JP2008161113A - ヘリコバクター・ピロリ菌の識別方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】明確にかつ再現性よくヘリコバクター・ピロリ菌を識別することができる方法及びそのための試薬を提供する。
【解決手段】ヘリコバクター・ピロリ菌のCagAタンパク質のC配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相補的な核酸配列を含有するプライマー(C)、該プライマー(C)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するプライマー(A)と、D配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相同的な核酸配列を含有するプライマー(D)と、該プライマー(D)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するプライマー(B)とを用いて核酸増幅反応を行い、対象とするヘリコバクター・ピロリ菌のCagAタンパク質の毒性の指標となるC配列および/またはD配列の有無および該配列の繰り返し数を明確に判定する方法。
【選択図】 なし
【解決手段】ヘリコバクター・ピロリ菌のCagAタンパク質のC配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相補的な核酸配列を含有するプライマー(C)、該プライマー(C)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するプライマー(A)と、D配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相同的な核酸配列を含有するプライマー(D)と、該プライマー(D)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するプライマー(B)とを用いて核酸増幅反応を行い、対象とするヘリコバクター・ピロリ菌のCagAタンパク質の毒性の指標となるC配列および/またはD配列の有無および該配列の繰り返し数を明確に判定する方法。
【選択図】 なし
Description
本発明は、CagAタンパク質C末端領域の多型性を利用したヘリコバクター・ピロリ菌の識別方法に関するものである。本発明は、ヘリコバクター・ピロリ菌の病原性や発ガン危険性の推測などに際して特に有用である。
病原性を有するグラム陰性菌の多くは外来性遺伝子群を有することで病原性を発揮することが認められており、この外来性遺伝子群はpathogenicity island(PAI)と呼ばれている。ヘリコバクター・ピロリ菌では病原因子の一つである細胞空胞化毒素関連タンパク質(CagA)の遺伝子cagAがこのPAI内に位置し、このcagAを有する菌株の感染が十二指腸潰瘍、胃癌と関連することが報告されてきた。
CagAタンパク質は、胃の上皮細胞に感染したヘリコバクター・ピロリ菌によって送り込まれるとSrcによってリン酸化を受け、Src homology phosphatase-2(SHP-2)と結合することで、Ras、ERKを介した異常な細胞増殖と細胞接着に関連するfocal adhesion kinase(FAK)を脱リン酸化することで細胞の運動能向上を引き起こす。CagAタンパク質には、C末端領域にEPIYAの5つの共通アミノ酸モチーフを持つA配列、B配列、C配列、D配列と名付けられたリン酸化を受ける領域があり、A配列、B配列、C配列は欧米人に多く感染するヘリコバクター・ピロリ菌に存在し、A配列、B配列、D配列は東アジア人に多く感染するヘリコバクター・ピロリ菌に存在する。SHP-2はC配列またはD配列の領域に結合することが分かっており、C配列よりもD配列の方がSHP-2との結合力が強く、毒性が強くなり発ガンしやすくなること、また、欧米人ではC配列を複数持つ場合にSHP-2との結合力が強くなり、東アジア人ではD配列を複数持つ場合にSHP-2との結合力が強くなり、それぞれ毒性が強くなり発ガンしやすくなることが知られている(例えば、非特許文献1〜4参照)。
ヘリコバクター・ピロリ菌のCagAタンパク質が上記のA配列、B配列、C配列を持ち欧米人に多く感染するタイプ(西欧型)、またはA配列、B配列、D配列を持ち東アジア人に多く感染するタイプ(東アジア型)のどちらに該当するかを判別するための従来技術としては、例えばcagA遺伝子の核酸配列を決定するシークエンシング法がある。シークエンシング法は、核酸配列を直接解析することにより判別に必要な情報を得ることができるが、鋳型核酸の調製、DNAポリメラーゼ反応、ポリアクリルアミドゲル電気泳動、核酸配列の解析などを行うため多大な労力と時間が必要である。また近年の自動シークエンサーを用いることで省力化は行うことができるが、高価な装置が必要であるという問題がある。
また最近になって、従来より知られる遺伝子増幅法であるpolymerase chain reaction(PCR)法(例えば、特許文献1及び2参照)を利用して、cagA遺伝子を西欧型と東アジア型に分類する試みがなされている(非特許文献5参照)。これは西欧型CagAタンパク質の遺伝子または東アジア型CagAタンパク質の遺伝子をそれぞれ増幅可能なPCRを別々に実施した後、検出プローブとのハイブリダイゼーション反応により増幅の有無を判断し、CagAタンパク質の型を判別する方法であるが、本方法では1試料あたり2反応のリアルタイムPCRが必要なため煩雑な操作を伴い、さらには上記のようにCagAタンパク質において毒性の指標となり得るC配列および/またはD配列の繰り返し数に関する知見を得ることができない。
特公平4−67960号公報
特公平4−67957号公報
Asahiら、J. Exp. Med. 第191巻、第593〜602頁、(2000年)
Higashiら、Proc. Natl. Acad. Sci. USA 第99巻、第14428〜14433頁、(2002年)
Azumaら、J. Infect. Dis. 第189巻、第820〜827頁、(2004年)
Azumaら、J. Clin. Microbiol. 第42巻、第2508〜2517頁、(2004年)
Yamazakiら、FEMS Immunol. Med. Microbiol. 第44巻、第261〜268頁、(2005年)
本発明の目的は、上記のような問題点を解決して、明確にかつ再現性よくヘリコバクター・ピロリ菌を識別することができる方法およびそのための試薬を提供することである。
本発明者らは、上記事情に鑑み、鋭意研究の結果、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明は以下のような構成からなる。
1.CagAタンパク質のC末端領域の多型性を利用したヘリコバクター・ピロリ菌の識別方法であって、
(a)少なくとも1種のプライマー(C)が、C配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相補的な核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドであり、
(b)また少なくとも1種のプライマー(A)が、プライマー(C)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドであり、
(c)少なくとも1種のプライマー(D)が、D配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相同的な核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドであり、
(d)また少なくとも1種のプライマー(B)が、プライマー(D)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドであり、
(e)一方のプライマーの伸長生成物が、その相補体から分離された場合に、他方のプライマーの鋳型となることを特徴とする方法を用いて核酸断片を増幅し、
(f)該方法で得られた1つまたはそれ以上の増幅核酸断片を解析することからなる識別方法。
2.CagAタンパク質のC末端領域の多型性を利用したヘリコバクター・ピロリ菌の識別方法であって、
(a)少なくとも1種のプライマー(C)が、C配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相同的な核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドであり、
(b)また少なくとも1種のプライマー(A)が、プライマー(C)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドであり、
(c)少なくとも1種のプライマー(D)が、D配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相補的な核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドであり、
