JP4427238B2 - Method for quantifying target nucleic acid, nucleic acid used therefor, probe-immobilized substrate and assay kit, and virus test method using the same - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、標的核酸の定量方法、それに使用される核酸、プローブ固相化基体およびアッセイキット、並びにそれを利用するウイルス検査方法に関する。
【0002】
例えば、本発明は、あるウイルス感染者に抗ウイルス治療を開始する際に、ウイルス血症の程度を知る目的、または治療過程、治療後に治療効果を追跡する目的で、その患者に感染しているウイルスの血液中の濃度を測定する方法に関する。更に、薬剤応答性などを調べる目的で組織中に発現したmRNA量を測定する方法に関する。
【0003】
【従来の技術】
一般的に、血中ウイルス濃度はウイルス血症の程度を示す重要な指標になると言われている。例えば、C型肝炎ウイルス(HCV)の場合、血中ウイルス濃度が低い患者は、肝機能を示す数値AST、ALTの値が低く肝障害が軽微であり、逆に血中ウイルス濃度が高い患者は肝障害が重篤で肝機能が低下している場合が多い。さらに、血中ウイルス濃度は、抗ウイルス治療の効果にも影響しているといわれている。同じHCVの例では、インターフェロン療法が奏効すると言われているが、血中ウイルス量が高い症例では治療効果が得られにくく、ウイルス量が低い患者では高い治療効果が得られる確率が高いという傾向がある。
【0004】
日本には約200万人のHCV感染者がおり、そのうちの約70%は慢性肝炎を発症している。これらの患者は、10年から20年の経過の後に高率に肝癌を発症することがわかっており、慢性肝炎のうちにウイルスを完全に排除しておくことが強く望まれる。先述のインターフェロン療法はウイルスを排除する有効な方法であるとされているが、実際には3割程度の患者でしか著効しないことがわかっている。そのような状況に加えて、インターフェロン療法には重篤な副作用が伴い、しかも治療には多額の費用がかかることなどの問題もある。よって治療開始前にインターフェロン療法の効果をある程度予測し、治療が奏効する可能性のある患者を選び出すことは、患者の負担を軽減するために重要な意味をもつと考えられる。
【0005】
また、C型慢性肝炎に対するインターフェロン療法の効果は、主にウイルス側の要因によって規定されている場合が多い。特に影響すると考えられている要因が、ウイルスのタイプ(遺伝子型)とウイルス量である。これら2要因は、互いに関連しており、遺伝子型1bではウイルス量が多くなる傾向があり、逆に2a、2b型ではウイルス量があまり多くならないという大まかな相関が認められる。また、治療開始後のウイルス量の推移の仕方が、治療効果に反映するとの報告もあり(非特許文献1を参照されたい)、ウイルス量を測定することは治療方針を決定したり治療を進めるにあたって、重要な判断材料となる。
【0006】
また、組織中に発現したmRNA量を測定することは、ある薬剤に対する個体の反応性を見る上で重要な指標になると考えられている。例えば、C型慢性肝炎に対するインターフェロン療法の効果を考える場合に、治療開始前と開始後の肝組織を採取し、それぞれで発現しているmRNAの量を数種の遺伝子に対して比較することにより、その個体のインターフェロンに対する反応性を調べることが可能となる。そのためにはまず治療開始前後でいくつかの遺伝子の発現パターンを比較して、インターフェロンの効果の有無を規定するために意味のある遺伝子の発現変化のパターンを特定する。その結果から治療開始前後の特定の遺伝子の発現量の変化を測定することにより、治療効果をあらかじめ予測するという試みがなされている。
【0007】
従来におけるウイルス量の測定は、Competitive PCR法(非特許文献2および非特許文献3を参照されたい)やBranched DNA probe assay(バイエル社製)、Amplicore monitor法(ロシュダイアグノスティック社製)などが用いられている。例えば、Competitive PCR法は濃度標準物質を用いた競合的PCRによってウイルス量を算定するものである。この方法では、検出に電気泳動を用い、その泳動像を読むにはある程度の経験が必要である。また1検体あたり数本のPCRをかけるなど手順が煩雑である。Branched DNA probe assayを行なうにはBranched DNA probe を合成する特別な技術が必要となる。Amplicore法では特別な測定用装置が必要となる。組織中のmRNA量を測定する従来法は、ノーザンブロッティング法で大まかに見る以外は、特別な装置を必要とするTaqMan法(アプライドバイオシステムズ株式会社製)、各種マイクロアレイを用いる方法などが挙げられる。
【0008】
【非特許文献1】
Chayama K et al.著、Viral Hepatitis and Liver Disease. 1994、617−620
【0009】
【非特許文献2】
Kaneko S et al.著、J.Med.Virol. 37、1992、278−282
【0010】
【非特許文献3】
Chayama K et al.著、J Gastroenterol.Hepatorol. 8、1993、S40−44
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
上記の状況に鑑み、本発明の課題は、サンプル中の標的核酸、特に、ウイルスゲノムまたはmRNAなど、を簡便に定量することが可能な標的核酸の定量方法、それに使用される核酸、プローブ固相化基体およびアッセイキット、並びにそれを利用するウイルス検査方法を提供することである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記のような課題は以下のような本発明により達成される。即ち、
(1) サンプル核酸に含まれる標的核酸を定量する方法であって、以下を具備する方法:
(a) a−v領域と、前記a−v領域を挟んで両端に第1及び第2のプライマー結合領域を含む第1の標的配列、および
前記第1の標的配列とは異なる位置に存在し且つ前記a−v領域とは異なる配列からなるb−v領域と、前記b−v領域を挟んで両端に第3及び第4のプライマー結合領域を含む第2の標的配列
を1つの配列内に含む標的核酸と、
前記a−v領域の配列、前記b−v領域の配列およびそれらの相補配列とは異なる配列であるa−s領域と、前記a−s領域を挟んで両端に前記第1及び第2のプライマー結合領域を含む第1の濃度の第1の濃度標準物質と、
前記第1のプライマー結合領域に結合する第1のプライマーと、
前記第2のプライマー結合領域に結合する第2のプライマーと、
を適切な増幅が得られる条件下で反応させることと
ここで、前記第1のプライマーと前記第2のプライマーが用いられる前記第1の標的配列の増幅と前記第1の濃度標準物質の増幅は競合する;
(b) 前記標的核酸と、
前記b−v領域の配列、前記a−v領域の配列、前記a−s領域の配列およびそれらの相補配列とは異なるb−s領域と、前記a−s領域を挟んで両端に前記第3及び第4のプライマー結合領域を含む前記第1の濃度とは異なる第2の濃度の第2の濃度標準物質と、 前記第3のプライマー結合領域に結合する第3のプライマーと、
前記第4のプライマー結合領域に結合する第4のプライマーと、
を適切な増幅が得られる条件下で反応させることと
ここで、前記第3のプライマーと前記第4のプライマーが用いられる前記第2の標的配列の増幅と前記第2の濃度標準物質の増幅は競合する;
(c)(a)で得られた増幅産物を、前記a−v領域の配列を検出するための第1のプローブおよび前記a−s領域の配列を検出するための第2のプローブと適切なハイブリダイゼーションが得られる条件下で反応させること;
(d)(b)で得られた増幅産物を、前記b−v領域の配列を検出するための第3のプローブおよび前記b−s領域の配列を検出するための第4のプローブと適切なハイブリダイゼーションが得られる条件下で反応させること;
(e)(c)により生じたハイブリダイゼーションを検出すること;
(f)(d)により生じたハイブリダイゼーションを検出すること;および
(g)前記(e)および(f)により得られた結果からサンプル核酸に含まれる第1の標的核酸濃度および第2の標的核酸濃度を判定すること;
ここで、前記(c)および(d)は前記第1〜第4のプローブがプローブ固相化基体に固相化されている一のプローブ固相化基体上において行われる。
(2) 前記(1)に記載の方法であって、前記(a)および(b)が一の反応液中において行われる方法。
(3) 前記(1)または(2)の何れか1項に記載の方法であって、(a)で得られる増幅産物のプローブ領域のTm値と(b)で得られる増幅産物のプローブ領域のTm値が等しいことを特徴とする方法。
(4) 前記(1)〜(3)の何れか1項に記載の方法であって、(a)で得られる増幅産物の塩基長と(b)で得られる増幅産物の塩基長が等しいことを特徴とする方法。
(5) 前記(1)に記載の方法であってハイブリダイゼーションの検出が電気化学的に行われることを特徴とする方法。
(6) 前記(1)〜(5)の何れか1項に記載の方法であって、前記第1〜4のプローブが標識を有することを特徴とする方法。
(7) 前記(1)〜(6)の何れか1項に記載の方法であって、前記標的核酸が、ウイルスゲノムおよびmRNAからなる群より選択されることを特徴とする方法。
(8) 前記(1)〜(7)の何れか1項に記載の方法であって、前記標的核酸が少なくとも配列番号1で示される配列またはその相補配列を含むC型肝炎ウイルスゲノム由来の核酸であり、
第1の濃度標準物質が配列番号2で示される配列または相補配列であり、第2の濃度標準物質が配列番号3に示される配列または相補配列であり、
第1〜第4のプライマーは互いに異なる配列からなるプライマーであり、当該4種類のプライマーが配列番号4、配列番号5、配列番号6若しくは配列番号7の何れか1で示される配列からなる核酸鎖またはその相補鎖であり、且つ前記プローブが少なくとも4種類使用され、当該4種類のプローブが配列番号8、配列番号9、配列番号10若しくは配列番号11の何れか1で示される配列からなる核酸鎖または相補鎖であることを特徴とする方法。
【0013】
【発明の実施の形態】
I.用語の説明
ここで使用される「核酸」の語は、DNAおよびRNA、S-オリゴ、メチルホスホネートオリゴ、PNA(即ち、ペプチド核酸)およびLNA(即ち、ロック核酸)などの何れの核酸類似体など、一般的に、その一部の構造を塩基配列によって表すことが可能な物質を総括的に示す語である。また、そのような核酸は、天然に存在するものであっても、人工的に合成されたものであって、それらの混合物であってもよい。
【0014】
II.標的核酸の定量方法
以下に、例を用いて本発明の第1の態様を説明する。
【0015】
1.標的核酸の血中濃度の測定に用いる濃度標準物質の合成
標的核酸の血中濃度の測定するためには、まず、標的核酸の保存性の高い領域を選ぶことが重要である。その領域中に約80塩基以上の長さからなる領域をなるべく間をあけて2箇所以上選ぶ。この選択された2箇所が標的配列である。図1には、C型肝炎ウイルスゲノムにおいて行なった例の5’UTRに設定した2領域(a領域、b領域)の標的配列の位置関係を示す。
【0016】
このように選んだ2領域(または2以上の領域)の標的配列の内部にそれぞれ20塩基のプローブ領域(即ち、v配列)を設定する。第1の濃度標準物質である濃度標準物質aは、プローブ領域に相当する領域を除き、標的核酸のa領域に相同な配列からなる。濃度標準物質aは、当該プローブ領域に相当する領域には、故意に変異が組み込まれたs配列を有する。即ち、濃度標準物質aは、s配列以外の部分はウイルスゲノムと同じ配列を持つ核酸である。濃度標準物質aは、約100塩基のDNA鎖などの核酸鎖として合成すればよい。同様に、第2の濃度標準物質である濃度標準物質bも合成する。標的配列を3以上選択する場合にも、上記の方法と同様に第nの標的配列を選択し、第nの濃度標準物質nを合成すればよい(ここで、nは3以上の整数である)。
【0017】
ここで、図1に示す配列は、日本人に多い遺伝子型1bの典型的な配列を5‘末端から記載した。配列の下にそって「−」で示されている部分に、a、bの2種類の濃度標準物質を設計した。「−」で示されている部分はウイルスゲノムと同じ配列を持っており、四角で囲まれた部分に集中して変異を導入した。そして、その部分にウイルスゲノム特異的な配列v配列と、変異を導入した濃度標準物質に特異的な配列s配列の2種類のプローブ領域を設計した。このプローブ領域はには、濃度標準物質および標的配列を検出するためのプローブがハイブリダイズし得る。このようなプローブのハイブリダイズは、濃度標準物質および標的配列を配列毎に定量するために利用することが可能である。或いは、プローブ領域の配列の違いを利用して、濃度標準物質と標的配列とを認識してそれ自身公知の方法により定量してもよい。
【0018】
濃度標準物質に任意に組み込む変異の数は、例えば20塩基からなるプローブ領域であれば1塩基の違いでも検出可能であるが、2塩基以上組み込むことが望ましい。その場合、変更前のプローブ領域とTm値が変化しないような配列にすることが好ましい。また、変異を組み込む位置は、プローブ領域の末端ではなく中央付近であることが好ましい。
【0019】
濃度標準物質は、ホスホロアミダイト法により人工的に合成されたものを用いることができる。または、人工的に合成した変異箇所を持つヌクレオチド鎖に対し、その両端の配列を用いてPCRなどによって増幅を行い、そのPCR産物を濃度標準物質とすることもできる。また、非常にめずらしい配列を一部に持つウイルスを鋳型に増幅したPCR産物を用いることもでき、その場合は特に変異の集積した箇所をプローブ領域にして、保存性の高い領域を増幅のためのプライマ−領域としてもよい。変異の導入法に関しては以上の方法に限定するものではない。
【0020】
この濃度標準物質a、bを、領域別に濃度を変えて調製しておく。C型肝炎ウイルスゲノムの定量のための本例においては、標的配列として2領域を選んだ。従って、例えば、第1の濃度標準物質を10copy/μlに、第2の濃度標準物質を10copy/μlに希釈すればよい。
【0021】
或いは3領域を選んだ場合には、例えば、第1の濃度標準物質を10copy/μl、第2の濃度標準物質を10copy/μl、第3の濃度標準物質を10copy/μlとすればよい。5領域を選んだ場合には、例えば、第1の濃度標準物質を10copy/μl、第2の濃度標準物質を10copy/μl、第3の濃度標準物質を10copy/μl、第4の濃度標準物質を10copy/μl、第5の濃度標準物質を10copy/μlとするなど、選択した標的配列の数に応じて段階希釈すればよい。ウイルスの通常の存在量を考えて、もしくは治療上必要な判定のレベルを考慮し、効果的な濃度に設定することが望ましい。
【0022】
また、上記の例では、その領域中に約80塩基以上の長さからなる領域をなるべく間をあけて2箇所選んだ例を示したが、これに限定するものではなく、本発明の趣旨に基づいて、実施者が任意にその長さや選択箇所の数を選択することも可能である。
【0023】
例えば、本発明の態様において使用される標的核酸の長さは、少なくとも標的配列として2領域以上を選択でき、各領域の間には約100塩基以上の塩基が存在していることが好ましい。そのような好ましい標的核酸の長さの例は約300bp以上である。しかしながら、これに限定されるものではなく、それよりも短くとも長くとも、上述の本発明の原理に基づき標的核酸の定量方法を実施することが可能であることは当業者によって理解されるであろう。
【0024】
例えば、本発明の態様において使用される標的配列の長さは、適切なハイブリダイズが得られる条件下において、当該標的核酸に対して相補鎖がハイブリダイズできる範囲の長さであればよい。同様に、本発明の態様において使用される濃度標準物質の長さも、標的配列の長さと同様な基準によって、種々の長さを所望に応じて選択することが可能である。
【0025】
プローブ領域の長さは、適切なハイブリダイズが得られる条件下において、当該プローブ領域に対して相補鎖がハイブリダイズするために必要なTm値を保てる範囲の長さであればよい。一般的には、例えば、約15merから約25merが好ましいが、これに限定されるものではない。
【0026】
2.標的核酸濃度測定のための競合的PCRの原理
被検サンプルから精製した標的核酸由来のDNAもしくは逆転写反応後のcDNA産物をサンプル核酸として用いる。このサンプル核酸を含むサンプルと、予め濃度を調製した濃度標準物質溶液をそれぞれに同体積持ち込んでPCR反応を行なう。ここで「被検サンプル」とは、生物からの細胞、組織および体液などであればよい。
【0027】
例えば、上述のようなウイルス由来の産物を1μlと、2領域にてそれぞれの濃度に希釈した濃度標準物質a、bの溶液を1μlずつ添加して1本のチューブにてPCR反応を行なう。PCRは通常の市販の酵素を用い、20μl以上の総量で反応させればよい。反応の総量は、総量に対して持ち込むサンプル、濃度標準物質溶液の体積が多くなれば適宜増加させることができるが、50μlを上限とすることが望ましい。
【0028】
