JP2007074950A - Method for detecting methylated dna and/or non-methylated dna - Google Patents

Method for detecting methylated dna and/or non-methylated dna Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for detecting a methylated DNA and/or non-methylated DNA in high sensitivity by using a PCR method and DNA microarray; and further the method for detecting the methylated DNA and/or non-methylated DNA, capable of obtaining a detection result having a high correlation with the ratio of the presence of the methylated DNA and the non-methylated DNA. <P>SOLUTION: This method for detecting the methylated DNA and/or non-methylated DNA comprises (a) a process of bringing a reagent for modifying non-methylated cytosine in contact with a nucleic acid in a test specimen, (b) a process of obtaining a double-stranded DNA fragment by amplifying the nucleic acid in the test specimen, (c) a process of decomposing and/or removing the one strand of the double-stranded DNA fragment to make a single stranded DNA fragment and (d) a process of bringing the single stranded DNA fragment in contact with a DNA microarray carrying a probe capable of hybridizing the fragment. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、bisulfite処理及びPCR法とDNAマイクロアレイとを用いたメチル化DNA及び/又は非メチル化DNAの検出方法に関する。   The present invention relates to a method for detecting methylated DNA and / or unmethylated DNA using bisulfite treatment, PCR method and DNA microarray.

DNAのメチル化は、DNAの複製や発現の調節において重要な役割を果たしている。真核細胞のDNAのメチル化は、「5’-C(シトシン)-G(グアニン)-3’」と並んだ配列(以下「CpG配列」と言う)中のシトシンの5位で生じることが多い。特に、多くの遺伝子のプロモーター領域ではCpG配列が高頻度で存在し、CpGアイランドと呼ばれている(非特許文献1,2)。一般に、常染色体中のCpGアイランドの大部分はメチル化されているが、プロモーター領域に密集して存在するCpGアイランドはメチル化されていない(非特許文献3)。さらに、シトシンのメチル化は、遺伝子の発現制御で大きな役割を担い、そのメチル化パターンの変化が疾病等を惹起させると考えられている。したがって、このメチル化パターンを明らかにすることは、疾病の治療および予後を推し量る上で重要な情報となり得る。   DNA methylation plays an important role in the regulation of DNA replication and expression. Methylation of eukaryotic DNA may occur at the 5-position of cytosine in a sequence aligned with “5′-C (cytosine) -G (guanine) -3 ′” (hereinafter referred to as “CpG sequence”). Many. In particular, CpG sequences are frequently present in the promoter regions of many genes and are called CpG islands (Non-patent Documents 1 and 2). In general, most of CpG islands in autosomes are methylated, but CpG islands that are densely present in the promoter region are not methylated (Non-patent Document 3). Furthermore, cytosine methylation plays a major role in gene expression control, and changes in the methylation pattern are thought to cause diseases and the like. Thus, revealing this methylation pattern can be important information in predicting disease treatment and prognosis.

ところで、メチル化DNAの検出方法としては、メチル化特異的PCR法(MSP法:Methylation-specific PCR法)がよく知られている(特許文献1,2及び非特許文献4)。この方法は、DNAを重亜硫酸塩(bisulfite)を処理した場合、メチル化されているシトシンはそのままであるが、メチル化されていないシトシンはウラシル(PCRの鋳型としてはT(チミン)と同じ)に変換されることを利用した方法であり(非特許文献5)、その違いを、PCRプライマーに認識させ、PCR産物の有無によって、メチル化DNA及び非メチル化DNAの有無を判別する方法である。すなわち、MSP法は、メチル化DNA又は非メチル化DNAを含む配列(但しbisulfite処理後の配列)に結合し得るPCRプライマーを設計することにより、両DNAのうちのいずれか一方のみを増幅させる方法である。   By the way, as a method for detecting methylated DNA, a methylation-specific PCR method (MSP method: Methylation-specific PCR method) is well known (Patent Documents 1 and 2 and Non-Patent Document 4). In this method, when DNA is treated with bisulfite, methylated cytosine remains, but unmethylated cytosine remains uracil (the same as T (thymine) as a PCR template). (Non-Patent Document 5) is a method of making the PCR primer recognize the difference and determining the presence or absence of methylated DNA and unmethylated DNA based on the presence or absence of PCR products. . That is, the MSP method is a method of amplifying only one of both DNAs by designing a PCR primer that can bind to a sequence containing methylated DNA or unmethylated DNA (however, a sequence after bisulfite treatment). It is.

そして、このMSP法にDNAマイクロアレイによる検出法を組み合わせた、メチル化DNA又は非メチル化DNAの検出方法もよく知られている(特許文献3)。つまり、当該検出方法は、MSP法におけるPCRの際に標識化したプライマーを用いることにより、得られたPCR産物を標識化し、所定のプローブを搭載したDNAマイクロアレイにより検出する方法である。
特開2004-8217号公報 特許第3612080号公報 特表2004-501666号公報 Bird, A., Cell, 70, 5-8, 1992 Gardiner-Garden, M. et al., J. Mol. Biol., 196, 261-282, 1987 Ng, H-H. et al.,Curr. Opin. Genet. Dev., 9, 158-163, 1999 Herman JG et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 93, 9821-9826, 1996 Shapiro, R. et al., J. Amer. Chem.,92, 422, 1970
A method for detecting methylated DNA or unmethylated DNA, in which this MSP method is combined with a detection method using a DNA microarray, is also well known (Patent Document 3). That is, the detection method is a method of labeling a PCR product obtained by using a primer labeled during PCR in the MSP method, and detecting it with a DNA microarray equipped with a predetermined probe.
JP 2004-8217 A Japanese Patent No. 3612080 Special Table 2004-501666 Bird, A., Cell, 70, 5-8, 1992 Gardiner-Garden, M. et al., J. Mol. Biol., 196, 261-282, 1987 Ng, HH. Et al., Curr. Opin. Genet. Dev., 9, 158-163, 1999 Herman JG et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 93, 9821-9826, 1996 Shapiro, R. et al., J. Amer. Chem., 92, 422, 1970

しかしながら、上記検出方法では、DNAマイクロアレイによる検出感度が十分とはいえない場合も多くあり、さらに近年の技術水準の進展に伴い、より高い検出感度を発揮し得る検出方法が強く望まれている。   However, in the detection method described above, there are many cases where the detection sensitivity by the DNA microarray is not sufficient, and further, with the recent progress of the technical level, a detection method that can exhibit higher detection sensitivity is strongly desired.

また、MSP法において行うPCRをいわゆる競合的PCR法(一組のプライマーを使用)に変えることにより、メチル化DNA及び非メチル化DNAを共に増幅させ、各々の増幅断片にハイブリダイズし得るプローブを搭載したDNAマイクロアレイを用いることにより、両者を同一工程で検出することもできる(例えば“Peng Hou et al., World Journal of Gastroenterology, 10(24), 3553-3558, 2004”参照)。なお、競合的PCR法(competitive PCR)とは、定量的PCRの中で最も多く用いられている方法で、塩基配列等で区別可能な2種類のDNAを同じ反応液中で同時に増幅する方法である。この検出方法を用いれば、メチル化DNA及び非メチル化DNAを同じ反応系で共に増幅させ、各々の増幅断片にハイブリダイズし得るプローブを搭載したDNAマイクロアレイを用いることにより、両者を同一工程で検出することもできる。従って、この方法は、メチル化DNA及び非メチル化DNAの各々の存在割合の算出や定量を可能とする方法の開発に繋がるものとして期待されている。   In addition, by changing the PCR performed in the MSP method to a so-called competitive PCR method (using a set of primers), a probe that can amplify both methylated DNA and unmethylated DNA and hybridize to each amplified fragment. By using an on-board DNA microarray, both can be detected in the same process (see, for example, “Peng Hou et al., World Journal of Gastroenterology, 10 (24), 3553-3558, 2004”). Competitive PCR is the most commonly used method in quantitative PCR, in which two types of DNA that can be distinguished by their base sequences are amplified simultaneously in the same reaction solution. is there. Using this detection method, methylated DNA and unmethylated DNA are amplified together in the same reaction system, and both are detected in the same process by using a DNA microarray equipped with a probe that can hybridize to each amplified fragment. You can also Therefore, this method is expected to lead to the development of a method that enables calculation and quantification of the existing ratios of methylated DNA and non-methylated DNA.

しかしながら、予めメチル化DNA及び非メチル化DNAに基づくPCR産物をそれぞれ個別に得ておき、両者をいろいろな割合で混合した各種サンプルを用いてハイブリダイゼーション溶液を調製し、各PCR産物とハイブリダイズし得るプローブが搭載されたDNAマイクロアレイと接触させた場合、上記混合割合と十分に相関する検出結果が得られないという問題があった。すなわち、メチル化DNA及び非メチル化DNAの本来の存在割合と、PCR産物の検出結果との関係に基づく有効な検量線は作成できなかった。従って、実際に各種組織由来の被験試料を用いてメチル化DNA及び非メチル化DNAを検出しても、両DNAの存在割合等について信頼性のある結果を得ることはできない。   However, PCR products based on methylated DNA and unmethylated DNA are individually obtained in advance, and a hybridization solution is prepared using various samples in which both are mixed at various ratios, and then hybridized with each PCR product. When the probe to be obtained was brought into contact with the DNA microarray, there was a problem that a detection result sufficiently correlated with the mixing ratio was not obtained. That is, an effective calibration curve based on the relationship between the original presence ratio of methylated DNA and unmethylated DNA and the detection result of the PCR product could not be prepared. Therefore, even if methylated DNA and unmethylated DNA are actually detected using test samples derived from various tissues, reliable results cannot be obtained with respect to the presence ratio of both DNAs.

そこで、本発明が解決しようとする課題は、bisulfite処理及びPCR法とDNAマイクロアレイとを用いて、メチル化DNA及び/又は非メチル化DNAを高感度で検出する方法を提供すること、さらには、bisulfite処理及びPCR法(特に競合的PCR法)とDNAマイクロアレイとを用いて、メチル化DNA及び非メチル化DNAの各々の存在割合と高い相関性を有する検出結果を得ることができる、メチル化DNA及び/又は非メチル化DNAの検出方法を提供することにある。   Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide a method for detecting methylated DNA and / or unmethylated DNA with high sensitivity using bisulfite treatment, PCR method and DNA microarray, By using bisulfite treatment, PCR method (especially competitive PCR method) and DNA microarray, methylated DNA that can obtain detection results highly correlated with the presence of each of methylated DNA and unmethylated DNA And / or providing a method for detecting unmethylated DNA.

本発明者は、上記課題を解決するべく鋭意検討を行った。その結果、bisulfite処理後のPCRにより得られたPCR産物(二本鎖DNA断片)について、一方の鎖を分解及び/又は除去して得られる一本鎖DNA断片を用いてハイブリダイゼーション溶液を調製し、所定のプローブが搭載されたDNAマイクロアレイと接触させるようにすれば、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成した。   The present inventor has intensively studied to solve the above problems. As a result, for a PCR product (double-stranded DNA fragment) obtained by PCR after bisulfite treatment, a hybridization solution was prepared using a single-stranded DNA fragment obtained by decomposing and / or removing one strand. The present inventors have found that the above-mentioned problems can be solved by contacting a DNA microarray on which a predetermined probe is mounted, thereby completing the present invention.

すなわち、本発明は以下のとおりである。   That is, the present invention is as follows.

(1) メチル化DNA及び/又は非メチル化DNAを検出する方法であって、(a) 被験試料中の核酸に非メチル化シトシンを修飾する試薬を接触させる工程と、(b) 前記被験試料中の核酸を増幅して二本鎖DNA断片を得る工程と、(c) 前記二本鎖DNA断片の一方の鎖を分解及び/又は除去して一本鎖DNA断片とする工程と、(d) 前記一本鎖DNA断片を、当該断片とハイブリダイズし得るオリゴヌクレオチドプローブが搭載されたDNAマイクロアレイに接触させる工程とを含む、前記方法。  (1) A method for detecting methylated DNA and / or unmethylated DNA, wherein (a) contacting a nucleic acid in a test sample with a reagent that modifies unmethylated cytosine; and (b) the test sample. A step of amplifying the nucleic acid therein to obtain a double-stranded DNA fragment, (c) a step of degrading and / or removing one strand of the double-stranded DNA fragment to form a single-stranded DNA fragment, and (d) ) Contacting the single-stranded DNA fragment with a DNA microarray on which an oligonucleotide probe capable of hybridizing with the fragment is mounted.

(2) (a) 非メチル化シトシンを修飾する試薬、(b) メチル化シトシンを含むDNA及び前記修飾された塩基を含む核酸を共に増幅し得るプライマーセットであって、一方のプライマーは5’末端がリン酸化されたものである当該セット、(c) λエキソヌクレアーゼ活性を有する酵素、並びに(d) 前記(b)のプライマーセットを用いて増幅された二本鎖DNA断片を前記(c)の酵素で処理して得られる一本鎖DNA断片とハイブリダイズし得るオリゴヌクレオチドプローブが搭載されたDNAマイクロアレイ
を含む、メチル化DNA及び/又は非メチル化DNAの検出用キット。
(2) (a) a reagent that modifies unmethylated cytosine, (b) a primer set capable of amplifying both a DNA containing methylated cytosine and a nucleic acid containing the modified base, wherein one primer is 5 ′ The set in which the terminal is phosphorylated, (c) an enzyme having λ exonuclease activity, and (d) a double-stranded DNA fragment amplified using the primer set of (b) above (c) A kit for detection of methylated DNA and / or unmethylated DNA, comprising a DNA microarray on which an oligonucleotide probe capable of hybridizing with a single-stranded DNA fragment obtained by treatment with the above enzyme is mounted.

(3) 上記(1)に記載の方法により得られた検出結果から、腫瘍組織及び正常組織に由来するそれぞれの染色体DNAについてメチル化の割合を比較することを含む、腫瘍の良悪性を判定する方法。  (3) From the detection result obtained by the method described in (1) above, judging whether the tumor is benign or malignant, including comparing the ratio of methylation for each chromosomal DNA derived from tumor tissue and normal tissue Method.

本発明の検出方法によれば、被験試料中のメチル化DNA及び/又は非メチル化DNAを高感度で検出することができる。さらには、被験試料中のメチル化DNA及び非メチル化DNAの存在割合に対して高い相関性を有する検出結果を得ることができる。例えば、正常組織や非正常組織(例えば腫瘍組織)由来の染色体DNAについて、所定のDNA領域(癌抑制遺伝子のプロモーター等)がメチル化されているものの割合を容易に求めることができる。   According to the detection method of the present invention, methylated DNA and / or unmethylated DNA in a test sample can be detected with high sensitivity. Furthermore, it is possible to obtain a detection result having a high correlation with the existing ratio of methylated DNA and unmethylated DNA in the test sample. For example, with respect to chromosomal DNA derived from normal tissue or non-normal tissue (for example, tumor tissue), the ratio of those in which a predetermined DNA region (such as a promoter of a tumor suppressor gene) is methylated can be easily determined.

また、上記メチル化の割合を、腫瘍組織と正常組織とで比較することにより、腫瘍の良性又は悪性について、信頼性の高い判定結果を得ることができる。   Further, by comparing the ratio of methylation between tumor tissue and normal tissue, a highly reliable determination result can be obtained for benign or malignant tumor.

以下、本発明について詳細に説明する。
1.本発明の概要
本発明は、bisulfite処理及びPCR法と、DNAマイクロアレイを用いた検出法とを組合せたメチル化DNA及び/又は非メチル化DNAの検出方法であり、ハイブリダイゼーション溶液(DNAマイクロアレイと接触させる溶液)の調製に用いるDNA断片として、PCR後の増幅断片(二本鎖DNA断片)の一方の鎖を分解及び/又は除去して得られる一本鎖DNA断片を用いることを特徴とするものである。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
1. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a method for detecting methylated DNA and / or unmethylated DNA by combining a bisulfite treatment and PCR method and a detection method using a DNA microarray, and a hybridization solution (contacted with a DNA microarray). A single-stranded DNA fragment obtained by decomposing and / or removing one strand of an amplified fragment (double-stranded DNA fragment) after PCR It is.

