JP7842447B2 - 生体組織染色試薬、生体組織染色キット及び生体組織染色方法 - Google Patents
生体組織染色試薬、生体組織染色キット及び生体組織染色方法Info
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Description
抗体による免疫染色の対象である生体組織中の抗原におけるエピトープの第1のアミノ酸配列と少なくとも4個のアミノ酸が一致する第2のアミノ酸配列を有し、競合して前記抗体に結合するペプチドを含む。
前記第1のアミノ酸配列と5個以上のアミノ酸が一致する、
こととしてもよい。
上記本発明の第1の観点に係る生体組織染色試薬と、
前記抗体と、
を備える。
上記本発明の第1の観点に係る生体組織染色試薬及び前記抗体に、前記生体組織を暴露する暴露ステップを含む。
抗NeuN抗体(クローン名A60)のエピトープを決定するために次のようにDECODE法を実施した。抗体の抗原認識は、約5アミノ酸と言われており、直鎖のアミノ酸配列の場合、10アミノ酸程度に収まることが多いため、12アミノ酸がランダム化されるように、テンプレートDNAライブラリを作成した。なお、コドンをNNK(G/T)とランダム化し、DNAテンプレートではランダムシーケンス中に終止コドンがUAG(Amber)のみとなるよう設計した。セレクションの1ラウンド目におけるライブラリサイズが1.5×1013となるよう、500μLスケールのPCR mixture中に、0.05μMのテンプレートDNAライブラリが含まれるよう調製した。テンプレートDNAの塩基配列は、CCTAATACGACTCACTATAGGGTTAACTTTAAGAAGGAGATATACATATG(NNK)nTGCGGCAGCGGCAGCGGCAGCTACTTTGATCCGCCGACCで、n=12とした。なお、NはA、T、G及びCのいずれかであって、KはT又はGである。n=1でKがTの場合のテンプレートDNAの塩基配列を配列番号1に示す。
表1に示す500μLスケールのPCR mixtureを調製し、テンプレートDNAライブラリを増幅させた。調製したPCR mixtureをサーマルサイクラーにて95℃で3分間インキュベートした後、95℃(10秒間)、58℃(10秒間)、75℃(30秒間)の温度変化を4サイクル繰り返すことでテンプレートDNAを増幅した。なお、フォワードプライマー(P1)の塩基配列は、CCTAATACGACTCACTATAGGGTTAACTTTAAGAAGGAGATATACATATG(配列番号2)である。リバースプライマー(P2(抗原)OMe)の塩基配列は、ggTCGGCGGATCAAAGTAG(配列番号3)である。
500μLのTranscription mixture用バッファーと500μLのテンプレートDNAとを混合し、1000μLスケールのTranscription mixtureを調製し、増幅したDNAライブラリを50mU/uL T7 RNAポリメラーゼ(5μL)で転写した。Transcription mixture用バッファー(TC mix)の組成は、終濃度40mM HEPES-KOH(pH7.6)、20mM MgCl2、2mM Spermidine、5mM DTT、2.5mM NTPsである。Transcription mixtureを37℃で40分間、転写反応させた後、72℃で5分間放置し、T7 RNAポリメラーゼを失活させた。得られた転写産物を7M 尿素を含む10%アクリルアミドゲルで電気泳動(180V、40分間)し、mRNAライブラリが産生されたことを確認した。
Pu-DNA連結mRNAライブラリを無細胞翻訳系(PURE system)により翻訳し、ペプチドライブラリを獲得した。2.4μLの0.6μM ligated sample、0.5μLのSolution B、6μLのSolution A及び3μLのStock bufferを加えて11.9μLのPURE mixtureを調製した。PURE mixtureを37℃で1時間反応させた。
抗体はprotein G磁気ビーズに固定化させた。ビーズは使用前に500μLのwash buffer(50mM Tris-HCl、pH8.0、500mM NaCl、1% Triton及び0.01% Tween20(商標))で洗浄した。ビーズ 2.5μLに対して、抗体を1μL加え、30分間振とうしてビーズと抗体とを結合させた。