(d)また少なくとも1種のプライマー(B)が、プライマー(D)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドであり、
(e)一方のプライマーの伸長生成物が、その相補体から分離された場合に、他方のプライマーの鋳型となることを特徴とする方法を用いて核酸断片を増幅し、
(f)該方法で得られた1つまたはそれ以上の増幅核酸断片を解析することからなる識別方法。
3.配列番号1から4のいずれかに示される核酸配列または該配列に相補的な核酸配列のうち、少なくとも連続した15塩基よりなる核酸配列を含有することを特徴とするオリゴヌクレオチド。
4.CagAタンパク質のC末端領域の多型性を利用したヘリコバクター・ピロリ菌の識別方法であって、
(a)C配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相補的な核酸配列を含有するプライマー(C)として、配列番号1に記載の核酸配列のうち、少なくとも連続した15塩基よりなる核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドを使用し、
(b)プライマー(C)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するプライマー(A)として、配列番号2に記載の核酸配列のうち、少なくとも連続した15塩基よりなる核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドを使用し、
(c)D配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相同的な核酸配列を含有するプライマー(D)として、配列番号3に記載の核酸配列のうち、少なくとも連続した15塩基よりなる核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドを使用し、
(d)プライマー(D)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するプライマー(B)として、配列番号4に記載の核酸配列のうち、少なくとも連続した15塩基よりなる核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドを使用し、
(e)一方のプライマーの伸長生成物が、その相補体から分離された場合に、他方のプライマーの鋳型となることを特徴とする方法を用いて核酸断片を増幅し、
(f)該方法で得られた1つまたはそれ以上の増幅核酸断片を解析することからなる識別方法。
5.プライマー(C,D)のTm値が、プライマー(A,B)のTm値よりも高いことを特徴とする1〜4のいずれかの識別方法。
6.プライマー(C,D)の使用時における濃度が、プライマー(A,B)の使用時における濃度よりも高いことを特徴とする1〜5のいずれかの識別方法。
7.CagAタンパク質のC末端領域におけるC配列および/またはD配列の有無および繰り返し数を判定し、ヘリコバクター・ピロリ菌の毒性の指標とすることを特徴とする1〜6のいずれかの識別方法。
8.プライマー(C)およびプライマー(A)により生成した増幅核酸断片の数をもとに欧米人に多く感染するヘリコバクター・ピロリ菌の毒性を判定し、プライマー(D)およびプライマー(B)により生成した増幅核酸断片の数をもとに東アジア人に多く感染するヘリコバクター・ピロリ菌の毒性を判定することを特徴とする1〜7のいずれかの識別方法。
9.ヘリコバクター・ピロリ菌の毒性が保菌者の発ガンの危険性であることを特徴とする1〜8のいずれかの識別方法。
10.CagAタンパク質のC末端領域の多型性を利用してヘリコバクター・ピロリ菌を識別するための試薬であって、
(a)少なくとも1種のプライマー(C)が、C配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相補的な核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドであり、
(b)また少なくとも1種のプライマー(A)が、プライマー(C)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドであり、
(c)少なくとも1種のプライマー(D)が、D配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相同的な核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドであり、
(d)また少なくとも1種のプライマー(B)が、プライマー(D)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドであり、
(e)一方のプライマーの伸長生成物が、その相補体から分離された場合に、他方のプライマーの鋳型となるプライマー、DNAポリメラーゼ、dNTPおよび緩衝液を含むことを特徴とする識別用試薬。
11.CagAタンパク質のC末端領域の多型性を利用してヘリコバクター・ピロリ菌を識別するための試薬であって、
(a)少なくとも1種のプライマー(C)が、C配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相同的な核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドであり、
(b)また少なくとも1種のプライマー(A)が、プライマー(C)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドであり、
(c)少なくとも1種のプライマー(D)が、D配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相補的な核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドであり、
(d)また少なくとも1種のプライマー(B)が、プライマー(D)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドであり、
(e)一方のプライマーの伸長生成物が、その相補体から分離された場合に、他方のプライマーの鋳型となるプライマー、DNAポリメラーゼ、dNTPおよび緩衝液を含むことを特徴とする識別用試薬。
12.10または11の識別用試薬を含んでなり、CagAタンパク質C末端領域におけるC配列の繰り返し数から欧米人に多く感染するヘリコバクター・ピロリ菌による発ガンの危険性を推測し、CagAタンパク質C末端領域におけるD配列の繰り返し数から東アジア人に多く感染するヘリコバクター・ピロリ菌による発ガンの危険性を推測するための試薬。
1.CagAタンパク質のC末端領域の多型性を利用したヘリコバクター・ピロリ菌の識別方法であって、
(a)少なくとも1種のプライマー(C)が、C配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相補的な核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドであり、
(b)また少なくとも1種のプライマー(A)が、プライマー(C)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドであり、
(c)少なくとも1種のプライマー(D)が、D配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相同的な核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドであり、
(d)また少なくとも1種のプライマー(B)が、プライマー(D)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドであり、
(e)一方のプライマーの伸長生成物が、その相補体から分離された場合に、他方のプライマーの鋳型となることを特徴とする方法を用いて核酸断片を増幅し、
(f)該方法で得られた1つまたはそれ以上の増幅核酸断片を解析することからなる識別方法。
2.CagAタンパク質のC末端領域の多型性を利用したヘリコバクター・ピロリ菌の識別方法であって、
(a)少なくとも1種のプライマー(C)が、C配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相同的な核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドであり、
(b)また少なくとも1種のプライマー(A)が、プライマー(C)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドであり、
(c)少なくとも1種のプライマー(D)が、D配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相補的な核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドであり、
