WO2024005105A1 - ヒト細胞を測定する方法 - Google Patents
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- C12N15/11—DNA or RNA fragments; Modified forms thereof; Non-coding nucleic acids having a biological activity
Definitions
- the present invention relates to a method for measuring human cells.
- This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2022-106625 filed in Japan on June 30, 2022, the contents of which are incorporated herein.
- MSCs Mesenchymal stem cells
- HLA human leukocyte antigen
- MSCs with different HLA are administered to a patient, they can be protected from attack (rejection) by T cells. Furthermore, MSCs are easy to establish and culture, have high proliferative capacity, and can be cryopreserved. Due to these characteristics, it is possible to perform treatment by administering allogeneic MSC to a patient, regardless of HLA matching or mismatching.
- PK/PD pharmacokinetic/pharmacodynamic screening tests in the exploration stage, safety tests, pharmacology tests, and pharmacokinetic tests in the non-clinical stage of the development of regenerative medicine products whose main components are human cells such as MSCs
- qPCR Quantitative PCR
- the target gene to be amplified is a gene that exists in human cells and does not exist in non-human animals.
- a multicopy gene such as Alu sequence or long interspersed repeat sequence-1 (LINE-1) is used.
- Patent Document 1 one "human Alu model sequence" representing the consensus sequences of 46 human Alu subfamilies is identified, and this human Alu model sequence is used to select PCR primer/probe candidates for Alu detection.
- a primer/probe set consisting of an oligonucleotide sequence that specifically hybridizes to the human Alu sequence and that can minimize dimer formation is selected using unique criteria.
- human genomic DNA in a test sample can be detected and/or quantified with high sensitivity by performing quantitative real-time PCR using the Alu detection PCR primers and probes obtained in this way.
- Patent Document 2 discloses a technique for detecting human cells transplanted or administered to non-human animals. More specifically, a quantitative PCR probe is disclosed that includes a sequence capable of hybridizing to an oligonucleotide consisting of a sequence of 10 to 35 consecutive bases in a predetermined base sequence derived from the human LINE-1 gene, and a label portion. ing.
- Patent Document 3 discloses a general method for correcting the amount of genomic DNA in qPCR.
- the cell number of human cells in qPCR is quantified as the copy number of the target gene, but in this case, the copy number of the target gene is well-known, for example, the copy number of the RNaseP gene in the genome.
- the amount of genomic DNA is corrected from the quantitative values of those genes. Based on the conversion method described above, in qPCR, the number of copies of a gene or the amount of genomic DNA is used as a unit.
- Non-Patent Document 1 discloses the extraction recovery rate of genomic DNA for each tissue. Although qPCR requires extraction and purification of genomic DNA from tissues, it has been disclosed that the recovery rate of genomic DNA varies depending on the tissue.
- qPCR has the problem that it is necessary to extract and purify genomic DNA from tissues, and since the recovery rate of genomic DNA varies depending on the tissue, it is necessary to correct the recovery rate by extracting genomic DNA. Furthermore, since the amount of genomic DNA is corrected using genomic DNA as an internal standard, quantitative PCR uses the number of copies of a gene or the amount of genomic DNA as a unit. However, since human cell preparations exert therapeutic effects on the cells themselves, it is ideal to evaluate the distribution in the body of non-human animals based on the number of cells rather than the number of gene copies or the amount of genomic DNA.
- the present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to provide a method for quantifying human cells that does not require recovery rate correction by genomic DNA extraction or correction of the amount of genomic DNA by quantifying internal standards, etc. Make it one.
- a method for measuring human cells comprising: a preparation step of preparing a sample containing a non-human animal component derived from non-human animal cells and human cells; a lysis step of lysing cell membranes in the sample; an assay step of performing a hybridization assay on the human cell-specific nucleic acid sequence;
- a method of measuring human cells including: [2] The method for measuring human cells according to [1], wherein the human cell-specific nucleic acid sequence is a human-specific repeat sequence. [3] The human cell according to [2], wherein the human-specific repeat sequence contains at least one selected from the group consisting of an Alu sequence and a long interspersed repeat sequence-1 (LINE-1). How to measure.
- [4] The method for measuring human cells according to any one of [1] to [3], wherein the nucleic acid probe used in the hybridization assay does not hybridize with genomic DNA of a non-human animal.
- the non-human animal component and the cell membrane of the human cell are lysed by any method selected from the group consisting of physical methods, chemical methods, enzymatic methods, and combinations thereof. , the method for measuring human cells according to any one of [1] to [4].
- [6] The method for measuring human cells according to any one of [1] to [5], wherein the hybridization assay is a PALSAR method or a dual hybridization method.
- the genomic DNA contained in the non-human animal cells and the human cells is further processed by any method selected from the group consisting of physical methods, chemical methods, enzymatic methods, and combinations thereof.
- the method for measuring human cells according to [7], wherein the fragment length of the genomic DNA obtained by fragmenting the genomic DNA is 50 to 600 bp.
- the human cell quantification method of the present invention does not require recovery rate correction by genomic DNA extraction or correction of the amount of genomic DNA by quantification of an internal standard or the like. Furthermore, the human cell quantification method of the present invention can directly measure the number of human cells in a sample.
- FIG. 1 is a graph showing the results of quantifying human cells in the mouse kidney matrix of Example 1-1.
- the results of quantifying human cells in the mouse lung matrix of Example 1-2 are shown in Table 3, Table 4, and FIG. 1B.
- It is a graph showing the results of examination of target genes and target sequences. It is a graph showing the results of mouse cross-reactivity for each target gene. It is a graph showing the results of comparison of detection methods in hybridization methods.
- It is a graph showing the results of examination of genomic DNA fragmentation processing conditions.
- It is a graph showing the results of examination of genomic DNA fragmentation processing conditions.
- It is a graph showing the results of examination of genomic DNA fragmentation processing conditions.
- It is a graph showing the results of examination of genomic DNA fragmentation processing conditions.
- It is a graph showing the quantitative results of human cells.
- DNA means deoxyribonucleic acid.
- RNA means ribonucleic acid.
- ⁇ When a numerical range is expressed using “ ⁇ ”, the numerical range includes the numbers on both sides of “ ⁇ ”.
- the method for measuring human cells of the present invention is a method for measuring human cells, and includes a preparation step of preparing a sample containing a non-human animal component derived from a non-human animal cell and a human cell, and a step of preparing a sample containing a cell membrane in the sample.
- the method includes a lysis step of lysing the human cell, and an assay step of performing a hybridization assay on the human cell-specific nucleic acid sequence.
- a sample containing human cells and non-human animal components derived from non-human animal cells is prepared for carrying out the present invention.
- non-human animal components derived from the non-human animal cells include, but are not limited to, the non-human animal cells themselves as well as proteins, nucleic acids, lipids, etc. contained in the non-human animal cells.
- the method for measuring human cells of the present invention can measure human cells even when non-human animal components derived from these non-human animal cells and human cells coexist.
- the human cells may be any type of human-derived cells such as human stem cells, human cancer cells, human somatic cells, human germ cells, etc., but human stem cells are preferable, and human mesenchymal cells are preferable. Particularly preferred examples include human stem cells such as stem cells, human hematopoietic stem cells, human neural stem cells, human iPS cells, human ES cells, and human somatic cell-derived embryonic stem cells.
- the non-human animal cell is not particularly limited as long as it is a non-human animal cell.
- the non-human animals include non-human mammals such as mice, rats, guinea pigs, dogs, rabbits, pigs, goats, and cows.
- the non-human animal is preferably a rodent such as a mouse, rat, or guinea pig.
- mammals monkeys
- primates monkeys
- non-human hominid animals such as chimpanzees, bonobos, gorillas and orangutans, gibbons such as white-handed gibbons and dwarf gibbons, and long-tailed macaques such as long-tailed macaques, baboons, macaques and proboscis monkeys. Examples include family animals.
- a hybridization assay is performed on a nucleic acid sequence specific to human cells. It differs depending on the combination with human cells. For example, if human cells and rodent cells are mixed in a sample, the Alu sequence can be said to be a nucleic acid sequence specific to human cells, but if human cells and chimpanzee cells are mixed in the sample, the Alu sequence is the same. Even if it is an Alu sequence, it may not be said to be a human cell-specific nucleic acid sequence. Conversely, when Alu sequences are employed as nucleic acid sequences specific to human cells, non-human primates are necessarily excluded from non-human animals. On the other hand, when adopting long interspersed repeat sequence-1 (LINE-1), some families, such as the Ta family, are human-specific, so non-human primates are added to non-human animals. Is possible.
- LINE-1 long interspersed repeat sequence-1
- samples containing non-human animal components derived from non-human animal cells and human cells include biological samples derived from xenograft model animals prepared by transplanting human cells into non-human animals; but not limited to.
- the human cell-specific nucleic acid sequence (hereinafter sometimes referred to as "target sequence” or “target gene”) is preferably a human-specific repeat sequence, such as Alu sequence and long interspersed repeat sequence-1 ( At least one selected from the group consisting of LINE-1) is preferred.
- target sequence a human-specific repeat sequence
- Alu sequence and long interspersed repeat sequence-1 At least one selected from the group consisting of LINE-1 is preferred.
- any family may be used as the target sequence in the present invention.
- a sequence common to multiple families, a so-called consensus sequence may be targeted.
- Alu sequences are one of the genetic elements found in the genomes of primates including humans, and are also referred to as Alu elements. Alu's name comes from the fact that it was first characterized by the restriction endonuclease activity of Arthrobacter luteus. The Alu sequence is the most frequently found transposon in the human genome, and is a multicopy gene with over 1 million copies scattered throughout the human genome. Alu sequences are highly conserved among primate genomes, and although they have the disadvantage of not being able to distinguish between humans and non-human primates, they can, for example, distinguish between humans and rodents, humans and artiodactyls, etc. Therefore, it is also useful in the human cell quantification method of the present invention.
- LINE-1 is one of the long interspersed nuclear elements (LINE).
- LINEs are a group of non-LTR retrotransposons that are widely found in the genomes of many eukaryotes.
- LINE is a multicopy gene that occupies approximately 21.1% of the total human genome, and each LINE is approximately 7000 base pairs (bp) in length.
- the Ta family including Ta-1 and Ta-0 is human-specific, so it is possible to distinguish between humans and non-human primates by designing probes.
- SVA SINE-VNTR-Alu
- SVA_A SVA_B
- SVA_C SVA_D
- SVA_E SVA_F
- SVA_F human-specific. Can be used to differentiate primates.
- the method for lysing the cell membrane in the sample is not particularly limited, but any method selected from the group consisting of physical methods, chemical methods, enzymatic methods, and combinations thereof is preferred.
- Physical methods include, for example, mechanical disruption techniques (dounce, polytron, mortar and pestle homogenization, etc.), freeze-thaw lysis, osmotic shock, sonication, and the like.
- chemical methods include surfactant solubilization.
- enzymatic methods include methods of bursting cell membranes by hydrolyzing cell membrane lining proteins with proteolytic enzymes, acids, alkalis, and the like.
- the nucleic acid probe used does not hybridize with genomic DNA of a non-human animal. Note that a nucleic acid probe is used in the hybridization assay.
- the PALSAR Probe Alternation Link Self-Assembly Reaction
- the dual hybridization method is preferable.
- the dual hybridization method is a method that uses two sequence-specific oligonucleotide probes.
- the two probes are designed to bind to adjacent sequences in the target sequence.
- the first probe is immobilized on a solid phase carrier such as a plate or beads, and is a probe for capturing a target.
- the end of the second probe is modified with a label such as biotin.
- the two probes hybridize to the target DNA or RNA, and the target is detected by reacting the fluorescent substance with the label.
- the PALSAR method (for example, Japanese Patent No. 4,616,881) uses two types of DNA probes prepared in advance and each consisting of three mutually complementary regions. Labels are attached to these two types of DNA probes, and by repeating a self-assembly reaction through hybridization, they combine in a honeycomb-like shape to form a large DNA mass, which becomes an amplification signal. When this large DNA block binds to the gene to be detected, the amplified signal can be captured and the presence of the detected gene can be confirmed.
- Japanese Patent No. 4,616,881 discloses a method of amplifying the signal of the dual hybridization method using the PALSAR method.
- This hybridization does not require a nucleic acid synthase, reacts quickly (30 seconds to 30 minutes), and proceeds at a constant temperature (40°C to 70°C), allowing both target DNA and RNA to react quickly. It has the characteristic of being able to be detected with high sensitivity.
- the target nucleic acid is separated into single strands by heat denaturation, and then a DNA probe having a sequence specific to the target nucleic acid is hybridized with the target nucleic acid separated into single strands by a nucleic acid synthase. Perform an elongation reaction of complementary nucleic acid. In this way, a DNA probe is hybridized to a target nucleic acid in the PALSAR method or dual hybridization method, but the reaction mechanism is completely different.
- a fragmentation step may be included as a step of fragmenting the genomic DNA.
- the genomic DNA contained in the non-human animal cells and the human cells is fragmented by any method selected from the group consisting of physical methods, chemical methods, enzymatic methods, and combinations thereof.
- Physical methods include, for example, mechanical disruption techniques (dounce, polytron, mortar and pestle homogenization, etc.), freeze-thaw lysis, osmotic shock, sonication, and the like.
- chemical methods include methods of partial hydrolysis using acids, alkalis, and the like.
- enzymatic methods include methods using endonucleases.
- Examples of the endonuclease include deoxyribonuclease I (DNase I), deoxyribonuclease II (DNase II), Micrococcal Nuclease, Turbo Nuclease, and restriction enzymes.
- Examples of the restriction enzymes include BamHI, EcoRI, EcoRV, HindIII, HaeIII, BglII, MspI, TaqI-v2, and the like. Restriction enzymes are endonucleases that recognize and cut specific DNA sequences.
- the enzyme used when using an enzymatic method is not particularly limited, but DNase I is preferred.
- the amount used when DNase I is used to fragment genomic DNA is not particularly limited, but is preferably 0.0001 to 0.1 U/well, more preferably 0.001 to 0.025 U/well, and 0.005 ⁇ 0.01U/well is more preferable.
- 1 unit is defined as the amount of enzyme that completely degrades 1 ⁇ g of plasmid vector pBR322 DNA in a total reaction volume of 50 ⁇ L at 37° C. for 10 minutes. Complete degradation is defined as the degradation of a DNA fragment into tetranucleotides or less.
- the length of the genomic DNA fragment in this case is preferably 50 to 1000 bp, more preferably 50 to 600 bp, even more preferably 150 to 600 bp, and even more preferably 150 to 300 bp.
- measurements are performed based on the "Guidelines for the validation of drug concentration analysis methods (ligand binding methods) in biological samples in drug development” published by the Pharmaceuticals and Medical Devices Agency (PMDA). The reliability of the law was evaluated.
- Target sequence and nucleic acid probe used In the examples of the present invention, three types of target sequences having different target genes and base sequences were used. A description of each target sequence and the capture and assist probe combinations used to detect the target sequence are provided below.
- Alu array (1) This sequence targets 43 bp of the "human Alu model sequence" described in International Publication No. 2018/101375.
- a nucleic acid probe CP-Alu sequence (1) having a complementary base sequence to the 5' side of the Alu sequence (1) was used as a capture probe, and a nucleic acid probe CP-Alu sequence (1) having a complementary base sequence to the 5' side of the Alu sequence (1) was used as an assist probe to the 3' side of the Alu sequence (1).
- An AP-Alu sequence (1) having a base sequence in which a poly A chain was added to a complementary base sequence was used.
- Base sequence of Alu sequence (1) 5'-GCAGGAGAATCGCTTGAACCCGGGAGGCGGAGGTTGCAGTGAG-3' (base part is SEQ ID NO: 1)
- Alu array (2) “Technical Guidance on the Quality of Regenerative Medicine Products (Human Cell Processed Products), Nonclinical Tests, and Clinical Tests” released by the Pharmaceuticals and Medical Devices Agency (PMDA) (June 14, 2016)
- PMDA Pharmaceuticals and Medical Devices Agency
- a nucleic acid probe CP-Alu sequence (2) having a complementary base sequence to the 3' side of the Alu sequence (2) was used as a capture probe, and a nucleic acid probe CP-Alu sequence (2) having a complementary base sequence to the 3' side of the Alu sequence (2) was used as an assist probe to the 5' side of the Alu sequence (2).
- An AP-Alu sequence (2) having a complementary base sequence with a poly A chain added was used.
- LINE-1 sequence A 30 bp target sequence designed with reference to the human cell quantitative PCR probe described in International Publication No. 2019/240073.