抗体固定化ビーズに対して、翻訳後産物11.9μLとbinding buffer(50mM Tris-HCl、pH8.0及び10mM EDTA)25μLを加え、30分間振とうして、ペプチドライブラリを抗体固定化ビーズに結合させた(ポジティブセレクション)。上清を除いてビーズを回収し、wash bufferで10回洗って抗体に特異的に結合するペプチドライブラリを得た。
protein G磁気ビーズ上に存在するmRNAをProto ScriptII RTaseにより逆転写しcDNAとした。最終的に44.5μLスケールの逆転写反応となるように、ビーズに対し、40μLのRT mix、4.25μLのRT(-)(50mM tris-HCl(pH8.0)及び75mM KCl)及び0.25μLのProtoScript IIを混合し、37℃で40分間、逆転写反応をさせた。RT mixは、0.2mM dNTPs、10mM DTT及び0.2μM RT-Primer(P2_ver2、GGTCGGCGGATCAAAGTAGCTGCCGCTGCCGCTGCCGCA(配列番号6))を含むProtoScript bufferである。
リン酸バッファー10μLにて、抗体を固定化した磁気ビーズを95℃で3分間保持し、ペプチドライブラリを抽出した。溶出後上清を回収し、20μLのultrapure waterでビーズを洗って、その上清をさらに回収した。
回収されたペプチドに連結したcDNAを、qPCRで定量し、次のラウンドにおけるPCR増幅の最適なサイクルを決定した。表7に示すqPCR mixtureを384ウェルの各ウェルに7μL分注し、0.5μLのcDNAを各ウェルに添加した。プレートを95℃で3分間インキュベートした後、95℃で1分間の後、95℃(10秒間)及び60℃(30秒間)の2ステップを40サイクル繰り返して反応させ、cDNAを増幅した。リバースプライマー(P2(抗原))の塩基配列はGGTCGGCGGATCAAAGTAGCTGCCGCTGCCGCTGCCGCA(配列番号7)である。
表8に示すPCR mixtureに増幅したテンプレートDNA20μLを添加し、Phusion DNA polymeraseによりcDNAライブラリを増幅させた。調整したPCR mixtureをサーマルサイクラーにおいて95℃で3分間インキュベートした後、95℃、58℃、75℃の温度変化をqPCRで決定したサイクル繰り返すことでテンプレートDNAを増幅した。1%アガロースゲルで泳動して増幅を確認することで、最適サイクル数(N)を決定した。決定したPCR条件で増幅したテンプレートDNAライブラリを1%アガロースゲルで泳動して確認した。十分な増幅を確認後、Agencourt AMPure(商標) XPで精製した。
10μLスケールのTranscription mixtureを調製し、増幅したDNAライブラリ0.1μMを50mU/uL T7 RNA polymeraseで転写した。Transcription mixtureには5mM NTPs、5μM DTT、20μM MgCl2を加えた。Transcription mixtureを37℃で1時間、転写反応させた後、75℃で5分間放置し、T7 RNA polymeraseを失活させた。
Transcription産物5μMに1mM ATPs、10μM Pu-DNA、10μM スプリントDNAを混合し、1×ligation buffer で8μLスケールのLigation mixtureを調製した。Ligation mixtureを95℃で1分間温めた後、一定勾配で15分間かけて25℃まで温度を下げ、mRNA、Pu-DNA及びSplit DNAをアニーリングした。T4 ligaseを加え、37℃で1時間反応させた。
NeuN抗原ペプチド又はNeuN変異ペプチド存在下での吸光度を図1に示す。NeuN抗原ペプチドは濃度依存的に抗NeuN抗体に結合して、抗NeuN抗体の抗原への結合を阻害することが示された。
