JP7231160B2 - 対象における疾患の診断を補助するための方法及びキット - Google Patents
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Description
疾患マーカー及び参照マーカーとの間で静電相互作用に基づく引力を生じ得るシートを対象の皮膚表面に貼付すると、シートと、皮膚表面の下方に位置する層(例えば、表皮の有棘層及び基底層、真皮、皮下脂肪、骨格筋等から選択される1又は2以上の層)に存在する間質液中の疾患マーカー及び参照マーカーとの間に静電相互作用に基づく引力が生じ、対象の間質液中の疾患マーカー及び参照マーカーが対象の表皮を通過してシートに引き付けられ、シート表面に付着すること、
シートを皮膚表面から剥離すると、シートが皮膚表面から剥離されるとともに、シート表面に付着した疾患マーカー及び参照マーカーがシートに付着した状態で採取されること、
アネキシンA2を参照マーカーとして、採取された疾患マーカーの量を採取された参照マーカーの量で補正することにより、疾患マーカーの量のみに基づいて得られた健康状態の情報よりも実際の健康状態を正確に反映した情報が得られ、診断の正確性が向上すること
等を見出し、本発明を完成させるに至った。
[1]疾患マーカー及び参照マーカーを用いて対象の疾患の診断を補助する方法であって、
前記方法が、以下の工程:
(a)前記疾患マーカー及び前記参照マーカーとの間で静電相互作用に基づく引力を生じ得るシートを準備する工程;
(b)前記シートを前記対象の皮膚表面に貼付した後、前記皮膚表面から剥離する工程;(c)前記シートに付着した前記疾患マーカー及び前記参照マーカーの量を測定する工程;及び
(d)工程(c)で測定された前記疾患マーカーの量を、工程(c)で測定された前記参照マーカーの量で補正して得られた値に基づいて、前記対象の疾患に関する情報を取得する工程
を含んでなり、
前記参照マーカーがアネキシンA2である、前記方法。
[2]疾患マーカー及び参照マーカーを用いて対象の疾患の診断を補助するために、前記対象から前記疾患マーカー及び前記参照マーカーを採取する方法であって、
前記方法が、以下の工程:
(a)前記疾患マーカー及び前記参照マーカーとの間で静電相互作用に基づく引力を生じ得るシートを準備する工程;及び
(b)前記シートを前記対象の皮膚表面に貼付した後、前記皮膚表面から剥離する工程
を含んでなり、
前記参照マーカーがアネキシンA2である、前記方法。
[3]前記疾患マーカーが、サイトカイン、酵素、細胞外基質タンパク質、血漿タンパク質、熱ショックタンパク質及び受容体タンパク質からなる群より選択されるタンパク質、又は、オスモライトである、[1]又は[2]に記載の方法。
[4]前記疾患マーカーが、TNFα、IL1α、NGFβ、VEGF-C、TGFβ1、BMP1、PAI1、MMP2、クレアチンキナーゼ、クレアチンホスホキナーゼ、COL4、フィブロネクチン、アルブミン、HSP90α及びNOTCH1からなる群より選択されるタンパク質、又は、タウリンである、[1]~[3]のいずれかに記載の方法。
[5]前記シートがその表面に極性官能基を有する、[1]~[4]のいずれかに記載の方法。
[6]前記極性官能基がニトロ基である、[5]に記載の方法。
[7]前記シートがニトロセルロース膜である、[6]に記載の方法。
[8]前記ニトロセルロース膜のニトロ化率が30%以上である、[7]に記載の方法。
[9]前記極性官能基がカチオン性官能基である、[5]に記載の方法。
[10]前記極性官能基がアニオン性官能基である、[5]に記載の方法。
[11]工程(b)において、前記シート及び前記皮膚表面の一方又は両方を水性媒体で濡らした後、前記シートを前記皮膚表面に貼付する、[1]~[10]のいずれかに記載の方法。
[12]疾患マーカー及び参照マーカーを用いて対象の疾患の診断を補助するためのキットであって、
前記キットが、
前記疾患マーカー及び前記参照マーカーとの間で静電相互作用に基づく引力を生じ得るシートを含んでなり、
前記参照マーカーがアネキシンA2である、前記キット。
