino acid may be natural or non-natural and may be a modified amino acid. The term can also encompass one assembled into a complex of multiple polypeptide chains. The term also encompasses natural or artificially modified amino acid polymers. Such modifications include, for example, disulfide bond formation, glycosylation, lipidation, acetylation, phosphorylation or any other manipulation or modification (eg, conjugation with a labeling component). This definition also includes, for example, polypeptides containing one or more analogs of amino acids (eg, including unnatural amino acids, etc.), peptide-like compounds (eg, peptoids) and other modifications known in the art. Is included. The gene product of an extracellular matrix protein such as fibronectin usually takes the form of a polypeptide.

本明細書において使用される「ポリヌクレオチド」、「オリゴヌクレオチド」、「核酸分子」および「核酸」は、本明細書において同じ意味で使用され、任意の長さのヌクレオチドのポリマーをいう。この用語はまた、「誘導体オリゴヌクレオチド」または「誘導体ポリヌクレオチド」を含む。「誘導体オリゴヌクレオチド」または「誘導体ポリヌクレオチド」とは、ヌクレオチドの誘導体を含むか、またはヌクレオチド間の結合が通常とは異なるオリゴヌクレオチドまたはポリヌクレオチドをいい、互換的に使用される。そのようなオリゴヌクレオチドとして具体的には、例えば、2’−O−メチル−リボヌクレオチド、オリゴヌクレオチド中のリン酸ジエステル結合がホスホロチオエート結合に変換された誘導体オリゴヌクレオチド、オリゴヌクレオチド中のリン酸ジエステル結合がN3’−P5’ホスホロアミデート結合に変換された誘導体オリゴヌクレオチド、オリゴヌクレオチド中のリボースとリン酸ジエステル結合とがペプチド核酸結合に変換された誘導体オリゴヌクレオチド、オリゴヌクレオチド中のウラシルがC−5プロピニルウラシルで置換された誘導体オリゴヌクレオチド、オリゴヌクレオチド中のウラシルがC−5チアゾールウラシルで置換された誘導体オリゴヌクレオチド、オリゴヌクレオチド中のシトシンがC−5プロピニルシトシンで置換された誘導体オリゴヌクレオチド、オリゴヌクレオチド中のシトシンがフェノキサジン修飾シトシン(phenoxazine−modified cytosine)で置換された誘導体オリゴヌクレオチド、DNA中のリボースが2’−O−プロピルリボースで置換された誘導体オリゴヌクレオチドおよびオリゴヌクレオチド中のリボースが2’−メトキシエトキシリボースで置換された誘導体オリゴヌクレオチドなどが例示される。他にそうではないと示されなければ、特定の核酸配列はまた、明示的に示された配列と同様に、その保存的に改変された改変体(例えば、縮重コドン置換体)および相補配列を包含することが企図される。具体的には、縮重コドン置換体は、1またはそれ以上の選択された(または、すべての)コドンの3番目の位置が混合塩基および/またはデオキシイノシン残基で置換された配列を作成することにより達成され得る(Batzerら、Nucleic Acid Res.19:5081(1991);Ohtsukaら、J.Biol.Chem.260:2605−2608(1985);Rossoliniら、Mol.Cell.Probes 8:91−98(1994))。フィブロネクチンのような細胞外マトリクスタンパク質などの遺伝子は、通常、このポリヌクレオチド形態をとる。また、トランスフェクションの対象となる分子もこのポリヌクレオチドである。   As used herein, “polynucleotide”, “oligonucleotide”, “nucleic acid molecule” and “nucleic acid” are used interchangeably herein and refer to a polymer of nucleotides of any length. The term also includes “derivative oligonucleotide” or “derivative polynucleotide”. A “derivative oligonucleotide” or “derivative polynucleotide” refers to an oligonucleotide or polynucleotide that includes a derivative of a nucleotide or that has an unusual linkage between nucleotides and is used interchangeably. Specific examples of such an oligonucleotide include, for example, 2′-O-methyl-ribonucleotide, a derivative oligonucleotide in which a phosphodiester bond in an oligonucleotide is converted to a phosphorothioate bond, and a phosphodiester bond in an oligonucleotide. Is an N3′-P5 ′ phosphoramidate bond derivative oligonucleotide, a ribose and phosphodiester bond in the oligonucleotide converted to a peptide nucleic acid bond, uracil in the oligonucleotide is C− A derivative oligonucleotide substituted with 5-propynyluracil, a derivative oligonucleotide where uracil in the oligonucleotide is substituted with C-5 thiazole uracil, and cytosine in the oligonucleotide is C-5 propynylcytosine Substituted derivative oligonucleotides, derivative oligonucleotides in which the cytosine in the oligonucleotide is replaced with phenoxazine-modified cytosine, derivative oligonucleotides in which the ribose in the DNA is replaced with 2'-O-propylribose Examples thereof include derivative oligonucleotides in which ribose in the oligonucleotide is substituted with 2′-methoxyethoxyribose. Unless otherwise indicated, a particular nucleic acid sequence may also be conservatively modified (eg, degenerate codon substitutes) and complementary sequences, as well as those explicitly indicated. Is contemplated. Specifically, a degenerate codon substitute creates a sequence in which the third position of one or more selected (or all) codons is replaced with a mixed base and / or deoxyinosine residue. (Batzer et al., Nucleic Acid Res. 19: 5081 (1991); Ohtsuka et al., J. Biol. Chem. 260: 2605-2608 (1985); Rossolini et al., Mol. Cell. Probes 8: 91-). 98 (1994)). Genes such as extracellular matrix proteins such as fibronectin usually take this polynucleotide form. The molecule to be transfected is also this polynucleotide.

本明細書において、「対応する」アミノ酸または核酸とは、それぞれあるポリペプチド分子またはポリヌクレオチド分子において、比較の基準となるポリペプチドまたはポリヌクレオチドにおける所定のアミノ酸と同様の作用を有するか、あるいは有することが予測されるアミノ酸または核酸をいい、特に酵素分子にあっては、活性部位中の同様の位置に存在し触媒活性に同様の寄与をするアミノ酸をいう。例えば、あるポリヌクレオチドの転写制御配列であれば、その転写制御配列の特定の部分に対応するオルソログにおける同様の部分であり得る。   In the present specification, the “corresponding” amino acid or nucleic acid has or has the same action as a predetermined amino acid in a reference polypeptide or polynucleotide in a polypeptide molecule or polynucleotide molecule, respectively. In particular, in the case of an enzyme molecule, it means an amino acid that is present at the same position in the active site and contributes to the catalytic activity in the same way. For example, a transcription control sequence of a certain polynucleotide may be a similar part in an ortholog corresponding to a specific part of the transcription control sequence.

本明細書において、「対応する」遺伝子とは、ある種において、比較の基準となる種における所定の遺伝子と同様の作用を有するか、または有することが予測される遺伝子をいい、そのような作用を有する遺伝子が複数存在する場合、進化学的に同じ起源を有するものをいう。従って、ある遺伝子の対応する遺伝子は、その遺伝子のオルソログあるいは種相同体であり得る。したがって、マウスサイクリン遺伝子に対応する遺伝子は、他の動物においても見出すことができる。そのような対応する遺伝子は、当該分野において周知の技術を用いて同定することができる。したがって、例えば、ある動物における対応する遺伝子は、対応する遺伝子の基準となる遺伝子(例えば、マウスサイクリン遺伝子)の配列をクエリ配列として用いてその動物(例えばヒト、ラット)の配列データベースを検索することによって見出すことができる。   In the present specification, the “corresponding” gene refers to a gene having, or expected to have, the same action as that of a predetermined gene in a species as a reference for comparison in a certain species. When there are a plurality of genes having the same, those having the same origin evolutionarily. Thus, the corresponding gene of a gene can be an ortholog or species homologue of that gene. Therefore, the gene corresponding to the mouse cyclin gene can be found in other animals. Such corresponding genes can be identified using techniques well known in the art. Thus, for example, for a corresponding gene in an animal, the sequence database of that animal (eg, human, rat) is searched using the sequence of the gene that serves as a reference for the corresponding gene (eg, mouse cyclin gene) as a query sequence. Can be found by:

本明細書において、「フラグメント」とは、全長のポリペプチドまたはポリヌクレオチド(長さがn)に対して、1〜n−1までの配列長さを有するポリペプチドまたはポリヌクレオチドをいう。フラグメントの長さは、その目的に応じて、適宜変更することができ、例えば、その長さの下限としては、ポリペプチドの場合、3、4、5、6、7、8、9、10、15,20、25、30、40、50およびそれ以上のアミノ酸が挙げられ、ここの具体的に列挙していない整数で表される長さ(例えば、11など)もまた、下限として適切であり得る。また、ポリヌクレオチドの場合、5、6、7、8、9、10、15,20、25、30、40、50、75、100およびそれ以上のヌクレオチドが挙げられ、ここの具体的に列挙していない整数で表される長さ(例えば、11など)もまた、下限として適切であり得る。本明細書において、ポリペプチドおよびポリヌクレオチドの長さは、上述のようにそれぞれアミノ酸または核酸の個数で表すことができるが、上述の個数は絶対的なものではなく、同じ機能を有する限り、上限または加減としての上述の個数は、その個数の上下数個(または例えば上下10%)のものも含むことが意図される。そのような意図を表現するために、本明細書では、個数の前に「約」を付けて表現することがある。しかし、本明細書では、「約」のあるなしはその数値の解釈に影響を与えないことが理解されるべきである。   In the present specification, the “fragment” refers to a polypeptide or polynucleotide having a sequence length of 1 to n−1 with respect to a full-length polypeptide or polynucleotide (length is n). The length of the fragment can be appropriately changed according to the purpose. For example, the lower limit of the length is 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, Examples include 15, 20, 25, 30, 40, 50 and more amino acids, and lengths expressed in integers not specifically listed here (eg, 11 etc.) are also suitable as lower limits. obtain. In the case of polynucleotides, examples include 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 75, 100 and more nucleotides. Non-integer lengths (eg, 11 etc.) may also be appropriate as a lower limit. In the present specification, the lengths of polypeptides and polynucleotides can be represented by the number of amino acids or nucleic acids, respectively, as described above. However, the above numbers are not absolute and are limited as long as they have the same function. Alternatively, the above-mentioned number as an adjustment is intended to include a number above and below the number (or, for example, 10% above and below). In order to express such intention, in this specification, “about” may be added before the number. However, it should be understood herein that the presence or absence of “about” does not affect the interpretation of the value.

本明細書において「生物学的活性」とは、ある因子(例えば、ポリペプチドまたはタンパク質)が、生体内において有し得る活性のことをいい、種々の機能(例えば、転写促進活性)を発揮する活性が包含される。例えば、ある因子がアンチセンス分子である場合、その生物学的活性は、対象となる核酸分子への結合、それによる発現抑制などを包含する。例えば、ある因子が酵素である場合、その生物学的活性は、その酵素活性を包含する。別の例では、ある因子がリガンドである場合、そのリガンドが対応するレセプターへの結合を包含する。その生物学的活性が転写調節活性である場合は、転写状態またはその変動を調節する活性をいう。そのような生物学的活性は、当該分野において周知の技術によって測定することができる。   As used herein, “biological activity” refers to an activity that a certain factor (eg, polypeptide or protein) may have in vivo, and exhibits various functions (eg, transcription promoting activity). Activity is included. For example, when a certain factor is an antisense molecule, its biological activity includes binding to a nucleic acid molecule of interest, thereby suppressing expression. For example, when a factor is an enzyme, the biological activity includes the enzyme activity. In another example, when an agent is a ligand, the ligand includes binding to the corresponding receptor. When the biological activity is a transcriptional regulatory activity, it refers to an activity that regulates the transcriptional state or its variation. Such biological activity can be measured by techniques well known in the art.

本明細書において、「ストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチド」とは、当該分野で慣用される周知の条件をいう。本発明のポリヌクレオチド中から選択されたポリヌクレオチドをプローブとして、コロニー・ハイブリダイゼーション法、プラーク・ハイブリダイゼーション法あるいはサザンブロットハイブリダイゼーション法等を用いることにより、そのようなポリヌクレオチドを得ることができる。具体的には、コロニーあるいはプラーク由来のDNAを固定化したフィルターを用いて、0.7〜1.0MのNaCl存在下、65℃でハイブリダイゼーションを行った後、0.1〜2倍濃度のSSC(saline−sodium citrate)溶液(1倍濃度のSSC溶液の組成は、150mM 塩化ナトリウム、15mM クエン酸ナトリウムである)を用い、65℃条件下でフィルターを洗浄することにより同定できるポリヌクレオチドを意味する。ハイブリダイゼーションは、Molecular Cloning 2nd ed.,Current Protocols in Molecular Biology,Supplement 1〜38、DNA Cloning 1:Core Techniques,A Practical Approach,Second Edition,Oxford University Press(1995)等の実験書に記載されている方法に準じて行うことができる。ここで、ストリンジェントな条件下でハイブリダイズする配列からは、好ましくは、A配列のみまたはT配列のみを含む配列が除外される。「ハイブリダイズ可能なポリヌクレオチド」とは、上記ハイブリダイズ条件下で別のポリヌクレオチドにハイブリダイズすることができるポリヌクレオチドをいう。ハイブリダイズ可能なポリヌクレオチドとして具体的には、本発明で具体的に示されるアミノ酸配列を有するポリペプチドをコードするDNAの塩基配列と少なくとも60%以上の相同性を有するポリヌクレオチド、好ましくは80%以上の相同性を有するポリヌクレオチド、さらに好ましくは95%以上の相同性を有するポリヌクレオチドを挙げることができる。   In the present specification, “polynucleotide hybridizing under stringent conditions” refers to well-known conditions commonly used in the art. Such a polynucleotide can be obtained by using colony hybridization method, plaque hybridization method, Southern blot hybridization method or the like using a polynucleotide selected from among the polynucleotides of the present invention as a probe. Specifically, hybridization was performed at 65 ° C. in the presence of 0.7 to 1.0 M NaCl using a filter on which DNA derived from colonies or plaques was immobilized, and then 0.1 to 2 times the concentration. Means a polynucleotide that can be identified by washing the filter under conditions of 65 ° C. using a SSC (saline-sodium citrate) solution (composition of 1-fold concentration of SSC solution is 150 mM sodium chloride, 15 mM sodium citrate). To do. Hybridization was performed in Molecular Cloning 2nd ed. , Current Protocols in Molecular Biology, Supplements 1-38, DNA Cloning 1: Core Techniques, A Practical Approach, Second Edition, Oxford Universe. Here, the sequence containing only the A sequence or only the T sequence is preferably excluded from the sequences that hybridize under stringent conditions. The “hybridizable polynucleotide” refers to a polynucleotide that can hybridize to another polynucleotide under the above hybridization conditions. Specifically, the hybridizable polynucleotide is a polynucleotide having at least 60% homology with the base sequence of DNA encoding a polypeptide having the amino acid sequence specifically shown in the present invention, preferably 80% The polynucleotide which has the above homology, More preferably, the polynucleotide which has 95% or more of homology can be mentioned.

本明細書において「塩」は、当該分野において通常用いられる意味と同じ意味で用いられ、無機塩および有機塩の両方を含む。塩は、通常、酸と塩基との中和反応によって生成する。塩には中和反応で生成するNaCl、KSOなどといったもののほかに、金属と酸との反応で生成するPbSO、ZnClなど種々の種類があり、これらは、直接中和反応によって生成したものでなくても、酸と塩基との中和反応から生成したとみなすことができる。塩としては、正塩(酸のHや塩基のOHが塩に含まれていないもの、例えば、NaCl、NHCl、CHCOONa、NaCO)、酸性塩(酸のHが塩に残っているもの、例えば、NaHCO、KHSO、CaHPO)、塩基性塩(塩基のOHが塩の中に残っているもの、例えば、MgCl(OH)、CuCl(OH))などに分類することができるがそれらの分類は、本発明においてはそれほど重要ではない。好ましい塩としては、培地を構成する塩(例えば、塩化カルシウム、リン酸水素ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、ピルビン酸ナトリウム、HEPES、塩化カルシウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫化マグネシウム、硝酸鉄、アミノ酸、ビタミン、緩衝液を構成する塩(例えば、塩化カルウム、塩化マグネシウム、リン酸水素ナトリウム、塩化ナトリウム)などが好ましい。細胞に対する親和性を保持または改善する効果がより高いからである。これらの塩は、単独で用いてもよいし、複数用いてもよい。複数用いることが好ましい。細胞に対する親和性が高くなる傾向があるからである。従って、NaClなどを単独で用いるよりも、培地中に含まれる塩(例えば、塩化カルウム、塩化マグネシウム、リン酸水素ナトリウム、塩化ナトリウム)の複数を用いることが好ましく、より好ましくは、培地中に含まれる塩全部をそのまま使用することが有利であり得る。別の好ましい実施形態では、グルコースを加えてもよい。 In this specification, "salt" is used by the same meaning as is normally used in the said field | area, and includes both inorganic salt and organic salt. The salt is usually produced by a neutralization reaction between an acid and a base. In addition to NaCl, K 2 SO 4 and the like produced by the neutralization reaction, there are various types of salts such as PbSO 4 and ZnCl 2 produced by the reaction between the metal and the acid. Even if it is not produced, it can be regarded as produced from a neutralization reaction between an acid and a base. Examples of the salt include a normal salt (having no acid H or base OH, for example, NaCl, NH 4 Cl, CH 3 COONa, Na 2 CO 3 ), an acid salt (acid H is converted into a salt). Classification is made into those remaining, for example, NaHCO 3 , KHSO 4 , CaHPO 4 ), basic salts (those in which the base OH remains in the salt, for example, MgCl (OH), CuCl (OH)), etc. Although possible, their classification is not very important in the present invention. Preferred salts include salts that constitute the medium (for example, calcium chloride, sodium hydrogen phosphate, sodium hydrogen carbonate, sodium pyruvate, HEPES, calcium chloride, sodium chloride, potassium chloride, magnesium sulfide, iron nitrate, amino acids, vitamins, Salts constituting the buffer solution (for example, carium chloride, magnesium chloride, sodium hydrogen phosphate, sodium chloride) are preferable because they have a higher effect of maintaining or improving the affinity for cells. It is preferable to use a plurality of salts because they tend to have a higher affinity for cells, so that the salts contained in the medium than to use NaCl alone. (For example, calcium chloride, magnesium chloride, sodium hydrogen phosphate, chloride It is preferable to use a plurality of thorium), more preferably, in. In another preferred embodiment it may be advantageous to keep the whole salt contained in the medium, it may be added glucose.

本明細書において「プローブ」とは、インビトロおよび/またはインビボなどのスクリーニングなどの生物学的実験において用いられる、検索の対象となる物質をいい、例えば、特定の塩基配列を含む核酸分子または特定のアミノ酸配列を含むペプチドなどが挙げられるがそれに限定されない。   As used herein, the term “probe” refers to a substance to be searched for in biological experiments such as screening in vitro and / or in vivo. For example, a nucleic acid molecule containing a specific base sequence or a specific Examples include, but are not limited to, peptides containing amino acid sequences.

通常プローブとして用いられる核酸分子としては、目的とする遺伝子の核酸配列と相同なまたは相補的な、少なくとも8の連続するヌクレオチド長の核酸配列を有するものが挙げられる。そのような核酸配列は、好ましくは、少なくとも9の連続するヌクレオチド長の、より好ましく10の連続するヌクレオチド長の、さらに好ましくは11の連続するヌクレオチド長の、12の連続するヌクレオチド長の、13の連続するヌクレオチド長の、14の連続するヌクレオチド長の、15の連続するヌクレオチド長の、20の連続するヌクレオチド長の、25の連続するヌクレオチド長の、30の連続するヌクレオチド長の、40の連続するヌクレオチド長の、50の連続するヌクレオチド長の、核酸配列であり得る。プローブとして使用される核酸配列には、上述の配列に対して、少なくとも70%相同な、より好ましくは、少なくとも80%相同な、さらに好ましくは、90%相同な、95%相同な核酸配列が含まれる。   Examples of nucleic acid molecules that are usually used as probes include those having a nucleic acid sequence of at least 8 consecutive nucleotides that is homologous or complementary to the nucleic acid sequence of the target gene. Such a nucleic acid sequence is preferably at least 9 contiguous nucleotides long, more preferably 10 contiguous nucleotides long, even more preferably 11 contiguous nucleotides long, 12 contiguous nucleotides long, 13 14 contiguous nucleotide lengths, 14 contiguous nucleotide lengths, 15 contiguous nucleotide lengths, 20 contiguous nucleotide lengths, 25 contiguous nucleotide lengths, 30 contiguous nucleotide lengths, 40 contiguous nucleotide lengths It can be a nucleic acid sequence that is 50 contiguous nucleotides in length. Nucleic acid sequences used as probes include nucleic acid sequences that are at least 70% homologous, more preferably at least 80% homologous, more preferably 90% homologous, 95% homologous to the sequences described above. It is.

本明細書において、「検索」とは、電子的にまたは生物学的あるいは他の方法により、ある核酸塩基配列を利用して、特定の機能および/または性質を有する他の核酸塩基配列を見出すことをいう。電子的な検索としては、BLAST(Altschul et al.,J.Mol.Biol.215:403−410(1990))、FASTA(Pearson & Lipman, Proc.Natl.Acad.Sci., USA 85:2444−2448(1988))、Smith and Waterman法(Smith and Waterman,J.Mol.Biol.147:195−197(1981))、およびNeedleman and Wunsch法(Needleman and Wunsch,J.Mol.Biol.48:443−453(1970))などが挙げられるがそれらに限定されない。生物学的な検索としては、ストリンジェントハイブリダイゼーション、ゲノムDNAをナイロンメンブレン等に貼り付けたマクロアレイまたはガラス板に貼り付けたマイクロアレイ(マイクロアレイアッセイ)、PCRおよび in situハイブリダイゼーションなどが挙げられるがそれらに限定されない。   In the present specification, “search” refers to finding another nucleobase sequence having a specific function and / or property using a nucleobase sequence electronically or biologically or by other methods. Say. As an electronic search, BLAST (Altschul et al., J. Mol. Biol. 215: 403-410 (1990)), FASTA (Pearson & Lipman, Proc. Natl. Acad. Sci., USA 85: 2444-). 2448 (1988)), the Smith and Waterman method (Smith and Waterman, J. Mol. Biol. 147: 195-197 (1981)), and the Needleman and Wunsch method (Needleman and Wunsch, J. Mol. Biol. 48:44:44). -453 (1970)) and the like. Biological searches include stringent hybridization, macroarrays with genomic DNA affixed to nylon membranes, microarrays affixed to glass plates (microarray assays), PCR, and in situ hybridization. It is not limited to.

本明細書における「プライマー」とは、高分子合成酵素反応において、合成される高分子化合物の反応の開始に必要な物質をいう。核酸分子の合成反応では、合成されるべき高分子化合物の一部の配列に相補的な核酸分子(例えば、DNAまたはRNAなど)が用いられ得る。   In the present specification, the “primer” refers to a substance necessary for initiation of a reaction of a polymer compound to be synthesized in a polymer synthase reaction. In the synthesis reaction of a nucleic acid molecule, a nucleic acid molecule (for example, DNA or RNA) complementary to a partial sequence of a polymer compound to be synthesized can be used.

通常プライマーとして用いられる核酸分子としては、目的とする遺伝子の核酸配列と相補的な、少なくとも8の連続するヌクレオチド長の核酸配列を有するものが挙げられる。そのような核酸配列は、好ましくは、少なくとも9の連続するヌクレオチド長の、より好ましく10の連続するヌクレオチド長の、さらに好ましくは11の連続するヌクレオチド長の、12の連続するヌクレオチド長の、13の連続するヌクレオチド長の、14の連続するヌクレオチド長の、15の連続するヌクレオチド長の、16の連続するヌクレオチド長の、17の連続するヌクレオチド長の、18の連続するヌクレオチド長の、19の連続するヌクレオチド長の、20の連続するヌクレオチド長の、25の連続するヌクレオチド長の、30の連続するヌクレオチド長の、40の連続するヌクレオチド長の、50の連続するヌクレオチド長の、核酸配列であり得る。プローブとして使用される核酸配列には、上述の配列に対して、少なくとも70%相同な、より好ましくは、少なくとも80%相同な、さらに好ましくは、90%相同な、95%相同な核酸配列が含まれる。プライマーとして適切な配列は、合成(増幅)が意図される配列の性質によって変動し得るが、当業者は、意図される配列に応じて適宜プライマーを設計することができる。そのようなプライマーの設計は当該分野において周知であり、手動でおこなってもよくコンピュータプログラム(例えば、LASERGENE,PrimerSelect,DNAStar)を用いて行ってもよい。   Examples of nucleic acid molecules that are usually used as primers include those having a nucleic acid sequence of at least 8 consecutive nucleotides that is complementary to the nucleic acid sequence of the target gene. Such a nucleic acid sequence is preferably at least 9 contiguous nucleotides long, more preferably 10 contiguous nucleotides long, even more preferably 11 contiguous nucleotides long, 12 contiguous nucleotides long, 13 19 contiguous nucleotide lengths, 14 contiguous nucleotide lengths, 15 contiguous nucleotide lengths, 16 contiguous nucleotide lengths, 17 contiguous nucleotide lengths, 18 contiguous nucleotide lengths, 19 contiguous lengths It can be a nucleic acid sequence of nucleotide length, 20 contiguous nucleotide lengths, 25 contiguous nucleotide lengths, 30 contiguous nucleotide lengths, 40 contiguous nucleotide lengths, 50 contiguous nucleotide lengths. Nucleic acid sequences used as probes include nucleic acid sequences that are at least 70% homologous, more preferably at least 80% homologous, more preferably 90% homologous, 95% homologous to the sequences described above. It is. A sequence suitable as a primer may vary depending on the nature of the sequence intended for synthesis (amplification), but those skilled in the art can appropriately design a primer according to the intended sequence. Such primer design is well known in the art, and may be performed manually or using a computer program (eg, LASERGENE, PrimerSelect, DNAStar).

本明細書において、「エピトープ」とは、構造の明らかな抗原判定基をいう。従って、エピトープには特定の免疫グロブリンによる認識に関与するアミノ酸残基のセット、または、T細胞の場合は、T細胞レセプタータンパク質および/もしくは主要組織適合性複合体(MHC)レセプターによる認識について必要であるアミノ酸残基のセットが包含される。この用語はまた、「抗原判定基」または「抗原判定部位」と交換可能に使用される。免疫系分野において、インビボまたはインビトロで、エピトープは、分子の特徴(例えば、一次ペプチド構造、二次ペプチド構造または三次ペプチド構造および電荷)であり、免疫グロブリン、T細胞レセプターまたはHLA分子によって認識される部位を形成する。ペプチドを含むエピトープは、エピトープに独特な空間的コンフォメーション中に3つ以上のアミノ酸を含み得る。一般に、エピトープは、少なくとも5つのこのようなアミノ酸からなり、代表的には少なくとも6つ、7つ、8つ、9つ、または10のこのようなアミノ酸からなる。エピトープの長さは、より長いほど、もとのペプチドの抗原性に類似することから一般的に好ましいが、コンフォメーションを考慮すると、必ずしもそうでないことがある。アミノ酸の空間的コンフォメーションを判定する方法は、当該分野で公知であり、例えば、X線結晶学、および2次元核磁気共鳴分光法を含む。さらに、所定のタンパク質におけるエピトープの同定は、当該分野で周知の技術を使用して容易に達成される。例えば、Geysenら(1984)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 81:3998(所定の抗原における免疫原性エピトープの位置を判定するために迅速にペプチドを合成する一般的な方法);米国特許第4,708,871号(抗原のエピトープを同定し、そして化学的に合成するための手順);およびGeysenら(1986)Molecular Immunology 23:709(所定の抗体に対して高い親和性を有するペプチドを同定するための技術)を参照されたい。同じエピトープを認識する抗体は、単純な免疫アッセイにおいて同定され得る。このように、ペプチドを含むエピトープを判定する方法は、当該分野において周知であり、そのようなエピトープは、核酸またはアミノ酸の一次配列が提供されると、当業者はそのような周知慣用技術を用いて判定することができる。   As used herein, “epitope” refers to an antigenic determinant with a clear structure. Thus, an epitope is required for a set of amino acid residues involved in recognition by a particular immunoglobulin, or in the case of T cells, for recognition by T cell receptor proteins and / or major histocompatibility complex (MHC) receptors. A set of amino acid residues is included. This term is also used interchangeably with “antigenic determinant” or “antigenic determinant site”. In the immune system field, in vivo or in vitro, an epitope is a molecular feature (eg, primary peptide structure, secondary peptide structure or tertiary peptide structure and charge) and is recognized by an immunoglobulin, T cell receptor or HLA molecule. Form a site. An epitope comprising a peptide can comprise more than two amino acids in a spatial conformation unique to the epitope. In general, an epitope consists of at least 5 such amino acids, typically consisting of at least 6, 7, 8, 9, or 10 such amino acids. Longer epitope lengths are generally preferred because they are more similar to the antigenicity of the original peptide, but may not necessarily be so when considering conformation. Methods for determining the spatial conformation of amino acids are known in the art and include, for example, X-ray crystallography and two-dimensional nuclear magnetic resonance spectroscopy. Furthermore, identification of epitopes in a given protein is readily accomplished using techniques well known in the art. See, for example, Geysen et al. (1984) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 81: 3998 (a general method for rapidly synthesizing peptides to determine the location of immunogenic epitopes in a given antigen); US Pat. No. 4,708,871 (identifying epitopes of antigens, and See Procedure for Chemical Synthesis); and Geysen et al. (1986) Molecular Immunology 23: 709 (a technique for identifying peptides with high affinity for a given antibody). Antibodies that recognize the same epitope can be identified in a simple immunoassay. Thus, methods for determining epitopes comprising peptides are well known in the art, and once such epitopes are provided with the primary sequence of a nucleic acid or amino acid, one skilled in the art will use such well known techniques. Can be determined.

従って、ペプチドを含むエピトープとして使用するためには、少なくとも3アミノ酸の長さの配列が必要であり、好ましくは、この配列は、少なくとも4アミノ酸、より好ましくは5アミノ酸、6アミノ酸、7アミノ酸、8アミノ酸、9アミノ酸、10アミノ酸、15アミノ酸、20アミノ酸、25アミノ酸の長さの配列が必要であり得る。   Thus, for use as an epitope comprising a peptide, a sequence of at least 3 amino acids in length is required, preferably this sequence is at least 4 amino acids, more preferably 5 amino acids, 6 amino acids, 7 amino acids, 8 A sequence of amino acids 9 amino acids 10 amino acids 15 amino acids 20 amino acids 25 amino acids long may be required.

本明細書においてある核酸分子またはポリペプチドに「特異的に結合する因子」とは、その核酸分子またはポリペプチドに対するその因子の結合レベルが、その核酸分子またはポリペプチド以外の核酸分子またはポリペプチドに対するその因子の結合レベルと同じかまたはそれよりも高い因子をいう。そのような因子としては、例えば、対象が核酸分子の場合、対象となる核酸分子に対して相補的な配列を有する核酸分子、対象となる核酸配列に対して結合するポリペプチド(例えば、転写因子など)などが挙げられ、対象がポリペプチドの場合、抗体、単鎖抗体、レセプター−リガンドの対のいずれか一方、酵素−基質のいずれか一方などが挙げられるがそれらに限定されない。   As used herein, a “factor that specifically binds to a nucleic acid molecule or polypeptide” means that the binding level of the factor to the nucleic acid molecule or polypeptide is to a nucleic acid molecule or polypeptide other than the nucleic acid molecule or polypeptide. A factor that is equal to or higher than the binding level of the factor. As such factors, for example, when the target is a nucleic acid molecule, a nucleic acid molecule having a sequence complementary to the target nucleic acid molecule, a polypeptide that binds to the target nucleic acid sequence (for example, a transcription factor) When the target is a polypeptide, examples include, but are not limited to, antibodies, single-chain antibodies, receptor-ligand pairs, enzyme-substrates, and the like.

本明細書において用いられる「抗体」は、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体、ヒト抗体、ヒト化抗体、多重特異性抗体、キメラ抗体、および抗イディオタイプ抗体、ならびにそれらの断片、例えばF(ab’)2およびFab断片、ならびにその他の組換えにより生産された結合体を含む。さらにこのような抗体を、酵素、例えばアルカリホスファターゼ、西洋ワサビペルオキシダーゼ、αガラクトシダーゼなど、に共有結合させまたは組換えにより融合させてよい。   As used herein, an “antibody” is a polyclonal antibody, monoclonal antibody, human antibody, humanized antibody, multispecific antibody, chimeric antibody, and anti-idiotype antibody, and fragments thereof such as F (ab ′) 2 And Fab fragments, as well as other recombinantly produced conjugates. In addition, such antibodies may be covalently linked or recombinantly fused to enzymes such as alkaline phosphatase, horseradish peroxidase, alpha galactosidase, and the like.

本明細書中で使用される「モノクローナル抗体」は、同質な抗体集団を有する抗体組成物をいう。この用語は、それが作製される様式によって限定されない。この用語は、全免疫グロブリン分子ならびにFab分子、F(ab’)2フラグメント、Fvフラグメント、およびもとのモノクローナル抗体分子の免疫学的結合特性を示す他の分子を含む。ポリクローナル抗体およびモノクローナル抗体を作製する方法は当該分野で公知であり、そして以下でより十分に記載される。   As used herein, “monoclonal antibody” refers to an antibody composition having a homogeneous antibody population. This term is not limited by the manner in which it is made. The term includes whole immunoglobulin molecules as well as Fab molecules, F (ab ') 2 fragments, Fv fragments, and other molecules that exhibit the immunological binding properties of the original monoclonal antibody molecule. Methods for making polyclonal and monoclonal antibodies are known in the art and are described more fully below.

モノクローナル抗体は、当該分野で周知の標準的な技術(例えば、KohlerおよびMilstein,Nature(1975)256:495)またはその改変(例えば、Buckら(1982)In Vitro 18:377)を使用して調製される。代表的には、マウスまたはラットを、タンパク質キャリアに結合したタンパク質で免疫化し、追加免疫し、そして脾臓(および必要に応じていくつかの大きなリンパ節)を取り出し、そして単一細胞を解離する。必要に応じて、この脾臓細胞は、非特異的接着細胞の除去後、抗原でコーティングされたプレートまたはウェルに細胞懸濁液を適用することにより、スクリーニングされ得る。抗原に特異的なイムノグロブリンを発現するB細胞がプレートに結合し、そして懸濁液の残渣でもリンス除去されない。次いで、得られたB細胞(すなわちすべての剥離した脾臓細胞)をミエローマ細胞と融合させて、ハイブリドーマを得、このハイブリドーマを用いてモノクローナル抗体を産生させる。   Monoclonal antibodies are prepared using standard techniques well known in the art (eg, Kohler and Milstein, Nature (1975) 256: 495) or modifications thereof (eg, Buck et al. (1982) In Vitro 18: 377). Is done. Typically, a mouse or rat is immunized with a protein coupled to a protein carrier, boosted, and the spleen (and several large lymph nodes if necessary) is removed and single cells are dissociated. If desired, the spleen cells can be screened by applying a cell suspension to a plate or well coated with antigen after removal of non-specific adherent cells. B cells expressing immunoglobulins specific for the antigen bind to the plate and are not rinsed away with the residue of the suspension. The resulting B cells (ie, all detached spleen cells) are then fused with myeloma cells to obtain a hybridoma, which is used to produce a monoclonal antibody.

本明細書において「抗原」(antigen)とは、抗体分子によって特異的に結合され得る任意の基質をいう。本明細書において「免疫原」(immunogen)とは、抗原特異的免疫応答を生じるリンパ球活性化を開始し得る抗原をいう。   As used herein, “antigen” refers to any substrate that can be specifically bound by an antibody molecule. As used herein, “immunogen” refers to an antigen capable of initiating lymphocyte activation that produces an antigen-specific immune response.

あるタンパク質分子において、配列に含まれるあるアミノ酸は、相互作用結合能力の明らかな低下または消失なしに、例えば、カチオン性領域または基質分子の結合部位のようなタンパク質構造において他のアミノ酸に置換され得る。あるタンパク質の生物学的機能を規定するのは、タンパク質の相互作用能力および性質である。従って、特定のアミノ酸の置換がアミノ酸配列において、またはそのDNAコード配列のレベルにおいて行われ得、置換後もなお、もとの性質を維持するタンパク質が生じ得る。従って、生物学的有用性の明らかな損失なしに、種々の改変が、本明細書において開示されたペプチドまたはこのペプチドをコードする対応するDNAにおいて行われ得る。   In certain protein molecules, certain amino acids contained in the sequence can be replaced with other amino acids in the protein structure, such as, for example, the cationic region or the binding site of a substrate molecule, without an apparent reduction or loss of interaction binding capacity. . It is the protein's ability to interact and the nature that defines the biological function of a protein. Thus, specific amino acid substitutions can be made in the amino acid sequence or at the level of its DNA coding sequence, resulting in proteins that still retain their original properties after substitution. Thus, various modifications can be made in the peptide disclosed herein or in the corresponding DNA encoding this peptide without any apparent loss of biological utility.

上記のような改変を設計する際に、アミノ酸の疎水性指数が考慮され得る。タンパク質における相互作用的な生物学的機能を与える際の疎水性アミノ酸指数の重要性は、一般に当該分野で認められている(Kyte.JおよびDoolittle,R.F.J.Mol.Biol.157(1):105−132,1982)。アミノ酸の疎水的性質は、生成したタンパク質の二次構造に寄与し、次いでそのタンパク質と他の分子(例えば、酵素、基質、レセプター、DNA、抗体、抗原など)との相互作用を規定する。各アミノ酸は、それらの疎水性および電荷の性質に基づく疎水性指数を割り当てられる。それらは:イソロイシン(+4.5);バリン(+4.2);ロイシン(+3.8);フェニルアラニン(+2.8);システイン/シスチン(+2.5);メチオニン(+1.9);アラニン(+1.8);グリシン(−0.4);スレオニン(−0.7);セリン(−0.8);トリプトファン(−0.9);チロシン(−1.3);プロリン(−1.6);ヒスチジン(−3.2);グルタミン酸(−3.5);グルタミン(−3.5);アスパラギン酸(−3.5);アスパラギン(−3.5);リジン(−3.9);およびアルギニン(−4.5))である。   In designing such modifications, the hydrophobicity index of amino acids can be considered. The importance of the hydrophobic amino acid index in conferring interactive biological functions in proteins is generally recognized in the art (Kyte. J and Doolittle, RFJ. Mol. Biol. 157 ( 1): 105-132, 1982). The hydrophobic nature of amino acids contributes to the secondary structure of the protein produced and then defines the interaction of the protein with other molecules (eg, enzymes, substrates, receptors, DNA, antibodies, antigens, etc.). Each amino acid is assigned a hydrophobicity index based on their hydrophobicity and charge properties. They are: isoleucine (+4.5); valine (+4.2); leucine (+3.8); phenylalanine (+2.8); cysteine / cystine (+2.5); methionine (+1.9); alanine (+1 .8); Glycine (−0.4); Threonine (−0.7); Serine (−0.8); Tryptophan (−0.9); Tyrosine (−1.3); Proline (−1.6) ); Histidine (-3.2); glutamic acid (-3.5); glutamine (-3.5); aspartic acid (-3.5); asparagine (-3.5); lysine (-3.9) And arginine (-4.5)).

あるアミノ酸を、同様の疎水性指数を有する他のアミノ酸により置換して、そして依然として同様の生物学的機能を有するタンパク質(例えば、酵素活性において等価なタンパク質)を生じさせ得ることが当該分野で周知である。このようなアミノ酸置換において、疎水性指数が±2以内であることが好ましく、±1以内であることがより好ましく、および±0.5以内であることがさらにより好ましい。疎水性に基づくこのようなアミノ酸の置換は効率的であることが当該分野において理解される。米国特許第4,554,101号に記載されるように、以下の親水性指数がアミノ酸残基に割り当てられている:アルギニン(+3.0);リジン(+3.0);アスパラギン酸(+3.0±1);グルタミン酸(+3.0±1);セリン(+0.3);アスパラギン(+0.2);グルタミン(+0.2);グリシン(0);スレオニン(−0.4);プロリン(−0.5±1);アラニン(−0.5);ヒスチジン(−0.5);システイン(−1.0);メチオニン(−1.3);バリン(−1.5);ロイシン(−1.8);イソロイシン(−1.8);チロシン(−2.3);フェニルアラニン(−2.5);およびトリプトファン(−3.4)。アミノ酸が同様の親水性指数を有しかつ依然として生物学的等価体を与え得る別のものに置換され得ることが理解される。このようなアミノ酸置換において、親水性指数が±2以内であることが好ましく、±1以内であることがより好ましく、および±0.5以内であることがさらにより好ましい。   It is well known in the art that one amino acid can be replaced by another amino acid having a similar hydrophobicity index and still result in a protein having a similar biological function (eg, an equivalent protein in enzymatic activity). It is. In such amino acid substitution, the hydrophobicity index is preferably within ± 2, more preferably within ± 1, and even more preferably within ± 0.5. It is understood in the art that such amino acid substitutions based on hydrophobicity are efficient. As described in US Pat. No. 4,554,101, the following hydrophilicity indices have been assigned to amino acid residues: arginine (+3.0); lysine (+3.0); aspartic acid (+3. 0 ± 1); glutamic acid (+ 3.0 ± 1); serine (+0.3); asparagine (+0.2); glutamine (+0.2); glycine (0); threonine (−0.4); proline ( Alanine (−0.5); histidine (−0.5); cysteine (−1.0); methionine (−1.3); valine (−1.5); leucine (−0.5 ± 1); -1.8); isoleucine (-1.8); tyrosine (-2.3); phenylalanine (-2.5); and tryptophan (-3.4). It is understood that an amino acid can be substituted with another that has a similar hydrophilicity index and can still provide a biological equivalent. In such amino acid substitution, the hydrophilicity index is preferably within ± 2, more preferably within ± 1, and even more preferably within ± 0.5.

(プロファイルおよび関連技術)
本明細書において、細胞に関する「プロファイル」とは、細胞の生物学的状態の測定の集合をいう。特に、細胞のプロファイルという場合は、プロファイルとは、「細胞構成要素」のレベルを定量的に測定したものの測定値の集合あるいは連続であり得る。細胞構成要素には、生物学的系における遺伝子発現レベル、転写状態(転写制御配列の活性レベル)、特定の遺伝子をコードするmRNAの存在量、およびタンパク質発現レベルが含まれる。遺伝子をコードするmRNAおよび/またはタンパク質発現レベルなどの細胞の各種構成要素のレベルは、薬物による処置や他の細胞生物学的状態の刺激(perturbation)または振動に応答して変化することが知られている。したがって、複数のそのような「細胞構成要素」の測定は、細胞の生物学的状態に対する刺激の効果に関する情報を豊富に含むことから、このプロファイルは、細胞の分析および詳細な解析においてますます重要となっている。哺乳動物細胞においては3万以上の異なる細胞構成要素が存在する。個々の細胞のプロファイルは通常複雑である。生物学的系の所定の状態のプロファイルは、しばしば、その生物学的系が刺激に付された後で測定される。そのような刺激としては、生物学的系と関係した実験的または環境的状態があり、例えば、生物学的系の薬物候補への暴露、外因性遺伝子の導入、時間の経過、系からの遺伝子の欠失、または培養条件の変更などがある。細胞構成要素の広範囲にわたる測定、つまり細胞における遺伝子の複製または転写、およびタンパク質の発現ならびにそれらの刺激に対する応答のプロファイルは、細胞自体の調査に加えて、薬物の効果の比較および検討、疾病の診断、患者の投薬法の最適化を含めて、広範な有用性がある。さらに、それらは基本的なライフサイエンスの研究においても有用である。
(Profile and related technologies)
As used herein, a “profile” for a cell refers to a collection of measurements of the biological state of the cell. In particular, in the case of a cell profile, the profile may be a set or a continuous set of measurement values obtained by quantitatively measuring the level of “cell component”. Cell components include the level of gene expression in biological systems, the transcriptional state (activity level of transcriptional regulatory sequences), the abundance of mRNA encoding a particular gene, and the protein expression level. It is known that the levels of various cellular components such as mRNA and / or protein expression levels encoding genes change in response to drug treatment or perturbation or vibration of other cell biological conditions. ing. Therefore, this profile is increasingly important in cell analysis and detailed analysis, as multiple such “cell component” measurements contain a wealth of information on the effects of stimuli on the biological state of the cell. It has become. In mammalian cells, there are over 30,000 different cellular components. Individual cell profiles are usually complex. The profile of a given state of a biological system is often measured after the biological system has been subjected to a stimulus. Such stimuli include experimental or environmental conditions associated with the biological system, such as exposure of biological systems to drug candidates, introduction of exogenous genes, passage of time, genes from the system. Deletion, or changes in culture conditions. Extensive measurements of cellular components, ie, gene replication or transcription in cells, and the expression of proteins and their response to stimuli, in addition to investigating the cells themselves, comparing and examining the effects of drugs, diagnosing diseases It has broad utility, including patient dosage optimization. They are also useful in basic life science research.

本明細書において「経時プロファイル」とは、ある特定の細胞に関して言及するとき、その細胞に関するあるパラメータの経時変化を示すプロファイルをいう。そのような経時プロファイルとしては、例えば、転写状態の経時プロファイル、発現状態(翻訳状態)の経時プロファイル、シグナル伝達の経時プロファイル、神経電位の経時プロファイルなどがあるがそれらに限定されない。経時プロファイルを生成するためには、あるパラメータ(例えば、転写状態に関連する標識に起因する信号)を連続して記録し、プロファイル生成する必要がある。経時的に測定することは、連続的に測定することであるから、本明細書において「経時プロファイル」は、ときに、連続プロファイルとも称され得る。   In the present specification, the term “time-lapse profile” refers to a profile that indicates a change over time of a certain parameter related to a specific cell. Examples of such a temporal profile include, but are not limited to, a temporal profile of a transcriptional state, a temporal profile of an expression state (translation state), a temporal profile of signal transmission, and a temporal profile of a nerve potential. In order to generate a temporal profile, it is necessary to continuously record a certain parameter (for example, a signal due to a label related to the transcription state) and generate the profile. Since measuring over time is measuring continuously, a “time profile” herein may also be referred to as a continuous profile.

本明細書において「転写制御配列」とは、遺伝子の転写状態を調節することができる配列をいう。そのような配列は、少なくとも2ヌクレオチド長を有する。そのような配列としては、代表的に、プロモーター、エンハンサー、サイレンサー、ターミネーター、他のゲノム構造中構造遺伝子のフランキング配列およびエキソン以外のゲノム配列、ならびにエキソン中の配列などが挙げられるがそれらに限定されない。本発明において用いられる転写制御配列は、特定の種類に関するものではない。むしろ、転写制御配列として重要な情報は、その経時的な変動である。このような変動は、(細胞状態の変化)プロセスともいう。従って、本発明では、このような転写制御配列は、任意に選択することができる。そのような転写制御配列の中には、従来はマーカーとして使用されていなかったものを含んでいてもよい。好ましくは、転写制御配列は、転写因子に結合する能力を有する。   As used herein, “transcription control sequence” refers to a sequence capable of regulating the transcriptional state of a gene. Such a sequence has a length of at least 2 nucleotides. Such sequences typically include, but are not limited to, promoters, enhancers, silencers, terminators, flanking sequences of structural genes in other genomic structures and genomic sequences other than exons, and sequences in exons. Not. The transcription control sequence used in the present invention is not related to a specific type. Rather, information that is important as a transcription control sequence is its variation over time. Such variation is also referred to as a (cell state change) process. Therefore, in the present invention, such a transcription control sequence can be arbitrarily selected. Such transcription control sequences may include those not conventionally used as markers. Preferably, the transcription control sequence has the ability to bind to a transcription factor.

本明細書において「転写因子」とは、遺伝子の転写の過程を調節する因子をいう。転写因子は、主として転写開始反応を調節する因子をさす。RNAポリメラーゼをDNA上のプロモーター領域に配置するために必要な基本転写因子群、および転写領域の上流や下流に存在するシス作用要素に結合してRNAの合成開始頻度を調節する各種の転写調節因子に大別される。   As used herein, “transcription factor” refers to a factor that regulates the process of gene transcription. The transcription factor mainly refers to a factor that regulates the transcription initiation reaction. Various transcriptional regulatory factors that regulate the frequency of RNA synthesis initiation by binding to basic transcription factors required to place RNA polymerase in the promoter region on DNA and cis-acting elements existing upstream or downstream of the transcriptional region It is divided roughly into.

基本転写因子群はRNAポリメラーゼの種類に応じて用意されているが,TATA結合タンパク質は全転写系に共通であるとされている。転写因子の種類は多岐にわたるが、通常、構造上DNA結合に必要な部分と転写活性化または抑制に必要な部分とからなることが多い。DNA結合部位をもちシス作用要素に結合することができる因子を総称してトランス作用因子ともいう。   Basic transcription factors are prepared according to the type of RNA polymerase, but TATA binding protein is said to be common to all transcription systems. There are various types of transcription factors, but in many cases, the transcription factor is usually composed of a part necessary for DNA binding and a part necessary for transcriptional activation or repression. Factors having a DNA binding site and capable of binding to cis-acting elements are collectively referred to as trans-acting factors.

転写活性化または抑制に必要な部分は、他の転写因子や基本転写因子群との相互作用に関与しており,DNAや転写開始複合体の構造変化を通して転写調節を果たしていると考えられている.これら各部の構造上の特性から転写調節因子はいくつかのグループあるいはファミリーに分類され、発生または細胞分化において重要な役割をもつ因子も多い。   The part necessary for transcriptional activation or repression is involved in the interaction with other transcription factors and basic transcription factors, and is thought to play a transcriptional regulation through structural changes of DNA and transcription initiation complex. . Transcriptional regulatory factors are classified into several groups or families based on the structural characteristics of these parts, and many factors have an important role in development or cell differentiation.

そのような転写因子としては、例えば、STAT1、STAT2、STAT3、GAS、NFAT、Myc、AP1、CREB、NFκB、E2F、Rb、p53、RUNX1、RUNX2、RUNX3、Nkx−2、CF2−II、Skn−1、SRY、HFH−2、Oct−1、Oct−3 Sox−5、HNF−3b、PPARγなどが挙げられるがそれらに限定されない。   Examples of such transcription factors include STAT1, STAT2, STAT3, GAS, NFAT, Myc, AP1, CREB, NFκB, E2F, Rb, p53, RUNX1, RUNX2, RUNX3, Nkx-2, CF2-II, Skn−. 1, SRY, HFH-2, Oct-1, Oct-3 Sox-5, HNF-3b, PPARγ, and the like, but are not limited thereto.

本明細書において「ターミネーター」とは、通常遺伝子のタンパク質をコードする領域の下流に位置し、DNAがmRNAに転写される際の転写の終結、ポリA配列の付加に関与する配列をいう。ターミネーターは、mRNAの安定性に関与して遺伝子の発現量に影響を及ぼすことが知られている。   In the present specification, the terminator refers to a sequence that is located downstream of a region encoding a protein of a normal gene and is involved in termination of transcription when DNA is transcribed into mRNA and addition of a poly A sequence. It is known that the terminator is involved in the stability of mRNA and affects the expression level of the gene.

本明細書において「プロモーター」とは、遺伝子の転写の開始部位を判定し、またその頻度を直接的に調節するDNA上の領域をいい、通常RNAポリメラーゼが結合して転写を始める塩基配列である。したがって、本明細書においてある遺伝子のプロモーターの働きを有する部分を「プロモーター部分」という。プロモーターの領域は、通常、推定タンパク質コード領域の第1エキソンの上流約2kbp以内の領域であることが多いので、DNA解析用ソフトウエアを用いてゲノム塩基配列中のタンパク質コード領域を予測すれば、プロモータ領域を推定することはできる。推定プロモーター領域は、構造遺伝子ごとに変動するが、通常構造遺伝子の上流にあるが、これらに限定されず、構造遺伝子の下流にもあり得る。好ましくは、推定プロモーター領域は、第一エキソン翻訳開始点から上流約2kbp以内に存在する。プロモーターとしては、例えば、構成的プロモーター、特異的プロモーターおよび誘導性プロモーターなどが挙げられるがそれらに限定されない。   In this specification, “promoter” refers to a region on DNA that determines the transcription start site of a gene and directly regulates its frequency, and is usually a base sequence that initiates transcription upon binding of RNA polymerase. . Therefore, in this specification, a part having a promoter function of a gene is referred to as a “promoter part”. Since the promoter region is usually a region within about 2 kbp upstream of the first exon of the putative protein coding region, if the protein coding region in the genomic nucleotide sequence is predicted using DNA analysis software, The promoter region can be estimated. The putative promoter region varies for each structural gene, but is usually upstream of the structural gene, but is not limited thereto, and may be downstream of the structural gene. Preferably, the putative promoter region is present within about 2 kbp upstream from the first exon translation start. Examples of promoters include, but are not limited to, constitutive promoters, specific promoters and inducible promoters.

本明細書において「エンハンサー」とは、目的遺伝子の発現効率を高めるために用いられる配列をいう。そのようなエンハンサーは当該分野において周知である。エンハンサーは複数個用いられ得るが1個用いられてもよいし、用いなくともよい。   As used herein, “enhancer” refers to a sequence used to increase the expression efficiency of a target gene. Such enhancers are well known in the art. A plurality of enhancers may be used, but one may be used or may not be used.

本明細書において「サイレンサー」とは、遺伝子発現を抑制し静止する機能を有する配列をいう。本発明では、サイレンサーとしてはその機能を有する限り、どのようなものを用いてもよく、サイレンサーを用いなくてもよい。   As used herein, “silencer” refers to a sequence having a function of suppressing and resting gene expression. In the present invention, any silencer may be used as long as it has the function, and the silencer may not be used.

本明細書において「作動可能に連結された(る)」とは、所望の配列の発現(作動)がある転写翻訳調節配列(例えば、プロモーター、エンハンサー、サイレンサーなど)または翻訳調節配列の制御下に配置されることをいう。プロモーターが遺伝子に作動可能に連結されるためには、通常、その遺伝子のすぐ上流にプロモーターが配置されるが、必ずしも隣接して配置される必要はない。   As used herein, “operably linked” means under the control of a transcriptional translational regulatory sequence (eg, promoter, enhancer, silencer, etc.) or translational regulatory sequence that has the expression (operation) of a desired sequence. To be placed. In order for a promoter to be operably linked to a gene, the promoter is usually placed immediately upstream of the gene, but need not necessarily be adjacent.

本明細書では、他のゲノム構造中構造遺伝子のフランキング配列およびエキソン以外のゲノム配列、ならびにエキソン中の配列もまた重要であり得る。例えば、上述の特定の名称が付された配列以外の構造遺伝子のフランキング配列もまた、「プロセス」という観点では、転写制御に関連することが充分予想される。従って、そのようなフランキング配列もまた、本明細書では、転写制御配列に含まれる。エキソン以外のゲノム配列およびエキソン中の配列もまた、「プロセス」という観点では、転写制御に関連することが充分予想される。従って、エキソン以外のゲノム配列およびエキソン中の配列もまた、本明細書では、転写制御配列に含まれる。   As used herein, flanking sequences of other structural structural genes and genomic sequences other than exons, and sequences in exons may also be important. For example, flanking sequences of structural genes other than the sequences with the specific names described above are also expected to be related to transcriptional control in terms of “process”. Accordingly, such flanking sequences are also included herein in transcription control sequences. Genomic sequences other than exons and sequences in exons are also well expected to be involved in transcriptional control in terms of “process”. Accordingly, genomic sequences other than exons and sequences in exons are also included herein in the transcriptional control sequences.

本明細書において「RNAi」とは、RNA interferenceの略称で、二本鎖RNA(dsRNAともいう)のようなRNAiを引き起こす因子を細胞に導入することにより、相同なmRNAが特異的に分解され、遺伝子産物の合成が抑制される現象およびそれに用いられる技術をいう。本明細書においてRNAiはまた、場合によっては、RNAiを引き起こす因子と同義に用いられ得る。   In the present specification, “RNAi” is an abbreviation for RNA interference, and by introducing a factor causing RNAi such as double-stranded RNA (also referred to as dsRNA) into cells, homologous mRNA is specifically degraded, It refers to a phenomenon in which the synthesis of a gene product is suppressed and the technology used for it. As used herein, RNAi can also be used interchangeably with an agent that causes RNAi in some cases.

本明細書において「RNAiを引き起こす因子」とは、RNAiを引き起こすことができるような任意の因子をいう。本明細書において「遺伝子」に対して「RNAiを引き起こす因子」とは、その遺伝子に関するRNAiを引き起こし、RNAiがもたらす効果(例えば、その遺伝子の発現抑制など)が達成されることをいう。そのようなRNAiを引き起こす因子としては、例えば、標的遺伝子の核酸配列の一部に対して少なくとも約70%の相同性を有する配列またはストリンジェントな条件下でハイブリダイズする配列を含む、少なくとも10ヌクレオチド長の二本鎖部分を含むRNAまたはその改変体が挙げられるがそれに限定されない。ここで、この因子は、好ましくは、3’突出末端を含み、より好ましくは、3’突出末端は、2ヌクレオチド長以上のDNA(例えば、2〜4ヌクレオチド長のDNAであり得る。   As used herein, “factor causing RNAi” refers to any factor capable of causing RNAi. In the present specification, the “factor causing RNAi” with respect to “gene” means that RNAi related to the gene is caused and an effect brought about by RNAi (for example, suppression of expression of the gene) is achieved. Factors that cause such RNAi include, for example, at least 10 nucleotides, including sequences having at least about 70% homology to a portion of the nucleic acid sequence of the target gene or sequences that hybridize under stringent conditions Examples include, but are not limited to, RNAs containing long double-stranded portions or variants thereof. Here, the factor preferably comprises a 3 'overhang, more preferably the 3' overhang can be 2 or more nucleotides long DNA (eg 2 to 4 nucleotides long DNA).

理論に束縛されないが、RNAiが働く機構として考えられるものの一つとして、dsRNAのようなRNAiを引き起こす分子が細胞に導入されると、比較的長い(例えば、40塩基対以上)RNAの場合、ヘリカーゼドメインを持つダイサー(Dicer)と呼ばれるRNaseIII様のヌクレアーゼがATP存在下で、その分子を3’末端から約20塩基対ずつ切り出し、短鎖dsRNA(siRNAとも呼ばれる)を生じる。本明細書において「siRNA」とは、short interfering RNAの略称であり、人工的に化学合成されるかまたは生化学的に合成されたものか、あるいは生物体内で合成されたものか、あるいは約40塩基以上の二本鎖RNAが体内で分解されてできた10塩基対以上の短鎖二本鎖RNAをいい、通常、5’−リン酸、3’−OHの構造を有しており、3’末端は約2塩基突出している。このsiRNAに特異的なタンパク質が結合して、RISC(RNA−induced−silencing−complex)が形成される。この複合体は、siRNAと同じ配列を有するmRNAを認識して結合し、RNaseIII様の酵素活性によってsiRNAの中央部でmRNAを切断する。siRNAの配列と標的として切断するmRNAの配列の関係については、100%一致することが好ましい。しかし、siRNAの中央から外れた位置についての塩基の変異については、完全にRNAiによる切断活性がなくなるのではなく、部分的な活性が残存する。他方、siRNAの中央部の塩基の変異は影響が大きく、RNAiによるmRNAの切断活性が極度に低下する。このような性質を利用して、変異をもつmRNAについては、その変異を中央に配したsiRNAを合成し、細胞内に導入することで特異的に変異を含むmRNAだけを分解することができる。従って、本発明では、siRNAそのものをRNAiを引き起こす因子として用いることができるし、siRNAを生成するような因子(例えば、代表的に約40塩基以上のdsRNA)をそのような因子として用いることができる。   Without being bound by theory, one of the possible mechanisms for RNAi to work is that when a molecule that causes RNAi, such as dsRNA, is introduced into a cell, helicase is used in the case of relatively long (eg, 40 base pairs or more) RNA. In the presence of ATP, an RNaseIII-like nuclease called Dicer having a domain excises the molecule from the 3 ′ end by about 20 base pairs to produce a short dsRNA (also called siRNA). As used herein, “siRNA” is an abbreviation for short interfering RNA, which is artificially chemically synthesized, biochemically synthesized, synthesized in an organism, or about 40 This refers to a short double-stranded RNA of 10 base pairs or more formed by decomposing a double-stranded RNA of bases or more in the body, and usually has a 5′-phosphate, 3′-OH structure. 'The end protrudes about 2 bases. A protein specific to this siRNA binds to form RISC (RNA-induced-silencing-complex). This complex recognizes and binds to mRNA having the same sequence as siRNA, and cleaves mRNA at the center of siRNA by RNaseIII-like enzyme activity. The relationship between the siRNA sequence and the mRNA sequence cleaved as a target is preferably 100% identical. However, with respect to the base mutation at a position off the center of siRNA, the cleavage activity by RNAi is not completely lost, but a partial activity remains. On the other hand, the mutation of the base at the center of siRNA has a large effect, and the cleavage activity of mRNA by RNAi is extremely reduced. Utilizing such properties, for mRNA having a mutation, only the mRNA containing the mutation can be specifically decomposed by synthesizing siRNA having the mutation in the center and introducing it into the cell. Therefore, in the present invention, siRNA itself can be used as a factor that causes RNAi, and a factor that generates siRNA (for example, a dsRNA typically having about 40 bases or more) can be used as such a factor. .

また、理論に束縛されることを希望しないが、siRNAは、上記経路とは別に、siRNAのアンチセンス鎖がmRNAに結合してRNA依存性RNAポリメラーゼ(RdRP)のプライマーとして作用し、dsRNAが合成され、このdsRNAが再びダイサーの基質となり、新たなsiRNAを生じて作用を増幅することも企図される。従って、本発明では、siRNA自体およびsiRNAが生じるような因子もまた、有用である。実際に、昆虫などでは、例えば35分子のdsRNA分子が、1,000コピー以上ある細胞内のmRNAをほぼ完全に分解することから、siRNA自体およびsiRNAが生じるような因子が有用であることが理解される。   Although not wishing to be bound by theory, siRNA is synthesized by dsRNA in addition to the pathway described above, where the antisense strand of siRNA binds to mRNA and acts as a primer for RNA-dependent RNA polymerase (RdRP). It is also contemplated that this dsRNA becomes Dicer's substrate again, generating new siRNA and amplifying the action. Thus, in the present invention, siRNA itself and factors that produce siRNA are also useful. Actually, in insects and the like, for example, 35 dsRNA molecules almost completely degrade the mRNA in a cell having 1,000 copies or more, so it is understood that siRNA itself and factors that generate siRNA are useful. Is done.

本発明においてsiRNAと呼ばれる、約20塩基前後(例えば、代表的には約21〜23塩基長)またはそれ未満の長さの二本鎖RNAを用いることができる。このようなsiRNAは、細胞に発現させることにより遺伝子発現を抑制し、そのsiRNAの標的となる病原遺伝子の発現を抑えることから、疾患の治療、予防、予後などに使用することができる。   In the present invention, double-stranded RNA having a length of about 20 bases (for example, typically about 21 to 23 bases in length) or less than that called siRNA can be used. Such siRNA can be used for treatment, prevention, prognosis, etc. of a disease because it suppresses gene expression by expressing in a cell and suppresses expression of a pathogenic gene targeted by the siRNA.

本発明において用いられるsiRNAは、RNAiを引き起こすことができる限り、どのような形態を採っていてもよい。   The siRNA used in the present invention may take any form as long as it can cause RNAi.

別の実施形態において、本発明のRNAiを引き起こす因子は、3’末端に突出部を有する短いヘアピン構造(shRNA;short hairpin RNA)であり得る。本明細書において「shRNA」とは、一本鎖RNAで部分的に回文状の塩基配列を含むことにより、分子内で二本鎖構造をとり、ヘアピンのような構造となる約20塩基対以上の分子をいう。そのようなshRNAは、人工的に化学合成される。あるいは、そのようなshRNAは、センス鎖およびアンチセンス鎖のDNA配列を逆向きに連結したヘアピン構造のDNAをT7 RNAポリメラーゼによりインビトロでRNAを合成することによって生成することができる。理論に束縛されることは希望しないが、そのようなshRNAは、細胞内に導入された後、細胞内で約20塩基(代表的には例えば、21塩基、22塩基、23塩基)の長さに分解され、siRNAと同様にRNAiを引き起こし、本発明の処置効果があることが理解されるべきである。このような効果は、昆虫、植物、動物(哺乳動物を含む)など広汎な生物において発揮されることが理解されるべきである。このように、shRNAは、siRNAと同様にRNAiを引き起こすことから、本発明の有効成分として用いることができる。shRNAはまた、好ましくは、3’突出末端を有し得る。二本鎖部分の長さは特に限定されないが、好ましくは約10ヌクレオチド長以上、より好ましくは約20ヌクレオチド長以上であり得る。ここで、3’突出末端は、好ましくはDNAであり得、より好ましくは少なくとも2ヌクレオチド長以上のDNAであり得、さらに好ましくは2〜4ヌクレオチド長のDNAであり得る。   In another embodiment, the factor causing RNAi of the present invention may be a short hairpin structure (shRNA; short hairpin RNA) having an overhang at the 3 'end. As used herein, “shRNA” is a single-stranded RNA that includes a partially palindromic base sequence, and thus has a double-stranded structure within the molecule, resulting in a hairpin-like structure. The above molecules. Such shRNA is artificially chemically synthesized. Alternatively, such shRNA can be produced by synthesizing RNA in vitro with T7 RNA polymerase, which has a hairpin structure in which the DNA sequences of the sense strand and antisense strand are ligated in the reverse orientation. Although not wishing to be bound by theory, such shRNAs are approximately 20 bases in length (typically 21 bases, 22 bases, 23 bases, for example) after being introduced into the cell. It should be understood that it is degraded to cause RNAi as well as siRNA and has the therapeutic effect of the present invention. It should be understood that such an effect is exerted in a wide range of organisms such as insects, plants, animals (including mammals). Thus, since shRNA causes RNAi like siRNA, it can be used as an active ingredient of the present invention. The shRNA can also preferably have a 3 'overhang. The length of the double-stranded part is not particularly limited, but may preferably be about 10 nucleotides or more, more preferably about 20 nucleotides or more. Here, the 3 'protruding end may be preferably DNA, more preferably DNA having a length of at least 2 nucleotides, and further preferably DNA having a length of 2 to 4 nucleotides.

