JP6775911B2 - Methods and devices for determining cell characteristics, and disease testing methods - Google Patents

Methods and devices for determining cell characteristics, and disease testing methods Download PDF

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Description

本発明の実施形態は、細胞特性を判定する方法および装置、並びに疾患の検査方法に関する。 Embodiments of the present invention relate to methods and devices for determining cell characteristics, and methods for testing diseases.

生体組織診断は、バイオプシーとも呼ばれ、広く利用されている臨床検査である。生体組織診断では、まず、疾患を有するまたは疾患を有する疑いのある対象から組織または細胞などを検体として採取し、標本を作製する。次に得られた標本について病理特性が判定される。標本は、細胞の場合、採取された細胞のスライドグラス上への塗沫、固定、脱脂、染色、封入などを行うことによって作製する。また組織の場合、一般的にはホルマリンまたはエタノールによる固定、パラフィン包埋、薄切、染色などによって標本を作製する。 Biopsy, also called biopsy, is a widely used clinical test. In biopsy, first, a tissue or cell or the like is collected as a sample from a subject having or suspected of having a disease, and a sample is prepared. Next, the pathological characteristics of the obtained specimen are determined. In the case of cells, the specimen is prepared by smearing, fixing, degreasing, staining, encapsulating, etc. the collected cells on a slide glass. In the case of tissues, specimens are generally prepared by fixation with formalin or ethanol, paraffin embedding, slicing, staining, or the like.

例えば、形態学的特徴の観察のための代表的な染色方法には、パパニコロウ染色法、ギムザ染色法およびPAS染色法などがある。これらの染色方法では、核、細胞質、多糖類などが染め分けされる。また、抗体を用いて特定の蛋白質を染色する免疫染色法を利用すれば、染色された特定の蛋白質の有無を判別することが可能となる。これにより細胞特性が判定できる。免疫染色法には、例えば、AFP染色、PSA染色、HER−2染色およびKi−67染色などがある。これらの方法により染色された細胞や組織について、顕微鏡下で病変を観察する。 For example, typical staining methods for observing morphological features include Papanicolaou staining, Giemsa staining, and PAS staining. In these staining methods, nuclei, cytoplasm, polysaccharides and the like are dyed separately. In addition, by using an immunostaining method that stains a specific protein using an antibody, it is possible to determine the presence or absence of the stained specific protein. Thereby, the cell characteristics can be determined. Immunostaining methods include, for example, AFP staining, PSA staining, HER-2 staining and Ki-67 staining. Observe the lesions under a microscope for cells and tissues stained by these methods.

癌の増殖を指標とするバイオマーカーには、Ki67やHER2などがある。Ki67は、細胞周期関連核蛋白質であり、その抗体は、細胞増殖と細胞周期のマーカーとして免疫染色法に使用されている。HER2は、ヒト上皮細胞増殖因子受容体遺伝子と類似の構造を有する癌遺伝子である。HER2蛋白質の免疫染色やHER2遺伝子増幅検査は、ホルマリン固定パラフィン包埋組織の標本について行われ、乳癌の予後や効果を予測するために使用されている。 Biomarkers that use cancer growth as an index include Ki67 and HER2. Ki67 is a cell cycle-related nuclear protein whose antibody is used in immunostaining as a marker for cell proliferation and cell cycle. HER2 is an oncogene having a structure similar to that of the human epithelial cell growth factor receptor gene. Immunostaining for HER2 protein and HER2 gene amplification tests have been performed on specimens of formalin-fixed paraffin-embedded tissue and are used to predict the prognosis and efficacy of breast cancer.

現行の病理検査では、例えば癌の場合、増幅能は低く良性に見えるにもかかわらず実際には悪性であるもの、或いは形態学的には悪性に見えるにもかかわらず実際には良性であるものなど、結果が偽陰性または偽陽性が含まれる状況が散見される。 In the current pathological examination, for example, in the case of cancer, those that have low amplification ability and appear to be benign but are actually malignant, or those that appear morphologically malignant but are actually benign. There are some situations where the results include false negatives or false positives.

特表2010−524856号公報Special Table 2010-524856

BMC Developmental Biology (2012) 10:121BMC Developmental Biology (2012) 10:121 NMR in Biomedicine (2013) 26(7) 872−884NMR in Biomedicine (2013) 26 (7) 872-884

実施形態は、より高い精度で細胞の特性を判定する方法および装置、並びにそれに基づく疾患の検査方法を提供することを目的とする。 It is an object of the embodiment to provide a method and an apparatus for determining cell characteristics with higher accuracy, and a method for testing a disease based on the method and apparatus.

上記の課題を解決するために、実施形態は、細胞特性を判定する方法を提供する。この方法は、(1)特定の条件下で活性化されて検出可能な信号を生ずる自己複製可能なレポーターベクターを被検細胞に導入すること、(2)被検細胞を培養し、レポーターベクターを自己複製させること、(3)細胞毎に被検細胞から生じた検出可能な信号を検出すること、(4)前記信号が得られた被検細胞の形態を観察すること、(5)(3)および(4)において得られた結果に基づいて当該被検細胞の特性を判定することを含む。 To solve the above problems, embodiments provide a method of determining cell properties. This method involves (1) introducing a self-replicating reporter vector into a test cell that is activated under specific conditions to produce a detectable signal, and (2) culturing the test cell to obtain a reporter vector. Self-renewal, (3) detecting a detectable signal generated from a test cell for each cell, (4) observing the morphology of the test cell from which the signal was obtained, (5) (3) ) And (4), the characteristics of the test cell are determined based on the results obtained.

実施形態に係るレポーターベクターの1例を示す図。The figure which shows an example of the reporter vector which concerns on embodiment. 実施形態に係る自己複製ベクターの1例を示す図。The figure which shows an example of the self-replication vector which concerns on embodiment. 実施形態に係る自己複製ベクターの更なる1例を示す図。The figure which shows a further example of the self-replication vector which concerns on embodiment. 実施形態に係る方法の1例を示すスキーム。A scheme showing an example of the method according to the embodiment. 実施形態に係る装置の1例を示す模式図。The schematic diagram which shows an example of the apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係る装置の1例を示す模式図。The schematic diagram which shows an example of the apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係る方法の1例を示すスキーム。A scheme showing an example of the method according to the embodiment. 実施形態に係る方法の1例を示すスキーム。A scheme showing an example of the method according to the embodiment. 実験に使用したレポーターベクターを示す模式図。The schematic diagram which shows the reporter vector used in an experiment. 実験結果を示す図。The figure which shows the experimental result. 実験に使用したレポーターベクターを示す模式図。The schematic diagram which shows the reporter vector used in an experiment. 実験結果を示す図。The figure which shows the experimental result. 実験結果を示す図。The figure which shows the experimental result. 実験結果を示す図。The figure which shows the experimental result. 実験結果を示す図。The figure which shows the experimental result. 実験結果を示す図。The figure which shows the experimental result. 実験結果を示す図。The figure which shows the experimental result. 実験結果を示す図。The figure which shows the experimental result. 実験結果を示す図。The figure which shows the experimental result. 実験結果を示す図。The figure which shows the experimental result. 実験結果を示す図。The figure which shows the experimental result. 実験に使用したレポーターベクターの製造工程を示すスキーム。A scheme showing the manufacturing process of the reporter vector used in the experiment. 実験結果を示すグラフ。A graph showing the experimental results. 実験に使用したレポーターベクターを示す模式図。The schematic diagram which shows the reporter vector used in an experiment. 実験に使用したレポーターベクターを示す模式図。The schematic diagram which shows the reporter vector used in an experiment. 実験結果を示すグラフ。A graph showing the experimental results. 実験に用いたプライマーとそれらにより増幅される領域とを示す模式図。The schematic diagram which shows the primer used in an experiment and the region amplified by them. 実験結果を示すグラフ。A graph showing the experimental results. 実験結果を示すグラフ。A graph showing the experimental results. 実験結果を示すグラフ。A graph showing the experimental results. 実験に用いたレポーターベクターを示す模式図。The schematic diagram which shows the reporter vector used in an experiment. 実験に用いたプライマーとそれらにより増幅される領域とを示す模式図。The schematic diagram which shows the primer used in an experiment and the region amplified by them. 実験結果を示すグラフ。A graph showing the experimental results. 実験結果を示すグラフ。A graph showing the experimental results. 実験結果を示すグラフ。A graph showing the experimental results. 実験結果を示すグラフ。A graph showing the experimental results. 実験結果を示すグラフ。A graph showing the experimental results. 実験結果を示すグラフ。A graph showing the experimental results. 実験結果を示すグラフ。A graph showing the experimental results. 実験結果を示すグラフ。A graph showing the experimental results. 実験に用いたレポーターベクターの製造工程を示すスキーム。A scheme showing the manufacturing process of the reporter vector used in the experiment. 実験工程を示すスキーム。A scheme showing the experimental process. 実験に用いたレポーターベクターを示す模式図。The schematic diagram which shows the reporter vector used in an experiment. 実験結果を示すグラフ。A graph showing the experimental results.

以下、実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail.

1つの実施形態は、遺伝子発現および発現制御に関する情報と形態学的な情報とに基づいて、被検細胞の細胞特性を判定する方法である。 One embodiment is a method of determining the cell characteristics of a test cell based on information on gene expression and expression control and morphological information.

細胞特性は、例えば、被検細胞の健康状態の指標となる。例えば、細胞特性を知ることにより、被検細胞が、正常またはインタクトな細胞であるのか、異常または障害のある細胞であるのか、或いはその中間の状態の細胞であるのかなどを知ることができる。また、細胞特性を判定することによって、特定の疾病の検査をすることが可能である。特定の疾患の例は、癌、精神疾患、生活習慣病、神経疾患、自己免疫疾患、および循環器疾患などであってもよく、或いは前疾患状態、例えば、前癌状態、前糖尿病状態などであってもよい。また細胞特性を判定することにより、被検細胞が特定の状態にあるのか否かを知ることも可能である。また、細胞特性を知ることにより、例えば、幹細胞から分化誘導して得られた細胞が目的とする特性を有するのか否かを知ることができる。 The cell characteristics are, for example, an index of the health condition of the test cells. For example, by knowing the cell characteristics, it is possible to know whether the test cell is a normal or intact cell, an abnormal or impaired cell, or a cell in an intermediate state. In addition, it is possible to test for a specific disease by determining the cell characteristics. Examples of specific diseases may be cancer, mental illness, lifestyle-related diseases, neurological diseases, autoimmune diseases, cardiovascular diseases, etc., or pre-illness states such as pre-cancerous state, pre-diabetic state, etc. There may be. It is also possible to know whether or not the test cell is in a specific state by determining the cell characteristics. Further, by knowing the cell characteristics, for example, it is possible to know whether or not the cells obtained by inducing differentiation from stem cells have the desired characteristics.

遺伝子発現および発現制御に関する情報とは、例えば、レポーターベクターを用いて得られた被検細胞のプロモーター転写活性についての情報であればよい。プロモーター転写活性は、特定の遺伝子の発現の有無および大きさを示す指標となる。更にまた、プロモーター転写活性は、被検細胞に含まれるゲノム核酸のメチル化状態、例えば、メチル化の有無および/または程度の指標として用いることができる。 The information on gene expression and expression control may be, for example, information on the promoter transcription activity of the test cell obtained by using the reporter vector. Promoter transcriptional activity is an indicator of the presence or absence and magnitude of expression of a specific gene. Furthermore, the promoter transcription activity can be used as an index of the methylation state of the genomic nucleic acid contained in the test cell, for example, the presence / absence and / or degree of methylation.

このようなプロモーター転写活性に関する情報から、特定の遺伝子の発現および発現制御に関する情報を得ることができる。プロモーター転写活性に関する情報は、詳しくは後述する特定の条件下で活性化されて検出可能な信号を発現するレポーターベクターを用いて得ることが可能である。 From such information on promoter transcriptional activity, information on the expression and regulation of expression of a specific gene can be obtained. Information on promoter transcriptional activity can be obtained using a reporter vector that is activated under specific conditions, which will be described in detail later, and expresses a detectable signal.

実施形態に従う細胞特性を判定する方法では、このようなレポーターベクターを被検細胞に導入し、レポーターベクターの活性化に伴い生じた検出可能な信号(以下単に「信号」とも称す)を第1の情報として検出する。それにより、遺伝子発現または発現制御に関する情報を第1の結果として得る。更に当該方法では、レポーターベクターからの信号の検出に先駆けて、検出と同時または検出の後に形態学的な情報を第2の情報として得る。ここで、第2の情報は、第1の情報が得られた被検細胞について得ることが好ましい。例えば、第2の情報は、レポーターベクターからの信号が検出された細胞の形態を観察することによって得てもよい。このようにして、形態学的な情報を第2の結果として得る。第1の結果と第2の結果とに基づいて細胞の特性を判定する。これにより、被検細胞の遺伝子に関する情報と形態学的情報は、検査されるべき細胞が生きたままの状態で同時に得られる。このように、生きたままの状態で細胞に関する情報を得ることによって、細胞のあるがままの状態をより正確に知ることが可能となる。また被検細胞から、経時的に情報を得ることも可能となる。 In the method for determining cell characteristics according to the embodiment, such a reporter vector is introduced into a test cell, and a detectable signal (hereinafter, also simply referred to as “signal”) generated by activation of the reporter vector is first. Detect as information. Thereby, information on gene expression or expression control is obtained as the first result. Further, in this method, morphological information is obtained as second information at the same time as or after the detection, prior to the detection of the signal from the reporter vector. Here, it is preferable that the second information is obtained for the test cell from which the first information was obtained. For example, the second information may be obtained by observing the morphology of the cells in which the signal from the reporter vector was detected. In this way, morphological information is obtained as a second result. Cell characteristics are determined based on the first and second results. As a result, information on the genes of the cells to be tested and morphological information can be obtained at the same time while the cells to be tested are alive. In this way, by obtaining information about cells in a living state, it becomes possible to know the state of cells as they are more accurately. It is also possible to obtain information from the test cells over time.

1.レポーターベクター
被検細胞のプロモーターの転写活性に関する情報は、レポーターベクターを使用することにより得る。レポーターベクターは、例えば、特定の条件下で活性化されてプロモーター活性を示す転写制御配列と、この転写制御配列の下流に機能的に連結されたレポーター遺伝子を含む。実施形態のレポーターベクターにおいては、予め定められた特定の条件下にあるとき、転写制御配列のプロモーター活性が活性化し、その下流のレポーター遺伝子が転写され、翻訳される。その結果、レポーター遺伝子がコードするレポーター蛋白質が発現される。
1. 1. Reporter vector Information on the transcriptional activity of the promoter of the test cell is obtained by using the reporter vector. The reporter vector includes, for example, a transcriptional regulatory sequence that is activated under specific conditions and exhibits promoter activity, and a reporter gene that is functionally linked downstream of the transcriptional regulatory sequence. In the reporter vector of the embodiment, under certain predetermined conditions, the promoter activity of the transcription control sequence is activated, and the reporter gene downstream thereof is transcribed and translated. As a result, the reporter protein encoded by the reporter gene is expressed.

図1を参照しながら、レポーターベクターの1例について更に説明する。レポーターベクター1は、レポーター遺伝子発現ユニット2を含む。レポーター遺伝子発現ユニット2は、転写制御配列4と、その下流に機能的に連結されたレポーター蛋白質をコードするレポーター遺伝子5と、その下流に機能的に連結された転写終結シグナル配列6とを含む。 An example of a reporter vector will be further described with reference to FIG. Reporter vector 1 contains a reporter gene expression unit 2. The reporter gene expression unit 2 includes a transcription control sequence 4, a reporter gene 5 encoding a reporter protein functionally linked downstream thereof, and a transcription termination signal sequence 6 functionally linked downstream thereof.

ここで、「機能的に連結された」とは、各遺伝子が目的とする機能を発揮することが可能な状態で連結している状態をいう。例えば、蛋白質をコードする配列の場合、それぞれの塩基配列がコードするアミノ酸配列が正しく連結されていることをいう。言い換えれば、それは、アミノ酸コドンのフレームにずれがなく、当該塩基配列が導入された細胞において、目的とする活性が機能するペプチドが合成されることをいう。またここで、「機能的に連結」の語は、「作動可能に連結」の語と交換可能に使用されてもよい。 Here, "functionally linked" means a state in which each gene is linked in a state in which it can exert a desired function. For example, in the case of a protein-encoding sequence, it means that the amino acid sequences encoded by the respective base sequences are correctly linked. In other words, it means that the amino acid codon frame is not deviated and the peptide having the desired activity is synthesized in the cell into which the base sequence is introduced. Also here, the term "functionally concatenated" may be used interchangeably with the term "operably concatenated".

転写制御配列4のプロモーター活性の活性化は、転写制御配列4上の配列と転写因子との相互作用によって制御される。転写制御配列は、特定の条件下にあるときにプロモーター活性が活性化されるプロモーター配列であってもよく、特定の条件下にあるときにプロモーター活性が活性化されるプロモーター配列を含んでもよい。転写制御配列4は、所望に応じて予め選択されればよい。 The activation of the promoter activity of the transcription control sequence 4 is controlled by the interaction between the sequence on the transcription control sequence 4 and the transcription factor. The transcription control sequence may be a promoter sequence in which promoter activity is activated under specific conditions, or may include a promoter sequence in which promoter activity is activated under specific conditions. The transcription control sequence 4 may be selected in advance as desired.

プロモーター活性が活性化される「特定の条件」とは、検出されるべき細胞の種類、検出されるべき細胞の状況または状態を反映する条件、言い換えれば、そのような状況または状態の指標となる条件であればよい。特定の条件は、目的に応じて任意に選択されてよい。例えば、特定の条件は、特定の健康状態、例えば、特定の疾病に罹患した状態などを反映する条件であってもよい。特定の疾病の例は、例えば、癌、精神疾患、生活習慣病、神経疾患、自己免疫疾患、および循環器疾患などであってもよい。そのような特定の条件は、前疾患状態、例えば、前癌状態の指標となる条件であってもよい。或いはそれは、再生医療において幹細胞から分化誘導した臓器が正常であるか否かの指標となる条件であってもよい。例えば、それは細胞に含まれるゲノム核酸におけるメチル化状態、例えば、メチル化の有無および/または程度であってもよい。またそれは、細胞自体、例えば、細胞内部および/または細胞外部の「状態」、細胞を取り囲む「環境」に関わる条件であってもよい。このような条件は予め任意に決定されればよい。例えば、特定の疾患の兆候を示す指標、特定の疾患が発症している指標、特定の疾患の発症の進行の程度を示す指標または特定の疾患の重症度を示す指標などであってよい。例えば、それは、疾患発症、疾患存在または疾患の進展度に関連して含有量が変化する細胞内の物質に関する条件であってもよい。例えば、そのような条件は、特定の遺伝子の存在、特定の遺伝子の発現、細胞内外のpH値、酸化還元に関する情報、特定のイオンの存在、酵素の存在、酵素基質の存在、特定の物質の存在などについて、それらの存在の有無、それらの存在についての数量的な値の大きさ、それらの存在分布、および/または存在状体の変化などであってもよい。また、特定の条件は、例えば、被検細胞の薬剤感受性または薬剤適応性についての状況の指標となる条件であってもよい。 A "specific condition" in which promoter activity is activated is a type of cell to be detected, a condition that reflects the condition or condition of the cell to be detected, in other words, an indicator of such condition or condition. It may be a condition. The specific conditions may be arbitrarily selected depending on the purpose. For example, the specific condition may be a condition that reflects a specific health condition, for example, a condition suffering from a specific disease. Examples of specific illnesses may be, for example, cancer, psychiatric disorders, lifestyle-related disorders, neurological disorders, autoimmune disorders, and cardiovascular disorders. Such specific conditions may be conditions that are indicators of pre-disease status, eg, pre-cancerous status. Alternatively, it may be a condition that is an indicator of whether or not the organ that has been induced to differentiate from stem cells in regenerative medicine is normal. For example, it may be the methylation state of the genomic nucleic acid contained in the cell, eg, the presence or absence and / or degree of methylation. It may also be a condition relating to the cell itself, eg, the "state" inside and / or outside the cell, the "environment" surrounding the cell. Such conditions may be arbitrarily determined in advance. For example, it may be an index showing signs of a specific disease, an index showing the onset of a specific disease, an index showing the degree of progression of the onset of a specific disease, an index showing the severity of a specific disease, or the like. For example, it may be a condition for an intracellular substance whose content changes in relation to disease onset, disease presence or disease progression. For example, such conditions include the presence of a particular gene, the expression of a particular gene, intracellular and extracellular pH values, information about oxidation-reduction, the presence of a particular ion, the presence of an enzyme, the presence of an enzyme substrate, the presence of a particular substance. For existence and the like, the presence or absence of their existence, the magnitude of the quantitative value for their existence, their existence distribution, and / or the change in the existence state may be used. In addition, the specific conditions may be, for example, conditions that are indicators of the situation regarding drug sensitivity or drug adaptability of the test cells.

標的核酸配列の例は、例えば、ヒトニコチンアミドホスホリボシル転移酵素遺伝子のプロモーター配列、Arf6遺伝子のプロモーター配列、Ki67遺伝子のプロモーター配列、Her2遺伝子のプロモーター配列、Glut1遺伝子のプロモーター配列などであってもよいが、これらに限定されるものではない。 Examples of the target nucleic acid sequence may be, for example, the promoter sequence of the human nicotine amide phosphoribosyl transposase gene, the promoter sequence of the Arf6 gene, the promoter sequence of the Ki67 gene, the promoter sequence of the Her2 gene, the promoter sequence of the Glut1 gene, and the like. However, it is not limited to these.

レポーター遺伝子5は、検出可能な信号を生ずる蛋白質をコードする何れかの遺伝子であればよい。検出可能な信号は、レポーター蛋白質自身、レポーター蛋白質と何れかの物質との反応、レポーター蛋白質と何れかの物質との結合などから生じる何れかの検出可能な信号であればよい。 The reporter gene 5 may be any gene encoding a protein that produces a detectable signal. The detectable signal may be any detectable signal generated from the reporter protein itself, the reaction between the reporter protein and any substance, the binding between the reporter protein and any substance, or the like.

レポーター蛋白質をコードするレポーター遺伝子5は、検出可能な信号を生ずるレポーター蛋白質であればよい。レポーター遺伝子5は、例えば、ルシフェラーゼ遺伝子、β−ガラクトシダーゼ遺伝子、一酸化窒素合成酵素遺伝子、キサンチンオキシダーゼ遺伝子、青色蛍光蛋白質遺伝子、緑色蛍光蛋白質遺伝子、赤色蛍光蛋白質遺伝子および重金属結合蛋白質遺伝子であってもよい。これらの遺伝子はそれぞれ、ルシフェラーゼ、β−ガラクトシダーゼ、一酸化窒素合成酵素、キサンチンオキシダーゼ、青色蛍光蛋白質、緑色蛍光蛋白質、赤色蛍光蛋白質および重金属結合蛋白質をコードし、レポーターベクターの活性化によりこれらの蛋白質を発現する。1つの実施形態において好ましい例は、発光酵素蛋白質をコードする遺伝子であり、例えば、ルシフェラーゼ遺伝子およびβ−ガラクトシダーゼ遺伝子などを含む。 The reporter gene 5 encoding the reporter protein may be any reporter protein that produces a detectable signal. The reporter gene 5 may be, for example, a luciferase gene, a β-galactosidase gene, a nitrogen monoxide synthase gene, a xanthin oxidase gene, a blue fluorescent protein gene, a green fluorescent protein gene, a red fluorescent protein gene, and a heavy metal binding protein gene. .. Each of these genes encodes luciferase, β-galactosidase, nitrogen monoxide synthase, xanthine oxidase, blue fluorescent protein, green fluorescent protein, red fluorescent protein and heavy metal binding protein, and activation of the reporter vector produces these proteins. Express. A preferred example in one embodiment is a gene encoding a luminescent enzyme protein, including, for example, a luciferase gene, a β-galactosidase gene, and the like.

重金属結合蛋白質を検出可能な信号として発現するレポーターベクターの1例は、特開2012−200245に開示されている。 An example of a reporter vector expressing a heavy metal binding protein as a detectable signal is disclosed in JP-A-2012-200245.

レポーター遺伝子から得られる信号は、何れかの装置により検出可能な信号であればよい。またそのような信号の検出は、信号の種類に応じて選択された何れかの装置を用いて行えばよい。装置の例は、発光測定装置、蛍光測定装置、X線測定装置、電子スピン共鳴装置、核医学診断装置、磁気共鳴イメージング装置などであってもよい。また、信号の検出により得られた結果は、信号の有無を示しても、信号の大きさを示しても、或いはその両方を示してもよい。 The signal obtained from the reporter gene may be any signal that can be detected by any device. Further, such a signal may be detected by using any device selected according to the type of the signal. Examples of the device may be a light emission measuring device, a fluorescence measuring device, an X-ray measuring device, an electron spin resonance device, a nuclear medicine diagnostic device, a magnetic resonance imaging device, and the like. In addition, the result obtained by detecting the signal may indicate the presence or absence of the signal, the magnitude of the signal, or both.

検出可能な信号の好ましい例は、発光、蛍光および発色などの光学信号である。ここで用いる「発光」とは、化学発光、生物発光または生物化学発光を指す。信号が光学信号である場合、光学検出装置により信号を検出すればよい。例えば、検出可能な信号が発光である場合、発光を検出可能な発光測定装置、例えば、発光顕微鏡などで信号を検出すればよい。レポーターベクターの被検細胞への導入の容易さと細胞毒性が低い点から、1つの実施形態において発光が好ましく使用される。 Preferred examples of detectable signals are optical signals such as light emission, fluorescence and color development. As used herein, "luminescence" refers to chemiluminescence, bioluminescence or biochemical luminescence. When the signal is an optical signal, the signal may be detected by an optical detection device. For example, when the detectable signal is light emission, the signal may be detected by a light emission measuring device capable of detecting the light emission, for example, a light emission microscope. Luminescence is preferably used in one embodiment because of the ease of introduction of the reporter vector into the test cells and its low cytotoxicity.

転写終結シグナル配列6は、その上流の遺伝子の転写を終結する配列であればよく、例えば、ポリ(A)付加シグナルであってよい。ポリ(A)付加シグナルは、哺乳動物の遺伝子の転写終結に機能するものであればよい。例としては、SV40ウイルスの後期ポリ(A)付加シグナル(配列番号1)や、牛成長ホルモン遺伝子のポリ(A)付加シグナル(配列番号2)などが挙げられる。ただし、本態様の実施において使用可能なポリ(A)付加シグナルは、これに限定されるものではなく、ポリ(A)付加シグナルとしての機能を損なわない限りにおいては、遺伝子配列を改変したものを用いてもよい。配列番号1および2で示される塩基配列を表1に示す。

Figure 0006775911
The transcription termination signal sequence 6 may be a sequence that terminates transcription of the gene upstream thereof, and may be, for example, a poly (A) addition signal. The poly (A) addition signal may be one that functions to terminate transcription of a mammalian gene. Examples include the late poly (A) addition signal of the SV40 virus (SEQ ID NO: 1), the poly (A) addition signal of the bovine growth hormone gene (SEQ ID NO: 2), and the like. However, the poly (A) addition signal that can be used in carrying out this embodiment is not limited to this, and a modified gene sequence is used as long as the function as the poly (A) addition signal is not impaired. You may use it. The nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 1 and 2 are shown in Table 1.
Figure 0006775911

レポーターベクターは、自己複製可能なベクターであってもよい。自己複製可能なベクターを用いる場合には、実施形態は、例えば以下のことを含む;特定の条件下で活性化されて検出可能な信号を発現する自己複製可能なレポーターベクターを準備すること、前記レポーターベクターを被検細胞に導入すること、前記被検細胞を培養し、前記レポーターを自己複製させること、細胞毎に前記被検細胞から生じた当該検出可能な信号を検出すること、当該信号を生じた当該細胞の形態を観察すること、および前記検出可能な信号についての結果と、前記形態についての結果とに基づいて当該被検細胞の特性を判定すること。 The reporter vector may be a self-replicating vector. When using a self-replicating vector, embodiments include, for example; preparing a self-replicating reporter vector that is activated under certain conditions and expresses a detectable signal, said. Introducing a reporter vector into a test cell, culturing the test cell and self-replicating the reporter, detecting the detectable signal generated from the test cell for each cell, and transmitting the signal. Observing the resulting morphology of the cell and determining the properties of the test cell based on the results for the detectable signal and the results for the morphology.

自己複製可能なレポーターベクター(以下、自己複製ベクターと称す)は、レポーター遺伝子発現ユニットに加えて、レポーターベクターを自己複製させる自己複製開始ユニットを含む。自己複製開始ユニットは、自己複製開始の合図をレポーターベクターに与える自己複製開始配列を含めばよい。 A self-replicating reporter vector (hereinafter referred to as a self-replicating vector) includes a self-replication initiation unit that self-replicates the reporter vector in addition to the reporter gene expression unit. The self-replication initiation unit may include a self-replication initiation sequence that signals the reporter vector to initiate self-replication.

図2を参照しながら自己複製ベクターについて更に説明する。自己複製ベクター21は、複製開始ユニットを含むこと以外は、図1に示したレポーターベクターと同じ構成を含む。 The self-replicating vector will be further described with reference to FIG. The self-replicating vector 21 contains the same configuration as the reporter vector shown in FIG. 1, except that it contains a replication initiation unit.

自己複製ベクター21は、レポーター遺伝子発現ユニット2と、その下流に連結された複製開始ユニットを含む。図2に示した例は、複製開始ユニットが複製開始配列3を含む例である。複製開始配列3は、対応する複製開始蛋白質の結合により自己複製ベクター21が導入された細胞内において自己複製を開始する。 The self-replicating vector 21 contains a reporter gene expression unit 2 and a replication initiation unit linked downstream thereof. The example shown in FIG. 2 is an example in which the replication initiation unit includes the replication initiation sequence 3. The replication origin sequence 3 initiates self-renewal in the cell into which the self-replication vector 21 has been introduced by binding of the corresponding replication initiation protein.

自己複製ベクターは、被検細胞で複製開始蛋白質が発現している条件下において、被検細胞核内で自己複製を行う。複製開始配列3は、例えば、哺乳類細胞で、複製開始蛋白質の結合によって活性化されて自己複製を開始する配列であればよく、それ自身公知の複製開始配列であればよい。複製開始配列3は、例えば、シミアン・ウイルス40(配列番号3)、エプスタイン・バー・ウイルスまたはマウス・ポリオーマ・ウイルスに由来する複製開始配列であってもよく、そのうちの1つの例を表2に示す。

Figure 0006775911
The self-replicating vector performs self-renewal in the nucleus of the test cell under the condition that the replication initiation protein is expressed in the test cell. The replication initiation sequence 3 may be, for example, a sequence that is activated by binding of a replication initiation protein and initiates self-renewal in a mammalian cell, and may be a replication initiation sequence known per se. The replication initiation sequence 3 may be, for example, a replication initiation sequence derived from Simian virus 40 (SEQ ID NO: 3), Epstein-Barr virus or mouse polyoma virus, and one example thereof is shown in Table 2. Shown.
Figure 0006775911

自己複製ベクターは、例えば、それ自身公知のプラスミドベクターを利用してもよい。例えば、この自己複製ベクターのプラスミドベクターの例は、特開2013−42721に開示されている。 As the self-replicating vector, for example, a plasmid vector known per se may be used. For example, an example of a plasmid vector of this self-replicating vector is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-42721.

自己複製ベクターの自己複製は、複製開始配列3に対して複製開始蛋白質が結合することにより開始される。複製開始蛋白質7は、複製開始配列3に結合できるように被検細胞核内に自己複製ベクターと共に存在すればよい。例えば、複製開始蛋白質7は、レポーターベクターとして使用される自己複製ベクターから発現されてもよく、更なるベクターから発現されてもよく、被検細胞により発現されてもよい。 The self-replication of the self-replication vector is initiated by the binding of the replication initiation protein to the replication initiation sequence 3. The replication origin protein 7 may be present in the nucleus of the test cell together with the self-replication vector so that it can bind to the replication origin sequence 3. For example, the replication initiation protein 7 may be expressed from a self-replicating vector used as a reporter vector, may be expressed from a further vector, or may be expressed by a test cell.

例えば、複製開始蛋白質7を被検細胞核内に供給するために、複製開始蛋白質ユニットが存在してもよい。複製開始蛋白質ユニットは、例えば、プロモーターと、その下流に機能的に連結された複製開始蛋白質をコードする複製開始蛋白質遺伝子と、その下流に機能的に連結された転写終結シグナル配列を含んでもよい。或いは、複製開始蛋白質ユニットは、これらの配列からなってもよい。 For example, a replication initiation protein unit may be present to supply the replication initiation protein 7 into the nucleus of the test cell. The replication initiation protein unit may include, for example, a promoter, a replication initiation protein gene encoding a replication initiation protein functionally linked downstream thereof, and a transcription termination signal sequence functionally linked downstream thereof. Alternatively, the replication initiation protein unit may consist of these sequences.

複製開始蛋白質ユニットは、自己複製ベクター21の核酸上に存在してもよく、自己複製ベクター21の核酸とは異なる核酸上に存在してもよい。自己複製ベクターとは異なる核酸上に複製開始蛋白質ユニットが存在する場合、複製開始蛋白質ユニットは、被検細胞の染色体上に存在してもよく、被検細胞に含まれる他の核酸上に存在してもよい。 The replication initiation protein unit may be present on the nucleic acid of the self-replicating vector 21, or may be present on a nucleic acid different from that of the self-replicating vector 21. If the replication initiation protein unit is present on a nucleic acid different from the self-replication vector, the replication initiation protein unit may be present on the chromosome of the test cell or on another nucleic acid contained in the test cell. You may.

複製開始蛋白質ユニットが、レポーターベクターとしての自己複製ベクターに含まれる場合、そこに含まれるレポーター遺伝子発現ユニット2と、複製開始蛋白質ユニットとが、1つの転写制御配列4によってそれらの発現が共に制御されていてもよく、独立した2つの転写制御配列よってそれらの発現がそれぞれ制御されていてもよい。2つの転写制御配列によってそれらの発現がそれぞれ制御される場合、例えば、複製開始蛋白質ユニットは、自己複製ベクター1の核酸上に、レポーター遺伝子発現ユニット2とは独立して存在してよい。その場合、複製開始蛋白質遺伝子の発現を制御するプロモーターは、構成的に発現するプロモーターであることが好ましい。 When the replication initiation protein unit is contained in the self-replication vector as a reporter vector, the expression of the reporter gene expression unit 2 and the replication initiation protein unit contained therein is controlled together by one transcription control sequence 4. They may be regulated by two independent transcription control sequences, respectively. When their expression is regulated by two transcription control sequences, for example, the replication initiation protein unit may be present on the nucleic acid of the self-replication vector 1 independently of the reporter gene expression unit 2. In that case, the promoter that controls the expression of the replication initiation protein gene is preferably a constitutively expressed promoter.