(d)また少なくとも1種のプライマー(B)が、プライマー(D)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドであり、
(e)一方のプライマーの伸長生成物が、その相補体から分離された場合に、他方のプライマーの鋳型となることを特徴とする方法を用いて核酸断片を増幅し、
(f)該方法で得られた1つまたはそれ以上の増幅核酸断片を解析することからなる識別方法。
3.配列番号1から4のいずれかに示される核酸配列または該配列に相補的な核酸配列のうち、少なくとも連続した15塩基よりなる核酸配列を含有することを特徴とするオリゴヌクレオチド。
4.CagAタンパク質のC末端領域の多型性を利用したヘリコバクター・ピロリ菌の識別方法であって、
(a)C配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相補的な核酸配列を含有するプライマー(C)として、配列番号1に記載の核酸配列のうち、少なくとも連続した15塩基よりなる核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドを使用し、
(b)プライマー(C)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するプライマー(A)として、配列番号2に記載の核酸配列のうち、少なくとも連続した15塩基よりなる核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドを使用し、
(c)D配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相同的な核酸配列を含有するプライマー(D)として、配列番号3に記載の核酸配列のうち、少なくとも連続した15塩基よりなる核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドを使用し、
(d)プライマー(D)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するプライマー(B)として、配列番号4に記載の核酸配列のうち、少なくとも連続した15塩基よりなる核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドを使用し、
(e)一方のプライマーの伸長生成物が、その相補体から分離された場合に、他方のプライマーの鋳型となることを特徴とする方法を用いて核酸断片を増幅し、
(f)該方法で得られた1つまたはそれ以上の増幅核酸断片を解析することからなる識別方法。
5.プライマー(C,D)のTm値が、プライマー(A,B)のTm値よりも高いことを特徴とする1〜4のいずれかの識別方法。
6.プライマー(C,D)の使用時における濃度が、プライマー(A,B)の使用時における濃度よりも高いことを特徴とする1〜5のいずれかの識別方法。
7.CagAタンパク質のC末端領域におけるC配列および/またはD配列の有無および繰り返し数を判定し、ヘリコバクター・ピロリ菌の毒性の指標とすることを特徴とする1〜6のいずれかの識別方法。
8.プライマー(C)およびプライマー(A)により生成した増幅核酸断片の数をもとに欧米人に多く感染するヘリコバクター・ピロリ菌の毒性を判定し、プライマー(D)およびプライマー(B)により生成した増幅核酸断片の数をもとに東アジア人に多く感染するヘリコバクター・ピロリ菌の毒性を判定することを特徴とする1〜7のいずれかの識別方法。
9.ヘリコバクター・ピロリ菌の毒性が保菌者の発ガンの危険性であることを特徴とする1〜8のいずれかの識別方法。
10.CagAタンパク質のC末端領域の多型性を利用してヘリコバクター・ピロリ菌を識別するための試薬であって、
(a)少なくとも1種のプライマー(C)が、C配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相補的な核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドであり、
(b)また少なくとも1種のプライマー(A)が、プライマー(C)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドであり、
(c)少なくとも1種のプライマー(D)が、D配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相同的な核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドであり、
(d)また少なくとも1種のプライマー(B)が、プライマー(D)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドであり、
(e)一方のプライマーの伸長生成物が、その相補体から分離された場合に、他方のプライマーの鋳型となるプライマー、DNAポリメラーゼ、dNTPおよび緩衝液を含むことを特徴とする識別用試薬。
11.CagAタンパク質のC末端領域の多型性を利用してヘリコバクター・ピロリ菌を識別するための試薬であって、
(a)少なくとも1種のプライマー(C)が、C配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相同的な核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドであり、
(b)また少なくとも1種のプライマー(A)が、プライマー(C)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドであり、
(c)少なくとも1種のプライマー(D)が、D配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相補的な核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドであり、
(d)また少なくとも1種のプライマー(B)が、プライマー(D)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドであり、
(e)一方のプライマーの伸長生成物が、その相補体から分離された場合に、他方のプライマーの鋳型となるプライマー、DNAポリメラーゼ、dNTPおよび緩衝液を含むことを特徴とする識別用試薬。
12.10または11の識別用試薬を含んでなり、CagAタンパク質C末端領域におけるC配列の繰り返し数から欧米人に多く感染するヘリコバクター・ピロリ菌による発ガンの危険性を推測し、CagAタンパク質C末端領域におけるD配列の繰り返し数から東アジア人に多く感染するヘリコバクター・ピロリ菌による発ガンの危険性を推測するための試薬。
本発明により、ヘリコバクター・ピロリ菌を明確にまた簡便に識別できる方法が提供される。また本発明の方法によれば、CagAタンパク質において毒性の指標となり得るC配列および/またはD配列の繰り返し数も判定することができ、これまでの方法より詳細にヘリコバクター・ピロリ菌を識別することが可能である。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明において、プライマーとは、ヘリコバクター・ピロリ菌の染色体またはその断片に相補的な配列を有するオリゴヌクレオチドであって、核酸増幅のために一般的に利用される特性を有していれば良く、必要に応じて修飾されていても良い。プライマー鎖長は、9〜35塩基であればよく、好ましくは、11〜30塩基である。これらのプライマーを用いた増幅方法は特に限定はされない。既知の増幅方法を用いればよい。既知の増幅方法としては、例えば、PCR、NASBA、LCR、SDA、RCA、TMA、LAMP、ICANおよびUCAN法などがある。
本発明において、プライマーとは、ヘリコバクター・ピロリ菌の染色体またはその断片に相補的な配列を有するオリゴヌクレオチドであって、核酸増幅のために一般的に利用される特性を有していれば良く、必要に応じて修飾されていても良い。プライマー鎖長は、9〜35塩基であればよく、好ましくは、11〜30塩基である。これらのプライマーを用いた増幅方法は特に限定はされない。既知の増幅方法を用いればよい。既知の増幅方法としては、例えば、PCR、NASBA、LCR、SDA、RCA、TMA、LAMP、ICANおよびUCAN法などがある。
本発明において核酸の増幅とは、試料中の核酸から増幅したい核酸(標的核酸)をその固有の配列の相補性を利用して増幅することを指す。本発明におけるヘリコバクター・ピロリ菌の識別方法に適用可能な核酸増幅の方法としては、基本的には、従来の方法を用いて行うことができ、通常、一本鎖に変性させたヘリコバクター・ピロリ菌の染色体またはその断片に、4種類のデオキシヌクレオシド三リン酸(dNTP)およびDNAポリメラーゼおよび2種類以上のオリゴヌクレオチドすなわちプライマーを作用させることで、標的核酸を鋳型として用いたプライマー間の配列が増幅される。また、標的核酸が検出するのに十分な量が含まれていない場合、あらかじめ前記ヘリコバクター・ピロリ菌の染色体またはその断片を以下に示す増幅反応によって、増幅しておくことも可能である。