本発明において用いられるRNAiを引き起こす因子は、人工的に合成した(例えば、化学的または生化学的)ものでも、天然に存在するものでも用いることができ、この両者の間で本発明の効果に本質的な違いは生じない。化学的に合成したものでは、液体クロマトグラフィーなどにより精製をすることが好ましい。   The factor causing RNAi used in the present invention can be either artificially synthesized (for example, chemical or biochemical) or naturally occurring, and the effect of the present invention can be achieved between the two. There is no essential difference. Those chemically synthesized are preferably purified by liquid chromatography or the like.

本発明において用いられるRNAiを引き起こす因子は、インビトロで合成することもできる。この合成系において、T7 RNAポリメラーゼおよびT7プロモーターを用いて、鋳型DNAからアンチセンスおよびセンスのRNAを合成する。これらをインビトロでアニーリングした後、細胞に導入すると、上述のような機構を通じてRNAiが引き起こされ、本発明の効果が達成される。ここでは、例えば、リン酸カルシウム法でそのようなRNAを細胞内に導入することができる。   The factor that causes RNAi used in the present invention can also be synthesized in vitro. In this synthesis system, antisense and sense RNAs are synthesized from template DNA using T7 RNA polymerase and T7 promoter. When these are annealed in vitro and then introduced into cells, RNAi is caused through the mechanism described above, and the effects of the present invention are achieved. Here, for example, such RNA can be introduced into cells by the calcium phosphate method.

本発明のRNAiを引き起こす因子としてはまた、mRNAとハイブリダイズし得る一本鎖、あるいはそれらのすべての類似の核酸アナログのような因子も挙げられる。そのような因子もまた、本発明の処置方法および組成物において有用である。   Factors that cause RNAi of the present invention also include factors such as single strands that can hybridize to mRNA, or all similar nucleic acid analogs thereof. Such factors are also useful in the treatment methods and compositions of the invention.

本明細書において「経時的」とは、時間の経過に対して何らかの行為または現象を関連付けることをいう。   As used herein, “time-dependent” refers to associating some action or phenomenon with the passage of time.

本明細書において「モニター」とは、少なくとも1つのパラメータ(例えば、転写に起因する標識信号など)を指標に、細胞状態を観測することをいう。好ましくは、モニターは、検出機器または計測機器などの機器装置を用いて行われる。より好ましくは、このような機器は、データを記録および/または処理するためにコンピュータに接続される。モニターは、固相支持体(例えば、アレイ、プレートなど)の画像データを得る工程を含み得る。   In this specification, “monitor” refers to observing a cell state using at least one parameter (for example, a labeling signal resulting from transcription) as an index. Preferably, the monitoring is performed using a device such as a detection device or a measurement device. More preferably, such equipment is connected to a computer for recording and / or processing data. The monitor can include obtaining image data of a solid support (eg, array, plate, etc.).

本明細書において「リアルタイム」とは、ある状態が、実質的に同時に別の形態で表示される(例えば、ディスプレイ上の画像としてあるいはデータ処理されたグラフとして)ことをいう。そのような場合、リアルタイムは、データ処理にかかる時間だけタイムラグが生じるが、このようなタイムラグは、実質的に無視できる場合は、リアルタイムに包含される。そのようなタイムラグは、通常10秒以内であり、好ましくは1秒以内であり得るが、それらに限定されず、用途によっては、10秒を超える場合もまたリアルタイムと称することがある。   As used herein, “real time” means that a state is displayed in a different form at substantially the same time (eg, as an image on a display or as a data processed graph). In such a case, the real time has a time lag for the time required for data processing, but such a time lag is included in the real time if it can be substantially ignored. Such a time lag is usually within 10 seconds, preferably within 1 second, but is not limited thereto, and depending on the application, it may also be referred to as real time when it exceeds 10 seconds.

本明細書において細胞状態の「判定」は、種々の方法を用いて行うことができる。そのような方法は、数理的処理(例えば、信号処理法、多変量解析など)、経験的処理、位相の変化などを包含するが、それらに限定されない。   In this specification, the “determination” of the cell state can be performed using various methods. Such methods include, but are not limited to, mathematical processing (eg, signal processing, multivariate analysis, etc.), empirical processing, phase change, and the like.

本明細書において「差分」とは、あるプロファイルについて、コントロールプロファイル(例えば、刺激のない場合)の値を差し引いて提示するような数理的処理をいう。   In this specification, “difference” refers to a mathematical process in which a certain profile is presented by subtracting the value of a control profile (for example, when there is no stimulus).

本明細書において「位相」とは、経時プロファイルについて言及されるとき、そのプロファイルが基準点(通常0とする)より増えているかまたは減っているかを判定し、それぞれ+または−として表現することおよびそれによる解析をいう。   As used herein, “phase” refers to a profile over time, determines whether the profile is increasing or decreasing from a reference point (usually 0), and expressing each as + or − This is the analysis.

本明細書においてプロファイル(例えば、経時プロファイル)と細胞状態との「相関付け」とは、あるプロファイル(例えば、経時プロファイル)またはその変化の特定の情報を、細胞状態に対応付けることをいい、そのような関係を相関関係という。従来、プロファイル(例えば、経時プロファイル)と細胞状態との間の相関付けることは、実質的に不可能であり、そのような関係は知られていなかったことから、本発明において、そのような相関付けを行うことができることは格別の効果といえる。   As used herein, “correlation” between a profile (eg, a time-lapse profile) and a cell state refers to associating a certain profile (eg, a time-lapse profile) or specific information on the change thereof with a cell state. Such a relationship is called a correlation. Conventionally, it has been virtually impossible to correlate between a profile (eg, a time-lapse profile) and a cellular state, and such a relationship has not been known, so in the present invention such a correlation. It can be said that it is a special effect.

本明細書において、相関付けは、少なくとも1つのプロファイル(例えば、経時プロファイル)またはその変動と、細胞、組織、臓器または生体の状態の変化(例えば、薬剤耐性)とを関連付けること、例えば、あるプロファイル(例えば、経時プロファイル)またはその変動と、細胞状態の少なくとも1つのパラメータとを定量的または定性的に対応付けることによって行うことができる。相関付けに使用される少なくとも1つのプロファイル(例えば、経時プロファイル)の数は、相関付けが行うことができる限り少ない数であってよく、通常少なくとも1つ、好ましくは少なくとも2つ、より好ましくは少なくとも3つであり得るがそれらに限定されない。本発明では、少なくとも2つ、好ましくは少なくとも3つの少なくとも1つのプロファイル(例えば、経時プロファイル)を特定することによって、ほぼすべての細胞を特定するに充分であることが判明した。そのような効果は、点で見ていた従来のプロファイリングまたはアッセイでは予測不可能であったことであり、本発明によって初めてもたらされた格別の効果といえる。このような場合、少なくとも1つのプロファイル(例えば、経時プロファイル)と、細胞状態とを対応付ける場合は、行列式を利用して数学的処理を行ってもよい。1つの好ましい実施形態において、相関付けに使用する少なくとも1つのプロファイル(例えば、経時プロファイル)の数は少なくとも8つであることが有利であり得る。8種類の増減を観察することで、理論的には256種類の変化を対応付けることができ、生体を構成するといわれる300種類程度の細胞の種類の数をほぼ網羅することができるからである。その意味において、そのような糖鎖構造の種類としては、少なくとも9種類、または少なくとも10種類観察対象に含めることがさらに有利であり得る。   As used herein, correlation refers to associating at least one profile (eg, a time-lapse profile) or variation thereof with a change in the state of a cell, tissue, organ or organism (eg, drug resistance), eg, a profile (For example, a temporal profile) or a variation thereof and at least one parameter of the cell state can be quantitatively or qualitatively associated with each other. The number of at least one profile (eg, time profile) used for correlation may be as small as correlation can be performed, usually at least one, preferably at least two, more preferably at least There may be three, but it is not limited to them. In the present invention, it has been found that identifying at least two, preferably at least three, at least one profile (eg, a time-lapse profile) is sufficient to identify almost all cells. Such an effect was unpredictable by the conventional profiling or assay that was seen in the point, and can be said to be an exceptional effect brought about by the present invention for the first time. In such a case, when at least one profile (for example, a time-lapse profile) is associated with a cell state, a mathematical process may be performed using a determinant. In one preferred embodiment, it may be advantageous that the number of at least one profile (eg, time profile) used for correlation is at least eight. This is because by observing the eight types of increase / decrease, it is theoretically possible to correlate 256 types of changes, and the number of about 300 types of cells that are said to constitute a living body can be almost covered. In that sense, at least nine types or at least ten types of such sugar chain structures may be further advantageous.

相関付けの具体的方法としては、例えば、信号処理法(ウエーブレットなどによる)、多変量解析(クラスター解析など)などを利用する方法が挙げられるがそれらに限定されない。   Specific methods for correlating include, but are not limited to, methods using signal processing methods (such as wavelets) and multivariate analysis (such as cluster analysis).

相関付けは、あらかじめ行っていてもよいが、細胞の判定ごとにコントロールを使用して行ってもよい。   The correlation may be performed in advance, or may be performed using a control for each cell determination.

本明細書において「外来因子」とは、ある細胞について言及するとき、その細胞において通常内部に存在しない因子(例えば、物質、エネルギーなど)をいう。本明細書において「因子」としては、意図する目的を達成することができる限りどのような物質または他の要素(例えば、電離線、放射線、光、音波などのエネルギー)でもあってもよい。そのような物質としては、例えば、タンパク質、ポリペプチド、オリゴペプチド、ペプチド、ポリヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、ヌクレオチド、核酸(例えば、cDNA、ゲノムDNAのようなDNA、またはmRNA、RNAiのようなRNAを含む)、ポリサッカリド、オリゴサッカリド、脂質、有機低分子(例えば、ホルモン、リガンド、情報伝達物質、有機低分子、コンビナトリアルケミストリで合成された分子、医薬品として利用され得る低分子(例えば、低分子リガンドなど)など)、これらの複合分子が挙げられるがそれらに限定されない。外来因子は、1つ用いられてもよいが、2つ以上の組み合わせを用いてもよい。本明細書において外来因子としては、温度変化、湿度変化、電磁波、電位差、可視光線、赤外線、紫外線、X線、化学物質、圧力、重力変化、ガス分圧および浸透圧などが挙げられるがそれらに限定されない。1つの好ましい実施形態において、外来因子は、生体分子または化学合成物であり得る。   As used herein, “foreign factor” refers to a factor (eg, substance, energy, etc.) that is not normally present in the cell when referring to the cell. As used herein, the “factor” may be any substance or other element (for example, energy such as ionizing radiation, radiation, light, and sound waves) as long as the intended purpose can be achieved. Such substances include, for example, proteins, polypeptides, oligopeptides, peptides, polynucleotides, oligonucleotides, nucleotides, nucleic acids (eg, DNA such as cDNA, genomic DNA, or RNA such as mRNA, RNAi). ), Polysaccharides, oligosaccharides, lipids, small organic molecules (for example, hormones, ligands, signaling substances, small organic molecules, molecules synthesized by combinatorial chemistry, small molecules that can be used as pharmaceuticals (for example, small molecule ligands, etc.) ))), And the like, but are not limited thereto. One exogenous factor may be used, but a combination of two or more may be used. In the present specification, exogenous factors include temperature change, humidity change, electromagnetic wave, potential difference, visible light, infrared ray, ultraviolet ray, X-ray, chemical substance, pressure, gravity change, gas partial pressure and osmotic pressure. It is not limited. In one preferred embodiment, the exogenous factor can be a biomolecule or a chemical composition.

本明細書において使用される「生体分子」とは、生体に関連する分子をいう。本明細書において「生体」とは、生物学的な有機体をいい、動物、植物、菌類、ウイルスなどを含むがそれらに限定されない。従って、本明細書では生体分子は、生体から抽出される分子を包含するが、それに限定されず、生体に影響を与え得る分子であれば生体分子の定義に入る。したがって、コンビナトリアルケミストリで合成された分子、医薬品として利用され得る低分子(たとえば、低分子リガンドなど)もまた生体への効果が意図され得るかぎり、生体分子の定義に入る。そのような生体分子には、タンパク質、ポリペプチド、オリゴペプチド、ペプチド、ポリヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、ヌクレオチド、核酸(例えば、cDNA、ゲノムDNAのようなDNA、mRNAのようなRNAを含む)、ポリサッカライド、オリゴサッカライド、脂質、低分子(例えば、ホルモン、リガンド、情報伝達物質、有機低分子など)、これらの複合分子(糖脂質、糖タンパク質、リポタンパク質など)などが包含されるがそれらに限定されない。生体分子にはまた、細胞への導入が企図される限り、細胞自体、組織の一部も包含され得る。通常、生体分子は、核酸、タンパク質、脂質、糖、プロテオリピッド、リポプロテイン、糖タンパク質およびプロテオグリカンなどであり得る。好ましくは、生体分子は、核酸(DNAまたはRNA)またはタンパク質を含む。別の好ましい実施形態では、生体分子は、核酸(例えば、ゲノムDNAまたはcDNA、あるいはPCRなどによって合成されたDNA)である。他の好ましい実施形態では、生体分子はタンパク質であり得る。好ましくは、そのような生体分子は、ホルモンまたはサイトカインであり得る。   As used herein, “biomolecule” refers to a molecule related to a living body. In this specification, “living body” refers to a biological organism, and includes, but is not limited to, animals, plants, fungi, viruses and the like. Therefore, in this specification, a biomolecule includes a molecule extracted from a living body, but is not limited thereto, and any molecule that can affect a living body falls within the definition of a biomolecule. Therefore, molecules synthesized by combinatorial chemistry, and small molecules that can be used as pharmaceuticals (for example, small molecule ligands, etc.) also fall within the definition of biomolecules as long as effects on the living body can be intended. Such biomolecules include proteins, polypeptides, oligopeptides, peptides, polynucleotides, oligonucleotides, nucleotides, nucleic acids (eg, DNA such as cDNA, genomic DNA, RNA such as mRNA), polysaccharides. , Oligosaccharides, lipids, small molecules (eg, hormones, ligands, signaling substances, organic small molecules, etc.), complex molecules thereof (glycolipids, glycoproteins, lipoproteins, etc.) and the like. . Biomolecules can also include the cell itself, or a portion of tissue, as long as introduction into the cell is contemplated. Usually, biomolecules can be nucleic acids, proteins, lipids, sugars, proteolipids, lipoproteins, glycoproteins, proteoglycans and the like. Preferably, the biomolecule comprises a nucleic acid (DNA or RNA) or protein. In another preferred embodiment, the biomolecule is a nucleic acid (eg, genomic DNA or cDNA, or DNA synthesized by PCR, etc.). In other preferred embodiments, the biomolecule can be a protein. Preferably, such a biomolecule can be a hormone or a cytokine.

本明細書において「化学合成物」とは、通常の化学技術を用いて合成され得るすべての物質をいう。そのような合成技術は、当該分野において周知であり、当業者は、適宜そのような技術を組み合わせて化学合成物を製造することができる。   As used herein, “chemically synthesized product” refers to all substances that can be synthesized using ordinary chemical techniques. Such synthesis techniques are well known in the art, and those skilled in the art can appropriately combine such techniques to produce chemical compounds.

本明細書において使用される「サイトカイン」は、当該分野において用いられる最も広義の意味と同様に定義され、細胞から産生され同じまたは異なる細胞に作用する生理活性物質をいう。サイトカインは、一般にタンパク質またはポリペプチドであり、免疫応答の制禦作用、内分泌系の調節、神経系の調節、抗腫瘍作用、抗ウイルス作用、細胞増殖の調節作用、細胞分化の調節作用などを有する。本明細書では、サイトカインはタンパク質形態または核酸形態あるいは他の形態であり得るが、実際に作用する時点においては、サイトカインは通常はタンパク質形態を意味する。本明細書において用いられる「増殖因子」とは、細胞の増殖を促進または制御する物質をいう。増殖因子は、成長因子または発育因子ともいわれる。増殖因子は、細胞培養または組織培養において、培地に添加されて血清高分子物質の作用を代替し得る。多くの増殖因子は、細胞の増殖以外に、分化状態の制御因子としても機能することが判明している。サイトカインには、代表的には、インターロイキン類、ケモカイン類、コロニー刺激因子のような造血因子、腫瘍壊死因子、インターフェロン類が含まれる。増殖因子としては、代表的には、血小板由来増殖因子(PDGF)、上皮増殖因子(EGF)、線維芽細胞増殖因子(FGF)、肝実質細胞増殖因子(HGF)、血管内皮増殖因子(VEGF)のような増殖活性を有するものが挙げられる。   As used herein, “cytokine” is defined in the same manner as the broadest meaning used in the art, and refers to a physiologically active substance produced from a cell and acting on the same or different cells. Cytokines are generally proteins or polypeptides, and have a suppressive action on the immune response, regulation of the endocrine system, regulation of the nervous system, antitumor action, antiviral action, regulation of cell proliferation, regulation of cell differentiation, etc. . As used herein, cytokines can be in protein or nucleic acid form or other forms, but at the point of action, cytokines usually mean protein forms. As used herein, “growth factor” refers to a substance that promotes or regulates cell growth. Growth factors are also referred to as growth factors or growth factors. Growth factors can be added to the medium in cell or tissue culture to replace the action of serum macromolecules. Many growth factors have been found to function as regulators of the differentiation state in addition to cell growth. Cytokines typically include interleukins, chemokines, hematopoietic factors such as colony stimulating factors, tumor necrosis factors, and interferons. Typically, growth factors include platelet derived growth factor (PDGF), epidermal growth factor (EGF), fibroblast growth factor (FGF), hepatocyte growth factor (HGF), vascular endothelial growth factor (VEGF). Those having a proliferative activity such as

本明細書において使用される「ホルモン」とは、当該分野において通常用いられる最も広い意味と同じ意味で用いられ、動植物の特定の器官または細胞で作られ,産出される部位からは隔たった器官にその特異的な生理作用をあらわす生理的有機化合物をいう。そのようなホルモンとしては、成長ホルモン、性ホルモン、甲状腺ホルモンなどが挙げられるがそれらに限定されない。そのようなホルモンは、一部、上記サイトカインとそのさす範囲が重複し得る。   As used herein, “hormone” is used in the same meaning as the broadest meaning normally used in the art, and refers to an organ that is made of a specific organ or cell of animals and plants and separated from the site where it is produced. It refers to a physiological organic compound that exhibits its specific physiological action. Such hormones include, but are not limited to, growth hormone, sex hormone, thyroid hormone and the like. Such hormones may partially overlap with the above cytokines.

本明細書において「アクチン作用物質」とは、細胞内のアクチンに対して直接的または間接的に相互作用して、アクチンの形態または状態を変化させる機能を有する物質をいう。そのような物質としては、例えば、細胞外マトリクスタンパク質(例えば、フィブロネクチン、ビトロネクチン、ラミニンなど)が挙げられるがそれらに限定されない。そのようなアクチン作用物質には、以下のようなアッセイによって同定される物質が含まれる。本明細書において、アクチンへの相互作用の評価は、アクチン染色試薬(Molecular Probes, Texas Red−X phalloidin)などによりアクチンを可視化した後、顕鏡し、アクチン凝集や細胞伸展を観察することによってアクチンの凝集、再構成および/または細胞伸展速度の向上という現象が確認されることによって判定される。これらの判定は、定量的または定性的に行われ得る。このようなアクチン作用物質は、トランスフェクションの効率を上昇させるために本発明において利用される。本発明において用いられるアクチン作用物質が生体に由来する場合、その由来は何でもよく、例えば、ヒト、マウス、ウシなどの哺乳動物種があげられる。   As used herein, “actin acting substance” refers to a substance having a function of changing the form or state of actin by directly or indirectly interacting with intracellular actin. Examples of such substances include, but are not limited to, extracellular matrix proteins (for example, fibronectin, vitronectin, laminin, etc.). Such actin acting substances include substances identified by the following assays. In this specification, the interaction with actin is evaluated by visualizing actin with an actin staining reagent (Molecular Probes, Texas Red-X phalloidin), etc., and then microscopically observing actin aggregation and cell extension. This is determined by confirming the phenomenon of aggregation, reconstitution and / or improvement of cell spreading rate. These determinations can be made quantitatively or qualitatively. Such actin acting substances are utilized in the present invention to increase the efficiency of transfection. When the actin acting substance used in the present invention is derived from a living body, the origin may be anything, and examples thereof include mammalian species such as human, mouse and cow.

本明細書において「細胞接着因子」もしくは「細胞接着分子」(Cell adhesion molecule)または「接着因子」もしくは「接着分子」とは、互換可能に使用され、2つ以上の細胞の互いの接近(細胞接着)または基質と細胞との間の接着を媒介する分子をいう。一般には、細胞と細胞の接着(細胞間接着)に関する分子(cell−cell adhesion molecule)と,細胞と細胞外マトリックスとの接着(細胞−基質接着)に関与する分子(cell−substrate adhesion molecule)に分けられる。本発明の方法では、いずれの分子も有用であり、有効に使用することができる。従って、本明細書において細胞接着分子は、細胞−基質接着の際の基質側のタンパク質を包含するが、本明細書では、細胞側のタンパク質(例えば、インテグリンなど)も包含され、タンパク質以外の分子であっても、細胞接着を媒介する限り、本明細書における細胞接着分子または細胞接着分子の概念に入る。   As used herein, “cell adhesion factor” or “cell adhesion molecule” or “adhesion factor” or “adhesion molecule” are used interchangeably and refer to the proximity of two or more cells (cells). Adhesion) or a molecule that mediates adhesion between a substrate and a cell. Generally, a molecule (cell-cell adhesion molecule) relating to cell-cell adhesion (cell-cell adhesion) and a molecule (cell-substrate adhesion molecule) involved in adhesion between cells and extracellular matrix (cell-substrate adhesion). Divided. In the method of the present invention, any molecule is useful and can be used effectively. Therefore, in the present specification, the cell adhesion molecule includes a protein on the substrate side during cell-substrate adhesion, but in this specification, a protein on the cell side (for example, integrin etc.) is also included. Even so, as long as it mediates cell adhesion, it falls within the concept of cell adhesion molecules or cell adhesion molecules herein.

細胞間接着に関しては、カドヘリン、免疫グロブリンスーパーファミリーに属する多くの分子(NCAM、L1、ICAM、ファシクリンII、IIIなど)、セレクチンなどが知られており、それぞれ独特な分子反応により細胞膜を結合させることも知られている。   Regarding cell-cell adhesion, cadherin, many molecules belonging to the immunoglobulin superfamily (NCAM, L1, ICAM, fasciclin II, III, etc.), selectins, etc. are known, and each binds the cell membrane by a unique molecular reaction. Is also known.

他方、細胞−基質接着のために働く主要な細胞接着分子はインテグリンで,細胞外マトリックスに含まれる種々のタンパク質を認識し結合する。これらの細胞接着分子はすべて細胞膜表面にあり,一種のレセプター(細胞接着受容体)とみなすこともできる。従って、細胞膜にあるこのようなレセプターもまた本発明の方法において使用することができる。そのようなレセプターとしては、例えば、αインテグリン、βインテグリン、CD44,シンデカンおよびアグリカンなどが挙げられるがそれに限定されない。細胞接着に関する技術は、上述のもののほかの知見も周知であり、例えば、細胞外マトリックス−臨床への応用− メディカルレビュー社に記載されている。   On the other hand, the main cell adhesion molecule that works for cell-substrate adhesion is integrin, which recognizes and binds various proteins contained in the extracellular matrix. These cell adhesion molecules are all on the cell membrane surface and can be regarded as a kind of receptor (cell adhesion receptor). Thus, such receptors in the cell membrane can also be used in the methods of the invention. Examples of such receptors include, but are not limited to, α integrin, β integrin, CD44, syndecan and aggrecan. As for the technology relating to cell adhesion, other findings other than those described above are also well known, and are described in, for example, extracellular matrix-clinical application-medical review.

ある分子が細胞接着分子であるかどうかは、生化学的定量(SDS−PAG法、標識コラーゲン法)、免疫学的定量(酵素抗体法、蛍光抗体法、免疫組織学的検討)PDR法、ハイブリダイゼイション法などのようなアッセイにおいて陽性となることを判定することにより判定することができる。このような細胞接着分子としては、コラーゲン、インテグリン、フィブロネクチン、ラミニン、ビトロネクチン、フィブリノゲン、免疫グロブリンスーパーファミリー(例えば、CD2、CD4、CD8、ICM1、ICAM2、VCAM1)、セレクチン、カドヘリンなどが挙げられるがそれに限定されない。このような細胞接着分子の多くは、細胞への接着と同時に細胞間相互作用による細胞活性化の補助シグナルを細胞内に伝達する。そのような補助シグナルを細胞内に伝達することができるかどうかは、生化学的定量(SDS−PAG法、標識コラーゲン法)、免疫学的定量(酵素抗体法、蛍光抗体法、免疫組織学的検討)PDR法、ハイブリダイゼイション法というアッセイにおいて陽性となることを判定することにより判定することができる。   Whether a certain molecule is a cell adhesion molecule is determined by biochemical quantification (SDS-PAG method, labeled collagen method), immunological quantification (enzyme antibody method, fluorescent antibody method, immunohistological examination), PDR method, hybrid It can be determined by determining that it is positive in an assay such as a hybridization method. Examples of such cell adhesion molecules include collagen, integrin, fibronectin, laminin, vitronectin, fibrinogen, immunoglobulin superfamily (eg, CD2, CD4, CD8, ICM1, ICAM2, VCAM1), selectin, cadherin and the like. It is not limited. Many of such cell adhesion molecules transmit an auxiliary signal of cell activation by cell-cell interaction into the cell simultaneously with adhesion to the cell. Whether such auxiliary signals can be transmitted into cells is determined by biochemical quantification (SDS-PAG method, labeled collagen method), immunological quantification (enzyme antibody method, fluorescent antibody method, immunohistochemistry). Examination) It can be determined by determining that it is positive in an assay called PDR method or hybridization method.

細胞接着分子としては、例えば、カドヘリン、免疫グロブリンスーパーファミリー分子(CD 2、LFA−3、ICAM−1、CD2、CD4、CD8、ICM1、ICAM2、VCAM1など);インテグリンファミリー分子(LFA−1、Mac−1、gpIIbIIIa、p150、95、VLA1、VLA2、VLA3、VLA4、VLA5、VLA6など);セレクチンファミリー分子(L−セレクチン,E−セレクチン,P−セレクチンなど)などが挙げられるがそれらに限定されない。   Examples of cell adhesion molecules include cadherin, immunoglobulin superfamily molecules (CD2, LFA-3, ICAM-1, CD2, CD4, CD8, ICM1, ICAM2, VCAM1, etc.); integrin family molecules (LFA-1, Mac -1, gpIIbIIIa, p150, 95, VLA1, VLA2, VLA3, VLA4, VLA5, VLA6, etc.); selectin family molecules (L-selectin, E-selectin, P-selectin, etc.) and the like.

本明細書において「細胞外マトリクスタンパク質」とは「細胞外マトリクス」のうちタンパク質であるものをいう。本明細書において「細胞外マトリクス」(ECM)とは「細胞外基質」とも呼ばれ、当該分野において通常用いられる意味と同様の意味で用いられ、上皮細胞、非上皮細胞を問わず体細胞(somatic cell)の間に存在する物質をいう。細胞外マトリクスは、組織の支持だけでなく、すべての体細胞の生存に必要な内部環境の構成に関与する。細胞外マトリクスは一般に、結合組織細胞から産生されるが、一部は上皮細胞や内皮細胞のような基底膜を保有する細胞自身からも分泌される。線維成分とその間を満たす基質とに大別され、線維成分としては膠原線維および弾性線維がある。基質の基本構成成分はグリコサミノグリカン(酸性ムコ多糖)であり、その大部分は非コラーゲン性タンパクと結合してプロテオグリカン(酸性ムコ多糖−タンパク複合体)の高分子を形成する。このほかに、基底膜のラミニン、弾性線維周囲のミクロフィブリル(microfibril)、線維、細胞表面のフィブロネクチンなどの糖タンパクも基質に含まれる。特殊に分化した組織でも基本構造は同一で、例えば硝子軟骨では軟骨芽細胞によって特徴的に大量のプロテオグリカンを含む軟骨基質が産生され、骨では骨芽細胞によって石灰沈着が起こる骨基質が産生される。従って、本発明において用いられる細胞外マトリクスとしては、例えば、コラーゲン、エラスチン、プロテオグリカン、グリコサミノグリカン、フィブロネクチン、ビトロネクチン、ラミニン、弾性繊維、膠原繊維などが挙げられるがそれに限定されない。   As used herein, “extracellular matrix protein” refers to a protein that is a protein among “extracellular matrix”. In the present specification, “extracellular matrix” (ECM) is also referred to as “extracellular matrix”, and is used in the same meaning as commonly used in the art, somatic cells (whether epithelial cells or non-epithelial cells) A substance existing between somatic cells). The extracellular matrix is responsible not only for tissue support, but also for the construction of the internal environment necessary for the survival of all somatic cells. The extracellular matrix is generally produced from connective tissue cells, but some are also secreted from the cells themselves that possess a basement membrane, such as epithelial cells and endothelial cells. The fiber component is roughly classified into a fiber component and a matrix filling the space, and the fiber component includes collagen fiber and elastic fiber. The basic component of the substrate is glycosaminoglycan (acid mucopolysaccharide), most of which binds to non-collagenous protein to form a polymer of proteoglycan (acid mucopolysaccharide-protein complex). In addition, laminin of the basement membrane, microfibril around the elastic fiber, fiber, and glycoprotein such as fibronectin on the cell surface are included in the substrate. The basic structure is the same in specially differentiated tissues, for example, hyaline cartilage produces chondrocytes that contain a large amount of proteoglycan, characteristically by chondroblasts, and bone produces bone matrix that causes calcification by osteoblasts. . Accordingly, examples of the extracellular matrix used in the present invention include, but are not limited to, collagen, elastin, proteoglycan, glycosaminoglycan, fibronectin, vitronectin, laminin, elastic fiber, collagen fiber and the like.

本明細書において「レセプター」とは、細胞上または核内などに存在し、外界からの因子または細胞内の因子に対する結合能を有し、その結合によりシグナルが伝達される分子をいう。レセプターは通常タンパク質の形態をとる。レセプターの結合パートナーは、通常リガンドという。   As used herein, the term “receptor” refers to a molecule that is present on a cell or in the nucleus, has a binding ability to an external factor or an intracellular factor, and a signal is transmitted by the binding. The receptor is usually in the form of a protein. The binding partner of a receptor is usually called a ligand.

本明細書において「アゴニスト」とは、ある生体作用物質(例えば、リガンド)のレセプターに結合し、その物質のもつ作用と同じ(あるいは類似の)作用を現わす因子をいう。   As used herein, “agonist” refers to a factor that binds to the receptor of a biologically active substance (for example, a ligand) and exhibits the same (or similar) action as that substance.

本明細書において「アンタゴニスト」とは、ある生体作用物質(例えば、リガンド)のレセプターへの結合に拮抗的に働き、それ自身はそのレセプターを介した生理作用を現わさない因子をいう。拮抗薬、遮断剤(ブロッカー)、阻害剤(インヒビター)などもこのアンタゴニストに包含される。   As used herein, the term “antagonist” refers to a factor that acts antagonistically on the binding of a biologically active substance (eg, ligand) to a receptor and does not itself exhibit a physiological effect via the receptor. Antagonists, blockers (blockers), inhibitors (inhibitors) and the like are also encompassed by this antagonist.

(デバイス・固相支持体)
本明細書において「デバイス」とは、装置の一部または全部を構成することができる部分をいい、支持体(好ましくは固相支持体)およびその支持体に担持されるべき標的物質などから構成される。そのようなデバイスとしては、チップ、アレイ、マイクロタイタープレート、細胞培養プレート、シャーレ、フィルム、ビーズなどが挙げられるがそれらに限定されない。
(Device / Solid support)
In this specification, “device” refers to a part that can constitute part or all of the apparatus, and is composed of a support (preferably a solid support) and a target substance to be supported on the support. Is done. Such devices include, but are not limited to, chips, arrays, microtiter plates, cell culture plates, petri dishes, films, beads, and the like.

本明細書において使用される「支持体」は、生体分子のような物質を固定することができる材料(material)をいう。支持体の材料としては、共有結合かまたは非共有結合のいずれかで、本発明において使用される生体分子のような物質に結合する特性を有するかまたはそのような特性を有するように誘導体化され得る、任意の固体材料が挙げられる。   As used herein, “support” refers to a material that can immobilize a substance such as a biomolecule. Support materials can be either covalently bonded or non-covalently bonded to a substance such as a biomolecule used in the present invention or derivatized to have such characteristics. Any solid material to be obtained is mentioned.

支持体として使用するためのそのような材料としては、固体表面を形成し得る任意の材料が使用され得るが、例えば、ガラス、シリカ、シリコン、セラミック、二酸化珪素、プラスチック、金属(合金も含まれる)、天然および合成のポリマー(例えば、ポリスチレン、セルロース、キトサン、デキストラン、およびナイロン)などが挙げられるがそれらに限定されない。支持体は、複数の異なる材料の層から形成されていてもよい。例えば、ガラス、石英ガラス、アルミナ、サファイア、フォルステライト、酸化珪素、炭化珪素、窒化珪素などの無機絶縁材料を使用することができる。ポリエチレン、エチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、ポリエチレンテレフタレート、不飽和ポリエステル、含フッ素樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、アクリル樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリスチレン、アセタール樹脂、ポリカーボネート、ポリアミド、フェノール樹脂、ユリア樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、スチレン・アクリロニトリル共重合体、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体、シリコーン樹脂、ポリフェニレンオキサイド、ポリスルホンなどの有機材料を用いることができる。本発明においてはまた、ニトロセルロース膜、ナイロン膜、PVDF膜など、ブロッティングに使用される膜を用いることもできる。支持体を構成する材料が固相である場合、本明細書において特に「固相支持体」という。本明細書において、プレート、マイクロウェルプレート、チップ、スライドグラス、フィルム、ビーズ、金属(表面)などの形態をとり得る。支持体はコーティングされていてもよく、コーティングされていなくてもよい。   As such a material for use as a support, any material capable of forming a solid surface can be used, for example, glass, silica, silicon, ceramic, silicon dioxide, plastic, metal (including alloys) ), Natural and synthetic polymers such as, but not limited to, polystyrene, cellulose, chitosan, dextran, and nylon. The support may be formed from a plurality of layers of different materials. For example, an inorganic insulating material such as glass, quartz glass, alumina, sapphire, forsterite, silicon oxide, silicon carbide, or silicon nitride can be used. Polyethylene, ethylene, polypropylene, polyisobutylene, polyethylene terephthalate, unsaturated polyester, fluorine-containing resin, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetal, acrylic resin, polyacrylonitrile, polystyrene, acetal resin, polycarbonate Organic materials such as polyamide, phenol resin, urea resin, epoxy resin, melamine resin, styrene / acrylonitrile copolymer, acrylonitrile butadiene styrene copolymer, silicone resin, polyphenylene oxide, and polysulfone can be used. In the present invention, a membrane used for blotting, such as a nitrocellulose membrane, a nylon membrane, or a PVDF membrane, can also be used. When the material constituting the support is a solid phase, it is particularly referred to herein as “solid support”. In the present specification, it may take the form of a plate, microwell plate, chip, slide glass, film, bead, metal (surface) and the like. The support may be coated or uncoated.

本明細書において「液相」とは、当該分野において通常用いられる意味と同じ意味で用いられ、通常、溶液中での状態をいう。   In the present specification, the “liquid phase” is used in the same meaning as commonly used in the art, and usually refers to a state in a solution.

本明細書において「固相」とは、当該分野において用いられる意味と同じ意味で用いられ、通常、固体の状態をいう。本明細書において液体および固体を総合して流体ということがある。   In the present specification, the “solid phase” is used in the same meaning as used in the art, and usually refers to a solid state. In this specification, liquid and solid may be collectively referred to as fluid.

本明細書において使用される「基板」とは、本発明のチップまたはアレイが構築される材料(好ましくは固体)をいう。したがって、基板はプレートの概念に包含される。基板の材料としては、共有結合かまたは非共有結合のいずれかで、本発明において使用される生体分子に結合する特性を有するかまたはそのような特性を有するように誘導体化され得る、任意の固体材料が挙げられる。   As used herein, “substrate” refers to the material (preferably solid) on which the chips or arrays of the invention are constructed. Therefore, the substrate is included in the concept of a plate. The material of the substrate can be any solid, either covalently or noncovalently, that has the property of binding to the biomolecules used in the present invention or that can be derivatized to have such properties. Materials.

プレートおよび基板として使用するためのそのような材料としては、固体表面を形成し得る任意の材料が使用され得るが、例えば、ガラス、シリカ、シリコン、セラミック、二酸化珪素、プラスチック、金属(合金も含まれる)、天然および合成のポリマー(例えば、ポリスチレン、セルロース、キトサン、デキストラン、およびナイロン)が挙げられるがそれらに限定されない。基板は、複数の異なる材料の層から形成されていてもよい。例えば、ガラス、石英ガラス、アルミナ、サファイア、フォルステライト、炭化珪素、酸化珪素、窒化珪素などの無機絶縁材料を使用できる。また、ポリエチレン、エチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、ポリエチレンテレフタレート、不飽和ポリエステル、含フッ素樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、アクリル樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリスチレン、アセタール樹脂、ポリカーボネート、ポリアミド、フェノール樹脂、ユリア樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、スチレン・アクリロニトリル共重合体、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体、シリコーン樹脂、ポリフェニレンオキサイド、ポリスルホン等の有機材料を用いることができる。基板として好ましい材質は、測定機器などの種々のパラメータによって変動し、当業者は、上述のような種々の材料から適切なものを適宜選択することができる。トランスフェクションアレイのためには、スライドグラスが好ましい。好ましくは、そのような基材は、コーティングされ得る。   Such materials for use as plates and substrates can be any material that can form a solid surface, for example, glass, silica, silicon, ceramic, silicon dioxide, plastics, metals (including alloys) Natural and synthetic polymers such as, but not limited to, polystyrene, cellulose, chitosan, dextran, and nylon. The substrate may be formed from a plurality of layers of different materials. For example, inorganic insulating materials such as glass, quartz glass, alumina, sapphire, forsterite, silicon carbide, silicon oxide, and silicon nitride can be used. Polyethylene, ethylene, polypropylene, polyisobutylene, polyethylene terephthalate, unsaturated polyester, fluorine-containing resin, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetal, acrylic resin, polyacrylonitrile, polystyrene, acetal resin Organic materials such as polycarbonate, polyamide, phenol resin, urea resin, epoxy resin, melamine resin, styrene / acrylonitrile copolymer, acrylonitrile butadiene styrene copolymer, silicone resin, polyphenylene oxide, and polysulfone can be used. A preferable material for the substrate varies depending on various parameters such as a measuring instrument, and those skilled in the art can appropriately select an appropriate material from the various materials described above. Glass slides are preferred for transfection arrays. Preferably, such a substrate can be coated.

本明細書において「コーティング」とは、固相支持体または基板について用いられるとき、その固相支持体または基板の表面上にある物質の膜を形成させることおよびそのような膜をいう。コーティングは種々の目的で行われ、例えば、固相支持体および基板の品質向上(例えば、寿命の向上、耐酸性などの耐環境性の向上)、固相支持体または基板に結合されるべき物質の親和性の向上などを目的とすることが多い。そのようなコーティングのための物質としては、種々の物質が用いられ得、上述の固相支持体および基板自体に使用される物質のほか、DNA、RNA、タンパク質、脂質などの生体物質、ポリマー(例えば、ポリ−L−リジン、MAS(松浪硝子、岸和田、日本から入手可能)、疎水性フッ素樹脂)、シラン(APS(例えば、γ−アミノプロピルシラン))、金属(例えば、金など)が使用され得るがそれらに限定されない。そのような物質の選択は当業者の技術範囲内にあり、当該分野において周知の技術を用いて場合ごとに選択することができる。一つの好ましい実施形態では、そのようなコーティングは、ポリ−L−リジン、シラン、(例えば、エポキシシランまたはメルカプトシラン、APS(γ−アミノプロピルシラン))、MAS、疎水性フッ素樹脂、金のような金属を用いることが有利であり得る。このような物質は、細胞または細胞を含む物体(例えば、生体、臓器など)に適合する物質を用いることが好ましい。   As used herein, “coating”, when used on a solid support or substrate, refers to the formation of a film of material on the surface of the solid support or substrate and such a film. The coating is performed for various purposes, for example, improving the quality of the solid support and the substrate (for example, improving the lifetime, improving the environmental resistance such as acid resistance), the substance to be bonded to the solid support or the substrate. In many cases, the purpose is to improve the affinity. Various materials can be used as the material for such coating. In addition to the materials used for the solid phase support and the substrate itself, biological materials such as DNA, RNA, protein, and lipid, polymers ( For example, poly-L-lysine, MAS (available from Matsunami Glass, Kishiwada, Japan), hydrophobic fluororesin), silane (APS (eg, γ-aminopropylsilane)), metal (eg, gold, etc.) are used. Can be, but is not limited to. The selection of such materials is within the skill of the artisan and can be selected on a case-by-case basis using techniques well known in the art. In one preferred embodiment, such coatings are poly-L-lysine, silane (eg, epoxy silane or mercapto silane, APS (γ-aminopropyl silane)), MAS, hydrophobic fluororesin, gold and the like. It may be advantageous to use a simple metal. As such a substance, it is preferable to use a substance that is compatible with a cell or an object including the cell (eg, a living body, an organ, etc.).

本明細書において「チップ」または「マイクロチップ」は、互換可能に用いられ、多様の機能をもち、システムの一部となる超小型集積回路をいう。チップとしては、例えば、DNAチップ、プロテインチップなどが挙げられるがそれらに限定されない。   In this specification, “chip” or “microchip” is used interchangeably and refers to a micro integrated circuit that has various functions and is a part of a system. Examples of the chip include, but are not limited to, a DNA chip and a protein chip.

本明細書において「アレイ」とは、1以上(例えば、1000以上)の標的物質を含む組成物(例えば、DNA、タンパク質、トランスフェクト混合物)が整列されて配置されたパターンまたはパターンを有する基板(例えば、チップ)そのものをいう。アレイの中で、小さな基板(例えば、10×10mm上など)上にパターン化されているものはマイクロアレイというが、本明細書では、マイクロアレイとアレイとは互換可能に使用される。従って、上述の基板より大きなものにパターン化されたものでもマイクロアレイと呼ぶことがある。例えば、アレイはそれ自身固相表面または膜に固定されている所望のトランスフェクト混合物のセットで構成される。アレイは好ましくは同一のまたは異なる抗体を少なくとも10個、より好ましくは少なくとも10個、およびさらに好ましくは少なくとも10個、さらにより好ましくは少なくとも10個を含む。これらの抗体は、好ましくは表面が125×80mm、より好ましくは10×10mm上に配置される。形式としては、96ウェルマイクロタイタープレート、384ウェルマイクロタイタープレートなどのマイクロタイタープレートの大きさのものから、スライドグラス程度の大きさのものが企図される。固定される標的物質を含む組成物は、1種類であっても複数種類であってもよい。そのような種類の数は、1個〜スポット数までの任意の数であり得る。例えば、約10種類、約100種類、約500種類、約1000種類の標的物質を含む組成物が固定され得る。 As used herein, the term “array” refers to a substrate having a pattern or pattern in which compositions (eg, DNA, protein, transfection mixture) including one or more (eg, 1000 or more) target substances are arranged and arranged. For example, the chip itself. Among the arrays, those patterned on a small substrate (eg, 10 × 10 mm) are referred to as microarrays. In this specification, microarrays and arrays are used interchangeably. Accordingly, even a pattern that is larger than the above-described substrate may be called a microarray. For example, an array is composed of a set of desired transfection mixtures that are themselves immobilized on a solid surface or membrane. Array preferably comprises at least 10 two identical or different antibodies, at least 10 3 and more preferably, and more preferably at least 10 4, even more preferably at least 10 5 a. These antibodies are preferably arranged on a surface of 125 × 80 mm, more preferably 10 × 10 mm. As the format, a microtiter plate of a size such as a 96-well microtiter plate or a 384-well microtiter plate or a size of a slide glass is contemplated. The composition containing the target substance to be immobilized may be one kind or plural kinds. The number of such types can be any number from 1 to the number of spots. For example, a composition containing about 10 types, about 100 types, about 500 types, and about 1000 types of target substances can be immobilized.

基板のような固相表面または膜には、上述のように任意の数の標的物質(例えば、抗体のようなタンパク質)が配置され得るが、通常、基板1つあたり、10個の生体分子まで、他の実施形態において10個の生体分子まで、10個の生体分子まで、10個の生体分子まで、10個の生体分子まで、10個の生体分子まで、または10個の生体分子までの個の生体分子が配置され得るが、10個の生体分子を超える標的物質を含む組成物が配置されていてもよい。これらの場合において、基板の大きさはより小さいことが好ましい。特に、標的物質を含む組成物(例えば、抗体のようなタンパク質)のスポットの大きさは、単一の生体分子のサイズと同じ小さくあり得る(これは、1−2nmの桁であり得る)。最小限の基板の面積は、いくつかの場合において基板上の生体分子の数によって判定される。本発明では、細胞への導入が企図される標的物質を含む組成物は、通常、0.01mm〜10mmのスポット状に共有結合あるいは物理的相互作用によって配列固定されている。 Any number of target substances (eg, proteins such as antibodies) can be placed on a solid surface or membrane such as a substrate as described above, but typically 10 8 biomolecules per substrate. Up to 10 7 biomolecules, up to 10 6 biomolecules, up to 10 5 biomolecules, up to 10 4 biomolecules, up to 10 3 biomolecules, or 10 2 in other embodiments. Individual biomolecules up to one biomolecule can be arranged, but a composition containing a target substance exceeding 10 8 biomolecules may be arranged. In these cases, the size of the substrate is preferably smaller. In particular, the spot size of a composition comprising a target substance (eg, a protein such as an antibody) can be as small as the size of a single biomolecule (this can be on the order of 1-2 nm). The minimum substrate area is determined in some cases by the number of biomolecules on the substrate. In the present invention, a composition containing a target substance intended to be introduced into a cell is usually arrayed and fixed in a spot shape of 0.01 mm to 10 mm by covalent bonding or physical interaction.

アレイ上には、生体分子の「スポット」が配置され得る。本明細書において「スポット」とは、標的物質を含む組成物の一定の集合をいう。本明細書において「スポッティング」とは、ある標的物質を含む組成物のスポットをある基板またはプレートに作製することをいう。スポッティングはどのような方法でも行うことができ、例えば、ピペッティングなどによって達成され得、あるいは自動装置で行うこともでき、そのような方法は当該分野において周知である。   A “spot” of biomolecules can be placed on the array. As used herein, “spot” refers to a certain set of compositions containing a target substance. As used herein, “spotting” refers to producing a spot of a composition containing a target substance on a substrate or plate. Spotting can be done by any method, for example, it can be accomplished by pipetting or the like, or it can be done by automated equipment, such methods are well known in the art.

本明細書において使用される「アドレス」とは、基板上のユニークな位置をいい、他のユニークな位置から弁別可能であり得るものをいう。アドレスは、そのアドレスを伴うスポットとの関連づけに適切であり、そしてすべての各々のアドレスにおける存在物が他のアドレスにおける存在物から識別され得る(例えば、光学的)、任意の形状を採り得る。アドレスを定める形は、例えば、円状、楕円状、正方形、長方形であり得るか、または不規則な形であり得る。したがって、「アドレス」は、抽象的な概念を示し、「スポット」は具体的な概念を示すために使用され得るが、両者を区別する必要がない場合、本明細書においては、「アドレス」と「スポット」とは互換的に使用され得る。   As used herein, an “address” refers to a unique location on a substrate and may be distinguishable from other unique locations. The address is suitable for associating with a spot with that address, and can take any shape, with entities at all each address being distinguishable from entities at other addresses (eg, optical). The shape defining the address can be, for example, a circle, an ellipse, a square, a rectangle, or an irregular shape. Therefore, “address” indicates an abstract concept, and “spot” can be used to indicate a specific concept, but in the present specification, if it is not necessary to distinguish between the two, “Spot” may be used interchangeably.

各々のアドレスを定めるサイズは、とりわけ、その基板の大きさ、特定の基板上のアドレスの数、標的物質を含む組成物の量および/または利用可能な試薬、微粒子のサイズおよびそのアレイが使用される任意の方法のために必要な解像度の程度に依存する。大きさは、例えば、1−2nmから数cmの範囲であり得るが、そのアレイの適用に一致した任意の大きさが可能である。   The size defining each address is, among other things, the size of the substrate, the number of addresses on a particular substrate, the amount of composition containing the target substance and / or available reagents, the size of the microparticles and the array thereof. Depends on the degree of resolution required for any method. The size can range, for example, from 1-2 nm to several centimeters, but can be any size consistent with the application of the array.

アドレスを定める空間配置および形状は、そのマイクロアレイが使用される特定の適用に適合するように設計される。アドレスは、密に配置され得、広汎に分散され得るか、または特定の型の分析物に適切な所望のパターンへとサブグループ化され得る。   The spatial arrangement and shape defining the address is designed to suit the particular application in which the microarray is used. The addresses can be densely distributed, widely distributed, or subgrouped into a desired pattern appropriate for a particular type of analyte.

マイクロアレイについては、ゲノム機能研究プロトコール(実験医学別冊 ポストゲノム時代の実験講座1)、ゲノム医科学とこれからのゲノム医療(実験医学増刊)などに広く概説されている。   Microarrays are widely reviewed in the genome function research protocol (experimental medicine separate volume, experimental lecture 1 in the post-genomic era), genomic medicine science and future genomic medicine (experimental medicine extra number).

マイクロアレイから得られるデータは膨大であることから、クローンとスポットとの対応の管理、データ解析などを行うためのデータ解析ソフトウェアが重要である。そのようなソフトウェアとしては、各種検出システムに付属のソフトウェアが利用可能である(Ermolaeva Oら(1998)Nat.Genet.20:19−23)。また、データベースのフォーマットとしては、例えば、Affymetrixが提唱しているGATC(genetic analysis technology consortium)と呼ばれる形式が挙げられる。   Since the data obtained from the microarray is enormous, data analysis software for managing the correspondence between clones and spots, data analysis, etc. is important. As such software, software attached to various detection systems can be used (Ermolaeva O et al. (1998) Nat. Genet. 20: 19-23). The database format includes, for example, a format called GATC (Genetic Analysis Technology Consortium) proposed by Affymetrix.

微細加工については、例えば、Campbell,S.A.(1996).The Science andEngineering of Microelectronic Fabrication,Oxford University Press;Zaut,P.V.(1996).Micromicroarray Fabrication:a Practical Guide to Semiconductor Processing,Semiconductor Services;Madou,M.J.(1997).Fundamentals of Microfabrication,CRC1 5 Press;Rai−Choudhury,P.(1997).Handbook of Microlithography,Micromachining,& Microfabrication:Microlithographyなどに記載されており、これらは本明細書において関連する部分が参考として援用される。   For microfabrication, see, for example, Campbell, S .; A. (1996). The Science and Engineering of Microelectronic Fabrication, Oxford University Press; Zaut, P. et al. V. (1996). Micromicroarray Fabrication: a Practical Guide to Semiconductor Processing, Semiconductor Services; Madou, M .; J. et al. (1997). Fundamentals of Microfabrication, CRC1 5 Press; Rai-Chudhury, P .; (1997). Handbook of Microlithography, Micromachining, & Microfabrication: Microlithography, etc., which are incorporated by reference in the relevant portions herein.

(検出)
本発明の細胞分析または判定方法では、細胞またはそれに相互作用する物質に起因する情報を検出することができる限り、種々の検出方法および検出手段を用いることができる。そのような検出方法および検出手段としては、例えば、目視、共焦点顕微鏡、レーザー光源を用いた読取装置、表面プラズモン共鳴(SPR)イメージング、電気信号、化学的または生化学的マーカーを用いる方法および手段を挙げることができるがそれらに限定されない。そのような検出装置の例としては、蛍光分析装置、分光光度計、シンチレーションカウンター、CCD、ルミノメーターなどが挙げられるがそれらに限定されない。生体分子を検出することができるあらゆる手段が使用され得る。
(detection)
In the cell analysis or determination method of the present invention, various detection methods and detection means can be used as long as information resulting from cells or substances interacting with the cells can be detected. Such detection methods and means include, for example, visual observation, confocal microscopes, readers using laser light sources, surface plasmon resonance (SPR) imaging, electrical signals, methods and means using chemical or biochemical markers But are not limited to these. Examples of such a detection device include, but are not limited to, a fluorescence analyzer, a spectrophotometer, a scintillation counter, a CCD, a luminometer, and the like. Any means capable of detecting biomolecules can be used.

本明細書において「マーカー」とは、目的とする物質または状態についてレベルまたは頻度を示す生物学的因子をいう。そのようなマーカーの例としては、遺伝子をコードする核酸、遺伝子産物、代謝産物、レセプター、リガンド、抗体などが挙げられるがそれらに限定されない。   As used herein, “marker” refers to a biological agent that indicates a level or frequency for a target substance or condition. Examples of such markers include, but are not limited to, nucleic acids encoding genes, gene products, metabolites, receptors, ligands, antibodies and the like.

したがって、本明細書において細胞状態に関連する「マーカー」とは、転写制御因子のほか、細胞状態を示す細胞内因子(例えば、遺伝子をコードする核酸、遺伝子産物(例えば、mRNA、タンパク質、翻訳後修飾タンパク質など)、代謝産物、レセプターなど)に対して相互作用する因子(例えば、リガンド、抗体、相補的な核酸など)が挙げられるがそれらに限定されない。本発明では、このようなマーカーは、経時プロファイルを生成して解析するために使用され得る。そのようなマーカーは、好ましくは、目的とする因子と相互作用し得る。本明細書中で使用される場合、マーカーに対する「特異性」とは、類似の分子よりも目的の分子に対する相互作用の程度が有意に高いマーカーの性質をいう。本発明では、そのようなマーカーは、細胞内部に存在するが、細胞外に存在してもよい。   Therefore, in this specification, the “marker” related to the cell state includes not only a transcriptional regulatory factor but also an intracellular factor indicating the cell state (eg, a nucleic acid encoding a gene, a gene product (eg, mRNA, protein, post-translation) Modified proteins, etc.), metabolites, receptors, etc.) (eg, ligands, antibodies, complementary nucleic acids, etc.). In the present invention, such markers can be used to generate and analyze a temporal profile. Such markers are preferably capable of interacting with the factor of interest. As used herein, “specificity” for a marker refers to the property of a marker that has a significantly higher degree of interaction with a molecule of interest than a similar molecule. In the present invention, such a marker is present inside the cell, but may be present outside the cell.

本明細書において「標識」とは、目的となる分子または物質を他から識別する因子(たとえば、物質、エネルギー、電磁波など)をいう。そのような標識方法としては、RI(ラジオアイソトープ)法、蛍光法、ビオチン法、化学発光法等を挙げられるが、これらに限定されない。上記の核酸断片および相補性を示すオリゴヌクレオチドを蛍光法によって標識する場合には、蛍光発光極大波長が互いに異なる蛍光物質が標識のために使用される。各々の蛍光発光極大波長の差は、10nm以上であり得ることが好ましい。蛍光物質としては、核酸の塩基部分と結合できるものであれば何れも用いることができるが、好ましくは、シアニン色素(例えば、CyDyeTMシリーズのCy3、Cy5等)、ローダミン6G試薬、N−アセトキシ−N2−アセチルアミノフルオレン(AAF)、AAIF(AAFのヨウ素誘導体)等が挙げられる。蛍光発光極大波長の差が10nm以上である蛍光物質としては、例えば、Cy5とローダミン6G試薬との組み合わせ、Cy3とフルオレセインとの組み合わせ、ローダミン6G試薬とフルオレセインとの組み合わせ等を挙げることができる。本発明では、このような標識を利用して、使用される検出手段に検出され得るように目的とする対象を改変することができる。そのような改変は、当該分野において公知であり、当業者は標識および目的とする対象に、適切な方法を用いてそのような改変を実施することができる。 In the present specification, the “label” refers to a factor (for example, a substance, energy, electromagnetic wave, etc.) that distinguishes a target molecule or substance from others. Examples of such labeling methods include, but are not limited to, RI (radioisotope) method, fluorescence method, biotin method, chemiluminescence method and the like. When the above-described nucleic acid fragment and the complementary oligonucleotide are labeled by a fluorescence method, fluorescent substances having different fluorescence emission maximum wavelengths are used for labeling. It is preferable that the difference of each fluorescence emission maximum wavelength can be 10 nm or more. Any fluorescent substance can be used as long as it can bind to the base moiety of the nucleic acid, but preferably a cyanine dye (for example, CyDye series Cy3, Cy5, etc.), rhodamine 6G reagent, N-acetoxy- N2-acetylaminofluorene (AAF), AAIF (iodine derivative of AAF) and the like can be mentioned. Examples of the fluorescent substance having a difference in fluorescence emission maximum wavelength of 10 nm or more include a combination of Cy5 and rhodamine 6G reagent, a combination of Cy3 and fluorescein, a combination of rhodamine 6G reagent and fluorescein, and the like. In the present invention, by using such a label, the target object can be modified so that it can be detected by the detection means used. Such modifications are known in the art, and one of ordinary skill in the art can perform such modifications using methods appropriate to the label and the subject of interest.

本明細書において「相互作用」には、疎水性相互作用、親水性相互作用、水素結合、ファンデルワールス力、イオン性相互作用、非イオン性相互作用、静電的相互作用などが挙げられるがそれらに限定されない。   In the present specification, “interaction” includes hydrophobic interaction, hydrophilic interaction, hydrogen bond, van der Waals force, ionic interaction, nonionic interaction, electrostatic interaction and the like. It is not limited to them.

本明細書において「相互作用のレベル」とは、2つの物質(細胞などを含む)の間の相互作用について言及する場合、その2つの物質の間の相互作用の程度または頻度をいう。そのような相互作用のレベルは、当該分野において周知の方法によって測定することができる。そのような方法としては、例えば、実際に相互作用し固定状態にある細胞の数は、例えば、限定されることなく、光学顕微鏡、蛍光顕微鏡、位相差顕微鏡などを使用するか、あるいは細胞に特異的なマーカー、抗体、蛍光標識などで細胞を染色してその強度を測定することにより、直接または間接的(例えば、反射光強度)に計数される。これらのレベルは、マーカーから直接または標識を介して間接的に表示することができる。このようなレベルの測定値から、例えば、あるスポットにおいて実際に転写または発現する遺伝子の個数または頻度を算出することができる。   As used herein, “level of interaction” refers to the degree or frequency of interaction between two substances when referring to the interaction between the two substances (including cells). The level of such interaction can be measured by methods well known in the art. As such a method, for example, the number of cells that actually interact and are in a fixed state is not limited, for example, using an optical microscope, a fluorescence microscope, a phase contrast microscope, etc. By directly staining cells with a typical marker, antibody, fluorescent label, etc. and measuring their intensities, they are counted directly or indirectly (eg, reflected light intensity). These levels can be displayed directly from the marker or indirectly through a label. From the measured value at such a level, for example, the number or frequency of genes that are actually transcribed or expressed in a certain spot can be calculated.

(提示および表示)
本明細書において「表示」および「提示」とは、互換可能に使用され、本発明の方法に従って得られたプロファイルまたはそれに由来する情報を直接または間接的にあるいは情報処理をした形態で具現化することをいう。そのような表示の形態としては、グラフ、写真、表、アニメーションなど種々の方法があり、限定されない。そのような技術は、例えば、METHODS IN CELL BIOLOGY, VOL. 56, ed. 1998, pp:185−215、A High−Resolusion Multimode Digital Microscope System(Sluder & Wolf、Salmon)に記載され、顕微鏡を自動化し、カメラを制御するためのアプリケーションソフトウェアとともに、自動光学顕微鏡、カメラ、およびZ軸フォーカス装置を含む、ハードウェアシステムの設計について議論されており、本発明において利用することができる。カメラによるイメージ取得は、Inoue and Spring, Video Miroscopy,2d.Edition,1997に詳細に記載されており、本明細書において参考文献として援用される。
(Presentation and display)
In the present specification, “display” and “presentation” are used interchangeably and embody a profile obtained according to the method of the present invention or information derived therefrom directly or indirectly or in a form of information processing. That means. Such display forms include, but are not limited to, various methods such as graphs, photographs, tables, and animations. Such techniques are described, for example, in METHODS IN CELL BIOLOGY, VOL. 56, ed. 1998, pp: 185-215, A High-Resolution Multimode Digital Microscope System (Sluder & Wolf, Salmon), together with application software for automating and controlling cameras, automatic optical microscopes, cameras, and Z The design of a hardware system including an axis focus device is discussed and can be used in the present invention. Image acquisition by a camera is described in Inoue and Spring, Video Miroscope, 2d. Edition, 1997, which is incorporated herein by reference.

リアルタイムの表示もまた、当該分野において周知の技術を用いて行うことができる。例えば、全てのイメージが取得され、半永久的メモリに格納された後か、あるいはイメージの取得と実質的に同時に、イメージは、適切なアプリケーションソフトウェアで処理され、処理されたデータを得ることができる。例えば、データは、画像が中断されないシーケンスをプレイバックする、リアルタイムでイメージを表示する、または焦点面における変化および連続として、照射光を示す「ムービー」として表示するための方法により、処理することができる。   Real-time display can also be performed using techniques well known in the art. For example, after all images have been acquired and stored in semi-permanent memory, or at substantially the same time as image acquisition, the images can be processed with suitable application software to obtain processed data. For example, the data can be processed by a method for playing back a sequence where the images are not interrupted, displaying the images in real time, or displaying them as a “movie” that shows the illumination light as changes and continuations in the focal plane. it can.

別の実施形態では、測定および表示用アプリケーションソフトウェアは、通常刺激付与の条件または検出信号の記録条件を設定するためのソフトウエアを含んでいる。この測定および表示用アプリケーションによって、コンピュータは細胞に刺激を付与する手段と、細胞から検出された信号を処理する手段とを有するだけでなく、光学観察手段(SITカメラおよび画像ファイル装置)および/または細胞培養手段の制御を行うこともできる。   In another embodiment, the measurement and display application software includes software for setting conditions for applying a normal stimulus or recording conditions for a detection signal. With this measurement and display application, the computer not only has means for stimulating the cells and means for processing the signals detected from the cells, but also optical observation means (SIT cameras and image file devices) and / or The cell culture means can also be controlled.

パラメータ設定画面では、キーボード、タッチパネルまたはマウスなどを用いて刺激条件を入力することにより、所望の複雑な刺激条件の設定が可能である。その他、細胞培養の温度、pHなどの諸条件の設定をキーボード、マウスなどを用いて行うことができる。   On the parameter setting screen, a desired complicated stimulation condition can be set by inputting the stimulation condition using a keyboard, a touch panel, a mouse, or the like. In addition, various conditions such as cell culture temperature and pH can be set using a keyboard, mouse or the like.

表示画面では、細胞から検出された経時プロファイルまたはそれに由来する情報をリアルタイムでまたは記録後に表示する。また、記録された別のプロファイルまたはそれに由来する情報を細胞の顕微鏡像に重ねて表示することもできる。記録情報の表示とともに、記録時の測定パラメータ(刺激条件、記録条件、表示条件、処理条件、細胞の諸条件、温度、pH等)もまたリアルタイムで表示することができる。温度またはpHが許容範囲を外れたときの警報機能も備えられていてもよい。   On the display screen, the time-lapse profile detected from the cells or information derived therefrom is displayed in real time or after recording. Further, another recorded profile or information derived therefrom can be displayed superimposed on the microscopic image of the cell. Along with the display of the recorded information, the measurement parameters at the time of recording (stimulation conditions, recording conditions, display conditions, processing conditions, cell conditions, temperature, pH, etc.) can also be displayed in real time. An alarm function may also be provided when the temperature or pH is outside the acceptable range.

データ解析画面では、種々の数理解析(例えば、フーリエ変換、クラスター解析、FFT解析、コヒーレンス解析、コリレーション解析など)の条件を設定することが可能である。一時的なプロファイル表示機能、トポグラフィー表示機能、も備えていてもよい。これらの解析結果は、記録媒体に保存されている顕微鏡像に重ねて表示することができる。   On the data analysis screen, it is possible to set conditions for various mathematical analyzes (for example, Fourier transform, cluster analysis, FFT analysis, coherence analysis, correlation analysis, etc.). A temporary profile display function and a topography display function may also be provided. These analysis results can be displayed superimposed on a microscopic image stored in a recording medium.

(遺伝子導入)
本明細書において、核酸分子を細胞に導入するために、あらゆる技術が使用され得、例えば、形質転換、形質導入、トランスフェクションなどが挙げられる。本明細書では、トランスフェクションが好ましい。
(Gene transfer)
As used herein, any technique can be used to introduce a nucleic acid molecule into a cell, including, for example, transformation, transduction, transfection, and the like. Transfection is preferred herein.

