JP2017536084A - 口腔癌バイオマーカーの検出に関連する方法及びデバイス - Google Patents
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Abstract
Description
組換えIL−2±キャリア(R&D Systems;それぞれ、カタログ番号202−IL−CF−10μg;ロットAE4309112及びカタログ番号202−IL−10μg;ロットAE4309081)を血液(TCS Biosciences)中に50pg又は100pg/μlで溶解した。アリコート(50(B)又は100(A)pgのIL−2を含有する1μl)を、Whatman903ろ紙に適用した。
タンパク質及び酵素試験を、完全に構成されたDNase及びRNase Contamination Kits(DNase及びRNase Alert QC Systems、カタログコードAM1970及びAM1966、Life Technologies)を用いて製造業者の使用説明書に従って実施した。
実験の第1段階において、0.125−0.5UのDNaseをWhatman FTA及び903紙に体積10μlで適用した。DNAse及びRNaseの活性を、下記に要約したように測定した。
RNaseの検出を、切断可能な蛍光標識RNase基質を使用して下記のように実施した。各パンチを96−ウェルプレートの個別のウェル内に取り出した。凍結乾燥RNase Alert基質をTEバッファー(1ml)に溶解し、96ウェルプレートの試験ウェル内に分注した(10μl)。10×RNase Alertバッファー(10μl)及びヌクレアーゼ非含有水(80μl)を加え、この試験溶液(100μl)を37℃において60分間インキュベートした。RNase Alert QC Systemの基質はRNaseにより切断されると、緑色の蛍光を発する改変されたRNAオリゴヌクレオチドである。このアッセイに関しては、蛍光はTecan Ultra(励起/発光 485/535nm、中感度(medium gain)使用)において測定した。RNaseを含む溶液は緑色の蛍光を発生し、一方、RNase活性のない溶液は蛍光を発さなかった。したがって、高レベルのRNaseは光の出力量の増加に対応した。陰性対照は、試料のかわりにヌクレアーゼ非含有水(80μl)で構成された。図2c及び2dは、RNAase活性が、903又はFTA紙を使用して、変化量依存様式で検出及び定量可能であることを実証している。
LDHの酵素アッセイ
LDHは、多数の異なるタイプの細胞に存在する細胞質内酵素である。細胞膜が損傷された時、LDHが、細胞を取り巻く外部媒体(bathing medium)に放出される。放出されたLDHは、共役酵素反応により定量することができる。第1に、LDHは、NAD+からNADHへの還元を介して乳酸のピルビン酸への変換を触媒する。第2に、ジアフォラーゼは、テトラゾリウム塩(INT)から赤いホルマザン生成物への還元にNADHを使用する。したがって、ホルマザン形成レベルは、媒体中に放出されたLDHの量に直接比例する。このアッセイを、細胞又はLDH酵素を添加したパンチをマイクロプレートに移し、キットの試薬(LDH Cytotoxicity Assay Kit;Thermo Scientific、製品コード88953)を加えることによって実施する。室温において30分間インキュベーション後、反応を停止させ、LDH活性を490nmにおける吸光度により決定する。
代替のより感度の高いアプローチはLDHの免疫アッセイ検出(LDHB human ELISA Kit(abcam製品コード116693))の使用を伴う。このシステムは、上記のパンチ・イン・システムを使用した、細胞及び組織溶解物中のヒトLDHBタンパク質の定量的測定を伴う。このアッセイは、ヒトLDHBに特異的な抗体によりコーティングされた96ウェルプレートを用いる。試料をピペットでウェルに入れ、試料中に存在するLDHBを固定された抗体によりウェルに結合させる。ウェルを洗浄し、抗LDHB検出抗体を加える。未結合の検出抗体を洗い流した後で、該検出抗体に特異的なHRP結合標識をウェルにピペットで加える。このウェルを再度洗浄し、TMB基質溶液をウェルに加え、LDHBの結合量に比例した発色を得る。青い発色が600nmにおいて測定される。場合により、反応は塩酸を添加することによって停止させることができ、塩酸は色を青色から黄色に変化させ、450nmにおいて強度が測定可能になる。