- a nucleic acid probe CP-LINE-1 sequence having a base sequence complementary to the 3' side of the LINE-1 sequence was used as a capture probe, and a nucleic acid probe CP-LINE-1 sequence having a base sequence complementary to the 5' side of the LINE-1 sequence was used as an assist probe.
- An AP-LINE-1 sequence having a base sequence with a poly A chain added to the base sequence was used.
- Example 1-1 Examination of human cell quantification in mouse kidney matrix 1.
- Materials (1) Biological sample HEK293 cells were used as human cells to be measured.
- a mouse kidney Jackson Laboratory Japan was used as a non-human animal sample.
- the mice used were C57BL/6J male, week old RETIRE mice.
- Target sequence Alu sequence (1) (SEQ ID NO: 1) was used as the target sequence.
- Results The results of quantifying human cells in a mouse kidney matrix using the method for quantifying human cells of the present invention are shown in Table 1, Table 2, and FIG. 1A. From FIG. 1, a signal was obtained that depended on the number of human cells in the sample. The correlation coefficient (r) between the number of human cells and the signal was 0.9990, and a highly correlated calibration curve could be created. Furthermore, the %RE of the calibration curve sample with respect to the created calibration curve was -11.3 to 8.5%, which was within the LBA guideline standards. The %CV, %RE, and %TE of the QC sample were also within the standards, and it can be said that this is a highly robust quantitative method that meets the LBA guideline standards.
- Example 1-2 Examination of human cell quantification in mouse lung matrix 1.
- Materials (1) Biological sample HEK293 cells were used as human cells to be measured.
- mouse lung Jackson Laboratory Japan
- the mice used were C57BL/6J male, week old RETIRE mice.
- Target sequence Alu sequence (1) (SEQ ID NO: 1) was used as the target sequence.
- QC samples were prepared to have a cell number of 1.2 ⁇ 10 4 , 2.4 ⁇ 10 4 , 1.2 ⁇ 10 5 , 6 ⁇ 10 5 , 1.2 ⁇ 10 6 cells/g of lung, and The sample names were LLOQ, LQC, MQC, HQC, and ULOQ. In addition, three series of QC samples were prepared, and each series was serially diluted.
- Example 1-1 was carried out using the same procedures as (5) to (8) of Example 1-1.
- Example 2 Examination of target genes and target sequences in human cell quantification 1.
- Materials (1) Biological sample HEK293 cells were used as human cells to be measured.
- a mouse kidney Jackson Laboratory Japan was used as a non-human animal sample.
- Target sequences Alu sequence (2) (SEQ ID NO: 4) and LINE-1 sequence (SEQ ID NO: 7) were used as target sequences.
- Results Tables 5, 6, and FIG. 2 show the results of examining target genes and target sequences for human cell quantification using the method of the present invention. From Table 5, when Alu sequence (2) is used as the target sequence, an accurate calibration curve that meets the guideline standards can be created in the quantitative range of 1.2 ⁇ 10 4 to 1.2 ⁇ 10 6 cells/g of kidney. was completed. On the other hand, from Table 6, when the LINE-1 sequence was used as the target sequence, an accurate calibration curve within the guideline standards was obtained in the quantitative range of 2.4 ⁇ 10 4 to 1.2 ⁇ 10 6 cells/g of kidney. Ta.
- the quantification range of the Alu sequence (1) used as the target sequence in Example 1-1 is 6 ⁇ 10 3 to 6 ⁇ 10 5 cells/g of kidney, and although the quantification range differs depending on the target sequence, it is It can be said that human cells can be accurately quantified by using the target sequence.
- Target sequence Alu sequence (1) SEQ ID NO: 1
- LINE-1 sequence SEQ ID NO: 7
- the ultrasonic parameters were PIP 50W, DF 20%, CPB 200cpb, and the treatment time was 60 minutes.
- the extracted mouse genome was also sonicated in the same manner.
- Capture probes for each target sequence were prepared in the same manner as in Example 1-1 (3) and Example 2 (3).
- Target sequence Alu sequence (1) (SEQ ID NO: 1) was used as the target sequence.
- Target sequence Alu sequence (1) (SEQ ID NO: 1) was used as the target sequence.
- Target sequence Alu sequence (1) (SEQ ID NO: 1) was used as the target sequence.
- Base sequence of Alu sequence (1) 5'-GCAGGAGAATCGCTTGAACCCGGGAGGCGGAGGTTGCAGTGAG-3' (base part is SEQ ID NO: 1)
- Method 1 Lysis treatment of mouse kidney and human cells
- Mouse kidney and human cells were respectively prepared and treated with Direct PCR Lysis Reagent (Tail) (Viagen Biotech, product number: 102-T) and proteinase K solution (Kanto Kagaku Co., Ltd., product number: 102-T). No. 34060-96) was used for the dissolution treatment.
- FIGS. 6A and 6B Results Regarding the genome fragmentation method using both enzyme treatment and ultrasonic treatment, the results of examining the amount of enzyme are shown in FIGS. 6A and 6B. From FIG. 6A, changes in the signal were observed depending on the amount of enzyme. The amount of enzyme with the highest signal value was 0.0075 U/well.
- Figure 6B which shows the electrophoresis of the samples after fragmentation treatment, the fragment length of each sample is around 200 bp with an enzyme amount of 0.001 to 0.01 U/well, and 200 bp with an enzyme amount of 0.025 to 0.1 U/well. The amount was around 100 bp, or it could not be visually observed due to electrophoresis. From this, it was found that even when fragmentation was performed using an enzyme, better signals could be detected by adjusting the amount of enzyme so that the fragment chain length was around 200 bp.
- Example 6-2 Examination of human cell quantification using genome fragmentation treatment combined with enzymes and ultrasound in mouse kidney matrix
- Method 1 Lysis treatment of mouse kidney and human cells
- Mouse kidney and human cells were respectively prepared and treated with Direct PCR Lysis Reagent (Tail) (Viagen Biotech, product number: 102-T) and proteinase K solution (Kanto Kagaku Co., Ltd., product number: 102-T). No. 34060-96) was used for the dissolution treatment.
- QC samples had cell numbers of 7.5 ⁇ 10 3 , 1.5 ⁇ 10 4 , 7.5 ⁇ 10 4 , 3.75 ⁇ 10 5 , 7.5 ⁇ 10 5 cells/g of kidney (final cell number 6 ⁇ 10 3 , 1.2 ⁇ 10 3 , 6 ⁇ 10 4 , 3 ⁇ 10 5 , 6 ⁇ 10 5 cells/kidney g), and each sample name was changed to LLOQ, LQC, MQC, HQC, It was set as ULOQ. Three series of QC samples were prepared, and each series was serially diluted.
- PK/PD pharmacokinetics/pharmacodynamics
- 5" means that the base is 5-methylcytosine
- L means that the 2' and 4' carbons of deoxyribose are modified with a crosslink
- NH2 means that the 5' end or 3' end of the polynucleotide is modified with an amino group
- Biotin means that the 5' end of the polynucleotide is labeled with biotin.
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Abstract
ヒト細胞を測定する方法であって、非ヒト動物細胞に由来する非ヒト動物成分及びヒト細胞を含む試料を準備する準備工程と、前記試料中の細胞膜を溶解する溶解工程と、前記ヒト細胞に特異的な核酸配列に対してハイブリダイゼーションアッセイを行うアッセイ工程と、を含む、ヒト細胞を測定する方法。前記ヒト細胞を測定する方法は、ゲノムDNA抽出による回収率補正及び内部標準等の定量によるゲノムDNA量の補正を必要としない。
Description
本発明は、ヒト細胞を測定する方法に関する。
本願は、2022年6月30日に、日本に出願された特願2022-106625号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本願は、2022年6月30日に、日本に出願された特願2022-106625号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
間葉系幹細胞(mesenchymal stem cell:MSC)は、組織再生や免疫調整等の作用を有し、さまざまな疾患への臨床応用が試みられている。
MSCは、種々のサイトカインや液性因子を産生し、T細胞、B細胞、NK(natural killer)細胞、単球及び樹状細胞等の免疫担当細胞に対して抑制的に、制御性T細胞に対して促進的に作用する。さらに、炎症部位や組織傷害部位に集積しやすい性質もある。MSCはHLA(human leukocyte antigen)分子を発現しているものの、その発現レベルは低く、共刺激分子であるCD80、CD86、CD40等を発現していないため、非自己T細胞を刺激しない。この性質により、HLAの異なるMSCを患者に投与しても、T細胞による攻撃(拒絶)から免れることができる。さらに、MSCは、樹立及び培養が容易であり、増殖能が高く、凍結保存することが可能である。これらの特徴により、HLAの一致・不一致を問わず、他家由来のMSCを患者に投与する治療が可能である。
MSCは、種々のサイトカインや液性因子を産生し、T細胞、B細胞、NK(natural killer)細胞、単球及び樹状細胞等の免疫担当細胞に対して抑制的に、制御性T細胞に対して促進的に作用する。さらに、炎症部位や組織傷害部位に集積しやすい性質もある。MSCはHLA(human leukocyte antigen)分子を発現しているものの、その発現レベルは低く、共刺激分子であるCD80、CD86、CD40等を発現していないため、非自己T細胞を刺激しない。この性質により、HLAの異なるMSCを患者に投与しても、T細胞による攻撃(拒絶)から免れることができる。さらに、MSCは、樹立及び培養が容易であり、増殖能が高く、凍結保存することが可能である。これらの特徴により、HLAの一致・不一致を問わず、他家由来のMSCを患者に投与する治療が可能である。