本明細書において「トランスフェクション」とは、遺伝子DNA、プラスミドDNA、ウイルスDNA、ウイルスRNAなどを、実質的に(ウイルス粒子を除く)裸の状態でかまたはこのような遺伝子物質を細胞の懸濁液に加えて、細胞に取り込ませて遺伝子導入またはトランスフェクションを行うことをいう。通常トランスフェクションによって導入された遺伝子は、一過的に細胞において発現するが、永続的に取り込まれる場合もある。   As used herein, “transfection” refers to genetic DNA, plasmid DNA, viral DNA, viral RNA, etc. that are substantially naked (excluding viral particles) or such genetic material suspended in cells. In addition to the solution, it means that the gene is introduced into cells and transfected. Usually, a gene introduced by transfection is transiently expressed in cells, but may be permanently taken up.

そのような核酸分子の導入技術は、当該分野において周知であり、かつ、慣用されるものであり、例えば、Ausubel F.A.ら編(1988)、Current Protocols in Molecular Biology、Wiley、New York、NY;Sambrook Jら(1987)Molecular Cloning:A Laboratory Manual,第2版およびその第三版,Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,NY、別冊実験医学「遺伝子導入&発現解析実験法」羊土社、1997などに記載される。遺伝子の導入は、ノーザンブロット分析およびウェスタンブロット分析のような本明細書に記載される方法または他の周知慣用技術を用いて確認することができる。   Such a technique for introducing a nucleic acid molecule is well known in the art and commonly used. For example, Ausubel F. et al. A. (1988), Current Protocols in Molecular Biology, Wiley, New York, NY; Sambrook J, et al. (1987) Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Third Edition NY, a separate volume of experimental medicine “Gene Transfer & Expression Analysis Experimental Method”, Yodosha, 1997, and the like. Gene transfer can be confirmed using the methods described herein, such as Northern blot analysis and Western blot analysis, or other well known conventional techniques.

本明細書において遺伝子操作について言及する場合、「ベクター」または「組み換えベクター」とは、目的のポリヌクレオチド配列を目的の細胞へと移入させるベクターをいう。そのようなベクターとしては、原核細胞、酵母、動物細胞、植物細胞、昆虫細胞、動物個体および植物個体などの宿主細胞において自立複製が可能、または染色体中への組込みが可能で、本発明のポリヌクレオチドの転写に適した位置にプロモーターを含有する。クローニングに適したベクターを「クローニングベクター」という。そのようなクローニングベクターは通常、制限酵素部位を複数含むマルチプルクローニング部位を含む。そのような制限酵素部位およびマルチプルクローニング部位は、当該分野において周知であり、当業者は、本明細書に記載される文献(例えば、Sambrookら、前出)に従って、目的に合わせて適宜選択して使用することができる。そのような技術は、
本明細書において「発現ベクター」とは、構造遺伝子およびその発現を調節するプロモーターに加えて宿主の細胞中で作動し得る状態の種々の調節エレメントを含む核酸配列をいう。調節エレメントは、好ましくは、ターミネーター、薬剤耐性遺伝子のような選択マーカーおよび、エンハンサーを含み得る。
In this specification, when referring to genetic manipulation, “vector” or “recombinant vector” refers to a vector for transferring a target polynucleotide sequence to a target cell. Such vectors can be autonomously replicated in host cells such as prokaryotic cells, yeast, animal cells, plant cells, insect cells, individual animals and individual plants, or can be integrated into chromosomes. It contains a promoter at a position suitable for nucleotide transcription. A vector suitable for cloning is called a “cloning vector”. Such cloning vectors usually contain multiple cloning sites that contain multiple restriction enzyme sites. Such restriction enzyme sites and multiple cloning sites are well known in the art, and those skilled in the art can appropriately select according to the purpose according to the literature described in this specification (for example, Sambrook et al., Supra). Can be used. Such technology is
As used herein, the term “expression vector” refers to a nucleic acid sequence containing various regulatory elements in a state capable of operating in a host cell, in addition to a structural gene and a promoter that regulates its expression. Regulatory elements can preferably include terminators, selectable markers such as drug resistance genes, and enhancers.

原核細胞に対する「組換えベクター」としては、pcDNA3(+)、pBluescript−SK(+/−)、pGEM−T、pEF−BOS、pEGFP、pHAT、pUC18、pFT−DESTTM42GATEWAY(Invitrogen)などが例示されるが、これらに限定されない。 Examples of “recombinant vectors” for prokaryotic cells include pcDNA3 (+), pBluescript-SK (+/−), pGEM-T, pEF-BOS, pEGFP, pHAT, pUC18, pFT-DEST 42GATEWAY (Invitrogen), etc. However, it is not limited to these.

動物細胞に対する「組換えベクター」としては、pcDNAI/Amp、pcDNAI、pCDM8(いずれもフナコシより市販)、pAGE107[特開平3−229(Invitrogen)、pAGE103[J.Biochem.,101,1307(1987)]、pAMo、pAMoA[J.Biol.Chem.,268,22782−22787(1993)]、マウス幹細胞ウイルス(Murine Stem Cell Virus)(MSCV)に基づいたレトロウイルス型発現ベクター、pEF−BOS、pEGFPなどが例示されるが、これらに限定されない。   “Recombinant vectors” for animal cells include pcDNAI / Amp, pcDNAI, pCDM8 (all commercially available from Funakoshi), pAGE107 [Japanese Patent Laid-Open No. 3-229 (Invitrogen), pAGE103 [J. Biochem. , 101, 1307 (1987)], pAMo, pAMoA [J. Biol. Chem. , 268, 22782-2787 (1993)], retroviral expression vectors based on mouse stem cell virus (MSCV), pEF-BOS, pEGFP, and the like, but are not limited thereto.

植物細胞に対する組換えベクターとしては、pPCVICEn4HPT、pCGN1548、pCGN1549、pBI221、pBI121などが挙げられるがそれらに限定されない。   Recombinant vectors for plant cells include, but are not limited to, pPCVICEn4HPT, pCGN1548, pCGN1549, pBI221, pBI121 and the like.

また、ベクターの導入方法としては、細胞にDNAを導入する上述のような方法であればいずれも用いることができ、例えば、トランスフェクション、形質導入、形質転換など(例えば、リン酸カルシウム法、リポソーム法、DEAEデキストラン法、エレクトロポレーション法、パーティクルガン(遺伝子銃)を用いる方法など)、リポフェクション法、スフェロプラスト法(Proc.Natl.Acad.Sci.USA,84,1929(1978))、酢酸リチウム法(J.Bacteriol.,153,163(1983))およびProc.Natl.Acad.Sci.USA,75,1929(1978))などが挙げられる。   Moreover, as a method for introducing a vector, any of the above-described methods for introducing DNA into cells can be used. For example, transfection, transduction, transformation, etc. (for example, calcium phosphate method, liposome method, DEAE dextran method, electroporation method, method using particle gun (gene gun), etc.), lipofection method, spheroplast method (Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 84, 1929 (1978)), lithium acetate method (J. Bacteriol., 153, 163 (1983)) and Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 75, 1929 (1978)).

本明細書において「遺伝子導入試薬」とは、遺伝子導入方法において、導入効率を促進するために用いられる試薬をいう。そのような遺伝子導入試薬としては、例えば、カチオン性高分子、カチオン性脂質、ポリアミン系試薬、ポリイミン系試薬、リン酸カルシウムなどが挙げられるがそれらに限定されない。トランスフェクションの際に使用される試薬の具体例としては、種々なソースから市販されている試薬が挙げられ、例えば、Effectene Transfection Reagent(cat.no.301425,Qiagen,CA),TransFastTM Transfection Reagent(E2431,Promega,WI),TfxTM−20 Reagent(E2391,Promega,WI),SuperFect Transfection Reagent(301305,Qiagen,CA),PolyFect Transfection Reagent(301105,Qiagen,CA),LipofectAMINE 2000 Reagent(11668−019,Invitrogen corporation,CA),JetPEI(×4)conc.(101−30,Polyplus−transfection,France)およびExGen 500(R0511,Fermentas Inc.,MD)などが挙げられるがそれらに限定されない。 In the present specification, the “gene introduction reagent” refers to a reagent used for promoting the introduction efficiency in the gene introduction method. Examples of such gene introduction reagents include, but are not limited to, cationic polymers, cationic lipids, polyamine reagents, polyimine reagents, calcium phosphate, and the like. Specific examples of reagents used during transfection include reagents commercially available from various sources, such as Effectene Transfection Reagent (cat. No. 301425, Qiagen, CA), TransFast Transfection Reagent ( E2431, Promega, WI), Tfx -20 Reagent (E2391, Promega, WI), SuperFect Transfection Reagent (301305, Qiagen, CA), PolyFect Transfection Reagent (301105, ReGentE16, AM9E11, Q9, E9, Q9, E9, Q9, E9, Q9, E9, Q9, E9, Q9, E9, Q9, Q9, Q9, Q9, Q9, Q9, Q9, Q9, Q9, Q9, Q9, Q11, Q9, Q9, Q9, Q9, Q9, Q9, Q9, Q9, Q9, Q9, Q9, Q9, Q9, Q9, Q9, Q9, Q9, Q9, Q1, E1 Invitro en corporation, CA), JetPEI (× 4) conc. (101-30, Polyplus-translation, France) and ExGen 500 (R0511, Fermentas Inc., MD) and the like.

遺伝子発現(たとえば、mRNA発現、ポリペプチド発現)の「検出」または「定量」は、例えば、mRNAの測定および免疫学的測定方法を含む適切な方法を用いて達成され得る。分子生物学的測定方法としては、例えば、ノーザンブロット法、ドットブロット法またはPCR法などが例示される。免疫学的測定方法としては、例えば、方法としては、マイクロタイタープレートを用いるELISA法、RIA法、蛍光抗体法、ウェスタンブロット法、免疫組織染色法などが例示される。また、定量方法としては、ELISA法またはRIA法などが例示される。アレイ(例えば、DNAアレイ、プロテインアレイ)を用いた遺伝子解析方法も使用され得る。DNAアレイについては、(秀潤社編、細胞工学別冊「DNAマイクロアレイと最新PCR法」)に広く概説されている。プロテインアレイについては、Nat Genet.2002 Dec;32 Suppl:526−32に詳述されている。遺伝子発現の分析法としては、上述の技術に加えて、RT−PCR、RACE法、SSCP法、免疫沈降法、two−hybridシステム、インビトロ翻訳などが挙げられるがそれらに限定されない。他の分析方法は、例えば、ゲノム解析実験法・中村祐輔ラボ・マニュアル、編集・中村祐輔 羊土社(2002)などに記載されており、本明細書においてそれらの記載はすべて参考として援用される。   “Detection” or “quantification” of gene expression (eg, mRNA expression, polypeptide expression) can be accomplished using suitable methods, including, for example, mRNA measurement and immunoassay methods. Examples of molecular biological measurement methods include Northern blotting, dot blotting, and PCR. Examples of the immunological measurement method include ELISA method using a microtiter plate, RIA method, fluorescent antibody method, Western blot method, immunohistochemical staining method and the like. Examples of the quantitative method include an ELISA method and an RIA method. Genetic analysis methods using arrays (eg, DNA arrays, protein arrays) can also be used. The DNA array is widely outlined in (edited by Shujunsha, separate volume of cell engineering "DNA microarray and latest PCR method"). For protein arrays, see Nat Genet. 2002 Dec; 32 Suppl: 526-32. Examples of gene expression analysis methods include, but are not limited to, RT-PCR, RACE method, SSCP method, immunoprecipitation method, two-hybrid system, in vitro translation and the like in addition to the above-described techniques. Other analysis methods are described in, for example, Genome Analysis Experimental Method / Yusuke Nakamura Lab Manual, Editing / Yusuke Nakamura Yodosha (2002), etc., all of which are incorporated herein by reference. .

本明細書において「発現量」とは、目的の細胞において、ポリペプチドまたはmRNAが発現される量をいう。「発現量」としては、本発明の抗体を用いた免疫学的測定方法(例えば、ELISA法、RIA法、蛍光抗体法、ウェスタンブロット法、免疫組織染色法など)を含む任意の適切な方法により評価されるポリペプチドのタンパク質発現量、または分子生物学的測定方法(例えば、ノーザンブロット法、ドットブロット法、PCR法など)を含む適切な方法により評価されるポリペプチドのmRNA発現量が挙げられる。「発現量の変化」とは、上記免疫学的測定方法または分子生物学的測定方法を含む任意の適切な方法により評価される本発明のポリペプチドのタンパク質レベルまたはmRNA発現量が増加あるいは減少することを意味する。   As used herein, “expression level” refers to the amount of polypeptide or mRNA expressed in a target cell. “Expression level” is determined by any appropriate method including immunological measurement methods using the antibody of the present invention (eg, ELISA method, RIA method, fluorescent antibody method, Western blot method, immunohistochemical staining method, etc.). The protein expression level of the polypeptide to be evaluated, or the mRNA expression level of the polypeptide to be evaluated by an appropriate method including a molecular biological measurement method (eg, Northern blot method, dot blot method, PCR method, etc.) . “Change in expression level” means an increase or decrease in the protein level or mRNA expression level of the polypeptide of the present invention evaluated by any appropriate method including the above immunological measurement method or molecular biological measurement method. Means that.

(スクリーニング)
本明細書において「スクリーニング」とは、目的とするある特定の性質をもつ生物または物質などの標的を、特定の操作/評価方法で多数を含む集団の中から選抜することをいう。スクリーニングのために、本発明の物質(例えば、抗体)、ポリペプチドまたは核酸分子を使用することができる。
(screening)
As used herein, “screening” refers to selecting a target such as a target organism or substance having a specific property from a large number of populations by a specific operation / evaluation method. For screening, substances of the invention (eg antibodies), polypeptides or nucleic acid molecules can be used.

本明細書において、免疫反応を利用してスクリーニングを行うことを、「免疫表現型分類(immunophenotyping)」ともいう。この場合、抗体または単鎖抗体は、細胞株および生物学的対象の免疫表現型分類のために利用され得る。遺伝子の転写産物・翻訳産物は、細胞特異的マーカーとして、あるいはより詳細には、特定の細胞型の分化および/または成熟の種々の段階で示差的に発現される細胞マーカーとして有用であり得る。特異的エピトープ、またはエピトープの組み合わせに対して指向されるモノクローナル抗体は、マーカーを発現する細胞集団のスクリーニングを可能とする。種々の技術が、マーカーを発現する細胞集団をスクリーニングするために、モノクローナル抗体を用いて利用される。そのような技術には、抗体でコーティングされた磁気ビーズを用いる磁気分離、固体マトリクス(すなわち、プレート)に付着した抗体を用いる「パニング(panning)」、ならびにフローサイトメトリーが挙げられるが、これらに限定されない(例えば、米国特許第5,985,660号;およびMorrisonら、Cell,96:737−49(1999)を参照)。   In the present specification, screening using an immune reaction is also referred to as “immunophenotyping”. In this case, antibodies or single chain antibodies can be utilized for immunophenotyping of cell lines and biological subjects. Gene transcripts / translation products may be useful as cell-specific markers or, more particularly, as cell markers that are differentially expressed at various stages of differentiation and / or maturation of a particular cell type. Monoclonal antibodies directed against specific epitopes or combinations of epitopes allow screening of cell populations that express the marker. Various techniques are utilized with monoclonal antibodies to screen cell populations that express the marker. Such techniques include magnetic separation using antibody-coated magnetic beads, “panning” using antibodies attached to a solid matrix (ie, a plate), and flow cytometry. Without limitation (see, eg, US Pat. No. 5,985,660; and Morrison et al., Cell, 96: 737-49 (1999)).

これらの技術は、ヒト臍帯血において見出され得るような細胞増殖および/または分化を起こし得るかまたは未分化状態への改変処置を行った未分化の細胞(例えば、胚性幹細胞、組織幹細胞など)を含む細胞集団についてスクリーニングするために利用され得る。   These techniques allow cell proliferation and / or differentiation as can be found in human umbilical cord blood, or have undergone modification treatment to an undifferentiated state (eg, embryonic stem cells, tissue stem cells, etc. ) Can be utilized to screen for cell populations.

(診断)
本明細書において「診断」とは、被検体における疾患、障害、状態などに関連する種々のパラメータを同定し、そのような疾患、障害、状態の現状を判定することをいう。本発明の方法、装置、システムを用いることによって、糖鎖構造を分析し、薬剤耐性レベルと相関付けることができ、そのような情報を用いて、被検体における疾患、障害、状態、投与すべき処置または予防のための処方物または方法などの種々のパラメータを選定することができる。
(Diagnosis)
As used herein, “diagnosis” refers to identifying various parameters related to a disease, disorder, or condition in a subject and determining the current state of such a disease, disorder, or condition. By using the methods, devices, and systems of the present invention, glycan structures can be analyzed and correlated with drug resistance levels, and such information should be used to treat diseases, disorders, conditions, and subjects in a subject. Various parameters can be selected such as a formulation or method for treatment or prevention.

本発明の診断方法は、原則として、被検体の身体から出たものを利用することができ、医師などの医療従事者の手を離れて実施することができることから、産業上有用である。   The diagnostic method of the present invention is industrially useful because, in principle, the diagnostic method of the subject can be used from the body of the subject and can be carried out with the hands of medical personnel such as doctors away.

(治療)
本明細書において「治療」とは、ある疾患または障害の悪化を防止、好ましくは、ある疾患または障害の現状維持、より好ましくは、ある疾患または障害の軽減、さらに好ましくはある疾患または障害を消長させることをいう。
(Treatment)
As used herein, “treatment” refers to preventing the deterioration of a certain disease or disorder, preferably maintaining the current state of a certain disease or disorder, more preferably alleviating a certain disease or disorder, and more preferably reducing a certain disease or disorder. It means to make it.

本明細書において「被検体」とは、本発明の処置が適用される生物をいい、「患者」ともいわれる。患者または被検体は好ましくは、ヒトであり得る。   In the present specification, the “subject” refers to an organism to which the treatment of the present invention is applied, and is also referred to as a “patient”. The patient or subject may preferably be a human.

本明細書において、被験体の疾患、障害または状態に関する「原因」もしくは「病因」とは、その疾患、障害または状態に関連する因子をいい(総称して「病変」ともいい、または植物では「病変」ともいう)、原因または病因となる物質(病原因子)、疾患因子、疾患細胞、病原ウイルスなどが挙げられるがこれらに限定されない。   As used herein, “cause” or “etiology” relating to a disease, disorder or condition in a subject refers to factors associated with the disease, disorder or condition (collectively referred to as “lesions” or “ Also referred to as “lesion”), a causative or pathogenic substance (pathogenic factor), a disease factor, a diseased cell, a pathogenic virus, and the like.

本発明が対象とする「疾患」は、病原遺伝子が関連する任意の疾患であり得る。そのような疾患としては、癌、ウイルスまたは細菌による感染症、アレルギー、高血圧、高脂血症、糖尿病、心臓病、脳梗塞、痴呆症、肥満、動脈硬化性疾患、不妊症、精神神経疾患、白内障、早老症、紫外線放射線過敏症などが挙げられるがそれらに限定されない。   The “disease” targeted by the present invention can be any disease associated with a pathogenic gene. Such diseases include cancer, viral or bacterial infections, allergies, hypertension, hyperlipidemia, diabetes, heart disease, cerebral infarction, dementia, obesity, arteriosclerotic diseases, infertility, neuropsychiatric disorders, Examples include, but are not limited to, cataracts, progeria, and ultraviolet radiation hypersensitivity.

本発明が対象とする「障害」は、病原遺伝子が関連する任意の障害であり得る。   A “disorder” targeted by the present invention may be any disorder associated with a pathogenic gene.

そのような疾患、障害または状態の具体例としては、例えば、循環器系疾患(貧血(例えば、再生不良性貧血(特に重症再生不良性貧血)、腎性貧血、がん性貧血、二次性貧血、不応性貧血など)、がんまたは腫瘍(例えば、白血病、多発性骨髄腫)など);神経系疾患(痴呆症、脳卒中およびその後遺症、脳腫瘍、脊髄損傷など);免疫系疾患(T細胞欠損症、白血病など);運動器・骨格系疾患(骨折、骨粗鬆症、関節の脱臼、亜脱臼、捻挫、靱帯損傷、変形性関節症、骨肉腫、ユーイング肉腫、骨形成不全症、骨軟骨異形成症など);皮膚系疾患(無毛症、黒色腫、皮膚悪性リンパ腫、血管肉腫、組織球症、水疱症、膿疱症、皮膚炎、湿疹など);内分泌系疾患(視床下部・下垂体疾患、甲状腺疾患、副甲状腺(上皮小体)疾患、副腎皮質・髄質疾患、糖代謝異常、脂質代謝異常、タンパク質代謝異常、核酸代謝異常、先天性代謝異常(フェニールケトン尿症、ガラクトース血症、ホモシスチン尿症、メープルシロップ尿症)、無アルブミン血症、アスコルビン酸合成能欠如、高ビリルビン血症、高ビリルビン尿症、カリクレイン欠損、肥満細胞欠損、尿崩症、バソプレッシン分泌異常、侏儒症、ウオルマン病(酸リパーゼ(Acid lipase)欠損症)、ムコ多糖症VI型など);呼吸器系疾患(肺疾患(例えば、肺炎、肺がんなど)、気管支疾患、肺がん、気管支がんなど);消化器系疾患(食道疾患(たとえば、食道がん)、胃・十二指腸疾患(たとえば、胃がん、十二指腸がん)、小腸疾患・大腸疾患(たとえば、大腸ポリープ、結腸がん、直腸がんなど)、胆道疾患、肝臓疾患(たとえば、肝硬変、肝炎(A型、B型、C型、D型、E型など)、劇症肝炎、慢性肝炎、原発性肝がん、アルコール性肝障害、薬物性肝障害)、膵臓疾患(急性膵炎、慢性膵炎、膵臓がん、嚢胞性膵疾患)、腹膜・腹壁・横隔膜疾患(ヘルニアなど)、ヒルシュスプラング病など);泌尿器系疾患(腎疾患(腎不全、原発性糸球体疾患、腎血管障害、尿細管機能異常、間質性腎疾患、全身性疾患による腎障害、腎がんなど)、膀胱疾患(膀胱炎、膀胱がんなど)など);生殖器系疾患(男性生殖器疾患(男性不妊、前立腺肥大症、前立腺がん、精巣がんなど)、女性生殖器疾患(女性不妊、卵巣機能障害、子宮筋腫、子宮腺筋症、子宮がん、子宮内膜症、卵巣がん、絨毛性疾患など)など);循環器系疾患(心不全、狭心症、心筋梗塞、不整脈、弁膜症、心筋・心膜疾患、先天性心疾患(たとえば、心房中隔欠損、心室中隔欠損、動脈管開存、ファロー四徴)、動脈疾患(たとえば、動脈硬化、動脈瘤)、静脈疾患(たとえば、静脈瘤)、リンパ管疾患(たとえば、リンパ浮腫)など)などが挙げられるがそれらに限定されない。   Specific examples of such diseases, disorders or conditions include, for example, cardiovascular diseases (anemia (eg, aplastic anemia (particularly severe aplastic anemia), renal anemia, cancerous anemia, secondary anemia) Anemia, refractory anemia, etc.), cancer or tumor (eg, leukemia, multiple myeloma), etc .; nervous system disease (dementia, stroke and its sequelae, brain tumor, spinal cord injury, etc.); immune system disease (T cells) Deficiency, leukemia, etc.); motor organ / skeletal disease (fracture, osteoporosis, joint dislocation, subluxation, sprain, ligament injury, osteoarthritis, osteosarcoma, Ewing sarcoma, osteogenesis dysplasia, osteochondral dysplasia Skin disease (hairiness, melanoma, cutaneous malignant lymphoma, angiosarcoma, histiocytosis, bullous disease, pustulosis, dermatitis, eczema, etc.); endocrine disease (hypothalamic / pituitary disease, Thyroid disease, parathyroid (parathyroid) disease, adrenal gland And medullary diseases, abnormal sugar metabolism, abnormal lipid metabolism, abnormal protein metabolism, abnormal nucleic acid metabolism, inborn error of metabolism (phenylketonuria, galactosemia, homocystinuria, maple syrup urine), abuminemia, Deficiency in ascorbic acid synthesis, hyperbilirubinemia, hyperbilirubinuria, kallikrein deficiency, mast cell deficiency, diabetes insipidus, vasopressin secretion abnormality, mania, Walmann's disease (acid lipase deficiency), mucopolysaccharidosis Type VI); respiratory disease (lung disease (eg, pneumonia, lung cancer), bronchial disease, lung cancer, bronchial cancer); digestive system disease (esophageal disease (eg, esophageal cancer), stomach / duodenum) Disease (eg, stomach cancer, duodenal cancer), small intestine disease / colon disease (eg, colon polyp, colon cancer, rectal cancer), gallbladder Road disease, liver disease (eg cirrhosis, hepatitis (A, B, C, D, E, etc.), fulminant hepatitis, chronic hepatitis, primary liver cancer, alcoholic liver disorder, drug-induced liver Disorder), pancreatic disease (acute pancreatitis, chronic pancreatitis, pancreatic cancer, cystic pancreatic disease), peritoneal / abdominal wall / diaphragm disease (hernia, etc.), Hirschsprung disease, etc .; Urinary system diseases (renal disease (renal failure, primary disease) Glomerular diseases, renal vascular disorders, renal tubular dysfunction, interstitial renal diseases, renal disorders due to systemic diseases, renal cancer, etc.), bladder diseases (cystitis, bladder cancer, etc.)); reproductive system diseases (Male genital diseases (male infertility, benign prostatic hyperplasia, prostate cancer, testicular cancer, etc.), female genital diseases (female infertility, ovarian dysfunction, uterine fibroids, adenomyosis, uterine cancer, endometriosis, Ovarian cancer, chorionic disease, etc.); cardiovascular diseases (heart failure, angina) , Myocardial infarction, arrhythmia, valvular disease, myocardial / pericardial disease, congenital heart disease (eg, atrial septal defect, ventricular septal defect, patent ductus arteriosus, tetralogy of Fallot), arterial disease (eg, arteriosclerosis, Aneurysms), venous diseases (eg, varicose veins), lymphatic vessel diseases (eg, lymphedema), and the like, but are not limited thereto.

本明細書において「癌」は、異型性が強く、増殖が正常細胞より速く、周囲組織に破壊性に浸潤し得あるいは新しい身体の部位に転移をおこし得る悪性腫瘍またはそのような悪性腫瘍が存在する状態をいう。本発明においては、がんは固形がんおよび造血器腫瘍を含むがそれらに限定されない。   As used herein, “cancer” refers to a malignant tumor that has strong atypia, grows faster than normal cells, can invade surrounding tissues destructively, or can metastasize to a new body site, or such a malignant tumor The state to do. In the present invention, cancer includes, but is not limited to, solid cancer and hematopoietic tumor.

本明細書において「固形がん」は、固形の形状があるがんをいい、白血病などの造血器腫瘍とは対峙する概念である。そのような固形がんとしては、例えば、乳がん、肝がん、胃がん、肺がん、頭頸部がん、子宮頸部がん、前立腺がん、網膜芽細胞腫、悪性リンパ腫、食道がん、脳腫瘍、骨腫瘍が挙げられるがそれらに限定されない。   In the present specification, “solid cancer” refers to cancer having a solid shape, and is a concept confronting hematopoietic tumors such as leukemia. Examples of such solid cancers include breast cancer, liver cancer, stomach cancer, lung cancer, head and neck cancer, cervical cancer, prostate cancer, retinoblastoma, malignant lymphoma, esophageal cancer, brain tumor, Examples include, but are not limited to, bone tumors.

本明細書において「がん治療」は、抗がん剤(例えば、化学療法剤、放射線治療など)を投与することによって行われるか、または外科的に除去などをする外科的治療を包含する。   As used herein, “cancer treatment” includes surgical treatment performed by administration of an anticancer agent (eg, chemotherapeutic agent, radiotherapy, etc.) or surgical removal.

本明細書において用いられる化学療法剤は、当該分野において周知であり、抗がん剤マニュアル第2版 塚越茂他編 中外医学社;Pharmacology; Lippincott Williams & Wilkins,Inc.に記載されている。そのような化学療法剤は、例えば、以下が挙げられる:1)アルキル化剤(DNA,タンパク質などの細胞構成成分をアルキル化して細胞毒性を示す。例えば、シクロホスファミド,ブスルファン、チオテパ、ダカルバジンが挙げられるがそれらに限定されない);2)代謝拮抗剤(おもに核酸の合成を阻害する薬剤(例えば、葉酸代謝拮抗剤としてメトトレキサートなど、プリン代謝拮抗剤として6−メルカプトプリンなど、ピリミジン代謝拮抗剤としてフルオロウラシル(5−FU)など);3)DNAトポイソメラーゼ阻害剤(例えば、カンプトテシン、エトポシド(それぞれトポイソメラーゼI、IIを阻害する));4)チューブリン作用薬(微小管形成を阻害し、細胞分裂を抑制する。ビンブラスチン、ビンクリスチンなど);5)白金化合物(DNAおよびタンパク質との結合による細胞毒性を示す。シスプラチン、カルボプラチンなど);6)抗がん抗生物質(DNAと結合し、DNA合成、RNA合成を阻害する。アドリアマイシン、ダクチノマイシン、マイトマイシンC、ブレオマイシンなど);7)ホルモン剤(乳がん、子宮がん、前立腺がんなどホルモン依存性のがんに適応。タモキシフェン、リュープロレリン(LH−RH)など);8)生物製剤(アスパラギン要求性血液悪性腫瘍に対して有効なアスパラギナーゼ、直接的な抗腫瘍作用と免疫増強による間接作用を示すインターフェロンなどがある);9)免疫賦活剤(免疫応答能を増強し、間接的に抗腫瘍活性を示す。シイタケ由来の多糖体であるレンチナン、微生物由来のペプチドであるベスタチンなど)。   The chemotherapeutic agents used in the present specification are well known in the art and are described in the anticancer drug manual second edition Shigeru Tsukagoshi et al., Chugai Medical Co .; Pharmalogy; Lippincott Williams & Wilkins, Inc. It is described in. Such chemotherapeutic agents include, for example, the following: 1) alkylating agents (alkylating cell components such as DNA and protein) to show cytotoxicity, such as cyclophosphamide, busulfan, thiotepa, dacarbazine 2) antimetabolite (mainly an agent that inhibits nucleic acid synthesis (for example, pyrimidine antimetabolite such as methotrexate as antifolate, 6-mercaptopurine as antipurine antimetabolite, etc.) 3) DNA topoisomerase inhibitors (eg, camptothecin, etoposide (inhibits topoisomerase I, II, respectively)); 4) tubulin agonists (inhibits microtubule formation and cell division) Vinblastine, vincristine, etc.); ) Platinum compound (shows cytotoxicity due to binding to DNA and protein; cisplatin, carboplatin, etc.); 6) Anticancer antibiotic (binds DNA and inhibits DNA synthesis, RNA synthesis. Adriamycin, dactinomycin, Mitomycin C, bleomycin, etc.); 7) Hormonal agents (adapted to hormone-dependent cancers such as breast cancer, uterine cancer, prostate cancer, etc. Tamoxifen, leuprorelin (LH-RH), etc.); 8) Biologics (Asparagine) Asparaginase effective against requirement hematologic malignancy, interferon showing direct antitumor action and indirect action by immune enhancement, etc.); 9) Immunostimulant (enhance immune response ability and indirectly antitumor) Lentinan, a polysaccharide derived from Shiitake, Vesta, a peptide derived from microorganisms Such as down).

本明細書において「抗がん剤」とは、がん(腫瘍)細胞の増殖を選択的に抑制し、がんの薬剤および放射線治療の両方を包含する。そのような抗がん剤は当該分野において周知であり、例えば、抗がん剤マニュアル第2版 塚越茂他編 中外医学社;Pharmacology;Lippincott Williams & Wilkins,Inc.に記載されている。   As used herein, the term “anticancer agent” selectively suppresses the growth of cancer (tumor) cells, and includes both cancer drugs and radiation therapy. Such anticancer agents are well known in the art and are described, for example, in the anticancer agent manual second edition Shigeru Tsukagoshi et al., Chugai Medical Co .; Pharmalogy; Lippincott Williams & Wilkins, Inc. It is described in.

本明細書において「放射線治療」とは、電離放射線または放射性物質を利用した疾患の治療をいう。代表的な放射線療法としては、X線、γ線、電子線、陽子線、重粒子線、中性子捕捉療法が挙げられるがそれに限定されない。例えば、重粒子線治療が好ましい。しかし、重粒子線治療は大きな装置を必要とし、一般的には使用されない。放射線療法は当該分野において周知であり、例えば、放射線検査と治療の基礎;放射線治療と集学的治療:邵啓全(滋賀医大 放射線):総合消化器ケア 6巻 6号 Page 79−89,6−7 (2002.02) に記載されている。本発明において同定される薬剤耐性は、通常化学療法が想定されるが、放射線療法による耐性もまた経時プロファイルと関連付けられることから、本明細書では、放射線療法は薬剤の概念の中に入る。   As used herein, “radiotherapy” refers to treatment of diseases utilizing ionizing radiation or radioactive substances. Typical radiotherapy includes, but is not limited to, X-rays, γ-rays, electron beams, proton beams, heavy particle beams, and neutron capture therapy. For example, heavy particle radiotherapy is preferable. However, heavy ion radiotherapy requires a large device and is not generally used. Radiation therapy is well known in the art, for example, the basics of radiation examination and treatment; radiation treatment and multidisciplinary treatment: Kei Keizen (Shiga Medical University, Radiation): General Gastroenterology Care, Vol. 6, No. 6, Page 79-89, 6-7 (2002.02). Although the drug resistance identified in the present invention is usually envisaged as chemotherapy, radiation therapy falls within the concept of drugs herein since resistance by radiation therapy is also associated with a time-course profile.

本明細書において「薬学的に受容可能なキャリア」は、医薬または動物薬のような農薬を製造するときに使用される物質であり、有効成分に有害な影響を与えないものをいう。そのような薬学的に受容可能なキャリアとしては、例えば、以下が挙げられるがそれらに限定されない:抗酸化剤、保存剤、着色料、風味料、および希釈剤、乳化剤、懸濁化剤、溶媒、フィラー、増量剤、緩衝剤、送達ビヒクル、賦形剤、農学的もしくは薬学的アジュバントなど。   As used herein, “pharmaceutically acceptable carrier” refers to a substance that is used when producing agricultural chemicals such as pharmaceuticals or animal drugs, and does not adversely affect active ingredients. Such pharmaceutically acceptable carriers include, for example, but are not limited to: antioxidants, preservatives, colorants, flavors, and diluents, emulsifiers, suspending agents, solvents , Fillers, bulking agents, buffering agents, delivery vehicles, excipients, agricultural or pharmaceutical adjuvants and the like.

本発明の処置方法において使用される薬剤の種類および量は、本発明の方法によって得られた情報(例えば、薬剤耐性レベルに関する情報)を元に、使用目的、対象疾患(種類、重篤度など)、患者の年齢、体重、性別、既往歴、細胞の形態またはタイプなどを参照して、当業者が容易に判定することができる。本発明の処置方法を被検体(または患者)に対して施す頻度もまた、使用目的、対象疾患(種類、重篤度など)、患者の年齢、体重、性別、既往歴、および治療経過などを考慮して、当業者が容易に判定することができる。頻度としては、例えば、毎日−数ヶ月に1回(例えば、1週間に1回−1ヶ月に1回)の投与が挙げられる。1週間−1ヶ月に1回の投与を、経過を見ながら施すことが好ましい。   The type and amount of the drug used in the treatment method of the present invention is determined based on the information obtained by the method of the present invention (for example, information related to the drug resistance level) ), And can be easily determined by those skilled in the art with reference to the patient's age, weight, sex, medical history, cell morphology or type, and the like. The frequency with which the treatment method of the present invention is applied to a subject (or patient) also depends on the purpose of use, target disease (type, severity, etc.), patient age, weight, sex, medical history, treatment course, etc. In view of this, it can be easily determined by those skilled in the art. Examples of the frequency include administration every day to once every several months (for example, once a week to once a month). It is preferable to administer once a week to once a month while observing the course.

本明細書において「指示書」は、本発明のテイラーメイド治療方法などを医師、患者など投与を行う人に対して記載したものである。この指示書は、本発明の医薬などをいつ投与するか(例えば、放射線治療直後または直前(例えば、24時間以内など))が記載されている。この指示書は、本発明が実施される国の監督官庁(例えば、日本であれば厚生労働省、米国であれば食品医薬品局(FDA)など)が規定した様式に従って作成され、その監督官庁により承認を受けた旨が明記される。指示書は、いわゆる添付文書(package insert)であり、通常は紙媒体で提供されるが、それに限定されず、例えば、電子媒体(例えば、インターネットで提供されるホームページ、電子メール)のような形態でも提供され得る。   In the present specification, the “instruction” describes the tailor-made treatment method of the present invention and the like for a person who performs administration such as a doctor or a patient. This instruction describes when to administer the medicament of the present invention (for example, immediately after radiotherapy or immediately before (for example, within 24 hours)). This instruction is prepared in accordance with the format prescribed by the national supervisory authority (for example, the Ministry of Health, Labor and Welfare in Japan and the Food and Drug Administration (FDA) in the United States, etc. in the United States) where the present invention is implemented, and is approved by the supervisory authority. It is clearly stated that it has been received. The instruction is a so-called package insert and is usually provided as a paper medium, but is not limited thereto. For example, a form such as an electronic medium (for example, a homepage or e-mail provided on the Internet) is used. But it can be provided.

必要に応じて、本発明の治療では、2種類以上の薬剤が使用され得る。2種類以上の薬剤を使用する場合、類似の性質または由来の物質を使用してもよく、異なる性質または由来の薬剤を使用してもよい。このような2種類以上の薬剤を投与する方法のための薬剤耐性レベルに関する情報も、本発明の方法によって入手することができる。   If desired, more than one drug may be used in the treatment of the present invention. When two or more drugs are used, substances with similar properties or origins may be used, or drugs with different properties or origins may be used. Information regarding drug resistance levels for methods of administering such two or more drugs can also be obtained by the methods of the present invention.

本発明ではまた、得られた薬剤耐性に関する情報を元に、遺伝子治療を施すことも可能である。遺伝子治療とは、発現されたか、または発現可能な核酸の、被検体への投与により行われる治療をいう。本発明のこの実施形態において、核酸は、それらのコードされたタンパク質を産生し、そのタンパク質は治療効果を媒介する。   In the present invention, gene therapy can also be performed based on the obtained information on drug resistance. Gene therapy refers to treatment performed by administration of a nucleic acid that is expressed or expressible to a subject. In this embodiment of the invention, the nucleic acids produce their encoded protein, which mediates a therapeutic effect.

本発明では、いったん類似の種類(例えば、ヒトに対するマウスなど)の生物に関し、ある特定の経時プロファイルの分析結果と、細胞状態とが相関付けられた場合、対応する経時プロファイルの分析結果と、細胞状態とが相関付けることができることは、当業者は容易に理解する。そのような事項は、例えば、動物培養細胞マニュアル、瀬野ら編著、共立出版、1993年などに記載され支持されており、本明細書においてこのすべての記載を援用する。   In the present invention, once an analysis result of a specific time-lapse profile and a cell state are correlated with an organism of a similar kind (for example, a mouse against a human), the analysis result of the corresponding time-lapse profile and the cell Those skilled in the art will readily understand that the state can be correlated. Such matters are described and supported by, for example, the Animal Culture Cell Manual, edited by Seno et al., Kyoritsu Shuppan, 1993, etc., all of which are incorporated herein by reference.

本発明はまた、そのような特定の経時プロファイルをもとに遺伝子治療に応用され得る。   The present invention can also be applied to gene therapy based on such specific temporal profiles.

当該分野で利用可能な遺伝子治療のための任意の方法が、本発明に従って使用され得る。例示的な方法は、以下のとおりである。   Any method for gene therapy available in the art can be used in accordance with the present invention. An exemplary method is as follows.

遺伝子治療の方法の一般的な概説については、Goldspielら,Clinical Pharmacy 12:488−505(1993);WuおよびWu,Biotherapy 3:87−95(1991);Tolstoshev,Ann.Rev.Pharmacol.Toxicol.32:573−596(1993);Mulligan,Science 260:926−932(1993);ならびにMorganおよびAnderson,Ann.Rev.Biochem.62:191−217(1993);May,TIBTECH 11(5):155−215(1993)を参照のこと。遺伝子治療において使用される一般的に公知の組換えDNA技術は、Ausubelら(編),Current Protocols in Molecular Biology,John Wiley & Sons,NY(1993);およびKriegler,Gene Transfer and Expression,A Laboratory Manual,Stockton Press,NY(1990)に記載される。   For a general review of methods of gene therapy, see Goldspiel et al., Clinical Pharmacy 12: 488-505 (1993); Wu and Wu, Biotherapy 3: 87-95 (1991); Tolstoshev, Ann. Rev. Pharmacol. Toxicol. 32: 573-596 (1993); Mulligan, Science 260: 926-932 (1993); and Morgan and Anderson, Ann. Rev. Biochem. 62: 191-217 (1993); May, TIBTECH 11 (5): 155-215 (1993). Commonly known recombinant DNA techniques used in gene therapy are described in Ausubel et al. (Eds.), Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, NY (1993); and Kriegler, Gene TransferMand Transfer and ExplorMorL. , Stockton Press, NY (1990).

(基本技術)
本明細書において使用される技術は、そうではないと具体的に指示しない限り、本発明の技術範囲内にある。これらの技術は、フルイディクス、微細加工、有機化学、生化学、遺伝子工学、分子生物学、微生物学、遺伝学および関連する分野において一般的に使用される。そのような技術は、例えば、以下に列挙した文献および本明細書において他の場所おいて引用した文献においても十分に説明されている。
(Basic technology)
The techniques used herein are within the scope of the invention unless specifically indicated otherwise. These techniques are commonly used in fluidics, microfabrication, organic chemistry, biochemistry, genetic engineering, molecular biology, microbiology, genetics and related fields. Such techniques are well described, for example, in the documents listed below and in references cited elsewhere herein.

微細加工については、例えば、Campbell,S.A.(1996).The Science and Engineering of Microelectronic Fabrication,Oxford University Press;Zaut,P.V.(1996).Micromicroarray Fabrication:a Practical Guide to Semiconductor Processing,Semiconductor Services;Madou,M.J.(1997).Fundamentals of Microfabrication,CRC1 5 Press;Rai−Choudhury,P.(1997).Handbook of Microlithography,Micromachining,& Microfabrication:Microlithographyなどに記載されており、これらは本明細書において関連する部分(または、全体でもあり得る)が本明細書において参考として援用される。   For microfabrication, see, for example, Campbell, S .; A. (1996). The Science and Engineering of Microelectronic Fabrication, Oxford University Press; V. (1996). Micromicroarray Fabrication: a Practical Guide to Semiconductor Processing, Semiconductor Services; Madou, M .; J. et al. (1997). Fundamentals of Microfabrication, CRC1 5 Press; Rai-Chudhury, P .; (1997). Handbook of Microlithography, Micromachining, & Microfabrication: Microlithography, etc., which are relevant herein (or may be wholly) are hereby incorporated by reference.

本明細書において用いられる分子生物学的手法、生化学的手法、微生物学的手法は、当該分野において周知であり慣用されるものであり、例えば、Sambrook J.et al.(1989).Molecular Cloning: A Laboratory Manual,Cold Spring Harborおよびその3rd Ed.(2001);Ausubel,F.M.(1987).Current Protocols in Molecular Biology,Greene Pub.Associates and Wiley−Interscience;Ausubel,F.M.(1989).Short Protocols in Molecular Biology: A Compendium of Methods from Current Protocols in Molecular Biology,Greene Pub.Associates and Wiley−Interscience;Innis,M.A.(1990).PCR Protocols: A Guide to Methods and Applications,Academic Press;Ausubel,F.M.(1992).Short Protocols in Molecular Biology: A Compendium of Methods from Current Protocols in Molecular Biology,Greene Pub.Associates;Ausubel,F.M.(1995).Short Protocols in Molecular Biology: A Compendium of Methods from Current Protocols in Molecular Biology,Greene Pub.Associates;Innis,M.A.et al.(1995).PCR Strategies,Academic Press;Ausubel,F.M.(1999).Short Protocols in Molecular Biology: A Compendium of Methods from Current Protocols in Molecular Biology,Wiley,and annual updates;Sninsky,J.J.et al.(1999).PCR Applications: Protocols for Functional Genomics,Academic Press、別冊実験医学「遺伝子導入&発現解析実験法」羊土社、1997などに記載されており、これらは本明細書において関連する部分(全部であり得る)が参考として援用される。   Molecular biological techniques, biochemical techniques, and microbiological techniques used in this specification are well known and commonly used in the art, and are described in, for example, Sambrook J. et al. et al. (1989). Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor and its 3rd Ed. (2001); Ausubel, F .; M.M. (1987). Current Protocols in Molecular Biology, Greene Pub. Associates and Wiley-Interscience; Ausubel, F .; M.M. (1989). Short Protocols in Molecular Biology: A Compendium of Methods from Current Protocols in Molecular Biology, Greene Pub. Associates and Wiley-Interscience; Innis, M .; A. (1990). PCR Protocols: A Guide to Methods and Applications, Academic Press; Ausubel, F .; M.M. (1992). Short Protocols in Molecular Biology: A Compendium of Methods from Current Protocols in Molecular Biology, Greene Pub. Associates; Ausubel, F .; M.M. (1995). Short Protocols in Molecular Biology: A Compendium of Methods from Current Protocols in Molecular Biology, Greene Pub. Associates; Innis, M .; A. et al. (1995). PCR Strategies, Academic Press; Ausubel, F .; M.M. (1999). Short Protocols in Molecular Biology: A Compendium of Methods from Current Protocols in Molecular Biology, Wiley, and annual updates; Sninsky. J. et al. et al. (1999). PCR Applications: Protocols for Functional Genomics, Academic Press, “Experimental Methods for Gene Transfer & Expression Analysis”, Yodosha, 1997, etc., which are related in this specification (may be all) Is incorporated by reference.

人工的に合成した遺伝子を作製するためのDNA合成技術および核酸化学については、例えば、Gait,M.J.(1985).Oligonucleotide Synthesis:A Practical Approach,IRLPress;Gait,M.J.(1990).Oligonucleotide Synthesis:A Practical Approach,IRL Press;Eckstein,F.(1991).Oligonucleotides and Analogues:A Practical Approac,IRL Press;Adams,R.L.et al.(1992).The Biochemistry of the Nucleic Acids,Chapman&Hall;Shabarova,Z.et al.(1994).Advanced Organic Chemistry of Nucleic Acids,Weinheim;Blackburn,G.M.et al.(1996).Nucleic Acids in Chemistry and Biology,Oxford University Press;Hermanson,G.T.(I996).Bioconjugate Techniques,Academic Pressなどに記載されており、これらは本明細書において関連する部分が参考として援用される。   For DNA synthesis technology and nucleic acid chemistry for producing artificially synthesized genes, see, for example, Gait, M. et al. J. et al. (1985). Oligonucleotide Synthesis: A Practical Approach, IRLPpress; Gait, M .; J. et al. (1990). Oligonucleotide Synthesis: A Practical Approach, IRL Press; Eckstein, F .; (1991). Oligonucleotides and Analogues: A Practical Approac, IRL Press; Adams, R .; L. et al. (1992). The Biochemistry of the Nucleic Acids, Chapman &Hall; Shabarova, Z. et al. et al. (1994). Advanced Organic Chemistry of Nucleic Acids, Weinheim; Blackburn, G .; M.M. et al. (1996). Nucleic Acids in Chemistry and Biology, Oxford University Press; Hermanson, G .; T.A. (I996). Bioconjugate Technologies, Academic Press, etc., which are incorporated herein by reference in the relevant part.

(遺伝子の同時調節の解析)
本明細書において用いられる数理処理は、例えば、生命システム解析のための数学、コロナ社、清水和幸(1999)などにおいて記載される周知技術を適用することができる。以下にそのようなもののなかから代表的な解析手法を説明する。
(Analysis of simultaneous gene regulation)
As the mathematical processing used in the present specification, for example, well-known techniques described in mathematics for life system analysis, Corona Corp., Yuki Shimizu (1999) and the like can be applied. Below, typical analysis methods will be described.

1つの実施形態では、そのような数理処理は、回帰分析であり得る。回帰分析としては、線形回帰(単回帰分析法、重回帰分析法、ロバスト推定法などが挙げられる)、非線形推定法などが挙げられるがそれらに限定されない。   In one embodiment, such mathematical processing can be regression analysis. Examples of the regression analysis include, but are not limited to, linear regression (including single regression analysis, multiple regression analysis, and robust estimation), and nonlinear estimation.

単回帰分析法では、n組のデータ(x,y)〜(x,y)が、
=ax+b+e(i=1,2...n)にフィットさせられ、aおよびbは、モデルパラメータであり、eは直線からのずれまたは誤差を表わす。パラメータaおよびbは、代表的に、データ点と直線との距離の二乗和の平均値が最小となるように決定される。aおよびbを決めるという分析が通常行われる。このような場合、偏微分をして、連立一次方程式を立て、これらの方程式を、二乗誤差を最小にするようにaおよびbについて解く。このような値を、最小二乗推定値という。
In the single regression analysis, n sets of data (x 1 , y 1 ) to (x n , y n )
fitted to y i = ax i + b + e i (i = 1, 2... n), a and b are model parameters, and e i represents deviation or error from a straight line. The parameters a and b are typically determined so that the average value of the sum of squares of the distance between the data point and the straight line is minimized. The analysis of determining a and b is usually done. In such a case, partial differentiation is performed to form simultaneous linear equations, and these equations are solved for a and b so as to minimize the square error. Such a value is called a least square estimated value.

次に、それぞれのデータから平均値を引いた値を元に、回帰直線を求める。   Next, a regression line is obtained based on the value obtained by subtracting the average value from each data.

AS+B=SY
に表わされる回帰直線を想定する。B=0を仮定し、(x,y)(i=1,2,...n)の中から平均値(xaveおよびyave)を求め、xの分散sxxおよびx、yの共分散sxyを求める。次式により上記の回帰直線を求めることができる。
AS i X i + B = SY i
Assuming a regression line expressed as Assuming B = 0, average values (x ave and y ave ) are obtained from (x i , y i ) (i = 1, 2,... N), and the variance s xx and x, y of x The covariance s xy of The above regression line can be obtained by the following equation.

y−yave=(sxy/sxx)(x−xave)。 y−y ave = (s xy / s xx ) ( xx ave ).

xy=sxy/√(sxyyy)により、相関係数rxyが表わされる。
この場合、Se /n=syy(1−rxy )の関係があることから、|rxy|が1に近いほど、誤差は少なく、データは回帰直線でよく表せることを意味する。ここで、である。
The correlation coefficient r xy is expressed by r xy = s xy / √ (s xy s yy ).
In this case, since there is a relationship of Se i 2 / n = s yy (1−r xy 2 ), the closer to | r xy |, the smaller the error and the better the data can be represented by the regression line. . Where.

別の実施形態において使用される重回帰分析法は、yが1つの独立変数ではなく、2つまたはそれ以上の変数の関数と考えられ、例えば、
y=a+a+a+...+a
であらわされるような式で表される。
The multiple regression analysis method used in another embodiment considers y to be a function of two or more variables rather than one independent variable, for example,
y = a 0 + a 1 x 1 + a 2 x 2 +. . . + A n x n
It is expressed by an expression such as

これを重回帰式という。ここで、a0などは(偏)回帰係数と呼ばれる。重回帰分析法では、最小二乗法を適用して、正規方程式を解くことによって、重みつき最小二乗推定が求められる。ここでも単回帰分析と同様の評価を行うことが可能である。 This is called a multiple regression equation. Here, a 0 and the like are called (bias) regression coefficients. In the multiple regression analysis method, weighted least square estimation is obtained by applying a least square method and solving a normal equation. Here, it is possible to perform the same evaluation as in the single regression analysis.

別の実施形態において、ロバスト推定法が用いられる。最小二乗法は、測定値に偏りがなく、その測定誤差が正規分布をし、モデルにも近似の誤差がないという前提に基づいている。しかし、実際の場合には、測定ミスがあり得る。ロバスト推定法では、信頼できないデータを、大多数の信頼できるデータから、アウトライヤー(outlier)として検出して除いたり、または統計処理の対象とする。このようなロバスト推定法もまた、本発明において利用され得る。   In another embodiment, a robust estimation method is used. The least square method is based on the premise that there is no bias in measured values, the measurement error is normally distributed, and the model has no approximation error. However, in the actual case, there may be a measurement error. In the robust estimation method, unreliable data is detected as an outlier from the majority of reliable data, or is subjected to statistical processing. Such a robust estimation method may also be utilized in the present invention.

非線形推定法もまた本明細書において用いられ得る。このような非線形推定法では、非線形モデルをベクトル方程式として表して解を求めることが可能である。   Non-linear estimation methods can also be used herein. In such a nonlinear estimation method, a solution can be obtained by representing a nonlinear model as a vector equation.

本発明において用いられる数理処理としては、このほかに、主成分分析法、があり、二次元データの主成分分析、多次元データの主成分分析、特異値分解、一般化逆行列を利用する。あるいは、正準相関分析法、因子分析法、判別分析法、クラスター分析法などが利用され得る。   In addition to this, there are principal component analysis methods as mathematical processing used in the present invention, which utilize principal component analysis of two-dimensional data, principal component analysis of multidimensional data, singular value decomposition, and generalized inverse matrix. Alternatively, canonical correlation analysis methods, factor analysis methods, discriminant analysis methods, cluster analysis methods, and the like can be used.

(クラスター分析による遺伝子セット分類)
多くの用途に対して、広範な条件にわたって共同で制御される基準転写制御配列のセットを見出すことが所望され得る。このような基準転写制御配列セットを同定する実施形態としては、クラスター化アルゴリズムが挙げられる(クラスター化アルゴリズムの概説は、例えば、Fukunaga、1990、Statistical Pattern Recognition、2nd ed.、Academic Press、San Diego;Anderberg、1973、Cluster Analysis for Applications、Academic Press: New York;Everitt、1974、Cluster Analysis、London: Heinemann Educ.Books;Hartigan、1975、Clustering Algorithms、New York: Wiley;SneathおよびSokal、1973、Numerical Taxonomy、Freemanを参照)。
(Gene set classification by cluster analysis)
For many applications, it may be desirable to find a set of reference transcription control sequences that are jointly controlled over a wide range of conditions. Embodiments for identifying such a set of reference transcriptional control sequences include clustering algorithms (for review of clustering algorithms, see, eg, Funkunaga, 1990, Statistical Pattern Recognition, 2nd ed., Academic Press, San Diego; Anderberg, 1973, Cluster Analysis for Applications, Academic Press: New York; Everit, 1974, Cluster Analysis, London: Heinemann Educ. al, 1973, Numerical Taxonomy, see Freeman).

転写制御配列セットは、転写制御機構に基づいて定義することもできる。調節領域に同一または類似の配列の転写因子結合部位を有している転写制御配列は、共同調節されやすい。ある好ましい実施態様では、目的とする転写制御配列の調節領域を、多重アラインメント分析を用いて比較し、可能な共有転写因子結合部位を解読することができる(Stormo and Hartzell, 1989, Identifying protein binding sites from unaligned DNA fragments, Proc Natl Acad Sci 86:1183−1187;Hertz and Stormo, 1995, Identification of consensus patterns in unaligned DNA and protein sequences: a large−deviation statistical basis for penalizing gaps, Proc of 3rd Intl Conf on Bioinformatics and Genome Research, Lim and Cantor編, World Scientific Publishing Co., Ltd. Singapore, pp.201−216)。   A transcription control sequence set can also be defined based on a transcription control mechanism. Transcriptional control sequences having transcription factor binding sites of the same or similar sequence in the regulatory region are likely to be co-regulated. In one preferred embodiment, the regulatory regions of the transcriptional regulatory sequence of interest can be compared using multiple alignment analysis to decipher possible covalent transcription factor binding sites (Stormo and Hartzell, 1989, Identifying protein binding sites). from unaligned DNA fragments, Proc Natl Acad Sci 86: 1183-1187; Zing gaps, Proc of 3rd Intl Conf on Bioinformatics and Genome Research, Edited by Lim and Cantor, World Scientific Publishing Co., Ltd. 201, Singapore.

種々の条件にわたって共同調節される基本転写制御配列セットを得ることが所望され得る。これにより、本発明の方法が、プロファイルに基づく判定において十分にかつ効率よく機能するようになる。このような基本転写制御配列セットを同定するための好ましい実施形態はクラスター化アルゴリズムを含む
クラスター分析を用いる実施形態において、生物学的対象に種々の刺激を施しながら、多数の転写制御配列の転写状態をモニターすることができる。転写制御配列の転写状態の測定を含むデータの表がクラスター分析に用いられる。種々の条件にわたって同時変化する転写制御配列を含む基本転写制御配列セットを得るためには、通常少なくとも2、好ましくは少なくとも3つ、より好ましくは少なくとも10、さらに好ましくは50を超え、最も好ましくは100を超える刺激または条件を用いる。クラスター分析はm×k次元を有するデータの表に対して行い、ここでmは条件または刺激の合計数であり、かつkは測定する転写制御配列の数である。
It may be desirable to obtain a set of basic transcription control sequences that are co-regulated over a variety of conditions. As a result, the method of the present invention functions sufficiently and efficiently in the determination based on the profile. Preferred embodiments for identifying such a basic transcription control sequence set include clustering algorithms. In an embodiment using cluster analysis, the transcriptional status of multiple transcription control sequences while subjecting biological subjects to various stimuli. Can be monitored. A table of data including measurements of the transcriptional state of transcription control sequences is used for cluster analysis. In order to obtain a basic transcription control sequence set comprising transcriptional control sequences that change simultaneously over various conditions, usually at least 2, preferably at least 3, more preferably at least 10, more preferably more than 50, most preferably 100 Use more than a stimulus or condition. Cluster analysis is performed on a table of data having m × k dimensions, where m is the total number of conditions or stimuli and k is the number of transcription control sequences to be measured.

多くのクラスター化アルゴリズムがクラスター化分析に有用である。クラスター化アルゴリズムは、対象間の相違点または距離をクラスター形成のために用いる。ある実施形態においては、用いられる距離は多次元空間におけるユークリッド距離:   Many clustering algorithms are useful for clustering analysis. Clustering algorithms use differences or distances between objects for cluster formation. In some embodiments, the distance used is Euclidean distance in multidimensional space:

であり、(x,y)は遺伝子Xと遺伝子Yとの(または、あらゆる他の細胞構成要素(例えば、転写制御配列)XとYとの)間の距離であり;XおよびYは刺激iに応答する遺伝子発現を表わす。ユークリッド距離を平方してさらに距離の増大とともに増大する重みをかけることができる。あるいは、距離基準は、例えば転写制御配列Xと転写制御配列Yとの間の距離、またはマンハッタン距離であってもよく、これは: (X, y) is the distance between gene X and gene Y (or any other cellular component (eg, transcriptional regulatory sequence) X and Y); X i and Y i are Represents gene expression in response to stimulus i. The Euclidean distance can be squared and further weighted with increasing distance. Alternatively, the distance criterion may be, for example, the distance between transcription control sequence X and transcription control sequence Y, or the Manhattan distance, which is:

によって与えられる。ここでもやはり、XおよびYは刺激iが適用される場合の転写制御配列応答または遺伝子発現応答を表わす。他の幾つかの距離の定義は、チェビシェフ距離、パワー距離および不一致率を含む。次元のデータが改変されることなく分類される場合、I(x,y)=(X≠Yの数)/iとして定義される不一致率が本発明の方法において利用され得る。このような方法は、細胞応答に関連して特に有用である。他の有用な距離定義はI=1−rであり、ここで、rは応答ベクトルX、Y間の相関係数(例えば、正規化内積X・Y/|X||Y|)である。具体的には、内積X・Yは式: Given by. Again, X i and Y i represent transcriptional regulatory sequence responses or gene expression responses when stimulus i is applied. Some other distance definitions include Chebyshev distance, power distance and mismatch rate. If the dimension data is classified without modification, a mismatch rate defined as I (x, y) = (number of X i ≠ Y i ) / i may be utilized in the method of the present invention. Such a method is particularly useful in connection with cellular responses. Another useful distance definition is I = 1−r, where r is the correlation coefficient between response vectors X and Y (eg, normalized dot product X · Y / | X || Y |). Specifically, the inner product X · Y is given by the formula:

によって定義され、かつ|X|=(X・X)1/2、かつ|Y|=(Y・Y)1/2である。 And | X | = (X · X) 1/2 and | Y | = (Y · Y) 1/2 .

最も好ましくは、距離基準を、例えば、同時変化するおよび/または同時調節される細胞構成要素(例えば、転写制御配列など)を同定するために、生物学的問題点に適合させる。例えば、特に好ましい実施形態において、距離は、遺伝子XおよびYの加重内積を含む相関係数を有するI=1−rを基準とする。具体的には、この好ましい実施形態において、rηは以下に示す式: Most preferably, the distance criterion is adapted to a biological issue, eg, to identify cellular components (eg, transcription control sequences, etc.) that are co-variant and / or co-regulated. For example, in a particularly preferred embodiment, the distance is referenced to I = 1−r with a correlation coefficient that includes a weighted dot product of genes X and Y. Specifically, in this preferred embodiment, r η is the formula shown below:

によって定義される。式中、σ (X)およびσ (Y)は、実験iにおける遺伝子XおよびYの測定の標準誤差を表わす。 Defined by Where σ l (X) and σ l (Y) represent the standard error of the measurement of genes X and Y in experiment i.

上記正規化および加重内積(相関係数)は、値+1(2つの応答ベクトルが完全に相関する(すなわち、本質的に同一である))と−1(2つの応答ベクトルが相関していないかまたは同一方向を向いていない(すなわち反対を向いている))との間に拘束される。これらの相関係数は、同じ兆候または応答を有する細胞構成要素(例えば、転写制御配列など)セットまたはクラスターを求める本発明の実施形態に特に好ましい。   The normalization and weighted inner product (correlation coefficient) are values +1 (the two response vectors are completely correlated (ie essentially the same)) and -1 (the two response vectors are not correlated). Or they are constrained between not facing the same direction (that is, facing the opposite direction). These correlation coefficients are particularly preferred for embodiments of the invention that seek a set or cluster of cellular components (eg, transcriptional regulatory sequences, etc.) that have the same indication or response.

別の実施形態において、同じ生物学的応答または経路を同時調節するかまたはそのような調節に関与しているが、類似するか、もしくは非相関の応答を含む細胞構成要素(例えば、転写制御配列)のセットまたはクラスターを同定することが好ましい。このような実施形態においては、上述の正規化または加重内積のいずれかの絶対値、すなわち|r|を相関係数として使用することが好ましい。   In another embodiment, cellular components (eg, transcriptional regulatory sequences) that co-regulate the same biological response or pathway or are involved in such regulation but contain similar or uncorrelated responses. It is preferred to identify a set or cluster of In such an embodiment, it is preferable to use the absolute value of any of the above-mentioned normalization or weighted dot product, i.e., | r | as the correlation coefficient.

さらに他の実施形態においては、同時調節されるおよび/または同時変化する細胞構成要素(転写制御配列など)の間の関係はさらに複雑であり、多数の生物学的経路(例えばシグナル伝達経路)が同じ細胞構成要素(例えば、転写制御配列)に関与し、異なる結果を出し得る。そのような実施形態においては、同時変化するおよび/または同時調節される細胞構成要素(変化に関与しないコントロールとしての別の転写制御配列)を同定することができる、相関係数r=r(変化)を用いることが好ましい。以下の式(数5)に特定される相関係数は、そのような実施形態において特に有用である: In yet other embodiments, the relationship between cellular components (such as transcriptional regulatory sequences) that are co-regulated and / or co-variant is more complex, and multiple biological pathways (eg, signal transduction pathways) It can involve the same cellular components (eg, transcriptional regulatory sequences) and produce different results. In such embodiments, a co-variant and / or co-regulated cellular component (another transcriptional control sequence as a control that does not participate in the change) can be identified with a correlation coefficient r = r (change ) Is preferably used. The correlation coefficient specified in the following equation (Equation 5) is particularly useful in such embodiments:

種々のクラスター連関法則が本発明の方法において有用である。 Various cluster association laws are useful in the method of the present invention.

このような方法としては、例えば、単一連関法、最近接点法などが挙げられこれらの方法は、2つの最も近い対象物間の距離を測定する。あるいは、本明細書において使用され得る完全連関法は、異なるクラスターにある2つの対象物間の最大距離を測定する。この方法は、遺伝子または他の細胞構成要素が天然に別個の「凝集(clump)」を形成する場合には特に有用である。   Such methods include, for example, the single association method, the closest point method, etc. These methods measure the distance between two closest objects. Alternatively, a fully associative method that can be used herein measures the maximum distance between two objects in different clusters. This method is particularly useful when genes or other cellular components naturally form distinct “clumps”.

あるいは、非加重ペア群の平均が、2つの異なるクラスターにおける対象物ペア全ての間の平均距離を定義するために使用される。この方法もまた、天然に別個の「凝集」を形成する遺伝子または他の細胞構成要素をクラスター化するのに有用である。最後に、加重ペア平均法もまた利用可能である。この方法は、それぞれのクラスターのサイズを重みとして使用することを除けば非加重ペア平均法と同じである。この方法は、転写制御配列などのクラスターのサイズが非常に可変すると疑われる実施形態に特に有用である(SneathおよびSokal、1973,Numerical taxonomy,San Francisco:W.H.Freeman & Co.)。他のクラスター連関法則、例えば非加重および加重ペア群セントロイドおよびウオード法もまた本発明のいくつかの実施形態に有用である。例えば、Ward, 1963, J.Am.Stat Assn.58: 236;Hartigan, 1975, Clustering algorithms, New York: Wileyを参照のこと。   Alternatively, the average of unweighted pairs is used to define the average distance between all object pairs in two different clusters. This method is also useful for clustering genes or other cellular components that naturally form distinct “aggregations”. Finally, a weighted pair average method is also available. This method is the same as the unweighted pair average method except that the size of each cluster is used as a weight. This method is particularly useful for embodiments where the size of clusters, such as transcriptional regulatory sequences, are suspected to be very variable (Sneath and Sokal, 1973, Numerical taxonomy, San Francisco: WH Freeman & Co.). Other cluster association laws, such as unweighted and weighted pair group centroid and word methods, are also useful in some embodiments of the present invention. For example, Ward, 1963, J.A. Am. Stat Assn. 58: 236; Hartigan, 1975, Clustering algorithms, New York: Wiley.

