JP7229582B2 - 線虫トラップ用プレート、およびその利用 - Google Patents
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Description
(線虫)
本発明における線虫とは、生物分類学上の線形動物門に属する動物(以下、単に「線形動物」と示す。)および類線形動物門に属する動物(以下、単に「類線形動物」と示す。)の両方を意図している。これらに含まれる動物のうち、陸生または半陸生であって、固相上で移動することができるものであれば特に制限はない。
本実施形態における線虫トラップ用プレート(以下、単に「プレート」という場合もある。)は、容器内に固相を形成したプレートであって、当該固相の表面に少なくとも1つの凹部(後述する落とし込み槽)が形成されたものである。なお、本実施形態における線虫トラップ用プレートは、PASS(Pond Assay for Sensory System)プレートと称することもできる。
本実施形態に係る線虫トラップ用プレートには、固体培地の表面に、線虫を捕捉するための少なくとも1つの凹部が形成されている。なお、この凹部を「落とし込み槽」ともいう。
線虫トラップ用プレートは、試験中にプレートと組み合わせて用いられる、線虫トラップ用プレートとは別体のカバーをさらに備えていてもよい。カバーは、試験中に、プレート内の状態を均一に保つために使用される。カバーをプレートに被せることにより、固体培地の乾燥の抑制、落とし込み槽内に満たした液体の蒸発の抑制、およびプレート内の湿度の保持など、試験環境を一定に保つことが可能となる。また、嗅覚試験を行う場合に、匂い物質の拡散の抑制、およびプレート外部からの匂い物質の混入の防止なども達成でき、試験環境が一定に保たれる。さらには、カバーをプレートに被せることにより、プレートから線虫が脱出することを阻止することができる。さらに密封性を高める目的で、カバーをプレートに被せた後、疎水性のテープなどで、カバーの端部を覆うとともにプレートの外周に固定することで密封してもよい。
容器として市販の円形プラスチックディッシュを使用した場合のプレートの一例を図1に示す。図1の(a)はプレート1の上面図であり、図1の(b)は図1の(a)の破線A-Aにおけるプレート1の断面図である。また、図1の(c)は、プレート1にカバー3を被せた状態の断面図である。プレート1は、市販の円形プラスチックディッシュ10に液状の培地を注入して固化、またはゲル化させて固体培地11を形成し、2つの落とし込み槽2a、2bを形成したものである。2つの落とし込み槽2a、2bは、固体培地11の外周近傍、円の中心に対して対称な位置に設けられている。図1の(b)に示されるように、プレート1では落とし込み槽2a、2bは固体培地の底部まで到達している。
落とし込み槽は、所望の形状が形成できれば、その形成方法に特に制限はなく、どのような方法で形成してもよい。簡便に落とし込み槽を形成する方法としては、(i)容器内に固体培地を形成した後、一部をくり抜いて落とし込み槽を形成する方法(第1の形成方法)、または、(ii)突起が設けられた形成型を、固体培地形成前の容器に取り付けて固定した状態で固体培地を形成し、形成型を取り外すことで、落とし込み槽を形成する方法(第2の形成方法)、(iii)落とし込み槽となるチューブ状の容器を予め容器内に配置した状態で固体培地を形成することで、落とし込み槽を形成する方法(第3の形成方法)が挙げられる。
まず、固体培地を形成した後に該固体培地の一部をくり抜いて落とし込み槽を形成する方法について説明する。この方法の場合、まず初めに、液状の培地を容器内に流し込み、固化、またはゲル化させる。次いで、円形の落とし込み槽とする場合には、例えば、ストローのような円筒状の器具を刺して内部をくり抜く。これにより落とし込み槽が形成される。くり抜くための筒状の器具は、目的とする落とし込み槽の形状に応じて選定すればよく、あるいは自ら作製してもよい。落とし込み槽を形成するためのくり抜き具の例を図3に示す。図3の(a)は、円形状の落とし込み槽を形成するためのくり抜き具20aの外観斜視図であり、図3の(b)は、矩形状の落とし込み槽を形成するためのくり抜き具20bの外観斜視図である。図3の(a)に示すくり抜き具20aは、長手方向に直交する断面の形状が円形である中空の筒状部22aが、柄21に設けられている構成を有している。図3の(b)に示すくり抜き具20bは、長手方向に直交する断面の形状が矩形である中空の筒状部22bが、柄21に設けられている構成を有している。
次に、形成型(成形型ともいう。)を用いて落とし込み槽を形成する方法について説明する。まず、形成型について説明する。
次に、容器の底面に予め形成された孔に落とし込み槽となるチューブ状の容器を固定した状態で固体培地を形成することで、落とし込み槽を形成する方法について図6を参照しながら説明する。まず、本方法に用いられる容器について説明する。なお、ここでは、円形ディッシュの形態を有する容器について説明する。
以下、上述の線虫トラップ用プレートを用いた、線虫の応答評価方法の一実施形態について説明する。ここでは、被験物を線虫トラップ用プレートに供給して、線虫の応答評価を行う方法について説明する。なお、本実施形態における線虫トラップ用プレート(PASSプレート)を用いた線虫の応答評価方法をPASS法と称することもできる。
試験に使用する線虫は、予め、所定の固体培地上、および培養液中など、使用する線虫に適した方法で培養しておく。ここでは、線虫としてC.エレガンスを用い、寒天平板上で予め培養する場合について説明しているが、これに限定されるものではない。培養後、線虫を培養した寒天平板に緩衝液を注入する。これによって液中に泳ぎ出した線虫をピペットで吸入するなどの方法で回収し、遠沈管に移す。数分間静置した後、大腸菌などの夾雑物を含む緩衝液の上層を除去し、新たな緩衝液を加えて線虫を洗浄し、さらに上層を除去する。これを2~3回繰り返すことで、線虫以外の夾雑物比率を低減させる。試験に使用する線虫の種類、発生段階および性別等は、試験の目的に応じて決定すればよい。
