JP6161074B2 - 抗体組成物、抗体組成物調製用キット、及び免疫染色方法 - Google Patents
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Description
(1)尿素及び尿素誘導体からなる群より選択される少なくとも一種の化合物と抗体とを含む溶液であり、当該化合物は0.1M以上で1M未満の範囲内の濃度で含まれる、抗体組成物。
(2)尿素又は尿素誘導体からなる群より選択される少なくとも一種の化合物を含む溶液とキットの使用説明書とを備えた抗体組成物調製用のキットであって、上記使用説明書には、1)上記溶液と抗体とを混合して抗体組成物を調製すること、及び、2)抗体組成物における上記化合物の最終濃度が0.1M以上で1M未満の範囲内となるように上記抗体組成物を調製すること、が記録されている、抗体組成物調製用キット。
(3)上記(1)に記載の抗体組成物であって上記抗体として免疫染色用の抗体を含むものと生物材料とを接触させる工程を含む、免疫染色方法。
本発明にかかる抗体組成物は、尿素及び尿素誘導体からなる群より選択される少なくとも一種の化合物と抗体とを含む溶液であり、当該化合物は0.1M以上で1M未満の範囲内の濃度で含まれるものである。
上記尿素誘導体とは、具体的には例えば、各種のウレイン、又は、下記の一般式(1)に示す化合物である。なお、一般式(1)に示す化合物には一部のウレインが含まれる。本発明にかかる抗体組成物は、尿素及び尿素誘導体からなる群から選択される少なくとも1種の化合物を含んでいればよいが、これらの中で尿素を含むことがより好ましい。
1)R1〜R4より選択される任意の3つの基が水素原子であり、残りの1つの基がハロゲン原子、又は炭素数1〜6以下の鎖状炭化水素基である。より好ましくは残りの1つの基が、炭素数1〜3、又は炭素数が1〜2のアルキル基である。
2)R1〜R4より選択される任意の2つの基が水素原子であり、残りの2つの基が互いに独立にハロゲン原子、又は炭素数1〜6以下の鎖状炭化水素基である。より好ましくは残りの2つの基が何れも、炭素数1〜3、又は炭素数が1〜2のアルキル基である。なお、水素原子となる2つの基の一方はR1、R2の何れかから選ばれ、他方はR3、R4の何れかから選ばれることがより好ましい。
尿素及び尿素誘導体からなる群より選択される少なくとも一種の化合物は、上記抗体組成物において0.1M以上で1M未満の範囲内の濃度で含まれる。なお、当該化合物の濃度が1M以上の場合は、抗原に対する抗体の反応性を低下させる虞が生じて不都合である。なお、抗体組成物中に上記化合物が複数種類含まれている場合、上記の0.1M以上で1M未満の範囲内の濃度とは、複数種類の当該化合物の合計濃度を指す。
上記抗体組成物における抗体の種類は特に限定されない。抗体は、例えば、免疫染色用の抗体、或いは、ハイブリドーマ培養上清、脾内免疫を行なった動物の腹水、抗血清・血漿、又は鳥類の卵の漿液に由来する免疫グロブリンである。本発明に係る抗体組成物の用途は、対象となる組織等の生体材料への浸潤性を向上させつつ抗原と抗体との反応性を維持する必要がある如何なる用途に適用可能であるが、具体的には例えば、免疫染色用途等であり、中でも免疫染色用の一次抗体、及び、必要に応じて二次以上の抗体を包含した免疫染色用途が好ましい。
上記抗体組成物における抗体の濃度は特に限定されないが、組織等の生物材料に対する抗体の浸潤性を高める観点において、0.05μg/mL以上で100μg/mL以下の範囲内の濃度で含まれることが好ましく、4μg/mL以上で40μg/mL以下の範囲内の濃度で含まれることがより好ましい。
