JP2010531991A - 異所性妊娠の同定 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、子宮外(又は異所性)妊娠を同定する方法に関するものであり、子宮外妊娠のマーカーであることが今や知られるに至った特定の分子の存在について試料をスクリーニングすることを含む。
【選択図】なし
Description
(a)被験体由来の試料を提供する工程と、
(b)試料中の以下の1以上のレベルを同定する工程とを含み、
(i)インヒビン/アクチビンβBサブユニット遺伝子
(ii)アクチビンB
(iii)システイン−リッチ分泌型タンパク質3(CRISP−3)及び/又は
(iv)カルボキシペプチダーゼ−B1(CPB1)
インヒビン/アクチビンβBサブユニット遺伝子、アクチビンB、CRISP−3及び/又はCPB1のレベルが、異所性妊娠に関連付けられる、又は異所性妊娠の指標である。
(a)被験体由来の試料を提供する工程と、
(b)試料中の以下の1以上のレベルを同定する工程と、
(i)インヒビン/アクチビンβBサブユニット遺伝子
(ii)アクチビンB
(iii)CRISP−3及び/又は
(iv)CPB1
(c)試料中で同定されたインヒビン/アクチビンβBサブユニット遺伝子発現、アクチビンB、CRISP−3及び/又はCPB1のレベルを、参照試料中で同定されたインヒビン/アクチビンβBサブユニット遺伝子発現、アクチビンB、CRISP−3及び/又はCPB1のレベル、又は参照値と比較する工程とを含み、
インヒビン/アクチビンβBサブユニット遺伝子発現、アクチビンB、CRISP−3及び/又はCPB1のレベルが、異所性妊娠に関連付けられる、又は異所性妊娠の指標である。
材料及び方法
組織の収集
この研究の倫理的な認可を、ロウジアン(Lothian)研究倫理委員会から得て、試料を収集する前に全患者から文書でのインフォームドコンセントを得た。外科的妊娠中絶(TOP、n=8、第1群、平均妊娠期間58.7日)、胎性喪失(embryonic missed)流産の外科的処置(n=6、第2群、平均妊娠期間57.7日)及び卵管妊娠の外科的処置(n=11、第3群、平均妊娠期間58.1日)を受けている女性(年齢18〜45歳)から、妊娠三期のうちの第1期の脱落膜化した子宮内膜を得た。卵管異所性妊娠の外科的処置を受けた如何なる女性も、血流力学的ショックを実際に示さず、診断に先立って連続血清ベータ−HCG及び超音波モニタリングを全て必要とした。脱落膜化した子宮内膜及び栄養膜は、第1群及び第2群から吸引掻爬術によって得た。脱落膜化した子宮内膜を、第3群から吸引子宮内膜生検(Pipelle(登録商標)、クランリー、ユーロサージカル社、英国)によって得た。脱落膜化した子宮内膜を、顕微鏡下で栄養膜から単離した。脱落膜化した子宮内膜を、(a)4℃にて一晩RNAlater(登録商標)(アンビオン、テキサス、米国)中に浸漬し、次いで−70℃で瞬間凍結し、(b)4℃にて一晩、10%中性緩衝ホルマリンで固定し、70%エタノール中で保存し、ヘマトキシリン及びエオシン並びに免疫組織化学で染色するためにワックス包埋した。栄養膜の存在は、形態学的に、及び既報(14)のようにサイトケラチンについての免疫組織化学染色の使用により除外した。子宮内膜試料を、定期的な月経周期(28〜35日)を有し、かつ妊娠していない女性(18〜45歳)から、良性の婦人科状態についての子宮摘出により得た(15)。子宮内膜試料を室温で回収し、RPMI(ライフテクノロジーズ、米国)中で実験室に移し、以下に記載されるように子宮内膜間質細胞の単離のために処理した。
製造元のプロトコル(キアゲン、ウエストサセックス、英国)で詳説されたように全RNAを脱落膜化した子宮内膜から抽出した。アジレント・バイオアナライザを用いて、抽出したRNAの濃度及び品質を評価した。品質管理のための全試料を標準化し、RNA完全性番号(RIN)を割り当てた。7.5の平均RIN値が得られた場合、RNAは良好な品質であるとみなした(16)。
手短には、各試料から4μgの全RNAを用いて、1サイクルcDNA合成キット(アフィメトリクス、英国)を用いて二本鎖のcDNAを生成し、次いでジーンチップ・サンプル・クリーンアップ・モジュール(アフィメトリクス、英国)によって精製した。ビオチン標識cRNAを生じるジーンチップIVT標識キット(アフィメトリクス、英国)を用いたインビトロ転写に、二本鎖cDNAを鋳型として用いた。清浄化及び分光光度分析による定量に続いて、次いで精製されたビオチン化標的cRNAを短い配列に断片化した。ハイブリダイゼーション・カクテルは、真核細胞ハイブリダイゼーション対照でスパイクされた15μgの断片化されたビオチン標識cRNAからなるものであった。その後、80μLのハイブリダイゼーション・カクテルを、試験チップとハイブリダイズさせ、cRNAの完全性をチェックし、システムの正確性を評価した。その後、ヒトHG−U133プラス2.0マイクロアレイ(アフィメトリクス、英国)を、200μLのハイブリダイゼーション・カクテルで直接的にロードし、45℃にて60rpmで回転するジーンチップ・ハイブリダイゼーション・オーブン640(アフィメトリクス、英国)に16時間入れた。ハイブリダイゼーションの後、ジーンチップ流体ステーション450(アフィメトリクス、英国)上でアレイを洗浄し、製造元のプロトコルに従ってジーンチップ・スキャナ3000(アフィメトリクス、英国)を用いて走査した。