一般に、医薬品の有効性・安全性を評価する試験は、非臨床試験と臨床試験に大別される。非臨床試験の結果、有効性が期待でき、安全性にも問題がないと考えられた場合にヒトで行うのが臨床試験である。非臨床試験は、有効性と安全性を評価・証明するための科学的データを提供するものであり、臨床試験へと進むために必要であるとともに臨床における有効性と安全性を裏づけるために重要である。非臨床試験では、通常、動物を用いて医薬品の薬効薬理作用、生体内での動態、有害な作用などが調べられる。
MSC等のヒト細胞を主成分とする再生医療等製品開発の、探索段階における薬物動態・薬力学(PK/PD)スクリーニング試験、非臨床段階における安全性試験、薬理試験及び薬物動態試験においては、ヒト細胞が投与された非ヒト動物におけるヒト細胞の体内分布を確認することが必要となる。非ヒト動物におけるヒト細胞の体内分布を計測するための技術としては、定量PCR(qPCR:quantitative PCR)が普及している。
この場合、増幅対象の標的遺伝子は、ヒト細胞中に存在し、かつ、非ヒト動物には存在しない遺伝子である。このような標的遺伝子としては、Alu配列や長鎖散在反復配列-1(LINE-1)等のマルチコピー遺伝子が用いられる。
この場合、増幅対象の標的遺伝子は、ヒト細胞中に存在し、かつ、非ヒト動物には存在しない遺伝子である。このような標的遺伝子としては、Alu配列や長鎖散在反復配列-1(LINE-1)等のマルチコピー遺伝子が用いられる。
特許文献1には、46のヒトAluサブファミリーのコンセンサス配列を代表する一つの「ヒトAluモデル配列」を同定し、このヒトAluモデル配列を用いてAlu検出用PCRプライマー・プローブ候補を選択する。次に、ヒトAlu配列に特異的にハイブリダイズするオリゴヌクレオチド配列であって、且つ、ダイマーの形成を最小限に抑え得るオリゴヌクレオチド配列からなるプライマー・プローブセットを、独自のクライテリアを用いて選択する。このようにして得られたAlu検出用PCRプライマー・プローブを用いて定量リアルタイムPCRを行うことにより、被験試料中のヒトゲノムDNAを高感度に検出及び/又は定量することができることが開示されている。
特許文献2には、ヒト以外の動物に移植又は投与されたヒト細胞を検出するための技術が開示されている。より詳細には、ヒトLINE-1遺伝子に由来する所定の塩基配列中の連続する10~35塩基の配列からなるオリゴヌクレオチドにハイブリダイズ可能な配列と、標識部分を含む、定量PCRプローブが開示されている。
特許文献3には、qPCRにおける一般的なゲノムDNA量の補正方法が開示されている。一般的に、qPCRにおけるヒト細胞の細胞数は、標的遺伝子のコピー数として定量されるが、その際、標的遺伝子のコピー数は、例えばRNaseP遺伝子等、ゲノム中のコピー数がよく知られている遺伝子を内部標準として、それらの遺伝子の定量値から、ゲノムDNA量を補正する。以上のような換算方法から、qPCRでは遺伝子のコピー数やゲノムDNA量が単位として用いられる。
非特許文献1には、組織毎のゲノムDNAの抽出回収率が開示されている。qPCRには、組織からゲノムDNAを抽出し精製する必要があるが、組織によりゲノムDNAの回収率に差があることが開示されている。
Spickler,C.、外6名、"Sensitive Detection of Human Cells in Murine Organ DNA by PCR"、2022年6月10日閲覧、Charles River、インターネット<URL:https://www.criver.com/sites/default/files/resource-files/SP-WRIB-20-Sensitive-Detection-of-Human-Cells-in-Murine-Organ-DNA-by-qPCR.pdf>
qPCRには、組織からゲノムDNAを抽出し精製する必要があり、組織によりゲノムDNAの回収率に差があるため、ゲノムDNA抽出による回収率補正を実施する必要があるという問題がある。また、ゲノムDNAを内部標準としてゲノムDNA量を補正することから、定量PCRでは遺伝子のコピー数やゲノムDNA量が単位として用いられる。しかし、ヒト細胞製剤は、細胞そのものが治療効果を発揮するため、遺伝子のコピー数やゲノムDNA量ではなく、細胞の個数で非ヒト動物の体内分布を評価することが理想的である。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、ゲノムDNA抽出による回収率補正及び内部標準等の定量によるゲノムDNA量の補正を必要としない、ヒト細胞の定量方法を提供することを目的のひとつとする。
[1] ヒト細胞を測定する方法であって、
非ヒト動物細胞に由来する非ヒト動物成分及びヒト細胞を含む試料を準備する準備工程と、
前記試料中の細胞膜を溶解する溶解工程と、
前記ヒト細胞に特異的な核酸配列に対してハイブリダイゼーションアッセイを行うアッセイ工程と、
を含む、ヒト細胞を測定する方法。
[2] 前記ヒト細胞に特異的な核酸配列がヒトに特異的な反復配列である、[1]に記載のヒト細胞を測定する方法。
[3] 前記ヒトに特異的な反復配列が、Alu配列及び長鎖散在反復配列-1(LINE-1)からなる群から選択される少なくとも1種を含む、[2]に記載のヒト細胞を測定する方法。
[4] 前記ハイブリダイゼーションアッセイにおいて用いる核酸プローブが非ヒト動物のゲノムDNAとハイブリダイズしない、[1]~[3]のいずれかに記載のヒト細胞を測定する方法。
[5] 前記溶解工程において、前記非ヒト動物成分及び前記ヒト細胞の細胞膜を、物理的方法、化学的方法、酵素的方法及びこれらの組合せからなる群から選択されるいずれかの方法で溶解する、[1]~[4]のいずれかに記載のヒト細胞を測定する方法。
[6] 前記ハイブリダイゼーションアッセイがPALSAR法又はデュアルハイブリダイゼーション法である、[1]~[5]のいずれかに記載のヒト細胞を測定する方法。
[7] 前記溶解工程の後に、さらに、前記非ヒト動物細胞及び前記ヒト細胞に含まれるゲノムDNAを、物理的方法、化学的方法、酵素的方法及びこれらの組合せからなる群から選択されるいずれかの方法で断片化する断片化工程を含む、[1]~[6]のいずれかに記載のヒト細胞を測定する方法。
[8] 前記ゲノムDNAを断片化して得られるゲノムDNAの断片長が50~600bpである、[7]に記載のヒト細胞を測定する方法。
[9] 前記ヒト細胞の数を計測するための、[1]~[8]のいずれかに記載のヒト細胞を測定する方法。
非ヒト動物細胞に由来する非ヒト動物成分及びヒト細胞を含む試料を準備する準備工程と、
前記試料中の細胞膜を溶解する溶解工程と、
前記ヒト細胞に特異的な核酸配列に対してハイブリダイゼーションアッセイを行うアッセイ工程と、
を含む、ヒト細胞を測定する方法。
[2] 前記ヒト細胞に特異的な核酸配列がヒトに特異的な反復配列である、[1]に記載のヒト細胞を測定する方法。
[3] 前記ヒトに特異的な反復配列が、Alu配列及び長鎖散在反復配列-1(LINE-1)からなる群から選択される少なくとも1種を含む、[2]に記載のヒト細胞を測定する方法。
[4] 前記ハイブリダイゼーションアッセイにおいて用いる核酸プローブが非ヒト動物のゲノムDNAとハイブリダイズしない、[1]~[3]のいずれかに記載のヒト細胞を測定する方法。
[5] 前記溶解工程において、前記非ヒト動物成分及び前記ヒト細胞の細胞膜を、物理的方法、化学的方法、酵素的方法及びこれらの組合せからなる群から選択されるいずれかの方法で溶解する、[1]~[4]のいずれかに記載のヒト細胞を測定する方法。
[6] 前記ハイブリダイゼーションアッセイがPALSAR法又はデュアルハイブリダイゼーション法である、[1]~[5]のいずれかに記載のヒト細胞を測定する方法。
[7] 前記溶解工程の後に、さらに、前記非ヒト動物細胞及び前記ヒト細胞に含まれるゲノムDNAを、物理的方法、化学的方法、酵素的方法及びこれらの組合せからなる群から選択されるいずれかの方法で断片化する断片化工程を含む、[1]~[6]のいずれかに記載のヒト細胞を測定する方法。
[8] 前記ゲノムDNAを断片化して得られるゲノムDNAの断片長が50~600bpである、[7]に記載のヒト細胞を測定する方法。
[9] 前記ヒト細胞の数を計測するための、[1]~[8]のいずれかに記載のヒト細胞を測定する方法。
本発明のヒト細胞の定量方法は、ゲノムDNA抽出による回収率補正及び内部標準等の定量によるゲノムDNA量の補正を必要としない。
また、本発明のヒト細胞の定量方法は、試料中のヒト細胞の数を直接計測することができる。
また、本発明のヒト細胞の定量方法は、試料中のヒト細胞の数を直接計測することができる。
以下、本発明の実施形態を詳細に説明するが、本発明は後述する実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限り、種々の変形が可能である。
本発明において、「測定する」は「検出する」又は「定量する」の意味で使用される。同様に、「測定」は「検出」又は「定量」の意味で使用される。定量する行為には、必然的に、検出する行為が含まれる。
本発明において、「測定する」は「検出する」又は「定量する」の意味で使用される。同様に、「測定」は「検出」又は「定量」の意味で使用される。定量する行為には、必然的に、検出する行為が含まれる。
DNAはデオキシリボ核酸(Deoxyribonucleic acid)を意味する。
RNAはリボ核酸(Ribonucleic acid)を意味する。
数値範囲を「~」を用いて表す場合、その数値範囲は「~」の両側の数値を含む。
RNAはリボ核酸(Ribonucleic acid)を意味する。
数値範囲を「~」を用いて表す場合、その数値範囲は「~」の両側の数値を含む。
本発明のヒト細胞を測定する方法は、ヒト細胞を測定する方法であり、非ヒト動物細胞に由来する非ヒト動物成分及びヒト細胞を含む試料を準備する準備工程と、前記試料中の細胞膜を溶解する溶解工程と、前記ヒト細胞に特異的な核酸配列に対してハイブリダイゼーションアッセイを行うアッセイ工程と、を含む。
準備工程では、本発明を実施するための、非ヒト動物細胞に由来する非ヒト動物成分及びヒト細胞を含む試料を準備する。
前記非ヒト動物細胞に由来する非ヒト動物成分としては、例えば、非ヒト動物細胞そのもののほか、非ヒト動物細胞に含まれていたタンパク質、核酸、脂質等が挙げられるが、これらに限定されない。本発明のヒト細胞の測定方法は、これらの非ヒト動物細胞に由来する非ヒト動物成分とヒト細胞とが混在する場合であっても、ヒト細胞を測定することができる。
前記ヒト細胞は、ヒト幹細胞、ヒトがん細胞、ヒト体細胞、ヒト生殖細胞等のヒト由来の細胞であればどのような種類の細胞であってもよいが、ヒト幹細胞が好ましく、ヒト間葉系幹細胞、ヒト造血幹細胞、ヒト神経幹細胞、ヒトiPS細胞、ヒトES細胞、ヒト体細胞由来胚性幹細胞等のヒト幹細胞を特に好適に例示することができる。
前記非ヒト動物細胞は、非ヒト動物の細胞であれば特に限定されない。
前記非ヒト動物の例としては、マウス、ラット、ギニアピッグ(モルモット)、イヌ、ウサギ、ブタ、ヤギ及びウシ等の非ヒト哺乳動物が挙げられる。前記非ヒト動物としては、マウス、ラット及びギニアピッグ等のげっ歯類動物が好ましい。
前記非ヒト動物の例としては、マウス、ラット、ギニアピッグ(モルモット)、イヌ、ウサギ、ブタ、ヤギ及びウシ等の非ヒト哺乳動物が挙げられる。前記非ヒト動物としては、マウス、ラット及びギニアピッグ等のげっ歯類動物が好ましい。
また、前記非ヒト動物からは、ヒト(学名:ホモ・サピエンス(Homo sapiens)以外の霊長類(サル)を除くことが好ましい。前記ヒト以外の霊長類としては、ヒト以外のヒト上科(Hominoidea)動物が挙げられ、より具体的にはチンパンジー、ボノボ、ゴリラ及びオランウータン等のヒト以外のヒト科動物、シロテテナガザル及びフクロテナガザル等のテナガザル科動物、並びにオナガザル、ヒヒ、マカク及びテングザル等のオナガザル科動物が挙げられる。
本発明のヒト細胞の定量方法では、ヒト細胞に特異的な核酸配列に対してハイブリダイゼーションアッセイを行うが、ここでいうヒト細胞に特異的な核酸配列とは、試料中の非ヒト動物細胞とヒト細胞との組合せによって異なってくる。例えば、ヒト細胞とげっ歯類細胞が試料中に混在している場合、Alu配列はヒト細胞に特異的な核酸配列といえるが、ヒト細胞とチンパンジー細胞が試料中に混在している場合、同じAlu配列であってもヒト細胞に特異的な核酸配列とは言えない場合がある。逆に、ヒト細胞に特異的な核酸配列としてAlu配列を採用する場合、非ヒト動物からはヒト以外の霊長類が必然的に除かれる。これに対し、長鎖散在反復配列-1(LINE-1)を採用する場合、例えばTaファミリー等、一部のファミリーはヒト特異的であることから、ヒト以外の霊長類を非ヒト動物に加えることが可能である。
前記非ヒト動物細胞に由来する非ヒト動物成分及びヒト細胞を含む試料としては、例えば、非ヒト動物にヒト細胞を移植して作製された異種移植モデル動物由来の生体試料が挙げられるが、これに限定されない。
前記ヒト細胞に特異的な核酸配列(以下「標的配列」や「標的遺伝子」という場合がある。)がヒトに特異的な反復配列が好ましく、例えば、Alu配列及び長鎖散在反復配列-1(LINE-1)からなる群から選択される少なくとも1種が好ましい。
上記に例示した反復配列には、各配列において複数のファミリーが存在するが、本発明においてはどのファミリーを標的配列としてもよい。また、複数のファミリーに共通する配列、いわゆるコンセンサスな配列を標的としてもよい。
上記に例示した反復配列には、各配列において複数のファミリーが存在するが、本発明においてはどのファミリーを標的配列としてもよい。また、複数のファミリーに共通する配列、いわゆるコンセンサスな配列を標的としてもよい。
Alu配列は、ヒトをはじめとする霊長類のゲノムに見られる遺伝因子の一つであり、Alu要素とも称される。Aluの名称は、アルスロバクター・ルテウス(Arthrobacter luteus)の制限エンドヌクレアーゼ活性により最初に特徴づけられたことに因む。
Alu配列はヒトゲノム中に最も頻繁にみられるトランスポゾンであり、ヒトゲノム全体では100万以上のコピーが散在するマルチコピー遺伝子である。Alu配列は霊長類ゲノム間で高度に保存されており、ヒトとヒト以外の霊長類を区別できないという欠点はあるが、例えば、ヒトとげっ歯類、ヒトと偶蹄類などを区別することはできるため、本発明のヒト細胞の定量方法においても有用である。
Alu配列はヒトゲノム中に最も頻繁にみられるトランスポゾンであり、ヒトゲノム全体では100万以上のコピーが散在するマルチコピー遺伝子である。Alu配列は霊長類ゲノム間で高度に保存されており、ヒトとヒト以外の霊長類を区別できないという欠点はあるが、例えば、ヒトとげっ歯類、ヒトと偶蹄類などを区別することはできるため、本発明のヒト細胞の定量方法においても有用である。
LINE-1は長鎖散在反復配列(LINE:Long Interspersed Nuclear Element)のひとつである。LINEは、非LTR型レトロトランスポゾンの一群であり、多くの真核生物のゲノムに広く見られる。LINEはヒトゲノムでは全体のおよそ21.1%を占めるマルチコピー遺伝子であり、それぞれの長さはおおよそ7000塩基対(bp)程度である。中でも、Ta-1及びTa-0を含むTaファミリーはヒト特異的であることから、プローブの設計により、ヒトとヒト以外の霊長類を区別することが可能である。
SVA(SINE-VNTR-Alu)は、レトロトランスポゾンの中でも最も近年進化した反復配列である。霊長類の中でも類人猿に特異的な配列である。ヒトゲノム上に約3000コピー存在する。SVA_A、SVA_B、SVA_C、SVA_D、SVA_E及びSVA_Fの6つのファミリーが存在するが、中でもSVA_E及びSVA_Fはヒト特異的であることから、プローブの設計、投与する細胞数の検討により、ヒトとヒト以外の霊長類の区別に用いられうる。
前記溶解工程において、前記試料中の細胞膜を溶解する方法は、特に限定されないが、物理的方法、化学的方法、酵素的方法及びこれらの組合せからなる群から選択されるいずれかの方法が好ましい。
物理的方法としては、例えば、機械的破砕技術(ダウンス、ポリトロン、乳鉢と乳棒によるホモジナイズなど)、凍結融解溶解、浸透圧ショック、超音波処理等が挙げられる。
化学的方法としては、例えば、界面活性剤可溶化等が挙げられる。
酵素的方法としては、例えば、細胞膜裏打ちタンパク質をタンパク質分解酵素や酸・アルカリ等により加水分解して細胞膜をバーストさせる方法などが挙げられる。
物理的方法としては、例えば、機械的破砕技術(ダウンス、ポリトロン、乳鉢と乳棒によるホモジナイズなど)、凍結融解溶解、浸透圧ショック、超音波処理等が挙げられる。
化学的方法としては、例えば、界面活性剤可溶化等が挙げられる。
酵素的方法としては、例えば、細胞膜裏打ちタンパク質をタンパク質分解酵素や酸・アルカリ等により加水分解して細胞膜をバーストさせる方法などが挙げられる。
前記溶解工程のより具体的な手順については、後述する実施例に記載している。
前記ハイブリダイゼーションアッセイにおいては、用いる核酸プローブが非ヒト動物のゲノムDNAとハイブリダイズしないことが好ましい。なお、ハイブリダイゼーションアッセイにおいては核酸プローブを用いる。
前記ハイブリダイゼーションアッセイの方法としては、PALSAR(Probe Alternation Link Self-Assembly Reaction)法又はデュアルハイブリダイゼーション法が好ましい。
デュアルハイブリダイゼーション法は、2つの配列特異的オリゴヌクレオチドプローブを使用する方法である。2つのプローブは、標的配列中の隣接する配列に結合するように設計されている。第一のプローブは、プレートやビーズ等の固相担体に固定されており、標的を捕捉するためのプローブである。第二のプローブの末端には、例えばビオチン等の標識物が修飾されている。上記2つのプローブが標的とするDNA、RNAにハイブリダイゼーションし、標識物に蛍光物質を反応させることで、標的を検出する。
デュアルハイブリダイゼーション法によるAlu配列の検出方法の詳細は後述する実施例に記載した。他の標的遺伝子の場合は適宜プローブを変更することにより対応可能である。
