JP2007082402A - Composition and method for immobilizing inheritable substance on supporting body and introducing the same into cell - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for immobilizing an inheritable substance on a supporting body simply on an optional timing by an optional combination. <P>SOLUTION: This kit for immobilizing the inheritable substance on a supporting body and then introducing the same into cells is provided by containing (a) the inheritable substance, (b) a charged substance having an opposite electric charge to the inheritable substance and (c) a salt, and being equipped with a direction document for directing to mix the inheritable substance with the charged substance and the salt on the solid phase supporting body. Also the method for immobilizing the inheritable substance on the supporting body and then introducing the same into the cells is provided by comprising (I) a process of providing the supporting body, (II) a process of providing (a) the inheritable substance, (b) the charged substance having an opposite electric charge to the inheritable substance and (c) the salt separately or together to the supporting body and (III) a process of mixing the inheritable substance with the charged substance and the salt on the solid phase supporting body. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、遺伝物質の固定技術に関する。より詳細には、本発明は、固相支持体に生体分子などの物質を固定するための方法およびそれに関するキット、組成物などに関する。   The present invention relates to a genetic material immobilization technique. More specifically, the present invention relates to a method for immobilizing a substance such as a biomolecule on a solid support and kits, compositions, etc. related thereto.

マイクロタイタープレートなどの支持体にDNAなどの遺伝物質を固定して種々の分析を行う試みが広く行われている。   Attempts to perform various analyzes by immobilizing genetic material such as DNA on a support such as a microtiter plate are widely performed.

従来支持体に生体分子を固定するやり方としては、例えば、共有結合を介する方法、疎水性相互作用、吸着、シラン化などの固相の表面処理などの方法がある。   Conventional methods for immobilizing biomolecules on a support include, for example, a method via a covalent bond, a surface treatment of a solid phase such as hydrophobic interaction, adsorption and silanization.

例えば、Nikiforov et al.は、陽イオン性界面活性剤を媒体としたオリゴマーのポリスチレンウエルへの結合を利用する方法を開示した(非特許文献1)。   For example, Nikiforov et al. Disclosed a method utilizing the binding of an oligomer to a polystyrene well using a cationic surfactant as a medium (Non-patent Document 1).

Nagata et al.は、未知量のクローニングDNAを0.1M MgClの存在下でマイクロタイターウエルに結合させる技術を開示した(非特許文献2)。Dahlen,P. et al.は、マイクロタイターウエル中でのサンドイッチハイブリダイゼーションにおいて、クローニング捕捉DNAをウエルに吸着させることを記載している(非特許文献3)。NaClを媒体としたオリゴマーのポリスチレンウエルへの結合がNikiforov Nikiforov et al.(非特許文献4)により検討されている。 Nagata et al. Disclosed a technique for binding an unknown amount of cloning DNA to a microtiter well in the presence of 0.1 M MgCl 2 (Non-patent Document 2). Dahlen, P.M. et al. Describes adsorbing a cloning capture DNA to a well in sandwich hybridization in a microtiter well (Non-patent Document 3). Binding of oligomers in NaCl media to polystyrene wells is described in Nikiforov Nikiforov et al. (Non-Patent Document 4).

しかし、これらの方法は、固定工程において、一定の工数を必要とするか、特殊な処理を必要とすることから、より簡便な生体分子などの物質の固定方法への需要は大いにある。   However, since these methods require a certain number of man-hours or special treatments in the fixing step, there is a great demand for more simple methods for fixing substances such as biomolecules.

また、固定後に徐放することが望ましい場合も多い。そのような場合として、例えば、マイクロタイタープレートなどのプレート上でいったん生体分子を固定した後、アッセイにおいてアッセイ溶液にそのプレートを浸した後にその固定された生体分子が徐々に放出することが必要な場合などが挙げられる。あるいは、細胞などの生体に対して固定後に親和性を保持することが求められる場合もあるが、従来の方法では達成されていないか、あるいは固定後の生体への親和性が大いに低減することが多く、満足な固定方法が開発されていないのが現状である。   In addition, it is often desirable to release slowly after fixation. In such a case, for example, after immobilizing a biomolecule once on a plate such as a microtiter plate, it is necessary to gradually release the immobilized biomolecule after the plate is immersed in an assay solution in an assay. Cases. Alternatively, in some cases, it is required to maintain affinity for a living body such as a cell after fixation, but this is not achieved by conventional methods, or the affinity for a living body after fixation may be greatly reduced. At present, a satisfactory fixing method has not been developed.

また、本発明者らは、支持体上に生体物質を固定するために、塩を介在させる方法を見出したが、当該分野においては、支持体の上で簡易、遺伝物質を支持体に固定し、細胞に導入することを可能にさせるようなことが求められている。特に、複数の遺伝物質を任意に支持体(例えば、アレイなど)上で混合することで、種々のパターンのアレイを作成することができれば、細胞に関する開発スピードは格段に上昇することが期待されることから、そのような技術の登場が待ち望まれている。
Nikiforov et al.、Nucleic Acids Res.22:4167〜4175、1994 Nagata et al.、FEBS Letters 183:379〜382(1985) Dahlen et al.、Mol.Cell.Probes 1:159〜168(1987) PCR Methods Applic.3:285〜291,1994
In addition, the present inventors have found a method of interposing a salt in order to immobilize a biological material on a support, but in this field, genetic material is simply immobilized on a support on the support. There is a need to enable introduction into cells. In particular, if an array of various patterns can be created by arbitrarily mixing a plurality of genetic materials on a support (for example, an array, etc.), it is expected that the development speed for cells will be dramatically increased. Therefore, the advent of such a technology is awaited.
Nikiforov et al. Nucleic Acids Res. 22: 4167-4175, 1994 Nagata et al. , FEBS Letters 183: 379-382 (1985). Dahlen et al. Mol. Cell. Probes 1: 159-168 (1987) PCR Methods Applic. 3: 285-291, 1994

上記現状に鑑み、本発明では、遺伝物質を支持体に固定し、細胞に導入する方法を開発することを課題の一つとした。本発明はまた、支持体への固定後に、特定の溶液に溶解したときに固定された生体分子などの物質が徐放され、あるいは細胞などの生体への親和性が実質的に保持または改善されるような効果を達成する固定方法を開発することも課題の一つとした。特に、複数の遺伝物質を支持体上で任意のパターンで配置し、その後細胞に導入することができるような技術を開発することを目的とした。   In view of the above situation, an object of the present invention is to develop a method for fixing genetic material to a support and introducing it into cells. In the present invention, after fixation to a support, a substance such as a biomolecule fixed when dissolved in a specific solution is gradually released, or affinity for a living body such as a cell is substantially maintained or improved. One of the issues was to develop a fixing method that achieves this effect. In particular, it was aimed to develop a technique that allows a plurality of genetic materials to be arranged in an arbitrary pattern on a support and then introduced into cells.

上記課題は、DNA、RNA、ポリペプチドなどの遺伝物質を、それとは反対の電荷を有する物質と、塩(有機塩、無機塩(例えば、培地に含まれるリン酸カルシウムなどの無機塩))とを、支持体上で混合することによって、予想外に、簡便に支持体に固定され、その後細胞に取り込まれ、細胞において発現することを本発明者らが見いだしたことによって解決された。本発明者らはまた、上記構成によって、固定された遺伝物質が、固定された後、アッセイ溶液などの溶液に支持体(例えば、プレート)を浸すと徐放されることを予想外に見いだした。本発明者らはまた、上記構成を用いると、生体(例えば、組織、細胞)に対する親和性が保持または改善されることを見いだした。   The above-mentioned problems include genetic substances such as DNA, RNA, and polypeptides, substances having opposite charges, and salts (organic salts, inorganic salts (for example, inorganic salts such as calcium phosphate contained in a medium)), It was solved by the present inventors that, by mixing on the support, it was unexpectedly fixed on the support, and then taken into the cell and expressed in the cell. The inventors have also unexpectedly found that with the above configuration, the immobilized genetic material is sustained and then released slowly when the support (eg, plate) is immersed in a solution such as an assay solution. . The present inventors have also found that the affinity for a living body (eg, tissue, cell) is maintained or improved by using the above configuration.

このように、本発明は、以下を提供する。
1.遺伝物質を支持体に固定し、細胞に導入するためのキットであって、
a)遺伝物質と、
b)上記遺伝物質とは反対の荷電を有する荷電性物質と、
c)塩と、
を含み、
上記遺伝物質と上記荷電性物質と塩とを固相支持体上で混合することを指示する指示書を備える、キット。
2.上記遺伝物質と、荷電性物質と、塩とからなる群より選択される少なくとも2つの物質は、混合されて提供される、項目1に記載のキット。
3.上記遺伝物質は、少なくとも2種類存在する、項目1に記載のキット。
4.上記遺伝子物質は、DNA、RNA、PNAおよびそれらの組み合わせからなる群より選択される、項目1に記載のキット。
5.上記荷電性物質は、細胞親和性を有する、項目1に記載のキット。
6.上記荷電性物質は、生体分子を含む、項目1に記載のキット。
7.上記生体分子は、DNA、RNA、ポリペプチド、脂質、糖、有機低分子、およびこれらの複合体からなる群より選択される、項目6に記載のキット。
8.上記荷電性物質は、カチオン性ポリマー、カチオン性脂質、カチオン性ポリアミノ酸およびその複合体からなる群より選択される、項目1に記載のキット。
9.上記荷電性物質は、ポリアミン系試薬、ポリイミン系試薬、リポソーム系試薬および帯電コロイドからなる群より選択される、項目1に記載のキット。
10.上記塩は、有機酸または無機酸の水素を金属に置換したものであるか、あるいは塩基の水酸基を有機酸基または無機酸基で置換したものである、項目1に記載のキット。
Thus, the present invention provides the following.
1. A kit for fixing genetic material to a support and introducing it into cells,
a) genetic material;
b) a charged substance having a charge opposite to that of the genetic material;
c) salt,
Including
A kit comprising instructions for instructing mixing of said genetic material, said charged material and salt on a solid support.
2. Item 2. The kit according to Item 1, wherein at least two substances selected from the group consisting of the genetic material, the charged material, and the salt are provided in a mixed state.
3. Item 2. The kit according to Item 1, wherein there are at least two kinds of the genetic material.
4). Item 2. The kit according to Item 1, wherein the genetic material is selected from the group consisting of DNA, RNA, PNA, and combinations thereof.
5. Item 2. The kit according to Item 1, wherein the charged substance has cell affinity.
6). The kit according to item 1, wherein the charged substance includes a biomolecule.
7). Item 7. The kit according to Item 6, wherein the biomolecule is selected from the group consisting of DNA, RNA, polypeptide, lipid, sugar, small organic molecule, and a complex thereof.
8). The kit according to item 1, wherein the charged substance is selected from the group consisting of a cationic polymer, a cationic lipid, a cationic polyamino acid and a complex thereof.
9. Item 2. The kit according to Item 1, wherein the charged substance is selected from the group consisting of a polyamine reagent, a polyimine reagent, a liposome reagent, and a charged colloid.
10. Item 2. The kit according to Item 1, wherein the salt is obtained by replacing hydrogen of an organic acid or inorganic acid with a metal, or by replacing a hydroxyl group of a base with an organic acid group or an inorganic acid group.


11.上記塩は、塩化カルシウム、リン酸水素ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、ピルビン酸ナトリウム、HEPES、塩化カルシウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫化マグネシウム、硝酸鉄、アミノ酸およびビタミンからなる群より選択される、項目1に記載のキット。
12.上記塩は、緩衝液、培養液および血清の形態で提供される、項目1に記載のキット。
13.上記遺伝物質は、細胞に導入された後生物学的活性を有する物質をコードする、項目1に記載のキット。
14.上記遺伝物質、上記荷電性物質および上記塩は薬学的に受容可能である、項目1に記載のキット。
15.上記遺伝物質、上記荷電性物質および上記塩は、マイクロカプセル中に含まれる、項目1に記載のキット。
16.遺伝物質を支持体に固定し、細胞に導入するための方法であって、
I)支持体を提供する工程と、
II)上記支持体に、a)遺伝物質と、b)上記遺伝物質とは反対の荷電を有する荷電性物質と、c)塩と、を別々のまたは一緒に提供する工程と、
III)上記遺伝物質と上記荷電性物質と塩とを固相支持体上で混合する工程と、
を包含する、方法。
17.上記遺伝物質と、荷電性物質と、塩とからなる群より選択される少なくとも2つの物質は、混合されて提供される、項目16に記載の方法。
18.上記遺伝物質は、少なくとも2種類存在する、項目16に記載の方法。
19.上記遺伝子物質は、DNA、RNA、PNAおよびそれらの組み合わせからなる群より選択される、項目16に記載の方法。
20.上記荷電性物質は、細胞親和性を有する、項目16に記載の方法。
21.上記荷電性物質は、生体分子を含む、項目16に記載の方法。
22.上記生体分子は、DNA、RNA、ポリペプチド、脂質、糖、有機低分子、およびこれらの複合体からなる群より選択される、項目21に記載の方法。
23.上記荷電性物質は、カチオン性ポリマー、カチオン性脂質、カチオン性ポリアミノ酸およびその複合体からなる群より選択される、項目16に記載の方法。
24.上記荷電性物質は、ポリアミン系試薬、ポリイミン系試薬、リポソーム系試薬および帯電コロイドからなる群より選択される、項目16に記載の方法。
25.上記塩は、有機酸または無機酸の水素を金属に置換したものであるか、あるいは塩基の水酸基を有機酸基または無機酸基で置換したものである、項目16に記載の方法。
26.上記塩は、塩化カルシウム、リン酸水素ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、ピルビン酸ナトリウム、HEPES、塩化カルシウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫化マグネシウム、硝酸鉄、アミノ酸およびビタミンからなる群より選択される、項目16に記載の方法。
27.上記塩は、緩衝液、培養液および血清の形態で提供される、項目16に記載の方法。
28.上記遺伝物質は、細胞に導入された後生物学的活性を有する物質をコードする、項目16に記載の方法。
29.上記遺伝物質、上記荷電性物質および上記塩は薬学的に受容可能である、項目16に記載の方法。
30.上記遺伝物質、上記荷電性物質および上記塩は、マイクロカプセル中に含まれる、項目16に記載の方法。
31.上記支持体は、固相支持体である、項目16に記載の方法。
32.上記支持体は、ガラス、シリカ、シリコン、セラミック、二酸化珪素、プラスチック、金属、天然ポリマーおよび合成ポリマーからなる群より選択される材料を含む、項目16に記載の方法。
33.上記支持体は、コーティングされる、項目16に記載の方法。
34.上記コーティングは、ポリ−L−リジン、シラン、APS、MAS、疎水性フッ素樹脂および金属からなる群より選択される物質を含むコーティング剤によって行われる、項目33に記載の方法。
35.上記支持体はチップである、項目16に記載の方法。
36.上記支持体はチップであり、上記複合体は上記チップ上にアレイ状に配列される、項目16に記載の方法。
37.上記生体分子は、細胞に導入されて生物学的活性を有する、項目16に記載の方法。
38.上記工程II)は、生体分子を破壊しない条件下で行われる、項目16に記載の方法。
39.上記工程III)は、生体分子を破壊しない条件下で行われる、項目16に記載の方法。
40.上記混合物を固相支持体に付着した後、その混合物中の溶媒を低減または除去する工程をさらに包含する、項目16に記載の方法。
41.遺伝物質と、上記遺伝物質とは反対の荷電を有する荷電性物質と、塩とが表面に固定された、支持体。
42.上記遺伝物質は、細胞に導入され得る、項目41に記載の支持体。
43.上記遺伝物質は、2種類以上含まれる、項目41に記載の支持体。
44.上記遺伝物質は、DNA、RNA、PNAおよびそれらの組み合わせからなる群より選択される、項目41に記載の支持体。
45.上記荷電性物質は、細胞親和性を有する、項目41に記載の支持体。
46.上記荷電性物質は、生体分子を含む、項目41に記載の支持体。
47.上記生体分子は、DNA、RNA、ポリペプチド、脂質、糖、有機低分子、およびこれらの複合体からなる群より選択される、項目41に記載の支持体。
48.上記荷電性物質は、カチオン性ポリマー、カチオン性脂質、カチオン性ポリアミノ酸およびその複合体からなる群より選択される、項目41に記載の支持体。
49.上記荷電性物質は、ポリアミン系試薬、ポリイミン系試薬、リポソーム系試薬および帯電コロイドからなる群より選択される、項目41に記載の支持体。
50.上記塩は、有機酸または無機酸の水素を金属に置換したものであるか、あるいは塩基の水酸基を有機酸基または無機酸基で置換したものである、項目41に記載の支持体。
51.上記塩は、塩化カルシウム、リン酸水素ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、ピルビン酸ナトリウム、HEPES、塩化カルシウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫化マグネシウム、硝酸鉄、アミノ酸およびビタミンからなる群より選択される、項目41に記載の支持体。
52.上記塩は、緩衝液、培養液および血清の形態で提供される、項目41に記載の支持体。
53.上記遺伝物質は、細胞に導入された後生物学的活性を有する物質をコードする、項目41に記載の支持体。
54.上記遺伝物質、上記荷電性物質および上記塩は薬学的に受容可能である、項目41に記載の支持体。
55.上記遺伝物質、上記荷電性物質および上記塩は、マイクロカプセル中に含まれる、項目41に記載の支持体。
56.上記支持体は、固相支持体である、項目41に記載の支持体。
57.上記支持体は、ガラス、シリカ、シリコン、セラミック、二酸化珪素、プラスチック、金属、天然ポリマーおよび合成ポリマーからなる群より選択される材料を含む、項目41に記載の支持体。
58.上記支持体は、コーティングされる、項目41に記載の支持体。
59.上記コーティングは、ポリ−L−リジン、シラン、APS、MAS、疎水性フッ素樹脂および金属からなる群より選択される物質を含むコーティング剤によって行われる、項目58に記載の支持体。
60.上記支持体はチップである、項目41に記載の支持体。
61.上記支持体はチップであり、上記複合体は上記チップ上にアレイ状に配列される、項目41に記載の支持体。
62.上記生体分子は、細胞に導入されて生物学的活性を有する、項目41に記載の支持体。

11. Item 1 is selected from the group consisting of calcium chloride, sodium hydrogen phosphate, sodium hydrogen carbonate, sodium pyruvate, HEPES, calcium chloride, sodium chloride, potassium chloride, magnesium sulfide, iron nitrate, amino acids and vitamins. The kit according to 1.
12 Item 2. The kit according to Item 1, wherein the salt is provided in the form of a buffer solution, a culture solution, and serum.
13. Item 2. The kit according to Item 1, wherein the genetic material encodes a material having biological activity after being introduced into a cell.
14 Item 2. The kit according to Item 1, wherein the genetic material, the charged material, and the salt are pharmaceutically acceptable.
15. Item 2. The kit according to Item 1, wherein the genetic material, the charged material, and the salt are contained in a microcapsule.
16. A method for fixing genetic material to a support and introducing it into a cell,
I) providing a support;
II) providing the support separately or together with a) genetic material, b) a charged material having a charge opposite to that of the genetic material, and c) a salt;
III) mixing the genetic material, the charged material and the salt on a solid support;
Including the method.
17. Item 17. The method according to Item 16, wherein at least two substances selected from the group consisting of the genetic material, the charged material, and the salt are provided in a mixed state.
18. Item 17. The method according to Item 16, wherein there are at least two types of the genetic material.
19. Item 17. The method according to Item 16, wherein the genetic material is selected from the group consisting of DNA, RNA, PNA, and combinations thereof.
20. Item 17. The method according to Item 16, wherein the charged substance has cell affinity.
21. Item 17. The method according to Item 16, wherein the charged substance includes a biomolecule.
22. Item 22. The method according to Item 21, wherein the biomolecule is selected from the group consisting of DNA, RNA, polypeptide, lipid, sugar, small organic molecule, and complex thereof.
23. Item 17. The method according to Item 16, wherein the charged substance is selected from the group consisting of a cationic polymer, a cationic lipid, a cationic polyamino acid and a complex thereof.
24. Item 17. The method according to Item 16, wherein the charged substance is selected from the group consisting of a polyamine reagent, a polyimine reagent, a liposome reagent, and a charged colloid.
25. Item 17. The method according to Item 16, wherein the salt is one obtained by substituting hydrogen of an organic acid or inorganic acid with a metal, or by substituting a hydroxyl group of a base with an organic acid group or inorganic acid group.
26. Item 16 wherein the salt is selected from the group consisting of calcium chloride, sodium hydrogen phosphate, sodium hydrogen carbonate, sodium pyruvate, HEPES, calcium chloride, sodium chloride, potassium chloride, magnesium sulfide, iron nitrate, amino acids and vitamins. The method described in 1.
27. Item 18. The method according to Item 16, wherein the salt is provided in the form of a buffer, a culture solution and serum.
28. The method according to item 16, wherein the genetic material encodes a material having biological activity after being introduced into a cell.
29. The method according to item 16, wherein the genetic material, the charged substance and the salt are pharmaceutically acceptable.
30. Item 17. The method according to Item 16, wherein the genetic material, the charged material, and the salt are contained in a microcapsule.
31. Item 17. The method according to Item 16, wherein the support is a solid phase support.
32. The method according to item 16, wherein the support comprises a material selected from the group consisting of glass, silica, silicon, ceramic, silicon dioxide, plastic, metal, natural polymer and synthetic polymer.
33. The method according to item 16, wherein the support is coated.
34. 34. The method according to item 33, wherein the coating is performed by a coating agent containing a substance selected from the group consisting of poly-L-lysine, silane, APS, MAS, hydrophobic fluororesin, and metal.
35. Item 17. The method according to Item 16, wherein the support is a chip.
36. Item 17. The method according to Item 16, wherein the support is a chip, and the complex is arranged in an array on the chip.
37. Item 17. The method according to Item 16, wherein the biomolecule is introduced into a cell and has biological activity.
38. Item 17. The method according to Item 16, wherein Step II) is performed under conditions that do not destroy the biomolecule.
39. The method according to item 16, wherein the step III) is performed under conditions that do not destroy the biomolecule.
40. The method according to item 16, further comprising the step of reducing or removing the solvent in the mixture after attaching the mixture to the solid support.
41. A support in which genetic material, a charged material having a charge opposite to that of the genetic material, and a salt are fixed to the surface.
42. 42. A support according to item 41, wherein the genetic material can be introduced into cells.
43. Item 42. The support according to Item 41, wherein the genetic material is contained in two or more types.
44. 42. The support according to item 41, wherein the genetic material is selected from the group consisting of DNA, RNA, PNA and combinations thereof.
45. Item 42. The support according to Item 41, wherein the charged substance has cell affinity.
46. Item 42. The support according to Item 41, wherein the charged substance includes a biomolecule.
47. 42. The support according to item 41, wherein the biomolecule is selected from the group consisting of DNA, RNA, polypeptide, lipid, sugar, small organic molecule, and a complex thereof.
48. 42. The support according to item 41, wherein the charged substance is selected from the group consisting of a cationic polymer, a cationic lipid, a cationic polyamino acid and a complex thereof.
49. Item 42. The support according to Item 41, wherein the charged substance is selected from the group consisting of a polyamine reagent, a polyimine reagent, a liposome reagent, and a charged colloid.
50. Item 42. The support according to Item 41, wherein the salt is obtained by substituting hydrogen of an organic acid or inorganic acid with a metal, or by substituting a hydroxyl group of a base with an organic acid group or an inorganic acid group.
51. Item 41, wherein the salt is selected from the group consisting of calcium chloride, sodium hydrogen phosphate, sodium hydrogen carbonate, sodium pyruvate, HEPES, calcium chloride, sodium chloride, potassium chloride, magnesium sulfide, iron nitrate, amino acids and vitamins. The support according to 1.
52. 42. The support according to item 41, wherein the salt is provided in the form of a buffer solution, a culture solution and serum.
53. 42. The support according to item 41, wherein the genetic material encodes a material having biological activity after being introduced into a cell.
54. 42. A support according to item 41, wherein the genetic material, the charged substance and the salt are pharmaceutically acceptable.
55. 42. The support according to item 41, wherein the genetic material, the charged substance and the salt are contained in a microcapsule.
56. 42. The support according to item 41, wherein the support is a solid support.
57. 42. A support according to item 41, wherein the support includes a material selected from the group consisting of glass, silica, silicon, ceramic, silicon dioxide, plastic, metal, natural polymer, and synthetic polymer.
58. 42. A support according to item 41, wherein the support is coated.
59. 59. The support according to item 58, wherein the coating is performed by a coating agent comprising a material selected from the group consisting of poly-L-lysine, silane, APS, MAS, hydrophobic fluororesin, and metal.
60. 42. A support according to item 41, wherein the support is a chip.
61. 42. The support according to item 41, wherein the support is a chip, and the composite is arranged in an array on the chip.
62. 42. The support according to item 41, wherein the biomolecule is introduced into a cell and has biological activity.

本発明のこれらおよび他の利点は、添付の図面を参照して、以下の詳細な説明を読みかつ理解すれば、当業者には明白になることが理解される。   These and other advantages of the present invention will be apparent to those of ordinary skill in the art upon reading and understanding the following detailed description with reference to the accompanying drawings.

遺伝物質を、支持体(例えば、アレイ、プレートなど)上で任意のパターンで混合し、細胞に導入し、遺伝子発現させることが可能となった。従って、複数の遺伝子を同時に細胞に導入した場合などの細胞における影響を調べることが可能となった。細胞は、医療技術、医薬開発などにおいて重要なツールであり、そのツールを種々開発できることから、その産業上における有用性も評価されるべきである。   Genetic material can be mixed in an arbitrary pattern on a support (eg, array, plate, etc.), introduced into a cell, and gene expression can be performed. Therefore, it has become possible to examine the effects on cells such as when a plurality of genes are simultaneously introduced into cells. Cells are an important tool in medical technology, drug development, and the like, and since various tools can be developed, their industrial utility should be evaluated.

