JP7123593B2 - Microsatellite detection microarray and microsatellite detection method using the same - Google Patents

Microsatellite detection microarray and microsatellite detection method using the same Download PDF

Info

Publication number
JP7123593B2
JP7123593B2 JP2018056122A JP2018056122A JP7123593B2 JP 7123593 B2 JP7123593 B2 JP 7123593B2 JP 2018056122 A JP2018056122 A JP 2018056122A JP 2018056122 A JP2018056122 A JP 2018056122A JP 7123593 B2 JP7123593 B2 JP 7123593B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
microsatellite
probe
probes
wild
mutant
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018056122A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2019165672A (en
Inventor
有希華 竹口
光芳 大場
幸一 平山
博文 山野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyo Kohan Co Ltd
Original Assignee
Toyo Kohan Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyo Kohan Co Ltd filed Critical Toyo Kohan Co Ltd
Priority to JP2018056122A priority Critical patent/JP7123593B2/en
Priority to PCT/JP2019/012046 priority patent/WO2019182103A1/en
Publication of JP2019165672A publication Critical patent/JP2019165672A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7123593B2 publication Critical patent/JP7123593B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00Apparatus for enzymology or microbiology
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6809Methods for determination or identification of nucleic acids involving differential detection
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6813Hybridisation assays
    • C12Q1/6834Enzymatic or biochemical coupling of nucleic acids to a solid phase
    • C12Q1/6837Enzymatic or biochemical coupling of nucleic acids to a solid phase using probe arrays or probe chips
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6844Nucleic acid amplification reactions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6876Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes
    • C12Q1/6883Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for diseases caused by alterations of genetic material
    • C12Q1/6886Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for diseases caused by alterations of genetic material for cancer
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N37/00Details not covered by any other group of this subclass

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Hospice & Palliative Care (AREA)
  • Oncology (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Description

本発明は、1塩基又は複数塩基からなる単位配列の繰り返しからなるマイクロサテライトを検出するマイクロアレイ及び当該マイクロアレイを用いたマイクロサテライトの検出方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a microsatellite detection method for detecting microsatellites consisting of repeating unit sequences consisting of one or more bases, and a method for detecting microsatellites using the microarray.

マイクロサテライトは、ゲノムに存在する1塩基又は複数塩基からなる単位配列の繰り返しを意味し、その繰り返し回数を遺伝子型として見なして多型マーカーとして利用されている。また、マイクロサテライトは、正常組織と腫瘍組織の間で繰り返し回数が異なることが知られている(マイクロサテライト不安定性(microsatellite instability:MSI))。すなわち、マイクロサテライト不安定性とは、腫瘍組織におけるDNA修復機構の機能低下により、腫瘍組織におけるマイクロサテライト繰り返し回数が非腫瘍(正常)組織と異なる現象を意味する。 A microsatellite means a repetition of a unit sequence consisting of one or more bases present in the genome, and the number of repetitions is regarded as a genotype and used as a polymorphic marker. Microsatellites are also known to have different numbers of repeats between normal and tumor tissues (microsatellite instability (MSI)). That is, microsatellite instability means a phenomenon in which the number of microsatellite repeats in tumor tissue is different from that in non-tumor (normal) tissue due to dysfunction of the DNA repair mechanism in tumor tissue.

マイクロサテライト不安定性に関しては、リンチ症候群や散発性大腸がんの診断において検出することが近年、推奨されている。具体的には、一例として、正常組織と腫瘍組織とそれぞれにおいて、BAT25、BAT26、MONO27、NR21及びNR24からなる5種類のマイクロサテライトの繰り返し回数を測定する。そして、繰り返し回数の減少が検出された場合にMSI陽性と判定し、5種類のマイクロサテライトのうち1種類がMSI陽性の場合に低頻度マイクロサテライト不安定性(MSI-L)、2種類以上がMSI陽性の場合に高頻度マイクロサテライト不安定性(MSI-H)、MSI陽性がない場合にマイクロサテライト安定性(MSS)と分類する。 Microsatellite instability has recently been recommended for detection in the diagnosis of Lynch syndrome and sporadic colorectal cancer. Specifically, as an example, the repetition numbers of five types of microsatellites consisting of BAT25, BAT26, MONO27, NR21 and NR24 are measured in normal tissue and tumor tissue, respectively. Then, when a decrease in the number of repetitions is detected, it is determined to be MSI positive, and if one of the five types of microsatellites is MSI positive, it is low-frequency microsatellite instability (MSI-L), and two or more types are MSI. Classify microsatellite instability high (MSI-H) if positive and microsatellite stable (MSS) if no MSI positive.

このとき、従来の技術では、マイクロサテライトを含む領域を増幅し、所謂フラグメント解析によりマイクロサテライトの繰り返し回数を判定していた。例えば、特許文献1には、モノヌクレオチドのマイクロサテライト領域と、テトラヌクレオチドのマイクロサテライト領域の少なくとも3つの遺伝子のセットを多重増幅反応により同時に増幅し、増幅したDNA断片をサイズに基づいて分離して解析する方法が開示されている。また、特許文献2には、所定のマイクロサテライト遺伝子座を増幅し、DNA増幅産物のサイズに基づいて腫瘍に関連するマイクロサテライト不安定性を評価する方法が開示されている。 At this time, in conventional techniques, a region containing microsatellites is amplified, and the number of repetitions of microsatellites is determined by so-called fragment analysis. For example, in Patent Document 1, a set of at least three genes, a mononucleotide microsatellite region and a tetranucleotide microsatellite region, are simultaneously amplified by a multiplex amplification reaction, and the amplified DNA fragments are separated based on size. A method of parsing is disclosed. In addition, US Pat. No. 6,200,001 discloses a method of amplifying a given microsatellite locus and assessing tumor-associated microsatellite instability based on the size of the DNA amplification product.

また、マイクロサテライト不安定性に限らず、マイクロサテライトを多型マーカーとして検出する際も、マイクロサテライト多型を含む領域を増幅し、増幅DNA断片のサイズに基づいて多型を判定している。 In addition to microsatellite instability, when detecting microsatellites as polymorphic markers, regions containing microsatellite polymorphisms are amplified and polymorphisms are determined based on the size of the amplified DNA fragment.

特表2004-533241号公報Japanese Patent Publication No. 2004-533241 特表2005-518798号公報Japanese Patent Publication No. 2005-518798

上述のように、マイクロサテライト不安定性やマイクロサテライト多型の解析には、マイクロサテライトを含む領域を増幅した後、サイズに基づく解析(キャピラリー電気泳動)や配列解析(シーケンス)によってマイクロサテライトの繰り返し回数を判定していた。しかしながら、サイズに基づく解析や配列解析といったフラグメント解析では、マイクロサテライトの繰り返し回数を高精度に判定できないといった問題があった。 As mentioned above, for the analysis of microsatellite instability and microsatellite polymorphisms, after amplifying the region containing the microsatellites, size-based analysis (capillary electrophoresis) and sequence analysis (sequencing) can be used to determine the number of microsatellite repeats. was judging However, fragment analysis such as size-based analysis and sequence analysis has the problem that the number of microsatellite repeats cannot be determined with high accuracy.

そこで、本発明は、マイクロサテライトの繰り返し回数を高精度に判定できるマイクロサテライト検出マイクロアレイ及びこれを用いたマイクロサテライト検出方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a microsatellite detection microarray and a microsatellite detection method using the microsatellite detection microarray that can determine the number of repetitions of microsatellites with high accuracy.

上述した目的を達成するために、本発明者らが鋭意検討した結果、所定のマイクロサテライトについて、繰り返し回数の異なる複数のタイプのそれぞれについてプローブを設計するに際し、各プローブのプローブ長を所定の範囲に揃えるための領域を基板側の5’末端側に設けることで、これら複数のタイプのマイクロサテライトをマイクロアレイにより高精度に検出できることを見いだし、本発明を完成するに至った。 In order to achieve the above-described object, the present inventors have made intensive studies and found that when designing probes for each of a plurality of types with different number of repetitions for a given microsatellite, the probe length of each probe is set within a predetermined range. The present inventors have found that by providing a region for aligning with the substrate on the 5'-end side of the substrate, these multiple types of microsatellites can be detected with high precision using a microarray, and have completed the present invention.

本発明は以下を包含する。
(1)検出対象のマイクロサテライトについて、繰り返し回数の異なる複数のタイプに対応する複数のプローブと、これら複数のプローブを固定する基板とを備え、
上記プローブは、当該マイクロサテライトに対応する領域と、5’末端にプローブ長を調節する領域とを含み、5’末端にて上記基板に固定されていることを特徴とするマイクロサテライト検出マイクロアレイ。
(2)上記複数のプローブは、上記検出対象のマイクロサテライトの野生型に対応する野生型プローブと、上記検出対象のマイクロサテライトの変異型に対応する変異型プローブとからなり、上記変異型は単位配列の繰り返し回数が上記野生型と比較して少数であることを特徴とする(1)記載のマイクロサテライト検出マイクロアレイ。
(3)上記変異型プローブは、単位配列の繰り返し回数の異なる複数の変異タイプに応じて複数であることを特徴とする(2)記載のマイクロサテライト検出マイクロアレイ。
(4)上記複数のプローブは、そのプローブ長の差が12塩基以内であることを特徴とする(1)記載のマイクロサテライト検出マイクロアレイ。
The present invention includes the following.
(1) For microsatellites to be detected, a plurality of probes corresponding to a plurality of types with different numbers of repetitions, and a substrate for fixing the plurality of probes,
A microsatellite detection microarray, wherein the probe includes a region corresponding to the microsatellite and a region for adjusting probe length at the 5' end, and is immobilized on the substrate at the 5' end.
(2) The plurality of probes consist of a wild-type probe corresponding to the wild-type of the microsatellite to be detected and a mutant probe corresponding to the mutant of the microsatellite to be detected, and the mutant is a unit The microsatellite detection microarray according to (1), wherein the number of sequence repeats is smaller than that of the wild type.
(3) The microsatellite detection microarray according to (2), wherein a plurality of the mutant probes are provided according to a plurality of mutation types having different repetition numbers of unit sequences.
(4) The microsatellite detection microarray according to (1), wherein the plurality of probes have a difference in probe length of 12 bases or less.

(5)被検者由来のDNAを鋳型として検出対象のマイクロサテライトを含む核酸を増幅する工程と、
上記検出対象のマイクロサテライトについて、繰り返し回数の異なる複数のタイプに対応する複数のプローブと、これら複数のプローブを固定する基板とを備え、上記プローブは、当該マイクロサテライトに対応する領域と、5’末端にプローブ長を調節する領域とを含み、5’末端にて上記基板に固定されているマイクロサテライト検出マイクロアレイと、上記工程で増幅した核酸とを接触させる工程と、
上記複数のプローブについて、増幅した核酸とのハイブリダイズに基づくシグナルをそれぞれ検出する工程とを含み、
上記複数のプローブについて検出したシグナルに基づいて上記被検者におけるマイクロサテライトを解析することを特徴とする、マイクロサテライト検出方法。
(6)上記被検者由来のDNAとして、正常組織由来のゲノムDNAと腫瘍組織由来のゲノムDNAをそれぞれ使用し、正常組織におけるマイクロサテライトと腫瘍組織における同マイクロサテライトとの間で繰り返し回数がばらつくマイクロサテライト不安定性を解析することを特徴とする(5)記載のマイクロサテライト検出方法。
(7)上記複数のプローブは、野生型のマイクロサテライトに対応する野生型プローブと、変異型のマイクロサテライトにおける単位配列の繰り返し回数の異なる複数の変異タイプに応じた複数の変異型プローブとからなり、上記複数の変異型プローブのそれぞれについて測定したシグナルを、野生型のプローブについて測定したシグナルで正規化したシグナル比を上記正常組織及び上記腫瘍組織それぞれについて求め、上記複数の変異型プローブのそれぞれについて腫瘍組織における上記シグナル比と正常組織における上記シグナル比との差を判定値として求め、上記複数の変異型プローブについて求めた上記判定値の合計値を予め規定した閾値と比較して上記マイクロサテライト不安定性を解析することを特徴とする(6)記載のマイクロサテライト検出方法。
(5) A step of amplifying a nucleic acid containing a microsatellite to be detected using DNA derived from a subject as a template;
For the microsatellites to be detected, a plurality of probes corresponding to a plurality of types with different repetition numbers and a substrate for fixing the plurality of probes are provided, and the probes include regions corresponding to the microsatellites and 5'. A step of contacting the nucleic acid amplified in the above step with a microsatellite detection microarray that includes a probe length adjusting region at the end and is immobilized on the substrate at the 5′ end;
detecting a signal based on hybridization with the amplified nucleic acid for each of the plurality of probes;
A microsatellite detection method, comprising analyzing microsatellites in the subject based on signals detected with the plurality of probes.
(6) Genomic DNA derived from normal tissue and genomic DNA derived from tumor tissue are used as the DNA derived from the subject, and the number of repetitions varies between microsatellites in normal tissue and the same microsatellites in tumor tissue. The microsatellite detection method according to (5), characterized in that microsatellite instability is analyzed.
(7) The plurality of probes consist of a wild-type probe corresponding to a wild-type microsatellite and a plurality of mutant probes corresponding to a plurality of mutation types having different unit sequence repetition numbers in mutant microsatellites. , the signal ratio obtained by normalizing the signal measured for each of the plurality of mutant probes with the signal measured for the wild-type probe is obtained for each of the normal tissue and the tumor tissue, and for each of the plurality of mutant probes The difference between the signal ratio in tumor tissue and the signal ratio in normal tissue is obtained as a judgment value, and the total value of the judgment values obtained for the plurality of mutant probes is compared with a predetermined threshold to reduce the microsatellite anxiety. The microsatellite detection method according to (6), characterized in that qualitative analysis is performed.