従来は、上記PCR後の増幅断片をそのまま用いてハイブリダイゼーション溶液を調製し、DNAマイクロアレイと接触させて検出していたが、この場合検出感度が十分ではないという問題があった。特に、メチル化DNA及び非メチル化DNA(但しbisulfite処理後の配列)に基づくPCR産物のように、増幅断片の塩基配列がメチル化シトシンの箇所のみで異なる非常によく似ているものを、PCR法(競合的PCR法)により同時に得、各断片に対応したプローブが搭載されたDNAマイクロアレイで同時検出する系においては、検出感度が十分でないことに加え、メチル化DNA及び非メチル化DNAの本来の存在割合との相関性が低い検出結果しか得られないという問題があった。   Conventionally, a hybridization solution was prepared using the amplified fragment after PCR as it was, and contacted with a DNA microarray for detection. However, in this case, there was a problem that the detection sensitivity was not sufficient. Especially, PCR products based on methylated DNA and unmethylated DNA (however, sequences after bisulfite treatment), which are very similar, differ in the base sequence of the amplified fragment only at the methylated cytosine site. In a system that is simultaneously detected by a DNA microarray equipped with a probe corresponding to each fragment obtained by the PCR method (competitive PCR method), in addition to insufficient detection sensitivity, the originality of methylated DNA and unmethylated DNA There is a problem that only a detection result having a low correlation with the existence ratio of can be obtained.

上記問題に対し、本発明者は、ハイブリダイゼーション溶液中におけるDNA断片の挙動に着目した。すなわち、PCRにより得られた二本鎖DNA断片は、ハイブリダイゼーション溶液の調製により、相補鎖が互いに分離した一本鎖DNAの断片として溶液中に存在することになるが、この際、DNAマイクロアレイのプローブに結合し得る一方の鎖が、分離した他方の鎖と一部相互作用する場合が考えられ、その結果、本発明者は、本来プローブに結合すべきDNAの量が拮抗的に減少することを見出した。特に、前述したように、増幅された二本鎖DNA断片の塩基配列がよく似ているものを用いてハイブリダイゼーション溶液を調製した場合、個々の断片の一方の鎖(プローブに結合し得る鎖)は、自己の断片の他方の鎖(当該一方の鎖の相補鎖)のみならず、別の断片の一方の鎖(プローブに結合し得る鎖)の相補鎖とも相互作用してしまい、検出結果がさらに信頼性の低いものになると考えられる。   In view of the above problems, the present inventors focused on the behavior of DNA fragments in the hybridization solution. That is, double-stranded DNA fragments obtained by PCR will exist in solution as single-stranded DNA fragments with complementary strands separated from each other by the preparation of the hybridization solution. One strand that can bind to the probe may partially interact with the other separated strand. As a result, the present inventor shows that the amount of DNA that should originally bind to the probe is competitively reduced. I found. In particular, as described above, when a hybridization solution is prepared using an amplified double-stranded DNA fragment having a similar base sequence, one strand of each fragment (a strand that can bind to the probe) Interacts not only with the other strand of its own fragment (the complementary strand of the one strand) but also with the complementary strand of one strand of another fragment (the strand that can bind to the probe) It is thought that the reliability will be further lowered.

そこで、本発明者は、bisulfite処理及びPCR法により得られた二本鎖DNA断片において、プローブには結合しない方の鎖を予め分解及び/又は除去しておくことによりプローブに結合し得る方の一本鎖の断片とした上で、ハイブリダイゼーション溶液を調製し、DNAマイクロアレイと接触させるようにすれば、上述した相互作用の問題は解消され、高感度で検出できること、さらには信頼性の高い検出結果が得られることを見出した。本発明はこのような知見に基づいて完成されたものである。

2.メチル化DNA及び/又は非メチル化DNAの検出方法
本発明の検出方法は、メチル化DNA及び/又は非メチル化DNAを検出する方法であって、下記の工程を含むことを特徴とする。
Therefore, the inventor of the double-stranded DNA fragment obtained by the bisulfite treatment and the PCR method, the one that can bind to the probe by previously decomposing and / or removing the strand that does not bind to the probe. By preparing a hybridization solution after making it into single-stranded fragments and bringing them into contact with the DNA microarray, the above-mentioned problem of interaction can be solved, and detection can be performed with high sensitivity, and highly reliable detection. We found that results were obtained. The present invention has been completed based on such findings.

2. Method for detecting methylated DNA and / or unmethylated DNA The detection method of the present invention is a method for detecting methylated DNA and / or unmethylated DNA, and includes the following steps.

工程(a):被験試料中の核酸に非メチル化シトシンを修飾する試薬を接触させる工程
工程(b):前記被験試料中の核酸を増幅して二本鎖DNA断片を得る工程
工程(c):前記二本鎖DNA断片の一方の鎖を分解及び/又は除去して一本鎖DNA断片とする工程
工程(d):前記一本鎖DNA断片を、当該断片とハイブリダイズし得るオリゴヌクレオチドプローブが搭載されたDNAマイクロアレイに接触させる工程
以下に、本発明の検出方法の詳細を各工程ごとに説明する。
Step (a): contacting a nucleic acid in a test sample with a reagent that modifies unmethylated cytosine Step (b): a step of amplifying the nucleic acid in the test sample to obtain a double-stranded DNA fragment Step (c) Step of degrading and / or removing one strand of the double-stranded DNA fragment to form a single-stranded DNA fragment Step (d): an oligonucleotide probe capable of hybridizing the single-stranded DNA fragment with the fragment The process of making it contact with the DNA microarray by which the is mounted | worn Below, the detail of the detection method of this invention is demonstrated for every process.

(1) 工程(a)について
本工程では、被験試料中の核酸に非メチル化シトシンを修飾する試薬を接触させる。
(1) About step (a) In this step, a reagent for modifying unmethylated cytosine is brought into contact with a nucleic acid in a test sample.

本工程で用いる被験試料は、核酸としてメチル化DNA(メチル化シトシンを含むDNA)及び/又は非メチル化DNA(非メチル化シトシンを含むDNA)を含むものである。ここで、メチル化DNA及び/又は非メチル化DNAとは、CpG配列等の標的座を含む特異的核酸配列を含むもの又は含み得るものであることが好ましい。なお、被験試料中の核酸は、染色体DNA等のように上記特異的核酸配列をその一部に含む核酸分子であってもよいし、上記特異的核酸配列のみで全体が構成される断片化された核酸分子であってもよく、限定はされない。   The test sample used in this step contains methylated DNA (DNA containing methylated cytosine) and / or unmethylated DNA (DNA containing unmethylated cytosine) as a nucleic acid. Here, the methylated DNA and / or unmethylated DNA preferably includes or can include a specific nucleic acid sequence including a target locus such as a CpG sequence. The nucleic acid in the test sample may be a nucleic acid molecule that includes the specific nucleic acid sequence as a part thereof, such as chromosomal DNA, or the entire sample is fragmented only by the specific nucleic acid sequence. Nucleic acid molecules may be used and are not limited.

被験試料としては、いかなる組織由来の細胞、血液、体液を使用してもよく、例えば、脳、心臓、肺、脾臓、腎臓、肝臓、膵臓、胆嚢、食道、胃、腸、膀胱、骨格筋等の各種組織由来の細胞、血液、体液が挙げられる。より具体的には、例えば、血液、髄液、尿、喀痰、胸水、腹水、胃液、水疱内体液等が挙げられる。また、被験試料は、後述する核酸増幅(工程(b))を行う前に、当該増幅に用い得るDNA含有試料として調製、及び精製しておくことが好ましい。当該調製及び精製は、公知の核酸抽出法に従って行うことができ、例えば、Maniatisらの記載(Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor, NY, pp280,281, 1982)に準ずる種々の技術が採用できる。   As a test sample, cells derived from any tissue, blood, body fluid may be used, for example, brain, heart, lung, spleen, kidney, liver, pancreas, gallbladder, esophagus, stomach, intestine, bladder, skeletal muscle, etc. Cell, blood and body fluid derived from various tissues. More specifically, for example, blood, cerebrospinal fluid, urine, sputum, pleural effusion, ascites, gastric fluid, intravesical body fluid and the like can be mentioned. The test sample is preferably prepared and purified as a DNA-containing sample that can be used for amplification before performing nucleic acid amplification (step (b)) described later. The preparation and purification can be performed according to a known nucleic acid extraction method. For example, various techniques according to the description of Maniatis et al. (Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor, NY, pp 280,281, 1982) are adopted. it can.

また、被験試料は、正常組織に由来するものであってもよいし、腫瘍組織等の非正常組織に由来するものであってもよい。   In addition, the test sample may be derived from a normal tissue or may be derived from a non-normal tissue such as a tumor tissue.

非メチル化シトシンを修飾する試薬に関し、「修飾」とは、非メチル化シトシンを、非メチル化シトシンとメチル化シトシンとが識別される他の塩基(ヌクレオチド)へ変換することを意味する。   With respect to a reagent that modifies unmethylated cytosine, “modification” means converting unmethylated cytosine to another base (nucleotide) from which unmethylated cytosine and methylated cytosine are distinguished.

非メチル化シトシンを修飾する試薬としては、例えば、重亜硫酸ナトリウム(NaHSO3)等の重亜硫酸塩(bisulfite)が好ましく挙げられるが、限定はされず、非メチル化シトシンは修飾するがメチル化シトシンは修飾しない試薬であれば他の試薬も好ましく用い得る。重亜硫酸塩は、シトシンの5,6-二重結合と容易に反応するが、メチル化シトシンとは反応しない。シトシンが重亜硫酸イオンと反応すると、脱アミノ化を起こしやすいスルホン化シトシン反応中間体を形成し、その結果、スルホン化ウラシルが生じる。スルホネート基は、アルカリ条件下で除去可能であり、結果としてウラシルが形成される。 As a reagent for modifying unmethylated cytosine, for example, bisulfite such as sodium bisulfite (NaHSO 3) (bisulfite) but are preferably exemplified, is not limited. Unmethylated cytosine is modified but methylated cytosine Other reagents can be preferably used as long as they are unmodified reagents. Bisulfite reacts easily with the 5,6-double bond of cytosine but not with methylated cytosine. When cytosine reacts with bisulfite ions, it forms a sulfonated cytosine reaction intermediate that is prone to deamination, resulting in sulfonated uracil. The sulfonate group can be removed under alkaline conditions, resulting in the formation of uracil.

なお、ウラシルは、DNAポリメラーゼ(Taqポリメラーゼ等)によりチミンとして認識されるため、これを鋳型としてPCRにより増幅を行うと、得られる増幅産物のDNA配列中には、もともと5-メチル-シトシンが存在していた場所にだけシトシンが含まれることになる。   Since uracil is recognized as thymine by DNA polymerase (Taq polymerase, etc.), when it is amplified by PCR using this as a template, 5-methyl-cytosine is originally present in the DNA sequence of the amplification product obtained. It will contain cytosine only where it was.

被験試料中の核酸の重亜硫酸塩処理は、例えば、CpGenomeTM DNA Modification Kit(CHEMICON #S7820)、MethylampTMDNA Modification Kit (フナコシ)、BisulFastTM Methylated DNA detection Kit (東洋紡)等を用いて行うことができる。

(2) 工程(b)について
本工程では、工程(a)における試薬の接触後、被験試料中の核酸を増幅して二本鎖DNA断片を得る。
Bisulfite treatment of nucleic acid in a test sample can be performed using, for example, CpGenome DNA Modification Kit (CHEMICON # S7820), Methylamp DNA Modification Kit (Funakoshi), BisulFast Methylated DNA detection Kit (Toyobo), etc. it can.

(2) Step (b) In this step, after contacting the reagent in step (a), the nucleic acid in the test sample is amplified to obtain a double-stranded DNA fragment.

本工程で増幅する核酸とは、被験試料中の核酸の全体でも一部であってもよく、限定はされないが、詳しくは、工程(a)での試薬接触前にメチル化DNA又は非メチル化DNAであった部位を含む核酸を増幅することが好ましい。増幅する核酸としては、限定はされないが、例えば、各種遺伝子のプロモーターが好ましく、癌抑制遺伝子のプロモーターがより好ましい。癌抑制遺伝子のプロモーターとしては、p15、p16、LOX、RUNX3、TIG1、APC、Chfr、E-Cadherin、hMLH、DAP-Kinase1、RASSF1A、HRK、TSLC1、BINP3、BRCA1、SFRP1等の癌抑制遺伝子のプロモーターが好ましく挙げられる。   The nucleic acid to be amplified in this step may be all or a part of the nucleic acid in the test sample, and is not limited. For details, refer to methylated DNA or unmethylated before contacting the reagent in step (a). It is preferred to amplify the nucleic acid containing the site that was DNA. The nucleic acid to be amplified is not limited. For example, promoters of various genes are preferable, and promoters of tumor suppressor genes are more preferable. Cancer suppressor gene promoters include p15, p16, LOX, RUNX3, TIG1, APC, Chfr, E-Cadherin, hMLH, DAP-Kinase1, RASSF1A, HRK, TSLC1, BNP3, BRCA1, SFRP1, etc. Is preferred.

核酸の増幅は、増幅しようとする核酸配列(又はそれを含む配列)を鋳型(テンプレート)とし、当該配列に特異的に結合するオリゴヌクレオチドプライマー(セット)を用いてPCRにより行うことが好ましい。使用するプライマーは、上記のように特異的に結合(ハイブリダイズ)し得るものである限り、その塩基配列(塩基組成及び塩基数等)は特に限定はされず、適宜設計することができる。   The amplification of the nucleic acid is preferably performed by PCR using the nucleic acid sequence to be amplified (or a sequence containing the nucleic acid sequence) as a template (template) and using an oligonucleotide primer (set) that specifically binds to the sequence. As long as the primer to be used can specifically bind (hybridize) as described above, its base sequence (base composition, number of bases, etc.) is not particularly limited, and can be appropriately designed.

本工程で使用し得るプライマーとしては、例えば、「メチル化DNA」及び「非メチル化DNAを修飾試薬(工程(a))で処理した核酸」を実質的に同一の増幅効率で共に増幅し得るプライマーが好ましい。ここで、「非メチル化DNAを修飾試薬(工程(a))で処理した核酸」とは、非メチル化シトシンが修飾試薬(工程(a))により修飾された塩基含む核酸のことである。上記プライマーは、具体的には、上記メチル化DNA、及び、非メチル化DNAを修飾試薬で処理した核酸より外側の共通の核酸配列に対して結合し得るように設計することが好ましい。但し、適する共通配列が物理的に無い場合においては、両鋳型間で異なる(共通ではない)塩基に対応するプライマーの塩基としてイノシンを用いるか、又は塩基でないものを用いて設計したプライマーを使用することもできる。このようなプライマーセットを用いた場合、上記メチル化DNAに基づく増幅断片、及び、非メチル化DNAを修飾試薬で処理した核酸に基づく増幅断片をいずれも同一工程で得ることができ、また、両増幅断片を実質的に同じ増幅効率で得ることができるため、テンプレートと同じ存在割合で両増幅断片を得ることができる。   As primers that can be used in this step, for example, “methylated DNA” and “nucleic acid obtained by treating unmethylated DNA with a modifying reagent (step (a))” can be amplified together with substantially the same amplification efficiency. Primers are preferred. Here, “nucleic acid obtained by treating unmethylated DNA with a modifying reagent (step (a))” is a nucleic acid containing a base in which unmethylated cytosine is modified with a modifying reagent (step (a)). Specifically, the primer is preferably designed so that it can bind to a common nucleic acid sequence outside the nucleic acid obtained by treating the methylated DNA and unmethylated DNA with a modifying reagent. However, when there is no suitable common sequence, inosine is used as the base of a primer corresponding to a base that is different (not common) between both templates, or a primer designed using a non-base is used. You can also. When such a primer set is used, both the above-mentioned amplified fragment based on methylated DNA and the amplified fragment based on nucleic acid obtained by treating unmethylated DNA with a modifying reagent can be obtained in the same step. Since amplified fragments can be obtained with substantially the same amplification efficiency, both amplified fragments can be obtained at the same abundance ratio as the template.

さらに本工程では、上記のプライマーセットを、異なる2種以上併用することもでき、例えば、各種遺伝子のプロモーター領域をそれぞれ特異的に増幅し得るプライマーセットを併用することができる。特に、好ましい一態様として、各種癌抑制遺伝子のプロモーター領域をそれぞれ同一のPCR系で増幅し、後述するDNAマイクロアレイによって全ての増幅断片を同時に検出することが挙げられる。なお、個々のプライマーセットに応じて、メチル化DNAに基づく断片と、非メチル化DNAを修飾試薬(工程(a))で処理した核酸に基づく断片との両断片が増幅され得る。   Further, in this step, two or more different primer sets can be used in combination. For example, primer sets that can specifically amplify promoter regions of various genes can be used in combination. In particular, as a preferred embodiment, the promoter regions of various tumor suppressor genes are amplified by the same PCR system, and all amplified fragments are simultaneously detected by a DNA microarray described later. Depending on the individual primer set, both a fragment based on methylated DNA and a fragment based on nucleic acid obtained by treating unmethylated DNA with a modifying reagent (step (a)) can be amplified.

