JP2021531046A - メチル化修飾に基づく腫瘍マーカーｓｔａｍｐ−ｅｐ２ - Google Patents
メチル化修飾に基づく腫瘍マーカーｓｔａｍｐ−ｅｐ２ Download PDFInfo
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Abstract
メチル化腫瘍マーカーSTAMP-EP2および腫瘍診断試薬の調製におけるその応用を提供する。該腫瘍マーカーSTAMP-EP2は、すべての腫瘍タイプで高メチル化され、対応する正常組織で低メチル化されており、非常に高い感度と特異性を持って、該STAMP-EP2を検出するためのプライマーは、腫瘍診断キットの調製に利用できる。
Description
本発明は、疾患診断用マーカー分野に関わり、より具体的に、本発明は、メチル化修飾に基づく腫瘍マーカーSTAMP(Specific Tumor Aligned Methylation of Pan-cancer)に関わる。
腫瘍の発生と発展は、外部環境、遺伝的変異、エピジェネティクスの変異などの複数の要因の複雑な相互作用を含む、複雑で多層的な多要因の動的プロセスである。外部環境要因には、物理的、化学的、生物学的およびその他の発がん性要因、ならびに不健康な生活習慣などが含まれ、遺伝的変異には、遺伝子変異、コピー数の変化、染色体転位などが含まれ、エピジェネティックな変異には、主にDNAメチル化、ヒストン修飾、および非コーディングRNAなどの要因が含まれる。腫瘍の発生と発展の過程で、環境要因、遺伝的要因、およびエピジェネティックな要因が互いに補完し合い、連携して、一連の腫瘍抑制遺伝子の不活性化と癌原遺伝子の活性化を引き起こし、腫瘍を引き起こす。腫瘍の発展過程では、三つの要因がいずれも存在し、相互作用している。現在、人にとって、腫瘍問題は依然として多くの課題に直面しており、近年、新しい手術方法、標的療法、免疫療法などで進歩が見られるが、腫瘍に対する理解にはまだ多くの誤解があり、腫瘍の転移、再発、不均一性、薬剤耐性などの主要な問題はすべて緊急に解決する必要がある。
ヒトの腫瘍には多くの種類があり、腫瘍がほとんどの人体組織に発生できる；さまざまな種類の腫瘍が多くのサブタイプに分類され、特に近年、腫瘍分子生物学の発達により、腫瘍の分類がより細かくなる。異なる種類、病期、または分子サブタイプの腫瘍に対して、その治療法も完全に異なる。
ヒトの腫瘍には多くの種類があり、腫瘍がほとんどの人体組織に発生できる；さまざまな種類の腫瘍が多くのサブタイプに分類され、特に近年、腫瘍分子生物学の発達により、腫瘍の分類がより細かくなる。異なる種類、病期、または分子サブタイプの腫瘍に対して、その治療法も完全に異なる。
腫瘍に対する理解が深まり、科学技術が進歩するにつれて、多くの新しい腫瘍マーカーが発見され、臨床診断に使用された。1980年以前は、腫瘍マーカーは主にホルモン、酵素、タンパク質などの細胞分泌物であり、例えば、癌胎児性抗原（CEA）、アルファフェトプロテイン抗原（AFP）などは、肝臓がんや胃がんなどの多くの腫瘍のマーカーであり、炭水化物抗原125（CA125）は子宮頸癌のマーカーとして使用でき、前立腺特異抗原（PSA）は前立腺癌マーカーとして使用でき；このような腫瘍マーカーはまだ臨床で使用されているが、その感度と精度は臨床ニーズを満たすのが困難である。
リキッドバイオプシー技術は、血液中の循環腫瘍細胞または循環腫瘍DNAを検出標的として使用する腫瘍を診断および予測する技術である。当該技術はまだ初期段階にあり、多くの欠点がある：まず、感度と特異性は十分に高くない；腫瘍自体は非常に不均一で、複数のサブタイプの細胞集団が含まれている；臨床サンプル、特に血液サンプルでは、腫瘍DNAの割合は非常に小さく、既存の腫瘍マーカーが臨床ニーズの感度を満たすことが難しく、臨床で誤診を引き起こしやすい；次、一つのマーカーは一つまたは少数の腫瘍にしか効かなく、血液中のDNAの由来は非常に複雑であるため、既存の腫瘍マーカーは複雑な腫瘍の発生源と転移に対処できない。これらの複雑な状況があるため、多くのDNAメチル化腫瘍マーカーが臨床応用で使用される際に統一の基準を有し難くなり、マーカーの感度と精度にひどく影響を及す。ヒトの腫瘍は、複数があり、異なる腫瘍は特性と共通点があり、異なる腫瘍に共通するマーカーが見つかれば、腫瘍のスクリーニング、診断、治療、有効性の判断に非常に重要である。
そして、腫瘍診断の分野では、普遍的で、判断が容易で、精度が高い新しい腫瘍マーカーを早急に開発する必要がある。
本発明の目的としては、ＤＮＡメチル化修飾を腫瘍マーカーとして使用し、腫瘍の特異性サイトで異常な高メチル化を利用して腫瘍を検出する方法を提供することである。
本発明の第一の様態では、(a) SEQ ID NO: 1に示されたヌクレオチド配列のポリヌクレオチド；(b) SEQ ID NO: 2に示されたヌクレオチド配列のポリヌクレオチド；(c)上記(a)〜(b)のポリヌクレオチド的フラグメントであって、かつその中に少なくとも1個の修飾されたCpGサイト(例えば2〜45個、より具体的に3、5、10、15、20、25、30、40個)が存在するもの；及び/又は(ｄ)上記(a)〜(c)のポリヌクレオチド又はフラグメントと相補する核酸(例えばSEQ ID NO: 5又はSEQ ID NO: 6に示されたヌクレオチド配列のポリヌクレオチド)を含む、単離されたポリヌクレオチドを提供する。
一つの好ましい例では、上記の修飾が、5-メチル化修飾、5-ヒドロキシメチル化修飾、5-アルデヒドメチル化修飾又は5-カルボキシメチル化修飾を含む。
本発明の第二の様態では、上記のポリヌクレオチドから転換される、前記の第一の様態の配列と対応する単離されたポリヌクレオチドを提供し、ただし、修飾されたCpGサイトのシトシンCが変化しなく、未修飾のシトシンがT又はUに転換する。
一つの好ましい例では、それが、バイサルファイトで処理される前記第一の様態と対応するポリヌクレオチドから転換されてなる。もう一つの好ましい例では、上記のポリヌクレオチドが、(e) SEQ ID NO: 3又はSEQ ID NO: 7に示されたヌクレオチド配列のポリヌクレオチド；(f) SEQ ID NO: 4又はSEQ ID NO: 8に示されたヌクレオチド配列のポリヌクレオチド；(ｇ)上記(e)〜(f)のポリヌクレオチドのフラグメントであって、かつその中に少なくとも1個の修飾されたCpGサイト(例えば2〜45個、より具体的に3、5、10、15、20、25、30、40個)が存在するものを含む。
本発明の第三の様態では、腫瘍検出用の試薬又はキットを調製するための、前記の第一の様態又は第二の様態に記載されたポリヌクレオチドの用途を提供する。
本発明の第三の様態では、腫瘍検出用の試薬又はキットを調製するための、前記の第一の様態又は第二の様態に記載されたポリヌクレオチドの用途を提供する。
一つの好ましい例では、上記の腫瘍が、白血病、リンパ腫、多発性骨髄腫などの血液系腫瘍;食道がん、胃がん、結腸直腸がん、肝臓がん、膵臓がん、胆管がん、胆嚢がんなどの消化器系腫瘍；肺がん、胸膜腫などの呼吸器系腫瘍;神経膠腫、神経芽細胞腫、髄膜腫などの神経系腫瘍;口腔がん、舌がん、喉頭がん、鼻咽頭がんなどの頭頸部がん；乳がん、卵巣がん、子宮頸がん、外陰がん、精巣がん、前立腺がん、陰茎がんなどの婦人科および生殖器系の腫瘍；腎臓がん、膀胱がんなどの泌尿器系腫瘍;皮膚がん、黒色腫、骨肉腫、脂肪肉腫、甲状腺がんなどの皮膚および他のシステム腫瘍を含むが、これらに限定されない。
もう一つの好ましい例では、上記の腫瘍のサンプルが、組織サンプル、パラフィン包埋サンプル、血液サンプル、胸水サンプル、肺胞洗浄液サンプル、腹水および洗浄液サンプル、胆汁サンプル、便サンプル、尿サンプル、唾液サンプル、喀痰サンプル、脳脊髄液サンプル、細胞塗抹サンプル、子宮頸部塗抹サンプルまたはブラシサンプル、組織および細胞生検サンプルを含む。
本発明の第四の様態では、腫瘍検出試薬を調製する方法を提供し、上記の方法が、以下を含む：前記第一の様態又は第二の様態に記載されたポリヌクレオチドを提供し、上記のポリヌクレオチドの全長又はフラグメントを標的配列とし、当該標的配列のCpGサイトの修飾状況を特異的に検出する検出試薬をデザインする；ただし、上記の標的配列には、少なくとも1個(例えば2〜45個、より具体的に3、5、10、15、20、25、30、40個)の修飾されたCpGサイトが存在する；好ましくは、上記の検出試薬が、プライマー、プローブを含むが、これらに限定されない。