図2に示す模式図は、競合的PCRの原理を説明するものである。ウイルス量が低値でウイルス量と濃度標準物質aの濃度がほぼ1:1の場合、大量に持ち込んだ方の濃度標準物質bの領域は、s配列を持つ断片のみ選択的に増幅し、低濃度の方の濃度標準物質aはs配列とv配列が同程度増幅する。一方のウイルス量が高値でウイルス量と濃度標準物質bの濃度がほぼ1:1の場合、大量に持ち込んだほうの濃度標準物質bとウイルスゲノムは同程度増幅するが、低濃度の濃度標準物質aは、v配列のみが選択的に増幅される。この生成量の比較によって、ウイルス量を測定する。以下に、更に具体的な濃度の例を示して説明する。
【0029】
濃度標準物質のうち、例えば、濃度標準物質aを10copy/μlに、濃度標準物質bを10copy/μlに希釈して持ちこんだとする。
【0030】
ウイルス由来の産物3の中にあるDNAもしくはcDNAが、10copy/μlの濃度であった場合、a領域ではウイルス由来の産物と濃度標準物質a由来の産物1はもともと同量存在したことになるので同等に増える。しかしながら、b領域では濃度標準物質b由来の産物2が大量にあるため、増幅のためのプライマーのほとんどを濃度標準物質b由来の産物2が使用してしまい、ウイルス由来の産物3は増幅することができない(図2)。
【0031】
逆に、図3に示すように、持ち込まれたウイルス由来の産物3であるDNAもしくはcDNAが10copy/μlであったとすると、b領域ではウイルス由来の産物3と濃度標準物質b由来の産物2はもともと同量存在したことになるので同等に増えるが、a領域ではウイルス由来の産物3が大量にあるためプライマーのほとんどを使用してしまい濃度標準物質aの産物1は増幅することができない(図3)。
【0032】
また、持ち込まれたウイルス由来の産物3が10copy/μlであった場合には、a領域ではウイルス由来の産物3が10倍多くあるためプライマーのほとんどをウイルス由来の産物3が使用してしまい濃度標準物質aの産物1は増幅することができない。b領域では濃度標準物質b由来の産物2が10倍多くあるためプライマーのほとんどを濃度標準物質bの産物2が使用してしまいウイルス由来の産物3は増幅することができない。或いは、ウイルス由来産物3の中にあるウイルスDNAおよびcDNAが10copy/μlであった場合には、どちらの領域とも濃度標準物質が多く存在するために濃度標準物質の産物1および2が何れも優位に増幅する。また、ウイルス由来の産物3が10copy/μl持ち込まれた場合は、どちらの領域ともウイルス由来の産物3が多く存在するので、ウイルス由来の産物3が、濃度標準物質の産物1および2よりも優位に増幅する。以上の結果をサンプルごとに、由来別で比較を行なうことによって、ウイルスの濃度が測定できる。
【0033】
ここで使用するフォワードプライマーとリバースプライマーからなるプライマーセットは、標的配列毎に同じプライマーセットが使用される。例えば、第1の標的配列であるa領域に関しては、第1のプライマーセットが使用され、これによりウイルス由来産物のプローブ領域を含む任意の長さの配列と、濃度標準物質aの全長または一部が増幅可能である。同様に、第2の標的配列であるb領域に関しては、第2のプライマーセットが使用され、これによりウイルス由来産物のプローブ領域を含む任意の長さの配列と濃度標準物質bの全長または一部が増幅可能である。3以上の標的配列の場合でも同様である。
【0034】
また、上述ではPCR法を増幅手段として用いる例を示したが、本発明の態様に従うと、増幅手段はPCRに限定するものではなく、それ自身公知の何れの増幅手段を使用してもよい。即ち、従来公知の何れのプライマー伸長法であれば、本発明の態様において使用することが可能である。例えば、ポリメラーゼ連鎖反応(一般的にPCRと称される、以下、PCRと記す)や逆転写PCRなどを利用した方法を用いることが可能である。また、Nucleic acid strand amplification(NASBA)、Transcription mediated amplification(TMA)、Ligase chain reaction(LCR)、Strand displacement amplification(SDA)、Isothermal and Chimeric primer-initiated Amplification of Nucleic acids(ICANN)、Rolling circle amplification(RCA)法等の増幅法も利用可能である。
【0035】
また、上記において示した各濃度は、例として示したものであるので、所望に応じて実施者が変更することが可能である。
【0036】
3.マイクロタイタープレート法によるC型肝炎ウイルスの定量法の原理
患者サンプルから抽出したウイルスゲノムは、必要に応じてRNAを逆転写反応によってcDNA化するなどの処理を行い、得られたサンプル核酸を鋳型として使用する。同様に鋳型として、所望に応じた2種類以上の濃度標準物質(例えば2種)を用意し、これを上述のように濃度を変えて調製する。これらを共存させて競合的PCRを行う方法である。その時用いるプライマーに対しては、後で検出が可能な標識を付与することが好ましい。標識の種類は特に限定するものではなく、ビオチン等の化学標識および蛍光標識等をそれ自身公知の標識物質を用いてよい。しかしながら、DNAチップなどの技術によっては、ハイブリダイゼーション時に挿入剤等を持ち込んで、それからのシグナルを検出に利用するような方法を用いる場合にはプライマ−の標識は特に必要ではない。標識物質を用いる手段および挿入剤を用いる手段の何れも本発明の態様において使用することが可能である。
【0037】
上述の競合的PCRに続き、検出に用いる基体であるマイクロタイタープレート、DNAチップ、マイクロアレイ等にプローブを固相して得たプローブ固相化基体上で、競合的PCR産物とプローブとのハイブリダイゼーションを行う。プローブを固相するウェルやスポットの数は、用いた領域の種類に応じた数を用いてもよい。例えば、実施例で行なったC型肝炎ウイルスの定量の場合、a領域とb領域の2領域を標的配列として利用したので、例えば、2つのプローブ領域のそれぞれに付き、ウイルス由来のa−v配列のためのプローブとb−v配列のためのプローブ、変異を組み込んだ濃度標準物質aおよびbを検出するためのa−s配列のためのプローブとb−s配列のためのプローブ、合計4つのウェルを使用してよい。図4に4つのウェルを使用した例を示した。プローブ固相化基体10のそれぞれのウェルには、a−s配列4のためのプローブ4’、b−s配列6のためのプローブ6’、a−v配列7のためのプローブ7’、およびa−v配列8のためのプローブ8’が固相化されている。このようなプローブ固相化基体を本発明の態様において使用でき、このようなプローブ固相化基体も本発明の範囲内である。
【0038】
また、3領域を用いた場合には、それぞれの領域についてv配列のためのプローブ、s配列のためのプローブを固相するので、6ウェルが必要とされてよい。
【0039】
PCRにて増幅した競合的PCR産物を、濃度標準物質の数(即ち、標的配列の数)に応じて、v配列とs配列のそれぞれのプローブに対してハイブリダイゼーションさせる。競合的PCRにより増幅され得られた増幅産物が、v配列を持っているのか、s配列を持っているのかにより、ハイブリダイゼーションできるプローブとできないプローブが生じる。従って、あらかじめPCR産物に標識しておいたビオチンなどの標的物質を検出すれば、両者のハイブリダイゼーションの量を比較することができるので、元の濃度標準物質の濃度からウイルスの定量が可能になる。
【0040】
例えば、濃度標準物質aを10copy/μlに、濃度標準物質bを10copy/μlに希釈して持ちこんだとする。ウイルス由来の産物の中にあるDNAもしくはcDNAが、10copy/μlの濃度であった場合には、a領域ではウイルス由来の産物と濃度標準物質a由来の産物はもともと同量存在したことになるので同等に増えるが、b領域では濃度標準物質b由来の産物が大量にあるため、増幅のためのプライマーのほとんどを濃度標準物質a由来の産物が使用してしまい、ウイルス由来の産物は増幅することができない。その場合、a領域のウェルもしくはスポットでは、vとsのプローブで同程度の数値を示すが、b領域のウェルもしくはスポットでは、vプローブでは数値が上がらずsプローブのみ数値が上昇している。
【0041】
逆に、持ち込まれたウイルス由来のDNAもしくはcDNAが10copy/μlであったとすると、b領域ではウイルス由来の産物と濃度標準物質b由来の産物はもともと同量存在したことになるので同等に増えるが、a領域ではウイルス由来の産物が大量にあるためプライマーのほとんどを使用してしまい濃度標準物質aの産物は増幅することができない。その場合、b領域のウェルもしくはスポットでは、vとsのプローブで同程度の数値を示すが、a領域のウェルもしくはスポットでは、sプローブでは数値が上がらずvプローブのみ数値が上昇している。
【0042】
また、持ち込まれたウイルス由来の産物が10copy/μlであったとすると、a領域ではウイルス由来の産物が10倍多くあるためプライマーのほとんどをウイルス由来の産物が使用してしまい濃度標準物質の産物は増幅することができない。b領域では濃度標準物質由来の産物が10倍多くあるためプライマーのほとんどを濃度標準物質が使用してしまいウイルス由来の産物は増幅することができない。その場合は、a領域のウェルもしくはスポットでは、vプローブがsプローブよりも低い値を、b領域のウェルもしくはスポットでは、vプローブがsプローブより高い数値を示す。
【0043】
ウイルス由来産物の中にあるウイルスDNAおよびcDNAが10copy/μlであった場合は、どちらの領域とも濃度標準物質が多く存在するため優位に増幅する。よって、どちらのウェルもしくはスポットでもsプローブの方が高い値を示す。
【0044】
ウイルス由来の産物が10copy/μl持ち込まれた場合は、どちらの領域ともウイルス由来の産物が多く存在するため優位に増幅する。そのためどちらのウェルもしくはスポットでもvプローブの方が高い数値を示す。
【0045】
以上の方法で、用いた領域でのvプローブ、sプローブでの数値を比較することによって、濃度標準物質のコピー数から、PCRに持ち込んだサンプル内のDNA量もしくはcDNA量を算定することができる。その後、患者サンプルからPCRに持ち込んだサンプルへの濃縮等を考慮に入れ、血中濃度を算出する。例えば、血清100μlを使ってPCRに持ち込む前段階のサンプルが20μl得られたとする。そのうち1μlを競合的PCRに用いたとすると、PCRに持ち込んだ1μlは血清5μl中の存在量に相当することとなる。よって、得られた結果は、血液1ml中に換算するとき100倍することが必要である。
【0046】
このようにマイクロタイタープレートやDNAチップ、または各種マイクロアレイ等の基体上に特定のウイルス特有の塩基配列をもつオリゴヌクレオチドに代表される1本鎖DNAを固相したプローブ固相化基体を用いて、それに対して数種類の鋳型を持ち込んで行なったPCR産物をハイブリダイゼーションさせることによって、由来別に増幅産物の精製量を測定する本発明の態様によれば、ウイルス性疾患の病態把握や治療の方針の決定に役立つ血中ウイルス量およびmRNA量(さらには、後述するように同時にウイルスの遺伝子型)を簡便に測定することが可能である。
【0047】
また、上記において示した各濃度は、例として示したものであるので、所望に応じて実施者が変更することが可能である。
【0048】
4.複数の要因を同時に検出する方法。
【0049】
本発明を利用すれば、一度の検出操作で複数の要因について測定することが可能である。
【0050】
例えば、同時にウイルスの遺伝子型を調べる場合、ウイルスの遺伝子型を分けることのできる特徴的な領域を選んで、そこにウイルス量のためのプローブを同程度のTm値をもつプローブを設計する。その場合、ウイルス量の測定に用いるゲノム領域と遺伝子型のための領域を離して(約1000塩基以上)設定しておくと、同じ1本のPCRチューブでウイルス量測定のためのPCRと遺伝子型検出のためのPCRを同時に行なえばよい。
【0051】
このように感染したウイルスの遺伝子型とウイルス量を一度に測定することにより、個々の患者についてウイルス血症の程度を簡便に測定する方法およびインターフェロン療法の効果が期待できるかどうかをあらかじめ予測する簡便な方法、および薬剤応答性を反映する組織中のmRNA量を測定する簡便な方法が提供される。
【0052】
従来法ではそれぞれの工程で血中ウイルス量しか測定できなかったが、本発明では、PCRを行なった後に同一の基板上(マイクロタイタープレート、DNAチップ、マイクロアレイ等)でウイルス量と遺伝子型が検出可能となり、病態把握や治療法決定に役立つ2つの要因が一度に測定可能となる。さらには、治療効果に影響するヒトゲノムの薬剤応答SNPs等も同時に検出できる可能性もある。
【0053】
5.マイクロタイタープレートへの核酸の固相化方法の例
本発明に使用され得るプローブ固相化基体は、それ自身公知の何れかの手段により、ガラスまたはプラスチック等の基体に対してプローブ固相化したものであればよい。
【0054】
例えば、マイクロタイタープレートに高率にDNA断片を固相することが可能な方法の例を以下に説明する。しかしながら、本発明のプローブ固相化基体の製造方法は、これに限定するものではない。
【0055】
ここでのマイクロタイタープレートに代表されるプローブを固相する不溶性支持体の素材としては、ポリスチレン、ポリビニール等が好ましい。例えばELISA−PLATE, MICROLON, 96W, FLAT−BOTT, MEDIUM BINDING(グライナー社製)が挙げられる。また、PCRチューブに直接固相することも可能である。さらに、DNAチップ、マイクロアレイ等のハイブリダイゼーションを基本に核酸の検出を行なう慣用のほかの方法を利用することもできる。
【0056】
マイクロタイタープレートにプローブを固相化する方法として、慣用のいくつかの方法を利用することもできるが、本発明では特にいくつかの塩溶液を数段階の濃度調整したうえでプローブを希釈し、被覆溶液としての最適な条件を探し、より効果的にプローブ固相を行なった。DNAチップやマイクロアレイにプローブを固相する方法に関しても特に規定するものではない。
【0057】
この被覆用溶液中に、約20塩基からなるプローブを溶解する。プローブの長さは特に規定するものではない。例えば、プローブを0.4μMの濃度に溶解し、マイクロタイタープレートに適当量(ウェルの底部を覆い乾燥しない程度)分注して4℃で一晩放置し(または穏やかに振とうの上、室温で1、2時間でもよい)、ツイーン20を含むTBS(トリス・バッファード・セリン)緩衝液にてウェルを洗い、プローブの固相の操作とすることができる。固相の条件や洗浄の操作はこれ以降も、記載の溶液に限定されることはなく、慣用のほかの洗浄液を用いることができる。
【0058】
その後のブロッキング、ハイブリダイゼーションの条件は、特に限定するものではなく、慣用されている方法から適宜選択可能である。例えば、ブロッキングは、6xSSC, 0.01M EDTA(pH8.0), 5x Denhardt’s solution, 100μg/ml Sheared, denatured salmon sperm DNAからなる溶液を各ウェルに分注し、1時間程度室温にて軽く振とうしながらインキュベートすることによって行うことができる。その後ツイーン20を含むTBS(トリス・バッファード・セリン)緩衝液にてウェルを洗い、PCR産物とのハイブリダイゼーションを行う。ハイブリダイゼーションは例えば、6xSSC, 0.01M EDTA(pH8.0), 5x Denhardt’s solution, 0.5% SDS, 100μg/ml Sheared, denatured salmon sperm DNAからなる溶液中に、98度で2分間処理したPCR産物(検出可能なラベルをしたもの)を添加して、各ウェルに分注し、2時間程度50度前後で軽く振とうしながらインキュベートすることによって行うことができる。このときハイブリダイゼーションの温度はプローブのGC含量から計算するTm値を目安に調節する必要がある。添加するPCR産物の量は、96穴のプレートであれば1ウェルあたり10copy以上が望ましいが限定するものではない。
【0059】
ハイブリダイゼーション後は、ツイーン20を含む2xSSC緩衝液等の慣用される洗浄液にてウェルを洗い、ハイブリダイゼーションできなかった余分なDNA断片を除去する。
【0060】
続いてのハイブリダイゼーションしたPCR産物に結合しているラベルを検出してハイブリダイゼーションの状態を確認する方法も、慣用されている方法から適宜選択できる。例えばプライマーにビオチンラベルを施した場合には、25%FCSを含む1X TBS緩衝液中に、何らかの標識したストレプトアビジンを最終濃度7.5mUになるように溶解したものでウェルを被覆し、振とうしながら室温で1時間程度インキュベートすることにより、ビオチンに標識を結合させる。標識の種類についても特定しないが、例えばペルオキシダーゼ標識のものであればペルオキシダーゼ標識ストレプトアビジン(ロシュ・ダイアグノスティックス社製)等の市販の試薬を利用することができる。ツイーン20を含む2xSSC緩衝液にてウェルを洗い、ペルオキシダーゼの発色性基質、例えばTMB(3, 3’, 5, 5’−tetramethylbenzidine)−ELIZA液(ライフテックオリエンタル社製)等を用いて発色させ、吸光度を測定する。
