JP7119771B2 - 目的細胞の検出方法 - Google Patents
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Description
[1]
試料中に含まれる目的細胞および夾雑細胞を検出する方法であって、
1)試料中の目的細胞および夾雑細胞膜透過する工程、
2)当該目的細胞および当該夾雑細胞にそれぞれ特異的に有するタンパク質を認識する物質で標識する工程、および
3)これら標識の有無に基づき前記目的細胞を検出する工程、
を含み、目的細胞および夾雑細胞の膜透過を85%(v/v)から98%(v/v)のエタノールで処理することで行なう、検出方法。
[2]
目的細胞が腫瘍細胞であり、目的細胞に特異的に有するタンパク質が上皮系の細胞内タンパク質であり、夾雑細胞の標識を夾雑細胞膜に特異的に有するタンパク質を認識する物質で行なう、[1]に記載の検出方法。
[3]
試料が血液試料であり、夾雑細胞が白血球であり、夾雑細胞に特異的に有するタンパク質が白血球の膜タンパク質であり、目的細胞の標識を目的細胞内に特異的に有するタンパク質を認識する物質で行なう、[1]または[2]に記載の方法。
特異的結合物質と特異的に結合可能な物質(抗体、リガンド、レクチン)を標識物質に結合させた後、特異的結合物質と前記物質との相互作用(抗原抗体反応など)により間接的に両者を結合させてもよい。
(I)試料中に含まれる目的細胞内に特異的に有するタンパク質を認識する物質および試料中に含まれる夾雑細胞膜に特異的に有するタンパク質を認識する物質で標識
(II)試料中に含まれる目的細胞膜に特異的に有するタンパク質を認識する物質および試料中に含まれる夾雑細胞内に特異的に有するタンパク質を認識する物質で標識
本発明で実施する標識の具体例を以下に示す。
図1および図3に示す細胞保持装置100は、
貫通孔111を有した平板状の絶縁膜110と、
貫通孔121を有した平板状の遮光膜120と、
導入口131および排出口132を有した平板状のスペーサ130と、
遮光膜120の下面およびスペーサー130の上面と密着するよう設けた電極141・142と、
電極141・142同士を接続する導線150と、
電極141・142に信号を印加する交流電源160と、
を備えている。絶縁膜110が有する貫通口111と遮光膜120が有する貫通孔121とは互いに同一の寸法および形状であり、かつそれぞれの貫通孔の位置が一致するよう絶縁膜110および遮光膜120を備えている。貫通孔111、貫通孔121および遮光膜120の下部に密着して設けた電極141により、細胞保持装置100内に細胞を保持可能な保持部170が構成され、導入口131から細胞を含む液体を導入すると保持部170へ細胞が導入される。遮光膜120は、絶縁膜110自体の自家蛍光に起因するバックグラウンドノイズや隣接する保持部170からの漏れ光に起因するクロストークノイズなどの光ノイズを低減することができ、各保持部170に保持された細胞由来の光のみを高感度かつ高精度に検出することができる。電極142はスペーサ130上面に密着して備えており、導入口131から導入した、目的細胞を含む試料の飛散や蒸発を防止している。なお保持部170に保持した細胞の回収を容易にするため、電極142はスペーサ130から取り外し可能な構造となっている。また電極141・142をITO(酸化インジウムスズ)などの透明電極にすると、保持部170に保持された細胞を、顕微鏡や光学検出器を用いて検出可能となるため、好ましい。
(1)一方の末端がメトキシ基であり、もう一方の末端がN-ヒドロオキシスクシンイミドエステル基である、分子量5000のポリエチレングリコール(mPEG-NHS)と、ウシ血清アルブミン(BSA)(300mg、0.3mmol)とを、炭酸水素ナトリウム緩衝液(0.1M、15mL)に溶解後、当該溶液を室温で3時間撹拌することでポリエチレングリコールを結合したBSA(PEG-BSA)を調製した。なお調製する際、mPEG-NHSとBSAとのモル比(mPEG-NHS/BSA)を2となるようにした。調製後、分画分子量10000の透析膜を用いて、純水への溶液置換を3日間行なった。
(8-1)導入部131から、(3)で回収した細胞の懸濁液を導入した後、交流電源260から各電極141・142に交流電圧(電圧20Vpp、周波数1MHz、矩形波)を印加し、誘電泳動力により前記細胞を保持部270に保持させた。
(8-2)導入部131から、0.01%(w/v)ポリ-L-リジンを含む300mMマンニトール水溶液を、前記交流電圧を印加しながら導入し、3分間静置後、前記交流電圧の印加を停止し、排出部132から前記水溶液を吸引除去した。
(8-3)導入部131から、1%HCHO溶液を導入し、10分間静置することで細胞を固定した後、排出部132から前記試薬を吸引除去した。その後、導入部131から、PBS(Phosphate Buffered Saline)を導入することで、残留した前記試薬を洗浄した。
(8-4)導入部131から、以下に示すいずれかの試薬を導入し、10分間静置することで細胞膜を透過した後、排出部132から前記試薬を吸引除去した。その後、導入部131から、PBS(Phosphate Buffered Saline)を導入することで、残留した前記試薬を洗浄した。
(導入した膜透過試薬)
98%(v/v)エタノール
95%(v/v)エタノール
90%(v/v)エタノール
85%(v/v)エタノール
75%(v/v)エタノール
50%(v/v)エタノール
25%(v/v)エタノール
(8-5)導入部131から、ブロッキング溶液を導入し、10分間静置することで細胞膜を透過した後、排出部132から前記試薬を吸引除去した。その後、導入部131から、PBS(Phosphate Buffered Saline)を導入することで、残留した前記試薬を洗浄した。