ある好ましい一つの実施形態において、クラスター分析はhclustの周知技術(例えば、プログラムS−Plus,MathSoft,Inc.,Cambridge,MAからの「hclust」の周知の手順を参照のこと)を用いて行うことができる。   In one preferred embodiment, cluster analysis is performed using well-known techniques of hclust (see, for example, the well-known procedure of “hclust” from the program S-Plus, MathSoft, Inc., Cambridge, MA). Can do.

本発明により、クラスター化セットにおける刺激の多様性が大きくなっても、本発明を用いて解析した場合は、通常少なくとも2つ、好ましくは少なくとも3つのプロファイルを解析しただけで、細胞状態を実質的に評価することができるということが見出された。刺激条件には、異なる濃度での薬剤処理、処理後の異なる測定時間、種々の遺伝子中の遺伝的変異に対する応答、薬剤処理と変異との組合せ、ならびに増殖条件の変化(温度、密度、およびカルシウム濃度など)が含まれる。   Even if the diversity of stimuli in the clustered set is increased according to the present invention, when analyzed using the present invention, the cell state can be substantially changed by analyzing at least two, preferably at least three profiles. It was found that it can be evaluated. Stimulation conditions include drug treatment at different concentrations, different measurement times after treatment, response to genetic mutations in various genes, combinations of drug treatment and mutation, and changes in growth conditions (temperature, density, and calcium Concentration).

本明細書において「有意に異なる」とは、2つの統計量について言及されるとき、2つの統計量が互いに統計的有意性を伴って異なることをいう。本発明の実施形態において、細胞構成要素の応答に関する実験のセットのデータを、モンテカルロ法で無作為化することにより、客観的試験を定義することができる。   As used herein, “significantly different” means that when two statistics are mentioned, the two statistics differ from each other with statistical significance. In an embodiment of the present invention, an objective test can be defined by randomizing a set of experimental data on cellular component responses with the Monte Carlo method.

ある実施形態においては、客観的試験を以下の方法で定義することができる: pkiを、実験iにおける構成要素kの応答とする。II(i)を実験のインデックスの無作為並べ替えとする。次いで、多数(約100〜1000)の異なる無作為並べ替えについて、pkΠ(i)をたてる。元のツリーの各分枝および各並べ替えに関して: (1)並べ替えていない元のデータに対して用いたのと同じアルゴリズム(この場合は「hclust」)を用いて階層的クラスター化を行う;
(2)1つのクラスターから2つのクラスターへ移動する際の、クラスター中心に関しての総分散における分別の改善fを計算する;
In one embodiment, an objective test can be defined in the following manner: Let p ki be the response of component k in experiment i. II Let (i) be a random permutation of the experimental index. Then, for a large number (approximately 100-1000) of different random permutations, pkΠ (i) is established. For each branch and permutation of the original tree: (1) Perform hierarchical clustering using the same algorithm (in this case “hclust”) used for the original unsorted data;
(2) Calculate the fractional improvement f in the total variance with respect to the cluster center when moving from one cluster to two clusters;

式中、Dは、構成要素が帰属するクラスターの中心に関しての構成要素kの距離基準(平均)の二乗である。上付の1または2は、全分枝の中心または2つのサブクラスターのうちのより好適なクラスターの中心を示す。このクラスター化法において使用する距離関数Dは、かなりの自由度がある。これらの例においては、D=1−rであり、rは、実験セットを横断する1つの構成要素の応答間の、別の応答に対しての(または平均クラスター応答に対しての)相関係数である。 Where D k is the square of the distance criterion (average) of component k with respect to the center of the cluster to which the component belongs. The superscript 1 or 2 indicates the center of all branches or the more preferred center of the two sub-clusters. The distance function D used in this clustering method has a considerable degree of freedom. In these examples, D = 1−r, where r is the phase relationship between the responses of one component across the experimental set to another response (or to the average cluster response). Is a number.

詳細には、好ましくは客観的統計学的検定を用いてあらゆるクラスター化法またはアルゴリズムのグループ化判定の統計学的信頼性を判定することができる。好ましくは、同様の検定を、階層的および非階層的クラスター化法の双方に用いることができる。クラスターのコンパクト性は、例えば、「クラスターの平均値」からのクラスターのエレメントの距離の二乗の平均として、またより好ましくは、クラスターの平均値からのエレメントの距離の二乗の平均値の逆数として、定量的に定義される。特定のクラスターのクラスター平均値は、一般に、クラスターの全てのエレメントの応答ベクトルの平均値として定義される。しかし、特定の実施形態(クラスターの平均値に定義が疑わしい場合など)では、例えば、正規化または加重内積の絶対値を用いて、クラスター化アルゴリズムの距離関数(即ち、I=1−|r|)を評価する。通常、上記の平均値の定義は、応答ベクトルが反対方向を向き、上記に定義するクラスター平均値がゼロになる実施形態では問題が生じ得る。従って、このような実施形態では、クラスターのコンパクト性の異なる定義を選択することが好ましく、例えば限定はしないが、クラスター内のエレメントの全てのペア間の距離の二乗の平均値などがある。あるいは、クラスターのコンパクト性は、クラスターの各エレメント(例えば、細胞構成要素)とそのクラスターの他のエレメントとの間の平均距離(またはより好ましくは、平均距離の逆数)を意味すると定義することができる。   In particular, preferably statistical statistical tests can be used to determine the statistical reliability of any clustering method or algorithm grouping decision. Preferably, similar tests can be used for both hierarchical and non-hierarchical clustering methods. The compactness of the cluster is, for example, as the mean of the square of the distance of the elements of the cluster from the “mean value of the cluster”, and more preferably as the reciprocal of the mean of the square of the distance of the element from the mean value of the cluster, Defined quantitatively. The cluster average value for a particular cluster is generally defined as the average value of the response vectors of all elements of the cluster. However, in certain embodiments (such as when the definition of the mean value of the cluster is questionable), the distance function of the clustering algorithm (ie, I = 1− | r | ). In general, the definition of the mean value can be problematic in embodiments where the response vector is oriented in the opposite direction and the cluster mean value defined above is zero. Therefore, in such an embodiment, it is preferable to select different definitions of the compactness of the cluster, such as, but not limited to, the mean squared distance between all pairs of elements in the cluster. Alternatively, cluster compactness may be defined to mean the average distance (or more preferably the reciprocal of the average distance) between each element of the cluster (e.g., a cellular component) and other elements of the cluster. it can.

本発明において用いられる統計的方法においても使用しうるその他の定義は、当業者には明らかである。   Other definitions that may also be used in the statistical methods used in the present invention will be apparent to those skilled in the art.

別の実施形態では、本発明のプロファイルは、信号処理技術を用いて解析することができる。そのような信号処理技術では、相関関数を定義し、相関係数を計算し、自己相関関数および相互相関関数を定義し、これらの関数を、重み付けの総和が1になるように計算することによって、移動平均を求めることができる。   In another embodiment, the profiles of the present invention can be analyzed using signal processing techniques. In such signal processing techniques, by defining correlation functions, calculating correlation coefficients, defining autocorrelation functions and cross-correlation functions, and calculating these functions so that the sum of weights is 1. The moving average can be obtained.

信号処理において、時間領域および周波数領域を考慮することが重要である。自然現象、特に生命および生体の動特性解析において、リズムは重要であることが多い。ある時間関数f(t)が、次の条件を満たす場合、この関数を周期関数という。   In signal processing, it is important to consider the time domain and the frequency domain. Rhythm is often important in natural phenomena, especially in analyzing the dynamic characteristics of life and living organisms. When a certain time function f (t) satisfies the following condition, this function is called a periodic function.

f(t)=f(t+T)
時間0において、関数の値はf(0)であり、その後種々の値をとった後時刻Tの時点で再びf(0)をとる。このような関数を周期関数と呼び、このような関数としては、再び、正弦様波が挙げられる。ここで、Tを周期と呼ぶ。ここで、関数は、T時間に1回のサイクルを有する。あるいは、単位時間当たりのサイクル数を意味する1/T(サイクル/時間)と表現してもその情報は失われない。このように単位時間当たりのサイクル数で表現される概念は周波数と呼ばれる。ここで周波数をfとしてあらわすと、
f=1/T
で表現できる。
f (t) = f (t + T)
At time 0, the value of the function is f (0), and after taking various values, f (0) is taken again at time T. Such a function is called a periodic function, and as such a function, a sinusoidal wave can be cited again. Here, T is called a period. Here, the function has one cycle in T time. Alternatively, even if it is expressed as 1 / T (cycle / time), which means the number of cycles per unit time, the information is not lost. The concept expressed by the number of cycles per unit time is called frequency. Here, if the frequency is expressed as f,
f = 1 / T
Can be expressed as

ここで、周波数は時間の逆数であり、時間領域において時間を扱い、周波領域において周波数を扱う。電気工学的に周波数を表現することもできる。例えば、周期は、角度によって表現され、360°または2πラジアンに対応される。このような場合、f(サイクル/秒)は2πf(ラジアン/秒)となり、これを一般にω(=2πf)とあらわして、角周波数と呼ぶ。   Here, the frequency is the reciprocal of time, and time is handled in the time domain, and frequency is handled in the frequency domain. The frequency can also be expressed in electrical engineering. For example, the period is represented by an angle and corresponds to 360 ° or 2π radians. In such a case, f (cycle / second) is 2πf (radian / second), which is generally expressed as ω (= 2πf) and is called an angular frequency.

ここで、正弦波と余弦波とを比較すると、余弦波は正弦波を、90°またはπ/2ラジアン平行移動させたものになる。ここで、正弦波は余弦波の時間遅れとしてあらわすことができ、この時間の遅れを位相(phase)という。例えば、純粋な余弦波において位相を0とすると、正弦波では位相は90°となる。例えば、正弦波と余弦波とを足したものは、生じた波の振幅が√2増え、位相がπ/4となる。   Here, when the sine wave is compared with the cosine wave, the cosine wave is obtained by translating the sine wave by 90 ° or π / 2 radians. Here, the sine wave can be expressed as a time delay of the cosine wave, and this time delay is referred to as a phase. For example, if the phase is 0 in a pure cosine wave, the phase is 90 ° in a sine wave. For example, the sum of a sine wave and a cosine wave increases the amplitude of the generated wave by √2 and the phase becomes π / 4.

このような解析において、フーリエ級数および周波数解析の手法が利用され得る。また、フーリエ変換、離散フーリエ変換およびパワースペクトルを利用することも可能である。フーリエ級数展開において、ウエーブレット変換の方法などが利用され得る。このような手法は、当該分野において周知であり、生命システム解析のための数学、コロナ社、清水和幸(1999)、臨床医学のためのウェーブレット解析、医学出版、石川康宏に記載されている。   In such analysis, Fourier series and frequency analysis techniques can be used. It is also possible to use Fourier transform, discrete Fourier transform and power spectrum. In the Fourier series expansion, a wavelet transform method or the like can be used. Such techniques are well known in the art and are described in Mathematics for Life System Analysis, Corona, Yuki Shimizu (1999), Wavelet Analysis for Clinical Medicine, Medical Publishing, Yasuhiro Ishikawa.

(好ましい実施形態の説明)
以下に、実施形態により本発明を記載する。以下に記載される実施形態は、例示の目的に過ぎず、従って、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲を除く実施形態によっては限定されない。
(Description of Preferred Embodiment)
Hereinafter, the present invention will be described by embodiments. The embodiments described below are for illustrative purposes only, and therefore the scope of the present invention is not limited by the embodiments except the appended claims.

(細胞状態の提示)
1つの局面において、本発明は、細胞状態を提示する方法を提供する。このような方法は、a)上記細胞に由来する遺伝子(例えば、転写制御配列を含む)群から選択される少なくとも1つの遺伝子(例えば、上記転写制御配列を含む)に関連する遺伝子状態(例えば、遺伝子の発現(転写、翻訳など))を経時的にモニターして上記細胞の経時プロファイルを得る工程;およびb)上記経時プロファイルを提示する工程;を包含する。ここでは、例えば、モニターした結果得られる信号強度のプロファイルを区間微分することにより、変化の関数を得、表示することができる。この場合、好ましくは、例えば、構成的プロモーターなどの変化しないと仮定される転写制御配列を基準に差分を取ることによってそのような経時プロファイルを得ることができるがそれに限定されない。遺伝子群としては、異なる転写制御配列を含む群を用いることが好ましいがそれに限定されない。
(Presentation of cell status)
In one aspect, the present invention provides a method for presenting a cellular state. Such a method comprises: a) a genetic state (eg, including at least one gene selected from the group of genes derived from the cell (eg, including a transcription control sequence) (eg, including the transcription control sequence) (eg, Gene expression (transcription, translation, etc.)) is monitored over time to obtain a time profile of the cells; and b) the time profile is presented. Here, for example, a function of change can be obtained and displayed by differentiating the profile of the signal intensity obtained as a result of monitoring. In this case, preferably, such a temporal profile can be obtained by taking a difference based on a transcription control sequence assumed to be unchanged, such as a constitutive promoter, but is not limited thereto. As a gene group, it is preferable to use a group containing different transcription control sequences, but it is not limited thereto.

経時プロファイルの表示は、どのような方法を用いてもよいが、例えば、ディスプレイ装置を用いて視覚的に表示してもよく(例えば、x軸に時間、y軸に信号強度)、あるいは、数値表として表示してもよい。あるいは、信号強度を光強度としてディスプレイに表示することも可能である。   Any method may be used to display the temporal profile, for example, it may be displayed visually using a display device (for example, time on the x-axis and signal strength on the y-axis), or a numerical value. It may be displayed as a table. Alternatively, the signal intensity can be displayed on the display as the light intensity.

好ましくは、細胞は、固相支持体(例えば、アレイ、プレート、マイクロタイタープレートなど)に固定されてモニターされる。そのような固定は、当該分野において公知の方法または本明細書において記載される方法に基づいて行うことができる。   Preferably, the cells are fixed and monitored on a solid support (eg, array, plate, microtiter plate, etc.). Such immobilization can be performed based on methods known in the art or as described herein.

好ましい実施形態において、このような経時プロファイルは、リアルタイムで提示され得る。ここで、リアルタイム表示は、実質的に同時に表示することができる限り、ある程度のタイムラグが生じてもよい。許容されるタイムラグは、求められるリアルタイムの同時性によるが、例えば、最大で10秒であり、より好ましくは最大で1秒である。   In a preferred embodiment, such a time profile can be presented in real time. Here, the real-time display may cause a certain time lag as long as it can be displayed substantially simultaneously. The allowable time lag depends on the required real-time simultaneity, but is, for example, at most 10 seconds, more preferably at most 1 second.

(細胞状態の判定)
別の局面において、本発明は、細胞状態を判定する方法を提供する。このような細胞状態の判定は、従来においてはまったく観察されていなかった遺伝子(例えば、転写制御因子)の状態(たとえば、その遺伝子の発現(例えば、転写、翻訳など)の状態)の変化をモニターすることにより達成され、従って、本発明の細胞状態の判定方法は、従来観察することができなかった種々の状態を判定することを可能にする。このような方法は、a)上記細胞に由来する遺伝子(例えば、転写制御配列を含む)群から選択される少なくとも1つの遺伝子(例えば、上記転写制御配列を含むもの)に関連する遺伝子状態(例えば、遺伝子の発現(転写、翻訳など)状態)を経時的にモニターして上記細胞の経時プロファイルを得る工程;およびb)上記転写状態の経時プロファイルから上記細胞状態を判定する工程を包含する。遺伝子群としては、異なる転写制御配列を含む群を用いることが好ましいがそれに限定されない。
(Determination of cell status)
In another aspect, the present invention provides a method for determining a cell state. Such determination of the cell state monitors changes in the state of a gene (for example, transcriptional regulatory factor) (for example, the state of expression of the gene (for example, transcription, translation, etc.)) that has never been observed in the past. Therefore, the cell state determination method of the present invention makes it possible to determine various states that could not be observed conventionally. Such a method comprises: a) a genetic state (eg, comprising at least one gene selected from the group of genes (eg, comprising a transcription control sequence) derived from the cell (eg, comprising the transcription control sequence) A step of monitoring a gene expression (transcription, translation, etc.) over time to obtain a time profile of the cell; and b) a step of determining the cell state from the time profile of the transcription state. As a gene group, it is preferable to use a group containing different transcription control sequences, but it is not limited thereto.

好ましくは、細胞は、固相支持体(例えば、アレイ、プレート、マイクロタイタープレートなど)に固定された状態でモニターされる。そのような固定方法は、当該分野において公知の方法または本明細書において記載される方法を用いて行うことができる。   Preferably, the cells are monitored while immobilized on a solid support (eg, array, plate, microtiter plate, etc.). Such a fixing method can be performed using a method known in the art or a method described in the present specification.

好ましい実施形態において、本発明の細胞状態判定方法では、経時プロファイルと細胞状態とをその経時プロファイルを入手する前に相関付ける工程をさらに包含することが有利であり得る。あるいは、そのような相関付けの情報の既知情報があらかじめ提供されてもよい。そのような相関付けの工程は、相関情報はデータベースとして保存することができ、必要なときに使用することができる。   In a preferred embodiment, the cell state determination method of the present invention may advantageously further include a step of correlating the time-lapse profile and the cell state before obtaining the time-lapse profile. Alternatively, known information of such correlation information may be provided in advance. Such a correlation process allows correlation information to be stored as a database and used when needed.

好ましい実施形態では、転写制御配列は、プロモーター、エンハンサー、サイレンサー、他のゲノム中構造遺伝子のフランキング配列およびエキソン以外のゲノム配列などであり得るがそれらに限定されない。プロモーターが好ましい。転写状態を直接測定することができるからである。   In a preferred embodiment, the transcriptional control sequence can be, but is not limited to, a promoter, enhancer, silencer, flanking sequence of other structural genes in the genome and genomic sequences other than exons. A promoter is preferred. This is because the transfer state can be directly measured.

特定の実施形態では、転写制御配列は、構成的プロモーター、特異的プロモーターおよび誘導性プロモーターなどであり得る。ここで、プロモーターは、どのようなものでも使用され、本発明は、あらゆるタイプのプロモーターを使用できることで特徴付けられる。本発明の方法を用いることにより、プロファイルを「プロセス」という視点で解析することが可能となったことから、任意のプロモーターまたは任意のプロモーターのセットを用いて細胞状態を判定することが可能になった。そのような判定は、従来の技術では不可能であったことであり、本発明は、従来技術からは達成不可能であったことを達成したということからその有用性は高い。   In certain embodiments, transcriptional control sequences can be constitutive promoters, specific promoters, inducible promoters, and the like. Here, any promoter can be used, and the present invention is characterized by the ability to use any type of promoter. Since the profile can be analyzed from the viewpoint of “process” by using the method of the present invention, it becomes possible to determine the cell state using any promoter or any set of promoters. It was. Such a determination is impossible with the prior art, and the present invention is highly useful because it has achieved what was not possible with the prior art.

好ましい実施形態では、少なくとも2つの転写制御配列がモニターされる。少なくとも2つの転写制御配列を観察することによって、代表的に、80%の細胞状態の同定が可能になる。より好ましくは、少なくとも3つの転写制御配列がモニターされる。少なくとも3つの転写制御配列を観察することによって、代表的に、少なくとも90%の細胞状態を同定することが可能となる。最も好ましい実施形態において、少なくとも8つの転写制御配列がモニターされる。少なくとも8つの転写制御配列を観察することによって、通常、ほぼすべての細胞状態を同定することが可能となる。このように、任意の転写制御配列を選択したにもかかわらず、上述のような少ない数のみを選択し、それをモニターすることによって、ほぼすべての細胞状態を判定することができることは、予想されていなかったことであり、これは、時間点ごとに観察し、それをヘテロな集団として統計処理をした従来の判定方法に比較して、はるかに簡便で精密で正確な判定を提供することになる。   In preferred embodiments, at least two transcription control sequences are monitored. By observing at least two transcription control sequences, typically 80% of the cellular state can be identified. More preferably, at least three transcription control sequences are monitored. By observing at least three transcription control sequences, it is typically possible to identify at least 90% of the cellular state. In the most preferred embodiment, at least 8 transcription control sequences are monitored. By observing at least eight transcription control sequences, it is usually possible to identify almost all cellular states. Thus, it is expected that almost any cell state can be determined by selecting only a small number as described above and monitoring it, despite selecting any transcriptional control sequence. This is to provide a much simpler, more precise and accurate judgment compared to the conventional judgment method that observes every time point and statistically processes it as a heterogeneous group. Become.

従って、本発明の判定方法では、モニターする前に、遺伝子(例えば、転写制御配列を含む)群から、少なくとも1つの遺伝子(例えば、その転写制御配列を含む)を任意に選択する工程をさらに包含することが好ましい。本発明の1つの重要な特徴は、遺伝子(例えば、特定の転写制御配列を含む)として、点ごとの調査では特異性を示していないものでも使用可能であるという点にあるからである。   Therefore, the determination method of the present invention further includes a step of arbitrarily selecting at least one gene (for example, including the transcription control sequence) from the group of genes (for example, including the transcription control sequence) before monitoring. It is preferable to do. One important feature of the present invention is that genes that do not show specificity in point-by-point studies can be used as genes (for example, including specific transcriptional regulatory sequences).

好ましい実施形態において、このような経時プロファイルは、リアルタイムで提示され得る。ここで、リアルタイムは、実質的に同時に表示することができる限り、ある程度のタイムラグが生じてもよい。許容されるタイムラグは、求められるリアルタイム(同時性)によるが、例えば、最大で10秒であり、より好ましくは最大で1秒であり得る。例えば、リアルタイムの診断が必要な治療などでは、そのタイムラグは、例えば、最大で30秒であってもよい。   In a preferred embodiment, such a time profile can be presented in real time. Here, as long as real time can be displayed substantially simultaneously, a certain amount of time lag may occur. The allowable time lag depends on the required real time (simultaneity), but may be, for example, a maximum of 10 seconds, more preferably a maximum of 1 second. For example, in a treatment that requires real-time diagnosis, the time lag may be, for example, 30 seconds at the maximum.

好ましい特定の実施形態において、本発明の細胞状態判定方法で判定される状態としては、例えば、分化状態、未分化状態、外来因子に対する細胞応答、細胞周期および増殖状態などが挙げられる。より詳細には、そのような状態としては、例えば、がん細胞の抗がん剤に対する応答、薬剤耐性、生物時間に対する応答、幹細胞(例えば、間葉系幹細胞、神経幹細胞など)の分化状態、あるいは精製した幹細胞(例えば胚性幹細胞)の未分化状態などが挙げられるがそれらに限定されない。   In a preferred specific embodiment, the state determined by the cell state determination method of the present invention includes, for example, a differentiated state, an undifferentiated state, a cellular response to a foreign factor, a cell cycle, a proliferative state, and the like. More specifically, such states include, for example, the response of cancer cells to anticancer drugs, drug resistance, response to biological time, the differentiation state of stem cells (eg, mesenchymal stem cells, neural stem cells, etc.), Another example is an undifferentiated state of purified stem cells (eg, embryonic stem cells), but is not limited thereto.

従って、好ましい実施形態では、本発明の細胞状態判定方法により判定される細胞としては、幹細胞または体細胞あるいはそれらの混合物が挙げられるがそれらに限定されない。   Therefore, in a preferred embodiment, cells determined by the cell state determination method of the present invention include, but are not limited to, stem cells, somatic cells, or a mixture thereof.

あるいは、そのような細胞は、付着細胞、浮遊細胞、組織形成細胞およびそれらの混合物であってもよい。   Alternatively, such cells may be adherent cells, suspension cells, tissue forming cells and mixtures thereof.

1つの好ましい実施形態では、本発明の細胞状態判定方法は、固相支持体として基板上に固定された細胞を対象として行うことができる。そのような場合、固相支持体はチップと呼ばれ、細胞が基板上に整列して配置される場合は、その基板はアレイとも呼ばれる。   In one preferred embodiment, the cell state determination method of the present invention can be performed on cells fixed on a substrate as a solid support. In such cases, the solid support is referred to as a chip, and if the cells are arranged in alignment on the substrate, the substrate is also referred to as an array.

特に好ましい実施形態において、本発明の細胞状態判定方法では、判定に供される転写制御配列は、作動可能に連結され、対象となる細胞にトランスフェクトされることが有利である。このような形態において、転写制御因子の転写状態がレポーター遺伝子の信号として測定することが可能となるからである。   In a particularly preferred embodiment, in the cell state determination method of the present invention, it is advantageous that the transcriptional control sequence subjected to the determination is operably linked and transfected into the cell of interest. This is because in such a form, the transcriptional state of the transcriptional regulatory factor can be measured as a reporter gene signal.

このようなトランスフェクトは、固相上または液相中で行われ得る。ここで、トランスフェクトのために、標的物質の細胞への導入効率を上昇させるための方法が利用され得る。本発明は、通常の条件下では、ほとんど細胞に導入されない標的物質(例えば、DNA、RNA、ポリペプチド、糖鎖またはそれらの複合物質など)を、フィブロネクチンのようなアクチン作用物質とともに細胞に提示する(好ましくは、接触させる)ことによって、その標的物質が効率よく細胞に導入されるという作用を利用する。従って、このトランスフェクション方法は、A)標的物質(すなわち、転写制御配列を含むDNA)を提供する工程;B)アクチン作用物質(例えば、フィブロネクチン)を提供する工程を順不同に包含し、C)該標的物質および該アクチン作用物質を該細胞に接触させる工程をさらに包含する。ここで、標的物質およびアクチン作用物質は、一緒に提供されてもよく、別々に提供されてもよい。アクチン作用物質としては、上述の本発明の標的物質の細胞内への導入の効率を上昇させるための組成物において詳述した形態が適用され得る。そのような形態は、当業者は、本明細書の記載に基づけば、適切な形態を実施することができる。したがって、このようなアクチン作用物質は、本発明の標的物質の細胞への導入効率を上昇させるための組成物において適用される形態で実施することができる。好ましくは、アクチン作用物質は、細胞外マトリクスタンパク質(例えば、フィブロネクチン、ビトロネクチン、ラミニンなど)またはその改変体であり得る。より好ましくは、フィブロネクチンまたはその改変体もしくはそのフラグメントが使用され得る。   Such transfection can be performed on a solid phase or in a liquid phase. Here, a method for increasing the efficiency of introducing a target substance into cells may be used for transfection. The present invention presents a target substance (for example, DNA, RNA, polypeptide, sugar chain, or a complex thereof) that is hardly introduced into a cell under normal conditions together with an actin acting substance such as fibronectin. By utilizing (preferably contacting), the effect that the target substance is efficiently introduced into cells is utilized. Thus, the transfection method comprises, in random order, A) providing a target substance (ie, DNA comprising a transcriptional regulatory sequence); B) providing an actin acting substance (eg, fibronectin); The method further includes a step of bringing the target substance and the actin acting substance into contact with the cells. Here, the target substance and the actin acting substance may be provided together or separately. As the actin acting substance, the form detailed in the composition for increasing the efficiency of introduction of the target substance of the present invention into the cells described above can be applied. Those skilled in the art can implement an appropriate form based on the description in this specification. Therefore, such an actin acting substance can be implemented in a form that is applied in a composition for increasing the efficiency of introduction of the target substance of the present invention into cells. Preferably, the actin acting substance may be an extracellular matrix protein (eg, fibronectin, vitronectin, laminin, etc.) or a variant thereof. More preferably, fibronectin or a variant or fragment thereof can be used.

1つの実施形態において、本発明において使用される転写制御配列は、転写因子に結合する能力を有する。そのような転写因子としては、例えば、ISRE、RARE、STAT3、GAS、NFAT、MIC、AP1、SRE,GRE,CRE、NFκB、ERE、TRE、E2F、Rb、p53などが挙げられるがそれらに限定されない。このような転写因子は、BD Biosciences Clonetech,CA,USA から市販されているものを利用することができる。ここで、ISREは、STAT1/2と関連し、RAREはレチノイン酸と関連する。STAT3は分化制御に関連し、GREは糖代謝に関連する。CREは、cAMPに関連し、TREは甲状腺ホルモンに関連する。E2Fは細胞周期に関連し、p53はG1チェックポイイントに関連する。従って、このような情報を元に、細胞状態を判定することが可能である。   In one embodiment, the transcription control sequence used in the present invention has the ability to bind to a transcription factor. Examples of such transcription factors include, but are not limited to, ISRE, RARE, STAT3, GAS, NFAT, MIC, AP1, SRE, GRE, CRE, NFκB, ERE, TRE, E2F, Rb, p53, and the like. . As such a transcription factor, those commercially available from BD Biosciences Clonetech, CA, USA can be used. Here, ISRE is associated with STAT1 / 2 and RARE is associated with retinoic acid. STAT3 is associated with differentiation control and GRE is associated with glucose metabolism. CRE is related to cAMP and TRE is related to thyroid hormone. E2F is associated with the cell cycle and p53 is associated with the G1 checkpoint. Therefore, it is possible to determine the cell state based on such information.

好ましい実施形態において、本発明における判定工程b)は、上記経時プロファイルの位相を比較することを包含する。位相の算出は、本明細書において上述される一般方法、および実施例に記載される方法を参酌して、当業者が適宜行うことができる。   In a preferred embodiment, the determination step b) in the present invention includes comparing the phases of the time-lapse profiles. The phase can be calculated appropriately by those skilled in the art in consideration of the general method described above in this specification and the method described in the examples.

別の好ましい実施形態において、本発明における判定工程b)は、上記細胞の経時プロファイルとコントロールプロファイルとの差分をとる工程を包含する。差分の算出は、本明細書において上述される一般方法、および実施例に記載される方法を参酌して、当業者が適宜行うことができる。   In another preferred embodiment, the determination step b) in the present invention includes a step of taking the difference between the time-lapse profile of the cells and the control profile. The calculation of the difference can be appropriately performed by a person skilled in the art in consideration of the general method described above in this specification and the method described in the examples.

別の好ましい実施形態において、本発明における判定工程b)は、信号処理法および多変量解析からなる群より選択される数学処理を包含する。このような数学処理を、当業者は、本明細書の記載を参酌して、容易に実施することができる。   In another preferred embodiment, the determination step b) in the present invention includes a mathematical process selected from the group consisting of signal processing methods and multivariate analysis. Such a mathematical process can be easily performed by those skilled in the art with reference to the description of the present specification.

(データ生成)
1つの局面において、本発明は、細胞の情報に関するプロファイルデータを生成する方法を提供する。この方法は、a)細胞を支持体上に提供して固定する工程;およびb)該細胞上または該細胞内の生物学的因子またはその集合体を経時的にモニターして該細胞のプロファイルのデータを生成する工程;を包含する。この局面の本発明の重要な特徴のひとつは、同一の細胞に関して継続して(例えば、経時的に)情報が得られるように、細胞を実質的に支持体上の同一の箇所に固定する点にある。これにより、細胞の生物学的因子およびその集合体の経時的モニターが可能となった。経時的モニターが可能となったことにより、細胞のプロファイルを得ることができ、デジタル細胞を構築することが可能となった。細胞を支持体に固定するために、本発明は、支持体において、例えば、塩のような固定化剤が使用され得る。塩と、正に荷電した物質と負に荷電した物質との複合体と、細胞との組み合わせで支持体に細胞が固定され得る。そのような塩としてはどのようなものでも使用することができ、例えば、塩化カルシウム、リン酸水素ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、ピルビン酸ナトリウム、HEPES、塩化カルシウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫化マグネシウム、硝酸鉄、アミノ酸およびビタミンなどが利用され得るがそれらに限定されない。そのような正に荷電した物質と負に荷電した物質との組み合わせとしては、例えば、DNA、RNA、PNA、ポリペプチド、化学化合物、及びその複合体からなる群より選択される負に荷電した物質と、カチオン性ポリマー、カチオン性脂質、カチオン性ポリアミノ酸及びその複合体からなる群より選択される正に荷電した物質との複合体が挙げられるがそれらに限定されない。本発明において、好ましい実施形態では、対象となる生物学的因子が核酸分子または該核酸分子に由来する分子であり得る。核酸分子は、遺伝情報を司ることが多く、そのような遺伝情報に関し、細胞の情報を得ることができるからである。
(Data generation)
In one aspect, the present invention provides a method of generating profile data relating to cellular information. The method comprises the steps of: a) providing and fixing a cell on a support; and b) monitoring a biological factor or collection thereof on or within the cell over time to determine the profile of the cell. Generating data. One important feature of the present invention of this aspect is that the cells are fixed at substantially the same location on the support so that information can be obtained continuously (eg, over time) for the same cells. It is in. This allowed the biological factors of the cells and their aggregates to be monitored over time. Since it became possible to monitor over time, it was possible to obtain cell profiles and construct digital cells. In order to fix the cells to the support, the present invention can use a fixing agent such as a salt in the support. A cell can be fixed to a support by a combination of a salt, a complex of a positively charged substance and a negatively charged substance, and a cell. Any salt can be used, such as calcium chloride, sodium hydrogen phosphate, sodium bicarbonate, sodium pyruvate, HEPES, calcium chloride, sodium chloride, potassium chloride, magnesium sulfide, nitric acid. Iron, amino acids, vitamins, and the like can be used, but are not limited thereto. As a combination of such a positively charged substance and a negatively charged substance, for example, a negatively charged substance selected from the group consisting of DNA, RNA, PNA, polypeptide, chemical compound, and complex thereof And a complex of a positively charged substance selected from the group consisting of a cationic polymer, a cationic lipid, a cationic polyamino acid and a complex thereof, but is not limited thereto. In the present invention, in a preferred embodiment, the biological factor of interest can be a nucleic acid molecule or a molecule derived from the nucleic acid molecule. This is because a nucleic acid molecule often controls genetic information, and cell information can be obtained with respect to such genetic information.

別の局面において、本発明は、a)細胞を支持体上に提供して固定する工程;およびb)該細胞上または該細胞内の生物学的因子またはその集合体を経時的にモニターして該細胞のプロファイルのデータを生成する工程;を包含する方法によって得られるデータに関する。このようなデータは、従来なかった方法によって得られるデータであり、新規のものである。従って、本発明は、このようなデータを含む記録媒体を提供する。   In another aspect, the present invention provides: a) providing and fixing a cell on a support; and b) monitoring a biological agent or collection thereof on or within the cell over time. Generating data for the cell profile. Such data is data obtained by an unprecedented method and is new. Therefore, the present invention provides a recording medium including such data.

別の局面において、本発明は、複数の同一環境にある細胞の情報に関するプロファイルデータを生成する方法に関する。この方法は、a)複数の細胞を同一環境に保つことができる支持体上に提供する工程;およびb)該細胞上または該細胞内の生物学的因子またはその集合体を経時的にモニターして該細胞のプロファイルのデータを生成する工程を包含する。この局面の本発明の重要な特徴のひとつは、同一環境にある複数の細胞の情報に関するプロファイルデータを得ることができる点にある。そのような環境を提供する技術もまた、本発明の範囲内にある。同一環境を複数の細胞に提供するために、本発明は、支持体において、例えば、塩のような固定化剤が使用され得る。塩と、正に荷電した物質と負に荷電した物質との複合体と、細胞との組み合わせで支持体に細胞が固定され得る。本発明において、そのような塩としてはどのようなものでも使用することができ、例えば、塩化カルシウム、リン酸水素ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、ピルビン酸ナトリウム、HEPES、塩化カルシウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫化マグネシウム、硝酸鉄、アミノ酸およびビタミンなどが利用され得るがそれらに限定されない。そのような正に荷電した物質と負に荷電した物質との組み合わせとしては、例えば、DNA、RNA、PNA、ポリペプチド、化学化合物、及びその複合体からなる群より選択される負に荷電した物質と、カチオン性ポリマー、カチオン性脂質、カチオン性ポリアミノ酸及びその複合体からなる群より選択される正に荷電した物質との複合体が挙げられるがそれらに限定されない。本発明において、好ましい実施形態では、対象となる生物学的因子が核酸分子または該核酸分子に由来する分子であり得る。核酸分子は、遺伝情報を司ることが多く、そのような遺伝情報に関し、細胞の情報を得ることができるからである。   In another aspect, the present invention relates to a method for generating profile data relating to information of a plurality of cells in the same environment. The method comprises the steps of: a) providing a plurality of cells on a support capable of keeping the same environment; and b) monitoring biological factors or aggregates thereof on or within the cells over time. And generating data of the cell profile. One of the important features of the present invention of this aspect is that profile data relating to information of a plurality of cells in the same environment can be obtained. Techniques that provide such an environment are also within the scope of the present invention. In order to provide the same environment to a plurality of cells, the present invention can use an immobilizing agent such as a salt in the support. A cell can be fixed to a support by a combination of a salt, a complex of a positively charged substance and a negatively charged substance, and a cell. In the present invention, any salt can be used. For example, calcium chloride, sodium hydrogen phosphate, sodium hydrogen carbonate, sodium pyruvate, HEPES, calcium chloride, sodium chloride, potassium chloride, Magnesium sulfide, iron nitrate, amino acids, vitamins and the like can be used, but are not limited thereto. As a combination of such a positively charged substance and a negatively charged substance, for example, a negatively charged substance selected from the group consisting of DNA, RNA, PNA, polypeptide, chemical compound, and complex thereof And a complex of a positively charged substance selected from the group consisting of a cationic polymer, a cationic lipid, a cationic polyamino acid and a complex thereof, but is not limited thereto. In the present invention, in a preferred embodiment, the biological factor of interest can be a nucleic acid molecule or a molecule derived from the nucleic acid molecule. This is because a nucleic acid molecule often controls genetic information, and cell information can be obtained with respect to such genetic information.

好ましい実施形態において、本発明の方法では、対象となる細胞には、アクチン作用物質が提供されることが好ましい。アクチン作用物質は、細胞内のアクチンに作用し、細胞の内部骨格を変形させて、外来因子を導入することが容易になるという効果を有する。このようなアクチン作用物質の存在により、目的となる外来因子の細胞内での影響を調べることが可能となる。   In a preferred embodiment, in the method of the present invention, the target cell is preferably provided with an actin acting substance. The actin acting substance acts on actin in the cell, has an effect that it becomes easy to introduce a foreign factor by deforming the inner skeleton of the cell. The presence of such an actin acting substance makes it possible to examine the effect of the target foreign factor in the cell.

1つの実施形態において、本発明において対象とされる生物学的因子は、核酸、タンパク質、糖鎖、脂質、低分子、それらの複合分子からなる群より選択される少なくとも1つの因子を含む。   In one embodiment, the biological factor targeted in the present invention includes at least one factor selected from the group consisting of nucleic acids, proteins, sugar chains, lipids, small molecules, and complex molecules thereof.

好ましい実施形態において、本発明では、対象となる細胞は、モニター前に、ある程度の期間刺激なしで培養することが好ましい。対象となる細胞を同期化するためである。同期化に必要な期間としては、例えば、少なくとも1日間、より好ましくは、少なくとも2日間、さらに好ましくは少なくとも3日間、さらにより好ましくは少なくとも5日間培養することが有利であり得る。ただし、培養が長くなるにつれ、培養条件を維持する必要性が高くなる。同期化は、各細胞に供給される培地が同一であることが好ましいことから、培養中の培地は、常に同一であるか、あるいは、少なくとも同様に変化していることが好ましい。したがって、好ましくは、そのために、培地を対流させる手段を備え、使用してもよい。   In a preferred embodiment, in the present invention, the target cells are preferably cultured without stimulation for a certain period of time before monitoring. This is to synchronize the target cells. As a period necessary for the synchronization, for example, it may be advantageous to culture for at least 1 day, more preferably at least 2 days, even more preferably at least 3 days, even more preferably at least 5 days. However, as the culture becomes longer, the need to maintain the culture conditions increases. For synchronization, it is preferable that the medium supplied to each cell is the same. Therefore, it is preferable that the culture medium in culture is always the same or at least similarly changed. Therefore, preferably, a means for convection of the medium may be provided and used for this purpose.

より好ましい実施形態において、本発明において細胞に提供される生物学的因子は、遺伝子をコードする核酸分子を含み得る。遺伝子をコードする核酸分子は、好ましくは、細胞にトランスフェクトされる。好ましくは、トランスフェクション試薬(遺伝子導入試薬)とともにこのような生物学的因子が提供され得る。さらに好ましくは、遺伝子をコードする核酸分子は、遺伝子導入試薬およびアクチン作用物質とともに細胞に提供され得る。このとき、細胞は、塩と、正に荷電した物質と負に荷電した物質と(ここでは、核酸分子と遺伝子導入試薬と)の複合体とともに提供されることが好ましい。このことにより、細胞および対象となる分子が支持体に固定され、さらに壁のない状態で別々の生物学的因子(例えば、核酸分子)が細胞内に導入されることが可能となった。ほぼ壁のない状態が使用される事から、実質的に同一の環境下で複数の細胞をモニターすることが可能となる。しかも、異なる生物学的因子を細胞内に導入することもできることから、そのような生物学的因子によって影響を受ける、細胞状態のプロファイルを取得することができるようになった。このようなプロファイルは、データとして格納することが可能であり、しかも、そのようなデータは、一定の規格でなされたデータであるから、再現および比較が可能となるという点で、従来の生物学的アッセイで得らなかった効果を有するといえる。しかも、そのような一定の規格で生成されたデータは、一度格納されると、何度でも多種多様な目的で取り出して使用することができることから、例えば、研究者が種々の解析を行うために、全く同一条件で実質的に無限大の条件の違いを考慮して「仮想実験」を行うことも可能となった。その上、仮想実験および結果が、生の形で格納されていることから、従来、ウェットな仕事でその学生生活の大半をすごさざるを得なかった、生物系の大学生および大学院生が、真の意味でのデータ解析教育を受けることも可能になった。また、上記の細胞プロファイルデータは、規格化することが容易であるので、世界中で同じ条件で実験を行ったと考えてよいデータをもとに研究を行うことが可能となった。そのようなデータは、規格化された形態で流通されてもよい。そのような規格化された形態は、通常のコンピュータ(例えば、Windows(登録商標)、Mac、UNIX(登録商標)、LINUXなどの通常手に入るOSが装備されたもの)によって読み取り可能な形態であり得る。本発明で生成されるデータは、生成された細胞プロファイルデータ、生成の際に使用した実験条件に関する情報、細胞に関する情報、環境に関する情報などを含み得る。   In a more preferred embodiment, the biological agent provided to the cell in the present invention may comprise a nucleic acid molecule encoding a gene. The nucleic acid molecule encoding the gene is preferably transfected into the cell. Preferably, such a biological agent can be provided together with a transfection reagent (gene transfer reagent). More preferably, the nucleic acid molecule encoding the gene can be provided to the cell together with the gene transfer reagent and the actin acting substance. At this time, the cells are preferably provided together with a complex of a salt, a positively charged substance, and a negatively charged substance (here, a nucleic acid molecule and a gene introduction reagent). This allowed the cell and the molecule of interest to be immobilized on the support, and separate biological factors (eg, nucleic acid molecules) to be introduced into the cell without any walls. Since a substantially wall-free state is used, a plurality of cells can be monitored under substantially the same environment. In addition, since different biological factors can be introduced into cells, it is possible to obtain a profile of the cell state affected by such biological factors. Such a profile can be stored as data, and since such data is data made according to a certain standard, it can be reproduced and compared with conventional biology. It can be said that it has an effect that was not obtained by the experimental assay. In addition, once data generated according to such a certain standard is stored, it can be extracted and used for a variety of purposes any number of times. For example, for researchers to perform various analyzes It was also possible to conduct a “virtual experiment” in consideration of the difference between virtually infinite conditions under exactly the same conditions. In addition, because virtual experiments and results are stored in raw form, biological university and graduate students who have traditionally had to spend most of their student life with wet work are truly true. It became possible to receive data analysis education in the sense of. In addition, since the above cell profile data can be easily standardized, it has become possible to conduct research based on data that may be considered to have been conducted under the same conditions all over the world. Such data may be distributed in a standardized form. Such a standardized form is in a form readable by an ordinary computer (for example, one equipped with an OS which can be usually obtained such as Windows (registered trademark), Mac, UNIX (registered trademark), LINUX)). possible. The data generated by the present invention may include generated cell profile data, information on experimental conditions used at the time of generation, information on cells, information on the environment, and the like.

好ましい実施形態において、本発明が対象とするプロファイルは、遺伝子発現のプロファイル、アポトーシスシグナルのプロファイル、ストレスシグナルのプロファイル、分子(好ましくは、蛍光、燐光、放射性物質またはその組み合わせにて標識される)の局在化に関するプロファイル、細胞形態の変化、プロモーターのプロファイル、特定薬剤(例えば、抗生物質、リガンド、毒素、栄養素、ビタミン、ホルモン、サイトカインなど)依存性のプロモーターのプロファイル、分子間相互作用のプロファイルなどを含み得る。ここで、本発明の対象が、特定薬剤依存性のプロモーターのプロファイルを含む実施形態において、本発明は、好ましくはこの特定薬剤を投与するさらに工程を含んでいてもよい。   In a preferred embodiment, the profile targeted by the present invention is that of a gene expression profile, an apoptotic signal profile, a stress signal profile, a molecule (preferably labeled with fluorescence, phosphorescence, radioactive material or a combination thereof). Localization profiles, cell shape changes, promoter profiles, specific drug (eg, antibiotics, ligands, toxins, nutrients, vitamins, hormones, cytokines, etc.) dependent promoter profiles, intermolecular interaction profiles, etc. Can be included. Here, in embodiments where the subject of the invention comprises a profile of a specific drug-dependent promoter, the present invention may preferably further comprise the step of administering the specific drug.

好ましい実施形態において、本発明は、外来刺激が細胞に提供される工程をさらに包含してもよい。このような外来刺激は、生物学的因子であってもよく、そうでなくてもよい。外来因子は、任意の因子であり得、例えば、物質または他の要素(例えば、電離線、放射線、光、音波などのエネルギー)が挙げられるがそれらに限定されない。   In preferred embodiments, the present invention may further comprise the step of providing an external stimulus to the cell. Such external stimuli may or may not be biological factors. The exogenous factor can be any factor, including but not limited to substances or other elements (eg, energy such as ionizing radiation, radiation, light, sound waves, etc.).

1つの実施形態において、本発明において使用される外来因子は、RNAiを含み得る。RNAiは、実質的に任意の遺伝子の抑制を調べることができることから、存在する全ての遺伝子分のRNAiを作製してその遺伝子に対する効果を調べることもできる。RNAiは当該分野において周知の方法によって作製することができる。   In one embodiment, the exogenous factor used in the present invention may comprise RNAi. Since RNAi can examine the suppression of virtually any gene, RNAi for all existing genes can be prepared to examine the effect on that gene. RNAi can be prepared by methods well known in the art.

別の実施形態において。本発明において使用される外来因子は、生体に存在しない化学物質を含み得る。このように生体に存在しない化学物質を、細胞に提供することによって、種々の情報を収集することができる。また、一旦収集されたデータは再利用することができることから、生体に存在しない化学物質がほとんど入手不可能な場合であっても、一旦本発明においてデータを取得することができれば、入手可能性を気にすることなく、研究を続けることが可能となる。   In another embodiment. The foreign factor used in the present invention may include a chemical substance that does not exist in the living body. Thus, various information can be collected by providing a cell with a chemical substance that does not exist in the living body. In addition, since the data once collected can be reused, even if it is almost impossible to obtain chemical substances that do not exist in the living body, if the data can be obtained once in the present invention, the availability is reduced. You can continue your research without worrying.

1つの実施形態において、本発明が対象とし得る外来因子は、細胞のレセプターに対するリガンドを含み得る。リガンドを分析することによって、種々のシグナル伝達経路を調査することが可能である。したがって、このような場合、本発明によって得られるプロファイルは、レセプターリガンド相互作用のプロファイルを含む。   In one embodiment, an exogenous factor that may be targeted by the present invention may include a ligand for a cellular receptor. By analyzing the ligand, it is possible to investigate various signaling pathways. Thus, in such cases, the profile obtained by the present invention includes a profile of receptor ligand interaction.

好ましい実施形態において、本発明によって得られるプロファイルは、細胞形態であり、ここで、本発明の方法は、遺伝子の過剰発現、過小発現ノックダウン、外来因子の添加および環境の変化からなる群より選択され得る刺激を細胞に与える工程をさらに含んでいてもよい。   In a preferred embodiment, the profile obtained by the present invention is a cellular morphology, wherein the method of the present invention is selected from the group consisting of gene overexpression, underexpression knockdown, addition of foreign factors and environmental changes. It may further comprise the step of providing the cell with a stimulus that can be performed.

より好ましい実施形態において、本発明によって得られるプロファイルは、細胞内に存在する分子間の相互作用のプロファイルを含む。このような分子間の相互作用のプロファイルとしては、例えば、シグナル伝達経路において登場する分子と分子との間の相互作用、レセプターとリガンドとの相互作用、転写因子と転写因子配列との相互作用などのプロファイルが挙げられるがそれらに限定されない。   In a more preferred embodiment, the profile obtained by the present invention comprises an interaction profile between molecules present in the cell. Examples of such interaction profiles between molecules include interactions between molecules that appear in signal transduction pathways, interactions between receptors and ligands, and interactions between transcription factors and transcription factor sequences. But are not limited to these profiles.

別の好ましい実施形態では、本発明によって得られるプロファイルは、前記細胞内に存在する分子間の相互作用のプロファイルを含み、ここで、本発明はツーハイブリッド法、FRETおよびBRETからなる群より選択される技術を用いた観察を行う工程をさらに包含する。ここで、ツーハイブリッド法は、分子間相互作用を細胞内において検出する。詳細に関しては、Protein−Protein Interactions,A MOLECULAR CLONING MANUAL,Edited by Erica Golemis,Cold Spring Habor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,New Yorkに記載されている(この文献は、FRETも記載する)。FRETは、分子間、分子内の共鳴エネルギー移動を蛍光波長の変化として検出するという技術であり、Protein−Protein Interactions、前出、Miyawaki A.Visualization of the spatial and temporal dynamics of intracellular signaling.Dev Cell.2003 Mar;4(3):295−305.Reviewに説明されている。BRETは、分子間相互作用アッセイシステムであり、Boute N,The use of resonance energy transfer in high−throughput screening:BRET versus FRET.Trends Pharmacol Sci.2002 Aug;23(8):351−4に詳述されている。   In another preferred embodiment, the profile obtained by the present invention comprises a profile of interaction between molecules present in said cells, wherein the present invention is selected from the group consisting of two-hybrid method, FRET and BRET The method further includes a step of performing observation using a technique. Here, the two-hybrid method detects intermolecular interactions in cells. For details, see Protein-Protein Interactions, A MOLECULAR CLONING MANUAL, Edited by Erica Molemis, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, New York. FRET is a technique for detecting intermolecular and intramolecular resonance energy transfer as a change in fluorescence wavelength. Protein-Protein Interactions, supra, Miyawaki A., et al. Visualization of the spatial and temporal dynamics of intracellular signaling. Dev Cell. 2003 Mar; 4 (3): 295-305. Described in Review. BRET is an intermolecular interaction assay system and is described in BOUT N, The use of resonance energy transfer in high-throughput screening: BRET versus FRET. Trends Pharmacol Sci. 2002 Aug; 23 (8): 351-4.

1つの好ましい実施形態において、本発明では、対象となる細胞が、支持体上にアレイ状に配置されていることが好ましい。この場合、好ましくは、本発明において対象となる複数の細胞は、各々が最大10cm、より好ましくは、最大1cm、さらに好ましくは、最大1mmもっとも好ましくは、最大0.1mmの間隔をあけて配置され得る。細胞同士は、最低限の間隔をあけることが必要である。そのような間隔は、実質的に相互作用をしない程度に保つことが好ましい。   In one preferable embodiment, in the present invention, it is preferable that the cells of interest are arranged in an array on a support. In this case, preferably, the plurality of cells of interest in the present invention are arranged with an interval of a maximum of 10 cm, more preferably a maximum of 1 cm, still more preferably a maximum of 1 mm, most preferably a maximum of 0.1 mm. obtain. It is necessary to leave a minimum gap between cells. Such spacing is preferably kept to a level that does not substantially interact.

1つの実施形態において、本発明で得られるプロファイルはリアルタイムに得られてもよいが、得られなくてもよい。リアルタイムプロファイルが有利であり得る。同時性が重要である場面ではそのようなリアルタイムでプロファイルを得ることは重要である。あるいは、格納することが目的の場合は、必ずしもリアルタイム性は必要ではない。   In one embodiment, the profile obtained with the present invention may or may not be obtained in real time. Real-time profiles can be advantageous. In situations where simultaneity is important, it is important to obtain such a profile in real time. Alternatively, when the purpose is storage, real-time characteristics are not necessarily required.

さらなる実施形態において、本発明は、細胞を固相支持体に固定する工程をさらに包含する。ここで、固体支持体への細胞の固定は、塩、複合体、アクチン作用物質などとともに行う。   In a further embodiment, the present invention further comprises the step of fixing the cell to a solid support. Here, the fixation of the cells to the solid support is performed together with a salt, a complex, an actin acting substance and the like.

1つの実施形態において、本発明によって生成されるデータは、プロファイルに関する情報を含み得る。好ましい実施形態では、本発明によって生成されるデータは、モニターにおける条件に関する情報、細胞状態に関する情報、外来因子に関する情報、環境に関する情報などを含んでいてもよい。   In one embodiment, the data generated by the present invention may include information regarding the profile. In a preferred embodiment, the data generated by the present invention may include information regarding conditions in the monitor, information regarding cell status, information regarding foreign factors, information regarding the environment, and the like.

好ましい実施形態において、本発明においてモニターされる生物学的因子は、少なくとも2種の生物学的因子を含み、より好ましくは、少なくとも3種の生物学的因子を含み、さらに好ましくは、少なくとも8種の生物学的因子を含み得る。あるいは、ある特定のカテゴリーすべての生物学的因子(例えば、全ての嗅覚レセプター、全ての味覚レセプター)をモニターすることが好ましい。   In preferred embodiments, the biological factors monitored in the present invention comprise at least two biological factors, more preferably at least three biological factors, and even more preferably at least eight biological factors. Of biological factors. Alternatively, it is preferable to monitor all biological factors in a particular category (eg, all olfactory receptors, all taste receptors).

あるいは、別の好ましい実施形態では、本発明は、このような生物学的因子を任意に選択する工程をさらに包含してもよい。   Alternatively, in another preferred embodiment, the present invention may further comprise the step of optionally selecting such biological factors.

好ましい実施形態では、本発明が対象とする細胞は、幹細胞および体細胞からなる群より選択され得る。   In a preferred embodiment, the cells targeted by the present invention can be selected from the group consisting of stem cells and somatic cells.

1つの実施形態において、本発明において使用される支持体は、固相支持体であることが好ましい。細胞をこのような支持体に固定することが容易であるからである。そのような固相支持体は、当該分野において公知の任意の物質を材料として使用することができる。ここで、この支持体は、基盤の形態を採っていてもよい。   In one embodiment, the support used in the present invention is preferably a solid support. This is because it is easy to fix the cells to such a support. As such a solid support, any substance known in the art can be used as a material. Here, the support may take the form of a base.

1つの実施形態において、本発明では、上記生物学的因子は核酸であり、この細胞は、該核酸でトランスフェクトされることができる。このように核酸でトランスフェクトすることによって、その核酸が細胞に与える影響をリアルタイムであるいは規定化された格納可能な様式でデータまたはプロファイルとして収集することが可能となる。このようなことは、従来技術では実現不可能であった。好ましい実施形態では、このトランスフェクトは固相上または液相中で行われ得る。より好ましくは、このトランスフェクトは固相上で行われることが有利である。データ収集および規格化がより容易であるからである。   In one embodiment, in the present invention, the biological agent is a nucleic acid, and the cell can be transfected with the nucleic acid. By transfecting with nucleic acids in this way, the effects of the nucleic acids on cells can be collected as data or profiles in real time or in a defined and storable manner. Such a thing was not realizable with the prior art. In preferred embodiments, the transfection can be performed on a solid phase or in a liquid phase. More preferably, the transfection is advantageously performed on a solid phase. This is because data collection and standardization are easier.

本発明の好ましい実施形態では、プロファイルは、位相の比較、コントロールプロファイルとの差分計算、信号処理法および多変量解析からなる群より選択される処理により処理され得る。そのように処理されたデータもまた、本発明の範囲内にある。   In a preferred embodiment of the present invention, the profile may be processed by a process selected from the group consisting of phase comparison, difference calculation with control profile, signal processing method and multivariate analysis. Data so processed is also within the scope of the present invention.

別の局面において、本発明は、複数の同一環境にある細胞の情報に関するプロファイルデータの提示方法を提供する。この方法は、a)複数の細胞を同一環境に保つことができる支持体上に提供する工程;b)該細胞上または該細胞内の生物学的因子またはその集合体を経時的にモニターして該細胞のプロファイルのデータを生成する工程;およびc)該データを提示する工程、を包含する。   In another aspect, the present invention provides a method for presenting profile data related to information on a plurality of cells in the same environment. The method comprises the steps of: a) providing a plurality of cells on a support capable of keeping the same environment; b) monitoring biological factors or aggregates thereof on or within the cells over time. Generating data for the cell profile; and c) presenting the data.

ここで、複数の細胞を同一環境に保つことができる支持体は、本明細書において別に詳述したとおりに実施することができる。データを生成する工程もまた、本明細書において別に詳述したとおりに実施することができる。データを提示する工程もまた、本明細書において別に詳述したとおりに実施することができる。そのようなデータ提示方法としては、例えば、視覚的、聴覚的、嗅覚的、触覚的、味覚的など種々の感覚手段を利用する方法が挙げられるがそれらに限定されない。好ましくは、視覚的な提示手段が利用される。例えば、コンピュータのディスプレイなどが例示され得るが、これらに限定されない。   Here, the support capable of keeping a plurality of cells in the same environment can be carried out as detailed elsewhere in this specification. The step of generating data can also be performed as detailed elsewhere herein. The step of presenting data can also be performed as detailed elsewhere herein. Examples of such data presentation methods include, but are not limited to, methods using various sensory means such as visual, auditory, olfactory, tactile, and taste. Preferably, visual presentation means are used. For example, although a computer display etc. may be illustrated, it is not limited to these.

好ましくは、本発明の提示方法では、提示はリアルタイムで行われ得る。あるいは、格納されたデータを呼び出して遅れて提示されてもよい。リアルタイムで提示が行われるべき場合は、データ信号が直接例えばディスプレイに送信され得る。   Preferably, in the presentation method of the present invention, the presentation can be performed in real time. Alternatively, the stored data may be recalled and presented later. If the presentation is to be made in real time, the data signal can be sent directly to eg a display.

別の局面において、本発明は、同一環境にある細胞状態を判定する方法を提供する。ここで、この方法は、a)複数の細胞を同一環境に保つことができる支持体上に提供する工程;b)該細胞上または該細胞内の生物学的因子またはその集合体を経時的にモニターして該細胞のプロファイルのデータを生成する工程;およびc)該データから該細胞状態を判定する工程、を包含する。   In another aspect, the present invention provides a method for determining a cell state in the same environment. Wherein the method comprises the steps of: a) providing a plurality of cells on a support capable of maintaining the same environment; b) providing biological factors or aggregates thereof on or within the cells over time. Monitoring to generate profile data of the cells; and c) determining the cell status from the data.

ここで、複数の細胞を同一環境に保つことができる支持体は、本明細書において別に詳述したとおりに実施することができる。データを生成する工程もまた、本明細書において別に詳述したとおりに実施することができる。細胞状態を判定する工程は、例えば、生成されたデータと、細胞に関する情報とを相関付けるか、あるいは、標準的なデータと比較することなどによって判定を行うことができる。この場合、統計学的処理が行われてもよい。   Here, the support capable of keeping a plurality of cells in the same environment can be carried out as detailed elsewhere in this specification. The step of generating data can also be performed as detailed elsewhere herein. The step of determining the cell state can be performed, for example, by correlating the generated data with information about the cell or comparing it with standard data. In this case, statistical processing may be performed.

したがって、ある実施形態において、本発明は、本発明によって得られるプロファイルと細胞状態とを経時プロファイルを得る前に相関付ける工程をさらに包含する。判定を円滑に行うためには、本発明において対象とする細胞は、状態が既知の細胞を含むことが有利である。状態が既知の細胞に関するデータをすでに保持することが可能であることから、その既知細胞と未知細胞とのデータ比較により、判定を迅速に行うことが可能となるからである。   Accordingly, in certain embodiments, the present invention further comprises the step of correlating the profile obtained by the present invention with the cellular state prior to obtaining a time-lapse profile. In order to make the determination smoothly, it is advantageous that the target cells in the present invention include cells whose state is known. This is because it is possible to quickly hold the data by comparing the data of the known cell and the unknown cell because the data regarding the cell whose state is already known can be already held.

判定の際には、好ましくは、対象となる生物学的因子は、少なくとも2種存在する。そのような生物学的因子が複数存在するとき、生物学的因子は、異種カテゴリー(例えば、タンパク質および核酸など)であってもよく、同種カテゴリーであってもよい。   In the determination, preferably, there are at least two types of biological factors of interest. When there are a plurality of such biological factors, the biological factors may be heterogeneous categories (eg, proteins and nucleic acids, etc.) or homogeneous categories.

好ましくは、本発明は、生物学的因子を任意に選択する工程をさらに包含する。どのような生物学的因子を選択して使用しても、細胞状態は、ある程度特徴付けることができ、場合によっては同定することも可能であることから、本発明は、従来技術からは想像もつかない効果を奏する。   Preferably, the present invention further includes the step of optionally selecting a biological agent. No matter what biological agent is chosen and used, the present invention is unimaginable from the prior art because the cellular state can be characterized to some extent and in some cases identified. There is an effect.

ここで、本発明の判定方法では、好ましくは、データは、リアルタイムで生成される。データがリアルタイムで生成されることにより、未知物質または状態が未知の細胞の判定がリアルタイムで行われ得るからである。   Here, in the determination method of the present invention, the data is preferably generated in real time. This is because determination of an unknown substance or a cell whose state is unknown can be performed in real time by generating data in real time.

ここで、本発明の判定方法において、対象とされる細胞状態としては、分化状態、未分化状態、外来因子に対する細胞応答、細胞周期および増殖状態などが挙げられるが、それらに限定されない。   Here, in the determination method of the present invention, examples of the cell state to be targeted include, but are not limited to, a differentiated state, an undifferentiated state, a cell response to a foreign factor, a cell cycle, and a proliferation state.

本発明において対象とされる細胞は、幹細胞であっても体細胞であってもよい。体細胞は、どのような細胞であってもよい。細胞の選択は、細胞を使う目的によって当業者が適宜選択することができる。   The cells targeted in the present invention may be stem cells or somatic cells. The somatic cell may be any cell. A person skilled in the art can appropriately select the cells according to the purpose of using the cells.

本発明の判定方法で用いられる固相支持体は、基板を含む。基板とすることで、本発明は、コンピュータシステムの一部としてその基板を使用し、自動的に判定を行うことが可能となる。システム構成例は、図44に示される。   The solid support used in the determination method of the present invention includes a substrate. By using a board, the present invention can automatically make a determination by using the board as part of the computer system. An example of the system configuration is shown in FIG.

好ましい実施形態において、本発明の判定方法では、生物学的因子は核酸分子であり、前記細胞は該核酸分子でトランスフェクトされる。どのような物を利用してもよいが、好ましくは、遺伝子導入試薬、さらに好ましくは、塩、アクチン作用物質などを用いて固相支持体上でトランスフェクトされることが好ましい。トランスフェクトは固相上で行われても液相中で行われてもよいが、好ましくは固相上で行われ得る。   In a preferred embodiment, in the determination method of the present invention, the biological agent is a nucleic acid molecule, and the cell is transfected with the nucleic acid molecule. Any material can be used, but preferably it is preferably transfected on a solid support using a gene transfer reagent, more preferably a salt, an actin acting substance or the like. Transfection may be performed on a solid phase or in a liquid phase, but preferably may be performed on a solid phase.

本発明の判定方法では、対象とする生物学的因子は、別の生物学的因子に結合する能力を有するものであってもよい。このような性質を持っている生物学的因子を調べることによって、細胞中のネットワーク機構が解明され得る。   In the determination method of the present invention, the target biological factor may be capable of binding to another biological factor. By examining biological factors having such properties, network mechanisms in cells can be elucidated.

本発明の判定方法でもまた、判定工程は、プロファイルの位相の比較、コントロールプロファイルとの差分収集、信号処理法および多変量解析からなる群より選択される数学処理を行うことを包含し得る。このような処理方法は、当該分野において周知であり、本明細書において詳細に説明されている。   Also in the determination method of the present invention, the determination step may include performing a mathematical process selected from the group consisting of comparison of profile phases, difference collection with a control profile, signal processing method and multivariate analysis. Such processing methods are well known in the art and are described in detail herein.

