JP2017158497A - FISH staining method - Google Patents

FISH staining method Download PDF

Info

Publication number
JP2017158497A
JP2017158497A JP2016047303A JP2016047303A JP2017158497A JP 2017158497 A JP2017158497 A JP 2017158497A JP 2016047303 A JP2016047303 A JP 2016047303A JP 2016047303 A JP2016047303 A JP 2016047303A JP 2017158497 A JP2017158497 A JP 2017158497A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nucleic acid
modified
binding
fluorescent
acid probe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2016047303A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6736921B2 (en
Inventor
満 関口
Mitsuru Sekiguchi
満 関口
義一 栗原
Yoshikazu Kurihara
義一 栗原
武寿 磯田
Taketoshi Isoda
武寿 磯田
豊 畑中
Yutaka Hatanaka
豊 畑中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
Priority to JP2016047303A priority Critical patent/JP6736921B2/en
Publication of JP2017158497A publication Critical patent/JP2017158497A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6736921B2 publication Critical patent/JP6736921B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide FISH dyeing method of nucleic acid which can improve the efficiency of a label and increase the sensitivity for detection or determination.SOLUTION: The present invention provides a method comprising: hybridizing to a target nucleic acid a nucleic acid probe having a nucleic acid sequence complementary to the nucleic acid sequence; amplifying a site to which a fluorescent nanoparticle can bind, wherein step (1) a treatment of modifying the nucleic acid probe with biotin as a site capable of binding to the fluorescent nanoparticle after previously directly or indirectly binding biotin as an origin of amplification to the nucleic acid probe, or step (2) a treatment of previously directly or indirectly binding peroxidase to the nucleic acid probe, and depositing a site capable of binding to the fluorescent nanoparticle, around the nucleic acid probe by contacting tyramide modified with a molecule capable of binding to the fluorescent nanoparticle, to the peroxidase in the presence of peroxide is selected; and binding the fluorescent nanoparticle to the binding site; and binding the fluorescent nanoparticle to the binding site.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、病理診断等に用いられる組織切片中の標的とする核酸を定量するための、蛍光in situ ハイブリダイゼーション(FISH)染色方法に関する。より詳しくは、本発明は、蛍光ナノ粒子を用いて標的とする核酸を標識するFISH染色方法に関する。   The present invention relates to a fluorescence in situ hybridization (FISH) staining method for quantifying a target nucleic acid in a tissue section used for pathological diagnosis or the like. More specifically, the present invention relates to a FISH staining method for labeling a target nucleic acid using fluorescent nanoparticles.

病理診断は、患者から採取した組織切片を薄切してスライドを作製し、所定の方法で染色したときの染色画像に基づいて、細胞または組織の形態を観察するとともに、特定の生体分子の発現レベルを定量、評価することにより、その患者が特定の疾患に罹患しているか否か、あるいは特定の治療薬が奏功するか否かといった様々な事象を診断する方法である。   In pathological diagnosis, slides are prepared by slicing tissue sections collected from patients, and the morphology of cells or tissues is observed on the basis of stained images when stained by a predetermined method. It is a method of diagnosing various events such as whether a patient suffers from a specific disease or whether a specific therapeutic drug is successful by quantifying and evaluating the level.

たとえば、癌組織を採取して作製された組織切片を用いて、癌遺伝子の一種であるHER2遺伝子(HER2/neu、c-erbB-2)および/またはHER2遺伝子から産生される膜タンパク質であって癌細胞増殖因子の受容体として機能していると推定されるHER2タンパクを定量し、評価することによって、乳癌患者の予後を診断したり、分子標的治療薬「トラスツズマブ」(商品名「ハーセプチン」(登録商標)、抗HER2モノクローナル抗体)による治療効果を予測したりする病理診断が広く行われている。DNAレベルの検査法として代表的なものが、蛍光in situ ハイブリダイゼーション(FISH)法である。   For example, a membrane protein produced from a HER2 gene (HER2 / neu, c-erbB-2) and / or HER2 gene, which is a kind of oncogene, using a tissue section prepared by collecting cancer tissue, By quantifying and evaluating the HER2 protein, which is presumed to function as a receptor for cancer cell growth factor, the prognosis of breast cancer patients can be diagnosed, and the molecular targeted therapeutic drug “Trastuzumab” (trade name “Herceptin” ( A pathological diagnosis for predicting a therapeutic effect by a registered trademark and an anti-HER2 monoclonal antibody is widely performed. A typical DNA level inspection method is a fluorescence in situ hybridization (FISH) method.

FISH法は、ホルマリン固定パラフィン包埋組織切片、細胞診スライド等で、蛍光標識された核酸プローブを用いて、ハイブリダイズする相手であるDNA、RNA領域の発現の増幅度や、DNA領域の転座(染色体上の特定遺伝子の位置の入れ替わり)、欠損を検出する方法である。   The FISH method is a formalin-fixed paraffin-embedded tissue section, cytodiagnosis slide, etc., which uses a fluorescently labeled nucleic acid probe to hybridize DNA, RNA region expression amplification degree, and DNA region translocation. This is a method of detecting a defect (replacement of the position of a specific gene on a chromosome).

FISH用のプローブ試薬として、特許文献1(WO2015/141856)には、蛍光体を集積してなる蛍光体集積ナノ粒子と所定の塩基配列を有する核酸分子とが結合したプローブ試薬を開示しており、そのようなプローブ試薬を用いることで、非特異的吸着を抑制しつつ、安定的に蛍光シグナルを得ることができることが記載されている。また、当該文献には、(i)前記蛍光体集積ナノ粒子と前記核酸分子とは、必要に応じてリンカー分子を用いた共有結合により結合していても、核酸分子に共有結合により連結した第1の生体分子(例えばビオチン)と蛍光体集積ナノ粒子に共有結合により連結した第2の生体分子(例えばストレプトアビジン)との特異的結合により間接的に結合していてもよいこと、(ii)蛍光体集積ナノ粒子を直接的または間接的に結合させるための核酸分子中の部位は、5'末端または3’末端標識法、ニックトランスレーション法などにより、1箇所または複数箇所に導入することができること、(iii)核酸配列の塩基数が5000以下である場合は核酸分子と蛍光体集積ナノ粒子とがモル比が1:1〜1:40で結合していることが好ましいこと、などが記載されている。例えば、前記(i)において核酸分子と蛍光体集積ナノ粒子を間接的に結合させるプローブ試薬を利用した一実施形態として、所定の配列を有する核酸と、第1の生体分子が複数連結された核酸分子とのハイブリダイゼーションを行った後に、第2の生体分子が連結した蛍光体集積ナノ粒子を前記ハイブリダイゼーションの反応系に添加して、第1の生体分子に第2の生体分子を特異的に結合させることにより、前記所定の配列を有する核酸を蛍光標識するFISHも提案されている。   As a probe reagent for FISH, Patent Document 1 (WO2015 / 141856) discloses a probe reagent in which phosphor-integrated nanoparticles obtained by accumulating phosphors and nucleic acid molecules having a predetermined base sequence are combined. It is described that a fluorescent signal can be stably obtained by using such a probe reagent while suppressing non-specific adsorption. Further, in this document, (i) the phosphor-aggregated nanoparticles and the nucleic acid molecule are linked to the nucleic acid molecule by a covalent bond even if they are covalently bonded using a linker molecule as necessary. It may be indirectly bound by specific binding of one biomolecule (for example, biotin) and a second biomolecule (for example, streptavidin) covalently linked to the phosphor-integrated nanoparticles; (ii) A site in a nucleic acid molecule for directly or indirectly binding phosphor-integrated nanoparticles can be introduced into one or more sites by 5′-end or 3′-end labeling method, nick translation method, etc. (Iii) When the number of bases of the nucleic acid sequence is 5000 or less, it is preferable that the nucleic acid molecule and the phosphor-integrated nanoparticles are bound at a molar ratio of 1: 1 to 1:40. Is described. For example, as an embodiment using a probe reagent that indirectly binds a nucleic acid molecule and phosphor-integrated nanoparticles in (i) above, a nucleic acid in which a plurality of nucleic acids having a predetermined sequence and a plurality of first biomolecules are linked After hybridization with the molecule, the phosphor-integrated nanoparticles linked with the second biomolecule are added to the hybridization reaction system, and the second biomolecule is specifically added to the first biomolecule. FISH has also been proposed in which the nucleic acid having the predetermined sequence is fluorescently labeled by binding.

一方、特定の分析対象物(アナライト)に結合した標識体から発せられるシグナルを増強し、アナライトを高感度で検出するための一つの手段として、酵素によって活性化されたアナライトの近傍に沈着することのできる基質と、標識物質(ラベル)またはそれを連結させるための部位とのコンジュゲートを利用する増感法が知られている。   On the other hand, as a means to enhance the signal emitted from the label bound to a specific analyte (analyte) and detect the analyte with high sensitivity, it is located in the vicinity of the enzyme activated analyte. A sensitization method using a conjugate of a substrate that can be deposited and a labeling substance (label) or a site for linking it is known.

例えば、特許文献2(US5196306)には、酵素(例えばホースラディシュペルオキシダーゼ)によって活性化される基質(例えばチラミン)と、検出または定量可能なシグナルを直接的または間接的に発生させることのできる検出可能なラベル(例えば酵素的、蛍光発光的または化学発光的なラベルなど)とのコンジュゲートを利用した、アナライト依存性酵素活性化システムによってアナライトの検出または定量を行う方法が開示されている。その実施形態の一例として、実施例8には、次のようなものが記載されている。まず、酵素免疫測定法用の支持体(ポリスチレンストリップ)上に固相化された一次抗体に、アナライト(抗体)を抗原抗体反応により結合させ、続いてそのアナライトに、ホースラディシュペルオキシダーゼが連結された二次抗体を抗原抗体反応により結合させる。次に、チラミンとビオチンとのコンジュゲートを添加し、ホースラディッシュペルオキシダーゼによってチラミンを活性化させることで、複数のコンジュゲートを基板上の一次抗体近傍に沈着させる。さらに、ストレプトアビジンとガラクトシダーゼとのコンジュゲートを添加し、沈着したチラミンに連結されているビオチンと結合させる。最後に、4−メチルウンベリフェリル−β−D−ガラクトシド(MUG)を添加し、ガラクトシダーゼと反応させ、それにより発せられる蛍光を測定することで、アナライトを定量する。   For example, US Pat. No. 5,196,306 discloses a substrate (eg, tyramine) that is activated by an enzyme (eg, horseradish peroxidase) and a detectable that can directly or indirectly generate a detectable or quantifiable signal. Disclosed is a method for detecting or quantifying an analyte by an analyte-dependent enzyme activation system using a conjugate with a non-specific label (such as an enzymatic, fluorescent or chemiluminescent label). As an example of the embodiment, the following is described in Example 8. First, an analyte (antibody) is bound to the primary antibody immobilized on a support (polystyrene strip) for enzyme immunoassay by an antigen-antibody reaction, and then horseradish peroxidase is linked to the analyte. The prepared secondary antibody is bound by antigen-antibody reaction. Next, a conjugate of tyramine and biotin is added, and tyramine is activated by horseradish peroxidase to deposit a plurality of conjugates in the vicinity of the primary antibody on the substrate. Furthermore, a conjugate of streptavidin and galactosidase is added and bound to biotin linked to the deposited tyramine. Finally, 4-methylumbelliferyl-β-D-galactoside (MUG) is added, reacted with galactosidase, and the fluorescence emitted thereby is measured to quantify the analyte.

特許文献2には、前記ラベルとして様々なものが例示されているが、蛍光体集積ナノ粒子またはその他の蛍光体粒子を用いることは具体的に開示されていない。上述した実施例では、マイクロタイタープレートリーダーにより生成した蛍光色素から発生する蛍光量の総和を測定しているが、蛍光体集積ナノ粒子等の輝点の位置、数といった情報を取得しているわけではない。また、特許文献2に記載された方法は基本的に、血液検体等に含まれるタンパク質をアナライトとし、その検出、定量用のラベルを増幅させるための手段であり、組織切片中の核酸(遺伝子)の検出、定量用のラベルを増幅させることについては記載されていない。   Patent Document 2 exemplifies various labels as the label, but does not specifically disclose the use of phosphor-integrated nanoparticles or other phosphor particles. In the embodiment described above, the total amount of fluorescence generated from the fluorescent dyes generated by the microtiter plate reader is measured, but information such as the position and number of bright spots of phosphor-integrated nanoparticles, etc. is acquired. is not. In addition, the method described in Patent Document 2 is basically a means for amplifying a label for detection and quantification using a protein contained in a blood sample as an analyte, and a nucleic acid (gene ) Is not described for amplifying labels for detection and quantification.

一方、特許文献3(特表2013−531801)には、特定の遺伝子を検出、定量の対象とするin situハイブリダイゼーションアッセイにおいて、(i)標的とする核酸配列に、ハプテン(例えばジゴキシゲニン)で標識された核酸プローブを結合させる工程、(ii)前記ハプテンに対応する抗ハプテン抗体とペルオキシダーゼとのコンジュゲートを前記ハプテンと反応させ、ペルオキシダーゼを固定化する工程、(iii)過酸化物の存在下に、ペルオキシダーゼにより活性可能なアリール部分(例えばチラミン又はチラミン誘導体)とハプテンとのコンジュゲートを複数、前記ペルオキシダーゼと反応させ、固定化されたペルオキシダーゼの近傍に沈着させる(フェノール含有化合物、例えばチロシンと二量体を形成させる)工程、(iv)蛍光標識と抗ハプテン抗体とのコンジュゲートを、沈着した前記複数のコンジュゲートのハプテンと反応させる工程により、核酸配列の蛍光シグナルを増幅することができることなどが開示されている。また、蛍光標識としては量子ドットが例示されている。   On the other hand, in Patent Document 3 (Special Table 2013-531801), in an in situ hybridization assay for detecting and quantifying a specific gene, (i) a target nucleic acid sequence is labeled with a hapten (for example, digoxigenin). (Ii) a step of reacting a conjugate of an anti-hapten antibody corresponding to the hapten and a peroxidase with the hapten to immobilize the peroxidase, and (iii) in the presence of a peroxide. A plurality of conjugates of aryl moieties (for example tyramine or tyramine derivatives) that can be activated by peroxidase and haptens are reacted with the peroxidase and deposited in the vicinity of the immobilized peroxidase (phenol-containing compounds such as tyrosine and dimers). Forming the body), The conjugate of iv) fluorescence-labeled with an anti-hapten antibody, by reacting with the deposited haptens of the plurality of conjugates, such as to be able to amplify the fluorescent signal of the nucleic acid sequence is disclosed. Moreover, quantum dots are exemplified as the fluorescent label.

特許文献3に記載された方法は基本的に、蛍光標識を抗ハプテン抗体で修飾し、それとハプテンとの結合を介して標的とする核酸配列に間接的に結合させるものであり、蛍光標識をアビジンとビオチンとの結合を介して間接的に結合させることについては記載されていない。また、蛍光標識体として蛍光体集積ナノ粒子を用いることも具体的に開示されていない。   The method described in Patent Document 3 is basically a method in which a fluorescent label is modified with an anti-hapten antibody and indirectly bound to a target nucleic acid sequence through the binding of the fluorescent label to the avidin. There is no description about the indirect binding via the binding of biotin to biotin. In addition, the use of phosphor-integrated nanoparticles as a fluorescent label is not specifically disclosed.

また、非特許文献1では、染色体上のHER2遺伝子を検出するために、蛍光色素分子で修飾した塩基長が200程度の様々なFISHプローブを作製し、それらを複数組み合わせて用いることで、プローブの合計塩基長を変えながら、HER2遺伝子の検出性を検証している。その結果、FISHプローブの全長が少なくとも3000(200×15)塩基程度あれば、蛍光色素分子の輝点を顕微鏡で視認することができたことが記載されている。逆に言えば、非特許文献1の記載からは、プローブの合計塩基長が3000以下の場合には顕微鏡での視認が困難になることが示されている。   Further, in Non-Patent Document 1, in order to detect the HER2 gene on the chromosome, various FISH probes modified with fluorescent dye molecules and having a base length of about 200 are prepared, and a plurality of them are used in combination. While changing the total base length, the detectability of the HER2 gene is verified. As a result, it is described that if the total length of the FISH probe is at least about 3000 (200 × 15) bases, the bright spot of the fluorescent dye molecule can be visually recognized with a microscope. In other words, the description of Non-Patent Document 1 shows that when the total base length of the probe is 3000 or less, visual recognition with a microscope becomes difficult.

WO2015/141856WO2015 / 141856 US5196306US5196306 特表2013−531801Special table 2013-531801

NATURE METHODS 10, 2, pp.122-124(2013)NATURE METHODS 10, 2, pp.122-124 (2013)

特許文献1に開示されているような従来のFISHの代表的な実施形態では、上述したとおり、所定の配列を有する核酸にプローブを結合させ、そのプローブに連結した1つまたは複数の第1の生体分子と、それに対応する第2の生体分子とを結合させることを介して、蛍光体集積ナノ粒子で前記所定の配列を有する核酸を蛍光標識している。しかしながら、蛍光体集積ナノ粒子は粒子径が比較的大きいため、核酸の周囲を覆っているヒストンなどのタンパク質との間で、またプローブに結合しようとする蛍光体集積ナノ粒子同士の間で、立体障害を起こしやすいと考えられる。その影響により、標的とする核酸に結合しているプローブに蛍光体集積ナノ粒子が近づきにくくなり、逆にあらかじめ蛍光体集積ナノ粒子をプローブに結合させた場合にはそのプローブが標的とする核酸に近づきにくくなる。このような観点から、従来のFISHにおける、多数の蛍光体集積ナノ粒子を用いて標的とする核酸を修飾する際の結合反応性、換言すれば結合する蛍光体集積ナノ粒子の数およびその結合力に基づく標識率には改善の余地があった。   In a typical embodiment of conventional FISH as disclosed in Patent Document 1, as described above, a probe is bound to a nucleic acid having a predetermined sequence, and one or a plurality of first ligations linked to the probe. The nucleic acid having the predetermined sequence is fluorescently labeled with the phosphor-integrated nanoparticles through binding of the biomolecule and the corresponding second biomolecule. However, since the phosphor-integrated nanoparticles have a relatively large particle size, there is a three-dimensional relationship between the phosphor-integrated nanoparticles that are bound to the probe and between proteins such as histones that surround the nucleic acid. It is likely to cause disability. As a result, it becomes difficult for the phosphor-aggregated nanoparticles to approach the probe bound to the target nucleic acid, and conversely, if the phosphor-aggregated nanoparticle is bound to the probe in advance, the probe will become a target nucleic acid. It becomes difficult to approach. From such a viewpoint, the binding reactivity when modifying a target nucleic acid using a large number of phosphor-integrated nanoparticles in conventional FISH, in other words, the number of phosphor-integrated nanoparticles to be bound and the binding force thereof. There was room for improvement in the tagging rate based on.

一方で、蛍光体集積ナノ粒子の代わりに、それよりも粒子径の小さな蛍光ナノ粒子、例えば量子ドットを用いれば、上述したような立体障害による問題は起きないかもしれないが、蛍光体集積ナノ粒子に比べて粒子1つ当たりの輝点が小さいため、より多数の粒子を安定的に結合させて、検出または定量のための感度を増加させることが望ましい。   On the other hand, if fluorescent nanoparticles with a smaller particle diameter, such as quantum dots, are used instead of the phosphor-integrated nanoparticles, the problem due to steric hindrance as described above may not occur. Since the bright spot per particle is smaller than the particle, it is desirable to stably bind a larger number of particles to increase the sensitivity for detection or quantification.

また、プローブの合計塩基長が短いほど、調製しやすく、取り扱い性にも優れるが、プローブに直接結合させることのできる蛍光色素分子その他の蛍光体の総量は少なくなるため、標的とする核酸の検出または定量が困難となる傾向にある。   In addition, the shorter the total base length of the probe, the easier it is to prepare and the easier it is to handle, but the total amount of fluorophore and other fluorophores that can be directly bound to the probe decreases, so detection of the target nucleic acid Or it tends to be difficult to quantify.

本発明は、標的とする核酸を標識する物質として蛍光体集積ナノ粒子や量子ドット等の無機蛍光体ナノ粒子などの蛍光ナノ粒子を用いる場合に、標識の効率を向上させ、検出または定量のための感度を増加させることができ、核酸プローブの合計塩基長が3000以下であっても標的とする核酸を検出または定量することのできる、核酸のFISH染色方法を提供することを課題とする。   The present invention improves the efficiency of labeling for detection or quantification when fluorescent nanoparticles such as phosphor-integrated nanoparticles and inorganic phosphor nanoparticles such as quantum dots are used as a substance for labeling a target nucleic acid. It is an object of the present invention to provide a nucleic acid FISH staining method that can detect or quantify a target nucleic acid even if the total base length of the nucleic acid probe is 3000 or less.

本発明者らは、核酸プローブに修飾した分子を起点にした結合により、または核酸プローブ周辺の分子への結合により、蛍光ナノ粒子が結合可能な部位を増幅する工程を取り入れることによって、上記のような課題が解決された核酸のFISH染色方法を実施することができるようになることを見出した。すなわち、本発明には下記のような各発明が包含される。   The present inventors have incorporated the step of amplifying a site to which a fluorescent nanoparticle can be bound by binding starting from a molecule modified with a nucleic acid probe or by binding to a molecule around the nucleic acid probe as described above. The present inventors have found that the FISH staining method for nucleic acids that can solve various problems can be carried out. That is, the present invention includes the following inventions.

[1]
標的とする核酸に、その塩基配列に対して相補的な塩基配列を有する、合計の塩基長が3000以下である核酸プローブをハイブリダイズさせる工程(ハイブリダイゼーション工程)と、
下記工程(1)または(2)から選ばれる、蛍光ナノ粒子が結合可能な部位を増幅させる工程(結合部位増幅工程)と、
工程(1):前記核酸プローブにあらかじめ直接的または間接的に増幅の起点としてのビオチンを結合させておき、当該ビオチンとアビジン−ビオチン複合体(ABC)に含まれるアビジンと結合させることにより、前記核酸プローブを、蛍光ナノ粒子と結合可能な部位としての前記ABCに含まれるビオチンで修飾する処理(ABC処理工程)
工程(2):前記核酸プローブにあらかじめ直接的または間接的にペルオキシダーゼを結合させておき、過酸化物の存在下で、当該ペルオキシダーゼに、蛍光ナノ粒子と結合可能な分子で修飾されたタイラマイドを接触させることにより、前記核酸プローブの周辺に蛍光ナノ粒子と結合可能な部位を沈着させる処理(タイラマイド処理工程)
前記結合部位に蛍光ナノ粒子を結合させる工程(蛍光ナノ粒子結合工程)と
を含む、核酸のFISH(蛍光in situ ハイブリダイゼーション)染色方法。
[1]
A step (hybridization step) of hybridizing a target nucleic acid with a nucleic acid probe having a base sequence complementary to the base sequence and having a total base length of 3000 or less;
A step of amplifying a site to which fluorescent nanoparticles can be bound, selected from the following step (1) or (2) (binding site amplification step);
Step (1): Biotin as a starting point of amplification is directly or indirectly bound to the nucleic acid probe in advance, and bound to the biotin and avidin contained in the avidin-biotin complex (ABC). Treatment for modifying a nucleic acid probe with biotin contained in ABC as a site capable of binding to fluorescent nanoparticles (ABC treatment step)
Step (2): Peroxidase is directly or indirectly bound to the nucleic acid probe in advance, and in the presence of peroxide, the peroxidase is contacted with tyramide modified with a molecule capable of binding to fluorescent nanoparticles. Treatment for depositing sites capable of binding to fluorescent nanoparticles around the nucleic acid probe (tyramide treatment step)
A method for FISH (fluorescence in situ hybridization) staining of nucleic acids, comprising a step of binding fluorescent nanoparticles to the binding site (fluorescent nanoparticle binding step).