1.嗅覚試験の試験用プレート
嗅覚試験を行う場合の試験用プレートの調製方法の一例について説明する。以下では、線虫トラップ用プレートの落とし込み槽内または落とし込み槽周辺に被験物が供給されており、かつ落とし込み槽内が液体で満たされている、試験用の線虫トラップ用プレートを例にして説明するが、これに限定されるものではない。すなわち、落とし込み槽とは別に被験物供給孔を設け、そこに被験物を供給するような構成を有する線虫トラップ用プレートなどの他の形態の線虫トラップ用プレートの利用を排除するものではない。ここで、嗅覚試験用の被験物とは、被験物自体が気相中に拡散して匂い物質となる場合の他、被験物に含まれる物質が被験物から気相に放出されて当該物質が匂い物質となる場合等があり得る。
味覚試験を行う場合の試験用プレートの調製方法の一例について説明する。以下では、線虫トラップ用プレートの落とし込み槽周辺に被験物が濃度勾配をもって供給されており、かつ落とし込み槽内が液体で満たされている、試験用の線虫トラップ用プレートを例にして説明するが、これに限定されるものではない。ここで、味覚試験用の被験物とは、被験物自体が味物質となる場合の他、被験物に含まれる物質が被験物から固体培地に放出されて当該物質が味物質となる場合等があり得る。
被験物が供給された試験用プレートを準備した後、線虫をプレートに供給して試験を開始する。
プレートにカバーを被せた後、予め定めた時間が経過するまで、プレートを静置しておくことで試験を行う。プレートを保持しておく環境に特に制限はないが、環境条件が試験の結果に影響を及ぼさないように、静置場所の温度および遮光の有無等などを試験目的、被験物および線虫の種類等に応じて適宜設定すればよい。遮光して、任意の温度で静置する場合、簡単には、窓などの光透過部が扉に設けられていないクールインキュベーター、または扉の光透過部にアルミ箔等で遮光処置したクールインキュベーターの庫内にプレートを静置すればよい。または、光を透過しない素材、例えば、ステンレス、アルミニウムまたは不透明のプラスチックのバットをプレートに被せてもよい。
予め定めた時間が経過したら試験終了とし、落とし込み槽中に捕捉された線虫の数を測定する。
本方法を採用する場合、観察画像は、明視野像でもよく、蛍光像でもよい。
画像解析における線虫の数と相関する別の要素としては、(B1)線虫の集団の陰影を利用する方法、および(B2)線虫から発せられる光の量を利用する方法等が挙げられる。以下、それぞれについて説明するが、これらに限定されるものではない。なお、本方法を採用する場合も、観察画像は、明視野像でもよく、蛍光像でもよい。
(B1-1)画像の前処理:予め上記(A-1)~(A-3)の処理を行う。
本方法に用いられる光に関し、その種類および強弱に制限はない。したがって光としては、蛍光プローブ等を組み込んだ組換え生物から発せられる蛍光に限らず、自家蛍光であってもよい。また、タンパク質、核酸、またはある種の内在性酵素活性を利用する呈色または発光等に由来する光であってもよい。線虫の全身を常時蛍光観察できるように蛍光プローブ(例えば、緑色蛍光タンパク質)を組み込んだ遺伝子組換え線虫としては、例えば、液体中での遊泳に使われる体壁筋細胞に蛍光プローブを組み込み、体壁筋細胞の収縮に伴って放出されるカルシウムイオン濃度を蛍光強度として間接的に計測できるようにした線虫C.エレガンスのHBR4株が好適に使用できる。遺伝子組換え線虫は被験物への応答が野生型と同等であることが望ましい。以下、蛍光プローブを組み込んだ遺伝子組換え線虫を用いる場合を例に説明する。
線虫を回収した後、線虫の数と相関する別の要素を計測する方法としては、上述のとおり、線虫とともに回収した線虫を含む液体の吸光度に基づき計測する方法、回収した線虫から抽出した核酸およびタンパク質自身または当該核酸およびタンパク質を処理することにより得られる指標に基づき計測する方法、あるいは線虫を回収した上で蛍光観察を行い、蛍光強度に基づき計測する方法等が挙げられる。ここでは、その1つの例として、線虫のDNAを用いた方法について説明する。例えば、マツ材線虫病の検出(診断)には、LAMP(Long-mediated isothermal amplification)法を用いて、材片に浸潤したマツノザイセンチュウのDNAを増幅させる原理による迅速診断法(所要時間60分程度)が活用されている。この検出においては、DNA抽出および増幅処理後、検査溶液の色が緑の蛍光色を呈していれば陽性であり、マツノザイセンチュウの存在が確認できる。この方法を応用し、落とし込み槽中に捕捉された線虫のDNA量から、個体数を推定(同定)することが可能である。一般的な手順を以下に示す。
上述の[A.画像解析により、個々の線虫を認識して計数する方法]、[B.画像解析により、線虫の数と相関する別の要素を計数し個体数を算出する方法]および[C.線虫を回収し、線虫の数と相関する別の要素を計測し個体数を算出する方法]に含まれる処理のうち、撮像後の画像解析、および画像解析後の計数に使用する画像解析ソフトウェア等は、典型的には、汎用パーソナルコンピューターまたはワークステーション(以下、両者を合わせて単に「コンピューター」と示すことがある。)にインストールして使用する。また、モバイル向けオペレーティングシステムを搭載したモバイル端末(スマートフォン等)にインストールして使用するものであってもよい。