本発明に係るマイクロサテライト検出マイクロアレイでは、基板に固定する5’末端にプローブ長を調節する領域を有するプローブを使用することで、検出対象のマイクロサテライトを高精度に検出することができる。これにより、本発明に係るマイクロサテライト検出マイクロアレイを使用することで、マイクロサテライト多型の遺伝子型判定や、マイクロサテライト不安定性の解析等を高精度に行うことができる。 In the microsatellite detection microarray according to the present invention, the microsatellite to be detected can be detected with high accuracy by using a probe having a region for adjusting the probe length at the 5' end fixed to the substrate. Thus, by using the microsatellite detection microarray according to the present invention, genotyping of microsatellite polymorphisms, analysis of microsatellite instability, and the like can be performed with high accuracy.

本発明に係るマイクロサテライト検出方法では、基板に固定する5’末端にプローブ長を調節する領域を有するプローブを有するマイクロサテライト検出マイクロアレイを使用することで、検出対象のマイクロサテライトを高精度に検出することができる。これにより、本発明に係るマイクロサテライト検出方法を適用することで、マイクロサテライト多型の遺伝子型判定や、マイクロサテライト不安定性の解析等を高精度に行うことができる。 In the microsatellite detection method according to the present invention, by using a microsatellite detection microarray having a probe having a region for adjusting the probe length at the 5' end fixed to the substrate, the microsatellite to be detected is detected with high accuracy. be able to. Thus, by applying the microsatellite detection method according to the present invention, genotyping of microsatellite polymorphisms, analysis of microsatellite instability, and the like can be performed with high accuracy.

本実施例で採用したマイクロサテライトの塩基配列等を示す特性図である。FIG. 2 is a characteristic diagram showing base sequences and the like of microsatellites employed in this example. 実験1で設計したプローブ3及びプローブ7について、それぞれMSI陰性サンプル及びMSI陽性サンプルを用いたときの蛍光強度を測定した結果を示す特性図である。FIG. 4 is a characteristic diagram showing the results of measuring the fluorescence intensity of probes 3 and 7 designed in Experiment 1 when using an MSI-negative sample and an MSI-positive sample, respectively. 実験1で設計したプローブについて、それぞれMSI陰性サンプル及びMSI陽性サンプルを用いたときの測定結果であって、横軸にプローブのマイクロサテライト繰り返し回数、縦軸に蛍光強度比とした特性図である。1 is a characteristic diagram showing the measurement results of the probe designed in Experiment 1 when using an MSI-negative sample and an MSI-positive sample, with the horizontal axis representing the number of microsatellite repetitions of the probe and the vertical axis representing the fluorescence intensity ratio. 実験2で設計したNR21、NR24、BAT25及びBAT26について設計したプローブを用いて、MSI陰性検体及びMSI陽性検体に対してマイクロサテライト不安定性を解析した結果を示す特性図である。FIG. 10 is a characteristic diagram showing the results of microsatellite instability analysis of MSI-negative and MSI-positive samples using probes designed for NR21, NR24, BAT25 and BAT26 designed in Experiment 2;

以下、本発明に係るマイクロサテライト検出マイクロアレイ及びこれを用いたマイクロサテライト検出方法を詳細に説明する。 Hereinafter, the microsatellite detection microarray and the microsatellite detection method using the same according to the present invention will be described in detail.

本発明に係るマイクロサテライト検出マイクロアレイは、所定のマイクロサテライトについて、繰り返し回数の異なる複数のタイプに対応する複数のプローブと、当該複数のプローブを固定する基板を備えている。 A microsatellite detection microarray according to the present invention comprises a plurality of probes corresponding to a plurality of types with different repetition numbers for a given microsatellite, and a substrate on which the plurality of probes are immobilized.

ここで、マイクロサテライトとは、ゲノムに存在する1塩基又は複数塩基からなる単位配列を繰り返した領域を意味する。1塩基からなる単位配列を繰り返したマイクロサテライトとは、言い換えると、A、G、C又はTが連続する領域(5’-(N)n-3’:NはA、G、C又はTであり、nは塩基の数)の意味である。また、マイクロサテライトにおいて、複数の塩基からなる単位配列としては、特に限定されないが、例えば2~10塩基からなる単位配列、好ましくは2~4塩基からなる単位配列を挙げることができる。さらにマイクロサテライトにおける単位配列の繰り返し回数は、特に限定されず、例えば2~100回、好ましくは4~100回を挙げることができる。 Here, the microsatellite means a region in which a unit sequence consisting of one base or multiple bases existing in the genome is repeated. A microsatellite that repeats a unit sequence consisting of one base, in other words, a region in which A, G, C or T is continuous (5'-(N) n -3': N is A, G, C or T and n is the number of bases). In microsatellites, the unit sequence consisting of a plurality of bases is not particularly limited, but for example, a unit sequence consisting of 2 to 10 bases, preferably 2 to 4 bases, can be mentioned. Furthermore, the number of repetitions of the unit array in the microsatellite is not particularly limited, and can be, for example, 2 to 100 times, preferably 4 to 100 times.

マイクロサテライトについては、例えば、正常組織と腫瘍組織において所定のマイクロサテライトの単位配列の繰り返し回数が異なる現象(マイクロサテライト不安定性)が知られている。マイクロサテライト不安定性とは、ゲノム複製時にミスマッチを修復する機能が低下することによって、マイクロサテライトの繰り返し回数にばらつきが生じる現象を意味している。 Regarding microsatellites, for example, a phenomenon (microsatellite instability) is known in which the number of repetitions of a given microsatellite unit sequence differs between normal tissue and tumor tissue. Microsatellite instability refers to a phenomenon in which the number of microsatellite repeats varies due to a decline in the ability to repair mismatches during genome replication.

本発明に係るマイクロサテライト検出マイクロアレイは、正常組織におけるマイクロサテライトに対応する野生型プローブと、腫瘍組織における繰り返し回数が異なるマイクロサテライトに対応する変異型プローブを備えることにより、マイクロサテライト不安定性を評価する際に利用することができる。 The microsatellite detection microarray according to the present invention comprises wild-type probes corresponding to microsatellites in normal tissue and mutant probes corresponding to microsatellites with different repeat numbers in tumor tissue, thereby evaluating microsatellite instability. can be used on occasion.

具体的には、リンチ症候群(遺伝性非ポリポーシス大腸がん、Hereditary Nonpolyposis Colon Cancer :HNPCC)は、ミスマッチ修復遺伝子であるMLH1、MSH2、MSH6、PMS2の生殖細胞系列の変異が原因であることが知られている。したがって、当該変異遺伝子を有する腫瘍細胞は、正常細胞と比較するとマイクロサテライトの繰り返し回数がばらつくといった特徴を示す。このように、マイクロサテライト不安定性の一例としては、リンチ症候群における、これらミスマッチ修復遺伝子の変異に起因するマイクロサテライトの繰り返し回数のばらつきを挙げることができる。 Specifically, Lynch syndrome (Hereditary Nonpolyposis Colon Cancer (HNPCC)) is known to be caused by germline mutations in the mismatch repair genes MLH1, MSH2, MSH6, and PMS2. It is Therefore, tumor cells having the mutated gene show characteristics such as variations in the number of microsatellite repeats compared to normal cells. Thus, one example of microsatellite instability is variation in the number of microsatellite repeats due to mutations in these mismatch repair genes in Lynch syndrome.

より具体的に、リンチ症候群の検査においては、BAT25、BAT26、MONO27、NR21及びNR24からなる5種類のマイクロサテライトの繰り返し回数を測定する。BAT25とは、具体的にc-kitのイントロン16に位置する25Tの反復である。BAT26とはhMSH2のイントロン5に位置する26Tの反復である。MONO27とは具体的にMAP4K3遺伝子(cDNA配列GenBank AC007684)に位置する27Tの反復である。NR21とは具体的にSLC7A8遺伝子(cDNA配列GenBank XM_033393)の5'非翻訳領域において同定される21Tの反復である。NR24とは具体的にジンクフィンガー-2遺伝子(cDNA配列GenBank X60152)の3'非翻訳領域において同定される24Tの反復である。その他にもマイクロ不安定性に関しては、結腸及び胃の腫瘍において特徴的な分子的及び臨床病理的なプロフィールを有し、しばしば有利な予後に関連することが知られている。また、マイクロ不安定性腫瘍をもつ結腸直腸癌患者が、5FUベースの化学療法からの良好な生存利益を示すことを示唆する証拠もある。よって、マイクロ不安定性は、このタイプのアジュバント療法への応答についての有用な分子予測マーカーであると考えられる。 More specifically, in the Lynch syndrome test, the number of repeats of five microsatellites consisting of BAT25, BAT26, MONO27, NR21 and NR24 is measured. BAT25 is a 25T repeat specifically located in intron 16 of c-kit. BAT26 is a 26T repeat located in intron 5 of hMSH2. MONO27 is specifically a 27T repeat located in the MAP4K3 gene (cDNA sequence GenBank AC007684). NR21 is a 21T repeat specifically identified in the 5' untranslated region of the SLC7A8 gene (cDNA sequence GenBank XM_033393). NR24 is a 24T repeat specifically identified in the 3' untranslated region of the zinc finger-2 gene (cDNA sequence GenBank X60152). Additionally, microinstability is known to have a characteristic molecular and clinicopathological profile in colon and gastric tumors and is often associated with favorable prognosis. Evidence also suggests that colorectal cancer patients with microunstable tumors show a favorable survival benefit from 5FU-based chemotherapy. Microinstability is therefore considered to be a useful molecular predictive marker for response to this type of adjuvant therapy.

また、マイクロサテライトについては、個体間において単位配列の繰り返し回数が異なる多数のアリル(メジャーアリルとマイナーアリル)が存在する場合がある。このようなマイクロサテライトは、繰り返し回数を遺伝子型とする多型マーカーとして利用することができる。すなわち、本発明に係るマイクロサテライト検出マイクロアレイは、メジャーアリルに対応する野生型プローブと、マイナーアリルに対応する変異型プローブを備え、マイクロサテライト多型を同定(タイピング)する際に利用することができる。 In addition, with regard to microsatellites, a large number of alleles (major alleles and minor alleles) having different unit sequence repeat counts may exist among individuals. Such microsatellites can be used as polymorphic markers whose genotype is the number of repeats. That is, the microsatellite detection microarray according to the present invention includes wild-type probes corresponding to major alleles and mutant probes corresponding to minor alleles, and can be used to identify (typing) microsatellite polymorphisms. .

より具体的に、喘息に関連した遺伝子においてマイクロサテライトを多型マーカーとして利用する例(国際公開番号WO1999/037809)、ヒト肝細胞癌疾病(HCC)の予測評価に有用な診断手段としてマイクロサテライトを多型マーカーとして利用する例(国際公開番号WO1998/045478)、非ヒト被験体から取得した乳腺腫瘍サンプルが悪性腫瘍である可能性を診断する方法においてマイクロサテライトを多型マーカーとして利用する例(特開2013-039070号公報)、癌の診断および治療のためにマイクロサテライトを多型マーカーとして利用する例(国際公開公報WO2004/043387)、癌の診断にマイクロサテライトを多型マーカーとして利用する例(国際公開公報WO2008/090930)、OBCAM及びNTM遺伝子と関係がある癌の診断にマイクロサテライトを多型マーカーとして利用する例(特開2009-165473号公報)、イネ種子の純度管理等にマイクロサテライトを利用する例(特開平11-206374号公報)を挙げることができる。 More specifically, an example of using microsatellites as polymorphic markers in genes associated with asthma (International Publication No. WO1999/037809), microsatellites as a useful diagnostic tool for predictive evaluation of human hepatocellular carcinoma disease (HCC). Examples of using microsatellites as polymorphic markers (International Publication No. WO1998/045478), and examples of using microsatellites as polymorphic markers in a method for diagnosing the possibility that a mammary gland tumor sample obtained from a non-human subject is a malignant tumor (especially JP 2013-039070), an example of using microsatellites as polymorphic markers for cancer diagnosis and treatment (International Publication WO2004/043387), an example of using microsatellites as polymorphic markers for cancer diagnosis ( International Publication WO2008/090930), an example of using microsatellites as polymorphic markers for the diagnosis of cancer associated with OBCAM and NTM genes (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-165473), using microsatellites for purity control of rice seeds, etc. An example of utilization can be given (JP-A-11-206374).

