JP2012196161A - Method of detecting biological effect of chemical substance using gene set - Google Patents

Method of detecting biological effect of chemical substance using gene set Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of quickly and precisely detecting biological effects of a chemical substance using a gene set without using hematological or pathological techniques.SOLUTION: A method of determining and predicting the toxicity of a chemical substance includes: (A) providing a material to be tested to a plurality of experimental animals or liver cell samples only for a predetermined period of time to obtain testing samples, while using the rest as reference samples; (B) measuring the level of expression of one or more selective bioresponsive gene cluster selected from a group of bioresponsive genes having specific base sequences for both samples; and (C) evaluating hepatotoxicity that the chemical substance to be tested has based on differences in the level of gene expression between both samples.

Description

本発明は、化学物質が生体に与える影響、生体毒性の検出、診断、予測及び/もしくは処置のための方法、及び、生体毒性を検出又は予測するためのキットに関する。特に、本発明は、化学物質が生体に与える影響を指標とした化学物質の毒性の検出・予測方法、肝毒性の処置の有効性を確認することを助けるための遺伝子発現解析手段及びその結果の使用に関する。   The present invention relates to a method for detecting, diagnosing, predicting and / or treating an influence of a chemical substance on a living body, biotoxicity, and a kit for detecting or predicting biotoxicity. In particular, the present invention relates to a method for detecting and predicting the toxicity of a chemical substance using the influence of the chemical substance on the living body as an index, a gene expression analysis means for helping to confirm the effectiveness of the treatment for hepatotoxicity, and a result thereof. Regarding use.

人類の生活する環境の中で、膨大な数の化学物質が利用されており、現在でも年々新しい化学物質が開発され続けている。しかしながら、これらの化学物質が環境中に放出されることにより、人体を含む生態系に有害な影響を及ぼすことが問題となっており、特に化学物質に起因する環境汚染による人体への影響は社会問題にまでなっている。新規化学物質の人体に及ぼす有害な影響による事故を未然に防ぎ安全性を確保するためには、それらの化学物質の毒性の有無・強さ・ターゲット臓器等の情報を事前に調査し把握しておくことが重要である。そのような観点から、新規化学物質の許認可・承認・登録等を行う各省庁は新規化学物質の届け出の際には一定の毒性試験を行うことを求めており、その試験の基準には法的な規制がなされている。   A huge number of chemical substances are used in the environment where human beings live, and new chemical substances are still being developed year by year. However, when these chemical substances are released into the environment, there is a problem of having a harmful effect on ecosystems including the human body. In particular, the environmental pollution caused by chemical substances affects the human body. It has become a problem. In order to prevent accidents caused by harmful effects of new chemical substances on the human body and to ensure safety, information such as the presence / absence, strength, and target organs of these chemical substances should be investigated and understood in advance. It is important to keep From such a perspective, ministries and agencies that approve, approve, and register new chemical substances are required to conduct certain toxicity tests when reporting new chemical substances. Regulations have been made.

これまでの化学物質のリスク評価は、OECD等で国際標準化された試験方法を踏まえて我が国の「化学物質審査規制法」等に導入された試験法である細菌等を用いた単純で簡便な試験と、ラット等の実験動物を用いた長期毒性試験等によって取得・蓄積されてきた知見とを、その基盤としていた(非特許文献1参照)。   Previous chemical substance risk assessment is a simple and simple test using bacteria, which is a test method introduced in Japan's “Chemical Substances Examination Regulation Law”, etc. based on internationally standardized test methods such as OECD. And the knowledge acquired and accumulated through long-term toxicity tests using laboratory animals such as rats (see Non-Patent Document 1).

近年、急速な発展を見せるゲノム学的なアプローチが、個別化医療に向けてバイオマーカーを用いた薬剤の感受性や副作用との相関を調べるファーマコゲノミクス(非特許文献2及び3参照)、食品成分の摂取に伴って起こるmRNAやタンパク質の発現量の変動を網羅的に解析し、食物が生体に与える影響を調べるニュートリゲノミクス(非特許文献4)等と同様に、化学物質の生物学的活性(特にその有害性)の評価にも応用され始めてきたトキシコゲノミクスと呼ばれる手法が用いられ始めてきた(非特許文献5乃至7参照)。   In recent years, a genomic approach that shows rapid development has been pharmacogenomics (see Non-Patent Documents 2 and 3), which investigates the correlation between drug sensitivity and side effects using biomarkers for personalized medicine. As with Nutrigenomics (Non-patent Document 4), which examines the effects of food on the living body by comprehensively analyzing fluctuations in the expression levels of mRNA and protein that occur as a result of ingestion, In particular, a technique called toxicogenomics, which has begun to be applied to the evaluation of its harmfulness, has been used (see Non-Patent Documents 5 to 7).

これらのゲノム学的手法は、全遺伝子を個々のパラメータとして活用することで、従来の手法では得られない膨大かつ多様な観点による生物学的現象の評価を可能にした。   These genomic methods have made it possible to evaluate biological phenomena from an enormous and diverse perspective that cannot be obtained by conventional methods by using all genes as individual parameters.

遺伝子発現変動解析を用いた化学物質の毒性評価手法としては、酵母を用いた毒性物質の検出方法(特許文献1及び2参照)、細胞を用いた遺伝毒性の判定方法(特許文献3参照)、哺乳動物を用いた発達神経毒性の検出方法(特許文献4乃至6参照)、哺乳動物を用いた発がん物質の予測方法(特許文献7及び8参照)、哺乳動物を用いた発生毒性の予測方法(特許文献9参照)などが公開されている。   As a method for evaluating the toxicity of chemical substances using gene expression variation analysis, a method for detecting toxic substances using yeast (see Patent Documents 1 and 2), a method for determining genotoxicity using cells (see Patent Document 3), Method for detecting developmental neurotoxicity using mammals (see Patent Documents 4 to 6), method for predicting carcinogens using mammals (see Patent Documents 7 and 8), method for predicting developmental toxicity using mammals ( (See Patent Document 9).

特許第4022610号公報Japanese Patent No. 4022610 特許第4475373号公報Japanese Patent No. 4475373 特許第4573876号公報Japanese Patent No. 4573876 特開2006−115748号公報JP 2006-115748 A 特開2009−232842号公報JP 2009-232842 特開2009−77701号公報JP 2009-77701 A 特開2009−159852号公報JP 2009-159852 A 特開2007−54022号公報JP 2007-54022 A 特開2010−11843号公報JP 2010-111833 A

非臨床試験マニュアル(株式会社エル・アイ・シー)(2001)Non-clinical trial manual (ELC Corporation) (2001) Alison H. Harrill et al., Expert Opin. Drug Metab. Tosicol. November;4(11):1379−1389(2008)Alison H. Harrill et al., Expert Opin. Drug Metab. Tosicol. November; 4 (11): 1379-1389 (2008) Elisa Giovannetti et al., Mol. Cancer Ther. 5(6):1387−1394(2006)Elisa Giovannetti et al., Mol. Cancer Ther. 5 (6): 1387-1394 (2006). Licia Iacoviello et al., Genes Nutr. 3:19−24(2008)Licia Iacoviello et al., Genes Nutr. 3: 19-24 (2008) Preeti Chavan et al., Evid Based Complement Alternat Med. Dec;3(4):447−457(2006)Preeti Chavan et al., Evid Based Complement Alternat Med. Dec; 3 (4): 447-457 (2006) 渡邉肇 YAKUGAKU ZASSHI:127(12):1967−1974(2007)Watanabe YAKUGAKU ZASSHI: 127 (12): 1967-1974 (2007) Uehara, Takeki et al., Mol. Nutr. Food Res. 54:218−227(2010)Uehara, Takeki et al., Mol. Nutr. Food Res. 54: 218-227 (2010)

従来の反復投与毒性試験は血液学的検査や病理組織学的検査を主体としており、それらの生物学的情報は限られている。さらに、病理組織学的検査での評価は、判断した者の主観に左右されやすく、同じ病態を見ているにもかかわらず別の表現を用いたり、異なる化学物質間の毒性を評価するための客観的な指標が乏しかった。   Conventional repeated dose toxicity tests mainly consist of hematological and histopathological examinations, and their biological information is limited. In addition, the evaluation by histopathological examination is easily influenced by the subjectivity of the person who made the decision, so that different expressions can be used for evaluating the toxicity between different chemical substances even though the same disease state is seen. There were few objective indicators.

また、複数の肝毒性を有する化学物質の曝露に対して大規模に遺伝子発現変動解析を行い、それらの化学物質の曝露により生体内で発現変動する遺伝子を特定した例も乏しく、必ずしも異なる複数の化学物質の肝毒性を評価できていなかった。   In addition, there are few examples of conducting gene expression fluctuation analysis on a large scale for exposure to multiple chemicals with hepatotoxicity, and identifying genes that change expression in vivo due to exposure to those chemical substances. The hepatotoxicity of chemical substances could not be evaluated.

本発明は化学物質の毒性を簡便かつ確実に検出するための客観的な指標の一つを提供することを課題とする。   An object of the present invention is to provide one objective index for simply and reliably detecting the toxicity of a chemical substance.

本発明者は、トリレンジイソシアナート(CAS登録番号26471-62-5)をラットに28日間反復投与したことにより、ラットの肝臓で統計的に有意に発現変動した遺伝子が9遺伝子存在していることを見出し、本発明を完成するに至った。   The present inventor has 9 genes whose expression was statistically significantly changed in the liver of the rat after repeated administration of tolylene diisocyanate (CAS registration number 26471-62-5) to the rat for 28 days. As a result, the present invention has been completed.