核酸増幅方法としては、PCR、NASBA(Nucleic acid sequence-basedamplification method;Nature 第350巻、第91頁(1991年))、LCR(国際公開89/12696号公報、特開平2−2934号公報)、SDA(Strand Displacement Amplification:Nucleic Acids Res. 第20巻、第1691頁(1992年))、RCA(国際公開90/1069号公報)、TMA(Transcription mediated amplification method;J. Clin. Microbiol. 第31巻、第3270頁(1993年))、LAMP(loop-mediated isothermal amplification method:J. Clin Microbiol. 第42巻:第1,956頁(2004年))、ICAN(isothermal and chimeric primer-initiated amplification of nucleic acids:Kekkaku. 第78巻、第533頁(2003年))、UCAN(日本癌学会(H13.9.26〜H13.9.28、横浜にて開催)または日本鑑識科学技術学会(H13.11.8〜H13.11.9、東京にて開催)参照)などが挙げられる。
なかでもPCR法は、試料核酸、4種類のデオキシヌクレオシド三リン酸、一対のプライマー及び耐熱性DNAポリメラーゼの存在下で、変性、アニーリング、伸長の3工程からなるサイクルを繰り返すことにより、上記一対のプライマーで挟まれる試料核酸の領域を指数関数的に増幅させる方法である。すなわち、変性工程で試料の核酸を変性し、続くアニーリング工程において各プライマーと、それぞれに相補的な一本鎖試料核酸上の領域とをハイブリダイズさせ、続く伸長工程で、各プライマーを起点としてDNAポリメラーゼの働きにより鋳型となる各一本鎖試料核酸に相補的なDNA鎖を伸長させ、二本鎖DNAとする。この1サイクルにより、1本の二本鎖DNAが2本の二本鎖DNAに増幅される。従って、このサイクルをn回繰り返せば、理論上、上記一対のプライマーで挟まれた試料DNAの領域は2のn乗倍に増幅される。増幅されたDNA領域は大量に存在するので、電気泳動等の方法により容易に検出できる。よって、遺伝子増幅法を用いれば、従来では検出不可能であった、極めて微量(1分子でも可)の試料核酸をも検出することが可能であり、最近非常に広く用いられている技術である。
本発明においてC配列をコードする核酸配列とは、ヘリコバクター・ピロリ菌のCagAタンパク質C末端領域におけるC配列をコードする核酸配列または該配列に相補的な核酸配列であり、また、D配列をコードする核酸配列とは、ヘリコバクター・ピロリ菌のCagAタンパク質C末端領域におけるD配列をコードする核酸配列または該配列に相補的な核酸配列である。
本発明のヘリコバクター・ピロリ菌の識別方法に適用可能な増幅核酸断片の解析法としては従来公知の核酸解析法を使用することができ、特に限定されるものではないが、簡便性の観点からアガロースゲル電気泳動が好ましい。アガロースゲル電気泳動を使用する場合は、一例として、C配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相補的な核酸配列を含有するプライマー(C)と該プライマー(C)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するプライマー(A)により生成される増幅核酸断片と、D配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相同的な核酸配列を含有するプライマー(D)と該プライマー(D)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するプライマー(B)により生成される増幅核酸断片の鎖長が異なるように各プライマーを設計する。これらのプライマーを混合して核酸を増幅することにより、ヘリコバクター・ピロリ菌のCagAタンパク質の毒性の指標となり得るC配列および/またはD配列の繰り返し数について、増幅された核酸断片のパターンから迅速に判別できる。
本発明の重要な開示の一つは、C配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相補的な核酸配列を含有するプライマー(C)と、該プライマー(C)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するプライマー(A)と、D配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相同的な核酸配列を含有するプライマー(D)と、該プライマー(D)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するプライマー(B)とを、一例として図1に示すように設定し、核酸増幅反応を行い、対象とするヘリコバクター・ピロリ菌のCagAタンパク質について、毒性の指標となるC配列および/またはD配列の有無および該配列の繰り返し数を明確に判定できるような顕著な効果を見出したことにある。
例えば、ヘリコバクター・ピロリ菌のCagAタンパク質にC配列が1個存在する場合は、図1(A)に示すように、C配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相補的な核酸配列を含有するプライマー(C)と該プライマー(C)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するプライマー(A)により1種類の増幅核酸断片が生成する。また、ヘリコバクター・ピロリ菌のCagAタンパク質にC配列が2個存在する場合は、図1(B)に示すように、C配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相補的な核酸配列を含有するプライマー(C)と該プライマー(C)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するプライマー(A)により鎖長の異なる2種類の増幅核酸断片が生成する。さらに、ヘリコバクター・ピロリ菌のCagAタンパク質にD配列が1個存在する場合は、図1(C)に示すように、D配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相同的な核酸配列を含有するプライマー(D)と該プライマー(D)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するプライマー(B)により1種類の増幅核酸断片が生成する。また、ヘリコバクター・ピロリ菌のCagAタンパク質にD配列が2個存在する場合は、図1(D)に示すように、D配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相同的な核酸配列を含有するプライマー(D)と該プライマー(D)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するプライマー(B)により鎖長の異なる2種類の増幅核酸断片が生成する。
本発明に用いるプライマー(A〜D)は、核酸増幅のために一般的に利用される特性を有していれば良く、必要に応じて修飾されていても良い。当該修飾としても特に限定されず、例えば、ビオチン化、ジゴキシゲニンの結合または蛍光色素の結合などの修飾が施され得る。上記構成によれば、プライマーによって増幅される核酸断片を高感度に検出することが可能になる。例えば、プライマーをビオチン化すれば、該プライマーによって増幅された核酸断片に対して、アビジンまたは抗ビオチン抗体が連結されたマーカーを結合させることができる。また、プライマーにジゴキシゲニンを結合すれば、該プライマーによって増幅された核酸断片に対して、抗ジゴキシゲニン抗体が連結されたマーカーを結合させることができる。そして、増幅された核酸断片に結合したマーカーを検出することによって、プライマーによって増幅される核酸断片の有無を検出することができるとともに、増幅される核酸断片の量を推定することができる。なお、プライマーに蛍光色素を結合させる場合には、増幅される核酸断片中の蛍光色素の有無と、蛍光色素から発せられる蛍光の強度とを検出すればよい。
このとき、上記マーカーとしては特に限定されず、適宜公知のマーカーを用いることができる。例えば、上記マーカーは、酵素であることが好ましい。さらに具体的には、上記マーカーは、アルカリフォスファターゼまたはペルオキシダーゼであることが好ましい。上記マーカーとしてアルカリフォスファターゼを用いる場合には、基質としてパラニトロフェニルリン酸またはCDP−starを用いれば良い。また、上記マーカーとしてペルオキシダーゼを用いる場合には、基質としてTMB、Lumi−Light(ロシュ・ダイアグノスティックス社製)、またはSAT−1(同仁化学社製)を用いれば良い。そして、上記酵素と基質との反応を検出すれば、プライマーによって増幅される核酸断片の有無を検出することができるとともに、増幅される核酸断片の量を推定することができる。