以上のように、本発明に係るマイクロサテライト検出マイクロアレイは、所定のマイクロサテライトに関して、繰り返し回数の異なる複数のタイプ(野生型と変異型)のそれぞれについて設計した複数のプローブ(1つの野生型プローブと、1又は複数の変異型プローブ)を有している。例えば、本発明に係るマイクロサテライト検出マイクロアレイにより、多型マーカーとして利用できるマイクロサテライトを検出する際には、当該マイクロサテライトに存在する複数の繰り返し回数毎、すなわち遺伝子型毎にプローブを設計する。また例えば、本発明に係るマイクロサテライト検出マイクロアレイにより、マイクロサテライト不安定性を評価する際には、正常細胞における当該マイクロサテライトに対応する野生型プローブと、正常細胞における当該マイクロサテライトより少ない繰り返し回数のマイクロサテライトに対応する変異型プローブ(1つでも良いし、複数でも良い)とを設計する。 As described above, the microsatellite detection microarray according to the present invention includes a plurality of probes (one wild-type probe and one , one or more mutant probes). For example, when using the microsatellite detection microarray according to the present invention to detect microsatellites that can be used as polymorphic markers, probes are designed for each of a plurality of repetitions present in the microsatellite, that is, for each genotype. Further, for example, when evaluating microsatellite instability using the microsatellite detection microarray according to the present invention, wild-type probes corresponding to the microsatellites in normal cells and microsatellites with a lower number of repetitions than the microsatellites in normal cells Mutant probes corresponding to satellites (one or more) are designed.

ここで、本発明に係るマイクロサテライト検出マイクロアレイが有するプローブは、検出対象のマイクロサテライトに対応した領域と、プローブ長を調節するための領域とを有する。当該プローブは、3’末端から5’末端の方向に向かって、検出対象のマイクロサテライトに対応した領域と、プローブ長を調節するための領域とをこの順で有しており、5’末端にて基板に固定されている。 Here, the probes of the microsatellite detection microarray according to the present invention have a region corresponding to the microsatellite to be detected and a region for adjusting probe length. The probe has a region corresponding to the microsatellite to be detected and a region for adjusting the probe length in this order from the 3' end to the 5' end. fixed to the board.

検出対象のマイクロサテライトに対応した領域とは、検出対象のマイクロサテライトに相補的な配列を有するヌクレオチド鎖である。例えば検出対象のマイクロサテライトが5’-(CA)n-3’である場合、検出対象のマイクロサテライトに対応した領域は5’-(TG)n-3’となる。なおnはマイクロサテライトの繰り返し回数である。また、検出対象のマイクロサテライトに対応した領域は、検出対象のマイクロサテライトに相補的な配列と、当該配列の3’末端及び/又は5’末端に続く領域とを有していても良い。検出対象のマイクロサテライトに相補的な配列の3’末端及び5’末端に続く領域とは、それぞれ、検出対象のマイクロサテライトの5’末端及び3’末端に連続する領域に相補的な配列である。検出対象のマイクロサテライトに相補的な配列の3’末端及び5’末端に続く領域は、例えば、両側の合計で10~40塩基長とすることができ、15~30塩基長とすることが好ましい。 The region corresponding to the microsatellite to be detected is a nucleotide chain having a sequence complementary to the microsatellite to be detected. For example, when the microsatellite to be detected is 5'-(CA) n -3', the region corresponding to the microsatellite to be detected is 5'-(TG) n -3'. Note that n is the number of repetitions of microsatellites. In addition, the region corresponding to the microsatellite to be detected may have a sequence complementary to the microsatellite to be detected and a region following the 3'-end and/or 5'-end of the sequence. The regions following the 3′ end and 5′ end of the sequence complementary to the microsatellite to be detected are sequences complementary to the regions contiguous to the 5′ end and 3′ end of the microsatellite to be detected, respectively. . The region following the 3'-end and 5'-end of the sequence complementary to the microsatellite to be detected can be, for example, a total length of 10 to 40 bases on both sides, preferably 15 to 30 bases. .

上述のように、検出対象のマイクロサテライトに対応した領域は、マイクロサテライトの繰り返し回数に応じてプローブ毎に異なる配列及び長さとなる。仮に、複数のプローブを設計する際に、検出対象のマイクロサテライトに対応した領域のみが異なり、他の領域を同じ配列とした場合、検出対象のマイクロサテライトに対応した領域が短いほど(繰り返し回数が少ないほど)、プローブ長が短くなる。そこで、所定のマイクロサテライトに関して、繰り返し回数の異なる複数のタイプのそれぞれにプローブを設計する際に、プローブ間のプローブ長を所定の範囲内となるように、プローブ長を調節するための領域を設計する。より具体的に、検出対象のマイクロサテライトに対応した領域が短いほど(繰り返し回数が少ないほど)、プローブ長を調節するための領域を長くすることで、複数のプローブについてプローブ長のばらつきを抑え、所定の範囲内とすることができる。 As described above, regions corresponding to microsatellites to be detected have different sequences and lengths for each probe depending on the number of microsatellite repeats. Hypothetically, when designing multiple probes, if only the regions corresponding to the target microsatellites are different and the other regions have the same sequence, the shorter the region corresponding to the target microsatellites (the number of repetitions is the less), the shorter the probe length. Therefore, when designing probes for each of a plurality of types with different numbers of repetitions for a given microsatellite, a region for adjusting the probe length is designed so that the probe length between probes is within a predetermined range. do. More specifically, the shorter the region corresponding to the microsatellite to be detected (the smaller the number of repetitions), the longer the region for adjusting the probe length, thereby suppressing the variation in probe length for multiple probes, It can be within a predetermined range.

ここで、プローブ長を調節するための領域が検出対象のマイクロサテライトに対応した領域の5’末端側に位置するようにプローブを設計する。したがって、プローブ長を調節するための領域は、検出対象のマイクロサテライトから3’末端側に連続する領域に対して相補的な配列として設計される。 Here, the probe is designed so that the region for adjusting the probe length is located on the 5' end side of the region corresponding to the microsatellite to be detected. Therefore, the region for adjusting the probe length is designed as a sequence complementary to the region continuous from the microsatellite to be detected to the 3'-end side.

なお、以上のように、本発明に係るマイクロサテライト検出マイクロアレイが有するプローブは、検出対象のマイクロサテライトに対応した領域とプローブ長を調節するための領域とを有するものとして設計されるが、これらの領域以外の領域を有していてもよい。例えば、当該プローブは、5’末端にプローブ長を調節するための領域を有し、3’末端に数塩基の領域を有し、これら領域の間にマイクロサテライトに対応する領域を有するような構成であってもよい。或いは、当該プローブは、プローブ長を調節するための領域のさらに5’末端側に基板に固定するためのリンカー配列を有するような構成であっても良い。 As described above, the probes of the microsatellite detection microarray according to the present invention are designed to have a region corresponding to the microsatellite to be detected and a region for adjusting the probe length. It may have an area other than the area. For example, the probe has a region for adjusting the probe length at the 5' end, a region of several bases at the 3' end, and a region corresponding to microsatellites between these regions. may be Alternatively, the probe may be configured to have a linker sequence for fixing to the substrate on the 5'-end side of the region for adjusting the probe length.

また、プローブ長を調節するための領域を設けることで、複数のプローブ間の塩基長の差を所定の範囲、例えば、12塩基以内とすることが好ましく、11塩基以内とすることがより好ましく、10塩基以内とすることが更に好ましく、9塩基以内とすることが更に好ましく、8塩基以内とすることが更に好ましく、7塩基以内とすることが更に好ましく、6塩基以内とすることが更に好ましく、5塩基以内とすることが更に好ましく、4塩基以内とすることが更に好ましく、3塩基以内とすることが更に好ましく、2塩基以内とすることが更に好ましく、1塩基以内とすることが更に好ましい。 Further, by providing a region for adjusting the probe length, the difference in base length between a plurality of probes is within a predetermined range, for example, preferably within 12 bases, more preferably within 11 bases, It is more preferably within 10 bases, more preferably within 9 bases, further preferably within 8 bases, further preferably within 7 bases, further preferably within 6 bases, It is more preferably 5 bases or less, more preferably 4 bases or less, still more preferably 3 bases or less, still more preferably 2 bases or less, and even more preferably 1 base or less.

さらに、また、プローブ長を調節するための領域を設けることで、複数のプローブ間の塩基長の差を、最も短いプローブ長の40%以内とすることが好ましい。 Furthermore, by providing a region for adjusting probe length, the difference in base length between a plurality of probes is preferably within 40% of the length of the shortest probe.

一方、検出対象のマイクロサテライトに対応した領域及びプローブ長を調節するための領域を有するプローブを設計する際に、プローブ間のTm値を所定の範囲内とすることが好ましい。所定のマイクロサテライトに関して設計した複数のプローブにおいてTm値は、±5℃以内の範囲とすることが好ましい。当該複数のプローブにおいてTm値をこの範囲とすることによって、検出対象の繰り返し回数の異なる複数のマイクロサテライトをより高精度に検出することができる。 On the other hand, when designing a probe having a region corresponding to a microsatellite to be detected and a region for adjusting probe length, it is preferable to set the Tm value between probes within a predetermined range. The Tm values of multiple probes designed for a given microsatellite are preferably within a range of ±5°C. By setting the Tm values in this range for the plurality of probes, it is possible to more accurately detect a plurality of microsatellites to be detected that differ in the number of repetitions.

ここで、Tm値を計算する方法は、特に限定されないが、例えば、最近接塩基対法(Nearest Neighbor method)、Wallace法及びGC%法等を挙げることができるが、特に最近接塩基対法(Nearest Neighbor method)により計算することが好ましい。なお、Tm値とは、プローブとターゲットがハイブリダズしているとき、その50%が解離する時の温度と定義される(すなわち、結合率50%の時の温度)。また、Tm値に影響を与える要因としては、塩基組成、塩濃度、オリゴ鎖の濃度や変性剤(ホルムアミド、DMSO等)、溶媒和効果、コンジュゲート基(ビオチン、ジゴキシゲニン、アルカリフォスファターゼ、蛍光色素等)が挙げられる。 Here, the method for calculating the Tm value is not particularly limited, and examples thereof include the Nearest Neighbor method, the Wallace method and the GC% method. It is preferable to calculate by Nearest Neighbor method). The Tm value is defined as the temperature at which 50% of the hybridized probe and target dissociate (that is, the temperature at which the binding rate is 50%). Factors affecting the Tm value include base composition, salt concentration, concentration of oligo chain, denaturant (formamide, DMSO, etc.), solvation effect, conjugate group (biotin, digoxigenin, alkaline phosphatase, fluorescent dye, etc.). ).

より具体的には、Integrated DNA Technologies社が提供するWEBサービスによりTm値を計算することができ、これにはプローブの塩基配列、プローブ濃度、プローブとハイブリダズするターゲットの濃度、反応液中のNa+並びにK+濃度、反応液中のMg2+濃度及び(場合によっては)dNTPs濃度を設定することでTm値を計算することができる。なお、上述したように設計した複数のプローブのTm値は、プローブの塩基配列以外のパラメータを所定の条件に固定して計算することとなる。 More specifically, the Tm value can be calculated by a web service provided by Integrated DNA Technologies, which includes the base sequence of the probe, the concentration of the probe, the concentration of the target that hybridizes with the probe, and Na + in the reaction solution. and the Tm value can be calculated by setting the K + concentration, the Mg 2+ concentration in the reaction and (optionally) the dNTPs concentration. The Tm values of a plurality of probes designed as described above are calculated by fixing parameters other than the base sequences of the probes to predetermined conditions.

上述のように設計した、検出対象のマイクロサテライトに関して、異なる繰り返し回数に対応する複数のプローブは、その5’末端を担体上に固定化することにより、マイクロアレイ(一例としてDNAチップ)の形態で使用される。 With respect to the microsatellite to be detected, which is designed as described above, a plurality of probes corresponding to different repetition numbers are immobilized on a carrier at their 5' ends, and used in the form of a microarray (a DNA chip as an example). be done.

担体の材料としては、当技術分野で公知のものを使用でき、特に制限されない。例えば、白金、白金黒、金、パラジウム、ロジウム、銀、水銀、タングステンおよびそれらの化合物などの貴金属、およびグラファイト、カ-ボンファイバ-に代表される炭素などの導電体材料;単結晶シリコン、アモルファスシリコン、炭化ケイ素、酸化ケイ素、窒化ケイ素などに代表されるシリコン材料、SOI(シリコン・オン・インシュレータ)などに代表されるこれらシリコン材料の複合素材;ガラス、石英ガラス、アルミナ、サファイア、セラミクス、フォルステライト、感光性ガラスなどの無機材料;ポリエチレン、エチレン、ポリプロビレン、環状ポリオレフィン、ポリイソブチレン、ポリエチレンテレフタレート、不飽和ポリエステル、含フッ素樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、アクリル樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリスチレン、アセタール樹脂、ポリカーボネート、ポリアミド、フェノール樹脂、ユリア樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、スチレン・アクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル・ブタジエンスチレン共重合体、ポリフェニレンオキサイドおよびポリスルホンなどの有機材料等が挙げられる。担体の形状も特に制限されないが、好ましくは平板状である。 Materials known in the art can be used as the carrier material, and are not particularly limited. For example, noble metals such as platinum, platinum black, gold, palladium, rhodium, silver, mercury, tungsten and their compounds, and conductive materials such as carbon represented by graphite and carbon fiber; single crystal silicon, amorphous Silicon materials typified by silicon, silicon carbide, silicon oxide, silicon nitride, etc.; composite materials of these silicon materials typified by SOI (silicon on insulator); glass, quartz glass, alumina, sapphire, ceramics, foil Inorganic materials such as stellite and photosensitive glass; polyethylene, ethylene, polypropylene, cyclic polyolefin, polyisobutylene, polyethylene terephthalate, unsaturated polyester, fluorine-containing resin, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetal , acrylic resin, polyacrylonitrile, polystyrene, acetal resin, polycarbonate, polyamide, phenolic resin, urea resin, epoxy resin, melamine resin, styrene-acrylonitrile copolymer, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, polyphenylene oxide and polysulfone. materials and the like. Although the shape of the carrier is not particularly limited, it is preferably flat.