複製開始蛋白質遺伝子は、例えば、シミアン・ウイルス40のラージT抗原遺伝子、エプスタイン・バー・ウイルスのEBNA−1遺伝子、マウス・ポリオーマ・ウイルスのラージT抗原遺伝子などであってもよい。好ましいラージT抗原遺伝子の例は、配列番号4(野生型、表3−1および表3−2)、配列番号5(変異型、表4−1および表4−2)若しくは配列番号6(変異型、表5−1および表5−2)で示される核酸、または配列番号4、配列番号5若しくは配列番号6の配列中の1若しくは数個の塩基が欠失、置換若しくは付加された配列により示され、且つDNA複製開始機能を有する核酸であってよい。ここで、DNA複製開始機能とは、複製を開始できる蛋白質をコードしていることをいう。上記複製開始蛋白質遺伝子の例を表3−1、表3−2、表4−1、表4−2、表5−1および表5−2に示す。

Figure 0006775911
The replication initiation protein gene may be, for example, the large T antigen gene of Simian virus 40, the EBNA-1 gene of Epstein-Barr virus, the large T antigen gene of mouse polyoma virus, or the like. Examples of preferred large T antigen genes are SEQ ID NO: 4 (wild type, Table 3-1 and Table 3-2), SEQ ID NO: 5 (mutant, Table 4-1 and Table 4-2) or SEQ ID NO: 6 (mutation). By type, nucleic acid shown in Table 5-1 and Table 5-2), or by a sequence in which one or several bases in the sequence of SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 5 or SEQ ID NO: 6 are deleted, substituted or added. It may be a nucleic acid shown and having a DNA replication initiation function. Here, the DNA replication initiation function means encoding a protein capable of initiating replication. Examples of the replication initiation protein gene are shown in Table 3-1 and 3-2, Table 4-1 and Table 4-2, Table 5-1 and Table 5-2.
Figure 0006775911

Figure 0006775911
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Figure 0006775911
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Figure 0006775911
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Figure 0006775911
Figure 0006775911

複製開始蛋白質遺伝子と、複製開始配列との組み合わせは、複製を開始することが可能な組み合わせであればよい。そのような組み合わせの例は次の通りである:
複製開始蛋白質をコードする遺伝子が、シミアン・ウイルス40のラージT抗原遺伝子であり、前記複製開始配列が、シミアン・ウイルス40からの複製開始配列である組み合わせ;
複製開始蛋白質遺伝子が、エプスタイン・バー・ウイルスのEBNA−1遺伝子であり、複製開始配列が、エプスタイン・バー・ウイルスからの複製開始配列である組み合わせ;
複製開始蛋白質遺伝子が、マウス・ポリオーマ・ウイルスのラージT抗原遺伝子であり、複製開始配列が、マウス・ポリオーマ・ウイルスからの複製開始配列である組み合わせ。これらのような組み合わせは好ましいが、これらに限定するものではない。
The combination of the replication initiation protein gene and the replication initiation sequence may be any combination capable of initiating replication. Examples of such combinations are:
A combination in which the gene encoding the replication initiation protein is the large T antigen gene of Simian virus 40, and the replication initiation sequence is the replication initiation sequence from Simian virus 40;
A combination in which the replication initiation protein gene is the EBNA-1 gene of Epstein-Barr virus and the replication initiation sequence is the replication initiation sequence from Epstein-Barr virus;
A combination in which the replication initiation protein gene is a large T antigen gene of mouse polyoma virus and the replication initiation sequence is a replication initiation sequence from mouse polyoma virus. Combinations such as these are preferred, but not limited to.

また自己複製ベクターは、バイシストロニック発現ベクターであってもよい。バイシストロニック発現ベクターでは、バイシストロニック発現用配列を用いることにより、転写制御配列4により、その下流に含まれる2つの遺伝子、即ち、レポーター遺伝子の発現と複製開始蛋白質の発現とが同時に制御される。即ち、このような自己複製ベクターでは、レポーター遺伝子発現ユニット2と複製開始蛋白質ユニットとが、同じプロモーターによって制御されて発現される。そのようなバイシストロニック発現自己複製ベクターの例について図3を参照しながら説明する。自己複製ベクター31は、転写制御配列4と、レポーター遺伝子5と、IRES32と、複製開始蛋白質遺伝子33と、転写終結シグナル配列34と、複製開始配列3とを含む。転写制御配列4と、レポーター遺伝子5と、IRES32と、複製開始蛋白質遺伝子33と、転写終結シグナル配列34とは、上流から下流に向けてこの順番で機能的に連結されている。IRES32は、内部リボソーム進入部位(internal ribosomal entry site)であり、バイシストロニック発現用配列の1例である。バイシストロニック発現配列の例は、例えば、脳心筋ウイルスの内部リボゾーム進入配列(配列番号7)などである。 Further, the self-replicating vector may be a bicistronic expression vector. In the bicistronic expression vector, by using the bicistronic expression sequence, the transcriptional control sequence 4 simultaneously regulates the expression of two genes contained downstream thereof, that is, the expression of the reporter gene and the expression of the replication initiation protein. To. That is, in such a self-replicating vector, the reporter gene expression unit 2 and the replication initiation protein unit are controlled and expressed by the same promoter. An example of such a bicistronic expression self-replicating vector will be described with reference to FIG. The self-replicating vector 31 contains a transcription control sequence 4, a reporter gene 5, IRES 32, a replication initiation protein gene 33, a transcription termination signal sequence 34, and a replication initiation sequence 3. The transcription control sequence 4, the reporter gene 5, the IRES 32, the replication initiation protein gene 33, and the transcription termination signal sequence 34 are functionally linked in this order from upstream to downstream. The IRES32 is an internal ribosomal entry site and is an example of a sequence for bicistronic expression. An example of a bicistronic expression sequence is, for example, the internal ribosome entry sequence of brain myocardial virus (SEQ ID NO: 7).

この例を表6に示す。

Figure 0006775911
An example of this is shown in Table 6.
Figure 0006775911

IRES32の存在により、転写制御配列4の配列内の塩基の修飾の程度に依存して活性化された転写制御配列4により、レポーター遺伝子5の配列が転写され、それに続いて複製開始蛋白質遺伝子33が転写される。複製開始蛋白質遺伝子33の配列が読まれた後、転写終結シグナル配列34の存在により、転写は停止する。複製開始蛋白質遺伝子33から転写、翻訳されて産生する複製開始蛋白質は、複製開始配列3に結合し、自己複製ベクター31の複製が開始される。 The sequence of the reporter gene 5 is transcribed by the transcription control sequence 4 activated by the presence of IRES32 depending on the degree of modification of the base in the sequence of the transcription control sequence 4, followed by the replication initiation protein gene 33. Transcribed. After the sequence of the replication initiation protein gene 33 is read, transcription is stopped by the presence of the transcription termination signal sequence 34. The replication initiation protein produced by being transcribed and translated from the replication initiation protein gene 33 binds to the replication initiation sequence 3, and the replication of the self-replication vector 31 is initiated.

転写制御配列4は、被検細胞のゲノムに含まれる配列とは異なる配列であってもよく、被検細胞のゲノム上の特定の核酸配列と同一性を有する配列であってもよい。ゲノム上の特定の核酸配列は、ゲノム中の一部分の配列であってよい。 The transcription control sequence 4 may be a sequence different from the sequence contained in the genome of the test cell, or may be a sequence having the same identity as a specific nucleic acid sequence on the genome of the test cell. A particular nucleic acid sequence on the genome may be a partial sequence in the genome.

転写制御配列4が、被検細胞のゲノム上の一部分と同一性を有する配列である場合、レポーターベクターとしてそのような自己複製ベクターを用いて、被検細胞のエピジェネティックな特性を被検細胞の細胞特性として判定してもよい。そのような自己複製ベクターは、転写制御配列として、被検細胞のゲノムの一部分と同一性を有し、且つ官能基が置換され得る塩基を有する標的核酸配列を含む。この自己複製ベクターは、導入された細胞が分裂できる状態にあるときに、即ち、静止期以外の細胞周期であるときに自己複製する。この自己複製の際に、標的核酸配列と同一性を有する被検細胞のゲノムの一部分の配列における官能基の置換の状況をエピジェネティックな特性として、当該自己複製ベクターの標的核酸配列中の塩基上と同一な状況になる。 When the transcription control sequence 4 is a sequence having identity with a part of the test cell's genome, such a self-replicating vector is used as a reporter vector to obtain the epigenetic properties of the test cell. It may be determined as a cell characteristic. Such a self-replicating vector contains, as a transcription control sequence, a target nucleic acid sequence having a base that has identity with a part of the genome of the test cell and the functional group can be substituted. This self-replicating vector self-replicates when the introduced cells are in a state where they can divide, that is, in a cell cycle other than the quiescent phase. At the time of this self-replication, the status of functional group substitution in the sequence of a part of the genome of the test cell having the same identity as the target nucleic acid sequence is set as an epigenetic property on the base in the target nucleic acid sequence of the self-replicating vector. It becomes the same situation as.

以下に、エピジェネティックな情報が、ゲノムの特定の配列におけるメチル化に関する情報である例を説明する。表7に、レポーターベクターのレポーター活性とメチル化との相関について示す。

Figure 0006775911
The following describes an example in which epigenetic information is information on methylation at a specific sequence of the genome. Table 7 shows the correlation between the reporter activity of the reporter vector and methylation.
Figure 0006775911

表7に示した相関は、レポーターベクターの信号が、レポーターベクターの対応する配列の脱メチル化により大きくなり、メチル化により小さくなる1例である。 The correlation shown in Table 7 is an example in which the signal of the reporter vector is increased by demethylation of the corresponding sequence of the reporter vector and decreased by methylation.

このレポーターベクターは、例えば、癌の検出に使用することが可能である。癌細胞の場合、ゲノム上の特定の配列において脱メチル化が生じる。 This reporter vector can be used, for example, to detect cancer. In the case of cancer cells, demethylation occurs at specific sequences on the genome.

このような細胞におけるエピジェネティックな情報は、その自己複製時に、レポーターベクターに含まれる対応する配列に写し取られる。例えば、レポーターベクターの対応する配列を予めメチル化しておけば、自己複製時に脱メチル化が生じる。この時、レポーターベクターからの検出可能な信号が大きくなる。例えば、このような大きな信号の検出を指標にして、癌を検出することが可能になる。ここで「対応する配列」とはゲノム上の特定の配列、即ち、検出されるべき修飾が位置する配列に相同な配列である。 Epigenetic information in such cells is transcribed into the corresponding sequence contained in the reporter vector during its self-renewal. For example, if the corresponding sequence of the reporter vector is premethylated, demethylation will occur during self-replication. At this time, the detectable signal from the reporter vector becomes large. For example, it becomes possible to detect cancer by using the detection of such a large signal as an index. Here, the "corresponding sequence" is a sequence homologous to a specific sequence on the genome, that is, a sequence in which the modification to be detected is located.

例えば、多くのメチル基を含むレポーターベクターを用意する(A−1)。ゲノム上の特定の配列がメチル基を多く含むとする(A−2−1)。この場合、自己複製した時に、当該ベクターにおける官能基の置換はない、または少ない(A−3−1)。この場合、検出信号は小さい(A−4−1)。相対的にレポーター活性は低い(A−5−1)。一方、ゲノム上の特定の配列がメチル基を多く含まないとする(A−2−2)。この場合、自己複製した時に、当該ベクターにおいては官能基が置換され、脱メチル化が起きる(A−3−2)。この場合、検出信号は大きい(A−4−2)。相対的にレポーター活性は高い(A−5−2)。 For example, a reporter vector containing many methyl groups is prepared (A-1). It is assumed that a specific sequence on the genome is rich in methyl groups (A-2-1). In this case, when self-replicating, there are no or few functional group substitutions in the vector (A-3-1). In this case, the detection signal is small (A-4-1). Reporter activity is relatively low (A-5-1). On the other hand, it is assumed that a specific sequence on the genome does not contain many methyl groups (A-2-2). In this case, when self-replicating, the functional group is substituted in the vector and demethylation occurs (A-3-2). In this case, the detection signal is large (A-4-2). Reporter activity is relatively high (A-5-2).

或いは、例えば、少ないメチル基を含むレポーターベクターを用意する(B−1)。ゲノム上の特定の配列がメチル基を多く含むとする(B−2−1)。この場合、自己複製した時に、当該ベクターにおける官能基は置換され、メチル化が生じる(B−3−2)。この場合、検出信号は小さい(B−4−2)。なお且つ、この場合においては、時間の経過と共に信号は小さくなる。相対的にレポーター活性は低い(B−5−2)。一方、ゲノム上の特定の配列がメチル基を多く含まないとする(B−2−2)。この場合、自己複製した時に、当該ベクターにおいては官能基の置換はない、または少ない(B−3−2)。この場合、検出信号は大きい(B−4−2)。相対的にレポーター活性は高い(B−5−2)。 Alternatively, for example, a reporter vector containing a small number of methyl groups is prepared (B-1). It is assumed that a specific sequence on the genome is rich in methyl groups (B-2-1). In this case, upon self-replication, the functional groups in the vector are substituted and methylation occurs (B-3-2). In this case, the detection signal is small (B-4-2). Moreover, in this case, the signal becomes smaller with the passage of time. Reporter activity is relatively low (B-5-2). On the other hand, it is assumed that a specific sequence on the genome does not contain many methyl groups (B-2-2). In this case, when self-replicating, there are no or few functional group substitutions in the vector (B-3-2). In this case, the detection signal is large (B-4-2). Reporter activity is relatively high (B-5-2).

以上、レポーターベクターのレポーター活性とメチル化との相関について示したが、この相関は例示のために示したものであり、これに限定するものではない。 The correlation between the reporter activity of the reporter vector and methylation has been shown above, but this correlation is shown for illustration purposes and is not limited thereto.

転写制御配列4は、エピジェネティックな情報が得られるべき核酸配列である標的核酸配列であってもよく、或いは標的核酸配列を含む配列であってもよい。標的核酸配列は、被検細胞が有する特定の核酸配列と同一性をもつ。そして標的核酸配列は、官能基が置換され得る塩基として、被修飾塩基を含む。転写制御配列4は、この標的核酸配列の被修飾塩基における修飾の程度に依存するプロモーター活性を有する。転写制御配列4のプロモーター活性の活性化は、標的核酸配列上の被修飾塩基の修飾により制御される。このような被修飾塩基は、修飾のための標的となる。転写制御配列4および標的核酸配列は、所望に応じて予め選択されればよい。標的核酸配列に関して得られたエピジェネティックな情報から、被検細胞における特定の核酸配列のエピジェネティックな情報が得られる。 The transcription control sequence 4 may be a target nucleic acid sequence, which is a nucleic acid sequence for which epigenetic information should be obtained, or may be a sequence containing the target nucleic acid sequence. The target nucleic acid sequence has the same identity as the specific nucleic acid sequence possessed by the test cell. The target nucleic acid sequence then contains a modified base as a base to which the functional group can be substituted. The transcription control sequence 4 has a promoter activity that depends on the degree of modification of the target nucleic acid sequence in the modified base. Activation of the promoter activity of transcription control sequence 4 is controlled by modification of the modified base on the target nucleic acid sequence. Such modified bases are targets for modification. The transcription control sequence 4 and the target nucleic acid sequence may be selected in advance as desired. From the epigenetic information obtained regarding the target nucleic acid sequence, epigenetic information of a specific nucleic acid sequence in the test cell can be obtained.

標的核酸配列の修飾とは、例えば、メチル化、アルキル化である。この場合、標的核酸配列の修飾の状態とは、標的核酸配列を構成する塩基に対して官能基であるメチル基および/またはアルキル基が結合しているか、或いは結合していないかということである。被検細胞の「エピジェネティックな情報」とは、そのような官能基が存在するか、否かであってもよい。或いはそれは、どの程度の量の官能基が存在しているかという情報であってもよい。或いはそれは、そのような修飾の状態の変化、即ち、官能基の置換の有無または程度などの情報であってもよい。また、それらのうちの何れかの組み合わせであってもよい。標的核酸配列の修飾は、例えば、標的核酸配列の主鎖中のシトシンおよび/またはグアニンに対する修飾であってもよい。標的核酸配列中に複数個のシトシンおよび/またはグアニンが存在する場合には、それらのうちの1つまたは1つ以上に関する修飾であってもよい。例えば、標的核酸配列の修飾は、標的核酸配列中のシトシンおよび/またはグアニンに対するメチル化であってよい。 Modification of the target nucleic acid sequence is, for example, methylation or alkylation. In this case, the modified state of the target nucleic acid sequence is whether or not a methyl group and / or an alkyl group, which are functional groups, are bound to the bases constituting the target nucleic acid sequence. .. The "epigenetic information" of the test cell may be the presence or absence of such functional groups. Alternatively, it may be information on how much functional group is present. Alternatively, it may be information such as a change in the state of such modification, i.e., the presence or absence or degree of functional group substitution. Moreover, any combination of them may be used. Modification of the target nucleic acid sequence may be, for example, modification of cytosine and / or guanine in the main chain of the target nucleic acid sequence. If more than one cytosine and / or guanine is present in the target nucleic acid sequence, it may be a modification for one or more of them. For example, modification of the target nucleic acid sequence may be methylation of cytosine and / or guanine in the target nucleic acid sequence.

転写制御配列4のプロモーター活性化は、標的核酸配列上の被修飾塩基の修飾の状態によって制御される。言い換えれば、転写制御配列4のプロモーター活性は、標的核酸配列の配列内の塩基の修飾の程度に依存して活性化される。 Promoter activation of transcription control sequence 4 is controlled by the state of modification of the modified base on the target nucleic acid sequence. In other words, the promoter activity of the transcription control sequence 4 is activated depending on the degree of modification of the base in the sequence of the target nucleic acid sequence.

転写制御配列4のプロモーター活性は、例えば、標的核酸配列の被修飾塩基における修飾の程度が低いときに活性化される、または修飾が存在するときに活性化される、または修飾が存在しないときに活性化されるなど、これらの何れであってもよい。このようなプロモーター活性を有する転写制御配列4は、「標的核酸配列の配列内の塩基の修飾の程度に依存して活性化される」或いは「塩基における官能基の置換の程度に依存して活性化される」という転写制御配列の1例である。 The promoter activity of the transcription control sequence 4 is activated, for example, when the degree of modification of the target nucleic acid sequence in the modified base is low, or when the modification is present, or when no modification is present. Any of these may be used, such as being activated. The transcription control sequence 4 having such promoter activity is "activated depending on the degree of modification of the base in the sequence of the target nucleic acid sequence" or "active depending on the degree of substitution of the functional group in the base". This is an example of a transcription control sequence that is "converted".

標的核酸配列の配列内の被修飾塩基における修飾の程度に依存するプロモーター活性を有する配列は、例えば、被検細胞由来の配列であればよく、人工的に合成した配列であってもよい。たとえば、そのような配列の例は、グリア細胞線維性酸蛋白質(GFAP; Glial fibrillary acidic protein)遺伝子の5’上流領域(−1651〜+32bp)(配列番号8)などであってもよい。GFAP遺伝子の5’上流領域配列は、標的核酸配列のメチル化が存在しない場合に活性化される。或いは、サイトケラチン19(CK19)遺伝子の5’上流領域(−617〜+61bp)(配列番号9)や、シクロオキシゲナーゼ2(COX2)遺伝子の5’上流領域(−540〜+115bp)(配列番号10)であってもよい。更なる標的核酸配列の例として、ヒトニコチンアミドホスホリボシル転移酵素遺伝子(NAMPT遺伝子)のプロモーター配列(配列番号11)、CK19遺伝子プロモーター配列(配列番号12)、GFAP遺伝子プロモーター配列、SOX2遺伝子プロモーター配列およびCOX2遺伝子プロモーター配列、やArf6遺伝子のプロモーター配列、Ki67遺伝子のプロモーター配列、Her2遺伝子のプロモーター配列、Glut1遺伝子のプロモーター配列などが挙げられるがこれに限定されるものではない。これらの配列の例を表8、表9、表10、表11−1、表11−2、表12に示す。これらの標的核酸配列が転写制御配列として使用されてもよい。

Figure 0006775911
The sequence having a promoter activity depending on the degree of modification in the modified base in the sequence of the target nucleic acid sequence may be, for example, a sequence derived from a test cell, or an artificially synthesized sequence. For example, an example of such a sequence may be the 5'upstream region (-1651 to + 32bp) (SEQ ID NO: 8) of the Glial fibrillary acidic protein (GFAP) gene. The 5'upstream region sequence of the GFAP gene is activated in the absence of methylation of the target nucleic acid sequence. Alternatively, in the 5'upstream region (-617 to +61 bp) (SEQ ID NO: 9) of the cytokeratin 19 (CK19) gene or the 5'upstream region (-540 to +115 bp) (SEQ ID NO: 10) of the cyclooxygenase 2 (COX2) gene. There may be. Examples of further target nucleic acid sequences include the human nicotine amide phosphoribosyl transposase gene (NAMPT gene) promoter sequence (SEQ ID NO: 11), CK19 gene promoter sequence (SEQ ID NO: 12), GFAP gene promoter sequence, SOX2 gene promoter sequence and Examples thereof include, but are not limited to, the COX2 gene promoter sequence, the Arf6 gene promoter sequence, the Ki67 gene promoter sequence, the Her2 gene promoter sequence, and the Glut1 gene promoter sequence. Examples of these sequences are shown in Table 8, Table 9, Table 10, Table 11-1, Table 11-2, and Table 12. These target nucleic acid sequences may be used as transcription control sequences.
Figure 0006775911

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転写制御配列4の下流には、レポーター遺伝子5が機能的に連結されている。即ち、レポーター遺伝子5の上流には転写制御配列4が機能的に連結されている。レポーター遺伝子5は、転写制御配列4が活性化されることにより転写される。この転写により、レポーター蛋白質が発現される。 The reporter gene 5 is functionally linked downstream of the transcription control sequence 4. That is, the transcription control sequence 4 is functionally linked upstream of the reporter gene 5. The reporter gene 5 is transcribed by activating the transcription control sequence 4. Reporter protein is expressed by this transcription.

標的核酸配列を含む自己複製ベクター31を細胞に導入する際には、標的核酸配列中の被修飾塩基が修飾されていても、されていなくてもよい。 When the self-replicating vector 31 containing the target nucleic acid sequence is introduced into a cell, the modified base in the target nucleic acid sequence may or may not be modified.

自己複製ベクター31の標的核酸配列中の被修飾塩基が、修飾されていない場合、被検細胞に導入された自己複製ベクター31は次のように振る舞う。まず、被検細胞中に存在する目的とする核酸の修飾状態が高い場合には、標的核酸配列中の被修飾塩基が高度に修飾される。そのため、プロモーター活性は活性化されず、レポーター遺伝子と複製開始蛋白質遺伝子は発現しない。従って、自己複製ベクター31の自己複製は停止する。これに対して、被検細胞中に存在する目的とする核酸の修飾状態が低い、もしくは修飾がない場合には、被修飾塩基の修飾状態が低く維持される。そのため、プロモーター活性が活性化される。活性化状態にある場合、IRES32で連結されたレポーター遺伝子5と複製開始蛋白質遺伝子33とは、バイシストロニックなmRNAに転写され、翻訳される。IRES32が2つの遺伝子の間に組み込まれることで、この2つの遺伝子は単一バイシストロン性mRNAとして転写される。リボソームはバイシストロン性mRNAからレポーター遺伝子5を翻訳するだけでなく、IRESの位置にも結合し、複製開始蛋白質遺伝子も翻訳する。転写終結シグナル配列34はレポーター遺伝子5と複製開始蛋白質遺伝子33との転写を終結するためのシグナルをコードする塩基配列である。複製開始蛋白質遺伝子33から転写され、被検細胞の成分により翻訳された複製開始蛋白質は、複製開始配列3を認識し、それに対して結合する。更に被検細胞に含まれるDNA複製に係る複数の蛋白質が結合する。結合した複数の蛋白質により、被検細胞において自己複製ベクター31の自己複製が行われる。 When the modified base in the target nucleic acid sequence of the self-replicating vector 31 is not modified, the self-replicating vector 31 introduced into the test cell behaves as follows. First, when the modified state of the target nucleic acid present in the test cell is high, the modified base in the target nucleic acid sequence is highly modified. Therefore, the promoter activity is not activated, and the reporter gene and the replication initiation protein gene are not expressed. Therefore, the self-replication of the self-replication vector 31 is stopped. On the other hand, when the modified state of the target nucleic acid present in the test cell is low or not modified, the modified state of the modified base is kept low. Therefore, the promoter activity is activated. When in the activated state, the IRES32-linked reporter gene 5 and the replication-initiating protein gene 33 are transcribed and translated into bicistronic mRNA. When IRES32 is integrated between two genes, the two genes are transcribed as a single bicistron mRNA. The ribosome not only translates the reporter gene 5 from bicistron mRNA, but also binds to the position of the IRES and translates the replication initiation protein gene. The transcription termination signal sequence 34 is a base sequence encoding a signal for terminating transcription between the reporter gene 5 and the replication initiation protein gene 33. The replication initiation protein transcribed from the replication initiation protein gene 33 and translated by the components of the test cell recognizes the replication initiation sequence 3 and binds to it. Furthermore, a plurality of proteins involved in DNA replication contained in the test cell bind to each other. The bound proteins cause self-renewal of the self-replication vector 31 in the test cells.

自己複製ベクター31の標的核酸配列中の被修飾塩基が修飾されている場合、被検細胞に導入された自己複製ベクター31は次のように振舞う。まず、被検細胞中に存在する目的とする核酸の修飾状態が高い場合には、標的核酸配列中の被修飾塩基の当初の修飾の程度が維持されるためプロモーター活性は活性化されない。そのため、レポーター遺伝子と複製開始蛋白質遺伝子は発現しない。従って、自己複製ベクター31の自己複製は停止する。それに対して、被検細胞中に存在する目的とする核酸の修飾状態が低い、もしくは修飾がない場合には、標的核酸配列の被修飾塩基における修飾状態は低下、もしくはなくなるため転写制御配列4が活性化される。プロモーター活性が活性化状態にある場合、IRES32で連結されたレポーター遺伝子5と複製開始蛋白質遺伝子33とは、バイシストロニックなmRNAに転写され、翻訳される。IRES32が2つの遺伝子の間に組み込まれることで、この2つの遺伝子は単一バイシストロン性mRNAとして転写される。リボソームはバイシストロン性mRNAからレポーター遺伝子5を翻訳するだけでなく、IRESの位置にも結合し、複製開始蛋白質遺伝子についても翻訳する。転写終結シグナル配列34はレポーター遺伝子5と複製開始蛋白質遺伝子33との転写を終結するためのシグナルをコードする塩基配列である。複製開始蛋白質遺伝子33から転写され、被検細胞の成分により翻訳された複製開始蛋白質は、複製開始配列3を認識し、それに対して結合する。更に被検細胞に含まれるDNA複製に係る複数の蛋白質が結合する。結合した複数の蛋白質により、被検細胞において自己複製ベクター31の自己複製が行われる。 When the modified base in the target nucleic acid sequence of the self-replicating vector 31 is modified, the self-replicating vector 31 introduced into the test cell behaves as follows. First, when the modified state of the target nucleic acid present in the test cell is high, the promoter activity is not activated because the degree of initial modification of the modified base in the target nucleic acid sequence is maintained. Therefore, the reporter gene and the replication initiation protein gene are not expressed. Therefore, the self-replication of the self-replication vector 31 is stopped. On the other hand, when the modified state of the target nucleic acid present in the test cell is low or not modified, the modified state of the target nucleic acid sequence at the modified base is reduced or eliminated, so that the transcription control sequence 4 is present. Be activated. When the promoter activity is in the activated state, the IRES32-linked reporter gene 5 and the replication initiation protein gene 33 are transcribed and translated into bicistronic mRNA. When IRES32 is integrated between two genes, the two genes are transcribed as a single bicistron mRNA. The ribosome not only translates the reporter gene 5 from bicistron mRNA, but also binds to the position of the IRES and translates the replication initiation protein gene. The transcription termination signal sequence 34 is a base sequence encoding a signal for terminating transcription between the reporter gene 5 and the replication initiation protein gene 33. The replication initiation protein transcribed from the replication initiation protein gene 33 and translated by the components of the test cell recognizes the replication initiation sequence 3 and binds to it. Furthermore, a plurality of proteins involved in DNA replication contained in the test cell bind to each other. The bound proteins cause self-renewal of the self-replication vector 31 in the test cells.

標的核酸配列の被修飾塩基における修飾の程度が低いとき、レポーター遺伝子5が発現する。更に、それよりも下流に存在する配列が読まれることで、自己複製ベクター31の自己複製が開始する。自己複製ベクター31の自己複製によって生じた複製生成物は、配列に関しては自己複製ベクター31と同じ配列を有する。しかしながら被検細胞中に存在する目的とする核酸の修飾状態が、標的核酸配列の被修飾塩基における修飾状態に反映される。その結果、標的核酸配列の被修飾塩基における修飾の程度が高くなると、プロモーター活性は活性化されない。従って、レポーター遺伝子5は発現しない。そして、それよりも下流に存在する配列は読まれない。従って、自己複製ベクター31の自己複製は停止する。 Reporter gene 5 is expressed when the degree of modification of the target nucleic acid sequence in the modified base is low. Furthermore, the self-replication of the self-replication vector 31 is started by reading the sequence existing downstream of it. The replication product produced by the self-replication of the self-replication vector 31 has the same sequence as the self-replication vector 31 in terms of sequence. However, the modified state of the target nucleic acid present in the test cell is reflected in the modified state of the target nucleic acid sequence in the modified base. As a result, when the degree of modification of the target nucleic acid sequence in the modified base is high, the promoter activity is not activated. Therefore, the reporter gene 5 is not expressed. And the sequences existing downstream from it are not read. Therefore, the self-replication of the self-replication vector 31 is stopped.

上記では、レポーター遺伝子5と複製開始蛋白質遺伝子33とをIRES32で連結し、1つの転写制御配列4としての標的核酸配列で遺伝子の発現を制御するベクターについて説明した。しかしながら、IRESなどのバイシストロニック発現配列を使用せずに、それぞれの転写制御配列により、レポーター遺伝子5と複製開始蛋白質遺伝子33の発現を制御してもよい。 In the above, a vector in which the reporter gene 5 and the replication initiation protein gene 33 are linked by IRES32 and the expression of the gene is controlled by the target nucleic acid sequence as one transcription control sequence 4 has been described. However, the expression of the reporter gene 5 and the replication initiation protein gene 33 may be controlled by the respective transcription control sequences without using a bicistronic expression sequence such as IRES.

標的核酸配列に関して、被検細胞が有する特定の核酸配列に対して「同一性を有する配列」とは、被検細胞のゲノム上の特定の配列と同一な配列であるか、またはゲノム上の特定の配列と実質的に同一な配列、例えば、1若しくは数個の塩基が置換、欠失または付与された配列であり、且つ特定の条件下で活性化されるプロモーター活性を有すればよい。ここにおいて、「同一性を有する」の語と「相同性を有する」の語は交換可能に使用されてよい。例えば、「同一性を有する」、「相同な」および「相同の」とは、特定の配列に対して90%以上または95%以上で同一である配列であればよい。また、「特定の配列」とは、ゲノムにおいてエピジェネティックな情報を担う配列であればよい。「ゲノム上の配列と同一な配列」とは、ゲノム上で連続する特定の配列に同一な配列であっても、ゲノム上で連続しない2つ以上の特定の配列にそれぞれ同一性を有する複数の配列が一体化してなる配列であってもよい。 With respect to the target nucleic acid sequence, the "sequence having identity" with respect to the specific nucleic acid sequence possessed by the test cell is the same sequence as the specific sequence on the genome of the test cell, or is specified on the genome. It is sufficient that the sequence is substantially the same as the sequence of, for example, a sequence in which one or several bases are substituted, deleted or added, and has a promoter activity that is activated under specific conditions. Here, the terms "having identity" and "having homology" may be used interchangeably. For example, "having identity", "homologous" and "homologous" may be sequences that are 90% or more or 95% or more identical to a specific sequence. In addition, the "specific sequence" may be any sequence that carries epigenetic information in the genome. A "sequence identical to a sequence on the genome" is a plurality of sequences having the same identity to two or more specific sequences that are not continuous on the genome, even if the sequence is the same as a specific sequence that is continuous on the genome. The array may be an integrated array.

例えば、標的核酸配列は、ゲノム上の複数の位置に存在する2つ以上の配列にそれぞれ相同な2つ以上の配列を一体化してなる配列に相同な配列であってもよく、そのような一体化してなる配列に相同な配列を含んでもよい。言い換えれば、ゲノム上の複数の位置に存在する2以上の配列のそれぞれを1ユニットとすると、標的核酸配列の塩基配列は、これらの複数のユニットのそれぞれに対して、それぞれ相同な配列を一体化した配列に相同な配列からなっても、そのような一体化した配列に相同な配列を含んでもよい。即ち、標的核酸配列は、ゲノム上でそれぞれ相同な配列であるユニットに対応して、2つ以上のユニットにより構成されてもよい。 For example, the target nucleic acid sequence may be a sequence homologous to a sequence obtained by integrating two or more sequences that are homologous to two or more sequences existing at a plurality of positions on the genome. A sequence homologous to the converted sequence may be included. In other words, assuming that each of two or more sequences existing at multiple positions on the genome is one unit, the base sequence of the target nucleic acid sequence integrates a sequence homologous to each of these multiple units. It may consist of a sequence homologous to the resulting sequence, or may include a sequence homologous to such an integrated sequence. That is, the target nucleic acid sequence may be composed of two or more units, corresponding to units that are homologous sequences on the genome.

標的核酸配列において、例えば、1つのユニットは、ゲノム上の特定のプロモーター配列の部分に相同であり、もう1つのユニットが、当該プロモーター配列の活性化を制御することが可能な被修飾塩基を含む配列に相同であってもよい。例えば、ゲノム上の特定のプロモーター配列の部分と、このプロモーター配列の活性化を制御することが可能な配列は、ゲノム上において必ずしも連続して存在するものではなく、その間に、更なる配列を含むこともある。またゲノム上の特定の配列を選択する場合、選択されるべき配列に隣接するなどの配列が、標的核酸配列に更に含まれてもよい。しかしながら、そのような更なる配列がプロモーター配列の活性化の制御に何ら影響しない配列である場合には、標的核酸配列に含ませる必要は必ずしもない。 In the target nucleic acid sequence, for example, one unit is homologous to a portion of a particular promoter sequence on the genome and the other unit comprises a modified base capable of controlling activation of that promoter sequence. It may be homologous to the sequence. For example, a portion of a particular promoter sequence on the genome and a sequence capable of controlling activation of this promoter sequence are not necessarily contiguous on the genome and include additional sequences in between. Sometimes. In addition, when selecting a specific sequence on the genome, a sequence adjacent to the sequence to be selected may be further included in the target nucleic acid sequence. However, if such an additional sequence is a sequence that has no effect on the regulation of activation of the promoter sequence, it does not necessarily have to be included in the target nucleic acid sequence.

転写制御配列4は、被検細胞のゲノム上の配列に同一性を有する標的核酸配列に加えて、任意の更なる配列を含んでもよい。任意の更なる配列を含む場合、転写制御配列4がプロモーター活性を有する限り、任意の更なる配列は、被検細胞のゲノム上の配列に相同性を有する配列を構成する何れかの塩基の間に含まれてもよく、被検細胞のゲノム上の配列に同一性を有する配列に隣接して含まれてもよい。 The transcription control sequence 4 may contain any additional sequence in addition to the target nucleic acid sequence having identity to the sequence on the genome of the test cell. When containing any additional sequence, as long as transcriptional control sequence 4 has promoter activity, any additional sequence is between any of the bases that make up a sequence homologous to the sequence on the genome of the test cell. It may be contained adjacent to a sequence having the same sequence on the genome of the test cell.