[13]疾患マーカー及び参照マーカーを用いて対象の疾患の診断を補助するために、前記対象から前記疾患マーカー及び前記参照マーカーを採取するためのキットであって、
前記キットが、
前記疾患マーカー及び前記参照マーカーとの間で静電相互作用に基づく引力を生じ得るシートを含んでなり、
前記参照マーカーがアネキシンA2である、前記キット。
[14]前記疾患マーカーが、サイトカイン、酵素、細胞外基質タンパク質、血漿タンパク質、熱ショックタンパク質及び受容体タンパク質からなる群より選択されるタンパク質、又は、オスモライトである、[12]又は[13]に記載のキット。
[15]前記疾患マーカーが、TNFα、IL1α、NGFβ、VEGF-C、TGFβ1、BMP1、PAI1、MMP2、クレアチンキナーゼ、クレアチンホスホキナーゼ、COL4、フィブロネクチン、アルブミン、HSP90α及びNOTCH1からなる群より選択されるタンパク質、又は、タウリンである、[12]~[14]のいずれかに記載のキット。
[16]前記シートがその表面に極性官能基を有する、[12]~[15]のいずれかに記載のキット。
[17]前記極性官能基がニトロ基である、[16]に記載のキット。
[18]前記シートがニトロセルロース膜である、[17]に記載のキット。
[19]前記ニトロセルロース膜のニトロ化率が30%以上である、[18]に記載のキット。
[20]前記極性官能基がカチオン性官能基である、[16]に記載のキット。
[21]前記極性官能基がアニオン性官能基である、[16]に記載のキット。
[22]前記疾患マーカーを検出するための第1の試薬及び前記参照マーカーを検出するための第2の試薬をさらに含んでなる、[12]~[21]のいずれかに記載のキット。
以下、本明細書で用いられる用語について説明する。用語に関する以下の説明は、別段規定される場合を除き、本明細書を通じて適用される。
本発明の第1態様は、疾患マーカー及び参照マーカーを用いて対象の疾患の診断を補助する方法に関する。
(a)前記疾患マーカー及び前記参照マーカーとの間で静電相互作用に基づく引力を生じ得るシートを準備する工程
(b)前記シートを前記対象の皮膚表面に貼付した後、前記皮膚表面から剥離する工程
(c)前記シートに付着した前記疾患マーカー及び前記参照マーカーの量を測定する工程
(d)工程(c)で測定された前記疾患マーカーの量を工程(c)で測定された前記参照マーカーの量で補正して得られた値に基づいて、前記対象の疾患に関する情報を取得する工程
工程(a)は、疾患マーカー及び参照マーカーとの間で静電相互作用に基づく引力を生じ得るシートを準備する工程である。
ニトロ化率(%)=(サンプル溶液中のニトロ基含有量)/(完全にニトロ化されたニトロセルロースのニトロ基含有量)×100
なお、完全にニトロ化されたニトロセルロースのニトロ基含有量は9mmol/gであるとされている。
工程(b)は、工程(a)で準備したシートを対象の皮膚表面に貼付した後、皮膚表面から剥離する工程である。
工程(c)は、シートに付着した疾患マーカー及び参照マーカーの量を測定する工程である。
工程(d)は、工程(c)で測定された疾患マーカー量を工程(c)で測定された参照マーカー量で補正して得られた値に基づいて、対象の疾患に関する情報を取得する工程である。
本発明の第2態様は、対象の疾患の診断を補助するために、前記対象の間質液由来の疾患マーカー及び参照マーカーを採取する方法に関する。
(a)前記疾患マーカー及び前記参照マーカーとの間で静電相互作用に基づく引力を生じ得るシートを準備する工程
(b)前記シートを前記対象の皮膚表面に貼付した後、前記皮膚表面から剥離する工程
本発明の第3態様は、対象の疾患の診断を補助するためのキットに関する。
本発明の第3態様に係るキットは、疾患マーカー及び参照マーカーとの間で静電相互作用に基づく引力を生じ得るシートを含んでなり、前記参照マーカーはアネキシンA2である。
本発明の第4態様は、対象の疾患の診断を補助するために、前記対象の間質液由来の疾患マーカー及び参照マーカーを採取するためのキットに関する。
本発明の効果を検証するためのモデル動物の候補として、下記の4種類のラット(SD系、オス)をそれぞれ5匹準備した。