すなわち本発明は以下を提供する。
1.被検化学物質を生体または細胞に所定期間曝露させた後の遺伝子発現レベルを測定することにより該被検化学物質の毒性を判別または予測する方法であって、
(A)実験動物または肝臓由来の細胞試料を複数用意し、その一部について前記被検化学物質の曝露を所定期間だけ与えて検査試料とするとともに、残りを参照試料とするステップと、
(B)前記検査試料について、配列番号1〜9に示される塩基配列を有する遺伝子群としての生体応答遺伝子群のうちから選択される少なくとも1以上の選択生体応答遺伝子群に対する遺伝子の発現レベルを測定する第1の遺伝子発現レベル測定ステップと、
(B)前記参照試料について、前記選択生体応答遺伝子群に対する遺伝子の発現レベルを測定する第2の遺伝子発現レベル測定ステップと、
(C)前記第1の遺伝子発現レベル測定ステップ及び前記第2の遺伝子発現レベル測定ステップで測定した遺伝子発現レベルを対応する遺伝子ごとに比較し、前記遺伝子の発現レベルの差異に基づいて前記被験化学物質が有する肝毒性を評価するステップと、
を含むことを特徴とする化学物質の毒性判別・予測方法。
2.前記遺伝子の発現レベルは、前記生体応答遺伝子群のうちのそれぞれの生体応答遺伝子におけるプロモーター配列に連結されたレポータータンパク質をコードする配列を含むレポーター遺伝子における発現レベルを指標として測定されることを特徴とする前記1記載の化学物質の毒性判別・予測方法。
3.前記2記載の方法に使用されるレポーター遺伝子を含む核酸構成物、これを含むベクター、又は、これらを宿主細胞に導入した形質転換細胞であって、
前記生体応答遺伝子のプロモーター配列に連結されたレポータータンパク質をコードする配列を含むことを特徴とする核酸構成物、これを含むベクター、又は、これらを宿主細胞に導入した形質転換細胞。
4.前記宿主細胞は、動物細胞、幹細胞、または胚性幹細胞であることを特徴とする前記3記載の形質転換細胞。
5.前記参照試料について、肝毒性を有することが公知である既知化学物質を含む複数の化学物質又は前記化学物質を溶解させた溶媒の曝露を前記所定期間だけ与えるステップを更に含むことを特徴とする前記1記載の化学物質の毒性判別・予測方法。
6.前記既知化学物質は、2-ブタノンオキシム(CAS登録番号96-29-7)、3-シアノピリジン(CAS登録番号100-54-9)、スルホラン(CAS登録番号126-33-0)、2-イソプロポキシエタノール(CAS登録番号109-59-1)、ヒドラジン一水和物(CAS登録番号7803-57-8)、4-エチルモルホリン(CAS登録番号100-74-3)、3-メトキシ-3-メチル-1-ブタノール(CAS登録番号56539-66-3)、o-ジクロロベンゼン(CAS登録番号95-50-1)、3,4-キシリジン(CAS登録番号95-64-7)、N-メチルアニリン(CAS登録番号100-61-8)、トリレンジイソシアナート(CAS登録番号26471-62-5)、2-(ジブチルアミノ)エタノール(CAS登録番号102-81-8)、p-クミルフェノール(CAS登録番号599-64-4)、m-クレゾール(CAS登録番号108-39-4)、2,3-ジメチルアニリン(CAS登録番号87-59-2)、N,N'-ジシクロヘキシルカルボジイミド(CAS登録番号538-75-0)、フタル酸ジヘプチル(CAS登録番号3648-21-3)、テトラブロモエタン(CAS登録番号79-27-6)、P-エチルフェノール(CAS登録番号123-07-9)、2,4-ジ-tert-ブチルフェノール(CAS登録番号96-76-4)、3,5-キシリジン(CAS登録番号108-69-0)、1,3-ジブロモプロパン(CAS登録番号109-64-8)、1-ブロモ-3-クロロプロパン(CAS登録番号109-70-6)、ブソイドクメン(CAS登録番号95-63-6)、1,4-ジブロモベンゼン(CAS登録番号106-37-6)から選択される少なくとも1以上の化学物質であることを特徴とする前記5記載の化学物質の毒性判別・予測方法。
7.前記遺伝子発現レベルの測定は、RT-PCR法、Real Time PCR法、iAFLP(introduced Amplified Fragment Length Polymorphism)法、LAMP(Loop-Mediated Isothermal Amplification)法、nCounter Analysis system、ハイブリダイゼーション法のうちの1つの方法を用いることを特徴とする前記1又は5に記載の化学物質の毒性判別・予測方法。
8.前記ハイブリダイゼーション法は、マイクロアレイ法又はブロット法であることを特徴とする前記7記載の化学物質の毒性判別・予測方法。
9.前記マイクロアレイ法又はブロット法に用いられるプローブは、ヌクレオチド又はタンパク質であることを特徴とする前記8記載の化学物質の毒性判別・予測方法。
10.前記ヌクレオチドは、mRNA、cDNA、合成オリゴヌクレオチドであることを特徴とする前記9記載の化学物質の毒性判別・予測方法。
11.前記ヌクレオチドは、標識化ヌクレオチドであることを特徴とする前記9または10記載の化学物質の毒性判別・予測方法。
12.前記遺伝子発現レベルの測定は、前記生体応答遺伝子に対応する核酸、又は、前記生体応答遺伝子によってコードされるタンパク質について、存在するか、もしくは、量の測定によることを特徴とする前記1又は5に記載の化学物質の毒性判別・予測方法。
13.前記タンパク質は、免疫学的方法で測定されることを特徴とする前記12記載の化学物質の毒性判別・予測方法。
14.前記免疫学的方法は、前記生体応答遺伝子によってコードされるタンパク質又はその断片に対する特異抗体と標的タンパク質との免疫学的複合体を検出する方法によることを特徴とする前記13記載の化学物質の毒性判別・予測方法。
15.前記特異抗体は、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、キメラ抗体、及び抗体フラグメントから選択されることを特徴とする前記14記載の化学物質の毒性判別・予測方法。
16.化学物質が生体に与える影響を遺伝子発現レベルで検出することにより被検化学物質の毒性を判別するために用いられる照合データとしての遺伝子発現データベースを作成する方法であって、
(A)2-ブタノンオキシム(CAS登録番号96-29-7)、3-シアノピリジン(CAS登録番号100-54-9)、2-(2-アミノエチルアミノ)エタノール(CAS登録番号111-41-1)、テトラヒドロフルフリルアルコール(CAS登録番号97-99-4)、メタクリルアミド(CAS登録番号79-39-0)、スルホラン(CAS登録番号126-33-0)、2-イソプロポキシエタノール(CAS登録番号109-59-1)、ヒドラジン一水和物(CAS登録番号7803-57-8)、4-エチルモルホリン(CAS登録番号100-74-3)、メタクリル酸エチルトリメチルアンモニウムクロリド(CAS登録番号5039-78-1)、塩化ベンジルトリメチルアンモニウム(CAS登録番号56-93-9)、m-ニトロベンゼンスルホン酸ナトリウム(CAS登録番号127-68-4)、1-ナフチルアミン-4-スルホン酸ナトリウム四水和物(CAS登録番号130-13-2)、3-メトキシ-3-メチル-1-ブタノール(CAS登録番号56539-66-3)、o-ジクロロベンゼン(CAS登録番号95-50-1)、3,4-キシリジン(CAS登録番号95-64-7)、N-メチルアニリン(CAS登録番号100-61-8)、トリレンジイソシアナート(CAS登録番号26471-62-5)、2-(ジブチルアミノ)エタノール(CAS登録番号102-81-8)、p-クミルフェノール(CAS登録番号599-64-4)、m-クレゾール(CAS登録番号108-39-4)、2,3-ジメチルアニリン(CAS登録番号87-59-2)、N,N'-ジシクロヘキシルカルボジイミド(CAS登録番号538-75-0)、フタル酸ジヘプチル(CAS登録番号3648-21-3)、テトラブロモエタン(CAS登録番号79-27-6)、アジピン酸ジブチル(CAS登録番号105-99-7)、P-エチルフェノール(CAS登録番号123-07-9)、2,4-ジ-tert-ブチルフェノール(CAS登録番号96-76-4)、3,5-キシリジン(CAS登録番号108-69-0)、N,N-ジメチルベンジルアミン(CAS登録番号103-83-3)、1,3-ジブロモプロパン(CAS登録番号109-64-8)、n-ヘキサデカン(CAS登録番号544-76-3)、1-ブロモ-3-クロロプロパン(CAS登録番号109-70-6)、ブソイドクメン(CAS登録番号95-63-6)、ジシクロヘキシルアミン(CAS登録番号101-83-7)、1,4-ジブロモベンゼン(CAS登録番号106-37-6)、及び2‐アミノ-5-メチルベンゼンスルホン酸(CAS登録番号88-44-8)のそれぞれについて所定量を所定期間生体または肝臓由来の細胞試料に投与(曝露)するステップと、
(B)前記生体の肝臓組織または前記肝臓由来の前記細胞試料からmRNAを単離して、配列番号1〜9の塩基配列を有する遺伝子群(生体応答遺伝子群)のうちから選択される少なくとも1以上の生体応答遺伝子に対する遺伝子発現レベルを測定する測定ステップと、
(C)前記遺伝子発現レベルを対応する前記化学物質、曝露量及び曝露期間とともに遺伝子発現データとしてデータベース化するステップと、
を含むことを特徴とする照合用遺伝子発現データベース作成方法。
17.前記測定ステップは、RT-PCR法、Real Time PCR法、iAFLP(introduced Amplified Fragment Length Polymorphism)法、LAMP(Loop-Mediated Isothermal Amplification)法、nCounter Analysis system、ハイブリダイゼーション法のうちの1つを用いることを特徴とする、前記16記載の照合用遺伝子発現データベース作成方法。
18.前記ハイブリダイゼーション法は、マイクロアレイ法又はブロット法であることを特徴とする前記17記載の照合用遺伝子発現データベースの作成方法。
19.前記マイクロアレイ法又はブロット法に用いられるプローブは、ヌクレオチド又はタンパク質であることを特徴とする前記18記載の照合用遺伝子発現データベースの作成方法。
20.前記ヌクレオチドは、mRNA、cDNA、合成オリゴヌクレオチドであることを特徴とする前記19記載の照合用遺伝子発現データベースの作成方法。
21.前記ヌクレオチドは、標識化ヌクレオチドであることを特徴とする前記19又は20に記載の照合用遺伝子発現データベースの作成方法。
22.前記測定ステップは、前記生体応答遺伝子に対応する核酸、又は、前記生体応答遺伝子によってコードされるタンパク質について、存在するか、もしくは、量を測定によることを特徴とする前記16記載の照合用遺伝子発現データベースの作成方法。
23.前記測定は、免疫学的方法によって行うことを特徴とする前記22記載の照合用遺伝子発現データベースの作成方法。
24.前記免疫学的方法は、前記生体応答遺伝子によってコードされるタンパク質又はその断片に対する特異抗体と標的タンパク質との免疫学的複合体を検出する方法であることを特徴とする前記23記載の照合用遺伝子発現データベースの作成方法。
25.前記特異抗体は、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、キメラ抗体、及び抗体フラグメントから選択されることを特徴とする前記24記載の照合用遺伝子発現データベースの作成方法。
26.化学物質が生体に与える影響を遺伝子発現レベルで検出することにより被検化学物質の毒性を判別・予測する方法であって、
(A)2-ブタノンオキシム(CAS登録番号96-29-7)、3-シアノピリジン(CAS登録番号100-54-9)、2-(2-アミノエチルアミノ)エタノール(CAS登録番号111-41-1)、テトラヒドロフルフリルアルコール(CAS登録番号97-99-4)、メタクリルアミド(CAS登録番号79-39-0)、スルホラン(CAS登録番号126-33-0)、2-イソプロポキシエタノール(CAS登録番号109-59-1)、ヒドラジン一水和物(CAS登録番号7803-57-8)、4-エチルモルホリン(CAS登録番号100-74-3)、メタクリル酸エチルトリメチルアンモニウムクロリド(CAS登録番号5039-78-1)、塩化ベンジルトリメチルアンモニウム(CAS登録番号56-93-9)、m-ニトロベンゼンスルホン酸ナトリウム(CAS登録番号127-68-4)、1-ナフチルアミン-4-スルホン酸ナトリウム四水和物(CAS登録番号130-13-2)、3-メトキシ-3-メチル-1-ブタノール(CAS登録番号56539-66-3)、o-ジクロロベンゼン(CAS登録番号95-50-1)、3,4-キシリジン(CAS登録番号95-64-7)、N-メチルアニリン(CAS登録番号100-61-8)、トリレンジイソシアナート(CAS登録番号26471-62-5)、2-(ジブチルアミノ)エタノール(CAS登録番号102-81-8)、p-クミルフェノール(CAS登録番号599-64-4)、m-クレゾール(CAS登録番号108-39-4)、2,3-ジメチルアニリン(CAS登録番号87-59-2)、N,N'-ジシクロヘキシルカルボジイミド(CAS登録番号538-75-0)、フタル酸ジヘプチル(CAS登録番号3648-21-3)、テトラブロモエタン(CAS登録番号79-27-6)、アジピン酸ジブチル(CAS登録番号105-99-7)、P-エチルフェノール(CAS登録番号123-07-9)、2,4-ジ-tert-ブチルフェノール(CAS登録番号96-76-4)、3,5-キシリジン(CAS登録番号108-69-0)、N,N-ジメチルベンジルアミン(CAS登録番号103-83-3)、1,3-ジブロモプロパン(CAS登録番号109-64-8)、n-ヘキサデカン(CAS登録番号544-76-3)、1-ブロモ-3-クロロプロパン(CAS登録番号109-70-6)、ブソイドクメン(CAS登録番号95-63-6)、ジシクロヘキシルアミン(CAS登録番号101-83-7)、1,4-ジブロモベンゼン(CAS登録番号106-37-6)、及び2‐アミノ-5-メチルベンゼンスルホン酸(CAS登録番号88-44-8)のそれぞれについて所定量を所定期間生体または肝臓由来の細胞試料に投与(曝露)するステップと、
(B)前記生体の肝臓組織または前記肝臓由来の前記細胞試料からmRNAを単離して、配列番号1〜9の塩基配列を有する遺伝子群(生体応答遺伝子群)のうちから選択される少なくとも1以上の生体応答遺伝子に対する遺伝子発現レベルを測定する測定ステップと、
(C)前記遺伝子発現レベルを対応する前記化学物質、曝露量、曝露期間とともに遺伝子発現データとして収集するステップと、
(D)被検化学物質を適当な濃度で一定期間生体または肝臓由来の細胞試料に曝露させるステップと、
(E)前記生体由来の前記肝臓組織または前記肝臓由来の細胞試料からmRNAを単離して、(B)のステップで選択した生体応答遺伝子に対する遺伝子発現レベルを測定するステップと、
(F)(E)で得られた前記遺伝子発現レベルを前記被検化学物質、曝露量及び曝露期間とともに遺伝子発現データとして収集するステップと、
(G)(F)で収集された遺伝子発現データを(C)で収集された照合用の対応する遺伝子発現データと比較するステップと、
を含むことを特徴とする化学物質の毒性判別・予測方法。
27.前記測定ステップは、RT-PCR法、Real Time PCR法、iAFLP(introduced Amplified Fragment Length Polymorphism)法、LAMP(Loop-Mediated Isothermal Amplification)法、nCounter Analysis system、ハイブリダイゼーション法のうちの1つを用いることを特徴とする、前記26記載の化学物質の毒性判別・予測方法。
28.前記ハイブリダイゼーション法は、マイクロアレイ法又はブロット法であることを特徴とする前記27記載の化学物質の毒性判別・予測方法。
29.前記マイクロアレイ法又はブロット法に用いられるプローブは、ヌクレオチド又はタンパク質であることを特徴とする前記28記載の化学物質の毒性判別・予測方法。
30.前記ヌクレオチドは、mRNA、cDNA、合成オリゴヌクレオチドであることを特徴とする前記29記載の化学物質の毒性判別・予測方法。
31.前記ヌクレオチドは、標識化ヌクレオチドであることを特徴とする前記29又は30に記載の化学物質の毒性判別・予測方法。
32.前記測定ステップは、前記生体応答遺伝子に対応する核酸、又は、前記生体応答遺伝子によってコードされるタンパク質について、存在するか、もしくは量を測定によることを特徴とする前記26記載の化学物質の毒性判別・予測方法。
33.前記測定は、免疫学的方法によって行うことを特徴とする前記32記載の化学物質の毒性判別・予測方法。
34.前記免疫学的方法は、前記生体応答遺伝子によってコードされるタンパク質又はその断片に対する特異抗体と標的タンパク質との免疫学的複合体を検出する方法であることを特徴とする前記33記載の化学物質の毒性判別・予測方法。
35.前記特異抗体は、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、キメラ抗体、及び抗体フラグメントから選択されることを特徴とする前記34記載の化学物質の毒性判別・予測方法。
36.前記3及び4を除く、前記1乃至35のうちのいずれか1つに記載の方法に用いられるプローブを含む化学物質の毒性判別キットであって、前記プローブは、前記生体応答遺伝子またはその転写産物に特異的にハイブリダイズする配列を有する分子を含むことを特徴とする化学物質の毒性判別キット。
37.前記プローブは、ヌクレオチド又はタンパク質であることを特徴とする前記36記載の化学物質の毒性判別キット。
38.前記ヌクレオチドは、mRNA、cDNA、又は合成オリゴヌクレオチドであることを特徴とする前記37記載の化学物質の毒性判別キット。
39.前記ヌクレオチドは、前記生体応答遺伝子のセンス鎖又はアンチセンス鎖とハイブリダイズし、10〜100塩基であることを特徴とする前記38記載の化学物質の毒性判別キット。
40.前記ヌクレオチドは、標識化ヌクレオチドであることを特徴とする前記38または39記載の化学物質の毒性判別キット。
41.前記プローブは、抗体及び/又はアプタマーであるタンパク質であることを特徴とする前記36記載の化学物質の毒性判別キット。
42.前記プローブは、少なくとも1つ以上を固体支持体に固定したDNAマイクロアレイ、DNAチップ、タンパクチップまたは抗体チップを含むことを特徴とする前記36乃至41のうちのいずれか1つに記載の化学物質の毒性判別キット。
43.前記固体支持体は、ガラス、シリコン、プラスチック又は生体膜であることを特徴とする前記42記載の化学物質の毒性判別キット。
That is, the present invention provides the following.
1. A method for determining or predicting toxicity of a test chemical substance by measuring a gene expression level after the test chemical substance is exposed to a living body or a cell for a predetermined period,
(A) preparing a plurality of cell samples derived from an experimental animal or liver, giving a test sample with exposure to the test chemical substance for a part of the cell sample, and using the rest as a reference sample;
(B) About the said test sample, the expression level of the gene with respect to the at least 1 or more selection biological response gene group selected from the biological response gene group as a gene group which has a base sequence shown by sequence number 1-9 is measured. A first gene expression level measuring step to:
(B) a second gene expression level measurement step for measuring the expression level of the gene for the selected biological response gene group for the reference sample;
(C) The gene expression levels measured in the first gene expression level measurement step and the second gene expression level measurement step are compared for each corresponding gene, and the test chemistry is based on the difference in the expression levels of the genes. Assessing the hepatotoxicity of the substance;
A method for determining and predicting the toxicity of chemical substances characterized by comprising
2. The expression level of the gene is measured using an expression level in a reporter gene including a sequence encoding a reporter protein linked to a promoter sequence in each biological response gene in the biological response gene group as an index, 2. The method for determining and predicting toxicity of a chemical substance according to 1 above.
3. A nucleic acid construct containing a reporter gene used in the method according to 2 above, a vector containing the nucleic acid construct, or a transformed cell having these introduced into a host cell,
A nucleic acid construct comprising a sequence encoding a reporter protein linked to a promoter sequence of the biological response gene, a vector containing the same, or a transformed cell in which these are introduced into a host cell.
4). 4. The transformed cell according to 3 above, wherein the host cell is an animal cell, a stem cell, or an embryonic stem cell.
5. The method further comprises: exposing the reference sample to a plurality of chemical substances including known chemical substances known to have hepatotoxicity or a solvent in which the chemical substances are dissolved for the predetermined period of time. Method for determining and predicting toxicity of chemical substances according to 1.
6). The known chemical substances are 2-butanone oxime (CAS registration number 96-29-7), 3-cyanopyridine (CAS registration number 100-54-9), sulfolane (CAS registration number 126-33-0), 2- Isopropoxyethanol (CAS registration number 109-59-1), hydrazine monohydrate (CAS registration number 7803-57-8), 4-ethylmorpholine (CAS registration number 100-74-3), 3-methoxy-3 -Methyl-1-butanol (CAS registration number 56539-66-3), o-dichlorobenzene (CAS registration number 95-50-1), 3,4-xylidine (CAS registration number 95-64-7), N- Methylaniline (CAS registration number 100-61-8), tolylene diisocyanate (CAS registration number 26471-62-5), 2- (dibutylamino) ethanol (CAS registration number 102-81-8), p-cumyl Phenol (CAS registration number 599-64-4), m-cresol (CAS registration number 108-39-4), 2,3-dimethylaniline (CAS registration number 87-59-2), N, N'-dicyclohexylcarbodiimide (CAS registration number 538 -75-0), diheptyl phthalate (CAS registration number 3648-21-3), tetrabromoethane (CAS registration number 79-27-6), P-ethylphenol (CAS registration number 123-07-9), 2 , 4-Di-tert-butylphenol (CAS registration number 96-76-4), 3,5-xylidine (CAS registration number 108-69-0), 1,3-dibromopropane (CAS registration number 109-64-8) ), 1-bromo-3-chloropropane (CAS registration number 109-70-6), pseudocumene (CAS registration number 95-63-6), 1,4-dibromobenzene (CAS registration number 106-37-6) 6. The method for determining and predicting toxicity of a chemical substance according to the above 5, wherein the chemical substance is at least one chemical substance.
7). The gene expression level is measured by one of RT-PCR, Real Time PCR, iAFLP (Introduced Amplified Fragment Length Polymorphism), LAMP (Loop-Mediated Isothermal Amplification), nCounter Analysis system, and hybridization. 6. The method for determining and predicting toxicity of a chemical substance according to 1 or 5, wherein a method is used.
8). 8. The chemical substance toxicity discrimination / prediction method according to 7 above, wherein the hybridization method is a microarray method or a blot method.
9. 9. The chemical substance toxicity discrimination / prediction method according to 8 above, wherein the probe used in the microarray method or blotting method is a nucleotide or a protein.
10. 10. The toxicity determination / prediction method for a chemical substance according to 9, wherein the nucleotide is mRNA, cDNA, or synthetic oligonucleotide.
11. 11. The method for discriminating and predicting toxicity of a chemical substance according to the above 9 or 10, wherein the nucleotide is a labeled nucleotide.
12 The measurement of the gene expression level is based on the measurement of the presence or amount of a nucleic acid corresponding to the biological response gene or a protein encoded by the biological response gene. Toxicity discrimination / prediction method for chemical substances listed.
13. 13. The chemical substance toxicity determination / prediction method according to the above item 12, wherein the protein is measured by an immunological method.
14 The toxicity of the chemical substance according to the above 13, wherein the immunological method is based on a method of detecting an immunological complex of a specific antibody against a protein encoded by the biological response gene or a fragment thereof and a target protein. Discrimination / prediction method.
15. 15. The chemical substance toxicity discrimination / prediction method according to the above 14, wherein the specific antibody is selected from a monoclonal antibody, a polyclonal antibody, a chimeric antibody, and an antibody fragment.
16. A method of creating a gene expression database as reference data used to discriminate the toxicity of a test chemical substance by detecting the influence of the chemical substance on the living body at the gene expression level,
(A) 2-butanone oxime (CAS registration number 96-29-7), 3-cyanopyridine (CAS registration number 100-54-9), 2- (2-aminoethylamino) ethanol (CAS registration number 111-41) -1), tetrahydrofurfuryl alcohol (CAS registration number 97-99-4), methacrylamide (CAS registration number 79-39-0), sulfolane (CAS registration number 126-33-0), 2-isopropoxyethanol ( CAS registration number 109-59-1), hydrazine monohydrate (CAS registration number 7803-57-8), 4-ethylmorpholine (CAS registration number 100-74-3), ethyl trimethylammonium methacrylate (CAS registration) No. 5039-78-1), benzyltrimethylammonium chloride (CAS registration number 56-93-9), sodium m-nitrobenzenesulfonate (CAS registration number 127-68-4), sodium 1-naphthylamine-4-sulfonate Hydrate (CAS registration number 130-13-2), 3-methoxy-3-methyl-1-butanol (CAS registration) No. 56539-66-3), o-dichlorobenzene (CAS registration number 95-50-1), 3,4-xylidine (CAS registration number 95-64-7), N-methylaniline (CAS registration number 100-61) -8), tolylene diisocyanate (CAS registration number 26471-62-5), 2- (dibutylamino) ethanol (CAS registration number 102-81-8), p-cumylphenol (CAS registration number 599-64- 4), m-cresol (CAS registration number 108-39-4), 2,3-dimethylaniline (CAS registration number 87-59-2), N, N'-dicyclohexylcarbodiimide (CAS registration number 538-75-0) ), Diheptyl phthalate (CAS registration number 3648-21-3), tetrabromoethane (CAS registration number 79-27-6), dibutyl adipate (CAS registration number 105-99-7), P-ethylphenol (CAS Registration number 123-07-9), 2,4-di-tert-butylphenol (CAS registration number 96-76-4), 3,5-xylidine (CAS registration number 108-69-0), N, N-dimethyl Benzylamine (CAS registration number 103-83-3), 1 , 3-dibromopropane (CAS registration number 109-64-8), n-hexadecane (CAS registration number 544-76-3), 1-bromo-3-chloropropane (CAS registration number 109-70-6), pseudocumene ( CAS registry number 95-63-6), dicyclohexylamine (CAS registry number 101-83-7), 1,4-dibromobenzene (CAS registry number 106-37-6), and 2-amino-5-methylbenzenesulfone Administering (exposing) a predetermined amount of each of the acids (CAS Registry No. 88-44-8) to a living or liver-derived cell sample for a predetermined period;
(B) At least one or more selected from a gene group (biological response gene group) having a base sequence of SEQ ID NOs: 1 to 9 by isolating mRNA from the liver tissue of the living body or the cell sample derived from the liver A measurement step for measuring a gene expression level with respect to a biological response gene of
(C) database the gene expression level as a gene expression data together with the corresponding chemical substance, exposure amount and exposure period;
A gene expression database creation method for verification, comprising:
17. The measurement step uses one of RT-PCR, Real Time PCR, iAFLP (Introduced Amplified Fragment Length Polymorphism), LAMP (Loop-Mediated Isothermal Amplification), nCounter Analysis system, and hybridization. 17. The method for preparing a gene expression database for verification as described in 16 above.
18. 18. The method for creating a reference gene expression database according to 17, wherein the hybridization method is a microarray method or a blot method.
19. 19. The method for creating a reference gene expression database according to the above 18, wherein the probe used in the microarray method or blotting method is a nucleotide or a protein.
20. 20. The method for creating a reference gene expression database as described in 19 above, wherein the nucleotide is mRNA, cDNA, or synthetic oligonucleotide.
21. 21. The method for creating a reference gene expression database as described in 19 or 20 above, wherein the nucleotide is a labeled nucleotide.
22. 17. The verification gene expression according to 16 above, wherein the measurement step is present by measuring a nucleic acid corresponding to the biological response gene or a protein encoded by the biological response gene. How to create a database.
23. 23. The method for creating a reference gene expression database according to the above 22, wherein the measurement is performed by an immunological method.
24. 24. The verification gene according to 23, wherein the immunological method is a method of detecting an immunological complex of a specific antibody against a protein encoded by the biological response gene or a fragment thereof and a target protein. How to create an expression database.
25. 25. The method for creating a gene expression database for verification according to 24, wherein the specific antibody is selected from a monoclonal antibody, a polyclonal antibody, a chimeric antibody, and an antibody fragment.
26. A method for determining and predicting the toxicity of a test chemical substance by detecting the influence of the chemical substance on the living body at the gene expression level,
(A) 2-butanone oxime (CAS registration number 96-29-7), 3-cyanopyridine (CAS registration number 100-54-9), 2- (2-aminoethylamino) ethanol (CAS registration number 111-41) -1), tetrahydrofurfuryl alcohol (CAS registration number 97-99-4), methacrylamide (CAS registration number 79-39-0), sulfolane (CAS registration number 126-33-0), 2-isopropoxyethanol ( CAS registration number 109-59-1), hydrazine monohydrate (CAS registration number 7803-57-8), 4-ethylmorpholine (CAS registration number 100-74-3), ethyl trimethylammonium methacrylate (CAS registration) No. 5039-78-1), benzyltrimethylammonium chloride (CAS registration number 56-93-9), sodium m-nitrobenzenesulfonate (CAS registration number 127-68-4), sodium 1-naphthylamine-4-sulfonate Hydrate (CAS registration number 130-13-2), 3-methoxy-3-methyl-1-butanol (CAS registration) No. 56539-66-3), o-dichlorobenzene (CAS registration number 95-50-1), 3,4-xylidine (CAS registration number 95-64-7), N-methylaniline (CAS registration number 100-61) -8), tolylene diisocyanate (CAS registration number 26471-62-5), 2- (dibutylamino) ethanol (CAS registration number 102-81-8), p-cumylphenol (CAS registration number 599-64- 4), m-cresol (CAS registration number 108-39-4), 2,3-dimethylaniline (CAS registration number 87-59-2), N, N'-dicyclohexylcarbodiimide (CAS registration number 538-75-0) ), Diheptyl phthalate (CAS registration number 3648-21-3), tetrabromoethane (CAS registration number 79-27-6), dibutyl adipate (CAS registration number 105-99-7), P-ethylphenol (CAS Registration number 123-07-9), 2,4-di-tert-butylphenol (CAS registration number 96-76-4), 3,5-xylidine (CAS registration number 108-69-0), N, N-dimethyl Benzylamine (CAS registration number 103-83-3), 1 , 3-dibromopropane (CAS registration number 109-64-8), n-hexadecane (CAS registration number 544-76-3), 1-bromo-3-chloropropane (CAS registration number 109-70-6), pseudocumene ( CAS registry number 95-63-6), dicyclohexylamine (CAS registry number 101-83-7), 1,4-dibromobenzene (CAS registry number 106-37-6), and 2-amino-5-methylbenzenesulfone Administering (exposing) a predetermined amount of each of the acids (CAS Registry No. 88-44-8) to a living or liver-derived cell sample for a predetermined period;
(B) At least one or more selected from a gene group (biological response gene group) having a base sequence of SEQ ID NOs: 1 to 9 by isolating mRNA from the liver tissue of the living body or the cell sample derived from the liver A measurement step for measuring a gene expression level with respect to a biological response gene of
(C) collecting the gene expression level together with the corresponding chemical substance, exposure amount, and exposure period as gene expression data;
(D) exposing a test chemical substance to a living or liver-derived cell sample at an appropriate concentration for a certain period of time;
(E) isolating mRNA from the living body-derived liver tissue or the liver-derived cell sample, and measuring a gene expression level for the biological response gene selected in the step (B);
(F) collecting the gene expression level obtained in (E) as gene expression data together with the test chemical substance, the exposure amount and the exposure period;
(G) comparing the gene expression data collected in (F) with the corresponding gene expression data for matching collected in (C);
A method for determining and predicting the toxicity of chemical substances characterized by comprising
27. The measurement step uses one of RT-PCR, Real Time PCR, iAFLP (Introduced Amplified Fragment Length Polymorphism), LAMP (Loop-Mediated Isothermal Amplification), nCounter Analysis system, and hybridization. 27. A method for determining and predicting toxicity of a chemical substance according to the above item 26.
28. 28. The method for discriminating and predicting toxicity of a chemical substance according to 27, wherein the hybridization method is a microarray method or a blot method.
29. 29. The chemical substance toxicity discrimination / prediction method according to 28, wherein a probe used in the microarray method or blotting method is a nucleotide or a protein.
30. 30. The method for discriminating and predicting toxicity of a chemical substance according to the above 29, wherein the nucleotide is mRNA, cDNA, or synthetic oligonucleotide.
31. 31. The chemical substance toxicity discrimination / prediction method according to the item 29 or 30, wherein the nucleotide is a labeled nucleotide.
32. The determination of toxicity of a chemical substance according to 26, wherein the measuring step is performed by measuring the presence or amount of a nucleic acid corresponding to the biological response gene or a protein encoded by the biological response gene.・ Prediction method.
33. 33. The chemical substance toxicity determination / prediction method according to the item 32, wherein the measurement is performed by an immunological method.
34. 34. The chemical substance according to 33, wherein the immunological method is a method for detecting an immunological complex of a specific antibody against a protein encoded by the biological response gene or a fragment thereof and a target protein. Toxicity discrimination / prediction method.
35. 35. The method for determining and predicting toxicity of a chemical substance according to the above 34, wherein the specific antibody is selected from a monoclonal antibody, a polyclonal antibody, a chimeric antibody, and an antibody fragment.
36. 36. A chemical toxicity determination kit comprising a probe used in the method according to any one of 1 to 35 except 3 and 4, wherein the probe is the biological response gene or a transcription product thereof A chemical toxicity determination kit comprising a molecule having a sequence that specifically hybridizes to a chemical substance.
37. 36. The chemical substance toxicity determination kit according to 36, wherein the probe is a nucleotide or a protein.
38. 38. The chemical substance toxicity determination kit according to 37, wherein the nucleotide is mRNA, cDNA, or a synthetic oligonucleotide.
39. 40. The chemical substance toxicity determination kit according to 38, wherein the nucleotide hybridizes with a sense strand or an antisense strand of the biological response gene and has 10 to 100 bases.
40. 40. The chemical substance toxicity determination kit according to 38 or 39, wherein the nucleotide is a labeled nucleotide.
41. 37. The chemical substance toxicity determination kit according to 36, wherein the probe is a protein that is an antibody and / or an aptamer.
42. 44. The chemical substance according to any one of 36 to 41, wherein the probe includes a DNA microarray, a DNA chip, a protein chip, or an antibody chip in which at least one is fixed to a solid support. Toxicity discrimination kit.
43. 43. The chemical substance toxicity determination kit according to 42, wherein the solid support is glass, silicon, plastic, or a biological membrane.

