JP2012105679A - 遠隔サンプル由来のdna断片を提供する方法 - Google Patents

遠隔サンプル由来のdna断片を提供する方法 Download PDF

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Abstract

【課題】遠隔サンプルからDNA断片を提供する組成物および方法を提供する。
【解決手段】本発明の態様は、遠隔サンプルからDNA断片を提供する組成物および方法に関する。特定の態様において、DNAを含む遠隔サンプルが提供され、DNAは前記遠隔サンプルから単離し、前記単離したDNAはメチル化シトシンと非メチル化シトシンの区別を可能にする方法で処理される。さらに、特定の実施例は、遠隔サンプル由来のDNAのメチル化分析の組成物および方法を提供する。他の態様は、バイサルファイト処理したDNAの全ゲノム増幅の組成物および方法を提供する。
【選択図】なし

Description

発明の技術分野
本発明は、遠隔サンプル由来のDNA断片を提供する、概して新規であり且つ実質的に改善された組成物および方法、およびそれらの分析法に関する。
関連出願の相互参照
本出願は、2005年4月15日出願の60/672,242号、2005年5月2日出願の60/676,997号、2005年7月8日の60/697,521号、2005年10月4日出願の60/723,602号、2006年3月8日出願の60/780,248号の米国暫定特許出願に対する優先権の利益を請求し、すべて参照することにより全体として本明細書に組み込まれる。
配列表
SEQ ID NOS:1‐15を含む書面における配列表は、本出願の一部として本明細書に含まれ、かつ添付される。
本発明の態様の背景
医療検査の開発 疾患(癌など)治癒の可能性は、多くの場合、疾患の一刻も早い検出に大きく依存する。また、頻繁に、疾患の素因を見つけることや、例えば疾患が既に進んでいる場合、疾患に対する最も期待できる治療を推定することが有利となる。このような一刻も早い検出、予測または推定によって、直接および関連の治療コストが削減される。
また、患者の生活の質の向上も保証される。
このことは、疑わしい疾患を有する個人からの多くのサンプルの検査を行わなければならず、大多数はその疾患にかかっていないかもしれないという状況を引き起こす。あるいは、診断された疾患にかかっている患者の場合で多くのサンプルの検査を行う必要があり、また所定の治療効果が見られる割合はごく少ない。
一般に、検査はできるだけ高い感受性、特異性、精度を有していることが望ましい。感受性は、検査される個人の対象疾患を正確に検出する検査の性能の尺度である。感受性の低い検査では、偽陰性を示す割合が高くなる。すなわち疾患を有する個人がその特定の疾患を有さないと間違って認識される。偽陰性の潜在的な危険性は、ある一定の期間、罹患している個人が診断されず治療されないままとなることであり、その間病気が後期へと進行し、ある場合は治療が効果的とならない可能性がある。数学的には、感受性=TP/(TP+FN)と示される。ここでTPは真陽性の結果を表し、FNは偽陰性の結果を表す。真陽性の結果とは、検査は陽性であり病気が存在するということを意味し、偽陰性の結果とは、検査は陰性であり病気は存在しないということを意味する。
感受性が低い検査の例として、HIVに対するタンパク質ベースの血液検査がある。この種の検査は、疾患が確定し相当な量のウイルスが血流に侵入するまで、ウイルスの存在を検出できないため感受性が低い。対照的に、感受性が高い検査の例として、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を使用するウイルス量検出がある。この種の検査は非常に少量のウイルスも検出できるため、高い感受性を得ることができる。高い感受性は、診断されなかった際の影響が大きい場合、特に重要である。
一方、特異性は、病状のない患者を正確に認識する検査性能の尺度である。特異性の低い検査では、偽陽性を示す割合が高くなる。すなわち個人がその疾患を有していると間違って認識される。偽陽性の欠点は、付帯リスク、感情的および金銭的ストレスを伴う、患者の健康に悪影響を及ぼす可能性のある不必要な医療処置または治療を患者に対して強いることである。高い特異性を有する診断学的検査の開発を難しくする疾患の特徴は、特に癌の病気の機序には頻繁に複数の遺伝子およびタンパク質が関与するということである。さらに、ある種のタンパク質は病状と関連性のない理由で増加することがある。数学的に特異性は特異性=TN/(FP+TN)と表示される。ここで、TNは真陰性の結果を表し、FPは偽陽性の結果を表す。真陰性の結果とは、検査は陰性であり病気が存在しないことである。偽陽性の結果とは、検査は陽性であり病気は存在しないということを意味する。
特異性が高い検査の例として、p53突然変異の検出が可能な遺伝子ベースの検査がある。特異性は、更なる診断処置または医療介入に関連するコストやリスクが非常に高い場合に重要である。
精度は、一方では、検査されている個人の対象疾患を正確に検出する検査性能の尺度であり、他方では、病状のない患者を正確に認識する性能の尺度である。したがって、精度は検査の感受性および特異性を同時に表すものである。数学的には、精度=(TP+TN)/Nと表され、TPは真陽性の結果、TNは真陰性の結果、Nは検査された患者数を表す。
一般に、自明の理由から、最適な検査は(もちろん好ましくはすべてであるが)以下の基準の少なくとも1つによってさらに特徴付けられる。つまり(i)高度な標準化、(ii)自動化への大きな可能性、(iii)サンプルの相互汚染の防止、(iv)低処理労力、(v)低コスト、(vi)処理の容易性、(vii)高再現性、(viii)高信頼性である。
もちろん、上記項目のすべては検査自体のみに適用されるわけではない。サンプルの収集から実際の検査開始までの作業の流れにも適用される。すなわち、適切な作業の流れは、上記項目を備えた検査を可能にするはずである。
検査の出発物質 コスト削減および患者の生活の質の向上のためには、非侵襲的に実施可能な検査は有利である。これが不可能な場合、患者にできるだけ影響を与えずに簡単に行える低コストまたはそれらの組み合わせが可能な侵襲的手段で実施されることが望ましい。そのため、例えば、血液、痰、排せつ物または体液などの遠隔サンプル(remote sample)は検査のための最適な出発物質である。
しかしながら、遠隔サンプルの使用は、DNAの量の少なさ、特に病変した細胞または組織に起因するDNAの量の少なさによってかなり限定される。したがって、サンプルの収集から実際の検査開始までの作業の流れは、高収量のDNAが必要ということが特徴とならざるを得ない。
ほとんどの場合、該当するDNAはサンプルにおいてかなり希釈される。通常、1%未満しか問題の根底にかかわる検査に関連しない。これは、検査前のDNAの収集、提供、および処理という作業の流れが高収量のDNAを要するという特徴があること強調するものである。
遠隔サンプルの使用に対する更なる困難は、サンプルが大量の細胞およびそれに伴うDNAによって汚染されることがあるということである。汚染は、検査が基づく問題と完全に無関係である。例えば、上記の汚染物とは、糞便サンプル中の大腸菌などのバクテリアまたは血漿や血清サンプル中の赤血球である。これらの汚染物は、該当するDNAの検出を妨害する、または大量に存在する場合、特に重大である。先の例では、該当するDNAの割合が非常に少ないため、それ以上検出ができない。そのため、検査前のDNAの収集、提供、および処理という作業の流れは、上記の汚染物を効率的に除去することを確実にしなければならない。
また、該当するDNAは、遠隔サンプルにおいて部分的に分解していることがある。これは、遠隔サンプルの種類および遠隔サンプルの収集および取扱法にもよる。遠隔サンプル中のDNAの断片化は100bp以下の断片サイズまで減少させることが可能である。したがって、サンプルの収集から検査開始までの作業の流れにおいて、大きなDNA断片と同様に小さなDNA断片も提供され、DNAがそれ以上断片化されないことを確実にしなければならない。
これらの問題を扱う文献は多数存在する。本明細書において、例示的にDiehl Fら(2005)PNAs、102(45)、16368‐16373およびLi Jら(2006)Journal of Molecular Diagnostics、8(1)、22‐30が挙げられる。
メチル化分析 近年明らかになったように、疾患、疾患の素因を検出する、または特定の病気治療法に対して予想される反応を推定する最も有力で期待される方法の1つとして、患者のゲノムDNAのメチル化分析がある。
多くの疾患、特に癌は、組み換え遺伝子発現を伴う。これは、遺伝子そのものの突然変異である場合があり、組み替えタンパク質の発現またはタンパク質や酵素の抑制または過剰発現を引き起こす。しかしながら、発現の調節は、エピジェネティックな修飾、特にDNAメチル化パターンの変更によっても起こる場合がある。当該のエピジェネティックな修飾は、実際のDNAコード配列に影響を与えない。DNAメチル化処理には健康に大きな影響があることが判明し、メチル代謝のメチル化処理および修飾およびDNAメチル化に関する知識が、疾患の理解、疾患の予防、診断および治療に対して不可欠であるということが明らかであると思われる。
哺乳類の全ゲノムのほんの一部を示す遺伝子の精密な管理は、ゲノムにおけるDNAの主体はコード化していないという事実を考慮して規制を含む。イントロン、反復成分および潜在的、能動的転移因子を含む当該の「トランク」DNAの存在は、それらの耐久性のある抑制(サイレンシング)に対する有効な機構を必要とする。明らかに、5メチルシトシンを形成するS‐アデノシルメチオニン(SAM)依存DNAメチルトランスフェラーゼによるシトシンのメチル化は、DNA‐タンパク質相互作用の修飾に対する当該の機序を示す。遺伝子は、たとえ隣の転写または非転写領域が広範囲でメチル化されていても、メチル化のないプロモーターによって転写可能である。これは、機能遺伝子のプロモーターの使用および規制を可能にするが、転移因子を含むトランクDNAは抑制される。メチル化は架橋された遺伝子の長期抑制のためにも起こり、転写ユニットにおけるメチル化が起こる場所によって、転写の程度の減少または増加のどちらかを引き起こす場合がある。
哺乳類における完全に自然のDNAメチル化は、DNAメチルトランスフェラーゼにコントロールされるシトシン‐グアノシン(CpG)ジヌクレオチド回文配列にほぼ限定される。CpGジヌクレオチドは、全ジヌクレオチドの約1〜2%であり、CpG島へ繋がる。当業者に認識される定義によると、領域は、200bpを超えるC+G含量が少なくとも50%で、期待されたCGジヌクレオチドと比較して実際に観察されたCGジヌクレオチドの割合が0.6より大きい場合、CpG島とみなされる(Gardiner‐Garden M、Frommer M(1987)J.Mol.Biol.196、261‐282)。通常、CpG島には、100bpの長さの配列に少なくとも4つのジヌクレオチドがある。
プロモーター領域に位置するCpG島は、対応する遺伝子の発現に対する規制機能を頻繁に有する。例えば、CpG島が低メチル化の場合、遺伝子は発現可能である。一方、高メチル化は、発現の抑制を頻繁に引き起こす。通常、癌抑制遺伝子は低メチル化である。しかし、それらが高メチル化になると、それらの発現は抑制される。これは、癌組織において多く見られる。それに反して、癌遺伝子は健康な組織において高メチル化であるが、癌組織においては多くの場合、低メチル化である。
シトシンのメチル化には、タンパク質の結合が通常禁止されるという効果があり、遺伝子の転写を規制する。これは、遺伝子の発現に変化をもたらす。癌に関して、細胞分裂を規制する遺伝子の発現はそれによって変化し、例えば、アポトーシス遺伝子の発現は下方制御されるが、癌遺伝子の発現は上方制御される。また、高メチル化は、規制に長期影響を与える。ヒストンからアセチル基を取り除くタンパク質は、シトシンがメチル化される時、ドメインをDNAに結合させるそれらの5メチルシトシンによって結合することができる。これは、ヒストンを脱アセチル化し、それ自体がDNAのパッケージをより厳重にする。そのため、調節タンパク質はDNAへの結合から除外されない。
その結果、DNAメチル化パターンの効率的な検出は、疾患を理解するための新規な方法の開発、疾患の予防、診断および治療、および疾患に関連する対象をスクリーニングするための重要な手段である。しかし一方では、DNAメチル化を効率的に検出する方法は、ゲノムDNAという出発物質に関して高い品質標準を要する。好ましくは、標準は以下のものである。
I)限定された状態に特異的なメチル化パターンによって特徴付けられるDNAの十分な量は、使用されたDNAサンプルにおいて構成される。このDNAの十分な量は、メチル化パターン自体だけではなく、メチル化パターンを検出する方法にもよる。通常の値は、約20pg〜約10ngの範囲にある。しかし、患者から得られたサンプル中のこのDNAの実際の量は少なくとも4〜8倍の因数であり、かなり多いと考えられなければならない。この理由として、サンプル提供よびサンプル処理の間のDNAの損失、例えばDNA単離がある。
II)使用されたDNAサンプルは、望ましいメチル化パターンを検出するための選ばれた方法を妨害するかもしれないDNAがあってはならない。
III)使用されたDNAサンプルは、好ましくは、根本的な問題とは無関係であるDNAの大量の汚染も含んではならない。これは、例えば、糞便サンプル中の大腸菌のDNAまたは血漿または血清サンプル中の赤血球のDNAである。
IV)使用されたDNAは、好ましくは、ヌクレオチドまたはDNA骨格の一部ではない塩基だけでなく、付随または連結タンパク質、ペプチド、アミノ酸、RNAを有するべきではない。これらは、メチル化の検出を立体的に妨害する。
技術的に顕著な必要性 現在、出願者は任意の関連する先行技術の方法を意識していない。したがって、関連するということは、上記で特定されるように、遠隔サンプルからDNAを提供する、メチル化分析に適するDNAを提供する、および一般的医療検査の基準を満たすことを意味する。
以下の文献は最も近い先行技術とみなされる。Utting Mら(2002)Clinical Cancer Research、8、35‐40。この研究は、尿または血液の浮遊性DNAを使用するマイクロサテライトマーカー分析が膀胱癌の診断およびスクリーニングに関連することがあることを示す。サンプルからのDNAの提供だけではなくサンプル提供も、標準手順にしたがって実行される。
Wong I.H.N.ら(2003)Clinical Cancer Research、9、047‐1052は、RTQ‐MSPと呼ばれる新規な方法を記述し、それはMSP(メチル化感受性PCR)とリアルタイムPCRの組み合わせである。著者らは、診断した肝細胞癌患者の血漿、血清および血液細胞における特定の癌由来のDNA配列の検出は可能であることを証明する。
米国6,927,028号には、メチル化特異的PCRを用いた生体サンプルにおける異なる個体の細胞から由来するDNA種を区別する方法が記載される。サンプルからのDNAの提供だけではなくサンプル提供も、標準手順にしたがって実行される。
Lecomte T.ら(2002)Int.J.Cancer、100、542‐548は、KRAS2突然変異、p16遺伝子プロモーターメチル化、またはその両方の存在を調べるために、結腸直腸癌患者の血漿由来の自由型循環DNAを検査した。著者らは、血液中に自由型循環の癌関連DNAが検出されない患者と比較して、血液中の自由型循環の癌関連DNAを有する患者は、2年無再発生存の可能性が低いことを提案する。
本発明の態様の要約
本発明の態様は、遠隔サンプルからDNA断片を提供する組成物および方法に関する。
特定の態様は、遠隔サンプル由来のDNA断片を提供する組成物および方法を提供し、その中からDNAを含む遠隔サンプルが提供され、DNAは前記遠隔サンプルから単離し、前記単離したDNAはメチル化シトシンと非メチル化シトシンの区別を可能にする方法で処理される。特定の態様は、遠隔サンプルを提供する組成物および方法を提供し、前記遠隔サンプルは、DNAのサブセットのみが関連し、DNA濃度は約100ng/ml未満であることを特徴とする。特定の態様は、DNAの損失を最小限にする組成物および方法を提供する。特定の態様は、遠隔サンプルからできるだけ多くのDNAを単離する組成物および方法を提供する。好ましくは、これらの態様は細分ステップ、濃縮ステップ、またはそれらの組み合わせから成る。
さらに、特定の実施例は、遠隔サンプル由来のDNAのメチル化分析の組成物および方法を提供する。特定の実施例は、マーカーの同定のための組成物および方法を提供する。特定の実施例は、マーカーの使用方法を提供する。
他の態様は、バイサルファイト(bisulfite)処理したDNAの全ゲノム増幅の組成物および方法を提供する。
更なる態様は、本発明の方法を実行するためのキットおよび本発明の方法の実施例を提供する。
図1は、本発明の1つの実施例の概観を示す。 図2は、例示的なプーリングおよび濃縮法の概観を示す。
発明の態様の詳細な説明
さまざまな技術的目標を達成するため、本発明の態様は組成物および遠隔サンプル由来のDNA断片を提供する方法を教示する。上述の組成物および方法は、DNAを含む遠隔サンプルを提供し、DNAを遠隔サンプルから単離し、および単離されたDNAを試薬または酵素で処理することを含み、これらはメチル化シトシンと非メチル化シトシンの区別を可能にする。
特定の態様は、遠隔サンプルを提供する膨大な数の既知の方法の中から、メチル化および非メチル化DNAの区別を可能にする、DNA単離法および処理法を見つける方法を提供し、これらの方法は、原則として本発明の技術的目標を解決するために使用されることができる。特定の態様は、膨大な数の既知の方法の中から、メチル化分析、マーカーの同定および同定マーカーの使用を見つける方法をさらに提供し、これらの方法は、原則として本発明の技術的目標を解決するために使用されることができる。特定の態様は、実際に技術的な目的を満たす形で、これらの方法それぞれの適切な組み合わせおよび調整を提供する。
本発明の態様の利点
特定の態様において、例示的な発明の方法は以下のような利点を持つ。
‐高収量のDNAが提供されることによって特徴付けられる。これは、遠隔サンプルが低レベルのDNA、特に低レベルの該当するDNAしか含まないことを特徴とするにもかかわらず達成される。一方、多くの場合において、遠隔サンプルの量は限定されない。したがって、本発明によれば、好ましくは多量の遠隔サンプルがプロセスされる。とりわけ、膨大な数の可能なDNAの単離方法の中から、大量の開始サンプルを使用することができるDNAの単離方法が選択された。本発明によって、遠隔サンプルをサブサンプルに分割し、DNA単離を並行して実施し、単離されたDNAをプールし、そしてDNAを更なるプロセスに適した体積に濃縮することによって、さらに大量のサンプルとすることができる。
提供される高収量のDNAは、完全かつ信頼できる識別を可能とし、同時に膨大な識別法の中から更なるDNA断片化を最小限にする、メチル化と非メチル化シトシンを識別する方法の選択によってさらに確認される。
また、DNAの単離ステップおよびバイサルファイト処理ステップ後の高収量のDNAは、本発明にしたがい、バイサルファイト処理したDNAの全ゲノム増幅の任意のステップを適用することでさらに上昇させることができる。
本例示的な発明の方法は、汚染が最も回避されることにさらに特徴付けられる。これは、個体から採取されたサンプルのうち対象外の成分を効果的に除去するサンプル収集の実施例に基づく。例えば、血漿サンプルを提供するための血液からの赤血球の除去である。それにより、すべての赤血球を効果的に除去しつつ、しかし一方でそれらの破壊を最小限にすることは特に重要である。なぜなら、これは赤血球を除去する理由である、赤血球DNAの遊離を引き起こすからである。さらに、本発明によれば、DNAの単離方法は、サンプルの交差汚染の可能性を排除する、膨大な数の可能なDNAの単離方法の中から選択される。総合すれば、本発明によって提供されたDNAは、所望のメチル化パターンを検知する選ばれた方法を阻害する恐れのあるDNA汚染がない。
例示的な本発明の方法は、DNA小断片に加えDNA長断片もまた提供されることをさらに特徴とする。第一に、これは本発明にしたがって、少なくとも100bpのDNA断片を膨大なDNAの単離方法の中から高効率に単離するDNAの単離方法を選択することによって可能となる。第二に、これは本発明にしたがって、DNA濃縮、バイサルファイト処理、特にバイサルファイト処理したDNAの精製および/または脱スルホン化、および全ゲノム増幅のための本発明の方法を、膨大なその他の可能な方法の中から選択することによって可能となる。
例示的な本発明の方法は、提供されるDNAは、それらが出発遠隔サンプル中にあることから、DNA小断片に加え、DNA長断片もまた含むことをさらに特徴とする。この特別な利点は本発明に従い、i)少なくとも100bpほどの小さいDNA小断片に加え、DNA大断片もまた単離するDNAの単離方法を、膨大な数の可能なDNAの単離方法の中から選択することにより、ii)DNA小断片に加え、DNA大断片もまた保持する、バイサルファイト処理したDNAのDNA濃縮および精製のための装置を膨大な数の可能な装置の中から選択することにより、および、iii)バイサルファイト処理したDNAの全ゲノム増幅の任意のステップによって、バイサルファイト処理したDNA小断片に加え、大きいものもまた効果的に増幅することによって達成される。
例示的な本発明の方法は、提供されるDNAは、付随またはリンクタンパク質、ペプチド、アミノ酸、RNA、ヌクレオチドまたは塩基、および干渉する化学試薬を含まないことをさらに特徴とする。本発明によれば、これは、i)付随またはリンクタンパク質、ペプチド、アミノ酸、RNA、ヌクレオチドまたは塩基の効率的な除去によって特徴付けられるDNAの単離方法が、膨大な数の可能なDNAの単離方法の中から選択されること、ii)膨大な数の可能な装置のうち、付随ヌクレオチドまたは塩基を効果的に除去する、バイサルファイト処理したDNAのDNA濃縮および精製のための装置、および、iii)更なるDNA断片化を最小限にする、メチル化シトシンと非メチル化シトシンを識別する方法が、膨大な数の識別法の中から選択されること、に基づく。かかる成分の除去は、これがメチル化分析を立体的に妨げる恐れがあるために特に重要である。
総合すれば、上記で説明した利点により、例示的な本発明の方法は、遠隔サンプルをメチル化分析に使用することが可能である。特に、上述の使用は、信頼でき、再現性があることを特徴とする。これらは、医療検査のための二つの必要条件である。
しかし、もちろん、例示的な本発明の方法はまた、別の好ましい医療検査の基準によって特徴付けられる。本例示的な発明の方法によれば、多量のサンプルをプロセスすることができる。例えば、例示的な発明の方法は、プレートスケールにて行うことが可能である。さらに、異なるステップを自動化し、標準化することができ、したがってロボット工学もまた使用することができる。この異なるステップは、低処理労力によってさらに特徴付けられる。プレートスケールによる実行、自動化および標準化の方法の適合性、および低処理労力は、またコストの削減にもつながる。また、すでに低費用で入手できる装置およびソリューションを使用することにより、コストはさらに削減される。本発明の方法のその他の利点は、その実行には標準的な実験装置のみが必要であるため、すべてのステップを簡単に実施することができることである。その単純さ、その自動化の適合性、その低処理労力、およびその簡単な取り扱いのため、本発明の方法はまた高い信頼性および再現性を持つ。
それゆえ、本例示的な発明の方法は、メチル化をベースとする医療検査において遠隔サンプルを使用可能にする。言い換えれば、これは実施が簡単で、低コストの、非侵襲的手段または患者になるべく影響を与えない侵襲的手段に基づく、メチル化をベースとする医療検査を可能にする。
例示的な本発明の方法はまた、メチル化をベースとしたマーカーの発見における遠隔サンプルを可能にする。特に、高い感受性、高い特異性、または両方によって特徴付けられるマーカーの同定を可能にする。
発明の態様の方法
本発明の方法は、遠隔サンプル由来のDNA断片を提供する方法である。本発明によれば、本方法は以下のステップを含む。DNAを含む遠隔サンプルの提供、遠隔サンプルからのDNAの単離、および、メチル化シトシンと非メチル化シトシンの区別を可能にする試薬または酵素による、単離したDNAの処理。これらのステップの実現において、DNA断片は遠隔サンプルから提供される。
すなわち、特定の態様において、本発明の方法は、遠隔サンプル由来のDNA断片を提供する方法であって、
DNAを含む遠隔サンプルの提供と、
遠隔サンプルからのDNAの単離と、
メチル化シトシンと非メチル化シトシンの区別を可能にする試薬または酵素による、単離したDNAの処理と、を含む方法である。
特定の態様において、本発明の方法は、遠隔サンプルの収集および予備処理を含む方法である。この遠隔サンプルは、これにより、ゲノムDNAを含むことを特徴とする。本発明の方法は、収集され予備処理された遠隔サンプルからのDNAの抽出をさらに含む。本発明によれば、抽出されたDNAは、特定の位置において、そのDNAがメチル化されたものか否かを区別することを可能にする処理にしたがう。かかる処理はどのような種類の処理でもよい。好ましくは、その処理は酵素または試薬の使用を含むものである。ここで、酵素はどのような種類の酵素でもよいが、好ましくは、この酵素はタンパク質またはRNA分子である。上述の試薬もまた、どのような種類の試薬でもよく、例えば、化学試薬、医薬用試薬、生物学試薬または医療用試薬であるがこれに限定されない。
1つの実施例において、本発明の方法は、遠隔サンプルのDNAは、DNAのうち約5%未満、約3%未満、約1%未満、または約0.1%未満が限定された細胞、細胞集団、組織、または器官由来であることに特徴付けられる方法である。好ましい1つの実施例において、本発明の方法は、遠隔サンプルのDNAは、DNAのうち約1%未満が限定された細胞、細胞集団、組織、または器官由来であることに特徴付けられる方法である。
1つの実施例によれば、提供された遠隔サンプルは、同じ限定された細胞、細胞集団、組織または器官に由来する、約5%未満、約3%未満、約1%未満、または約0.1%未満のDNAを含む。好ましくは、約1%未満のDNAが、同じ限定された細胞、細胞集団、組織または器官由来である。ここで、上述のDNAは、限定された対立遺伝子ゲノム遺伝子座において、同じメチル化パターンを持つことを特徴とする。
本発明の1つの実施例において、上述のDNAの有無は、約99%以上の信頼区間、約95%以上の信頼区間、約90%以上の信頼区間、約80%以上の信頼区間、約70%以上の信頼区間、約60%以上の信頼区間で検知されることができる。特に好ましいのは約95%以上の信頼区間である。
1つの実施例によれば、上述のDNAの割合は、約99%以上、約95%以上、約90%以上、約80%以上、約70%以上、または約60%以上の信頼区間内において決定されることができる。好ましくは、約95%以上の信頼区間が適用される。
1つの実施例において、本発明の方法は、遠隔サンプルは1ml中に約100ng未満のDNA、1ml中に約60ng未満のDNA、または1ml中に約10ng以下のDNAを含むことに特徴付けられる方法である。好ましい1つの実施例において、この遠隔サンプルは、1mlの遠隔サンプル中に約10ng以下のDNAを含む。
1つの実施例によれば、遠隔サンプルミリリットル中に約1,000ng未満、約500ng未満、約100ng未満、約80ng未満、約60ng未満のDNA、約40ng未満、約20ng未満、10ng未満、約1ng未満、または約0.1ng未満を含む遠隔サンプルが考慮される。好ましくは、遠隔サンプルのDNA濃縮は10ng/ml未満である。
1つの実施例において、本発明の方法は、高収量のDNAによって特徴付けられるDNAの単離方法の選択、高精度および高信頼性、ピペット操作の高精度、ピペット操作器具の再使用、DNAと接触した器具の再使用によって特徴付けられる、非メチル化およびメチル化シトシンの区別の方法の選択を含む、少なくとも1つの群から選択されたものによってDNAの損失が最小限になる方法である。
1つの実施例によれば、できるだけ多くの該当するDNAがメチル化分析に提供されることは非常に重要である。この重要性は、遠隔サンプルのDNAは、内在する問題に関連するDNAを少量の割合のみしか含まないことに基づく。これはすでに上述されている。したがって、好ましくは、DNAの損失は次のうち少なくとも1つの条件によって最小限にされうる。a)適切なDNA抽出方法の選択、b)ゲノム遺伝子座または対立遺伝子がメチル化か否かを区別する適切な方法の選択、c)ピペット操作が高精度であることの保証、d)ピペット操作器具の再使用、およびe)遠隔サンプルのDNAと接触した器具の再使用。
適切なDNAの抽出方法とは、高収量のDNAを可能にし、確保する方法である。これは、標準化の可能性、自動化の可能性、高信頼性、高再現性を持ち、および、例えば、しかしこれに限定されないが、他の遠隔サンプルのDNAの汚染の排除によってさらに特徴付けられる。もちろん、適切な方法はまた、上記に記載の医療検査、遠隔サンプルのプロセス、およびメチル化分析の基準をできるだけ満たさねばならない。したがって、1つの好ましい実施例において、DNAはMagNA Pure Compact Nucleic Acid Isolaton Kit(I)Large Volume(Roche Diagnostics GmbH)の少なくとも1つの構成要素、または少なくともそれに関連する器具によって抽出される。
メチル化と非メチル化ゲノム遺伝子座または対立遺伝子を区別する適切な方法は、高信頼性および高精度を伴ってできるだけ高い割合の区別を可能にし、確実にすることを特徴とする。好ましくは、この区別は、メチル化されることのできるほとんどすべての場所で可能である。さらに、適切な方法は、DNAの断片化をもたらすべきでない。もちろん、適切な方法はまた、上記に記載の医療検査、遠隔サンプルのプロセス、およびメチル化分析の基準をできるだけ満たさねばならない。したがって、1つの好ましい実施例において、DNAはWO05/038051(本参照は全体として組み込まれる)に本質的に実施される記載のとおりにバイサルファイトによって処理される。
ピペット操作の高精度は、必要な量のDNAだけが続くステップに移され、できるだけ多くの遠隔サンプルDNAを利用することを可能にすることを特徴とする。また、これは、最適量のDNAおよび他の試薬が使用されることをさらに確実にする。これは、最適な反応およびよって質の高いDNAをもたらす。例えば、これに限定されないが、分解によるDNAの損失は、よって最小化される。
このピペット操作器具の再使用もまた、有利である。当技術分野で周知のように、DNAは例えばピペットの先のようなプラスチックの表面に結合している。しかし、上述のDNAにすでに一度接触した表面に結合するDNAはそれより少ない。もちろん、例えば、これに限定されないが、マイクロタイタープレート、管、カラムなどのDNA容器にも同じことが言える。しかし、再利用もまた汚染の危険によって制限される。したがって、遠隔サンプルのDNAと接触した器具のみが、同じ患者または一人の患者から採取されたサンプル由来のサンプルまたはDNAに再利用される。別の好ましい実施例において、遠隔サンプルDNAと接触した器具の使用は最小限とされる。
1つの実施例において、本発明の方法は、遠隔サンプルの体積が少なくとも約1.5ml、約2ml、約3ml、約4ml、約5ml、約6ml、約7ml、約8ml、約9ml、約10ml、約11ml、約12ml、約15ml、約20ml、約25ml、約30ml、約40ml、または約50mlである方法である。好ましい1つの実施例において、遠隔サンプルの体積は、少なくとも約36ml、約38ml、約40ml、約42ml、または約45mlである。特に好ましい実施例において、遠隔サンプルの体積は、少なくとも約40mlである。別の好ましい実施例において、遠隔サンプルの体積は、少なくとも約15ml、約18ml、約20ml、約23ml、または約25mlである。特に好ましい実施例において、遠隔サンプルの体積は、少なくとも約20mlである。さらに好ましい実施例において、遠隔サンプルの体積は、少なくとも約少なくとも約4ml、約5ml、約6ml、約7ml、約8ml、または約9mlである。特に好ましい実施例において、遠隔サンプルの体積は、少なくとも約6mlまたは約8mlである。
1つの実施例によれば、遠隔サンプルは個体から採取される。上述の遠隔サンプルは、少なくとも約1.5ml、約2ml、約3ml、約4ml、約5ml、約6ml、約7ml、約8ml、約9ml、約10ml、約11ml、約12ml、約15ml、約20ml、約25ml、約30ml、約40ml、または約50mlの体積を有する。好ましくは、体積は少なくとも約36ml、約38ml、約40ml、約42ml、または約45mlである。最も好ましくは、体積は少なくとも約40mlである。同じく好ましくは、体積は少なくとも約15ml、約18ml、約20ml、約23ml、または約25mlであり、また、最も好ましくは、体積は少なくとも約20mlである。同じく好ましくは、体積は少なくとも約4ml、約5ml、約6ml、約7ml、約8ml、または約9mlである。最も好ましくは、体積は少なくとも約6mlまたは約8mlである。
