JP2018511649A - 生体試料を保存するための安定化剤 - Google Patents

生体試料を保存するための安定化剤 Download PDF

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Abstract

生体試料を貯蔵するための安定化剤、非凍結条件下での生体試料中の核酸及び/又はポリペプチドを貯蔵するための組成物、上記組成物を含むキット、上記組成物及び生体試料を含む混合物、並びに、非凍結条件下で生体試料中の核酸及び/又はポリペプチドを貯蔵するための方法が開示される。生体試料中の核酸及び/又はポリペプチドの完全性及び安定性は、本発明に従った安定化剤を使用することにより非凍結条件下で長時間保存することが可能であり、したがって、安定化剤は良好な応用展望を有する。【選択図】なし

Description

本発明は生体試料を貯蔵するための安定化剤、特に非凍結条件下で生体試料中の核酸及び/又はポリペプチドを貯蔵するための組成物、上記組成物を含むキット、上記組成物と生体試料を含む混合物、並びに非凍結条件下で生体試料中の核酸及び/又はポリペプチドを貯蔵するための方法に関する。
生命科学の分野の研究は生体材料若しくは試料、無機物質又は化学物質の分析に基づいている。その中で、生体材料又は試料には、口腔断片、唾液、痰、血液及び尿などの動物体表又は体液由来の試料;ゲノムDNA、PCR産物、クローンDNA及びRNAなどの核酸試料;酵素及びポリペプチドなどのタンパク質試料;細菌、古細菌などの原核生物、ウイルス(例えば、バクテリオファージ、プリオン)を含む微生物;原生動物、及び真菌(例えば、酵母)などの真核生物;藻類などの下等植物;体細胞、幹細胞、生殖細胞(精細胞及び卵細胞)などの種々の細胞を含む高等植物及び動物試料並びに種々の組織試料、等が含まれる。
生体試料は、液体媒体又は緩衝溶液を含有する装置に置かれ貯蔵されることが極めて多く、そのような零度以下の温度(例えば、−20℃又は−70℃〜−80℃)での貯蔵が必要である。いくつかの場合、試料は先ず乾燥させなければならず、次に室温で(国際公開第2005/113147号、米国特許出願公開第2005/0276728号、米国特許出願公開第2006/0099567号)、又は4℃若しくは−20℃若しくは−70〜−80℃で貯蔵される。しかし、生体試料が高度に不安定な性質であるため長期間にわたってその生物学的活性を保存することは極めて困難である。核酸及びタンパク質試料の凍結乾燥は貯蔵寿命を延ばすことが可能であるが、液体中で再構成するとその後活性が失われるので凍結乾燥はそれほど理想的な貯蔵技法とはならない。
貯蔵に加えて、生体試料は一般に、輸送する必要がある。生体試料の輸送では、氷、ドライアイス又は他の冷凍装置を使用すれば凍結環境を提供することが可能である。しかし、輸送時間が長すぎる場合、例えば、国際輸送又は大陸間輸送でも、特に冷凍装置及びエネルギーが不十分である場合、低温又は凍結環境でさえ得ることはそれほど容易ではない。
したがって、生体試料を収集する、特に広大な領域にわたる大きな集団から試料を収集する際に、もし大きな冷凍装置なしの室温貯蔵方法を使用することが可能であり、その間、試料の完全性及び安定性を長時間最大程度に保持することが可能であり、それによってその後の分析に対する影響を減らすことができるならば、非常に大きな利点がある。
本発明者らは、驚くべきことに、多くの創造的研究に資金を費やすことにより繰り返し実験を通じて、非凍結条件下での生体試料の安定な貯蔵のための組成物及び生体試料を貯蔵するための方法を手に入れ、こうして本発明を成し遂げる。
第1の態様では、本発明は、生体試料中の核酸及び/又はポリペプチドの貯蔵のための組成物であって、
1)式I:

(Rはアルキル、アルケニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、アリールホルミルアルキル、及び

からなる群から選択され、これらのそれぞれが任意選択で、アルキル、ヒドロキシル、アミノ、ニトロ及びハロゲンからなる群から選択される置換基で置換されており、
m及びnはそれぞれが独立して0、1、2又は3であり、
はアニオンを表す)
の少なくとも1つの化合物と、
2)以下の3つの薬剤
(1)少なくとも1つの沈殿剤、
(2)少なくとも1つの低級アルコール、及び
(3)少なくとも1つのカオトロープ
のうちの1つ、2つ又は3つと
を含む、組成物に関する。
本発明のいくつかの実施形態では、組成物は
(a)還元剤、
(b)ポリメラーゼ阻害剤、
(c)pH緩衝剤、
(d)キレート剤、及び
(e)水
から選択される1つ又は複数の薬剤をさらに含む。
本発明のいくつかの実施形態では、組成物は、以下の配合:
(i)式Iの化合物、沈殿剤、低級アルコール、ポリメラーゼ阻害剤、及びpH緩衝剤、
(ii)式Iの化合物、カオトロープ、低級アルコール、ポリメラーゼ阻害剤、及びpH緩衝剤、
(iii)式Iの化合物、沈殿剤、低級アルコール、還元剤、及びpH緩衝剤、並びに
(iv)式Iの化合物、カオトロープ、低級アルコール、還元剤、及びpH緩衝剤
のうちの1つを含む。
本発明のいくつかの実施形態では、式Iの化合物は1〜10%(w/v又はv/v)の量で含まれ、カオトロープは2.5〜5M(mol/L)の量で含まれ、pH緩衝剤は50〜400mM(mmol/L)の量で含まれ、低級アルコールは20〜50%(v/v)の量で含まれ、還元剤は5〜50mMの量で含まれ、沈殿剤は2.5〜5Mの量で含まれ、ポリメラーゼ阻害剤は0.1〜0.5mMの量で含まれる。
本発明のいくつかの特定の実施形態では、式Iの化合物は、例えば、4%(w/v又はv/v)などの2〜8%(w/v又はv/v)の量で含まれる。
本発明のいくつかの特定の実施形態では、カオトロープは、例えば、3.5〜4Mなどの3〜4Mの量で含まれる。
本発明のいくつかの特定の実施形態では、pH緩衝剤は、例えば、200〜300mMなどの100〜400mMの量で含まれる。
本発明のいくつかの特定の実施形態では、低級アルコールは、例えば、25〜35%(v/v)、30%(v/v)などの20〜40%(v/v)の量で含まれる。
本発明のいくつかの特定の実施形態では、還元剤は、例えば、15〜40mM、例えば、20〜25mMなどの10〜50mMの量で含まれる。
本発明のいくつかの特定の実施形態では、沈殿剤は3.5〜4.2Mなどの3〜4.5Mの量で含まれる。
本発明のいくつかの特定の実施形態では、ポリメラーゼ阻害剤は、例えば、0.2〜0.3mMの量で含まれる。
本発明のいくつかの実施形態では、RはC1〜10アルキル、C2〜10アルケニル、C3〜10シクロアルキル、C3〜10シクロアルケニル、アリールホルミルC1〜10アルキル、及び