本発明によれば、化学物質を生体に投与した後の肝臓における遺伝子発現様式を比較することにより、化学物質が生体に対して毒性を有するか否かを簡便に判定あるいは予測できる。   According to the present invention, it is possible to easily determine or predict whether or not a chemical substance is toxic to a living body by comparing gene expression patterns in the liver after the chemical substance is administered to the living body.

配列番号1〜9に示される塩基配列を有する遺伝子の発現変動パターンに基づいて階層的クラスタ分析を行った。図中、「C1」は「第1回目の実験に使用した注射用水」を、「2bo」は「2-ブタノンオキシム」を、「3cp」は「3-シアノピリジン」を、「2ae」は「2-(2-アミノエチルアミノ)エタノール」を、「thf」は「テトラヒドロフルフリルアルコール」を、「C2」は「第2回目の実験に使用した注射用水」を、「mca」は「メタクリルアミド」を、「suf」は「スルホラン」を、「2ip」は「2-イソプロポキシエタノール」を、「hmh」は「ヒドラジン一水和物」を、「4em」は「4-エチルモルホリン」を、「C3」は「第3回目の実験に使用した注射用水」を、「mta」は「メタクリル酸エチルトリメチルアンモニウムクロリド」を、「bac」は「塩化ベンジルトリメチルアンモニウム」を、「mns」は「m-ニトロベンゼンスルホン酸ナトリウム」を、「nat」は「1-ナフチルアミン-4-スルホン酸ナトリウム四水和物」を、「mmb」は「3-メトキシ-3-メチル-1-ブタノール」を、「C4」は「第4回目の実験に使用した注射用水」を、「dcb」は「o-ジクロロベンゼン」を、「34x」は「3,4-キシリジン」を、「nma」は「N-メチルアニリン」を、「tdn」は「トリレンジイソシアナート」を、「2de」は「2-(ジブチルアミノ)エタノール」を、「C5」は「第5回目の実験に使用したオリーブ油」を、「pcp」は「p-クミルフェノール」を、「mcs」は「m-クレゾール」を、「23d」は「2,3-ジメチルアニリン」を、「dhc」は「N,N'-ジシクロヘキシルカルボジイミド」を、「dhp」は「フタル酸ジヘプチル」を、「C6」は「第6回目の実験に使用したオリーブ油」を、「tbe」は「テトラブロモエタン」を、「dba」は「アジピン酸ジブチル」を、「pep」は「P-エチルフェノール」を、「C7」は「第7回の実験に使用したオリーブ油」を、「24b」は「2,4-ジ-tert-ブチルフェノール」を、「35x」は「3,5-キシリジン」を、「nda」は「N,N-ジメチルベンジルアミン」を、「13d」は「1,3-ジブロモプロパン」を、「nhd」は「n-ヘキサデカン」を、「C8」は「ごま油」を、「bcp」は「1-ブロモ-3-クロロプロパン」を、「tmb」は「ブソイドクメン」を、「dha」は「ジシクロヘキシルアミン」を、「14d」は「1,4-ジブロモベンゼン」を、「ams」は「2‐アミノ-5-メチルベンゼンスルホン酸」を表す。また、各化学物質の略号に付随している数字はラットの個体の別を表している。黒と白のバーは肝毒性の有無を表しており、黒が肝毒性を有する化学物質、白が肝毒性を有さない化学物質を表している。さらに、黒丸と白丸は、配列番号1〜9に示される塩基配列を有する遺伝子を特定する際に比較対象としたサンプルを表しており、黒丸が化学物質投与サンプルを、白丸が対照サンプルを表している。また、「A」〜「E」はクラスタを表している。Hierarchical cluster analysis was performed based on the expression variation pattern of the gene having the base sequence shown in SEQ ID NO: 1-9. In the figure, “C1” is “water for injection used in the first experiment”, “2bo” is “2-butanone oxime”, “3cp” is “3-cyanopyridine”, “2ae” is “ 2- (2-aminoethylamino) ethanol ”,“ thf ”is“ tetrahydrofurfuryl alcohol ”,“ C2 ”is“ water for injection used in the second experiment ”,“ mca ”is“ methacrylamide ” `` Suf '' is `` sulfolane '', `` 2ip '' is `` 2-isopropoxyethanol '', `` hmh '' is `` hydrazine monohydrate '', `` 4em '' is `` 4-ethylmorpholine '', “C3” is “water for injection used in the third experiment”, “mta” is “ethyltrimethylammonium methacrylate”, “bac” is “benzyltrimethylammonium chloride”, “mns” is “m” -Sodium nitrobenzenesulfonate "," nat "is" 1-naphthylamine- “Sodium 4-sulfonate tetrahydrate”, “mmb” for “3-methoxy-3-methyl-1-butanol”, “C4” for “water for injection used in the fourth experiment”, “ `` dcb '' is `` o-dichlorobenzene '', `` 34x '' is `` 3,4-xylidine '', `` nma '' is `` N-methylaniline '', `` tdn '' is `` tolylene diisocyanate '', `` 2de "" (2- (dibutylamino) ethanol) "," C5 "means" olive oil used in the 5th experiment "," pcp "means" p-cumylphenol "," mcs "means" m- Cresol, 23d for 2,3-dimethylaniline, dhc for N, N'-dicyclohexylcarbodiimide, dhp for diheptyl phthalate, and C6 for No. “Olive oil” used in the 6th experiment, “tbe” for “tetrabromoethane”, “dba” for “dibutyl adipate”, “pep” for “P-E” “Lephenol”, “C7” “Olive oil used in the 7th experiment”, “24b” “2,4-di-tert-butylphenol”, “35x” “3,5-xylidine” `` Nda '' is `` N, N-dimethylbenzylamine '', `` 13d '' is `` 1,3-dibromopropane '', `` nhd '' is `` n-hexadecane '', `` C8 '' is `` sesame oil '' , `` Bcp '' is `` 1-bromo-3-chloropropane '', `` tmb '' is `` busoid cumene '', `` dha '' is `` dicyclohexylamine '', `` 14d '' is `` 1,4-dibromobenzene '', `` “ams” represents “2-amino-5-methylbenzenesulfonic acid”. In addition, the numbers attached to the abbreviations of the chemical substances represent the individual rats. The black and white bars indicate the presence or absence of liver toxicity. Black represents a chemical substance having liver toxicity, and white represents a chemical substance having no liver toxicity. Further, black circles and white circles represent samples to be compared when specifying genes having the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 1 to 9, black circles represent chemical substance administration samples, and white circles represent control samples. Yes. “A” to “E” represent clusters.

他に特に規定されない限り、明細書及び特許請求の範囲を含む本出願に使用される用語は、本発明が属する分野における通常の知識を有する者(当業者)によって、一般的に理解されるものと同一の意味を有する。   Unless otherwise specified, the terms used in this application, including the specification and claims, are generally understood by those having ordinary skill in the art to which this invention belongs (those skilled in the art). Has the same meaning.

当業者は、本明細書中に記載されるものと同等又は類似の多くの方法及び物質を認識する。ただし、本発明は本明細書に記載される方法及び物質に限定されない。   Those skilled in the art will recognize many methods and materials equivalent or similar to those described herein. However, the present invention is not limited to the methods and materials described herein.

被検化学物質の投与量は、被検化学物質を曝露された試験動物または細胞内の遺伝子発現レベルが適度に増加または減少する量であることが望ましい。例えば、試験動物又は細胞の致死量未満の最大用量が望ましく、被検化学物質の試験動物に対するLD50値を基準にして決定することも可能である。   It is desirable that the dose of the test chemical is an amount that moderately increases or decreases the gene expression level in the test animal or cells exposed to the test chemical. For example, a maximum dose less than the lethal dose of the test animal or cell is desirable, and it can be determined based on the LD50 value of the test chemical substance for the test animal.

被検化学物質(被検群)またはその溶媒(対照群)の対象となる試験動物には、ラット、マウス、ハムスター、モルモット、ウサギ、イヌ、サルなどの哺乳動物を使用することもできる。また、その対象となる細胞には、ラット、マウス、ハムスター、モルモット、ウサギ、イヌ、サル、ヒトなどの哺乳動物由来の細胞を使用することができる。   Mammals such as rats, mice, hamsters, guinea pigs, rabbits, dogs, monkeys, etc. can be used as test animals to be tested chemical substances (test groups) or their solvents (control groups). Moreover, cells derived from mammals such as rats, mice, hamsters, guinea pigs, rabbits, dogs, monkeys, and humans can be used as the cells to be targeted.

被検化学物質の投与期間は1〜90日が望ましく、より好ましくは1〜60日であり、さらに好ましくは1〜28日であるが、より迅速に試験を行う観点から1〜14日でも構わない。投与は1日数回が望ましく、より好ましくは1日1回が望ましい。   The administration period of the test chemical substance is desirably 1 to 90 days, more preferably 1 to 60 days, and even more preferably 1 to 28 days. However, 1 to 14 days may be used from the viewpoint of conducting a test more quickly. Absent. Administration is preferably several times a day, more preferably once a day.