上記レポーターベクターにおいて、プロモーター活性とは、プロモーター配列の下流に機能的に接続された遺伝子の転写を誘導することを意味する。転写制御配列4がプロモーター活性を示す場合、そのプロモーター活性は、転写制御配列4の配列全体により由来するものであっても、転写制御配列4の一部分の配列、例えば、そこに含まれる標的核酸配列に由来するものであってもよい。また例えば、転写制御配列4が最小プロモーターを含んでもよい。転写制御配列4のプロモーター活性化は、転写制御配列4上の一部分の配列に対する転写因子の結合の有無や被修飾塩基の修飾の状態、即ち、官能基が置換され得る塩基における官能基の置換の程度によって制御される。 In the above reporter vector, promoter activity means inducing transcription of a gene operably linked downstream of the promoter sequence. When the transcription control sequence 4 exhibits promoter activity, the promoter activity is a sequence of a part of the transcription control sequence 4, for example, a target nucleic acid sequence contained therein, even if the promoter activity is derived from the entire sequence of the transcription control sequence 4. It may be derived from. Also, for example, the transcription control sequence 4 may contain a minimal promoter. The promoter activation of the transcription control sequence 4 is the presence or absence of binding of a transcription factor to a part of the sequence on the transcription control sequence 4 and the state of modification of the modified base, that is, the substitution of the functional group in the base in which the functional group can be substituted. It is controlled by the degree.

自己複製ベクターは、転写制御配列またはその一部分に、観察されるべき特定の配列と同一性を有する配列、即ち、標的核酸配列を含んでいる。このような構造を有することにより、レポーターベクターが自己複製した際に、ゲノムの特定の配列上の修飾状態とレポーターベクター中の同一性を有する配列上の修飾状態が同一になる。レポーターベクターは、当該レポーターベクターに写し取られた官能基の存在状況に依存して、検出可能な信号を生じる。この時、官能基の存在状況により信号の有無もしくは大きさまたは量が異なる。このようにしてレポーターベクターは、ゲノムの特定の配列上の修飾状態をレポートすることが可能である。 The self-replicating vector contains, in the transcription control sequence or a part thereof, a sequence having the same identity as a specific sequence to be observed, that is, a target nucleic acid sequence. By having such a structure, when the reporter vector self-replicates, the modified state on a specific sequence of the genome and the modified state on the identical sequence in the reporter vector become the same. The reporter vector produces a detectable signal depending on the presence of the functional group copied to the reporter vector. At this time, the presence / absence, magnitude, or amount of the signal differs depending on the presence or absence of the functional group. In this way, the reporter vector is capable of reporting the modification status on a particular sequence of the genome.

このようなレポーターベクターのレポート機能は、レポーターベクターが自己複製することにより初めて得られる。従って、レポーターベクターは、レポーターベクターの自己複製が開始される条件に置かれる被検細胞の核内に導入される。そして、被検細胞の核内に導入されたレポーターベクターが自己複製するために必要な時間が経過した後に、被検細胞内でレポーターベクターが生じた信号が検出される。信号の検出は、信号の有無について行われてもよく、信号の大きさまたは量について行われてもよい。検出によって得られた結果が、被検細胞のエピジェネティックな情報である。 The reporting function of such a reporter vector is obtained only when the reporter vector self-replicates. Therefore, the reporter vector is introduced into the nucleus of the test cell placed under conditions under which self-renewal of the reporter vector is initiated. Then, after the time required for the reporter vector introduced into the nucleus of the test cell to self-replicate has elapsed, the signal generated by the reporter vector in the test cell is detected. The detection of the signal may be performed on the presence or absence of the signal, or on the magnitude or quantity of the signal. The results obtained by the detection are epigenetic information of the test cells.

ここで、「細胞のエピジェネティックな情報」とは、被検細胞のゲノム上の特定の配列を構成する塩基に対して官能基が結合しているか、否か、置換があったのか、否かなどについての情報であってもよい。検出可能な信号は、レポーターベクターに写し取られた官能基の存在状況に依存して、その提示の有無または大きさが変わる。 Here, "cell epigenetic information" refers to whether or not a functional group is bound to a base constituting a specific sequence on the genome of a test cell, whether or not there is a substitution, or not. It may be information about. The detectable signal varies in presence or absence or magnitude depending on the presence or absence of the functional group copied to the reporter vector.

2.被検細胞の細胞特性を判定する方法
被検細胞の細胞特性は、被検細胞について得られた遺伝子発現および発現制御に関する情報と形態学的な情報とに基づいて判定される。遺伝子発現および発現制御に関する情報と、形態学的な情報とは、同時に行ってもよく、遺伝子発現および発現制御に関する情報の前または後に形態学的な情報が得られてもよい。検出可能な信号の検出および形態学的情報は、個々の被検細胞毎に得てもよく、複数の被検細胞について得られた結果を平均した結果として得てもよい。
2. Method for Determining Cell Characteristics of Test Cell The cell characteristics of the test cell are determined based on the information on gene expression and expression control obtained for the test cell and the morphological information. The information on gene expression and expression control and the morphological information may be performed at the same time, and the morphological information may be obtained before or after the information on gene expression and expression control. The detection and morphological information of the detectable signal may be obtained for each individual test cell, or may be obtained as the result of averaging the results obtained for a plurality of test cells.

被検細胞の細胞特性を判定する方法の1例について図4を参照しながら説明する。まず検体を準備する(S1)。検体は、血液、尿、便、精液、唾液、バイオプシーで得られた組織、口腔内粘膜、体腔液および喀痰などであってもよい。つぎに検体から、被検細胞を分離する(S2)。例えば、蛋白質分解酵素による処理や、フィルターろ過による処理などを含んでもよい。次に、分離により得られた被検細胞について、被検細胞の転写活性に関する情報を得る。所望の標的核酸配列を備えるレポーターベクターを用意する(S3)。次に、レポーターベクターを生きている被検細胞に導入する(S4)。レポーターベクターの被検細胞への導入は、例えば、エレクトロポレーション、ソノポレーション、リポフェクションなどのいずれか公知の方法またはその組み合わせにより行われてよい。その後、被検細胞を1つずつ視認できる条件下において、被検細胞において、レポーターベクターが予め設定された条件に応じてレポーター蛋白質を生合成する状態を維持する(S5)。例えば、被検細胞の核内に複製開始蛋白質が存在する状態で、被検細胞を任意の時間に亘り培養する。任意の時間は、例えば、細胞分裂して増殖するための時間であってもよい。この培養期間において、必要に応じて被検細胞の観察を行う。次に、レポーター蛋白質の量を測定する(S6)。必要に応じて、別途、同様の方法により対照細胞から得られた結果、即ち、レポーター蛋白質の検出量と(S6)により得られた結果とを比較する(S7)。例えば、対照細胞のレポーター蛋白質量に対して、被検細胞のレポーター蛋白質量が多い場合には、標的核酸配列の相同な配列における転写活性は高いと判定する。対照細胞のレポーター蛋白質量に対して、被検細胞のレポーター蛋白質量が少ない場合には、標的核酸配列の相同な配列における転写活性は低いと判定する。対照細胞のレポーター蛋白質量は予め測定したものを用いてもよい。 An example of a method for determining the cell characteristics of the test cells will be described with reference to FIG. First, a sample is prepared (S1). The specimen may be blood, urine, stool, semen, saliva, tissue obtained by biopsy, oral mucosa, body cavity fluid, sputum and the like. Next, the test cells are separated from the sample (S2). For example, treatment with a proteolytic enzyme, treatment with filter filtration, etc. may be included. Next, for the test cells obtained by isolation, information on the transcriptional activity of the test cells is obtained. A reporter vector having a desired target nucleic acid sequence is prepared (S3). Next, the reporter vector is introduced into living test cells (S4). The introduction of the reporter vector into the test cells may be carried out by, for example, any known method such as electroporation, sonoporation, or lipofection, or a combination thereof. Then, under the condition that the test cells can be visually recognized one by one, the state in which the reporter vector biosynthesizes the reporter protein according to the preset conditions is maintained in the test cells (S5). For example, the test cell is cultured for an arbitrary time in a state where the replication initiation protein is present in the nucleus of the test cell. The arbitrary time may be, for example, the time for cell division and proliferation. During this culture period, the test cells are observed as necessary. Next, the amount of reporter protein is measured (S6). If necessary, separately, the results obtained from the control cells by the same method, that is, the detected amount of the reporter protein and the results obtained by (S6) are compared (S7). For example, when the reporter protein mass of the test cell is larger than the reporter protein mass of the control cell, it is determined that the transcriptional activity in the homologous sequence of the target nucleic acid sequence is high. When the reporter protein mass of the test cell is smaller than the reporter protein mass of the control cell, it is determined that the transcriptional activity in the homologous sequence of the target nucleic acid sequence is low. The reporter protein mass of the control cell may be measured in advance.

他方、レポーター蛋白質量を測定した同じ細胞について、被検細胞の画像を非侵襲的光学的手法で取得する(S8)。さらに対照細胞の画像と比較する(S9)。これにより被検細胞の形態的特性を判定する。例えば、被検細胞の長径に対する短径の比率(例えば、アスペクト比)が、対照細胞の長径に対する短径の比率と有意に異なる場合には、被検細胞の形態が変化したと判定する。 On the other hand, for the same cells whose reporter protein mass was measured, images of the test cells are acquired by a non-invasive optical method (S8). Further, it is compared with the image of the control cell (S9). Thereby, the morphological characteristics of the test cells are determined. For example, when the ratio of the minor axis to the major axis of the test cell (for example, the aspect ratio) is significantly different from the ratio of the minor axis to the major axis of the control cell, it is determined that the morphology of the test cell has changed.

ここで、対照細胞のデータを得る工程は、検査の度に行ってもよく、予め対象細胞のデータを得ておき、それを対象細胞からの基準データとして使用してもよい。また、転写活性特性に関するデータと、形態的特性に関するデータとを得る順番は、何れか先であってもよい。即ち、転写活性特性に関するデータを得た後に、形態的特性に関するデータを得てもよく、転写活性特性に関するデータを得る前に、形態的特性に関するデータを得てもよい。或いは転写活性特性に関するデータを得る前後に、形態的特性に関するデータを得てもよい。更に、これらの工程を繰り返す、或いは経時的に行ってもよい。 Here, the step of obtaining the data of the control cell may be performed every time the test is performed, or the data of the target cell may be obtained in advance and used as the reference data from the target cell. In addition, the order in which the data on the transcriptional activity characteristics and the data on the morphological characteristics are obtained may be in any order. That is, the data on the morphological characteristics may be obtained after obtaining the data on the transcriptional activity characteristics, or the data on the morphological characteristics may be obtained before obtaining the data on the transcriptional activity characteristics. Alternatively, data on morphological properties may be obtained before and after obtaining data on transcriptional activity properties. Further, these steps may be repeated or may be performed over time.

次に、被検細胞について、転写活性および形態の2つの指標に基づいて、被検細胞の細胞特性を判定する(S10)。被検細胞の細胞特性の判定は、検査毎に得た対照細胞からのデータと比較することにより行ってもよく、予め用意された対照細胞からのデータと比較することにより行ってもよく、或いは予め用意された対照細胞からのデータに基づいて作製した基準値との比較により行ってもよい。 Next, with respect to the test cells, the cell characteristics of the test cells are determined based on two indexes of transcriptional activity and morphology (S10). The cell characteristics of the test cells may be determined by comparing with the data from the control cells obtained for each test, by comparing with the data from the control cells prepared in advance, or by comparing with the data from the control cells prepared in advance. It may be performed by comparison with the reference value prepared based on the data from the control cells prepared in advance.

レポーターベクターから発現されたレポーター蛋白質の検出方法について以下に説明する。レポーター遺伝子として発光蛋白質遺伝子や、蛍光蛋白質遺伝子、発色蛋白質遺伝子、活性酸素生成酵素遺伝子または重金属結合蛋白質遺伝子などが選択可能である。発光蛋白質遺伝子は、発光反応を触媒する酵素蛋白質をコードする遺伝子である。発光蛋白質遺伝子としては、例えば、ルシフェラーゼ遺伝子が挙げられる。ルシフェラーゼ遺伝子の翻訳産物であるルシフェラーゼは、基質の一種であるルシフェリンを用いて発光反応を行う。 The method for detecting the reporter protein expressed from the reporter vector will be described below. As the reporter gene, a luminescent protein gene, a fluorescent protein gene, a coloring protein gene, an active oxygen producing enzyme gene, a heavy metal binding protein gene, or the like can be selected. A luminescent protein gene is a gene encoding an enzyme protein that catalyzes a luminescent reaction. Examples of the luminescent protein gene include a luciferase gene. Luciferase, which is a translation product of the luciferase gene, undergoes a luminescence reaction using luciferin, which is a kind of substrate.

更なる発色蛋白質遺伝子としては、例えば、β−ガラクトシダーゼ遺伝子が挙げられる。β−ガラクトシダーゼ遺伝子の翻訳産物であるβ−ガラクトシダーゼは、5−ブルモー4−クロロー3−インドリル−β−D−ガラクトピラノシド(X−Gal)やo−ニトロフェニル−β−D−ガラクトピラノシド(ONPG)などの基質を用いて発色反応を行う。 Further chromogenic protein genes include, for example, the β-galactosidase gene. Β-galactosidase, which is a translation product of the β-galactosidase gene, is 5-bulmo 4-chloro-3-indrill-β-D-galactopyranoside (X-Gal) or o-nitrophenyl-β-D-galactopyrano. The color development reaction is carried out using a substrate such as sid (ONPG).

具体的には、レポーター遺伝子がルシフェラーゼ遺伝子の場合、被検細胞に基質を加えた後に、レポーター遺伝子からの蛋白が合成された後に発光強度を測定すればよい。レポーター遺伝子が蛍光蛋白質遺伝子の場合、例えば、被検細胞に特定波長の光を照射し、被検細胞内において蛍光蛋白質から発生される蛍光の強度を蛍光測定装置により測定してもよい。活性酸素生成酵素遺伝子は、活性酸素を生成する酵素をコードする遺伝子である。活性酸素生成酵素遺伝子としては、例えば、一酸化窒素合成酵素遺伝子やキサンチンオキシダーゼ遺伝子などが挙げられる。一酸化窒素合成酵素遺伝子の翻訳産物である一酸化窒素合成酵素とキサンチンオキシダーゼ遺伝子の翻訳産物であるキサンチンオキシダーゼとは、活性酸素を生成する。活性酸素は、電子スピン共鳴装置(ESR装置)などで検出することができる。ESR装置による方法では、活性酸素の発生量を直接的に測定してもよいし、特異的なスピントラップ剤を利用して測定してもよい。スピントラップ剤を利用する場合には、まず、活性酸素生成酵素をスピントラップ剤でトラップしてから、トラップされた活性酸素生成酵素から発生される活性酸素の発生量を測定する。重金属結合蛋白質遺伝子は、重金属に特異的に結合する蛋白質をコードする遺伝子である重金属に結合された蛋白質の生成量は、例えば、磁気共鳴イメージング装置、核医学診断装置またはX線コンピュータ断層撮影装置により行われればよい。 Specifically, when the reporter gene is a luciferase gene, the luminescence intensity may be measured after the substrate is added to the test cells and the protein from the reporter gene is synthesized. When the reporter gene is a fluorescent protein gene, for example, the test cell may be irradiated with light of a specific wavelength, and the intensity of fluorescence generated from the fluorescent protein in the test cell may be measured by a fluorescence measuring device. The active oxygen-producing enzyme gene is a gene encoding an enzyme that produces active oxygen. Examples of the active oxygen-producing enzyme gene include a nitric oxide synthase gene and a xanthine oxidase gene. Nitric oxide synthase, which is a translation product of the nitric oxide synthase gene, and xanthine oxidase, which is a translation product of the xanthine oxidase gene, generate active oxygen. Active oxygen can be detected by an electron spin resonance apparatus (ESR apparatus) or the like. In the method using an ESR device, the amount of active oxygen generated may be measured directly, or may be measured using a specific spin trap agent. When using a spin trapping agent, first, the active oxygen-producing enzyme is trapped with the spin-trapping agent, and then the amount of active oxygen generated from the trapped active oxygen-producing enzyme is measured. The heavy metal binding protein gene is a gene encoding a protein that specifically binds to a heavy metal. The amount of the protein bound to the heavy metal is determined by, for example, a magnetic resonance imaging device, a nuclear medicine diagnostic device, or an X-ray computed tomography device. It should be done.

重金属結合蛋白質の発生量の検出は、例えば、以下のように行われる。まず、測定可能な重金属を予め被検細胞の培養液に加える。次に、必要に応じて被検細胞を洗浄した後に、被検細胞から重金属結合蛋白質を抽出し、得られた重金属結合蛋白質を定量する。或いは、被検細胞の培養液に対して重金属を加える。次にこの被検細胞を画像診断装置により撮像し、得られた画像から、重金属の結合している重金属結合蛋白質を検出または定量する。なお、重金属結合蛋白質は、被検細胞の内部で発現させてもよいし、被検細胞の外表面で発現させてもよい。例えば、MRI撮像では、造影効果が高いためにガドリニウム化合物が好ましく使用される。ガドリニウム化合物は、例えば、ガドリニウム、ガドリニウムイオン、ガドリニウム錯体、それらの塩およびそれらの誘導体、これらの何れかを含む誘導体、またはガドリニウム化合物の類似物などからなる金属化合物であればよい。 The detection of the amount of heavy metal-binding protein generated is performed, for example, as follows. First, a measurable heavy metal is added to the culture medium of the test cells in advance. Next, after washing the test cells as needed, the heavy metal-binding protein is extracted from the test cells, and the obtained heavy metal-binding protein is quantified. Alternatively, a heavy metal is added to the culture medium of the test cells. Next, the test cells are imaged with an image diagnostic apparatus, and the heavy metal-binding protein to which the heavy metal is bound is detected or quantified from the obtained image. The heavy metal binding protein may be expressed inside the test cell or may be expressed on the outer surface of the test cell. For example, in MRI imaging, a gadolinium compound is preferably used because of its high contrast effect. The gadolinium compound may be, for example, a metal compound consisting of gadolinium, gadolinium ion, gadolinium complex, salts thereof and derivatives thereof, derivatives containing any of these, or analogs of gadolinium compounds.

このような被検細胞の細胞特性を判定する方法では、被検細胞のプロモーター活性特性と、その同じ被検細胞の形態的特性とを判定し、それにより総合的な被検細胞の細胞特性を判定する。これにより、より高精度で細胞の特性を判定することが可能となる。 In such a method for determining the cell characteristics of the test cells, the promoter activity characteristics of the test cells and the morphological characteristics of the same test cells are determined, thereby determining the overall cell characteristics of the test cells. judge. This makes it possible to determine the characteristics of cells with higher accuracy.

上述の例では、(S7)および(S9)において対照細胞との比較を行っている。しかしながら、(S1)〜(S6)において被検細胞のプロモーター活性特性を特定し、対照細胞の比較を行わずに、(S8)において形態的特性を特定し、これらの結果から、被検細胞の特性を判定してもよい。 In the above example, comparison with control cells is performed in (S7) and (S9). However, the promoter activity characteristics of the test cells were specified in (S1) to (S6), and the morphological characteristics were specified in (S8) without comparing the control cells. From these results, the test cells of the test cells were identified. The characteristics may be determined.

例えば、被検細胞の細胞特性の判定は、予め設計されたレポーターベクターの構成に応じて、即ち、予め選択された「特定の条件」に応じて、その細胞が特定の条件下にあるのか否かを特定することと、形態学的な特徴を特定することにより行ってもよい。 For example, the determination of cell characteristics of a test cell depends on the constitution of a pre-designed reporter vector, that is, whether or not the cell is under a specific condition according to a preselected "specific condition". This may be done by identifying the cell and by identifying the morphological features.

従来では、細胞特性を判定するためにレポーターベクターを使用する場合、観察されるべき細胞の形態については重要視されていない。これは、PCRやFACSでは、形態が重視されないことと同様の理由によると考えられる。しかしながら、レポーターベクターを使用して得られた情報のみから細胞特性を判定する場合、例えば、レポーター遺伝子の発現頻度によっては十分でないことがある。実施形態に従い、プロモーターアッセイの結果と、細胞形態を同時に観察し、それにより被検細胞の細胞特性を判定することにより、より効率的に、またより正確に細胞特性を判定することができる。 Conventionally, when a reporter vector is used to determine cell properties, the morphology of the cells to be observed has not been emphasized. This is considered to be due to the same reason that morphology is not emphasized in PCR and FACS. However, when determining cell characteristics from only the information obtained using a reporter vector, for example, the frequency of expression of the reporter gene may not be sufficient. According to the embodiment, the cell characteristics can be determined more efficiently and more accurately by simultaneously observing the result of the promoter assay and the cell morphology and thereby determining the cell characteristics of the test cells.

遺伝子発現および発現制御に関する情報は、上述したようなレポーターベクターを使用し、検出可能な信号を指標にして得る。形態学的な情報は、被検細胞の所望の形態的特徴を検出可能な装置を用いて観察することより得られてもよい。形態的特徴の観察は、細胞の輪郭、細胞の大きさ、核の輪郭、核の大きさおよび核の数などに関して予め定められた特徴点を検出することにより行ってもよい。それらの特徴点の検出は、例えば、顕微鏡下で明視野画像を撮像し、得られた明視野画像に含まれる個々の細胞について行われてよい。また検出されるべき特徴点は、例えば、明視野画像などの画像中の位置情報と結び付けて示された輝度として得られてもよい。またそれは、例えば、画像中の位置情報と位置毎の輝度とを含むテーブルとして得られてもよい。更に、特徴点は、例えば、画像中の位置情報および輝度などの数値を予め定められた解析法により解析して得られた数値であってもよい。 Information on gene expression and expression control can be obtained using a reporter vector as described above and using a detectable signal as an index. Morphological information may be obtained by observing the desired morphological features of the test cells using a detectable device. Observation of morphological features may be performed by detecting predetermined feature points regarding cell contour, cell size, nucleus contour, nucleus size, number of nuclei, and the like. Detection of these feature points may be performed, for example, on individual cells contained in the obtained bright-field image obtained by imaging a bright-field image under a microscope. Further, the feature point to be detected may be obtained as the brightness indicated in combination with the position information in the image such as a bright field image. Further, it may be obtained as, for example, a table including position information in an image and brightness for each position. Further, the feature point may be, for example, a numerical value obtained by analyzing numerical values such as position information and brightness in an image by a predetermined analysis method.

形態学的特徴は、例えば、被検細胞の面積、被検細胞の面積に対する核の面積の比率、被検細胞の長径に対する短径の比率、被検細胞における核の数または被検細胞の辺縁部の特徴、例えば、辺縁部のコントラスト比などであってもよい。これらは、非侵襲性光学的撮像方法によって得られる。例えば、ハイパースペクトルイメージング法、位相差顕微法または微分干渉法などによってこれらの情報を得てもよい。 Morphological features include, for example, the area of the test cell, the ratio of the area of the nucleus to the area of the test cell, the ratio of the minor axis to the major axis of the test cell, the number of nuclei in the test cell, or the side of the test cell. It may be a feature of the edge portion, for example, a contrast ratio of the edge portion. These are obtained by non-invasive optical imaging methods. For example, such information may be obtained by a hyperspectral imaging method, a phase contrast microscopy method, a differential interference contrast method, or the like.

例えば、明視野で形態学的観察を行う場合、近赤外領域の波長を有する光を照射して行うことが好ましい。例えば、近赤外領域の波長を有する光は、700nm〜750nmの波長を有する近赤外光または350nm〜1050nmのマルチスペクトル光が好ましい。例えば、被検細胞に対して近赤外領域の波長の光を照射し、その光の反射または吸収、例えば、反射率または吸収率を指標に被検細胞の形態学的情報を得ればよい。 For example, when morphological observation is performed in a bright field, it is preferable to irradiate light having a wavelength in the near infrared region. For example, the light having a wavelength in the near infrared region is preferably near infrared light having a wavelength of 700 nm to 750 nm or multispectral light having a wavelength of 350 nm to 750 nm. For example, the test cell may be irradiated with light having a wavelength in the near infrared region, and the reflection or absorption of the light, for example, the reflectance or absorption rate may be used as an index to obtain morphological information of the test cell. ..

プロモーターアッセイの結果と形態学的特徴とから被検細胞について細胞特性を判定することにより、偽陽性や偽陰性を回避し易くなり、またより精度よく病理検査を行うことが可能となる。また、従来に比べて、より効率的に、例えば疾患に関連する細胞特性を有する細胞を検出できる。 By determining the cell characteristics of the test cells from the results of the promoter assay and the morphological characteristics, it becomes easier to avoid false positives and false negatives, and it becomes possible to perform pathological examinations with higher accuracy. In addition, cells having cell characteristics related to, for example, diseases can be detected more efficiently than in the past.

被検細胞の細胞特性を判定する方法は、レポーターベクターからの信号を検出し、被検細胞の形態学的特徴を得るために、例えば、発光顕微鏡、蛍光発光顕微鏡など、CCDイメージセンサまたはCMOSイメージセンサなどの撮像機能を備えた蛍光イメージング装置、発光イメージング装置、蛍光発光イメージング装置、磁気共鳴イメージング装置、核医学診断装置またはX線コンピュータ断層撮影装置などを備えた装置を用いて行われてもよい。これらの装置は、被検細胞の形態学的特徴を観察するために、例えば、被検細胞の輪郭や各の輪郭や、予め定められた形態学的な特徴点を明らかにできる検出器を更に備えていてもよい。 A method for determining the cell properties of a test cell is to detect a signal from a reporter vector and obtain a morphological feature of the test cell, for example, a CCD image sensor or a CMOS image such as a luminescent microscope or a fluorescence microscope. This may be performed using a device equipped with a fluorescence imaging device having an imaging function such as a sensor, a light emission imaging device, a fluorescence light emission imaging device, a magnetic resonance imaging device, a nuclear medicine diagnostic device, an X-ray computer tomography device, or the like. .. These devices further provide a detector capable of revealing, for example, the contours of the test cells, the contours of each, and predetermined morphological features in order to observe the morphological features of the test cells. You may have.

1つの実施形態において、レポーターベクターからの信号の検出と形態学的特徴の取得とは、1つの被検細胞について行われてもよく、複数の被検細胞について細胞毎に行われてもよく、複数の被検細胞を含むグループについてグループ毎に行われてもよい。例えば、レポーター蛋白質からの信号を検出するために発光顕微鏡を用いて発光画像を撮像する場合、発光画像に加えて、発光画像の撮像の前または後に、同じ視野で明視野画像を撮像することにより形態学的な特徴を得ればよい。そうして得られた発光画像と明視野画像とを重ね合せる(マージする)ことにより、1つ被検細胞について、または複数の被検細胞について細胞毎またはグループ毎に、遺伝子発現または発現制御に関する情報と形態学的情報とを得ることができる。 In one embodiment, the detection of the signal from the reporter vector and the acquisition of morphological features may be performed on one test cell or on a cell-by-cell basis for multiple test cells. It may be performed for each group for a group containing a plurality of test cells. For example, when an luminescent image is imaged using a luminescent microscope to detect a signal from a reporter protein, the bright field image is captured in the same field of view before or after imaging the luminescent image in addition to the luminescent image. Morphological features may be obtained. By superimposing (merging) the luminescent image and the bright-field image thus obtained, gene expression or expression control is related to one test cell or a plurality of test cells for each cell or group. Information and morphological information can be obtained.

レポーター蛋白質からの信号は、例えば、次のような過程を経て被検細胞において生じる。被検細胞へのレポーターベクターの導入時から、被検細胞内の環境に応じて転写制御配列が活性化され、プロモーター活性が示された後に、レポーター遺伝子の転写および転写物の翻訳によってレポーター蛋白質が発現する。必要に応じて、例えば、レポーター蛋白質が発光酵素である場合には、基質を添加した後にそれらが反応して生じる。従って、レポーター蛋白質からの信号は、それが観察されるために必要な所定の時間が経過した時点で測定すればよい。例えば、8時間〜72時間の間の何れかの時点で1回または複数回で行われてもよく、8時間〜48時間または48時間〜72時間の何れかの時点で1回または複数回で行われてもよい。 The signal from the reporter protein is generated in the test cell through the following process, for example. From the time of introduction of the reporter vector into the test cell, the transcription control sequence is activated according to the environment in the test cell, and after the promoter activity is shown, the reporter protein is released by transcription of the reporter gene and translation of the transcript. Express. If desired, for example, if the reporter proteins are luciferases, they will react after the addition of the substrate. Therefore, the signal from the reporter protein may be measured after the predetermined time required for it to be observed. For example, it may be performed once or multiple times at any time between 8 hours and 72 hours, and once or multiple times at any time between 8 hours and 48 hours or 48 hours and 72 hours. It may be done.

形態学的特徴の取得は、レポーター蛋白質からの信号を検出する前であっても、後であってもよく、或いは信号検出と同時であってもよい。また、レポーター蛋白質からの信号の検出または測定は1時点、複数時点または継続して行われてもよい。同様に形態的特徴の取得についても取得点は1時点、複数時点または継続して行われてもよい。 Acquisition of morphological features may be before or after detecting the signal from the reporter protein, or may be simultaneous with signal detection. Also, the detection or measurement of the signal from the reporter protein may be performed at one time point, at multiple time points or continuously. Similarly, for the acquisition of morphological features, the acquisition points may be performed at one time point, at a plurality of time points, or continuously.

形態学的特徴を取得するために、核を染色してもよい。核の染色は、色素、例えば、蛍光色素を用いて行えばよい。形態学的特徴は、未染色の被検細胞から得ても、染色された被検細胞から得てもよく、1つの被検細胞について無染色時と染色時との両方について得てもよい。核を染色する場合、核の観察に先駆けて、DAPI、ヘキスト33258またはヘキスト33342などの蛍光色素を被検細胞の核に取り込ませればよい。この場合、例えば、明視野画像、発光画像および蛍光画像を撮像可能な装置を使用し、被検細胞について、最初に明視野画像を撮像し、次に発光画像を撮像し、その後に蛍光色素を試料に添加して核を染色した後に蛍光画像を撮像すればよい。明視野画像、発光画像および蛍光画像を互いに重ね合せることによって、より正確且つ迅速な病理検査を行うことも可能である。 The nucleus may be stained to obtain morphological features. Nucleus staining may be carried out using a dye, for example, a fluorescent dye. Morphological features may be obtained from unstained test cells or from stained test cells, or one test cell may be obtained both unstained and stained. When staining the nucleus, a fluorescent dye such as DAPI, Hoechst 33258 or Hoechst 33342 may be incorporated into the nucleus of the test cell prior to observing the nucleus. In this case, for example, using a device capable of capturing a bright-field image, a luminescent image, and a fluorescent image, the test cell is first imaged with a bright-field image, then with a luminescent image, and then with a fluorescent dye. A fluorescence image may be taken after adding to the sample and staining the nucleus. It is also possible to perform a more accurate and rapid pathological examination by superimposing the bright-field image, the luminescent image, and the fluorescence image on each other.

レポーターベクターの被検細胞への導入は、明視野画像の撮像前に行われることが好ましい。また、複数の視野について、それぞれ明視野画像、発光画像および蛍光画像を撮像し、複数の視野からそれぞれに得られた結果を平均してもよい。また例えば、最初に低倍率で任意の視野を観察および任意に撮像し、そこに含まれる一部分の領域をより高い倍率で観察および任意に撮像してもよい。また例えば、試料に含まれる全被検細胞のうち、どの程度の割合の細胞が特定の条件を満たしているのか、およびどの程度の割合の細胞が形態的に異常であるのかを算出してもよい。 The introduction of the reporter vector into the test cells is preferably performed before imaging the bright field image. Further, a bright field image, a light emitting image and a fluorescence image may be taken for each of the plurality of fields of view, and the results obtained from each of the plurality of fields of view may be averaged. Further, for example, an arbitrary field of view may be observed and arbitrarily imaged at a low magnification first, and a part of a region included therein may be observed and arbitrarily imaged at a higher magnification. Also, for example, even if it is calculated how many cells among all the test cells contained in the sample satisfy a specific condition and how many cells are morphologically abnormal. Good.

例えば、好ましい実施形態では、明視野で未染色の被検細胞群を撮像し、続いて暗視野で、その同じ被検細胞群の発光画像を撮像し、次に被検細胞群の核を蛍光色素で染色した後に、その同じ被検細胞群の蛍光画像を撮像する。このように、明視野画像、発光画像および蛍光画像の順番で撮像し、得られた全ての結果から被検細胞の細胞特性が判定されてもよい。また、また、明視野画像、発光画像および蛍光画像を互いに重ね合せて得たマージ画像を用いて細胞特性を判定してもよい。このような実施形態により、より正確且つ迅速な病理検査を行うことが可能である。 For example, in a preferred embodiment, an unstained test cell group is imaged in the bright field, then a luminescent image of the same test cell group is imaged in the dark field, and then the nucleus of the test cell group is fluorescent. After staining with the dye, a fluorescent image of the same cell group to be examined is taken. In this way, the cell characteristics of the test cells may be determined from all the results obtained by imaging the bright field image, the luminescent image, and the fluorescence image in this order. Further, the cell characteristics may be determined using a merged image obtained by superimposing a bright field image, a luminescent image, and a fluorescence image on each other. According to such an embodiment, it is possible to perform a more accurate and rapid pathological examination.

このような方法により、可能な限り生きたままの状態で被検細胞の細胞特性に関する情報を得ることが可能となる。これによって、より正確な病理検査を行うことが可能である。 By such a method, it is possible to obtain information on the cell characteristics of the test cells as alive as possible. This makes it possible to perform a more accurate pathological examination.

このような細胞特性を判定する方法により得た被検細胞に関する結果に基づいて、被検細胞が由来する対象の特定の疾患である可能性に大きさを判定することも可能である。また、細胞特性を判定する方法により得た被検細胞に関する結果に基づいて、被検細胞が由来する対象の特定の疾患を診断してもよい。 Based on the results regarding the test cells obtained by such a method for determining cell characteristics, it is also possible to determine the size of the possibility that the test cells are a specific disease of the target from which the test cells are derived. In addition, a specific disease of the target from which the test cells are derived may be diagnosed based on the results regarding the test cells obtained by the method for determining the cell characteristics.

3.疾患の検査方法
細胞特性を判定することにより、対象からの試料を用いて特定の疾患の検査を行ってもよい。そのような疾患の検査方法も実施形態として提供される。例えば、実施形態によれば、被検細胞が特定の疾患に関連した細胞特性を有するか否かを知ることができる。例えば、予め特定の細胞特性と特定の疾患とを結び付けておき、被検細胞がその特定の細胞特性を有すると判定されたときに対象が特定の疾患である可能性が高いと予測してもよい。
3. 3. Disease Testing Method A specific disease may be tested using a sample from a subject by determining cell characteristics. Testing methods for such diseases are also provided as embodiments. For example, according to embodiments, it is possible to know whether a test cell has cell properties associated with a particular disease. For example, even if a specific cell characteristic is linked to a specific disease in advance and the test cell is determined to have the specific cell characteristic, it is predicted that the target is likely to have the specific disease. Good.

