JP2015504310A - 生物学的モニタリングのためのアネキシンvのマイクロ粒子ポリペプチドに対するgm1ガングリオシドの比 - Google Patents

生物学的モニタリングのためのアネキシンvのマイクロ粒子ポリペプチドに対するgm1ガングリオシドの比 Download PDF

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Abstract

本出願人らは、細胞、組織、器官または生物の状態をモニタリングする方法について記載する。この方法は、細胞、組織、器官または生物に由来するマイクロ粒子の試料に関して、比を確定するステップを含む。この比は、GM1ガングリオシドを含む、好ましくは、コレラ毒素B(CTB)と結合するマイクロ粒子における選択されたポリペプチド(「GM1ガングリオシドマイクロ粒子ポリペプチド」)の、露出したホスファチジルセリンを含む、好ましくは、アネキシンVと結合するマイクロ粒子における選択されたポリペプチド(「アネキシンVマイクロ粒子ポリペプチド」)に対する比である。このように確定されたGM1ガングリオシドマイクロ粒子ポリペプチドのアネキシンVマイクロ粒子ポリペプチドに対する比は、細胞、組織、器官または生物の状態を示すことができる。

Description

本発明は、医学、細胞生物学、分子生物学および遺伝学の分野に関する。本発明は、医学の分野に関する。
特に、本発明は、細胞、組織、器官または生物の生理学的状態または病理学的状態をモニタリングする方法に関する。本発明はまた、癌等の疾患の診断および治療に関する。
米国特許出願第60/713,992号、米国特許出願第12/065,549号、米国特許出願第12/065,551号、米国特許出願第60/878,222号、米国特許出願第12/377,398号、米国特許出願第61/066,671号、米国特許出願第61/227,865号および米国特許出願第61/257,121号を参照する。国際出願PCT/GB2005/003206、PCT/SG2006/000233、PCT/SG2006/000232、PCT/SG2007/000257およびPCT/SG2009/000062も参照する。
前述の出願、ならびに本願および前述の出願のそれぞれにおいて、前述の出願それぞれの審査手続き中も含み、引用または参照されている各文献(「出願および論文に引用された文献」)、ならびに前述の出願および論文のそれぞれならびに出願および論文に引用された文献のいずれにおいて引用または言及されているいずれの製品のいずれのメーカー説明書またはカタログも、これにより、参照することにより本明細書の一部をなすものとする。さらに、本明細書において引用されているあらゆる文献、および本明細書において引用されている文献に引用または参照されているあらゆる文献、および本明細書またはこれにより本明細書に援用されているいずれの文献において引用または言及されているいずれの製品のいずれのメーカー説明書またはカタログも、これにより、参照することにより本明細書の一部をなすものとする。参照することにより本明細書に援用されている文献またはそこに記述されているいずれの教示も、本発明の実施において用いることができる。参照することにより本明細書に援用されている文献は、先行技術であるとは認められない。
マイクロ粒子が、種々の細胞型により分泌され、細胞型、および細胞または細胞微小環境の病生理学的状態、例えば、アルツハイマー病、TB感染症、HIV感染症、癌、低酸素症、放射線照射、酸化ストレス、せん断応力および曝露活性化補体複合体(exposure activated complement complexes)に応じて異なる可能性があることが十分に確立されている。マイクロ粒子は、膜小胞である。現在までに、エキソソーム、エクトソーム(ectosome)、アポトーシス小体を含む数種類のマイクロ粒子が存在している。このようなマイクロ粒子は、タンパク質およびRNAの両方を含有する。これらマイクロ粒子の多くは、生物活性または病理発生のいずれかを増強する生物活性を有することが示されてきた。
尿、血液、涙、唾液、気管支肺胞洗浄液、腫瘍浸出液、精巣上体液、羊水および乳汁等の体液は、多くの膜小胞を含有する。排出物(shedding)として、マイクロ粒子の種類および生物活性は、細胞型、その生理学的状態およびその細胞微小環境に依存し、このようなマイクロ粒子は、診断マーカーまたは予後マーカーの優れた供給源となる可能性がある。このようなマイクロ粒子を枯渇させることによる治療法の可能性もある。しかし、体液におけるこのようなマイクロ粒子の多くの同一性および起源は不明であり、また、おそらく高度に異種起源的である。
したがって、本技術分野において、マイクロ粒子を迅速に濃縮することができるツール、ならびに脂質マイクロ粒子に基づくバイオマーカーまたは治療用途の予測性および頑強性を改善するツールが必要とされている。
本発明の実施は、他に特段の断りがない限り、化学、分子生物学、微生物学、組換えDNAおよび免疫学の従来技術を、当業者の能力の範囲内で利用することができよう。係る技術は、文献において説明されている。例えば、J.Sambrook、E.F.Fritsch、 および T.Maniatis、1989、Molecular Cloning:A Laboratory Manual、第2版、Books 1〜3、Cold Spring Harbor Laboratory Press;Ausubel、F.M.ら(1995および定期増補;Current Protocols in Molecular Biology、ch.9、13および16、John Wiley&Sons、New York、N.Y.);B.Roe、J.Crabtree、および A.Kahn、1996、DNA Isolation and Sequencing:Essential Techniques、John Wiley&Sons;J.M.Polak および James O’D.McGee、1990、In Situ Hybridization:Principles and Practice;Oxford University Press;M.J.Gait(編)、1984、Oligonucleotide Synthesis:A Practical Approach、Irl Press;D.M.J.Lilley および J.E.Dahlberg、1992、Methods of Enzymology:DNA Structure Part A:Synthesis and Physical Analysis of DNA Methods in Enzymology、Academic Press;Using Antibodies:A Laboratory Manual:Portable Protocol NO.I by Edward Harlow、David Lane、Ed Harlow(1999、Cold Spring Harbor Laboratory Press、ISBN 0−87969−544−7);Antibodies:A Laboratory Manual by Ed Harlow(編)、David Lane(編)(1988、Cold Spring Harbor Laboratory Press、ISBN 0−87969−314−2)、1855.Handbook of Drug Screening、Ramakrishna Seethala、Prabhavathi B.Fernandes編(2001、New York、NY、Marcel Dekker、ISBN 0−8247−0562−9);およびLab Ref:A Handbook of Recipes、Reagents、and Other Reference Tools for Use at the Bench、Jane Roskams および Linda Rodgers編、2002、Cold Spring Harbor Laboratory、ISBN 0−87969−630−3を参照されたい。これらの一般的な教科書のそれぞれは、参照することにより本明細書の一部をなすものとする。
血清のサイズ分画を示す図である。健常個体由来の血清をセファロース2B分子ふるいスピンカラムに通した。カラムをPBSで3回洗浄した。 インプット血清、フロースルーおよび洗浄液に由来するアリコートをSDS/PAGEにより分離し、ゲルを銀で染色(上パネル)またはニトロセルロースにエレクトロブロットして抗CD9抗体を用いたウエスタンブロットハイブリダイゼーションを行った(下パネル)。 CTBアフィニティークロマトグラフィーを示す図である。血清のサイズ排除クロマトグラフィー後のフロースルーおよび洗浄1の画分をプールし、CTBアフィニティークロマトグラフィーによるGM1ガングリオシドの存在に関して検査した。 画分をビオチン化CTBとインキュベートし、次に、磁気ビーズに結合されたストレプトアビジン(strepavidin)とインキュベートし、その後PBSで3回洗浄した。インプット血清、フロースルー(または非結合画分)および洗浄液に由来するアリコートをSDS/PAGEにより分離し、ゲルを銀で染色(上パネル)またはニトロセルロースにエレクトロブロットして、抗CD9抗体を用いたウエスタンブロットハイブリダイゼーションを行った(下パネル)。 ショ糖密度勾配におけるCD9+マイクロ粒子の沈降を示す図である。22.8%から60%w/vのショ糖密度勾配において血清を沈降させた。超遠心後に、勾配を等容量で分画した。各画分を秤量し、密度を計算した。 上パネルの上に密度(g/ml)で表示されている各画分由来のアリコートをSDS/PAGEにより分離し、ゲルを銀で染色(上パネル)またはニトロセルロースにエレクトロブロットして、抗CD9抗体を用いたウエスタンブロットハイブリダイゼーションを行った(下パネル)。 アネキシンVアフィニティークロマトグラフィーを示す図である。血清をビオチン化アネキシンVとインキュベートし、次に、磁気ビーズに結合されたストレプトアビジンとインキュベートし、その後PBSで3回洗浄した。 インプット血清、フロースルー(または非結合画分)および洗浄液に由来する等価なアリコートをSDS/PAGEにより分離し、ニトロセルロースにエレクトロブロットして、抗CD9抗体を用いたウエスタンブロットハイブリダイゼーションを行った。結合(10×)アリコートは、他のレーンそれぞれにおいて用いたものよりも10倍多い。 Myc形質転換ES由来MSC株(Myc−HuES9.E1)により馴化された培養培地および血漿を、ショ糖密度勾配上にロードした場合のグラフである。勾配は、23%から60%(w/v)の濃度の14種のショ糖溶液を重層することにより調製した。試料をロードした後、勾配を18時間、200,000g、4℃で超遠心した。 13画分において、上層から勾配を除去した。100μLの各画分を秤量することにより各画分の密度を決定した。各画分におけるCD9+アネキシンV結合微小胞およびCD9+CTB結合微小胞の相対レベルを決定した。 健常個体(H)および心臓病患者(D)に由来する血漿を、ビオチン化されたアネキシンV(図6A)またはコレラ毒素B(図6B)とインキュベートした場合のグラフである。アネキシンVまたはコレラ毒素Bのいずれかと結合する微小胞を、ストレプトアビジンをコンジュゲートした磁気ビーズにより抽出した。これら単離された微小胞におけるタンパク質を、特異的抗体を用いたELISAにおいてアッセイした。 微小胞Aまたは微小胞Bのいずれかにおけるバイオマーカー毎に、心不全患者(CHF)、健常個体(Con)およびAMI患者(AMI)に由来する5〜10マイクロリットルの血漿を用いた場合の図である。微小胞Aまたは微小胞BのいずれかにおけるBNP、Flt−1、TIMP−1、CD9およびANPの相対レベルは、先ず、アフィニティークロマトグラフィーにより微小胞を単離し、続いてこのリガンドに特異的な抗体を用いたELISAを行うことにより決定した。Flt−1およびCD9は、膜結合型タンパク質であり、一方、BNP、TIMP−1およびANPは、内腔タンパク質である。 異なる患者群の微小胞Aまたは微小胞Bにおけるこれらタンパク質の分布を解析した。CHFおよびAMI患者は、Con個体と比べて、微小胞Bにおいて有意により高いBNPレベルを有していたが、微小胞Aにおいては有していなかった。微小胞Aおよび微小胞Bの両方におけるFlt−1は、Con個体と比べてAMI患者でより高かった。 しかし、微小胞AにおけるFlt−1は、CHF患者でより低く、微小胞BにおけるFlt−1は、Con個体と有意に異ならなかった。3つの患者群における微小胞の間で、CHF患者における微小胞A関連型TIMP−1のみが、有意に異なっていた、即ち、より高かった。微小胞Bではなく微小胞AにおけるCD9は、CHFおよびAMI患者において有意により高かった。微小胞AにおけるANPは、CHFおよびAMI患者で有意により高かった。微小胞Bにおいて、ANP Aは、AMI患者でのみ有意により高かった。 食中毒の症例の血漿CD9のモニタリングを示すグラフである。上述通りに、食中毒を起こした個体由来の血漿を、発症中および発症3週間後に解析した。3週間置いて採取した健常個体由来の2種の血漿試料を対照とした。食中毒の前(A1)および3週間後(A2)の患者のCTB画分およびAnnV画分(faction)における平均蛍光を、B1およびB2に対してプロットした。B1およびB2は、健常対照から3週間置いて採取した血漿試料であった。 アッセイの開発を示す図である。先ず、血漿をビオチン化CTBとインキュベートし、次に、ストレプトアビジンにコンジュゲートした磁気ビーズとインキュベートする。次に、磁気ビーズを磁石により固定化し、PBSまたは等張性塩溶液で洗浄する。結合した微小胞を、一般的な界面活性剤に基づく細胞溶解バッファーで溶解する。 次に、微小胞の内容物を、活性化ビオチン、例えば、スルホ−NHS−ビオチンによりビオチン化する。特異的タンパク質に関してアッセイするため、次に、磁気ビーズにコンジュゲートした、対象とするタンパク質に特異的な抗体を加える。次に、抗体と結合したタンパク質を、磁石により固定化し、十分に洗浄した。ストレプトアビジンにコンジュゲートしたHRPおよびHRP比色定量的基質またはHRP蛍光定量的基質を用いてタンパク質を定量化する。 子癇前症の臨床診断なしまたはありの妊婦(第三期)の血漿におけるCTB結合微小胞と比べたアネキシンVにおけるタンパク質の差次的分布を示す図である。