本発明においては、担体として、好ましくは表面にカーボン層と化学修飾基とを有する担体を用いる。表面にカーボン層と化学修飾基とを有する担体には、基板の表面にカーボン層と化学修飾基とを有するもの、およびカーボン層からなる基板の表面に化学修飾基を有するものが包含される。基板の材料としては、当技術分野で公知のものを使用でき、特に制限されず、上述の担体材料として挙げたものと同様のものを使用できる。 In the present invention, a carrier having a carbon layer and chemical modification groups on its surface is preferably used as the carrier. Carriers having a carbon layer and chemically modifying groups on the surface include those having a carbon layer and chemically modifying groups on the surface of a substrate and those having a substrate consisting of a carbon layer and chemically modifying groups on the surface. As the material for the substrate, those known in the art can be used without particular limitation, and the same materials as those listed above as the carrier material can be used.

本発明に係るマイクロアレイにおいては、微細な平板状の構造を有する担体が好適に用いられる。形状は、長方形、正方形および丸形など限定されないが、通常、1~75mm四方のもの、好ましくは1~10mm四方のもの、より好ましくは3~5mm四方のものを用いる。微細な平板状の構造の担体を製造しやすいことから、シリコン材料や樹脂材料からなる基板を用いるのが好ましく、特に単結晶シリコンからなる基板の表面にカーボン層および化学修飾基を有する担体がより好ましい。単結晶シリコンには、部分部分でごくわずかに結晶軸の向きが変わっているものや(モザイク結晶と称される場合もある)、原子的尺度での乱れ(格子欠陥)が含まれているものも包含される。 In the microarray according to the present invention, a carrier having a fine tabular structure is preferably used. The shape is not limited to rectangular, square, round, etc., but usually 1 to 75 mm square, preferably 1 to 10 mm square, more preferably 3 to 5 mm square. It is preferable to use a substrate made of a silicon material or a resin material because it is easy to manufacture a carrier having a fine plate-like structure. preferable. In single crystal silicon, the direction of the crystal axis changes slightly in some parts (sometimes called mosaic crystals), and the disorder (lattice defect) on an atomic scale is included. is also included.

本発明において基板上に形成させるカーボン層としては、特に制限されないが、合成ダイヤモンド、高圧合成ダイヤモンド、天然ダイヤモンド、軟ダイヤモンド(例えば、ダイヤモンドライクカーボン)、アモルファスカーボン、炭素系物質(例えば、グラファイト、フラーレン、カーボンナノチューブ)のいずれか、それらの混合物、またはそれらを積層させたものを用いることが好ましい。また、炭化ハフニウム、炭化ニオブ、炭化珪素、炭化タンタル、炭化トリウム、炭化チタン、炭化ウラン、炭化タングステン、炭化ジルコニウム、炭化モリブデン、炭化クロム、炭化バナジウム等の炭化物を用いてもよい。ここで、軟ダイヤモンドとは、いわゆるダイヤモンドライクカーボン(DLC:Diamond Like Carbon)等の、ダイヤモンドとカーボンとの混合体である不完全ダイヤモンド構造体を総称し、その混合割合は、特に限定されない。カーボン層は、化学的安定性に優れておりその後の化学修飾基の導入や分析対象物質との結合における反応に耐えることができる点、分析対象物質と静電結合によって結合するためその結合が柔軟性を持っている点、UV吸収がないため検出系UVに対して透明性である点、およびエレクトロブロッティングの際に通電可能な点において有利である。また、分析対象物質との結合反応において、非特異的吸着が少ない点においても有利である。前記のとおり基板自体がカーボン層からなる担体を用いてもよい。 The carbon layer formed on the substrate in the present invention is not particularly limited, but synthetic diamond, high-pressure synthetic diamond, natural diamond, soft diamond (e.g., diamond-like carbon), amorphous carbon, carbon-based substances (e.g., graphite, fullerene , carbon nanotubes), mixtures thereof, or laminates thereof. Carbides such as hafnium carbide, niobium carbide, silicon carbide, tantalum carbide, thorium carbide, titanium carbide, uranium carbide, tungsten carbide, zirconium carbide, molybdenum carbide, chromium carbide, and vanadium carbide may also be used. Here, soft diamond is a general term for imperfect diamond structures, such as so-called diamond-like carbon (DLC), which are mixtures of diamond and carbon, and the mixing ratio is not particularly limited. The carbon layer has excellent chemical stability and can withstand the subsequent introduction of chemical modification groups and reactions during bonding with the analyte, and the bond is flexible because it bonds with the analyte through electrostatic bonding. It is advantageous in that it is transparent to the detection system UV because it does not absorb UV, and that it can be energized during electroblotting. It is also advantageous in that non-specific adsorption is less in the binding reaction with the substance to be analyzed. As described above, a carrier may be used in which the substrate itself is a carbon layer.

本発明においてカーボン層の形成は公知の方法で行うことができる。例えば、マイクロ波プラズマCVD(Chemical vapor deposit)法、ECRCVD(Electric cyclotron resonance chemical vapor deposit)法、ICP(Inductive coupled plasma)法、直流スパッタリング法、ECR(Electric cyclotron resonance)スパッタリング法、イオン化蒸着法、アーク式蒸着法、レーザ蒸着法、EB(Electron beam)蒸着法、抵抗加熱蒸着法などが挙げられる。 In the present invention, the carbon layer can be formed by a known method. For example, microwave plasma CVD (Chemical vapor deposit) method, ECRCVD (Electric cyclotron resonance chemical vapor deposit) method, ICP (Inductive coupled plasma) method, DC sputtering method, ECR (Electric cyclotron resonance) sputtering method, ionization vapor deposition method, arc vapor deposition method, laser vapor deposition method, EB (Electron beam) vapor deposition method, resistance heating vapor deposition method, and the like.

高周波プラズマCVD法では、高周波によって電極間に生じるグロー放電により原料ガス(メタン)を分解し、基板上にカーボン層を合成する。イオン化蒸着法では、タングステンフィラメントで生成される熱電子を利用して、原料ガス(ベンゼン)を分解・イオン化し、バイアス電圧によって基板上にカーボン層を形成する。水素ガス1~99体積%と残りメタンガス99~1体積%からなる混合ガス中で、イオン化蒸着法によりカーボン層を形成してもよい。 In the high frequency plasma CVD method, a raw material gas (methane) is decomposed by glow discharge generated between electrodes by high frequency, and a carbon layer is synthesized on the substrate. In the ionization deposition method, thermal electrons generated by a tungsten filament are used to decompose and ionize a raw material gas (benzene), and a carbon layer is formed on a substrate by applying a bias voltage. A carbon layer may be formed by ionization vapor deposition in a mixed gas containing 1 to 99% by volume of hydrogen gas and the remaining 99 to 1% by volume of methane gas.

アーク式蒸着法では、固体のグラファイト材料(陰極蒸発源)と真空容器(陽極)の間に直流電圧を印加することにより真空中でアーク放電を起こして陰極から炭素原子のプラズマを発生させ蒸発源よりもさらに負のバイアス電圧を基板に印加することにより基板に向かってプラズマ中の炭素イオンを加速しカーボン層を形成することができる。 In the arc vapor deposition method, a direct current voltage is applied between a solid graphite material (cathode evaporation source) and a vacuum container (anode) to cause arc discharge in vacuum, generating a plasma of carbon atoms from the cathode to form an evaporation source. By applying a negative bias voltage to the substrate, carbon ions in the plasma can be accelerated toward the substrate to form a carbon layer.

レーザ蒸着法では、例えばNd:YAGレーザ(パルス発振)光をグラファイトのターゲット板に照射して溶融させ、ガラス基板上に炭素原子を堆積させることによりカーボン層を形成することができる。 In the laser vapor deposition method, for example, a carbon layer can be formed by irradiating a graphite target plate with Nd:YAG laser (pulsed oscillation) light to melt it and deposit carbon atoms on a glass substrate.

基板の表面にカーボン層を形成する場合、カーボン層の厚さは、通常、単分子層~100μm程度であり、薄すぎると下地基板の表面が局部的に露出する可能性があり、逆に厚くなると生産性が悪くなるので、好ましくは2nm~1μm、より好ましくは5nm~500nmである。 When forming a carbon layer on the surface of a substrate, the thickness of the carbon layer is usually from a monomolecular layer to about 100 μm. The thickness is preferably from 2 nm to 1 μm, more preferably from 5 nm to 500 nm, because the productivity deteriorates.

カーボン層が形成された基板の表面に化学修飾基を導入することにより、オリゴヌクレオチドプローブを担体に強固に固定化できる。導入する化学修飾基は、当業者であれば適宜選択することができ、特に制限されないが、例えば、アミノ基、カルボキシル基、エポキシ基、ホルミル基、ヒドロキシル基および活性エステル基が挙げられる。 By introducing a chemical modification group to the surface of the substrate on which the carbon layer is formed, the oligonucleotide probe can be firmly immobilized on the carrier. The chemical modification group to be introduced can be appropriately selected by those skilled in the art and is not particularly limited, but examples thereof include amino group, carboxyl group, epoxy group, formyl group, hydroxyl group and active ester group.

アミノ基の導入は、例えば、カーボン層をアンモニアガス中で紫外線照射することによりまたはプラズマ処理することにより実施できる。または、カーボン層を塩素ガス中で紫外線を照射して塩素化し、さらにアンモニアガス中で紫外線照射することにより実施できる。または、メチレンジアミン、エチレンジアミンで等の多価アミン類ガス中を、塩素化したカーボン層と反応させることによって実施することもできる。 Amino groups can be introduced, for example, by irradiating the carbon layer with ultraviolet rays in ammonia gas or by plasma treatment. Alternatively, it can be carried out by chlorinating the carbon layer by irradiating it with ultraviolet rays in chlorine gas and then irradiating it with ultraviolet rays in ammonia gas. Alternatively, it can be carried out by reacting a chlorinated carbon layer in a polyvalent amine gas such as methylenediamine or ethylenediamine.

カルボキシル基の導入は、例えば、前記のようにアミノ化したカーボン層に適当な化合物を反応させることにより実施できる。カルボキシル基を導入するために用いられる化合物としては、例えば、式:X-R1-COOH(式中、Xはハロゲン原子、R1は炭素数10~12の2価の炭化水素基を表す)で示されるハロカルボン酸、例えばクロロ酢酸、フルオロ酢酸、ブロモ酢酸、ヨード酢酸、2-クロロプロピオン酸、3-クロロプロピオン酸、3-クロロアクリル酸、4-クロロ安息香酸;式:HOOC-R2-COOH(式中、R2は単結合または炭素数1~12の2価の炭化水素基を表す)で示されるジカルボン酸、例えばシュウ酸、マロン酸、コハク酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸;ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、トリメリット酸、ブタンテトラカルボン酸などの多価カルボン酸;式:R3-CO-R4-COOH(式中、R3は水素原子または炭素数1~12の2価の炭化水素基、R4は炭素数1~12の2価の炭化水素基を表す)で示されるケト酸またはアルデヒド酸;式:X-OC-R5-COOH(式中、Xはハロゲン原子、R5は単結合または炭素数1~12の2価の炭化水素基を表す。)で示されるジカルボン酸のモノハライド、例えばコハク酸モノクロリド、マロン酸モノクロリド;無水フタル酸、無水コハク酸、無水シュウ酸、無水マレイン酸、無水ブタンテトラカルボン酸などの酸無水物が挙げられる。 The introduction of carboxyl groups can be carried out, for example, by reacting the above-aminated carbon layer with a suitable compound. Compounds used to introduce a carboxyl group include, for example, the formula: X-R1-COOH (wherein X is a halogen atom and R1 represents a divalent hydrocarbon group having 10 to 12 carbon atoms). halocarboxylic acids such as chloroacetic acid, fluoroacetic acid, bromoacetic acid, iodoacetic acid, 2-chloropropionic acid, 3-chloropropionic acid, 3-chloroacrylic acid, 4-chlorobenzoic acid; formula: HOOC-R2-COOH (formula in which R2 represents a single bond or a divalent hydrocarbon group with 1 to 12 carbon atoms), such as oxalic acid, malonic acid, succinic acid, maleic acid, fumaric acid, phthalic acid; polyacrylic acid , polymethacrylic acid, trimellitic acid, butanetetracarboxylic acid, and other polycarboxylic acids; formula: R3-CO-R4-COOH (wherein R3 is a hydrogen atom or a divalent hydrocarbon group , R4 represents a divalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms); formula: X-OC-R5-COOH (wherein X is a halogen atom, R5 is a single bond or Represents a divalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms.), such as succinic acid monochloride, malonic acid monochloride; phthalic anhydride, succinic anhydride, oxalic anhydride, maleic anhydride Examples include acids and acid anhydrides such as butanetetracarboxylic anhydride.