以下、本発明を説明する。本明細書の全体にわたり、単数形の表現は、特に言及しない限り、その複数形の概念をも含むことが理解されるべきである。また、本明細書において使用される用語は、特に言及しない限り、当該分野で通常用いられる意味で用いられることが理解されるべきである。   The present invention will be described below. Throughout this specification, it should be understood that the singular forms also include the plural concept unless specifically stated otherwise. In addition, it is to be understood that the terms used in the present specification are used in the meaning normally used in the art unless otherwise specified.

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

本明細書において使用される用語「物質」は、当該分野において用いられる最も広義な意味と同じ意味で含まれ、正または負に荷電することができるものを含む。   The term “substance” as used herein is included in the same meaning as the broadest meaning used in the art, and includes those that can be positively or negatively charged.

本明細書において「遺伝物質」とは、遺伝情報を担う任意の物質をいう。そのような物質としては、例えば、DNA、RNA、PNA、タンパク質などが挙げられるがそれらに限定されない。DNAは、cDNA、ゲノムDNA,人工DNA、RNAiなど任意の形態のものであり得る。RNAは、mRNA、tRNA、rRNA、RNAiなどであってもよい。   As used herein, “genetic material” refers to any material that carries genetic information. Examples of such substances include, but are not limited to, DNA, RNA, PNA, protein, and the like. The DNA can be in any form such as cDNA, genomic DNA, artificial DNA, RNAi. The RNA may be mRNA, tRNA, rRNA, RNAi and the like.

本明細書において「荷電性物質」とは、電荷を有し得るかまたは有する物質をいう。そのような物質には、正に荷電した物質および負に荷電した物質などが挙げられるがそれらに限定されない。   As used herein, “charged substance” refers to a substance that may or may have a charge. Such materials include, but are not limited to, positively charged materials and negatively charged materials.

本明細書において「正に荷電した物質」は、正荷電を有するすべての物質を包含する。そのような物質としては、例えば、カチオン性ポリマー、カチオン性脂質などのカチオン性物質が含まれるがそれらに限定されない。好ましくは、そのような正に荷電した物質は、複合体を形成することができる物質であることが有利である。そのような複合体を形成することができる正に荷電した物質としては、例えば、カチオン性ポリマーのようにある程度の分子量を有する物質、あるいは、カチオン性脂質のように特定の溶媒(例えば、水、水溶液など)中においてある程度溶解せずに残存することができる物質などが挙げられるがそれらに限定されない。そのような好ましい正に荷電した物質としては、例えば、ポリエチレンイミン、ポリLリシン、合成ポリペプチドもしくはそれらの誘導体などが挙げられるがそれらに限定されない。あるいは、正に荷電した物質としては、ヒストン、合成ポリペプチドなどのような生体分子が挙げられるがそれらに限定されない。そのような好ましい正に荷電した物質の種類は、複合体を形成するパートナーである負に荷電した物質の種類に応じて変動する。好ましい複合体形成パートナーを選択することは、当業者には容易であり、そのような選択は、当該分野において周知の技術を用いて行うことができる。そのような好ましい複合体形成パートナーの選択においては、種々のパラメータを考慮することができる。そのようなパラメータとしては、例えば、電荷、分子量、疎水性、親水性、置換基の性質、pH、温度、塩濃度、圧力などの種々の物理的パラメータ、化学的パラメータなどが挙げられるがそれらに限定されない。   As used herein, “positively charged substance” includes all substances having a positive charge. Examples of such substances include, but are not limited to, cationic substances such as cationic polymers and cationic lipids. Preferably, such a positively charged substance is advantageously a substance capable of forming a complex. The positively charged substance that can form such a complex includes, for example, a substance having a certain molecular weight such as a cationic polymer, or a specific solvent such as water (e.g., water, Examples include, but are not limited to, substances that can remain in the aqueous solution without being dissolved to some extent. Examples of such preferable positively charged substance include, but are not limited to, polyethyleneimine, poly L-lysine, synthetic polypeptide, or derivatives thereof. Alternatively, positively charged substances include, but are not limited to, biomolecules such as histones, synthetic polypeptides, and the like. The type of such preferred positively charged material will vary depending on the type of negatively charged material that is the partner forming the complex. Selecting a preferred complexing partner is easy for those skilled in the art, and such selection can be made using techniques well known in the art. Various parameters can be taken into account in selecting such a preferred complexing partner. Examples of such parameters include various physical parameters such as charge, molecular weight, hydrophobicity, hydrophilicity, substituent properties, pH, temperature, salt concentration, pressure, and chemical parameters. It is not limited.

本明細書において「カチオン性ポリマー」は、カチオン性の官能基を有するポリマーをいい、例えば、ポリエチレンイミン、ポリLリシン、合成ポリペプチドもしくはそれらの誘導体が挙げられるがそれらに限定されない。   As used herein, “cationic polymer” refers to a polymer having a cationic functional group, and examples thereof include, but are not limited to, polyethyleneimine, poly-L-lysine, synthetic polypeptide, or derivatives thereof.

本明細書において「カチオン性脂質」は、カチオン性の官能基を有する脂質をいい、例えば、ホスファチジルコリン、ホスファチジルエタノールアミン、ホスファチジルセリン、及びその誘導体が挙げられるがそれらに限定されない。   As used herein, “cationic lipid” refers to a lipid having a cationic functional group, and examples thereof include, but are not limited to, phosphatidylcholine, phosphatidylethanolamine, phosphatidylserine, and derivatives thereof.

ここで、カチオン性の官能基としては、例えば、一級アミン、二級アミン、三級アミンが挙げられるがそれらに限定されない。   Here, examples of the cationic functional group include, but are not limited to, primary amines, secondary amines, and tertiary amines.

本明細書において「負に荷電した物質」は、負荷電を有するすべての物質を包含する。そのような物質としては、例えば、DNAなどの生体分子ポリマー、アニオン性脂質などのアニオン性物質が含まれるがそれらに限定されない。好ましくは、そのような負に荷電した物質は、複合体を形成することができる物質であることが有利である。そのような複合体を形成することができる負に荷電した物質としては、例えば、DNAのようなアニオン性ポリマーのようにある程度の分子量を有する物質、あるいは、アニオン性脂質のように特定の溶媒(例えば、水、水溶液など)中においてある程度溶解せずに残存することができる物質などが挙げられるがそれらに限定されない。そのような好ましい負に荷電した物質としては、例えば、DNA、RNA、PNA、ポリペプチド、化学化合物、及びその複合体などが挙げられるがそれらに限定されない。あるいは、負に荷電した物質としては、DNA、RNA、PNA、ポリペプチド、化学化合物、及びその複合体などのような生体分子が挙げられるがそれらに限定されない。そのような好ましい負に荷電した物質の種類は、複合体を形成するパートナーである正に荷電した物質の種類に応じて変動する。好ましい複合体形成パートナーを選択することは、当業者には容易であり、そのような選択は、当該分野において周知の技術を用いて行うことができる。そのような好ましい複合体形成パートナーの選択においては、種々のパラメータを考慮することができる。そのようなパラメータもまた、上述の正に荷電した物質において考慮すべきパラメータと同様、種々のものを包含する。   As used herein, “negatively charged material” includes all materials having negative charge. Examples of such substances include, but are not limited to, biomolecular polymers such as DNA and anionic substances such as anionic lipids. Preferably, such negatively charged substances are advantageously substances capable of forming a complex. Examples of the negatively charged substance capable of forming such a complex include a substance having a certain molecular weight such as an anionic polymer such as DNA, or a specific solvent such as an anionic lipid ( Examples thereof include, but are not limited to, substances that can remain in the aqueous solution without being dissolved to some extent. Examples of such preferable negatively charged substance include, but are not limited to, DNA, RNA, PNA, polypeptide, chemical compound, and complex thereof. Alternatively, negatively charged substances include, but are not limited to, biomolecules such as DNA, RNA, PNA, polypeptides, chemical compounds, and complexes thereof. The type of such preferred negatively charged material will vary depending on the type of positively charged material that is the partner forming the complex. Selecting a preferred complexing partner is easy for those skilled in the art, and such selection can be made using techniques well known in the art. Various parameters can be taken into account in selecting such a preferred complexing partner. Such parameters also include various as well as the parameters to be considered in the positively charged materials described above.

本明細書において「アニオン性ポリマー」は、アニオン性の官能基を有するポリマーをいい、例えば、DNA、RNA、PNA、ポリペプチド、化学化合物、及びその複合体が挙げられるがそれらに限定されない。   As used herein, “anionic polymer” refers to a polymer having an anionic functional group, and examples thereof include, but are not limited to, DNA, RNA, PNA, polypeptide, chemical compound, and complex thereof.

本明細書において「アニオン性脂質」は、アニオン性の官能基を有する脂質をいい、例えば、ホスファチジン酸、ホスファチジルセリンが挙げられるがそれらに限定されない。   In the present specification, “anionic lipid” refers to a lipid having an anionic functional group, and examples thereof include, but are not limited to, phosphatidic acid and phosphatidylserine.

ここで、アニオン性の官能基としては、例えば、カルボキシル基、リン酸基が挙げられるがそれらに限定されない。   Here, examples of the anionic functional group include, but are not limited to, a carboxyl group and a phosphate group.

従って、本発明の遺伝物質とは、「反対の荷電を有する荷電性物質」とは、遺伝物質が上述のような正に荷電した物質の場合は、負に荷電した物質をいい、遺伝物質が上述のような負に荷電した物質の場合は、正に荷電した物質をいう。   Therefore, the genetic material of the present invention means a “charged material having an opposite charge” when the genetic material is a positively charged material as described above. In the case of a negatively charged substance as described above, it means a positively charged substance.

また、目的の物質に対して、正電荷または負電荷を有する置換基などの部分を付加することによって、その目的の物質の電荷を変換することも可能である。好ましい複合体パートナーが固定を目的とする物質と同じ電荷を有している場合に、いずれかの電荷を変換することによって複合体形成を促進することが可能である。   In addition, the charge of the target substance can be converted by adding a portion such as a substituent having a positive charge or a negative charge to the target substance. When preferred complex partners have the same charge as the substance intended for immobilization, complex formation can be facilitated by converting either charge.

本明細書において「相互作用」とは、2つの物体について言及するとき、その2つの物体が相互に力を及ぼしあうことをいう。そのような相互作用としては、例えば、共有結合、水素結合、ファンデルワールス力、イオン性相互作用、非イオン性相互作用、疎水性相互作用、静電的相互作用などが挙げられるがそれらに限定されない。好ましくは、相互作用は、水素結合、疎水性相互作用などである。本明細書において「共有結合」とは、当該分野における通常の意味で用いられ、電子対が2つの原子に共有されて形成する化学結合をいう。本明細書において「水素結合」とは、当該分野における通常の意味で用いられ、電気的陰性度の高い原子に一つしかない水素原子の核外電子が引き寄せられて水素原子核が露出し、これが別の電気的陰性度の高い原子を引き寄せて生じる結合をいい、例えば、水素原子と電気的陰性度の高い(フッ素、酸素、窒素などの)原子との間にできる。   In this specification, “interaction” means that when two objects are referred to, the two objects exert a force on each other. Examples of such interactions include, but are not limited to, covalent bonds, hydrogen bonds, van der Waals forces, ionic interactions, nonionic interactions, hydrophobic interactions, electrostatic interactions, etc. Not. Preferably, the interaction is a hydrogen bond, a hydrophobic interaction or the like. In this specification, the term “covalent bond” is used in a normal sense in the art, and refers to a chemical bond formed by sharing an electron pair with two atoms. In the present specification, the term “hydrogen bond” is used in a normal sense in the field, and the hydrogen nucleus is exposed by attracting an extra-nuclear electron of a hydrogen atom that is only one of the highly electronegative atoms. A bond formed by attracting another highly electronegative atom, for example, formed between a hydrogen atom and an atom (fluorine, oxygen, nitrogen, etc.) having a high electronegativity.

本明細書において使用される用語「生体物質」または「生体分子」とは、本明細書において互換可能に用いられ、生体に関連する物質または分子をいう。生体分子は、生体から抽出される分子を包含するが、それに限定されない。生体に影響を与え得る分子であれば生体分子の定義に入る。したがって、コンビナトリアルケミストリで合成された分子も生体への効果を目的としている限り、生体物質の定義に入る。生体物質には、タンパク質、ポリペプチド、オリゴペプチド、ペプチド、ポリヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、ヌクレオチド、核酸(例えば、cDNA、ゲノムDNAのようなDNA、mRNAのようなRNAを含む)、ポリサッカリド、オリゴサッカリド、脂質、低分子(例えば、有機低分子など)、これらの複合分子などが包含されるがそれらに限定されない。従って、ポリマー分子と複合体を形成し得る限り、生体物質には、細胞自体、組織の一部、他の物質も包含され得る。   As used herein, the term “biological substance” or “biomolecule” is used interchangeably herein and refers to a substance or molecule associated with a living body. A biomolecule includes, but is not limited to, a molecule extracted from a living body. Any molecule that can affect a living body falls within the definition of a biomolecule. Therefore, as long as a molecule synthesized by combinatorial chemistry is also intended to have an effect on a living body, it falls within the definition of a biological substance. Biological materials include proteins, polypeptides, oligopeptides, peptides, polynucleotides, oligonucleotides, nucleotides, nucleic acids (eg, DNA such as cDNA, genomic DNA, RNA such as mRNA), polysaccharides, oligosaccharides , Lipids, small molecules (for example, small organic molecules), complex molecules thereof, and the like, but are not limited thereto. Thus, biological materials can include cells themselves, parts of tissues, and other materials as long as they can form complexes with polymer molecules.

本明細書において「ポリマー分子」とは、モノマーが重合してできる高分子量の物質をさし、通常、分子量が約5000以上のものをいう。   As used herein, “polymer molecule” refers to a high molecular weight substance formed by polymerization of a monomer, and generally refers to a substance having a molecular weight of about 5000 or more.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

1つの実施形態では、本発明では、電極材料を使用して、基板と電極とを兼用した基板電極とすることもできる。このような基板電極の場合、基板電極の表面を絶縁層領域で分離し、分離されたそれぞれの電極領域に、それぞれ異なった生体分子を固定するのが好ましい。電極材料は特に限定されるものではない。そのような電極材料としては、例えば、金、金の合金、銀、プラチナ、水銀、ニッケル、パラジウム、シリコン、ゲルマニウム、ガリウム、タングステンなどの金属単体およびそれらの合金、あるいはグラファイト、グラシーカーボンなどの炭素など、またはこれらの酸化物、化合物を用いることができる。さらに、酸化珪素などの半導体化合物や、CCD、FET、CMOSなど各種半導体デバイスを用いることも可能である。絶縁基板上に電極膜を形成し、基板と電極とを一体化した基板電極を用いる場合、この電極膜は、メッキ、印刷、スパッタ、蒸着などで作製することができる。蒸着を行う場合は、抵抗加熱法、高周波加熱法、電子ビーム加熱法により電極膜を形成することができる。また、スパッタリングを行う場合は、直流2極スパッタリング、バイアススパッタリング、非対称交流スパッタリング、ゲッタスパッタリング、高周波スパッタリングなどにより電極膜を形成することが可能である。さらに、ポリピロール、ポリアニリンなどの電解重合膜や導電性高分子も用いることが可能である。本発明において、電極表面を分離するために用いられる絶縁材料は特に限定されるものではないが、フォトポリマー、フォトレジスト材料であることが好ましい。レジスト材料としては、光露光用フォトレジスト、遠紫外用フォトレジスト、X線用フォトレジスト、電子線用フォトレジストが用いられる。光露光用フォトレジストとしては、主原料が環化ゴム、ポリ桂皮酸、ノボラック樹脂であるものが挙げられる。遠紫外用フォトレジストには、環化ゴム、フェノール樹脂、ポリメチルイソプロペニルケトン(PMIPK),ポリメチルメタクリレート(PMMA)などが用いられる。また、X線用レジストには、COP、メタルアクリレートなどを用いることができる。さらに、電子線用レジストには、PMMAなど公知の物質を用いることが可能である。   In one embodiment, in the present invention, an electrode material may be used to form a substrate electrode that serves as both a substrate and an electrode. In the case of such a substrate electrode, it is preferable that the surface of the substrate electrode is separated by an insulating layer region, and different biomolecules are fixed to the separated electrode regions. The electrode material is not particularly limited. Examples of such electrode materials include gold, gold alloy, silver, platinum, mercury, nickel, palladium, silicon, germanium, gallium, tungsten, and the like, and alloys thereof, or graphite, glassy carbon, and the like. Carbon or the like, or an oxide or a compound thereof can be used. Furthermore, it is also possible to use semiconductor compounds such as silicon oxide and various semiconductor devices such as CCD, FET, and CMOS. When an electrode film is formed on an insulating substrate and a substrate electrode in which the substrate and the electrode are integrated is used, this electrode film can be produced by plating, printing, sputtering, vapor deposition, or the like. When vapor deposition is performed, the electrode film can be formed by a resistance heating method, a high frequency heating method, or an electron beam heating method. When sputtering is performed, the electrode film can be formed by direct current bipolar sputtering, bias sputtering, asymmetrical alternating current sputtering, getter sputtering, high frequency sputtering, or the like. Furthermore, electrolytic polymer films such as polypyrrole and polyaniline and conductive polymers can also be used. In the present invention, the insulating material used for separating the electrode surfaces is not particularly limited, but is preferably a photopolymer or a photoresist material. As the resist material, a light exposure photoresist, a far ultraviolet photoresist, an X-ray photoresist, and an electron beam photoresist are used. Examples of the photoresist for light exposure include those whose main raw materials are cyclized rubber, polycinnamic acid, and novolac resin. For the deep ultraviolet photoresist, cyclized rubber, phenol resin, polymethyl isopropenyl ketone (PMIPK), polymethyl methacrylate (PMMA), or the like is used. Moreover, COP, metal acrylate, etc. can be used for the X-ray resist. Furthermore, a known substance such as PMMA can be used for the electron beam resist.

本明細書において「チップ」とは、多様の機能をもち、システムの一部となる超小型集積回路をいう。本明細書において、「生体分子チップ」とは、基板と、生体分子とを含み、その基板には本明細書において定義された生体分子が少なくとも1つ配置されている。生体分子が細胞の場合、そのチップは、細胞チップまたは細胞アレイと呼ばれる。   In this specification, a “chip” refers to a micro integrated circuit that has various functions and is a part of a system. In this specification, the “biomolecule chip” includes a substrate and a biomolecule, and at least one biomolecule defined in this specification is arranged on the substrate. If the biomolecule is a cell, the chip is called a cell chip or cell array.

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

本明細書において「固定」とは、固相支持体について用いられるとき、その対象となる物質(例えば、生体分子)がその支持体において少なくともある一定の時間の間保持される状態またはそのような状態にさせることをいう。従って、物質が固相支持体上で固定された後、条件が変化する(例えば、別の溶媒中に浸される)場合は、その固定状態が解除されてもよい。   As used herein, the term “fixed” refers to a state in which a target substance (for example, a biomolecule) is held on the support for at least a certain period of time, or the like. It means to make a state. Therefore, after the substance is fixed on the solid support, the fixed state may be released when the conditions change (for example, immersed in another solvent).

本明細書において用いられる「細胞親和性」とは、ある物質が細胞(例えば、細菌細胞、動物細胞、酵母、植物細胞など)または細胞を含む物体(例えば、組織、臓器、生体など)と相互作用が可能な状態に置かれたときに、その細胞または細胞を含む物体に対して有害な影響を与えない性質をいう。好ましくは、細胞親和性を有する物質は、細胞が優先的に相互作用する物質であり得るがそれに限定されない。本発明では、固定されるべき物質(例えば、正に荷電した物質および/または負に荷電した物質)は、細胞親和性を有することが好ましいがそれに限定されない。固定されるべき物質が細胞親和性を有する場合、その物質が本発明にしたがって固定されると、細胞親和性が保持または改善されることが予想外に見いだされた。通常、細胞親和性を有する物質が固相支持体に固定される場合は、必ずしも細胞親和性が保持されるとは限らなかったことに鑑みると、本発明の効果は計り知れない。   As used herein, “cytophilic” refers to a substance that interacts with a cell (eg, bacterial cell, animal cell, yeast, plant cell, etc.) or an object (eg, tissue, organ, organism, etc.) containing the cell. When placed in a state where action is possible, it means a property that does not have a detrimental effect on the cell or the object containing the cell. Preferably, the substance having cell affinity may be a substance with which cells interact preferentially, but is not limited thereto. In the present invention, the substance to be immobilized (for example, a positively charged substance and / or a negatively charged substance) preferably has cell affinity, but is not limited thereto. It has been unexpectedly found that if the substance to be immobilized has cytophilicity, cell affinity is retained or improved when the substance is immobilized according to the present invention. In general, when a substance having cell affinity is immobilized on a solid support, the effect of the present invention is immeasurable in view of the fact that cell affinity is not always maintained.

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

本明細書において「組織」(tissue)とは、多細胞生物において、実質的に同一の機能および/または形態をもつ細胞集団をいう。通常「組織」は、同じ起源を有するが、異なる起源を持つ細胞集団であっても、同一の機能および/または形態を有するのであれば、組織と呼ばれ得る。   As used herein, “tissue” refers to a population of cells having substantially the same function and / or morphology in a multicellular organism. A “tissue” usually has the same origin, but even cell populations with different origins can be referred to as a tissue if they have the same function and / or morphology.

本明細書において「臓器」または「器官」とは、互換可能に用いられ、生物個体のある機能が個体内の特定の部分に局在して営まれ,かつその部分が形態的に独立性をもっている構造体をいう。一般に多細胞生物(例えば、動物、植物)では器官は特定の空間的配置をもついくつかの組織からなり、組織は多数の細胞からなる。そのような臓器または器官としては、血管系に関連する臓器または器官が挙げられる。1つの実施形態では、本発明が対象とする臓器は、皮膚、血管、角膜、腎臓、心臓、肝臓、臍帯、腸、神経、肺、胎盤、膵臓、脳、四肢末梢、網膜などが挙げられるがそれらに限定されない。   In the present specification, the term “organ” or “organ” is used interchangeably, and a function of an organism individual is localized and operated in a specific part of the individual, and that part has morphological independence. Is a structure. In general, in a multicellular organism (eg, animal, plant), an organ is composed of several tissues having a specific spatial arrangement, and the tissue is composed of many cells. Such organs or organs include organs or organs associated with the vascular system. In one embodiment, organs targeted by the present invention include skin, blood vessels, cornea, kidney, heart, liver, umbilical cord, intestine, nerve, lung, placenta, pancreas, brain, peripheral limbs, retina and the like. It is not limited to them.

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

本発明で用いられる細胞または細胞を含む物体(例えば、臓器、組織など)は、どの生物由来の細胞(たとえば、原核生物(例えば、大腸菌など)、真核生物の単細胞生物(酵母など)、任意の種類の多細胞生物(例えば、動物(たとえば、脊椎動物、無脊椎動物)、植物(たとえば、単子葉植物、双子葉植物など)など))でもよい。好ましくは、脊椎動物(たとえば、メクラウナギ類、ヤツメウナギ類、軟骨魚類、硬骨魚類、両生類、爬虫類、鳥類、哺乳動物など)由来の細胞が用いられ、より好ましくは、哺乳動物(例えば、単孔類、有袋類、貧歯類、皮翼類、翼手類、食肉類、食虫類、長鼻類、奇蹄類、偶蹄類、管歯類、有鱗類、海牛類、クジラ目、霊長類、齧歯類、ウサギ目など)由来の細胞が用いられる。さらに好ましくは、霊長類(たとえば、カニクイサル、チンパンジー、ニホンザル、ヒト)由来の細胞が用いられる。ヒト由来の細胞が用いられてもよい。   The cells or objects (eg, organs, tissues, etc.) used in the present invention may be cells derived from any organism (eg, prokaryotic organisms (eg, E. coli), eukaryotic unicellular organisms (eg, yeast), any Types of multicellular organisms (eg, animals (eg, vertebrates, invertebrates), plants (eg, monocotyledons, dicotyledons, etc.)). Preferably, cells derived from vertebrates (eg, eel eels, lampreys, cartilaginous fish, teleosts, amphibians, reptiles, birds, mammals, etc.) are used, more preferably mammals (eg, single pores, Marsupial, rodent, winged, winged, carnivorous, carnivorous, long-nosed, odd-hoofed, cloven-hoofed, rodent, scale, sea cattle, cetacean, primate , Rodents, rabbit eyes, etc.). More preferably, cells derived from primates (eg, cynomolgus monkeys, chimpanzees, Japanese monkeys, humans) are used. Human-derived cells may be used.

本明細書において「徐放」とは、ある物質がその物質を溶解する溶媒に浸される場合に、一定時間は固相を保ちつつ徐々に溶解することをいう。従って、ある物質が徐放性を有する場合は、通常、溶媒に浸された後も約5分間は固定された状態が保たれ、好ましくは少なくとも約10分間、より好ましくは少なくとも約15分間は、さらに好ましくは少なくとも約30分間固定された状態が保たれる。医薬として用いられる場合は、徐放性は、少なくとも約30分間、好ましくは少なくとも約1時間、より好ましくは少なくとも約3時間、さらに好ましくは少なくとも約6〜12時間固定された状態が保たれることが有利である。DNAのトランスフェクションなど、細胞に直接固定された物質を導入する目的で使用される場合は、通常、少なくとも約15分間固定された状態が保たれる。   In this specification, “sustained release” means that when a substance is immersed in a solvent that dissolves the substance, the substance gradually dissolves while maintaining a solid phase for a certain period of time. Thus, if a substance has sustained release properties, it usually remains fixed for about 5 minutes after being immersed in a solvent, preferably at least about 10 minutes, more preferably at least about 15 minutes. More preferably, it remains fixed for at least about 30 minutes. When used as a medicament, the sustained release should remain fixed for at least about 30 minutes, preferably at least about 1 hour, more preferably at least about 3 hours, more preferably at least about 6-12 hours. Is advantageous. When used for the purpose of introducing a substance directly fixed to a cell, such as DNA transfection, it is usually kept fixed for at least about 15 minutes.