【0061】
6.プローブ固定化基体
本発明の態様において使用されるプローブ固定化基体は、上述のようなマイクロタイタープレートを利用したものの他に、板状の基体を用いてもよい。そのようなプローブ固定化基体の例を以下に説明する。
【0062】
(a)第1の例
図5に本発明の態様に従い使用され得るプローブ固定化基体の第1の例を模式的に示した。第1の例であるプローブ固定化基体は、基体16とその表面に存在する1以上の固定化領域15に夫々1以上で固定化されたプローブ11から14を具備する(図5)。
【0063】
このようなプローブ固定化基体は、例えば、それ自身公知の手段によりシリコン基板などの基体に対してプローブを固定化することにより製造することが可能である。
【0064】
本発明に従うと、1つの基体に配置する固定化領域15の数も、そこに固定化されるプローブの数もこれに限定するものではなく、所望に応じて変更してよい。また、複数種類の塩基配列をプローブとして1つの基体に配置してもよい。複数および/または複数種類のプローブの基体への固相パターンは、当業者が必要に応じて適宜設計変更することが可能である。このようなプローブ固定化基体は本発明の範囲内である。
【0065】
(b)第2の例
図6を用いて、本発明の態様において使用され得るプローブ固定化基体の第2の例を説明する。第2例であるプローブ固定化基体は、基体22に具備された1以上の電極23に夫々1以上で固定化されたプローブ17から20を具備する(図6)。電極23は、電気的情報を取り出すためのパット24に接続されている。
【0066】
このようなプローブ固定化基体は、例えば、それ自身公知の手段によりシリコン基板などの基体に電極を配置し、その電極表面に対してプローブを固定化することにより製造することが可能である。
【0067】
本態様においては、電極の数を5としたが1つの基体に配置する電極の数はこれに限定するものではない。また、電極の配置パターンも図6に示したものに限定されるものではなく、当業者が必要に応じて適宜設計変更することが可能である。必要に応じて参照電極および対極を設けてもよい。そのようなプローブ固定化基体も本発明の範囲内である。
【0068】
上記の例に記載するような蛍光検出を行うためのプローブ固定化基体の場合は、上記の何れかの基体に対してプローブを固定化すればよい。また、上記の第1の例に記載するような電気化学的検出を行うためのプローブ固定化基体の場合は、上記の何れかの基体に電気化学的な検出が可能であるように電極を配置し、その電極上にプローブを固定化すればよい。
【0069】
本発明において使用され得る電極は、特に限定されるものではないが、例えば、グラファイト、グラシーカーボン、パイロリティックグラファイト、カーボンペースト、カーボンファイバーのような炭素電極、白金、白金黒、金、パラジウム、ロジウムのような貴金属電極、酸化チタン、酸化スズ、酸化マンガン、酸化鉛のような酸化物電極、Si、Ge、 ZnO、 CdS、 TiO2 、GaAsのような半導体電極、チタン等が挙げられる。これらの電極は導電性高分子によって被覆しても、単分子膜によって被覆してもよく、所望に応じてその他の表面処理剤を処理してもよい。
【0070】
また、異なる塩基配列を有するプローブは、それぞれ、異なる電極に対して固定化されてもよく、異なる塩基配列を有する複数種類のプローブが混合された状態で1つの電極に対して固定化されてもよい。
【0071】
(5)検出
本発明に従うプローブ固定化基体を用いる場合、前記基体に固定化されたプローブと標的核酸との間のハイブリダイゼーション反応の結果生じた二本鎖の存在を検知するための手段として、電気化学的方法および蛍光検出法を利用することが可能である。
【0072】
(a)電気化学的検出
電気化学的による二本鎖核酸の検出は、例えば、それ自身公知の二本鎖認識物質を用いて行えばよい。
【0073】
ここで用いられる二本鎖認識体は特に限定されるものではないが、例えば、ヘキスト33258、アクリジンオレンジ、キナクリン、ドウノマイシン、メタロインターカレーター、ビスアクリジン等のビスインターカレーター、トリスインターカレーターおよびポリインターカレーター等を用いることが可能である。更に、これらのインターカレーターを電気化学的に活性な金属錯体、例えば、フェロセン、ビオロゲン等で修飾しておくことも可能である。また、その他の公知の何れの二本鎖認識物質も本発明において好ましく使用される。
【0074】
本発明に従うプローブ固定化基体では、プローブが電極に対して固定化されている。このような電極を用いての二本鎖核酸の検出は他の一般的な電気化学的検出法と同じように、更に対極や参照極を使用してもよい。参照極を配置する場合、例えば、銀/塩化銀電極や水銀/塩化水銀電極などの一般的な参照極を使用してよい。
【0075】
続いて、適切なハイブリダイゼーションが可能な条件下で反応を行う。そのような適切な条件は、標的配列に含まれる塩基の種類、プローブ固定化基体に具備されるプローブの種類、試料核酸の種類およびそれらの状態などの諸条件に応じて、当業者であれば適宜選択することが可能である。これに限定されるものではないが、例えば以下のような条件下で反応を行ってもよい。
【0076】
例えば、ハイブリダイゼーション反応溶液は、イオン強度0.01〜5の範囲で、pH5〜10の範囲の緩衝液中で行う。この溶液中にはハイブリダイゼーション促進剤である硫酸デキストラン、並びに、サケ精子DNA、牛胸腺DNA、EDTAおよび界面活性剤などを添加してもよい。ここに得られた試料核酸を添加し、90℃以上で熱変性させる。熱変性された試料核酸へのプローブ固定化基体の挿入は、変性直後、あるいは0℃に急冷後に行ってもよい。また、基体上に液を滴下することでハイブリダイゼーション反応を行うことも可能である。
【0077】
反応中は、撹拌、あるいは振とうなどの操作で反応速度を高めてもよい。反応温度は、例えば、10℃〜90℃の範囲で、反応時間は1分以上1晩程度で行えばよい。ハイブリダイゼーション反応後、電極を洗浄する。洗浄には、例えば、イオン強度0.01〜5の範囲で、pH5〜10の範囲の緩衝液を用いればよい。試料核酸中に標的配列を含む標的核酸が存在した場合、プローブとハイブリダイズし、それにより二本鎖核酸が生じる。
【0078】
続いて、電気化学的手段により、以下のような手順で生じた二本鎖核酸の検出を行う。一般的には、ハイブリダイゼーション反応の後に、基体を洗浄し、電極表面に形成された二本鎖部分に二本鎖認識体を作用させて、それにより生じる信号を電気化学的に測定する。
【0079】
二本鎖認識体の濃度は、その種類によって異なるが、一般的には1ng/mL〜1mg/mLの範囲で使用する。この際には、イオン強度0.001〜5の範囲で、pH5〜10の範囲の緩衝液を用いればよい。
【0080】
例えば、電気化学的な測定は、二本鎖認識体が電気化学的に反応する電位以上の電位を印加し、二本鎖認識体に由来する反応電流値を測定してよい。この際、電位は定速で掃引するか、あるいはパルスで印加するか、あるいは、定電位を印加してもよい。測定の際に、例えば、ポテンショスタット、デジタルマルチメーターおよびファンクションジェネレーター等の装置を用いて電流、電圧を制御してもよい。例えば、得られた電流値を基に、検量線から標的核酸の濃度を算出してもよい。
【0081】
また、それ自体公知の電気化学的検出手段、例えば、以下の文献に開示されている(Hashimoto et al. 1994, Wang et al. 1998)手段なども本発明の方法において好ましく使用できる。当該文献において、橋本らは、DNAプローブで修飾された金電極と電気化学的に活性な色素を用いる配列特異的遺伝子検出を報告した。色素に由来する陽極の電流は、標的DNAの濃度に相関する。また、ワンらは、インディケーターフリーの電気化学的なDNAのハイブリダイゼーションを報告した。このバイオセンサーの構成は、カーボンペースト電極へのイノシン置換プローブ(グアニンを含まない)の固定化と、当該標識のグアニン酸化ピークの存在による二重鎖の形成のクロノポテンショメトリック検出を含む。これらの文献に記載される検出手段は好ましく本発明において使用されてよい。
【0082】
(b)蛍光検出法
蛍光標識物質を用いる方法の場合には、標的核酸を、FITC、Cy3、Cy5若しくはローダミンなどの蛍光色素などの蛍光学的な活性が得られる物質で標識しておいてもよい。或いは、そのような標識の代わりに前述の物質で標識したセカンドプローブを用いてもよい。また、複数の標識物質を同時に使用してもよい。
【0083】
幾つかの態様においては、試料から抽出した核酸成分とプローブ固定化チップに固定化されたプローブとのハイブリダイゼーション反応は、例えば、以下のように行う。例えば、ハイブリダイゼーション反応溶液は、イオン強度0.01〜5の範囲で、pH5〜10の範囲の緩衝液中で行う。この溶液中にはハイブリダイゼーション促進剤である硫酸デキストラン、並びに、サケ精子DNA、牛胸腺DNA、EDTAおよび界面活性剤などを添加してもよい。ここに抽出した核酸成分を添加し、90℃以上で熱変性させる。プローブ固定化チップの挿入は、変性直後、あるいは0℃に急冷後に行ってよい。また、基体上に液を滴下することでハイブリダイゼーション反応を行うことも可能である。反応中は、撹拌、あるいは振とうなどの操作で反応速度を高めてもよい。反応温度は、例えば、10℃〜90℃の範囲で、反応時間は1分以上1晩程度で行えばよい。ハイブリダイゼーション反応後、洗浄を行う。洗浄には、例えば、イオン強度0.01〜5の範囲で、pH5〜10の範囲の緩衝液を用いる。
【0084】
蛍光検出の場合、ハイブリダイゼーション反応の検出は、標識の種類に応じた適宜の検出装置を用いて、試料中の標識された塩基配列又は2次プローブ中の標識を検出することによって行う。標識が蛍光物質の場合には、例えば、蛍光検出器を用いて標識を検出すればよい。
【0085】
7.アッセイキット
本発明はまた、上述したような何れかの態様に従うプローブ、プローブ固定化基体、プライマー、プライマーを構成する核酸鎖、濃度標準物質および/または後述するようなC型肝炎ウイルスゲノムの定量のための核酸を、使用目的に応じて選択し、組み合わせ、適切なアッセイキットとして提供することも可能である。更に、それらに加えて、緩衝液用塩類、その他の必要な試薬、標識物質および/または反応容器などを組み合わせてアッセイキットとして提供されてもよい。
【0086】
例えば、本発明に従うプライマー、核酸および/またはプローブ固相化基体は、反応容器、緩衝液用塩類および/またはその他の必要な試薬(例えば、ポリメラーゼおよび基質など)と組み合わせてアッセイキットとして提供されてもよい。
【0087】
8.C型肝炎ウイルスゲノムの定量のための核酸
本発明の更なる態様に従うと、C型肝炎ウイルスゲノムの定量のための核酸が提供される。
【0088】
例えば、上述した本発明の態様に従って、C型肝炎ウイルスゲノムの定量のための標的核酸として好ましく使用される配列の1例は、配列番号1に記載の配列またはその相補配列により表される核酸、当該配列を含む核酸、または当該配列の一部の配列である。
【0089】
例えば、上述した本発明の態様に従って、C型肝炎ウイルスゲノムの定量のための濃度標準物質として好ましくは使用される配列の1例は、配列番号1および2に記載の配列またはその相補配列により表される核酸、当該配列を含む核酸、または当該配列の一部の配列である。
【0090】
例えば、上述した本発明の態様に従って、C型肝炎ウイルスゲノムの定量のためのプライマーは、配列番号4、配列番号5、配列番号6および配列番号7に記載の配列またはその相補配列により表される核酸、当該配列を含む核酸、または当該配列の一部の配列である。特に、配列番号4と配列番号5、および配列番号6と配列番号7を、それぞれフォワードプライマーとリバースプライマーとするプライマーセットとして使用することが好ましい。
【0091】
例えば、上述した本発明の態様に従って、C型肝炎ウイルスゲノムの定量のためのプローブは、配列番号8、配列番号9、配列番号10および配列番号11に記載の配列またはその相補配列により表される核酸、当該配列を含む核酸、または当該配列の一部の配列である。
【0092】
特に、本発明の態様に従って、C型肝炎ウイルスゲノムを定量する場合には、以上に示した配列番号1から配列番号11に記載の配列またはその相補配列により表される核酸を共に使用して実施することが好ましい。しかしながら、本発明は、当然ながらこれに限定するものではない。
【0093】
【実施例】
1.合成オリゴヌクレオチドを2領域の濃度標準物質として使用したHCV量測定
1−1.概要
HCV量を測定する現行法の一つ、competitive PCR法にて10copy/mlと測定されたC型慢性肝炎患者から採取した血清よりHCVRNAを抽出して、合成オリゴヌクレオチドからなる2領域の濃度標準物質を使用して血中HCV量を測定した。検出のための基板にはマイクロタイタープレートを用いた。
【0094】
1−2.患者検体の採取法
測定すべき患者から末梢血を採血し、ゼリー管等の採血管に採取した。十分に凝固させたのち3000rpm, 10分間程度の遠心を行い、血球成分を除いて血清を得た。血清は数本の保存用試験管に分注したのち−20℃以下の冷凍庫内に保存した。
【0095】
1−3.C型肝炎ウイルスのゲノム抽出法
ウイルスゲノムの抽出には、1検体あたり血清100μlを用いて行った。抽出にはSepa−Gene−RV−R(三光純薬 社製)等のキットを用いた。これにより必要なHCV RNAを含む分画がペレットで得られた。そのペレットを1unit/μlの濃度でRNAse inhibitor(TAKARA社製)を含む1mM DTT溶液9μlにて溶解し、逆転写反応に供するHCV RNAサンプルとした。
【0096】
1−4.C型肝炎ウイルスゲノムRNAの逆転写反応
逆転写反応は、Hexa−deoxyribonucleotide mixture(TAKARA社製)を用いて、M−MLVReverse Transcriptase(LIFE TECHNOLOGIES社製)にて、先ほどのHCV RNAサンプル9μlを加えた総量20μlで42℃, 30分間インキュベートして行った。
【0097】
1−5.ウイルス量を測定するための競合的PCR
PCRはGeneTaq(和光純薬社製)を用いて、総量50μlで行った。PCRに用いたプライマーのうちアンチセンス側のプライマ−にはビオチンラベルを施しておいた。増幅のためのtemplateとして、先述のウイルスゲノムRNAの逆転写産物を1μl、濃度標準物質a(a領域)の10copy/μlの希釈液を1μl、濃度標準物質b(b領域)の10copy/μl希釈液を1μl、を添加した。ウイルスゲノムRNAの逆転写産物は、100μlの血清から得たそのままの濃度のサンプル(血中10copy/mlからの逆算で、cDNA中10copy/μl)以外に、滅菌蒸留水にて100倍に希釈したもの、10000倍に希釈したものを測定した。PCR反応液には、a、b領域のプライマーを同時にもちこんだ。反応は94℃で4分間処理した後、94℃10秒、62℃1秒を1サイクルとする反応を35回繰り返し、最後に72℃7分の処理を行った。
【0098】
1−6.マイクロタイタープレートへのプローブの固相とハイブリダイゼーション
ELISA−PLATE, MICROLON, 96W, FLAT−BOTT, MEDIUM BINDING(グライナー社製)に、プローブを0.4μMになるように3M炭酸カリウム溶液で調整した被覆液を分注し、4℃で一晩保温した。プローブは1検体につきa−v、a−s、b−v、b−s、の4種類を固相した。
次に、ツイーン20を含むTBS緩衝液にてウェルを洗浄し、6xSSC, 0.01M EDTA(pH8.0), 5x Denhardt’s solution, 100μg/ml Sheared, denatured salmon sperm DNAからなる溶液を各ウェルに100μlずつ分注し、1時間程度室温にて軽く振とうしながらインキュベートすることによってブロッキングを行なった。その後ツイーン20を含むTBS緩衝液にてウェルを洗い、6xSSC, 0.01M EDTA(pH8.0), 5x Denhardt’s solution, 0.5% SDS, 100μg/ml Sheared, denatured salmon sperm DNAからなるハイブリダイゼーション溶液を50μlずつ分注して、今回のハイブリダイゼーションの温度である50℃に加温しておいた。ターゲットとなるPCR産物を98度で2分間処理し、ただちに氷中に移して1本鎖の状態を維持させておき、ハイブリダイゼーション溶液を分注して加温してあるウェルに添加した。50度で2時間程度軽く振とうしながらインキュベートすることによってハイブリダイゼーションを行なった。ハイブリダイゼーション後は、ツイーン20を含む2xSSC緩衝液にてウェルを洗浄した。
【0099】
1−7.検出法
次に、25%FCSを含むTBS緩衝液中に、ペルオキシダーゼ標識ストレプトアビジン(ロシュ・ダイアグノスティックス社製)を最終濃度7.5mUになるように溶解したもの50μlでウェルを被覆し、振とうしながら室温で1時間程度インキュベートした。さらにツイーン20を含む2xSSC緩衝液にてウェルを洗い、TMB(3, 3’, 5, 5’−tetramethylbenzidine)−ELIZA液(ライフテックオリエンタル社製)を50μlずづ添加した。十分に発色するまで(約10分)暗所に静置したのち反応停止液(2N硫酸)を50μlずづ添加して、492nmにおける吸光度を測定した。吸光度の測定はマルチスキャン バイクロマティック(ラボシステムズ ジャパン社製)を用いて行なった。結果の出方は図7から図9に示す通りである。