また、プライマー(C,D)のTm値はプライマー(A,B)のTm値よりも高いことが好ましい。オリゴヌクレオチドプライマーのTm値は、ハイブリッドを形成した2本鎖DNA分子の50%が乖離する温度のことであり、その計算方法としては、既知の方法であれば特に限定されないが、Nearest neighbor method、Wallace法、GC%法のいずれかにより求められたもので、本発明の特性を満たしていることが必要である。なお、特に好ましいTm値はNearest neighbor methodで計算されたものである。該プライマー(C,D)および該プライマー(A,B)におけるTm値の差は0.5℃以上であれば特に限定されるものではないが、好ましくは1℃以上である。
ヘリコバクター・ピロリ菌のCagAタンパク質C末端領域におけるC配列および/またはD配列の繰り返し数を明確に判別するためには、プライマー(C,D)の使用時における濃度がプライマー(A,B)の使用時における濃度より高いことが好ましい。一例として、プライマー(C,D)の濃度がプライマー(A,B)の濃度より高い状態で、プライマー(A)および/またはプライマー(B)の濃度を適宜調節することにより、C配列および/またはD配列の繰り返し数を判定する際の正確性を向上させることができる。使用時におけるオリゴヌクレオチドプライマーの濃度は特に限定されるものではないが、好適には1〜1500nMの範囲で用いられ、特に好適には50〜500nMで用いられる。この範囲において、プライマー(C,D)の濃度がプライマー(A,Bの濃度より高いことが好ましい。濃度の差は特に限定されるものではなく、オリゴヌクレオチドプライマーの配列によって、1倍より高く100倍より低い範囲で適宜選択されうる。
上記の方法の一つを説明するならば、下記の(a)〜(b)の工程を含み、CagAタンパク質のC末端領域の多型性を利用したヘリコバクター・ピロリ菌の識別方法である。
(a)次の(i)〜(iv)のプライマーを用いて、核酸増幅をおこなう工程:
(i)少なくとも1種のプライマー(C)が、C配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相補的な核酸配列を含有するオリゴヌクレオチド
(ii)また少なくとも1種のプライマー(A)が、プライマー(C)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するオリゴヌクレオチド
(iii)少なくとも1種のプライマー(D)が、D配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相同的な核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドであり、
(iv)また少なくとも1種のプライマー(B)が、プライマー(D)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するオリゴヌクレオチド
(b)工程(a)で得られる1つまたはそれ以上のプライマー(C)から得られる増幅核酸断片の有無及び種類、または、1つまたはそれ以上のプライマー(D)から得られる増幅核酸断片の有無及び種類を解析する工程
または、下記の(a)〜(b)の工程を含み、CagAタンパク質のC末端領域の多型性を利用したヘリコバクター・ピロリ菌の識別方法である。
(a)次の(i)〜(iv)のプライマーを用いて、核酸増幅をおこなう工程:
(i)少なくとも1種のプライマー(C)が、C配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相同的な核酸配列を含有するオリゴヌクレオチド
(ii)また少なくとも1種のプライマー(A)が、プライマー(C)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するオリゴヌクレオチド
(iii)少なくとも1種のプライマー(D)が、D配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相補的な核酸配列を含有するオリゴヌクレオチド
(iv)また少なくとも1種のプライマー(B)が、プライマー(D)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するオリゴヌクレオチド
(b)工程(a)で得られる1つまたはそれ以上のプライマー(C)から得られる増幅核酸断片の有無及び種類、または、1つまたはそれ以上のプライマー(D)から得られる増幅核酸断片の有無及び種類を解析する工程
(a)次の(i)〜(iv)のプライマーを用いて、核酸増幅をおこなう工程:
(i)少なくとも1種のプライマー(C)が、C配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相補的な核酸配列を含有するオリゴヌクレオチド
(ii)また少なくとも1種のプライマー(A)が、プライマー(C)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するオリゴヌクレオチド
(iii)少なくとも1種のプライマー(D)が、D配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相同的な核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドであり、
(iv)また少なくとも1種のプライマー(B)が、プライマー(D)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するオリゴヌクレオチド
(b)工程(a)で得られる1つまたはそれ以上のプライマー(C)から得られる増幅核酸断片の有無及び種類、または、1つまたはそれ以上のプライマー(D)から得られる増幅核酸断片の有無及び種類を解析する工程
または、下記の(a)〜(b)の工程を含み、CagAタンパク質のC末端領域の多型性を利用したヘリコバクター・ピロリ菌の識別方法である。
(a)次の(i)〜(iv)のプライマーを用いて、核酸増幅をおこなう工程:
(i)少なくとも1種のプライマー(C)が、C配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相同的な核酸配列を含有するオリゴヌクレオチド
(ii)また少なくとも1種のプライマー(A)が、プライマー(C)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するオリゴヌクレオチド
(iii)少なくとも1種のプライマー(D)が、D配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相補的な核酸配列を含有するオリゴヌクレオチド
(iv)また少なくとも1種のプライマー(B)が、プライマー(D)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するオリゴヌクレオチド
(b)工程(a)で得られる1つまたはそれ以上のプライマー(C)から得られる増幅核酸断片の有無及び種類、または、1つまたはそれ以上のプライマー(D)から得られる増幅核酸断片の有無及び種類を解析する工程
本発明のオリゴヌクレオチドは、ヘリコバクター・ピロリ菌の染色体またはその断片を増幅するためのものである。
配列表の配列番号1で示される塩基配列の連続する15〜23塩基を有する配列を含んだオリゴヌクレオチドはC配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相補的な核酸配列を含有するプライマー(C)として用いられ、プライマー(C)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するプライマー(A)と組み合わせて、ヘリコバクター・ピロリ菌のCagAタンパク質におけるC配列の有無および該配列の繰り返し数の判定に用いられる。
配列表の配列番号2で示される塩基配列の連続する15〜27塩基を有する配列を含んだオリゴヌクレオチドはプライマー(C)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するプライマー(A)として用いられ、C配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相補的な核酸配列を含有するプライマー(C)と組み合わせて、ヘリコバクター・ピロリ菌のCagAタンパク質におけるC配列の有無および該配列の繰り返し数の判定に用いられる。
配列表の配列番号3で示される塩基配列の連続する15〜24塩基を有する配列を含んだオリゴヌクレオチドはD配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相補的な核酸配列を含有するプライマー(D)として用いられ、プライマー(D)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するプライマー(B)と組み合わせて、ヘリコバクター・ピロリ菌のCagAタンパク質におけるD配列の有無および該配列の繰り返し数の判定に用いられる。