からなる群から選択され、これらのそれぞれが任意選択で、C1〜10アルキル、ヒドロキシル、アミノ、ニトロ及びハロゲンからなる群から選択される置換基で置換されており、
m及びnはそれぞれが独立して0、1、2又は3である。
本発明のいくつかの実施形態では、アニオンは、臭素イオン、塩素イオン、ヨウ素イオン、C1〜10アルキルスルホン酸、ヘキサフルオロリン酸、メチル硫酸、エチル硫酸、テトラフルオロホウ酸、トリフルオロメタンスルホン酸及びビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミドからなる群から選択される。
本発明のいくつかの実施形態では、RはC1〜10アルキル、及びベンゾイルC1〜10アルキルからなる群から選択される。
本発明のいくつかの実施形態では、式Iの化合物は、N−オクチルピリジニウムブロマイド、N−ブチルピリジニウムブロマイド、及びN−フェナシルピリジニウムブロマイドからなる群から選択される。
本発明のいくつかの実施形態では、沈殿剤は、塩化リチウム、水酸化リチウム、スルホサリチル酸、及び5−((4−(ジメチルアミノ)フェニル)メチレン)−2−チオキソ−4−チアゾリジノンから選択される。
本発明のいくつかの実施形態では、低級アルコールはメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール及びイソブタノールから選択される。
本発明のいくつかの実施形態では、カオトロープは、塩酸グアニジン、チオシアン酸グアニジン、チオシアン酸カリウム、チオシアン酸ナトリウム及び尿素から選択される。
本発明のいくつかの実施形態では、キレート剤は、ジエチレントリアミン五酢酸(DTPA)、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)、エチレングリコール−ビス−(2−アミノエチルエーテル)−N,N,N’,N’−四酢酸(EGTA)、1,2−シクロヘキサンジアミン四酢酸(CDTA)、1,2−ビス(2−アミノフェノキシ)−エタン−N,N,N’,N’−四酢酸(BAPTA)、1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−1,4,7,10−四酢酸(DOTA)、N−(2−ヒドロキシエチル)エチレンジアミン−N,N’,N’−三酢酸(HEDTA)、ニトリロ三酢酸(NTA)から選択される。
本発明のいくつかの実施形態では、還元剤は、2−メルカプトエタノール、チオ硫酸塩、トリス(2−カルボキシエチル)ホスフィン塩酸塩(TCEP)、ジチオスレイトール、及びジチオエリスリトールから選択される。
本発明のいくつかの実施形態では、pH緩衝剤は、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、スルホサリチル酸、5−スルホベンゼン−1,3−ジカルボン酸、シュウ酸、ホウ酸、N−(2−ヒドロキシエチル)ピペラジン、3−(シクロヘキシルアミノ)−1−プロパンスルホン酸(CAPS)、3−(シクロヘキシルアミノ)−2−ヒドロキシル−1−プロパンスルホン酸(CAPSO)、4−(2−ヒドロキシエチル)−1−ピペラジンプロパンスルホン酸(HEPPS)、N−2−ヒドロキシエチルピペラジン−N−2−エタンスルホン酸(HEPES)、2−モルホリノエタンスルホン酸(MES)、3−モルホリノプロパンスルホン酸(MOPS)、3−(N−モルホリノ)−2−ヒドロキシルプロパンスルホン酸(MOPSO)、ピペラジン−1,4−ビス(エタンスルホン酸)(PIPES)、N−[トリス(ヒドロキシメチル)メチル]−3−アミノプロパンスルホン酸(TAPS)、N−[トリス(ヒドロキシメチル)メチル]−3−アミノ−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸(TAPSO)、N−[トリス(ヒドロキシメチル)メチル]−2−アミノエタンスルホン酸(TES)、ジグリシン、N−[トリス(ヒドロキシメチル)メチル]グリシン、トリ(ヒドロキシメチル)アミノメタン(トリス)及び2−[ビス(2−ヒドロキシエチル)アミノ]−2−(ヒドロキシメチル)−1,3−プロパンジオールから選択される。
本発明のいくつかの実施形態では、ポリメラーゼ阻害剤は、リファマイシン−S、リファマイシン−SV、アンチマイシン、及びエリスロマイシンのうちの1つ又は複数から選択される。
本発明のいくつかの実施形態では、組成物は界面活性剤又は洗剤をさらに含む。
本発明のいくつかの実施形態では、界面活性剤又は洗剤は、トリトン(Triton)X−100、ノニデット(Nonidet)P40及び非イオン性洗剤Brijから選択される。
本発明のいくつかの実施形態では、核酸は1つ又は複数のDNA及び/又はRNA分子を含む。
本発明のいくつかの実施形態では、生体試料は、DNA、RNA、全血、全血のバフィーコート、尿、糞便、血清、漿液、血漿、リンパ液、脳脊髄液、唾液、粘膜分泌物、膣分泌物、腹水、胸水、心膜液、腹腔液、腹部の液体(abdominal fluid)、細胞培養培地、組織培養培地、頬側細胞、細菌、ウイルス、酵母細胞、プラスミドDNA、mRNA、tRNA、rRNA、siRNA、miRNA、hnRNA、cDNA、タンパク質、ポリペプチド、脂質、糖脂質、糖タンパク質、オリゴ糖、多糖、ワクチン、細胞、組織、細胞溶解物、ホモジネート又は抽出物、組織溶解物、生検標本、血液試料、組織外植片、器官培養物及び生物学的液体から選択される1つ又は複数を含む。
第2の態様では、本発明は本発明の第1の態様に従った組成物を生体試料と混合することにより得られる混合物に関する。
本発明のいくつかの実施形態では、生体試料は、DNA、RNA、全血、全血のバフィーコート、尿、糞便、血清、漿液、血漿、リンパ液、脳脊髄液、唾液、粘膜分泌物、膣分泌物、腹水、胸水、心膜液、腹腔液、腹部の液体、細胞培養培地、組織培養培地、頬側細胞、細菌、ウイルス、酵母細胞、プラスミドDNA、mRNA、tRNA、rRNA、siRNA、miRNA、hnRNA、cDNA、タンパク質、ポリペプチド、脂質、糖脂質、糖タンパク質、オリゴ糖、多糖、ワクチン、細胞、組織、細胞溶解物、ホモジネート又は抽出物、組織溶解物、生検標本、血液試料、組織外植片、器官培養物及び生物学的液体から選択される1つ又は複数を含む。
本発明のいくつかの実施形態では、本発明の第2の態様に従った混合物は少なくとも1日、3日、7日、10日、20日、30日、40日、50日、60日、70日、90日又は180日間非凍結条件下で貯蔵される。
本発明は、非凍結条件下で生体試料中の核酸及び/又はポリペプチドを貯蔵するための本発明の第1の態様に従った組成物を含むキットにさらに関する。
本発明のいくつかの実施形態では、生体試料は、DNA、RNA、全血、全血のバフィーコート、尿、糞便、血清、漿液、血漿、リンパ液、脳脊髄液、唾液、粘膜分泌物、膣分泌物、腹水、胸水、心膜液、腹腔液、腹部の液体、細胞培養培地、組織培養培地、頬側細胞、細菌、ウイルス、酵母細胞、プラスミドDNA、mRNA、tRNA、rRNA、siRNA、miRNA、hnRNA、cDNA、タンパク質、ポリペプチド、脂質、糖脂質、糖タンパク質、オリゴ糖、多糖、ワクチン、細胞、組織、細胞溶解物、ホモジネート又は抽出物、組織溶解物、生検標本、血液試料、組織外植片、器官培養物及び生物学的液体から選択される1つ又は複数を含む。
本発明は、非凍結条件下で生体試料中の核酸及び/又はポリペプチドを貯蔵するための方法であって、
1)生体試料を本発明の第1の態様に従った組成物と混合するステップ、及び
2)非凍結条件下でステップ1)において得られる混合物を少なくとも1日、3日、7日、10日、20日、30日、40日、50日、60日、70日、90日又は180日間貯蔵するステップ
を含む、方法に関する。
本発明のいくつかの実施形態では、生体試料は、DNA、RNA、全血、全血のバフィーコート、尿、糞便、血清、漿液、血漿、リンパ液、脳脊髄液、唾液、粘膜分泌物、膣分泌物、腹水、胸水、心膜液、腹腔液、腹部の液体、細胞培養培地、組織培養培地、頬側細胞、細菌、ウイルス、酵母細胞、プラスミドDNA、mRNA、tRNA、rRNA、siRNA、miRNA、hnRNA、cDNA、タンパク質、ポリペプチド、脂質、糖脂質、糖タンパク質、オリゴ糖、多糖、ワクチン、細胞、組織、細胞溶解物、ホモジネート又は抽出物、組織溶解物、生検標本、血液試料、組織外植片、器官培養物及び生物学的液体から選択される1つ又は複数を含む。
本発明は、非凍結条件下で生体試料中の核酸及び/又はポリペプチドを貯蔵するための、本発明の第1の態様に従った組成物の使用にさらに関する。
本発明のいくつかの実施形態では、生体試料は、DNA、RNA、全血、全血のバフィーコート、尿、糞便、血清、漿液、血漿、リンパ液、脳脊髄液、唾液、粘膜分泌物、膣分泌物、腹水、胸水、心膜液、腹腔液、腹部の液体、細胞培養培地、組織培養培地、頬側細胞、細菌、ウイルス、酵母細胞、プラスミドDNA、mRNA、tRNA、rRNA、siRNA、miRNA、hnRNA、cDNA、タンパク質、ポリペプチド、脂質、糖脂質、糖タンパク質、オリゴ糖、多糖、ワクチン、細胞、組織、細胞溶解物、ホモジネート又は抽出物、組織溶解物、生検標本、血液試料、組織外植片、器官培養物及び生物学的液体から選択される1つ又は複数を含む。
本発明は生体試料を貯蔵するための安定化剤組成物及び生体試料を貯蔵するための方法を提供し、これらの組成物及び方法は先行技術に対して以下の利点、1.室温での貯蔵、脱水処理なし、大きな冷凍及び乾燥装置とは無関係である;2.試料の完全性及び安定性を長時間最大限に保持し、その後の分析に対する影響を減少させることができる;3.貯蔵方法は使用及び輸送に都合がよく、特に広大な領域にわたる大きな集団から試料採取するのに適している、並びに4.既存の安定化剤よりも優れた効果がある、を有する。
本発明及び本発明において使用される用語は以下の通りにさらに説明される。
本明細書で使用される用語「アルキル」とは、飽和直鎖又は分岐一価炭化水素、例えば、C1〜10アルキル、C1〜6アルキル、C1〜3アルキルのことである。「C1〜10アルキル」とは、1〜10の炭素原子を有する直鎖又は分岐アルキル、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n−ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、イソブチル、ペンチル、2−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ヘキシル、2−ヘキシル、3−ヘキシル、3−メチルペンチル、へプチル、オクチル、等のことである。用語「C1〜6アルキル」とは、1〜6炭素原子、すなわち、1、2、3、4、5又は6炭素原子を有する直鎖又は分岐アルキル、典型的には、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、tert−ブチル、ペンチル、ヘキシル、等のことである。同様に、用語「C1〜3アルキル」とは、1、2又は3炭素原子を有する直鎖又は分岐アルキル、すなわち、メチル、エチル、n−プロピル、及びイソプロピルのことである。
本発明で使用される用語「アルケニル」とは、少なくとも1つの炭素−炭素二重結合を含有する直鎖又は分岐不飽和炭化水素のことである。C2〜10アルケニルとは、ビニル、プロペニル、1−ブタ−3−エニル、1−ペンタ−3−エニル、1−ヘキソ−5−エニル、等を含む2〜10炭素原子及び少なくとも1つの二重結合を有するアルケニル、さらに好ましくは、3〜5炭素原子を有する低級アルケニルのことである。
本発明で使用される用語「ハロゲン」とはF、Cl、Br及びI原子のことである。
本発明で使用される用語「シクロアルキル」とは、3、4、5、6、7、8、9又は10炭素原子を有する飽和環状炭素基のことである。この基の例は、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、等を含む。
本発明で使用される用語「アリール」とは、好ましくは6〜10炭素原子、すなわち、6、7、8、9又は10炭素原子を有する少なくとも1つの不飽和芳香環を含む任意選択で置換された単環式又は二環式不飽和芳香族系のことである。本発明のアリールの例は、フェニル、ナフチル、1,2,3,4−テトラヒドロナフチル、インデニル及び同類のものを含む。
本発明では、アリールホルミルアルキルとは、