PALSAR法(例えば、特許第4616881号公報)では、あらかじめ用意した互いに相補的な3つの領域からなる2種類のDNAプローブを用いる方法である。この2種類のDNAプローブに標識物を付け、それらがハイブリダイゼーションによる自己集合反応を繰り返すことにより蜂の巣のような形で結合して大きなDNAの塊となり、これが増幅シグナルとなる。そして、検出したい遺伝子にこの大きなDNAの塊が結合することによって、その増幅したシグナルを捕捉して検出遺伝子の存在が確認できる。例えば、特許第4616881号公報では、上記デュアルハイブリダイゼーション法のシグナルを、PALSAR法を用いて増幅する方法が開示されている。このハイブリダイゼーションには核酸合成酵素を必要とせず、短時間に反応し(30秒から30分)、一定の温度で反応が進み(40℃から70℃)、標的とするDNA、RNAのどちらも高感度に検出できるという特徴がある。一方、定量PCR法においては、熱変性により標的核酸を1本鎖に分離した後、標的核酸に特異的な配列をもつDNAプローブをハイブリダイゼーションさせ、核酸合成酵素により1本鎖に分離した標的核酸に相補的な核酸の伸長反応を行う。このようにPALSAR法又はデュアルハイブリダイゼーション法においてもDNAプローブを標的核酸にハイブリダイゼーションを行うが、その反応機構は全く異なる。
PALSAR法によるAlu配列及びLINE-1配列の検出方法の詳細は、後述する実施例に記載した。他の標的遺伝子の場合は適宜プローブを変更することにより対応可能である。
前記溶解工程の後に、ゲノムDNAを断片化する工程として断片化工程を含んでもよい。
前記断片化工程では、前記非ヒト動物細胞及び前記ヒト細胞に含まれるゲノムDNAを、物理的方法、化学的方法、酵素的方法及びこれらの組合せからなる群から選択されるいずれかの方法で断片化することが好ましい。
物理的方法としては、例えば、機械的破砕技術(ダウンス、ポリトロン、乳鉢と乳棒によるホモジナイズなど)、凍結融解溶解、浸透圧ショック、超音波処理等が挙げられる。
化学的方法としては、例えば、酸・アルカリ等により部分加水分解する方法などが挙げられる。
酵素的方法としては、例えば、エンドヌクレアーゼを用いる方法が挙げられる。
前記断片化工程では、前記非ヒト動物細胞及び前記ヒト細胞に含まれるゲノムDNAを、物理的方法、化学的方法、酵素的方法及びこれらの組合せからなる群から選択されるいずれかの方法で断片化することが好ましい。
物理的方法としては、例えば、機械的破砕技術(ダウンス、ポリトロン、乳鉢と乳棒によるホモジナイズなど)、凍結融解溶解、浸透圧ショック、超音波処理等が挙げられる。
化学的方法としては、例えば、酸・アルカリ等により部分加水分解する方法などが挙げられる。
酵素的方法としては、例えば、エンドヌクレアーゼを用いる方法が挙げられる。
前記エンドヌクレアーゼとしては、デオキシリボヌクレアーゼI(DNase I)、デオキシリボヌクレアーゼII(DNase II)、Micrococcal Nuclease、Turbo Nuclease、制限酵素等が挙げられる。前記制限酵素としては、BamHI、EcoRI、EcoRV、HindIII、HaeIII、BglII、MspI、TaqI-v2等が挙げられる。制限酵素は特定のDNA配列を認識して切断するエンドヌクレアーゼである。酵素的方法を用いる場合の酵素は、特に限定されないが、DNase Iが好ましい。ゲノムDNAの断片化にDNase Iを使用する場合の使用量は、特に限定されないが、0.0001~0.1U/wellが好ましく、0.001~0.025U/wellがより好ましく、0.005~0.01U/wellがさらに好ましい。なお、1ユニットは、反応全容量50 μL中、37 ℃、10分間で1 μgのプラスミドベクターpBR322のDNAを完全に分解する酵素量として定義される。DNA断片がテトラヌクレオチド以下に分解されることを完全な分解と定義する。
ゲノムDNAを断片化することにより、より高感度でヒト細胞を検出でき、定量精度も向上する。
この場合のゲノムDNA断片長は、50~1000bpが好ましく、50~600bpがより好ましく、150~600bpがさらに好ましく、150~300bpがいっそう好ましい。
この場合のゲノムDNA断片長は、50~1000bpが好ましく、50~600bpがより好ましく、150~600bpがさらに好ましく、150~300bpがいっそう好ましい。
以下では実施例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明の範囲は実施例によって何ら限定されるものではない。
本発明の実施例の一部では、独立行政法人医薬品医療機器総合機構(PMDA)より発表された「医薬品開発における生体試料中薬物濃度分析法(リガンド結合法)のバリデーションに関するガイドライン」に基づき、測定法の信頼性を評価した。
[標的配列と使用する核酸プローブ]
本発明の実施例においては、標的遺伝子及び塩基配列の異なる3種類の標的配列を使用した。各標的配列の説明及び標的配列を検出するために使用した捕捉プローブとアシストプローブの組合せを、以下に示す。
本発明の実施例においては、標的遺伝子及び塩基配列の異なる3種類の標的配列を使用した。各標的配列の説明及び標的配列を検出するために使用した捕捉プローブとアシストプローブの組合せを、以下に示す。
1.Alu配列(1)
国際公開第2018/101375号に記載された「ヒトAluモデル配列」の内、43bpを標的とした配列である。
捕捉プローブとして、Alu配列(1)の5’側に対して相補的な塩基配列を持つ核酸プローブCP-Alu配列(1)を、アシストプローブとして、Alu配列(1)の3’側に対して相補的な塩基配列にポリA鎖を付加した塩基配列を持つAP-Alu配列(1)を、それぞれ使用した。
国際公開第2018/101375号に記載された「ヒトAluモデル配列」の内、43bpを標的とした配列である。
捕捉プローブとして、Alu配列(1)の5’側に対して相補的な塩基配列を持つ核酸プローブCP-Alu配列(1)を、アシストプローブとして、Alu配列(1)の3’側に対して相補的な塩基配列にポリA鎖を付加した塩基配列を持つAP-Alu配列(1)を、それぞれ使用した。
〈Alu配列(1)の塩基配列〉
5’-GCAGGAGAATCGCTTGAACCCGGGAGGCGGAGGTTGCAGTGAG-3’(塩基部分は配列番号1)
5’-GCAGGAGAATCGCTTGAACCCGGGAGGCGGAGGTTGCAGTGAG-3’(塩基部分は配列番号1)
〈CP-Alu配列(1)の塩基配列〉
5’-CGGGTTCAAGCGATTCTCCTGC-(NH2)-3’(塩基部分は配列番号2)
5’-CGGGTTCAAGCGATTCTCCTGC-(NH2)-3’(塩基部分は配列番号2)
〈AP-Alu配列(1)の塩基配列〉
5’-AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAACTCACTGCAACCTCCGCCTCC-3’(塩基部分は配列番号3)
5’-AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAACTCACTGCAACCTCCGCCTCC-3’(塩基部分は配列番号3)
2.Alu配列(2)
独立行政法人医薬品医療機器総合機構(PMDA)より発表された「再生医療等製品(ヒト細胞加工製品)の品質、非臨床試験及び臨床試験の実施に関する技術的ガイダンス」(平成28年6月14日)に記載されたAlu-PCRプローブ30bpの内、ヒトゲノム上で高い相同性が確認された19bpを標的とした配列である。
捕捉プローブとして、Alu配列(2)の3’側に対して相補的な塩基配列を持つ核酸プローブCP-Alu配列(2)を、アシストプローブとして、Alu配列(2)の5’側に対して相補的な塩基配列にポリA鎖を付加した塩基配列を持つAP-Alu配列(2)をそれぞれ使用した。
独立行政法人医薬品医療機器総合機構(PMDA)より発表された「再生医療等製品(ヒト細胞加工製品)の品質、非臨床試験及び臨床試験の実施に関する技術的ガイダンス」(平成28年6月14日)に記載されたAlu-PCRプローブ30bpの内、ヒトゲノム上で高い相同性が確認された19bpを標的とした配列である。
捕捉プローブとして、Alu配列(2)の3’側に対して相補的な塩基配列を持つ核酸プローブCP-Alu配列(2)を、アシストプローブとして、Alu配列(2)の5’側に対して相補的な塩基配列にポリA鎖を付加した塩基配列を持つAP-Alu配列(2)をそれぞれ使用した。
〈Alu配列(2)の塩基配列〉
5’-ATCTCGGCTCACTGCAAGC-3’(塩基部分は配列番号4)
5’-ATCTCGGCTCACTGCAAGC-3’(塩基部分は配列番号4)
〈CP-Alu配列(2)の塩基配列〉
5’-(NH2)-GCTTGCAGTGAG-3’(塩基部分は配列番号5)
5’-(NH2)-GCTTGCAGTGAG-3’(塩基部分は配列番号5)
〈AP-Alu配列(2)の塩基配列〉
5’-5(L)5(L)G(L)A(L)G(L)A(L)T(L)AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA-3’(塩基部分は配列番号6)
※(L)=LNA(Locked Nucleic Acid:ロック核酸)、5=5-Methyl-Cytosineに置換されていることを示す。
5’-5(L)5(L)G(L)A(L)G(L)A(L)T(L)AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA-3’(塩基部分は配列番号6)
※(L)=LNA(Locked Nucleic Acid:ロック核酸)、5=5-Methyl-Cytosineに置換されていることを示す。
3.LINE-1配列
国際公開第2019/240073号に記載されたヒト細胞定量PCRプローブを参考に設計した、30bpの標的配列である。捕捉プローブとして、LINE-1配列の3’側に対して相補的な塩基配列を持つ核酸プローブCP-LINE-1配列を、アシストプローブとして、LINE-1配列の5’側に対して相補的な塩基配列にポリA鎖を付加した塩基配列を持つAP-LINE-1配列をそれぞれ使用した。
国際公開第2019/240073号に記載されたヒト細胞定量PCRプローブを参考に設計した、30bpの標的配列である。捕捉プローブとして、LINE-1配列の3’側に対して相補的な塩基配列を持つ核酸プローブCP-LINE-1配列を、アシストプローブとして、LINE-1配列の5’側に対して相補的な塩基配列にポリA鎖を付加した塩基配列を持つAP-LINE-1配列をそれぞれ使用した。
〈LINE-1配列の塩基配列〉
5’-AATGCTAGATGACACATTAGTGGGTGCAGC-3’(塩基部分は配列番号7)
5’-AATGCTAGATGACACATTAGTGGGTGCAGC-3’(塩基部分は配列番号7)
〈CP-LINE-1配列の塩基配列〉
5’-(NH2)-GCTGCACCCACTAATGT-3’(塩基部分は配列番号8)
5’-(NH2)-GCTGCACCCACTAATGT-3’(塩基部分は配列番号8)
〈AP-LINE-1配列の塩基配列〉
5’-GTCAT(L)5(L)T(L)A(L)G(L)CATTAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA-3’(塩基部分は配列番号9)
※(L)=LNA(Locked Nucleic Acid:ロック核酸)、5=5-Methyl-Cytosineに置換されていることを示す。
5’-GTCAT(L)5(L)T(L)A(L)G(L)CATTAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA-3’(塩基部分は配列番号9)
※(L)=LNA(Locked Nucleic Acid:ロック核酸)、5=5-Methyl-Cytosineに置換されていることを示す。
[実施例1-1]
マウス腎臓マトリクスにおけるヒト細胞定量の検討
1.材料
(1)生体試料
測定対象のヒト細胞として、HEK293細胞を用いた。また、非ヒト動物試料としてマウス腎臓(ジャクソン・ラボラトリー・ジャパン社)を使用した。マウスはC57BL/6J系統のオス、週齢RETIREを用いた。
マウス腎臓マトリクスにおけるヒト細胞定量の検討
1.材料
(1)生体試料
測定対象のヒト細胞として、HEK293細胞を用いた。また、非ヒト動物試料としてマウス腎臓(ジャクソン・ラボラトリー・ジャパン社)を使用した。マウスはC57BL/6J系統のオス、週齢RETIREを用いた。
(2)標的配列
標的配列としてAlu配列(1)(配列番号1)を用いた。
標的配列としてAlu配列(1)(配列番号1)を用いた。
2.方法
(1)マウス腎臓及びヒト細胞の溶解処理
マウス腎臓及びヒト細胞をそれぞれ調製し、DirectPCR Lysis Reagent(Tail)(Viagen Biotech社、製品番号:102-T)及びプロテイナーゼK溶液(関東化学社、製品番号:34060-96)を用いて溶解処理を実施した。
(1)マウス腎臓及びヒト細胞の溶解処理
マウス腎臓及びヒト細胞をそれぞれ調製し、DirectPCR Lysis Reagent(Tail)(Viagen Biotech社、製品番号:102-T)及びプロテイナーゼK溶液(関東化学社、製品番号:34060-96)を用いて溶解処理を実施した。
(1-1)マウス腎臓の調製
DirectPCR Lysis Reagent (Tail)とプロテイナーゼK溶液は100:1の比率で混合し、溶解反応試薬として調製した。マウス腎臓をチューブに秤量後、組織重量が200mg/mLとなるよう溶解反応試薬を添加し、よく懸濁した。
DirectPCR Lysis Reagent (Tail)とプロテイナーゼK溶液は100:1の比率で混合し、溶解反応試薬として調製した。マウス腎臓をチューブに秤量後、組織重量が200mg/mLとなるよう溶解反応試薬を添加し、よく懸濁した。
(1-2)ヒト細胞の調製
凍結保存液中のHEK293細胞を流水にて融解し、チューブに250μL分注した。遠心し、上清を除去後、等量の1×PBSを添加し、ピペッティングにて細胞表面に残存した凍結保存液を洗浄した。再度遠心、上清を除去後、1×PBSを20μL添加し、TC20TM全自動セルカウンター(BIO RAD社、製品番号:1450101J1)を用いて細胞数を計測した。計測結果より、全量に対し1×106cells/mLとなるよう、DirectPCR Lysis Reagent(Tail)を添加した。また、全量1/100量のプロテイナーゼK溶液を添加し、よく懸濁した。
凍結保存液中のHEK293細胞を流水にて融解し、チューブに250μL分注した。遠心し、上清を除去後、等量の1×PBSを添加し、ピペッティングにて細胞表面に残存した凍結保存液を洗浄した。再度遠心、上清を除去後、1×PBSを20μL添加し、TC20TM全自動セルカウンター(BIO RAD社、製品番号:1450101J1)を用いて細胞数を計測した。計測結果より、全量に対し1×106cells/mLとなるよう、DirectPCR Lysis Reagent(Tail)を添加した。また、全量1/100量のプロテイナーゼK溶液を添加し、よく懸濁した。
(1-3)溶解処理
1,000rpmにてチューブを振盪しながら、55℃で16時間反応させた。一旦取り出して懸濁後、1,000rpm、85℃にて45分間反応させ、プロテイナーゼKを失活させた。
1,000rpmにてチューブを振盪しながら、55℃で16時間反応させた。一旦取り出して懸濁後、1,000rpm、85℃にて45分間反応させ、プロテイナーゼKを失活させた。
(2)超音波によるゲノムDNA断片化処理
溶解処理したマウス腎臓とHEK293細胞を混合し、超音波破砕装置Covaris Focused-ultrasonicator M220(Covaris社、製品番号:M220)を用いて、ゲノムDNAの断片化処理を実施した。
溶解処理したマウス腎臓とHEK293細胞を混合し、超音波破砕装置Covaris Focused-ultrasonicator M220(Covaris社、製品番号:M220)を用いて、ゲノムDNAの断片化処理を実施した。
(2-1)サンプル調製
RNase Free Waterにて10倍希釈した溶解済みマウス腎臓に、溶解処理したHEK293細胞溶液を9:1で混合し、ヒト細胞・マウス腎臓混合サンプルを調整した。希釈率を考慮し、上記サンプルの細胞数を計算すると、容量換算で1×105cells/mL、組織重量換算で6×106cells/腎臓gであった。
RNase Free Waterにて10倍希釈した溶解済みマウス腎臓に、溶解処理したHEK293細胞溶液を9:1で混合し、ヒト細胞・マウス腎臓混合サンプルを調整した。希釈率を考慮し、上記サンプルの細胞数を計算すると、容量換算で1×105cells/mL、組織重量換算で6×106cells/腎臓gであった。
(2-2)超音波処理
microTUBE-50 AFA Fiber Screw-Cap(Covaris社、製品番号:520166)に上記サンプルを55μL分注し、Covaris Focused-ultrasonicator M220にて超音波処理を実施した。超音波の各パラメーターはPIP 50W、DF 20%、CPB 200cpbに設定し、処理時間は15分とした。
microTUBE-50 AFA Fiber Screw-Cap(Covaris社、製品番号:520166)に上記サンプルを55μL分注し、Covaris Focused-ultrasonicator M220にて超音波処理を実施した。超音波の各パラメーターはPIP 50W、DF 20%、CPB 200cpbに設定し、処理時間は15分とした。
(3)捕捉プローブの調製
担体であるMicroPlexTM Microspheres(Luminex社、製品番号:LC10022-01)に、核酸プローブCP-Alu配列(1)(配列番号2)を、3’末端のNH2修飾を介して結合させることにより捕捉プローブを調製した。
担体であるMicroPlexTM Microspheres(Luminex社、製品番号:LC10022-01)に、核酸プローブCP-Alu配列(1)(配列番号2)を、3’末端のNH2修飾を介して結合させることにより捕捉プローブを調製した。
(4)検量線サンプル及びQCサンプルの調製
上記(2)で断片化処理したヒト細胞・マウス腎臓混合サンプルを、RNase Free Waterにて10倍希釈した溶解済みマウス腎臓マトリクスにて段階希釈し、検量線サンプル及びQCサンプルを調製した。検量線サンプルは、細胞数6×103、1.2×104、2.4×104、6×104、1.2×105、2.4×105、6×105cells/腎臓gとなるよう調製した。QCサンプルは、細胞数6×103、1.2×104、6×104、2.4×105、6×105cells/腎臓gとなるよう調製し、各サンプル名をLLOQ、LQC、MQC、HQC、ULOQとした。QCサンプルは3系列調製し、1系列ごとに段階希釈した。