その他に使用し得るプライマーとしては、例えば、メチル化DNAと非メチル化DNAを識別し得るプライマーが挙げられる。すなわち、メチル化DNAには特異的に結合するが、非メチル化DNAを修飾試薬(工程(a))で処理した核酸には結合しないプライマーや、逆に、非メチル化DNAを修飾試薬(工程(a))で処理した核酸には特異的に結合するが、メチル化DNAには結合しないプライマーを用いることができる。このようなプライマーを用いた場合、当該プライマーが結合し得るテンプレートに基づく増幅断片のみが得られる。   Other primers that can be used include, for example, primers that can distinguish methylated DNA from unmethylated DNA. That is, a primer that specifically binds to methylated DNA but does not bind to non-methylated DNA treated with a modifying reagent (step (a)), or conversely, unmethylated DNA binds to a modifying reagent (step Primers that specifically bind to the nucleic acid treated in (a)) but do not bind to methylated DNA can be used. When such a primer is used, only an amplified fragment based on a template to which the primer can bind is obtained.

本発明では、後述するように、得られた増幅断片をDNAマイクロアレイを用いて検出するため、当該検出が可能なように、使用するプライマーセットは、少なくとも一方のプライマーが蛍光標識等で標識化されたものであることが好ましい。標識化はプライマーの5’末端等に行うことができる。蛍光標識としては、例えば、各種レポーター色素(例えば、Cy5、Cy3、VIC、FAM、HEX、TET、フルオレセイン、FITC、TAMRA、Texas red、Yakima Yellow等)を用いることができる。   In the present invention, as will be described later, since the obtained amplified fragment is detected using a DNA microarray, at least one primer is labeled with a fluorescent label or the like so that the detection can be performed. It is preferable that Labeling can be performed on the 5 'end of the primer or the like. As the fluorescent label, for example, various reporter dyes (for example, Cy5, Cy3, VIC, FAM, HEX, TET, fluorescein, FITC, TAMRA, Texas red, Yakima Yellow, etc.) can be used.

また、本工程で使用し得るプライマーセットは、例えば、当該セットのうちの一方のプライマーが、5’末端がリン酸化されたものであることが好ましい。本発明では、後述するように(工程(c))、増幅断片(二本鎖DNA)の一方の鎖を分解等して一本鎖DNA断片とすることが重要であるが、このように5’末端がリン酸化されたプライマーを用いれば、増幅断片のうち当該プライマーにより増幅されたDNA鎖は、5’末端からλエキソヌクレアーゼ活性を有する酵素により容易に分解され得る。   Moreover, as for the primer set which can be used at this process, it is preferable that one primer of the said set is a thing in which 5 'terminal was phosphorylated, for example. In the present invention, as will be described later (step (c)), it is important to decompose one strand of the amplified fragment (double-stranded DNA) into a single-stranded DNA fragment. If a primer whose end is phosphorylated is used, the DNA strand amplified by the primer in the amplified fragment can be easily degraded from the 5 ′ end by an enzyme having λ exonuclease activity.

同様に、本工程では、当該セットのうちの一方のプライマーが、5’末端がビオチン化されているプライマーセットを使用することも好ましい。本発明では、後述するように(工程(c))、増幅断片(二本鎖DNA)の一方の鎖を除去等して一本鎖DNA断片とすることが重要であるが、このように5’末端がビオチン化されているプライマーを用いれば、例えば表面にストレプトアビジンが固定化されたビーズと、一本鎖どうしに解離させた増幅断片(二本鎖DNA)とを接触させることにより、上記ビーズにビオチン化プライマーで増幅された断片のみを固定化でき、その後、アルカリ変性して遠心し、上清を得ることにより、容易に一方の鎖を除去することができる。   Similarly, in this step, it is also preferable to use a primer set in which one primer in the set is biotinylated at the 5 'end. In the present invention, as described later (step (c)), it is important to remove one strand of the amplified fragment (double-stranded DNA) to form a single-stranded DNA fragment. 'Using a primer with a biotinylated end, for example, by contacting a bead having streptavidin immobilized on its surface with an amplified fragment (double-stranded DNA) dissociated into single strands, Only the fragment amplified with the biotinylated primer can be immobilized on the beads, and then one strand can be easily removed by alkali denaturation and centrifugation to obtain a supernatant.

PCRによる核酸増幅においては、DNAポリメラーゼ、プライマー、dNTP、バッファ及びテンプレート等を含む反応液組成や、熱変性、アニーリング、伸長等の温度及び時間といった反応条件は、特に限定はされず、適宜設定することができる。なお、上記反応液組成や反応条件は、必要に応じ、テンプレート及びプライマーの種類等を勘案して設定することもできる。例えば、PCRのサイクル数については、20〜50サイクルとすることが好ましく、PCRのサイクル数が上記範囲内であれば、核酸の定量性がより一層向上し、非特異的PCR産物の増幅を抑制できる等の効果を得ることができる。また、プライマーセットの濃度については、例えば、0.05〜0.5μMとすることが好ましく、特にマルチプレックスでPCR(Multiplex PCR)を行うときはこの範囲内でより低濃度とするのが好ましい。プライマーセットの濃度が上記範囲内であれば、最適な増幅効率で核酸を増幅させることができるため、核酸の定量性がより一層向上する等の効果を得ることができる。さらに、テンプレートとなる核酸の濃度については、例えば、0.01〜50ng/μlとすることが好ましい。

(3) 工程(c)について
本工程では、工程(b)における増幅で得られた二本鎖DNA断片の一方の鎖を分解及び/又は除去して一本鎖DNA断片とする。
In nucleic acid amplification by PCR, the reaction conditions such as the composition of the reaction solution including DNA polymerase, primer, dNTP, buffer, template, etc., and the temperature and time of heat denaturation, annealing, extension, etc. are not particularly limited and are set as appropriate. be able to. In addition, the said reaction liquid composition and reaction conditions can also be set in consideration of the kind of a template, a primer, etc. as needed. For example, the number of PCR cycles is preferably 20 to 50. If the number of PCR cycles is within the above range, nucleic acid quantification is further improved and amplification of nonspecific PCR products is suppressed. An effect such as being able to be obtained can be obtained. In addition, the concentration of the primer set is preferably 0.05 to 0.5 μM, for example. Particularly, when PCR (Multiplex PCR) is performed in a multiplex, a lower concentration is preferable within this range. If the concentration of the primer set is within the above range, the nucleic acid can be amplified with the optimal amplification efficiency, and thus the effect of further improving the nucleic acid quantification can be obtained. Furthermore, the concentration of the nucleic acid serving as a template is preferably 0.01 to 50 ng / μl, for example.

(3) Step (c) In this step, one strand of the double-stranded DNA fragment obtained by the amplification in step (b) is decomposed and / or removed to obtain a single-stranded DNA fragment.

本工程において、増幅断片の一方の鎖を分解する方法としては、限定はされないが、例えば、λエキソヌクレアーゼ活性を有する酵素を用いて分解する方法が好ましい。当該酵素を用いて分解する場合は、前述したように、工程(b)において使用するプライマーセットのうちの一方のプライマーとして、5’末端がリン酸化されたものを用いることが必要となる。酵素反応時においては、増幅断片、バッファ及び酵素等を含む反応液組成や、反応温度、反応時間及び酵素不活性化条件等の反応条件は、特に限定はされず、例えば、シークエンスのテンプレートを作製する場合に用いられる方法等の常法に従い、適宜設定することができる。上記酵素を用いる分解においては、例えば、Strandaseキット(NovaGen社製)等の各種キットを用いて行うことができる。なお、本工程においては、上述のように分解した一方の鎖は、後述するハイブリダイゼーション反応の前に除去しておいてもよいし除去しておかなくてもよく、限定はされないが、除去しておくことが好ましい。この分解物の除去方法としては、例えば、カラムによる精製やフィルターによるカットオフ等が挙げられる。   In this step, the method for decomposing one strand of the amplified fragment is not limited. For example, a method using an enzyme having λ exonuclease activity is preferable. In the case of decomposing using the enzyme, as described above, it is necessary to use one having the 5 'end phosphorylated as one primer of the primer set used in the step (b). During the enzyme reaction, the composition of the reaction solution containing the amplified fragment, buffer, enzyme, etc., and the reaction conditions such as reaction temperature, reaction time, and enzyme inactivation conditions are not particularly limited. For example, a sequence template is prepared. It can set suitably according to conventional methods, such as a method used when doing. In the degradation using the above enzyme, for example, various kits such as Strandase kit (manufactured by NovaGen) can be used. In this step, one strand decomposed as described above may or may not be removed before the hybridization reaction described below, but is not limited, but is removed. It is preferable to keep it. Examples of the method for removing the decomposition product include purification using a column and cutoff using a filter.

また、本工程において、増幅断片の一方の鎖を除去する方法としては、限定はされないが、例えば、ビーズを用いて分離することにより除去する方法が好ましい。当該ビーズとしては、その表面にストレプトアビジンが固定化されているものを使用することができるが、この場合、工程(b)において使用するプライマーセットのうちの一方のプライマーとして、5’末端がビオチン標識されたものを用いることが必要となる。ビーズへのビオチン化断片の固定化、アルカリ変性処理及び遠心分離処理等に関しては、増幅断片、ビーズ及びバッファ等の反応液組成や、温度、時間等の反応条件は、特に限定はされず、常法に従い、適宜設定することができる。上記ビーズを用いる除去においては、例えば、ダイナビーズ M-280 ストレプトアビジン(DYNAL社製)、MagnaBindTM Streptavidin Beads(PIERCE社)、MagacellTM Streptavidin(ナカライテスク株式会社)等を用いて行うことができる。 In this step, the method for removing one strand of the amplified fragment is not limited, but for example, a method of removing by separating using beads is preferable. As the bead, one having streptavidin immobilized on its surface can be used. In this case, as one primer of the primer set used in step (b), the 5 ′ end is biotin. It is necessary to use a label. Regarding the immobilization of biotinylated fragments on beads, alkali denaturation treatment, centrifugation treatment, etc., the reaction solution composition such as amplification fragments, beads and buffers, and reaction conditions such as temperature and time are not particularly limited. It can be set appropriately according to the law. The removal using the above beads can be performed using, for example, Dynabeads M-280 Streptavidin (DYNAL), MagnaBind Streptavidin Beads (PIERCE), Magacell Streptavidin (Nacalai Tesque).

なお、本発明においては、上記分解及び/又は除去後に得られる一本鎖DNA断片(プローブに結合し得る断片)は、後述するDNAマイクロアレイによる検出が可能となるよう、蛍光標識等の標識化がなされている必要がある。従って、この一本鎖DNA断片の増幅に使用されるプライマーには蛍光標識等の標識化がなされていることが必要となる。

(4) 工程(d)について
本工程では、工程(c)で得られた一本鎖DNA断片を、当該断片とハイブリダイズし得るオリゴヌクレオチドプローブ(キャプチャープローブ)が搭載されたDNAマイクロアレイに接触させる。
In the present invention, the single-stranded DNA fragment (fragment capable of binding to the probe) obtained after the above degradation and / or removal is labeled with a fluorescent label or the like so that it can be detected by a DNA microarray described later. It needs to be done. Therefore, it is necessary that the primer used for amplification of the single-stranded DNA fragment is labeled with a fluorescent label or the like.

(4) About step (d) In this step, the single-stranded DNA fragment obtained in step (c) is brought into contact with a DNA microarray on which an oligonucleotide probe (capture probe) capable of hybridizing with the fragment is mounted. .

上記接触とは、具体的には、DNA断片を含むハイブリダイゼーション溶液を調製し、当該溶液中のDNA断片をDNAマイクロアレイに搭載されたオリゴヌクレオチドプローブに結合(ハイブリダイズ)させることを言う。   Specifically, the contact refers to preparing a hybridization solution containing a DNA fragment and binding (hybridizing) the DNA fragment in the solution to an oligonucleotide probe mounted on a DNA microarray.

工程(c)で得られた一本鎖DNA断片を用いたハイブリダイゼーション溶液は、SDSやSSC等の緩衝液を用いて、常法に従い、適宜調製することができる。   A hybridization solution using the single-stranded DNA fragment obtained in step (c) can be appropriately prepared according to a conventional method using a buffer solution such as SDS or SSC.

本工程に用い得るDNAマイクロアレイは、支持体上に、工程(c)で得られた各種一本鎖DNA断片とハイブリダイズし得るオリゴヌクレオチドプローブがそれぞれ固定されたものであれば、限定はされない。例えば、前述したように、メチル化DNAに基づく増幅断片と、非メチル化DNAを修飾試薬(工程(a))で処理した核酸に基づく断片とが増幅される場合は、両増幅断片に由来する各々の一本鎖DNA断片とハイブリダイズし得るプローブをそれぞれ支持体に固定しておくことにより、すべての断片を同時に検出することができる。   The DNA microarray that can be used in this step is not limited as long as oligonucleotide probes that can hybridize with the various single-stranded DNA fragments obtained in step (c) are immobilized on a support. For example, as described above, when an amplified fragment based on methylated DNA and a fragment based on nucleic acid obtained by treating non-methylated DNA with a modifying reagent (step (a)) are amplified, they are derived from both amplified fragments. By fixing probes that can hybridize with each single-stranded DNA fragment to the support, all fragments can be detected simultaneously.

本工程に用い得るDNAマイクロアレイについて、その支持体の形態は、限定はされず、平板、棒状、ビーズ等のいずれの形態のものも使用できる。支持体として、平板を使用する場合は、その平板上に、所定の間隔もって、所定のプローブを種類毎に固定することができる(スポッティング法等;Science 270, 467-470 (1995)等参照)。また、平板上の特定の位置で、所定のプローブを種類毎に逐次合成していくこともできる(フォトリソグラフィー法等;Science 251, 767-773 (1991)等参照)。他の好ましい支持体の形態としては、中空繊維を使用するものが挙げられる。支持体として中空繊維を使用する場合は、所定のプローブを種類毎に各中空繊維に固定し、すべての中空繊維を集束させ固定した後、繊維の長手方向で切断を繰り返すことにより得られるマイクロアレイ(以下「繊維型マイクロアレイ」と言う)が好ましく例示できる。このマクロアレイは、貫通孔基板に核酸を固定化したタイプのものと説明することもでき、いわゆる「貫通孔型マイクロアレイ」とも言われる(特許第3510882号公報等参照)。   Regarding the DNA microarray that can be used in this step, the form of the support is not limited, and any form such as a flat plate, a rod, or a bead can be used. When a flat plate is used as the support, a predetermined probe can be fixed on the flat plate with a predetermined interval for each type (spotting method, etc .; see Science 270, 467-470 (1995), etc.) . It is also possible to sequentially synthesize a predetermined probe for each type at a specific position on the flat plate (see, for example, photolithography method; Science 251, 767-773 (1991)). Other preferred support forms include those using hollow fibers. When hollow fibers are used as the support, a microarray obtained by fixing a predetermined probe to each hollow fiber for each type, converging and fixing all hollow fibers, and then repeating cutting in the longitudinal direction of the fibers ( Hereinafter, it is preferably referred to as “fiber type microarray”. This macroarray can also be described as a type in which a nucleic acid is immobilized on a through-hole substrate, and is also referred to as a so-called “through-hole type microarray” (see Japanese Patent No. 3510882).

支持体へのプローブの固定方法は、限定はされず、どのような結合様式でもよい。また、支持体に直接固定することに限定はされず、例えば、予め支持体をポリリジン等のポリマーでコーティング処理し、処理後の支持体にプローブを固定することもできる。さらに、支持体として中空繊維等の管状体を使用する場合は、管状体にゲル状物を保持させ、そのゲル状物にプローブを固定することもできる。   The method for fixing the probe to the support is not limited, and any binding mode may be used. Moreover, it is not limited to fix | immobilize directly to a support body, For example, a support body can be previously coated with polymers, such as a polylysine, and a probe can also be fixed to the support body after a process. Furthermore, when a tubular body such as a hollow fiber is used as the support, the tubular body can hold a gel-like material, and the probe can be fixed to the gel-like material.

以下、繊維型マイクロアレイに関して詳細に説明する。このマイクロアレイは、例えば、下記(i)〜(iv)の工程を経て作製することができる。   Hereinafter, the fiber type microarray will be described in detail. This microarray can be manufactured through the following steps (i) to (iv), for example.