別の局面において、本発明は、外来因子と、該外来因子に対する細胞の応答とを相関付ける方法を提供する。ここで、この方法は、a)複数の細胞を、細胞を同一環境に保つことができる支持体上で、外来因子に曝露する工程;b)該細胞上または該細胞内の生物学的因子またはその集合体を経時的にモニターして該細胞のプロファイルのデータを生成する工程;およびc)該外来因子と、該プロファイルとを相関付ける工程を包含する。ここで、外来因子への細胞の曝露は、細胞と外来因子とを接触する環境に配置することによって達成される。例えば、細胞が支持体上に固定されているとき、その支持体上にその外来因子を加えることによって、曝露が達成される。データの生成および相関付けの方法もまた、当該分野において周知であり、単独でかそれらを組み合わせて使用することができる。統計学的処理を行い、統計学的に有意なデータおよび情報を生成することが好ましい。   In another aspect, the present invention provides a method for correlating a foreign factor with a cellular response to the foreign factor. Wherein the method comprises: a) exposing a plurality of cells to a foreign factor on a support capable of keeping the cells in the same environment; b) a biological factor on or within the cell or Monitoring the aggregate over time to generate profile data for the cells; and c) correlating the foreign factor with the profile. Here, exposure of a cell to a foreign factor is achieved by placing the cell in an environment where the foreign factor is in contact. For example, when a cell is immobilized on a support, exposure is achieved by adding the exogenous factor on the support. Data generation and correlation methods are also well known in the art and can be used alone or in combination. Preferably, statistical processing is performed to generate statistically significant data and information.

好ましい実施形態において、本発明の相関付け方法では、細胞は、支持体に固定されていてもよい。固定されることによって、データの規格化が容易になり、データ処理が格段に効率化され得る。   In a preferred embodiment, in the correlation method of the present invention, the cell may be fixed to a support. By being fixed, standardization of data becomes easy and data processing can be made much more efficient.

好ましい実施形態において、本発明の相関付け方法では、少なくとも2つの前記外来因子を使用して、各外来因子に対するプロファイルを得る工程をさらに包含し得る。このようなプロファイルを得る技術は、本明細書において充分に説明されている。   In a preferred embodiment, the correlation method of the present invention may further include the step of obtaining a profile for each foreign factor using at least two of the foreign factors. Techniques for obtaining such a profile are fully described herein.

より好ましくは、相関付け工程は、少なくとも2つのプロファイルを類別することにより、該プロファイルに対応する外来因子を類別する工程をさらに包含してもよい。類別化することによって、より規格化されたデータ処理が可能となる。   More preferably, the correlating step may further include a step of classifying the foreign factor corresponding to the profile by classifying at least two profiles. By categorizing, more standardized data processing becomes possible.

好ましい実施形態では、本発明において得られるプロファイルはリアルタイムで提示され得るが、データの格納を目的とする場合は、特にリアルタイムでなくてもよい。   In a preferred embodiment, the profile obtained in the present invention can be presented in real time, but not particularly in real time for the purpose of storing data.

好ましい実施形態では、本発明において使用される細胞は、アレイ上で培養され得る。したがって、そのような場合、細胞は培地で覆われていることが好ましい。培地としては、通常細胞に使用する培地であればどのような培地でも使用され得る。   In a preferred embodiment, the cells used in the present invention can be cultured on an array. Therefore, in such a case, the cells are preferably covered with a medium. As the medium, any medium that is usually used for cells can be used.

本発明の好ましい実施形態では、プロファイルをモニターする工程は、前記アレイから画像データを得ることを包含する。特に、プロファイルが、視覚情報(例えば、遺伝子発現による蛍光の発光)である場合は、画像データを得ることによって、プロファイルを得ることが可能になる。   In a preferred embodiment of the invention, monitoring the profile includes obtaining image data from the array. In particular, when the profile is visual information (for example, fluorescence emission due to gene expression), the profile can be obtained by obtaining image data.

本発明の相関付け方法では、外来因子とプロファイルとを相関付ける工程は、前記プロファイルの位相を識別する工程を包含し得る。プロファイルの位相の判別は、本発明が同一環境で得られる経時的プロファイルを提供することによって達成される特徴である。   In the correlation method of the present invention, the step of correlating the external factor with the profile may include the step of identifying the phase of the profile. Profile phase discrimination is a feature achieved by the present invention by providing a temporal profile obtained in the same environment.

本発明が対象とする外来因子は、温度変化、湿度変化、電磁波、電位差、可視光線、赤外線、紫外線、X線、化学物質、圧力、重力変化、ガス分圧および浸透圧からなる群から選択され得る。好ましくは、化学物質は、生体分子、化学合成物または培地であり得る。そのような生体分子としては、例えば、核酸分子、タンパク質、脂質、糖、プロテオリピッド、リポプロテイン、糖タンパク質およびプロテオグリカンなどが挙げられるがそれらに限定されない。生体分子はまた、例えば、ホルモン、サイトカイン、細胞接着因子および細胞外マトリクスなどであってもよい。あるいは、化学物質は、レセプターのアゴニストまたはアンタゴニストであってもよい。   The exogenous factor targeted by the present invention is selected from the group consisting of temperature change, humidity change, electromagnetic wave, potential difference, visible ray, infrared ray, ultraviolet ray, X-ray, chemical substance, pressure, gravity change, gas partial pressure and osmotic pressure. obtain. Preferably, the chemical substance may be a biomolecule, a chemical composition or a medium. Examples of such biomolecules include, but are not limited to, nucleic acid molecules, proteins, lipids, sugars, proteolipids, lipoproteins, glycoproteins and proteoglycans. Biomolecules can also be, for example, hormones, cytokines, cell adhesion factors and extracellular matrices. Alternatively, the chemical may be a receptor agonist or antagonist.

別の局面において、本発明は、細胞のプロファイルから、細胞に与えられた未同定の外来因子を同定するための方法に関する。この方法は、a)細胞に、同一環境を保つことができる支持体上で、複数の既知の外来因子を曝露する工程;b)該細胞上または該細胞内の生物学的因子またはその集合体を経時的にモニターし、既知の外来因子の各々に対する該細胞のプロファイルを得て該細胞のプロファイルのデータを生成する工程;c)該既知の外来因子の各々と、該プロファイルの各々とを相関付ける工程;d)該細胞を未同定の外来因子に曝露する工程;e)外来因子に曝露された該細胞上または該細胞内の生物学的因子またはその集合体を経時的にモニターして、未同定の外来因子に関する該細胞のプロファイルを得る工程;f)該工程(b)で得られたプロファイルの中から、該工程(e)で得られたプロファイルに対応するプロファイルを判定する工程;およびg)該未同定の外来因子は、該工程(f)において判定されたプロファイルに対応する該既知の外来因子であることを判定する工程;を包含する。ここで、外来因子の曝露、データ生成、相関付け、未同定の外来因子の曝露などは、本明細書において他の場所において詳述されており、当業者はこれらの記述を参照して、目的に応じて適宜適切な形態を選択することができる。   In another aspect, the present invention relates to a method for identifying an unidentified foreign factor given to a cell from a cell profile. The method comprises the steps of: a) exposing a cell to a plurality of known foreign factors on a support capable of maintaining the same environment; b) a biological factor on or within the cell or a collection thereof Monitoring over time to obtain a profile of the cell for each known foreign factor and generating profile data for the cell; c) correlating each of the known foreign factor with each of the profiles D) exposing the cell to an unidentified foreign factor; e) monitoring a biological factor or collection thereof on or within the cell exposed to the foreign factor over time, Obtaining a profile of the cell with respect to an unidentified foreign factor; f) determining a profile corresponding to the profile obtained in the step (e) from the profiles obtained in the step (b); Fine g) yet-external factor identification determines step that the external factor said known which corresponds to the profile it is determined in said step (f); encompasses. Here, exposure of foreign factors, data generation, correlation, exposure of unidentified foreign factors, etc. are detailed elsewhere herein, and those skilled in the art can refer to these descriptions for purposes of Appropriate forms can be selected according to the situation.

別の局面において、本発明は、細胞のプロファイルから、細胞に与えられた未同定の外来因子を同定するための方法を提供する。この方法は、a)該細胞上または該細胞内の生物学的因子またはその集合体に関し、既知の外来因子と、該既知の外来因子に対応する該細胞のプロファイルとの相関関係に関するデータを提供する工程;b)該細胞を未同定の外来因子に曝露する工程;c)該細胞上または該細胞内の生物学的因子またはその集合体をモニターして、該細胞のプロファイルを得る工程;d)該工程(a)において提供された、該プロファイルの中から、該工程(c)において得られたプロファイルに対応するプロファイルを判定する工程;およびe)該未同定の外来因子は、該工程(d)において判定されたプロファイルに対応する該既知の外来因子であることを判定する工程;を包含する。ここで、外来因子への曝露、データ生成、相関付け、未同定の外来因子への曝露などの方法は、本明細書において他の場所において詳述されており、当業者はこれらの記述を参照して、目的に応じて適宜適切な形態を選択することができる。   In another aspect, the present invention provides a method for identifying an unidentified foreign factor given to a cell from a cell profile. The method provides a) data on the correlation between a known foreign factor and the profile of the cell corresponding to the known foreign factor for a biological factor on or in the cell or a collection thereof. B) exposing the cell to an unidentified foreign factor; c) monitoring a biological factor or collection thereof on or within the cell to obtain a profile of the cell; d ) Determining a profile corresponding to the profile obtained in step (c) from among the profiles provided in step (a); and e) the unidentified foreign factor is the step ( d) determining that it is the known exogenous factor corresponding to the profile determined in d). Here, methods such as exposure to foreign factors, data generation, correlation, exposure to unidentified foreign factors are detailed elsewhere herein, and those skilled in the art refer to these descriptions. Thus, an appropriate form can be selected as appropriate according to the purpose.

別の局面において、本発明は、複数の同一環境にある細胞の情報に関するプロファイルを得る方法を提供する。この方法は、a)複数の細胞を同一環境に保つことができる支持体上に提供する工程;およびb)該細胞上または該細胞内の生物学的因子またはその集合体を経時的にモニターして該細胞のプロファイルを得る工程を包含する。ここで、外来因子の曝露、データ生成、相関付け、未同定の外来因子の曝露などの方法は、本明細書において他の場所において詳述されており、当業者はこれらの記述を参照して、目的に応じて適宜適切な形態を選択することができる。   In another aspect, the present invention provides a method for obtaining a profile related to information of a plurality of cells in the same environment. The method comprises the steps of: a) providing a plurality of cells on a support capable of keeping the same environment; and b) monitoring biological factors or aggregates thereof on or within the cells over time. And obtaining a profile of the cell. Here, methods such as exposure of foreign factors, data generation, correlation, exposure of unidentified foreign factors are detailed elsewhere herein, and those skilled in the art can refer to these descriptions. An appropriate form can be appropriately selected according to the purpose.

別の局面において、本発明は、本発明の細胞プロファイルデータを生成する方法によって生成されたデータが格納される記録媒体に関する。データは、どのような格納形式に格納されてもよく、どのような記録媒体が使用されてもよい。例えば、そのような記録媒体としては、CD−ROM、フレキシブルディスク、CD−R、CD−RW、MO、ミニディスク、DVD−ROM、DVD−R、メモリースティック、ハードディスクなどが挙げられるがそれらに限定されない。本発明はまた、本発明の細胞プロファイルデータを生成する方法によって生成されたデータが格納される伝送媒体に関する。伝送媒体としては、例えば、イントラネット、インターネットなどのネットワークが挙げられるがそれらに限定されない。   In another aspect, the present invention relates to a recording medium on which data generated by the method for generating cell profile data of the present invention is stored. Data may be stored in any storage format, and any recording medium may be used. Examples of such a recording medium include, but are not limited to, a CD-ROM, a flexible disk, a CD-R, a CD-RW, an MO, a mini disk, a DVD-ROM, a DVD-R, a memory stick, and a hard disk. . The present invention also relates to a transmission medium in which data generated by the method for generating cell profile data of the present invention is stored. Examples of the transmission medium include, but are not limited to, networks such as an intranet and the Internet.

本発明の記録媒体または伝送媒体は、前記モニターにおける条件に関する情報、前記プロファイルに関する情報、前記細胞状態に関する情報および前記生物学的因子に関する情報からなる群より選択される、少なくとも1つの情報断片に関するデータをさらに含んでいてもよい。このような情報に関するデータは、相互にリンクされた形態で格納されてもよい。好ましくは、これらのデータは規格化されることが有利であり得る。規格化されることによって、一定の流通経路に載せることが可能になる。上記リンクは各々の細胞ごとにリンクされるか、あるいは生物学的因子ごとにリンクされるか、あるいはその両方であってもよい。   The recording medium or transmission medium of the present invention is data relating to at least one information fragment selected from the group consisting of information relating to conditions in the monitor, information relating to the profile, information relating to the cell state, and information relating to the biological factor. May further be included. Data regarding such information may be stored in a mutually linked form. Preferably, it may be advantageous that these data are normalized. By being standardized, it becomes possible to put on a certain distribution channel. The link may be linked for each cell, linked for each biological agent, or both.

別の局面において、本発明は、本発明の細胞プロファイルデータを生成する方法によって生成されたデータに関する。このようなデータは、従来の技術では生成し得なかったデータであることから、新規である。   In another aspect, the present invention relates to data generated by the method for generating cell profile data of the present invention. Such data is new because it cannot be generated by the prior art.

別の局面において、本発明は、同一環境にある複数の細胞の情報に関するプロファイルデータを生成するシステムを提供する。このシステムは、a)複数の細胞を同一環境に保つことができる支持体;b)該細胞上または該細胞内の生物学的因子またはその集合体を経時的にモニターする手段;およびc)該モニター手段から得られた信号から該細胞のプロファイルのデータを生成する手段;を備える。細胞を同一環境に保つことができる支持体は、本発明によって初めて提供された技術を用いて当業者が実施することができる。そのような技術とは、細胞を固定化し、壁のない状態で細胞を配列することができるという発見に起因する。モニター手段としては、例えば、顕微鏡(例えば、光学顕微鏡、蛍光顕微鏡、位相差顕微鏡など)、電子顕微鏡、スキャナー、肉眼、赤外線カメラ、共焦点・非共焦点顕微鏡、CCDカメラ、などが挙げられるがそれらに限定されない。このようなシステムの構成例は、図44に示される。   In another aspect, the present invention provides a system for generating profile data relating to information of a plurality of cells in the same environment. The system comprises: a) a support capable of keeping a plurality of cells in the same environment; b) a means for monitoring biological factors or aggregates thereof on or within the cells over time; and c) the Means for generating profile data of the cell from a signal obtained from the monitoring means. Supports that can keep cells in the same environment can be implemented by one of ordinary skill in the art using the techniques first provided by the present invention. Such a technique stems from the discovery that the cells can be fixed and arranged without walls. Examples of the monitoring means include a microscope (for example, an optical microscope, a fluorescence microscope, a phase contrast microscope, etc.), an electron microscope, a scanner, a naked eye, an infrared camera, a confocal / non-confocal microscope, a CCD camera, etc. It is not limited to. An example of the configuration of such a system is shown in FIG.

本発明のシステムにおいて、該システムは、細胞を最初から含んでいる必要はないが、好ましくは、複数の細胞が含まれており、かつ、支持体に固定されていることが有利である。そのような場合、固定は、規格化されていることが好ましい。また、固定される場合、細胞間の距離としては、例えば、1mmなどが挙げられるがそれらに限定されない。   In the system of the present invention, the system does not need to contain cells from the beginning, but preferably contains a plurality of cells and is fixed to a support. In such a case, the fixation is preferably standardized. In the case of fixation, examples of the distance between cells include, but are not limited to, 1 mm.

好ましい実施形態では、支持体には、塩およびアクチン作用物質からなる群より選択される少なくとも1つの物質が付着されることが好ましい。塩およびアクチン作用物質のいずれか、好ましくは両方が付着される支持体に細胞が接着することによって、固定および/または細胞内物質導入の効果が増強される。   In a preferred embodiment, the support is preferably attached with at least one substance selected from the group consisting of a salt and an actin acting substance. The effect of fixation and / or introduction of intracellular substances is enhanced by the adhesion of the cells to a support to which either or both of the salt and the actin acting substance are attached.

本発明のシステムにおいて使用され得るモニター手段としては、光学顕微鏡、蛍光顕微鏡、位相顕微鏡、レーザー光源を用いた読取装置、表面プラズモン共鳴(SPR)イメージング、電気信号、化学的または生化学的マーカーのいずれかあるいは複数種を用いる手段、放射光、共焦点顕微鏡、非共焦点顕微鏡、微分干渉顕微鏡、実体顕微鏡、ビデオモニターおよび赤外線カメラなどが挙げられるがそれらに限定されない。好ましくは、スキャナー(例えば、白色光源もしくはレーザーによって基盤表面をスキャンするスキャナー)を使用できる。スキャナーが好ましいのは、蛍光であれば励起エネルギーを効率よく伝達すること、顕微鏡技術を流用することが容易であり得るからである。さらに、細胞に対して大きなダメージを与えることなく測定できるという利点を有する。システム構成例は、図44に示される。   Monitoring means that can be used in the system of the present invention include any of an optical microscope, a fluorescence microscope, a phase microscope, a reader using a laser light source, surface plasmon resonance (SPR) imaging, an electrical signal, a chemical or biochemical marker. Alternatively, means using a plurality of types, synchrotron radiation, confocal microscope, non-confocal microscope, differential interference microscope, stereomicroscope, video monitor, infrared camera, and the like can be mentioned, but not limited thereto. Preferably, a scanner (for example, a scanner that scans the substrate surface with a white light source or a laser) can be used. The scanner is preferable because it is easy to transmit excitation energy efficiently and divert microscopic techniques to fluorescence. Furthermore, it has the advantage that it can measure without giving a big damage with respect to a cell. An example of the system configuration is shown in FIG.

別の局面において、本発明は、複数の同一環境にある細胞の情報に関するプロファイルを提示するシステムを提供する。このシステムは、a)複数の細胞を同一環境に保つことができる支持体;b)該細胞上または該細胞内の生物学的因子またはその集合体を経時的にモニターする手段;c)該モニター手段から得られた信号から該細胞のプロファイルのデータを生成する手段;およびd)該データを提示する手段、を包含する。ここで、支持体、モニター手段、データ生成手段については、本明細書において他の場所に記載されるように実施することができる。データを提示する手段もまた、当該分野において周知の手段を利用することができる。そのようなデータ提示手段としては、コンピュータのディスプレイ、スピーカなどが挙げられるがそれらに限定されない。システム構成例は、図44に示される。   In another aspect, the present invention provides a system for presenting a profile relating to information of a plurality of cells in the same environment. The system comprises: a) a support capable of maintaining a plurality of cells in the same environment; b) means for monitoring biological factors or aggregates thereof on or within the cells over time; c) the monitoring Means for generating data of the cell profile from the signal obtained from the means; and d) means for presenting the data. Here, the support, monitoring means, and data generating means can be implemented as described elsewhere herein. The means for presenting data can also utilize means well known in the art. Examples of such data presentation means include, but are not limited to, computer displays and speakers. An example of the system configuration is shown in FIG.

本発明の提示システムは、複数の細胞をさらに含み、該複数の細胞は前記支持体に固定されていることが好ましい。このような場合、好ましくは、支持体には、塩およびアクチン作用物質からなる群より選択される少なくとも1つの物質が付着される。塩、もしくはアクチン作用物質または好ましくはその両方を有する支持体に細胞を接着させることにより、固定が強化され、および/または外来物質の細胞内導入が増強され得るからである。   The presentation system of the present invention further includes a plurality of cells, and the plurality of cells are preferably fixed to the support. In such a case, preferably, at least one substance selected from the group consisting of a salt and an actin acting substance is attached to the support. This is because adhesion can be enhanced and / or intracellular introduction of foreign substances can be enhanced by adhering the cells to a support having a salt or an actin acting substance or preferably both.

モニター手段は、どのようなものであってもよく、例えば、光学顕微鏡、蛍光顕微鏡、位相顕微鏡、レーザー光源を用いた読取装置、表面プラズモン共鳴(SPR)イメージング、電気信号、化学的または生化学的マーカーのいずれかあるいは複数種を用いる手段などであり得る。   The monitoring means may be any type, for example, an optical microscope, a fluorescence microscope, a phase microscope, a reader using a laser light source, surface plasmon resonance (SPR) imaging, an electrical signal, a chemical or biochemical It may be a means using any one or plural kinds of markers.

データ提示手段は、どのようなものであってもよく、例えば、ディスプレイ、スピーカなどが挙げられる。   The data presentation means may be any type, and examples thereof include a display and a speaker.

別の局面において、本発明は、細胞状態を判定するシステムを提供する。このシステムは、a)複数の細胞を同一環境に保つことができる支持体;b)該細胞上または該細胞内の生物学的因子またはその集合体を経時的にモニターする手段;c)該モニター手段から得られた信号からデータを生成する手段;およびd)該データから該細胞状態を外挿する手段、を備える。ここで、支持体、モニター手段およびデータ生成手段は、本明細書において他の場所において記載したように当業者は実施することができる。データから細胞状態を外挿する手段もまた、当該分野において周知の技術を用いて作製し、使用することができる。例えば、測定されたデータと、既知の細胞に関する標準データとを比較することによって外挿が達成され、そのような外挿のためのプログラムを格納したデバイスまたはそれを実行することができるコンピュータをそのような外挿手段として使用することができる。システム構成例は、図44に示される。   In another aspect, the present invention provides a system for determining a cell state. The system comprises: a) a support capable of maintaining a plurality of cells in the same environment; b) means for monitoring biological factors or aggregates thereof on or within the cells over time; c) the monitoring Means for generating data from the signal obtained from the means; and d) means for extrapolating the cell state from the data. Here, the support, monitoring means and data generating means can be implemented by those skilled in the art as described elsewhere herein. Means for extrapolating the cell state from the data can also be made and used using techniques well known in the art. For example, extrapolation is achieved by comparing measured data with standard data for known cells, and a device storing a program for such extrapolation or a computer capable of executing the same is installed. It can be used as such extrapolation means. An example of the system configuration is shown in FIG.

別の局面において、本発明は、外来因子と、該外来因子に対する細胞の応答とを相関付けるシステムを提供する。このシステムは、a)複数の細胞を同一環境に保つことができる支持体;b)細胞を外来因子に曝露する手段;c)該細胞上または該細胞内の生物学的因子またはその集合体を経時的にモニターする手段;d)該モニター手段からの信号から、該細胞のプロファイルのデータを生成する工程;およびe)該外来因子と、該プロファイルとを相関付ける手段;
を備える。ここで、支持体、モニター手段、データ生成手段は本明細書において他の場所において説明したように実施することができる。細胞を外来因子に曝露する手段もまた、その外来因子の性質に応じて当業者が適宜設計し、実施することができる。相関付けの手段もまた、その相関付けのためのプログラムを格納した記録媒体またはそれを実行することができるコンピュータを利用することができる。好ましくは、本発明のシステムは、複数の細胞を含む。システム構成例は、図44に示される。
In another aspect, the present invention provides a system that correlates a foreign factor with a cellular response to the foreign factor. The system comprises: a) a support capable of keeping a plurality of cells in the same environment; b) means for exposing the cells to a foreign factor; c) a biological factor on or in the cell or a collection thereof. Means for monitoring over time; d) generating profile data of the cells from the signal from the monitoring means; and e) means for correlating the foreign factor with the profile;
Is provided. Here, the support, monitoring means, and data generating means can be implemented as described elsewhere herein. Means for exposing cells to a foreign factor can also be appropriately designed and implemented by those skilled in the art depending on the nature of the foreign factor. As the correlation means, a recording medium storing a program for the correlation or a computer capable of executing the recording medium can be used. Preferably, the system of the present invention comprises a plurality of cells. An example of the system configuration is shown in FIG.

別の局面において、本発明は、細胞のプロファイルから、細胞に与えられた未同定の外来因子を同定するためのシステムを提供する。このシステムは、a)複数の細胞を同一環境に保つことができる支持体;b)既知の外来因子を曝露する手段;c)該細胞上または該細胞内の生物学的因子またはその集合体を経時的にモニターする手段;d)外来因子の各々に対する該細胞のプロファイルを得て該細胞のプロファイルのデータを生成する手段;e)該既知の外来因子の各々と、該プロファイルの各々とを相関付ける手段;f)該細胞を未同定の外来因子に曝露する手段;g)該手段(d)で得られた既知の外来因子のプロファイルと、未知の外来因子のプロファイルとを比較し、既知の外来因子のプロファイルの中から、未知の外来因子のプロファイルを判定する手段であって、該判定された未同定の外来因子は、該判定されたプロファイルに対応する該既知の外来因子である、手段、を備える。ここで、支持体、曝露手段、モニター手段、データ生成手段、相関付け手段、他の曝露手段は、本明細書における他の場所の記載を参酌して、当業者は適宜適切な形態で実施することができる。また、対応するプロファイルを判定する手段もまた、そのような判定プロセスを実行し得るプログラムを格納した記録媒体とそのプログラムを実行し得るコンピュータとを利用することなどによって、実施することができる。好ましくは、本発明のシステムは、複数の細胞を含む。システム構成例は、図44に示される。   In another aspect, the present invention provides a system for identifying an unidentified foreign factor given to a cell from the cell profile. The system comprises: a) a support capable of keeping a plurality of cells in the same environment; b) a means of exposing a known foreign factor; c) a biological factor on or in the cell or a collection thereof. Means for monitoring over time; d) means for obtaining a profile of the cells for each of the foreign factors and generating profile data for the cells; e) correlating each of the known foreign factors with each of the profiles Means for attaching; f) means for exposing the cells to an unidentified foreign factor; g) comparing the profile of the known foreign factor obtained by said means (d) with the profile of the unknown foreign factor; A means for determining a profile of an unknown foreign factor from a profile of a foreign factor, wherein the determined unidentified foreign factor is the known foreign factor corresponding to the determined profile. That, comprising means. Here, the support, the exposure means, the monitoring means, the data generation means, the correlation means, and the other exposure means are appropriately implemented by those skilled in the art in consideration of the description elsewhere in this specification. be able to. The means for determining the corresponding profile can also be implemented by using a recording medium storing a program that can execute such a determination process and a computer that can execute the program. Preferably, the system of the present invention comprises a plurality of cells. An example of the system configuration is shown in FIG.

別の局面において、本発明は、細胞のプロファイルから、細胞に与えられた未同定の外来因子を同定するためのシステムを提供する。このシステムは、a)該細胞上または該細胞内の生物学的因子またはその集合体に関し、既知の外来因子と、該既知の外来因子に対応する該細胞のプロファイルとの相関関係に関するデータが格納された記録媒体;b)該細胞を未同定の外来因子に曝露する手段;c)複数の細胞を同一環境に保つことができる支持体;d)該細胞上または該細胞内の生物学的因子またはその集合体を経時的にモニターする手段;e)該モニター手段から得られた信号から、該細胞のプロファイルを得る手段;f)該記録媒体(a)において格納される該プロファイルの中から、未知の外来因子に関して得られたプロファイルに対応するプロファイルを判定する手段であって、該未同定の外来因子は、該判定されたプロファイルに対応する該既知の外来因子である、手段;を備える。ここで、支持体、曝露手段、モニター手段、データ生成手段、相関付け手段、他の曝露手段は、本明細書における他の場所の記載を参酌して、当業者は適宜適切な形態で実施することができる。また、対応するプロファイルを判定する手段もまた、そのような判定プロセスを実行し得るプログラムを格納した記録媒体とそのプログラムを実行し得るコンピュータとを利用することなどによって、実施することができる。好ましくは、本発明のシステムは、複数の細胞を含む。システム構成例は、図44に示される。   In another aspect, the present invention provides a system for identifying an unidentified foreign factor given to a cell from the cell profile. The system stores data relating to the correlation between a known foreign factor and the cell profile corresponding to the known foreign factor for a) a biological factor on or in the cell or a collection thereof. Recorded medium; b) means for exposing the cells to an unidentified foreign factor; c) a support capable of keeping a plurality of cells in the same environment; d) a biological factor on or in the cells Or means for monitoring the aggregate over time; e) means for obtaining a profile of the cell from the signal obtained from the monitoring means; f) among the profiles stored in the recording medium (a); Means for determining a profile corresponding to the profile obtained for an unknown foreign factor, wherein the unidentified foreign factor is the known foreign factor corresponding to the determined profile That means; comprises. Here, the support, the exposure means, the monitoring means, the data generation means, the correlation means, and the other exposure means are appropriately implemented by those skilled in the art in consideration of the description elsewhere in this specification. be able to. The means for determining the corresponding profile can also be implemented by using a recording medium storing a program that can execute such a determination process and a computer that can execute the program. Preferably, the system of the present invention comprises a plurality of cells. An example of the system configuration is shown in FIG.

別の局面において、本発明は、複数の細胞の環境を同一に維持することができる支持体に関する。このような支持体は、本発明によって始めて提供された。このような支持体を利用することによって、複数の細胞の同一環境下での分析が可能になった。   In another aspect, the present invention relates to a support capable of maintaining the same environment of a plurality of cells. Such a support was first provided by the present invention. By using such a support, a plurality of cells can be analyzed in the same environment.

好ましくは、支持体上の細胞は、アレイ状に配置されている。規格化された分析が可能となるからである。この場合、上記支持体は、塩またはアクチン作用物質を含むことが好ましい。より好ましくは、上記支持体は、正に荷電した物質と負に荷電した物質との複合体を含むことが有利である。上記支持体への細胞の固定が容易になり得るからである。アクチン作用物質は、細胞への外来因子の導入効率を上げることから特に内部を分析する際に好ましい。したがって、本発明の好ましい実施形態では、上記支持体は、塩およびアクチン作用物質を含み、さらに正に荷電した物質と負に荷電した物質との複合体を含むことがさらに好ましい。   Preferably, the cells on the support are arranged in an array. This is because standardized analysis is possible. In this case, the support preferably contains a salt or an actin acting substance. More preferably, the support advantageously comprises a complex of a positively charged material and a negatively charged material. This is because the cells can be easily fixed to the support. An actin acting substance is particularly preferable when analyzing the inside because it increases the efficiency of introducing foreign factors into cells. Therefore, in a preferred embodiment of the present invention, the support contains a salt and an actin acting substance, and more preferably contains a complex of a positively charged substance and a negatively charged substance.

本発明の支持体は、細胞が提供され、1mmの間隔で配置され得るという特徴を有する。このような間隔で、壁のない環境を提示することは、従来不可能であった。したがって、本発明は、驚くべき効果および実用性を有するものである。   The support of the present invention is characterized in that cells are provided and can be arranged at 1 mm intervals. It has been impossible in the past to present an environment without walls at such intervals. Therefore, the present invention has a surprising effect and practicality.

好ましい実施形態では、本発明の支持体は、固定された細胞をさらに含み得る。より好ましい実施形態では、本発明の支持体は、固定された生物学的因子をさらに含み得る。   In a preferred embodiment, the support of the present invention may further comprise fixed cells. In a more preferred embodiment, the support of the present invention may further comprise an immobilized biological agent.

好ましい実施形態では、上記生物学的因子は上記支持体に少なくとも2種類以上固定される。このような生物学的因子は、核酸分子、タンパク質、糖、脂肪、代謝物、低分子、それらの複合体、ならびに物理的要素および/または時間的要素が入った因子からなる群より選択される因子であってもよい。   In a preferred embodiment, at least two kinds of the biological agent are immobilized on the support. Such biological factors are selected from the group consisting of nucleic acid molecules, proteins, sugars, fats, metabolites, small molecules, complexes thereof, and factors with physical and / or temporal factors. It may be a factor.

より好ましい実施形態において、本発明の支持体には、細胞および生物学的因子が混合して固定される。生物学的因子と細胞とは、ここでは、互いに相互作用し得るように提供され得る。そのような相互作用は、生物学的因子によって変動するが、当業者はその性質を見れば、どのように相互作用するかおよびどのように配置すれば相互作用するかを理解することができる。   In a more preferred embodiment, cells and biological factors are mixed and fixed to the support of the present invention. Biological factors and cells can now be provided so that they can interact with each other. Although such interactions vary with biological factors, those skilled in the art can understand how to interact and how to interact by looking at their nature.

好ましい実施形態にひとつにおいて、本発明の支持体には、塩、正に荷電した物質と負に荷電した物質との複合体、およびアクチン作用物質とが、細胞および生物学的因子とともに固定される。   In one preferred embodiment, the support of the present invention has a salt, a complex of a positively charged substance and a negatively charged substance, and an actin acting substance fixed together with cells and biological factors. .

より好ましい実施形態では、本発明の支持体には、塩、正に荷電した物質と負に荷電した物質との複合体、およびアクチン作用物質とが、細胞および生物学的因子とともにアレイ状に固定される。このような構成をとることによって、細胞プロファイルデータを生成することができる、細胞チップが提供される。この支持体は、塩、正に荷電した物質と負に荷電した物質との複合体、およびアクチン作用物質とが、細胞および生物学的因子とともにアレイ状に固定される構成を採り、そのような支持体は、「トランスフェクションアレイ」とも呼ばれる。   In a more preferred embodiment, the support of the present invention has an array of salts, complexes of positively charged and negatively charged substances, and actin acting substances together with cells and biological factors. Is done. By adopting such a configuration, a cell chip capable of generating cell profile data is provided. The support is configured in such a manner that a salt, a complex of a positively charged substance and a negatively charged substance, and an actin acting substance are immobilized in an array together with cells and biological factors. The support is also referred to as a “transfection array”.

ここで、本発明の支持体で使用される塩としては、塩化カルシウム、リン酸水素ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、ピルビン酸ナトリウム、HEPES、塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫化マグネシウム、硝酸鉄、アミノ酸およびビタミンなどが挙げられるがそれらに限定されない。この塩としては、好ましくは、塩化ナトリウムなどが挙げられるがそれらに限定されない。   Here, examples of the salt used in the support of the present invention include calcium chloride, sodium hydrogen phosphate, sodium hydrogen carbonate, sodium pyruvate, HEPES, sodium chloride, potassium chloride, magnesium sulfide, iron nitrate, amino acids, vitamins, and the like. But are not limited thereto. Preferred examples of the salt include, but are not limited to, sodium chloride.

本発明の支持体において使用される遺伝子導入試薬は、カチオン性高分子、カチオン性脂質、ポリアミン系試薬、ポリイミン系試薬、リン酸カルシウム、オリゴフェクタミン;SureFECTOR EM−101−001、UniFECTOR EM−101−002およびsiFECTOR1 EM−101−004(B−Bridge)などが挙げられるがそれらに限定されない。この遺伝子導入試薬としては、好ましくは、リポフェクトアミン、オリゴフェクタミン、SureFECTOR EM−101−001、UniFECTOR EM−101−002およびsiFECTOR1 EM−101−004(B−Bridge)が挙げられるがそれらに限定されない。   The gene introduction reagent used in the support of the present invention is a cationic polymer, cationic lipid, polyamine reagent, polyimine reagent, calcium phosphate, oligofectamine; SureFECTOR EM-101-001, UniFECTOR EM-101- 002 and siFECTOR1 EM-101-004 (B-Bridge) and the like. Preferred examples of the gene introduction reagent include Lipofectamine, Oligofectamine, SureFECTOR EM-101-001, UniFECTOR EM-101-002, and siFECTOR1 EM-101-004 (B-Bridge). It is not limited.

本発明の支持体において使用されるアクチン作用物質としては、フィブロネクチン、ラミニン、ビトロネクチンが挙げられるがそれらに限定されない。このアクチン作用物質としては、好ましくは、フィブロネクチンが挙げられるがそれらに限定されない。   Examples of actin acting substances used in the support of the present invention include, but are not limited to, fibronectin, laminin, and vitronectin. This actin acting substance preferably includes, but is not limited to, fibronectin.

本発明の支持体において使用される核酸分子としては、転写制御配列(例えば、プロモーター、エンハンサーなど)、遺伝子コード配列、非翻訳領域を含むゲノム配列、宿主ゲノムにコードされていない核酸配列(蛍光タンパク質遺伝子、大腸菌・酵母自己複製起点、GAL4ドメイン等)を含む核酸分子が挙げられるがそれらに限定されない。この核酸分子としては、好ましくは、転写制御配列(例えば、プロモーター、エンハンサーなど)、遺伝子コード配列、非翻訳領域を含むゲノム配列が挙げられるがそれらに限定されない。   Nucleic acid molecules used in the support of the present invention include transcription control sequences (eg, promoters, enhancers, etc.), gene coding sequences, genomic sequences including untranslated regions, and nucleic acid sequences not encoded in the host genome (fluorescent proteins Nucleic acid molecules including genes, E. coli / yeast self-replication origins, GAL4 domains, etc.), but are not limited thereto. The nucleic acid molecule preferably includes, but is not limited to, a transcription control sequence (for example, promoter, enhancer, etc.), a gene coding sequence, and a genomic sequence including an untranslated region.

本発明の支持体において使用される細胞としては、幹細胞、樹立細胞株、初代培養細胞、昆虫細胞、細菌細胞が挙げられるがそれらに限定されない。この細胞としては、好ましくは、幹細胞、樹立細胞株、初代培養細胞が挙げられるがそれらに限定されない。   Cells used in the support of the present invention include, but are not limited to, stem cells, established cell lines, primary cultured cells, insect cells, and bacterial cells. The cells preferably include, but are not limited to, stem cells, established cell lines, and primary cultured cells.

本発明の支持体の材料は、ガラス、シリカ、およびプラスチックなどが挙げられるがそれらに限定されない。この材料としては、好ましくは、コーティングされた上記材料が挙げられるがそれらに限定されない。   Examples of the material of the support of the present invention include, but are not limited to, glass, silica, and plastic. This material preferably includes, but is not limited to, the above coated material.

別の局面において、本発明は、固定された複数の細胞を含み、かつ、該細胞の環境を同一に維持し得る支持体を生産する方法を提供する。この方法は、A)支持体を提供する工程;およびB)細胞を塩および正に荷電した物質と負に荷電した物質との複合体を用いて該支持体上に固定する工程、を含む。支持体の提供は、市販のものを入手するか、あるいは、支持体材料を成型することによって達成され得る。支持体材料を調製する必要があるときは、必要とされる材料の原料の混合などによって調製することができる。固定する工程もまた、当該分野において公知の技術を用いて行うことができる。そのような固定技術としては、例えば、インクジェットプリント法、ピンアレイ法、スタンプ法が挙げられるがそれらに限定されない。そのような技術は、周知であり、当業者は適宜実施することができる。   In another aspect, the present invention provides a method for producing a support comprising a plurality of fixed cells and capable of maintaining the same environment of the cells. The method includes A) providing a support; and B) immobilizing cells on the support using a complex of salt and a positively charged and negatively charged substance. Providing the support can be achieved by obtaining a commercially available product or molding the support material. When it is necessary to prepare the support material, it can be prepared by mixing raw materials of the required material. The fixing step can also be performed using a technique known in the art. Examples of such a fixing technique include, but are not limited to, an inkjet printing method, a pin array method, and a stamp method. Such techniques are well known and can be appropriately implemented by those skilled in the art.

好ましい実施形態において、本発明における固定工程は、前記塩と、遺伝子導入試薬と、前記正に荷電した物質としてのアクチン作用物質と、前記負に荷電した物質としての核酸分子との複合体、および前記細胞との混合物を、アレイ状に固定することを含む。このような固定は、プリント技術を用いて達成され得る。   In a preferred embodiment, the immobilization step in the present invention comprises a complex of the salt, the gene introduction reagent, the actin acting substance as the positively charged substance, and the nucleic acid molecule as the negatively charged substance, and Fixing the mixture with the cells in an array. Such fixation can be achieved using printing techniques.

別の局面において、本発明は、固定された複数の細胞を含み、かつ、該細胞の環境を同一に維持し得る支持体を生産する装置を提供する。この装置は、A)支持体を提供する手段;およびB)細胞を塩および正に荷電した物質と負に荷電した物質との複合体を用いて該支持体上に固定する手段を備える。支持体は、上述の方法を行うことができる手段を用いて得られ得る。そのような手段としては、例えば、支持体の成型手段、材料の調製手段(例えば、混合手段)などが挙げられるがそれらに限定されない。成型手段は、当該分野において周知の技術を使用することができる。固定手段は、プリント手段を含み、そのような手段としては、市販のインクジェットプリンターを利用することが可能である。   In another aspect, the present invention provides an apparatus for producing a support comprising a plurality of fixed cells and capable of maintaining the same environment of the cells. The apparatus comprises A) means for providing a support; and B) means for immobilizing cells on the support using a salt and a complex of positively charged and negatively charged substances. The support can be obtained using means capable of performing the above-described method. Examples of such means include, but are not limited to, a support molding means, a material preparation means (for example, a mixing means), and the like. A technique well known in the art can be used as the molding means. The fixing means includes a printing means, and a commercially available ink jet printer can be used as such means.

(外来因子の相関付け)
別の局面において、本発明は、外来因子と、外来因子に対する細胞の応答とを相関付ける方法を提供する。この方法では、a)上記細胞を外来因子に曝露する工程;b)上記細胞に由来する転写制御因子群から選択される少なくとも1つの転写制御因子に関連する転写状態を経時的にモニターして、上記細胞の経時プロファイルを得る工程;およびc)上記外来因子と、上記経時プロファイルとを相関付ける工程が包含される。
(Correlation of foreign factors)
In another aspect, the present invention provides a method for correlating a foreign factor with a cellular response to the foreign factor. In this method, a) exposing the cell to a foreign factor; b) monitoring a transcriptional state associated with at least one transcriptional regulatory factor selected from a group of transcriptional regulatory factors derived from the cell over time, Obtaining a time profile of the cell; and c) correlating the exogenous factor with the time profile.

本発明において使用される外来因子は特に限定されない。そのような外来因子は、細胞に直接または間接的に適用可能であるものが好ましい。細胞の外来因子への曝露方法は当該分野において周知であり、その外来因子の種類などによって変動する。物質であれば、その物質を溶媒中に溶解し、その溶液を細胞を含む培地中に滴下することによって、細胞は、外来遺伝子に曝露され得る。   The foreign factor used in the present invention is not particularly limited. Such foreign factors are preferably those that can be applied directly or indirectly to the cells. Methods for exposing cells to foreign factors are well known in the art and vary depending on the type of foreign factor. If it is a substance, the cell can be exposed to a foreign gene by dissolving the substance in a solvent and dropping the solution into a medium containing the cell.

本発明の相関付けの方法でもまた、経時プロファイルの生成は、上述のように行うことができる。   In the correlation method of the present invention, the generation of the temporal profile can be performed as described above.

本発明の相関付けの方法における、外来因子と、経時プロファイルとの相関付けは、種々の方法で行うことができる。簡便には、ある外来因子が滴下された場合のすでに得られた経時プロファイルをパターン化し、そのプロファイルからの相違が実質的に少ない場合には、その外来因子が同定されたと推定することができる。   In the correlation method of the present invention, the correlation between the external factor and the time-lapse profile can be performed by various methods. Conveniently, the already obtained time-lapse profile when a foreign factor is dropped is patterned, and if the difference from the profile is substantially small, it can be estimated that the foreign factor has been identified.

好ましくは、細胞は、固相支持体(例えば、アレイ、プレート、マイクロタイタープレートなど)に固定された状態でモニターされる。そのような固定方法は、当該分野において公知の方法または本明細書において記載される方法に基づいて行うことができる。   Preferably, the cells are monitored while immobilized on a solid support (eg, array, plate, microtiter plate, etc.). Such a fixing method can be performed based on a method known in the art or a method described in the present specification.

好ましい実施形態において、本発明の相関付け方法では、少なくとも2つの外来因子を使用して、各外来因子に対する経時プロファイルを得る工程をさらに包含してもよい。このような外来因子は、ある実施形態では、好ましくは、少なくとも3つ、より好ましくは、4つ、さらにより好ましくは、少なくとも10個用いられ得るがそれらに限定されない。   In a preferred embodiment, the correlation method of the present invention may further comprise the step of obtaining a time-course profile for each foreign factor using at least two foreign factors. In certain embodiments, preferably, at least 3, more preferably 4, and even more preferably, at least 10 such exogenous factors may be used, but are not limited thereto.

特定の実施形態において、本発明の相関付けの方法は、少なくとも2つの経時プロファイルを類別することにより、該経時プロファイルに対応する外来因子を類別する工程を包含する。このような類別は、当業者は、本明細書の記載を参酌すれば、容易に行うことができる。このような類別により、本発明の方法を用いて、未知の外来因子の相関付けおよび同定を達成することができる。   In certain embodiments, the correlation methods of the present invention include the step of categorizing foreign factors corresponding to the time profile by categorizing at least two time profiles. Such classification can be easily performed by those skilled in the art with reference to the description of the present specification. By such a categorization, the method of the present invention can be used to achieve correlation and identification of unknown foreign factors.

好ましい実施形態では、本発明において使用される転写制御配列は、プロモーター、エンハンサー、サイレンサー、他のゲノム中構造遺伝子のフランキング配列およびエキソン以外のゲノム配列などであり得るがそれらに限定されない。プロモーターが好ましい。転写状態を直接測定することができるからである。   In a preferred embodiment, the transcription control sequence used in the present invention may be, but is not limited to, a promoter, an enhancer, a silencer, a flanking sequence of a structural gene in other genome, a genomic sequence other than an exon, and the like. A promoter is preferred. This is because the transfer state can be directly measured.

特定の実施形態では、本発明で使用される転写制御配列群は、構成的プロモーター、特異的プロモーターおよび誘導性プロモーターなどであり得る。ここで、プロモーターは、どのようなものでもよく、むしろ、種類を選ばないことが本発明の特徴である。本発明の方法を用いることにより、プロファイルを「プロセス」という視点で解析することが可能となったことから、任意のプロモーターまたはそのセットを用いて細胞状態を判定することが可能になった。そのような判定は、従来の技術では不可能であったことであり、本発明は、従来技術からは達成不可能であったことを達成したという意味でその有用性は高い。   In certain embodiments, the transcription control sequences used in the present invention can be constitutive promoters, specific promoters, inducible promoters, and the like. Here, the promoter may be any type, but rather it is a feature of the present invention that the type is not selected. By using the method of the present invention, it became possible to analyze the profile from the viewpoint of “process”, and thus it became possible to determine the cell state using an arbitrary promoter or a set thereof. Such a determination is impossible with the prior art, and the present invention is highly useful in the sense that it has achieved what was not possible with the prior art.

好ましい実施形態では、モニターされる転写制御配列は、少なくとも2つの転写制御配列である。少なくとも2つの転写制御配列を観察することによって、通常80%以上の細胞状態の同定が可能になる。より好ましくは、モニターされる転写制御配列は、少なくとも3つの転写制御配列である。少なくとも3つの転写制御配列を観察することによって、通常90%以上の細胞状態を同定することが可能となる。最も好ましい実施形態において、モニターされる転写制御配列は、少なくとも8つの転写制御配列を含む。少なくとも8つの転写制御配列を観察することによって、通常、ほぼすべての細胞状態を同定することが可能となる。このように、任意の転写制御配列を選択したにもかかわらず、上述のような少ない数のみを選択し、それをモニターすることによって、ほぼすべての細胞状態を判定することができるという特徴は、従来は、予想されていなかったことであり、これは、時間点ごとに観察し、それをヘテロな集団として統計処理をした従来の判定方法に比較して、はるかに簡便で精密で正確である。   In preferred embodiments, the transcriptional control sequences monitored are at least two transcriptional control sequences. By observing at least two transcription control sequences, it is usually possible to identify more than 80% of the cellular state. More preferably, the transcriptional control sequence monitored is at least three transcriptional control sequences. By observing at least three transcription control sequences, it is usually possible to identify more than 90% of the cellular state. In a most preferred embodiment, the monitored transcription control sequence comprises at least 8 transcription control sequences. By observing at least eight transcription control sequences, it is usually possible to identify almost all cellular states. Thus, despite the fact that an arbitrary transcription control sequence has been selected, by selecting only a small number as described above and monitoring it, it is possible to determine almost all cell states. Previously, this was not expected, which is much simpler, more precise, and more accurate than conventional methods that were observed at each time point and statistically processed as a heterogeneous population. .

従って、本発明の判定方法では、モニターする前に、転写制御配列群から、少なくとも1つの転写制御配列を任意に選択する工程をさらに包含することが好ましい。本発明の1つの重要な特徴は、転写制御配列として、点ごとの調査では特異性を示していないものでも使用可能であるという点にある。   Therefore, it is preferable that the determination method of the present invention further includes a step of arbitrarily selecting at least one transcription control sequence from the transcription control sequence group before monitoring. One important feature of the present invention is that transcription control sequences that do not show specificity in point-by-point investigations can also be used.

好ましい実施形態において、このような経時プロファイルは、リアルタイムで提示され得る。ここで、リアルタイムは、実質的に同時に表示することができる限り、ある程度のタイムラグが生じてもよい。許容されるタイムラグは、求められるリアルタイムの同時性によるが、例えば、最大で10秒であり、より好ましくは最大で1秒であり得る。例えば、リアルタイムの外来因子の同定が必要な環境測定などでは、その許容されるタイムラグは、例えば、最大で1秒または最大で0.1秒などであってもよい。   In a preferred embodiment, such a time profile can be presented in real time. Here, as long as real time can be displayed substantially simultaneously, a certain amount of time lag may occur. The allowed time lag depends on the required real-time simultaneity, but may be for example up to 10 seconds, more preferably up to 1 second. For example, in an environmental measurement that requires real-time external factor identification, the allowable time lag may be, for example, a maximum of 1 second or a maximum of 0.1 second.

好ましい実施形態において、本発明の相関付けの工程c)では、外来因子との相関付けのための上記経時プロファイルの情報として、該経時プロファイルの位相が用いられる。位相は、ある周期における信号強度がプラスおよびマイナスの二種類で表示され、そのように単純化された方法を用いても、細胞を同定あるいは外来因子を同定することができることから、本発明の方法の精密性が実証される。   In a preferred embodiment, in the correlation step c) of the present invention, the phase of the temporal profile is used as information of the temporal profile for correlation with an external factor. The phase is displayed in two types of signal intensity in a certain period, plus and minus, and the cells of the present invention can be identified or foreign factors can be identified using such a simplified method. The precision of is demonstrated.

好ましくは、本発明の方法では、細胞は、アレイ上で培養されることが有利である。アレイ上で培養することによって、多数の細胞の観察を一度に行うことができるからである。   Preferably, in the method of the invention, the cells are advantageously cultured on the array. This is because many cells can be observed at one time by culturing on the array.

好ましい実施形態において、転写状態の経時的モニターは、上記アレイから画像データを得る工程を包含する。画像データを提供することによって、目視も可能になり、人間(特に、医師などの当業者)の目による判断を得ることが容易になるからである。   In a preferred embodiment, monitoring transcription status over time includes obtaining image data from the array. By providing the image data, visual observation is also possible, and it becomes easy to obtain a judgment by the eyes of a human (particularly a person skilled in the art such as a doctor).

本発明の好ましい実施形態において、外来因子と経時プロファイルとの相関付けの工程は、経時プロファイルの位相を識別することを包含できる。位相は上述したように、簡便なパラメータであり、その情報処理が簡便であるから、その簡便な情報処理によって、細胞を充分に同定することが可能である。   In a preferred embodiment of the present invention, the step of correlating the external factor with the time profile can include identifying the phase of the time profile. As described above, the phase is a simple parameter, and the information processing is simple. Therefore, the cells can be sufficiently identified by the simple information processing.

好ましい実施形態において、本発明の方法において同定されるべき外来因子としては、温度変化、湿度変化、電磁波、電位差、可視光線、赤外線、紫外線、X線、化学物質、圧力、重力変化、ガス分圧および浸透圧などが挙げられるがそれらに限定されない。このような因子は、従来の方法では、充分に同定することができなかったが、プロセスを重視した本発明の細胞判定方法を用いることによって、充分に因子の細胞に対する影響を調査することが可能である。   In a preferred embodiment, external factors to be identified in the method of the present invention include temperature change, humidity change, electromagnetic wave, potential difference, visible light, infrared ray, ultraviolet ray, X-ray, chemical substance, pressure, gravity change, gas partial pressure. Examples thereof include, but are not limited to, osmotic pressure. Such factors could not be sufficiently identified by the conventional method, but by using the cell determination method of the present invention with emphasis on the process, it is possible to sufficiently investigate the influence of the factors on the cells. It is.

特に好ましい実施形態では、本発明の方法において同定されるべき外来因子は化学物質であり得、そのような化学物質としては、生体分子、化学合成物または培地などが挙げられるが、これらに限定されない。   In a particularly preferred embodiment, the exogenous factor to be identified in the method of the present invention can be a chemical substance, which includes but is not limited to biomolecules, chemical compounds or media. .

このような生体分子としては、例えば、核酸、タンパク質、脂質、糖、プロテオリピッド、リポプロテイン、糖タンパク質およびプロテオグリカンなどが挙げられるがそれらに限定されない。このような生体分子は、生物に対して影響を与えることが公知であり、未知の生体分子であってもその可能性が充分に高いことから、調査対象として重要なものであると考えられる。   Examples of such biomolecules include, but are not limited to, nucleic acids, proteins, lipids, sugars, proteolipids, lipoproteins, glycoproteins, and proteoglycans. Such biomolecules are known to affect living organisms, and even unknown biomolecules have a sufficiently high possibility, and are considered to be important for investigation.

特に好ましくは、細胞に影響を与えることが期待される、ホルモン、サイトカイン、細胞接着因子、細胞外マトリクス、レセプターのアゴニスト、アンタゴニストなどが調査されるべき生体分子として使用される。   Particularly preferably, hormones, cytokines, cell adhesion factors, extracellular matrix, receptor agonists, antagonists, etc. that are expected to affect cells are used as biomolecules to be investigated.

(外来因子の推定)
別の局面において、本発明は、細胞の経時プロファイルから、細胞に与えられた未同定の外来因子を推定するための方法を提供する。本発明の方法は、a)上記細胞を複数の既知の外来因子に曝露する工程;b)上記細胞に由来する転写制御配列群から選択される少なくとも1つの転写制御配列に関連する転写状態を経時的にモニターして、既知の外来因子の各々に対する上記細胞の経時プロファイルを得る工程;c)上記既知の外来因子と、上記経時プロファイルの各々とを相関付ける工程;d)上記細胞を未同定の外来因子に曝露する工程;e)上記選択された転写制御配列に関連する転写状態を経時的にモニターして、未同定の外来因子に関する上記細胞の経時プロファイルを得る工程;f)上記工程(b)で得られた経時プロファイルの中から、上記工程(e)で得られた経時プロファイルに対応するプロファイルを判定する工程;およびg)上記未同定の外来因子は、上記工程(f)において判定されたプロファイルに対応する上記既知の外来因子であることを判定する工程;を包含する。
(External factor estimation)
In another aspect, the present invention provides a method for estimating an unidentified foreign factor given to a cell from the time-lapse profile of the cell. The method of the present invention comprises: a) exposing the cell to a plurality of known foreign factors; b) determining the transcriptional state associated with at least one transcription control sequence selected from a group of transcription control sequences derived from the cell over time. Monitoring to obtain a time profile of the cells for each of the known foreign factors; c) correlating the known foreign factors with each of the time profiles; d) unidentified the cells Exposing to a foreign factor; e) monitoring the transcriptional state associated with the selected transcriptional regulatory sequence over time to obtain a time profile of the cell with respect to an unidentified foreign factor; f) step (b) ) Determining a profile corresponding to the temporal profile obtained in step (e) from the temporal profile obtained in step (e); and g) the unidentified foreign factor Determines step that the above known external factor corresponding to the profile is determined in the step (f); encompasses.

本発明の方法において、外来因子への細胞の曝露は、本明細書において上述し、以下の実施例において例示するように行うことができる。経時プロファイルの獲得もまた、本明細書において上述し、以下の実施例において例示するように行うことができる。相関付けもまた、本明細書において上述し、以下の実施例において例示するように行うことができる。既知の外来遺伝子に関する情報がそろったところに、未同定の外来因子について同様のモニターを行い、情報断片を比較して、その未同定の外来因子が既知のものであるかどうかを判定することが可能である。この場合、プロファイルがまったく同じであれば、当然に同じであると判断することが可能であるが、実質的に同じである場合もまた同じであると判定することが可能である。そのような判定は、その既知の外来因子に関する情報の量および質に依存する。そのような判定は、当業者には容易であり、種々の要素を考慮して判定することができる。   In the methods of the invention, exposure of cells to foreign factors can be performed as described herein above and illustrated in the examples below. Acquisition of a time profile can also be performed as described herein above and illustrated in the following examples. Correlation can also be performed as described herein above and illustrated in the examples below. When information about known foreign genes is available, similar monitoring is performed for unidentified foreign factors, and information fragments are compared to determine whether the unidentified foreign factors are known. Is possible. In this case, if the profiles are exactly the same, it can naturally be determined that they are the same, but if they are substantially the same, it can also be determined that they are the same. Such a determination depends on the amount and quality of information about the known foreign factor. Such a determination is easy for those skilled in the art and can be determined in consideration of various factors.

(未同定の外来因子の推定)
別の局面において、本発明は、細胞の経時プロファイルから、細胞に与えられた未同定の外来因子を推定するための方法を提供する。このような方法は、a)上記細胞に存在するプロモーター群から選択される少なくとも1つの転写制御配列に関して、既知の外来因子と、上記既知の外来因子に対応する上記細胞の経時プロファイルとの相関関係に関するデータを提供する工程;b)上記細胞を未同定の外来因子に曝露する工程;c)上記選択されたプロモーターに関連する転写状態を経時的にモニターして、上記細胞の経時プロファイルを得る工程;d)上記工程(a)において提供された、上記経時プロファイルの中から、上記工程(c)において得られた経時プロファイルに対応するプロファイルを判定する工程;およびe)上記未同定の外来因子は、上記工程(d)において判定されたプロファイルに対応する上記既知の外来因子であることを判定する工程を包含する。
(Estimation of unidentified foreign factors)
In another aspect, the present invention provides a method for estimating an unidentified foreign factor given to a cell from the time-lapse profile of the cell. Such a method comprises: a) Correlation between a known foreign factor and a temporal profile of the cell corresponding to the known foreign factor with respect to at least one transcriptional control sequence selected from a group of promoters present in the cell. Providing data regarding: b) exposing the cell to an unidentified foreign factor; c) monitoring the transcriptional state associated with the selected promoter over time to obtain a temporal profile of the cell. D) determining a profile corresponding to the time profile obtained in step (c) from the time profile provided in step (a); and e) the unidentified foreign factor is , Including the step of determining that the known exogenous factor corresponds to the profile determined in step (d). .

ここで、外来因子の曝露、プロファイル生成、相関付けなどは、本明細書において上述し、以下の実施例において例示するような技術を使用して実施することができる。   Here, exposure of foreign factors, profile generation, correlation, etc. can be performed using techniques such as those described herein above and exemplified in the following examples.

(細胞状態の提示システム)
別の局面において、本発明は、細胞状態を提示するためのシステムを提供する。このようなシステムは、a)上記細胞に由来する転写制御配列群から選択される少なくとも1つの転写制御配列に関連する転写状態を経時的にモニターして上記細胞の経時プロファイルを得る手段;およびb)上記経時プロファイルを提示する手段を備える。
(Cell state presentation system)
In another aspect, the present invention provides a system for presenting a cellular state. Such a system comprises: a) means for monitoring the transcriptional state associated with at least one transcription control sequence selected from the group of transcription control sequences derived from the cell over time to obtain a time profile of the cell; and b And a means for presenting the time-lapse profile.

本発明の細胞状態提示方法を実行するコンピュータ構成あるいはそれを実現するシステムの例を図17を参照して示す。図17は、本発明の細胞状態提示方法を実行するコンピュータの500の構成例を示す。   An example of a computer configuration that executes the cell state presentation method of the present invention or an example of a system that implements the same will be described with reference to FIG. FIG. 17 shows a configuration example of a computer 500 that executes the cell state presentation method of the present invention.

コンピュータ500は、入力部501と、CPU502と、出力部503と、メモリ504と、バス505とを備える。入力部501と、CPU502と、出力部503と、メモリ504とは、バス505によって接続されている。入力部501と出力部503とは入出力装置506に接続されている。   The computer 500 includes an input unit 501, a CPU 502, an output unit 503, a memory 504, and a bus 505. The input unit 501, the CPU 502, the output unit 503, and the memory 504 are connected by a bus 505. The input unit 501 and the output unit 503 are connected to the input / output device 506.

コンピュータ500によって実行される細胞状態提示の処理の概略を説明する。   An outline of a cell state presentation process executed by the computer 500 will be described.

細胞状態提示方法を実行させるプログラム(以下、「細胞状態提示プログラム」という)は、例えば、メモリ502に格納されている。あるいは、細胞状態提示プログラムは、その構成コンポーネントが、それぞれ独立してあるいは一緒に、フロッピー(登録商標)ディスク、MO、CD−ROM、CD−R、DVD−ROMのような任意のタイプの記録媒体に記録され得る。あるいは、アプリケーションサーバに格納されていてもよい。そのような記録媒体に記録された細胞状態提示プログラムは、出入力装置506(例えば、ディスクドライブ、ネットワーク(例えば、インターネット))を介してコンピュータ500のメモリ504にロードされる。CPU502が細胞状態提示プログラムを実行することによって、コンピュータ500は、本発明の細胞状態提示方法の処理を実行する装置として機能する。   A program for executing the cell state presentation method (hereinafter referred to as “cell state presentation program”) is stored in the memory 502, for example. Alternatively, in the cell state presentation program, the constituent components thereof may be any type of recording medium such as a floppy (registered trademark) disk, an MO, a CD-ROM, a CD-R, or a DVD-ROM, independently or together. Can be recorded. Alternatively, it may be stored in the application server. The cell state presentation program recorded in such a recording medium is loaded into the memory 504 of the computer 500 via the input / output device 506 (for example, a disk drive, a network (for example, the Internet)). When the CPU 502 executes the cell state presentation program, the computer 500 functions as an apparatus that executes the processing of the cell state presentation method of the present invention.

入力部501を介して、細胞に関する情報などを入力する。また、得られたプロファイルのデータも入力される。必要に応じて、既知の情報に関する情報も入力してもよい。   Information related to cells is input via the input unit 501. The obtained profile data is also input. Information related to known information may be input as necessary.

CPU502は、入力部501で入力されるプロファイルデータおよび細胞の情報から表示データを生成し、メモリ504に表示データを格納する。その後、CPU502は、これらの情報をメモリ504に格納し得る。その後、出力部503は、CPU502が選択した細胞状態を表示データとして出力する。出力されたデータは、入出力装置506から出力され得る。   The CPU 502 generates display data from profile data and cell information input by the input unit 501, and stores the display data in the memory 504. Thereafter, the CPU 502 can store these pieces of information in the memory 504. Thereafter, the output unit 503 outputs the cell state selected by the CPU 502 as display data. The output data can be output from the input / output device 506.

(細胞状態の判定システム)
別の局面において、本発明は、細胞状態を判定するシステムを提供する。このようなシステムは、a)上記細胞に由来する転写制御配列群から選択される少なくとも1つの転写制御配列に関連する転写状態を経時的にモニターして上記細胞の経時プロファイルを得る手段;およびb)上記経時プロファイルから上記細胞状態を判定する手段、を備える。
(Cell status judgment system)
In another aspect, the present invention provides a system for determining a cell state. Such a system comprises: a) means for monitoring the transcriptional state associated with at least one transcription control sequence selected from the group of transcription control sequences derived from the cell over time to obtain a time profile of the cell; and b And a means for determining the cell state from the time-lapse profile.

本発明の細胞状態判定方法を実行するコンピュータ構成あるいはそれを実現するシステムを図17に示す。図17は、本発明の細胞状態判定方法を実行するコンピュータの500の構成例を示す。   FIG. 17 shows a computer configuration for executing the cell state determination method of the present invention or a system for realizing it. FIG. 17 shows a configuration example of a computer 500 that executes the cell state determination method of the present invention.

コンピュータ500は、入力部501と、CPU502と、出力部503と、メモリ504と、バス505とを備える。入力部501と、CPU502と、出力部503と、メモリ504とは、バス505によって相互に接続されている。入力部501と出力部503とは入出力装置506に接続されている。   The computer 500 includes an input unit 501, a CPU 502, an output unit 503, a memory 504, and a bus 505. The input unit 501, the CPU 502, the output unit 503, and the memory 504 are connected to each other via a bus 505. The input unit 501 and the output unit 503 are connected to the input / output device 506.

コンピュータ500によって実行される細胞状態判定の処理の概略を説明する。   An outline of the cell state determination process executed by the computer 500 will be described.

細胞状態判定方法を実行させるプログラム(以下、細胞状態判定プログラムという)は、例えば、メモリ502に格納されている。あるいは、細胞状態判定プログラムは、その構成コンポーネントがそれぞれ独立してあるいは一緒に、フロッピー(登録商標)ディスク、MO、CD−ROM、CD−R、DVD−ROMのような任意のタイプの記録媒体に記録され得る。あるいは、アプリケーションサーバに格納されていてもよい。そのような記録媒体に記録された細胞状態判定プログラムは、出入力装置506(例えば、ディスクドライブ、ネットワーク(例えば、インターネット))を介してコンピュータ500のメモリ504にロードされる。CPU502が細胞状態提示プログラムを実行することによって、コンピュータ500は、本発明の細胞状態判定方法を実行する装置として機能する。   A program for executing the cell state determination method (hereinafter referred to as a cell state determination program) is stored in the memory 502, for example. Alternatively, the cell state determination program may be stored on any type of recording medium such as a floppy (registered trademark) disk, an MO, a CD-ROM, a CD-R, or a DVD-ROM. Can be recorded. Alternatively, it may be stored in the application server. The cell state determination program recorded in such a recording medium is loaded into the memory 504 of the computer 500 via the input / output device 506 (for example, a disk drive or a network (for example, the Internet)). When the CPU 502 executes the cell state presentation program, the computer 500 functions as a device that executes the cell state determination method of the present invention.

入力部501を介して、細胞に関する情報などを入力する。また、得られたプロファイルのデータも入力される。必要に応じて、既知の情報も入力してもよい。   Information related to cells is input via the input unit 501. The obtained profile data is also input. If necessary, known information may also be input.