若齢ラット:10週齢のラット
加齢ラット:6か月齢のラット
ドライスキンラット:背部を剃毛後、同部位にアセトン・エタノール混合液を1日1回、3日間塗布した。
紫外線照射ラット:背部を剃毛後、同部位に紫外線(UV-B)を1分間照射した。
4種類の各ラットから採取された組織試料からトータルRNAを抽出し、抽出されたトータルRNAに基づいて、加齢に伴って発現が増加することが知られているサーチュイン1遺伝子(Sirt1)及びサーチュイン2遺伝子(Sirt2)の発現レベルを測定した。
また、炎症性サイトカインとして知られているインターロイキン-1bの遺伝子(Il1b)の発現レベルを測定した。
図1に示されるように、Sirt1及びSirt2遺伝子は、いずれも若齢ラットに比べて加齢ラットにおいて発現レベルが有意に高かった。
また、図1に示されるように、Il1b遺伝子は、若齢ラットに比べてドライスキンラット及び紫外線照射ラットにおいて発現レベルが有意に高かった。
これらの結果により、上記4種類のラットが、実際の皮膚状態を正確に反映したモデル動物として使用し得ることが示された。
モデル動物としての妥当性が確認された上記4種類のラット(各5匹)から、以下の手順に従って組織試料及びスキンブロッティング試料を採取した。なお、ドライスキンラットについては、アセトン・エタノール混合液の最終塗布の2日後に試料を採取した。試料採取時の週齢は10週齢であった。また、紫外線照射ラットについては、紫外線照射の2日後に試料を採取した。試料採取時の週齢は10週齢であった。
組織試料の採取:スキンブロッティング試料の採取後に、4種類の各ラットについて、スキンブロッティングを行ったのと同じ部位の皮膚及び皮下脂肪組織を解剖ばさみを用いて採取した。採取した組織を2つに分け、それぞれトータルRNA抽出及び固定組織の作製に供した。
スキンブロッティング試料の採取:1cm×0.5cmのサポート付ニトロセルロース膜(BioRad社製)に生理食塩水を1滴滴下し、背部皮膚に10分間貼付した後、背部皮膚から剥がした。剥がしたニトロセルロース膜を、4℃で乾燥させた。
本発明において、疾患マーカーの補正に用いられる参照マーカーを以下の手順により探索した。
Eisenberg E & Levanon EY., Trends Genet. 2003; 19(7): 362-5に記載された566種のハウスキーピング遺伝子のうち、表1に示される分泌タンパク質をコードする11種類の遺伝子について、4種類の各ラットの組織試料から採取されたトータルRNAから逆転写して得られたcDNAのリアルタイムPCRを行った。それぞれのcDNAに特異的なプライマー・プローブ混合液TaqMan Gene Expression Assay(Thermo Fisher Scientific社製)を用いた。また、ポジティブコントロールとして18SリボソームRNA(Eukaryotic 18S rRNA Endogenous Control、Thermo Fisher Scientific社製)を用いた。4種類の各ラットについて、11種類の遺伝子のリアルタイムRT-PCRの結果(Ct値)を表1に示す。
表2の結果から、上記7種類の遺伝子のうち、Col6a1及びAnxa2の2種類の遺伝子の発現量が、18S rRNAの発現量と特に高い相関(相関係数r≧0.9)が示されたため、これら2種類の遺伝子についてさらなる検証を行った。
全てのラットの組織試料を、以下の手順に従って免疫染色した。
(1)切片作製:組織試料4%のパラホルムアルデヒドで固定し、パラフィン埋包し、約3μmの厚さの切片を作製した。
(2)ブロッキング:[1]で得られた切片を、脱パラフィンした切片をブロッキング剤Blocking One(ナカライテスク社製)中に浸漬し、1時間ブロッキングした。
(3)1次抗体反応:(2)で得られた切片を抗アネキシンA2抗体(CST Japan社製)の希釈液(希釈倍率1:200)中に浸漬し、1時間反応させた。
(4)洗浄:(3)で得られた切片を洗浄した。