上述のようにして計測された落とし込み槽の中に捕捉された線虫の数をもとに、線虫の応答を評価する。線虫の化学物質等に対する応答を調べる嗅覚試験および味覚試験の場合には、例えば、被験物用の落とし込み槽中に捕捉された線虫の数から対照の落とし込み槽の中に捕捉された線虫の数を引き、全ての落とし込み槽の中に捕捉された線虫の合計で除した値を、試験対象の化学物質等に対する走性を評価する化学走性指標(Chemotaxis Index、「C.I.」と略すことがある。)と定義して、応答を評価することができる。なお、被験物用の落とし込み槽が複数ある場合はそれらに捕捉された線虫の合計を、被験物用の落とし込み槽中に捕捉された線虫の数とする。同様に、対照用の落とし込み槽が複数ある場合はそれらの中に捕捉された線虫の合計を、対照の落とし込み槽の中に捕捉された線虫の数とする。すなわち、被験物用の落とし込み槽中に捕捉された線虫の総数をN1とし、対照の落とし込み槽の中に捕捉された線虫の総数をN2とすると、化学走性指標(C.I.)は下記式で求められる。
化学走性指標(C.I.)=(N1-N2)/(N1+N2)
原則として、正の値は、嗅覚試験の場合には被験物の匂いに、味覚試験の場合には被験物の味に誘引されたことを意味し、負の値は被験物の匂いまたは味から逃避したことを意味する。ただし、対照の落とし込み槽内に匂いのある液体を満たした試験でC.I.が負の値となった場合には対照の落とし込み槽内に満たした液体の匂いへの誘引を、C.I.が正の値となった場合には対照の落とし込み槽内に満たした液体の匂いからの逃避をそれぞれ意味する場合がある。そのため、希釈に使用する液体、および対照の落とし込み槽内に満たす液体を選定する際には、この点を考慮して選定する必要がある。温感試験等においても、上記の嗅覚試験および味覚試験におけるC.I.に準じた指標で被験物および温度といった試験対象に対する誘引または忌避の応答を評価することができる。温感試験では、従来公知の温度走性指標、いわゆるTTX Indexを用いることもできる。
以下、上述の線虫トラップ用プレートを用いた、線虫の応答評価方法の別の実施形態について説明する。本実施形態は、嗅覚試験の一態様として、匂い物質を放出する被験物として生物を用いるものである。
次に、上述の線虫トラップ用プレートを用いた、線虫の応答評価方法の別の実施形態について説明する。ここでは、線虫トラップ用プレートの温度を調節し、温度に対する線虫の応答評価を行う温感試験について説明する。
上述の線虫トラップ用プレートは、被験物または温度に対する線虫の応答評価に使用される場合の他、線虫の行動を評価することで線虫の状態および性質等を評価する場合にも使用できる。例えば、以下に説明するように、線虫のストレス度の評価および線虫の運動性の評価等、特定の被験物または温度等の被験対象が想定されない評価試験にも用いられ得る。以下、上述の線虫トラップ用プレートを用いた、線虫の行動評価方法の一実施形態について説明する。
上述の線虫トラップ用プレートを用いた、線虫のストレス度の評価方法の一実施形態について説明する。本実施形態は、餌のない環境へ逃避する線虫のストレス応答の一態様に着目し、ストレス度を評価するものである。以下では、線虫としてC.エレガンスを用いる場合について説明するが、これに限定されるものではない。
次に、上述の線虫トラップ用プレートを用いた、線虫の運動性の評価方法の一実施形態について説明する。本実施形態は、線虫の移動距離に基づいて線虫の運動性を評価するものである。以下では、線虫としてC.エレガンスを用いる場合について説明するが、これに限定されるものではない。
本実施形態における線虫トラップ試験キットは、少なくとも上述の線虫トラップ用プレートと、線虫トラップ用プレートの固体培地上の環境を一定に保つための上述のカバーとを備える。典型的には、線虫トラップ用プレートにカバーが取り付けられた状態である。線虫トラップ用プレートおよびカバーの好ましい態様は、上述のとおりである。また、線虫トラップ用プレートにカバーが取り付けられた状態で、複数積み重ねて保管できるようなスタッキング機構を有することが好ましい。
本実施形態における線虫トラップ用プレート作製キットは、少なくとも上述の貫通孔が形成された容器と、当該貫通孔に挿入するチューブとを備える。典型的には、容器は、チューブを挿入する複数の貫通孔を備える、高底式の容器である。容器およびチューブの好ましい態様は、上述のとおりである。
上述のとおり、線虫(C.エレガンス)をバイオセンサとして用いた尿によるがん検査が知られている。従来知られている線虫を用いた尿によるがん検査において、本実施形態に係る線虫トラップ用プレートが好適に利用できる。詳細には、上述の〔被験物に対する線虫の応答評価方法〕の嗅覚試験において、被験物を被験者から採取した尿とすることで実施できる。ここで、被験者とは、哺乳類であり、ヒト、またはヒト以外の哺乳類を意味する。ヒト以外の哺乳類として、具体的には、イヌ、ネコ、ウサギ、ハムスターおよびフェレット等の愛玩動物、ならびにサル、ウマ、ウシ、ブタ、ヒツジ、マウス、ラットおよびモルモット等の産業動物が挙げられる。特に近年の動物園では、絶滅危惧種の動物の維持繁殖も重要な任務となっており、これに該当する哺乳類の飼育個体は当該種の維持において極めて貴重である。したがってその健康管理は重要であり、当然その尿も健康管理に資するべく被験物に含むものである。なお、絶滅危惧種の動物とは、典型的には、国際自然保護連合(IUCN)が作成する絶滅のおそれのある野生生物のレッドリストのうち、絶滅寸前であるとされる絶滅危惧IA類、絶滅危機であるとされる絶滅危惧IB類、および危急であるとされる絶滅危惧II類に含まれる動物である。