本明細書において「生物学的活性」とは、ある因子(例えば、ポリペプチドまたはタンパク質)が、生体内において有し得る活性のことをいい、種々の機能を発揮する活性が包含される。例えば、ある因子が酵素である場合、その生物学的活性は、その酵素活性を包含する。別の例では、ある因子がリガンドである場合、そのリガンドが対応するレセプタ−への結合を包含する。そのような生物学的活性は、測定対象となる活性に応じて当該分野において周知の技術によって測定することができる。   As used herein, “biological activity” refers to an activity that a certain factor (eg, polypeptide or protein) may have in vivo, and includes an activity that exhibits various functions. For example, when a factor is an enzyme, the biological activity includes the enzyme activity. In another example, when an agent is a ligand, the ligand includes binding to the corresponding receptor. Such biological activity can be measured by techniques well known in the art depending on the activity to be measured.

本明細書において「生体分子を破壊しない条件」とは、生体分子が発揮する少なくとも一つの生物学的活性(例えば、遺伝子発現活性、酵素活性など)が損なわれない条件をいう。そのような条件については、当業者はその生体分子に応じ、種々の考慮事項(例えば、温度、pH、圧力、化学的条件など)を考慮することによって、適宜設定することができる。また、生体分子を破壊しない条件が未知の場合でも、その生体物質について試験されるべき条件に曝し、その後目的とする生物学的活性が保持されているかを調べることによってあらかじめ決定することができる。従って、本発明を実施する際には、そのような条件は、目的とする生物学的活性が保たれている限り、どのような条件であってもよいことが当業者に理解される。   As used herein, “conditions that do not destroy biomolecules” refer to conditions that do not impair at least one biological activity (eg, gene expression activity, enzyme activity, etc.) exhibited by the biomolecule. Such conditions can be appropriately set by those skilled in the art by considering various considerations (eg, temperature, pH, pressure, chemical conditions, etc.) according to the biomolecule. Even if the conditions for not destroying the biomolecule are unknown, the conditions can be determined in advance by exposing the biological material to the conditions to be tested and then examining whether the target biological activity is retained. Accordingly, when practicing the present invention, those skilled in the art will understand that such conditions may be any conditions as long as the desired biological activity is maintained.

本明細書において溶媒(例えば、水、有機溶媒(例えば、ヘキサンなど))の「低減」または「除去」は、その溶媒を含む混合物または組成物を、ある条件に置くことにより、その混合物または組成物中の溶媒比率が減少またはなくなることによって達成される。   As used herein, “reducing” or “removing” a solvent (eg, water, organic solvent (eg, hexane, etc.)) is performed by placing the mixture or composition containing the solvent under certain conditions. This is achieved by reducing or eliminating the solvent ratio in the product.

本明細書において「薬学的に受容可能」とは、ある物質について言及するとき、その物質が医薬として投与され得る性質をいう。   As used herein, “pharmaceutically acceptable” refers to the property of a substance that can be administered as a medicament when referring to the substance.

本明細書において使用され得る「薬学的に受容可能な物質」としては、抗酸化剤、保存剤、着色料、風味料、および希釈剤、乳化剤、懸濁化剤、溶媒、フィラー、増量剤、緩衝剤、送達ビヒクル、希釈剤、賦形剤および/または薬学的アジュバント挙げられるがそれらに限定されない。代表的には、目的とする化合物(生物学的活性または医薬品の有効成分としての活性を有する化合物)、またはその改変体もしくは誘導体は、1つ以上の生理的に受容可能なキャリア、賦形剤または希釈剤とともに含む組成物の形態で提供される。   “Pharmaceutically acceptable substances” that can be used herein include antioxidants, preservatives, colorants, flavors, and diluents, emulsifiers, suspending agents, solvents, fillers, bulking agents, These include, but are not limited to, buffers, delivery vehicles, diluents, excipients and / or pharmaceutical adjuvants. Typically, the compound of interest (a compound having biological activity or activity as an active ingredient of a pharmaceutical), or a variant or derivative thereof, is one or more physiologically acceptable carriers, excipients Or provided in the form of a composition comprising a diluent.

本明細書で使用される薬学的に受容可能な物質は、レシピエントに対して非毒性であり、そして好ましくは、使用される投薬量および濃度において不活性であり、例えば、酸塩、クエン酸塩、または他の有機酸;アスコルビン酸、α−トコフェロール;低分子量ポリペプチド;タンパク質(例えば、血清アルブミン、ゼラチンまたは免疫グロブリン);親水性ポリマー(例えば、ポリビニルピロリドン);アミノ酸(例えば、グリシン、グルタミン、アスパラギン、アルギニンまたはリジン);モノサッカリド、ジサッカリドおよび他の炭水化物(グルコース、マンノース、またはデキストリンを含む);キレート剤(例えば、EDTA);糖アルコール(例えば、マンニトールまたはソルビトール);塩形成対イオン(例えば、ナトリウム);ならびに/あるいは非イオン性表面活性化剤(例えば、Tween、プルロニック(pluronic)またはポリエチレングリコール(PEG))などが挙げられるがそれらに限定されない。   The pharmaceutically acceptable substances used herein are non-toxic to the recipient and are preferably inert at the dosages and concentrations used, eg, acid salts, citric acid Salts, or other organic acids; ascorbic acid, α-tocopherol; low molecular weight polypeptides; proteins (eg, serum albumin, gelatin or immunoglobulin); hydrophilic polymers (eg, polyvinylpyrrolidone); amino acids (eg, glycine, glutamine) , Asparagine, arginine or lysine); monosaccharides, disaccharides and other carbohydrates (including glucose, mannose, or dextrin); chelating agents (eg, EDTA); sugar alcohols (eg, mannitol or sorbitol); For example, sodium ; And / or non-ionic surface-active agents (e.g., Tween, Pluronic (pluronic) or polyethylene glycol (PEG)) but the like are not limited thereto.

(生体分子チップ・アレイ)
本明細書において「チップ」とは、多様の機能をもち、システムの一部となる超小型集積回路をいう。本明細書では、積載される物質に応じて、「DNAチップ」、「プロテインチップ」、「細胞チップ」などと称することがある。
(Biomolecular chip array)
In this specification, a “chip” refers to a micro integrated circuit that has various functions and is a part of a system. In this specification, it may be referred to as “DNA chip”, “protein chip”, “cell chip” or the like depending on the substance to be loaded.

本明細書において用いられる用語「アレイ」とは、基板または膜上の固定物体の固定されたパターンまたはパターン化された基板そのものをいう。アレイの中で、小さな基板(例えば、10×10 mm上など)上にパターン化されているものはマイクロアレイというが、本明細書では、マイクロアレイとアレイとは互換可能に使用される。従って、上述の基板より大きなものにパターン化されたものでもマイクロアレイと呼ぶことがある。例えば、アレイはそれ自身固相表面または膜に固定されている所望のポリヌクレオチドのセットで構成される。アレイは好ましくは異なるポリヌクレオチドを少なくとも10個、より好ましくは少なくとも10個、およびさらに好ましくは少なくとも10個、さらにより好ましくは少なくとも10個を含む。これらのポリヌクレオチドは、例えば、125×80mm、10×10mmのような規格化されたフォーマット上に配置される。 The term “array” as used herein refers to a fixed pattern of a fixed object on a substrate or film or the patterned substrate itself. Among the arrays, those patterned on a small substrate (eg, 10 × 10 mm) are referred to as microarrays. In this specification, microarrays and arrays are used interchangeably. Accordingly, even a pattern that is larger than the above-described substrate may be called a microarray. For example, an array is composed of a set of desired polynucleotides that are themselves immobilized on a solid surface or membrane. The array preferably comprises different at least 10 two polynucleotides at least 10 3 and more preferably, and more preferably at least 10 4, even more preferably at least 10 5 a. These polynucleotides are arranged on a standardized format such as, for example, 125 × 80 mm, 10 × 10 mm.

本明細書において使用される用語「アドレス」とは、基板上のユニークな位置をいい、他のユニークな位置から弁別可能であり得るものをいう。アドレスは、そのアドレスを伴う微粒子との関連づけに適切であり、そしてすべての各々のアドレスにおける存在物が他のアドレスにおける存在物から識別され得る(例えば、光学的)、任意の形状を採り得る。アドレスの形は、例えば、円状、楕円状、正方形、長方形であり得るか、または不規則な形であり得る。   As used herein, the term “address” refers to a unique location on a substrate and may be distinguishable from other unique locations. The address is suitable for associating with the microparticle with that address, and can take any shape, with the presence at every address being distinguishable from the presence at the other address (eg, optical). The address shape can be, for example, circular, elliptical, square, rectangular, or irregular.

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

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

マイクロアレイ(DNAが配置されている場合、DNAマイクロアレイとも呼ばれる)については、(秀潤社編、細胞工学別冊「DNAマイクロアレイと最新PCR法」)に広く概説されている。   Microarrays (also referred to as DNA microarrays when DNA is arranged) are broadly outlined in (edited by Shujunsha, Cell Engineering separate volume "DNA microarrays and the latest PCR method").

合成型DNAマイクロアレイにおける標識方法としては、例えば、二蛍光標識法が挙げられる。この方法では、2つの異なるmRNAサンプルをそれぞれ異なる蛍光で標識し、同一マイクロアレイ上で競合的ハイブリダイゼーションを行って、両方の蛍光を測定し、それを比較することで遺伝子発現の相違を検出する。蛍光色素としては、例えば、Cy5およびCy3などが最も用いられているが、それらに限定されない。Cy3およびCy5の利点は、蛍光波長の重なりが殆どないという点である。二蛍光標識法は、遺伝子発現の相違のみならず、変異または多型性を検出するためにも使用され得る。   Examples of the labeling method in the synthetic DNA microarray include a two-fluorescence labeling method. In this method, two different mRNA samples are labeled with different fluorescence, competitive hybridization is performed on the same microarray, both fluorescences are measured and compared to detect differences in gene expression. For example, Cy5 and Cy3 are most used as fluorescent dyes, but are not limited thereto. The advantage of Cy3 and Cy5 is that there is almost no overlap in fluorescence wavelength. Two fluorescent labeling methods can be used not only to detect differences in gene expression, but also to detect mutations or polymorphisms.

DNAマイクロアレイを用いたアッセイにおいては、DNAマイクロアレイ上でハイブリダイズした蛍光シグナルを蛍光検出器等で検出する。このような検出器は、現在までに種々の検出器が利用可能である。例えば、Stanford Universityのグループは、オリジナルスキャナを開発しており、このスキャナは、蛍光顕微鏡と稼動ステージとを組み合わせたものである(http://cmgm.stanford.edu/pbrownを参照のこと)。従来型のゲル用蛍光イメージアナライザであるFMBIO(日立ソフトウェアエンジニアリング)、Storm(Molecular Dynamics)などでも、スポットがそれほど高密度でなければ、DNAマイクロアレイの読み取りを行い得る。その他に利用可能な検出器としては、ScanArray 4000、同5000(GeneralScanning;スキャン型(共焦点型))、GMS418 Array Scanner(宝酒造;スキャン型(共焦点型))、Gene Tip Scanner(日本レーザ電子;スキャン型(非共焦点型))、Gene Tac 2000(Genomic Solutions;CCDカメラ型))などが挙げられる。   In an assay using a DNA microarray, a fluorescence signal hybridized on the DNA microarray is detected by a fluorescence detector or the like. As such a detector, various detectors can be used up to now. For example, the Stanford University group has developed an original scanner that combines a fluorescence microscope and a working stage (see http://cmgm.stanford.edu/pbrown). Even with conventional fluorescent image analyzers for gels such as FMBIO (Hitachi Software Engineering) and Storm (Molecular Dynamics), DNA microarrays can be read if the spots are not so dense. Other usable detectors include ScanArray 4000, 5000 (General Scanning; confocal type), GMS418 Array Scanner (Takara Shuzo; scan type (confocal)), Gene Tip Scanner (Japan Laser Electronics; Scanning type (non-confocal type)), Gene Tac 2000 (Genomic Solutions; CCD camera type)) and the like.

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

本発明において固相支持体に配置される生体分子(例えば、DNA、RNA、ポリペプチドなど)は、生体由来物質(例えば、mRNA)を用いて分子生物学的手法で作製され得、あるいは、当業者に公知の方法によっ化学的に合成され得る。例えば、自動固相ペプチド合成機を用いた合成方法は、以下により記載される:Stewart, J. M. et al. (1984). Solid Phase Peptide Synthesis, PierceChemical Co. ;Grant, G. A. (1992). Synthetic Peptides:A User’s Guide, W. H.Freeman;Bodanszky, M. (1993). Principles of Peptide Synthesis,Springer-Verlag;Bodanszky, M. et al. (1994). The Practice of Peptide Synthesis,Springer-Verlag;Fields, G. B. (1997). Phase Peptide Synthesis, AcademicPress;Pennington, M. W. et al. (1994). Peptide Synthesis Protocols, HumanaPress;Fields, G. B. (1997). Solid-Phase Peptide Synthesis, Academic Press。オリゴヌクレオチドは、Applied Biosystemsなどにより市販されるDNA合成機の何れかを用いて、自動化学合成により調製され得る。自動オリゴヌクレオチドの合成のための組成物および方法は、例えば、米国特許第4,415,732号,Caruthers et al.(1983);米国特許第4,500,707号およびCaruthers(1985);米国特許第4,668,777号,Caruthers et al.(1987)に開示されており、当業者は、これらの方法を利用して、本発明において使用される生体分子を調製することができる。   In the present invention, a biomolecule (for example, DNA, RNA, polypeptide, etc.) disposed on a solid support can be prepared by a molecular biological technique using a biological material (for example, mRNA), or It can be chemically synthesized by methods known to those skilled in the art. For example, a synthesis method using an automated solid phase peptide synthesizer is described by: Stewart, JM et al. (1984). Solid Phase Peptide Synthesis, Pierce Chemical Co .; Grant, GA (1992). Synthetic Peptides: A User's Guide, WHFreeman; Bodanszky, M. (1993). Principles of Peptide Synthesis, Springer-Verlag; Bodanszky, M. et al. (1994) .The Practice of Peptide Synthesis, Springer-Verlag; Fields, GB (1997) Phase Peptide Synthesis, Academic Press; Pennington, MW et al. (1994). Peptide Synthesis Protocols, HumanaPress; Fields, GB (1997). Solid-Phase Peptide Synthesis, Academic Press. Oligonucleotides can be prepared by automated chemical synthesis using any of the DNA synthesizers commercially available, such as from Applied Biosystems. Compositions and methods for the synthesis of automated oligonucleotides are described, for example, in US Pat. No. 4,415,732, Caruthers et al. (1983); US Pat. No. 4,500,707 and Caruthers (1985); US Pat. No. 4,668,777, Caruthers et al. (1987) and those skilled in the art can utilize these methods to prepare biomolecules for use in the present invention.

本発明はまた、生体から直接採取したサンプル以外に、PCR、SDA、NASBA法等で増幅した遺伝子の検出に対しても用いることは可能である。本発明はさらに、標的遺伝子は予め電気化学的に活性な物質や、FITC、ローダミン、アクリジン、Texas Red、フルオレセインなどの蛍光物質、アルカリホスファターゼ、ペルオキシダーゼ、グルコースオキシダーゼなどの酵素、ハプテン、発光物質、抗体、抗原、金コロイドなどのコロイド粒子、金属、金属イオン、およびトリスビピリジン、トリスフェナントロリン、ヘキサアミンなどとの金属キレートなどで標識しておくことも可能である。   The present invention can also be used for detection of genes amplified by PCR, SDA, NASBA method, etc., in addition to samples collected directly from living bodies. The present invention further provides that the target gene is a previously electrochemically active substance, a fluorescent substance such as FITC, rhodamine, acridine, Texas Red, fluorescein, an enzyme such as alkaline phosphatase, peroxidase, glucose oxidase, hapten, luminescent substance, antibody It is also possible to label them with colloidal particles such as antigens, colloidal gold, metals, metal ions, and metal chelates with trisbipyridine, trisphenanthroline, hexaamine and the like.

本明細書において使用される「マイクロカプセル」とは、分子などの薄膜で物質を包みこんだ微小な粒子またはその容器状物質をいう。ふつうは球状で,大きさは数μmから数百μmである。一般には油中水滴型エマルションをつくり、その微小エマルション粒子と媒質液との界面で界面重縮合によって高分子薄膜をつくり粒子を覆う。ついで遠心分離で油からカプセルを分離し、透析で精製することによって製造することができる。エマルションをつくるときに水相に目的とする生体分子を溶解分散させて、カプセル中に包みこむことができる。薄膜の厚さは10〜20μmで、半透性を与えたり、表面電荷をもたせたりすることもできる。本発明においてマイクロカプセルは、生体分子のような内包物を保護・隔離し、必要に応じて溶出、混合または反応させることができる。本発明の生体分子基板を製造する方法では、マイクロカプセルは、インクジェット方式(バブルジェット(登録商標)方式など)、PIN方式のような吹きつけ工程によって基板に吹き付けられ、吹き付けられたマイクロカプセルは、シェルの融点より温度を上昇させることによって生体分子のような内容物を基板に固定することができる。この場合、基板上には、好ましくは、その生体分子と親和性のある物質でコーティングされている。   As used herein, the term “microcapsule” refers to a minute particle encapsulating a substance with a thin film such as a molecule or a container-like substance thereof. It is usually spherical and has a size of several to hundreds of μm. In general, a water-in-oil emulsion is prepared, and a polymer thin film is formed by interfacial polycondensation at the interface between the fine emulsion particles and the medium liquid to cover the particles. The capsule can then be separated from the oil by centrifugation and purified by dialysis. When an emulsion is formed, a target biomolecule can be dissolved and dispersed in an aqueous phase and encapsulated in a capsule. The thickness of the thin film is 10 to 20 μm, and it can give semi-permeability or give a surface charge. In the present invention, the microcapsule can protect and isolate inclusions such as biomolecules, and can be eluted, mixed or reacted as necessary. In the method for producing the biomolecular substrate of the present invention, the microcapsules are sprayed on the substrate by a spraying process such as an inkjet method (such as a bubble jet (registered trademark) method) or a PIN method. By raising the temperature above the melting point of the shell, contents such as biomolecules can be fixed to the substrate. In this case, the substrate is preferably coated with a substance having an affinity for the biomolecule.

微細加工技術については、例えば、Campbell, S. A. (1996). The Science andEngineering ofMicroelectronic Fabrication, Oxford University Press; Zaut, P. V. (1996).Micromicroarray Fabrication: a Practical Guide to Semiconductor Processing,Semiconductor Services; Madou, M. J. (1997). Fundamentals of Microfabrication,CRC1 5 Press; Rai-Choudhury, P. (1997). Handbook of Microlithography,Micromachining, & Microfabrication: Microlithographyなどを参酌することができ、これらは本明細書において関連する部分が参考として援用される。   For microfabrication technology, see, for example, Campbell, SA (1996) .The Science and Engineering of Microelectronic Fabrication, Oxford University Press; Zaut, PV (1996) .Micromicroarray Fabrication: a Practical Guide to Semiconductor Processing, Semiconductor Services; Madou, MJ (1997) Fundamentals of Microfabrication, CRC1 5 Press; Rai-Choudhury, P. (1997). Handbook of Microlithography, Micromachining, & Microfabrication: Microlithography can be referred to, and the relevant parts in this specification are for reference. Incorporated.

インクジェット方式(技術)は、熱、圧電効果を利用し非常に小さい液滴を2次元平面の所定の位置に射出する技術であり、主にプリンター装置において広く用いられている。DNAアレイの製造には、圧電素子をガラスキャピラリーと組み合わせた構造のインクジェット装置が使用される。液体チャンバーに接続された圧電素子に電圧を加えることにより、圧電素子の体積の変化によってチャンバー内の液体が、チャンバーに接続された、キャピラリーから液滴となって射出される。射出される液滴の大きさは、キャピラリーの径、圧電素子の体積変化量、液体の物理的性質によって決定されるが、一般には、直径が30μm程度である。圧電素子を用いたインクジェット装置は、このような液滴を10KHz程度の周期で射出することができる。このようなインクジェット装置を使ったDNAアレイ製造装置は、インクジェット装置とDNAアレイ基板とを相対運動させることにより、DNAアレイ上の所望のスポットに所望の液滴を滴下することができる。インクジェット装置を使ったDNAアレイ製造装置には、大きくわけて2種類ある。1つはただ1台のインクジェット装置を用いたDNAアレイ製造装置であり、もう1つはマルチヘッドのインクジェット装置を用いた装置である。ただ1台のインクジェット装置を用いたDNAアレイ製造装置は、オリゴマー末端の保護基を除去する試薬を所望のスポットに滴下する構成になっている。所望の塩基を導入したいスポットの保護基を、このインクジェット装置を用いて除去して活性な状態にした後、DNAアレイ全体に所望の塩基の結合反応操作を実施する。この際、インクジェット装置からの試薬の滴下によって、末端が活性化したオリゴマーを持つスポットのみに所望の塩基が結合する。この後、新たに付加した塩基の末端を保護する操作を行う。次に、保護基を除去するスポットを変更してこの操作を所望のヌクレオチド配列が得られるまで繰返す。一方、マルチヘッドのインクジェット装置を用いたDNAアレイ製造装置は、各塩基を含む試薬毎にインクジェット装置を用意することによって、各スポット毎に所望の塩基を直接結合させることができる構成になっており、前述した1台のインクジェット装置を用いたDNAアレイ製造装置よりも高いスループットが得られる。あらかじめ合成したオリゴヌクレオチドを基板に固定化させる方法のうち、メカニカルマイクロスポッティング技術は、ステンレス製のピンの先端についたオリゴヌクレオチドを含む液体を機械的に基板上に押し付けて固定化していく技術である。この方法で得られるスポットは、50〜300μm程度になる。マイクロスポッティング後には、UV光による固定化等の後処理が行われる。   The ink jet method (technology) is a technology for ejecting very small droplets to a predetermined position on a two-dimensional plane using heat and piezoelectric effects, and is widely used mainly in printer apparatuses. In manufacturing the DNA array, an ink jet apparatus having a structure in which a piezoelectric element is combined with a glass capillary is used. By applying a voltage to the piezoelectric element connected to the liquid chamber, the liquid in the chamber is ejected as droplets from the capillary connected to the chamber by the change in volume of the piezoelectric element. The size of the ejected droplet is determined by the diameter of the capillary, the volume change of the piezoelectric element, and the physical properties of the liquid, but generally the diameter is about 30 μm. An ink jet apparatus using a piezoelectric element can eject such droplets at a cycle of about 10 KHz. A DNA array manufacturing apparatus using such an ink jet apparatus can drop a desired droplet at a desired spot on the DNA array by relatively moving the ink jet apparatus and the DNA array substrate. There are roughly two types of DNA array manufacturing equipment using inkjet devices. One is a DNA array manufacturing device using only one inkjet device, and the other is a device using a multi-head inkjet device. A DNA array manufacturing apparatus using only one inkjet apparatus is configured to drop a reagent for removing the protecting group at the end of the oligomer onto a desired spot. After removing the protecting group of the spot into which the desired base is to be introduced using this ink jet apparatus to make it active, a desired base binding reaction operation is performed on the entire DNA array. At this time, the desired base binds only to the spot having the oligomer whose terminal is activated by dropping the reagent from the ink jet apparatus. Thereafter, an operation of protecting the terminal of the newly added base is performed. The procedure is then repeated until the desired nucleotide sequence is obtained, changing the spot from which the protecting group is removed. On the other hand, a DNA array manufacturing apparatus using a multi-head ink jet apparatus has a configuration in which a desired base can be directly bonded to each spot by preparing an ink jet apparatus for each reagent containing each base. A higher throughput than that of the DNA array manufacturing apparatus using the single inkjet apparatus described above can be obtained. Among the methods for immobilizing oligonucleotides synthesized in advance on a substrate, mechanical microspotting technology is a technology that mechanically presses and immobilizes a liquid containing oligonucleotides attached to the tips of stainless steel pins onto the substrate. . The spot obtained by this method is about 50 to 300 μm. After micro spotting, post-processing such as immobilization with UV light is performed.

本発明の方法に使用される吹き付ける工程としては、インクジェット方式(バブルジェット(登録商標)方式を含む)、PIN法などが挙げられる。好ましくは、バブルジェット(登録商標)方式であり得る。マイクロカプセルが効率よく固定化され得るからである。   Examples of the spraying step used in the method of the present invention include an ink jet method (including a bubble jet (registered trademark) method), a PIN method, and the like. Preferably, a bubble jet (registered trademark) system may be used. This is because the microcapsules can be immobilized efficiently.

本発明の生体の情報を検査する方法の好ましい実施形態において、上記標識分子は、蛍光分子、リン光分子、化学発光分子または放射性同位体を含む。この場合、標識分子の種類に応じた検出手段が使用され得る。   In a preferred embodiment of the method for examining biological information of the present invention, the labeling molecule includes a fluorescent molecule, a phosphorescent molecule, a chemiluminescent molecule, or a radioisotope. In this case, detection means corresponding to the type of the labeled molecule can be used.

(本発明の好ましい実施形態の説明)
以下に本発明の好ましい実施形態を説明するが、これらの好ましい実施形態の説明は、例示のために提供され、本発明の範囲を限定すべきでないことが理解されるべきである。
(Description of a preferred embodiment of the present invention)
While preferred embodiments of the invention are described below, it is to be understood that the description of these preferred embodiments is provided for purposes of illustration and should not limit the scope of the invention.