(i) 複数本の中空繊維を、中空繊維の長手方向が同一方向となるように3次元に配列して配列体を製造する工程
(ii) 前記配列体を包埋し、ブロック体を製造する工程
(iii) オリゴヌクレオチドプローブを含むゲル前駆体重合性溶液を前記ブロック体の各中空繊維の中空部に導入して重合反応を行い、プローブを含むゲル状物を中空部に保持させる工程
(iv) 中空繊維の長手方向と交差する方向で切断して、ブロック体を薄片化する工程
中空繊維に使用される材料としては、限定はされないが、例えば、特開2004-163211号公報等に記載の材料が好ましく挙げられる。
(i) A step of producing an array by arranging a plurality of hollow fibers in three dimensions so that the longitudinal directions of the hollow fibers are the same direction
(ii) a step of embedding the array and producing a block
(iii) A step of introducing a gel precursor polymerizable solution containing an oligonucleotide probe into the hollow part of each hollow fiber of the block body to carry out a polymerization reaction and holding the gel-like substance containing the probe in the hollow part
(iv) The step of cutting the block body in a direction intersecting with the longitudinal direction of the hollow fiber to make the block body into a thin piece The material used for the hollow fiber is not limited, but for example, in JP 2004-163211 A The materials described are preferred.

中空繊維は、その長手方向の長さが同一となるように3次元に配列される(工程(i))。配列方法としては、例えば、粘着シート等のシート状物に複数本の中空繊維を所定の間隔をもって平行に配置し、シート状とした後、このシートを螺旋状に巻き取る方法(特開平11-108928号公報参照)や、複数の孔が所定の間隔をもって設けられた多孔板2枚を孔部が一致するように重ね合わせ、それらの孔部に中空繊維を通過させ、その後2枚の多孔板の間隔を開いて仮固定し、2枚の多孔板間における中空繊維の周辺に硬化性樹脂原料を充満させて硬化させる方法(特開2001-133453号公報参照)などが挙げられる。   The hollow fibers are arranged three-dimensionally so that the lengths in the longitudinal direction are the same (step (i)). As an arrangement method, for example, a method of arranging a plurality of hollow fibers in parallel with a predetermined interval on a sheet-like material such as an adhesive sheet, forming a sheet, and then winding the sheet in a spiral manner (Japanese Patent Laid-Open No. 11-1990). No. 108928), or two perforated plates in which a plurality of holes are provided at a predetermined interval are overlapped so that the holes coincide with each other, and hollow fibers are passed through these holes, and then the two perforated plates And a method of temporarily fixing the gap between the two perforated plates and filling the periphery of the hollow fiber with a curable resin raw material to cure (see JP 2001-133453 A).

製造された配列体はその配列が乱れないように包埋される(工程(ii))。包埋の方法としては、ポリウレタン樹脂及びエポキシ樹脂等を繊維間の隙間に流し込む方法のほか、繊維どうしを熱融着により接着する方法等が好ましく挙げられる。   The manufactured array is embedded so that the array is not disturbed (step (ii)). Examples of the embedding method include a method in which a polyurethane resin, an epoxy resin, or the like is poured into a gap between fibers, and a method in which fibers are bonded together by heat fusion.

包埋された配列体には、各中空繊維の中空部に、オリゴヌクレオチドプローブを含むゲル前駆体重合性溶液(ゲル形成溶液)を充填し、中空部内で重合反応を行う(工程(iii))。これにより、各中空繊維の中空部に、プローブが固定されたゲル状物を保持させることができる。   The embedded array is filled with a gel precursor polymerizable solution (gel forming solution) containing an oligonucleotide probe in the hollow part of each hollow fiber, and a polymerization reaction is performed in the hollow part (step (iii)). . Thereby, the gel-like thing with which the probe was fixed can be hold | maintained in the hollow part of each hollow fiber.

ゲル前駆体重合性溶液とは、ゲル形成重合性モノマー等の反応性物質を含有する溶液であって、該モノマー等を重合、架橋させることにより該溶液がゲル状物となることが可能な溶液をいう。そのようなモノマーとしては、例えば、アクリルアミド、ジメチルアクリルアミド、ビニルピロリドン、メチレンビスアクリルアミド等が挙げられる。この場合、溶液には重合開始剤等が含まれていてもよい。   The gel precursor polymerizable solution is a solution containing a reactive substance such as a gel-forming polymerizable monomer, and the solution can be converted into a gel by polymerizing and crosslinking the monomer. Say. Examples of such monomers include acrylamide, dimethylacrylamide, vinyl pyrrolidone, methylene bisacrylamide and the like. In this case, the solution may contain a polymerization initiator and the like.

中空繊維内にプローブを固定した後、中空繊維の長手方向と交差する方向(好ましくは直交する方向)で、ブロック体を切断して薄片化する(工程(iv))。このようにして得られた薄片は、DNAマイクロアレイとして使用できる。当該アレイの厚みは、0.01mm〜1mm程度であることが好ましい。ブロック体の切断は、例えば、ミクロトーム及びレーザー等により行うことができる。   After fixing the probe in the hollow fiber, the block body is cut in a direction intersecting with the longitudinal direction of the hollow fiber (preferably in a direction perpendicular to the hollow fiber) to make a thin piece (step (iv)). The flakes thus obtained can be used as a DNA microarray. The thickness of the array is preferably about 0.01 mm to 1 mm. The block body can be cut by, for example, a microtome and a laser.

上述した繊維型マイクロアレイとしては、例えば、三菱レイヨン社製DNAチップ(GenopalTM)等が好ましく挙げられる。 Preferred examples of the fiber microarray described above include a DNA chip (Genopal ) manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.

本工程において、ハイブリダイゼーション溶液とDNAマイクロアレイとの接触、すなわちハイブリダイゼーション反応は、上記溶液中のDNA断片が上記アレイに搭載されたプローブとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし得るよう、反応条件(緩衝液の種類、pH、温度等)を適宜設定して行うことができる。   In this step, the contact between the hybridization solution and the DNA microarray, that is, the hybridization reaction, is carried out under reaction conditions (in order to allow the DNA fragments in the solution to hybridize with the probes mounted on the array under stringent conditions. Buffer type, pH, temperature, etc.) can be set appropriately.

なお、「ストリンジェントな条件」とは、ハイブリダイズさせた後のDNAマイクロアレイの洗浄条件を意味し、例えば、塩(ナトリウム)濃度が48〜780mMであり、温度が37〜80℃であることが好ましく、より好ましくは塩濃度が97.5〜390mMであり、温度が50〜75℃である条件を言う。   The “stringent conditions” mean conditions for washing the DNA microarray after hybridization. For example, the salt (sodium) concentration is 48 to 780 mM, and the temperature is 37 to 80 ° C. More preferably, the salt concentration is 97.5 to 390 mM, and the temperature is 50 to 75 ° C.

洗浄後は、プローブに結合したDNA断片の標識を検出できる装置により、各スポットごとに検出強度を測定する。蛍光標識化されたDNA断片を結合させた場合は、各種蛍光検出装置(例えば、三菱レイヨン社製の冷却CCD式蛍光検出装置など)を使用して蛍光強度を測定することができる。
検出後は、例えば以下の処理により、メチル化率(メチレーションレベル)を算出してメチル化DNAの存在割合を評価することができる。すなわち、まず下記式(I):
M/(M+U) (I)により、「メチル化DNA用プローブのスポットにおける蛍光強度(M)」と「非メチル化DNA用プローブのスポットにおける蛍光強度(U)」との和に対する「上記蛍光強度(M)」の比の値を求め、予め作成しておいた検量線からメチル化率を求めることができる(詳しくは実施例参照)。なお、この評価方法が採用できるのは、工程(b)におけるプライマーセットとして、非メチル化DNAを修飾試薬(工程(a))で処理した核酸と、メチル化DNAとを共に増幅し得るプライマーを用いた場合である。

(5) 本発明の検出方法の用途
本発明の検出方法は、例えば、腫瘍の良悪性の判定方法に好ましく利用できる。詳しくは、本発明の検出方法により得られた検出結果から、腫瘍組織及び正常組織に由来するそれぞれの染色体DNAについてメチル化の割合を比較することにより、腫瘍の良性又は悪性を判定することができる。
After washing, the detection intensity is measured for each spot with an apparatus capable of detecting the label of the DNA fragment bound to the probe. When a fluorescently labeled DNA fragment is bound, the fluorescence intensity can be measured using various fluorescence detection devices (for example, a cooled CCD fluorescence detection device manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.).
After detection, for example, by the following process, the methylation rate (methylation level) can be calculated to evaluate the presence ratio of methylated DNA. That is, first, the following formula (I):
According to M / (M + U) (I), “the fluorescence intensity described above with respect to the sum of the“ fluorescence intensity (M) at the spot of the probe for methylated DNA ”and the fluorescence intensity (U) at the spot of the probe for unmethylated DNA”. The value of the ratio (M) ”can be obtained, and the methylation rate can be obtained from a calibration curve prepared in advance (see the Examples for details). This evaluation method can be used as a primer set in step (b), a primer that can amplify both a methylated DNA and a nucleic acid obtained by treating unmethylated DNA with a modifying reagent (step (a)). This is the case.

(5) Use of the detection method of the present invention The detection method of the present invention can be preferably used for, for example, a method for determining benign or malignant tumor. Specifically, from the detection result obtained by the detection method of the present invention, the benign or malignant tumor can be determined by comparing the methylation ratios for each chromosomal DNA derived from the tumor tissue and normal tissue. .

具体的には、腫瘍組織由来の染色体DNAサンプルと、正常組織由来の染色体DNAサンプルのそれぞれに関して、同じ核酸領域を検出対象として、本発明の検出方法(工程(a)〜(d))を実施する。ここで、当該核酸領域としては、癌抑制遺伝子のプロモーターが好ましく、より好ましくは、前記「(2) 工程(b)」で列挙した各種癌抑制遺伝子のプロモーターである。癌抑制遺伝子のプロモーターにおけるCpGアイランドのメチル化が、当該遺伝子の不活性化(遺伝子サイレンシング)の機構として突然変異や染色体欠失と同等の役割を果たすからである。なお、当該プロモーターが、CpG配列のシトシンにおいてメチル化されているものであっても非メチル化のものであっても工程(b)において増幅され得るよう、使用するプライマーセットとしては、非メチル化DNAを修飾試薬(工程(a))で処理した核酸と、メチル化DNAとを共に増幅し得るプライマーを用いる。検出対象とする癌抑制遺伝子のプロモーターについては、2種以上選択することもでき、それぞれのプロモーター領域に対応するプライマーセットを併用することで、同時に検出することができる。   Specifically, for the chromosomal DNA sample derived from tumor tissue and the chromosomal DNA sample derived from normal tissue, the detection method of the present invention (steps (a) to (d)) is performed using the same nucleic acid region as the detection target. To do. Here, the nucleic acid region is preferably a promoter of a tumor suppressor gene, more preferably a promoter of various cancer suppressor genes listed in the above “(2) step (b)”. This is because methylation of CpG islands in the tumor suppressor gene promoter plays a role equivalent to mutation or chromosome deletion as a mechanism of inactivation of the gene (gene silencing). The primer set used is unmethylated so that the promoter can be amplified in step (b) regardless of whether it is methylated in cytosine of the CpG sequence or unmethylated. A primer capable of amplifying both a nucleic acid obtained by treating DNA with a modifying reagent (step (a)) and methylated DNA is used. Two or more types of promoters of tumor suppressor genes to be detected can be selected, and can be detected simultaneously by using a primer set corresponding to each promoter region.

次いで、検出結果と前述した式(I)から、腫瘍組織由来の染色体DNA及び正常組織由来の染色体DNAにおけるメチル化率(すなわち、検出対象とする癌抑制遺伝子のプロモーターがメチル化されているものの割合)をそれぞれ比較して、腫瘍の存在、ひいては腫瘍の良性又は悪性を判定する。この際、腫瘍組織でのメチル化率が正常組織でのメチル化率に対してどの程度高ければ悪性であるかという判定基準を、予め多数の臨床データに基づいて設定しておけば、その基準値との比較により、容易に腫瘍の存在及び腫瘍の良性又は悪性を判定することができる。   Next, from the detection result and the above-mentioned formula (I), the methylation rate in the chromosomal DNA derived from the tumor tissue and the chromosomal DNA derived from the normal tissue (that is, the ratio of the promoter of the tumor suppressor gene to be detected is methylated) ) To determine the presence of the tumor, and hence the benign or malignant of the tumor. At this time, if a criterion for determining the degree of malignancy when the methylation rate in the tumor tissue is higher than the methylation rate in the normal tissue is set based on a large number of clinical data in advance, the criterion By comparison with the values, the presence of the tumor and the benign or malignant of the tumor can be easily determined.

また、複数の癌抑制遺伝子のプロモーターについて、腫瘍組織及び正常組織でのメチル化率の臨床データを分析することにより、どのような腫瘍においてどのような癌抑制遺伝子のプロモーターがメチル化の影響を受けやすいか、予め把握することができる。この知見を利用すれば、腫瘍の種類に応じて、それが良性か悪性かをより高い信頼性をもって判定することができる。   In addition, by analyzing clinical data on the methylation rate in tumor tissues and normal tissues for multiple tumor suppressor gene promoters, which tumor suppressor gene promoter is affected by methylation in any tumor. Whether it is easy or not can be grasped in advance. If this knowledge is utilized, it can be determined with higher reliability whether it is benign or malignant depending on the type of tumor.

判定対象とする腫瘍としては、限定はされず、例えば、胃癌、肺癌、頭頚部癌、食道癌、乳癌、肝癌、大腸癌、前立腺癌、メラノーマ、脳腫瘍、リンパ腫等が挙げられる。   The tumor to be determined is not limited, and examples thereof include stomach cancer, lung cancer, head and neck cancer, esophageal cancer, breast cancer, liver cancer, colon cancer, prostate cancer, melanoma, brain tumor, lymphoma and the like.

さらに、本発明は、腫瘍の性質の判定方法、腫瘍の発生リスクの判定方法も含むものである。腫瘍の性質の判定方法は、DNAメチル化異常が腫瘍細胞の性質に関連することがあることを利用したものである。詳しくは、ある癌抑制遺伝子のプロモーターがメチル化されている場合、特定の腫瘍については薬剤反応性が良く予後が良いなどといった、メチル化DNAの領域と腫瘍細胞の性質とを関連づけた知見が利用される。腫瘍の発生リスクの判定方法は、正常組織に蓄積したDNAメチル化異常を利用したものであり、現時点では正常組織であっても今後腫瘍組織になる可能性があるものを判定する方法である。詳しくは、ある組織の正常細胞について特定の癌抑制遺伝子のプロモーターが高頻度にメチル化されている場合、将来腫瘍となるリスクが高いと判定できる。

3.メチル化DNA及び/又は非メチル化DNAの検出用キット
本発明のキットは、下記(a)〜(d)の構成成分を含むことを特徴とするものである。なお、各構成成分の詳細については、前述した説明が同様に適用できる。
Furthermore, the present invention includes a method for determining the nature of a tumor and a method for determining the risk of developing a tumor. The method for determining tumor properties utilizes the fact that abnormal DNA methylation may be related to the properties of tumor cells. Specifically, when the promoter of a tumor suppressor gene is methylated, knowledge that correlates the region of the methylated DNA with the nature of the tumor cell, such as good drug reactivity and good prognosis for a specific tumor, is used Is done. The method for determining the risk of developing a tumor is a method that utilizes abnormal DNA methylation accumulated in normal tissue, and is a method for determining what is likely to be a tumor tissue in the future even if it is a normal tissue. Specifically, when the promoter of a specific tumor suppressor gene is frequently methylated in a normal cell of a certain tissue, it can be determined that the risk of becoming a tumor in the future is high.

3. Kit for Detection of Methylated DNA and / or Unmethylated DNA The kit of the present invention is characterized by comprising the following components (a) to (d). In addition, about the detail of each structural component, the description mentioned above is applicable similarly.

(a) 非メチル化シトシンを修飾する試薬
(b) メチル化シトシンを含むDNA及び前記修飾された塩基を含む核酸を共に増幅し得るプライマーセットであって、一方のプライマーは5’末端がリン酸化されたものである当該セット
(c) λエキソヌクレアーゼ活性を有する酵素
(d) 前記(b)のプライマーセットを用いて増幅された二本鎖DNA断片を前記(c)の酵素で処理して得られる一本鎖DNA断片とハイブリダイズし得るオリゴヌクレオチドプローブが搭載されたDNAマイクロアレイ
本発明のキットは、前述した本発明の検出方法、腫瘍の良悪性の判定方法、腫瘍の性質の判定方法、腫瘍の発生リスクの判定方法のいずれにも有効に用いることができる。
(a) Reagent for modifying unmethylated cytosine
(b) A primer set capable of amplifying both a DNA containing methylated cytosine and a nucleic acid containing the modified base, wherein one primer is a phosphorylated 5 ′ end
(c) Enzyme having λ exonuclease activity
(d) An oligonucleotide probe capable of hybridizing with a single-stranded DNA fragment obtained by treating the double-stranded DNA fragment amplified using the primer set (b) with the enzyme (c) is mounted. DNA microarray The kit of the present invention can be effectively used for any of the detection method of the present invention, the determination method of benign / malignant tumor, the determination method of the nature of the tumor, and the determination method of the risk of developing a tumor.

