JP2975023B2 - I型糖尿病素因の診断用プローブ - Google Patents

I型糖尿病素因の診断用プローブ

Info

Publication number
JP2975023B2
JP2975023B2 JP63272857A JP27285788A JP2975023B2 JP 2975023 B2 JP2975023 B2 JP 2975023B2 JP 63272857 A JP63272857 A JP 63272857A JP 27285788 A JP27285788 A JP 27285788A JP 2975023 B2 JP2975023 B2 JP 2975023B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
probe
gene
diabetes
oligonucleotide
type
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP63272857A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH02500A (ja
Inventor
ティー.ネポム ジェラルド
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.)
BAAJINIA MEISON RISAACHI SENTAA
Original Assignee
BAAJINIA MEISON RISAACHI SENTAA
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 BAAJINIA MEISON RISAACHI SENTAA filed Critical BAAJINIA MEISON RISAACHI SENTAA
Publication of JPH02500A publication Critical patent/JPH02500A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2975023B2 publication Critical patent/JP2975023B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6876Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes
    • C12Q1/6881Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for tissue or cell typing, e.g. human leukocyte antigen [HLA] probes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6813Hybridisation assays
    • C12Q1/6827Hybridisation assays for detection of mutation or polymorphism
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6876Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes
    • C12Q1/6883Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for diseases caused by alterations of genetic material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q2600/00Oligonucleotides characterized by their use
    • C12Q2600/156Polymorphic or mutational markers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q2600/00Oligonucleotides characterized by their use
    • C12Q2600/172Haplotypes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
  • Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は遺伝子工学、特に疾患、特にI型糖尿病の素
因の診断に有用なDNA及びRNAプローブに係わる。
[発明の背景] 特定の遺伝子プローブを使用する遺伝性疾患に対する
遺伝子スクリーニングは遺伝子診断テストの幅と精度を