試料標識処理の品質及び一貫性並びにアレイのハイブリダイゼーションを確実にするために、全26アレイの対照情報を照合し、データ解析の前に見直したところ、全てがアフィメトリクスの推奨に一致することが判った。R統計プログラム環境へのバイオコンダクター(http://www.bioconductor.org)拡張で実施されるロバストマルチアレイ平均アルゴリズム(17)を用いて発現を計算した(18)。ロバストマルチアレイ平均(RMA)は、測定のlog2スケール上で、バックグランドを補正し、かつ変位値をノーマライズした、発現の測定基準(19)を生成する。アレイハイブリダイゼーションの性能をさらに検討するために、R統計プログラム環境へのバイオコンダクターへの拡張にて1つおきで各アレイを比較する散乱プロットを生成した。これらのプロットは、アレイ間の線形分布を裏づけ、低シグナル値から高シグナル値まで動的な連続した範囲の発現値を示した。箱髭図による視覚化によっても、データが匹敵する分布を有し、さらなる解析に十分な品質であることが確認された。データ及びプロトコルは、公にアクセスできるMIAME対応のデータベース「GPX」(www.gti.ed.ac.uk/GPX、アクセス番号GPX−000067.1)からダウンロードして利用できる。RMAによるデータのノーマライゼーションに続いて、64という任意のシグナル強度閾値の値を用いて、データをフィルターにかけ、その後の統計解析で複数の試験誤差に寄与する不変転写物を除いた。試験解析に続いて、厳密な統計的アプローチを活用して、差示的に発現された遺伝子のサブセットを同定した。手短には、t−検定による比較、次いでベンジャミニ・ホックベルグの偽発見検出法を用いた複数試験補正(20)を用いて、子宮内妊娠試料と異所性妊娠試料との間で差示的に発現された遺伝子を同定した。次いで、>2の倍率変化閾値、及び<0.05の補正p値を用いて遺伝子リストを作成した。
RQ1 DNA分解酵素(プロメガ、サウサンプトン、英国)を用いてDNA分解酵素で処理した後、ランダムヘキサマー(アプライドバイオシステムズ、フォスターシティ、カリフォルニア州)を用いてRNAをcDNAに逆転写した。次いでTaqmanQ−RT−PCRを用いて、プロラクチン及びインスリン様増殖因子結合タンパク質−1(IGFBP1)、並びにインヒビンβAサブユニット(M13436)、インヒビンβBサブユニット(M13437)及びインヒビンαサブユニット(M13144)について、アプライドバイオシステムズが事前に検証した「assay−on−demanad」特異的プライマー及びプローブ(ユーロゲンテック、サウサンプトン、英国)を用いて遺伝子のレベルを測定し(21)、レベルをリボソーム18S内部対照(アプライドバイオシステムズ)に関連付けた。試料は全て2つ一組で扱い、適当な対照組織のcDNAに対する相対的な比較を行った。2−△△Ct法を用いて、mRNAの発現結果を18Sに対してノーマライズし、対照(TOP試料群)と比べた倍率変化として表した。
手短には、それぞれ英国オックスフォードのオックスフォードブルークス大学のN.Groome教授及び英国エディンバラのMRCヒト生殖科学ユニットのAlan McNeilly教授によって開発され、かつ快く提供された抗体を用いて、インヒビン/アクチビンβBサブユニット及びα−インヒビンの免疫局在化を行なった。制御され、かつ容易に反復可能な様式で実験を行うために、Bond−X自動免疫染色機(ビジョンバイオシステムズ、ニューキャッスル、英国)を利用した。子宮脱落膜の5ミクロンのパラフィン切片を作製し、脱ワックス(dewax)し、再水和を行い、Bond−X機に載せる前に、0.01モルの1−1クエン酸緩衝液(pH6.0)にて圧力調理抗原修復に供した。Bond−X自動機におけるこの方法は、特定のポリマーの高い対比プログラムを利用する。スライドを、ペルオキシダーゼで5分間ブロックし、供給された希釈剤で1:500に希釈された一次抗体(46A/FβB:インヒビンβBサブユニットに対するマウスモノクローナル抗体(22))及びASMR150:α−インヒビンに対するウサギポリクローナル抗体(23))と共に2時間インキュベートし、次いで一次後試薬と共に15分間インキュベートした。抗体の特異性を確認するために、希釈剤のみと共に、又は供給された希釈剤中の一次抗体と同じ濃度に希釈された非特異的免疫グロブリンと共に、対照の切片をインキュベートした。次いでDAB検出に先立って、切片をポリマー試薬と共に15分間インキュベートして検出の感度を高めた。ヘマトキシリンで5分間、切片を対比染色した。次いでスライドを機械から取り出し、脱水し、Pertexを用いて標本にした。
37℃にて2時間のコラゲナーゼ/DNA分解酵素(シグマ−アルドリッチ、米国)による消化に子宮内膜組織を供した。消化の後、間質を分散させたが、上皮構造はほとんど無傷のままであった。既報(24)のように、ヒト子宮内膜の間質細胞を、サイズを基準に分離した。既報(Irwinら、1991)のように、2%ウシ胎児血清、ゲンタマイシン、ペニシリン及びストレプトマイシンを伴ったRPMI中で2.4×105個/ウェルの密度にて子宮内膜の間質細胞を6穴の標準培養プレートに入れた。酢酸メドロキシプロゲステロン(10−6M)、エストラジオール(10−7M)及び8−ブロモcAMP(0.1mg/ml)によって24、48、72、96及び120時間、細胞を処理した。RNA抽出のために各時点で細胞を回収した。