1つの実施例において、本発明の方法は、遠隔サンプルが少なくとも、血液サンプル、血漿サンプル、血清サンプル、体液サンプル、唾液サンプル、尿サンプル、精液サンプル、胸腔液サンプル、腹腔液サンプル、脳脊髄液サンプル、上皮表面の塗抹標本、喀痰試料、糞便サンプル、射精サンプル、涙液サンプル、汗サンプル、リンパ液サンプル、気管支洗浄液サンプル、胸水サンプル、髄膜液サンプル、腺液サンプル、微細針吸入液サンプル、乳頭吸引液サンプル、髄液サンプル、結膜液サンプル、膣液サンプル、十二指腸液サンプル、膵液サンプル、または胆汁サンプルを含む群から選択されたものである、方法である。
1つの実施例によれば、遠隔サンプルはどのような種類のサンプルでもよい。好ましくは、遠隔サンプルは、主に上述のサンプルの別の成分から離れて位置する、少なくとも1つの構成要素を含むことを特徴とするサンプルである。例えば、血液は、赤血球に関しては遠隔サンプルではないが、肺中に位置する腫瘍に由来するDNA断片に関しては遠隔サンプルである。好ましい1つの実施例によれば、遠隔サンプルは、血液サンプル、血漿、血清、体液、唾液、尿、精液、胸腔からの液、腹腔からの液、脳脊髄液、上皮表面からの塗布標本、痰、糞便、射精された精液、涙液、汗、リンパ液、気管支洗浄、胸水、髄膜液、腺液、微細針吸入液、乳頭吸引液、髄液、結膜液、膣液、十二指腸液、膵液液、または胆汁である。当業者はおそらく更なる遠隔サンプルを知っているであろう。もちろん、これらのサンプルもまた、本発明の方法にしたがって使用されることができる。
1つの実施例において、本発明の方法は、遠隔サンプルが血漿であり、遠隔サンプルの提供が、
個体から少なくとも約5ml、約10ml、約15ml、約20ml、約25ml、約30ml、約35ml、約40ml、約45ml、約50mlの血液を得ることと、
穏やかに混合することを含め、EDTA(エチレンジアミン四酢酸)を追加する、
血液を、最終濃度約2.2μmol/l、約3.2μmol/l、約3.7μmol/l、約4.0μmol/l、約4.5μmol/l、約4.9μmol/l、約5.4μmol/l、約5.9μmol/l、または約6.9μmol/lの穏やかに混合することを含む二カリウムEDTA(二カリウムエチレンジアミン四酢酸)に調節することと、 血液‐EDTA混合物を、約750xg、約1000xg、約1500xg、または約2000xgにて、約4分、約8分、約10分、約12分、または約20分、約1℃、約4℃、約7℃、約10℃、約15℃、約21℃、または約27℃にて遠心分離機で分離することと、
血漿を新しい容器に移すことと、
血漿を、約750xg、約1000xg、約1500xg、または約2000xgにて、約4分、約8分、約10分、約12分、または約20分、約1℃、約4℃、約7℃、または約10℃にて遠心分離機で分離することと
再度遠心分離機で分離した血漿を新しい容器に移す、
サンプルを含む血漿を、約0℃、約2℃、約4℃、約6℃、または約10℃にて冷却することと、
サンプルを含む血漿を、少なくとも約−10℃、約−20℃、約−50℃、約−60℃、約−70℃、約−80℃、約−90℃、または約−196℃にて凍結、保存または運搬することと、および、
個体から血液を得ることから開始し、対応する再び遠心分離機にかけて分離した血漿を凍結して終了する遠隔サンプルの提供を、約1、約2、約3、約4、約5、約6、または約8時間以内に実施することのうち、1つ以上を含む方法である。
1つの実施例によれば、遠隔サンプルは血漿である。好ましい1つの実施例によれば、血漿の提供は、
個体から少なくとも約5ml、約10ml、約15ml、約20ml、約25ml、約30ml、約35ml、約40ml、約45ml、約50mlの血液を得ることと、
穏やかに混合することを含む、EDTA(エチレンジアミン四酢酸)を血液に加えることと、
血液を、ただちに少なくとも約2回、約4回、約6回、約8回、約10回、約12回、約14回、または約18回反転することにより、最終濃度約2.2μmol/l、約3.2μmol/l、約3.7μmol/l、約4.0μmol/l、約4.5μmol/l、約4.9μmol/l、約5.4μmol/l、約5.9μmol/l、または約6.9μmol/lの穏やかに混合することを含む二カリウムEDTA(二カリウムエチレンジアミン四酢酸)に調節することと、
血液‐EDTA混合物を、約750xg、約1000xg、約1500xg、または約2000xgにて、約4分、約8分、約10分、約12分、または約20分、約1℃、約4℃、約7℃、約10℃、約15℃、約21℃、または約27℃にて、遠心分離機にかけて分離することと、
除いた上相を新しい容器に移し、その中で遠心分離機にかけた容器がまっすぐに保たれ、ピペットが傾けられて遠心分離機にかけた容器の末端および除いた上相の表面に接触し、少しの量の除いた上相を、その表面が次の層、軟膜層から約20mm、約10mm、約7mm、約5mm、または約4mm離れるまで移すことと、
血漿サンプルを、約750xg、約1000xg、約1500xg、または約2000xgにて、約4分、約8分、約10分、約12分、または約20分、約1℃、約4℃、約7℃、または約10℃にて、遠心分離機にかけて分離することと、
再び遠心分離機にかけて分離した血漿サンプルを新しい容器に移し、その中に約20ml、約12ml、約8ml、約5ml、または約4ml以上の、最も低い、再び遠心分離機にかけて分離した血漿サンプルが遠心分離容器に残ることと、
血液サンプル、血漿サンプルまたは中間サンプルを、約0℃、約2℃、約4℃、約6℃、または約10℃で冷却することと、
血漿サンプルまたは中間サンプルを、少なくとも約−10℃、約−20℃、約−50℃、約−60℃、約−70℃、約−80℃、約−90℃、または約−196℃で凍結、保存、または運搬することと、および、
個体から血液を得ることから開始し、対応する再び遠心分離機にかけて分離した血漿サンプルを凍結して終了する遠隔サンプルの提供を、約1、約2、約3、約4、約5、約6、または約8時間以内に実施することのうち、1つ以上のステップを含む。
好ましい1つの実施例において、本発明の方法は、遠隔サンプルは血漿サンプルであり、遠隔サンプルの提供は、
個体から、少なくとも約35ml、約40ml、約45ml、または約50mlの血液を得ることと、
血液を最終濃度約3.7μmol/l、約4.0μmol/l、約4.5μmol/l、約4.9μmol/l、または約5.4μmol/lの穏やかに混合することを含む二カリウムEDTA(二カリウムエチレンジアミン四酢酸)に調節することと、
血液‐EDTA混合物を、約約1500xgにて約10分、約4℃で遠心分離機にかけて分離し、好ましくは遠心分離機を停止するのにブレーキを使用しない。
血漿を新しい容器に移すことと、
血漿を約1500xgにて約10分、約4℃で遠心分離機にかけて分離し、好ましくは遠心分離機を停止するのにブレーキを使用しないことと、
再び遠心分離機にかけて分離した血漿を新しい容器に移すことと、
サンプルを含む血漿を、約0℃、約2℃、または約4℃で冷却することと、
サンプルを含む血漿を、少なくとも約−70℃、約−80℃、または約−90℃で冷却、保存、または運搬することと、および、
個体から血液を得ることから開始し、対応する再び遠心分離機にかけて分離した結晶を凍結して終了する遠隔サンプルの提供を、約4時間以内に実施することのうち、1つ以上を含む方法である。
好ましい1つの実施例によれば、遠隔サンプルは血漿サンプルであり、血漿サンプルの提供は、
個体から、少なくとも約35ml、約40ml、約45ml、または約50mlの血液を得ることと、
血液を、最終濃度約3.7μmol/l、約4.0μmol/l、約4.5μmol/l、約4.9μmol/l、または約5.4μmol/lの、ただちに約10回反転することによる穏やかに混合することを含む、二カリウムEDTA(二カリウムエチレンジアミン四酢酸)に調節することと、
血液‐EDTA混合物を、約約1500xgにて、約10分、約4℃、遠心分離機にかけて分離し、好ましくは遠心分離機を停止するのにブレーキを使用しないことと、
除いた上相を新しい容器に移し、その中で遠心分離機にかけた容器がまっすぐに保たれ、ピペットが傾けられて遠心分離機にかけた容器の末端および除いた上相の表面に接触し、少しの量の除いた上相を、その表面が次の層、軟膜層から約5mm離れるまで移すことと、
血漿サンプルを、約1500xgにて、約10分、約4℃で遠心分離機にかけて分離し、好ましくは遠心分離機を停止するのにブレーキを使用しないことと、
再び遠心分離機にかけて分離した血漿サンプルを新しい容器に移し、その中に約5ml以上の、最も低い、再び遠心分離機にかけて分離した血漿サンプルが遠心分離容器に残ることと、
血液サンプル、血漿サンプルまたは中間サンプルを、約0℃、約2℃、または約4℃で冷却することと、
血漿サンプルまたは中間サンプルを、少なくとも約−70℃、約−80℃、または約−90℃で冷却、保存、または運搬することと、および、
個体から血液を得ることから開始し、対応する再び遠心分離機にかけて分離した血漿サンプルを凍結して終了する遠隔サンプルの提供を、約4時間以内に実施することのうち、1つ以上のステップを含む。
1つの実施例において、本発明の方法は、遠隔サンプルは尿であり、遠隔サンプルの提供は、
前立腺の触診、前立腺マッサージ、またはその両方を、前立腺の中心から前立腺の左側、前立腺の右側、または両側へ約10秒、約30秒、約50秒、約60秒、約75秒、または約120秒実施することと、
排せつされた尿の最初の約5ml、約10ml、約15ml、約20ml、約25ml、約30ml、約40mlを採取することと、
EDTAを尿に加えることと、
尿を、最終濃度約3mmol/l、約6mmol/l、約7mmol/l、約8mmol/l、約9mmol/l、約9.80mmol/l、約10mmol/l、約11mmol/l、約12mmol/l、約13mmol/l、約14mmol/l、約18mmol/l、または約25mmol/l、のEDTA(エチレンジアミン四酢酸)でpH約5.0、約6.0、約7.0、約7.5、約8.0、約8.5、約9.0、約10に調整することと、
尿含有サンプルを、約0℃、約2℃、約4℃、約6℃、または約10℃で冷却することと、
尿含有サンプルを、少なくとも約−20℃、約−50℃、約−60℃、約−70℃、約−80℃、約−90℃、または約−196℃で冷却、保存、または運搬することと、および、
排せつされた尿の最初のミリリットルを採取することから、対応する尿‐EDTAの混合物を凍結するまでの尿サンプルの提供を、約15、約30、約45、約60、約75、約90、または約120分以内に実施することのうち、1つ以上を含む方法である。
1つの実施例によれば、遠隔サンプルは尿である。1つの実施例によれば、尿サンプルの提供は、
前立腺の触診、前立腺マッサージ、またはその両方を、前立腺の中心から前立腺の左側、前立腺の右側、または両側へ約10秒、約30秒、約50秒、約60秒、約75秒、または約120秒実施することと、
前立腺の触診、前立腺マッサージ、または両方の直後に、排せつされた尿の最初の約5ml、約10ml、約15ml、約20ml、約25ml、約30ml、約40mlを採取することと、
二カリウムEDTAを尿にただちに加えることと、
尿を最終濃度約3mmol/l、約6mmol/l、約7mmol/l、約8mmol/l、約9mmol/l、約9.80mmol/l、約10mmol/l、約11mmol/l、約12mmol/l、約13mmol/l、約14mmol/l、約18mmol/l、または約25mmol/lの、採取後ただちに反転することによる穏やかに混合することを含むEDTA(エチレンジアミン四酢酸)で、pH約5.0、約6.0、約7.0、約7.5、約8.0、約8.5、約9.0、約10に調整することと、
尿サンプルを、約0℃、約2℃、約4℃、約6℃、または約10℃で冷却することと、 尿サンプルを、少なくとも約−20℃、約−50℃、約−60℃、約−70℃、約−80℃、約−90℃、または約−196℃で冷却、保存、または運搬することと、および、 排せつされた尿の最初のミリリットルを採取することから、対応する尿サンプルを凍結するまでの尿サンプルの提供を、約15、約30、約45、約60、約75、約90、または約120分以内に実施することのうち、少なくとも1つ以上のステップを含む。
好ましい1つの実施例において、本発明の方法は、遠隔サンプルの提供が、
前立腺の触診、前立腺マッサージ、またはその両方を、前立腺の中心から前立腺の左側、前立腺の右側、または両側へ約60秒実施することと、
排せつされた尿の最初の約20mlを採取することと、
尿を、最終濃度約9mmol/l、約9.80mmol/l、約10mmol/l、または約11mmol/l、のEDTA(エチレンジアミン四酢酸)でpH約7.5、約8.0、または約8.5に調整することと、
尿含有サンプルを、約0℃、約2℃、または約4℃で冷却することと、
尿含有サンプルを、少なくとも約−70℃、約−80℃、または約−90℃で冷却、保存、または運搬することと、および、
尿サンプルの提供を、排せつされた尿の最初のミリリットルを採取し、対応する尿‐EDTAの混合物を約60分以内に凍結して実施することのうち、1つ以上を含む方法である。
好ましい1つの実施例によれば、遠隔サンプルは尿サンプルであり、尿サンプルの提供は、
前立腺の触診、前立腺マッサージ、またはその両方を、前立腺の中心から前立腺の左側、前立腺の右側、または両側へ約60秒実施することと、
前立腺の触診、前立腺マッサージ、または両方の直後に、排せつされた尿の最初の約20mlを採取することと、
尿を最終濃度約9mmol/l、約9.80mmol/l、約10mmol/l、または約11mmol/l、採取後ただちに反転することによる穏やかに混合することを含むEDTA(エチレンジアミン四酢酸)で、pH約7.5、約8.0、または約8.5に調整することと、
尿サンプルを、約0℃、約2℃、または約4℃で冷却することと、
尿サンプルを、少なくとも約−70℃、約−80℃、または約−90℃で冷却、保存、または運搬することと、および、
排せつされた尿の最初のミリリットルを採取することから、対応する尿サンプルを凍結するまでの尿サンプルの提供を、約60分以内に実施することのうち、少なくとも1つを含む。
1つの実施例において、遠隔サンプルの提供は、照合表、標準化されたプロトコル、または両方のプロセスを含む。
1つの実施例によれば、遠隔サンプルの提供は、照合表、プロトコル、または両方の使用を含む。好ましい1つの実施例によれば、遠隔サンプルの提供に使用される照合表は、必要な、実施されねばならないもののみの、または両方の、アクションの段階的な記述を含む。これは、予防措置に関する注意書きをさらに含んでもよい。1つの実施例によれば、遠隔サンプルの提供に使用されるプロトコルは、i)好ましくは数字と文字、または好ましくはバーコードのようなコンピュータ可読のコードである、少なくとも1つの遠隔サンプル同定番号の提供および使用、ii)サンプルに関する特性データの記録、iii)サンプルが採取された個体の特性盲検データの記録、iv)またはこれらの組み合わせを含む。
1つの実施例において本発明の方法は、遠隔サンプルの提供の後に、遠隔サンプルが異なるサブサンプルに分割される方法である。
1つの実施例によれば、遠隔サンプルは異なるサブサンプルに分けられる。これは、患者から採取されたサンプルから高収量のDNAを得るために特に行われる。1つの実施例によれば、一人の患者から採取された遠隔サンプルの体積は、更なるプロセスに適した体積よりも大きくなりうる。したがって、採取された遠隔サンプルは、サブサンプルにに分けられる。これらのサブサンプルは、次に、さらに遠隔サンプルとみなされる。好ましくは、これらの遠隔サンプルは、並行してプロセスされる。遠隔サンプルを分けることは、DNAの抽出ステップに関して特に行われる。
1つの実施例において、本発明の方法は、遠隔サンプルまたは少なくとも遠隔サンプルの1つの成分が、遠隔サンプルの提供の後に濃縮される方法である。
1つの実施例によれば、遠隔サンプルは濃縮されている。1つの実施例によれば、少なくとも遠隔サンプルの1つの成分は濃縮されている。好ましくは、この成分は、成分を含むDNAである。遠隔サンプルまたは少なくともその1つの成分の濃縮は、患者から採取したサンプルから高収量のDNAを得るために特に行われる。1つの実施例によれば、一人の患者から採取された遠隔サンプルの体積は、更なるプロセスに適した体積より大きくなりうる。したがって、採取された遠隔サンプル、または遠隔サンプルのうち少なくとも1つの構成要素が濃縮される。好ましい1つの実施例において、High Pure Viral Nucleic Acid Kitまたはそのうち少なくとも1つの構成要素は、i)遠隔サンプルの提供、ii)DNAの単離、iii)メチル化シトシンと非メチル化シトシンの区別を可能にする、DNAの試薬または酵素による処理iv)またはこれらの組み合わせのために使用される。
好ましい1つの実施例において、本発明の方法は、濃縮が限外ろ過、体積減少、またはその両方を含む方法である。好ましい1つの実施例において、本発明の方法は、濃縮がタンパク消化を含む方法である。上述の好ましい実施例は、DNA単離とは無関係に、またはそのサブステップとして行われる。
1つの実施例によれば、遠隔サンプルまたは遠隔サンプルのうち少なくとも1つの構成要素の濃縮は、限外ろ過、体積減少、またはその両方を含む。好ましくは、濃縮はタンパク質の消化を含む。上述の実施例は、遠隔サンプルの提供の一部、またはそれらはDNAの単離の一部のいずれかである。好ましい1つの実施例によれば、遠隔サンプルまたはその少なくとも1つの構成要素の濃縮は、プロテアーゼ、セリンプロテアーゼ、チオールプロテアーゼ、カルボキシプロテアーゼ、メタロプロテアーゼ、プロテイナーゼK、限外ろ過装置、例えばY−30 Microconカラムを含むがこれに限定されないMicroconろ過装置、ろ過装置、シリカ表面、シリカ膜、磁気粒子、ポリスチロール粒子、ポリスチロール表面、正電荷を持つ表面、正電荷を持つ膜、荷電膜、荷電表面、荷電交換膜、荷電交換面、ZR DNA Clean & Concentrator−5 Kitのカラム、Wizard Genomic DNA Purification Kitのカラム、QIAamp DNA Micro Kitのカラム、MagNA Pure Compact Nucleic Acid Isolation Kit(I)Large Volumeの一構成要素、QIAamp UltraSens Virus Kitの一構成要素、RTP DNA/RNA Virus Supersense Kitの一構成要素、chemagic Viral DNA/RNA Kit specialの一構成要素、chemagic DNA Blood Kit specialの一構成要素、High Pure Viral Nucleic Acid Kitの一構成要素、Puregene DNA Isolation Kitの一構成要素、MasterPureTM Complete DNA and RNA Purification Kitの一構成要素、またはNucliSens(登録商標) Isolation Kitの一構成要素、エタノール沈殿、プロパノール沈殿、またはとりわけ遠心分離を用いた減圧濃縮を含む群から選択される少なくとも1つを含む。当業者であれば、上記の明細および名前の挙がったキットを考慮するにあたり、別の適切な装置またはキットを選択することを知っている。上述の装置またはキットは当技術分野で周知であるが、現在の製造業者一覧は以下を参照されたい。
1つの実施例において、本発明の方法は、DNAの単離が、
遠隔サンプルをプロテアーゼで処理することと、
遠隔サンプルを少なくとも1つのタンパク質変性試薬または溶液で処理することと、
遠隔サンプルのDNAをDNA精製装置に接触させることと、
DNAをDNA精製装置で洗浄することと、および、
DNA精製装置からDNAを回収することのうち、1つ以上を含む方法である。
1つの実施例によれば、遠隔サンプルは、i)遠隔サンプルをプロテアーゼまたはタンパク質分解試薬で処理する、ii)遠隔サンプルを少なくともタンパク質変性試薬または溶液で処理し、DNAをDNA精製装置に接触させることによって精製し、DNAを洗浄し、DNAをDNA精製装置から溶離するステップのうち、少なくとも1つのステップにしたがう。
1つの実施例によれば、遠隔サンプルからのDNAの単離は、タンパク質分解試薬による処理を含む。かかる試薬は、当業者に周知のどのような種類の試薬でもよい。例えば、しかしこれに限定されないが、タンパク質分解試薬は臭化シアンである。
1つの実施例によれば、遠隔サンプルからのDNAの単離は、タンパク質変性試薬による処理を含む。かかる試薬は、当業者に周知のどのような種類の試薬でもよい。例えば、しかしこれに限定されないが、タンパク質変性試薬は、塩酸グアニジンまたは尿素のようなカオトロピック塩、またはドデシル硫酸ナトリウム(SDS)のような洗浄剤である。
1つの実施例によれば、遠隔サンプルからのDNAの単離は、とりわけ精製装置と接触している場合、DNAの洗浄を含む。適切な溶液および試薬は、当技術分野で周知である。例えば、しかしこれに限定されないが、この洗浄溶液は、水中エタノール70%のような水を含む短鎖アルコールのどのような混合物でもよい。
1つの実施例によれば、遠隔サンプルからのDNAの単離は、DNA精製装置からのDNAの溶離を含む。かかる試薬は、当業者に周知のどのような種類の試薬でもよい。例えば、しかしこれに限定されないが、溶出液は、水またはDNA精製装置とともに供給される任意の溶出緩衝液である。
1つの実施例において、本発明の方法は、プロテアーゼによる遠隔サンプルの処理を用いたDNAの単離を含み、このプロテアーゼは、セリンプロテアーゼ、チオールプロテアーゼ、カルボキシプロテアーゼ、メタロプロテアーゼ、およびプロテイナーゼKを含む群から選択される少なくとも1つである方法である。
1つの実施例によれば、遠隔サンプルからのDNAの抽出は、セリンプロテアーゼ、チオールプロテアーゼ、カルボキシプロテアーゼ、メタロプロテアーゼ、およびプロテイナーゼKを含む群から選択される少なくとも1つのプロテアーゼの使用を含む。
1つの実施例において、本発明の方法は、遠隔サンプルのDNAをDNA精製装置と接触させるを用いたDNAの単離を含み、このDNA精製装置は、限外ろ過、例えばY−30 Microconカラムを含むがこれに限定されないMicroconろ過装置、ろ過装置、シリカ表面、シリカ膜、磁気粒子、ポリスチロール粒子、ポリスチロール表面、正電荷を持つ表面、正電荷を持つ膜、荷電膜、荷電表面、荷電交換膜、荷電交換面、ZR DNA Clean&Concentrator−5 Kitのカラム、Wizard Genomic DNA Purification Kitのカラム、QIAamp DNA Micro Kitのカラム、MagNA Pure Compact Nucleic Acid Isolation Kit(I)Large Volumeの一構成要素、QIAamp UltraSens Virus Kitの一構成要素、RTP DNA/RNA Virus Supersense Kitの一構成要素、chemagic Viral DNA/RNA Kit specialの一構成要素、chemagic DNA Blood Kit specialの一構成要素、High Pure Viral Nucleic Acid Kitの一構成要素、Puregene DNA Isolation Kitの一構成要素、MasterPureTM Complete DNA and RNA Purification Kitの一構成要素、またはNucliSens(登録商標) Isolation Kitの一構成要素を含む群から選択される少なくとも1つである方法である。当業者であれば、例えば、エタノール沈殿またはプロパノール沈殿、とりわけ遠心分離による減圧濃縮のようなものを含むがこれに限定されない、別の可能性を考慮することもある。当業者であれば、上記の明細および名前の挙がったキットを考慮するにあたり、別の適した装置またはキットを選択することを知っている。上述の装置またはキットは当技術分野で周知である。現在の製造業者は、MagNA Pure Compact Nucleic Acid Isolation Kit(I)Large VolumeまたはHigh Pure Viral Nucleic Acid KitはRoche Diagnostics GmbH、QIAamp UltraSens Virus Kit、QIAamp DNA Micro KitまたはQIAamp DNA Blood Maxi KitはQuiagen, Inc.、RTP DNA/RNA Virus Supersense KitはInvitek Gesellschaft fur Biotechnik & Biodesign mbH、chemagic Viral DNA/RNA Kit specialまたはchemagic DNA Blood Kit specialはchemagen AG、Puregene DNA Isolation KitはGentra Systems,Inc、MasterPureTM Complete DNA and RNA Purification KitはEpicentre Technologies、Microconろ過装置はMillipore Inc.、ZR DNA Clean&Concentrator−5KitはZymo Research Corporation、Wizard Genomic DNA Purification KitはPromega U.S.、およびNucliSens(登録商標) Isolation KitはbioMerieux SAである。もちろん、本発明が作成された時点、または将来において入手可能であれば、これらの装置またはキットの均等物に基づく限り、別の装置またはキットが使用されてもよい。
1つの実施例によれば、DNA単離または抽出に使用されるDNA精製装置は、限外ろ過、例えばY−30 Microconカラムを含むがこれに限定されないMicroconろ過装置、ろ過装置、シリカ表面、シリカ膜、磁気粒子、ポリスチロール粒子、ポリスチロール表面、正電荷を持つ表面、正電荷を持つ膜、荷電膜、荷電表面、荷電交換膜、荷電交換面、ZR DNA Clean & Concentrator−5 Kitのカラム、Wizard Genomic DNA Purification Kitのカラム、QIAamp DNA Micro Kitのカラム、MagNA Pure Compact Nucleic Acid Isolation Kit(I)Large Volumeの一構成要素、QIAamp UltraSens Virus Kitの一構成要素、RTP DNA/RNA Virus Supersense Kitの一構成要素、chemagic Viral DNA/RNA Kit specialの一構成要素、chemagic DNA Blood Kit specialの一構成要素、High Pure Viral Nucleic Acid Kitの一構成要素、Puregene DNA Isolation Kitの一構成要素、MasterPureTM Complete DNA and RNA Purification Kitの一構成要素、NucliSens(登録商標) Isolation Kitの一構成要素、エタノール沈殿、プロパノール沈殿、またはとりわけ遠心分離を用いた減圧濃縮を含む群から選択される少なくとも1つの基準によって特徴付けられる。もちろん、上記の明細および名前の挙がったキットを読む間、その使用が当業者にとって明らかである限りにおいて、本発明に基づいて別の適した装置またはキットが使用されてもよい。
1つの実施例において、本発明の方法は、DNAの単離が、MagNA Pure Compact Nucleic Acid Isolation Kit(I)Large Volume、QIAamp UltraSens Virus Kit、QIAamp DNA Blood Maxi Kit、RTP DNA/RNA Virus Supersense Kit、chemagic Viral DNA/RNA Kit special、chemagic DNA Blood Kit special、High Pure Viral Nucleic Acid Kit、Puregene DNA Isolation Kit、MasterPureTM Complete DNA and RNA Purification Kit、またはNucliSens(登録商標) Isolation Kitを含む群から選択される、少なくとも1つのキットを使用することによって行われる方法である。当業者であれば、上記の明細および名前の挙がったキットを考慮するにあたり、別の適した装置またはキットを選択することを知っている。上述のキットは当技術分野で周知である。対応する製造業者の名称は、上記を参照されたい。もちろん、本発明が作成された時点、または将来において入手可能であれば、これらのキットの均等物に基づく限り、別のキットが使用されてもよい。
1つの実施例によれば、以下のうち少なくとも1つのキットがDNA抽出に使用される。MagNA Pure Compact Nucleic Acid Isolation Kit(I)Large Volume、QIAamp UltraSens Virus Kit、QIAamp DNA Blood Maxi Kit、RTP DNA/RNA Virus Supersense Kit、chemagic Viral DNA/RNA Kit special、chemagic DNA Blood Kit special、High Pure Viral Nucleic Acid Kit、Puregene DNA Isolation Kit、MasterPureTM Complete DNA and RNA Purification Kit、またはNucliSens(登録商標) Isolation Kit。当業者であれば、上記に名前が挙げられたキットを読む間に、別のキットを考慮することもある。
もちろん、それらは本発明にしたがって使用されてもよい。これには、とりわけ上記に記載のキットと同じ技術に基づくが、異なるかまたは類似の名前を持つか、または異なる製造業者によって製造されるキットも含む。
上述のキットをDNAの単離に使用することは、それぞれが以下の基準を満たすので好ましい。i)高収量のDNA、ii)相互汚染の防止、iii)高度な標準化、iv)高度な自動化、v)低処理労力、vi)低コスト、vii)処理の容易性、viii)サンプルに現れる、小さな断片、大きな断片ともに精製される、ix)高再現性、x)高信頼性、xi)タンパク質、ペプチド、アミノ酸、RNA、核酸、または塩基の効率的な除去。
好ましい1つの実施例によれば、MagNA Pure Compact Nucleic Acid Isolation Kit(I)Large Volume またはQIAamp UltraSens Virus KitがDNA単離に使用される。この理由は、それらが上記に記載の基準を最も満たすからである。
特定の好ましい1つの実施例によれば、最も高い再現性および最も高い信頼性を持つため、MagNA Pure Compact Nucleic Acid Isolation Kit(I)Large VolumeがDNA単離に使用される。
1つの実施例において、本発明の方法は、異なるサンプルに由来する単離されたDNAは、プールされ、濃縮されるか、またはプールされ、および濃縮される。
1つの実施例によれば、同じ個体に由来する抽出されたDNAはプールされる。1つの実施例によれば、同じ個体に由来する抽出されたDNAは高濃度化される。
1つの実施例によれば、同じ個体に由来する抽出されたDNAはプールされ、および同時に高濃度化される。
1つの実施例において、本発明の方法は、単離されたDNAが濃縮され、および単離されたDNAの濃縮が、限外ろ過、例えばY−30 Microconカラムを含むがこれに限定されないMicroconろ過装置、ろ過装置、エタノール沈殿、プロパノール沈殿、シリカ表面、シリカ膜、磁気粒子、ポリスチロール粒子、正電荷を持つ表面、正電荷を持つ膜、荷電膜、荷電表面、荷電交換膜、荷電交換面、減圧濃縮、遠心分離を用いた真空濃縮、ZR DNA Clean & Concentrator−5 Kitのカラム、Wizard Genomic DNA Purification Kitのカラム、QIAamp DNA Micro Kitのカラム、MagNA Pure Compact Nucleic Acid Isolation Kit(I)Large Volumeの一構成要素、QIAamp UltraSens Virus Kitの一構成要素、RTP DNA/RNA Virus Supersense Kitの一構成要素、chemagic Viral DNA/RNA Kit specialの一構成要素、chemagic DNA Blood Kit specialの一構成要素、High Pure Viral Nucleic Acid Kitの一構成要素、Puregene DNA Isolation Kitの一構成要素、MasterPureTM Complete DNA and RNA Purification Kitの一構成要素、またはNucliSens(登録商標) Isolation Kitの一構成要素を含む群から選択される少なくとも1つである方法である。当業者であれば、上記の明細および名前の挙がったキットを考慮するにあたり、別の適した装置またはキットを選択することを知っている。上述のキットは当技術分野で周知である。現在の製造業者に関しては、上述のものを参照されたい。もちろん、本発明が作成された時点、または将来において入手可能であれば、同等の上述の装置またはキットに基づく限り、別の装置またはキットが使用されてもよい。