被検化学物質の投与方法は特に制限されない。例えば、経口投与、腹腔内投与、静脈注射等の一般的な方法を使用できる。   The administration method of the test chemical substance is not particularly limited. For example, general methods such as oral administration, intraperitoneal administration, and intravenous injection can be used.

「遺伝子発現レベルを測定する」とは、該遺伝子の発現レベルを検出又は定量する限り特に制限されず、例えば、該遺伝子のmRNAやcDNAを検出又は定量してもよい。さらには、該遺伝子がコードするタンパク質を検出又は定量してもよい。これらの検出又は定量には、該遺伝子又はその遺伝子産物であるペプチド若しくはタンパク質に特異的に結合する分子を用いることが望ましい。遺伝子又はその遺伝子産物であるペプチド若しくはタンパク質に特異的に結合する分子とは、特に制限されないが、該遺伝子に特異的に結合するヌクレオチド、DNA、cDNA、RNA、ペプチド若しくはタンパク質に特異的に結合する抗体等を例示することができる。また、該遺伝子の発現レベルの検出又は定量には、該遺伝子のmRNAもしくはタンパク質の断片又はホモログを用いてもよい。   “Measurement of gene expression level” is not particularly limited as long as the expression level of the gene is detected or quantified. For example, mRNA or cDNA of the gene may be detected or quantified. Furthermore, the protein encoded by the gene may be detected or quantified. For detection or quantification of these, it is desirable to use a molecule that specifically binds to the gene or its gene product, peptide or protein. Although it does not restrict | limit especially with the molecule | numerator specifically couple | bonded with a gene or its gene product peptide or protein, It bind | bond | couples specifically with the nucleotide, DNA, cDNA, RNA, peptide, or protein which bind | bond | couples specifically with this gene. An antibody etc. can be illustrated. In addition, for detection or quantification of the expression level of the gene, mRNA or protein fragments or homologues of the gene may be used.

配列番号1〜9に示される塩基配列は、例えば、National Center for Biotechnology InformationのBLAST(URL; http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/)を利用したホモロジー検索により遺伝子を特定することが可能である。   The nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 1 to 9 specify a gene by homology search using BLAST (URL; http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/) of National Center for Biotechnology Information, for example. Is possible.

「DNAマイクロアレイ」とは、オリゴヌクレオチドや一本鎖または二本鎖のDNAをガラス基板上などに高密度に配置したものをいい、「DNAマイクロアレイ法」とは、そのDNAマイクロアレイ上で蛍光標識したRNA分子などとハイブリッド形成を行わせて定性的且つ定量的にDNAと結合した核酸の種類や量を測定する手法をいう。   "DNA microarray" refers to oligonucleotides and single-stranded or double-stranded DNA arranged on a glass substrate at high density, and "DNA microarray method" refers to fluorescent labeling on the DNA microarray. A technique for qualitatively and quantitatively measuring the type and amount of nucleic acid bound to DNA by hybridization with an RNA molecule or the like.

「オリゴヌクレオチド」とは、ヌクレオチドが数個重合した分子の総称のことをいう。   “Oligonucleotide” is a general term for molecules in which several nucleotides are polymerized.

mRNAの「ホモログ」とは、該mRNAに実質的に類似したヌクレオチドに関連する。「実質的に類似した」とは、当業者によって十分理解され、具体的にはそれぞれの配列類似性が少なくとも80%、好ましくは少なくとも85%、より好ましくは少なくとも90%、最も好ましくは少なくとも95%を有することを意味する。   An “homologue” of an mRNA relates to a nucleotide that is substantially similar to the mRNA. “Substantially similar” is well understood by those skilled in the art and specifically has a sequence similarity of at least 80%, preferably at least 85%, more preferably at least 90%, most preferably at least 95%. It means having.

また、タンパク質の「ホモログ」とは、該mRNAに実質的に類似したペプチドに関連する。「実質的に類似した」とは、当業者によって十分理解され、具体的にはそれぞれの配列類似性が少なくとも80%、好ましくは少なくとも85%、より好ましくは少なくとも90%、最も好ましくは少なくとも95%を有することを意味する。   A protein “homolog” is related to a peptide substantially similar to the mRNA. “Substantially similar” is well understood by those skilled in the art and specifically has a sequence similarity of at least 80%, preferably at least 85%, more preferably at least 90%, most preferably at least 95%. It means having.

「化学物質に曝露された臓器組織または細胞試料」とは、組織もしくは細胞試料、または試料が由来した動物が、化学物質により処理されたことを意味する。   “Organ tissue or cell sample exposed to a chemical substance” means that the tissue or cell sample or the animal from which the sample was derived has been treated with a chemical substance.

「幹細胞」とは、自己複製能と分化した細胞をつくる能力を併せ持った未分化細胞のことを言い、胚性幹細胞(ES細胞:Embryonic stem cell)、組織幹細胞、人工多能性肝細胞(iPS細胞:induced pluripotent stem cell)で例示できるが、これらに限られるものではない。   “Stem cell” refers to an undifferentiated cell that has both the ability to self-replicate and the ability to produce a differentiated cell. Embryonic stem cell (ES cell), tissue stem cell, induced pluripotent hepatocyte (iPS) Examples include, but are not limited to, induced pluripotent stem cells).

「プロモーター」とは、転写開始反応の効率に関与するDNA領域をいう。   “Promoter” refers to a DNA region involved in the efficiency of the transcription initiation reaction.

「レポーター遺伝子」とは、目的の因子の機能を測定するために代用される遺伝子のことであり、産物の活性が簡単に定量化できるものが好まれる。本発明のレポーター遺伝子には、生体応答遺伝子のプロモーター配列と当該プロモーター配列に作動可能に接続されたレポータータンパク質をコードする配列とを含み、レポータータンパク質としては、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)、ホタルルシフェラーゼ、ウミシイタケルシフェラーゼ、β‐ガラクトシダーゼ、緑色蛍光タンパク質(GFP)、青色蛍光タンパク質(CFP)、黄色蛍光タンパク質(YFP)または赤色蛍光タンパク質(dsRed)等が挙げられるが、これらに限られるものではない。   A “reporter gene” is a gene that is substituted for measuring the function of a target factor, and is preferably a gene that can easily quantify the activity of a product. The reporter gene of the present invention includes a promoter sequence of a biological response gene and a sequence encoding a reporter protein operably connected to the promoter sequence. Examples of the reporter protein include chloramphenicol acetyltransferase (CAT), Firefly luciferase, Renilla luciferase, β-galactosidase, green fluorescent protein (GFP), blue fluorescent protein (CFP), yellow fluorescent protein (YFP) or red fluorescent protein (dsRed), but are not limited to these Absent.

本発明において「生体応答遺伝子のプロモーター配列に連結される」とは、対象の遺伝子の発現が該プロモーター配列の制御下に配置されることをいい、通常、対象となる遺伝子のすぐ上流にプロモーター配列が配置されるが、必ずしも隣接している必要はない。   In the present invention, “linked to the promoter sequence of the biological response gene” means that the expression of the target gene is placed under the control of the promoter sequence, and usually the promoter sequence immediately upstream of the target gene. Are not necessarily adjacent to each other.

「ベクター」とは、組換えDNA技術において、外来性DNAを組み込み、宿主細胞中で増えることのできるDNAのことをいい、プラスミド、ファージ、ウイルス、酵母人工染色体などが挙げられるが、これらに限られるものではない。   A “vector” refers to a DNA that can incorporate foreign DNA and increase in a host cell in recombinant DNA technology. Examples include plasmids, phages, viruses, and yeast artificial chromosomes. It is not something that can be done.

「形質転換細胞」とは、形質転換体、トランスフォーマントとも呼ばれ、ある形質を示す細胞(供与細胞)のDNAを、それを示さない細胞(受容細胞)へ導入して生じた供与細胞の形質を示す細胞をいう。供与細胞又は受容細胞としては、原核細胞、酵母、動物細胞、植物細胞、昆虫細胞等が例示される。   A “transformed cell” is also referred to as a transformant or a transformant, and is a characteristic of a donor cell generated by introducing DNA of a cell (donor cell) exhibiting a certain trait into a cell (donor cell) that does not exhibit it. Refers to cells that exhibit Examples of donor cells or recipient cells include prokaryotic cells, yeast, animal cells, plant cells, and insect cells.

「肝毒性」とは、多くの疾病もしくは障害のプロセスにより誘発され得るところの急性もしくは慢性の肝臓の不全もしくは機能障害を意味する。   “Hepatotoxicity” means acute or chronic liver failure or dysfunction that can be induced by a process of many diseases or disorders.

「毒性作用」とは、化学物質の存在に起因する、生体、臓器系、各臓器、組織、細胞、又は細胞内単位に対する有害作用を指す。毒性作用は、生理的もしくは物理的な症状、又は細胞もしくは臓器の壊死のような撹乱であり得る。   “Toxic effect” refers to an adverse effect on a living body, organ system, each organ, tissue, cell, or intracellular unit due to the presence of a chemical substance. Toxic effects can be physiological or physical symptoms, or perturbations such as cell or organ necrosis.

「試料」には、好ましくは肝臓の生検材料、並びに、例えば血液、血漿、血清、リンパ液、腹水、尿、便のような任意の体液が含まれるものとする。なお、これに限られるものではない。   The “sample” preferably includes liver biopsy material and any body fluid such as blood, plasma, serum, lymph, ascites, urine, stool. However, the present invention is not limited to this.

明細書及び特許請求の範囲を含む本出願で使用される際には、「個体」とは、ヒトの個体、動物又は個体の集団もしくはプールを意味するものとする。   As used in this application, including the specification and claims, an “individual” shall mean a human individual, an animal, or a population or pool of individuals.

「CAS登録番号」とは米国化学会の一部門であるCAS(Chemical Abstracts Service)が運営・管理する化学物質登録システムから付与される化学物質に固有の数値識別番号のことを意味する。   “CAS registration number” means a numerical identification number unique to a chemical substance assigned by a chemical substance registration system operated and managed by CAS (Chemical Abstracts Service), a division of the American Chemical Society.

本出願に係る特許請求の範囲及び明細書で使用する「生体応答遺伝子」とは、化学物質の曝露等の外的な刺激により生体内において発現レベルが変動する遺伝子を意味し、「生体応答遺伝子群」とは複数の生体応答遺伝子の組合せのことを意味する。   The term “biological response gene” used in the claims and specification of the present application means a gene whose expression level fluctuates in vivo due to an external stimulus such as exposure to a chemical substance. “Group” means a combination of a plurality of biological response genes.

遺伝子の発現レベルを検出、測定又は定量する具体的な方法としては、該遺伝子に特異的に結合するプローブ用の標識化ヌクレオチド、標識化cDNAまたは標識化RNAを用いたノーザンブロット法、ドットブロット法、iAFLP(introduced Amplified Fragment Length Polymorphism)法、LAMP(Loop-Mediated Isothermal Amplification)法、PCR法、又はmRNA分子を直接測定する方法等を用いることができる。PCR法としては、RT-PCR法、Real Time PCR法、競合PCR法を挙げることができる。   Specific methods for detecting, measuring or quantifying the expression level of a gene include Northern blotting and dot blotting using labeled nucleotides, labeled cDNA or labeled RNA for probes that specifically bind to the gene. IAFLP (introduced Amplified Fragment Length Polymorphism) method, LAMP (Loop-Mediated Isothermal Amplification) method, PCR method, method of directly measuring mRNA molecules, and the like can be used. Examples of the PCR method include RT-PCR method, Real Time PCR method, and competitive PCR method.

前記Real Time PCR法としては、例えば、試料内の全RNAやmRNAから逆転写酵素を用いてcDNAを合成し、該cDNAを鋳型にして目的領域をPCR法により増幅し、該増幅産物の生産過程をリアルタイムにモニタリングする方法が挙げられる。リアルタイムにモニタリングする試薬としては、例えば、SYBR(登録商標:Moleclar Probes社)Green Iや、TaqMan(登録商標:アプライドバイオシステムズ社)プローブ等が挙げられる。   As the Real Time PCR method, for example, cDNA is synthesized from the total RNA or mRNA in a sample using reverse transcriptase, the target region is amplified by the PCR method using the cDNA as a template, and the production process of the amplification product is performed. A method for monitoring the real time in real time. Examples of the reagent to be monitored in real time include SYBR (registered trademark: Moleclar Probes) Green I, TaqMan (registered trademark: Applied Biosystems) probe, and the like.

前記競合PCR法としては、例えば、試料内の全RNAやmRNAから逆転写酵素を用いてcDNAを合成し、該cDNAと内部標準DNAを同一の反応チューブ内で反応させる方法や、さらに前記逆転写反応時にmRNAとともにRNA内部標準を加えて反応させる方法等が挙げられる。また、内部標準遺伝子の配列は、例えば、増幅目的遺伝子の配列と相同配列でもよく、非相同な配列でもよい。   Examples of the competitive PCR method include, for example, a method of synthesizing cDNA from total RNA or mRNA in a sample using a reverse transcriptase and reacting the cDNA and an internal standard DNA in the same reaction tube. Examples include a method of reacting by adding an RNA internal standard together with mRNA during the reaction. In addition, the sequence of the internal standard gene may be, for example, a sequence homologous to the sequence of the gene to be amplified or a non-homologous sequence.

さらに、遺伝子の発現レベルを検出又は定量する具体的な方法としては、DNAマイクロアレイ、DNAチップ、又は抗体アレイ等を用いる方法が挙げられる。DNAマイクロアレイ又はDNAチップには該遺伝子のヌクレオチド又はcDNAが少なくとも1つ以上固定化されているものを用いる。   Furthermore, specific methods for detecting or quantifying gene expression levels include methods using DNA microarrays, DNA chips, antibody arrays, and the like. A DNA microarray or DNA chip having at least one nucleotide or cDNA of the gene immobilized thereon is used.

なお、ヌクレオチド又はcDNAは、該遺伝子の一部に相当する部分でもよい。   The nucleotide or cDNA may be a part corresponding to a part of the gene.

上記プローブの標識化に用いられる標識試薬は、例えば放射性同位元素である[125I]、[131I]、[3H]、[14C]、[32P]、[35S]、酵素であるβ‐ガラクトシダーゼ、β‐グルコシダーゼ、アルカリフォスファターゼ、パーオキシダーゼ、また、蛍光物質であるシアニン蛍光色素蛍光色素(例えば、Cy2、Cy3、Cy5、Cy5.5、Cy7、Cyanine3、Cyanine5など)を用いることができる。   The labeling reagent used for labeling the probe is, for example, radioisotopes [125I], [131I], [3H], [14C], [32P], [35S], an enzyme β-galactosidase, β -Glucosidase, alkaline phosphatase, peroxidase, and cyanine fluorescent dye fluorescent dyes that are fluorescent substances (for example, Cy2, Cy3, Cy5, Cy5.5, Cy7, Cyanine3, Cyanine5, etc.) can be used.

また、上記Real Time PCR法としては、例えば、組織内又は細胞内の全RNAやmRNAから逆転写酵素により合成したcDNAを鋳型にして、PCRの増幅産物をリアルタイムでモニタリングする方法が挙げられる。リアルタイムPCR用モニタリング試薬としては、例えばSYBR GreenIやTaqManプローブ等が用いられる。   In addition, examples of the Real Time PCR method include a method of monitoring PCR amplification products in real time using cDNA synthesized by reverse transcriptase from total RNA or mRNA in tissues or cells as a template. As a monitoring reagent for real-time PCR, for example, SYBR Green I or TaqMan probe is used.

通常、DNAマイクロアレイやDNAチップは、プローブが支持体の上に固定されているアレイ又はチップであり、DNAマイクロアレイ又はDNAチップの支持体としては、ハイブリダイゼーションに使用可能なものであればよく、例えばガラス、シリコン、プラスチックなどの基板や、ニトロセルロース膜、ナイロン膜等を用いることができる。   Usually, a DNA microarray or DNA chip is an array or chip in which probes are fixed on a support, and the support of the DNA microarray or DNA chip may be any one that can be used for hybridization. A substrate such as glass, silicon, or plastic, a nitrocellulose film, a nylon film, or the like can be used.

なお、DNAマイクロアレイとは、生体応答遺伝子群に含まれる遺伝子全長、またはその部分配列と相補的なcDNA断片若しくはオリゴDNAを固定支持体に1つ以上固定したものをいう。ここでいう相補的なオリゴDNAは一般的には25〜100塩基の長さのものが用いられるが、必ずしもこれに限定されない。   The DNA microarray refers to one in which at least one cDNA fragment or oligo DNA complementary to the full length of a gene included in a biological response gene group or a partial sequence thereof is fixed to a fixed support. The complementary oligo DNA here is generally 25 to 100 bases in length, but is not necessarily limited thereto.

DNAマイクロアレイやDNAチップの使用方法については特に制限されない。例えば、生体試料からmRNAを精製し、該mRNAを鋳型とした逆転写反応を行う際に、適切な標識を付したプライマーや標識ヌクレオチドを使用することにより、標識されたcDNAを得ることができる。この標識化cDNAとDNAマイクロアレイやDNAチップ表面上に固定された本発明におけるプローブとの間でハイブリダイゼーションを行わせ、被検試料とのハイブリダイゼーション及び対照試料とのハイブリダイゼーションのそれぞれの結果を比較し、該遺伝子の有無を検出したり、発現レベルを測定したりすることにより、臓器毒性の検出または予測を行うことができる。   There are no particular restrictions on the method of using the DNA microarray or DNA chip. For example, when mRNA is purified from a biological sample and a reverse transcription reaction is performed using the mRNA as a template, a labeled cDNA can be obtained by using an appropriately labeled primer or labeled nucleotide. Hybridization is performed between the labeled cDNA and the probe of the present invention immobilized on the surface of a DNA microarray or DNA chip, and the results of hybridization with a test sample and hybridization with a control sample are compared. By detecting the presence or absence of the gene or measuring the expression level, organ toxicity can be detected or predicted.

