KR20190097263A - 태아 세포 유래의 핵산의 취득 방법 - Google Patents

태아 세포 유래의 핵산의 취득 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에서는 a. 모체혈 시료 내로부터 취득된 획분이며 전체 혈구를 기준으로 해서 유핵 적혈구가 농축된 획분 A를 표지한다. b. 표지한 획분 A 내의 혈구를 적어도 셀 소팅에 의해 선별함으로써, 유핵 적혈구의 순도가 높아진 획분 B를 취득한다. 획분 B 내의 혈구를 1 세포 레벨에서 각각 분리함과 아울러, 분리된 혈구의 각각에 대해서, 독립적으로 핵산의 추출 처리를 실시함으로써, 1 세포 레벨에서 구별 가능한 핵산을 각각 함유하는 획분 C를 취득한다. d. 획분 C의 각각에 대해 분자 생물학적 해석을 실시함으로써, 획분 C의 군 중에서, 태아 유래의 핵산을 함유하는 획분 D를 선별한다.

Description

태아 세포 유래의 핵산의 취득 방법
본 발명은 모체혈 시료로부터 태아 세포 유래 염색체 DNA를 취득하는 방법에 관한 것이다.
비침습적 출생전 유전학적 검사(NIPT, Noninvasive prenatal genetic testing)를 실시하기 위해 태아 세포 유래 염색체 DNA를 높은 순도로 채취하는 방법의 개발이 계속되고 있다. 태아 세포 유래 염색체 DNA를 채취할 목적으로 모체혈 내의 태아 유래의 유핵 적혈구(NRBC, nucleated red blood cells)를 농축하는 방법이 시도되고 있다.
특허문헌 1 내지 3 및 12는 모체혈 시료 내의 유핵 적혈구를 농축하는 방법을 나타내고 있다. 특허문헌 1 내지 3 및 12에서는 밀도 구배 원심 분리법을 이용한다. 특허문헌 2에서는 추가로 마이크로 유로(流路) 칩을 이용한다. 특허문헌 3은 자장(磁場)을 이용한다.
특허문헌 1 : 일본 특허 제 5265815호 공보 특허문헌 2 : 일본 특허 제 5311356호 공보 특허문헌 3 : 일본 특허 공개 2009-511001호 공보 특허문헌 4 : 일본 특허 공개 2016-067268호 공보 특허문헌 5 : 일본 특허 제 4091123호 공보 특허문헌 6 : 일본 특표 제2007-530629호 공보 특허문헌 7 : 일본 특허 제 5857537호 공보 특허문헌 8 : 일본 특허 제 5308834호 공보 특허문헌 9 : 일본 특표 2015-515263호 공보 특허문헌 10 : 일본 특허 제 5642537호 공보 특허문헌 11 : 일본 특허 공개 2007-175684호 공보 특허문헌 12 : 일본 특표 평성06-509178호 공보 특허문헌 13 : 일본 특허 공개 2015-158489호 공보
비특허문헌 1 : 가미데 다이잔, 우메하라 나가요시, 사고 하루히코저, 「모체혈 내로부터의 태아 유핵 적혈구의 효율적 회수를 위한 새로운 시도」, 세이이카이, 지케이카이 의과 대학 잡지(Tokyo Jikeikai Medical Journal), 2015년, 130：11-7 비특허문헌 2 : Cold Spring Harb Perspect Med 2013;3:a011643 비특허문헌 3 : Macaulay I. C., Haerty W., Kumar P., Li Y. I., Hu T.X., et al.(2015) G&T-seq: parallel sequencing of single-cell genomes and transcriptomes. Nat Methods 12: 519-522
특허문헌 3의 단락 0164에 기재된 바와 같이, 모체혈 시료를 FACS로 해석한 경우, CD71(TFRC, Transferrin receptor protein 1) 및 CD235a(GPA, Glycophorin A) 양성의 유핵 세포 즉, 유핵 적혈구는 모체혈 유래의 단핵 세포의 0.15% 이하 밖에 채워지지 않는다. 모체혈 내의 유핵 세포는 주로 모체 유래의 백혈구로 채워져 있다.
상기 각 농축 방법에 의해 얻어진 유핵 적혈구의 획분(fraction) 내에 있어서도, 모체 유래의 백혈구가 더 지배적인 경우가 있다. 이 때문에, 이러한 획분으로부터 얻은 태아 세포 유래 염색체 DNA에는 모체 유래의 백혈구의 DNA가 혼입할 가능성이 있다. 또 모체혈 내에는 모체 유래의 유핵 적혈구도 포함된다. 이 때문에, 태아 세포 유래 염색체 DNA를 높은 순도로 얻는 것은 더 곤란하다.
특허문헌 4에서는, 슬라이드 글라스 상에서 혈구의 형태 관찰을 실시해서 유핵 적혈구 후보의 세포를 단리(單離)하는 방법을 나타내고 있다(단락 0069-0070). 이러한 방법에서는 밀도 구배 원심 분리법으로 농축한 유핵 적혈구를 슬라이드 글라스에 도포한 후, 혈구를 메이-김자(May-Giemsa) 염색하고 있다(단락 0066 내지 0068). 또한, 단리된 유핵 적혈구 후보의 혈구가 태아 유래인지 아닌지를 분자 생물학적 해석에 의해 확인하고 있다(단락 0079).
본 발명은 모체혈 시료로부터 태아 세포 유래 염색체 DNA를 취득하는 방법을 제공한다. 본 발명은 1 세포 레벨에서 단리된 태아 유래의 유핵 적혈구에 유래하는 염색체 DNA를 취득할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다
[P1] 태아 세포 유래 염색체 DNA를 취득하기 위한 방법으로서,
a. 모체혈 시료 내로부터 취득된 획분이며 전체 혈구를 기준으로 해서 유핵 적혈구가 농축된 획분 A를, 적혈구 및 핵산에 대해서 특이적으로 표지하고,
b. 표지한 상기 획분 A 내의 혈구를 적어도 셀 소팅(cell sorting)에 의해 선별함으로써, 유핵 적혈구의 순도가 높아진 획분 B를 취득하고,
c. 상기 획분 B 내의 혈구를 1 세포 레벨에서 각각 분리함과 아울러, 상기 분리된 혈구의 각각에 대해서, 독립적으로 염색체 DNA의 추출 처리를 실시함으로써, 1 세포 레벨에서 구별 가능한 염색체 DNA를 각각 함유하는 획분 C를 취득하고,
d. 상기 획분 C의 각각에 대해 분자 생물학적 해석을 실시함으로써, 상기 획분 C의 군 중에서, 태아 유래의 염색체 DNA를 함유하는 획분 D를 선별하는,
방법.
[P2] 상기 획분 A는, 모체혈 시료 내의 혈구로부터 무핵 적혈구의 적어도 일부가 제거되는 것인,
[P1]에 기재된 방법.
[P3] 상기 획분 A는, 모체혈 시료 내의 혈구를 적어도 그 밀도 및 크기 중 어느 하나에 따라 분획함으로써 취득된 것인,
[P2]에 기재된 방법.
[P4] 상기 c.에 있어서, 상기 획분 B 내의 각각의 혈구가 유핵 적혈구의 특징을 갖는지 아닌지와는 관계없이, 상기 획분 B 내의 혈구에 대한 1 세포 레벨에서의 분리를 무차별로 실시함과 아울러, 상기 염색체 DNA의 추출 처리를 무차별로 실시함으로써, 상기 획분 C를 취득하는 결과,
상기 획분 C가 무차별로 취득된 것이므로, 상기 획분 D에 함유되는 염색체 DNA가 유핵 적혈구에 유래인 것은, 상기 d.에 있어서 당해 염색체 DNA가 태아 유래인 것을 동정(同定)한 것에 기초하여 사후적으로 추정되는 것을 특징으로 하는,
[P3]에 기재된 방법.
[P5] 상기 c.에 있어서,
상기 획분 B를 한계 희석법으로 분획함으로써, 1 세포 레벨에서 분리된 혈구를 각각 갖는 획분 E를 취득함과 아울러,
상기 획분 E의 각각에 대해, 상기 염색체 DNA의 추출 처리를 실시함으로써 상기 획분 C를 취득하는,
[P4]에 기재된 방법.
[P6] 상기 획분 B로부터 무차별로 획분 F를 분취하고,
상기 획분 F를 촬상하고,
상기 획분 F에 1 세포 레벨에서 분리된 혈구가 포함되는 것을, 상기 획분 F의 상(像)을 이용해서 확인함으로써, 상기 획분 E로서 상기 획분 F가 취득되었는지 아닌지를 판정하는,
[P5]에 기재된 방법.
[P7] 상기 획분 A 내의 혈구에 대해서 조직학적인 가교 고정을 실시하지 않고, 상기 표지 및 상기 셀 소팅을 실시하는,
[P3] 내지 [P6] 중 어느 하나에 기재된 방법.
[P8] 상기 a.에 있어서 상기 표지를 형광 표지에 의해 실시하고,
상기 b.에 있어서, 셀 소터 내에 상기 획분 A를 포함하는 액체류를 만들고,
상기 액체류 내의 상기 표지된 혈구를 표적으로 해서, 상기 액체류와 교차하는 방향으로 펄스류를 발생시키고, 상기 표지된 혈구를 상기 펄스류에 실음으로써, 상기 표지된 혈구를 상기 액체류로부터 분리하고,
상기 분리한 혈구를 순차적으로 수집함으로써 상기 획분 B를 생성하는,
[P3] 내지 [P7] 중 어느 하나에 기재된 방법.
[P9] 상기 a.에 있어서, 상기 획분 A는, 적어도 모체혈 시료 내의 혈구를 밀도 또는 크기에 따라 분획해서 얻어진 획분으로부터, 추가로 면역 제거법에 의해 백혈구가 제거됨으로써 얻어진 획분인,
[P3] 내지 [P8] 중 어느 하나에 기재된 방법.
[P10] 상기 a.에 있어서, 상기 표지를 형광 표지에 의해 실시하고,
상기 b.에 있어서 형광 표지한 상기 획분 A 내의 혈구를 셀 소팅에 의해 선별함으로써, 유핵 적혈구의 순도가 높아진 획분 G를 취득하고,
상기 획분 G 내의 혈구를 평면 칩상에 전개함과 아울러, 상기 평면 칩상으로부터 분취함으로써, 유핵 적혈구의 순도가 더 높아진 상기 획분 B를 취득하고,
상기 c.에 있어서, 상기 획분 B 내의 혈구에 대한 1 세포 레벨에서의 분리를 무차별로 실시함과 아울러, 상기 염색체 DNA의 추출 처리를 무차별로 실시함으로써, 상기 획분 C를 취득하는 것과,
상기 획분 C가 무차별로 취득된 것이므로, 상기 획분 D에 함유되는 염색체 DNA가 유핵 적혈구에 유래하는 것은, 상기 d.에 있어서 당해 염색체 DNA가 태아 유래인 것을 동정한 것에 기초하여 사후적으로 추정되는 것을 특징으로 하는 방법인,
[P3]에 기재된 방법.
[P11] 상기 모체혈 시료를 혈구의 밀도 또는 크기에 따라 분획함으로써, 상기 획분 A를 취득하는 것을 포함하는,
[P3] 내지 [P10] 중 어느 하나에 기재된 방법.
[P12] 상기 모체혈 시료를 혈구 분리 칩으로 처리함으로써 상기 모체혈 시료를 혈구의 크기에 따라 분획하는,
[P11]에 기재된 방법.
[P13] 상기 혈구 분리 칩은 주 유로와, 상기 주 유로에 접속하는 제거 유로와, 상기 제거 유로보다 하류에서 상기 주 유로에 접속하는 회수 유로를 구비하고,
상기 주 유로에는 상기 모체혈 시료가 흐르고,
상기 제거 유로에 있어서 상기 모체혈 시료로부터 무핵 적혈구가 제거됨과 아울러, 상기 회수 유로에 있어서 상기 모체혈 시료로부터 유핵 적혈구가 회수됨으로써, 상기 회수 유로로부터 상기 획분 A가 취득되고,
상기 제거 유로의 내접 직경이 12 ㎛ 내지 19 ㎛이며,
상기 회수 유로의 내접 직경이 20 ㎛ 내지 30 ㎛인,
[P12]에 기재된 방법.
[P14] [P1] 내지 [P13] 중 어느 하나에 기재된 방법에 의해 얻은 상기 획분 D 내의 염색체 DNA를 마이크로 어레이 또는 배열 결정법에 의해 해석하고,
상기 해석의 결과로부터 비침습적 출생전 유전학적 검사에 있어서의 진단에 제공하는 데이터를 취득하는,
방법.
[R1] 태아 유래의 핵산을 취득하기 위한 방법으로서,
a. 모체혈 시료 내의 혈구를 그 밀도 및 크기 중 어느 하나 또는 양쪽 모두에 따라 분획함으로써 모체혈 시료 내로부터 취득된 획분이며 전체 혈구를 기준으로 해서 유핵 적혈구가 농축된 획분 A를, 백혈구 및 세포핵에 대해서 특이적으로 표지하고,
b. 표지한 상기 획분 A 내의 혈구를 적어도 셀 소팅에 의해 선별함으로써 모체 유래 및 태아 유래의 유핵 적혈구를 포함하는 획분 B를 취득하는 결과, 상기 백혈구에 대해서 특이적인 표지에 의해 표지된 혈구를 제외함과 아울러, 세포핵에 대해서 특이적인 표지에 의해 표지된 혈구를 회수하도록 선별을 실시하고,
c. 상기 획분 B 내의 혈구의 각각을 각 혈구가 유핵 적혈구인지 아닌지를 불문하고 1 세포 레벨에서 분리함과 아울러, 상기 1 세포 레벨에서 분리된 혈구의 각각에 대해 각 혈구가 유핵 적혈구인지 아닌지를 불문하고 핵산의 추출 처리를 실시함으로써 1 세포 레벨에서 구별 가능한 핵산을 각각 함유하는 획분 C를 취득하고,
d. 상기 획분 C의 각각에 대해 분자 생물학적 해석을 실시함으로써, 상기 획분 C의 군 중에서, 1 세포 레벨에서 구별 가능한 태아 유래의 핵산을 함유하는 획분 D를 선별하는,
방법.
[R2] 상기 c.에 있어서, 혈구가 유핵 적혈구에 유래하는지 아닌지를 불문하는 방법으로 상기 획분 C가 취득되었으므로, 상기 획분 D에 함유되는 핵산이 1 세포 레벨에서 분리된 유핵 적혈구에 유래하는 것은, 상기 d.에 있어서 당해 핵산이 태아 유래인 것을 동정한 것에 기초하여 사후적으로 추정되는 것을 특징으로 하는,
[R1]에 기재된 방법.
[R3] 상기 모체혈 시료는, 모체혈 그 자체, 또는 모체혈에 비해 전체 혈구 수를 기준으로 해서 유핵 적혈구가 농축되어 있지 않은 미농축 시료이며,
상기 획분 A는 상기 모체혈 시료 내의 혈구를 그 크기에 따라 분획함으로써 모체혈 시료 내로부터 취득된 획분인 것과 아울러, 모체혈 시료 내의 혈구로부터 무핵 적혈구의 적어도 일부가 제거되는 것인,
[R1] 또는 [R2]에 기재된 방법.
[R4] 상기 모체혈 시료를 혈구 분리 칩으로 처리함으로써 상기 모체혈 시료 내의 혈구를 그 크기에 따라 분획하고,
상기 혈구 분리 칩은 주 유로와, 상기 주 유로의 측방에 접속하는 부(副) 유로와, 상기 부 유로의 하류에 있어서 상기 부 유로와는 반대측의 상기 주 유로의 측방에 접속하는 제거 유로를 구비하는 마이크로 유로 구조를 가지며,
상기 주 유로에는 상기 모체혈 시료가 흐르고,
부 유로로부터 흘러 나오는 액이 상기 주 유로를 흐르는 혈구를, 상기 주 유로의 측방으로부터 상기 제거 유로를 향해 밀어 넣고,
상기 제거 유로에 있어서 상기 모체혈 시료로부터 무핵 적혈구가 제거됨과 아울러, 상기 주 유로에 있어서의 상기 제거 유로의 접속부의 하류에 있어서 상기 모체혈 시료로부터 유핵 적혈구가 회수됨으로써, 상기 획분 A가 취득되고,
상기 제거 유로의 내접 직경이 12 ㎛ 내지 19 ㎛인,
[R3]에 기재된 방법.
[R5] 상기 혈구 분리 칩은, 상기 제거 유로의 하류에 있어서 상기 부 유로와는 반대측의 상기 주 유로의 측방에 접속하는 회수 유로를 더 구비하고,
부 유로로부터 흘러 나오는 액이 상기 주 유로를 흐르는 혈구를, 상기 주 유로의 측방으로부터 추가로 상기 회수 유로를 향해 밀어 넣고,
상기 회수 유로에 있어서 상기 모체혈 시료로부터 유핵 적혈구가 회수됨으로써, 상기 회수 유로로부터 상기 획분 A가 취득되고,
상기 회수 유로의 내접 직경이 20 ㎛ 내지 30 ㎛인,
[R4]에 기재된 방법.
[R6] 상기 c.에 있어서, 상기 획분 B를 한계 희석법으로 분획함으로써, 1 세포 레벨에서 분리된 혈구를 각각 갖는 획분 E를 취득함과 아울러, 상기 획분 E의 각각에 대해, 상기 핵산의 추출 처리를 실시함으로써 상기 획분 C를 취득하는,
[R1] 내지 [R5] 중 어느 하나에 기재된 방법.
[R7] 상기 획분 B로부터 유핵 적혈구인지 아닌지를 불문하고 혈구를 분취함으로써 획분 F를 취득하고,
상기 획분 F를 촬상하고,
상기 획분 F에 1 세포 레벨에서 분리된 혈구가 포함되는 것을, 상기 획분 F의 상을 이용해 확인함으로써, 상기 획분 E로서 상기 획분 F가 취득되었는지 아닌지를 판정하는 결과, 상기 1 세포 레벨에서 분리된 혈구가 유핵 적혈구인지 아닌지는 상기 획분 F의 상으로부터 판정하지 않는,
[R6]에 기재된 방법.
[R8] 상기 c.에 있어서, 유로, 상기 유로를 따라서 연속적으로 배치됨과 아울러 상기 유로에 접속하는 복수의 포착 구조 및 각 상기 포착 구조에 부수된 반응 구조를 구비하는 유체 디바이스를 이용해 상기 획분 C를 취득하는 결과,
상기 유로를 통해서 각 상기 포착 구조에 상기 획분 B에 포함되는 혈구를 분배함으로써 혈구를 1 세포 레벨에서 서로 분리함과 아울러, 각 상기 포착 구조에 포착한 후, 포착한 각 세포를 용해함과 아울러 상기 포착 구조로부터 상기 반응 구조를 향해 용해물을 흘러가게 함으로써 상기 획분 C를 상기 반응 구조 내에 취득하는,
[R1] 내지 [R5] 중 어느 하나에 기재된 방법.