本発明の第四の様態では、腫瘍検出試薬を調製する方法を提供し、上記の方法が、以下を含む：前記第一の様態又は第二の様態に記載されたポリヌクレオチドを提供し、上記のポリヌクレオチドの全長又はフラグメントを標的配列とし、当該標的配列のCpGサイトの修飾状況を特異的に検出する検出試薬をデザインする；ただし、上記の標的配列には、少なくとも1個(例えば2〜45個、より具体的に3、5、10、15、20、25、30、40個)の修飾されたCpGサイトが存在する；好ましくは、上記の検出試薬が、プライマー、プローブを含むが、これらに限定されない。
本発明の第五の様態では、標的配列のCpGサイトの修飾状況を特異的に検出する試薬又は組み合わせた試薬を提供し、ただし、上記の標的配列とは、前記第一の様態又は第二の様態のいずれか一つに記載されたポリヌクレオチドの全長又はフラグメントであり、少なくとも1個(例えば2〜45個、より具体的に3、5、10、15、20、25、30、40個)の修飾されたCpGサイトが存在する。
一つの好ましい例では、上記の試薬又は組み合わせた試薬が、上記の標的配列を含む遺伝子配列を標的とし（上記の遺伝子配列に基づきデザインされ）、上記の遺伝子配列が、遺伝子パネル又は遺伝子グループを含む。
もう一つの好ましい例では、上記の検出試薬が、プライマー、プローブを含む。
一つの好ましい例では、上記のプライマーは、SEQ ID NO: 5と6に示されたプライマーである。
本発明の第六の様態では、腫瘍検出用のキットを調製するための、前記の第五の様態に記載された試薬又は組み合わせた試薬の用途を提供する；好ましくは、上記の腫瘍が、食道がん、胃がん、結腸直腸がん、肝臓がん、膵臓がん、胆管がん、胆嚢がんなどの消化器系腫瘍；肺がん、胸膜腫などの呼吸器系腫瘍;白血病、リンパ腫、多発性骨髄腫などの血液系腫瘍;乳がん、卵巣がん、子宮頸がん、外陰がん、精巣がん、前立腺がん、陰茎がんなどの婦人科および生殖器系の腫瘍；神経膠腫、神経芽細胞腫、髄膜腫などの神経系腫瘍;口腔がん、舌がん、喉頭がん、鼻咽頭がんなどの頭頸部がん；腎臓がん、膀胱がんなどの泌尿器系腫瘍;皮膚がん、黒色腫、骨肉腫、脂肪肉腫、甲状腺がんなどの皮膚および他のシステム腫瘍を含むが、これらに限定されない。
本発明の第七の様態では、容器、及び容器に位置する前記の試薬又は試薬の組み合わせを含む検出キットを提供する；好ましくは、各試薬は別々の容器に位置する。
本発明の第六の様態では、腫瘍検出用のキットを調製するための、前記の第五の様態に記載された試薬又は組み合わせた試薬の用途を提供する；好ましくは、上記の腫瘍が、食道がん、胃がん、結腸直腸がん、肝臓がん、膵臓がん、胆管がん、胆嚢がんなどの消化器系腫瘍；肺がん、胸膜腫などの呼吸器系腫瘍;白血病、リンパ腫、多発性骨髄腫などの血液系腫瘍;乳がん、卵巣がん、子宮頸がん、外陰がん、精巣がん、前立腺がん、陰茎がんなどの婦人科および生殖器系の腫瘍；神経膠腫、神経芽細胞腫、髄膜腫などの神経系腫瘍;口腔がん、舌がん、喉頭がん、鼻咽頭がんなどの頭頸部がん；腎臓がん、膀胱がんなどの泌尿器系腫瘍;皮膚がん、黒色腫、骨肉腫、脂肪肉腫、甲状腺がんなどの皮膚および他のシステム腫瘍を含むが、これらに限定されない。
本発明の第七の様態では、容器、及び容器に位置する前記の試薬又は試薬の組み合わせを含む検出キットを提供する；好ましくは、各試薬は別々の容器に位置する。
もう一つの好ましい例では、上記のキットは、さらに、バイサルファイト、DNA精製試薬、DNA抽出試薬、PCR増幅試薬及び/又はユーザーマニュアル（検出操作ステップと結果判定標準を表示するもの）を含む。
本発明の第八の様態では、（i）試料を提供し、核酸を抽出すること；（ii）（i）の核酸における標的配列のCpGサイトの修飾状況を検出し、上記の標的配列は、前記の第一の様態に記載されたポリヌクレオチド又はこれから転換されてなる前記の第二の様態に記載されたポリヌクレオチドであることを含む、生体外で試料のメチル化プロファイルを検出する方法を提供する。
一つの好ましい例では、ステップ（3）には、分析する方法が、パイロシーケンス法、バイサルファイトシーケンス法、メチル化チップ法、qPCR法、デジタルPCR法、次世代シーケンス法、3世代シーケンス法、全ゲノムメチル化シーケンス法、DNA濃縮検出法、Reduced Representation Bisulfite Sequencing（RRBS）技術、HPLC法、MassArray、メチル化特異的PCR、又はそれらの組み合わせ及びSEQ ID NO.1に示された配列における一部又は全部のメチル化サイトの組み合わせた遺伝子グループの生体外での検出方法及び生体内トレーサー検出方法を含む。また、他のメチル化検出方法及び将来の新たに開発されるメチル化検出方法も本発明に適用できる。
もう一つの好ましい例では、ステップ（ii）が、（1）その中の未修飾のシトシンがウラシルに転化するように（i）の産物を処理する；好ましくは、上記の修飾が、5-メチル化修飾、5-ヒドロキシメチル化修飾、5-アルデヒドメチル化修飾又は5-カルボキシメチル化修飾を含む；好ましくは、バイサルファイトでステップ（i）に記載された核酸を処理すること；（2）（1）で処理された核酸における上記の標的配列のCpGサイトの修飾状況を分析すること；を含む。
もう一つの好ましい例では、上記のメチル化プロファイル異常とは、当該ポリヌクレオチドCpGにおけるCが、高度にメチル化されることを意味する。
もう一つの好ましい例では、上記のメチル化プロファイルの方法は、疾患の診断結果を直接取得することを目的としたものではなく、診断的な方法ではない。
本発明の第九の様態では、本発明の第一の様態又は第二の様態に示された配列に基づきデザインされたプライマーペアと、当該配列を含む遺伝子パネル又は遺伝子グループとを含み、DNAメチル化状態の検出によって、正常細胞と腫瘍細胞の特徴を得る腫瘍診断キットを提供する。
本文に開示された内容に基づき、当業者にとって、本発明の他の面は自明なものである。
本文に開示された内容に基づき、当業者にとって、本発明の他の面は自明なものである。
本発明者らが、腫瘍マーカーの研究に取り組んだ結果として、広範な研究とスクリーニングによって、汎用なDNAメチル化腫瘍マーカーSTAMP（Specific Tumor Aligned Methylation of Pan-cancer）を提供し、STAMPは、正常組織では低メチル化状態にあり、腫瘍組織では高メチル化状態にあり、臨床腫瘍の検出や腫瘍診断試薬のデザインの基礎として使用できる。
用語
本明細書で使用される場合、「単離」とは、物質をその元の環境から単離することを指す（天然物質である場合、元の環境は自然環境である）。例えば、生細胞において、自然状態にあるポリヌクレオチドとポリペプチドは、単離・精製されないが、同じポリヌクレオチドまたはポリペプチドが自然状態で共存する他の物質から単離される場合、それは単離・精製されるものである。
本明細書で使用される場合、「サンプル」または「試料」は、任意の個体または単離された組織、細胞、または体液（血漿など）から得られる、ＤＮＡメチル化状態の検出に適した物質を含む。
本明細書で使用される場合、「単離」とは、物質をその元の環境から単離することを指す（天然物質である場合、元の環境は自然環境である）。例えば、生細胞において、自然状態にあるポリヌクレオチドとポリペプチドは、単離・精製されないが、同じポリヌクレオチドまたはポリペプチドが自然状態で共存する他の物質から単離される場合、それは単離・精製されるものである。
本明細書で使用される場合、「サンプル」または「試料」は、任意の個体または単離された組織、細胞、または体液（血漿など）から得られる、ＤＮＡメチル化状態の検出に適した物質を含む。
本明細書で使用される場合、「高（度）メチル化」は、遺伝子配列におけるＣｐＧの高度的なメチル化、ヒドロキシメチル化、アルデヒドメチル化またはカルボキシメチル化修飾の存在を指す。たとえば、メチル化特異的PCR（MSP）分析法の観点から、メチル化特異的プライマーを使用したPCR反応では、陽性のPCR結果が得られると、テスト対象のDNA（遺伝子）領域が高メチル化状態にあることを意味する。例えば、リアルタイム定量的メチル化特異的PCRの場合、高メチル化状態の判定は、コントロール試料のメチル化状態の相対値に基づく統計的差異について分析することができる。
