JPS628053A - 細胞核dnaの損傷検出法 - Google Patents

細胞核dnaの損傷検出法

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JPS628053A
JPS628053A JP14568985A JP14568985A JPS628053A JP S628053 A JPS628053 A JP S628053A JP 14568985 A JP14568985 A JP 14568985A JP 14568985 A JP14568985 A JP 14568985A JP S628053 A JPS628053 A JP S628053A
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hydrolyzed
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Showa Denko KK
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、細胞核DNAの損傷を検出する方法に関し、
この方法は細胞核DNAが老化や癌化に伴なう質的な変
化を検知して癌細胞のスクリーニングや癌の病理診断に
用いたり、化学的発癌物質の確認試験に使用したりする
ことができる。
従来の技術 老化や癌化によって細胞核DNAが量的に変化すること
は周知の通りであり、その検出方法も、既に確立されて
いる。しかしながら、細胞核DNAは、前記した明確な
量的変化を起す前に、1)DNA塩基のアルキル化によ
る微小なひずみ、2)DNA塩基の水和や脱落による小
さいひずみ、3)分子量の大きい化学物質がDNAに共
有結合で働き(付加物)、DNA塩基配列の間に挿入さ
れる大きなひずみ、4)2つの塩基が結合してできた2
量体、2本の鏡開での、あるいはDNA鎮とタンパク質
との交叉結合によって生ずる一本の鎖に生じた切断およ
び5)二本の鎖の切断などの細胞DNAの損傷を来すこ
とが知られており、かかる細胞核DNAの損傷の検出方
法の開発が当然のことながら強く望ま、れており、種々
の方法が提案されている。そのような方法としては、例
えば細胞核DNAが損傷された場合に生物が自己の機能
として損傷部位を自然の作用で修復する過程で放射性同
位元素でラベルした物質を細胞核DNA中に取込ませて
こ、れを検出する方法や特定の抗原抗体反応を利用して
螢光物質を結合させた抗体を細胞核DNAの損傷部位に
結合させて検知する方法、更には、パパニコロウ染色法
として知られている方法によって細胞検体を2種類の色
素で染色し、その色調、濃淡或いは染色された細胞及び
核の大きさ等を顕微鏡にて肉眼観察して判別する方法な
どが知られている。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、前記した放射性同位元素でラベルした物
質を使用する方法や抗原抗体反応を利用する方法は、放
射性同位元素を利用するため特殊な設備が必要となった
り、特殊な抗体を利用するため検出法がコスト高になっ
たり、操作が繁雑になったり、或いはパパニコロウ染色
法では操作が繁雑である上にその判別に熟練を要すると
いう問題があり、しかもその処理量にも限度があるとい
った問題があった。本発明はかかる問題点を解決した細
胞核DNAの損傷検出法を提供することを目的とする。
問題点を解決するための手段及びその作用効果本発明に
従えば、細胞検体を比較的緩やかな加水分解条件下に酸
を用いて加水分解して検体中に含まれる損傷のあるDN
Aを選択的に加水分解せしめ、次いでアクリジン色素で
染色して得られる螢光を測定することによって前記問題
点を解決した細胞核DNAの損傷検出法が提供される。
本発明者らは以下の実施例において説明するように、D
NAの加水分解の動態はその存在様式、即ち、核蛋白と
の関係やDNA分子の傷害の有無等によって微妙に影響
されることを見出した。即ち、細胞核DNAを酸を用い
て加水分解した場合に、正常な細胞核DNAと損傷のあ
る細胞核DNAとで加水分解に対する挙動が異なり、適
当な条件を選べば損傷のある細胞核DNAを選択的に加
水分解してDNAの二重鎖を単鎖にすることができ、こ
れをアクリジン色素で染色することによって損傷DNA
と正常DNAを分離検出することに成功したのである。
本発明方法に従えば、細胞検体を液中に浮遊状態のまま
又は適当な方法でプレパラート上に付着せしめた塗床標
本状態で固定し、例えばリン酸緩衝液でリンスした後、
損傷DNAを選択的に加水分解するような緩やかな条件
下に酸を用いて加水分解する。かかる加水分解条件は当
秦者であれば予じめ予備実験によって容易に定めること
ができる。一般的に述べれば、例えば塩酸、硫酸、リン
酸、硝酸、過塩素酸などの酸を希薄状態で(例えば塩酸
の場合には1〜5N塩酸の使用が適当である)使用し、
温度40℃以下で5〜120分間、好ましくは20〜3
5℃で15〜30分間程度の範囲内で加水分解すること
により、損傷のある細胞核DNAを優先的に加水分解せ
しめる。
なお、検体中に存在するRNAは一般に酸による加水分
解速度が速いので損傷のあるDNAより一段と速く加水
分解されて次の染色検出工程を妨害しないが、場合によ
っては染色検出測定のノイズとなるので、加水分解前に
適当なRNA分解酵素(RNAase)を用いて処理し
、RNAを選択的に分解せしめるのが好ましい。
本発明に従えば、前記のようにして損傷のあるDNAが