高める有望な技術である。単一遺伝子の突然変異に起因
する遺伝性の障害は3,000種類に及び、特定の遺伝子プ
ローブを利用してこれらを直接的に診断できる。ほか
に、単一遺伝子の突然変異ではなく、遺伝的要因と恐ら
くは環境的要因との複合的な結果から起こる慢性関節リ
ウマチ(RA)やI型糖尿病(または以下に“糖尿病”と
呼吸するインスリン依存型糖尿病IDDM)のような障害も
少なくない。このような場合、遺伝形質が臨床的疾患の
大部分と関連のある素因、即ち罹病の危険性を決定す
る。従って糖尿病に関する遺伝子テストは特定の遺伝的
疾患の原因となる単一遺伝子の欠陥という従来の概念と
は異なる遺伝的素因の識別と考えるべきである。
糖尿病素因に関連する特定遺伝子の識別は2つの異な
る観点から考察することができる。先ず、検出すべき遺
伝子が染色体において実際に疾患素因となる他の遺伝子
と結合している可能性があり、その場合には、検出すべ
き遺伝子が標識遺伝子として作用する。他方、別の遺伝
的要因または適当な環境的作因が存在する場合に限り、
検出すべき遺伝子自体が直接疾患の引き金となり得る。
この2つの概念はいずれも糖尿病に罹り易い遺伝的素因
を理解する上で重要である。
糖尿病及び慢性関節リウマチの双方に対する重要な遺
伝的要因は主要組織適合遺伝子複合体と呼ばれる染色体
6の部分に符号化されている。この遺伝子複合体内で14
個の連鎖状遺伝子がHLA第II類遺伝子クラスターを構成
する。この第2類遺伝子の生成物は免疫に至る活性化段
階を開始させる正常な免疫反応に不可欠である。免疫系
が不適正に活性化されて正常な組織を侵し、その結果自
己免疫が起こる場合にも第II類分子が疾患の原因となる
免疫活性化に重要な役割を果す。このことから、I型糖
尿病のような自己免疫疾患におけるHLA第II類遺伝子の
役割は特定ターゲットに対する攻撃を許す“緑”信号の
ような許可分子信号として作用すると考えられるに至っ
た。I型糖尿病の場合、ターゲットは膵臓のインスリン
分泌細胞と関係のある細胞成分であると考えられる。従
って、多くの点で遺伝的な糖尿病素因の問題は自己免疫
反応を活性化する変則信号の原因がとのHLA第II類遺伝
子であるかを識別する問題でもある。
糖尿病及び慢性関節リウマチとHLA第II類遺伝子との
関連が最近注目されている。HLA遺伝子の生成物はHLAを
型別する特異要因を帯び、この特異要因は血清反応性を
利用して測定されるのが普通である。このHLA型別特異
要因はHLA遺伝子複合体内の遺伝子ポリモルフィズムを
ある程度反映する。このような血清ポリモルフィズムの
1つがHLA DR4であり、I型糖尿病または慢性関節リウ
マチ患者の約70−75%に存在する。しかし、正常人の約
35%もHLA DR4として型別されるため、疾患素因分析に
この血清マーカーを利用するには問題がある。
[発明の要因] 後述するような研究の結果、同じDR4陽性ハプロタイ
プ中の異なる第II類遺伝子を弁別するだけでなく、これ
らの連鎖部位の幾つかについて幾つかの多型性対立遺伝
子をも弁別する特殊な遺伝子プローブが開発された。こ
れらのプローブを利用して次のような所見が得られた。
同じくHLA DR4として型別されても個々の人に応じて連
鎖遺伝子のパターンが異なり、いずれもHLA DR4である
と“型別”されても、連鎖遺伝子のパターンが異なれば
I型糖尿病に罹り易いか慢性関節リウマチに罹り易いか
に差が生ずる。特に、連鎖遺伝子の1つの特殊な多型性
変異体が存在する場合、このDR4がI型糖尿病に結び付
く可能性は95%以上である。従って、個々の遺伝子連鎖
に基づく特定の遺伝子プローブを利用すれば、遺伝的な
糖尿病素因と関連のある多型性変異体を持つ人をオリゴ
ヌクレオチド型別によって識別することができる。
本発明は遺伝子連鎖 と特殊な態様で2重鎖を形成できる少なくとも15個の連
鎖ヌクレオチドを含むオリゴヌクレオチドの形を取る、
I型糖尿病素因を診断するためのオリゴヌクレオチドプ
ローブを提供する。ただし、Aはアデニン、Cはシトシ
ン、Gはグアニン、Tはチミン、Rはチミンまたはウラ
シルを表わす。プローブは連鎖 から選択された少なくとも15個の連鎖ヌクレオチドを含
むことが好ましい。最も好ましい実施例ではオリゴヌク
レオチドプローブが少なくとも を含む。
プローブを検出可能なマーカー、例えば酵素やビオチ
ンで標識することができ、DNAまたは細胞を吸収できる
基質、制限酵素、及び/または洗浄剤と組合わせた診断
用キットの形で供給されるのが普通である。
[好ましい実施例] 第1図は染色体6においてHLA第II類遺伝子複合体を
構成する遺伝子を示す。これらの遺伝子の幾つかは極め
て多型性である。即ち、正常人において多様な対立因子
の形で存在する。例えば、DRβ1部位に少なくとも50個
の対立因子、DQα及びDQβ部位に十数個の対立因子が存
在することが判明している。図中、星印(*)はDRβ1
