JP2007306883A - Method for evaluating chronic stress - Google Patents

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Kazuhito Rokutan
一仁 六反
Kyoko Morita
恭子 森田
Kiyoshi Masuda
清士 増田
Hisashi Sugiyama
寿 杉山
Toshiro Saito
俊郎 斎藤
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University of Tokushima NUC
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new method for readily, objectively and highly accurately evaluating the condition of chronic stress of a testee. <P>SOLUTION: The condition of the chronic stress of the testee is evaluated by using a messenger-RNA derived from peripheral blood of the testee, based on the result of the expression analysis of a specific marker gene selected as the marker gene of the chromic stress. Further, the gene expression data of the testee are compared and analyzed with the previously obtained gene expression data of a healthy subject and a person in the chronic stress condition. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、慢性ストレスの評価方法に関する。より詳しくは、被検者の末梢血由来のメッセンジャーRNAを用いて、選ばれたマーカー遺伝子の発現解析結果に基づき、該被検者の慢性ストレス状態を評価することを特徴とする慢性ストレスの評価方法に関する。   The present invention relates to a method for evaluating chronic stress. More specifically, evaluation of chronic stress characterized by evaluating the chronic stress state of the subject based on the expression analysis result of the selected marker gene using messenger RNA derived from the peripheral blood of the subject. Regarding the method.

現在、人が直面している生活様式の変化と社会構造の変革は、人の心身の健康にさまざまな影響をもたらしている。ストレスの増加は、狭義の精神疾患や心身疾患のみならず、生活習慣病や難治性慢性疾患の増加とも密接に結びついている。   At present, lifestyle changes and changes in social structure that people are facing have had various effects on human mental and physical health. The increase in stress is closely related not only to mental disorders and psychosomatic disorders in the narrow sense, but also to lifestyle-related diseases and intractable chronic diseases.

生体が有害な環境や因子に曝されたときに生じる非特異的な反応が「ストレス」と定義されている。今日まで、各種疾患においてストレスで誘導される因子が同定され、病態との関連が指摘されているが、未だにストレスの程度を正確に評価する方法は確立されていない。この理由は、ストレスは複雑系の反応であり、心理学、社会学、生理学、臨床医学など多角的な評価が要求され、しかもそれぞれの評価法に確実な指標を欠いているためである。   Non-specific reactions that occur when a living body is exposed to harmful environments and factors are defined as "stress". To date, factors induced by stress in various diseases have been identified and related to the disease state, but a method for accurately evaluating the degree of stress has not yet been established. The reason for this is that stress is a complex system reaction and requires various evaluations such as psychology, sociology, physiology, and clinical medicine, and each evaluation method lacks certain indicators.

例えば、従来、個人のストレス評価法として、ライフイベントや日常苛立ち事などのストレッサーの評価、性格判定テストなどの個人の生物学的特徴の評価が行われ、一定の成果を挙げてきた。しかし、これらの評価には膨大な時間と労力が必要であり、定量性や客観性に問題が残されている。また、ストレスホルモンなどの限られた因子を測定する方法、例えば、体液中のクロモグラミンの濃度を定量する方法(特許文献1)、副腎又は下垂体における一酸化窒素合成酵素の活性を測定する方法(特許文献2)、唾液における副腎性性ホルモン又はその代謝物の濃度を指標にする方法(特許文献3)、グルタチオン付加ヘモグロビン量を測定する方法(特許文献4)、唾液中のコルチゾール濃度を測定する方法(特許文献5)、モノアミン類の濃度変化率を測定する方法(特許文献6)、V-1遺伝子発現量又はV-1蛋白質量を測定する方法(特許文献7)、血中のKYN濃度の変化率を測定する方法(特許文献8)、perl遺伝子とperl2遺伝子の発現レベルを指標とする方法(特許文献9)など、多くの方法が提案されているが、これらの方法では、内分泌・神経・免疫による複雑系の反応(ストレス反応)を評価することは困難である。   For example, as an individual stress evaluation method, evaluation of stressors such as life events and daily irritation, and evaluation of individual biological characteristics such as personality determination tests have been performed, and certain results have been achieved. However, these evaluations require an enormous amount of time and labor, and problems remain in quantitativeness and objectivity. Also, methods for measuring limited factors such as stress hormones, for example, methods for quantifying the concentration of chromogramin in body fluids (Patent Document 1), methods for measuring the activity of nitric oxide synthase in the adrenal gland or pituitary gland (Patent Document 2), a method using an adrenal sex hormone or its metabolite concentration in saliva as an index (Patent Document 3), a method of measuring the amount of glutathione-added hemoglobin (Patent Document 4), and measuring the cortisol concentration in saliva Method (Patent Document 5), method of measuring concentration change rate of monoamines (Patent Document 6), method of measuring V-1 gene expression level or V-1 protein mass (Patent Document 7), KYN in blood Many methods have been proposed, such as a method for measuring the rate of change in concentration (Patent Document 8) and a method using the expression level of the perl gene and perl2 gene as an index (Patent Document 9). , It is difficult to evaluate the reaction of complex systems by endocrine and nervous, immune and (stress reaction).