疾患の検査方法は、上述したような細胞特性を判定する方法を含めばよく、且つプロモーター活性が活性化する特定の条件が、検査されるべき疾患に関連した条件であればよい。疾患に関連した条件とは、特定の疾患の前段階または発症の指標となる条件であればよい。 The disease testing method may include the method for determining cell characteristics as described above, and the specific condition for activating the promoter activity may be a condition related to the disease to be tested. The disease-related condition may be a condition that is an indicator of the pre-stage or onset of a specific disease.

特定の疾患の例は、癌、精神疾患、生活習慣病、神経疾患、自己免疫疾患、および循環器疾患などであってもよく、或いは前疾患状態、例えば、前癌状態、前糖尿病状態などであってもよいが、これらに限定されるものではない。 Examples of specific diseases may be cancer, mental illness, lifestyle-related diseases, neurological diseases, autoimmune diseases, cardiovascular diseases, etc., or pre-illness states such as pre-cancerous state, pre-diabetic state, etc. There may be, but it is not limited to these.

「対象」とは、主にヒトを含む哺乳類、家畜、愛玩動物および産業用動物などの個体であってもよく、対象から得た器官、臓器、組織または細胞群であってもよい。「被検細胞」とは、対象に含まれた状態の細胞であってもよく、組織に含まれた状態の細胞であってもよく、単離された細胞であってもよい。好ましくは「被検細胞」とは、単離された細胞である。 The "subject" may be an individual such as a mammal including mainly humans, livestock, pet animals and industrial animals, or may be an organ, organ, tissue or cell group obtained from the subject. The "test cell" may be a cell in a state contained in a subject, a cell in a state contained in a tissue, or an isolated cell. Preferably, the "test cell" is an isolated cell.

また、実施形態によれば、上記の実施形態により判定された細胞特性に基づいて、更に対象について疾患の診断を行ってもよい。診断は、予め設計されたレポーターベクターの活性化される特定の条件が、どのような細胞の状況または状態を示唆しているのかに応じて行われてもよい。 Further, according to the embodiment, the disease may be further diagnosed for the subject based on the cell characteristics determined by the above embodiment. Diagnosis may be made depending on what particular cellular conditions or conditions in which the pre-designed reporter vector is activated suggest.

被検細胞についての細胞特性を判定する方法は、採取された被検細胞についてインビトロで行われる。即ち、当該方法は、対象から採取された被検細胞について行われればよい。当該方法により得られた細胞の転写活性に関する遺伝情報と形態に関する情報に基づいて、対象における疾患の診断方法として利用することも可能である。診断方法は、検出対象である個体、器官、臓器、組織、細胞群および/または単一細胞などに対して自己複製ベクターを導入する。その後、レポーター蛋白質からの信号の検出と形態学的情報を得ればよい。 The method for determining the cell characteristics of the test cells is performed in vitro for the collected test cells. That is, the method may be performed on the test cells collected from the subject. It can also be used as a method for diagnosing a disease in a subject based on the genetic information on the transcriptional activity of cells and the information on the morphology obtained by the method. The diagnostic method introduces a self-replicating vector into an individual, organ, organ, tissue, cell group and / or single cell to be detected. After that, the signal from the reporter protein may be detected and morphological information may be obtained.

4.薬物のスクリーニング方法
被検細胞の細胞特性を判定する方法を利用して、特定の疾患を治療または予防するための薬物をスクリーニングすることもできる。例えば、スクリーニングされるべき薬物で処理した薬物処理細胞群と、薬物を処理しない病態細胞群とを用意し、これらの2つの細胞群についてそれぞれ細胞特性を判定し、得られた結果を比較すればよい。病態細胞群は、治療されるべき病態を有する細胞に特徴的な細胞特性、即ち、病態細胞特性を有すればよい。このような病態細胞特性が、薬物処理により治療されたか否かを指標に薬物のスクリーニングを行えばよい。また、薬物処理細胞群および病態細胞群に加えて、正常細胞群を用意し、正常な細胞の細胞特性を判定してもよい。正常な細胞の細胞特性は、薬物のスクリーニングを行う際にコントロールとして使用してもよい。正常な細胞の細胞特性は、薬物のスクリーニングに並行して判定されてもよく、予め判定しておいてもよい。
4. Drug screening method A method for determining the cell characteristics of a test cell can also be used to screen a drug for treating or preventing a specific disease. For example, if a drug-treated cell group treated with a drug to be screened and a pathological cell group not treated with a drug are prepared, the cell characteristics of each of these two cell groups are determined, and the obtained results are compared. Good. The pathological cell group may have cell characteristics characteristic of cells having a pathological condition to be treated, that is, pathological cell characteristics. Drug screening may be performed using whether or not such pathological cell characteristics have been treated by drug treatment as an index. Further, in addition to the drug-treated cell group and the pathological cell group, a normal cell group may be prepared and the cell characteristics of the normal cell may be determined. The cellular properties of normal cells may be used as a control when screening for drugs. The cellular properties of normal cells may be determined in parallel with drug screening or may be determined in advance.

5.被検細胞の細胞特性を判定する装置
実施形態に従う被検細胞の細胞特性を判定する装置について図5を用いて説明する。図5は、装置70の概略を示すブロック図である。装置70は、被検細胞の転写活性と形態的特性とを計測し、それに基づいて細胞特性を判定する装置の1例である。
5. Device for determining cell characteristics of test cells A device for determining cell characteristics of test cells according to an embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a block diagram showing an outline of the device 70. The device 70 is an example of a device that measures the transcriptional activity and morphological characteristics of a test cell and determines the cell characteristics based on the measurement.

装置70は、細胞分離ユニット71と、DNA導入ユニット72と、測定ユニット73と、これらの下方に連続して配置されたステージ74とを含む。細胞分離ユニット71、DNA導入ユニット72および測定ユニット73は、1つのステージ74を共有し、このステージ74によって、この順番で連絡している。言い換えれば、ステージ74の上方に細胞分離ユニット71と、DNA導入ユニット72と、測定ユニット73とが上流から下流に向けてこの順番で配置される。 The device 70 includes a cell separation unit 71, a DNA introduction unit 72, a measurement unit 73, and a stage 74 continuously arranged below them. The cell separation unit 71, the DNA introduction unit 72, and the measurement unit 73 share one stage 74 and are communicated in this order by the stage 74. In other words, the cell separation unit 71, the DNA introduction unit 72, and the measurement unit 73 are arranged above the stage 74 in this order from upstream to downstream.

細胞分離ユニット71は、対象から得た検体から、試験されるべき細胞を分離するための分離器75を含む。分離器75は、対象から得た検体を受ける受容器76aと、受容器76aで受け取った検体について消化などを行う処理器76bと、処理器76bで処理された処理済み検体から試験されるべき細胞を分離するための分離部77とを備える。受容器76aと処理器76bと分離部77は、互いに内径の異なる3つの中空の筒状体が上から下へと向けてこの順番で積み重なり、互いに液密に一体化されてなる。受容器76aと処理器76bと分離部77との各境界部は、弁により開閉可能に液絡されている。受容器76aは上部が開口したテーパのある筒状体であり、開閉可能な蓋を備える。受容器76aと処理器76bとの境界は、弁が液密に閉じる。この弁が閉じたときには、これは受容器76aの底となる。処理器76bは、受容器76aの下端と連続する筒状体である。受容器76aとの境界部の弁が液密に閉じたときには、処理器76bは有蓋となる。分離部77との境界部の弁が閉じたときには、処理器76bは有底となる。分離部77は、その内壁が処理器76bの内壁から液密に連続している筒状体であり、その下端には弁が設けられている。この弁が液密に閉じて、分離部77は有底となる。分離部77内部には、分離材が固定されている。装置70の使用時には、分離部77底の下方のステージ74上に、容器78が載置される。容器78は、分離された被検細胞79を含む試料を分離部77から受け取り、収容する容器78である。ここで、処理器76bは、その内部に含む検体に対して消化および生化学反応などの所望の処理を行う加熱および/または恒温機構を備えてもよい。また、分離材は、処理器76bからの下りてきた検体から、被検細胞を含む試料を分離、採取する部材であってもよく、または処理器76bからの下りてきた検体から、夾雑物を取り除く部材であってもよい。分離材は、分離部77の中心軸に交差する面に沿って広がり分離部77の内壁の円周に亘って固定されていてよい。分離材は、例えば、フィルター、メンブランおよび/または磁石などであってもよい。 The cell separation unit 71 includes a separator 75 for separating cells to be tested from a sample obtained from a subject. The separator 75 is a receptor 76a that receives a sample obtained from a subject, a processor 76b that digests the sample received by the receptor 76a, and cells to be tested from the processed sample processed by the processor 76b. It is provided with a separation unit 77 for separating the above. The receptor 76a, the processor 76b, and the separation unit 77 are formed by stacking three hollow tubular bodies having different inner diameters in this order from top to bottom and liquid-tightly integrating them with each other. Each boundary between the receptor 76a, the processor 76b, and the separation portion 77 is entwined with a valve so as to be openable and closable. The receiver 76a is a tapered tubular body with an open top and has a lid that can be opened and closed. At the boundary between the receptor 76a and the processor 76b, the valve closes liquid-tightly. When this valve closes, it becomes the bottom of receptor 76a. The processor 76b is a tubular body continuous with the lower end of the receptor 76a. When the valve at the boundary with the receptor 76a is closed liquidtightly, the processor 76b is covered. When the valve at the boundary with the separating portion 77 is closed, the processor 76b becomes bottomed. The separation portion 77 is a tubular body whose inner wall is liquidtightly continuous from the inner wall of the processor 76b, and a valve is provided at the lower end thereof. The valve closes liquidtightly and the separation part 77 becomes bottomed. A separating material is fixed inside the separating portion 77. When the device 70 is used, the container 78 is placed on the stage 74 below the bottom of the separation portion 77. The container 78 is a container 78 that receives a sample containing the separated test cells 79 from the separation unit 77 and stores the sample. Here, the processor 76b may be provided with a heating and / or constant temperature mechanism for performing a desired treatment such as digestion and biochemical reaction on the sample contained therein. Further, the separating material may be a member for separating and collecting a sample containing a test cell from a sample descended from the processor 76b, or a contaminant may be removed from the sample descended from the processor 76b. It may be a member to be removed. The separating material may spread along a surface intersecting the central axis of the separating portion 77 and may be fixed over the circumference of the inner wall of the separating portion 77. The separating material may be, for example, a filter, a membrane and / or a magnet.

分離器75で分離された被検細胞79を含む試料は、ステージ74上に載置された容器78に収容される。被検細胞を収容する容器78は、DNA導入ユニット72に送られる。 The sample containing the test cells 79 separated by the separator 75 is housed in a container 78 placed on the stage 74. The container 78 containing the test cells is sent to the DNA introduction unit 72.

DNA導入ユニット72は、容器78に収容された被検細胞に対してレポーターベクターを導入する制御部80と導入プローブ81とを備える。被検細胞へのレポーターベクターの導入はそれ自身公知の方法により行われてよい。制御部80と導入プローブ81は、選択された導入方法を達成するための何れかの導入機構を利用した装置であればよい。例えば、DNA導入ユニット72はエレクトロポレーションを行う装置であってもよい。その場合、制御部80はパルスジェネレーターであり、導入プローブ81は電極プローブであり、これらによってエレクトロポレーターが構成されていてもよい。更に、DNA導入ユニット72は、レポーターベクターを含む試薬を容器78に供給するためのノズルを備えてもよい(図示せず)。更にDNA導入ユニット72は、ノズルに試薬を送るための送液システム、送液システムに試薬を供給するための試薬収納容器を備えてもよい(図示せず)。 The DNA introduction unit 72 includes a control unit 80 for introducing a reporter vector into the test cells housed in the container 78, and an introduction probe 81. The introduction of the reporter vector into the test cells may be carried out by a method known per se. The control unit 80 and the introduction probe 81 may be devices that utilize any introduction mechanism for achieving the selected introduction method. For example, the DNA introduction unit 72 may be a device that performs electroporation. In that case, the control unit 80 may be a pulse generator, the introduction probe 81 may be an electrode probe, and the electroporator may be configured by these. Further, the DNA introduction unit 72 may be provided with a nozzle for supplying a reagent containing a reporter vector to the container 78 (not shown). Further, the DNA introduction unit 72 may include a liquid feeding system for feeding the reagent to the nozzle and a reagent storage container for supplying the reagent to the liquid feeding system (not shown).

また、DNA導入ユニット72は、所定の時間に亘り、所定の培養条件下で容器78内の被検細胞79を培養する培養器として機能してもよい。DNA導入ユニット72の培養は、制御部80により制御されればよい。 Further, the DNA introduction unit 72 may function as an incubator for culturing the test cells 79 in the container 78 under a predetermined culture condition for a predetermined time. The culture of the DNA introduction unit 72 may be controlled by the control unit 80.

DNA導入ユニット72において、レポーターベクターが導入された被検細胞を含む容器78は、次に測定ユニット73に送られる。 In the DNA introduction unit 72, the container 78 containing the test cells into which the reporter vector has been introduced is then sent to the measurement unit 73.

測定ユニット73は、ステージ74の一部分を上部と下部とから覆う暗箱82と、暗箱82内部に配置された光源83と、光源83の下方のステージ面に開口する窓と、窓の下方に設置された対物レンズ87を取り付けられた撮像部88と、光源83および撮像部88に連絡している制御部85と、制御部85にそれぞれ連絡した表示部84および記憶部86とを備える。例えば、測定ユニット73の光源83、対物レンズ87および撮像部88は、CCDカメラまたはCMOSカメラなどを搭載した顕微鏡に含まれて設置されてもよい。また、制御部85、表示部84および記憶部86は、これらを備えたコンピュータであってもよい。 The measurement unit 73 is installed in a dark box 82 that covers a part of the stage 74 from the upper part and the lower part, a light source 83 arranged inside the dark box 82, a window that opens on the stage surface below the light source 83, and below the window. It includes an image pickup unit 88 to which the objective lens 87 is attached, a control unit 85 that communicates with the light source 83 and the image pickup unit 88, and a display unit 84 and a storage unit 86 that communicate with the control unit 85, respectively. For example, the light source 83, the objective lens 87, and the imaging unit 88 of the measurement unit 73 may be included in a microscope equipped with a CCD camera, a CMOS camera, or the like. Further, the control unit 85, the display unit 84, and the storage unit 86 may be a computer including these.

実施形態に従う被検細胞の細胞特性を判定する装置について図6を用いて説明する。図6は、図5に示した装置70のうち、ステージについての構成のみが異なる装置の例である。この装置70では、細胞分離ユニット71と、DNA導入ユニット72と、測定ユニット73と、これらのユニットのそれぞれの下方にそれぞれ配置されたステージ74a、74b、74cとを含む。このように図6の装置70は、ステージがそれぞれのユニットに対して設けられる。ユニット間、即ち、ステージ間の移動は、手動により行ってもよく、それぞれの移動をロボットアームなどによって行ってもよい。 An apparatus for determining the cell characteristics of the test cells according to the embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is an example of the device 70 shown in FIG. 5, which differs only in the configuration of the stage. The device 70 includes a cell separation unit 71, a DNA introduction unit 72, a measurement unit 73, and stages 74a, 74b, 74c arranged below each of these units, respectively. As described above, in the device 70 of FIG. 6, a stage is provided for each unit. The movement between the units, that is, between the stages may be performed manually, or each movement may be performed by a robot arm or the like.

このような図5に示す装置70による細胞特性の判定の1例について図7を用いて説明する。まず、細胞分離ユニットに検体を持ち込む(S20)。次に、処理部で検体を処理する(S21)。S21で処理された検体から被検細胞を分離部で分離する(S22)。分離された被検細胞を容器に播種する(S23)。細胞分離ユニットからDNA導入ユニットに被検細胞を収容する容器を送る(S24)。被検細胞にレポーターベクターを導入する(S25)。被検細胞を所定の時間に亘って培養する(S26)。明視野画像を撮像する(S27)。発光画像を撮像する(S28)。明視野画像と発光画像とに基づいて細胞特性を判定する(S29)。例えば、このような細胞特性の判定は次のように行ってもよい。まず、細胞分離ユニット71の分離部77下方のステージ74上に容器78を載置する。次に、上部開口から受容器76a内に、所望により予めミンスやホモジナイズなどの前処理がなされた検体を持ち込む。これと共に、処理器76bでの処理に必要な試薬が添加される。試薬の添加は、処理器76bに開閉可能に設けられた試薬添加口から行われてよい。受容器76aの蓋を閉め、処理器76bとの境界の弁を開く。予め設定された条件に従って処理器76b内で消化処理が行われる。処理器76bは予め設定された条件を満たす環境を作り出すための温度調節器を備えてよい。次に、処理器76bと分離部77との境界の弁か解放され、処理器76b内で処理された検体が分離部77内部に送られる。分離部77の分離材を通過することにより、検体に含まれる夾雑物が除去される。分離された被検細胞を含む試料は容器78に送られて収容される。ここで、分離材を通過するのに先駆けて処理器76b内で進められた反応を止めるための反応停止試薬が検体に対して添加されてもよい。この添加は、予め分離部77内に反応停止試薬を収容されていてもよく、そのような試薬を添加するための開閉可能な試薬添加口が分離器75の何れかの位置の壁面に設けられていてもよい。 An example of determination of cell characteristics by the device 70 shown in FIG. 5 will be described with reference to FIG. First, the sample is brought into the cell separation unit (S20). Next, the sample is processed in the processing unit (S21). The test cells are separated from the sample treated in S21 at the separation unit (S22). The isolated test cells are seeded in a container (S23). A container containing the test cells is sent from the cell separation unit to the DNA introduction unit (S24). A reporter vector is introduced into the test cells (S25). The test cells are cultured for a predetermined time (S26). A bright field image is taken (S27). The luminescence image is taken (S28). The cell characteristics are determined based on the bright field image and the luminescent image (S29). For example, the determination of such cell characteristics may be performed as follows. First, the container 78 is placed on the stage 74 below the separation portion 77 of the cell separation unit 71. Next, a sample that has been pretreated, such as mince or homogenize, is brought into the receptor 76a from the upper opening, if desired. Along with this, reagents necessary for processing in the processing unit 76b are added. The reagent may be added from the reagent addition port provided in the processor 76b so as to be openable and closable. The lid of the receptor 76a is closed and the valve at the boundary with the processor 76b is opened. The digestion process is performed in the processor 76b according to preset conditions. The processor 76b may include a temperature controller to create an environment that satisfies preset conditions. Next, the valve at the boundary between the processor 76b and the separation unit 77 is released, and the sample processed in the processor 76b is sent to the inside of the separation unit 77. By passing through the separating material of the separating unit 77, impurities contained in the sample are removed. The sample containing the isolated test cells is sent to the container 78 and contained. Here, a reaction stop reagent for stopping the reaction carried out in the processor 76b prior to passing through the separating material may be added to the sample. For this addition, the reaction stop reagent may be stored in the separation unit 77 in advance, and an openable / closable reagent addition port for adding such a reagent is provided on the wall surface at any position of the separator 75. May be.

被検細胞79を含む試料を収容したままで、容器78は、DNA導入ユニット72に送られる。DNA導入ユニット72のノズルからレポーターベクターを含む試薬が容器78に添加される。導入プローブ81を容器78内の試料に接触させ、制御部80からの制御によりレポーターベクターが被検細胞79に導入される。制御部80の制御下で被検細胞79は、所定の時間に亘り、所定の培養条件下で培養される。 The container 78 is sent to the DNA introduction unit 72 while still containing the sample containing the test cells 79. A reagent containing a reporter vector is added to the container 78 from the nozzle of the DNA introduction unit 72. The introduction probe 81 is brought into contact with the sample in the container 78, and the reporter vector is introduced into the test cell 79 under the control of the control unit 80. Under the control of the control unit 80, the test cells 79 are cultured under a predetermined culture condition for a predetermined time.

その後、容器78は測定ユニット73に送られる。測定ユニット73では、容器78に収容された被検細胞79におけるレポーター蛋白質量と形態的特徴とを測定する。測定ユニット73における全ての手続きは、予め記憶部86に格納されたプログラムおよび複数の情報が纏められたテーブルに従って制御部85が制御する。例えば、光源83からの光照射、照射時間および照射間隔などの照射条件の制御、撮像部88による撮像および撮像条件の制御、撮像された画像についての画像処理および画像処理などが測定ユニット73により制御される。また、細胞特性の判定についても、予め記憶部86に格納されたプログラムに沿って、画像と細胞特性とを対応付けした情報を含むテーブルを参照して、制御部85が行う。 After that, the container 78 is sent to the measuring unit 73. The measuring unit 73 measures the reporter protein mass and morphological characteristics of the test cells 79 housed in the container 78. All procedures in the measurement unit 73 are controlled by the control unit 85 according to a table in which a program and a plurality of information stored in advance in the storage unit 86 are collected. For example, the measurement unit 73 controls light irradiation from the light source 83, control of irradiation conditions such as irradiation time and irradiation interval, control of imaging and imaging conditions by the imaging unit 88, image processing and image processing of the captured image, and the like. Will be done. Further, the control unit 85 also determines the cell characteristics by referring to the table including the information in which the image and the cell characteristics are associated with each other according to the program stored in the storage unit 86 in advance.

DNA導入ユニット72における被検細胞の培養の後、容器78は測定ユニット73に送られる。その後、光源83からの光が容器78内に照射される。容器78を通過した光は、対物レンズ87で集められ、その光から撮像部88は明視野画像を得る。その後、暗箱82内において、被検細胞に導入されたレポーター蛋白質からの光学的な信号(ここでは、1例としての発光)を、対物レンズ87を通して、撮像部88によって撮像する。光源83の光照射を止め、被検細胞からの発光が対物レンズ87で集められ、その光から撮像部88が発光画像を得る。撮像部88により得られた明視野画像および発光画像は、制御部85により画像処理されて重ね合わされて(マージされて)表示部84に表示される。制御部85では、画像の表示部84への表示と同時または表示と前後して、明視野画像および発光画像と、記憶部86に格納されたテーブルとに基づいて、被検細胞の細胞特性を判定する。この判定の結果は、マージされた画像と共に表示部84に示される。 After culturing the test cells in the DNA introduction unit 72, the container 78 is sent to the measurement unit 73. After that, the light from the light source 83 is irradiated into the container 78. The light that has passed through the container 78 is collected by the objective lens 87, and the imaging unit 88 obtains a bright field image from the light. Then, in the dark box 82, an optical signal (here, light emission as an example) from the reporter protein introduced into the test cells is imaged by the imaging unit 88 through the objective lens 87. The light irradiation of the light source 83 is stopped, the light emitted from the test cells is collected by the objective lens 87, and the imaging unit 88 obtains a light emitting image from the light. The bright field image and the light emitting image obtained by the imaging unit 88 are image-processed by the control unit 85, superposed (merged), and displayed on the display unit 84. The control unit 85 determines the cell characteristics of the test cells based on the bright-field image and the luminescent image and the table stored in the storage unit 86 at the same time as or before and after the display of the image on the display unit 84. judge. The result of this determination is shown on the display unit 84 together with the merged image.

ここでは、レポーター蛋白質からの光学的な信号として発光が生じる例を示したが、発光とは異なるレポーター蛋白質が生じる検出な可能な信号についても、撮像部88を構成する検出装置を交換することにより同様に測定することが可能である。 Here, an example in which light emission is generated as an optical signal from the reporter protein is shown, but even for a detectable signal in which a reporter protein different from the light emission is generated, the detection device constituting the imaging unit 88 is replaced. It can be measured in the same way.

またここで、図には示さないが、測定ユニット73は、電算的処理および画像処理などを行う処理部あるいは特性判定を行う解析部を更に備えてもよい。これらの処理部および解析部が、上述では制御部85が行っている電算的処理および画像処理、並びに特性判定を行ってもよい。 Further, although not shown in the figure, the measurement unit 73 may further include a processing unit that performs computer processing, image processing, and the like, or an analysis unit that performs characteristic determination. These processing units and analysis units may perform the computer processing and image processing performed by the control unit 85 and the characteristic determination described above.

上記実施形態では、被検細胞の培養をDNA導入ユニット72が行う例を示したが、被検細胞の培養は、測定ユニット73において行ってもよい。その場合、装置70が更に細胞培養を可能にする部材を備えればよい。或いは、DNA導入ユニット72と測定ユニット73と両方において、被検細胞が培養されてもよい。 In the above embodiment, the example in which the DNA introduction unit 72 cultures the test cells is shown, but the test cells may be cultured in the measurement unit 73. In that case, the device 70 may further include a member that enables cell culture. Alternatively, the test cells may be cultured in both the DNA introduction unit 72 and the measurement unit 73.

装置70の各ユニットの動きを制御するために各ユニットがそれぞれに制御部を備えてもよく、装置70に含まれる全てのユニットが1つの制御部、例えば、制御部85により行われてもよい。また、ステージ74上に載置された容器78のユニット間の移動は、ステージ74に搭載された容器移動機構により行ってもよい。そのような機構は、例えば、装置70に備えられ、装置70に備えられた制御部により動きを制御されたロボットアームによって行われてもよい。或いは、ステージ74にベルトコンベアが取り付けられていてもよい。 Each unit may have its own control unit to control the movement of each unit of the device 70, and all the units included in the device 70 may be performed by one control unit, for example, the control unit 85. .. Further, the movement between the units of the container 78 mounted on the stage 74 may be performed by the container moving mechanism mounted on the stage 74. Such a mechanism may be performed, for example, by a robot arm provided in the device 70 and whose movement is controlled by a control unit provided in the device 70. Alternatively, a belt conveyor may be attached to the stage 74.

また、容器78へのレポーターベクターの添加は、容器78がDNA導入ユニット72の所定の位置に送られる以前の何れかの時期に行われてもよい。その場合、装置70は、レポーターベクター添加機構をDNA導入ユニット72よりも上流の所望の位置に更に備えればよい。 Further, the addition of the reporter vector to the container 78 may be performed at any time before the container 78 is sent to a predetermined position of the DNA introduction unit 72. In that case, the device 70 may further provide a reporter vector addition mechanism at a desired position upstream of the DNA introduction unit 72.

また、レポーター蛋白質からの信号が発光であり、且つ核を蛍光色素により染色することにより核を観察する場合の方法の例を図8に示す。発光画像の撮像(S28)までは、図7に示した方法と同様に行えばよい。発光画像の撮像の後に、容器78内に核を染色するための蛍光色素を添加する(S29A)。次に、被検細胞の核について蛍光画像を撮像する(S30A)。その後、得られた明視野画像、発光画像および蛍光画像に基づいて、細胞特性の判定を行う(S31A)。また、明視野画像、発光画像および蛍光画像は、互いにマージされて示されてもよい。 Further, FIG. 8 shows an example of a method in which the signal from the reporter protein is luminescence and the nucleus is observed by staining the nucleus with a fluorescent dye. Up to the imaging of the luminescent image (S28), the same method as shown in FIG. 7 may be performed. After imaging the luminescent image, a fluorescent dye for staining the nucleus is added into the container 78 (S29A). Next, a fluorescence image is taken of the nucleus of the test cell (S30A). Then, the cell characteristics are determined based on the obtained bright-field image, luminescent image, and fluorescence image (S31A). In addition, the bright field image, the luminescent image, and the fluorescent image may be shown merged with each other.

このような装置によって、被検細胞の細胞特性が判定される。この装置によれば、より高い精度で被検細胞の細胞特性を評価することが可能である。また、検査をスループットで行うことが可能であるので、簡便に検査を行うことが可能であり、試料の取り違えやコンタミネーションを防ぐことが可能である。 With such a device, the cell characteristics of the test cells are determined. According to this device, it is possible to evaluate the cell characteristics of the test cells with higher accuracy. In addition, since the inspection can be performed with throughput, the inspection can be easily performed, and it is possible to prevent the sample from being mistaken and contamination.

従来の細胞診では、通常細胞の固定が行われている。例えば、HER−2染色の場合、ホルマリン固定パラフィン抱埋標本を利用する。固定された細胞について蛍光インサイチューハイブリダイゼーション法(FISH)を行いHER−2遺伝子のコピー数を検出し、それにより被検細胞の遺伝子的な情報を得ている。このようなホルマリン固定パラフィン抱埋標本では、被検細胞のプロモーター活性を検査することはない。実施形態では、生きたままで被検細胞について検査を行うので、より対象の状態を正確に検査することが可能である。また、プロモーター活性と形態的特徴との複数の側面から診断を行うため、より正確な結果を出すことが可能である。 In conventional cytodiagnosis, cell fixation is usually performed. For example, in the case of HER-2 staining, a formalin-fixed paraffin-embedded specimen is used. Fluorescence in situ hybridization (FISH) is performed on the fixed cells to detect the copy number of the HER-2 gene, thereby obtaining genetic information on the test cells. Such formalin-fixed paraffin-embedded specimens do not test for promoter activity of test cells. In the embodiment, since the test cells are tested alive, it is possible to more accurately test the state of the subject. In addition, since the diagnosis is made from multiple aspects of promoter activity and morphological characteristics, more accurate results can be obtained.

更に、自己複製ベクターを使用することにより、エピジェネティックな情報を得ることも可能であり、それにより例えば、疾病の初期または前疾病の段階であっても、対象が特定の疾病に罹患している可能性をより正確に判定することが可能となる。エピジェネティック制御の変化は、DNAの修飾、ヒストンの化学修飾、非翻訳性RNAなどの制御の変化によって生じる。例えば、特定の塩基配列のメチル化などの修飾の有無や修飾量の変化などは、有用なエピジェネティックな情報の1つである。このようなエピジェネティックな情報と形態学的特性とから細胞特性を判定することにより、実施形態は、例えば、疾病の初期または前疾病の段階であっても、対象が特定の疾病に罹患しているか否かをより正確に判定することが可能となる。 In addition, it is also possible to obtain epigenetic information by using self-replicating vectors, whereby a subject suffers from a particular disease, even at the early or pre-disease stage, for example. It becomes possible to judge the possibility more accurately. Changes in epigenetic regulation are caused by changes in regulation such as DNA modification, chemical modification of histones, and non-coding RNA. For example, the presence or absence of modification such as methylation of a specific base sequence and the change in the amount of modification are one of useful epigenetic information. By determining cellular properties from such epigenetic information and morphological properties, embodiments, the subject suffers from a particular disease, even at the early or pre-disease stage, for example. It becomes possible to more accurately determine whether or not it is present.

[例]
例1 NAMPT遺伝子を組み込んだレポーターベクターによる乳癌細胞の解析
(1)レポーターベクターの構築
標的核酸配列として、ニコチンアミドホスホリボシル転移酵素(Nampt)遺伝子のプロモーター領域(−2702〜+276bp、配列番号11)を組込んだレポーターベクターを作製した。Nampt遺伝子のプロモーター領域について、ヒトのゲノムを鋳型にPCRで増幅し、標的核酸配列からなる核酸断片を得た。PCRは、PrimeStar GLX DNA polymerase(TaKaRa BIO)を用いて行った。PCRに用いたプライマー配列を以下に示す。
[Example]
Example 1 Analysis of breast cancer cells using a reporter vector incorporating the NAMPT gene (1) Construction of a reporter vector As a target nucleic acid sequence, the promoter region (-2702- + 276bp, SEQ ID NO: 11) of the nicotinamide phosphoribosyltransferase (Nampt) gene is used. The incorporated reporter vector was prepared. The promoter region of the Nampt gene was amplified by PCR using the human genome as a template to obtain a nucleic acid fragment consisting of the target nucleic acid sequence. PCR was performed using PrimeStar GLX DNA polymerase (TaKaRa BIO). The primer sequences used for PCR are shown below.

フォワードプライマー:5’-GGGACGCGTCCATGTTGCCCAGGCTGGTCTCA-3’(配列番号13)
リバースプライマー:5’-CGGCTCGAGAGCTCCCTGGCGCGGCTGCGAGGAA-3’(配列番号14)。
Forward primer: 5'-GGGACGCGTCCATGTTGCCCAGGCTGGTCTCA-3'(SEQ ID NO: 13)
Reverse primer: 5'-CGGCTCGAGAGCTCCCTGGCGCGGCTGCGAGGAA-3' (SEQ ID NO: 14).

上記で得た核酸断片を、PGV−B2(TOYO B−Net)に組込んでレポーターベクター:pNampt−Lを作製した。PGV−B2は、ルシフェラーゼ遺伝子(レポーター遺伝子)と転写終結シグナル配列とを上流から下流に向けてこの順番で備えるベクターである。PGV−Bのルシフェラーゼ遺伝子の上流に、PCRで得たCK19プロモーター領域を有する核酸断片を組込み、レポーターベクター:pNampt−Lを作製した(図9)。 The nucleic acid fragment obtained above was incorporated into PGV-B2 (TOYO B-Net) to prepare a reporter vector: pNampt-L. PGV-B2 is a vector in which a luciferase gene (reporter gene) and a transcription termination signal sequence are provided in this order from upstream to downstream. A nucleic acid fragment having a CK19 promoter region obtained by PCR was incorporated upstream of the luciferase gene of PGV-B to prepare a reporter vector: pNampt-L (FIG. 9).

(2)リポフェクション(細胞へのレポーターDNA導入)
500μLのOpti−MEM(Life Technologies)に、2.5μgのレポーターベクター:pNampt−Lと2.5μgのエンハンサー試薬(Plus reagent、Life Technologies)を加えた。これを室温で5分間インキュベートした。この溶液に、6.25μLのLipofectamine LTX(Life Technologies)を加えてよく縣濁した。その後、室温で25分間インキュベートした。溶液を35mm培養ディッシュに移し、ヒト乳腺由来の悪性腫瘍細胞:BT−549(ATCCより購入)、或いは良性腫瘍細胞:MCF−10A(ATCCより購入)の縣濁液2.0mLを加えて穏やかに混合した。その後、37℃、5%CO雰囲気のインキュベータ内で細胞を培養した。
(2) Lipofection (introduction of reporter DNA into cells)
To 500 μL of Opti-MEM (Life Technologies), 2.5 μg of reporter vector: pNampt-L and 2.5 μg of enhancer reagent (Plus reagent, Life Technologies) were added. This was incubated at room temperature for 5 minutes. To this solution, 6.25 μL of Lipofectamine LTX (Life Technologies) was added and the mixture was well turbid. It was then incubated at room temperature for 25 minutes. Transfer the solution to a 35 mm culture dish and gently add 2.0 mL of a suspension of human mammary gland-derived malignant tumor cells: BT-549 (purchased from ATCC) or benign tumor cells: MCF-10A (purchased from ATCC). Mixed. Then, the cells were cultured in an incubator at 37 ° C. and a 5% CO 2 atmosphere.

