JPH07191037A - 被検物質の癌原性を検出する方法 - Google Patents

被検物質の癌原性を検出する方法

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JPH07191037A
JPH07191037A JP34706293A JP34706293A JPH07191037A JP H07191037 A JPH07191037 A JP H07191037A JP 34706293 A JP34706293 A JP 34706293A JP 34706293 A JP34706293 A JP 34706293A JP H07191037 A JPH07191037 A JP H07191037A
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pcna
cells
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cell
antibody
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Katsutoshi Sugimoto
勝俊 杉本
Ayumi Nagahara
歩 長原
Mamoru Kikuchi
護 菊地
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 エームステスト等の従来の被検物質の癌原性
を検出する方法では陰性と判定されてしまう癌原性を有
する物質を、特別の設備を用いずに、熟練を要すること
なく短期間に、しかも精度良く陽性として検出できる方
法を提供すること。 【構成】 被検物質を投与し一定期間経過後取出した動
物臓器細胞にPCNAモノクローナル抗体を反応させ、
該反応細胞に発色試薬を作用させ、発色された細胞の割
合から該被検物質の癌原性を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は被検物質の癌原性を検出
する方法、詳しくは被検物質を投与し一定期間経過後取
出した動物臓器細胞にPCNAモノクローナル抗体を反
応させ、該反応細胞に発色試薬を作用させ、発色された
細胞の割合から該被検物質の癌原性を検出する方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、被検物質が発癌性(以下癌原性と
いう)を有するか、否かについて調べるにはラット、マ
ウス等の小型動物が用いられている。そして被検物質の
癌原性の評価には数年もの年月と費用が嵩む欠点を有す
る。
【0003】短期間で簡便に被検物質の癌原性を検出す
る方法として、微生物を用いる復帰突然変異試験(Am
es試験)が開発された(Ames,B.N.,et
al(1973)Proc.Natl.Acad.Sc
i.USA,70,2281)。本試験により既知癌原
性物質の約90%が検出された(Mc Cann,
J.,et al(1975)Proc.Natl.A
cad.Sci.USA,72,5153)。しかしな
がら、近年になりその検出率は50%程度であることが
報告されている(Zeiger,E.,et al(1
990) Environ.Mol.Mutagen.
16 Suppl(18),1)。この原因として、A
mes試験では含ハロゲン有機化合物類、ペルオキシゾ
ーム増殖物質などの弱い癌原性物質が陽性として検出で
きないことなどがあげられている(宇野ら (199
2)環境変異原研究14,75)。
【0004】この問題を解決すべく、Ames試験陰性
の癌原性物質検出法としてラット肝臓を用いたRDS試
験(Uno,Y.,et al(1992)Toxic
ology Letters,63,191)が開発さ
れた。本試験はラットに被検物質を投与し、その後ラッ
ト肝細胞をコラゲナーゼにより分散させ、放射性アイソ
トープで標識されたチミジンを含有する培地で細胞を培
養し、増殖期の細胞のS(DNA合成)期にあたる細胞
にチミジンを取込ませ、その放射性アイソトープで標識
されたチミジンを測定することにより、核内にアイソト
ープを取込んだ細胞の割合から被検物質の癌原性を検出
する方法である。この試験によりAmes試験陰性癌原
性物質が80%もの高率で検出可能となった。しかし、
この方法はラジオアイソト−プを使用する点において、
設備費用が嵩み、また操作性が悪く、検出に長時間(約