例えば、

例えば、

のことであり、アルキル又はC1〜10アルキルの定義は上記の通りである。
本発明では、

は、例えば、

であり、m及びnはそれぞれが独立して0、1、2、又は3である。
本発明のいくつかの実施形態では、生体試料は全血試料、胚腎臓細胞試料、脳組織試料、腫瘍組織試料(例えば、乳がんの腫瘍組織試料)、尿試料、及び唾液試料から選択される。
本発明のいくつかの実施形態では、生体試料は脊椎動物、例えば、ヒト、マウス、ウシ、ヒツジ、ウマ、ブタ、サル、及び同類のものなどの哺乳動物に由来する。
本発明では、核酸は、DNA及び/又はRNAを含み、DNAはゲノムDNA、cDNA、プラスミドDNA、等を含むがこれらに限定されず、RNAはmRNA、tRNA、rRNA、siRNA、miRNA、hnRNA、等を含むがこれらに限定されない。
本発明では、ポリペプチドとは一般には、10を超えるアミノ酸分子の脱水縮合により形成される化合物のことであり、アミノ酸の数が50又は100よりも多い場合にはタンパク質とも呼ばれる。
本発明では、沈殿剤とは核酸及び/又はポリペプチド分子の溶解性に影響を及ぼす化合物のことである。本発明のいくつかの実施形態では、沈殿剤は塩化リチウム、水酸化リチウム、スルホサリチル酸、及び5−((4−(ジメチルアミノ)フェニル)メチレン)−2−チオキソ−4−チアゾリジノンを含むがこれらに限定されない、生体試料から核酸及び/又はポリペプチド分子の沈殿を促進することが可能な物質のことであり、その濃度は、例えば、0.1、0.5、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2、2.4、2.6、2.8、3.0、3.2、3.4、3.6、3.8、4.0、4.2、4.4、4.6、4.8、及び5.0Mなどの0.05〜5Mである。
本発明では、低級アルコールは比較的短い直鎖又は分岐炭素鎖を有し、例えば、炭素鎖の長さは8、7、6、5、4、又は3炭素原子以下であり、低級アルコールの濃度は、例えば、5%、10%、15%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%、30%、31%、32%、33%、34%、35%、36%、37%、38%、39%、40%、41%、42%、43%、44%、45%、46%、47%、48%、49%、及び50%(v/v)などの5〜50%(v/v)である。
本発明では、カオトロープの種類は当技術分野では周知であり、生物学的巨大分子を妨げる、例えば、ポリペプチド、タンパク質、核酸(DNA及び/又はRNAを含む)及び同類のものの二次、三次若しくは四次構造の形成を妨げる、又は生物学的巨大分子を変性させることが可能な物質のことであり、当業者であれば特定の生体試料に応じて特定のカオトロープを選択することが可能であり、カオトロープの濃度は、例えば、0.1、0.5、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2、2.4、2.6、2.8、3.0、3.2、3.4、3.6、3.8、4.0、4.2、4.4、4.6、4.8、5.0Mなどの0.05〜5Mである。
本発明では、式Iの化合物は、例えば、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%、4.5%、5.0%、5.5%、6.0%、6.5%、7.0%、7.5%、8.0%、8.5%、9.0%、9.5%、10.0%(w/v又はv/v)などの0.1%〜10%(w/v又はv/v)の量で含まれる。
本発明では、式Iの化合物は、液体、固体又は強粘液状態でもよく、したがって、その量又は濃度を表す単位はw/v又はv/vである。
本発明のいくつかの実施形態では、生体試料を貯蔵するための組成物と生体試料の体積比は、例えば、6対1、5対1、4対1、3対1、2対1、1対1、1対2、1対3、1対4、1対5、1対6などの10対1〜1対10である。
本発明のいくつかの実施形態では、生体試料を貯蔵するための組成物のpH値は、生体試料に応じて調整することが可能であり、その調整方法は当業者には周知であり、例えば、pHは3〜10であり、RNAの貯蔵の場合は、pHは3.0〜8.0、例えば、3.2、3.5、3.7、4.0、4.2、4.5、4.7、5.0、5.3、5.5、5.8、6.0、6.3、6.5でもよく、DNAを貯蔵する場合は、pHは5.0〜10.0、例えば、6.0〜9.0、例えば、6.3、6.5、6.8、7.0、7.4、7.8、8.0、8.2、8.4、8.6、8.8、9.0でもよい。
本発明の実施形態では、本発明に従った組成物が生体試料を貯蔵するのに使用される場合、この組成物は生体試料を非凍結条件下で、例えば、長時間安定的に貯蔵することが可能であり、貯蔵期間は、例えば、1日、3日、7日、10日、20日、30日、40日、50日、60日、70日、90日若しくは180日よりも長く、又は少なくとも1、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24カ月、又は、例えば、少なくとも1、2、3、4、5年である。
本発明のいくつかの実施形態では、生体試料が本発明に従った組成物と一緒に前記期間貯蔵された場合には、生体試料中のDNA分子は、−20℃又は−80℃で貯蔵された試料中のDNA分子と比べた場合、少なくとも70%を超える、例えば、80%、85%、90%、95%、100%の完全性を有し、生体試料中のRNA分子は、−80℃で貯蔵された試料中のRNA分子と比べた場合、少なくとも70%を超える、例えば、80%、85%、90%、95%、100%の完全性を有し、生体試料中のポリペプチド分子は、−20℃又は−80℃で貯蔵された試料中のポリペプチド分子と比べた場合、少なくとも70%を超える、例えば、80%、85%、90%、95%、100%の完全性を有する。
本発明では、凍結条件とは、0℃未満の条件、すなわち、−10℃、−20℃、−30℃、−40℃、−50℃、−60℃、−70℃、及び−80℃などの当業者であれば一般に使用している生体試料の貯蔵のための温度条件のことである。
本発明の実施形態では、非凍結条件とは室温、例えば、20〜27℃のことであるが、この温度は、地理的位置、季節及び周囲の環境に応じて、例えば、15〜19℃又は18〜23℃から22〜29℃又は28〜32℃と変えることができる。
アガロースゲル電気泳動図を示す図である。 アガロースゲル電気泳動図を示す図である。 は16S rDNA分析方法の流れ図を示す図である。 属レベルでのそれぞれの2つの試料間の相関を示す図である(Excel CORREL機能を用いて)。属レベルでのそれぞれの種の相対的存在量(表5−1、5−2、5−3)に従えば、それぞれの2つの試料間の相関係数が計算され、表6−1、6−2、6−3における計算された相関係数を比較することによりグレースケールが高くなるに従って、相関係数も高くなり、これとは対照的に、グレースケールが低くなるに従って、相関係数は低くなる。限定された細胞サイズのせいで、値は「1」又は「0」で示され、相関係数が≧0.5の場合、「1」で表され、相関係数が<0.5の場合、「0」で表される。 異なる条件下で貯蔵されたヒト全血試料から抽出されたDNAのアガロースゲル電気泳動図を示す図である。ヒト全血試料は先ず3つの異なる比で配合1.1若しくは配合1.3の安定化剤と混合し、次に室温で貯蔵した、又は安定化剤なしで室温で直接貯蔵した(NP)、又は安定化剤なしで−80℃で貯蔵した。10日後、Qia Amp精製ミニキット(Qiagen、Valencia、CA)を使用することによりDNAを試料から抽出し、0.8%アガロースゲル上で電気泳動にかけた。 異なる条件下で貯蔵されたヒト全血試料から抽出されたDNAのアガロースゲル電気泳動図を示す図である。ヒト全血試料は先ず3つの異なる比で配合1.1若しくは配合1.3の安定化剤と混合し、次に室温で貯蔵した、又は安定化剤なしで室温で直接貯蔵した(NP)、又は安定化剤なしで−80℃で貯蔵した。20日後、DNAを試料から抽出し、0.8%アガロースゲル上で電気泳動にかけた。 異なる条件下で貯蔵されたヒト全血試料から抽出されたDNAの総量を示す図である。ヒト全血試料は先ず特定の比で配合1.1若しくは配合1.3の安定化剤と混合し、次に室温で貯蔵した、又は安定化剤なしで室温で直接貯蔵した(NP)、又は安定化剤なしで−80℃で貯蔵した。20日後、DNAを試料から抽出し、DNA濃度は分光光度計により決定した。 異なる条件下で貯蔵されたヒト全血試料から抽出されたDNAのアガロースゲル電気泳動図を示す図である。ヒト全血試料は先ず特定の比で配合1.1又は配合1.3の安定化剤と混合し、次に模擬輸送過程後10日間室温で貯蔵した、又は安定化剤なしで模擬輸送過程後10日間室温で貯蔵した(NP)、又は安定化剤なしで−80℃で貯蔵した。貯蔵後、DNAを試料から抽出し、0.8%アガロースゲル上で電気泳動にかけた。 異なる条件下で貯蔵されたヒト全血試料から抽出されたDNAの総量を示す図である。ヒト全血試料は先ず特定の比で配合1.1若しくは配合1.3の安定化剤と混合し、次に模擬輸送過程後10日間室温で貯蔵した、又は安定化剤なしで模擬輸送過程後10日間室温で直接貯蔵した(NP)、又は安定化剤なしで−80℃で貯蔵した。貯蔵後、DNAを試料から抽出し、DNA濃度は分光光度計により決定した。 異なる条件下で貯蔵されたヒト全血試料から抽出された全RNAのアガロースゲル電気泳動図を示す図である。ヒト全血試料は先ず特定の比でそれぞれ配合1.1〜1.4の安定化剤のうちの1つと混合し、次に室温で貯蔵した、又は安定化剤なしで室温で直接貯蔵した(NP)、又は安定化剤なしで−80℃で貯蔵した。15日後、Ambion RiboPure(商標)血液キットを使用することにより全RNAを試料から抽出し、1%アガロースゲルで電気泳動にかけた。 異なる条件下で貯蔵されたヒト胚腎臓(HEK)293T細胞試料から抽出された全RNAのアガロースゲル電気泳動図を示す図である。ヒト胚腎臓293T細胞試料は先ず特定の比で配合2.5又は配合2.6の安定化剤と混合し、次に室温で貯蔵した、又は安定化剤なしで室温で直接貯蔵した(NP)、又は安定化剤なしで−80℃で貯蔵した。15日後、全RNAを試料から抽出し、1.2%アガロースゲルで電気泳動にかけた。 異なる条件下で貯蔵されたヒト胚腎臓293T細胞試料から抽出されたDNAのアガロースゲル電気泳動図を示す図である。ヒト胚腎臓293T細胞試料は先ず特定の比で配合2.5又は配合2.6の安定化剤と混合し、次に室温で貯蔵した、又は安定化剤なしで室温で直接貯蔵した(NP)、又は安定化剤なしで−80℃で貯蔵した。15日後、DNAを試料から抽出し、1.2%アガロースゲルで電気泳動にかけた。 異なる条件下で貯蔵されたマウス脳組織試料から抽出された全RNAの完全性(RIN)を示す図である。マウス脳組織試料(約25mg)は配合2.4の安定化剤(100μL)を添加して室温で貯蔵した、又は安定化剤なしで室温で直接貯蔵した(NP)、又は安定化剤なしで−80℃で貯蔵した。15又は24日後、全RNAは試料から抽出され、Agilent RNA6000ナノキット及びAgilent2100バイオアナライザー(Agilent Technologies Inc.、Santa Clara、California)を使用することによりRNA完全性について評価した。 異なる条件下で貯蔵されたマウス脳組織試料中のGAPDH、P23及びCdk2遺伝子の転写レベルを示す図である。マウス脳組織試料(約25mg)は配合2.4の安定化剤(100μL)を添加して室温で貯蔵した、又は安定化剤なしで室温で直接貯蔵した(NP)、又は安定化剤なしで−80℃で貯蔵した。15日後、全RNAは試料から抽出され、GAPDH、P23及びCdk2遺伝子の転写レベルはRT−qPCR方法により決定された。 異なる条件下で貯蔵されたマウス脳組織試料から抽出された全タンパク質のポリアクリルアミドゲル電気泳動図を示す図である。先ず、マウス脳組織試料(約25mg)を調製した。試料はPAXgene(商標)組織FIX容器(50ml)に移し固定し、続いてPAXgene組織FIXを取り除き、同じ容器にPAXgene(商標)組織安定化剤(Qiagen、Valencia、CA)を添加し、次に室温で貯蔵した。又は、試料を直接収集管に移し、配合2.4の安定化剤を添加して室温で貯蔵した(表2)、又は安定化剤なしで室温で直接貯蔵した(NP)、又は安定化剤なしで−80℃で貯蔵した。7日後、全タンパク質はSurePrep(商標)キットを使用することにより試料から抽出し、4〜20%勾配ポリアクリルアミドゲルで電気泳動にかけた。 