本明細書で使用される場合、上記の腫瘍が、白血病、リンパ腫、多発性骨髄腫などの血液系腫瘍;食道がん、胃がん、結腸直腸がん、肝臓がん、膵臓がん、胆管がん、胆嚢がんなどの消化器系腫瘍；肺がん、胸膜腫などの呼吸器系腫瘍;神経膠腫、神経芽細胞腫、髄膜腫などの神経系腫瘍;口腔がん、舌がん、喉頭がん、鼻咽頭がんなどの頭頸部がん；乳がん、卵巣がん、子宮頸がん、外陰がん、精巣がん、前立腺がん、陰茎がんなどの婦人科および生殖器系の腫瘍；腎臓がん、膀胱がんなどの泌尿器系腫瘍;皮膚がん、黒色腫、骨肉腫、脂肪肉腫、甲状腺がんなどの皮膚および他のシステム腫瘍を含むが、これらに限定されない。
遺伝子マーカー
腫瘍を診断するために有用な標的を見つけるために、本発明者らは、広範囲で詳細な研究を行い、STAMP-EP２という標的を確定した。STAMP-EP2遺伝子配列領域のメチル化状態が、腫瘍組織と非腫瘍組織では有意差があるので、上記遺伝子のいずれかのプロモーター領域に異常なメチル化状態（高メチル化）が検出されると、当該受検者が、がんのハイリスクグループであることを判定できる。さらに、STAMP-EP２によって提示される腫瘍組織と非腫瘍組織の間の有意差が、固形腫瘍と非固形腫瘍を含むさまざまな種類の腫瘍に広範に存在する。
腫瘍を診断するために有用な標的を見つけるために、本発明者らは、広範囲で詳細な研究を行い、STAMP-EP２という標的を確定した。STAMP-EP2遺伝子配列領域のメチル化状態が、腫瘍組織と非腫瘍組織では有意差があるので、上記遺伝子のいずれかのプロモーター領域に異常なメチル化状態（高メチル化）が検出されると、当該受検者が、がんのハイリスクグループであることを判定できる。さらに、STAMP-EP２によって提示される腫瘍組織と非腫瘍組織の間の有意差が、固形腫瘍と非固形腫瘍を含むさまざまな種類の腫瘍に広範に存在する。
そして、本発明が、単離されたポリヌクレオチドを提供し、上記のポリヌクレオチドは、ヒトのゲノムから由来し、SEQ ID NO: 1、SEQ ID NO: 2、SEQ ID NO: 5(SEQ ID NO: 1と逆相補する配列である)又はSEQ ID NO: 6(SEQ ID NO: 2と逆相補する配列である)に示されたヌクレオチド配列を有し、腫瘍患者の腫瘍細胞に、当該ポリヌクレオチド配列の複数箇所の5’-CpG-3’の塩基Cポジションに、5-メチルシトシン（5mC）が生成される。本発明が、SEQ ID NO:1、SEQ ID NO:2、SEQ ID NO:5又はSEQ ID NO:6に示されたヌクレオチド配列のポリヌクレオチドのフラグメントであって、かつ少なくとも1個(例えば2〜45個、より具体的に3、5、10、15、20、25、30、40個)のメチル化CpGサイトが存在するものも含む。上記のポリヌクレオチド又はフラグメントは、検出試薬又は検出キットのデザインに用いられても良い。
本発明の複数の具体的な実施例では、上記のポリヌクレオチドのフラグメントは、例えば：SEQ ID NO: 1の247〜305位の塩基のフラグメント(SEQ ID NO：1の17〜27号CpGサイトを含むもの)を含む；SEQ ID NO: 2の249〜307位の塩基のフラグメント(SEQ ID NO：2の18〜28号CpGサイトを含有するもの)を含む。上記のフラグメントのアンチセンス鎖も使用することができる。また、これらのフラグメントは、本発明の好ましい実施形態の例である；本発明によって提供される情報によれば、他のフラグメントも選択することができる。
なお、SEQ ID NO: 1、SEQ ID NO: 2、SEQ ID NO: 5又はSEQ ID NO: 6に示されたヌクレオチド配列又は配列フラグメントを含む遺伝子パネル又は遺伝子グループも本発明に含まれる。上記の遺伝子パネル又は遺伝子グループに対して、DNAメチル化状態の検出によって、正常細胞と腫瘍細胞の特徴も得る。
上記のポリヌクレオチドは、メチル化状態を分析するためのゲノムの重要な領域として使用することができ、それらのメチル化状態は、当技術分野で既知された様々な技術によって分析することができる。メチル化状態を分析するために使用することができる任意の技術を本発明に適用することができる。
上記のポリヌクレオチドをバイサルファイトで処理した後に、メチル化されないシトシンは、ウラシルに転化され、メチル化されたシトシンは、変化しない。
そして、本発明が、上記ポリヌクレオチドをバイサルファイトで処理して得るポリヌクレオチドも提供し、SEQ ID NO: 3、SEQ ID NO: 4、SEQ ID NO: 7又はSEQ ID NO: 8に示されたヌクレオチド配列のポリヌクレオチドを含む。これらのポリヌクレオチドは、検出試薬又は検出キットのデザインに用いられても良い。
本発明が、上記ポリヌクレオチド又はそのアンチセンス鎖をバイサルファイトで処理して得るポリヌクレオチドのフラグメントも含み、ただし、少なくとも1個のメチル化CpGサイトが存在する。
検出試薬及キット
本発明の新たな発見に基づき、生体外で試料におけるポリヌクレオチドのメチル化プロファイルを検出するための、ポリヌクレオチド配列に基づいてデザインされた検出試薬も提供する。本分野に既知された確定なゲノムの配列とメチル化状態の検出方法と試薬は、いずれも本発明に適用できる。
本発明の新たな発見に基づき、生体外で試料におけるポリヌクレオチドのメチル化プロファイルを検出するための、ポリヌクレオチド配列に基づいてデザインされた検出試薬も提供する。本分野に既知された確定なゲノムの配列とメチル化状態の検出方法と試薬は、いずれも本発明に適用できる。
そして、本発明が、腫瘍検出試薬を調製する方法を提供し、以下を含む：上記のポリヌクレオチドを提供し、上記のポリヌクレオチドの全長又はフラグメントを標的配列とし、当該標的配列を特異的に検出する検出試薬をデザインする；ただし、上記の標的配列には、少なくとも1個のメチル化CpGサイトが存在する。
本発明に記載された検出試薬が、プライマー、プローブなどを含むが、これらに限定されない。
上記の試薬は、例えばプライマーペアであり、ポリヌクレオチドの配列を知っている場合、プライマーのデザインは当業者に既知されたものであり、２つのプライマーが、増幅される標的遺伝子の特定の配列の両側に隣接している（CpG配列を含み、その中のCpGと相補するのは、元のメチル化された遺伝子領域を標的とするものであり、その中のTpGと相補するのは、元の脱メチル化された遺伝子領域を標的とするものである）。本発明の新たな発見によれば、上記の標的配列の異なる位置にあるＣｐＧサイトまたはそれらの組み合わせについて、当業者は、様々なプライマーまたはプローブまたは他のタイプの検出試薬をデザインすることができ、これらは、本発明の技術案に含まれることを理解すべきである。
上記の試薬は、例えばプライマーペアであり、ポリヌクレオチドの配列を知っている場合、プライマーのデザインは当業者に既知されたものであり、２つのプライマーが、増幅される標的遺伝子の特定の配列の両側に隣接している（CpG配列を含み、その中のCpGと相補するのは、元のメチル化された遺伝子領域を標的とするものであり、その中のTpGと相補するのは、元の脱メチル化された遺伝子領域を標的とするものである）。本発明の新たな発見によれば、上記の標的配列の異なる位置にあるＣｐＧサイトまたはそれらの組み合わせについて、当業者は、様々なプライマーまたはプローブまたは他のタイプの検出試薬をデザインすることができ、これらは、本発明の技術案に含まれることを理解すべきである。
上記の試薬は、試薬の組み合わせ（プライマー組み合わせ）であっても良く、複数グループのプライマーを含み、複数の上記ポリヌクレオチドを別々に増幅することができる。
本発明が、生体外で試料におけるポリヌクレオチドのメチル化プロファイルを検出するキットも提供し、当該キットが、容器、及び容器に位置する上記のプライマーペアを含む。
また、上記のキットには、さらに、DNAの抽出、DNAの精製、PCR増幅などに必要な様々な試薬も含んでも良い。
さらに、上記のキットは、当業者の使用を便利にするための、検出操作ステップおよび結果判断基準を示すユーザーマニュアルを含むことができる。
検出方法
ポリヌクレオチドのメチル化プロファイルは、既存の技術（例えばメチル化特異的PCR（MSP）またはリアルタイム定量的メチル化特異的PCR、Methylight）、または開発中と開発予定の他の技術によって測定することができる。
ポリヌクレオチドのメチル化プロファイルは、既存の技術（例えばメチル化特異的PCR（MSP）またはリアルタイム定量的メチル化特異的PCR、Methylight）、または開発中と開発予定の他の技術によって測定することができる。