1つの実施例によれば、DNAの高濃度化は、以下のうち少なくとも1つ、またはその組み合わせを用いて行われる。限外ろ過、例えばY−30 Microconカラムを含むがこれに限定されないMicroconろ過装置、ろ過装置、エタノール沈殿、プロパノール沈殿、シリカ表面、シリカ膜、磁気粒子、ポリスチロール粒子、正電荷を持つ表面、正電荷を持つ膜、荷電膜、荷電表面、荷電交換膜、荷電交換面、真空濃縮、遠心分離を用いた真空濃縮、ZR DNA Clean & Concentrator−5 Kitのカラム、Wizard Genomic DNA Purification Kitのカラム、QIAamp DNA Micro Kitのカラム、MagNA Pure Compact Nucleic Acid Isolation Kit(I)Large Volumeの一構成要素、QIAamp UltraSens Virus Kitの一構成要素、RTP DNA/RNA Virus Supersense Kitの一構成要素、chemagic Viral DNA/RNA Kit specialの一構成要素、chemagic DNA Blood Kit specialの一構成要素、High Pure Viral Nucleic Acid Kitの一構成要素、Puregene DNA Isolation Kitの一構成要素、MasterPureTM Complete DNA and RNA Purification Kitの一構成要素、またはNucliSens(登録商標) Isolation Kitの一構成要素。
上述の装置を使用することは、これらが遠隔サンプルに基づく以下の医療検査の基準を最も満たすので特に好ましい。i)高収量のDNA、ii)相互汚染の防止、iii)高度な標準化、iv)高度な自動化、v)低処理労力、vi)低コスト、vii)処理の容易性、viii)サンプルに現れる、小さな断片、大きな断片ともに精製される、ix)高再現性、x)高信頼性、xi)タンパク質、ペプチド、アミノ酸、RNA、核酸、または塩基の効率的な除去。
特に好ましい1つの実施例によれば、それらが最も高いDNAの収量を持ち、およびサンプルに現れる、小さな断片、大きな断片ともに回収することを可能にするため、限外ろ過装置、とりわけMicroronろ過装置が高濃度化または濃縮に使用される。
1つの実施例において、本発明の方法は、メチル化シトシンと非メチル化シトシンの区別を可能にする試薬が、非メチル化シトシンをウラシルに変換し、メチル化シトシンをそのままにする試薬である方法である。
1つの実施例によれば、特定の位置における、DNAがメチル化か否かを区別することを可能にする処理は、メチル化シトシンをそのままにしながら、非メチル化シトシンのウラシルへの変換をもたらす処理である。かかる処理は、どのような種類の処理であってもよい。好ましくは、この処理は酵素または試薬の使用を含む。ここで、酵素はどのような酵素であってもよいが、好ましくは、酵素はタンパク質またはRNA分子である。上述の試薬もまたどのような試薬であってもよく、例えば、しかしこれに限定されないが、化学試薬、医薬用試薬、生物学試薬または医療用試薬である。
1つの実施例において、本発明の方法は、区別を可能にする試薬として、変換試薬を含み、非メチル化シトシンをウラシルに変換し、メチル化シトシンをそのままにする試薬はバイサルファイト試薬である方法である。当業者であれば、バイサルファイト試薬の適用方法を知っている。バイサルファイト試薬のDNAへの適用に適したキットは、例えば、しかしこれに限定されないが、EZ DNA Methylation−Gold Kit(Zymo Research Corporation)、Methylamp DNA Modification Kit(Epigentek Inc.)、MethylEasy DNA Bisulphite Modification Kit(Human Genetic Signatures Pty Ltd)など、入手可能である、
1つの実施例によれば、メチル化シトシンをそのままにしながら、非メチル化シトシンのウラシルへの変換をもたらす処理は、バイサルファイト試薬の使用を含む。当業者であれば、バイサルファイト処理のための適切な方法またはキットを知っている。例えば、しかしこれに限定されないが、キットは、EZ DNA Methylation−Gold Kit(Zymo Research Corporation)、Methylamp DNA Modification Kit(Epigentek Inc.)、MethylEasy DNA Bisulphite Modification Kit(Human Genetic Signatures Pty Ltd)であってもよい。
好ましい1つの実施例によれば、バイサルファイト処理は原則的にWO05/038051(本参照は全体によって組み込まれる)の記述にしたがって行われる。これにしたがい、1つの実施例において、DNAはバイサルファイト試薬と反応し、上述の反応は、ジオキサン群からの化合物、その誘導体の1つおよび類似の脂肪族の環状エーテルの存在下において行われることを特徴とする。
1つの実施例において、DNAはバイサルファイト試薬と反応し、上述の反応は、以下の式の化合物の存在下において行われることを特徴とする。
Figure 2012105679
n=1−35000
m=1−3
R1=H、Me、Et、Pr、Bu
R2=H、Me、Et、Pr、Bu
ゆえに、好ましいのはn−アルキレングリコール化合物であり、特にそのジアルキルエーテルであり、および特にジエチレングリコールジメチルエーテル(DME)である。
バイサルファイト変換は、溶液とDNA固相に結合したDNAの両方において行うことができる。好ましくは、亜硫酸ナトリウムよりも水に溶けやすいため、重亜硫酸ナトリウム(=亜硫酸水素ナトリウム/メタ重亜硫酸ナトリウム)が使用される。重亜硫酸塩は、不均化により水溶液中でシトシン変換に必要な亜硫酸水素アニオンを発生させる。以下においてバイサルファイト濃度が検討される場合、これは反応液中の亜硫酸水素および亜硫酸アニオンの濃度を参照する。本発明による方法には、濃度範囲0.1から6mol/lが可能である。特に好ましいのは、濃度範囲1から6mol/l、であり、最も特に好ましいのは、2〜4mol/lである。しかし、ジオキサンが使用されるとき、使用できるバイサルファイトの最大濃度は小さくなる(下記参照)。バイサルファイト濃度の選択において、高濃度のバイサルファイトは高い変換をもたらすが、低いpHのために高い分解速度をももたらすことを考慮しなければならない。
ジオキサンは、異なる濃度で用いることができる。好ましくは、ジオキサンの濃度は合計10から35%(vol/vol)であり、特に好ましいのは20から30%であり、および最も特に好ましいのは22から28%であり、特に25%である。35%を超えるジオキサン濃度は、これが反応液中に二つの相を形成する結果となるため、問題がある。ジオキサン濃度が22〜28%の特に好ましい実施例において、最終的な好ましいバイサルファイト濃度は合計3.3から3.6mol/lであり、またジオキサン濃度が25%の最も特に好ましい実施例においては、合計3.5mol/lである(例を参照)。
本発明に基づくn−アルキレングリコール化合物は、異なる濃度範囲において使用することができる。DMEは、好ましくは1〜35%(vol/vol)の濃度で使用される。好ましくは5と25%の間があり、および最も好ましくは10%のDMEである。
本発明に基づいて用いられる好ましいスカベンジャーは、クロマン誘導体であり、例えば、6−ヒドロキシ−2,5,7,8,−テトラメチルクロマン2−カルボン酸(Trolox−CTMとしても知られる)である。更なるスカベンジャーは、特許出願WO 01/98528(=DE 100 29 915;=US application 10/311,661、全体として本明細書に組み込まれる)に掲載されている。
バイサルファイト変換は、0から95℃の広い温度範囲において行われることができる。しかし、温度が高いほどDNAの変換と分解の速度は両者とも増加するため、好ましい1つの実施例において、反応温度は0から80℃の間であり、好ましくは30から80℃の間である。特に好ましいのは、50〜70℃の範囲であり、最も特に好ましいのは57〜65℃の間である。バイサルファイト処理の至適反応時間は、この反応時間に依存する。反応時間は普通、合計1から18時間の間である。(Grunau et al.2001,Nucleic Acids Res.2001,29(13):E65−5参照、参照することにより全体として本明細に組み込まれる)。反応時間は通常、反応温度60℃で4〜6時間である。
本発明による方法の特に好ましい実施例において、バイサルファイト変換は温和な反応温度で行われるが、そこで反応温度は、変換の過程において少なくとも一度、短時間の間、明らかに上昇する。これにより、バイサルファイト変換の有効性は、驚くほど明らかに増加することができる。この短期間の温度上昇は、以下で「熱スパイク」と命名される。熱スパイク外の「標準」反応温度は、基本の反応温度として示される。基本反応温度は、上述のとおり、合計0から80℃の間であり、好ましくは30〜80℃の間であり、さらに好ましくは50〜70℃の間であり、もっとも好ましくは57〜65℃の間である。
熱スパイク中における反応温度は、少なくとも一回の熱スパイクにより、85℃以上に上昇する。至適な回数の熱スパイクは、基本反応温度の関数である。至適な回数の熱スパイクが多いほど、基本反応温度は低くなる。それぞれの場合において、少なくとも一回の熱スパイクが必要である。また、一方、原則的に、熱スパイクは何回でも考えられる。もちろん、温度上昇が大きければ、DNAの分解速度もまた上昇し、至適な変換はもはや保証されないということが考慮されなければならない。熱スパイクの好ましい回数は、ゆえに、各回1から10回の熱スパイクの間であり、基本反応温度に依存する。2から5回の熱スパイクは、ゆえに、特に好ましい。熱スパイクは、好ましくは85から100℃に、特に好ましくは90〜100℃に、そして最も好ましくは94℃〜100℃に反応温度を上昇させる。
熱スパイク時の持続時間はまた、反応バッチの体積に依存する。全体の反応液を通して、温度が均一に上昇することを確実にしなければならない。サーモサイクラー使用時の20μlの反応バッチには、持続時間15秒から1.5分、特に持続時間20から50秒が好ましい。特に好ましい1つの実施例において、持続時間は30秒である。体積100μlにおいて行う場合、好ましい範囲は30秒から5分の間であり、特に1から3分の間である。特に好ましいのは、1.5〜3分である。体積600μlには、持続時間1から6分が好ましく、特に2から4分の間である。特に好ましいのは、持続時間3分である。当業者であれば、さまざまな反応体積に関連して、適切な熱スパイクの持続時間を容易に決定することができる。上記に記載の熱スパイクの使用は、上記に記載の変性溶剤が使用されない場合においても、バイサルファイト変換反応において有意によりよい変換速度をもたらす。
本発明によれば、別の既知の方法および従来技術のキットに比べ、数々の重要な利点を有するため、上述のバイサルファイトによるDNAの処理が特に好ましい。これらの利点とは、i)高収量の変換DNA、ii)メチル化シトシンをそのままにしながら、非メチル化シトシンのほぼ完全な変換、およびiii)更なるDNA断片がほとんどないことである。これらの利点は、i)DNAの熱変性、ii)比較的低いバイサルファイト濃度、iii)ややもう少しアルカリ寄りのpH、およびiv)さらに効率的でさらに効果的なラジカルスカベンジャーの使用のため、より穏やかな反応条件に基づく。
好ましい1つの実施例において、本発明の方法は、
約10から約250μlのDNAを含む溶液を、pHが約5.45から約5.50の範囲で、約4.83から約4.93mol/lの亜硫酸水素塩を含むバイサルファイト溶液である、約45から約750μlのバイサルファイト溶液と混合することと、
約5から約500μlの、有機溶剤および約10から約750mmol/lの6−ヒドロキシ−2,5,7,8−テトラメチル−クロマン−2−カルボン酸を含む有機ラジカルスカベンジャー液である、有機ラジカルスカベンジャー液を加えることと、
温度プロトコルを約2から約18時間適用することと、を含み、約85から約100℃の温度までの初期温度上昇を含め、それぞれ約0.5から約10分、約85から約100℃の温度までの約2から約5回の更なる温度上昇を伴い、約0から約80℃の温度範囲でそれぞれ反応が行われる、バイサルファイト試薬でDNAを処理する方法である。
好ましい1つの実施例によれば、処理は、
約10から約250μlのDNAを含む溶液を、pHが約5.45から約5.50の範囲で、約4.83から約4.93mol/lの亜硫酸水素塩を含むバイサルファイト溶液である、約45から約750μlのバイサルファイト溶液と混合することと、
約5から約500μlの、有機溶剤および約10から約750mmol/lの6−ヒドロキシ−2,5,7,8−テトラメチル−クロマン−2−カルボン酸を含む有機ラジカルスカベンジャー液である、有機ラジカルスカベンジャー液を加えることと、
温度プロトコルを約2から約18時間適用することと、をさらに含み、約85から約100℃の温度までの初期温度上昇を含め、それぞれ約0.5から約10分、約85から約100℃の温度までの約2から約5回の更なる温度上昇を伴い、約0から約80℃の温度範囲でそれぞれ反応が行われる、バイサルファイト試薬の使用を含む。
好ましい1つの実施例において、本発明の方法は、DNAを、
約50から約150μlのDNAを含む溶液を、約177から約531μlのバイサルファイト溶液と混合することと、
約73から約219μlの、1,4−ジオキサンに溶解した約157mmol/lの6−ヒドロキシ−2,5,7,8−テトラメチル−クロマン−2−カルボン酸を含むジオキサン溶液である、ジオキサン溶液を加えることと、および
温度プロトコルを約3から約16時間適用することを含み、約57から約65℃の温度までの初期温度上昇を含め、それぞれ約約3から約5分、約94から約100℃温度までの約2から約5回の更なる温度上昇を伴い、約94から約100℃の温度範囲でそれぞれ反応が行われる、バイサルファイト試薬で処理する方法である。
特定の好ましい実施例において、DNAのバイサルファイト処理は、
約50から約150μlのDNAを含む溶液を、約177から約531μlのバイサルファイト溶液と混合することと、
約73から約219μlの、1,4−ジオキサンに溶解した約157mmol/lの6−ヒドロキシ−2,5,7,8−テトラメチル−クロマン−2−カルボン酸を含むジオキサン溶液である、ジオキサン溶液を加えることと、および
温度プロトコルを約3から約16時間適用することを含み、約94から約100℃の温度までの初期温度上昇を含め、それぞれ約3から約5分、約94から約100℃温度までの約2から約5回の更なる温度上昇を伴い、約57から約65℃の温度範囲でそれぞれ反応が行われる。
好ましい1つの実施例において、本発明の方法は、DNAを、
約50から約150μlのDNAを含む溶液を、約95から約285μlのバイサルファイト溶液と混合することと、
約15から約45μlの、ジエチレングリコールジメチルエーテルに溶解した約500mmol/lの6−ヒドロキシ−2,5,7,8−テトラメチル−クロマン−2−カルボン酸を含むDME溶液である、DME溶液を加えることと、および
温度プロトコルを約3から約16時間適用することを含み、約94から約100℃の温度までの初期温度上昇を含め、それぞれ約3から約5分、約94から約100℃温度までの約2から約5回の更なる温度上昇を伴い、約57から約65℃の温度範囲でそれぞれ反応が行われる、バイサルファイト試薬で処理する方法である。
特定の好ましい実施例において、DNAのバイサルファイト処理は、
約50から約150μlのDNAを含む溶液を、約95から約285μlのバイサルファイト溶液と混合することと、
約15から約45μlの、ジエチレングリコールジメチルエーテルに溶解した約500mmol/lの6−ヒドロキシ−2,5,7,8−テトラメチル−クロマン−2−カルボン酸を含むDME溶液である、DME溶液を加えることと、および
温度プロトコルを約3から約16時間適用することを含み、約94から約100℃の温度までの初期温度上昇を含め、それぞれ約3から約5分、約94から約100℃温度までの約2から約5回の更なる温度上昇を伴い、約57から約65℃の温度範囲でそれぞれ反応が行われる。
1つの実施例によれば、本発明の方法は、バイサルファイト処理したDNAがメチル化分析の方法に直接したがう方法である。これはPCRに基づく方法における相互汚染の防止の観点から、特に好ましい。本実施例は基本的に、US 11/248,721(本参照は、参照することによって全体として組み込まれる)の記述に基づいて行われる。これにより、DNAメチル化分析に適した、汚染除去されたDNAが提供される。本実施例は、DNAが、上記に記載の溶液を含むバイサルファイト試薬で培養されることを特徴とする。これは非メチル化シトシンのスルホン化、脱アミノ化、または両方をもたらす。脱アミノ化は水溶液中における自然過程であり、スルホン化ウラシルを含むDNAをもたらす。しかし脱スルホン化は発生しない。
別個のステップにおいて、スルホン化ウラシルを含むDNAは、核酸を含有する非スルホン化ウラシルを特異的に分解する酵素に接触し、培養される。かかる酵素は、例えばウラシル−DNA−グリコシラーゼ(UNG)である。
汚染を除去したテンプレートDNAをポリメラーゼベースの増幅反応へ提供する好ましい1つの実施例において、スルホン化したおよび/または脱アミノ化したテンプレートDNAは、ポリメラーゼ媒介性の増幅反応、または増幅ベースの検出アッセイに必要なUNG活性および成分と混合される。UNGを使用して核酸を含有する非スルホン化ウラシルを分解した後、UNG活性は終了し、テンプレートDNAは温度の上昇によって脱スルホン化される。続いて、テンプレートDNAはすぐに増幅されることができる状態となる。
好ましい1つの実施例において、分解、終結、脱スルホン化および増幅は、ポリメラーゼベースの増幅反応および/または増幅ベースのアッセイ中、単一チューブ内で起こる。好ましくは、かかる増幅はdTTPではなく、dUTPの存在下において実施される。
好ましい1つの実施例において、バイサルファイト処理後にスルホン化した、または部分的にまたは全体的に脱アミノ化したDNAは、いかなる事前の脱スルホン化なしに、ポリメラーゼベースの増幅反応および/または増幅ベースのアッセイに直接したがう。脱スルホン化は、増幅反応の初期の温度上昇中に起こる。
これらの特定の実施例は、既知のバイサルファイト処理方法と比べ、バイサルファイト処理後の精製ステップが不必要となる利点を有する。これは、コストおよび取り扱い労力を削減し、バイサルファイト処理したDNAの損失を最小限にし、また時間の節約をもたらす簡略化である。
1つの実施例において、本発明の方法は、メチル化状態の区別を可能にする試薬または酵素によるDNAの処理が、処理したDNAの精製を含む方法である。
1つの実施例によれば、メチル化シトシンをそのままにしながら、非メチル化シトシンのウラシルへの変換をもたらす処理は、バイサルファイト処理したDNAの精製を含む。1つの実施例によれば、かかる精製は、上述のものをアルカリ試薬または溶液と接触させることによる、バイサルファイト処理したDNAの脱スルホン化を含む。
好ましい1つの実施例において、本発明の方法は、処理したDNAの精製が、限外ろ過、Microconろ過装置、ろ過装置、エタノール、プロパノール、シリカ表面、シリカ膜、磁気粒子、ポリスチロール粒子、正電荷を持つ表面、正電荷を持つ膜、荷電膜、荷電表面、荷電交換膜、荷電交換面、ZR DNA Clean&Concentrator−5 Kitのカラム、Wizard Genomic DNA Purification Kitのカラム、QIAamp DNA Micro Kitのカラム、MagNA Pure Compact Nucleic Acid Isolation Kit(I)Large Volumeの一構成要素、QIAamp UltraSens Virus Kitの一構成要素、RTP DNA/RNA Virus Supersense Kitの一構成要素、chemagic Viral DNA/RNA Kit specialの一構成要素、chemagic DNA Blood Kit specialの一構成要素、High Pure Viral Nucleic Acid Kitの一構成要素、Puregene DNA Isolation Kitの一構成要素、MasterPureTM Complete DNA and RNA Purification Kitの一構成要素、またはNucliSens(登録商標) Isolation Kitの一構成要素を含む群から選択された少なくとも一つを使用することを含む方法である。当業者であれば、上記の明細および名前の挙がったキットを考慮するにあたり、別の適した装置またはキットを選択することを知っている。上述のキットは当技術分野で周知である。現在の製造業者については、上記を参照されたい。もちろん、本発明が作成された時点、または将来において入手可能であれば、これらの装置またはキットの均等物に基づく限り、別の装置またはキットが使用されてもよい。
1つの実施例によれば、バイサルファイト処理したDNAの精製は、以下の少なくとも一つか、またはその組み合わせの使用を含む。限外ろ過、Microconろ過装置、ろ過装置、エタノール、プロパノール、シリカ表面、シリカ膜、磁気粒子、ポリスチロール粒子、正電荷を持つ表面、正電荷を持つ膜、荷電膜、荷電表面、荷電交換膜、荷電交換面、ZR DNA Clean&Concentrator−5 Kitのカラム、Wizard Genomic DNA Purification Kitのカラム、QIAamp DNA Micro Kitのカラム、MagNA Pure Compact Nucleic Acid Isolation Kit(I)Large Volumeの一構成要素、QIAamp UltraSens Virus Kitの一構成要素、RTP DNA/RNA Virus Supersense Kitの一構成要素、chemagic Viral DNA/RNA Kit specialの一構成要素、chemagic DNA Blood Kit specialの一構成要素、High Pure Viral Nucleic Acid Kitの一構成要素、Puregene DNA Isolation Kitの一構成要素、MasterPureTM Complete DNA and RNA Purification Kitの一構成要素、またはNucliSens(登録商標) Isolation Kitの一構成要素。
好ましい1つの実施例によれば、バイサルファイト処理したDNAの精製、脱スルホン化、または精製および脱スルホン化には、これらが最も高収量のバイサルファイト処理したDNAを含み、バイサルファイト処理後にサンプルに現れる、バイサルファイト処理した大きい断片とともに、バイサルファイト処理した小さい断片の回収も可能であるため、限外ろ過装置、とりわけMicroronろ過装置が使用される。
好ましい1つの実施例において、本発明の方法は、処理されたDNAの精製が、
約50から約1000μlの水をバイサルファイト反応後にサンプルに追加することと、
混合液をMicroconろ過装置に適用し、続いて遠心分離機にかけて約10,000から約18,000xgで約10から約30分分離することと、
約0.2mol/lの水酸化ナトリウム約100から約800μlで洗浄し、続いて約10,000から約18,000xgで約6から約25分遠心分離機にかけて分離することと、
約0.1mol/lの水酸化ナトリウム約100から約800μlを適用し、続いて約10,000から約18,000xgで約6から約25分遠心分離機にかけて分離することと、
約100から約400μlの水またはTE緩衝液を適用し、続いて約10,000から約18,000xgで約6から約25分遠心分離機にかけて分離することを1から約8回繰り返して、適用することと、
約15から約65℃に予熱した約25から約200μlのTE緩衝液を使用して溶離し、約15から約65℃の温度で約1から約30分培養し、続いてMicroconろ過装置の反転および約500から約5,000xgで約0.5から約30分の遠心分離、を含む方法である。
好ましい1つの実施例によれば、バイサルファイト処理したDNAの精製および脱スルホン化は、
約50から約1000μlの水をバイサルファイト反応後にサンプルに追加することと、
混合液をMicroconろ過装置に適用し、続いて遠心分離機にかけて約10,000から約18,000xgで約10から約30分分離することと、
約0.2mol/lの水酸化ナトリウム約100から約800μlで洗浄し、続いて約10,000から約18,000xgで約6から約25分遠心分離機にかけて分離することと、
約0.1mol/lの水酸化ナトリウム約100から約800μlを適用し、続いて約10,000から約18,000xgで約6から約25分遠心分離機にかけて分離することと、
約100から約400μlの水またはTE緩衝液を適用し、続いて約10,000から約18,000xgで約6から約25分遠心分離機にかけて分離することを、1から約8回繰り返して適用することと、
約15から約65℃に予熱した約25から約200μlのTE緩衝液を使用して溶離し、約15から約65℃の温度で約1から約30分培養し、続いてMicroconろ過装置の反転および約500から約5,000xgで約0.5から約30分の遠心分離、を含む。
好ましい1つの実施例において、本発明の方法は、処理されたDNAの精製が、
a)200μlの水をバイサルファイト反応後にサンプルに追加することと、
b)混合液をMicroconろ過装置に適用し、続いて約14,000xgで約20分遠心分離機にかけて分離することと、
c)約0.2mol/lの水酸化ナトリウム約400μlで洗浄し、続いて約14,000xgで約10から約14分遠心分離機にかけて分離することと、
d)約0.1mol/lの水酸化ナトリウム約400μlを適用し、続いて約14,000xgで約10から約14分遠心分離機にかけて分離することと、
e)約400μlの水またはTE緩衝液を適用し、続いて約14,000xgで約12分遠心分離機にかけて分離することを、1から約4回繰り返して適用することと、
f)約50℃に予熱した、約45から約70μlのTE緩衝液を使用して溶離し、約50℃の温度で約10分培養し、続いてMicroconろ過装置の反転および約1,000xgで約7分の遠心分離を含む、方法である。
特定の好ましい実施例において、バイサルファイト処理したDNAの精製および脱スルホン化は、
a)200μlの水をバイサルファイト反応後にサンプルに追加することと、
b)混合液をMicroconろ過装置に適用し、続いて約14,000xgで約20分遠心分離機にかけて分離することと、
c)約0.2mol/lの水酸化ナトリウム約400μlで洗浄し、続いて約14,000xgで約10から約14分遠心分離機にかけて分離することと、
d)約0.1mol/lの水酸化ナトリウム約400μlを適用し、続いて約14,000xgで約10から約14分遠心分離機にかけて分離することと、
e)約400μlの水またはTE緩衝液を適用し、続いて約14,000xgで約12分遠心分離機にかけて分離することを、1から約4回繰り返して適用することと、
f)約50℃に予熱した、約45から約70μlのTE緩衝液を使用して溶離し、約50℃の温度で約10分培養し、続いてMicroconろ過装置の反転および約1,000xgで約7分の遠心分離を含む。
好ましい1つの実施例において、本発明の方法は、処理されたDNAの精製が、
ステップbにおいて、混合物を少量ずつステップbのMicroconろ過装置に適用することと、
ステップbに続いて、約10mmol/lのトリヒドロキシメチルアミノメタンおよび約0.1mmol/lのEDTAを含有するTE緩衝液pH8である、約400μlのTE緩衝液を適用することと、続いて約14,000xgで約12分遠心分離機にかけて分離することと、
ステップcにおいて、約0.2mol/lの水酸化ナトリウムを、室温で約10分培養することと、
ステップdにおいて、約0.1mol/lの水酸化ナトリウムを、室温で約10分培養することのうち、少なくとも一つをさらに含む方法である。
特定の好ましい実施例において、バイサルファイト処理したDNAの精製および脱スルホン化は、上記に記載された少なくとも一つに加え、
ステップbにおいて、混合物を少量ずつステップbのMicroconろ過装置に適用することと、
ステップbに続いて、約10mmol/lのトリヒドロキシメチルアミノメタンおよび約0.1mmol/lのEDTAを含有するTE緩衝液pH8である、約400μlのTE緩衝液を適用することと、続いて約14,000xgで約12分遠心分離機にかけて分離することと、
ステップcにおいて、約0.2mol/lの水酸化ナトリウムを、室温で約10分培養することと、
ステップdにおいて、約0.1mol/lの水酸化ナトリウムを、室温で約10分培養することをさらに含む方法である。
好ましい1つの実施例によれば、バイサルファイト処理したDNAまたはバイサルファイト処理して精製したDNAは、いかなる更なる分析にも優先して、全ゲノム増幅にしたがう。
好ましい1つの実施例において、本発明の方法は、
少なくとも1つの核酸分子を含む核酸サンプルを提供することと、
少なくとも1つの核酸分子に由来する上述のサンプルを、上述の核酸分子内のメチル化塩基と、上述の核酸分子内の非メチル化塩基を区別する酵素または試薬で処理することと、
上述のサンプルに由来する少なくとも1つの核酸分子の少なくとも一本の鎖を、少なくとも1つのヌクレオチドまたはPNA−モノマーで伸長することと、
少なくとも1つの伸長した核酸分子を増幅することを含む、少なくとも1つの核酸を増幅する方法である。ここで、上述のサンプルに由来する少なくとも1つの核酸分子を処理するステップと、上述のサンプルに由来する少なくとも1つの核酸分子少なくとも1つの鎖を伸長するステップは、順序不同に行われてもよい。
好ましい1つの実施例によれば、少なくとも1つの核酸が増幅される。この増幅は、どのような順序不同で行われてもよい以下のステップを含む。核酸サンプルを提供することにより、少なくとも1つの核酸分子を提供すること。少なくとも1つのヌクレオチドまたはPNA−モノマーによって、少なくとも1つの核酸分子の少なくとも1本の鎖を伸長すること。少なくとも1つの核酸分子を、上述の核酸分子内のメチル化塩基と、上述の核酸分子内の非メチル化塩基を区別する酵素または試薬で処理すること。少なくとも1つの核酸分子を増幅すること。したがって、好ましくは、少なくとも1つの核酸分子の伸長された、または処理されて伸長された部分は、上述の少なくとも1つの核酸分子の増幅に使用される。
好ましい1つの実施例において、伸長は、少なくとも1つの核酸の少なくとも1本の鎖が、
1つ以上の単一ヌクレオチドまたはPNA−モノマーによって、
1つ以上のオリゴヌクレオチドまたはPNA−オリゴマーによって、
提供された核酸サンプルに由来する第2の核酸、または
その組み合わせによって伸長されることを特徴とする。
好ましい1つの実施例によれば、上述の少なくとも一本の鎖は、1つ以上のオリゴヌクレオチドまたはPNA−オリゴマーによって、好ましくは上記に記載のものと同じ、提供された核酸サンプルに由来する第2の核酸によって、またはそれらの組み合わせによって1つ以上の単一ヌクレオチドまたはPNAモノマーのいずれかに引き伸ばされる。ヌクレオチド、オリゴヌクレオチドまたは第2の核酸は、引き伸ばしに適した、および当業者に周知のどのような種類のヌクレオチドまたはヌクレオチド類似体であってもよい。好ましくは、しかしこれに限定されないが、ヌクレオチドはデオキシリボヌクレオチド、リボヌクレオチド、確定リボヌクレオチドまたはPNA−モノマーである。好ましくは、しかしこれに限定されないが、オリゴヌクレオチドは、オリゴデオキシリボヌクレオチド、オリゴリボヌクレオチド、またはPNA−オリゴマーであり、さらに好ましくは、PNA−オリゴマーは、少なくとも1つのヌクレオチドがキメラオリゴマーの5’または3’側に位置するヌクレオチドおよびPNA−モノマーの任意のキメラオリゴマーである。上述の第2の核酸は、提供されたサンプルから成るか、または本発明の方法中に追加されるどのような核酸でもよい。この第2の核酸は、既知のまたは未知の配列であることができる。これは、内因性でも人工でもよい。好ましくは、第2の核酸は、核酸サンプルとともに提供された、バイサルファイト処理した内因性核酸である。
好ましい1つの実施例において、伸長は独立した触媒テンプレートである。