(遺伝物質を支持体に固定し、細胞に導入するためのキット)
1つの局面において、本発明は、遺伝物質を支持体に固定し、細胞に導入するためのキットを提供する。このキットは、a)遺伝物質と、 b)該遺伝物質とは反対の荷電を有する荷電性物質と、c)塩とを含み、ここで、このキットは、この遺伝物質とこの荷電性物質とこの塩とを固相支持体上で混合することを指示する指示書を備える。この技術は、遺伝物質と、その物質とは反対の電荷を有する物質と、塩(例えば、培地中に含まれる塩類)とを支持体上で混合することによって、予想外に固定され、その後の細胞内への導入がスムーズに行われることが予想外に見出されたことによって達成された。このような固定による効果は、固定後の物質の拡散が徐放であること、および固定後の物質が細胞親和性を保つか改善されていることなどが挙げられる。さらに、任意の遺伝物質を、支持体上で任意の混合パターンで混ぜた形で簡便に固定することが可能となったことから、そのような技術を必要とするアレイ作製などにおいて大いに有用である。
(Kit for fixing genetic material to a support and introducing it into cells)
In one aspect, the present invention provides a kit for immobilizing genetic material to a support and introducing it into cells. The kit includes a) genetic material, b) a charged material having a charge opposite to the genetic material, and c) a salt, wherein the kit comprises the genetic material and the charged material. Instructions are provided to instruct the salt to be mixed on the solid support. This technique is unexpectedly fixed by mixing genetic material, a material having the opposite charge to that material, and a salt (eg, salts contained in the medium) on a support, and then This was achieved by unexpectedly finding that the introduction into the cell was smooth. Examples of the effect of such immobilization include that the diffusion of the substance after immobilization is sustained release, and that the substance after immobilization maintains or improves cell affinity. Furthermore, any genetic material can be easily fixed in a mixed form on a support in an arbitrary mixed pattern, which is very useful in array production that requires such a technique. .

好ましい実施形態では、本発明のキット中に含まれる遺伝物質と、荷電性物質と、塩とからなる群より選択される少なくとも2つの物質は、混合されて提供される。キットにおけるコンパートメントを削減することができるからである。2つ以上の遺伝物質の支持体上での混合を考える場合、これら3つの物質は、すべて混合された形で提供され得る。   In a preferred embodiment, at least two substances selected from the group consisting of genetic material, charged material, and salt contained in the kit of the present invention are provided in a mixed manner. It is because the compartment in a kit can be reduced. When considering the mixing of two or more genetic materials on a support, all three materials can be provided in a mixed form.

好ましい実施形態では、本発明において含まれる遺伝物質は、少なくとも2種類存在し、より好ましくは3つ以上存在し、別の好ましい実施形態では、4つ以上、5つ以上、6つ以上、7つ以上、8つ以上、9つ以上、10以上、20以上であり得る。あるいは、ゲノムセットなど、数千〜数万の遺伝物質が本発明のキットに含まれていても良い。   In a preferred embodiment, there are at least two types of genetic material included in the present invention, more preferably three or more, and in another preferred embodiment, four or more, five or more, six or more, seven. As described above, it may be 8 or more, 9 or more, 10 or more, or 20 or more. Alternatively, thousands to tens of thousands of genetic material such as a genome set may be included in the kit of the present invention.

本発明のキットに含まれる遺伝物質は、DNA、RNA、PNAおよびそれらの組み合わせからなる群より選択され得る。   The genetic material contained in the kit of the present invention can be selected from the group consisting of DNA, RNA, PNA and combinations thereof.

1つの好ましい実施形態において、本発明に含まれるべき物質は、細胞親和性を有する。ある物質の細胞親和性は、その物質と細胞とを混合したときに、その物質が存在しないときに比べて、その細胞の生存が維持されるか否かを評価することによって判断することができる。そのような細胞の生存の維持は、細胞の種々のパラメータを測定することによって具体的に判断することができる。好ましくは、細胞親和性を有する物質は、その細胞の生存を改善することが有利であり得る。   In one preferred embodiment, the substance to be included in the present invention has cytophilicity. The cell affinity of a substance can be determined by assessing whether the cell remains viable when the substance is mixed with cells compared to when the substance is not present. . The maintenance of the survival of such cells can be specifically determined by measuring various parameters of the cells. Preferably, a substance having cytophilicity may be advantageous to improve the survival of the cell.

好ましい実施形態において、本発明に含まれるべき物質(例えば、荷電性物質)は、生体分子であり得る。ここで、この生体分子が固定の目的の対象であってもよいし、そうでなくてもよい。   In a preferred embodiment, the substance (eg, charged substance) to be included in the present invention may be a biomolecule. Here, this biomolecule may or may not be the target for fixation.

本発明の好ましい実施形態において使用され得るそのような生体分子としては、DNA(例えば、ゲノムDNA、cDNAなど)、RNA(例えば、mRNAなど)、ポリペプチド、脂質、糖、有機低分子(例えば、コンビナトリアルケミストリのライブラリーメンバー)、およびこれらの複合体(例えば、糖タンパク質、糖脂質、核酸ペプチド、リポタンパク質などが含まれるがそれらに限定されない)が挙げられるがそれらに限定されない。   Such biomolecules that can be used in preferred embodiments of the present invention include DNA (eg, genomic DNA, cDNA, etc.), RNA (eg, mRNA, etc.), polypeptides, lipids, sugars, small organic molecules (eg, Library members of combinatorial chemistry), and complexes thereof (including but not limited to glycoproteins, glycolipids, nucleic acid peptides, lipoproteins, etc.).

1つの特定の実施形態では、本発明において固定されるべき生体分子は、DNAのような遺伝子コード分子であり得る。本発明において達成された固定方法を用いることによって、DNAがトランスフェクトのような遺伝子導入のための処置がされるときに、処置の完了に必要な時間(例えば、約15分から約30分程度)、継続して徐放が起こることによって、そのような分子の導入が効率よく行われるという効果が達成された。このような徐放効果は、従来の固定方法では達成されなかったか、十分ではなかったことから、このような効果は、本発明の特筆すべき効果として挙げることができる。また、本発明の組成物は、固定された後に、細胞に対する親和性が保持されるかあるいは改善され、特に、トランスフェクションのような遺伝子の導入において従来の固定方法よりも効率よくかつ細胞に対するダメージなしにそのような導入が行われることが見いだされた。   In one particular embodiment, the biomolecule to be immobilized in the present invention can be a gene encoding molecule such as DNA. By using the fixing method achieved in the present invention, when DNA is treated for gene transfer such as transfection, the time required to complete the treatment (for example, about 15 to about 30 minutes) As a result of continuous sustained release, the effect of efficiently introducing such molecules was achieved. Since such a sustained release effect has not been achieved or is not sufficient by the conventional fixing method, such an effect can be mentioned as a remarkable effect of the present invention. In addition, the composition of the present invention retains or improves the affinity for cells after being fixed, and in particular, it is more efficient than conventional fixing methods in introducing genes such as transfection, and damages to cells. It was found that such an introduction could be made without.

本発明の好ましい実施形態において、固定されるべき荷電性物質は、生体分子でもよく、生体分子でなくてもよく、例えば、カチオン性ポリマー、カチオン性脂質ポリLリシンなど合成ポリペプチドもしくはそれらの誘導体などであり得る。好ましい実施形態において、荷電性物質としては、例えば、ポリアミン系試薬(SuperFect, PolyFect)、ポリイミン系試薬(JetPEI, PEI, Fugene6)、リポソーム系試薬(LipofectAMINE,LipofectAMINE2000, OligofectAMINE, Effecten)、帯電コロイド(金コロイド)ポリイミンポリマー、ポリLリシン、合成ポリペプチドもしくはそれらの誘導体などのトランスフェクション試薬などが挙げられるがそれらに限定されない。   In a preferred embodiment of the present invention, the charged substance to be immobilized may or may not be a biomolecule. For example, a synthetic polypeptide such as a cationic polymer or a cationic lipid poly-L-lysine or a derivative thereof. And so on. In a preferred embodiment, examples of the chargeable substance include polyamine reagents (SuperFect, PolyFect), polyimine reagents (JetPEI, PEI, Fugene6), liposome reagents (LipofectAMINE, LipofectAMINE2000, OligofectAMINE, Effecten), charged colloids (gold) Examples include, but are not limited to, transfection reagents such as (colloid) polyimine polymers, poly L-lysine, synthetic polypeptides or derivatives thereof.

別の好ましい実施形態では、本発明において使用される荷電性物質は、ポリアミン系試薬(SuperFect, PolyFect)、ポリイミン系試薬(JetPEI, PEI, Fugene6)、リポソーム系試薬(LipofectAMINE,LipofectAMINE2000, OligofectAMINE, Effecten)、帯電コロイド(金コロイド)などを用いることが好ましい。プリンティングに好ましい形状、強度、ハンドリングの容易さを有しているからである。   In another preferred embodiment, the charged substance used in the present invention is a polyamine reagent (SuperFect, PolyFect), a polyimine reagent (JetPEI, PEI, Fugene6), a liposome reagent (LipofectAMINE, LipofectAMINE2000, OligofectAMINE, Effecten) It is preferable to use a charged colloid (gold colloid). This is because it has a preferable shape, strength, and ease of handling for printing.

本明細書において「ポリアミン系試薬」とは、その構造中にポリアミン(アミノ基‐NH_またはイミノ基=NHを2つ以上もつ脂肪族化合物の総称)を有する試薬をいい、例えば、SuperFect, PolyFectなどが例示される。   In the present specification, the “polyamine-based reagent” refers to a reagent having a polyamine (amino group —NH_ or an imino group = an aliphatic compound having two or more NHs) in its structure, for example, SuperFect, PolyFect Etc. are exemplified.

本明細書において「ポリイミン系試薬」とは、その構造中にポリイミンを有する試薬をいい、例えば、JetPEI, PEI, Fugene6などが例示される。   In the present specification, “polyimine-based reagent” refers to a reagent having polyimine in its structure, and examples thereof include JetPEI, PEI, Fugene6 and the like.

本明細書において、「リポソーム系試薬」とは、リポソーム構造をとる遺伝子導入試薬をいい、例えば、LipofectAMINE2000, OligofectAMINE, Effectenなどが例示される。   In the present specification, the “liposome reagent” refers to a gene introduction reagent having a liposome structure, and examples thereof include LipofectAMINE2000, OligofectAMINE, Effecten and the like.

本明細書において、「帯電コロイド」とは、コロイドのうち、帯電しているものをいい、例えば、金属コロイド(例えば、金コロイド)が例示される。   In the present specification, the “charged colloid” refers to a charged colloid, for example, a metal colloid (for example, a gold colloid).

1つの実施形態において、本発明において使用される塩としては、塩は、有機酸または無機酸の水素を金属に置換したものであるか、あるいは塩基の水酸基を有機酸基または無機酸基で置換したものであり得る。より好ましくは、細胞に親和性のある塩(例えば、培地に用いられる塩類、緩衝液中で用いられる塩類など)が挙げられるがそれらに限定されない。好ましくは、トランスフェクションを目的とする場合は、培地または緩衝液中に含まれる塩類すべての組み合わせを用いることが有利であり得る。このような塩類の組み合わせは、通常細胞にとって好ましい組み合わせであるからである。そのような培地の例示としては、例えば、ダルベッコMEM、HAM12培地、αMEM培地、RPM1640(例えば、ニチレイから市販)が挙げられるがそれらに限定されない。そのような培地に含まれる塩類としては、例えば、塩化カルシウム、塩化カリウム、リン酸水素ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、ピルビン酸ナトリウム、HEPES、リン酸一カリウム、リン酸二カリウム、塩化マグネシウム、塩化ナトリウム、リン酸一ナトリウム、リン酸二ナトリウム、硫化マグネシウム、硝酸鉄、アミノ酸およびビタミンなどが挙げられるがそれらに限定されない。そのような塩の濃度は、当業者が適宜選択して調整することができるが、好ましくは、細胞の浸透圧とほぼ等しいことが有利であり得る。   In one embodiment, the salt used in the present invention is a salt in which hydrogen of an organic acid or an inorganic acid is substituted with a metal, or a hydroxyl group of a base is substituted with an organic acid group or an inorganic acid group. Can be. More preferable examples include, but are not limited to, salts having affinity for cells (for example, salts used in a culture medium, salts used in a buffer solution, and the like). Preferably, for transfection purposes, it may be advantageous to use a combination of all the salts contained in the medium or buffer. This is because such a combination of salts is usually a preferable combination for cells. Examples of such a medium include, but are not limited to, Dulbecco MEM, HAM12 medium, αMEM medium, and RPM1640 (for example, commercially available from Nichirei). Examples of salts contained in such a medium include calcium chloride, potassium chloride, sodium hydrogen phosphate, sodium hydrogen carbonate, sodium pyruvate, HEPES, monopotassium phosphate, dipotassium phosphate, magnesium chloride, sodium chloride, Examples include, but are not limited to, monosodium phosphate, disodium phosphate, magnesium sulfide, iron nitrate, amino acids and vitamins. The concentration of such a salt can be appropriately selected and adjusted by those skilled in the art, but it may be advantageous that it is preferably approximately equal to the osmotic pressure of the cell.

好ましい実施形態において、本発明において使用される塩は、緩衝液、培養液、血清などをあげることができる。   In a preferred embodiment, examples of the salt used in the present invention include a buffer solution, a culture solution, and serum.

好ましい実施形態では、固定される生体分子は、細胞に導入され、その細胞内で生物学的活性(例えば、薬効、酵素、シグナル伝達、遺伝子発現など)を発揮することが有利であり得る。遺伝子発現が目的とされる場合には、生体分子はその遺伝子をコードする配列を含むDNAであり得る。シグナル伝達が目的とされる場合には、生体分子はシグナル伝達刺激因子(例えば、サイトカイン、特定のリガンドなど)などであり得る。薬効が目的とされる場合は、生体分子は薬効を有する化学物質であり得る。そのような薬効を有する化学物質としては、例えば、中枢神経系用薬;末梢神経用剤;感覚器官用薬;循環器官用薬;呼吸器官用薬;消化器官用薬;ホルモン剤;泌尿生殖器官および肛門用薬;外皮用薬;歯科口腔用剤;その他の個々の器官系用薬;ビタミン剤;滋養強壮薬;血液および体液用薬;人工透析用薬;その他の代謝性医薬品(例えば、臓疾患用剤、解毒剤、習慣性中毒用剤、痛風治療剤、酵素製剤、糖尿病用剤、他に分類されない代謝性薬など);細胞賦活用剤;腫瘍用薬;放射性医薬品;アレルギー用薬;抗生物質製剤;化学療法剤;生物学的製剤;調剤用薬;診断用薬;体外診断用医薬品;分類されない治療を主目的としない薬剤;ならびに麻薬などが挙げられるがそれらに限定されない。   In a preferred embodiment, it may be advantageous that the immobilized biomolecule is introduced into a cell and exerts biological activity (eg, medicinal effects, enzymes, signal transduction, gene expression, etc.) within the cell. When gene expression is intended, the biomolecule can be DNA containing the sequence encoding the gene. When signal transduction is intended, the biomolecule can be a signal transduction stimulator (eg, cytokine, specific ligand, etc.) and the like. When a medicinal effect is intended, the biomolecule can be a chemical substance having a medicinal effect. Examples of such chemical substances having a medicinal effect include drugs for central nervous system; drugs for peripheral nerves; drugs for sensory organs; drugs for cardiovascular organs; drugs for respiratory organs; drugs for digestive organs; And anal drugs; skin drugs; dental and oral drugs; other individual organ system drugs; vitamins; nourishing tonics; drugs for blood and body fluids; drugs for artificial dialysis; other metabolic drugs (eg viscera) Disease agents, antidote agents, addictive addiction agents, gout treatment agents, enzyme preparations, antidiabetic agents, metabolic drugs not classified elsewhere); cell activating agents; tumor drugs; radiopharmaceuticals; allergy drugs; Antibiotics; chemotherapeutics; biologicals; pharmaceuticals; diagnostics; in vitro diagnostics; drugs that are not primarily targeted for unclassified treatments; and narcotics, but are not limited to these.

医薬としての使用を目的とする場合は、本発明の組成物において含まれる物質(遺伝物質、荷電性物質など)および塩は、薬学的に受容可能であることが好ましい。   When intended for use as a medicine, the substances (genetic substances, charged substances, etc.) and salts contained in the composition of the present invention are preferably pharmaceutically acceptable.

好ましい実施形態において、本発明において使用される遺伝物質は、細胞に導入された後生物学的活性を有する物質をコードする。   In a preferred embodiment, the genetic material used in the present invention encodes a material that has biological activity after being introduced into a cell.

別の実施形態において、本発明において含まれるべき遺伝物質、荷電性物質および塩は、マイクロカプセル中に含まれ得る。マイクロカプセル中に含まれることによって、携帯に便利であり、取り扱いも簡便となり、しかも、他の物質による汚染を低減させることができる。   In another embodiment, the genetic material, charged material and salt to be included in the present invention may be included in a microcapsule. By being contained in the microcapsule, it is convenient to carry and easy to handle, and contamination by other substances can be reduced.

(遺伝物質を支持体に固定し、細胞に導入するための方法)
別の局面において、本発明は、遺伝物質を支持体に固定し、細胞に導入するための方法を提供する。この方法は、I)支持体を提供する工程と、II)該支持体に、a)遺伝物質と、b)該遺伝物質とは反対の荷電を有する荷電性物質と、c)塩と、を別々のまたは一緒に提供する工程と、III)該遺伝物質と該荷電性物質と塩とを固相支持体上で混合する工程と、を包含する。
(Method for fixing genetic material to a support and introducing it into cells)
In another aspect, the present invention provides a method for fixing genetic material to a support and introducing it into a cell. The method comprises the steps of I) providing a support, II) providing the support with a) genetic material, b) a charged material having a charge opposite to the genetic material, and c) a salt. Providing separately or together, and III) mixing the genetic material, the charged material, and the salt on a solid support.

ここで、本発明の方法において用いられるべき遺伝物質、荷電性物質、塩は、遺伝物質を支持体に固定し、細胞に導入するためのキットにおいて説明される任意の形態をとることができる。   Here, the genetic material, charged material, and salt to be used in the method of the present invention can take any form described in a kit for immobilizing the genetic material to a support and introducing it into a cell.

好ましい実施形態において、本発明において使用される支持体は、固相支持体である。支持体の材料としては、例えば、ガラス、シリカ、シリコン、セラミック、二酸化珪素、プラスチック、金属、天然ポリマーおよび合成ポリマーなどが挙げられるがそれらに限定されない。   In a preferred embodiment, the support used in the present invention is a solid support. Examples of the material for the support include, but are not limited to, glass, silica, silicon, ceramic, silicon dioxide, plastic, metal, natural polymer, and synthetic polymer.

別の実施形態において、本発明において使用される支持体は、コーティングされていることが好ましい。本発明の方法では、使用される支持体がコーティングされたものでもよいし、方法の実施の際に支持体をコーティングする工程を包含していてもよい。このようなコーティングに使用される物質としては、ポリ−L−リジン、シラン、APS、MAS、疎水性フッ素樹脂、金属などあるいはそれらの混合物を用いることができるが、それらに限定されず、通常支持体において使用することが企図される物質を利用して行うことができる。支持体は、本発明の方法において、新たに調製することもできるし、リサイクルすることもできる。好ましくは、コーティングすることが有利であり得る。コーティングは特に、リサイクリングを目的とする場合には有利であり得る。   In another embodiment, the support used in the present invention is preferably coated. In the method of the present invention, the support to be used may be coated, or may include a step of coating the support in carrying out the method. As a material used for such a coating, poly-L-lysine, silane, APS, MAS, hydrophobic fluororesin, metal and the like, or a mixture thereof can be used, but is not limited thereto and is usually supported. This can be done using substances that are intended for use in the body. The support can be prepared fresh or recycled in the method of the present invention. Preferably, it may be advantageous to coat. The coating can be particularly advantageous when intended for recycling.

本発明の方法の好ましい実施形態では、支持体はチップであり得る。本発明の方法は、チップのような小型および集積されたデバイスのようなものを製造する際にも適用可能であり、その有用性は広範な範囲に及ぶ。この場合、チップ上に固定される物質は、アレイ状に配置されることが好ましい。このようにアレイ状に配置される場合、そのデバイスはアレイとも呼ばれる。従って、本発明の方法は、生体分子アレイまたは生体分子チップを製造する際に応用することができる。そのような方法によって製造されたチップまたはアレイは、徐放および/または細胞親和性が要求されるチップまたはアレイの用途において使用される場合に特に有用である。本発明の方法はまた、高い集積度が必要とされるアレイにおいて、簡便な固定従って簡便にかつ細かいスポッティングが必要とされる場合において特に有用性が高い。   In a preferred embodiment of the method of the present invention, the support can be a chip. The method of the present invention can also be applied in the production of small and integrated devices such as chips, and its usefulness extends over a wide range. In this case, the substances fixed on the chip are preferably arranged in an array. When arranged in this manner, the device is also called an array. Therefore, the method of the present invention can be applied when manufacturing a biomolecule array or a biomolecule chip. Chips or arrays produced by such methods are particularly useful when used in chip or array applications where sustained release and / or cell affinity is required. The method of the present invention is also particularly useful in arrays where a high degree of integration is required, where simple fixation and thus simple and fine spotting is required.

本発明の方法の好ましい実施形態では、遺伝物質は、細胞に導入された後、生物学的活性を有するものであることが所望され得る。このような場合、生物学的活性としては、例えば、薬効、遺伝子発現、酵素活性、シグナル伝達活性などが挙げられるがそれらに限定されない。遺伝子発現が目的とされる場合には、生体分子はその遺伝子をコードする配列を含むDNAであり得る。シグナル伝達が目的とされる場合には、遺伝物質はシグナル伝達刺激因子(例えば、サイトカイン、特定のリガンドなど)などであり得る。薬効が目的とされる場合は、生体分子は薬効を有する化学物質であり得る。薬効を有する化合物は、本明細書において別の場所において記載されるように種々の化合物の中から選択することができる。   In a preferred embodiment of the method of the present invention, it may be desirable that the genetic material has biological activity after being introduced into the cell. In such a case, examples of the biological activity include, but are not limited to, drug efficacy, gene expression, enzyme activity, signal transduction activity, and the like. When gene expression is intended, the biomolecule can be DNA containing the sequence encoding the gene. Where signal transduction is intended, the genetic material can be a signal transduction stimulator (eg, cytokines, specific ligands, etc.) and the like. When a medicinal effect is intended, the biomolecule can be a chemical substance having a medicinal effect. The medicinal compound can be selected from a variety of compounds as described elsewhere herein.

本発明の方法において、固定する工程は、どのような工程を用いてもよく、手動(ピペッティングなど)でも、自動(例えば、インクジェットプリンターなどのプリンター技術)でもよい。好ましくは、インクジェットプリンターのプリントピンを用いて付着させることができる。   In the method of the present invention, the fixing step may be any step and may be manual (pipetting or the like) or automatic (for example, a printer technology such as an ink jet printer). Preferably, it can adhere using the printing pin of an inkjet printer.

このような種々の目的において本発明の方法が使用される場合は、本発明の固定が達成された後に引き続いて上述の工程(例えば、トランスフェクションなどの遺伝子導入、シグナル伝達測定、薬剤送達など)が行われてもよく、あるいは、固定した後一定期間保存された後に上述の工程が行われてもよい。保存される場合は、本発明の方法によって固定された後に、徐放が開始しないような処置(徐放に使用される溶媒とは異なる保存溶媒に浸すか、あるいは、乾燥させるなど)を行うことが好ましい。   When the method of the present invention is used for such various purposes, the above-described steps (for example, gene introduction such as transfection, signal transduction measurement, drug delivery, etc.) are performed after the fixation of the present invention is achieved. Alternatively, the above-described steps may be performed after being fixed and stored for a certain period of time. When preserved, perform a treatment (such as immersing in a preservation solvent different from the solvent used for sustained release or drying) after the fixation by the method of the present invention does not start. Is preferred.

支持体上のトランスフェクションを目的とした特定の実施形態において、遺伝物質としては、DNAが選択され、その遺伝物質と反対の電荷を有する荷電性物質としてはポリイミンポリマーのような正に荷電した物質が選択されることが好ましい。DNAは負に荷電しているからである。この場合、塩としては、細胞に親和性のある塩(例えば、培地に用いられる塩類、緩衝液中で用いられる塩類など)が挙げられるがそれらに限定されない。好ましい実施形態において使用される支持体の材料としては、例えば、スライドガラス(好ましくはポリ−L−リジン、シラン、APS、MAS、疎水性フッ素樹脂などによってコーティングされる)、ポリスチレン樹脂などが挙げられるがそれらに限定されない。ポリ−L−リジン、シラン、APS、MAS、疎水性フッ素樹脂などでコーティングされた固相支持体が好ましい。細胞との親和性、トランスフェクションの効率に好ましい効果を有することが知られているからである。このような場合、本発明の方法は、好ましくは、コーティング工程を包含し得る。   In a specific embodiment intended for transfection on a support, DNA is selected as the genetic material, and a positively charged material such as a polyimine polymer as the charged material having the opposite charge to the genetic material. It is preferred that the substance is selected. This is because DNA is negatively charged. In this case, examples of the salt include, but are not limited to, salts having affinity for cells (for example, salts used in a culture medium, salts used in a buffer solution, and the like). Examples of the support material used in the preferred embodiment include glass slides (preferably coated with poly-L-lysine, silane, APS, MAS, hydrophobic fluororesin, etc.), polystyrene resins, and the like. Is not limited to them. A solid support coated with poly-L-lysine, silane, APS, MAS, hydrophobic fluororesin or the like is preferred. This is because it is known to have favorable effects on affinity with cells and efficiency of transfection. In such cases, the method of the present invention may preferably include a coating step.