本発明者らは、末梢白血球に現れる生体反応をマイクロアレイ(DNAチップ)を用いて網羅的に解析し、複雑系の反応であるストレス反応を、客観的に評価する新しい方法論を見出し、ストレス及びストレス関連疾患の診断に応用して来た。   The present inventors have comprehensively analyzed biological reactions appearing in peripheral leukocytes using a microarray (DNA chip), and have found a new methodology for objectively evaluating a stress response that is a complex system reaction. It has been applied to the diagnosis of related diseases.

発明者らは、既にストレス及びストレス関連疾患を評価するためのオリゴヌクレオチドアレイ及び検査方法を提供し(特許文献10)、これを用いて、うつ病の評価方法(特許文献11)、また、健常大学院生が学位論文の公開審査時に現れる急性の精神的ストレスを評価する方法(非特許文献1)を提供した。   The inventors have already provided an oligonucleotide array and a test method for evaluating stress and stress-related diseases (Patent Document 10), and using this, an evaluation method for depression (Patent Document 11) and healthy Provided a method (Non-patent Document 1) for graduate students to evaluate acute mental stress that appears at the time of the open examination of a thesis.

今回提供するのは精神的ストレスが長期に持続する状態、いわゆる慢性ストレス時におけるストレス評価方法である。強度のストレスに曝された場合は、心的外傷後ストレス障害(PTSD)に陥る場合もあるが、ほとんどの急性ストレスは原因となるストレッサーがなくなるともとの状態に戻る。これに反して、ストレッサーに長期間持続的に曝される慢性ストレスは、ストレスに起因する疾患、例えば、うつ病などの精神疾患や、がん、アレルギー疾患、などの発症の原因となり、生活習慣病など、多くの疾患の増悪と密接に結びついている。この慢性ストレスの状態を簡便かつ的確に評価できれば、個人の日常生活や治療にフィードバックできる有用な情報となる。検診センター、職場の健康管理室、災害の避難現場等でも利用でき、予防医学の分野で国民生活の向上と医療費の削減に貢献することができる。   This time, we provide a stress assessment method for mental stress that lasts for a long time, so-called chronic stress. When exposed to intense stress, post-traumatic stress disorder (PTSD) may occur, but most acute stress returns to its original state with no underlying stressors. On the other hand, chronic stress that is continuously exposed to stressors for a long time causes the onset of diseases caused by stress, such as mental illness such as depression, cancer, allergic diseases, etc. It is closely linked to the exacerbation of many diseases such as illness. If this chronic stress state can be easily and accurately evaluated, it will be useful information that can be fed back to the individual's daily life and treatment. It can also be used at medical checkup centers, workplace health management rooms, disaster evacuation sites, etc., and can contribute to improving national life and reducing medical expenses in the field of preventive medicine.

特開平11-23572号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-23572 特開平8-262025号公報JP-A-8-262025 特開平11-38004号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-38004 特開2000-74923号公報JP 2000-74923 A 特開2000-275248号公報JP 2000-275248 A 特開2002−156378号公報JP 2002-156378 A 特開2003−61654号公報JP 2003-61654 A 特開2004−198325号公報JP 2004-198325 A 特開2005−143420号公報JP 2005-143420 A 特開2002−340917号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-34017 特開2004−208547号公報JP 2004-208547 A Neuroscience Letters、381(2005)57−62号公報Neuroscience Letters, 381 (2005) 57-62

本発明の目的は、慢性ストレス状態を、簡便に、しかも客観的かつ高精度に診断するための新規な方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a novel method for diagnosing a chronic stress state easily, objectively and with high accuracy.

本発明者らは、慢性ストレスの状態を客観的に評価するために、検体として容易に得られ、しかも、ストレスに関連する因子の受容体の多くを発現する末梢血白血球に着目した。そして、ストレス応答に関連する約1500遺伝子のメッセンジャーRNAの発現パターンを網羅的に解析し、パターン化することで、慢性ストレスの状態を評価し得る方法を見出し、本発明の完成に至った。   In order to objectively evaluate the state of chronic stress, the present inventors focused on peripheral blood leukocytes that are easily obtained as specimens and that express many receptors for stress-related factors. Then, by comprehensively analyzing and patterning the expression pattern of messenger RNA of about 1500 genes related to stress response, a method capable of evaluating the state of chronic stress was found, and the present invention was completed.

すなわち、本発明は、被検者の末梢血由来のメッセンジャーRNAを用いて、表1から選ばれるマーカー遺伝子の発現解析結果に基づき、該被検者の慢性ストレス状態を評価する。   That is, the present invention evaluates the subject's chronic stress state based on the expression analysis result of the marker gene selected from Table 1, using messenger RNA derived from the peripheral blood of the subject.