CPU502は、入力部501で入力されるプロファイルデータおよび細胞の情報から細胞状態を判定し、その結果を判定結果データとして生成し、メモリ504に判定結果データを格納する。その後、CPU502は、これらの情報をメモリ504に格納し得る。その後、出力部503は、CPU502が選択した細胞状態を判定結果データとして出力する。出力されたデータは、入出力装置506から出力され得る。   The CPU 502 determines the cell state from the profile data and cell information input by the input unit 501, generates the result as determination result data, and stores the determination result data in the memory 504. Thereafter, the CPU 502 can store these pieces of information in the memory 504. Thereafter, the output unit 503 outputs the cell state selected by the CPU 502 as determination result data. The output data can be output from the input / output device 506.

(外来因子の相関付けシステム)
別の局面において、本発明は、外来因子と、外来因子に対する細胞の応答とを相関付けるためのシステムを提供する。このシステムは、a)上記細胞を外来因子に曝露する手段;b)上記細胞に由来するプロモーター群から選択される少なくとも1つのプロモーターに関連する転写状態を経時的にモニターして、上記細胞の経時プロファイルを得る手段;およびc)上記外来因子と、上記経時プロファイルとを相関付ける手段を備える。このようなシステムもまた、上述のシステムと同様にコンピュータを用いて実現することができる。
(External factor correlation system)
In another aspect, the present invention provides a system for correlating a foreign factor with a cellular response to the foreign factor. The system comprises: a) means for exposing the cell to a foreign factor; b) monitoring the transcriptional state associated with at least one promoter selected from a group of promoters derived from the cell over time, Means for obtaining a profile; and c) means for correlating the exogenous factor with the time-lapse profile. Such a system can also be realized using a computer in the same manner as the above-described system.

(外来因子の推定システム)
別の局面において、本発明は、経時プロファイルから、細胞に与えられた未同定の外来因子を推定するためのシステムを提供する。このようなシステムは、a)上記細胞を複数の既知の外来因子に曝露する手段;b)上記細胞に由来する転写制御因子群から選択される少なくとも1つの転写制御因子に関連する転写状態を経時的にモニターして、既知の外来因子の各々に対する上記細胞の経時プロファイルを得る手段;c)上記既知の外来因子と、上記経時プロファイルの各々とを相関付ける手段;d)上記細胞を未同定の外来因子に曝露する手段;e)上記選択された転写制御配列に関連する転写状態を経時的にモニターして、未同定の外来因子に関する上記細胞の経時プロファイルを得る手段;f)上記手段(b)で得られた経時プロファイルの中から、上記手段(e)で得られた経時プロファイルに対応するプロファイルを判定する手段;およびg)上記未同定の外来因子は、上記手段(f)において判定されたプロファイルに対応する上記既知の外来因子であることを判定する手段を備える。このようなシステムもまた、上述のシステムと同様にコンピュータを用いて実現することができる。
(External factor estimation system)
In another aspect, the present invention provides a system for estimating an unidentified foreign factor given to a cell from a temporal profile. Such a system comprises: a) a means for exposing the cell to a plurality of known foreign factors; b) a transcriptional state associated with at least one transcriptional regulatory factor selected from a group of transcriptional regulatory factors derived from the cell over time. Means for monitoring and obtaining a time profile of the cells for each of the known foreign factors; c) means for correlating the known foreign factors with each of the time profiles; d) unidentified the cells Means for exposing to a foreign factor; e) means for monitoring the transcriptional state associated with the selected transcription control sequence over time to obtain a time profile of the cell for an unidentified foreign factor; f) the means (b ) A means for determining a profile corresponding to the time profile obtained by the means (e) from the time profile obtained by the above method (e); and g) the unidentified outside Factor comprises means for determining that the above known external factor corresponding to the profile determined in said means (f). Such a system can also be realized using a computer in the same manner as the above-described system.

(未同定の外来因子推定システム)
別の局面において、本発明は、経時プロファイルから、細胞に与えられた未同定の外来因子を推定するためのシステムを提供する。このようなシステムは、a)上記細胞に存在する転写制御配列群から選択される少なくとも1つの転写制御因子に関して、既知の外来因子と、上記既知の外来因子に対応する上記細胞の経時プロファイルとの相関関係に関するデータを提供する手段;b)上記細胞を未同定の外来因子に曝露する手段;c)上記選択された転写制御配列に関連する転写状態を経時的にモニターして、上記細胞の経時プロファイルを得る手段;d)上記手段(a)において得られた、上記経時プロファイルの中から、上記手段(c)において得られた経時プロファイルに対応するプロファイルを判定する手段;およびe)上記未同定の外来因子は、上記手段(d)において判定されたプロファイルに対応する上記既知の外来因子であることを判定する手段を備える。このようなシステムもまた、上述のシステムと同様にコンピュータを用いて実現することができる。
(Unidentified foreign factor estimation system)
In another aspect, the present invention provides a system for estimating an unidentified foreign factor given to a cell from a temporal profile. Such a system comprises: a) for at least one transcriptional regulatory factor selected from a group of transcriptional regulatory sequences present in the cell, a known foreign factor and a time profile of the cell corresponding to the known foreign factor. Means for providing data on correlation; b) means for exposing the cells to unidentified foreign factors; c) monitoring the transcriptional state associated with the selected transcriptional control sequence over time, so that the time course of the cells Means for obtaining a profile; d) means for determining a profile corresponding to the temporal profile obtained in the means (c) from the temporal profile obtained in the means (a); and e) the unidentified Means for determining that the foreign factor is the known foreign factor corresponding to the profile determined in the means (d). . Such a system can also be realized using a computer in the same manner as the above-described system.

本発明が上述のようにシステム形態として提供される場合、各々の構成要件は、本発明の方法の詳細なまたは好ましい実施形態を適用して実施することが可能であり、そのようなシステムの好ましい実施形態の選択は、当業者には容易であり、当業者は、このようなシステムの好ましい実施形態を、本明細書の記載を参酌して容易に行うことができる。   When the present invention is provided as a system form as described above, each component can be implemented by applying a detailed or preferred embodiment of the method of the present invention and the preferred of such a system. Selection of an embodiment is easy for those skilled in the art, and a person skilled in the art can easily perform a preferred embodiment of such a system in consideration of the description of this specification.

(プログラム記録媒体)
別の局面において、本発明は、コンピュータに細胞状態を提示する処理を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供する。ここで、この記録媒体には、少なくとも、a)上記細胞に由来する転写制御配列群から選択される少なくとも1つの転写制御配列に関連する転写状態を経時的にモニターして上記細胞の経時プロファイルを得る手順;およびb)上記経時プロファイルを提示する手順、を実行させるためのプログラムが記録されている。
(Program recording medium)
In another aspect, the present invention provides a computer-readable recording medium recording a program for causing a computer to execute a process of presenting a cell state. In this recording medium, at least a) a transcription state related to at least one transcription control sequence selected from the group of transcription control sequences derived from the cells is monitored over time, and a time profile of the cells is obtained. A program for executing a procedure for obtaining; and b) a procedure for presenting the time-lapse profile is recorded.

別の局面において、本発明は、コンピュータに、細胞状態を判定する処理を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供する。このような記録媒体には、少なくともa)上記細胞に由来する転写制御配列群から選択される少なくとも1つの転写制御配列に関連する転写状態を経時的にモニターして上記細胞の経時プロファイルを得る手順;およびb)上記転写状態の経時プロファイルから上記細胞状態を判定する手順、を実行させるためのプログラムが記録されている。   In another aspect, the present invention provides a computer-readable recording medium recording a program for causing a computer to execute a process for determining a cell state. In such a recording medium, at least a) a procedure for obtaining a temporal profile of the cell by monitoring over time a transcription state associated with at least one transcription control sequence selected from the group of transcription control sequences derived from the cell. And b) a program for executing the procedure for determining the cell state from the temporal profile of the transcription state.

別の局面において、本発明は、外来因子と、外来因子に対する細胞の応答とを相関付けるための処理を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供する。この記録媒体には、少なくともa)上記細胞を外来因子に曝露する手順;b)上記細胞に由来する転写制御因子群から選択される少なくとも1つの転写制御因子に関連する転写状態を経時的にモニターして、上記細胞の経時プロファイルを得る手順;およびc)上記外来因子と、上記経時プロファイルとを相関付ける手順、を実行させるためのプログラムが記録されている。   In another aspect, the present invention provides a computer-readable recording medium in which a program for executing a process for correlating a foreign factor with a cell response to the foreign factor is recorded. In this recording medium, at least a) a step of exposing the cell to a foreign factor; b) a transcriptional state related to at least one transcriptional regulatory factor selected from a group of transcriptional regulatory factors derived from the cell is monitored over time. A program for executing a procedure for obtaining a time-lapse profile of the cells; and c) a procedure for correlating the exogenous factor with the time-lapse profile is recorded.

他の局面において、本発明は、コンピュータに、細胞の経時プロファイルから、細胞に与えられた未同定の外来因子を推定するための処理を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供する。この記録媒体には、少なくともa)上記細胞を複数の既知の外来因子に曝露する手順;b)上記細胞に由来する転写制御因子群から選択される少なくとも1つの転写制御因子に関連する転写状態を経時的にモニターして、既知の外来因子の各々に対する上記細胞の経時プロファイルを得る手順;c)上記既知の外来因子と、上記経時プロファイルの各々とを相関付ける手順;d)上記細胞を未同定の外来因子に曝露する手順;e)上記選択された転写制御配列の転写状態を経時的にモニターして、未同定の外来因子の経時プロファイルを得る手順;f)上記手順(b)で得られた経時プロファイルの中から、上記手順(e)で得られた経時プロファイルに対応するプロファイルを判定する手順;およびg)上記未同定の外来因子は、上記手順(f)において判定されたプロファイルに対応する上記既知の外来因子であることを判定する手順、を実行させるためのプログラムが記録されている。   In another aspect, the present invention provides a computer-readable recording medium that records a program for causing a computer to execute a process for estimating an unidentified foreign factor given to a cell from a time-lapse profile of the cell. provide. The recording medium includes at least a) a procedure for exposing the cells to a plurality of known foreign factors; b) a transcription state associated with at least one transcriptional control factor selected from a group of transcriptional control factors derived from the cells. A procedure for monitoring over time to obtain a time profile of the cells for each of the known foreign factors; c) a procedure for correlating the known foreign factors with each of the time profiles; d) an unidentified cell. E) a step of monitoring the transcriptional state of the selected transcription control sequence over time to obtain a temporal profile of an unidentified foreign factor; f) obtained in step (b) above. Determining a profile corresponding to the time-lapse profile obtained in the step (e) from among the time-lapse profiles; and g) the unidentified foreign factor Procedure for determining that the determined profile is the known external factor corresponding program for executing the, are recorded in f).

別の局面において、本発明は、経時プロファイルから、細胞に与えられた未同定の外来因子を推定するための処理を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供する。この記録媒体には、少なくともa)上記細胞に存在する転写制御配列群から選択される少なくとも1つの転写制御配列に関して、既知の外来因子と、上記既知の外来因子に対応する上記細胞の経時プロファイルとの相関関係に関するデータを提供する手順;b)上記細胞を未同定の外来因子に曝露する手順;c)上記選択された転写制御配列に関連する転写状態を経時的にモニターして、上記細胞の経時プロファイルを得る手順;d)上記手順(a)において得られた、上記経時プロファイルの中から、上記手順(c)において得られた経時プロファイルに対応するプロファイルを判定する手順;およびe)上記未同定の外来因子は、上記工程(d)において判定されたプロファイルに対応する上記既知の外来因子であることを判定する手順、を実行させるためのプログラムが記録されている。   In another aspect, the present invention provides a computer-readable recording medium recording a program for executing a process for estimating an unidentified foreign factor given to a cell from a time-lapse profile. The recording medium includes at least a) a known exogenous factor and a time-lapse profile of the cell corresponding to the known exogenous factor with respect to at least one transcription control sequence selected from a group of transcription control sequences present in the cell. B) exposing the cell to an unidentified foreign factor; c) monitoring the transcriptional state associated with the selected transcriptional control sequence over time, and A procedure for obtaining a time profile; d) a procedure for determining a profile corresponding to the time profile obtained in step (c) from the time profiles obtained in step (a); and e) Procedure for determining that the identified foreign factor is the known foreign factor corresponding to the profile determined in step (d). It is recorded a program for causing execution.

本発明が上述のように記録媒体形態として提供される場合、各々の構成要件は、本発明の方法の詳細なまたは好ましい実施形態を適用して実施することが可能であり、そのような記録媒体の好ましい実施形態の選択は、当業者には容易であり、当業者は、このような記録媒体の好ましい実施形態を、本明細書の記載を参酌して行うことができる。   When the present invention is provided as a recording medium form as described above, each constituent element can be implemented by applying a detailed or preferred embodiment of the method of the present invention, and such a recording medium. Selection of the preferred embodiment is easy for those skilled in the art, and a person skilled in the art can make a preferred embodiment of such a recording medium in consideration of the description of this specification.

(プログラム)
別の局面において、本発明は、コンピュータに細胞状態を提示する処理を実行させるためのプログラムを提供する。ここで、このプログラムは、a)上記細胞に由来する転写制御配列群から選択される少なくとも1つの転写制御配列に関連する転写状態を経時的にモニターして上記細胞の経時プロファイルを得る手順;およびb)上記経時プロファイルを提示する手順、を実行させる。
(program)
In another aspect, the present invention provides a program for causing a computer to execute a process of presenting a cell state. Wherein the program comprises: a) a procedure for obtaining a time profile of the cell by monitoring a transcriptional state associated with at least one transcription control sequence selected from the group of transcription control sequences derived from the cell over time; and b) A procedure for presenting the time-lapse profile is executed.

別の局面において、本発明は、コンピュータに、細胞状態を判定する処理を実行させるためのプログラムを提供する。ここで、このプログラムは、a)上記細胞に由来する転写制御配列群から選択される少なくとも1つの転写制御配列に関連する転写状態を経時的にモニターして上記細胞の経時プロファイルを得る手順;およびb)上記転写状態の経時プロファイルから上記細胞状態を判定する手順、を実行させる。   In another aspect, the present invention provides a program for causing a computer to execute processing for determining a cell state. Wherein the program comprises: a) a procedure for obtaining a time profile of the cell by monitoring a transcriptional state associated with at least one transcription control sequence selected from the group of transcription control sequences derived from the cell over time; and b) A procedure for determining the cell state from the temporal profile of the transcription state is executed.

別の局面において、本発明は、外来因子と、外来因子に対する細胞の応答とを相関付けるための処理を実行させるためのプログラムを提供する。このプログラムは、a)上記細胞を外来因子に曝露する手順;b)上記細胞に由来する転写制御因子群から選択される少なくとも1つのプロモーターに関連する転写状態を経時的にモニターして、上記細胞の経時プロファイルを得る手順;およびc)上記外来因子と、上記経時プロファイルとを相関付ける手順、を実行させる。   In another aspect, the present invention provides a program for executing a process for correlating a foreign factor with a cellular response to the foreign factor. The program comprises: a) a step of exposing the cell to a foreign factor; b) monitoring over time a transcriptional state associated with at least one promoter selected from a group of transcriptional control factors derived from the cell; And c) a step of correlating the exogenous factor with the time profile.

別の局面において、本発明は、経時プロファイルから、細胞に与えられた未同定の外来因子を推定するための処理を実行させるためのプログラムを提供する。このプログラムは、a)上記細胞を複数の既知の外来因子に曝露する手順;b)上記細胞に由来する転写制御因子群から選択される少なくとも1つの転写制御配列に関連する転写状態を経時的にモニターして、既知の外来因子の各々に対する上記細胞の経時プロファイルを得る手順;c)上記既知の外来因子と、上記経時プロファイルの各々とを相関付ける手順;d)上記細胞を未同定の外来因子に曝露する手順;e)上記選択された転写制御配列の転写状態を経時的にモニターして、未同定の外来因子の経時プロファイルを得る手順;f)上記手順(b)で得られた経時プロファイルの中から、上記手順(e)で得られた経時プロファイルに対応するプロファイルを判定する手順;およびg)上記未同定の外来因子は、上記手順(f)において判定されたプロファイルに対応する上記既知の外来因子であることを判定する手順、を実行させる。   In another aspect, the present invention provides a program for executing a process for estimating an unidentified foreign factor given to a cell from a temporal profile. The program includes: a) a step of exposing the cell to a plurality of known foreign factors; b) a transcriptional state associated with at least one transcription control sequence selected from a group of transcription control factors derived from the cell over time. Monitoring to obtain a time profile of the cell for each of the known foreign factors; c) correlating the known foreign factor with each of the time profiles; d) an unidentified foreign factor for the cell. E) a procedure for monitoring the transcriptional state of the selected transcription control sequence over time to obtain a time profile of an unidentified foreign factor; f) a time profile obtained in step (b) above. A procedure for determining a profile corresponding to the time-lapse profile obtained in the procedure (e), and g) the unidentified foreign factor is determined in the procedure (f). Procedure for determining that the determined profile is the known external factor corresponding Te, is the execution.

他の局面において、本発明は、経時プロファイルから、細胞に与えられた未同定の外来因子を推定するための処理を実行させるためのプログラムを提供する。このプログラムは、a)上記細胞に存在する転写制御配列群から選択される少なくとも1つの転写制御配列に関して、既知の外来因子と、上記既知の外来因子に対応する上記細胞の経時プロファイルとの相関関係に関するデータを提供する手順;b)上記細胞を未同定の外来因子に曝露する手順;c)上記選択された転写制御配列に関連する転写状態を経時的にモニターして、上記細胞の経時プロファイルを得る手順;d)上記手順(a)において得られた、上記経時プロファイルの中から、上記手順(c)において得られた経時プロファイルに対応するプロファイルを判定する手順;およびe)上記未同定の外来因子は、上記手順(d)において判定されたプロファイルに対応する上記既知の外来因子であることを判定する手順、を実行させる。   In another aspect, the present invention provides a program for executing a process for estimating an unidentified foreign factor given to a cell from a temporal profile. The program includes: a) a correlation between a known foreign factor and a temporal profile of the cell corresponding to the known foreign factor with respect to at least one transcription control sequence selected from a group of transcription control sequences present in the cell. B) exposing the cell to an unidentified foreign factor; c) monitoring the transcriptional state associated with the selected transcription control sequence over time to determine a time profile of the cell. D) a procedure for determining a profile corresponding to the temporal profile obtained in the procedure (c) from the temporal profile obtained in the procedure (a); and e) the unidentified external A step of determining that the factor is the known foreign factor corresponding to the profile determined in step (d). That.

本発明が上述のようにプログラム形態として提供される場合、各々の構成要件は、本発明の詳細なまたは好ましい実施形態を適用して実施することが可能であり、そのようなプログラム好ましい実施形態の選択は、当業者には容易であり、当業者は、このようなプログラムの好ましい実施形態を、本明細書の記載を参酌して容易に行うことができる。そのようなプログラムの記述形式は、当業者には周知であり、例えば、C++言語などを応用することができる。 When the present invention is provided as a program form as described above, each constituent element can be implemented by applying a detailed or preferred embodiment of the present invention, and such a program is preferably used in the preferred embodiment. Selection is easy for those skilled in the art, and those skilled in the art can easily perform a preferred embodiment of such a program in consideration of the description of this specification. Such a program description format is well known to those skilled in the art, and for example, a C ++ language can be applied.

(診断)
別の局面において、本発明は、被検体を診断する方法およびシステムを提供する。この診断方法は、a)上記細胞に由来する転写制御配列群から選択される少なくとも1つの転写制御配列に関連する転写状態を経時的にモニターして上記細胞の経時プロファイルを得る工程;b)上記転写状態の経時プロファイルから上記細胞状態を判定する工程;およびc)上記細胞状態から上記被検体の状態、障害または疾患を判定する工程、を包含する。この診断方法がシステムとして提供される場合、本発明のシステムは、a)上記細胞に由来する転写制御配列群から選択される少なくとも1つの転写制御配列に関連する転写状態を経時的にモニターして上記細胞の経時プロファイルを得る手段;b)上記転写状態の経時プロファイルから上記細胞状態を判定する手段;およびc)上記細胞状態から上記被検体の状態、障害または疾患を判定する手段、を備える。このように、本発明は、薬剤耐性、適切な抗がん剤の選択、適切な移植細胞の選択などのテーラーメイド診断および治療に応用可能である。好ましくは、本発明の診断方法は、被検体に診断結果に応じて選択した治療または予防を被検体に施す工程を包含する治療または予防方法として提供される。別の好ましい実施形態では、本発明の診断システムは、診断結果に応じて選択した治療または予防を提供する手段を備える、治療または予防システムとして提供され得る。
(Diagnosis)
In another aspect, the present invention provides a method and system for diagnosing a subject. In this diagnostic method, a) a step of monitoring a transcription state associated with at least one transcription control sequence selected from a group of transcription control sequences derived from the cell over time to obtain a time profile of the cell; b) Determining the cell state from a time-lapse profile of the transcriptional state; and c) determining the state, disorder or disease of the subject from the cell state. When this diagnostic method is provided as a system, the system of the present invention a) monitors the transcription state associated with at least one transcription control sequence selected from the group of transcription control sequences derived from the cells over time. Means for obtaining a time profile of the cell; b) means for determining the cell state from the time profile of the transcription state; and c) means for determining a state, disorder or disease of the subject from the cell state. Thus, the present invention can be applied to tailor-made diagnosis and treatment such as drug resistance, selection of an appropriate anticancer agent, and selection of an appropriate transplanted cell. Preferably, the diagnosis method of the present invention is provided as a treatment or prevention method including a step of applying to a subject a treatment or prevention selected according to the diagnosis result. In another preferred embodiment, the diagnostic system of the present invention may be provided as a therapeutic or prophylactic system comprising means for providing a selected therapeutic or prophylactic depending on the diagnostic result.

本発明の診断方法または治療方法を実行するコンピュータ構成あるいはそれを実現するシステムの例を図17に示す。図17は、本発明の細胞状態判定方法を実行するコンピュータの500の構成例を示す。   FIG. 17 shows an example of a computer configuration for executing the diagnosis method or treatment method of the present invention or a system for realizing the computer configuration. FIG. 17 shows a configuration example of a computer 500 that executes the cell state determination method of the present invention.

コンピュータ500は、入力部501と、CPU502と、出力部503と、メモリ504と、バス505とを備える。入力部501と、CPU502と、出力部503と、メモリ504とは、バス505によって接続されている。入力部501と出力部503とは入出力装置506に接続されている。   The computer 500 includes an input unit 501, a CPU 502, an output unit 503, a memory 504, and a bus 505. The input unit 501, the CPU 502, the output unit 503, and the memory 504 are connected by a bus 505. The input unit 501 and the output unit 503 are connected to the input / output device 506.

コンピュータ500によって実行される相関付けの処理の概略を説明する。   An outline of the correlation processing executed by the computer 500 will be described.

相関付け方法および/または処置もしくは予防の選択を実行させるプログラム(以下、それぞれ「相関付けプログラム」および「選択プログラム」という)は、例えば、メモリ502に格納されている。あるいは、相関付けプログラムおよび選択プログラムは、それぞれ独立してあるいは一緒に、フロッピー(登録商標)ディスク、MO、CD−ROM、CD−R、DVD−ROMのような任意のタイプの記録媒体に記録され得る。あるいは、アプリケーションサーバに格納されていてもよい。そのような記録媒体に記録された相関付けプログラムおよび選択プログラムは、出入力装置506(例えば、ディスクドライブ、ネットワーク(例えば、インターネット))を介してコンピュータ500のメモリ504にロードされる。CPU502が相関付けプログラムおよび選択プログラムを実行することによって、コンピュータ500は、本発明の相関付け方法および選択方法の処理を実行する装置として機能する。   Programs for executing the correlation method and / or treatment or prevention selection (hereinafter referred to as “correlation program” and “selection program”, respectively) are stored in the memory 502, for example. Alternatively, the correlation program and the selection program are recorded on any type of recording medium such as a floppy disk, MO, CD-ROM, CD-R, or DVD-ROM, either independently or together. obtain. Alternatively, it may be stored in the application server. The correlation program and the selection program recorded in such a recording medium are loaded into the memory 504 of the computer 500 via the input / output device 506 (for example, a disk drive, a network (for example, the Internet)). When the CPU 502 executes the correlation program and the selection program, the computer 500 functions as an apparatus that executes the processing of the correlation method and the selection method of the present invention.

入力部501を介して、経時プロファイルの分析の結果(例えば、位相など)および細胞に関する情報などを入力する。必要に応じて、経時プロファイルと相関付けられる状態、障害または疾患などの副次的情報、処置および/または予防に関する情報も入力してもよい。   Via the input unit 501, a result of analysis of a time-lapse profile (for example, a phase, etc.), information on cells, and the like are input. Optionally, secondary information such as conditions, disorders or diseases, treatment and / or prevention information correlated with the time-course profile may also be entered.

CPU502は、入力部501で入力された情報をもとに、経時プロファイルに関する情報と細胞状態または被検体の状態、障害または疾患に関する情報、および必要に応じて予防または治療方法とを相関付け、メモリ504に相関データを格納する。その後、CPU502は、これらの情報をメモリ504に格納し得る。その後、出力部503は、CPU502が選択した細胞状態に関する情報、被検体の状態、障害または疾患に関する情報、および必要に応じて予防または治療方法などを診断情報として出力する。出力されたデータは、入出力装置506から出力され得る。   The CPU 502 correlates information on the temporal profile with information on the cellular state or the state of the subject, information on the disorder or disease, and a prevention or treatment method as necessary based on the information input by the input unit 501, In 504, correlation data is stored. Thereafter, the CPU 502 can store these pieces of information in the memory 504. Thereafter, the output unit 503 outputs information relating to the cell state selected by the CPU 502, the state of the subject, information relating to a disorder or disease, and a prevention or treatment method as necessary, as diagnostic information. The output data can be output from the input / output device 506.

本明細書において引用された、全ての特許、特許出願および文献は、その全体が、記載されたのと同じ程度に本明細書において参考として援用される。   All patents, patent applications and references cited herein are hereby incorporated by reference in their entirety to the same extent as described.

理解の容易のために、本発明の好ましい実施形態を示して説明してきた。以下に、実施例に基づいて本発明を説明するが、以下の実施例は、例示の目的のみに提供される。従って、本発明の範囲は限定されず、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。当業者は、以下の実施例から、適宜細胞、支持体、生物学的因子、塩、正に荷電した物質、負に荷電した物質、アクチン作用物質などを選択し、本発明を実施することができることを理解する。   For ease of understanding, preferred embodiments of the invention have been shown and described. The present invention will be described below based on examples, but the following examples are provided for illustrative purposes only. Accordingly, the scope of the invention is not limited and is limited only by the scope of the appended claims. A person skilled in the art can appropriately select cells, supports, biological factors, salts, positively charged substances, negatively charged substances, actin acting substances, etc. from the following examples to carry out the present invention. Understand what you can do.

以下に実施例を示して本発明をさらに詳しく説明するが、この発明は以下の例に限定されるものではない。試薬、支持体などは、例外を除き、Sigma(St.Louis,USA)、和光純薬(大阪、日本)、松浪硝子(岸和田、日本)などから市販される。   The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to the following examples. Reagents, supports and the like are commercially available from Sigma (St. Louis, USA), Wako Pure Chemical (Osaka, Japan), Matsunami Glass (Kishiwada, Japan), etc., with exceptions.

(実施例1:試薬)
この実施例1において調製した処方物は以下のとおりである。
(Example 1: Reagent)
The formulation prepared in Example 1 is as follows.

アクチン作用物質の候補として、種々の細胞外マトリクスタンパク質およびその改変体もしくはそのフラグメントを準備した。この実施例1において調製したものは以下のとおりである。フィブロネクチンなどは、市販のものを用い、フラグメントおよび改変体は、遺伝子操作して得られた。
1)フィブロネクチン(配列番号11);
2)フィブロネクチン29kDaフラグメント;
3)フィブロネクチン43kDaフラグメント;
4)フィブロネクチン72kDaフラグメント;
5)フィブロネクチン改変体(配列番号11のうち、152位のアラニンをロイシンに変化させたもの);
6)プロネクチンF(三洋化成、京都、日本);
7)プロネクチンL(三洋化成);
8)プロネクチンPlus(三洋化成);
9)ラミニン(配列番号6);
10)RGDペプチド(トリペプチド);
11)RGDを含んだ30kDaペプチド;
12)ラミニンの5アミノ酸(IKVAV、配列番号28);
13)ゼラチン。
Various extracellular matrix proteins and variants or fragments thereof were prepared as candidates for actin acting substances. What was prepared in this Example 1 is as follows. Fibronectin and the like were commercially available, and fragments and variants were obtained by genetic manipulation.
1) Fibronectin (SEQ ID NO: 11);
2) a fibronectin 29 kDa fragment;
3) a fibronectin 43 kDa fragment;
4) a fibronectin 72 kDa fragment;
5) Modified fibronectin (in SEQ ID NO: 11, alanine at position 152 is changed to leucine);
6) Pronectin F (Sanyo Kasei, Kyoto, Japan);
7) Pronectin L (Sanyo Kasei);
8) Pronectin Plus (Sanyo Kasei);
9) Laminin (SEQ ID NO: 6);
10) RGD peptide (tripeptide);
11) A 30 kDa peptide containing RGD;
12) 5 amino acids of laminin (IKVAV, SEQ ID NO: 28);
13) Gelatin.

DNAとしてトランスフェクションのためのプラスミドを調製した。プラスミドとして、pEGFP−N1およびpDsRed2−N1(ともにBD Biosciences,Clontech、CA、USA)を用いた。これらのプラスミドでは、遺伝子発現はサイトメガロウイルス(CMV)の制御下にある。プラスミドDNAを、E.coli(XL1 blue、Stratgene,TX,USA)中で増幅し増幅したプラスミドDNAを複合体パートナーの一方として用いた。DNAは、DNaseもRNaseも含まない蒸留水中に溶解した。   Plasmid for transfection was prepared as DNA. As plasmids, pEGFP-N1 and pDsRed2-N1 (both BD Biosciences, Clontech, CA, USA) were used. In these plasmids, gene expression is under the control of cytomegalovirus (CMV). Plasmid DNA was obtained from E. coli. Plasmid DNA amplified and amplified in E. coli (XL1 blue, Stratgene, TX, USA) was used as one of the complex partners. DNA was dissolved in distilled water containing neither DNase nor RNase.

使用したトランスフェクション試薬は以下の通りである:Effectene Transfection Reagent(cat.no.301425,Qiagen,CA),TransFastTM Transfection Reagent(E2431,Promega,WI),TfxTM-20 Reagent(E2391,Promega,WI),SuperFect Transfection Reagent(301305,Qiagen,CA),PolyFect Transfection Reagent(301105,Qiagen,CA),LipofectAMINE 2000 Reagent(11668-019,Invitrogen corporation,CA),JetPEI(×4)conc.(101-30,Polyplus-transfection,France)およびExGen 500(R0511,Fermentas Inc.,MD)。トランスフェクション試薬は、上記DNAおよびアクチン作用物質にあらかじめ加えるかあるいはDNAと複合体を先に生成した。 The transfection reagents used were as follows: Effectene Transfection Reagent (cat. No. 301425, Qiagen, CA), TransFast Transfection Reagent (E2431, Promega, WI), Tfx -20 Reagent (E239, E239 ), SuperFect Transfection Reagent (301305, Qiagen, CA), PolyFect Transfection Reagent (301105, Qiagen, CA), LipofectAMINE 2000 Reagent (11668-019, Invitrogen corporation, CA4) c. (101-30, Polyplus-translation, France) and ExGen 500 (R0511, Fermentas Inc., MD). The transfection reagent was added in advance to the DNA and actin acting substance, or the DNA and the complex were previously generated.

このようにして調製した溶液を以下のトランスフェクションアレイを用いたアッセイに用いた。   The solution thus prepared was used in the following assay using a transfection array.


(実施例2:トランスフェクションアレイ−間葉系幹細胞を用いた実証)
本実施例では、固相におけるトランスフェクション効率の改善を観察した。実施例2におけるプロトコルを以下に示す。

(Example 2: Transfection array-demonstration using mesenchymal stem cells)
In this example, an improvement in transfection efficiency in the solid phase was observed. The protocol in Example 2 is shown below.

(プロトコル)
DNAの最終濃度は、1μg/μLに調整した。アクチン作用物質は、ddHO中で10μg/μLの濃度のストックとして保存した。全ての希釈をPBS、ddHOまたはダルベッコMEM培地を用いて行った。希釈系列として、例えば、0.2μg/μL、0.27μg/μL、0.4μg/μL、0.53μg/μL、0.6μg/μL、0.8μg/μL、1.0μg/μL、1.07μg/μL、1.33μg/μL、などを調製した。
(protocol)
The final concentration of DNA was adjusted to 1 μg / μL. Actin agonists were stored as stocks at a concentration of 10 μg / μL in ddH 2 O. All dilutions were made using PBS, ddH 2 O or Dulbecco's MEM medium. Examples of dilution series include 0.2 μg / μL, 0.27 μg / μL, 0.4 μg / μL, 0.53 μg / μL, 0.6 μg / μL, 0.8 μg / μL, 1.0 μg / μL, and 1. 07 μg / μL, 1.33 μg / μL, and the like were prepared.

トランスフェクション試薬は、それぞれの製造業者が提供する指示書に従って、使用した。   Transfection reagents were used according to the instructions provided by each manufacturer.

プラスミドDNAは、グリセロールストックから取り出して、100mLのL−amp中で一晩増殖させ、Qiaprep MiniprepまたはQiagen Plasmid Purification Maxiを用いて製造業者が提供する標準プロトコールによって精製した。   Plasmid DNA was removed from the glycerol stock, grown overnight in 100 mL L-amp, and purified by standard protocols provided by the manufacturer using Qiaprep Miniprep or Qiagen Plasmid Purification Maxi.

実施例2では、以下の5種類の細胞を利用して、効果を確認した:ヒト間葉系幹細胞(hMSCs、PT-2501、Cambrex BioScience Walkersville,Inc.,MD)、ヒト胚性腎細胞 (HEK293、RCB1637、RIKEN Cell Bank,JPN)、NIH3T3-3細胞 (RCB0150,RIKEN Cell Bank,JPN)、HeLa細胞(RCB0007、RIKEN Cell Bank,JPN)およびHepG2(RCB1648、RIKEN Cell Bank,JPN)。これらの細胞は、L−glutおよびpen/strepを含むDMEM/10%IFS中で培養した。   In Example 2, the effect was confirmed using the following five types of cells: human mesenchymal stem cells (hMSCs, PT-2501, Cambrex BioScience Walkersville, Inc., MD), human embryonic kidney cells (HEK293) RCB1637, RIKEN Cell Bank, JPN), NIH3T3-3 cells (RCB0150, RIKEN Cell Bank, JPN), HeLa cells (RCB0007, RIKEN Cell Bank, Japan) and HepG2 (RCB1648, RIKEN Cell Bank, JPN). These cells were cultured in DMEM / 10% IFS containing L-glut and pen / strep.

(希釈およびDNAのスポット)
トランスフェクション試薬とDNAとを混合してDNA−トランスフェクション試薬複合体を形成させる。複合体形成にはある程度の時間が必要であることから、上記混合物を、アレイ作製機(arrayer)を用いて固相支持体(例えば、ポリ−L−リジンスライド)にスポットした。実施例2では、固相支持体として、ポリ−L−リジンスライドのほか、APSスライド、MASスライド、コーティングなしのスライドを用いた。これらのスライドは、松浪硝子(岸和田、日本)などから入手可能である。
(Dilution and DNA spots)
The transfection reagent and DNA are mixed to form a DNA-transfection reagent complex. Since some time was required for complex formation, the mixture was spotted on a solid support (eg, a poly-L-lysine slide) using an array maker. In Example 2, as a solid support, in addition to a poly-L-lysine slide, an APS slide, a MAS slide, and an uncoated slide were used. These slides are available from Matsunami Glass (Kishiwada, Japan).

複合体形成およびスポット固定のために、真空乾燥機中で一晩スライドを乾燥させた。乾燥時間の範囲は、2時間から1週間とした。   The slides were dried overnight in a vacuum dryer for complex formation and spot fixation. The range of drying time was 2 hours to 1 week.

アクチン作用物質は、上記複合体形成時に使用してもよいが、実施例2では、スポッティングの直前に使用する形態も試験した。   An actin acting substance may be used at the time of formation of the complex, but in Example 2, a form used immediately before spotting was also tested.

(混合液の調製および固相支持体への適用)
エッペンドルフチューブに、300μLのDNA濃縮緩衝液(EC緩衝液)+16μLのエンハンサーを混合した。これをボルテックスによって混合し、5分間インキュベートした。50μLのトランスフェクション試薬(Effecteneなど)を加え、そしてピペッティングによって混合した。トランスフェクション試薬を適用するために、スライドのスポットのまわりにワックス環状バリヤーを引いた。スポットのワックスで囲まれた領域に366μLの混合物を加え、室温で10から20分間インキュベートした。これにより、支持体への手動による固定が達成された。
(Preparation of mixed solution and application to solid support)
The Eppendorf tube was mixed with 300 μL of DNA concentration buffer (EC buffer) +16 μL of enhancer. This was mixed by vortexing and incubated for 5 minutes. 50 μL of transfection reagent (such as Effectene) was added and mixed by pipetting. To apply the transfection reagent, a wax annular barrier was drawn around the spot of the slide. 366 μL of the mixture was added to the spot waxed area and incubated at room temperature for 10-20 minutes. This achieved manual fixation to the support.

(細胞の分配)
次に、細胞を添加するプロトコルを示す。トランスフェクトのために細胞を分配した。この分配は、通常、フード内で減圧吸引して行った。スライドを皿に置き、そしてトランスフェクションのために細胞を含む溶液を加えた。細胞の分配は、以下のとおりである。
(Cell distribution)
Next, a protocol for adding cells is shown. Cells were distributed for transfection. This distribution was usually performed by vacuum suction in a hood. Slides were placed on dishes and a solution containing cells was added for transfection. The cell distribution is as follows.

濃度が25mL中10細胞になるように、増殖中の細胞を分配した。四角の100×100×15mmのペトリ皿または半径100mm×15mmの円形ディッシュ中で、スライド上に細胞をプレーティングした。約40時間、トランスフェクションを進行させた。これは、約2細胞周期にあたる。免疫蛍光のためにスライドを処理した。 Concentration such that 10 7 cells 25 mL, was dispensed growing cells. Cells were plated on slides in square 100 × 100 × 15 mm Petri dishes or 100 mm × 15 mm round dishes. Transfection was allowed to proceed for approximately 40 hours. This corresponds to approximately 2 cell cycles. Slides were processed for immunofluorescence.

(遺伝子導入の評価)
遺伝子導入の評価は、例えば、免疫蛍光、蛍光顕微鏡検査、レーザー走査、放射性標識および感受性フィルムまたはエマルジョンを用いた検出によって達成した。
(Evaluation of gene transfer)
Evaluation of gene transfer was achieved by detection using, for example, immunofluorescence, fluorescence microscopy, laser scanning, radiolabeling and sensitive films or emulsions.

可視化されるべき発現されたタンパク質が蛍光タンパク質であるなら、それらを蛍光顕微鏡検査で見てそして写真を撮ることができる。大きな発現アレイに関しては、スライドをデータ保存のためにレーザースキャナーで走査し得る。発現されたタンパク質を蛍光抗体が検出し得るなら、免疫蛍光のプロトコールを引き続いて行うことができる。検出が放射能に基づくなら、スライドを上記で示したように付着し得、そしてフィルムまたはエマルジョンを用いたオートラジオグラフィーによって放射能を検出することができる。   If the expressed proteins to be visualized are fluorescent proteins, they can be viewed and photographed with fluorescent microscopy. For large expression arrays, slides can be scanned with a laser scanner for data storage. If the expressed protein can be detected by a fluorescent antibody, an immunofluorescence protocol can be followed. If detection is based on radioactivity, slides can be attached as indicated above, and radioactivity can be detected by autoradiography using films or emulsions.

(レーザー走査および蛍光強度定量)
トランスフェクション効率を定量するために、本発明者らは、DNAマイクロアレイスキャナ(GeneTAC UC4×4、Genomic Solutions Inc.,MI)を使用した。総蛍光強度(任意の単位)を測定した後、表面積あたりの蛍光強度を計算した。
(Laser scanning and fluorescence intensity determination)
To quantify transfection efficiency, we used a DNA microarray scanner (GeneTAC UC4x4, Genomic Solutions Inc., MI). After measuring the total fluorescence intensity (arbitrary units), the fluorescence intensity per surface area was calculated.

(共焦点顕走査顕微鏡による切片観察)
使用した細胞を、組織培養ディッシュに最終濃度1×10細胞/ウェルで播種し、適切な培地を用いて(ヒト間葉系細胞の場合ヒト間葉系細胞基本培地(MSCGM、BulletKit PT−3001、Cambrex BioScience Walkersville,Inc.、MD)を用いた)培養した。細胞層を4%パラホルムアルデヒド溶液で固定した後、SYTOおよびTexas Red−Xファロイジン(Molecular Probes Inc.,OR,USA)を細胞層に添加して、核およびFアクチンを観察した。遺伝子産物によって発色する対象または染色された対象を共焦点レーザー顕微鏡(LSM510、Carl Zeiss Co.,Lrd、ピンホールサイズ=Ch1=123μm、Ch2=108μm;画像間隔=0.4)を用いて、切片像を得た。
(Section observation with a confocal microscope)
The used cells are seeded in a tissue culture dish at a final concentration of 1 × 10 5 cells / well and using an appropriate medium (in the case of human mesenchymal cells, human mesenchymal cell basal medium (MSCGM, BulletKit PT-3001). , Cambrex BioScience Walkersville, Inc., MD). After fixing the cell layer with 4% paraformaldehyde solution, SYTO and Texas Red-X phalloidin (Molecular Probes Inc., OR, USA) were added to the cell layer to observe nuclei and F-actin. Using a confocal laser microscope (LSM510, Carl Zeiss Co., Lrd, pinhole size = Ch1 = 123 μm, Ch2 = 108 μm; image interval = 0.4) using a confocal laser microscope (LSM510, Carl Zeiss Co., Lrd) I got a statue.

(結果)
図1にHEK293細胞を用いた場合の種々のアクチン作用物質およびコントロールとしてのゼラチンを用いた結果を示す。
(result)
FIG. 1 shows the results of using various actin acting substances and gelatin as a control when HEK293 cells are used.

結果から明らかなように、ゼラチンを用いた系ではトランスフェクションがあまり成功していないのに対して、フィブロネクチン、フィブロネクチンの改変体であるプロネクチン(プロネクチンF、プロネクチンL、プロネクチンPlus)およびラミニンでは、系において、顕著にトランスフェクションが起こっていた。従って、このような分子は、トランスフェクション効率を顕著に上昇させることが実証された。RGDペプチド単体では、その効果はほとんど見えなかった。   As is apparent from the results, the transfection was not very successful in the gelatin-based system, whereas in the fibronectin, pronectin which is a variant of fibronectin (pronectin F, pronectin L, pronectin plus) and laminin, In, remarkable transfection occurred. Thus, such molecules have been demonstrated to significantly increase transfection efficiency. The effect was hardly visible with the RGD peptide alone.

図2および3に、フィブロネクチンのフラグメントを用いた場合のトランスフェクション効率を示す。図4にその結果をまとめた図を示す。29kDaおよび72kDaのフラグメントは、トランスフェクション活性が顕著に示され、43kDaフラグメントは、活性はあるものの、その程度は、低かった。従って、29kDaに含まれるアミノ酸配列がトランスフェクション効率の上昇に役割を果たしていることが示唆される。29kDaフラグメントは、夾雑がほとんど見られなかったのに対して、他の二つのフラグメント(43kDaおよび72kDa)では、夾雑が見られた。従って、29kDaドメインのみをアクチン作用物質として使用することが好ましくあり得る。また、RGDペプチドのみではトランスフェクション効率上昇活性は示されなかったが、29kDaのペプチドでは活性が見られた。また、ラミニンの6アミノ酸をつけ高分子量にした系でもトランスフェクション活性が見られた。従って、これらのペプチド配列もまた、トランスフェクション効率上昇活性において重要な役割を果たし得るがそれに限定されない。このような場合、少なくとも5kDa、好ましくは少なくとも10kDa,より好ましくは少なくとも15kDaの分子量がトランスフェクション効率上昇に必要であり得る。   2 and 3 show the transfection efficiency when using a fibronectin fragment. FIG. 4 summarizes the results. The 29 kDa and 72 kDa fragments showed significant transfection activity, while the 43 kDa fragment was active, but to a lesser extent. Therefore, it is suggested that the amino acid sequence contained in 29 kDa plays a role in increasing transfection efficiency. The 29 kDa fragment showed little contamination, whereas the other two fragments (43 kDa and 72 kDa) showed contamination. Therefore, it may be preferable to use only the 29 kDa domain as an actin acting substance. In addition, the RGD peptide alone showed no transfection efficiency increasing activity, but the 29 kDa peptide showed activity. Transfection activity was also observed in a system with 6 amino acids of laminin and a high molecular weight. Therefore, these peptide sequences may also play an important role in transfection efficiency increasing activity, but are not limited thereto. In such cases, a molecular weight of at least 5 kDa, preferably at least 10 kDa, more preferably at least 15 kDa may be required for increased transfection efficiency.

次に、細胞におけるトランスフェクション効率を調べた結果を図5に示す。図5では、従来トランスフェクションが可能な細胞としてHEK293細胞、HeLa細胞、3T3細胞、ならびに従来トランスフェクションがほとんど不可能といわれていたHepG2細胞および間葉系幹細胞(MSC)を用いた本発明のトランスフェクション方法の効果を示す。縦軸にはGFPの強度を示した。   Next, the results of examining the transfection efficiency in cells are shown in FIG. In FIG. 5, the transfer of the present invention using HEK293 cells, HeLa cells, 3T3 cells, and HepG2 cells and mesenchymal stem cells (MSCs) that were previously considered almost impossible to transfect as the cells that can be transfected. The effect of the injection method is shown. The vertical axis represents the strength of GFP.

図5では、本発明の固相支持体を用いたトランスフェクション法との比較対照として、従来の液相トランスフェクション法を示した対比した。従来型の液相トランスフェクションの方法は、キットを製造する製造会社の推奨する方法に従って行った。   In FIG. 5, the conventional liquid phase transfection method was shown as a comparison control with the transfection method using the solid support of the present invention. The conventional liquid phase transfection method was performed according to the method recommended by the manufacturer of the kit.

図5から明らかなように、従来トランスフェクション可能とされていたHEK293、HeLa、3T3はもちろん、トランスフェクション不可能とされていたHepG2およびMSCでも、HeLaおよび3T3に匹敵するトランスフェクション効率が達成された。このような効果は、従来のトランスフェクション系では決して達成されなかったことであり、事実上すべての細胞についてトランスフェクション効率を上昇させることができ、実用に耐え得るトランスフェクションをすべての細胞に提供する系が史上初めて提供されたことになる。また、固相条件を採用したことによって、相互夾雑も顕著に減少した。従って、固相支持体を使用する場合本発明は、集積化バイオアレイを製造するために適切な方法であることが実証された。   As is apparent from FIG. 5, transfection efficiency comparable to that of HeLa and 3T3 was achieved not only with HEK293, HeLa, and 3T3, which had been conventionally allowed to be transfected, but also with HepG2 and MSC, which had not been allowed to be transfected. . These effects were never achieved with conventional transfection systems, can increase transfection efficiency for virtually any cell, and provide practical transfection for all cells This is the first time in history. In addition, the use of solid phase conditions significantly reduced mutual contamination. Thus, when using a solid support, the present invention has proven to be a suitable method for producing integrated bioarrays.

次に図6として、種々のプレートを用いた場合のトランスフェクションの状態を示す結果を提供する。図6の結果からも明らかなように、コーティングをした場合、コーティングをしていない場合よりも夾雑が少なくなっており、トランスフェクション効率も上昇しているようであることが明らかになった。   Next, FIG. 6 provides results showing the state of transfection with various plates. As is clear from the results of FIG. 6, it was found that the case where the coating was performed was less contaminated than the case where the coating was not performed, and the transfection efficiency was also increased.

次に、図7として、フィブロネクチンの濃度を0、0.27、0.53、0.8、1.07および1.33(それぞれμg/μL)としてトランスフェクションを行った場合の結果を示す。図7では、PLL(ポリ−L−リジン)およびAPSでコーティングされたスライドおよびコーティングされていないスライドについて示す。   Next, FIG. 7 shows the results when transfection was performed with fibronectin concentrations of 0, 0.27, 0.53, 0.8, 1.07, and 1.33 (μg / μL, respectively). FIG. 7 shows a slide coated with PLL (poly-L-lysine) and APS and an uncoated slide.

図7の結果から明らかなように、トランスフェクション効率は、フィブロネクチン濃度の上昇に伴って上昇することが明らかになった。ただし、PLLコーティングおよびコーティングなしの場合には、0.53μg/μLを超えると効率がプラトーに達していることがわかる。他方、APSの場合は、1.07μg/μLを超えても効果の上昇が見られた。   As is clear from the results in FIG. 7, it was revealed that the transfection efficiency increases with an increase in fibronectin concentration. However, in the case of PLL coating and no coating, it can be seen that the efficiency reaches a plateau when it exceeds 0.53 μg / μL. On the other hand, in the case of APS, an increase in the effect was observed even when it exceeded 1.07 μg / μL.

次に図8として、フィブロネクチンの有無での、細胞接着プロファイルを示す写真を示す。図9には、切片写真を示す。接着細胞の形状は、顕著に異なることが明らかになった(図8)。細胞培養の最初の3時間で、フィブロネクチン有の方は、細胞が完全に伸展したのに対して、フィブロネクチン無のほうは、伸展が限られていた(図9)。アクチンフィラメントの挙動を観察した図9の結果について経時的に観察した結果を勘案すると、固相支持体上に沈着したフィブロネクチンのようなアクチン作用物質がアクチンフィラメントの形状および方向に影響を与え、トランスフェクション効率などの物質の細胞への導入効率を上昇させるものと考えられる。具体的には、フィブロネクチンの存在下では、アクチンフィラメントは、迅速に配置転換し、細胞伸展とともに核の下にある細胞質空間から消失する。フィブロネクチンのようなアクチン作用物質によって誘導される核周辺のアクチン枯渇によって、DNAなどの標的物質が細胞内および必要に応じて核内へ移行すると考えられる。理論に束縛されないが、これは、細胞質の粘性の低下および正に荷電したDNA粒子が負に荷電したアクチンフィラメントに捕捉されることを防止するという効果に起因すると考えられる。また、核の表面積は、フィブロネクチン存在下で顕著に拡大することから(図10)、DNAなどの標的物質の核への移行が容易になるものと考えられる。   Next, FIG. 8 shows a photograph showing a cell adhesion profile with and without fibronectin. FIG. 9 shows a section photograph. It was revealed that the shape of the adherent cells was significantly different (FIG. 8). In the first 3 hours of cell culture, cells with fibronectin expanded completely, whereas those without fibronectin had limited extension (FIG. 9). Considering the results of FIG. 9 in which the behavior of actin filaments was observed over time, an actin acting substance such as fibronectin deposited on a solid support has an influence on the shape and direction of actin filaments. This is thought to increase the efficiency of substance introduction into cells, such as the efficiency of ejection. Specifically, in the presence of fibronectin, actin filaments rapidly relocate and disappear from the cytoplasmic space beneath the nucleus with cell extension. Actin depletion around the nucleus induced by an actin acting substance such as fibronectin is considered to transfer a target substance such as DNA into the nucleus and, if necessary, into the nucleus. Without being bound by theory, it is believed that this is due to the reduced cytoplasmic viscosity and the effect of preventing positively charged DNA particles from being trapped by negatively charged actin filaments. Further, since the surface area of the nucleus is significantly increased in the presence of fibronectin (FIG. 10), it is considered that the transfer of the target substance such as DNA to the nucleus is facilitated.


(実施例3:バイオアレイへの応用)
次に、上述の効果がアレイを用いた場合でも実証されるかどうかを確認するために規模拡大して実験を行った。

(Example 3: Application to bioarray)
Next, in order to confirm whether or not the above-described effect was demonstrated even when the array was used, an experiment was performed with the scale expanded.

(実験プロトコル)
(細胞供給源、培養培地、および培養条件)
この実施例では、5種類の異なる細胞株を使用した:ヒト間葉系幹細胞(hMSC、PT−2501、Cambrex BioScience Walkersville,Inc.,MD)、ヒト胚性腎細胞HEK293(RCB1637、RIKEN Cell Bank,JPN)、NIH3T3−3(RCB0150、RIKEN Cell Bank,JPN)、HeLa(RCB0007、RIKEN Cell Bank,JPN)、およびHepG2(RCB1648、RIKEN Cell Bank,JPN)。ヒトMSC細胞の場合、この細胞を、市販のヒト間葉細胞基底培地(MSCGM BulletKit PT−3001,Cambrex BioScience Walkersville,Inc.,MD)中で維持した。HEK293細胞、NIH3T3−3細胞、HeLa細胞およびHepG2細胞の場合、これらの細胞を、10% ウシ胎仔血清(FBS、29−167−54、Lot No.2025F、Dainippon Pharmaceutical CO.,LTD.,JPN)を有するダルベッコ改変イーグル培地(DMEM、L−グルタミンおよびピルビン酸ナトリウムを有する高グルコース(4.5g/L);14246−25、Nakalai Tesque,JPN)中で維持した。全ての細胞株を、37℃、5% COに制御されたインキュベーター中で培養した。hMSCを含む実験において、本発明者らは、表現型の変化を回避するために、5継代未満のhMSCを使用した。
(Experiment protocol)
(Cell source, culture medium, and culture conditions)
In this example, five different cell lines were used: human mesenchymal stem cells (hMSC, PT-2501, Cambrex BioScience Walkersville, Inc., MD), human embryonic kidney cells HEK293 (RCB1637, RIKEN Cell Bank, JPN), NIH3T3-3 (RCB0150, RIKEN Cell Bank, Japan), HeLa (RCB0007, RIKEN Cell Bank, Japan), and HepG2 (RCB1648, RIKEN Cell Bank, Japan). In the case of human MSC cells, the cells were maintained in commercial human mesenchymal cell basal medium (MSCGM BulletKit PT-3001, Cambrex BioScience Walkersville, Inc., MD). In the case of HEK293 cells, NIH3T3-3 cells, HeLa cells and HepG2 cells, these cells were treated with 10% fetal calf serum (FBS, 29-167-54, Lot No. 2025F, Dainippon Pharmaceutical CO., LTD., JPN). Maintained in Dulbecco's modified Eagle's medium (DMEM, high glucose with L-glutamine and sodium pyruvate (4.5 g / L); 14246-25, Nakarai Tesque, JPN). All cell lines were cultured in an incubator controlled at 37 ° C. and 5% CO 2 . In experiments involving hMSCs, we used hMSCs below passage 5 to avoid phenotypic changes.

(プラスミドおよびトランスフェクション試薬)
トランスフェクションの効率を評価するために、pEGFP−N1ベクターおよびpDsRed2−N1ベクター(カタログ番号6085−1、6973−1、BD Biosciences Clontech,CA)を使用した。共に遺伝子発現は、サイトメガロウイルス(CMV)プロモーターの制御下であった。トランスフェクトされた細胞は、それぞれ、連続的にEGFPまたはDsRed2を発現した。プラスミドDNAを、Escherichia coli、XL1−blue株(200249,Stratagene,TX)を使用して増幅し、そしてEndoFree Plasmid Kit(EndoFree Plasmid Maxi Kit 12362、QIAGEN、CA)によって精製した。全ての場合において、プラスミドDNAを、DNaseおよびRNaseを含まない水に溶解した。トランスフェクション試薬は以下のようにして得た:Effectene Transfection Reagent(カタログ番号301425、Qiagen、CA)、TransFastTM Transfection Reagent(E2431、Promega、WI)、TfxTM−20 Reagent(E2391、Promega、WI)、SuperFect Transfection Reagent(301305、Qiagen、CA)、PolyFect Transfection Reagent(301105、Qiagen、CA)、LipofectAMINE 2000 Reagent(11668−019、Invitrogen corporation、CA)、JetPEI(×4)conc.(101−30、Polyplus−transfection、France)、およびExGen 500(R0511、Fermentas Inc.,MD)。
(Plasmid and transfection reagent)
To evaluate the efficiency of transfection, pEGFP-N1 and pDsRed2-N1 vectors (Catalog Nos. 6085-1, 6973-1, BD Biosciences Clontech, CA) were used. Both gene expression was under the control of the cytomegalovirus (CMV) promoter. Transfected cells continuously expressed EGFP or DsRed2, respectively. Plasmid DNA was amplified using Escherichia coli, XL1-blue strain (200409, Stratagene, TX) and purified by EndoFree Plasmid Kit (EndoFree Plasmid Max Kit 12362, QIAGEN, CA). In all cases, plasmid DNA was dissolved in water without DNase and RNase. Transfection reagents were obtained as follows: Effectene Transfection Reagent (catalog number 301425, Qiagen, CA), TransFast ™ Transfection Reagent (E2431, Promega, WI), TfxTM-20 Reagent (E2391, PromegaS, PromegaS, PromegaS, PromegaS, Promega S Reagent (301305, Qiagen, CA), PolyFect Transfection Reagent (301105, Qiagen, CA), LipofectAMINE 2000 Reagent (11668-019, Invitrogen corporation, CA), JetPEI (× 4) conc. (101-30, Polyplus-translation, France), and ExGen 500 (R0511, Fermentas Inc., MD).

(固相系トランスフェクションアレイ(SPTA)生成)
「リバーストランスフェクション」につてのプロトコルの詳細は、ウェブサイト http://staffa.wi.mit.edu/sabatini_public/reverse_transfection.htmの「Reverse Transfection Homepage」;J.Ziauddin,D.M.Sabatini,Nature,411,2001,107;R.W.Zu,S.N.Bailey,D.M.Sabatini,Trends in Cell Biology,Vol 12,No.10,485に記載されている。本発明者らの固相系トランスフェクション(SPTA方法)において、疎水性フッ素樹脂コーティングによって分離した48平方パターン(3mm×3mm)を有する3つの型のスライドガラス(シラン処理したスライドガラス;APSスライド、およびポリ−L−リジンでコーティングしたスライドガラス;PLLスライド、およびMASでコーティングしたスライド;Matsunami Glass Ind.,LTD.,JPN)を研究した。
(Solid-phase transfection array (SPTA) generation)
Details of the protocol for “reverse transfection” can be found at the website http: // stuffa. wi. mit. edu / sabatini_public / reverse_transfect. html “Reverse Transform Homepage”; Ziauddin, D.C. M.M. Sabatini, Nature, 411, 2001, 107; W. Zu, S .; N. Bailey, D.M. M.M. Sabatini, Trends in Cell Biology, Vol 12, No. 10,485. In our solid-phase transfection (SPTA method), three types of glass slides (Silane-treated glass slides; APS slides) with 48 square patterns (3 mm x 3 mm) separated by a hydrophobic fluororesin coating; And slides coated with poly-L-lysine; PLL slides, and slides coated with MAS; Matsunami Glass Ind., LTD., JPN) were studied.

(プラスミドDNAプリンティング溶液の調製)
SPTAを生成するための2つの異なる方法を開発した。その主な違いは、プラスミドDNAプリンティング溶液の調製にある。
(Preparation of plasmid DNA printing solution)
Two different methods have been developed for generating SPTA. The main difference is in the preparation of plasmid DNA printing solution.

(方法A)
Effectene Transfection Reagentを使用する場合、プリンティング溶液は、プラスミドDNAおよび細胞接着分子(4mg/mLの濃度で超純水に溶解したウシ血漿フィブロネクチン(カタログ番号16042−41、Nakalai Tesque、JPN))を含んだ。上記の溶液を、インクジェットプリンタ(synQUADTM、Cartesian Technologies,Inc.,CA)を用いてか、または手動で0.5〜10μLチップを用いて、スライドの表面に適用した。このプリントしたスライドガラスを安全キャビネットの内側で室温にて15分間かけて乾燥させた。トランスフェクションの前に、総Effectene試薬を、DNAプリントしたスライドガラス上に静かに注ぎ、そして室温にて15分間インキュベートした。過剰のEffectene溶液を、吸引アスピレーターを用いてスライドガラスから除去し、そして安全キャビネットの内側で室温にて15分間かけて乾燥させた。得られたDNAプリントしたスライドガラスを、100mm培養ディッシュの底に置き、そして約25mLの細胞懸濁液(2〜4×10細胞/mL)を、このディッシュに静かに注いだ。次いで、このディッシュを37℃、5% COのインキュベーターに移し、2〜3日間インキュベートした。
(Method A)
When the Effectene Transfection Reagent was used, the printing solution contained plasmid DNA and cell adhesion molecules (bovine plasma fibronectin (catalog number 16042-41, Nakarai Tesque, Japan) dissolved in ultrapure water at a concentration of 4 mg / mL). . The above solution was applied to the surface of the slide using an ink jet printer (synQUAD ™, Cartian Technologies, Inc., CA) or manually using a 0.5-10 μL tip. The printed slide glass was dried inside the safety cabinet for 15 minutes at room temperature. Prior to transfection, total Effectene reagent was gently poured onto a DNA printed glass slide and incubated for 15 minutes at room temperature. Excess Effectene solution was removed from the glass slide using a suction aspirator and allowed to dry at room temperature for 15 minutes inside the safety cabinet. The resulting DNA printed glass slide was placed on the bottom of a 100 mm culture dish and approximately 25 mL of cell suspension (2-4 × 10 4 cells / mL) was gently poured onto the dish. The dish was then transferred to an incubator at 37 ° C., 5% CO 2 and incubated for 2-3 days.

(方法B)
他のトランスフェクション試薬(TransFastTM、TfxTM−20、SuperFect、PolyFect、LipofectAMINE 2000、JetPEI(×4)conc.またはExGen)の場合、プラスミドDNA、フィブロネクチン、およびトランスフェクション試薬を、製造業業者が配布する指示書に示される比率に従って1.5mLのマイクロチューブ中で均一に混合し、そしてチップ上にプリンティングする前に室温にて15分間インキュベートした。プリンティング溶液を、インクジェットプリンターまたは0.5〜10μLチップを用いてスライドガラスの表面上に適用した。このプリントしたスライドガラスを、安全キャビネットの内側で室温にて10分間かけて完全に乾燥させた。プリントしたスライドガラスを100mm培養ディッシュの底に置き、そして約3mLの細胞懸濁液(2〜4×10細胞/mL)を添加し、安全キャビネットの内側で室温にて15分間にわたってインキュベートした。インキュベーション後、新鮮な培地をこのディッシュに静かに注いだ。次いで、このディッシュを37℃、5% COのインキュベーターに移し、2〜3日間インキュベートした。インキュベーション後、本発明者らは、蛍光顕微鏡(IX−71、Olympus PROMARKETING,INC.,JPN)を用いて、増強された蛍光タンパク質(EFP、EGFP、およびDsRed2)の発現に基づいてトランスフェクト体を観察した。位相差画像を同じ顕微鏡を用いて撮った。両プロトコルにおいて、細胞をパラホルムアルデヒド(PFA)固定方法(PBS中の4% PFA、処理時間は、室温にて10分間)を用いることによって固定した。
(Method B)
In the case of other transfection reagents (TransFastTM, TfxTM-20, SuperFect, PolyFect, LipofectAMINE 2000, JetPEI (x4) conc. Or ExGen), instructions for the manufacturer to distribute plasmid DNA, fibronectin, and transfection reagent Mix evenly in a 1.5 mL microtube according to the ratio indicated in the letter and incubate for 15 minutes at room temperature before printing on the chip. The printing solution was applied on the surface of the glass slide using an inkjet printer or a 0.5-10 μL chip. The printed glass slide was completely dried for 10 minutes at room temperature inside the safety cabinet. The printed glass slide was placed on the bottom of a 100 mm culture dish and approximately 3 mL of cell suspension (2-4 × 10 4 cells / mL) was added and incubated inside the safety cabinet for 15 minutes at room temperature. After incubation, fresh medium was gently poured into the dish. The dish was then transferred to an incubator at 37 ° C., 5% CO 2 and incubated for 2-3 days. After incubation, we used the fluorescence microscope (IX-71, Olympus PROMARKETING, INC., JPN) to transfect the transfectants based on the expression of enhanced fluorescent proteins (EFP, EGFP, and DsRed2). Observed. Phase contrast images were taken using the same microscope. In both protocols, cells were fixed by using the paraformaldehyde (PFA) fixation method (4% PFA in PBS, treatment time 10 minutes at room temperature).

(レーザー走査および蛍光強度定量)
トランスフェクション効率を定量するために、本発明者らは、DNAマイクロアレイスキャナ(GeneTAC UC4×4、Genomic Solutions Inc.,MI)を使用した。総蛍光強度(任意の単位)を測定した後、単位表面積あたりの蛍光強度を計算した。
(Laser scanning and fluorescence intensity determination)
To quantify transfection efficiency, we used a DNA microarray scanner (GeneTAC UC4x4, Genomic Solutions Inc., MI). After measuring the total fluorescence intensity (arbitrary unit), the fluorescence intensity per unit surface area was calculated.

(結果)
(フィブロネクチン支持局所的トランスフェクション)
トランスフェクションアレイチップを、図11に示されるように構築した。トランスフェクションアレイチップは、PLLコーティングされたスライドグラス上でDNA/トランスフェクション試薬およびフィブロネクチンを含む細胞培養液をマイクロプリントすることによって構築した。
(result)
(Fibronectin-supported local transfection)
A transfection array chip was constructed as shown in FIG. The transfection array chip was constructed by microprinting a cell culture containing DNA / transfection reagent and fibronectin on a PLL-coated slide glass.