本出願人らは、異なるマイクロ粒子亜集団におけるバイオマーカーの同定および/または階層化に用いることのできる、血漿中に存在する異なる脂質マイクロ粒子を迅速に単離して、その診断、予後またはセラノスティクス(theranostic)の値を改善するための技術について記載する。
本出願人らは、テトラスパニン膜タンパク質であるCD9が、ヒト血漿中のアネキシンV結合ホスファチジルセリンまたはコレラ毒素B鎖(CTB)結合GM1ガングリオシドのいずれかに差次的に濃縮された、2種の血漿微小胞画分を階層化することを実証する。アネキシンVおよびコレラ毒素B鎖に対する親和性は、相互に排他的である。脂質と膜タンパク質との関連は、これら2画分が脂質小胞であることを示唆する。
本出願人らは、血漿中のアネキシンV結合細画分およびCTB結合細画分におけるタンパク質またはタンパク質の組み合わせの相対レベルが、個体の健康または病理学的状態に依存することも実証する。
本出願人らは、健常個体におけるアネキシンV結合細画分およびCTB結合細画分におけるCD9の相対レベルが、類似していることを観察する。病気の(または病気のリスクがある)個体、例えば、食中毒またはPCIもしくは粥腫切除術を行っている心臓病患者は、細画分において異なる分布レベルのCD9を有する。例えば、食中毒を起こした個体は、健常個体よりも、CTB結合細画分においてより高いレベルのCD9を有するが、類似のレベルのアネキシンV結合細画分を維持する。
他方では、PCIまたは粥腫切除術を行っている心臓病患者は、CTB結合細画分において健常個体に存在するレベルと類似のレベルのCD9を有するが、アネキシンV結合細画分においてより高いレベルのCD9を有する。
したがって、血漿中のアネキシンV結合細画分およびCTB結合細画分におけるタンパク質の相対レベルの測定は、個体の健康または病理学的状態の評価に用いることができる。
[状態のモニタリング]
本出願人らは、細胞、組織、器官または生物の状態をモニタリングする方法を提供する。
この方法は、細胞、組織、器官または生物に由来するマイクロ粒子の試料について、第1の種類のマイクロ粒子における選択されたポリペプチドの量の、第2の種類のマイクロ粒子における選択されたポリペプチドの量に対する比を確定するステップを含むことができる。
この比は、第1の種類のマイクロ粒子におけるポリペプチドの量の、第2の種類のマイクロ粒子におけるポリペプチドの量と比較した、即ち、2種類のマイクロ粒子間の比であり得る。
第1の種類のマイクロ粒子は、GM1ガングリオシドを含むマイクロ粒子(便宜上「GM1ガングリオシドマイクロ粒子」と称される)であり得る。第1の種類のマイクロ粒子は、コレラ毒素B(CTB)と結合することができ、便宜上「CTB−微小胞」と称される。
第2の種類のマイクロ粒子は、露出したホスファチジルセリン(phosphotidylserine)を含むマイクロ粒子であり得る。第2の種類のマイクロ粒子は、アネキシンVと結合することができる(便宜上「アネキシンVマイクロ粒子」または「AV−微小胞」と称される)。
便宜上、本出願人らは、GM1ガングリオシドマイクロ粒子である第1の種類のマイクロ粒子におけるポリペプチドの存在、量、質量または数等を、「GM1ガングリオシドマイクロ粒子ポリペプチド」と称する。同様に、本出願人らは便宜上、アネキシンVマイクロ粒子である第2の種類のマイクロ粒子におけるポリペプチドの存在、量、質量または数等を、「アネキシンVマイクロ粒子ポリペプチド」と称する。また一方で、本出願人らは便宜上、上述の比を、「アネキシンVマイクロ粒子ポリペプチドに対するGM1ガングリオシドマイクロ粒子ポリペプチドの比」と称する。
ポリペプチドは、テトラスパニンタンパク質(例えば、CD9、CD81、CD63)、Rab GTPase(例えば、Rab5a、Rab5bおよびRab5c、Rab−27aおよびRab−27b、Rab35)、LAMP(例えば、Lamp1およびLamp2)、カベオリン(例えば、カベオリン1およびカベオリン2)、トランスフェリン受容体(TRFC)、クラスリン軽鎖A(CLTA)、クラスリン軽鎖B(CLTB)、クラスリン重鎖1(CLTC)、Tsg101、Alix、PAI−1、PLGF、プロカルシトニン、S−100b、TGFベータ2(TGFB2)、TIMP1からなる群から選択され得る。ポリペプチドは、CD9を含み得る。
この方法は、マイクロ粒子が、CD9+マイクロ粒子を含むようなものであり得る。方法は、マイクロ粒子が、微小胞、エキソソーム、エクトソームまたはアポトーシス小体を含むようなものであり得る。
特に、本出願人らは、細胞、組織、器官または生物の状態をモニタリングする方法であって、細胞、組織、器官または生物に由来するマイクロ粒子の試料について、(a)GM1ガングリオシドを含む、好ましくはコレラ毒素B(CTB)に結合するマイクロ粒子における選択されたポリペプチド(「GM1ガングリオシドマイクロ粒子ポリペプチド」)の、(b)露出したホスファチジルセリンを含む、好ましくはアネキシンVに結合するマイクロ粒子における選択されたポリペプチド(「アネキシンVマイクロ粒子ポリペプチド」)に対する比を確定するステップを含み、このように確定された(b)に対する(a)の比(「アネキシンVマイクロ粒子ポリペプチドに対するGM1ガングリオシドマイクロ粒子ポリペプチドの比」)が、細胞、組織、器官または生物の状態を示し、ポリペプチドが、テトラスパニンタンパク質(例えば、CD9、CD81、CD63)、Rab GTPase(例えば、Rab5a、Rab5bおよびRab5c、Rab−27aおよびRab−27b、Rab35)、LAMP(例えば、Lamp1およびLamp2)、カベオリン(例えば、カベオリン1およびカベオリン2)、トランスフェリン受容体(TRFC)、クラスリン軽鎖A(CLTA)、クラスリン軽鎖B(CLTB)、クラスリン重鎖1(CLTC)、Tsg101、Alix、PAI−1、PLGF、プロカルシトニン、S−100b、TGFベータ2(TGFB2)、TIMP1からなる群から選択され、好ましくは、ポリペプチドがCD9を含む方法を提供する。
本出願人らは、細胞、組織、器官または生物が、特定の状態にあることを確定するための方法をさらに提供する。この方法は、細胞、組織、器官または生物のアネキシンVマイクロ粒子に対するGM1ガングリオシドマイクロ粒子ポリペプチドポリペプチドの比(またはこのような比を含むプロファイル)を、係る特定の状態であることが分かっている細胞、組織、器官または生物のアネキシンVマイクロ粒子ポリペプチドに対するGM1ガングリオシドマイクロ粒子ポリペプチドの比(またはこのような比を含むプロファイル)と比較するステップを含み得る。
単一のポリペプチドの使用に加えて、またはその代わりに、選択されたポリペプチドの組み合わせを用いることもできる。したがって、本出願人らが、(例えば比を確定するための量の比較により)ポリペプチドについて言及する場合、このような言及は、例えばポリペプチドの組み合わせの量を確定または比較することによる、ポリペプチドの組み合わせへの言及を含むと解釈するべきである。
方法は、GM1ガングリオシドを含む試料におけるマイクロ粒子を選択するステップを含み得る。これは、例えば、コレラ毒素サブユニットB(CTB)に結合する試料におけるマイクロ粒子を選択することにより行うことができる。
方法は、露出したホスファチジルセリンを含む試料におけるマイクロ粒子を選択するステップを含み得る。これは、例えば、アネキシンVに結合する試料におけるマイクロ粒子を選択することにより行うことができる。
方法は、マイクロ粒子をサイズにより選択するステップをさらに含み得る。サイズ選択ステップは、サイズ排除クロマトグラフィーを含み得る。これを行う場合、サイズ選択ステップは、第1のステップ、例えば、上述のステップ(a)の前に実行することができる。
ポリペプチドの「量」の決定が言及されている場合、ポリペプチドの質量、数、濃度等の決定または確定へと拡張されることを理解されたい。ポリペプチドの比(または組み合わせの比)について言及されている場合、第2の状態よりも第1の状態において「より高い」ことは、比が、第2の状態と比較して第1の状態においてp値<0.01であり統計学的に異なることを意味するものと解釈することができる。
このように確定された比は、細胞、組織、器官または生物の状態を示すことができる。
方法は、細胞、組織、器官または生物の状態が、生理学的状態、分化状態、発生状態または代謝状態または病理学的状態、例えば、疾患状態、ヒト疾患状態、食中毒状態、糖尿病状態、免疫障害状態、神経変性障害状態、発癌性状態、癌性状態または腫瘍状態を含むようなものであり得る。
例えば、状態は、ヒト免疫不全ウイルス(Immunovirus)(HIV)感染状態、結核(TB)感染状態、ウシ海綿状脳症(Bovine Spongiform Encephalitis)(BSE)感染状態または治療法の状態、例えば、治療を受けている患者であり得る。
方法は、細胞、組織、器官または生物の状態が、病的である状態、予後不良の状態、病からの回復の状態、予後良好の状態または健常な状態を含むようなものであり得る。
方法は、試料が、汗、尿、血液、涙、唾液、気管支肺胞洗浄液、腫瘍浸出液、精巣上体液、羊水および乳汁からなる群から選択されるようなものであり得る。
試料が、生物のものである場合、生物は、任意の動物または植物を含んでもよい。生物は、ヒト等の哺乳類を含み得る。
方法は、上述のいずれかの組み合わせを含むようなものであり得る。
[ポリペプチド]
ポリペプチドは、その存在、量、質量または数等が決定され得る任意の適したポリペプチドであってもよい。
このような決定は、タンパク質またはポリペプチドに応じて、本技術分野において公知の任意の適した手段により行ってもよい。このような決定方法の例として、質量分析、分光光度法、UV吸収等が挙げられる。
コレラ毒素B(CTB)は、GenBank受託番号ABG56900.1を有し得る。
アネキシンVは、GenBank受託番号AAB40047.1またはAAB60648.1を有し得る。
ポリペプチドは、テトラスパニンタンパク質(例えば、CD9、CD81、CD63)、Rab GTPase(例えば、Rab5a、Rab5bおよびRab5c、Rab−27aおよびRab−27b、Rab35)、LAMP(例えば、Lamp1およびLamp2)、カベオリン(例えば、カベオリン1およびカベオリン2)、トランスフェリン受容体(TRFC)、クラスリン軽鎖A(CLTA)、クラスリン軽鎖B(CLTB)、クラスリン重鎖1(CLTC)、Tsg101、Alix、PAI−1、PLGF、プロカルシトニン、S−100b、TGFベータ2(TGFB2)、TIMP1からなる群から選択され得る。ポリペプチドは、CD9を含み得る。