[R9] 상기 a.에 있어서, 적어도 세포핵에 대한 표지를 핵산에 대한 형광 표지에 의해 실시하고,
상기 b.에 있어서, 적어도 세포핵에 대해서 특이적으로 형광 표지된 상기 획분 A 내의 혈구를 형광 표시식 세포 분취법에 근거하는 셀 소팅에 의해 선별하는,
[R1] 내지 [R8] 중 어느 하나에 기재된 방법.
[R10] 상기 c.에 있어서 상기 획분 C에 함유되는 상기 핵산은 염색체 DNA이며,
상기 d.에 있어서 분자 생물학적 해석을 실시하기 위해, 상기 염색체 DNA에 대해서 전체 게놈 또는 게놈 중의 일부 영역의 증폭을 실시하고,
상기 태아 유래의 핵산으로서 증폭 산물인 DNA를 함유하는 상기 획분 D를 선별하는,
[R1] 내지 [R9] 중 어느 하나에 기재된 방법.
[R11] 상기 c.에 있어서 상기 획분 C에 함유되는 상기 핵산은 RNA이며,
상기 RNA는 mRNA 및 비코딩 RNA 중 어느 하나 또는 양쪽 모두이며,
상기 d.에 있어서 분자 생물학적 해석을 실시하기 위해, 상기 RNA에 대해서 역 전사(reverse transcription)를 실시하고,
상기 태아 유래의 핵산으로서 역 전사 산물인 cDNA를 함유하는 상기 획분 D를 선별하는,
[R1] 내지 [R9] 중 어느 하나에 기재된 방법.
[R12] 상기 c.에 있어서 상기 RNA의 추출과 동시에, 각 혈구에 대해서 염색체 DNA의 추출을 실시함으로써 각 획분 C에 연결된 획분 W를 더 취득하고,
상기 획분 W의 군 중에서, 상기 획분 D에 연결된 획분 W를 1 세포 레벨에서 구별 가능한 태아 유래의 염색체 DNA를 함유하는 획분으로서 얻는,
[R11]에 기재된 방법.
[R13] [R1] 내지 [R12] 중 어느 하나에 기재된 방법에 의해 얻은 상기 획분 D 내의 상기 핵산의 배열을 마이크로 어레이 해석 또는 배열 결정법에 의해 해석하고,
상기 해석의 결과로부터 비침습적 출생전 유전학적 검사에 있어서의 진단에 제공하는 데이터를 취득하는 방법.
[R14] 태아 세포 유래 염색체 DNA를 취득하기 위한 방법으로서,
a. 모체혈 시료 내로부터 취득된 획분이며 전체 혈구를 기준으로 해서 유핵 적혈구가 농축된 획분 A를, 적혈구 및 핵산에 대해서 특이적으로 표지하는 결과, 적어도 핵산에 대한 표지를 형광 표지에 의해 실시하고,
b. 표지한 상기 획분 A 내의 혈구를 적어도 셀 소팅에 의해 선별함으로써, 유핵 적혈구의 순도가 높아진 획분 B를 취득하는 결과, 적어도 핵산에 대해서 특이적으로 형광 표지된 상기 획분 A 내의 혈구를 형광 표시식 세포 분취법에 근거하는 셀 소팅에 의해 선별하고,
c. 상기 획분 B 내의 혈구를 1 세포 레벨에서 각각 무차별로 분리함과 아울러, 상기 분리된 혈구의 각각에 대해서, 무차별 또한 독립적으로 염색체 DNA의 추출 처리를 실시함으로써, 1 세포 레벨에서 구별 가능한 염색체 DNA를 각각 함유하는 획분 C를 취득하고,
d. 상기 획분 C의 각각에 대해 분자 생물학적 해석을 실시함으로써, 상기 획분 C의 군 중에서, 1 세포 레벨에서 구별 가능한 태아 유래의 염색체 DNA를 함유하는 획분 D를 선별하는,
방법이며,
상기 획분 C가 무차별로 취득된 것이므로, 상기 획분 D에 함유되는 염색체 DNA가 1 세포 레벨에서 분리된 유핵 적혈구에 유래하는 것은, 상기 d.에 있어서 당해 염색체 DNA가 태아 유래인 것을 동정한 것에 기초하여 사후적으로 추정되는 것을 특징으로 하고,
상기 획분 A는, 모체혈 시료 내의 혈구를 그 밀도 및 크기의 어느 하나에 따라 분획함으로써 취득된 것이고,
상기 c.에 있어서, 상기 획분 B를 한계 희석법으로 분획함으로써, 1 세포 레벨에서 분리된 혈구를 각각 갖는 획분 E를 취득함과 아울러, 상기 획분 E의 각각에 대해, 상기 염색체 DNA의 추출 처리를 실시함으로써 상기 획분 C를 취득하고,
상기 획분 B에는 모체 유래 및 태아 유래의 유핵 적혈구가 포함되어 있는,
방법.
[R15] 상기 a.에 있어서, 상기 획분 A를, 추가적으로 백혈구에 대해서 특이적으로 표지하고,
상기 b.에 있어서 표지한 상기 획분 A 내의 혈구를 셀 소팅에 의해 선별함으로써, 상기 백혈구에 대해서 특이적인 표지에 의해 표지된 혈구가 제외된 상기 획분 B를 취득하는,
[R14]에 기재된 방법.
[R16] 상기 a.에 있어서, 적혈구에 대한 표지를 자기(磁氣) 표지에 의해 실시하고,
상기 b.에 있어서, 상기 형광 표시식 세포 분취법에 근거하는 셀 소팅의 전 혹은 후에, 적혈구에 대해서 특이적으로 자기 표지된 상기 획분 A 내의 혈구를 자기 표지에 의한 세포 분취법에 근거하는 셀 소팅에 의해 선별하고,
또는
상기 a.에 있어서, 적혈구에 대한 표지를 형광 표지에 의해 실시하고,
상기 b.에 있어서, 핵산 및 적혈구에 대해서 특이적으로 형광 표지된 상기 획분 A 내의 혈구를 상기 형광 표시식 세포 분취법에 근거하는 셀 소팅에 의해 선별하는,
[R14] 또는 [R15]에 기재된 방법.
본 발명의 방법에서는 채취된 염색체 DNA가 1 세포 레벨에서 단리된 태아 유래의 유핵 적혈구에 유래하는 것을, 염색체 DNA의 추출 처리 이후에 알게 되는 것을 특징으로 한다. 이것에 의해, 본 발명에서는 1 세포 레벨에서 단리된 태아 유래의 유핵 적혈구에 유래하는 염색체 DNA를 취득할 수 있다.
도 1은 염색체 DNA의 취득의 흐름도이다.
도 2는 1 세포 레벨에서의 분리와 DNA 추출의 개념도이다.
도 3은 한계 희석의 1 방식의 개념도이다.
도 4는 1 세포 레벨에서의 분리를 실시하는 장치의 모식도이다.
도 5는 획분 D의 선정의 흐름도이다.
도 6은 진단용 데이터의 취득을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 평면 칩상에서의 형광에 의한 분취의 모식도이다.
도 8은 획분 A의 취득의 흐름도이다.
도 9는 밀도 구배 적층 원심의 결과의 모식도이다.
도 10은 셀 소터의 모식도이다.
도 11은 Hoechst33342의 형광 강도 분포를 나타낸다.
도 12는 모체혈에 있어서의 면역 표지의 형광 강도 분포를 나타낸다.
도 13은 일반혈에 있어서의 면역 표지의 형광 강도 분포를 나타낸다.
도 14는 증폭한 SRY 유전자 배열의 DNA의 전기 영동 상(像)이다.
도 15는 혈구 분리 칩의 평면도이다.
도 16은 혈구 분리 칩의 모식도이다.
도 17은 혈구의 염색 상이다.
도 18은 증폭한 SRY 유전자 배열의 DNA의 전기 영동 상이다.
도 19는 1 세포 레벨에서의 분리와 RNA 추출의 개념도이다.
도 20은 획분 D의 선정의 흐름도이다.
도 21은 염색체 DNA 및 RNA의 동시 추출의 개념도이다.
도 22는 증폭한 DNA의 전기 영동 상이다.
＜＜제1 실시 형태＞＞
이하에 나타내는 ＜＜제1 실시 형태＞＞와 그 실시예 1 및 2에서는 도 1에 나타내는 공정에 의해, 태아 유래의 유핵 적혈구에 유래하는 염색체 DNA를 취득한다. 우선, 출발 재료인 모체혈 시료에 대해 설명한다.
[채혈]
본 실시 형태에 있어서 출발 재료는 인간의 임산부의 모체혈 시료이다. 임산부는 월경후 태아 나이가 10주 내지 33주인 것이 바람직하다. 월경후 태아 나이는 최종 월경 초일을 1일째로 해서, 만 일수(滿日數) 또는 만 주수(滿週數)로 나타낸 것이다. 월경후 태아 나이는 수정후 태아 나이에 2주를 더한 것으로서 산출해도 좋다.
모체혈 시료는 모체혈 그 자체라도 좋다. 모체혈 시료는, 모체혈에 어떠한 화학적 또는 물리적 처리를 실시함으로써, 보존이나 그 후의 처리의 효율화에 적합한 변화를 부여한 모체혈이라도 좋다. 이러한 처리에는, 예를 들면 아포토시스(apoptosis) 저해제라고 하는 보존제의 첨가, 온도의 조정, 혈구의 침전을 막기 위한 시약의 첨가, 및 에어 쿠션으로 요동의 물리적 데미지로부터 혈구를 보호하는 것이 포함되지만 이것으로 제한되지 않는다.
본 실시 형태에 있어서 모체혈이란 임산부로부터 채취된 혈액을 지칭한다. 모체혈은 통상의 의학적 방법에 의해, 임산부로부터 채취할 수 있다. 채취한 모체혈에 대해서 즉시 유핵 적혈구의 농축을 실시해도 좋다. 또 채혈을 실시한 장소로부터 농축 처리를 실시하는 장소로 모체혈을 수송하고 나서 유핵 적혈구의 농축을 실시해도 좋다. 모체혈에 대해서 소망의 보존적 처리를 실시해도 좋다.
[유핵 적혈구]
본 실시 형태에 있어서, 취득 목표는 태아 유래의 유핵 적혈구의 염색체 DNA이다. 이하에는 태아 유래의 유핵 적혈구에 대해 설명한다.
본 실시 형태에 있어서, 혈구란 혈액 세포를 지칭한다. 혈액은 혈구 및 혈장을 함유한다. 하나의 이론에서는, 인간의 혈구 중, 적혈구가 대부분을 차지하고, 그 밖에 백혈구나 혈소판이 차지한다고 한다. 모체혈은 태아 유래의 유핵 적혈구를 함유한다.
본 실시 형태에 있어서 유핵 적혈구는 적아구이며, 바람직하게는 세포 분열능을 상실한 적아구이다. 적혈구는 조혈 간세포가 분화함과 아울러 성숙함으로써 발생된다. 분화 및 성숙의 과정에서, 조혈 간세포로부터 차례로, 골수계 전구 세포, 적혈구·거핵구계 전구 세포, 전기 적아구계 전구 세포(BFU-E), 후기 적아구계 전구 세포(CFU-E), 전 적아구, 호염기성 적아구, 다염성 적아구, 정염성 적아구, 망 적혈구, 및 적혈구가 나타난다.
적아구에는 전 적아구, 호염기성 적아구, 다염성 적아구, 및 정염성 적아구가 포함된다. 정염성 적아구가 망 적혈구로 분화하는 과정에서 혈구 내로부터 핵이 없어진다. 정염성 적아구는 통상, 세포 분열능을 상실하고 있다.
유핵 적혈구는 통상, 골수 내에 있다. 그렇지만 배경 기술에서 설명한 대로, 매우 미량의 유핵 적혈구가 혈액 내에 나타난다. 또 모체혈 내에는, 모체 유래 및 태아 유래의 유핵 적혈구가 매우 미량으로 나타난다. 모체혈 내에 있어서는 통상, 태아 유래의 유핵 적혈구의 수는 모체 유래의 유핵 적혈구의 수보다 적다.
[a. 획분 A에 대한 표지]
＜a-1. 농축에 의한 획분 A의 취득＞
공정 a.에서는 유핵 적혈구의 농축된 획분 A를 적혈구 및 핵산에 대해서 특이적으로 표지한다. 여기서 획분 A는 모체혈 시료 내의 혈구를 적어도 그 밀도 및 크기 중 어느 하나에 의해 분획함으로써 취득된 것이다. 획분 A는 모체혈 시료 내의 혈구를 그 밀도 및 크기의 양쪽 모두에 의해 분획함으로써 취득된 것이라도 좋다. 이하, 「a-1. 농축에 의한 획분 A의 취득」 및 「a-2. 획분 A의 형광 표지」를 구분하여 설명한다.
도 1에 나타내는 스텝 S21에서는, 모체혈 시료로부터, 전체 혈구를 기준으로 해서 바람직하게는 전체 적혈구를 기준으로 해서 유핵 적혈구의 농축된 획분 A를 취득한다. 본 실시 형태에 있어서 유핵 적혈구가 농축되어 있다는 것은, 획분 내의 전체 혈구에서 차지하는 유핵 적혈구의 비율이 향상되고 있다는 것을 나타낸다. 바람직하게는 적혈구에서 차지하는 유핵 적혈구의 비율이 향상되고 있다는 것을 나타낸다.
획분 A의 취득은 모체혈 시료 내의 혈구를 밀도 또는 크기에 따라 분획함으로써 실시한다. 혈구의 밀도에 따른 분획은 예를 들면, 상술한 밀도 구배 원심 분리법에 따라 행해도 좋다. 혈구의 크기에 따른 분획은 예를 들면, 상술한 마이크로 유로 칩과 같은 혈구 분리 칩에 의해 행해도 좋다. 이러한 분획에 의해 모체혈 시료 내의 혈구로부터 무핵 적혈구 중 적어도 일부가 제거된 획분이 얻어진다.
또 혈구의 크기에 따른 분획은 예를 들면, Dean flow 또는 Dean force를 응용한 방법에 의해 행해도 좋다. 이러한 방법은 microfluidic chipshop GmbH로부터 제공되는 스파이럴 소터를 이용해 행해도 좋다.
도 1에 나타내는 스텝 S21에서는, 모체혈 시료 내의 혈구를 밀도 또는 크기에 의해 분획해서 얻어진 획분에 대해서, 추가로 면역 제거법에 의해 백혈구를 제거해도 된다. 이것에 의해 유핵 적혈구의 농축된 획분 A를 더 취득한다.
도 1에 나타내는 스텝 S21는, 이하에 설명하는 스텝 S22 내지 S26 내에 포함시킴으로써 일련의 공정으로서 하나의 연구실에서 실시해도 좋다. 또 임상 시설에서 채취한 모체혈로부터, 당해 임상 시설에서 획분 A를 취득한 후, 획분 A를 중앙 연구실에 수송해도 좋다. 중앙 연구실에서는 스텝 S21를 실시하지 않고 스텝 S22 내지 S26만을 실시해도 좋다.
＜a-2. 획분 A의 표지＞
도 1에 나타내는 스텝 S22에서는, 획분 A를, 적혈구 및 핵산에 대해서 특이적으로 표지한다. 표지(label or labeling)는 자기 표지라도 형광 표지라도 좋고, 형광 표지가 바람직하다. 표지는 직접 표지라도 간접 표지라도 좋다. 간접 표지는 태그와 2차 항체에 의한 것이라도 좋고, 비오틴-아비딘 결합에 의한 것이라도 좋다.
적혈구에 대해서 특이적인 표지는 적혈구의 표면에 특이적인 표지라도 좋다. 적혈구에 대해서 특이적인 표지는 면역 표지라도 좋다. 면역 표지는 항체에 의한 표지라도 좋다. 면역 표지의 표적 항원은 당쇄 항원이라도 좋다. 표지는 CD71 및 CD235a(GPA, Glycophorin A)와 같은 적혈구에 특이적인 항원에 대한 항체에 의한 것이라도 좋다.
적혈구에 대해서 특이적인 면역 표지는 미숙한 적혈구에 대해서 특이적인 표지라도 좋다. 헤모글로빈의 배아 엡실론 글로빈 사슬와 같이 미숙한 적혈구에 특징적인 펩티드 사슬을 표적 항원으로 하는 면역 표지라도 좋다. 이러한 면역 표지용의 항체는 특허문헌 5에 기재되어 있다.
핵산에 대해서 특이적인 표지에 의해, 유핵 적혈구가 갖는 핵이 특이적으로 표지된다. 핵산에 대해서 특이적인 표지는 염료 표지라도 좋다. 표지되는 핵산은 DNA가 바람직하다. 염료는 형광 염료라도 좋다. 핵은 형광 염료에 의해 형광 표지라도 좋다. 형광 염료는 Hoechst33342이라도 좋다.
또 태아 유핵 적혈구상에 존재하는 표면 항원과 반응하지만, 임산부의 적혈구 세포상의 표면 항원과는 반응하지 않는 항체를 이용해도 좋다. 항체는 모노클로날 항체라도 좋다. 예를 들면 특허문헌 6에 기재된 항체, 4B9이라도 좋다. 이러한 항체는 상기 적혈구에 대해서 특이적인 면역 표지나 핵산에 대해서 특이적인 표지와 함께 이용해도 좋다. 이러한 항체를 이용함으로써, 핵산에 대해서 특이적인 표지에 의거하지 않고도, 유핵 적혈구에 대해서 특이적인 표지를 실시할 수 있다.
도 1에 나타내는 스텝 S22에 있어서, 적혈구에 대해서 특이적인 표지와 핵산에 대해서 특이적인 표지는 동시에 행해도 좋다. 또 어느 것의 표지를 먼저 행해도 좋다. 또 어느 것의 표지를 먼저 실시하고, 스텝 S23에 있어서의 분취도 먼저 행해도 좋다. 그 후, 나중에 실시하는 표지 및 분취를 실시해도 좋다.
또한 상기 어느 것의 또는 모든 표지를 실시하기 전에, 획분 A 내의 혈구에 대해서 조직학적인 가교 고정을 해도 좋다. 또 이러한 상태에서 하기의 셀 소팅에 의한 분획을 실시해도 좋다. 혈구를 가교 고정함으로써, 혈구끼리가 응집하는 것을 예방할 수 있다. 따라서 셀 소팅에 의한 분취의 정밀도가 좋아질 수 있다. 후술하는 d.에 있어서의 분자 생물학적 해석 전에 추출한 DNA를 탈가교해도 좋다.
획분 A 내의 혈구에 대해서 조직학적인 가교 고정을 실시하지 않는 상태에서, 후술되는 분획, 즉 셀 소팅에 의한 분획을 실시해도 좋다. 이것에 의해, 후술하는 d.에 있어서의 분자 생물학적 해석에 있어서의 가교 고정의 영향을 최소화할 수 있다.
예를 들면, 혈구의 가교 고정을 실시하지 않고, 핵산에 특이적인 표지와 적혈구에 특이적인 면역 표지를 동시에 실시해도 좋다. 추가로 이들의 표지를 실시한 후에 혈구를 가교 고정해도 좋다. 추가로 가교 고정된 혈구에 대해서, 백혈구에 특이적인 면역 표지를 실시해도 좋다.
