説明

試料からの抗酸菌の分離回収方法

【課題】各種試料に含まれる核酸増幅反応を阻害する物質を除去するために、試料中の微生物、特に抗酸菌の効果的な分離回収方法を提供すること。
【解決手段】抗酸菌表面に結合するレクチンと、試料中の抗酸菌とを接触させ、抗酸菌とレクチンとの複合体を形成する工程、前記の複合体を担体と結合させて抗酸菌を試料から分離回収する工程、からなる抗酸菌の分離回収方法により前記課題を解決する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、試料中から微生物、特に抗酸菌(マイコバクテリウム属)を効率良く分離・回収する方法に関するものであり、感染症検査などの医療分野、分子生物学などの研究分野、食品安全管理などの産業分野に適用可能である。
【背景技術】
【0002】
細菌やウイルスによる感染が疑われる病気に対しては、その病気の原因となっている細菌やウイルスを検出し同定することが、確定診断さらには治療方針決定のために必要である。従来の細菌検査では、試料中の検査対象である病原菌の濃縮処理や精製処理を行なわず検査に供しており、試料を希釈し寒天培地に塗布して培養後、出現したコロニーを計数する培養検査が標準的な方法であった。
【0003】
結核菌検査を例にとると、現在、塗抹法と分離培養法が標準法として用いられている。塗抹法は結果が迅速に得られるものの、患者からの排菌量が少ないときは陰性となることが多く、検出感度に問題がある。一方、分離培養法の場合は高感度な検出が可能であるが、結核菌の増殖速度が遅いため、分離培養法で結果が得られるまでには、数日から数週間を要し、感染拡大対策等の緊急対応には不適であった。これらの問題を解決する手段として、迅速かつ高感度に結果が得られる遺伝子検査が導入され始めている。
【0004】
遺伝子検査で用いられる試料としては、血液、尿、喀痰、膿、血液培養液、スワブ、コロニー等があげられる。これらの試料中に含まれる微生物から抽出した核酸に対し、直接測定を行なう場合もあるが、近年の微生物検査では、微量核酸の定性、定量を可能ならしめるため、種々の増幅反応を用いて試料から抽出した核酸を増幅した後、測定を行なうことが一般化してきている。このような核酸増幅反応には、例えば、DNAを増幅するPCR(Polymerase Chain Reaction)法やRNAを増幅するNASBA(Nucleic Acid Sequence Based Amplification)法(特許文献1及び2参照)、TRC(Transcription−Reverse transcription Concerted reaction)法(特許文献3、非特許文献1参照)、及びTMA(Transcription−Mediated Amplification)法(特許文献4参照)などが挙げられる。前記核酸増幅反応によって、極微量の標的核酸を高感度に検出することが可能となったが、一方で試料由来の、DNAポリメレース等の酵素活性を阻害する物質等の核酸増幅反応阻害物質の存在が周知となっている。現在、種々の核酸抽出法が汎用されているが、これらの核酸抽出操作によっても前記反応阻害物質は完全に除去できない場合が多く、核酸増幅法による高感度検出の障壁となっている。特に喀痰試料は気道粘液や各種核酸、細胞などの生体成分に由来する核酸増幅反応を阻害する物質が存在する可能性が高いことが指摘されており、それらが核酸抽出物に残存すると核酸増幅反応が阻害され、結果的に正確な検査が行なえなくなってしまうことが懸念される。前記反応阻害物質の影響を除くためには、核酸抽出操作に先立って、試料から目的の微生物を高収率かつ簡便に分離・回収する方法が必要となる。
【0005】
【特許文献1】特許第2650159号
【特許文献2】特許第3152927号
【特許文献3】特開2000−14400号
【特許文献4】特許第3241717号
【特許文献5】特表2001−515788号
【非特許文献1】Ishiguro T.et al Anal.Biochem.(2003) 314 :77−86
【非特許文献2】Patrick J.et al Annu.Rev.Biochem.(1995) 64 :29−63