表1に記載された遺伝子は有用な慢性ストレスのマーカー遺伝子である。これらは、Bonferroni補正をしたdoitall. pair有意差検定によりerror rateが0.05以下で、健常者に比べて慢性ストレス状態者で発現が1.5倍以上増加している遺伝子14個と1.5倍以上発現が減少している遺伝子10個から成る。表1には、各マーカー遺伝子の遺伝子記号、発現比の平均値、p値を示した。   The genes listed in Table 1 are useful marker genes for chronic stress. According to the doferro-corrected doitall.pair significant difference test, the error rate is 0.05 or less, and 14 genes whose expression is increased 1.5 times or more in the chronic stress state compared with the normal one and 1. It consists of 10 genes whose expression is reduced 5 times or more. Table 1 shows the gene symbol of each marker gene, the average value of the expression ratio, and the p value.

本発明では、表1から選ばれるマーカー遺伝子の発現に関して、被検者の検体で検査し、該被検者が慢性ストレス状態にあるか否かを判定することができる。   In the present invention, the expression of a marker gene selected from Table 1 can be examined in a subject's sample to determine whether or not the subject is in a chronic stress state.

なお、慢性ストレスのマーカー遺伝子に関しては、ここでは、以下に記載するように、医師国家試験受験をひかえ半年以上にわたり慢性ストレス状態が続き、試験前々日を迎えた6年次医学科学生(慢性ストレス状態者)18名、及び、医師国家試験受験の10ヶ月前で、まだストレスを感じていない6年次医学科学生(健常者)13名から16:00〜18:00の空腹時に採血した全血よりRNAを抽出し、DNAチップを用いて遺伝子発現解析を行い、その結果に基づいて決定した。対象者は、本評価法開発のための研究に参加することについて文書により説明し同意を得た者である。評価は、採血に加えて、STAI(State-Trait Anxiety Inventory:状態−特性不安検査)質問票により状態不安と特性不安を調査し、対象者が感じている不安を評価することで、ストレスのかかりぐあいを間接的に評価する方法により実施した。   Regarding the marker gene of chronic stress, as described below, the 6th year medical student (chronic Blood was collected from 18 persons and 13 months of medical science students (healthy persons) who were not yet stressed 10 months before taking the doctor's national examination at 16: 00 to 18:00 RNA was extracted from whole blood, gene expression analysis was performed using a DNA chip, and the result was determined. The subject is a person who gave written explanation and consent to participate in the research for developing this evaluation method. In addition to blood sampling, the state-traffic anxiety inventory (STAI) questionnaire surveys state anxiety and characteristic anxiety and assesses the anxiety that the subject feels, thereby applying stress. It was carried out by the method of indirectly evaluating the gap.

本明細書の実施例では、慢性ストレス状態者及び健常者から得た全血よりRNAを抽出し、表1に記載のマーカー遺伝子について、DNAチップを用いて遺伝子発現解析を行った。DNAチップとは、ガラス等の支持基体上に多数の遺伝子に相当する塩基配列を有するDNA断片を固定化したものであり、ハイブリダイゼーションにより、サンプル中のRNAを検出するものである。解析は、遺伝子の網羅的な発現解析が可能であれば、上記DNAチップに代えて、他のDNA固相化試料(DNAアレイ、ビーズ、メンブレンフィルター等)や定量法を利用してもよい。   In the examples of the present specification, RNA was extracted from whole blood obtained from a chronically stressed person and a healthy person, and gene expression analysis was performed on the marker genes shown in Table 1 using a DNA chip. A DNA chip is obtained by immobilizing a DNA fragment having a base sequence corresponding to a large number of genes on a support substrate such as glass, and detects RNA in a sample by hybridization. As long as the gene expression can be comprehensively analyzed, other DNA-immobilized samples (DNA arrays, beads, membrane filters, etc.) and quantitative methods may be used instead of the DNA chip.

比較対照は、各慢性ストレス状態者に対し、健常者13名のRNAサンプルを等量混合したもの(ユニバーサルRNA)とした。そして、慢性ストレス状態者RNAと健常者ユニバーサルRNA間の各遺伝子の発現量比を求め、慢性ストレス状態者/健常者比較データのすべてにおいて蛍光強度が300以上である遺伝子群を解析対象遺伝子とした。この解析対象遺伝子より、慢性ストレス状態者/健常者比較データにおいて、発現量が有意に増加もしくは減少している遺伝子を有意差検定により抽出した。そして、健常者に比べ、慢性ストレス状態者において発現量が1.5倍以上増加している遺伝子(14遺伝子)、及び1.5倍以上減少している遺伝子(10遺伝子)を、慢性ストレスの状態を評価するための指標、すなわち「慢性ストレスのマーカー遺伝子」として選定した。   The comparative control was a mixture of equal amounts of RNA samples from 13 healthy subjects (universal RNA) for each chronically stressed person. Then, the expression level ratio of each gene between the chronically stressed person RNA and the healthy person universal RNA was obtained, and the gene group having the fluorescence intensity of 300 or more in all the chronically stressed person / healthy person comparison data was used as the analysis target gene. . From this analysis target gene, genes whose expression level was significantly increased or decreased in the chronically stressed / healthy person comparison data were extracted by a significant difference test. Then, compared with healthy subjects, the genes whose expression level is increased 1.5 times or more (14 genes) and those whose gene expression is decreased 1.5 times or more (10 genes) in those who are chronically stressed are those of chronic stress. It was selected as an index for evaluating the state, that is, “a marker gene for chronic stress”.