エピトープペプチドによる阻害に影響するアミノ酸配列上の位置を検討した。C57BL/6JJclマウス(12週齢、オス)の脳破砕液を固定した後ブロッキングしたELISAプレートに、抗NeuN抗体(6.7nM)と500nMから1/5倍ずつ段階希釈したNeuN_WTペプチド又はアラニン置換ペプチドとを混合した液を入れた。NeuN_WTペプチドは、抗NeuN抗体が結合するエピトープのアミノ酸配列を含むNeuNのアミノ酸配列の一部である。NeuN_WTペプチドのアミノ酸配列を配列番号10に示す。NeuNに係るアラニン置換ペプチドとは、NeuN_WTペプチドのアミノ酸配列のいずれか1アミノ酸がアラニン又はグリシンに置換された、配列番号11~24にアミノ酸配列が示されるペプチドである。なお、NeuN_WTペプチド及びNeuNに係るアラニン置換ペプチドのN末端はいずれもビオチンで修飾されている。
NeuN_WTペプチド又はアラニン置換ペプチド存在下での吸光度を図2に示す。1個のアミノ酸置換を有するアラニン置換ペプチドでも濃度依存的に抗NeuN抗体に結合して、抗NeuN抗体の抗原への結合を阻害することが示された。
抗NeuN抗体に代えて抗TH抗体(クローン名EP1532Y)を上記のビーズに固定化して、上述のDECODE法を実行した。
TH抗原ペプチド又はTH変異ペプチド存在下での吸光度を図3に示す。TH抗原ペプチドは濃度依存的に抗TH抗体に結合して、抗TH抗体の抗原への結合を阻害することが示された。
エピトープペプチドによる阻害に影響するアミノ酸配列上の位置を検討した。GSTタグが付加されたTHを発現させた大腸菌の破砕液を固定した後ブロッキングしたELISAプレートに、抗TH抗体(5nM)と625nMから1/5倍ずつ段階希釈したTH_WTペプチド又はアラニン置換ペプチドとを混合した液を入れた。TH_WTペプチドは、抗TH抗体が結合するエピトープのアミノ酸配列を含むTHのアミノ酸配列の一部である。TH_WTペプチドのアミノ酸配列を配列番号27に示す。THに係るアラニン置換ペプチドとは、TH_WTペプチドのアミノ酸配列のいずれか1アミノ酸がアラニンに置換された、配列番号28~41にアミノ酸配列が示されるペプチドである。なお、TH_WTペプチド及びTHに係るアラニン置換ペプチドのN末端はいずれもビオチンで修飾されている。以降は、試験例2と同様に2次抗体及び基質を各ウェルに加え、吸光度(450nm)を測定した。
TH_WTペプチド又はアラニン置換ペプチド存在下での吸光度を図4に示す。1個のアミノ酸置換を有するアラニン置換ペプチドでも濃度依存的に抗TH抗体に結合して、抗TH抗体の抗原への結合を阻害することが示された。特定の位置のアミノ酸の置換によって、アラニン置換ペプチドの抗TH抗体への結合親和性が低下した。
CUBIC-L:
10質量% N-ブチルジエタノールアミン(東京化成工業社製 #B0725)
10質量% Triton X-100(ナカライテスク社製 #12967-45)
超純水
免疫染色バッファー:
10mM HEPES(ナカライテスク社製 #17514-15)
0.5M NaCl(ナカライテスク社製 #31319-45)
10質量% Triton X-100(ナカライテスク社製 #12967-45)
0.5% NaN3(和光純薬社製 #197-11091)
CUBIC-R:
45質量% アンチピリン(東京化成工業社製 #B1876)
30質量% ニコチンアミド(東京化成工業社製 #N0078)
1質量% N-ブチルジエタノールアミン(東京化成工業社製 #B0725)
超純水
B6Nマウス(8週齢、オス)を還流固定して脳を取り出し4%パラホルムアルデヒド(PFA) 10mLに24時間入れ保存した。その後、50% CUBIC-L 10mLに置換し、37℃で24時間、20rpmで前後に揺らした。100% CUBIC-L 10mLに置換し、37℃で48時間、20rpmで前後に揺らす操作を2回繰り返した。PBS 10mLに置換し、37℃で2時間、20rpmで前後に揺らす操作を3回繰り返した。免疫染色バッファー 15mLに置換し、37℃で1.5時間、20rpmで前後に揺らした。2×免疫染色バッファー 30μL、抗NeuN抗体(クローン名A60) 7.5ng(50pmol)、Alexa 594 conjugated anti-mouse IgG1 Fab 7.5ng及び試験例1に係るNeuN抗原ペプチド又はNeuN変異ペプチド 50pmol、250pmol若しくは500pmolを混合し水を加えて60μLにメスアップした後、37℃で1時間インキュベートした。その後、混合液に220μLの2×免疫染色バッファーと220μLの水とを加え混合し、免疫染色バッファーで液置換した脳を入れて37℃で5日間インキュベートした。