本発明に係る「抗体組成物」は、必要に応じて界面活性剤を含んでいてもよい。界面活性剤は、非イオン性の界面活性剤が好ましい。非イオン性の界面活性剤として、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、及びポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート等の脂肪酸系;ポリビニルアルコール等の高級アルコール系;ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル等のアルキルフェノール系の界面活性剤が挙げられる。具体的には、例えば、TritonX−100、及びTritonX-140等のTritonX(登録商標)シリーズ;Tween−20、Tween-40、Tween-60、及びTween-80等のTween(登録商標)シリーズ;NP-40(商品名);からなる群より選択される少なくとも一種が挙げられる。界面活性剤は、必要に応じて、二種以上を混合して使用することもできる。
本発明に係る「抗体組成物」は、必要に応じて、糖類、及びアルコール類等から選択される成分を含むことができる。糖類としては、例えば、ショ糖、果糖、ソルビトール、トレハロース、及びシクロデキストリン等が挙げられる。ショ糖は、例えば、1(w/v)%以上で5(w/v)%以下の範囲内の濃度で含まれる。果糖、ソルビトール、及びトレハロースはそれぞれ、例えば、50mg/mL以上で200mg/mL以下の範囲内の濃度で含まれる。シクロデキストリンは、例えば、50mg/mL以上で150mg/mL以下の範囲内の濃度で含まれる。アルコール類としては、グリセロール等が挙げられ、例えば、1(w/v)%以上で5(w/v)%以下の範囲内の濃度で含まれる。
本発明に係る「抗体組成物」は、尿素又は尿素誘導体が可溶な溶媒を含む溶液である。溶媒の種類は、尿素又は尿素誘導体が可溶な限り特に限定されないが、水を主溶媒として用いることが好ましく、水のみを溶媒として用いることが特に好ましい。なお、本発明において、「水を主溶媒として用いる」とは、使用される全溶媒に占める水の体積の割合が他の溶媒と比較して最も多いことを指し、好ましくは使用される全溶媒の体積の合計の50%を超え100%以下の量の水を用いることを指す。また、水を主溶媒として用いて調製された「抗体組成物」を、水溶液としての「抗体組成物」と称する場合がある。
本発明にかかる「抗体組成物」の調製方法は、「尿素及び/又は尿素誘導体(化合物)」、「抗体」、並びに、必要に応じて用いる「界面活性剤」等を、溶媒中に加えることで調製される。抗体組成物を構成する各組成を加える手順は特に限定されない。一例では、抗体液に、「尿素及び/又は尿素誘導体(化合物)」、並びに、必要に応じて用いる「界面活性剤」、「糖類」、及び「アルコール類」等を、上記したような所望の最終濃度となるように加える。
尿素及び尿素誘導体からなる群より選択される少なくとも一種の化合物が、抗体組成物において0.1M以上で1M未満の範囲内の濃度で含まれることによって、組織等の生物材料への当該抗体の浸潤性が向上する。すなわち、本発明は以下の1)及び2)のように捉えることもできる。
1) 尿素及び尿素誘導体からなる群より選択される少なくとも一種の化合物を0.1M以上で1M未満の範囲内の濃度で含む溶液で、抗体を処理することによって、組織等の生物材料に対する当該抗体の浸潤性を向上させる方法。
2) 尿素及び尿素誘導体からなる群より選択される少なくとも一種の化合物を0.1M以上で1M未満の範囲内の濃度で含む溶液の使用であって、当該溶液で抗体を処理することによって、組織等の生物材料に対する当該抗体の浸潤性を向上させるための使用。
なお、上記溶液は、上記した界面活性剤等を含んでいてもよい。また、上記1)又は2)の何れの場合であっても、上記化合物の濃度は、好ましくは0.2M以上で0.5M以下の範囲内であり、より好ましくは0.25M以上で0.45M以下であり、さらに好ましくは0.27M以上で0.4M以下であり、特に好ましくは0.3M以上で0.36M以下である。
本発明に係る抗体組成物調製用のキットは、尿素及び尿素誘導体からなる群より選択される少なくとも一種の化合物を含む溶液とキットの使用説明書とを備えており、
使用説明書には、
1)上記溶液と抗体とを混合して抗体組成物を調製すること、及び、
2)抗体組成物における上記化合物の最終濃度が0.1M以上で1M未満の範囲内となるように上記抗体組成物を調製すること、が記録されている。