上記(2)で断片化処理したヒト細胞・マウス腎臓混合サンプルを、RNase Free Waterにて10倍希釈した溶解済みマウス腎臓マトリクスにて段階希釈し、検量線サンプル及びQCサンプルを調製した。検量線サンプルは、細胞数6×103、1.2×104、2.4×104、6×104、1.2×105、2.4×105、6×105cells/腎臓gとなるよう調製した。QCサンプルは、細胞数6×103、1.2×104、6×104、2.4×105、6×105cells/腎臓gとなるよう調製し、各サンプル名をLLOQ、LQC、MQC、HQC、ULOQとした。QCサンプルは3系列調製し、1系列ごとに段階希釈した。
(5)捕捉プローブへの標的核酸の捕捉(1st Hybridization反応)
上記(4)で調製した検量線サンプル、QCサンプル及びブランクサンプル5μLに、1st Hybridization反応液を15μL加えて計20μLとし、95℃で2分間反応させた後、47℃で18時間反応させた。
上記(4)で調製した検量線サンプル、QCサンプル及びブランクサンプル5μLに、1st Hybridization反応液を15μL加えて計20μLとし、95℃で2分間反応させた後、47℃で18時間反応させた。
(5-1)1st Hybridization反応液の組成
上記(3)で担体へ固定した捕捉プローブ0.4μL(800個)、
5M TMAC(テトラメチルアンモニウムクロリド)6.0μL、
10×supplement[500mM Tris-HCl(pH8.0)、40mM EDTA(pH8.0)、8.0% N-ラウロイルサルコシンナトリウム] 3.0μL、
6.67% PEG20000(ポリエチレングリコール) 3.0μL、
RNase Free water 1.6μL、
500fmol/mLアシストプローブ(AP-Alu配列(1)(配列番号3)) 1μL。
上記(3)で担体へ固定した捕捉プローブ0.4μL(800個)、
5M TMAC(テトラメチルアンモニウムクロリド)6.0μL、
10×supplement[500mM Tris-HCl(pH8.0)、40mM EDTA(pH8.0)、8.0% N-ラウロイルサルコシンナトリウム] 3.0μL、
6.67% PEG20000(ポリエチレングリコール) 3.0μL、
RNase Free water 1.6μL、
500fmol/mLアシストプローブ(AP-Alu配列(1)(配列番号3)) 1μL。
(6)非標的配列ゲノム断片の洗浄
1st Hybridization反応終了後の反応液を遠心し、上清を除去した。1×PBS-TP(0.05% T) [1×PBS [137mM Sodium Chloride、8.1mM Disodium Phosphate、2.68mM Potassium Chloride、1.47mM Potassium Dihydrogenphosphate]、0.05% Tween20、1.5 ppm ProClin300]で1回洗浄した後、再度遠心し、上清を除去した。
1st Hybridization反応終了後の反応液を遠心し、上清を除去した。1×PBS-TP(0.05% T) [1×PBS [137mM Sodium Chloride、8.1mM Disodium Phosphate、2.68mM Potassium Chloride、1.47mM Potassium Dihydrogenphosphate]、0.05% Tween20、1.5 ppm ProClin300]で1回洗浄した後、再度遠心し、上清を除去した。
(7)PALSAR反応によるシグナル増幅
上清除去後の各ウェルに対し、PALSAR反応液を50μL加え、42℃で1時間反応させた。本実施例1に使用する自己凝集可能な一対のプローブ(シグナル増幅用プローブともいう)の配列は、5’末端がビオチンで標識された以下のHCP-1及びHCP-2である。
上清除去後の各ウェルに対し、PALSAR反応液を50μL加え、42℃で1時間反応させた。本実施例1に使用する自己凝集可能な一対のプローブ(シグナル増幅用プローブともいう)の配列は、5’末端がビオチンで標識された以下のHCP-1及びHCP-2である。
〈HCP-1の塩基配列〉
5’-(Biotin)-CAACAATCAGGACGATACCGATGAAGTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT-3’(塩基部分は配列番号10)
5’-(Biotin)-CAACAATCAGGACGATACCGATGAAGTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT-3’(塩基部分は配列番号10)
〈HCP-2の塩基配列〉
5’-(Biotin)-GTCCTGATTGTTGCTTCATCGGTATCAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA-3’(塩基部分は配列番号11)
5’-(Biotin)-GTCCTGATTGTTGCTTCATCGGTATCAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA-3’(塩基部分は配列番号11)
(7-1)PALSAR反応液の組成
Nuclease-Free Water 20.68μL、
6.67% PEG20000(ポリエチレングリコール)3.0μL、
5M TMAC 15.0μL、
10×supplement[500mM Tris-HCl(pH8.0)、40mM EDTA(pH8.0)、8% N-ラウロイルサルコシンナトリウム] 8.0μL、
20pmol/μL HCP-1 1.75μL、
20pmol/μL HCP-2 1.58μL
Nuclease-Free Water 20.68μL、
6.67% PEG20000(ポリエチレングリコール)3.0μL、
5M TMAC 15.0μL、
10×supplement[500mM Tris-HCl(pH8.0)、40mM EDTA(pH8.0)、8% N-ラウロイルサルコシンナトリウム] 8.0μL、
20pmol/μL HCP-1 1.75μL、
20pmol/μL HCP-2 1.58μL
(8)蛍光検出
PALSAR反応終了後の反応液を、1×PBS-TP(0.02% T)[1×PBS[137mM Sodium Chloride、8.1mM Disodium Phosphate、2.68mM Potassium Chloride、1.47mM Potassium Dihydrogenphosphate]、0.02% Tween20、1.5ppm ProClin300]で1回洗浄した。
その後、検出試薬[SA-PE(Streptavidin-R-Phycoerythrin、Prozyme社製) 5μg/mL]を50μL加えて25℃の遮光下で1時間静置した後、1×PBS-TP(0.02% T)で2回洗浄した。その後、1×PBS-TP(0.02% T)を75μL加えて、Luminex System(Luminex社製)でビーズ及びSA-PE複合体からの蛍光を測定し、ヒト細胞ゲノムのシグナルを検出した。
PALSAR反応終了後の反応液を、1×PBS-TP(0.02% T)[1×PBS[137mM Sodium Chloride、8.1mM Disodium Phosphate、2.68mM Potassium Chloride、1.47mM Potassium Dihydrogenphosphate]、0.02% Tween20、1.5ppm ProClin300]で1回洗浄した。
その後、検出試薬[SA-PE(Streptavidin-R-Phycoerythrin、Prozyme社製) 5μg/mL]を50μL加えて25℃の遮光下で1時間静置した後、1×PBS-TP(0.02% T)で2回洗浄した。その後、1×PBS-TP(0.02% T)を75μL加えて、Luminex System(Luminex社製)でビーズ及びSA-PE複合体からの蛍光を測定し、ヒト細胞ゲノムのシグナルを検出した。
3.結果
本発明のヒト細胞の定量方法による、マウス腎臓マトリクスにおけるヒト細胞の定量結果を表1、表2及び図1Aに示した。
図1より、試料中のヒト細胞数に依存したシグナルが得られた。ヒト細胞数とシグナルの相関係数(r)は、0.9990であり、相関性の高い検量線を作成することができた。また、作成した検量線に対する検量線サンプルの%REは-11.3~8.5%と、LBAガイドライン基準内の値を示した。QCサンプルの%CV、%RE及び%TEも基準内であり、LBAガイドライン基準を満たした堅牢性の高い定量法であると言える。
本発明のヒト細胞の定量方法による、マウス腎臓マトリクスにおけるヒト細胞の定量結果を表1、表2及び図1Aに示した。
図1より、試料中のヒト細胞数に依存したシグナルが得られた。ヒト細胞数とシグナルの相関係数(r)は、0.9990であり、相関性の高い検量線を作成することができた。また、作成した検量線に対する検量線サンプルの%REは-11.3~8.5%と、LBAガイドライン基準内の値を示した。QCサンプルの%CV、%RE及び%TEも基準内であり、LBAガイドライン基準を満たした堅牢性の高い定量法であると言える。
[実施例1-2]
マウス肺マトリクスにおけるヒト細胞定量の検討
1.材料
(1)生体試料
測定対象のヒト細胞として、HEK293細胞を用いた。また、非ヒト動物試料としてマウス肺(ジャクソン・ラボラトリー・ジャパン社)を使用した。マウスはC57BL/6J系統のオス、週齢RETIREを用いた。
マウス肺マトリクスにおけるヒト細胞定量の検討
1.材料
(1)生体試料
測定対象のヒト細胞として、HEK293細胞を用いた。また、非ヒト動物試料としてマウス肺(ジャクソン・ラボラトリー・ジャパン社)を使用した。マウスはC57BL/6J系統のオス、週齢RETIREを用いた。
(2)標的配列
標的配列としてAlu配列(1)(配列番号1)を用いた。
標的配列としてAlu配列(1)(配列番号1)を用いた。
2.方法
(1)マウス肺及びヒト細胞の溶解処理
実施例1-1と同様の手順で、マウス肺及びHEK293細胞の溶解処理を実施した。
(1)マウス肺及びヒト細胞の溶解処理
実施例1-1と同様の手順で、マウス肺及びHEK293細胞の溶解処理を実施した。
(2)超音波によるゲノムDNA断片化処理
実施例1-1と同様の手順で、マウス肺マトリクスに混合したHEK293細胞のゲノムDNAを断片化した。
実施例1-1と同様の手順で、マウス肺マトリクスに混合したHEK293細胞のゲノムDNAを断片化した。
(3)捕捉プローブの調製
実施例1-1と同様の手順で、捕捉プローブを調製した。
実施例1-1と同様の手順で、捕捉プローブを調製した。
(4)検量線サンプル及びQCサンプルの調製
上記(2)で断片化処理を実施したヒト細胞・マウス肺混合サンプルを、RNase Free Waterにて10倍希釈した溶解済みマウス肺マトリクスにて段階希釈し、検量線サンプル及びQCサンプルを調製した。検量線サンプルは、細胞数が1.2×104、2.4×104、6×104、1.2×105、2.4×105、6×105、1.2×106cells/肺gとなるよう調製した。QCサンプルは、細胞数が1.2×104、2.4×104、1.2×105、6×105、1.2×106cells/肺gとなるよう調製し、各サンプル名をLLOQ、LQC、MQC、HQC、ULOQとした。また、QCサンプルは3系列調製し、1系列ごとに段階希釈した。
上記(2)で断片化処理を実施したヒト細胞・マウス肺混合サンプルを、RNase Free Waterにて10倍希釈した溶解済みマウス肺マトリクスにて段階希釈し、検量線サンプル及びQCサンプルを調製した。検量線サンプルは、細胞数が1.2×104、2.4×104、6×104、1.2×105、2.4×105、6×105、1.2×106cells/肺gとなるよう調製した。QCサンプルは、細胞数が1.2×104、2.4×104、1.2×105、6×105、1.2×106cells/肺gとなるよう調製し、各サンプル名をLLOQ、LQC、MQC、HQC、ULOQとした。また、QCサンプルは3系列調製し、1系列ごとに段階希釈した。
以下、実施例1-1の(5)~(8)と同様の手順で本実施例を実施した。
3.結果
本発明のヒト細胞の定量方法による、マウス肺マトリクスにおけるヒト細胞の定量結果を表3、表4及び図1Bに示した。
実施例1-1のマウス腎臓と同様、検量線サンプルとQCサンプル両方において、LBAガイドライン基準を満たした。以上から、非ヒト動物試料に関して、組織の種類に関係なく、本発明方法は堅牢性の高い定量法であると言える。
本発明のヒト細胞の定量方法による、マウス肺マトリクスにおけるヒト細胞の定量結果を表3、表4及び図1Bに示した。
実施例1-1のマウス腎臓と同様、検量線サンプルとQCサンプル両方において、LBAガイドライン基準を満たした。以上から、非ヒト動物試料に関して、組織の種類に関係なく、本発明方法は堅牢性の高い定量法であると言える。
[実施例2]
ヒト細胞定量における標的遺伝子及び標的配列の検討
1.材料
(1)生体試料
測定対象のヒト細胞として、HEK293細胞を用いた。また、非ヒト動物試料としてマウス腎臓(ジャクソン・ラボラトリー・ジャパン社)を使用した。
ヒト細胞定量における標的遺伝子及び標的配列の検討
1.材料
(1)生体試料
測定対象のヒト細胞として、HEK293細胞を用いた。また、非ヒト動物試料としてマウス腎臓(ジャクソン・ラボラトリー・ジャパン社)を使用した。
(2)標的配列
標的配列としてAlu配列(2)(配列番号4)及びLINE-1配列(配列番号7)を用いた。
標的配列としてAlu配列(2)(配列番号4)及びLINE-1配列(配列番号7)を用いた。
2.方法
(1)マウス腎臓及びヒト細胞の溶解処理
実施例1-1と同様の手順で、マウス腎臓及びHEK293細胞の溶解処理を実施した。
(1)マウス腎臓及びヒト細胞の溶解処理
実施例1-1と同様の手順で、マウス腎臓及びHEK293細胞の溶解処理を実施した。
(2)超音波によるゲノムDNA断片化処理
実施例1-1と同様の手順で、マウス腎臓マトリクスに混合したHEK293細胞のゲノムDNAを断片化した。
実施例1-1と同様の手順で、マウス腎臓マトリクスに混合したHEK293細胞のゲノムDNAを断片化した。
(3)捕捉プローブの調製
実施例1-1と同様の手順で、核酸プローブCP-Alu配列(2)(配列番号5)及びCP-LINE-1配列(配列番号8)を、5’末端のNH2修飾を介して担体にそれぞれ結合させ、捕捉プローブを調製した。
実施例1-1と同様の手順で、核酸プローブCP-Alu配列(2)(配列番号5)及びCP-LINE-1配列(配列番号8)を、5’末端のNH2修飾を介して担体にそれぞれ結合させ、捕捉プローブを調製した。
(4)検量線サンプルの調製
上記(2)で断片化処理を実施したヒト細胞・マウス腎臓混合サンプルを、RNase Free Waterにて10倍希釈した溶解済みマウス腎臓マトリクスにて段階希釈し、検量線サンプルを調製した。Alu配列(2)を標的配列とする場合、細胞数1.2×104、2.4×104、6×104、1.2×105、2.4×105、6×105、1.2×106cells/腎臓gとなるよう調製した。LINE-1配列を標的配列とする場合は、細胞数2.4×104、6×104、1.2×105、2.4×105、6×105、1.2×106cells/腎臓gとなるよう調製した。
上記(2)で断片化処理を実施したヒト細胞・マウス腎臓混合サンプルを、RNase Free Waterにて10倍希釈した溶解済みマウス腎臓マトリクスにて段階希釈し、検量線サンプルを調製した。Alu配列(2)を標的配列とする場合、細胞数1.2×104、2.4×104、6×104、1.2×105、2.4×105、6×105、1.2×106cells/腎臓gとなるよう調製した。LINE-1配列を標的配列とする場合は、細胞数2.4×104、6×104、1.2×105、2.4×105、6×105、1.2×106cells/腎臓gとなるよう調製した。
(5)捕捉プローブへの標的核酸の捕捉(1st Hybridization反応)
上記(4)で調製した検量線サンプル及びブランクサンプル5μLに、1st Hybridization反応液を15μL加えて計20μLとし、95℃で2分間反応させた後、Alu配列(2)を標的配列とする場合は33℃で、LINE-1配列を標的配列とする場合は40℃で、それぞれ18時間反応させた。1st Hybridization反応液の組成は実施例1-1と同様であり、アシストプローブとしてAP-Alu配列(2)(配列番号6)及びAP-LINE-1配列(配列番号9)をそれぞれ使用した。捕捉プローブとアシストプローブの組合せは、[標的配列と使用する核酸プローブ]に記載の通りに添加した。
上記(4)で調製した検量線サンプル及びブランクサンプル5μLに、1st Hybridization反応液を15μL加えて計20μLとし、95℃で2分間反応させた後、Alu配列(2)を標的配列とする場合は33℃で、LINE-1配列を標的配列とする場合は40℃で、それぞれ18時間反応させた。1st Hybridization反応液の組成は実施例1-1と同様であり、アシストプローブとしてAP-Alu配列(2)(配列番号6)及びAP-LINE-1配列(配列番号9)をそれぞれ使用した。捕捉プローブとアシストプローブの組合せは、[標的配列と使用する核酸プローブ]に記載の通りに添加した。
(6)非標的配列ゲノム断片の洗浄
実施例1-1と同様の手順で、非標的配列ゲノム断片の洗浄を行った。
実施例1-1と同様の手順で、非標的配列ゲノム断片の洗浄を行った。
(7)PALSAR反応によるシグナル増幅
上清除去後のサンプルに対し、PALSAR反応液を50μL加え、Alu配列(2)を標的配列とする場合は33℃で、LINE-1配列を標的配列とする場合は40℃で、それぞれ1時間反応させた。自己凝集可能な一対のプローブとしては、HCP-1(配列番号10)及びHCP-2(配列番号11)を使用した。
上清除去後のサンプルに対し、PALSAR反応液を50μL加え、Alu配列(2)を標的配列とする場合は33℃で、LINE-1配列を標的配列とする場合は40℃で、それぞれ1時間反応させた。自己凝集可能な一対のプローブとしては、HCP-1(配列番号10)及びHCP-2(配列番号11)を使用した。
(8)蛍光検出
実施例1-1と同様の手順で、ヒト細胞ゲノムをシグナルとして検出した。