[2]
前記結合部位増幅工程において、前記核酸プローブに間接的に増幅の起点としてのビオチン(工程1)またはペルオキシダーゼ(工程2)を結合させるために、
前記核酸プローブをハプテンで修飾しておき、
前記ハプテンで修飾された核酸プローブに、1次抗体として抗ハプテンポリクローナル抗体または抗ハプテンモノクローナル抗体を結合させた後、
前記1次抗体に、2次抗体として前記1次抗体に対するポリクローナル抗体を結合させる、[1]に記載の核酸のFISH染色方法。
[2]
In the binding site amplification step, in order to bind biotin (step 1) or peroxidase (step 2) as a starting point of amplification indirectly to the nucleic acid probe,
The nucleic acid probe is modified with a hapten,
After binding an anti-hapten polyclonal antibody or an anti-hapten monoclonal antibody as a primary antibody to the nucleic acid probe modified with the hapten,
The method for FISH staining of nucleic acid according to [1], wherein a polyclonal antibody against the primary antibody is bound to the primary antibody as a secondary antibody.

[3]
前記ハプテンが、ジニトロフェノール、ジゴキシゲニンおよびFITC(フルオレセインイソチオシアネート)からなる群より選択される、[1]または[2]に記載の核酸のFISH染色方法。
[3]
The method for FISH staining of a nucleic acid according to [1] or [2], wherein the hapten is selected from the group consisting of dinitrophenol, digoxigenin and FITC (fluorescein isothiocyanate).

[4]
前記蛍光ナノ粒子結合工程の後、蛍光ナノ粒子が結合した部位から遊離することを防ぐ工程(固定化工程)を行う、[1]〜[3]のいずれか1項に記載の核酸のFISH染色方法。
[4]
The nucleic acid FISH staining according to any one of [1] to [3], wherein after the fluorescent nanoparticle binding step, a step (immobilization step) for preventing the fluorescent nanoparticle from being released from the bonded site is performed. Method.

[5]
前記蛍光ナノ粒子が蛍光色素集積ナノ粒子であり、その平均粒子径が20nm〜300nmである、[1]〜[4]のいずれか1項に記載の核酸のFISH染色方法。
[5]
The nucleic acid FISH staining method according to any one of [1] to [4], wherein the fluorescent nanoparticles are fluorescent dye-integrated nanoparticles, and an average particle diameter thereof is 20 nm to 300 nm.

[6]
前記蛍光ナノ粒子が無機蛍光体集積ナノ粒子であり、その平均粒子径が20nm〜300nmである、[1]〜[4]のいずれか1項に記載の核酸のFISH染色方法。
[6]
The nucleic acid FISH staining method according to any one of [1] to [4], wherein the fluorescent nanoparticles are inorganic phosphor-integrated nanoparticles, and an average particle diameter thereof is 20 nm to 300 nm.

[7]
前記蛍光ナノ粒子が量子ドットおよび炭素ドットからなる群より選択される無機蛍光体ナノ粒子であり、その平均粒子径が1nm〜300nmである、[1]〜[4]のいずれか1項に記載の核酸のFISH染色方法。
[7]
[1] to [4], wherein the fluorescent nanoparticles are inorganic phosphor nanoparticles selected from the group consisting of quantum dots and carbon dots, and have an average particle diameter of 1 nm to 300 nm. A method for FISH staining of nucleic acids.

[8]
[1]〜[7]のいずれか1項に記載のFISH染色方法における、前記結合部位増幅工程により増幅された複数の結合部位に蛍光ナノ粒子が結合してなることを特徴とする、核酸のFISH染色がされた病理標本。
[8]
In the FISH staining method according to any one of [1] to [7], a fluorescent nanoparticle is bound to a plurality of binding sites amplified by the binding site amplification step. Pathological specimen with FISH staining.

本発明に係るFISH染色方法は、所定の処理を用いて、核酸プローブまたはその周辺に存在する蛍光ナノ粒子が結合することのできる部位の数を著しく増幅することで、標的とする核酸を標識する蛍光ナノ粒子の数を増やすことができ、さらには蛍光ナノ粒子が洗浄等により離脱することを抑制することもできるようになる。このようにして、蛍光ナノ粒子による標識能力を飛躍的に向上させることにより、合計塩基長が3000以下である、設計、作製および取扱いが比較的容易な核酸プローブを用いる場合でも、標的とする核酸の検出および定量に十分な輝度(感度)を達成することができ、試料同士の染色結果の再現性も改善することができる。   The FISH staining method according to the present invention labels a target nucleic acid by remarkably amplifying the number of sites to which a nucleic acid probe or fluorescent nanoparticles existing in the vicinity thereof can bind using a predetermined treatment. The number of fluorescent nanoparticles can be increased, and furthermore, the fluorescent nanoparticles can be prevented from being detached by washing or the like. Thus, even when using a nucleic acid probe having a total base length of 3000 or less and relatively easy to design, manufacture and handle by dramatically improving the labeling ability with fluorescent nanoparticles, the target nucleic acid The brightness (sensitivity) sufficient for detection and quantification of the sample can be achieved, and the reproducibility of the staining result between samples can also be improved.

図1は、結合部位増幅工程として工程1:ABC処理工程を行う、本発明の第1実施形態における反応様式の一例を表す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a reaction mode in the first embodiment of the present invention in which Step 1: ABC treatment step is performed as a binding site amplification step. 図2は、結合部位増幅工程として工程2:タイラマイド処理工程を行う、本発明の第2実施形態における反応様式の一例を表す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a reaction mode in the second embodiment of the present invention in which Step 2: Tylamide treatment step is performed as the binding site amplification step. 図3は、本発明の第2実施形態として好ましい反応様式の一例(核酸プローブに間接的にペルオキシダーゼを結合させるためにポリクローナル2次抗体を用いる場合)を表す模式図である。FIG. 3 is a schematic view showing an example of a reaction mode preferable as the second embodiment of the present invention (when a polyclonal secondary antibody is used to indirectly bind peroxidase to a nucleic acid probe). 図4は、[A]実施例1で撮影された蛍光画像および[B]比較例1で撮影された蛍光画像である。FIG. 4 shows [A] a fluorescent image taken in Example 1 and [B] a fluorescent image taken in Comparative Example 1. 図5は、[A]実施例2で撮影された蛍光画像および[B]比較例2で撮影された蛍光画像である。FIG. 5 shows [A] a fluorescent image taken in Example 2 and [B] a fluorescent image taken in Comparative Example 2.

以下、本発明に係る核酸のFISH染色方法およびこれを用いて染色された病理標本について説明する。
−核酸のFISH染色方法−
本発明に係るFISH染色方法は、少なくとも、「ハイブリダイゼーション工程」、「結合部位増幅工程」および「蛍光ナノ粒子結合工程」を含み、必要に応じてさらに、「固定化工程」を含んでいてもよい。
Hereinafter, the FISH staining method for nucleic acids according to the present invention and the pathological specimens stained using the method will be described.
-Method of FISH staining of nucleic acid-
The FISH staining method according to the present invention includes at least a “hybridization step”, a “binding site amplification step”, and a “fluorescent nanoparticle binding step”, and may further include a “fixation step” as necessary. Good.

(ハイブリダイゼーション工程)
ハイブリダイゼーション工程は、標的とする核酸に、その塩基配列に対して相補的な塩基配列を有する、合計の塩基長が3000以下である核酸プローブをハイブリダイズさせる工程である。この工程でハイブリダイズさせる核酸プローブは、次の結合部位増幅工程の実施形態に応じた所定の分子(「核酸プローブ修飾分子」と称する。)で修飾された核酸プローブ(「修飾核酸プローブ」と称する。)である。
(Hybridization process)
The hybridization step is a step of hybridizing a target nucleic acid with a nucleic acid probe having a base sequence complementary to the base sequence and having a total base length of 3000 or less. The nucleic acid probe to be hybridized in this step is referred to as a nucleic acid probe (referred to as a “modified nucleic acid probe”) modified with a predetermined molecule (referred to as a “nucleic acid probe modified molecule”) according to the embodiment of the next binding site amplification step. .)

核酸プローブは、1本の核酸分子によって構成されていてもよいし、2本以上の核酸分子(混合物)によって構成されていてもよい。すなわち、「合計の塩基長が3000以下である」という規定は、前者の場合はその1本の核酸分子の塩基長が3000以下であることを意味し、後者の場合は2本以上の核酸分子それぞれの塩基長の合計が3000以下であることを意味する。核酸プローブとして2本以上の核酸分子を用いる場合は、それぞれの核酸分子の塩基配列は、標的とする核酸の異なる(重複しない)領域の塩基配列と相補的なものとする。例えば、1本あたり200塩基長の、10本の核酸分子のセットは、合計の塩基長が2000(200×10)である核酸プローブとして使用することができる。   The nucleic acid probe may be constituted by one nucleic acid molecule or may be constituted by two or more nucleic acid molecules (mixture). That is, the rule that “the total base length is 3000 or less” means that the base length of one nucleic acid molecule is 3000 or less in the former case, and two or more nucleic acid molecules in the latter case It means that the total of each base length is 3000 or less. When two or more nucleic acid molecules are used as the nucleic acid probe, the base sequence of each nucleic acid molecule is complementary to the base sequence of a different (non-overlapping) region of the target nucleic acid. For example, a set of 10 nucleic acid molecules with a length of 200 bases per strand can be used as a nucleic acid probe with a total base length of 2000 (200 × 10).

(結合部位増幅工程)
核酸プローブ接触工程の後に行われる結合部位増幅工程は、蛍光ナノ粒子が結合可能な部位を増幅させるための工程であり、下記工程1または2から選ばれる工程である。
工程1:前記核酸プローブにあらかじめ直接的または間接的に増幅の起点としてのビオチンを結合させておき、当該ビオチンとアビジン−ビオチン複合体(ABC:avidin-biotin complex)に含まれるアビジンとを結合させることにより、前記核酸プローブを、蛍光ナノ粒子と結合可能な部位としての前記ABCに含まれる複数のビオチンで修飾する処理(ABC処理工程)。
工程2:前記核酸プローブにあらかじめ直接的または間接的にペルオキシダーゼを結合させておき、過酸化物の存在下で、当該ペルオキシダーゼに蛍光ナノ粒子と結合可能な分子で修飾されたタイラマイドを接触させることにより、前記核酸プローブの周辺に蛍光ナノ粒子と結合可能な部位を複数沈着させる処理(タイラマイド処理工程)。
(Binding site amplification step)
The binding site amplification step performed after the nucleic acid probe contacting step is a step for amplifying a site to which the fluorescent nanoparticles can bind, and is a step selected from the following steps 1 or 2.
Step 1: Biotin as a starting point of amplification is directly or indirectly bound to the nucleic acid probe in advance, and the biotin and avidin contained in an avidin-biotin complex (ABC) are bound. Thus, the nucleic acid probe is modified with a plurality of biotins contained in the ABC as a site capable of binding to the fluorescent nanoparticles (ABC treatment step).
Step 2: Peroxidase is directly or indirectly bound to the nucleic acid probe in advance, and in the presence of peroxide, the peroxidase is contacted with a tyramide modified with a molecule that can bind to fluorescent nanoparticles. A process of depositing a plurality of sites capable of binding to fluorescent nanoparticles around the nucleic acid probe (tyramide treatment process).

(工程1:ABC処理工程)
図1の反応様式に示されるように、工程1(ABC処理工程)は、核酸プローブにあらかじめ直接的または間接的に増幅の起点としてのビオチンを結合させておき、当該ビオチンとABCに含まれるアビジンとを結合させることにより、核酸プローブを、蛍光ナノ粒子と結合可能な部位としてのABCに含まれる複数のビオチンで修飾する処理を含む工程である。
(Step 1: ABC processing step)
As shown in the reaction mode of FIG. 1, in step 1 (ABC treatment step), biotin as a starting point of amplification is bound directly or indirectly to a nucleic acid probe in advance, and the biotin and avidin contained in ABC are included. To the nucleic acid probe is modified with a plurality of biotins contained in ABC as a site capable of binding to the fluorescent nanoparticle.

なお、本明細書において「アビジン」は、卵白由来の本来のアビジンの他、放線菌由来のストレプトアビジン、アビジンから糖鎖を除去したニュートラルアビジン等、アビジンの類縁体を包含する用語である。   In the present specification, “avidin” is a term encompassing analogs of avidin such as streptavidin derived from actinomycetes, neutral avidin obtained by removing a sugar chain from avidin, in addition to the original avidin derived from egg white.

「核酸プローブにあらかじめ直接的または間接的に増幅の起点としてのビオチンを結合」させるための手段は特に限定されるものではなく、公知の様々な手段の中から選択することができる。例えば、1次抗体およびビオチン修飾2次抗体を用いて、間接的にビオチンを結合させる方法、すなわち、まず標的とする核酸にハイブリダイズさせた修飾核酸プローブに、その核酸プローブ修飾分子に対して特異的に結合する抗体(1次抗体)を結合させ、続いてその1次抗体に、ビオチンで修飾された1次抗体に対応する抗体(ビオチン修飾2次抗体)を結合させる反応様式が好ましい。ビオチン修飾2次抗体を用いず、ビオチン修飾1次抗体だけを用いて、それを修飾核酸プローブに結合させるようにしてもよい。また、核酸プローブ修飾分子としてビオチンを選択し、それを核酸プローブに直接的に(必要に応じてリンカー分子を用いた共有結合により)結合させることもできる。ハイブリダイゼーション工程よりも前にそのようなビオチン修飾核酸プローブを作製しておき、それを用いてハイブリダイゼーション工程を行えば、結合部位増幅工程の開始時点で、核酸プローブにあらかじめ直接的に増幅の起点としてのビオチンを結合させておいたことになる。増幅の起点としてのビオチンは、1つの核酸プローブにつき少なくとも1個あればよいが、2個以上あれば蛍光ナノ粒子の結合部位の増幅効率を高めることができるため好ましい。   The means for “binding biotin as a starting point of amplification directly or indirectly in advance to the nucleic acid probe” is not particularly limited, and can be selected from various known means. For example, a method in which biotin is indirectly bound using a primary antibody and a biotin-modified secondary antibody, that is, a modified nucleic acid probe first hybridized to a target nucleic acid is specific for the nucleic acid probe-modified molecule. The reaction mode is preferably such that an antibody (primary antibody) that binds manually is bound, and then an antibody (biotin-modified secondary antibody) corresponding to the primary antibody modified with biotin is bound to the primary antibody. Instead of using the biotin-modified secondary antibody, only the biotin-modified primary antibody may be used and bound to the modified nucleic acid probe. It is also possible to select biotin as the nucleic acid probe modifying molecule and to bind it directly to the nucleic acid probe (by a covalent bond using a linker molecule if necessary). If such a biotin-modified nucleic acid probe is prepared prior to the hybridization step and then used to carry out the hybridization step, the nucleic acid probe directly starts the amplification at the beginning of the binding site amplification step. As a result, biotin was bound. At least one biotin as a starting point for amplification may be used for each nucleic acid probe, but two or more biotins are preferable because the amplification efficiency of the binding site of the fluorescent nanoparticles can be increased.

「(増幅の起点としての)ビオチンとアビジン−ビオチン複合体(ABC)に含まれるアビジンと結合させる」ための手段も特に限定されるものではなく、公知の様々な手段の中から選択することができる。一般的には、個々に複数のビオチンを担持した物質(例えばペルオキシダーゼ)をあらかじめ作製しておいた上で、まず増幅の起点としてのビオチンにアビジンを接触させて結合させ、続いてそのアビジンに作製しておいたビオチン担持物質を接触させて、増幅の起点としてのビオチンに結合しなかった余剰のアビジンと共に、ABCが形成されるようにする。あるいは、先にそのビオチン担持物質とアビジンとを接触させてABCを形成しておき、そのABCを増幅の基点としてのビオチンに接触させて、ABC中の未反応だった(ビオチンとまだ結合していない)アビジンを当該ビオチンと反応させるようにしてもよい。工程(1)では、上記のようにして核酸プローブを修飾した、ABCに含まれる複数のビオチンが、蛍光ナノ粒子と結合可能な部位となる。ビオチン担持物質はペルオキシダーゼに限定されるものではなく、複数のビオチンを担持することができる適切なサイズの物質(分子)を用いることができる。   The means for “binding with biotin (as a starting point of amplification) and avidin contained in the avidin-biotin complex (ABC)” is not particularly limited, and can be selected from various known means. it can. In general, a substance carrying multiple biotins (for example, peroxidase) is prepared in advance, and then avidin is contacted and bound to biotin as the starting point of amplification, and then the avidin is prepared. The biotin-carrying substance that has been prepared is brought into contact so that ABC is formed together with excess avidin that did not bind to biotin as the starting point of amplification. Alternatively, the biotin-carrying substance and avidin are first brought into contact with ABC to form ABC, and then the ABC is brought into contact with biotin as an amplification base point, which is unreacted in ABC (not yet bound to biotin). A) Avidin may be reacted with the biotin. In step (1), a plurality of biotins contained in ABC, which are modified nucleic acid probes as described above, become sites that can bind to fluorescent nanoparticles. The biotin-carrying substance is not limited to peroxidase, and a substance (molecule) having an appropriate size capable of carrying a plurality of biotins can be used.

(工程2:タイラマイド処理工程)
図2の反応様式に示されるように、工程2(タイラマイド処理工程)は、核酸プローブにあらかじめ直接的または間接的にペルオキシダーゼを結合させておき、過酸化物の存在下で、当該ペルオキシダーゼに蛍光ナノ粒子と結合可能な分子で修飾されたタイラマイドを接触させることにより、核酸プローブの周辺に蛍光ナノ粒子と結合可能な部位を複数沈着させる処理を含む工程である。
(Process 2: Tylamide processing process)
As shown in the reaction mode of FIG. 2, in step 2 (tyramide treatment step), peroxidase is bound directly or indirectly to a nucleic acid probe in advance, and in the presence of peroxide, the peroxidase is bound to fluorescent nanoparticle. This is a process including a process of depositing a plurality of sites capable of binding to the fluorescent nanoparticles around the nucleic acid probe by bringing the tyramide modified with a molecule capable of binding to the particle into contact.

「核酸プローブにあらかじめ直接的または間接的にペルオキシダーゼを結合」させるための手段は特に限定されるものではなく、公知の様々な手段の中から選択することができる。例えば、標的とする核酸にハイブリダイズさせた修飾核酸プローブに、まずその核酸プローブ修飾分子に対して特異的に結合する抗体(1次抗体)を結合させ、続いてその1次抗体に、抗体修飾用の所定の分子(抗体修飾分子、例えばビオチン)で修飾された1次抗体に対応する抗体(修飾2次抗体)を結合させ、さらにその修飾2次抗体に、抗体修飾分子と特異的に結合する、ペルオキシダーゼ修飾用の所定の分子(ペルオキシダーゼ修飾分子、例えばストレプトアビジン)で修飾されたペルオキシダーゼ(修飾ペルオキシダーゼ)を結合させることにより、核酸プローブに間接的にペルオキシダーゼを結合させる反応様式が好ましい。修飾2次抗体を用いず、ビオチン等で修飾された1次抗体(修飾1次抗体)だけを用いて、それを修飾核酸プローブに結合させ、さらにストレプトアビジン等で修飾されたペルオキシダーゼを結合させてもよい。また、修飾1次抗体および修飾2次抗体を用いず、核酸プローブ修飾分子(例えばビオチン)と特異的に結合するペルオキシダーゼ修飾分子(例えばストレプトアビジン)を選択することにより、修飾核酸プローブに修飾ペルオキシダーゼを結合させることもできる。ペルオキシダーゼは、1つの核酸プローブにつき少なくとも1個あればよいが、2個以上あれば蛍光ナノ粒子の結合部位の増幅効率を高めることができるため好ましい。   The means for “peroxidase binding directly or indirectly to the nucleic acid probe in advance” is not particularly limited, and can be selected from various known means. For example, an antibody (primary antibody) that specifically binds to a modified nucleic acid probe hybridized to a target nucleic acid is first bound to the nucleic acid probe-modified molecule, and then antibody modification is performed on the primary antibody. An antibody (modified secondary antibody) corresponding to the primary antibody modified with a predetermined molecule (antibody-modified molecule such as biotin) is bound, and the modified secondary antibody is specifically bound to the antibody-modified molecule. A reaction mode in which peroxidase is indirectly bound to a nucleic acid probe by binding a peroxidase (modified peroxidase) modified with a predetermined molecule for peroxidase modification (peroxidase-modified molecule such as streptavidin) is preferable. Using only the primary antibody modified with biotin or the like (modified primary antibody) without using the modified secondary antibody, binding it to the modified nucleic acid probe, and further binding the peroxidase modified with streptavidin or the like. Also good. Further, by selecting a peroxidase-modified molecule (for example, streptavidin) that specifically binds to a nucleic acid probe-modified molecule (for example, biotin) without using a modified primary antibody and a modified secondary antibody, It can also be combined. At least one peroxidase is sufficient for each nucleic acid probe, but two or more peroxidases are preferable because the amplification efficiency of the binding site of the fluorescent nanoparticles can be increased.

「過酸化物の存在下で、ペルオキシダーゼに、蛍光ナノ粒子と結合可能な分子で修飾されたタイラマイドを接触させることにより、核酸プローブの周辺に蛍光ナノ粒子と結合可能な部位を複数沈着させる」ための手段も特に限定されるものではなく、公知の様々な手段の中から選択することができる。一般的には、まず、タイラマイド修飾用の所定の分子(タイラマイド修飾分子)で修飾された、ペルオキシダーゼに対応する基質であるタイラマイド(修飾タイラマイド)を作製しておき、過酸化水素等の過酸化物の存在下で、その修飾タイラマイドをペルオキシダーゼと接触させ、反応させるようにすればよい。その反応によってタイラマイドを活性化させることで、修飾タイラマイド(タイラマイド修飾分子)を修飾核酸プローブの周辺に沈着させることができる。工程(2)では、上記のようにして核酸プローブの周辺に沈着したタイラマイド修飾分子が「蛍光ナノ粒子が結合可能な部位」となる。   To “deposit multiple sites capable of binding to fluorescent nanoparticles around nucleic acid probe by contacting peroxidase with Tyramide modified with molecules that can bind to fluorescent nanoparticles in the presence of peroxide” The means is not particularly limited, and can be selected from various known means. In general, first, a tyramide (modified tyramide), a substrate corresponding to peroxidase, modified with a predetermined molecule for tyramide modification (tyramide modified molecule) is prepared, and a peroxide such as hydrogen peroxide is prepared. The modified tyramide may be contacted with peroxidase in the presence of By activating tyramide by the reaction, modified tyramide (tyramide-modified molecule) can be deposited around the modified nucleic acid probe. In step (2), the tyramide-modified molecule deposited around the nucleic acid probe as described above becomes a “site to which fluorescent nanoparticles can bind”.