配列表の配列番号4で示される塩基配列の連続する15〜23塩基を有する配列を含んだオリゴヌクレオチドはプライマー(D)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するプライマー(B)として用いられ、D配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相補的な核酸配列を含有するプライマー(D)と組み合わせて、ヘリコバクター・ピロリ菌のCagAタンパク質におけるD配列の有無および該配列の繰り返し数の判定に用いられる。
本発明のヘリコバクター・ピロリ菌の識別方法を使用するための試薬組成の好ましい一例としては、(a)DNAポリメラーゼ活性を有する酵素、(b)核酸増幅用プライマー、(c)dNTP、(d)反応バッファー、(e)核酸含有試料などから成る。
(a)「DNAポリメラーゼ活性を有する酵素」としては、T4またはT7ファージ、大腸菌、サーモコッカス(Thermococcus)属、サーマス(Thermus)属、パイロコッカス(Pyrococcus)属、バシラス(Bacillus)属など種々の起源のDNAポリメラーゼおよびその改良変異体を特に限定されることなく使用できるが、核酸の増幅方法としてPCR法を使用する場合はKOD DNAポリメラーゼ、Taq DNAポリメラーゼ、Tth DNAポリメラーゼ、Pfu DNAポリメラーゼなど熱安定性の酵素を使用することが好ましい。中でもKOD DNAポリメラーゼまたは該酵素を改良したDNAポリメラーゼは増幅量および反応速度の観点から最も好ましい。具体的には、KOD Dash DNAポリメラーゼの場合は1〜200単位/ml程度の使用が好ましく、10〜100単位/ml程度の使用がより好ましい。
(b)「核酸増幅用プライマー」は1〜1500nM程度を含む。中でも増幅量および特異性を高めるために、50〜500nM程度がより好ましい。
(c)「dNTP」は50〜1000μM程度を含む。100〜700μM程度がより好ましく、200〜400μM程度がさらに好ましい。
(d)「反応バッファー」については、本発明のヘリコバクター・ピロリ菌の識別方法を使用するための試薬に含まれる酵素の能力を最大限に発揮する目的で、緩衝液や金属塩の濃度、溶液のpHなどが適宜選択され得る。また、酵素の安定性を高める目的で、該試薬にウシ血清アルブミンなどの添加剤を適宜混合しても良い。
(e)「核酸含有試料」は、例えば、バクテリア、動物または植物組織、個体細胞由来の溶解物などのあらゆる材料から調製することができる。該試料の調製法は特に限定されないが、例えば、患者の血液、組織から、既知の方法により調製してもよい。代表的なものとして、フェノール/クロロホルム抽出法(Biochimica et Biophysica acta 第72巻、第619〜629頁、1963年)、アルカリSDS法(Nucleic Acids Res. 第7巻、第1513〜1523頁、1979年)などの液相で行う方法がある。また、核酸の単離に核酸結合用担体を用いる系としては、ガラス粒子とヨウ化ナトリウム溶液を使用する方法(Proc. Natl. Acad. Sci. USA 第76−2巻、第615〜619頁、1979年)、ハイドロキシアパタイトを用いる方法(特開昭63−263093号公報)等がある。その他の方法としてはシリカ粒子とカオトロピックイオンを用いた方法(J. Clinical Microbiology 第28−3巻、第495〜503頁、1990年、特開平2−289596号公報)が挙げられる。また、核酸は試料中に溶解させてもよいし、固相に固定させてもよい。
(a)「DNAポリメラーゼ活性を有する酵素」としては、T4またはT7ファージ、大腸菌、サーモコッカス(Thermococcus)属、サーマス(Thermus)属、パイロコッカス(Pyrococcus)属、バシラス(Bacillus)属など種々の起源のDNAポリメラーゼおよびその改良変異体を特に限定されることなく使用できるが、核酸の増幅方法としてPCR法を使用する場合はKOD DNAポリメラーゼ、Taq DNAポリメラーゼ、Tth DNAポリメラーゼ、Pfu DNAポリメラーゼなど熱安定性の酵素を使用することが好ましい。中でもKOD DNAポリメラーゼまたは該酵素を改良したDNAポリメラーゼは増幅量および反応速度の観点から最も好ましい。具体的には、KOD Dash DNAポリメラーゼの場合は1〜200単位/ml程度の使用が好ましく、10〜100単位/ml程度の使用がより好ましい。
(b)「核酸増幅用プライマー」は1〜1500nM程度を含む。中でも増幅量および特異性を高めるために、50〜500nM程度がより好ましい。
(c)「dNTP」は50〜1000μM程度を含む。100〜700μM程度がより好ましく、200〜400μM程度がさらに好ましい。
(d)「反応バッファー」については、本発明のヘリコバクター・ピロリ菌の識別方法を使用するための試薬に含まれる酵素の能力を最大限に発揮する目的で、緩衝液や金属塩の濃度、溶液のpHなどが適宜選択され得る。また、酵素の安定性を高める目的で、該試薬にウシ血清アルブミンなどの添加剤を適宜混合しても良い。
(e)「核酸含有試料」は、例えば、バクテリア、動物または植物組織、個体細胞由来の溶解物などのあらゆる材料から調製することができる。該試料の調製法は特に限定されないが、例えば、患者の血液、組織から、既知の方法により調製してもよい。代表的なものとして、フェノール/クロロホルム抽出法(Biochimica et Biophysica acta 第72巻、第619〜629頁、1963年)、アルカリSDS法(Nucleic Acids Res. 第7巻、第1513〜1523頁、1979年)などの液相で行う方法がある。また、核酸の単離に核酸結合用担体を用いる系としては、ガラス粒子とヨウ化ナトリウム溶液を使用する方法(Proc. Natl. Acad. Sci. USA 第76−2巻、第615〜619頁、1979年)、ハイドロキシアパタイトを用いる方法(特開昭63−263093号公報)等がある。その他の方法としてはシリカ粒子とカオトロピックイオンを用いた方法(J. Clinical Microbiology 第28−3巻、第495〜503頁、1990年、特開平2−289596号公報)が挙げられる。また、核酸は試料中に溶解させてもよいし、固相に固定させてもよい。
本発明のヘリコバクター・ピロリ菌の識別方法および識別用試薬は、ヘリコバクター・ピロリ菌による発ガンの危険性を予測するために用いられることが好ましい。上記ガンとしては、胃ガンなどを挙げることができる。上述したように、本発明の識別方法および識別用試薬を用いれば、CagAタンパク質のC末端領域の多型を検出することができる。更に詳細には、本発明の識別方法および識別用試薬を用いれば、発ガンに関係が深いC配列および/またはD配列の有無を検出することができるとともに、C配列および/またはD配列の数をも検出することができる。そして、C配列および/またはD配列の有無によって、発ガンの可能性の有無を予測することができるとともに、上記C配列および/またはD配列の数によって、発ガンの可能性の大小(C配列および/またはD配列が多いほど、発ガンの危険度が大きい)を予測することができる。一例として、欧米人に多く感染するヘリコバクター・ピロリ菌について、発ガンの可能性の有無をC配列の有無によって予測することができるとともに、発ガンの可能性の大小(C配列が多いほど、発ガンの危険度が大きい)を上記C配列の数によって予測することができる。また、東アジア人に多く感染するヘリコバクター・ピロリ菌について、発ガンの可能性の有無をD配列の有無によって予測することができるとともに、発ガンの可能性の大小(D配列が多いほど、発ガンの危険度が大きい)を上記D配列の数によって予測することができる。
以下、実施例に基づき本発明をより具体的に説明する。もっとも、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
実施例1
ヘリコバクター・ピロリ菌の識別
(1)オリゴヌクレオチドの合成
パーキンエルマー社製DNAシンセサイザー392型を用いて、ホスホアミダイト法にて、配列番号1〜4に示される塩基配列を有するオリゴヌクレオチド(以下、オリゴ1〜4と示す)を合成した。合成はマニュアルに従い、各種オリゴヌクレオチドの脱保護はアンモニア水で55℃、一夜実施した。オリゴヌクレオチドの精製はパーキンエルマー社OPCカラムにて実施した。もしくはDNA合成受託会社((株)日本バイオサービス、シグマアルドリッチジャパン(株)、オペロンバイオテクノロジー(株)等)に依頼した。
オリゴ1がアンチセンス鎖でありC配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相補的な核酸配列を含有するプライマー(C)であり、センス鎖のオリゴ2と組み合わせて増幅反応のオリゴヌクレオチドとして使用される。オリゴ2はプライマー(C)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するプライマー(A)である。また、オリゴ3はセンス鎖でありD配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相補的な核酸配列を含有するプライマー(D)であり、アンチセンス鎖のオリゴ4と組み合わせて増幅反応のオリゴヌクレオチドとして使用される。オリゴ4はプライマー(D)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するプライマー(B)である。