標準の放射性免疫学的アッセイ(15)を用いて血清のプロゲステロン濃度を測定した。試料のSDS及び熱による予備処理と共にモノクローナル抗体46A/F(捕捉及び検出双方の抗体として)(22)の使用を組み入れるアクチビンBのELISAを用いてアクチビンBの濃度を測定した(Ludlowら、投稿準備中)。血清は希釈せずに試験し、アッセイは、19pg/mLのさらに低い検出限界を有した。
子宮内膜の変化の程度に従って、婦人科を専門分科とする病理学者によって、脱落膜化した子宮内膜の試料を盲検的に分類した。Zimmermanらの分類(25)を用いて、腺上皮の分泌変化(非存在/初期、高及び枯渇(exhausted))及び間質の分化(非脱落膜化、脱落膜前、集密的脱落膜変化)をスコア付けした。集密的な間質の脱落膜化を伴った枯渇した腺性変化を持つ試料を全体として脱落膜化(+)として分類し、非存在/初期の分泌変化及び非脱落膜の間質を伴う試料を脱落膜化(−)として分類し、その他の試料を脱落膜化(+/−)として分類した。
データが正常に分布した場合、ボンフェローニ・ペアワイズ比較と共にANOVAによって解析した。2つの群は、t−検定によって解析した。データが正規分布しなかった場合、ダン・ペアワイズ比較と共にクラスカル・ウォリス検定を用いて3つの群を比較した。カイ2乗検定を用いて比率を比較し、スピアマン(ノンパラメトリック)又はピアソン(パラメトリック)の係数を用いて線形の相関を評価した。使用した統計的検定は、本文及び図の説明に提供するが、p<0.05レベルで有意とした。
脱落膜化した子宮内膜のマイクロアレイ解析
子宮内妊娠(n=14)と卵管妊娠(n=11)の女性からの脱落膜化した子宮内膜における遺伝子発現の比較は、669の遺伝子が差示的に発現することを明らかにした(FC>±2、p<0.05)。この解析で強調された注目に値する遺伝子の1つは、インヒビン/アクチビンβBサブユニットであった。これは、卵管異所性妊娠の女性の脱落膜化した子宮内膜で2.34の倍率低下で下方調節された。定量的RT−PCRによって、流産(p<0.01)及び妊娠中絶(p<0.01)群(図1a)と比べた場合、卵管妊娠からの脱落膜化した子宮内膜で低下した発現が確認された。
細胞から分泌されるために、βBサブユニットは二量体を形成しなければならない。それはそれ自体と一緒になってアクチビンBを形成し、インヒビンαサブユニットと一緒になってインヒビンBを形成し、アクチビンβAサブユニットと一緒になってアクチビンABを形成するので、α及びβAサブユニットの発現も検討した。βAサブユニットの発現は、同じパターンに従わず(図1b)、群間に有意な差異はなかった。群間におけるインヒビンαサブユニットの発現における変化は、あまり顕著ではなかったが(図1c)、流産に比べて異所性妊娠の脱落膜化した子宮内膜で低かった(p<0.05)。
脱落膜化した子宮内膜におけるインヒビンのαとβBサブユニットをさらに検討するために、免疫組織化学を用いてそれらを局在させた。これらタンパク質双方に特異的な免疫染色は、脱落膜化した子宮内膜の腺領域及び間質領域で検出することができた(図2a〜d)。しかしながら、患者間での脱落膜間質において染色の変化があり、βBサブユニットについて特に顕著だった(図2eh)。子宮内膜があまり脱落膜化しておらず、さらに増殖性の表現型を有する場合(図2e)、染色は腺性であることが注目された。子宮内膜がさらに分泌性の表現型を有した場合(図2f)、染色は、明るい間質の関与を伴って主として腺性であった。しかしながら、十分に脱落膜化した試料では(図2g)、顕著な間質の免疫染色があった。
妊娠初期の子宮内膜の間質区画におけるβBサブユニットの局在は、脱落膜化のレベルと共に変化するという傾向があったので、ヒト子宮内膜の線維芽細胞をインビトロで試験した。インビトロで脱落膜化刺激に曝すと、時間依存様式においてインヒビン/アクチビンβBサブユニットの発現が高まった(p<0.05)(図3a)。インビトロにおける間質線維芽細胞の脱落膜化の間、αサブユニットでは有意ではあるが、さほど顕著ではない増加があった(p<0.05)(図3b)ものの、インヒビンβAサブユニットの発現に関して変化はなかった(図3c)。
βBサブユニットの発現は間質の脱落膜化に関係すると思われ、異所性妊娠の脱落膜化した子宮内膜で低かったので、組織の正体に対して盲検化した子宮内膜病理の専門家によってヘマトキシリン及びエオシン染色切片にて、各組織試料における腺性及び間質区画の形態を評価した。子宮内妊娠と比べると、腺性区画は、より程度の低い分泌変化を示し(p<0.05)、間質区画は、脱落膜化は少なかった(p<0.05)(図4a)。さらに、子宮内膜の脱落膜化の全体的なレベルは、TOPや流産よりも異所性妊娠で低かった(p<0.05)(図4b)。形態学的な脱落膜化の全体的な程度に基づいて試料を階層化した場合(図4c)、インヒビンβBサブユニット発現との明瞭な相関もあった(p=0.0005)。
これらの検討は、異所性妊娠の子宮内膜では脱落膜化があまり進行しないことを示唆したので、脱落膜化に関与することが分かっている遺伝子発現も組織試料にて検討した。IGFBP1(図5a)の発現は、流産(p<0.01)及び妊娠中絶(p<0.05)のそれと比較した場合、異所性妊娠の脱落膜で低下していた。プロラクチン(図5b)の発現も、妊娠中絶(p<0.05)のそれと比較した場合、異所性妊娠の脱落膜で低下していた。