本発明のキットは、上記各構成成分以外に他の構成成分を含んでいてもよい。他の構成成分としては、例えば、DNAポリメラーゼ、各種バッファ、滅菌水、エッペンドルフチューブ、フェノールクロロホルム、クロロホルム、エタノール、核酸共沈剤、実験操作マニュアル(説明書)等のほか、必要に応じ、各種PCR等実験機器等も挙げることができる。

以下に、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
The kit of the present invention may contain other components in addition to the above components. Other components include, for example, DNA polymerase, various buffers, sterilized water, Eppendorf tubes, phenol chloroform, chloroform, ethanol, nucleic acid coprecipitate, experimental operation manuals (instructions), and various PCRs as necessary. And other experimental equipment.

Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.

1.DNAマイクロアレイの製造
貫通孔型のDNAマイクロアレイを、以下の手順で製造した。
1. Production of DNA microarray A through-hole type DNA microarray was produced by the following procedure.

(1) プローブの調製
DNAマイクロアレイに搭載するオリゴヌクレオチドプローブ(キャプチャープローブ)として、下記配列番号1〜8に示す配列情報をもつ5'末端ビニル化核酸分子を用いた。これら核酸分子の調製方法を以下に示す。
(1) Probe preparation
As oligonucleotide probes (capture probes) mounted on the DNA microarray, 5′-terminal vinylated nucleic acid molecules having the sequence information shown in SEQ ID NOs: 1 to 8 below were used. A method for preparing these nucleic acid molecules is shown below.

まず、末端アミノ化核酸(5'-O-アミノヘキシル-核酸)を合成するために、アミダイト試薬を用いてDNA自動合成装置により、下記配列番号1〜8に示す塩基配列のオリゴヌクレオチドをそれぞれ合成した。その後、最終段階で、アミノリンクTM(PEバイオシステムズ社製)を各オリゴヌクレオチドに反応させ、次いで脱保護操作を行うことにより調製した。なお、下記の各プローブ名(例えば「p16-M」等)は、「癌抑制遺伝子名−〔メチル化DNA用プローブ(M)又は非メチル化DNA用プローブ(U)〕」の形式で表されている。
「p16-M」
5'-GCCGCCCGCTACCTACTCTACCCCTCTCCGCAACCGCCGAACGCACTCGATCCG-3'(配列番号1)
「p16-U」
5'-ACCACCCACTACCTACTCTACCCCTATCCACAACCACCAAACACACTCAATCCA-3'(配列番号2)
「LOX-M」
5'-GCCAAACGCCCGAAACCGCCGACGACTCGCGCGAAAACTACTATTAACCGACGACG-3'(配列番号3)
「LOX-U」
5'-ACCAAACACCCAAAACCACCAACAACTCACACAAAAACTACTATTAACCAACAACA-3'(配列番号4)
「RUNX3-M」
5'-GCCCCAACGTCAAAAAACTACGACCCGAAAAAAAACGACAAAAACGCCTTCCGTAAAACCCGAACG-3'(配列番号5)
「RUNX3-U」
5'-ACCCCAACATCAAAAAACTACAACCCAAAAAAAAACAACAAAAACACCTTCCATAAAACCCAAACA-3'(配列番号6)
「TIG1-M」
5'-GCTCCGAACCCGTATCTATCGAATACCGAACCAACTTTCCTACGTCCATACAACCCCGCCGACAACG-3'(配列番号7)
「TIG1-U」
5'-ACTCCAAACCCATATCTATCAAATACCAAACCAACTTTCCTACATCCATACAACCCCACCAACAACA-3'(配列番号8)
(2) 中空繊維束(中空繊維配列体)の製造
図1に示す配列固定器具を利用して中空繊維束(中空繊維配列体)を製造した。なお、図1中のx、y、zは互いに直交する3次元軸であり、x軸は上記中空繊維の長手方向と一致する。
First, in order to synthesize a terminal aminated nucleic acid (5'-O-aminohexyl-nucleic acid), each of the oligonucleotides having the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 1 to 8 below was synthesized by an automatic DNA synthesizer using an amidite reagent. did. Thereafter, in the final stage, aminolink (manufactured by PE Biosystems) was reacted with each oligonucleotide and then prepared by deprotection. In addition, the following probe names (for example, “p16-M” and the like) are expressed in the form of “tumor suppressor gene name— [probe for methylated DNA (M) or probe for unmethylated DNA (U)]”. ing.
"P16-M"
5'-GCCGCCCGCTACCTACTCTACCCCTCTCCGCAACCGCCGAACGCACTCGATCCG-3 '(SEQ ID NO: 1)
"P16-U"
5'-ACCACCCACTACCTACTCTACCCCTATCCACAACCACCAAACACACTCAATCCA-3 '(SEQ ID NO: 2)
"LOX-M"
5'-GCCAAACGCCCGAAACCGCCGACGACTCGCGCGAAAACTACTATTAACCGACGACG-3 '(SEQ ID NO: 3)
"LOX-U"
5'-ACCAAACACCCAAAACCACCAACAACTCACACAAAAACTACTATTAACCAACAACA-3 '(SEQ ID NO: 4)
"RUNX3-M"
5'-GCCCCAACGTCAAAAAACTACGACCCGAAAAAAAACGACAAAAACGCCTTCCGTAAAACCCGAACG-3 '(SEQ ID NO: 5)
"RUNX3-U"
5'-ACCCCAACATCAAAAAACTACAACCCAAAAAAAAACAACAAAAACACCTTCCATAAAACCCAAACA-3 '(SEQ ID NO: 6)
"TIG1-M"
5'-GCTCCGAACCCGTATCTATCGAATACCGAACCAACTTTCCTACGTCCATACAACCCCGCCGACAACG-3 '(SEQ ID NO: 7)
"TIG1-U"
5'-ACTCCAAACCCATATCTATCAAATACCAAACCAACTTTCCTACATCCATACAACCCCACCAACAACA-3 '(SEQ ID NO: 8)
(2) Production of hollow fiber bundle (hollow fiber array) A hollow fiber bundle (hollow fiber array) was produced using the array fixing device shown in FIG. Note that x, y, and z in FIG. 1 are three-dimensional axes orthogonal to each other, and the x-axis coincides with the longitudinal direction of the hollow fiber.

まず、孔の中心間距離を0.42mmとして直径0.32mmの孔が縦横各12列で合計144個設けられた、厚さ0.1mmの多孔板21を2枚準備した。これらの多孔板21を重ね合わせて、そのすべての孔に、ポリカーボネート中空繊維31(三菱エンジニアリングプラスチック社製、カーボンブラック1質量%含有)を1本ずつ通過させた。   First, two perforated plates 21 having a thickness of 0.1 mm were prepared, in which the distance between the centers of the holes was 0.42 mm, and a total of 144 holes having a diameter of 0.32 mm were provided in 12 rows each in length and width. These porous plates 21 were overlapped, and polycarbonate hollow fibers 31 (manufactured by Mitsubishi Engineering Plastics, containing 1% by mass of carbon black) were passed through each of the holes one by one.

x軸方向に各中空繊維31に0.1Nの張力をかけた状態で2枚の多孔板21の位置を移動させて、中空繊維31の一方の端部から20mmの位置と100mmの位置の2ヶ所に上記多孔板21を固定した。即ち、2枚の多孔板21の間隔を80mmとした。   The position of the two perforated plates 21 is moved in a state where 0.1 N tension is applied to each hollow fiber 31 in the x-axis direction, so that two positions of 20 mm and 100 mm from one end of the hollow fiber 31 are provided. The perforated plate 21 was fixed to. That is, the interval between the two porous plates 21 was set to 80 mm.

次いで、上記多孔板間の空間の周囲3面を板状物41で囲った。このようにして上部のみが開口状態にある容器を得た。   Next, the three surfaces surrounding the space between the perforated plates were surrounded by a plate-like object 41. In this way, a container having an open top only was obtained.

得られた容器の上部から樹脂原料を流し込んだ。樹脂原料としては、ポリウレタン樹脂接着剤(日本ポリウレタン工業(株)製、ニッポラン4276,コロネート4403)の総重量に対し、2.5質量%のカーボンブラックを添加したものを使用した。樹脂原料を流し込んだ後、容器を25℃で1週間静置して樹脂を硬化させた。硬化後、容器から多孔板21と板状物41を取り除いて、中空繊維束を得た。得られた中空繊維束の繊維端のうち、一方は封止し、もう一方は開放状態にしておいた。   Resin raw material was poured from the upper part of the obtained container. As a resin raw material, what added 2.5 mass% carbon black was used with respect to the total weight of a polyurethane resin adhesive (The Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd. make, NIPPON 4276, Coronate 4403). After pouring the resin raw material, the container was allowed to stand at 25 ° C. for 1 week to cure the resin. After curing, the porous plate 21 and the plate-like object 41 were removed from the container to obtain a hollow fiber bundle. Of the fiber ends of the resulting hollow fiber bundle, one was sealed and the other was open.

(3) ゲル充填中空繊維配列体の製造
次に、下記表1に示す配合割合(プローブに関しては濃度)で混合した単量体及び開始剤を含むゲル前駆体重合性溶液を調製した。当該溶液は、先に調製したプローブの種類ごとに調製した。
(3) Production of gel-filled hollow fiber array Next, a gel precursor polymerizable solution containing a monomer and an initiator mixed at a blending ratio (concentration with respect to the probe) shown in Table 1 below was prepared. The solution was prepared for each type of probe prepared previously.

調製した各種ゲル前駆体重合性溶液を、384マイクロタイタープレートの所定のウェルに、表2に示した通りに、80μLずつ分注した。なお、表2中の「B」は何も分注していないブランクのウェルを意味する。   As shown in Table 2, 80 μL of each prepared gel precursor polymerizable solution was dispensed into a predetermined well of a 384 microtiter plate. In Table 2, “B” means a blank well in which nothing is dispensed.

次に、上記分注後の384プレート及び中空繊維束をデシケーター内に配置し、デシケーター内を減圧状態にした後、中空繊維束の繊維束が固定されていない一方の端部を、384プレートに分注した溶液中に浸漬した。その後、デシケーター内に窒素ガスを封入して減圧状態を解き、中空繊維の中空部に、プローブを含むゲル前駆体重合性溶液を導入させた。次いで、容器内を70℃とし、3時間かけて重合反応を行った。   Next, the 384 plate and the hollow fiber bundle after the above dispensing are placed in a desiccator, and after the inside of the desiccator is decompressed, one end portion of the hollow fiber bundle where the fiber bundle is not fixed is attached to the 384 plate. It was immersed in the dispensed solution. Thereafter, nitrogen gas was sealed in the desiccator to release the reduced pressure state, and a gel precursor polymerizable solution containing a probe was introduced into the hollow portion of the hollow fiber. Next, the inside of the container was brought to 70 ° C., and a polymerization reaction was carried out over 3 hours.

このようにして、プローブがゲル状物を介して中空繊維の中空部に保持された中空繊維束(ゲル充填中空繊維配列体)を得た。   In this manner, a hollow fiber bundle (gel-filled hollow fiber array) in which the probe was held in the hollow portion of the hollow fiber via the gel-like material was obtained.

(4) 薄片化
上記(3)で得られた中空繊維束を、ミクロトームを用いて繊維の長手方向と直交する方向に厚さ0.25mmで200枚スライスし、得られた薄片シートをDNAマイクロアレイとした。
2.メチル化DNA及び非メチル化DNAの検出
(1) 被験試料の調製
合計26名の患者(男性及び女性)から、胃の上皮の腫瘍組織及び正常組織をそれぞれ採取した。採取した組織サンプルは、実験に用いるまで-80℃で保存しておいた。DNAの抽出はSepaGene(三光純薬社製)を用いて行い、被験試料とした。
(4) Thinning The hollow fiber bundle obtained in (3) above was sliced into 200 pieces with a thickness of 0.25 mm in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the fiber using a microtome, and the obtained thin sheet was referred to as a DNA microarray. did.
2. Detection of methylated and unmethylated DNA
(1) Preparation of test sample Gastric epithelial tumor tissue and normal tissue were collected from a total of 26 patients (male and female), respectively. The collected tissue samples were stored at −80 ° C. until used for experiments. DNA extraction was performed using SepaGene (manufactured by Sanko Junyaku Co., Ltd.) and used as a test sample.

また別途、検量線を作成するためのコントロール試料として、完全にメチル化されたDNA「CpGenomeTM Universal Methylated DNA (CHEMICON #S7821)」、及び完全な非メチル化DNA「CpGenomeTM Universal Unmethylated DNA set(CHEMICON #S7822)のVialA」を用いた。具体的には、下記のようにメチル化率の設定が異なる以下の(i)〜(v)の配合サンプルを調製して使用した。 Separately, as a control sample for preparing a calibration curve, completely methylated DNA “CpGenome TM Universal Methylated DNA (CHEMICON # S7821)” and completely unmethylated DNA “CpGenome TM Universal Unmethylated DNA set (CHEMICON # S7822) VialA ”was used. Specifically, the following blended samples (i) to (v) having different methylation rate settings were prepared and used as follows.

非メチル化DNA メチル化DNA メチル化率
(i) 1.0μg 0μg 0%
(ii) 0.75μg 0.25μg 25%
(iii) 0.5μg 0.5μg 50%
(vi) 0.25μg 0.75μg 75%
(v) 0μg 1.0μg 100%
(2) 重亜硫酸塩(bisulfite)処理
被験試料のゲノムDNA(染色体DNA)におけるメチル化されていないシトシンを全てウラシルに変換するため、CpGenomeTM DNA Modification Kit(CHEMICON#S7820)を用いてbisulfite処理を行った。
Unmethylated DNA Methylated DNA Methylation rate
(i) 1.0μg 0μg 0%
(ii) 0.75μg 0.25μg 25%
(iii) 0.5μg 0.5μg 50%
(vi) 0.25μg 0.75μg 75%
(v) 0μg 1.0μg 100%
(2) Bisulfite treatment Bisulfite treatment is performed using CpGenome TM DNA Modification Kit (CHEMICON # S7820) to convert all unmethylated cytosine in the genomic DNA (chromosomal DNA) of the test sample into uracil. went.

具体的には、まず、被験試料のゲノムDNAを1μg/100μlの濃度に調整し、この溶液に3M NaOHを7μl入れ、よく混合した後、50℃で10分間インキュベートした。   Specifically, first, genomic DNA of a test sample was adjusted to a concentration of 1 μg / 100 μl, 7 μl of 3M NaOH was added to this solution, mixed well, and then incubated at 50 ° C. for 10 minutes.

次に、CpGenomeTM DNA Modification Kitに付属のReagent Iを秤量し、「Reagent Iの重量(g)÷0.227×0.571ml」分の滅菌水を加えて完全に溶解させた。 Next, Reagent I attached to the CpGenome DNA Modification Kit was weighed, and “Reagent I weight (g) ÷ 0.227 × 0.571 ml” of sterilized water was added to completely dissolve it.

上記溶液に、〔20×(Reagent Iの重量(g)÷0.227)〕μlの3M NaOHを加えてよく混ぜ、pHを約5に調整した。   [20 × (Reagent I weight (g) ÷ 0.227)] μl of 3M NaOH was added to the above solution and mixed well to adjust the pH to about 5.

インキュベート後のゲノムDNA溶液に、pHを約5に調整したReagent I溶液を550μl加えてよく混合した。混合後、50℃で16時間インキュベートした。   To the genomic DNA solution after the incubation, 550 μl of Reagent I solution adjusted to pH 5 was added and mixed well. After mixing, it was incubated at 50 ° C. for 16 hours.

インキュベートしている間に、以下の溶液を準備した。
・20mM NaOH/90% EtOH溶液:
900μlの98%エタノールに、93.4μlの滅菌水と6.6μlの3M NaOHを加えて混合した。
・CpGenomeTM DNA Modification Kitに付属のReagent II溶液:
20mlの滅菌水に1μlのβ-メルカプトエタノールを加えて混合した(1液とする)。
During the incubation, the following solutions were prepared:
・ 20mM NaOH / 90% EtOH solution:
To 900 μl of 98% ethanol, 93.4 μl of sterile water and 6.6 μl of 3M NaOH were added and mixed.
・ Reagent II solution included with CpGenome TM DNA Modification Kit:
1 μl of β-mercaptoethanol was added to 20 ml of sterilized water and mixed (1 solution).