異なる条件下で貯蔵されたマウス脳組織試料から抽出された全タンパク質のウェスタンブロット結果を示す図である。先ず、マウス脳組織試料(約25mg)を調製した。試料はPAXgene(商標)組織FIX容器(50ml)に移し固定し、続いてPAXgene組織FIXを取り除き、同じ容器にPAXgene(商標)組織安定化剤(Qiagen、Valencia、CA)を添加し、次に室温で貯蔵した。又は、試料を直接収集管に移し、配合2.4の安定化剤を添加して室温で貯蔵した(表2)、又は安定化剤なしで室温で直接貯蔵した(NP)、又は安定化剤なしで−80℃で貯蔵した。7日後、全タンパク質は試料から抽出し、4〜20%勾配ポリアクリルアミドゲルで電気泳動にかけた。電気泳動後、タンパク質はニトロセルロース膜上に電気泳動で転写させ、マウスダイニン及びβアクチンに対する抗体を使用することによりウェスタンブロット分析を実行した。 異なる条件下で貯蔵された乳がんの腫瘍組織試料から抽出された全タンパク質のポリアクリルアミドゲル電気泳動図を示す図である。先ず、乳がんの腫瘍組織試料(約25mg)を調製した。試料はPAXgene(商標)組織FIX容器(50ml)に移し固定し、続いてPAXgene組織FIXを取り除き、同じ容器にPAXgene(商標)組織安定化剤(Qiagen、Valencia、CA)を添加し、次に室温で貯蔵した。又は、試料を直接収集管に移し、配合1.37の安定化剤を添加して室温で貯蔵した(表1)、又は安定化剤なしで室温で直接貯蔵した(NP)、又は安定化剤なしで−80℃で貯蔵した。7日後、全タンパク質は試料から抽出し、ポリアクリルアミドゲルで電気泳動にかけた。 異なる条件下で貯蔵されたヒト全血試料から抽出されたDNAのアガロースゲル電気泳動図を示す図である。ヒト全血試料は先ず2つの異なる比でそれぞれ配合2.1〜2.3の安定化剤のうちの1つと混合させ、次に室温で貯蔵した、又は安定化剤なしで室温で直接貯蔵した(NP)、又は安定化剤なしで−80℃で貯蔵した。60日後、DNAは試料から抽出し、0.8%アガロースゲルで電気泳動にかけた。 異なる期間異なる条件下で貯蔵されたヒト全血試料中のFOS遺伝子の転写レベルの変化を示す図である。ヒト全血試料は配合2.4の安定化剤を添加して室温で貯蔵した、又は安定化剤なしで室温で直接貯蔵した(NP)、又は安定化剤なしで−80℃で貯蔵した。試料収集の時点で(すなわち、0日目)、及び1、3及び7日間の貯蔵後、全RNAを試料から抽出し、FOS遺伝子の転写レベルをRT−qPCR方法により決定した。 異なる期間異なる条件下で貯蔵されたヒト全血試料中のIL−1β遺伝子の転写レベルの変化を示す図である。ヒト全血試料は配合2.4の安定化剤を添加して室温で貯蔵した、又は安定化剤なしで室温で直接貯蔵した(NP)、又は安定化剤なしで−80℃で貯蔵した。試料収集の時点で(すなわち、0日目)、及び1、3及び7日間の貯蔵後、全RNAを試料から抽出し、IL−1β遺伝子の転写レベルをRT−qPCR方法により決定した。 貯蔵前の試料と比べた異なる期間異なる条件下で貯蔵されたヒト全血試料中の36の遺伝子の転写レベルの変化を示す図である。ヒト全血試料は3日間又は7日間配合2.4の安定化剤を添加して室温で貯蔵した(図21−C、図21−D)、又はPAXgene(商標)血液RNA管を利用することにより3日間又は7日間室温で貯蔵した(図21−E、図21−F)、又は3日間安定化剤なしで室温で直接貯蔵した(図21−A)、又は7日間安定化剤なしで−80℃で貯蔵した(図21−B)。ハウスキーピング遺伝子PRL13A及びGAPDHは内部標準として使用し、試料収集の時点でのレベルと比べて36の遺伝子の発現レベルの変化をΔΔCq方法により決定した。 貯蔵前の試料と比べた異なる期間異なる条件下で貯蔵されたヒト全血試料中の36の遺伝子の転写レベルの変化を示す図である。ヒト全血試料は3日間又は7日間配合2.4の安定化剤を添加して室温で貯蔵した(図21−C、図21−D)、又はPAXgene(商標)血液RNA管を利用することにより3日間又は7日間室温で貯蔵した(図21−E、図21−F)、又は3日間安定化剤なしで室温で直接貯蔵した(図21−A)、又は7日間安定化剤なしで−80℃で貯蔵した(図21−B)。ハウスキーピング遺伝子PRL13A及びGAPDHは内部標準として使用し、試料収集の時点でのレベルと比べて36の遺伝子の発現レベルの変化をΔΔCq方法により決定した。 貯蔵前の試料と比べた異なる期間異なる条件下で貯蔵されたヒト全血試料中の36の遺伝子の転写レベルの変化を示す図である。ヒト全血試料は3日間又は7日間配合2.4の安定化剤を添加して室温で貯蔵した(図21−C、図21−D)、又はPAXgene(商標)血液RNA管を利用することにより3日間又は7日間室温で貯蔵した(図21−E、図21−F)、又は3日間安定化剤なしで室温で直接貯蔵した(図21−A)、又は7日間安定化剤なしで−80℃で貯蔵した(図21−B)。ハウスキーピング遺伝子PRL13A及びGAPDHは内部標準として使用し、試料収集の時点でのレベルと比べて36の遺伝子の発現レベルの変化をΔΔCq方法により決定した。 貯蔵前の試料と比べた異なる期間異なる条件下で貯蔵されたヒト全血試料中の36の遺伝子の転写レベルの変化を示す図である。ヒト全血試料は3日間又は7日間配合2.4の安定化剤を添加して室温で貯蔵した(図21−C、図21−D)、又はPAXgene(商標)血液RNA管を利用することにより3日間又は7日間室温で貯蔵した(図21−E、図21−F)、又は3日間安定化剤なしで室温で直接貯蔵した(図21−A)、又は7日間安定化剤なしで−80℃で貯蔵した(図21−B)。ハウスキーピング遺伝子PRL13A及びGAPDHは内部標準として使用し、試料収集の時点でのレベルと比べて36の遺伝子の発現レベルの変化をΔΔCq方法により決定した。 貯蔵前の試料と比べた異なる期間異なる条件下で貯蔵されたヒト全血試料中の36の遺伝子の転写レベルの変化を示す図である。ヒト全血試料は3日間又は7日間配合2.4の安定化剤を添加して室温で貯蔵した(図21−C、図21−D)、又はPAXgene(商標)血液RNA管を利用することにより3日間又は7日間室温で貯蔵した(図21−E、図21−F)、又は3日間安定化剤なしで室温で直接貯蔵した(図21−A)、又は7日間安定化剤なしで−80℃で貯蔵した(図21−B)。ハウスキーピング遺伝子PRL13A及びGAPDHは内部標準として使用し、試料収集の時点でのレベルと比べて36の遺伝子の発現レベルの変化をΔΔCq方法により決定した。 貯蔵前の試料と比べた異なる期間異なる条件下で貯蔵されたヒト全血試料中の36の遺伝子の転写レベルの変化を示す図である。ヒト全血試料は3日間又は7日間配合2.4の安定化剤を添加して室温で貯蔵した(図21−C、図21−D)、又はPAXgene(商標)血液RNA管を利用することにより3日間又は7日間室温で貯蔵した(図21−E、図21−F)、又は3日間安定化剤なしで室温で直接貯蔵した(図21−A)、又は7日間安定化剤なしで−80℃で貯蔵した(図21−B)。ハウスキーピング遺伝子PRL13A及びGAPDHは内部標準として使用し、試料収集の時点でのレベルと比べて36の遺伝子の発現レベルの変化をΔΔCq方法により決定した。 異なる条件下で貯蔵したヒト全血試料から抽出した全RNAの完全性(RIN)を示す図である。ヒト全血試料は3日間又は7日間配合2.4の安定化剤を添加して室温で貯蔵した、又はPAXgene(商標)血液RNA管を利用することにより3日間又は7日間室温で貯蔵した、又は3日間安定化剤なしで室温で直接貯蔵した、又は7日間安定化剤なしで−80℃で貯蔵した。貯蔵後、全RNAを試料から抽出し、RNA完全性について評価した。 異なる条件下で貯蔵したヒト全血試料中のFOS及びIL−1β遺伝子のRT−qPCR分析結果を示す図である。ヒト全血試料はそれぞれ配合2.10〜2.14の安定化剤のうちの1つを添加して室温で貯蔵した、又はPAXgene(商標)血液RNA管を利用することにより室温で貯蔵した、又は安定化剤なしで室温で直接貯蔵した(NP)、又は安定化剤なしで−80℃で貯蔵した。7日後、時間「0」での(すなわち、試料収集の時点での)レベルと比べたFOS及びIL−1β遺伝子の転写レベルの変化はRT−qPCR方法により決定した。 異なる条件下で貯蔵したヒト全血試料中のFOS、IL−1β、IL−16及び18S rRNA遺伝子のRT−qPCR分析結果を示す図である。ヒト全血試料はそれぞれ配合2.10〜2.14の安定化剤のうちの1つを添加して室温で貯蔵した、又はPAXgene(商標)血液RNA管を利用することにより室温で貯蔵した、又は安定化剤なしで室温で直接貯蔵した(NP)、又は安定化剤なしで−80℃で貯蔵した。14日後、時間「0」での(すなわち、試料収集の時点での)レベルと比べたFOS、IL−1β、IL−16及び18S rRNA遺伝子の転写レベルの変化はRT−qPCR方法により決定した。 異なる条件下で貯蔵されたヒト全血試料から抽出されたDNAのアガロースゲル電気泳動図を示す図である。ヒト全血試料はそれぞれ配合2.9〜2.20の安定化剤のうちの1つを添加して室温で貯蔵した、又は安定化剤なしで室温で直接貯蔵した(NP)、又は安定化剤なしで−80℃で貯蔵した。186日後、DNAは試料から抽出し、0.8%アガロースゲルで電気泳動にかけた。 異なる条件下で貯蔵されたヒト尿試料から抽出されたDNAのアガロースゲル電気泳動図を示す図である。ヒト尿試料はそれぞれ配合2.6〜2.8の安定化剤のうちの1つを添加して室温で貯蔵した、又は安定化剤なしで室温で直接貯蔵した(NP)、又は安定化剤なしで−80℃で貯蔵した。30日後、DNAは試料から抽出し、1.2%アガロースゲルで電気泳動にかけた。 異なる条件下で貯蔵されたヒト尿試料から抽出された全RNAのアガロースゲル電気泳動図を示す図である。ヒト尿試料はそれぞれ配合2.6〜2.8の安定化剤のうちの1つを添加して室温で貯蔵した、又は安定化剤なしで室温で直接貯蔵した(NP)、又は安定化剤なしで−80℃で貯蔵した。30日後、全RNAは試料から抽出し、1.2%アガロースゲルで電気泳動にかけた。 異なる条件下で貯蔵されたヒト唾液試料から抽出されたDNAのアガロースゲル電気泳動図を示す図である。ヒト唾液試料はそれぞれ配合2.5〜2.8の安定化剤のうちの1つを添加して室温で貯蔵した、又は安定化剤なしで室温で直接貯蔵した(NP)、又は安定化剤なしで−80℃で貯蔵した。30日後、DNAは試料から抽出し、1.2%アガロースゲルで電気泳動にかけた。 異なる条件下で貯蔵されたヒト唾液試料から抽出された全RNAの完全性(RIN)を示す図である。この唾液試料はそれぞれ配合2.5〜2.8の安定化剤のうちの1つを添加して室温で貯蔵した、又は安定化剤なしで室温で直接貯蔵した(NP)、又は安定化剤なしで−80℃で貯蔵した。30日後、全RNAは試料から抽出し、RNA完全性について評価した。
本発明の実施形態は以下の実施例を組み合わせることにより説明される。しかし、当業者であれば、以下の実施例は、本発明を説明することのみを目的としており、本発明の範囲を限定するとは見なされないことを理解している。実施例において具体的条件が示されていない場合には、実施例は従来の条件又は製造業者が推奨する条件に従って実行される。試薬又は装置は、その製造元を示してはいないが、市販されている従来製品である。
以下の実施例では、標準的細胞及び分子生物学技術が使用され、この技術は実質的に公知の方法に基づいている(例えば、Sambrook、J.、Fritsch、E.F.及びManiatis、1.(1989)Molecular Cloning:A Laboratory Manual、Cold Spring Harbor Laboratory Press、New York;Current Protocols、Nucleic Acid Chemistry、Molecular Biology、Wiley and Sons、2003;Current Protocols、Protein Sciences、Cell Biology、Wiley and Sons、2003)。他の方法で明記されていなければ、以下の実施例において使用される試薬はすべてSigma Aldrich Company(St.Louis、MO)から購入した。
生体試料中の核酸及びポリペプチド分子の貯蔵のための安定化剤の配合は以下の表1及び表2に例示されており、配合番号は実施例において使用される安定化剤の配合番号と一致している。