部位の対立因子を表わすDw4(DR4)及びDw14(DR4)遺
伝子を含むDR及びDw対立因子連鎖である。DQβ3.1(DQw
3)DQβ3.2(DQw3)はDQβ1部位の対立因子を表わす。
星印遺伝子の蛋白生成物は免疫反応を開始させる活性化
現象に関与するリンパ系細胞の表で識別されている。従
って、この遺伝子は健康及び疾患状態における免疫系活
性化にとって重要なシグナル現象に利用される構造蛋白
を符号化する。HLA DR4特異性を帯びるのは星印遺伝子
の蛋白生成物である。少なくとも5個の異なるDRβ1対
立因子がいずれもHLA血清特異性を帯びているのに対し
て、その他の対立因子はDR1、DR2などと呼称されるHLA
特異性を帯びている。
第2図に示すように、DR4陽性ハプロタイプにおけるD
Rβ1遺伝子の5個の対立因子にはそれぞれ異なる名
称、即ち、Dw4、Dw14、Dw10、Dw13、Dw15を与えてあ
る。これらの異なるDRβ1対立因子はそれぞれ多型性DQ
β対立因子と結合する。DQβ対立因子には図示のように
DQ3.1,DQ3.2、DQxの名称を与えてある。公知の方法でHL
A DR4として型別される人は第2図に示すハプロタイプ
のいずれかを帯びる可能性がある。換言すれば、5個ま
たは5個以下の異なるDRβ対立因子及び3個の異なるDQ
β対立因子は図示のリンケージパターンで表わすことが
できる。I型糖尿病と関連するHAL DR4を示唆する特定
遺伝子を分析するため、これらすべての異なるDR及びDQ
対立因子を弁別する技術を考案しなければならなかっ
た。
互いに異なるDR4陽性DRβ1対立因子はいずれも密接
に関連し合っている。これらの対立因子は互いにアミノ
酸1個から5個だけ異なり、この限られた相違に対応す
べく、これらの異なる対立因子間に制限酵素認識部位が
維持される。換言すると、互いに異なるDR4陽性DRβ1
対立因子を制限フラグメント結合特異性(RFLP)で弁別
することはできない。
第2図ではDR4陽性ハプロタイプに3個の異なるDQβ
遺伝子対立因子が存在する。この3個の対立因子は互い
にかなり相違しているから、制限酵素特異性(RFLP)に
よって、あるいは特定オリゴヌクレオチド・プローブに
よって弁別できる。第3図はDQ3.1及びDQ3.2対立因子を
弁別する制限酵素の相違の幾つかを示す。I型糖尿病患
者と正常な対照被験者の分析結果によれば、DR4陽性患
者の95%以上がDQβ遺伝子にDQ3.2対立因子を帯びる。
これはこの疾患と密接に関連するHLA遺伝子であり、明
らかに上述したDR4型別特異性の関連を示唆する。第2
図に示すように、DQ3.2遺伝子は数個の異なるDRβ遺伝
子と結合している。換言すれば、DR4陽性糖尿病と密接
に関連するHLA第II類遺伝子はDRβ1遺伝子ではなくDQ
β遺伝子であり、具体的にはDQ3.2対立因子である。
DQ3.2対立因子は糖尿病と密接に関連するが、自己免
疫疾患と関連する他のHLA遺伝子の場合と同様に、この
遺伝子は保有者の遺伝疾患の素因ではあっても、これだ
けが遺伝疾患の原因ではないことを強調しなければなら
ない。この点を強調したのが第4図であり、同図から明
らかなように、DQ3.2遺伝子はDR陽性IDDMハプロタイプ
の大部分と因果関係にあるが、この遺伝子は多くの健常
者にも存在する。これらのデータは一卵性双生児に関す
る従来の所見を再確認させる。即ち、糖尿病のような疾
患は単一遺伝子の障害ではなく、恐らくは複数の遺伝子
を含み、かつ恐らくはなんらかの環境的相互作用を含む
多重要因が協働して症候群の完全発現に至ると考えられ
る。これに関連して、特定の素因遺伝子は引き金のよう
な役割を果すものの、それ自体だけは発病の原因となれ
ない。とは云え、DQ3.2対立因子を有する被験者を識別
することはI型糖尿病素因を分析する上で有意義な診断
方法である。
このような所見に基づき、本発明は下記 の特徴的なDQ3.2遺伝子連鎖と特殊な態様で2重鎖形成
することのできるオリゴヌクレオチドの形で、I型糖尿
病素因の診断に有用な遺伝子プローブを提供する。DQ3.
2対立因子は例えば単核細胞やB細胞に発現するから、
下記のRNA連鎖と特殊な態様で2重鎖を形成するRNAプロ
ーブも得られる。
ここに“特殊な態様で2重鎖を形成する”と云う表現
は本発明のプローブが1つでも塩基のミスマッチがあれ
ば2重鎖形成が不可能な厳しい条件で、DQ3.2対立因子
のセンスまたはアンチセンスストランドと、またはその
転写RNAとの間で2重鎖を形成できることを意味する。
当業者には明らかなように、種々の2重鎖形成分析形式
の条件は温度、イオン濃度及びpH要因に応じて異なる。
一般に、最適のDNA:DNAまたはRNA:RNA2重鎖形成が行わ
れる条件として、温度が塩濃度に反比例し、pHは例えば
15ヌクレオチド連鎖(“15−mers")なら約6.8乃至約7.