遺伝子に対応するポリペプチド又はタンパク質は上記生体応答遺伝子の発現産物であり、該ポリペプチド又はタンパク質のアミノ酸配列の配列情報は、NCBIの遺伝子データベースにおいて、それぞれのアクセッションナンバーによりアプローチすることもできる。   The polypeptide or protein corresponding to the gene is an expression product of the biological response gene, and the sequence information of the amino acid sequence of the polypeptide or protein can be approached by each accession number in the NCBI gene database.

上記ポリペプチド又はタンパク質を検出又は定量する方法としては、所定のポリペプチド又はタンパク質を検出又は定量する方法であれば特に制限されない。例えば、該ポリペプチド又はタンパク質に特異的に結合する抗体やアプタマー等を用いることができ、抗体としては、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、一本鎖抗体、ヒト化抗体、キメラ抗体、2つのエピトープを同時に認識することができる二機能性抗体等を例示できる。これらの抗体は、慣用のプロトコルを用いて該ポリペプチド又はタンパク質又はそれらの断片を抗原として用いて作製することができる。また、アプタマーとは、タンパク質、アミノ酸等の分子に特異的に結合する核酸分子である。   The method for detecting or quantifying the polypeptide or protein is not particularly limited as long as it is a method for detecting or quantifying a predetermined polypeptide or protein. For example, an antibody or aptamer that specifically binds to the polypeptide or protein can be used. As the antibody, a monoclonal antibody, a polyclonal antibody, a single chain antibody, a humanized antibody, a chimeric antibody, two epitopes can be used simultaneously. Examples include bifunctional antibodies that can be recognized. These antibodies can be produced using the polypeptide or protein or a fragment thereof as an antigen using conventional protocols. Aptamers are nucleic acid molecules that specifically bind to molecules such as proteins and amino acids.

上記ポリペプチド又はタンパク質に特異的に結合する抗体を用いて、被検試料中に存在する該ポリペプチド又はタンパク質を検出又は定量する場合、免疫沈降法、電気化学発光法、RIA(Radioimmunoassay)法、ELISA(Enzyme-liked immunosorbent assay)法、蛍光抗体法等の公知の免疫学的方法を用いることができる。   When detecting or quantifying the polypeptide or protein present in a test sample using an antibody that specifically binds to the polypeptide or protein, immunoprecipitation, electrochemiluminescence, RIA (Radioimmunoassay), Known immunological methods such as an ELISA (Enzyme-liked immunosorbent assay) method and a fluorescent antibody method can be used.

上記判定の基準としては、被検試料中に存在する該遺伝子の発現レベル(又は該遺伝子に対応するポリペプチド若しくはタンパク質の発現レベル)が正常対照試料中に存在する、該遺伝子の発現レベル(又は該遺伝子に対応するポリペプチド若しくはタンパク質の発現レベル)よりも高い又は低いことを利用する。例えば、1群3検体以上の試料の発現レベルを測定した結果について、t検定を行った場合に、P<0.05、より好ましくはP<0.01、さらに好ましくはP<0.001、さらにより好ましくはP<0.0001である場合が挙げられる。   As a criterion for the determination, the expression level of the gene (or the expression level of the polypeptide or protein corresponding to the gene) present in the test sample is present in the normal control sample (or The expression level is higher or lower than the expression level of the polypeptide or protein corresponding to the gene. For example, when a t-test is performed on the results of measuring the expression level of three or more samples per group, P <0.05, more preferably P <0.01, still more preferably P <0.001, and even more preferably P < An example is 0.0001.

検定方法はt検定に限定されるものではなく、U検定、F検定、マン・ホイットニ検定やウィルコクサン符号付順位検定でもよい。また検定に限定されるものではなく、例えば各群の発現レベルの平均値の差を用いてもよい。   The test method is not limited to the t-test, and may be a U-test, F-test, Mann-Whitney test or Wilcoxan signed rank test. Moreover, it is not limited to a test | inspection, For example, you may use the difference of the average value of the expression level of each group.

基準値は、被検試料における発現レベルを測定する度に毎回測定する必要はなく、例えば、様々な種の生体試料における正常対照試料中に存在する遺伝子の発現レベルをあらかじめ測定しておき、その測定値を用いて比較することができる。   The reference value does not need to be measured each time the expression level in the test sample is measured. For example, the expression level of a gene present in a normal control sample in various biological samples is measured in advance. Comparison can be made using measured values.

遺伝子発現レベルの変化には特定の化学物質と生体組織との直接の反応のみならず、臓器に障害が生じた結果としての二次的反応も含まれる。   Changes in gene expression levels include not only direct reactions between specific chemicals and living tissues, but also secondary reactions as a result of organ damage.

生体応答遺伝子群に含まれる遺伝子は、ヒト、ラット、マウス、ウサギ、又はサルのような任意の哺乳動物において、マーカーとして用いられ得る。好ましくは、生体応答遺伝子群に含まれる遺伝子は、ラット又はマウスにおいてマーカーとして用いられる。   A gene included in the biological response gene group can be used as a marker in any mammal such as human, rat, mouse, rabbit, or monkey. Preferably, genes included in the biological response gene group are used as markers in rats or mice.

動物の種類は特に限定されるものではなく、例えば、ラットの場合にはSprague Dawleyラット、Wistarラットなどでもよく、雄でも雌でも構わない。   The type of animal is not particularly limited. For example, in the case of a rat, it may be a Sprague Dawley rat, a Wistar rat, etc., and may be male or female.

以下、実施例により本発明による化学物質の毒性判別・予測方法、核酸構成物、ベクター、形質転換細胞、照合用遺伝子発現データベースの作成方法、及び、化学物質の毒性判別キットをより具体的に説明するが、本発明の技術的範囲はこれらの例示に限定されるものではない。   Hereinafter, the chemical substance toxicity determination / prediction method, nucleic acid composition, vector, transformed cell, method for creating a reference gene expression database, and chemical substance toxicity determination kit according to the present invention will be described more specifically by way of examples. However, the technical scope of the present invention is not limited to these examples.

本発明の毒性作用を検出または予測するための方法に用いられる生体応答遺伝子群は、トリレンジイソシアナート(CAS登録番号26471-62-5)を雄のSprague Dawleyラット(6週齢)(日本チャールス・リバー社)に28日間反復投与することにより肝臓で発現レベルが著しく変化した遺伝子群である。   The biological response gene group used in the method for detecting or predicting the toxic effect of the present invention includes tolylene diisocyanate (CAS registration number 26471-62-5) and male Sprague Dawley rat (6 weeks old) (Charles Japan). -This is a group of genes whose expression level has changed significantly in the liver by repeated administration to River) for 28 days.

本発明で用いられる生体応答遺伝子群は以下の方法により得られる。なお、ここで、「発現レベル」とは絶対量である必要はなく相対量でよい。   The biological response gene group used in the present invention is obtained by the following method. Here, the “expression level” need not be an absolute amount, but may be a relative amount.

<遺伝子発現データベース>
本発明による遺伝子発現データベースの作成は、
(1)種々の化学物質について、ラットなどが死亡しない適当な投与量を決定し、
(2)適当な濃度の化学物質を一定期間、ラットなどに繰り返し曝露し、
(3)曝露した生体から各臓器を摘出し、
(4)摘出した臓器からmRNAを単離し、
(5)DNAマイクロアレイ法などにより特定遺伝子の発現レベルを測定し、
(6)得られた遺伝子発現レベルを化学物質、その濃度、曝露時間とともに遺伝子発現データベースとしてまとめる、と以上6つの工程によりなされる。
<Gene expression database>
Creation of a gene expression database according to the present invention
(1) For various chemical substances, determine appropriate doses that will not cause rats to die,
(2) Repeated exposure of a chemical substance of appropriate concentration to a rat etc. for a certain period,
(3) Remove each organ from the exposed living body,
(4) mRNA is isolated from the removed organ,
(5) Measure the expression level of a specific gene by DNA microarray method,
(6) The obtained gene expression level is compiled as a gene expression database together with chemical substances, their concentrations, and exposure times, and the above six steps are performed.

<動物試験>
5週齢のCrl:CD(SD)ラット(雄)を準備し、ポリカーボネイトケージに入れ、エアーコンディショニング・アニマルラック(商品名)内で飼育した。エアーコンディショニング・アニマルラックは、温度22℃、湿度55%に設定し、照明は明期7:00〜19:00、暗期19:00〜7:00の12時間サイクルに設定した。水は給水ビンを用いて、浄水器を通した水道水を不断給与し、飼料は固形飼料を不断給餌した。実験開始までに1週間の馴化検疫期間を設けた。
<Animal test>
Five-week-old Crl: CD (SD) rats (male) were prepared, placed in polycarbonate cages, and raised in an air-conditioned animal rack (trade name). The air conditioning animal rack was set to a temperature of 22 ° C. and a humidity of 55%, and the lighting was set to a 12-hour cycle of light period 7:00 to 19:00 and dark period 19:00 to 7:00. Water was constantly fed tap water through a water purifier using a water supply bottle, and feed was constantly fed solid feed. A one-week habituation quarantine period was established before the start of the experiment.

国立医薬品食品衛生研究所の既存化学物質毒性データベース(http://dra4.nihs.go.jp/mhlw_data/jsp/SearchPage.jsp)に登録されている37種類の化学物質2−ブタノンオキシム、3-シアノピリジン、2−(2−アミノエチルアミノ)エタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、メタクリルアミド、スルホラン、2-イソプロポキシエタノール、ヒドラジン一水和物、4-エチルモルホリン、メタクリル酸エチルトリメチルアンモニウムクロリド、塩化ベンジルトリメチルアンモニウム、m-ニトロベンゼンスルホン酸ナトリウム、1-ナフチルアミン-4-スルホン酸ナトリウム四水和物、3-メトキシ-3-メチル-1-ブタノール、o-ジクロロベンゼン、3,4-キシリジン、N-メチルアニリン、トリレンジイソシアナート、2-(ジブチルアミノ)エタノール、p-クミルフェノール、m-クレゾール、2,3-ジメチルアニリン、N,N'-ジシクロヘキシルカルボジイミド、フタル酸ジヘプチル、テトラブロモエタン、アジピン酸ジブチル、p-エチルフェノール、2,4-ジ-tert-ブチルフェノール、3,5-キシリジン、N,N-ジメチルベンジルアミン、1,3-ジブロモプロパン、n-ヘキサデカン、1-ブロモ-3-クロロプロパン、ブソイドクメン、ジシクロヘキシルアミン、1,4-ジブロモベンゼン、又は2‐アミノ-5-メチルベンゼンスルホン酸を28日間反復してSprague Dawleyラット(6週齢、雄)に経口投与した。正常対照群として、オリーブ油、注射用水又はゴマ油を28日間反復してSprague Dawleyラット(6週齢、雄)に経口投与した。また、1群あたり3個体のラットを使用した。なお、動物試験は28日間に制限されることはなく、例えば数日間でもよい。   37 kinds of chemical substances 2-butanone oxime, 3-butane oxime registered in the existing chemical substance toxicity database (http://dra4.nihs.go.jp/mhlw_data/jsp/SearchPage.jsp) of National Institute of Health Sciences Cyanopyridine, 2- (2-aminoethylamino) ethanol, tetrahydrofurfuryl alcohol, methacrylamide, sulfolane, 2-isopropoxyethanol, hydrazine monohydrate, 4-ethylmorpholine, ethyltrimethylammonium methacrylate chloride, benzyl chloride Trimethylammonium, sodium m-nitrobenzenesulfonate, sodium 1-naphthylamine-4-sulfonate, 3-methoxy-3-methyl-1-butanol, o-dichlorobenzene, 3,4-xylidine, N-methyl Aniline, tolylene diisocyanate, 2- (dibutylamino) ethanol, p-cumylphenol, m-cresol, 2,3-dimethylaniline, N, N'-dicyclohexylcarbodiimide, diheptyl phthalate, tetrabromoethane, dibutyl adipate, p-ethylphenol, 2,4-di-tert-butylphenol, 3,5- Xylidine, N, N-dimethylbenzylamine, 1,3-dibromopropane, n-hexadecane, 1-bromo-3-chloropropane, pseudocumene, dicyclohexylamine, 1,4-dibromobenzene, or 2-amino-5-methylbenzene Sulfonic acid was orally administered to Sprague Dawley rats (6 weeks old, male) repeatedly for 28 days. As a normal control group, olive oil, water for injection or sesame oil was orally administered to Sprague Dawley rats (6 weeks old, male) repeatedly for 28 days. Three rats were used per group. The animal test is not limited to 28 days, and may be several days, for example.

実験のスケジュールとして、37種類の化学物質の反復投与試験を8回に分けて行った(表1参照)。表中、「第1回」〜「第8回」は実験回を表しており、例えば、第1回目の実験では、2-ブタノンオキシム、3-シアノピリジン、2-(2-アミノエチルアミノ)エタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、及び、それらの溶媒である注射用水を対照群として同時期に実験をしたことを示している。また、第1回目〜第8回目はそれぞれ実験の時期が異なることを示している。さらに、表中の「略号」の欄には、本発明における出願書類中で使用している化学物質の略号を記載しており、「CAS登録番号」の欄には、それぞれの化学物質のCAS登録番号を記載している。   As an experiment schedule, the repeated administration test of 37 kinds of chemical substances was conducted in 8 times (see Table 1). In the table, "1st" to "8th" represent experimental times. For example, in the first experiment, 2-butanone oxime, 3-cyanopyridine, 2- (2-aminoethylamino) It shows that the experiment was conducted at the same time using ethanol, tetrahydrofurfuryl alcohol, and water for injection as a solvent thereof as a control group. Moreover, the 1st time-the 8th time have shown that the time of experiment differs, respectively. Furthermore, in the column of “abbreviation” in the table, the abbreviation of the chemical substance used in the application documents in the present invention is described, and in the “CAS registration number” column, the CAS of each chemical substance is described. The registration number is described.

化学物質の投与液は、化学物質を必要量秤量し、適当な溶媒(注射用水、オリーブ油、ゴマ油など)を用いて溶液又は均一な懸濁液を作製した。経口投与は2.5mL用または5.0mL用注射用シリンジにフレキシブル経口ゾンデ(商品名)を装着したものを用いたが、これに限定されるものではない。   For the chemical administration solution, a necessary amount of the chemical substance was weighed, and a solution or uniform suspension was prepared using an appropriate solvent (water for injection, olive oil, sesame oil, etc.). Oral administration was performed using a syringe for 2.5 mL or 5.0 mL equipped with a flexible oral sonde (trade name), but is not limited thereto.

各化学物質の投与量はそれぞれ、2−ブタノンオキシムが100mg/kg/day、3-シアノピリジンが180mg/kg/day、2−(2−アミノエチルアミノ)エタノールが1,000mg/kg/day、テトラヒドロフルフリルアルコールが600mg/kg/day、メタクリルアミドが150mg/kg/day、スルホランが700mg/kg/day、2-イソプロポキシエタノールが500mg/kg/day、ヒドラジン一水和物が30mg/kg/day、4-エチルモルホリンが500mg/kg/day、メタクリル酸エチルトリメチルアンモニウムクロリドが1,000mg/kg/day、塩化ベンジルトリメチルアンモニウムが120mg/kg/day、m-ニトロベンゼンスルホン酸ナトリウムが1,000mg/kg/day、1-ナフチルアミン-4-スルホン酸ナトリウム四水和物が1,000mg/kg/day、3-メトキシ-3-メチル-1-ブタノールが1,000mg/kg/day、o-ジクロロベンゼンが500mg/kg/day、3,4-キシリジンが250mg/kg/day、N-メチルアニリンが125mg/kg/day、トリレンジイソシアナートが300mg/kg/day、2-(ジブチルアミノ)エタノールが250mg/kg/day、p-クミルフェノールが700mg/kg/day、m-クレゾールが1,000mg/kg/day、2,3-ジメチルアニリンが200mg/kg/day、N,N'-ジシクロヘキシルカルボジイミドが300mg/kg/day、フタル酸ジヘプチルが1,000mg/kg/day、テトラブロモエタンが200mg/kg/day、アジピン酸ジブチルが1,000mg/kg/day、p-エチルフェノール1,000mg/kg/day、2,4-ジ-tert-ブチルフェノールが300mg/kg/day、3,5-キシリジンが200mg/kg/day、N,N-ジメチルベンジルアミンが200mg/kg/day、1,3-ジブロモプロパンが250mg/kg/day、n-ヘキサデカンが1,000mg/kg/day、1-ブロモ-3-クロロプロパンが300mg/kg/day、ブソイドクメンが1,000mg/kg/day、ジシクロヘキシルアミンが70mg/kg/day、1,4-ジブロモベンゼンが300mg/kg/day、2‐アミノ-5-メチルベンゼンスルホン酸が1,000mg/kg/dayとし、投与対象となるラットの体重の測定値から投与液量を計算して、ラットに投与した。   The dose of each chemical substance is 100 mg / kg / day for 2-butanone oxime, 180 mg / kg / day for 3-cyanopyridine, 1,000 mg / kg / day for 2- (2-aminoethylamino) ethanol, tetrahydro Furfuryl alcohol 600 mg / kg / day, methacrylamide 150 mg / kg / day, sulfolane 700 mg / kg / day, 2-isopropoxyethanol 500 mg / kg / day, hydrazine monohydrate 30 mg / kg / day 4-ethylmorpholine 500 mg / kg / day, ethyl trimethylammonium methacrylate 1,000 mg / kg / day, benzyltrimethylammonium chloride 120 mg / kg / day, sodium m-nitrobenzenesulfonate 1,000 mg / kg / day 1-naphthylamine-4-sulfonic acid sodium tetrahydrate 1,000 mg / kg / day, 3-methoxy-3-methyl-1-butanol 1,000 mg / kg / day, o-dichlorobenzene 500 mg / kg / day day, 3,4-xylidine 250 mg / kg / day, N-methylaniline 125 mg / kg / day , 300 mg / kg / day for tolylene diisocyanate, 250 mg / kg / day for 2- (dibutylamino) ethanol, 700 mg / kg / day for p-cumylphenol, 1,000 mg / kg / day for m-cresol, 2 , 3-dimethylaniline 200 mg / kg / day, N, N'-dicyclohexylcarbodiimide 300 mg / kg / day, diheptyl phthalate 1,000 mg / kg / day, tetrabromoethane 200 mg / kg / day, dibutyl adipate 1,000 mg / kg / day, p-ethylphenol 1,000 mg / kg / day, 2,4-di-tert-butylphenol 300 mg / kg / day, 3,5-xylidine 200 mg / kg / day, N, N -Dimethylbenzylamine 200 mg / kg / day, 1,3-dibromopropane 250 mg / kg / day, n-hexadecane 1,000 mg / kg / day, 1-bromo-3-chloropropane 300 mg / kg / day, pseudocumene Is 1,000 mg / kg / day, dicyclohexylamine is 70 mg / kg / day, 1,4-dibromobenzene is 300 mg / kg / day, and 2-amino-5-methylbenzenesulfonic acid is 1,000 mg / kg / day. Calculate the dosing solution volume from the measured weight of the rat as the subject of administration, it was administered to rats.

