JP2007061047A

JP2007061047A - 乳癌細胞の検出方法

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Publication number: JP2007061047A
Application number: JP2005253770A
Authority: JP
Inventors: Kimihiro Kinugasa; 公博衣笠; Michiyo Sugimoto; 通代杉本; Koji Uchida; 浩二内田
Original assignee: Oriental Yeast Co Ltd
Current assignee: Oriental Yeast Co Ltd
Priority date: 2005-09-01
Filing date: 2005-09-01
Publication date: 2007-03-15

Abstract

【課題】ヒトの乳癌組織（または細胞）中の特定遺伝子の発現レベル変化を指標とした、新規な乳癌細胞の検出方法を提供する。
【解決手段】（１）ヒトの乳癌組織（または細胞）における特定の塩基配列を有する遺伝子の発現レベルを測定し、（２）ヒトの正常乳腺組織（または細胞）における左記遺伝子の発現レベルを測定し、（３）上記（１）及び（２）の測定値を比較し、その差異に基づいて乳癌細胞を検出することを特徴とする検出方法。
【選択図】なし

Description

本発明は、新規な乳癌細胞の検出方法に関する。より詳細には、特定の塩基配列を有するマーカー遺伝子の発現レベルを正常細胞と乳癌細胞とで比較することに基づく、乳癌細胞の検出方法に関する。

日本では乳癌が急激に増加しており、特に女性罹患者の第１位となっている。乳癌は、女性ホルモン（エストロゲン）が関与している癌で、初潮が早い、閉経が遅い、初産年齢が遅いまたは高齢で未産、など、エストロゲンにさらされる期間が長いことが乳癌にかかりやすい条件として考えられている。また、食生活の欧米化による高脂肪食、肥満なども関与していると考えられ、これは特に閉経後の女性で、脂肪組織でエストロゲンが作られているためであると考えられる。また、女性の社会進出などのライフスタイルも日本における乳癌罹患率の上昇に関係していると考えられる。

乳癌は、非浸潤癌、浸潤癌、パジェット病の大きく３つに分けられるが、しこりを生じるような乳癌のほとんどが浸潤癌であり、硬癌、乳頭腺管癌、充実腺管癌などの一般的な癌と、粘液癌などの特殊型とがある。

早期乳癌の検診としては乳癌特異的な血液検査法がなく、触診およびＸ線像診断が行われている。しかし併用した場合でも見落し率は20％と高く、Ｘ線像診断には専門医の判定が必要となる等の問題がある。また、術前、術中の乳癌細胞診断では病理医による鑑別が必須であるが、病理医不足や鑑別基準のばらつき等の問題があり、検診から鑑別の間を埋めるべき客観的かつ簡便な検出/診断法が存在しない。近年、直径1mm以下の癌組織を検出できるPET診断が行われつつあるが、大規模な設備が必要であり、簡便に検診に利用することは極めて難しい。

近年の研究から、癌が遺伝子の異常を原因とする疾病であることが明らかになりつつあり、例えば癌組織と正常組織での、特定の遺伝子の発現レベルが異なるという現象を利用し、癌細胞を検出する方法が提案されている（特許文献１、２）。

特開2003-284594号公報特開2003-284596号公報

しかしながら現在知られている検診・診断方法では、診断を下すまでの期間が長期化したり不正確であったりするため、充分なものではなく、癌の早期診断や迅速な診断、治療法の評価・予測に利用するために、遺伝子レベルの異常を指標とした癌細胞の簡便かつ迅速な検出方法が切望されている。

上記課題に鑑み、本発明者らが鋭意研究を実施し、乳癌組織において特定のマーカー遺伝子の発現レベルが正常組織とは異なり、それが乳癌細胞の検出に応用しうることを見出し、本発明を完成させるに至った。すなわち、課題を解決するための手段は以下のとおりである。

（１）ヒトの乳癌組織（または細胞）と正常乳腺組織（または細胞）における、マーカー遺伝子の発現レベルの差を指標にすることを特徴とする、乳癌細胞の検出方法。
（２）マーカー遺伝子の発現レベルが、その遺伝子のmRNA量で表されることを特徴とする、先記（１）に記載の乳癌細胞の検出方法。
（３）マーカー遺伝子が、GenBank登録番号BC071926、AC005028、AY424280、BC070036、BC041424、BC050454、AC068213、BC016981、AL138808、AJ505757、BC033015、BC015523、AL110326及びBC065198の塩基配列を有する遺伝子またはそのホモログからなる群のうちの１または２以上より選択されることを特徴とする、先記（１）または（２）に記載の乳癌細胞の検出方法。
（４）乳癌組織（または細胞）と正常乳腺組織（または細胞）におけるマーカー遺伝子の発現レベルの差が、２倍以上または１／２以下である、先記（１）から（３）のいずれかに記載の乳癌細胞の検出方法。