CD9は、GenBank受託番号NP_001760.1を有するポリペプチドを含み得る。CD81は、GenBank受託番号NP_004347.1を有するポリペプチドを含み得る。CD63は、GenBank受託番号NP_001771.1を有するポリペプチドを含み得る。Rab5aは、GenBank受託番号NP_004153.2を有するポリペプチドを含み得る。Rab5bは、GenBank受託番号NP_002859.1を有するポリペプチドを含み得る。Rab5cは、GenBank受託番号NP_004574.2を有するポリペプチドを含み得る。Rab−27aは、GenBank受託番号NP_004571.2を有するポリペプチドを含み得る。Rab−27bは、GenBank受託番号NP_004154.2を有するポリペプチドを含み得る。Rab35は、GenBank受託番号NP_006852.1を有するポリペプチドを含み得る。Lamp1は、GenBank受託番号NP_005552.3を有するポリペプチドを含み得る。Lamp2は、GenBank受託番号NP_002285.1を有するポリペプチドを含み得る。カベオリン1は、GenBank受託番号NP_001744.2を有するポリペプチドを含み得る。カベオリン2は、GenBank受託番号NP_001224.1を有するポリペプチドを含み得る。トランスフェリン受容体(TFRC)は、GenBank受託番号NP_001121620.1を有するポリペプチドを含み得る。クラスリン軽鎖A(CLTA)は、GenBank受託番号NP_001070145.1を有するポリペプチドを含み得る。クラスリン軽鎖B(CLTB)は、GenBank受託番号NP_001825.1を有するポリペプチドを含み得る。クラスリン重鎖1(CLTC)は、GenBank受託番号NP_004850.1を有するポリペプチドを含み得る。Tsg101は、GenBank受託番号NP_006283.1を有するポリペプチドを含み得る。Alixは、GenBank受託番号NP_037506.2を有するポリペプチドを含み得る。PAI1は、GenBank受託番号NP_000593.1を有するポリペプチドを含み得る。PLGFは、GenBank受託番号NP_002623.2を有するポリペプチドを含み得る。プロカルシトニンは、GenBank受託番号NP_001029124.1を有するポリペプチドを含み得る。S100bは、GenBank受託番号NP_006263.1を有するポリペプチドを含み得る。TGFB2は、GenBank受託番号NP_001129071.1を有するポリペプチドを含み得る。およびTIMP1は、GenBank受託番号NP_003245.1を有するポリペプチドを含み得る。
したがって、本出願人らは、ポリペプチドを選択するステップと、マイクロ粒子の試料における、アネキシンVマイクロ粒子における選択されたポリペプチドと比較した、GM1ガングリオシドマイクロ粒子における選択されたポリペプチドの質量、数、量等の比を確定するステップとを含む方法について記載する。マイクロ粒子の試料は、細胞、組織、器官または生物中に存在する試料であってもよく、細胞、組織、器官または生物の試料であってもよく、または細胞、組織、器官または生物に由来する試料であってもよく、その他であってもよい。
(ポリペプチドの組み合わせ)
上に記す通り、単一のポリペプチドの検出の代わりに、あるいはまたはそれに加えて、2種以上のポリペプチドのいずれかの組み合わせを用いることができる。よって、本出願人らは、2種以上のポリペプチドの組み合わせが選択され、細胞、組織、器官もしくは生物に由来する試料、または細胞、組織、器官もしくは生物の試料中における、第2の種類のマイクロ粒子において検出されたそれらの質量、数、量等と比較した、第1の種類のマイクロ粒子において検出されたそれらの質量、数、量等が、第2の種類のマイクロ粒子において検出されたそれらの質量、数、量等と比較される方法について記載する。このように確定された比は、細胞、組織、器官または生物の状態を示す。
例えば、PAI−1、PLGF、プロカルシトニン、S−100b、TGFベータ2、TIMP1のうちいずれか2種以上の組み合わせを用いることができる。本出願人らは、例えば、子癇前症を含む状態の検出における、例えば、(a)PAI1およびPLGF、(b)PAI1およびプロカルシトニン、(c)PAI1およびS100b、(d)PAI1およびTGFベータ2、(e)PAI1およびTIMP1、(f)PLGFおよびプロカルシトニン、(g)PLGFおよびS100b、(h)PLGFおよびTGFベータ2、(i)PLGFおよびTIMP1、(j)プロカルシトニンおよびS100b、(k)プロカルシトニンおよびTGFベータ2、(l)プロカルシトニンおよびTIMP1、(m)S100bおよびTGFベータ2、(n)S100bおよびTIMP1、ならびに(o)TGFベータ2およびTIMP1のうちいずれか1つ以上の使用について記載する。
(ポリペプチドプロファイル)
方法は、複数の選択されたポリペプチド種のための、アネキシンVマイクロ粒子ポリペプチドに対するGM1ガングリオシドマイクロ粒子ポリペプチドの比を複数含むプロファイルを確定するステップを含み得る。プロファイルのそれぞれは、細胞、組織、器官または生物の状態を示すことができる。即ち、2種以上のポリペプチド種を用いることができる(即ち、2種以上のポリペプチド種について得られる比)。
例えばCD9ポリペプチドの、GM1ガングリオシドマイクロ粒子ポリペプチドの、アネキシンVマイクロ粒子ポリペプチドに対する比(または組み合わせの組み合わせに対する比)について言及する場合、第2の状態よりも第1の状態において「より高い」ということは、比が、第2の状態と比較して、第1の状態においてp値<0.01であり統計学的に異なることを意味すると解釈することができる。ポリペプチドの組み合わせの量が決定される場合も同様である。
(正規化)
方法は、正規化のステップをさらに含み得る。係るステップは、いずれか1種以上のタンパク質またはポリペプチドの含量または濃度が、異なる試料にわたって同一であることを決定または確実にするステップを含み得る。
本明細書に記載されている方法および組成物に適用される正規化ステップは、その濃度が任意の2種の試料にわたって同一であることが知られているポリペプチドを活用することができる。
したがって、本明細書に記載されている方法は、正規化ステップを含み得る。正規化ステップは、1種以上の試料における特定のポリペプチドのレベル、濃度または量を調整するステップを含み得る。正規化ステップは、特定のポリペプチドのレベル、濃度または量(正規化前)が互いに実質的に異なる2種以上の試料において行うことができる。正規化ステップは、正規化の後に、2種以上の試料における特定のポリペプチドのレベル、濃度または量が実質的に同一となるようなものであり得る。
正規化ステップは、2種の試料のうち一方または他方を希釈または濃縮して、一方または両方の試料における特定のポリペプチドのレベル、濃度または量を増加または減少させるステップを含み得る。
あるいはまたはその上、正規化ステップは、選択された2種以上の試料について、試料間の特定のポリペプチドのレベル、濃度または量の比を決定するステップを含み得る。これは、対象とする試料群のそれぞれにおいて同一のレベル、濃度または量を有することが分かっている参照ポリペプチドを参照することにより達成することができる。参照ポリペプチドは、BNP、CD9およびTIMP−1のうち1種以上を含み得る。
正規化ステップが、このような比の決定を含む場合、試料の濃縮または希釈は必要とされない可能性があることが認められよう。
(BNPポリペプチドを用いた正規化)
本出願人らは、慢性心不全(CHF)疾患を患っている(または患うリスクがある)細胞、組織、器官または生物におけるアネキシンVマイクロ粒子におけるBNPポリペプチドのレベルが、慢性心不全(CHF)疾患を患っていない(または患うリスクがない)細胞、組織、器官または生物、例えば、健常個体におけるBNPポリペプチドのレベルと統計学的に有意差がないことを確定した。
同様に、本出願人らは、急性心筋虚血(AMI)疾患を患っている(患うリスクがある)細胞、組織、器官または生物におけるアネキシンVマイクロ粒子におけるBNPポリペプチドのレベルが、急性心筋虚血(AMI)疾患を患っていない(患うリスクがない)細胞、組織、器官または生物、例えば、健常個体におけるBNPポリペプチドのレベルと統計学的に異ならないことを確定した。
したがって、細胞、組織、器官または生物におけるアネキシンVマイクロ粒子におけるBNPタンパク質またはBNPポリペプチドのレベルまたは濃度または含量は、本明細書に記載されている方法において使用可能な他のマーカーのいずれか、例えばCD9のレベルの正規化に用いることができる。係る正規化は、アネキシンVマイクロ粒子もしくはGM1ガングリオシドマイクロ粒子のいずれかまたはその両方においてもたらされ得る。
(TIMP−1ポリペプチドおよびCD9ポリペプチドを用いた正規化)
本出願人らは、慢性心不全(CHF)疾患を患っている(患うリスクがある)細胞、組織、器官または生物におけるGM1ガングリオシドマイクロ粒子におけるTIMP−1ポリペプチド(GenBank受託番号NP_003245.1)およびCD9ポリペプチド(GenBank受託番号NP_001760.1)のレベルが、慢性心不全(CHF)疾患を患っていない(患うリスクがない)細胞、組織、器官または生物、例えば、健常個体におけるTIMP−1およびCD9ポリペプチドのレベルと統計学的に異ならないことを確定した。
同様に、本出願人らは、急性心筋虚血(AMI)疾患を患っている(患うリスクがある)細胞、組織、器官または生物におけるGM1ガングリオシドマイクロ粒子におけるTIMP−1ポリペプチド(GenBank受託番号NP_003245.1)およびCD9ポリペプチド(GenBank受託番号NP_001760.1)のレベルが、急性心筋虚血(AMI)疾患を患っていない(患うリスクがない)細胞、組織、器官または生物、例えば、健常個体におけるTIMP−1ポリペプチドおよびCD9ポリペプチドのレベルと統計学的に異ならないことを確定した。
したがって、細胞、組織、器官または生物におけるGM1ガングリオシドマイクロ粒子におけるTIMP−1タンパク質もしくはポリペプチドまたはCD9タンパク質もしくはポリペプチド(またはその両方)のレベルまたは濃度または含量は、本明細書に記載されている方法において使用可能な他のマーカーの、いずれの正規化にも用いることができる。係る正規化は、アネキシンVマイクロ粒子もしくはGM1ガングリオシドマイクロ粒子のいずれかまたはその両方においてもたらされ得る。
[心血管疾患状態の確定]
本出願人らは、心血管疾患を患っている(患うリスクがある)細胞、組織、器官または生物のGM1ガングリオシドマイクロ粒子CD9ポリペプチドのアネキシンVマイクロ粒子ポリペプチドCD9に対する比が、正常または健常な細胞、組織、器官または生物、即ち、心血管疾患を患っていない細胞、組織、器官または生物における同系のCD9比(即ち、GM1ガングリオシドマイクロ粒子CD9ポリペプチドのアネキシンVマイクロ粒子ポリペプチドCD9に対する比)よりも高いことを実証する。
したがって、本出願人らは、対象とする細胞、組織、器官または生物、好ましくは、生物の心血管疾患状態を確定する方法について記載する。したがって、上述の方法は、細胞、組織、器官または生物の状態が、心血管疾患状態および健常状態を含むようなものであり得る。ポリペプチドは、この場合、CD9を含み得る。GM1ガングリオシドマイクロ粒子CD9ポリペプチドのアネキシンV CD9マイクロ粒子ポリペプチドに対する比は、健常状態と比較して心血管疾患状態においてより高くなり得る。上述の任意の組み合わせを行ってもよい。
方法は、対象とする細胞、組織、器官もしくは生物のマイクロ粒子の試料または対象とする細胞、組織、器官もしくは生物に由来するマイクロ粒子の試料を用意するステップを含み得る。GM1ガングリオシドマイクロ粒子、即ち、GM1ガングリオシドを含む、好ましくはコレラ毒素B(CTB)に結合するマイクロ粒子におけるCD9の量が確定される。アネキシンVマイクロ粒子、即ち、露出したホスファチジルセリンを含む、好ましくはアネキシンVに結合するマイクロ粒子におけるCD9の量が確定される。続いて、アネキシンVマイクロ粒子におけるCD9の量と比較した、GM1ガングリオシドマイクロ粒子におけるCD9の量の間の比が確定される。この比は、正常または健常な細胞、組織、器官または生物(即ち、心血管疾患を患っていない)の、CD9のGM1ガングリオシドマイクロ粒子ポリペプチドのアネキシンVマイクロ粒子ポリペプチドに対する比と比較される。