臓器の採取は、化学物質の最終投与の約24時間後に行った。具体的には、ラットを麻酔下で腹部大動脈より放血(全採血)して安楽死させた後、肝臓を採取し、速やかに液体窒素で凍結させた。凍結させた肝臓組織はISOGEN(ニッポンジーン社製)溶液中でホモジナイズすることにより粉砕した。   Organs were collected approximately 24 hours after the last dose of chemical. Specifically, the rats were exsanguinated (total blood collection) from the abdominal aorta under anesthesia and euthanized, and then the liver was collected and immediately frozen in liquid nitrogen. The frozen liver tissue was pulverized by homogenization in an ISOGEN (Nippon Gene) solution.

<全RNAの抽出>
肝臓組織からの全RNAの抽出はISOGEN試薬(ニッポンジーン社製)を用いて推奨のプロトコルに従って行った。
<Extraction of total RNA>
Extraction of total RNA from liver tissue was performed according to the recommended protocol using ISOGEN reagent (Nippon Gene).

<核酸検体の調製>
検体用mRNAの調製は、肝臓組織からISOGEN試薬(ニッポンジーン社製)を用いて抽出した全RNAから、Poly(A)Pureキット(Ambion社製)を用い、各社推奨のプロトコルに従って行った。
<Preparation of nucleic acid sample>
Sample mRNA was prepared from total RNA extracted from liver tissue using ISOGEN reagent (Nippon Gene) using a Poly (A) Pure kit (Ambion) according to the protocol recommended by each company.

<マイクロアレイの作製>
マイクロアレイ用合成DNAを用いてマイクロアレイを作製した。マイクロアレイの作製方法・条件に限定はないが、例えば(Schena,M.et.al.,Science,270,467-470.(1995))に記載の作製方法を用いることができる。
<Production of microarray>
A microarray was prepared using the synthetic DNA for microarray. The production method and conditions of the microarray are not limited. For example, the production method described in (Schena, M. et. Al., Science, 270, 467-470. (1995)) can be used.

ラット遺伝子断片ライブラリー(マイクロダイアグノスティック社製)を超微量分注装置(マイクロダイアグノスティク社製)によりスライドガラス(松波硝子工業社製、HAコートスライドガラス)にプリントしてマイクロアレイを作製した。該マイクロアレイを気相恒温器内にて80℃で1時間静置し、さらにUVクロスリンカー(Hoefer社製、UVC500)を用いて120mJの紫外線を照射した。   A rat gene fragment library (manufactured by Microdiagnostic) was printed on a slide glass (manufactured by Matsunami Glass Industrial Co., Ltd., HA-coated slide glass) using a micro-volume dispensing device (manufactured by Microdiagnostic) to produce a microarray . The microarray was allowed to stand at 80 ° C. for 1 hour in a gas-phase incubator, and further irradiated with 120 mJ ultraviolet rays using a UV crosslinker (Hoefer, UVC500).

<マイクロアレイの後処理>
マイクロアレイの後処理については、特許公報(特許第4190899号)記載の方法により行った。
<Post-processing of microarray>
The post-treatment of the microarray was performed by the method described in the patent publication (Japanese Patent No. 4190899).

<標識cDNAの合成>
該mRNA 1.5μgを核酸標識・ハイブリダイゼーション試薬(マイクロダイアグノスティック社製)、逆転写酵素SuperScriptII(登録商標:ライフテクノロジーズ)(インビトロジェン社製)、Cyanine5-deoxyuridinetriphosphate(Cyanine5-dUTP)(Perkin Elmer社製)を用い、標識cDNAを作製した。一方、対照としてラット共通レファレンス(マイクロダイアグノスティック社製)を使用した。共通レファレンスに対しては核酸標識・ハイブリダイゼーション試薬(マイクロダイアグノスティック社製)、逆転写酵素SuperScriptII(インビトロジェン社製)、Cyanine3-deoxyuridinetriphosphate(Cyanine3-dUTP)(Perkin Elmer社製)を用い、標識cDNAを作製した。作製方法は、各社推奨のプロトコルに従った。
<Synthesis of labeled cDNA>
1.5 μg of the mRNA was labeled with a nucleic acid labeling / hybridizing reagent (manufactured by Microdiagnostic), reverse transcriptase SuperScriptII (registered trademark: Life Technologies) (manufactured by Invitrogen), cyanine5-deoxyuridinetriphosphate (Cyanine5-dUTP) (manufactured by Perkin Elmer) ) Was used to prepare labeled cDNA. On the other hand, a rat common reference (manufactured by Microdiagnostic) was used as a control. For common reference, nucleic acid labeling / hybridization reagent (Microdiagnostic), reverse transcriptase SuperScriptII (Invitrogen), Cyanine3-deoxyuridinetriphosphate (Cyanine3-dUTP) (Perkin Elmer) is used and labeled cDNA Was made. The production method followed the protocol recommended by each company.

<標識プローブの作製>
これらの標識cDNA、すなわち、Cyanine5-dUTPで標識した検体及びCyanine3-dUTPで標識した対照レファレンスを同一試験管内で混合した後、MicropureEZ(ミリポア社製)及びMicroconYM30(登録商標:ミリポア)(ミリポア社製)により精製した。最終的には核酸標識・ハイブリダイゼーション試薬に付属のハイブリダイゼーションバッファー及び純水を用いて15μlに調製した。
<Preparation of labeled probe>
After mixing these labeled cDNAs, that is, a sample labeled with Cyanine5-dUTP and a control reference labeled with Cyanine3-dUTP in the same test tube, MicropureEZ (Millipore) and MicroconYM30 (registered trademark: Millipore) (Millipore) ). Finally, 15 μl was prepared using the hybridization buffer and pure water attached to the nucleic acid labeling / hybridization reagent.

<ハイブリダイゼーション>
該溶液を99℃で5分間加熱して熱変性させた後に、DNAマイクロアレイ上に滴下し、ハイブリダイゼーションカセット(マイクロダイアグノスティック社製)に格納した。該ハイブリダイゼーションカセットを気相恒温器(三洋電機バイオメディカ社製)に入れ、42℃で約20時間、静置した状態で保温した。この操作によって、サンプル中に含まれる標識cDNAがDNAマイクロアレイ上の相補的なオリゴDNAと特異的に結合する。
<Hybridization>
The solution was heat denatured by heating at 99 ° C. for 5 minutes, then dropped onto a DNA microarray and stored in a hybridization cassette (manufactured by Microdiagnostic). The hybridization cassette was placed in a gas-phase incubator (manufactured by Sanyo Electric Biomedica Co., Ltd.) and kept warm at 42 ° C. for about 20 hours. By this operation, the labeled cDNA contained in the sample specifically binds to the complementary oligo DNA on the DNA microarray.

<洗浄>
ハイブリダイゼーションカセットからスライドガラスを取り出し、核酸標識・ハイブリダイゼーション試薬(マイクロダイアグノスティック社製)付属のハイブリダイゼーション洗浄溶液を用い、同社推奨のプロトコルに従ってスライドガラスを洗浄した。
<Washing>
The slide glass was taken out from the hybridization cassette, and the slide glass was washed using a hybridization washing solution attached to a nucleic acid labeling / hybridization reagent (manufactured by Microdiagnostic) according to the protocol recommended by the company.

<蛍光強度の検出及び数値化>
各遺伝子の発現レベルはDNAマイクロアレイ上に固定されたオリゴDNAと結合した標識cDNAの蛍光強度を測定することにより見積もることができる。洗浄したスライドガラスをスキャナGenePix4000B(Axon Instrument社製)を用いて蛍光を測定し、スキャナに付属の解析ソフトウェアGenePixPro(Axon Instrument社製)を用いて光学的に評価し、蛍光強度の相対値(Cyanine5/Cyanine3)数値化した。すなわち、DNAマイクロアレイ上に固定されたオリゴDNAのスポットの蛍光強度をそれぞれ別々に測定し、蛍光強度をヒト共通レファレンスとの相対比(log2比)で表した。また、スポット以外の場所の蛍光強度からバックグラウンドを算出してノイズとしてそれぞれのスポットの蛍光強度から差し引いた。さらに、サンプルにおける蛍光強度/共通レファレンスの蛍光強度を算出するという解析を行った。すなわち、各サンプルの遺伝子発現レベルはすべて共通レファレンスに対する相対比として検出されるため、単純に複数サンプルを横並び比較できる状態となっている。このようにして取得された数値を集積してデータベース化した。
<Detection and digitization of fluorescence intensity>
The expression level of each gene can be estimated by measuring the fluorescence intensity of the labeled cDNA bound to the oligo DNA immobilized on the DNA microarray. Fluorescence is measured on the cleaned glass slide using the scanner GenePix4000B (Axon Instrument), optically evaluated using the analysis software GenePixPro (Axon Instrument) attached to the scanner, and the relative value of fluorescence intensity (Cyanine5 / Cyanine3) Quantified. That is, the fluorescence intensity of each oligo DNA spot immobilized on the DNA microarray was measured separately, and the fluorescence intensity was expressed as a relative ratio (log 2 ratio) to the human common reference. In addition, the background was calculated from the fluorescence intensity at a place other than the spot, and was subtracted from the fluorescence intensity of each spot as noise. Furthermore, the analysis of calculating the fluorescence intensity of the sample / the fluorescence intensity of the common reference was performed. That is, since the gene expression level of each sample is detected as a relative ratio to the common reference, a plurality of samples can be simply compared side by side. The numerical values obtained in this way were accumulated to form a database.

<二次比の算出>
次に、すべての対照群の平均値を算出し、それぞれのサンプルについてその平均値との相対値(「二次比」と呼ぶ。)を算出した。以下の計算はすべて二次比を用いて行った。
<Calculation of secondary ratio>
Next, an average value of all the control groups was calculated, and a relative value (referred to as “secondary ratio”) with respect to the average value was calculated for each sample. The following calculations were all performed using the secondary ratio.

<統計学的処理>
化学物質が生体に与える影響を判別するために有用な遺伝子を選択するために、トリレンジイソシアナート(CAS登録番号26471-62-5)を28日間反復投与したラットの肝臓と注射用水を投与した対照群ラットの肝臓とを比較して、各遺伝子の対数変換相対的発現比に対するスチューデントのt検定を行ってP値を算出した。それぞれの化学物質投与群と対照群との間で発現レベルの平均値の差が2倍以上、かつ、P値が0.01未満である遺伝子群である9遺伝子を特定した。次に、残りの36種類の化学物質およびそれぞれの対照を投与したラットの肝臓から取得した遺伝子発現プロファイルから、該9遺伝子を抽出した(表2〜16)。表中、「配列番号」の欄には特定した遺伝子の配列番号を記した。また、表中の略号は表1に記載のものを使用し、略号に付随の数字は個体の別を表している。
<Statistical processing>
In order to select a gene useful for discriminating the effects of chemical substances on the living body, liver and water for injection were administered to rats that were repeatedly administered tolylene diisocyanate (CAS registration number 26471-62-5) for 28 days. Compared with the liver of a control group rat, Student's t-test was performed for the logarithmic transformation relative expression ratio of each gene to calculate the P value. Nine genes, which are gene groups in which the difference in the average expression level between the chemical substance administration group and the control group was more than doubled and the P value was less than 0.01, were identified. Next, the 9 genes were extracted from the gene expression profiles obtained from the livers of rats administered with the remaining 36 kinds of chemical substances and their respective controls (Tables 2 to 16). In the table, the “SEQ ID NO” column indicates the SEQ ID NO of the identified gene. In addition, the abbreviations in the table use those described in Table 1, and the numbers accompanying the abbreviations represent the individual.

<クラスタ分析>
DNAマイクロアレイで取得した遺伝子発現データの分析手法として、例えばクラスタ分析が挙げられる。クラスタ分析とは、遺伝子発現変化パターンの類似した遺伝子同士をグルーピングする統計的手法である。データ間の類似度(例えばユークリッド距離など)を定義し、その類似度を用いることにより遺伝子発現パターンが類似した、すなわち、遺伝子発現に対して類似した影響を持つ化学物質同士がグループ化される。
<Cluster analysis>
As an analysis method of gene expression data acquired by a DNA microarray, for example, cluster analysis can be mentioned. Cluster analysis is a statistical technique for grouping genes with similar gene expression change patterns. By defining similarity between data (for example, Euclidean distance) and using the similarity, chemical substances having similar gene expression patterns, that is, chemical substances having similar influence on gene expression are grouped.

配列番号1〜9に示される塩基配列を有する遺伝子の発現変動パターンに基づいて階層的クラスタ分析を行った。階層的クラスタ分析は解析用ソフトウェア「Expression View Pro」(マイクロダイアグノスティック社製)を用いて行った。また、階層的クラスタ分析は「cluster」や「treeview」などのソフトウェアを用いても行うことができる。その結果、大きく5つのクラスタ(A〜E)を形成した。クラスタAには、1,4-ジブロモベンゼン(「14d」で表す。)、1,3-ジブロモプロパン(「13d」で表す。)、3-シアノピリジン(「3cp」で表す。)、3,4-キシリジン(「34x」で表す。)、テトラブロモエタン(「tbe」で表す。)、o-ジクロロベンゼン(「dcb」で表す。)および1-ブロモ-3-クロロプロパン(「bcp」で表す。)が含まれており、クラスタBには、フタル酸ジヘプチル(「dhp」で表す。)が含まれており、クラスタCには、ブソイドクメン(「tmb」で表す。)の3個体中2個体、3,5-キシリジン(「35x」で表す。)および2,3-ジメチルアニリン(「23d」で表す。)が含まれており、クラスタDには、p-クミルフェノール(「pcp」で表す。)、2,4-ジ-tert-ブチルフェノール(「24b」で表す。)の3個体中2個体、スルホラン(「suf」で表す。)の3個体中2個体、ブソイドクメン(「tmb」で表す。)の3個体中1個体、N-メチルアニリン(「nma」で表す。)およびトリレンジイソシアナート(「tdn」で表す。)が含まれており、クラスタEには対照群を含む残りの化学物質が含まれていた(図1)。クラスタA〜Eには該遺伝子(9遺伝子)を特定する際に用いた化学物質であるトリレンジイソシアナート以外にも肝毒性を有することが知られている15種類の化学物質が含まれていた。   Hierarchical cluster analysis was performed based on the expression variation pattern of the gene having the base sequence shown in SEQ ID NO: 1-9. Hierarchical cluster analysis was performed using analysis software “Expression View Pro” (manufactured by Microdiagnostic). Hierarchical cluster analysis can also be performed using software such as “cluster” and “treeview”. As a result, five large clusters (A to E) were formed. Cluster A includes 1,4-dibromobenzene (represented by “14d”), 1,3-dibromopropane (represented by “13d”), 3-cyanopyridine (represented by “3cp”), 3, 4-Xylidine (represented by “34x”), tetrabromoethane (represented by “tbe”), o-dichlorobenzene (represented by “dcb”) and 1-bromo-3-chloropropane (represented by “bcp”) Cluster B contains diheptyl phthalate (represented by “dhp”), and cluster C comprises 2 of 3 individuals of buoyscumene (represented by “tmb”). , 3,5-xylidine (represented by “35x”) and 2,3-dimethylaniline (represented by “23d”), and cluster D contains p-cumylphenol (represented by “pcp”). 2) out of 3 individuals of 2,4-di-tert-butylphenol (represented by “24b”), sulfolane (represented by “suf”) 2 of the individuals, 1 of 3 individuals of pseudocumene (represented by “tmb”), N-methylaniline (represented by “nma”) and tolylene diisocyanate (represented by “tdn”) are included. Cluster E contained the remaining chemicals including the control group (FIG. 1). Clusters A to E contained 15 kinds of chemical substances known to have hepatotoxicity in addition to tolylene diisocyanate which is a chemical substance used for specifying the gene (9 genes). .