[b. 셀 소팅에 의한 획분 B의 취득]
＜b-1. 기본이 되는 세포 선별＞
스텝 S23에서는 표지한 획분 A 내의 혈구를 셀 소팅에 의해 선별함으로써 획분 B를 취득한다. 셀 소팅에서는 예를 들면 세포를 선별하기 위해서 이용되는 장치(셀 소터)를 사용한다. 표지가 형광 표지이면, 셀 소팅에 의한 선별의 방법은 형광 표시식 세포 분취법(FACS)이라도 좋다. 셀 소팅에 의한 선별의 방법은 자기 표지에 의한 세포 분취법이라도 좋다. 본 실시 형태에서는 셀 소팅의 원리 및 셀 소터의 기종은 특별히 한정되지 않는다. 셀 소팅은 유동 세포 분석법(flow cytometry)으로 실시하는 것이 바람직하다.
일 태양에 있어서, FACS는 세포 분석기에 분취 장치가 더해진 것, 일례로서 셀 소터에 의해 실시한다. 일 태양에 있어서, 셀 소터는, 세포를 연속적으로 흐르는 유체에 실음과 아울러, 세포에 대해서 여기 광을 조사해 얻은 세포의 형광을 이용하여 개개의 세포의 특징을 동정한다. 이 동정은 세포 분석기의 기능이기도 하다. 동정에 의해 얻어진 정보에 근거해 셀 소터는, 추가로 세포를 액적에 가둔 상태로 함과 아울러, 특정의 세포를 갖는 액적을 수집함으로써, 특정의 세포를 분취한다.
일 태양에 있어서, 셀 소터는, 세포를 연속적으로 흐르는 유체에 실음과 아울러, 세포에 대해서 여기 광을 조사해 얻은 세포의 형광을 이용하여 개개의 세포의 특징을 동정한다. 동정에 의해 얻어진 정보에 근거해, 셀 소터는, 세포를 계속해서 연속적으로 흐르는 유체에 실은 상태에서 특정의 세포를 갖는 획분을 분취한다.
이러한 액적을 이용하지 않는 셀 소터로서, 후술하는 도 10 및 특허문헌 7에 기재된 펄스류를 분취에 이용하는 셀 소터가 알려져 있다. 또 특허문헌 8에 기재된 유체의 졸-겔 전이를 분취에 이용하는 셀 소터가 알려져 있다.
이러한 액적을 이용하지 않는 셀 소터는 세포를 유체에 실은 채로, 분취 용기내로 세포를 유도할 수 있으므로 세포가 손상되기 어렵다. 또 용기로 세포를 유도할 때까지의 공정에 있어서, 유체를 유로 칩내에 가둠으로써, 유체의 스플래시로 인한 장치나 환경의 오염을 방지하기 쉽다.
도 1에 나타내는 스텝 S23에서는, 적혈구에 대해서 특이적인 표지에 의해 표지된 혈구를 취득하도록 혈구를 선별하는 것이 바람직하다. 유핵 적혈구는 적혈구이기 때문에, 적혈구에 대해서 특이적인 표지에 의해, 유핵 적혈구를, 백혈구를 비롯한 다른 혈구와 구별할 수 있다.
도 1에 나타내는 스텝 S23에서는 유핵의 혈구에 대해서 특이적인 표지에 의해 표지된 혈구를 취득하도록 혈구를 선별하는 것이 바람직하다. 유핵 적혈구는 핵을 갖기 때문에, 핵산에 대해서 특이적인 표지에 의해, 유핵 적혈구를 무핵의 적혈구를 비롯한 다른 혈구와 구별할 수 있다.
도 1에 나타내는 스텝 S23에서는, 이들의 표지를 조합함으로써, 유핵 적혈구의 순도가 높아진 획분 B를 취득한다. 취득된 획분 B에는 모체 유래 및 태아 유래의 유핵 적혈구가 포함된다. 적혈구에 대해서 특이적인 표지에 의한 분취와, 핵산에 대해서 특이적인 표지에 의한 분취는 동시에 실시해도 좋다. 또 어느 하나를 먼저 행해도 좋다. 예를 들면 적혈구에 대해서 특이적인 자기 표지에 의해 선별을 실시한 후, 핵산에 대해서 특이적인 형광 표지에 의해 선별을 실시함으로써 획분 B를 취득해도 좋다.
도 1에 나타내는 스텝 S22에서는, 추가적으로 획분 A를 백혈구에 대해서 특이적으로 표지해도 좋다. 백혈구에 특이적인 표지는 면역 표지라도 좋다. 이러한 표지는 CD45와 같은 백혈구에 특이적인 항원에 대한 표지라도 좋다. 항원은 당쇄 항원이라도 좋다. 스텝 S23에서는 백혈구에 대해서 특이적인 표지에 의해 표지된 혈구를 제외하도록 혈구를 선별하는 것이 바람직하다.
＜b-2. 추가적인 세포 선별＞
도 1에 나타내는 스텝 S21에 있어서, 획분 A 내의 혈구를 형광 표지한 경우는, 셀 소팅으로서 FACS를 이용하는 것이 바람직하다. 또 셀 소팅에 의한 처리 후에도 형광 표지는 잔존하고 있으므로, 이것을 유효하게 이용해도 좋다.
예를 들면 셀 소팅으로 얻어진 1회째의 획분에 대해서 추가적으로 형광을 이용해 세포를 더 분취해도 좋다. 예를 들면 얻어진 1회째의 획분에 대해서 셀 소팅에 의한 선별을 반복해서 2번째 이후의 획분을 더 취득해도 좋다. 이것에 의해 최종적으로 상기 획분 B를 얻어도 좋다.
[c. 혈구의 분리와 DNA 추출]
공정 c.에서는 획분 B 내의 혈구를 1 세포 레벨에서 각각 분리한다. 또 분리된 혈구의 각각에 대해서, 독립적으로 염색체 DNA의 추출 처리를 실시한다. 이것에 의해, 1 세포 레벨에서 구별 가능한 염색체 DNA를 각각 함유하는 획분 C를 취득한다. 본 실시 형태에 있어서, 염색체 DNA는 게놈 DNA를 지칭한다.
이하, 「c-1. 1 세포 레벨에서의 혈구의 분리」 및 「c-2. DNA 추출에 의한 획분 C의 취득」을 구분해서 설명한다.
＜c-1. 1 세포 레벨에서의 혈구의 분리＞
도 1에 나타내는 스텝 S24에서는, 획분 B 내의 혈구를 1 세포 레벨에서 각각 분리한다. 또 획분 B 내의 혈구를 1 세포 레벨에서 서로 분리한다. 본 실시 형태에 있어서 혈구를 1 세포 레벨에서 분리하는 것에는, 혈구를 1 세포마다 분리하는 것이 포함된다. 즉 단일 세포를 얻는 것이 포함된다.
획분 B 내의 혈구에 대한 1 세포 레벨에서의 분리는, 획분 B 내의 각각의 혈구가 유핵 적혈구의 특징을 갖는지 아닌지에 관계없이, 무차별로 실시하는 것이 바람직하다. 즉, 각 혈구가 유핵 적혈구인지 아닌지를 불문하고 혈구를 분리하는 것이 바람직하다. 무차별이라고 하는 용어에는 획분 B를 취득할 때까지의 과정에 있어서, 혈구의 밀도 및 크기, 및 표지에 근거해 유핵 적혈구가 농축되는 것을 제외하는 의도는 포함되지 않는다.
상술한 농축 및 세포 분취의 결과, 도 2에 나타내는 획분 B 내에는, 세포핵(40)을 갖는 유핵 적혈구(41)가 비교적 풍부하게 포함된다. 획분 B에는 다른 혈구도 포함되는 경우가 있다. 다른 혈구에는, 예를 들면 무핵 적혈구(42)나, 세포핵(40)을 갖는 백혈구(43)가 포함된다. 무차별로 분리한다는 것은 이들의 세포를 망라하여 1 세포 레벨에서 분리하는 것을 의미한다.
도 2에 나타내는 획분 B 내의 혈구를 1 세포 레벨에서 각각 분리하기 위해서, 이들을 각각, 개별의 용기(44)에 분배하는 것이 바람직하다. 이러한 분배에 의해, 획분 B를 더 분획할 수 있다. 분획은 한계 희석법(limited dilution)에 따라 실시하는 것이 바람직하다. 한계 희석법으로 분획함으로써, 1 세포 레벨에서 분리된 혈구를 각각 갖는 획분 E를 취득할 수 있다. 한계 희석법은, 혈구 수보다 많은 획분이 얻어지도록 분취 체적을 정한 다음, 잘 현탁된 획분 B로부터 분취함으로써 행해도 좋다.
도 2에 나타내는 용기(44)와 동등의 용기가 합계 8개 그려져 있다. 용기(44)의 수는 획분 B 내의 혈구의 수, 또는 얻고자 하는 획분 C의 수에 따라서 적절히 선택할 수 있다. 용기는 예를 들면 8련 튜브(eight-tubes)라도 좋고, 또 96 구멍, 384 구멍, 및 그 외의 구멍 수의 몇몇 웰 플레이트(well plate)라도 좋다. 도 2에는 획분 E로서 획분 E1, E2 및 E4 내지 E8가 그려져 있다. 한계 희석법에서는 획분 E3와 같이, 혈구가 포함되지 않는 획분이 생성되어도 좋다.
도 2에 나타내는 용기(44)에의 혈구의 분배는 상술한 대로 무차별로 실시하는 것이 바람직하다. 즉, 유핵 적혈구(41)의 분배시에, 무핵 적혈구(42)나, 백혈구(43)도 1 세포 레벨에서 분배하는 것을 조금도 배제하지 않는다.
본 실시 형태에서는, 예를 들면 특허문헌 4에 기재된 태아 유핵 적혈구 후보 세포를, 세포의 형태적 정보에 근거해 식별하는 것에 의거하지 않는다. 또 이러한 후보 세포의 식별로 의거해서, 후보 세포를 1 세포 단위에 단리하는 것을 실시하지 않는다. 본 실시 형태의 1 세포 레벨에 있어서의 분리에서는, 이러한 유핵 적혈구의 동정을 수반하는 단리의 조작을 실시하지 않는 것이 바람직하다. 바람직한 태양에 있어서, 본 실시 형태의 방법에는, 셀 소팅에 의해 얻어진 획분을 공정 c-1. 에서 1 세포 레벨에서 분리하는 공정에서 처리하기 전에, 혈구의 형태적 정보에 근거해 혈구를 획분으로부터 분취하기 위한 공정이 더 포함되지 않는다.
본 실시 형태에서는, 제한된 처리 시간을 1 세포 레벨에서의 분리를 우선해서 사용하는 것이 바람직하다. 바람직한 태양에 있어서, 본 실시 형태의 방법에는, 상술한 평면 칩상에 획분을 전개함과 아울러, 형광에 의해 유핵 적혈구를 동정하는 공정이 포함되지 않는다. 바람직한 태양에 있어서, 본 실시 형태의 방법에는, 셀 소팅에 의해 얻어진 획분을 공정 c-1. 에서 1 세포 레벨에서 분리하는 공정에서 처리하기 전에, 혈구를 획분 B로부터 분취하기 위한 공정이 더 포함되지 않는다.
상기는 획분 A나 획분 B의 일부 또는 전부를 관찰해서, 그 중에 유핵 적혈구가 포함되는 것을 확인하는 것을 제외하는 것은 아니다. 예를 들면 획분의 일부를 현미경 관찰해서, 형태적 정보 또는 형광에 근거하는 정보 또는 그 이외의 특징에 근거하는 정보에 의해 유핵 적혈구의 존재를 확인함으로써 각 공정의 품질관리를 실시해도 좋다.
도 3은 한계 희석의 1 방식을 나타내고 있다. 이러한 방식으로 획분 B로부터 무차별로 획분 F를 분취한다. 즉 각 혈구가 유핵 적혈구인지 아닌지를 불문하고 획분 F를 분취한다. 도면 중에는 이러한 획분 F로서 획분 F1 내지 F3이 그려져 있다. 이들의 이러한 획분 F1 내지 F3을 촬상한다. 획분 F1에는 1 세포 레벨에서 분리된 혈구가 포함되어 있다. 획분 F2에는 2 세포의 혈구가 포함되어 있다. 획분 F3에는 혈구가 포함되지 않았다. 이들을 획분 F1 내지 F3의 상을 이용해 확인한다. 이것에 의해 획분 E로서 획분 F1가 취득된다. 또는 화상 해석에 의해 획분 E가 취득되었는지 아닌지를 판정해도 좋다. 획분 F2는 획분 B로 되돌려도 좋다.
도 3에 나타내는 한계 희석의 방식에서는, 각 획분이 분주(分注)되는 때에 카메라 등으로 실제로 1 세포가 분주되었는지 아닌지를 판별할 수 있다. 이러한 방식에 의해, 보다 확실히 1 세포 레벨에서 혈구를 분리할 수 있다. 또 혈구를 갖지 않는 획분의 생성을 회피할 수 있다. 이러한 한계 희석의 방식을 실시하기 위해서 On-chip Biotechnologies Co., Ltd로부터 제공되는 1 세포 분주기 On-chiP SPiS를 이용해도 좋다.
또 도 1에 나타내는 스텝 S24는, 슬라이드나 칩 상에 획분 B의 혈구를 분산시킨 후, 이들을 1 세포씩 무차별로 단리함으로써, 행해도 좋다. 즉, 각 혈구가 유핵 적혈구인지 아닌지를 불문하고 단리한다. 또 스텝 S24는, 스텝 S23에서 셀 소팅을 실시하면서, 병행해서 행해도 좋다. 즉, 셀 소팅에서는 혈구를 함유하는 미량의 유체가 연속적으로 분취되지만, 이들의 유체를 다시 하나의 용기에 수집해서 정리하지 않고, 혈구마다 유체를 별개의 용기에 분주해도 좋다.
＜c-2. DNA 추출에 의한 획분 C의 취득＞
도 1 및 도 2에 나타내는 스텝 S25에서는 추가로, 분리된 혈구의 각각에 대해서, 독립적으로 염색체 DNA의 추출 처리를 실시함으로써 획분 C를 취득한다. 스텝 S24 및 S25를 행함으로써, 획분 C는 1 세포 레벨에서 구별 가능한 염색체 DNA를 각각 함유하는 것으로 된다. 본 실시 형태에 있어서 염색체 DNA를 추출하기 전의 혈구를 1 세포 레벨에서 구별 가능한 염색체 DNA를 갖는 획분에는, 1 세포의 혈구로부터 추출된 염색체 DNA를 갖는 획분이 포함된다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 개개의 용기(44)에 분취된 혈구를 포함하는 획분 E1 내지 E8에 대해서 염색체 DNA의 추출 처리를 무차별로 실시하는 것이 바람직하다. 획분 B 내의 각각의 혈구가 유핵 적혈구의 특징을 갖는지 아닌지에 관계없이, 추출 처리는 무차별로 실시한다. 또 각각의 획분 E 내의 혈구가 유핵 적혈구의 특징을 갖는지 아닌지에 관계없이, 추출 처리는 무차별로 실시한다. 즉, 각 혈구가 유핵 적혈구인지 아닌지를 불문하고 추출 처리를 실시한다. 무차별이라고 하는 용어에는 획분 B를 취득할 때까지의 과정에 있어서, 혈구의 밀도 및 크기, 및 표지에 근거해 유핵 적혈구가 농축되는 것을 제외하는 의도는 포함되지 않는다.
추출 처리의 결과, 획분 C로서 획분 C1, C2 및 C4 내지 C8이 얻어진다. 즉, 유핵 적혈구(41)로부터의 염색체 DNA의 추출시에, 무핵 적혈구(42)나, 백혈구(43)로부터도 염색체 DNA를 추출하는 것을 조금도 배제하지 않는다. 또 획분 C3와 같이, 혈구가 포함되지 않는 획분에 대해서 염색체 DNA 추출의 화학 처리를 실시해 얻어진 획분이라도 좋다.
DNA 추출 처리는 1 세포 레벨에서 각각 독립적으로 행해진다. 따라서, 예를 들면 획분 C4나 획분 C7에는 유핵 적혈구(41) 유래의 염색체 DNA가 포함된다. 또 획분 C4나 획분 C7에는, 다른 세포의 염색체 DNA가 혼합되어 있지 않다. 획분 C4나 획분 C7에는, 상술한 대로 미리 단리된 유핵 적혈구로부터 얻어진 염색체 DNA와 동등의 순도의 염색체 DNA가 포함되어 있다. 한편, 여기서 말하는 순도에 있어서는, 모체 유래의 백혈구의 염색체 DNA의 혼입의 유무에 주목하고 있다.
도 2에 나타내는 바와 같이 염색체 DNA의 추출은 개개의 혈구에 대해서 무차별로 행해진다. 즉, 각 혈구가 유핵 적혈구인지 아닌지를 불문하고 추출 처리를 실시한다. 따라서, 무핵 적혈구(42)에 유래하는 획분 C1, C5 및 C8에는 염색체 DNA가 포함되어 있지 않다. 백혈구(43)에 유래하는 획분 C2 및 C6에는 백혈구의 염색체 DNA가 포함되어 있다. 획분 E3에 혈구가 원래 존재하고 있지 않기 때문에 획분 C3에는 염색체 DNA는 포함되어 있지 않다.
본 실시 형태의 방법은 이들과 같은 비효율적인 작업을 허용한다. 이와 같이 무차별로 세포의 분리와 DNA 추출을 실시함으로써, 유핵 적혈구의 동정을 수반하는 단리의 조작에 의존하지 않고도 유핵 적혈구의 염색체 DNA를 취득할 수 있다. 이 때문에, 일련의 공정 전체적으로 효율화가 이루어진다.
본 실시 형태의 공정 c.에서는, 다음의 3가지 포인트에 유의한다. 제1 포인트로서, 도 2에 나타내는 8개의 획분 C 중, 획분 C4나 획분 C7에 유핵 적혈구에 유래하는 염색체 DNA가 포함되어 있다는 사실 그 자체를, 본 실시 형태의 방법의 실시자가, 공정 c.에서는 여전히 모르는 것이 허용된다. 왜냐하면, 본 실시 형태의 방법에서는 유핵 적혈구를 형태적 정보에 근거해 단리하는 것을 실시하는 것은 필수는 아니기 때문이다. 추가로 말하면 획분 C가 상술한 대로 무차별로 취득된 것이기 때문이다.
제2 포인트로서, 도 2에 나타내는 몇개의 획분 C 내에 유핵 적혈구에 유래하는 염색체 DNA가 취득된 것은 후술하는 d.에 있어서 분자 생물학적 해석을 실시함으로써 사후적으로 추정된다. 통상, 모체혈에 혼입하는 태아 세포는 태아의 유핵 적혈구이기 때문에, 염색체 DNA가 태아 유래인 것이 판명됨으로써, 상기가 추정된다.