1週間)を要する等の点で問題を有する。
【0005】一方、増殖期の細胞に発現する蛋白PCN
A(proliferatingcell nucle
ar antigen DNAポリメラーゼのδコンポ
ーネントで分子量が36KDa)が発見され(Miya
chi,K.,et al(1978)J.Immu
n.121,2228)、そしてラットPCNAに関す
るDNA配列がMatsumotoらにより同定された
(Matsumoto,K.,et al(1987)
EMBO J.6,637〜642)。また、1990
年WaseemらによりPCNAに対するモノクローナ
ル抗体がつくられた(Waseem,N.H.,et
al(1990)Journal of Cell S
cience 96,121)。そして、この抗体を用
いてG1〜S期に当たる増殖細胞の検定が可能となり、
手術後の臓器標本の悪性度の判定や予後の経過の判定に
利用されるようになった。即ち、この抗体を用いて、臓
器の一部を切り出し得られた細胞が、激しく増殖してい
るかどうかについて調べたり、そして予後の経過をたど
る患者から、臓器の一部を取出し、増殖の状態が正常で
あるかどうかを調べることが行なわれていた。しかし、
このPCNAモノクロ−ナル抗体を用いて、被検物質の
癌原性を検定する方法は知られていない。前記のように
手術後の臓器標本の増殖細胞の状態から悪性度を判定す
ることと、被検物質の癌原性の有無を調べることとは異
なる。従来、被検物質の癌原性を検定する優れた方法と
して知られるラット肝臓を用いたRDS試験では、前述
したようにラットに被検物質を投与し、その後ラット肝
細胞をコラゲナーゼにより個々に分離、分散させ、以下
必要な操作を行うものであるが、細胞を個々に分離、分
散させた後に増殖細胞の検定を行う場合と、臓器から組
織の一部を取出しこれに必要な操作を行い多くの細胞が
密に接触している状態において増殖細胞の検定を行う場
合とでは、増殖細胞の調製手段及び環境が異なることか
ら、こような被検定物質の癌原性を検定するRDS試験
法が知られていても、このことからPCNAモノクロ−
ナル抗体を利用し本発明を想到することは容易でない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】チミジンを利用してラ
ット肝細胞のRDSを測定し発癌物質を検出する方法で
は、予めチミジンを細胞に取込ませる必要がある。そし
てコラゲナーゼを用いた肝細胞分散法では分散した肝細
胞を培養する必要があり、なおかつ操作に熟練を要し、
しかもラジオアイソトープを用いるのでアイソトープの
設備が必須であった。本発明の目的は簡便な操作で実施
でき、再現性のよい発癌物質の検出方法を提供すること
にある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を解決
すべく種々検討を重ねた結果完成されたものであって、
即ち、被検物質を投与し一定期間経過後取出した動物肝
臓組織切片に対して、PCNAモノクローナル抗体を抗
原抗体反応させ、その後該反応細胞に発色試薬を作用さ
せて染色し、全肝実質細胞に対する発色されたPCNA
陽性細胞の割合から該被検物質の癌原性を検出できるこ
とを知り、この知見に基ずいて本発明を完成した。即
ち、本発明は、被検物質を投与し一定期間経過後取出し
た動物臓器細胞にPCNAモノクローナル抗体を反応さ
せ、該反応細胞に発色試薬を作用させ、発色された細胞
の割合から該被検物質の癌原性を検出する方法である。
【0008】以下本発明を詳細に説明する。PCNAモ
ノクローナル抗体は増殖期にある肝細胞のPCNA陽性
細胞(核にPCNAが存在する細胞)と特異的に反応す
る。PCNAは、G0(静止期)、G1(間期)、S
(DNA合成期)、G2(間期)そしてM(分裂期)か
らなる一連の細胞周期の該G1〜Sの核に存在するの
で、本発明でいうPCNA陽性細胞とはG1-S期にある
細胞のことである。
【0009】肝細胞とPCNAモノクローナル抗体との
反応は例えばマウスやラットの肝臓を摘出、固定、パラ
フィン埋入、切片作製、脱パラフィン、親水化した後、
PCNAモノクローナル抗体に酵素を標識させた酵素標
識抗体と反応させ、その後、未反応の酵素標識抗体を除
去することによって実施される。
【0010】ここで使用されるPCNAモノクローナル
抗体はこの抗体を含むマウス腹水またはこの抗体を産生
する細胞株をインビトロで培養した培養上清をプロテイ