工程(2)における「核酸プローブにあらかじめ直接的または間接的にペルオキシダーゼを結合」させるための手段の一例として、工程(1)との関係で前述したアビジンービオチン複合体(ABC)を利用する実施形態が挙げられる。すなわち、ビオチン担持物質としてペルオキシダーゼを利用したABCを、工程(1)における「増幅の起点としてのビオチン」に相当するビオチン、例えばビオチン修飾2次抗体に結合させることにより、ABCに含まれる複数のペルオキシダーゼを核酸プローブに間接的に結合させたことになる。ABC中には多数のペルオキシダーゼが含まれているので、過酸化物の存在化で蛍光ナノ粒子と結合可能な分子で修飾されたタイラマイドを接触させたときの反応効率が改善され、より多くの蛍光ナノ粒子と結合可能な部位を核酸プローブの周辺に沈着させることができるようになる。このような好ましい実施形態の工程(2)を行った後に、沈着した蛍光ナノ粒子と結合可能な部位に蛍光ナノ粒子を結合させる蛍光ナノ粒子結合工程を行う場合は、前述したようなABC処理による工程(1)を行った後に、ABC中のビオチンに蛍光ナノ粒子を結合させる蛍光ナノ粒子結合工程を行う場合に比べて、100倍程度の検出感度の増幅が期待できるため、核酸プローブの塩基長が短い場合に特に好ましい。   Implementation using the avidin-biotin complex (ABC) described above in relation to step (1) as an example of means for “peroxidase is directly or indirectly bound to a nucleic acid probe in advance” in step (2) A form is mentioned. That is, by combining ABC using peroxidase as a biotin-carrying substance with biotin corresponding to “biotin as the starting point of amplification” in step (1), for example, a biotin-modified secondary antibody, a plurality of peroxidases contained in ABC Is indirectly bound to the nucleic acid probe. Since ABC contains a large number of peroxidases, the reaction efficiency when contacting Tyramide modified with a molecule capable of binding to fluorescent nanoparticles in the presence of peroxide is improved, and more fluorescence is obtained. Sites capable of binding to the nanoparticles can be deposited around the nucleic acid probe. After performing the step (2) of such a preferred embodiment, when performing the fluorescent nanoparticle binding step of binding the fluorescent nanoparticle to a site capable of binding to the deposited fluorescent nanoparticle, the above-described ABC treatment is performed. Compared with the fluorescent nanoparticle binding step in which fluorescent nanoparticles are bound to biotin in ABC after step (1), the detection sensitivity can be expected to be amplified by about 100 times. Is particularly preferred when is short.

(蛍光ナノ粒子結合工程)
工程(1)または(2)から選ばれる結合部位増幅工程の後に行われる蛍光ナノ粒子反応工程は、結合部位増幅工程により増幅された結合部位に蛍光ナノ粒子を結合させる工程である。この工程により、標的とする核酸を蛍光ナノ粒子で標識することができる。
(Fluorescent nanoparticle binding process)
The fluorescent nanoparticle reaction step performed after the binding site amplification step selected from step (1) or (2) is a step of binding fluorescent nanoparticles to the binding site amplified by the binding site amplification step. By this step, the target nucleic acid can be labeled with fluorescent nanoparticles.

結合部位増幅工程が工程(1)のABC処理工程である場合、「結合部位増幅工程により増幅された結合部位」は「ABCに含まれるビオチン」なので、蛍光ナノ粒子結合工程で用いる蛍光ナノ粒子は、ビオチンに対して特異的に結合する分子、すなわちアビジンで修飾された蛍光ナノ粒子となる。結合部位増幅工程が工程(2)のタイラマイド処理工程である場合、「結合部位増幅工程により増幅された結合部位」は「タイラマイド修飾分子」なので、蛍光ナノ粒子結合工程で用いる蛍光ナノ粒子は、タイラマイド修飾分子に対して特異的に結合する分子で修飾された蛍光ナノ粒子となる。   When the binding site amplification step is the ABC treatment step of step (1), since “the binding site amplified by the binding site amplification step” is “biotin contained in ABC”, the fluorescent nanoparticles used in the fluorescent nanoparticle binding step are A molecule that specifically binds to biotin, that is, a fluorescent nanoparticle modified with avidin. When the binding site amplification step is the tyramide treatment step of step (2), since the “binding site amplified by the binding site amplification step” is a “tyramide modified molecule”, the fluorescent nanoparticle used in the fluorescent nanoparticle binding step is Tyramide. The fluorescent nanoparticle is modified with a molecule that specifically binds to the modifying molecule.

(固定化工程)
蛍光ナノ粒子結合工程の後に任意で行われる固定化工程は、所定の結合部位で結合した蛍光ナノ粒子をその周辺のタンパク質と架橋させることにより、ないしは蛍光ナノ粒子の周辺のタンパク質同士が架橋することで細胞核内に入り込んだ蛍光ナノ粒子が細胞核外に出にくくすることにより、蛍光ナノ粒子による標的とする核酸の蛍光標識を、後の水洗処理等ではがれないような強固で安定的なものとするための工程である。
(Immobilization process)
The immobilization step optionally performed after the fluorescent nanoparticle binding step is to crosslink the fluorescent nanoparticles bound at a predetermined binding site with the surrounding proteins, or to crosslink the proteins around the fluorescent nanoparticles. By making the fluorescent nanoparticles that have entered the cell nucleus difficult to come out of the cell nucleus, the fluorescent labeling of the target nucleic acid by the fluorescent nanoparticles is made strong and stable so that it cannot be removed by a subsequent washing process or the like. Process.

このような工程は例えば、蛍光体集積ナノ粒子が有するアミノ基とその周辺のタンパク質が有するアミノ基、または蛍光体集積ナノ粒子の周辺のタンパク質が有するアミノ基同士を、アルデヒド等の化合物との反応により架橋する(メチレン架橋)ことにより行うことができる。そのような架橋反応を引き起こすための固定化剤としては、パラホルムアルデヒド、グルタルアルデヒド、グリオキサール等のジアルデヒド類が好ましい。   Such a process includes, for example, a reaction between an amino group of the phosphor-integrated nanoparticle and an amino group of a protein around it, or an amino group of a protein around the phosphor-integrated nanoparticle and a compound such as aldehyde. It can carry out by bridge | crosslinking by (methylene bridge | crosslinking). As the fixing agent for causing such a crosslinking reaction, dialdehydes such as paraformaldehyde, glutaraldehyde, glyoxal and the like are preferable.

本発明では、結合部位増幅工程の実施形態をどのようなものとするかによって、ハイブリダイゼーション工程における核酸プローブ修飾分子、結合部位増幅工程における1次抗体、2次抗体、抗体修飾分子、ペルオキシダーゼ修飾分子、タイラマイド修飾分子などの実施形態も変動する。以下、結合部位増幅工程として工程(1)のABC処理工程を採用する場合の本発明全体を「第1実施形態」、工程(2)のタイラマイド処理工程を採用する場合の本発明全体を「第2実施形態」と称することとし、それぞれの実施形態に関係する事項をさらに説明する。   In the present invention, depending on the embodiment of the binding site amplification step, the nucleic acid probe modification molecule in the hybridization step, the primary antibody in the binding site amplification step, the secondary antibody, the antibody modification molecule, the peroxidase modification molecule Embodiments such as tyramide modified molecules also vary. Hereinafter, the entire present invention when the ABC processing step (1) is adopted as the binding site amplification step is referred to as “first embodiment”, and the entire present invention when the tyramide treatment step (2) is adopted is referred to as “first Matters related to each embodiment will be further described.

結合部位増幅工程として工程1:ABC処理工程を行う、本発明の第1実施形態における反応様式の一例を図1に示す。ハイブリダイゼーション工程において、核酸プローブ(2)および核酸プローブ修飾分子(3)からなる修飾核酸プローブ(4)が標的核酸(1)にハイブリダイズする。結合部位増幅工程において、モノクローナル1次抗体(10)が修飾核酸プローブ(4)に結合し、モノクローナル2次抗体(20a)および(2次抗体修飾分子(21)に相当する)増幅の起点としてのビオチン(50)からなる修飾モノクローナル2次抗体(22a)が1次抗体(10)に結合する。さらに、アビジン(60)と、ペルオキシダーゼ(70)に担持された複数のビオチン(50)からなるアビジンービオチン複合体(ABC)(80)が修飾モノクローナル2次抗体(22a)に結合する。蛍光ナノ粒子結合工程において、蛍光ナノ粒子(100)および(蛍光ナノ粒子修飾分子(101)に相当する)アビジン(60)からなる修飾蛍光ナノ粒子(102)が、ABC(80)に含まれるビオチン(50)に結合する。   FIG. 1 shows an example of the reaction mode in the first embodiment of the present invention in which the step 1: ABC treatment step is performed as the binding site amplification step. In the hybridization step, the modified nucleic acid probe (4) comprising the nucleic acid probe (2) and the nucleic acid probe modifying molecule (3) is hybridized to the target nucleic acid (1). In the binding site amplification step, the monoclonal primary antibody (10) binds to the modified nucleic acid probe (4) and serves as the origin of amplification of the monoclonal secondary antibody (20a) and (corresponding to the secondary antibody modified molecule (21)). A modified monoclonal secondary antibody (22a) consisting of biotin (50) binds to the primary antibody (10). Furthermore, the avidin-biotin complex (ABC) (80) consisting of avidin (60) and a plurality of biotins (50) carried on peroxidase (70) binds to the modified monoclonal secondary antibody (22a). In the fluorescent nanoparticle binding step, the modified fluorescent nanoparticle (102) composed of the fluorescent nanoparticle (100) and avidin (60) (corresponding to the fluorescent nanoparticle modifying molecule (101)) is biotin contained in ABC (80). Combine with (50).

結合部位増幅工程として工程2:タイラマイド処理工程を行う、本発明の第2実施形態における反応様式の一例を図2に示す。ハイブリダイゼーション工程において、核酸プローブ(2)および核酸プローブ修飾分子(3)からなる修飾核酸プローブ(4)が標的核酸(1)にハイブリダイズする。結合部位増幅工程において、モノクローナル1次抗体(10)が修飾核酸プローブ(4)に結合し、モノクローナル2次抗体(20a)および2次抗体修飾分子(21)からなる修飾モノクローナル2次抗体(22a)がモノクローナル1次抗体(10)に結合し、ペルオキシダーゼ(70)およびペルオキシダーゼ修飾分子(71)からなる修飾ペルオキシダーゼ(72)が修飾モノクローナル2次抗体(22a)に結合する。さらに、過酸化物(H22)の存在化で、活性化される前のタイラマイド(90a)およびタイラマイド修飾分子(91)からなる活性化される前の修飾タイラマイド(92a)をペルオキシダーゼ(70)に接触させると、活性化されたタイラマイド(90b)およびタイラマイド修飾分子(91)からなる活性化修飾タイラマイド(92b)に変換され、核酸プローブ(2)の周辺に沈着する。蛍光ナノ粒子結合工程において、蛍光ナノ粒子(100)および蛍光ナノ粒子修飾分子(101)からなる修飾蛍光ナノ粒子(102)が、活性化修飾タイラマイド(92b)に含まれるタイラマイド修飾分子(91)に結合する。 FIG. 2 shows an example of a reaction mode in the second embodiment of the present invention in which the step 2: tyramide treatment step is performed as the binding site amplification step. In the hybridization step, the modified nucleic acid probe (4) comprising the nucleic acid probe (2) and the nucleic acid probe modifying molecule (3) is hybridized to the target nucleic acid (1). In the binding site amplification step, the monoclonal primary antibody (10) binds to the modified nucleic acid probe (4), and the modified monoclonal secondary antibody (22a) comprises the monoclonal secondary antibody (20a) and the secondary antibody modified molecule (21). Binds to the monoclonal primary antibody (10), and the modified peroxidase (72) comprising the peroxidase (70) and the peroxidase-modified molecule (71) binds to the modified monoclonal secondary antibody (22a). Further, in the presence of peroxide (H 2 O 2 ), the pre-activated modified tyramide (92a) consisting of the pre-activated tyramide (90a) and the tyramide-modified molecule (91) is converted to peroxidase (70 ) Is converted into an activated modified tyramide (92b) composed of activated tyramide (90b) and a tyramide modified molecule (91), and deposited around the nucleic acid probe (2). In the fluorescent nanoparticle binding step, the modified fluorescent nanoparticle (102) composed of the fluorescent nanoparticle (100) and the fluorescent nanoparticle modified molecule (101) is converted into the tyramide modified molecule (91) contained in the activated modified tyramide (92b). Join.

本発明の第2実施形態の好ましい反応様式の一例を図3に示す。図3は、(i)核酸プローブ(2)が、1本の核酸分子ではなく複数本の核酸分子で構成されており、標的核酸(1)に複数本の修飾核酸プローブ(4)がハイブリダイズしている点、および(ii)モノクローナル2次抗体(20a)および2次抗体修飾分子(21)からなる修飾モノクローナル2次抗体(22a)の代わりに、ポリクローナル2次抗体(20b)および2次抗体修飾分子(21)からなる修飾ポリクローナル2次抗体(22b)が用いられており、モノクローナル1次抗体(10)に複数個の修飾ポリクローナル2次抗体(22b)が結合している点が図2と相違している。   An example of a preferred reaction mode of the second embodiment of the present invention is shown in FIG. FIG. 3 shows that (i) the nucleic acid probe (2) is composed of a plurality of nucleic acid molecules instead of a single nucleic acid molecule, and a plurality of modified nucleic acid probes (4) are hybridized to the target nucleic acid (1). And (ii) a polyclonal secondary antibody (20b) and a secondary antibody instead of the modified monoclonal secondary antibody (22a) consisting of the monoclonal secondary antibody (20a) and the secondary antibody modified molecule (21) A modified polyclonal secondary antibody (22b) consisting of a modified molecule (21) is used, and a plurality of modified polyclonal secondary antibodies (22b) are bound to the monoclonal primary antibody (10) as shown in FIG. It is different.

(標的核酸)
本発明のFISH染色方法において標的とする、つまり検出および定量の対象とする核酸(本明細書において「標的核酸」と呼ぶ。)は、特に限定されるものではなく、従来のFISH染色方法と同様に、様々な塩基配列を有するDNAまたはRNAが標的核酸に包含される。典型的には、染色体上に存在する特定の塩基配列を有する遺伝子が標的核酸となるが、非染色体性の核酸、例えばmRNA,tRNA,rRNA,miRNA,siRNA,non−cordingRNAなども標的核酸となり得る。
(Target nucleic acid)
The nucleic acid to be targeted in the FISH staining method of the present invention, that is, the target of detection and quantification (referred to as “target nucleic acid” in the present specification) is not particularly limited, and is the same as in the conventional FISH staining method. In addition, DNAs or RNAs having various base sequences are included in the target nucleic acid. Typically, a gene having a specific base sequence present on a chromosome is a target nucleic acid, but non-chromosomal nucleic acids such as mRNA, tRNA, rRNA, miRNA, siRNA, non-coding RNA, etc. can also be target nucleic acids. .

標的核酸となりうるバイオマーカーとしては、診断用バイオマーカー、疾患段階を判断するバイオマーカー、疾患予後バイオマーカー、および治療処置に対する反応を見る目的のモニター用バイオマーカー等がある。例えば、癌の増殖や分子標的薬の奏効率に関係する遺伝子として、HER2、TOP2A、HER3、EGFR、P53、METなどが挙げられる。さらに、癌関連遺伝子として知られている遺伝子として、以下のものが挙げられる。チロシンキナーゼ関連遺伝子として、ALK、FLT3、AXL、FLT4(VEGFR3、DDR1、FMS(CSF1R)、DDR2、EGFR(ERBB1)、HER4(ERBB4)、EML4−ALK、IGF1R、EPHA1、INSR、EPHA2、IRR(INSRR)、EPHA3、KIT、EPHA4、LTK、EPHA5、MER(MERTK)、EPHA6、MET、EPHA7、MUSK、EPHA8、NPM1−ALK、EPHB1、PDGFRα(PDGFRA)、EPHB2、PDGFRβ(PDGFRB)、PD−L1、BMI1、LGR5、EPHB3、RET、EPHB4、RON(MST1R)、FGFR1、ROS(ROS1)、FGFR2、TIE2(TEK)、FGFR3、TRKA(NTRK1)、FGFR4、TRKB(NTRK2)、FLT1(VEGFR1)、TRKC(NTRK3)が挙げられる。また、乳がん関連の遺伝子としてATM、BRCA1、BRCA2、BRCA3、CCND1、E−Cadherin、ERBB2、ETV6、FGFR1、HRAS、KRAS、NRAS、NTRK3、p53、PTENが挙げられる。カルチノイド腫瘍に関連する遺伝子として、BCL2、BRD4、CCND1、CDKN1A、CDKN2A、CTNNB1、HES1、MAP2、MEN1、NF1、NOTCH1、NUT、RAF、SDHD、VEGFAが挙げられる。大腸がん関連遺伝子として、APC、MSH6、AXIN2、MYH、BMPR1A、p53、DCC、PMS2、KRAS2(またはKi−ras)、PTEN、MLH1、SMAD4、MSH2、STK11、MSH6が挙げられる。肺がん関連の遺伝子としては、ALK、PTEN、CCND1、RASSF1A、CDKN2A、RB1、EGFR、RET、EML4、ROS1、KRAS2、TP53、MYCが挙げられる。肝臓がん関連の遺伝子としては、Axin1、MALAT1、b−catenin、p16 INK4A、c−ERBB−2、p53、CTNNB1、RB1、Cyclin D1、SMAD2、EGFR、SMAD4、IGFR2、TCF1、KRASが挙げられる。腎臓がん関連遺伝子として、Alpha、PRCC、ASPSCR1、PSF、CLTC、TFE3、p54nrb/NONO、TFEBが挙げられる。甲状腺がん関連遺伝子として、AKAP10、NTRK1、AKAP9、RET、BRAF、TFG、ELE1、TPM3、H4/D10S170、TPRが挙げられる。卵巣がん関連遺伝子として、AKT2、MDM2、BCL2、MYC、BRCA1、NCOA4、CDKN2A、p53、ERBB2、PIK3CA、GATA4、RB、HRAS、RET、KRAS、RNASET2が挙げられる。前立腺がん関連遺伝子として、AR、KLK3、BRCA2、MYC、CDKN1B、NKX3.1、EZH2、p53、GSTP1、PTENが挙げられる。骨腫瘍関連遺伝子として、CDH11、COL12A1、CNBP、OMD、COL1A1、THRAP3、COL4A5、USP6が挙げられる。   Biomarkers that can serve as target nucleic acids include diagnostic biomarkers, biomarkers that determine disease stages, disease prognostic biomarkers, and monitor biomarkers for the purpose of viewing responses to therapeutic treatment. For example, HER2, TOP2A, HER3, EGFR, P53, MET, etc. are mentioned as genes related to cancer growth and the response rate of molecular target drugs. Furthermore, the following are mentioned as a gene known as a cancer related gene. As tyrosine kinase-related genes, ALK, FLT3, AXL, FLT4 (VEGFR3, DDR1, FMS (CSF1R), DDR2, EGFR (ERBB1), HER4 (ERBB4), EML4-ALK, IGF1R, EPHA1, INSR, EPHA2, IRR (INSRR) ), EPHA3, KIT, EPHA4, LTK, EPHA5, MER (MERTK), EPHA6, MET, EPHA7, MUSK, EPHA8, NPM1-ALK, EPHB1, PDGFRα (PDGFRA), EPHB2, PDGFRβ (PDGFRB), PD-L1, PD1-L1 , LGR5, EPHB3, RET, EPHB4, RON (MST1R), FGFR1, ROS (ROS1), FGFR2, TIE2 (TEK), FGFR3, TRKA (NTR) K1), FGFR4, TRKB (NTRK2), FLT1 (VEGFR1), TRKC (NTRK3), and breast cancer-related genes are ATM, BRCA1, BRCA2, BRCA3, CCND1, E-cadherin, ERBB2, ETV6, FGFR1, HRAS, KRAS, NRAS, NTRK3, p53, PTEN Examples of genes related to carcinoid tumors include BCL2, BRD4, CCND1, CDKN1A, CDKN2A, CTNNB1, HES1, MAP2, MEN1, NF1, NOTCH1, HD, RUT, HD Examples of colorectal cancer-related genes include APC, MSH6, AXIN2, MYH, BMPR1A, p53, DCC, PMS2, KRAS2 (or Ki-r). s), PTEN, MLH1, SMAD4, MSH2, STK11, MSH6 Lung cancer-related genes include ALK, PTEN, CCND1, RASSF1A, CDKN2A, RB1, EGFR, RET, EML4, ROS1, KRAS2, TP53, MYC. Examples of genes related to liver cancer include Axin1, MALAT1, b-catenin, p16 INK4A, c-ERBB-2, p53, CTNNB1, RB1, Cyclin D1, SMAD2, EGFR, SMAD4, IGFR2, TCF1, and KRAS. Examples of kidney cancer-related genes include Alpha, PRCC, ASPSCR1, PSF, CLTC, TFE3, p54nrb / NONO, and TFEB. KAP10, NTRK1, AKAP9, RET, BRAF, TFG, ELE1, TPM3, H4 / D10S170, TPR and the like. Examples of ovarian cancer-related genes include AKT2, MDM2, BCL2, MYC, BRCA1, NCOA4, CDKN2A, p53, ERBB2, PIK3CA, GATA4, RB, HRAS, RET, KRAS, and RNASET2. Examples of prostate cancer-related genes include AR, KLK3, BRCA2, MYC, CDKN1B, NKX3.1, EZH2, p53, GSTP1, and PTEN. Examples of bone tumor-related genes include CDH11, COL12A1, CNBP, OMD, COL1A1, THRAP3, COL4A5, and USP6.

(核酸プローブ)
核酸プローブは、標的核酸の塩基配列の一部または全部と相補的な塩基配列(プローブ配列)を有し、標的核酸と相補鎖を形成することができる核酸分子からなる。核酸プローブは、DNA、RNAのように天然に存在する分子で構成されていてもよいし、PNA(Peptide Nucleic Acid)、LNA(Locked Nucleic Acid、BNA:Bridged Nucleic Acidと呼ばれることもある)等の人工核酸分子で構成されていてもよいし、これら両方で構成されていてもよい。
(Nucleic acid probe)
The nucleic acid probe has a base sequence (probe sequence) complementary to part or all of the base sequence of the target nucleic acid, and consists of a nucleic acid molecule that can form a complementary strand with the target nucleic acid. The nucleic acid probe may be composed of a naturally occurring molecule such as DNA or RNA, or PNA (Peptide Nucleic Acid), LNA (Locked Nucleic Acid, BNA: sometimes called Bridged Nucleic Acid), etc. It may be composed of an artificial nucleic acid molecule or both.