対象とする細胞、組織、器官または生物についての比が、対象とする「正常」な細胞、組織、器官または生物に由来する比よりも高い場合、対象とする細胞、組織、器官または生物は、心血管疾患を患っているまたはこれを患うリスクがあると決定される。
[慢性心不全(CHF)状態の確定]
本出願人らは、慢性心不全(CHF)疾患を患っている(患うリスクがある)細胞、組織、器官または生物のGM1ガングリオシドマイクロ粒子CD9ポリペプチドのアネキシンVマイクロ粒子ポリペプチドCD9に対する比が、正常または健常な細胞、組織、器官または生物、即ち、慢性心不全(CHF)疾患を患っていない細胞、組織、器官または生物における同系CD9比(即ち、GM1ガングリオシドマイクロ粒子CD9ポリペプチドのアネキシンVマイクロ粒子ポリペプチドCD9に対する比)よりも高いことを実証する。
したがって、本出願人らは、対象とする細胞、組織、器官または生物、好ましくは、生物の慢性心不全(CHF)疾患状態を確定する方法について記載する。したがって、この方法は、細胞、組織、器官または生物の状態が、慢性心不全(CHF)疾患状態および健常状態を含むようなものであり得る。ポリペプチドは、CD9を含み得る。GM1ガングリオシドマイクロ粒子CD9ポリペプチドのアネキシンV CD9マイクロ粒子ポリペプチドに対する比は、健常状態と比較して、慢性心不全(CHF)疾患状態においてより高くなり得る。上述の任意の組み合わせを行ってもよい。
方法は、対象とする細胞、組織、器官もしくは生物のマイクロ粒子の試料または対象とする細胞、組織、器官もしくは生物に由来するマイクロ粒子の試料を用意するステップを含み得る。GM1ガングリオシドマイクロ粒子、即ち、GM1ガングリオシドを含む、好ましくはコレラ毒素B(CTB)に結合するマイクロ粒子におけるCD9の量が確定される。アネキシンVマイクロ粒子、即ち、露出したホスファチジルセリンを含む、好ましくはアネキシンVに結合するマイクロ粒子におけるCD9の量が確定される。続いて、アネキシンVマイクロ粒子におけるCD9の量と比較した、GM1ガングリオシドマイクロ粒子におけるCD9の量の間の比が確定される。この比は、正常または健常な細胞、組織、器官または生物(即ち、慢性心不全(CHF)疾患を患っていない)のCD9のGM1ガングリオシドマイクロ粒子ポリペプチドのアネキシンVマイクロ粒子ポリペプチドに対する比と比較される。
対象とする細胞、組織、器官または生物の比が、対象とする「正常」な細胞、組織、器官または生物に由来する比よりも高い場合、対象とする細胞、組織、器官または生物は、慢性心不全(CHF)疾患を患っている、またはそれを患うリスクがあると決定される。
[急性心筋虚血(AMI)状態の確定]
本出願人らは、急性心筋虚血(AMI)疾患を患っている(患うリスクがある)細胞、組織、器官または生物のGM1ガングリオシドマイクロ粒子CD9ポリペプチドのアネキシンVマイクロ粒子ポリペプチドCD9に対する比は、正常または健常な細胞、組織、器官または生物、即ち、急性心筋虚血(AMI)疾患を患っていない細胞、組織、器官または生物における同系CD9比(即ち、GM1ガングリオシドマイクロ粒子CD9ポリペプチドのアネキシンVマイクロ粒子ポリペプチドCD9に対する比)よりも高いことを実証する。
したがって、本出願人らは、対象とする細胞、組織、器官または生物、好ましくは、生物の急性心筋虚血(AMI)疾患状態を確定する方法について記載する。この方法は、細胞、組織、器官または生物の状態が、急性心筋虚血(AMI)疾患状態および健常状態を含むようなものであり得る。ポリペプチドは、CD9を含み得る。GM1ガングリオシドマイクロ粒子CD9ポリペプチドのアネキシンV CD9マイクロ粒子ポリペプチドに対する比は、健常状態と比較して、急性心筋虚血(AMI)疾患状態においてより高くなり得る。上述の任意の組み合わせを行ってもよい。
方法は、対象とする細胞、組織、器官もしくは生物のマイクロ粒子の試料または対象とする細胞、組織、器官もしくは生物に由来するマイクロ粒子の試料を用意するステップを含み得る。GM1ガングリオシドマイクロ粒子、即ち、GM1ガングリオシドを含む、好ましくはコレラ毒素B(CTB)に結合するマイクロ粒子におけるCD9の量が確定される。アネキシンVマイクロ粒子、即ち、露出したホスファチジルセリンを含む、好ましくはアネキシンVに結合するマイクロ粒子におけるCD9の量が確定される。続いて、アネキシンVマイクロ粒子におけるCD9の量と比較した、GM1ガングリオシドマイクロ粒子におけるCD9の量の間の比が確定される。この比は、正常または健常な細胞、組織、器官または生物(即ち、急性心筋虚血(AMI)疾患を患っていない)のCD9 GM1ガングリオシドマイクロ粒子ポリペプチドのアネキシンVマイクロ粒子ポリペプチドに対する比と比較される。
対象とする細胞、組織、器官または生物の比が、対象とする「正常」な細胞、組織、器官または生物に由来する比よりも高い場合、対象とする細胞、組織、器官または生物は、急性心筋虚血(AMI)疾患を患っている、またはこれを患うリスクがあると決定される。
[子癇前症状態の確定]
本出願人らは、子癇前症を患っている(患うリスクがある)細胞、組織、器官または生物の、アネキシンVマイクロ粒子に対するGM1ガングリオシドマイクロ粒子におけるポリペプチドの量またはポリペプチドの組み合わせの量の比が、正常または健常な細胞、組織、器官または生物、即ち、子癇前症を患っていない細胞、組織、器官または生物における同系のポリペプチド/組み合わせ比(即ち、アネキシンVマイクロ粒子におけるポリペプチドの量またはポリペプチドの組み合わせの量に対する、GM1ガングリオシドマイクロ粒子におけるポリペプチドの量またはポリペプチドの組み合わせの量の比)よりも高いことを実証する。
したがって、本出願人らは、対象とする細胞、組織、器官または生物、好ましくは生物の子癇前症状態を確定する方法について記載する。
したがって、上述の方法は、細胞、組織、器官または生物の状態が、子癇前症状態および健常状態を含むようなものであり得る。ポリペプチドは、PAI−1、PLGF、プロカルシトニン、S100b、TGFβおよびTIMP−1からなる群から選択され得る。
上述のポリペプチドのうち2種以上のいずれかの組み合わせを用いることができる。係る組み合わせは、PAI1およびPLGF、PAI1およびプロカルシトニン、PAI1およびS100b、PAI1およびTGFベータ2、PAI1およびTIMP1、PLGFおよびプロカルシトニン、PLGFおよびS100b、PLGFおよびTGFベータ2、PLGFおよびTIMP1、プロカルシトニンおよびS100b、プロカルシトニンおよびTGFベータ2、プロカルシトニンおよびTIMP1、S100bおよびTGFベータ2、S100bおよびTIMP1、ならびにTGFベータ2およびTIMP1からなる群から選択され得る。
生物は、妊娠中の哺乳類、例えば、妊娠中のヒト等、妊娠中の生物を含み得る。妊娠中の生物は、妊娠第一期、第二期または第三期であり得る。
GM1ガングリオシドマイクロ粒子ポリペプチド/組み合わせの、アネキシンV CD9マイクロ粒子ポリペプチド/組み合わせに対する比は、健常状態と比較して、子癇前症状態においてより高くなり得る。
方法は、対象とする細胞、組織、器官または生物のマイクロ粒子の試料または対象とする細胞、組織、器官または生物に由来するマイクロ粒子の試料を用意するステップを含み得る。GM1ガングリオシドマイクロ粒子、即ち、GM1ガングリオシドを含む、好ましくはコレラ毒素B(CTB)に結合するマイクロ粒子における、PAI−1、PLGF、プロカルシトニン、S100b、TGFβ、もしくはTIMP−1、または、PAI1およびPLGF、PAI1およびプロカルシトニン、PAI1およびS100b、PAI1およびTGFベータ2、PAI1およびTIMP1、PLGFおよびプロカルシトニン、PLGFおよびS100b、PLGFおよびTGFベータ2、PLGFおよびTIMP1、プロカルシトニンおよびS100b、プロカルシトニンおよびTGFベータ2、プロカルシトニンおよびTIMP1、S100bおよびTGFベータ2、S100bおよびTIMP1、もしくはTGFベータ2およびTIMP1の組み合わせの量が確定される。
アネキシンVマイクロ粒子、即ち、露出したホスファチジルセリンを含む、好ましくはアネキシンVに結合するマイクロ粒子における、選択されたポリペプチドまたはポリペプチドの組み合わせの量も確定される。続いて、アネキシンVマイクロ粒子におけるCD9のポリペプチドまたは組み合わせの量と比較した、GM1ガングリオシドマイクロ粒子におけるポリペプチドまたは組み合わせの量の間の比が確定される。この比は、正常または健常な細胞、組織、器官または生物(即ち、子癇前症を患っていない)の、GM1ガングリオシドマイクロ粒子ポリペプチドまたは組み合わせの量のアネキシンVマイクロ粒子ポリペプチドまたは組み合わせの量に対する比と比較される。
対象とする細胞、組織、器官または生物の比が、対象とする「正常」な細胞、組織、器官または生物に由来する比よりも高い場合、対象とする細胞、組織、器官または生物は、子癇前症を患っている、またはこれを患うリスクがあると決定される。
[状態の変化のモニタリング]
本明細書に記載されている方法および組成物に従って、GM1ガングリオシドマイクロ粒子ポリペプチドのアネキシンVマイクロ粒子ポリペプチドに対する比は、細胞、組織、器官または生物の状態の様々な変化のモニターに用いることができる。
したがって、本出願人らは、細胞、組織、器官または生物の状態の変化を検出するための方法について記載する。この方法は、細胞、組織、器官または生物の、GM1ガングリオシドマイクロ粒子ポリペプチドのアネキシンVマイクロ粒子ポリペプチドに対する比(または係る比を含むプロファイル)の変化を検出するステップを含み得る。係る変化は、細胞、組織、器官または生物の状態の変化を示すことができる。
係る状態の細胞、組織、器官または生物の変化は、生理学的状態の変化を含み得る。生理学的状態は、分化状態を含み得る。即ち、GM1ガングリオシドマイクロ粒子ポリペプチドのアネキシンVマイクロ粒子ポリペプチドに対する比は、細胞、組織、器官または生物が、分化したか未分化であるかの決定に用いることができる。生理学的状態は、発生状態または発生段階を含み得る。
よって、GM1ガングリオシドマイクロ粒子ポリペプチドのアネキシンVマイクロ粒子ポリペプチドに対する比は、細胞、組織、器官または生物が、胚性状態または段階、胎児状態または段階、新生児状態または段階、乳児状態または段階、若年状態または段階、幼児状態または段階、青年状態または段階、成体状態または段階等のものであるまたはそれらに由来するかの決定に用いることができる。
細胞、組織、器官または生物の、GM1ガングリオシドマイクロ粒子ポリペプチドのアネキシンVマイクロ粒子ポリペプチドに対する比を時間間隔にわたってモニターまたは追跡して、状態の変化を確定またはモニターまたは検出することができる。
細胞、組織、器官または生物の状態の確定または決定について言及する場合、これが、その状態自体の確定または決定と共に、細胞、組織、器官または生物が、その状態に遷移するまたはこれに向かうリスクがあるか否か(およびその程度)の確定または決定を包含すると理解されるであろうことが理解されよう。即ち、状態の確定は、その状態に進行するまたはこれを患うリスクの確定を含む。
[疾患の検出および治療]
本出願人らは、細胞、組織、器官または生物における疾患を検出する方法であって、その細胞、組織、器官または生物からまたはそれらの試料を得るステップと、上に記す方法を試料について行うステップと、これにより得られたGM1ガングリオシドマイクロ粒子ポリペプチドのアネキシンVマイクロ粒子ポリペプチドに対する比を、罹患した細胞、組織、器官または生物のものであることまたはこれらに由来することが分かっている試料のGM1ガングリオシドマイクロ粒子ポリペプチドのアネキシンVマイクロ粒子ポリペプチドに対する比と比較するステップとを含む方法について記載する。
本出願人らは、細胞、組織、器官または生物における疾患を治療または予防する方法であって、上に記す細胞、組織、器官または生物における疾患を検出するステップと、該疾患のための治療を細胞、組織、器官または生物に施すステップとを含む方法についてさらに記載する。
方法は、試料が、尿、血液、涙、唾液、気管支肺胞洗浄液、腫瘍浸出液、精巣上体液、羊水および乳汁からなる群から選択されるようなものであり得る。
方法は、マイクロ粒子が、微小胞、エキソソーム、エクトソームまたはアポトーシス小体を含むようなものであり得る。