実施例1
1.糞便試料:新鮮な糞便試料は健康なボランティアにより提供され、同一片の糞便試料は30アリコートに分割し、それぞれのアリコートの湿重量は約0.2gであった。
2.貯蔵方法:3アリコートを冷蔵庫に−80℃で直接貯蔵した(対照群);9アリコートは、アリコートごとに500μLのStool DNA安定化剤(市販の安定化剤)を添加して貯蔵した(B−Bridge International Companyより購入)(群1);9アリコートは、アリコートごとに配合2.37(表2)の安定化剤を500μL添加して貯蔵し(群2);9アリコートは安定化剤なしで貯蔵した(群3)。
群1、2及び3の試料は3つの温度(室温/25℃、4℃、−20℃)でそれぞれ1日間、3日間、及び7日間貯蔵し、次に−80℃の冷蔵庫に置いた。
試料はこのA−B−Cの様式で命名され、Aは安定化剤の配合番号(N:安定化剤なし、4:Stool DNA安定化剤(市販の安定化剤)、6:配合2.37)であり、Bは貯蔵温度(N:室温、4:4℃、20:−20℃)であり、Cは貯蔵期間(単位:日)である。対照群は−80℃で貯蔵される。
3.糞便からの全ゲノムDNAの抽出:全ての試料の貯蔵後、糞便からの全ゲノムDNAの抽出を同時に実行し、DNA抽出方法は上記と同じであった(Manichanh,C.ら、Reduced diversity of fecal microbiota in Crohn’s disease revealed by a metagenomic approach.Gut 55、205〜211頁、doi:gut.2005.073817[pii]10.1136/gut.2005.073817(2006)、これは参照により本明細書に組み込まれる)。
4.DNA濃度の決定:DNA濃度は蛍光定量化器具(Qubit Fluorometer)及び検査キット(Qubit(登録商標) dsDNA BR)を使用することにより決定し、詳細なステップは製造業者の説明書に従って実施し、結果を表3に示す。
5.試料完全性の判定:試料完全性はアガロースゲル電気泳動により判定し、試料は分離のために1%アガロースゲルに充填し(決定濃度×充填量=100±1.5ng、表4参照)、150Vの定電圧で40分間のゲル電気泳動後、紫外線(UVI)画像処理システムにより写真を撮った。電気泳動図は図1及び図2に示されている。
安定化剤を添加した群(群1、群2)から抽出されDNAと安定化剤なしの群(群3)から抽出されたDNAの間の電気泳動図には有意差があることを見出すことができ、安定化剤なしの試料から抽出されたDNA(試料ウェル番号19〜27)の電気泳動バンドは、比較的にじんでおり、尾部が小さい断片方向に向かっていることから、安定化剤なしの試料中でのDNAが比較的激しく分解したことが示される。主電気泳動バンドのシグナル強度に照らして、安定化剤のある群での試料から抽出されたDNA(試料ウェル番号1〜18)の主バンドは強い強度を有している一方、安定化剤なしの群での主バンドは強度が弱く、特に、その強度は試料N−N−7(試料ウェル番号21)では消えていく傾向があり、これは安定化剤により試料中のより多くのDNAが未分解である長鎖状態を維持することができることも明らかにしていた。上記結果によれば、本発明の安定化剤は試料完全性を有意に保持することが可能であることが示されている。
実施例2
実施例1において得られたそれぞれの試料から抽出したDNAについてのライブラリーを構築し(インサートサイズ≦800bp)、次に試料あたり8Mbの塩基配列決定データを用いてIon PGM及び318−v2チップを使用して、16S rDNA遺伝子のV4及びV5領域のメタゲノミクス塩基配列決定を実行し、詳細なステップは製造業者の説明書に従って実施した。
塩基配列決定結果に基づいて、試料のそれぞれは微生物構成(パーセンテージ)について分析され、試料間の相関は属レベルで計算された(Excel CORREL機能を使用して)。
16S rDNA分析方法:
1.配列決定装置
Ion Torrent PGM(Personal Genome Machine)
2.塩基配列決定戦略
16S rDNA遺伝子のV4〜V5領域の配向塩基配列決定(逆方向:V5→V4)
3.ソフトウェア
mothur v.1.33.3(http://www.mothur.org)
4.16S rDNAデータベース
RDP(Ribosomal Database Project、http://rdp.cme.msu.edu/)
Silva(http://www.arb−silva.de/)
5.分析過程
16S rDNA遺伝子の高頻度可変性領域についての塩基配列決定技術を使用することにより、16S rDNAのV4〜V5領域のPCR産物を塩基配列決定した。塩基配列決定によって得られるフィルター処理された読取りデータは16S rDNAデータベースSilvaに整列させ、次に、整列させた読取りデータはOTUクラスタリングにかけ、種分類に関する情報はRDPデータベースアノテーションに従って得られ、続いて多様性分析などの他の分析を行った。分析過程は図3に示されている。図4は属レベルでのそれぞれの2つの試料間の相関を示している(表6−1、6−2、6−3参照)。属レベルでのそれぞれの種の相対的存在量に従って(表5−1、5−2、5−3)、それぞれの2つの試料間の相関係数を計算した。
6.結果分析
属レベルでのそれぞれの2つの試料間の相関に照らして、Stool DNA安定化剤(市販の安定化剤)と一緒に貯蔵された群と比べると、配合2.37の安定化剤と一緒に貯蔵された群は対照群とより類似しており(平均で0.9829対0.9676)、属レベルでの結果と貯蔵温度又は期間の間の相関はこの群内でのほうが高い(平均で0.9937対0.9862)。安定化剤なしの負の対照群(群3)が対処群と相関関係を保つことが可能なのは−20℃の貯蔵条件でのみである(平均で0.9966)。したがって、上記結果によれば、本発明の安定化剤は生体試料(糞便)中のDNA分子の完全性及び安定性を長時間保持することが可能であり、貯蔵において先行技術の製品よりも優れた効果を有することが示されている。

