ヘリコバクター・ピロリ菌の識別
(1)オリゴヌクレオチドの合成
パーキンエルマー社製DNAシンセサイザー392型を用いて、ホスホアミダイト法にて、配列番号1〜4に示される塩基配列を有するオリゴヌクレオチド(以下、オリゴ1〜4と示す)を合成した。合成はマニュアルに従い、各種オリゴヌクレオチドの脱保護はアンモニア水で55℃、一夜実施した。オリゴヌクレオチドの精製はパーキンエルマー社OPCカラムにて実施した。もしくはDNA合成受託会社((株)日本バイオサービス、シグマアルドリッチジャパン(株)、オペロンバイオテクノロジー(株)等)に依頼した。
オリゴ1がアンチセンス鎖でありC配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相補的な核酸配列を含有するプライマー(C)であり、センス鎖のオリゴ2と組み合わせて増幅反応のオリゴヌクレオチドとして使用される。オリゴ2はプライマー(C)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するプライマー(A)である。また、オリゴ3はセンス鎖でありD配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相補的な核酸配列を含有するプライマー(D)であり、アンチセンス鎖のオリゴ4と組み合わせて増幅反応のオリゴヌクレオチドとして使用される。オリゴ4はプライマー(D)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するプライマー(B)である。
(2)PCR法によるヘリコバクター・ピロリ菌cagA遺伝子の解析
表1におけるサンプル番号1〜6のヘリコバクター・ピロリ菌からそれぞれフェノール・クロロフォルム法により抽出したDNA溶液をサンプルとして使用して、下記試薬を添加して、下記条件によりPCR法によるヘリコバクター・ピロリ菌のcagA遺伝子を解析した。
表1におけるサンプル番号1〜6のヘリコバクター・ピロリ菌からそれぞれフェノール・クロロフォルム法により抽出したDNA溶液をサンプルとして使用して、下記試薬を添加して、下記条件によりPCR法によるヘリコバクター・ピロリ菌のcagA遺伝子を解析した。
試薬
以下の試薬を含む25μl溶液を調製した。
KOD DNAポリメラーゼ反応液
オリゴ1 10pmol、
オリゴ2 5pmol、
オリゴ3 10pmol、
オリゴ4 5pmol、
×10緩衝液 2.5μl、
2mM dNTP 2.5μl、
25mM MgCl2 1μl、
KOD DNAポリメラーゼ 0.5U、
抽出DNA溶液 100ng
以下の試薬を含む25μl溶液を調製した。
KOD DNAポリメラーゼ反応液
オリゴ1 10pmol、
オリゴ2 5pmol、
オリゴ3 10pmol、
オリゴ4 5pmol、
×10緩衝液 2.5μl、
2mM dNTP 2.5μl、
25mM MgCl2 1μl、
KOD DNAポリメラーゼ 0.5U、
抽出DNA溶液 100ng
増幅条件
94℃・5分
94℃・15秒、
60℃・30秒、
68℃・30秒(35サイクル)
25℃・15分。
94℃・5分
94℃・15秒、
60℃・30秒、
68℃・30秒(35サイクル)
25℃・15分。
(3)アガロースゲル電気泳動を用いた検出
増幅反応液5μlを3%アガロースゲルにて電気泳動し、エチジウムブロマイド染色した後、紫外線照射下での蛍光を検出した。アガロース電気泳動で得られた写真を図2に示す。なお、図2のレーン番号は表1のサンプル番号に対応する。電気泳動の条件は、定電圧100V、60分間にて行った。反応液の他に分子量マーカーも同時に泳動し、検出された増幅核酸断片の鎖長を比較する際の参考とした。
増幅反応液5μlを3%アガロースゲルにて電気泳動し、エチジウムブロマイド染色した後、紫外線照射下での蛍光を検出した。アガロース電気泳動で得られた写真を図2に示す。なお、図2のレーン番号は表1のサンプル番号に対応する。電気泳動の条件は、定電圧100V、60分間にて行った。反応液の他に分子量マーカーも同時に泳動し、検出された増幅核酸断片の鎖長を比較する際の参考とした。
(4)結果
図2(および表1)のサンプル番号1〜6より明らかなように、本発明のヘリコバクター・ピロリ菌の識別方法によれば、500bpより長い増幅核酸断片の本数よりC配列の繰り返し数を判定することが可能であり、500bpより短い増幅核酸断片の本数よりD配列の繰り返し数を判定することが可能である。これらの結果は、核酸配列を直接解析することにより判別に必要な情報を得ることができるが多大な労力と時間が必要であるなどの欠点を有するシークエンシング法を用いた該6株の識別結果(表1)と一致する。
図2(および表1)のサンプル番号1〜6より明らかなように、本発明のヘリコバクター・ピロリ菌の識別方法によれば、500bpより長い増幅核酸断片の本数よりC配列の繰り返し数を判定することが可能であり、500bpより短い増幅核酸断片の本数よりD配列の繰り返し数を判定することが可能である。これらの結果は、核酸配列を直接解析することにより判別に必要な情報を得ることができるが多大な労力と時間が必要であるなどの欠点を有するシークエンシング法を用いた該6株の識別結果(表1)と一致する。
すなわち、本発明のヘリコバクター・ピロリ菌の識別方法では従来の方法と同様の識別能力を実現しながら、解析に必要な作業工程数を大幅に短縮し、容易にかつ迅速にヘリコバクター・ピロリ菌のCagAタンパク質の毒性の指標となるC配列および/またはD配列の有無および該配列の繰り返し数を明確に判定することが可能である。
本発明により、ヘリコバクター・ピロリ菌のCagAタンパク質の毒性の指標となるC配列および/またはD配列の有無および該配列の繰り返し数を明確に判定することが可能となり、これまでの方法のように煩雑な操作を必要とせず、迅速で容易に再現性の良い結果が得られることからも、産業界に大きく寄与することが期待される。
Claims (12)
- CagAタンパク質のC末端領域の多型性を利用したヘリコバクター・ピロリ菌の識別方法であって、
(a)少なくとも1種のプライマー(C)が、C配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相補的な核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドであり、
(b)また少なくとも1種のプライマー(A)が、プライマー(C)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドであり、
(c)少なくとも1種のプライマー(D)が、D配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相同的な核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドであり、
(d)また少なくとも1種のプライマー(B)が、プライマー(D)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドであり、
(e)一方のプライマーの伸長生成物が、その相補体から分離された場合に、他方のプライマーの鋳型となることを特徴とする方法を用いて核酸断片を増幅し、
(f)該方法で得られた1つまたはそれ以上の増幅核酸断片を解析することからなる識別方法。 - CagAタンパク質のC末端領域の多型性を利用したヘリコバクター・ピロリ菌の識別方法であって、
(a)少なくとも1種のプライマー(C)が、C配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相同的な核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドであり、
(b)また少なくとも1種のプライマー(A)が、プライマー(C)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドであり、
(c)少なくとも1種のプライマー(D)が、D配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相補的な核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドであり、
(d)また少なくとも1種のプライマー(B)が、プライマー(D)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドであり、
(e)一方のプライマーの伸長生成物が、その相補体から分離された場合に、他方のプライマーの鋳型となることを特徴とする方法を用いて核酸断片を増幅し、
(f)該方法で得られた1つまたはそれ以上の増幅核酸断片を解析することからなる識別方法。 - 配列番号1から4のいずれかに示される核酸配列または該配列に相補的な核酸配列のうち、少なくとも連続した15塩基よりなる核酸配列を含有することを特徴とするオリゴヌクレオチド。