4の範囲でなければならない。RNA:DNA2重鎖形成の場合
にも同様の分析条件が適用されるが、一般的にはDNA:DN
A2重鎖形成の場合よりも(塩濃度が高くなるに伴なっ
て)低い温度が採用される。
換言すれば、本発明のプローブはオリゴヌクレオチド
連鎖(1)、(2)または(3)の全部または一部を正
確に補足しなければならない。2重鎖形成効率を高める
ためには、プローブ構成中に(1)、(2)及び(3)
の末端連鎖と補完関係にある塩基が含まれていないこと
が好ましい。従って、本発明のプローブは下記連鎖から
選択された連鎖状ヌクレオチドを含むのが普通である。
ヒト・ゲノムに関して必要な特異性は(4)、(5)
または(6)から選択した15−ヌクレオチド連鎖で構成
することによって達成できる。プローブは室温における
商業的な診断に最適と考えられる16−merであることが
好ましい。比較的高い2重鎖形成温度を得るための補助
装置を利用できる臨床実験用としては、(1)、(2)
または(3)を補完する21−塩基連鎖を含む比較的長い
オリゴヌクレオチド連鎖を選択すればよく、これによっ
てより高度のシグナル特異性が得られる。
最大効率を達成するには、プローブが(4)、(5)
または(6)の中央領域から選択されたヌクレオチド連
鎖を含めばよい。従って最も好ましい実施例では、本発
明のプローブが下記の連鎖を含むことになる。
このようなオリゴヌクレオチドは公知の技術、入手可
能な試薬及び装置で容易に合成できる。本発明のプロー
ブは種々の公知方法により、種々の分析条件下で検出で
きるか、または検出可能にすることができる。例えば、
オリゴヌクレオチド合成の過程で放射性同位元素をプロ
ーブに組み込めばよい。あるいは、分析に先立ってアル
カリ性ホスファターゼをプローブに接合するか、または
分析にビオチニル化プローブを使用し、次いでハイブリ
ッドを例えばストレプトアビジンアルカリ性ホスファタ
ーゼのようなアビジン化酵素で検出すればよい。プロー
ブ調製に際してオリゴヌクレオチドをマークするのにル
シフェリンも好適であり、検出可能なマーカーとしては
蛍光団またはその他発光団、酵素抑制剤、補酵素、常磁
性金属及びその他のスピンラベルが挙げられる。
本発明のDNA及びRNAプローブは広範囲に亘る公知の診
断用2重連鎖分析に利用でき、この分析は患者に固有の
核酸、即ち、DNAまたはRNAまたはこの双方に、疾患と関
連するポリヌクレオチド連鎖と特殊態様で2重鎖を形成
できるオリゴヌクレオチド・プローブを接触させ、次い
でプローブと患者固有のポリヌクレオチドの間に形成さ
れるDNA:DNA、RNA:RNA、DNA:RNA、またはRNA;DNAハイブ
リッドを検出することによって患者固有のサンプル中に
疾患と関連するDNAまたはRNAが存在するか否かを判定す
る。この分析では、患者細胞の核及び/または血漿膜
を、プローブとの培養に先立ってオクトキシノル(具体
的にはTriton X−100)のような洗浄剤で浸透可能にす
る公知のプロトコルを利用して、分離核酸または本来の
部位、例えば、患者固有の白血球内で2重鎖形成を起こ
させることができる。
本発明のプローブは下記試薬の1つまたは2つ以上と
組合わせた診断テスト用キットの形で販売されることが
多い。DNA及び/またはRNAを吸収するかまたはこれと結
合できる基質がプローブと共に販売されることが多く、
このような基質としては、陽性帯電置換基群を有するこ
とを特徴とするニトロセルロース、ナイロンまたは誘導
ナイロンの膜が挙げられる。また仔ウシ胸腺やサケ精子
DNAなどのようなヒト以外のポリヌクレオチドと共にTaq
Iのような1つまたは2つ以上の制限酵素をキットに含
めることも可能である。本来の部位で2重鎖が形成され
る場合には、分析の浸透可能化、プローブ培養、2重鎖
形成及び検出の段階を通して細胞と結合する基質、例え
ば透明な顕微鏡スライドと共にTriton X−100のような
洗浄剤を販売することも考えられる。
以下、具体例によって本発明をさらに詳細に説明す
る。
[実施例] 患者の選択及び基準 若年でインスリン依存糖尿病が発病しているという基
準を満たすI型糖尿病(IDDM)患者を選択した。この調
査には31名の白色人種DR4+患者が参加した。DR4+ハプ
ロタイプのすべてがHLA−DQw3に対して陽性であった。
5つの家族のうち、身内に1名のIDDM患者がいることを
報告した家族があった。これら5家族のすべての構成員
からのDNAも得た。対照DNAは34名の臨床的に健常なDR4
+志願者から得た。
ゲノムDNAの調製 末梢血管の白血球を2×トリス緩衝食塩水で洗浄し、
108細胞/mlの割合でTE[10mMトリス、1mMエチレンジア
ミンテトラアセテート(EDTA)、pH7.6]中に再懸濁さ
せ、200μg/mlプロテイナーゼKを含有する細胞溶解緩
衝液[10mMトリス、pH8.0、2mM EDTA、10mM NaCl、及
び1%硫酸ナトリウムドデシル(SDS)]10容で37℃に
おいて18時間に亘り溶解した。フェノール:クロロホル
ム:イソアミルアルコール(25:24:1)で抽出したの
ち、濃度が2.0Mになるまで酢酸アンモニウムを添加し、
さらに無水エタノールを添加することによってDNAを沈
澱させた。詳細な手順はJ.Immunol.135(1):637−64
1,1985に掲載されたS.L.Holbeck等の論文に記載されて
いる。
ゲル電気泳動に先立ち、2u/μg DNAにおいて60℃で4
時間に亘り制限エンドヌクレアーゼTaq I(Bethesda,Re
s.Labs.)で消化した。消化されたDNAを1%アガローゼ
ゲル上で電気泳動によって精選し、変性させ、中和し、
Whatman3MM紙上で乾燥させた。詳しい手順はImmunogene
tics24:251−258,1986に掲載されたS.L.Holbeck及びG.