[マイクロ粒子]
マイクロ粒子は、微小胞等、小胞を特に含み得る。マイクロ粒子は、エキソソームを含み得る。
マイクロ粒子は、脂質二重層により画定された小胞または扁平な球体を含み得る。マイクロ粒子は、40〜100nmの直径を含み得る。マイクロ粒子は、エンドソーム膜の内向きの出芽(budding)により形成され得る。マイクロ粒子は、約1.13〜1.19g/mlの密度を有し、ショ糖勾配において浮遊し得る。マイクロ粒子は、コレステロールおよびスフィンゴミエリンならびにGM1、GM3、フロチリンおよびsrcタンパク質キナーゼLyn等の脂質ラフトマーカーが豊富であり得る。
マイクロ粒子を単離する方法は、本技術分野において公知のものであり、後述する実施例と共に、国際特許公報WO2009/105044等の文献において詳細に記載されている。
本出願人らは、特に、異なるマイクロ粒子亜集団におけるバイオマーカーの同定および/または階層化に用いることのできる、血漿中に存在する異なる脂質マイクロ粒子を迅速に単離して、その診断、予後またはセラノスティクスの値を改善するための技術について記載する。
したがって、本出願人らは、マイクロ粒子を含有する試料を処理する方法であって、(a)GM1ガングリオシドを含む試料におけるマイクロ粒子を選択するステップ、および/または(b)露出したホスファチジルセリンを含む試料におけるマイクロ粒子を選択するステップを含む方法を提供する。
方法は、ステップ(a)が、コレラ毒素サブユニットB(CTB)に結合する試料におけるマイクロ粒子を選択するステップを含む、もしくはステップ(b)が、アネキシンVに結合する試料におけるマイクロ粒子を選択するステップを含む、またはその両方であるようなものであり得る。
方法は、例えば、サイズ排除クロマトグラフィーにより、マイクロ粒子をサイズにより選択するステップをさらに含むようなものであり得る。
方法は、マイクロ粒子が、CD9+マイクロ粒子を含むようなものであり得る。
特に、本出願人らは、マイクロ粒子関連タンパク質の検出のために、血漿由来の脂質マイクロ粒子のアネキシンV結合細画分およびCTB結合細画分を迅速に単離するための方法を提供する。アネキシンV結合細画分およびCTB結合細画分の脂質マイクロ粒子亜集団の迅速な単離は、さらにより画定された血漿細画分へと公知の疾患バイオマーカーを階層化して、その診断、予後またはセラノスティクスの値を改善するための手段をもたらすことができる。
本出願人らは、マイクロ粒子を含有する試料を分画するための方法を提供する。この方法は、マイクロ粒子のアネキシンV細画分もしくはマイクロ粒子のCTB結合細画分またはその両方を選択するステップを含み得る。方法は、上に記す方法を行うステップを含み得る。
方法は、分画されたマイクロ粒子試料における、膜タンパク質もしくは内腔タンパク質またはその両方を検出および/または定量化するステップをさらに含み得る。
本出願人らは、精製されたマイクロ粒子試料であって、(a)試料における実質的に全てのマイクロ粒子が、コレラ毒素B(CTB)に結合することができるが、アネキシンVに結合することができない試料、または(b)試料における実質的に全てのマイクロ粒子が、アネキシンVに結合することができるが、コレラ毒素B(CTB)に結合することができない試料を提供する。
[病理学的状態のモニタリング]
細胞、組織、器官または生物の状態は、疾患状態等の病理学的状態を含み得る。よって、GM1ガングリオシドマイクロ粒子ポリペプチドのアネキシンVマイクロ粒子ポリペプチドに対する比は、細胞、組織、器官もしくは生物の病理学的状態または正常状態から病理学的状態への変化のモニターに用いることができる。
GM1ガングリオシドマイクロ粒子ポリペプチドのアネキシンVマイクロ粒子ポリペプチドに対する比は、細胞、組織、器官または生物が、正常(未罹患)状態にあるか罹患状態にあるかの検出に用いることができる。これは、正常、未罹患状態から罹患状態への細胞、組織、器官または生物の進行のモニターに用いることができる。これは、細胞、組織、器官または生物の疾患の段階のモニターに用いることができる。疾患は、細胞、組織、器官または生物が患うまたは患い得る様々な疾患のいずれかを含み得る。
一般に、疾患状態は、肥大型心筋症、細菌性心内膜炎、無脳回症、筋萎縮性側索硬化症、眩暈、ファロー四徴症、心筋炎、アルコール依存症、貧血症、腕神経叢、ニューロパチー、痔核、先天性心疾患、円形脱毛症、鎌状赤血球貧血症、僧帽弁逸脱症、自律神経系疾患、異常性、アルツハイマー病、狭心症、直腸疾患または催不整脈性右のうちいずれか1種以上を含み得る。
疾患状態は、心室異形成、酒さ性ざ瘡、弱視、強直性脊椎炎、心房細動、心タンポナーデ、後天性免疫不全症候群、アミロイドーシス、摂食障害、不安症、自閉症、脳新生物、中枢神経系疾患、色覚異常、動脈硬化症、背部痛、乳房疾患、中枢神経系感染症、結腸直腸新生物、関節炎、ベーチェット症候群、乳房新生物、脳性麻痺、感冒、喘息、双極性障害、熱傷または頸部新生物のうちいずれか1種以上を含み得る。
疾患状態は、コミュニケーション障害、粥状動脈硬化、盲目、カンジダ症、シャルコー・マリー病、クローン病、注意欠陥障害、脳損傷、白内障、潰瘍性大腸炎、累積外傷性障害、嚢胞性線維症、発達障害、摂食障害、丹毒、線維筋痛症、褥瘡、糖尿病、肺気腫、大腸菌感染症、毛包炎、嚥下障害、糖尿病性足病変または脳炎のうちいずれか1種以上を含み得る。
疾患状態は、食道性疾患、食物過敏症、認知症、ダウン症候群、日本脳炎、眼新生物、食中毒、デング熱、失読症、子宮内膜症、ファブリー病、胃腸炎、抑うつ、ジストニア、癲癇、慢性疲労症候群、胃食道逆流、ゴーシェ病、血液学的疾患、ヒルシュスプルング病、水頭症、甲状腺機能亢進症、歯肉炎、血友病、組織球増殖症、多汗症、低血糖、緑内障、肝炎およびhiv感染症のうちいずれか1種以上を含み得る。例えば、状態は、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)感染状態、結核(TB)感染状態、ウシ海綿状脳症(BSE)感染状態または治療法の状態、例えば、治療を行っている患者であり得る。
疾患状態は、高シュウ酸尿症、甲状腺機能低下症、糖原貯蔵障害、肝レンズ核変性症、ホジキン病、過敏症、免疫不全症候群、頭痛、ヘルニア、ホルト・オーラム症候群、高血圧、不能、うっ血性心不全、性器ヘルペス、ハンチントン病、肺高血圧、失禁、不妊症、白血病、全身性エリテマトーデス、マズラ菌症、精神遅滞、炎症、肝臓新生物、ライム病、マラリアまたは先天性代謝異常のうちいずれか1種以上を含み得る。
疾患状態は、炎症性腸疾患、qt延長症候群、リンパ管筋腫症、麻疹、片頭痛、インフルエンザ、腰痛、リンパ浮腫、メラノーマ、口腔先天異常、ラテックスアレルギー、閉塞性肺疾患、リンパ腫、髄膜炎、ムコ多糖症またはハンセン病のうちいずれか1種以上を含み得る。
疾患状態は、肺新生物、黄斑変性症、閉経、多発性硬化症、筋ジストロフィー、筋筋膜性疼痛症候群、変形性関節症、膵臓新生物、消化性潰瘍、重症筋無力症、悪心、骨粗鬆症、パニック障害、ペルシャ湾症候群、骨髄腫、聴神経腫瘍、中耳炎、対麻痺、フェニルケトン尿症、骨髄増殖性障害、眼振、卵巣新生物またはパーキンソン病のうちいずれか1種以上を含み得る。
疾患状態は、褐色細胞腫、心筋疾患、日和見感染症、疼痛、毛様体扁平部炎、恐怖症性障害、心筋梗塞、遺伝性視神経萎縮症、膵臓疾患、シラミ寄生症、ペスト、ポイズンアイビー皮膚炎、プリオン病、反射性交感神経性ジストロフィー、統合失調症、内気、灰白髄炎、前立腺疾患、気道疾患、強皮症、シェーグレン症候群またはリウマチ性多発筋痛症のうちいずれか1種以上を含み得る。
疾患状態は、前立腺新生物、レストレスレッグス、脊柱側弯症、皮膚疾患、ポリオ後症候群、乾癬、網膜疾患、壊血病、皮膚新生物、前癌性状態、狂犬病、網膜芽細胞腫、性交障害、睡眠障害、妊娠、奇病、サルコイドーシス、性行為感染性疾患、痙性斜頸または脊髄損傷のうちいずれか1種以上を含み得る。
疾患状態は、吃音、精巣新生物、抜毛癖、尿路感染症、脊椎癒合不全、化学物質関連障害、サラセミア、三叉神経痛、泌尿生殖器疾患、脊髄小脳変性症、乳児突然死、血栓症、結核、血管性疾患、斜視、自殺、耳鳴、結節性硬化症、ウイルス性疾患、外傷後ストレス障害、脊髄空洞症、トゥレット症候群、ターナー症候群または視覚障害のうちいずれか1種以上を含み得る。
疾患状態は、心理的ストレス、顎関節機能不全症候群、トラコーマ、尿失禁、嘔吐、フォン・ヴィルブランド病、腎性骨異栄養症、細菌感染症、消化器系新生物、骨新生物、外陰部疾患、子宮外妊娠、マダニ媒介疾患、マルファン症候群、加齢、ウィリアムズ症候群、血管形成因子、蕁麻疹、敗血症、吸収不良症候群または創傷および損傷のうちいずれか1種以上を含み得る。
疾患状態は、脳血管発作、多種化学物質過敏症、眩暈、水腎症、黄熱、神経原性関節症、肝細胞性がん、多形性腺腫、ファーター膨大部、メッケル憩室、円錐角膜皮膚、疣贅、シックビルディング症候群、泌尿器疾患、虚血性視神経ニューロパチー、総胆管結石、耳鼻咽喉疾患、上大静脈症候群、副鼻腔炎、橈骨骨折、変形性骨炎、絨毛性新生物、軟骨肉腫または読字(reading)および頸動脈狭窄のうちいずれか1種以上を含み得る。
疾患状態は、静脈瘤、クロイツフェルト・ヤコブ症候群、胆嚢疾患、関節置換術、白斑、鼻部疾患、環境病、巨大結腸症、肺炎、前庭疾患、クリプトコッカス症、帯状疱疹、卵管新生物、感染症、不整脈、グルコース不耐性、神経内分泌腫瘍、疥癬のうちいずれか1種以上を含み得る。
疾患状態は、アルコール性肝炎、寄生虫症、卵管炎、クリプトコッカス髄膜炎、頭蓋内動脈瘤、悲嘆、結石、色素性母斑、直腸新生物、真菌症、血管腫、結腸新生物、ビタミンA過剰症、腎石灰化症、腎臓新生物、ビタミン、カルチノイド腫瘍、セリアック病、下垂体疾患、脳死、胆道疾患または前立腺炎のうちいずれか1種以上を含み得る。
疾患状態は、医原性疾患、胃腸出血、腺がん、中毒性巨大結腸症、被切断者、脂漏性角化症、骨髄炎、バレット食道、出血、胃新生物、水痘、胆嚢炎または軟骨腫のうちいずれか1種以上を含み得る。
疾患状態は、細菌感染症および真菌症、副甲状腺新生物、精索捻転、腺腫、扁平苔癬、肛門腺新生物、脂肪腫、足白癬、アルコール性肝疾患、神経線維腫症、リンパ性疾患、高齢者虐待、湿疹、憩室炎、がん、膵炎、アメーバ症、妊娠合併症、腎盂腎炎、感染性単核球症または動脈瘤のうちいずれか1種以上を含み得る。
疾患状態は、例えば、ヒトの妊婦等の妊娠中の生物における子癇前症を含み得る。妊娠中の生物は、妊娠第一期、妊娠第二期または妊娠第三期であり得る。試料は、例えば、妊娠第三期の妊婦から採取し、本明細書に記載されている解析に付して、その妊婦が子癇前症を患っている、またはこれを患うリスクがあるか確認することができる。
特に、疾患状態は、糖尿病、免疫障害、神経変性障害または癌または腫瘍等の疾患を含み得る。よって、GM1ガングリオシドマイクロ粒子ポリペプチドのアネキシンVマイクロ粒子ポリペプチドに対する比は、上に挙げられる疾患のいずれかを患っているまたはこれを患う傾向がある細胞、組織、器官または生物の状態のモニターに用いることができる。
[回復のモニタリング]
血漿CD9レベルなどのタンパク質レベルは、例えば、食中毒の発症中に、単一の個体における2種の異なるマイクロ粒子集団(即ち、アネキシンV結合細画分およびCTB結合細画分)においてモニターして、患者における損傷、回復およびベースラインをモニターすることができる。
一方の集団におけるCD9のレベルは、組織損傷を示し得るが、他方におけるCD9のレベルは、組織修復を示し得る。これら2集団の相対レベルを測定することにより、患者が、より多くの組織損傷を有する(即ち、病的、予後不良)か、組織修復を開始した(即ち、回復、予後良好)か、良好な健康状態であるかを決定することができる。
GM1ガングリオシドマイクロ粒子ポリペプチドの、アネキシンVマイクロ粒子ポリペプチドに対する比は、患者の予後を示すように用いることもできる。
[生物試料]
本明細書に記載されている方法および組成物は、その状態をモニターするための、細胞により分泌されたGM1ガングリオシドマイクロ粒子ポリペプチドの、アネキシンVマイクロ粒子ポリペプチドに対する比に関与する。好都合には、比は、細胞の分泌物を含む生物試料を採取することにより決定することができる。
細胞が、生物に含まれる場合、試料は、実質的にあらゆる生物の体液(血液、鼻咽頭分泌物、尿、血清、リンパ液、唾液、肛門および腟分泌物等が挙げられるがこれらに限定されない)、発汗ならびに精液等が挙げられるがこれらに限定されないものを任意の数含み得る。
[マイクロ粒子の調製]