【0100】
1−8.結果判定
結果の判定は以下の要領で行なった。a領域、b領域共にv配列のプローブを固相したウェルでの吸光度が高ければ、cDNA中に10copy/μl以上の濃度でウイルスゲノムが存在していたことになり、血液中に換算すると約10copy/ml以上と判定する。a領域、b領域共にs配列のプローブを固相したウェルでの吸光度が高ければ、cDNA中に10copy/μl以下の濃度でウイルスゲノムが存在していたことになり、血液中に換算すると約10copy/ml以下と判定する。a領域ではs配列の吸光度が高く、b領域ではv配列の吸光度が高ければ、cDNA中に10copy/μl以下10copy/μl以上の濃度でウイルスゲノムが存在していたことになり、血液中に換算すると10copy/μl以下10copy/μl以上と判定する。さらに、a領域またはb領域において、v配列とs配列の吸光度がほぼ同じになった場合には、それぞれcDNA中に10copy/μl、10copy/μlの濃度でウイルスゲノムが存在していたことになり、血液中に換算するとそれぞれ約10copy/ml、10copy/mlと判定する。
【0101】
結果は、図7から図9に示す。それぞれのグラフの上部に書かれた濃度は、現行法での測定結果とそこからの希釈倍率を基に予想される被検サンプルのcDNA濃度である。希釈しない10copy/μlのcDNAを定量した場合は、a領域、b領域ともにvプローブを固相したウェルの方が高い吸光度を示し、測定したサンプルが10copy/μl以上の濃度であることを示している。次の100倍希釈の10copy/μlのcDNAを定量した場合は、a領域ではsプローブ、b領域ではvプローブの方が高い値を示した。これは測定したサンプルが10copy/μl以下で10copy/μl以上の濃度であることを示している。次の10000倍希釈の10copy/μlのcDNAを定量した場合は、a領域、b領域ともsプローブの方が高い吸光度を示しており、測定したサンプルが10copy/μl以下の濃度であることを示している。よって、本発明を用いることによって、正確にウイルス量の範囲を決定することが可能であることが確認された。
【0102】
2.変異を導入した合成ヌクレオチドをPCRにて増幅させた産物を希釈して、2領域の濃度標準物質として使用したHCV量測定
2−1.概要
HCV量を測定する現行法の一つ、Amplicore monitor法(ロシュ・ダイアグノスティック株式会社)にて血中HCV量を測定されたC型慢性肝炎患者24例から採取した血清よりHCV RNAを抽出して、本発明での定量法と結果を比較した。今回の定量には、合成ヌクレオチドを材料にPCRにて増幅して作成した2本鎖DNAの濃度標準物質を使用して血中HCV量を測定した。
【0103】
2−2.患者検体の採取法
測定すべき患者から末梢血を採血し、ゼリー管等の採血管に採取した。十分に凝固させたのち3000rpm, 10分間程度の遠心を行い、血球成分を除いて血清を得た。血清は数本の保存用試験管に分注したのち−20℃以下の冷凍庫内に保存した。
【0104】
2−3.C型肝炎ウイルスのゲノム抽出法
ウイルスゲノムの抽出には、1検体あたり血清100μlを用いて行った。抽出にはSepa−Gene−RV−R(三光純薬 社製)等のキットを用いた。これにより必要なHCV RNAを含む分画がペレットで得られた。そのペレットを1unit/μlの濃度でRNAse inhibitor(TAKARA社製)を含む1mM DTT溶液9μlにて溶解し、逆転写反応に供するHCV RNAサンプルとした。
【0105】
2−4.C型肝炎ウイルスゲノムRNAの逆転写反応
逆転写反応は、Hexa−deoxyribonucleotide mixture(TAKARA社製)を用いて、M−MLVReverse Transcriptase(LIFE TECHNOLOGIES社製)にて、先ほどのHCV RNAサンプル9μlを加えた総量20μlで42℃, 30分間インキュベートして行った。
【0106】
2−5.ウイルス量を測定するためのPCR
2−5−1.PCRを用いた濃度標準物質の合成法
濃度標準物質は、合成一本鎖ヌクレオチドでも定量可能であるが、凍結融解を繰り返すうちに濃度が不安定になる可能性がある。そこで、PCRを用いて合成ヌクレオチドを増幅し、出来上がった2本鎖のPCR産物を濃度標準物質にした。
【0107】
a、b領域ともに、合成した100塩基に対して、末端の配列をそのままもつ20塩基程度のプライマ−を合成した(a−フォワード:5’−gattgggggcgacactcc−3’、a−リバース:5’−tgcacgacactcatactaat−3’、b−フォワード:5’gactgctagccgagtagtg−3’、b−リバース:5’−atggtgcacggtctacgag−3’)。増幅はGeneTaq(和光純薬社製)を用いて、総量50μlで行った。反応条件は、94℃で4分間処理した後、94℃10秒、55℃5秒、72℃10秒を1サイクルとする反応を35回繰り返し、最後に72℃7分の処理を行った。反応後は反応液の全量をアガロースゲルにて電気泳動し、バンドが一本であることを確認した後切り出した。QIAquick Gel Extraction Kit(QIAGEN社製)を用いてアガロースゲルからの産物の抽出を行い、ODを測定して産物の濃度を算出し、a領域の産物は10copy/μlに、b領域の産物は10copy/μlに希釈して濃度標準物質とした。
【0108】
2−5−2.ウイルス量測定のための競合的PCR
競合的PCRはGeneTaq(和光純薬社製)を用いて、総量50μlで行った。PCRに用いたプライマーにはビオチンラベルを施しておいた。増幅のためのtemplateとして、先述のウイルスゲノムRNAの逆転写産物を1μl、濃度標準物質a(a領域)の10copy/μlの希釈液を1μl、濃度標準物質b(b領域)の10copy/μl希釈液を1μl添加した。PCR反応液には、a領域のプライマーとb領域のプライマーを同時に持ち込んだ。反応は94℃で4分間処理した後、94℃10秒、62℃1秒を1サイクルとする反応を35回繰り返し、最後に72℃7分の処理を行った。
【0109】
2−6.マイクロタイタープレートへのプローブの固相とハイブリダイゼーション
ELISA−PLATE, MICROLON, 96W, FLAT−BOTT, MEDIUM BINDING(グライナー社製)に、プローブを0.4μMになるように3M炭酸カリウム溶液で調製した被覆液を分注し、4℃で一晩保温した。プローブは1検体につきa−v、a−s、b−v、b−sの4種類を使用した。
【0110】
次に、ツイーン20を含むTBS緩衝液にてウェルを洗浄し、6xSSC, 0.01M EDTA(pH8.0), 5x Denhardt’s solution, 100μg/ml Sheared, denatured salmon sperm DNAからなる溶液を各ウェルに100μlずつ分注し、1時間程度室温にて軽く振とうしながらインキュベートすることによってブロッキングを行なった。その後ツイーン20を含むTBS緩衝液にてウェルを洗い、6xSSC, 0.01M EDTA(pH8.0), 5x Denhardt’s solution, 0.5% SDS, 100μg/ml Sheared, denatured salmon sperm DNAからなるハイブリダイゼーション溶液を50μlずつ分注して、今回のハイブリダイゼーションの温度である50℃に加温しておいた。ターゲットとなるPCR産物を98度で2分間処理し、ただちに氷中に移して1本鎖の状態を維持させておき、ハイブリダイゼーション溶液を分注して加温してあるウェルに添加した。50度で2時間程度軽く振とうしながらインキュベートすることによってハイブリダイゼーションを行なった。ハイブリダイゼーション後は、ツイーン20を含む2xSSC緩衝液にてウェルを洗浄した。
【0111】
2−7.検出法
次に、25%FCSを含むTBS緩衝液中に、ペルオキシダーゼ標識ストレプトアビジン(ロシュ・ダイアグノスティックス社製)を最終濃度7.5mUになるように溶解したもの50μlでウェルを被覆し、振とうしながら室温で1時間程度インキュベートした。さらにツイーン20を含む2xSSC緩衝液にてウェルを洗い、TMB(3, 3’, 5, 5’−tetramethylbenzidine)−ELIZA液(ライフテックオリエンタル社製)を50μlずづ添加した。十分に発色するまで(約10分)暗所に静置したのち反応停止液(2N硫酸)を50μlずづ添加して、492nmにおける吸光度を測定した。吸光度の測定はマルチスキャン バイクロマティック(ラボシステムズ ジャパン社製)を用いて行なった。
【0112】
結果の判定は以下の要領で行なった。a領域、b領域共にv配列のプローブを固相したウェルでの吸光度が高ければ、cDNA中に10copy/μl以上の濃度でウイルスゲノムが存在していたことになり、血液中に換算すると約10copy/ml以上と判定する。a領域、b領域共にs配列のプローブを固相したウェルでの吸光度が高ければ、cDNA中に10copy/μl以下の濃度でウイルスゲノムが存在していたことになり、血液中に換算すると約10copy/ml以下と判定する。a領域ではs配列の吸光度が高く、b領域ではv配列の吸光度が高ければ、cDNA中に10copy/μl以下10copy/μl以上の濃度でウイルスゲノムが存在していたことになり、血液中に換算すると10copy/μl以下10copy/μl以上と判定する。さらに、a領域またはb領域において、v配列とs配列の吸光度がほぼ同じになった場合には、それぞれcDNA中に10copy/μl、10copy/μlの濃度でウイルスゲノムが存在していたことになり、血液中に換算するとそれぞれ約10copy/ml、10copy/mlと判定する。
【0113】
2−8.結果
測定結果を図10に示す。図10は、C型肝炎ウイルスのウイルス量測定に関するグラフである。各グラフの上部に測定に用いたサンプルのcDNA1μlにおけるコピー数を示している。従来法のAmplicore monitor法(図10中比較例と記す)で200IU/ml以下の数値を示す検体は、本発明の方法に従うと、10copy/mlかそれ以下に定量された。Amplicore monitor法で200IU/mlから1000IU/mlの間の数値を示す検体は、本発明の方法に従うと10copy/ml以上10copy/ml未満の値に定量された。Amplicore monitor法で1000IU/ml以上の数値を示す検体は、本発明の方法に従うと10copy/ml以上の値にそれぞれ判定されることがわかった。一部の結果、乖離例については、別の定量法であるCompetitive PCR法を用いて確認を行なった。Amplicore monitor法で170IU/mlという比較的低値を示しているにもかかわらず、本発明では10copy/ml以上10copy/ml未満と判定されている2例(症例No.6、18)は、Competitive PCR法にて測定するとそれぞれ10copy/ml、105.5copy/mlという定量結果になり、本発明での定量結果と同様の結果を示した。逆にAmplicore monitor法で1500IU/mlという高値を示しているにもかかわらず、本発明では10copy/ml以上10copy/ml未満と中程度に判別されている症例(症例No.23)は、Competitive PCR法にて測定すると10copy/mlという定量結果になり、本発明での定量結果と同様の結果を示した。このように、従来法に比して本発明は、簡便なだけではなくより正確な定量結果が得られることがわかった。
【0114】
また、臨床的にはウイルス量低値例にインターフェロン治療が奏効することがわかっている。ウイルス量を絶対値で表示しなくとも、インターフェロンが効くといわれているウイルス量の範囲に含まれているか含まれていないかだけを判定するだけでも十分である。その意味では、今回の濃度標準物質の設定を下げ、インターフェロン治療の効果を左右するポイント(ほぼ10copy/μl in cDNA程度)に設定したごく単純な傾向をみる測定系としても、十分治療に役立つと思われる。
【0115】
【発明の効果】
以上のような本発明により、サンプル中の標的核酸、特に、ウイルスゲノムまたはmRNAなど、を簡便に定量することが可能な標的核酸の定量方法、それに使用される核酸、プローブ固相化基体およびアッセイキット、並びにそれを利用するウイルス検査方法が提供された。
【0116】
【配列表】

Figure 0004427238
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Figure 0004427238
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【図面の簡単な説明】
【図1】C型肝炎ウイルスのウイルス量を測定するために用いたゲノム配列の一部を示す図。
【図2】競合的PCRの原理を示す図。
【図3】競合的PCRの原理を示す図。
【図4】本発明の態様であるプローブ固相化基体の例を示す図。
【図5】本発明の態様であるプローブ固相化基体の例を示す図。
【図6】本発明の態様であるプローブ固相化基体の例を示す図。
【図7】C型肝炎ウイルスのウイルス量測定に関するグラフを示す。
【図8】C型肝炎ウイルスのウイルス量測定に関するグラフを示す。
【図9】C型肝炎ウイルスのウイルス量測定に関するグラフを示す。
【図10】C型肝炎ウイルスを測定する現行法の一つ、Amplicore monitor法での結果と本発明の方法での結果を比較して示す図。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for quantifying a target nucleic acid, a nucleic acid used therefor, a probe-immobilized substrate and an assay kit, and a virus test method using the same.
[0002]
For example, when the present invention starts antiviral treatment for a virus-infected person, the patient is infected for the purpose of knowing the degree of viremia, or for the purpose of tracing the treatment process and the therapeutic effect after treatment. The present invention relates to a method for measuring the concentration of a virus in blood. Furthermore, the present invention relates to a method for measuring the amount of mRNA expressed in a tissue for the purpose of examining drug responsiveness.
[0003]
[Prior art]
In general, blood virus concentration is said to be an important indicator of the degree of viremia. For example, in the case of hepatitis C virus (HCV), patients with low blood virus concentrations have numerical values AST and ALT indicating liver function and liver damage is minor, whereas patients with high blood virus concentrations are Liver damage is severe and liver function is often reduced. Furthermore, blood virus concentration is said to have an effect on the effects of antiviral treatment. In the case of the same HCV, it is said that interferon therapy is effective, but it is difficult to obtain a therapeutic effect in a case with a high viral viral load, and there is a tendency that a high therapeutic effect is high in a patient with a low viral load. is there.