実施例1-1と同様の手順で、ヒト細胞ゲノムをシグナルとして検出した。
3.結果
本発明方法による、ヒト細胞の定量における標的遺伝子及び標的配列の検討結果を表5、表6及び図2に示した。表5より、Alu配列(2)を標的配列とした場合、定量範囲1.2×104~1.2×106cells/腎臓gにおいて、ガイドライン基準をクリアした正確な検量線を作成することができた。一方、表6より、LINE-1配列を標的配列とした場合、定量範囲2.4×104~1.2×106cells/腎臓gにおいて、同じくガイドライン基準内の正確な検量線が得られた。実施例1-1で標的配列として使用したAlu配列(1)の定量範囲は6×103~6×105cells/腎臓gであり、標的配列ごとに定量範囲は異なるものの、ヒト反復遺伝子を標的配列とすることで、ヒト細胞を正確に定量可能であると言える。
本発明方法による、ヒト細胞の定量における標的遺伝子及び標的配列の検討結果を表5、表6及び図2に示した。表5より、Alu配列(2)を標的配列とした場合、定量範囲1.2×104~1.2×106cells/腎臓gにおいて、ガイドライン基準をクリアした正確な検量線を作成することができた。一方、表6より、LINE-1配列を標的配列とした場合、定量範囲2.4×104~1.2×106cells/腎臓gにおいて、同じくガイドライン基準内の正確な検量線が得られた。実施例1-1で標的配列として使用したAlu配列(1)の定量範囲は6×103~6×105cells/腎臓gであり、標的配列ごとに定量範囲は異なるものの、ヒト反復遺伝子を標的配列とすることで、ヒト細胞を正確に定量可能であると言える。
[実施例3]
マウス抽出ゲノムを用いたマウス交差反応性の検討
1.材料
(1)生体試料
ヒト細胞の測定対象として、HEK293細胞を用いた。また、マウス抽出ゲノムとして、Mouse Genomic DNA(Promega社、製品番号:G3091)を用いた。マウス抽出ゲノムのゲノム濃度は200ng/μLである。
マウス抽出ゲノムを用いたマウス交差反応性の検討
1.材料
(1)生体試料
ヒト細胞の測定対象として、HEK293細胞を用いた。また、マウス抽出ゲノムとして、Mouse Genomic DNA(Promega社、製品番号:G3091)を用いた。マウス抽出ゲノムのゲノム濃度は200ng/μLである。
(2)標的配列
標的配列としてAlu配列(1)(配列番号1)、LINE-1配列(配列番号7)を用いた。
標的配列としてAlu配列(1)(配列番号1)、LINE-1配列(配列番号7)を用いた。
2.方法
(1)ヒト細胞の溶解処理
実施例1-1と同様の手順で、HEK293細胞を溶解処理した。
(2)超音波によるゲノムDNA断片化処理
溶解処理したHEK293細胞溶液130μLを、microTUBE-130 AFA Fiber Screw-Cap(Covaris社、製品番号:520166)に分注し、Covaris Focused-ultrasonicator M220にて超音波処理を実施した。超音波の各パラメーターは、PIP 50W、DF 20%、CPB 200cpbとし、処理時間は60分とした。マウス抽出ゲノムに関しても同様に超音波処理した。
(1)ヒト細胞の溶解処理
実施例1-1と同様の手順で、HEK293細胞を溶解処理した。
(2)超音波によるゲノムDNA断片化処理
溶解処理したHEK293細胞溶液130μLを、microTUBE-130 AFA Fiber Screw-Cap(Covaris社、製品番号:520166)に分注し、Covaris Focused-ultrasonicator M220にて超音波処理を実施した。超音波の各パラメーターは、PIP 50W、DF 20%、CPB 200cpbとし、処理時間は60分とした。マウス抽出ゲノムに関しても同様に超音波処理した。
(3)捕捉プローブの調製
実施例1-1(3)及び実施例2(3)と同様の手順で、各標的配列に対する捕捉プローブを調製した。
実施例1-1(3)及び実施例2(3)と同様の手順で、各標的配列に対する捕捉プローブを調製した。
(4)ヒト細胞サンプルの調製
上記(2)で断片化処理を実施した1×106cells/mLヒト細胞溶液は、0.01% Tween 20水溶液にて100、4000cells/mLとなるよう希釈した。
上記(2)で断片化処理を実施した1×106cells/mLヒト細胞溶液は、0.01% Tween 20水溶液にて100、4000cells/mLとなるよう希釈した。
(5)捕捉プローブへの標的配列の捕捉(1st Hybridization反応)
上記(4)で調製したヒト細胞サンプル、マウス抽出ゲノム及びブランクサンプル5μLに、1st Hybridization反応液を15μL加えて計20μLとし、95℃で2分間反応させた後、各温度で18時間反応させた。ヒト細胞サンプルは、各標的配列測定系においてS/N比2.0以上の定量下限付近とし、Alu配列(1)、LINE-1配列の順に100、4000cells/mLのヒト細胞サンプルをそれぞれ使用した。また、1st Hybridization反応液は実施例1-1と同様の組成であり、捕捉プローブとアシストプローブは[標的配列と使用する核酸プローブ]に記載の通りの組合せで添加した。
上記(4)で調製したヒト細胞サンプル、マウス抽出ゲノム及びブランクサンプル5μLに、1st Hybridization反応液を15μL加えて計20μLとし、95℃で2分間反応させた後、各温度で18時間反応させた。ヒト細胞サンプルは、各標的配列測定系においてS/N比2.0以上の定量下限付近とし、Alu配列(1)、LINE-1配列の順に100、4000cells/mLのヒト細胞サンプルをそれぞれ使用した。また、1st Hybridization反応液は実施例1-1と同様の組成であり、捕捉プローブとアシストプローブは[標的配列と使用する核酸プローブ]に記載の通りの組合せで添加した。
以下、実施例1-1及び2の(6)~(8)と同様の手順で本実施例を実施した。
3.結果
本発明方法における、標的遺伝子ごとのマウス交差反応性の結果を表7及び図3に示した。Alu配列(1)、LINE-1配列共に、マウス抽出ゲノムを測定対象とした場合のシグナル値はBL値と同程度であり、定量下限付近のヒト細胞サンプルのシグナル値と比較して低い値であった。以上から、本発明において使用する標的遺伝子に関して、マウスとの交差反応性は非常に低いことが示された。
本発明方法における、標的遺伝子ごとのマウス交差反応性の結果を表7及び図3に示した。Alu配列(1)、LINE-1配列共に、マウス抽出ゲノムを測定対象とした場合のシグナル値はBL値と同程度であり、定量下限付近のヒト細胞サンプルのシグナル値と比較して低い値であった。以上から、本発明において使用する標的遺伝子に関して、マウスとの交差反応性は非常に低いことが示された。
[実施例4]
ハイブリダイゼーション法における検出方法の検討
1.材料
(1)生体試料
測定対象のヒト細胞として、HEK293細胞を用いた。また、非ヒト動物試料としてマウス腎臓(ジャクソン・ラボラトリー・ジャパン社)を使用した。
ハイブリダイゼーション法における検出方法の検討
1.材料
(1)生体試料
測定対象のヒト細胞として、HEK293細胞を用いた。また、非ヒト動物試料としてマウス腎臓(ジャクソン・ラボラトリー・ジャパン社)を使用した。
(2)標的配列
標的配列としてAlu配列(1)(配列番号1)を用いた。
標的配列としてAlu配列(1)(配列番号1)を用いた。
2.方法
(1)マウス腎臓及びヒト細胞の溶解処理
実施例1-1と同様の手順で、マウス腎臓及びHEK293細胞の溶解処理を実施した。
(2)超音波によるゲノムDNA断片化処理
実施例1-1と同様の手順で、マウス腎臓マトリクスに混合したHEK293細胞のゲノムDNAを断片化した。
(1)マウス腎臓及びヒト細胞の溶解処理
実施例1-1と同様の手順で、マウス腎臓及びHEK293細胞の溶解処理を実施した。
(2)超音波によるゲノムDNA断片化処理
実施例1-1と同様の手順で、マウス腎臓マトリクスに混合したHEK293細胞のゲノムDNAを断片化した。
(3)捕捉プローブの調製
実施例1-1(3)と同様の手順で、捕捉プローブを調製した。
実施例1-1(3)と同様の手順で、捕捉プローブを調製した。
(4)ヒト細胞サンプルの調製
上記(2)で断片化処理を実施したヒト細胞・マウス腎臓混合サンプルを、RNase Free Waterにて10倍希釈した溶解済みマウス腎臓マトリクスにて段階希釈し、細胞数6×103、6×104、6×105cells/腎臓gとなるようサンプルを調製した。
上記(2)で断片化処理を実施したヒト細胞・マウス腎臓混合サンプルを、RNase Free Waterにて10倍希釈した溶解済みマウス腎臓マトリクスにて段階希釈し、細胞数6×103、6×104、6×105cells/腎臓gとなるようサンプルを調製した。
(5)捕捉プローブへの標的配列の捕捉(1st Hybridization反応)
上記(4)で調製したヒト細胞サンプル及びブランクサンプル5μLに、1st Hybridization反応液を15μL加えて計20μLとし、95℃で2分間反応させた後、95℃で18時間反応させた。1st Hybridization反応液は実施例1-1と同様の組成である。アシストプローブは、PALSAR法にて検出するサンプルに関してはAP-Alu配列(1)(配列番号3)を、デュアルハイブリダイゼーション法にて検出するサンプルに関してはAP-Alu配列(1)-5’Biotin(配列番号12)をそれぞれ使用した。AP-Alu配列(1)-5’Biotinは、5’末端がビオチンで標識された核酸プローブである。
上記(4)で調製したヒト細胞サンプル及びブランクサンプル5μLに、1st Hybridization反応液を15μL加えて計20μLとし、95℃で2分間反応させた後、95℃で18時間反応させた。1st Hybridization反応液は実施例1-1と同様の組成である。アシストプローブは、PALSAR法にて検出するサンプルに関してはAP-Alu配列(1)(配列番号3)を、デュアルハイブリダイゼーション法にて検出するサンプルに関してはAP-Alu配列(1)-5’Biotin(配列番号12)をそれぞれ使用した。AP-Alu配列(1)-5’Biotinは、5’末端がビオチンで標識された核酸プローブである。
〈AP-Alu配列(1)-5’Biotinの塩基配列〉
5’-(Biotin)-CTCACTGCAACCTCCGCCTCC-3’(塩基部分は配列番号12)
5’-(Biotin)-CTCACTGCAACCTCCGCCTCC-3’(塩基部分は配列番号12)
PALSAR法にて検出するサンプルに関しては、以下、実施例1-1の(6)~(8)と同様の手順で実施した。また、デュアルハイブリダイゼーション法にて検出するサンプルに関しては、以下、実施例1-1の(8)と同様の手順で実施した。
3.結果
本発明のヒト細胞の定量方法における、ハイブリダイゼーション法における検出方法比較の結果を表8及び図4に示した。デュアルハイブリダイゼーション法によって検出した場合、6000cells/腎臓gのサンプルをS/N比2.1で測定可能であった。これに対し、PALSAR法を用いて検出した場合、デュアルハイブリダイゼーション法に比べてS/N比2.8とシグナル値は高く、より細胞数の少ないサンプルでも測定可能であることが示唆された。
本発明のヒト細胞の定量方法における、ハイブリダイゼーション法における検出方法比較の結果を表8及び図4に示した。デュアルハイブリダイゼーション法によって検出した場合、6000cells/腎臓gのサンプルをS/N比2.1で測定可能であった。これに対し、PALSAR法を用いて検出した場合、デュアルハイブリダイゼーション法に比べてS/N比2.8とシグナル値は高く、より細胞数の少ないサンプルでも測定可能であることが示唆された。
[実施例5]
断片化処理条件の検討
1.材料
(1)生体試料
測定対象のヒト細胞として、HEK293細胞を用いた。また、非ヒト動物試料としてマウス腎臓(ジャクソン・ラボラトリー・ジャパン社)を使用した。
断片化処理条件の検討
1.材料
(1)生体試料
測定対象のヒト細胞として、HEK293細胞を用いた。また、非ヒト動物試料としてマウス腎臓(ジャクソン・ラボラトリー・ジャパン社)を使用した。
(2)標的配列
標的配列としてAlu配列(1)(配列番号1)を用いた。
標的配列としてAlu配列(1)(配列番号1)を用いた。
2.方法
(1)マウス腎臓及びヒト細胞の溶解処理
実施例1-1と同様の手順で、マウス腎臓及びHEK293細胞の溶解処理を実施した。
(2)超音波によるゲノムDNA断片化処理
溶解処理したマウス腎臓とHEK293細胞を混合し、超音波破砕装置Covaris Focused-ultrasonicator M220(Covaris社、製品番号:M220)を用いて、ゲノムDNAの断片化処理を実施した。
(1)マウス腎臓及びヒト細胞の溶解処理
実施例1-1と同様の手順で、マウス腎臓及びHEK293細胞の溶解処理を実施した。
(2)超音波によるゲノムDNA断片化処理
溶解処理したマウス腎臓とHEK293細胞を混合し、超音波破砕装置Covaris Focused-ultrasonicator M220(Covaris社、製品番号:M220)を用いて、ゲノムDNAの断片化処理を実施した。
(2-1)サンプル調製
実施例1-1と同様の手順で、ヒト細胞・マウス腎臓混合サンプルを調製した。
実施例1-1と同様の手順で、ヒト細胞・マウス腎臓混合サンプルを調製した。
(2-2)超音波処理
microTUBE-50 AFA Fiber Screw-Cap(Covaris社、製品番号:520166)に上記サンプルを55μLずつ分注し、Covaris Focused-ultrasonicator M220にて超音波処理を実施した。超音波処理条件は、表9の通り合計7条件とした。また比較のため、超音波処理による断片化を実施しないサンプルも準備した。
microTUBE-50 AFA Fiber Screw-Cap(Covaris社、製品番号:520166)に上記サンプルを55μLずつ分注し、Covaris Focused-ultrasonicator M220にて超音波処理を実施した。超音波処理条件は、表9の通り合計7条件とした。また比較のため、超音波処理による断片化を実施しないサンプルも準備した。
(3)捕捉プローブの調製
実施例1-1(3)と同様の手順で、捕捉プローブを調製した。
実施例1-1(3)と同様の手順で、捕捉プローブを調製した。
(4)ヒト細胞サンプルの調製
上記(2)で断片化処理を実施したヒト細胞・マウス腎臓混合サンプルを、RNase Free Waterにて10倍希釈した溶解済みマウス腎臓マトリクスにて希釈し、細胞数6×104cells/腎臓gとなるようサンプルを調製した。
上記(2)で断片化処理を実施したヒト細胞・マウス腎臓混合サンプルを、RNase Free Waterにて10倍希釈した溶解済みマウス腎臓マトリクスにて希釈し、細胞数6×104cells/腎臓gとなるようサンプルを調製した。
(5)捕捉プローブへの標的配列の捕捉(1st Hybridization反応)
上記(4)で調製したヒト細胞サンプル及びブランクサンプル5μLに、1st Hybridization反応液を15μL加えて計20μLとし、95℃で2分間反応させた後、95℃で18時間反応させた。1st Hybridization反応液は実施例1-1と同様の組成であり、アシストプローブとしてAP-Alu配列(1)(配列番号3)を使用した。
上記(4)で調製したヒト細胞サンプル及びブランクサンプル5μLに、1st Hybridization反応液を15μL加えて計20μLとし、95℃で2分間反応させた後、95℃で18時間反応させた。1st Hybridization反応液は実施例1-1と同様の組成であり、アシストプローブとしてAP-Alu配列(1)(配列番号3)を使用した。
以下、実施例1-1の(6)~(8)と同様の手順で本実施例を実施した。
(9)超音波処理したヒト細胞ゲノムDNAの電気泳動
上記(2)で断片化処理を実施したHEK293細胞・マウス腎臓混合サンプルから、エタノール沈殿によりゲノムDNAを抽出・精製し、E-GelTM Power Snap Electrophoresis System(InvitrogenTM社、製品番号:G8300)を用いて、アガロース電気泳動にて各超音波処理条件におけるゲノムDNAの断片長を検証した。
上記(2)で断片化処理を実施したHEK293細胞・マウス腎臓混合サンプルから、エタノール沈殿によりゲノムDNAを抽出・精製し、E-GelTM Power Snap Electrophoresis System(InvitrogenTM社、製品番号:G8300)を用いて、アガロース電気泳動にて各超音波処理条件におけるゲノムDNAの断片長を検証した。
3.結果
本発明のヒト細胞の定量方法における、ゲノムDNAの断片化処理条件の検討結果を表10及び図5A、5Bに示した。表10の断片長(bp)は、表9及び図5Bの電気泳動結果(bp)を参照した。断片化処理を実施しなかった比較例に比べ、断片化処理を実施した条件1~7ではシグナル値が上昇しており、ゲノムDNAの断片長が短くなるほどその上昇効果は高かった。また、条件6と条件7を比較すると、処理時間のより長い条件7の方がシグナル値は高いことから、超音波処理によるゲノムDNAの断片化がより均一に施されることで、より高感度に定量可能であることが示された。
本発明のヒト細胞の定量方法における、ゲノムDNAの断片化処理条件の検討結果を表10及び図5A、5Bに示した。表10の断片長(bp)は、表9及び図5Bの電気泳動結果(bp)を参照した。断片化処理を実施しなかった比較例に比べ、断片化処理を実施した条件1~7ではシグナル値が上昇しており、ゲノムDNAの断片長が短くなるほどその上昇効果は高かった。また、条件6と条件7を比較すると、処理時間のより長い条件7の方がシグナル値は高いことから、超音波処理によるゲノムDNAの断片化がより均一に施されることで、より高感度に定量可能であることが示された。
ゲノム断片化処理方法として酵素と超音波処理を併用した方法についての実施例を以下に示した。
[実施例6-1]
酵素量の検討
1.材料
(1)生体試料
測定対象のヒト細胞として、HEK293細胞を用いた。また、非ヒト動物試料としてマウス腎臓(ジャクソン・ラボラトリー・ジャパン社)を使用した。マウスはC57BL/6J系統の8週齢オスを用いた。
酵素量の検討
1.材料
(1)生体試料