【非特許文献3】Molecular Cloning:A laboratory manual Appendix E3−E4(New York:Cold Spring Harbor Laboratory,1989)
【非特許文献4】Molecular Cloning:A laboratory manual Appendix 7.23−7.25(New York:Cold Spring Harbor Laboratory,1989)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
そこで、本発明の課題としては、微生物、特に抗酸菌の遺伝子検査における上記の問題点を解決するため、試料から微生物を効率良く分離回収することにより、核酸増幅反応の阻害物を除去する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明者は上記課題を解決するべく鋭意研究を重ねた結果、試料中の抗酸菌を効率良く分離回収する方法を見出した。
【0008】
請求項1に記載の発明は試料中の抗酸菌を分離回収する方法であって、抗酸菌表面に結合するマンノース結合型レクチン及び該レクチンを結合する担体を同時又は順次に前記試料と接触させ、前記抗酸菌と前記レクチン及び前記担体からなる複合体を分離することにより前記抗酸菌を回収することを特徴とする。
【0009】
請求項2に記載の発明は請求項1に係り、前記抗酸菌の分離回収方法が、(1)抗酸菌が含まれる試料にマンノース結合型レクチンを添加しインキュベートする工程、(2)該マンノース結合型レクチンを結合する磁性体を含む担体を添加しインキュベートする工程、(3)磁石により、前記抗酸菌と前記マンノース結合レクチン及び前記磁性体を含む担体からなる複合体を分離して前記抗酸菌を回収する工程、からなることを特徴とする。
【0010】
請求項3に記載の発明は請求項1及び2に係り、分離した前記抗酸菌と前記マンノース結合型レクチン及び前記担体からなる複合体が、直接核酸抽出操作に使用でき、かつ、前記複合体中には試料由来の核酸増幅反応阻害物質が除去されていることを特徴とする。
【0011】
請求項4に記載の発明は請求項3に係り、前記試料由来の核酸増幅反応阻害物質が喀痰由来の阻害物質であることを特徴とする。
【0012】
請求項5に記載の発明は試料から抗酸菌を分離回収するための試薬であって、少なくとも、(1)マンノース結合型レクチン、(2)該レクチンを結合する磁性体を含む担体、から構成されることを特徴とする。
【0013】
請求項6に記載の発明は請求項1から5に係り、前記マンノース結合型レクチンが、コンカナバリンAであることを特徴とする。
【0014】
以下、本発明を詳細に説明する。
【0015】
本発明の抗酸菌とは、結核菌(Mycobacterium tuberclosis)、マイコバクテリウム・アビウム(M.avium)及び マイコバクテリウム・イントラセルラー(M.intracellulare)、または、マイコバクテリウム・カンサシー(M.kansasii)などが含まれるマイコバクテリウム属細菌のことを示す。
【0016】
本発明の目的は、抗酸菌の属するグラム陽性菌の細胞壁構成成分であるペプチドグリカンをレクチンによって捕捉することであり、標的とする抗酸菌の細胞表面に存在する糖鎖、またはそれに類似する化合物を認識するレクチンを使用する。標的とする抗酸菌に対応するレクチンの選定については、本発明の目的を達成するものであれば特に限定されないが、抗酸菌を対象とした場合、マンノース結合型レクチンを使用することが好ましい。このことは、抗酸菌類に特徴的なリポ多糖である、リポアラビノマンナン(非特許文献2)が前記レクチンに認識されることに由来すると推定される。リポアラビノマンナンはマンノース残基に富むリポ多糖であり、マンノース残基を認識するマンノース結合レクチンがこのリポ多糖を認識し結合することが考えられる。なお、レクチンと糖鎖との結合は公知の事実であり、レクチンを固定化したアフィニティー担体等による標的物質の精製法についての適用例はあるが(特許文献5)、マンノース結合型レクチンを固定化した担体等による抗酸菌の精製法についての適用例はなく、特に喀痰や糞便といった核酸増幅反応阻害物質が多く含まれる試料から核酸抽出に供するに適した簡便かつ高収率な抗酸菌の分離回収方法は本発明の方法によって初めて想起、達成されたものである。