被検者の慢性ストレスの状態の評価は、表1に記載されたマーカー遺伝子に関して、被検者、慢性ストレス状態者、健常者の遺伝子発現のプロファイルを比較解析することにより実施することができる。   The evaluation of the state of chronic stress of the subject can be performed by comparatively analyzing the gene expression profiles of the subject, the chronic stressed state, and the healthy subject with respect to the marker genes described in Table 1.

例えば、被検者由来のRNAサンプルと、健常者ユニバーサルRNAサンプルを互いに発光波長の異なる蛍光色素でラベルした後、表1に記載の遺伝子を搭載した同一の慢性ストレス評価用DNAチップ上で競合ハイブリダイゼーションを行う。チップ上の各プローブの蛍光強度は、被検者と健常者の各遺伝子の発現強度比を示し、その発現プロファイルを上記の表1に記載の遺伝子の慢性ストレス状態者/健常者の発現比較した遺伝子発現プロフィル元データと比較解析することにより、被検者の慢性ストレスの状態を評価することができる。また、健常者ユニバーサルRNAサンプルの代わりに、慢性ストレス状態者と性、年齢を一致させた健常各人のRNAサンプルをコントロールサンプルとして用いて、表1に記載の遺伝子に関して、被検者、慢性ストレス状態者、健常者間の比較解析をしても良い。更に、ユニバーサルRNAサンプルの蛍光強度の代わりに、被検者、慢性ストレス状態者、健常者、それぞれの1色の蛍光強度をチップ間、遺伝子間でノーマリゼーションしたデータセットを基準として用いる、所謂、1色法でも実施することができる。   For example, a subject-derived RNA sample and a healthy subject universal RNA sample are labeled with fluorescent dyes having different emission wavelengths, and then competitive high on the same chronic stress evaluation DNA chip carrying the genes shown in Table 1. Perform hybridization. The fluorescence intensity of each probe on the chip indicates the expression intensity ratio of each gene of the subject and the healthy subject, and the expression profile of the genes shown in Table 1 above was compared with the expression of the chronic stress state / healthy subject. By subjecting the gene expression profile source data to comparative analysis, the state of chronic stress of the subject can be evaluated. In addition, instead of the healthy subject universal RNA sample, the subject, chronic stress, etc., for the genes listed in Table 1, using the RNA samples of healthy individuals whose sex and age matched that of the chronically stressed subjects. You may perform comparative analysis between a state person and a healthy person. Furthermore, instead of the fluorescence intensity of the universal RNA sample, a so-called 1 that uses a data set obtained by normalizing fluorescence intensity of one color of each of the subject, chronic stressed person, and healthy person between chips and between genes. It can also be carried out by a color method.

遺伝子の発現解析方法は、DNAチップに限定されず、DNAアレイやメンブレンフィルター等の他のDNA固相化試料を用いた核酸ハイブリダイゼーション法、RT-PCRやリアルタイムPCR等の定量的PCR法、ノーザンブロット法、サブトラクション法、ディファレンシャル・ディスプレイ法、及びディファレンシャル・ハイブリダイゼーション法等、当該技術分野で知られた任意の解析方法を用いることができる。特に、多数の遺伝子を一度に網羅的に解析できるという点で、DNAチップ、DNAアレイ、メンブレンフィルター、及びビーズ等のDNA固相化試料が好ましい。   The gene expression analysis method is not limited to a DNA chip, but a nucleic acid hybridization method using other DNA-immobilized sample such as a DNA array or a membrane filter, a quantitative PCR method such as RT-PCR or real-time PCR, Northern Any analysis method known in the art can be used, such as a blot method, a subtraction method, a differential display method, and a differential hybridization method. In particular, a DNA solid-phase sample such as a DNA chip, a DNA array, a membrane filter, and beads is preferable because a large number of genes can be comprehensively analyzed at once.