優先的に加水分解された検体をアクリジンオレンジのよ
うなアクリジン色素を用いて螢光染色させ、得られた螢
光を測定することにより損傷DNAの検出をすることが
できる。このアクリジン色素を用いる細胞の染色測定は
既に知られており、アクリジン色素はDNAと強い結合
(インターカレイション結合)と弱い結合(スタック結
合)の二通りの様式で結′合して螢光発色する。即ち、
例えばDNAの二重鎖はアクリジンオレンジとインター
カレイション結合様式で結合して緑色螢光を発するのに
対し、DNAの単鎖はアクリジンオレンジとスタック結
合して赤色螢光を発するので、この螢光色の差を利用し
て正常な細胞核DNAと損傷細胞核DNAとを分別検出
することができるのである。
このように本発明に従えば、単に希酸を用いる緩やかな
加水分解と、既に細胞の染色測定法として確立されたア
クリジン色素を用いる簡単な染色測定を組合せることに
よって、損傷のある細胞核DNAを容易にかつ効果的に
判別することができる。
実施例 以下、実施例に従って本発明を更に具体的に説明するが
、本発明の技術的範囲をこれらの実施例に限定するもの
でないことはいうまでもない。
実施例1 生後4週と45週のラット小脳内顆粒細胞および大脳運
動ニューロンで各パラメータを比較して加令による細胞
核DNAの変化を以下のようにして求めた。
試験方法 a、塗抹標本あるいは浮遊細胞をエタノール:アセト7
−171  (V/V)で4℃、16時間固定する。
b、ダルベツコ(Dulbecco)のリン酸@衝液(
PBS)  (NaC18,OgSXCI O,2g、
 Na2HPO4: 7H202,16g及びKu2p
o、o、 2 gを蒸留水1.000−に熔かす)で4
℃、2回リンスする。− C,2N−HCIで30℃、0〜240分(適当な間隔
でサンプリングを行うが、予測されるピーク時間近くを
多くとるようにする)の加水分解を行う。
d、 0. I N HCI、0℃で反応をとめ、PB
Sで4℃、2回リンスする。
e、0.02%アゾカーミンG液(ヘキスト)100m
f2に0.1−の氷酢酸を加えた液25℃、3分間染色
し非特異的色素吸着も予防する。
f、pH6,5の77クバイン(Mcllvaine 
)緩衝液(Na2HP428.395g / lのA液
とクエン酸21.008g/lのB液を71:29に混
合)で4℃、3回リンスする。
g、アクリジンオレンジ(AO)を10gg/−の割に
前記緩衝液に熔かした液で、4℃で30分間染色する。
h、前記緩衝液を用いて4℃で3回リンスし、塗抹標本
は同じ緩衝液で封入して顕微螢光測光を行った。
t、AOの励起は顕微螢光測光で405 rvの紫色光
を用いて行なう。
j、加水分解のt−Qにおける値はpH7,0の0.2
Mトリス緩衝液(pH7,0,0,2M Tris−H
CIに等量の0.2 M NaC1を混合)に200〜
600ユニット/−の割にRN A aseを溶かした
液で37℃で60分間の処理を行ってからAO染色した
試料で求める。
k、加水分解の各時間で得られた値からt=Qでの値を
差引いて、加水分解時間tに対してプロットして加水分
解カーブを得る(2 N−HCl 、30℃の加水分解
では5分までにRNAは完全に溶出するため、t−Q以
外のRN A ase処理は不要で、赤色螢光は全て単
鎖DNAによるとみなせる)。
1、加水分解カーブからコンピューターを用いて次式に
従って細胞核DNAの質的特性を表わす各パラメータを
求める。
oK1 −に+tl−KxtI Y(t)=       (e  −e  )K2−K
Y(t):加水分解時間tにおける単鎖DNA(アブリ
ン酸)の量。
K1   :単鎖DNAの生成速度定数に2  :単鎖
DNAの崩壊速度定数 yo:t−0における単鎖DNAの存在量結果は表1に
示す通りであった。
表1 小    脳 4週令     455週 令     3.849     1.462y o 
   3.983     4.143K 12.06
7X LO1,455X 10−2に2   7.52
3X 10’   1.455X 10−’t p  
 76.88     66.67i p    1.
934     1.527(以下余白) 表 1(続) 大    脳 4週令     45週令 V    B、176     29.87y o  
 17.31     24.92K i ’   6
.477X 10   3.352X 10−2K 2
   4.867x 10   1.007X 1O−
2t p   43.21     51.28i p
   14.03     14.86tp:ピーク時
間 表1の結果から、小脳大脳とも加令とともにl/ K 
1が大きくなり神経細胞核クロマチンの濃縮が進み、K
2が大きくなってDNAの不安定性が増すとともに潜在
単鎖DNA量yoも増すことが分かる。
実施例2 細胞の種類が異なるとDNAの質的な違いがあると考え
られるので11週令のマウス肝細胞、好中球および小脳
内顆細胞について実施例1と同様にして調べた結果、表
2に示すように、肝細胞では多倍体化に伴ってクロマチ
ン濃縮が進み、DNAの不安定性が増すとともに潜在単
鎖DNA量が増加し、加令神経細胞でみられたと同じ<
 DNA損傷が進行していることが示された。また、形
態的特徴と一致して、好中球でクロマチン濃縮度が最も
大きくでており、内顆粒細胞のそれが肝2C細胞より大
きくでている事はこの方法の正確さを裏付けているとい
えよう、DNA損傷を示すもう一つのパラメターである