CTB結合マイクロ粒子またはアネキシンV結合マイクロ粒子は、次のプロトコールを用いて血漿(または他の体液)から調製することができる。
10μLの血漿を、100μLのPBS、pH7.4における0.1μgのビオチン化コレラ毒素サブユニットB(CTB)(SBL Vaccin AB)または0.1μgのビオチン化アネキシンV(AV)(BioVision)と1時間、37℃、800rpmで振盪しつつインキュベートした。その間に、100μLのDynabeads(登録商標)M−280ストレプトアビジン(Invitrogen)を100μLのPBSで3回洗浄した。最後の洗浄の後、血漿−CTBまたは血漿−AV反応ミックスを、洗浄したビーズに添加し、800rpmで振盪しつつ30分間インキュベートした。ビーズを磁石で固定化し、上清を除去した。次に、ビーズを200μlのPBSで三度洗浄し、各回ビーズを磁石で固定化した後に洗浄液を除去した。
[GM1ガングリオシドマイクロ粒子ポリペプチドのアネキシンVマイクロ粒子ポリペプチドに対する比]
GM1ガングリオシドマイクロ粒子ポリペプチドのアネキシンVマイクロ粒子ポリペプチドに対する比は、GM1ガングリオシドマイクロ粒子におけるポリペプチドの含量の、アネキシンVマイクロ粒子におけるポリペプチドの含量に対する比として単純に計算することができる。
あるいは、またはその上、細胞状態の変化の結果として変化しないことが分かっている、アネキシンVマイクロ粒子における別のポリペプチドの含量に対するGM1ガングリオシドマイクロ粒子におけるそのポリペプチドの含量は、内部対照として用いることができる。
よって、GM1ガングリオシドマイクロ粒子ポリペプチドのアネキシンVマイクロ粒子ポリペプチドに対する比の変化のモニタリングの代わりに、またはこれに加えて、第2の比に対する第1の比の比をモニタリング目的に用いることができる。ここで、第1の比は、細胞状態の変化の結果として変化することが分かっている、GM1ガングリオシドマイクロ粒子ポリペプチドの、アネキシンVマイクロ粒子ポリペプチドに対する比であり、第2の比は、細胞状態の変化の結果として変化しないことが分かっている、GM1ガングリオシドマイクロ粒子ポリペプチドのアネキシンVマイクロ粒子ポリペプチドに対する比である。
[GM1ガングリオシドマイクロ粒子ポリペプチドのアネキシンVマイクロ粒子ポリペプチドに対する比のプロファイル]
GM1ガングリオシドマイクロ粒子ポリペプチドの、アネキシンVマイクロ粒子ポリペプチドに対する比の決定に代えて、またはこれに加えて、それぞれが細胞の状態を示す、複数の選択されたポリペプチド種についてのGM1ガングリオシドマイクロ粒子ポリペプチドのアネキシンVマイクロ粒子ポリペプチドに対する比を複数含むプロファイルを確定することもできる。このようなプロファイルの変化は、細胞の状態をモニターする手段としてモニターすることができる。プロファイルは、複数の選択されたポリペプチド種それぞれに結合し、それらの間を区別することのできる複数の結合剤を含むアレイとのハイブリダイゼーション等の、当技術分野において公知の任意の手段により確定することができる。
[例1.正常個体の血清からのCD9+マイクロ粒子の濃縮]
この試験において、本出願人らは先ず、CTBが、血清におけるCD9+マイクロ粒子と結合するか決定した。CTBと結合したCD9が存在しなかったため、本出願人らは、ショ糖密度勾配における血清CD9+マイクロ粒子の沈降密度を決定し、血清におけるCD9が、エキソソームよりも高い沈降密度を有することを見出した。
CTB結合の欠如及び高い沈降密度は、CD9+マイクロ粒子が、アポトーシス小体であることを示唆した。次に、アネキシンVへのCD9の結合により、このことを確認した。
[例2.材料と方法 − サイズ排除クロマトグラフィー]
2mLのセファロース(登録商標)2B樹脂(Sigma Aldrich、Cat no.2B300)を、ピペットを用いてスピンカラム(Bio−Rad、Cat no.732−6008)に入れ、800gで1分間スピンした。上清を除去し、1mLのリン酸緩衝食塩水(PBS)を添加し、続いて800gで1分間スピンすることにより洗浄した。次に、1mLのヒト血清をロードし、カラムを800gで1分間スピンした。
フロースルーを収集し、各回1mLのPBSを用いてこのプロセスを三度反復した。3つの洗浄画分を収集した。各画分の20μLを4〜12%SDS−ポリアクリルアミドゲルにおいて分離した。ゲルは、SilverQuest(商標)銀染色キット(Invitrogen、カリフォルニア州カールスバッド)で染色、またはニトロセルロース膜にエレクトロブロットした。膜を1:50希釈のマウス抗ヒトCD9抗体によりプローブ処理し、続いて1:1250希釈のHRPコンジュゲートロバ抗マウスIgG抗体で処理した。
全抗体は、Santa Cruzから購入した。結合した抗体を、HRP増強化学発光基質(Thermo Fisher Scientific Inc.、マサチューセッツ州ウォルサム)を用いて可視化し、X線フィルムに露光した。
[例3.材料と方法 − コレラ毒素Bアフィニティークロマトグラフィー]
分子ふるいから得られた200μLの血清フロースルーを、100μLのPBS、pH7.4における0.1μgのビオチン化コレラ毒素サブユニットB(CTB)(Invitrogen)と1時間、室温にて800rpmで振盪しつつインキュベートした。100μlのDynabeads(登録商標)M−280ストレプトアビジン(Invitrogen)を100μlのPBSで3回洗浄した後、反応ミックスを添加し、800rpmで振盪しつつ30分間インキュベートした。
ビーズを磁石で固定化し、上清または非結合画分を除去した。次に、ビーズを100μlのPBSで2回洗浄し、各回ビーズを磁石で固定化した後に洗浄液を除去した。100μlの変性/還元SDS−PAGEローディングバッファーにおいてビーズを煮沸して、残存する結合したタンパク質を溶出させた。等容量の非結合画分、洗浄液、溶出および結合した画分を、4〜12%SDS−ポリアクリルアミドゲルにおいて分離した。
ゲルは、銀で染色、またはニトロセルロース膜にエレクトロブロットした。膜を1:50希釈のマウス抗ヒトCD9抗体でプローブ処理した。二次抗体は、1:1250のHRPコンジュゲートロバ抗マウスIgG抗体であった。全抗体は、Santa Cruzから購入した。結合した抗体を、HRP増強化学発光基質(Thermo Fisher Scientific Inc.、マサチューセッツ州ウォルサム)を用いて可視化し、X線フィルムに露光した。
[例4.材料と方法 − ショ糖勾配]
22.8%から60%の濃度を有する14種のショ糖溶液を調製し、最も濃縮された溶液から始めて、超遠心チューブ(Beckman Coulter Inc.、CA)において順次重層した。500μLのヒト血清をその上にロードし、続いて16.5時間、200000g、4℃で、SW60Tiローター(Beckman Coulter Inc.)において超遠心した。遠心分離後に、勾配の上層から始めて320μLの13画分を収集した。
固定容量を秤量することにより、各画分の密度を決定した。20μLの各画分を、4〜12%SDS−ポリアクリルアミドゲルにおいて分離した。ゲルは、SilverQuest(商標)銀染色キット(Invitrogen、カリフォルニア州カールスバッド)で染色、またはニトロセルロース膜にエレクトロブロットした。膜を1:50希釈のマウス抗ヒトCD9抗体でプローブ処理し、続いて1:1250希釈のHRPコンジュゲートロバ抗マウスIgG抗体で処理した。全抗体は、Santa Cruzから購入した。
結合した抗体を、HRP増強化学発光基質(Thermo Fisher Scientific Inc.、マサチューセッツ州ウォルサム)を用いて可視化し、X線フィルムに露光した。ショ糖勾配から得られた画分9〜13をプールし、PBS、pH7.4に対して一晩透析した。プールした画分を、20μLになるよう濃縮した。
[例5.材料と方法 − アネキシンVアフィニティークロマトグラフィー]
ショ糖勾配から得られたプール画分のうち20μLを、20μLの5×アネキシンV結合バッファー(Calbiochem)と混合し、水により最終容量100μLとした。このプール画分試料のうち90μLを、10μLのアネキシンVと1時間、室温にて800rpmで振盪しつつインキュベートした。
100μlのDynabeads(登録商標)M−280ストレプトアビジン(Invitrogen)を100μlのPBSで3回洗浄した後、反応ミックスを添加し、800rpmで振盪しつつ30分間インキュベートした。ビーズを磁石で固定化し、上清または非結合画分を除去した。次に、ビーズを100μlのPBSで4回洗浄し、各回ビーズを磁石で固定化した後に洗浄液を除去した。
100μlの変性/還元SDS−PAGEローディングバッファーにおいてビーズを煮沸して、残存する結合したタンパク質を溶出させた。等容量の非結合画分、洗浄液、溶出および結合した画分を、4〜12%SDS−ポリアクリルアミドゲルにおいて分離した。ゲルをニトロセルロース膜にエレクトロブロットした。
膜を1:50希釈のマウス抗ヒトCD9抗体でプローブ処理した。二次抗体は、1:1250のHRPコンジュゲートロバ抗マウスIgG抗体であった。全抗体は、Santa Cruzから購入した。
結合した抗体を、HRP増強化学発光基質(Thermo Fisher Scientific Inc.、マサチューセッツ州ウォルサム)を用いて可視化し、X線フィルムに露光した。
[例6.健常個体の血清におけるCD9は、アネキシンVに結合するが、CTBに結合しない]
健常個体CTBの血清においてCD9+マイクロ粒子が存在するか決定するため、血清を先ずサイズ分画して、大型の粒子を濃縮し、アルブミン等の豊富な小型の血清タンパク質を除去した。次に、分画された血清をCTBとインキュベートして、血清におけるCD9が、アネキシンVとまたはアネキシンVに結合するか決定した。
[例7.結果 − 大型のCD9+マイクロ粒子が、CTBによって健常個体の血清において存在する]
結果を図1に示す。
血清のサイズ分画は、フロースルーおよび洗浄1の画分におけるCD9の濃縮をもたらし、小型のタンパク質であるCD9が、大型の複合体と会合するに相違ないことを示唆する。
[例8.結果 − CD9+マイクロ粒子は、CTBと結合しない]
結果を図2の上パネルに示す。
CD9を含むタンパク質の多くは、CTBと結合しない(下パネル)。したがって、健常個体の血清におけるCD9+マイクロ粒子は、CTBと結合せず、GM1ガングリオシドを有さない。健常個体の血清におけるCD9+マイクロ粒子は、エキソソームではない。
[例9.結果 − CD9+マイクロ粒子は、高い沈降密度を有する]
結果を図3に示す。
健常個体の血清におけるCD9+マイクロ粒子の種類を同定するため、ショ糖密度勾配において血清を分画し、SDS/PAGEおよびウエスタンブロットハイブリダイゼーションにより画分を解析した。CD9+マイクロ粒子は、1.181〜1.226g/mlの密度において沈降した。この密度は、アポトーシス小体に予想される密度であり、1.13〜1.19g/mlであるエキソソームのものではない(Thery、Ostrowskiら、2009)。
[例10.結果 − 健常個体の血清におけるCD9+マイクロ粒子は、アネキシンVと結合する]
結果を図4に示す。
CD9+マイクロ粒子の一部がアポトーシス小体であることを確認するため、本出願人らは、このようなマイクロ粒子が、アネキシンVと結合することができるか決定する。さらに10結合画分をゲルにロードした場合にのみCD9が検出されるため、高密度CD9+マイクロ粒子の一部(全てではない)は、アネキシンVと結合することができる。
[例11.結論]
健常個体の血清は、CD9+マイクロ粒子を含有する。しかし、このようなマイクロ粒子は、エキソソームではないか、このようなマイクロ粒子のごく僅かな比率がエキソソームである。これらは、CTBと結合せず、したがって、エキソソーム膜の顕著な特色である、脂質ラフトに高度に濃縮されたGM1ガングリオシドまたは脂質が殆どないか、全くない。
さらに、全てではないとしても大部分のマイクロ粒子は、エキソソームの1.13〜1.19g/mlの密度ではなく1.181〜1.226g/mlのショ糖における沈降密度を有する、高密度マイクロ粒子である。その代わりに、かなりの比率が、露出したPSを含有する高密度アポトーシス小体であった。残りのマイクロ粒子は、依然としてアポトーシス小体であり得るが、これは検証する必要がある。健常個体の血清における低レベルのCTB結合CD9+マイクロ粒子は、血清におけるCTB結合CD9+マイクロ粒子に由来する、疾患または疾患感受性のいずれかのバイオマーカーの予測性を増加させるであろう。