Thermo Scientific Phusion Blood Direct PCR Kit は、 Whatman903、FTA及びFTA Eluteカード(Chum and Andre 2013;Thermo Fisher Scientific)を含む様々な固体支持体に保存された血液試料からの直接DNA増幅を支援することを実証した。FTA及びFTA eluteカードは、化学的にコーティングされたカードの例であり、一方903カードはどのような化学物質も適用されていない。直接増幅ワークフローにおいて、事前のDNA抽出又は精製ステップは必要なく、カードの切り取った部分をPCR反応混合物に加えるだけである。血液を生体試料として選択したが、血液は、PCR増幅産物の製造が最も困難な試料タイプであると考えられる。これは潜在的PCR阻害剤であるヘム(heam)の存在によるものである(Akane et al 1994,J.Forensic Sci.,39,362−372)。
実施例5:固体支持体材料に適用された生体試料を使用する遺伝子型判定
多数の癌が、遺伝子再配列と関係がある。Ewing sarcoma breakpoint region1(EWSR1)は多数の肉腫において転座している。近年、その再配列が、唾液線硝子化明細胞癌において記載された(Shah AA et al 2013 Am J Surg Pathol.37:571−8 EWSR1 genetic rearrangements in salivary gland tumors:a specific and very common feature of hyalinizing clear cell carcinoma)。下記の研究は、複雑な哺乳動物ゲノム内のこのような遺伝子再配列のスクリーニングを可能にする、本文献に記載の固体支持体材料及び着想の有望性を例示する。
c57BL/6マウス及びNOS3ヌルマウス(バックグラウンド129/B6)由来のネズミ組織を、様々な異なる紙ベース固体支持体に適用した。これらのマウスを安楽死させ、解剖して臓器(血液、心臓、脳、肺、肝臓及び腎臓)を収集した。臓器を2枚の紙の層に「サンドイッチ」した。それぞれのセルロースマトリックスに挟まれた組織に滅菌ピペットにより圧力を印加した。組織ホモジネート用に、およそ5gの組織を、プラスチックダウンス型ホモジナイザーを使用して、1.5mlのマイクロチューブにおいて処理し、次いで適切な紙マトリックスに適用した。適用後、すべての試料を2時間風乾させ、その後密閉されたポーチにおいて乾燥剤と一緒に保存した。場合により、試料は処理まで最大2ヶ月保存した。
Harrisの使い捨てマイクロパンチ(直径1.2mm又は3mm)を使用して、紙カードから乾燥組織試料を、それぞれパンチされたディスクの形態で切り取った。試料ディスクを乾燥試料の中心から切り取り、清潔なDNase非含有1.5ml微小遠心管に入れた。ヌル又は遺伝子ノックアウトNOS3マウスを、内皮型酸化窒素合成酵素(eNOS)エクソン10特異的フォワードプライマー(配列リスト1を参照されたい)、eNOS Neo特異的フォワードプライマー(配列リスト2)及びeNOSエクソン12特異的リバースプライマー(配列リスト3を参照されたい)を用いたゲノムDNAのPCR増幅により同定した。標的DNAを、初回10分の変性ステップ、次いで94℃35秒、65℃1分及び72℃1分を36サイクル、その後72℃5分間の最終伸長で、MJ Researchサーマルサイクラーを使用して増幅させた。得られたPCR産物を、Experionキャピラリー電気泳動システムを使用して可視化させた。マウスDNAの定量を、マウス試料用Primer DesignゲノムDNA定量キット(gDNA−mo−q−DD)を使用して製造業者の使用説明書に従って行った。個別の野生型(WT)及びNOSヌルの組織試料を、異なる紙カードに別々に適用した。紙マトリックスに保存されたDNAから遺伝子型変異体を識別する能力を例示するために、ある領域のPCR増幅をWT及びトランスジェニック(NOS3ヌル、遺伝子ノックアウト)マウスに実施した。
上記の図5a及び表Vは、WT及びNOS3ヌル遺伝子ノックアウトマウス両方に由来するDNA増幅産物をそれぞれ示している。結果は、両方の試料源に関して、正確にサイズ決定されたDNAアンプリコンが、固体支持体マトリックスに適用されたすべての臓器/組織源から単離されたDNAから製造されたことを示している。これらのデータは、1.2mmのHarrisマイクロパンチが紙固体支持体に保存された組織から十分なDNAを切り取り、2つの遺伝子型変異体を識別可能であることを示している。
組織試料を、上記のように固体支持体紙カードに適用し、試料のパンチを切り取り、RNAを、下記のようにGE Healthcare illustra(登録商標)RNA spin kitを使用して単離した。RNAの定量を、ABI7900リアルタイムPCRシステムにおいて市販のmRNA定量キットを利用して実施した。