これらの結果は、配列番号1〜9に示される塩基配列を有する遺伝子セットの遺伝子発現変動パターンを比較することにより、高い確率で対照群とある特定の肝毒性または肝臓に何らかの影響を与える化学物質を判別することが可能であることを示唆している。   These results show that by comparing the gene expression variation pattern of the gene set having the base sequences shown in SEQ ID NOs: 1 to 9, a chemical substance that has a high probability of having certain effects on the control group and certain liver toxicity It is suggested that it is possible to discriminate.

本発明の肝臓毒性判定遺伝子セットは、肝障害、すなわち、肝臓疾患、損傷または毒性のモニタリング、それらの診断および/またはそれらに対する種々の措置もしくは薬剤の有効性を判定することを助けることができる可能性がある。   The liver toxicity determination gene set of the present invention may be able to help determine liver damage, ie liver disease, injury or toxicity monitoring, their diagnosis and / or the effectiveness of various measures or drugs against them There is sex.

Claims (43)

被検化学物質を生体または細胞に所定期間曝露させた後の遺伝子発現レベルを測定することにより該被検化学物質の毒性を判別または予測する方法であって、
(A)実験動物または肝臓由来の細胞試料を複数用意し、その一部について前記被検化学物質の曝露を所定期間だけ与えて検査試料とするとともに、残りを参照試料とするステップと、
(B)前記検査試料について、配列番号1〜9に示される塩基配列を有する遺伝子群としての生体応答遺伝子群のうちから選択される少なくとも1以上の選択生体応答遺伝子群に対する遺伝子の発現レベルを測定する第1の遺伝子発現レベル測定ステップと、
(B)前記参照試料について、前記選択生体応答遺伝子群に対する遺伝子の発現レベルを測定する第2の遺伝子発現レベル測定ステップと、
(C)前記第1の遺伝子発現レベル測定ステップ及び前記第2の遺伝子発現レベル測定ステップで測定した遺伝子発現レベルを対応する遺伝子ごとに比較し、前記遺伝子の発現レベルの差異に基づいて前記被験化学物質が有する肝毒性を評価するステップと、
を含むことを特徴とする化学物質の毒性判別・予測方法。
A method for determining or predicting toxicity of a test chemical substance by measuring a gene expression level after the test chemical substance is exposed to a living body or a cell for a predetermined period,
(A) preparing a plurality of cell samples derived from an experimental animal or liver, giving a test sample with exposure to the test chemical substance for a part of the cell sample, and using the rest as a reference sample;
(B) About the said test sample, the expression level of the gene with respect to the at least 1 or more selection biological response gene group selected from the biological response gene group as a gene group which has a base sequence shown by sequence number 1-9 is measured. A first gene expression level measuring step to:
(B) a second gene expression level measurement step for measuring the expression level of the gene for the selected biological response gene group for the reference sample;
(C) The gene expression levels measured in the first gene expression level measurement step and the second gene expression level measurement step are compared for each corresponding gene, and the test chemistry is based on the difference in the expression levels of the genes. Assessing the hepatotoxicity of the substance;
A method for determining and predicting the toxicity of chemical substances characterized by comprising
前記遺伝子の発現レベルは、前記生体応答遺伝子群のうちのそれぞれの生体応答遺伝子におけるプロモーター配列に連結されたレポータータンパク質をコードする配列を含むレポーター遺伝子における発現レベルを指標として測定されることを特徴とする請求項1記載の化学物質の毒性判別・予測方法。   The expression level of the gene is measured using an expression level in a reporter gene including a sequence encoding a reporter protein linked to a promoter sequence in each biological response gene in the biological response gene group as an index, The toxicity determination / prediction method for a chemical substance according to claim 1. 請求項2記載の方法に使用されるレポーター遺伝子を含む核酸構成物、これを含むベクター、又は、これらを宿主細胞に導入した形質転換細胞であって、
前記生体応答遺伝子のプロモーター配列に連結されたレポータータンパク質をコードする配列を含むことを特徴とする核酸構成物、これを含むベクター、又は、これらを宿主細胞に導入した形質転換細胞。
A nucleic acid construct containing a reporter gene used in the method according to claim 2, a vector containing the same, or a transformed cell having these introduced into a host cell,
A nucleic acid construct comprising a sequence encoding a reporter protein linked to a promoter sequence of the biological response gene, a vector containing the same, or a transformed cell in which these are introduced into a host cell.
前記宿主細胞は、動物細胞、幹細胞、または胚性幹細胞であることを特徴とする請求項3記載の形質転換細胞。   4. The transformed cell according to claim 3, wherein the host cell is an animal cell, a stem cell, or an embryonic stem cell. 前記参照試料について、肝毒性を有することが公知である既知化学物質を含む複数の化学物質又は前記化学物質を溶解させた溶媒の曝露を前記所定期間だけ与えるステップを更に含むことを特徴とする請求項1記載の化学物質の毒性判別・予測方法。   The method further comprises: exposing the reference sample to a plurality of chemical substances including known chemical substances known to have hepatotoxicity or a solvent in which the chemical substances are dissolved for the predetermined period of time. Item 1. A method for determining and predicting the toxicity of a chemical substance according to Item 1. 前記既知化学物質は、2-ブタノンオキシム(CAS登録番号96-29-7)、3-シアノピリジン(CAS登録番号100-54-9)、スルホラン(CAS登録番号126-33-0)、2-イソプロポキシエタノール(CAS登録番号109-59-1)、ヒドラジン一水和物(CAS登録番号7803-57-8)、4-エチルモルホリン(CAS登録番号100-74-3)、3-メトキシ-3-メチル-1-ブタノール(CAS登録番号56539-66-3)、o-ジクロロベンゼン(CAS登録番号95-50-1)、3,4-キシリジン(CAS登録番号95-64-7)、N-メチルアニリン(CAS登録番号100-61-8)、トリレンジイソシアナート(CAS登録番号26471-62-5)、2-(ジブチルアミノ)エタノール(CAS登録番号102-81-8)、p-クミルフェノール(CAS登録番号599-64-4)、m-クレゾール(CAS登録番号108-39-4)、2,3-ジメチルアニリン(CAS登録番号87-59-2)、N,N'-ジシクロヘキシルカルボジイミド(CAS登録番号538-75-0)、フタル酸ジヘプチル(CAS登録番号3648-21-3)、テトラブロモエタン(CAS登録番号79-27-6)、P-エチルフェノール(CAS登録番号123-07-9)、2,4-ジ-tert-ブチルフェノール(CAS登録番号96-76-4)、3,5-キシリジン(CAS登録番号108-69-0)、1,3-ジブロモプロパン(CAS登録番号109-64-8)、1-ブロモ-3-クロロプロパン(CAS登録番号109-70-6)、ブソイドクメン(CAS登録番号95-63-6)、1,4-ジブロモベンゼン(CAS登録番号106-37-6)から選択される少なくとも1以上の化学物質であることを特徴とする請求項5記載の化学物質の毒性判別・予測方法。   The known chemical substances are 2-butanone oxime (CAS registration number 96-29-7), 3-cyanopyridine (CAS registration number 100-54-9), sulfolane (CAS registration number 126-33-0), 2- Isopropoxyethanol (CAS registration number 109-59-1), hydrazine monohydrate (CAS registration number 7803-57-8), 4-ethylmorpholine (CAS registration number 100-74-3), 3-methoxy-3 -Methyl-1-butanol (CAS registration number 56539-66-3), o-dichlorobenzene (CAS registration number 95-50-1), 3,4-xylidine (CAS registration number 95-64-7), N- Methylaniline (CAS registration number 100-61-8), tolylene diisocyanate (CAS registration number 26471-62-5), 2- (dibutylamino) ethanol (CAS registration number 102-81-8), p-cumyl Phenol (CAS registration number 599-64-4), m-cresol (CAS registration number 108-39-4), 2,3-dimethylaniline (CAS registration number 87-59-2), N, N'-dicyclohexylcarbodiimide (CAS registration number 538 -75-0), diheptyl phthalate (CAS registration number 3648-21-3), tetrabromoethane (CAS registration number 79-27-6), P-ethylphenol (CAS registration number 123-07-9), 2 , 4-Di-tert-butylphenol (CAS registration number 96-76-4), 3,5-xylidine (CAS registration number 108-69-0), 1,3-dibromopropane (CAS registration number 109-64-8) ), 1-bromo-3-chloropropane (CAS registration number 109-70-6), pseudocumene (CAS registration number 95-63-6), 1,4-dibromobenzene (CAS registration number 106-37-6) The chemical substance toxicity determination / prediction method according to claim 5, wherein the chemical substance toxicity determination / prediction method is at least one chemical substance. 前記遺伝子発現レベルの測定は、RT-PCR法、Real Time PCR法、iAFLP(introduced Amplified Fragment Length Polymorphism)法、LAMP(Loop-Mediated Isothermal Amplification)法、nCounter Analysis system、ハイブリダイゼーション法のうちの1つの方法を用いることを特徴とする請求項1又は5に記載の化学物質の毒性判別・予測方法。   The gene expression level is measured by one of RT-PCR, Real Time PCR, iAFLP (Introduced Amplified Fragment Length Polymorphism), LAMP (Loop-Mediated Isothermal Amplification), nCounter Analysis system, and hybridization. 6. The chemical substance toxicity determination / prediction method according to claim 1 or 5, wherein the method is used. 前記ハイブリダイゼーション法は、マイクロアレイ法又はブロット法であることを特徴とする請求項7記載の化学物質の毒性判別・予測方法。   8. The chemical substance toxicity determination / prediction method according to claim 7, wherein the hybridization method is a microarray method or a blot method. 前記マイクロアレイ法又はブロット法に用いられるプローブは、ヌクレオチド又はタンパク質であることを特徴とする請求項8記載の化学物質の毒性判別・予測方法。   9. The chemical substance toxicity discrimination / prediction method according to claim 8, wherein the probe used in the microarray method or blotting method is a nucleotide or a protein. 前記ヌクレオチドは、mRNA、cDNA、合成オリゴヌクレオチドであることを特徴とする請求項9記載の化学物質の毒性判別・予測方法。   10. The chemical substance toxicity discrimination / prediction method according to claim 9, wherein the nucleotide is mRNA, cDNA, or synthetic oligonucleotide. 前記ヌクレオチドは、標識化ヌクレオチドであることを特徴とする請求項9または10記載の化学物質の毒性判別・予測方法。   11. The chemical substance toxicity determination / prediction method according to claim 9, wherein the nucleotide is a labeled nucleotide. 前記遺伝子発現レベルの測定は、前記生体応答遺伝子に対応する核酸、又は、前記生体応答遺伝子によってコードされるタンパク質について、存在するか、もしくは、量の測定によることを特徴とする請求項1又は5に記載の化学物質の毒性判別・予測方法。   6. The measurement of the gene expression level is performed by measuring the presence or amount of a nucleic acid corresponding to the biological response gene or a protein encoded by the biological response gene. Toxicity discrimination / prediction method for chemical substances described in 1. 前記タンパク質は、免疫学的方法で測定されることを特徴とする請求項12記載の化学物質の毒性判別・予測方法。   13. The chemical substance toxicity determination / prediction method according to claim 12, wherein the protein is measured by an immunological method. 前記免疫学的方法は、前記生体応答遺伝子によってコードされるタンパク質又はその断片に対する特異抗体と標的タンパク質との免疫学的複合体を検出する方法によることを特徴とする請求項13記載の化学物質の毒性判別・予測方法。   14. The chemical substance according to claim 13, wherein the immunological method is a method for detecting an immunological complex of a specific antibody against a protein encoded by the biological response gene or a fragment thereof and a target protein. Toxicity discrimination / prediction method. 前記特異抗体は、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、キメラ抗体、及び抗体フラグメントから選択されることを特徴とする請求項14記載の化学物質の毒性判別・予測方法。   15. The chemical substance toxicity discrimination / prediction method according to claim 14, wherein the specific antibody is selected from a monoclonal antibody, a polyclonal antibody, a chimeric antibody, and an antibody fragment. 化学物質が生体に与える影響を遺伝子発現レベルで検出することにより被検化学物質の毒性を判別するために用いられる照合データとしての遺伝子発現データベースを作成する方法であって、
(A)2-ブタノンオキシム(CAS登録番号96-29-7)、3-シアノピリジン(CAS登録番号100-54-9)、2-(2-アミノエチルアミノ)エタノール(CAS登録番号111-41-1)、テトラヒドロフルフリルアルコール(CAS登録番号97-99-4)、メタクリルアミド(CAS登録番号79-39-0)、スルホラン(CAS登録番号126-33-0)、2-イソプロポキシエタノール(CAS登録番号109-59-1)、ヒドラジン一水和物(CAS登録番号7803-57-8)、4-エチルモルホリン(CAS登録番号100-74-3)、メタクリル酸エチルトリメチルアンモニウムクロリド(CAS登録番号5039-78-1)、塩化ベンジルトリメチルアンモニウム(CAS登録番号56-93-9)、m-ニトロベンゼンスルホン酸ナトリウム(CAS登録番号127-68-4)、1-ナフチルアミン-4-スルホン酸ナトリウム四水和物(CAS登録番号130-13-2)、3-メトキシ-3-メチル-1-ブタノール(CAS登録番号56539-66-3)、o-ジクロロベンゼン(CAS登録番号95-50-1)、3,4-キシリジン(CAS登録番号95-64-7)、N-メチルアニリン(CAS登録番号100-61-8)、トリレンジイソシアナート(CAS登録番号26471-62-5)、2-(ジブチルアミノ)エタノール(CAS登録番号102-81-8)、p-クミルフェノール(CAS登録番号599-64-4)、m-クレゾール(CAS登録番号108-39-4)、2,3-ジメチルアニリン(CAS登録番号87-59-2)、N,N'-ジシクロヘキシルカルボジイミド(CAS登録番号538-75-0)、フタル酸ジヘプチル(CAS登録番号3648-21-3)、テトラブロモエタン(CAS登録番号79-27-6)、アジピン酸ジブチル(CAS登録番号105-99-7)、P-エチルフェノール(CAS登録番号123-07-9)、2,4-ジ-tert-ブチルフェノール(CAS登録番号96-76-4)、3,5-キシリジン(CAS登録番号108-69-0)、N,N-ジメチルベンジルアミン(CAS登録番号103-83-3)、1,3-ジブロモプロパン(CAS登録番号109-64-8)、n-ヘキサデカン(CAS登録番号544-76-3)、1-ブロモ-3-クロロプロパン(CAS登録番号109-70-6)、ブソイドクメン(CAS登録番号95-63-6)、ジシクロヘキシルアミン(CAS登録番号101-83-7)、1,4-ジブロモベンゼン(CAS登録番号106-37-6)、及び2‐アミノ-5-メチルベンゼンスルホン酸(CAS登録番号88-44-8)のそれぞれについて所定量を所定期間生体または肝臓由来の細胞試料に投与(曝露)するステップと、
(B)前記生体の肝臓組織または前記肝臓由来の前記細胞試料からmRNAを単離して、配列番号1〜9の塩基配列を有する遺伝子群(生体応答遺伝子群)のうちから選択される少なくとも1以上の生体応答遺伝子に対する遺伝子発現レベルを測定する測定ステップと、
(C)前記遺伝子発現レベルを対応する前記化学物質、曝露量及び曝露期間とともに遺伝子発現データとしてデータベース化するステップと、
を含むことを特徴とする照合用遺伝子発現データベース作成方法。
A method of creating a gene expression database as reference data used to discriminate the toxicity of a test chemical substance by detecting the influence of the chemical substance on the living body at the gene expression level,
(A) 2-butanone oxime (CAS registration number 96-29-7), 3-cyanopyridine (CAS registration number 100-54-9), 2- (2-aminoethylamino) ethanol (CAS registration number 111-41) -1), tetrahydrofurfuryl alcohol (CAS registration number 97-99-4), methacrylamide (CAS registration number 79-39-0), sulfolane (CAS registration number 126-33-0), 2-isopropoxyethanol ( CAS registration number 109-59-1), hydrazine monohydrate (CAS registration number 7803-57-8), 4-ethylmorpholine (CAS registration number 100-74-3), ethyl trimethylammonium methacrylate (CAS registration) No. 5039-78-1), benzyltrimethylammonium chloride (CAS registration number 56-93-9), sodium m-nitrobenzenesulfonate (CAS registration number 127-68-4), sodium 1-naphthylamine-4-sulfonate Hydrate (CAS registration number 130-13-2), 3-methoxy-3-methyl-1-butanol (CAS registration) No. 56539-66-3), o-dichlorobenzene (CAS registration number 95-50-1), 3,4-xylidine (CAS registration number 95-64-7), N-methylaniline (CAS registration number 100-61) -8), tolylene diisocyanate (CAS registration number 26471-62-5), 2- (dibutylamino) ethanol (CAS registration number 102-81-8), p-cumylphenol (CAS registration number 599-64- 4), m-cresol (CAS registration number 108-39-4), 2,3-dimethylaniline (CAS registration number 87-59-2), N, N'-dicyclohexylcarbodiimide (CAS registration number 538-75-0) ), Diheptyl phthalate (CAS registration number 3648-21-3), tetrabromoethane (CAS registration number 79-27-6), dibutyl adipate (CAS registration number 105-99-7), P-ethylphenol (CAS Registration number 123-07-9), 2,4-di-tert-butylphenol (CAS registration number 96-76-4), 3,5-xylidine (CAS registration number 108-69-0), N, N-dimethyl Benzylamine (CAS registration number 103-83-3), 1 , 3-dibromopropane (CAS registration number 109-64-8), n-hexadecane (CAS registration number 544-76-3), 1-bromo-3-chloropropane (CAS registration number 109-70-6), pseudocumene ( CAS registry number 95-63-6), dicyclohexylamine (CAS registry number 101-83-7), 1,4-dibromobenzene (CAS registry number 106-37-6), and 2-amino-5-methylbenzenesulfone Administering (exposing) a predetermined amount of each of the acids (CAS Registry No. 88-44-8) to a living or liver-derived cell sample for a predetermined period;