제3 포인트로서, 도 2에 나타내는 획분 C4나 획분 C7에 포함되는 염색체 DNA가 모친의 유핵 적혈구에 유래하는지, 태아의 유핵 적혈구에 유래하는지를, 본 실시 형태의 방법의 실시자가, 공정 c.에서는 여전히 모르는 것이 허용된다. 왜냐하면, 앞의 공정에 있어서, 모친의 유핵 적혈구와 태아의 유핵 적혈구를 구별하는 수단을 이용하는 것이 필수는 아니기 때문이다. 염색체 DNA가 태아에 유래한다는 것은, 후술하는 d.에 있어서 분자 생물학적 해석을 실시함으로써 사후적으로 판명된다.
도 2에 나타내는 용기(44) 대신에 예를 들면, 도 4에 나타내는 장치(74)를 이용해도 좋다. 장치(74)는 유로(75), 포착 구조(76) 및 반응 구조(77)를 갖는다. 복수의 포착 구조(76)가 유로(75)를 따라서 연속적으로 배치되어 있다. 개개의 포착 구조(76)에는 반응 구조(77)가 부수되어 있다.
도 4에 나타내는 장치(74)에서는, 각 포착 구조(76)에 세포(78)를 분배함으로써, 세포(78)를 1 세포 레벨에서 서로 분리한다. 그렇지만, 포착 구조(76)에 포착된 세포(78)를 포함하는 획분은 특정의 용기에 분취되지 않는다. 모든 또는 소망한 수의 세포(78)를 포착 구조(76)에 포착한 후, 포착한 세포(78)를 용해하고, 반응 구조(77)를 향해 용해물을 흘러가게 함으로써 세포를 처리한다. 반응 구조(77) 내에서는 세포의 처리로서 염색체 DNA의 추출 및 이하에 말하는 전체 게놈 증폭의 반응을 실시해도 좋다.
도 4에 나타내는 장치(74)로서 특허문헌 9에 개시되는 마이크로 유체 디바이스를 이용해도 좋다. 또 마이크로 유체 디바이스로서, Fluidigm사로부터 제공되는 C1 Single-Cell Auto Prep Array IFC를 이용해도 좋다.
[d. 획분 C의 군으로부터의 획분 D의 선정]
＜d-1. DNA 해석에 의한 획분 D의 선정＞
도 1 및 도 2에 나타내는 스텝 S26에서는, 획분 C의 각각에 대해 분자 생물학적 해석을 실시한다. 이것에 의해 획분 C의 군 중에서, 태아 유래의 염색체 DNA를 함유하는 획분 D를 선별한다. 도 2에 나타내는 바와 같이 획분 D는 모친 유래의 염색체 M의 DNA의 카피에 더해서 부친 유래의 염색체 P의 DNA의 카피를 함유한다. 태아가 남성인 경우에는 Y 염색체와 X 염색체는 쌍이지만, 상동(相同) 염색체로 되어 있지 않다.
도 5에는 도 1 및 2에 나타내는 스텝 S26의 적합한 예가 나타나 있다. 도 5에 나타내는 스텝 S28에서는, 획분 C의 염색체 DNA에 대해서 전체 게놈 증폭을 실시한다. 전체 게놈 증폭의 방법으로서는 MALBAC(Multiple Annealing and Looping Based Amplification Cycles)로 대표되는 PCR법, MDA(Multiple strand Displacement Amplification) 및 DOP-POP-PCR(Degenerate Oligonucleotide-primed PCR)를 이용할 수 있다. 그 중에서도 전체 게놈 영역에 걸쳐서 증폭의 편차가 작기 때문에 MALBAC가 바람직하다.
전체 게놈 증폭에 의해, 획분 C에는 염색체 DNA의 카피가 풍부하게 포함되는 것이 된다. 이하, 특별히 언급한 경우를 제외하고, 염색체 DNA의 카피도, 염색체 DNA라고 칭하는 것으로 한다.
도 5에 나타내는 스텝 S29에서는, 분자 생물학적인 해석을 실시한다. 이것에 의해 각 획분 C의 염색체 DNA가 모체 유래인지 태아 유래인지를 구별한다. 이러한 구별시에, 이하의 점에 유의해야 한다.
본 실시 형태에 있어서, 모체 유래의 염색체와 모친 유래의 염색체는 구별된다. 모체 유래의 염색체는 오로지 모체의 체세포에 유래한다. 모체 유래의 한 쌍의 염색체에 있어서는, 한 쌍 중의 어느 염색체도 모체에 유래한다.
본 실시 형태에 있어서, 모친 유래의 염색체란 모친의 생식 세포에 유래하는 염색체를 의미한다. 특히 언급하지 않는 한 모친 유래의 염색체는, 태아에 유래하는 염색체를 지칭하는 것으로 한다. 이러한 염색체는 부친 유래의 염색체와 상동 염색체를 형성한다.
모체와 모친이 일치하는 경우, 모친 유래의 염색체의 DNA 배열은 모체 유래의 염색체의 DNA 배열과 공통된다. 또한, 태아가 모체의 난자는 아니고 다른 여성에 유래하는 난자에 유래한다고 해도 본 실시 형태의 방법을 적용할 수 있다.
도 5에 나타내는 스텝 S29에 있어서의 분자 생물학적인 해석으로서는 STR(Short Tandem Repeat) 해석이 바람직하다. STR(Short Tandem Repeat) 해석에서는, 부친 유래의 배열과 모친 유래의 배열을 구별할 수 있다. 태아 유래의 DNA에는 모친 유래가 아닌 STR가 포함되어 있다. 따라서 태아의 성별과 관계없이, 염색체 DNA가 태아 유래인 것을 확인할 수 있다.
태아가 남성인 것을 알고 있는 경우에는, Y 염색체 특이적인 배열에 근거하는 해석을 실시해도 좋다. 남성인 태아 유래의 DNA에는 모친 유래가 아닌 Y 염색체가 포함되어 있다. 따라서 염색체 DNA가 태아 유래인 것을 확인할 수 있다.
도 5에 나타내는 스텝 S30에서는, 상술한 분자 생물학적인 해석 결과에 근거해, 어느 획분 C가 태아에 유래하는지를 확인한다. 이것에 의해 획분 C로부터 획분 D를 선정할 수 있다.
도 5에 나타내는 스텝 S30에서는, 획분 D가 유핵 적혈구에 유래한다는 것을 완전히 확인하는 것은 필수는 아니다. 스텝 S30에서는 이미 혈구의 형태적 정보가 없어져 있다. 스텝 S23에 있어서 유핵 적혈구의 순도가 높아져 있으므로, 획분 D는 확률론적으로 유핵 적혈구에 유래한다는 것이 추정된다.
도 1 내지 도 5에 나타내는 일련의 공정에 의해, 1 세포 레벨에서 단리된 태아 유래의 유핵 적혈구에 유래하는 염색체 DNA를 함유하는 획분 D를 취득할 수 있다. 이러한 염색체 DNA를 출생전 진단에 제공하기 위해, 도 6에 나타내는 처리를 실시한다.
또한, 일반적으로 출생전 검사나 출생전 진단의 용어에는 비확정 검사도 포함되는 경우가 있다. 또 본 실시 형태에 의해 얻어지는 염색체 DNA는 확정 진단을 위해서 이용되는 경우가 있다. 왜냐하면 본 실시 형태에서 얻어지는 검사용의 데이터는 태아 세포 내의 염색체 DNA으로부터만 얻을 수 있는 것이기 때문이다.
태아 유래의 염색체 DNA만을 이용해 얻어지는 데이터에는, 모체 세포 유래의 염색체 DNA가 DNA 시료에 혼입하는 것에 의한 데이터에의 영향이 매우 작거나, 또는 없다. 또한 여기서 말하는 혼입의 유무란, 유전의 원리, 즉 태아의 상동 염색체의 절반이 모친에, 다른 절반이 부친에 유래한다는 것을 지칭하는 것은 아니다.
본 실시 형태의 방법은, 예를 들면 혈장 내에 포함되는 DNA 단편을 이용한 종래형의 NIPT(non-invasive prenatal genetic testing) 보다 확정 진단에 보다 적합하다고 생각된다. 왜냐하면 종래형의 NIPT에 이용되는 DNA 시료에서는 모체 세포 유래의 염색체 DNA와 태아 세포 유래의 염색체 DNA가 혼합되어 있기 때문이다.
본 실시 형태에서 얻어지는 상기 염색체 DNA 및 데이터는 NIPD(non-invasive prenatal diagnosis)에 제공되는 경우가 있다. 본 실시 형태에 있어서의 염색체 DNA 또는 데이터를 비확정 검사에 이용하는지, 확정 진단에 이용하는지는 의사에 의해 판단할 수 있다. 본 실시 형태에 의해 얻어지는 염색체 DNA 및 데이터에 의거한 진단을 확정 진단으로 하는지 아닌지의 타당성은 의학적인 판단에 의거하는 것이며, 본 발명의 기술적 본질에 영향은 주지 않는다.
DNA 해석시에, 염색체 DNA의 고정에 이용한 가교는 해제할 필요가 있다. 즉 염색체 DNA를 탈가교한다. 이것에 의해, DNA 해석을 효율적으로 진행할 수 있다. 또 가교를 실시하지 않음으로써, 탈가교 반응에 있어서 DNA가 손상하는 것을 방지해도 좋다.
[e. 진단에 제공하는 데이터의 취득]
＜e-1. 염색체 DNA를 샘플로 한 진단에 제공하는 데이터의 취득＞
도 6에는, 진단에 제공하기 위한 데이터의 취득 방법을 나타내고 있다. 스텝 S32에 있어서, 상기 획분 D의 염색체 DNA의 배열 정보의 일부 또는 전부를 해석한다. 해석은 배열 결정을 이용해서 행해도 좋다. 배열 결정은 게놈의 일부 또는 전부에 대해서 행해도 좋다. 배열 결정은 생거 시퀀싱(Sanger sequencing)이라도 좋고 NGS(new generation sequencing)이라도 좋다.
NGS는 F. Hoffmann-La Roche Ltd로부터 제공되는 파이로시퀀싱, Illumina 사로부터 제공되는 합성에 의한 시퀀싱, 및 Thermo Fisher SCENTIFIC 사로부터 제공되는 라이게이션(ligation)에 의한 시퀀싱 및 이온 반도체 시퀀싱 중 어느 하나라도 좋다.
도 6에 나타내는 스텝 S32에 있어서 배열 정보의 해석은 마이크로 어레이로 행해도 좋다. 마이크로 어레이는 SNP 마이크로 어레이라도 좋다. 본 실시 형태의 방법에서는 태아 유래 염색체 DNA의 전체 길이에 걸쳐서 카피수의 편차 없이 얻어진다. 따라서 MPS법(massively parallel sequencing)에서는 곤란한 신뢰성이 높은 SNP 마이크로 어레이 데이터를 제공하는데 적합하다. 또, 마이크로 어레이는 CGH 어레이라도 좋다.
도 6에 나타내는 스텝 S33에 있어서, 배열 정보의 해석 결과로부터 의사에 의한 진단에 적절한 데이터를 생성한다. 이러한 데이터에는 해석의 생 데이터의 일부 또는 전부를 포함해도 좋다. 또 적정한 수속 하에서, 의학적인 통계 해석에 적절한 데이터를 작성해도 좋다.
[변형예]
또한, 본 발명은 상기 실시의 형태에 한정된 것은 아니고, 취지를 일탈하지 않는 범위에서 적절히 변경하는 것이 가능하다. 상기 실시 형태는 인간을 대상으로 하는 방법이다. 본 실시 형태의 방법은 인간 이외의 포유류에 응용해도 좋다.
＜용혈법＞
상기 실시 형태에서는 모체혈 시료 내의 혈구로부터 무핵 적혈구의 적어도 일부를 없애기 위해서, 혈구의 밀도 또는 크기를 이용했다. 모체혈 시료 내의 혈구를 선택적으로 용혈하는 것을 통해서, 무핵 적혈구를 선택적으로 제거해도 좋다. 이것에 의해 용혈한 무핵 적혈구는 획분 내의 전체 혈구의 범위로부터는 제외되기 때문에, 유핵 적혈구의 농축된 획분 A를 취득할 수 있다. 용혈은 예를 들면 염화 암모늄 용혈제에 의해 혈구를 분산시키고 있는 분산매의 침투압을 조정함으로써 실시할 수 있다.
＜평면 칩에 의한 분취＞
도 7은 평면 칩상에서의 형광에 의한 분취의 모식도이다. 상술한 대로, 도 1에 나타내는 스텝 S23에 있어서는 셀 소팅으로 획분 B를 취득했다. 여기서 셀 소팅에 의한 분취를 보조하는 다른 분획법으로서, 평면 칩에 의한 분취법을 추가해도 좋다.
우선 형광 표지한 획분 A 내의 혈구를 상술한 대로 셀 소팅에 의해 선별함으로써, 유핵 적혈구의 순도가 높아진 획분 G를 우선 취득한다. 그 후, 도 7에 나타내는 바와 같이 획분 G 내의 혈구를 평면 칩(61) 상에 전개한다. 추가로, 적혈구 및 핵산에 대해서 특이적인 표지의 시그널을 발하는 혈구(62)를 평면 칩(61) 상으로부터 분취한다. 이것에 의해 획분 G보다 유핵 적혈구의 순도가 더 높아진 획분 B를 취득한다.
이러한 평면 칩을 이용한 형광에 의한 분취 수단으로서, Menarini Silicon Biosystems로부터 제공되는 DEPArray(특허문헌 10)나, RareCyte 사로부터 제공되는 CyteFinder 및 CytePicker를 사용해도 좋다.
상술한 대로, 본 실시 형태의 방법은, 평면 칩을 이용한 분취 수단에 의해 유핵 적혈구인지 아닌지를 엄밀하게 판정하는 것에 의존하지 않는다. 또한, 이들의 장치를 이용함으로써, 획분 B의 취득과 획분 C의 취득을 일체의 공정으로 해서 실시할 수 있는 경우가 있다.
[실시예 1]
＜채혈＞
도 8에는 도 1에 나타내는 스텝 S21의 실시예를 나타내고 있다. 스텝 S35에서는 모체혈의 채혈을 실시한다. 본 실시예에서는 적절한 수속하에, 모체혈 및 일반혈의 제공을 받았다. 모체혈은 시험 연구용으로서 임신 33주의 임산부로부터 제공된 것이다. 태아의 성별은 남성이다. 본 실시예에 있어서 이용된 일반혈은 시험 연구용으로서 임산부가 아닌 사람으로부터 제공된 것이다. 모체혈 및 일반혈의 채취는 의료 기관에서 이루어졌다. 이들의 혈액은 적정한 관리하에, 발명자의 연구실에 수송되었다.
필요한 모체혈의 양은 다음과 같이 고려된다. 10㎖의 모체혈에는 약 3×1010개의 혈구가 포함되어 있는 것으로 고려된다. 또 동일 체적의 모체혈에는 약 36 내지 2168 개의 유핵 적혈구가 포함되어 있는 것으로 고려된다(비특허문헌 1).
상기 유핵 적혈구의 비율을 감안하여, 출발 재료로 되는 모체혈의 양은 0.01 ㎖ 내지 100 ㎖라도 좋다. 모체혈의 양은 0.01, 0.02, 0.03, 0.04, 0.05, 0.06, 0.07, 0.08, 0.09, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 ㎖라도 좋다. 본 실시예에서는 모체혈 20 ㎖를 출발 재료로서 사용했다.
전자동 세포 카운터 TC20(BIORAD)로 측정했으며, 모체혈 10㎖ 당 3.16×1010개의 혈구가 포함되어 있었다. 모체혈을 PBS(인산염 완충 식염수)에서 2배로 희석했다.
다음의 밀도 구배 원심법에 의한 농축의 처리는, 채혈 후, 바람직하게는 48시간, 36시간, 보다 바람직하게는 24시간, 더 바람직하게는 3시간, 특히 바람직하게는 2시간 경과까지 실시한다. 채혈 후, 처리 개시까지의 시간이 짧을수록, 밀도 구배 원심법에 의한 농축의 효율을 높일 수 있다. 본 실시예에서는 채혈 후 2시간에 처리를 개시했다. 또 아포토시스 저해제라고 하는 보존제의 첨가에 의해, 시간 경과에 수반하는 농축 효율의 저하를 억제할 수 있다.
＜유핵 적혈구의 농축＞
도 8에 나타내는 스텝 S36 및 S37를 통해서, 모체혈 내의 유핵 적혈구를 2단계의 밀도 구배 원심법으로 농축한다. 여기서, 농축이란 유핵 적혈구 이외의 혈구를 제거하는 것이다. 농축에 있어서 모체혈로부터 제거되는 혈구는 무핵의 적혈구인 것이 바람직하다. 농축에 있어서 모체혈로부터 혈소판도 제거되는 것이 더 바람직하다.
도 8에 나타내는 스텝 S36 및 S37를 통한 농축에 의해 획분 A가 얻어진다. 농축 후에 있어서, 획분 A 내에 있어서의 전체 혈구에 대한 유핵 적혈구의 비율은, 모체혈 시료 내에 있어서의 전체 혈구에 대한 유핵 적혈구의 비율보다 커진다.
도 8에 나타내는 스텝 S36에 있어서, 모체혈을 밀도 구배 적층 원심으로 분획한다. 밀도 구배 적층 원심은 밀도 구배 원심의 일종이다. 본 실시예에서는 퍼콜 및 식염수를 이용해 밀도 1.085 g/㎖ 및 1.075 g/㎖의 등장 용액(isotonic solutions)을 작성했다. 원심관에 이들을 차례로 적층한 후, 모체혈 10 ㎖를 더 중층(layer)했다. 이러한 원심관을 20℃, 1750 G로 30분간 원심했다.
도 9에는 밀도 구배 적층 원심의 결과의 모식도가 나타내지고 있다. 원심관(46)에는 위로부터 차례로 층(45a 내지 45f)이 형성되어 있다. 층(45a)에는 혈장이 농축되어 있다. 층(45b)에는 백혈구(43)가 농축되어 있다. 층(45a 및 45b)의 밀도는 1.075 g/㎖보다 작은 것으로 생각된다. 층(45c)은 밀도 1.075 g/㎖의 등장 용액의 층이다.
도 9에 나타내는 층(45d)에는 유핵 적혈구(41)가 농축되어 있다. 층(45d)의 밀도는 1.075 g/㎖보다 크고, 1.085 g/㎖보다 작은 것으로 생각된다. 층(45d)을 분취함과 아울러 혈구를 세정함으로써 유핵 적혈구를 포함하는 획분을 획득했다. 이러한 획분을 시료 1로 했다. 시료 1 내의 혈구 수를 전자동 셀 카운터 TC20를 이용해 측정했다. 혈구 수는 약 9.95×106개였다.
도 9에 나타내는 층(45e)은 밀도 1.085g/㎖의 등장 용액의 층이다. 층(45f)에는 무핵 적혈구(42)가 농축되어 있다. 층(45f)의 밀도는 1.085 g/㎖보다 큰 것으로 생각된다.
도 8에 나타내는 스텝 S37에 있어서, 스텝 S36에서 얻어진 획분을 고장(高張) 원심으로 분획해도 좋다(특허문헌 1). 고장 원심은 밀도 구배 원심의 일종이다. 다음으로, 시료 1의 절반량을 획분 A로서 이용해, 이하의 형광 표지의 스텝을 실시했다.