核酸プローブの塩基配列(プローブ配列)としては、標的とする核酸の塩基配列、例えばHER2等のバイオマーカー遺伝子に関連する染色体上の塩基配列の全部または一部と相補的な配列が好適に用いられる。標的核酸が非染色体性の核酸、例えばmRNA,tRNA,rRNA,miRNA,siRNA,non−cordingRNAである場合も、その塩基配列の全部または一部と相補的な配列をプローブ配列とすればよい。所望の塩基配列および塩基長を有する核酸プローブは基本的に、公知の手段を用いて作製することができる。前述したように、核酸プローブとして2本以上の核酸分子からなるセットを用いる場合は、それぞれの核酸分子の塩基配列は、標的核酸の異なる(重複しない)領域の塩基配列と相補的なものになるよう設計される。   As the base sequence of the nucleic acid probe (probe sequence), a base sequence of the target nucleic acid, for example, a sequence complementary to all or part of the base sequence on the chromosome related to the biomarker gene such as HER2 is preferably used. . Even when the target nucleic acid is a non-chromosomal nucleic acid, for example, mRNA, tRNA, rRNA, miRNA, siRNA, or non-coding RNA, a sequence complementary to all or part of the base sequence may be used as the probe sequence. A nucleic acid probe having a desired base sequence and base length can basically be prepared using known means. As described above, when a set of two or more nucleic acid molecules is used as a nucleic acid probe, the base sequence of each nucleic acid molecule is complementary to the base sequence of a different (non-overlapping) region of the target nucleic acid. Designed as

プローブ配列は、標的核酸、例えば染色体上の特定領域にある、ユニークな配列を含むように設計することが好ましい。また、染色体上の特定の遺伝子のコピー数をFISHで検出する場合、スプライシング前のイントロンを含むゲノム配列を考慮してプローブ配列を設計する必要がある。検出対象の遺伝子を含むゲノム配列の入手方法としては、公開されている遺伝子のデータベースDDBJ(DNA Data Bank of Japan)に対して、生物名、遺伝子名、染色体の番号等を検索単語として用いて検索したり、例えば「Cancer cell lines BACS」等を検索単語として検索することにより入手することができる。ここで、がん(原)遺伝子のコピー数をFISHで検出する場合、がん(原)遺伝子の配列を含む「Cancer cell lines BACS」のBACクローンライブラリーの配列が好適である。   The probe sequence is preferably designed to include a unique sequence in a specific region on the target nucleic acid, eg, chromosome. In addition, when detecting the copy number of a specific gene on a chromosome by FISH, it is necessary to design a probe sequence in consideration of a genomic sequence including an intron before splicing. As a method of obtaining a genome sequence containing a gene to be detected, search using a database name DDBJ (DNA Data Bank of Japan) using the organism name, gene name, chromosome number, etc. as search words. Or by searching for “Cancer cell lines BACS” or the like as a search word. Here, when detecting the copy number of a cancer (original) gene by FISH, the sequence of the BAC clone library of “Cancer cell lines BACS” including the sequence of the cancer (original) gene is suitable.

プローブ配列については、通常の構造遺伝子を検出する場合、indel, VNTR(Variable Number of Tandem Repeat)、マイクロサテライト等の、コピー数が多型となっている遺伝子配列部分を含めないことが好ましい。ヒト(2n=46)の細胞において、一つの細胞(核)あたりの通常の遺伝子のコピー数は1〜2であるため、蛍光体の輝点の数から推定されるコピー数が3以上の場合は当該遺伝子が増幅する染色体の異常が起きており、逆にそのコピー数が0の場合は当該遺伝子が欠損する染色体の異常が起きていると判断することができる。上述したような多型の遺伝子の配列をプローブ配列に含めると、蛍光体の輝点の数が目的とする特定の遺伝子のコピー数と一致しなくなり、上述したようなコピー数の検出に支障をきたす。   As for the probe sequence, when a normal structural gene is detected, it is preferable not to include a gene sequence portion in which the copy number is polymorphic, such as indel, VNTR (Variable Number of Tandem Repeat), and microsatellite. In human (2n = 46) cells, the normal gene copy number per cell (nucleus) is 1-2, so the copy number estimated from the number of bright spots of the phosphor is 3 or more Is abnormal in the chromosome to which the gene is amplified. Conversely, when the copy number is 0, it can be determined that an abnormality in the chromosome in which the gene is defective has occurred. If the polymorphic gene sequence as described above is included in the probe sequence, the number of bright spots of the phosphor will not match the copy number of the specific gene of interest, which will hinder the detection of the copy number as described above. Come on.

また、例えば核酸分子中の特定の塩基(例えばチミン(T))を、ビオチン標識されたヌクレオチド(例えばBiotin−16−dUTP)にニックトランスレーションにより置換し、置換部位のビオチンに、酵素修飾分子としてアビジンを有する修飾酵素や、1次抗体として抗アビジン抗体を結合させることができる。このような場合、核酸分子中の特定の塩基の数(上記例ではチミン(T))がFISHを行った際の輝点数や発光の強さに影響することとなるため、輝点数や発光の強さが所望の程度となるよう、核酸分子中の特定の塩基を決めてプローブ配列を設計することとしてもよい。   In addition, for example, a specific base (eg, thymine (T)) in a nucleic acid molecule is substituted with a biotin-labeled nucleotide (eg, Biotin-16-dUTP) by nick translation, and biotin at the substitution site is substituted with an enzyme-modified molecule. A modified enzyme having avidin or an anti-avidin antibody can be bound as a primary antibody. In such a case, the number of specific bases in the nucleic acid molecule (thymine (T) in the above example) affects the number of bright spots and the intensity of light emission when FISH is performed. A probe sequence may be designed by determining a specific base in the nucleic acid molecule so that the strength becomes a desired level.

核酸プローブの入手方法については、核酸の塩基数が数十〜数百塩基であれば、プローブ配列を含む核酸の配列のデータを提出してフナコシ等の核酸合成受託サービスに依頼して核酸プローブを入手することが好ましい。一方、核酸の塩基数が多い場合(例えば1000塩基を超える場合)は上記のように合成することも可能であるが時間がかかるため、塩基配列のシークエンスを行って正しく核酸プローブが形成されているか確認することを前提に例えば以下のようにして行ってもよい。なお、このようにさまざまな手法で設計・作成されたプローブは、核酸配列がDNAであればDNAプローブ、核酸配列がRNAであればRNAプローブと、一般的に呼ばれている。   Regarding the method of obtaining a nucleic acid probe, if the base number of the nucleic acid is several tens to several hundred bases, submit the nucleic acid sequence data including the probe sequence and request a nucleic acid synthesis contract service such as Funakoshi to obtain the nucleic acid probe. It is preferable to obtain. On the other hand, if the nucleic acid has a large number of bases (for example, more than 1000 bases), it can be synthesized as described above, but it takes time, so that the nucleic acid probe is correctly formed by sequencing the base sequence. For example, the following may be performed on the premise of confirmation. Probes designed and created by various techniques are generally called DNA probes if the nucleic acid sequence is DNA, and RNA probes if the nucleic acid sequence is RNA.

1つ目の方法としては、検出対象の生物のゲノムDNAに含まれるプローブ配列部分を挟みこむようにプライマーを設計および合成し、このプライマーのセットを用いてゲノムDNA(または、上記のBACクローンライブラリー等のゲノムライブラリー)に対して複製精度の高いpfuDNAポリメラーゼを用いたPCR法を行う。次に、PCRの反応溶液を電気泳動により分離し、目的の核酸の長さに相当するバンドを切り出して核酸精製キット(MonoFas(登録商標)DNA精製キットI等のキット)を用いて溶出することにより、目的の核酸を入手することができる。   As a first method, a primer is designed and synthesized so as to sandwich a probe sequence portion contained in the genomic DNA of the organism to be detected, and genomic DNA (or the above BAC clone library is used) using this primer set. PCR method using pfu DNA polymerase with high replication accuracy is performed. Next, the PCR reaction solution is separated by electrophoresis, and a band corresponding to the length of the target nucleic acid is cut out and eluted using a nucleic acid purification kit (a kit such as MonoFas (registered trademark) DNA purification kit I). Thus, the target nucleic acid can be obtained.

別の方法としては、核酸プローブの配列を含むプラスミド(BACプラスミド等)を大腸菌(E. coli HST08 Premium Electro−Cells(タカラバイオ社)等)に形質転換して培養(増幅)し、集菌して核酸抽出を行い、核酸プローブにあたる部分を所定の制限酵素で切り出して上述のように電気泳動および核酸精製をすることで入手することができる。   As another method, a plasmid containing a nucleic acid probe sequence (such as a BAC plasmid) is transformed into E. coli (E. coli HST08 Premium Electro-Cells (Takara Bio Inc.), etc.), cultured (amplified), and collected. The nucleic acid is extracted, and the portion corresponding to the nucleic acid probe is excised with a predetermined restriction enzyme and subjected to electrophoresis and nucleic acid purification as described above.

また、上述した核酸プローブの入手方法とは異なり、PNA、LNA(BNA)等の人工核酸を利用して、プローブとして使用可能な配列を有するプローブ(核酸)を人工的に合成することによって核酸プローブを入手することもできる。   Further, unlike the above-described method for obtaining a nucleic acid probe, a nucleic acid probe is synthesized by artificially synthesizing a probe (nucleic acid) having a sequence that can be used as a probe using an artificial nucleic acid such as PNA or LNA (BNA). Can also be obtained.

(核酸プローブ修飾分子)
核酸プローブ修飾分子は、核酸プローブに、結合部位増幅工程の実施形態に応じて用いられる所定の物質、すなわち第1実施形態においてはアビジン−ビオチン複合体(ABC)を、第2実施形態においては修飾ペルオキシダーゼを間接的に結合させるための分子である。核酸プローブが複数の核酸分子からなるセットである場合、核酸プローブ修飾分子は、核酸分子のそれぞれに導入される。
(Nucleic acid probe modification molecule)
The nucleic acid probe modifying molecule modifies a nucleic acid probe with a predetermined substance used in accordance with the embodiment of the binding site amplification step, that is, an avidin-biotin complex (ABC) in the first embodiment, and in the second embodiment. A molecule for indirectly binding peroxidase. If the nucleic acid probe is a set of a plurality of nucleic acid molecules, the nucleic acid probe modifying molecule is introduced into each of the nucleic acid molecules.

核酸プローブ修飾分子としては、核酸プローブを修飾できる分子構造を有し、かつ特異的に結合する物質、典型的には抗体が存在する(核酸プローブ修飾分子が抗原となる)ものが好適である。そのような核酸プローブ修飾分子としては、例えばビオチン、アビジンおよびハプテンが挙げられる。ハプテンとしては、例えばジニトロフェノール、ジゴキシゲニンおよびFITC(フルオレセインイソチオシアネート)が挙げられる。ビオチンおよびアビジンに対しては抗ビオチン抗体および抗アビジン抗体が作製でき、ジニトロフェノール、ジゴキシゲニン、FITC等のハプテンに対しては、それぞれ抗ジニトロフェノール抗体、抗ジゴキシゲニン抗体、抗FITC抗体等の抗体が作製できる。それらの抗体は、前述したような実施形態で、核酸プローブに間接的にビオチン(第1実施形態)またはペルオキシダーゼ(第2実施形態)を結合させるための1次抗体として使用することができる。   As the nucleic acid probe modifying molecule, a substance having a molecular structure capable of modifying a nucleic acid probe and having a specific binding substance, typically an antibody (the nucleic acid probe modifying molecule becomes an antigen) is suitable. Examples of such nucleic acid probe modifying molecules include biotin, avidin and hapten. Examples of haptens include dinitrophenol, digoxigenin, and FITC (fluorescein isothiocyanate). Anti-biotin antibody and anti-avidin antibody can be prepared for biotin and avidin, and antibodies such as anti-dinitrophenol antibody, anti-digoxigenin antibody and anti-FITC antibody are prepared for haptens such as dinitrophenol, digoxigenin and FITC, respectively. it can. These antibodies can be used as primary antibodies for indirectly binding biotin (first embodiment) or peroxidase (second embodiment) to nucleic acid probes in the embodiments as described above.

なお、ビオチンおよびアビジン類に対しては、それぞれアビジン類およびビオチンが特異的に結合する物質となる。したがって、核酸プローブ修飾分子として例えばビオチンを選択し、核酸プローブに直接的に(必要に応じてリンカー分子を利用した共有結合により)ビオチンを結合させれば、さらにそこに、アビジン−ビオチン複合体(そこに含まれる未反応のアビジン)を結合させたり(第1実施形態)、ビオチン修飾されたペルオキシダーゼを結合させたり(第2実施形態)することができ、1次抗体および修飾2次抗体を用いる必要がない。   In addition, with respect to biotin and avidins, they are substances to which avidin and biotin specifically bind, respectively. Therefore, for example, biotin is selected as the nucleic acid probe-modifying molecule, and if biotin is directly bound to the nucleic acid probe (by a covalent bond using a linker molecule, if necessary), further, an avidin-biotin complex ( Unreacted avidin contained therein (first embodiment) or biotin-modified peroxidase can be bound (second embodiment), and a primary antibody and a modified secondary antibody are used. There is no need.

(修飾核酸プロ―ブの作製方法)
核酸プローブに修飾分子を導入するための手法は特に限定されず、公知の各種の手法を採用することができるが、結合の安定性から共有結合等の結合力の強い結合を用いることが好ましい。共有結合を用いて修飾分子が結合された核酸プローブを調製する手法としては、(i)修飾分子が共有結合された塩基、例えばBiotin−dNTP(Nはアデニン(A)、グアニン(G)、シトシン(C)、チミン(T)、またはウラシル(U)を表す。)を用いて、対応する反応性官能基を有する修飾分子を結合させることができる。あるいは、(ii)核酸プローブを作製した後、その5′末端のまたは3′末端に試薬を用いて反応性官能基を導入し、それに対応する官能基を有する修飾分子を反応させて共有結合させる方法などが挙げられる。上記(i)の手法において、ニックトランスレーションを利用すれば、核酸プローブの5′末端のまたは3′末端以外の部位に、複数の修飾分子を導入することも可能である。
(Method for producing modified nucleic acid probe)
The method for introducing the modifying molecule into the nucleic acid probe is not particularly limited, and various known methods can be adopted. However, it is preferable to use a bond having a strong binding force such as a covalent bond because of the stability of the bond. As a technique for preparing a nucleic acid probe to which a modified molecule is bound using a covalent bond, (i) a base to which a modified molecule is covalently bound, such as Biotin-dNTP (N is adenine (A), guanine (G), cytosine) (C), thymine (T), or uracil (U)) can be used to attach a modified molecule having a corresponding reactive functional group. Alternatively, (ii) after preparing a nucleic acid probe, a reactive functional group is introduced into the 5 'end or 3' end using a reagent, and a modified molecule having a corresponding functional group is reacted to be covalently bonded. The method etc. are mentioned. In the above method (i), if nick translation is used, it is also possible to introduce a plurality of modified molecules at sites other than the 5 ′ end or 3 ′ end of the nucleic acid probe.

(1次抗体および2次抗体)
前述したように、核酸プローブにビオチン(第1実施形態)またはペルオキシダーゼ(第2実施形態)を間接的に結合させる際には、1次抗体および2次抗体を用いてもよい。
(Primary antibody and secondary antibody)
As described above, when indirectly binding biotin (first embodiment) or peroxidase (second embodiment) to a nucleic acid probe, a primary antibody and a secondary antibody may be used.

1次抗体としては、核酸プローブ修飾分子に対して特異的に結合する抗体を使用する。例えば核酸プローブ修飾分子としてビオチン(アビジン)を用いた場合は、抗アビジン抗体(抗ビオチン抗体)が1次抗体となり、核酸プローブ修飾分子としてハプテンを用いた場合は、抗ハプテン抗体が1次抗体となる。1次抗体はモノクローナル抗体であってもポリクローナル抗体であってもよい。   As the primary antibody, an antibody that specifically binds to a nucleic acid probe-modified molecule is used. For example, when biotin (avidin) is used as the nucleic acid probe-modifying molecule, an anti-avidin antibody (anti-biotin antibody) is the primary antibody, and when hapten is used as the nucleic acid probe-modifying molecule, the anti-hapten antibody is the primary antibody. Become. The primary antibody may be a monoclonal antibody or a polyclonal antibody.

2次抗体としては、1次抗体に対して特異的に結合する抗体を使用する。2次抗体はモノクローナル抗体であってもポリクローナル抗体であってもよい。2次抗体として1次抗体に対するモノポリクローナル抗体を用いる場合は、2次抗体が1次抗体の単一の部位で結合する、つまり1つの1次抗体に対して1つの2次抗体が結合する。2次抗体として1次抗体に対するポリクローナル抗体を用いる場合は、2次抗体が1次抗体と複数の部位で結合する、つまり1つの1次抗体に対して複数の2次抗体が結合する。したがって、後者の場合は前者の場合よりも多くの、2次抗体の抗体修飾分子と特異的に結合するアビジンービオチン複合体(第1実施形態)または修飾ペルオキシダーゼ(第2実施形態)を結合させることが可能となる。   As the secondary antibody, an antibody that specifically binds to the primary antibody is used. The secondary antibody may be a monoclonal antibody or a polyclonal antibody. When a monopolyclonal antibody against the primary antibody is used as the secondary antibody, the secondary antibody binds at a single site of the primary antibody, that is, one secondary antibody binds to one primary antibody. When a polyclonal antibody against the primary antibody is used as the secondary antibody, the secondary antibody binds to the primary antibody at a plurality of sites, that is, a plurality of secondary antibodies bind to one primary antibody. Therefore, in the latter case, more avidin-biotin complex (first embodiment) or modified peroxidase (second embodiment) that specifically binds to the antibody-modified molecule of the secondary antibody is bound than in the former case. It becomes possible.

(抗体修飾分子)
抗体修飾分子は、核酸プローブに間接的にビオチン(第1実施形態:ABCを結合させる拠点としてのもの)またはペルオキシダーゼ(第2実施形態)を結合させるために、1次抗体または2次抗体に導入される分子であり、結合部位増幅工程の実施形態に応じた分子が用いられる。すなわち、第1実施形態(ABC処理工程)においては、ABCを結合させるための、増幅の基点としてのビオチンが抗体修飾分子となり、第2実施形態(タイラマイド処理工程)においては、修飾ペルオキシダーゼを結合させるための、ペルオキシダーゼ修飾分子と特異的に結合する分子が抗体修飾分子となる。1次抗体を修飾する場合は1次抗体修飾分子、2次抗体を修飾する場合は2次抗体修飾分子と呼ぶときもあるが、単に修飾抗体分子と呼ぶときは1次抗体修飾分子および2次抗体修飾分子の総称として用いられる。
(Antibody-modifying molecule)
The antibody-modifying molecule is introduced into the primary antibody or the secondary antibody in order to bind biotin (first embodiment: as a base for binding ABC) or peroxidase (second embodiment) indirectly to the nucleic acid probe. And a molecule according to the embodiment of the binding site amplification step is used. That is, in the first embodiment (ABC treatment step), biotin as an amplification base for binding ABC becomes an antibody-modified molecule, and in the second embodiment (tyramide treatment step), a modified peroxidase is bound. Therefore, a molecule that specifically binds to a peroxidase-modified molecule is an antibody-modified molecule. When the primary antibody is modified, the primary antibody modifying molecule is sometimes referred to as the secondary antibody modifying molecule. When the secondary antibody is modified, the primary antibody modifying molecule and the secondary antibody are sometimes referred to simply as the modified antibody molecule. It is used as a general term for antibody-modified molecules.

第2実施形態における抗体修飾分子は、抗体を修飾でき、かつ、それと特異的に結合する抗体以外の分子が存在する(抗体修飾分子に結合させるペルオキシダーゼ修飾分子として抗体は用いないので、特異的に結合する分子から抗体は除外される。)ものであれば特に限定されるものではない。そのような抗体修飾分子としては、例えばビオチンおよびアビジンが挙げられ、特にビオチンが好適である。後述するように、ビオチンおよびアビジンに対しては、それぞれアビジンおよびビオチンが、ペルオキシダーゼ修飾分子として用いられる。   The antibody-modifying molecule in the second embodiment includes a molecule other than an antibody that can specifically modify the antibody and that specifically binds to the antibody (the antibody is not used as a peroxidase-modified molecule that binds to the antibody-modifying molecule. The antibody is excluded from the molecules to be bound. Examples of such antibody-modifying molecules include biotin and avidin, and biotin is particularly preferable. As will be described later, for biotin and avidin, avidin and biotin are used as peroxidase-modified molecules, respectively.

(ペルオキシダーゼ修飾分子)
本発明の第2実施形態で用いるペルオキシダーゼ修飾分子としては、抗体修飾分子または核酸プローブ修飾分子に対して特異的に結合する分子を使用する。例えば、抗体修飾分子または核酸プローブ修飾分子としてビオチンを用いた場合は、ペルオキシダーゼ修飾分子としてアビジン、好ましくはストレプトアビジンを使用する。
(Peroxidase-modified molecule)
As the peroxidase-modified molecule used in the second embodiment of the present invention, a molecule that specifically binds to an antibody-modified molecule or a nucleic acid probe-modified molecule is used. For example, when biotin is used as the antibody modifying molecule or nucleic acid probe modifying molecule, avidin, preferably streptavidin is used as the peroxidase modifying molecule.

(タイラマイド修飾分子)
本発明の第2実施形態で用いるタイラマイド修飾分子は、核酸プローブの周辺に蛍光ナノ粒子を結合させるための分子である。タイラマイド修飾分子は、タイラマイドを修飾でき、かつ、それと特異的に結合する抗体以外の分子(タイラマイド修飾分子に結合させる蛍光ナノ粒子修飾分子として抗体は用いないので、特異的に結合する分子から抗体は除外される。)が存在するものであれば特に限定されるものではない。そのようなタイラマイド修飾分子としては、抗体修飾分子と同様、例えばビオチンおよびアビジンが挙げられ、特にビオチンが好ましい。
(Tylamide modified molecule)
The tyramide-modified molecule used in the second embodiment of the present invention is a molecule for binding fluorescent nanoparticles around the nucleic acid probe. Tyramide-modified molecules can modify tyramide, and molecules other than antibodies that specifically bind to it (no antibodies are used as fluorescent nanoparticle-modified molecules that bind to Tylamide-modified molecules. If it exists, it will not be specifically limited. Examples of such a tyramide-modified molecule include biotin and avidin as in the case of an antibody-modified molecule, and biotin is particularly preferable.

なお、本発明の第2実施形態において、修飾ペルオキシダーゼが結合する抗体修飾分子または核酸プローブ修飾分子と、修飾蛍光ナノ粒子が結合するタイラマイド修飾分子は、同一であってもよいし(例えば共にビオチン)、異なっていてもよい(例えば前者がジニトロフェノール、後者がビオチン)が、同一であれば、修飾ペルオキシダーゼが結合しなかった未反応の核酸プローブ修飾分子があったとしても、そこに修飾蛍光ナノ粒子が結合でき、結果的に標的核酸を標識する蛍光ナノ粒子を増やすことができる可能性があるため好ましい。   In the second embodiment of the present invention, the antibody modified molecule or nucleic acid probe modified molecule to which the modified peroxidase binds and the tyramide modified molecule to which the modified fluorescent nanoparticle binds may be the same (for example, both biotin). If they are the same, for example, the former is dinitrophenol and the latter is biotin, but the modified peroxidase does not bind, even if there is an unreacted nucleic acid probe-modified molecule, there will be modified fluorescent nanoparticles. Can bind, and as a result, it is possible to increase the number of fluorescent nanoparticles that label the target nucleic acid, which is preferable.