揮発性物質の一種であるジアセチル(15℃におけるモル濃度11.5M)およびジアセチルを10倍から100000倍まで5段階に希釈した希釈液を用いて、揮発性物質に対する線虫の応答評価試験を行った。まず、固体培地の左側に落とし込み槽2aを外周に沿って2つ並べて設け、右側の対照位置に落とし込み槽2bを同様にして2つ設けたプレートA1を作製した。左側の落とし込み槽2a内に試験対象の液体(「試験液」と示すことがある。)を満たし、右側の落とし込み槽2b内に対照となる緩衝液を満たした。本実施例における試験液は、上述のとおり、揮発性物質の一種であるジアセチルの原液またはその希釈液である。なお、希釈には対照となる緩衝液を使用した。次いで、緩衝液で予め洗浄した150匹程度の線虫をプレートの中央に放し、プレートにカバーを被せてテープで密封した上で、遮光環境下で少なくとも1時間静置した後に、落とし込み槽2a、2bを顕微鏡下で撮像した。図7および図8に一例を示す試験の結果の画像をもとに落とし込み槽2a、2bの中に捕捉された線虫の数を計数した。
試験液を満たした左側の2つの落とし込み槽2aのそれぞれに捕捉された線虫の合計数をN1とし、対照の緩衝液を満たした右側の2つの落とし込み槽2bのそれぞれに捕捉された線虫の合計数をN2とし、下記式で求められる値を化学走性指標(C.I.)と定義し、応答を評価した。
化学走性指標=(N1-N2)/(N1+N2)
正の値は左側の落とし込み槽2a、すなわちジアセチルへの誘引を意味し、負の値は落とし込み槽2aからの逃避を意味する。なお、試験は、試験液として、ジアセチルの原液(15℃におけるモル濃度11.5M)およびその5段階の希釈液を用い、全6濃度の試験液について実施した。独立して行った3回の試験におけるC.I.の値を、それぞれ図9の(a)~(c)に示す。また、図10にその平均値を示す。
比較例として、従来の化学走性試験法(例えば、非特許文献1)に基づく線虫の応答評価を行った。従来法に基づく試験には、落とし込み槽2aおよび落とし込み槽2bが形成されていないことを除いて、実施例1の試験で用いたプレートA1と同一であるプレート(以下、「アッセイプレート」ということがある。)を用い、試験を実施した。試験液は実施例1と同じく、ジアセチルの原液および5段階の希釈液を用いた。アッセイプレートの中心の左側半径3cmに位置する2か所に試験液を1滴ずつ滴下し(試験液スポット)、中心の右側半径3cmに位置する点対称の位置(対照スポット)に、対照となる緩衝液を滴下した。次いで、4つのスポットに麻酔薬の一種である0.5Mのアジ化ナトリウムを1滴ずつ滴下した。滴下した液体が乾く、またはアッセイプレートに満たされた固体培地に染み込むまで、アッセイプレートにカバーを被せて静置した。その後、緩衝液で予め洗浄した100匹程度の線虫をアッセイプレートの中央に放し、アッセイプレートにカバーを被せてテープで密封した上で、遮光環境下で少なくとも1時間静置した後に、アッセイプレート全体を底面から撮像した。図11に一例を示すアッセイプレート全体を撮像した画像をもとに左側の2つの試験液スポットの同心円状の試験液エリアと、右側の2つの対照スポットの同心円状の対照エリア内のそれぞれに、麻酔固定された線虫の数を計数した。各エリアの設定は、従来公知の線虫の化学走性試験法に従った。
試験液エリア内の線虫の数をN1とし、対照エリア内の線虫の数をN2とし、上記と同じ化学走性指標(C.I.)を用いて、線虫の応答を評価した。正の値は試験液エリア、すなわちジアセチルへの誘引を意味し、負の値は試験液エリアからの逃避を意味する。独立して行った3回の試験におけるC.I.の値を、それぞれ図12の(a)~(c)に示す。また、図13にその平均値を示す。
プレートの厚さの違いによって線虫の応答が変わるのかを調べる目的で、本実施例を行った。具体的には、プレートのサイズおよび形状、落とし込み槽の形状は実施例1で作製したプレートA1と同じだが、固体培地の容量(ボリューム)が概ね2倍であるプレートA2、すなわち落とし込み槽2aおよび2bに満たすことができる液体の容量(ボリューム)が実施例1におけるプレートの概ね2倍となるプレートを作製した。左側の落とし込み槽2a内に試験液を満たし、右側の落とし込み槽2b内に対照となる緩衝液を満たした。本実施例における試験液は、揮発性物質であるジアセチルの希釈液で、希釈には対照となる緩衝液を使用した。左側の落とし込み槽2a内に試験液を満たし、右側の落とし込み槽2b内に対照となる緩衝液を満たした。次いで、緩衝液で予め洗浄した150匹程度の線虫をプレートの中央に放し、プレートにカバーを被せてテープで密封した上で、遮光環境下で少なくとも1時間静置した後に、各落とし込み槽2a、2bを顕微鏡下で撮像した。画像をもとに各落とし込み槽2a、2bの中に捕捉された線虫の数を計数した。
実施例1と同様に化学走性指標(C.I.)を求め、線虫の応答を評価した。正の値は左側の落とし込み槽2a、すなわちジアセチルへの誘引を意味し、負の値は落とし込み槽2aからの逃避を意味する。なお、試験は、実施例1と同様に、ジアセチルの原液(15℃におけるモル濃度11.5M)と当該原液を10倍から100000倍まで5段階に希釈した、全6濃度の試験液について実施した。独立して行った3回の試験におけるC.I.の値を、それぞれ図14の(a)~(c)に示す。また、図15にその平均値を示す。
直径が実施例1で使用したプレートA1の約2/3であり、固体培地の左側に落とし込み槽2aを1つ設け、右側の対照位置に落とし込み槽2bを1つ設けた、図1に示すようなプレートB1を作製した。左側の落とし込み槽2a内に試験液を満たし、右側の落とし込み槽2b内に対照となる超純水を満たした。本実施例における試験液は、ベンズアルデヒドの希釈液である。次いで、緩衝液で予め洗浄した100匹程度の線虫をプレートの中央に放し、プレートにカバーを被せてテープで密封した上で、遮光環境下で1時間静置した後に、落とし込み槽2a、2bを顕微鏡下で撮像した。画像をもとに落とし込み槽2a、2bの中に捕捉された線虫の数を計数した。