＜형광 표지＞
도 1에 나타내는 스텝 S22에 있어서 획분 A를 형광 표지한다. 형광 표지된 혈구는 형광 표지된 혈구를 포함하는 다른 혈구와 서로 분리된 상태로 되어 있는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 형광 표지의 조건은 예를 들면 이하와 같이 실시할 수 있다.
우선 획분 A의 혈구를 Hoechst33342(Sigma-Aldrich제), 항CD45-PE 표지 항체(Miltenyi-Biotec제, 클론명：5B1), 및 항CD235a-FITC 표지 항체(Miltenyi-Biotec제, 클론명：REA175)로 동시에 염색했다. 염색시에 혈구의 가교 고정은 실시하지 않았다. 염색은 4℃로 10분간 실시했다. 염색 후, 혈구의 현탁액을 4℃, 300 G의 조건으로 10분간 원심함으로써 표지된 혈구를 회수했다.
또한, 형광 표지의 조건은 이하와 같이 변경할 수도 있다. 예를 들면, 우선 획분 A의 혈구를 Hoechst33342로 염색해도 좋다. 그 후에 혈구를 항-CD45-PE 표지 항체, 및 항-CD235a-FITC 표지 항체로 면역 염색해도 좋다. 혈구 및 항체를 전도 혼화시키면서, 실온에서 항체 항원 반응을 진행시켜도 좋다. 그 후, 혈구의 현탁액에 인산 완충 생리 식염수를 더해도 좋다. 이것에 의해 더해진 형광 항체의 농도를 저하시킬 수 있다. 그 후, 혈구의 현탁액을 25℃, 300 g로 3분간 원심해서 혈구를 회수해도 좋다.
항체의 농도는 상술한 항체의 첨부 서류에 기재되는 표준의 사용 농도의 약 1/100 내지 1/10으로 해도 좋다. 이것에 의해, 셀 소팅의 처리에 있어서의 시그널/노이즈 비의 개선을 도모할 수 있다. 본 실시예에서는, 항체의 희석시에, 항-CD45-PE 표지 항체와 완충액 사이의 체적의 비(희석율)를 1：10으로 했다. 또, 항-CD235a-FITC 표지 항체와 완충액 사이의 체적의 비(희석율)를 1：1099로 했다.
도 1에 나타내는 스텝 S23에 있어서, 셀 소팅으로 획분 A를 더 분획한다. 셀 소터(cell sorter)로서 도 10의 모식도에 나타내는 셀 소터를 이용했다. 이러한 셀 소터는 혈구를 형광 검출하는 것이다.
우선 도 10에 나타내는 주 유로(47) 내에 형광 표지된 획분 A를 포함하는 정상적인 액체류를 작성한다. 액체류 내의 혈구(48a)에 여기 광을 투사해서 형광에 의해 표지의 시그널의 유무를 검출한다. 부 유로(49)는 주 유로(47)와 교차한다. 혈구(48a)는 주 유로(47)와 부 유로(49)의 교차점을 향해 흐른다.
도 10에 나타내는 혈구(48b)는 시그널의 검출된 혈구이다. 이러한 혈구는 주 유로(47) 내를 흘러서 교차점에 들어간다. 부 유로(49)에서는 액체류와 교차하는 방향으로 펄스류를 발생시킬 수 있다. 상술한 시그널에 근거해, 혈구(48b)를 표적으로 해서 펄스류를 발생시킨다.
도 10에 나타내는 혈구(48b)를 부 유로(49)의 펄스류에 실음으로써, 혈구(48b)를 주 유로(47)의 액체류로부터 분리한다. 분리한 혈구(48b)를 순차적으로 수집한다. 이것에 의해 수집된 혈구(48b)로 이루어지는 획분 B가 생성된다.
도 10에 있어서, 시그널이 없었던 또는 약했던 혈구(48c)에 대해서는 펄스류가 부여되지 않는다. 혈구(48c)는 주 유로(47) 내를 그대로 액체류에 실려 흘러간다.
이러한 셀 소터에 대해서는 특허문헌 7에 상세 내용이 설명되고 있다. 또 본 실시예에서는 on-chip·Biotechnologies사로부터 제공되는 셀 소터를 사용했다(셀 소터의 형식：On-chip-SortMS6). 본 실시예에서는 세포 선별을 위한 셀 소터의 동작 조건은 이하와 같다.
＜셀 소팅에 의한 분석＞
도 11은 Hoechst33342의 형광 강도 분포를 나타낸다. 세로축은 혈구의 출현 빈도를 나타낸다. 가로축은 Hoechst의 형광 시그널의 강도를 나타낸다. 피크가 2개 나타나고 있다. 출현 빈도가 강도 40 내지 50의 사이에서 극소가 되었다. 이러한 범위에서 경계치를 정하고, 이것보다 강도가 큰 혈구를 유핵의 혈구라고 추정했다. 또, 이것보다 강도가 작은 혈구를 무핵의 혈구라고 추정했다.
도 12는 모체혈에 있어서의 면역 표지의 형광 강도 분포를 나타낸다. 도 13은 일반혈에 있어서의 면역 표지의 형광 강도 분포를 나타낸다. 세로축은 항CD235a 항체에 결합한 FITC(fluorescein isothiocyanate)의 발광의 시그널의 강도를 나타낸다. 가로축은 항CD45 항체에 결합한 PE(phycoerythrin)의 발광의 시그널의 강도를 나타낸다.
도 12 및 도 13에 있어서의 Ar1는 CD235a-FITC의 시그널이 강하게 나타난 집단을 나타낸다. Ar2는 CD45로 표지된 백혈구의 집단을 나타낸다.
모체혈의 결과와 일반혈의 결과의 비교에 의해, 모체혈에서는, 일반혈에 비해 Ar1에 속하는 혈구의 수가 많은 것이 밝혀졌다.
도 12에 있어서, Ar1 내, FITC(fluorescein isothiocyanate)의 발광의 시그널의 강도가 1×103보다 큰 것을 유핵 적혈구의 후보로 했다. 이것은 예비 실험에 있어서 백그라운드 노이즈, 즉 백혈구의 FITC의 발광의 시그널 강도가 1×103 이하인 것에 따른다. 상기의 조건 검토를 토대로 유핵 적혈구의 후보를 포함하는 획분 B를 셀 소팅으로 취득했다.
＜분자 생물학적 해석＞
획분 B의 전체에 대해서 Nucleospin Tissue XS를 사용해서, DNA 추출을 실시했다. 1 세포 레벨에서의 분리를 실시하고 나서 DNA 추출을 실시할 수도 있다. 또 1 세포 레벨에서 분리한 세포로부터 얻은 DNA에 대해서 전체 게놈 증폭을 실시할 수도 있다. 전체 게놈 증폭은 예를 들면 Yikon Genomics사로부터 제공되는 MALBAC를 이용해 실시할 수 있다.
본 실시예에서는 DNA 추출로 얻어진 DNA를 주형으로 해서 PCR 반응을 실시했다. PCR 반응에서는 Ex-Taq polymerase를 사용했다. 도 14는 분자 생물학적 해석의 결과를 나타낸다. 도 14에 나타나는 전기 영동 상 내의 레인 1 내지 11은 SRY 유전자 배열에 대한 PCR에 의한 270bp 길이의 증폭 산물을 나타낸다. 주형은 이하와 같다.
레인 1의 좌측에는 200bp의 DNA 래더가 나타나 있다.
레인 1：인간 남성의 표준 DNA, 200 카피.
레인 2：인간 여성의 표준 DNA, 200 카피.
레인 3：인간 남성의 표준 DNA, 0 카피.
레인 4：인간 남성의 표준 DNA, 1 카피.
레인 5：인간 남성의 표준 DNA, 4 카피.
레인 6：인간 남성의 표준 DNA, 8 카피.
레인 7：인간 남성의 표준 DNA, 16 카피.
레인 8：인간 남성의 표준 DNA, 64 카피.
레인 9：인간 남성의 표준 DNA, 100 카피.
레인 10：시료 1
도 14에 나타내는 전기 영동 상보다, 시료 1에는 4 내지 16 카피의 SRY 유전자 배열을 갖는 DNA가 포함된다는 것을 알았다. 따라서, 시료 1에는 태아 유래의 염색체 DNA가 함유된다는 것을 알았다.
[실시예 2]
본 실시예에서는 임신 33주의 임산부로부터 채취한 혈액을 이용했다. 태아의 성별은 남성이었다.
＜혈구 분리 칩에 의한 모체혈의 농축＞
실시예 2에서는 모체혈 0.3 ㎖를 사용하고, 그 농축의 공정을 혈구 분리 칩에 의해 행하였다. 혈구 분리 칩으로서는 예를 들면 특허문헌 11에 기재된 것을 사용할 수 있다. 혈구 분리 칩은 세포의 크기를 기준으로 해서 모체 시료 내의 혈구를 분획한다.
도 15에 혈구 분리 칩의 일례로서 혈구 분리 칩(50)의 평면도를 나타낸다. 혈구 분리 칩(50)은 입구(51), 주 유로(52), 부 유로(53) 및 출구(54a-54d 및 55)를 갖는다. 주 유로(52)는 입구(51)의 출구(55)를 향해 차례로 유로(56a 내지 56d)를 갖는다. 유로(56a 내지 56d)는 입구(51)로부터 출구(55)까지 하나로 연결되어 있다.
도 15에 나타내는 입구(51)는 모체혈을 넣은 시린지(57)와 접속된다. 시린지(57)로부터는 소정의 유량으로 모체혈을 입구(51)에 보낸다. 모체혈은 입구(51)를 경유해서 유로(56a)로 들어간다. 농축의 개시시에 있어서 모체혈은 채혈 후 2 내지 3시간 경과하고 있었다.
모체혈은 미리 희석해 두는 것이 바람직하다. 희석율은 2배 내지 500배로 할 수 있다. 본 실시예에서는 희석율을 50배로 했다. 희석은 인산 완충 생리 식염수로 실시한다. 모체혈 희석액의 단위시간 당의 유량을 1 ㎕/분 내지 1000 ㎕/분으로 할 수 있다. 본 실시예에서는 25 ㎕/분으로 했다. 혈구 분리 칩에 의한 분획은 10시간 행했다. 1회의 분획으로 예를 들면 15 ㎖의 모체혈 희석액을 처리할 수 있다.
도 15에 나타내는 혈구 분리 칩(50)은 부 유로(53)를 갖는다. 부 유로(53)는 시린지(58)와 접속되어 있다. 시린지(58)에는 PBS가 들어가 있다. 시린지(58) 내에 압력을 가함으로써 PBS는 부 유로(53)를 통해서 유로(56b)에 유입된다.
도 15에 나타내는 분기 유로(59a 내지 59d)는 모두 주 유로(52)로부터 분기하는 유로이다. 유로(56c) 내에 있어서, 상류측으로부터 차례로 분기 유로(59a, 59b, 59c 및 59d)가 이 순서로 주 유로(52)로부터 분기한다.
도 15에 나타내는 분기 유로(59a 내지 59d)는 모두 주 유로(52)로부터 분기하는 소 유로를 복수개 갖는다. 각 소 유로는 주 유로(52)의 상류에서 하류를 향해 배열된다. 분기 유로(59a 내지 59d)는 각각 출구(54a 내지 54d)에 도달한다. 분기 유로(59a 내지 59d) 내의 각 소 유로는 각각 출구(54a 내지 54d)의 앞에서 합류한다. 유로(56d)는 출구(55)에 도달한다.
도 16에는, 혈구 분리 칩(50)에 의한 혈구의 분별의 과정을 모식적으로 나타내고 있다. 도 15에 나타낸 바와 같이 분기 유로(59a 내지 59d)는 각각 복수의 소 유로를 갖는다. 도 16 내에서는 설명을 간단하게 하기 위해, 각 분기 유로(59a 내지 59d)에는 각각 소 유로를 1 개씩 나타내고 있다.
도 16에 나타내는 주 유로(52)의 상류로부터 모체혈이 흘러 나온다. 모체혈은 혈구를 대량으로 포함하고 있다. 혈구는 유로(56b)에 도달한다. 한편, 부 유로(53)를 흘러 온 PBS는 주 유로(52)를 흐르는 혈구를 주 유로(52)의 측방으로부터 밀어넣는다. 유로(56b 내지 56c)에 있어서, 분기 유로(59a 내지 59d) 측으로 혈구가 밀린다.
도 16에 나타내는 유로(56a)에 있어서, 주 유로(52)의 부 유로(53)와 대향하는 측에는 분기 유로(59a 내지 59d)가 배치되어 있다. 분기 유로(59a 내지 59d)의 각각이 갖는 소 유로의 내접 직경은 이들의 배열 순으로 커진다. 여기서 내접 직경은 소 유로의 직교 단면에 있어서의 내접원의 직경이다. 본 실시예에서는, 분기 유로(59a 내지 59d)의 소 유로의 내접 직경은 각각 8, 12, 15 및 25㎛이다. 본 실시예에 있어서 소 유로의 단면은 사각형이다. 소 유로의 단면은 다른 다각형이라도 원이라도 좋다.
도 15 및 도 16에 나타내는 혈구 분리 칩(50)에서는 분기 유로를 4개 마련했다. 분기 유로의 수는 2이상이면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면 분기 유로를 적어도 2개로 해도 좋다. 이러한 2개의 분기 유로 중, 상류의 소 유로의 내접 직경은 12 ㎛ 내지 19 ㎛이라도 좋다. 상류의 소 유로의 내접 직경은 13, 14, 15, 16, 17, 및 18 ㎛ 중 어느 것이라도 좋다. 본 실시예의 분기 유로(59c)가 이것에 해당한다. 분기 유로(59c)는 무핵 적혈구의 제거 유로라고 한다.
또 하류의 소 유로의 내접 직경은 20 ㎛ 내지 30 ㎛이라도 좋다. 하류의 소 유로의 내접 직경은 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 및 29 ㎛ 중 어느 것이라도 좋다. 본 실시예의 분기 유로(59d)가 이것에 해당한다. 분기 유로(59d)는 유핵 적혈구의 회수 유로라고 한다.
도 16에 나타내는 분기 유로(59a 내지 59d)에는 부 유로(53)에 의해 밀린 혈구가 흘러 들어온다. 각 분기 유로에 흘러 들어온 혈구의 직경은 그 분기 유로의 소 유로의 내접 직경보다 약간 작다. 도면 내에는 분기 유로(59a)의 소 유로의 내접 직경보다 약간 작은 혈구로서 과립(39)을 나타내고 있다. 과립(39)은 출구(54a)에 도달한다. 도면 내에는 분기 유로(59b, 59c)의 소 유로의 내접 직경보다 약간 작은 혈구로서 무핵 적혈구(42)를 나타내고 있다. 무핵 적혈구(42)는 출구(54b, 54c)에 도달한다.
유핵 적혈구의 직경의 크기는 11 ㎛ 내지 13 ㎛인 것으로 생각된다. 도면 내에는 분기 유로(59d)의 소 유로의 내접 직경보다 약간 작은 혈구로서 유핵 적혈구(41)를 나타내고 있다. 추가로 백혈구(43)를 나타내고 있다. 유핵 적혈구(41) 및 백혈구(43)는 출구(54d)에 도달한다.
도 16에 나타내는 분기 유로(59a 내지 59d)에 취입되지 않았던 혈구는 플로우 스루(FT)로서, 혈장과 함께 유로(56d)를 통과함과 아울러, 도 15에 나타내는 출구(55)에 도달한다. 예를 들면 응집한 혈구 등이 플로우 스루에 포함된다. 출구(54a 내지 54d) 및 출구(55)에는 유체를 수용하는 리저버가 각각 마련된다.
도 16에 나타내는 출구(54a 내지 54d)에 접속된 각 리저버에는 획분 Fr1 내지 Fr4가 각각 분취된다. 플로우 스루는 획분 Fr5로서 도 15에 나타내는 출구(55)에 접속된 리저버에 분취된다. 이상으로부터, 혈구 분리 칩(50)은 크기에 따라 혈구를 분획할 수 있다. 또 혈구 분리 칩은 체(sieve)로서 기능하므로, 획분 Fr1 내지 Fr4에는 각 소 유로의 직경을 초과하는 크기의 입자가 포함되지 않는다. 따라서 Fr4에 응집한 혈구가 혼입되는 것을 방지할 수 있다.
혈구의 크기를 이용한 농축 방법에는, 밀도를 이용한 방법에 비해 잇점이 있다. 하나의 잇점은 혈구의 밀도에 대한 채혈 후의 경과 시간에 따른 영향은 크지만, 혈구의 크기에 대한 영향은 작다는 점이다. 이것은 채혈하는 장소가 혈구를 분획 처리하는 장소로부터 멀어도 본 실시예의 방법을 실시하기 쉽다는 것을 나타낸다. 다른 하나의 잇점은 크기에 따른 분획은, 예를 들면 상기 혈구 분리 칩의 조작과 같이, 용이한 조작으로 실시하는 것이 가능하다는 점이다.
＜실제의 분획＞
15 ㎖의 모체혈 희석액을 상기 혈구 분리 칩으로 분획한 결과를 표 1에 나타낸다. 이러한 모체혈에는 300㎕의 모체혈 전체 혈이 포함된다. 모체혈 전체 혈 내에는 1.43×109개의 혈구가 포함되는 것으로 생각된다. 전자동 셀 카운터 TC20를 이용해 측정했다. 분기 유로(1 및 2) 및 플로우 스루(3)를 통과한 획분의 혈구 수는 표 1과 같다.
유로 직경
(μm)		 혈구 수 비율
(%)
Fr1 8 8.46x 107 18
Fr2 12 1.48x 108 32
Fr3 15 1.97x 108 45
Fr4 25 3.29x 107 7
Fr5 FT 7.93x 105 0
표 1에 나타내는 획분 Fr4 내의 혈구는 3.29×107개였다. 밀도 구배 적층 원심의 결과도 고려하면, 이러한 획분에는 유핵 적혈구 및 백혈구에 상당하는 혈구가 포함되어 있는 것으로 해석된다. 획분 Fr4를 상술한 획분 A로서 이용해서, 셀 소팅에 의한 해석을 실시했다.
실시예 1의 밀도 구배 원심법에서는, 원심관 내에 부유하는 획분을 채취할 필요가 있었다. 이것에 대해서 혈구 분리 칩을 이용한 본 실시예에서는, 혈구 분리 칩 자신이 획분 A를 분취할 수 있다. 따라서, 획분 A를 얻기 위한 농축의 조작을 간편하게 할 수 있다.
＜셀 소팅에 의한 획분 B의 분취＞
획분 B의 분취는 실시예 1과 마찬가지로 실시했다. 우선, 획분 A에 대해서 Hoechst33342 및 PE 수식항 CD45 항체에 의한 염색을 실시했다. 염색은 세포에 대해서 가교 고정을 포함하는 고정 처리를 하지 않고 실시했다. 다음으로, FITC 수식항 CD235a 항체에 의한 염색을 실시했다. 항체의 농도는 실시예 1과 마찬가지로 최적화했다.