好ましい1つの実施例によれば、伸長にはテンプレートは使用されない。これは伸長がランダムに、または使用される1つ以上の酵素または更なる反応条件にしたがって起こることを意味する(例えば、しかしこれに限定されないが、提供されたヌクレオチドによる)。
好ましい1つの実施例において、伸長は、トランスフェラーゼ、リン含有基を移動させるトランスフェラーゼ、ヌクレオチジルトランスフェラーゼ、DNAヌクレオチジルエキソトランスフェラーゼ、末端デオキシヌクレオチジルトランスフェラーゼ(TdT)、リボヌクレオチドトランスフェラーゼ活性を伴う酵素、ポリリボヌクレオチド・ヌクレオチジルトランスフェラーゼ、tRNAヌクレオチジルトランスフェラーゼ、RNAウリジリルトランスフェラーゼ、リガーゼ、リガーゼ形成リン酸エステル結合、DNAリガーゼ、ATP依存DNAリガーゼ、単鎖DNAリガーゼ、ATP依存単鎖DNAリガーゼ触媒分子内環状化、CircLigase ssDNA Ligaseを含む群から選択された、少なくとも1つの酵素を用いて触媒される。
好ましい1つの実施例によれば、伸長反応は、少なくとも1つの酵素を用いて触媒される。上述の酵素は、トランスフェラーゼ活性、リン含有基を移動させるトランスフェラーゼ活性、ヌクレオチジルトランスフェラーゼ活性、DNAヌクレオチジルエキソトランスフェラーゼ活性、末端デオキシヌクレオチジルトランスフェラーゼ(TdT)活性、リボヌクレオチドトランスフェラーゼ活性を伴う酵素、ポリリボヌクレオチド・ヌクレオチジルトランスフェラーゼ活性、tRNAヌクレオチジルトランスフェラーゼ活性、RNAウリジリルトランスフェラーゼ活性、リガーゼ活性、リガーゼ形成リン酸エステル結合活性、DNAリガーゼ活性、ATP依存DNAリガーゼ活性、単鎖DNAリガーゼ活性、ATP依存単鎖DNAリガーゼ触媒分子内環状化活性、CircLigase ssDNA Ligase活性を含む群から選択された少なくとも1つの活性を有する。適切な酵素は、当業者に周知である。特定の好ましい実施例において、触媒酵素はTerminal Transferase TdT(New England Biolabs Cat# M0252S/L)である。その他の特定の好ましい実施例によれば、触媒酵素はCircLigaseTM ssDNA Ligase(Epicentre Biotechnologies Cat#CL4111K/CL4115K)である。
好ましい1つの実施例において、メチル化塩基と非メチル化塩基を区別する酵素または試薬は、バイサルファイト試薬である。
好ましい1つの実施例によれば、メチル化シトシンと非メチル化シトシンを区別する酵素または試薬は、バイサルファイト試薬である。区別に適切な試薬および適切な方法は、上述されている。当業者であれば、上述の試薬の使用を調整するやり方または、場合によっては上述の方法をバイサルファイト処理したDNAの増幅に調整するやり方を知っている。
好ましい1つの実施例において、提供された核酸は少なくとも部分的にDNA、RNAまたはPNAである。
好ましい1つの実施例によれば、核酸サンプルとともに提供された核酸は、デオキシリボ核酸(DNA)、リボ核酸(RNA)、ペプチド核酸(PNA)またはその変形であり、例えば、しかしこれに限定されないが、固定リボ核酸(LNA)である。もちろん、提供される核酸は、上述の種類の核酸の組み合わせであってもよい。
好ましい1つの実施例において、核酸サンプルの提供は、断片化、ランダムな断片化、機械的応力による断片化、試薬を用いた断片化、酵素を用いた断片化、ヌクレアーゼを用いた断片化、制限エンドヌクレアーゼを用いた断片化のうち、少なくとも1つを含む。
好ましい1つの実施例によれば、核酸サンプルの提供は、含まれる核酸の断片化も含む。断片化の適切な方法は、当業者に周知である。好ましくは、断片化の方法は、ランダムな断片化、機械的応力による断片化、試薬を用いた断片化、酵素を用いた断片化、ヌクレアーゼを用いた断片化、制限酵素を用いた断片化のうち、1つ以上によって特徴付けられる。
好ましい1つの実施例において、少なくとも1つの伸長した核酸分子の増幅は、ポリメラーゼ、耐熱性ポリメラーゼ、ヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、リガーゼ、逆転写酵素、RNAポリメラーゼ、RNaseのうち、少なくとも1つを含む。
好ましい1つの実施例によれば、伸長した核酸は、ポリメラーゼ、耐熱性ポリメラーゼ、ヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、リガーゼ、逆転写酵素、RNAポリメラーゼ、RNaseを含む群から選択された、1つ以上の酵素または試薬を用いて増幅される。
好ましい1つの実施例において、少なくとも1つの伸長した核酸分子の増幅は、増幅法、PCR法、等温増幅法、NASBA法、LCR法、またはこれらの組み合わせを含む群から選択された、少なくとも1つの方法の使用を含む。
好ましい1つの実施例によれば、伸長した核酸は、増幅法、PCR法、等温増幅法、NASBA法、RACE PCR法、LCR法、またはこれらの組み合わせによって増幅される。増幅の適切な方法は、RACE PCR法を除き、本明細においてすでに説明されている。当業者であれば、場合によって、上述の適切な方法をバイサルファイト処理したDNAの増幅に調整するやり方を知っている。
好ましい1つの実施例において、提供された核酸分子のメチル化は、増幅法、PCR法、等温増幅法、NASBA法、LCR法、メチル化特異的増幅法、MSP(メチル化特異的PCR)法、ネステッドMSP法、HeavyMethylTM法、検出法、メチル化特異的検出法、バイサルファイトシークエンス法、DNAアレーを使用した検出、オリゴヌクレオチドマイクロアレイを使用した検出、CpG島マイクロアレイを用いた検出、制限酵素を用いた検出、同時メチル化特異的増幅および検出法、COBRA法、リアルタイムPCR、HeavyMethylTMリアルタイムPCR法、MSP MethyLightTM法、MethyLightTM法、MethyLightTM AlgoTM法、QM法、Headloop MethyLightTM法、HeavyMethylTM MethyLightTM法、HeavyMethylTM ScorpionTM法、MSP ScorpionTM法、Headloop ScorpionTM法、メチル感受性プライマー伸長法、およびMs−SNuPE(Methylation−sensitive Single Nucleotide Primer Extension)法、またはこれらの組み合わせを含む群から選択された少なくとも1つの方法を含んで分析される。
好ましい1つの実施例によれば、提供された核酸分子は、そのメチル化に関して分析される。好ましくはそのシトシンメチル化に関する。適切な方法は、例えば、しかしこれに限定されないが、増幅法、PCR法、等温増幅法、NASBA法、LCR法、メチル化特異的増幅法、MSP(メチル化特異的PCR)法、ネステッドMSP法、HeavyMethylTM法、検出法、メチル化特異的検出法、バイサルファイトシークエンス法、DNAアレーを使用した検出、オリゴヌクレオチドマイクロアレイを使用した検出、CpG島マイクロアレイを用いた検出、制限酵素を用いた検出、同時メチル化特異的増幅および検出法、COBRA法、リアルタイムPCR、HeavyMethylTMリアルタイムPCR法、MSP MethyLightTM法、MethyLightTM法、MethyLightTM AlgoTM法、QM法、Headloop MethyLightTM法、HeavyMethylTM MethyLightTM法、HeavyMethylTM ScorpionTM法、MSP ScorpionTM法、Headloop ScorpionTM法、メチル感受性プライマー伸長法、およびMs−SNuPE (Methylation−sensitive Single Nucleotide Primer Extension)法、またはこれらの組み合わである。上述の方法は、以下に詳述される。
1つの特に好ましい実施例は、
少なくとも1つのDNA分子を含むDNAサンプルを提供することと、
上述の提供された少なくとも1つのDNA分子の少なくとも1本の鎖を、少なくとも1つの単一ヌクレオチドまたはPNA−モノマーによって伸長することと、
伸長された少なくとも1本のDNA鎖を、上述のDNA分子内のメチル化シトシンと、上述のDNA分子内の非メチル化シトシンを区別する酵素または試薬で処理することと、 少なくとも一本の伸長された鎖を含む少なくとも1つの処理されたDNA分子を増幅することを含む。
特定の好ましい実施例において、バイサルファイト処理したものを増幅する、上述の含まれるステップは、i)少なくとも1つのDNA分子を含む、DNAサンプルを提供するii)上述の提供された少なくとも1つのDNA分子の少なくとも1本の鎖を、少なくとも1つの単一ヌクレオチドまたはPNA−モノマーによって伸長する、iii)伸長された少なくとも1本のDNA鎖を、上述のDNA分子内のメチル化シトシンと、上述のDNA分子内の非メチル化シトシンを区別する酵素または試薬で処理する、iv)少なくとも一本の伸長された鎖を含む少なくとも1つの処理されたDNA分子を増幅する、という順序で行われる。もちろん、追加のステップが、上述のステップの前、途中、または後に含まれてもよい。
好ましい1つの実施例において、提供された少なくとも1つのDNA分子の少なくとも1本の鎖の伸長は、末端デオキシヌクレオチジルトランスフェラーゼおよび1つ以上のヌクレオチドを含む。
特定の好ましい実施例において、提供されたDNA分子の少なくとも1本の鎖は、ターミナルデオキシヌクレオチジルトランスフェラーゼを使用して、好ましくは末端デオキシヌクレオチジルトランスフェラーゼTdT(New England Biolabs Cat# M0252S/L)を使用して伸長される。また、伸長は、リボヌクレオチドの存在下において、好ましくは、アデノシン三リン酸塩のみの存在下、チミジン三リン酸塩のみの存在下、グアノシン三リン酸塩のみの存在下、シチヂン三リン酸塩の存在下、またはウラシル三リン酸塩のみの存在下のいずれかにおいて行われる。さらに好ましくは、デオキシヌクレオチドの存在下において、好ましくはデオキシアデノシン三リン酸塩のみの存在下、デオキシチミジン三リン酸塩のみの存在下、デオキシグアノシン三リン酸塩のみの存在下、デオキシシチヂン三リン酸塩のみの存在下、またはデオキシウラシル三リン酸塩のみの存在下のいずれかにおいて行われる。TdTは、上述の少なくとも1本の単鎖の引き伸ばしを、それぞれのヌクレオチドを末端ヌクレオチドの一本の単鎖の3’ヒドロキシル基に重合することによって触媒する。TdTは、dAテイルに追加して、またはdTテイルに追加して、300〜400のヌクレオチドを、および約10〜100のヌクレオチドを、dGテイリングまたはdC−テイリングに30分以内に加える。
好ましい1つの実施例において、処理されたDNA分子の増幅は、オリゴヌクレオチドまたはオリゴマーは、上述のDNA分子の伸長された部分に、少なくとも部分的にハイブリッド形成することを特徴とする。
特定の好ましい実施例において、伸長されたバイサルファイト処理した単鎖DNA分子は、少なくとも1つのオリゴヌクレオチドまたはPNA−オリゴマーを使用して増幅される。したがって、上述のオリゴヌクレオチドまたはオリゴマーは、全体的にまたは部分的に、伸長されたバイサルファイト処理した単鎖DNA分子の伸長された部分にハイブリッド形成する。特定の好ましい実施例において、オリゴヌクレオチドまたはオリゴマーは、伸長された部分に、全体的にハイブリッド形成する。したがって、核酸サンプルとともに提供された全ゲノムの増幅が達成される。さらに、本実施例は核酸サンプルにおいて提供された全ゲノムの代表的な増幅が、大量に増幅されることを特徴とする。その他の特定の好ましい実施例によれば、オリゴヌクレオチドまたはオリゴマーは、伸長された部分の一部分のみにハイブリッド形成する。したがって、該当する箇所の特異的な増幅が達成される。
好ましい1つの実施例によれば、増幅のための少なくとも1つのオリゴヌクレオチドまたはオリゴマーは、処理されたDNA鎖に全体的にハイブリッド形成する。この好ましい実施例はすでに、伸長ステップが不必要であるその他の実施例の一部である。本実施例によれば、少なくとも1つの核酸が核酸サンプルの形状として提供され、提供された核酸サンプルは、上述の提供された核酸内のメチル化および非メチル化塩基を区別する酵素または試薬を使用して処理され、処理された核酸は、上述の処理された核酸にハイブリッド形成する、少なくとも1つのオリゴヌクレオチドまたはPNA−オリゴマーを使用して増幅される。好ましい1つの実施例において、上述の少なくとも1つのオリゴヌクレオチドまたはPNA−オリゴマーは、グアニンをもたず、アデニン、チミンおよびシトシンを豊富に含む。
その他の特定の好ましい実施例は、
少なくとも1つの二重鎖DNA分子、または少なくとも2本の単鎖DNA分子を含むDNAサンプルを提供することと、
提供されたDNAを、単鎖DNA分子が提供される、上述のDNA中のメチル化シトシンと上述のDNA中の非メチル化シトシンを区別する酵素または試薬で処理することと、上述の処理された単鎖DNA分子のうち少なくとも1つが、少なくとも1つのオリゴヌクレオチドまたはPNA−オリゴマーによって、または少なくとも1つの追加の処理された単鎖DNA分子によって伸長されることと、
少なくとも1つの単鎖DNA分子を、処理および伸長の後に増幅することを含む。
特定の好ましい実施例において、バイサルファイト処理したものを増幅する、上述の含まれるステップは、i)少なくとも1つのDNA分子を含むDNAサンプルを提供する、ii)提供されたDNAを、上述のDNA分子内のメチル化シトシンと、上述のDNA分子内の非メチル化シトシンを区別する酵素または試薬で処理する、iii)提供され、処理されたDNAのうち少なくとも1本の鎖を、少なくとも1つの単一ヌクレオチドまたはPNA−モノマーによって伸長する、および、iv)少なくとも1つの伸長された鎖を含む少なくとも1つの処理されたDNA分子を増幅する、という順序で行われる。もちろん、追加のステップが、上述のステップの前、途中、または後に含まれてもよい。
特定の好ましい実施例において、処理されたDNAの少なくとも1本の鎖は、オリゴヌクレオチドまたはキメラオリゴマーの連結によって伸長される。キメラオリゴマーは、少なくとも1つのヌクレオチドがこのキメラオリゴマーの5’または3’側に位置する、ヌクレオチドおよびPNA−モノマーを含むことを特徴とする。
特定の好ましい実施例において、処理されたDNAの少なくとも1本の鎖は、第2のDNA鎖の連結によって伸長される。この第2のDNA鎖は、提供されたサンプルに由来してもよいし、または本発明の方法中において追加されてもよい。この第2のDNA鎖は、既知のまたは未知の配列であることができる。これはさらに、内因性(ゲノムの配列は、例えば、しかしこれに限定されないが、ヒトゲノム)であってもよく、または人工であってもよい。好ましくは、上述の第2のDNA鎖は、第1のバイサルファイト処理した1本のDNA鎖として、提供された核酸サンプルに由来するバイサルファイト処理した1本のDNA鎖である。
好ましい1つの実施例において、少なくとも1つの処理された単鎖DNA分子の伸長は、単鎖DNAリガーゼを含む。
好ましい1つの実施例によれば、伸長反応は、単鎖DNAリガーゼを使用して行われる。これは、伸長反応がバイサルファイト処理した単鎖末端が別の末端との連結反応である場合に特に好ましい。好ましくは、単鎖DNAリガーゼはCircLigaseTM ssDNAリガーゼ(Epicentre Biotechnologies)である。しかし、もちろん、本発明にしたがって、バイサルファイト処理したDNAを連結することができるものに限り、他のリガーゼが使用されてもよい。
好ましい1つの実施例において、上述のDNA分子の増幅は、少なくとも1つのオリゴヌクレオチドまたはオリゴマーが、少なくとも部分的に、処理された単鎖DNA分子の伸長された部分にハイブリッド形成することを特徴とする。
特定の好ましい実施例において、伸長されたバイサルファイト処理した単鎖DNA分子は、少なくとも1つのオリゴヌクレオチドまたはPNA−オリゴマーを使用して増幅される。したがって、上述のオリゴヌクレオチドまたはオリゴマーは、全体的にまたは部分的に、伸長されたバイサルファイト処理した単鎖DNA分子の伸長された部分にハイブリッド形成する。特定の好ましい実施例において、オリゴヌクレオチドまたはオリゴマーは、伸長された部分に全体的にハイブリッド形成する。したがって、核酸サンプルとともに提供された全ゲノムの増幅が達成される。その他の特定の好ましい実施例によれば、オリゴヌクレオチドまたはオリゴマーは、伸長された部分に、部分的にのみハイブリッド形成する。したがって、該当する箇所の特異的な増幅が達成される。特異性は、使用されたオリゴヌクレオチドまたはオリゴマー、および増幅条件によって、次に決定される。
好ましい1つの実施例によれば、増幅のための少なくとも1つのオリゴヌクレオチドまたはオリゴマーは、バイサルファイト処理した一本のDNA鎖に全体的にハイブリッド形成する。これは、バイサルファイト処理した単一DNA鎖の5’末端側がその3’末端側に連結され、分子内縮合をもたらす実施例に特に好ましい。オリゴヌクレオチドまたはオリゴマーの雑種細胞形成は、したがって、バイサルファイト処理した環状の一本のDNA鎖内のいかなる場所においても起こる。
好ましい1つの実施例において、処理された単鎖DNA分子は、伸長ステップ中に分子内で連結し、増幅は、少なくとも1つのオリゴヌクレオチドまたはオリゴマーが、環状の処理された単鎖DNA分子の任意の場所においてハイブリッド形成することを特徴とする。本実施例は、核酸サンプル内に提供された全ゲノムの代表的な増幅が、大量に増幅されることを特徴とする
全ゲノム増幅の調査表は、Hawkins et al.:Whole genome amplification−applications and advances.Curr Opin Biotechnol.2002 Feb;13(1):65−7;から得ることができ、これは参照されることで本明細に全体として組み込まれる)。これらの方法によれば、断片はDNAポリメラーゼおよびプライマーを使用して増幅される。このプライマーは、リンカー指定プライマー、ランダムプライマーまたは変性プライマーであってもよい。今までに、異なるWGA法が説明されている。いわゆるプライマー伸長前増幅(PEP)において、増幅は、約15ヌクレオチドの長さを持つ、オリゴヌクレオチドプライマーのランダムな混合物によって実施される(Zhang et al.:Whole genome amplification from a single cell:implications for genetic analysis.Proc Natl Acad Sci USA 89:5847−51,1992;参照されることで本明細に全体として組み込まれる)。しかし、DOP−PCR(縮重オリゴヌクレオチドに感作されたポリメラーゼ連鎖反応)においては、縮重プライマーのみが使用される(cf:Telenius et al.:Degenerate oligonucleotide−primed PCR:general amplification of target DNA by a single degenerate primer;Genomics 13:718−25,1992,参照されることで本明細に全体として組み込まれる)。その他のWGA方法は、いわゆるlinker/adaptor−PCRである。ここで、リンカーは断片に連結される。続く増幅において、プライマーが使用され、これは特異的にリンカーに結合する(survey in:Cheung and Nelson:Whole genome amplification using a degenerate oligonucleotide primer allows hundreds of genotypes to be performed on less than one nanogram of genomic DNA.Proc Natl Acad Sci USA.93:14676−9,1996,参照されることで本明細に全体として組み込まれる)。PCRに基づく上記のWGA法は、しかし、いくつかの欠点を持つ。例えば、多数の非特異増幅アーチファクトが起こることがある。さらに、全ゲノム領域の不完全な被服がしばしば発生する。さらに、部分的に、未満の長さを持つ短いDNA断片のみが生成される。(cf:Dean et al.:Comprehensive human genome amplification using multiple displacement amplification.Proc Natl Acad Sci USA.99:5261−6,2002,参照されることで本明細に全体として組み込まれる)。全ゲノム増幅のもっとも強力な方法は、したがって、現在においては、等温''Multiple Displacement Amplification''(MDA、cf:Dean et al.2002 as above;US Patent 6,124,120)である。DNAは、ランダムプライマーおよびDNAポリメラーゼと反応する。ここで、増幅中にDNA二本鎖の非テンプレート鎖に取って代わることのできるポリメラーゼが使用される(例:φ29ポリメラーゼ)。置換された鎖は、かわりに更なるプライマーの伸長のマトリクスとして機能する。この方法を用いることにより、5,000以上の増幅が可能である。生成物の長さの平均は10kB以上であり、増幅は、断片の完全なプールにわたり、ある程度均一に割り当てられる。MDAの市販キットは、現在において、2つの供給業者から入手可能である(Amersham Biosciences社製「GenomiPhi」、www4.amershambiosciences.com;Molecular Staging社製「Repli−g」、www.molecularstaging.com)。
特定の好ましい実施例において、全ゲノム増幅はリンカー/アダプターPCRを使用することによって達成される。その他の特定の好ましい実施例によれば、全ゲノム増幅は多置換増幅を使用することによって達成される。
本明細に記載の実施例は、バイサルファイト処理後のDNAの全ゲノム増幅が可能であるという利点を有する。潜在的な問題は、バイサルファイト処理が、穏やかなものであっても、処理されたDNAの完全性に負の効果を与えるということである。言い換えれば、バイサルファイトで処理されたDNA分子はサブフラグメントに断片化される。これらのサブフラグメントは、寸法が小さいことと、通常、遠い距離においてのみ、ゲノムDNAに結合するために全ゲノム増幅に使用される、ランダムプライマー(オリゴヌクレオチドまたはオリゴマー)の特性のために、増幅することが困難である。さらに代表的であることと、さらに多量の増幅されたDNAをもたらすことを特徴とする、これまでよりずっとよい全ゲノム増幅は、2つの特定の好ましい実施例によって達成される。第1の特定の好ましい実施例によれば、バイサルファイト処理の前に、二重鎖DNA分子の単鎖の1つまたは両方に、好ましくは末端デオキシヌクレオチジルトランスフェラーゼ(TdT)活性を使用して、ヌクレオチドが加えられる。バイサルファイト処理後、DNAは加えられたヌクレオチドに特異的なプライマーを使用して増幅される。例えば、ポリdA−テイルが加えられるときは、ポリdTプライマーが使用される。第2の特定の実施例によれば、二重鎖DNA分子のバイサルファイト処理によって、単鎖バイサルファイト変換されたDNA分子が提供される。この1本のDNA鎖は次に、a)分子内で別の(少なくとも1つの)同じ手段で提供された一本のバイサルファイト処理したDNA鎖と連結して、伸長された1本のDNA鎖をもたらす、b)その5’側をその3’側と連結することにより分子内で連結し、環状の単鎖DNA分子をもたらす、またはc)伸長された1本のDNA鎖が環状である、a)とb)の組み合わせである。連結後、単鎖DNA分子はランダムプライマーによって増幅される。単鎖DNA分子の引き伸ばしのため、ポリメラーゼはもはやバイサルファイト処理したDNAに結合および増幅することができない。言い換えれば、ポリメラーゼは単にバイサルファイト処理した非伸長DNAに比べ、より高いプロセッシビティを有する。また、分子間の鎖への連結も、断片が効果的に増幅され、雑種細胞となるランダムプライマーはごくわずか、またはなくなる点において利点である。
1つの実施例において、本発明の方法は、遠隔サンプルのDNA内において、少なくとも1つのシトシンのメチル化状態、メチル化パターン、またはその両方を決定する、上記に記載の方法であって、
遠隔サンプルのDNA内において、各シトシンが限定されたところに位置する、少なくとも1つのシトシンのメチル化状態を決定することと、
遠隔サンプルのDNA内において、メチル化パターンを決定することとのうち、少なくとも1つを含む方法である。
1つの実施例によれば、上記に記載の実施例のうち少なくとも1つが、遠隔サンプルのDNA内における少なくとも1つのCpGの位置のメチル化状態、遠隔サンプルのDNA内におけるメチル化パターン、またはその両方の決定に使用され、
遠隔サンプルのDNA内において、各CpGの位置が限定されたところに位置する、少なくとも1つのCpGの位置のメチル化状態を決定することと、
遠隔サンプルのDNA内において、メチル化パターンを決定することのうち、少なくとも1つをさらに含む。
1つの実施例において、本発明の方法は、メチル化状態、メチル化パターン、またはその両方をを決定する方法であって、メチル化状態、メチル化パターン、またはその両方の決定は、増幅法、PCR法、等温増幅法、NASBA法、LCR法、メチル化特異的増幅法、MSP(メチル化特異的PCR)法、ネステッドMSP法、HeavyMethylTM法、検出法、アガロースゲル、アガロースゲルの染色、メチル化特異的検出法、バイサルファイトシークエンス法、DNAアレーを使用した検出、オリゴヌクレオチドマイクロアレイを使用した検出、CpG島マイクロアレイを用いた検出、制限酵素を用いた検出、同時メチル化特異的増幅および検出法、COBRA法、リアルタイムPCR、HeavyMethylTMリアルタイムPCR法、MSP MethyLightTM法、MethyLightTM法、MethyLightTM AlgoTM法、QM法、Headloop MethyLightTM法、HeavyMethylTM MethyLightTM法、HeavyMethylTM ScorpionTM法、MSP ScorpionTM法、Headloop ScorpionTM法、メチル感受性プライマー伸長法、およびMs−SNuPE(Methylation−sensitive Single Nucleotide Primer Extension)法を含む群から選択された、少なくとも1つの方法の使用を含む。
1つの実施例によれば、少なくとも1つのCpGの位置のメチル化状態の決定、少なくとも1つのメチル化パターンの決定、またはその両方は、増幅法、PCR法、等温増幅法、NASBA法、LCR法、メチル化特異的増幅法、MSP(メチル化特異的PCR)法、ネステッドMSP法、HeavyMethylTM法、検出法、アガロースゲル、アガロースゲルの染色、メチル化特異的検出法、バイサルファイトシークエンス法、DNAアレーを使用した検出、オリゴヌクレオチドマイクロアレイを使用した検出、CpG島マイクロアレイを用いた検出、制限酵素を用いた検出、同時メチル化特異的増幅および検出法、COBRA法、リアルタイムPCR、HeavyMethylTMリアルタイムPCR法、MSP MethyLightTM法、MethyLightTM法、MethyLightTM AlgoTM法、QM法、Headloop MethyLightTM法、HeavyMethylTM MethyLightTM法、HeavyMethylTM ScorpionTM法、MSP ScorpionTM法、Headloop ScorpionTM法、メチル感受性プライマー伸長法、およびMs−SNuPE(Methylation−sensitive Single Nucleotide Primer Extension)法のうち、少なくとも1つの方法またはその組み合わせの使用を含む。
1つの実施例によれば、増幅法はどのような増幅法でもよい。当業者であれば、適切な増幅法に精通している。好ましい1つの実施例によれば、増幅法はPCR法である。当業者であれば、本発明にしたがって使用することのできる適切なPCR法を知っている。好ましい1つの実施例によれば、増幅法は等温増幅である。本発明による適切な増幅法の使用は、当技術分野で周知である。かかる方法は、例えば、しかしこれに限定されないが、Primer Extension法である。好ましい1つの実施例によれば、増幅法はNASBA法である。NASBA法は、逆転写酵素、RNAポリメラーゼおよびRNaseの使用を含むRNA−DNAベースの増幅法である。当業者であれば、本発明にしたがって使用することのできるNASBA法を心得ている。好ましい1つの実施例によれば、増幅法はLigase Chain Reaction法である。概して、これらはリガーゼの使用に基づく増幅法である。当業者であれば、本発明にしたがって使用することのできる適切なLCRを知っている。
1つの実施例によれば、増幅法はメチル化特異的増幅である。適切なメチル化特異的増幅法は、同業者に周知である。好ましい1つの実施例によれば、メチル化特異的な増幅法は、Methylation Specific PCR(MSP)法である。MSP法は、CpG島内の実質的にあらゆるCpG部位群のメチル化状態を、メチル化感受性制限酵素の使用に関わらず(Herman et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93:9821−9826、1996;US Patent No.5,786,146;これらの参照は、参照されることにより全体として組み込まれる)評価することを可能にする方法である。つまり、DNAは、メチル化シトシンを除き、すべての非メチル化シトシンをウラシルに変換する亜硫酸水素ナトリウムによって修飾され、続いてメチル化対非メチル化DNAに特異的なプライマーで増幅される。MSPプライマー対は、バイサルファイト処理したCpG ジヌクレオチドにハイブリッド形成する少なくとも1つのプライマーを含む。したがって、上述のプライマーの配列は、少なくとも1つのCpGジヌクレオチドを含む。非メチル化DNAに特異的なMSPプライマーは、CpG内のC位置の3’位置に「T」を含む。したがって、好ましくは、上述のプライマーの塩基配列は、バイサルファイト変換された核酸配列にハイブリッド形成する、少なくとも9ヌクレオチドの長さを持つ配列を含むことが必要とされ、上述のオリゴマーの塩基配列は、少なくとも1つのCpGジヌクレオチド含む。MSPは少量のDNAのみを必要とし、得られたCpG島遺伝子座の0.1%メチル化対立遺伝子に対し高感度である。本明細に記載のバイサルファイト処理および増幅法は、この検出法と組み合わせて使用されることができる。
好ましい1つの実施例によれば、増幅はネステッドMSP法である。ネステッドMSP法は、原則的にWO 02/18649およびUS 20040038245(これらの参照は、参照されることにより全体として組み込まれる)の記述にしたがって行われる。このMSP法は、CGおよびTG位置を十分に区別するためにMSPプライマーの高い特異性を必要とすることと、独自の制限酵素認識部位を作るために、不一致を許容する、明らかな矛盾を考察する。
これは、該当する遺伝領域の複製回数を拡大することを含む。したがって、ポリメラーゼ連鎖反応は、該当するメチル化が存在する、上述の領域の一部分を増幅するために使用される。これにより、増幅生成物が生成される。メチル化の存在を検出するため、上述の生成物の1アリコートが、第2のメチル化特異的、ポリメラーゼ連鎖反応に使用される。言い換えれば、メチル化特異的なPCRに先立って非メチル化特異的PCRが実施される。
好ましい1つの実施例によれば、増幅法はHeavyMethylTM法である。HeavyMethylTM法は、原則的にWO 02/072880およびCottrell SE et al.Nucleic Acids Res.2004 Jan 13;32(1):e10(これらの参照は、参照されることにより全体として組み込まれる)の記述にしたがって行われる。この方法は、PCRプライマーと同時にバイサルファイト処理したテンプレート核酸にハイブリッド形成される、阻害するプローブオリゴヌクレオチドの使用を含む。好ましくは、阻害するオリゴヌクレオチドは、塩基配列が化学処理した核酸配列にハイブリッド形成する、少なくとも9ヌクレオチドの長さを持つ配列を含むことを特徴とする。これにより、上述の阻害オリゴヌクレオチドの塩基配列は、少なくとも1つのCpG、TpGまたはCpAジヌクレオチドを含む。テンプレート核酸の増幅は、阻害プローブの相補的配列がテンプレート内に存在する場合、抑圧される。かかる場合、増幅は阻害プローブの5’位置において終了する。阻害プローブは、メチル化状態に特異的な手段において、バイサルファイト処理した核酸にハイブリッド形成するように意図されてもよい。例えば、非メチル化核酸のポピュレーション内のメチル化核酸は、問題となっている位置において非メチル化される核酸の増幅を抑制することによって検出されることができる。したがって、メチル化核酸の増幅が望まれる場合、阻害プローブは問題となっている位置において、「CpG」ではなく「CpA」または「TpA」を含む。阻害オリゴヌクレオチドの使用には、ポリメラーゼ媒介による増幅の有効な阻害が必要となり、阻害オリゴヌクレオチドはポリメラーゼによって引き伸ばされることはできない。HeavyMethylTM法によれば、これは、「遊離」ヒドロキシル基以外とともに、3’−デオキシオリゴヌクレオチド、または3’位置で誘導体化したオリゴヌクレオチドであるブロッカーを使用することによって達成される。例えば、しかしこれに限定されないが、3’−O−アセチルオリゴヌクレオチドは、阻害分子の代表的な好ましいクラスである。