定量的メチル化特異的PCR（QMSP）を使用して、メチル化レベルを検出することもできる。この方法は、MSP法よりも感度の高い、蛍光PCRの連続光学モニタリングに基づくものである。それが高いスループットを有し、かつその結果を分析するための電気泳動の使用を避ける。
他の使用できる技術は、パイロシーケンス法、バイサルファイトシーケンス法、qPCR法、次世代シーケンス法、全ゲノムメチル化シーケンス法、DNA濃縮検出法、Reduced Representation Bisulfite Sequencing（RRBS）技術、HPLC法、及び組み合わせた遺伝子グループ検出法などの、当技術分野の通常方法がある。本発明の新たな開示に基づいて、当技術分野で公知されたこれらの技術ならびに開発しようとする技術は、いずれも本発明に適用できることを理解すべきである。
本発明の好ましい様態として、生体外で試料におけるポリヌクレオチドのメチル化プロファイルを検出する方法も提供する。上記の方法は、以下の原理に基づくものである：バイサルファイトは、メチル化されていないシトシンをウラシルに変換でき、その後のPCR増幅プロセスでチミンに変換されるが、メチル化されたシトシンは変化しない；したがって、ポリヌクレオチドをバイサルファイトで処理した後、メチル化されたサイトには、C/Tのようなポリヌクレオチド多型（SNP）が生成される。上記の原理に基づいて試料におけるポリヌクレオチドのメチル化プロファイルを検出すると、メチル化シトシンと非メチル化シトシンを効果的に区別できる。
本発明の好ましい様態として、生体外で試料におけるポリヌクレオチドのメチル化プロファイルを検出する方法も提供する。上記の方法は、以下の原理に基づくものである：バイサルファイトは、メチル化されていないシトシンをウラシルに変換でき、その後のPCR増幅プロセスでチミンに変換されるが、メチル化されたシトシンは変化しない；したがって、ポリヌクレオチドをバイサルファイトで処理した後、メチル化されたサイトには、C/Tのようなポリヌクレオチド多型（SNP）が生成される。上記の原理に基づいて試料におけるポリヌクレオチドのメチル化プロファイルを検出すると、メチル化シトシンと非メチル化シトシンを効果的に区別できる。
本発明に記載された方法が、以下を含む：(a)試料を提供し、ゲノムDNAを抽出する；(b) バイサルファイトでステップ(a)のゲノムDNAを処理し、ゲノムDNAにおけるメチル化されていないシトシンをウラシルに転化する；(c)ステップ(b)で処理されたゲノムDNAにメチル化プロファイル異常の存在の有無を分析する。
本発明の方法は、(i)受験者の試料に検出を行い、受験者が腫瘍を罹患しているかどうかを分析すること；(ii)腫瘍のハイリスクグループを区別することに用いられても良い。上記の方法は、直接的な疾患診断結果を得ることを目的としない状況でもあり得る。
本発明の好ましい実施例において、ＤＮＡメチル化は、ＰＣＲ増幅およびパイロシーケンシングによって検出されるが、当業者は、実際の応用には、当該方法に限定されず、他のＤＮＡメチル化検出方法も可能であることを理解すべきである。PCR増幅に使用されるプライマーは、実施例で提供されるものに限定されない。
ゲノムDNAはバイサルファイトで処理された後に、メチル化されていないシトシンはウラシルに変換され、その後のPCRプロセスでチミンに変換されることが、ゲノムの配列の複雑さを軽減するので、PCRによる特定の標的フラグメントの増幅がより困難になる。したがって、好ましくは、ネステッドPCR増幅を採用し、外周と内周に2ペアのプライマーをデザインし、2回のPCR増幅反応を行ってもよく、1回目の増幅産物を2回目の増幅のテンプレートとして使用し、増幅の効率と特異性を効果的に改善することができる。しかしながら、本発明で利用可能な検出方法はこれに限定されないことを理解すべきである。
臨床サンプルに関する研究および検証によって、本発明の方法は、臨床腫瘍の診断に使用される場合、非常に高い精度を有する。本発明は、腫瘍補助診断、治療効果判断、予後モニタリングなどの分野に適用することができ、高い臨床応用価値を有する。
以下、具体的な実施例を参照して、本発明をさらに説明する。これらの実施例は、本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の単なる例示であることが理解されるべく。以下の実施例における特定の条件を特定しない実験方法は、通常に、J.Sambrookら、Guide to Molecular Cloning、Third Edition、Science Press、2002に記載された通常条件に従って実施され、或いはメーカーが推奨する条件に従って実施される。
実施例1、STAMP-EP２の検出に関わる核酸配列
以下のSEQ ID NO:1(chr5:140797163〜140797701 (hg19/Human))に示すように、STAMP-EP２腫瘍マーカーの配列を提供した；ただし、下線が引かれた塩基はメチル化されたCpGサイトであり、下線が引かれた数字はそのサイトの番号を示す。
以下のSEQ ID NO:1(chr5:140797163〜140797701 (hg19/Human))に示すように、STAMP-EP２腫瘍マーカーの配列を提供した；ただし、下線が引かれた塩基はメチル化されたCpGサイトであり、下線が引かれた数字はそのサイトの番号を示す。
バイサルファイトで処理された上記の配列（ただし、ＹはＣまたはＵを表す）は以下のSEQ ID NO:３の通りである：
以下のSEQ ID NO:2 (chr5:140787504〜140788044(hg19/Human))に示すように、STAMP-EP２腫瘍マーカーの配列を提供した；ただし、下線が引かれた塩基はメチル化されたCpGサイトであり、下線が引かれた数字はそのサイトの番号を示す；
バイサルファイトで処理された上記の配列（ただし、ＹはＣまたはＵを表す）は以下のSEQ ID NO:4の通りである：
上記SEQ ID NO:1に示したヌクレオチド配列の逆相補配列はSEQ ID NO:5の通りである：
CGGTCTATTCGGTCCTTCACAAGTAAGTCCCCGCTCTGCGCGTCTACGCTGAAGTGCAGCTTCTCCGCGCTCACTCGCAGCTCGCGAGCCGACACATCCAGGACACTAAGCCCTAGATCCTTAGCGAGGTTCCCCACCACCGAGCCCTTGGCCAGCTCCTCCGGAATCGAGTAGCGGATCGGCTCACACAGCGTGGGGTAGAACAAAGGCAGCAGCAAAGGAAATAGTACCTGCCGCGGGCCGGCCCGGCGCCTCTGCGCGCAGCTCCCTCCCATCGTTCGCTCGGGTTCTCGCTGGGTCCCCGCTTTTCCAGTTGGAGAAAGTGCACTCTACCGCGCTAAAAGAGCATTCGGCCCAGGACAGGAGGAGTCCCGGGTCTCGGAGCTGGCAATCTGGTGTGCTGGGCAAGGTCTGCGCAGCCGGGAGCCTCTGTGTGGGAGCTGGTTTTCTTTTCTGTTGTTGGCTGCGCAGGGAATCCCAGGCTAGAGGCTGAGGGATCCCCGGCGTCAGCGCTTGCTCTGCACTGGCCGACGGCGGCG
CGGTCTATTCGGTCCTTCACAAGTAAGTCCCCGCTCTGCGCGTCTACGCTGAAGTGCAGCTTCTCCGCGCTCACTCGCAGCTCGCGAGCCGACACATCCAGGACACTAAGCCCTAGATCCTTAGCGAGGTTCCCCACCACCGAGCCCTTGGCCAGCTCCTCCGGAATCGAGTAGCGGATCGGCTCACACAGCGTGGGGTAGAACAAAGGCAGCAGCAAAGGAAATAGTACCTGCCGCGGGCCGGCCCGGCGCCTCTGCGCGCAGCTCCCTCCCATCGTTCGCTCGGGTTCTCGCTGGGTCCCCGCTTTTCCAGTTGGAGAAAGTGCACTCTACCGCGCTAAAAGAGCATTCGGCCCAGGACAGGAGGAGTCCCGGGTCTCGGAGCTGGCAATCTGGTGTGCTGGGCAAGGTCTGCGCAGCCGGGAGCCTCTGTGTGGGAGCTGGTTTTCTTTTCTGTTGTTGGCTGCGCAGGGAATCCCAGGCTAGAGGCTGAGGGATCCCCGGCGTCAGCGCTTGCTCTGCACTGGCCGACGGCGGCG