(蛍光ナノ粒子修飾分子)
本発明の第1実施形態、第2実施形態のいずれにおいても用いる蛍光ナノ粒子修飾分子としては、ビオチン(第1実施形態)またはタイラマイド修飾分子(第2実施形態)に対して特異的に結合する分子を使用する。例えば、ビオチンに対しては、アビジン、好ましくはストレプトアビジンを蛍光ナノ粒子修飾分子として使用することができる。
(Fluorescent nanoparticle modification molecule)
The fluorescent nanoparticle-modified molecule used in both the first embodiment and the second embodiment of the present invention specifically binds to biotin (first embodiment) or tyramide-modified molecule (second embodiment). Use molecules. For example, for biotin, avidin, preferably streptavidin, can be used as the fluorescent nanoparticle modifying molecule.

(タイラマイドおよびペルオキシダーゼ)
本発明の第2実施形態では、タイラマイド(チラミドと呼ばれることもある。)を基質として、ペルオキシダーゼをその基質を活性化する作用を有する酵素として利用する。ペルオキシダーゼ(例えば、HRP:西洋ワサビペルオキシダーゼ)は、過酸化物(例えば過酸化水素)に作用してフリーラジカルを生成し、フリーラジカル連鎖反応により、タイラマイドを活性化(ラジカル化)する。つまり、過酸化物の存在化にペルオキシダーゼとタイラマイドを反応させる処理により、タイラマイドを活性化することができる。活性化されたタイラマイドは、詳細は未解明のところがあるが、おそらく複数のタイラマイド同士が凝集して析出することで、核酸プローブ周辺の分子に結合(沈着)する。このような処理のための適切な条件、たとえば反応溶液の塩濃度、pHおよび温度など、一般的な条件に準じて調製すればよい。
(Tyramide and peroxidase)
In the second embodiment of the present invention, tyramide (sometimes called tyramide) is used as a substrate, and peroxidase is used as an enzyme having an action of activating the substrate. A peroxidase (for example, HRP: horseradish peroxidase) acts on a peroxide (for example, hydrogen peroxide) to generate a free radical, and activates (radicalizes) tyramide by a free radical chain reaction. That is, tyramide can be activated by a treatment in which peroxidase and tyramide react with the presence of peroxide. Although the details of the activated tyramide are not yet elucidated, a plurality of tyramides are likely to be aggregated and precipitated to bind (deposit) to molecules around the nucleic acid probe. What is necessary is just to prepare according to general conditions, such as suitable conditions for such a process, for example, salt concentration of reaction solution, pH, and temperature.

(修飾タイラマイドおよび修飾ペルオキシダーゼの作製方法)
修飾タイラマイドおよび修飾ペルオキシダーゼは、いずれも公知の手法を用いて作製することができる(例えばUS5196306:特許文献2および特表2013−531801:特許文献3参照)。例えば、ビオチンで修飾されたタイラマイドは、試薬を用いてタイラマイドとビオチンとにそれぞれ反応性官能基を導入し、これらの官能基同士を反応させて共有結合を形成させることにより作製することができる。必要に応じて、タイラマイドとビオチンの間(つまりそれらが有する官能基同士の間)にリンカーを介在させてもよい。なお、ビオチンとタイラマイドとのコンジュゲートは市販されており、容易に入手することができる。また、例えばアビジンで修飾されたペルオキシダーゼも、試薬を用いてペルオキシダーゼとアビジンとにそれぞれ反応性官能基を導入し、これらの官能基同士を反応させて共有結合を形成させることにより作製することができる。必要に応じて、ペルオキシダーゼとアビジンの間(つまりそれらが有する官能基同士の間)にリンカーを介在させてもよい。
(Method for producing modified tyramide and modified peroxidase)
Both modified tyramide and modified peroxidase can be prepared by using known methods (see, for example, US Pat. No. 5,196,306: Patent Document 2 and JP2013-531801: Patent Document 3). For example, a tyramide modified with biotin can be prepared by introducing a reactive functional group into each of tyramide and biotin using a reagent and reacting these functional groups with each other to form a covalent bond. If necessary, a linker may be interposed between tyramide and biotin (that is, between functional groups that they have). In addition, the conjugate of biotin and tyramide is commercially available and can be easily obtained. Also, for example, a peroxidase modified with avidin can be prepared by introducing a reactive functional group into each of peroxidase and avidin using a reagent and reacting these functional groups with each other to form a covalent bond. . If necessary, a linker may be interposed between peroxidase and avidin (that is, between functional groups that they have).

(蛍光ナノ粒子)
本発明では、目的とする遺伝子を蛍光標識するための物質として、蛍光ナノ粒子を使用する。蛍光ナノ粒子は、ナノサイズの(直径が1μm以下の)粒子状の蛍光体であり、1粒子で十分な輝度を有する蛍光を発することのできるものである。このような蛍光体は、蛍光体集積ナノ粒子および無機蛍光ナノ粒子に大別することができる。なお、単独の蛍光色素は、本発明では十分な輝度を有する蛍光を発することができないため用いられない。蛍光体集積ナノ粒子には、蛍光色素内包ナノ粒子および無機蛍光体集積ナノ粒子が包含される。無機蛍光体ナノ粒子には、量子ドットおよび炭素ドットが包含される。
(Fluorescent nanoparticles)
In the present invention, fluorescent nanoparticles are used as a substance for fluorescently labeling the target gene. A fluorescent nanoparticle is a nano-sized (a diameter is 1 micrometer or less) particulate-form fluorescent substance, and can emit the fluorescence which has sufficient brightness | luminance with one particle. Such phosphors can be broadly classified into phosphor-integrated nanoparticles and inorganic fluorescent nanoparticles. A single fluorescent dye is not used in the present invention because it cannot emit fluorescence having sufficient luminance. The phosphor-integrated nanoparticles include fluorescent dye-containing nanoparticles and inorganic phosphor-integrated nanoparticles. Inorganic phosphor nanoparticles include quantum dots and carbon dots.

蛍光ナノ粒子は、撮影される染色画像において所望の波長の蛍光(色)を発するものを選択すればよい。また、蛍光標識の対象とする生体分子が複数ある場合は、それぞれに対応した異なる波長の蛍光を発する、複数種類の蛍光ナノ粒子を組み合わせて用いればよい。   What is necessary is just to select the fluorescent nanoparticle which emits fluorescence (color) of a desired wavelength in the dye | stained image image | photographed. In addition, when there are a plurality of biomolecules to be fluorescently labeled, a plurality of types of fluorescent nanoparticles that emit fluorescence of different wavelengths corresponding to each of them may be used in combination.

(無機蛍光体ナノ粒子)
本発明では無機蛍光体ナノ粒子として、量子ドットおよび炭素ドットを用いることができる。これらの無機蛍光体ナノ粒子は、次に述べるような無機蛍光体集積ナノ粒子を調製しなくても単独で、観察可能な輝度を有する輝点の輝度を構成することができる。
(Inorganic phosphor nanoparticles)
In the present invention, quantum dots and carbon dots can be used as the inorganic phosphor nanoparticles. These inorganic phosphor nanoparticles can constitute brightness of bright spots having observable brightness independently without preparing inorganic phosphor integrated nanoparticles as described below.

量子ドットとしては、II−VI族化合物、III−V族化合物、又はIV族元素を成分として含有する量子ドット(それぞれ、「II−VI族量子ドット」、「III−V族量子ドット」、「IV族量子ドット」ともいう。)のいずれかを用いることができる。具体的には、国際公開WO2012/133047号公報に例示されたCdSe等の粒子ドットを挙げることができる。これらの無機蛍光体ナノ粒子は、いずれかの種類を単独で用いても、複数種を併用してもよい。   Quantum dots include quantum dots containing II-VI group compounds, III-V group compounds, or IV group elements as components ("II-VI group quantum dots", "III-V group quantum dots", " Any of the “Group IV quantum dots” can be used. Specifically, particle dots such as CdSe exemplified in International Publication WO2012 / 133447 can be mentioned. These inorganic phosphor nanoparticles may be used either alone or in combination.

また、上記量子ドットをコアとし、その上にシェルを設けた量子ドットを用いることもできる。以下、シェルを有する量子ドットの表記法として、コアがCdSe、シェルがZnSの場合、CdSe/ZnSと表記する。具体的には、国際公開WO2012/133047号公報に例示されたCdSe/ZnS等を挙げることができるが、これらに限定されない。   Moreover, the quantum dot which made the said quantum dot a core and provided the shell on it can also be used. Hereinafter, as a notation of quantum dots having a shell, when the core is CdSe and the shell is ZnS, it is expressed as CdSe / ZnS. Specific examples include CdSe / ZnS exemplified in International Publication No. WO2012 / 130347, but are not limited thereto.

量子ドットは必要に応じて、有機ポリマー等により表面処理が施されているものを用いてもよい。例えば、市販されている表面カルボキシ基を有するCdSe/ZnS(インビトロジェン社製)、表面アミノ基を有するCdSe/ZnS(インビトロジェン社製)等を用いることが出来る。   As the quantum dots, those subjected to surface treatment with an organic polymer or the like may be used as necessary. For example, commercially available CdSe / ZnS having a surface carboxy group (manufactured by Invitrogen), CdSe / ZnS having a surface amino group (manufactured by Invitrogen), and the like can be used.

一方、炭素ドットは、従来の量子ドットと違い有害元素や希少金属を使用しないため、近年注目されている蛍光体である。炭素ドットには、グラフェン量子ドット、炭素ナノドット、ポリマードットなどが包含される。炭素ドットは公知の物質であり、その詳細については、例えばNano Research DOI10.1007/s12274-014-0644-3, Shoujun Zhu et al., The photoluminescence mechanism in carbon dots (graphene quantum dots, carbon nanodots and polymer dots): current state and future perspective, 2014を参照することができる。   On the other hand, carbon dots, unlike conventional quantum dots, do not use harmful elements or rare metals, and thus are recently attracting attention. Carbon dots include graphene quantum dots, carbon nanodots, polymer dots, and the like. Carbon dots are publicly known substances.For details, see Nano Research DOI10.1007 / s12274-014-0644-3, Shoujun Zhu et al., The photoluminescence mechanism in carbon dots (graphene quantum dots, carbon nanodots and polymer dots): current state and future perspective, 2014.

例えば、グラフェン量子ドットの一種である炭素ドットは様々な炭素源(グラファイトパウダー、カーボンロッド、カーボンファイバー、カーボンナノチューブ、カーボンブラック等)を酸化切断することにより製造される。この過程で、前記炭素源は小さな分子に切断され、表面が酸性基に修飾されることにより、炭素ドットが生じる。一般的な酸化切断方法は、濃酸による酸化(硝酸または硫酸/硝酸混合物)である。   For example, carbon dots, which are a kind of graphene quantum dots, are produced by oxidative cutting of various carbon sources (graphite powder, carbon rods, carbon fibers, carbon nanotubes, carbon black, etc.). In this process, the carbon source is cleaved into small molecules, and the surface is modified with acidic groups, thereby producing carbon dots. A common oxidative cleavage method is oxidation with concentrated acid (nitric acid or sulfuric acid / nitric acid mixture).

炭素ドットは製造するにあたり、2段階の工程がある。1段階目は、黒鉛由来の物質を酸化黒鉛シートに変える工程であり、この工程は通常Hummres法を目的に応じて変更して実施される。2段階目は、種々の公知の切断方法を用いることにより、酸化黒鉛シートから炭素ドットを製造する工程である。   Carbon dots are manufactured in two steps. The first step is a step of changing the graphite-derived substance into a graphite oxide sheet, and this step is usually performed by changing the Hummres method according to the purpose. The second stage is a process for producing carbon dots from the graphite oxide sheet by using various known cutting methods.

前記炭素源を小分子に切断する方法としては、アーク放電、レーザー照射および反応性イオンエッチング(RIE)を用いたナノリソグラフィー等の物理的方法や、電気化学、水熱/ソルボサーマル酸化等の方法が挙げられる。   Examples of the method for cutting the carbon source into small molecules include physical methods such as nanolithography using arc discharge, laser irradiation and reactive ion etching (RIE), and methods such as electrochemistry and hydrothermal / solvothermal oxidation. Is mentioned.

一方、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ケトン基およびアミノ基を有する小分子およびポリマーからも脱水および炭化処理を行うことによって、炭素ドットを製造することができる。
脱水および炭化処理方法としては、水熱、マイクロ波−水熱、プラズマ−水熱、マイクロ波、燃焼、濃酸熱分解およびマイクロリアクターによる炭化等が挙げられる。
On the other hand, carbon dots can be produced by dehydration and carbonization from small molecules and polymers having a hydroxy group, a carboxy group, a ketone group and an amino group.
Examples of the dehydration and carbonization methods include hydrothermal, microwave-hydrothermal, plasma-hydrothermal, microwave, combustion, concentrated acid pyrolysis, and carbonization by a microreactor.

(蛍光体集積ナノ粒子)
蛍光体集積ナノ粒子は蛍光色素または無機蛍光体ナノ粒子(量子ドット、炭素ドット等)を集積したものである。本発明では蛍光体集積ナノ粒子として、蛍光色素集積ナノ粒子および無機蛍光体集積ナノ粒子を使用することができる。このような蛍光体集積ナノ粒子を用いることで、単独の蛍光色素または無機蛍光体ナノ粒子と比較して、1粒子当たりの発する蛍光の量、すなわち所定の生体分子を標識する輝点の輝度を高めることができる。
(Phosphor integrated nanoparticles)
The phosphor-integrated nanoparticles are obtained by integrating fluorescent dyes or inorganic phosphor nanoparticles (quantum dots, carbon dots, etc.). In the present invention, fluorescent dye integrated nanoparticles and inorganic phosphor integrated nanoparticles can be used as the phosphor integrated nanoparticles. By using such phosphor-integrated nanoparticles, the amount of fluorescence emitted per particle, that is, the brightness of a bright spot for labeling a predetermined biomolecule can be obtained as compared with a single fluorescent dye or inorganic phosphor nanoparticle. Can be increased.

蛍光色素集積ナノ粒子の作製に用いる蛍光色素としては、例えば、フルオレセイン系色素、ローダミン系色素、Alexa Fluor(登録商標、インビトロジェン社製)系色素、BODIPY(登録商標、インビトロジェン社製)系色素、カスケード(登録商標、インビトロジェン社)系色素、クマリン系色素、NBD(登録商標)系色素、ピレン系色素、シアニン系色素、ペリレン系色素、オキサジン系色素など、低分子有機化合物(ポリマー等の高分子有機化合物ではないもの)からなる群から選択される蛍光色素が挙げられる。中でも、スルホローダミン101およびその塩酸塩であるTexasRed(登録商標)などのローダミン系色素や、ペリレンジイミドなどのペリレン系色素は、比較的耐光性が高いため好ましい。一方、無機蛍光体集積ナノ粒子の作製に用いる無機蛍光体としては、前述したような、無機蛍光体ナノ粒子として単独で用いることのできる物質が挙げられる。   Examples of the fluorescent dye used for producing the fluorescent dye-integrated nanoparticles include a fluorescein dye, a rhodamine dye, an Alexa Fluor (registered trademark, manufactured by Invitrogen) dye, a BODIPY (registered trademark, manufactured by Invitrogen) dye, and a cascade. (Registered trademark, Invitrogen) Low molecular organic compounds (polymer organics such as polymers) such as dyes, coumarin dyes, NBD (registered trademark) dyes, pyrene dyes, cyanine dyes, perylene dyes, oxazine dyes A fluorescent dye selected from the group consisting of non-compounds). Of these, rhodamine dyes such as sulforhodamine 101 and its hydrochloride, such as TexasRed (registered trademark), and perylene dyes such as perylene diimide are preferred because of their relatively high light resistance. On the other hand, examples of the inorganic phosphor used for producing the inorganic phosphor-integrated nanoparticles include the substances that can be used alone as the inorganic phosphor nanoparticles as described above.

(蛍光体集積ナノ粒子の製造方法)
本発明で用いられる蛍光体集積ナノ粒子の製造方法は、特に制限されず、公知の方法により製造することができる。一般的には、樹脂またはシリカを母体として蛍光体をまとめ上げる(当該母体の内部または表面に蛍光体を固定化する)製造方法を用いることができる。例えば、蛍光体集積ナノ粒子の母体として使われる樹脂は、熱硬化性樹脂であっても、熱可塑性樹脂であってもよい。各種の樹脂についての具体例およびこれらの樹脂を母体として製造される蛍光体集積ナノ粒子の製造方法は公知の文献(WO2014/136776)に準じる。
(Method for producing phosphor-integrated nanoparticles)
The production method of the phosphor-integrated nanoparticles used in the present invention is not particularly limited, and can be produced by a known method. In general, a production method can be used in which phosphors are gathered together using a resin or silica as a base material (the phosphors are immobilized inside or on the surface of the base material). For example, the resin used as the matrix of the phosphor-integrated nanoparticles may be a thermosetting resin or a thermoplastic resin. Specific examples of various resins and methods for producing phosphor-integrated nanoparticles produced using these resins as a base conform to known literature (WO2014 / 136776).

さらに、例えば、蛍光色素を内包したシリカナノ粒子はラングミュア 8巻 2921ページ(1992)に記載されているFITC内包シリカ粒子の合成を参考に合成することができる。FITCの代わりに所望の蛍光有機色素を用いることで種々の蛍光色素内包シリカナノ粒子が合成できる。半導体ナノ粒子を内包したシリカナノ粒子はニュー・ジャーナル・オブ・ケミストリー33巻561ページ(2009)に記載されているCdTe内包シリカナノ粒子の合成を参考に合成することができる。   Further, for example, silica nanoparticles encapsulating a fluorescent dye can be synthesized with reference to the synthesis of FITC-encapsulated silica particles described in Langmuir 8, Vol. 2921 (1992). Various fluorescent dye-containing silica nanoparticles can be synthesized by using a desired fluorescent organic dye instead of FITC. Silica nanoparticles encapsulating semiconductor nanoparticles can be synthesized with reference to the synthesis of CdTe-encapsulated silica nanoparticles described in New Journal of Chemistry, Vol. 33, p. 561 (2009).

蛍光色素集積ナノ粒子、無機蛍光体集積ナノ粒子などの蛍光体集積ナノ粒子の平均粒子径は、目的とする遺伝子を標識したときに蛍光を発する輝点として適切に観察できる範囲内であれば特に限定されないが、そのような輝点の蛍光観察にとって好適なものとする観点から、蛍光体集積ナノ粒子の平均粒子径は20nm以上300nm以下であることが好ましく、20nm以上100nm以下であることがより好ましい。   The average particle diameter of phosphor-integrated nanoparticles such as fluorescent dye-integrated nanoparticles and inorganic phosphor-integrated nanoparticles is particularly within the range that can be appropriately observed as a bright spot that emits fluorescence when a target gene is labeled. Although not limited, the average particle diameter of the phosphor-integrated nanoparticles is preferably 20 nm or more and 300 nm or less, and more preferably 20 nm or more and 100 nm or less, from the viewpoint of being suitable for fluorescence observation of such bright spots. preferable.

量子ドット、炭素ドットなどの無機蛍光体ナノ粒子の平均粒子径も、目的とする遺伝子を標識したときに蛍光を発する輝点として適切に観察できる範囲内であれば特に限定されないが、そのような輝点の蛍光観察にとって好適なものとする観点から、特に核内に移行して目的とする遺伝子を標識しやすくする観点から、無機蛍光体ナノ粒子の平均粒子径は1nm以上300nm以下であることが好ましく、1nm以上20nm以下であることがより好ましい。   The average particle diameter of inorganic phosphor nanoparticles such as quantum dots and carbon dots is not particularly limited as long as it is within a range that can be appropriately observed as a bright spot that emits fluorescence when the target gene is labeled. From the viewpoint of making it suitable for fluorescent observation of bright spots, particularly from the viewpoint of facilitating labeling of the target gene by moving into the nucleus, the average particle diameter of the inorganic phosphor nanoparticles is 1 nm or more and 300 nm or less. Is preferably 1 nm or more and 20 nm or less.

蛍光ナノ粒子の平均粒子径の測定は、当該分野で知られた方法により行うことができ,たとえば、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて十分な数(たとえば1000個)の蛍光体ナノ粒子の粒径を測定した後、その算術平均として算出される。   The average particle diameter of the fluorescent nanoparticles can be measured by a method known in the art. For example, a sufficient number (for example, 1000) of fluorescent nanoparticles can be measured using a scanning electron microscope (SEM). After measuring the particle size, it is calculated as the arithmetic average.

(修飾蛍光ナノ粒子の作製方法)
修飾蛍光ナノ粒子は、公知の手法を用いて作成することができる。例えば、蛍光ナノ粒子として蛍光体集積ナノ粒子(蛍光色素集積ナノ粒子または無機蛍光体集積ナノ粒子)を用いる場合、試薬等を用いて蛍光体集積ナノ粒子の表面と蛍光ナノ粒子修飾分子とにそれぞれ反応性官能基を導入し、これらの官能基同士を結合させることにより、修飾された蛍光体集積ナノ粒子を作製することができる。蛍光体集積ナノ粒子表面の修飾に際しては、その母体の材質(樹脂、シリカ等)を考慮して、適切な試薬等を用いるようにする。また、必要に応じて、アビジンと蛍光体集積ナノ粒子の間(つまりそれらが有する官能基同士の間)にリンカーを介在させてもよい。反応性官能基の組み合わせの例としては、NHSエステル基−アミノ基、チオール基−マレイミド基の組み合わせ等を例示することができる。例えば、(i)シランカップリング剤を用いて蛍光体集積ナノ粒子の表面をあらかじめアミノ基で修飾しておき、(ii)一方でストレプトアビジンにN−スクシンイミジル−S−アセチルチオアセテートを反応させて、ストレプトアビジンが有するアミノ基に、アセチル基で保護されたチオール基を連結し、(iii)クロスリンカーとして、一端にアミノ基と反応するNHS基を有し、他端にチオール基と反応するマレイミド基を有するポリエチレングリコール鎖(例えば「SM(PEG)12」、サーモサイエンティフィック社)を用意し、(iv)蛍光体集積ナノ粒子表面のアミノ基と、クロスリンカーのNHS基を反応させて共有結合させ、(v)次いでストレプトアビジンのチオール基を脱保護した後、クロスリンカーのマレイミド基と反応させることにより、ストレプトアビジンで修飾された蛍光体集積ナノ粒子が得られる。
(Method for producing modified fluorescent nanoparticles)
The modified fluorescent nanoparticles can be prepared using a known method. For example, when using phosphor-integrated nanoparticles (fluorescent dye-integrated nanoparticles or inorganic phosphor-integrated nanoparticles) as the fluorescent nanoparticles, the surface of the phosphor-integrated nanoparticles and the fluorescent nanoparticle-modified molecules are respectively separated using reagents. Modified phosphor-integrated nanoparticles can be produced by introducing reactive functional groups and bonding these functional groups together. When modifying the phosphor-integrated nanoparticle surface, an appropriate reagent or the like is used in consideration of the base material (resin, silica, etc.). Moreover, you may interpose a linker between avidin and fluorescent substance integration | stacking nanoparticle as needed (that is, between the functional groups which they have). Examples of combinations of reactive functional groups include NHS ester group-amino group, thiol group-maleimide group combination, and the like. For example, (i) the surface of the phosphor-aggregated nanoparticles is previously modified with an amino group using a silane coupling agent, and (ii) on the other hand, N-succinimidyl-S-acetylthioacetate is reacted with streptavidin. , A thiol group protected with an acetyl group is linked to the amino group of streptavidin, and (iii) a maleimide having an NHS group that reacts with an amino group at one end and a thiol group at the other end as a crosslinker A polyethylene glycol chain having a group (for example, “SM (PEG) 12”, Thermo Scientific Co., Ltd.), and (iv) reacting the amino group on the phosphor-integrated nanoparticle surface with the NHS group of the crosslinker for sharing (V) then deprotecting the thiol group of streptavidin and then reacting with the maleimide group of the crosslinker By phosphor integrated nanoparticles modified with streptavidin is obtained.