試験液を満たした左側の落とし込み槽2aの中に捕捉された線虫の数をN1とし、右側の対照の落とし込み槽2bの中に捕捉された線虫の数をN2とし、実施例1と同様にC.I.を求め、線虫の応答を評価した。正の値は左側の落とし込み槽2a、すなわちベンズアルデヒドへの誘引を意味し、負の値は落とし込み槽2aからの逃避を意味する。なお、試験は、ベンズアルデヒドの原液(15℃におけるモル濃度9.8M)を10000倍から100000倍までの3段階に希釈した、全3濃度の試験液について実施した。図16に独立して行った4回の試験におけるC.I.の平均値を示す。図中のエラーバーは標準偏差を示す。
実施例3で作製したのと同じプレートB1を作製した。固体培地の左側の落とし込み槽2a内に試験液を満たし、右側の落とし込み槽2b内に対照となる生理食塩水を満たした。本実施例における試験液は、放射線または薬剤による治療を行う前の前立腺がん患者12名から採取した尿の混合液を生理食塩水で希釈した溶液である。次いで、緩衝液で予め洗浄した100匹程度の線虫を中央に放した。プレートにカバーを被せてテープで密封した上で、遮光環境下で1時間静置した後に、落とし込み槽2a、2bを顕微鏡下で撮像し、画像をもとに落とし込み槽2a、2bの中に捕捉された線虫の数を計数した。
実施例3と同様に化学走性指標(C.I.)を求め、線虫の応答を評価した。正の値は左側の落とし込み槽2a、すなわち前立腺がん患者の尿への誘引を意味し、負の値は落とし込み槽2aからの逃避を意味する。なお、試験は、混合尿と、当該原液を10倍から100000倍まで5段階に希釈した、全6濃度の試験液について実施した。図17に独立して行った2回の試験におけるC.I.の平均値を示す。
実施例3で作製したのと同じプレートB1を作製した。固体培地の左側の落とし込み槽2a内に試験液を満たし、右側の落とし込み槽2b内に対照となる生理食塩水を満たした。本実施例における試験液は、がん罹患歴のない健常者男性12名から採取した尿の混合液を生理食塩水で希釈した溶液である。次いで、緩衝液で予め洗浄した100匹程度の線虫を中央に放した。プレートにカバーを被せてテープで密封した上で、遮光環境下で1時間静置した後に、落とし込み槽2a、2bを顕微鏡下で撮像し、画像をもとに落とし込み槽2a、2bの中に捕捉された線虫の数を計数した。
実施例3と同様に化学走性指標(C.I.)を求め、線虫の応答を評価した。正の値は左側の落とし込み槽2a、すなわち健常者尿への誘引を意味し、負の値は落とし込み槽2aからの逃避を意味する。なお、試験は、混合尿と、当該原液を10倍から100000倍まで5段階に希釈した、全6濃度の試験液について実施した。図18に独立して行った2回の試験におけるC.I.の平均値を示す。
プレートのサイズおよび形状、落とし込み槽のサイズおよび形状は実施例3で作製したプレートと同じだが、落とし込み槽の数が4つであるプレートB2、すなわち固体培地の左側に落とし込み槽2aを2つ設け、右側の対照位置に落とし込み槽2bを2つ設けたプレートを作製した。左側の各落とし込み槽2a内に試験液を満たし、右側の各落とし込み槽2b内に対照となる生理食塩水を満たした。本実施例における試験液は、がん罹患歴のない雄イヌから採取した尿である。次いで、緩衝液で予め洗浄した150匹程度の線虫を中央に放した。プレートにカバーを被せてテープで密封した上で、遮光環境下で1時間静置した後に、各落とし込み槽2a、2bを顕微鏡下で撮像し、画像をもとに各落とし込み槽2a、2bの中に捕捉された線虫の数を計数した。
実施例1と同様に化学走性指標(C.I.)を求め、線虫の応答を評価した。正の値は左側の落とし込み槽2a、すなわち健常な雄イヌの尿の匂いへの誘引を意味し、負の値は落とし込み槽2aからの逃避を意味する。なお、試験は、尿原液と、当該原液を10倍から100000倍まで5段階に希釈した、全6濃度について実施した。結果を図19に示す。
実施例6で作製したのと同じプレートB2を作製した。左側の各落とし込み槽2a内に試験液を満たし、右側の各落とし込み槽2b内に対照となる生理食塩水を満たした。本実施例における試験液は、がん罹患歴のない雌イヌから採取した尿である。次いで、緩衝液で予め洗浄した150匹程度の線虫を中央に放した。プレートにカバーを被せてテープで密封した上で、遮光環境下で1時間静置した後に、各落とし込み槽2a、2bを顕微鏡下で撮像し、画像をもとに各落とし込み槽2a、2bの中に捕捉された線虫の数を計数した。
実施例1と同様に化学走性指標(C.I.)を求め、線虫の応答を評価した。正の値は左側の落とし込み槽2a、すなわち健常な雌イヌの尿への誘引を意味し、負の値は落とし込み槽2aからの逃避を意味する。なお、試験は、尿原液と、当該原液を10倍から100000倍まで5段階に希釈した、全6濃度の試験液について実施した。結果を図20に示す。
実施例6で作製したのと同じプレートB2を主として作製した。この他、得られた試験液の容量(ボリューム)が少量である場合には、プレートのサイズおよび形状、落とし込み槽の形状はプレートB2と同じだが、固体培地の容量(ボリューム)が3/10であるプレートB3を限定的に作製して使用した。左側の各落とし込み槽2a内に試験液を満たし、右側の各落とし込み槽2b内に対照となる生理食塩水を満たした。本実施例における試験液は、がんに罹患した11匹のイヌから採取した尿である。次いで、緩衝液で予め洗浄した150匹程度の線虫を中央に放した。プレートにカバーを被せてテープで密封した上で、遮光環境下で少なくとも1時間静置した後に、各落とし込み槽2a、2bを顕微鏡下で撮像し、画像をもとに各落とし込み槽2a、2bの中に捕捉された線虫の数を計数した。