エポキシ基の導入は、例えば、前記のようにアミノ化したカーボン層に適当な多価エポキシ化合物を反応させることによって実施できる。あるいは、カーボン層が含有する炭素=炭素2重結合に有機過酸を反応させることにより得ることができる。有機過酸としては、過酢酸、過安息香酸、ジペルオキシフタル酸、過ギ酸、トリフルオロ過酢酸などが挙げられる。 Epoxy groups can be introduced, for example, by reacting the aminated carbon layer with an appropriate polyepoxy compound. Alternatively, it can be obtained by reacting the carbon=carbon double bond contained in the carbon layer with an organic peracid. Organic peracids include peracetic acid, perbenzoic acid, diperoxyphthalic acid, performic acid, trifluoroperacetic acid and the like.

ホルミル基の導入は、例えば、前記のようにアミノ化したカーボン層に、グルタルアルデヒドを反応させることにより実施できる。 Formyl groups can be introduced, for example, by reacting the aminated carbon layer with glutaraldehyde.

ヒドロキシル基の導入は、例えば、前記のように塩素化したカーボン層に、水を反応させることにより実施できる。 Hydroxyl groups can be introduced, for example, by reacting the carbon layer chlorinated as described above with water.

活性エステル基は、エステル基のアルコール側に酸性度の高い電子求引性基を有して求核反応を活性化するエステル群、すなわち反応活性の高いエステル基を意味する。エステル基のアルコール側に、電子求引性の基を有し、アルキルエステルよりも活性化されたエステル基である。活性エステル基は、アミノ基、チオール基、水酸基等の基に対する反応性を有する。さらに具体的には、フェノールエステル類、チオフェノールエステル類、N-ヒドロキシアミンエステル類、シアノメチルエステル、複素環ヒドロキシ化合物のエステル類等がアルキルエステル等に比べてはるかに高い活性を有する活性エステル基として知られている。より具体的には、活性エステル基としては、たとえばp-ニトロフェニル基、N-ヒドロキシスクシンイミド基、コハク酸イミド基、フタル酸イミド基、5-ノルボルネン-2,3-ジカルボキシイミド基等が挙げられ、特に、N-ヒドロキシスクシンイミド基が好ましく用いられる。 The active ester group means an ester group that has an electron-withdrawing group with high acidity on the alcohol side of the ester group and activates a nucleophilic reaction, that is, an ester group with high reaction activity. It is an ester group that has an electron-withdrawing group on the alcohol side of the ester group and is more activated than the alkyl ester. Active ester groups have reactivity with groups such as amino groups, thiol groups, and hydroxyl groups. More specifically, phenol esters, thiophenol esters, N-hydroxyamine esters, cyanomethyl esters, esters of heterocyclic hydroxy compounds, and the like have active ester groups with much higher activity than alkyl esters and the like. known as More specifically, active ester groups include, for example, p-nitrophenyl group, N-hydroxysuccinimide group, succinimide group, phthalimide group, 5-norbornene-2,3-dicarboximide group, and the like. In particular, an N-hydroxysuccinimide group is preferably used.

活性エステル基の導入は、例えば、前記のように導入したカルボキシル基を、シアナミドやカルボジイミド(例えば、1-[3-(ジメチルアミノ)プロピル]-3-エチルカルボジイミド)などの脱水縮合剤とN-ヒドロキシスクシンイミドなどの化合物で活性エステル化することにより実施できる。この処理により、アミド結合を介して炭化水素基の末端に、N-ヒドロキシスクシンイミド基等の活性エステル基が結合した基を形成することができる(特開2001-139532)。 Introduction of an active ester group, for example, the carboxyl group introduced as described above, a dehydration condensation agent such as cyanamide or carbodiimide (e.g., 1-[3-(dimethylamino)propyl]-3-ethylcarbodiimide) and N- It can be carried out by active esterification with a compound such as hydroxysuccinimide. This treatment can form a group in which an active ester group such as an N-hydroxysuccinimide group is bonded to the end of a hydrocarbon group via an amide bond (JP-A-2001-139532).

プローブを、スポッティング用バッファーに溶解してスポッティング用溶液を調製し、これを96穴もしくは384穴プラスチックプレートに分注し、分注した溶液をスポッター装置等によって担体上にスポッティングすることにより、プローブが担体に固定化されたマイクロアレイを製造することができる。または、スポッティング溶液をマイクロピペッターにて手動でスポッティングしてもよい。 A probe is dissolved in a spotting buffer to prepare a spotting solution, this is dispensed into a 96-well or 384-well plastic plate, and the dispensed solution is spotted on a carrier using a spotter device or the like to obtain a probe. is immobilized on a carrier. Alternatively, the spotting solution may be spotted manually with a micropipettor.

スポッティング後、プローブが担体に結合する反応を進行させるため、インキュベーションを行うことが好ましい。インキュベーションは、通常-20~100℃、好ましくは0~90℃の温度で、通常0.5~16時間、好ましくは1~2時間にわたって行う。インキュベーションは、高湿度の雰囲気下、例えば、湿度50~90%の条件で行うのが望ましい。インキュベーションに続き、担体に結合していないDNAを除去するため、洗浄液(例えば、50mM TBS/0.05% Tween20、2×SSC/0.2%SDS溶液、超純水など)を用いて洗浄を行うことが好ましい。 After spotting, incubation is preferably performed in order to advance the reaction in which the probe binds to the carrier. Incubation is usually carried out at a temperature of -20 to 100°C, preferably 0 to 90°C, for a period of usually 0.5 to 16 hours, preferably 1 to 2 hours. Incubation is desirably carried out in an atmosphere of high humidity, for example, at a humidity of 50-90%. Following incubation, it is preferable to wash with a washing solution (e.g., 50 mM TBS/0.05% Tween20, 2×SSC/0.2% SDS solution, ultrapure water, etc.) to remove DNA not bound to the carrier. .

以上のように構成されたマイクロアレイを用いることで、被検者における検出対象のマイクロサテライトについて遺伝子型を判定する(野生型、ヘテロ型或いは変異型)ことができ、或いはマイクロサテライト不安定性を評価することができる。 By using the microarray configured as described above, it is possible to determine the genotype (wild type, heterozygous type, or mutant type) of the microsatellite to be detected in the subject, or to evaluate the microsatellite instability. be able to.

具体的に、所定のマイクロサテライト多型について遺伝子型を判定する際には、被検者由来の試料からDNAを抽出する工程と、抽出したDNAを鋳型とし、当該マイクロサテライト多型を含む領域を増幅する工程と、上述したマイクロアレイを用いて、増幅された核酸に含まれるマイクロサテライト多型の遺伝子型(繰り返し回数)を判定する工程とを含む。また、具体的に、所定のマイクロサテライトに関する不安定性を評価する際には、被検者の正常組織及び腫瘍組織からそれぞれDNAを抽出する工程と、抽出したDNAを鋳型とし、当該マイクロサテライトを含む領域を増幅する工程と、上述したマイクロアレイを用いて、増幅された核酸に含まれるマイクロサテライトの繰り返し回数を判定する工程とを含む。 Specifically, when determining the genotype for a given microsatellite polymorphism, there are steps of extracting DNA from a sample derived from a subject, and using the extracted DNA as a template to determine a region containing the microsatellite polymorphism. A step of amplifying, and a step of determining the genotype (number of repetitions) of the microsatellite polymorphism contained in the amplified nucleic acid using the microarray described above. Further, specifically, when evaluating the instability of a given microsatellite, a step of extracting DNA from each of the normal tissue and the tumor tissue of the subject, and using the extracted DNA as a template, including the microsatellite Amplifying the region and determining the number of microsatellite repeats contained in the amplified nucleic acid using the microarray described above.

被検者は通常ヒトであり、人種等には特に限定されないが、特に、黄色人種、好適には東アジア人種、特に好適には日本人とする。被検者由来の試料は特に制限されない。例えば、血液関連試料(血液、血清、血漿など)、リンパ液、糞便、がん細胞、組織または臓器の破砕物および抽出物などが挙げられる。また、マイクロサテライト不安定性を評価する場合、被検者としては、リンチ症候群や散発性大腸がんが疑われる患者とすることができる。 Subjects are usually humans, and although there are no particular restrictions on their race and the like, they are particularly of yellow race, preferably of East Asian race, and particularly preferably of Japanese. Subject-derived samples are not particularly limited. Examples thereof include blood-related samples (blood, serum, plasma, etc.), lymph, feces, cancer cells, tissue or organ lysates and extracts, and the like. In addition, when evaluating microsatellite instability, the subject can be a patient suspected of having Lynch syndrome or sporadic colorectal cancer.

被検者から採取した試料からDNAを抽出する抽出手段としては、特に限定されない。例えばフェノール/クロロホルム、エタノール、水酸化ナトリウム、CTABなどを用いたDNA抽出法を用いることができる。 The extraction means for extracting DNA from a sample collected from a subject is not particularly limited. For example, DNA extraction methods using phenol/chloroform, ethanol, sodium hydroxide, CTAB and the like can be used.

次に、得られたDNAを鋳型として用いて増幅反応を行い、検出対象の一塩基多型を含む領域を増幅する。増幅反応としては、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)、LAMP(Loop-Mediated Isothermal Amplification)、ICAN(Isothermal and Chimeric primer-initiated Amplification of Nucleic acids)法等を適用することができる。増幅反応においては、増幅後の領域を識別できるように標識を付加することが望ましい。このとき、増幅された核酸を標識する方法としては、特に限定されないが、例えば増幅反応に使用するプライマーをあらかじめ標識しておく方法を使用してもよいし、増幅反応に標識ヌクレオチドを基質として使用する方法を使用してもよい。標識物質としては、特に限定されないが、放射性同位元素や蛍光色素、あるいはジゴキシゲニン(DIG)やビオチンなどの有機化合物などを使用することができる。 Next, an amplification reaction is performed using the obtained DNA as a template to amplify the region containing the single nucleotide polymorphism to be detected. As the amplification reaction, polymerase chain reaction (PCR), LAMP (Loop-Mediated Isothermal Amplification), ICAN (Isothermal and Chimeric primer-initiated Amplification of Nucleic acids) method, and the like can be applied. In an amplification reaction, it is desirable to add a label so that the amplified region can be identified. At this time, the method for labeling the amplified nucleic acid is not particularly limited. For example, a method of labeling the primers used in the amplification reaction in advance may be used, or a labeled nucleotide may be used as a substrate in the amplification reaction. method may be used. Labeling substances are not particularly limited, but radioisotopes, fluorescent dyes, or organic compounds such as digoxigenin (DIG) and biotin can be used.

またこの反応系は、核酸増幅・標識に必要な緩衝剤、耐熱性DNAポリメラーゼ、増幅領域に特異的なプライマー、標識ヌクレオチド三リン酸(具体的には蛍光標識等を付加したヌクレオチド三リン酸)、ヌクレオチド三リン酸および塩化マグネシウム等を含む反応系である。 In addition, this reaction system contains a buffer necessary for nucleic acid amplification and labeling, a heat-stable DNA polymerase, a primer specific to the amplification region, a labeled nucleotide triphosphate (specifically, a nucleotide triphosphate with a fluorescent label, etc.) , nucleotide triphosphates and magnesium chloride.

また、プライマーにより増幅される核酸断片は、検出対象のマイクロサテライトを含んでいれば特に限定されず、例えば1kbp以下が好ましく、800bp以下がより好ましくは、500bp以下が更に好ましく、350bp以下が特に好ましい。 In addition, the nucleic acid fragment amplified by the primers is not particularly limited as long as it contains the microsatellite to be detected. .

上記のようにして得られた増幅核酸と、担体に固定された野生型プローブ及び変異型プローブとのハイブリダイゼーション反応を行い、野生型プローブ及び変異型プローブに対する増幅核酸のハイブリダイズを検出することで診断対象者における上記マイクロサテライトにおける単位配列の繰り返し回数を判定することができる。 By performing a hybridization reaction between the amplified nucleic acid obtained as described above and the wild-type probe and the mutant probe immobilized on the carrier, and detecting the hybridization of the amplified nucleic acid to the wild-type probe and the mutant probe. It is possible to determine the number of repetitions of unit arrays in the microsatellites in the person to be diagnosed.