本発明の乳癌細胞の検出方法により、乳癌細胞の検出を遺伝子レベルにて迅速かつ簡便に行うことが可能となり、乳癌の早期発見、早期治療につなげることができる。

本発明は、乳癌細胞と正常細胞における、特定のマーカー遺伝子の発現レベル差を指標にすることを特徴とする、乳癌細胞の検出方法である。本発明におけるマーカー遺伝子とは、ある細胞におけるその発現レベルを正常細胞のそれと比較することにより、該細胞が乳癌細胞であるか否かを判断することを可能にする遺伝子のことである。

本発明は、先記マーカー遺伝子の発現レベルが、その遺伝子のmRNA量で表されることを特徴とする、乳癌細胞の検出方法である。より詳細には、乳癌組織由来の細胞と正常乳腺組織由来の細胞からトータルRNAを抽出し、その中に含まれる先記マーカー遺伝子から転写されるmRNA量を比較することを特徴とする、乳癌細胞の検出方法である。遺伝子のmRNA量を測定する遺伝子発現解析法としては、包括的転写産物プロファイル解析法（HiCEP法）、DNAマイクロアレイ法、定量的逆転写PCR法（定量RT-PCR法）、ノザンハイブリダイゼーション法、in situハイブリダイゼーション法などが適用可能である。また、検出精度を向上させるため、上記方法を２つ以上組み合わせることも可能である。さらに本遺伝子の翻訳産物量を測定するには、一例として、本遺伝子にコードされる蛋白質の量を測定する方法がある。特定蛋白質の量の測定は、具体的には例えば、該蛋白質に対する特異抗体を用いた免疫学的測定法（例えば、ELISA、ウェスタンブロット、RIA等）、二次元電気泳動法、高速液体クロマトグラフィーなどにより実施することができる。本遺伝子にコードされる蛋白質に対する特異抗体は、常法に準じて、本遺伝子にコードされる蛋白質を免疫抗原として調製することができる。

本発明におけるマーカー遺伝子としては、乳癌細胞と正常細胞においてその発現量に顕著な差が見られるものであれば特に限定されず、例えばGenBank登録番号でBC071926、AC005028、AY424280、BC070036、BC041424、BC050454、AC068213、BC016981、AL138808、AJ505757、BC033015、BC015523、AL110326及びBC065198の14遺伝子またはそのホモログからなる群のうちのいずれか１つまたは２つ以上のものが適用可能であり、望ましくはGenBank登録番号でBC071926、AC005028、AY424280、BC070036、BC050454、AC068213、AJ505757、BC033015、BC015523、AL110326及びBC065198の11遺伝子またはそのホモログからなる群のうちのいずれか１つまたは２つ以上のものである。なお、本発明におけるホモログという用語は、「異なるGenBank登録番号ではあるが、指し示している遺伝子は同一」である一群の遺伝子として解釈される。すなわち、GenBank登録データにおいては、同一遺伝子を異なる研究者が異なる時期、分野、名称で登録している場合や一塩基変異があるものを新規なものとして登録している場合があるため、同一遺伝子データが異なる登録番号として重複して存在するが、それらを総称してホモログという。

本発明の乳癌細胞の検出方法は、乳癌細胞と正常細胞における遺伝子の発現レベルの差が顕著なものをマーカー遺伝子とすることを特徴とする。遺伝子発現レベルの差としては、正常細胞の発現レベルを１とした場合、乳癌細胞のそれが望ましくは１．５以上または２／３以下、より望ましくは２以上または１／２以下である。一方、正常細胞と比較した乳癌細胞の上記マーカー遺伝子の発現レベルが上記範囲外では、検出対象の細胞が癌化した細胞か否かを判別することが困難であるため、望ましくない。

対象となる乳癌は、乳管癌（乳頭腺管癌、充実腺管癌、硬癌など）、小葉癌、特殊型（粘液癌・髄様癌・管状癌）、パジェット病等、いずれの種類の乳癌でも適用可能であるが、望ましくは硬癌、小葉癌または充実腺管癌である。

以下に実施例を記載するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
本実施例においては、ヒト乳癌組織と正常乳腺組織の遺伝子発現レベル（RNA転写レベル）を、遺伝子発現解析法の一技術として公知の包括的高感度転写産物プロファイル解析技術（HiCEP技術）（Nucleic Acids Res., 2003, vol.31(16), p94）を用い測定し、各遺伝子に関しその発現レベルを乳癌組織と正常乳腺組織間で比較した。