インヒビン/アクチビンβBサブユニットの脱落膜での発現の変化を全身性に検出することができるかどうかを判定するために、血清のアクチビンB濃度を試験した。アクチビンBの濃度は、プロゲステロン(p<0.05)と同様に、分析した群間で異なっていた(p=0.001)(図6a)。しかしながら、アクチビンBは、血清プロゲステロン濃度(図6e)とは異なって、生存子宮内妊娠(図6d)よりも異所性妊娠の女性の血清で低かった(p<0.01)。さらに、血清アクチビンBと脱落膜化の程度との間に明瞭な相関があったが(p=0.005)、これは、プロゲステロンを分析した場合見られなかった(図6f)。
本研究は、同様の妊娠期間の卵管異所性妊娠と子宮内妊娠における脱落膜化した子宮内膜の機能に差異があることを実証する。我々は、インヒビン/アクチビンβBサブユニットの発現が子宮内膜の脱落膜化の程度に関係し、卵管異所性妊娠で低下することを示した。さらに、この差異を全身的に評価することができた。血清アクチビンBは卵管異所性妊娠で低下し、血清濃度は形態学的な脱落膜化の程度と相関し、その差異は、血清プロゲステロン濃度で見られるものより顕著であった。局所で産生された増殖因子が子宮内膜の発生に主な役割を有することは明らかである(26)。実際、形質転換増殖因子−βスーパーファミリーのメンバーは、子宮内膜で豊富に発現している。インヒビン/アクチビンのα、βA及びβBのサブユニットは、月経周期の全体にわたって子宮内膜に発現し、かつ妊娠初期の脱落膜に発現することが以前示されている(27)。それらの機能は、月経後のリモデリングや組織の修復を促進することであるという感触が得られている(27)。しかしながら、それらの発現は妊娠初期で高められるので、それらは、妊娠に対する子宮内膜の応答において役割を有する可能性がある(28)。アクチビン自体が子宮内膜の機能に影響を及ぼし得ることに疑いはない。アクチビンの受容体は子宮内膜の間質細胞に存在し(29)、その発現は脱落膜化の間に高まる(30)。実際、アクチビンAによる子宮内膜の間質細胞の処理は、脱落膜化を促進し、プロラクチンのような脱落膜のマーカーの発現を促進したが(31)、ホリスタチンによる処理は脱落膜の応答を有意に遅らせた(31、32)。アクチビンAとインヒビンAは、間質マトリクスメタロプロテイナーゼの発現を差示的に調節し、このことが、着床及び胎児と母体の相互作用に関連するリモデリングにおけるアクチビンのシグナル伝達のための役割を示唆することも示されている(30、33)。脱落膜化を促進する役割を有することと同様に、アクチビンサブユニットの発現自体が脱落膜化の間に高まる(27、34)。この調節は明らかではないが、インビボでは、着床している栄養膜とのダイアログであると思われる。胚盤胞が付着する間、脱落膜内でインヒビン/アクチビンβAの発現の局在が変化することは、パラクリン調節を示唆している(35)。従って、アクチビンが子宮内膜機能のマーカーとして機能し得、子宮内妊娠で差示的に調節され得ることは驚くべきことではない。以前の報告はほとんどβAサブユニットの発現に関するものであり、脱落膜化におけるアクチビンAの鍵となる役割を示唆しているけれども、それは、本研究で差示的に発現されたβBサブユニットだった。脱落膜化した子宮内膜におけるβBの発現は以前報告されたが(27)、アクチビンBの役割、調節及び効果は未だに評価されていない。確かに、本研究では、子宮内膜βBサブユニットの発現と血清アクチビンBの双方が子宮内膜の脱落膜化の程度と高く相関する。近隣の栄養膜細胞によってそれが直接影響を受けるかどうかは分かっていない。卵管異所性妊娠では、プロゲステロンの分泌は維持されるが、栄養膜と脱落膜化された子宮内膜との直接的な物理的相互作用はない。我々は、対照的に、子宮内妊娠では、栄養膜の相互作用が子宮内膜の機能に影響するので、脱落膜マーカーは卵管異所性妊娠の診断に有用であるという仮説を立てた。以前評価されたマーカーは、異所性着床(血清クレアチンキナーゼ(15))、hCG動態のマーカーとしての黄体機能(血清プロゲステロン(36))又は双方のマーカー(血清VEGF(37))に集中していた。これらの試験は異所性妊娠の診断において特定の臨床的用途があることが証明されていない。異所性妊娠のマーカーとしてのアクチビンとインヒビンの概念は新しいものではない。初期の研究では、インヒビンAと遊離で循環するProαCインヒビンが検討され、卵管異所性妊娠を鑑別しないことが判った(11)。最近の研究は、アクチビンA自体が異所性妊娠のマーカーとして機能し得ることを示唆している(38)。血清アクチビンAは異所性妊娠で低かった(38)。異所性妊娠と黄体の双方がβBサブユニットではなくβAサブユニットを発現する(39、40)ので、アクチビンAの供給源は明らかではない。アクチビンBの供給源が脱落膜であるというのはありそうなことだと思われ、これが、脱落膜化と異所性妊娠の補助的マーカーとして機能することができるかどうかは将来の研究で評価されるべきである。血清アクチビンの低い濃度と関連した、卵管異所性妊娠の女性の脱落膜化した子宮内膜でのインヒビン/アクチビンβBの低い発現の実証は、臨床的に重要である。脱落膜化におけるアクチビンBの役割と調節を取り扱って、この過程における栄養膜とプロゲステロンの役割をさらに分析すべきである。さらに、異所性妊娠の診断における脱落膜評価又はアクチビンBの測定の役割をさらに検討すべきである。我々は、子宮の脱落膜化と関連する分泌性タンパク質に着目することによって卵管妊娠のさらに可能性のある生体マーカーを発見し得ると考えている。