測定対象のヒト細胞として、HEK293細胞を用いた。また、非ヒト動物試料としてマウス腎臓(ジャクソン・ラボラトリー・ジャパン社)を使用した。マウスはC57BL/6J系統の8週齢オスを用いた。
(2)標的配列
標的配列としてAlu配列(1)(配列番号1)を用いた。
標的配列としてAlu配列(1)(配列番号1)を用いた。
〈Alu配列(1)の塩基配列〉
5’-GCAGGAGAATCGCTTGAACCCGGGAGGCGGAGGTTGCAGTGAG-3’(塩基部分は配列番号1)
5’-GCAGGAGAATCGCTTGAACCCGGGAGGCGGAGGTTGCAGTGAG-3’(塩基部分は配列番号1)
2.方法
(1)マウス腎臓及びヒト細胞の溶解処理
マウス腎臓及びヒト細胞をそれぞれ調製し、DirectPCR Lysis Reagent(Tail)(Viagen Biotech社、製品番号:102-T)及びプロテイナーゼK溶液(関東化学社、製品番号:34060-96)を用いて溶解処理を実施した。
(1)マウス腎臓及びヒト細胞の溶解処理
マウス腎臓及びヒト細胞をそれぞれ調製し、DirectPCR Lysis Reagent(Tail)(Viagen Biotech社、製品番号:102-T)及びプロテイナーゼK溶液(関東化学社、製品番号:34060-96)を用いて溶解処理を実施した。
(1-1)マウス腎臓の調製
DirectPCR Lysis Reagent (Tail)とプロテイナーゼK溶液は100:1の比率で混合し、溶解反応試薬として調製した。マウス腎臓をチューブに秤量後、組織重量が200mg/mLとなるよう溶解反応試薬を添加し、よく懸濁した。
DirectPCR Lysis Reagent (Tail)とプロテイナーゼK溶液は100:1の比率で混合し、溶解反応試薬として調製した。マウス腎臓をチューブに秤量後、組織重量が200mg/mLとなるよう溶解反応試薬を添加し、よく懸濁した。
(1-2)ヒト細胞の調製
凍結保存液中のHEK293細胞を流水にて融解し、チューブに250μL分注した。遠心し、上清を除去後、等量の1×PBSを添加し、ピペッティングにて細胞表面に残存した凍結保存液を洗浄した。再度遠心、上清を除去後、1×PBSを20μL添加し、TC20TM全自動セルカウンター(BIO RAD社、製品番号:1450101J1)を用いて細胞数を計測した。計測結果より、全量に対し1×106cells/mLとなるよう、DirectPCR Lysis Reagent(Tail)を添加した。また、全量1/100量のプロテイナーゼK溶液を添加し、よく懸濁した。
凍結保存液中のHEK293細胞を流水にて融解し、チューブに250μL分注した。遠心し、上清を除去後、等量の1×PBSを添加し、ピペッティングにて細胞表面に残存した凍結保存液を洗浄した。再度遠心、上清を除去後、1×PBSを20μL添加し、TC20TM全自動セルカウンター(BIO RAD社、製品番号:1450101J1)を用いて細胞数を計測した。計測結果より、全量に対し1×106cells/mLとなるよう、DirectPCR Lysis Reagent(Tail)を添加した。また、全量1/100量のプロテイナーゼK溶液を添加し、よく懸濁した。
(1-3)溶解処理
1,000rpmにてチューブを振盪しながら、55℃で16時間反応させた。一旦取り出して懸濁後、1,000rpm、85℃にて45分間反応させ、プロテイナーゼKを失活させた。
1,000rpmにてチューブを振盪しながら、55℃で16時間反応させた。一旦取り出して懸濁後、1,000rpm、85℃にて45分間反応させ、プロテイナーゼKを失活させた。
(2)酵素及び超音波併用によるゲノムDNA断片化処理
(2-1)サンプル調製
RNase Free Waterにて8倍希釈した溶解済みマウス腎臓にて、溶解処理したHEK293細胞溶液を段階希釈して、細胞数7.5×103、7.5×104、7.5×105cells/腎臓g(最終的な細胞数が6×103、6×104、6×105cells/腎臓g)となるよう調製した。
(2-1)サンプル調製
RNase Free Waterにて8倍希釈した溶解済みマウス腎臓にて、溶解処理したHEK293細胞溶液を段階希釈して、細胞数7.5×103、7.5×104、7.5×105cells/腎臓g(最終的な細胞数が6×103、6×104、6×105cells/腎臓g)となるよう調製した。
(2-2)酵素処理
溶液全量10μL中、終濃度が1×DNase I Reaction Buffer及び、DNase I(ニュー・イングランド・バイオラボ・ジャパン株式会社、製品番号:M0303S)濃度が0.001、0.0025、0.005、0.0075、0.01、0.025、0.05、0.075、0.1U/wellとなるように各酵素ミックスを調製した。96ウェルマイクロプレート(Corning社、製品番号:7007)に各酵素ミックス10uL及び、(2-1)にて調製したヒト細胞・マウス腎臓混合サンプルを60μL添加し、37℃で30分インキュベートした。インキュベート後、0.5M EDTAを各ウェルに5μLずつ添加し、酵素反応を停止させた。
溶液全量10μL中、終濃度が1×DNase I Reaction Buffer及び、DNase I(ニュー・イングランド・バイオラボ・ジャパン株式会社、製品番号:M0303S)濃度が0.001、0.0025、0.005、0.0075、0.01、0.025、0.05、0.075、0.1U/wellとなるように各酵素ミックスを調製した。96ウェルマイクロプレート(Corning社、製品番号:7007)に各酵素ミックス10uL及び、(2-1)にて調製したヒト細胞・マウス腎臓混合サンプルを60μL添加し、37℃で30分インキュベートした。インキュベート後、0.5M EDTAを各ウェルに5μLずつ添加し、酵素反応を停止させた。
(2-3)超音波処理
酵素処理後のプレート上のサンプルを超音波装置PIXUL Multi-Sample Sonicator(アクティブ・モティフ社)にセットし、超音波処理を行った。装置のパラメーターは、Pulse 50、PRF 1.00、Burst rate 20.00、処理時間は120分とした。
酵素処理後のプレート上のサンプルを超音波装置PIXUL Multi-Sample Sonicator(アクティブ・モティフ社)にセットし、超音波処理を行った。装置のパラメーターは、Pulse 50、PRF 1.00、Burst rate 20.00、処理時間は120分とした。
(3)捕捉プローブの調製
担体であるMicroPlexTM Microspheres(Luminex社、製品番号:LC10022-01)に、核酸プローブCP-Alu配列(1)(配列番号2)を、3’末端のNH2修飾を介して結合させることにより捕捉プローブを調製した。
担体であるMicroPlexTM Microspheres(Luminex社、製品番号:LC10022-01)に、核酸プローブCP-Alu配列(1)(配列番号2)を、3’末端のNH2修飾を介して結合させることにより捕捉プローブを調製した。
〈CP-Alu配列(1)の塩基配列〉
5’-CGGGTTCAAGCGATTCTCCTGC-(NH2)-3’(塩基部分は配列番号2)
5’-CGGGTTCAAGCGATTCTCCTGC-(NH2)-3’(塩基部分は配列番号2)
(4)捕捉プローブへの標的核酸の捕捉(1st Hybridization反応)
上記(2)で断片化処理した各サンプル10μLに、1st Hybridization反応液を15μL加えて計25μLとし、95℃で2分間反応させた後、47℃で18時間反応させた。
上記(2)で断片化処理した各サンプル10μLに、1st Hybridization反応液を15μL加えて計25μLとし、95℃で2分間反応させた後、47℃で18時間反応させた。
(4-1)1st Hybridization反応液の組成
上記(3)で担体へ固定した捕捉プローブ0.4μL(800個)、
5M TMAC(テトラメチルアンモニウムクロリド)7.5μL、
10×supplement[500mM Tris-HCl(pH8.0)、40mM EDTA(pH8.0)、8.0% N-ラウロイルサルコシンナトリウム] 3.75μL、
20% PEG20000(ポリエチレングリコール) 1.25μL、
RNase Free water 1.6μL、
1pmol/μLアシストプローブ(AP-Alu配列(1)(配列番号3)) 0.5μL。
上記(3)で担体へ固定した捕捉プローブ0.4μL(800個)、
5M TMAC(テトラメチルアンモニウムクロリド)7.5μL、
10×supplement[500mM Tris-HCl(pH8.0)、40mM EDTA(pH8.0)、8.0% N-ラウロイルサルコシンナトリウム] 3.75μL、
20% PEG20000(ポリエチレングリコール) 1.25μL、
RNase Free water 1.6μL、
1pmol/μLアシストプローブ(AP-Alu配列(1)(配列番号3)) 0.5μL。
〈AP-Alu配列(1)の塩基配列〉
5’-AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAACTCACTGCAACCTCCGCCTCC-3’(塩基部分は配列番号3)
5’-AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAACTCACTGCAACCTCCGCCTCC-3’(塩基部分は配列番号3)
(5)非標的配列ゲノム断片の洗浄
1st Hybridization反応終了後の反応液を遠心し、上清を除去した。1×PBS-TP(0.02% T) [1×PBS [137mM Sodium Chloride、8.1mM Disodium Phosphate、2.68mM Potassium Chloride、1.47mM Potassium Dihydrogenphosphate]、0.02% Tween20、1.5 ppm ProClin300]で1回洗浄した後、再度遠心し、上清を除去した。
1st Hybridization反応終了後の反応液を遠心し、上清を除去した。1×PBS-TP(0.02% T) [1×PBS [137mM Sodium Chloride、8.1mM Disodium Phosphate、2.68mM Potassium Chloride、1.47mM Potassium Dihydrogenphosphate]、0.02% Tween20、1.5 ppm ProClin300]で1回洗浄した後、再度遠心し、上清を除去した。
(6)PALSAR反応によるシグナル増幅
上清除去後の各ウェルに対し、PALSAR反応液を50μL加え、42℃で1時間反応させた。本実施例1に使用する自己凝集可能な一対のプローブ(シグナル増幅用プローブともいう)の配列は、5’末端がビオチンで標識された以下のHCP-1及びHCP-2である。
上清除去後の各ウェルに対し、PALSAR反応液を50μL加え、42℃で1時間反応させた。本実施例1に使用する自己凝集可能な一対のプローブ(シグナル増幅用プローブともいう)の配列は、5’末端がビオチンで標識された以下のHCP-1及びHCP-2である。
〈HCP-1の塩基配列〉
5’-(Biotin)-CAACAATCAGGACGATACCGATGAAGTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT-3’(塩基部分は配列番号10)
5’-(Biotin)-CAACAATCAGGACGATACCGATGAAGTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT-3’(塩基部分は配列番号10)
〈HCP-2の塩基配列〉
5’-(Biotin)-GTCCTGATTGTTGCTTCATCGGTATCAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA-3’(塩基部分は配列番号11)
5’-(Biotin)-GTCCTGATTGTTGCTTCATCGGTATCAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA-3’(塩基部分は配列番号11)
(6-1)PALSAR反応液の組成
Nuclease-Free Water 22.43μL、
20% PEG20000(ポリエチレングリコール)1.25μL、
5M TMAC 15.0μL、
10×supplement[500mM Tris-HCl(pH8.0)、40mM EDTA(pH8.0)、8% N-ラウロイルサルコシンナトリウム] 8.0μL、
20pmol/μL HCP-1 1.75μL、
20pmol/μL HCP-2 1.58μL
Nuclease-Free Water 22.43μL、
20% PEG20000(ポリエチレングリコール)1.25μL、
5M TMAC 15.0μL、
10×supplement[500mM Tris-HCl(pH8.0)、40mM EDTA(pH8.0)、8% N-ラウロイルサルコシンナトリウム] 8.0μL、
20pmol/μL HCP-1 1.75μL、
20pmol/μL HCP-2 1.58μL
(7)蛍光検出
PALSAR反応終了後の反応液を、1×PBS-TP(0.02% T)[1×PBS[137mM Sodium Chloride、8.1mM Disodium Phosphate、2.68mM Potassium Chloride、1.47mM Potassium Dihydrogenphosphate]、0.02% Tween20、1.5ppm ProClin300]で1回洗浄した。
その後、検出試薬[SA-PE(Streptavidin-R-Phycoerythrin、Prozyme社製) 2.5μg/mL]を50μL加えて25℃の遮光下で30分静置した後、1×PBS-TP(0.02% T)で2回洗浄した。その後、1×PBS-TP(0.02% T)を75μL加えて、Luminex System(Luminex社製)でビーズ及びSA-PE複合体からの蛍光を測定し、ヒト細胞ゲノムのシグナルを検出した。
PALSAR反応終了後の反応液を、1×PBS-TP(0.02% T)[1×PBS[137mM Sodium Chloride、8.1mM Disodium Phosphate、2.68mM Potassium Chloride、1.47mM Potassium Dihydrogenphosphate]、0.02% Tween20、1.5ppm ProClin300]で1回洗浄した。
その後、検出試薬[SA-PE(Streptavidin-R-Phycoerythrin、Prozyme社製) 2.5μg/mL]を50μL加えて25℃の遮光下で30分静置した後、1×PBS-TP(0.02% T)で2回洗浄した。その後、1×PBS-TP(0.02% T)を75μL加えて、Luminex System(Luminex社製)でビーズ及びSA-PE複合体からの蛍光を測定し、ヒト細胞ゲノムのシグナルを検出した。
3.結果
酵素処理と超音波処理を併用したゲノム断片化方法について、酵素量の検討結果を図6A及び図6Bに示した。
図6Aより、酵素量に応じてシグナルに変化がみられた。最もシグナル値の高い酵素量は0.0075U/wellであった。また、断片化処理後のサンプルを電気泳動した図6Bより、各サンプルの断片長は、0.001~0.01U/wellの酵素量で200bp前後、0.025~0.1U/wellの酵素量で100bp前後、あるいは泳動上目視できない結果となった。これより、酵素を使用した断片化を行った場合においても、断片鎖長を200bp前後となるよう酵素量を調整することで、より良好なシグナルを検出できることがわかった。
酵素処理と超音波処理を併用したゲノム断片化方法について、酵素量の検討結果を図6A及び図6Bに示した。
図6Aより、酵素量に応じてシグナルに変化がみられた。最もシグナル値の高い酵素量は0.0075U/wellであった。また、断片化処理後のサンプルを電気泳動した図6Bより、各サンプルの断片長は、0.001~0.01U/wellの酵素量で200bp前後、0.025~0.1U/wellの酵素量で100bp前後、あるいは泳動上目視できない結果となった。これより、酵素を使用した断片化を行った場合においても、断片鎖長を200bp前後となるよう酵素量を調整することで、より良好なシグナルを検出できることがわかった。
[実施例6-2]
マウス腎マトリクスにおける酵素及び超音波併用ゲノム断片化処理によるヒト細胞定量の検討
マウス腎マトリクスにおける酵素及び超音波併用ゲノム断片化処理によるヒト細胞定量の検討
1.材料
(1)生体試料
測定対象のヒト細胞として、HEK293細胞を用いた。また、非ヒト動物試料としてマウス腎臓(ジャクソン・ラボラトリー・ジャパン社)を使用した。マウスはC57BL/6J系統の8週齢オスを用いた。
(2)標的配列
標的配列としてAlu配列(1)(配列番号1)を用いた。
(1)生体試料
測定対象のヒト細胞として、HEK293細胞を用いた。また、非ヒト動物試料としてマウス腎臓(ジャクソン・ラボラトリー・ジャパン社)を使用した。マウスはC57BL/6J系統の8週齢オスを用いた。
(2)標的配列
標的配列としてAlu配列(1)(配列番号1)を用いた。
2.方法
(1)マウス腎臓及びヒト細胞の溶解処理
マウス腎臓及びヒト細胞をそれぞれ調製し、DirectPCR Lysis Reagent(Tail)(Viagen Biotech社、製品番号:102-T)及びプロテイナーゼK溶液(関東化学社、製品番号:34060-96)を用いて溶解処理を実施した。
(1)マウス腎臓及びヒト細胞の溶解処理
マウス腎臓及びヒト細胞をそれぞれ調製し、DirectPCR Lysis Reagent(Tail)(Viagen Biotech社、製品番号:102-T)及びプロテイナーゼK溶液(関東化学社、製品番号:34060-96)を用いて溶解処理を実施した。
(1-1)マウス腎臓の調製
DirectPCR Lysis Reagent (Tail)とプロテイナーゼK溶液は100:1の比率で混合し、溶解反応試薬として調製した。マウス腎臓をチューブに秤量後、組織重量が200mg/mLとなるよう溶解反応試薬を添加し、よく懸濁した。
DirectPCR Lysis Reagent (Tail)とプロテイナーゼK溶液は100:1の比率で混合し、溶解反応試薬として調製した。マウス腎臓をチューブに秤量後、組織重量が200mg/mLとなるよう溶解反応試薬を添加し、よく懸濁した。