(5)2次抗体反応:(4)で得られた切片を、西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)で標識した抗ウサギIgG抗体(Jackson ImmunoResearch社製)の希釈液(希釈倍率1:1000)中に浸漬し、1時間反応させた。
(6)洗浄:(5)で得られた切片を洗浄した。
(7)染色:(6)で得られた切片を、発色基質3,3’-ジアミノベンジジン(DAB、和光純薬工業社製)で発色させた後、ヘマトキシリンで染色した。
若齢ラットの染色した切片を図2に示す。
4種類の各ラットから採取したスキンブロッティング試料を、吸引式染色システムSNAPi.d.2(Merck Millipore社製)を用いて、以下の手順(1)~(6)に従って染色した。
(1)ブロッキング:採取したスキンブロッティング試料をブロッキング剤Blocking One(ナカライテスク社製)中に浸漬し、10分間ブロッキングした。
(2)1次抗体反応:(1)で得られた試料を抗アネキシンA2抗体(CST Japan社製)の希釈液(希釈倍率1:200)中に浸漬し、10分間反応させた。
(3)洗浄:(2)で得られた試料を洗浄した。
(4)2次抗体反応:(3)で得られた試料を、アルカリンホスファターゼ(AP)で標識した抗ウサギIgG抗体(Jackson ImmunoResearch社製)の希釈液(希釈倍率1:1000)中に浸漬し、10分間反応させた。
(5)洗浄:(4)で得られた試料を洗浄した。
(6)APの発光及び画像記録:(5)で得られた試料をALP化学発光基質Chemiluminescent AP Microwell/Membrane Substrate, Ultra Sensitive(SurModics社製)中に浸漬して30分間反応させた後、化学発光撮影装置LumiCube(Liponics社製)を用いて画像を記録した。
(7)発光強度測定:(6)で得られた画像について、画像解析ソフトウェアImage
J(NIH:米国国立衛生研究所)を用いて発光強度を測定した。
発光強度の測定結果を図3に示す
(1)試料採取
5週齢、9週齢、13週齢及び25週齢のラット(SD系,オス)をそれぞれ3匹ずつ準備した。各ラットに関し、背部を剃毛した後、同部位に紫外線(UV-B)を10分間照射した。紫外線照射の1日後にスキンブロッティング試料を採取し、直後にウェスタンブロッティング用の試料として同部位の皮膚及び皮下脂肪を解剖ばさみを用いて採取した。スキンブロッティング試料の採取及びウェスタンブロッティング用の試料の採取に関しては、以下に詳述する。
(2-1)スキンブロッティング試料の採取
1cm×1cmのサポート付ニトロセルロース膜(BioRad社製)に生理食塩水を1滴滴下し、背部皮膚に10分間貼付した後、背部皮膚から剥がした。剥がしたニトロセルロース膜を4℃で乾燥させて保存した。
各ラットから採取したスキンブロッティング試料を、吸引式染色システムSNAPi.d.2(Merck Millipore社製)を用いて、以下の手順に従って二重染色した。
(a)ブロッキング:採取したスキンブロッティング試料をブロッキング剤Blocking One(ナカライテスク社製)中に10分間浸漬した。
(b)Anxa2染色:
(b-1)1次抗体反応:(a)で得られた試料を、抗Anxa2抗体(CST社製)の希釈液(希釈倍率1:200)中に10分間浸漬した。
(b-2)洗浄:(b-1)で得られた試料を3回洗浄した。
(b-3)2次抗体反応:(b-2)で得られた試料を、西洋ワサビ・ペルオキシダーゼ(HRP)で標識した抗ヤギIgG抗体(Jackson ImmunoResearch社製)の希釈液(希釈倍率1:1000)中に10分間浸漬した。
(b-4)洗浄:(b-3)で得られた試料を6回洗浄した。
(b-5)HRPの発光及び記録:(b-4)で得られた試料をHRP化学発光基質Luminata Forte(Merck Miilipore社製)中に2分間浸漬して反応させた後、化学発光撮影装置LumiCube(Liponics社製)を用いて画像を記録した。
(c)HRPの発光シグナルの消去:(b)で得られた試料を2回洗浄した後、15%過酸化水素含リン酸緩衝生理食塩水に30分間浸漬し、HRPの発光シグナルを消去した。更に4回洗浄した後、TNF染色に用いた。