種々の細胞をこの実施例において用いた。これらの細胞は、通常使用される培養条件で培養した。これらの細胞はスライドガラスに付着することから、細胞は、効率よく取り込まれ、そしてアレイ上に与えられた位置でプリントされたDNAに対応する遺伝子を発現した。通常のトランスフェクション方法(例えば、カチオン性脂質またはカチオン性高分子媒介トランスフェクション)と比較すると、本発明の方法を用いた場合のトランスフェクション効率は、いずれも顕著に高かった。特に、トランスフェクトすることが困難とされていたHepG2、hMSCなどのような組織幹細胞でも、効率よくトランスフェクトされることが見出されたことは、特に重要である。hMSCの場合には、従来方法の約40倍以上の効率上昇が見られた。また、高密度アレイに必要な高い集積度も達成された(すなわち、アレイ上で隣接するスポット同士の間の夾雑が顕著に減っていた)。これは、EGFPおよびDs−REDのチェック状パターンのアレイを生成することによって確認した。ヒトMSCをこのアレイにおいて培養し、実質的にすべての空間解像度が示されるように対応する蛍光タンパク質を発現させた。その結果図12に示されるように、ほとんど夾雑していないことが明らかになった。プリント混合物の個々の成分の役割に関するこの研究に基づいて、トランスフェクション効率の最適化を行うことができる。   Various cells were used in this example. These cells were cultured under commonly used culture conditions. Since these cells attached to the glass slide, the cells were efficiently taken up and expressed a gene corresponding to the DNA printed at a given location on the array. Compared to conventional transfection methods (eg, cationic lipid or cationic polymer mediated transfection), the transfection efficiency using the method of the present invention was significantly higher. It is particularly important that tissue stem cells such as HepG2, hMSC, etc., which have been difficult to transfect, have been found to be efficiently transfected. In the case of hMSC, an efficiency increase of about 40 times or more of the conventional method was observed. The high degree of integration required for high density arrays was also achieved (ie, the contamination between adjacent spots on the array was significantly reduced). This was confirmed by generating an array of checked patterns of EGFP and Ds-RED. Human MSCs were cultured in this array and the corresponding fluorescent proteins were expressed so that substantially all spatial resolution was shown. As a result, as shown in FIG. 12, it became clear that there was almost no contamination. Based on this study on the role of the individual components of the print mixture, transfection efficiency can be optimized.

(ヒト間葉系幹細胞の固相系トランスフェクションアレイ)
多様な種類の細胞に分化するヒト間葉系幹細胞(hMSC)の能力は、組織再生および組織復活を標的化する研究にとって特に興味深いものになっている。特に、これらの細胞の形質転換についての遺伝子解析は、hMSCの多能性を制御する因子を解明する上で、関心が高まっている。従来のhMSCの研究は、所望の遺伝物質を用いたトランスフェクションが不可能な点にある。
(Solid phase transfection array of human mesenchymal stem cells)
The ability of human mesenchymal stem cells (hMSCs) to differentiate into a wide variety of cells has been of particular interest for studies targeting tissue regeneration and tissue revival. In particular, genetic analysis of the transformation of these cells is of increasing interest in elucidating factors that control pluripotency of hMSC. Conventional hMSC studies are incapable of transfection with the desired genetic material.

これを達成するために、従来の方法は、ウイルスベクターまたはエレクトロポレーションのいずれかの技術を含む。本発明者らが開発した複合体−塩という系を用いることにより、種々の細胞株(hMSCを含む)に対して高いトランスフェクション効率ならびに密集したアレイ中での空間的な局在の獲得を可能にする固相系トランスフェクションが達成された。固相系トランスフェクションの概略を、図13Aに示す。   To achieve this, conventional methods include either viral vector or electroporation techniques. By using the complex-salt system developed by the present inventors, it is possible to obtain high transfection efficiency for various cell lines (including hMSC) and spatial localization in a dense array. Solid phase transfection was achieved. An outline of solid phase transfection is shown in FIG. 13A.

固相系トランスフェクションにより、インビボ遺伝子送達のために使用され得る「トランスフェクションパッチ」の技術的な達成ならびにhMSCにおける高スループットの遺伝子機能研究のための固相系トランスフェクションアレイ(SPTA)が可能になることが判明した。   Solid phase transfection enables the technical achievement of “transfection patches” that can be used for in vivo gene delivery as well as solid phase transfection arrays (SPTA) for high-throughput gene function studies in hMSCs Turned out to be.

哺乳動物細胞をトランスフェクトするための多数の標準的な方法が存在するが、遺伝物質のhMSCへの導入については、HEK293、HeLaなどの細胞株を比較して不便かつ困難であることが知られている。従来使用されるウイルスベクター送達またはエレクトロポレーションのいずれも重要であるが、潜在的な毒性(ウイルス方法)、ゲノムスケールでの高スループット分析を受けにくいこと、およびインビボ研究に対して制限された適用性(エレクトロポレーションに関して)のような不便さが存在する。   There are many standard methods for transfecting mammalian cells, but the introduction of genetic material into hMSCs is known to be inconvenient and difficult compared to cell lines such as HEK293 and HeLa. ing. Either previously used viral vector delivery or electroporation is important, but potential toxicity (viral methods), insensitive to high-throughput analysis at the genome scale, and limited applications for in vivo studies There are inconveniences like sex (with respect to electroporation).

固相支持体に簡便に固定することができ、かつ徐放性および細胞親和性を保持した固相支持体固定系が開発されたことにより、これらの欠点のほとんど克服することができた。   The development of a solid phase support immobilization system that can be easily immobilized on a solid phase support and that retains sustained release and cell affinity has overcome most of these drawbacks.

上述の実験の結果の一例を、図13Bに示す。マイクロプリンティング技術を使用する本発明者らの技術を用いて、選択された遺伝物質、トランスフェクション試薬および適切な細胞接着分子、ならびに塩を含む混合物を、固体支持体上に固定化し得た。混合物を固定化した支持体の上での細胞培養は、その培養細胞に対する、混合物中の遺伝子の取り込みを可能にした。その結果、支持体−接着細胞における、空間的に分離したDNAの取り込みを可能にした(図13B)。   An example of the results of the above experiment is shown in FIG. 13B. Using our technique using microprinting techniques, a mixture containing selected genetic material, transfection reagents and appropriate cell adhesion molecules, and salts could be immobilized on a solid support. Cell culture on the support on which the mixture was immobilized allowed the uptake of genes in the mixture for the cultured cells. As a result, it was possible to take up spatially separated DNA in the support-adherent cells (FIG. 13B).

本実施例の結果、いくつかの重要な効果が達成された:高いトランスフェクション効率(その結果、統計学的に有意な細胞集団が研究され得る)、異なるDNA分子を支持する領域間の低い相互夾雑(その結果、個々の遺伝子の効果が、別々に研究され得る)、トランスフェクト細胞の長期生存、高スループットの互換性のある形式および簡便な検出方法。これらの基準を全て満たすSPTAは、さらなる研究のための適切な基盤となる。   As a result of this example, several important effects were achieved: high transfection efficiency (so that statistically significant cell populations can be studied), low reciprocity between regions supporting different DNA molecules Contamination (so that the effects of individual genes can be studied separately), long-term survival of transfected cells, high-throughput compatible formats and convenient detection methods. An SPTA that meets all of these criteria provides an appropriate basis for further research.

これらの目的の達成を明確に確立するために、上述のように本発明者らは、5種類の異なる細胞株(HEK293、HeLa、NIH3T3、HepG2およびhMSC)を、本発明者らの方法論(固相系でのトランスフェクション)(図13Aおよび図13Cを参照のこと)および従来の液相系トランスフェクションの両方を用いて一連のトランスフェクション条件下で研究した。SPTAの場合、相互夾雑を評価するために、本発明者らは、チェック模様のパターンでガラス支持体上にプリントした赤色蛍光タンパク質(RFP)および緑色蛍光タンパク質(GFP)をコードするDNA使用し、一方、従来の液相系トランスフェクションを含む実験の場合(ここで、本来、トランスフェクト細胞の自発的な空間的分離は達成され得ない)、本発明者らは、GFPをコードするDNAを使用した。いくつかのトランスフェクション試薬を評価した:4つの液体トランスフェクション試薬(Effectene、TransFastTM、TfxTM−20、LopofectAMINE 2000)、2つのポリアミン(SuperFect、PolyFect)、ならびに2つの型のポリイミン(JetPEI(×4)およびExGen 500)。 In order to clearly establish the achievement of these objectives, as described above, we have developed five different cell lines (HEK293, HeLa, NIH3T3, HepG2 and hMSC) from our methodology (fixed). Phase system transfection) (see FIGS. 13A and 13C) and conventional solution phase transfection were used to study under a range of transfection conditions. In the case of SPTA, to assess mutual contamination, we used DNA encoding red fluorescent protein (RFP) and green fluorescent protein (GFP) printed on a glass support in a checkered pattern; On the other hand, in the case of experiments involving conventional liquid phase transfection (here, spontaneous spatial separation of transfected cells cannot be achieved by nature), we use DNA encoding GFP. did. Several transfection reagents were evaluated: four liquid transfection reagents (Effectene, TransFast , Tfx -20, LopfectAMINE 2000), two polyamines (SuperFect, PolyFect), and two types of polyimines (JetPEI (× 4) and ExGen 500).

トランスフェクション効率:トランスフェクション効率を、単位面積あたりの総蛍光強度として判定した(図14A。図14Bはそのイメージを示す。)。使用した細胞株に従って、最適な液相の結果を、異なるトランスフェクション試薬を用いて得た(図14C−Dを参照のこと)。次いで、これらの効率的なトランスフェクション試薬を、固相系プロトコルの最適化に使用した。いくつかの傾向が観察された:容易にトランスフェクト可能な細胞株(例えば、HEK293、HeLa、NIH3T3)の場合、固相系プロトコルで観察されたトランスフェクション効率は、標準的な液相系プロトコルと比較してわずかに優れていたが、本質的に類似したレベルで達成されている(図14)。   Transfection efficiency: Transfection efficiency was determined as the total fluorescence intensity per unit area (FIG. 14A, FIG. 14B shows the image). Depending on the cell line used, optimal liquid phase results were obtained with different transfection reagents (see FIGS. 14C-D). These efficient transfection reagents were then used to optimize the solid phase protocol. Several trends were observed: For easily transfectable cell lines (eg, HEK293, HeLa, NIH3T3), the transfection efficiency observed with the solid phase protocol was comparable to that of the standard liquid phase protocol. Although slightly better compared, it has been achieved at an essentially similar level (FIG. 14).

しかし、細胞をトランスフェクトするのが困難な場合(例えば、hMSCおよびHepG2)においてSPTA方法論に最適化した条件を用いることによって、本発明者らは、細胞の特徴を維持しながら、トランスフェクション効率が40倍まで増加したことを観察した(上述のプロトコルおよび図14C−Dを参照のこと)。hMSCの特定の場合(図15)、最良条件は、ポリエチレンイミン(PEI)トランスフェクション試薬の使用を含んだ。予想したように、高いトランスフェクション効率を実現するための重要な因子は、ポリマー内の窒素原子(N)の数とプラスミドDNA内のリン酸残基(P)の数との間の電荷バランス(N/P比率)、ならびにDNA濃度である。一般的に、N/P比率および濃度における増大は、トランスフェクション効率の増大を生じる。並行して、本発明者らは、hMSCの溶液トランスフェクション実験における高いDNAおよび高いN/P比率の場合に、細胞生存率の有意な低下を観察した。これら2つの拮抗因子に起因して、hMSCの液相系トランスフェクションの効率は、かなり悪い非常に低い細胞生存率(N/P比率>10で観察された)であった。しかし、SPTAプロトコルは、細胞生存率にも細胞形態にも有意に影響を与えることなく、非常に高い(固体支持体に固定された)N/P比率およびDNA濃度を許容し(おそらく、細胞膜に対する固体支持体の安定化効果に起因する)、従って、このことがおそらく、トランスフェクション効率の劇的な改善の原因となっている。SPTAの場合、10のN/P比率が最適であることが見出され、細胞毒性を最小化しながら十分なトランスフェクションレベルを提供する。SPTAプロトコルにおいて観察されたトランスフェクション効率の増大に関するさらなる理由は、高い局所的なDNA濃度/トランスフェクション試薬濃度(これは、液相系トランスフェクション実験において使用される場合は細胞死を生成する)の達成である。   However, by using conditions optimized for SPTA methodology in cases where it is difficult to transfect cells (eg, hMSC and HepG2), we have achieved transfection efficiency while maintaining cell characteristics. An increase of 40-fold was observed (see protocol above and FIGS. 14C-D). In the specific case of hMSC (FIG. 15), the best conditions included the use of polyethyleneimine (PEI) transfection reagent. As expected, an important factor for achieving high transfection efficiency is the charge balance between the number of nitrogen atoms (N) in the polymer and the number of phosphate residues (P) in the plasmid DNA ( N / P ratio), as well as DNA concentration. In general, an increase in N / P ratio and concentration results in an increase in transfection efficiency. In parallel, we observed a significant reduction in cell viability for high DNA and high N / P ratio in hMSC solution transfection experiments. Due to these two antagonists, the efficiency of liquid phase transfection of hMSC was very poor and very low cell viability (observed with N / P ratio> 10). However, the SPTA protocol tolerates very high (fixed to a solid support) N / P ratio and DNA concentration (possibly relative to the cell membrane) without significantly affecting cell viability or cell morphology. This is probably responsible for a dramatic improvement in transfection efficiency) (due to the stabilizing effect of the solid support). In the case of SPTA, an N / P ratio of 10 has been found to be optimal and provides sufficient transfection levels while minimizing cytotoxicity. An additional reason for the increase in transfection efficiency observed in the SPTA protocol is the high local DNA concentration / transfection reagent concentration (which produces cell death when used in liquid phase transfection experiments). Achievement.

チップ上での高いトランスフェクション効率の達成のための重要な点は、使用されるコーティング剤である。ガラス製のチップを用いた場合、PLLが、トランスフェクション効率および相互夾雑の両方に関して、最良の結果を提供することを発見した(下記に考察する)。フィブロネクチンコーティングしない場合、少数のトランスフェクト体を観察した(他のすべての実験条件は一定に保った)。完全に確立したわけではないが、フィブロネクチンの役割はおそらく、細胞接着プロセスを加速し(データは示していない)、ゆえに、表面を離れたDNA拡散が可能になる時間を制限するということである。   An important point for achieving high transfection efficiency on the chip is the coating agent used. When using glass chips, it was found that PLL provides the best results in terms of both transfection efficiency and mutual contamination (discussed below). In the absence of fibronectin coating, a few transfectants were observed (all other experimental conditions were kept constant). Although not fully established, the role of fibronectin is probably to accelerate the cell adhesion process (data not shown) and thus limit the time allowed for DNA diffusion off the surface.

低い相互夾雑:SPTAプロトコルで観察されたより高いトランスフェクション効率は別として、本技術の重要な利点は、別個に分離された細胞アレイの実現であり、その各位置では、選択した遺伝子が発現する。本発明者らは、フィブロネクチンでコーティングしたガラス表面上に、JetPEI(「実験プロトコル」を参照のこと)およびフィブロネクチンと混合した2つの異なるレポーター遺伝子(RFPおよびGFP)をプリントした。得られたトランスフェクションチップを適切な細胞培養に提供した。最良であると見出された実験条件下において、発現されたGFPおよびRFPは、それぞれのcDNAがスポットされた領域に局在した。相互夾雑はほとんど観察されなかった(図16)。しかし、フィブロネクチンまたはPLLの非存在下において、固相でのトランスフェクションの障害となる相互夾雑が観察され、そしてトランスフェクション効率は、有意に低かった(図6を参照)。このことは、細胞接着および支持体表面から離れて拡散するプラスミドDNAの相対的な割合が、高いトランスフェクション効率および高い相互夾雑の両方に対して重要な因子であるという仮説を立証する。   Low reciprocal contamination: Apart from the higher transfection efficiency observed with the SPTA protocol, an important advantage of this technology is the realization of a separately isolated cell array, at each position where the selected gene is expressed. We printed JetPEI (see “Experimental Protocol”) and two different reporter genes (RFP and GFP) mixed with fibronectin on a glass surface coated with fibronectin. The resulting transfection chip was provided for appropriate cell culture. Under the experimental conditions found to be best, the expressed GFP and RFP were localized in the region where the respective cDNA was spotted. Almost no mutual contamination was observed (FIG. 16). However, in the absence of fibronectin or PLL, reciprocal contamination was observed that interfered with solid phase transfection, and transfection efficiency was significantly lower (see FIG. 6). This confirms the hypothesis that cell adhesion and the relative proportion of plasmid DNA that diffuses away from the support surface are important factors for both high transfection efficiency and high reciprocal contamination.

相互夾雑のさらなる原因は、固体支持体上のトランスフェクション細胞の移動性であり得る。本発明者らは、数個の支持体上での細胞接着速度(図16C)およびプラスミドDNAの拡散速度の両方を測定した。その結果、最適条件下においてDNA拡散はほとんど生じなかった。しかし、高い相互夾雑条件下において、細胞接着が完了するまでの時間に、相当な量のプラスミドDNAが拡散し、その結果、固相表面からプラスミドDNAが涸渇した。   A further cause of mutual contamination may be the mobility of the transfected cells on the solid support. We measured both the cell adhesion rate (FIG. 16C) and the diffusion rate of plasmid DNA on several supports. As a result, DNA diffusion hardly occurred under the optimum conditions. However, under high reciprocal conditions, a considerable amount of plasmid DNA diffused during the time until cell adhesion was completed, resulting in depletion of plasmid DNA from the solid surface.

この確立された技術は、経済的な高スループットの遺伝子機能スクリーニングの状況において特に重要である。実際に、必要とされる少量のトランスフェクション試薬およびDNA、ならびに全プロセス(プラスミドの単離から検出まで)を自動化する可能性は、上記の方法の有用性を増大する。   This established technique is particularly important in the context of economical high-throughput gene function screening. Indeed, the small amount of transfection reagent and DNA required and the possibility of automating the entire process (from plasmid isolation to detection) increases the usefulness of the above method.

結論として、本発明者らは、複合体−塩を用いた系で、hMSCトランスフェクションアレイを好首尾に実現した。このことは、多能性幹細胞の分化を制御する遺伝子機構の解明など、固相系トランスフェクションを利用した種々の研究における高スループット研究を可能にすることになる。固相系トランスフェクションの詳細な機構ならびに高スループットのリアルタイム遺伝子発現モニタリングに対するこの技術の使用に関する方法論は種々の目的に応用可能であることが明らかになった。   In conclusion, we have successfully realized an hMSC transfection array in a complex-salt system. This will enable high-throughput studies in various studies using solid-phase transfection, such as elucidating the genetic mechanisms that control the differentiation of pluripotent stem cells. The detailed mechanism of solid-phase transfection as well as the methodology relating to the use of this technique for high-throughput real-time gene expression monitoring has been found to be applicable for various purposes.


(実施例4:数理解析)
次に、実施例2および3の手法を用いて得られたデータをもとに経時プロファイルを生成した。

(Example 4: Mathematical analysis)
Next, a time-lapse profile was generated based on the data obtained using the methods of Examples 2 and 3.

(分化誘導)
各レポーターを固相支持体に固定し、未分化の間葉系幹細胞の維持培地(MSCGM、PT−3001、PT−3238、PT−4105、Cambrex、BioWhittaker,USA)において2日間培養後、分化誘導培地(hMSC Differentiation、PT−3002、PT−4120、Cambrex、BioWhittaker,USA)に培地を換え、各レポーターの応答プロファイルを測定した。
(Differentiation induction)
Each reporter was immobilized on a solid support, cultured for 2 days in an undifferentiated mesenchymal stem cell maintenance medium (MSCGM, PT-3001, PT-3238, PT-4105, Cambrex, BioWhittaker, USA), and then induced to differentiate. The medium was changed to a medium (hMSC Differentiation, PT-3002, PT-4120, Cambrex, BioWhittaker, USA), and the response profile of each reporter was measured.

(数理解析法)
使用した数理解析法を図18(図18A−B))に示す。
(Mathematical analysis)
The mathematical analysis method used is shown in FIG. 18 (FIG. 18A-B).

(使用した転写因子)
図19および図24に示すように、17種類の転写因子(ISRE、RARE、STAT3、GAS、NFAT、MIC、AP1、SRE,GRE,CRE、NFκB、ERE、TRE、E2F、Rb、p53)を、GFPに作動可能に連結したプラスミド(Clontechから市販される)を用いて、間葉系幹細胞の骨芽細胞分化を観察した。このとき得られた経時プロファイルを図19に示す。また、転写因子レポーターの構築は、図23に示されるように行った。
(Transcription factor used)
As shown in FIGS. 19 and 24, 17 types of transcription factors (ISRE, RARE, STAT3, GAS, NFAT, MIC, AP1, SRE, GRE, CRE, NFκB, ERE, TRE, E2F, Rb, p53) Osteoblast differentiation of mesenchymal stem cells was observed using a plasmid operably linked to GFP (commercially available from Clontech). The time-lapse profile obtained at this time is shown in FIG. The transcription factor reporter was constructed as shown in FIG.

転写因子のレポーターのアッセイを行った。これはClontechにより公開されているコントロール条件(細胞、添加因子、培養条件など)にしたがって行った。   A transcription factor reporter assay was performed. This was performed according to control conditions (cells, additive factors, culture conditions, etc.) published by Clontech.

その結果を図25に示す。このようにDNAのみと比較した場合、ほとんどの転写因子において誘導因子を添加したときに誘導がかかることが実証された。   The result is shown in FIG. Thus, when compared with DNA alone, it has been demonstrated that induction occurs when an inducer is added to most transcription factors.

次に、骨分化誘導の際の転写因子活性の経時的測定を行った。これは上述の条件に従って、分化誘導させたときに経時プロファイルを比較したものである。経時プロファイルは、各レポーター遺伝子を固相系トランスフェクション法を用いて導入し、2日間未分化維持培地にて培養を行い、骨芽細胞分化誘導培地と交換した。この時点を骨芽細胞分化開始時間とした。添加因子などに関しては、骨芽細胞分化誘導培地に推奨の濃度にて行った。その他の培養に関しては、Cambrex社の指示書通りに行った。   Next, the transcription factor activity during the induction of bone differentiation was measured over time. This is a comparison of profiles over time when differentiation is induced according to the above-mentioned conditions. For the time-lapse profile, each reporter gene was introduced using a solid phase transfection method, cultured for 2 days in an undifferentiated maintenance medium, and replaced with an osteoblast differentiation induction medium. This time was defined as osteoblast differentiation start time. Regarding the added factors, etc., the recommended concentrations were used in the osteoblast differentiation induction medium. Other cultures were performed according to the instructions of Cambrex.

結果を図26に示す。培地交換後10時間〜30時間では、図26に左のようなプロファイルパターンを示していたのに対し、培地交換後5〜6日では、右のようなプロファイルパターンを示し、顕著に変動していることが明らかになった。これを、図27に示される式を用いて、位相を算出し、その結果を図27の右の表にまとめた。このように、分化に特に深い関係がある、ISRE、RARE、STAT3、GRE、CRE、TRE、E2F、およびp53において、位相の反転が見られた。従って、位相を判定することは、プロセスの変化が起こる、つまり、転写制御が起こっていると判定することができることが明らかになった。   The results are shown in FIG. From 10 to 30 hours after the medium change, the profile pattern shown on the left was shown in FIG. 26, whereas on the 5th to 6th days after the medium change, the profile pattern shown on the right was shown and changed significantly. It became clear that The phase was calculated using the equation shown in FIG. 27, and the results are summarized in the table on the right side of FIG. Thus, phase inversion was observed in ISRE, RARE, STAT3, GRE, CRE, TRE, E2F, and p53, which are particularly deeply related to differentiation. Therefore, it has become clear that determining the phase can determine that a process change has occurred, that is, transfer control has occurred.

(レポーターの任意性)
次に、分化誘導初期において任意に抽出される組み合わせを変化させるときの同定可能性を実証した。解析は、分化誘導初期において任意に抽出される組み合わせを変化させることによって行った。手短に説明すると、17のレポーター群から任意のその数のレポーターを抽出し、図18に示されるように、平均プロファイルを算出し、変動幅が5以上のものを誘導開始から0−31.5時間、0−17.5時間および17.5−31.5時間の区間で評価した。
(Optional reporter)
Next, the identifiability when changing the combination arbitrarily extracted in the early stage of differentiation induction was demonstrated. The analysis was performed by changing the combination arbitrarily extracted in the early stage of differentiation induction. Briefly, an arbitrary number of reporters are extracted from a group of 17 reporters, and an average profile is calculated as shown in FIG. Evaluations were made at intervals of time, 0-17.5 hours and 17.5-31.5 hours.

この結果を図20に示す。この解析により、分化のごく初期に関しては、分化誘導を把握できない(他のノイズもあると考えられる)が、約15時間後以降では、確認することが可能であることが判明した。変化を同定することができるのが100%となったのは、本実施例では8以上であったが、抽出数が3のときでもすでに90%を超える同定率を示しており、2のときでも88%、1のときでも82%を示していることから、1つでも、2つでも、あるいは少なくとも3つでも、細胞状態を判定または同定するのに充分であることが明らかになった。   The result is shown in FIG. From this analysis, it was found that differentiation induction cannot be grasped in the very early stages of differentiation (it is considered that there is other noise), but it can be confirmed after about 15 hours. In this example, the change can be identified as 100%, which is 8 or more. Even when the number of extractions is 3, the identification rate already exceeds 90%. However, since 88% and 1 were 82%, it became clear that one, two, or at least three were sufficient to determine or identify the cell state.

(未分化維持)
次に、未分化維持に関して、任意に抽出される転写調節因子の組み合わせを変化させて解析した。解析は図20に記載されるものに準じて行った。
(Maintaining undifferentiated)
Next, regarding the undifferentiation maintenance, the combination of arbitrarily extracted transcriptional regulatory factors was changed and analyzed. The analysis was performed according to that described in FIG.

この結果を図21に示す。分化誘導時の結果と比べると大きく異なり、この比較によって、本実施例での処理により、幹細胞が分化誘導に向かっているのか未分化を維持しているのかが判断することができる。このような判断は、少なくとも1つの転写制御配列を用いることによって行うことができた。このように少ない数でも充分に細胞状態を判定することができることは、従来技術では達成できなかったことであり、本発明は、優れた効果を達成したということができる。   The result is shown in FIG. Compared with the results at the time of differentiation induction, this comparison makes it possible to determine whether the stem cells are in the process of induction of differentiation or are not differentiated by the processing in this example. Such a determination could be made by using at least one transcription control sequence. The fact that the cell state can be determined sufficiently even with such a small number cannot be achieved by the prior art, and it can be said that the present invention has achieved an excellent effect.

このようにプロセスを解析することによって、図22に示すように、細胞機能の形成は、種々の因子のカクテルパーティープロセスとして記述することが可能であることがわかる。このようなプロセス記述により、本発明は、薬剤応答プロセスおよび分化誘導プロセスの解析を行うことを可能にした。   By analyzing the process in this way, it can be seen that the formation of cell functions can be described as a cocktail party process of various factors, as shown in FIG. With this process description, the present invention has made it possible to analyze a drug response process and a differentiation induction process.

(実施例5:細胞を用いた、複数遺伝子のリアルタイム計測)
次に、リアルタイムで細胞からの信号を計測する装置を用いて、経時的データを取得し、そのデータからプロファイルを生成した。
(Example 5: Real-time measurement of multiple genes using cells)
Next, using a device that measures signals from cells in real time, data over time was acquired, and a profile was generated from the data.

細胞として、HeLa細胞(理化学研究所などから入手可能)を用いた。培地として、ナカライ DMEM high Glucoseを用い、これに血清(大日本製薬の10%FBS)を用いた。上記実施例に記載されるように、トランスフェクションアレイを構築し、24種類の遺伝子発現およびシグナル伝達レポーターをHeLa細胞に導入した。細胞を48時間培養し、培養ユニットをセットアップして経時観察を行った。測定は、図28〜29に示すような測定機により、レポーターの発現を蛍光強度として取得することによって行った。測定は、図30に示すような手順を用いて行った。   As the cells, HeLa cells (available from RIKEN, etc.) were used. Nacalai DMEM high Glucose was used as the medium, and serum (10% FBS from Dainippon Pharmaceutical) was used. As described in the above examples, transfection arrays were constructed and 24 gene expression and signaling reporters were introduced into HeLa cells. The cells were cultured for 48 hours, and the culture unit was set up and observed over time. The measurement was performed by obtaining the expression of the reporter as fluorescence intensity with a measuring machine as shown in FIGS. The measurement was performed using a procedure as shown in FIG.

使用したアレイは、図31に示すようなフォーマットの570グリッドアレイを使用した。例示的に、トランスフェクション後2日で、無血清培地中でリアルタイムモニタリングを行った。画像取得は、30分おきに行った。使用した24個の遺伝子(レポーターベクター)については、コントロール条件での測定を行い活性について確認されたものを使用した。画像取得の一例を図32に示す。   As the array used, a 570 grid array having a format as shown in FIG. 31 was used. Illustratively, real-time monitoring was performed in serum-free medium 2 days after transfection. Image acquisition was performed every 30 minutes. About 24 genes used (reporter vector), what was confirmed about the activity by measuring on control conditions was used. An example of image acquisition is shown in FIG.

取得した画像から得た経時的データを各遺伝子について示す。図38Aは、各遺伝子をすべてまとめたグラフを示す。図33Bは、生データを示す。図38Cは、多項式近似の後の計算結果を示す。図33Dは、1階微分および2階微分後のデータを示す。図34−1から図34−54は、各々の遺伝子について、別々に示したものである。図34−1〜図34−54には、同じ遺伝子を別の地点でデータ収集したものが含まれている。縦軸は、蛍光強度(Arbitrary Unit=使用した機器から出力される単位)、横軸は時間(単位は時間(hr))を示す。   The temporal data obtained from the acquired images are shown for each gene. FIG. 38A shows a graph summarizing all the genes. FIG. 33B shows the raw data. FIG. 38C shows the calculation result after polynomial approximation. FIG. 33D shows data after the first and second derivatives. Fig. 34-1 to Fig. 34-54 are shown separately for each gene. FIGS. 34-1 to 34-54 include data collected for the same gene at different points. The vertical axis represents the fluorescence intensity (Arbitrary Unit = unit output from the device used), and the horizontal axis represents time (the unit is time (hr)).

図34−1は、EGFP−N1の経時的データを示す。   FIG. 34-1 shows the time-lapse data of EGFP-N1.

図34−2は、AP1の経時的データを示す。   FIG. 34-2 shows the time course data of AP1.

図34−3は、AP1(PMA)の経時的データを示す。   FIG. 34-3 shows the temporal data of AP1 (PMA).

図34−4は、CREの経時的データを示す。   FIG. 34-4 shows CRE data over time.

図34−5は、E2Fの経時的データを示す。   Figure 34-5 shows the time course data for E2F.

図34−6は、none(なし)の経時的データを示す。   FIG. 34-6 shows the time-lapse data of none.

図34−7は、EGFP−N1の経時的データを示す。   FIG. 34-7 shows time-lapse data of EGFP-N1.

図34−8は、AP1の経時的データを示す。   FIG. 34-8 shows the time course data of AP1.

図34−9は、AP1(PMA)の経時的データを示す。   FIG. 34-9 shows the time course data of AP1 (PMA).

図34−10は、CREの経時的データを示す。   Figure 34-10 shows CRE data over time.

図34−11は、E2Fの経時的データを示す。   Figure 34-11 shows the time course data of E2F.

図34−12は、EREの経時的データを示す。   Figure 34-12 shows time-lapse data of ERE.

図34−13は、GASの経時的データを示す。   Figure 34-13 shows data over time for GAS.

図34−14は、GREの経時的データを示す。   Figure 34-14 shows data over time for GRE.

図34−15は、HSEの経時的データを示す。   Figure 34-15 shows time-lapse data for HSE.

図34−16は、ISREの経時的データを示す。   Figure 34-16 shows ISRE time course data.

図34−17は、noneの経時的データを示す。   Figure 34-17 shows none time-lapse data.

図34−18は、EREの経時的データを示す。   Figures 34-18 show time-lapse data of ERE.

図34−19は、GASの経時的データを示す。   Figures 34-19 show data over time for GAS.

図34−20は、GREの経時的データを示す。   Figure 34-20 shows time-lapse data of GRE.

図34−21は、HSEの経時的データを示す。   FIGS. 34-21 show HSE data over time.

図34−22は、ISREの経時的データを示す。   Figure 34-22 shows the time-lapse data of ISRE.

図34−23は、Mycの経時的データを示す。   FIG. 34-23 shows data over time for Myc.

図34−24は、NFATの経時的データを示す。   Figures 34-24 show NFAT data over time.

図34−25は、NFkBの経時的データを示す。   Figures 34-25 show NFkB data over time.

図34−26は、RAREの経時的データを示す。   Figures 34-26 show time-lapse data of RARE.

図34−27は、Rbの経時的データを示す。   Figures 34-27 show the time course data of Rb.

図34−28は、noneの経時的データを示す。   Figure 34-28 shows data over time for none.

図34−29は、Mycの経時的データを示す。   Figures 34-29 show time-lapse data for Myc.

図34−30は、NFATの経時的データを示す。   Figure 34-30 shows NFAT data over time.

図34−31は、NFkBの経時的データを示す。   Figures 34-31 show time-lapse data of NFkB.

図34−32は、RAREの経時的データを示す。   Figures 34-32 show RARE data over time.

図34−33は、Rbの経時的データを示す。   Figures 34-33 show time-lapse data of Rb.

図34−34は、STAT3の経時的データを示す。   Figures 34-34 show time-lapse data for STAT3.

図34−35は、SREの経時的データを示す。   Figures 34-35 show time-lapse data of SRE.

図34−36は、TREの経時的データを示す。   Figures 34-36 show data over time for TRE.

図34−37は、p53の経時的データを示す。   Figures 34-37 show p53 time course data.

図34−38は、Caspase3の経時的データを示す。   Figures 34-38 show time-lapse data for Caspase3.

図34−39は、noneの経時的データを示す。   Figures 34-39 show data over time for none.

図34−40は、STAT3の経時的データを示す。   Figures 34-40 show time-lapse data for STAT3.

図34−41は、SREの経時的データを示す。   Figures 34-41 show time-lapse data of SRE.

図34−42は、TREの経時的データを示す。   Figures 34-42 show data over time for TRE.

図34−43は、p53の経時的データを示す。   Figures 34-43 show p53 time course data.

図34−44は、Caspase3の経時的データを示す。   Figures 34-44 show time-lapse data of Caspase3.

図34−45は、CREB−EGFPの経時的データを示す。   Figures 34-45 show time-lapse data of CREB-EGFP.

図34−46は、IkB−EGFPの経時的データを示す。   Figures 34-46 show time-lapse data of IkB-EGFP.

図34−47は、pp53−EGFPの経時的データを示す。   Figures 34-47 show time course data of pp53-EGFP.

図34−48は、noneの経時的データを示す。   Figures 34-48 show data over time for none.

図34−49は、noneの経時的データを示す。   Figures 34-49 show time-lapse data of none.

図34−50は、noneの経時的データを示す。   Figures 34-50 show data of none over time.

図34−51は、CREB−EGFPの経時的データを示す。   Figures 34-51 show time-lapse data of CREB-EGFP.

図34−52は、IkB−EGFPの経時的データを示す。   Figure 34-52 shows time course data of IkB-EGFP.

図34−53は、pp53−EGFPの経時的データを示す。   Figure 34-53 shows time course data for pp53-EGFP.

図34−54は、noneの経時的データを示す。   Figures 34-54 show data over time for none.

図34−55は、noneの経時的データを示す。   Figures 34-55 show time-dependent data for none.

なお、上記においてnoneとは、ネガティブコントロールを示す。   In the above, “none” indicates a negative control.

このように、種々の遺伝子に関して、同時に経時的データを取得することができた。   As described above, it was possible to simultaneously acquire data over time for various genes.

(実施例6:抗がん剤)
本実施例では、シスプラチンを抗がん剤の例として、培地に混ぜ、細胞に曝露した。用いた濃度としては、1μM、5μM、10μMなどを適宜採用して細胞の反応を見た。シスプラチンに耐性の細胞および感受性の細胞に対してシスプラチンを適用し、上述の実施例と同様にして経時プロファイルを観察した。その結果、シスプラチンの濃度および耐性/感受性の違いにより、顕著に経時プロファイルが変動することが明らかになった。
(Example 6: Anticancer agent)
In this example, cisplatin was mixed with a medium as an example of an anticancer agent and exposed to cells. As the concentration used, 1 μM, 5 μM, 10 μM and the like were appropriately adopted to observe the cell reaction. Cisplatin was applied to cisplatin-resistant cells and sensitive cells, and the time-lapse profile was observed in the same manner as in the above-described Examples. As a result, it was revealed that the time-lapse profile fluctuated significantly due to the difference in cisplatin concentration and tolerance / sensitivity.


(実施例7:RNAiトランスフェクションマイクロアレイ)
実施例3に記載のようにアレイを作製した。遺伝物質として、プラスミドDNAとshRNAとを混合して使用した。その組成を以下の表2に示す。

(Example 7: RNAi transfection microarray)
Arrays were made as described in Example 3. As genetic material, plasmid DNA and shRNA were mixed and used. The composition is shown in Table 2 below.

結果を図35に示す。この図の結果を数値化したデータを、5種類の細胞について、図36A〜図36Eにまとめた。   The results are shown in FIG. Data obtained by quantifying the results in this figure are summarized in FIGS. 36A to 36E for five types of cells.

このように、どのような細胞を用いたとしても、本発明の技術が適用可能であることが判明した。   Thus, it has been found that the technique of the present invention can be applied regardless of the type of cells used.

(実施例8:RNAiマイクロアレイ=siRNAを用いた場合)
実施例3と同様のプロトコールを用いて、今度はshRNAの代わりにsiRNAを用いて、RNAiトランスフェクションマイクロアレイを構築した。
(Example 8: RNAi microarray = when siRNA is used)
Using a protocol similar to that in Example 3, an RNAi transfection microarray was constructed this time using siRNA instead of shRNA.

表3の18種類の転写因子レポーターおよびアクチンプロモータベクターを用いて、各転写因子に対しての28種類のsiRNAを合成した。また、コントロールとして、EGFPに対するsiRNAを用いて、siRNAが標的転写因子をノックダウンするか評価した。また、ネガティブコントロールとしては、スクランブルRNAを用いて、これらの比を取って評価した。   28 types of siRNA for each transcription factor were synthesized using 18 types of transcription factor reporters and actin promoter vectors in Table 3. As a control, siRNA against EGFP was used to evaluate whether siRNA knocks down the target transcription factor. As a negative control, scrambled RNA was used to evaluate these ratios.

各細胞への固相系トランスフェクション後、2日間培養し、蛍光イメージスキャナーにて画像取得後、蛍光量を定量化した。   After solid phase transfection into each cell, the cells were cultured for 2 days, and after acquiring images with a fluorescence image scanner, the amount of fluorescence was quantified.

(結果)
結果を図37に示す。この結果を各遺伝子ごとにまとめたものを図38A〜38Dに示す。
(result)
The results are shown in FIG. A summary of the results for each gene is shown in FIGS.

図37および38A〜38Dから明らかなように、RNAiを用いた場合、各遺伝子が特異的に発現が抑制されていることが示された。RNAiを用いた複数の遺伝物質のアレイを実現することができ、RNAiの細胞に対する効果の経時的解析が可能であることが判明した。   As is clear from FIGS. 37 and 38A to 38D, it was shown that the expression of each gene was specifically suppressed when RNAi was used. It has been found that an array of a plurality of genetic materials using RNAi can be realized, and the effect of RNAi on cells can be analyzed over time.

(実施例9:PCR断片を用いたトランスフェクションアレイ)
次に、PCR断片を遺伝物質として用いた場合でも、本発明が実現可能であることを実証した。以下にその手順を示す。
(Example 9: Transfection array using PCR fragments)
Next, it was demonstrated that the present invention can be realized even when PCR fragments are used as genetic material. The procedure is shown below.

PCRにより、図39に記載のような核酸断片を取得し、トランスフェクションマイクロアレイに用いる遺伝物質とした。その手順を以下に示す。   Nucleic acid fragments as shown in FIG. 39 were obtained by PCR and used as genetic material for use in the transfection microarray. The procedure is shown below.

PCRプライマーとしては、
GG ATAACCGTAT TACCGCCATG CAT(配列番号12)と
CCCTATCTCGGTCTATTCTTTTG CAAAAGAATA GACCGAGATA GGG(配列番号13)とを使用して、テンプレートとして、pEGFP−N1を用いた(図40を参照)。PCRの条件は、表のとおりである。
As PCR primers,
PEGFP-N1 was used as a template using GG ATAACCGTAT TACCGCCATG CAT (SEQ ID NO: 12) and CCCTATCTCGTCTCATTCTTTTG CAAAAGATAATA GACCGAGATA GGG (SEQ ID NO: 13) (see FIG. 40). The conditions of PCR are as shown in the table.

サイクル条件:94℃2分→(94℃、15秒→60℃、30秒→68℃、3分)→4℃(括弧内を30サイクル)。 Cycle conditions: 94 ° C. for 2 minutes → (94 ° C., 15 seconds → 60 ° C., 30 seconds → 68 ° C., 3 minutes) → 4 ° C. (30 cycles in parentheses).

得られたPCR フラグメントは、フェノール/クロロフォルム抽出を行い、エタノール沈殿法にて精製した。そのPCR断片の配列は、   The obtained PCR fragment was subjected to phenol / chloroform extraction and purified by ethanol precipitation. The sequence of the PCR fragment is

に記載のとおりである。 It is as described in.

これを用いて作製したチップに、MCF7を播種し、2日後に蛍光イメージスキャナーにて画像を取得した。その結果を図41に示す。図41では、環状DNAとPCRフラグメントとの比較を行っている。どちらの場合も、トランスフェクションがうまく行われており、PCR断片を遺伝物質として使用した場合でも、全長プラスミドと同様にトランスフェクションされ、細胞の経時的解析が可能であることが明らかになった。   MCF7 was seeded on a chip produced using this, and images were acquired with a fluorescence image scanner two days later. The result is shown in FIG. In FIG. 41, the circular DNA and the PCR fragment are compared. In both cases, transfection was successful, and it was revealed that even when PCR fragments were used as genetic material, the cells were transfected in the same manner as the full-length plasmid, and the cells could be analyzed over time.

(実施例10:テトラサイクリン依存性プロモーターを用いた遺伝子発現調節)
上記実施例と同様に、テトラサイクリン依存性プロモーターを用いて遺伝子発現調節がどのようになされるかをプロファイルとして生成することができることを実証した。使用した配列は以下のとおりである。
(Example 10: Regulation of gene expression using a tetracycline-dependent promoter)
Similar to the above example, it was demonstrated that a gene expression regulation can be generated as a profile using a tetracycline-dependent promoter. The sequences used are as follows.

テトラサイクリン依存性プロモーター(およびその遺伝子ベクター構築物)としては、のpTet offおよびpTet onベクター系(BD Biosciences)を用いた(http://www.clontech.com/techinfo/vectors/cattet.shtmlを参照)。ベクターは、pTRE−d2EGFP(配列番号29)を利用した(http://www.clontech.com/techinfo/vectors/vectorsT−Z/pTRE−d2EGFP.shtmlに記載されている)。   As the tetracycline-dependent promoter (and its gene vector construct), the pTet off and pTeton vector systems (BD Biosciences) were used (see http://www.clontech.com/techinfo/vectors/cattet.sml). . The vector used was pTRE-d2EGFP (SEQ ID NO: 29) (described in http://www.clontech.com/techinfo/vectors/vectorsT-Z/pTRE-d2EGFP.shtml).

pTet−Off(BD Clonetech K1620−A)
CMVを含むフラグメント:86−673
テトラサイクリン応答転写活性化因子(tTA):774−1781
Col E1複製起源:2604−3247
アンピシリン耐性遺伝子:β−ラクタマーゼコード配列:4255−3395
SV40ポリAシグナル含有フラグメント:1797−2254
ネオマイシン/カナマイシン耐性遺伝子:6462−5668
ネオマイシン/カナマイシン耐性遺伝子の発現を制御するSV40プロモーター(PSV40):7125−6782
pTet−ON(BD Clonetech K1621−A)
CMVを含むフラグメント: 86−673
逆テトラサイクリン応答転写活性化因子(rtTA):774−1781
pUC複製起源: 2604-3247
アンピシリン耐性遺伝子:β−ラクタマーゼコード配列:4255−3395
SV40ポリAシグナル含有フラグメント:1797−2254
ネオマイシン/カナマイシン耐性遺伝子:6462−5668
ネオマイシン/カナマイシン耐性遺伝子の発現を制御するSV40プロモーター(PSV40):7125−6782
pTRE−d2EGFP(BD Clonetech 6242−1)
hCMV*−1 Tet応答性プロモーター:1−438
Tet応答性エレメント(TRE):1−318
7種のtetO 18マーの位置:15−33;57−75;99−117;141−159;183−201;225−243;および257−275
minCMV含有フラグメント:319−438
TATAボックス 341−348
不安定性促進緑色蛍光タンパク質(d2EGFP)遺伝子
開始コドン:445−447;終止コドン:1288−1290
2位へのValの挿入:448−450
GFPmut1変異(Phe−64−Leu, Ser−65−Thr):634−639
His−231−Leu: 1137
マウスオルニチンデカルボキシラーゼ(MODC)PEST配列:1167−1290
SV40ポリAシグナル含有フラグメント:1330−1787(ポリAシグナル:1448−1453とほぼ同じ座標)
Col E1複製起源含有フラグメント:2137−2780
アンピシリン耐性遺伝子
β−ラクタマーゼコード配列:2928−3788
開始コドン:3788−3786
終止コドン:2928−2930
(プロトコル)
アレイ基板上に、pTet offおよびpTet on(配列番号26および27)をプリントし、同一基板上においてテトラサイクリンによる遺伝子発現調節がされるかどうかをリアルタイムで計測した。その結果を、図42に示す。図42に示されるように、依存性プロモーターでのみ遺伝子発現の変化が測定された。図43には、非依存性と依存性とにおける発現の実際の様子を写真として示す。このように、肉眼でもはっきりわかる程度に比較可能に変化が測定可能となる。
pTet-Off (BD Clonetech K1620-A)
Fragment containing the P CMV: 86-673
Tetracycline-responsive transcriptional activator (tTA): 774-1781
Col E1 origin of replication: 2604-3247
Ampicillin resistance gene: β-lactamase coding sequence: 4255-3395
SV40 poly A signal-containing fragment: 1797-2254
Neomycin / kanamycin resistance gene: 6462-5668
SV40 promoter (P SV40 ) that controls expression of the neomycin / kanamycin resistance gene: 7125-6782
pTet-ON (BD Clonetech K1621-A)
Fragment containing the P CMV: 86-673
Reverse tetracycline-responsive transcriptional activator (rtTA): 774-1781
pUC origin of replication: 2604-3247
Ampicillin resistance gene: β-lactamase coding sequence: 4255-3395
SV40 poly A signal-containing fragment: 1797-2254
Neomycin / kanamycin resistance gene: 6462-5668
SV40 promoter (P SV40 ) that controls expression of the neomycin / kanamycin resistance gene: 7125-6782
pTRE-d2EGFP (BD Clonetech 6242-1)
PhCMV * -1 Tet responsive promoter: 1-438
Tet responsive element (TRE): 1-318
7 tetO 18mer positions: 15-33; 57-75; 99-117; 141-159; 183-201; 225-243; and 257-275
P minCMV- containing fragment: 319-438
TATA box 341-348
Instability promoting green fluorescent protein (d2EGFP) gene start codon: 445-447; stop codon: 1288-1290
Insertion of Val at position 2: 448-450
GFPmut1 mutation (Phe-64-Leu, Ser-65-Thr): 634-639
His-231-Leu: 1137
Mouse ornithine decarboxylase (MODC) PEST sequence: 1167-1290
SV40 poly A signal-containing fragment: 1330-1787 (poly A signal: approximately the same coordinates as 1448-1453)
Col E1 replication origin fragment: 2137-2780
Ampicillin resistance gene β-lactamase coding sequence: 2928-3788
Start codon: 3788-3786
Stop codon: 2928-2930
(protocol)
PTet off and pTet on (SEQ ID NOs: 26 and 27) were printed on the array substrate, and it was measured in real time whether gene expression was regulated by tetracycline on the same substrate. The result is shown in FIG. As shown in FIG. 42, changes in gene expression were measured only with dependent promoters. In FIG. 43, the actual state of the expression in independence and dependence is shown as a photograph. In this way, the change can be measured so that it can be compared with the naked eye.

(プロファールデータの測定)
リアルタイムに取得した画像をもとにして、細胞あたり、面積あたりの強度変化をグラフ化し、ノイズ除去などの一次変換の後、多変量解析、信号処理法などを適用し、プロファイルデータを提示することができる。これを現象ごと、細胞ごとに比較することで、細胞特有の応答や同一性を取得することができる。
(Measurement of profile data)
Based on images acquired in real time, graph changes in intensity per cell and area, and after applying primary transformations such as noise removal, apply multivariate analysis and signal processing methods to present profile data Can do. By comparing this for each phenomenon and for each cell, it is possible to obtain cell-specific responses and identities.

(実施例11:遺伝子発現)
次に、構造遺伝子をコードする核酸分子を用いて細胞のプロファイルを作成した。ここでは、構造遺伝子として、嗅覚レセプターI7(配列番号15、16)を使用した。プロトコルは、上記実施例に準じた。
(Example 11: Gene expression)
Next, cell profiles were created using nucleic acid molecules encoding structural genes. Here, the olfactory receptor I7 (SEQ ID NOs: 15 and 16) was used as the structural gene. The protocol was in accordance with the above example.

その結果、プロモーターと同様に、遺伝子産物の量などを測定することで、細胞のプロファイルを作成することができることが実証された。   As a result, it was demonstrated that a cell profile can be created by measuring the amount of a gene product and the like, similar to a promoter.

(実施例12:アポトーシスシグナル)
次に、細胞内にあるカスパーゼ3の活性化に着目してモニターしても、細胞のプロファイルを作成することができることを調べた。トランスフェクトおよびアレイの調製は上述の実施例と同様に行った。
(Example 12: Apoptosis signal)
Next, it was investigated that a cell profile could be created even by monitoring the activation of caspase 3 in the cell. Transfections and array preparations were performed as in the above examples.

ここでは、pCaspase3−Sensor Vector(BD Biosciences Clontech,1020 East Meadow Circle,Palo Alto,CA 94303;カタログ番号8185−1)を用いて、アポトーシスシグナルであるカスパーゼ3をモニターした。   Here, pCaspase3-Sensor Vector (BD Biosciences Clontech, 1020 East Meadow Circle, Palo Alto, CA 94303; catalog number 8185-1) was used to monitor caspase 3, which is an apoptotic signal.

その結果、プロモーターと同様に、アポトーシスシグナルなどを測定することで、細胞のプロファイルを作成することができることが実証された。   As a result, it was demonstrated that a cellular profile can be created by measuring apoptotic signals and the like, similar to a promoter.

(実施例13:ストレスシグナル)
次に、細胞内にあるJNK、ERK、p38などのアポトーシスシグナルを転写因子レポーターを使用してストレスシグナルに関し細胞のプロファイルを作成することができることを調べた。トランスフェクトおよびアレイの調製は上述の実施例と同様に行った。
(Example 13: Stress signal)
Next, it was examined that apoptotic signals such as JNK, ERK, and p38 in cells can be used to create cell profiles for stress signals using transcription factor reporters. Transfections and array preparations were performed as in the above examples.

ここでは、BD Bioscience Clontechから入手したpAP1−EGFP、pCRE−EGFP、pSRE−EGFPを用いて、ストレスシグナルであるJNK、ERK、p38をモニターした。   Here, stress signals JNK, ERK, and p38 were monitored using pAP1-EGFP, pCRE-EGFP, and pSRE-EGFP obtained from BD Bioscience Clontech.

その結果上述の実施例と同様に、ストレスシグナルなどを測定することで、細胞のプロファイルを作成することができることが実証された。   As a result, it was demonstrated that a cell profile can be created by measuring a stress signal or the like, as in the above-described example.

(実施例14:分子局在化)
次に、蛍光タンパク質を目的遺伝子に融合させ、その発現プロファイルおよび細胞内における局在化を可視化することができることを実証した。
(Example 14: Molecular localization)
Next, it was demonstrated that a fluorescent protein can be fused to a gene of interest to visualize its expression profile and intracellular localization.

ここでは、蛍光タンパク質として、GFP,RFP,CFP,BFPを使用し、目的遺伝子として、KIAAクローン、cDNAライブラリーなどを使用し、これらを用いて遺伝子構築物を作製した。具体的に使用したものは以下のとおりである。   Here, GFP, RFP, CFP, and BFP were used as fluorescent proteins, KIAA clones, cDNA libraries, and the like were used as target genes, and gene constructs were prepared using these. Specifically used are as follows.

KIAA cDNAクローン(KIAA=かずさDNA研究所、かずさ、千葉から入手可能)
インビトロジェンのcDNA市販ライブラリー
トランスフェクトおよびアレイの調製は上述の実施例と同様に行った。
KIAA cDNA clone (available from KIAA = Kazusa DNA Research Institute, Kazusa, Chiba)
Invitrogen cDNA commercial library. Transfections and array preparation were performed as described in the previous examples.

ここでは、KIAAクローンの内のKIAA1474を用いて、発現プロファイルおよび局在化をモニターした。   Here, KIAA1474 of the KIAA clones was used to monitor expression profile and localization.

その結果上述の実施例と同様に、意図的に構築した遺伝子構築物を用いて、意図した指標について、細胞のプロファイルを作成することができることが実証された。   As a result, it was demonstrated that a cell profile can be created for an intended index using a gene construct intentionally constructed, as in the above-described Examples.

(実施例15:細胞形態変化)
次に、ある遺伝子を発現させて、あるいは、ノックダウンし、あるいは、添加物質(ここでは、化学物質としてグリセロフォスフェートを使用し、サイトカインとしてデキサメタゾンを使用する)細胞形態の変化をプロファイルを生成することができることを実証した。細胞形態としては、細胞の多核化、伸展状態、伸展突起の伸長などを、三次元データとして取得し、解析した。
(Example 15: Cell shape change)
Next, a gene is expressed or knocked down, or a profile is generated that changes the cell morphology of an additive (here, glycerophosphate is used as a chemical and dexamethasone is used as a cytokine) Prove that it can. As cell morphology, cell multinucleation, extension state, extension of extension process, etc. were acquired and analyzed as three-dimensional data.

ここでは、導入した核酸分子の具体的な配列は以下のとおりである。   Here, the specific sequence of the introduced nucleic acid molecule is as follows.

KIAAクローン(前出);および
転写因子に対するRNAi(CBFA−1,AP1)。
KIAA clone (supra); and RNAi for transcription factors (CBFA-1, AP1).

トランスフェクトおよびアレイの調製は上述の実施例と同様に行った。   Transfections and array preparations were performed as in the above examples.

ここでは、上述の実施例で用いた間葉系幹細胞を用いて、骨芽細胞分化誘導した際の細胞形態をモニターした。   Here, using the mesenchymal stem cells used in the above-described Examples, the cell morphology when inducing osteoblast differentiation was monitored.

その結果上述の実施例と同様に、意図的に構築した遺伝子構築物を用いて、意図した指標について、細胞のプロファイルを作成することができることが実証された。そして、このプロファイルデータをもとに、上記実施例で使用したような処理を用いて、イベントディスクリプタを作成することができる。   As a result, it was demonstrated that a cell profile can be created for an intended index using a gene construct intentionally constructed, as in the above-described Examples. Then, based on the profile data, an event descriptor can be created by using processing such as that used in the above embodiment.

(実施例16:分子間相互作用)
次に、ツーハイブリッドシステム、FRET、BRETなどの手法を用いて細胞のプロファイルを生成することができることを実証した。
(Example 16: Intermolecular interaction)
Next, it was demonstrated that cell profiles can be generated using techniques such as two-hybrid systems, FRET, and BRET.

ここでは、導入した核酸分子の具体的な配列は以下のとおりである。   Here, the specific sequence of the introduced nucleic acid molecule is as follows.

嗅覚レセプター(配列番号15〜18)とGタンパク質(配列番号19〜24)
トランスフェクトおよびアレイの調製は上述の実施例と同様に行った。
Olfactory receptor (SEQ ID NO: 15-18) and G protein (SEQ ID NO: 19-24)
Transfections and array preparations were performed as in the above examples.

ここでは、嗅覚レセプターとGタンパク質の解離を臭い物質の誘導によってモニターし、これを蛍光波長の変化として用いて、細胞をモニターした。   Here, dissociation of the olfactory receptor and G protein was monitored by induction of odorous substances, and this was used as a change in fluorescence wavelength to monitor cells.

ここで使用したツーハイブリッドシステム、FRETおよびBRETは、具体的には以下のようにして行った。   The two-hybrid system, FRET, and BRET used here were specifically performed as follows.

ツーハイブリッドシステムは、Clontechから入手可能であった(http://www.clontech.co.jp/product/catalog/007003006.shtml)。FRETおよびBRETは、ベルトールドジャパンから入手可能な機器を用いて測定した。   The two-hybrid system was available from Clontech (http://www.clontech.co.jp/product/catalog/0070030006.shtml). FRET and BRET were measured using equipment available from Bertoled Japan.

その結果上述の実施例と同様に、意図的に構築した遺伝子構築物を用いて、ツーハイブリッドシステム、FRET、BRETなどによっても、細胞のプロファイルを作成することができることが実証された。   As a result, it was demonstrated that a cell profile can be created by a two-hybrid system, FRET, BRET, and the like using a gene construct intentionally constructed, as in the above-described Examples.

(実施例17:マイクロRNA)
次に、マイクロRNA(miRNA)をコードする核酸分子を用いて細胞のプロファイルを作成する。ここでは、miRNAとして、miRNA−23を使用する。プロトコルは、上記実施例に準ずる。
(Example 17: Micro RNA)
Next, a cellular profile is created using nucleic acid molecules encoding microRNA (miRNA). Here, miRNA-23 is used as miRNA. The protocol conforms to the above embodiment.

マイクロRNAは、18−25塩基の小さな非コード(Non−coding )RNA(タンパク質翻訳されないRNA)であり、線虫で初めて発見され動植物に広く保存されていることが判明している。線虫や植物においては、miRNAが発生・分化に関わることが報告され、動物においても同様の機能が示唆されている。現在までに200種類以上のmiRNAが報告されている。   MicroRNA is a small non-coding RNA of 18-25 bases (RNA that is not protein-translated) and has been found for the first time in nematodes and has been found to be widely conserved in animals and plants. In nematodes and plants, it has been reported that miRNAs are involved in development and differentiation, and similar functions have been suggested in animals. To date, over 200 types of miRNA have been reported.

Nature 423, 838−842(2003)には、miRNA−23の標的がHes1(幹細胞がニューロンに分化するのを抑制しているリプレッサー転写因子)遺伝子であることが報告されている。miRNA−23は、この遺伝子の翻訳終始コドン付近に存在し、不完全な相補塩基対(77%)を形成する。この不完全な相補塩基対がmiRNAの機能に重要であり、実際に合成miR−23をヒト胚性腫瘍細胞NT2細胞に導入するとHes1の発現が抑制されることがわかっている。このような活性は、siRNAなどを用いてノックダウンすることもできる。   In Nature 423, 838-842 (2003), it is reported that the target of miRNA-23 is the Hes1 (repressor transcription factor that suppresses differentiation of stem cells into neurons) gene. miRNA-23 is present near the translation termination codon of this gene and forms incomplete complementary base pairs (77%). This incomplete complementary base pair is important for the function of miRNA, and it has been found that the expression of Hes1 is suppressed when synthetic miR-23 is actually introduced into human embryonic tumor cell NT2 cells. Such activity can also be knocked down using siRNA or the like.

この原理をもとに、実際に、配列番号25に記載のようなmiRNAを作製した。   Based on this principle, an miRNA as shown in SEQ ID NO: 25 was actually prepared.

このような系を用いて、miRNAの挙動のプロファイルを生成し、関連する遺伝子産物の量などを測定することで、細胞のプロファイルを作成することができることが実証される。   Using such a system, it is demonstrated that a cell profile can be created by generating a miRNA behavior profile and measuring the amount of the relevant gene product and the like.

(実施例18:生物学的系−リボザイム)
次に、リボザイム用いて細胞のプロファイルを作成する。ここでは、リボザイムとして、305 YAKUGAKU ZASSHI 123(5) 305―313 (2003) に記載されるようなリボザイムを使用する。プロトコルは、上記実施例1に準ずる。
Example 18: Biological system-ribozyme
Next, a cell profile is created using ribozymes. Here, a ribozyme as described in 305 YAKUGAKU ZASSHI 123 (5) 305-313 (2003) is used as a ribozyme. The protocol conforms to the first embodiment.

リボザイムは、テトラヒメナ(tetrahymena)のグループI イントロン(group I intron)がRNA鎖の部位特異的切断及び結合反応を触媒していることから発見され、そのような酵素活性を有するRNAをさす。リボザイムとしては、例えば、ハンマーヘッド型リボザイム,ヘアピン型リボザイムなどが挙げられる。   Ribozymes are discovered because Tetrahymena group I introns catalyze site-specific cleavage and binding reactions of RNA strands and refer to RNAs having such enzymatic activity. Examples of ribozymes include hammerhead ribozymes and hairpin ribozymes.

このような系を用いて、リボザイムの挙動のプロファイルを生成し、関連する遺伝子転写、遺伝子産物の量などを測定することで、細胞のプロファイルを作成することができることが実証される。   Using such a system, it is demonstrated that a profile of a cell can be created by generating a profile of ribozyme behavior and measuring the amount of related gene transcription, gene product, and the like.

以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。   As mentioned above, although this invention has been illustrated using preferable embodiment of this invention, this invention should not be limited and limited to this embodiment. It is understood that the scope of the present invention should be construed only by the claims. It is understood that those skilled in the art can implement an equivalent range based on the description of the present invention and the common general technical knowledge from the description of specific preferred embodiments of the present invention. Patents, patent applications, and documents cited herein should be incorporated by reference in their entirety, as if the contents themselves were specifically described herein. Understood.

本発明により、驚くべきほど少ない因子を観察することによって、細胞状態を判定することが可能になった。このような判定により、診断、予防、治療に応用することが可能となり、その応用範囲は医療のみならず、食品、化粧品、農業、環境など種々の分野に及ぶ。   The present invention has made it possible to determine the cell state by observing surprisingly few factors. Such determination makes it possible to apply to diagnosis, prevention, and treatment, and the application range covers not only medical treatment but also various fields such as food, cosmetics, agriculture, and environment.