(3)細胞特性の判定
レポーターベクター導入細胞株の発光イメージングは、LUMINOVIEW発光イメージングシステム(LV200、Olympus)でおこなった。上記例1(2)に示したリポフェクションから24時間後、pNampt−AmpL導入BT−549およびpNampt−AmpL導入MCF−10Aの培地に発光基質VivoGlo luciferin (Promega)を添加した(最終濃度200μM)。培養ディッシュをLUMINOVIEWの所定の位置にセットし、レポーターベクターの転写活性化により発光した細胞からのシグナルを発光イメージングにより取得した。発光細胞の撮像は、暗視野条件下で倍率20倍、発光検出時間20分で行った。細胞の形態は、明視野条件下で撮像することで取得した。さらに2つの画像を、画像処理ソフトウェアMetamorphにより重ね合せた。ヒト乳腺由来の悪性腫瘍細胞BT−549では、発光細胞が多く観察されたが(図10(A))、ヒト乳腺由来の良性腫瘍細胞MCF−10Aでは、発光細胞はほとんど観察されなかった(図10(B))。また、図10(B)における発光は、細胞以外の領域からものであることが確認できた。また、ヒト乳腺由来の悪性腫瘍細胞BT−549およびヒト乳腺由来の良性腫瘍細胞MCF−10Aの形態が良好に観察できた。即ち、ヒト乳腺由来の良性腫瘍細胞MCF−10Aでは、観察された視野内の細胞の形態は、一定していた。それに対して、ヒト乳腺由来の悪性腫瘍細胞BT−549は、ヒト乳腺由来の良性腫瘍細胞MCF−10Aに比べて、観察された視野内に含まれる細胞の形態は不定形であった。実施形態により、レポーターベクター活性特性と形態的特性とから、被検細胞について乳癌の特性の有無を判別できることが証明できた(図10)。
(3) Judgment of cell characteristics The luminescence imaging of the reporter vector-introduced cell line was performed by the LUMINOVIEW luminescence imaging system (LV200, Olympus). Twenty-four hours after the lipofection shown in Example 1 (2) above, the luminescent substrate VivoGlo luciferin (Promega) was added to the medium of pNampt-AmpL-introduced BT-549 and pNampt-AmpL-introduced MCF-10A (final concentration 200 μM). The culture dish was set at a predetermined position in LUMINOVIEW, and signals from cells luminescent by transcriptional activation of the reporter vector were acquired by luminescence imaging. Imaging of luminescent cells was performed under dark field conditions at a magnification of 20 times and a luminescence detection time of 20 minutes. Cell morphology was obtained by imaging under bright field conditions. Further, the two images were superposed by the image processing software Metamorph. Many luminescent cells were observed in human mammary gland-derived malignant tumor cells BT-549 (Fig. 10 (A)), but few luminescent cells were observed in human mammary gland-derived benign tumor cells MCF-10A (Fig. 10 (A)). 10 (B)). Further, it was confirmed that the luminescence in FIG. 10B was from a region other than the cell. In addition, the morphology of the human mammary gland-derived malignant tumor cell BT-549 and the human mammary gland-derived benign tumor cell MCF-10A could be observed well. That is, in the benign tumor cells MCF-10A derived from the human mammary gland, the observed cell morphology in the visual field was constant. In contrast, the human mammary gland-derived malignant tumor cell BT-549 had an amorphous cell morphology contained in the observed visual field as compared with the human mammary gland-derived benign tumor cell MCF-10A. According to the embodiment, it was proved that the presence or absence of breast cancer characteristics can be determined for the test cells from the reporter vector activity characteristics and morphological characteristics (Fig. 10).

例2 CK19遺伝子を組み込んだレポーターベクターによる肝臓癌細胞の解析
(1)自己増幅型レポーターベクターの作製
標的核酸配列として、サイトケラチン19(CK19)遺伝子のプロモーター領域(−845〜+61bp、配列番号12)を組込んだ自己増幅型レポーターベクターを作製した。CK19遺伝子のプロモーター領域の核酸断片は、ヒトゲノムを鋳型とするPCRにより増幅して得た。得られた核酸断片を標的核酸配列を有する核酸断片とした。PCRは、PrimeStar GLX DNA polymerase(TaKaRa BIO)を用いて行った。PCRに用いたプライマー配列を以下に示す。
Example 2 Analysis of liver cancer cells using a reporter vector incorporating the CK19 gene (1) Preparation of a self-amplifying reporter vector As a target nucleic acid sequence, the promoter region of the cytokeratin 19 (CK19) gene (-845- + 61bp, SEQ ID NO: 12) A self-amplifying reporter vector incorporating the above was prepared. The nucleic acid fragment of the promoter region of the CK19 gene was obtained by amplification by PCR using the human genome as a template. The obtained nucleic acid fragment was used as a nucleic acid fragment having a target nucleic acid sequence. PCR was performed using PrimeStar GLX DNA polymerase (TaKaRa BIO). The primer sequences used for PCR are shown below.

フォワードプライマー:5’-TGGGCTAGCCCAAGAAGCTGGTTCTGAGAGG-3’(配列番号15)
リバースプライマー:5’-GGACTCGAGGGCGAGGCGGAGCACGGACGGAG-3’(配列番号16)。
Forward primer: 5'-TGGGCTAGCCCAAGAAGCTGGTTCTGAGAGG-3'(SEQ ID NO: 15)
Reverse primer: 5'-GGACTCGAGGGCGAGGCGGAGCACGGACGGAG-3' (SEQ ID NO: 16).

上記で得た標的核酸配列を、非増幅型レポーターベクター:PGV−B2(TOYO B−Net)、或いは自己増幅型レポーターベクター:pM53−R550Kにそれぞれ組込んでpCK19−LとpCK19−AmpLを作製した。PGV−B2は、ルシフェラーゼ遺伝子(レポーター遺伝子)と転写終結シグナル配列とを上流から下流に向けてこの順番で備えるベクターであり、pM53−R550Kは、ルシフェラーゼ遺伝子(レポーター遺伝子)とIRESと複製開始蛋白質遺伝子と転写終結シグナル配列と複製開始配列とを上流から下流に向けてこの順番で備えるベクターである。PGV−B2およびpM53−R550Kのルシフェラーゼ遺伝子の上流に、PCRで得たCK19プロモーター領域を有する核酸断片を組込み、非増幅型レポーターベクター:pCK19−Lと自己増幅型レポーターベクター:pCK19−AmpLとを作製した(図11)。 The target nucleic acid sequence obtained above was incorporated into a non-amplified reporter vector: PGV-B2 (TOYO B-Net) or a self-amplified reporter vector: pM53-R550K to prepare pCK19-L and pCK19-AmpL, respectively. .. PGV-B2 is a vector in which a luciferase gene (reporter gene) and a transcription termination signal sequence are provided in this order from upstream to downstream, and pM53-R550K is a luciferase gene (reporter gene), IRES, and a replication initiation protein gene. This is a vector in which a transcription termination signal sequence and a replication initiation sequence are provided in this order from upstream to downstream. A nucleic acid fragment having a CK19 promoter region obtained by PCR was incorporated upstream of the luciferase gene of PGV-B2 and pM53-R550K to prepare a non-amplified reporter vector: pCK19-L and a self-amplified reporter vector: pCK19-AmpL. (Fig. 11).

(2)エレクトロポレーション(細胞へのレポーターDNA導入)
ヒト肝癌細胞株Huh−7を2x10細胞/mLの密度でOpti−MEM(Life Technologies)に縣濁した。この細胞縣濁液100μLに、10μgのレポーターベクター(pCK19−AmpL、或いはpCK19−L)を加えてよく混合した後、エレクトロポレーション用のキュベット電極に移した。エレクトロポレーションは、CUY21EDIT II(株式会社ベックス)を用いて、ポレーションパルス150V、パルス幅2.5ms、パルス回数1回、極性+、ドライビングパルス10V、パルス幅50ms、パルス間隔50ms、パルス回数10回、コンデンサ1416μF、極性+/−の条件で行った。これによりレポーターベクターをHuh−7に導入した。エレクトロポレーションの後、細胞縣濁液に培地を加えて35mm培養ディッシュに移し、37℃、5%CO雰囲気のインキュベータ内で細胞を培養した。
(2) Electroporation (introduction of reporter DNA into cells)
It was suspended in human hepatoma cell line Huh-7 at a density of 2x10 6 cells / mL Opti-MEM (Life Technologies ). To 100 μL of this cell suspension, 10 μg of a reporter vector (pCK19-AmpL or pCK19-L) was added, mixed well, and then transferred to a cuvette electrode for electroporation. For electroporation, using CUY21EDIT II (Bex Co., Ltd.), poration pulse 150V, pulse width 2.5ms, pulse number 1 time, polarity +, driving pulse 10V, pulse width 50ms, pulse interval 50ms, pulse number 10 This was performed under the conditions of a capacitor of 1416 μF and a polarity of +/-. This introduced the reporter vector into Huh-7. After electroporation, the medium was added to the cell suspension and transferred to a 35 mm culture dish, and the cells were cultured in an incubator at 37 ° C. and a 5% CO 2 atmosphere.

(3)発光イメージング
レポーターベクター導入細胞株の発光イメージングは、LUMINOVIEW発光イメージングシステム(LV200、Olympus)で行った。例2(2)のエレクトロポレーション]から2時間後、pCK19−AmpL導入Huh−7およびpCK19−L導入Huh−7の培地に発光基質VivoGlo luciferin(Promega)を添加した(最終濃度200μM)。培養ディッシュをLUMINOVIEWの所定の位置にセットし、レポーターベクターの転写活性化により発光した細胞からのシグナルを発光イメージングにより取得した。発光細胞の撮像は、暗視野条件下で倍率20倍、発光検出時間10秒間で行った。また、撮影は30分間隔で64時間に亘り間欠的に行った。細胞の形態は、明視野条件下で撮像することで取得した。その後2つの画像を、画像処理ソフトウェアMetamorphにより重ね合せた。図12−1および図12−2に、それぞれのベクターにより転写が活性化された細胞を0、24、48、64時間で撮像して得た画像を示した。pCK19−AmpL導入Huh−7は、24時間以降強い発光を示し、その発光の強度は時間の経過とともに増加した(図12−3(b−2)、図12−4(b−3)および(b−4))。これに対して、pCK19−L導入Huh−7の発光は、pCK19−AmpL導入Huh−7に比べて非常に弱く、時間経過による発光強度の増加も見られなかった(図12−1(a−1)および(a−2)、図12−2(a−3)および(a−4))。
(3) Luminescence imaging The luminescence imaging of the reporter vector-introduced cell line was performed by a LUMINOVIEW luminescence imaging system (LV200, Olympus). Two hours after the electroporation of Example 2 (2)], the luminescent substrate VivoGlo luciferin (Promega) was added to the medium of pCK19-AmpL-introduced Huh-7 and pCK19-L-introduced Huh-7 (final concentration 200 μM). The culture dish was set at a predetermined position in LUMINOVIEW, and signals from cells luminescent by transcriptional activation of the reporter vector were acquired by luminescence imaging. The luminescent cells were imaged under dark field conditions at a magnification of 20 times and a luminescence detection time of 10 seconds. In addition, photography was performed intermittently for 64 hours at intervals of 30 minutes. Cell morphology was obtained by imaging under bright field conditions. After that, the two images were superposed by the image processing software Metamorph. 12-1 and 12-2 show images obtained by imaging cells whose transcription was activated by each vector at 0, 24, 48, and 64 hours. The pCK19-AmpL-introduced Huh-7 showed strong luminescence after 24 hours, the intensity of which luminescence increased over time (FIGS. 12-3 (b-2), 12-4 (b-3) and (Fig. 12-3 (b-3)). b-4)). On the other hand, the emission of the pCK19-L-introduced Huh-7 was much weaker than that of the pCK19-Ampl-introduced Huh-7, and no increase in the emission intensity was observed with the passage of time (FIG. 12-1 (a-). 1) and (a-2), FIGS. 12-2 (a-3) and (a-4)).

例3 ハイパースペクトルイメージング法による形態学的特性の解析
照射する光の波長による撮像精度への影響を明らかにするために以下の実験を行った。具体的には、ハイパースペクトルイメージング法または倒立顕微鏡を用いた方法により乳癌細胞および肝癌細胞の形態学的特徴を観察した。撮像対象として用いた細胞は表13に示す6種類である。

Figure 0006775911
Example 3 Analysis of morphological characteristics by hyperspectral imaging method The following experiments were conducted to clarify the effect of the wavelength of the irradiated light on the imaging accuracy. Specifically, the morphological characteristics of breast cancer cells and hepatocellular carcinoma cells were observed by a hyperspectral imaging method or a method using an inverted microscope. The cells used as imaging targets are the six types shown in Table 13.
Figure 0006775911

ハイパースペクトルイメージング法による観察に使用した撮像装置は次の通りである。ハイパースペクトルカメラ(HSC1072、北海道衛星株式会社製)を、予めハロゲン光源のIRカットフィルターを外した正立顕微鏡(Axio Imager M2 :ZEISS社製)に接続した。これにより対象を撮像した。解析ソフトウェアは、HSDAnalysiser Ver4(北海道衛星株式会社製)を使用した。 The imaging apparatus used for observation by the hyperspectral imaging method is as follows. A hyperspectral camera (HSC1072, manufactured by Hokkaido Satellite Co., Ltd.) was connected to an upright microscope (Axio Imager M2: manufactured by ZEISS) from which the IR cut filter of the halogen light source had been removed in advance. This imaged the subject. As the analysis software, HSD Analysiser Ver4 (manufactured by Hokkaido Satellite Co., Ltd.) was used.

先ず、上記の6種類の細胞をそれぞれ樹脂製チャンバースライド(バーマノックス処理)上で培養した。撮像時には、培養液を除去し、少量のリン酸緩衝液(PBS)とともにカバーガラスにより封入した。 First, each of the above six types of cells was cultured on a resin chamber slide (Vermanox treatment). At the time of imaging, the culture solution was removed and sealed with a cover glass together with a small amount of phosphate buffer (PBS).

各細胞をハイパースペクトルイメージング法により撮像した結果を図13〜18に示した。図13は、ヒト肝臓癌細胞であるHuh−7−P株を10倍で観察した図を示す。図13(a)、図13(b)および図13(c)は、同じサンプルの同じ視野を異なる波長を含む光を照射して撮像した図である。 The results of imaging each cell by the hyperspectral imaging method are shown in FIGS. 13 to 18. FIG. 13 shows a 10-fold observation of the Huh-7-P strain, which is a human liver cancer cell. 13 (a), 13 (b) and 13 (c) are views of the same field of view of the same sample irradiated with light containing different wavelengths.

図13(a)は、特定の波長に分光せずに350nm〜1050nmの間の全波長を含む光を照射して撮像した図である。図13(b)は、分光し、可視領域の波長である400nm〜700nmのみを含む光を照射して撮像した図である。図13(c)は、分光し、近赤外領域の波長である700nm〜750nmの間の波長のみを含む光を照射して撮像した図である。図13(a)、図13(b)および図13(c)に示す結果から、近赤外領域画像(700nm〜750nm)>全波長画像(350nm〜1050nm)>可視領域画像(400nm〜700nm)の順番で細胞の辺縁部を明確に識別することが可能となることが分かる。即ち、細胞の形態学的情報を得るためには、近赤外領域画像(700nm〜750nm)または全波長画像(350nm〜1050nm)で撮像することが好ましく、更に近赤外領域画像(700nm〜750nm)で撮像することがより好ましい。 FIG. 13A is a diagram taken by irradiating light including all wavelengths between 350 nm and 1050 nm without splitting into a specific wavelength. FIG. 13B is a diagram taken by spectroscopy and irradiating with light containing only the wavelengths of the visible region, 400 nm to 700 nm. FIG. 13 (c) is a diagram imaged by spectroscopically irradiating light containing only a wavelength between 700 nm and 750 nm, which is a wavelength in the near infrared region. From the results shown in FIGS. 13 (a), 13 (b) and 13 (c), near-infrared region image (700 nm to 750 nm)> all-wavelength image (350 nm to 1050 nm)> visible region image (400 nm to 700 nm). It can be seen that it is possible to clearly identify the edge of the cell in the order of. That is, in order to obtain morphological information of cells, it is preferable to take a near-infrared region image (700 nm to 750 nm) or an all-wavelength image (350 nm to 750 nm), and further, a near infrared region image (700 nm to 750 nm). ) Is more preferable.

図13(a)、図13(b)および図13(c)の結果を解析ソフトウェア(HSDAnalysiser Ver4)で処理し、得られた結果を図14に示した。図14は、細胞エッジと細胞質とをそれぞれ400nm〜1000nmの波長を用いて観察したときに得られるスペクトル強度を示す。図14において、横軸は波長(nm)を示し、縦軸はスペクトル強度を示す。このような波長とスペクトル強度との関係を示したグラフから、細胞エッジと細胞質とをより精度よく見分けることが可能な波長領域を検討した。その結果、細胞エッジと細胞質とを最も精度よく判別できる波長は、700nm〜750nmであることが分かった。より高い判別精度が得られる波長領域は、700nm〜750nmであった。 The results of FIGS. 13 (a), 13 (b) and 13 (c) were processed by analysis software (HSD Analysister Ver4), and the obtained results are shown in FIG. FIG. 14 shows the spectral intensities obtained when observing the cell edge and the cytoplasm using wavelengths of 400 nm to 1000 nm, respectively. In FIG. 14, the horizontal axis represents the wavelength (nm) and the vertical axis represents the spectral intensity. From the graph showing the relationship between the wavelength and the spectral intensity, the wavelength region in which the cell edge and the cytoplasm can be distinguished more accurately was examined. As a result, it was found that the wavelength at which the cell edge and the cytoplasm can be discriminated most accurately is 700 nm to 750 nm. The wavelength region in which higher discrimination accuracy can be obtained was 700 nm to 750 nm.

図15(a)および図15(b)は、それぞれ異なるヒト肝臓癌細胞株、即ち、Huh−7−PおよびHuh−7−02について倒立顕微鏡を用いて撮像した図である。何れの細胞株の場合にも、個々の細胞についてその細胞周辺部と核とがいずれも明確に撮像されていた。Huh−7−PおよびHuh−7−02は、いずれも長い突起を有さないアスペクト比の小さい細胞であることが観察できた。以上のように、肝臓癌細胞の異なる細胞株についても細胞の形態学的特徴を良好に観察することが可能であった。 15 (a) and 15 (b) are images of different human liver cancer cell lines, namely Huh-7-P and Huh-7-02, taken with an inverted microscope. In the case of any cell line, the peripheral part and the nucleus of each cell were clearly imaged. It was observed that both Huh-7-P and Huh-7-02 were cells having a small aspect ratio without long protrusions. As described above, it was possible to satisfactorily observe the morphological characteristics of the cells of different cell lines of liver cancer cells.

図16(a)、図16(b)および図16(c)は、ハイパースペクトルイメージング法により、Huh−7−Pの同じ視野について、異なる波長の光で撮像した結果を示す図である。図16(a)、図16(b)および図16(c)は、それぞれ350nm〜1050nm、400nm〜700nmおよび700nm〜750nmを含む光で撮像した結果である。図16(d)、図16(e)および図16(f)は、Huh−7−02の同じ視野について、異なる波長の光で撮像した結果を示す図である。図16(d)、図16(e)および図16(f)は、それぞれ350nm〜1050nm、400nm〜700nmおよび700nm〜750nmの波長をそれぞれ含む光で撮像した結果である。どちらの細胞株の場合にも、700nm〜750nmの波長を含む光で撮像した結果がもっともよく形態学的情報を明確に得ることができた。例えば、個々の細胞について、細胞エッジと細胞質とをより精度よく見分けることができた。これらの結果から、ハイパースペクトルイメージング法を用いた方が、一般的な倒立顕微鏡を用いて撮像した明視野画像に比べて細胞の形態学的情報をより明確に得ることが可能であることが明らかとなった。 16 (a), 16 (b) and 16 (c) are diagrams showing the results of imaging the same field of view of Huh-7-P with light of different wavelengths by the hyperspectral imaging method. 16 (a), 16 (b) and 16 (c) are the results of imaging with light containing 350 nm to 1050 nm, 400 nm to 700 nm and 700 nm to 750 nm, respectively. 16 (d), 16 (e) and 16 (f) are diagrams showing the results of imaging the same field of view of Huh-7-02 with light of different wavelengths. 16 (d), 16 (e) and 16 (f) are the results of imaging with light including wavelengths of 350 nm to 1050 nm, 400 nm to 700 nm and 700 nm to 750 nm, respectively. In the case of both cell lines, the result of imaging with light having a wavelength of 700 nm to 750 nm was the best and morphological information could be clearly obtained. For example, for individual cells, the cell edge and cytoplasm could be distinguished more accurately. From these results, it is clear that it is possible to obtain clearer cell morphological information by using the hyperspectral imaging method than by using a bright-field image taken by a general inverted microscope. It became.

次にヒト乳癌細胞株、BT549、MDA−MD−231、T47DおよびMCF7について、形態学的特徴を観察した。 Next, morphological features were observed for human breast cancer cell lines, BT549, MDA-MD-231, T47D and MCF7.

図17(a)、図17(b)、図17(c)および図17(d)は、それぞれMCF7、T47D、BT549およびMDA−MD−231を倒立顕微鏡を用いて撮像した図である。これらの図から、MCF7およびT47Dは、いずれもアスペクト比が小さく、一部の細胞は敷石状を示した。それに対して、BT549およびMDA−MD−231は、アスペクト比の大きな長細い形状をしていた。一方で、表13に示すように、BT549およびMDA−MD−231は、高浸潤タイプの癌細胞であり、MCF7およびT47Dは低浸潤タイプの細胞である。これらの結果は、高浸潤タイプの乳癌細胞は、アスペクト比が大きく、低浸潤タイプの乳癌細胞は、アスペクト比が小さいことを示している。このようなアスペクト比の大きさを細胞の形態学的特徴の指標とし、この指標と遺伝子発現および発現調節に関する情報とからより精度の高い細胞特性の判定、この場合、高浸潤タイプの乳癌細胞であるか、或いは低浸潤タイプの乳癌細胞であるかの判定を行うことが可能である。 17 (a), 17 (b), 17 (c) and 17 (d) are views of MCF7, T47D, BT549 and MDA-MD-231 imaged using an inverted microscope, respectively. From these figures, MCF7 and T47D both had a small aspect ratio, and some cells showed paving stones. On the other hand, BT549 and MDA-MD-231 had a long and thin shape with a large aspect ratio. On the other hand, as shown in Table 13, BT549 and MDA-MD-231 are highly invasive type cancer cells, and MCF7 and T47D are low infiltration type cells. These results indicate that the highly invasive type breast cancer cells have a large aspect ratio, and the low infiltration type breast cancer cells have a small aspect ratio. Using the size of such aspect ratio as an index of cell morphological characteristics, more accurate determination of cell characteristics from this index and information on gene expression and expression regulation, in this case, in highly infiltrating type breast cancer cells It is possible to determine whether the cells are present or low infiltration type breast cells.

図18は、ハイパースペクトルイメージング法で700nm〜750nmを含むように分光した波長により観察した結果を示す図である。図18(a)、図18(b)、図18(c)および図18(d)は、それぞれ低浸潤タイプのMCF7およびT47D、並びに高浸潤タイプのBT549およびMDA−MD−231の結果を示す。この結果は、低浸潤タイプの細胞がアスペクト比の小さい丸い形態を示し、高浸潤タイプの細胞がアスペクト比の大きい紡錘形を示すことをより明確に示している。また、この図は、核の形状についても明確に示している。これらの結果から、ハイパースペクトルイメージング法を用いた方が、一般的な倒立顕微鏡を用いて撮像した明視野画像に比べて細胞の形態学的情報をより明確に得ることが可能であることが明らかである。 FIG. 18 is a diagram showing the results of observation by the hyperspectral imaging method at wavelengths separated so as to include 700 nm to 750 nm. 18 (a), 18 (b), 18 (c) and 18 (d) show the results of the low infiltration types MCF7 and T47D, and the high infiltration types BT549 and MDA-MD-231, respectively. .. This result more clearly shows that the low infiltration type cells show a round morphology with a small aspect ratio, and the high infiltration type cells show a spindle shape with a large aspect ratio. This figure also clearly shows the shape of the nucleus. From these results, it is clear that it is possible to obtain clearer cell morphological information by using the hyperspectral imaging method than by using a bright-field image taken by a general inverted microscope. Is.

例4 エピジェネティック解析
プラスミド型自己複製ベクターの作製
図19に概要を示すようにメチル化された標的核酸配列を含むプラスミド型自己複製ベクターを作製した。標的核酸配列として、GFAP遺伝子プロモーター配列を選択した。鋳型核酸の増幅と制限酵素による切断を行うことによって、標的核酸配列としてGFAP遺伝子プロモーター配列を調製した。得られたGFAP遺伝子プロモーター配列は、被修飾塩基を含み、且つプロモーター活性を有する核酸配列である。制限酵素による切断を行い、次にこの標的核酸配列を、メチル化酵素SssIによりメチル化した。得られたメチル化標的核酸配列をリガーゼによる連結を行うことによって、pM53−R550Kベクターに組み込んだ。pM53−R550Kベクターは、レポーター遺伝子とIRESと複製開始蛋白質遺伝子と転写終結シグナル配列と複製開始配列とを上流から下流に向けてこの順番で備えるベクターである。得られたベクターをメチル化された標的核酸配列を含むプラスミド型自己複製ベクターとした。各工程の詳細を以下に記す。
Example 4 Epigenetic analysis Preparation of plasmid-type self-replicating vector A plasmid-type self-replication vector containing a methylated target nucleic acid sequence was prepared as outlined in FIG. The GFAP gene promoter sequence was selected as the target nucleic acid sequence. A GFAP gene promoter sequence was prepared as a target nucleic acid sequence by amplifying the template nucleic acid and cleaving it with a restriction enzyme. The obtained GFAP gene promoter sequence is a nucleic acid sequence containing a modified base and having promoter activity. Cleavage with a restriction enzyme was performed, and then this target nucleic acid sequence was methylated with the methylase SssI. The resulting methylation target nucleic acid sequence was incorporated into the pM53-R550K vector by ligase ligation. The pM53-R550K vector is a vector in which a reporter gene, an IRES, a replication initiation protein gene, a transcription termination signal sequence, and a replication initiation sequence are provided in this order from upstream to downstream. The obtained vector was used as a plasmid-type self-replicating vector containing a methylated target nucleic acid sequence. Details of each process are described below.

(1)標的核酸配列であるGFAP遺伝子プロモーター配列の作製
マウスゲノムDNAを鋳型として用いてPCRを行った。マウスゲノムDNAにおいて増幅された配列は表8に示す配列番号8で示される配列である。
(1) Preparation of GFAP gene promoter sequence, which is a target nucleic acid sequence PCR was performed using mouse genomic DNA as a template. The amplified sequence in the mouse genomic DNA is the sequence shown in SEQ ID NO: 8 shown in Table 8.

また、PCRに使用したプライマーの塩基配列は次のような配列番号17と18である;
フォワードプライマー:5’-CGACGCGTGTCTGTAAGCTGAAGACCTGGC-3’(配列番号17)
リバースプライマー:5'-AAAAGTACTCCTGCCCTGCCTCTGCTGGCTC-3’(配列番号18)。
The nucleotide sequences of the primers used for PCR are the following SEQ ID NOs: 17 and 18;
Forward primer: 5'-CGACGCGTGTCTGTAAGCTGAAGACCTGGC-3'(SEQ ID NO: 17)
Reverse primer: 5'-AAAAGTACTCCTGCCCTGCCTCTGCTGGCTC-3' (SEQ ID NO: 18).

これらのフォワードプライマーとリバースプライマーとを使用してマウスゲノムDNAを鋳型としてPCRを行い、配列番号8で示されるGFAP遺伝子プロモーター配列を有する核酸断片が得られた。得られたGFAP遺伝子プロモーター配列は、被修飾塩基を含み、その修飾の程度に依存するプロモーター活性を有する標的核酸配列として使用した。このGFAP遺伝子プロモーター配列はマウスのGFAP遺伝子の5’上流領域(−1651bp〜+32bp)である。次に、GFAP遺伝子プロモーター配列のPGV−B2(TOYO B−Net)ベクターへのクローニングを行った。 PCR was performed using mouse genomic DNA as a template using these forward and reverse primers to obtain a nucleic acid fragment having the GFAP gene promoter sequence shown in SEQ ID NO: 8. The obtained GFAP gene promoter sequence was used as a target nucleic acid sequence containing a modified base and having a promoter activity depending on the degree of modification. This GFAP gene promoter sequence is the 5'upstream region (-1651 bp to + 32 bp) of the mouse GFAP gene. Next, the GFAP gene promoter sequence was cloned into a PGV-B2 (TOYO B-Net) vector.

PGV−B2(TOYO B−Net)ベクターを制限酵素SmaIで切断した。これを脱リン酸化した。このベクターに対して、リン酸化された配列番号8で示される核酸断片をT4リガーゼで連結した。これにより、PGV−B2−GFAPpベクターを作製した。 The PGV-B2 (TOYO B-Net) vector was cleaved with the restriction enzyme SmaI. This was dephosphorylated. The phosphorylated nucleic acid fragment represented by SEQ ID NO: 8 was ligated to this vector with T4 ligase. As a result, a PGV-B2-GFAPp vector was prepared.

得られたPGV−B2−GFAPpベクターは、以下に続く工程においてGFAP遺伝子プロモーター配列を得るための材料として使用されると同時に、PGV−B2−GFAPpベクターとして、比較のために後述する検出試験においても使用される。また、後述する工程によりPGV−B2−GFAPpベクターに含まれるGFAP遺伝子プロモーター配列をメチル化することにより、メチル化PGV−B2−GFAPpベクターも作製される。これも比較のために後述の検出試験において使用する。メチル化または非メチル化のPGV−B2−GFAPpベクターは、何れも自己複製しないベクターである。 The obtained PGV-B2-GFAPp vector is used as a material for obtaining the GFAP gene promoter sequence in the following steps, and at the same time, it is used as a PGV-B2-GFAPp vector in a detection test described later for comparison. used. In addition, a methylated PGV-B2-GFAPp vector is also produced by methylating the GFAP gene promoter sequence contained in the PGV-B2-GFAPp vector by a step described later. This is also used in the detection test described later for comparison. None of the methylated or unmethylated PGV-B2-GFAPp vectors are self-replicating vectors.

GFAP遺伝子プロモーター配列を得るために、PGV−B2−GFAPpベクターを制限酵素MluIと制限酵素XhoIで切断した。それにより、制限酵素MluIと制限酵素XhoI認識配列が付加されたGFAP遺伝子プロモーター配列を作製した。この配列を、標的核酸配列として続く工程において用いた。 To obtain the GFAP gene promoter sequence, the PGV-B2-GFAPp vector was digested with restriction enzymes MluI and XhoI. As a result, a GFAP gene promoter sequence to which the restriction enzyme MluI and the restriction enzyme XhoI recognition sequence were added was prepared. This sequence was used in subsequent steps as the target nucleic acid sequence.

(2)被修飾塩基のメチル化
GFAP遺伝子プロモーター配列をメチル化し、そこに含まれる被修飾塩基をメチル化した。
(2) Methylation of modified base The GFAP gene promoter sequence was methylated, and the modified base contained therein was methylated.

上記(1)で作製したGFAP遺伝子プロモーター配列核酸の溶液40μLに対して、10xNE Buffer2を16μL、メチル化酵素SssI(ニュー・イングランド・バイオラボ・ジャパン株式会社)を8μL、S−adenosylmethionine(SAM)(ニュー・イングランド・バイオラボ・ジャパン株式会社)を8μL、およびddHOを88μL添加した。これにより反応液を作製した。これを37℃で6時間酵素反応を行った。メチル化反応後、ヒートブロックを用いて65℃、20分間インキュベートした。それによりSss Iを失活させた。更に、これをQIA quick PCR purification kit(株式会社キアゲン)を用いて精製した。これにより、精製されたGFAP遺伝子プロモーター配列を得た。得られた配列中の被メチル化塩基はメチル化されている。 For 40 μL of the GFAP gene promoter sequence nucleic acid solution prepared in (1) above, 16 μL of 10xNE Buffer2, 8 μL of methylase SssI (New England Biolab Japan Co., Ltd.), S-adenosylmetryionine (SAM) (New). England Biolabs Japan, Ltd.) 8μL, and ddH 2 O was added 88μL. As a result, a reaction solution was prepared. This was subjected to an enzymatic reaction at 37 ° C. for 6 hours. After the methylation reaction, the cells were incubated at 65 ° C. for 20 minutes using a heat block. This inactivated Sss I. Further, this was purified using a QIA quick PCR purification kit (Qiagen Co., Ltd.). As a result, a purified GFAP gene promoter sequence was obtained. The base to be methylated in the obtained sequence is methylated.

他方、上記反応液について、SssIを添加しないこと以外は上記と同様の方法により、被メチル化塩基がメチル化されていない精製されたGFAP遺伝子プロモーター配列を、非メチル化のコントロール配列として作製した。 On the other hand, for the above reaction solution, a purified GFAP gene promoter sequence in which the methylated base was not methylated was prepared as an unmethylated control sequence by the same method as above except that SssI was not added.

また、上記(1)で得られたPGV−B2−GFAPpベクターに含まれるGFAP遺伝子プロモーター配列のメチル化についても上記と同様に行った。それによりメチル化PGV−B2−GFAPpベクターを得た。 In addition, methylation of the GFAP gene promoter sequence contained in the PGV-B2-GFAPp vector obtained in (1) above was also carried out in the same manner as above. As a result, a methylated PGV-B2-GFAPp vector was obtained.

(3)プラスミド型自己複製ベクターpM53−R550Kと、精製された標的核酸配列であるGFAP遺伝子プロモーター配列との機能的連結
自己複製型ベクターpM53−R550Kベクターを制限酵素MluIと制限酵素XhoIで切断した。これに対して、上記(2)で得られた精製されたGFAP遺伝子プロモーター配列をT4リガーゼにより連結した。これにより、pM53−R550K−GFAPpベクターを得た。このpM53−R550K−GFAPpベクターは、標的核酸配列を含む。標的核酸配列はメチル化されている。
(3) Functional linkage between the plasmid-type self-replicating vector pM53-R550K and the purified target nucleic acid sequence GFAP gene promoter sequence The self-replicating vector pM53-R550K vector was cleaved with restriction enzymes MluI and XhoI. In response, the purified GFAP gene promoter sequence obtained in (2) above was ligated with T4 ligase. As a result, a pM53-R550K-GFAPp vector was obtained. This pM53-R550K-GFAPp vector contains a target nucleic acid sequence. The target nucleic acid sequence is methylated.

同様の方法により、上記(2)で得られた非メチル化のコントロール配列についても当該ベクターに組み込んだ。これにより非メチル化のpM53−R550K−GFAPpベクターをコントロールベクターとして得た。 The unmethylated control sequence obtained in (2) above was also incorporated into the vector by the same method. As a result, an unmethylated pM53-R550K-GFAPp vector was obtained as a control vector.

例5 標的核酸配列のメチル化および脱メチル化の検出
pM53−R550K−GFAPpベクターに含まれる標的核酸配列の塩基の修飾の状態に依存して、プロモーター活性化の程度が変化することを確認するための試験を行った。
Example 5 Detection of methylation and demethylation of target nucleic acid sequence To confirm that the degree of promoter activation changes depending on the state of base modification of the target nucleic acid sequence contained in the pM53-R550K-GFAPp vector. Was tested.