(d)TNFα染色:
(d-1)1次抗体反応:(a)で得られた試料を、抗TNFα抗体(CST社製)の希釈液(希釈倍率1:200)中に10分間浸漬した。
(d-2)洗浄:(d-1)で得られた試料を3回洗浄した。
(d-3)2次抗体反応:(d-2)で得られた試料を、アルカリフォスファターゼ(AP)で標識した抗ウサギIgG抗体(Jackson ImmunoResearch社製)の希釈液(希釈倍率1:1000)中に10分間浸漬した。
(d-4)洗浄:(d-3)で得られた試料を6回洗浄した。
(d-5)APの発光及び記録:(d-4)で得られた試料をAP化学発光基質Chemiluminescent AP Microwell/Membrane Substrate, Ultra Sensitive(SurModics社製)中に30分間浸漬して反応させた後、化学発光撮影装置LumiCube(Liponics社製)を用いて画像を記録した。
(e)発光強度測定及び補正:(b)及び(d)で得られた画像について、画像解析ソフトウェアImage J(NIH製)を用いてAnxa2及びTNFαの発光強度を測定した。TNFαの発光強度をAnxa2の発光強度で除して補正を行った。
(3-1)ウェスタンブロッティング試料の採取
スキンブロッティング試料を採取した直後に、同部位の全層皮膚組織(表皮、真皮及び皮下脂肪組織を含む)を解剖ばさみを用いて採取した。採取した組織はRIPAバッファー(ナカライテスク社製)に浸漬してタンパク質を抽出し、ラウリル硫酸ナトリウム(SDS)を添加して煮沸した。
10%アクリルアミドゲルを作製し、各サンプルを電気泳動にて分離した(200V,40分)。分離したタンパク質をドライブロッティングシステムiBlot(Invitrogen社製)を用いてPVDF膜に転写した(ウェスタンブロッティング試料)。ウェスタンブロッティング試料は2枚作製した。
吸引式染色システムSNAPi.d.2(Merck Millipore社製)を用いて、2枚のウェスタンブロッティング試料のうち1枚はTNFα染色に、もう1枚はアクチンβ(ACTβ)染色に用いた。染色の手順は以下の通りである。
(a)ブロッキング:ウェスタンブロッティング試料をブロッキング剤Blocking One(ナカライテスク社製)中に10分間浸漬した。
(b)1次抗体反応:(a)で得られた試料を、抗ACTβ抗体(CST社製)の希釈液(希釈倍率1:1000)又は抗TNFα抗体(CST社製)の希釈液(希釈倍率1:200)中に10分間浸漬した。
(c)洗浄:(b)で得られた試料を3回洗浄した。
(d)2次抗体反応:(c)で得られた試料を、いずれも西洋ワサビ・ペルオキシダーゼ(HRP)で標識した抗ウサギIgG抗体(Jackson ImmunoResearch社製)の希釈液(希釈倍率1:1000)中に10分間浸漬した。
(e)洗浄:(d)で得られた試料を6回洗浄した。
(f)HRPの発光及び記録:(e)で得られた試料をHRP化学発光基質Luminata Forte(Merck Miilipore社製)中に2分間浸漬して反応させた後、化学発光撮影装置LumiCube(Liponics社製)を用いて画像を記録した。
(f)で得られたTNFα染色及びACTβ染色画像について、画像解析ソフトウェアImage J(NIH製)を用いて、それぞれの特異的バンドの発光強度を測定した後、TNFαの発光強度をACTβの発光強度で除して補正した。
Claims (22)
- 疾患マーカー及び参照マーカーを用いて対象の疾患の診断を補助する方法であって、
前記方法が、以下の工程:
(a)前記疾患マーカー及び前記参照マーカーとの間で静電相互作用に基づく引力を生じ得るシートを準備する工程;
(b)前記シートを前記対象の皮膚表面に貼付した後、前記皮膚表面から剥離する工程;
(c)前記シートに付着した前記疾患マーカー及び前記参照マーカーの量を測定する工程;及び
(d)工程(c)で測定された前記疾患マーカーの量を工程(c)で測定された前記参照マーカーの量で補正して得られた値に基づいて、前記対象の疾患に関する情報を取得する工程
を含んでなり、