T.Nepomの論文及びThe Lancet ii(8514):1002−100
5,1986に掲載されたG.T.Nepom等の論文に記載されてい
る。(後述する)スロットブロット2重鎖形成によって
分析されたサンプルを、消化または電気泳動を行うこと
なく、ニトロセルロース紙に吸収させたのち直接テスト
した。
対立因子に固有のオリゴヌクレオチド・プローブ及び2
重鎖形成 対立因子に固有のプローブを利用するゲノムDNA分析
の詳細な手順は上記Nepom等の論文に記載されている。
要約すると、ゲノムDNAの消化物を含有するゲルまたは
ニトロセルロース・スロット・ブロットを6X NET(NaC
l EDTAトリス)、10%硫酸デキストラン、5X Denhard
t原液、5mM EDTA、0.1%SDS、0.05%NP−40(Noniodet
p−40)、25μg/ml tRNA、及び109CPM/μgの比放射
能を与えるためγ32p−dATP及びT4ポリヌクレオチド・
キナーゼで末端標識した107CPM/mlオリゴヌクレオチド
・プローブ中で3時間に亘り55℃において2重鎖形成さ
せた。サンプルを5X SSC(クエン酸ナトリウム原液)
で洗浄し、室温で10分間に亘って0.5%SDSで2度、さら
に55℃で30分間2度、次いで0.5%SDSを含有する3.2モ
ル塩化テトラメチルアンモニウム(TMACl)で61℃にお
いて洗浄したのち、Cronex Lightening Plus増感スクリ
ーンを利用して−70℃で1−7日間に亘りXAR−5フイ
ルムに露光した。
Applied Biosystems自動DNA合成装置を使用し、ホス
フォラミジド類似化学作用によりプローブDQβ3.1A25及
びDQβ3.2A43を合成した。この化学作用についてはS.M.
Weismann編、Praeger Publishers、N.Y.,1983刊行のM.
H.Carruthers著“Methods of DNA and RNA Sequenein
g",pp1−22に記載されている。上記プローブの連鎖はそ
れぞれ5′−TCTGGTCACATAACGCACGCG−3′(DQβ3.1A2
5)及び5′−CGCCCGATACACCCCCACGTC−3′(DQβ3.2A
43)であった。
個々のHLA−DQ遺伝子に応じたプローブの特徴づけ すべてのDQβ遺伝子中に存在する一定のヌクレオチド
連鎖と2重鎖を形成するDQβ遺伝子プローブが上記Holb
eck及びNepomの論文(1986)に記載されている。このプ
ローブはハプロタイプごとに1つの遺伝子、即ち、DQβ
遺伝子を識別し、従って、第3図に示すような制限酵素
消化によって分析されるゲノムDNAを“HLA DQ型別す
る”のに利用できる。この型別の結果を第2図のパネル
Aに示す。即ち、種々の同型接合細胞からのゲノムDNA
が制限酵素Taq Iで消化され、電気泳動処理され、DQβ
部位に固有のプローブと2重鎖を形成している。DQw1、
DQw2、DQ3.1及びDQ3.2遺伝子を表わす異なる対立因子は
これらの異なる遺伝子に存在するTaq II認識連鎖中の変
異体に対応するそれぞれサイズの異なる断片によって弁
別された。対立因子に固有のオリゴヌクレオチド・プロ
ーブの使用を第2図のパネルBに示す。即ち、パネルA
と同じDNAブロットをDQ3.2に固有のプローブと再び2重
鎖を形成した。ただし、DQ3.2遺伝子だけが識別され
た。非DQ3.2ハプロタイプからのゲノムDNA中に2重鎖形
成シグナルが存在しないと云うことはDQβ3.2A43プロー
ブがDQ3.2β遺伝子だけに存在するDNA連鎖に固有である
ことを立証した。
このような対立因子に固有のプローブを利用すること
により、個々のDQβ遺伝子の有無に関してDNAを迅速に
分析することが可能になった。第2図のパネルCはDQ3.