遺伝子を検出するためのプローブは、周知の方法に従って、表1に記載された遺伝子から選ばれるマーカー遺伝子の特異性の高い領域(例えば、3’UTR部分)に相補的な配列として設計することができ、25−100塩基長の合成オリゴプローブ、あるいは300−1000塩基長のPCR産物を使用することができる。固相上へのプローブの固定化方法は、特に限定されず、周知の方法に従い、合成したプローブを固相上にスポットするか、プローブを固相上で合成すればよい。DNAチップを用いた検査システムの一例を図1に示す。
実際の臨床検査の現場では、被検者の遺伝子発現データと、あらかじめ取得しておいた健常者及び慢性ストレス状態者の遺伝子発現データとを比較解析する手段を有するシステムを用意する。当該システムでは、被検者、健常者及び慢性ストレス状態者の遺伝子発現データに加えて、それぞれの年齢及び性別などの臨床データを加えて比較解析すると更に良い。例えば、慢性ストレス状態者及び健常者の発現データを年齢、性別に分けてデータベースとして蓄えて置けば、データベースから被検者と年齢、性別が合致したデータを取り出すだけで、被検者と慢性ストレス状態者、健常者の比較解析を行うことができる。許容される年齢差としては5歳以内が望ましい。また、慢性ストレス状態者及び健常者の発現データをコンピュータにあらかじめ学習させておき、被検者の発現データが慢性ストレス状態者と健常者のどちらの発現パターンに近いかをコンピュータに判断させることにより、被検者の慢性ストレスの状態を評価することもできる。
A probe for detecting a gene can be designed as a sequence complementary to a highly specific region (for example, 3′UTR portion) of a marker gene selected from the genes listed in Table 1 according to a well-known method. A synthetic oligo probe having a length of 25-100 bases or a PCR product having a length of 300-1000 bases can be used. The method for immobilizing the probe on the solid phase is not particularly limited, and the synthesized probe may be spotted on the solid phase or the probe may be synthesized on the solid phase according to a known method. An example of an inspection system using a DNA chip is shown in FIG.
In an actual clinical laboratory, a system having a means for comparing and analyzing gene expression data of a subject and gene expression data of a healthy person and a chronic stressed person acquired in advance is prepared. In this system, in addition to the gene expression data of the subject, the healthy person, and the chronically stressed person, it is further preferable to add and compare the clinical data such as age and sex. For example, if you store the expression data of chronically stressed and healthy individuals as a database divided by age and gender, you can simply retrieve the data that matches the age, sex and the subject from the database. A comparative analysis of the state person and the healthy person can be performed. The allowable age difference is preferably within 5 years. In addition, by letting a computer learn in advance the expression data of a chronically stressed person and a healthy person, and letting the computer determine whether the expression data of the subject is close to the expression pattern of a chronically stressed person or a healthy person The state of chronic stress of the subject can also be evaluated.

データの解析方法は、クラスタ解析に限定されず、サポートベクターマシン等の機械学習のアルゴリズム等、当該技術分野で知られた任意の解析方法を用いることができる。評価システムの概要を図2に示す。   The data analysis method is not limited to cluster analysis, and any analysis method known in the technical field such as a machine learning algorithm such as a support vector machine can be used. An overview of the evaluation system is shown in FIG.

本発明によれば、慢性ストレスの状態を、被検者のほんの数ccの末梢血から得たRNAの遺伝子発現解析により、簡便に、しかも客観的かつ高精度に診断することができ、従来、困難であった慢性ストレスの評価を容易に実施することができる。本発明の方法は、従来の限られた因子を測定する方法に比べ、数多くのRNA発現量から生体機能を多面的に把握することになるので、慢性ストレスのような複雑な状態を評価する方法として原理的にも適切であり、効用大なるものである。   According to the present invention, the state of chronic stress can be easily and objectively and accurately diagnosed by gene expression analysis of RNA obtained from only a few cc of peripheral blood of a subject. Chronic stress that has been difficult can be easily evaluated. Since the method of the present invention grasps biological functions from a large number of RNA expression levels from a number of RNA expression levels as compared with conventional methods for measuring limited factors, a method for evaluating a complex state such as chronic stress As such, it is appropriate in principle and has great utility.

以下、実施例を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail using an Example, this invention is not limited to these.

〔実施例1〕
1.慢性ストレス状態者及び健常者
対象者は、徳島大学医学部医学科6年次学生のうち、本評価法開発のための研究に参加することについて文書により説明し同意を得た者とした。本研究は徳島大学病院倫理委員会の承認を得ている。
[Example 1]
1. Chronic stressed and healthy subjects The subjects were those of the Tokushima University School of Medicine 6th year students who gave written explanation and consent to participate in the research for developing this evaluation method. This study has been approved by Tokushima University Hospital Ethics Committee.

慢性ストレス状態者としては、医師国家試験受験をひかえ半年以上にわたり慢性ストレス状態が続き、試験前々日を迎えた6年次医学科学生18名を選んだ。18名は、男性10名、女性8名で、平均年齢は25.4歳、23〜32歳からなる。この18名について、試験前々日に、各人の血液サンプルを採取するとともに、その状態不安と特性不安をSTAI質問票でスコアー化して評価した。   Chronic stressed individuals were selected from 18 sixth-year medical students who had been in a chronic stress state for more than half a year after taking the National Examination for Physicians. 18 people are 10 males and 8 females, and the average age is 25.4 years old and 23 to 32 years old. About these 18 people, the blood sample of each person was collected on the day before the test, and the state anxiety and characteristic anxiety were scored by the STAI questionnaire and evaluated.

一方、健常者としては、まだ医師国家試験準備に伴う慢性ストレス状態にない医師国家試験10ヶ月前の徳島大学医学医学科6年次学生13名を選んだ。13名は、男性5名、女性8名で、平均年齢23.8歳、23〜27歳からなる。この13名について、慢性ストレス状態者の場合と同様に、各人の血液サンプルを採取するとともに、その状態不安と特性不安をSTAI質問票でスコアー化して評価した。   On the other hand, as healthy individuals, 13 students from the Tokushima University School of Medicine 6th grade students who were not yet in the chronic stress state due to preparation for the doctor's national exam were selected 10 months ago. Thirteen people are 5 males and 8 females, with an average age of 23.8 years and 23-27 years. For these 13 people, blood samples of each person were collected and the anxiety and characteristic anxiety were scored and evaluated using the STAI questionnaire as in the case of the chronic stress person.