潜在単鎖DNA量yoは、8Cの多倍体肝細胞で格段に
大きく、好中球、内顆粒細胞では2C肝細胞に比して大
きくなっている。
(以下余白) 表2 に、   K2    )’0 肝細胞 (2C)  5.462x10′20.5041x10
  .2.254(1,00)(4C)  5.227
 x 10−20.4952x 10−”  4.92
9 (2,19)(8C)  3.287 x 10−
 0.6079x 10− 12.45  (5,52
)好中球   1.347 X 10−21.346 
X 10−24.728神経細胞  4.800 x 
10−”  1.285 x 10−’  3.815
に朧九走 対数増殖期のエーリッヒ(Ehrlich )腹水癌細
胞を用いて各パラメータが細胞周期によってどう変化す
るかを実施例1と同様にして調べたところ、表3に示す
ように、G1期に比べてクロマチン濃縮が進むG2 +
M期で濃縮度を表わすパラメータ1 / K tは大き
くなり、DNAの不安定性度に2も大きくなることが示
された。
表3 細胞周期 Q1G2 +M Y o  1.9608  1.3288K 12.4
03X 10   2.066X 10−’K 2  
 1.214X 10−   2.066X 10−”
t p  57.4 sin   4B、4 akin
I p  O,97652,3289 実施例4 はとんど全ての化学発癌物質はDNAに損傷を与えるこ
とが知られている。そこで、14週令マウスにマイトマ
イシンCを10〜50μg/gで静脈内関与し、3時間
後に肝細胞を塗抹して実施例1と司様にして試験したと
ころ、潜在単鎖DNA量yOと投与量との間に2相性の
用量依存性が認められた。
(以下余白) 実施例5 対数増殖期エーリソヒ腹水癌細1I8I(1×105c
ells /J)にX線を照射して直後に固定した試料
を用いて実施例1と同様にして試験したところ、潜在単
鎖D N A My oと照射線量の間に直線関係が成
立することが認められ、しかもこの直線の傾きはG1期
よりもG2+M期で大きく、X線により損傷されやすい
ことが確認された。
実施例6 肺癌患者の喀痰をプレパラート上に塗末し、次いでエタ
ノール:アセトン=1 : 1  (V/V)混合液を
用いて4℃で16時間固定した。これをPBSを用いて
25℃で10分間リンスした。次に、PBS中にてRN
 A aseを用いて、37℃で1時間処理し、RNA
を分解した。これをPBSを用いて25℃で10分間リ
ンスした後、2 N −HCIを用いて30℃で22分
間加水分解した。0.lN−HClを添加して反応を停
止し、更に、PBSを用いて25℃で10分間リンスし
た後アクリジンオレンジを濃度が30μg/−になるよ
うにPBSに溶解した液を用いて染色した。これを更に
PBSにて2〜3回リンスした後、PBSに封入し螢光
顕微鏡にて観察した。励起を405 nmのバイオレッ
ト光にて行ったところ、黄緑色に染色した正常細胞と、
赤色に染った癌細胞が確認できた。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、細胞検体を比較的緩やかな加水分解条件下に酸を用
    いて加水分解して検体中に含まれる損傷のあるDNAを
    選択的に加水分解せしめ、次いでこの加水分解生成物を
    アクリジン色素で染色して得られる螢光を測定すること
    を特徴とする細胞核DNAの損傷検出法。
JP14568985A 1985-07-04 1985-07-04 細胞核dnaの損傷検出法 Granted JPS628053A (ja)

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JPH054029B2 JPH054029B2 (ja) 1993-01-19

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5006460A (en) * 1988-05-26 1991-04-09 Pantox Corporation Method for measuring DNA damage in single cells
US5369002A (en) * 1992-04-01 1994-11-29 Maruzen Petrochemical Co., Ltd. Method of detecting injured nuclear DNA
JP2010530524A (ja) * 2007-06-13 2010-09-09 マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー 腫瘍増殖を阻害する方法および薬剤
JP2014516551A (ja) * 2011-06-02 2014-07-17 マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー メタカリオート(metakaryotic)幹細胞のdsRNA/DNAハイブリッドゲノム複製中間体
US9499851B2 (en) 2010-10-25 2016-11-22 Massachusetts Institute Of Technology Wound healing metakaryotic stem cells and methods of use thereof

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