本発明の方法の好ましい実施形態では、本発明の支持体に提供される物質を提供する工程は、生体分子を破壊しない条件下で行われる。このような生体分子を破壊しない条件は、当業者であれば、提供されるおのおのの複合体パートナーの種類、複合体形成の他の条件(例えば、pH、温度など)を考慮することによって適切に選択することができ、あるいは、予備的に適切な条件を試験することによって容易に選択することができる。そのような適切な条件の選択または試験は、当業者の技術常識の範囲内であり、当業者は過度な実験をすることなく決定することができる。上述の手動(ピペッティングなど)でも、自動(例えば、インクジェットプリンターなどのプリンター技術)でも、本発明の目的(例えば、固定、細胞内移入、遺伝子発現など)が達成されることが本発明によって初めて判明した。本発明では、インクジェットプリンターのプリントピンを用いて遺伝物質を簡便に支持体上に固定させ、その後細胞内に導入することができ、細胞内での遺伝物質の発現解析などを行うことができるようになった。   In a preferred embodiment of the method of the present invention, the step of providing the material provided on the support of the present invention is performed under conditions that do not destroy the biomolecule. The conditions that do not destroy such biomolecules are appropriate for those skilled in the art by considering the type of each complex partner provided and other conditions for complex formation (eg, pH, temperature, etc.). It can be selected, or it can be easily selected by preliminarily testing appropriate conditions. The selection or testing of such appropriate conditions is within the common general knowledge of those skilled in the art and can be determined by one skilled in the art without undue experimentation. For the first time according to the present invention, the object of the present invention (for example, fixation, intracellular transfer, gene expression, etc.) can be achieved by either the above-described manual (pipetting, etc.) or automatically (for example, printer technology such as an ink jet printer). found. In the present invention, genetic material can be simply fixed on a support using a print pin of an ink jet printer, and then introduced into a cell, so that expression analysis of the genetic material in the cell can be performed. Became.

本発明の好ましい実施形態において、塩と遺伝物質と荷電性物質との混合物の提供は、生体分子を破壊しない条件下で行われ得る。このような生体分子を破壊しない条件は、当業者であれば、提供される複合体および塩の種類、複合体形成の他の条件(例えば、pH、温度など)を考慮することによって適切に選択することができ、あるいは、予備的に適切な条件を試験することによって容易に選択することができる。そのような適切な条件の選択または試験は、当業者の技術常識の範囲内であり、当業者は過度な実験をすることなく決定することができる。   In a preferred embodiment of the present invention, the provision of the mixture of salt, genetic material and charged material can be performed under conditions that do not destroy the biomolecule. Conditions for not destroying such biomolecules are appropriately selected by those skilled in the art by considering the types of complexes and salts provided and other conditions for complex formation (eg, pH, temperature, etc.). Or can be easily selected by preliminarily testing appropriate conditions. The selection or testing of such appropriate conditions is within the common general knowledge of those skilled in the art and can be determined by one skilled in the art without undue experimentation.

本発明の好ましい実施形態において、混合物を固相支持体に付着した後、その混合物中の溶媒を低減または除去する工程をさらに包含することが有利であり得る。そのような溶媒低減または除去は、自然乾燥、凍結乾燥、乾燥剤を用いた感想などが挙げられるがそれらに限定されない。   In a preferred embodiment of the present invention, it may be advantageous to further comprise the step of reducing or removing the solvent in the mixture after the mixture has been attached to the solid support. Such solvent reduction or removal includes, but is not limited to, natural drying, freeze drying, impression using a desiccant and the like.

(遺伝物質担持支持体)
別の局面において、本発明は、遺伝物質と、該遺伝物質とは反対の荷電を有する荷電性物質と、塩とが表面に固定された、支持体を提供する。
(Support for genetic material)
In another aspect, the present invention provides a support in which genetic material, a charged material having a charge opposite to that of the genetic material, and a salt are immobilized on a surface.

ここで、遺伝物質、荷電性物質、塩、支持体は、上記遺伝物質を支持体に固定し、細胞に導入するためのキットまたは方法のセクションに記載される任意の形態をとることができる。遺伝物質(例えば、DNA、RNA、PNAおよびそれらの組み合わせであって、好ましくは細胞に導入された後生物学的活性を有する物質をコードする)は、細胞に導入され得る形態であれば、どのような形態で提供されても良い。そのような形態としては、例えば、Naked DNAの状態、プラスミド、ウイルスベクターの利用などが挙げられるがそれらに限定されない。本発明の支持体上には、遺伝物質は、2種類以上、または3種類以上、含まれ得る。そのような複数種類としては、遺伝子をコードするDNAとそれに対するRNAiが含まれ得る。荷電性物質(例えば、カチオン性ポリマー、カチオン性脂質、カチオン性ポリアミノ酸またはその複合体など)は、生体適合性であることが好ましく、遺伝子導入試薬として知られる試薬が例示され得る。塩(例えば、有機酸または無機酸の水素を金属に置換したものであるか、あるいは塩基の水酸基を有機酸基または無機酸基で置換したもの)としては、例えば、塩化カルシウム、リン酸水素ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、ピルビン酸ナトリウム、HEPES、塩化カルシウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫化マグネシウム、硝酸鉄、アミノ酸、ビタミンそれらの混合物であり得ることから、培地成分であってもよい。1つの実施形態では、本発明の支持体およびその上に固定される物質は、薬学的に受容可能であることが好ましい。あるいは、支持体上に固定されるべき物質は、マイクロカプセル中に含まれていても良い。   Here, the genetic material, charged material, salt, support may take any form described in the section of the kit or method for fixing the genetic material to the support and introducing it into the cells. Any genetic material (eg, DNA, RNA, PNA and combinations thereof, preferably encoding a substance having biological activity after being introduced into a cell) is in any form that can be introduced into the cell. It may be provided in such a form. Examples of such forms include, but are not limited to, the state of Naked DNA, the use of plasmids, and viral vectors. On the support of the present invention, genetic material may be included in two or more, or three or more. Such multiple types may include DNA encoding a gene and RNAi for it. The charged substance (for example, a cationic polymer, a cationic lipid, a cationic polyamino acid or a complex thereof) is preferably biocompatible, and a reagent known as a gene introduction reagent can be exemplified. Salts (for example, those obtained by substituting hydrogen of an organic acid or inorganic acid with a metal, or those obtained by substituting the base hydroxyl group with an organic acid group or inorganic acid group) include, for example, calcium chloride, sodium hydrogen phosphate , Sodium bicarbonate, sodium pyruvate, HEPES, calcium chloride, sodium chloride, potassium chloride, magnesium sulfide, iron nitrate, amino acids, vitamins, and a mixture thereof. In one embodiment, the support of the present invention and the substance immobilized thereon are preferably pharmaceutically acceptable. Alternatively, the substance to be fixed on the support may be contained in microcapsules.

1つの実施形態において、本発明の支持体は、固相支持体であることが好ましい。固相であれば、取り扱いが容易であるからである。従って、本発明の支持体の材料としては、例えば、ガラス、シリカ、シリコン、セラミック、二酸化珪素、プラスチック、金属、天然ポリマー、合成ポリマー、それらの混合物などが挙げられるがそれらに限定されない。   In one embodiment, the support of the present invention is preferably a solid support. This is because a solid phase is easy to handle. Accordingly, examples of the material for the support of the present invention include, but are not limited to, glass, silica, silicon, ceramic, silicon dioxide, plastic, metal, natural polymer, synthetic polymer, and mixtures thereof.

本発明のデバイスの1つの好ましい実施形態において、支持体は、コーティングされていてもよい。コーティングは、ポリ−L−リジン、シラン、APS、MAS、疎水性フッ素樹脂、金属など、通常固相支持体において使用することが企図される物質を利用して行うことができる。好ましい実施形態では、細胞培養において利用されるコーティング剤(例えば、ポリ−L−リジン、シラン、APS、MAS、疎水性フッ素樹脂、金属)などを使用することができる。   In one preferred embodiment of the device of the present invention, the support may be coated. The coating can be performed using a substance that is usually intended for use in a solid support, such as poly-L-lysine, silane, APS, MAS, hydrophobic fluororesin, metal, and the like. In a preferred embodiment, a coating agent (for example, poly-L-lysine, silane, APS, MAS, hydrophobic fluororesin, metal) used in cell culture can be used.

本発明のデバイスの好ましい実施形態では、固相支持体はチップであってもよい。本発明の支持体がチップである場合、好ましくは、遺伝物質、荷電性物質および塩を含む混合物は、チップ上にアレイ状に配列される。このような場合、本発明の支持体は、アレイとも称され得る。   In a preferred embodiment of the device of the present invention, the solid support may be a chip. When the support of the present invention is a chip, the mixture containing genetic material, charged material and salt is preferably arranged in an array on the chip. In such cases, the support of the present invention may also be referred to as an array.

本発明の好ましい実施形態では、遺伝物質は、細胞に導入された後、生物学的活性を有するものであることが所望され得る。このような場合、生物学的活性としては、例えば、薬効、遺伝子発現、酵素活性、シグナル伝達活性などが挙げられるがそれらに限定されない。遺伝子発現が目的とされる場合には、生体分子はその遺伝子をコードする配列を含むDNAであり得る。シグナル伝達が目的とされる場合には、生体分子はシグナル伝達刺激因子(例えば、サイトカイン、特定のリガンドなど)などであり得る。薬効が目的とされる場合は、生体分子は薬効を有する化学物質であり得る。薬効を有する化合物は、本明細書において別の場所において記載されるように種々の化合物の中から選択することができる。   In a preferred embodiment of the present invention, it may be desired that the genetic material has biological activity after being introduced into the cell. In such a case, examples of the biological activity include, but are not limited to, drug efficacy, gene expression, enzyme activity, signal transduction activity, and the like. When gene expression is intended, the biomolecule can be DNA containing the sequence encoding the gene. When signal transduction is intended, the biomolecule can be a signal transduction stimulator (eg, cytokine, specific ligand, etc.) and the like. When a medicinal effect is intended, the biomolecule can be a chemical substance having a medicinal effect. The medicinal compound can be selected from a variety of compounds as described elsewhere herein.

支持体(例えば、固相支持体)上のトランスフェクションを目的とした特定の実施形態において、固定されるべき遺伝物質としては、DNAが選択され、その遺伝物質とは反対の荷電を有する荷電性物質としてはポリイミンポリマーのような正に荷電した物質が選択されることが好ましい。DNAは一般に負に荷電しているからである。この場合、塩としては、細胞に親和性のある塩(例えば、培地に用いられる塩類、緩衝液中で用いられる塩類など)が挙げられるがそれらに限定されない。好ましい実施形態において使用される固相支持体の材料としては、例えば、スライドガラス(ポリ−L−リジン、シラン、APS、MAS、疎水性フッ素樹脂、好ましくはポリ−L−リジンなどによってコーティングされる)、ポリスチレン樹脂などが挙げられるがそれらに限定されない。ポリ−L−リジン、シラン、APS、MAS、疎水性フッ素樹脂などでコーティングされた固相支持体が好ましい。細胞との親和性、トランスフェクションの効率に好ましい効果を有することが知られているからである。   In certain embodiments intended for transfection on a support (eg, a solid support), the genetic material to be immobilized is selected as DNA and charged with the opposite charge to that genetic material. The substance is preferably selected from positively charged substances such as polyimine polymers. This is because DNA is generally negatively charged. In this case, examples of the salt include, but are not limited to, salts having affinity for cells (for example, salts used in a culture medium, salts used in a buffer solution, and the like). As a material of the solid support used in the preferred embodiment, for example, a glass slide (poly-L-lysine, silane, APS, MAS, hydrophobic fluororesin, preferably poly-L-lysine is coated). ), Polystyrene resin and the like, but are not limited thereto. A solid support coated with poly-L-lysine, silane, APS, MAS, hydrophobic fluororesin or the like is preferred. This is because it is known to have favorable effects on affinity with cells and efficiency of transfection.

(組成物)
1つの局面において、本発明は、遺伝物質を支持体に固定し、細胞に導入するための組成物を提供する。本発明の組成物は、a)遺伝物質と、b)該遺伝物質とは反対の荷電を有する荷電性物質と、c)塩と、を含む。この組成物は、個々の成分を混合して含んでいても良く、別個に含んでいても良い。
(Composition)
In one aspect, the present invention provides a composition for immobilizing genetic material to a support and introducing it into a cell. The composition of the present invention comprises a) genetic material, b) a charged material having a charge opposite to that of the genetic material, and c) a salt. The composition may contain a mixture of individual components or may contain them separately.

1つの好ましい実施形態において、本発明の組成物の成分は、細胞親和性を有する。ある物質の細胞親和性は、その物質と細胞とを混合したときに、その物質が存在しないときに比べて、その細胞の生存が維持されるか否かを評価することによって判断することができる。そのような細胞の生存の維持は、細胞の種々のパラメータを測定することによって具体的に判断することができる。好ましくは、細胞親和性を有する物質は、その細胞の生存を改善することが有利であり得る。   In one preferred embodiment, the components of the composition of the present invention have cytophilic properties. The cell affinity of a substance can be determined by assessing whether the cell remains viable when the substance is mixed with cells compared to when the substance is not present. . The maintenance of the survival of such cells can be specifically determined by measuring various parameters of the cells. Preferably, a substance having cytophilicity may be advantageous to improve the survival of the cell.

好ましい実施形態において、本発明の組成物の成分は、生体分子であり得る。ここで、この生体分子は、固定の目的の対象であってもよいし、そうでなくてもよい。   In a preferred embodiment, the component of the composition of the present invention may be a biomolecule. Here, the biomolecule may or may not be a target for fixation.

本発明の好ましい実施形態において使用され得るそのような生体分子としては、DNA(例えば、ゲノムDNA、cDNAなど)、RNA(例えば、mRNAなど)、ポリペプチド、脂質、糖、有機低分子(例えば、コンビナトリアルケミストリのライブラリーメンバー)、およびこれらの複合体(例えば、糖タンパク質、糖脂質、核酸ペプチド、リポタンパク質などが含まれるがそれらに限定されない)が挙げられるがそれらに限定されない。   Such biomolecules that can be used in preferred embodiments of the present invention include DNA (eg, genomic DNA, cDNA, etc.), RNA (eg, mRNA, etc.), polypeptides, lipids, sugars, small organic molecules (eg, Library members of combinatorial chemistry), and complexes thereof (including but not limited to glycoproteins, glycolipids, nucleic acid peptides, lipoproteins, etc.).

1つの特定の実施形態では、本発明の組成物の成分は、DNAのような遺伝子コード分子であり得る。本発明において達成された固定方法を用いることによって、DNAがトランスフェクトのような遺伝子導入のための処置がされるときに、処置の完了に必要な時間(例えば、約15分から約30分程度)、継続して徐放が起こることによって、そのような分子の導入が効率よく行われるという効果が達成された。このような徐放効果は、従来の固定方法では達成されなかったか、十分ではなかったことから、このような効果は、本発明の特筆すべき効果として挙げることができる。このような効果が、支持体上で直接混合する場合でも保持されたことは、注目すべきである。また、本発明の組成物は、固定された後に、細胞に対する親和性が保持されるかあるいは改善され、特に、トランスフェクションのような遺伝子の導入において従来の固定方法よりも効率よくかつ細胞に対するダメージなしにそのような導入が行われることが見いだされた。   In one particular embodiment, a component of the composition of the invention can be a gene encoding molecule such as DNA. By using the fixing method achieved in the present invention, when DNA is treated for gene transfer such as transfection, the time required to complete the treatment (for example, about 15 to about 30 minutes) As a result of continuous sustained release, the effect of efficiently introducing such molecules was achieved. Since such a sustained release effect has not been achieved or is not sufficient by the conventional fixing method, such an effect can be mentioned as a remarkable effect of the present invention. It should be noted that such an effect was retained even when mixing directly on the support. In addition, the composition of the present invention retains or improves the affinity for cells after being fixed, and in particular, it is more efficient than conventional fixing methods in introducing genes such as transfection, and damages to cells. It was found that such an introduction could be made without.

本発明の好ましい実施形態において、本発明の組成物の成分は、DNA、RNA、PNA、ポリペプチド及びその複合体のような生体分子でもよく、アニオン性ポリマー、アニオン性脂質のように生体分子でなくてもよい。   In a preferred embodiment of the present invention, the components of the composition of the present invention may be biomolecules such as DNA, RNA, PNA, polypeptides and complexes thereof, or biomolecules such as anionic polymers and anionic lipids. It does not have to be.

本発明の好ましい実施形態において、本発明の組成物の成分は、生体分子でもよく、生体分子でなくてもよく、例えば、カチオン性ポリマー、カチオン性脂質ポリLリシンなど合成ポリペプチドもしくはそれらの誘導体などであり得る。好ましい実施形態において、正に荷電した物質としては、例えば、ポリイミンポリマー、ポリLリシン、合成ポリペプチドもしくはそれらの誘導体などのトランスフェクション試薬などが挙げられるがそれらに限定されない。   In a preferred embodiment of the present invention, the component of the composition of the present invention may or may not be a biomolecule, such as a synthetic polypeptide such as a cationic polymer, a cationic lipid poly-L-lysine, or a derivative thereof. And so on. In a preferred embodiment, positively charged substances include, but are not limited to, for example, transfection reagents such as polyimine polymers, poly L-lysine, synthetic polypeptides or derivatives thereof.

支持体上のトランスフェクションを目的とした特定の実施形態において、本発明の組成物は、DNAおよびポリイミンポリマーのような正に荷電した物質を含み得る。   In certain embodiments intended for transfection on a support, the compositions of the present invention may include positively charged materials such as DNA and polyimine polymers.

好ましい実施形態では、本発明の組成物の成分は、細胞に導入され、その細胞内で生物学的活性(例えば、薬効、酵素、シグナル伝達、遺伝子発現など)を発揮することが有利であり得る。遺伝子発現が目的とされる場合には、本発明に含まれる遺伝物質は、その遺伝子をコードする配列を含むDNAであり得る。シグナル伝達が目的とされる場合には、遺伝物質はシグナル伝達刺激因子(例えば、サイトカイン、特定のリガンドなど)をコードするものなどであり得る。薬効が目的とされる場合は、遺伝物質は薬効を有するタンパク質をコードするものであり得る。そのような薬効を有する物質としては、例えば、中枢神経系用薬;末梢神経用剤;感覚器官用薬;循環器官用薬;呼吸器官用薬;消化器官用薬;ホルモン剤;泌尿生殖器官および肛門用薬;外皮用薬;歯科口腔用剤;その他の個々の器官系用薬;ビタミン剤;滋養強壮薬;血液および体液用薬;人工透析用薬;その他の代謝性医薬品(例えば、臓疾患用剤、解毒剤、習慣性中毒用剤、痛風治療剤、酵素製剤、糖尿病用剤、他に分類されない代謝性薬など);細胞賦活用剤;腫瘍用薬;放射性医薬品;アレルギー用薬;抗生物質製剤;化学療法剤;生物学的製剤;調剤用薬;診断用薬;体外診断用医薬品;分類されない治療を主目的としない薬剤;ならびに麻薬などが挙げられるがそれらに限定されない。   In preferred embodiments, the components of the composition of the invention may be advantageously introduced into a cell and exert biological activity (eg, medicinal properties, enzymes, signal transduction, gene expression, etc.) within the cell. . When gene expression is intended, the genetic material included in the present invention can be DNA containing a sequence encoding the gene. Where signal transduction is intended, the genetic material can be one that encodes a signal transduction stimulator (eg, cytokines, specific ligands, etc.). If a medicinal effect is intended, the genetic material may encode a protein having a medicinal effect. Examples of substances having such medicinal effects include drugs for central nervous system; drugs for peripheral nerves; drugs for sensory organs; drugs for cardiovascular organs; drugs for respiratory organs; drugs for digestive organs; hormone drugs; Anal drugs; skin drugs; dental and oral drugs; other individual organ system drugs; vitamin drugs; nourishing tonics; blood and body fluid drugs; artificial dialysis drugs; other metabolic drugs (eg, visceral diseases) Agent, antidote, habitual addiction agent, gout treatment agent, enzyme preparation, antidiabetic agent, metabolic drug not classified elsewhere); cell activating agent; tumor drug; radiopharmaceutical drug; allergy drug; antibiotic Substance preparations; chemotherapeutic agents; biological preparations; pharmaceuticals; diagnostics; in vitro diagnostics; drugs not intended for unclassified treatment; as well as narcotics, but are not limited to these.

医薬としての使用を目的とする場合は、本発明の組成物の成分は、薬学的に受容可能であることが好ましい。   When intended for use as a medicament, the components of the composition of the present invention are preferably pharmaceutically acceptable.

(デバイス)
別の局面において、本発明はまた、目的の遺伝物質が固定されたデバイスを提供する。このデバイスでは、目的の遺伝物質(例えば、DNA)と、その物質とは反対の電荷を有する物質と、塩(例えば、培地中に含まれる塩類)とが混合されその支持体に固定されている。これらの混合は、支持体上で行われる。支持体上で混合することによって、混合しない場合とは、遺伝物質の安定性がよい、複数の遺伝物質を容易に混合できる、遺伝子物質の濃度比を容易に作成可能、アレイ化する遺伝物質の調整が容易、チップ生産性の向上 という点で相違点があり、これのような効果は、予想外であるといえる。このような固定による効果により、本発明のデバイスは、固体支持体上に固定された物質の徐放性を有し、および/または固定された物質が細胞親和性を保つかまたは改善されていることなどが達成される。従って、本発明のデバイスは、細胞などの生体またはその一部を用いたアッセイなどに用いられるマイクロタイタープレート、アレイ(チップ)、ウェルなどの形態として提供され、固定されるべき物質(活性成分、発現遺伝子をコードするDNAなど)が徐放されることおよび/または細胞親和性が保持されることが所望されるアッセイなどにおいて有用である。あるいは、ある有効成分が徐放されることが好ましい場合において、医薬送達媒体として使用され得る。そのような場合は、遺伝物質、その遺伝物質とは反対の荷電を有する荷電性物質、塩および支持体は、生体適合性であり、好ましくは薬学的に受容可能であることが所望される。従って、本発明のデバイスは、a)遺伝物質、b)その遺伝物質とは反対の荷電を有する荷電性物質;c)塩;およびd)その複合体とその塩とが支持体上で混合され固定された固相支持体を含む。個々で使用される、支持体、遺伝物質、荷電性物質、塩などは、(遺伝物質担持支持体)のセクションにおいて記載される任意の形態を採ることができる。そのようなデバイスは、例えば、市販のものを加工してもよいし(例えば、スライドガラス、マイクロタイタープレートなど)、自作であっても良い。本発明は、アッセイ用のデバイスまたは医薬送達デバイスを作製する際に使用することができ、その有用性は広い範囲に及ぶ。
(device)
In another aspect, the present invention also provides a device having genetic material of interest immobilized thereon. In this device, a target genetic material (for example, DNA), a material having a charge opposite to that of the material, and a salt (for example, a salt contained in a medium) are mixed and fixed to the support. . These mixings are performed on a support. By mixing on the support, when not mixing, the stability of the genetic material is good, multiple genetic materials can be easily mixed, the concentration ratio of genetic material can be easily created, and the genetic material to be arrayed There are differences in terms of easy adjustment and improved chip productivity, and such effects are unexpected. Due to the effect of such immobilization, the device of the present invention has a sustained release property of the substance immobilized on the solid support, and / or the immobilized substance retains or improves the cell affinity. Is achieved. Therefore, the device of the present invention is provided in the form of a microtiter plate, an array (chip), a well or the like used for an assay using a living body such as a cell or a part thereof, and a substance to be immobilized (active ingredient, This is useful in assays where it is desired that the DNA encoding the expressed gene, etc.) be sustained-released and / or cell affinity retained. Alternatively, it can be used as a pharmaceutical delivery vehicle in cases where it is preferred that an active ingredient be released slowly. In such cases, it is desirable that the genetic material, charged material having a charge opposite to that genetic material, salt and support is biocompatible and preferably pharmaceutically acceptable. Accordingly, the device of the present invention comprises a) genetic material, b) a charged material having a charge opposite to that of the genetic material; c) a salt; and d) the complex and its salt are mixed on a support. A fixed solid support is included. Supports, genetic material, charged materials, salts, etc., used individually may take any form described in the section (Genetic material carrying support). Such a device may be, for example, a commercially available device (for example, a slide glass, a microtiter plate, etc.) or a self-made device. The present invention can be used in making an assay device or pharmaceutical delivery device, and its usefulness is broad.

チップ上に固定される物質がアレイ状に配置される場合は、本発明のデバイスは、アレイとも呼ばれる。従って、本発明の方法は、生体分子アレイまたは生体分子チップを製造する際に応用することができる。そのような方法によって製造されたチップまたはアレイは、徐放および/または細胞親和性が要求されるチップまたはアレイの用途において使用される場合に特に有用である。本発明の方法はまた、高い集積度が必要とされるアレイにおいて、簡便な固定従って簡便にかつ細かいスポッティングが必要とされる場合において特に有用性が高い。   When the substances fixed on the chip are arranged in an array, the device of the present invention is also called an array. Therefore, the method of the present invention can be applied when manufacturing a biomolecule array or a biomolecule chip. Chips or arrays produced by such methods are particularly useful when used in chip or array applications where sustained release and / or cell affinity is required. The method of the present invention is also particularly useful in arrays where a high degree of integration is required, where simple fixation and thus simple and fine spotting is required.

本発明は、生物体に関連して使用する場合、ヒト用途でも使用され得るが、その他の宿主(例えば、哺乳動物など)を対象として使用されてもよい。従って、本発明は、農薬として使用されてもよい。   The present invention, when used in connection with an organism, may be used in human applications, but may be used with other hosts (eg, mammals, etc.). Thus, the present invention may be used as an agrochemical.

本明細書において用いられる分子生物学的手法、生化学的手法、微生物学的手法は、当該分野において周知であり、慣用されるものであり、例えば、Ausubel F.A.ら編(1988)、Current Protocols in Molecular Biology、Wiley、NewYork、NY;Sambrook Jら (1987)Molecular Cloning: A Laboratory Manual,2nd Ed.およびその3rdEdition(2001),Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,NY、別冊実験医学「遺伝子導入&発現解析実験法」羊土社、1997などに記載されており、当業者は適宜そのような周知文献を当たることにより本発明を実施することができる。   Molecular biological techniques, biochemical techniques, and microbiological techniques used in the present specification are well known and commonly used in the art. For example, Ausubel FA et al. (1988), Current Protocols in Molecular Biology, Wiley, New York, NY; Sambrook J et al. (1987) Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2nd Ed. And its 3rd Edition (2001), Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY & Expression Analysis Experiment Method ”, Yodosha, 1997, etc., and those skilled in the art can implement the present invention by appropriately hitting such well-known literature.