蛍光ナノ粒子として無機蛍光体ナノ粒子(量子ドット、炭素ドット等)を用いる場合も、上記と同様、試薬等を用いて無機蛍光体ナノ粒子の表面と蛍光ナノ粒子修飾分子とにそれぞれ反応性官能基を導入し、または製法によって炭素ドットが有する官能基を利用し、これらの官能基同士を結合させることにより、修飾された無機蛍光体ナノ粒子を作製することができる。   In the case of using inorganic fluorescent nanoparticles (quantum dots, carbon dots, etc.) as fluorescent nanoparticles, reactive functionalities are respectively applied to the surface of the inorganic fluorescent nanoparticles and the fluorescent nanoparticle-modified molecules using reagents, etc. A modified inorganic phosphor nanoparticle can be produced by introducing a group or utilizing a functional group of a carbon dot by a production method and bonding these functional groups to each other.

なお、蛍光ナノ粒子の表面を修飾する蛍光ナノ粒子修飾分子の数(修飾分子数)は、図1および2では模式的に、1つの蛍光ナノ粒子につき1つ(1:1)として描かれているが、蛍光ナノ粒子の粒子径などの条件によって変動するものであり、1:1に限定されるものではない。例えば、蛍光ナノ粒子修飾分子としてストレプトアビジンを用いる場合、分子量が約52000のタンパク質であるストレプトアビジンの分子サイズを考慮すれば、蛍光ナノ粒子の平均粒子径が比較的大きければ(例えば300nm程度)、1つの蛍光ナノ粒子につき複数(例えば数百〜数千程度)のストレプトアビジンを結合させることが可能であるし(1:多)、逆に蛍光ナノ粒子の平均粒子径が比較的小さければ(例えば1nm程度)、1つのストレプトアビジンに複数の蛍光ナノ粒子が結合する、つまり1つの蛍光ナノ粒子あたりの修飾分子数が1に満たない(多:1)ことが考えられる。一般的に、蛍光ナノ粒子表面の修飾分子数が多いほど、蛍光ナノ粒子が結合可能な部位と結合できる確率は高くなるため好ましいといえるが、病理診断等の用途に応じた適切な起点の観察が行える範囲で、修飾分子数は適宜調節することができる。   Note that the number of fluorescent nanoparticle modifying molecules (the number of modifying molecules) that modify the surface of the fluorescent nanoparticle is schematically depicted as one (1: 1) per fluorescent nanoparticle in FIGS. However, it varies depending on conditions such as the particle size of the fluorescent nanoparticles, and is not limited to 1: 1. For example, when streptavidin is used as the fluorescent nanoparticle-modifying molecule, if the molecular size of streptavidin, which is a protein having a molecular weight of about 52000, is taken into consideration, the average particle diameter of the fluorescent nanoparticles is relatively large (for example, about 300 nm). It is possible to bind a plurality of (for example, several hundred to several thousand) streptavidin per fluorescent nanoparticle (1: many), and conversely, if the average particle size of the fluorescent nanoparticle is relatively small (for example, It is conceivable that a plurality of fluorescent nanoparticles are bound to one streptavidin, that is, the number of modifying molecules per fluorescent nanoparticle is less than 1 (multiple: 1). In general, the higher the number of modifying molecules on the surface of the fluorescent nanoparticle, the higher the probability that the fluorescent nanoparticle can bind to the site capable of binding, which is preferable, but observation of an appropriate starting point depending on the use such as pathological diagnosis The number of modifying molecules can be appropriately adjusted within the range where

−病理標本−
本発明に係る病理標本は、本発明のFISH染色方法における結合部位増幅工程(ABC処理工程またはタイラマイド処理工程)によって増幅された複数の結合部位に蛍光ナノ粒子が結合してなる、核酸のFISH染色がされた病理標本である。
-Pathological specimen-
The pathological specimen according to the present invention is obtained by FISH staining of a nucleic acid in which fluorescent nanoparticles are bound to a plurality of binding sites amplified by a binding site amplification step (ABC treatment step or tyramide treatment step) in the FISH staining method of the present invention. This is a pathological specimen.

−病理診断−
本発明のFISH染色方法の用途は特に限定されるものではないが、基本的には従来の病理標本と同様の用途を有し、典型的には、核酸に含まれる特定の遺伝子を定量することで病理診断を行うための、例えば疾患の診断または治療にとって有用な情報を取得するための、本発明に係る病理標本を調製するために利用される。すなわち、診断対象から採取した組織切片を用いて作製されたスライド(検体スライド)を、本発明に係る核酸のFISH染色方法および必要に応じて組み合わせされるその他の染色方法に基づいて染色し、得られた病理標本(染色その他処理が施されて検査の対象とすることが可能となった検体スライド)の顕微鏡観察および/またはその撮影画像の画像処理することにより、特定の遺伝子を定量するなどの検査をして、病理診断を行うことができる。
-Pathological diagnosis-
The use of the FISH staining method of the present invention is not particularly limited, but basically has the same use as a conventional pathological specimen, and typically quantifies a specific gene contained in a nucleic acid. The present invention is used for preparing a pathological specimen according to the present invention for performing pathological diagnosis, for example, for obtaining information useful for diagnosis or treatment of a disease. That is, a slide (specimen slide) prepared using a tissue section collected from a diagnosis target is stained based on the FISH staining method of nucleic acids according to the present invention and other staining methods combined as necessary. Quantify specific genes by microscopic observation of the pathological specimens (specimen slides that have been subjected to staining or other processing and can be examined) and / or image processing of the captured images A pathological diagnosis can be performed by examining.

このような病理診断は、検体スライドを染色して病理標本を調製するまでの段階(病理標本調製段階)、すなわち本発明に係る核酸のFISH染色方法が実施される段階と、調製された病理標本を用いて検査をし、所望の情報を取得するまでの段階(病理標本検査段階)とに大別することができる。   Such pathological diagnosis includes a stage from staining a specimen slide to preparing a pathological specimen (pathological specimen preparation stage), that is, a stage in which the method for FISH staining of nucleic acid according to the present invention is performed, and a prepared pathological specimen. Can be roughly divided into stages (pathological specimen inspection stage) until the desired information is acquired.

FISH用の病理標本調製段階には、一般的に、検体スライド作製工程(固定処理、脱水処理、パラフィン包埋処理、薄切処理等)、標本前処理工程(脱パラフィン処理、熱処理、プロテアーゼ処理等)、染色工程(DNA変性処理、FISH染色処理、後固定処理、核染色処理等)および標本後処理工程(洗浄処理、脱水処理、溶媒置換処理、封入処理等)が含まれる。本発明のFISH染色方法は、上記染色工程におけるFISH染色処理および後固定処理を行うために利用することができる。すなわち、本発明のFISH染色方法で規定するハイブリダイゼーション工程、結合部位増幅工程、および蛍光ナノ粒子反応工程は、染色工程におけるFISH染色処理のための手順として、また本発明のFISH染色方法でさらに行うことが好ましい固定化工程は、染色工程における後固定処理として、それぞれ組み込むことができる。   In the pathological specimen preparation stage for FISH, generally specimen slide preparation process (fixing process, dehydration process, paraffin embedding process, slicing process, etc.), specimen pretreatment process (deparaffinization process, heat treatment, protease process, etc.) ), Staining steps (DNA denaturation treatment, FISH staining treatment, post-fixation treatment, nuclear staining treatment, etc.) and specimen post-treatment steps (washing treatment, dehydration treatment, solvent replacement treatment, encapsulation treatment, etc.). The FISH dyeing | staining method of this invention can be utilized in order to perform the FISH dyeing | staining process and post-fixation process in the said dyeing | staining process. That is, the hybridization step, the binding site amplification step, and the fluorescent nanoparticle reaction step specified by the FISH staining method of the present invention are further performed as a procedure for the FISH staining process in the staining step and by the FISH staining method of the present invention. Preferably, the fixing step can be incorporated as a post-fixing treatment in the staining step.

以下、本発明のFISH染色方法を利用する場合の染色工程について、より具体的な手順の一例を記載する。FISH用の染色標本調製段階に含まれるその他の工程、すなわち標本作製工程、標本前処理工程および標本後処理工程、ならびに染色標本検査段階は、従来のFISH染色方法を利用した一般的な病理標本調製段階(例えばWO2015/141856:特許文献1参照)と同様にして行うことができる。   Hereinafter, an example of a more specific procedure will be described for the dyeing process when the FISH staining method of the present invention is used. Other processes included in the preparation stage for stained specimens for FISH, that is, specimen preparation process, specimen pre-treatment process and specimen post-treatment process, and stained specimen inspection stage, are general pathological specimen preparations using conventional FISH staining methods. It can be performed in the same manner as in the step (for example, see WO2015 / 141856: Patent Document 1).

(染色工程)
(1)DNA変性処理
標本前処理工程を経た検体スライドに対して、まずDNAの変性処理を行う。DNAの変性処理は常法に従って、熱変性によっておこなってもよいし、ホルムアミド溶液などの変性溶液で処理することによりおこなってもよい。また、次に述べるFISH染色処理に含まれるハイブリダイゼーションを行う際に、染色体の二本鎖DNAを解離させる(変性)とともに一本鎖DNAと核酸プローブとの結合(ハイブリダイゼーション)を促進することのできる成分を含むハイブリダイゼーション用バッファー(例えばIQFISH FFPE Hybridization Buffer, Agilent Technologies)を用いることによって、DNA変性処理とハイブリダイゼーションとを同時に行うようにしてもよい。
(Dyeing process)
(1) DNA denaturation treatment First, DNA denaturation treatment is performed on the specimen slide that has undergone the specimen pretreatment step. The denaturation treatment of DNA may be performed by heat denaturation according to a conventional method, or may be performed by treatment with a denaturing solution such as a formamide solution. In addition, when performing hybridization included in the FISH staining process described below, dissociation (denaturation) of double-stranded DNA of a chromosome and promotion of binding (hybridization) between the single-stranded DNA and a nucleic acid probe DNA denaturation treatment and hybridization may be performed simultaneously by using a hybridization buffer containing a component that can be produced (for example, IQFISH FFPE Hybridization Buffer, Agilent Technologies).

(2)FISH染色処理
本発明を利用して病理標本を調製する場合、FISH染色処理は、前述したような本発明のFISH染色方法におけるハイブリダイゼーション工程、結合部位増幅工程および蛍光ナノ粒子反応工程に準じた処理となる。
(2) FISH staining treatment When a pathological specimen is prepared using the present invention, the FISH staining treatment is performed in the hybridization step, the binding site amplification step, and the fluorescent nanoparticle reaction step in the FISH staining method of the present invention as described above. The processing is the same.

(2−1)ハイブリダイゼーション工程
検体スライドに修飾核酸プローブ溶液を滴下し、検体に含まれる標的核酸と修飾核酸プローブ溶液を接触させるようにして、ハイブリダイゼーションを行う。この際、ハイブリダイゼーションを促進する成分を含む(前述したように、さらにDNAを変性させる成分を含んでいてもよい)緩衝液を添加することができる。
(2-1) Hybridization Step Hybridization is performed by dropping the modified nucleic acid probe solution onto the sample slide and bringing the target nucleic acid contained in the sample into contact with the modified nucleic acid probe solution. At this time, a buffer solution containing a component that promotes hybridization (may further contain a component that denatures DNA as described above) can be added.

修飾核酸プローブは、次に行う結合部位増幅工程の実施形態に応じた、所定の分子で修飾された核酸プローブである。そのような修飾核酸プローブをあらかじめ作製し、適切な濃度の溶液を調製して、このハイブリダイゼーション工程で用いるようにする。   The modified nucleic acid probe is a nucleic acid probe modified with a predetermined molecule according to the embodiment of the subsequent binding site amplification step. Such a modified nucleic acid probe is prepared in advance and an appropriate concentration solution is prepared for use in this hybridization step.

ハイブリダイゼーションの反応条件については、常法に従って、用いる核酸プローブのGC含有率(Tm値)、ハイブリダイゼーションの反応系に存在する1価の陽イオンの濃度(M)、反応系のホルムアミド濃度(%)などにより、核酸分子が染色体上の目的遺伝子の塩基配列に結合する際の精度が変化することを考慮して、適切な反応温度および反応時間を設定すればよい。   Regarding the hybridization reaction conditions, the GC content (Tm value) of the nucleic acid probe used, the concentration of monovalent cations present in the hybridization reaction system (M), and the formamide concentration (% ) And the like, the reaction temperature and reaction time may be set appropriately in consideration of changes in accuracy when the nucleic acid molecule binds to the base sequence of the target gene on the chromosome.

(2−2)結合部位増幅工程
ハイブリダイゼーション工程を経た検体スライドに、結合部位増幅工程の実施形態に応じた溶液を順次滴下し、核酸プローブに修飾した分子を起点にした結合により、または核酸プローブ周辺の分子への結合により、蛍光ナノ粒子が結合可能な部位を増幅する。
(2-2) Binding Site Amplification Step A solution according to the embodiment of the binding site amplification step is sequentially dropped on the specimen slide that has undergone the hybridization step, and by binding starting from the molecule modified to the nucleic acid probe, or the nucleic acid probe By binding to surrounding molecules, a site where fluorescent nanoparticles can be bound is amplified.

すなわち、本発明の第1実施形態に準じる場合は、例えば1次抗体溶液、ビオチン修飾2次抗体溶液、ストレプトアビジン溶液、ビオチン化ペルオキシダーゼ(例えばビオチン化HRP)溶液を順次滴下する。本発明の第2実施形態に準じる場合は、例えば、過酸化水素水等の過酸化物水溶液、修飾ペルオキシダーゼ溶液、修飾タイラマイド溶液を順次滴下する。修飾2次抗体、修飾ペルオキシダーゼ、修飾タイラマイドはそれぞれ前述したようにしてあらかじめ作製し、適切な濃度の溶液を調製して、このハイブリダイゼーション工程で用いるようにする。   That is, when conforming to the first embodiment of the present invention, for example, a primary antibody solution, a biotin-modified secondary antibody solution, a streptavidin solution, and a biotinylated peroxidase (for example, biotinylated HRP) solution are sequentially dropped. In the case of conforming to the second embodiment of the present invention, for example, an aqueous peroxide solution such as hydrogen peroxide solution, a modified peroxidase solution, and a modified tyramide solution are sequentially dropped. The modified secondary antibody, modified peroxidase, and modified tyramide are each prepared in advance as described above, and a solution having an appropriate concentration is prepared and used in this hybridization step.

核酸プローブ修飾分子への1次抗体の結合および1次抗体への修飾2次抗体の結合(第1実施形態および第2実施形態);ビオチン修飾2次抗体へのABCの結合(第1実施形態);抗体修飾分子または核酸プローブ修飾分子への修飾ペルオキシダーゼの結合(第2実施形態);修飾ペルオキシダーゼと修飾タイラマイドの反応(第2実施形態)などはそれぞれ、公知の結合条件または反応条件に準じて設定された、適切な温度、時間、その他の条件の下で行えばよい。   Binding of primary antibody to nucleic acid probe-modified molecule and binding of modified secondary antibody to primary antibody (first embodiment and second embodiment); Binding of ABC to biotin-modified secondary antibody (first embodiment) ); Binding of modified peroxidase to antibody-modified molecule or nucleic acid probe-modified molecule (second embodiment); reaction of modified peroxidase and modified tyramide (second embodiment), respectively, according to known binding conditions or reaction conditions What is necessary is just to carry out under the set appropriate temperature, time, and other conditions.

(2−3)蛍光ナノ粒子結合工程
結合部位増幅工程を経た検体スライドに、修飾蛍光ナノ粒子の溶液を滴下し、ABCに含まれるビオチン(第1実施形態)またはタイラマイド修飾分子(第2実施形態)と接触させて、それらに修飾蛍光ナノ粒子を結合させる。この工程を終えることで、最終的に個々の標的核酸を多数の蛍光ナノ粒子で標識することができる。
(2-3) Fluorescent Nanoparticle Binding Step A solution of modified fluorescent nanoparticles is dropped onto the specimen slide that has undergone the binding site amplification step, and biotin (first embodiment) or tyramide modified molecule (second embodiment) contained in ABC ) To bind the modified fluorescent nanoparticles to them. By finishing this step, individual target nucleic acids can be finally labeled with a large number of fluorescent nanoparticles.

修飾蛍光ナノ粒子は、前述したように結合部位増幅工程の実施形態に応じた、所定の分子で修飾された蛍光ナノ粒子である。そのような修飾蛍光ナノ粒子をあらかじめ作製し、適切な濃度の溶液を調製して、この蛍光ナノ粒子結合工程で用いるようにする。   The modified fluorescent nanoparticle is a fluorescent nanoparticle modified with a predetermined molecule according to the embodiment of the binding site amplification step as described above. Such modified fluorescent nanoparticles are prepared in advance, and an appropriate concentration solution is prepared for use in this fluorescent nanoparticle binding step.

ABCに含まれるビオチン(第1実施形態)またはタイラマイド修飾分子(第2実施形態)への修飾蛍光ナノ粒子の結合は、それぞれ公知の結合条件または反応条件に準じて設定された、適切な温度、時間、その他の条件の下で行えばよい。   Binding of the modified fluorescent nanoparticles to biotin (first embodiment) or tyramide-modified molecule (second embodiment) contained in ABC is performed at an appropriate temperature set according to known binding conditions or reaction conditions, respectively. It may be performed under time and other conditions.

(3)後固定処理
本発明を利用して病理標本を調製する場合、後固定処理は、前述したような本発明のFISH染色方法における固定化工程に準じた処理となる。
(3) Post-fixation treatment When preparing a pathological specimen using the present invention, the post-fixation treatment is a treatment according to the fixation step in the FISH staining method of the present invention as described above.

すなわち、FISH染色処理を経た検体スライドに、パラホルムアルデヒド溶液等の適切な濃度の固定化剤を滴下し、標的核酸、修飾核酸プローブ、修飾蛍光ナノ粒子、およびそれらを連結するために介在している結合部位増幅工程に用いられた物質(修飾タイラマイド、ABC、必要に応じて1次抗体、修飾2次抗体等)と接触させ、適切な温度で(通常は室温でよい)、適切な時間、反応させるようにする。これらの反応条件は適宜調節することができるが、例えば固定化剤としてパラホルムアルデヒド溶液を用いる場合、濃度は1〜5w/w%程度、温度は室温程度、時間は10〜15分程度とすることができる。   That is, an immobilizing agent having an appropriate concentration such as a paraformaldehyde solution is dropped on a specimen slide that has undergone the FISH staining treatment, and the target nucleic acid, the modified nucleic acid probe, the modified fluorescent nanoparticle, and intervening them are connected. Contact with the substance used in the binding site amplification step (modified tyramide, ABC, primary antibody, modified secondary antibody, etc., if necessary) and reaction at an appropriate temperature (usually room temperature). I will let you. These reaction conditions can be appropriately adjusted. For example, when a paraformaldehyde solution is used as a fixing agent, the concentration is about 1 to 5 w / w%, the temperature is about room temperature, and the time is about 10 to 15 minutes. Can do.

(4)核染色工程
FISH染色処理または任意で行われる後固定処理の後、通常はさらに、細胞数をカウントするために核染色を行う。核染色試薬としてはDAPIが一般的に用いられるが、Hoechst 33258、Hoechst 33342またはその他の核染色試薬を用いることもできる。
(4) Nuclear staining step After the FISH staining treatment or an optional post-fixation treatment, usually, nuclear staining is further performed to count the number of cells. As a nuclear staining reagent, DAPI is generally used, but Hoechst 33258, Hoechst 33342 or other nuclear staining reagents can also be used.

(5)その他の処理
染色工程には、必要に応じてその他の工程例を含めることができる。例えば、第1実施形態および第2実施形態において必要に応じて用いられる1次抗体を添加する前に、その抗体の組織切片中の非特異吸着を抑えるために市販のブロッキング剤を用いてブロッキング処理を行うことが好ましい。また、例えばハイブリダイゼーションの後、市販の洗浄剤を用いて洗浄処理を行うことが好ましい。
(5) Other treatments Other examples of steps can be included in the dyeing step as needed. For example, before adding the primary antibody used as necessary in the first embodiment and the second embodiment, a blocking treatment is performed using a commercially available blocking agent in order to suppress nonspecific adsorption of the antibody in the tissue section. It is preferable to carry out. For example, it is preferable to perform a washing process using a commercially available detergent after hybridization.

[作製例1]HER2遺伝子用DNP修飾核酸プローブの作製
0.2mLPCRストリップチューブ(バイオ・ラッド社)内に5×GoTaq reaction buffer(プロメガ社)5μL、GoTaq DNA polymerase(5U/μL、プロメガ社) 0.25μL、Human Genomic DNA(100ng/μL、タカラバイオ社)0.25μL、dATP、dGTP、dCTP(全て10mM、タカラバイオ社)各0.5μL、dTTP(1mM、タカラバイオ社)3.75μL、DNP−11−UTP(1mM、パーキンエルマー社)1.25μL、ヒトHER2遺伝子のForward primer(配列:5'-CGATGTGACTGTCTCCTCCC-3'、10μM)0.5μL、当該Forward primerに対応するReverse primer(配列:5'-ATCCTACTCCATCCCAAGGCC-3'、10μM)0.5μL、milliQ7μLの計25μLの溶液を調製した。
[Preparation Example 1] Preparation of DNP-modified nucleic acid probe for HER2 gene 5 μL of 5 × GoTaq reaction buffer (Promega) in a 0.2 mL PCR strip tube (Bio-Rad), GoTaq DNA polymerase (5 U / μL, Promega) 0 .25 μL, Human Genomic DNA (100 ng / μL, Takara Bio Inc.) 0.25 μL, dATP, dGTP, dCTP (all 10 mM, Takara Bio Inc.) 0.5 μL each, dTTP (1 mM, Takara Bio Inc.) 3.75 μL, DNP -11-UTP (1 mM, PerkinElmer) 1.25 μL, human HER2 gene Forward primer (sequence: 5′-CGATGTGACTGTCTCCTCCC-3 ′, 10 μM) 0.5 μL, Revers corresponding to the Forward primer e primer (sequence: 5′-ATCCTACTCCATCCCAAGGCC-3 ′, 10 μM) 0.5 μL and milliQ 7 μL in total 25 μL solution was prepared.