획분 Fr4의 3.29×107개의 혈구를 On-chip Biotechnologies사의 셀 소터로 선별했다. Hoechst33342 및 CD235a에 대해서 양성, 또한 CD45에 대해서 음성의 혈구를 선별했다. CD45 음성의 선택은, CD45 항체 비즈(beads)를 이용한 어피니티(affinity) 정제로 면역 학문적 제거에 의해 행해도 좋다. 이상에 의해 661개의 혈구를 함유하는 획분 B를 획득했다.
＜1 세포 레벨에서의 분리＞
도 17에는 상술한 바와 같이 염색한 혈구를 나타내고 있다. 도면에 나타내는 바와 같이 응집의 발생은 억제되었다. 이 때문에, 혈구를 1 세포 레벨에서 서로 분리 가능한 것을 나타냈다. 본 실시예에 있어서 응집이 억제된 것은 염색하는 항체 농도를 최적화한 것에 의한 것으로 생각된다.
＜염색체 DNA의 추출＞
상기 획분 B를, 혈구를 약 200 개씩 갖는 3개의 획분으로 나누었다. 이들의 획분에는 1 내지 2개의 태아 유래의 유핵 적혈구가 포함되어 있는 것으로 기대된다.
각 획분에 대해서, 염색체 DNA의 추출을 실시했다. 염색체 DNA에 대해서 MALBAC(Multiple Annealing and Looping Based Amplification Cycles) 법에 의한 전체 게놈 증폭을 실시했다. 이것에 의해 태아 유래의 Y 염색체가 증폭되고, 이후의 공정에서 SRY 유전자의 검출을 용이하게 할 수 있었다. 증폭된 염색체 DNA를 주형으로 해서, SRY 유전자 배열 특이적으로 PCR 증폭을 실시했다. SRY 유전자의 PCR 산물의 전기 영동 상을 도 18에 나타낸다. 주형은 이하와 같다.
레인 1의 좌측에는 200 bp의 DNA 래더가 나타나 있다.
레인 1：증류수.
레인 2：인간 남성의 표준 DNA, 20 ng.
레인 3：인간 여성의 표준 DNA, 20 ng.
레인 4：MALBAC법에 의한 증폭 산물 1, 450 ng.
레인 5：MALBAC법에 의한 증폭 산물 2, 610 ng.
레인 6：MALBAC법에 의한 증폭 산물 3, 700 ng.
레인 4의 증폭 산물 1을 주형으로 한 PCR에 있어서는, SRY의 밴드를 볼 수 있었다. 다른 증폭 산물을 주형으로 한 PCR에 있어서는, SRY의 밴드를 볼 수 없었다. 이상으로부터, 획분 B를 분획함으로써, 태아 유래의 혈구를 갖는 획분과, 갖지 않는 획분으로 나눌 수 있다는 것을 알았다. 또 1 세포 레벨에서 한계 희석을 실시함으로써, 1 세포 레벨에서 분리된 혈구에 있어서의 SRY 유전자의 유무를 동정 가능한 것이 시사되었다.
상술한 신규 지견에 근거하면, 1 세포 레벨에서 구별 가능한 염색체 DNA이며, 태아 유래에 유래하는 것을 취득 가능하다는 것은, 당업자이면 용이하게 이해할 수 있다고 생각한다. 즉, 본 실시예에서는 혈구를 200 개씩 갖는 3개의 획분을 얻은 것에 대해, 다른 방법에서는 한계 희석법에 의해, 획분 B를 600개 이상의 획분으로 나누면 혈구를 1 세포 레벨에서 분리할 수 있다. 이러한 분획은 무차별로 실시해도 좋고, 또 얻어진 작은 획분에 1 개씩 세포가 포함되어 있다는 것을 확인하면서 실시해도 좋다. 또, 이들의 혈구를 1 세포 레벨에서 갖는 작은 획분에 대해서, 소정의 DNA 추출 처리 및 증폭 처리를 실시할 수도 있다.
1 세포 분의 염색체 DNA에는 통상, 양 부모의 배우자로부터 얻은 1 카피(single copy)씩의 유전자 또는 아렐(allele) 밖에 존재하지 않는다. 그렇지만 MALBAC법을 비롯한 전체 게놈 증폭법은 1 세포 분의 염색체 DNA를 주형으로 해서, 이들의 1 카피의 DNA 배열을 증폭 가능하다. 증폭된 DNA는 출생전 검사 또는 출생전 진단에 필요한 분자 생물학적 데이터의 취득을 위해서, 매우 적합하게 사용할 수 있다.
[참고예：픽킹법]
특허문헌 4는 소위 픽킹법을 나타내고 있다. 픽킹법에서는, 메이-김자 염색된 세포를 슬라이드 글라스 상에서 관찰해서, 형태에 근거해 유핵 적혈구를 단리하고 있다. 이러한 방법에서는, 1 세포 레벨에서 유핵 적혈구가 단리된다. 따라서 백혈구를 포함하지 않는 획분을 얻을 수 있다. 이 때문에, 이러한 획분으로부터 얻은 태아 세포 유래 염색체 DNA는 순도가 매우 높다. 여기서 말하는 순도에 대해서는, 모체 유래의 세포의 염색체 DNA의 혼입의 유무에 주목하고 있다.
그렇지만, 특허문헌 4에서는, 형태 관찰에 의해 가장 유핵 적혈구인것 같은 것으로서 식별된 세포, 즉 상위에 순위가 매겨진 세포 5개가 모두 태아 유래의 유핵 적혈구는 아니었던 것을 나타내고 있다(단락 0078). 특허문헌 4에서는, 어쩔수 없이, 차순위로 순위가 매겨진 세포 5개를 분자 생물학적으로 해석하고, 그 중에서, 1개의 태아 유래의 세포를 획득하고 있다(단락 0079).
출생전 진단을 실시하는 경우, 피험 대상의 모체혈 시료는 말할 필요도 없이 한정된 양밖에 채혈할 수 없다. 또 출생전 진단을 실시할 수 있는 기간이, 피험 대상인 임산부마다 한정된 기간밖에 없다는 것은 산부인과 의학적으로 분명하다. 한편으로 혈액 내의 태아 유래의 유핵 적혈구의 수는 매우 적다. 따라서, 시료의 전량을 한정된 기간에 검사할 수 있을 방법이 바람직하다. 바꾸어 말하면, 태아 유래의 세포의 취득에 실패한 것이 판명된 후, 재차 공정을 반복하는 것을 전제로 한 방법은 바람직하지 않았다.
형태 관찰에 의존한 방법은 확실히 유핵 적혈구를 채취할 수 있다고 하는 점에 있어서 신뢰성이 높다. 한편으로 신뢰성의 댓가로, 일정한 시간 내에 태아 유래의 유핵 적혈구에 도달한다는 것에 대한 합리적인 기대에 손실이 있다.
또 모체혈 내에는 모체 유래의 유핵 적혈구도 포함되기 때문에 형태 관찰에 의해, 태아 유래의 유핵 적혈구를 선별하는 것은 곤란하다. 형태적 정보에 의존한 태아 유래의 유핵 적혈구 후보의 선별은 분자 생물학적인 해석에 의해 증명된다는 것을 필수로 한다.
또 발명자는 본 발명의 연구의 과정에서, 픽킹법에 있어서, 식별된 유핵 적혈구를 프레파라트(Preparation)로부터 용기로 세포를 옮기는 것에는 조작자의 충분한 숙련이 필요하다는 것을 찾아냈다. 또 발명자는 한편으로, 상기 실시 형태 및 실시예와 같이 충분히 농축이 실시된 상황에서는, 무차별한 1 세포 레벨에서의 분자 생물학적 해석이라도 태아 유래의 유핵 적혈구 유래의 염색체 DNA에 도달할 수 있다는 것을 찾아냈다.
이상으로부터, 상기 실시 형태 및 실시예에서는 유핵 적혈구를 단리하는 것을 우선하지 않았다. 그 대신에, 최종적으로 1 세포 레벨에서 구별할 수 있는 태아 유래의 염색체 DNA를 채취하는 것을 우선했다. 이러한 우선 목표를 달성하려면, 무차별로 한계 희석법 등에 의해 분획한 후, 무차별로 분자 생물학적 해석을 실시하는 것이 보다 효율적이다는 것을 알았다.
무차별한 분자 생물학적 해석을 실행하려면, 형태적 정보에 의존한 방법으로 제공하는 획분보다 높은 레벨로 유핵 적혈구의 농축된 획분을 준비할 필요가 있다. 바꾸어 말하면 획분으로부터 다른 혈구를 충분히 제거할 필요가 있다. 그렇지 않으면 분자 생물학적 처리를 해야 할 혈구 수가 방대하게 되어, 1 세포 레벨에서의 분자 생물학적 해석에 적합하지 않게 되기 때문이다. 이 때문에, 밀도 또는 크기에 따른 농축과 셀 소팅에 의한 농축을 조합함으로써 높은 레벨에서의 유핵 적혈구의 농축을 실현시켰다.
＜＜제2 실시 형태＞＞
이하에 나타내는 제2 실시 형태와 그 실시예에서도 ＜＜제1 실시 형태＞＞와 마찬가지로 1 세포 레벨에서 단리된 태아 유래의 유핵 적혈구에 유래하는 염색체 DNA를 취득한다. 이하에 있어서 ＜＜제1 실시 형태＞＞와 다른 점을 중심으로 설명한다. 이하의 기재 중에서 생략되어 있는 기술 사항이며 제2 실시 형태에 필요한 기술 사항에 대해서는 ＜＜제1 실시 형태＞＞에 기재되어 있는 대로 한다.
[채혈 및 유핵 적혈구]
채혈의 상세 및 표적으로 하는 유핵 적혈구에 대해서는 ＜＜제1 실시 형태＞＞에 기재되어 있는 대로 한다.
[a. 획분 A에 대한 표지]
＜a-1. 농축에 의한 획분 A의 취득＞
농축에 의한 획분 A의 취득은 ＜＜제1 실시 형태＞＞에 기재되어 있는 대로 실시한다.
＜a-2. 획분 A의 표지＞
도 1에 나타내는 스텝 S22에서는, 획분 A를, 백혈구 및 세포핵에 대해서 특이적으로 표지한다. 표지(label or labeling)는 자기 표지라도 형광 표지라도 좋고, 형광 표지가 바람직하다. 표지는 직접 표지라도 간접 표지라도 좋다. 간접 표지는 태그와 2차 항체에 의한 것이라도 좋고, 비오틴-아비딘 결합에 의한 것이라도 좋다.
백혈구에 대해서 특이적인 표지는 백혈구의 표면에 특이적인 표지라도 좋다. 백혈구에 대해서 특이적인 표지는 면역 표지라도 좋다. 면역 표지는 항체에 의한 표지라도 좋다. 면역 표지의 표적 항원은 당쇄 항원이라도 좋다. 표지는 CD45와 같은 백혈구에 특이적인 항원에 대한 항체에 의한 것이라도 좋다.
핵산에 대해서 특이적인 표지에 의해, 유핵 적혈구가 갖는 세포핵이 특이적으로 표지된다. 핵산에 대해서 특이적인 표지는 염료 표지라도 좋다. 표지되는 핵산은 DNA가 바람직하다. 염료는 형광 염료라도 좋다. 핵은 형광 염료에 의해 형광 표지되어도 좋다. 형광 염료는 Hoechst33342라도 좋다. 세포핵에 특이적인 표지는 면역 표지라도 좋다.
도 1에 나타내는 스텝 S22에 있어서, 백혈구에 대해서 특이적인 표지와 세포핵에 대해서 특이적인 표지는 동시에 실시해도 좋다. 또 어느 것의 표지를 먼저 행해도 좋다. 또 어느 것의 표지를 먼저 실시하고, 스텝 S23에 있어서의 분취도 먼저 실시해도 좋다. 그 후, 이후에 실시하는 표지 및 분취를 실시해도 좋다.
또한, 상기 어느 것의 또는 모든 표지를 실시하기 전에, 획분 A 내의 혈구에 대해서 조직학적인 가교 고정을 해도 좋다. 또 이러한 상태에서 하기의 셀 소팅에 의한 분획을 실시해도 좋다. 혈구를 가교 고정함으로써, 혈구끼리가 응집하는 것을 예방할 수 있다. 따라서 셀 소팅에 의한 분취가 정밀도 좋게 실시될 수 있다. 후술하는 d.에 있어서의 분자 생물학적 해석의 이전에 추출한 DNA를 탈가교해도 좋다.
획분 A 내의 혈구에 대해서 조직학적인 가교 고정을 실시하지 않는 상태에서, 후술하는 분획, 즉 셀 소팅에 의한 분획을 실시해도 좋다. 이것에 의해, 후술하는 d.에 있어서의 분자 생물학적 해석에 있어서의 가교 고정의 영향을 최소화할 수 있다.
예를 들면, 혈구의 가교 고정을 실시하지 않고, 세포핵에 특이적인 표지와 백혈구 특이적인 면역 표지를 동시에 실시해도 좋다. 추가로 이들의 표지를 실시한 후에 혈구를 가교 고정해도 좋다. 추가로 가교 고정된 혈구에 대해서, 적혈구 특이적인 면역 표지를 실시해도 좋다.
[b. 셀 소팅에 의한 획분 B의 취득]
＜b-1. 기본이 되는 세포 선별＞
스텝 S23에서는 표지한 획분 A 내의 혈구를 셀 소팅에 의해 선별함으로써 획분 B를 취득한다. 셀 소팅의 원리 및 셀 소터의 기종은 ＜＜제1 실시 형태＞＞에 기재되어 있는 대로 한다.
도 1에 나타내는 스텝 S23에서는 백혈구에 대해서 특이적인 표지에 의해 표지된 혈구를 제외하도록 혈구를 선별하는 것이 바람직하다. 유핵 적혈구는 적혈구이기 때문에 백혈구에 대해서 특이적인 표지에 의해 유핵 적혈구를 백혈구와 구별할 수 있다.
도 1에 나타내는 스텝 S23에서는 유핵의 혈구에 대해서 특이적인 표지에 의해 표지된 혈구를 취득하도록 혈구를 선별하는 것이 바람직하다. 유핵 적혈구는 세포핵을 갖기 때문에, 세포핵에 대해서 특이적인 표지에 의해, 유핵 적혈구를 무핵의 적혈구와 구별할 수 있다.
도 1에 나타내는 스텝 S23에서는, 이들의 표지를 조합함으로써, 유핵 적혈구의 순도가 높아진 획분 B를 취득한다. 취득된 획분 B에는 모체 유래 및 태아 유래의 유핵 적혈구가 포함된다. 백혈구에 대해서 특이적인 표지에 의한 백혈구의 배제와 세포핵에 대해서 특이적인 표지에 의한 유핵의 혈구의 회수는 동시에 실시해도 좋다. 또 어느 것을 먼저 행해도 좋다. 예를 들면 백혈구에 대해서 특이적인 자기 표지에 의해 백혈구의 배제를 실시한 후, 세포핵에 대해서 특이적인 형광 표지에 의해 선별을 실시함으로써 획분 B를 취득해도 좋다.
도 1에 나타내는 스텝 S22에서는, 추가적으로 획분 A를, 적혈구에 대해서 특이적으로 표지해도 좋다. 적혈구 특이적인 표지는 면역 표지라도 좋다. 이러한 표지는 CD71 및 CD235a와 같은 적혈구에 특이적인 항원에 대한 표지라도 좋다. 항원은 당쇄 항원이라도 좋다. 스텝 S23에서는 적혈구에 대해서 특이적인 표지에 의해 표지된 혈구를 회수하도록 혈구를 선별하는 것이 바람직하다.
＜b-2. 추가적인 세포 선별＞
추가적인 세포 선별을 실시해도 좋다. 그 방법은 ＜＜제1 실시 형태＞＞의 기재와 유사해도 좋다.
[c. 혈구의 분리와 핵산 추출]
공정 c.에서는 획분 B 내의 혈구를 1 세포 레벨에서 각각 분리한다. 또 분리된 혈구의 각각에 대해서, 독립적으로 핵산의 추출 처리를 실시한다. 이것에 의해, 1 세포 레벨에서 구별 가능한 핵산을 각각 함유하는 획분 C를 취득한다. 핵산은 DNA라도 좋고, RNA라도 좋다. 또 DNA의 획분의 취득에 더해서 DNA의 획분의 취득한 싱글 셀로부터 추가로 RNA의 획분을 추출해도 좋다. DNA는 염색체 DNA라도 좋다. 본 실시 형태에 있어서, 염색체 DNA는 게놈 DNA를 지칭한다. RNA는 mRNA라도 좋고, 비코딩 RNA라도 좋다. mRNA나 비코딩 RNA는 전체 길이라도 좋고, 부분 배열이라도 좋다.
「c-1. 1 세포 레벨에서의 혈구의 분리」는 ＜＜제1 실시 형태＞＞에 기재되어 있는 대로 실시한다. 1 세포 레벨에서의 혈구의 분리는 한계 희석법을 이용하는 것이 바람직하다. 한계 희석의 1 방식으로서, 입상체를 포함하는 액적의 토출 장치에 의한 1 세포 레벨에서의 혈구의 분리를 실시해도 좋다.
토출 장치에 의한 한계 희석의 일례로서 특허문헌 13에 기재된 토출 장치에 의한 방법이 있다. 이러한 토출 장치에서는 1개의 혈구를 포함하도록 설정된 체적을 갖는 액적을 압전 소자와 같은 액츄에이터에 의해 타겟이 되는 용기를 향해 토출한다. 여기서 복수의 용기로부터 1개의 용기를 혈구마다 선택한 다음에 각 용기를 향해 액적을 토출함으로써 혈구를 1 세포 레벨에서 분리한다.
1 세포 레벨에서의 혈구의 분리 후에, 획분 C를 취득한다. 태아 세포로부터 취득하고 싶은 핵산이 염색체 DNA인 경우, 「c-2. DNA 추출에 의한 획분 C의 취득」은 ＜＜제1 실시 형태＞＞에 기재되어 있는 대로 실시한다. 태아 세포로부터 취득하고 싶은 핵산에 RNA가 더 포함되는 경우, 「c-3. RNA 추출에 의한 획분 C의 취득」은 이하와 같이 실시한다. 앞서 설명한 바와 같이 혈구에 대해서 RNA의 추출과 함께, 염색체 DNA의 추출을 동시에 실시해도 좋다.