- CagAタンパク質のC末端領域の多型性を利用したヘリコバクター・ピロリ菌の識別方法であって、
(a)C配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相補的な核酸配列を含有するプライマー(C)として、配列番号1に記載の核酸配列のうち、少なくとも連続した15塩基よりなる核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドを使用し、
(b)プライマー(C)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するプライマー(A)として、配列番号2に記載の核酸配列のうち、少なくとも連続した15塩基よりなる核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドを使用し、
(c)D配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相同的な核酸配列を含有するプライマー(D)として、配列番号3に記載の核酸配列のうち、少なくとも連続した15塩基よりなる核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドを使用し、
(d)プライマー(D)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するプライマー(B)として、配列番号4に記載の核酸配列のうち、少なくとも連続した15塩基よりなる核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドを使用し、
(e)一方のプライマーの伸長生成物が、その相補体から分離された場合に、他方のプライマーの鋳型となることを特徴とする方法を用いて核酸断片を増幅し、
(f)該方法で得られた1つまたはそれ以上の増幅核酸断片を解析することからなる識別方法。 - プライマー(C,D)のTm値が、プライマー(A,B)のTm値よりも高いことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の識別方法。
- プライマー(C,D)の使用時における濃度が、プライマー(A,B)の使用時における濃度よりも高いことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の識別方法。
- CagAタンパク質のC末端領域におけるC配列および/またはD配列の有無および繰り返し数を判定し、ヘリコバクター・ピロリ菌の毒性の指標とすることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の識別方法。
- プライマー(C)およびプライマー(A)により生成した増幅核酸断片の数をもとに欧米人に多く感染するヘリコバクター・ピロリ菌の毒性を判定し、プライマー(D)およびプライマー(B)により生成した増幅核酸断片の数をもとに東アジア人に多く感染するヘリコバクター・ピロリ菌の毒性を判定することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の識別方法。
- ヘリコバクター・ピロリ菌の毒性が保菌者の発ガンの危険性であることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の識別方法。
- CagAタンパク質のC末端領域の多型性を利用してヘリコバクター・ピロリ菌を識別するための試薬であって、
(a)少なくとも1種のプライマー(C)が、C配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相補的な核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドであり、
(b)また少なくとも1種のプライマー(A)が、プライマー(C)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドであり、
(c)少なくとも1種のプライマー(D)が、D配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相同的な核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドであり、
(d)また少なくとも1種のプライマー(B)が、プライマー(D)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドであり、
(e)一方のプライマーの伸長生成物が、その相補体から分離された場合に、他方のプライマーの鋳型となるプライマー、DNAポリメラーゼ、dNTPおよび緩衝液を含むことを特徴とする識別用試薬。 - CagAタンパク質のC末端領域の多型性を利用してヘリコバクター・ピロリ菌を識別するための試薬であって、
(a)少なくとも1種のプライマー(C)が、C配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相同的な核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドであり、
(b)また少なくとも1種のプライマー(A)が、プライマー(C)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドであり、
(c)少なくとも1種のプライマー(D)が、D配列をコードする核酸配列に特異的かつcagA遺伝子に相補的な核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドであり、
(d)また少なくとも1種のプライマー(B)が、プライマー(D)とともに核酸増幅反応における一対のプライマーとなり得る核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドであり、
(e)一方のプライマーの伸長生成物が、その相補体から分離された場合に、他方のプライマーの鋳型となるプライマー、DNAポリメラーゼ、dNTPおよび緩衝液を含むことを特徴とする識別用試薬。 - 請求項10または11に記載の識別用試薬を含んでなり、CagAタンパク質C末端領域におけるC配列の繰り返し数から欧米人に多く感染するヘリコバクター・ピロリ菌による発ガンの危険性を推測し、CagAタンパク質C末端領域におけるD配列の繰り返し数から東アジア人に多く感染するヘリコバクター・ピロリ菌による発ガンの危険性を推測するための試薬。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006354167A JP2008161113A (ja) | 2006-12-28 | 2006-12-28 | ヘリコバクター・ピロリ菌の識別方法 |
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| JP2008161113A true JP2008161113A (ja) | 2008-07-17 |
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| JP2006354167A Pending JP2008161113A (ja) | 2006-12-28 | 2006-12-28 | ヘリコバクター・ピロリ菌の識別方法 |
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| JP (1) | JP2008161113A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2482191C1 (ru) * | 2011-12-28 | 2013-05-20 | Федеральное казенное учреждение здравоохранения "Ростовский-на-Дону ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский противочумный институт" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека | СПОСОБ ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ ШТАММОВ Helicobacter pylori МЕТОДОМ МУЛЬТИЛОКУСНОГО VNTR-ТИПИРОВАНИЯ |
| WO2020158811A1 (ja) * | 2019-01-31 | 2020-08-06 | 国立大学法人 東京医科歯科大学 | ヘリコバクター・ピロリ菌株の同定方法、および同定用キット |
-
2006
- 2006-12-28 JP JP2006354167A patent/JP2008161113A/ja active Pending
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