標識からのシグナルは、例えば、蛍光標識を用いた場合は、蛍光スキャナを用いて蛍光シグナル検出し、これを画像解析ソフトによって解析することによりシグナル強度を数値化することができる。また、野生型プローブ及び変異型プローブにハイブリダイズした増幅核酸は、例えば、既知量のDNAを含む試料を用いて検量線を作成することにより、定量することもできる。ハイブリダイゼーション反応は、好ましくはストリンジェントな条件下で実施する。ストリンジェントな条件とは、特異的なハイブリッドが形成され、非特異的なハイブリッドが形成されない条件をいい、例えば、55℃で16時間ハイブリダイズ反応させた後、2×SSC/0.2% SDS、25℃、10分および2×SSC、25℃、5分の条件で洗浄する条件をさす。或いは、ハイブリダイズする温度としては、塩濃度が0.5×SSCのとき、40~80℃とすることができ、プローブの鎖長が短い場合にはハイブリダイズ温度をこれより低くすることがより好ましく、鎖長が長い場合にはハイブリダイズ温度をこれより高くすることがより好ましい。塩濃度が高くなると特異性を有するハイブリダイズ温度は高くなり、逆に塩濃度が低くなると特異性を有するハイブリダイズ温度は低くなることはいうまでもない。 For the signal from the label, for example, when a fluorescent label is used, the fluorescence signal is detected using a fluorescence scanner, and the signal intensity can be quantified by analyzing it with image analysis software. Amplified nucleic acids hybridized to wild-type probes and mutant-type probes can also be quantified, for example, by preparing a standard curve using samples containing known amounts of DNA. Hybridization reactions are preferably performed under stringent conditions. Stringent conditions refer to conditions under which specific hybrids are formed and non-specific hybrids are not formed. °C for 10 minutes and 2xSSC at 25°C for 5 minutes. Alternatively, the hybridization temperature can be 40 to 80° C. when the salt concentration is 0.5×SSC, and if the probe chain length is short, the hybridization temperature is preferably lower than this, When the chain length is long, it is more preferable to use a higher hybridization temperature. Needless to say, the higher the salt concentration, the higher the specific hybridization temperature, and conversely, the lower the salt concentration, the lower the specific hybridization temperature.

ところで、本発明に係るマイクロアレイを用いてマイクロサテライト不安定性を評価する際には、野生型プローブ及び変異型プローブに対する増幅核酸のハイブリダイズを検出し、以下のようにして判定することができる。なお、マイクロサテライト不安定性を評価する場合、変異型プローブとしては、繰り返し回数を漸次減少させた複数の変異型プローブ(例えば、変異型プローブ1~3)を設計する。正常組織と腫瘍組織それぞれに関して、変異型プローブ1~3で検出した蛍光強度を、野生型プローブで検出した蛍光強度を基準として正規化する。すなわち、変異型プローブ1~3に関して以下の式に従って正常組織と腫瘍組織それぞれに関して蛍光強度比1~3を算出する。
腫瘍組織_蛍光強度比1=腫瘍組織_変異型プローブ1/腫瘍組織_野生型プローブ
正常組織_蛍光強度比1=正常組織_変異型プローブ1/正常組織_野生型プローブ
腫瘍組織_蛍光強度比2=腫瘍組織_変異型プローブ2/腫瘍組織_野生型プローブ
正常組織_蛍光強度比2=正常組織_変異型プローブ2/正常組織_野生型プローブ
腫瘍組織_蛍光強度比3=腫瘍組織_変異型プローブ3/腫瘍組織_野生型プローブ
正常組織_蛍光強度比3=正常組織_変異型プローブ3/正常組織_野生型プローブ
By the way, when evaluating microsatellite instability using the microarray according to the present invention, hybridization of amplified nucleic acids to wild-type probes and mutant-type probes is detected, and determination can be made as follows. When evaluating microsatellite instability, a plurality of mutant probes (for example, mutant probes 1 to 3) are designed with gradually decreasing number of repetitions. The fluorescence intensities detected with the mutant probes 1 to 3 are normalized with respect to the fluorescence intensities detected with the wild-type probes for each of the normal tissue and the tumor tissue. That is, fluorescence intensity ratios 1 to 3 are calculated for normal tissue and tumor tissue according to the following formulas for mutant probes 1 to 3, respectively.
Tumor Tissue_Fluorescence Intensity Ratio 1 = Tumor Tissue_Mutant Probe 1/Tumor Tissue_Wild Type Probe Normal Tissue_Fluorescence Intensity Ratio 1 = Normal Tissue_Mutant Probe 1/Normal Tissue_Wild Type Probe Tumor Tissue_Fluorescence Intensity Ratio 2 = Tumor Tissue_Mutant Probe 2/Tumor Tissue_Wild Type Probe Normal Tissue_Fluorescence Intensity Ratio 2 = Normal Tissue_Mutant Probe 2/Normal Tissue_Wild Type Probe Tumor Tissue_Fluorescence Intensity Ratio 3 = Tumor Tissue_Mutation type probe 3/tumor tissue_wild-type probe normal tissue_fluorescence intensity ratio 3 = normal tissue_mutant probe 3/normal tissue_wild-type probe

そして、次に、下記式に従って、腫瘍組織について算出した蛍光強度比から、正常組織について算出した蛍光強度比を引き、各変異型プローブ1~3に関する判定値1~3を算出する。
判定値1=腫瘍組織_蛍光強度比1-正常組織_蛍光強度比1
判定値2=腫瘍組織_蛍光強度比2-正常組織_蛍光強度比2
判定値3=腫瘍組織_蛍光強度比3-正常組織_蛍光強度比3
Then, according to the following formula, the fluorescence intensity ratio calculated for the normal tissue is subtracted from the fluorescence intensity ratio calculated for the tumor tissue to calculate judgment values 1 to 3 for each of the mutant probes 1 to 3.
Judgment value 1 = tumor tissue_fluorescence intensity ratio 1 - normal tissue_fluorescence intensity ratio 1
Judgment value 2 = tumor tissue_fluorescence intensity ratio 2 - normal tissue_fluorescence intensity ratio 2
Judgment value 3 = tumor tissue_fluorescence intensity ratio 3 - normal tissue_fluorescence intensity ratio 3

最後に、算出した判定値1~3の合計を求める。求めた合計値に基づいて、腫瘍組織におけるマイクロサテライト不安定性を評価することができる。例えば、判定値1~3の合計値が予め規定した閾値と比較して高い場合には、腫瘍組織においてマイクロサテライト不安定性があると評価することができる。また、判定値1~3の合計値が予め規定した閾値と比較して同等又は低い場合には、腫瘍組織においてマイクロサテライト不安定性がないと評価することができる。 Finally, the sum of the calculated determination values 1 to 3 is obtained. Based on the total values determined, microsatellite instability in tumor tissue can be assessed. For example, if the sum of judgment values 1-3 is higher than a predetermined threshold value, it can be evaluated that there is microsatellite instability in the tumor tissue. Further, when the total value of judgment values 1 to 3 is equal to or lower than a predetermined threshold value, it can be evaluated that there is no microsatellite instability in the tumor tissue.

なお、上記説明では便宜的に3種類の変異型プローブ1~3として例示したが、変異型プローブの種類は、これに限定されず、マイクロサテライト毎に適宜設定することができる。例えば、検出対象のマイクロサテライトが取りうる全ての変異タイプ(繰り返し回数)に対応するよう、変異タイプ毎に全ての変異型プローブを準備しても良い。また、検出対象のマイクロサテライトが取りうる全ての変異タイプ(繰り返し回数)のうち、出現頻度の高い変異タイプに対応する変異型プローブを準備しても良い。言い換えると、検出対象のマイクロサテライトが取りうる全ての変異タイプ(繰り返し回数)のうち、出現頻度の低い変異タイプ、例えば、出現頻度が1%以下の変異タイプ、好ましくは出現頻度が0.5%以下の変異タイプ、更に好ましくは出現頻度が0.1%以下変異タイプ、更に好ましくは検出事例が知られていない変異タイプを除く変異タイプについて変異型プローブを準備しても良い。さらに、検出対象のマイクロサテライトが取りうる全ての変異タイプ(繰り返し回数)のうち、上位1/3の範囲に含まれる出現頻度の変異タイプについて変異型プローブを準備しても良い。或いは、検出対象のマイクロサテライトが取りうる全ての変異タイプ(繰り返し回数)について、1回おきの繰り返し回数に対応する変異型プローブ、2回おきの繰り返し回数に対応する変異型プローブ又は3回おきの繰り返し回数に対応する変異型プローブを準備しても良い。 In the above description, three types of mutant probes 1 to 3 are illustrated for convenience, but the types of mutant probes are not limited to this, and can be appropriately set for each microsatellite. For example, all mutation type probes may be prepared for each mutation type so as to correspond to all mutation types (number of repetitions) that microsatellites to be detected can take. Further, among all possible mutation types (number of repetitions) of the microsatellite to be detected, a mutation type probe corresponding to a mutation type with a high frequency of occurrence may be prepared. In other words, among all mutation types (number of repetitions) that can be taken by the microsatellite to be detected, a mutation type with a low frequency of appearance, for example, a mutation type with an appearance frequency of 1% or less, preferably an appearance frequency of 0.5% Mutant probes may be prepared for the following mutation types, more preferably mutation types with an appearance frequency of 0.1% or less, and more preferably mutation types excluding mutation types whose detection cases are not known. Further, mutation probes may be prepared for mutation types whose frequency of appearance is included in the upper ⅓ range of all mutation types (number of repetitions) that can be taken by the microsatellite to be detected. Alternatively, for all mutation types (number of repetitions) that can be taken by the microsatellite to be detected, a mutant probe corresponding to every other repetition number, a mutant probe corresponding to every second repetition number, or every third Mutant probes corresponding to the number of repetitions may be prepared.

例えば、野生型のマイクロサテライトがモノヌクレオチドを24回繰り返した配列であるNR24の場合、当該モノヌクレオチドの繰り返し回数が24回未満である変異タイプが報告されている。この場合、野生型プローブより少ない繰り返し配列を検出する変異型プローブを任意に設計することができる。また、野生型由来のシグナルを特異的に検出するため、野生型プローブよりも5塩基程度長い配列を有するプローブを任意に設計できる。 For example, in the case of NR24, which is a wild-type microsatellite sequence in which mononucleotides are repeated 24 times, a mutation type in which the number of mononucleotide repeats is less than 24 has been reported. In this case, mutant probes can optionally be designed that detect fewer repetitive sequences than wild-type probes. Moreover, in order to specifically detect a signal derived from the wild type, a probe having a sequence about 5 bases longer than the wild type probe can be arbitrarily designed.

特に、本発明に係るマイクロアレイは、検出対象のマイクロサテライトに対応した領域と、担体に固定される5’末端側にプローブ長を調節するための領域とを有するプローブを備えている。このように構成されたプローブを利用することによって、検出対象のマイクロサテライトにおける繰り返し回数のばらつきを高精度に検出することができる。これと比較して、担体に固定される5’末端側に検出対象のマイクロサテライトに対応した領域を備え、3’末端側にプローブ長を調節するための領域を有するように構成した場合、特に変異型のマイクロサテライトに対応する変異型プローブにおける非特異的なハイブリダイズが生じる結果、検出対象のマイクロサテライトにおける繰り返し回数のばらつきを高精度に検出することができない。 In particular, the microarray according to the present invention comprises probes having a region corresponding to the microsatellite to be detected and a region for adjusting the probe length on the 5'-end side immobilized on the carrier. By using the probe configured in this manner, variations in the number of repetitions in the microsatellites to be detected can be detected with high accuracy. In comparison, when configured to have a region corresponding to the microsatellite to be detected on the 5′ end side fixed to the carrier and a region for adjusting the probe length on the 3′ end side, particularly As a result of non-specific hybridization in the mutant probes corresponding to the mutant microsatellites, it is not possible to detect variations in the number of repeats in the microsatellites to be detected with high accuracy.

したがって、上述のように設計したプローブを有する本発明に係るマイクロアレイによれば、マイクロサテライト多型に関する遺伝子型判定、マイクロサテライト不安定性の評価を高精度に行うことができる。 Therefore, according to the microarray of the present invention having probes designed as described above, genotyping of microsatellite polymorphisms and evaluation of microsatellite instability can be performed with high accuracy.