上記SEQ ID NO:2に示したヌクレオチド配列の逆相補配列はSEQ ID NO:6の通りである：
CGGTCTATTCGGTTCTTCACAAGTAAGTCCCCGCTCTCCGCGTCTACGCTGAAGTGCAGCTTCTCCGCGCTCACTCGCAGCTTGCGAGCCGACACATCCAGGACACTGAGCCCTAGATCCTTAGCGAGGTTCCCCACCACCGAGCCCTTGGCCAGCTCCTCCGGAATCGAGTAGCGGATCGGCTCACTCAGGGTGGGGTAGAACAAAGGCAGCAGCAAAGGAAATAGCACCTGCCGCGGGCCGGCCCGGCGCCTCTGCGCGCAGCTCCCTCCCATCGTTCGCTCGGGTTCTCGCTGGGTCCCCGCTTTTCCAGTTGGAGAAAGTGCACTCTACCGCGCTAAAAGAGCATTCGGCCCAGGACAGGAGGAGTCCCGGGTCTCGGAGCTGGCAATCCGCTGTGCTGGGAAAGGTCTGCGCAGCCGGGAGGCTCTGTGTGGGAGCTGGTTTTCTTCTTTCTGTTGTTGGCTGCGCAGGGAATCCCAGGCCAGAGGCTGACGGATCCCCGGCGTCAGCGCTTGCTCTGCACTGGCCGACAGCGGCG
CGGTCTATTCGGTTCTTCACAAGTAAGTCCCCGCTCTCCGCGTCTACGCTGAAGTGCAGCTTCTCCGCGCTCACTCGCAGCTTGCGAGCCGACACATCCAGGACACTGAGCCCTAGATCCTTAGCGAGGTTCCCCACCACCGAGCCCTTGGCCAGCTCCTCCGGAATCGAGTAGCGGATCGGCTCACTCAGGGTGGGGTAGAACAAAGGCAGCAGCAAAGGAAATAGCACCTGCCGCGGGCCGGCCCGGCGCCTCTGCGCGCAGCTCCCTCCCATCGTTCGCTCGGGTTCTCGCTGGGTCCCCGCTTTTCCAGTTGGAGAAAGTGCACTCTACCGCGCTAAAAGAGCATTCGGCCCAGGACAGGAGGAGTCCCGGGTCTCGGAGCTGGCAATCCGCTGTGCTGGGAAAGGTCTGCGCAGCCGGGAGGCTCTGTGTGGGAGCTGGTTTTCTTCTTTCTGTTGTTGGCTGCGCAGGGAATCCCAGGCCAGAGGCTGACGGATCCCCGGCGTCAGCGCTTGCTCTGCACTGGCCGACAGCGGCG
バイサルファイトで処理された上記のSEQ ID NO:5配列（ただし、ＹはＣまたはＵを表す）は以下のSEQ ID NO:４の通りである（ただし、ＹはＣまたはＵを表す）：
バイサルファイトで処理された上記のSEQ ID NO:6配列（ただし、ＹはＣまたはＵを表す）は以下のSEQ ID NO:8の通りである（ただし、ＹはＣまたはＵを表す）：
実施例2、STAMP-EP２：肺がん-臨床症例サンプルの検証-パイロシーケンス法
臨床サンプルの入手：臨床から腫瘍随伴-肺がんサンプルを20ペア得られ、腫瘍随伴サンプルを肺がんコントロールグループとし、20例の肺がんサンプルを肺がん実験グループとした；
DNAの抽出：それぞれに実験グループとコントロールグループのDNAを抽出した；この実験では、フェノール-クロロホルム抽出法を使用したが、この方法に限定されない；
バイサルファイトの処理：抽出されたDNAサンプルをバイサルファイトで処理し、手順に厳密に従った；この実験では、ZYMO Research社のEZDNA Methylation-Gold Kit、アイテム番号D5006を使用したが、このキットに限定されない；
プライマーのデザイン：STAMP-EP2配列とするSEQ ID NO：1とSEQ ID NO：2の特徴に基づき、PCR増幅プライマーとパイロシーケンスプライマーをデザインした；SEQ ID NO：1とSEQ ID NO：2が相当的な類似性を有するので、本実験でデザインされたプライマーが、同時にSEQ ID NO：1の17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27号CpGサイトと、SEQ ID NO：2の18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28号CpGサイトのメチル化を検出できる。続いて、パイロシーケンス法でSEQ ID NO：1の17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27号CpGサイトと、SEQ ID NO：2の18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28号CpGサイトのメチル化値を検出し、STAMP-EP2メチル化値の代表として、PCRプライマー増幅配列、パイロシーケンスプライマー配列、パイロシーケンスマシン検出配列及び検出サイトは、表1に示された；
臨床サンプルの入手：臨床から腫瘍随伴-肺がんサンプルを20ペア得られ、腫瘍随伴サンプルを肺がんコントロールグループとし、20例の肺がんサンプルを肺がん実験グループとした；
DNAの抽出：それぞれに実験グループとコントロールグループのDNAを抽出した；この実験では、フェノール-クロロホルム抽出法を使用したが、この方法に限定されない；
バイサルファイトの処理：抽出されたDNAサンプルをバイサルファイトで処理し、手順に厳密に従った；この実験では、ZYMO Research社のEZDNA Methylation-Gold Kit、アイテム番号D5006を使用したが、このキットに限定されない；
プライマーのデザイン：STAMP-EP2配列とするSEQ ID NO：1とSEQ ID NO：2の特徴に基づき、PCR増幅プライマーとパイロシーケンスプライマーをデザインした；SEQ ID NO：1とSEQ ID NO：2が相当的な類似性を有するので、本実験でデザインされたプライマーが、同時にSEQ ID NO：1の17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27号CpGサイトと、SEQ ID NO：2の18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28号CpGサイトのメチル化を検出できる。続いて、パイロシーケンス法でSEQ ID NO：1の17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27号CpGサイトと、SEQ ID NO：2の18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28号CpGサイトのメチル化値を検出し、STAMP-EP2メチル化値の代表として、PCRプライマー増幅配列、パイロシーケンスプライマー配列、パイロシーケンスマシン検出配列及び検出サイトは、表1に示された；
パイロシーケンシング：QIAGEN会社のPyroMark Q96 IDパイロシーケンサーで検出し、ユーザーマニュアルのステップに従って厳密に操作した；
STAMP-EP2メチル化値の計算：パイロシーケンシングが、標的領域とするSEQ ID NO：1の17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27号CpGサイトと、SEQ ID NO：2の18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28号CpGサイトのメチル化状況を検出でき、平均値を計算し、当該サンプルにおけるSTAMP-EP２のメチル化値とした；
８.結果分析：肺がんコントロールグループと実験グループのSTAMP-EP２メチル化値を比較した；図1に示すように、結果としては、肺がんの臨床サンプルにおいて、STAMP-EP２は肺がん実験グループで有意に高いメチル化値を示し、P<0.0001、検出感度95％、特異度100％である。
実施例2、STAMP-EP２：結腸直腸がん-臨床サンプルの検証-パイロシーケンス法
臨床サンプルの入手：臨床から得られた10例の結腸直腸がん腫瘍随伴サンプルをコントロールグループとし、得られた30例の結腸直腸がんサンプルを実験グループとした；
ステップ2、3、4、5、6、7は、実施例3のステップと同じにした；