さらに、ポリメラーゼ媒介による阻害オリゴヌクレオチドの分解は除外されねばならない。好ましくは、かかる除外は、i)5’−3’エクソヌクレアーゼ活性の欠乏するポリメラーゼの使用、またはii)変性阻害オリゴヌクレオチドの使用のうち、いずれかを含む。これらの変性阻害オリゴヌクレオチドは、5’末端において、例えば、チオアート橋を有することを特徴とする。これは、阻害分子をヌクレアーゼ耐性にする。特定の応用は、かかる阻害オリゴヌクレオチドの5’変性を必要としない。例えば、阻害オリゴヌクレオチドの分解は、ブロッカーおよびプライマー結合部位が重複する場合、実質的に除外される。これにより、プライマーの結合は除外される(例:過剰阻害オリゴヌクレオチドの場合)。したがって、ポリメラーゼはプライマーに結合することができず、引き伸ばされる。プライマーを伸長するポリメラーゼがないため、阻害オリゴヌクレオチドは分解される。本発明および本明細に記載の目的のためのHeavyMethylTM法の特に好ましい実施例は、阻害オリゴヌクレオチドとして、ペプチド核酸(PNA)オリゴマーの使用を含む。かかるPNA阻害オリゴマーは、ポリメラーゼによって分解も伸長もされないため、理想的には適している。
1つの実施例によれば、検出法はどのような検出法であってもよい。当業者は、適切な検出法を知っている。好ましくは、検出法は、蛍光染料、非蛍光染料、質量ラベル、寸法による分離、または重量による分離の使用を含むどのような検出法であってもよい。例えば、しかしこれに限定されないが、検出法は、アガロースゲル内での寸法による分離、続いて蛍光染料を使用したDNAの染色である。好ましい1つの実施例によれば、検出法はメチル化特異的検出である。当業者は、適切なメチル化特異的検出法を知っている。好ましい1つの実施例によれば、メチル化特異的検出法はバイサルファイトシークエンス法である。バイサルファイトシークエンス法は、原則的にFrommer et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89:1827−1831,1992の記述にしたがって行われる。バイサルファイトシークエンス法は、バイサルファイト処理したゲノムDNAの事前に増幅された断片のシークエンシングが行われる方法である。バイサルファイト処理したDNAはシークエンシングの前に増幅されるため、本明細に記述の増幅法がこの検出法と組み合わせて使用されてもよい。バイサルファイトシークエンシングの結果は、EP 02090203.7(本引用参照は、参照されることにより全体として組み込まれる)の記載にしたがって原則的に分析されることがさらにとりわけ好ましい。すなわち、この方法によれば、1つ以上の塩基のエレクトロフェログラムを使用することにより、シトシンのメチル化の度合いが決定される。これにより、検出された塩基のエレクトロフェログラムの下部が算出される。メチル化の度合いは、この値を非メチル化シトシンのために得られた値と分析されるシトシン位置の値と比較することにより、次に推定される。よりよい結果のために、バイサルファイト処理のシトシンからウラシルへの転換率および/またはエレクトロフェログラム信号の標準化の決定および考慮が好都合である。
好ましい1つの実施例によれば、検出法はDNAアレーを用いた検出法である。当業者であれば、多くの適したDNAアレーを知っている。好ましくは、DNAアレーは結合するか、別の方法で固相と関連するDNA分子を含む。アレーは、例えば、しかしこれに限定されないが、DNA分子が、長方形または六方格子の形状で固相上に配列されることを特徴とすることができる。これにより、固相は、シリコン、ガラス、ポリスチレン、アルミニウム、鋼、鉄、銅、ニッケル、銀、金、ニトロセルロース、または、例えば、しかしこれに限定されないが、ナイロンなどのプラスチックを含む群から選択される少なくとも1つの位相である。しかし、上述の材料の組み合わせも考えられる。検出には、アレー上にハイブリッド形成されたDNAが、好ましくは蛍光染料で標識化される。かかる標識化は、例えば、しかしこれに限定されないが、Cy3およびCy5染料のDNA断片の5’−OHへの単純な付着である。ハイブリッド形成されたDNAの蛍光の検出は、例えば、しかしこれに限定されないが、共焦点顕微鏡を介して行われてもよい。
特定の好ましい実施例において、検出法はオリゴヌクレオチドマイクロアレイを用いた検出法である。オリゴマーアレーの製造に関する従来技術の概要は、Nature Geneticsの特別版(Nature Genetics Supplement, Volume 21,January 1999,およびそれに引用される参考文献、この参照はその全体およびそれに引用される参照によって組み込まれる)から集めることができる。
特定の好ましい実施例において、検出法は、CpG−island−マイクロアレイを用いた検出法である。これにより、固定化した、または関連するアレーのDNAは、CpG島に由来する配列を含む。
特定の好ましい実施例において、検出法は、WO 99/28498、WO 01/38565、またはWO 02/18632(これらの参照は、参照されることにより全体として組み込まれる)に原則的に記載のDNAアレーを用いた検出法である。
好ましい1つの実施例によれば、検出法は制限酵素を用いた検出法である。当業者は適切な方法に精通している。
好ましい1つの実施例によれば、メチル化特異的な増幅および検出は、同時に行われる。適切な方法は、当業者に知られている。特定の好ましい実施例において、同時メチル化特異的増幅および検出の方法は、COBRA法である。COBRA法は、少量のゲノムDNAにおける特異的な遺伝子座のDNAメチル化レベルの決定に有用な量的メチル化法である。(Xiong&Laird,Nucleic Acids Res.25:2532−2534,1997,本参照は、参照されることにより全体として組み込まれる)。COBRA法によれば、バイサルファイト処理されたDNAのPCR生成物中におけるメチル化依存の配列の違いを明らかにするために、制限酵素での消化が使用される。メチル化依存配列の違いは、まずバイサルファイト処理によってゲノムDNAに導入される。メチル化非特異プライマーを使用した、バイサルファイト変換されたDNAのPCR増幅が次に実施され、続いて制限エンドヌクレアーゼ消化、ゲル電気泳動、および特異的な標識化された雑種細胞形成プローブを使用した検出が行われる。元のDNAサンプルのメチル化レベルは、DNAメチル化レベルの広範囲にわたり、線形量的な方法で、消化された、および消化されていないPCR生成物の相対量で表される。さらに、バイサルファイト転換されたDNAから増幅されたPCR生成物の制限酵素での消化もまた、Sadri&Hornsby(Nucl.Acids Res.24:5058−5059,1996,本参照は、参照されることにより全体として組み込まれる)によって説明される方法で使用される。本明細に記載のバイサルファイト処理および増幅法は、この検出法と組み合わせて使用されることができる。
特定の好ましい実施例において、同時メチル化特異的増幅および検出の方法は、リアルタイムPCR法である。当業者は、適切なリアルタイムPCR法を知っている。特定の好ましい実施例において、リアルタイムPCR法は、HeavyMethylTM法である。HeavyMethylTM法は、これにより、上記に記載のとおり、リアルタイムPCR設備を使用して実施される。
特定の好ましい実施例において、リアルタイムPCR法はMethyLightTM法である。MethyLightTM法は、PCRステップ後にそれ以上の操作を必要としない、蛍光ベースのリアルタイムPCR(TaqManTM)技術を利用したハイスループット数量メチル化法である(Eads et al.,Cancer Res.59:2302−2306,1999)。つまり、MethyLightTMプロセスは、バイサルファイト反応において、標準的な手順によるメチル化依存配列の違いの混合プールに変換された、ゲノムDNAの混合サンプルから開始される。続いて蛍光ベースのPCRが、「非バイアス」(既知のCpGメチル化部位と重複しないプライマーと)PCR反応、または「バイアス」(既知のCpGジヌクレオチドと重複するPCRプライマーと)反応のいずれかにおいて実施される。配列の識別は、増幅プロセスのレベル、または蛍光検出プロセスのレベル、またはその両方において発生する。
MethyLightTM法は、ゲノムDNAサンプル中のメチル化パターンの定量試験として使用されてもよく、配列の識別はプローブ雑種細胞形成のレベルにおいて発生する。この定量のバージョンにおいて、PCR反応は、蛍光プローブの存在下において、特定の推定メチル化部位に重複する非バイアス増幅を提供する。投入されたDNAの量の非バイアス制御は、いかなるCpGジヌクレオチドの上にも、プライマー、プローブのいずれも覆いかぶさらない反応によって提供される。あるいは、ゲノムのメチル化の定量試験は、バイアスPCRプールを、既知のメチル化部位を「覆わ」ない対照オリゴヌクレオチド(MSP MethyLightTM法とも称する蛍光ベース版「MSP」技法)、または潜在的なメチル化部位を覆うオリゴヌクレオチドのいずれかとプローブすることによって達成される。
MethyLightTMプロセスは、増幅プロセスにおいて、「TaqMan(登録商標)」プローブとともに使用されることができる。例えば、二本鎖ゲノムDNAは、バイサルファイトで処理され、TaqMan(登録商標)プローブを使用した2回のうち1回のPCR反応、例えば、バイアスプライマーおよびTaqMan(登録商標)プローブ、または非プライマーおよびTaqMan(登録商標)プローブのいずれかにしたがう。TaqMan(登録商標)プローブは、PCR周期において、フォワードまたはリバースプライマーよりも約10℃高い温度で溶解するよう、蛍光「レポーター」および「消光剤」分子で二重に標識され、比較的高いGC含量領域に特異的に意図される。これは、PCRアニーリング/伸長ステップ中にTaqMan(登録商標)プローブが完全にハイブリッド形成されたままとなることを可能にする。Taqポリメラーゼは、PCR中に新規の鎖を酵素的に合成するため、やがてはアニールしたTaqMan(登録商標)プローブに到達する。次に、Taqポリメラーゼ5’から3’エンドヌクレアーゼ活性は、TaqMan(登録商標)プローブを消化することによってこれに取って代わり、その今消されていない信号の定量的検出のために、リアルタイム蛍光検出システムを使用して、蛍光レポーター分子を放出する。
同様に適切であるTaqMan(登録商標)検出技法のバリエーションには、二重プローブ技法(LightCyclerTM)、蛍光増幅プライマー(SunriseTM技法)、Molecular Beacon Probes(Tyagi S.,and Kramer F.R.,Nature Biotechnology 14,303−308,1996)、Sorpionプライマー(Whitcombe et al.,Nature and Biotechnology,17,804−807,1999)、またはLNA(Locked Nucleid Acid)Double−Dye Oligonucleotideプローブ(Exiqon A/S)の使用がある。これらすべての技法は、バイサルファイト処理したDNA、およびさらにCpGジヌクレオチド中におけるメチル化分析に適した方法で適応されることができる。
本明細に記載のバイサルファイト処理および増幅法は、MethyLightTM法またはその変形と組み合わせて使用されることができる。
特定の好ましい実施例において、リアルタイムPCR法はMethyLightTMALGOTM法である。MethyLightTMALGOTM法は、原則的にEP04090255.3(本参照は、参照されることにより全体として組み込まれる)に記載されたMethyLightTM法の改良法である。この改良法によれば、メチル化の度合いは、異なるアルゴリズムを用いたプローブの信号強度から算出される。
特定の好ましい実施例において、リアルタイムPCR法はQM(定量メチル化)アッセイである。このアッセイはメチル化非特異であり、したがって非バイアスリアルタイムPCR増幅である。これには、1つはメチル化増幅、2番目は非メチル化増幅のための、2つのメチル化特異的プローブ(MethyLightTM)の使用が付随する。この方法により、a)メチル化(CG)から非メチル化(TG)核酸への割合を決定する、および同時に、b)メチル化核酸の絶対量を決定するために使用することのできる2つの信号が発生する。後のため、既知の量の対照DNAによるアッセイの較正が必要である。
好ましい実施例によれば、同時メチル化特異的増幅および検出の方法は、Headloop PCR法である。Headloop PCR法は、抑圧PCR法である。これは、原則的にRand K.N.,et al.,Nucleic Acid Research,33(14),e127(本参照は、参照されることにより全体として組み込まれる)の記述にしたがって行われる。これは、増幅の選択性が単位複製配列の配列に依存する、関連する配列を見分けるPCR法である。5′の伸長は、関連する単位複製配列の1つにおける、配列に符合する1つの(または両方の)プライマーに含まれる。複製と増幅への取り込み後、この配列は、次に、内部配列へアニールし、ヘアピン構造を形成する用意をする、ループバックをすることができる。この構造は、次に、更なる増幅を妨げる。ゆえに、不一致または配列の不足を含む配列の増幅が影響を受けない一方で、5′の伸長との完全な一致を含む配列の増幅が抑制される。
特定の好ましい実施例において、同時メチル化特異的増幅と検出の方法は、Headloop PCR法およびMethyLightTM法の組み合わせであり、Headloop MethyLightTM法とも呼ばれる。
好ましい実施例によれば、同時メチル化特異的増幅と検出の方法は、ScorpionTM法である。この方法は、Whitcombe et al.:Detection of PCR products using self−probing amplicons and fluorescence.Nat Biotechnol.1999;17(8):804−7;Thelwell et al.:Mode of action and application of ScorpionTM primers to mutation detection.Nucleic Acids Res.2000 Oct 1;28(19):3752−61;US 6,326,145;US 6,365,729;US 20030087240 A1;これらの参照は、参照されることにより全体として組み込まれる)によって最初に説明された。この方法の数々の実施例は、当業者に周知である。これらすべての方法は、共通して分子内プロービングを有する。いわゆるHairloop変異体によれば、ScorpionTMプライマーは、5’末端において特異的なプローブ配列を保有する。この配列は、ヘアループ様の構造に存在する。蛍光染料および消光剤は、プロービング配列末端の空間的近接に位置する。増幅周期に続く変性後、プローブは同一の鎖の引き伸ばされたプライマー配列上に分子内ハイブリッド形成する。これにより、ヘアループが開き、染料および消光剤は別々になり、よって染料の信号が検出される。
別のScorpionTM法の変形は、例えば、Duplex変形(Solinas et al.:Duplex ScorpionTM primer in SNP analysis and FRET applications.Nucleic Acids Res.2001 Oct 15;29(20):E96)であり、またはUS 6,326,145およびUS 20030087240(すべての参照は、参照されることにより全体として組み込まれる)に記載の変形である。
特定の好ましい実施例において、ScorpionTM法は、原則的にWO 05/024056(この参照は、参照されることにより全体として組み込まれる)に記載される方法である。
特定の好ましい実施例において、同時メチル化特異的増幅と検出の方法は、HeavyMethylTM法およびScorpionTM法の組み合わせであり、HeavyMethylTMScorpionTM法とも呼ばれる。
特定の好ましい実施例において、同時メチル化特異的増幅と検出の方法は、HeavyMethylTM法とMethyLightTM法の組み合わせであり、HeavyMethylTMMethyLightTM法とも呼ばれる。
特定の好ましい実施例において、同時メチル化特異的増幅と検出の方法は、MSP法とScorpionTM法の組み合わせであり、MSP ScorpionTM法とも呼ばれる。
特定の好ましい実施例において、同時メチル化特異的増幅と検出の方法は、Headloop法とScorpionTM法の組み合わせであり、Headloop ScorpionTM法とも呼ばれる。
好ましい1つの実施例によれば、同時メチル化特異的増幅と検出の方法は、メチル化特異的プライマー伸長の方法である。当業者は、本発明にしたがって使用することのできる数々の方法を知っている。
特定の好ましい実施例において、メチル化特異的プライマー伸長の方法はMs−SNuPE(methylation−sensitive Single Nucleotide Primer Extension)法である。Ms−SNuPE法は、原則的にGonzalgo et al.,Nucleic Acids Research 25(12),2529−2531,1997およびUS Patent 6,251,594(これらの参照は、参照されることにより全体として組み込まれる)の記述にしたがって行われる方法である。Ms−SNuPE法によれば、該当する領域は、バイサルファイト処理されたDNAからのPCRによって増幅される。PCR生成物の精製後、プライマーは分析される位置の前で近接してハイブリッド形成される。プライマーはそして、標識化されたdCTPまたは異なって標識化されたdTTPのいずれかとともに、単一ヌクレオチドによって引き伸ばされる。元のDNA内のシトシンがメチル化された場合、バイサルファイト処理中においてメチル化シトシンがそのままとなるため、dCTPは組み込まれる。元のDNA内のシトシンがメチル化されない別の場合、非メチル化シトシンがバイサルファイト処理によってウラシルに変換され、続くPCRがウラシルをチミンで置換するため、dTTPは組み込まれる。異なる標識を検出することにより、CpGの位置のシトシンがメチル化であるか、または非メチル化であるか見分けられることができる。MS−SNuPE法は、定量の態様で実施されることもできる。
特定の好ましい実施例において、メチル化特異的プライマー伸長の方法は、WO 01/062960、WO 01/062064、またはWO 01/62961(これらの参照は、参照されることにより全体として組み込まれる)に原則的に記載の方法である。これらのすべての方法は、定量の態様で実施されることができる。WO 01/062960によれば、伸長されるプライマーは、完全にまたは一部分のみ、該当する位置に、その3’端末とハイブリッド形成する。少なくとも1つのヌクレオチドの伸長は、プライマーが完全にハイブリッド形成する場合においてのみ起こる。WO 01/062064は、伸長されるプライマーが近接して隣接する、または分析される位置から上限10個の塩基の距離でハイブリッド形成する方法を開示している。プライマーは次に、少なくとも単一のヌクレオチドによって伸長される。第3の方法は、WO 01/62961に記載されている。この方法によれば、バイサルファイト処理後、2組のオリゴヌクレオチドが増幅されたDNAにハイブリッド形成する。第1の種類のオリゴヌクレオチドは、近接して隣接する、または分析される位置から上限10個の塩基の距離で5’にハイブリッド形成する。第2の種類のオリゴヌクレオチドは、その5’末端が上述の分析される位置に近接して隣接して3’にハイブリッド形成するよう、増幅されたDNAにハイブリッド形成する。これにより、この2つのオリゴヌクレオチドは、1から10の範囲のヌクレオチドの溝によって別々にされる。第1の種類のオリゴヌクレオチドは次に、ポリメラーゼを使用して伸長され、2つのオリゴヌクレオチドの間にあるヌクレオチドの数まで追加される。ここで、異なって標識化されたdCTPおよび/またはdTTP含むヌクレオチドが使用される。この2つのオリゴヌクレオチドは、次にリガーゼ酵素を使用して連結される。元のDNA中のシトシンがメチル化された場合、dCTPが組み込まれる。元のDNA中のシトシンがメチル化されない場合、dTTPが組み込まれる。
もちろん、名前の挙がった方法をさらに発展させた方法、またはその組み合わせである他の類似の方法は、本発明に基づいて使用することができる。
1つの実施例において、本発明の方法は、上記に記載のマーカーの同定方法であって、CpGの位置は1つのDNA断片に含まれ、シス内で特定され、細胞、細胞群、組織、器官または状態Aによって特徴付けられる個体に由来するDNAと、細胞、細胞群、組織、器官または状態Bによって特徴付けられる個体に由来するDNA間で異なるメチル化パターンである、少なくとも2つのCpGの位置のメチル化状態を含む、少なくとも1つのメチル化パターンの同定と、パーセント値がカットオフ値と同等またはそれより大きい場合は状態Aを示し、パーセント値がカットオフ値より小さい場合は状態Bを示し、またはパーセント値がカットオフ値より小さい場合は状態Aを示し、およびパーセント値がカットオフ値と同等またはそれより大きい場合は状態Bを示す、DNA断片の混合物内で同定されたメチル化パターンによって特徴付けられたDNA断片の割合のカットオフ値を選択することをさらに含む方法である。
1つの実施例によると、マーカーが同定され、それによって本明細書に記載の実施例の少なくとも1つが構成される。マーカー同定は、少なくとも以下の追加ステップを含む。
i)少なくとも1つのメチル化パターンを同定するステップ、およびii)DNA断片の群内にあるすべてのDNA断片と比較して、前記の少なくとも1つのメチル化パターンを含むDNA断片の画分の値域を選択するステップである。したがって、ステップi)は、2つの態様において特徴付けられる。まず、メチル化パターンは、少なくとも2つのCpGの位置のメチル化状態を含み、前記CpGの位置は1つのDNA断片によって構成され、シスに集中する。当業者が周知のように、シスでの局所化とは対応するCGジヌクレオチドが、同じDNA鎖上で同じ方向性を有することを意味する。2つ目の態様は、Aによって特徴付けられる細胞、細胞集団、組織、器官または個体から得られるDNAが、状態Bによって特徴付けられる細胞、細胞集団、組織、器官または個体から得られるDNAと前記メチル化パターンの1つまたはそれらの組み合わせによって区別可能である点において、前記の少なくとも1つのメチル化パターンを言及する。
好ましい実施例によると、ステップi)は、マーカーが事前に同定したメチル化パターンであることによって特徴付けれらる。したがって、前記パターンは、該当する状態と同様の状態を示すことで知られているかもしれない。
好ましい実施例によると、ステップii)は、a)DNA断片の群内にあるすべてのDNA断片と比較して、前記の少なくとも1つのメチル化パターンを含むDNA断片の画分を示す値は、値域が状態Aを示す値と同等またはそれ以上である、およびb)前記のDNA断片の画分を示す値は、値域が状態Bを示す値未満であるという点において実現される。
好ましい実施例によると、ステップii)は、a)DNA断片の群内にあるすべてのDNA断片と比較して、前記の少なくとも1つのメチル化パターンを含むDNA断片の画分を示す値は、値域が状態Aを示す値より大きい、およびb)前記のDNA断片の画分を示す値は、値域が状態Bを示す値未満であるという点において実現される。
好ましい実施例によると、ステップii)は、a)DNA断片の群内にあるすべてのDNA断片と比較して、前記の少なくとも1つのメチル化パターンを含むDNA断片の画分を示す値は、値域が状態Aを示す値未満である、およびb)前記のDNA断片の画分を示す値は、値域が状態Bを示す値と同等またはそれ以上であるという点において実現される。
好ましい実施例によると、ステップii)は、a)DNA断片の群内にあるすべてのDNA断片と比較して、前記の少なくとも1つのメチル化パターンを含むDNA断片の画分を示す値は、値域が状態Aを示す値と同等またはそれ以下である、およびb)前記のDNA断片の画分を示す値は、値域が状態Bを示す値より大きいであるという点において実現される。
ステップii)のこれらの実施例によると、状態A、状態B、またはその両方は、本明細書に記載の任意の状態となり得る。
好ましい実施例によると、マーカーを同定するための本明細書に記載の実施例は、約20%以上の感受性、約30%以上の感受性、約35%以上の感受性、約40%以上の感受性、約50%以上の感受性、約60%以上の感受性、約70%以上の感受性、約80%以上の感受性、約90%以上の感受性、約95%以上の感受性、約99%以上の感受性、約40%以上の特異性、約50%以上の特異性、約60%以上の特異性、約70%以上の特異性、約80%以上の特異性、約85%以上の特異性、約90%以上の特異性、約95%以上の特異性、または約99%以上の特異性を含む群から選択される少なくとも1つの基準によってマーカーの同定を可能にすることによって特徴付けられる。
好ましい実施例において、本発明の方法はマーカーを同定する方法であり、前記マーカーの同定は、
約20%、約30%、約35%、約40% %、約50%、約60%、約70%、約80%、約90%、約95%、または約99%以上の感受性、および
約40%、約50%、約60%、約70%、約80%、約85%、約90%、約95%、または約99%以上の特異性のうち、少なくとも1つによって可能となる。
前記の特に好ましい実施例は、マーカーを同定するいくつかの研究において出願者によって適用された。これらの研究の1つは結腸癌マーカーを同定し、米国60/672,242号、米国60/676,997号、米国60/697,521号および米国60/723,602号の題目となった。前記マーカーは、健康な個体から得られた233サンプルと結腸直腸癌患者から得られた127サンプルのセットにおいて57%の感受性、96%の特異性によって、または健康な個体から得られた83サンプルと結腸直腸癌患者から得られた209サンプルのセットにおいて50%の感受性、95%の特異性によって特定される。詳細は、米国60/723,602号に記載され、参照することにより本明細書と一体となる。米国60/723,602号は、前記の発明の特に好ましい実施例が少なくとも、約20%、約30%、約35%、約40% %、約50%、約60%、約70%、約80%、約90%、約95%、または約99%以上の感受性および約40%、約50%、約60%、約70%、約80%、約85%、約90%、約95%、または約99%以上の特異性、またはその両方でマーカーの同定を可能にすることを証明する。当業者が周知のように、感受性および特異性の値は、実施された研究に特異的である。また、互いに独立していて、一方の値を下げることによって他方の値を上げることが可能である。
好ましい実施例によると、本発明の方法は、マーカーを同定する方法であり、マーカーの同定は、約20%、約30%、約35%、約40% %、約50%、約60%、約70%、約80%、約90%、約95%、または約99%以上の感受性、および
約40%、約50%、約60%、約70%、約80%、約85%、約90%、約95%、または約99%以上の特異性によって可能となる。
好ましい実施例によると、マーカーを同定するための本明細書に記載の実施例は、約20%、約30%、約35%、約40%、約50%、約60%、約70%、約80%、約90%、約95%、または約99%以上の感受性、約40%、約50%、約60%、約70%、約80%、約85%、約90%、約95%、または約99%以上の特異性によってマーカーの同定を可能にするということによって特徴付けられる。
特に好ましい実施例において、本発明の方法はマーカーの同定方法であり、結腸癌マーカーは、
少なくとも約25%、約35%、約40%、約50%、約55%、約60%、約70%、約80%、約85%、約90%、約95%、または約99%の感受性、および
少なくとも 約65%、約75%、約80%、約85%、約90%、約95%、または約99%の特異性のうち、少なくとも1つによって特徴付けられ、同定される。
好ましい実施例によると、結腸癌マーカーは同定され、前記マーカーは、少なくとも約25%、約35%、約40%、約50%、約55%、約60%、約70%、約80%、約85%、約90%、約95%、または約99%の感受性、および
少なくとも 約65%、約75%、約80%、約85%、約90%、約95%、または約99%の特異性のうち、少なくとも1つの特性を有する。
特に好ましい実施例において、本発明の方法はマーカーの同定方法であり、結腸癌マーカーは、
少なくとも 約25%、約35%、約40%、約50%、約55%、約60%、約70%、約80%、約85%、約90%、約95%、または約99%の感受性、および
少なくとも 約65%、約75%、約80%、約85%、約90%、約95%、または約99%の特異性によって特徴付けられ、同定される。
好ましい実施例によると、結腸癌マーカーは同定され、前記マーカーは、少なくとも 約25%、約35%、約40%、約50%、約55%、約60%、約70%、約80%、約85%、約90%、約95%、または約99%の感受性、少なくとも 約65%、約75%、約80%、約85%、約90%、約95%、または約99%の特異性を有する。
好ましい実施例において、本発明の方法はカットオフ値を選択することによって特徴付けられるマーカーの同定方法であり、前記カットオフ値は、
約15%、約25%、約35%、約40%、約50%、約55%、約60%、約70%、約80%、約85%、約90%、または約95%以上の感受性、および
約20%、約40%、約50%、約60%、約65%、約70%、約75%、約80%、約85%、約90%、約95%、または約99%以上の特異性のうち、少なくとも1つの基準によって選択される。
好ましい実施例によると、マーカーは、
約15%、約25%、約35%、約40%、約50%、約55%、約60%、約70%、約80%、約85%、約90%、または約95%以上の感受性、および
約20%、約40%、約50%、約60%、約65%、約70%、約75%、約80%、約85%、約90%、約95%、または約99%以上の特異性のうち、少なくとも1つによって値域を選択することによって同定される。
好ましい実施例によると、マーカーは、約15%、約25%、約35%、約40%、約50%、約55%、約60%、約70%、約80%、約85%、約90%、または約95%以上の感受性、約20%、約40%、約50%、約60%、約65%、約70%、約75%、約80%、約85%、約90%、約95%、または約99%以上の特異性によって閾値を選択することによって同定される。
好ましい実施例において、本発明の方法は、状態を診断する、状態の予後を提供する、状態の治療反応を予測する、状態の素因を決定する、状態の素因を予測する、状態の進行を決定する、状態の進行を予測する、状態を等級分けする、状態を病期分類する、状態の区分、状態の特性化、またはそれらの組み合わせのうち、少なくとも1つのためのマーカーの同定方法であり、前記状態とは健全な状態または有害事象であり、前記の1つは、DNA断片の混合物内で事前に同定したメチル化パターンによって特徴付けられたDNA断片に対するパーセント値から推定され、前記CpGの位置の対応するメチル化状態は、本明細書に記載される実施例によって測定され、
パーセント値が選択されたカットオフ値と同等またはそれ以上の場合の状態Aに対する前記の1つを推定する、
パーセント値が選択されたカットオフ値未満の場合の状態Bに対する前記の1つを推定する、
パーセント値が選択されたカットオフ値より大きいの場合の状態Bに対する前記の1つを推定する、
パーセント値が選択されたカットオフ値と同等またはそれ以下の場合の状態Aに対する前記の1つを推定することのうち、少なくとも1つをさらに含む。
好ましい実施例によると、マーカーは、状態を診断する、状態の予後を提供する、状態の治療反応を予測する、状態の素因を決定する、状態の素因を予測する、状態の進行を決定する、状態の進行を予測する、状態を等級分けする、状態を病期分類する、状態の区分、状態の特性化、またはそれらの組み合わせを含む群から選択される少なくとも1つの適用または使用に対して同定される。本実施例は、
i)前記状態は健全な状態または有害事象である、
ii)前記少なくとも1つの事前に同定したメチル化パターンのCpGの位置のメチル化状態は個体由来のDNAサンプルに対して決定しているため、決定は好ましくは、本明細書に記載の実施例にしたがって実行される、