1に固有のオリゴヌクレオチド・プローブと2重鎖を形
成した、個々の被験者からのDNAパネルの“スロットブ
ロット"2重鎖形成分析を示す。この方法では、末梢血管
白血球または細胞系から調製されたゲノムDNAを、消化
及び増感処理を施すことなくニトロセルロース紙に直接
塗布する。次いで放射能標識を付けたDQ3.1A25を添加
し、2重鎖形成に照らして特定DQβ3.1遺伝子の存在が
示唆された。DQ3.2に固有のプローブでもスロットブロ
ット2重鎖形成が認められた。
多重DR4+ハプロタイプにおけるDQ3.2とIDDMとの関連 23通りの互いに無関係のDR4+ハプロタイプを表わす3
1名のHLA−DR4 IDDM患者からのDNAをDQオリゴヌクレオ
チド・プローブで分析した結果、31名全部がDQ3.2遺伝
子を保有し、そのうちの3名はDQ3.1遺伝子をも保有す
ることが判明し、この3名の患者はいずれもDR4につい
ては同型接合性、DQ3.2及びDQ3.1については異型接合性
であった。
第2図に示すように、DQ3.2遺伝子は幾つかの異なるD
R4陽性ハプロタイプに存在する。IDDM患者がどのハプロ
タイプを有するかを正確に評定するため、各例における
連鎖DRβ対立因子を分析した。異なるDR4+DR遺伝子、
即ち、Dw4、Dw14及びDw10を弁別する対立因子に固有の
オリゴヌクレオチド・プローブを利用して、上記Nepom
等の論文(1986)に記載されているようにEco R Iで消
化されたゲノムDNAを2重鎖分析した。調査されたIDDM
患者に見られる23通りの無関係なDR4+ハプロタイプの
うち、17のハプロタイプ(74%)がDw4遺伝子を保有し
(第2図ハプロタイプB)、4つのハプロタイプがDw14
遺伝子を保有し(ハプロタイプC)、2つのハプロタイ
プが他のDRβ遺伝子を保有する(D,E)ことが判明し
た。換言すると、IDDM患者には幾つかの異なるDR4+ハ
プロタイプが認められたが、すべての患者がDQ3.2DQβ
対立因子を保有した。
対立因子に固有のDR及びDQ DNAプローブを使用して3
4名の非糖尿病DR4+被験者をも分析した。22名(65%)
にDQ3.2が存在し、12名(35%)にDQ3.1が存在した。第
5図はDQ3.2が対照被験者よりも患者において優勢であ
ることを要約して示したものであり、DR4 IDDM患者に
おけるこの遺伝子マーカーは感度は高いが特異性は低
い。
ハプロタイプA(第2図)は平凡なDR4+ハプロタイ
プであり、DR遺伝子はハプロタイプBと同じであるがDQ
は異なる。このハプロタイプはDQ3.1対立因子を保有
し、患者の他のハプロタイプがDQ3.2遺伝子を保有する
場合にはDR4−同型接合性の患者だけに認められる。こ
のことと、DQβ3.1出現率が対照被験者よりも患者にお
いて低いことから、ハプロタイプAはIDDMと関連性のな
いDR4+ハプロタイプであると考えられる。IDDMと関連
する敏感なDR4+ハプロタイプに関しては、DQ3.2遺伝子
が存在する限り、連鎖DRβ対立因子が異なる可能性があ
る。
複数のIDDM罹病親類を含む5家族もDNAプローブ方法
を使用して分析した,5家族のすべてにおいて、DR4+ハ
プロタイプをIDDMとして分離した。5家族の合計13名の
罹病者を分析した結果、13名すべてがDQ3.2遺伝子を保
有した。興味深いことに、これらの家族のうち2家族で
はDQ3.2遺伝子がDw4遺伝子(ハプロタイプB)と結合
し、他の3家族ではDQ3.2遺伝子がDw14遺伝子(ハプロ
タイプC)と結合した。
以上に本発明の好ましい実施例を説明したが、特許請
求の範囲内で種々の変更を加えることができる。即ち、
本発明は上記実施例以外の態様で実施できる。
本願発明では、DQβ−w3.2プローブを用いることによ
り、全てのIDDM患者において、DQβ−w3.2対立因子の存
在が確認された。
【図面の簡単な説明】
第1図はヒト染色体6におけるHLA複合体の第II類領域
の遺伝子構造、第2図はハプロタイプによって構成した
HLA−DR4に関連するDR及びDQ特異性、第3図はDQβ遺伝
子のDQ3.1及びDQ3.2対立因子を弁別する制限酵素の相
違、第4図は正常及び糖尿病DRQ陽性人のDQ3.1及びDQ3.