[0004]
There are about 2 million people with HCV in Japan, about 70% of whom have chronic hepatitis. These patients are known to develop liver cancer at a high rate after the lapse of 10 to 20 years, and it is strongly desired to completely eliminate the virus in chronic hepatitis. Although the above-mentioned interferon therapy is considered to be an effective method for eliminating viruses, it has been found that it actually works only in about 30% of patients. In addition to such a situation, there are problems such as the fact that interferon therapy has serious side effects and is expensive to treat. Therefore, it is considered that it is important to reduce the burden on patients by predicting the effects of interferon therapy to some extent before starting treatment, and selecting patients who can be treated successfully.
[0005]
In addition, the effects of interferon therapy for chronic hepatitis C are often regulated mainly by viral factors. Factors that are considered to be particularly affected are virus type (genotype) and viral load. These two factors are related to each other, and there is a tendency that the amount of virus tends to increase in genotype 1b, and conversely, the amount of virus does not increase so much in types 2a and 2b. In addition, there is a report that the method of transition of the viral load after the start of treatment is reflected in the therapeutic effect (refer to Non-Patent Document 1), and measuring the viral load determines the treatment policy or advances the treatment. It will be an important decision material.
[0006]
In addition, measuring the amount of mRNA expressed in a tissue is considered to be an important indicator for observing an individual's reactivity to a certain drug. For example, when considering the effect of interferon therapy for chronic hepatitis C, hepatic tissues are collected before and after the start of treatment, and the amount of mRNA expressed in each is compared with several genes. It becomes possible to examine the reactivity of the individual to interferon. For this purpose, first, the expression patterns of several genes are compared before and after the start of treatment, and the pattern of meaningful gene expression change is specified in order to define the presence or absence of the effect of interferon. Attempts have been made to predict the therapeutic effect in advance by measuring the change in the expression level of a specific gene before and after the start of treatment based on the results.
[0007]
Conventional viral load measurements include Competitive PCR (see Non-Patent Document 2 and Non-Patent Document 3), Branched DNA probe assay (Bayer), and Amplore monitor method (Roche Diagnostics). It is used. For example, the Competitive PCR method calculates the viral load by competitive PCR using a concentration standard. In this method, electrophoresis is used for detection, and some experience is required to read the electrophoretic image. In addition, the procedure is complicated, such as applying several PCRs per sample. In order to perform Branched DNA probe assay, a special technique for synthesizing Branched DNA probe is required. The Amplcore method requires a special measuring device. Conventional methods for measuring the amount of mRNA in tissue include TaqMan method (Applied Biosystems Co., Ltd.) that requires a special device, methods using various microarrays, etc., except that it is roughly viewed by Northern blotting.
[0008]
[Non-Patent Document 1]
Chayama K et al. Author, Viral Hepatitis and Liver Disease. 1994, 617-620
[0009]
[Non-Patent Document 2]
Kaneko S et al. Written by J. Med. Virol. 37, 1992, 278-282
[0010]
[Non-Patent Document 3]
Chayama K et al. Written by J Gastroenterol. Hepatol. 8, 1993, S40-44
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above situation, an object of the present invention is to quantitate a target nucleic acid capable of easily quantifying a target nucleic acid in a sample, particularly a virus genome or mRNA, a nucleic acid used in the method, and a probe solid phase. And an assay kit, and a virus test method using the same.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The above problems are achieved by the present invention as follows. That is,
(1) A method for quantifying a target nucleic acid contained in a sample nucleic acid, comprising:
(A) a first target sequence comprising an av region and first and second primer binding regions at both ends across the av region; and
A bv region which is present at a position different from the first target sequence and is different from the av region, and third and fourth primer binding regions at both ends across the bv region A second target sequence comprising
A target nucleic acid comprising within one sequence;
An as region which is a sequence different from the sequence of the av region, the sequence of the bv region and their complementary sequences, and the first and second primers at both ends across the as region A first concentration standard having a first concentration including a binding region;
A first primer that binds to the first primer binding region;
A second primer that binds to the second primer binding region;
Reacting under conditions that provide adequate amplification;
Here, the amplification of the first target sequence using the first primer and the second primer competes with the amplification of the first concentration standard;
(B) the target nucleic acid;
A bs region different from the sequence of the bv region, the sequence of the av region, the sequence of the as region and their complementary sequences; and the third region at both ends across the as region. And a second concentration standard substance having a second concentration different from the first concentration including the fourth primer binding region, a third primer that binds to the third primer binding region,
A fourth primer that binds to the fourth primer binding region;
Reacting under conditions that provide adequate amplification;
Here, the amplification of the second target sequence in which the third primer and the fourth primer are used competes with the amplification of the second concentration standard;
(C) The amplification product obtained in (a) is appropriately combined with a first probe for detecting the sequence of the av region and a second probe for detecting the sequence of the as region. Reacting under conditions that allow hybridization;
(D) The amplification product obtained in (b) is appropriately combined with a third probe for detecting the sequence of the bv region and a fourth probe for detecting the sequence of the bs region. Reacting under conditions that allow hybridization;
(E) detecting the hybridization caused by (c);
(F) detecting the hybridization caused by (d); and
(G) determining the first target nucleic acid concentration and the second target nucleic acid concentration contained in the sample nucleic acid from the results obtained in (e) and (f);
Here, (c) and (d) are performed on one probe-immobilized substrate in which the first to fourth probes are immobilized on the probe-immobilized substrate.
(2) The method according to (1), wherein (a) and (b) are performed in one reaction solution.
(3) The method according to any one of (1) and (2) above, wherein the Tm value of the probe region of the amplification product obtained in (a) and the probe region of the amplification product obtained in (b) The Tm values of are equal.
(4) The method according to any one of (1) to (3), wherein the base length of the amplification product obtained in (a) is equal to the base length of the amplification product obtained in (b). A method characterized by.
(5) The method according to (1) above, wherein hybridization is detected electrochemically.
(6) The method according to any one of (1) to (5), wherein the first to fourth probes have a label.
(7) The method according to any one of (1) to (6), wherein the target nucleic acid is selected from the group consisting of a viral genome and mRNA.
(8) The method according to any one of (1) to (7), wherein the target nucleic acid contains at least a sequence represented by SEQ ID NO: 1 or a complementary sequence thereof, a nucleic acid derived from a hepatitis C virus genome And
The first concentration standard is a sequence shown in SEQ ID NO: 2 or a complementary sequence, and the second concentration standard is a sequence shown in SEQ ID NO: 3 or a complementary sequence;
The first to fourth primers are primers having different sequences, and the four types of primers are nucleic acid chains having the sequences represented by any one of SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 6 or SEQ ID NO: 7. Or a complementary strand thereof, and at least four kinds of the probes are used, and the four kinds of probes are nucleic acid strands having a sequence represented by any one of SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 9, SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 11. Or a complementary strand.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
I. Explanation of terms
As used herein, the term “nucleic acid” refers to any nucleic acid analog such as DNA and RNA, S-oligo, methylphosphonate oligo, PNA (ie, peptide nucleic acid) and LNA (ie, lock nucleic acid), etc. In addition, it is a term that collectively indicates substances whose partial structure can be represented by a base sequence. Such nucleic acids may be naturally occurring or artificially synthesized and may be a mixture thereof.
[0014]
II. Quantification method of target nucleic acid
Below, the 1st aspect of this invention is demonstrated using an example.
[0015]
1. Synthesis of a concentration standard used for measurement of blood concentration of target nucleic acid
In order to measure the blood concentration of the target nucleic acid, it is important to first select a region with high conservation of the target nucleic acid. Two or more regions with a length of about 80 bases or more are selected as much as possible in the region. The two selected locations are target sequences. In FIG. 1, the positional relationship of the target sequence of 2 area | region (a area | region and b area | region) set to 5'UTR of the example performed in the hepatitis C virus genome is shown.
[0016]
A probe region of 20 bases (that is, a v sequence) is set in each of the target regions of the two regions (or two or more regions) thus selected. The concentration standard substance a, which is the first concentration standard substance, consists of a sequence homologous to the a region of the target nucleic acid except for the region corresponding to the probe region. The concentration standard substance a has an s sequence in which mutation is intentionally incorporated in a region corresponding to the probe region. That is, the concentration standard substance a is a nucleic acid having the same sequence as the viral genome except for the s sequence. The concentration standard substance a may be synthesized as a nucleic acid chain such as a DNA chain of about 100 bases. Similarly, the concentration standard substance b which is the second concentration standard substance is also synthesized. Even when three or more target sequences are selected, the nth target sequence may be selected and the nth concentration standard substance n may be synthesized in the same manner as described above (where n is an integer of 3 or more). ).
[0017]
Here, the sequence shown in FIG. 1 describes a typical sequence of genotype 1b common to Japanese from the 5 ′ end. Two kinds of concentration standard substances a and b were designed in the part indicated by “−” along the sequence. The part indicated by “-” has the same sequence as the viral genome, and mutations were introduced concentrated on the part surrounded by a square. Then, two types of probe regions were designed, a virus genome-specific sequence v sequence and a sequence s-sequence specific to the concentration standard substance into which the mutation was introduced. The probe region can be hybridized with a probe for detecting a concentration standard and a target sequence. Such probe hybridization can be used to quantify the concentration standard and the target sequence for each sequence. Alternatively, the concentration standard substance and the target sequence may be recognized using the difference in the sequence of the probe region and quantified by a method known per se.
[0018]
The number of mutations arbitrarily incorporated into the concentration standard substance can be detected with a difference of one base in the probe region consisting of 20 bases, for example, but it is desirable to incorporate two or more bases. In that case, it is preferable to make the arrangement so that the probe region and the Tm value before the change do not change. Moreover, it is preferable that the position into which the mutation is incorporated is not near the end of the probe region but near the center.
[0019]
As the concentration standard substance, one artificially synthesized by the phosphoramidite method can be used. Alternatively, an artificially synthesized nucleotide chain having a mutation site can be amplified by PCR using the sequences at both ends, and the PCR product can be used as a concentration standard substance. It is also possible to use a PCR product amplified using a virus having a portion of a very rare sequence as a template. In that case, the region where accumulated mutations is used as a probe region, and a highly conserved region is used for amplification. It may be a primer region. The method for introducing mutation is not limited to the above method.
[0020]
The concentration standard substances a and b are prepared by changing the concentration for each region. In this example for quantification of the hepatitis C virus genome, two regions were selected as target sequences. Thus, for example, the first concentration standard is 10 2 copy / μl with 10% second concentration standard. 4 What is necessary is just to dilute to copy / microliter.
[0021]
Alternatively, when three regions are selected, for example, the first concentration standard substance is 10 1 copy / μl, 10% of the second concentration standard 3 copy / μl, 10 for the third concentration standard 5 copy / μl. When 5 areas are selected, for example, the first concentration standard substance is 10 1 copy / μl, 10% of the second concentration standard 2 copy / μl, 10 for the third concentration standard 3 copy / μl, 10th concentration standard substance 10 4 copy / μl, 10th concentration standard substance 5 What is necessary is just to carry out serial dilution according to the number of selected target sequences, such as copy / microliter. It is desirable to set an effective concentration in consideration of the normal abundance of the virus or considering the level of judgment necessary for treatment.
[0022]
In the above example, an example in which two regions having a length of about 80 bases or more in the region are selected as much as possible is selected. However, the present invention is not limited to this, and is intended for the purpose of the present invention. Based on this, the practitioner can arbitrarily select the length and the number of selection points.
[0023]
For example, as for the length of the target nucleic acid used in the embodiment of the present invention, it is preferable that at least two regions or more can be selected as the target sequence, and that there are about 100 bases or more between each region. An example of such a preferred target nucleic acid length is about 300 bp or more. However, the present invention is not limited to this, and it will be understood by those skilled in the art that the method for quantifying a target nucleic acid can be performed based on the above-described principle of the present invention, whether it is shorter or longer. Let's go.
[0024]
For example, the length of the target sequence used in the embodiment of the present invention may be a length that allows the complementary strand to hybridize to the target nucleic acid under conditions that allow appropriate hybridization. Similarly, the length of the concentration standard used in the embodiment of the present invention can be selected as desired according to the same criteria as the length of the target sequence.
[0025]
The length of the probe region may be a length that can maintain the Tm value necessary for the complementary strand to hybridize to the probe region under conditions where appropriate hybridization is obtained. In general, for example, about 15 mer to about 25 mer is preferable, but not limited thereto.
[0026]
2. Principle of competitive PCR for target nucleic acid concentration measurement
A DNA derived from a target nucleic acid purified from a test sample or a cDNA product after reverse transcription is used as a sample nucleic acid. A PCR reaction is carried out by bringing the sample containing the sample nucleic acid into the same volume of the concentration standard substance solution whose concentration has been adjusted in advance. Here, the “test sample” may be any cell, tissue, body fluid, or the like from an organism.
[0027]
For example, 1 μl of the virus-derived product as described above and 1 μl of a solution of concentration standard substances a and b diluted to the respective concentrations in the two regions are added and PCR reaction is performed in one tube. PCR may be carried out using a common commercially available enzyme in a total amount of 20 μl or more. The total amount of the reaction can be appropriately increased as the volume of the sample and the concentration standard substance solution brought in with respect to the total amount increases, but it is desirable that the upper limit is 50 μl.
[0028]
The schematic diagram shown in FIG. 2 illustrates the principle of competitive PCR. When the amount of virus is low and the concentration of virus amount and concentration standard substance a is approximately 1: 1, only the fragment having the s sequence is selectively amplified in the region of concentration standard substance b that is brought in a large amount. Concentration standard substance a having the same concentration amplifies s and v sequences to the same extent. If the amount of one virus is high and the concentration of the virus amount and the concentration standard substance b is almost 1: 1, the concentration standard substance b and the virus genome that are brought in a large amount will be amplified to the same extent, but the low concentration standard substance For a, only the v sequence is selectively amplified. The amount of virus is measured by comparing the amount produced. Hereinafter, a more specific example of density will be shown and described.
[0029]
Among the concentration standard substances, for example, the concentration standard substance a is 10 2 The concentration standard substance b is 10 in copy / μl. 4 Suppose that it is diluted to copy / μl and brought in.
[0030]
DNA or cDNA in virus-derived product 3 is 10 2 When the concentration is copy / μl, the virus-derived product and the concentration standard substance a-derived product 1 originally existed in the same amount in the region a, and thus increase equally. However, since there is a large amount of product 2 derived from the concentration standard substance b in the region b, the product 2 derived from the concentration standard substance b uses most of the primers for amplification, and the product 3 derived from the virus is amplified. (Figure 2).
[0031]
On the contrary, as shown in FIG. 3, DNA or cDNA which is the product 3 derived from the introduced virus is 10 4 If it is copy / μl, the virus-derived product 3 and the concentration standard substance b-derived product 2 originally existed in the same amount in the b region, so that the number of virus-derived products 3 is large in the a region. Therefore, most of the primers are used and the product 1 of the concentration standard substance a cannot be amplified (FIG. 3).
[0032]
In addition, the virus-derived product 3 is 10 3 In the case of copy / μl, since the virus-derived product 3 is 10 times more in the region a, most of the primers are used by the virus-derived product 3 and the product 1 of the concentration standard substance a can be amplified. Can not. In the region b, there are 10 times as many products 2 derived from the concentration standard substance b, so that most of the primers are used by the product 2 of the concentration standard substance b, and the virus-derived product 3 cannot be amplified. Alternatively, the viral DNA and cDNA in the virus-derived product 3 are 10 1 In the case of copy / μl, since there are many concentration standards in both regions, the products 1 and 2 of the concentration standards are preferentially amplified. In addition, virus-derived product 3 is 10 5 When copy / μl is brought in, since there are many virus-derived products 3 in both regions, the virus-derived product 3 is amplified more dominantly than products 1 and 2 of the concentration standard substance. By comparing the above results for each sample by origin, the virus concentration can be measured.