CpGenomeTM DNA Modification Kitに付属のReagent II試薬を秤量し、「Reagent IIの重量(g)÷1.35×750μl」分の1液を加えて完全に溶解させた。 The Reagent II reagent included in the CpGenome DNA Modification Kit was weighed, and one solution of “Reagent II weight (g) ÷ 1.35 × 750 μl” was added and completely dissolved.

16時間後、よく懸濁させたCpGenomeTM DNA Modification Kitに付属のReagent IIIから10μlをとり、インキュベートしていたゲノムDNA溶液に混合した。次いで、750μlのReagent II溶液をさらに加えてボルテックスし、遮光して室温で5分間放置した。 After 16 hours, 10 μl of Reagent III attached to the well-suspended CpGenome DNA Modification Kit was taken and mixed with the incubated genomic DNA solution. Subsequently, 750 μl of Reagent II solution was further added, vortexed, and left at room temperature for 5 minutes in the dark.

その後、遠心機で16000rpm、1分間遠心した後、沈殿を崩さないように完全に上清を除いた。   Then, after centrifuging at 16000 rpm for 1 minute with a centrifuge, the supernatant was completely removed so as not to disrupt the precipitate.

1mlの70%エタノールを入れて懸濁させた後、遠心機で16000rpm、1分間遠心し沈殿を崩さないように完全に上清を除いた。この操作をあと2回繰り返した。   After suspending in 1 ml of 70% ethanol, the supernatant was completely removed so as not to break the precipitate by centrifuging at 16000 rpm for 1 minute in a centrifuge. This operation was repeated two more times.

50μlの20mM NaOH/90% EtOH溶液を入れ、チューブをはじいてよく混合した後、スピンダウンし、5分間室温で放置した。   50 μl of 20 mM NaOH / 90% EtOH solution was added and mixed well by flipping the tube, then spun down and left at room temperature for 5 minutes.

その後、90%エタノールを1ml加えて、ボルテックスし、再度遠心した。遠心後、上清のエタノールを完全に取り除いた。この操作をあと1回繰り返した。   Thereafter, 1 ml of 90% ethanol was added, vortexed and centrifuged again. After centrifugation, ethanol in the supernatant was completely removed. This operation was repeated once more.

上清のエタノールを完全に取り除いた後、パラフィルムで蓋をし、針で穴を開け、10分間ほど放置して乾燥させた。   After completely removing ethanol from the supernatant, it was covered with parafilm, punctured with a needle, and allowed to dry for about 10 minutes.

乾燥した沈殿に、buffer TE(10mM Tris-HCl,1mM EDTA,pH7.0)を25μl加え、チューブをはじいてよく混合した。   25 μl of buffer TE (10 mM Tris-HCl, 1 mM EDTA, pH 7.0) was added to the dried precipitate, and the tube was opened and mixed well.

スピンダウン後、50℃で15分間インキュベートした。滅菌済みウルトラフリーMC 0.22μm(ミリポア社、型番:UFC3 0GV 0S)に白濁液を全量入れ、最高速度で2分間遠心した。このようにして、約25μlのbisulfite処理済DNA溶液を得た。   After spin down, it was incubated at 50 ° C. for 15 minutes. The entire amount of the white turbid solution was put into 0.22 μm (free from Millipore, model number: UFC3 0GV 0S) after sterilization and ultra-free MC and centrifuged at the maximum speed for 2 minutes. In this way, about 25 μl of a bisulfite-treated DNA solution was obtained.

(3) Multiplex PCR
以下の(i)〜(viii)のPCRプライマー(Bex社;配列番号9〜16)を購入した。奇数番号のプライマー「(i),(iii),(v),(vii)」は5'末端がcy5で蛍光標識化されており、偶数番号のプライマー「(ii),(iv),(vi),(viii)」は5'末端がリン酸化(P)されている。すべて20μMの溶液となるように調製した。なお、(iv),(vi),(vii),(viii)のプライマーは、配列中にイノシン(I)を含む。
(3) Multiplex PCR
The following PCR primers (i) to (viii) (Bex; SEQ ID NOs: 9 to 16) were purchased. The odd-numbered primers `` (i), (iii), (v), (vii) '' are fluorescently labeled with cy5 at the 5 ′ end, and even-numbered primers `` (ii), (iv), (vi ), (viii) "is phosphorylated (P) at the 5 'end. All were prepared to be 20 μM solutions. The primers (iv), (vi), (vii), and (viii) contain inosine (I) in the sequence.

(i) cy5-LOX-F:
cy5-GGTTAATTTGGTAAAAGGAGTGATG(配列番号9)
(ii) LOX-R-p:
P-TTATTCTCCCATTAAATCTACTAAC(配列番号10)
(iii) cy5-P16-F:
cy5-AGAAAGAGGAGGGGTTGGTTGGTTATTAGA(配列番号11)
(iv) p16-IR-p:
P-CAACCAATCAACCIAAAACTCCATACTACT(配列番号12)
(v) cy5-RUNX3-F:
cy5-GGGTAAATGTTAGAAATTTGTTTAGAA(配列番号13)
(vi) RUNX3-IR-p:
P-TTACAAAAATCACAAACCCIAAACAACAAAAACT(配列番号14)
(vii) cy5-TIG1-IF:
cy5-TGGGTTIGGATTAGGGAGTAGGTAG(配列番号15)
(viii) TIG1-IR-p:
P-AAAAACCCACCACIACCTTATTTCC(配列番号16)
各プライマーを以下の配合で混合し、マルチプレックス用プライマーmixを調製した。
(i) cy5-LOX-F:
cy5-GGTTAATTTGGTAAAAGGAGTGATG (SEQ ID NO: 9)
(ii) LOX-Rp:
P-TTATTCTCCCATTAAATCTACTAAC (SEQ ID NO: 10)
(iii) cy5-P16-F:
cy5-AGAAAGAGGAGGGGTTGGTTGGTTATTAGA (SEQ ID NO: 11)
(iv) p16-IR-p:
P-CAACCAATCAACCIAAAACTCCATACTACT (SEQ ID NO: 12)
(v) cy5-RUNX3-F:
cy5-GGGTAAATGTTAGAAATTTGTTTAGAA (SEQ ID NO: 13)
(vi) RUNX3-IR-p:
P-TTACAAAAATCACAAACCCIAAACAACAAAAACT (SEQ ID NO: 14)
(vii) cy5-TIG1-IF:
cy5-TGGGTTIGGATTAGGGAGTAGGTAG (SEQ ID NO: 15)
(viii) TIG1-IR-p:
P-AAAAACCCACCACIACCTTATTTCC (SEQ ID NO: 16)
Each primer was mixed in the following composition to prepare a multiplex primer mix.

プライマー(i)〜(viii) 各50μl (計400μl)
滅菌水 600μl
合計 1000μl
Multiplex PCRは、QIGEN Multiplex PCR kit(QIGEN社)を用い、GeneAmp9700(アプライドバイオシステムズ社、50μl,maxモード)により、以下の反応液組成及び反応条件で行った。
<反応液組成>
テンプレート(bisulfite処理済ゲノムDNA) 2.5μl
マルチプレックス用プライマーmix 10μl
マルチプレックスマスターMix 25μl
滅菌水 12.5μl
合計 50μl
<反応条件>
以下に概略を示すが、特に、サイクル条件については、解離:94℃(30sec)→アニーリング:55℃(1min)→合成:72℃(30sec)を1サイクルとして計10サイクル行い、続いて、解離:94℃(30sec)→アニーリング:60℃(1min)→合成:72℃(30sec)を1サイクルとして40サイクル行い、計50サイクル行った。
Primers (i) to (viii) 50 μl each (total 400 μl)
Sterile water 600μl
1000μl total
Multiplex PCR was performed using the QIGEN Multiplex PCR kit (QIGEN) with GeneAmp9700 (Applied Biosystems, 50 μl, max mode) under the following reaction solution composition and reaction conditions.
<Reaction solution composition>
Template (bisulfite-treated genomic DNA) 2.5μl
Multiplex primer mix 10 μl
Multiplex Master Mix 25μl
Sterile water 12.5μl
50 μl total
<Reaction conditions>
The outline is shown below. In particular, regarding the cycle conditions, dissociation: 94 ° C. (30 sec) → annealing: 55 ° C. (1 min) → synthesis: 72 ° C. (30 sec) is performed for a total of 10 cycles, followed by dissociation : 94 ° C. (30 sec) → annealing: 60 ° C. (1 min) → synthesis: 72 ° C. (30 sec) for 40 cycles, 50 cycles in total.

上記PCR後、QIAGEN MinElute PCR purification Kit(QIGEN社)を用いて、以下の手順(a)〜(h)によりPCR産物を精製した。   After the PCR, the PCR product was purified by the following procedures (a) to (h) using a QIAGEN MinElute PCR purification Kit (QIGEN).

(a) 50μlのPCR反応液にbuffer PBを300μl入れ、混合後カラムにのせた。   (a) 300 μl of buffer PB was added to 50 μl of the PCR reaction solution, mixed and placed on the column.

(b) 15000rpmで1分間遠心後、溶出液を捨て再度カラムを受けのチューブに挿入した。   (b) After centrifuging at 15000 rpm for 1 minute, the eluate was discarded and the column was inserted again into the receiving tube.

(c) カラムにbuffer PEを750μl入れ、15000rpmで1分間遠心した。   (c) 750 μl of buffer PE was placed in the column and centrifuged at 15000 rpm for 1 minute.

(d) 溶出液を捨て、再度カラムを受けのチューブに挿入した。   (d) The eluate was discarded and the column was inserted again into the receiving tube.

(e) カラムに何も入れずに15000rpmで1分間遠心してbuffer PEをよく除いた。   (e) The buffer PE was thoroughly removed by centrifugation at 15000 rpm for 1 minute with nothing in the column.

(f) カラムを滅菌済みの新規な1.5mlチューブに差込み、カラムに滅菌水を10μl入れた。   (f) The column was inserted into a new sterilized 1.5 ml tube, and 10 μl of sterilized water was added to the column.

(g) 1分間室温で放置した。   (g) Left at room temperature for 1 minute.

(h) 15000rpmで1分間遠心し、約9.5μlの溶出液を得た。   (h) Centrifugation was performed at 15000 rpm for 1 minute to obtain about 9.5 μl of eluate.

(4) PCR産物の一本鎖化
精製して得られたPCR産物(二本鎖DNA断片)を、Strandaseキット(NovaGen社)を使用して一本鎖DNA断片とした。具体的には、下記の反応液組成で、37℃で20分間インキュベートして酵素処理を行い、その後75℃で10分間加熱して酵素を不活性化させた。
(4) Single-stranded PCR product The purified PCR product (double-stranded DNA fragment) was converted into a single-stranded DNA fragment using the Strandase kit (NovaGen). Specifically, an enzyme treatment was performed by incubating at 37 ° C. for 20 minutes with the following reaction solution composition, and then heated at 75 ° C. for 10 minutes to inactivate the enzyme.

PCR産物(M又はU) 9.3μl
10×buffer 2μl
Strandase 4μl
滅菌水 4.7μl
合計 20μl
上記酵素処理後の反応液を、QIAGEN PCR MinElute purification kit(QIAGEN社)を用いてカラム精製し、10μl、1回で溶出した。以下に具体的な手順(a)〜(h)を説明する。
PCR product (M or U) 9.3 μl
10 × buffer 2μl
Strandase 4μl
Sterile water 4.7μl
20μl total
The reaction solution after the enzyme treatment was subjected to column purification using QIAGEN PCR MinElute purification kit (QIAGEN) and eluted with 10 μl once. Specific procedures (a) to (h) will be described below.

(a) 20μlの反応液にbuffer PBを300μl入れ、混合後カラムにのせた。   (a) 300 μl of buffer PB was added to 20 μl of the reaction solution, mixed and placed on the column.

(b) 15000rpmで1分間遠心後、溶出液を捨て再度カラムを受けのチューブに挿入した。   (b) After centrifuging at 15000 rpm for 1 minute, the eluate was discarded and the column was inserted again into the receiving tube.

(c) カラムにbuffer PEを750μl入れ、15000rpmで1分間遠心した。   (c) 750 μl of buffer PE was placed in the column and centrifuged at 15000 rpm for 1 minute.

(d) 溶出液を捨て、再度カラムを受けのチューブに挿入した。   (d) The eluate was discarded and the column was inserted again into the receiving tube.

(e) カラムに何も入れずに15000rpmで1分間遠心してbuffer PEをよく除いた。   (e) The buffer PE was thoroughly removed by centrifugation at 15000 rpm for 1 minute with nothing in the column.

(f) カラムを滅菌済みの新規な1.5mlチューブに差込み、カラムに滅菌水を10μl入れた。   (f) The column was inserted into a new sterilized 1.5 ml tube, and 10 μl of sterilized water was added to the column.

(g) 1分間室温で放置した。   (g) Left at room temperature for 1 minute.

(h) 15000rpmで1分間遠心し、約9.5μlの溶出液を得た。   (h) Centrifugation was performed at 15000 rpm for 1 minute to obtain about 9.5 μl of eluate.

得られた溶出液から2μlとって、分光光度計(GeneSpec III、日立計測器サービス)で260nmの吸光度を測定し、核酸濃度を算出した。その後、得られた溶出液に、滅菌水を適量加えて5ng/μlとなるように希釈した。   2 μl was taken from the obtained eluate, the absorbance at 260 nm was measured with a spectrophotometer (GeneSpec III, Hitachi Instrument Service), and the nucleic acid concentration was calculated. Thereafter, an appropriate amount of sterilized water was added to the obtained eluate to dilute to 5 ng / μl.

(5) ハイブリダイゼーション
以下のように各溶液を混合し、ハイブリダイゼーション溶液を調製した。
(5) Hybridization Each solution was mixed as follows to prepare a hybridization solution.

一本鎖DNA断片(5ng/μl) 16μl
20×SSC 5μl
20%SDS 1μl
滅菌水 78μl
合計 100μl
100μlのハイブリダイゼーション溶液を、前記1.で製造したDNAマイクロアレイに接触させ(アプライし)、65℃で16時間ハイブリダイゼーション反応を行った。
Single-stranded DNA fragment (5ng / μl) 16μl
20 x SSC 5μl
1% 20% SDS
Sterile water 78μl
100 μl total
Add 100 μl of hybridization solution to the above 1. The DNA microarray prepared in (1) was contacted (applied), and a hybridization reaction was performed at 65 ° C. for 16 hours.

(6) 洗浄
ハイブリダイゼーション反応後、以下の手順(a)〜(d)でDNAマイクロアレイを洗浄した。
(6) Washing After the hybridization reaction, the DNA microarray was washed according to the following procedures (a) to (d).

(a) 滅菌済みの遠心管に0.5×SSCを10ml入れ、これを2本用意した。   (a) Ten ml of 0.5 × SSC was put into a sterilized centrifuge tube, and two of them were prepared.

(b) 1本は70℃に保温し、もう1本は室温に置いた。   (b) One was kept at 70 ° C. and the other was kept at room temperature.

(c) 保温した洗浄液が70℃に温まったところで、チャンバーからDNAマイクロアレイを取り出して60分間浸漬した。   (c) When the heated washing solution was heated to 70 ° C., the DNA microarray was taken out of the chamber and immersed for 60 minutes.

(d) その後、70℃の洗浄液から室温の洗浄液にDNAマイクロアレイを移した。   (d) Thereafter, the DNA microarray was transferred from the washing solution at 70 ° C. to the washing solution at room temperature.

(7) 検出
上記洗浄後、三菱レイヨン社製の冷却CCD式蛍光検出装置(型番:0060304)を用い、下記検出条件で、各スポットの蛍光シグナルを測定した。
<検出条件>
中心励起波長 :630nm
蛍光フィルター:Cy5フィルター
露光時間 :200 msec
(8) メチル化率
被験試料の検出結果に基づき、下記式(I)により、「メチル化DNA用プローブのスポットにおける蛍光強度(M)」と「非メチル化DNA用プローブのスポットにおける蛍光強度(U)」との和に対する「上記蛍光強度(M)」の比の値を算出した。その結果を下記表4に示す。
(7) Detection After the washing, the fluorescence signal of each spot was measured under the following detection conditions using a cooled CCD fluorescence detection device (model number: 0060304) manufactured by Mitsubishi Rayon.
<Detection conditions>
Central excitation wavelength: 630nm
Fluorescent filter: Cy5 filter Exposure time: 200 msec
(8) Methylation rate Based on the detection result of the test sample, “fluorescence intensity (M) at the spot of the probe for methylated DNA (M)” and “fluorescence intensity (at the spot of the probe for unmethylated DNA) ( The ratio of “the fluorescence intensity (M)” to the sum of “U)” was calculated. The results are shown in Table 4 below.