(8-6)導入部131から、目的細胞である腫瘍細胞を標識するためのFITC(フルオレセインイソチオシアネート)標識抗サイトケラチン抗体(Miltenyi Biotec製)(以下、CK-FITCと表記)および核染色試薬であるDAPI(4’,6-DiAmidino-2-PhenylIndole)(同仁化学研究所製)を混合した細胞染色液を導入し、細胞標識を行なった(25℃、30分)後、導入部131から、PBS(Phosphate Buffered Saline)を導入することで、残留した前記試薬を洗浄した。
(8-7)保持部170に保持された全ての細胞を観察するために、コンピューター制御式電動ステージおよびCMOSカメラ(浜松ホトニクス製ORCA-Flash4.0)を備えた蛍光顕微鏡(Olympus製IX71)を用いて全ての保持部の明視野像および蛍光画像を撮影した。
(8-8)(8-7)で撮影した画像を解析ソフトウェアLabVIEW(National Instruments製)を用いて解析を行ない、DAPIで染色されない(細胞核を有さない)細胞をLabVIEW上で排除し、CK-FITCで標識される細胞を目的細胞である腫瘍細胞(LNCaP)として検出した。
(8-9)(8-8)で検出した目的細胞におけるCKの輝度分布を0から255の256階調で解析し、検出した細胞に占める高輝度(200以上)の細胞の割合を算出した。
(1)インフォームドコンセントを得た健常人から血液をEDTA-2K採血管(VP-DK050K、テルモ社製)に3mL採血後、前記採血管に実施例1(2)で調製した安定化剤3mLを添加し、得られた溶液を保存処理した希釈血液試料とした。
(2)保存処理した希釈血液試料を室温で10分放置し、75μLの白血球・赤血球結合剤(RosetteSep、StemCell Technologies社製)を添加した後、チューブ内で密度1.086g/mLの密度勾配溶液上に重層し、室温で2000×gで10分間遠心した。
(3)遠心後、上清を50mL容量の容器に回収した。
(4)回収後数分以内に0.9%(w/v)塩化アンモニウムと0.1%(w/v)炭酸水素カリウムとを含む溶血液で30mLまでメスアップ後、300×gで10分間、室温で遠心分離した。当該操作により上清に混入した赤血球が破壊される。
(5)遠心後の上清を除去した後、細胞ペレットを、実施例(1)に記載の方法で調製したPEG-BSA(BSAとして0.1%(w/v))および300mMマンニトールを含む溶液30mLで再懸濁した。
(6)再懸濁液を300×gで5分間、室温で遠心分離後、上清を除去し、再度、細胞ペレットを、PEG-BSA(BSAとして0.1%(w/v))および300mMマンニトールを含む溶液30mLで再懸濁した。当該操作は、血液成分を除去し、目的細胞(本実施例ではCTCなどの腫瘍細胞)を濃縮するための操作である。
(7)実施例1(8-6)で導入する染色試薬として、白血球を標識するためのPE(フィコエリスリン)標識抗CD45抗体(Beckman-Coulter製)(以下、CD45-PEと表記)および核染色試薬であるDAPI(4’,6-DiAmidino-2-PhenylIndole)(同仁化学研究所製)を混合した試薬を用いた他は、実施例1(8)と同様な方法で(6)で上清を除去した細胞懸濁液中に残存する白血球を検出し、検出した白血球におけるCD45の輝度分布を0から255の256階調で解析した後、検出した細胞に占める高輝度(200以上)の細胞の割合を算出した。
110:絶縁膜
111:貫通孔
120:遮光膜
121:貫通孔
130:スペーサ
131:導入口
132:排出口
141・142:電極
141a:+極
142b:-極
150:導線
160:交流電源
170:保持部
200:検出部
300:細胞
400:誘電泳動力
500:光
Claims (3)
- 試料中に含まれる腫瘍細胞および白血球を検出する方法であって、
1)試料中の腫瘍細胞および白血球を膜透過する工程、
2)当該腫瘍細胞および当該白血球がそれぞれ特異的に有するタンパク質を認識する物
質で標識する工程、および
3)これら標識の有無に基づき前記腫瘍細胞を検出する工程、
を含み、腫瘍細胞および白血球の膜透過を85%(v/v)以上95%(v/v)未満のエタノールで処理することで行なう、検出方法。 - 腫瘍細胞が特異的に有するタンパク質が上皮系の細胞内タンパク質であり、白血球の標識を白血球が特異的に有するタンパク質を認識する物質で行なう、請求項1に記載の検出方法。
- 試料が血液試料であり、白血球が特異的に有するタンパク質が白血球の膜タンパク質であり、腫瘍細胞の標識を腫瘍細胞が腫瘍細胞内に特異的に有するタンパク質を認識する物質で行なう、請求項1または2に記載の方法。
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MORIMOTO, A. et al.,High-Density Dielectrophoretic Microwell Array for Detection, Capture, and Single-Cell Analysis of Rare Tumor Cells in Peripheral Blood,PLOS ONE,2015年06月24日,Vol.10, No.6,pp.1-19 |
森本篤史 ほか,転移性乳がん患者からの血中循環がん細胞の検出と1細胞遺伝子解析,東ソー研究・技術報告,2015年,第59巻,pp.3-9 |
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