ストリップチューブをサーマルサイクラー(Chromo4、バイオ・ラッド社)にセット後、以下に示すステップ1からステップ5までの方法にてPCRを実施して約200塩基対のDNP修飾核酸プローブとなるPCR産物を調製した。PCR産物はPCR purification kit(キアゲン社)を用いて精製した。
ステップ1:95℃、3分
ステップ2:95℃、30秒
ステップ3:56℃、30秒
ステップ4:ステップ2に戻る(39回くり返す)
ステップ5:72℃、3分
After setting the strip tube on a thermal cycler (Chromo4, Bio-Rad), PCR is performed by the method from Step 1 to Step 5 shown below to prepare a PCR product that becomes a DNP-modified nucleic acid probe of about 200 base pairs. did. The PCR product was purified using a PCR purification kit (Qiagen).
Step 1: 95 ° C, 3 minutes Step 2: 95 ° C, 30 seconds Step 3: 56 ° C, 30 seconds Step 4: Return to Step 2 (repeated 39 times)
Step 5: 72 ° C, 3 minutes

上記の方法で、HER2領域の約200塩基対にハイブリダイズする、DNPで修飾された核酸プローブを1種類準備した。さらに、異なる塩基配列のForward primerおよびReverse primerを用いたこと以外は同様にして、HER2領域の他の場所にハイブリダイズする約200塩基対のプローブを4種類準備し、これら5種類を混合して一つのHER2−FISHプローブとした。目標とするHER2領域にハイブリダイズする核酸プローブの総塩基長は約1000塩基となる。   One type of nucleic acid probe modified with DNP, which hybridizes to about 200 base pairs in the HER2 region by the above method, was prepared. Furthermore, except that Forward primer and Reverse primer of different base sequences were used, four types of probes of about 200 base pairs that hybridize to other places in the HER2 region were prepared, and these five types were mixed. One HER2-FISH probe was used. The total base length of the nucleic acid probe that hybridizes to the target HER2 region is about 1000 bases.

[作製例2]アビジン修飾蛍光色素集積メラミン樹脂ナノ粒子の作製
(i)蛍光色素集積メラミン樹脂ナノ粒子の合成
スルホローダミン101(「Sulforhodamine 101」、シグマアルドリッチ社製、TexasRed色素)2.5mgを純水22.5mLに溶解した後、ホットスターラーにより溶液の温度を70℃に維持しながら20分間撹拌した。撹拌後の溶液に、メラミン樹脂「ニカラックMX−035」(日本カーバイド工業社製)1.5gを加え、さらに同一条件で5分間加熱撹拌した。
[Production Example 2] Production of avidin-modified fluorescent dye-integrated melamine resin nanoparticles (i) Synthesis of fluorescent dye-integrated melamine resin nanoparticles Sulforhodamine 101 ("Sulforhodamine 101", Sigma Aldrich, TexasRed dye) 2.5 mg pure After dissolving in 22.5 mL of water, the solution was stirred for 20 minutes while maintaining the temperature of the solution at 70 ° C. with a hot stirrer. To the stirred solution, 1.5 g of melamine resin “Nicalak MX-035” (manufactured by Nippon Carbide Industries Co., Ltd.) was added, and the mixture was further heated and stirred under the same conditions for 5 minutes.

撹拌後の溶液にギ酸100μLを加え、溶液の温度を60℃に維持しながら20分間攪拌した後、該溶液を放置して室温まで冷却した。これにより、蛍光色素(テキサスレッド)集積メラミン樹脂ナノ粒子(以下、粒子Xと略称する。)の分散液を得た。冷却した後の分散液を複数の遠心用チューブに分注して、12,000rpmで20分間遠心分離して、分散していた粒子Xを沈殿させて、上澄みを除去した。その後、回収した粒子Xをエタノールと水で洗浄した。粒子Xの平均粒子径は80nmであった。   100 μL of formic acid was added to the stirred solution and stirred for 20 minutes while maintaining the temperature of the solution at 60 ° C., and then the solution was left to cool to room temperature. As a result, a dispersion of fluorescent dye (Texas Red) -integrated melamine resin nanoparticles (hereinafter abbreviated as particle X) was obtained. The cooled dispersion was dispensed into a plurality of centrifuge tubes and centrifuged at 12,000 rpm for 20 minutes to precipitate the dispersed particles X, and the supernatant was removed. Thereafter, the recovered particles X were washed with ethanol and water. The average particle diameter of the particles X was 80 nm.

(ii)蛍光体集積メラミン樹脂ナノ粒子表面へのマレイミド基の連結
洗浄後の粒子X0.1mgをエタノール1.5mL中に分散し、アミノプロピルトリメトキシシラン「LS−3150」(信越化学工業社製)2μLを加えて8時間、撹拌しながら室温で反応させて表面アミノ化処理を行った。
(Ii) Coupling of maleimide groups to the surface of phosphor-integrated melamine resin nanoparticles Particles 0.1 mg after washing were dispersed in 1.5 mL of ethanol, and aminopropyltrimethoxysilane “LS-3150” (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 2 μL was added, and the surface amination treatment was performed by reacting at room temperature with stirring for 8 hours.

表面がアミノ化された粒子Xの濃度を、EDTA(エチレンジアミン四酢酸)を2mM含有したPBSを用いて3nMに調整し、この溶液に最終濃度10mMとなるようリンカー試薬「SM(PEG)12」(サーモサイエンティフィック社製)を混合して、撹拌しながら室温で1時間反応した。   The concentration of the particle X with the aminated surface was adjusted to 3 nM using PBS containing 2 mM of EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid), and the linker reagent “SM (PEG) 12” (to the final concentration of 10 mM) was added to this solution. Thermo Scientific) was mixed and reacted for 1 hour at room temperature with stirring.

反応液を10,000Gで20分間遠心分離を行い、上澄みを除去した後、EDTAを2mM含有したPBSを加え、沈降物を分散させ、同一条件で再度遠心分離を行った。同様の手順による洗浄を3回行うことで、末端にマレイミド基を有するPEG鎖で表面修飾された粒子Xを得た。   The reaction solution was centrifuged at 10,000 G for 20 minutes, the supernatant was removed, PBS containing 2 mM of EDTA was added, the precipitate was dispersed, and centrifuged again under the same conditions. Washing by the same procedure was performed three times to obtain particles X surface-modified with a PEG chain having a maleimide group at the terminal.

(iii)ストレプトアビジンへのチオール基の連結
一方、スルフヒドリル基を有するストレプトアビジンの作製は以下のように行った。まず、1mg/mLに調整したストレプトアビジン(和光純薬工業社製)40μLに対して、64mg/mLに調整したN−スクシンイミジル−S−アセチルチオアセテート(N−succinimidyl S−acetylthioacetate,SATA、pirce社製)70μLを室温で1時間より反応させた。すなわち、ストレプトアビジンのアミノ基に対して保護されたチオール基(−NH−CO−CH2−S−CO−CH3)を導入した。
(Iii) Linkage of thiol group to streptavidin On the other hand, streptavidin having a sulfhydryl group was prepared as follows. First, 40 μL of streptavidin (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) adjusted to 1 mg / mL, N-succinimidyl-S-acetylthioacetate (N-succinimidyl S-acetylthioacetate, SATA, Pirce) adjusted to 64 mg / mL 70 μL) was reacted at room temperature for 1 hour. That is, the introduction of protected thiol group to the amino group of streptavidin (-NH-CO-CH 2 -S -CO-CH 3).

その後、公知のヒドロキシルアミン処理により、保護されたチオール基から遊離のチオール基(−SH)を生成して、ストレプトアビジンにチオール基(−SH)を付加する処理を行った。   Then, the process which produces | generates a free thiol group (-SH) from the protected thiol group by well-known hydroxylamine process, and adds a thiol group (-SH) to streptavidin was performed.

このストレプトアビジン溶液をゲルろ過カラム(Zaba Spin Desalting Columns:フナコシ)により脱塩し、チオール基が連結された、つまり末端にマレイミド基を有するPEG鎖で表面修飾された粒子Xに結合可能な、ストレプトアビジンを得た。   This streptavidin solution is desalted with a gel filtration column (Zaba Spin Desaling Columns), and the streptavidin can be bound to particles X having thiol groups linked, that is, surface-modified with PEG chains having maleimide groups at the ends. Avidin was obtained.

(iv)蛍光体集積メラミン樹脂ナノ粒子とストレプトアビジンとの結合
マレイミド基を有するPEG鎖で表面修飾された粒子Xと、チオール基が連結されたストレプトアビジンとを、EDTAを2mM含有したPBS中で混合し、1時間反応させることで、マレイミド基とチオール基を共有結合させた。10mMメルカプトエタノールを添加し、反応を停止させた。得られた溶液を遠心フィルターで濃縮後、精製用ゲルろ過カラムを用いて未反応のストレプトアビジン等を除去して、ストレプトアビジンで修飾された蛍光色素集積メラミン樹脂ナノ粒子を得た。
(Iv) Binding of phosphor-integrated melamine resin nanoparticles and streptavidin In a PBS containing 2 mM EDTA, particle X surface-modified with a PEG chain having a maleimide group and streptavidin linked with a thiol group The maleimide group and the thiol group were covalently bonded by mixing and reacting for 1 hour. 10 mM mercaptoethanol was added to stop the reaction. After the obtained solution was concentrated with a centrifugal filter, unreacted streptavidin and the like were removed using a gel filtration column for purification to obtain fluorescent dye-integrated melamine resin nanoparticles modified with streptavidin.

[実施例1]蛍光色素集積ナノ粒子を用いた第2実施形態(タイラマイド処理工程、ポリクローナル2次抗体使用)
(脱パラフィン処理)
HER2陽性染色対照標本の検体スライド(ロシュ社製「HER2 Dual ISH 3−in−1 コントロールスライド」)を、以下の(1)〜(5)の順で処理することで脱パラフィン処理を行った。(1)キシレンに室温で5分間、浸漬する。この操作をもう1回繰り返す(合計2回行う)。(2)検体スライドを100%エタノール、室温で2分間、浸漬する。この操作をもう1回繰り返す(合計2回行う)。(3)検体スライドを70%エタノール、室温で2分間浸漬する。(4)検体スライドをmilliQ水で、室温で2分間浸漬する。
[Example 1] Second embodiment using fluorescent dye-integrated nanoparticles (Tylamide treatment step, using polyclonal secondary antibody)
(Deparaffinization)
A sample slide (“HER2 Dual ISH 3-in-1 control slide” manufactured by Roche) was processed in the order of the following (1) to (5) to perform deparaffinization. (1) Immerse in xylene at room temperature for 5 minutes. Repeat this operation once more (perform twice). (2) The specimen slide is immersed in 100% ethanol at room temperature for 2 minutes. Repeat this operation once more (perform twice). (3) Immerse the specimen slide in 70% ethanol at room temperature for 2 minutes. (4) The specimen slide is immersed in milliQ water for 2 minutes at room temperature.

(熱処理)
DNAプローブの到達性を向上させるために、上記検体スライドに対し以下の(1)〜(3)の順で熱処理を行い、細胞膜及び核膜の蛋白質の除去を行った。(1)MES buffer(HER2 FISH PharmDx「ダコ」Vial 1をmilliQ水で20倍に希釈)で95〜99℃,10分間処理したのち、室温で15分間処理する。(2)検体スライドをTris wash buffer(HER2 FISH PharmDx「ダコ」Vial 6をmilliQ水で20倍に希釈)に3分間浸漬し、洗浄する。(3)この洗浄操作をもう1回繰り返す。
(Heat treatment)
In order to improve the reachability of the DNA probe, the sample slide was subjected to heat treatment in the following order (1) to (3) to remove proteins from the cell membrane and the nuclear membrane. (1) Treat with MES buffer (HER2 FISH PharmDx “Dako” Vial 1 diluted 20-fold with milliQ water) at 95 to 99 ° C. for 10 minutes, and then treat at room temperature for 15 minutes. (2) The specimen slide is immersed in Tris wash buffer (HER2 FISH PharmDx “Dako” Vial 6 diluted 20 times with milliQ water) for 3 minutes and washed. (3) Repeat this washing operation once more.

(プロテアーゼ処理)
処理を行った検体スライドに対して、以下の(1)〜(4)の処理をこの順で行うことでプロテアーゼ処理を行った。(1)熱処理した検体スライドを取り出し、ペーパータオルにスライドグラスの下端をつけて余分な洗浄緩衝液を取り除く。(2)検体スライド上にプロテアーゼ溶液(HER2 FISH PharmDx「ダコ」Vial 2A)を5〜6滴滴下し、室温で10分間反応させる。この浸漬処理は、細胞膜及び核膜のタンパク質、特にコラーゲンの分解をするためのものである。(3)検体スライドをTris wash buffer(HER2 FISH PharmDx「ダコ」Vial 6をmilliQ水で20倍に希釈)に3分間浸漬し、洗浄する。(4)この洗浄操作をもう1回繰り返す。
(Protease treatment)
Protease treatment was performed on the treated specimen slide by performing the following treatments (1) to (4) in this order. (1) Take out the heat-treated specimen slide and attach the lower end of the slide glass to a paper towel to remove excess washing buffer. (2) 5-6 drops of protease solution (HER2 FISH PharmDx “Dako” Vial 2A) is dropped on the specimen slide and allowed to react at room temperature for 10 minutes. This immersion treatment is for degrading proteins of cell membrane and nuclear membrane, particularly collagen. (3) The specimen slide is immersed in Tris wash buffer (HER2 FISH PharmDx “Dako” Vial 6 diluted 20 times with milliQ water) for 3 minutes and washed. (4) Repeat this washing operation once more.

(脱水)
検体スライドを風乾した後、まず70%エタノールに室温で2分間浸漬し、次に100%(脱水)エタノールに室温で2分間浸漬した。その後、検体スライドを取り出し、冷風で風乾し、室温で10分間以上放置した。
(dehydration)
After the specimen slide was air-dried, it was first immersed in 70% ethanol at room temperature for 2 minutes, and then immersed in 100% (dehydrated) ethanol at room temperature for 2 minutes. Thereafter, the specimen slide was taken out, air-dried with cold air, and left at room temperature for 10 minutes or more.

(変性およびハイブリダイゼーション)
上記脱水処理を行った検体スライドに対して以下の(1)〜(3)の処理をこの順で行うことで、作製例1により得られたDNP修飾核酸プローブを用いたハイブリダイゼーション処理を行った。(1)検体スライドのハイブリダイゼーション領域に、5ng/μLに調製したDNP修飾核酸プローブを1μLと、IQFISH FFPE Hybridization Buffer(アジレント・テクノロジー社)を9μL添加する。スライド上でピペッティングによる混合後、すぐに、22mm×22mmのカバーグラスを被せ、DNP修飾核酸プローブ溶液を均一に広げる。ハイブリダイゼーション領域に気泡が入らないようにする。(2)ペーパーボンド(コクヨ社)でカバーグラスをシールする。(3)ハイブリダイザー(ダコ社)に検体スライドを配置して、80℃で10分間、その後45℃で一晩、変性およびハイブリダイゼーションを行う。
(Denaturation and hybridization)
By performing the following treatments (1) to (3) in this order on the specimen slide subjected to the dehydration treatment, a hybridization treatment using the DNP-modified nucleic acid probe obtained in Preparation Example 1 was performed. . (1) Add 1 μL of a DNP-modified nucleic acid probe adjusted to 5 ng / μL and 9 μL of IQFISH FFPE Hybridization Buffer (Agilent Technology) to the hybridization region of the specimen slide. Immediately after mixing by pipetting on the slide, cover with a 22 mm × 22 mm cover glass to spread the DNP-modified nucleic acid probe solution uniformly. Prevent bubbles from entering the hybridization area. (2) Seal the cover glass with a paper bond (KOKUYO). (3) Place a specimen slide on a hybridizer (Dako), and perform denaturation and hybridization at 80 ° C. for 10 minutes and then at 45 ° C. overnight.

(検体スライドの洗浄)
上記ハイブリダイゼーション処理を行った検体スライドに対して以下の(1)〜(6)の処理をこの順で行うことで、検体スライドの洗浄処理を行った。(1)ポストハイブリダイゼーション洗浄緩衝液:SSCwash Buffer(HER2 FISH PharmDx「ダコ」Vial 2AをmilliQ水で20倍に希釈したもの)をコプリンジャーに入れる。ポストハイブリダイゼーション洗浄緩衝液が63℃になるまで温浴槽で予備加熱をする。(2)ポストハイブリダイゼーション洗浄緩衝液を入れたコプリンジャーをもうひとつ用意し、室温に維持する。(3)ピンセットでペーパーボンドのシールを取り除く。室温に維持されたポストハイブリダイゼーション洗浄緩衝液が入ったコプリンジャーの中に検体スライドを入れて、カバーグラスを剥がす。(4)検体スライドを63℃に保たれたポストハイブリダイゼーション洗浄緩衝液の中に入れて10分間浸漬し、洗浄する。(5)Tris wash buffer(HER2 FISH PharmDx「ダコ」Vial 6をmilliQ水で20倍に希釈したもの)に室温で3分間浸漬し、洗浄する。この洗浄を再度繰り返す。(6)コプリンジャーから検体スライドを取り出し、遮光下で風乾する。
(Cleaning specimen slides)
By performing the following steps (1) to (6) in this order on the sample slide subjected to the above hybridization treatment, the sample slide was washed. (1) Post-hybridization washing buffer: SSCwash Buffer (HER2 FISH PharmDx “Dako” Vial 2A diluted 20-fold with milliQ water) is placed in a coplinger. Preheat in a warm bath until post-hybridization wash buffer is 63 ° C. (2) Prepare another coplinger containing the post-hybridization washing buffer and keep it at room temperature. (3) Remove the paper bond seal with tweezers. Place the specimen slide in a copliner containing a post-hybridization wash buffer maintained at room temperature and remove the cover glass. (4) The specimen slide is placed in a post-hybridization washing buffer kept at 63 ° C. and immersed for 10 minutes for washing. (5) Immerse in Tris wash buffer (HER2 FISH PharmDx “Dako” Vial 6 diluted 20 times with milliQ water) at room temperature for 3 minutes and wash. This washing is repeated again. (6) Remove the specimen slide from the copliner and air dry under light shielding.

(ブロッキング)
ブロッキングはAntibody Diluent,Backgroud Reducing(ダコ社)100μLをスライド上に載せ、湿潤箱中、室温で30分間浸漬することで行った。
(blocking)
Blocking was performed by placing 100 μL of Antibody Diluent, Background Reduction (Dako) on a slide and immersing in a wet box at room temperature for 30 minutes.

(DNP修飾核酸プローブと1次抗体の結合)
上記ブロッキング処理を行った検体スライドに対して以下の(1)〜(4)の処理をこの順で行うことで、DNP修飾核酸プローブと1次抗体の結合処理を行った。(1)キムタオル上でスライドを角がキムタオルにあたるように上下に振り、スライド上の溶液を落とした後、細胞周辺以外のスライド上のAntibody Diluent,Backgroud Reducing液をろ紙等で拭きとって、細胞表面のみウエットな状態とする。(2)1次抗体として抗DNPウサギモノクローナル抗体(ロシュ社製 Anti-DNP rabbit mAb)の溶液100μLを検体スライド上に滴下し、湿潤箱中、室温で60分間反応させ、DNP修飾核酸プローブに結合させる。(3)スライド上の溶液をキムタオル上で落としてから、PBSに5分間浸漬して洗浄する。(4)PBS洗浄操作を更に2回繰り返す。
(Binding of DNP-modified nucleic acid probe and primary antibody)
By performing the following processes (1) to (4) in this order on the sample slide subjected to the blocking process, a binding process between the DNP-modified nucleic acid probe and the primary antibody was performed. (1) Shake the slide up and down on the Kim Towel so that the corner hits the Kim Towel, drop the solution on the slide, wipe off the Antibody Diluent and Back Reduction Liquid on the slide other than the cell periphery with filter paper etc. Only wet state. (2) 100 μL of a solution of anti-DNP rabbit monoclonal antibody (Roche Anti-DNP rabbit mAb) as a primary antibody is dropped on a specimen slide and reacted in a wet box at room temperature for 60 minutes to bind to a DNP-modified nucleic acid probe. Let (3) The solution on the slide is dropped on a Kim towel and then washed by immersing in PBS for 5 minutes. (4) Repeat the PBS washing operation two more times.

(1次抗体とビオチン標識2次抗体の結合)
上記DNP修飾核酸プローブと1次抗体の結合処理を行った検体スライドに対して以下の(1)〜(4)の処理をこの順で行うことで、1次抗体とビオチン標識2次抗体の結合処理を行った。(1)キムタオル上でスライドを角がキムタオルにあたるように上下に振りスライド上の溶液を落とした後、細胞周辺以外のスライド上の溶液をろ紙等で拭きとって、細胞表面のみウエットな状態とする。(2)ビオチン標識2次抗体としてビオチン標識抗マウス・ウサギポリクローナルIgG抗体(ロシュ社製 Anti−mouse and rabbit Ab)の溶液100μLを検体スライド上に滴下し、湿潤箱中、室温で60分間反応させ、1次抗体に結合させる。(3)スライド上の溶液をキムタオル上で落としてから、PBSに5分間浸漬して洗浄する。(4)PBS洗浄操作を更に2回繰り返す。
(Binding of primary antibody and biotin-labeled secondary antibody)
By performing the following steps (1) to (4) in this order on the specimen slide subjected to the binding treatment of the DNP-modified nucleic acid probe and the primary antibody, the primary antibody and the biotin-labeled secondary antibody are bound. Processed. (1) Shake the slide up and down on the Kim Towel so that the corner hits the Kim Towel and drop the solution on the slide. Then wipe the solution on the slide other than the periphery of the cell with filter paper to make only the cell surface wet. . (2) 100 μL of a biotin-labeled anti-mouse / rabbit polyclonal IgG antibody (Roche Anti-mouse and rabbit Ab) solution as a biotin-labeled secondary antibody is dropped onto a specimen slide and allowed to react at room temperature for 60 minutes in a wet box. Bind to primary antibody. (3) The solution on the slide is dropped on a Kim towel and then washed by immersing in PBS for 5 minutes. (4) Repeat the PBS washing operation two more times.

(タイラマイド処理)
GenPoint(ダコ社)のキットを使用して、以下の(A1)〜(A4)および(B1)〜(B4)の処理をこの順で行うことで、タイラマイド処理を行った。
(Tylamide treatment)
Using the kit of GenPoint (Dako), the following treatments (A1) to (A4) and (B1) to (B4) were performed in this order to perform a tylamide treatment.

(A1)キムタオル上でスライドを角がキムタオルにあたるように上下に振りスライド上の溶液を落とした後、細胞周辺以外のスライド上の溶液をろ紙等で拭きとって、細胞表面のみウエットな状態とする。(A2)キットに含まれるストレプトアビジン修飾ホースラディッシュペルオキシダーゼ(HRP)溶液を、キット内の希釈液で100倍に希釈し、これを90μL、検体スライドに滴下し、湿潤箱中、室温で15分間反応を行う。(A3)TBST(Tris緩衝生理食塩水およびTween 20の混合液)に5分間浸漬して洗浄を行う。(A4)この洗浄操作を更に2回繰り返す。   (A1) Shake the slide up and down on the Kim towel so that the corner hits the Kim towel, drop the solution on the slide, wipe the solution on the slide other than the periphery of the cell with filter paper etc., and make only the cell surface wet. . (A2) The streptavidin-modified horseradish peroxidase (HRP) solution included in the kit is diluted 100-fold with the diluent in the kit, and this is added dropwise to 90 μL of the specimen slide and reacted at room temperature in a wet box for 15 minutes. I do. (A3) Washing is performed by immersing in TBST (mixed solution of Tris-buffered saline and Tween 20) for 5 minutes. (A4) This washing operation is repeated twice more.