M/(M+U) (I)     M / (M + U) (I)

ここで、前述したコントロール試料について、各メチル化率のサンプルごとに、被験試料と同様の操作を3回ずつ行い、得られた検出結果に基づいて検量線を作成した(図2参照)。検量線から、以下のような関係式(メチル化率の算出式)を導いた。   Here, for the control sample described above, the same operation as the test sample was performed three times for each sample of each methylation rate, and a calibration curve was created based on the obtained detection results (see FIG. 2). From the calibration curve, the following relational expression (methylation rate calculation formula) was derived.

p16: メチル化率(%)=97.528×[M/(M+U)] (R2=0.9465)
LOX: メチル化率(%)=107.99×[M/(M+U)] (R2=0.9687)
RUNX3: メチル化率(%)=94.018×[M/(M+U)] (R2=0.9522)
TIG1: メチル化率(%)=101.28×[M/(M+U)] (R2=0.9707)
表4に示した各値を上記関係式に代入してメチル化率(%)を算出し、また、算出したメチル化率に応じて、更に5段階に分けて評価した。具体的には、レベル1:20%未満;レベル2:20%以上、40%未満;レベル3:40%以上、60%未満;レベル4:60%以上、80%未満;レベル5:80%以上に分けて評価した。その結果を下記表5に示す。
p16: Methylation rate (%) = 97.528 × [M / (M + U)] (R 2 = 0.9465)
LOX: Methylation rate (%) = 107.99 × [M / (M + U)] (R 2 = 0.9687)
RUNX3: Methylation rate (%) = 94.018 × [M / (M + U)] (R 2 = 0.9522)
TIG1: Methylation rate (%) = 101.28 × [M / (M + U)] (R 2 = 0.9707)
Each value shown in Table 4 was substituted into the above relational expression to calculate the methylation rate (%), and further evaluated in five stages according to the calculated methylation rate. Specifically, Level 1: Less than 20%; Level 2: 20% or more, less than 40%; Level 3: 40% or more, less than 60%; Level 4: 60% or more, less than 80%; Level 5: 80% Evaluation was divided into the above. The results are shown in Table 5 below.

1.メチル化DNA及び非メチル化DNAに相当するモデル核酸の調製
以下の2種の二本鎖DNAを合成した。すなわち、メチル化DNAのモデル核酸として、TIG1のプロモーター領域の塩基配列を含むDNAを合成し、非メチル化DNAをbisulfite処理した核酸のモデル核酸として、メチル化DNAのモデル核酸のうちシトシン(C)がチミン(T)に変換されたDNAを合成した。なお、PCRの鋳型としてはウラシル(U)とチミン(T)は同等である。但し、後者のDNAにおいてCがTに変換されているのは、センス鎖に相当する方の鎖である。
1. Preparation of model nucleic acid corresponding to methylated DNA and unmethylated DNA The following two types of double-stranded DNA were synthesized. That is, as a model nucleic acid of methylated DNA, a DNA containing the nucleotide sequence of the promoter region of TIG1 was synthesized, and as a model nucleic acid of a nucleic acid obtained by bisulfite treatment of unmethylated DNA, cytosine (C) among the model nucleic acids of methylated DNA Synthesized DNA converted to thymine (T). Note that uracil (U) and thymine (T) are equivalent as PCR templates. However, in the latter DNA, C is converted to T in the strand corresponding to the sense strand.

具体的には、まず次の4種のオリゴヌクレオチドを合成した。合成したオリゴヌクレオチドはいずれも滅菌水に溶解させて100mMとした。
TIG1-Mcon1
5'-TGGGTTCGGATTAGGGAGTAGGTAGTCGTTGTCGGCGGGGTTGTATGGACGTAGGAAAGTTGGTTCGGTATTCGATAGATACGGG-3' (配列番号17)
TIG1-Mcon2
5'-AAAAACCCACCACGACCTTATTTCCGCGAACGCCGACACTACCCGCTCCGAACCCGTATCTATCGAATACCGAACCAACTTTCCT-3'(配列番号18)
TIG1-Ucon1
5'-TGGGTTTGGATTAGGGAGTAGGTAGTTGTTGTTGGTGGGGTTGTATGGATGTAGGAAAGTTGGTTTGGTATTTGATAGATATGGG-3'(配列番号19)
TIG1-Ucon2
5'-AAAAACCCACCACAACCTTATTTCCACAAACACCAACACTACCCACTCCAAACCCATATCTATCAAATACCAAACCAACTTTCCT-3'(配列番号20)
以下の反応液組成で混合後、94℃で2分間加熱し、室温で30分間放置して冷却することにより、TIG1-Mcon1とTIG1-Mcon2、及び、TIG1-Ucon1とTIG1-Ucon2を、図3に示すようにアニールさせた。
Specifically, first, the following four types of oligonucleotides were synthesized. All synthesized oligonucleotides were dissolved in sterile water to 100 mM.
TIG1-Mcon1
5'-TGGGTTCGGATTAGGGAGTAGGTAGTCGTTGTCGGCGGGGTTGTATGGACGTAGGAAAGTTGGTTCGGTATTCGATAGATACGGG-3 '(SEQ ID NO: 17)
TIG1-Mcon2
5'-AAAAACCCACCACGACCTTATTTCCGCGAACGCCGACACTACCCGCTCCGAACCCGTATCTATCGAATACCGAACCAACTTTCCT-3 '(SEQ ID NO: 18)
TIG1-Ucon1
5'-TGGGTTTGGATTAGGGAGTAGGTAGTTGTTGTTGGTGGGGTTGTATGGATGTAGGAAAGTTGGTTTGGTATTTGATAGATATGGG-3 '(SEQ ID NO: 19)
TIG1-Ucon2
5'-AAAAACCCACCACAACCTTATTTCCACAAACACCAACACTACCCACTCCAAACCCATATCTATCAAATACCAAACCAACTTTCCT-3 '(SEQ ID NO: 20)
After mixing with the following reaction liquid composition, heating at 94 ° C. for 2 minutes, and leaving to cool at room temperature for 30 minutes, TIG1-Mcon1 and TIG1-Mcon2 and TIG1-Ucon1 and TIG1-Ucon2 are shown in FIG. Annealed as shown in FIG.

TIG1-Mcon1(又はTIG1-Ucon1) 5μl
TIG1-Mcon2(又はTIG1-Ucon2) 5μl
Second Strand Buffer 30μl
(インビトロジェン社)
滅菌水 103μl
合計 143μl
上記反応後の溶液を氷上に置き、以下の反応液組成で、混合後16℃で2時間インキュベートした。その後、反応系にT4 polymerase(インビトロジェン社)を2μl添加し、さらに16℃で15分間インキュベートすることにより、アニール部分の両側の一本鎖DNAについて相補鎖を合成し、2種の二本鎖DNA(「M」又は「U」と称する)を合成した。
TIG1-Mcon1 (or TIG1-Ucon1) 5μl
TIG1-Mcon2 (or TIG1-Ucon2) 5μl
Second Strand Buffer 30μl
(Invitrogen)
Sterile water 103μl
143 μl total
The solution after the above reaction was placed on ice, mixed with the following reaction solution composition, and incubated at 16 ° C. for 2 hours after mixing. After that, 2 μl of T4 polymerase (Invitrogen) was added to the reaction system, and further incubated at 16 ° C. for 15 minutes to synthesize complementary strands for the single-stranded DNA on both sides of the annealed portion. (Referred to as “M” or “U”).

インキュベート後の溶液(2種)を、それぞれQIAGEN PCR精製キット(QIAGEN社)でカラム精製し、100μl、1回で溶出した。この100μlのうち1μlをPCR用テンプレートとし、下記プライマーを用いて、以下の反応液組成及び反応条件で、上記2種の二本鎖DNAを増幅した。なお、当該PCRは、QIGEN HotStarTaq PCR kit(QIGEN社)を用い、GeneAmp9700(アプライドバイオシステムズ社、50μl,9600エミュレーションモード)により行った。   The incubated solutions (2 types) were each column purified with a QIAGEN PCR purification kit (QIAGEN) and eluted with 100 μl once. Of these 100 μl, 1 μl was used as a template for PCR, and the following two kinds of double-stranded DNAs were amplified using the following primers under the following reaction solution composition and reaction conditions. The PCR was performed using GeneImp9700 (Applied Biosystems, 50 μl, 9600 emulation mode) using a QIGEN HotStarTaq PCR kit (QIGEN).

Fプライマー:
5'-TGGGTTIGGATTAGGGAGTAGGTAG-3'(配列番号21)
Rプライマー:
5'-AAAAACCCACCACIACCTTATTTCC-3'(配列番号22)
<反応液組成>
テンプレート(M又はU) 1μl
10×buffer 5μl
2.5mM dNTP 4μl
HotStarTaq 0.5μl
Fプライマー(20μM) 1μl
Rプライマー(20μM) 1μl
滅菌水 37.5μl
合計 50μl
<反応条件>
94℃で10分間加熱後、「解離:94℃(30sec)→アニーリング:50℃(30sec)→合成:72℃(30sec)」を1サイクルとして計35サイクル行い、次いで72℃で5分間加熱した後、4℃で冷却した。
F primer:
5'-TGGGTTIGGATTAGGGAGTAGGTAG-3 '(SEQ ID NO: 21)
R primer:
5'-AAAAACCCACCACIACCTTATTTCC-3 '(SEQ ID NO: 22)
<Reaction solution composition>
Template (M or U) 1μl
10 × buffer 5μl
2.5 mM dNTP 4 μl
HotStarTaq 0.5μl
F primer (20μM) 1μl
R primer (20μM) 1μl
Sterile water 37.5μl
50 μl total
<Reaction conditions>
After heating at 94 ° C. for 10 minutes, “dissociation: 94 ° C. (30 sec) → annealing: 50 ° C. (30 sec) → synthesis: 72 ° C. (30 sec)” was performed for a total of 35 cycles, followed by heating at 72 ° C. for 5 minutes Then, it was cooled at 4 ° C.

上記PCR後の反応液(2種)からそれぞれ1μlとり、アジレント バイオアナライザーで電気泳動した結果、いずれの増幅断片についても一本のバンドが確認された(図4参照)。   As a result of taking 1 μl of each of the reaction solutions after PCR (two types) and performing electrophoresis using an Agilent Bioanalyzer, one band was confirmed for each amplified fragment (see FIG. 4).

上記PCR後の反応液を、QIAGEN PCR MinElute精製キット(QIGEN社)でカラム精製し、10μl、1回で溶出した。そのうち2μlとり吸光度を測定したところ、下記のとおりであった。これらを希釈して、M及びUともに10pg/μlの溶液とした。   The reaction solution after the PCR was subjected to column purification with a QIAGEN PCR MinElute purification kit (QIGEN) and eluted with 10 μl once. Of these, 2 μl was taken and the absorbance was measured and found to be as follows. These were diluted to make a solution of 10 pg / μl for both M and U.

M:2.184(A260)=109.2ng/μl
U:1.999(A260)= 99.9ng/μl
2.モデル核酸の増幅
次いで、上記2種の二本鎖DNAを、それぞれ個別に、同じPCRプライマーセットを用いて増幅した。
M: 2.184 (A260) = 109.2 ng / μl
U: 1.999 (A260) = 99.9ng / μl
2. Amplification of model nucleic acid Next, the above-mentioned two kinds of double-stranded DNAs were individually amplified using the same PCR primer set.

具体的には、上記M及びUをそれぞれテンプレートとし、下記プライマーを用いて、以下の反応液組成及び反応条件で増幅した。なお、Fプライマーは5'末端がcy5で蛍光標識化されており、Rプライマーは5'末端がリン酸化(P)されている。また、当該PCRは、QIGEN HotStarTaq PCR kit(QIGEN社)を用い、GeneAmp9700(アプライドバイオシステムズ社、50μl,9600エミュレーションモード)により行った。   Specifically, amplification was performed with the following reaction solution composition and reaction conditions using the above M and U as templates and the following primers. The F primer is fluorescently labeled with cy5 at the 5 ′ end, and the R primer is phosphorylated (P) at the 5 ′ end. The PCR was performed using GeneImp9700 (Applied Biosystems, 50 μl, 9600 emulation mode) using a QIGEN HotStarTaq PCR kit (QIGEN).

Fプライマー:
cy5-TGGGTTIGGATTAGGGAGTAGGTAG(配列番号23)
Rプライマー:
P-AAAAACCCACCACIACCTTATTTCC (配列番号24)
<反応液組成>
テンプレート(M又はU)(10pg/μl) 1μl
10×buffer 5μl
2.5mM dNTP 4μl
HotStarTaq 0.5μl
Fプライマー(20μM) 1μl
Rプライマー(20μM) 1μl
滅菌水 37.5μl
合計 50μl
<反応条件>
94℃で10分間加熱後、「解離:94℃(30sec)→アニーリング:50℃(30sec)→合成:72℃(30sec)」を1サイクルとして計35サイクル行い、次いで72℃で5分間加熱した後、4℃で冷却した。
F primer:
cy5-TGGGTTIGGATTAGGGAGTAGGTAG (SEQ ID NO: 23)
R primer:
P-AAAAACCCACCACIACCTTATTTCC (SEQ ID NO: 24)
<Reaction solution composition>
Template (M or U) (10pg / μl) 1μl
10 × buffer 5μl
2.5 mM dNTP 4 μl
HotStarTaq 0.5μl
F primer (20μM) 1μl
R primer (20μM) 1μl
Sterile water 37.5μl
50 μl total
<Reaction conditions>
After heating at 94 ° C. for 10 minutes, “dissociation: 94 ° C. (30 sec) → annealing: 50 ° C. (30 sec) → synthesis: 72 ° C. (30 sec)” was performed for a total of 35 cycles, followed by heating at 72 ° C. for 5 minutes Then, it was cooled at 4 ° C.

上記PCR後の反応液を、QIAGEN PCR MinElute精製キット(QIGEN社)でカラム精製し、10μl、1回で溶出した。
3.増幅断片の一本鎖化
得られた増幅断片の一方の鎖を分解して、2種の一本鎖化されたDNAを得た。詳しくは、Strandaseキット(NovaGen社)を使用し、増幅断片においてリン酸化されている方の鎖をStrandaseにより分解した。
The reaction solution after the PCR was subjected to column purification with a QIAGEN PCR MinElute purification kit (QIGEN) and eluted with 10 μl once.
3. Single strand of amplified fragment One strand of the obtained amplified fragment was decomposed to obtain two types of single-stranded DNA. Specifically, the strandase kit (NovaGen) was used, and the strand phosphorylated in the amplified fragment was digested with Strandase.

具体的には、以下の反応液組成で、混合後37℃で20分間インキュベートした後、75℃で10分間加熱して酵素(Strandase)を不活性化させた。   Specifically, the following reaction solution composition was mixed, incubated at 37 ° C. for 20 minutes, and then heated at 75 ° C. for 10 minutes to inactivate the enzyme (Strandase).

PCR産物(M又はU) 9.3μl
(前記カラム精製後の溶出液)
10×buffer 2μl
Strandase 4μl
滅菌水 4.7μl
合計 20μl
反応後の液を、QIAGEN PCR MinElute精製キット(QIGEN社)でカラム精製し、10μl、1回で溶出した。そのうち2μlとり吸光度を測定したところ、下記のとおりであった。これらを希釈して、一本鎖化したM及びU(それぞれ「Mss」及び「Uss」と称する)ともに5ng/μlの溶液とした。
PCR product (M or U) 9.3 μl
(Eluate after column purification)
10 × buffer 2μl
Strandase 4μl
Sterile water 4.7μl
20μl total
The solution after the reaction was subjected to column purification with QIAGEN PCR MinElute purification kit (QIGEN) and eluted with 10 μl once. Of these, 2 μl was taken and the absorbance was measured and found to be as follows. These were diluted to a solution of 5 ng / μl for both single-stranded M and U (referred to as “Mss” and “Uss”, respectively).