(1-2)ヒト細胞の調製
凍結保存液中のHEK293細胞を流水にて融解し、チューブに250μL分注した。遠心し、上清を除去後、等量の1×PBSを添加し、ピペッティングにて細胞表面に残存した凍結保存液を洗浄した。再度遠心、上清を除去後、1×PBSを20μL添加し、TC20TM全自動セルカウンター(BIO RAD社、製品番号:1450101J1)を用いて細胞数を計測した。計測結果より、全量に対し1×106cells/mLとなるよう、DirectPCR Lysis Reagent(Tail)を添加した。また、全量1/100量のプロテイナーゼK溶液を添加し、よく懸濁した。
凍結保存液中のHEK293細胞を流水にて融解し、チューブに250μL分注した。遠心し、上清を除去後、等量の1×PBSを添加し、ピペッティングにて細胞表面に残存した凍結保存液を洗浄した。再度遠心、上清を除去後、1×PBSを20μL添加し、TC20TM全自動セルカウンター(BIO RAD社、製品番号:1450101J1)を用いて細胞数を計測した。計測結果より、全量に対し1×106cells/mLとなるよう、DirectPCR Lysis Reagent(Tail)を添加した。また、全量1/100量のプロテイナーゼK溶液を添加し、よく懸濁した。
(1-3)溶解処理
1,000rpmにてチューブを振盪しながら、55℃で16時間反応させた。一旦取り出して懸濁後、1,000rpm、85℃にて45分間反応させ、プロテイナーゼKを失活させた。
1,000rpmにてチューブを振盪しながら、55℃で16時間反応させた。一旦取り出して懸濁後、1,000rpm、85℃にて45分間反応させ、プロテイナーゼKを失活させた。
(2)酵素及び超音波併用によるゲノムDNA断片化処理
(2-1)サンプル調製
RNase Free Waterにて8倍希釈した溶解済みマウス腎臓にて、溶解処理したHEK293細胞溶液を段階希釈して、細胞数7.5×103、1.5×104、3.75×104、7.5×104、1.5×105、3.75×105、7.5×105cells/腎臓g(最終的な細胞数が6×103、1.2×103、3×104、6×104、1.2×105、3×105、6×105cells/腎臓g)となるよう検量線サンプルを調製した。QCサンプルは、細胞数7.5×103、1.5×104、7.5×104、3.75×105、7.5×105cells/腎臓g(最終的な細胞数が6×103、1.2×103、6×104、3×105、6×105cells/腎臓g)となるよう調製し、各サンプル名をLLOQ、LQC、MQC、HQC、ULOQとした。QCサンプルは3系列調製し、1系列ごとに段階希釈した。
(2-1)サンプル調製
RNase Free Waterにて8倍希釈した溶解済みマウス腎臓にて、溶解処理したHEK293細胞溶液を段階希釈して、細胞数7.5×103、1.5×104、3.75×104、7.5×104、1.5×105、3.75×105、7.5×105cells/腎臓g(最終的な細胞数が6×103、1.2×103、3×104、6×104、1.2×105、3×105、6×105cells/腎臓g)となるよう検量線サンプルを調製した。QCサンプルは、細胞数7.5×103、1.5×104、7.5×104、3.75×105、7.5×105cells/腎臓g(最終的な細胞数が6×103、1.2×103、6×104、3×105、6×105cells/腎臓g)となるよう調製し、各サンプル名をLLOQ、LQC、MQC、HQC、ULOQとした。QCサンプルは3系列調製し、1系列ごとに段階希釈した。
(2-2)酵素処理
溶液全量10μL中、終濃度が1×DNase I Reaction Buffer及び、DNase I濃度が0.0075U/wellとなるように酵素ミックスを調製した。96ウェルマイクロプレート(Corning社、製品番号:7007)に酵素ミックス10μL、(2-1)にて調製したヒト細胞・マウス腎臓混合サンプルを60μL添加し、37℃で30分インキュベートした。インキュベート後、0.5M EDTAを各ウェルに5μLずつ添加し、酵素反応を停止させた。
溶液全量10μL中、終濃度が1×DNase I Reaction Buffer及び、DNase I濃度が0.0075U/wellとなるように酵素ミックスを調製した。96ウェルマイクロプレート(Corning社、製品番号:7007)に酵素ミックス10μL、(2-1)にて調製したヒト細胞・マウス腎臓混合サンプルを60μL添加し、37℃で30分インキュベートした。インキュベート後、0.5M EDTAを各ウェルに5μLずつ添加し、酵素反応を停止させた。
(2-3)超音波処理
酵素処理後のプレート上のサンプルを超音波装置PIXUL Multi-Sample Sonicator(アクティブ・モティフ社)にセットし、超音波処理を行った。装置のパラメーターは、Pulse 50、PRF 1.00、Burst rate 20.00、処理時間は120分とした。
酵素処理後のプレート上のサンプルを超音波装置PIXUL Multi-Sample Sonicator(アクティブ・モティフ社)にセットし、超音波処理を行った。装置のパラメーターは、Pulse 50、PRF 1.00、Burst rate 20.00、処理時間は120分とした。
(3)捕捉プローブの調製
担体であるMicroPlexTM Microspheres(Luminex社、製品番号:LC10022-01)に、核酸プローブCP-Alu配列(1)(配列番号2)を、3’末端のNH2修飾を介して結合させることにより捕捉プローブを調製した。
担体であるMicroPlexTM Microspheres(Luminex社、製品番号:LC10022-01)に、核酸プローブCP-Alu配列(1)(配列番号2)を、3’末端のNH2修飾を介して結合させることにより捕捉プローブを調製した。
(4)捕捉プローブへの標的核酸の捕捉(1st Hybridization反応)
上記(2)で断片化処理した各サンプル10μLに、1st Hybridization反応液を15μL加えて計25μLとし、95℃で2分間反応させた後、47℃で18時間反応させた。
(4-1)1st Hybridization反応液の組成
上記(3)で担体へ固定した捕捉プローブ0.4μL(800個)、
5M TMAC(テトラメチルアンモニウムクロリド)7.5μL、
10×supplement[500mM Tris-HCl(pH8.0)、40mM EDTA(pH8.0)、8.0% N-ラウロイルサルコシンナトリウム] 3.75μL、
20% PEG20000(ポリエチレングリコール) 1.25μL、
RNase Free water 1.6μL、
1pmol/μLアシストプローブ(AP-Alu配列(1)(配列番号3)) 0.5μL。
上記(2)で断片化処理した各サンプル10μLに、1st Hybridization反応液を15μL加えて計25μLとし、95℃で2分間反応させた後、47℃で18時間反応させた。
(4-1)1st Hybridization反応液の組成
上記(3)で担体へ固定した捕捉プローブ0.4μL(800個)、
5M TMAC(テトラメチルアンモニウムクロリド)7.5μL、
10×supplement[500mM Tris-HCl(pH8.0)、40mM EDTA(pH8.0)、8.0% N-ラウロイルサルコシンナトリウム] 3.75μL、
20% PEG20000(ポリエチレングリコール) 1.25μL、
RNase Free water 1.6μL、
1pmol/μLアシストプローブ(AP-Alu配列(1)(配列番号3)) 0.5μL。
(5)非標的配列ゲノム断片の洗浄
1st Hybridization反応終了後の反応液を遠心し、上清を除去した。1×PBS-TP(0.02% T) [1×PBS [137mM Sodium Chloride、8.1mM Disodium Phosphate、2.68mM Potassium Chloride、1.47mM Potassium Dihydrogenphosphate]、0.02% Tween20、1.5 ppm ProClin300]で1回洗浄した後、再度遠心し、上清を除去した。
1st Hybridization反応終了後の反応液を遠心し、上清を除去した。1×PBS-TP(0.02% T) [1×PBS [137mM Sodium Chloride、8.1mM Disodium Phosphate、2.68mM Potassium Chloride、1.47mM Potassium Dihydrogenphosphate]、0.02% Tween20、1.5 ppm ProClin300]で1回洗浄した後、再度遠心し、上清を除去した。
(6)PALSAR反応によるシグナル増幅
上清除去後の各ウェルに対し、PALSAR反応液を50μL加え、42℃で1時間反応させた。自己凝集可能な一対のプローブ(シグナル増幅用プローブともいう)の配列は、5’末端がビオチンで標識された以下のHCP-1及びHCP-2である。
上清除去後の各ウェルに対し、PALSAR反応液を50μL加え、42℃で1時間反応させた。自己凝集可能な一対のプローブ(シグナル増幅用プローブともいう)の配列は、5’末端がビオチンで標識された以下のHCP-1及びHCP-2である。
〈HCP-1の塩基配列〉
5’-(Biotin)-CAACAATCAGGACGATACCGATGAAGTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT-3’(塩基部分は配列番号10)
5’-(Biotin)-CAACAATCAGGACGATACCGATGAAGTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT-3’(塩基部分は配列番号10)
〈HCP-2の塩基配列〉
5’-(Biotin)-GTCCTGATTGTTGCTTCATCGGTATCAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA-3’(塩基部分は配列番号11)
5’-(Biotin)-GTCCTGATTGTTGCTTCATCGGTATCAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA-3’(塩基部分は配列番号11)
(6-1)PALSAR反応液の組成
Nuclease-Free Water 22.6μL、
20% PEG20000(ポリエチレングリコール)1.25μL、
5M TMAC 15.0μL、
10×supplement[500mM Tris-HCl(pH8.0)、40mM EDTA(pH8.0)、8% N-ラウロイルサルコシンナトリウム] 8.0μL、
20pmol/μL HCP-1 1.75μL、
20pmol/μL HCP-2 1.4μL
Nuclease-Free Water 22.6μL、
20% PEG20000(ポリエチレングリコール)1.25μL、
5M TMAC 15.0μL、
10×supplement[500mM Tris-HCl(pH8.0)、40mM EDTA(pH8.0)、8% N-ラウロイルサルコシンナトリウム] 8.0μL、
20pmol/μL HCP-1 1.75μL、
20pmol/μL HCP-2 1.4μL
(7)蛍光検出
PALSAR反応終了後の反応液を、1×PBS-TP(0.02% T)[1×PBS[137mM Sodium Chloride、8.1mM Disodium Phosphate、2.68mM Potassium Chloride、1.47mM Potassium Dihydrogenphosphate]、0.02% Tween20、1.5ppm ProClin300]で1回洗浄した。
その後、検出試薬[SA-PE(Streptavidin-R-Phycoerythrin、Prozyme社製) 2.5μg/mL]を50μL加えて25℃の遮光下で30分静置した後、1×PBS-TP(0.02% T)で2回洗浄した。その後、1×PBS-TP(0.02% T)を75μL加えて、Luminex System(Luminex社製)でビーズ及びSA-PE複合体からの蛍光を測定し、ヒト細胞ゲノムのシグナルを検出した。
PALSAR反応終了後の反応液を、1×PBS-TP(0.02% T)[1×PBS[137mM Sodium Chloride、8.1mM Disodium Phosphate、2.68mM Potassium Chloride、1.47mM Potassium Dihydrogenphosphate]、0.02% Tween20、1.5ppm ProClin300]で1回洗浄した。
その後、検出試薬[SA-PE(Streptavidin-R-Phycoerythrin、Prozyme社製) 2.5μg/mL]を50μL加えて25℃の遮光下で30分静置した後、1×PBS-TP(0.02% T)で2回洗浄した。その後、1×PBS-TP(0.02% T)を75μL加えて、Luminex System(Luminex社製)でビーズ及びSA-PE複合体からの蛍光を測定し、ヒト細胞ゲノムのシグナルを検出した。
3.結果
マウス腎マトリクスにおける酵素及び超音波併用ゲノム断片化処理によるヒト細胞の定量結果を図7、表11及び表12に示した。
マウス腎マトリクスにおける酵素及び超音波併用ゲノム断片化処理によるヒト細胞の定量結果を図7、表11及び表12に示した。
図7より、試料中のヒト細胞数に依存したシグナルが得られた。ヒト細胞数とシグナルの相関係数は、r=0.9997であり、相関性の高い検量線を作成することができた。また、作成した検量線の%REは-6.3~5.0%と、ガイドライン基準内の値を示した。さらに、QCサンプルの%CV、%RE及び%TEも基準内であった。
以上より、本発明における測定法は、断片化方法が異なっても、ガイドライン基準を満たす堅牢性の高い定量法であることが示唆された。
本発明のヒト細胞の定量方法を用いることにより、ヒト細胞を主成分とする再生医療等製品開発の、探索段階における薬物動態・薬力学(Pharmacokinetics/Pharmacodynamics(PK/PD))スクリーニング試験、非臨床段階における安全性試験、薬理試験及び薬物動態試験において、薬物が投与された非ヒト動物生体試料中の薬物濃度を、ゲノム抽出による回収率の補正を実施することなく、ヒト細胞数を直接、正確に測定することが出来る。
[配列一覧]
以下の表に、本明細書中に開示したポリヌクレオチド配列を示す。
以下の表に、本明細書中に開示したポリヌクレオチド配列を示す。
表中、「5」は塩基が5-メチルシトシンであることを意味し、(L)はデオキシリボースの2’及び4’の炭素が架橋で修飾されていることを意味する。また、(NH2)はポリヌクレオチドの5’末端又は3’末端がアミノ基で修飾されていることを意味し、(Biotin)はポリヌクレオチドの5’末端がビオチン標識されていることを意味する。
Claims (9)
- ヒト細胞を測定する方法であって、
非ヒト動物細胞に由来する非ヒト動物成分及びヒト細胞を含む試料を準備する準備工程と、
前記試料中の細胞膜を溶解する溶解工程と、
前記ヒト細胞に特異的な核酸配列に対してハイブリダイゼーションアッセイを行うアッセイ工程と、
を含む、ヒト細胞を測定する方法。 - 前記ヒト細胞に特異的な核酸配列がヒトに特異的な反復配列である、請求項1に記載のヒト細胞を測定する方法。
- 前記ヒトに特異的な反復配列が、Alu配列及び長鎖散在反復配列-1(LINE-1)からなる群から選択される少なくとも1種を含む、請求項2に記載のヒト細胞を測定する方法。
- 前記ハイブリダイゼーションアッセイにおいて用いる核酸プローブが非ヒト動物のゲノムDNAとハイブリダイズしない、請求項1又は2に記載のヒト細胞を測定する方法。
- 前記溶解工程において、前記非ヒト動物成分及び前記ヒト細胞の細胞膜を、物理的方法、化学的方法、酵素的方法及びこれらの組合せからなる群から選択されるいずれかの方法で溶解する、請求項1又は2に記載のヒト細胞を測定する方法。
- 前記ハイブリダイゼーションアッセイがPALSAR法又はデュアルハイブリダイゼーション法である、請求項1又は2に記載のヒト細胞を測定する方法。
- 前記溶解工程の後に、さらに、前記非ヒト動物細胞及び前記ヒト細胞に含まれるゲノムDNAを、物理的方法、化学的方法、酵素的方法及びこれらの組合せからなる群から選択されるいずれかの方法で断片化する断片化工程を含む、請求項1又は2に記載のヒト細胞を測定する方法。
- 前記ゲノムDNAを断片化して得られるゲノムDNAの断片長が50~600bpである、請求項7に記載のヒト細胞を測定する方法。
- 前記ヒト細胞の数を計測するための、請求項1又は2に記載のヒト細胞を測定する方法。
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2023/024068 Ceased WO2024005105A1 (ja) | 2022-06-30 | 2023-06-28 | ヒト細胞を測定する方法 |
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Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| WO2018101375A1 (ja) * | 2016-11-30 | 2018-06-07 | 国立大学法人秋田大学 | ヒトゲノムdna検出方法 |
| WO2019240073A1 (ja) * | 2018-06-11 | 2019-12-19 | 武田薬品工業株式会社 | 定量pcrプローブ |
-
2023
- 2023-06-28 WO PCT/JP2023/024068 patent/WO2024005105A1/ja not_active Ceased
- 2023-06-28 JP JP2024530934A patent/JPWO2024005105A1/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018101375A1 (ja) * | 2016-11-30 | 2018-06-07 | 国立大学法人秋田大学 | ヒトゲノムdna検出方法 |
| WO2019240073A1 (ja) * | 2018-06-11 | 2019-12-19 | 武田薬品工業株式会社 | 定量pcrプローブ |
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