(1)試験に用いられたベクター
上記例4の方法により得られたメチル化されたプラスミド型自己複製ベクターpM53−R550K−GFAPpベクターと、非メチル化のプラスミド型自己複製ベクターpM53−R550K−GFAPpベクターとを用いた。これらは自己複製可能なプラスミドベクターである。
(1) Vectors used in the test The methylated plasmid-type self-replicating vector pM53-R550K-GFAPp vector obtained by the method of Example 4 above and the unmethylated plasmid-type self-replication vector pM53-R550K-GFAPp vector. And were used. These are self-replicating plasmid vectors.

比較のために、上述の方法により得られたメチル化されたPGV−B2−GFAPpベクターと、非メチル化のPGV−B2−GFAPpベクターとを用いた。これらは自己複製ができないプラスミドベクターである。 For comparison, the methylated PGV-B2-GFAPp vector obtained by the above method and the unmethylated PGV-B2-GFAPp vector were used. These are plasmid vectors that cannot self-replicate.

内部標準用のベクターとして、β−ガラクトシダーゼ発現ベクターpcDNA4/V5−His/lacZベクター(Life Technologies社)を使用した。 As a vector for the internal standard, a β-galactosidase expression vector pcDNA4 / V5-His / lacZ vector (Life Technologies) was used.

(2)ベクターのグリオーマC6細胞への導入
(a)細胞へのベクターの導入
pcDNA4/V5−His/lacZベクター、メチル化または非メチル化のPGV−B2−GFAPpベクターおよびメチル化または非メチル化のpM53−R550K−GFAPpベクターをそれぞれグリオーマC6細胞に導入した。この導入は、リポフェクション法で行った。これらのベクターの各導入には、導入試薬としてリポフェクタミン2000(Life Technologies社)を使用した。リポフェクションの操作は、試薬の製造元によるマニュアルに従った。その概略は次の通りである。マイクロチューブ中で、25μLのOpti−MEMに懸濁した0.45μLのカチオン脂質(リポフェクタミン2000)と、何れかのベクターを含む25μLのOpti−MEMとを混合した。これによりリポフェクタミン/ベクターの複合体を形成した。ここで、25μLのOpti−MEMに含まれる各ベクターの量は次の通りである。pM53−R550K−GFAPpまたはPGV−B2−GFAPpについては、25μLのOpti−MEMにDNAとして0.066μgが含まれた。pcDNA4/V5−His/lacZについては、25μLのOpti−MEMにDNAとして0.033μgが含まれた。
(2) Introduction of vector into glioma C6 cells (a) Introduction of vector into cells pcDNA4 / V5-His / lacZ vector, methylated or unmethylated PGV-B2-GFAPp vector and methylated or unmethylated The pM53-R550K-GFAPp vector was introduced into each glioma C6 cell. This introduction was carried out by the lipofection method. For each introduction of these vectors, Lipofectamine 2000 (Life Technologies) was used as an introduction reagent. The operation of lipofection was performed according to the manual by the reagent manufacturer. The outline is as follows. In a microtube, 0.45 μL of cationic lipid (lipofectamine 2000) suspended in 25 μL of Opti-MEM was mixed with 25 μL of Opti-MEM containing either vector. This formed a lipofectamine / vector complex. Here, the amount of each vector contained in 25 μL of Opti-MEM is as follows. For pM53-R550K-GFAPp or PGV-B2-GFAPp, 25 μL of Opti-MEM contained 0.066 μg of DNA. For pcDNA4 / V5-His / lacZ, 25 μL of Opti-MEM contained 0.033 μg of DNA.

(b)播種
各ベクターについてリポフェクタミン/ベクター複合体を形成した後に、それぞれの複合体を培養プレート(96ウェルプレート)に対して1ウェル当たり50μLずつ添加した。そこに対して更に、RPMI1640培地(10%非動化FCS含有)に懸濁したグリオーマC6細胞溶液(5x10cell/mL)を1ウェルあたり100μLずつ播種した。
(B) Seeding After forming a lipofectamine / vector complex for each vector, 50 μL of each complex was added to a culture plate (96-well plate) per well. Further, 100 μL of a glioma C6 cell solution (5 × 10 5 cells / mL) suspended in RPMI1640 medium (containing 10% immobilized FCS) was inoculated per well.

(c)培養
その後、1分間穏やかにプレートを攪拌して、反応液と細胞溶液を混ぜ合わせた。その後、37℃、5%CO雰囲気下で24時間、37℃、5%CO雰囲気下で付着培養を行った。
(C) Culturing After that, the plate was gently stirred for 1 minute to mix the reaction solution and the cell solution. Then, adhesion culture was carried out at 37 ° C. and 5% CO 2 atmosphere for 24 hours and at 37 ° C. and 5% CO 2 atmosphere.

(2)5−aza−2−deoxycytidineによる被修飾塩基の脱メチル化
グリオーマC6細胞に各ベクターをそれぞれ導入した後で、それぞれのベクターに含まれる標的核酸配列について脱メチル化反応を行った。脱メチル化反応は、メチル基転移酵素の阻害剤である5−aza−2−deoxycytidine(5−aza−dC)(フナコシ株式会社)を用いて行った。
(2) Demethylation of Modified Base by 5-aza-2-deoxycytide After introducing each vector into glioma C6 cells, a demethylation reaction was carried out on the target nucleic acid sequence contained in each vector. The demethylation reaction was carried out using 5-aza-2-deoxycytide (5-aza-dC) (Funakoshi Co., Ltd.), which is an inhibitor of methyltransferase.

5−aza−dC試薬を次のように調製した。500μMの濃度になるようにPBS中に5−aza−dCを添加して5−aza−dC希釈液を作製した。この5−aza−dC希釈液を、新鮮なRPMI1640培地に添加して5μMの5−aza−dCを含む溶液を作製した。得られた溶液を5−aza−dC試薬として使用した。 The 5-aza-dC reagent was prepared as follows. 5-aza-dC was added to PBS to a concentration of 500 μM to prepare a 5-aza-dC diluted solution. This 5-aza-dC dilution was added to fresh RPMI1640 medium to make a solution containing 5 μM 5-aza-dC. The resulting solution was used as a 5-aza-dC reagent.

脱メチル化を次の様に行った。まず、(c)の培養後、各ウェルの培地を取り除いた。その後、5−aza−dC試薬を200μLずつ添加した。脱メチル化反応を行わないコントロールとして、5−aza−dC試薬の代わりにPBSを添加したRPMI1640培地200μLを添加した。これを、さらに、48時間、37℃、5%CO雰囲気下で付着培養を行った。 Demethylation was performed as follows. First, after culturing (c), the medium in each well was removed. Then, 200 μL of 5-aza-dC reagent was added. As a control for not performing the demethylation reaction, 200 μL of RPMI1640 medium supplemented with PBS was added instead of the 5-aza-dC reagent. This was further subjected to adherent culture for 48 hours at 37 ° C. in a 5% CO 2 atmosphere.

(3)レポータージーンアッセイ(ルシフェラーゼアッセイ)
5−aza−dCの添加から48時間後に培養プレートから培地を取り除いた。各細胞をPBSで2回洗浄してから、それらの細胞からルシフェラーゼ(レポーター蛋白質)をそれぞれ抽出した。具体的には、次の通りに抽出を行った。抽出試薬である細胞溶解液(PicaGene Cell lysis buffer LCβ, TOYO B−Net社)を添加し、室温で15分間に亘って細胞と細胞溶解液との懸濁液をインキュベートした。その後、この懸濁液を、15,000rpmで5分間、遠心分離機器で遠心分離した。それにより、懸濁液から細胞残渣を取り除いた。それにより上清を得た。この上清にルシフェラーゼ基質溶液(PicaGene LT2.0, TOYO B−Net社)を加えた。次に、検出試薬であるルシフェラーゼ基質溶液(ルシフェリン溶液)を添加した。生じた発光強度をルミノメーター(Mithras LB940, Berthold社)で測定した。
(3) Reporter gene assay (luciferase assay)
The medium was removed from the culture plate 48 hours after the addition of 5-aza-dC. Each cell was washed twice with PBS and then luciferase (reporter protein) was extracted from each cell. Specifically, the extraction was performed as follows. A cell lysate (PicaGene Cell lysis buffer LCβ, TOYO B-Net), which is an extraction reagent, was added, and the suspension of cells and the cell lysate was incubated for 15 minutes at room temperature. The suspension was then centrifuged at 15,000 rpm for 5 minutes with a centrifuge. Thereby, cell residues were removed from the suspension. As a result, a supernatant was obtained. A luciferase substrate solution (PicaGene LT2.0, TOYO B-Net) was added to this supernatant. Next, a luciferase substrate solution (luciferin solution) as a detection reagent was added. The generated emission intensity was measured with a luminometer (Mithras LB940, Berthold).

(4)結果
結果を図20(a)および(b)に示す。これらのグラフは、ベクター導入細胞からのレポーター蛋白質シグナル強度の脱メチル化反応による変化を表す。
(4) Results The results are shown in FIGS. 20 (a) and 20 (b). These graphs represent changes in reporter protein signal intensity from vector-introduced cells due to demethylation.

図20(a)は、PGV−B2−GFAPpベクターを導入された細胞について測定されたデータを示す。図20(a)の左端に、非メチル化標的核酸配列を含むPGV−B2−GFAPpベクターを導入され、脱メチル化処理を受けていない細胞から得られたシグナル強度を100%として記載した。中央には、メチル化標的核酸配列を含むPGV−B2−GFAPpベクターを導入され、脱メチル化処理を受けていない細胞から得られた相対シグナル強度を示す。この相対シグナル強度は、3.4%であった。右端には、メチル化された被修飾塩基を含むPGV−B2−GFAPpベクターを導入され、脱メチル化処理を受けた細胞から得られた相対シグナル強度を示す。この相対シグナル強度は、2.4%であった。 FIG. 20 (a) shows the measured data for cells into which the PGV-B2-GFAPp vector has been introduced. A PGV-B2-GFAPp vector containing an unmethylated target nucleic acid sequence was introduced into the left end of FIG. 20 (a), and the signal intensity obtained from cells that had not undergone demethylation treatment was described as 100%. In the center, a PGV-B2-GFAPp vector containing a methylation target nucleic acid sequence is introduced, and the relative signal intensity obtained from cells that have not undergone demethylation treatment is shown. This relative signal intensity was 3.4%. At the right end, a PGV-B2-GFAPp vector containing a methylated modified base was introduced, and the relative signal intensity obtained from cells subjected to demethylation treatment is shown. This relative signal intensity was 2.4%.

図20(b)は、pM53−R550K−GFAPpベクターを導入された細胞について測定されたデータを示す。図20(b)の左端に、非メチル化の被修飾塩基を含むpM53−R550K−GFAPpベクターを導入され、脱メチル化処理を受けていない細胞から得られたシグナル強度を100%として記載した。中央には、メチル化された被修飾塩基を含むpM53−R550K−GFAPpベクターを導入され、脱メチル化処理を受けていない細胞から得られた相対シグナル強度を示す。この相対シグナル強度は、34.1%であった。右端には、メチル化された被修飾塩基を含むpM53−R550K−GFAPpベクターを導入され、脱メチル化処理を受けた細胞から得られた相対シグナル強度を示す。この相対シグナル強度は、74.6%であった。 FIG. 20B shows measured data for cells into which the pM53-R550K-GFAPp vector has been introduced. The pM53-R550K-GFAPp vector containing an unmethylated modified base was introduced into the left end of FIG. 20 (b), and the signal intensity obtained from cells that had not undergone demethylation treatment was described as 100%. In the center, a pM53-R550K-GFAPp vector containing a methylated modified base was introduced, and the relative signal intensity obtained from cells that had not undergone demethylation treatment is shown. This relative signal intensity was 34.1%. At the right end, a pM53-R550K-GFAPp vector containing a methylated modified base was introduced, and the relative signal intensity obtained from cells subjected to demethylation treatment is shown. This relative signal intensity was 74.6%.

このように、非複製型のプラスミドベクターであるPGV−B2−GFAPpベクターでは、標的核酸配列について細胞内で生じた脱メチル化反応を検出することはできなかった。一方、自己複製型のプラスミドベクターであるpM53−R550K−GFAPpベクターを用いることにより、標的核酸配列について細胞内で生じた脱メチル化反応を検出することができた。なお、標的核酸配列であるGFAP遺伝子プロモーター配列と、被検細胞であるグリオーマC6細胞における対応する配列との相同性は、90.26%であった。 As described above, the PGV-B2-GFAPp vector, which is a non-replicating plasmid vector, could not detect the demethylation reaction that occurred in the cell for the target nucleic acid sequence. On the other hand, by using the pM53-R550K-GFAPp vector, which is a self-replicating plasmid vector, the demethylation reaction that occurred in the cell with respect to the target nucleic acid sequence could be detected. The homology between the GFAP gene promoter sequence, which is the target nucleic acid sequence, and the corresponding sequence in the glioma C6 cell, which is the test cell, was 90.26%.

これらの結果から、実施形態の1例であるプラスミド型の自己複製ベクターであるpM53−R550K−GFAPpベクターを使用することにより、次のことを可能にしたことが明らかとなった。即ち、その使用により、レポーター蛋白質のシグナル強度を指標として被修飾塩基における脱メチル化を検出することが可能になることが明らかになった。即ち、これらの結果により、pM53−R550K−GFAPpベクターに含まれる被修飾塩基の修飾の状態に依存して、プロモーター活性化の程度に違いが生じることが示された。この活性化の程度の違いは、レポーター蛋白質のシグナル強度を指標にして検出することができた。このように実施形態によれば、細胞が有する特定の配列に相同な標的核酸配列を有する自己複製ベクターを利用して、当該特定の配列についてのエピジェネティックな情報を得ることが可能である。また、被検細胞の特定の配列に相同な配列を含み、且つプラスミド型の自己複製ベクターであるpM53−R550K−GFAPpベクターが、被検細胞において自己複製した場合には次のことが生じる。即ち、被検細胞の特定の配列内の被修飾塩基における修飾の状態が、pM53−R550K−GFAPpベクター上の標的核酸配列中の被修飾塩基における修飾の状態に反映される。 From these results, it was clarified that the following can be achieved by using the pM53-R550K-GFAPp vector, which is a plasmid-type self-replicating vector which is an example of the embodiment. That is, it was clarified that its use makes it possible to detect demethylation in the modified base using the signal intensity of the reporter protein as an index. That is, these results indicate that the degree of promoter activation varies depending on the state of modification of the modified base contained in the pM53-R550K-GFAPp vector. This difference in the degree of activation could be detected using the signal intensity of the reporter protein as an index. Thus, according to the embodiment, it is possible to obtain epigenetic information about a specific sequence by utilizing a self-replicating vector having a target nucleic acid sequence homologous to the specific sequence of the cell. In addition, when the pM53-R550K-GFAPp vector, which contains a sequence homologous to a specific sequence of the test cell and is a plasmid-type self-replication vector, self-replicates in the test cell, the following occurs. That is, the modified state of the modified base in the specific sequence of the test cell is reflected in the modified state of the modified base in the target nucleic acid sequence on the pM53-R550K-GFAPp vector.

これらの結果から、自己複製ベクターを使用することによって、レポーター蛋白質のシグナル強度を指標として、被検細胞の特定の配列におけるエピジェネティックな情報を得ることが可能であることが明らかになった。 From these results, it was clarified that by using the self-replicating vector, it is possible to obtain epigenetic information on a specific sequence of the test cell using the signal intensity of the reporter protein as an index.

従来では、ゲノム上のエピジェネティックな情報を、外来核酸によって得るためには、外来核酸がゲノムの複製と同時に複製され、エピジェネティックな修飾反応を受けることが必須である。そのため、ゲノムに組み込まれていないレポーターベクターを利用して細胞の特性を判定することは困難である。しかしながら、実施形態によれば、ゲノム上に外来核酸を組み込まずに、目的とする核酸の修飾の状態などのエピジェネティックな情報を得ることが可能である。 Conventionally, in order to obtain epigenetic information on the genome by a foreign nucleic acid, it is essential that the foreign nucleic acid is replicated at the same time as the genome is replicated and undergoes an epigenetic modification reaction. Therefore, it is difficult to determine the characteristics of cells using a reporter vector that is not integrated into the genome. However, according to the embodiment, it is possible to obtain epigenetic information such as the modification state of the nucleic acid of interest without incorporating a foreign nucleic acid into the genome.

例6 ゲノムDNAとレポーターベクターにおけるCK19遺伝子プロモーター領域(標的核酸配列)のメチル化率の比較
自己複製ベクターと複製開始蛋白質遺伝子発現ベクター(複製開始蛋白質ユニットを有するベクター)とを構築した。レポーターベクターに標的核酸配列としてCK19遺伝子のプロモーター領域(−617〜+61bp、配列番号9)を組み込み、当該ベクターを導入した被検細胞のゲノムDNAとレポーターベクターの標的核酸配列のメチル化率を比較した。
Example 6 Comparison of methylation rate of CK19 gene promoter region (target nucleic acid sequence) in genomic DNA and reporter vector A self-replication vector and a replication initiation protein gene expression vector (vector having a replication initiation protein unit) were constructed. The promoter region of the CK19 gene (-617 to +61 bp, SEQ ID NO: 9) was incorporated into the reporter vector as the target nucleic acid sequence, and the methylation rate of the target nucleic acid sequence of the reporter vector was compared with the genomic DNA of the test cell into which the vector was introduced. ..

(1)レポーターベクターの構築
標的核酸配列であるCK19遺伝子のプロモーター領域(−617〜+61、配列番号9)を、ヒトのゲノムDNAを鋳型としてPCRで増幅した。PCRには、PrimeSTAR GLX DNA polymerase(TaKaRa BIO)を用いておこなった。PCRに用いたプライマーの塩基配列を以下に示す。
(1) Construction of reporter vector The promoter region (-617 to +61, SEQ ID NO: 9) of the CK19 gene, which is the target nucleic acid sequence, was amplified by PCR using human genomic DNA as a template. PCR was performed using PrimeSTAR GLX DNA polymerase (TaKaRa BIO). The base sequence of the primers used for PCR is shown below.

フォワードプライマー:5’-GCCTGGTCAACATGGTGAAAC-3’(配列番号19)
リバースプライマー:5’-TGGGCTAGCCCAAGAAGCTGGTTCTGAGAGG-3’(配列番号20)。
Forward primer: 5'-GCCTGGTCAACATGGTGAAAC-3'(SEQ ID NO: 19)
Reverse primer: 5'-TGGGCTAGCCCAAGAAGCTGGTTCTGAGAGG-3' (SEQ ID NO: 20).

PCRで得た標的核酸配列を、シミアン・ウイルス40の複製開始配列を有するレポーターベクターのルシフェラーゼ遺伝子の上流に組み込み、図21に示すレポーターベクターp19sLoを作製した。 The target nucleic acid sequence obtained by PCR was incorporated upstream of the luciferase gene of the reporter vector having the replication initiation sequence of Simian virus 40 to prepare the reporter vector p19sLo shown in FIG.

(2) 複製開始蛋白質遺伝子発現ベクターの構築
複製開始蛋白質遺伝子は、シミアン・ウイルス40のラージT抗原遺伝子(SV40LT)とした。同遺伝子をPrimeSTAR GLX DNA polymerase(TaKaRa BIO)を用いたPCRで増幅した後、遺伝子発現ベクターのサイトメガロ・ウイルス初期プロモーターの下流に組み込んだ。これにより図22に示す複製開始蛋白質(SV40LT)遺伝子発現用ベクターpCMV−LTを作製した。以下に、PCRに用いたプライマーの塩基配列を示す。
(2) Construction of replication initiation protein gene expression vector The replication initiation protein gene was a large T antigen gene (SV40LT) of Simian virus 40. The gene was amplified by PCR using PrimeSTAR GLX DNA polymerase (TaKaRa BIO) and then integrated downstream of the cytomegalovirus early promoter of the gene expression vector. As a result, the replication initiation protein (SV40LT) gene expression vector pCMV-LT shown in FIG. 22 was prepared. The base sequence of the primers used for PCR is shown below.

フォワードプライマー:5’-GGGGTACCAGATGGATAAAGTTTTAAACAGAGAGGAA-3’(配列番号21)
リバースプライマー:5’-GGGAATTCTTATGTTTCAGGTTCAGGTTCAGGGGGAG-3’(配列番号22)。
Forward primer: 5'-GGGGTACCAGATGGATAAAGTTTTAAACAGAGAGGAA-3' (SEQ ID NO: 21)
Reverse primer: 5'-GGGAATTCTTATGTTTCAGGTTCAGGTTCAGGGGGAG-3' (SEQ ID NO: 22).

(3)トランスフェクション
100μLのOpti−MEM(Life Technologies)に0.5μgのレポーターベクターを単独で、或いは0.4μgのレポーターベクターと0.1μgの複製開始蛋白質発現ベクターpCMV−LTと共に加えた。その後、0.5μLのエンハンサー試薬(Plus reagent,Life Technologies)を加えた。これを室温に5分間インキュベートした。この溶液に、1.25μLのLipofectamine LTXを加えてよく縣濁した。その後、室温に25分間インキュベートした。溶液を24ウェルプレートに移し、Huh−7細胞の縣濁液200μLを加えて穏やかに混合した。その後、37℃、5%CO雰囲気のインキュベータ内で細胞を培養した。
(3) Transfection To 100 μL of Opti-MEM (Life Technologies), 0.5 μg of the reporter vector was added alone or together with 0.4 μg of the reporter vector and 0.1 μg of the replication initiation protein expression vector pCMV-LT. Then, 0.5 μL of enhancer reagent (Plus reagent, Life Technologies) was added. This was incubated at room temperature for 5 minutes. To this solution, 1.25 μL of Lipofectamine LTX was added and the mixture was well turbid. It was then incubated at room temperature for 25 minutes. The solution was transferred to a 24-well plate, 200 μL of Huh-7 cell suspension was added and mixed gently. Then, the cells were cultured in an incubator at 37 ° C. and a 5% CO 2 atmosphere.

(4)細胞からのゲノムDNAおよびレポーターベクターの調整
トランスフェクションから96時間後、24ウェルプレートから培養液を取り除き、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)で細胞を洗浄した。その後、200μLのTrypsin−EDTAを加えて室温に5分間静置した。300μLのPBSを加え、細胞を1.5mLチューブに回収した。その後、遠心により細胞を沈殿させた。細胞を200μLのPBSに懸濁し、DNeasy Blood & Tissue Kit(Qiagen)を用いて、ゲノムDNAとレポーターベクターを含む溶液を得た。
(4) Preparation of genomic DNA and reporter vector from cells 96 hours after transfection, the culture medium was removed from the 24-well plate, and the cells were washed with phosphate buffered saline (PBS). Then, 200 μL of Trypsin-EDTA was added, and the mixture was allowed to stand at room temperature for 5 minutes. 300 μL PBS was added and cells were collected in 1.5 mL tubes. The cells were then precipitated by centrifugation. The cells were suspended in 200 μL of PBS and a solution containing genomic DNA and a reporter vector was obtained using DNeasy Blood & Tissue Kit (Qiagen).

(5)ゲノムDNAのメチル化率の検出
ゲノムDNAのCK19遺伝子のプロモーター領域(−617〜+61bp、配列番号9)に含まれるCCGG配列メチル化率(2番目のシトシンの5−メチル化の有無)を次の様に調べた。即ち、それについて、メチル化感受性制限酵素HpaIIとメチル化非感受性制限酵素MspIによるメチル化検出法で調べた。HpaIIとMspIは共通のCCGG配列を認識する制限酵素である。HpaIIは、メチル化シトシンを含むCCGG配列(CCGG)を切断できず、MspIはメチル化シトシンに係らずCCGG配列を切断する。上記(4)で調整したゲノムDNAとレポーターベクターを含む溶液を、制限酵素HpaII、或いはMspIで切断した。その後、QIAquick PCR purification kit(Qiagen)で精製した。これを制限酵素処理DNAとした。このDNAと制限酵素未処理DNAを鋳型として、下記プライマーを用いてPCRを行った。それにより、ゲノムDNAのCOX2遺伝子プロモーター領域のCCGG配列を含む領域を増幅した(図24)。
(5) Detection of genomic DNA methylation rate CCGG sequence methylation rate contained in the promoter region (-617 to +61 bp, SEQ ID NO: 9) of the CK19 gene of genomic DNA (presence or absence of 5-methylation of the second cytosine) Was investigated as follows. That is, it was investigated by a methylation detection method using a methylation-sensitive restriction enzyme HpaII and a methylation-insensitive restriction enzyme MspI. HpaII and MspI are restriction enzymes that recognize a common CCGG sequence. HpaII can not cleave CCGG sequence containing methylated cytosine (C m CGG), MspI cleaves CCGG sequence irrespective of the methylation cytosine. The solution containing the genomic DNA and reporter vector prepared in (4) above was cleaved with the restriction enzyme HpaII or MspI. Then, it was purified by QIAquick PCR purification kit (Qiagen). This was used as restriction enzyme-treated DNA. Using this DNA and the restriction enzyme-untreated DNA as templates, PCR was performed using the following primers. As a result, the region containing the CCGG sequence of the COX2 gene promoter region of genomic DNA was amplified (Fig. 24).

フォワードプライマー1’(G1) 5’-TCAGAGGGGACAAAAGGGGAGTTGG-3’(配列番号23)
リバースプライマー1(C1);5’-AGAGGCCCCTGCCCTCCAGAGGT-3’(配列番号24)
フォワードプライマー2(C2);5’-GCAAATTCCTCAGGGCTCAGATA-3’(配列番号25)
リバースプライマー2’(G2);5’-CCAGGCCTCCGAAGGACGACGTGGC-3’(配列番号26)
PCR反応液をアガロースゲル(含エチジウムプロマイド)で電気泳動した。その後、UV照射によりゲル中のPCR増幅産物を可視化して写真を撮影した。そして、得られた写真におけるそれぞれのバンド強度を画像解析ソフトウェアImage Jで数値化した。更に、得られた数値と以下の式から、AおよびBの全DNAに対するCCGG配列メチル化の割合を算出した。ここで結果を示す図中に示す「A」および「B」は、図24に示すように「A」は、フォワードプライマー1’(G1)と、リバースプライマー1(C1)とにより増幅される領域Aを指す。同様に「B」は、フォワードプライマー2(C2)と、リバースプライマー2’(G2)とにより増幅される領域Bを指す。

Figure 0006775911
Forward primer 1'(G1) 5'-TCAGAGGGGACAAAAGGGGAGTTGG-3'(SEQ ID NO: 23)
Reverse primer 1 (C1); 5'-AGAGGCCCCTGCCCTCCAGAGGT-3' (SEQ ID NO: 24)
Forward Primer 2 (C2); 5'-GCAAATTCCTCAGGGCTCAGATA-3'(SEQ ID NO: 25)
Reverse primer 2'(G2);5'-CCAGGCCTCCGAAGGACGACGTGGC-3'(SEQ ID NO: 26)
The PCR reaction solution was electrophoresed on an agarose gel (containing ethidium bromide). Then, the PCR amplification product in the gel was visualized by UV irradiation and a photograph was taken. Then, each band intensity in the obtained photograph was quantified by the image analysis software ImageJ. Furthermore, the ratio of CCGG sequence methylation to the total DNA of A and B was calculated from the obtained numerical values and the following formula. Here, "A" and "B" shown in the figure showing the results are the regions in which "A" is amplified by the forward primer 1'(G1) and the reverse primer 1 (C1) as shown in FIG. Refers to A. Similarly, "B" refers to region B amplified by the forward primer 2 (C2) and the reverse primer 2'(G2).
Figure 0006775911

これらの結果を図23(a)および図23(b)に示す。ここで、上記撮影により得られた写真は、何れもバックが黒であり、バンドが白く抜けたものである。この写真をそのまま画像解析ソフトウェアによってバンド強度を数値化した。しかしながら、その画像をそのまま図面に示すとバンドが見えにくい。従って、バンドをより見やすくするために、上記撮影により得られた写真をコンピュータに取り込み、画像加工ソフトを用いて、バンド強度および他のデータとの相対性を損なわないように白黒色を反転したイメージを示した(図23(a))。以下、同様に撮影された写真は、何れも同様に白黒色を反転した。 These results are shown in FIGS. 23 (a) and 23 (b). Here, in each of the photographs obtained by the above shooting, the background is black and the band is white. The band intensity of this photograph was quantified by image analysis software as it was. However, if the image is shown as it is in the drawing, the band is difficult to see. Therefore, in order to make the band easier to see, an image obtained by importing the photograph obtained by the above shooting into a computer and using image processing software to invert the black and white color so as not to impair the band intensity and the relativity with other data. (Fig. 23 (a)). Hereinafter, all the photographs taken in the same manner were similarly inverted in black and white.

図23aにおいて、レーンNは、制限酵素未処理DNAのPCR増幅産物のバンドであり、PCRに供した全DNA量を表す。レーンHはHpaII処理DNAのPCR増幅産物のバンドである。これはPCRに供したDNAのうち、CCGGの2番目のシトシンがメチル化されたDNA量を表す。レーンMはMspI処理DNAのPCR増幅産物であり、検出バックグラウンドを表す。図23aの結果に示すように、CCGG配列AおよびBのレーンHでPCR増幅産物のバンドが検出され、そのバンド強度はAよりもBの方が高かった。 In FIG. 23a, lane N is a band of PCR amplification products of restriction enzyme-untreated DNA and represents the total amount of DNA subjected to PCR. Lane H is a band of PCR amplification products of HpaII-treated DNA. This represents the amount of DNA in which the second cytosine of CCGG is methylated among the DNAs subjected to PCR. Lane M is a PCR amplification product of MspI-treated DNA and represents the detection background. As shown in the results of FIG. 23a, a band of PCR amplification product was detected in lane H of CCGG sequences A and B, and the band intensity was higher in B than in A.

上述の計算により得られたCCGG配列メチル化の割合に関する結果を図23bに示す。図23bの結果に示すように、AとBのCCGG配列メチル化の割合は、それぞれ、Aが2%であり、Bが87%であった。 The results regarding the rate of CCGG sequence methylation obtained by the above calculation are shown in FIG. 23b. As shown in the results of FIG. 23b, the rates of CCGG sequence methylation of A and B were 2% for A and 87% for B, respectively.

ここで、上記式においては、PCR増幅産物のバンドについてのシグナル強度からメチル化率を算出しているが、他の増幅方法により得られた増幅産物についても同様にシグナル強度からメチル化率が算出されてもよい。また、メチル化率の算出方法は、上記式のみによって得ることに限定されるものではない。 Here, in the above formula, the methylation rate is calculated from the signal intensity of the band of the PCR amplification product, but the methylation rate is similarly calculated from the signal intensity of the amplification products obtained by other amplification methods. May be done. Further, the method for calculating the methylation rate is not limited to the above formula alone.

(6)非複製レポーターベクターのメチル化率の検出
非複製レポーターベクターのメチル化率は、上記(3)に示す方法で行った。レポーターベクターpC2sLoと共に、或いはp19sLo単独でヒト肝がん細胞株Huh−7にトランスフェクションした。96時間後に抽出したDNA溶液を用いて、メチル化率を検出した。レポーターベクターの複製には、複製開始配列と複製開始蛋白質とが同一細胞内に共存する必要がある。従って、p19sLoを単独で細胞に導入した場合、p19sLoは細胞内で複製しない。上記(5)と同様の方法で、レポーターベクターp19sLoのCK19遺伝子のプロモーター領域(−617〜+61bp、配列番号9)に含まれるCCGG配列メチル化率(2番目のシトシンの5−メチル化の有無)を調べた。上記(4)で調整したDNAを、制限酵素HpaII、或いはMspIで切断した。その後、QIAquick PCR purification kit(Qiagen)で精製した。これを制限酵素処理DNAとした。これらのDNAと制限酵素未処理のDNAを鋳型として、下記プライマーを用いたPCRをおこなった。それによりp19sLoのCK19遺伝子プロモーター領域のCCGG配列を含む領域を増幅した(図24)。ここで、「A」は、図24に示すようにフォワードプライマー1’(P1)と、リバースプライマー1 (C1)とにより増幅される領域Aを指す。ここで、「B」は図24に示すように、フォワードプライマー2 (C2)とリバースプライマー2’ (P2)とにより増幅される領域Bを指す。
(6) Detection of Methylation Rate of Non-Replicating Reporter Vector The methylation rate of the non-replicating reporter vector was determined by the method shown in (3) above. Human liver cancer cell line Huh-7 was transfected with the reporter vector pC2sLo or p19sLo alone. The methylation rate was detected using the DNA solution extracted after 96 hours. For replication of the reporter vector, the replication initiation sequence and the replication initiation protein must coexist in the same cell. Therefore, when p19sLo is introduced into cells alone, p19sLo does not replicate inside the cells. CCGG sequence methylation rate (presence or absence of 5-methylation of second cytosine) contained in the promoter region (-617 to +61 bp, SEQ ID NO: 9) of the CK19 gene of the reporter vector p19sLo by the same method as in (5) above. I examined. The DNA prepared in (4) above was cleaved with the restriction enzyme HpaII or MspI. Then, it was purified by QIAquick PCR purification kit (Qiagen). This was used as restriction enzyme-treated DNA. Using these DNAs and DNAs untreated with restriction enzymes as templates, PCR was performed using the following primers. As a result, the region containing the CCGG sequence of the CK19 gene promoter region of p19sLo was amplified (Fig. 24). Here, "A" refers to the region A amplified by the forward primer 1'(P1) and the reverse primer 1 (C1) as shown in FIG. 24. Here, "B" refers to the region B amplified by the forward primer 2 (C2) and the reverse primer 2'(P2), as shown in FIG.

フォワードプライマー1’(P1) 5’-TAGGCTGTCCCCAGTGCAAGT-3’(配列番号27)
リバースプライマー1 (C1) 5’-AGAGGCCCCTGCCCTCCAGAGGT-3’(配列番号24)
フォワードプライマー2 (C2) 5’-GCAAATTCCTCAGGGCTCAGATA-3’(配列番号25)
リバースプライマー2’ (P2) 5’-AATGCCAAGCTTACTTAGATCG-3’(配列番号28)。
Forward primer 1'(P1) 5'-TAGGCTGTCCCCAGTGCAAGT-3' (SEQ ID NO: 27)
Reverse primer 1 (C1) 5'-AGAGGCCCCTGCCCTCCAGAGGT-3' (SEQ ID NO: 24)
Forward Primer 2 (C2) 5'-GCAAATTCCTCAGGGCTCAGATA-3' (SEQ ID NO: 25)
Reverse primer 2'(P2) 5'-AATGCCAAGCTTACTTAGATCG-3' (SEQ ID NO: 28).

PCR反応液のアガロースゲル(含エチジウムプロマイド)電気泳動の結果を図25(a)に示す。図26aの結果から、AとBのレーンHではPCR増幅産物が検出されなかった。従って、CCGG配列のメチル化の割合は、AおよびBともに0%であった(図25(b))。また、非複製レポーターベクターではAとBのメチル化は起こっていなかった。 The results of agarose gel (containing ethidium bromide) electrophoresis of the PCR reaction solution are shown in FIG. 25 (a). From the results of FIG. 26a, no PCR amplification product was detected in lanes H of A and B. Therefore, the methylation rate of the CCGG sequence was 0% for both A and B (FIG. 25 (b)). In addition, methylation of A and B did not occur in the non-replicating reporter vector.