iii)DNA断片の割合を決定し、前記断片は事前に同定したメチル化パターンを含むという点において特徴付けられる、
iv)前記事前に選択した閾値で決定したDNA断片の割合を比較することによって、状態を診断する、状態の予後を提供する、状態の治療反応を予測する、状態の素因を決定する、状態の素因を予測する、状態の進行を決定する、状態の進行を予測する、状態を等級分けする、状態を病期分類する、状態の区分、状態の特性化、またはそれらの組み合わせを行うことによって特徴付けられる。特に好ましい実施例によると、状態を診断する、状態の予後を提供する、状態の治療反応を予測する、状態の素因を決定する、状態の素因を予測する、状態の進行を決定する、状態の進行を予測する、状態を等級分けする、状態を病期分類する、状態の区分、状態の特性化、またはそれらの組み合わせは、前記DNA断片の割合が事前に選択して値域以上、同等またはそれ以上、同等、同等またはそれ以下、またはそれ未満であるという決定によって決定される。
好ましい実施例において、本発明の方法はマーカーの同定方法であり、状態A、状態B、またはその両方は健全な状態または少なくとも1つの有害事象であり、前記有害事象は、望ましくない薬物間相互作用、癌、増殖性疾患またはそれに伴う関連疾患、CNS機能不良、損傷または疾患、攻撃性の症状または行動障害、脳障害の臨床的、心理的および社会的因果関係、精神障害および人格障害、認知症および/または関連症候群、消化管機能不全の循環器疾患、呼吸器系の機能不良、損傷または疾患、病変、炎症、感染、免疫および/または回復、発育過程異常としての体の機能不良、損傷または疾患、皮膚、筋肉、結合組織または骨の機能不良、損傷または疾患、内分泌および代謝の機能不良、損傷または疾患、および頭痛または性的機能不良を含む群から選択される少なくとも1つのカテゴリーを含む。
マーカーの同定の好ましい実施例によると、状態A、状態B、またはその両方または一般の状態は、健全な状態または少なくとも1つの有害事象である。したがって、前記有害事象は、望ましくない薬物間相互作用、癌、増殖性疾患またはそれに伴う関連疾患、CNS機能不良、損傷または疾患、攻撃性の症状または行動障害、脳障害の臨床的、心理的および社会的因果関係、精神障害および人格障害、認知症および/または関連症候群、消化管機能不全の循環器疾患、呼吸器系の機能不良、損傷または疾患、病変、炎症、感染、免疫および/または回復、発育過程異常としての体の機能不良、損傷または疾患、皮膚、筋肉、結合組織または骨の機能不良、損傷または疾患、内分泌および代謝の機能不良、損傷または疾患、および頭痛または性的機能不良を含む群から選択される少なくとも1つのカテゴリーを含む。
好ましい実施例によると、本発明の方法は対照を含む。
特に好ましい実施例によると、遠隔サンプルの収集は、対照基準の選択および事前決定を含む。好ましくは、対照基準の少なくとも1つは、
1.サンプル選択基準:定義された疾患を有する患者から選択されたサンプル、健康な個体から選択されたサンプル、定義された疾患と類似の疾患を有する患者から選択されたサンプル、および定義された疾患と類似しない疾患を有する患者から選択されたサンプル。
2.定義された疾患を有する患者由来のサンプルをさらに特定する基準。当該基準は、例えば、これらに限定されないが、等級分け、病期分類、分類、区分、特性、症状、過去の治療、病歴の有無、組織学的分析の有用性である。
3.一般的基準:a)サンプルは、例えばこれらに限定されないがHIV(ヒト免疫不全ウイルス)、HBV(B型肝炎)またはHCV(C型肝炎)などの感染症にかかっている患者あるいは個体由来のサンプルである場合、除外される。B)サンプルは、
所定の最低年齢である個体由来である場合、
医療記録が得られる患者由来である場合、
またはその両方、
の場合のみ対象となる。
4.健康な個体由来のサンプルをさらに特定する基準:
器官の組織学的異常がない、または定義された疾患が通常影響を与える、
未定の期間内に定義された疾患の病歴がない、
個体由来のサンプルのみが対象となる。
5.定義された疾患と類似の疾患を有する患者から選択されたサンプルをさらに特定する基準:本明細書によって、何が類似の疾患かを設定する。例えば、これらに限定されないが、等級分け、病期分類、分類、区分、特性、症状、過去の治療、病歴の有無、組織学的分析の有用性などの所定の基準によって特徴付けられる患者のサンプルのみが対象となる。
6.定義された疾患と類似しない疾患を有する患者から選択されたサンプルをさらに特定する基準:
疾患が分析時に活性している、
所定の期間内に定義された疾患の病歴がない、
患者のサンプルのみが対象となる。類似しない疾患が定義された疾患と同じ組織、または器官に影響を与えている場合、例えば、これらに限定されないが、等級分け、病期分類、分類、区分、特性、症状、過去の治療、病歴の有無、組織学的分析の有用性などの所定の基準によると、サンプルの更なる選択が好ましい。
特に好ましい実施例によると、遠隔サンプルのDNA単離、バイサルファイト処理およびメチル化分析は、対照基準の選択および事前決定を含む。好ましくは、表1に挙げられる対照基準の少なくとも1つを使用する。
表1:本発明の方法に適する対照
Figure 2012105679
バッチ対照という用語は、これにより、表1に特定されるように、任意の対照を言及することがあり、一連の遠隔サンプルに含まれ、前記一連のサンプルは本発明によって同時に処理される。
当業者は、上記実施例の特定の対照の適用方法を周知である。
キット
本発明の目的は、
容器と、
尿含有サンプルを収集するための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせと、
血漿含有サンプルを収集するための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせと、
DNA単離のための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせと、
DNAのバイサルファイト処理のための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせと、
メチル化状態またはメチル化パターン決定のための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせと、
本発明の実施例を実行するための説明と、
を含む、キットでもある。
好ましいキットは、
容器と、
DNA単離のための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせと、
DNAのバイサルファイト処理のための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせと、
メチル化状態またはメチル化パターン決定のための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせと、
発明の実施例を実行するための説明と、
を含む。
特定の好ましいキットは、i)尿含有サンプルを収集するための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせ、ii)血漿含有サンプルを収集するための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせ、およびiii)バイサルファイト変換したDNAの増幅のための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせのうち、少なくとも1つをさらに含む。
特定の好ましいキットは、容器、血漿含有サンプルまたは尿含有サンプルを収集するための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせ、DNA単離のための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせ、DNAのバイサルファイト処理のための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせ、バイサルファイト変換したDNAの増幅のための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせ、メチル化状態またはメチル化パターン決定のための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせ、発明の実施例を実行するための説明を含む。
もう1つの特定の好ましいキットは、容器およびバイサルファイト変換したDNAの増幅のための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせを含む。したがって、バイサルファイト変換したDNAは、単にバイサルファイト処理したまたはバイサルファイト処理し、かつ精製した(脱スルホン化)DNAであり得る。
本明細書に記載の特定のキットによると、バイサルファイト変換したDNAの増幅のための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせは、i)リガーゼ活性、末端トランスフェラーゼ活性、またはその両方、ii)ポリメラーゼ活性、iii)少なくとも1つのプライマー、およびiv)少なくとも1つのヌクレオチド、少なくとも1つのオリゴマー、またはその両方を含む。
好ましくは、本明細書に記載の特定のキットによると、i)リガーゼ活性は、本明細書で特定される任意のリガーゼ、特に単鎖DNAリガーゼであり、ii)末端トランスフェラーゼ活性は、本明細書で特定される任意のトランスフェラーゼ活性、特に末端デオキシヌクレオチジルトランスフェラーゼであり、iii)ポリメラーゼ活性は、増幅に有用な酵素、特にDNAポリメラーゼ、耐熱性DNAポリメラーゼ、RNA転写酵素、追加酵素としてRNAseと結合してのRNA転写酵素、またはリガーゼであり、iv)1つまたは複数のプライマーは、本明細書で特定されるプライマー、特にランダムなプライマー、グアニン欠乏のランダムなプライマー、特異的プライマー、遺伝子特異的プライマー、または伸長特異的プライマーであり、v)オリゴマーは、本明細書で特定されるオリゴマー、特にオリゴヌクレオチドまたは少なくとも1つのPNA‐モノマーおよび5’または3’末端ヌクレオチドのキメラオリゴマーである。遺伝子特異的プライマーは、厳しいまたは適度に厳しい状態で、最初に提供されるDNAサンプル由来のDNA分子上にハイブリッド形成が可能な任意のプライマーである。それとは対照的に、伸長特異的プライマーは、厳しいまたは適度に厳しい状態で、DNA分子の伸長した部分上にハイブリッド形成が可能な任意のプライマーであり、それによって伸長は、本明細書に記載されるように実現される。もちろん、一部分は伸長した部分に特異的で、一部分は提供されるバイサルファイト処理したDNA分子に特異的なプライマーも含まれる。もちろん、好ましいキットは、すべてではないが、前記成分の1つ以上を含むだけでよい。
好ましいキットにおいて、
リガーゼ活性は、単鎖DNAリガーゼである、
末端トランスフェラーゼ活性は、末端デオキシヌクレオチジルトランスフェラーゼである、
ポリメラーゼ活性は、DNAポリメラーゼ、耐熱性DNAポリメラーゼ、RNA転写酵素、追加酵素としてRNAseと結合してのRNA転写酵素、またはリガーゼである、
1つまたは複数のプライマーは、ランダムなプライマー、グアニン欠乏のランダムなプライマー、特異的プライマー、遺伝子特異的プライマー、または伸長特異的プライマーである、
オリゴマーは、オリゴヌクレオチドまたは少なくとも1つのPNA‐モノマーおよび5’または3’末端ヌクレオチドのキメラオリゴマーである、のいずれか、または
それらの組み合わせである。
特定の好ましいキットは、本明細書に記載の方法によって、バイサルファイト処理したDNAの増幅を実行するための説明またはマニュアルも含む。
容器およびバイサルファイト変換したDNAの増幅のための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせを含む好ましいキットは、DNAのバイサルファイト処理のための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせをさらに含む。好ましくは、これは、特にバイサルファイト処理したDNAの脱スルホンのために精製するための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせも含む。
特定の好ましいキットによると、当該のDNAのバイサルファイト処理のための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせは、本明細書で特定されるバイサルファイト試薬を含み、本明細書で特定されるラジカルスカベンジャーまたはラジカルスカベンジャー溶液を含む。好ましくは、特定の好ましいキットは、例えば、MicroconTMろ過装置、塩基性試薬または本明細書で特定される水酸化ナトリウムなどの溶液、またはその両方など、本明細書で特定されるろ過装置をさらに含む。
発明の好ましいキットは、
血漿サンプルを提供するための本発明の方法を実行するための説明と、
尿サンプルを提供するための本発明の方法を実行するための説明の1つ以上をさらに含む。
血漿含有サンプルを収集するための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせを含む本発明の好ましいキットは、
EDTAを含む容器と、
陰圧を含む容器と、
シリンジと、
遠心分離に適する1つ以上の容器と、
1つ以上のピペットと、
血漿含有サンプルを冷却、凍結、保管、移動、またはそれらの組み合わせに適する1つ以上の容器と、
症例報告書と、
過程チェックリストのうち、少なくとも1つをさらに含む。
尿含有サンプルを収集するための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせを含む本発明の好ましいキットは、
尿収集カップと、
ピペットと、
尿含有サンプルを冷却、凍結、保管、移動、またはそれらの組み合わせに適するEDTAを含む1つ以上の容器と、
症例報告書と、
過程チェックリストのうち、少なくとも1つをさらに含む。
さらに、本発明の目的は、
遠隔サンプルまたは遠隔サンプルの少なくとも1つの成分を濃縮するための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせと、
遠隔サンプルの単離したDNAを濃縮するための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせ、または
バイサルファイト処理したDNAを精製するための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせのうち、少なくとも1つをさらに含む、上記で特定されるキットである。
本発明によると、
A)容器と、
B)例えば、これらに限定されないが、少なくとも1つの尿収集カップ、少なくとも1つのピペット、冷却、凍結、保管、移動、またはそれらの組み合わせに適するEDTAを含む少なくとも1つの容器、少なくとも1つの症例報告書、少なくとも1つの過程チェックリストなどの、尿含有サンプルを収集するための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせと、
C)例えば、これらに限定されないが、EDTAを含む少なくとも1つの容器、好ましくは陰圧を含む、または例えばシリンジなどの陰圧をかけることができる容器、遠心分離に適する少なくとも1つの容器、少なくとも1つのピペット、冷却、凍結、保管、移動、またはそれらの組み合わせに適するEDTAを含む少なくとも1つの容器、少なくとも1つの症例報告書、少なくとも1つの過程チェックリストなどの、血漿含有サンプルを収集するための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせと、
D)遠隔サンプルまたは本明細書に記載の遠隔サンプルの少なくとも1つの成分を濃縮するための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせと、
E)本明細書で特定されるDNA単離のための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせと、
F)本明細書に記載の遠隔サンプルの単離したDNAを濃縮するための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせと、
G)本明細書で特定されるDNAのバイサルファイト処理のための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせと、
H)バイサルファイト処理したDNAを精製するための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせと、
I)本明細書で特定されるメチル化状態またはメチル化パターン決定のための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせと、
J)本明細書に記載の少なくとも1つの実施例を実行するための説明のうち、1つ以上を含むキットが好ましい。
本発明の方法およびキットの使用
本明細書で開示される方法およびキットは、好ましくは、少なくとも1つのDNAのメチル化状態、少なくとも1つのDNAのメチル化レベル、または少なくとも1つのDNAメチル化パターンの分析に使用される。もちろん、前記の組み合わせも好ましい。
好ましくは、本明細書に記載の実施例およびキットは、DNAメチル化分析に使用される。特に当該の分析は、少なくとも1つのCpGの位置のメチル化または非メチル化の検出および定量化を含む。また、少なくとも1つのCpGの位置の同定、前記位置または本明細書に記載の状態を示す位置のメチル化を含む。好ましくは、当該の分析は、メチル化状態、メチル化レベル、またはメチル化パターンの同定を含む。特に好ましくは、当該の分析は、本発明に記載の状態を示す少なくとも1つのメチル化パターンの同定を含む。好ましくは、当該の分析は、CpGの位置でのメチル化状態の決定、CpGの位置でのメチル化レベルの決定、メチル化パターンの定量化、またはそれらの組み合わせを含む。特に好ましくは、当該の分析は、メチル化パターンの定量化を含む。
本明細書で開示される方法およびテストキットは、さらに好ましくは、
a)病変した細胞、細胞集団、組織、または器官由来のDNA断片の混合物内にある限定されたメチル化パターンによって特徴付けられるDNA断片の割合を検出することと、 b)健康な細胞、細胞集団、組織、または器官由来のDNA断片の混合物内にある限定されたメチル化パターンによって特徴付けられるDNA断片の割合を検出することと、
c)健康な細胞、細胞集団、組織、または器官と病変した細胞、細胞集団、組織、または器官由来のDNAの割合と健康な細胞、細胞集団、組織、または器官由来のDNAの差異に基づいて指標特異的対象を明確にすることと、
を含む、指標特異的対象を同定するために使用される。
好ましくは、本明細書に記載の実施例およびキットは、指標特異的対象の同定に使用される。本実施例は、DNA断片の群内にあるDNA断片の画分の検出および定量化を含む。したがって、DNA断片の群は、病変した細胞、細胞集団、組織、または器官から得られることによって特徴付けられる。したがって、DNA断片の画分は、各DNA断片が細胞、細胞集団、組織、または器官に関連する疾患に特異的またはそれを示す少なくとも1つのメチル化パターンを含むことによって特徴付けられる。本実施例は、DNA断片の群内にあるDNA断片の画分の第2の検出および定量化も含む。したがって、DNA断片の群は、健康な細胞、細胞集団、組織、または器官から得られることによって特徴付けられる。したがって、DNA断片の画分は、前記疾患に特異的またはそれを示す少なくとも1つのメチル化パターンを含むことによって特徴付けられる。また、本実施例は指標特異的対象の同定を含む。したがって、同定は、病変した細胞、細胞集団、組織、または器官から得られる、および健康な細胞、細胞集団、組織、または器官から得られるDNA断片の前記画分の量的な差によって決定される。
本明細書に記載の方法およびキットの使用は、特に指標特異的対象を同定するためであるのが好ましく、前記指標特異的対象はDNA切片、RNA分子、タンパク質、ペプチドまたは代謝化合物である。
特に好ましくは、指標特異的対象の同定のための本明細書に記載の実施例およびキットである。本実施例によると、前記指標特異的対象は、DNA切片、RNA分子、タンパク質、ペプチドまたは代謝化合物である。
本明細書に記載の方法およびキットの使用は、前記DNA切片、前記RNA分子、前記タンパク質、前記ペプチドまたは前記代謝化合物のそれ自体が周知であるモジュレータが、病変した細胞、細胞集団または組織の特異的な適応に割り当てられる場合、さらに特に好ましい。
特に、本明細書に記載の実施例またはキットの使用は、前記DNA切片、前記RNA分子、前記タンパク質、前記ペプチドまたは前記代謝化合物のそれ自体が周知であるモジュレータが、病変した細胞、細胞集団または組織の特異的な適応に割り当てられる場合、好ましい。
好ましくは、前記の割り当てられたモジュレータの使用は、特異的な適応、または特異的な癌の適応の場合、医薬用組成物を調製するためであるのが好ましい。これは、適応が癌の適応である場合、特に好ましい。
本明細書に記載の方法およびキットの使用は、患者または個体に関して、状態を診断する、状態を予知する、治療反応を予測する、状態の素因を診断する、状態の進行を診断する、状態を等級分けする、状態を病期分類する、状態の区分、状態の特性化、またはそれらの組み合わせのうち、少なくとも1つに対してさらに特に好ましく、前記状態は、健全な状態または有害事象であり、前記有害事象は、望ましくない薬物間相互作用、癌、増殖性疾患またはそれに伴う関連疾患、CNS機能不良、損傷または疾患、攻撃性の症状または行動障害、脳障害の臨床的、心理的および社会的因果関係、精神障害および人格障害、認知症および/または関連症候群、消化管機能不全の循環器疾患、呼吸器系の機能不良、損傷または疾患、病変、炎症、感染、免疫および/または回復、発育過程異常としての体の機能不良、損傷または疾患、皮膚、筋肉、結合組織または骨の機能不良、損傷または疾患、内分泌および代謝の機能不良、損傷または疾患、および頭痛または性的機能不良を含む群から選択される少なくとも1つのカテゴリーを含む。
特に好ましくは、状態を診断する、状態を予知する、治療反応を予測する、状態の素因を診断する、状態の進行を診断する、状態を等級分けする、状態を病期分類する、状態の区分、状態の特性化、またはそれらの組み合わせを含む群から選択される適用または使用の少なくとも1つのための、本明細書で開示される実施例またはキットの使用である。本実施例によると、前記状態は健全な状態または有害事象である。前記有害事象は、望ましくない薬物間相互作用、癌、増殖性疾患またはそれに伴う関連疾患、CNS機能不良、損傷または疾患、攻撃性の症状または行動障害、脳障害の臨床的、心理的および社会的因果関係、精神障害および人格障害、認知症および/または関連症候群、消化管機能不全の循環器疾患、呼吸器系の機能不良、損傷または疾患、病変、炎症、感染、免疫および/または回復、発育過程異常としての体の機能不良、損傷または疾患、皮膚、筋肉、結合組織または骨の機能不良、損傷または疾患、内分泌および代謝の機能不良、損傷または疾患、および頭痛または性的機能不良を含む群から選択される少なくとも1つのカテゴリーを含む。
本明細書に記載の方法およびキットの使用は、状態Aと状態Bが異なる細胞状態を特徴とする、細胞または組織を区別し、細胞分化を研究するためであるのがさらに特に好ましい。
本明細書で開示される実施例およびキットは、好ましくは、細胞型、組織を区別する、または細胞分化を研究するためにも使用される。これは、患者の薬物治療に対する反応を分析するために特に好ましい方法で役立つ。
本明細書に挙げられるすべての文献は、参照することにより全体として本明細書に組み込まれる。
定義
特定の態様において、「メチル化状態」という用語は、これに限定されないが、単一DNA分子にある単一ヌクレオチドのメチル化の有無を言及し、前記ヌクレオチドはメチル化が可能である。
特定の態様において、「メチル化レベル」という用語は、これに限定されないが、複数のDNA分子の単一ヌクレオチドでの平均メチル化占拠を言及し、前記ヌクレオチドはメチル化が可能である。
特定の態様において、「メチル化パターン」という用語は、これに限定されないが、単一DNA分子上のシスに位置する一連のヌクレオチドのメチル化状態を言及し、前記ヌクレオチドはメチル化が可能である。
特定の態様において、「遠隔サンプル」という用語は、これに限定されないが、ゲノムDNAを有するサンプルを含み、サンプルは、前記ゲノムDNAが由来する細胞、細胞集団、組織、または器官の部位とは異なる部位(例えば、器官、組織、体液、細胞集団、細胞など)から得られる。
特定の態様において、治療という用語は、これらに限定されないが、予防および追跡治療(例えば、それ以上検出できない癌または不変の癌の)も含む。予防という用語は、検出とともに健康診断も含む。特定の態様において、検出または診断および/または治療または癌治療という用語は、これらに限定されないが、選択肢として、他の組織にある原発腫瘍の転移の検出および/または治療も含む。
特定の態様において、予後という用語は、これらに限定されないが、療法の成功または治療の成功の可能性に関する記述、および/または疾患の悪性度に関する記述、および/または更なる病徴または転移の発症のない想定される人生、および/または追加治療の必要性の可能性、および/または望ましくない副作用の適合性に関する記述を本明細書に含む。
特定の態様において、DNAマイクロアレイという用語は、これに限定されないが、基質またはキャリアを有する不定の構造であり、その上またはそこに遺伝子、遺伝子断片または他のオリゴヌクレオチドまたはポリヌクレオチドなどの異なる核酸種が、それぞれの核酸種に割り当てられた異なる限定された場所でそれぞれ配置される。それぞれの位置で1つの核酸種は配置されるが、そこで異なる核酸種の限定された混合物もそれぞれの場所に配置されてよく、すべての場所は異なる混合物を持つ。核酸は固定化してよいが、使用される気質またはキャリアによっては必ずしも必要ではない。マイクロアレイに関する実施例に限定しなければ、核酸 マイクロアレイ、遺伝子マイクロアレイ、ウェルにある核酸溶液を有するマイクロタイタープレート、固定化された、または固定化されていない核酸、それに固定化された核酸を有する膜、および200bp以下までの長さを有するオリゴヌクレオチドが表面に固定化されたオリゴヌクレオチドアレイ、マイクロアレイまたはチップがある。
特定の態様において、対象のモジュレータという用語は、これに限定されないが、対象の生成を抑制または誘導のどちらかを行う、または生成された対象の活性、物質の非存在下で前記の体外または体内の活性を減少または増加させる化合物または物質のことである。これまでにおいて、モジュレータは、一方において、対象の進行カスケードを調節するように作用する物質でよい。他方では、モジュレータは生成された対象との結合を形成する物質でよく、そのため、更なる内因性物質との生理学的相互作用は少なくとも減少または増加する。モジュレータは分子でもよく、標的遺伝子の転写に影響を与え、それを抑制または活性化する。当該の分子は、例えば、ポリアミドまたは亜鉛フィンガータンパク質でよく、基底転写機構のDNA領域との結合によって転写を防止する。転写は、転写因子の抑制によっても間接的に行われ、それは標的遺伝子の転写に不可欠である。当該の転写因子の抑制は、いわゆるデコイアプタマーとの結合によって保証されてよい。
モジュレータは、特異的に対象または対象の先駆または対象の後継に結合する天然または合成分子でよい。それらは、例えば、ヒト、ヒト化および非ヒト化ポリクローナルまたはモノクローナル抗体などの対象特異的抗体でもよい。抗体という用語は、ファージ提示法抗体、リボザイム提示法抗体(RNAとタンパク質間の共有融合)およびRNA提示法抗体(体外で生産される)をさらに含む。その用語は、キメラ化、ヒト型化または免疫除去によって修飾される抗体、および上記の型の基礎抗体の可変領域の軽鎖および/または重鎖の特異的断片も含む。既知の免疫遺伝子を有する当該抗体の生産または抽出は当業者によく周知であるため、詳細に説明する必要はない。さらに、一方では免疫効果細胞(例えば、CD3、CD16、CD64)の引き金分子と結合し、他方では癌対象細胞の抗原と結合する二重特異性抗体が含まれる。これは、結合する場合、例えば癌細胞を死滅させる。モジュレータは、例えば、抗体を模倣する対象特異的アンチカリンおよびアフィボディにも適してよい。
特定の態様において、は、これらに限定されないが、肺癌、 卵巣癌、陰嚢癌、前立腺癌、膵臓癌、乳癌、消化管の器官の癌などの器官特異的癌である。本発明のすべての態様に関する適切な配列は、例えば、DE20121979U1、DE20121978U1、DE20121977U1、DE20121975U1、DE20121974U1、DE20121973U1、DE20121972U1、DE20121971U1、DE20121970U1、DE20121969U1、DE20121968U1、DE20121967U1、DE20121966U1、DE20121965U1、DE20121964U1、DE20121963U1、DE20121961U1、DE20121960U1、DE10019173Al、DE10019058Al、DE10013847Al、DE10032529Al、DE10054974Al、DE10043826Al、DE10054972Al、DE10037769Al、DE10061338Al、DE10245779Al、DE10164501Al、DE10161625Al、DE10230692、DE10255104、EP1268855、EP1283905、EP1268857、EP1294947、EP1370685、EP1395686、EP1421220、EP1451354、EP1458893、EP1340818、EP1399589、EP1478784、WO2004/035803、およびWO2005/001141の文書に記載され、これにより明確に記述される。
特定の態様において、本発明による医薬用組成物は、これらに限定されないが、通常の方法で実施されてよい。イオン化合物に対する対イオンとして、キャリア物質、火薬、結合剤、コーティング剤、膨張剤、潤滑剤または平滑剤、調味料、甘味料および液体メディエーターなどの通常の方法が使用される製品に対して、例えば、NA+、K+、Li+またはシクロヘキシルアンモニウムを使用することができる。適切な固形または液体の生薬型は、例えば、顆粒、粉、糖衣錠、錠剤、(マイクロ)カプセル、坐剤、シロップ、ジュース、懸濁、乳剤、ドロップまたは注射剤(IV、IP、IM、SC)または微細分散(エアロゾル)、経皮システム、および有効成分を持続放出する製剤がある。補助剤として、炭酸マグネシウム、二酸化チタン、乳糖、マンニトールおよび他の糖類、タルカムパウダー、乳タンパク質、ゼラチン、でんぷん、セルロースおよび誘導体、肝油、ひまわり油、ピーナッツ油またはごま油などの動物性または植物性油、滅菌水などのポリエチレングリコールおよび溶媒、および例えばグリセリンなどの一価または多価アルコールが挙げられる。本発明による医薬用組成物は、本発明によって使用される少なくとも1つのモジュレータで、医薬的に適した生理学的に耐容性良好なキャリアの限定された用量および限定された抑制量のさらに適するかもしれない有効成分、追加剤または補助剤で混合することによって生産し、望ましい投与型に調製することができる。
特定の態様において、反応マーカーは、これらに限定されないが、タンパク質またはRNA分子または核酸の修飾(SNPまたはメチル化など)であり、それらは細胞の外因性物質、特に治療剤に対する細胞反応に相関する。患者によって特異的療法に対する反応は異なる。これは治療剤に対する患者‐個体間の細胞反応に基づく。同じ疾患を患い同じ療法を受けているがその療法に対して異なる反応をみせる(例えば、異なる速さの治癒過程または副作用などの悪影響による)異なる人達の同一組織の微分解析により、当該の反応マーカーは同定される一方、タンパク質または酵素または核酸の修飾の(区別を示す)存在、または非存在は、それを反応マーカーとして限定する。
特定の態様において、「信頼区間」という用語は、これらに限定されないが、測定における不確定性の定量化を言及する。通常、信頼区間の割合として報告され、それは確実に母集団の真の値が置かれる尤度の一定の割合内にある値の幅である。
実施例
実施例1.サンプル収集
実施例1a.血漿サンプルの収集
血漿サンプルは、以下の明細書によって、米国、ロシア、ハンガリーおよびドイツの複数のプロバイダーから収集した。
以下の群によって、結腸直腸癌のI〜III期(AJCC)の患者からのサンプルおよび対照を収集した。
・CRC群:結腸直腸癌患者(病理学的に確かめられた)
・健康な対照:大腸内視鏡検査での病理学的所見がなく、急性または悪化した慢性疾患の兆候がない患者
・癌対照:結腸直腸癌以外の癌患者、例えば乳癌または前立腺癌
・非癌対照:非癌性疾患患者
表2および3は2つの収集サンプルセットの要約である。
Figure 2012105679