【0017】
本発明における試料には、喀痰、胃液、尿、気管支洗浄液、膿、肺胞洗浄液、腹水、胸水、心嚢水、糞便、組織、血液、血清、コロニー、スワブ若しくは他の体液等の生体試料の試料懸濁液、食物試料のホモジェナイズ等の試料懸濁液があげられるが、本発明の分離回収方法は、特に喀痰や糞便といった核酸増幅反応阻害物質が多く含まれる試料に対して適用したときにより好ましい結果が得られる。なお、試料が喀痰の場合は、NALC処理やスプタザイム(極東製薬工業製)のようなセミアルカリプロテアーゼ処理により、試料の粘性を落す前処理を行なうとさらに好ましい結果が得られる。また、本発明の分離回収方法は環境分析等における環境水や排水、土壌の懸濁液等に対しても適用可能である。
【0018】
本発明におけるレクチンは、マンノース結合型レクチンであることが好ましいと前述したが、マンノース結合型レクチンの中でも、コンカナバリンA(ConcanavalinA(ConA))がさらに好ましい。
【0019】
本発明における、レクチンと担体との結合手段は特に限定されず、レクチンと担体が直接結合しても良く、レクチンまたは担体のどちらか一方、または両方に相互に結合させるための結合手段を標識させることで達成しても良い。ただし、本発明の抗酸菌の分離回収方法における各工程によって解離しないものであることが必要であり、このことを満たすならば、化学的な共有結合による結合でも、疎水性相互作用やアフィニティによる物理的吸着によるものでもよい。
【0020】
前記結合手段の例としては、ビオチン、デキストラン等の多糖、アビジン、抗体、レクチン等の蛋白質、ポリリジン等のポリペプチド、金属等が挙げられ、これらの群から選ばれた物質でレクチンを標識し、該標識物質に特異的に結合する物質を担体表面に保持させることで達成可能である。レクチンと標識物質の結合方法には、レクチンのアミノ基を介した方法、チオール基を介した方法、カルボキシル基を介した方法等が挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。例えば、標識物質のカルボキシル基をN−ヒドロキシスクシミドで活性エステル体としレクチンのアミノ基とアミド結合を形成させて結合させる。また、レクチンと標識物質は直接結合されていても良いが、リンカーを介して結合していることが好ましい。担体と標識物質との結合方法もレクチン同様、特に限定されるものではなく、担体の種類に応じて適宜選択すれば良い。
【0021】
本発明においてレクチンは、試料に接触させる際にあらかじめ担体と結合させておくことも可能であるが、レクチンと試料を先に接触し、レクチンと試料中の抗酸菌との複合体を形成させた後、担体を添加し、前記複合体を担体に結合させることが好ましい。これによって、抗酸菌とレクチンが結合する工程ではレクチンが担体に結合していないため、レクチンの自由度が高く、抗酸菌の分離・回収効率が向上する。
【0022】
担体の使用量は、抗酸菌検査における検出下限界よりも多くの抗酸菌を結合できる量であれば良いが、過剰に添加したレクチンが全て結合可能な量を用いることが好ましい。
本発明における担体は、通常アフィニティークロマトグラフィーを作製するために用いられるゲル担体や蛋白質結合能を有する担体であればよく、例えばTOYOPEARL AF−Tresyl−650M(東ソー製)やセファロース4B(GEヘルスケアバイオサイエンス製)及びポリスチレンビーズがあげられるが、磁石により簡便に回収可能な磁性ビーズが好ましい。
【0023】
本発明で使用する担体の形状は限定されるものではなく、粒子状、多孔質フィルター状、ファイバー状、シート状であってもよい。担体が球状粒子である場合、粒子径は均一でなくてもよい。直径は実用上問題なければ小さい方が好ましいが、粒子径が小さい場合は試料と分離する場合に分離方法によっては分離が困難になる場合や時間がかかり過ぎるという問題点が生じる。担体が磁性ビーズ等の、磁性体あるいは磁性体を含む担体である場合は、磁力により分離ができるので粒子径は小さくても良い。また、粒子径が大きすぎる場合は単位体積あたりの担体表面積が小さくなり、抗酸菌を結合する能力が低下する。そのため、磁性ビーズや比重の大きなビーズやあるいは低速遠心分離で沈殿可能なビーズの様に、試料との分離が容易に行なうことのできるビーズであれば、担体の粒子径は小さい方が好ましい。