Claims (15)
- ヒト口腔に口腔癌活性が存在するときにヒト口腔内に存在する生体物質中の複数のバイオマーカーを検出するためのエクスビボ方法であって、
i)口腔由来の生体物質の試料を受容するための固体支持体を用意するステップと、
ii)生体物質の試料を固体支持体に付着させるステップと、
iii)複数のエクスビボアッセイを実施して、固体支持体に付着させた生体物質中の複数のバイオマーカーの存在を検出するステップと
を含む方法。 - 複数のバイオマーカーの1種以上を定量するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- バイオマーカーが、本明細書の表Iに列挙した候補からの複数選択である、請求項1又は請求項2に記載の方法。
- 複数選択が、1種以上の核酸及び/又は1種以上のタンパク質及び/又は1種以上の酵素、又は口腔癌活性を示す他の被験物質の形態である、請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の方法。
- 1以上のアッセイが、RT−PCRを使用する遺伝子発現又はタンパク質発現プロファイリング、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)、定量的PCR(qPCR)、等温増幅法、免疫学的PCR、マイクロアレイアッセイ、酵素結合免疫吸着検査法(ELISA)、免疫学的技術、ゲル電気泳動(2DE)、キャピラリー電気泳動(TOF MS)、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)、質量分析(MS)、炎光光度法、原子吸光、分光光度法及び可視分光測光からなる群から選択される1以上のアッセイを含む、請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の方法。
- アッセイが、例えばパンチを使用して固体支持体の一部を切り取るステップを含む、請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の方法。
- 固体支持体が、セルロース系紙、人工又は天然に存在するポリマー繊維を含む製織又は不織繊維材料、ガラス繊維材料などの鉱物繊維系材料、又は表面処理固体材料、例えば、レーザーエッチング表面を含む、すべてが、主にDNA、RNA及びタンパク質分子を保持するための十分な粗さのミクロ粗さの表面を備えた化学的又は機械的に処理された材料、又はアルギン酸塩などのゲルを含み、これらすべてが場合により安定化試薬又は試薬ミックスで化学的に処理されている、請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の方法。
- 試薬又は試薬ミックスが、弱塩基及びキレート化剤、場合により尿酸又は尿酸塩並びに場合により陰イオン性界面活性剤を含むか、又はカオトロピック塩、例えばチオシアン酸グアニジンなどのカオトロピック物質を含む、請求項7に記載の方法。
- 固体支持体が化学的に処理され、請求項1のステップii)が、口腔から生体物質試料を採取するステップと、化学的に処理された固体支持体が口腔と接触せずに、試料を化学的に処理された固体支持体に移すステップを含む、請求項7又は請求項8に記載の方法。
- 請求項1のステップiii)がシクロデキストリンの存在下で実施される、請求項9に記載の方法。
- ハンドル部分及びハンドルの一方の末端に固体支持体を保持するためのパドル部分を備える軸棒を備えた、固体支持体を取り付けるためのスワブを用意するステップとをさらに含む、請求項1乃至請求項10のいずれか1項に記載の方法。
- ヒト口腔から試料を採取し、口腔において口腔癌活性を示す複数のバイオマーカーを保持するために適切であり、ハンドル部分及びハンドルの一方の末端に、パドルの両側の周りに形成される1枚の材料の形態で固体支持体を保持するためのパドル部分を備える、生体試料スワブ。
- 固体支持体が、パドルから取り外し可能であり、場合により、固体支持体の中又は下に形成され、固体支持体の少なくとも一部の取り外しを可能にする引き裂きひも(39)をさらに備える、請求項12に記載の試料スワブ。
- 図面を参照しながら本明細書に実質的に記載したスワブ又は本明細書に実質的に記載した方法。
- 請求項1乃至請求項11のいずれか1項に記載の方法に使用する試料スワブ。
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