[0033]
The primer set consisting of the forward primer and the reverse primer used here is the same primer set for each target sequence. For example, for the region a which is the first target sequence, the first primer set is used, whereby the sequence of any length including the probe region of the virus-derived product and the full length or part of the concentration standard a Can be amplified. Similarly, for the second target sequence b region, the second primer set is used, whereby the sequence of any length including the probe region of the virus-derived product and the full length or part of the concentration standard b Can be amplified. The same applies to three or more target sequences.
[0034]
Moreover, although the example which uses PCR method as an amplification means was shown above, according to the aspect of the present invention, the amplification means is not limited to PCR, and any amplification means known per se may be used. That is, any conventionally known primer extension method can be used in the embodiment of the present invention. For example, it is possible to use a method utilizing a polymerase chain reaction (generally referred to as PCR, hereinafter referred to as PCR) or reverse transcription PCR. Nucleic acid strand amplification (NASBA), Transcription mediated amplification (TMA), Ligase chain reaction (LCR), Strand displacement amplification (SDA), Isothermal and Chimeric primer-initiated Amplification of Nucleic acids (ICAN), Rolling circle amplification (RCA) Amplification methods such as method) can also be used.
[0035]
Moreover, since each density | concentration shown above was shown as an example, the practitioner can change as desired.
[0036]
3. Principle of quantification of hepatitis C virus by microtiter plate method
The viral genome extracted from the patient sample is subjected to a treatment such as converting RNA into cDNA by reverse transcription reaction as necessary, and the obtained sample nucleic acid is used as a template. Similarly, two or more kinds of concentration standard substances (for example, two kinds) as required are prepared as templates, and these are prepared by changing the concentration as described above. This is a method of performing competitive PCR by coexisting these. The primer used at that time is preferably provided with a label that can be detected later. The type of label is not particularly limited, and a chemical label such as biotin, a fluorescent label, and the like may be used per se. However, depending on the technology such as a DNA chip, primer labeling is not particularly necessary when a method is employed in which an intercalating agent is brought in at the time of hybridization and the signal from it is used for detection. Any of the means using a labeling substance and the means using an intercalating agent can be used in the embodiments of the present invention.
[0037]
Hybridization of competitive PCR products and probes on a probe-immobilized substrate obtained by immobilizing the probe on a microtiter plate, DNA chip, microarray or the like, which is a substrate used for detection, following the competitive PCR described above. I do. As the number of wells and spots on which the probe is solid-phased, the number corresponding to the type of region used may be used. For example, in the case of the quantification of hepatitis C virus performed in the Examples, since the two regions of the a region and the b region were used as target sequences, for example, the av sequence derived from the virus is attached to each of the two probe regions. 4 probes in total, probes for bv sequences, probes for a-s sequences to detect concentration standards a and b incorporating mutations and probes for bs sequences Wells may be used. FIG. 4 shows an example using four wells. In each well of the probe-immobilized substrate 10, a probe 4 'for the a-s sequence 4, a probe 6' for the b-s sequence 6, a probe 7 'for the av sequence 7, and Probe 8 'for av sequence 8 is immobilized. Such a probe-immobilized substrate can be used in the embodiments of the present invention, and such a probe-immobilized substrate is also within the scope of the present invention.
[0038]
In addition, when 3 regions are used, 6 wells may be required because the probe for v sequence and the probe for s sequence are solid-phased in each region.
[0039]
Competitive PCR products amplified by PCR are hybridized to respective probes of v and s sequences, depending on the number of concentration standards (ie, the number of target sequences). Depending on whether the amplified product obtained by competitive PCR has a v sequence or an s sequence, a probe that can be hybridized and a probe that cannot be hybridized are generated. Therefore, if a target substance such as biotin previously labeled on the PCR product is detected, the amount of hybridization between the two can be compared, so that the virus can be quantified from the concentration of the original concentration standard substance. .
[0040]
For example, the concentration standard substance a is 10 2 The concentration standard substance b is 10 in copy / μl. 4 Suppose that it is diluted to copy / μl and brought in. DNA or cDNA in the virus-derived product is 10 2 In the case of a concentration of copy / μl, the virus-derived product and the product derived from the concentration standard substance a were originally present in the same amount in the region a. Therefore, the product derived from the concentration standard substance a uses most of the primers for amplification, and the product derived from the virus cannot be amplified. In that case, the v and s probes show the same numerical value in the well or spot in the region a, but in the well or spot in the b region, the numerical value does not increase in the v probe and the numerical value increases only in the s probe.
[0041]
On the contrary, DNA or cDNA derived from the introduced virus is 10 4 Assuming that copy / μl, the virus-derived product and the concentration standard substance b-derived product originally existed in the same amount in the b region, but the amount of virus-derived product is large in the a region. Since most of the primers are used, the product of the concentration standard substance a cannot be amplified. In that case, the v and s probes show the same numerical value in the well or spot in the b region, but in the well or spot in the a region, the numerical value does not increase in the s probe and the numerical value increases only in the v probe.
[0042]
In addition, the virus-derived products brought in are 10 3 If it is copy / μl, since there are 10 times more virus-derived products in the region a, most of the primers are used by the virus-derived products, and the product of the concentration standard substance cannot be amplified. In the region b, there are 10 times as many products derived from the concentration standard, so that most of the primers are used by the concentration standard and the virus-derived product cannot be amplified. In that case, the v probe shows a lower value than the s probe in the well or spot in the a region, and the v probe shows a higher value than the s probe in the well or spot in the b region.
[0043]
10 viral DNAs and cDNAs in the virus-derived product 1 In the case of copy / μl, there is a large concentration standard substance in either region, so that amplification is predominant. Therefore, the s probe shows a higher value in either well or spot.
[0044]
10 virus-derived products 5 When copy / μl is brought in, the amplification is predominant because there are many virus-derived products in both regions. Therefore it shows the v numerical value is higher of the probe in either well or spot.
[0045]
By comparing the values of the v probe and s probe in the used region by the above method, the amount of DNA or cDNA in the sample brought into the PCR can be calculated from the copy number of the concentration standard substance. . Thereafter, the concentration in the blood is calculated taking into account the concentration from the patient sample to the sample brought into the PCR. For example, it is assumed that 20 μl of a sample in the previous stage to be brought into PCR using 100 μl of serum is obtained. If 1 μl is used for competitive PCR, 1 μl brought into the PCR corresponds to the abundance in 5 μl of serum. Therefore, the obtained result needs to be multiplied by 100 when converted into 1 ml of blood.
[0046]
Thus, using a probe-immobilized substrate in which a single-stranded DNA typified by an oligonucleotide having a specific nucleotide sequence specific to a specific virus is immobilized on a substrate such as a microtiter plate, a DNA chip, or various microarrays, On the other hand, according to the embodiment of the present invention that measures the amount of purified amplification product by origin by hybridization of PCR products carried in several types of templates, it is possible to grasp the pathological condition of viral diseases and determine the treatment policy. It is possible to easily measure the amount of virus in the blood and the amount of mRNA (and the genotype of the virus at the same time as will be described later).
[0047]
Moreover, since each density | concentration shown above was shown as an example, the practitioner can change as desired.
[0048]
4). A method to detect multiple factors simultaneously.
[0049]
By using the present invention, it is possible to measure a plurality of factors with a single detection operation.
[0050]
For example, when examining the genotype of a virus at the same time, a characteristic region in which the genotype of the virus can be divided is selected, and a probe having a similar Tm value is designed as a probe for the amount of virus. In that case, if the genomic region used for measuring the viral load and the region for genotype are set apart (about 1000 bases or more), PCR and genotype for measuring viral load in the same single PCR tube PCR for detection may be performed simultaneously.
[0051]
By measuring the genotype and viral load of the virus thus infected at once, a method for easily measuring the degree of viremia for individual patients and a simple method for predicting in advance whether the effect of interferon therapy can be expected. And a simple method for measuring the amount of mRNA in a tissue reflecting drug responsiveness are provided.
[0052]
In the conventional method, only the amount of virus in the blood could be measured in each step, but in the present invention, after performing PCR, the amount of virus and genotype are detected on the same substrate (microtiter plate, DNA chip, microarray, etc.). It becomes possible, and two factors that are useful for understanding the disease state and determining the treatment method can be measured at a time. Furthermore, there is a possibility that drug response SNPs in the human genome that influence the therapeutic effect can be detected at the same time.
[0053]
5). Example of immobilization of nucleic acid on microtiter plate
The probe-immobilized substrate that can be used in the present invention may be any substrate in which the probe is immobilized on a substrate such as glass or plastic by any means known per se.
[0054]
For example, an example of a method capable of immobilizing DNA fragments on a microtiter plate at a high rate will be described below. However, the method for producing the probe-immobilized substrate of the present invention is not limited to this.
[0055]
As the material of the insoluble support for solid-phase the probe represented by the microtiter plate here, polystyrene, polyvinyl and the like are preferable. For example, ELISA-PLATE, MICROLON, 96W, FLAT-BOTT, MEDIUM BINDING (made by Greiner) can be mentioned. It is also possible to apply a solid phase directly to the PCR tube. Furthermore, other conventional methods for detecting nucleic acids based on hybridization of DNA chips, microarrays, etc. can be used.
[0056]
As a method for immobilizing the probe on the microtiter plate, several conventional methods can be used. In the present invention, the concentration of several salt solutions is adjusted in several steps, and the probe is diluted. The optimum conditions for the coating solution were sought, and the probe solid phase was more effectively performed. The method for solid-phase the probe on a DNA chip or microarray is not particularly specified.
[0057]
A probe consisting of about 20 bases is dissolved in this coating solution. The length of the probe is not particularly specified. For example, the probe is dissolved at a concentration of 0.4 μM, dispensed into a microtiter plate (appropriate amount so as not to cover the bottom of the well) and left overnight at 4 ° C. (or gently shaken at room temperature). 1 or 2 hours), the wells can be washed with a TBS (Tris Buffered Serine) buffer solution containing Tween 20, and the solid phase operation of the probe can be performed. The conditions of the solid phase and the washing operation are not limited to the described solutions, and other conventional washing solutions can be used.
[0058]
Subsequent blocking and hybridization conditions are not particularly limited, and can be appropriately selected from commonly used methods. For example, for blocking, a solution consisting of 6 × SSC, 0.01M EDTA (pH 8.0), 5 × Denhardt's solution, 100 μg / ml Sheared, denatured salmon super DNA is dispensed into each well, and lightly stirred at room temperature for about 1 hour. This can be done by incubating with shaking. Thereafter, the wells are washed with a TBS (Tris Buffered Serine) buffer containing Tween 20, and hybridization with the PCR product is performed. Hybridization is performed at 98 ° C. for 2 minutes in a solution consisting of, for example, 6 × SSC, 0.01M EDTA (pH 8.0), 5 × Denhardt's solution, 0.5% SDS, 100 μg / ml Sheared, densed salmon sperm DNA. The PCR product (with a detectable label) was added, dispensed to each well, and incubated by gently shaking at around 50 degrees for about 2 hours. At this time, it is necessary to adjust the hybridization temperature with reference to the Tm value calculated from the GC content of the probe. The amount of PCR product to be added is 10 per well for a 96-well plate. 9 Copy or more is desirable but not limited.
[0059]
After hybridization, the wells are washed with a conventional washing solution such as 2 × SSC buffer containing Tween 20 to remove excess DNA fragments that could not be hybridized.
[0060]
The method for detecting the label bound to the subsequent PCR product and confirming the state of hybridization can be appropriately selected from conventional methods. For example, when a biotin label is applied to the primer, the well is covered with 1 × TBS buffer containing 25% FCS dissolved in some labeled streptavidin to a final concentration of 7.5 mU and shaken. Then, the label is bound to biotin by incubating at room temperature for about 1 hour. Although the type of label is not specified, a commercially available reagent such as peroxidase-labeled streptavidin (manufactured by Roche Diagnostics) can be used as long as it is peroxidase-labeled. The wells were washed with 2 × SSC buffer containing Tween 20, and developed using a peroxidase chromogenic substrate, such as TMB (3,3 ′, 5,5′-tetramethylbenzidine) -ELISA solution (manufactured by Lifetech Oriental). Measure the absorbance.
[0061]
6). Probe immobilization substrate
The probe-immobilized substrate used in the embodiment of the present invention may be a plate-shaped substrate in addition to the one using the microtiter plate as described above. An example of such a probe-immobilized substrate will be described below.
[0062]
(A) First example
FIG. 5 schematically shows a first example of a probe-immobilized substrate that can be used in accordance with an embodiment of the present invention. The probe-immobilized substrate as a first example includes probes 11 to 14 that are immobilized by one or more in the substrate 16 and one or more immobilization regions 15 existing on the surface thereof (FIG. 5).
[0063]
Such a probe-immobilized substrate can be produced, for example, by immobilizing the probe to a substrate such as a silicon substrate by means known per se.
[0064]
According to the present invention, the number of immobilization regions 15 arranged on one substrate and the number of probes immobilized thereon are not limited to this, and may be changed as desired. A plurality of types of base sequences may be arranged as a probe on one substrate. A person skilled in the art can appropriately change the design of the solid phase pattern of a plurality of and / or a plurality of types of probes on the substrate. Such a probe-immobilized substrate is within the scope of the present invention.
[0065]
(B) Second example
A second example of a probe-immobilized substrate that can be used in the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The probe-immobilized base body as the second example includes probes 17 to 20 fixed at one or more to one or more electrodes 23 provided on the base body 22 (FIG. 6). The electrode 23 is connected to a pad 24 for extracting electrical information.
[0066]
Such a probe-immobilized substrate can be manufactured, for example, by disposing an electrode on a substrate such as a silicon substrate by means known per se and immobilizing the probe on the electrode surface.
[0067]
In this embodiment, the number of electrodes is five, but the number of electrodes arranged on one substrate is not limited to this. Further, the arrangement pattern of the electrodes is not limited to that shown in FIG. 6, and those skilled in the art can appropriately change the design as necessary. You may provide a reference electrode and a counter electrode as needed. Such a probe-immobilized substrate is also within the scope of the present invention.
[0068]
In the case of a probe-immobilized substrate for performing fluorescence detection as described in the above example, the probe may be immobilized on any of the above-described substrates. In the case of a probe-immobilized substrate for performing electrochemical detection as described in the first example above, electrodes are arranged on any of the above substrates so that electrochemical detection is possible. And what is necessary is just to fix | immobilize a probe on the electrode.
[0069]
The electrode that can be used in the present invention is not particularly limited. For example, carbon electrodes such as graphite, glassy carbon, pyrolytic graphite, carbon paste, carbon fiber, platinum, platinum black, gold, palladium, Noble metal electrodes such as rhodium, oxide electrodes such as titanium oxide, tin oxide, manganese oxide, lead oxide, Si, Ge, ZnO, CdS, TiO 2 And semiconductor electrodes such as GaAs, titanium and the like. These electrodes may be coated with a conductive polymer or a monomolecular film, and may be treated with other surface treatment agents as desired.
[0070]
In addition, probes having different base sequences may be immobilized on different electrodes, respectively, or may be immobilized on one electrode in a state where a plurality of types of probes having different base sequences are mixed. Good.
[0071]
(5) Detection
When using the probe-immobilized substrate according to the present invention, an electrochemical method as a means for detecting the presence of a double strand resulting from the hybridization reaction between the probe immobilized on the substrate and the target nucleic acid And fluorescence detection methods can be used.
[0072]
(A) Electrochemical detection
Electrochemical detection of double-stranded nucleic acid may be performed using, for example, a publicly known double-stranded recognition substance.
[0073]
The double-stranded recognizer used here is not particularly limited. For example, Hoechst 33258, acridine orange, quinacrine, dounomycin, metallointercalator, bisintercalator such as bisacridine, trisintercalator and polyintercalator Etc. can be used. Furthermore, these intercalators can be modified with an electrochemically active metal complex such as ferrocene or viologen. In addition, any other known double-stranded recognition substance is preferably used in the present invention.
[0074]
In the probe-immobilized substrate according to the present invention, the probe is fixed to the electrode. In the detection of double-stranded nucleic acid using such an electrode, a counter electrode or a reference electrode may be used in the same manner as in other general electrochemical detection methods. When arranging the reference electrode, for example, a general reference electrode such as a silver / silver chloride electrode or a mercury / mercury chloride electrode may be used.