10%tritonを含む0.1MPB 10mLに置換し、37℃で30分間、20rpmで前後に揺らす操作を2回繰り返した。さらに0.1MPB 10mLに置換し、37℃で1時間、20rpmで前後に揺らす操作した。その後、1%ホルムアルデヒドを含む0.1MPB 10mLに置換し、25℃で24時間、20rpmで前後に揺らした。さらに、0.1MPB 10mLに置換し、25℃で2時間、20rpmで前後に揺らした。50% CUBIC-R 10mLに置換し、37℃で24時間、20rpmで前後に揺らした。さらに、100% CUBIC-R 10mLに置換し、37℃で48時間、20rpmで前後に揺らし、2%アガロースを含むCUBIC-Rで作成したゲルに包埋し、ライトシート顕微鏡で観察した。
ライトシート顕微鏡で撮像した脳の画像を図5に示す。左端の図に示すA-Bの領域を各画像で選択し、輝度値をAからの距離に対してプロットしたところ、図6に示すように、NeuN抗原ペプチド非存在下では抗NeuN抗体が脳、特に小脳の外側付近に集積しているのに対し、NeuN抗原ペプチド存在下ではNeuN抗原ペプチドの濃度依存的に外側付近での集積が緩和され、脳の内側に抗NeuN抗体が浸透していた。一方、図7に示すように、NeuN変異ペプチドの場合は、NeuN変異ペプチド存在下でも、脳の外側付近における抗NeuN抗体の集積が緩和されなかった。
抗体として抗TH抗体(クローン名EP1532Y) 5ng(33pmol)を使用し、Alexa 594 conjugated anti-mouse IgG1 Fabの使用量を5ngとし、NeuN抗原ペプチドを試験例3に係るTH抗原ペプチドとした点を除いて実施例1と同様の操作を行った。なお、TH抗原ペプチドの使用量は、33pmol、330pmol又は3300pmolとした。
ライトシート顕微鏡で撮像した脳の画像を図8に示す。左端の図に示すA-B及びC-Dの領域を各画像で選択し、輝度値をA又はCからの距離に対してプロットした図をそれぞれ図9及び図10に示す。図9及び図10に示されたように、TH抗原ペプチド存在下では、抗TH抗体の脳の外側付近への集積がTH抗原ペプチドの濃度依存的に緩和され、脳の内側に抗TH抗体が浸透していた。
Claims (4)
- 抗体による免疫染色の対象である生体組織中の抗原におけるエピトープの第1のアミノ酸配列と少なくとも4個のアミノ酸が一致する第2のアミノ酸配列を有し、競合して前記抗体に結合するペプチドを含む、
生体組織染色試薬。 - 前記第2のアミノ酸配列は、
前記第1のアミノ酸配列と5個以上のアミノ酸が一致する、
請求項1に記載の生体組織染色試薬。 - 請求項1又は2に記載の生体組織染色試薬と、
前記抗体と、
を備える、生体組織染色キット。 - 請求項1又は2に記載の生体組織染色試薬及び前記抗体に、前記生体組織を暴露する暴露ステップを含む、
生体組織染色方法。
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| JP2022051118A JP7842447B2 (ja) | 2022-03-28 | 2022-03-28 | 生体組織染色試薬、生体組織染色キット及び生体組織染色方法 |
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| JP2022051118A JP7842447B2 (ja) | 2022-03-28 | 2022-03-28 | 生体組織染色試薬、生体組織染色キット及び生体組織染色方法 |
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| WO2021039716A1 (ja) | 2019-08-30 | 2021-03-04 | 株式会社CUBICStars | 生体組織染色試薬、生体組織染色キット及び生体組織染色方法 |
| JP2021145604A (ja) | 2020-03-19 | 2021-09-27 | 株式会社CUBICStars | タンパク質結合部位情報取得装置、タンパク質結合部位情報取得装置の作動方法及びプログラム |
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