<溶液1>
尿素又は尿素誘導体の濃度:0.1M以上で1M未満の範囲内
界面活性剤の濃度:0.05(w/v)%以上で0.1(w/v)%以下の範囲内
溶媒はPBSである。
本発明に係る抗体組成物の用途の一例は、免疫染色である。免疫染色に用いる場合、抗体組成物は、免疫染色用の一次抗体、又は、必要に応じて用いる二次以上の抗体を含んでいる。この免疫染色方法は、本発明に係る抗体組成物と生物材料とを接触させる工程を含む。
本発明に係る抗体組成物を用いた免疫染色の対象となる生物材料の種類は特に限定されないが、植物由来の材料又は動物由来の材料が好ましく、魚類、両生類、爬虫類、鳥類又は哺乳類(哺乳動物)等の動物由来の材料がより好ましく、哺乳動物由来の材料が特に好ましい。また、哺乳動物の種類は特に限定されないが、マウス、ラット、ウサギ、モルモット、ヒトを除く霊長類等の実験動物;イヌ、ネコ等の愛玩動物(ペット);ウシ、ウマ等の家畜;ヒト;が挙げられる。
本発明に係る抗体組成物を用いた免疫染色及び観察方法の概略フローの一例を示すと、以下の通りである。なお、以下の何れの工程も、公知の免疫染色方法と同様の条件で実施することができる。
工程1):上記した免疫染色用の試料の調製工程。
工程2):必要に応じて行われる、1)で調製した免疫染色用の試料に対する抗原賦活化処理工程。当該工程は、例えば、加熱処理、又はタンパク質分解処理等の処理を行うことで実施する。
工程3):必要に応じて行われる、バックグラウンドノイズを抑えるための処理工程。当該工程は、例えば、不要なRNAの混入を防止するためのRNA分解処理、又は、血清やスキムミルク等のブロッキング処理試薬を用いたブロッキング処理を行うことで実施する。
工程4):上記1)〜3)の工程を経た免疫染色用の試料と、免疫染色用の一次抗体を含む抗体組成物との抗原抗体反応処理工程。なお、抗原抗体反応処理工程におけるインキュベーションの条件は抗体の性能や試料のサイズ等に応じて決定すればよいが、例えば、6時間〜5日間、好ましくは2日〜3日間振とうをすることで行う。また、インキュベーションの温度は例えば4℃前後であることが好ましい。抗体組成物における上記一次抗体の濃度は、具体的には例えば、4μg/mL以上で40μg/mL以下の範囲内の濃度である。
工程5):上記4)の工程を経た免疫染色用の試料を洗浄する洗浄工程。洗浄工程は、例えば、尿素及び尿素誘導体からなる群より選択される少なくとも一種の化合物を0.1M以上で1M未満の範囲内の濃度で含む溶液を用いて試料をリンスする。この溶液の使用量は特に限定されないが、例えば、9〜15ml/0.3g試料、好ましくは約12ml/0.3g試料程度の量である。洗浄工程の温度、及び時間は特に限定されないが、好ましくは室温で、1時間程度振とうによるリンスを行なう。
工程6):必要に応じて行われる、免疫染色用の二次以上の抗体を含む抗体組成物と、上記5)の工程を経た免疫染色用の試料との抗原抗体反応処理工程。なお、抗原抗体反応処理工程におけるインキュベーションの条件は抗体の性能や試料のサイズ等に応じて決定すればよいが、例えば、6時間〜5日間、好ましくは2日〜3日間振とうをすることで行う。また、インキュベーションの温度は例えば4℃前後であることが好ましい。抗体組成物における上記二次以上の抗体の濃度は、具体的には例えば、1μg/mL以上で10μg/mL以下の範囲内の濃度である。
工程7):上記6)の工程を経た免疫染色用の試料を洗浄する洗浄工程。より具体的には、上記工程5)と同様に行う。
工程8):必要に応じて行われる、上記1)〜7)の工程を経た免疫染色用の試料において抗原抗体反応の結果を可視化する工程。例えば、上記一次抗体、又は二次以上の抗体が、アルカリホスファターゼなどの酵素で標識されている場合は、試料を当該酵素の基質中で反応させ、生成した色素を沈着させて可視化する。また、上記一次抗体、又は二次以上の抗体が、フルオレセインやローダミン等の蛍光色素で標識化されている場合は、後述する工程9)において直接蛍光顕微鏡で可視化しながら観察する。