前記参照マーカーがアネキシンA2である、前記方法。 - 疾患マーカー及び参照マーカーを用いて対象の疾患の診断を補助するために、前記対象から前記疾患マーカー及び前記参照マーカーを採取する方法であって、
前記方法が、以下の工程:
(a)前記疾患マーカー及び前記参照マーカーとの間で静電相互作用に基づく引力を生じ得るシートを準備する工程;及び
(b)前記シートを前記対象の皮膚表面に貼付した後、前記皮膚表面から剥離する工程
を含んでなり、
前記参照マーカーがアネキシンA2である、前記方法。 - 前記疾患マーカーが、サイトカイン、酵素、細胞外基質タンパク質、血漿タンパク質、熱ショックタンパク質及び受容体タンパク質からなる群より選択されるタンパク質、又は、オスモライトである、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記疾患マーカーが、TNFα、IL1α、NGFβ、VEGF-C、TGFβ1、BMP1、PAI1、MMP2、クレアチンキナーゼ、クレアチンホスホキナーゼ、COL4、フィブロネクチン、アルブミン、HSP90α及びNOTCH1からなる群より選択されるタンパク質、又は、タウリンである、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記シートがその表面に極性官能基を有する、請求項1~4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記極性官能基がニトロ基である、請求項5に記載の方法。
- 前記シートがニトロセルロース膜である、請求項6に記載の方法。
- 前記ニトロセルロース膜のニトロ化率が30%以上である、請求項7に記載の方法。
- 前記極性官能基がカチオン性官能基である、請求項5に記載の方法。
- 前記極性官能基がアニオン性官能基である、請求項5に記載の方法。
- 工程(b)において、前記シート及び前記皮膚表面の一方又は両方を水性媒体で濡らした後、前記シートを前記皮膚表面に貼付する、請求項1~10のいずれか一項に記載の方法。
- 疾患マーカー及び参照マーカーを用いて対象の疾患の診断を補助するためのキットであって、
前記キットが、
前記疾患マーカー及び前記参照マーカーとの間で静電相互作用に基づく引力を生じ得るシートを含んでなり、
前記参照マーカーがアネキシンA2である、前記キット。 - 疾患マーカー及び参照マーカーを用いて対象の疾患の診断を補助するために、前記対象から前記疾患マーカー及び前記参照マーカーを採取するためのキットであって、
前記キットが、
前記疾患マーカー及び前記参照マーカーとの間で静電相互作用に基づく引力を生じ得るシートを含んでなり、
前記参照マーカーがアネキシンA2である、前記キット。 - 前記疾患マーカーが、サイトカイン、酵素、細胞外基質タンパク質、血漿タンパク質、熱ショックタンパク質及び受容体タンパク質からなる群より選択されるタンパク質、又は、オスモライトである、請求項12又は13に記載のキット。
- 前記疾患マーカーが、TNFα、IL1α、NGFβ、VEGF-C、TGFβ1、BMP1、PAI1、MMP2、クレアチンキナーゼ、クレアチンホスホキナーゼ、COL4、フィブロネクチン、アルブミン、HSP90α及びNOTCH1からなる群より選択されるタンパク質、又は、タウリンである、請求項12~14のいずれか一項に記載のキット。
- 前記シートがその表面に極性官能基を有する、請求項12~15のいずれか一項に記載のキット。
- 前記極性官能基がニトロ基である、請求項16に記載のキット。
- 前記シートがニトロセルロース膜である、請求項17に記載のキット。
- 前記ニトロセルロース膜のニトロ化率が30%以上である、請求項18に記載のキット。
- 前記極性官能基がカチオン性官能基である、請求項16に記載のキット。
- 前記極性官能基がアニオン性官能基である、請求項16に記載のキット。
- 前記疾患マーカーを検出するための第1の試薬及び前記参照マーカーを検出するための第2の試薬をさらに含んでなる、請求項12~21のいずれか一項に記載のキット。
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