図3に、STAI尺度によりスコアー化した慢性ストレス状態者18名の状態不安と、健常者13名の状態不安の平均値(コントロール)を示した。   FIG. 3 shows the average values (control) of the state anxiety of 18 chronically stressed persons scored by the STAI scale and the state anxiety of 13 healthy persons.

2.遺伝子発現解析
慢性ストレス状態者18名から、PAXgene Blood RNA System(キアゲン社製)を用いて5 cc採血し、トータルRNAを抽出した。採血は、午後4時から午後6時までの空腹時とし、医師が安静下に肘静脈より採血した。トータルRNAの収量は、5-15マイクログラムであった。
2. Gene expression analysis 5 cc blood samples were collected from 18 persons with chronic stress using PAXgene Blood RNA System (Qiagen), and total RNA was extracted. Blood was collected on an empty stomach from 4 pm to 6 pm, and the doctor collected blood from the elbow vein while resting. Total RNA yield was 5-15 micrograms.

次に、各慢性ストレス状態者より抽出したトータルRNAを5マイクログラムずつ取り出し、T7プロモータ配列を付加したオリゴ(dT)24プライマーをアニールさせ、まず、First strand DNA合成を行った。次に、このFirst strand DNAを鋳型にして、T7プロモータ配列を有するSecond strand DNAを合成した。最後にSecond strand DNAを鋳型にして、T7 RNA polymeraseによるRNA合成を行った。合成したRNA 6マイクログラムに対し、ランダムヘキサマーをアニールさせ逆転写酵素反応を行い、Cy5-dCTPを鎖中に取り込ませることで蛍光標識したcDNAを合成した。   Next, 5 micrograms of total RNA extracted from each chronically stressed person was taken out and annealed with oligo (dT) 24 primer to which a T7 promoter sequence was added. First strand DNA synthesis was performed. Next, Second strand DNA having a T7 promoter sequence was synthesized using this First strand DNA as a template. Finally, RNA was synthesized with T7 RNA polymerase using Second strand DNA as a template. 6 micrograms of synthesized RNA was annealed with random hexamers and subjected to reverse transcriptase reaction to synthesize fluorescently labeled cDNA by incorporating Cy5-dCTP into the chain.

健常コントロール者13名から、慢性ストレス状態者の場合と同様に5 cc採血した後トータルRNAを抽出し、等量を混合してユニバーサルサンプルとした後、蛍光ラベルとしてCy5-dCTP の代わりにCy3-dCTPを用いた以外は同様の手順でcDNAを合成した。   After collecting 5 cc of blood from 13 healthy controls, extract total RNA, mix the same amount to make a universal sample, and use Cy3-dCTP instead of Cy5-dCTP as a fluorescent label. cDNA was synthesized by the same procedure except that dCTP was used.

比較解析を行う2種類のcDNAを等量混合した後、DNAチップ(日立製作所社製薬物応答解析用DNAチップ)にかけてハイブリダイゼーションを62℃で12時間行った。洗浄後、スキャナー(GSI-Lumonics社製 ScanArray 5000)により各スポットの蛍光強度を測定し、慢性ストレス状態者サンプルと健常者ユニバーサルサンプルの各遺伝子における発現量の比を求めた。   After mixing equal amounts of two types of cDNAs for comparative analysis, hybridization was performed at 62 ° C. for 12 hours on a DNA chip (Hitachi, Ltd., pharmaceutical response analysis DNA chip). After washing, the fluorescence intensity of each spot was measured with a scanner (ScanArray 5000 manufactured by GSI-Lumonics), and the ratio of the expression level of each gene in the chronic stress state sample and the healthy subject universal sample was determined.

3.データ解析(慢性ストレスのマーカー遺伝子の選定)
解析対象とする遺伝子は、18組のデータすべてにおいて蛍光強度が300以上である遺伝子群(1235個)とした。まず、慢性ストレス状態者/健常者ユニバーサル比較データにおいて、発現量が有意に増加もしくは減少している遺伝子を有意差検定(Bonferroni補正あり:doitall.pair:error rate<0.05)により抽出し、更に、変動が1.5倍以上の遺伝子を選び出した。健常者と比べ、慢性ストレス状態者において発現量が有意に増加している遺伝子は14個、有意に減少している遺伝子が10個であった。これらの遺伝子を表1に示す。これらの遺伝子は、被検者が慢性ストレス状態にあるか否かを評価するマーカー遺伝子として有用である。
3. Data analysis (selection of marker genes for chronic stress)
The genes to be analyzed were a gene group (1235) having a fluorescence intensity of 300 or more in all 18 sets of data. First, in the universal comparison data of chronic stressed / healthy persons, genes whose expression levels are significantly increased or decreased are extracted by a significant difference test (with Bonferroni correction: doitall.pair: error rate <0.05), Furthermore, genes with a variation of 1.5 times or more were selected. Compared with healthy subjects, there were 14 genes whose expression levels were significantly increased and 10 genes that were significantly decreased in those with chronic stress. These genes are shown in Table 1. These genes are useful as marker genes for evaluating whether or not a subject is in a chronic stress state.