＜c-3. RNA 추출에 의한 획분 C의 취득＞
도 19에는 1 세포 레벨에서의 분리와 RNA 추출을 모식적으로 나타내고 있다. 도 1에 나타내는 스텝 S24를 실시한 후, 스텝 S25를 실시하지 않고, 도 19에 나타내는 바와 같이 RNA를 추출한다. 스텝 S65에서는 추가로, 분리된 혈구의 각각에 대해서, 독립적으로 RNA의 추출 처리를 실시함으로써 획분 C를 취득한다. 스텝 S24 및 S65를 실시함으로써 획분 C는 1 세포 레벨에서 구별 가능한 RNA를 각각 함유하는 것으로 된다. 본 실시 형태에 있어서 RNA를 추출하기 전의 혈구를 1 세포 레벨에서 구별 가능한 RNA를 갖는 획분에는, 1 세포의 혈구로부터 추출된 RNA를 갖는 획분이 포함된다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 개개의 용기(44)에 분취된 혈구를 포함하는 획분 E1 내지 E8에 대해서 RNA의 추출 처리를 무차별로 실시하는 것이 바람직하다. 획분 B 내의 각각의 혈구가 유핵 적혈구의 특징을 갖는지 아닌지에 관계없이, 추출 처리는 무차별로 실시한다. 또 각각의 획분 E 내의 혈구가 유핵 적혈구의 특징을 갖는지 아닌지에 관계없이, 추출 처리는 무차별로 실시한다. 즉, 각 혈구가 유핵 적혈구인지 아닌지를 불문하고 추출 처리를 실시한다. 무차별이라고 하는 용어에는 획분 B를 취득할 때까지의 과정에 있어서, 혈구의 밀도 및 크기, 및 표지에 근거해 유핵 적혈구가 농축되는 것을 제외하는 의도는 포함되지 않는다.
추출 처리의 결과, 획분 C로서 획분 C11, C12 및 C14 내지 C18을 얻을 수 있다. 즉, 유핵 적혈구(41)로부터의 RNA의 추출시에, 무핵 적혈구(42)나, 백혈구(43)로부터도 RNA를 추출하는 것을 완전히 배제하지 않는다. 또 획분 C13와 같이, 혈구가 포함되지 않는 획분에 대해서 RNA 추출의 화학 처리를 실시해 얻어진 획분이라도 좋다.
RNA 추출 처리는 1 세포 레벨에서 각각 독립적으로 행해진다. 따라서, 예를 들면 획분 C14나 획분 C17에는 유핵 적혈구(41) 유래의 RNA가 포함된다. 또 획분 C14나 획분 C17에는, 다른 세포의 RNA가 혼합되어 있지 않다. 획분 C14나 획분 C17에는, 상술한 바와 같이 미리 단리된 유핵 적혈구로부터 얻어진 RNA와 동등의 순도의 RNA가 포함되어 있다. 또한, 여기서 말하는 순도에 대해서는, 모체 유래의 백혈구나 적혈구의 RNA의 혼입의 유무에 주목하고 있다.
도 2에 나타내는 바와 같이 RNA의 추출은 개개의 혈구에 대해서 무차별로 행해진다. 즉, 각 혈구가 유핵 적혈구인지 아닌지를 불문하고 추출 처리를 실시한다. 따라서, 무핵 적혈구(42)에 유래하는 획분 C11, C15 및 C18에는 무핵 적혈구의 RNA가 포함되어 있다. 백혈구(43)에 유래하는 획분 C12 및 C16에는 백혈구의 RNA가 포함되어 있다. 획분 E3에 혈구가 원래 존재하고 있지 않기 때문에 획분 C13에는 RNA는 포함되지 않았다.
본 실시 형태의 방법은 이들의 같은 비효율적인 작업을 허용한다. 이와 같이 무차별로 세포의 분리와 RNA 추출을 실시함으로써, 유핵 적혈구의 동정을 수반하는 단리의 조작에 의존하지 않고도 유핵 적혈구의 RNA를 취득할 수 있다. 이 때문에, 일련의 공정 전체적으로 효율화가 이루어진다.
본 실시 형태의 공정 c.에서는, 다음의 3가지 포인트에 유의한다. 제1 포인트로서, 도 2에 나타내는 8개의 획분 C 중, 획분 C14나 획분 C17에 유핵 적혈구에 유래하는 RNA가 포함되어 있다는 사실 그 자체를, 본 실시 형태의 방법의 실시자가, 공정 c.에서는 여전히 모르는 것이 허용된다. 왜냐하면, 본 실시 형태의 방법에서는 유핵 적혈구를 형태적 정보에 근거해 단리하는 것을 실시하는 것은 필수는 아니기 때문이다. 추가로 말하면 획분 C가 상술한 대로 무차별로 취득된 것이기 때문이다.
제2 포인트로서, 도 2에 나타내는 몇개의 획분 C 내에 유핵 적혈구에 유래하는 RNA가 취득된 것은 후술하는 d.에 있어서 분자 생물학적 해석을 실시함으로써 사후적으로 추정된다. 통상, 모체혈에 혼입하는 태아 세포는 태아의 유핵 적혈구이기 때문에, RNA가 태아 유래인 것이 판명됨으로써, 상기가 추정된다.
제3 포인트로서, 도 2에 나타내는 획분 C14나 획분 C17에 포함되는 RNA가 모친의 유핵 적혈구에 유래하는지, 태아의 유핵 적혈구에 유래하는지를, 본 실시 형태의 방법의 실시자가, 공정 c.에서는 여전히 모르는 것이 허용된다. 왜냐하면, 앞의 공정에 있어서, 모친의 유핵 적혈구와 태아의 유핵 적혈구를 구별하는 수단을 이용하는 것이 필수는 아니기 때문이다. RNA가 태아에 유래한다는 것은, 후술하는 d.에 있어서 분자 생물학적 해석을 실시함으로써 사후적으로 판명된다.
도 2에 나타내는 용기(44) 대신에 예를 들면, 도 4에 나타내는 장치(74)를 이용해도 좋다, 장치(74)는 유로(75), 포착 구조(76) 및 반응 구조(77)를 갖는다. 복수의 포착 구조(76)가 유로(75)를 따라서 연속적으로 배치되어 있다. 개개의 포착 구조(76)에는 반응 구조(77)가 부수되어 있다.
도 4에 나타내는 장치(74)에서는, 각 포착 구조(76)에 세포(78)를 분배함으로써, 세포(78)를 1 세포 레벨에서 서로 분리한다. 그렇지만, 포착 구조(76)에 포착된 세포(78)를 포함하는 획분은 특정의 용기에 분취되지 않는다. 모든 또는 소망한 수의 세포(78)를 포착 구조(76)에 포착한 후, 포착한 세포(78)를 용해하고, 반응 구조(77)를 향해 용해물을 흘러가게 함으로써 세포를 처리한다. 반응 구조(77) 내에서는 세포의 처리로서 RNA의 추출 및 이하에 설명하는 cDNA 증폭의 반응을 실시해도 좋다.
도 4에 나타내는 장치(74)로서 특허문헌 9에 개시되는 마이크로 유체 디바이스를 이용해도 좋다. 또 마이크로 유체 디바이스로서, Fluidigm사로부터 제공되는 C1 Single-Cell Auto Prep Array IFC를 이용해도 좋다.
후술하는 ＜d-3. 염색체 DNA 및 RNA의 동시 추출과 해석에 대한 보충＞에 설명되는 대로, RNA의 추출과 동시에 염색체 DNA의 추출을 실시해도 좋다.
[d. 핵산에 대한 해석에 의한 획분 D의 선정]
태아 세포로부터 취득한 핵산이 염색체 DNA인 경우, 「d-1. DNA 해석에 의한 획분 D의 선정」은 ＜＜제1 실시 형태＞＞에 기재되어 있는 대로 실시한다. 예를 들면 도 5의 스텝 S28에 나타내는 바와 같이 획분 C의 염색체 DNA에 대해서 전체 게놈 증폭을 실시해도 좋다. 전체 게놈 추출을 실시하는 대신에, 게놈 내의 일부 영역의 증폭을 실시해도 좋다. 그 후 ＜＜제1 실시 형태＞＞에 기재되어 있는 대로, 스텝 S29에서 분자 생물학적인 해석을 실시함과 아울러, 스텝 S30에서 획분 D의 선정을 실시한다.
태아 세포로부터 취득한 핵산이 RNA인 경우, 「d-2. RNA 해석에 의한 획분 D의 선정」은 이하와 같이 실시한다.
＜d-2. RNA 해석에 의한 획분 D의 선정＞
도 19에 나타내는 스텝 S66에서는, 획분 C의 각각에 대해 분자 생물학적 해석을 실시한다. 이것에 의해 획분 C의 군 중에서, 태아 유래의 RNA 또는 태아 유래의 RNA에 유래하는 cDNA를 함유하는 획분 D를 선별한다.
도 20에는 도 19에 나타내는 스텝 S66의 적합한 예를 나타내고 있다. 도 20에 나타내는 스텝 S68에서는, 획분 C의 RNA를 주형으로 해서 역 전사를 실시한다. 역 전사에 의해, 획분 C에는 RNA와 상보적인 배열을 갖는 cDNA가 풍부하게 포함되는 것으로 된다. 이하, 역 전사 후에 cDNA를 함유하는 것으로 된 획분도 획분 C라고 한다. 역 전사 후에 획분 C 내의 RNA를 분해해도 좋다.
도 5에 나타내는 스텝 S29에서는, 분자 생물학적인 해석을 실시한다. 이것에 의해 각 획분 C에 함유되어 있던 RNA가 모체 유래인지 태아 유래인지를 구별한다. 이러한 구별시에, 이하의 점에 유의할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서, 모체 유래의 RNA와 모친 유래의 게놈으로부터 전사되는 RNA는 구별된다. 모체 유래의 RNA는 오로지 모체의 체세포에 유래한다.
본 실시 형태에 있어서 모친 유래의 게놈으로부터 전사되는 RNA란 태아가 모친으로부터 계승한 염색체에 유래하는 전사 산물을 의미한다. 특히 언급하지 않는 한 모친 유래의 게놈으로부터 전사되는 RNA는 태아에 유래하는 RNA를 지칭하는 것으로 한다. 이러한 RNA는 태아가 부친으로부터 계승한 염색체에 유래하는 RNA와 혼합 상태에 있어도 좋다.
모체와 모친이 일치하는 경우, 모친 유래의 게놈으로부터 전사되는 RNA의 배열은 모체 유래의 RNA의 배열과 공통된다. 또한 태아가 모체의 난자는 아니고 다른 여성에 유래하는 난자에 유래한다고 해도 본 실시 형태의 방법을 적용할 수 있다.
도 20에 나타내는 스텝 S69에 있어서의 분자 생물학적인 해석으로서는 베타 글로빈 유전자와 관련되는 배아 엡실론 글로빈 유전자(비특허문헌 2)에 근거하는 방법이 바람직하다. 배아 엡실론 글로빈 유전자는 태아 특이적으로 발현하므로, 엡실론 글로빈 유전자의 전사 산물의 발현량으로부터 태아 세포와 모체 세포(백혈구, 그 외의 유핵의 혈구)를 구별할 수 있다.
태아가 남성인 것을 알고 있는 경우에는, Y 염색체 특이적인 배열에 근거하는 해석을 실시해도 좋다. 남성인 태아 유래의 RNA는 모친의 게놈 유래가 아닌 배열로서 Y 염색체 유래의 배열을 갖고 있다. 이 때문에, RNA가 태아 유래인 것을 동정할 수 있다.
도 20에 나타내는 스텝 S70에서는, 상술한 분자 생물학적인 해석 결과에 근거해서, 어느 획분 C가 태아에 유래하는지를 확인한다. 이것에 의해 획분 C로부터 획분 D를 선정할 수 있다. 또한, 역 전사를 실시한 것이므로 획분 C에는 cDNA가 포함되는 것으로 되어 있다. 얻은 획분 D에는 cDNA가 포함되어 있다.
도 20에 나타내는 스텝 S70에서는, 획분 D가 유핵 적혈구에 유래하는 것을 완전히 확인하는 것은 필수는 아니다. 스텝 S70에서는 이미 혈구의 형태적 정보가 없어졌다. 스텝 S23에 있어서 유핵 적혈구의 순도가 높아지고 있으므로, 유핵 적혈구에 유래하는 획분 D가 얻어진다는 것은 확률론적으로 추정된다.
도 1, 도 19 및 도 20에 나타내는 일련의 공정에 의해, 1 세포 레벨에서 단리된 태아 유래의 유핵 적혈구에 유래하는 RNA를 주형으로 해서 합성된 cDNA를 함유하는 획분 D를 취득할 수 있다.
역 전사시에, b.에 있어서 고정에 이용한 가교는 해제할 필요가 있다. 즉 RNA를 탈가교한다. 이것에 의해, 역 전사 및 DNA 해석을 효율적으로 진행할 수 있다. 또 가교를 실시하지 않음으로써, 탈가교 반응에 있어서 RNA가 손상되는 것을 방지해도 좋다.
＜d-3. 염색체 DNA 및 RNA의 동시 추출과 해석에 대한 보충＞
도 21에는 염색체 DNA 및 RNA의 동시 추출을 나타내고 있다. 혈구에 대해서 스텝 S65에 나타내는 RNA의 추출과 함께, 스텝 S25에 나타내는 염색체 DNA의 추출을 실시함으로써 획분 W를 동시에 취득하는 것이 바람직하다. 이 경우, 염색체 DNA 해석에 의한 획분 D의 선정 대신에 스텝 S66에 나타내는 RNA 해석에 의한 획분 D의 선정을 실시한다. 이것에 의해 염색체 DNA 해석을 실시하지 않고도 1 세포 레벨에서 분리된 태아 세포에 유래하는 염색체 DNA를 취득할 수 있다.
도 21에 나타내는 RNA의 획분 D의 선정 결과에 근거해, 스텝 S72에 나타내는 바와 같이 획분 W의 군에 해당되는 획분 W1-W8 중에서 획분 W4를 획분 W로서 선정한다. 획분 W4는 획분 C14와 마찬가지로 획분 E4에 유래한다. 따라서 획분 D의 선정 결과로부터 획분 W4는 태아 세포에 유래한다는 것이 이미 판명되고 있다. 실제의 작업에서는 각 획분 W1-W8과 각 획분 C11-C18는 각각 연결시킬 필요가 있다. 연결은 식별자에 의한 대응지음에 따르는 것이 바람직하다. 획분 D의 선별을 RNA 해석에 의해 실시한 후, 후술하는 진단에 제공하는 데이터를 획분 W 내의 염색체 DNA로부터 취득할 수 있다.
싱글 셀로부터 얻어지는 염색체 DNA의 카피수에 비해, RNA의 카피수는 그것보다 많은 것이 기대된다. 염색체 DNA에 의한 태아 세포의 특정에 비해 RNA에 의한 태아 세포의 특정은 효율이 좋다.
이와 같이 RNA와 DNA를 동시에 추출함과 아울러 배열 해석을 하는데 적합한 방법으로서 비특허문헌 3에 기재된 G&T-seq(Genome and transcriptome sequencing) 법을 들 수 있다. G&T-seq법에서는 염색체 DNA와 전체 길이 mRNA를 싱글 셀로부터 추출한다. 이 방법에서는 우선 단리한 싱글 셀을 용해한다. 다음으로 용해물에 대해서 비오틴화한 올리고 dT 포착 프라이머를 이용함으로써 RNA를 포착한다. 추가로 스트렙타아비딘으로 피복한 자기 비즈를 이용해서 용해물로부터 DNA를 분리한다. 포착한 RNA는 Smart-Seq2법을 이용해 증폭한다. 한편, DNA의 증폭에는 MDA법을 이용한다.
G&T-seq법을 포함하는 RNA 및 염색체 DNA를 동시에 취득하는 방법에서는 염색체 DNA 및 RNA는 서로 다른 용기에 수용한다. 이들의 용기에는 염색체 DNA와 RNA를 연관시키는 상술한 식별자를 교부해 두는 것이 필요하다.
또 도 21에 나타내는 방법에 따라, RNA의 획분 D를 복수개 선택함으로써, 이것과 동수의 염색체 DNA의 획분 W를 복수개 수집할 수 있다. 추가로 획분 W를 서로 혼합한다. 이것에 의해 1 세포 레벨은 아니고 벌크 상태로 염색체 DNA의 증폭을 실시할 수 있다. 바꾸어 말하면 주형이 되는 염색체 DNA의 카피수가 1보다 큰 상태에서 DNA 증폭을 개시할 수 있다. 증폭된 염색체 DNA는 상기 실시 형태에서 설명한 대로 해석할 수 있다. 이와 같이 벌크로 해석할 수 있음에도 불구하고 모체 유래의 DNA가 혼합될 우려가 매우 작다. 왜냐하면 획분 W가 태아 세포 유래인 것은 1 세포 레벨의 정밀도로 특정되어 있기 때문이다. 반드시 복수개의 획분 W를 서로 혼합하고 나서 염색체 DNA의 증폭을 실시할 필요는 없다. 1개의 획분 W로부터 염색체 DNA의 증폭을 실시해도 좋다.
[e. 진단에 제공하는 데이터의 취득]
획분 D가 염색체 DNA를 포함하는 경우, 「e-1. 염색체 DNA에 근거하는 진단에 제공하는 데이터의 취득」은 ＜＜제1 실시 형태＞＞에 기재되어 있는 대로 실시한다. 염색체 DNA를 포함하는 획분 W로부터도 마찬가지로 데이터를 취득할 수 있다.
획분 D가 RNA를 포함하는 경우, 당해 RNA 시료는 출생전 유전학적 검사를 포함하는 태아에 대한 진단 수법의 연구에 응용할 수 있다.
[변형예]
변형예는 ＜＜제1 실시 형태＞＞에 기재되어 있는 대로 실시할 수 있다.
[실시예 3]
실시예 3에서는 앞선 실시예와 마찬가지로 취득하는 핵산은 염색체 DNA로 했다. 또 셀 소팅에 있어서 적혈구 특이적인 표지에 의한 선별은 하지 않는 것으로 했다. 이하의 공정에서는 특별히 언급하지 않는 한 실시예 2와 마찬가지로 실시했다.
임신 24주의 임산부로부터 채취한 혈액을 이용했다. 태아의 성별은 남성이었다. 실시예 1 및 2와 마찬가지로 실험 조작은 여성의 실험자에 의해 실시했다. 이것은 남성 실험자가 보유하는 SRY 유전자 배열의 오염 방지를 의도하고자 하는 것이다.
＜혈구 분리 칩에 의한 모체혈의 농축＞
본 실시예에서는 약 8 ㎖의 모체혈을 사용했다. 혈액을 5배로 희석했다. 그 농축의 공정을 실시예 2에 기재된 혈구 분리 칩(마이크로 유로 구조)과 동등의 기능을 갖는 마이크로 유로 구조로 이루어지는 칩에 의해 실시했다.
실시예 2에서 이용한 칩 내의 마이크로 유로 구조와 달리, 실시예 3에서 이용한 칩의 마이크로 유로 구조에는 Fr3(유로 직경 15㎛), Fr4(유로 직경 25㎛) 및 Fr5(FT, 플로우 스루)에 대응하는 유로밖에 없다. 따라서 무핵 적혈구를 포함하는 상대적으로 작은 혈구는 Fr3에 회수되는 것으로 되어 있다. 이와 같이 Fr3에서 무핵 적혈구를 제거함으로써 유핵 적혈구의 농축된 획분 A를 얻었다.