Mss:0.970(A260)=32.0ng/μl
Uss:0.982(A260)=32.4ng/μl
Mss及びUssをアジレント バイオアナライザーで電気泳動した結果、いずれの断片についても一本のバンドが確認された(図5参照)。
4.一本鎖のモデル核酸の調製
上記一本鎖化DNAとは別に、一本鎖のモデル核酸として、以下の2種の一本鎖DNAを合成した。すなわち、上記2種の一本鎖化DNA(Mss及びUss)の一部の塩基配列からなる一本鎖DNAを合成した。詳しくは、cy5-TIG1-M1は、Mssの一部の塩基配列からなり、cy5-TIG1-U1は、Ussの一部の塩基配列からなる。なお、これら一部の塩基配列とは、検出時に用いるDNAマイクロアレイに搭載するプローブの塩基配列と完全相補な配列である。また、いずれの合成一本鎖DNAも、5'末端がcy5で蛍光標識化されている。
Mss: 0.970 (A260) = 32.0 ng / μl
Uss: 0.982 (A260) = 32.4 ng / μl
As a result of electrophoresis of Mss and Uss with an Agilent Bioanalyzer, a single band was confirmed for each fragment (see FIG. 5).
4). Preparation of single-stranded model nucleic acid In addition to the above single-stranded DNA, the following two types of single-stranded DNA were synthesized as single-stranded model nucleic acids. That is, single-stranded DNAs composed of partial base sequences of the two types of single-stranded DNAs (Mss and Uss) were synthesized. Specifically, cy5-TIG1-M1 consists of a partial base sequence of Mss, and cy5-TIG1-U1 consists of a partial base sequence of Uss. These partial base sequences are sequences that are completely complementary to the base sequences of the probes mounted on the DNA microarray used for detection. In addition, any synthetic single-stranded DNA is fluorescently labeled with cy5 at the 5 ′ end.

cy5-TIG1-M1:
cy5-CGTTGTCGGCGGGGTTGTATGGACGTAGGAAAGTTGGTTCGGTATTCGATAGATACGGGTTCGGAGC(配列番号25)
cy5-TIG1-U1:
cy5-TGTTGTTGGTGGGGTTGTATGGATGTAGGAAAGTTGGTTTGGTATTTGATAGATATGGGTTTGGAGT(配列番号26)
5.各種検出サンプル、及びハイブリダイゼーション溶液の調製
調製した一本鎖化DNA(Mss及びUss)及び合成一本鎖DNA(cy5-TIG1-M1及びcy5-TIG1-U1)を用いて、下記表6及び表7に示す配合割合で各種検出サンプルを調製した。
cy5-TIG1-M1:
cy5-CGTTGTCGGCGGGGTTGTATGGACGTAGGAAAGTTGGTTCGGTATTCGATAGATACGGGTTCGGAGC (SEQ ID NO: 25)
cy5-TIG1-U1:
cy5-TGTTGTTGGTGGGGTTGTATGGATGTAGGAAAGTTGGTTTGGTATTTGATAGATATGGGTTTGGAGT (SEQ ID NO: 26)
5. Preparation of various detection samples and hybridization solutions Prepared single-stranded DNA (Mss and Uss) and synthetic single-stranded DNA (cy5-TIG1-M1 and cy5-TIG1-U1) Various detection samples were prepared at a blending ratio shown in FIG.

一本鎖化DNAを用いた各検出サンプル(4μl)には、以下の混合溶液を加えて、合計100μlのハイブリダイゼーション溶液を調製した。   To each detection sample (4 μl) using single-stranded DNA, the following mixed solution was added to prepare a total of 100 μl of hybridization solution.

20×SSC 5μl
20%SDS 1μl
滅菌水 90μl
合計 96μl
合成一本鎖DNAを用いた各検出サンプル(10μl)には、以下の混合溶液を加えて、合計100μlのハイブリダイゼーション溶液を調製した。
20 x SSC 5μl
1% 20% SDS
Sterile water 90μl
96μl total
To each detection sample (10 μl) using synthetic single-stranded DNA, the following mixed solution was added to prepare a total of 100 μl of hybridization solution.

20×SSC 5μl
20%SDS 1μl
滅菌水 84μl
合計 90μl
6.ハイブリダイゼーション
上記検出サンプルごとに、100μlのハイブリダイゼーション溶液を、実施例1の1.で製造したDNAマイクロアレイに接触させ(アプライし)、65℃で16時間ハイブリダイゼーション反応を行った。
20 x SSC 5μl
1% 20% SDS
Sterile water 84μl
90μl total
6). Hybridization For each detection sample, 100 μl of hybridization solution was added to 1. The DNA microarray prepared in (1) was contacted (applied), and a hybridization reaction was performed at 65 ° C. for 16 hours.

ハイブリダイゼーション反応後は、実施例1の2.(6)と同様の手順によりDNAマイクロアレイを洗浄した。
7.蛍光標識の検出、及びメチル化率の算出
上記洗浄後、三菱レイヨン社製の冷却CCD式蛍光検出装置(型番:0060304)を用い、実施例1の2.(7)と同様の検出条件で、各スポットの蛍光シグナルを測定した。なお、各スポットでの蛍光シグナルの強さが検出サンプルごとに異なる様子を図6(a)の写真に示した。
After the hybridization reaction, as described in Example 1, 2. The DNA microarray was washed by the same procedure as in (6).
7). Detection of Fluorescent Label and Calculation of Methylation Rate After washing, using a cooled CCD fluorescence detection device (model number: 0060304) manufactured by Mitsubishi Rayon Co., under the same detection conditions as in Example 1, 2. (7), The fluorescence signal of each spot was measured. The photograph of FIG. 6 (a) shows that the intensity of the fluorescence signal at each spot differs for each detected sample.

各検出サンプルごとの検出結果に基づき、実施例1の2.(7)と同様の式(I)より、「メチル化DNA用プローブ「TIG1-M」のスポットにおける蛍光強度(M)」と「非メチル化DNA用プローブ「TIG1-U」のスポットにおける蛍光強度(U)」との和に対する「上記蛍光強度(M)」の比の値を算出した。その結果をプロットしたグラフを図7に示す。   Based on the detection result for each detection sample, the second example 2 is performed. From the same formula (I) as in (7), “fluorescence intensity (M) at the spot of methylated DNA probe“ TIG1-M ”” and “fluorescence intensity at the spot of unmethylated DNA probe“ TIG1-U ” The value of the ratio of “the fluorescence intensity (M)” to the sum of “(U)” was calculated. A graph plotting the results is shown in FIG.

図7のグラフより、一本鎖化DNA(サンプルA1〜A5)の検出結果は、合成一本鎖DNA(サンプルB1〜B5)の検出結果とほぼ同等であり、非常に信頼性の高い結果であることが分かった。
〔比較例1〕
From the graph of FIG. 7, the detection result of the single-stranded DNA (samples A1 to A5) is almost the same as the detection result of the synthetic single-stranded DNA (samples B1 to B5), and the result is very reliable. I found out.
[Comparative Example 1]

実施例2の「2.モデル核酸の増幅」において、Rプライマーとして5'末端がリン酸化されていないものを用いた以外は同様にして、PCR及びカラム精製を行い、2種の二本鎖DNA(それぞれ「Mds」及び「Uds」と称する)を得た。カラム精製後の溶液(10μl)のうち2μlとり吸光度を測定したところ、下記のとおりであった。これらを希釈して、一本鎖化したM及びUともに5ng/μlの溶液とした。   In “2. Amplification of model nucleic acid” in Example 2, PCR and column purification were carried out in the same manner except that the R primer was not phosphorylated at the 5 ′ end, and two types of double-stranded DNA were used. (Referred to as “Mds” and “Uds” respectively). 2 μl of the column-purified solution (10 μl) was taken and the absorbance was measured. These were diluted to give a 5 ng / μl solution of both single-stranded M and U.

Mds:2.582(A260)=129.1ng/μl
Uds:2.522(A260)=126.1ng/μl
Mds及びUdsをアジレント バイオアナライザーで電気泳動した結果、いずれの断片についても一本のバンドが確認された(図5参照)。
Mds: 2.582 (A260) = 129.1ng / μl
Uds: 2.522 (A260) = 126.1ng / μl
As a result of electrophoresis of Mds and Uds with an Agilent Bioanalyzer, a single band was confirmed for each fragment (see FIG. 5).

調製した二本鎖DNA(Mds及びUds)を用いて、下記表8に示す配合割合で各種検出サンプルを調製した。   Using the prepared double-stranded DNA (Mds and Uds), various detection samples were prepared at the blending ratios shown in Table 8 below.

上記各検出サンプル(8μl)には、以下の混合溶液を加えて、合計100μlのハイブリダイゼーション溶液を調製した。   To each of the detection samples (8 μl), the following mixed solution was added to prepare a total of 100 μl of hybridization solution.

20×SSC 5μl
20%SDS 1μl
滅菌水 86μl
合計 92μl
上記各検出サンプルについて、実施例2の6.及び7.と同様にして、ハイブリダイゼーション、蛍光標識の検出、及びメチル化率の算出を行った。その結果をプロットしたグラフを図7に示す。なお、各スポットでの蛍光シグナルの強さが検出サンプルごとに異なる様子を図6(b)の写真に示した。
20 x SSC 5μl
1% 20% SDS
Sterile water 86μl
Total 92μl
For each of the detection samples described above, see 6. of Example 2. And 7. In the same manner as described above, hybridization, detection of a fluorescent label, and calculation of the methylation rate were performed. A graph plotting the results is shown in FIG. The photograph in FIG. 6 (b) shows how the intensity of the fluorescence signal at each spot differs for each detected sample.

図7のグラフより、二本鎖DNA(サンプルC1〜C5)の検出結果は、一本鎖化DNA(サンプルA1〜A5)や合成一本鎖DNA(サンプルB1〜B5)の検出結果とは大きく異なり、信頼性の低い結果となることが分かった。   From the graph of FIG. 7, the detection results of double-stranded DNA (samples C1 to C5) are significantly larger than the detection results of single-stranded DNA (samples A1 to A5) and synthetic single-stranded DNA (samples B1 to B5). It turns out that the results are unreliable.

中空繊維束(中空繊維配列体)の製造用の配列固定治具を示す概略図である。It is the schematic which shows the arrangement | sequence fixing jig for manufacture of a hollow fiber bundle (hollow fiber array body). コントロール試料を用いた検出結果及び検量線を示すグラフである。It is a graph which shows the detection result and calibration curve which used the control sample. 合成オリゴヌクレオチドのアニーリング部位を示す図である。It is a figure which shows the annealing site | part of a synthetic oligonucleotide. 調製したモデル核酸を電気泳動した結果を示す写真である。It is a photograph which shows the result of having electrophoresed the prepared model nucleic acid. 一本鎖化DNA(Mss,Uss)及び二本鎖DNA(Mds,Uds)を電気泳動した結果を示す写真である。It is a photograph which shows the result of having electrophoresed single-stranded DNA (Mss, Uss) and double-stranded DNA (Mds, Uds). (a) 一本鎖化DNA(Mss,Uss)の各種サンプルとDNAマイクロアレイとのハイブリダイゼーション反応後の、各スポットの蛍光を検出した写真である。(b) 二本鎖DNA(Mds,Uds)の各種サンプルとDNAマイクロアレイとのハイブリダイゼーション反応後の、各スポットの蛍光を検出した写真である。(a) A photograph in which fluorescence of each spot is detected after a hybridization reaction between various samples of single-stranded DNA (Mss, Uss) and a DNA microarray. (b) It is the photograph which detected the fluorescence of each spot after hybridization reaction with various samples of double-stranded DNA (Mds, Uds) and DNA microarray. 実施例2及び比較例1において、各種モデル核酸を用いて調製したサンプルの検出データ(M/(M+U))をプロットして得られた結果を示すグラフである。In Example 2 and Comparative Example 1, it is a graph which shows the result obtained by plotting the detection data (M / (M + U)) of the sample prepared using various model nucleic acids.

符号の説明Explanation of symbols

11 孔
21 多孔板
31 中空繊維
41 板状物
11 hole 21 perforated plate 31 hollow fiber 41 plate

配列番号1:合成DNA
配列番号2:合成DNA
配列番号3:合成DNA
配列番号4:合成DNA
配列番号5:合成DNA
配列番号6:合成DNA
配列番号7:合成DNA
配列番号8:合成DNA
配列番号9:合成DNA
配列番号10:合成DNA
配列番号11:合成DNA
配列番号12:合成DNA
配列番号13:合成DNA
配列番号14:合成DNA
配列番号15:合成DNA
配列番号16:合成DNA
配列番号17:合成DNA
配列番号18:合成DNA
配列番号19:合成DNA
配列番号20:合成DNA
配列番号21:合成DNA
配列番号22:合成DNA
配列番号23:合成DNA
配列番号24:合成DNA
配列番号25:合成DNA
配列番号26:合成DNA
SEQ ID NO: 1 synthetic DNA
Sequence number 2: Synthetic DNA
Sequence number 3: Synthetic DNA
Sequence number 4: Synthetic DNA
Sequence number 5: Synthetic DNA
Sequence number 6: Synthetic DNA
Sequence number 7: Synthetic DNA
Sequence number 8: Synthetic DNA
Sequence number 9: Synthetic DNA
SEQ ID NO: 10: synthetic DNA
SEQ ID NO: 11: synthetic DNA
SEQ ID NO: 12: synthetic DNA
SEQ ID NO: 13: synthetic DNA
SEQ ID NO: 14: synthetic DNA
SEQ ID NO: 15: synthetic DNA
SEQ ID NO: 16: synthetic DNA
Sequence number 17: Synthetic DNA
Sequence number 18: Synthetic DNA
Sequence number 19: Synthetic DNA
SEQ ID NO: 20: synthetic DNA
SEQ ID NO: 21: synthetic DNA
Sequence number 22: Synthetic DNA
SEQ ID NO: 23: synthetic DNA
SEQ ID NO: 24: synthetic DNA
SEQ ID NO: 25: synthetic DNA
SEQ ID NO: 26: synthetic DNA

Claims (4)

メチル化DNA及び/又は非メチル化DNAを検出する方法であって、
(a) 被験試料中の核酸に非メチル化シトシンを修飾する試薬を接触させる工程と、
(b) 前記被験試料中の核酸を増幅して二本鎖DNA断片を得る工程と、
(c) 前記二本鎖DNA断片の一方の鎖を分解及び/又は除去して一本鎖DNA断片とする工程と、
(d) 前記一本鎖DNA断片を、当該断片とハイブリダイズし得るオリゴヌクレオチドプローブが搭載されたDNAマイクロアレイに接触させる工程と
を含む、前記方法。
A method for detecting methylated DNA and / or unmethylated DNA comprising:
(a) contacting a nucleic acid in a test sample with a reagent that modifies unmethylated cytosine;
(b) amplifying the nucleic acid in the test sample to obtain a double-stranded DNA fragment;
(c) decomposing and / or removing one strand of the double-stranded DNA fragment to form a single-stranded DNA fragment;
(d) contacting the single-stranded DNA fragment with a DNA microarray on which an oligonucleotide probe capable of hybridizing with the fragment is mounted.
前記増幅が、メチル化シトシンを含むDNA及び前記修飾された塩基を含む核酸を共に増幅し得るプライマーセットを用いることにより行われるものである、請求項1に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the amplification is performed by using a primer set capable of amplifying both DNA containing methylated cytosine and nucleic acid containing the modified base. (a) 非メチル化シトシンを修飾する試薬、
(b) メチル化シトシンを含むDNA及び前記修飾された塩基を含む核酸を共に増幅し得るプライマーセットであって、一方のプライマーは5’末端がリン酸化されたものである当該セット、
(c) λエキソヌクレアーゼ活性を有する酵素、並びに
(d) 前記(b)のプライマーセットを用いて増幅された二本鎖DNA断片を前記(c)の酵素で処理して得られる一本鎖DNA断片とハイブリダイズし得るオリゴヌクレオチドプローブが搭載されたDNAマイクロアレイ
を含む、メチル化DNA及び/又は非メチル化DNAの検出用キット。
(a) a reagent for modifying unmethylated cytosine,
(b) a primer set capable of amplifying both a DNA containing methylated cytosine and a nucleic acid containing the modified base, wherein one primer is phosphorylated at the 5 ′ end;
(c) an enzyme having λ exonuclease activity, and
(d) An oligonucleotide probe capable of hybridizing with a single-stranded DNA fragment obtained by treating the double-stranded DNA fragment amplified using the primer set (b) with the enzyme (c) is mounted. A kit for detecting methylated DNA and / or unmethylated DNA, comprising a DNA microarray.
請求項1又は2に記載の方法により得られた検出結果から、腫瘍組織及び正常組織に由来するそれぞれの染色体DNAについてメチル化の割合を比較することを含む、腫瘍の良悪性を判定する方法。   A method for determining benign or malignant tumor, comprising comparing the ratio of methylation for each chromosomal DNA derived from tumor tissue and normal tissue from the detection results obtained by the method according to claim 1 or 2.
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