工程9):上記1)〜8)の工程を経て免疫染色された免疫染色用の試料を、光学顕微鏡で観察する観察工程。観察工程は、あらゆる種類の光学顕微鏡を用いて行うことができる。免疫染色用の試料を3次元で観察したい場合は、例えば、観察工程は、3次元超分解顕微鏡技術(例えば、STED、3D PALM、FPALM、3D STORM、及びSIM)を適用して行うこともできる。また、この場合、観察工程は、多光子励起型(一般的には2光子励起型)の光学顕微鏡技術を適用して行うことが好ましい。
本発明の具体的な一態様としては、以下の何れかのものが挙げられる。本発明の具体的な一態様によれば、生体材料に対する抗体の浸潤性を増すことで、例えば免疫組織染色の解析では、対象物の立体構造の解析に有用となる。病理組織についてはこれまで平面上でしか解析できなかったことが立体的に解析することが可能となり、疾患の病態の理解に役立つと共に、新たな創薬の可能性をもたらすことができる。
(1)尿素及び尿素誘導体からなる群より選択される少なくとも一種の化合物と抗体とを含む溶液であり、当該化合物は0.1M以上で1M未満の範囲内の濃度で含まれる、抗体組成物。
(2)上記化合物は、0.2M以上で0.5M以下の範囲内の濃度で含まれる、(1)に記載の抗体組成物。
(3)界面活性剤を含む、(1)又は(2)に記載の抗体組成物。
(4)上記界面活性剤が非イオン性の界面活性剤である、(3)に記載の抗体組成物。
(5)上記非イオン性の界面活性剤が、TritonX(登録商標)、Tween(登録商標)、及びNP-40(商品名)からなる群より選択される少なくとも一種である、(4)に記載の抗体組成物。
(6)上記界面活性剤は0.025(w/v)%以上で0.2(w/v)%以下の範囲内の濃度で含まれる、(3)〜(5)の何れかに記載の抗体組成物。
(7)上記抗体は、0.05μg/mL以上で100μg/mL以下の範囲内の濃度で含まれる、(1)〜(6)の何れかに記載の抗体組成物。
(8)上記化合物として尿素を含んでいる、(1)〜(7)の何れかに記載の抗体組成物。
(9)上記抗体が免疫染色用の抗体である、(1)〜(8)の何れかに記載の抗体組成物。
(10)尿素又は尿素誘導体からなる群より選択される少なくとも一種の化合物を含む溶液とキットの使用説明書とを備えた抗体組成物調製用のキットであって、上記使用説明書には、1)上記溶液と抗体とを混合して抗体組成物を調製すること、及び、2)抗体組成物における上記化合物の最終濃度が0.1M以上で1M未満の範囲内となるように上記抗体組成物を調製すること、が記録されている、抗体組成物調製用キット。
(11)上記溶液は、上記抗体組成物における最終濃度が0.025(w/v)%以上で0.2(w/v)%以下の範囲内となるように界面活性剤を含んでいる、(10)に記載の抗体組成物調製用キット。
(12)上記溶液は緩衝液である、(10)又は(11)に記載の抗体組成物調製用キット。
(13)上記溶液とは別に、抗体液を備えている、(10)〜(12)の何れかに記載の抗体組成物調製用キット。
(14)上記(9)に記載の抗体組成物と生物材料とを接触させる工程を含む、免疫染色方法。
本実施例では、以下に示す手法に基づき、3週齢のICRマウス(日本エスエルシーより購入)の全海馬をNeuN-Cy5及びGFAP-Cy3を用いて染色した。具体的には、染色を行う前の試料調製段階において、マウスの脳の右側の海馬をA溶液に浸漬し、7日間室温で振とうした後に、×1倍のPBSで12時間の浸漬処理を行った。また同じ脳由来の左側の海馬は×1倍のPBSに7.5日間浸漬し、組織の劣化を防止するため4℃で振とうを行った。なお、A溶液は、尿素を4M濃度で、TritonX−100を0.1%(w/v)濃度で、グリセロールを10%(w/v)濃度で純水に溶解した水溶液である。
また、上記抗体処理溶液の組成は、0.33M尿素、0.1%(w/v)のTritonX-100及び×1倍のPBSからなる水溶液である。
→染色のためのインキュベーション後に12ml/0.3g組織(海馬)のPBS、又は上記抗体処理溶液で、室温で1時間振とうによるリンスを行なう。