以下に、実施例に基づいて本発明を説明するが、以下の実施例は、例示の目的のみに提供される。従って、本発明の範囲は、上記発明の詳細な説明にも下記実施例にも限定されるものではなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。   The present invention will be described below based on examples, but the following examples are provided for illustrative purposes only. Accordingly, the scope of the present invention is not limited to the detailed description of the invention nor the following examples, but is limited only by the scope of the claims.

以下に本発明の例示を具体的な実施例を提示して示す。以下の実施例において用いられる試薬、支持体などは、例外を除き、Sigma、和光純薬などから市販されるものを用いた。   Examples of the present invention are shown below by showing specific examples. With the exception of exceptions, reagents and supports used in the following examples were those commercially available from Sigma, Wako Pure Chemicals, etc.

(実施例1:固定組成物の作製)
本実施例では、遺伝物質としてDNAを選択し、DNAを固相支持体に固定するための組成物を調製した。
(Example 1: Preparation of fixing composition)
In this example, DNA was selected as genetic material, and a composition for immobilizing DNA on a solid support was prepared.

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

遺伝物質と反対の電荷を有する荷電性物質として、トランスフェクション試薬を用いた。使用したトランスフェクション試薬は以下の通りである:Effectene Transfection Reagent(cat.no.301425,Qiagen,CA),TransFastTM Transfection Reagent(E2431,Promega,WI),TfxTM-20 Reagent(E2391,Promega,WI),SuperFect Transfection Reagent(301305,Qiagen,CA),PolyFect Transfection Reagent(301105,Qiagen,CA),LipofectAMINE 2000 Reagent(11668-019,Invitrogen corporation,CA),JetPEI(×4)conc.(101-30,Polyplus-transfection,France)およびExGen 500(R0511,Fermentas Inc.,MD)。 A transfection reagent was used as a charged substance having a charge opposite to that of the genetic material. The transfection reagents used are as follows: Effectene Transfection Reagent (cat. No. 301425, Qiagen, CA), TransFast TM Transfection Reagent (E2431, Promega, WI), Tfx TM- 20 Reagent (E239, E239 ), SuperFect Transfection Reagent (301305, Qiagen, CA), PolyFect Transfection Reagent (301105, Qiagen, CA), LipofectAMINE 2000 Reagent (11668-019, Invitrogen corporation, CA4) c. (101-30, Polyplus-translation, France) and ExGen 500 (R0511, Fermentas Inc., MD).

これらのDNAプラスミドとトランスフェクション試薬とを、別々にまたは一緒に、DNaseもRNaseも含まない蒸留水(コントロール)、塩としてNaCl溶液(0.9%)、PBS緩衝液(Sigma)、およびダルベッコMEM培地(グルコース(4.5g/L)、L−グルタミンおよびピルビン酸ナトリウム(ナカライテスク、京都、日本)添加、10%仔ウシ血清アルブミン(大日本製薬、大阪、日本)を補充)を選択し、この培地中に溶解した。   These DNA plasmids and transfection reagents are separately or together, distilled water (control) without DNase or RNase, NaCl solution (0.9%) as a salt, PBS buffer (Sigma), and Dulbecco MEM. Select a medium (glucose (4.5 g / L), L-glutamine and sodium pyruvate (Nacalai Tesque, Kyoto, Japan) added, supplemented with 10% calf serum albumin (Dainippon Pharmaceutical, Osaka, Japan)), Dissolved in this medium.

支持体としては、本発明では、スライドガラス、ならびにポリ−L−リジン、シラン、APS、PLLまたはMASでコーティングされたスライドガラス、およびポリスチレン製のマイクロタイタープレートを用いた。   As the support, in the present invention, a slide glass, a slide glass coated with poly-L-lysine, silane, APS, PLL, or MAS, and a polystyrene microtiter plate were used.

溶解されたDNA、荷電性物質および塩の溶液またはそれらの混合溶液を、おのおのの支持体上にスポッティングし、スポットを自然乾燥させることによって目的の遺伝物質を固定した。   The target genetic material was fixed by spotting the dissolved DNA, charged substance and salt solution or a mixed solution thereof on each support and allowing the spots to dry naturally.

次に、固定された遺伝物質をPBSに浸すことによって、固定の状況を確認した。確認は、PBSへの浸潤直後(0分)、5分後、10分後、15分後、20分後、25分後、30分後、40分後、50分後、60分後に目視することおよびDNA定量によって行った。   Next, the state of fixation was confirmed by immersing the fixed genetic material in PBS. Confirmation immediately after infiltration with PBS (0 minutes), 5 minutes, 10 minutes, 15 minutes, 20 minutes, 25 minutes, 30 minutes, 40 minutes, 50 minutes, and 60 minutes And by DNA quantification.

(結果)
本発明の混合物を使用した例(NaCl溶液、PBS緩衝液、ダルベッコ培地)では、15分後でも固定が破壊されていないことが確認されたのに対して、蒸留水で調製した例では、PBSの浸した直後に固定が破壊され、DNAが流出していたことが明らかになった。従って、本発明の方法の物質固定効果は、顕著であることが明らかになった。塩を使用した例のうち、単塩(NaCl)では、固定が破壊される時間が比較的早かったが、複合塩を使用した例(PBSおよびダルベッコMEM培地)では、単塩よりも効果が持続した。特にダルベッコMEMを使用した例では、その効果は顕著であり、30分後でも固定の効果が持続した。この効果は、別々に用いた場合でも一緒に混合した場合でもほとんど変わらなかった。
(result)
In the example using the mixture of the present invention (NaCl solution, PBS buffer solution, Dulbecco medium), it was confirmed that the fixation was not broken even after 15 minutes, whereas in the example prepared with distilled water, PBS was used. Immediately after the immersion, the fixation was broken, and it was revealed that DNA had flowed out. Therefore, it became clear that the substance fixing effect of the method of the present invention is remarkable. Among the examples using salt, the simple salt (NaCl) broke down relatively quickly, but the example using the composite salt (PBS and Dulbecco's MEM medium) lasted longer than the simple salt. did. In particular, in the example using Dulbecco MEM, the effect was remarkable, and the fixing effect was maintained even after 30 minutes. This effect was almost the same whether used separately or mixed together.

(実施例2:プリント技術を用いた、固定の検証−「重ね打ち」)
実施例1において用いたDNA溶液(塩溶液または蒸留水溶液)、トランスフェクション試薬溶液(塩溶液または蒸留水溶液)、および必要に応じて塩溶液を、プリント技術を用いて、実施例1において使用した支持体上に固定した。以下にその手順を示す。
(Example 2: Fixed verification using print technology-"overlap")
The DNA solution (salt solution or distilled aqueous solution) used in Example 1, the transfection reagent solution (salt solution or distilled aqueous solution), and optionally the salt solution, were supported using the printing technique in Example 1. Fixed on the body. The procedure is shown below.

1)まず、DNAプラスミド溶液を支持体上にプリントした。DNAプラスミド溶液は、10〜3000μg/mlという濃度を採用し、プリントは、Cartesian Technologies MicroSys 4000 (Genomic Solution)という器機を室温(25℃)、湿度65%という条件を用いて行った。   1) First, a DNA plasmid solution was printed on a support. The DNA plasmid solution was employed at a concentration of 10 to 3000 μg / ml, and printing was performed using a device called Cartesian Technologies MicroSys 4000 (Genomic Solution) at room temperature (25 ° C.) and humidity of 65%.

2)次に、トランスフェクション試薬溶液を、0.5μl/μl〜3.0μl/μlという濃度で用いて、Cartesian Technologies MicroSys 4000 (Genomic Solution)という器機を室温(25℃)、湿度65%という条件を用いて上記支持体にプリントした。プリントは、上記DNAプラスミド溶液がプリントされた箇所に重ね打ちするように行った。   2) Next, the transfection reagent solution is used at a concentration of 0.5 μl / μl to 3.0 μl / μl, and a device called Cartesian Technologies MicroSys 4000 (Genomic Solution) is set at room temperature (25 ° C.) and humidity is 65%. Was used to print on the support. The printing was performed so as to overprint the portion where the DNA plasmid solution was printed.

3)DNAプラスミド溶液、トランスフェクション試薬溶液が塩を含まない場合は、この後、実施例1に示される塩溶液をプリントした、プリントは、Cartesian Technologies MicroSys 4000 (Genomic Solution)という器機を室温(25℃)、湿度65%という条件を用いて行った。   3) When the DNA plasmid solution and the transfection reagent solution do not contain salt, the salt solution shown in Example 1 was printed after this, and the print was made by using a device called Cartesian Technologies MicroSys 4000 (Genomic Solution) at room temperature (25 ° C) and humidity of 65%.

4)必要に応じて、フィブロネクチン溶液(0.5〜5mg/ml濃度をご教示願います)を、プリントした。プリントは、Cartesian Technologies MicroSys 4000 (GenomicSolution)という器機を室温(25℃)、湿度65%という条件を用いて行った。
すべての工程において、各溶液が乾燥した後に次の試薬の重ね打ちを行った。
4) If necessary, a fibronectin solution (tell me 0.5 to 5 mg / ml concentration) was printed. Printing was performed using a Cartesian Technologies MicroSys 4000 (GenomicSolution) instrument under conditions of room temperature (25 ° C.) and humidity 65%.
In all the steps, after each solution was dried, the next reagent was overprinted.

(結果)
これらのプリント後、実施例1と同様に、固定がされたかどうかを検証した。実施例1と同様に、蒸留水以外の塩溶液が用いられた場合、および後から塩溶液をプリントした場合は、実施例1と同様固定効果が確認された。なお、1)〜4)の順序を交換した場合でも、同様の固定効果が見られたことから、特に、重ね打ちの順序は固定効果に影響がないことが明らかになった。
(result)
After these printings, it was verified whether or not they were fixed in the same manner as in Example 1. As in Example 1, when a salt solution other than distilled water was used, and when the salt solution was printed later, the fixing effect was confirmed as in Example 1. In addition, even when the order of 1) to 4) was exchanged, since the same fixing effect was seen, it became clear that the order of overstrike has no influence on the fixing effect.

(実施例3:複数の遺伝物質を用いた場合の、固定の検証)
次に、複数の遺伝物質を用いた場合にも、同様のプリントが可能かどうかを検証した。
(Example 3: Fixation verification when multiple genetic materials are used)
Next, it was verified whether or not the same printing was possible when a plurality of genetic materials were used.

実施例2の手順に従い、ただし、1)の遺伝物質溶液のプリントにおいて、プラスミドDNA溶液のプリントに加え、shRNA(pUR6iGFP272(インサートの配列はGFP272 caccGGCTAtGTCtAGGAGtGtACC TAGAATTACATCAAGGGAGATGGTGCGCTCCTGGACGTAGCCTTTTT(配列番号1))またはpDsRed2−1(BD Biosciences Clontech,CA PT3602-5)、BD Biosciences Clontech,CA)溶液をプリントした。プリントは、CartesianTechnologies MicroSys 4000 (Genomic Solution)という器機を室温(25℃)、湿度65%という条件を用いて行った。   According to the procedure of Example 2, except that in the printing of the genetic material solution of 1), in addition to the printing of the plasmid DNA solution, shRNA (pUR6iGFP272 (the sequence of the insert is GFP272 caccGGCTAtGTCtAGGAGtGtACC TAGAATTACATCAAGGGAGATGGTGCGCTCCTGGACGTAGCCTTTTT (SEQ ID NO: 1))-1 pDsRed2 Biosciences Clontech, CA PT3602-5), BD Biosciences Clontech, CA) solutions were printed. Printing was performed using a Cartesian Technologies MicroSys 4000 (Genomic Solution) instrument at room temperature (25 ° C.) and humidity of 65%.

1つの例として、このshRNAは、実施例3の1)と2)との間にプリントした。   As an example, this shRNA was printed between 1) and 2) of Example 3.

(結果)
これらのプリント後、実施例1および2と同様に、固定がされたかどうかを検証した。実施例1および2と同様に、蒸留水以外の塩溶液が用いられた場合、および後から塩溶液をプリントした場合は、実施例1と同様固定効果が確認された。なお、1)〜4)およびshRNA溶液プリントの順序を交換した場合でも、同様の固定効果が見られたことから、特に、重ね打ちの順序は固定効果に影響がないことが明らかになった。
(result)
After these printings, it was verified whether or not they were fixed in the same manner as in Examples 1 and 2. As in Examples 1 and 2, when a salt solution other than distilled water was used, and when the salt solution was printed later, the fixing effect was confirmed as in Example 1. In addition, even when the order of 1) to 4) and the shRNA solution printing was exchanged, the same fixing effect was seen, and thus it became clear that the overprinting order in particular did not affect the fixing effect.

(実施例4:細胞親和性の確認)
次に、本発明の細胞親和性および遺伝物質の細胞導入の効果を確認するために、上記実施例1および2において調製したDNA固定固相支持体を用いて、細胞のトランスフェクション実験を行った。
(Example 4: Confirmation of cell affinity)
Next, in order to confirm the cell affinity of the present invention and the effect of cell introduction of genetic material, a cell transfection experiment was performed using the DNA-immobilized solid phase support prepared in Examples 1 and 2 above. .

本実施例では、以下の5種類の細胞を利用して、効果を確認した:ヒト間葉系幹細胞(hMSCs、PT-2501、Cambrex BioScience Walkersville,Inc.,MD)、ヒト胚性腎細胞 (HEK293、RCB1637、RIKEN Cell Bank,日本)、NIH3T3-3細胞 (RCB0150,RIKEN Cell Bank,日本)、HeLa細胞(RCB0007、RIKEN Cell Bank,日本)およびHepG2(RCB1648、RIKEN Cell Bank,日本)。   In this example, the following five types of cells were used to confirm the effects: human mesenchymal stem cells (hMSCs, PT-2501, Cambrex BioScience Walkersville, Inc., MD), human embryonic kidney cells (HEK293) , RCB1637, RIKEN Cell Bank, Japan), NIH3T3-3 cells (RCB0150, RIKEN Cell Bank, Japan), HeLa cells (RCB0007, RIKEN Cell Bank, Japan) and HepG2 (RCB1648, RIKEN Cell Bank, Japan).

実施例1〜3においてDNAが固定された支持体をディッシュに入れ、その上に、上記細胞を含む培地を各々滴下した。その後、プレートを含むディッシュをインキュベータに移し、37℃で、5%COの雰囲気下で2日または3日間そのプレートをインキュベートしてトランスフェクトさせた。 In Examples 1 to 3, the support on which the DNA was immobilized was placed in a dish, and the medium containing the cells was dropped onto the support. The dish containing the plate was then transferred to an incubator and transfected by incubating the plate for 2 or 3 days at 37 ° C. in an atmosphere of 5% CO 2 .

(遺伝子発現の観察)
遺伝子発現の観察は、各々の遺伝子発現の発現産物(EFP、EGFPおよびDsRed2)が発する蛍光を観察することによって行った。蛍光の観察には、蛍光顕微鏡(IX−71、Olympus PROMARKETING Inc.,日本)を用いた。細胞は、反応後にパラホルムアルデヒド(PFA)固定を行うこと(4% PFA、室温で10分間処理)により、観察した。
(Observation of gene expression)
The gene expression was observed by observing the fluorescence emitted from the expression products (EFP, EGFP and DsRed2) of each gene expression. For observation of fluorescence, a fluorescence microscope (IX-71, Olympus PROMARKETING Inc., Japan) was used. The cells were observed by performing paraformaldehyde (PFA) fixation after the reaction (4% PFA, treated at room temperature for 10 minutes).

(結果)
図1〜2にトランスフェクションの結果の一部を示す。図1は、最初から混合した場合(上にコントロール、下に混合物)を示す。固相に対して複合体を添加した直後(0分)ならびに、添加の1分後、5分後および10分後に細胞含有液を加えた後の複合体の溶出の様子を示す。図2は、実施例2の手順に従ってプリントした支持体における、ヒト間葉系幹細胞におけるトランスフェクション効果を示す。示されるように、プリントを連続的に行った(重ね打ち)の場合でも、混合物と同様の遺伝物質の細胞導入効果が示された。
(result)
Figures 1-2 show some of the transfection results. FIG. 1 shows the case of mixing from the beginning (control on top, mixture on bottom). The state of elution of the complex immediately after adding the complex to the solid phase (0 minute) and after adding the cell-containing solution 1 minute, 5 minutes and 10 minutes after the addition is shown. FIG. 2 shows the transfection effect in human mesenchymal stem cells on a support printed according to the procedure of Example 2. As shown, even when printing was performed continuously (overlapping), the same cell introduction effect of genetic material as that of the mixture was shown.

この結果から明らかなように、混合して塩を加えてから支持体に固定された系に加えて、別個にプリントした場合でも、固定がなされ、DNAが徐放されることも明らかになった。このような効果は、従来の技術では明らかでなかったことであり、これにより、プレート、チップなどで任意の遺伝子を任意の組み合わせで細胞内に導入して観察することができるという技術が初めて確立されたことになる。また、細胞導入の効果についても、重ね打ちの順序に関係ないことが明らかになった。   As is clear from this result, it was also found that, in addition to the system which was mixed and added with salt and then fixed to the support, even when printed separately, the fixation was made and the DNA was released slowly. . Such an effect was not apparent in the prior art, and this enabled the first establishment of a technique that allows any gene to be introduced into a cell and observed in any combination using a plate, chip, or the like. It will be done. It was also revealed that the effect of cell introduction is not related to the order of overstrike.

また、このほかの本発明の塩を固定に使用した場合でも、トランスフェクションが起こっていたことが判明した。これは、トランスフェクションが起こるために必要なDNAの細胞への移入が、いずれの例でも起こっていたことを示す。従って、本発明の支持体は、細胞親和性および細胞導入効果を維持または改善していたことになる。また、実施例1〜2における放出のデータに加え、トランスフェクションが起こっていたことは固定された遺伝物質が活性を保持していたことを示すことになる。   It was also found that transfection occurred even when other salts of the present invention were used for fixation. This indicates that the transfer of DNA required for transfection to occur in the cells occurred in all cases. Therefore, the support of the present invention maintained or improved the cell affinity and the cell introduction effect. In addition to the release data in Examples 1-2, the fact that transfection had occurred indicates that the immobilized genetic material retained activity.

このような効果は、塩を用いない溶液では、観察されなかった。また、塩を用いた場合、プリント(重ね打ち)を行っても効果が保持されていた。従って、この結果は、本発明は、種々の形態で実施可能であることを示す。特に、固定の際に塩として培地を利用した系では、単塩を用いた系よりもトランスフェクション効率が高かったことから、固定の際に細胞に適合する塩類の組み合わせを用いることが、細胞親和性および遺伝物質の細胞導入効果の維持または改善にも適切であることがわかる。   Such an effect was not observed in a solution without using salt. In addition, when salt was used, the effect was maintained even when printing (overstrike) was performed. Thus, this result shows that the present invention can be implemented in various forms. In particular, the system using a medium as a salt during fixation had higher transfection efficiency than the system using a single salt, so it was recommended to use a combination of salts suitable for cells during fixation. It turns out that it is also suitable for maintaining or improving the cell transfer effect of sex and genetic material.

(実施例5:複数遺伝物質を用いた重ね打ちの効果)
実施例3において複数の遺伝物質を重ね打ちした場合に、いずれの遺伝物質の活性も保持されたまま細胞に導入されるかどうかを検証した。検証手順は、実施例4に記載のとおりであった。
(Example 5: Effect of overstrike using multiple genetic materials)
In Example 3, when a plurality of genetic materials were overlaid, it was verified whether or not the activity of any genetic material was introduced into the cells. The verification procedure was as described in Example 4.

複数の遺伝物質の組み合わせとして、以下の表に記載のような組成比の組み合わせを使用した。なお、pDNAはプラスミドDNAを示す。   As a combination of a plurality of genetic materials, combinations of composition ratios as shown in the following table were used. In addition, pDNA shows plasmid DNA.

結果を図3および図4に示す。 The results are shown in FIG. 3 and FIG.

図3には、HeLa−K細胞にトランスフェクトした後3日目の遺伝子発現の様子を示す。図4には、HeLa−K細胞にトランスフェクトした後6日目の遺伝子発現の様子を示す。+shGFPは、RNAi分子があるものを示し、Pro lessは、ないものを示す。Pro lessはpDsRed2-1というベクターがCMVプロモータを有しておらず、遺伝子発現を行わないので、これをネガティブコントロールとして、shGFPの代わりに使用した場合の結果である。   FIG. 3 shows gene expression on the third day after transfection into HeLa-K cells. FIG. 4 shows gene expression on the 6th day after transfection into HeLa-K cells. + ShGFP indicates that there is an RNAi molecule, and Pro less indicates that there is no RNAi molecule. Pro less is the result of using pDsRed2-1 as a negative control instead of shGFP because the vector pDsRed2-1 does not have a CMV promoter and does not perform gene expression.

結果から明らかなように、プラスミドDNAに含まれるGFPの蛍光が確認され、それに対するRNAi分子を重ね打ちした場合に、そのRNAi効果が確認され、蛍光が消長した。従って、遺伝物質が複数ある場合にも、本発明の細胞導入効果が示されたことになる。   As is clear from the results, the fluorescence of GFP contained in the plasmid DNA was confirmed, and when the RNAi molecule against it was overlaid, the RNAi effect was confirmed, and the fluorescence disappeared. Therefore, even when there are a plurality of genetic materials, the cell introduction effect of the present invention is shown.

(実施例6:アレイを用いた場合)
次に、上述の効果がアレイを用いた場合でも実証されるかどうかを確認するために規模拡大して実験を行った。
(Example 6: When using an array)
Next, in order to confirm whether or not the above-described effect was demonstrated even when the array was used, an experiment was performed with the scale expanded.

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

(プラスミドおよびトランスフェクション試薬)
トランスフェクションの効率を評価するために、pEGFP−N1ベクターおよびpDsRed2−N1ベクター(カタログ番号6085−1、6973−1、BD Biosciences Clontech,CA)を使用した。共に遺伝子発現は、サイトメガロウイルス(CMV)プロモーターの制御下であった。トランスフェクトされた細胞は、それぞれ、連続的にEGFPまたはDsRed2を発現した。プラスミドDNAを、Escherichia coli、XL1−blue株(200249,Stratagene,TX)を使用して増幅し、そしてEndoFree Plasmid Kit(EndoFree Plasmid Maxi Kit 12362、QIAGEN、CA)によって精製した。全ての場合において、プラスミドDNAを、DNaseおよびRNaseを含まない水に溶解した。トランスフェクション試薬は以下のようにして得た:Effectene Transfection Reagent(カタログ番号301425、Qiagen、CA)、TransFastTM Transfection Reagent(E2431、Promega、WI)、TfxTM−20 Reagent(E2391、Promega、WI)、SuperFect Transfection Reagent(301305、Qiagen、CA)、PolyFect Transfection Reagent(301105、Qiagen、CA)、LipofectAMINE 2000 Reagent(11668−019、Invitrogen corporation、CA)、JetPEI(×4)conc.(101−30、Polyplus−transfection、France)、およびExGen 500(R0511、Fermentas Inc.,MD)。
(Plasmid and transfection reagent)
To evaluate the efficiency of transfection, pEGFP-N1 and pDsRed2-N1 vectors (Catalog Nos. 6085-1, 6973-1, BD Biosciences Clontech, CA) were used. Both gene expression was under the control of the cytomegalovirus (CMV) promoter. Transfected cells continuously expressed EGFP or DsRed2, respectively. Plasmid DNA was amplified using Escherichia coli, XL1-blue strain (200409, Stratagene, TX) and purified by EndoFree Plasmid Kit (EndoFree Plasmid Max Kit 12362, QIAGEN, CA). In all cases, plasmid DNA was dissolved in water without DNase and RNase. Transfection reagents were obtained as follows: Effectene Transfection Reagent (Cat. No. 301425, Qiagen, CA), TransFast TM Transfection Reagent (E2431, Promega, WI), Tfx TM- 20 Reagent (E2391, W, Promega). SuperFect Transfection Reagent (301305, Qiagen, CA), PolyFect Transfection Reagent (301105, Qiagen, CA), LipofectAMINE 2000 Reagent (11668-019, Invitrogen corporation PE, CA) (101-30, Polyplus-translation, France), and ExGen 500 (R0511, Fermentas Inc., MD).

(固相系トランスフェクションアレイ(SPTA)生成)
「リバーストランスフェクション」につてのプロトコルの詳細は、ウェブサイト http://staffa.wi.mit.edu/sabatini_public/reverse_transfection.htm の「Reverse Transfection Homepage」に記載されていた。本発明者らの固相系トランスフェクション(SPTA方法)において、疎水性フッ素樹脂コーティングによって分離した48平方パターン(3mm×3mm)を有する3つの型のスライドガラス(シラン処理したスライドガラス;APSスライド、およびポリ−L−リジンでコーティングしたスライドガラス;PLLスライド、およびMASでコーティングしたスライド;Matsunami Glass Ind.,LTD.,日本)を研究した。
(Solid-phase transfection array (SPTA) generation)
Details of the protocol for “reverse transfection” can be found at the website http: // stuffa. wi. mit. edu / sabatini_public / reverse_transfect. It is described in “Reverse Transfection Homepage” of htm. In our solid-phase transfection (SPTA method), three types of glass slides (Silane-treated glass slides; APS slides) with 48 square patterns (3 mm x 3 mm) separated by a hydrophobic fluororesin coating; And slides coated with poly-L-lysine; PLL slides and slides coated with MAS (Matsunami Glass Ind., LTD., Japan).

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

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

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

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

(結果)
(ヒト間葉系幹細胞の固相系トランスフェクションアレイ)
多様な種類の細胞に分化するヒト間葉系幹細胞(hMSC)の能力は、組織再生および組織復活を標的化する研究にとって特に興味深いものになっている。特に、これらの細胞の形質転換体についての解析は、hMSCの多能性を制御する因子を解明する上で、関心が高まっている。hMSCの研究における重大な障害は、所望の遺伝物質を用いたトランスフェクションが不可能(または、非常に困難)な点にある。
(result)
(Solid phase transfection array of human mesenchymal stem cells)
The ability of human mesenchymal stem cells (hMSC) to differentiate into a wide variety of cells has become particularly interesting for studies targeting tissue regeneration and tissue revival. In particular, analysis of transformants of these cells has been of increasing interest in elucidating factors that control pluripotency of hMSC. A significant obstacle in hMSC research is that transfection with the desired genetic material is impossible (or very difficult).