(7)複製レポーターベクターのメチル化率の検出
複製レポーターベクターのメチル化率は、レポーターベクターp19sLoとpCMV−LTをHuh−7に共導入し、96時間後に抽出したDNAを用いて検出した。P19sLoとpCMV−LTとを細胞に共導入すると、複製開始配列と複製開始蛋白質が細胞内に共存するため、p19sLoが細胞内で複製する。DNAをHpaII、或いはMspIで処理した制限酵素処理DNAと制限酵素未処理DNAを鋳型として、上記(6)と同じプライマーでPCRをおこなった。それによりp19sLoのCK19遺伝子プロモーター領域のCCGG配列を含む領域を増幅した。PCR反応液のアガロースゲル(含エチジウムプロマイド)電気泳動の結果を図26(a)に示す。その結果、AとBのレーンHではPCR増幅産物が検出された。CCGG配列のメチル化の割合は、Aが0%であり、Bが16%であった(図26(b))。さらに、DpnI法(細胞内で複製したベクターの検出法)と、HpaIIとMspIによるメチル化検出法を組み合わせて、細胞内で複製したレポーターベクターのみのCK19遺伝子プロモーター領域CCGG配列のメチル化率を調べた(図27(a))。その結果、AとBのレーンHにおいてPCR増幅産物が検出された。各CCGG配列のメチル化の割合は、Aが0%、Bが25%であった(図27(b))。レポーターベクターのCK19遺伝子プロモーター領域は、ゲノムDNAのCK19遺伝子プロモーター領域(標的核酸配列)とほぼ同じ比率でメチル化された。
(7) Detection of methylation rate of replication reporter vector The methylation rate of the replication reporter vector was detected by co-introducing the reporter vectors p19sLo and pCMV-LT into Huh-7 and using the DNA extracted 96 hours later. When P19sLo and pCMV-LT are co-introduced into a cell, the replication initiation sequence and the replication initiation protein coexist in the cell, so that p19sLo replicates in the cell. PCR was performed using the same primers as in (6) above, using the restriction enzyme-treated DNA obtained by treating the DNA with HpaII or MspI and the restriction enzyme-untreated DNA as templates. Thereby, the region containing the CCGG sequence of the CK19 gene promoter region of p19sLo was amplified. The results of agarose gel (containing ethidium bromide) electrophoresis of the PCR reaction solution are shown in FIG. 26 (a). As a result, PCR amplification products were detected in lanes A and B. The methylation rate of the CCGG sequence was 0% for A and 16% for B (FIG. 26 (b)). Furthermore, the methylation rate of the CK19 gene promoter region CCGG sequence of only the reporter vector replicated in the cell was investigated by combining the DpnI method (detection method of the vector replicated in the cell) and the methylation detection method by HpaII and MspI. (Fig. 27 (a)). As a result, PCR amplification products were detected in lanes A and B. The methylation rate of each CCGG sequence was 0% for A and 25% for B (FIG. 27 (b)). The CK19 gene promoter region of the reporter vector was methylated in approximately the same proportion as the CK19 gene promoter region (target nucleic acid sequence) of genomic DNA.

例7 ゲノムDNAとレポーターベクターにおけるCOX2遺伝子プロモーター領域(標的核酸配列)のメチル化率の比較
自己複製ベクターと複製開始蛋白質遺伝子発現ベクター(複製開始蛋白質ユニットを有するベクター)とを構築した。レポーターベクターに標的核酸配列としてCOX2遺伝子のプロモーター領域(−540〜+115bp、配列番号10)を組み込んだ。このベクターを導入した被検細胞のゲノムDNAとレポーターベクターの標的核酸配列のメチル化率を比較した。
Example 7 Comparison of methylation rate of COX2 gene promoter region (target nucleic acid sequence) in genomic DNA and reporter vector A self-replication vector and a replication initiation protein gene expression vector (vector having a replication initiation protein unit) were constructed. The promoter region of the COX2 gene (-540 to +115 bp, SEQ ID NO: 10) was incorporated into the reporter vector as a target nucleic acid sequence. The methylation rates of the genomic DNA of the test cells into which this vector was introduced and the target nucleic acid sequence of the reporter vector were compared.

(1)レポーターベクターの構築
標的核酸配列であるCOX2遺伝子のプロモーター領域(−540〜+115bp、配列番号10)を、ヒトのゲノムDNAを鋳型としてPCRで増幅した。PCRには、PrimeSTAR GLX DNA polymerase(TaKaRa BIO)を用いておこなった。PCRに用いたプライマーの塩基配列を以下に示す。また、
フォワードプライマー;5’-CTTAACCTTACTCGCCCCAGTCT-3’(配列番号29)
リバースプライマー;5’-AGGCTCGAGCGCGGGGGTAGGCTTTGCTGTCTGAG-3’(配列番号30)。
(1) Construction of reporter vector The promoter region (-540 to +115 bp, SEQ ID NO: 10) of the COX2 gene, which is the target nucleic acid sequence, was amplified by PCR using human genomic DNA as a template. PCR was performed using PrimeSTAR GLX DNA polymerase (TaKaRa BIO). The base sequence of the primers used for PCR is shown below. Also,
Forward primer; 5'-CTTAACCTTACTCGCCCCAGTCT-3'(SEQ ID NO: 29)
Reverse primer; 5'-AGGCTCGAGCGCGGGGGTAGGCTTTGCTGTCTGAG-3' (SEQ ID NO: 30).

PCRで得た標的核酸配列を、シミアン・ウイルス40の複製開始配列を有するレポーターベクターのルシフェラーゼ遺伝子の上流に組み込んだ。それにより図28に示すレポーターベクター pC2sLoを作製した。 The target nucleic acid sequence obtained by PCR was incorporated upstream of the luciferase gene of the reporter vector having the replication initiation sequence of Simian virus 40. As a result, the reporter vector pC2sLo shown in FIG. 28 was prepared.

(2)複製開始蛋白質遺伝子発現ベクター
上記の例6の(2)と同じ複製開始蛋白質(SV40LT)遺伝子発現用ベクターpCMV−LTを用いた。
(2) Replication initiation protein gene expression vector The same replication initiation protein (SV40LT) gene expression vector pCMV-LT as in (2) of Example 6 above was used.

(3)レポーターベクターのメチル化
レポーターベクターと反応バッファーからなる反応溶液(50mM NaCl、10mM Tris−HCl、10mM MgCl、1mM DTT、160μM S−アデノシルメチオニン)を調整した。これに対して、DNAメチル化酵素:SssI CpG Methyltransferase(New England Biolabs)を加えて37℃で一晩反応させ、レポーターベクターのCG配列のシトシンをメチル化した。
(3) Methylation of reporter vector A reaction solution (50 mM NaCl, 10 mM Tris-HCl, 10 mM MgCl 2 , 1 mM DTT, 160 μM S-adenosylmethionine) consisting of a reporter vector and a reaction buffer was prepared. In response, DNA methyltransferase: SssI CpG Methyltransferase (New England Biolabs) was added and reacted at 37 ° C. overnight to methylate the cytosine of the CG sequence of the reporter vector.

(4) トランスフェクション
例6の(3)と同様の方法でトランスフェクションを行った。
(4) Transfection Transfection was performed in the same manner as in (3) of Example 6.

(5)細胞からのゲノムDNAおよびレポーターベクターの調整
細胞からのゲノムDNAおよびレポーターベクターの調整は、上記例6の(4)と同様の方法でおこなった。
(5) Preparation of genomic DNA and reporter vector from cells The preparation of genomic DNA and reporter vector from cells was carried out in the same manner as in (4) of Example 6 above.

(6)ゲノムDNAのメチル化率の検出
ゲノムDNAのCOX2遺伝子プロモーター(−540〜+115bp、配列番号10)に含まれるCCGG配列メチル化率(2番目のシトシンの5−メチル化の有無)を次のように調べた。即ち、それについて、メチル化感受性制限酵素HpaIIとメチル化非感受性制限酵素MspIによるメチル化検出法で調べた。(5)で調整したゲノムDNAとレポーターベクターを含む溶液を、制限酵素HpaII、或いはMspIで切断した後、QIAquick PCR purification kit(Qiagen)で精製し、これを制限酵素処理DNAとした。このDNAと制限酵素未処理DNAとを鋳型として使用し、更に下記プライマーを用いたPCRを行った。それによりゲノムDNAのCOX2遺伝子プロモーター領域のCCGG配列を含む領域Aおよび領域Bを増幅した(図29)。
(6) Detection of genomic DNA methylation rate The CCGG sequence methylation rate (presence or absence of 5-methylation of the second cytosine) contained in the COX2 gene promoter (-540 to +115 bp, SEQ ID NO: 10) of genomic DNA is as follows. I checked it like this. That is, it was investigated by a methylation detection method using a methylation-sensitive restriction enzyme HpaII and a methylation-insensitive restriction enzyme MspI. The solution containing the genomic DNA and reporter vector prepared in (5) was cleaved with a restriction enzyme HpaII or MspI, and then purified with a QIAquick PCR purification kit (Qiagen), which was used as a restriction enzyme-treated DNA. This DNA and the restriction enzyme-untreated DNA were used as templates, and PCR was further performed using the following primers. As a result, region A and region B containing the CCGG sequence of the COX2 gene promoter region of genomic DNA were amplified (Fig. 29).

フォワードプライマー1 (C1) 5’-GGAAGCCAAGTGTCCTTCTGC-3’(配列番号31)
リバースプライマー1 (C2) 5’-GGGCAGGGTTTTTTACCCAC-3’(配列番号32)
フォワードプライマー2 (C3) 5’-AGCTTCCTGGGTTTCCGATTT-3’(配列番号33)
リバースプライマー2’ (G2) 5’-GCCAGGTACTCACCTGTATGGCTG-3’(配列番号34)。
Forward Primer 1 (C1) 5'-GGAAGCCAAGTGTCCTTCTGC-3'(SEQ ID NO: 31)
Reverse primer 1 (C2) 5'-GGGCAGGGTTTTTTACCCAC-3'(SEQ ID NO: 32)
Forward Primer 2 (C3) 5'-AGCTTCCTGGGTTTCCGATTT-3'(SEQ ID NO: 33)
Reverse primer 2'(G2) 5'-GCCAGGTACTCACCTGTATGGCTG-3' (SEQ ID NO: 34).

ここで、図29に示すように、Aは、フォワードプライマー1 (C1)とリバースプライマー1 (C2)とにより増幅される領域を指し、Bはフォワードプライマー2 (C3)と、リバースプライマー2’ (G2)とにより増幅される領域を示す。 Here, as shown in FIG. 29, A refers to the region amplified by the forward primer 1 (C1) and the reverse primer 1 (C2), and B refers to the forward primer 2 (C3) and the reverse primer 2'(. The region amplified by G2) is shown.

PCR反応液をアガロースゲル(含エチジウムプロマイド)で電気泳動した。その後、UV照射によりゲル中のPCR増幅産物を可視化して写真を撮影した。結果を図30(a)に示す。図30(a)の結果から、CCGG配列AとBのレーンHにおいてPCR増幅産物のバンドが検出された。そのバンド強度はBよりもAが高かった。例6の(5)と同様の方法で算出したAとBのCCGG配列メチル化の割合は、それぞれ29%と7%であった(図30(b))。 The PCR reaction solution was electrophoresed on an agarose gel (containing ethidium bromide). Then, the PCR amplification product in the gel was visualized by UV irradiation and a photograph was taken. The results are shown in FIG. 30 (a). From the results of FIG. 30 (a), a band of PCR amplification product was detected in lane H of CCGG sequences A and B. The band strength was higher in A than in B. The rates of CCGG sequence methylation of A and B calculated by the same method as in (5) of Example 6 were 29% and 7%, respectively (FIG. 30 (b)).

(7)非複製非メチル化レポーターベクターのメチル化率の検出
非複製レポーターベクターのメチル化率は、上記(3)に示す方法で、レポーターベクターpC2sLoと共に、または単独で、ヒト肝がん細胞株Huh−7にトランスフェクションした。その96時間後に抽出したDNA溶液を用いて検出した。上記(5)と同様の方法で、レポーターベクターpC2sLoのCOX2遺伝子のプロモーター領域(−540〜+115bp、配列番号10)に含まれるCCGG配列メチル化率を調べた。上記(5)で調整したDNAを、制限酵素HpaII、或いはMspIで切断した。その後、QIAquick PCR purification kit(Qiagen)で精製した。これを制限酵素処理DNAとした。これらのDNAと制限酵素未処理のDNAを鋳型として、下記プライマーを用いたPCRを行った。pC2sLoのCOX2遺伝子プロモーター領域のCCGG配列を含む領域を増幅した(図29)。ここで結果を示す図中に示す「A」および「B」は、図29に示すように「A」は、フォワードプライマー1 (C1)とリバースプライマー1 (C2)とにより増幅される領域Aを指す。同様に「B」は、フォワードプライマー2 (C3)と、リバースプライマー2’ (P2)とにより増幅される領域Bを指す。
(7) Detection of methylation rate of non-replicating unmethylated reporter vector The methylation rate of the non-replicating reporter vector is determined by the method shown in (3) above, with or alone from the reporter vector pC2sLo. Huh-7 was transfected. It was detected using the extracted DNA solution 96 hours later. The CCGG sequence methylation rate contained in the promoter region (-540 to +115 bp, SEQ ID NO: 10) of the COX2 gene of the reporter vector pC2sLo was examined by the same method as in (5) above. The DNA prepared in (5) above was cleaved with the restriction enzyme HpaII or MspI. Then, it was purified by QIAquick PCR purification kit (Qiagen). This was used as restriction enzyme-treated DNA. Using these DNAs and DNAs not treated with restriction enzymes as templates, PCR was performed using the following primers. The region containing the CCGG sequence of the COX2 gene promoter region of pC2sLo was amplified (Fig. 29). Here, "A" and "B" shown in the figure showing the results, as shown in FIG. 29, "A" is a region A amplified by the forward primer 1 (C1) and the reverse primer 1 (C2). Point to. Similarly, "B" refers to region B amplified by forward primer 2 (C3) and reverse primer 2'(P2).

フォワードプライマー1 (C1) 5’-GGAAGCCAAGTGTCCTTCTGC-3’(配列番号31)
リバースプライマー1 (C2) 5’-GGGCAGGGTTTTTTACCCAC-3’(配列番号32)
フォワードプライマー2 (C3) 5’-AGCTTCCTGGGTTTCCGATTT-3’(配列番号33)
リバースプライマー2’ (P2), 5’-AATGCCAAGCTTACTTAGATCG-3’(配列番号35)。
Forward Primer 1 (C1) 5'-GGAAGCCAAGTGTCCTTCTGC-3'(SEQ ID NO: 31)
Reverse primer 1 (C2) 5'-GGGCAGGGTTTTTTACCCAC-3'(SEQ ID NO: 32)
Forward Primer 2 (C3) 5'-AGCTTCCTGGGTTTCCGATTT-3'(SEQ ID NO: 33)
Reverse primer 2'(P2), 5'-AATGCCAAGCTTACTTAGATCG-3' (SEQ ID NO: 35).

PCR反応液のアガロースゲル(含エチジウムプロマイド)電気泳動の結果を図31(a)に示す。図31(a)の結果から、AおよびBのレーンHにおいてはPCR増幅産物が検出されなかった。CCGG配列のメチル化の割合は、AおよびBともに0%であり、非複製レポーターベクターではAおよびBのメチル化は起こっていなかった(図31(b))。 The results of agarose gel (containing ethidium bromide) electrophoresis of the PCR reaction solution are shown in FIG. 31 (a). From the results of FIG. 31 (a), no PCR amplification product was detected in lanes H of A and B. The rate of methylation of the CCGG sequence was 0% for both A and B, and methylation of A and B did not occur in the non-replicating reporter vector (Fig. 31 (b)).

(8)複製非メチル化レポーターベクターのメチル化率の検出
複製レポーターベクターのメチル化率は、レポーターベクターpC2sLoと複製開始蛋白質遺伝子発現ベクターpCMV−LTをHuh−7に共導入した。その96時間後に抽出したDNA溶液を用いて検出した。DNAをHpaII、或いはMspIで処理した制限酵素処理DNAと制限酵素未処理DNAを鋳型として、上記(7)と同じプライマーでPCRを行った。それによりpC2sLoのCOX2遺伝子プロモーター領域のCCGG配列を含む領域を増幅した。PCR反応液のアガロースゲル(含エチジウムプロマイド)電気泳動の結果を図32(a)に示す。その結果、AおよびBのレーンHにおいてPCR増幅産物が検出された。CCGG配列メチル化の割合は、Aが14%であり、Bが24%であった(図32(b))。さらに、DpnI法(細胞内で複製したベクターの検出法)と、HpaIIとMspIによるメチル化検出法を組み合わせることにより、細胞内で複製したレポーターベクターのみのCOX2遺伝子プロモーター領域CCGG配列のメチル化率を調べた(図33(a))。その結果、AおよびBのレーンHにおいてPCR増幅産物が検出された。各CCGG配列のメチル化の割合は、Aが57%であり、Bが23%であった(図33(b))。複製したレポーターベクターのCOX2遺伝子プロモーター領域は、ゲノムDNAのCOX2遺伝子プロモーター領域(標的核酸配列)とほぼ同じ比率でメチル化された。
(8) Detection of methylation rate of replication unmethylated reporter vector For the methylation rate of the replication reporter vector, the reporter vector pC2sLo and the replication initiation protein gene expression vector pCMV-LT were co-introduced into Huh-7. It was detected using the extracted DNA solution 96 hours later. Using the restriction enzyme-treated DNA obtained by treating the DNA with HpaII or MspI and the restriction enzyme-untreated DNA as templates, PCR was performed with the same primers as in (7) above. Thereby, the region containing the CCGG sequence of the COX2 gene promoter region of pC2sLo was amplified. The results of agarose gel (containing ethidium bromide) electrophoresis of the PCR reaction solution are shown in FIG. 32 (a). As a result, PCR amplification products were detected in lanes A and B. The rate of CCGG sequence methylation was 14% for A and 24% for B (FIG. 32 (b)). Furthermore, by combining the DpnI method (detection method of intracellularly replicated vector) and the methylation detection method by HpaII and MspI, the methylation rate of the COX2 gene promoter region CCGG sequence of only the reporter vector replicated intracellularly can be determined. It was investigated (FIG. 33 (a)). As a result, PCR amplification products were detected in lanes A and B. The methylation rate of each CCGG sequence was 57% for A and 23% for B (FIG. 33 (b)). The COX2 gene promoter region of the replicated reporter vector was methylated in approximately the same proportion as the COX2 gene promoter region (target nucleic acid sequence) of genomic DNA.

(9)非複製メチル化レポーターベクターのメチル化率の検出
非複製メチル化レポーターベクターのメチル化率の検出には、メチル化レポーターベクターpC2sLoを単独でヒト肝がん細胞株Huh−7にトランスフェクションした。その96時間後に上記(5)の方法で抽出したDNA溶液を用いた。DNAを制限酵素HpaII、或いはMspIで切断した。その後、それをQIAquick PCR purification kit(Qiagen)で精製し、制限酵素処理DNAとした。これらのDNAと制限酵素未処理のDNAを鋳型として、下記プライマーを用いたPCRを行った。それによりpC2sLoのCOX2遺伝子プロモーター領域のCCGG配列を含む領域を増幅した。PCR反応液のアガロースゲル(含エチジウムプロマイド)電気泳動の結果を図34(a)に示す。図34(a)の結果から、AおよびBのレーンHにおいてPCR増幅産物が検出された。CCGG配列のメチル化の割合は、Aが100%であり、Bが86%であった(図34(b))。非複製メチル化レポーターベクターのメチル化率は、宿主細胞のゲノムDNAのメチル化率と一致しなかった。
(9) Detection of Methylation Rate of Non-Replicating Methylated Reporter Vector To detect the methylation rate of non-replicating methylated reporter vector, the methylated reporter vector pC2sLo was alone transfected into the human hepatoma cell line Huh-7. did. After 96 hours, the DNA solution extracted by the method (5) above was used. DNA was cleaved with the restriction enzymes HpaII or MspI. Then, it was purified by QIAquick PCR purification kit (Qiagen) to be used as restriction enzyme-treated DNA. Using these DNAs and DNAs not treated with restriction enzymes as templates, PCR was performed using the following primers. Thereby, the region containing the CCGG sequence of the COX2 gene promoter region of pC2sLo was amplified. The results of agarose gel (containing ethidium bromide) electrophoresis of the PCR reaction solution are shown in FIG. 34 (a). From the results of FIG. 34 (a), PCR amplification products were detected in lanes H of A and B. The methylation rate of the CCGG sequence was 100% for A and 86% for B (FIG. 34 (b)). The methylation rate of the non-replicating methylation reporter vector did not match the methylation rate of the genomic DNA of the host cell.

(10)複製メチル化レポーターベクターのメチル化率の検出
複製メチル化レポーターベクターのメチル化率の検出には、レポーターベクターpC2sLoと複製開始蛋白質遺伝子発現ベクターpCMV−LTとをHuh−7に共導入し、96時間後に抽出したDNA溶液を用いた。HpaII、或いはMspIで処理した制限酵素処理DNAと制限酵素未処理DNAとを鋳型として用いた。上記(6)と同じプライマーでPCRを行った。それによりpC2sLoのCOX2遺伝子プロモーター領域のCCGG配列を含む領域を増幅した。PCR反応液のアガロースゲル(含エチジウムプロマイド)電気泳動の結果を図35(a)に示す。その結果、AおよびBのレーンHにおいてPCR増幅産物が検出された。CCGG配列メチル化の割合は、Aが45%であり、Bが79%であった(図35(b))。さらに、DpnI法(細胞内で複製したベクターの検出法)と、HpaIIとMspIによるメチル化検出法とを組み合わせて、細胞内で複製したレポーターベクターのみのCOX2遺伝子プロモーター領域CCGG配列のメチル化率を調べた(図36(a))。その結果、AおよびBのレーンHにおいてPCR増幅産物が検出された。各CCGG配列のメチル化の割合は、Aが95%であり、Bが35%であった(図36(b))。細胞内で複製したレポーターベクターと、ゲノムDNAのCOX2遺伝子プロモーター領域内CCGG配列のメチル化率とを比較すると、Bが強く脱メチル化されており、メチル化の割合はAが高かった。
(10) Detection of Methylation Rate of Replication Methylation Reporter Vector To detect the methylation rate of the replication methylation reporter vector, the reporter vector pC2sLo and the replication initiation protein gene expression vector pCMV-LT were co-introduced into Huh-7. , The DNA solution extracted after 96 hours was used. A restriction enzyme-treated DNA treated with HpaII or MspI and a restriction enzyme-untreated DNA were used as templates. PCR was performed with the same primers as in (6) above. Thereby, the region containing the CCGG sequence of the COX2 gene promoter region of pC2sLo was amplified. The results of agarose gel (containing ethidium bromide) electrophoresis of the PCR reaction solution are shown in FIG. 35 (a). As a result, PCR amplification products were detected in lanes A and B. The rate of CCGG sequence methylation was 45% for A and 79% for B (FIG. 35 (b)). Furthermore, by combining the DpnI method (detection method of intracellularly replicated vector) and the methylation detection method by HpaII and MspI, the methylation rate of the COX2 gene promoter region CCGG sequence of only the reporter vector replicated intracellularly can be determined. It was investigated (FIG. 36 (a)). As a result, PCR amplification products were detected in lanes A and B. The methylation rate of each CCGG sequence was 95% for A and 35% for B (FIG. 36 (b)). Comparing the reporter vector replicated in the cell with the methylation rate of the CCGG sequence in the COX2 gene promoter region of the genomic DNA, B was strongly demethylated and the methylation rate was high in A.

例8 ルシフェラーゼアッセイによる標的核酸配列(COX2遺伝子プロモーター領域)の脱メチル化の検出
上記例7と同様の方法で、メチル化/非メチル化レポーターベクターpC2sLoを単独、或いは複製開始蛋白質発現ベクターpCMV−LTと共にヒト肝がん細胞株Huh−7にトランスフェクションした。その72時間培養後、pC2sLoに由来するレポーター活性を測定した。24ウェルプレートから培養液を取り除き、PBSで洗浄した。その後、150μLの細胞溶解液(Promega)を加えて−80℃に30分以上静置して凍結した。細胞溶解液を室温で解凍した後、溶解液を遠心チューブに回収した。この遠心により細胞残渣を沈殿させた。上清10μLを96ウェルプレート(Nunc)に分注した。これに50μLのLuciferase基質溶液(One-Glo Luciferase Assay System, Promega)を加えて細胞溶解液の発光強度を測定した。結果を図37に示す。図37のグラフの縦軸は、発光強度の回復率を示した。この発光強度の回復率は、脱メチル化の指標である。発光強度の回復率は、非メチル化レポーターベクターを導入した細胞から得られた発光強度を100%とした時のメチル化レポーターDNAを導入した細胞から得られた発光強度の割合である。グラフの左側には、非複製レポーターベクターの発光強度の回復率を、右側には、複製レポーターベクターの回復率を示した。このグラフから、発光強度の回復率は、非複製レポーターベクターよりも複製レポーターベクターの方が高いことが分かった。それにより、複製レポーターベクターにおいて、標的核酸配列に生じた脱メチル化を高感度に検出することが可能になった。この結果から、細胞内で複製するレポーターベクターを使用することによって、レポーター活性を指標として、被検細胞の特定の配列におけるエピジェネティックな情報を得ることが可能であることが明らかになった。
Example 8 Detection of demethylation of target nucleic acid sequence (COX2 gene promoter region) by luciferase assay The methylated / unmethylated reporter vector pC2sLo alone or the replication initiation protein expression vector pCMV-LT is used in the same manner as in Example 7 above. Was transfected into the human liver cancer cell line Huh-7. After culturing for 72 hours, the reporter activity derived from pC2sLo was measured. The culture was removed from the 24-well plate and washed with PBS. Then, 150 μL of cell lysate (Promega) was added, and the cells were allowed to stand at −80 ° C. for 30 minutes or more to freeze. After thawing the cell lysate at room temperature, the lysate was collected in a centrifuge tube. The cell residue was precipitated by this centrifugation. 10 μL of the supernatant was dispensed into a 96-well plate (Nunc). To this, 50 μL of Luciferase substrate solution (One-Glo Luciferase Assay System, Promega) was added, and the luminescence intensity of the cell lysate was measured. The results are shown in FIG. The vertical axis of the graph of FIG. 37 shows the recovery rate of the emission intensity. The recovery rate of this luminescence intensity is an index of demethylation. The recovery rate of the luminescence intensity is the ratio of the luminescence intensity obtained from the cells into which the methylated reporter DNA is introduced, when the luminescence intensity obtained from the cells into which the unmethylated reporter vector is introduced is 100%. The left side of the graph shows the recovery rate of the luminescence intensity of the non-replicating reporter vector, and the right side shows the recovery rate of the replication reporter vector. From this graph, it was found that the recovery rate of luminescence intensity was higher in the replication reporter vector than in the non-replication reporter vector. This made it possible to detect demethylation of the target nucleic acid sequence with high sensitivity in the replication reporter vector. From this result, it was clarified that by using a reporter vector that replicates in cells, it is possible to obtain epigenetic information on a specific sequence of a test cell using the reporter activity as an index.

例9 2種類のレポーター遺伝子発現ユニット(官能基が置換された標的核酸配列を含むユニットと、官能基が置換されていない標的核酸配列を含むユニット)、及び複製開始配列を有する自己複製ベクター
(1)ベクターの作製
自己複製ベクターを構築した。エビ由来のルシフェラーゼが組込まれたレポーターベクターpNL1.1(プロメガ社)を制限酵素KpnIとBamHIで切断した。そのDNA末端をT4 DNAポリメラーゼで平滑化した。その後、エビルシフェラーゼとSV40転写終結配列からなるDNA断片を精製した。この断片を制限酵素SspIで切断したp19sLoと、T4 DNAリガーゼにより連結して自己複製ベクターp19sLo−NLを構築した。このp19sLo−NLに、CpGのシトシンをメチル化したCOX2遺伝子プロモーター(配列番号10、表10)を組み込んだ。
Example 9 A self-replicating vector having two types of reporter gene expression units (a unit containing a target nucleic acid sequence in which a functional group has been substituted and a unit containing a target nucleic acid sequence in which a functional group has not been substituted) and a replication initiation sequence (1). ) Preparation of vector A self-replicating vector was constructed. The reporter vector pNL1.1 (Promega) incorporating shrimp-derived luciferase was cleaved with the restriction enzymes KpnI and BamHI. The DNA ends were blunted with T4 DNA polymerase. Then, a DNA fragment consisting of eviluciferase and SV40 transcription termination sequence was purified. This fragment was ligated with p19sLo cleaved with the restriction enzyme SspI with T4 DNA ligase to construct a self-replicating vector p19sLo-NL. The COX2 gene promoter (SEQ ID NO: 10, Table 10) in which CpG cytosine was methylated was incorporated into this p19sLo-NL.

ヒトのゲノムを鋳型に、PCRによってCOX2遺伝子プロモーターを増幅した。PCRに用いたプライマー配列を以下に示した。 The COX2 gene promoter was amplified by PCR using the human genome as a template. The primer sequences used for PCR are shown below.

フォワードプライマー;5’-GGGGCTAGCCTTAACCTTACTCGCCCCAGTCT-3’(配列番号36)
リバースプライマー;5’-AGGCTCGAGCGCGGGGGTAGGCTTTGCTGTCTGAG-3’(配列番号30)。
Forward primer; 5'-GGGGCTAGCCTTAACCTTACTCGCCCCAGTCT-3'(SEQ ID NO: 36)
Reverse primer; 5'-AGGCTCGAGCGCGGGGGTAGGCTTTGCTGTCTGAG-3' (SEQ ID NO: 30).

PCR増幅産物(COX2遺伝子プロモーター)を精製した。その後、増幅産物と反応バッファーからなる反応溶液(50mM NaCl,10mM Tris−HCl、10mM MgCl、1mM DTT、160μM S−アデノシルメチオニン)を調整した。そこに、DNAメチル化酵素:SssI CpG Methyltransferase(New England Biolabs)を加えて37℃で一晩反応させた。それによりCOX2遺伝子プロモーターのCG配列のシトシンをメチル化した。このメチル化したDNA断片(メチル化COX2遺伝子プロモーター)を、制限酵素KpnIとXhoIで処理した自己複製ベクターp19sLo−NLにT4 DNAリガーゼによって連結した。これによって、2種類のレポーター遺伝子発現ユニット(メチル化COX2遺伝子プロモーターを含むレポーター遺伝子発現ユニットと、非メチル化CK19遺伝子プロモーターを含むレポーター遺伝子発現ユニットとを含む)と、複製開始配列とを含む自己複製ベクターp19sLo−mC2sNLを構築した(図38)。 The PCR amplification product (COX2 gene promoter) was purified. Then, a reaction solution (50 mM NaCl, 10 mM Tris-HCl, 10 mM MgCl 2 , 1 mM DTT, 160 μM S-adenosylmethionine) consisting of the amplification product and the reaction buffer was prepared. DNA methyltransferase: SssI CpG Methyltransferase (New England Biolabs) was added thereto, and the mixture was reacted overnight at 37 ° C. As a result, cytosine in the CG sequence of the COX2 gene promoter was methylated. This methylated DNA fragment (methylated COX2 gene promoter) was ligated with a T4 DNA ligase to the self-replicating vector p19sLo-NL treated with restriction enzymes KpnI and XhoI. As a result, self-replication including two types of reporter gene expression units (including a reporter gene expression unit containing a methylated COX2 gene promoter and a reporter gene expression unit containing a non-methylated CK19 gene promoter) and a replication initiation sequence. The vector p19sLo-mC2sNL was constructed (Fig. 38).

(2)トランスフェクション
100μLのOpti−MEM(Life Technologies)に0.5μgのレポーターベクターを単独、或いは0.4μgのp19sLo−mC2sNLと0.1μgの複製開始蛋白質発現ベクターpCMV−LTとを共に加えた。その後、0.5μLのエンハンサー試薬(Plus reagent, Life Technologies)を加えて室温で5分間インキュベートした。この溶液に、1.25μLのLipofectamine LTXを加えてよく縣濁した。その後、室温で25分間インキュベートした。溶液を24ウェルプレートに移した。そこにHuh−7細胞の縣濁液200μLを加えて穏やかに混合した。これによりベクターを細胞に導入した(図39)。
(2) Transfection To 100 μL of Opti-MEM (Life Technologies), 0.5 μg of the reporter vector alone or 0.4 μg of p19sLo-mC2sNL and 0.1 μg of the replication initiation protein expression vector pCMV-LT were added together. .. Then, 0.5 μL of enhancer reagent (Plus reagent, Life Technologies) was added, and the mixture was incubated at room temperature for 5 minutes. To this solution, 1.25 μL of Lipofectamine LTX was added and the mixture was well turbid. It was then incubated at room temperature for 25 minutes. The solution was transferred to a 24-well plate. 200 μL of a suspension of Huh-7 cells was added thereto, and the mixture was gently mixed. This introduced the vector into the cells (Fig. 39).

例10 レポーター遺伝子発現ユニット、及び複製開始遺伝子発現ユニット、及び複製開始配列を有する自己複製ベクター
(1)ベクターの作製
自己複製ベクターを構築した。このレポーターベクターの構成を図40に示す。レポーターベクター91は、レポーター遺伝子発現ユニット2と、複製開始蛋白質ユニット92と、複製開始配列3とを1つの核酸鎖に含む。レポーター遺伝子発現ユニット2は、転写制御配列4と、その下流に機能的に連結されたレポーター蛋白質をコードするレポーター遺伝子5と、その下流に機能的に連結された転写終結シグナル配列6とを含む。複製開始蛋白質ユニット92は、構成的に発現するプロモーター94と、その下流に機能的に連結された複製開始蛋白質遺伝子95と、その下流に機能的に連結された転写終結シグナル配列96とを含む。複製開始配列3は、複製開始蛋白質ユニット92の転写終結シグナル配列96の下流に連結されている。このレポーターベクターは、次のように製造した。pCMV−LT(例6(2))から複製開始蛋白質遺伝子発現ユニットを制限酵素BglIとBamHIとで切断した。そのDNA末端をT4 DNAポリメラーゼで平滑化した。その後、複製開始蛋白質遺伝子発現ユニットのDNA断片を精製した。このDNA断片を、制限酵素SspIで切断したpC2sLo(例7(1))に連結して自己複製ベクターpC2sLo−CMVLTを構築した。
Example 10 Self-replication vector having a reporter gene expression unit, a replication initiation gene expression unit, and a replication initiation sequence (1) Preparation of a vector A self-replication vector was constructed. The structure of this reporter vector is shown in FIG. The reporter vector 91 contains a reporter gene expression unit 2, a replication initiation protein unit 92, and a replication initiation sequence 3 in one nucleic acid chain. The reporter gene expression unit 2 includes a transcription control sequence 4, a reporter gene 5 encoding a reporter protein functionally linked downstream thereof, and a transcription termination signal sequence 6 functionally linked downstream thereof. The replication initiation protein unit 92 includes a constitutively expressed promoter 94, a replication initiation protein gene 95 functionally linked downstream thereof, and a transcription termination signal sequence 96 functionally linked downstream thereof. The replication initiation sequence 3 is linked downstream of the transcription termination signal sequence 96 of the replication initiation protein unit 92. This reporter vector was prepared as follows. The replication initiation protein gene expression unit was cleaved from pCMV-LT (Example 6 (2)) with restriction enzymes BglI and BamHI. The DNA ends were blunted with T4 DNA polymerase. Then, the DNA fragment of the replication initiation protein gene expression unit was purified. This DNA fragment was ligated to pC2sLo (Example 7 (1)) cleaved with the restriction enzyme SspI to construct a self-replicating vector pC2sLo-CMVLT.