(B) At least one or more selected from a gene group (biological response gene group) having a base sequence of SEQ ID NOs: 1 to 9 by isolating mRNA from the liver tissue of the living body or the cell sample derived from the liver A measurement step for measuring a gene expression level with respect to a biological response gene of
(C) database the gene expression level as a gene expression data together with the corresponding chemical substance, exposure amount and exposure period;
A gene expression database creation method for verification, comprising:
前記測定ステップは、RT-PCR法、Real Time PCR法、iAFLP(introduced Amplified Fragment Length Polymorphism)法、LAMP(Loop-Mediated Isothermal Amplification)法、nCounter Analysis system、ハイブリダイゼーション法のうちの1つを用いることを特徴とする、請求項16記載の照合用遺伝子発現データベース作成方法。   The measurement step uses one of RT-PCR, Real Time PCR, iAFLP (Introduced Amplified Fragment Length Polymorphism), LAMP (Loop-Mediated Isothermal Amplification), nCounter Analysis system, and hybridization. The method for creating a reference gene expression database according to claim 16. 前記ハイブリダイゼーション法は、マイクロアレイ法又はブロット法であることを特徴とする請求項17記載の照合用遺伝子発現データベースの作成方法。   The method for creating a reference gene expression database according to claim 17, wherein the hybridization method is a microarray method or a blot method. 前記マイクロアレイ法又はブロット法に用いられるプローブは、ヌクレオチド又はタンパク質であることを特徴とする請求項18記載の照合用遺伝子発現データベースの作成方法。   The method for creating a reference gene expression database according to claim 18, wherein the probe used in the microarray method or blotting method is a nucleotide or a protein. 前記ヌクレオチドは、mRNA、cDNA、合成オリゴヌクレオチドであることを特徴とする請求項19記載の照合用遺伝子発現データベースの作成方法。   The method for creating a reference gene expression database according to claim 19, wherein the nucleotide is mRNA, cDNA, or synthetic oligonucleotide. 前記ヌクレオチドは、標識化ヌクレオチドであることを特徴とする請求項19又は20に記載の照合用遺伝子発現データベースの作成方法。   21. The method for creating a reference gene expression database according to claim 19 or 20, wherein the nucleotide is a labeled nucleotide. 前記測定ステップは、前記生体応答遺伝子に対応する核酸、又は、前記生体応答遺伝子によってコードされるタンパク質について、存在するか、もしくは、量を測定によることを特徴とする請求項16記載の照合用遺伝子発現データベースの作成方法。   17. The verification gene according to claim 16, wherein the measuring step is present by measuring the nucleic acid corresponding to the biological response gene or the protein encoded by the biological response gene. How to create an expression database. 前記測定は、免疫学的方法によって行うことを特徴とする請求項22記載の照合用遺伝子発現データベースの作成方法。   The method for creating a reference gene expression database according to claim 22, wherein the measurement is performed by an immunological method. 前記免疫学的方法は、前記生体応答遺伝子によってコードされるタンパク質又はその断片に対する特異抗体と標的タンパク質との免疫学的複合体を検出する方法であることを特徴とする請求項23記載の照合用遺伝子発現データベースの作成方法。   24. The collating method according to claim 23, wherein the immunological method is a method of detecting an immunological complex of a specific antibody against a protein encoded by the biological response gene or a fragment thereof and a target protein. How to create a gene expression database. 前記特異抗体は、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、キメラ抗体、及び抗体フラグメントから選択されることを特徴とする請求項24記載の照合用遺伝子発現データベースの作成方法。   The method for creating a reference gene expression database according to claim 24, wherein the specific antibody is selected from a monoclonal antibody, a polyclonal antibody, a chimeric antibody, and an antibody fragment. 化学物質が生体に与える影響を遺伝子発現レベルで検出することにより被検化学物質の毒性を判別・予測する方法であって、
(A)2-ブタノンオキシム(CAS登録番号96-29-7)、3-シアノピリジン(CAS登録番号100-54-9)、2-(2-アミノエチルアミノ)エタノール(CAS登録番号111-41-1)、テトラヒドロフルフリルアルコール(CAS登録番号97-99-4)、メタクリルアミド(CAS登録番号79-39-0)、スルホラン(CAS登録番号126-33-0)、2-イソプロポキシエタノール(CAS登録番号109-59-1)、ヒドラジン一水和物(CAS登録番号7803-57-8)、4-エチルモルホリン(CAS登録番号100-74-3)、メタクリル酸エチルトリメチルアンモニウムクロリド(CAS登録番号5039-78-1)、塩化ベンジルトリメチルアンモニウム(CAS登録番号56-93-9)、m-ニトロベンゼンスルホン酸ナトリウム(CAS登録番号127-68-4)、1-ナフチルアミン-4-スルホン酸ナトリウム四水和物(CAS登録番号130-13-2)、3-メトキシ-3-メチル-1-ブタノール(CAS登録番号56539-66-3)、o-ジクロロベンゼン(CAS登録番号95-50-1)、3,4-キシリジン(CAS登録番号95-64-7)、N-メチルアニリン(CAS登録番号100-61-8)、トリレンジイソシアナート(CAS登録番号26471-62-5)、2-(ジブチルアミノ)エタノール(CAS登録番号102-81-8)、p-クミルフェノール(CAS登録番号599-64-4)、m-クレゾール(CAS登録番号108-39-4)、2,3-ジメチルアニリン(CAS登録番号87-59-2)、N,N'-ジシクロヘキシルカルボジイミド(CAS登録番号538-75-0)、フタル酸ジヘプチル(CAS登録番号3648-21-3)、テトラブロモエタン(CAS登録番号79-27-6)、アジピン酸ジブチル(CAS登録番号105-99-7)、P-エチルフェノール(CAS登録番号123-07-9)、2,4-ジ-tert-ブチルフェノール(CAS登録番号96-76-4)、3,5-キシリジン(CAS登録番号108-69-0)、N,N-ジメチルベンジルアミン(CAS登録番号103-83-3)、1,3-ジブロモプロパン(CAS登録番号109-64-8)、n-ヘキサデカン(CAS登録番号544-76-3)、1-ブロモ-3-クロロプロパン(CAS登録番号109-70-6)、ブソイドクメン(CAS登録番号95-63-6)、ジシクロヘキシルアミン(CAS登録番号101-83-7)、1,4-ジブロモベンゼン(CAS登録番号106-37-6)、及び2‐アミノ-5-メチルベンゼンスルホン酸(CAS登録番号88-44-8)のそれぞれについて所定量を所定期間生体または肝臓由来の細胞試料に投与(曝露)するステップと、
(B)前記生体の肝臓組織または前記肝臓由来の前記細胞試料からmRNAを単離して、配列番号1〜9の塩基配列を有する遺伝子群(生体応答遺伝子群)のうちから選択される少なくとも1以上の生体応答遺伝子に対する遺伝子発現レベルを測定する測定ステップと、
(C)前記遺伝子発現レベルを対応する前記化学物質、曝露量、曝露期間とともに遺伝子発現データとして収集するステップと、
(D)被検化学物質を適当な濃度で一定期間生体または肝臓由来の細胞試料に曝露させるステップと、
(E)前記生体由来の前記肝臓組織または前記肝臓由来の細胞試料からmRNAを単離して、(B)のステップで選択した生体応答遺伝子に対する遺伝子発現レベルを測定するステップと、
(F)(E)で得られた前記遺伝子発現レベルを前記被検化学物質、曝露量及び曝露期間とともに遺伝子発現データとして収集するステップと、
(G)(F)で収集された遺伝子発現データを(C)で収集された照合用の対応する遺伝子発現データと比較するステップと、
を含むことを特徴とする化学物質の毒性判別・予測方法。
A method for determining and predicting the toxicity of a test chemical substance by detecting the influence of the chemical substance on the living body at the gene expression level,
(A) 2-butanone oxime (CAS registration number 96-29-7), 3-cyanopyridine (CAS registration number 100-54-9), 2- (2-aminoethylamino) ethanol (CAS registration number 111-41) -1), tetrahydrofurfuryl alcohol (CAS registration number 97-99-4), methacrylamide (CAS registration number 79-39-0), sulfolane (CAS registration number 126-33-0), 2-isopropoxyethanol ( CAS registration number 109-59-1), hydrazine monohydrate (CAS registration number 7803-57-8), 4-ethylmorpholine (CAS registration number 100-74-3), ethyl trimethylammonium methacrylate (CAS registration) No. 5039-78-1), benzyltrimethylammonium chloride (CAS registration number 56-93-9), sodium m-nitrobenzenesulfonate (CAS registration number 127-68-4), sodium 1-naphthylamine-4-sulfonate Hydrate (CAS registration number 130-13-2), 3-methoxy-3-methyl-1-butanol (CAS registration) No. 56539-66-3), o-dichlorobenzene (CAS registration number 95-50-1), 3,4-xylidine (CAS registration number 95-64-7), N-methylaniline (CAS registration number 100-61) -8), tolylene diisocyanate (CAS registration number 26471-62-5), 2- (dibutylamino) ethanol (CAS registration number 102-81-8), p-cumylphenol (CAS registration number 599-64- 4), m-cresol (CAS registration number 108-39-4), 2,3-dimethylaniline (CAS registration number 87-59-2), N, N'-dicyclohexylcarbodiimide (CAS registration number 538-75-0) ), Diheptyl phthalate (CAS registration number 3648-21-3), tetrabromoethane (CAS registration number 79-27-6), dibutyl adipate (CAS registration number 105-99-7), P-ethylphenol (CAS Registration number 123-07-9), 2,4-di-tert-butylphenol (CAS registration number 96-76-4), 3,5-xylidine (CAS registration number 108-69-0), N, N-dimethyl Benzylamine (CAS registration number 103-83-3), 1 , 3-dibromopropane (CAS registration number 109-64-8), n-hexadecane (CAS registration number 544-76-3), 1-bromo-3-chloropropane (CAS registration number 109-70-6), pseudocumene ( CAS registry number 95-63-6), dicyclohexylamine (CAS registry number 101-83-7), 1,4-dibromobenzene (CAS registry number 106-37-6), and 2-amino-5-methylbenzenesulfone Administering (exposing) a predetermined amount of each of the acids (CAS Registry No. 88-44-8) to a living or liver-derived cell sample for a predetermined period;
(B) At least one or more selected from a gene group (biological response gene group) having a base sequence of SEQ ID NOs: 1 to 9 by isolating mRNA from the liver tissue of the living body or the cell sample derived from the liver A measurement step for measuring a gene expression level with respect to a biological response gene of
(C) collecting the gene expression level together with the corresponding chemical substance, exposure amount, and exposure period as gene expression data;
(D) exposing a test chemical substance to a living or liver-derived cell sample at an appropriate concentration for a certain period of time;
(E) isolating mRNA from the living body-derived liver tissue or the liver-derived cell sample, and measuring a gene expression level for the biological response gene selected in the step (B);
(F) collecting the gene expression level obtained in (E) as gene expression data together with the test chemical substance, the exposure amount and the exposure period;
(G) comparing the gene expression data collected in (F) with the corresponding gene expression data for matching collected in (C);
A method for determining and predicting the toxicity of chemical substances characterized by comprising
前記測定ステップは、RT-PCR法、Real Time PCR法、iAFLP(introduced Amplified Fragment Length Polymorphism)法、LAMP(Loop-Mediated Isothermal Amplification)法、nCounter Analysis system、ハイブリダイゼーション法のうちの1つを用いることを特徴とする、請求項26記載の化学物質の毒性判別・予測方法。   The measurement step uses one of RT-PCR, Real Time PCR, iAFLP (Introduced Amplified Fragment Length Polymorphism), LAMP (Loop-Mediated Isothermal Amplification), nCounter Analysis system, and hybridization. 27. The method for discriminating and predicting toxicity of a chemical substance according to claim 26. 前記ハイブリダイゼーション法は、マイクロアレイ法又はブロット法であることを特徴とする請求項27記載の化学物質の毒性判別・予測方法。   28. The chemical substance toxicity determination / prediction method according to claim 27, wherein the hybridization method is a microarray method or a blot method. 前記マイクロアレイ法又はブロット法に用いられるプローブは、ヌクレオチド又はタンパク質であることを特徴とする請求項28記載の化学物質の毒性判別・予測方法。   29. The chemical substance toxicity discrimination / prediction method according to claim 28, wherein the probe used in the microarray method or blotting method is a nucleotide or a protein. 前記ヌクレオチドは、mRNA、cDNA、合成オリゴヌクレオチドであることを特徴とする請求項29記載の化学物質の毒性判別・予測方法。   30. The chemical substance toxicity discrimination / prediction method according to claim 29, wherein the nucleotide is mRNA, cDNA, or synthetic oligonucleotide. 前記ヌクレオチドは、標識化ヌクレオチドであることを特徴とする請求項29又は30に記載の化学物質の毒性判別・予測方法。   31. The chemical substance toxicity determination / prediction method according to claim 29 or 30, wherein the nucleotide is a labeled nucleotide. 前記測定ステップは、前記生体応答遺伝子に対応する核酸、又は、前記生体応答遺伝子によってコードされるタンパク質について、存在するか、もしくは量を測定によることを特徴とする請求項26記載の化学物質の毒性判別・予測方法。   27. The toxicity of a chemical substance according to claim 26, wherein the measuring step is performed by measuring a nucleic acid corresponding to the biological response gene or a protein encoded by the biological response gene. Discrimination / prediction method. 前記測定は、免疫学的方法によって行うことを特徴とする請求項32記載の化学物質の毒性判別・予測方法。   33. The chemical substance toxicity determination / prediction method according to claim 32, wherein the measurement is performed by an immunological method. 前記免疫学的方法は、前記生体応答遺伝子によってコードされるタンパク質又はその断片に対する特異抗体と標的タンパク質との免疫学的複合体を検出する方法であることを特徴とする請求項33記載の化学物質の毒性判別・予測方法。   The chemical substance according to claim 33, wherein the immunological method is a method of detecting an immunological complex of a specific antibody against a protein encoded by the biological response gene or a fragment thereof and a target protein. Toxicity discrimination / prediction method. 前記特異抗体は、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、キメラ抗体、及び抗体フラグメントから選択されることを特徴とする請求項34記載の化学物質の毒性判別・予測方法。   35. The chemical substance toxicity discrimination / prediction method according to claim 34, wherein the specific antibody is selected from a monoclonal antibody, a polyclonal antibody, a chimeric antibody, and an antibody fragment. 請求項3及び4を除く、請求項1乃至35のうちのいずれか1つに記載の方法に用いられるプローブを含む化学物質の毒性判別キットであって、
前記プローブは、前記生体応答遺伝子またはその転写産物に特異的にハイブリダイズする配列を有する分子を含むことを特徴とする化学物質の毒性判別キット。
A chemical toxicity determination kit including a probe used in the method according to any one of claims 1 to 35, excluding claims 3 and 4,
A chemical substance toxicity determination kit, wherein the probe includes a molecule having a sequence that specifically hybridizes to the biological response gene or a transcription product thereof.
前記プローブは、ヌクレオチド又はタンパク質であることを特徴とする請求項36記載の化学物質の毒性判別キット。   37. The chemical substance toxicity determination kit according to claim 36, wherein the probe is a nucleotide or a protein. 前記ヌクレオチドは、mRNA、cDNA、又は合成オリゴヌクレオチドであることを特徴とする請求項37記載の化学物質の毒性判別キット。   38. The chemical toxicity determination kit according to claim 37, wherein the nucleotide is mRNA, cDNA, or a synthetic oligonucleotide. 前記ヌクレオチドは、前記生体応答遺伝子のセンス鎖又はアンチセンス鎖とハイブリダイズし、10〜100塩基であることを特徴とする請求項38記載の化学物質の毒性判別キット。   39. The chemical substance toxicity determination kit according to claim 38, wherein the nucleotide hybridizes with a sense strand or an antisense strand of the biological response gene and has 10 to 100 bases. 前記ヌクレオチドは、標識化ヌクレオチドであることを特徴とする請求項38または39記載の化学物質の毒性判別キット。   40. The chemical substance toxicity determination kit according to claim 38 or 39, wherein the nucleotide is a labeled nucleotide. 前記プローブは、抗体及び/又はアプタマーであるタンパク質であることを特徴とする請求項36記載の化学物質の毒性判別キット。   37. The chemical toxicity determination kit according to claim 36, wherein the probe is a protein that is an antibody and / or an aptamer. 前記プローブは、少なくとも1つ以上を固体支持体に固定したDNAマイクロアレイ、DNAチップ、タンパクチップまたは抗体チップを含むことを特徴とする請求項36乃至41のうちのいずれか1つに記載の化学物質の毒性判別キット。   The chemical substance according to any one of claims 36 to 41, wherein the probe includes a DNA microarray, a DNA chip, a protein chip, or an antibody chip in which at least one or more is fixed to a solid support. Toxicity discrimination kit. 前記固体支持体は、ガラス、シリコン、プラスチック又は生体膜であることを特徴とする請求項42記載の化学物質の毒性判別キット。   The chemical substance toxicity determination kit according to claim 42, wherein the solid support is glass, silicon, plastic, or a biological membrane.
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