図1は、HEK293細胞を用いた場合の種々のアクチン作用物質およびコントロールとしてのゼラチンを用いた結果の一例を示す。図1は、トランスフェクション効率についての各々の付着物質の効果を示す(HEK細胞)。HEK細胞は、Effectene試薬を用いて、pEGFP−N1でトランスフェクションされた。FIG. 1 shows an example of the results using various actin acting substances and gelatin as a control when HEK293 cells are used. FIG. 1 shows the effect of each adherent on transfection efficiency (HEK cells). HEK cells were transfected with pEGFP-N1 using Effectene reagent. 図2は、フィブロネクチンのフラグメントを用いた場合のトランスフェクション効率の結果の一例を示す。FIG. 2 shows an example of the results of transfection efficiency when a fibronectin fragment was used. 図3は、フィブロネクチンのフラグメントを用いた場合のトランスフェクション効率の結果の一例を示す。FIG. 3 shows an example of the results of transfection efficiency when a fibronectin fragment was used. 図4は、図2および図3からまとめたフィブロネクチンのフラグメントを用いた場合のトランスフェクション効率の結果の一例を示す。FIG. 4 shows an example of the results of transfection efficiency when the fibronectin fragments summarized from FIGS. 2 and 3 were used. 図5は、種々の細胞におけるトランスフェクション効率を調べた結果の一例を示す。FIG. 5 shows an example of the results of examining the transfection efficiency in various cells. 図6は、種々のプレートを用いた場合のトランスフェクションの状態を示す結果の一例を示す。FIG. 6 shows an example of the results showing the state of transfection using various plates. 図7は、フィブロネクチンの濃度を0、0.27、0.53、0.8、1.07および1.33(それぞれμg/μL)として種々のプレート上でトランスフェクションを行った場合の結果を示す。図7は、HEK293細胞のトランスフェクションに対するフィブロネクチン濃度および表面改変の影響を示す。データは、4回の異なる平均を示す。FIG. 7 shows the results when transfection was performed on various plates with fibronectin concentrations of 0, 0.27, 0.53, 0.8, 1.07 and 1.33 (μg / μL, respectively). Show. FIG. 7 shows the effect of fibronectin concentration and surface modification on the transfection of HEK293 cells. Data show 4 different averages. 図8は、フィブロネクチンの有無での、細胞接着プロファイルを示す写真の一例を示す。FIG. 8 shows an example of a photograph showing a cell adhesion profile with and without fibronectin. 図9は、フィブロネクチンの有無での、細胞接着プロファイルを示す切片写真の一例を示す。共焦点走査顕微鏡を用いて、ヒト間葉幹細胞(hMSC)の切片を観察した。hMSCを、SYTO61(青色蛍光)およびTexas red−xファロイジン(赤色蛍光)により染色し、4%PFAで固定した。青色蛍光(核:SYTO61)および赤色蛍光(核:Texas red−xファロイジン)を、共焦点走査顕微鏡を用いて観察した(LSM510,Carl Zeiss Co.,Ltd.,ピンホールサイズ=1.0,画像間隔=0.4)。FIG. 9 shows an example of a section photograph showing a cell adhesion profile with and without fibronectin. A section of human mesenchymal stem cells (hMSC) was observed using a confocal scanning microscope. hMSCs were stained with SYTO61 (blue fluorescence) and Texas red-x phalloidin (red fluorescence) and fixed with 4% PFA. Blue fluorescence (nucleus: SYTO61) and red fluorescence (nucleus: Texas red-x phalloidin) were observed using a confocal scanning microscope (LSM510, Carl Zeiss Co., Ltd., pinhole size = 1.0, image). Interval = 0.4). 図10は、核の表面積の推移を示す。相対核表面積を、共焦点走査顕微鏡により観察されたhMSC切片により判定した。hMSCは、4%PFAで固定した。FIG. 10 shows the transition of the surface area of the nucleus. Relative nuclear surface area was determined by hMSC sections observed with a confocal scanning microscope. hMSCs were fixed with 4% PFA. 図11は、トランスフェクションアレイチップとして構築して使用した場合のトランスフェクション実験の結果の一例を示す。FIG. 11 shows an example of the result of a transfection experiment when constructed and used as a transfection array chip. 図12は、アレイ上での各スポット間の夾雑の様子を示す一例である。FIG. 12 is an example showing a state of contamination between spots on the array. 図13Aおよび図13Bは、実施例4における本発明の固相トランスフェクションによって、空間的に分離したDNAの細胞内への取り込みを示す図である。 図13Aは、固相系トランスフェクションアレイ(SPTA)作製方法を模式的に示した図である。この図は、固相トランスフェクションの方法論を示す。13A and 13B are diagrams showing the uptake of DNA spatially separated by solid phase transfection of the present invention in Example 4 into cells. FIG. 13A is a diagram schematically showing a method for preparing a solid phase transfection array (SPTA). This figure shows the solid phase transfection methodology. 図13Aおよび図13Bは、実施例4における本発明の固相トランスフェクションによって、空間的に分離したDNAの細胞内への取り込みを示す図である。 図13Bは、固相トランスフェクションの結果を示す。HEK293細胞株を用いてSPTAを作製した結果を示す。緑色の部分は、トランスフェクションされた付着細胞を示す。この結果から、本発明の方法によって、空間的に分離された、異なる遺伝子によってトランスフェクトされた細胞の集団を調製することが可能となった。13A and 13B are diagrams showing the uptake of DNA spatially separated by solid phase transfection of the present invention in Example 4 into cells. FIG. 13B shows the results of solid phase transfection. The result of producing SPTA using HEK293 cell line is shown. The green part shows transfected adherent cells. From this result, the method of the present invention made it possible to prepare a population of cells that were spatially separated and transfected with different genes. 図13Cは、従来の液相トランスフェクションとSPTAとの間の差異を示す。FIG. 13C shows the difference between conventional liquid phase transfection and SPTA. 図14Aおよび図14Bは、液相トランスフェクションとSPTAの比較を示す結果である。 図14Aは、実験に用いた5つの細胞株について、GFP強度/mmを測定した結果を示す。図14Aは、トランスフェクション効率を、単位面積あたりの総蛍光強度として判定する方法を示す。FIG. 14A and FIG. 14B are results showing a comparison between solution phase transfection and SPTA. FIG. 14A shows the results of measuring GFP intensity / mm 2 for the five cell lines used in the experiment. FIG. 14A shows a method for determining transfection efficiency as total fluorescence intensity per unit area. 図14Aおよび図14Bは、液相トランスフェクションとSPTAの比較を示す結果である。 図14Bは、図14Aの示すデータに対応する、EGFPを発現する細胞の蛍光画像である。図14Bにおいて、白丸で示された領域は、プラスミドDNAを固定化した領域を示す。プラスミドDNAを固定化した領域以外の領域では、細胞が固相に固定化されたにもかかわらず、EGFPを発現する細胞は観察されなかった。白棒は、500μmを示す。FIG. 14A and FIG. 14B are results showing a comparison between solution phase transfection and SPTA. FIG. 14B is a fluorescence image of cells expressing EGFP corresponding to the data shown in FIG. 14A. In FIG. 14B, a region indicated by a white circle indicates a region where plasmid DNA is immobilized. In the region other than the region where the plasmid DNA was immobilized, cells expressing EGFP were not observed even though the cells were immobilized on the solid phase. The white bar indicates 500 μm. 図14Cは、本発明のトランスフェクション法の一例を示す。FIG. 14C shows an example of the transfection method of the present invention. 図14Dは、本発明のトランスフェクション法の一例を示す。FIG. 14D shows an example of the transfection method of the present invention. 図15Aおよび図15Bは、チップのコーティングによって相互夾雑が低減された結果を示す。図15Aおよび図15Bは、HEK293細胞、HeLa細胞、NIT3T3細胞(「3T3」として示す)、HepG2細胞、およびhMSCを用いて、液相トランスフェクション法およびSPTAを行った結果を示す。トランスフェクション効率を、GFP強度で示す。FIG. 15A and FIG. 15B show the result of reduced mutual contamination by chip coating. FIGS. 15A and 15B show the results of solution phase transfection and SPTA using HEK293 cells, HeLa cells, NIT3T3 cells (shown as “3T3”), HepG2 cells, and hMSC. Transfection efficiency is expressed as GFP intensity. 図15Aおよび図15Bは、チップのコーティングによって相互夾雑が低減された結果を示す。図15Aおよび図15Bは、HEK293細胞、HeLa細胞、NIT3T3細胞(「3T3」として示す)、HepG2細胞、およびhMSCを用いて、液相トランスフェクション法およびSPTAを行った結果を示す。トランスフェクション効率を、GFP強度で示す。FIG. 15A and FIG. 15B show the result of reduced mutual contamination by chip coating. FIGS. 15A and 15B show the results of solution phase transfection and SPTA using HEK293 cells, HeLa cells, NIT3T3 cells (shown as “3T3”), HepG2 cells, and hMSC. Transfection efficiency is expressed as GFP intensity. 図16Aおよび図16Bは、各スポット間の相互夾雑に関する様子を示す図である。APSまたはPLL(ポリ−L−リジン)でコーティングしたチップに対して、所定の濃度のフィブロネクチンを含む核酸混合物を固定化し、その固定化したチップを用いて細胞トランスフェクションした結果、相互夾雑は観察されなかった(上段および中断)。これに対して、チップをコーティングしなかった場合、固定化核酸の有意な相互夾雑が観察された(下段)。FIG. 16A and FIG. 16B are diagrams showing a state related to mutual contamination between spots. As a result of immobilizing a nucleic acid mixture containing a predetermined concentration of fibronectin on a chip coated with APS or PLL (poly-L-lysine) and cell transfection using the immobilized chip, mutual contamination was observed. None (upper and interrupted). On the other hand, when the chip was not coated, significant mutual contamination of the immobilized nucleic acid was observed (lower row). 図16Aおよび図16Bは、各スポット間の相互夾雑に関する様子を示す図である。APSまたはPLL(ポリ−L−リジン)でコーティングしたチップに対して、所定の濃度のフィブロネクチンを含む核酸混合物を固定化し、その固定化したチップを用いて細胞トランスフェクションした結果、相互夾雑は観察されなかった(上段および中断)。これに対して、チップをコーティングしなかった場合、固定化核酸の有意な相互夾雑が観察された(下段)。FIG. 16A and FIG. 16B are diagrams showing a state related to mutual contamination between spots. As a result of immobilizing a nucleic acid mixture containing a predetermined concentration of fibronectin on a chip coated with APS or PLL (poly-L-lysine) and cell transfection using the immobilized chip, mutual contamination was observed. None (upper and interrupted). On the other hand, when the chip was not coated, significant mutual contamination of the immobilized nucleic acid was observed (lower row). 図16Cおよび図16Dは、核酸の固定化において使用する混合物中に使用される物質の種類と、細胞接着速度との相関関係を示す。図16Dのグラフは、時間経過に伴う、接着細胞の割合の増加を示す。グラフの傾きが緩やかな場合は、グラフの傾き急な場合と比較して、より多くの時間が細胞接着に必要なことを示す。FIG. 16C and FIG. 16D show the correlation between the type of substance used in the mixture used in immobilization of nucleic acid and the cell adhesion rate. The graph in FIG. 16D shows an increase in the percentage of adherent cells over time. When the slope of the graph is gentle, it indicates that more time is required for cell adhesion than when the slope of the graph is steep. 図16Cおよび図16Dは、核酸の固定化において使用する混合物中に使用される物質の種類と、細胞接着速度との相関関係を示す。図16Dのグラフは、時間経過に伴う、接着細胞の割合の増加を示す。グラフの傾きが緩やかな場合は、グラフの傾き急な場合と比較して、より多くの時間が細胞接着に必要なことを示す。FIG. 16C and FIG. 16D show the correlation between the type of substance used in the mixture used in immobilization of nucleic acid and the cell adhesion rate. The graph in FIG. 16D shows an increase in the percentage of adherent cells over time. When the slope of the graph is gentle, it indicates that more time is required for cell adhesion than when the slope of the graph is steep. 図17は、本発明の方法をコンピュータにおいて実行したときの一構成例を示す。FIG. 17 shows a configuration example when the method of the present invention is executed in a computer. 図18Aおよび図18Bは、本発明の数理的解析法の一例を示す。蛍光強度変化を測定することにより、プロモーターのプロファイルを得た。上記プロファイルは、細胞または培地固有の蛍光を用いて標準化した。その後、レポーター発現波動の振幅を比較し、ここで、5以上の振幅(TH≧5)を有する発現波動は、変化の存在を示すと見なした。分化誘導開始後、初期(0時間〜17.5時間)および後期(17.5時間〜31.5時間)、ならびに全時間(0時間〜31.5時間)の間、上記測定を行った。5以上の振幅(TH≧5)を有する発現変動を、(+)により表わし、5未満の振幅(TH<5)を有する発現変動を、(−)により表わした。任意のレポーターを抽出する場合(A+B+...+n)、n個の波を積分し、合計をnで割って平均波を形成した。閾値以上の波動を、変化と見なした。図18Bにおいて、2つのレポータープロファイルを積分し、平均プロファイルを赤で示した。5以上の平均プロファイルの波動を、発現波動と見なした。波動は、2つのレポーターにより検出され得る。18A and 18B show an example of the mathematical analysis method of the present invention. A promoter profile was obtained by measuring changes in fluorescence intensity. The profile was normalized using cell or medium specific fluorescence. Thereafter, the amplitudes of the reporter expression waves were compared, where an expression wave having an amplitude of 5 or greater (TH ≧ 5) was considered to indicate the presence of a change. After the differentiation induction was started, the above measurement was performed during the initial period (0 hour to 17.5 hours) and the late period (17.5 hours to 31.5 hours) and the entire time period (0 hours to 31.5 hours). Expression variation having an amplitude of 5 or more (TH ≧ 5) is represented by (+), and expression variation having an amplitude of less than 5 (TH <5) is represented by (−). When extracting an arbitrary reporter (A + B + ... + n), n waves were integrated and the sum was divided by n to form an average wave. Waves above the threshold were considered changes. In FIG. 18B, the two reporter profiles are integrated and the average profile is shown in red. Waves with an average profile of 5 or more were considered expression waves. Waves can be detected by two reporters. 図18Aおよび図18Bは、本発明の数理的解析法の一例を示す。蛍光強度変化を測定することにより、プロモーターのプロファイルを得た。上記プロファイルは、細胞または培地固有の蛍光を用いて標準化した。その後、レポーター発現波動の振幅を比較し、ここで、5以上の振幅(TH≧5)を有する発現波動は、変化の存在を示すと見なした。分化誘導開始後、初期(0時間〜17.5時間)および後期(17.5時間〜31.5時間)、ならびに全時間(0時間〜31.5時間)の間、上記測定を行った。5以上の振幅(TH≧5)を有する発現変動を、(+)により表わし、5未満の振幅(TH<5)を有する発現変動を、(−)により表わした。任意のレポーターを抽出する場合(A+B+...+n)、n個の波を積分し、合計をnで割って平均波を形成した。閾値以上の波動を、変化と見なした。図18Bにおいて、2つのレポータープロファイルを積分し、平均プロファイルを赤で示した。5以上の平均プロファイルの波動を、発現波動と見なした。波動は、2つのレポーターにより検出され得る。18A and 18B show an example of the mathematical analysis method of the present invention. A promoter profile was obtained by measuring changes in fluorescence intensity. The profile was normalized using cell or medium specific fluorescence. Thereafter, the amplitudes of the reporter expression waves were compared, where an expression wave having an amplitude of 5 or greater (TH ≧ 5) was considered to indicate the presence of a change. After the differentiation induction was started, the above measurement was performed during the initial period (0 hour to 17.5 hours) and the late period (17.5 hours to 31.5 hours) and the entire time period (0 hours to 31.5 hours). Expression variation having an amplitude of 5 or more (TH ≧ 5) is represented by (+), and expression variation having an amplitude of less than 5 (TH <5) is represented by (−). When extracting an arbitrary reporter (A + B + ... + n), n waves were integrated and the sum was divided by n to form an average wave. Waves above the threshold were considered changes. In FIG. 18B, the two reporter profiles are integrated and the average profile is shown in red. Waves with an average profile of 5 or more were considered expression waves. Waves can be detected by two reporters. 図19は、本発明で用いたプロモーター含有プラスミド例および本発明の解析の一例を示す。FIG. 19 shows an example of a promoter-containing plasmid used in the present invention and an example of the analysis of the present invention. 図20は、分化誘導初期における数理的解析結果の一例を示す。結果は、分化誘導初期の任意に抽出されたレポーターの組み合わせを変化させて得られた。17のレポーターから、任意の数のレポーターを抽出した。図18Aおよび図18Bに示す方法により、平均プロファイルを求めた。5以上の波動振幅を有するプロファイルを、0〜31.5時間、0〜17.5時間、および17.5〜31.5時間の間隔で評価した。各々の抽出条件下で、抽出数は17であった(17抽出による例示的な組み合わせを示す)。図18Aおよび図18Bは、波動を生じると考えられる組み合わせの比率を示す。解析により、分化誘導は初期には検出されないが、15時間後には検出された。抽出されたレポーターの数は8であり、確実に波動を生じる組み合わせの比率は、100%であった。FIG. 20 shows an example of a mathematical analysis result in the early stage of differentiation induction. The results were obtained by changing the combination of arbitrarily extracted reporters in the early stages of differentiation induction. An arbitrary number of reporters were extracted from the 17 reporters. The average profile was determined by the method shown in FIGS. 18A and 18B. Profiles having a wave amplitude of 5 or more were evaluated at intervals of 0-31.5 hours, 0-17.5 hours, and 17.5-31.5 hours. Under each extraction condition, the number of extractions was 17 (an exemplary combination with 17 extractions is shown). FIG. 18A and FIG. 18B show the ratios of combinations that are considered to generate waves. By analysis, differentiation induction was not detected at an early stage, but was detected after 15 hours. The number of reporters extracted was 8, and the ratio of the combinations that surely generated waves was 100%. 図21は、未分化維持における数理的解析結果の一例を示す。任意に抽出されたレポーターを、未分化状態維持条件下で変化させた。結果は、図20において分化誘導を実施した場合とは有意に異なっていた。図20と比較することにより、細胞が分化誘導されるかまたは未分化状態に維持されるかを判定することが可能であると考えられる。FIG. 21 shows an example of a mathematical analysis result in maintaining undifferentiation. The arbitrarily extracted reporter was changed under undifferentiated state maintenance conditions. The result was significantly different from the case where differentiation induction was performed in FIG. By comparing with FIG. 20, it is considered possible to determine whether a cell is induced to differentiate or is maintained in an undifferentiated state. 図22は、カクテルパーティープロセスの模式図を示す。FIG. 22 shows a schematic diagram of the cocktail party process. 図23は、遺伝子転写スイッチレポーター(本発明において使用されるトランスフェクションプラスミド)の構築例を示す。FIG. 23 shows a construction example of a gene transcription switch reporter (transfection plasmid used in the present invention). 図24は、転写因子レポーターセットの構築例を示す。FIG. 24 shows an example of construction of a transcription factor reporter set. 図25は、転写因子レポーターのアッセイ例を示す。FIG. 25 shows an example of a transcription factor reporter assay. 図26は、骨分化過程における転写因子活性の経時的測定例を示す。ヒト間葉幹細胞(Osirisより入手可能)およびhMSC Osteogenic SingleQuots(BioWhittakerより入手可能)を測定に使用した。FIG. 26 shows an example of time-dependent measurement of transcription factor activity during the bone differentiation process. Human mesenchymal stem cells (available from Osiris) and hMSC Osteogenic SingleQuots (available from BioWhittaker) were used for the measurements. 図27は、転写因子活性の振動現象および位相解析の例を示す。FIG. 27 shows an example of oscillation phenomenon and phase analysis of transcription factor activity. 図28は、細胞のリアルタイム計測装置の例である。FIG. 28 shows an example of a cell real-time measurement apparatus. 図29は、細胞測定装置の拡大模式図を示す。FIG. 29 shows an enlarged schematic diagram of the cell measuring apparatus. 図30は、細胞の測定のスキーム例を示す。FIG. 30 shows an exemplary scheme for cell measurement. 図31は、本発明において使用するグリッドアレイの例を示す。下には、使用した遺伝子名を示す。FIG. 31 shows an example of a grid array used in the present invention. The gene name used is shown below. 図32は、本発明において、グリッドアレイを使用して得られた生データを示す。FIG. 32 shows raw data obtained using a grid array in the present invention. 図33Aは、実施例5において取得した生データのグラフを示す。横縦軸は、蛍光強度(Arbitrary Unit)、横軸は時間(単位は、分)を示す。使用した遺伝子は、pEGFP−N1, pAP1−EGFP, pAP1(PMA)−EGFP, pE2F−EGFP, pGAS−EGFP, pHSE−EGFP, pMyc−EGFP, pNFkB−EGFP, pRb−EGFP, pSRE−EGFP, pp53−EGFP, pCRE−EGFP, pERE−EGFP, pGRE−EGFP, pISRE−EGFP, pNFAT−EGFP, pRARE−EGFP, pSTAT3−EGFP, pTRE−EGFP, pCREB−EGFP, pIkB−EGFP, pp53−EGFP(シグナルプローブ), pCaspase3−Sensorである。FIG. 33A shows a graph of raw data obtained in Example 5. The horizontal axis represents fluorescence intensity (Arbitrary Unit), and the horizontal axis represents time (unit: minutes). The genes used were pEGFP-N1, pAP1-EGFP, pAP1 (PMA) -EGFP, pE2F-EGFP, pGAS-EGFP, pHSE-EGFP, pMyc-EGFP, pNFkB-EGFP, pRb-EGFP, pSRE-P EGFP, pCRE-EGFP, pERE-EGFP, pGRE-EGFP, pISRE-EGFP, pNFAT-EGFP, pRARE-EGFP, pSTAT3-EGFP, pTRE-EGFP, pCREB-EGFP, pIkB-EGFP, pIkB-p53 pCaspase3-Sensor. 図33B〜図33Eは、実施例5において取得したデータの生データを示す。33B to 33E show raw data of data acquired in the fifth embodiment. 図33B〜図33Eは、実施例5において取得したデータの生データを示す。33B to 33E show raw data of data acquired in the fifth embodiment. 図33B〜図33Eは、実施例5において取得したデータの生データを示す。33B to 33E show raw data of data acquired in the fifth embodiment. 図33B〜図33Eは、実施例5において取得したデータの生データを示す。33B to 33E show raw data of data acquired in the fifth embodiment. 図33F〜図33Iは、実施例5において取得したデータの多項式近似の後の計算結果を示す。33F to 33I show calculation results after polynomial approximation of the data acquired in the fifth embodiment. 図33F〜図33Iは、実施例5において取得したデータの多項式近似の後の計算結果を示す。33F to 33I show calculation results after polynomial approximation of the data acquired in the fifth embodiment. 図33F〜図33Iは、実施例5において取得したデータの多項式近似の後の計算結果を示す。33F to 33I show calculation results after polynomial approximation of the data acquired in the fifth embodiment. 図33F〜図33Iは、実施例5において取得したデータの多項式近似の後の計算結果を示す。33F to 33I show calculation results after polynomial approximation of the data acquired in the fifth embodiment. 図33J〜図33Uは、実施例5において取得したデータの1階微分および2階微分後のデータを示す。33J to 33U show data after first-order differentiation and second-order differentiation of the data acquired in the fifth embodiment. 図33J〜図33Uは、実施例5において取得したデータの1階微分および2階微分後のデータを示す。33J to 33U show data after first-order differentiation and second-order differentiation of the data acquired in the fifth embodiment. 図33J〜図33Uは、実施例5において取得したデータの1階微分および2階微分後のデータを示す。33J to 33U show data after first-order differentiation and second-order differentiation of the data acquired in the fifth embodiment. 図33J〜図33Uは、実施例5において取得したデータの1階微分および2階微分後のデータを示す。33J to 33U show data after first-order differentiation and second-order differentiation of the data acquired in the fifth embodiment. 図33J〜図33Uは、実施例5において取得したデータの1階微分および2階微分後のデータを示す。33J to 33U show data after first-order differentiation and second-order differentiation of the data acquired in the fifth embodiment. 図33J〜図33Uは、実施例5において取得したデータの1階微分および2階微分後のデータを示す。33J to 33U show data after first-order differentiation and second-order differentiation of the data acquired in the fifth embodiment. 図33J〜図33Uは、実施例5において取得したデータの1階微分および2階微分後のデータを示す。33J to 33U show data after first-order differentiation and second-order differentiation of the data acquired in the fifth embodiment. 図33J〜図33Uは、実施例5において取得したデータの1階微分および2階微分後のデータを示す。33J to 33U show data after first-order differentiation and second-order differentiation of the data acquired in the fifth embodiment. 図33J〜図33Uは、実施例5において取得したデータの1階微分および2階微分後のデータを示す。33J to 33U show data after first-order differentiation and second-order differentiation of the data acquired in the fifth embodiment. 図33J〜図33Uは、実施例5において取得したデータの1階微分および2階微分後のデータを示す。33J to 33U show data after first-order differentiation and second-order differentiation of the data acquired in the fifth embodiment. 図33J〜図33Uは、実施例5において取得したデータの1階微分および2階微分後のデータを示す。33J to 33U show data after first-order differentiation and second-order differentiation of the data acquired in the fifth embodiment. 図33J〜図33Uは、実施例5において取得したデータの1階微分および2階微分後のデータを示す。33J to 33U show data after first-order differentiation and second-order differentiation of the data acquired in the fifth embodiment. 図34−1〜図34−55は、実施例5において取得した生データを各々の遺伝子ごとに示す(ネガティブコントロールは、「none」で表わされる)。 図34−1は、EGFP−N1の経時的データを示す。 図34−2は、AP1の経時的データを示す。 図34−3は、AP1(PMA)の経時的データを示す。 図34−4は、CREの経時的データを示す。FIGS. 34-1 to 34-55 show the raw data obtained in Example 5 for each gene (the negative control is represented by “none”). FIG. 34-1 shows the time-lapse data of EGFP-N1. FIG. 34-2 shows the time course data of AP1. FIG. 34-3 shows the temporal data of AP1 (PMA). FIG. 34-4 shows CRE data over time. 図34−5は、E2Fの経時的データを示す。 図34−6は、なし(なし(none))の経時的データを示す。 図34−7は、EGFP−N1の経時的データを示す。 図34−8は、AP1のさらなる経時的データを示す。Figure 34-5 shows the time course data for E2F. FIG. 34-6 shows time-lapse data for none (none). FIG. 34-7 shows time-lapse data of EGFP-N1. Figure 34-8 shows further time course data for AP1. 図34−9は、AP1(PMA)のさらなる経時的データを示す。 図34−10は、CREのさらなる経時的データを示す。 図34−11は、E2Fのさらなる経時的データを示す。 図34−12は、EREの経時的データを示す。Figure 34-9 shows further time course data for AP1 (PMA). Figure 34-10 shows further time-lapse data for CRE. Figures 34-11 show additional time course data for E2F. Figure 34-12 shows time-lapse data of ERE. 図34−13は、GASの経時的データを示す。 図34−14は、GREの経時的データを示す。 図34−15は、HSEの経時的データを示す。 図34−16は、ISREの経時的データを示す。Figure 34-13 shows data over time for GAS. Figure 34-14 shows data over time for GRE. Figure 34-15 shows time-lapse data for HSE. Figure 34-16 shows ISRE time course data. 図34−17は、なし(なし(none))のさらなる経時的データを示す。 図34−18は、EREのさらなる経時的データを示す。 図34−19は、GASのさらなる経時的データを示す。 図34−20は、GREのさらなる経時的データを示す。Figures 34-17 show further time-lapse data of none (none). Figures 34-18 show additional time-lapse data for ERE. Figures 34-19 show further time-lapse data for GAS. Figure 34-20 shows further time-lapse data for GRE. 図34−21は、HSEの経時的データを示す。 図34−22は、ISREの経時的データを示す。 図34−23は、Mycの経時的データを示す。 図34−24は、NFATの経時的データを示す。FIGS. 34-21 show HSE data over time. Figure 34-22 shows the time-lapse data of ISRE. FIG. 34-23 shows data over time for Myc. Figures 34-24 show NFAT data over time. 図34−25は、NFkBの経時的データを示す。 図34−26は、RAREの経時的データを示す。 図34−27は、Rbの経時的データを示す。 図34−28は、なし(なし(none))のさらなる経時的データを示す。Figures 34-25 show NFkB data over time. Figures 34-26 show time-lapse data of RARE. Figures 34-27 show the time course data of Rb. Figures 34-28 show further time-lapse data of none (none). 図34−29は、Mycの経時的データを示す。 図34−30は、NFATのさらなる経時的データを示す。 図34−31は、NFkBのさらなる経時的データを示す。 図34−32は、RAREのさらなる経時的データを示す。Figures 34-29 show time-lapse data for Myc. Figures 34-30 show additional time course data for NFAT. Figures 34-31 show further time course data for NFkB. Figures 34-32 show further time-lapse data for RARE. 図34−33は、Rbのさらなる経時的データを示す。 図34−34は、STAT3の経時的データを示す。 図34−35は、SREの経時的データを示す。 図34−36は、TREの経時的データを示す。Figures 34-33 show further time course data for Rb. Figures 34-34 show time-lapse data for STAT3. Figures 34-35 show time-lapse data of SRE. Figures 34-36 show data over time for TRE. 図34−37は、p53の経時的データを示す。 図34−38は、Caspase3の経時的データを示す。 図34−39は、なし(なし(none))のさらなる経時的データを示す。 図34−40は、STAT3の経時的データを示す。Figures 34-37 show p53 time course data. Figures 34-38 show time-lapse data for Caspase3. Figures 34-39 show further time-lapse data of none (none). Figures 34-40 show time-lapse data for STAT3. 図34−41は、SREのさらなる経時的データを示す。 図34−42は、TREのさらなる経時的データを示す。 図34−43は、p53のさらなる経時的データを示す。 図34−44は、Caspase3のさらなる経時的データを示す。Figures 34-41 show further time-lapse data of SRE. Figures 34-42 show further time-lapse data for TRE. Figures 34-43 show additional time course data for p53. Figures 34-44 show further time course data for Caspase3. 図34−45は、CREB−EGFPの経時的データを示す。 図34−46は、IkB−EGFPの経時的データを示す。 図34−47は、pp53−EGFPの経時的データを示す。 図34−48は、なし(none)のさらなる経時的データを示す。Figures 34-45 show time-lapse data of CREB-EGFP. Figures 34-46 show time-lapse data of IkB-EGFP. Figures 34-47 show time course data of pp53-EGFP. Figures 34-48 show further time-lapse data of none. 図34−49は、なし(none)のさらなる経時的データを示す。 図34−50は、なし(none)のさらなる経時的データを示す。 図34−51は、CREB−EGFPのさらなる経時的データを示す。 図34−52は、IkB−EGFPのさらなる経時的データを示す。Figures 34-49 show further time-lapse data for none. Figures 34-50 show further time-lapse data for none. Figures 34-51 show additional time-lapse data for CREB-EGFP. Figures 34-52 show further time course data of IkB-EGFP. 図34−53は、pp53−EGFPのさらなる経時的データを示す。 図34−54は、なし(none)のさらなる経時的データを示す。 図34−55は、なし(none)のさらなる経時的データを示す。Figures 34-53 show further time course data for pp53-EGFP. Figures 34-54 show further time-lapse data for none. Figures 34-55 show further time-lapse data for none. 図35は、実施例7におけるRNAiトランスフェクションアレイのトランスフェクション結果を示す。固相基板上に各レポーター遺伝子を一遺伝子あたり4スポットになるようプリントし、乾燥後、各転写因子に対してのsiRNA(28種類)を対応した レポーター遺伝子がプリントされている座標上にプリントし、乾燥させた。また、コントロールとして、EGFPに対するsiRNAを用い、ネガティブコントロールとしては、scramble RNAをもちいた。その後、LipofectAMINE2000を各遺伝子プリント同一座標にプリントし乾燥させた。その後、フィブロネクチン溶液を同一座標に重ねてプリントし乾燥させた。これに、HeLa−K細胞を播種し、2日間培養を行った後に、蛍光イメージスキャナにて画像を取得した。FIG. 35 shows the transfection results of the RNAi transfection array in Example 7. Each reporter gene is printed on a solid phase substrate so that there are 4 spots per gene, and after drying, siRNA (28 types) for each transcription factor is printed on the coordinates where the corresponding reporter genes are printed. , Dried. Moreover, siRNA for EGFP was used as a control, and scramble RNA was used as a negative control. Thereafter, LipofectAMINE2000 was printed on the same coordinates as each gene print and dried. Thereafter, the fibronectin solution was printed on the same coordinates and dried. HeLa-K cells were seeded on this and cultured for 2 days, and then images were acquired with a fluorescent image scanner. 図36A〜図36Eは、実施例7におけるRNAiトランスフェクションアレイのトランスフェクション結果を細胞ごとに示す。各レポーターの蛍光強度を画像解析によって定量化した後に、ネガティブコントロールであるスクランブルRNAをプリントした各レポーターの強度に対する比率を算出した。これを、各レポーター・各細胞に対して全て行った結果を示している。D:pDsRed2−1(プロモーターのないベクター:shRNAに対するネガティブコントロール)。G:pEGEP−N1(緑色蛍光タンパク質発現ベクター:本明細書中で使用されるshRNAの標的遺伝子)。sh:pPUR6iGFP272(EGFP遺伝子の発現を抑制するベクター型RNAi)。D+Gなど:Dは、Gがプリントされる前にプリントされる(プリンティングオーダーが記載される)。D+G(7:3)など:Dの対G比、ここで、D遺伝子およびG遺伝子の総量は、2μgであり、D遺伝子の対G遺伝子比は、7:3であった。36A to 36E show the transfection results of the RNAi transfection array in Example 7 for each cell. After quantifying the fluorescence intensity of each reporter by image analysis, the ratio to the intensity of each reporter printed with scrambled RNA as a negative control was calculated. The results are shown for all reporters and cells. D: pDsRed2-1 (promoter-free vector: negative control for shRNA). G: pEGEP-N1 (green fluorescent protein expression vector: shRNA target gene used herein). sh: pPUR6iGFP272 (vector RNAi that suppresses the expression of the EGFP gene). D + G etc .: D is printed before G is printed (printing order is written). D + G (7: 3) etc .: D to G ratio, where the total amount of D gene and G gene was 2 μg, and the D gene to G gene ratio was 7: 3. 図36A〜図36Eは、実施例7におけるRNAiトランスフェクションアレイのトランスフェクション結果を細胞ごとに示す。各レポーターの蛍光強度を画像解析によって定量化した後に、ネガティブコントロールであるスクランブルRNAをプリントした各レポーターの強度に対する比率を算出した。これを、各レポーター・各細胞に対して全て行った結果を示している。D:pDsRed2−1(プロモーターのないベクター:shRNAに対するネガティブコントロール)。G:pEGEP−N1(緑色蛍光タンパク質発現ベクター:本明細書中で使用されるshRNAの標的遺伝子)。sh:pPUR6iGFP272(EGFP遺伝子の発現を抑制するベクター型RNAi)。D+Gなど:Dは、Gがプリントされる前にプリントされる(プリンティングオーダーが記載される)。D+G(7:3)など:Dの対G比、ここで、D遺伝子およびG遺伝子の総量は、2μgであり、D遺伝子の対G遺伝子比は、7:3であった。36A to 36E show the transfection results of the RNAi transfection array in Example 7 for each cell. After quantifying the fluorescence intensity of each reporter by image analysis, the ratio to the intensity of each reporter printed with scrambled RNA as a negative control was calculated. The results are shown for all reporters and cells. D: pDsRed2-1 (promoter-free vector: negative control for shRNA). G: pEGEP-N1 (green fluorescent protein expression vector: shRNA target gene used herein). sh: pPUR6iGFP272 (vector RNAi that suppresses the expression of the EGFP gene). D + G etc .: D is printed before G is printed (printing order is written). D + G (7: 3) etc .: D to G ratio, where the total amount of D gene and G gene was 2 μg, and the D gene to G gene ratio was 7: 3. 図36A〜図36Eは、実施例7におけるRNAiトランスフェクションアレイのトランスフェクション結果を細胞ごとに示す。各レポーターの蛍光強度を画像解析によって定量化した後に、ネガティブコントロールであるスクランブルRNAをプリントした各レポーターの強度に対する比率を算出した。これを、各レポーター・各細胞に対して全て行った結果を示している。D:pDsRed2−1(プロモーターのないベクター:shRNAに対するネガティブコントロール)。G:pEGEP−N1(緑色蛍光タンパク質発現ベクター:本明細書中で使用されるshRNAの標的遺伝子)。sh:pPUR6iGFP272(EGFP遺伝子の発現を抑制するベクター型RNAi)。D+Gなど:Dは、Gがプリントされる前にプリントされる(プリンティングオーダーが記載される)。D+G(7:3)など:Dの対G比、ここで、D遺伝子およびG遺伝子の総量は、2μgであり、D遺伝子の対G遺伝子比は、7:3であった。36A to 36E show the transfection results of the RNAi transfection array in Example 7 for each cell. After quantifying the fluorescence intensity of each reporter by image analysis, the ratio to the intensity of each reporter printed with scrambled RNA as a negative control was calculated. The results are shown for all reporters and cells. D: pDsRed2-1 (promoter-free vector: negative control for shRNA). G: pEGEP-N1 (green fluorescent protein expression vector: shRNA target gene used herein). sh: pPUR6iGFP272 (vector RNAi that suppresses the expression of the EGFP gene). D + G etc .: D is printed before G is printed (printing order is written). D + G (7: 3) etc .: D to G ratio, where the total amount of D gene and G gene was 2 μg, and the D gene to G gene ratio was 7: 3. 図36A〜図36Eは、実施例7におけるRNAiトランスフェクションアレイのトランスフェクション結果を細胞ごとに示す。各レポーターの蛍光強度を画像解析によって定量化した後に、ネガティブコントロールであるスクランブルRNAをプリントした各レポーターの強度に対する比率を算出した。これを、各レポーター・各細胞に対して全て行った結果を示している。D:pDsRed2−1(プロモーターのないベクター:shRNAに対するネガティブコントロール)。G:pEGEP−N1(緑色蛍光タンパク質発現ベクター:本明細書中で使用されるshRNAの標的遺伝子)。sh:pPUR6iGFP272(EGFP遺伝子の発現を抑制するベクター型RNAi)。D+Gなど:Dは、Gがプリントされる前にプリントされる(プリンティングオーダーが記載される)。D+G(7:3)など:Dの対G比、ここで、D遺伝子およびG遺伝子の総量は、2μgであり、D遺伝子の対G遺伝子比は、7:3であった。36A to 36E show the transfection results of the RNAi transfection array in Example 7 for each cell. After quantifying the fluorescence intensity of each reporter by image analysis, the ratio to the intensity of each reporter printed with scrambled RNA as a negative control was calculated. The results are shown for all reporters and cells. D: pDsRed2-1 (promoter-free vector: negative control for shRNA). G: pEGEP-N1 (green fluorescent protein expression vector: shRNA target gene used herein). sh: pPUR6iGFP272 (vector RNAi that suppresses the expression of the EGFP gene). D + G etc .: D is printed before G is printed (printing order is written). D + G (7: 3) etc .: D to G ratio, where the total amount of D gene and G gene was 2 μg, and the D gene to G gene ratio was 7: 3. 図36A〜図36Eは、実施例7におけるRNAiトランスフェクションアレイのトランスフェクション結果を細胞ごとに示す。各レポーターの蛍光強度を画像解析によって定量化した後に、ネガティブコントロールであるスクランブルRNAをプリントした各レポーターの強度に対する比率を算出した。これを、各レポーター・各細胞に対して全て行った結果を示している。D:pDsRed2−1(プロモーターのないベクター:shRNAに対するネガティブコントロール)。G:pEGEP−N1(緑色蛍光タンパク質発現ベクター:本明細書中で使用されるshRNAの標的遺伝子)。sh:pPUR6iGFP272(EGFP遺伝子の発現を抑制するベクター型RNAi)。D+Gなど:Dは、Gがプリントされる前にプリントされる(プリンティングオーダーが記載される)。D+G(7:3)など:Dの対G比、ここで、D遺伝子およびG遺伝子の総量は、2μgであり、D遺伝子の対G遺伝子比は、7:3であった。36A to 36E show the transfection results of the RNAi transfection array in Example 7 for each cell. After quantifying the fluorescence intensity of each reporter by image analysis, the ratio to the intensity of each reporter printed with scrambled RNA as a negative control was calculated. The results are shown for all reporters and cells. D: pDsRed2-1 (promoter-free vector: negative control for shRNA). G: pEGEP-N1 (green fluorescent protein expression vector: shRNA target gene used herein). sh: pPUR6iGFP272 (vector RNAi that suppresses the expression of the EGFP gene). D + G etc .: D is printed before G is printed (printing order is written). D + G (7: 3) etc .: D to G ratio, where the total amount of D gene and G gene was 2 μg, and the D gene to G gene ratio was 7: 3. 図37は、実施例8におけるRNAiトランスフェクションアレイのトランスフェクション結果を示す。固相基板上に示す各レポーター遺伝子発現ユニットPCR断片を一遺伝子あたり4スポットになるようプリントし、乾燥後、各転写因子に対してのsiRNA(28種類)を対応したレポーター遺伝子がプリントされている座標上にプリントし、乾燥させた。また、コントロールとして、EGFPに対するsiRNAを用い、ネガティブコントロールとしては、スクランブルRNAをもちいた。その後、LipofectAMINE2000を各遺伝子プリント同一座標にプリントし乾燥させた。その後、フィブロネクチン溶液を同一座標に重ねてプリントした。これに、HeLa−K細胞を播種し、2日間培養を行った後に、蛍光イメージスキャナにて画像を取得した。FIG. 37 shows the transfection results of the RNAi transfection array in Example 8. Each reporter gene expression unit PCR fragment shown on the solid phase substrate is printed so that there are 4 spots per gene, and after drying, reporter genes corresponding to siRNA (28 types) for each transcription factor are printed. Printed on the coordinates and dried. Moreover, siRNA for EGFP was used as a control, and scrambled RNA was used as a negative control. Thereafter, LipofectAMINE2000 was printed on the same coordinates as each gene print and dried. Thereafter, the fibronectin solution was printed in the same coordinates. HeLa-K cells were seeded on this and cultured for 2 days, and then images were acquired with a fluorescent image scanner. 図38A〜図38Dは、実施例7におけるRNAiトランスフェクションアレイのトランスフェクション結果を細胞ごとに示す。各レポーターの蛍光強度を画像解析によって定量化した後に、ネガティブコントロールであるスクランブルRNAをプリントした各レポーターの強度に対する比率を算出した。これを、各レポーター各細胞に対してすべて行った結果を示している。38A to 38D show the transfection results of the RNAi transfection array in Example 7 for each cell. After quantifying the fluorescence intensity of each reporter by image analysis, the ratio to the intensity of each reporter printed with scrambled RNA as a negative control was calculated. This shows the results of all the reporters for each cell. 図38A〜図38Dは、実施例7におけるRNAiトランスフェクションアレイのトランスフェクション結果を細胞ごとに示す。各レポーターの蛍光強度を画像解析によって定量化した後に、ネガティブコントロールであるスクランブルRNAをプリントした各レポーターの強度に対する比率を算出した。これを、各レポーター各細胞に対してすべて行った結果を示している。38A to 38D show the transfection results of the RNAi transfection array in Example 7 for each cell. After quantifying the fluorescence intensity of each reporter by image analysis, the ratio to the intensity of each reporter printed with scrambled RNA as a negative control was calculated. This shows the results of all the reporters for each cell. 図38A〜図38Dは、実施例7におけるRNAiトランスフェクションアレイのトランスフェクション結果を細胞ごとに示す。各レポーターの蛍光強度を画像解析によって定量化した後に、ネガティブコントロールであるスクランブルRNAをプリントした各レポーターの強度に対する比率を算出した。これを、各レポーター各細胞に対してすべて行った結果を示している。38A to 38D show the transfection results of the RNAi transfection array in Example 7 for each cell. After quantifying the fluorescence intensity of each reporter by image analysis, the ratio to the intensity of each reporter printed with scrambled RNA as a negative control was calculated. This shows the results of all the reporters for each cell. 図38A〜図38Dは、実施例7におけるRNAiトランスフェクションアレイのトランスフェクション結果を細胞ごとに示す。各レポーターの蛍光強度を画像解析によって定量化した後に、ネガティブコントロールであるスクランブルRNAをプリントした各レポーターの強度に対する比率を算出した。これを、各レポーター各細胞に対してすべて行った結果を示している。38A to 38D show the transfection results of the RNAi transfection array in Example 7 for each cell. After quantifying the fluorescence intensity of each reporter by image analysis, the ratio to the intensity of each reporter printed with scrambled RNA as a negative control was calculated. This shows the results of all the reporters for each cell. 図39は、実施例9において得たPCR断片の構造を示す。FIG. 39 shows the structure of the PCR fragment obtained in Example 9. 図40は、pEGFP−N1の構造を示す。FIG. 40 shows the structure of pEGFP-N1. 図41は、環状DNAとPCR断片とを用いたトランスフェクションマイクロアレイのトランスフェクト効率の比較を示す。FIG. 41 shows a comparison of transfection efficiency of transfection microarrays using circular DNA and PCR fragments. 図42は、テトラサイクリン依存性プロモーターを使用したときの変化の様子を示す。FIG. 42 shows changes when a tetracycline-dependent promoter is used. 図43は、テトラサイクリン依存性プロモーターおよびテトラサイクリン非依存性プロモーターを用いたときの、発現の様子を示す図である。FIG. 43 is a diagram showing the state of expression when a tetracycline-dependent promoter and a tetracycline-independent promoter are used. 図44は、細胞プロファイルデータを生成するための本発明のシステム構成例である。FIG. 44 shows an example of the system configuration of the present invention for generating cell profile data.

(配列表の説明)
配列番号1:フィブロネクチンの核酸配列(ヒト)
配列番号2:フィブロネクチンのアミノ酸配列(ヒト)
配列番号3:ビトロネクチンの核酸配列(マウス)
配列番号4:ビトロネクチンのアミノ酸配列(マウス)
配列番号5:ラミニンの核酸配列(マウスα鎖)
配列番号6:ラミニンのアミノ酸配列(マウスα鎖)
配列番号7:ラミニンの核酸配列(マウスβ鎖)
配列番号8:ラミニンのアミノ酸配列(マウスβ鎖)
配列番号9:ラミニンの核酸配列(マウスγ鎖)
配列番号10:ラミニンのアミノ酸配列(マウスγ鎖)
配列番号11:フィブロネクチンのアミノ酸配列(ウシ)
配列番号12:実施例9で用いたプライマー1
配列番号13:実施例9で用いたプライマー2
配列番号14:実施例9のPCR反応できたPCR断片
配列番号15:マウスの嗅覚レセプターI7(heptanal−sensitive)の核酸(Genbank登録番号(Accession Number)AF106007)
配列番号16:配列番号15に記載の核酸にコードされるタンパク質
配列番号17:マウスの嗅覚レセプターS46の核酸(Genbank登録番号AF121979)
配列番号18:配列番号17に記載の核酸にコードされるタンパク質
配列番号19:マウスのGタンパク質αサブユニットの核酸(Genbank登録番号M36778)
配列番号20:配列番号19に記載の核酸にコードされるタンパク質
配列番号21:マウスのGタンパク質βサブユニットの核酸(Genbank登録番号M87286)
配列番号22:配列番号21に記載の核酸にコードされるタンパク質
配列番号23:マウスのGタンパク質γサブユニットの核酸(Genbank登録番号U37527)
配列番号24:配列番号23に記載の核酸にコードされるタンパク質
配列番号25:実施例16において示されるmiRNAの例
配列番号26:実施例10において使用されるTet−Offの配列
配列番号27:実施例10において使用されるTet−onの配列
配列番号28:ラミニンの5アミノ酸分子(実施例1)
配列番号29:実施例10において使用されるpTRE−d2EGFPの配列
(Explanation of sequence listing)
SEQ ID NO: 1: Fibronectin nucleic acid sequence (human)
SEQ ID NO: 2: amino acid sequence of fibronectin (human)
SEQ ID NO: 3: nucleic acid sequence of vitronectin (mouse)
SEQ ID NO: 4: Amino acid sequence of vitronectin (mouse)
SEQ ID NO: 5: Laminin nucleic acid sequence (mouse α chain)
SEQ ID NO: 6: amino acid sequence of laminin (mouse α chain)
SEQ ID NO: 7: Laminin nucleic acid sequence (mouse β chain)
SEQ ID NO: 8: amino acid sequence of laminin (mouse β chain)
SEQ ID NO: 9: Laminin nucleic acid sequence (mouse γ chain)
SEQ ID NO: 10: amino acid sequence of laminin (mouse γ chain)
SEQ ID NO: 11: Amino acid sequence of fibronectin (bovine)
SEQ ID NO: 12: Primer 1 used in Example 9
SEQ ID NO: 13: Primer 2 used in Example 9
SEQ ID NO: 14: PCR fragment obtained by PCR reaction of Example 9 SEQ ID NO: 15: Nucleic acid of mouse olfactory receptor I7 (Heptanal-sensitive) (Genbank accession number (Accession Number) AF106007)
SEQ ID NO: 16: protein encoded by the nucleic acid described in SEQ ID NO: 15 SEQ ID NO: 17: Nucleic acid of mouse olfactory receptor S46 (Genbank accession number AF121979)
SEQ ID NO: 18: Protein encoded by the nucleic acid described in SEQ ID NO: 17 SEQ ID NO: 19: Nucleic acid of mouse G protein α subunit (Genbank accession number M36778)
SEQ ID NO: 20: protein encoded by the nucleic acid described in SEQ ID NO: 19 SEQ ID NO: 21: Nucleic acid of mouse G protein β subunit (Genbank accession number M87286)
SEQ ID NO: 22: Protein encoded by the nucleic acid described in SEQ ID NO: 21 SEQ ID NO: 23: Nucleic acid of mouse G protein γ subunit (Genbank accession number U37527)
SEQ ID NO: 24: protein encoded by the nucleic acid described in SEQ ID NO: 23 SEQ ID NO: 25: Example of miRNA shown in Example 16 SEQ ID NO: 26: Tet-Off sequence used in Example 10 SEQ ID NO: 27: Implementation Sequence of Tet-on used in Example 10 SEQ ID NO: 28: 5 amino acid molecule of laminin (Example 1)
SEQ ID NO: 29: Sequence of pTRE-d2EGFP used in Example 10

Claims (49)

細胞状態を提示する方法であって、
a)該細胞に由来する遺伝子から選択される少なくとも1つの遺伝子に関連する遺伝子状態を経時的にモニターすることより、該細胞の経時プロファイルを得る工程;および
b)該経時プロファイルを提示する工程;
を包含する、方法。
A method for presenting a cell state comprising:
a) obtaining a time profile of the cell by monitoring over time a gene state associated with at least one gene selected from genes derived from the cell; and b) presenting the time profile;
Including the method.
前記細胞を固相支持体に固定する工程をさらに包含する、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, further comprising fixing the cells to a solid support. 前記経時プロファイルは、リアルタイムで提示される、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the time profile is presented in real time. 前記遺伝子は、転写制御配列を含み、前記遺伝子状態は、該遺伝子の発現を含む、請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the gene comprises a transcriptional regulatory sequence and the gene state comprises expression of the gene. 細胞状態を判定する方法であって、
a)該細胞に由来する遺伝子から選択される少なくとも1つの遺伝子に関連する遺伝子状態を経時的にモニターすることにより、該細胞の経時プロファイルを得る工程;および
b)該遺伝子状態の経時プロファイルに基づいて、該細胞状態を判定する工程、
を包含する、方法。
A method of determining a cell state,
a) obtaining a time profile of the cell by monitoring over time a gene status associated with at least one gene selected from genes derived from the cell; and b) based on the time profile of the gene status Determining the cell state,
Including the method.
前記細胞を固相支持体に固定する工程をさらに包含する、請求項5に記載の方法。   6. The method of claim 5, further comprising fixing the cells to a solid support. 前記遺伝子は、転写制御配列を含み、かつ前記遺伝子状態は、前記遺伝子の発現を含む、請求項5に記載の方法。 6. The method of claim 5, wherein the gene includes a transcriptional regulatory sequence and the gene state includes expression of the gene. 前記経時プロファイルと前記細胞状態とを、前記経時プロファイルを得る工程の前に相関付ける工程をさらに包含する、請求項5に記載の方法。   6. The method of claim 5, further comprising correlating the time course profile and the cellular state prior to obtaining the time course profile. 前記転写制御配列は、プロモーター、エンハンサー、サイレンサー、ゲノム中構造遺伝子の他のフランキング配列およびエキソン以外のゲノム配列からなる群より選択を含む、請求項7に記載の方法。   8. The method of claim 7, wherein the transcription control sequence comprises a selection from the group consisting of promoters, enhancers, silencers, other flanking sequences of structural genes in the genome, and genomic sequences other than exons. 前記転写制御配列は、構成的プロモーター、特異的プロモーターおよび誘導性プロモーターからなる群より選択される少なくとも1つのプロモーターを含む、請求項7に記載の方法。   8. The method of claim 7, wherein the transcription control sequence comprises at least one promoter selected from the group consisting of a constitutive promoter, a specific promoter and an inducible promoter. 前記モニターされる転写制御配列は、少なくとも2つの転写制御配列を含む、請求項7に記載の方法。   8. The method of claim 7, wherein the monitored transcription control sequence comprises at least two transcription control sequences. 前記モニターされる転写制御配列は、少なくとも3つの転写制御配列を含む、請求項7に記載の方法。   8. The method of claim 7, wherein the monitored transcription control sequence comprises at least three transcription control sequences. 前記モニターされる転写制御配列は、少なくとも8つの転写制御配列を含む、請求項7に記載の方法。   8. The method of claim 7, wherein the monitored transcription control sequence comprises at least 8 transcription control sequences. 前記転写制御配列から、少なくとも1つの転写制御配列を任意に選択する工程をさらに包含する、請求項7に記載の方法。   The method according to claim 7, further comprising the step of optionally selecting at least one transcription control sequence from the transcription control sequence. 前記経時プロファイルは、リアルタイムで提示される、請求項5に記載の方法。   The method of claim 5, wherein the time profile is presented in real time. 前記細胞の前記状態は、分化状態、未分化状態、外来因子に対する細胞応答、細胞周期および増殖状態からなる群より選択される、請求項5に記載の方法。   6. The method of claim 5, wherein the state of the cell is selected from the group consisting of a differentiated state, an undifferentiated state, a cellular response to a foreign factor, a cell cycle, and a proliferative state. 前記細胞は、幹細胞および体細胞からなる群より選択される、請求項5に記載の方法。   6. The method of claim 5, wherein the cell is selected from the group consisting of stem cells and somatic cells. 前記細胞は、付着細胞、浮遊細胞、組織形成細胞およびそれらの混合物からなる群より選択される、請求項5に記載の方法。   6. The method of claim 5, wherein the cells are selected from the group consisting of adherent cells, floating cells, tissue forming cells, and mixtures thereof. 前記固相支持体は、基板を含む、請求項6に記載の方法。   The method of claim 6, wherein the solid support comprises a substrate. 前記細胞は、前記転写制御配列および該転写制御配列と作動可能に連結されるレポーター遺伝子配列を含む核酸分子でトランスフェクトされる、請求項7に記載の方法。   8. The method of claim 7, wherein the cell is transfected with a nucleic acid molecule comprising the transcription control sequence and a reporter gene sequence operably linked to the transcription control sequence. 前記トランスフェクションは固相上または液相中で行われる、請求項20に記載の方法。   21. The method of claim 20, wherein the transfection is performed on a solid phase or in a liquid phase. 前記工程b)は、前記経時プロファイルの、位相比較、信号処理法および多変量解析からなる群より選択される数学処理を包含する、請求項5に記載の方法。   6. The method of claim 5, wherein step b) comprises a mathematical process selected from the group consisting of phase comparison, signal processing method and multivariate analysis of the temporal profile. 前記工程b)は、前記細胞の経時プロファイルとコントロールプロファイルとの差分を計算する工程を包含する、請求項5に記載の方法。   6. The method of claim 5, wherein step b) comprises calculating a difference between the time profile of the cell and a control profile. 外来因子と、該外来因子に対する細胞の応答とを相関付けるための方法であって、該方法は:
a)該細胞を該外来因子に曝露する工程;
b)該細胞に由来する転写制御因子からなる群から選択される少なくとも1つの転写制御因子に関連する転写状態を経時的にモニターすることにより、該細胞の経時プロファイルを得る工程;および
c)該外来因子と、該経時プロファイルとを相関付ける工程;
を包含する、方法。
A method for correlating a foreign factor and a cellular response to the foreign factor, the method comprising:
a) exposing the cell to the exogenous factor;
b) obtaining a temporal profile of the cell by monitoring over time a transcriptional state associated with at least one transcriptional regulatory factor selected from the group consisting of transcriptional regulatory factors derived from the cell; and c) Correlating the exogenous factor with the time course profile;
Including the method.
前記細胞は、固相支持体に固定化されている、請求項24に記載の方法。   25. The method of claim 24, wherein the cells are immobilized on a solid support. 外来因子の各々についての前記細胞の経時プロファイルを得るために、該細胞を少なくとも2つの外来因子に曝す工程をさらに包含する、請求項24に記載の方法。   25. The method of claim 24, further comprising exposing the cells to at least two foreign factors to obtain a time profile of the cells for each of the foreign factors. 前記少なくとも2つの経時プロファイルを種類に分割する工程、および該各々の経時プロファイルに対応する前記外来因子を種類に分類する工程をさらに包含する、請求項26に記載の方法。   27. The method of claim 26, further comprising dividing the at least two time-lapse profiles into types and classifying the exogenous factor corresponding to each time-lapse profile into types. 前記転写制御因子は、構成性プロモーターを含む、請求項24に記載の方法。   25. The method of claim 24, wherein the transcriptional regulatory factor comprises a constitutive promoter. 前記転写制御因子は、誘導性プロモーターを含む、請求項24に記載の方法。   25. The method of claim 24, wherein the transcriptional regulatory factor comprises an inducible promoter. 前記経時プロファイルは、リアルタイムで提示される、請求項24に記載の方法。   25. The method of claim 24, wherein the time profile is presented in real time. 前記工程c)において、前記外来因子は、前記経時プロファイルの位相に基づいた経時プロファイルに関連する、請求項24に記載の方法。   25. The method of claim 24, wherein in step c), the exogenous factor is associated with a temporal profile based on the phase of the temporal profile. 前記細胞は、アレイ上で培養される、請求項24に記載の方法。   25. The method of claim 24, wherein the cells are cultured on an array. 前記工程(b)は、前記アレイから画像データを得る工程を包含する、請求項32に記載の方法。   The method of claim 32, wherein step (b) includes obtaining image data from the array. 前記(c)は、前記経時プロファイルの相を、別の経時プロファイルの位相から区別する工程を包含する、請求項26に記載の方法。   27. The method of claim 26, wherein (c) comprises distinguishing the phase of the time profile from the phase of another time profile. 前記外来因子は、温度変化、湿度変化、電磁波、電位差、可視光線、赤外線、紫外線、X線、化学物質、圧力、重力変化、ガス分圧および浸透圧からなる群から選択される、請求項24に記載の方法。   25. The exogenous factor is selected from the group consisting of temperature change, humidity change, electromagnetic wave, potential difference, visible light, infrared ray, ultraviolet ray, X-ray, chemical substance, pressure, gravity change, gas partial pressure and osmotic pressure. The method described in 1. 前記化学物質は、生体分子、化学合成物または培地である、請求項35に記載の方法。   36. The method of claim 35, wherein the chemical substance is a biomolecule, a chemical composition, or a culture medium. 前記生体分子は、核酸、タンパク質、脂質、糖、プロテオリピッド、リポプロテイン、糖タンパク質およびプロテオグリカンからなる群から選択される、請求項36に記載の方法。   37. The method of claim 36, wherein the biomolecule is selected from the group consisting of nucleic acids, proteins, lipids, sugars, proteolipids, lipoproteins, glycoproteins and proteoglycans. 前記生体分子は、ホルモンである、請求項36に記載の方法。   38. The method of claim 36, wherein the biomolecule is a hormone. 前記生体分子は、サイトカインである、請求項36に記載の方法。   38. The method of claim 36, wherein the biomolecule is a cytokine. 前記生体分子は、細胞接着因子である、請求項36に記載の方法。   37. The method of claim 36, wherein the biomolecule is a cell adhesion factor. 前記生体分子は、細胞外マトリックスである、請求項36に記載の方法。   38. The method of claim 36, wherein the biomolecule is an extracellular matrix. 前記化学物質は、レセプターのアゴニストまたはアンタゴニストである、請求項35に記載の方法。   36. The method of claim 35, wherein the chemical is a receptor agonist or antagonist. 経時プロファイルに基づいて、細胞に与えられた未同定の外来因子を推定するための方法であって、
a)該細胞を複数の既知の外来因子に曝露する工程;
b)該細胞由来の転写制御因子からなる群から選択される少なくとも1つの転写制御因子に関連する転写状態を経時的にモニターすることにより、既知の外来因子の各々に対する該細胞の経時プロファイルを得る工程;
c)該既知の外来因子と、該経時プロファイルの各々とを相関付ける工程;
d)該細胞を該未同定の外来因子に曝露する工程;
e)該選択された転写制御配列の転写状態を経時的にモニターすることにより、該未同定の外来因子の経時プロファイルを得る工程;
f)該工程(b)で得られた経時プロファイルから、該工程(e)で得られた経時プロファイルに対応するプロファイルを判定する工程;および
g)該未同定の外来因子は、該工程(f)において判定されたプロファイルに対応する該既知の外来因子であることを判定する工程;
を包含する、方法。
A method for estimating an unidentified foreign factor given to a cell based on a temporal profile,
a) exposing the cell to a plurality of known foreign factors;
b) obtaining a temporal profile of the cell for each of the known foreign factors by monitoring over time the transcriptional state associated with at least one transcriptional regulatory factor selected from the group consisting of transcriptional regulators derived from the cell Process;
c) correlating the known foreign factor with each of the time profiles;
d) exposing the cell to the unidentified foreign factor;
e) obtaining a temporal profile of the unidentified foreign factor by monitoring the transcriptional state of the selected transcription control sequence over time;
f) determining a profile corresponding to the time profile obtained in step (e) from the time profile obtained in step (b); and g) the unidentified foreign factor is the step (f Determining the known exogenous factor corresponding to the profile determined in
Including the method.
経時プロファイルに基づいて、細胞に与えられた未同定の外来因子を推定するための方法であって、
a)該細胞に存在する転写制御配列から選択される少なくとも1つの転写制御配列に関して、既知の外来因子と、該既知の外来因子に対応する該細胞の経時プロファイルとの間の相関関係に関するデータを提供する工程;
b)該細胞を該未同定の外来因子に曝露する工程;
c)該選択された転写制御配列に関連する転写状態を経時的にモニターすることにより、該細胞の経時プロファイルを得る工程;
d)該工程(a)において提供された、該経時プロファイルから、該工程(c)において得られた経時プロファイルに対応するプロファイルを判定する工程;および
e)該未同定の外来因子は、該工程d)における該判定されたプロファイルに対応する該既知の外来因子であることを判定する工程;
を包含する、方法。
A method for estimating an unidentified foreign factor given to a cell based on a temporal profile,
a) for at least one transcriptional control sequence selected from the transcriptional control sequences present in the cell, data relating to the correlation between the known foreign factor and the time profile of the cell corresponding to the known foreign factor Providing a process;
b) exposing the cell to the unidentified foreign factor;
c) obtaining a temporal profile of the cell by monitoring the transcriptional state associated with the selected transcriptional control sequence over time;
d) determining from the time profile provided in step (a) a profile corresponding to the time profile obtained in step (c); and e) the unidentified foreign factor is the step determining the known exogenous factor corresponding to the determined profile in d);
Including the method.
細胞状態を提示するためのシステムであって、
a)該細胞に由来する転写制御配列からなる群から選択される少なくとも1つの転写制御配列に関連する転写状態を経時的にモニターすることにより、該細胞の経時プロファイルを得るための手段;および
b)該経時プロファイルを提示するための手段;
を備える、システム。
A system for presenting a cell state,
a) means for obtaining a time profile of the cell by monitoring over time the transcriptional state associated with at least one transcription control sequence selected from the group consisting of transcription control sequences derived from the cell; and b ) Means for presenting the time-lapse profile;
A system comprising:
細胞状態を判定するためのシステムであって、
a)該細胞に由来する転写制御配列からなる群から選択される少なくとも1つの転写制御配列に関連する転写状態を経時的にモニターすることにより、該細胞の経時プロファイルを得るための手段;および
b)該経時プロファイルに基づいて、該細胞状態を判定するための手段、
を備える、システム。
A system for determining a cell state,
a) means for obtaining a time profile of the cell by monitoring over time the transcriptional state associated with at least one transcription control sequence selected from the group consisting of transcription control sequences derived from the cell; and b ) Means for determining the cellular state based on the time profile;
A system comprising:
外来因子と、該外来因子に対する細胞の応答とを相関付けるためのシステムであって、
a)該細胞を該外来因子に曝露する手段;
b)該細胞由来のプロモーターからなる群から選択される少なくとも1つのプロモーターに関連する転写状態を経時的にモニターすることにより、該細胞の経時プロファイルを得るための手段;および
c)該外来因子と、該経時プロファイルとを相関付けるための手段;
を備える、システム。
A system for correlating a foreign factor with a cellular response to the foreign factor,
a) means for exposing the cells to the exogenous factor;
b) means for obtaining a time profile of the cell by monitoring over time the transcriptional state associated with at least one promoter selected from the group consisting of promoters from the cell; and c) the exogenous factor; Means for correlating the time profile;
A system comprising:
経時プロファイルに基づいて、細胞に与えられた未同定の外来因子を推定するためのシステムであって、
a)該細胞を複数の既知の外来因子に曝露するための手段;
b)該細胞由来の転写制御因子からなる群から選択される少なくとも1つの転写制御因子に関連する転写状態を経時的にモニターすることにより、既知の外来因子の各々に対する該細胞の経時プロファイルを得るための手段;
c)該既知の外来因子と、該経時プロファイルの各々とを相関付けるための手段;
d)該細胞を該未同定の外来因子に曝露するための手段;
e)該選択された転写制御配列の転写状態を経時的にモニターすることにより、該未同定の外来因子の経時プロファイルを得るための手段;
f)該手段(b)で得られた経時プロファイルの中から、該手段(e)で得られた経時プロファイルに対応するプロファイルを判定するための手段;および
g)該未同定の外来因子は、該手段(f)において判定されたプロファイルに対応する該既知の外来因子であることを判定する手段;
を備える、システム。
A system for estimating an unidentified foreign factor given to a cell based on a temporal profile,
a) means for exposing the cells to a plurality of known foreign factors;
b) obtaining a temporal profile of the cell for each of the known foreign factors by monitoring over time the transcriptional state associated with at least one transcriptional regulatory factor selected from the group consisting of transcriptional regulators derived from the cell Means for:
c) means for correlating the known foreign factor with each of the time profiles;
d) means for exposing the cells to the unidentified foreign factor;
e) means for obtaining a time profile of the unidentified foreign factor by monitoring the transcriptional state of the selected transcription control sequence over time;
f) means for determining a profile corresponding to the time profile obtained by the means (e) from the time profile obtained by the means (b); and g) the unidentified foreign factor is: Means for determining that it is the known foreign factor corresponding to the profile determined in said means (f);
A system comprising:
経時プロファイルに基づいて、細胞に与えられた未同定の外来因子を推定するためのシステムであって、
a)該細胞に存在する転写制御配列から選択される少なくとも1つの転写制御配列に関して、既知の外来因子と、該既知の外来因子に対応する該細胞の経時プロファイルとの間の相関関係に関するデータを提供するための手段;
b)該細胞を該未同定の外来因子に曝露するための手段;
c)該選択された転写制御配列に関連する転写状態を経時的にモニターすることにより、該細胞の経時プロファイルを得るための手段;
d)該手段(a)において得られた、該経時プロファイルから、該手段(c)において得られた経時プロファイルに対応するプロファイルを判定するための手段;および
e)該未同定の外来因子は、該手段d)における該判定されたプロファイルに対応する該既知の外来因子であることを判定するための手段;
を備える、システム。
A system for estimating an unidentified foreign factor given to a cell based on a temporal profile,
a) for at least one transcriptional control sequence selected from the transcriptional control sequences present in the cell, data relating to the correlation between the known foreign factor and the time profile of the cell corresponding to the known foreign factor Means for providing;
b) means for exposing the cells to the unidentified foreign factor;
c) means for obtaining a time profile of the cell by monitoring the transcriptional state associated with the selected transcription control sequence over time;
d) a means for determining a profile corresponding to the time profile obtained in the means (c) from the time profile obtained in the means (a); and e) the unidentified foreign factor is: Means for determining the known exogenous factor corresponding to the determined profile in said means d);
A system comprising:
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