→次いで、12ml/0.3g組織(海馬)の2.5(w/v)%ウシ血清アルブミン(BSA)/0.05(w/v)% Tween20/(0.1X PBS)で室温で1時間振とうによるリンスを行なう。
→12ml/0.3g組織(組織)の4% PFA−PBSで室温で1時間振とうによる再固定を行なう。
A溶液で1ヶ月間の浸漬処理を行った後に1倍のPBSで3時間の浸漬処理を行った8週齢のYFP-Hライン・マウス(米国Harvard大学 Josh Sanes教授より供与されたもの。[参考文献] Feng et al. Neuron, 28: 41-51, 2000)の大脳全体を、Cy3dye標識抗GFAP・マウス・モノクローナル抗体 (Sigma, Clone G-A-5)を1ml量の抗体処理溶液(実施例1と同じ)で希釈した抗体組成物を用いて染色した。実施例1と同様に、抗体組成物は、当該抗体の抗体液:抗体処理溶液(体積比)を1:300の割合で混合してなり、抗体濃度は7μg/mLである。また、染色は、上記抗体組成物と、上記処理によって調製したマウスの大脳とを共存させて、4℃で5日間振とうすることで行った。
実施例1と同様に、染色を行う前の試料調製段階において、A溶液に浸漬した後に、×1倍のPBSで浸漬処理した9週齢のC57BL6/Jマウス(日本エスエルシーより購入)の海馬全体を、Alexa Fluor 488 dye標識抗Neurofilament・マウス・モノクローナル抗体 (Millipore)を1ml量の抗体処理溶液(実施例1と同じ)で希釈した抗体組成物を用いて染色した。Alexa Fluor 488 dye標識抗Neurofilament・マウス・モノクローナル抗体 (Millipore)は、神経細胞のマーカーであるNeurofilamentを抗原とする。実施例1と同様に、抗体組成物は、当該抗体の抗体液:抗体処理溶液(体積比)を1:300の割合で混合してなり、抗体濃度は10μg/mLである。また、染色は、上記抗体組成物と、上記処理によって調製したマウスの海馬とを共存させて、4℃で3.5日間振とうすることで行った。
8−10週齢ラットから調製した後に、純化及び継代を続けている海馬由来の神経幹細胞を培養培地中に分散し、参考文献(Doetsch et al. Cell, 97:703-716, 1999)の記載に基づいて浮遊培養を12日間行うことでneurosphereを形成した。neurosphereは細胞同士がタイトに集合した状態にあるため、その内部に抗体を浸透させることが難しく、サイズが比較的小さいにも関わらず全体を免疫染色することが困難である。この球状の細胞集団(neurosphere)を4% PFA―PBSで固定後、20%(w/v) sucrose-PBSで2日間4℃で置換し凍結保護を行なった。この後、OCT compoundに包埋し凍結融解を行ない、1倍のPBSで洗浄し4%(w/v)のPFA-PBSで再固定した後、実施例1と同じ組成のA溶液に浸漬し、3日間、室温で振とうした後に、×1倍のPBSで1時間の浸漬処理を行った。
1)抗Nestinマウス・モノクローナル抗体(BD Bioscience)を1ml量の抗体処理溶液(実施例1と同じ)で希釈して調製した抗体組成物。抗体組成物は、当該抗体の抗体液:抗体処理溶液(体積比)を1:300の割合で混合してなり、抗体濃度は6μg/mLである。この抗体は神経幹細胞を認識する。
2)抗Doublecortinウサギ・ポリクローナル抗体(abcam)を1ml量の抗体処理溶液(実施例1と同じ)で希釈して調製した抗体組成物。抗体組成物は、当該抗体の抗体液:抗体処理溶液(体積比)を1:200の割合で混合してなり、抗体濃度は7μg/mLである。この抗体は幼若な神経細胞を認識する。
次いで、12ml/0.3g組織(neurosphere)の上記抗体処理溶液を用いて、室温で1時間振とうによる一次抗体のリンスを行った。