実施例3 血液試料の貯蔵
新鮮な血液(全血)試料を抗凝固剤K−EDTAを含有する遠心管に収集し、それぞれ配合1.1又は配合1.3の安定化剤(表1)と特定の比で混合した。例えば、比が2対1である場合、100μLの血液と50μLの安定化剤をマイクロ遠心管に添加し、ボルテックス下で混合した。例えば、比が4対1である場合、100μLの血液と25μLの安定化剤をボルテックス下で混合した。例えば、比が8対1である場合、100μLの血液と12.5μLの安定化剤をボルテックス下で混合した。複数の混合試料を検出時点毎に調製し、室温で貯蔵した。室温で貯蔵した100μLの血液試料を無防備対照試料(NP)として使用し、−80℃で貯蔵した100μLの血液試料を凍結対照試料として使用した。10日後、DNAはQIAamp(商標)精製ミニキット(Qiagen、Valencia、CA)を使用することにより抽出し、詳細なステップは血液試料の製造業者の説明書に従って実施した。さらに、実験はすべて2通り実施した。最後に、抽出により得られたゲノムDNAは100μLの溶出剤を用いて溶出した。溶出後、10μLの溶出液を臭化エチジウム含有0.8%アガロースゲルの試料ウェル中に充填した。120Vでの40分間の電気泳動後、紫外線(UVI)画像処理装置により写真を撮った。電気泳動図は図5に示されている。
結果によれば、異なる比で安定化剤と混合され室温で貯蔵された血液試料から得られたDNAのほうが電気泳動図において明確に分離されたバンドを示しており、安定化剤なしで室温で貯蔵された試料から得られたDNAでは、電気泳動のバンドはぼやけておりわずかににじんでいたことが示されている。
実施例4 室温で20日間貯蔵された血液試料中のDNAの安定性
新鮮な血液(全血)試料を抗凝固剤K−EDTAを含有する遠心管に収集し、それぞれ配合1.1又は配合1.3の安定化剤(表1)と特定の比で混合した。室温での20日間の貯蔵後、DNA抽出を実行した。さらに、安定化剤なしで室温で貯蔵された試料(NP)及び安定化剤なしで−80℃で貯蔵された試料は対照試料として使用した。すべての試料から抽出したDNAは100μLの溶出剤を用いて溶出した。溶出後、10μLの溶出液を臭化エチジウム含有0.8%アガロースゲルの試料ウェル中に充填した。120Vでの40分間の電気泳動後、紫外線(UVI)画像処理システムにより写真を撮った。電気泳動図は図6に示されている。結果によれば、それぞれ配合1.1又は配合1.3の安定化剤と特定の比で混合され、室温で20日間貯蔵された血液試料から得られたDNAのほうが電気泳動図において明確に分離されたバンドをまだ示しており、安定化剤なしで貯蔵された試料から得られたDNAでは電気泳動のバンドは激しくにじんでいたことが示されており、DNAが激しく分解されていることを示していた。
DNA濃度はBiotek Synergy 2 Readerにより260nmでの紫外線スペクトルから決定した。4対1の比で安定化剤と一緒に貯蔵された試料の結果は対照試料の結果と比較され、図7及び表7に示されている。結果によれば、室温で安定化剤と一緒に貯蔵された試料から得られたDNAの総量は−80℃で貯蔵された試料から得られたDNAの総量に匹敵して有意差はなく、室温で安定化剤なしで貯蔵された試料から得られたDNAの総量は有意に低かったことが示されている。
実施例5 非冷凍貯蔵血液試料中のDNAの安定性
新鮮な血液(全血)試料を抗凝固剤K−EDTAを含有する遠心管に収集し、それぞれ配合1.1又は配合1.3の安定化剤(表1)と異なる比で混合した。さらに、安定化剤なしで室温で貯蔵された試料(NP)及び安定化剤なしで−80℃で貯蔵された試料は対照試料として使用した。次に、模擬輸送過程を実施し、そのステップは以下の通りであった。
a)室温で2日間貯蔵した;
b)45℃で2日間貯蔵した;
c)室温で3日間貯蔵した;
d)−20℃で2日間貯蔵した;
e)室温で3日間貯蔵した、及び
f)45℃で2日間貯蔵した。
上記ステップで処理後、血液試料は室温で10日間さらに貯蔵され、続いてDNAを抽出した。全ての試料由来のDNAは100μLの溶出剤を用いて溶出した。溶出後、10μLの溶出液を臭化エチジウム含有0.8%アガロースゲルの試料ウェル中に充填した。120Vでの50分間の電気泳動後、紫外線(UVI)画像処理システムにより写真を撮った。電気泳動図は図8に示されている。DNA濃度はBiotek Synergy 2 Readerにより260nmでの紫外線スペクトルから決定した。4対1の比で安定化剤と一緒に貯蔵された試料の結果は対照試料の結果と比較され、図9及び表8に示されている。
結果によれば、それぞれ配合1.1又は配合1.3の安定化剤(表1)と異なる比で混合され、模擬輸送過程を経た血液試料から得られたDNAのほうが電気泳動図においてはっきりと分離されたバンドを示し、その総量は−80℃で貯蔵された対照試料において得られたDNAの総量に匹敵しており、安定化剤なしで室温で貯蔵された試料から得られたDNAでは電気泳動バンドは激しくにじんでおり、DNAの総量も比較的低いことが示されており、DNAが激しく分解されていることを示している。
実施例6 室温で15日間貯蔵された血液試料中のRNAの安定性
ボランティアから収集した血液(全血)試料を抗凝固剤K−EDTAを含有する真空採血管に入れ、それぞれ配合1.1〜1.4の安定化剤(表1)のうちの1つと2対1又は4対1の比で混合した。ボルテックス下での混合後、試料は室温で貯蔵した。室温で貯蔵された300μLの血液試料は無防備対照試料(NP)として使用し、−80℃で貯蔵された300μLの血液試料は凍結対照試料として使用した。室温での15日間の貯蔵後、試料は14000gの遠心力で5分間遠心分離し、上澄みを取り除いた。沈殿物をAmbion RiboPure(商標)血液キット(Ambion、Austin、TX)由来の溶解緩衝液(800μL)及び酢酸ナトリウム溶液(50μL)に十分に混合させることにより溶解させ、次にキットの説明書に従って、RNAを血液試料から抽出した。RNA抽出は、試料を解凍後−80℃で安定化剤なしで貯蔵した試料において及び室温で安定化剤なしで貯蔵した試料においても実行した。抽出されたRNAは臭化エチジウム含有1%アガロースゲルの試料ウェルに充填した。150Vで35分間の電気泳動後、紫外線(UVI)画像処理システムにより写真を撮った。電気泳動図は図10に示されている。
結果によれば、室温で安定化剤なしで貯蔵された試料から得られたRNAが完全に分解しており、このRNAはレーンにおいて激しくにじんでおり、RNAバンドは観察されなかったことが示されている。これとは対照的に、室温で安定化剤と一緒に貯蔵された試料から得られたRNAは電気泳動図において明瞭なバンド(18S及び28S rRNAの2つの主要バンドを含む)を示しており、比較的高い完全性であった。
実施例8 293T細胞におけるゲノムDNA及びRNAの安定性
ヒト胚腎臓(HEK)293T細胞(ATCC、Manassas、Virginia、USA)を標準細胞培養方法により培養し、こうして得られた細胞は洗浄した。細胞はそれぞれ配合2.5又は配合2.6の安定化剤(表2)と2対1、4対1及び8対1の比で混合させ、室温で貯蔵した。さらに、安定化剤なしで等量の細胞を含有する2つの試料を対照として使用し、1つは室温で貯蔵され(NP)、もう1つは−80℃で貯蔵された。全ての試料の15日間の貯蔵後、ゲノムDNA及び全RNAはRNAqueous(商標)キット(Ambion Company、Austin、Texas)を使用することにより抽出され、詳細なステップは製造業者の説明書に従って実施した。得られた核酸試料は1.2%アガロースゲル電気泳動により検出された。RNA電気泳動図(図11)は、室温で安定化剤なしで貯蔵された試料ではRNAは完全に分解しており、独立したRNAバンドは観察されず、これとは対照的に、室温で配合2.5又は配合2.6の安定化剤と一緒に貯蔵された試料の電気泳動図では、RNAは比較的明瞭なバンド(18S及び28S rRNAの2つの主要バンドを含む)を有しており、その完全性は−80℃で安定化剤なしで貯蔵された試料中のRNAの完全性に匹敵するか、それよりもずっとよいことを示している。DNA電気泳動図(図12)は、室温で配合2.5又は配合2.6の安定化剤と一緒に貯蔵された試料の電気泳動図では、DNAはより明瞭に分離された強力なバンドを有しており、このバンドは−80℃で貯蔵された試料中のDNAのバンドと同程度に良好であり、室温で安定化剤なしで貯蔵された試料中では、DNAは激しく分解しており、バンドは激しくにじんでいたことを示している。
実施例9 室温で貯蔵されたマウス脳組織の試料中のRNA及びタンパク質の安定性
実験動物組織の収集のための既存の過程に従って、マウス脳組織の新鮮な試料(試料ごとに約25mg)を入手し、別々に遠心管に貯蔵し、それぞれ4つの方法で貯蔵した。1つはいかなる安定化剤もない貯蔵を指し、1つは配合2.5の安定化剤を100μL添加した貯蔵を指し、1つは配合2.6の安定化剤を100μL添加した貯蔵を指し(表2)、3つの方法により処理された試料は室温で貯蔵され、最後の1つは対照として−80℃でのいかなる安定化剤もない貯蔵を指した。全ての処理は2通り実施され、試料は一致する条件下で15日間又は24日間貯蔵した。貯蔵後、全RNAはRNAqueous(商標)キット(Ambion Company、Austin、Texas)を使用することにより前記試料のそれぞれから抽出され、詳細なステップは製造業者の説明書に従って実施された。RNA完全性は、Agilent RNA 6000ナノキット及びAgilent 2100バイオアナライザー(Agilent Technologies Inc.、Santa Clara、California)を使用することにより評価し、結果はRIN(RNA完全性)として表された。
15日後、RINの平均値は、室温で配合2.5及び配合2.6の安定化剤と一緒に貯蔵した試料中のRNAについてそれぞれ8.1及び8.3であり、これらの値は、−80℃で貯蔵された試料中のRNAについてのRINの平均値(8.6)よりもわずかに低く、室温で安定化剤なしで貯蔵された試料中のRNAについてはRINの平均値はわずか3.2であった。24日後、RINの平均値は、室温で配合2.5及び配合2.6の安定化剤と一緒に貯蔵した試料中のRNAについてそれぞれ7.4及び7.7であり、これらの値は、−80℃で貯蔵された試料中のRNAについてのRINの平均値(8.0)に近く、室温で安定化剤なしで貯蔵された試料中のRNAについてはRINの値はわずか2.6であった。
上記の方法により調製されたマウス脳組織の試料(試料ごとに約25mg)を室温で配合2.4の安定化剤(表2)と一緒に貯蔵した、又は室温で安定化剤なしで貯蔵した(NP)、又は−80℃で安定化剤なしで貯蔵した。15日後、全RNAは試料のそれぞれから抽出した。マウスGAPDH、P23及びCdk2のcDNA断片を使用して特異的プライマーを設計し、リアルタイム定量的PCR(RT−qPCR)分析を実施した。250pg、2.5ng又は25ngを逆転写において使用し、標準定量的PCR方法により増幅させ、RNA試料に対して比較分析を実施した。結果(図14)によれば、室温での配合2.4の安定化剤と一緒の15日間の貯蔵後、3つの遺伝子の転写レベルは−80℃で貯蔵された対照の転写レベルに匹敵し、室温で安定化剤なしで貯蔵された試料では、3つの遺伝子の転写レベルは大いに増強されていたことが示されている。
上記の方法により調製されたマウス脳組織の試料(試料ごとに約25mg)はPAXgene(商標)組織FIX容器(50ml)に移して固定し、続いてPAXgene組織FIXを取り除いてPAXgene(商標)組織安定化剤(Qiagen、Valencia、CA)を同じ容器に添加し、次に室温で貯蔵した。又は、試料は直接収集管に移し、室温で配合2.4の安定化剤(表2)と一緒に貯蔵した、又は室温で安定化剤なしで貯蔵した(NP)、又は−80℃で安定化剤なしで貯蔵した。7日後、SurePrep(商標)キット(Fisher Scientific、Pittsburgh、PA)を使用することにより前記試料のそれぞれからタンパク質を抽出し、詳細なステップは製造業者の説明書に従って実施した。タンパク質濃度はPierce BCA分析キット(Thermo Fisher Scientific、Rockford、IL)により決定した。等量のタンパク質抽出物を4〜20%勾配トリスグリシンポリアクリルアミドゲル(Invitrogen、Carlsbad、CA)上で電気泳動にかけた。電気泳動後、タンパク質はニトロセルロース膜に電気泳動で転写させ、Ponceau S溶液で染色した。ウェスタンブロット分析は、マウスダイニン及びβアクチンについて抗体を使用することにより実行した。
Ponceau Sで染色することにより、電気泳動図では、配合2.4の安定化剤と一緒に貯蔵した試料中のタンパク質抽出物を表すバンドは、安定化剤PAXgene(商標)組織安定化剤濃縮物と一緒に貯蔵した試料中のバンドよりもはっきりして明瞭であり(図15)、電気泳動図では、室温で安定化剤なしで貯蔵した試料中のタンパク質を表すバンドは弱く、にじんでいた。ウェスタンブロット分析(図16)によれば、室温で配合2.4の安定化剤と一緒に貯蔵した試料中のタンパク質抽出物中のダイニンの含有量は−80℃で安定化剤なしで貯蔵した試料中のタンパク質抽出物中のダイニンの含有量と実質的に一致しており、そのバンドの強度は匹敵していたが、室温で安定化剤PAXgene(商標)組織安定化剤濃縮物と一緒に貯蔵した試料中のタンパク質抽出物では、ダイニンの含有量は低くバンドの強度は低く、室温で安定化剤なしで貯蔵した試料中のタンパク質抽出物では、ダイニンの含有量ははるかに低くバンドは明白ではなかったことが示されている。3つの条件下で貯蔵された試料由来のタンパク質抽出物では、アクチンを表すバンドはウェスタンブロットにおいてはっきりと検出することができた。その上、配合2.4の安定化剤は組織試料中のタンパク質の貯蔵では安定化剤PAXgene(商標)組織安定化剤濃縮物よりも優れた効果があったが、室温で安定化剤なしで貯蔵された試料中のタンパク質抽出物を表すバンドのほうは弱く、貯蔵における効果は最悪であった。
実施例10 室温でのヒト乳がんの腫瘍試料中のタンパク質の安定性
上記の方法により調製されたヒト乳がんの試料(試料ごとに約25mg)はPAXgene(商標)組織FIX容器(50ml)に移して固定し、続いてPAXgene組織FIXを取り除いてPAXgene(商標)組織安定化剤(Qiagen、Valencia、CA)を同じ容器に添加し、次に室温で貯蔵した。又は、試料は直接収集管に移し、室温で配合1.37の安定化剤(表1)と一緒に貯蔵した、又は室温で安定化剤なしで貯蔵した(NP)、又は−80℃で安定化剤なしで貯蔵した。7日間の貯蔵後、タンパク質を上記の方法によって抽出し、タンパク質抽出物は電気泳動による分離にかけた。ニトロセルロース膜への電気泳動による転写後、アミノブラックを染色のために使用した。結果は図17に示されている。結果によれば、室温で配合1.37の安定化剤と一緒に貯蔵した試料中のタンパク質抽出物は電気泳動図では複数の明瞭なバンドを有していたことが示されている。比較すると、配合1.37の安定化剤と一緒に貯蔵した試料を表すバンドのほうが、安定化剤PAXgene(商標)組織安定化剤濃縮物と一緒に貯蔵した試料を表すバンドよりもはっきりしていて明瞭であり、室温で安定化剤なしで貯蔵された試料中のタンパク質を表す電気泳動図では、バンドは強度が弱く比較的にじんでいた。