【0024】
担体と試料中の抗酸菌と結合したレクチンとの接触は、バッチ法あるいはカラム法のどちらでもよいが、試料中に不溶性の懸濁物が存在する場合はバッチ法が好ましい。接触させる時間はレクチンと抗酸菌の反応が完了する時間であれば制限はないが、臨床検査、診断時の操作性を考慮すると短時間であるほうが好ましい。
【0025】
抗酸菌が結合した担体の洗浄は、通常使用される緩衝液で行なえばよく、例えば、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)、リン酸緩衝液、トリス緩衝液等があげられる。そのpHは5から9付近であればよく、好ましくは6から8である。
【0026】
試料中の抗酸菌を結合した担体の、試料または洗浄液からの分離方法は、バッチ法の場合は自然沈降、遠心分離、磁気分離等によって行なえばよい。カラム法の場合は試料をカラムに通過させ、必要であれば洗浄液をカラムに通過させた後、カラムから担体を回収してもよいし、溶出液により抗酸菌をカラムから溶出させてもよい。この場合に使用される溶出液には、過剰の標識物質によりレクチンと担体の結合を解離させる物質や、過剰の糖やpHの変動によりレクチンと抗酸菌の結合を解離させるもの、プロテアーゼを含みレクチン等を分解することで抗酸菌を溶出させるもの等があげられる。
【0027】
本発明により分離回収された抗酸菌は、核酸増幅検査、免疫診断等に供される。核酸増幅検査は、PCR、LCR(Ligase Chain Reaction)、LAMP(Loop−Mediated Isothermal Amplification)等のDNA増幅法、RT−PCR、NASBA、TMAあるいはTRC等のRNA増幅法があげられる。また、抗酸菌を担体に結合したまま行なうことが可能である。本発明の方法により得られた抗酸菌は、核酸抽出操作に先立って、試料成分を十分かつ簡便に除去することが可能であり、引き続いて実施される核酸抽出操作で残存する核酸増幅反応阻害物質の影響を最小限とすることができる。また、本発明の方法は、大量な試料あるいは極微量の抗酸菌を含む試料の濃縮に使用可能であることはいうまでもない。
【0028】
核酸の抽出方法は特に限定されるものではなく、酵素や界面活性剤で細胞膜や細胞壁、または外皮蛋白質を破壊し、複合体の蛋白質を分解して核酸を遊離させた後、フェノール/クロロホルムを添加して遊離した核酸を抽出する、いわゆるフェノール/クロロホルム法(非特許文献3)、塩酸グアニジンまたはチオシアン酸グアニジンで処理して細胞膜や細胞壁、または外皮蛋白質を破壊し、核酸との複合体を形成している蛋白質を変性して核酸を遊離させた後、エタノール等を添加して遊離した核酸を抽出する、いわゆるグアニジン法(非特許文献4)、あるいは市販されている核酸抽出試薬を用いて行なえばよい。
【発明の効果】
【0029】
本発明においては、レクチンを用いて試料から微生物、特に抗酸菌を分離回収することで、結果的に微生物が精製されるため、核酸抽出に供するのに好適な試料が得られる。また、濃縮することが可能であるため、試料中の微生物が極微量であって通常の検出方法では検出不可能な場合においても検出することが可能となる。
【実施例】
【0030】
以下、実施例を用いてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例1
はじめに、抗酸菌及び大腸菌を固相に結合させたELLA(Enzyme Linked Lectin Assay)により、レクチンの選定を行なった。
(1)ポリスチレン製マイクロタイタープレートに、70℃で15分間熱処理したBCG菌液(濃度:O.D.600=11)の原液、または当該原液を7H9液体培地で4倍から16倍希釈した液を加え、4℃で一晩固定化反応させた。これを、TBST(0.1% Tween20含有トリス緩衝生理食塩水)にて3回洗浄後、1%牛血清アルブミンを用いて、室温で1時間ブロッキングし、TBSTにて再度3回洗浄した。