Figure 2007306883
Figure 2007306883

〔実施例2〕被検者のマーカー遺伝子による慢性ストレスの評価
1.被検者
実施例1の1.1と同様に、医師国家試験1ヶ月前の3名(ここでは、慢性ストレス状態者とする)医師国家試験12ヶ月前の3名(ここでは健常者とする)を被検者とした。6名の被検者は慢性ストレス状態者か健常者か分からないようにサンプル名をブラインドとし、被検者A, B, C, D, E, Fとした。
[Example 2] Evaluation of chronic stress by marker gene of subject 1. Subjects As in 1.1 of Example 1, 3 persons one month before the doctor's national exam (here, assumed to be in a chronic stress state) 3 persons 12 months before the doctor's national examination (here, assumed to be healthy) ) As the subject. The sample names were blinded and the subjects A, B, C, D, E, and F were used so that the six subjects did not know whether they were chronically stressed or healthy.

2.遺伝子発現解析
被検者より、PAXgene Blood RNA System(キアゲン社製)を用いて各々5 cc採血し、トータルRNAを抽出した。トータルRNAの収量は、5-10 マイクログラムであった。各被検者より抽出したトータルRNA 5マイクログラムに対して、T7プロモータ配列を付加したオリゴ(dT)24プライマーをアニールさせ、まず、First strand DNA合成を行った。次に、このFirst strand DNAを鋳型にして、T7プロモータ配列を有するSecond strand DNAを合成した。最後にSecond strand DNAを鋳型にして、T7 RNA polymeraseによるRNA合成を行った。RNA 6 マイクログラムに対し、ランダムヘキサマーをアニールさせて逆転写酵素反応を行い、Cy5-dCTPを鎖中に取り込ませることで蛍光標識したcDNAを合成した。
2. Gene expression analysis From the subject, 5 cc of blood was collected from each subject using PAXgene Blood RNA System (Qiagen), and total RNA was extracted. Total RNA yield was 5-10 micrograms. First, first strand DNA synthesis was performed on 5 micrograms of total RNA extracted from each subject by annealing an oligo (dT) 24 primer added with a T7 promoter sequence. Next, Second strand DNA having a T7 promoter sequence was synthesized using this First strand DNA as a template. Finally, RNA was synthesized with T7 RNA polymerase using Second strand DNA as a template. For 6 micrograms of RNA, random hexamers were annealed to carry out reverse transcriptase reaction, and Cy5-dCTP was incorporated into the chain to synthesize fluorescently labeled cDNA.

健常者のユニバーサルコントロールとしては実施例1と同じサンプルを用いた。それぞれの被検者サンプルから作製したCy5-cDNAと、ユニバーサルコントロールサンプルから作製したCy3-cDNAを6 マイクログラムずつ等量混合した後、DNAチップ(日立製作所社製 薬物応答解析用DNAチップ)にかけハイブリダイゼーションを62℃で12時間行った。洗浄後スキャナー(GSI-Lumonics社製 ScanArray 5000)により各スポットの蛍光強度を測定し、数値化ソフトウエア(GSI-Lumonics社製 QuantArray)を用いて各遺伝子におけるユニバーサルコントロールサンプルと各被検者サンプルとの発現強度比を求めた。   The same sample as in Example 1 was used as a universal control for healthy persons. 6 micrograms of Cy5-cDNA prepared from each subject sample and Cy3-cDNA prepared from the universal control sample are mixed in equal amounts, and then applied to a DNA chip (Hitachi's DNA chip for drug response analysis). Hybridization was performed at 62 ° C. for 12 hours. After washing, the fluorescence intensity of each spot is measured with a scanner (GSI-Lumonics ScanArray 5000), and using the digitization software (GSI-Lumonics QuantArray), the universal control sample and each subject sample for each gene The expression intensity ratio was determined.

3.被検者の評価
上記6人の被検者を先に解析した慢性ストレス状態者/健常者ユニバーサル比較の18名と合わせ、クラスタ間の重み無しコサイン係数距離による階層型クラスタリング法によりクラスタ解析を行ったところ、被検者B,D,Eは慢性ストレス状態者群に、被験者A, C, Fは健常者群に分類された。ブラインドしてあったサンプル名とクラスタリングの結果を照合すると、被験者B, D, Eは医師国家試験1ヶ月前の慢性ストレス状態者、被検者A, C, Fは医師国家試験12ヶ月前の健常者であり、クラスタリングの結果と完全に合致することが確認された。
3. Evaluation of subjects Cluster analysis by hierarchical clustering method using unweighted cosine coefficient distance between clusters together with 18 subjects in the universal comparison of chronically stressed / healthy subjects who analyzed the above 6 subjects. As a result, subjects B, D, and E were classified into the chronic stress state group, and subjects A, C, and F were classified into the healthy group. When comparing the blinded sample names with the results of clustering, subjects B, D, and E were chronically stressed one month before the doctor's national exam, and subjects A, C, and F were 12 months before the doctor's national exam. It was confirmed that he was a healthy person and perfectly matched the clustering results.