表2:サンプルセットの要約
Figure 2012105679

表3:第2のサンプルセットの要約
サンプルの対象/除外基準:
最低30サンプルで、同数のサンプルを各群に対して収集した。血漿遠隔サンプルを登録するには、以下の基準を満たさなければならない。(表4〜8)
Figure 2012105679

表4:血漿サンプルの登録の一般的基準
Figure 2012105679

表5:結腸直腸癌群における血漿サンプルの登録基準
Figure 2012105679

表6:癌対照群における血漿サンプルの登録基準
Figure 2012105679

表7:健康な対照群における血漿サンプルの登録基準基準
Figure 2012105679
表8:非癌対照群における血漿サンプルの登録基準基準基準
各治験責任医師は、各患者に提供されたサンプル収集キットに含まれる症例報告書で特定される臨床患者情報を提供した。これは、これらに限定されないが、以下を含む。
・一般的患者データ:年齢、性別、人種
・症状
・診断情報:病理学的報告の詳細を含む現疾患
・治療情報
また、各提供者は、採血、血漿の抽出およびサンプル保管のための道具の使用を確認するため、収集過程およびサンプル収集キットの説明が含まれる治験実施計画書を渡された。
各患者に対して、前もってラベルが付いた管および印刷された用紙が含まれるサンプル収集キットを使用する。大きいバッグには、臨床情報のための症例報告書(CRF)および過程ステップを記録するための過程チェックリストが入っている。採血(針および血液容器)、血漿の抽出(ファルコンチューブおよびピペット)およびサンプルの保管(クライオバイアル)に必要な道具は、小さいバッグにまとめる。
治験責任医師が患者を登録することを決定した後、採血を行い、CRFを終了した。採血管は、サンプル中の正確なEDTA濃度を確実にするため、ラベルに印刷された印の上まで満たされなければならなかった。
血液管は、直ちに処理するか、実験室に輸送する必要がある場合は、最長3時間まで冷湿布上で保存した。
血漿は、2ステップの遠心分離プロセスによって採血された血液から抽出した。両ステップは、1,500×g、4℃で実施した。血液容器は、初回の回転に使用した。浮遊物は、その後、4〜5本の採血管から2本の15mlのファルコンチューブへ注意深くピペットで取り、軟膜の上5mmで停止した。
2回目の回転後、小さいファルコンチューブからの血漿は、4〜5本の4.5mlのクライオバイアルへ等分する前に、プーリング用の大きい50mlのファルコンチューブへ移動した。このステップで、浮遊物から白血球の最適分離を確実にするために、0.5〜1mlの残留量を各小さいファルコンチューブに残した。
クライオバイアルは、直ちに、採血から四時間以内に直立状態で凍結した。凍結および保管は、−70〜−80℃で行った。
各ステップは、収集キットに含まれる過程チェックリストに記録した。
サンプルは、要求に応じて、ドライアイスにのせて輸送した。
記録した情報は、電子スプレッドシートに入力し、血漿サンプルの次の分析のために、CRFおよび過程チェックリストとして提供した。電子スプレッドシートで提供した臨床データは、以下を確認するために再検討した。
・妥当性
・完全性
・偽名
・対象および除外基準の順守
実施例1b.尿サンプルの収集:
尿サンプルは、米国およびドイツのいくつかの提供者から収集した。
各提供者は、尿収集およびサンプル保管のための道具の使用を確認するため、収集過程およびサンプル収集キットの説明が含まれる治験実施計画書を提供した。
収集を開始する前に、対象/除外基準を決めた。
各患者に対して、前もってラベルが付いた管および印刷された用紙が含まれるサンプル収集キットが使用する。大きいバッグには、臨床情報のための症例報告書(CRF)および過程ステップを記録するための過程チェックリストが入っている。尿収集に必要な道具(尿容器、ピペットなど)およびサンプルの保管(クライオバイアル)に必要な道具は、小さいバッグにまとめる。
治験責任医師が患者を登録することを決定した後、患者の前立腺をマッサージし、最初の20mlの尿を収集し、CRFを終了した。尿収集カップは、サンプル中の正確なEDTA濃度を確実にするため、収集容器の印まで満たされなければならなかった。
尿は、2本の10mlのクライオバイアルにピペットで取り、収集後1時間以内に−70〜−80℃で凍結した。
各ステップは、各ステップは、収集キットに含まれる過程チェックリストに記録した。
サンプルは、要求に応じて、ドライアイスにのせて輸送した。
記録した情報は、電子スプレッドシートに入力し、尿サンプルの次の分析のために、CRFおよび過程チェックリストとして提供した。
実施例2.プロセス対照
以下のプロセス対照を調製し使用した。
MagNA Pure負の対照:1xリン酸緩衝生理食塩水(10xPBS緩衝液pH7.4(アンビオンInc.Cat#9625)で希釈した5%BSA(ウシ血清アルブミン画分V(ロシュCat#03 117 375 001)。
MagNA Pure正の対照:5%BSA溶液にスパイクしたメチル化DNA(ケミコンCat#S7821)、最終濃度25ng/ml。
前記対照は、各研究の前に大量に調製し、MagNA Pure LC機器(ロシュ)の1回の実行に十分な体積である、4mlの分割量で保管した。
実施例3.血漿サンプルからのDNA単離
895血漿サンプルからのDBNA単離は、MagNA Pure Compact Nucleic Acid Isolation(I)Large Volume(ロシュ)を使用して実施した。血漿サンプルは解凍した。DNAは、各血漿サンプルの1mlの分割量8つから同時に抽出した。サンプルおよび対照は、マイクロタイタープレートに満たし、図2にしたがって取り扱い、プールした。MagNA Pure LC機器の各実行は、1mlの分割量に分けられた各8mlの3サンプルを3回含んだ。1mlの分割量に分けられた4mlの負の対照および1mlの分割量に分けられた4mlの正の対照である。負と正の対照のマイクロタイタープレート上での位置は、研究の初めでは、各実行でランダムに割り当てた。1ウェルにつき100μlの溶出体積を選択した。4MagNA Pure LC機器を使用して、実行を設定し対で終了した。溶出緩衝液中の提供されるDNAは、その後、プーリングおよび濃縮ステップに使用する。
実施例4.プーリングおよび濃縮
本ステップの目的は、各遠隔サンプルのために同時に実施した8つのDNA抽出をプールすること、および800μlの溶出液を100μlの体積に濃縮することである(図2参照)。MagNA Pure Extractionプロトコルにしたがって、各1mlの分割量に対して100μlの溶出液を得た。遠隔サンプル1つにつき2つのMicroconYM‐30カラム(ミリポア)を使用した。すなわち、400μlの体積となった4つの溶出液を各フィルターにプールした。次に、フィルターは、体積が50μlとなるまで微小遠心で遠心分離した。2つの50μlの濃縮をプールし、8mlの血漿サンプルから抽出したDNAを含む100μlのサンプルを提供した。
1つのMicrocon YM‐30カラム(ミリポア)を正と負の対照に使用した。得られたそれぞれ50μlの対照は、MagNA Pure Compact Nucleic Acid Isolation(I)Large Volumeに含まれるMagNA Pure溶出緩衝液を加えることによって、100μlとした。
実施例5.DNA抽出の品質管理
各100μlの濃縮サンプルである正の対照および負の対照から5μlを除去し、MagNA Pure Compact Nucleic Acid Isolation(I)Large Volumeに含まれるMagNA Pure溶出緩衝液45μlで希釈した。12.5μlの希釈DNAは、総DNAの濃度の決定のためのCFF1genomicDNAアッセイに使用した。正の対照サンプルの回収されたDNAの濃度は、DNA抽出ステップを較正するための品質管理の尺度として使用した。正の対照の平均DNA回収は、2.8ng/mlであった。895血漿サンプルからの平均DNA回収は、0〜1086ng/mlの範囲で3.86ng/mlであった。
CFF1genomicDNAアッセイ
CFF1フォワードプライマーSEQ ID NO:1
5’TAAGAGTAATAATGGATGGATGATG3’
CFF1リバースプライマーSEQ ID NO:2
5’CCTCCCATCTCCCTTCC3’
CFF1TaqManプローブSEQ ID NO:3
5’‐6FAM‐ATGGATGAAGAAAGAAAGGATGAGT‐BHQ‐1‐3’
以下の溶液はともにピペットで取り、表9にしたがって混合した。
Figure 2012105679
表9:CFF1genomicDNAアッセイのPCR混合調製
(Hybprobe Master Mixは、LightCycler FastStart DNA Master Hybridization Probes(ロシュCat#2 239 272)を表す。)
PCRは、表10で特定される条件にしたがって、LightCycler2.0PCR機(ロシュ)で実行した。
Figure 2012105679
表10:LightCycler2.0PCR機(ロシュ)でのCFF1genomicDNAアッセイのPCR循環条件
実施例6.バイサルファイト処理およびバイサルファイト処理したDNAの精製
装置の調製:50℃の水槽、60℃の熱ミキサー、沸騰した水槽
試薬の調製:研究開始前に、すべての乾燥したバイサルファイトおよびラジカルスカベンジャー試薬を量り、75セットの等分したバイサルファイト処理の試薬を提供するために各例において75の管に等分した。各75セットは、バイサルファイト処理のバッチに使用する。
ジオキサン‐ラジカルスカベンジャー溶液と同様に、バイサルファイト溶液は各手順ごとに調製した。バイサルファイト溶液に関して、10.36gの重亜硫酸ナトリウムおよび2.49gの亜硫酸ナトリウムは、22mlのヌクレアーゼが入っていない水を加えることによって溶解した。溶液は厳密に繰り返し混合され、すべてのバイサルファイト粒子が溶解するまで50度で培養した。ジオキサン‐ラジカルスカベンジャー溶液に関して、323mgの6‐ヒドロキシ‐2,5,7,8‐テトラメチル‐クロマン‐2カルボン酸(ラジカルスカベンジャー)は、8.2mlの1,4‐ジオキサンを加えることによって溶解した。溶液は、すべての粒子が溶解するまで厳密に混合した。また、500mlの0.1mol/lトリス‐(ヒドロキシメチル)‐アミノメタン0.1mmol/lEDTAの溶液、50mlの0.2mol/lNaOH溶液および50mlの0.1mol/lNaOH溶液を調製した。
サンプル保管:すべてのサンプルは4℃で保管した。
使用した道具および機器:
エッペンドルフ熱ミキサー5355(Brinkmann#022670107)
エッペンドルフ熱ミキサー2.0mlブロック(Brinkmann#022670549)
VWR水槽1225(VWR#13309‐375)
VWR撹拌つきホットプレート620、7”x7”(VWR#12365‐382)
エッペンドルフ微小遠心5417c
メトラートレド化学天秤AG64
ミリポアY‐30Microconろ過装置(ミリポア#42411)
コーニング4Lガラスビーカー(コーニング#1003‐4L)
ナルゲンメスシリンダー、500ml(NNI#3663‐0500)
ナルゲン殺菌0.2μMフィルターユニット、500ml(ナルゲン#166‐0020)
ナルゲン遊動ミクロ管ラック、16位置(VWR#60986‐098)
ナルゲン遊動ミクロ管ラック、8位置(VWR#60986‐099)
50mlファルコン円錐管(ファルコン352070)
15mlファルコン円錐管(ファルコン352096)
ヌクレアーゼが入っていない水(アンビオン #9932)
重亜硫酸ナトリウム(Sigma#S‐9000)
亜硫酸ナトリウム(Sigma#4672)
1,4‐安定化ジオキサン(Sigma#33147)
ラジカルスカベンジャー‐6‐ヒドロキシ‐2,5,7,8‐テトラメチル‐クロマン‐2カルボン酸(Sigma#238813‐5G)
0.5mol/lEDTA(アンビオン#9260G)
0.2mol/lNaOH(フィッシャー#AC349685000)
1mol/lトリス‐(ヒドロキシメチル)‐アミノメタン(アンビオン#9855G)管キャップロック(ISCバイオエクスプレス#c‐3271‐2)
エッペンドルフセーフロック2.0ml管(エッペンドルフ#22 60 004‐4)カラム収集管(ミリポア#1065601)
クイックスピン小遠心(ISCバイオエクスプレス#c‐1301‐p)
携帯用ピペットエイド(Drummond#4‐000‐100)
1.7ml低残渣微小遠心管(ISCバイオエクスプレス#c‐3228‐1)
0.65ml低残渣微小遠心管(ISCバイオエクスプレス#c‐3226‐1)
a)単離したDNAのバイサルファイト処理
サンプル調製:実施例4の単離したDNAの溶液を含む2mlの管は、4℃から外した。単離したDNAの20サンプルとともに、プロセス対照であるバイサルファイト処理のための1つの正の対照および1つの負の対照は、バイサルファイト処理の各バッチに含んだ。バイサルファイトの負の対照は、MagNA Pure溶出緩衝液であるが、バイサルファイトの正の対照は、MagNA Pure溶出緩衝液1mlにつき0.1μgのケミコンのメチル化DNAおよび0.9μgのロシュのヒトゲノムDNAを含んだ。
管は6,000rpmで簡単に遠心分離した。354μlのバイサルファイト溶液および146μlのジオキサン溶液を連続して各管へ加えた。管は10秒間厳密に混合し、6,000rpmで簡単に遠心分離した。
バイサルファイト反応:
管は、DNAを変性させるために、3分間沸騰した水槽に置き固定した。その後、管を予熱した熱ミキサーへ移動し、1,000rpmで30分間混合しながら60℃で培養した。この後、管は、熱ミキサーで60℃、1,000rpmで1.5時間再培養する前に、沸騰した水槽へ3分間戻した。次に、管は3分間沸騰した水槽に戻し、熱ミキサーで60℃、1,000rpmで3時間再培養した。
バイサルファイト反応混合物の脱塩:
バイサルファイト反応の管は混合し、6,000rpmで簡単に遠心分離した。加熱の間に形成された沈殿物は、繰り返しの混合および200μlの水を加えることによって溶解した。次に、管を10秒間簡単に遠心分離した。400μlの溶液は各管から取り除き、対応する適切にラベルが付けられたMicron YM‐30Microconカラムに移動した。1カラムは、収集管に入った各元の遠隔サンプルに使用した。カラムアセンブリは、14,000×gで20分間遠心分離した。遠心分離後、カラムは新しい収集管に移動し、バイサルファイト反応の約400μlの残余は、対応する Micron YM‐30Microconカラムに移動した。再度、カラムアセンブリは14,000×gで20分間遠心分離し、カラムは新しい管に移動した。この2回目の遠心分離の後、カラムのフィルター膜は湿ったように見えるはずであるが、目に見える体積の液体は存在しないはずである。残った液体を含むカラムは、フィルターがちょうど湿るまで14,000×gで5分間繰り返し遠心分離した。最後に、カラムは新しい管に移動した。
b)バイサルファイト処理したDNAの精製
バイサルファイト処理したDNAの洗浄および脱スルホン:
400μlの0.2mol/lNaOHは、バイサルファイト処理したDNAを含む各ちょうど湿ったYM‐30Microconカラムに移動した。カラムは、14,000×gで12分間遠心分離し、その後、新しい管に置いた。400μlの0.1mol/lNaOHは各カラムに移動し、再度、14,000×gで12分間遠心分離した。この2回目の遠心分離の後、カラムのフィルター膜は湿ったように見えるはずであるが、目に見える体積の液体は存在しないはずである。残った液体を含むカラムは、フィルターがちょうど湿るまで14,000×gで5分間繰り返し遠心分離した。最後に、カラムは新しい管に移動した。この脱スルホンステップ後、カラムは400μlの水で2回洗浄し、その後、14,000×gで12分間遠心分離した。流れが収集のために通る新しい管は、2回目の洗浄ステップに使用した。2回目の洗浄後、カラムのフィルター膜は、湿ったように見えるはずであるが、目に見える体積の液体は存在しないはずである。残った液体を含むカラムは、フィルターがちょうど湿るまで14,000×gで5分間繰り返し遠心分離した。ちょうど湿ったカラムは、溶出のために新しい管に置いた。
バイサルファイト処理したDNAの溶出:
50〜65μlの50℃に予熱した0.1mol/lトリス0.1mmol/lEDTAは、脱スルホン化DNAを含む各カラムに移動した。次に、カラムアセンブリは熱ミキサーに置き、1,000rpmで撹拌しながら50℃で10分培養した。その後、カラムは新しいラベルが付いた管に反転させて入れた。DNAは、1,000×gで7分間の遠心分離によってそれぞれのカラムから溶出した。50μlより少ない体積の溶出したバイサルファイト処理したDNAのサンプルは、適切な量の0.1mol/lトリス0.1mmol/lEDTAの追加によって50μlに調節した。
対照のため、50μlの溶出したDNAうち5μlを45μlの水で希釈した。その12.5μlを、バイサルファイト変換したDNAの量を決定するために、HB14アッセイに使用し、20μlをサルファイト分析に使用した。887血漿サンプルの平均DNA回収は3.32ng/mlであり、0〜1109ng/mlに及んだ。
HB14アッセイ(バイサルファイト変換したDNAの量の決定):
HB14フォワードプライマーSEQ ID NO:4
5’‐TGGTGATGGAGGAGGTTTAGTAAGT‐3’
HB14リバースプライマーSEQ ID NO:5
5’‐AACCAATAAAACCTACTCCTCCCTTAA‐3’
HB14TaqManプローブSEQ ID NO:6
5’‐FAM‐ACCACCACCCAACACACAATAACAAACACA‐BHQ1a‐3’
以下の溶液はともにピペットで取り、表11にしたがって混合した。
Figure 2012105679
表11:HB14アッセイのPCR混合調製
(Hybprobe Master Mixは、LightCycler FastStart DNA Master Hybridization Probes(ロシュCat#2 239 272)を表す。)
PCRは、表12で特定される条件にしたがって、LightCycler2.0PCR機(ロシュ)で実行した。
Figure 2012105679
表12:LightCycler2.0PCR機(ロシュ)でのHB14アッセイのPCR循環条件
サルファイト分析:
残留サルファイトは、Sulfite Cell Test(メルクCat#1.14394.0001)を使用して、希釈したバイサルファイト変換したDNAサンプルにおいて測定した。サルファイトの検量線は、0.1mol/lトリス0.1mmol/lEDTA中の100mg/l〜0.78mg/l無水亜硫酸ナトリウム(Na2SO3、M=126.04g/mol)の範囲で調製した。探知剤は、灰色のミクロスプーン(SO3‐1K瓶のカップにある)ですりきり一杯分の(SO3‐1K瓶のカップにある)試薬を反応細胞に置くことによって調製し、試薬が完全に溶解するまでしっかりと閉じ、試薬が完全に溶解するまで激しく撹拌した(または穏やかに5秒間3回ボルテックスした)。
サルファイトの測定は、96ウェルプレートで行った。最終体積は100μlであった。底が透明のプレートのウェルにある30μlの水に、20μlの希釈したバイサルファイト変換したDNAの分割量を加えた。標準として、50μlのサルファイト標準液を、底が透明のプレートにピペットで取った。その後、50μlのメルクサルファイト試薬を各ウェルに加えた。空試料として、50μlの水を50μlメルクサルファイト試薬に加えた。プレートは、Spectramax Plus Plate Reader(Molecular Devices)を使用して412nmで読み取った。データは、SOFTMax PRO4.0のソフトウェアで分析した。
実施例7.バイサルファイトDNAの全ゲノム増幅
実施例7a.CircリガーゼssDNAリガーゼを使用してのバイサルファイトDNAの全ゲノム増幅
実施例6の15μlのバイサルファイト処理し精製したDNAを、2μlのCircリガーゼ10x反応緩衝液(Epicenter(登録商標)バイオテクノロジーズ)、1μlの1mmol/lATP溶液および2μlの5U/μlCircリガーゼssDNAリガーゼ(Epicenter(登録商標)バイオテクノロジーズ)と混合する。連結反応混合物は、リガーゼ酵素を不活性化にするために80度で10分間加熱する前に、60度で1時間培養する。95度で3分間加熱した後、氷上で保管する。
増幅に関して、TempliPHiTM DNA Sequencing Template Amplification Kit/TempliPHiTM 100/500Amplification Kit(GEヘルスケア)の10μlのサンプル緩衝液およびTempliPHiTM Kitの18μlの反応緩衝液とTempliPHiTM Kitの2μlのPHi29DNAポリメラーゼを新しく調製した混合物を、10μlの連結反応混合物に加える。30度で16時間培養した後、PHi29DNAポリメラーゼは、65度で10分間加熱することによって不活性化する。
増幅したバイサルファイト変換したDNAの量は、実施例6bに記載されるようにHB14アッセイにしたがって決定することができる。したがって、10μlの不活性化した増幅反応混合物は、2.5μlの水と混合する。この混合物は、その後、HB14アッセイに適用する。バイサルファイト処理したDNAの全ゲノム増幅の効率は、全ゲノム増幅前のバイサルファイト変換したDNAの決定した濃度の15倍に対する全ゲノム増幅後のバイサルファイト変換したDNAの決定した濃度の比率を計算することによって決定する(実施例6b参照)。したがって、因数15は、全ゲノム増幅前のHB14アッセイに適用した溶出したバイサルファイト変換したDNAの同量と全ゲノム増幅後のHB14アッセイに適用した溶出したバイサルファイト変換したDNAの同量によって決定する。他の体積を使用する場合、当業者は対応する因数の計算法を周知である。
総DNAの量は、適宜に決定される。HB14アッセイの代わりに、実施例5のCFF1genomicDNAアッセイが使用される。当業者は、CFF1genomicDNAアッセイのためのバイサルファイト変換したDNAの決定方法の調節の仕方を周知である。
非メチル化DNAに対するメチル化DNAの比率が変化していないことを実証するには、限定されたメチル化パターンに特異的なアッセイを実施する。当該のアッセイは、例えば、実施例8のHM17378.71LCアッセイである。したがって、同量の増幅前後のバイサルファイト変換したDNAを、前記アッセイに使用する。ここで再度、当業者は、全ゲノム増幅前後の限定されたメチル化パターンを示すDNAの比率を決定するための増幅前後のバイサルファイト変換したDNAの比率を決定するための上記で特定した方法を適宜に調節する方法を周知である。
実施例7b.末端ヌクレオチジルトランスフェラーゼの使用によるバイサルファイトDNAの全ゲノム増幅
概説:
バイサルファイト変換したDNAの全ゲノム増幅に関して、以下のステップを実行した。
1.DNA制限酵素を使用する人DNAの断片化
2.末端ヌクレオチジルトランスフェラーゼ(TdT)によるDNA断片の3’末端の尾行(ポリdA配列を追加する)
3.バイサルファイトによる処理およびその後の精製(脱スルホンを含む)による全非メチル化シトシンのウラシルへの変換
4.付着した尾(ポリdTプライマー)を補完するプライマーでのプライマー伸長反応を用いたバイサルファイト変換したDNAの線形増幅
5.リアルタイムPCR(CFF1アッセイの総量DNA、バイサルファイト変換したDNAのHB14アッセイの量)を用いた得られたDNAの量の定量化
実現:
詳細な実験構成を表13に示す。2つの異なるDNA制限エンドヌクレアーゼであるStuIおよびBseRIおよびそれぞれの対照の使用を含む、6つの異なる反応を実施する。
Figure 2012105679
表13:実験構成
ステップは、以下の条件にしたがって単独で実施する。
1.断片化:
ヒトゲノムDNA(ロシュ)の酵素的制限は、1μlのDNA、4μlの10xNE緩衝液2(ニューイングランドバイオラボ)および制限酵素であるStuIまたはBseRIそれぞれ5ユニットを含む総体積40μlで行う。負の対照(反応VおよびVI)は制限酵素を含有しない。反応は、37℃で2時間培養する。
2.尾行:
ポリdA配列を有する断片化DNAの尾行は、dATPの存在下で末端ヌクレオチジルトランスフェラーゼ(TdT、ニューイングランドバイオラボ)を使用して遂行する。負の対照は、TdTで処理しない。反応は、40μlの断片化反応、1μlの10xNE緩衝液4(ニューイングランドバイオラボ)、0.25mmol/lのCoCl2、50μmol/lのdATP(フェルメンタス)および2ユニットのTdT(それぞれ負の対照において省略(反応II、IVおよびVI))を含む体積50μlにおいて行う。混合物は37度で30分培養し、最終的に10分間で70度に加熱することによって不活性化する。
3.DNAのバイサルファイト変換:
非メチル化シトシンは、本明細書に記載の実施例および方法にしたがって、ウラシルに変換する。尾行反応の全反応混合物(各50μl)は、バイサルファイト処理および精製(脱スルホンを含む)に使用する。バイサルファイト変換後、DNAは50μlの体積において回収する。
4.線形増幅:
プライマー伸長反応によるバイサルファイトDNAの全ゲノム増幅は、25μlのバイサルファイト変換したDNA(ステップ3に記載)、2U Hotstar Taqポリメラーゼ(キアゲン)、25pmolのプライマー(dT25)、1xPCR緩衝液(キアゲン)、0.2mmol/lの各dNTP(フェルメンタス)を含む、50μlの体積において実行する。循環は、95℃で15分および96℃、1分間で15サイクル、45℃で1分および72℃で5分という条件で、Mastercycler(エッペンドルフ)を使用して行う。
5.リアルタイムPCR定量化:
増幅したバイサルファイト変換したDNA(各1μl)は、LightCycler2.0PCR機(ロシュ)を使用して、定量的リアルタイムPCR(GSTP1遺伝子アッセイ)に使用する。反応は、4mmol/lのMgCl2、0.15μmol/lの各検出プローブ(SEQ ID NO:7 5’‐GTTTAAGGTTAAGTTTGGGTGTTTGTA‐Fluo‐3’およびSEQ ID NO:8 5’‐Red640‐TTTTGTTTTGTGTTAGGTTGTTTTTTAGG‐phosphate‐3’および0.3μmol/lの各(フォワードプライマーSEQ ID NO:9 5’‐GGAGTGGAGGAAATTGAGAT‐3’、リバースプライマーSEQ ID NO:10 5’CCACACAACAAATACTCAAAAC‐3’))を含むLightCycler FastStart DNA Master Hybridization kit(ロシュ)を使用して、20μlの体積において実施する。95℃で10秒、56℃で30秒、72℃で10秒での40サイクルを、95℃で10分の初回培養後に実施する。定量化は3回行う。
結果:
TdT(反応II、IVおよびVI)のない全反応は、プライマー結合部位の役割をする尾が存在しないため顕著なバイサルファイト変換したDNAの増幅を示さないと予期される。バイサルファイト処理およびその後の精製の間の約20%の損失のため、これらの反応は、0.8μgのバイサルファイト変換したDNAを産出する。わずかな増幅は、制限エンドヌクレアーゼではなく末端トランスフェラーゼを含む反応混合物V中にあると予期される。これは、使用したヒトゲノムDNAのランダムな断片化のためである。これらの断片は、TdTのテンプレートとしての役割もし、その後、増幅される。バイサルファイト変換の間の20%の損失および各増幅サイクルにおける線形増幅の90%の効率を仮定すると、反応混合物IおよびIIIは、10.8μgの増幅したバイサルファイト変換したDNAを産出すると予期される。
考察:
末端トランスフェラーゼを用いる全ゲノム増幅の方法は、最高で約10倍もバイサルファイト変換したDNAを増幅する上で有益であると予期される。高い増幅は、プライマー伸長反応の間の増幅サイクルを増加させることによって遂行される。ポリdTプライマーを使用すると、これは、ヒトバイサルファイトゲノム内のいくつかのポリdAおよびポリdT部位の存在によって制限される。これらの部位は、幾何学級数的な方法(PCR)で増幅されることがあるため、線形増幅を妨害する。この制限は、尾行反応における5’‐メチル化dCTP(d5meCTP)および増幅反応におけるポリGプライマーを適用することによって回避することができる。得られたポリ5meC尾はバイサルファイト反応によって影響を受けないため、これらの尾は、ヒトバイサルファイトゲノムにおけるポリGプライマーに対する唯一の可能なプライマー結合部位を示す。したがって、PCR増幅は回避可能である。本方法のもう1つの改善は、制限エンドヌクレアーゼ認識部位の残留塩基を含むプライマーを使用して遂行することができる。これによってプライマーの特異性が増加し、再度、不要なPCR増幅を回避することができる。
実施例8.HM17378.71LCアッセイによって限定されたメチル化パターンの定量化
限定されたメチル化パターンの定量化に関して、前記メチル化パターンの測定に適するアッセイを使用した。例えば、当該のアッセイは、HM17378.71LCアッセイである。
したがって、実施例6の12.5μlの溶出したバイサルファイト変換したDNAは、HM17378.71LCアッセイに使用した。実施例6の12.5μlの溶出したDNAは、実施例2に使用された1.9mlの元の遠隔サンプル均等物に相当する。あるいは、実施例7の増幅したバイサルファイト変換したDNAの同等量も使用可能である。アッセイは3回行った。
HM17378.71LCアッセイ
HM17378.71LC TaqMan Flour LC Probe SEQ ID NO:11
5’‐GTtCGAAATGATtttATttAGtTGC‐FL‐3’
HM17378.71LC TaqMan LC640Red Probe SEQ ID NO:12
5’‐LCred640‐CGTTGAtCGCGGGGTtC‐PH‐3’
HM17378.71LCフォワードプライマーSEQ ID NO:13
5’‐GtAGtAGttAGtttAGtAtttAttTT‐3’
HM17378.71LCリバースプライマーSEQ ID NO:14
5’‐CCCACCAaCCATCATaT‐3’
HM17378.71LCブロッカーオリゴヌクレオチドSEQ ID NO:15
5’‐CATCATaTCAaACCCCACAaTCAACACACAaC‐INV‐3’
(INVは、逆3’末端を示す)
小文字は、指名したプライマー、プローブおよびブロッカーオリゴヌクレオチドの配列におけるバイサルファイト変換したシトシンを示す。
以下の溶液はともにピペットで取り、表14にしたがって混合した。
Figure 2012105679
表14:HM17378.71LCアッセイのPCR混合調製
(Hybprobe Master Mixは、LightCycler FastStart DNA Master Hybridization Probes(ロシュCat#2 239 272)を表す。)
PCRは、表15で特定される条件にしたがって、LightCycler2.0PCR機(ロシュ)で実行した。
Figure 2012105679
表15:LightCycler2.0PCR機(ロシュ)でのHM17378.71LCアッセイのPCR循環条件
実施例9.研究の実現
概要:
895血漿サンプルは、実施例1aにしたがって収集し、以下の手順にしたがって分析した:実施例2〜6および実施例8の作業の流れは、2つの研究において実施した。DNAは、バイサルファイト処理および精製する前に血漿サンプルから単離し、プールして、濃縮した。次に、バイサルファイト変換したDNAは、実施例6に記載されるHB14アッセイにしたがって定量化した。HM17378.71LCアッセイによって限定されたメチル化パターンを定量化した(実施例7参照)。HM17278.71LCアッセイの検出の90%制限は、50ngの血液DNA(ロシュ、ヒトゲノムDNA)の背景において、メチル化(SSS1処理した)DNAの希釈系列によって21pgとして予測した。第1の研究では、1.6mlのDNAの血漿均等物はPCR反応ごとに加え、各血漿サンプルは2回実行した。第2の研究では、1.9mlのDNAの血漿均等物はPCR反応ごとに加え、2回実行した。全部の作業の流れは、バッチ形式で同時に実行した。正および負の対照サンプルは、プロセスバッチごとの変動を決定するために各過程ステップにおいて実行した。プロセス較正段階に基づき、MagNAPure抽出ステップおよびバイサルファイト処理ステップは較正し、対象DNA濃度が標準偏差3つの範囲外にあったバッチは、分析から除外した。
実現:
各遠隔サンプルは3日以内に処理した。初日、DNAを単離し、濃縮した。2日目、DNAをバイサルファイト処理し、精製した。最後3日目に、HM17378.71LCアッセイを3回、CFF1genomicDNAアッセイ、およびHB14アッセイをそれぞれのサンプルに対して実行した。毎日、i)12のMagNA Pure LC機器の作動は、同時に3回作動させた4つの機器とともに実行し、溶出したDNAを有するプレートは対で濃縮した、ii)3バッチのサンプルは、バイサルファイト処理およびバイサルファイト処理後の精製に使用し、各バッチは1つの追加の正の対照および1つの追加の負の対照(対照を含み合計66サンプル)を有するMagNA Pure DNA単離の20サンプルを含み、iii)5セットのリアルタイムPCR LightCyclerの作動を実施した(1セットのCFF1genomicDNAアッセイ、1セットのHB14アッセイ、および3セットのHM17378.71LCアッセイ)。
統計分析:
例示的に、初日には、正の対照の平均DNA回収は、DNA単離に対して2.8ng/mlであった。895血漿サンプルの対応する平均DNA回収は3.86ng/mlであり、0〜1086ng/mlの範囲に及んだ。バイサルファイト処理および精製に関して、887血漿サンプルの平均DNA回収は、3.32ng/mlで0〜1109ng/mlに及んだ。
第1の研究は、反復した凝集の最適方法および正/負の分類に対する閾値(カットオフ値)を決定することを目的とした。第2の研究は、単独のサンプルセットと使用して、アッセイおよび分類の規則を実証することを目的とした。サンプル番号は、基準に合った信頼区間を提供するため、あらかじめ決定した。第1の研究において、HM17378.71LCアッセイによって限定されたメチル化パターンの二重の分析を、各血漿サンプルに関して実施した。サンプルは、両方の複製が正の場合、正とみなした。第2の研究で得られたデータの感受性および特異性は、第1の研究で決定した閾値(カットオフ値)を適用することによって計算した。第1の研究で見られたマーカー(HM17378.71LCアッセイの閾値またはカットオフ値)の高い特異性のため、HM17378.71LCアッセイによって限定されたメチル化パターンを含む0pgのDNAの質的閾値が決定した。第2の研究において、三重の分析を各患者の血漿サンプルで実施した。サンプルは、3つの複製のうち少なくとも2つが正である場合、正とみなした。増幅曲線は自動的に分析し、本当の曲線を実証するため2人の単独の調査員によっても分析した。相違は、3人目の独立した調査員によって解決した。
結果:
まず、感受性を第1の研究で決定し、その後、第2の研究で決定した。2つの研究結果を表16および17にまとめた。両研究の感受性は、結腸直腸癌の検出に対して、50〜57%の範囲であった。この結果は、HM17378.71LCアッセイおよび選択された閾値(カットオフ値)によって限定されたマーカーは、50歳以上の無症状の個体においても非常に特異的(94〜95%)であることを示す。特異性も、胃炎、関節炎、呼吸器感染および結腸直腸癌以外の早期癌などの状態の患者が関与する場合、高かった(92%)。マーカーは、基部に近い結腸直腸癌および早期癌の両方に対する感受性が低いと示されているFOBTおよびiFOBTなどの糞便検査とは異なり、進行段階や結腸にある病変の位置に関わらず、類似の感受性を有する結腸直腸癌を検出すると見られた。
患者のコンプライアンスおよび現在のスクリーニング法の能力は、今日市場で利用可能なテストの有効性を制限する。大腸内視鏡検査の前に行う、結腸直腸癌を早期検出するための実施が容易な血液をベースにしたテストは、この疾患による死亡率を減少させる非常に効果的な方法になる可能性がある。
Figure 2012105679
表16:第1の研究の結果
Figure 2012105679
表17:第2の研究の結果
なお、本発明は以下に関するものである。
1.遠隔サンプル由来のDNA断片を提供する方法であって、
DNAを含む遠隔サンプルを提供することと、
前記遠隔サンプルからDNAを単離することと、
メチル化シトシンと非メチル化シトシンの区別を可能にする試薬または酵素によって、単離したDNAを処理することと、
を含む、遠隔サンプル由来のDNA断片を提供する方法。

2.前記遠隔サンプルのDNAは、DNAの約5%未満、約3%未満、約1%未満、または約0.1%未満が限定された細胞、細胞集団、組織、または器官に由来する、前記1に記載の方法。

3.前記遠隔サンプルは、1ml中約100ng未満のDNA、1ml中約60ng未満のDNA、または1ml中約10ng未満のDNAを含む、前記1に記載の方法。

4.DNAの損失を、高収量のDNAによって特徴付けられるDNAの単離方法の選択、高精度および高信頼性によって特徴付けられる非メチル化シトシンとメチル化シトシンの区別をする方法の選択、高精度なピペット操作、ピペット操作器具の再使用、およびDNAと接触した器具の再使用から成る群から選択される少なくとも1つの方法によって最小限にする、前記1に記載の方法。

5.前記遠隔サンプルの体積が、少なくとも約1.5ml、約2ml、約3ml、約4ml、約5ml、約6ml、約7ml、約8ml、約9ml、約10ml、約11ml、約12ml、約15ml、約20ml、約25ml、約30ml、約40ml、または約50mlである、前記1に記載の方法。

6.前記遠隔サンプルが、血液サンプル、血漿サンプル、血清サンプル、体液サンプル、唾液サンプル、尿サンプル、精液サンプル、胸腔液サンプル、胸腔液サンプル、脳脊髄液サンプル、上皮表面の塗抹標本、喀痰試料、糞便サンプル、射精サンプル、涙液サンプル、汗サンプル、リンパ液サンプル、気管支洗浄液サンプル、胸水サンプル、髄膜液サンプル、腺液サンプル、微細針吸引液サンプル、乳頭吸引液サンプル、髄液サンプル、結膜液サンプル、膣液サンプル、十二指腸液サンプル、膵液サンプル、および胆液サンプルを含む群から選択される少なくとも1つのサンプルである、前記1に記載の方法。