これを達成するための従来の方法は、ウイルスベクターまたはエレクトロポレーションのいずれかの技術を含む。本発明者らが開発した複合体−塩という系を用いることにより、種々の細胞株(hMSCを含む)に対して高いトランスフェクション効率ならびに密集したアレイ中での空間的な局在の獲得を可能にする固相系トランスフェクションが達成された。固相系トランスフェクションの概略を、図5に示す。   Conventional methods for accomplishing this include either viral vector or electroporation techniques. By using the complex-salt system developed by the present inventors, it is possible to obtain high transfection efficiency for various cell lines (including hMSC) and spatial localization in a dense array. Solid phase transfection was achieved. An outline of solid phase transfection is shown in FIG.

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

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

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

上述の実験の結果の一例を、図6に示す。マイクロプリンティング技術を使用する本発明者らの技術を用いて、選択された遺伝物質、トランスフェクション試薬および適切な細胞接着分子、ならびに塩を含む混合物を、固体支持体上に固定化し得た。混合物を固定化した支持体の上での細胞培養は、その培養細胞に対する、混合物中の遺伝子の取り込みを可能にした。その結果、支持体−接着細胞における、空間的に分離したDNAの取り込みを可能にした(図6)。   An example of the results of the above experiment is shown in FIG. Using our technique using microprinting techniques, a mixture containing selected genetic material, transfection reagents and appropriate cell adhesion molecules, and salts could be immobilized on a solid support. Cell culture on the support on which the mixture was immobilized allowed the uptake of genes in the mixture for the cultured cells. As a result, it was possible to incorporate spatially separated DNA in the support-adherent cells (FIG. 6).

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

これらの目的の達成を明確に確立するために、上述のように本発明者らは、5種類の異なる細胞株(HEK293、HeLa、NIH3T3、HepG2およびhMSC)を、本発明者らの方法論(固相系でのトランスフェクション)および従来の液相系トランスフェクションの両方を用いて一連のトランスフェクション条件下で研究した。SPTAの場合、相互夾雑を評価するために、本発明者らは、チェック模様のパターンでガラス支持体上にプリントした赤色蛍光タンパク質(RFP)および緑色蛍光タンパク質(GFP)を使用し、一方、従来の液相系トランスフェクションを含む実験の場合(ここで、本来、トランスフェクト細胞の自発的な空間的分離は達成され得ない)、本発明者らは、GFPを使用した。いくつかのトランスフェクション試薬を評価した:4つの液体トランスフェクション試薬(Effectene、TransFastTM、TfxTM−20、LopofectAMINE 2000)、2つのポリアミン(SuperFect、PolyFect)、ならびに2つの型のポリイミン(JetPEI(×4)およびExGen 500)。 In order to clearly establish the achievement of these objectives, as described above, we have developed five different cell lines (HEK293, HeLa, NIH3T3, HepG2 and hMSC) from our methodology (fixed). Phase system transfection) and conventional liquid phase transfection were studied under a range of transfection conditions. In the case of SPTA, in order to assess mutual contamination, we used red fluorescent protein (RFP) and green fluorescent protein (GFP) printed on a glass support in a checkered pattern, whereas traditionally In the case of experiments involving the following liquid phase transfections (where essentially no spontaneous spatial separation of the transfected cells could be achieved) we used GFP. Several transfection reagents were evaluated: four liquid transfection reagents (Effectene, TransFast , Tfx -20, LopfectAMINE 2000), two polyamines (SuperFect, PolyFect), and two types of polyimines (JetPEI (× 4) and ExGen 500).

トランスフェクション効率:トランスフェクション効率を、単位面積あたりの総蛍光強度として決定した(図7A)。使用した細胞株に従って、最適な液相の結果を、異なるトランスフェクション試薬を用いて得た。次いで、これらの効率的なトランスフェクション試薬を、固相系プロトコル(図7C〜Dを参照のこと)の最適化に使用した。いくつかの傾向が観察された:容易にトランスフェクト可能な細胞株(例えば、HEK293、HeLa、NIH3T3)の場合、固相系プロトコルで観察されたトランスフェクション効率は、標準的な液相系プロトコルと比較してわずかに優れていたが、本質的に類似したレベルで達成されている(図7B)。   Transfection efficiency: Transfection efficiency was determined as total fluorescence intensity per unit area (FIG. 7A). Depending on the cell line used, optimal liquid phase results were obtained with different transfection reagents. These efficient transfection reagents were then used to optimize the solid phase system protocol (see FIGS. 7C-D). Several trends were observed: For easily transfectable cell lines (eg, HEK293, HeLa, NIH3T3), the transfection efficiency observed with the solid phase protocol was comparable to that of the standard liquid phase protocol. Although slightly better compared, it has been achieved at an essentially similar level (FIG. 7B).

しかし、細胞をトランスフェクトするのが困難な場合(例えば、hMSCおよびHepG2)においてSPTA方法論に最適化した条件を用いることによって、本発明者らは、細胞の特徴を維持しながら、トランスフェクション効率が40倍まで増加したことを観察した(上述のプロトコルおよび図4C〜Dを参照のこと)。結果を、図7Bに示す。   However, by using conditions optimized for SPTA methodology in cases where it is difficult to transfect cells (eg, hMSC and HepG2), we have achieved transfection efficiency while maintaining cell characteristics. An increase of 40-fold was observed (see protocol above and FIGS. 4C-D). The results are shown in FIG. 7B.

hMSCの特定の場合(図8)、最良条件は、ポリエチレンイミン(PEI)トランスフェクション試薬の使用を含んだ。予想したように、高いトランスフェクション効率を実現するための重要な因子は、ポリマー内の窒素原子(N)の数とプラスミドDNA内のリン酸残基(P)の数との間の電荷バランス(N/P比率)、ならびにDNA濃度である。一般的に、N/P比率および濃度における増大は、トランスフェクション効率の増大を生じる。並行して、本発明者らは、hMSCの溶液トランスフェクション実験における高いDNAおよび高いN/P比率の場合に、細胞生存率の有意な低下を観察した。これら2つの拮抗因子に起因して、hMSCの液相系トランスフェクションの効率は、かなり悪い非常に低い細胞生存率(N/P比率>10で観察された)であった。しかし、SPTAプロトコルは、細胞生存率にも細胞形態にも有意に影響を与えることなく、非常に高い(固体支持体に固定された)N/P比率およびDNA濃度を許容し(おそらく、細胞膜に対する固体支持体の安定化効果に起因する)、従って、このことがおそらく、トランスフェクション効率の劇的な改善の原因となっている。SPTAの場合、10のN/P比率が最適であることが見出され、細胞毒性を最小化しながら十分なトランスフェクションレベルを提供する。SPTAプロトコルにおいて観察されたトランスフェクション効率の増大に関するさらなる理由は、高い局所的なDNA濃度/トランスフェクション試薬濃度(これは、液相系トランスフェクション実験において使用される場合は細胞死を生成する)の達成である。   In the specific case of hMSC (FIG. 8), the best conditions included the use of polyethyleneimine (PEI) transfection reagent. As expected, an important factor for achieving high transfection efficiency is the charge balance between the number of nitrogen atoms (N) in the polymer and the number of phosphate residues (P) in the plasmid DNA ( N / P ratio), as well as DNA concentration. In general, an increase in N / P ratio and concentration results in an increase in transfection efficiency. In parallel, we observed a significant reduction in cell viability for high DNA and high N / P ratio in hMSC solution transfection experiments. Due to these two antagonists, the efficiency of liquid phase transfection of hMSC was very poor and very low cell viability (observed with N / P ratio> 10). However, the SPTA protocol tolerates very high (fixed to a solid support) N / P ratio and DNA concentration (possibly relative to the cell membrane) without significantly affecting cell viability or cell morphology. This is probably responsible for a dramatic improvement in transfection efficiency) (due to the stabilizing effect of the solid support). In the case of SPTA, an N / P ratio of 10 has been found to be optimal and provides sufficient transfection levels while minimizing cytotoxicity. An additional reason for the increase in transfection efficiency observed in the SPTA protocol is the high local DNA concentration / transfection reagent concentration (which produces cell death when used in liquid phase transfection experiments). Achievement.

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

低い相互夾雑:SPTAプロトコルで観察されたより高いトランスフェクション効率は別として、本技術の重要な利点は、別個に分離された細胞アレイの実現であり、その各位置では、選択した遺伝子が発現する。本発明者らは、フィブロネクチンでコーティングしたガラス表面上に、JetPEI(「実験プロトコル」を参照のこと)およびフィブロネクチンと混合した2つの異なるレポーター遺伝子(RFPおよびGFP)をプリントした。得られたトランスフェクションチップを適切な細胞培養に提供した。最良であると見出された実験条件下において、発現されたGFPおよびRFPは、それぞれのcDNAがスポットされた領域に局在した。相互夾雑はほとんど観察されなかった(図6)。しかし、フィブロネクチンまたはPLLの非存在下において、相互夾雑は重大な障害であり、そしてトランスフェクション効率は、有意に低かった(図7)。このことは、細胞接着および支持体表面から離れて拡散するプラスミドDNAの相対的な割合が、高いトランスフェクション効率および高い相互夾雑の両方に対して重要な因子であるという仮説を立証する。   Low reciprocal contamination: Apart from the higher transfection efficiencies observed with the SPTA protocol, an important advantage of this technology is the realization of a separately isolated cell array, in which each selected gene is expressed. We printed JetPEI (see “Experimental Protocol”) and two different reporter genes (RFP and GFP) mixed with fibronectin on a glass surface coated with fibronectin. The resulting transfection chip was provided for appropriate cell culture. Under the experimental conditions found to be best, the expressed GFP and RFP were localized in the region where the respective cDNA was spotted. Almost no mutual contamination was observed (FIG. 6). However, in the absence of fibronectin or PLL, reciprocal contamination was a significant obstacle and transfection efficiency was significantly lower (FIG. 7). This demonstrates the hypothesis that cell adhesion and the relative percentage of plasmid DNA that diffuses away from the support surface are important factors for both high transfection efficiency and high reciprocal contamination.

相互夾雑のさらなる原因は、固体支持体上のトランスフェクション細胞の移動性であり得る。本発明者らは、数個の支持体上での細胞接着速度(図6C)およびプラスミドDNAの拡散速度の両方を測定した。その結果は、最適条件下においてDNA拡散はほとんど生じなかった。しかし、高い相互夾雑条件下では、細胞接着が完了するまでの時間に、相当の量のプラスミドDNAが固相表面から拡散して枯渇した。   A further cause of mutual contamination may be the mobility of the transfected cells on the solid support. We measured both the cell adhesion rate (FIG. 6C) and the diffusion rate of plasmid DNA on several supports. The result showed that almost no DNA diffusion occurred under optimal conditions. However, under high reciprocal conditions, a considerable amount of plasmid DNA diffused from the surface of the solid phase and was depleted during the time until cell adhesion was completed.

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

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

(実施例7:RNAiトランスフェクションマイクロアレイ)
実施例6に記載のようにアレイを作製した。遺伝物質として、プラスミドDNAとshRNAとを混合して使用した。その組成を以下の表2に示す。
(Example 7: RNAi transfection microarray)
Arrays were made as described in Example 6. As genetic material, plasmid DNA and shRNA were mixed and used. The composition is shown in Table 2 below.


結果を図9に示す。この図の結果を数値化したデータを、5種類の細胞について、図10にまとめた。

The results are shown in FIG. Data obtained by quantifying the results of this figure are summarized in FIG. 10 for five types of cells.

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

(実施例7:RNAiマイクロアレイ=siRNAを用いた場合)
実施例6と同様のプロトコールを用いて、今度はshRNAの代わりにsiRNAを用いて、RNAiトランスフェクションマイクロアレイを構築した。
(Example 7: When using RNAi microarray = siRNA)
Using the same protocol as in Example 6, an RNAi transfection microarray was constructed this time using siRNA instead of shRNA.

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

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

(結果)
結果を図11に示す。この結果を各遺伝子ごとにまとめたものを図12に示す。
(result)
The results are shown in FIG. A summary of the results for each gene is shown in FIG.

図11〜12から明らかなように、RNAiを用いた場合、各遺伝子が特異的に発現が抑制されていることが示された。RNAiを用いた複数の遺伝物質のアレイを実現することができた。   As is apparent from FIGS. 11 to 12, when RNAi was used, it was shown that the expression of each gene was specifically suppressed. An array of multiple genetic materials using RNAi could be realized.

(実施例8:PCR断片を用いたトランスフェクションアレイ)
次に、PCR断片を遺伝物質として用いた場合でも、本発明が実現可能であることを実証した。以下にその手順を示す。
(Example 8: Transfection array using PCR fragments)
Next, it was demonstrated that the present invention can be realized even when PCR fragments are used as genetic material. The procedure is shown below.

PCRにより、図13に記載のような核酸断片を取得し、トランスフェクションマイクロアレイに用いる遺伝物質とした。その手順を以下に示す。   A nucleic acid fragment as shown in FIG. 13 was obtained by PCR, and used as genetic material used for the transfection microarray. The procedure is shown below.

PCRプライマーとしては、
GG ATAACCGTATTACCGCCATG CAT(配列番号2)と
ccctatctcggtctattcttttg CAAAAGAATAGACCGAGATA GGG (配列番号3)とを使用して、テンプレートとして、pEGFP−N1を用いた(図14を参照)。PCRの条件は、以下のとおりである。
As PCR primers,
GG ATAACCGTATTACCGCCATG CAT (SEQ ID NO: 2) and
Using ccctatctcggtctattcttttg CAAAAGAATAGACCGAGATA GGG (SEQ ID NO: 3), pEGFP-N1 was used as a template (see FIG. 14). The conditions for PCR are as follows.


サイクル条件:94℃2min→(94℃15sec→60℃30sec→68℃ 3min)→ 4℃(括弧内を30サイクル)。
得られたPCR フラグメントは、フェノール/クロロフォルム抽出を行い、エタノール沈殿法にて精製した。そのPCR断片の配列は、
GG ATAACCGTATTACCGCCATG CAT TAGTTATTAA TAGTAATCAA TTACGGGGTC ATTAGTTCAT AGCCCATATATGGAGTTCCG
CGTTACATAACTTACGGTAA ATGGCCCGCC TGGCTGACCG CCCAACGACC CCCGCCCATT
GACGTCAATAATGACGTATG TTCCCATAGT AACGCCAATA GGGACTTTCC ATTGACGTCA
ATGGGTGGAGTATTTACGGT AAACTGCCCA CTTGGCAGTA CATCAAGTGT ATCATATGCC
AAGTACGCCCCCTATTGACG TCAATGACGG TAAATGGCCC GCCTGGCATT ATGCCCAGTA
CATGACCTTATGGGACTTTC CTACTTGGCA GTACATCTAC GTATTAGTCA TCGCTATTAC
CATGGTGATGCGGTTTTGGC AGTACATCAA TGGGCGTGGA TAGCGGTTTG ACTCACGGGG
ATTTCCAAGTCTCCACCCCA TTGACGTCAA TGGGAGTTTG TTTTGGCACC AAAATCAACG
GGACTTTCCAAAATGTCGTA ACAACTCCGC CCCATTGACG CAAATGGGCG GTAGGCGTGT
ACGGTGGGAGGTCTATATAA GCAGAGCTGG TTTAGTGAAC CGTCAGATCC GCTAGCGCTA
CCGGACTCAGATCTCGAGCT CAAGCTTCGA ATTCTGCAGT CGACGGTACC GCGGGCCCGG
GATCCACCGGTCGCCACCAT GGTGAGCAAG GGCGAGGAGC TGTTCACCGG GGTGGTGCCC
ATCCTGGTCGAGCTGGACGG CGACGTAAAC GGCCACAAGT TCAGCGTGTC CGGCGAGGGC
GAGGGCGATGCCACCTACGG CAAGCTGACC CTGAAGTTCA TCTGCACCAC CGGCAAGCTG
CCCGTGCCCT GGCCCACCCTCGTGACCACC CTGACCTACG GCGTGCAGTG CTTCAGCCGC
TACCCCGACCACATGAAGCA GCACGACTTC TTCAAGTCCG CCATGCCCGA AGGCTACGTC
CAGGAGCGCACCATCTTCTT CAAGGACGAC GGCAACTACA AGACCCGCGC CGAGGTGAAG
TTCGAGGGCGACACCCTGGT GAACCGCATC GAGCTGAAGG GCATCGACTT CAAGGAGGAC
GGCAACATCCTGGGGCACAA GCTGGAGTAC AACTACAACA GCCACAACGT CTATATCATG
GCCGACAAGCAGAAGAACGG CATCAAGGTG AACTTCAAGA TCCGCCACAA CATCGAGGAC
GGCAGCGTGCAGCTCGCCGA CCACTACCAG CAGAACACCC CCATCGGCGA CGGCCCCGTG
CTGCTGCCCGACAACCACTA CCTGAGCACC CAGTCCGCCC TGAGCAAAGA CCCCAACGAG
AAGCGCGATCACATGGTCCT GCTGGAGTTC GTGACCGCCG CCGGGATCAC TCTCGGCATG
GACGAGCTGTACAAGTAAAG CGGCCGCGAC TCTAGATCAT AATCAGCCAT ACCACATTTG
TAGAGGTTTTACTTGCTTTA AAAAACCTCC CACACCTCCC CCTGAACCTG AAACATAAAA
TGAATGCAATTGTTGTTGTT AACTTGTTTA TTGCAGCTTA TAATGGTTAC AAATAAAGCA
ATAGCATCACAAATTTCACA AATAAAGCAT TTTTTTCACT GCATTCTAGT TGTGGTTTGT
CCAAACTCATCAATGTATCT TAAGGCGTAA ATTGTAAGCG TTAATATTTT GTTAAAATTC
GCGTTAAATTTTTGTTAAAT CAGCTCATTT TTTAACCAAT AGGCCGAAAT CGGCAAAATC
CCTTATAAATCAAAAGAATA GACCGAGATA GGG(配列番号4)に記載のとおりである。

Cycle conditions: 94 ° C for 2 min → (94 ° C for 15 sec → 60 ° C for 30 sec → 68 ° C for 3 min) → 4 ° C (30 cycles in parentheses).
The obtained PCR fragment was subjected to phenol / chloroform extraction and purified by ethanol precipitation. The sequence of the PCR fragment is
GG ATAACCGTATTACCGCCATG CAT TAGTTATTAA TAGTAATCAA TTACGGGGTC ATTAGTTCAT AGCCCATATATGGAGTTCCG
CGTTACATAACTTACGGTAA ATGGCCCGCC TGGCTGACCG CCCAACGACC CCCGCCCATT
GACGTCAATAATGACGTATG TTCCCATAGT AACGCCAATA GGGACTTTCC ATTGACGTCA
ATGGGTGGAGTATTTACGGT AAACTGCCCA CTTGGCAGTA CATCAAGTGT ATCATATGCC
AAGTACGCCCCCTATTGACG TCAATGACGG TAAATGGCCC GCCTGGCATT ATGCCCAGTA
CATGACCTTATGGGACTTTC CTACTTGGCA GTACATCTAC GTATTAGTCA TCGCTATTAC
CATGGTGATGCGGTTTTGGC AGTACATCAA TGGGCGTGGA TAGCGGTTTG ACTCACGGGG
ATTTCCAAGTCTCCACCCCA TTGACGTCAA TGGGAGTTTG TTTTGGCACC AAAATCAACG
GGACTTTCCAAAATGTCGTA ACAACTCCGC CCCATTGACG CAAATGGGCG GTAGGCGTGT
ACGGTGGGAGGTCTATATAA GCAGAGCTGG TTTAGTGAAC CGTCAGATCC GCTAGCGCTA
CCGGACTCAGATCTCGAGCT CAAGCTTCGA ATTCTGCAGT CGACGGTACC GCGGGCCCGG
GATCCACCGGTCGCCACCAT GGTGAGCAAG GGCGAGGAGC TGTTCACCGG GGTGGTGCCC
ATCCTGGTCGAGCTGGACGG CGACGTAAAC GGCCACAAGT TCAGCGTGTC CGGCGAGGGC
GAGGGCGATGCCACCTACGG CAAGCTGACC CTGAAGTTCA TCTGCACCAC CGGCAAGCTG
CCCGTGCCCT GGCCCACCCTCGTGACCACC CTGACCTACG GCGTGCAGTG CTTCAGCCGC
TACCCCGACCACATGAAGCA GCACGACTTC TTCAAGTCCG CCATGCCCGA AGGCTACGTC
CAGGAGCGCACCATCTTCTT CAAGGACGAC GGCAACTACA AGACCCGCGC CGAGGTGAAG
TTCGAGGGCGACACCCTGGT GAACCGCATC GAGCTGAAGG GCATCGACTT CAAGGAGGAC
GGCAACATCCTGGGGCACAA GCTGGAGTAC AACTACAACA GCCACAACGT CTATATCATG
GCCGACAAGCAGAAGAACGG CATCAAGGTG AACTTCAAGA TCCGCCACAA CATCGAGGAC
GGCAGCGTGCAGCTCGCCGA CCACTACCAG CAGAACACCC CCATCGGCGA CGGCCCCGTG
CTGCTGCCCGACAACCACTA CCTGAGCACC CAGTCCGCCC TGAGCAAAGA CCCCAACGAG
AAGCGCGATCACATGGTCCT GCTGGAGTTC GTGACCGCCG CCGGGATCAC TCTCGGCATG
GACGAGCTGTACAAGTAAAG CGGCCGCGAC TCTAGATCAT AATCAGCCAT ACCACATTTG
TAGAGGTTTTACTTGCTTTA AAAAACCTCC CACACCTCCC CCTGAACCTG AAACATAAAA
TGAATGCAATTGTTGTTGTT AACTTGTTTA TTGCAGCTTA TAATGGTTAC AAATAAAGCA
ATAGCATCACAAATTTCACA AATAAAGCAT TTTTTTCACT GCATTCTAGT TGTGGTTTGT
CCAAACTCATCAATGTATCT TAAGGCGTAA ATTGTAAGCG TTAATATTTT GTTAAAATTC
GCGTTAAATTTTTGTTAAAT CAGCTCATTT TTTAACCAAT AGGCCGAAAT CGGCAAAATC
It is as described in CCTTATAAATCAAAAGAATA GACCGAGATA GGG (SEQ ID NO: 4).

これを用いて作製したチップに、MCF7を播種し、2日後に蛍光イメージスキャナーにて画像を取得した。その結果を図15に示す。図15では、環状DNAとPCRフラグメントとの比較を行っている。どちらの場合も、トランスフェクションがうまく行われており、PCR断片を遺伝物質として使用した場合でも、全長プラスミドと同様にトランスフェクションされることが明らかになった。   MCF7 was seeded on a chip produced using this, and images were acquired with a fluorescence image scanner two days later. The result is shown in FIG. In FIG. 15, the circular DNA and the PCR fragment are compared. In both cases, transfection was successful and it was found that even when PCR fragments were used as genetic material, they were transfected in the same way as full-length plasmids.

以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。   As mentioned above, although this invention has been illustrated using preferable embodiment of this invention, it is understood that the scope of this invention should be construed only by the claims. Patents, patent applications, and documents cited herein should be incorporated by reference in their entirety, as if the contents themselves were specifically described herein. Understood.

本発明により、予想外に簡便で、生体適合性(例えば、細胞親和性)および/または徐放性を提供する物質の固相支持体への固定方法が提供された。このような効果を利用することにより、種々の生体現象、例えば、遺伝子導入、シグナル伝達、薬効などを固相支持体を用いて発揮させることができる。細胞は、医療技術、医薬開発などにおいて重要なツールであり、そのツールを種々開発できることから、その産業上における有用性も評価されるべきである。   The present invention provides a method for immobilizing a substance on a solid support that is unexpectedly simple and provides biocompatibility (eg, cell affinity) and / or sustained release. By utilizing such effects, various biological phenomena such as gene transfer, signal transduction, and drug efficacy can be exhibited using the solid support. Cells are an important tool in medical technology, drug development, and the like, and since various tools can be developed, their industrial utility should be evaluated.