エキソソームが、ニューロンおよび免疫細胞における細胞間連絡の媒体として分泌され(Smalheiser、2007;Thery、Ostrowskiら、2009)、多くの疾患関連タンパク質が、エキソソームにおいて分泌されることが報告されている(例えば、アルツハイマー病におけるベータ−アミロイドペプチド(Rajendran、Honshoら、2006)、結核菌(M. tuberculosis)感染J774細胞におけるマイコバクテリアタンパク質(Giri、Kruhら、2010)、腫瘍抗原(Taylor および Gercel−Taylor 2005))ことを考慮すると、健常個体の血清におけるCTB結合CD9+マイクロ粒子の低いベースラインに関する本出願人らの観察は、関連する良好な健康の指標であり得、その上昇は、疾患、疾患損傷または組織修復のための細胞連絡の増加のセンチネルであり得る。
したがって、マイクロ粒子のこの集団の解析は、疾患の診断または予後のためのより予測的なバイオマーカーをもたらす可能性が高い。
[例12.血漿およびMSC馴化培地における脂質微小胞間の差]
(材料と方法)
Myc形質転換ES由来MSC株(Myc−HuES9.E1)により馴化した培養培地および血漿を、ショ糖密度勾配上にロードした。勾配は、23%から60%(w/v)濃度の14種のショ糖溶液を重層することにより調製した。
試料をロードした後、18時間、200,000g、4℃で勾配を超遠心した。13画分において、上層から勾配を除去した。100μLの各画分を秤量することにより、各画分の密度を決定した。各画分におけるCD9+アネキシンV結合微小胞およびCD9+CTB結合微小胞の相対レベルを決定した。
(結果)
図5を参照されたい。
血漿におけるCD9+微小胞は、主としてアネキシンV結合性であるが、MSC馴化培地における微小胞は、主としてコレラ毒素B鎖(CTB)結合性である。
血漿におけるCTB結合微小胞は、2種の弁別的ショ糖密度1.21〜1.59および1.173g/ml超において浮遊するが、CTB結合微小胞は、1種の密度、即ち、1.065〜1.191g/mlにおいて浮遊する。
注記:血漿およびMSC馴化培地におけるCD81+微小胞は、CD9+微小胞と同一の分布プロファイルを提示する。
[例13.心臓病患者および健常個体の血漿におけるCTB結合微小胞と比較したアネキシンV結合微小胞におけるタンパク質の分布]
(材料と方法)
図6Aおよび図6Bを参照されたい。
健常個体(H)および心臓病患者(D)に由来する血漿を、ビオチン化アネキシンV(図6A)またはコレラ毒素B(図6B)とインキュベートした。アネキシンVまたはコレラ毒素Bのいずれかと結合する微小胞を、ストレプトアビジンコンジュゲート磁気ビーズにより抽出した。このような単離された微小胞におけるタンパク質を、ELISAにおいて特異的抗体を用いてアッセイした。
(結果)
アネキシンVおよびCTB結合血漿微小胞における数種のタンパク質は、健常個体および例えば心臓関連の診療所における患者の間で差次的に分布する。
アネキシンVと結合するがCTBと結合しない血漿微小胞におけるCD9、CD81およびTIMP1は、健常個体よりも患者において有意に高い。
CTBと結合するがアネキシンVと結合しない血漿微小胞におけるANPは、健常個体よりも患者において有意に高い。
集団サイズがより大きいおよび/または疾患がより狭く定義される場合、他のタンパク質は、患者対健常個体の2種の微小胞において有意に異なる分布プロファイルを提示し得る。
心臓病患者対健常個体の血漿微小胞における差の評価に用いることができる他のバイオマーカーは、BNP、エンドセリン、レンニン、アンジオテンシンII、トロポニン、ミオシン、IL6、IL1、IL10、TNFα、TGFβである。
[例14.慢性心不全(CHF)患者および急性心筋虚血(AMI)患者の血漿におけるCTB結合微小胞と比較したアネキシンV結合微小胞におけるタンパク質の分布]
バイオマーカーアッセイのために血漿微小胞を分画することができる実行可能性および値を評価するため、本出願人らは、より限定的な患者群:慢性心不全(CHF)患者および急性心筋虚血(AMI)患者に由来する血漿試料に本技術を適用した。対照は、健常個体(con)由来の血漿である(図7)。
(材料と方法)
微小胞Aまたは微小胞Bのいずれかにおけるバイオマーカー毎に、心不全患者(CHF)、健常個体(Con)およびAMI患者(AMI)に由来する5〜10マイクロリットルの血漿を用いた。先ずアフィニティークロマトグラフィーにより微小胞を単離し、続いてリガンドに特異的な抗体を用いてELISAを行うことにより、微小胞AまたはBのいずれかにおけるBNP、Flt−1、TIMP−1、CD9およびANPの相対レベルを決定した。Flt−1およびCD9は、膜結合型タンパク質であるが、BNP、TIMP−1およびANPは、内腔タンパク質である。
異なる患者群の微小胞AまたはBにおけるこれらのタンパク質の分布を解析した。CHFおよびAMI患者は、Con個体と比べて、微小胞Aではなく微小胞Bにおいて有意により高いBNPレベルを有していた。微小胞AおよびB両方におけるFlt−1は、Con個体よりもAMI患者で高かった。
しかし、微小胞AにおけるFlt−1は、CHF患者でより低く、微小胞BにおけるFlt−1は、Con個体と有意に異ならなかった。3つの患者群における微小胞の中で、CHF患者における微小胞A関連型TIMP−1のみが、有意に異なっていた、即ち、より高かった。
微小胞Bではなく微小胞AにおけるCD9は、CHFおよびAMI患者において有意により高かった。微小胞AにおけるANPは、CHFおよびAMI患者で有意により高かった。微小胞Bにおいて、ANP Aは、AMI患者のみで有意により高かった。
(結果)
図7を参照されたい。
CTBまたはアネキシンいずれかに対する親和性により単離された微小胞(図7)は、それらの異なるタンパク質プロファイルにより実証される通り、互いに異なる(図7)。差は、疾患特異的でもあった。例えば、CHF、AMIおよびconのアネキシンV結合微小胞画分におけるBNPレベルは、全3種の患者群において有意に異ならなかった。
しかし、CHFおよびAMIのCTB結合微小胞画分におけるBNPレベルは、対照よりも有意に高かった。他方では、アネキシン(図7)画分におけるANPは、con群と比較して、CHF群およびAMI群の両方において有意により高かったが、CTB画分におけるANPは、AMI群のみにおいて有意により高かった。
[例15.食中毒の症例の血漿CD9のモニタリング]
食中毒を起こした個体由来の血漿を、発症中及び発症3週間後に上述通りに解析した。健常個体から3週間置いて採取した2種の血漿試料を対照とした。
結果を図8に示す。食中毒の前(A1)および3週間後(A2)の患者のCTB画分およびAnnV画分における平均蛍光を、B1およびB2に対しプロットした。B1およびB2は、健常対照から3週間置いて採取した血漿試料であった。
[例16.CTBまたはアネキシンV結合微小胞いずれかの単離を微小胞における膜タンパク質および内腔タンパク質の定量化に結びつけるためのアッセイの開発]
(材料と方法)
図9を参照されたい。
先ず血漿をビオチン化CTBとインキュベートし、次に、ストレプトアビジンコンジュゲート磁気ビーズとインキュベートする。次に、磁気ビーズを磁石で固定化し、PBSまたは等張性塩溶液で洗浄する。結合した微小胞を一般的な界面活性剤に基づく細胞溶解バッファーで溶解する。
次に、微小胞内容物を活性化ビオチン、例えば、スルホ−NHS−ビオチンによりビオチン化する。特異的タンパク質をアッセイするため、次に、対象とするタンパク質に特異的な抗体をコンジュゲートした磁気ビーズを添加する。次に、抗体に結合したタンパク質を磁石により固定化し、十分に洗浄する。
ストレプトアビジンコンジュゲートHRP、およびHRP比色定量的基質またはHRP蛍光定量的基質を用いてタンパク質を定量化する。
[例17.結論]
本技術は、単離された微小胞における膜タンパク質および内腔タンパク質の両方に関して定量的にアッセイすることができる。本出願人らは、膜タンパク質および内腔タンパク質の両方を検出することができる(図7)。膜タンパク質および内腔タンパク質の両方を検出するための方法を図8において模式的に描写する。
[例18.子癇前症の臨床診断ありまたはなしの妊婦(第三期)の血漿におけるCTB結合微小胞と比較したアネキシンV結合微小胞におけるタンパク質の差次的分布 − 単一ポリペプチド]
アネキシンV(AV)またはコレラ毒素B鎖(CTB)結合微小胞いずれかにおけるバイオマーカー毎に(下表E1およびE2を参照)、子癇前症なし(対照)および臨床的に診断された子癇前症あり(子癇前症)の第三期妊婦由来の5〜10マイクロリットルの血漿を得た。
アネキシンV(AV)またはコレラ毒素B鎖(CTB)結合微小胞のいずれかにおけるPAI−1、PLGF、プロカルシトニン、S100b、TGFβおよびTIMP−1の相対レベルを、後述する通りに測定した。
簡潔に説明すると、先ずAV結合微小胞またはCTB結合微小胞をアフィニティークロマトグラフィーにより単離し、単離した微小胞を溶解して、微小胞に関連するタンパク質を放出させ、続いて、放出されたタンパク質をビオチン化した。次に、標的化された対象とするタンパク質を、HRPにコンジュゲートした特異的抗体および蛍光HRP基質を用いてアッセイした。
図10は、妊婦(第三期)の血漿におけるアネキシンVおよび/またはCTB結合微小胞におけるPAI−1、PLGF、プロカルシトニン、S100b、TGFβおよびTIMP−1が、子癇前症の臨床診断なしまたはありの女性において有意な定量的差異(p<0.05)を提示することを実証する。
したがって、これらの微小胞に被包されたタンパク質は、子癇前症の診断用となるバイオマーカーとして用いることができる。
[例19.子癇前症の臨床診断なしまたはありの妊婦(第三期)の血漿におけるCTB結合微小胞と比較したアネキシンV結合微小胞におけるタンパク質の差次的分布 − ポリペプチドの組み合わせ]
同一の血漿微小胞または異なる微小胞のいずれかにおいて2種のタンパク質を組み合わせて用いると、これらのマーカーの診断力は、大幅に改善される(図10)。
ロジスティック回帰モデル(Mooreら、2008)を用いて、受信者動作特性(ROC)曲線を作成し、CTB結合微小胞またはAV結合微小胞における各マーカーまたは2種の異なるマーカーの組み合わせの曲線下面積を計算した(下表E1および表E2)。例えば、CTB微小胞におけるPAI−1およびPLGFの曲線下面積は、それぞれ0.972および0.833であった。
PAI−1およびPLGFを組み合わせた場合、曲線下面積は、1.0に増加した(下表E1)。
同様に、AV微小胞における2種以上のマーカーの組み合わせ、例えば、PLGFおよびプロカルシトニンも、これらそれぞれの曲線下面積を、それぞれ0.889および0.861から1.0へと改善した(下表E2)。
これらの実施例は、2種以上を組み合わせた場合の、子癇前症を診断するためのこれらバイオマーカーの頑強性を図解する。
<参考文献>
本文献において言及されている出願および特許のそれぞれ、ならびに上述の出願および特許のそれぞれにおいて、出願および特許それぞれの審査手続き中も含み、引用または参照されている各文献(「出願に引用された文献」)、ならびに出願および特許のそれぞれならびに出願に引用された文献のいずれかにおいて引用または言及されているいずれかの製品のためのいずれのメーカー説明書またはカタログも、これにより、参照することにより本明細書の一部をなすものとする。さらに、本明細書において引用されているあらゆる文献、および本明細書において引用されている文献において引用または参照されているあらゆる文献、および本明細書において引用または言及されているいずれかの製品のためのいずれかのメーカー説明書またはカタログは、これにより、参照することにより本明細書の一部をなすものとする。
本発明の範囲および精神から逸脱することのない、本発明の記載されている方法およびシステムの様々な修正および変化は、当業者であれば明らかとなろう。特定の好ましい実施形態との関連において本発明を説明してきたが、請求されている本発明を、係る特定の実施形態に過度に限定するべきではないことを理解されたい。実際に、分子生物学または関連する分野の当業者にとって明らかな、記載されている発明を実施するための形態の様々な修正は、特許請求の範囲内にあることが企図される。

Claims (18)