実施例11 長時間室温で貯蔵したヒト血液試料中のRNA及びDNAの安定性
ボランティアから収集した血液(全血)試料を抗凝固剤K−EDTAを含有する真空採血管に添加し、それぞれ配合2.1〜2.3の安定化剤(表2)のうちの1つと2対1又は8対1の比で混合し、室温で貯蔵した、又は室温で安定化剤なしで貯蔵した(NP)、又は−80℃で安定化剤なしで貯蔵した。60日後、ゲノムDNAをQIAamp(商標)ミニDNAキットを使用することにより試料から抽出し、精製後アガロースゲル電気泳動にかけた。結果は図18に示されている。それぞれ配合2.1〜2.3の安定化剤と一緒に貯蔵した試料を表すDNAバンドは、室温で安定化剤なしで貯蔵した試料を表すDNAバンドよりもはるかに明るくはっきりと分離していたことが電気泳動図から見て取ることができる。
ボランティアから収集した血液(全血)試料を抗凝固剤K−EDTAを含有する真空採血管に添加し、室温で配合2.4の安定化剤と一緒に貯蔵した、又は室温で安定化剤なしで貯蔵した(NP)、又は−80℃で安定化剤なしで貯蔵した。0、1、3、及び7日目、アクチン遺伝子を内部基準として使用し、フラクトオリゴ糖(FOS)遺伝子及びIL−1β遺伝子の転写レベルをRT−qPCR方法により決定した。結果(図19、図20)によれば、室温で配合2.4の安定化剤と一緒に貯蔵した試料中のFOS遺伝子及びIL−1β遺伝子の転写レベルは−80℃で貯蔵された対照試料のFOS遺伝子及びIL−1β遺伝子の転写レベルに検出時点のそれぞれにおいて匹敵しており、これとは対照的に、室温で安定化剤なしで貯蔵した試料では、FOS遺伝子の転写レベルは徐々に増加し、IL−1β遺伝子の転写レベルは広く変動していた。
実施例12 非冷凍貯蔵血液試料中のRNAの安定性
ボランティアから収集した血液(全血)試料をPAXgene(商標)血液RNA管に添加し、室温(RT)で3日間若しくは7日間貯蔵した、又は試料は抗凝固剤K−EDTAを含有する真空採血管に収集し、室温(RT)で配合2.4の安定化剤と一緒に3日間若しくは7日間貯蔵した、又は室温(RT)で安定化剤なしで3日間貯蔵した、又は−80℃で安定化剤なしで7日間貯蔵した。試料収集時の発現レベルと比べた36の遺伝子の発現レベルの変化は、ΔΔCq方法により決定され(表9)、ハウスキーピング遺伝子PRL13A及びGAPDHは内部基準として使用し、実験はすべて3通り実施した。「0」時の遺伝子は同じ発現レベルを有しており、検出の特定の時点での発現レベルは対応する線形状の曲線(図21A〜F)に示された。対角線に平行な散布図における真っ直ぐな境界線は2倍ボーダーラインを表し、遺伝子を表すのに描かれている1つの点が上の境界線よりも有意に高い場合は、それは遺伝子発現レベルの上方調節と見なされ、これとは対照的に、遺伝子を表すのに描かれている1つの点が下の境界線よりも有意に低い場合は、それは遺伝子発現レベルの下方調節と見なされる。
表10はRT−qPCR方法により分析された室温での貯蔵後の血液試料中の複数の遺伝子の発現安定性の結果をまとめている。ボランティアから収集した血液(全血)試料をPAXgene(商標)血液RNA管に添加し、室温で3日間若しくは7日間貯蔵した、又は試料は抗凝固剤K−EDTAを含有する真空採血管に収集し、室温で配合2.4の安定化剤と一緒に3日間若しくは7日間貯蔵した、又は室温で安定化剤なしで3日間貯蔵した、又は−80℃で安定化剤なしで7日間貯蔵した。試料収集時の発現レベルと比べた36の遺伝子の発現レベルの変化は、ΔΔCq方法により決定され、ハウスキーピング遺伝子PRL13A及びGAPDHは内部基準として使用し、実験はすべて3通り実施した。結果によれば、室温で安定化剤なしで3日間貯蔵した試料では、上方調節された遺伝子の数は7に達し、下方調節された遺伝子の数は10に達し、その合計は試験した全ての遺伝子の47%を占め、−80℃で貯蔵した試料では、上方調節された遺伝子及び下方調節された遺伝子の数はそれぞれ1及び2であり、その合計は全数の8%を占めただけであったことが示されている。これとは対照的に、試料を室温で配合2.4の安定化剤と一緒に3日間貯蔵した後、上方調節された遺伝子及び下方調節された遺伝子の数はそれぞれ2及び1であり、その合計は全数の8%を占め、7日間の貯蔵後、下方調節された遺伝子の数は1つ増え、その合計は全数の11%を占め、この結果は−80℃での貯蔵の結果と類似していた。さらに、配合2.4の安定化剤のほうがPAXgene(商標)血液RNA管よりも貯蔵では優れた効果を有することが比較によって分かった。
別の実験では、ボランティアから収集した血液(全血)試料をPAXgene(商標)血液RNA管に添加し、室温で3日間若しくは7日間貯蔵した、又は試料は抗凝固剤K−EDTAを含有する真空採血管に収集し、室温で配合2.4の安定化剤と一緒に3日間若しくは7日間貯蔵した、又は室温で安定化剤なしで3日間貯蔵した、又は−80℃で安定化剤なしで7日間貯蔵した。全RNAはRNAqueous(商標)キット(Ambion、Austin、TX)を使用することにより血液試料から抽出し、RNA完全性(RIN)はAgilent 2100バイオアナライザー及びRNA6000ナノキットを使用することにより分析した。結果は図22に示されている。結果によれば、室温で配合2.4の安定化剤と一緒に3日間貯蔵した試料中のRNAでは、RINの平均値は8.5であり、この値は室温で安定化剤なしで3日間貯蔵した試料から得られたRNAのRIN値(2.95)よりもはるかに高かったことが示されている。室温で配合2.4の安定化剤と一緒に7日間貯蔵した試料中のRNAでは、RINの平均値は8.3であり、この値は−80℃で貯蔵した試料由来のRNAについてのRINの平均値(8.6)よりもわずかに低かった。さらに、PAXgene(商標)血液RNA管を利用することにより室温で3日間又は7日間貯蔵した試料から得られたRNAについてのRIN値は、配合2.4の安定化剤と一緒に貯蔵した試料から得られたRNAについてのRIN値よりも低かったことが分かり、配合2.4の安定化剤のほうが貯蔵において優れた効果を有することを示していた。
別の研究では、ボランティアから収集した血液(全血)試料をPAXgene(商標)血液RNA管に添加し、室温で貯蔵した、又は試料は抗凝固剤K−EDTAを含有する真空採血管に収集し、室温でそれぞれ配合2.10〜2.14の安定化剤(表2)のうちの1つと一緒に貯蔵した、又は室温で安定化剤なしで貯蔵した(NP)、又は−80℃で安定化剤なしで貯蔵した。全RNAは、試料を収集した時(「0」時に)及び特定の条件下での7日間の貯蔵後に試料のそれぞれから抽出した。上記の方法を使用することにより、「0」時での転写レベルと比べた貯蔵後の血液中のFOS及びIL−1β遺伝子の転写レベルの変化をRT−qPCR技術により分析し、ヒトβアクチン遺伝子は内部推定(internal inference)として使用した。結果は図23に示されている。結果によれば、室温でそれぞれ配合2.10〜2.11の安定化剤と一緒に貯蔵した試料中のFOS遺伝子及びIL−1β遺伝子の転写レベルは−80℃で貯蔵した対照試料中のFOS遺伝子及びIL−1β遺伝子の転写レベルに匹敵していてほとんど差はなく、PAXgene(商標)血液RNA管を利用することにより室温で貯蔵した試料中のこれらの2つの遺伝子の転写レベルは−80℃で貯蔵した対照試料における転写レベルに比べて大幅に減少しており、これとは対照的に、室温で安定化剤なしで貯蔵した試料中のこれら2つの遺伝子の転写レベルは大きく変化しており、FOS遺伝子の転写レベルは有意に減少しており、IL−1β遺伝子の転写レベルは大いに増加していたことが示されている。
さらに、発明者らは類似する分析も行い、ただし、貯蔵期間が7日間の代わりに14日間であり、分析する遺伝子の種類も増え、IL−16及び18S rRNA遺伝子がさらに含まれた。ボランティアから収集した血液(全血)試料をPAXgene(商標)血液RNA管に添加し、室温で貯蔵した、又は試料は抗凝固剤K−EDTAを含有する真空採血管に収集し、室温でそれぞれ配合2.10〜2.14の安定化剤(表2)のうちの1つと一緒に貯蔵した、又は室温で安定化剤なしで貯蔵した(NP)、又は−80℃で安定化剤なしで貯蔵した。全RNAは、試料を収集した時(「0」時に)及び特定の条件下での14日間の貯蔵後に試料のそれぞれから抽出した。上記の方法を使用することにより、「0」時での転写レベルと比べた貯蔵後の血液中のFOS、IL−1β、IL−16及び18S rRNAをコードする遺伝子の転写レベルの変化をRT−qPCR技術により分析し、ヒトβアクチン遺伝子は内部推定として使用した。結果は図24に示されている。結果によれば、室温でそれぞれ配合2.10〜2.11の安定化剤と一緒に貯蔵した試料中の4つの遺伝子の転写レベルは−80℃で貯蔵した対照試料中の4つの遺伝子の転写レベルに匹敵していてほとんど差はなく、配合2.10〜2.11の安定化剤のほうがPAXgene(商標)血液RNA管よりも貯蔵において優れた効果を有しており、室温で安定化剤なしで貯蔵された試料中の4つの遺伝子の転写レベルは大いに変化しており、大幅に減少していたことが示されている。
実施例13 6カ月を超える間非凍結条件下で貯蔵された血液試料中のDNAの安定性
ボランティアから収集した血液(全血)試料は抗凝固剤K−EDTAを含有する真空採血管に添加し、室温で配合2.9〜2.20の安定化剤(表2)のうちの1つと一緒に貯蔵した、又は室温で安定化剤なしで貯蔵した(NP)、又は−80℃で安定化剤なしで貯蔵した。
室温で貯蔵された試料は実験台に置いた。186日後、説明書に従って、ゲノムDNAはQiaAmp(商標)ミニキット(Qiagen、Valencia、CA)を使用することにより抽出した。抽出したDNAは臭化エチジウム含有0.8%アガロースゲル上で電気泳動にかけた。結果(図25)によれば、安定化剤と一緒に貯蔵した試料中のDNAのバンドは−80℃で安定化剤なしで貯蔵した試料中のDNAのバンドよりも明瞭で明るく、室温で安定化剤なしで貯蔵した試料中のDNAのバンドは激しくにじんでおり、テイルが小さい断片のほうに向かって後退していたことが示されており、激しく分解されていることを示していた。
実施例14 非冷凍貯蔵尿試料中のRNA及びDNAの安定性
ボランティアから収集した尿試料はさらなる使用のために氷上で貯蔵した。200μLの尿試料は、配合2.6〜2.8の安定化剤(表2)のうちの1つの等量と十分に混合させた。安定化剤なしの2つの対照試料を調製し、−80℃で貯蔵した1つの対照試料は凍結対照として使用し、もう一方の対照試料(NP)は安定化剤と一緒に貯蔵した試料と共に室温で暗所に置いた。処理はすべて2通り実施した。30日間の貯蔵後、ゲノムDNA及び全RNAはそれぞれ前記DNA及びRNA抽出キットを使用することにより前記試料から抽出し、詳細なステップは製造業者の説明書に従って実施した。得られた核酸試料は1.2%アガロースゲル電気泳動にかけた。DNA電気泳動図(図26)によれば、室温で安定化剤と一緒に貯蔵した試料由来のDNAは電気泳動図において明るいバンドを有し、このバンドは−80℃で貯蔵した対照試料由来のDNAのバンドに匹敵していたことが示されている。しかし、室温で安定化剤なしで貯蔵した試料では、DNAは激しく分解されており、そのバンドはぼやけており強度は非常に低かった。RNA電気泳動図(図27)によれば、室温で安定化剤なしで貯蔵した試料では、そのRNAは完全に分解されており、独立したRNAバンドは観察されなかったことが示されている。これとは対照的に、室温で安定化剤と一緒に貯蔵した試料では、RNAを表す比較的明瞭なバンドを電気泳動図において検出することが可能であり、28Sバンドと18Sバンドの強度の比は2対1に近く、得られたRNAが高品質を有していることを示していた。
実施例15 非冷凍唾液試料中のRNA及びDNAの安定性
ボランティアから収集した唾液試料はさらなる使用のために氷上で貯蔵した。唾液試料は十分に混合させた。200μLの唾液試料は、ネジ口付のポリプロピレンビン中で配合2.5〜2.8の安定化剤(表2)のうちの1つの等量と混合させた。安定化剤なしの2つの対照試料を調製し、−80℃で貯蔵した1つの対照試料は凍結対照として使用し、もう一方の対照試料(NP)は安定化剤と一緒に貯蔵した試料と共に室温で暗所に置いた。処理はすべて2通り実施した。30日間の貯蔵後、DNAはQIAamp精製ミニキット(Qiagen、Valencia、CA)を使用することにより300μLのそれぞれの試料から抽出し、詳細なステップは製造業者の説明書に従って実施した。最後に、抽出されたゲノムDNAは100μLのAE溶出剤を用いて溶出させ、10μLの溶出液は臭化エチジウム含有1.2%アガロースゲルの試料ウェル内に充填した。120Vでの40分間のゲル電気泳動後、紫外線(UVI)画像処理システムにより写真を撮った。電気泳動図は図28に示されている。
結果によれば、−80℃で安定化剤なしで貯蔵した試料由来のDNAのバンドと比べた場合、安定化剤と一緒に貯蔵した試料由来のDNAのバンドも明瞭で明るく、室温で安定化剤なしで貯蔵した試料由来のDNAのバンドはぼやけており強度は低かったことが示されている。
唾液試料はボランティアから収集し、唾液試料は十分に混合させた。200μLの試料は、ネジ口付のポリプロピレンビン中でそれぞれ配合2.5〜2.8の安定化剤のうちの1つの等量と混合させた。安定化剤なしの2つの対照試料を調製し、−80℃で貯蔵した1つの対照試料は凍結対照として使用し、もう一方の対照試料(NP)は安定化剤と一緒に貯蔵した試料と共に室温で暗所に置いた。処理はすべて2通り実施し、試料は対応する条件下で30日間貯蔵した。貯蔵後、全RNAはRNAqueous(商標)キット(Ambion Company、Austin、Texas)を使用することにより試料のそれぞれから抽出し、詳細なステップは製造業者の説明書に従って実施した。RNA完全性(RIN)はAgilent RNA6000ナノキット及びAgilent 2100バイオアナライザー(Agilent Technologies Inc.、Santa Clara、California)を使用することにより評価し、結果はRIN(RNA完全性)として表した。
結果(図29)によれば、30日間の貯蔵後、室温で配合2.5〜2.8の安定化剤と一緒に貯蔵した試料由来のRNAでは、RINの平均値はそれぞれ8.45、8.55、8.3及び8.45であり(図13)、これらの値は−80℃で貯蔵した試料由来のRNAについてのRINの平均値(8.65)と実質的に一致しており、室温で安定化剤なしで貯蔵した試料由来のRNAについてのRINの平均値はわずか2.85であったことが示されている。
本発明の実施形態を詳細に説明してきたが、当業者であれば、その中に開示されたあらゆる教唆に従って詳細な点に種々の改変及び置き換えを実施することが可能であり、そのような変更はすべて本発明の保護範囲に含まれることは理解すると考えられる。本発明の範囲は添付の特許請求の範囲及びその任意の等価物により定義される。