1.Zane SB,Kieke BA,Jr.,Kendrick JS,Bruce C 2002 Surveillance in a time of changing health care practices:estimating ectopic pregnancy incidence in the United States.Maternal and child health journal 6:227−236
材料及び方法
この研究の倫理的な認可は、ロウジアン研究倫理委員会から得た(04/S1103/20)。試料を収集する前に全患者から文書でのインフォームドコンセントを得た。外科的妊娠中絶(STOP、n=8、第1群)、流産の外科的処置(n=6、第2群)及び卵管妊娠の外科的処置(n=11、第3群)を受けている女性(年齢18〜45歳)から子宮の脱落膜を得た。脱落膜及び栄養膜は、第1群及び第2群から吸引掻爬術によって得た。脱落膜は、Pipelle(登録商標)子宮内膜生検によって第3群から得た。顕微鏡下で栄養膜から脱落膜を単離した。脱落膜生検を、RNAlater(商標)(アンビオン、テキサス、米国)中に4℃にて一晩浸漬し、次いで−70℃で瞬間凍結した。製造元のプロトコル(キアゲン、ウエストサセックス、英国)で詳説されたように全RNAを脱落膜生検から抽出した。
全RNAは、アジレント2100バイオアナライザにてRNA6000ナノチップ上で確認された品質だった。非常に高い品質のRNA(RIN>7.5)調製物のみをマイクロアレイスクリーニングのために検討した。RNAの濃度は、ナノドロップ分光光度計(ナノドロップテクノロジーズ、米国)にて分光光度解析によって確認した。
手短には、各試料からの4μgの全RNAを用いて、1サイクルのcDNA合成キット(アフィメトリクス、英国)を用いて二本鎖のcDNAを生成し、次いでジーンチップ・・サンプル・クリーンアップ・モジュール(アフィメトリクス、英国)によって精製した。ビオチン標識cRNAを生じるジーンチップIVT標識キット(アフィメトリクス、英国)を用いたインビトロの転写に、二本鎖cDNAを鋳型として用いた。清浄化及び分光光度分析による定量に続いて、次いで精製されたビオチン化標的cRNAを短い配列に断片化した。ハイブリダイゼーション・カクテルは、真核細胞ハイブリダイゼーション対照でスパイクされた15μgの断片化されたビオチン標識cRNAからなるものであった。先ず、80μLのハイブリダイゼーション・カクテルを試験チップとハイブリダイゼーションさせ、cRNAの完全性をチェックし、システムの信憑性を評価した。その後、ヒトHG−U133プラス2.0マイクロアレイ(アフィメトリクス、英国)を、200μLのハイブリダイゼーション・カクテル溶液で直接的にロードし、45℃にて60rpmで回転するジーンチップ・ハイブリダイゼーション・オーブン640(アフィメトリクス、英国)に16時間入れた。ハイブリダイゼーションの後、ジーンチップ流体ステーション450(アフィメトリクス、英国)でアレイを洗浄し、製造元のプロトコルに従ってジーンチップ・スキャナ3000(アフィメトリクス、英国)を用いて走査した。
試験的解析に続いて、経験ベイズ法によって向上させた一般線形モデルを用いて、子宮内(第2群及び第3群の組合せにおいてn=14)試料と子宮外(第1群、n=11)試料との間での統計的に有意な差示的発現について試験した。平均倍率変化(FC)を計算し、ベンジャミニ・ホックベルグの偽発見検出法を用いた多重試験についてp値を調整した。異所性妊娠群において1061個の遺伝子が差示的に発現される(FC>1.5、調整されたp値<0.05)ことが見出された。具体的には、2つの遺伝子が可能性のある生体マーカーとして同定された:子宮内の群と比較して子宮外の群では、システイン−リッチ分泌型タンパク質3(CRISP3)は、9.13倍増加し(p=0.005)、カルボキシペプチダーゼB1(CPB1)は、26.52倍減少した(p=0.005)。このことはRT−PCTによって確認された(図1を参照のこと)。CRISP3タンパク質の発現はまた、各患者群の脱落膜の腺及びマクロファージにおける免疫組織化学によって実証された(図2を参照のこと)。免疫組織化学のレベルでは、CRISP3の分布に差異はなかった。
子宮外着床の我々の理解を進めることと同様に、異所性妊娠の被験体において過剰発現又は過少発現される、例えば、CRISP3及びCPB1のような遺伝子産物の検出は、臨床的に非常に重要である。それは、子宮脱落膜等の試料を単に調べることによって、診断が不確定である初期妊娠不全の任意の被験体における異所性妊娠を診断する手段を臨床病理医に提供する。例えば、血液、血清、血漿及び/又は子宮脱落膜のような試料は、容易に得ることができ、例えば、子宮脱落膜の試料は、患者を全身麻酔に供することなく、子宮からの生検によって得られ得る。さらに、これは、入院や侵襲的検査を回避する可能性を患者に提供する。そのような遺伝子の同定はまた、異所性妊娠のための信頼できる血液検査を開発する可能性を提供する。これは、異所性妊娠の診断に現在必要とされている高価かつ時間がかかる検査の数を減らすであろう。
1.Tay JI,Moore J,Walker JJ.Ectopic pregnancy.BMJ 2000 320(7239):916−9.