7.前記遠隔サンプルが血漿であり、前記遠隔サンプルの提供が、
個体から少なくとも約5ml、約10ml、約15ml、約20ml、約25ml、約30ml、約35ml、約40ml、約45ml、約50mlの血液を得ることと、
穏やかに混合することを含め、EDTA(エチレンジアミン四酢酸)を血液に加えることと、
穏やかに混合することを含め、血液を最終濃度約2.2μmol/l、約3.2μmol/l、約3.7μmol/l、約4.0μmol/l、約4.5μmol/l、約4.9μmol/l、約5.4μmol/l、約5.9μμmol/l、または約6.9μmol/lのEDTA二カリウム(エチレンジアミン四酢酸二カリウム)に調節することと、
血液‐EDTA混合物を約750×g、約1000×g、約1500×g、または約2000×gで約4分、約8分、約10分、約12分、または約20分間、約1℃、約4℃、約7℃、約10℃、約15℃、約21℃、または約27℃で遠心分離することと、
前記血漿を新しい容器に移動することと、
前記血漿を約750×g、約1000×g、約1500×g、または約2000×gで約4分、約8分、約10分、約12分、または約20分間、約1℃、約4℃、約7℃、または約10℃で遠心分離することと、
再遠心分離した血漿を新しい容器に移動することと、
血漿含有サンプルを約0℃、約2℃、約4℃、約6℃、または約10℃で冷却することと、
血漿含有サンプルを少なくとも約−10℃、約−20℃、約−50℃、約−60℃、約−70℃、約−80℃、約−90℃、または約−196℃で凍結、保管、または運搬する、
個体から血液を得ることから対応する再遠心分離した血漿を凍結するまでの遠隔サンプルの提供を約1、約2、約3、約4、約5、約6、または約8時間以内に実施することのうち、1つ以上を含む、前記1に記載の方法。

8.前記遠隔サンプルが尿であり、前記遠隔サンプルの提供が、
前立腺の触診、前立腺マッサージ、またはその両方を前立腺の中心から前立腺の左側、前立腺の右側または両側へ約10秒、約30秒、約50秒、約60秒、約75秒、または約120秒間実施することと、
排せつされた尿の最初の約5ml、約10ml、約15ml、約20ml、約25ml、約30ml、約40mlを収集することと、
EDTAを前記尿に加えることと、
前記尿を最終濃度約3mmol/l、約6mmol/l、約7mmol/l、約8mmol/l、約9mmol/l、約9.80mmol/l、約10mmol/l、約11mmol/l、約12mmol/l、約13mmol/l、約14mmol/l、約18mmol/l、または約25mmol/lのEDTA(エチレンジアミン四酢酸)でpH約5.0、約6.0、約7.0、約7.5、約8.0、約8.5、約9.0、約10に調節することと、
尿含有サンプルを約0℃、約2℃、約4℃、約6℃、または約10℃に冷却することと、
尿含有サンプルを少なくとも約−20℃、約−50℃、約−60℃、約−70℃、約−80℃、約−90℃、または約−196℃で凍結、保管または運搬することと、
排せつされた尿の最初のmlを収集することから対応する尿‐EDTA混合物を凍結するまでの尿サンプルの提供を約15、約30、約45、約60、約75、約90、または約120分以内に実施することのうち、1つ以上を含む、前記1に記載の方法。

9.前記遠隔サンプルが、前記遠隔サンプルの提供の後でサブサンプルに分けられる、前記1に記載の方法。

10.前記遠隔サンプルまたは前記遠隔サンプルの少なくとも1つの成分が、遠隔サンプルの提供の後で濃縮される、前記1に記載の方法。

11.濃縮が、限外ろ過、体積減少、またはその両方を含む、前記10に記載の方法。

12.前記DNAの単離が、
前記遠隔サンプルをプロテアーゼで処理することと、
前記遠隔サンプルを少なくとも1つのタンパク質変性試薬または溶液で処理することと、
遠隔サンプルの前記DNAをDNA精製装置に接触させることと、
前記DNAを前記DNA精製装置で洗浄することと、
前記DNAを前記DNA精製装置から回収することのうち、1つ以上を含む、前記1に記載の方法。

13.前記プロテアーゼが、セリンプロテアーゼ、チオールプロテアーゼ、カルボキシプロテアーゼ、メタロプロテアーゼ、およびプロテイナーゼKから成る群から選択される少なくとも1つである、前記12に記載の方法。

14.前記DNA精製装置が、限外ろ過、Microconろ過装置、ろ過装置、シリカ表面、シリカ膜、磁気粒子、ポリスチロール粒子、ポリスチロール表面、正電荷を持つ表面、正電荷を持つ膜、荷電膜、荷電表面、荷電交換膜、荷電交換面、ZR DNA Clean&Concentrator‐5Kitのカラム、Wizard Genomeic DNA Purification Kitのカラム、QIAamp DNA Micro Kitのカラム、MagNA Pure Compact Nucleic Acid Isolation Kit(I)Large Volumeの一構成要素、QIAamp UltraSens Virus Kitの一構成要素、RTP DNA/RNA Virus Supersense Kitの一構成要素、chemagic Viral DNA/RNA Kit specialの一構成要素、chemagic DNA Blood Kit specialの一構成要素、High Pure Viral Nucleic Acid Kitの一構成要素、Puregene DNA Isolation Kitの一構成要素、MasterPureTM Complete DNAおよびRNA精製Kitの一構成要素、NucliSens(登録商標) Isolation Kitの一構成要素、およびそれらの均等物から成る群から選択される少なくとも1つである、前記12に記載の方法。

15.前記DNAの単離が、MagNA Pure Compact Nucleic Acid Isolation Kit(I)Large Volume、QIAamp UltraSens Virus Kit、RTP DNA/RNA Virus Supersense Kit、chemagic Viral DNA/RNA Kit special、chemagic DNA Blood Kit special、High Pure Viral Nucleic Acid Kit、Puregene DNA Isolation、MasterPureTM Complete DNAおよびRNA精製Kit、またはNucliSens(登録商標) Isolation Kitから成る群から選択される少なくとも1つのキットの使用によって実行される、前記12に記載の方法。

16.異なるサンプル由来の単離したDNAが、プール、濃縮あるいはプールおよび濃縮される、前記1に記載の方法。

17.前記単離したDNAの濃縮が、限外ろ過、Microconろ過装置、ろ過装置、エタノール沈殿、プロパノール沈殿、シリカ表面、シリカ膜、磁気粒子、ポリスチロール粒子、正電荷を持つ表面、および正電荷を持つ膜、荷電膜、荷電表面、荷電交換膜、荷電交換面、真空濃縮、遠心分離機を用いた真空濃縮、ZR DNA Clean&Concentrator‐5Kitのカラム、Wizard Genomeic DNA Purification Kitのカラム、QIAamp DNA Micro Kitのカラム、MagNA Pure Compact Nucleic Acid Isolation Kit(I)Large Volumeの一構成要素、QIAamp UltraSens Virus Kitの一構成要素、RTP DNA/RNA Virus Supersense Kitの一構成要素、chemagic Viral DNA/RNA Kit specialの一構成要素、chemagic DNA Blood Kit specialの一構成要素、High Pure Viral Nucleic Acid Kitの一構成要素、Puregene DNA Isolation Kitの一構成要素、MasterPureTM Complete DNAおよびRNA精製Kitの一構成要素、NucliSens(登録商標) Isolation Kitの一構成要素、およびそれらの均等物から成る群から選択される少なくとも1つの方法を含む、前記16に記載の方法。

18.メチル化シトシンと非メチル化シトシンの区別を可能とする前記試薬が、非メチル化シトシンをウラシルへ変換し、メチル化シトシンをそのままにする試薬である、前記1に記載の方法。

19.非メチル化シトシンをウラシルへ変換し、メチル化シトシンをそのままにする前記試薬が、バイサルファイト試薬である、前記1に記載の方法。

20.バイサルファイト試薬によるDNAの処理が、
DNAを含む約10〜約250μlの溶液と約45〜約750μlのバイサルファイト溶液を混合することを含み、前記バイサルファイト溶液は、約4.83〜約4.93mol/lの亜硫酸水素を含んで約5.45〜約5.50の範囲のpHを有し、
約5〜約500μlの有機ラジカルスカベンジャー液を加えることを含み、前記有機ラジカルスカベンジャー液は、有機溶媒および約10〜約750mmol/lの6‐ヒドロキシ‐2,5,7,8‐テトラメチル‐クロマン‐2‐カルボン酸を含み、
約85〜約100℃の初期温度上昇を含め、約85〜約100℃までの約2〜約5回のさらなる温度上昇を伴い(いずれの場合も約0.5〜約10分)約0〜約80℃の温度範囲で反応が行われる温度プロトコルを、約2〜約18時間適用することを含む、前記19に記載の方法。

21.DNAを含む約50〜約150μlの溶液と約177〜約531μlのバイサルファイト溶液を混合することと、
約73〜約219μlのジオキサン溶液を加えることを含み、前記ジオキサン溶液は1,4‐ジオキサンに溶解した約157mmol/lの6‐ヒドロキシ‐2,5,7,8‐テトラメチル‐クロマン‐2‐カルボン酸を含み、
約94〜約100℃の初期温度上昇を含め、約94〜約100℃までの約2〜約5回のさらなる温度上昇を伴い(いずれの場合も約3〜約5分)約57〜約65℃の温度範囲で反応が行われる温度プロトコルを、約3〜約16時間適用することを含む、前記20に記載の方法。

22.前記DNAを含む約50〜約150μlの溶液と約95〜約285μlのバイサルファイト溶液を混合することと、
ジエチレングリコールジメチルエーテルに溶解した約500mmol/lの6‐ヒドロキシ‐2,5,7,8‐テトラメチル‐クロマン‐2‐カルボン酸を含むDME溶液約15〜約45μlを加えることと、
約94〜約100℃の初期温度上昇を含め、約94〜約100℃までの約2〜約5回のさらなる温度上昇を伴い(いずれの場合も約3〜約5分)約57〜約65℃の温度範囲で反応が行われる温度プロトコルを、約3〜約16時間適用することとを含む、前記20に記載の方法。

23.前期メチル化状態の区別を可能にする試薬または酵素でのDNAの処理が、処理したDNAの精製を含む、前記1に記載の方法。

24.前記処理したDNAの精製が、限外ろ過、Microconろ過装置、ろ過装置、エタノール、プロパノール、シリカ表面、シリカ膜、磁気粒子、ポリスチロール粒子、正電荷を持つ表面、および正電荷を持つ膜、荷電膜、荷電表面、荷電交換膜、荷電交換面、ZR DNA Clean&Concentrator‐5Kitのカラム、Wizard Genomeic DNA Purification Kitのカラム、QIAamp DNA Micro Kitのカラム、MagNA Pure Compact Nucleic Acid Isolation Kit(I)Large Volumeの一構成要素、QIAamp UltraSens Virus Kitの一構成要素、RTP DNA/RNA Virus Supersense Kitの一構成要素、chemagic Viral DNA/RNA Kit specialの一構成要素、chemagic DNA Blood Kit specialの一構成要素、High Pure Viral Nucleic Acid Kitの一構成要素、Puregene DNA Isolation Kitの一構成要素、MasterPureTM Complete DNAおよびRNA精製Kitの一構成要素、NucliSens(登録商標) Isolarion Kitの一構成要素から成る群から選択される少なくとも1つの方法の使用を含む、前記23に記載の方法。

25.約50〜約1000μlの水をバイサルファイト反応後のサンプルに加えることと、
混合物をMicroconろ過装置に適用し、その後、約10,000〜約18,000×gで約10〜約30分間遠心分離することと、
約100〜約800μlの約0.2mol/l水酸化ナトリウムで洗浄し、その後、約10,000〜約18,000×gで約6〜約25分間遠心分離することと、
約100〜約800μlの約0.1mol/l水酸化ナトリウムを適用し、その後、約10,000〜約18,000×gで約6〜約25分間遠心分離することと、
約100〜約400μlの水またはTE緩衝液を適用し、その後、約10,000〜約18,000×gで約6〜約25分間遠心分離することを1〜約8回繰り返すことと、
約15〜約65℃に加熱した約25〜約200μlのTE緩衝液の適用、約15〜約65℃で約1〜約30分間の培養、その後、Microconろ過装置の反転、および約500〜約5,000×gで約0.5〜約30分間の遠心分離によって溶出することとを含む、前記14に記載の方法。

26.a)200μlの水をバイサルファイト反応後のサンプルに加えることと、
b)混合物をMicroconろ過装置に適用し、その後、約14,000×gで約20分間遠心分離することと、
c)約400μlの約0.2mol/l水酸化ナトリウムで洗浄し、その後、約14,000×gで約10〜約14分間遠心分離することと、
d)約400μlの約0.1mol/l水酸化ナトリウムを適用し、その後、約14,000×gで約10〜約14分間遠心分離することと、
e)約400μlの水またはTE緩衝液を適用し、その後、約14,000×gで約12分間遠心分離することを1〜約4回繰り返すことと、
f)約50℃に加熱した約45〜約70μlのTE緩衝液の適用、約50℃で約10分間の培養、その後、Microconろ過装置の反転、および約1,000×gで約7分間の遠心分離によって溶出することとを含む、前記25に記載の方法。

27.ステップbにおいて、前記混合物の一部をステップbのMicroconろ過装置に適用することと、
ステップbの後、約400μlのTE緩衝液を適用し、TE緩衝液pH8は約10mmol/lトリス‐ヒドロキシメチル‐アミノ‐メタンおよび約0.1mmol/lEDTAを含み、その後、約14,000×gで約12分間遠心分離することと、
ステップcにおいて、約0.2mol/l水酸化ナトリウムを室温で約10分間培養することと、
ステップdにおいて、約0.1mol/l水酸化ナトリウムを室温で約10分間培養することのうち、少なくとも1つをさらに含む、前記26に記載の方法。

28.少なくとも1つの核酸を増幅する方法であって、
少なくとも1つの核酸分子を含む核酸サンプルを提供することと、
前記サンプル由来の少なくとも1つの核酸分子を前記核酸分子内のメチル化塩基と前記核酸分子内の非メチル化塩基を区別する酵素または試薬で処理することと、
前記サンプル由来の少なくとも1つの核酸分子の少なくとも1つの鎖を少なくとも1つのヌクレオチドまたはPNA‐モノマーによって伸長することと、
少なくとも1つの伸長した核酸分子を増幅することと、
を含む、少なくとも1つの核酸を増幅する方法。

29.前記伸長が、少なくとも1つの核酸の少なくとも1つの鎖が、
1つ以上の単一ヌクレオチドまたはPNA‐モノマー、
1つ以上のオリゴヌクレオチドまたはPNA‐オリゴマー、
提供される核酸サンプル由来の第2の核酸、または
それらの組み合わせによって伸長することを特徴とする、前記28に記載の方法。

30.前記伸長が、単独で触媒したテンプレートである、前記28に記載の方法。

31.前記伸長が、トランスフェラーゼ、リン含有基を移動させるトランスフェラーゼ、ヌクレオチジルトランスフェラーゼ、DNAヌクレオチジルエキソトランスフェラーゼ、末端デオキシヌクレオチジルトランスフェラーゼ(TdT)、リボヌクレオチドトランスフェラーゼ活性を有する酵素、ポリリボヌクレオチドヌクレオチジルトランスフェラーゼ、tRNAヌクレオチジルトランスフェラーゼ、RNAウリジルトランスフェラーゼ、リガーゼ、リン酸エステル結合を形成するリガーゼ、DNAリガーゼ、ATP依存DNAリガーゼ、単鎖DNAリガーゼ、分子内環状化を触媒するATP依存単鎖DNAリガーゼ、CircリガーゼssDNAリガーゼからなる群から選択される少なくとも1つの酵素を用いて触媒される、前記28に記載の方法。

32.前記メチル化塩基と非メチル化塩基を区別する酵素または試薬が、バイサルファイト試薬である、前記28に記載の方法。

33.前記提供される核酸が、少なくとも一部分においてDNA、RNAまたはPNAである、前記28に記載の方法。

34.前記核酸サンプルの提供が、断片化、ランダムな断片化、機械的応力による断片化、酵素を用いた断片化、ヌクレアーゼを用いた断片化、および制限エンドヌクレアーゼを用いた断片化の少なくとも1つを含む、前記28に記載の方法。

35.前記少なくとも1つの伸長した核酸分子の増幅が、ポリメラーゼ、耐熱性ポリメラーゼ、ヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、リガーゼ、逆転写酵素、RNAポリメラーゼ、およびRNAseの少なくとも1つを含む、前記28に記載の方法。

36.前記少なくとも1つの伸長した核酸分子の増幅が、増幅法、PCR法、等温増幅法、NASBA法、LCR法、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される少なくとも1つの方法の使用を含む、前記28に記載の方法。

37.前記提供される核酸分子のメチル化が、増幅法、PCR法、等温増幅法、NASBA法、LCR法、メチル化特異的増幅法、MSP(メチル化特異的PCR)法、ネステッドMSP法、HeavyMethylTM法、検出法、メチル化特異的検出法、バイサルファイトシークエンス法、DNA‐アレイを用いた検出、オリゴヌクレオチドマイクロアレイを用いた検出、CpG島マイクロアレイを用いた検出、制限酵素を用いた検出、同時メチル化特異的増幅および検出法、COBRA法、リアルタイムPCR、HeavyMethylTMリアルタイムPCR法、MSP MethyLightTM法、MethyLightTM法、MethyLightTM AlgoTM法、QM法、Headloop MethyLightTM法、HeavyMethylTM MethyLightTM法、HeavyMethylTM ScorpionTM法、MSP ScorpionTM法、Headloop ScorpionTM法、メチル化感受性プライマー伸長、およびMs‐SNuPE(メチル化感受性単一ヌクレオチドプライマー伸長)法、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される少なくとも1つの方法による分析を含む、前記28に記載の方法。

38.少なくとも1つのDNA分子を含むDNAサンプルを提供することと、
前記提供される少なくとも1つのDNA分子の少なくとも1つの鎖を少なくとも1つの単一ヌクレオチドまたはPNA‐モノマーによって伸長することと、
前記伸長した少なくとも1つのDNA鎖を前記DNA分子内のメチル化シトシンと前記DNA分子内の非メチル化シトシンを区別する酵素または試薬で処理することと、
少なくとも1つの伸長した鎖を含む少なくとも1つの処理したDNA分子を増幅することと、
を含む、前記28に記載の方法。

39.前記提供される少なくとも1つのDNA分子の少なくとも1つの鎖の伸長が、末端ヌクレオチジルトランスフェラーゼおよび1つ以上のヌクレオチドを含む、前記38に記載の方法。

40.前記処理したDNA分子の増幅が、オリゴヌクレオチドまたはオリゴマーが少なくとも一部分において前記DNA分子の伸長した部分にハイブリッド形成する、前記38に記載の方法。

41.少なくとも1つの二重鎖DNA分子または少なくとも2つの単鎖DNA分子を含むDNAサンプルを提供することと、
前記提供されるDNAを、前記DNA内のメチル化シトシンと前記DNA内の非メチル化シトシンを区別する酵素または試薬で処理し、処理した単鎖DNA分子は分けられることと、
前記処理した単鎖DNA分子の少なくとも1つを少なくとも1つのオリゴヌクレオチドまたはPNA‐オリゴマーあるいは少なくとも1つのさらなる処理した単鎖DNA分子によって伸長することと、
処理および伸長の後、少なくとも1つの単鎖DNA分子を増幅することと、
を含む、前記28に記載の方法。

42.前記少なくとも1つの処理した単鎖DNA分子の伸長が、単鎖DNAリガーゼを含む、前記41に記載の方法。

43.前記DNA分子の増幅が、少なくとも1つのオリゴヌクレオチドまたはオリゴマーが少なくとも一部分において処理した単鎖DNA分子の伸長した部分にハイブリッド形成することを特徴とする、前記41に記載の方法。

44.前記処理した単鎖DNA分子が伸長ステップの間に分子内で連結し、前記増幅が、少なくとも1つのオリゴヌクレオチドまたはオリゴマーが環状の処理した単鎖DNA分子の任意の部位でハイブリッド形成する、前記41に記載の方法。

45.前記遠隔サンプルのDNAにおける少なくとも1つのシトシンであって、それぞれが限定された位置にあるシトシンのメチル化状態を決定することと、
前記遠隔サンプルのDNAにおけるメチル化パターンを決定することのうち、少なくとも1つを含む、前記遠隔サンプルのDNAにおける少なくとも1つのシトシンのメチル化状態、メチル化パターン、またはその両方を決定するための、前記1に記載の方法。

46.メチル化状態、メチル化パターン、またはその両方の決定が、増幅法、PCR法、等温増幅法、NASBA法、LCR法、メチル化特異的増幅法、MSP(メチル化特異的PCR)法、ネステッドMSP法、HeavyMethylTM法、検出法、メチル化特異的検出法、バイサルファイトシークエンス法、DNA‐アレイを用いた検出、オリゴヌクレオチドマイクロアレイを用いた検出、CpG島マイクロアレイを用いた検出、制限酵素を用いた検出、同時メチル化特異的増幅および検出法、COBRA法、リアルタイムPCR、HeavyMethylTM リアルタイムPCR法、MSP MethyLightTM法、MethyLightTM法、MethyLightTM AlgoTM法、QM法、Headloop MethyLightTM法、HeavyMethylTM MethyLightTM法、HeavyMethylTM ScorpionTM法、MSP ScorpionTM法、Headloop ScorpionTM法、メチル化感受性プライマー伸長、およびMs‐SNuPE(メチル化感受性単一ヌクレオチドプライマー伸長)法から成る群から選択される少なくとも1つの方法の使用を含む、前記45に記載の方法。

47.CpGの位置が1つのDNA断片内に含まれ、シスに集中し、メチル化パターンが状態Aによって特徴付けられる細胞、細胞集団、組織、または個体由来のDNAと状態Bによって特徴付けられる細胞、細胞集団、組織、または個体由来のDNAで異なる、少なくとも2つの前記CpGの位置のメチル化状態を含む少なくとも1つのメチル化パターンの同定と、
カットオフ値と同等またはそれ以上のパーセント値が状態Aを示し、カットオフ値未満のパーセント値が状態Bを示す、またはカットオフ値未満のパーセント値が状態Aを示し、カットオフ値と同等またはそれ以上のパーセント値が状態Bを示す、DNA断片の混合物内で同定したメチル化パターンによって特徴付けられるDNA断片のパーセントに対するカットオフ値を選択することとをさらに含む、マーカーを同定するための前記45に記載の方法。

48.前記マーカーの同定が、
約20%、約30%、約35%、約40%、約50%、約60%、約70%、約80%、約90%、約95%、または約99%以上の感受性と、
約40%、約50%、約60%、約70%、約80%、約85%、約90%、約95%、または約99%以上の特異性のうち、少なくとも1つによって可能となる、前記47に記載の方法。

49.結腸癌マーカーが、
少なくとも約25%、約35%、約40%、約50%、約55%、約60%、約70%、約80%、約85%、約90%、約95%、または約99%の感受性と、
少なくとも約65%、約75%、約80%、約85%、約90%、約95%、または約99%の特異性のうち、少なくとも1つによって同定される、前記48に記載の方法。

50.前記カットオフ値が、
約15%、約25%、約35%、約40%、約50%、約55%、約60%、約70%、約80%、約85%、約90%、または約95%以上の感受性と、
約20%、約40%、約50%、約60%、約65%、約70%、約75%、約80%、約85%、約90%、約95%、または約99%以上の特異性の基準の少なくとも1つによって選択される、前記47に記載の方法。

51.状態を診断する、状態の予後を提供する、状態の治療反応を予測する、状態の素因を決定する、状態の素因を予測する、状態の進行を決定する、状態の進行を予測する、状態を等級分けする、状態を病期分類する、状態の区分、状態の特性化、またはそれらの組み合わせのうち、少なくとも1つのための、前記47に記載の方法であって、状態とは健全な状態または有害事象であって、前述の1つは、DNA断片の混合物内で事前に同定したメチル化パターンによって特徴付けられたDNA断片に対するパーセント値から推定され、CpGの位置の対応するメチル化状態は、本明細書に記載される実施例によって測定され、
パーセント値が選択されるカットオフ値と同等またはそれ以上の場合の状態Aに対し前述の1つを推定することと、
パーセント値が選択されるカットオフ値未満の場合の状態Bに対し前述の1つを推定することと、
パーセント値が選択されるカットオフ値より大きいの場合の状態Bに対し前述の1つを推定することと、
パーセント値が選択されるカットオフ値と同等またはそれ以下の場合の状態Aに対し前述の1つを推定することのうち、少なくとも1つをさらに含む、方法。

52.状態A、状態B、またはその両方が、健全な状態または少なくとも1つの有害事象であって、前記有害事象は、望ましくない薬物間相互作用、癌、増殖性疾患またはそれに伴う関連疾患、CNS機能不良、損傷または疾患、攻撃性の症状または行動障害、脳障害の臨床的、心理的および社会的因果関係、精神障害および人格障害、認知症および/または関連症候群、消化管機能不全の循環器疾患、呼吸器系の機能不良、損傷または疾患、病変、炎症、感染、免疫および/または回復、発育過程異常としての体の機能不良、損傷または疾患、皮膚、筋肉、結合組織または骨の機能不良、損傷または疾患、内分泌および代謝の機能不良、損傷または疾患、および頭痛または性的機能不良から成る群から選択される少なくとも1つのカテゴリーを含む、前記47に記載の方法。

53.容器と、
尿含有サンプルを収集するための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせと、
血漿含有サンプルを収集するための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせと、
DNA単離のための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせと、
DNAのバイサルファイト処理のための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせと、
バイサルファイト変換したDNAの増幅のための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせと、
メチル化状態またはメチル化パターン決定のための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせと、
前記の1つに記載される方法を実行するための説明のうち、少なくとも1つを含む、前記1、前記28、またはその両方の方法を実行するためのキット。

54.容器と、
尿含有サンプルを収集するための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせと、
血漿含有サンプルを収集するための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせと、
DNA単離のための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせと、
DNAのバイサルファイト処理のための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせと、
メチル化状態またはメチル化パターン決定のための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせと、
前記の1つに記載される方法をを実行するための説明と、
を含む、前記53の方法を実行するためのキット。

55.バイサルファイト変換したDNAの増幅のための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせをさらに含む、前記54に記載のキット。

56.容器と、
バイサルファイト変換したDNAの増幅のための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせと、
を含む、キット。

57.バイサルファイト変換したDNAの増幅のための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせが、
リガーゼ活性、末端トランスフェラーゼ活性、またはその両方と、
ポリメラーゼ活性と、
少なくとも1つのプライマーと、
少なくとも1つのヌクレオチド、少なくとも1つのオリゴマー、またはその両方と、
を含む、前記53または56に記載のキット。

58.前記リガーゼ活性が、単鎖DNAリガーゼであり、
前記末端トランスフェラーゼ活性が、末端デオキシヌクレオチジルトランスフェラーゼであり、
前記ポリメラーゼ活性が、DNAポリメラーゼ、耐熱性DNAポリメラーゼ、RNA転写酵素、追加酵素としてのRNAseと結合してのRNA転写酵素、またはリガーゼであり、
前記1つまたは複数のプライマーが、ランダムなプライマー、グアニン欠乏のランダムなプライマー、特異的プライマー、遺伝子特異的プライマー、または伸長特異的プライマーであり、
前記オリゴマーが、オリゴヌクレオチドまたは少なくとも1つのPNA‐モノマーおよび5’または3’末端ヌクレオチドのキメラオリゴマーであり、
それらの組み合わせである、前記57に記載のキット。

59.前記の1つに記載されるバイサルファイト処理したDNAの増幅を実行するための説明またはマニュアルをさらに含む、前記56に記載のキット。

60.DNAのバイサルファイト処理のための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせをさらに含む、前記56に記載のキット。

61.DNAのバイサルファイト処理のための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせが、
バイサルファイト試薬と、
ラジカルスカベンジャーと、
を含む、前記53または60に記載のキット。

62.血漿含有サンプルを収集するための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせが、
EDTAを含む容器と、
陰圧を含む容器と、
シリンジと、
遠心分離に適する1つ以上の容器と、
1つ以上のピペットと、
血漿含有サンプルを冷却、凍結、保管、移動、またはそれらの組み合わせに適する1つ以上の容器と、
症例報告書と、
過程チェックリストのうち、少なくとも1つを含む、前記53に記載のキット。

63.尿含有サンプルを収集するための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせが、
尿収集カップと、
ピペットと、
尿含有サンプルを冷却、凍結、保管、移動、またはそれらの組み合わせに適するEDTAを含む1つ以上の容器と、
症例報告書と、
過程チェックリストのうち、少なくとも1つを含む、前記53に記載のキット。

64.遠隔サンプルまたは遠隔サンプルの少なくとも1つの成分を濃縮するための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせと、
バイサルファイト処理したDNAを精製するための1つ以上の溶液、物質、装置またはそれらの組み合わせのうち、少なくとも1つをさらに含む、前記53に記載のキット。

65.少なくとも1つのDNAのメチル化状態、少なくとも1つのDNAのメチル化レベル、または少なくとも1つのDNAメチル化パターンの分析のための前記の1つに記載される方法またはキットの使用。

66.a)病変した細胞、細胞集団、組織、または器官由来のDNA断片の混合物内にある限定されたメチル化パターンによって特徴付けられるDNA断片の割合を検出することと、 b)健康な細胞、細胞集団、組織、または器官由来のDNA断片の混合物内にある限定されたメチル化パターンによって特徴付けられるDNA断片の割合を検出することと、
c)前記病変した細胞、細胞集団、組織、または器官由来のDNAの割合と前記健康な細胞、細胞集団、組織、または器官由来のDNAの差異に基づいて指標特異的対象を明確にすることと、
を含む、指標特異的対象を同定するための前記65に記載の方法またはキットの使用。

67.前記指標特異的対象が、DNA切片、RNA分子、タンパク質、ペプチドまたは代謝化合物である、前記66に記載の方法またはキットの使用。

68.前記DNA切片、前記RNA分子、前記タンパク質、前記ペプチドまたは前記代謝化合物のそれ自体が周知であるモジュレータが、病変した細胞、細胞集団または組織の特異的な適応に割り当てられる、前記67に記載の方法またはキットの使用。

69.特異的な適応、または特異的な癌の適応の場合、医薬用組成物を調製するための前記68によって割り当てられる前記モジュレータの使用。

70.患者または個体に関して、状態を診断する、状態を予知する、治療反応を予測する、状態の素因を診断する、状態の進行を診断する、状態を等級分けする、状態を病期分類する、状態の区分、状態の特性化、またはそれらの組み合わせのうち、少なくとも1つのための前記65に記載される方法またはキットの使用であり、状態が健全な状態または有害事象であって、有害事象が、望ましくない薬物間相互作用、癌、増殖性疾患またはそれに伴う関連疾患、CNS機能不良、損傷または疾患、攻撃性の症状または行動障害、脳障害の臨床的、心理的および社会的因果関係、精神障害および人格障害、認知症および/または関連症候群、消化管機能不全の循環器疾患、呼吸器系の機能不良、損傷または疾患、病変、炎症、感染、免疫および/または回復、発育過程異常としての体の機能不良、損傷または疾患、皮膚、筋肉、結合組織または骨の機能不良、損傷または疾患、内分泌および代謝の機能不良、損傷または疾患、および頭痛または性的機能不良を含む群から選択される少なくとも1つのカテゴリーを含む、使用。

71.状態Aと状態Bが異なる細胞状態である、細胞または組織を区別し、細胞分化を研究するための前記65に記載の方法またはキットの使用。

Claims (1)

  1. 遠隔サンプル由来のDNA断片を提供する方法であって、
    DNAを含む遠隔サンプルを提供することと、
    前記遠隔サンプルからDNAを単離することと、
    メチル化シトシンと非メチル化シトシンの区別を可能にする試薬または酵素によって、単離したDNAを処理することと、
    を含む、遠隔サンプル由来のDNA断片を提供する方法。
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