正常乳腺組織１例（試料＃N）及びヒト乳癌組織３例（試料＃B、＃F、＃G）（表１）からRNeasyキット（キアゲン社製）を用いてキット常法によりトータルRNAを抽出した。各試料由来の1μgのトータルRNAを鋳型としてSuper Script First Strand Synthesis System for RT-PCR（インビトロゲン社製）で逆転写反応を行い、得られた逆転写反応産物を80ユニットのDNAポリメラーゼＩ（インビトロゲン社製）、4ユニットのRnaseＨ（インビトロゲン社製）および40ユニットの大腸菌DNAリガーゼ（インビトロゲン社製）で16℃、2時間反応した。得られた二本鎖cDNAを40ユニットの制限酵素MseＩ（ニューイングランド・バイオラボ社製）および50ユニットの制限酵素MspＩ（タカラバイオ社製）で37℃、4時間反応し、得られたDNA断片の両端にアダプター配列を接続した。こうして得られたアダプター配列付きDNA断片を鋳型に用いて選択的PCRを行い、その反応産物をキャピラリー電気泳動による分析を行った。得られた波形データを用い、遺伝子発現レベルの測定と試料間の遺伝子発現レベル比較、発現遺伝子のパターン分類を行い、クラスタリングデータ（発現変動ピーク）を得た。

上記ヒト乳癌組織３例において得られた全遺伝子の発現レベルを解析し、グラフ上にプロットした（図１）。なお、図１のグラフにおいて、グラフ中の左下から右上に引かれた中心線から遠いものほど、サンプル間で遺伝子の発現レベルの差が大きいことを表す。グラフ上で乳癌組織と正常乳腺組織間で発現レベルの差が大きい（すなわち対角線から離れている）遺伝子を34種類選抜し、その配列情報を解析した結果、20遺伝子が機能既知、10遺伝子が機能未知、4遺伝子が新規であった。このうち機能既知の10遺伝子、機能未知の2遺伝子及び新規2遺伝子の計14遺伝子につき、各試料における遺伝子発現レベルを示すピークを図２及び図３に示す。

また、これら14遺伝子から得られた配列情報から、それらがGenBank登録番号BC071926、AC005028、AY424280、BC070036、BC041424、BC050454、AC068213、BC016981、AL138808、AJ505757、BC033015、BC015523、AL110326及びBC065198またはそのホモログであることが明らかとなった。これらの番号に対応する遺伝子名を表にまとめる。

本実施例においては、実施例１で発現レベルに差が見られた14遺伝子に関し、定量RT-PCR法で測定し、各遺伝子に関しその発現レベルを乳癌組織と正常乳腺組織間で比較した。実施例１と同じサンプルを用い、常法によりトータルRNAを抽出し、試料毎に1μgのトータルRNAを鋳型として逆転写反応により、試料中に含まれるmRNAに対応する一本鎖cDNAを合成した。得られた一本鎖cDNAを鋳型に、SYBER Green PCR Master（東洋紡社製）を用いてリアルタイムPCR装置Light Cycler（ロッシュ・ダイアグノスティック社製）で常法によりリアルタイムPCRを行った。得られた遺伝子増幅曲線から各サンプルにおける対象遺伝子のスレッシュホールド・サイクル値（Ct値）を解析し、各サンプルにおける対象遺伝子のCt値データを内部標準遺伝子のCt値で一次補正した。さらに正常（N）サンプルにおける各対象遺伝子の一次補正後Ct値（ΔCt値）で各対象遺伝子の一次補正後Ct値（ΔCt値）を二次補正し、得られた二次補正後Ct値（ΔΔCt値）、すなわち各乳癌試料における対象遺伝子の発現レベルを正常乳腺における発現レベルで補正した相対的遺伝子発現量を得た。

上記のように得られた乳癌組織＃B、＃F及び＃GのΔΔCt値を用い、実施例１で選抜された14遺伝子につき、その発現変動を比較した。その結果を図４に示す。図４の結果を考察すると、ID番号11については、発現変動幅が2倍未満と小さいため、本発明におけるマーカー遺伝子としては不適であると考えられる。また、ID番号47および48については、使用した試料によっては発現の増減が大きく振れることが観察されるため、これらも本発明におけるマーカー遺伝子としては不適であると考えられる。すなわち、実施例１で選抜された14遺伝子のうち、11種類の遺伝子、すなわちGenBank登録番号でBC071926、AC005028、AY424280、BC070036、BC050454、AC068213、AJ505757、BC033015、BC015523、AL110326及びBC065198の11遺伝子またはそのホモログにおいて、乳癌組織と正常乳腺組織間で発現レベルに顕著な差およびその再現性が確認され、乳癌細胞を検出するためのマーカー遺伝子として有用であることが明らかとなった。