Claims (27)

  1. 生体試料中の核酸及び/又はポリペプチドの貯蔵のための組成物であって、
    1)式I:

    (Rはアルキル、アルケニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、アリールホルミルアルキル、及び

    からなる群から選択され、これらのそれぞれが任意選択で、アルキル、ヒドロキシル、アミノ、ニトロ及びハロゲンからなる群から選択される置換基で置換されており、
    m及びnはそれぞれが独立して0、1、2又は3であり、
    はアニオンを表す)
    の少なくとも1つの化合物と、
    2)以下の3つの薬剤
    (1)少なくとも1つの沈殿剤、
    (2)少なくとも1つの低級アルコール、及び
    (3)少なくとも1つのカオトロープ
    のうちの1つ、2つ又は3つと
    を含む、組成物。
  2. (a)還元剤、
    (b)ポリメラーゼ阻害剤、
    (c)pH緩衝剤、
    (d)キレート剤、及び
    (e)水
    から選択される1つ又は複数の薬剤をさらに含む、請求項1に記載の組成物。
  3. 以下の配合:
    (i)請求項1に記載の式Iの化合物、沈殿剤、低級アルコール、ポリメラーゼ阻害剤、及びpH緩衝剤、
    (ii)請求項1に記載の式Iの化合物、カオトロープ、低級アルコール、ポリメラーゼ阻害剤、及びpH緩衝剤、
    (iii)請求項1に記載の式Iの化合物、沈殿剤、低級アルコール、還元剤、及びpH緩衝剤、並びに
    (iv)請求項1に記載の式Iの化合物、カオトロープ、低級アルコール、還元剤、及びpH緩衝剤
    のうちの1つを含む、請求項1又は2に記載の組成物。
  4. 式Iの化合物は1〜10%(w/v又はv/v)の量で含まれ、
    カオトロープは2.5〜5Mの量で含まれ、
    pH緩衝剤は50〜400mMの量で含まれ、
    低級アルコールは20〜50%(v/v)の量で含まれ、
    還元剤は5〜50mMの量で含まれ、
    沈殿剤は2.5〜5Mの量で含まれ、
    ポリメラーゼ阻害剤は0.1〜0.5mMの量で含まれる、請求項3に記載の組成物。
  5. RはC1〜10アルキル、C2〜10アルケニル、C3〜10シクロアルキル、C3〜10シクロアルケニル、アリールホルミルC1〜10アルキル、及び

    からなる群から選択され、これらのそれぞれが任意選択で、C1〜10アルキル、ヒドロキシル、アミノ、ニトロ及びハロゲンからなる群から選択される置換基で置換されており、
    m及びnはそれぞれが独立して0、1、2又は3である、請求項1又は2に記載の組成物。
  6. アニオンが、臭素イオン、塩素イオン、ヨウ素イオン、C1〜10アルキルスルホン酸、ヘキサフルオロリン酸、メチル硫酸、エチル硫酸、テトラフルオロホウ酸、トリフルオロメタンスルホン酸及びビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミドからなる群から選択される、請求項1又は2に記載の組成物。
  7. 式Iの化合物が、N−オクチルピリジニウムブロマイド、N−ブチルピリジニウムブロマイド、及びN−フェナシルピリジニウムブロマイドからなる群から選択される、請求項1又は2に記載の組成物。
  8. 沈殿剤が、塩化リチウム、水酸化リチウム、スルホサリチル酸、及び5−((4−(ジメチルアミノ)フェニル)メチレン)−2−チオキソ−4−チアゾリジノンから選択される、請求項1又は2に記載の組成物。
  9. 低級アルコールが、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール及びイソブタノールから選択される、請求項1又は2に記載の組成物。
  10. カオトロープが、塩酸グアニジン、チオシアン酸グアニジン、チオシアン酸カリウム、チオシアン酸ナトリウム及び尿素から選択される、請求項1又は2に記載の組成物。
  11. キレート剤が、ジエチレントリアミン五酢酸(DTPA)、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)、エチレングリコール−ビス−(2−アミノエチルエーテル)−N,N,N’,N’−四酢酸(EGTA)、1,2−シクロヘキサンジアミン四酢酸(CDTA)、1,2−ビス(2−アミノフェノキシ)−エタン−N,N,N’,N’−四酢酸(BAPTA)、1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−1,4,7,10−四酢酸(DOTA)、N−(2−ヒドロキシエチル)エチレンジアミン−N,N’,N’−三酢酸(HEDTA)、ニトリロ三酢酸(NTA)から選択される、請求項2に記載の組成物。
  12. 還元剤が、2−メルカプトエタノール、チオ硫酸塩、トリス(2−カルボキシエチル)ホスフィン塩酸塩(TCEP)、ジチオスレイトール、及びジチオエリスリトールから選択される、請求項2に記載の組成物。
  13. pH緩衝剤が、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、スルホサリチル酸、5−スルホベンゼン−1,3−ジカルボン酸、シュウ酸、ホウ酸、N−(2−ヒドロキシエチル)ピペラジン、3−(シクロヘキシルアミノ)−1−プロパンスルホン酸(CAPS)、3−(シクロヘキシルアミノ)−2−ヒドロキシル−1−プロパンスルホン酸(CAPSO)、4−(2−ヒドロキシエチル)−1−ピペラジンプロパンスルホン酸(HEPPS)、N−2−ヒドロキシエチルピペラジン−N−2−エタンスルホン酸(HEPES)、2−モルホリノエタンスルホン酸(MES)、3−モルホリノプロパンスルホン酸(MOPS)、3−(N−モルホリノ)−2−ヒドロキシルプロパンスルホン酸(MOPSO)、ピペラジン−1,4−ビス(エタンスルホン酸)(PIPES)、N−[トリス(ヒドロキシメチル)メチル]−3−アミノプロパンスルホン酸(TAPS)、N−[トリス(ヒドロキシメチル)メチル]−3−アミノ−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸(TAPSO)、N−[トリス(ヒドロキシメチル)メチル]−2−アミノエタンスルホン酸(TES)、ジグリシン、N−[トリス(ヒドロキシメチル)メチル]グリシン、トリ(ヒドロキシメチル)アミノメタン(トリス)及び2−[ビス(2−ヒドロキシエチル)アミノ]−2−(ヒドロキシメチル)−1,3−プロパンジオールから選択される、請求項2に記載の組成物。
  14. ポリメラーゼ阻害剤が、リファマイシン−S、リファマイシン−SV、アンチマイシン、及びエリスロマイシンのうちの1つ又は複数から選択される、請求項2に記載の組成物。
  15. 界面活性剤又は洗剤をさらに含む、請求項1又は2に記載の組成物。
  16. 界面活性剤又は洗剤が、トリトンX−100、ノニデットP40及び非イオン性洗剤Brijから選択される、請求項15に記載の組成物。
  17. 核酸が1つ又は複数のDNA及び/又はRNA分子を含む、請求項1又は2に記載の組成物。
  18. 生体試料が、DNA、RNA、全血、全血のバフィーコート、尿、糞便、血清、漿液、血漿、リンパ液、脳脊髄液、唾液、粘膜分泌物、膣分泌物、腹水、胸水、心膜液、腹腔液、腹部の液体、細胞培養培地、組織培養培地、頬側細胞、細菌、ウイルス、酵母細胞、プラスミドDNA、mRNA、tRNA、rRNA、siRNA、miRNA、hnRNA、cDNA、タンパク質、ポリペプチド、脂質、糖脂質、糖タンパク質、オリゴ糖、多糖、ワクチン、細胞、組織、細胞溶解物、ホモジネート又は抽出物、組織溶解物、生検標本、血液試料、組織外植片、器官培養物及び生物学的液体から選択される1つ又は複数を含む、請求項1又は2に記載の組成物。
  19. 請求項1〜18のいずれか一項に記載の組成物と生体試料を混合することにより得られる混合物。
  20. 生体試料が、DNA、RNA、全血、全血のバフィーコート、尿、糞便、血清、漿液、血漿、リンパ液、脳脊髄液、唾液、粘膜分泌物、膣分泌物、腹水、胸水、心膜液、腹腔液、腹部の液体、細胞培養培地、組織培養培地、頬側細胞、細菌、ウイルス、酵母細胞、プラスミドDNA、mRNA、tRNA、rRNA、siRNA、miRNA、hnRNA、cDNA、タンパク質、ポリペプチド、脂質、糖脂質、糖タンパク質、オリゴ糖、多糖、ワクチン、細胞、組織、細胞溶解物、ホモジネート又は抽出物、組織溶解物、生検標本、血液試料、組織外植片、器官培養物及び生物学的液体から選択される1つ又は複数を含む、請求項19に記載の混合物。
  21. 混合物が少なくとも1日、3日、7日、10日、20日、30日、40日、50日、60日、70日、90日又は180日間非凍結条件下で貯蔵される、請求項19又は20に記載の混合物。
  22. 非凍結条件下で生体試料中の核酸及び/又はポリペプチドを貯蔵するための、請求項1〜18のいずれか一項に記載の組成物を含むキット。
  23. 生体試料が、DNA、RNA、全血、全血のバフィーコート、尿、糞便、血清、漿液、血漿、リンパ液、脳脊髄液、唾液、粘膜分泌物、膣分泌物、腹水、胸水、心膜液、腹腔液、腹部の液体、細胞培養培地、組織培養培地、頬側細胞、細菌、ウイルス、酵母細胞、プラスミドDNA、mRNA、tRNA、rRNA、siRNA、miRNA、hnRNA、cDNA、タンパク質、ポリペプチド、脂質、糖脂質、糖タンパク質、オリゴ糖、多糖、ワクチン、細胞、組織、細胞溶解物、ホモジネート又は抽出物、組織溶解物、生検標本、血液試料、組織外植片、器官培養物及び生物学的液体から選択される1つ又は複数を含む、請求項22に記載のキット。
  24. 非凍結条件下で生体試料中の核酸及び/又はポリペプチドを貯蔵するための方法であって、
    1)生体試料を請求項1〜18のいずれか一項に記載の組成物と混合するステップ、及び
    2)非凍結条件下でステップ1)において得られる混合物を少なくとも1日、3日、7日、10日、20日、30日、40日、50日、60日、70日、90日又は180日間貯蔵するステップ
    を含む、方法。
  25. 生体試料が、DNA、RNA、全血、全血のバフィーコート、尿、糞便、血清、漿液、血漿、リンパ液、脳脊髄液、唾液、粘膜分泌物、膣分泌物、腹水、胸水、心膜液、腹腔液、腹部の液体、細胞培養培地、組織培養培地、頬側細胞、細菌、ウイルス、酵母細胞、プラスミドDNA、mRNA、tRNA、rRNA、siRNA、miRNA、hnRNA、cDNA、タンパク質、ポリペプチド、脂質、糖脂質、糖タンパク質、オリゴ糖、多糖、ワクチン、細胞、組織、細胞溶解物、ホモジネート又は抽出物、組織溶解物、生検標本、血液試料、組織外植片、器官培養物及び生物学的液体から選択される1つ又は複数を含む、請求項24に記載の方法。
  26. 非凍結条件下で生体試料中の核酸及び/又はポリペプチドを貯蔵するための、請求項1〜18のいずれか一項に記載の組成物の使用。
  27. 生体試料が、DNA、RNA、全血、全血のバフィーコート、尿、糞便、血清、漿液、血漿、リンパ液、脳脊髄液、唾液、粘膜分泌物、膣分泌物、腹水、胸水、心膜液、腹腔液、腹部の液体、細胞培養培地、組織培養培地、頬側細胞、細菌、ウイルス、酵母細胞、プラスミドDNA、mRNA、tRNA、rRNA、siRNA、miRNA、hnRNA、cDNA、タンパク質、ポリペプチド、脂質、糖脂質、糖タンパク質、オリゴ糖、多糖、ワクチン、細胞、組織、細胞溶解物、ホモジネート又は抽出物、組織溶解物、生検標本、血液試料、組織外植片、器官培養物及び生物学的液体から選択される1つ又は複数を含む、請求項26に記載の使用。
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