以上のようにマイクロサテライト不安定性の評価に際して、本発明に係るマイクロアレイを利用して複数の変異型プローブのそれぞれについて測定したシグナルを、野生型のプローブについて測定したシグナルで正規化したシグナル比とし、腫瘍組織における上記シグナル比と正常組織における上記シグナル比との差を判定値として求め、複数の変異型プローブについて求めた上記判定値の合計値を用いている。このように、上記判定値を用いることから、検出対象のマイクロサテライトが取りうる全ての変異タイプ(繰り返し回数)に対応する変異型プローブは必須ではなく、上述のように一部の変異型プローブを使用すれば十分にマイクロサテライト不安定性を評価することができる。一般に、マクロアレイを用いて多型を検出する際、一塩基多型については高精度に検出することができるものの、マイクロサテライト多型の検出感度が低いことが知られている。これは、同じ塩基の繰り返し回数のみが相違する場合、プローブの非特異的なハイブリダイズが生じやすいからである。しかしながら、上述のように、マイクロサテライトに対応する複数の変異型プローブのシグナル値それ自体を利用するのではなく、当該シグナル値から算出される上記判定値を用いることでマイクロサテライト不安定性を高精度に評価することができる。 As described above, when evaluating microsatellite instability, the signal measured for each of a plurality of mutant probes using the microarray according to the present invention is normalized by the signal measured for the wild-type probe, The difference between the signal ratio in tumor tissue and the signal ratio in normal tissue is obtained as a judgment value, and the total value of the judgment values obtained for a plurality of mutant probes is used. Thus, since the above judgment value is used, it is not essential to have mutant probes corresponding to all mutation types (number of repetitions) that can be taken by the microsatellite to be detected, and some mutant probes are used as described above. It can be used to fully assess microsatellite instability. In general, when detecting polymorphisms using macroarrays, single nucleotide polymorphisms can be detected with high accuracy, but microsatellite polymorphisms are known to have low detection sensitivity. This is because non-specific hybridization of probes tends to occur when only the number of repetitions of the same base is different. However, as described above, instead of using the signal values per se of multiple mutant probes corresponding to microsatellites, microsatellite instability can be determined with high accuracy by using the above judgment values calculated from the signal values. can be evaluated to

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明の技術的範囲は以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the technical scope of the present invention is not limited to the following examples.

本実施例では、リンチ症候群や散発性大腸がんの診断に用いられるマイクロサテライトに関して解析を行った。当該マイクロサテライトとしては、例えば、5種類のマイクロサテライト(NR21、NR24、BAT25、BAT26及びMONO27)を挙げることができる。図1に、各マイクロサテライトを含む領域の塩基配列(配列番号1~5)を示した。図1において、四角で囲った領域がマイクロサテライトであり、各塩基配列中、一対の下線部分はマイクロサテライトを含む領域を増幅するための一対のプライマー(表1)を示している。 In this example, microsatellites used for diagnosis of Lynch syndrome and sporadic colorectal cancer were analyzed. Examples of such microsatellites include five types of microsatellites (NR21, NR24, BAT25, BAT26 and MONO27). FIG. 1 shows the nucleotide sequences of the regions containing each microsatellite (SEQ ID NOS: 1-5). In FIG. 1, the boxed region is a microsatellite, and the pair of underlined parts in each base sequence indicates a pair of primers (Table 1) for amplifying the region containing the microsatellite.

Figure 0007123593000001
Figure 0007123593000001

マイクロサテライトを含む領域を増幅するため、先ず表2に示す組成のプライマー混合物を準備した。 To amplify a region containing microsatellites, first, a primer mixture having the composition shown in Table 2 was prepared.

Figure 0007123593000002
Figure 0007123593000002

次に、表3に示した組成となるようにPCR反応液を準備した。 Next, a PCR reaction solution having the composition shown in Table 3 was prepared.

Figure 0007123593000003
Figure 0007123593000003

PCRの温度条件は表4に示すように設定した。 Temperature conditions for PCR were set as shown in Table 4.

Figure 0007123593000004
Figure 0007123593000004

そして、予め準備したマイクロサテライト不安定性解析チップ(MSIチップ)を用いてハイブリダイズ反応を行った。具体的には、先ず、ハイブリダイズオーブンを60℃に設定し、水30mLを入れたタッパーを設置して1時間以上置いた。次に、ハイブリダイズ緩衝液(2.25×SSC、0.23%SDS)、PCR産物を冷凍庫から取り出し、常温に戻した。PCR産物4μlとハイブリダイズ緩衝液2μlを混合した。混合液3μLをチップカバーに添加した後、チップにセットした。ハイブリダイズ反応における温度条件を60℃とした。 Then, a hybridization reaction was performed using a microsatellite instability analysis chip (MSI chip) prepared in advance. Specifically, first, the hybridization oven was set to 60° C., and a Tupperware filled with 30 mL of water was placed for 1 hour or longer. Hybridization buffer (2.25×SSC, 0.23% SDS) and PCR products were then removed from the freezer and allowed to cool to room temperature. 4 μl of PCR product and 2 μl of hybridization buffer were mixed. After adding 3 μL of the mixed solution to the chip cover, it was set on the chip. The temperature condition in the hybridization reaction was set at 60°C.

そして、洗浄液(0.1×SSC/0.1%SDS溶液)を調製し、ハイブリダイズ反応後のチップをステンレスホルダーに設置して、洗浄液内を10回上下させることにより洗浄し、5分間静置した。洗浄後、チップを保持するステンレスホルダーを蛍光強度を検出するまで1×SSC溶液中に設置した。
そして、水分を拭き取り、カバーフィルムを被せBIOHSHOTで蛍光強度推定法で測定した。
Then, a washing solution (0.1×SSC/0.1% SDS solution) was prepared, and the chip after the hybridization reaction was placed in a stainless steel holder, washed by moving up and down in the washing solution 10 times, and allowed to stand for 5 minutes. After washing, the stainless steel holder holding the chip was placed in the 1×SSC solution until the fluorescence intensity was detected.
Then, the moisture was wiped off, a cover film was placed on the surface, and measurement was performed using the fluorescence intensity estimation method with BIOHSHOT.

[実験1]
本実験1では、マイクロサテライトを検出するためのプローブの設計について検討した。具体的には、マイクロサテライト領域に対応する領域以外は同配列のプローブセットを使用する条件1、マイクロサテライト領域に対応する領域と、3’末端側にプローブ長を調整するための領域を有する同配列のプローブセットを使用する条件2、マイクロサテライト領域に対応する領域と、5’末端側にプローブ長を調整するための領域を有する同配列のプローブセットを使用する条件3でMSIチップを作製した。ここで、プローブ長を調整するための領域とは、マイクロサテライト領域における塩基数の減少に応じて塩基を付加する領域である。条件1~3で設計したプローブセットをそれぞれ表5~7に示した。
[Experiment 1]
In Experiment 1, the design of probes for detecting microsatellites was examined. Specifically, condition 1 in which probe sets with the same sequence are used except for the region corresponding to the microsatellite region, and the region corresponding to the microsatellite region and the same region having a region for adjusting the probe length on the 3′ end side. An MSI chip was prepared under condition 2 using a probe set of the sequence and condition 3 using a probe set of the same sequence having a region corresponding to the microsatellite region and a region for adjusting the probe length on the 5' end side. . Here, the region for adjusting the probe length is a region in which bases are added according to the decrease in the number of bases in the microsatellite region. The probe sets designed under Conditions 1-3 are shown in Tables 5-7, respectively.

Figure 0007123593000005
Figure 0007123593000005

Figure 0007123593000006
Figure 0007123593000006

Figure 0007123593000007
Figure 0007123593000007

本実験では、マイクロサテライト不安定性が陽性であるサンプルとしてRKO細胞株を用いて上述したPCRを行い、マイクロサテライト不安定性が陰性であるサンプルとしてSW948細胞株を用いて上述したPCRを行った。なお、マイクロサテライト不安定性が陰性であるサンプルにおいては、供試したマイクロサテライトの繰り返し数が24塩基となる(プローブ3に対応)。また、詳述しないが、MSI陽性のRKO細胞株を用いて上記PCRを行った後にフラグメント解析した結果、マイクロサテライト不安定性が陽性であるサンプルにおいては、供試したマイクロサテライトの繰り返し回数が18塩基となることがわかっている(プローブ7に対応)。 In this experiment, the PCR described above was performed using the RKO cell line as a sample positive for microsatellite instability, and the PCR described above was performed using the SW948 cell line as a sample negative for microsatellite instability. In the sample negative for microsatellite instability, the number of repeated microsatellites tested was 24 bases (corresponding to probe 3). In addition, although not described in detail, as a result of fragment analysis after performing the above PCR using the MSI-positive RKO cell line, in samples positive for microsatellite instability, the number of repeated microsatellites tested was 18 bases. (corresponding to probe 7).

条件1、2及び3において、マイクロサテライト不安定性が陰性であるSW948細胞株を用いたときのプローブ3(MSI陰性のマイクロサテライトに対応)の蛍光強度、マイクロサテライト不安定性が陽性であるRKO細胞株を用いたときの及びプローブ7(MSI陽性のマイクロサテライトに対応)において測定された蛍光強度を図2に示した。図2に示したように、条件2及び3においては、条件1と比較して、MSI陰性サンプルにおけるプローブ3、MSI陽性サンプルにおけるプローブ7がともに高い蛍光強度で検出された。 Fluorescence intensity of probe 3 (corresponding to MSI-negative microsatellites) when using microsatellite instability-negative SW948 cell line under conditions 1, 2 and 3, microsatellite instability-positive RKO cell line and measured with probe 7 (corresponding to MSI-positive microsatellites) are shown in FIG. As shown in FIG. 2, under conditions 2 and 3, both probe 3 in the MSI-negative sample and probe 7 in the MSI-positive sample were detected at higher fluorescence intensities than under condition 1.

また、得られた蛍光強度から以下の式に従って蛍光強度比を算出し正規化を行った。
蛍光強度比=(変異型プローブ/野生型プローブ(プローブ3))
Also, from the obtained fluorescence intensity, a fluorescence intensity ratio was calculated according to the following formula and normalized.
Fluorescence intensity ratio = (mutant probe/wild-type probe (probe 3))

図3に、横軸にプローブのマイクロサテライト繰り返し回数、縦軸に蛍光強度比とした特性図を示した。なお、図3において(a)~(c)はそれぞれ条件1~3に対応している。なお、上述したフラグメント解析の結果から、マイクロサテライト不安定性が陰性であるSW948細胞株を用いたときはプローブ3の蛍光強度比が最も高く、マイクロサテライト不安定性が陽性であるRKO細胞株を用いたときはプローブ7の蛍光強度比が最も高くなるはずである。図3において、SW948細胞株を用いたときの特性図においてプローブ3の蛍光強度比、RKO細胞株を用いたときはプローブ7の蛍光強度比を四角で囲った。 FIG. 3 shows a characteristic diagram in which the horizontal axis represents the number of microsatellite repetitions of the probe and the vertical axis represents the fluorescence intensity ratio. In FIG. 3, (a) to (c) correspond to conditions 1 to 3, respectively. From the results of the fragment analysis described above, the fluorescence intensity ratio of probe 3 was the highest when using the SW948 cell line, which is negative for microsatellite instability, and the RKO cell line, which is positive for microsatellite instability, was used. At that time, the fluorescence intensity ratio of probe 7 should be the highest. In FIG. 3, the fluorescence intensity ratio of probe 3 in the characteristics diagram when using the SW948 cell line and the fluorescence intensity ratio of probe 7 when using the RKO cell line are enclosed in squares.

図3に示したように、条件1及び3では、最も蛍光強度比が高くなるはずのプローブ(SW948でプローブ3,RKOでプローブ7)において予測通り蛍光強度比が高くなっていた。すなわち、条件1及び3で設計したプローブはフラグメント解析の結果と概ね一致していた。しかしながら、条件2で設計したプローブについては、フラグメント解析の結果と一致せず、マイクロサテライト不安定性が陰性であるSW948細胞株を用いたときに、繰り返し回数の短いプローブ(例えばプローブ8~12)で高い蛍光強度が検出されていた。この結果より、条件2で設計したプローブは、マイクロサテライトの繰り返し回数を解析する際の判定性能が劣ることが明らかになった。 As shown in FIG. 3, under conditions 1 and 3, the fluorescence intensity ratio was high for the probes that should have the highest fluorescence intensity ratio (probe 3 for SW948, probe 7 for RKO), as expected. That is, the probes designed under conditions 1 and 3 were generally consistent with the results of fragment analysis. However, the probes designed under condition 2 did not match the results of fragment analysis, and when using the SW948 cell line, which is negative for microsatellite instability, probes with a short number of repetitions (e.g., probes 8 to 12) A high fluorescence intensity was detected. From this result, it was clarified that the probe designed under Condition 2 has poor determination performance when analyzing the number of microsatellite repetitions.

本実験の結果より、条件3、すなわちプローブ長を調整するための領域を、基板に固定する5’末端に有するように設計したプローブは、蛍光強度及び判定性能ともに優れることが明らかとなった。 From the results of this experiment, it was revealed that condition 3, that is, probes designed to have a region for adjusting the probe length at the 5′ end fixed to the substrate are excellent in both fluorescence intensity and determination performance.

[実験2]
本実験2では、実検体を用いて、マイクロサテライト不安定性の陽性(+)と陰性(-)が分離できるかどうか判定性能を確認した。なお、本実験では、マイクロサテライトとしてNR21、NR24、BAT25及びBAT26の4種類について実験1で優れた効果が確認されたプローブの設計方法に従ってプローブを設計した。NR21、NR24、BAT25及びBAT26について設計したプローブをそれぞれ表8~11に示した。
[Experiment 2]
In this experiment 2, the determination performance was confirmed whether the positive (+) and negative (-) of microsatellite instability could be separated using actual specimens. In this experiment, four types of microsatellites, NR21, NR24, BAT25 and BAT26, were designed according to the probe design method for which excellent effects were confirmed in Experiment 1. The probes designed for NR21, NR24, BAT25 and BAT26 are shown in Tables 8-11, respectively.