2対立因子の分布比較、第5図は対照被験者に対するI
型糖尿病患者のDQ3.2の優勢を示す。

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】遺伝子連鎖 (ただし、Aはアデニン、Cはシトシン、Gはグアニ
    ン、Tはチミン、Rはチミンまたはウラシル、を表わ
    す。) と特殊な態様で2重鎖を形成することのできる少なくと
    も15個の連鎖ヌクレオチドを含むオリゴヌクレオチドか
    ら成ることを特徴とするI型糖尿病素因の診断に有用な
    プローブ。
  2. 【請求項2】オリゴヌクレオチドが少なくとも16個のヌ
    クレオチドからなることを特徴とする請求項1記載のプ
    ローブ。
  3. 【請求項3】連鎖 (ただし、Aはアデニン、Cはシトシン、Gはグアニ
    ン、Tはチミン、Rはチミンまたはウラシル、を表わ
    す。) から選択された少なくとも15個の連鎖ヌクレオチドを含
    むオリゴヌクレオチドから成ることを特徴とするI型糖
    尿病素因の診断に有用なプローブ。
  4. 【請求項4】オリゴヌクレオチドが、 から成ることを特徴とする請求項3記載のプローブ。
  5. 【請求項5】オリゴヌクレオチドに検出可能なマーカー
    で標識したことを特徴とする請求項3記載のプローブ。
  6. 【請求項6】検出可能なマーカーを酵素、ピオチン、放
    射性核種、蛍光団、発光団、酵素抑制因子、補酵素、ル
    シフェリン、常磁性金属及びスピンから選択したことを
    特徴とする請求項5記載のプローブ。
  7. 【請求項7】DNAを吸収できる基質、制限酵素、及び細
    胞膜を浸透性化するための洗浄剤の少なくとも一つと、
    請求項1記載のプローブを組み合わせたことを特徴とす
    るI型糖尿病素因の診断に有用な診断用キット。
  8. 【請求項8】疾患に関連するポリヌクレオチド連鎖と特
    殊な態様で2重鎖を形成することのできるオリゴヌクレ
    オチドからなるプローブを患者の核酸と接触させ、疾患
    と関連するポリヌクレオチド連鎖が患者の核酸中に存在
    するか否かを検出する遺伝性疾患に対する遺伝子スクリ
    ーニング方法であって、患者の核酸に請求項1記載のプ
    ローブと請求項3記載のプローブとの少なくとも一つを
    接触させることを特徴とする遺伝子スクリーニング方
    法。
JP63272857A 1987-10-29 1988-10-28 I型糖尿病素因の診断用プローブ Expired - Lifetime JP2975023B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US114,559 1987-10-29
US07/114,559 US5039606A (en) 1987-10-29 1987-10-29 Diagnostic probe for diabetes type I predisposition

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02500A JPH02500A (ja) 1990-01-05
JP2975023B2 true JP2975023B2 (ja) 1999-11-10

Family

ID=22355999

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63272857A Expired - Lifetime JP2975023B2 (ja) 1987-10-29 1988-10-28 I型糖尿病素因の診断用プローブ

Country Status (7)

Country Link
US (1) US5039606A (ja)
EP (1) EP0314500B1 (ja)
JP (1) JP2975023B2 (ja)
AT (1) ATE88507T1 (ja)
AU (1) AU612418B2 (ja)
CA (1) CA1299506C (ja)
DE (1) DE3880434T2 (ja)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6194561B1 (en) * 1986-03-13 2001-02-27 Roche Molecular Systems, Inc. Characterization and detection of sequences associated with autoimmune diseases
US5604099A (en) * 1986-03-13 1997-02-18 Hoffmann-La Roche Inc. Process for detecting specific nucleotide variations and genetic polymorphisms present in nucleic acids
CA1284931C (en) * 1986-03-13 1991-06-18 Henry A. Erlich Process for detecting specific nucleotide variations and genetic polymorphisms present in nucleic acids
US5340935A (en) * 1990-01-05 1994-08-23 Dana-Farber Cancer Institute, Inc. DNAS encoding proteins active in lymphocyte-medicated cytotoxicity
US5079343A (en) * 1990-01-05 1992-01-07 Dana-Farber Cancer Institute, Inc. Intracellular antigen found in subpopulation of cd8+ t lymphocytes and monoclonal antibody reactive with same
AU656549B2 (en) * 1990-12-21 1995-02-09 F. Hoffmann-La Roche Ag HLA DQbeta DNA typing
DE4114365A1 (de) * 1991-05-02 1992-11-05 Max Planck Gesellschaft Verfahren zur diagnose von nicht-insulin-abhaengigem diabetes mellitus
DE4224738A1 (de) * 1992-07-27 1994-02-03 Engler Blum Gabriele Verfahren zur Analyse molekularer organischer Strukturen
DE9402109U1 (de) * 1994-02-09 1994-03-31 Maartens Kleinmetaal B.V., Haarlem Rotationsschneidwerkzeug
US5763591A (en) * 1996-03-25 1998-06-09 Cedars-Sinai Medical Center Polynucleic acid sequences that are functionally associated with the development of autoimmune disease
FR2749308B1 (fr) * 1996-06-03 1998-07-24 Bio Merieux Sondes nucleotidiques et procede pour determiner le typage hla dqb1
GB9621129D0 (en) 1996-10-10 1996-11-27 Duff Gordon W Detecting genetic predisposition to sight-threatening diabetic retinopathy
US20050032077A1 (en) * 1998-03-10 2005-02-10 Duff Gordon W. Detecting genetic predisposition to sight-threatening diabetic retinopathy
US6852493B2 (en) 1999-05-14 2005-02-08 Iris Biotechnologies, Inc. Magnetic field enhanced hybridization of target molecules to immobilized probes
ES2188551T3 (es) * 1999-05-27 2003-07-01 Iris Biotechnologies Inc Metodo para aumentar la velocidad de hibridacion de acidos nucleicos.