칩 내의 마이크로 유로 구조에는 처리 용량에 한도가 있기 때문에, 시료는 복수로 분할한 다음에 각각 개별의 마이크로 유로 구조에서 처리했다. 처리 후의 시료에 무핵 적혈구로 인한 것이라고 생각되는 붉은 빛이 남아 있던 로트에 대해서는, 다시 한번, 혈구 분리 칩에 의한 처리를 실시했다. 1회째의 처리로 붉은 빛이 남지 않았던 로트에서는 총계로 6.8×106개의 혈구가 얻어졌다(본 실시예에 있어서 획분 A1라고 칭한다.). 2회의 처리를 실시한 로트에서는 총계로 2.74×106개의 혈구가 얻어졌다(본 실시예에 있어서 획분 A2라고 칭한다.). 획분 A1의 일부와 획분 A2의 전부를 이용해 셀 소팅을 실시했다.
＜셀 소팅에 의한 획분 B의 분취＞
모체 유래 및 태아 유래의 유핵 적혈구를 포함하는 획분 B의 분취는 다음과 같이 실시했다. 획분 A를 hoechst33342 및 항-CD45 항체로 염색했다. hoechst33342에 대해서 포지티브로, CD45(백혈구)에 대해서 네가티브로 되는 혈구를 선별했다. 획분 A1 내의 혈구에 대해서는 셀 소팅을 반복함으로써 2회의 셀 소팅을 실시했다. 획분 A2 내의 혈구에 대해서는 1회의 셀 소팅을 실시했다. 총계로 300개의 혈구를 함유하는 획분 B가 얻어졌다.
＜1 세포 레벨에서의 분리와 염색체 DNA의 추출＞
이하와 같이, 획분 B로부터 16개의 획분 C를 얻었다. 우선 획분 B를 기초로 기대치 0.5 개/웰로 혈구를 PCR 튜브(웰) 내에 분주했다. 본 실시예에 있어서 1회의 분주 체적은 0.7 ㎛였다. 분주는 연속 자동 분주기(Eppendorf사 제품 Auto Pipettor)를 이용해 실시했다. 각 웰의 혈구 분에 대해서, 염색체 DNA의 추출을 실시함으로써 획분 C를 얻었다.
획분 C 내의 염색체 DNA에 대해서 MALBAC(Multiple Annealing and Looping Based Amplification Cycles) 법에 따른 전체 게놈 증폭을 실시했다. 증폭된 염색체 DNA를 주형으로 해서 SRY 유전자 배열 특이적으로 PCR 증폭을 실시했다. 또 GAPDH 유전자 배열에 특이적으로 PCR 증폭도 실시했다. GAPDH 유전자는 상 염색체 상에 존재하기 때문에 모체 세포의 염색체 DNA도 GAPDH의 주형으로 된다. PCR 산물의 전기 영동 상을 도 22에 나타낸다. 주형과 마커는 이하와 같다.
neg：시판의 여성 유래 인간 게놈 DNA(네가티브 컨트롤)
pos：시판의 남성 유래 인간 게놈 DNA(포지티브 컨트롤)
Marker：DNA 래더
레인 1-16：MALBAC법에 의한 증폭 산물
도 22에 나타내는 바와 같이 레인 1-7, 10-12, 15 및 16에 있어서 GAPDH의 증폭을 볼 수 있었다. 영동 상은 이들의 획분 C에 유핵의 혈구 유래의 염색체 DNA가 분배된 것을 나타낸다. 전체 레인수 16을 기준으로 한 성공율은 75%였다. 레인 9 및 13에서는 다른 레인의 밴드와는 다른 이동도의 밴드를 볼 수 있었다. 이들의 밴드는 MALBAC법에 의한 증폭 산물에 유래한다고 생각되지만, 어떠한 배열을 갖는지는 불분명하다.
도 22에 나타내는 바와 같이 레인 3, 6, 11 및 16에 있어서 SRY의 증폭을 볼 수 있었다. 이것은 이들의 획분 C에 태아의 혈구에 유래하는 염색체 DNA가 분배된 것을 나타낸다. 따라서 레인 3, 6 및 11에 나타내는 획분 C는 획분 D로서 선정할 수 있다는 것을 알았다. 상기에 의해, 본 실시예의 방법에 의해 1 세포 레벨에서 구별 가능한 염색체 DNA이며, 태아에 유래하는 것을 취득 가능한 것을 나타냈다.
＜획분 B 취득까지의 공정에 있어서의 농축 효율에 대해＞
획분 B 내의 혈구에 대한 1 세포 레벨에서의 한계 희석법에 따른 분리는, 획분 B 내의 각각의 혈구가 유핵 적혈구의 특징을 갖는지 아닌지에 관계없이, 무차별로 행해지고 있다. 즉, 각 혈구가 유핵 적혈구인지 아닌지를 불문하고 혈구를 분리하고 있다. 이 때문에 상기의 각 레인에 나타낸 결과는 획분 B에 있어서의 각 혈구의 구성 비율을 반영하고 있다고 생각된다.
각 16 레인에 상당하는 16개의 획분 C로부터 4개의 획분 D를 얻었다. 이 때문에 하나의 관점에 있어서, 획분 B 내에 있어서 전체 혈구 수 100당 25개의 태아 유핵 적혈구를 얻을 수 있다는 것이 추정된다.
GAPDH의 증폭시에 각 12 레인에 상당하는 11개의 획분 C로부터 4개의 획분 D를 얻었다. 이 때문에 하나의 관점에 있어서, 획분 B 내에 있어서 전체 혈구 수 100당 33개의 태아 유핵 적혈구를 얻을 수 있다는 것이 추정된다.
이상으로부터 획분 B에 있어서의 전체 혈구에 대한 태아 유핵 적혈구의 비율은 최소 25% 이상, 최대 33% 라고 하는 높은 수준인 것이 추정되었다. 본 실시예에 있어서의 농축 효율은 다른 방법에 있어서의 농축 효율보다 높다고 생각된다.
또 상기 실시예에 나타내는 획분 B 취득까지의 공정에서는 혈구 분리 칩에 의한 무핵 적혈구의 제거와 셀 소팅에 의한 백혈구의 제거를 실시하고 있다. 이들의 공정에 있어서의 태아 세포의 농축 효율은 높다. 본 발명의 1 태양은 혈구 분리 칩을 이용한 획분 B 취득까지의 공정을 갖는 태아 유래 적혈구의 농축 방법이다. 이러한 방법은 1 세포 레벨에서 구별 가능한 태아 유래의 핵산을 함유하는 획분 D를 효율적으로 취득하는데 적합한 농축 방법이다.
본 출원은 2016년 12월 27일에 출원된 일본 특허 출원 제2016-253589호를 기초로 하는 우선권을 주장하고, 그 개시 전체를 여기에 포함시킨다.
39 과립
40 세포핵
41 유핵 적혈구
42 무핵 적혈구
43 백혈구
44 용기
45a-45f 층
46 원심관
47 주 유로
48a-48c 혈구
49 부 유로
50 혈구 분리 칩
51 입구
52 주 유로
53 부 유로
54a-54d 출구
55 출구
56a-56d 유로
57 시린지
58 시린지
59a-59d 분기 유로
61 평면 칩
62 혈구
74 장치
75 유로
76 포착 구조
77 반응 구조
78 세포
B 획분
C1-C8 획분
C11-C18 획분
D 획분
E1-E8 획분
F1-F3 획분
Fr1-Fr5 획분
FT 플로우 스루
G 획분
M 염색체
P 염색체
S21-S26 스텝
S28-S30 스텝
S32-S33 스텝
S35-S37 스텝
S65-S66 스텝
S68-S70 스텝
S72 스텝

Claims (16)

  1. 태아 유래의 핵산을 취득하기 위한 방법으로서,
    a. 모체혈 시료 내의 혈구를 그 밀도 및 크기 중 어느 하나 또는 양쪽 모두에 따라 분획함으로써 모체혈 시료 내로부터 취득된 획분이며 전체 혈구를 기준으로 해서 유핵 적혈구가 농축된 획분 A를, 백혈구 및 세포핵에 대해서 특이적으로 표지하고,
    b. 표지한 상기 획분 A 내의 혈구를 적어도 셀 소팅(cell sorting)에 의해 선별함으로써 모체 유래 및 태아 유래의 유핵 적혈구를 포함하는 획분 B를 취득하는 결과, 상기 백혈구에 대해서 특이적인 표지에 의해 표지된 혈구를 제외함과 아울러, 세포핵에 대해서 특이적인 표지에 의해 표지된 혈구를 회수하도록 선별을 실시하고,
    c. 상기 획분 B 내의 혈구의 각각을 각 혈구가 유핵 적혈구인지 아닌지를 불문하고 1 세포 레벨에서 분리함과 아울러, 상기 1 세포 레벨에서 분리된 혈구의 각각에 대해 각 혈구가 유핵 적혈구인지 아닌지를 불문하고 핵산의 추출 처리를 실시함으로써 1 세포 레벨에서 구별 가능한 핵산을 각각 함유하는 획분 C를 취득하고,
    d. 상기 획분 C의 각각에 대해 분자 생물학적 해석을 실시함으로써, 상기 획분 C의 군 중에서, 1 세포 레벨에서 구별 가능한 태아 유래의 핵산을 함유하는 획분 D를 선별하는,
    방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 c.에 있어서, 혈구가 유핵 적혈구에 유래하는지 아닌지를 불문하는 방법으로 상기 획분 C가 취득되기 때문에, 상기 획분 D에 함유되는 핵산이 1 세포 레벨에서 분리된 유핵 적혈구에 유래하는 것은, 상기 d.에 있어서 당해 핵산이 태아 유래인 것을 동정(同定)한 것에 기초하여 사후적으로 추정되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 모체혈 시료는, 모체혈 그 자체, 또는 모체혈에 비해 전체 혈구 수를 기준으로 해서 유핵 적혈구가 농축되어 있지 않은 미농축 시료이며,
    상기 획분 A는 상기 모체혈 시료 내의 혈구를 그 크기에 따라 분획함으로써 모체혈 시료 내로부터 취득된 획분인 것과 아울러, 모체혈 시료 내의 혈구로부터 무핵 적혈구의 적어도 일부가 제거되는 것인,
    방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 모체혈 시료를 혈구 분리 칩으로 처리함으로써 상기 모체혈 시료 내의 혈구를 그 크기에 따라 분획하고,
    상기 혈구 분리 칩은 주(主) 유로와, 상기 주 유로의 측방에 접속하는 부(副) 유로와, 상기 부 유로의 하류에 있어서 상기 부 유로와는 반대측의 상기 주 유로의 측방에 접속하는 제거 유로를 구비하는 마이크로 유로 구조를 가지며,
    상기 주 유로에는 상기 모체혈 시료가 흐르고,
    부 유로로부터 흘러 나오는 액이 상기 주 유로를 흐르는 혈구를, 상기 주 유로의 측방으로부터 상기 제거 유로를 향해 밀어 넣고,
    상기 제거 유로에 있어서 상기 모체혈 시료로부터 무핵 적혈구가 제거됨과 아울러, 상기 주 유로에 있어서의 상기 제거 유로의 접속부의 하류에 있어서 상기 모체혈 시료로부터 유핵 적혈구가 회수됨으로써, 상기 획분 A가 취득되고,
    상기 제거 유로의 내접 직경이 12 ㎛ 내지 19 ㎛인,
    방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 혈구 분리 칩은, 상기 제거 유로의 하류에 있어서 상기 부 유로와는 반대측의 상기 주 유로의 측방에 접속하는 회수 유로를 더 구비하고,
    부 유로로부터 흘러 나오는 액이 상기 주 유로를 흐르는 혈구를, 상기 주 유로의 측방으로부터 더 상기 회수 유로를 향해 밀어 넣고,
    상기 회수 유로에 있어서 상기 모체혈 시료로부터 유핵 적혈구가 회수됨으로써, 상기 회수 유로로부터 상기 획분 A가 취득되고,
    상기 회수 유로의 내접 직경이 20 ㎛ 내지 30 ㎛인,
    방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 c.에 있어서, 상기 획분 B를 한계 희석법으로 분획함으로써, 1 세포 레벨에서 분리된 혈구를 각각 갖는 획분 E를 취득함과 아울러, 상기 획분 E의 각각에 대해, 상기 핵산의 추출 처리를 실시함으로써 상기 획분 C를 취득하는,
    방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 획분 B로부터 유핵 적혈구인지 아닌지를 불문하고 혈구를 분취함으로써 획분 F를 취득하고,
    상기 획분 F를 촬상하고,
    상기 획분 F에 1 세포 레벨에서 분리된 혈구가 포함되는 것을, 상기 획분 F의 상(像)을 이용해 확인함으로써, 상기 획분 E로서 상기 획분 F가 취득되었는지 아닌지를 판정하는 결과, 상기 1 세포 레벨에서 분리된 혈구가 유핵 적혈구인지 아닌지는 상기 획분 F의 상으로부터 판정하지 않는,
    방법.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 c.에 있어서, 유로, 상기 유로를 따라서 연속적으로 배치됨과 아울러 상기 유로에 접속하는 복수의 포착 구조 및 각 상기 포착 구조에 부수된 반응 구조를 구비하는 유체 디바이스를 이용해 상기 획분 C를 취득하는 것과,
    상기 유로를 통해서 각 상기 포착 구조에 상기 획분 B에 포함되는 혈구를 분배함으로써 혈구를 1 세포 레벨에서 서로 분리함과 아울러, 각 상기 포착 구조에 포착한 후, 포착한 각 세포를 용해함과 아울러 상기 포착 구조로부터 상기 반응 구조를 향해 용해물을 흘러가게 함으로써 상기 획분 C를 상기 반응 구조 내에 취득하는,
    방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 a.에 있어서, 적어도 세포핵에 대한 표지를 핵산에 대한 형광 표지에 의해 실시하고,
    상기 b.에 있어서, 적어도 세포핵에 대해서 특이적으로 형광 표지된 상기 획분 A 내의 혈구를 형광 표시식 세포 분취법에 근거하는 셀 소팅에 의해 선별하는,
    방법.
  10. 제1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 c.에 있어서 상기 획분 C에 함유되는 상기 핵산은 염색체 DNA이며,
    상기 d.에 있어서 분자 생물학적 해석을 실시하기 위해서, 상기 염색체 DNA에 대해서 전체 게놈 또는 게놈 내의 일부 영역의 증폭을 실시하고,
    상기 태아 유래의 핵산으로서 증폭 산물인 DNA를 함유하는 상기 획분 D를 선별하는,
    방법.
  11. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에있어서,
    상기 c.에 있어서 상기 획분 C에 함유되는 상기 핵산은 RNA이며,
    상기 RNA는 mRNA 및 비코딩 RNA 중 어느 하나 또는 양쪽 모두이며,
    상기 d.에 있어서 분자 생물학적 해석을 실시하기 위해서, 상기 RNA에 대해서 역 전사(reverse transcription)를 실시하고,
    상기 태아 유래의 핵산으로서 역 전사 산물인 cDNA를 함유하는 상기 획분 D를 선별하는,
    방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 c.에 있어서 상기 RNA의 추출과 동시에, 각 혈구에 대해서 염색체 DNA의 추출을 실시함으로써 각 획분 C에 연결된 획분 W를 더 취득하고,
    상기 획분 W의 군 중에서, 상기 획분 D에 연결된 획분 W를 1 세포 레벨에서 구별 가능한 태아 유래의 염색체 DNA를 함유하는 획분으로서 얻는,
    방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 방법에 의해 얻은 상기 획분 D 내의 상기 핵산의 배열을 마이크로 어레이 해석 또는 배열 결정법에 의해 해석하고,
    상기 해석의 결과로부터 비침습적 출생전 유전학적 검사에 있어서의 진단에 제공하는 데이터를 취득하는,
    방법.
  14. 태아 세포 유래 염색체 DNA를 취득하기 위한 방법으로서,
    a. 모체혈 시료 내로부터 취득된 획분이며 전체 혈구를 기준으로 해서 유핵 적혈구가 농축된 획분 A를, 적혈구 및 핵산에 대해서 특이적으로 표지하는 결과, 적어도 핵산에 대한 표지를 형광 표지에 의해 실시하고,
    b. 표지한 상기 획분 A 내의 혈구를 적어도 셀 소팅에 의해 선별함으로써, 유핵 적혈구의 순도가 높아진 획분 B를 취득하는 결과, 적어도 핵산에 대해서 특이적으로 형광 표지된 상기 획분 A 내의 혈구를 형광 표시식 세포 분취법에 근거하는 셀 소팅에 의해 선별하고,
    c. 상기 획분 B 내의 혈구를 1 세포 레벨에서 각각 무차별로 분리함과 아울러, 상기 분리된 혈구의 각각에 대해서, 무차별 또한 독립적으로 염색체 DNA의 추출 처리를 실시함으로써, 1 세포 레벨에서 구별 가능한 염색체 DNA를 각각 함유하는 획분 C를 취득하고,
    d. 상기 획분 C의 각각에 대해 분자 생물학적 해석을 실시함으로써, 상기 획분 C의 군 중에서, 1 세포 레벨에서 구별 가능한 태아 유래의 염색체 DNA를 함유하는 획분 D를 선별하는,
    방법이며,
    상기 획분 C가 무차별로 취득된 것이므로, 상기 획분 D에 함유되는 염색체 DNA가 1 세포 레벨에서 분리된 유핵 적혈구에 유래하는 것은, 상기 d.에 있어서 당해 염색체 DNA가 태아 유래인 것을 동정한 것에 기초하여 사후적으로 추정되는 것을 특징으로 하고,
    상기 획분 A는, 모체혈 시료 내의 혈구를 그 밀도 및 크기 중 어느 하나에 따라 분획함으로써 취득된 것이고,
    상기 c.에 있어서, 상기 획분 B를 한계 희석법으로 분획함으로써, 1 세포 레벨에서 분리된 혈구를 각각 갖는 획분 E를 취득함과 아울러, 상기 획분 E의 각각에 대해, 상기 염색체 DNA의 추출 처리를 실시함으로써 상기 획분 C를 취득하고,
    상기 획분 B에는 모체 유래 및 태아 유래의 유핵 적혈구가 포함되어 있는,
    방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 a.에 있어서, 상기 획분 A를, 추가적으로 백혈구에 대해서 특이적으로 표지하고,
    상기 b.에 있어서 표지한 상기 획분 A 내의 혈구를 셀 소팅에 의해 선별함으로써, 상기 백혈구에 대해서 특이적인 표지에 의해 표지된 혈구가 제외된 상기 획분 B를 취득하는,
    방법.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    상기 a.에 있어서, 적혈구에 대한 표지를 자기(磁氣) 표지에 의해 실시하고,
    상기 b.에 있어서, 상기 형광 표시식 세포 분취법에 근거하는 셀 소팅의 이전 혹은 이후에, 적혈구에 대해서 특이적으로 자기 표지된 상기 획분 A 내의 혈구를 자기 표지에 의한 세포 분취법에 근거하는 셀 소팅에 의해 선별하고,
    또는
    상기 a.에 있어서, 적혈구에 대한 표지를 형광 표지에 의해 실시하고,
    상기 b.에 있어서, 핵산 및 적혈구에 대해서 특이적으로 형광 표지된 상기 획분 A 내의 혈구를 상기 형광 표시식 세포 분취법에 근거하는 셀 소팅에 의해 선별하는,
    방법.
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