[0075]
Subsequently, the reaction is performed under conditions that allow appropriate hybridization. Such appropriate conditions can be determined by those skilled in the art depending on various conditions such as the type of base contained in the target sequence, the type of probe provided on the probe-immobilized substrate, the type of sample nucleic acid, and the state thereof. It is possible to select appropriately. Although not limited to this, for example, the reaction may be performed under the following conditions.
[0076]
For example, the hybridization reaction solution is performed in a buffer solution having an ionic strength of 0.01 to 5 and a pH of 5 to 10. In this solution, dextran sulfate, which is a hybridization accelerator, salmon sperm DNA, bovine thymus DNA, EDTA, and a surfactant may be added. The sample nucleic acid obtained here is added and heat denatured at 90 ° C. or higher. The probe-immobilized substrate may be inserted into the heat-denatured sample nucleic acid immediately after denaturation or after rapid cooling to 0 ° C. It is also possible to perform a hybridization reaction by dropping a solution on the substrate.
[0077]
During the reaction, the reaction rate may be increased by an operation such as stirring or shaking. The reaction temperature may be, for example, in the range of 10 ° C. to 90 ° C., and the reaction time may be about 1 minute to overnight. After the hybridization reaction, the electrode is washed. For washing, for example, a buffer solution having an ionic strength of 0.01 to 5 and a pH of 5 to 10 may be used. When the target nucleic acid containing the target sequence is present in the sample nucleic acid, it hybridizes with the probe, thereby generating a double-stranded nucleic acid.
[0078]
Subsequently, the double-stranded nucleic acid generated by the following procedure is detected by electrochemical means. In general, after the hybridization reaction, the substrate is washed, and a double-stranded recognizer is allowed to act on the double-stranded portion formed on the electrode surface, and the resulting signal is electrochemically measured.
[0079]
The concentration of the double-stranded recognizer varies depending on the type, but is generally used in the range of 1 ng / mL to 1 mg / mL. At this time, a buffer solution having an ionic strength of 0.001 to 5 and a pH of 5 to 10 may be used.
[0080]
For example, the electrochemical measurement may be performed by applying a potential equal to or higher than the potential at which the double-stranded recognizer reacts electrochemically and measuring the reaction current value derived from the double-stranded recognizer. At this time, the potential may be swept at a constant speed, applied with a pulse, or a constant potential may be applied. In the measurement, for example, the current and voltage may be controlled by using a device such as a potentiostat, a digital multimeter, and a function generator. For example, the concentration of the target nucleic acid may be calculated from a calibration curve based on the obtained current value.
[0081]
In addition, electrochemical detection means known per se, for example, means disclosed in the following documents (Hashimoto et al. 1994, Wang et al. 1998) can be preferably used in the method of the present invention. In this document, Hashimoto et al. Reported sequence-specific gene detection using a gold electrode modified with a DNA probe and an electrochemically active dye. The anode current derived from the dye correlates with the concentration of the target DNA. Wang et al. Also reported indicator-free electrochemical DNA hybridization. This biosensor configuration includes immobilization of an inosine displacement probe (without guanine) to a carbon paste electrode and chronopotentiometric detection of duplex formation due to the presence of the guanine oxidation peak of the label. The detection means described in these documents may preferably be used in the present invention.
[0082]
(B) Fluorescence detection method
In the case of a method using a fluorescent labeling substance, the target nucleic acid may be labeled with a substance capable of obtaining fluorescent activity such as a fluorescent dye such as FITC, Cy3, Cy5 or rhodamine. Alternatively, a second probe labeled with the aforementioned substance may be used instead of such a label. A plurality of labeling substances may be used simultaneously.
[0083]
In some embodiments, a hybridization reaction between a nucleic acid component extracted from a sample and a probe immobilized on a probe-immobilized chip is performed, for example, as follows. For example, the hybridization reaction solution is performed in a buffer solution having an ionic strength of 0.01 to 5 and a pH of 5 to 10. In this solution, dextran sulfate, which is a hybridization accelerator, salmon sperm DNA, bovine thymus DNA, EDTA, and a surfactant may be added. The nucleic acid component extracted here is added and heat-denatured at 90 ° C. or higher. The probe-immobilized chip may be inserted immediately after denaturation or after rapid cooling to 0 ° C. It is also possible to perform a hybridization reaction by dropping a solution on the substrate. During the reaction, the reaction rate may be increased by an operation such as stirring or shaking. The reaction temperature may be, for example, in the range of 10 ° C. to 90 ° C., and the reaction time may be about 1 minute to overnight. After the hybridization reaction, washing is performed. For the washing, for example, a buffer solution having an ionic strength of 0.01 to 5 and a pH of 5 to 10 is used.
[0084]
In the case of fluorescence detection, the hybridization reaction is detected by detecting the labeled base sequence in the sample or the label in the secondary probe using an appropriate detection device corresponding to the type of label. When the label is a fluorescent substance, for example, the label may be detected using a fluorescence detector.
[0085]
7). Assay kit
The present invention also provides a probe, a probe-immobilized substrate, a primer, a nucleic acid chain constituting the primer, a concentration standard, and / or a hepatitis C virus genome as described below according to any of the embodiments described above. Nucleic acids can be selected according to the intended use, combined, and provided as an appropriate assay kit. Furthermore, in addition to them, buffer salts, other necessary reagents, labeling substances and / or reaction containers may be combined and provided as an assay kit.
[0086]
For example, the primer, nucleic acid and / or probe-immobilized substrate according to the present invention is provided as an assay kit in combination with a reaction vessel, buffer salts and / or other necessary reagents (eg, polymerase and substrate). Also good.
[0087]
8). Nucleic acids for quantification of hepatitis C virus genome
According to a further aspect of the invention, there are provided nucleic acids for quantification of the hepatitis C virus genome.
[0088]
For example, according to the above-described aspects of the present invention, an example of a sequence preferably used as a target nucleic acid for quantification of the hepatitis C virus genome is a nucleic acid represented by the sequence set forth in SEQ ID NO: 1 or a complementary sequence thereof, A nucleic acid containing the sequence, or a partial sequence of the sequence.
[0089]
For example, one example of a sequence preferably used as a concentration standard for quantification of hepatitis C virus genome according to the above-described aspects of the present invention is represented by the sequences set forth in SEQ ID NOs: 1 and 2 or their complementary sequences. Or a part of the sequence.
[0090]
For example, according to the above-described aspects of the present invention, the primer for quantification of the hepatitis C virus genome is represented by the sequences shown in SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 6 and SEQ ID NO: 7 or their complementary sequences. A nucleic acid, a nucleic acid containing the sequence, or a partial sequence of the sequence. In particular, it is preferable to use SEQ ID NO: 4 and SEQ ID NO: 5 and SEQ ID NO: 6 and SEQ ID NO: 7 as a primer set having a forward primer and a reverse primer, respectively.
[0091]
For example, in accordance with the above-described aspects of the present invention, a probe for quantification of the hepatitis C virus genome is represented by the sequences shown in SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 9, SEQ ID NO: 10 and SEQ ID NO: 11 or their complementary sequences. A nucleic acid, a nucleic acid containing the sequence, or a partial sequence of the sequence.
[0092]
In particular, when quantifying the hepatitis C virus genome according to the embodiment of the present invention, the nucleic acid represented by the sequence shown in SEQ ID NO: 1 to SEQ ID NO: 11 or a complementary sequence thereof is used together. It is preferable to do. However, the present invention is naturally not limited to this.
[0093]
【Example】
1. HCV content measurement using synthetic oligonucleotides as concentration standards for two regions
1-1. Overview
One of the current methods for measuring the amount of HCV, 10 by the competitive PCR method 7 HCV RNA was extracted from serum collected from a patient with chronic hepatitis C measured as copy / ml, and the blood HCV level was measured using a concentration standard substance in two regions consisting of synthetic oligonucleotides. A microtiter plate was used as a substrate for detection.
[0094]
1-2. How to collect patient specimens
Peripheral blood was collected from the patient to be measured and collected in a blood collection tube such as a jelly tube. After sufficiently coagulating, centrifugation was performed at 3000 rpm for about 10 minutes to remove blood cell components and obtain serum. Serum was dispensed into several test tubes for storage and then stored in a freezer at -20 ° C or lower.
[0095]
1-3. Hepatitis C virus genome extraction method
The viral genome was extracted using 100 μl of serum per specimen. For the extraction, a kit such as Sepa-Gene-RV-R (manufactured by Sanko Junyaku Co., Ltd.) was used. This gave a fraction containing the required HCV RNA in pellets. The pellet was dissolved in 9 μl of a 1 mM DTT solution containing RNAse inhibitor (manufactured by TAKARA) at a concentration of 1 unit / μl to obtain an HCV RNA sample to be subjected to a reverse transcription reaction.
[0096]
1-4. Reverse transcription reaction of hepatitis C virus genomic RNA
The reverse transcription reaction was performed using Hexa-deoxyribonucleotide mixture (manufactured by TAKARA) in M-MLV Reverse Transscriptase (manufactured by LIFE TECHNOLOGIES) at a total volume of 20 μl, in which 9 μl of the HCV RNA sample was added for 20 minutes at 42 ° C. I went.
[0097]
1-5. Competitive PCR to measure viral load
PCR was performed using GeneTaq (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in a total amount of 50 μl. Among the primers used for PCR, the primer on the antisense side was labeled with biotin. As a template for amplification, 1 μl of the reverse transcription product of the above-mentioned viral genomic RNA, 10 of the concentration standard substance a (a region) 4 1 μl of the diluted solution of copy / μl, 10 of the concentration standard substance b (b region) 2 1 μl of copy / μl dilution was added. Viral genomic RNA reverse transcripts were obtained as-is from a sample of 100 μl serum (10% in blood). 7 10 out of cDNA by back calculation from copy / ml 5 In addition to (copy / μl), those diluted 100-fold with sterilized distilled water and those diluted 10000-fold were measured. Primers in the a and b regions were simultaneously introduced into the PCR reaction solution. The reaction was performed at 94 ° C. for 4 minutes, and then the reaction was repeated 35 times with 94 ° C. for 10 seconds and 62 ° C. for 1 second as one cycle.
[0098]
1-6. Probe solid phase and hybridization to microtiter plates
Dispensing the coating solution adjusted with 3M potassium carbonate solution so that the probe is 0.4 μM on ELISA-PLATE, MICROLON, 96W, FLAT-BOTT, MEDIUM BINDING (manufactured by Greiner), and incubate at 4 ° C. overnight. did. Four types of probes, av, as, bv, and bs, were solid-phased per specimen.
Next, the wells were washed with a TBS buffer containing Tween 20, and a solution consisting of 6 × SSC, 0.01M EDTA (pH 8.0), 5 × Denhardt's solution, 100 μg / ml Sheared, densed salmon sperm DNA was added to each well. 100 μl each was dispensed and blocked by light shaking at room temperature for about 1 hour. The wells were then washed with TBS buffer containing Tween 20, and consisted of 6 × SSC, 0.01M EDTA (pH 8.0), 5 × Denhardt's solution, 0.5% SDS, 100 μg / ml sheared, densed salmon sperm DNA. 50 μl of the hybridization solution was dispensed and heated to 50 ° C., which is the temperature of the current hybridization. The target PCR product was treated at 98 ° C. for 2 minutes, immediately transferred to ice to maintain the single-stranded state, and the hybridization solution was dispensed and added to the warmed wells. Hybridization was performed by incubating at 50 degrees for 2 hours with light shaking. After hybridization, the wells were washed with 2 × SSC buffer containing Tween 20.
[0099]
1-7. Detection method
Next, the wells were covered with 50 μl of peroxidase-labeled streptavidin (Roche Diagnostics) dissolved in TBS buffer containing 25% FCS to a final concentration of 7.5 mU, and shaken. The mixture was incubated at room temperature for about 1 hour. Further, the wells were washed with 2 × SSC buffer containing Tween 20, and 50 μl of TMB (3,3 ′, 5,5′-tetramethylbenzidine) -ELISA solution (manufactured by Lifetech Oriental Co.) was added. The mixture was allowed to stand in the dark until sufficiently colored (about 10 minutes), and then 50 μl of a reaction stop solution (2N sulfuric acid) was added, and the absorbance at 492 nm was measured. Absorbance was measured using a multi-scan bichromatic (Lab Systems Japan). The results are as shown in FIGS.
[0100]
1-8. Judgment result
The results were judged as follows. If the absorbance in a well in which a probe having a v sequence is solid-phased in both the a region and the b region is high, 10 4 The virus genome was present at a concentration of copy / μl or more, and it was about 10 when converted into blood. 6 It is determined that copy / ml or more. If the absorbance in a well where an s-sequence probe is solid-phased is high in both the a region and the b region, 2 The virus genome was present at a concentration of copy / μl or less. 4 It is determined that the copy / ml or less. If the absorbance of the s sequence is high in the a region and the absorbance of the v sequence is high in the b region, 4 copy / μl or less 10 2 The virus genome was present at a concentration of copy / μl or more, and converted to 10 in blood. 6 copy / μl or less 10 4 It is determined that copy / μl or more. Furthermore, when the absorbances of the v and s sequences are almost the same in the a region or the b region, 10 4 copy / μl, 10 2 The virus genome was present at a concentration of copy / μl. 6 copy / ml, 10 4 Judge as copy / ml.
[0101]
The results are shown in FIGS. The concentration written in the upper part of each graph is the cDNA concentration of the test sample expected based on the measurement result by the current method and the dilution rate therefrom. No dilution 10 5 When copy / μl cDNA was quantified, both the a and b regions showed a higher absorbance in the well in which the v probe was solid-phased. 4 It shows that the concentration is not less than copy / μl. 10 of the next 100-fold dilution 3 When copy / μl cDNA was quantified, the s probe in the a region and the v probe in the b region showed higher values. This is a measured sample of 10 4 10 at copy / μl or less 2 It shows that the concentration is not less than copy / μl. 10 of the next 10,000-fold dilution 1 When copy / μl cDNA was quantified, the s probe showed higher absorbance in both the a and b regions. 2 It shows that the concentration is not more than copy / μl. Therefore, it was confirmed that the range of viral load can be accurately determined by using the present invention.
[0102]
2. A product obtained by amplifying a synthetic nucleotide having a mutation introduced by PCR is diluted and used as a concentration standard substance in two regions.
2-1. Overview
HCV RNA was extracted from serum collected from 24 patients with chronic hepatitis C whose blood HCV level was measured by the Amplicore monitor method (Roche Diagnostics), one of the current methods for measuring HCV levels. The results were compared with the quantitative methods in the present invention. In this quantification, the amount of HCV in blood was measured using a double-stranded DNA concentration standard substance prepared by amplifying synthetic nucleotides as a material by PCR.
[0103]
2-2. How to collect patient specimens
Peripheral blood was collected from the patient to be measured and collected in a blood collection tube such as a jelly tube. After sufficiently coagulating, centrifugation was performed at 3000 rpm for about 10 minutes to remove blood cell components and obtain serum. Serum was dispensed into several test tubes for storage and then stored in a freezer at -20 ° C or lower.
[0104]
2-3. Hepatitis C virus genome extraction method
The viral genome was extracted using 100 μl of serum per specimen. For the extraction, a kit such as Sepa-Gene-RV-R (manufactured by Sanko Junyaku Co., Ltd.) was used. This gave a fraction containing the required HCV RNA in pellets. The pellet was dissolved in 9 μl of a 1 mM DTT solution containing RNAse inhibitor (manufactured by TAKARA) at a concentration of 1 unit / μl to obtain an HCV RNA sample to be subjected to a reverse transcription reaction.
[0105]
2-4. Reverse transcription reaction of hepatitis C virus genomic RNA
The reverse transcription reaction was performed using Hexa-deoxyribonucleotide mixture (manufactured by TAKARA) in M-MLV Reverse Transscriptase (manufactured by LIFE TECHNOLOGIES) at a total volume of 20 μl, in which 9 μl of the HCV RNA sample was added for 20 minutes at 42 ° C. I went.