ンAセファロース等によりIgG画分を分離精製して得
られたものなどが挙げられる。
【0011】PCNAモノクローナル抗体に酵素を標識
するには、他のモノクローナル抗体に酵素を標識する場
合の公知の手法に従えばよい。その際利用する酵素とし
てはペルオキシダーゼ、アルカリホスファターゼ等があ
る。
【0012】肝細胞と酵素標識抗体の反応後、未反応抗
体を除去し発色剤を用いPCNA陽性細胞を検出する。
発色剤にはDAB(ジアミノベンジジン)、AEC(ア
ミノエチルカルバゾ−ル)等が利用される。
【0013】酵素標識抗体と発色剤により染色されたP
CNA陽性細胞を検出し、全肝実質細胞に対するPCN
A陽性細胞の割合(被検物質により値は変動するが、殆
どは陰性対照の2倍以上で且つ、2.5%を越えるもの
が、癌原性を有すると評価することができる)を求める
ことによって被検物質の発癌性を検出することができ
る。
【0014】
【発明の効果】本発明は、最も一般的に行われている検
出法である、エームステストでは陰性と判定されてしま
う発癌物質を短期間の試験で陽性として検出できる。本
発明の発癌物質検出法は検出がラジオアイソトープを用
いたオートラジオグラフィーではなく、抗体、酵素を用
いた染色のた特別の設備を必要とせず、検出時間も大幅
に短縮される(数時間)。従来法は、肝臓をコラゲナー
ゼにより分散させ、得られた細胞を培養するため熟練を
要するが、本発明は、肝臓をメタノール等で固定するだ
けなので熟練を要する操作が必要でない。本発明は増殖
中の細胞の内S期にある細胞のみを検出するのではな
く、G1、S期にある細胞を検出できる。本発明は細胞
の増殖のみならず肝組織の形態変化も同時に観察でき、
被検物質の肝臓に対する傷害性を検知するのにも好適で
ある。
【0015】以下実施例を示して本発明をより具体的に
説明する。
【実施例1】 (Ames試験陰性の既知癌原性物質の検出)
【0016】(1)PCNAモノクローナル抗体の作
製、精製、酵素標識 a)PCNAモノクローナル抗体はJournal o
f Cell Science 96,121(199
0)記載の方法に準じて作製した。
【0017】a−1;PCNA-プロテインA融合蛋白
の調製 PCNAを大量に精製するため、以下に記載の方法によ
り、免疫グロブリンG(IgG)と特異的に結合するプ
ロテインA(黄色ブドウ球菌細胞壁成分の蛋白)と、P
CNAとを融合した蛋白を調製した。まずプロテインA
融合蛋白作製用プラスミドpR1T2T(ファルマシア
社製、Nilsson,B.,et al(1985)
EMBO J.4,1075,、Zabeau,M.a
nd Stankley,K.K.(1985)EMB
O J.4,1075,、Zabeau,M.and
Stankley,K.K.(1982)EMBO
J.1,1217及び公表特許公報昭59−50169
3参照)に準じて、ラットPCNAに関するDNA(M
atsum oto,K.,et al(1987)EM
BO J.6,637)を遺伝子工学的手法によって組
込み、得られたプラスミドを大腸菌に導入した。この大
腸菌を培養し、遠心操作(7,000rpm)によって
集菌し生理的リン酸緩衝液(PBS)にて再懸濁し、こ
れをリゾチームや超音波処理により溶菌する。再び遠心
(30,000rpm)し上清をヒトIgG−Seph
aroseカラムに通すことによりPCNA-プロテイ
ンA融合蛋白を調製した。
【0018】a−2;PCNAモノクロ−ナル抗体の調
製 上記a−1で調製したPCNA-プロテインA融合蛋白
をフロイントの完全アジュバント(抗原に対する免疫応
答を修飾、即ちこの場合、強化する目的で用いられる)
などを用いマウスに腹腔内投与により免疫を施した。血
清中の抗体価を測定し、抗体価の上昇を確認後マウスか
ら脾臓を摘出し、脾臓リンパ球を得た。一方、ミエロー
マ Sp−2/0−Ag14細胞を用意し、これと上記
脾臓リンパ球をPEG(ポリエチレングリコ−ル)を用
い細胞融合させた。得られた融合細胞をHAT培地(H
ypoxantin Aminopterin Thy
midineを含む動物細胞用液体栄養培地)にて培養
し、培養上清を採取して、その抗体価を測定し、PCN
Aモノクローナル抗体を産生する細胞株を得た。
【0019】b)PCNAモノクローナル抗体の製造及
び酵素標識 前記a)で得られたPCNAモノクローナル抗体を産生
する細胞株を10%ウシ胎児血清(FCS)を含む培養