炎症の間、免疫の多数のメディエータやエフェクターが動員されて解決を助けるが、活発又は長引く応答は、結果的に組織に損傷を生じ得る。なかでも、そのような組織の損傷に関与するメディエータは、生来の免疫応答の一部として機能するプロテアーゼである(Dallegri及びOttonello 1997)。宿主の応答には、プロテアーゼの作用に対抗し、それにより宿主組織への結果的な損傷を防ぐための、例えば、抗菌物質、分泌型白血球プロテアーゼインヒビター(SLPI)及びエラフィンのような、多数の重要な抗プロテアーゼの産生が挙げられる(Sallenaveら 1994;Sallenave 2000;Schalkwijkら 1999)。SLPIは、好中球エラスターゼ、トリプシン及びカテプシンGを含む多数のプロテアーゼを阻害する一方で、エラフィンは、調節性好中球エラスターゼとプロテイナーゼ3に限定されるようである(Thompson及びOhlsson,1986、Wiedowら 1991、Sallenave及びRyle 1991)。
組織の収集
この研究の倫理的な認可は、ロウジアン研究倫理委員会から得た(04/S1103/20)。試料を収集する前に全患者から文書でのインフォームドコンセントを得た。外科的妊娠中絶(STOP、n=7、第1群)、胎性喪失流産の外科的処置(n=6、第2群)及び卵管妊娠の外科的処置(n=10、第3群)を受けている女性(年齢18〜45歳)から子宮脱落膜及び血清の試料を得た。卵管異所性妊娠の外科的処置を受けた女性で血流力学ショックを実際に示したものはなく、診断に先立って、全て連続血清ベータ−HCG及び超音波モニタリングを必要とした。脱落膜及び栄養膜は、第1群及び第2群から吸引掻爬術によって得た。脱落膜は、Pipelle(登録商標)子宮内膜生検によって第3群から得た。顕微鏡下で栄養膜から脱落膜を単離した。脱落膜生検を、(a)RNAlater(登録商標)(アンビオン、テキサス、米国)中に4℃にて一晩浸漬し、次いで−70℃で瞬間凍結し、(b)10%の中性緩衝ホルマリンで4℃にて一晩固定し、70%エタノール中で保存し、免疫組織化学用にワックス包埋した。血清試料は、プロゲステロンのレベルの分析用に保存した。
製造元のプロトコル(キアゲン、ウエストサセックス、英国)で詳説されたように脱落膜生検からDNAを抽出した。PCRプロトコルは、社内のプラスミドベースの方法を用いた。
製造元のプロトコル(キアゲン、ウエストサセックス、英国)で詳説されたように全RNAを脱落膜生検から抽出した。アジレント・バイオアナライザを用いて、抽出したRNAの濃度及び品質を評価した。品質管理のための全試料を標準化し、RNA完全性番号(RIN)を割り当てた。7.5の平均RIN値が得られた場合、RNAは、良好な品質であるとみなした(Schroederら 2006)。定量的リアルタイムPCRによってSLPI及びエラフィンのレベルを決定した。この技術は、存在するRNAの量について対照とするリボゾーム18Sのレベルに対する、存在するSLPI及びエラフィンのmRNAの量に関する。RT及びPCRの詳細は、ほかに完全に詳説されている(Kingら 2000)。使用したエラフィンとSLPIのプライマーとプローブは、PRIMERエクスプレス・ソフトウエア(PEバイオシステムズ、フォスターシティ、米国)を用いて我々の研究室で以前設計された(Kingら 2000及び2003)。エラフィンのプライマー及びプローブは、以下のとおりであった:正方向プライマー5’−TGGCTCCTGCCCCATTATC−3’、逆方向プライマー5’−CAGTATCTTTCAAGCAGCGGTTAG−3’、プローブ5’−ATCCGGTGCGCCATGTTGAATCC−3’。SLPIのプライマー及びプローブは、以下のとおりであった:正方向プライマー5’−GCATCAAATGCCTGGATCCT−3’、逆方向プライマー5’−GCATCAAACATTGGCCATAAGTC−3’、プローブ5’−TGACACCCCAAACCCAACAAGGAGG−3’。アッセイ内のPCR測定の変動は、6回の反復物から計算した。逆転写工程の変動性は、1つのRNA試料を8回逆転写することによって決定した。次いで8個のcDNA試料を1回のPCRの実行に含め、(SDに対する)変動性を計算した。ゲノムDNAの混入の可能性は、DNA分解酵素処理によって及びRNA試料(逆転写していない)におけるβ−アクチンのレベルの測定によって除外した。各臨床群からの試料の相対平均値を記録し、ANOVAによって、次いでチューキー事後(Tukey posthoc)分析によって解析した。
キシレンにて組織切片を脱ワックスし、漸減勾配のアルコールによって再水和した。室温にて10分間、蒸留水中の2%過酸化水素(シグマアルドリッチ、プール、英国)によって非特異的な内因性のペルオキシダーゼ活性をブロックした。希釈した正常ヤギ血清(リン酸緩衝生理食塩水中20%v/v)(ダイアグノスティックス・スコットランド、エディンバラ、英国)を全組織切片に室温にて20分間適用した。交互に5分間、リン酸緩衝生理食塩水にて洗浄して、アビジン−ビオチンとタンパク質のブロックをそれぞれ室温にて20分間、組織切片にさらに適用した。次いで、抗体希釈剤(ダコ、イーリー、英国)で1:700に希釈したウサギ抗エラフィンポリクローナル抗体(Sallenaveら 1994)と共に4℃にて一晩、切片をインキュベートした。陰性対照の切片では、適当な同等のIg濃度のウサギIgG(RIgG:ベクターラボラトリーズ、ピーターバラ、英国)によって一次抗体を置き換えた。ビオチン化ヤギ抗ウサギ(ベクター)と共に切片をインキュベートし、次いでアビジン−ビオチンペルオキシダーゼ検出系(ベクター;双方共室温にて30分間インキュベートした)に供した。ペルオキシダーゼの基質であるジアミノベンジジンを用いて陽性の免疫染色を同定した。ハリスヘマトキシリン(パイオニア・リサーチ・ケミカルズ、コールチェスター、英国)によって切片を対比染色し、漸増勾配のアルコールで脱水し、キシレンからPertexにて標本にした(セル−パス、ヘメル・ヘムステッド、英国)。