８.結果分析：結腸直腸がんコントロールグループと実験グループのSTAMP-EP２メチル化値を比較した；図2に示すように、結果としては、結腸直腸がんの臨床サンプルにおいて、STAMP-EP２は結腸直腸がん実験グループで有意に高いメチル化値を示し、P<0.0001、検出感度93.33％、特異度100％である。
臨床サンプルの入手：臨床から得られた10例の結腸直腸がん腫瘍随伴サンプルをコントロールグループとし、得られた30例の結腸直腸がんサンプルを実験グループとした；
ステップ2、3、4、5、6、7は、実施例3のステップと同じにした；
８.結果分析：結腸直腸がんコントロールグループと実験グループのSTAMP-EP２メチル化値を比較した；図2に示すように、結果としては、結腸直腸がんの臨床サンプルにおいて、STAMP-EP２は結腸直腸がん実験グループで有意に高いメチル化値を示し、P<0.0001、検出感度93.33％、特異度100％である。
実施例3、STAMP-EP２：胃がん-臨床サンプルの検証-パイロシーケンス法
臨床サンプルの入手：臨床で得られた10例の正常な胃（又は胃炎）サンプルをコントロールグループとし、10例の胃癌手術断端サンプルを実験グループ1とし、20例の胃がんサンプルを実験グループ2とした；
ステップ2、3、4、5、6、7は、実施例3のステップと同じにした；
８.結果分析：正常な胃（または胃炎）コントロールグループと手術断端実験グループ1および胃がん実験グループ2という３つのグループのSTAMP-EP２メチル化値を比較した；図3に示すように、結果としては、胃がんの臨床サンプルにおいて、STAMP-EP2は胃がん実験グループ２で有意に高いメチル化値を示し、P<0.0001。同時に、手術断端実験グループ1のメチル化状況は、正常な胃（または胃炎）コントロールグループと胃がん実験グループ2の間にあり、STAMP-EP2のメチル化が、手術断端部位で変化し始めたことを示した；胃癌マーカーとしてのSTAMP-EP2は、胃がんの検出に使用できる同時に、胃がん手術の手術断端の判断に使用できる。
臨床サンプルの入手：臨床で得られた10例の正常な胃（又は胃炎）サンプルをコントロールグループとし、10例の胃癌手術断端サンプルを実験グループ1とし、20例の胃がんサンプルを実験グループ2とした；
ステップ2、3、4、5、6、7は、実施例3のステップと同じにした；
８.結果分析：正常な胃（または胃炎）コントロールグループと手術断端実験グループ1および胃がん実験グループ2という３つのグループのSTAMP-EP２メチル化値を比較した；図3に示すように、結果としては、胃がんの臨床サンプルにおいて、STAMP-EP2は胃がん実験グループ２で有意に高いメチル化値を示し、P<0.0001。同時に、手術断端実験グループ1のメチル化状況は、正常な胃（または胃炎）コントロールグループと胃がん実験グループ2の間にあり、STAMP-EP2のメチル化が、手術断端部位で変化し始めたことを示した；胃癌マーカーとしてのSTAMP-EP2は、胃がんの検出に使用できる同時に、胃がん手術の手術断端の判断に使用できる。
実施例4、STAMP-EP2：子宮頸がん-臨床サンプルの検証-パイロシーケンス法
1. 臨床サンプルの入手：臨床から得られた12例の子宮頸がん腫瘍随伴サンプルをコントロールグループとし、得られた16例の子宮頸がんサンプルを実験グループとした；
2. ステップ2、3、4、5、6、7は、実施例3のステップと同じにした；
８.結果分析：子宮頸がんコントロールグループと実験グループのSTAMP-EP2メチル化値を比較した；図4に示すように、結果としては、子宮頸がんの臨床サンプルにおいて、STAMP-EP2は子宮頸がん実験グループで有意に高いメチル化値を示し、P<0.0001、検出感度93.33％、特異度100％である。
1. 臨床サンプルの入手：臨床から得られた12例の子宮頸がん腫瘍随伴サンプルをコントロールグループとし、得られた16例の子宮頸がんサンプルを実験グループとした；
2. ステップ2、3、4、5、6、7は、実施例3のステップと同じにした；
８.結果分析：子宮頸がんコントロールグループと実験グループのSTAMP-EP2メチル化値を比較した；図4に示すように、結果としては、子宮頸がんの臨床サンプルにおいて、STAMP-EP2は子宮頸がん実験グループで有意に高いメチル化値を示し、P<0.0001、検出感度93.33％、特異度100％である。
実施例5、STAMP-EP２：肝臓がん-臨床サンプルの検証-パイロシーケンス法
1. 臨床サンプルの入手：臨床から腫瘍随伴-肝臓がんサンプルを22ペア得られ、腫瘍随伴サンプルを肝臓がんコントロールグループとし、肝臓がんサンプルを肝臓がん実験グループとした；
2. ステップ2、3、4、5、6、7は、実施例3のステップと同じにした；
８.結果分析：肝臓がんコントロールグループと実験グループのSTAMP-EP2メチル化値を比較した；図5に示すように、結果としては、肝臓がんの臨床サンプルにおいて、STAMP-EP2は肝臓がん実験グループで有意に高いメチル化値を示し、P<0.0001、検出感度100％、特異度100％である。
1. 臨床サンプルの入手：臨床から腫瘍随伴-肝臓がんサンプルを22ペア得られ、腫瘍随伴サンプルを肝臓がんコントロールグループとし、肝臓がんサンプルを肝臓がん実験グループとした；
2. ステップ2、3、4、5、6、7は、実施例3のステップと同じにした；
８.結果分析：肝臓がんコントロールグループと実験グループのSTAMP-EP2メチル化値を比較した；図5に示すように、結果としては、肝臓がんの臨床サンプルにおいて、STAMP-EP2は肝臓がん実験グループで有意に高いメチル化値を示し、P<0.0001、検出感度100％、特異度100％である。
実施例6、STAMP-EP2：乳がん-臨床サンプルの検証-パイロシーケンス法
1. 臨床サンプルの入手：臨床から腫瘍随伴-乳がんサンプルを20ペア得られ、腫瘍随伴サンプルを乳がんコントロールグループとし、乳がんサンプルを乳がん実験グループとした；
2. ステップ2、3、4、5、6、7は、実施例3のステップと同じにした；
８.結果分析：乳がんコントロールグループと実験グループのSTAMP-EP2メチル化値を比較した；図6に示すように、結果としては、乳がんの臨床サンプルにおいて、STAMP-EP2は乳がん実験グループで有意に高いメチル化値を示し、P<0.0001、検出感度100％、特異度100％である。
1. 臨床サンプルの入手：臨床から腫瘍随伴-乳がんサンプルを20ペア得られ、腫瘍随伴サンプルを乳がんコントロールグループとし、乳がんサンプルを乳がん実験グループとした；
2. ステップ2、3、4、5、6、7は、実施例3のステップと同じにした；
８.結果分析：乳がんコントロールグループと実験グループのSTAMP-EP2メチル化値を比較した；図6に示すように、結果としては、乳がんの臨床サンプルにおいて、STAMP-EP2は乳がん実験グループで有意に高いメチル化値を示し、P<0.0001、検出感度100％、特異度100％である。
実施例7、STAMP-EP2：膵臓がん-臨床サンプルの検証-パイロシーケンス法
1. 臨床サンプルの入手：臨床から腫瘍随伴-膵臓がんサンプルを18ペア得られ、腫瘍随伴サンプルを膵臓がんコントロールグループとし、膵臓がんサンプルを膵臓がん実験グループとした；
2. ステップ2、3、4、5、6、7は、実施例3のステップと同じにした；
８.結果分析：膵臓がんコントロールグループと実験グループのSTAMP-EP2メチル化値を比較した；図7に示すように、結果としては、膵臓がんの臨床サンプルにおいて、STAMP-EP2は膵臓がん実験グループで有意に高いメチル化値を示し、P<0.0001、検出感度88.9％、特異度100％である。
1. 臨床サンプルの入手：臨床から腫瘍随伴-膵臓がんサンプルを18ペア得られ、腫瘍随伴サンプルを膵臓がんコントロールグループとし、膵臓がんサンプルを膵臓がん実験グループとした；
2. ステップ2、3、4、5、6、7は、実施例3のステップと同じにした；
８.結果分析：膵臓がんコントロールグループと実験グループのSTAMP-EP2メチル化値を比較した；図7に示すように、結果としては、膵臓がんの臨床サンプルにおいて、STAMP-EP2は膵臓がん実験グループで有意に高いメチル化値を示し、P<0.0001、検出感度88.9％、特異度100％である。
実施例8、STAMP-EP2：頭頸部がん-臨床サンプルの検証-パイロシーケンス法