[0106]
2-5. PCR for measuring viral load
2-5-1. Synthesis method of concentration standard using PCR
Concentration standards can be quantified even with synthetic single-stranded nucleotides, but the concentration may become unstable with repeated freezing and thawing. Thus, synthetic nucleotides were amplified using PCR, and the resulting double-stranded PCR product was used as a concentration standard substance.
[0107]
For both the a and b regions, a primer of about 20 bases having the terminal sequence as it was was synthesized with respect to the synthesized 100 bases (a-forward: 5′-gattggggggcactactcc-3 ′, a-reverse: 5′-tgcacgactactactataat -3 ′, b-forward: 5′gactgctagccgagtaggtg-3 ′, b-reverse: 5′-atgggtgacacgtctacgag-3 ′). Amplification was performed using GeneTaq (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in a total amount of 50 μl. The reaction was carried out at 94 ° C. for 4 minutes, followed by 35 reactions of 94 ° C. for 10 seconds, 55 ° C. for 5 seconds, and 72 ° C. for 10 seconds, and finally a treatment at 72 ° C. for 7 minutes. After the reaction, the entire amount of the reaction solution was electrophoresed on an agarose gel, and it was cut out after confirming that there was one band. Extract the product from the agarose gel using QIAquick Gel Extraction Kit (manufactured by QIAGEN), measure the OD and calculate the concentration of the product. 4 copy / μl, b region product is 10 2 It was diluted to copy / μl to obtain a concentration standard.
[0108]
2-5-2. Competitive PCR for viral load measurement
Competitive PCR was performed using GeneTaq (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in a total volume of 50 μl. The primer used for PCR was labeled with biotin. As a template for amplification, 1 μl of the reverse transcription product of the above-mentioned viral genomic RNA, 10 of the concentration standard substance a (a region) 4 1 μl of the diluted solution of copy / μl, 10 of the concentration standard substance b (b region) 2 1 μl of copy / μl dilution was added. The a region primer and b region primer were brought into the PCR reaction solution at the same time. The reaction was performed at 94 ° C. for 4 minutes, and then the reaction was repeated 35 times with 94 ° C. for 10 seconds and 62 ° C. for 1 second as one cycle.
[0109]
2-6. Probe solid phase and hybridization to microtiter plates
Dispense the coating solution prepared with 3M potassium carbonate solution to ELISA-PLATE, MICROLON, 96W, FLAT-BOTT, MEDIUM BINDING (made by Greiner) so that the probe becomes 0.4 μM, and incubate at 4 ° C. overnight. did. Four types of probes, av, as, bv, and bs, were used per specimen.
[0110]
Next, the wells were washed with a TBS buffer containing Tween 20, and a solution consisting of 6 × SSC, 0.01M EDTA (pH 8.0), 5 × Denhardt's solution, 100 μg / ml Sheared, densed salmon sperm DNA was added to each well. 100 μl each was dispensed and blocked by light shaking at room temperature for about 1 hour. The wells were then washed with TBS buffer containing Tween 20, and consisted of 6 × SSC, 0.01M EDTA (pH 8.0), 5 × Denhardt's solution, 0.5% SDS, 100 μg / ml sheared, densed salmon sperm DNA. 50 μl of the hybridization solution was dispensed and heated to 50 ° C., which is the temperature of the current hybridization. The target PCR product was treated at 98 ° C. for 2 minutes, immediately transferred to ice to maintain the single-stranded state, and the hybridization solution was dispensed and added to the warmed wells. Hybridization was performed by incubating at 50 degrees for 2 hours with light shaking. After hybridization, the wells were washed with 2 × SSC buffer containing Tween 20.
[0111]
2-7. Detection method
Next, the wells were covered with 50 μl of peroxidase-labeled streptavidin (Roche Diagnostics) dissolved in TBS buffer containing 25% FCS to a final concentration of 7.5 mU, and shaken. The mixture was incubated at room temperature for about 1 hour. Further, the wells were washed with 2 × SSC buffer containing Tween 20, and 50 μl of TMB (3,3 ′, 5,5′-tetramethylbenzidine) -ELISA solution (manufactured by Lifetech Oriental Co.) was added. The mixture was allowed to stand in the dark until sufficiently colored (about 10 minutes), and then 50 μl of a reaction stop solution (2N sulfuric acid) was added, and the absorbance at 492 nm was measured. Absorbance was measured using a multi-scan bichromatic (Lab Systems Japan).
[0112]
The results were judged as follows. If the absorbance in a well in which a probe having a v sequence is solid-phased in both the a region and the b region is high, 10 4 The virus genome was present at a concentration of copy / μl or more, and it was about 10 when converted into blood. 6 It is determined that copy / ml or more. If the absorbance in a well where an s-sequence probe is solid-phased is high in both the a region and the b region, 2 The virus genome was present at a concentration of copy / μl or less. 4 It is determined that the copy / ml or less. If the absorbance of the s sequence is high in the a region and the absorbance of the v sequence is high in the b region, 4 copy / μl or less 10 2 The virus genome was present at a concentration of copy / μl or more, and converted to 10 in blood. 6 copy / μl or less 10 4 It is determined that copy / μl or more. Furthermore, when the absorbances of the v and s sequences are almost the same in the a region or the b region, 10 4 copy / μl, 10 2 The virus genome was present at a concentration of copy / μl. 6 copy / ml, 10 4 Judge as copy / ml.
[0113]
2-8. result
The measurement results are shown in FIG. FIG. 10 is a graph relating to viral load measurement of hepatitis C virus. The copy number in 1 μl of cDNA of the sample used for the measurement is shown at the top of each graph. According to the method of the present invention, a specimen showing a numerical value of 200 IU / ml or less in the conventional Amplicon monitor method (referred to as a comparative example in FIG. 10) is 10 4 Quantified to copy / ml or less. A sample showing a numerical value between 200 IU / ml and 1000 IU / ml by the Amplicore monitor method is 10 according to the method of the present invention. 4 copy / ml or more 10 6 Quantified to a value less than copy / ml. A sample showing a numerical value of 1000 IU / ml or more by the Amplicore monitor method is 10 according to the method of the present invention. 6 It was found that each value was determined to be copy / ml or more. As a result of some results, divergence examples were confirmed by using another quantitative method, Competitive PCR. Despite the relatively low value of 170 IU / ml in the Amplicon monitor method, 4 copy / ml or more 10 6 Two cases (cases Nos. 6 and 18) determined to be less than copy / ml were each 10 when measured by the Competitive PCR method. 5 copy / ml, 10 5.5 The result was a quantification result of copy / ml, which was similar to the quantification result of the present invention. On the contrary, in the present invention, although the high value of 1500 IU / ml is shown in the Amplicon monitor method, 4 copy / ml or more 10 6 A case (Case No. 23), which is moderately discriminated as less than copy / ml, is 10 when measured by the Competitive PCR method. 5 The result was a quantification result of copy / ml, which was the same as the quantification result of the present invention. As described above, it was found that the present invention is not only simple but also provides more accurate quantitative results than the conventional method.
[0114]
In addition, clinically, it has been found that interferon treatment is effective in cases with low viral load. Even if the viral load is not displayed as an absolute value, it is sufficient to determine whether or not it is included or not included in the viral load range in which interferon is said to be effective. In that sense, the setting of this concentration standard is lowered and the effect of interferon treatment is influenced (approximately 10 points). 1 Even a measurement system that shows a very simple tendency set to about copy / μl in cDNA seems to be useful for treatment.
[0115]
【The invention's effect】
According to the present invention as described above, a target nucleic acid, a nucleic acid used in the method, a probe-immobilized substrate and an assay, which can easily quantify a target nucleic acid in a sample, particularly a virus genome or mRNA, etc. A kit and a virus inspection method using the kit were provided.
[0116]
[Sequence Listing]
Figure 0004427238
Figure 0004427238
Figure 0004427238
Figure 0004427238

[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a part of a genome sequence used for measuring the viral load of hepatitis C virus.
FIG. 2 is a diagram showing the principle of competitive PCR.
FIG. 3 is a diagram showing the principle of competitive PCR.
FIG. 4 is a view showing an example of a probe-immobilized substrate which is an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing an example of a probe-immobilized substrate that is an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing an example of a probe-immobilized substrate that is an embodiment of the present invention.
FIG. 7 shows a graph relating to viral load measurement of hepatitis C virus.
FIG. 8 shows a graph relating to viral load measurement of hepatitis C virus.
FIG. 9 shows a graph relating to viral load measurement of hepatitis C virus.
FIG. 10 is a graph showing a comparison between the results of the current method for measuring hepatitis C virus, the Amplicore monitor method, and the results of the method of the present invention.

Claims (8)

サンプル核酸に含まれる標的核酸を定量する方法であって、以下を具備する方法:
(a) a−v領域と、前記a−v領域を挟んで両端に第1及び第2のプライマー結合領域を含む第1の標的配列、および
前記第1の標的配列とは異なる位置に存在し且つ前記a−v領域とは異なる配列からなるb−v領域と、前記b−v領域を挟んで両端に第3及び第4のプライマー結合領域を含む第2の標的配列
を1つの配列内に含む標的核酸と、
前記a−v領域の配列、前記b−v領域の配列およびそれらの相補配列とは異なる配列であるa−s領域と、前記a−s領域を挟んで両端に前記第1及び第2のプライマー結合領域を含む第1の濃度の第1の濃度標準物質と、
前記第1のプライマー結合領域に結合する第1のプライマーと、
前記第2のプライマー結合領域に結合する第2のプライマーと、
を適切な増幅が得られる条件下で反応させることと
ここで、前記第1のプライマーと前記第2のプライマーが用いられる前記第1の標的配列の増幅と前記第1の濃度標準物質の増幅は競合する;
(b) 前記標的核酸と、
前記b−v領域の配列、前記a−v領域の配列、前記a−s領域の配列およびそれらの相補配列とは異なるb−s領域と、前記a−s領域を挟んで両端に前記第3及び第4のプライマー結合領域を含む前記第1の濃度とは異なる第2の濃度の第2の濃度標準物質と、 前記第3のプライマー結合領域に結合する第3のプライマーと、
前記第4のプライマー結合領域に結合する第4のプライマーと、
を適切な増幅が得られる条件下で反応させることと
ここで、前記第3のプライマーと前記第4のプライマーが用いられる前記第2の標的配列の増幅と前記第2の濃度標準物質の増幅は競合する;
(c)(a)で得られた増幅産物を、前記a−v領域の配列を検出するための第1のプローブおよび前記a−s領域の配列を検出するための第2のプローブと適切なハイブリダイゼーションが得られる条件下で反応させること;
(d)(b)で得られた増幅産物を、前記b−v領域の配列を検出するための第3のプローブおよび前記b−s領域の配列を検出するための第4のプローブと適切なハイブリダイゼーションが得られる条件下で反応させること;
(e)(c)により生じたハイブリダイゼーションを検出すること;
(f)(d)により生じたハイブリダイゼーションを検出すること;および
(g)前記(e)および(f)により得られた結果からサンプル核酸に含まれる第1の標的核酸濃度および第2の標的核酸濃度を判定すること;
ここで、前記(c)および(d)は前記第1〜第4のプローブがプローブ固相化基体に固相化されている一のプローブ固相化基体上において行われる。
A method for quantifying a target nucleic acid contained in a sample nucleic acid, comprising:
(A) the av region, a first target sequence including first and second primer binding regions at both ends across the av region, and a position different from the first target sequence In addition, a bv region having a sequence different from the av region and a second target sequence including third and fourth primer binding regions at both ends across the bv region are included in one sequence. A target nucleic acid comprising,
An as region which is a sequence different from the sequence of the av region, the sequence of the bv region and their complementary sequences, and the first and second primers at both ends across the as region A first concentration standard having a first concentration including a binding region;
A first primer that binds to the first primer binding region;
A second primer that binds to the second primer binding region;
Wherein the first target sequence and the first concentration standard are amplified using the first primer and the second primer, respectively. Competing;
(B) the target nucleic acid;
A bs region different from the sequence of the bv region, the sequence of the av region, the sequence of the as region and their complementary sequences; and the third region at both ends across the as region. And a second concentration standard substance having a second concentration different from the first concentration including the fourth primer binding region, a third primer that binds to the third primer binding region,
A fourth primer that binds to the fourth primer binding region;
Wherein the amplification of the second target sequence and the amplification of the second concentration standard using the third primer and the fourth primer are as follows: Competing;
(C) The amplification product obtained in (a) is appropriately combined with a first probe for detecting the sequence of the av region and a second probe for detecting the sequence of the as region. Reacting under conditions that allow hybridization;
(D) The amplification product obtained in (b) is appropriately combined with a third probe for detecting the sequence of the bv region and a fourth probe for detecting the sequence of the bs region. Reacting under conditions that allow hybridization;
(E) detecting the hybridization caused by (c);
(F) detecting the hybridization caused by (d); and (g) a first target nucleic acid concentration and a second target contained in the sample nucleic acid from the results obtained by (e) and (f) above. Determining the nucleic acid concentration;
Here, the (c) and (d) is carried out Te one probe-immobilized substrate on odor the first to fourth probes are immobilized on the probe-immobilized substrate.
請求項1に記載の方法であって、前記(a)および(b)が一の反応液中において行われる方法。2. The method according to claim 1, wherein the steps (a) and (b) are performed in one reaction solution . 請求項1または2の何れか1項に記載の方法であって、(a)で得られる増幅産物のプローブ領域のTm値と(b)で得られる増幅産物のプローブ領域のTm値が等しいことを特徴とする方法。3. The method according to claim 1, wherein the Tm value of the probe region of the amplification product obtained in (a) is equal to the Tm value of the probe region of the amplification product obtained in (b). A method characterized by. 請求項1〜3の何れか1項に記載の方法であって、(a)で得られる増幅産物の塩基長と(b)で得られる増幅産物の塩基長が等しいことを特徴とする方法。  The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the base length of the amplification product obtained in (a) is equal to the base length of the amplification product obtained in (b). 請求項1に記載の方法であってハイブリダイゼーションの検出が電気化学的に行われることを特徴とする方法。 2. The method according to claim 1 , wherein the detection of hybridization is performed electrochemically. 請求項1〜5の何れか1項に記載の方法であって、前記第1〜4のプローブが標識を有することを特徴とする方法。 The method according to claim 1 , wherein the first to fourth probes have a label. 請求項1〜6の何れか1項に記載の方法であって、前記標的核酸が、ウイルスゲノムおよびmRNAからなる群より選択されることを特徴とする方法。The method according to any one of claims 1 to 6 , wherein the target nucleic acid is selected from the group consisting of a viral genome and mRNA. 請求項1〜7の何れか1項に記載の方法であって、前記標的核酸が少なくとも配列番号1で示される配列またはその相補配列を含むC型肝炎ウイルスゲノム由来の核酸であり、
第1の濃度標準物質が配列番号2で示される配列または相補配列であり、第2の濃度標準物質が配列番号3に示される配列または相補配列であり、
第1〜第4のプライマーは互いに異なる配列からなるプライマーであり、当該4種類のプライマーが配列番号4、配列番号5、配列番号6若しくは配列番号7の何れか1で示される配列からなる核酸鎖またはその相補鎖であり、且つ前記プローブが少なくとも4種類使用され、当該4種類のプローブが配列番号8、配列番号9、配列番号10若しくは配列番号11の何れか1で示される配列からなる核酸鎖または相補鎖であることを特徴とする方法。
The method according to any one of claims 1 to 7 , wherein the target nucleic acid is a nucleic acid derived from a hepatitis C virus genome including at least the sequence represented by SEQ ID NO: 1 or a complementary sequence thereof,
The first concentration standard is a sequence shown in SEQ ID NO: 2 or a complementary sequence, and the second concentration standard is a sequence shown in SEQ ID NO: 3 or a complementary sequence;
The first to fourth primers are primers having different sequences, and the four types of primers are nucleic acid chains having the sequences represented by any one of SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 6 or SEQ ID NO: 7. Or a complementary strand thereof, and at least four kinds of the probes are used, and the four kinds of probes are nucleic acid strands having a sequence represented by any one of SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 9, SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 11. Or a complementary strand.
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