(2)トランスフェクション
100μLのOpti−MEM(Life Technologies)に0.5μgのpC2sLo−CMVLTを加えた。その後、0.5μLのエンハンサー試薬(Plus reagent, Life Technologies)を加えて、室温で5分間インキュベートした。この溶液に、1.25μLのLipofectamine LTXを加えてよく縣濁した。その後、室温で25分間インキュベートした。溶液を24ウェルプレートに移した。そこにHuh−7細胞の縣濁液200μLを加えて穏やかに混合した。その後、37℃、5%CO雰囲気のインキュベータ内で細胞を培養した。
(2) Transfection To 100 μL of Opti-MEM (Life Technologies), 0.5 μg of pC2sLo-CMVLT was added. Then, 0.5 μL of enhancer reagent (Plus reagent, Life Technologies) was added, and the mixture was incubated at room temperature for 5 minutes. To this solution, 1.25 μL of Lipofectamine LTX was added and the mixture was well turbid. It was then incubated at room temperature for 25 minutes. The solution was transferred to a 24-well plate. 200 μL of a suspension of Huh-7 cells was added thereto, and the mixture was gently mixed. Then, the cells were cultured in an incubator at 37 ° C. and a 5% CO 2 atmosphere.

(3)細胞からのゲノムDNAおよびレポーターベクターの調整
ゲノムDNAおよびレポーターベクターの調整は、上記例10の(1)と同様の方法でおこなった。
(3) Preparation of genomic DNA and reporter vector from cells The genomic DNA and reporter vector were prepared in the same manner as in (1) of Example 10 above.

(4)レポーターベクターのメチル化率の検出
レポーターベクターのメチル化率は、自己複製ベクターpC2sLo−CMVLTをHuh−7に導入し、その72時間後に抽出したDNA溶液を用いて、上記例7(7)と同様の方法で調べた。上記(3)で調整した溶液を、制限酵素HpaII、或いはMspIで切断した。その後、それをQIAquick PCR purification kit (Qiagen)で精製した。これらのDNAと制限酵素未処理DNAを鋳型として、上記6(7)と同じプライマーでPCRを行った。pC2sL−CMVLTのCOX2遺伝子プロモーター領域(−540〜+115bp、配列番号10)のCCGG配列を含む領域を増幅した(図29)。PCR反応液のアガロースゲル(含エチジウムプロマイド)電気泳動の結果を図41(a)に示す。図41(a)の結果から、AおよびBのレーンHにおいてPCR増幅産物が検出された。CCGG配列のメチル化の割合は、Aが9%であり、Bが0.5%であった(図41(b))。自己複製ベクターpC2sLo−CMVLTのCOX2遺伝子プロモーター領域では、ゲノムDNAのCOX2遺伝子プロモーター領域(例7(6)、図30)と同様に、Aのメチル化率が高かった。
(4) Detection of methylation rate of reporter vector For the methylation rate of the reporter vector, the self-replicating vector pC2sLo-CMVLT was introduced into Huh-7, and the DNA solution extracted 72 hours later was used to determine the methylation rate of Example 7 (7) above. ) Was investigated in the same way. The solution prepared in (3) above was cleaved with the restriction enzyme HpaII or MspI. It was then purified by the QIAquick PCR purification kit (Qiagen). Using these DNAs and DNAs not treated with restriction enzymes as templates, PCR was performed with the same primers as in 6 (7) above. The region containing the CCGG sequence of the COX2 gene promoter region (-540 to +115 bp, SEQ ID NO: 10) of pC2sL-CMVLT was amplified (FIG. 29). The results of agarose gel (containing ethidium bromide) electrophoresis of the PCR reaction solution are shown in FIG. 41 (a). From the results of FIG. 41 (a), PCR amplification products were detected in lanes H of A and B. The methylation rate of the CCGG sequence was 9% for A and 0.5% for B (FIG. 41 (b)). In the COX2 gene promoter region of the self-replicating vector pC2sLo-CMVLT, the methylation rate of A was high, as in the COX2 gene promoter region of genomic DNA (Example 7 (6), FIG. 30).

これらの実施形態または実施例によれば、より高い精度で細胞の特性を判定する方法および装置を提供することができる。 According to these embodiments or examples, it is possible to provide a method and an apparatus for determining cell characteristics with higher accuracy.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1]
(1)特定の条件下で活性化されて検出可能な信号を生ずる自己複製可能なレポーターベクターを被検細胞に導入することと、
(2)前記被検細胞を培養し、前記レポーターベクターを自己複製させることと、
(3)細胞毎に前記被検細胞から生じた当該検出可能な信号を検出することと、
(4)当該信号が得られた前記被検細胞の形態を観察することと、
(5)前記(3)において得られた結果と、前記(4)において得られた結果とに基づいて当該被検細胞の特性を判定することと、
を含む細胞特性を判定する方法。
[2]
(1)レポーターベクターを被検細胞に導入することと:
ここで、前記レポーターベクターは、
(A)(A−a)特定の条件下でプロモーター活性を示す転写制御配列と、
(A−b)前記転写制御配列の下流に機能的に連結され、前記転写制御配列の活性化により発現し、検出可能な信号を生ずるレポーター蛋白質をコードするレポーター遺伝子と、
(A−c)前記レポーター遺伝子の下流に機能的に連結された転写終結シグナル配列と、
を含むレポーター遺伝子発現ユニット、および
(B)前記レポーター遺伝子発現ユニットと同一核酸上に配置され、複製開始蛋白質の結合によって当該レポーターベクターの自己複製を開始する複製開始配列を含む複製開始ユニット、
を含み:
(2)当該複製開始蛋白質が発現されている条件下で、前記被検細胞を培養することと:
(3)前記被検細胞において発現された前記レポーター蛋白質を細胞毎に検出することと:
(4)前記(3)において当該レポーター蛋白質が検出された当該細胞の形態を観察することと:
(5)前記(3)において得られた結果と、前記(4)において観察された結果とに基づいて前記被検細胞の特性を判定することと:
を含む細胞特性を判定する方法。
[3]
前記レポーターベクターは、更に、
(C)当該複製開始蛋白質ユニット
を含み、当該複製開始蛋白質ユニットは、
(C−a)前記レポーター遺伝子の下流に機能的に連結されたIRES配列と、
(C−b)前記IRES配列の下流に機能的に連結された複製開始蛋白質をコードする複製開始蛋白質遺伝子と
を含み、
前記転写終結シグナル配列が、前記複製開始蛋白質遺伝子の下流に機能的に連結されていることを特徴とする[2]に記載の方法。
[4]
前記レポーターベクターが、更に、
(D)前記レポーター遺伝子発現ユニットが配置された核酸鎖と同じ核酸鎖上に複製開始蛋白質ユニット
を含み、前記複製開始蛋白質ユニットは、
(D−a)構成的に発現する構成的プロモーターと:
(D−b)前記構成的プロモーターの下流に機能的に連結された前記複製開始蛋白質をコードする複製開始蛋白質遺伝子と:
を含むことを特徴とする[2]に記載の方法。
[5]
前記レポーターベクターは、前記被検細胞のゲノム上の特定の配列における修飾の状態を、前記被検細胞の核内での自己複製中に官能基の置換によって対応するその配列上に写し取り、当該写し取られた官能基の存在状況に依存して、特定の条件下で活性化されるプロモーター活性によって検出可能な信号を生ずることを特徴とする[1]〜[4]の何れか1つに記載の方法。
[6]
前記レポーターベクターの当該転写制御配列は、官能基が置換され得る塩基を含む、前記被検細胞のゲノム上の特定の配列に対して同一性を有する標的核酸配列を含み、当該官能基の置換の程度に依存して活性化されるプロモーター活性を有することを特徴とする[2]〜[4]の何れか1つに記載の方法。
[7]
前記官能基がメチル基またはアセチル基であることを特徴とする[5]または[6]に記載の方法。
[8]
前記細胞の形態を観察することが、前記被検細胞の面積、前記被検細胞の面積に対する核の面積の比率、前記被検細胞の長径に対する短径の比率、前記被検細胞における核の数または前記被検細胞の辺縁部のコントラスト比を得ることを含むことを特徴とする[1]〜[7]の何れか1つに記載の方法。
[9]
1)前記複製開始蛋白質遺伝子が、シミアン・ウイルス40のラージT抗原遺伝子であり、前記複製開始配列が、シミアン・ウイルス40からの複製開始配列である:
2)前記複製開始蛋白質遺伝子が、エプスタイン・バー・ウイルスのEBNA−1遺伝子であり、前記複製開始配列が、エプスタイン・バー・ウイルスからの複製開始配列である:または
3)前記複製開始蛋白質遺伝子が、マウス・ポリオーマ・ウイルスのラージT抗原遺伝子であり、前記複製開始配列が、マウス・ポリオーマ・ウイルスからの複製開始配列である:
ことを特徴とする[2]〜[7]の何れか1つに記載の方法。
[10]
前記ラージT抗原遺伝子が、配列番号4、配列番号5若しくは配列番号6で示される核酸、または配列番号4、配列番号5若しくは配列番号6の配列中の1若しくは数個の塩基が欠失、置換若しくは付加された配列により示され、且つDNA複製開始機能を有する核酸であることを特徴とする[9]に記載の方法。
[11]
前記構成的プロモーターが、サイトメガロ・ウイルスプロモーター、ラウス肉腫ウイルスプロモーター、シミアン・ウイルス初期プロモーターおよびシミアン・ウイルス後期プロモーターからなる群より選択されることを特徴とする[4]〜[10]の何れか1つに記載の方法。
[12]
前記検出可能な信号の検出および前記細胞の形態を観察することが非侵襲性光学的撮像方法により行われることを特徴とする[1]〜[11]の何れか1つに記載の方法。
[13]
前記細胞の形態を観察することが、位相差顕微鏡法、微分緩衝顕微鏡法またはハイパースペクトルイメージング法により行われることを特徴とする[12]に記載の方法。
[14]
前記検出可能な信号の検出が発光強度を指標に行われ、前記細胞の形態を観察することが明視野での撮像により行われることを特徴とする[12]に記載の方法。
[15]
更に、前記被検細胞の核を染色することと、前記染色された核を観察することとを含み、前記被検細胞の特性を判定することが、更に核の観察により得られた結果に基づいて行われることを特徴とする[1]〜[14]の何れか1つに記載の方法。
[16]
前記検出可能な信号の検出が発光視野の撮像により行われ、前記細胞の形態を観察することが明視野での撮像により行われ、前記核の観察が蛍光視野の撮像により行われることを特徴とする[15]に記載の方法。
[17]
前記細胞の形態を観察することが、被検細胞に近赤外領域の波長の光を照射し、当該光の反射または吸収を指標に当該被検細胞の辺縁部の特徴に関する情報を得ることであることを特徴とする[1]〜[16]の何れか1つに記載の方法。
[18]
前記近赤外領域の波長が700nm〜750nmの波長であることを特徴とする[17]に記載の方法。
[19]
前記プロモーターが活性化される特定の条件が、前記被検細胞が癌細胞または前癌細胞であることを示唆する条件であることを特徴とする[2]〜[18]の何れか1つに記載の方法。
[20]
[1]〜[19]の何れか1つに記載の方法を含み、前記特定の条件が疾患に関連した条件であることを特徴とする疾患の検査方法。
[21]
前記疾患が、癌または前癌であることを特徴とする[20]に記載の検査方法。
[22]
(1)被検細胞のゲノム上の特定の配列における修飾の状態を、前記被検細胞の核内での自己複製中に官能基の置換によって対応するその配列上に写し取り、当該写し取られた官能基の存在状況に依存して、特定の条件下で活性化されるプロモーター活性によって発光を生ずるレポーターベクターを、被検細胞の核内に導入する遺伝子導入部と、
(2)前記遺伝子導入部で処理された前記被検細胞を培養し、前記被検細胞を分裂させることにより、前記レポーターベクターを自己複製させる培養部と、
(3)前記培養部で培養された被検細胞について明視野画像を撮像し、更に、その同じ視野について当該レポーター遺伝子の発現に由来して細胞毎に生じた発光信号を含む発光画像を撮像する撮像部と、
(4)前記明視野画像と前記発光画像とに基づいて当該被検細胞の細胞毎の細胞特性を判定する判定部と
を具備する細胞特性判定装置。
Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
Hereinafter, the inventions described in the claims of the original application of the present application will be added.
[1]
(1) Introducing a self-replicating reporter vector into a test cell that is activated under specific conditions to generate a detectable signal.
(2) Culturing the test cells and self-replicating the reporter vector.
(3) To detect the detectable signal generated from the test cell for each cell,
(4) Observing the morphology of the test cell from which the signal was obtained, and
(5) To determine the characteristics of the test cell based on the result obtained in (3) above and the result obtained in (4) above.
A method for determining cell characteristics including.
[2]
(1) Introducing a reporter vector into test cells:
Here, the reporter vector is
(A) (A-a) Transcription control sequences exhibiting promoter activity under specific conditions,
(A-b) A reporter gene encoding a reporter protein that is functionally linked downstream of the transcriptional control sequence, expressed by activation of the transcriptional control sequence, and produces a detectable signal.
(Ac) A transcription termination signal sequence functionally linked downstream of the reporter gene,
Reporter gene expression unit, including
(B) A replication initiation unit that is located on the same nucleic acid as the reporter gene expression unit and contains a replication initiation sequence that initiates self-replication of the reporter vector by binding to the replication initiation protein.
Including:
(2) Culturing the test cells under the condition that the replication initiation protein is expressed:
(3) To detect the reporter protein expressed in the test cell for each cell:
(4) Observing the morphology of the cell in which the reporter protein was detected in (3) above:
(5) To determine the characteristics of the test cells based on the results obtained in (3) and the results observed in (4):
A method for determining cell characteristics including.
[3]
The reporter vector further
(C) The replication initiation protein unit
The replication-initiating protein unit contains
(CA) An IRES sequence functionally linked downstream of the reporter gene,
(C-b) With the replication initiation protein gene encoding the replication initiation protein functionally linked downstream of the IRES sequence.
Including
The method according to [2], wherein the transcription termination signal sequence is functionally linked downstream of the replication initiation protein gene.
[4]
The reporter vector further
(D) A replication initiation protein unit on the same nucleic acid strand as the nucleic acid strand in which the reporter gene expression unit is arranged.
The replication-initiating protein unit comprises
(Da) Constitutively expressed constitutive promoters:
(Db) With the replication initiation protein gene encoding the replication initiation protein operably linked downstream of the constitutive promoter:
The method according to [2], which comprises.
[5]
The reporter vector copies the state of modification of a particular sequence on the genome of the test cell onto the corresponding sequence by substitution of a functional group during self-renewal of the test cell in the nucleus. To any one of [1] to [4], which is characterized by producing a detectable signal by promoter activity activated under specific conditions, depending on the presence of the copied functional group. The method described.
[6]
The transcriptional control sequence of the reporter vector contains a target nucleic acid sequence having identity to a specific sequence on the genome of the test cell, which contains a base in which the functional group can be substituted, and the substitution of the functional group. The method according to any one of [2] to [4], which has a promoter activity that is activated depending on the degree.
[7]
The method according to [5] or [6], wherein the functional group is a methyl group or an acetyl group.
[8]
Observing the morphology of the cells is the area of the test cell, the ratio of the area of the nucleus to the area of the test cell, the ratio of the minor axis to the major axis of the test cell, the number of nuclei in the test cell. The method according to any one of [1] to [7], which comprises obtaining the contrast ratio of the marginal portion of the test cell.
[9]
1) The replication initiation protein gene is a large T antigen gene of Simian virus 40, and the replication initiation sequence is a replication initiation sequence from Simian virus 40:
2) The replication initiation protein gene is the EBNA-1 gene of Epstein-Barr virus, and the replication initiation sequence is the replication initiation sequence from Epstein-Barr virus: or
3) The replication initiation protein gene is a large T antigen gene of mouse polyoma virus, and the replication initiation sequence is a replication initiation sequence from mouse polyoma virus:
The method according to any one of [2] to [7].
[10]
The large T antigen gene is deleted or substituted with the nucleic acid represented by SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 5 or SEQ ID NO: 6, or one or several bases in the sequence of SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 5 or SEQ ID NO: 6. Alternatively, the method according to [9], wherein the nucleic acid is indicated by an added sequence and has a DNA replication initiation function.
[11]
Any of [4] to [10], wherein the constitutive promoter is selected from the group consisting of a cytomegalovirus promoter, a Raus sarcoma virus promoter, a Simian virus early promoter, and a Simian virus late promoter. The method described in one.
[12]
The method according to any one of [1] to [11], wherein the detection of the detectable signal and the observation of the morphology of the cells are performed by a non-invasive optical imaging method.
[13]
The method according to [12], wherein observing the morphology of the cells is performed by phase contrast microscopy, differential buffer microscopy, or hyperspectral imaging.
[14]
The method according to [12], wherein the detection of the detectable signal is performed using the emission intensity as an index, and observation of the morphology of the cells is performed by imaging in a bright field.
[15]
Further, determining the characteristics of the test cell, including staining the nucleus of the test cell and observing the stained nucleus, is based on the results obtained by observing the nucleus. The method according to any one of [1] to [14].
[16]
The detection of the detectable signal is performed by imaging the light emitting field, the observation of the morphology of the cells is performed by imaging in the bright field, and the observation of the nucleus is performed by imaging the fluorescence field. The method according to [15].
[17]
By observing the morphology of the cells, the test cells are irradiated with light having a wavelength in the near infrared region, and information on the characteristics of the peripheral portion of the test cells can be obtained by using the reflection or absorption of the light as an index. The method according to any one of [1] to [16], which is characterized by the above.
[18]
The method according to [17], wherein the wavelength in the near infrared region is a wavelength of 700 nm to 750 nm.
[19]
The specific condition for activating the promoter is any one of [2] to [18], which is a condition suggesting that the test cell is a cancer cell or a precancerous cell. The method described.
[20]
A method for testing a disease, which comprises the method according to any one of [1] to [19], wherein the specific condition is a condition related to the disease.
[21]
The test method according to [20], wherein the disease is cancer or precancerous.
[22]
(1) The state of modification in a specific sequence on the genome of the test cell is copied onto the corresponding sequence by substitution of a functional group during self-renewal in the nucleus of the test cell, and the copy is copied. A gene transfer site that introduces a reporter vector that emits light by promoter activity activated under specific conditions into the nucleus of a test cell, depending on the presence of functional groups.
(2) A culture unit for self-replicating the reporter vector by culturing the test cells treated by the gene transfer unit and dividing the test cells.
(3) A bright-field image is taken of the test cells cultured in the culture section, and a luminescence image including a luminescence signal generated for each cell due to the expression of the reporter gene is imaged in the same field of view. Imaging unit and
(4) A determination unit for determining the cell characteristics of each cell of the test cell based on the bright field image and the luminescent image.
A cell characteristic determination device comprising.

Claims (17)

(1)NAMPT遺伝子のプロモーター配列を含み、検出可能な信号を生ずる自己複製可能なレポーターベクターを被検細胞に導入することと、
(2)前記被検細胞を培養し、前記レポーターベクターを自己複製させることと、
(3)細胞毎に生きた前記被検細胞から生じた当該検出可能な信号を検出することと、
(4)前記(3)で前記信号を得た視野と同じ視野において、700nm〜750nmの波長の明視野条件下で、生きた前記被検細胞の形態を観察することと、
(5)前記(3)において検出された信号(第1の結果)と、前記(4)において観察された前記被検細胞の形態(第2の結果)との両方に基づいて当該被検細胞の特性を判定することと、
を含み、
前記第2の結果は、対照細胞と比較したときの前記被検細胞のアスペクト比の大小であり、
前記(5)は、前記第1の結果と、前記アスペクト比がより大きいという前記第2の結果とから、前記被検細胞が高浸潤の乳癌細胞である若しくはその可能性が高いと判定するか、又は前記第1の結果と、前記アスペクト比がより小さいという前記第2の結果とから、前記被検細胞が低浸潤の乳癌細胞である若しくはその可能性が高いと判定することを含む、生きた細胞の特性の判定を補助する方法。
(1) Introducing a self-replicating reporter vector containing the promoter sequence of the NAMPT gene into the test cells to generate a detectable signal.
(2) Culturing the test cells and self-replicating the reporter vector.
(3) Detecting the detectable signal generated from the living test cell for each cell, and
(4) In the same visual field as the visual field where the signal was obtained in (3), the morphology of the living test cells was observed under bright visual field conditions having a wavelength of 700 nm to 750 nm.
(5) The test cell based on both the signal detected in (3) above (first result) and the morphology of the test cell observed in (4) (second result). To determine the characteristics of
Including
The second result is the magnitude of the aspect ratio of the test cell when compared with the control cell.
In (5), it is determined from the first result and the second result that the aspect ratio is larger that the test cell is or is likely to be a highly infiltrating breast cancer cell. Or, from the first result and the second result that the aspect ratio is smaller, the living including determining that the test cell is or is likely to be a low infiltration breast cancer cell. A method that assists in determining the characteristics of cells.
(1)レポーターベクターを被検細胞に導入することと:
ここで、前記レポーターベクターは、
(A)(A−a)NAMPT遺伝子のプロモーター配列と、
(A−b)前記転写制御配列の下流に機能的に連結され、前記転写制御配列の活性化により発現し、検出可能な信号を生ずるレポーター蛋白質をコードするレポーター遺伝子と、
(A−c)前記レポーター遺伝子の下流に機能的に連結された転写終結シグナル配列と、
を含むレポーター遺伝子発現ユニット、および
(B)前記レポーター遺伝子発現ユニットと同一核酸上に配置され、複製開始蛋白質の結合によって当該レポーターベクターの自己複製を開始する複製開始配列を含む複製開始ユニット、
を含み:
(2)当該複製開始蛋白質が発現されている条件下で、前記被検細胞を培養することと:
(3)生きた前記被検細胞において発現された前記レポーター蛋白質からの前記信号を細胞毎に検出することと:
(4)前記(3)で前記信号を得た視野と同じ視野において、700nm〜750nm
の波長の明視野条件下で生きた当該被検細胞の形態を観察することと:
(5)前記(3)において検出された信号(第1の結果)と、前記(4)において観察された前記被検細胞の形態(第2の結果)との両方に基づいて前記被検細胞の特性を判定することと:
を含み、
前記第2の結果は、対照細胞と比較したときの前記被検細胞のアスペクト比の大小であり、
前記(5)は、前記第1の結果と、前記アスペクト比がより大きいという前記第2の結果とから、前記被検細胞が高浸潤の乳癌細胞である若しくはその可能性が高いと判定するか、又は前記第1の結果と、前記アスペクト比がより小さいという前記第2の結果とから、前記被検細胞が低浸潤の乳癌細胞である若しくはその可能性が高いと判定することを含む、生きた細胞の特性を判定する方法。
(1) Introducing a reporter vector into test cells:
Here, the reporter vector is
(A) (A-a) The promoter sequence of the NAMET gene and
(A-b) A reporter gene encoding a reporter protein that is functionally linked downstream of the transcriptional control sequence, expressed by activation of the transcriptional control sequence, and produces a detectable signal.
(Ac) A transcription termination signal sequence functionally linked downstream of the reporter gene,
A reporter gene expression unit containing the above, and (B) a replication initiation unit containing a replication initiation sequence that is located on the same nucleic acid as the reporter gene expression unit and initiates self-renewal of the reporter vector by binding to the replication initiation protein.
Including:
(2) Culturing the test cells under the condition that the replication initiation protein is expressed:
(3) To detect the signal from the reporter protein expressed in the living test cell for each cell:
(4) 700 nm to 750 nm in the same field of view as the field of view in which the signal was obtained in (3) above.
Observing the morphology of the test cells that lived under bright field conditions of the wavelength of:
(5) The test cell based on both the signal detected in (3) above (first result) and the morphology of the test cell observed in (4) (second result). To determine the characteristics of:
Including
The second result is the magnitude of the aspect ratio of the test cell when compared with the control cell.
In (5), it is determined from the first result and the second result that the aspect ratio is larger that the test cell is or is likely to be a highly infiltrating breast cancer cell. Or, from the first result and the second result that the aspect ratio is smaller, the living including determining that the test cell is or is likely to be a low infiltration breast cancer cell. A method for determining the characteristics of cells.
前記レポーターベクターは、更に、
(C)当該複製開始蛋白質ユニット
を含み、当該複製開始蛋白質ユニットは、
(C−a)前記レポーター遺伝子の下流に機能的に連結されたIRES配列と、
(C−b)前記IRES配列の下流に機能的に連結された複製開始蛋白質をコードする複製開始蛋白質遺伝子と
を含み、
前記転写終結シグナル配列が、前記複製開始蛋白質遺伝子の下流に機能的に連結されていることを特徴とする請求項に記載の方法。
The reporter vector further
(C) The replication initiation protein unit is contained, and the replication initiation protein unit is
(CA) An IRES sequence functionally linked downstream of the reporter gene,
(C-b) Containing a replication initiation protein gene encoding a replication initiation protein operably linked downstream of the IRES sequence.
The method according to claim 2 , wherein the transcription termination signal sequence is functionally linked downstream of the replication initiation protein gene.
前記レポーターベクターが、更に、
(D)前記レポーター遺伝子発現ユニットが配置された核酸鎖と同じ核酸鎖上に複製開始蛋白質ユニット
を含み、前記複製開始蛋白質ユニットは、
(D−a)構成的に発現する構成的プロモーターと:
(D−b)前記構成的プロモーターの下流に機能的に連結された前記複製開始蛋白質をコードする複製開始蛋白質遺伝子と:
を含むことを特徴とする請求項に記載の方法。
The reporter vector further
(D) The replication initiation protein unit is contained on the same nucleic acid chain as the nucleic acid chain in which the reporter gene expression unit is arranged, and the replication initiation protein unit is
(Da) With a constitutive promoter that is constitutively expressed:
(Db) With the replication initiation protein gene encoding the replication initiation protein operably linked downstream of the constitutive promoter:
2. The method according to claim 2 , wherein the method comprises.
前記レポーターベクターは、前記被検細胞のゲノム上の特定の配列における修飾の状態を、前記被検細胞の核内での自己複製中に官能基の置換によって対応するその配列上に写し取り、当該写し取られた官能基の存在状況に依存して、特定の条件下で活性化されるプロモーター活性によって検出可能な信号を生ずることを特徴とする請求項1〜の何れか1項に記載の方法。 The reporter vector copies the state of modification of a particular sequence on the genome of the test cell onto the corresponding sequence by substitution of a functional group during self-renewal of the test cell in the nucleus. The invention according to any one of claims 1 to 4 , wherein a detectable signal is generated by the promoter activity activated under specific conditions, depending on the presence of the copied functional group. Method. 前記レポーターベクターの当該転写制御配列は、官能基が置換され得る塩基を含む、前記被検細胞のゲノム上の特定の配列に対して同一性を有する標的核酸配列を含み、当該官能基の置換の程度に依存して活性化されるプロモーター活性を有することを特徴とする請求項2〜4の何れか1項に記載の方法。 The transcription control sequence of the reporter vector contains a target nucleic acid sequence having identity to a specific sequence on the genome of the test cell, which contains a base in which the functional group can be substituted, and the substitution of the functional group. The method according to any one of claims 2 to 4 , characterized in having a promoter activity that is activated depending on the degree. 前記官能基がメチル基またはアセチル基であることを特徴とする請求項またはに記載の方法。 The method according to claim 5 or 6 , wherein the functional group is a methyl group or an acetyl group. 1)前記複製開始蛋白質遺伝子が、シミアン・ウイルス40のラージT抗原遺伝子であり、前記複製開始配列が、シミアン・ウイルス40からの複製開始配列である:
2)前記複製開始蛋白質遺伝子が、エプスタイン・バー・ウイルスのEBNA−1遺伝
子であり、前記複製開始配列が、エプスタイン・バー・ウイルスからの複製開始配列である:または
3)前記複製開始蛋白質遺伝子が、マウス・ポリオーマ・ウイルスのラージT抗原遺伝子であり、前記複製開始配列が、マウス・ポリオーマ・ウイルスからの複製開始配列である:
ことを特徴とする請求項2〜7の何れか1項に記載の方法。
1) The replication initiation protein gene is a large T antigen gene of Simian virus 40, and the replication initiation sequence is a replication initiation sequence from Simian virus 40:
2) The replication initiation protein gene is the EBNA-1 gene of Epstein-Barr virus, and the replication initiation sequence is the replication initiation sequence from Epstein-Barr virus: or 3) The replication initiation protein gene is , A large T-Barr gene of the mouse polyoma virus, wherein the replication initiation sequence is the replication initiation sequence from the mouse polyoma virus:
The method according to any one of claims 2 to 7 , wherein the method is characterized by the above.
前記ラージT抗原遺伝子が、配列番号4、配列番号5若しくは配列番号6で示される核酸、または配列番号4、配列番号5若しくは配列番号6の配列中の1若しくは数個の塩基が欠失、置換若しくは付加された配列により示され、且つDNA複製開始機能を有する核酸であることを特徴とする請求項に記載の方法。 The large T antigen gene is deleted or replaced with the nucleic acid represented by SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 5 or SEQ ID NO: 6, or one or several bases in the sequence of SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 5 or SEQ ID NO: 6. Alternatively, the method according to claim 8 , wherein the nucleic acid is indicated by an added sequence and has a DNA replication initiation function. 前記構成的プロモーターが、サイトメガロ・ウイルスプロモーター、ラウス肉腫ウイルスプロモーター、シミアン・ウイルス初期プロモーターおよびシミアン・ウイルス後期プロモーターからなる群より選択されることを特徴とする請求項4〜9の何れか1項に記載の方法。 Any one of claims 4 to 9 , wherein the constitutive promoter is selected from the group consisting of a cytomegalovirus promoter, a Raus sarcoma virus promoter, a Simian virus early promoter and a Simian virus late promoter. The method described in. 前記検出可能な信号の検出および前記細胞の形態を観察することが非侵襲性光学的撮像
方法により行われることを特徴とする請求項1〜10の何れか1項に記載の方法。
The method according to any one of claims 1 to 10 , wherein the detection of the detectable signal and the observation of the morphology of the cells are performed by a non-invasive optical imaging method.
前記被検細胞の形態を観察することが、位相差顕微鏡法、微分緩衝顕微鏡法またはハイパースペクトルイメージング法により行われることを特徴とする請求項11に記載の方法。 The method according to claim 11 , wherein observing the morphology of the test cells is performed by phase contrast microscopy, differential buffer microscopy, or hyperspectral imaging. 前記検出可能な信号の検出が発光強度を指標に行われる、前記被検細胞の形態を観察することが明視野での撮像により行われることを特徴とする請求項11に記載の方法。 The method according to claim 11 , wherein the detection of the detectable signal is performed using the emission intensity as an index, and observation of the morphology of the test cells is performed by imaging in a bright field. 更に、前記被検細胞の核を染色することと、前記染色された核を観察することとを含み、前記被検細胞の特性を判定することが、更に核の観察により得られた結果に基づいて行われることを特徴とする請求項1〜13の何れか1項に記載の方法。 Further, the determination of the characteristics of the test cell, which includes staining the nucleus of the test cell and observing the stained nucleus, is based on the results obtained by observing the nucleus. The method according to any one of claims 1 to 13 , wherein the method is performed. 前記検出可能な信号の検出が発光視野の撮像により行われ、前記被検細胞の形態を観察することが明視野での撮像により行われ、前記核の観察が蛍光視野の撮像により行われることを特徴とする請求項14に記載の方法。 The detection of the detectable signal is performed by imaging the light emitting field, the observation of the morphology of the test cells is performed by imaging in the bright field, and the observation of the nucleus is performed by imaging the fluorescence field. The method according to claim 14 . 前記被検細胞の形態を観察することが、前記被検細胞に近赤外領域の波長の光を照射し、当該光の反射または吸収を指標に当該被検細胞の辺縁部の特徴に関する情報を得ることであることを特徴とする請求項1〜15の何れか1項に記載の方法。 The information observing the form of the test cell, the irradiating light of a wavelength in the near infrared region to the test cell, on the characteristics of the peripheral portion of the test cell of the reflection or absorption as an index of the optical The method according to any one of claims 1 to 15 , wherein the method is obtained. (1)被検細胞のゲノム上の特定の配列における修飾の状態を、前記被検細胞の核内での自己複製中に官能基の置換によって対応するその配列上に写し取り、当該写し取られた官能基の存在状況に依存して、NAMPT遺伝子のプロモーター活性によって発光を生ずるレポーターベクターを、被検細胞の核内に導入する遺伝子導入部と、
(2)前記遺伝子導入部で処理された前記被検細胞を培養し、前記被検細胞を分裂させることにより、前記レポーターベクターを自己複製させる培養部と、
(3)前記培養部で培養された生きた被検細胞について700nm〜750nmの波長
の明視野条件下で明視野画像を撮像し、更に、その同じ視野について当該レポーター遺伝子の発現に由来して細胞毎に生じた発光信号を含む発光画像を撮像する撮像部と、
(4)前記明視野画像から得られる、対照細胞と比較したときの前記被検細胞のアスペクト比の大小(第2の結果)と前記発光画像から得られる前記発光信号(第1の結果)との両方に基づいて、前記第1の結果と、前記アスペクト比がより大きいという前記第2の結果とから、前記被検細胞が高浸潤の乳癌細胞である若しくはその可能性が高いと判定するか、又は前記第1の結果と、前記アスペクト比がより小さいという前記第2の結果とから、前記被検細胞が低浸潤の乳癌細胞である若しくはその可能性が高いと判定する判定部を具備する細胞特性判定装置。
(1) The state of modification in a specific sequence on the genome of the test cell is copied onto the corresponding sequence by substitution of a functional group during self-renewal in the nucleus of the test cell, and the copy is copied. A gene transfer site that introduces a reporter vector that emits light by the promoter activity of the NAMET gene into the nucleus of the test cell, depending on the presence of the functional group.
(2) A culture unit for self-replicating the reporter vector by culturing the test cells treated by the gene transfer unit and dividing the test cells.
(3) A bright-field image was taken of the living test cells cultured in the culture section under bright-field conditions having a wavelength of 700 nm to 750 nm, and further, cells derived from the expression of the reporter gene in the same field of view. An imaging unit that captures a luminescent image including a luminescent signal generated for each
(4) The magnitude of the aspect ratio of the test cell when compared with the control cell (second result) obtained from the bright field image and the luminescence signal (first result) obtained from the luminescence image. Based on both of the above, from the first result and the second result that the aspect ratio is larger, it is determined that the test cell is a highly invasive breast cell or is likely to be. , Or, based on the first result and the second result that the aspect ratio is smaller, it is provided with a determination unit for determining that the test cell is or is likely to be a low-invasive breast cancer cell. Cell characteristic determination device.
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