図1は、実施例4における代表的な結果例である。図1は、複合体化していないDNA(上)と、正に荷電した物質と複合体化させたDNA(下、NP10処理)とを対比した結果を示す。固相に対して複合体を添加した直後(0分)ならびに、添加の1分後、5分後および10分後に細胞含有液を加えた後のトランスフェクションの様子を示す。FIG. 1 is a typical result example in the fourth embodiment. FIG. 1 shows the result of comparing uncomplexed DNA (top) with DNA complexed with a positively charged substance (bottom, NP10 treatment). The state of transfection is shown immediately after adding the complex to the solid phase (0 minute) and after adding the cell-containing solution 1 minute, 5 minutes and 10 minutes after the addition. 図2は、実施例4のヒト間葉系幹細胞でのプリント(重ね打ち)の場合の結果例を示す。固相基板上にpEGFP-N1ベクターをプリントし、乾燥後、LipofectAMINE2000を同一座標にプリントし乾燥させた。その後、フィブロネクチン溶液を同一座標に重ねてプリントし乾燥させた。これに、間葉系幹細胞を播種し、2日間培養を行った後に、蛍光イメージスキャナにて画像を取得した。FIG. 2 shows an example of results in the case of printing (overprinting) with human mesenchymal stem cells of Example 4. The pEGFP-N1 vector was printed on a solid phase substrate, dried, and then LipofectAMINE2000 was printed at the same coordinates and dried. Thereafter, the fibronectin solution was printed on the same coordinates and dried. This was seeded with mesenchymal stem cells and cultured for 2 days, and then an image was obtained with a fluorescence image scanner. 図3には、実施例5におけるHeLa−K細胞にトランスフェクトした後3日目の遺伝子発現の様子を示す。固相基板上にpEGFP-N1とpDsRed2-1, pEGFP-N1とpPUR6iGFP272ベクターをそれぞれプリントし、乾燥後、LipofectAMINE2000を同一座標にプリントし乾燥させた。その後、フィブロネクチン溶液を同一座標に重ねてプリントし乾燥させた。これに、HeLa-K細胞を播種し、3日間培養を行った後に、蛍光イメージスキャナにて画像を取得した。FIG. 3 shows gene expression on the third day after transfection into HeLa-K cells in Example 5. PEGFP-N1, pDsRed2-1, pEGFP-N1 and pPUR6iGFP272 vectors were printed on a solid phase substrate, dried, and then LipofectAMINE2000 was printed at the same coordinates and dried. Thereafter, the fibronectin solution was printed on the same coordinates and dried. HeLa-K cells were seeded thereon and cultured for 3 days, and then images were acquired with a fluorescence image scanner. 図4には、実施例5におけるHeLa−K細胞にトランスフェクトした後6日目の遺伝子発現の様子を示す。固相基板上にpEGFP-N1とpDsRed2-1, pEGFP-N1とpPUR6iGFP272ベクターをそれぞれプリントし、乾燥後、LipofectAMINE2000を同一座標にプリントし乾燥させた。その後、フィブロネクチン溶液を同一座標に重ねてプリントし乾燥させた。これに、HeLa-K細胞を播種し、6日間培養を行った後に、蛍光イメージスキャナにて画像を取得した。FIG. 4 shows gene expression on the 6th day after transfection into HeLa-K cells in Example 5. PEGFP-N1, pDsRed2-1, pEGFP-N1 and pPUR6iGFP272 vectors were printed on a solid phase substrate, dried, and then LipofectAMINE2000 was printed at the same coordinates and dried. Thereafter, the fibronectin solution was printed on the same coordinates and dried. HeLa-K cells were seeded thereon and cultured for 6 days, and then images were acquired with a fluorescence image scanner. 図5は、固相系トランスフェクションアレイ(SPTA)作製方法を模式的に示した図である。この図は、固相トランスフェクションの方法論を示す。FIG. 5 is a diagram schematically showing a method for preparing a solid phase transfection array (SPTA). This figure shows the solid phase transfection methodology. 図6は、固相トランスフェクションの結果を示す。HEK293細胞株を用いてSPTAを作製した結果を示す。緑色の部分は、トランスフェクションされた付着細胞を示す。FIG. 6 shows the results of solid phase transfection. The result of producing SPTA using HEK293 cell line is shown. The green part shows transfected adherent cells. 図7Aおよび図7Bは、液相トランスフェクションとSPTAの比較を示す結果である。図7Aは、実験に用いた5つの細胞株について、GFP強度/mmを測定した結果を示す。図7Aは、トランスフェクション効率を、単位面積あたりの総蛍光強度として決定する方法を示す。FIG. 7A and FIG. 7B are results showing a comparison between solution phase transfection and SPTA. FIG. 7A shows the results of measuring GFP intensity / mm 2 for the five cell lines used in the experiment. FIG. 7A shows a method for determining transfection efficiency as total fluorescence intensity per unit area. 図7Aおよび図7Bは、液相トランスフェクションとSPTAの比較を示す結果である。 図7Bは、図7Aの示すデータに対応する、EGFPを発現する細胞の蛍光画像である。図7Bにおいて、白丸で示された領域は、プラスミドDNAを固定化した領域を示す。プラスミドDNAを固定化した領域以外の領域では、細胞が固相に固定化されたにもかかわらず、EGFPを発現する細胞は観察されなかった。白棒は、500μmを示す。FIG. 7A and FIG. 7B are results showing a comparison between solution phase transfection and SPTA. FIG. 7B is a fluorescence image of cells expressing EGFP corresponding to the data shown in FIG. 7A. In FIG. 7B, a region indicated by a white circle indicates a region where plasmid DNA is immobilized. In the region other than the region where the plasmid DNA was immobilized, cells expressing EGFP were not observed even though the cells were immobilized on the solid phase. The white bar indicates 500 μm. 図7Cおよび7Dは、固相トランスフェクション法の代表的プロトコール例を示す。Figures 7C and 7D show representative protocol examples of the solid phase transfection method. 図7CおよびDは、固相トランスフェクション法の代表的プロトコール例を示す。Figures 7C and D show representative protocol examples of solid phase transfection methods. 図8は、チップのコーティングによって相互夾雑が低減された結果を示す。図8は、HEK293細胞、HeLa細胞、NIT3T3細胞(「3T3」として示す)、HepG2細胞、およびhMSCを用いて、液相トランスフェクション法およびSPTAを行った結果を示す。トランスフェクション効率を、GFP強度で示す。FIG. 8 shows the result of reducing the mutual contamination by the coating of the chip. FIG. 8 shows the results of solution phase transfection and SPTA using HEK293 cells, HeLa cells, NIT3T3 cells (shown as “3T3”), HepG2 cells, and hMSCs. Transfection efficiency is expressed as GFP intensity. 図9は、実施例7におけるRNAiトランスフェクションアレイのトランスフェクション結果を示す。固相基板上に表3に示す各レポーター遺伝子を一遺伝子あたり4スポットになるようプリントし、乾燥後、各転写因子に対してのsiRNA(28種類)を対応したレポーター遺伝子がプリントされている座標上にプリントし、乾燥させた。また、コントロールとして、EGFPに対するsiRNAを用い、ネガティブコントロールとしては、scrambleRNAをもちいた。その後、、LipofectAMINE2000を各遺伝子プリント同一座標にプリントし乾燥させた。その後、フィブロネクチン溶液を同一座標に重ねてプリントし乾燥させた。これに、HeLa-K細胞を播種し、2日間培養を行った後に、蛍光イメージスキャナにて画像を取得した。FIG. 9 shows the transfection results of the RNAi transfection array in Example 7. Coordinates where each reporter gene shown in Table 3 is printed on a solid-phase substrate at 4 spots per gene, and after drying, reporter genes corresponding to siRNA (28 types) for each transcription factor are printed Printed on top and dried. Moreover, siRNA for EGFP was used as a control, and scrambleRNA was used as a negative control. Thereafter, LipofectAMINE2000 was printed on the same coordinates of each gene print and dried. Thereafter, the fibronectin solution was printed on the same coordinates and dried. HeLa-K cells were seeded on this and cultured for 2 days, and then images were acquired with a fluorescence image scanner. 図10は、実施例7におけるRNAiトランスフェクションアレイのトランスフェクション結果を細胞ごとに示す。各レポーターの蛍光輝度を画像解析によって定量化した後に、ネガティブコントロールであるスクランブルRNAをプリントした各レポーターの輝度に対する比率を算出した。これを、各レポーター・各細胞に対してすべて行った結果を示している。FIG. 10 shows the transfection results of the RNAi transfection array in Example 7 for each cell. After quantifying the fluorescence brightness of each reporter by image analysis, the ratio to the brightness of each reporter printed with scrambled RNA as a negative control was calculated. The results are shown for all reporters and cells. 図11は、実施例8におけるRNAiトランスフェクションアレイのトランスフェクション結果を示す。固相基板上に表3に示す各レポーター遺伝子発現ユニットPCR断片を一遺伝子あたり4スポットになるようプリントし、乾燥後、各転写因子に対してのsiRNA(28種類)を対応したレポーター遺伝子がプリントされている座標上にプリントし、乾燥させた。また、コントロールとして、EGFPに対するsiRNAを用い、ネガティブコントロールとしては、スクランブルRNAをもちいた。その後、、LipofectAMINE2000を各遺伝子プリント同一座標にプリントし乾燥させた。その後、フィブロネクチン溶液を同一座標に重ねてプリントし乾燥させた。これに、各細胞を播種し、2日間培養を行った後に、蛍光イメージスキャナにて画像を取得した。FIG. 11 shows the transfection results of the RNAi transfection array in Example 8. Each reporter gene expression unit PCR fragment shown in Table 3 is printed on a solid-phase substrate so that there are 4 spots per gene. After drying, reporter genes corresponding to siRNA (28 types) for each transcription factor are printed. Printed on the printed coordinates and dried. Moreover, siRNA for EGFP was used as a control, and scrambled RNA was used as a negative control. Thereafter, LipofectAMINE2000 was printed on the same coordinates of each gene print and dried. Thereafter, the fibronectin solution was printed on the same coordinates and dried. Each cell was seed | inoculated to this, and after culturing for 2 days, the image was acquired with the fluorescence image scanner. 図12は、実施例8におけるRNAiトランスフェクションアレイのトランスフェクション結果を細胞ごとに示す。各レポーターの蛍光輝度を画像解析によって定量化した後に、ネガティブコントロールであるスクランブルRNAをプリントした各レポーターの輝度に対する比率を算出した。これを、各レポーター・各細胞に対してすべて行った結果を示している。FIG. 12 shows the transfection results of the RNAi transfection array in Example 8 for each cell. After quantifying the fluorescence brightness of each reporter by image analysis, the ratio to the brightness of each reporter printed with scrambled RNA as a negative control was calculated. The results are shown for all reporters and cells. 図13は、実施例8において得たPCR断片の構造を示す。FIG. 13 shows the structure of the PCR fragment obtained in Example 8. 図14は、pEGFP−N1の構造を示す。FIG. 14 shows the structure of pEGFP-N1. 図15は、環状DNAとPCR断片とを用いたトランスフェクションマイクロアレイのトランスフェクト効率の比較を示す。FIG. 15 shows a comparison of the transfection efficiency of transfection microarrays using circular DNA and PCR fragments.

(配列表の説明)
配列番号1:pUR6iGFP272インサートの配列
配列番号2:実施例8で用いたプライマー1
配列番号3:実施例8で用いたプライマー2
配列番号4:実施例8のPCR反応できたPCR断片
(Explanation of sequence listing)
SEQ ID NO: 1: Sequence of pUR6iGFP272 insert SEQ ID NO: 2: Primer 1 used in Example 8
SEQ ID NO: 3: Primer 2 used in Example 8
SEQ ID NO: 4: PCR fragment obtained by PCR in Example 8

Claims (62)

遺伝物質を支持体に固定し、細胞に導入するためのキットであって、
a)遺伝物質と、
b)該遺伝物質とは反対の荷電を有する荷電性物質と、
c)塩と、
を含み、
該遺伝物質と該荷電性物質と該塩とを固相支持体上で混合することを指示する指示書を備える、キット。
A kit for fixing genetic material to a support and introducing it into cells,
a) genetic material;
b) a charged substance having a charge opposite to that of the genetic material;
c) salt,
Including
A kit comprising instructions for instructing the genetic material, the charged material, and the salt to be mixed on a solid support.
前記遺伝物質と、前記荷電性物質と、前記塩とからなる群より選択される少なくとも2つの物質は、混合されて提供される、請求項1に記載のキット。 The kit according to claim 1, wherein at least two substances selected from the group consisting of the genetic material, the charged substance, and the salt are provided as a mixture. 前記遺伝物質は、少なくとも2種類存在する、請求項1に記載のキット。 The kit according to claim 1, wherein there are at least two kinds of the genetic material. 前記遺伝物質は、DNA、RNA、PNAおよびそれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項1に記載のキット。 The kit of claim 1, wherein the genetic material is selected from the group consisting of DNA, RNA, PNA and combinations thereof. 前記荷電性物質は、細胞親和性を有する、請求項1に記載のキット。 The kit according to claim 1, wherein the charged substance has cell affinity. 前記荷電性物質は、生体分子を含む、請求項1に記載のキット。 The kit according to claim 1, wherein the charged substance includes a biomolecule. 前記生体分子は、DNA、RNA、ポリペプチド、脂質、糖、有機低分子、およびこれらの複合体からなる群より選択される、請求項6に記載のキット。 The kit according to claim 6, wherein the biomolecule is selected from the group consisting of DNA, RNA, polypeptide, lipid, sugar, small organic molecule, and a complex thereof. 前記荷電性物質は、カチオン性ポリマー、カチオン性脂質、カチオン性ポリアミノ酸およびその複合体からなる群より選択される、請求項1に記載のキット。 The kit according to claim 1, wherein the charged substance is selected from the group consisting of a cationic polymer, a cationic lipid, a cationic polyamino acid, and a complex thereof. 前記荷電性物質は、ポリアミン系試薬、ポリイミン系試薬、リポソーム系試薬および帯電コロイドからなる群より選択される、請求項1に記載のキット。 The kit according to claim 1, wherein the charged substance is selected from the group consisting of a polyamine reagent, a polyimine reagent, a liposome reagent, and a charged colloid. 前記塩は、有機酸または無機酸の水素を金属に置換したものであるか、あるいは塩基の水酸基を有機酸基または無機酸基で置換したものである、請求項1に記載のキット。 The kit according to claim 1, wherein the salt is one obtained by substituting hydrogen of an organic acid or inorganic acid with a metal, or one obtained by substituting a hydroxyl group of a base with an organic acid group or an inorganic acid group. 前記塩は、塩化カルシウム、リン酸水素ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、ピルビン酸ナトリウム、HEPES、塩化カルシウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫化マグネシウム、硝酸鉄、アミノ酸およびビタミンからなる群より選択される、請求項1に記載のキット。 The salt is selected from the group consisting of calcium chloride, sodium hydrogen phosphate, sodium bicarbonate, sodium pyruvate, HEPES, calcium chloride, sodium chloride, potassium chloride, magnesium sulfide, iron nitrate, amino acids and vitamins. The kit according to 1. 前記塩は、緩衝液、培養液および血清の形態で提供される、請求項1に記載のキット。 The kit according to claim 1, wherein the salt is provided in the form of a buffer, a culture solution and serum. 前記遺伝物質は、細胞に導入された後生物学的活性を有する物質をコードする、請求項1に記載のキット。 The kit of claim 1, wherein the genetic material encodes a material having biological activity after being introduced into a cell. 前記遺伝物質、前記荷電性物質および前記塩は薬学的に受容可能である、請求項1に記載のキット。 The kit of claim 1, wherein the genetic material, the charged material, and the salt are pharmaceutically acceptable. 前記遺伝物質、前記荷電性物質および前記塩は、マイクロカプセル中に含まれる、請求項1に記載のキット。 The kit according to claim 1, wherein the genetic material, the charged substance, and the salt are contained in a microcapsule. 遺伝物質を支持体に固定し、細胞に導入するための方法であって、
I)支持体を提供する工程と、
II)該支持体に、a)遺伝物質と、b)該遺伝物質とは反対の荷電を有する荷電性物質と、c)塩と、を別々のまたは一緒に提供する工程と、
III)該遺伝物質と該荷電性物質と塩とを固相支持体上で混合する工程と、
を包含する、方法。
A method for fixing genetic material to a support and introducing it into a cell,
I) providing a support;
II) providing the support separately or together with a) genetic material, b) a charged material having a charge opposite to that of the genetic material, and c) a salt;
III) mixing the genetic material, the charged material and the salt on a solid support;
Including the method.
前記遺伝物質と、荷電性物質と、塩とからなる群より選択される少なくとも2つの物質は、混合されて提供される、請求項16に記載の方法。 The method according to claim 16, wherein at least two substances selected from the group consisting of the genetic material, the charged material, and the salt are provided as a mixture. 前記遺伝物質は、少なくとも2種類存在する、請求項16に記載の方法。 The method according to claim 16, wherein there are at least two kinds of the genetic material. 前記遺伝子物質は、DNA、RNA、PNAおよびそれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項16に記載の方法。 17. The method of claim 16, wherein the genetic material is selected from the group consisting of DNA, RNA, PNA, and combinations thereof. 前記荷電性物質は、細胞親和性を有する、請求項16に記載の方法。 The method according to claim 16, wherein the charged substance has cell affinity. 前記荷電性物質は、生体分子を含む、請求項16に記載の方法。 The method of claim 16, wherein the charged substance comprises a biomolecule. 前記生体分子は、DNA、RNA、ポリペプチド、脂質、糖、有機低分子、およびこれらの複合体からなる群より選択される、請求項21に記載の方法。 The method of claim 21, wherein the biomolecule is selected from the group consisting of DNA, RNA, polypeptide, lipid, sugar, small organic molecule, and complexes thereof. 前記荷電性物質は、カチオン性ポリマー、カチオン性脂質、カチオン性ポリアミノ酸およびその複合体からなる群より選択される、請求項16に記載の方法。 The method according to claim 16, wherein the charged substance is selected from the group consisting of a cationic polymer, a cationic lipid, a cationic polyamino acid, and a complex thereof. 前記荷電性物質は、ポリアミン系試薬、ポリイミン系試薬、リポソーム系試薬および帯電コロイドからなる群より選択される、請求項16に記載の方法。 The method according to claim 16, wherein the charged substance is selected from the group consisting of a polyamine reagent, a polyimine reagent, a liposome reagent, and a charged colloid. 前記塩は、有機酸または無機酸の水素を金属に置換したものであるか、あるいは塩基の水酸基を有機酸基または無機酸基で置換したものである、請求項16に記載の方法。 The method according to claim 16, wherein the salt is one obtained by substituting hydrogen of an organic acid or inorganic acid with a metal, or one obtained by substituting a hydroxyl group of a base with an organic acid group or an inorganic acid group. 前記塩は、塩化カルシウム、リン酸水素ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、ピルビン酸ナトリウム、HEPES、塩化カルシウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫化マグネシウム、硝酸鉄、アミノ酸およびビタミンからなる群より選択される、請求項16に記載の方法。 The salt is selected from the group consisting of calcium chloride, sodium hydrogen phosphate, sodium bicarbonate, sodium pyruvate, HEPES, calcium chloride, sodium chloride, potassium chloride, magnesium sulfide, iron nitrate, amino acids and vitamins. 16. The method according to 16. 前記塩は、緩衝液、培養液および血清の形態で提供される、請求項16に記載の方法。 17. The method of claim 16, wherein the salt is provided in the form of a buffer, a culture medium and serum. 前記遺伝物質は、細胞に導入された後生物学的活性を有する物質をコードする、請求項16に記載の方法。 17. The method of claim 16, wherein the genetic material encodes a material that has biological activity after being introduced into a cell. 前記遺伝物質、前記荷電性物質および前記塩は薬学的に受容可能である、請求項16に記載の方法。 The method of claim 16, wherein the genetic material, the charged material, and the salt are pharmaceutically acceptable. 前記遺伝物質、前記荷電性物質および前記塩は、マイクロカプセル中に含まれる、請求項16に記載の方法。 The method of claim 16, wherein the genetic material, the charged material, and the salt are contained in a microcapsule. 前記支持体は、固相支持体である、請求項16に記載の方法。 The method of claim 16, wherein the support is a solid support. 前記支持体は、ガラス、シリカ、シリコン、セラミック、二酸化珪素、プラスチック、金属、天然ポリマーおよび合成ポリマーからなる群より選択される材料を含む、請求項16に記載の方法。 17. The method of claim 16, wherein the support comprises a material selected from the group consisting of glass, silica, silicon, ceramic, silicon dioxide, plastic, metal, natural polymer, and synthetic polymer. 前記支持体は、コーティングされる、請求項16に記載の方法。 The method of claim 16, wherein the support is coated. 前記コーティングは、ポリ−L−リジン、シラン、APS、MAS、疎水性フッ素樹脂および金属からなる群より選択される物質を含むコーティング剤によって行われる、請求項33に記載の方法。 34. The method of claim 33, wherein the coating is performed by a coating agent comprising a material selected from the group consisting of poly-L-lysine, silane, APS, MAS, hydrophobic fluororesin and metal. 前記支持体はチップである、請求項16に記載の方法。 The method of claim 16, wherein the support is a chip. 前記支持体はチップであり、前記複合体は該チップ上にアレイ状に配列される、請求項16に記載の方法。 The method according to claim 16, wherein the support is a chip, and the composite is arranged in an array on the chip. 前記生体分子は、細胞に導入されて生物学的活性を有する、請求項16に記載の方法。 17. The method of claim 16, wherein the biomolecule is introduced into a cell and has biological activity. 前記工程II)は、生体分子を破壊しない条件下で行われる、請求項16に記載の方法。 The method of claim 16, wherein step II) is performed under conditions that do not destroy the biomolecule. 前記工程III)は、生体分子を破壊しない条件下で行われる、請求項16に記載の方法。 The method of claim 16, wherein step III) is performed under conditions that do not destroy the biomolecule. 前記混合物を固相支持体に付着した後、その混合物中の溶媒を低減または除去する工程をさらに包含する、請求項16に記載の方法。 17. The method of claim 16, further comprising the step of reducing or removing the solvent in the mixture after attaching the mixture to a solid support. 遺伝物質と、該遺伝物質とは反対の荷電を有する荷電性物質と、塩とが表面に固定された、支持体。 A support in which genetic material, a charged material having a charge opposite to that of the genetic material, and a salt are fixed to the surface. 前記遺伝物質は、細胞に導入され得る、請求項41に記載の支持体。 42. The support of claim 41, wherein the genetic material can be introduced into a cell. 前記遺伝物質は、2種類以上含まれる、請求項41に記載の支持体。 The support according to claim 41, wherein the genetic material is contained in two or more types. 前記遺伝物質は、DNA、RNA、PNAおよびそれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項41に記載の支持体。 42. The support of claim 41, wherein the genetic material is selected from the group consisting of DNA, RNA, PNA and combinations thereof. 前記荷電性物質は、細胞親和性を有する、請求項41に記載の支持体。 42. The support according to claim 41, wherein the charged substance has cell affinity. 前記荷電性物質は、生体分子を含む、請求項41に記載の支持体。 The support according to claim 41, wherein the charged substance includes a biomolecule. 前記生体分子は、DNA、RNA、ポリペプチド、脂質、糖、有機低分子、およびこれらの複合体からなる群より選択される、請求項41に記載の支持体。 42. The support of claim 41, wherein the biomolecule is selected from the group consisting of DNA, RNA, polypeptides, lipids, sugars, small organic molecules, and complexes thereof. 前記荷電性物質は、カチオン性ポリマー、カチオン性脂質、カチオン性ポリアミノ酸およびその複合体からなる群より選択される、請求項41に記載の支持体。 42. The support according to claim 41, wherein the charged substance is selected from the group consisting of a cationic polymer, a cationic lipid, a cationic polyamino acid and a complex thereof. 前記荷電性物質は、ポリアミン系試薬、ポリイミン系試薬、リポソーム系試薬および帯電コロイドからなる群より選択される、請求項41に記載の支持体。 42. The support according to claim 41, wherein the charged substance is selected from the group consisting of a polyamine reagent, a polyimine reagent, a liposome reagent, and a charged colloid. 前記塩は、有機酸または無機酸の水素を金属に置換したものであるか、あるいは塩基の水酸基を有機酸基または無機酸基で置換したものである、請求項41に記載の支持体。 42. The support according to claim 41, wherein the salt is obtained by substituting a metal for hydrogen of an organic acid or an inorganic acid, or by replacing a hydroxyl group of a base with an organic acid group or an inorganic acid group. 前記塩は、塩化カルシウム、リン酸水素ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、ピルビン酸ナトリウム、HEPES、塩化カルシウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫化マグネシウム、硝酸鉄、アミノ酸およびビタミンからなる群より選択される、請求項41に記載の支持体。 The salt is selected from the group consisting of calcium chloride, sodium hydrogen phosphate, sodium hydrogen carbonate, sodium pyruvate, HEPES, calcium chloride, sodium chloride, potassium chloride, magnesium sulfide, iron nitrate, amino acids and vitamins. 42. The support according to 41. 前記塩は、緩衝液、培養液および血清の形態で提供される、請求項41に記載の支持体。 42. The support of claim 41, wherein the salt is provided in the form of a buffer, a culture solution and serum. 前記遺伝物質は、細胞に導入された後生物学的活性を有する物質をコードする、請求項41に記載の支持体。 42. The support of claim 41, wherein the genetic material encodes a material having biological activity after being introduced into a cell. 前記支持体、前記遺伝物質、前記荷電性物質および前記塩は薬学的に受容可能である、請求項41に記載の支持体。 42. The support of claim 41, wherein the support, the genetic material, the charged material, and the salt are pharmaceutically acceptable. 前記遺伝物質、前記荷電性物質および前記塩は、マイクロカプセル中に含まれる、請求項41に記載の支持体。 42. The support of claim 41, wherein the genetic material, the charged material and the salt are contained in a microcapsule. 前記支持体は、固相支持体である、請求項41に記載の支持体。 42. The support of claim 41, wherein the support is a solid support. 前記支持体は、ガラス、シリカ、シリコン、セラミック、二酸化珪素、プラスチック、金属、天然ポリマーおよび合成ポリマーからなる群より選択される材料を含む、請求項41に記載の支持体。 42. The support of claim 41, wherein the support comprises a material selected from the group consisting of glass, silica, silicon, ceramic, silicon dioxide, plastic, metal, natural polymer, and synthetic polymer. 前記支持体は、コーティングされる、請求項41に記載の支持体。 42. The support of claim 41, wherein the support is coated. 前記コーティングは、ポリ−L−リジン、シラン、APS、MAS、疎水性フッ素樹脂および金属からなる群より選択される物質を含むコーティング剤によって行われる、請求項58に記載の支持体。 59. The support according to claim 58, wherein the coating is performed by a coating agent comprising a material selected from the group consisting of poly-L-lysine, silane, APS, MAS, hydrophobic fluororesin and metal. 前記支持体はチップである、請求項41に記載の支持体。 42. A support according to claim 41, wherein the support is a chip. 前記支持体はチップであり、前記遺伝物質、前記荷電性物質および前記塩を含む混合物は該チップ上にアレイ状に配列される、請求項41に記載の支持体。 42. The support according to claim 41, wherein the support is a chip, and the mixture including the genetic material, the charged material, and the salt is arranged in an array on the chip. 前記生体分子は、細胞に導入されて生物学的活性を有する、請求項41に記載の支持体。
42. The support of claim 41, wherein the biomolecule is introduced into a cell and has biological activity.
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