本実施例においては、実施例２で発現レベルに差が見られた11遺伝子のうちの3遺伝子に関し、定量RT-PCR法で測定し、各遺伝子に関しその発現レベルを乳癌組織と正常乳腺組織間で比較した。実施例２と同じ正常乳腺組織と実施例２とは異なる乳癌試料（＃D、＃E、＃H、＃I）（表３）を用い、常法によりトータルRNAを抽出し、試料毎に1μgのトータルRNAを鋳型として逆転写反応により、試料中に含まれるmRNAに対応する一本鎖cDNAを合成した。得られた一本鎖cDNAを鋳型に、SYBER Green PCR Master（東洋紡社製）を用いてリアルタイムPCR装置Light Cycler（ロッシュ・ダイアグノスティック社製）で常法によりリアルタイムPCRを行った。得られた遺伝子増幅曲線から各試料における対象遺伝子のスレッシュホールド・サイクル値（Ct値）を解析し、各試料における対象遺伝子のCt値データを内部標準遺伝子のCt値で一次補正した。さらに正常（N）サンプルにおける各対象遺伝子の一次補正後Ct値（ΔCt値）で各試料の対象遺伝子の一次補正後Ct値（ΔCt値）を二次補正し、得られた二次補正後Ct値（ΔΔCt値）、すなわち各乳癌試料における対象遺伝子の発現レベルを正常乳腺における発現レベルで補正した相対的遺伝子発現量を得た。

上記のように得られた乳癌組織＃D、＃E、＃H及び＃IのΔΔCt値を用い、実施例２で選抜された11遺伝子からID番号36、51および54につき、その発現レベルを比較した。その結果を図５に示す。図５の結果を考察すると、実施例２で選抜された11遺伝子のうち、3種類の遺伝子、すなわちGenBank登録番号でBC050454、AJ505757及びBC015523の3遺伝子またはそのホモログにおいて、乳癌組織と正常乳腺組織間で発現レベルに顕著な差およびその再現性が確認され、乳癌細胞を検出するためのマーカー遺伝子として有用であることが明らかとなった。

本発明を構成する遺伝子（群）を利用することにより、従来の課題であった高感度で客観的、簡便、迅速な乳癌細胞の検出方法を提供することが可能となる。また、本発明は将来的には、乳癌切除域の判定用遺伝子マーカー、早期乳癌の検出用マーカー、乳癌悪性度の判定用マーカー、乳癌の予後予測用マーカー等の用途に利用可能であることが示唆される。

正常乳腺組織１例（試料＃N）、ヒト乳癌組織３例（試料＃B、＃F、＃G）における発現変動ピークをプロットしたグラフ。縦軸は試料＃Bにおける発現レベル（波形データのシグナル強度）、横軸は試料＃F（または＃G）における発現レベル（波形データのシグナル強度）を示す。同定した遺伝子の発現変動を表すグラフ。縦軸は遺伝子のID番号、横軸は発現レベル（波形データのシグナル強度）を示す。同上。正常乳腺組織１例（試料＃N）と比較した、ヒト乳癌組織３例（試料＃B、＃F、＃G）における発現変動の度合いを示すグラフ。縦軸は遺伝子のID番号、横軸は相対的遺伝子発現量（ΔΔCt値）を示す。網掛けの領域は理論発現変動幅が2倍未満であることを示す。また、縦軸中のID番号100は、コントロールとして使用したc-erbB2遺伝子を示す。正常乳腺組織１例（試料＃N）と比較した、ヒト乳癌組織４例（試料＃D、＃E、＃H、＃I）における発現変動の度合いを示すグラフ。縦軸は遺伝子のID番号、横軸は相対的遺伝子発現量（ΔΔCt値）を示す。網掛けの領域は理論発現変動幅が2倍未満であることを示す。

Claims

ヒトの乳癌組織（または細胞）と正常乳腺組織（または細胞）における、マーカー遺伝子の発現レベルの差を指標にすることを特徴とする、乳癌細胞の検出方法。
マーカー遺伝子の発現レベルが、その遺伝子のmRNA量で表されることを特徴とする、請求項１に記載の乳癌細胞の検出方法。
マーカー遺伝子が、GenBank登録番号BC071926、AC005028、AY424280、BC070036、BC041424、BC050454、AC068213、BC016981、AL138808、AJ505757、BC033015、BC015523、AL110326及びBC065198の塩基配列を有する遺伝子またはそのホモログからなる群のうちの１または２以上より選択されることを特徴とする、請求項１または２に記載の乳癌細胞の検出方法。
乳癌組織（または細胞）と正常乳腺組織（または細胞）におけるマーカー遺伝子の発現レベルの差が、２倍以上または１／２以下である、請求項１から３のいずれかに記載の乳癌細胞の検出方法。