EP3159417B1 (en) * 2006-08-01 2021-10-06 Gen-Probe Incorporated Methods of nonspecific target capture of nucleic acids
US8268561B2 (en) * 2008-04-09 2012-09-18 Pacific Northwest Research Institute Methods for screening for genetic predisposition to type I diabetes
WO2011083477A1 (en) * 2010-01-10 2011-07-14 New Diabetic Solutions Immuno-tolerance formulations

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1986007464A1 (en) * 1985-06-14 1986-12-18 Genetic Systems Corporation Methods for identifying alleles associated with increased risk of diabetes
CA1284931C (en) * 1986-03-13 1991-06-18 Henry A. Erlich Process for detecting specific nucleotide variations and genetic polymorphisms present in nucleic acids
AU8155787A (en) * 1986-10-22 1988-05-25 Matrix Inc. Apparatus and method for preparing fried potato products

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Nature,329(1987)p.599−604

Also Published As

Publication number Publication date
EP0314500A3 (en) 1989-07-26
EP0314500B1 (en) 1993-04-21
DE3880434T2 (de) 1993-09-02
AU2410988A (en) 1989-05-04
ATE88507T1 (de) 1993-05-15
AU612418B2 (en) 1991-07-11
DE3880434D1 (de) 1993-05-27
EP0314500A2 (en) 1989-05-03
CA1299506C (en) 1992-04-28
US5039606A (en) 1991-08-13
JPH02500A (ja) 1990-01-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2975023B2 (ja) I型糖尿病素因の診断用プローブ
EP0760011B1 (en) Method for testing for mutations in dna from a patient sample
JP4422897B2 (ja) 核酸を検出するためのプライマ伸長法
CA2830461C (en) A method of analysing a blood sample of a subject for the presence of a disease marker
JPH10506267A (ja) 核酸の配列または遺伝的変化のハイスループットスクリーニング法
EP1105530A1 (en) Diagnostic methods using serial testing of polymorphic loci
CA2516463A1 (en) Construction of a deafness gene chip
US4971902A (en) Diagnostic probe for rheumatoid arthritis predisposition
JP2005506057A (ja) 健康科学のための診断ツールとしての全ミトコンドリアゲノム配列
KR102294939B1 (ko) Lats1 유전자 변이 마커 기반의 근위축성 측삭경화증의 진단방법
JP2000511430A (ja) Hla dqb1タイピングを決定するためのヌクレオチドプローブおよび方法
Zehnder et al. Cross-linking hybridization assay for direct detection of factor V Leiden mutation
WO2010007063A2 (en) Method of diagnosing dyslexia
US11549137B2 (en) Determination of the genotype underlying the S-s-U-phenotype of the MNSs blood group system
JP2003164300A (ja) 多発性嚢胞腎症の遺伝子分析用の組成物および方法
KR102409336B1 (ko) 면역글로불린 a 신병증 및 혈관염 진단용 snp 마커 및 이를 이용한 진단 방법
Novaković et al. Inherited Thrombophilia and the risk of vascular events
WO2008110206A1 (en) Method for determining a hla-dq haplotype in a subject
JP2006296270A (ja) Prkaa2遺伝子多型による2型糖尿病発症素因の検出方法
KR101075392B1 (ko) Fga 유전자로부터 유래된 단일염기다형을 포함하는 폴리뉴클레오티드, 이를 포함하는 마이크로어레이 및 진단키트, 이를 이용한 검출 방법
US7771942B2 (en) Genetic marker for prostate cancer
WO2002090585A2 (en) Genetic polymorphism pattern of tgfb1 as marker for susceptability to renal disease
WO1998007884A1 (en) A method of diagnosing autosomal recessive disorders and agents useful for same
KR20110093340A (ko) Atg16l1 유전자로부터 유래된 단일염기다형을 포함하는 폴리뉴클레오티드, 이를 포함하는 마이크로어레이 및 진단키트, 및 이를 이용한 자폐 스펙트럼 장애 분석방법
Novaković et al. Inherited Thrombophilia and the Risk of Vascular Events