使用した方法は、以下の例外を伴って、エラフィンの免疫組織化学プロトコルと同一であった。非免疫ブロックは、希釈したウマ血清(ベクター)によって室温にて20分間行った。一次抗体は、抗体希釈剤(ダコ)で1:20に希釈したマウス抗SLPI(ハイカルト・バイオテクノロジー、ウーデン、オランダ)であった。陰性対照は、等モル濃度のマウスIgG(MIgG)と共にインキュベートし、二次抗体は、ビオチン化ウマ抗マウスIg(ベクター)であった。
血清プロゲステロンのレベル
各患者について血清プロゲステロンのレベルを分析した。クラスカル・ウォリス、次いでダン事後(Dunn’s posthoc)分析を用いて各群間で実証された統計的な有意差はなかった(表1を参照のこと)。
サイトケラチンについてのヘマトキシリンとエオシンによる染色及び免疫組織化学は、生理食塩水中における顕微鏡下での分離による栄養膜からの脱落膜の明瞭な単離を実証した。試料の炎症の状態も判定した−壊死の存在、及びリンパ球と多形性浸潤について各試料を試験した。これらの特徴は様々な程度で存在したが、明白な統計的差異はなかった(データは示さず)。染色された組織切片は全て、熟練した組織病理学者が試験した。
クラミジア・トラコマティス感染について脱落膜生検全てをスクリーニングしたところ、陰性であることが分かった。
各臨床群の子宮脱落膜においてSLPI及びエラフィンのmRNAを検出した。SLPIのmRNAの相対的な発現は、STOP(4.8 +/− 1.45)及び流産の外科的処置(5.09 +/− 2.22)を受けている女性の脱落膜と比べると卵管妊娠(12.37 +/− 2.66)の女性の子宮脱落膜の方が高かった(表1、図9A)。記録されたデータのANOVA解析によって、卵管妊娠群と流産群との間の統計的な有意差(全体でp<0.0185、チューキー事後分析p<0.05)が実証された。エラフィンのmRNAの発現も流産(9.00 +/− 2.53)及び外科的妊娠中絶(4.6 +/− 1.38)を受けている女性と比べると卵管妊娠(73.57 +/− 35.29)の女性の脱落膜の方が高かった(表1、図9B)。しかしながら、この所見は、ANOVA又は正常のデータ又は記録されたデータのノンパラメトリック統計的解析を用いても有意ではなかった。これは、卵管妊娠群の発現の高い変動性に起因した。エラフィンについてのその相対的なmRNAの値が、その他の試料の平均値の標準偏差の2倍より大きかったので、2つの試料(1つは、STOPを受けている患者由来、及び1つは、妊娠三期のうちの第1期の流産の患者由来)を解析から除外した。
免疫組織化学によって子宮脱落膜中のエラフィン及びSLPIのタンパク質の発現及び分布を実証した(図10A〜F)。臨床群のいずれにおいてもエラフィン及びSLPIのタンパク質の発現パターンに明白な差異はなかった。SLPIタンパク質の発現は、上皮(図10A及び図10Bを参照のこと)及び脱落膜の白血球(図10Cを参照のこと)で実証された。SLPIタンパク質の発現は上皮腺の細胞質で特に強かった(図10Bを参照のこと)。エラフィンタンパク質の発現は脱落膜の白血球集団に限定された(図10E及び図10Fを参照のこと)。しかしながら、場合によっては、上皮腺における膜性エラフィンタンパク質の発現の証拠があった(図10D)。エラフィン及びSLPIの免疫発現に関する陰性対照は、陽性染色の証拠を示さなかった(それぞれ図10G及び図10H)。染色された組織切片全てにて、熟練した病理学者によって定性的分析が行われた。乏しい再現性と、免疫組織化学のスコア化についての観察者間の合意のために定量的分析は行わなかった(Taylor 1994)。
我々の知る限り、我々は、子宮内妊娠のものと比べた、卵管妊娠の女性から集めた子宮脱落膜における天然の抗菌ペプチド(SLPI及びエラフィン)の遺伝子発現の新規の差異を報告する。この研究はまた、SLPIのmRNAの発現が不全の子宮内妊娠(流産)と比べて卵管妊娠の女性の子宮脱落膜で有意に高い(p<0.05)ことを実証する。以前の研究では、特に白血球集団に着目して子宮脱落膜の細胞性組成のみを比較し、子宮外妊娠と子宮内妊娠との間に明白な区別を見出さなかった(Bulmerら 1987;Stewart−Akersら 1997)。
Aflatoonian R,Fazeli A.Toll−like receptors in female reproductive tract and their menstrual cycle dependent expression.J Reprod Immunol.2007(印刷物に先んじた電子刊行物).
Claims (29)
- 異所性妊娠を同定する方法であって、該方法が
(a)被験体由来の試料を提供する工程と、
(b)該試料中のインヒビン/アクチビンβBサブユニット遺伝子発現及び/又はアクチビンBのレベルを同定する工程とを含み、
インヒビン/アクチビンβBサブユニット遺伝子発現及び/又はアクチビンBの該レベルが、異所性妊娠に関連付けられる、又は異所性妊娠の指標である、方法。 - 試料中のCRISP−3のレベルを同定する工程をさらに含み、CRISP−3の該レベルが、異所性妊娠に関連付けられる、又は異所性妊娠の指標である、請求項1記載の方法。
- 試料中のCPB1のレベルを同定する工程をさらに含み、CPB1の該レベルが、異所性妊娠に関連付けられる、又は異所性妊娠の指標である、請求項1又は2記載の方法。
- 異所性妊娠を同定する方法であって、該方法が
(a)被験体由来の試料を提供する工程と、
(b)該試料中のCRISP−3のレベルを同定する工程とを含み、
CRISP−3の該レベルが、異所性妊娠に関連付けられる、又は異所性妊娠の指標である、方法。 - 試料中のCPB1のレベルを同定する工程をさらに含み、CPB1の該レベルが、異所性妊娠に関連付けられる、又は異所性妊娠の指標である、請求項4記載の方法。
- 異所性妊娠を同定する方法であって、該方法が
(a)被験体由来の試料を提供する工程と、
(b)該試料中のCPB1のレベルを同定する工程とを含み、
CPB1の該レベルが、異所性妊娠に関連付けられる、又は異所性妊娠の指標である、方法。 - 異所性妊娠を同定する方法であって、該方法が