実施例1と同様に化学走性指標(C.I.)を求め、線虫の応答を評価した。正の値は左側の落とし込み槽2a、すなわちがんに罹患したイヌの尿への誘引を意味し、負の値は落とし込み槽2aからの逃避を意味する。なお、試験は、がんに罹患した11匹のイヌの尿について独立に実施した。画像診断等により確定している11匹のイヌのがんの種類はそれぞれ、胸腺腫、頸動脈小体腫瘍、下垂体腫瘍、肺がん、心膜腫瘍および化学受容体腫瘍の併発、骨肉腫(2匹)、肝細胞がん(2匹)、膝関節腫瘍、前立腺がんであった。これらの尿を用いて、それぞれ独立して行った3回の試験におけるC.I.の平均値を図21に示す。
実施例6で作製したのと同じプレートB2を主として作製した。この他、得られた試験液の容量(ボリューム)が少量である場合には、プレートのサイズおよび形状、落とし込み槽のサイズおよび形状はプレートB2と同じだが、落とし込み槽の数が2つであるプレートB1ないし、プレートのサイズおよび形状、落とし込み槽の形状はプレートB2と同じだが、固体培地の容量(ボリューム)が3/10であるプレートB3を限定的に作製して使用した。左側の各落とし込み槽2a内に試験液を満たし、右側の各落とし込み槽2b内に対照となる生理食塩水を満たした。本実施例における試験液は、がん罹患歴のない6匹のイヌから採取した尿である。次いで、緩衝液で予め洗浄した150匹程度の線虫を中央に放した。プレートにカバーを被せてテープで密封した上で、遮光環境下で少なくとも1時間静置した後に、各落とし込み槽2a、2bを顕微鏡下で撮像し、画像をもとに各落とし込み槽2a、2bの中に捕捉された線虫の数を計数した。
落とし込み槽が4つのプレートでは実施例1と同様に、落とし込み槽が2つのプレートでは実施例3と同様に化学走性指標(C.I.)を求め、線虫の応答を評価した。正の値は左側の落とし込み槽2a、すなわちがん罹患歴のないイヌの尿への誘引を意味し、負の値は落とし込み槽2aからの逃避を意味する。なお、試験は、がん罹患歴のない6匹のイヌの尿について独立に実施した。6匹のうち、高齢の健常個体が2匹、1歳未満の健常個体が2匹、神経障害および特発性後肢麻痺を有する個体が1匹、良性の膣腫瘍を有する個体が1匹であった。これらの尿を用いて、それぞれ独立して行った2回ないし3回の試験におけるC.I.の平均値を図22に示す。
実施例6で作製したのと同じプレートB2を作製した。左側の各落とし込み槽2a内に試験液を満たし、右側の各落とし込み槽2b内に対照となる生理食塩水を満たした。本実施例における試験液は、がんに罹患した2匹のネコから採取した尿である。次いで、緩衝液で予め洗浄した150匹程度の線虫を中央に放した。プレートにカバーを被せてテープで密封した上で、遮光環境下で少なくとも1時間静置した後に、各落とし込み槽2a、2bを顕微鏡下で撮像し、画像をもとに各落とし込み槽2a、2bの中に捕捉された線虫の数を計数した。
実施例1と同様に化学走性指標(C.I.)を求め、線虫の応答を評価した。正の値は左側の落とし込み槽2a、すなわちがんに罹患したネコの尿への誘引を意味し、負の値は落とし込み槽2aからの逃避を意味する。なお、試験は、がんに罹患した2匹のネコの尿について独立に実施した。画像診断等により確定している2匹のネコのがんはそれぞれ、扁平上皮がん、肺腫瘤であった。これらの尿を用いて、それぞれ独立して行った3回の試験におけるC.I.の平均値を図23に示す。
プレートのサイズおよび形状、落とし込み槽の形状は実施例6で作製したプレートと同じだが、固体培地の容量(ボリューム)が3/10であるプレートB3を作製した。左側の各落とし込み槽2a内に試験液を満たし、右側の各落とし込み槽2b内に対照となる生理食塩水を満たした。本実施例における試験液は、がん罹患歴のない3匹のネコから採取した尿である。次いで、緩衝液で予め洗浄した150匹程度の線虫を中央に放した。プレートにカバーを被せてテープで密封した上で、遮光環境下で少なくとも1時間静置した後に、各落とし込み槽2a、2bを顕微鏡下で撮像し、画像をもとに各落とし込み槽2a、2bの中に捕捉された線虫の数を計数した。
実施例1と同様に化学走性指標(C.I.)を求め、線虫の応答を評価した。正の値は左側の落とし込み槽2a、すなわち、がん罹患歴のないネコの尿への誘引を意味し、負の値は落とし込み槽2aからの逃避を意味する。なお、試験は、がん罹患歴のない3匹のネコの尿について独立に実施した。3匹のうち、1歳未満の健常個体が2匹、水頭症を有する個体が1匹であった。これらの尿を用いて、それぞれ独立して行った3回の試験におけるC.I.の平均値を図24に示す。
プレートのサイズおよび形状ならびに落とし込み槽の形状は実施例3で作製したプレートB2と同じだが、固体培地の容量(ボリューム)が3/10であるプレートB4を作製した。左側の落とし込み槽2a内に試験液を満たし、右側の落とし込み槽2b内に対照となる生理食塩水を満たした。本実施例における試験液は、乳腺がんに罹患した2匹のラットから採取した尿である。次いで、緩衝液で予め洗浄した100匹程度の線虫を中央に放した。プレートにカバーを被せてテープで密封した上で、遮光環境下で少なくとも1時間静置した後に、落とし込み槽2a、2bを顕微鏡下で撮像し、画像をもとに落とし込み槽2a、2bの中に捕捉された線虫の数を計数した。
実施例3と同様に化学走性指標(C.I.)を求め、応答を評価した。正の値は左側の落とし込み槽2a、すなわちがんに罹患したラットの尿への誘引を意味し、負の値は落とし込み槽2aからの逃避を意味する。なお、試験は、乳腺がんに罹患した2匹のラットの尿について独立に実施した。これらの尿を用いて、それぞれ独立して行った3回の試験におけるC.I.の平均値を図25に示す。
実施例12で作製したのと同じプレートB4を作製した。左側の落とし込み槽2a内に試験液を満たし、右側の落とし込み槽2b内に対照となる生理食塩水を満たした。本実施例における試験液は、がん罹患歴のない2匹のラットから採取した尿である。次いで、緩衝液で予め洗浄した100匹程度の線虫を中央に放した。プレートにカバーを被せてテープで密封した上で、遮光環境下で少なくとも1時間静置した後に、落とし込み槽2a、2bを顕微鏡下で撮像し、画像をもとに落とし込み槽2a、2bの中に捕捉された線虫の数を計数した。