Figure 0007123593000008
Figure 0007123593000008

Figure 0007123593000009
Figure 0007123593000009

Figure 0007123593000010
Figure 0007123593000010

Figure 0007123593000011
Figure 0007123593000011

本実験では、変異既知の実検体(正常組織及びがん組織)8検体、MSI陽性(+):3検体、MSI陰性(-):5検体を用いて、それぞれから正常組織由来のDNA及び腫瘍組織由来のDNAを抽出して使用した。なお、各検体について試験数n=4とした。 In this experiment, 8 actual samples (normal tissue and cancer tissue) with known mutations, MSI positive (+): 3 samples, MSI negative (-): 5 samples were used. Tissue-derived DNA was extracted and used. In addition, the number of tests was set to n=4 for each specimen.

上述のように、NR21、NR24、BAT25及びBAT26について設計したプローブ(表8~11)について蛍光強度を測定した。そして、各組織部位の野生型プローブを基準とし、蛍光強度比を算出した(正規化)。具体的には下記式に従って蛍光強度比を求めた。
蛍光強度比1=同組織_変異型プローブ1/同組織_野生型プローブ
蛍光強度比2=同組織_変異型プローブ2/同組織_野生型プローブ
蛍光強度比3=同組織_変異型プローブ3/同組織_野生型プローブ
(以下、蛍光強度比4以降も同様に算出する)
Fluorescence intensity was measured for probes designed for NR21, NR24, BAT25 and BAT26 (Tables 8-11) as described above. Then, the fluorescence intensity ratio was calculated (normalized) using the wild-type probe of each tissue site as a reference. Specifically, the fluorescence intensity ratio was obtained according to the following formula.
Fluorescence intensity ratio 1 = same tissue_mutant probe 1/same tissue_wild type probe Fluorescence intensity ratio 2 = same tissue_mutant probe 2/same tissue_wild type probe Fluorescence intensity ratio 3 = same tissue_mutant probe 3 / same tissue_wild-type probe (hereafter, the fluorescence intensity ratio is calculated in the same way after 4)

次に、腫瘍組織の蛍光強度比から正常組織の蛍光強度比を引き、判定値を算出する。具体的には下記式に従って判定値を求めた。
判定値1=腫瘍組織_蛍光強度比1-正常組織_蛍光強度比1
判定値2=腫瘍組織_蛍光強度比2-正常組織_蛍光強度比2
判定値3=腫瘍組織_蛍光強度比3-正常組織_蛍光強度比3
(以下、判定値4以降も同様に算出する)
Next, a determination value is calculated by subtracting the fluorescence intensity ratio of normal tissue from the fluorescence intensity ratio of tumor tissue. Specifically, the determination value was obtained according to the following formula.
Judgment value 1 = tumor tissue_fluorescence intensity ratio 1 - normal tissue_fluorescence intensity ratio 1
Judgment value 2 = tumor tissue_fluorescence intensity ratio 2 - normal tissue_fluorescence intensity ratio 2
Judgment value 3 = tumor tissue_fluorescence intensity ratio 3 - normal tissue_fluorescence intensity ratio 3
(Hereafter, judgment value 4 and later are calculated in the same way)

次に、判定値の正の値の合計を求める。得られた判定合計値からMSI(+),(-)の判別を確認した。その結果を図4に示した。図4に示すように、供試したマイクロサテライト4種類について、MSI陽性検体(図中(+)と表記)における判定合計値とMSI陰性検体(図中(-)と表記)における判定合計値とは、明確に分離することが明らかとなった。この結果より、本実験で設計したNR21、NR24、BAT25及びBAT26のプローブは、MSI陽性及び陰性に関する判定性能に優れるものであることがわかった。 Next, the sum of positive judgment values is obtained. The discrimination of MSI (+) and (-) was confirmed from the obtained judgment total value. The results are shown in FIG. As shown in Fig. 4, for the four types of microsatellites tested, the total determination value for MSI-positive samples (indicated by (+) in the figure) and the determination total value for MSI-negative samples (indicated by (-) in the figure) was clearly separated. From these results, it was found that the NR21, NR24, BAT25 and BAT26 probes designed in this experiment are excellent in determination performance for MSI positive and negative.

Claims (3)

検出対象のマイクロサテライトについて、野生型に対応する野生型プローブと、上記マイクロサテライトにおける単位配列の繰り返し回数の異なる複数の変異タイプに対応する複数の変異型プローブと、これら野生型プローブ及び複数の変異型プローブを固定する基板とを備え、
上記変異型プローブは、当該マイクロサテライトに対応する領域と、5’末端にプローブ長を調節する領域とを含み、5’末端にて上記基板に固定されており、上記変異タイプは単位配列の繰り返し回数が上記野生型と比較して少数であることを特徴とするマイクロサテライト検出マイクロアレイ。
For the microsatellite to be detected, a wild-type probe corresponding to the wild-type, a plurality of mutant probes corresponding to a plurality of mutation types having different numbers of unit sequence repeats in the microsatellite , these wild-type probes and a plurality of mutations a substrate for fixing the mold probe,
The mutant probe includes a region corresponding to the microsatellite and a region that adjusts the probe length at the 5' end, and is fixed to the substrate at the 5' end , and the mutation type is a repeating unit sequence. A microsatellite detection microarray characterized in that the number of times is small compared to the wild type .
上記複数の変異型プローブは、そのプローブ長の差が12塩基以内であることを特徴とする請求項1記載のマイクロサテライト検出マイクロアレイ。 2. The microsatellite detection microarray according to claim 1, wherein the plurality of mutant probes have a difference in probe length of 12 bases or less. 正常組織におけるマイクロサテライトと腫瘍組織における同マイクロサテライトとの間で繰り返し回数がばらつくマイクロサテライト不安定性を解析するマイクロサテライト検出方法であって、
被検者における正常組織由来のゲノムDNAと腫瘍組織由来のゲノムDNAをそれぞれ鋳型として検出対象のマイクロサテライトを含む核酸を増幅する工程と、
上記検出対象のマイクロサテライトについて、野生型に対応する野生型プローブと、上記マイクロサテライトにおける単位配列の繰り返し回数の異なる複数の変異タイプに対応する変異型プローブと、これら野生型プローブ及び複数の変異型プローブを固定する基板とを備え、上記変異型プローブは、当該マイクロサテライトに対応する領域と、5’末端にプローブ長を調節する領域とを含み、5’末端にて上記基板に固定されており、上記変異タイプは単位配列の繰り返し回数が上記野生型と比較して少数であるマイクロサテライト検出マイクロアレイと、上記工程で増幅した核酸とを接触させる工程と、
上記野生型プローブ及び複数の変異型プローブについて、増幅した核酸とのハイブリダイズに基づくシグナルをそれぞれ検出する工程とを含み、
上記野生型プローブ及び複数の変異型プローブについて検出したシグナルに基づいて、上記複数の変異型プローブのそれぞれについて測定したシグナルを、野生型プローブについて測定したシグナルで正規化したシグナル比を上記正常組織及び上記腫瘍組織それぞれについて求め、上記複数の変異型プローブのそれぞれについて腫瘍組織における上記シグナル比と正常組織における上記シグナル比との差を判定値として求め、上記複数の変異型プローブについて求めた上記判定値の合計値を予め規定した閾値と比較して上記被検者におけるマイクロサテライトを解析することを特徴とする、マイクロサテライト検出方法。
A microsatellite detection method for analyzing microsatellite instability in which the number of repetitions varies between microsatellites in normal tissue and the same microsatellites in tumor tissue,
A step of amplifying a nucleic acid containing a microsatellite to be detected using genomic DNA derived from normal tissue and genomic DNA derived from tumor tissue in a subject, respectively , as templates;
For the microsatellite to be detected, a wild-type probe corresponding to the wild-type, a mutant probe corresponding to a plurality of mutation types having different numbers of unit sequence repeats in the microsatellite , these wild-type probes and a plurality of mutant types a substrate for immobilizing the probe, wherein the mutant probe includes a region corresponding to the microsatellite and a region for adjusting probe length at the 5' end, and is immobilized on the substrate at the 5' end. , the step of contacting the nucleic acid amplified in the step with a microsatellite detection microarray in which the mutation type has a smaller number of repetitions of the unit sequence than the wild type ;
detecting a signal based on hybridization with the amplified nucleic acid for each of the wild-type probe and the plurality of mutant probes;
Based on the signals detected for the wild-type probe and a plurality of mutant probes , the signals measured for each of the plurality of mutant probes are normalized by the signals measured for the wild-type probes. Obtained for each of the tumor tissues, obtained as a judgment value the difference between the signal ratio in the tumor tissue and the signal ratio in the normal tissue for each of the plurality of mutant probes, and the judgment value obtained for the plurality of mutant probes A method for detecting microsatellites, comprising analyzing the microsatellites in the subject by comparing the total value of .
JP2018056122A 2018-03-23 2018-03-23 Microsatellite detection microarray and microsatellite detection method using the same Active JP7123593B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018056122A JP7123593B2 (en) 2018-03-23 2018-03-23 Microsatellite detection microarray and microsatellite detection method using the same
PCT/JP2019/012046 WO2019182103A1 (en) 2018-03-23 2019-03-22 Microsatellite detection microarray and microsatellite detection method using same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018056122A JP7123593B2 (en) 2018-03-23 2018-03-23 Microsatellite detection microarray and microsatellite detection method using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019165672A JP2019165672A (en) 2019-10-03
JP7123593B2 true JP7123593B2 (en) 2022-08-23

Family

ID=67986290

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018056122A Active JP7123593B2 (en) 2018-03-23 2018-03-23 Microsatellite detection microarray and microsatellite detection method using the same

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP7123593B2 (en)
WO (1) WO2019182103A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114058685B (en) * 2020-08-06 2024-02-02 北京阅微基因技术股份有限公司 Digestion probe and kit thereof in PCR (polymerase chain reaction) detection
WO2023281674A1 (en) * 2021-07-07 2023-01-12 日本電気株式会社 Film-type surface-stress sensor and method for manufacturing film-type surface-stress sensor

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008072913A (en) 2006-09-19 2008-04-03 Toyo Kohan Co Ltd Method for determining occurrence risk of side effects of irinotecan, and kit therefor
JP2009011247A (en) 2007-07-05 2009-01-22 Sumitomo Bakelite Co Ltd Method for detecting gene

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008072913A (en) 2006-09-19 2008-04-03 Toyo Kohan Co Ltd Method for determining occurrence risk of side effects of irinotecan, and kit therefor
JP2009011247A (en) 2007-07-05 2009-01-22 Sumitomo Bakelite Co Ltd Method for detecting gene

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019165672A (en) 2019-10-03
WO2019182103A1 (en) 2019-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7108988B2 (en) Kit for evaluating gene mutations associated with myeloproliferative neoplasms
JP4884899B2 (en) Method for determining risk of occurrence of side effects of irinotecan and kit therefor
JP2019213555A (en) Hybridization buffer composition and hybridization method
JP7123593B2 (en) Microsatellite detection microarray and microsatellite detection method using the same
JP6757942B2 (en) Buffer composition for hybridization and hybridization method
JP2016192939A (en) Probe for detecting cyp2c19*2 and probe for detecting cyp2c19*3
JP7248982B2 (en) Gene Mutation Evaluation Method, Gene Mutation Evaluation Kit
JP5376841B2 (en) Method for determining the risk of occurrence of side effects of irinotecan, and DNA chip and kit used therefor
JP2016192940A (en) PROBE FOR DETECTING CYP3A4*1b AND PROBE FOR DETECTING CYP3A5*3
WO2011152272A1 (en) Method of determining the risk of adverse effects of irinotecan, and kit therefore
US20220282314A1 (en) Kit for evaluating a gene mutation related to myeloproliferative neoplasms
WO2022149575A1 (en) Kit for detecting mlh1 methylation modification and braf mutation
WO2020067388A1 (en) Kit for assessing gene mutations relevant to prognosis prediction of papillary thyroid carcinoma
WO2019117192A1 (en) Method for designing probe for detecting single nucleotide polymorphism and probe set
JPWO2009130797A1 (en) Probe set for determining ABO blood group
JP7456739B2 (en) Kit for evaluating genetic mutations associated with myeloproliferative tumors
JP7487040B2 (en) Kit for evaluating gene mutations associated with myeloproliferative neoplasms
JP2020162503A (en) Method for determining methylation in cpg island and methylation determination kit
JP6028299B2 (en) Primer set and probe for judging animals
JP6028300B2 (en) Primer set and probe for determining ABO blood group
JP6735105B2 (en) Method and DNA chip for predicting side effects of gemcitabine
WO2024048608A1 (en) Myelodysplastic syndrome test kit
JP2016192941A (en) Probe for detecting cyp2c9*3
JP2014103904A (en) Oligonucleotide probe for detecting mutation in k-ras
JP2015198581A (en) Probe for polymorphism detection in il28b gene, dna chip having the probe for polymorphism detection, and data acquisition method for predicting effect of chronic hepatitis c therapy using the probe for polymorphism detection

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210312

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220308

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220509

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220802

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220810

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7123593

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150