1. 臨床サンプルの入手：11ペアの腫瘍随伴-頭頸部がんサンプル（5例の喉頭がん、2例の扁桃がん、2例の喉頭蓋がん、1例の舌根がん、1例の下咽頭がんを含む）を臨床で得られ、腫瘍随伴サンプルをコントロールとし、がん組織を実験グループとした；
2. ステップ2、3、4、5、6、7は、実施例3のステップと同じにした；
８.結果分析：頭頸部がんコントロールグループと実験グループのSTAMP-EP2メチル化値を比較した；図8に示すように、結果としては、頭頸部がんの臨床サンプルにおいて、STAMP-EP2は頭頸部がん実験グループで有意に高いメチル化値を示し、P<0.0001、検出感度100％、特異度100％である。
1. 臨床サンプルの入手：11ペアの腫瘍随伴-頭頸部がんサンプル（5例の喉頭がん、2例の扁桃がん、2例の喉頭蓋がん、1例の舌根がん、1例の下咽頭がんを含む）を臨床で得られ、腫瘍随伴サンプルをコントロールとし、がん組織を実験グループとした；
2. ステップ2、3、4、5、6、7は、実施例3のステップと同じにした；
８.結果分析：頭頸部がんコントロールグループと実験グループのSTAMP-EP2メチル化値を比較した；図8に示すように、結果としては、頭頸部がんの臨床サンプルにおいて、STAMP-EP2は頭頸部がん実験グループで有意に高いメチル化値を示し、P<0.0001、検出感度100％、特異度100％である。
実施例9、STAMP-EP2：胆のうがん-臨床サンプルの検証-パイロシーケンス法
1. 臨床サンプルの入手：10例の非がん患者の胆汁サンプル、10例の胆のうがん患者の胆汁サンプルを臨床で得られ、非がんサンプルを胆のうがんコントロールグループとし、胆のうがんサンプルを胆のうがん実験グループとした；
2. ステップ2、3、4、5、6、7は、実施例3のステップと同じにした；
８.結果分析：胆のうがんコントロールグループと実験グループのSTAMP-EP2メチル化値を比較した；図9に示すように、結果としては、胆のうがんの臨床サンプルにおいて、STAMP-EP2は胆のうがん実験グループで有意に高いメチル化値を示し、P<0.0001、検出感度90％、特異度100％である。
1. 臨床サンプルの入手：10例の非がん患者の胆汁サンプル、10例の胆のうがん患者の胆汁サンプルを臨床で得られ、非がんサンプルを胆のうがんコントロールグループとし、胆のうがんサンプルを胆のうがん実験グループとした；
2. ステップ2、3、4、5、6、7は、実施例3のステップと同じにした；
８.結果分析：胆のうがんコントロールグループと実験グループのSTAMP-EP2メチル化値を比較した；図9に示すように、結果としては、胆のうがんの臨床サンプルにおいて、STAMP-EP2は胆のうがん実験グループで有意に高いメチル化値を示し、P<0.0001、検出感度90％、特異度100％である。
実施例10、STAMP-EP2：白血病-臨床サンプルの検証-パイロシーケンス法
1. 臨床サンプルの入手：臨床で得られた10例の非白血病骨髄塗抹サンプルを、コントロールグループとし、20例の白血病骨髄塗抹サンプルを、実験グループとした；
2. ステップ2、3、4、5、6、7は、実施例3のステップと同じにした；
８.結果分析：白血病コントロールグループと実験グループのSTAMP-EP２メチル化値を比較した；図10に示すように、結果としては、白血病の臨床サンプルにおいて、STAMP-EP2は白血病実験グループで有意に高いメチル化値を示し、P<0.0001、検出感度100％、特異度100％である。
1. 臨床サンプルの入手：臨床で得られた10例の非白血病骨髄塗抹サンプルを、コントロールグループとし、20例の白血病骨髄塗抹サンプルを、実験グループとした；
2. ステップ2、3、4、5、6、7は、実施例3のステップと同じにした；
８.結果分析：白血病コントロールグループと実験グループのSTAMP-EP２メチル化値を比較した；図10に示すように、結果としては、白血病の臨床サンプルにおいて、STAMP-EP2は白血病実験グループで有意に高いメチル化値を示し、P<0.0001、検出感度100％、特異度100％である。
実施例11、STAMP-EP２：腎臓がん-臨床サンプルの検証-パイロシーケンス法
1. 臨床サンプルの入手：臨床から得られた8例の腎臓がん腫瘍随伴サンプルをコントロールグループとし、得られた14例の腎臓がんサンプルを実験グループとした；
2. ステップ2、3、4、5、6、7は、実施例3のステップと同じにした；
８.結果分析：腎臓がんコントロールグループと実験グループのSTAMP-EP2メチル化値を比較した；図11に示すように、結果としては、腎臓がんの臨床サンプルにおいて、STAMP-EP2は腎臓がん実験グループで有意に高いメチル化値を示し、P<0.0001、検出感度92.86％、特異度100％である。
1. 臨床サンプルの入手：臨床から得られた8例の腎臓がん腫瘍随伴サンプルをコントロールグループとし、得られた14例の腎臓がんサンプルを実験グループとした；
2. ステップ2、3、4、5、6、7は、実施例3のステップと同じにした；
８.結果分析：腎臓がんコントロールグループと実験グループのSTAMP-EP2メチル化値を比較した；図11に示すように、結果としては、腎臓がんの臨床サンプルにおいて、STAMP-EP2は腎臓がん実験グループで有意に高いメチル化値を示し、P<0.0001、検出感度92.86％、特異度100％である。
実施例12、STAMP-EP2：膀胱がん-臨床サンプルの検証-パイロシーケンス法
1. 臨床サンプルの入手：臨床で得られた5例の膀胱がん腫瘍随伴サンプルと非がん尿サンプルをコントロールグループとし、得られた7例の膀胱がん組織サンプルと膀胱がん尿サンプルを実験グループとした；
2. ステップ2、3、4、5、6、7は、実施例3のステップと同じにした；
８.結果分析：膀胱がんコントロールグループと実験グループのSTAMP-EP2メチル化値を比較した；図12に示すように、結果としては、膀胱がんの臨床サンプルにおいて、STAMP-EP2は膀胱がん実験グループで有意に高いメチル化値を示した。
1. 臨床サンプルの入手：臨床で得られた5例の膀胱がん腫瘍随伴サンプルと非がん尿サンプルをコントロールグループとし、得られた7例の膀胱がん組織サンプルと膀胱がん尿サンプルを実験グループとした；
2. ステップ2、3、4、5、6、7は、実施例3のステップと同じにした；
８.結果分析：膀胱がんコントロールグループと実験グループのSTAMP-EP2メチル化値を比較した；図12に示すように、結果としては、膀胱がんの臨床サンプルにおいて、STAMP-EP2は膀胱がん実験グループで有意に高いメチル化値を示した。
実施例13.STAMP-EP2：血漿サンプル-臨床サンプル検証
1.SATMP-C腫瘍マーカーがリキッドバイオプシーでも検出できることを証明するために、コントロールグループである20例の正常なヒト血漿と、異なる腫瘍タイプの患者からの血漿サンプル（10例の肝臓がん血漿サンプル、10例の膵臓がん血漿サンプル、10例の肺がん血漿サンプル、10例の結腸直腸がん血漿サンプル、10例の乳がん血漿サンプルを含む）を収集した；
２.ステップ2、3、4、5、6、7は、実施例3のステップと同じにした；
8.結果分析：図13に示すように、正常なヒト血漿コントロールと比較して、肝臓がん、膵臓がん、肺がん、結腸直腸がん、および乳がんのグループにおけるSTAMP-EP2メチル値は、有意に高かった。
1.SATMP-C腫瘍マーカーがリキッドバイオプシーでも検出できることを証明するために、コントロールグループである20例の正常なヒト血漿と、異なる腫瘍タイプの患者からの血漿サンプル（10例の肝臓がん血漿サンプル、10例の膵臓がん血漿サンプル、10例の肺がん血漿サンプル、10例の結腸直腸がん血漿サンプル、10例の乳がん血漿サンプルを含む）を収集した；
２.ステップ2、3、4、5、6、7は、実施例3のステップと同じにした；
8.結果分析：図13に示すように、正常なヒト血漿コントロールと比較して、肝臓がん、膵臓がん、肺がん、結腸直腸がん、および乳がんのグループにおけるSTAMP-EP2メチル値は、有意に高かった。
実施例14、STAMP-EP2：腫瘍細胞株と非腫瘍細胞株の間のCpGサイトのメチル化の違い
肺がん細胞株HepG2および正常な肺線維細胞株からゲノムDNAを抽出した；
HepG2および正常な肺線維細胞株から抽出されたゲノムDNAをバイサルファイトで処理し、その後のPCR増幅のテンプレートとした；