実施例3と同様に化学走性指標(C.I.)を求め、応答を評価した。正の値は左側の落とし込み槽2a、すなわちがん罹患歴のないラットの尿への誘引を意味し、負の値は落とし込み槽2aからの逃避を意味する。2匹のうち、健常個体が1匹、良性の線維腫を有する個体が1匹であった。これらの尿を用いて、それぞれ独立して行った3回の試験におけるC.I.の平均値を図26に示す。
水溶性物質の一種である塩化ナトリウム(NaCl)を用いて、水溶性物質に対する線虫の応答評価試験を行った。まず、線虫トラップ用プレートB4の基材となる固体培地の左側の1か所に、被験物を高濃度で含むプラグを静置した。それにより、当該被験物をプラグから固体培地に拡散させて濃度勾配を形成させた。プラグを一晩静置した後、プラグを固体培地から取り除き、プラグが静置されていた位置をくり抜くことで、落とし込み槽2aを形成した。さらに、固体培地の右側の対照位置1か所をくり抜くことで落とし込み槽2bを形成し、プレートB4を完成させた。なお、NaClの濃度勾配の形成に用いたプラグは、NaClを最終モル濃度が100mMとなるように含有したことを除いて、線虫トラップ用プレートの固体培地と同一の組成とした固体培地を、直径5mmの円筒状にくり抜いたものである。
NaClの濃度勾配の中心に形成した左側の落とし込み槽2aの中に捕捉された線虫の数をN1とし、対照の位置に形成した右側の落とし込み槽2bの中に捕捉された線虫の合計数をN2とし、下記式で求められる値を化学走性指標(C.I.)と定義し、応答を評価した。
化学走性指標=(N1-N2)/(N1+N2)
正の値は左側の落とし込み槽2a、すなわちNaClへの誘引を意味し、負の値は落とし込み槽2aからの逃避を意味する。独立して行った3回の試験におけるC.I.の平均値を図27に示す。
C.エレガンス以外の線虫の応答評価に対する本発明のプレート適用可能性を評価する目的で、本実施例を行った。具体的には、自由生活性の土壌線虫のヘテロ集団M群(採取地:東京都小笠原村)および自由生活性の土壌線虫のヘテロ集団H群(採取地:岐阜県高山市)の揮発性物質に対する応答を調べた。実施例1で作製したのと同じプレートA1を作製した。左側の落とし込み槽2a内に試験液を満たし、右側の落とし込み槽2b内に対照となる緩衝液を満たした。本実施例における試験液は、揮発性物質の一種であるバニリンの希釈液(1mM)である。次いで、緩衝液で予め洗浄した150匹程度の線虫をプレートの中央に放し、プレートにカバーを被せてテープで密封した上で、遮光環境下で少なくとも1時間静置した後に、落とし込み槽2a、2bを顕微鏡下で撮像した。画像をもとに落とし込み槽2a、2bの中に捕捉された線虫の数を計数した。
実施例1と同様に化学走性指標(C.I.)を求め、線虫の応答を評価した。正の値は左側の落とし込み槽2a、すなわちバニリンへの誘引を意味し、負の値は落とし込み槽2aからの逃避を意味する。なお、試験は、線虫M群および線虫H群を用いて、独立して行った。試験の結果を図28に示す。
固体培地に落とし込み槽2aを1つ設けたプレートB5を作製した。落とし込み槽2a内に緩衝液を満たした。次いで、緩衝液で予め洗浄した、実施例1に用いたのと同じ種類の線虫を落とし込み槽2a中に、5匹、10匹、20匹、30匹、40匹、50匹と順に数を増やして投入し、顕微鏡に搭載したデジタルカメラで当該落とし込み槽の明視野静止画像を3枚ずつ順次撮像した。汎用パーソナルコンピューターにインストールした自作の線虫個体自動計数のための画像解析プログラムを用いて、静止画像における落とし込み槽中の線虫個体に相当する画像の面積、すなわち二値化後の黒色の画素数を算出した。当該画像解析プログラムの処理画面の一例を図29に示す。
落とし込み槽2aの中に投入された線虫の個体数を横軸、画像解析により導出した線虫個体に相当する黒色画素の画像全体に対する比率を縦軸としてプロットした。結果を図30に示す。太い破線は、各個体数における3枚の画像から求めた数値の近似曲線であり、キャリブレーションに適用する検量線である。
2a、2b、2c、2d 落とし込み槽(凹部)
3 カバー
4a、4b 貫通孔(孔)
5 底面
6a、6b チューブ(筒状部材)
10、10a 容器
11 固体培地(固相)
20a~c くり抜き具
21 柄
22a~b 筒状部
23 針
30 本体部分(本体部)
31 板状部材
32 差し込み孔
40a~d 突起
41a~d 突起本体部
42、45 差し込み部
43 固定ピン
44 クリップ部
46 滑り止め防止用キャップ
50 形成型
51 本体外枠(本体部)
52 嵌め込み部
53 突起
Claims (21)
- 容器および該容器内に形成された固相を備え、
上記固相は、その表面上で線虫が移動可能なものであり、
上記固相の上記表面に、上記線虫を捕捉するための少なくとも2つの凹部が形成されていることを特徴とする線虫トラップ用プレート。 - 上記容器の底面における、波長360nm~1500nmの光の透過率が、70%以上であることを特徴とする請求項1に記載の線虫トラップ用プレート。
- 請求項1または2に記載の線虫トラップ用プレートを作製するための形成型であって、
本体部と、
上記本体部に設けられた、上記少なくとも2つの凹部に対応する少なくとも2つの突起とを備え、
上記容器に対して固定可能であることを特徴とする形成型。 - 上記少なくとも2つの突起が、上記本体部から脱着可能であることを特徴とする請求項3に記載の形成型。
- 線虫トラップ用プレートに使用するための容器であって、
上記線虫トラップ用プレートは、容器および該容器内に形成された固相を備え、
上記固相は、その表面上で線虫が移動可能なものであり、