液(RPMI1640)にて培養し、その培養上清を採取
し抗体の精製材料とした。もう一方の方法としてヌード
マウスに1匹あたり1×106〜1×108個の前記a)
で得られたモノクローナル抗体産生細胞株を腹腔内投与
し、モノクローナル抗体を含む腹水を得、精製抗体の材
料とした。次いで、上記で得られた精製抗体の材料は、
ピアス社Immuno Pure(A/G)IgG P
urification Kit)を用いて精製した。
【0020】また、上記で得られた精製PCNAモノク
ローナル抗体の酵素標識を行なった。即ち、上記PCN
Aモノクローナル抗体にピアス社製酵素標識キット「I
mmuno Pure Activated Pero
xidase Kit」を反応させ酵素標識PCNAモ
ノクローナル抗体を得た。酵素標識PCNA抗体は、上
記の如き調製法により得たのもを用いるか、または市販
品(EPOS Anti−Proliferating
Cell Nuclear Antigen/HRP
ダコ社)などを用いることもできる。
【0021】2)ラット肝臓組織切片標本の作製 被検物質(エームス試験陰性で動物試験では発癌性を示
した物質ならび、両試験でそれぞれ陰性を示す対照物質
コ−ンオイル)をラットにMTD(最大耐量;被検物質
を動物に投与したときに、1匹の動物も死なない投与量
を示す)、1/2MTD、1/4MTDの用量で強制経
口投与し、24時間、39時間、48時間後にラット肝
臓を摘出し、100%メタノールにて固定し、パラフィ
ン埋入組織ミクロトーム切片法により3〜5μmの切片
を作製した。パラフィン埋入組織はキシレン中で清浄に
し、エタノールの段階稀釈により親水化し、組織にスキ
ムミルク液等のブロッキング液を数10分作用させ、そ
の後ブロッキング液で稀釈した酵素標識PCNAモノク
ローナル抗体を約60分作用させた。これをトリス緩衝
液(TBS pH7.6)で洗浄後、発色基質(DAB
Peroxidase Substrate Kit
ベクター社)を加え肝細胞の核を染色し、水洗後ヘマ
トキシリン液に5〜10分浸しその後十分に水洗するこ
とで全ての肝細胞の核を染色した。乾燥後カバーグラス
をかけ、バルサムにて封入し標本を得た。
【0022】3)癌原性の有無の評価 上記2)によって作製されたラット肝臓組織切片標本に
おいて、顕微鏡を用いて肝実質細胞を1,000個数
え、PCNA陽性細胞の割合が全肝実質細胞に対し、い
ずれかの投与量または経過時間で最大値が陰性対照の値
の2倍以上であって且つ2.5%を越えた場合、被検物
質は癌原性を有する、すなわち陽性と評価した。
【0023】
【表1】
【0024】表1の結果より、被検物質の動物への投与
量がMTD及び1/2MTDにおいて、作用時間39時
間で癌原性の検出が可能であることが判る。また、本発
明の被検物質の癌原性の検出法は、従来のエームステス
トでは陰性と判定されてしまう癌原性物質を短期間の試
験で陽性として検出できる。また、検出には抗体、酵素
を用いた染色のため、ラジオアイソトープを用いたオー
トラジオグラフィー等の特別の設備を必要とせず、また
検出時間も大幅に短縮される(数時間)利点を有する。
また、ラット肝臓を用いたRDS試験法とは異なるた
め、肝臓をコラゲナーゼにより分散させ、得られた細胞
を培養するため熟練を要しない。また、肝臓をアルコ−
ル等で固定するだけなので熟練を要する操作が必要でな
い。本発明は細胞の増殖のみならず肝組織の形態変化も
同時に観察でき、被検物質の肝臓に対する傷害性を検知
するのにも好適である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // C12N 15/02 (C12P 21/08 C12R 1:91)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被検物質を投与し一定期間経過後取出し
    た動物臓器細胞にPCNAモノクローナル抗体を反応さ
    せ、該反応細胞に発色試薬を作用させ、発色された細胞
    の割合から該被検物質の癌原性を検出する方法。
JP34706293A 1993-12-27 1993-12-27 被検物質の癌原性を検出する方法 Pending JPH07191037A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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