  1. 細胞、組織、器官または生物の状態をモニタリングする方法であって、前記細胞、組織、器官または生物に由来するマイクロ粒子の試料について、
    (a)GM1ガングリオシドを含む、好ましくはコレラ毒素B(CTB)と結合するマイクロ粒子における選択されたポリペプチド(「GM1ガングリオシドマイクロ粒子ポリペプチド」)の、
    (b)露出したホスファチジルセリンを含む、好ましくはアネキシンVと結合するマイクロ粒子における前記選択されたポリペプチド(「アネキシンVマイクロ粒子ポリペプチド」)
    に対する比を確定するステップを含み、このように確定された前記(b)に対する(a)の比(「アネキシンVマイクロ粒子ポリペプチドに対するGM1ガングリオシドマイクロ粒子ポリペプチドの比」)が、前記細胞、組織、器官または生物の状態を示す方法。
  2. 前記ポリペプチドが、テトラスパニンタンパク質(例えば、GenBank受託番号NP_001760.1を有するCD9、GenBank受託番号NP_004347.1を有するCD81、GenBank受託番号NP_001771.1を有するCD63)、Rab GTPase(例えば、GenBank受託番号NP_004153.2を有するRab5a、GenBank受託番号NP_002859.1を有するRab5bおよびGenBank受託番号NP_004574.2を有するRab5c、GenBank受託番号NP_004571.2を有するRab−27aおよびGenBank受託番号NP_004154.2を有するRab−27b、GenBank受託番号NP_006852.1を有するRab35)、LAMP(例えば、GenBank受託番号NP_005552.3を有するLamp1およびGenBank受託番号NP_002285.1を有するLamp2)、カベオリン(例えば、GenBank受託番号NP_001744.2を有するカベオリン1およびGenBank受託番号NP_001224.1を有するカベオリン2)、GenBank受託番号NP_001121620.1を有するトランスフェリン受容体(TRFC)、GenBank受託番号NP_001070145.1を有するクラスリン軽鎖A(CLTA)、GenBank受託番号NP_001825.1を有するクラスリン軽鎖B(CLTB)、GenBank受託番号NP_004850.1を有するクラスリン重鎖1(CLTC)、GenBank受託番号NP_006283.1を有するTsg101、GenBank受託番号NP_037506.2を有するAlix、GenBank受託番号NP_000593.1を有するPAI−1、GenBank受託番号NP_002623.2を有するPLGF、GenBank受託番号NP_001029124.1を有するプロカルシトニン、GenBank受託番号NP_006263.1を有するS−100b、GenBank受託番号NP_001129071.1を有するTGFベータ2(TGFB2)、GenBank受託番号NP_003245.1を有するTIMP1からなる群から選択され、好ましくは、前記ポリペプチドが、GenBank受託番号NP_001760.1を有するCD9を含む請求項1に記載の方法。
  3. 例えばコレラ毒素サブユニットB(CTB)と結合する前記試料におけるマイクロ粒子を選択することにより、GM1ガングリオシドを含む前記試料におけるマイクロ粒子を選択するステップを含む、または例えばアネキシンVと結合する前記試料におけるマイクロ粒子を選択することにより、露出したホスファチジルセリンを含む前記試料におけるマイクロ粒子を選択するステップを含む請求項1または2に記載の方法。
  4. 好ましくはステップ(a)の前に、例えばサイズ排除クロマトグラフィーにより、マイクロ粒子をサイズにより選択するステップをさらに含む、またはそれぞれ前記細胞、組織、器官もしくは生物の状態を示す複数の選択されたポリペプチド種についてのアネキシンVマイクロ粒子ポリペプチドに対するGM1ガングリオシドマイクロ粒子ポリペプチドの比を複数含むプロファイルを確定するステップを含む請求項1、2または3に記載の方法。
  5. 前記細胞、組織、器官または生物の状態が、心血管疾患状態を含み、前記ポリペプチドがCD9を含み、前記アネキシンV CD9マイクロ粒子ポリペプチドに対するGM1ガングリオシドマイクロ粒子CD9ポリペプチドの比が、健常状態と比較して心血管疾患状態においてより高い請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
  6. 前記細胞、組織、器官または生物の状態が、慢性心不全(CHF)疾患状態を含み、前記ポリペプチドがCD9を含み、前記アネキシンV CD9マイクロ粒子ポリペプチドに対するGM1ガングリオシドマイクロ粒子CD9ポリペプチドの比が、健常状態と比較して慢性心不全(CHF)疾患状態においてより高い請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
  7. 前記細胞、組織、器官または生物の状態が、急性心筋虚血(AMI)疾患状態を含み、前記ポリペプチドがCD9を含み、前記アネキシンV CD9マイクロ粒子ポリペプチドに対するGM1ガングリオシドマイクロ粒子CD9ポリペプチドの比が、健常状態と比較して急性心筋虚血(AMI)疾患状態においてより高い請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
  8. 前記細胞、組織、器官または生物の状態が、子癇前症状態を含み、前記ポリペプチドが、PAI−1、PLGF、プロカルシトニン、S100b、TGFβおよびTIMP−1のうち1種またはこれらの組み合わせを含み(組み合わせが用いられる場合、前記組み合わせは、好ましくは、PAI1およびPLGF、PAI1およびプロカルシトニン、PAI1およびS100b、PAI1およびTGFベータ2、PAI1およびTIMP1、PLGFおよびプロカルシトニン、PLGFおよびS100b、PLGFおよびTGFベータ2、PLGFおよびTIMP1、プロカルシトニンおよびS100b、プロカルシトニンおよびTGFベータ2、プロカルシトニンおよびTIMP1、S100bおよびTGFベータ2、S100bおよびTIMP1ならびにTGFベータ2またはTIMP1である)、前記アネキシンVマイクロ粒子ポリペプチド/組み合わせに対するGM1ガングリオシドマイクロ粒子ポリペプチド/組み合わせの比が、健常状態と比較して子癇前症状態においてより高い請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法。
  9. (a)前記マイクロ粒子が、CD9+マイクロ粒子を含む、
    (b)前記マイクロ粒子が、微小胞、エキソソーム、エクトソームもしくはアポトーシス小体を含む、
    (c)前記細胞、組織、器官もしくは生物の状態が、生理学的状態、分化状態、発生状態もしくは代謝状態もしくは病理学的状態、例えば、疾患状態、ヒト疾患状態、食中毒状態、糖尿病状態、免疫障害状態、神経変性障害状態、発癌性状態、癌性状態もしくは腫瘍状態を含む、
    (d)前記細胞、組織、器官もしくは生物の状態が、病的である状態、予後不良の状態、病からの回復の状態、予後良好の状態もしくは健常状態を含む、
    (e)前記試料が、尿、血液、涙、唾液、気管支肺胞洗浄液、腫瘍浸出液、精巣上体液、羊水および乳汁からなる群から選択される、または
    (f)以上のいずれかの組み合わせである請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法。
  10. 2以上の試料の間の前記選択されたポリペプチドのレベル、濃度または量を正規化するステップをさらに含み、前記正規化が、好ましくは、BNP、CD9および/またはTIMP−1ポリペプチドを参照して行われる請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法。
  11. (a)細胞、組織、器官または生物の状態の変化を検出するための方法であって、前記細胞、組織、器官または生物の、アネキシンVマイクロ粒子ポリペプチドに対するGM1ガングリオシドマイクロ粒子ポリペプチドの比(または係る比を含むプロファイル)の変化を検出するステップを含み、前記変化が、前記細胞、組織、器官または生物の状態の変化を示す方法、
    (b)細胞、組織、器官または生物が、特定の状態にあることを確定するための方法であって、前記方法が、前記細胞、組織、器官または生物の、アネキシンVマイクロ粒子ポリペプチドに対するGM1ガングリオシドマイクロ粒子ポリペプチドの比(または前記比を含むプロファイル)を、前記特定の状態にあることが分かっている細胞、組織、器官または生物の、アネキシンVマイクロ粒子ポリペプチドに対するGM1ガングリオシドマイクロ粒子ポリペプチドの比(または係る比を含むプロファイル)と比較するステップを含む方法、
    (c)細胞、組織、器官または生物における疾患を検出する方法であって、前記細胞、組織、器官または生物に由来する試料または前記細胞、組織、器官または生物の試料を得るステップと、前記試料において請求項1〜10のいずれか1項に記載の方法を行うステップと、これにより得られた前記アネキシンVマイクロ粒子ポリペプチドに対するGM1ガングリオシドマイクロ粒子ポリペプチドの比を、罹患した細胞、組織、器官もしくは生物のものであるか、罹患した細胞、組織、器官もしくは生物に由来することが分かっている試料のアネキシンVマイクロ粒子ポリペプチドに対するGM1ガングリオシドマイクロ粒子ポリペプチドの比と比較するステップとを含む方法、あるいは
    (d)細胞、組織、器官または生物における疾患の治療または予防の方法であって、(c)に従って細胞、組織、器官または生物における疾患を検出するステップと、前記疾患のための治療を前記細胞、組織、器官または生物に施すステップとを含む方法。
  12. マイクロ粒子を含有する試料を処理する方法であって、
    (a)GM1ガングリオシドを含む前記試料におけるマイクロ粒子を選択するステップ、および/または
    (b)露出したホスファチジルセリンを含む前記試料におけるマイクロ粒子を選択するステップ
    を含む方法。
  13. ステップ(a)が、コレラ毒素サブユニットB(CTB)と結合する前記試料におけるマイクロ粒子を選択するステップを含む、もしくはステップ(b)が、アネキシンVと結合する前記試料におけるマイクロ粒子を選択するステップを含む、またはその両方である、請求項12に記載の方法。
  14. (a)例えばサイズ排除クロマトグラフィーにより、マイクロ粒子をサイズにより選択するステップをさらに含む、
    (b)前記マイクロ粒子が、CD9+マイクロ粒子を含む、
    (c)前記試料が、尿、血液、涙、唾液、気管支肺胞洗浄液、腫瘍浸出液、精巣上体液、羊水および乳汁からなる群から選択される、または
    (d)前記マイクロ粒子が、微小胞、エキソソーム、エクトソームもしくはアポトーシス小体を含む請求項12または13に記載の方法。
  15. マイクロ粒子を含有する試料を分画するための方法であって、(a)マイクロ粒子のアネキシンV細画分もしくはマイクロ粒子のCTB結合細画分またはその両方を選択するステップ、あるいは(b)請求項1〜14のいずれか1項に記載の方法を行うステップを含む方法。
  16. 分画されたマイクロ粒子試料において、膜タンパク質もしくは内腔タンパク質またはその両方を検出および/または定量化するステップをさらに含む請求項15に記載の方法。
  17. (a)試料における実質的に全てのマイクロ粒子が、コレラ毒素B(CTB)と結合することができるが、アネキシンVと結合することができない、または
    (b)試料における実質的に全てのマイクロ粒子が、アネキシンVと結合することができるが、コレラ毒素B(CTB)と結合することができない、精製されたマイクロ粒子試料。
  18. 実質的に、添付の図面の図1〜10を参照しつつ明細書中に記載される通りの、および前記図面に示される通りの方法または精製された試料。
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SHERIFF A ET AL., CYTOMETRY PART A, vol. 62(2), JPN6016035170, December 2004 (2004-12-01), pages 75 - 80, ISSN: 0003761020 *

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