神経幹細胞が緑色蛍光を示す、8週齢のNestin promoter-driven GFPトランスジェニックマウス(Nestin-GFPマウス:参考文献 Yamamoto et al. Neuroreport, 11:1991-1996, 2000.)の大脳を正中線に沿って左右の半球に分離し、実施例1と同じ組成のA溶液に浸漬し、室温で約3週間振とうをした後に、×1倍のPBSで12時間の浸漬処理を行った。
1)抗GFAP-Cy3マウス・モノクローナル抗体(Sigma)を1ml量の抗体処理溶液(実施例1と同じ)で希釈して調製した抗体組成物。抗体組成物は、当該抗体の抗体液:抗体処理溶液(体積比)を1:400の割合で混合してなり、抗体濃度は7μg/mLである。
2)抗Doublecortinウサギ・ポリクローナル抗体(abcam)を1ml量の抗体処理溶液(実施例1と同じ)で希釈して調製した抗体組成物。抗体組成物は、当該抗体の抗体液:抗体処理溶液(体積比)を1:200の割合で混合してなり、抗体濃度は10μg/mLである。この抗体は幼若な神経細胞を認識する。
次いで、12ml/0.3g組織(大脳半球)の上記抗体処理溶液を用いて、室温で1時間振とうによる一次抗体のリンスを行った。
7週齢のICRマウス(日本エスエルシーより購入)の大脳から切り離した海馬を4% PFA―PBSで固定後、実施例1と同じ組成のA溶液に浸漬し、10日間、室温で振とうした後に、×1倍のPBSで12時間の浸漬処理を行った。
23か月齢のアミロイド前駆体タンパク−プレセニリン1過剰発現マウス(参考文献Saito et al. Nature Neuroscience 14(8):1023-1032, 2011)の大脳から視床を切除し海馬を露出させた脳サンプルを4% PFA―PBSで固定後、実施例1と同じ組成のA溶液に浸漬し、20日間、室温で振とうした後に、×1倍のPBSで24時間の浸漬処理を行った。
Claims (13)
- 尿素及び尿素誘導体からなる群より選択される少なくとも一種の化合物と抗体とを含む溶液であり、当該化合物は0.1M以上で1M未満の範囲内の濃度で含まれており、
上記抗体が免疫染色用の抗体である、抗体組成物。 - 上記化合物は、0.2M以上で0.5M以下の範囲内の濃度で含まれる、請求項1に記載の抗体組成物。
- 界面活性剤を含む、請求項1又は2に記載の抗体組成物。
- 上記界面活性剤が非イオン性の界面活性剤である、請求項3に記載の抗体組成物。
- 上記非イオン性の界面活性剤が、TritonX(登録商標)、Tween(登録商標)、及びNP-40(商品名)からなる群より選択される少なくとも一種である、請求項4に記載の抗体組成物。
- 上記界面活性剤は0.025(w/v)%以上で0.2(w/v)%以下の範囲内の濃度で含まれる、請求項3〜5の何れか一項に記載の抗体組成物。
- 上記抗体は、0.05μg/mL以上で100μg/mL以下の範囲内の濃度で含まれる、請求項1〜6の何れか一項に記載の抗体組成物。
- 上記化合物として尿素を含んでいる、請求項1〜7の何れか一項に記載の抗体組成物。
- 尿素又は尿素誘導体からなる群より選択される少なくとも一種の化合物を含む溶液とキットの使用説明書とを備えた抗体組成物調製用のキットであって、
上記使用説明書には、
1)上記溶液と抗体とを混合して抗体組成物を調製すること、及び、
2)抗体組成物における上記化合物の最終濃度が0.1M以上で1M未満の範囲内となるように上記抗体組成物を調製すること、が記録されており、
上記抗体が免疫染色用の抗体である、
抗体組成物調製用キット。 - 上記溶液は、上記抗体組成物における最終濃度が0.025(w/v)%以上で0.2(w/v)%以下の範囲内となるように界面活性剤を含んでいる、請求項9に記載の抗体組成物調製用キット。
- 上記溶液は緩衝液である、請求項9又は10に記載の抗体組成物調製用キット。
- 上記溶液とは別に、抗体液を備えている、請求項9〜11の何れか一項に記載の抗体組成物調製用キット。
- 請求項1〜8の何れか一項に記載の抗体組成物と生物材料とを接触させる工程を含む、免疫染色方法。
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