SEQ ID NO:1と2の配列に従って増幅プライマーをデザインし、異なる配列領域に対して、従来の方法でプライマーをデザインし、増幅を行った。
PCR増幅後、2％アガロースゲル電気泳動でPCRフラグメントの特異性を検出し、ゲルを切断して標的フラグメントを回収し、Tベクターを接続して挿入し、コンピテント大腸菌を形質転換し、プレートを広げ、2日目に、シーケンスのためにクローンを選択し、サンガーシーケンスのために各フラグメントから10個のクローンを選択した；
肺がん細胞株HepG2および正常な肺線維細胞株からゲノムDNAを抽出した；
HepG2および正常な肺線維細胞株から抽出されたゲノムDNAをバイサルファイトで処理し、その後のPCR増幅のテンプレートとした；
SEQ ID NO:1と2の配列に従って増幅プライマーをデザインし、異なる配列領域に対して、従来の方法でプライマーをデザインし、増幅を行った。
PCR増幅後、2％アガロースゲル電気泳動でPCRフラグメントの特異性を検出し、ゲルを切断して標的フラグメントを回収し、Tベクターを接続して挿入し、コンピテント大腸菌を形質転換し、プレートを広げ、2日目に、シーケンスのためにクローンを選択し、サンガーシーケンスのために各フラグメントから10個のクローンを選択した；
図14に示されたように、結果は、SEQ ID NO：1領域には、正常な肝臓細胞株の平均メチル化値は3.0％で、肝臓がん細胞株HepG2の平均メチル化値は78.3％で、肝臓がん細胞株のメチル化レベルは、正常な肝臓細胞株よりも有意に高かった。SEQ ID NO：２領域には、正常な肝臓細胞株の平均メチル化値は1.8％で、肝臓がん細胞株HepG2の平均メチル化値は78.7％で、肝臓がん細胞株のメチル化レベルは、正常な肝臓細胞株よりも有意に高かった。
本出願に言及されている全ての参考文献は、参照として単独に引用されるように、本出願に引用されて、参照になる。理解すべきは、本発明の上記の開示に基づき、当業者は、本発明を様々な変更または修正を行っても良い、これらの均等な形態も本出願に添付された請求の範囲に規定される範囲内に含まれる。
Claims (16)
- (a)SEQ ID NO:1に示されたヌクレオチド配列のポリヌクレオチドと、
(ｂ)SEQ ID NO:2に示されたヌクレオチド配列のポリヌクレオチドと、
(ｃ)上記(a)〜(b)のポリヌクレオチドのフラグメントであって、かつその中に少なくとも1個の修飾されたCpGサイトが存在するものと、
(ｄ)上記(a)〜(c)のポリヌクレオチド又はフラグメントと相補する核酸と、
を含むことを特徴とする単離されたポリヌクレオチド。 - 上記の修飾は、5-メチル化修飾、5-ヒドロキシメチル化修飾、5-アルデヒドメチル化修飾又は5-カルボキシメチル化修飾を含むことを特徴とする請求項1に記載された単離されたポリヌクレオチド。
- 請求項１又は２に記載されたポリヌクレオチドから転換され、請求項１の配列と対応し、修飾されたCpGサイトのシトシンCが変化せず、未修飾のシトシンがT又はUに転換することを特徴とする単離されたポリヌクレオチド。
- (e) SEQ ID NO:3又はSEQ ID NO: 7に示されたヌクレオチド配列のポリヌクレオチドと、
(ｆ) SEQ ID NO:4又はSEQ ID NO: 8に示されたヌクレオチド配列のポリヌクレオチドと、
(ｇ) 上記(e)〜(f)のポリヌクレオチドのフラグメントであって、かつその中に少なくとも1個の修飾されたCpGサイトが存在するものと、
を含むことを特徴とする請求項３に記載されたポリヌクレオチド。 - 腫瘍検出用の試薬又はキットを調製するために用いられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載されたポリヌクレオチドの使用。
- 上記の腫瘍が、白血病、リンパ腫、多発性骨髄腫などの血液系腫瘍;食道がん、胃がん、結腸直腸がん、肝臓がん、膵臓がん、胆管がん、胆嚢がんなどの消化器系腫瘍；肺がん、胸膜腫などの呼吸器系腫瘍;神経膠腫、神経芽細胞腫、髄膜腫などの神経系腫瘍;口腔がん、舌がん、喉頭がん、鼻咽頭がんなどの頭頸部がん；乳がん、卵巣がん、子宮頸がん、外陰がん、精巣がん、前立腺がん、陰茎がんなどの婦人科および生殖器系の腫瘍；腎臓がん、膀胱がんなどの泌尿器系腫瘍;皮膚がん、黒色腫、骨肉腫、脂肪肉腫、甲状腺がんなどの皮膚および他のシステム腫瘍を含むことを特徴とする請求項５の使用。
- 上記の腫瘍のサンプルが、組織サンプル、パラフィン包埋サンプル、血液サンプル、胸水サンプル、肺胞洗浄液サンプル、腹水および洗浄液サンプル、胆汁サンプル、便サンプル、尿サンプル、唾液サンプル、喀痰サンプル、脳脊髄液サンプル、細胞塗抹サンプル、子宮頸部塗抹サンプルまたはブラシサンプル、組織および細胞生検サンプルを含むことを特徴とする請求項５又は６の応用。
- 請求項１〜４のいずれか一つに記載されたポリヌクレオチドを提供し、上記のポリヌクレオチドの全長又はフラグメントを標的配列とし、当該標的配列のCpGサイトの修飾状況を特異的に検出する検出試薬をデザインすることを含む腫瘍検出試薬を調製する方法；ただし、上記の標的配列には、少なくとも1個の修飾されたCpGサイトが存在する。
- 標的配列のCpGサイトの修飾状況を特異的に検出し、上記の標的配列とは、請求項１〜４のいずれか一つに記載されたポリヌクレオチドの全長又はフラグメントであり、ただし、少なくとも1個の修飾されたCpGサイトが存在することを特徴とする試薬又は組み合わせた試薬。
- 上記の試薬又は組み合わせた試薬が、上記の標的配列を含む遺伝子配列を標的とし、上記の遺伝子配列が、遺伝子パネル又は遺伝子グループを含むことを特徴とする請求項９に記載された試薬又は組み合わせた試薬。
- 上記の試薬又は組み合わせた試薬が、プライマー、プローブを含むことを特徴とする請求項９に記載された試薬又は組み合わせた試薬；好ましくは、上記のプライマーは、SEQ ID NO: 5と6に示されたプライマーである。
- 腫瘍検出用のキットを調製するための、請求項９〜１１のいずれか一つに記載された試薬又は組み合わせた試薬の使用；好ましくは、上記の腫瘍が、食道がん、胃がん、結腸直腸がん、肝臓がん、膵臓がん、胆管がん、胆嚢がんなどの消化器系腫瘍；肺がん、胸膜腫などの呼吸器系腫瘍;白血病、リンパ腫、多発性骨髄腫などの血液系腫瘍;乳がん、卵巣がん、子宮頸がん、外陰がん、精巣がん、前立腺がん、陰茎がんなどの婦人科および生殖器系の腫瘍；神経膠腫、神経芽細胞腫、髄膜腫などの神経系腫瘍;口腔がん、舌がん、喉頭がん、鼻咽頭がんなどの頭頸部がん；腎臓がん、膀胱がんなどの泌尿器系腫瘍;皮膚がん、黒色腫、骨肉腫、脂肪肉腫、甲状腺がんなどの皮膚および他のシステム腫瘍を含む。
- 容器、及び前記容器に位置する請求項９〜１１のいずれか一つに記載された試薬又は組み合わせた試薬を含むことを特徴とする検出キット。
- （i）試料を提供し、核酸を抽出することと、
（ii）（i）の核酸における標的配列のCpGサイトの修飾状況を検出し、上記の標的配列は、請求項１又は２に記載されたポリヌクレオチド又はこれから転換されてなる請求項３又は４に記載されたポリヌクレオチドであることと、
を含むことを特徴とする生体外で試料のメチル化プロファイルを検出する方法。 - ステップ（3）には、分析する方法が、パイロシーケンス法、バイサルファイトシーケンス法、メチル化チップ法、qPCR法、デジタルPCR法、次世代シーケンス法、3世代シーケンス法、全ゲノムメチル化シーケンス法、DNA濃縮検出法、Reduced Representation Bisulfite Sequencing（RRBS）技術、HPLC法、MassArray、メチル化特異的PCR、又はそれらの組み合わせ及びSEQ ID NO.1に示された配列における一部又は全部のメチル化サイトの組み合わせた遺伝子グループの生体外での検出方法及び生体内トレーサー検出方法を含むことを特徴とする請求項１４に記載された方法。
- ステップ(ii)が、
（1）その中の未修飾のシトシンがウラシルに転化するように（i）の産物を処理する；好ましくは、上記の修飾が、5-メチル化修飾、5-ヒドロキシメチル化修飾、5-アルデヒドメチル化修飾又は5-カルボキシメチル化修飾を含む；好ましくは、バイサルファイトでステップ（i）に記載された核酸を処理することと、
（2）上記（1）で処理された核酸における上記の標的配列の修飾状況を分析することと、
を含むことを特徴とする請求項１４に記載された方法。
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