以上の結果より、表1に記載された特定遺伝子群の発現解析結果に基づく慢性ストレス状態の評価は、有効性が非常に高く、効用大なるものであることが示された。   From the above results, it was shown that the evaluation of the chronic stress state based on the expression analysis result of the specific gene group described in Table 1 has very high effectiveness and great utility.

本発明の方法は、臨床現場はもとより、職場や学校等の日常生活における慢性ストレスの客観的な評価方法として有用である。   The method of the present invention is useful as an objective evaluation method for chronic stress in daily life such as workplaces and schools as well as clinical sites.

図1は、本発明の慢性ストレスのDNAチップを用いた検査システムの概念図である。図中、F1はDNAチップ、F2は本発明で選択された遺伝子に相当するプローブDNA、F3は励起光源及び蛍光検出器、F4は蛍光検出器制御コンピュータを表す。FIG. 1 is a conceptual diagram of a test system using a chronic stress DNA chip of the present invention. In the figure, F1 represents a DNA chip, F2 represents a probe DNA corresponding to the gene selected in the present invention, F3 represents an excitation light source and a fluorescence detector, and F4 represents a fluorescence detector control computer. 図2は、本発明の慢性ストレスの評価システムの概念図である。図中、個人情報データベースには性、年齢等の情報管理が格納されている。FIG. 2 is a conceptual diagram of the chronic stress evaluation system of the present invention. In the figure, information management such as sex and age is stored in the personal information database. 図3は、STAI尺度によりスコアー化した慢性ストレス状態者18名の状態不安と健常者13名の状態不安の平均値を示す。FIG. 3 shows the average value of the state anxiety of 18 chronically stressed persons and the state anxiety of 13 healthy persons scored by the STAI scale.

Claims (8)

被検者の末梢血由来のメッセンジャーRNAを用いて、表1から選ばれるいずれかのマーカー遺伝子の発現解析結果に基づき、該被検者の慢性ストレス状態を評価することを特徴とする慢性ストレスの評価方法。   Using the messenger RNA derived from the peripheral blood of the subject, the chronic stress state of the subject is evaluated based on the expression analysis result of any marker gene selected from Table 1. Evaluation methods. 被検者の末梢血由来のメッセンジャーRNAを用いて、表1に記載されたマーカー遺伝子の発現解析結果に基づき、該被検者の慢性ストレス状態を評価することを特徴とする慢性ストレスの評価方法。   A method for evaluating chronic stress characterized by evaluating a chronic stress state of the subject based on the result of expression analysis of the marker gene described in Table 1 using messenger RNA derived from the peripheral blood of the subject . 前記遺伝子発現解析が、被検者の遺伝子発現プロファイルと、慢性ストレス状態者及び健常者の遺伝子発現プロファイルとを比較解析することにより行われることを特徴とする、請求項1又は2に記載の慢性ストレスの評価方法。   The chronic expression according to claim 1 or 2, wherein the gene expression analysis is performed by comparing and analyzing a gene expression profile of a subject and a gene expression profile of a chronically stressed person and a healthy person. Stress evaluation method. 前記遺伝子発現解析が、チップ、アレイ、メンブレンフィルター、及びビーズを含むDNA固相化試料のいずれかを用いて行われることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の慢性ストレスの評価方法。   The chronic expression according to any one of claims 1 to 3, wherein the gene expression analysis is performed using any one of a DNA solid-phased sample including a chip, an array, a membrane filter, and beads. Stress evaluation method. 前記遺伝子発現解析が、RT−PCR、リアルタイムPCR、ノーザンブロット法、サブトラクション法、ディファレンシャル・ディスプレイ法、及びディファレンシャル・ハイブリダイゼーション法から選ばれるいずれかの方法を用いて行われることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の慢性ストレスの評価方法。   The gene expression analysis is performed using any method selected from RT-PCR, real-time PCR, Northern blot method, subtraction method, differential display method, and differential hybridization method. Item 4. The method for evaluating chronic stress according to any one of Items 1 to 3. 表1に記載のマーカー遺伝子にそれぞれ特異的にハイブリダイズし、該遺伝子を検出するための各プローブを固相上に固定化したことを特徴とする慢性ストレスの評価用固相化試料。   A solid phase-immobilized sample for evaluation of chronic stress, wherein each probe specifically hybridizes to the marker gene shown in Table 1 and each probe for detecting the gene is immobilized on the solid phase. 被検者の遺伝子発現データと、あらかじめ取得しておいた健常者及び慢性ストレス状態者の遺伝子発現データとを比較解析する手段を有することを特徴とする慢性ストレスの評価用システム。   A system for evaluating chronic stress, comprising means for comparing and analyzing gene expression data of a subject and gene expression data of a healthy person and a chronic stress person who have been acquired in advance. 前記被検者、健常者及び慢性ストレス状態者の遺伝子発現データに、それぞれの年齢及び性別のデータを加えて比較解析する手段を有することを特徴とする請求項7に記載のシステム。   8. The system according to claim 7, further comprising means for comparing and analyzing the data of the age, sex, and the like in addition to the gene expression data of the subject, the healthy person, and the chronically stressed person.
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