上記固相の上記表面に、上記線虫を捕捉するための少なくとも1つの凹部が形成されていることを特徴とするトラップ用プレートであり、
上記容器の底面における、上記凹部が形成される位置に対応する部分に、上記凹部を形成する筒状部材を差し込む孔が形成されており、
少なくとも上記孔が形成されている部分における上記底面の下側に空隙を有していることを特徴とする容器。 - 請求項1または2に記載の線虫トラップ用プレートの製造方法であって、
上記固相に上記少なくとも2つの凹部を形成する工程を含み、
上記工程では、
請求項3または4に記載の形成型を上記容器に固定した状態で上記固相を形成するか、または、
上記容器に上記固相を形成した後に、くり抜くことによって上記少なくとも2つの凹部を形成する
ことを特徴とする線虫トラップ用プレートの製造方法。 - 線虫トラップ用プレートの製造方法であって、
前記線虫トラップ用プレートは、容器および該容器内に形成された固相を備え、
上記固相は、その表面上で線虫が移動可能なものであり、
上記固相の上記表面に、上記線虫を捕捉するための少なくとも1つの凹部が形成されていることを特徴とするトラップ用プレートであり、
上記固相に上記少なくとも1つの凹部を形成する工程を含み、
上記工程では、
下端に底部を有し、上端が開口している筒状部材を、請求項5に記載の容器の上記孔に差し込み固定すること、
上記固相の表面が、上記筒状部材の上端よりも低い位置となるように、上記固相を形成すること、および
上記固相を形成した後、上記筒状部材の上端が上記固相の表面の位置にくるまで、上記筒状部材を押し下げることによって上記少なくとも1つの凹部を形成する
ことを特徴とする線虫トラップ用プレートの製造方法。 - 被験物に対する線虫の応答評価方法であって、
容器および該容器内に形成された固相を備え、上記固相は、その表面上で線虫が移動可能なものであり、上記固相の上記表面に、上記線虫を捕捉するための少なくとも1つの凹部が形成されていることを特徴とするトラップ用プレートの上記凹部内または上記凹部周辺に被験物が供給された、試験用プレートを準備する工程と、
上記固相の表面上所定の位置に線虫を供給する工程と、
一定時間経過後、上記凹部内に捕捉された線虫の数または該線虫の数と相関する要素を計測する工程とを含み、
上記凹部内には液体が満たされていることを特徴とする線虫の応答評価方法。 - 上記被験物が、哺乳類の体液を含むことを特徴とする請求項8に記載の線虫の応答評価方法。
- 上記被験物が、ヒト、イヌ、ネコ、サル、マウス、ラットまたはモルモットの尿を含むことを特徴とする請求項8または9に記載の線虫の応答評価方法。
- 温度に対する線虫の応答評価方法であって、
容器および該容器内に形成された固相を備え、上記固相は、その表面上で線虫が移動可能なものであり、上記固相の上記表面に、上記線虫を捕捉するための少なくとも1つの凹部が形成されていることを特徴とするトラップ用プレートの上記凹部内または上記凹部周辺を、目的の温度に調節する工程と、
上記固相の表面上所定の位置に線虫を供給する工程と、
一定時間経過後、上記凹部内に捕捉された線虫の数または該線虫の数と相関する要素を計測する工程とを含み、
上記凹部内には液体が満たされていることを特徴とする線虫の応答評価方法。 - 上記一定時間経過後、上記凹部を撮像し、得られた画像の画像処理を行うことにより、上記凹部内に捕捉された線虫の数または該線虫の数と相関する要素を計測することを特徴とする請求項8~11の何れか1項に記載の線虫の応答評価方法。
- 線虫として蛍光プローブを組み込んだ線虫を使用し、
凹部内に捕捉された線虫の蛍光強度の総量から捕捉された線虫の数を算出することを特徴とする請求項8~12の何れか1項に記載の線虫の応答評価方法。 - 線虫の行動評価方法であって、
容器および該容器内に形成された固相を備え、上記固相は、その表面上で線虫が移動可能なものであり、上記固相の上記表面に、上記線虫を捕捉するための少なくとも1つの凹部が形成されていることを特徴とするトラップ用プレートの上記固相の表面上所定の位置に線虫を供給する工程と、
一定時間経過後、上記凹部内に捕捉された線虫の数または該線虫の数と相関する要素を計測する工程とを含み、
上記凹部内には液体が満たされていることを特徴とする線虫の行動評価方法。 - 請求項1または2に記載の線虫トラップ用プレートと、
上記固相上の環境を一定に保つためのカバーであって、波長360nm~1500nmの光の透過率が70%以上であるカバーとを備えることを特徴とする線虫トラップ試験キット。 - 試験に用いられる線虫をさらに含むことを特徴とする請求項15に記載の線虫トラップ試験キット。
- 容器および該容器内に形成された固相を備え、上記固相は、その表面上で線虫が移動可能なものであり、上記固相の上記表面に、上記線虫を捕捉するための少なくとも1つの凹部が形成されていることを特徴とするトラップ用プレートの上記凹部内または上記凹部周辺に被験者から採取された尿が供給された、試験用プレートを準備する工程と、
上記固相の表面上所定の位置に線虫を供給する工程と、
一定時間経過後、上記凹部内に捕捉された線虫の数または該線虫の数と相関する要素を計測する工程とを含み、
上記凹部内には液体が満たされており、
上記凹部内に捕捉された線虫の数に基づく指標を予め定めた閾値と比較することを特徴とするがん検査方法。 - 上記被験者がヒトである、請求項17に記載のがん検査方法。
- 上記被験者がイヌまたはネコである、請求項17に記載のがん検査方法。
- 上記被験者がサル、マウス、ラットまたはモルモットである、請求項17に記載のがん検査方法。
- 上記凹部が上記固相の底面まで到達している、請求項1又は2に記載のプレート。
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