(B1)上記(A4)の処理に続いて、キムタオル上でスライドを角がキムタオルにあたるように上下に振りスライド上の溶液を落とした後、細胞周辺以外のスライド上のホースラディッシュペルオキシダーゼ溶液をろ紙等で拭きとって、細胞表面のみウエットな状態とする。(B2)キットに含まれるビオチン標識タイラマイド溶液(この中に過酸化水素も入っていると考えられる。)を検体スライド上に3滴滴下し、湿潤箱中で室温で15分間反応を行う。(B3)TBSTに5分間浸漬して洗浄を行う。(B4)この洗浄操作を更に2回繰り返す。   (B1) Subsequent to the treatment (A4) above, the slide is shaken up and down on the Kim towel so that the corner hits the Kim towel, and the solution on the slide is dropped, and then the horseradish peroxidase solution on the slide other than the periphery of the cells is removed with filter paper, etc. Wipe off with a wet surface. (B2) Three drops of a biotin-labeled tyramide solution (which is considered to contain hydrogen peroxide) contained in the kit is dropped on the specimen slide and reacted at room temperature for 15 minutes in a wet box. (B3) Wash by immersing in TBST for 5 minutes. (B4) This washing operation is repeated twice more.

(蛍光色素集積メラミン樹脂粒子の結合)
上記タイラマイド処理を行った検体スライドに対して以下の(1)〜(4)の処理をこの順で行うことで、蛍光色素集積メラミン樹脂粒子の結合処理を行った。(1)キムタオル上でスライドを角がキムタオルにあたるように上下に振りスライド上の溶液を落とした後、細胞周辺以外のスライド上のビオチン標識タイラマイド溶液をろ紙等で拭きとって、細胞表面のみウエットな状態とする。(2)作製例2により得られたストレプトアビジン修飾蛍光色素集積メラミン樹脂ナノ粒子の、Antibody Diluent,Backgroud Reducing液を用いて濃度を0.1nMに調整した溶液80μLを、検体スライド上に滴下し、室温で60分間反応させて、タイラマイドが有するビオチンと蛍光色素集積メラミン樹脂粒子に修飾されたストレプトアビジンとを結合させる。(3)スライド上の溶液をキムタオル上に落とし、検体スライドをPBSに5分間浸漬して洗浄を行う。(4)この洗浄操作を更に2回繰り返す。
(Binding of fluorescent dye-integrated melamine resin particles)
The following treatments (1) to (4) were performed in this order on the sample slide that had been subjected to the Tylamide treatment, thereby binding the fluorescent dye-integrated melamine resin particles. (1) Shake the slide up and down on the Kim towel so that the corner hits the Kim towel, drop the solution on the slide, wipe the biotin-labeled Tylamide solution on the slide other than the periphery of the cell with filter paper, etc., and wet only the cell surface. State. (2) 80 μL of a solution in which the concentration of the streptavidin-modified fluorescent dye-integrated melamine resin nanoparticles obtained in Preparation Example 2 was adjusted to 0.1 nM using an Antibody Diluent, Background Reduction solution was dropped on the specimen slide, The reaction is carried out at room temperature for 60 minutes to bind the biotin possessed by tyramide and streptavidin modified with the fluorescent dye-integrated melamine resin particles. (3) The solution on the slide is dropped on a Kim towel, and the specimen slide is immersed in PBS for 5 minutes for washing. (4) Repeat this washing operation two more times.

(後固定)
上記蛍光色素集積メラミン樹脂粒子の結合処理を行った検体スライドに対して以下の(1)〜(3)の処理をこの順で行うことで、後固定処理を行った。(1)キムタオル上でスライドを角がキムタオルにあたるように上下に振りスライド上の溶液を落とした後、細胞周辺以外のスライド上の溶液をろ紙等で拭きとって、細胞表面のみウエットな状態とする。(2)検体スライド上に4%パラホルムアルデヒド溶液150μLを滴下し、湿潤箱中で、室温で10分間浸漬させる。(3)スライド上の溶液をキムタオル上に落とし、Tris EDTA緩衝液(Wako)に5分間浸漬して洗浄を行う。
(Rear fixing)
A post-fixation process was performed by performing the following processes (1) to (3) in this order on the specimen slide subjected to the binding process of the fluorescent dye-integrated melamine resin particles. (1) Shake the slide up and down on the Kim Towel so that the corner hits the Kim Towel and drop the solution on the slide. Then wipe the solution on the slide other than the periphery of the cell with filter paper to make only the cell surface wet. . (2) Drop 150 μL of 4% paraformaldehyde solution on the specimen slide and immerse in a humid box for 10 minutes at room temperature. (3) The solution on the slide is dropped on a Kim towel and washed by immersing in Tris EDTA buffer (Wako) for 5 minutes.

(核染色)
上記後固定処理を行った検体スライドに対して以下の(1)〜(4)の処理をこの順で行うことで、DAPI(4',6-Diamidino-2-Phenylindole, Dihydrochloride)を用いた核染色処理を行った。(1)キムタオル上でスライドを角がキムタオルにあたるように上下に振りスライド上の溶液を落とした後、細胞周辺以外のスライド上の溶液をろ紙等で拭きとって、細胞表面のみウエットな状態とする。(2)0.01%のβ−メルカプトエタノールおよび1.43μMのDAPI(Invitrogen社)を含有する染色液150μLを検体スライドのハイブリダイゼーション領域に添加し、湿潤箱中、室温で15分間反応させ、細胞核を染色する。(3)検体スライド上の溶液をキムタオル上に落とし、Tris EDTA緩衝液(Wako)に室温で5分間浸漬して洗浄する。(4)検体スライドをPBS bufferに5分間浸漬し、洗浄する。
(Nuclear staining)
Nuclei using DAPI (4 ', 6-Diamidino-2-Phenylindole, Dihydrochloride) by performing the following treatments (1) to (4) in this order on the specimen slide subjected to the post-fixation treatment. Staining was performed. (1) Shake the slide up and down on the Kim Towel so that the corner hits the Kim Towel and drop the solution on the slide. Then wipe the solution on the slide other than the periphery of the cell with filter paper to make only the cell surface wet. . (2) 150 μL of staining solution containing 0.01% β-mercaptoethanol and 1.43 μM DAPI (Invitrogen) is added to the hybridization region of the specimen slide, and allowed to react at room temperature in a wet box for 15 minutes. Stain cell nuclei. (3) The solution on the specimen slide is dropped onto a Kim towel and washed by immersing in Tris EDTA buffer (Wako) at room temperature for 5 minutes. (4) The specimen slide is immersed in a PBS buffer for 5 minutes and washed.

(封入)
上記核染色処理を行った検体スライドに対して以下の(1)〜(2)の処理をこの順で行うことで、封入処理を行った。(1)キムタオル上でスライドを角がキムタオルにあたるように上下に振りスライド上の溶液を落とした後、細胞周辺以外のスライド上の溶液をろ紙等で拭きとって、細胞表面のみウエットな状態とする。(2)非乾燥状態で検体スライド上にAquatex(MERCK社)を1滴ずつ加えて封入した後、カバーガラスを被せて、シグナルの計測まで検体スライドを遮光して保存する。
(Enclosed)
By performing the following processes (1) to (2) in this order on the specimen slide subjected to the nuclear staining process, an encapsulation process was performed. (1) Shake the slide up and down on the Kim Towel so that the corner hits the Kim Towel and drop the solution on the slide. Then wipe the solution on the slide other than the periphery of the cell with filter paper to make only the cell surface wet. . (2) Aquatex (MERCK) is added drop by drop onto the specimen slide in a non-dried state, and then covered with a cover glass, and the specimen slide is stored in a shaded state until signal measurement.

(観察)
以上の工程により作製された、FISH染色およびDAPI染色がなされた検体スライドを、蛍光顕微鏡「BZ−X710」(キーエンス社製)を用いて観察し、蛍光画像を取得した。対物レンズの倍率は100倍、DAPI、蛍光色素集積メラミン樹脂ナノ粒子の撮像時の励起時間はそれぞれ20msおよび500msとした。撮影された蛍光画像を図4[A]に示す。
(Observation)
The specimen slide prepared by the above steps and subjected to FISH staining and DAPI staining was observed using a fluorescence microscope “BZ-X710” (manufactured by Keyence Corporation), and a fluorescence image was obtained. The magnification of the objective lens was 100 times, and the excitation time during imaging of DAPI and fluorescent dye-integrated melamine resin nanoparticles was 20 ms and 500 ms, respectively. The photographed fluorescence image is shown in FIG.

[比較例1](ポリクローナル2次抗体、ストレプトアビジン修飾HRP)
「タイラマイド処理」を行わなかったこと以外は実施例1と同じ手順で、染色された検体スライドを調製し、その観察を行った。なお、この実施形態では、2次抗体に修飾されたビオチンに、ストレプトアビジンで修飾された蛍光色素集積メラミン樹脂粒子が結合することになる。撮影された蛍光画像を図4[B]に示す。
[Comparative Example 1] (Polyclonal secondary antibody, streptavidin-modified HRP)
Stained specimen slides were prepared and observed in the same procedure as in Example 1 except that the “tyramide treatment” was not performed. In this embodiment, fluorescent dye-integrated melamine resin particles modified with streptavidin are bound to biotin modified to the secondary antibody. The photographed fluorescent image is shown in FIG.

[実施例2]量子ドットを用いた第2実施形態(タイラマイド処理工程、ポリクローナル2次抗体使用)
修飾蛍光ナノ粒子として、ストレプトアビジン修飾された蛍光色素集積メラミン樹脂ナノ粒子に代えて、ストレプトアビジン修飾された量子ドット「SA−QD625」(Life technologies社)を用いたこと以外は、実施例1と同じ手順で、染色された検体スライドを調製し、その観察を行った。但し量子ドットの撮像時の励起時間は500msとした。量子ドットは、を使用した。撮影された蛍光画像を図5[A]に示す。
[Example 2] Second embodiment using quantum dots (tyramide treatment step, using polyclonal secondary antibody)
Example 1 except that streptavidin-modified quantum dots “SA-QD625” (Life technologies) were used instead of streptavidin-modified fluorescent dye-integrated melamine resin nanoparticles as modified fluorescent nanoparticles. In the same procedure, a stained specimen slide was prepared and observed. However, the excitation time during imaging of the quantum dots was 500 ms. Quantum dots were used. The photographed fluorescence image is shown in FIG.

[比較例2]
「タイラマイド処理」を行わなかったこと以外は実施例2と同じ手順で、染色された検体スライドを調製し、その観察を行った。なお、この実施形態では、2次抗体に修飾されたビオチンに、ストレプトアビジンで修飾された量子ドットが結合することになる。撮影された蛍光画像を図5[B]に示す。
[Comparative Example 2]
Stained specimen slides were prepared and observed in the same procedure as in Example 2 except that the “tyramide treatment” was not performed. In this embodiment, quantum dots modified with streptavidin bind to biotin modified to the secondary antibody. The photographed fluorescence image is shown in FIG.

[考察]
図4[A]では、図4[B]では検知できない、DAPIで染色された(カラー写真では青色)核内の輝点(増幅されたHER2遺伝子の存在を表す、カラー写真では赤色)が検知できていることがわかる。なお、非特異染色として核外にも輝点が存在しているが、これはブロッキング液等の最適化で低減することができる。
[Discussion]
In FIG. 4 [A], a bright spot in the nucleus stained with DAPI (blue in the color photograph) (representing the presence of the amplified HER2 gene, red in the color photograph) that cannot be detected in FIG. 4 [B] is detected. You can see that it is made. Note that bright spots are also present outside the nucleus as non-specific staining, which can be reduced by optimizing the blocking solution or the like.

図5[A]では、図5[B]では検知できない、DAPIで染色された核内の輝点(増幅されたHER2遺伝子の存在を表す)が検知できていることがわかる。なお、非特異染色として核外にも輝点が存在しているが、これはブロッキング液等の最適化で低減することができる。図5[A]では、蛍光色素集積ナノ粒子(平均粒子径80nm)より小さい量子ドット(平均粒子径20nm)を用いたため、図4[A]と比べ、核内のシグナル(散在した輝点)の増加が認められる。   In FIG. 5 [A], it can be seen that bright spots in the nucleus stained with DAPI (representing the presence of the amplified HER2 gene) that cannot be detected in FIG. 5 [B] can be detected. Note that bright spots are also present outside the nucleus as non-specific staining, which can be reduced by optimizing the blocking solution or the like. In FIG. 5 [A], quantum dots (average particle diameter of 20 nm) smaller than fluorescent dye-integrated nanoparticles (average particle diameter of 80 nm) were used, and therefore, signals in the nucleus (scattered bright spots) compared to FIG. 4 [A]. Increase is observed.

1 標的核酸
2 核酸プローブ
3 核酸プローブ修飾分子
4 修飾核酸プローブ
10 モノクローナル1次抗体
20a モノクローナル2次抗体
20b ポリクローナル2次抗体
21 2次抗体修飾分子
22a 修飾モノクローナル2次抗体
22b 修飾ポリクローナル2次抗体
50 ビオチン
60 アビジン
70 ペルオキシダーゼ
71 ペルオキシダーゼ修飾分子
72 修飾ペルオキシダーゼ
80 アビジンービオチン複合体(ABC)
90a 活性化される前のタイラマイド
90b 活性化されたタイラマイド
91 タイラマイド修飾分子
92a 活性化される前の修飾タイラマイド
92b 活性化修飾タイラマイド
100 蛍光ナノ粒子
101 蛍光ナノ粒子修飾分子
102 修飾蛍光ナノ粒子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Target nucleic acid 2 Nucleic acid probe 3 Nucleic acid probe modified molecule 4 Modified nucleic acid probe 10 Monoclonal primary antibody 20a Monoclonal secondary antibody 20b Polyclonal secondary antibody 21 Secondary antibody modified molecule 22a Modified monoclonal secondary antibody 22b Modified polyclonal secondary antibody 50 Biotin 60 Avidin 70 Peroxidase 71 Peroxidase-modified molecule 72 Modified peroxidase 80 Avidin-biotin complex (ABC)
90a Tylamide before activation 90b Activated tyramide 91 Tylamide modified molecule 92a Modified tyramide 92b before activation 92b Activated modified tyramide 100 Fluorescent nanoparticle 101 Fluorescent nanoparticle modified molecule 102 Modified fluorescent nanoparticle

Claims (8)

標的とする核酸に、その塩基配列に対して相補的な塩基配列を有する、合計の塩基長が3000以下である核酸プローブをハイブリダイズさせる工程(ハイブリダイゼーション工程)と、
下記工程(1)または(2)から選ばれる、蛍光ナノ粒子が結合可能な部位を増幅させる工程(結合部位増幅工程)と、
工程(1):前記核酸プローブにあらかじめ直接的または間接的に増幅の起点としてのビオチンを結合させておき、当該ビオチンとアビジン−ビオチン複合体(ABC)に含まれるアビジンと結合させることにより、前記核酸プローブを、蛍光ナノ粒子と結合可能な部位としての前記ABCに含まれるビオチンで修飾する処理(ABC処理工程)
工程(2):前記核酸プローブにあらかじめ直接的または間接的にペルオキシダーゼを結合させておき、過酸化物の存在下で、当該ペルオキシダーゼに、蛍光ナノ粒子と結合可能な分子で修飾されたタイラマイドを接触させることにより、前記核酸プローブの周辺に蛍光ナノ粒子と結合可能な部位を沈着させる処理(タイラマイド処理工程)
前記結合部位に蛍光ナノ粒子を結合させる工程(蛍光ナノ粒子結合工程)と
を含む、核酸のFISH(蛍光in situ ハイブリダイゼーション)染色方法。
A step (hybridization step) of hybridizing a target nucleic acid with a nucleic acid probe having a base sequence complementary to the base sequence and having a total base length of 3000 or less;
A step of amplifying a site to which fluorescent nanoparticles can be bound, selected from the following step (1) or (2) (binding site amplification step);
Step (1): Biotin as a starting point of amplification is directly or indirectly bound to the nucleic acid probe in advance, and bound to the biotin and avidin contained in the avidin-biotin complex (ABC). Treatment for modifying a nucleic acid probe with biotin contained in ABC as a site capable of binding to fluorescent nanoparticles (ABC treatment step)
Step (2): Peroxidase is directly or indirectly bound to the nucleic acid probe in advance, and in the presence of peroxide, the peroxidase is contacted with tyramide modified with a molecule capable of binding to fluorescent nanoparticles. Treatment for depositing sites capable of binding to fluorescent nanoparticles around the nucleic acid probe (tyramide treatment step)
A method for FISH (fluorescence in situ hybridization) staining of nucleic acids, comprising a step of binding fluorescent nanoparticles to the binding site (fluorescent nanoparticle binding step).
前記結合部位増幅工程において、前記核酸プローブに間接的に増幅の起点としてのビオチン(工程1)またはペルオキシダーゼ(工程2)を結合させるために、
前記核酸プローブをハプテンで修飾しておき、
前記ハプテンで修飾された核酸プローブに、1次抗体として抗ハプテンポリクローナル抗体または抗ハプテンモノクローナル抗体を結合させた後、
前記1次抗体に、2次抗体として前記1次抗体に対するポリクローナル抗体を結合させる、請求項1に記載の核酸のFISH染色方法。
In the binding site amplification step, in order to bind biotin (step 1) or peroxidase (step 2) as a starting point of amplification indirectly to the nucleic acid probe,
The nucleic acid probe is modified with a hapten,
After binding an anti-hapten polyclonal antibody or an anti-hapten monoclonal antibody as a primary antibody to the nucleic acid probe modified with the hapten,
The nucleic acid FISH staining method according to claim 1, wherein a polyclonal antibody against the primary antibody is bound to the primary antibody as a secondary antibody.
前記ハプテンが、ジニトロフェノール、ジゴキシゲニンおよびFITC(フルオレセインイソチオシアネート)からなる群より選択される、請求項1または2に記載の核酸のFISH染色方法。   The nucleic acid FISH staining method according to claim 1 or 2, wherein the hapten is selected from the group consisting of dinitrophenol, digoxigenin and FITC (fluorescein isothiocyanate). 前記蛍光ナノ粒子結合工程の後、蛍光ナノ粒子が結合した部位から遊離することを防ぐ工程(固定化工程)を行う、請求項1〜3のいずれか1項に記載の核酸のFISH染色方法。   The nucleic acid FISH staining method according to any one of claims 1 to 3, wherein after the fluorescent nanoparticle binding step, a step (immobilization step) for preventing the fluorescent nanoparticle from being released from the bonded site is performed. 前記蛍光ナノ粒子が蛍光色素集積ナノ粒子であり、その平均粒子径が20nm〜300nmである、請求項1〜4のいずれか1項に記載の核酸のFISH染色方法。   The nucleic acid FISH staining method according to any one of claims 1 to 4, wherein the fluorescent nanoparticles are fluorescent dye-integrated nanoparticles, and an average particle diameter thereof is 20 nm to 300 nm. 前記蛍光ナノ粒子が無機蛍光体集積ナノ粒子であり、その平均粒子径が20nm〜300nmである、請求項1〜4のいずれか1項に記載の核酸のFISH染色方法。   The nucleic acid FISH staining method according to any one of claims 1 to 4, wherein the fluorescent nanoparticles are inorganic phosphor-integrated nanoparticles, and an average particle diameter thereof is 20 nm to 300 nm. 前記蛍光ナノ粒子が量子ドットおよび炭素ドットからなる群より選択される無機蛍光体ナノ粒子であり、その平均粒子径が1nm〜300nmである、請求項1〜4のいずれか1項に記載の核酸のFISH染色方法。   The nucleic acid according to any one of claims 1 to 4, wherein the fluorescent nanoparticles are inorganic phosphor nanoparticles selected from the group consisting of quantum dots and carbon dots, and the average particle diameter thereof is 1 nm to 300 nm. FISH staining method. 請求項1〜7のいずれか1項に記載のFISH染色方法における、前記結合部位増幅工程により増幅された複数の結合部位に蛍光ナノ粒子が結合してなることを特徴とする、核酸のFISH染色がされた病理標本。   8. The FISH staining of nucleic acid according to claim 1, wherein fluorescent nanoparticles are bound to a plurality of binding sites amplified by the binding site amplification step in the FISH staining method according to claim 1. A pathological specimen.
JP2016047303A 2016-03-10 2016-03-10 FISH staining method Active JP6736921B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016047303A JP6736921B2 (en) 2016-03-10 2016-03-10 FISH staining method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016047303A JP6736921B2 (en) 2016-03-10 2016-03-10 FISH staining method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017158497A true JP2017158497A (en) 2017-09-14
JP6736921B2 JP6736921B2 (en) 2020-08-05

Family

ID=59853631

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016047303A Active JP6736921B2 (en) 2016-03-10 2016-03-10 FISH staining method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6736921B2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0795610A1 (en) * 1996-03-13 1997-09-17 Becton, Dickinson and Company In situ hybridization signal amplification based on biotinylated tyramine deposition
JP2013531801A (en) * 2010-07-02 2013-08-08 ヴェンタナ メディカル システムズ, インク. Hapten conjugates for target detection
WO2015141856A1 (en) * 2014-03-20 2015-09-24 コニカミノルタ株式会社 Probe reagent and fish using probe reagent

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0795610A1 (en) * 1996-03-13 1997-09-17 Becton, Dickinson and Company In situ hybridization signal amplification based on biotinylated tyramine deposition
JP2013531801A (en) * 2010-07-02 2013-08-08 ヴェンタナ メディカル システムズ, インク. Hapten conjugates for target detection
WO2015141856A1 (en) * 2014-03-20 2015-09-24 コニカミノルタ株式会社 Probe reagent and fish using probe reagent

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NAT. METHODS, 2013, 10(2), PP.122-124, JPN6019045502, ISSN: 0004159063 *

Also Published As

Publication number Publication date
JP6736921B2 (en) 2020-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6943277B2 (en) Probe reagent and FISH using the probe reagent
JP6397065B2 (en) Single molecule detection assays and uses thereof
JP7038209B2 (en) Equipment for sample analysis using epitaco electrophoresis
JP7372927B6 (en) Biomolecular probes and detection methods for detecting gene and protein expression
EP3561071B1 (en) Gene expression assays conducted by elemental analysis
US10266403B2 (en) Heterogeneous microarray based hybrid upconversion nanoprobe/nanoporous membrane system
JP6504159B2 (en) Phosphor-integrated nanoparticles, staining reagent using the same, kit and fluorescent immunostaining method
JP6614161B2 (en) Phosphor integrated nanoparticles used for fluorescence observation
JP6337470B2 (en) Nucleic acid detection method and nucleic acid detection kit
CN108374038A (en) The method of the gene of variation in inspecting samples, information ribonucleic or micro- ribonucleic in vitro
JP6711352B2 (en) Probe reagents for in situ hybridization
CN108949919B (en) Aggregation-induced emission/surface plasma colorimetric analysis dual-mode nucleic acid detection method
JP6736921B2 (en) FISH staining method
JP2019194617A (en) Diluent for fluorescent nanoparticle, kit for fluorescent immunostaining, solution for fluorescence immunostaining, and fluorescent immunostaining method and gene dyeing method
JP6766804B2 (en) Nucleic acid probe
CN114410786A (en) Surface-enhanced Raman scattering detection kit for detecting tumor micro nucleic acid marker and preparation method and application thereof
JP2002533724A (en) Test system for the recognition of different markers, its preparation and use
JP7001083B2 (en) Fluorescent integrated nanoparticles used for fluorescence observation
Lu Developing signal amplification strategies for sensitive detection of low abundance biomolecules
WO2005106030A1 (en) Method of nucleic acid detection

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20181225

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20191031

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191126

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200127

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200616

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200629

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6736921

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150