(a)被験体由来の試料を提供する工程と、
(b)該試料中のインヒビンαのレベルを同定する工程とを含み、
インヒビンαの該レベルが、異所性妊娠に関連付けられる、又は異所性妊娠の指標である、方法。 - 試料中のインヒビンαのレベルを同定する工程をさらに含み、インヒビンαの該レベルが、異所性妊娠に関連付けられる、又は異所性妊娠の指標である、請求項1〜6記載の方法。
- 参照試料又は対照試料と比べた、試料中のアクチビンの量における約1%、2%、5%、10%、20%、30%〜100%の低下が、異所性妊娠に関連付けられる、又は異所性妊娠の指標である、請求項7又は8記載の方法。
- 異所性妊娠を同定する方法であって、該方法が
(a)被験体由来の試料を提供する工程と、
(b)該試料中の分泌型白血球プロテアーゼインヒビター(SLPI)のレベルを同定する工程とを含み、
SLPIの該レベルが、異所性妊娠に関連付けられる、又は異所性妊娠の指標である、方法。 - 試料中のSLPIのレベルを同定する工程をさらに含み、SLPIの該レベルが、異所性妊娠に関連付けられる、又は異所性妊娠の指標である、請求項1〜9記載の方法。
- 参照試料又は対照試料と比べた、試料中に存在するSLPIのレベルにおける約1、2、3、4、5、10、20、30又は40倍の上昇が、異所性妊娠に関連付けられる、又は異所性妊娠の指標である、請求項10及び11記載の方法。
- 異所性妊娠を同定する方法であって、該方法が
(a)被験体由来の試料を提供する工程と、
(b)該試料中のエラフィンのレベルを同定する工程とを含み、
エラフィンの該レベルが、異所性妊娠に関連付けられる、又は異所性妊娠の指標である、方法。 - 試料中のエラフィンのレベルを同定する工程をさらに含み、エラフィンの該レベルが、異所性妊娠に関連付けられる、又は異所性妊娠の指標である、請求項1〜12記載の方法。
- 参照試料又は対照試料と比べた、試料中に存在するエラフィンのレベルにおける約1、2、3、4、5、10、20、30又は40倍の上昇が、異所性妊娠に関連付けられる、又は異所性妊娠の指標である、請求項13及び14記載の方法。
- 異所性妊娠を同定する方法であって、該方法が
(a)被験体由来の試料を提供する工程と、
(b)該試料中のプロラクチンのレベルを同定する工程とを含み、
プロラクチンの該レベルが、異所性妊娠に関連付けられる、又は異所性妊娠の指標である、方法。 - 試料中のプロラクチンのレベルを同定する工程をさらに含み、プロラクチンの該レベルが、異所性妊娠に関連付けられる、又は異所性妊娠の指標である、請求項1〜15記載の方法。
- 参照試料又は対照試料と比べた、試料中のプロラクチンの量における約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、30、50、70、80又は100%の低下が、異所性妊娠に関連付けられる、又は異所性妊娠の指標である、請求項15及び16記載の方法。
- 被験体によって提供される試料が、全血、血漿、血清、唾液、汗、尿、及び組織又は分泌物の生検/小片/交換物/洗浄物からなる群より選択される1以上の試料を含む、前記請求項のいずれかの方法。
- 試料が子宮脱落膜を含む、前記請求項のいずれかの方法。
- 異所性妊娠が、妊娠していない被験体又は正常な子宮内妊娠の被験体に由来する試料中のインヒビン/アクチビンβBサブユニット遺伝子発現及び/又はアクチビンBのレベルと比較した、試料中のインヒビン/アクチビンβBサブユニット遺伝子発現及び/又はアクチビンBのレベルの低下によって同定される、請求項1〜3、8、9、11、12、14及び15記載の方法。
- 異所性妊娠が、妊娠していない被験体又は正常な子宮内妊娠の被験体に由来する試料中に存在するCRISP−3のレベルと比較した、試料中のCRISP−3のレベルの上昇によって同定される、請求項2〜5、8、9、11、12、14及び15記載の方法。
- 異所性妊娠が、妊娠していない被験体又は正常な子宮内妊娠の被験体に由来する試料中に存在するCPB1のレベルと比較した、試料中のCPB1のレベルの上昇によって同定される、請求項3、5又は6、8、9、11、12、14及び15記載の方法。
- インヒビン/アクチビンβBサブユニット遺伝子、アクチビンB、CRISP−3、CPB1、インヒビンα、SLPI、エラフィン及び/又はプロラクチンを結合し得る剤を利用する技術によって、インヒビン/アクチビンβBサブユニット遺伝子発現、アクチビンB、CRISP−3、CPB1、インヒビンα、SLPI、エラフィン及び/又はプロラクチンのレベルが同定される、前記請求項のいずれかの方法。
- インヒビン/アクチビンβBサブユニット遺伝子、アクチビンB、CRISP−3、CPB1、インヒビンα、SLPI、エラフィン及び/又はプロラクチンを結合し得る剤を利用する技術が免疫学的技術である、請求項24記載の方法。
- 免疫学的技術が、ELISA、免疫組織化学、ウエスタンブロット及びドットブロットからなる群より選択される、請求項25記載の方法。
- ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を利用する技術によって、インヒビン/アクチビンβBサブユニット遺伝子発現、アクチビンB、CRISP−3、CPB1、インヒビンα、SLPI、エラフィン及び/又はプロラクチンのレベルが同定される、請求項1〜23記載の方法。
- ノザンブロット及び/又はサザンブロットによって、iインヒビン/アクチビンβBサブユニット遺伝子発現、アクチビンB、CRISP−3、CPB1、インヒビンα、SLPI、エラフィン及び/又はプロラクチンのレベルが同定される、請求項1〜23記載の方法。
- マイクロアレイ解析によって、インヒビン/アクチビンβBサブユニット遺伝子発現、アクチビンB、CRISP−3、CPB1、インヒビンα、SLPI、エラフィン及び/又はプロラクチンのレベルが同定される、請求項1〜23記載の方法。
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