(2)前記プレートを10μg/mLのビオチン標識レクチン(レクチンスクリーニングキット、フナコシ製)と、室温で1時間反応させ、TBSTにて3回洗浄した。次に、1000倍に希釈したストレプトアビジン標識ペルオキシダーゼを室温で1時間反応させ、TBSTにて3回洗浄した。
(3)前記プレートに結合したストレプトアビジン標識ペルオキシダーゼをTMB基質で発色させた後、1Mリン酸で反応を停止し、ELISAリーダーで450nmで測定した。
(4)上記(1)から(3)までの操作を、大腸菌(JM109株)でも実施した。ただし、マイクロタイタープレートに加えた大腸菌液の原液濃度はO.D.600=3であり、菌液の希釈にはリン酸緩衝生理食塩水(PBS)を用いた。
【0031】
ELLAデータの評価結果を図1(BCGの場合)及び図2(大腸菌の場合)に示した。なお、図1及び2のうち、ConAはコンカナバリンA、SBAは大豆レクチン、WGAは小麦胚レクチン、DBAはドリコスマメレクチン、UEA Iはハリエニシダレクチン、RCA120はヒママメレクチン、PNAはピーナッツレクチン、GSL Iはバンディラマメレクチン、PSAはエンドウマメレクチン、LCAはレンズマメレクチン、PHA−EとPHE−Lはインゲンマメレクチン、SJAはシダレエンジュレクチン、S−WGAはサクシニル化したWGAをそれぞれ指す。評価したレクチンのうち、マンノース結合型レクチンであるConA、PSA、LCAが、BCGに対して親和性を有することが示された。また、大腸菌に対してはConAのみが親和性を有していた。
実施例2
実施例1にて選定したレクチンを用い、本発明の分離回収方法を行なった。
(1)10CFU/mLのBCG、10CFU/mLのマイコバクテリウム・アビウム及びマイコバクテリウム・イントラセルラーを、2.0mL容チューブに0.5mLずつ分注し、150μLのビオチン標識レクチン溶液(レクチンを終濃度で5〜1000μg/mL、BSAを終濃度で1mg/mL含んだ、0.1M リン酸緩衝生理食塩水(PBS)(pH7.5))をそれぞれに添加し、37℃で30分間、回転撹拌させながら反応させた。
(2)30分経過後、16,000×Gで5分間遠心分離して上清を除去し、500μLのストレプトアビジン固定化磁性微粒子(MAGNOTEX−SA、タカラバイオ製)のPBS懸濁液(粒子重量250μg)を添加後、室温で15分間回転撹拌させながら反応させた。
(3)15分経過後、磁石によりストレプトアビジン固定化磁性微粒子を回収し、500μLのPBSに再懸濁した。
(4)それぞれの再懸濁液を100μLずつ、7H11寒天培地に塗布し、37℃でコロニーが出現するまで培養した。同時に、上記(1)において濃度調製しただけの菌液も培地に塗布し、菌の回収率を測定する際の基準値とした。
(5)菌のコロニー数を測定し、回収物と基準値の値から菌の回収率を測定した。
(6)上記(1)から(5)までの操作を、大腸菌(JM109株)で実施した。ただし、大腸菌濃度は10CFU/mLであり、培養は100μg/mLのアンピシリンを添加したLB培地を用いて、37℃で一晩行なった。
【0032】
対象がBCGの場合の実験結果を図3に示した。レクチン濃度が500μg/mL以上では、実施例1で選定したいずれのレクチンを用いても、液体培地からの菌の回収率が25から50%とある程度の回収率を示した。特にConAを用いたときはレクチン濃度が5μg/mLと低い条件でも約30%の回収率を示しており、最適値であるレクチン濃度が500μg/mLの条件では回収率55%を達成した。なお、図3には示していないが、レクチンを用いないコントロール実験での回収率は0%であった。
【0033】
対象がマイコバクテリウム・アビウム及びマイコバクテリウム・イントラセルラーの場合の実験結果を図4に示した。対象がマイコバクテリウム・アビウムの場合、実施例1で選定したレクチンのうち、ConAを用いた場合における液体培地からの菌の回収率は80%と高い回収率を達成しており、他の2種類のレクチンを用いたときも、ConAよりは低い回収率であるものの20から30%とある程度の回収率を示した。一方、対象がマイコバクテリウム・イントラセルラーの場合、実施例1で選定したレクチンのうち、ConAを用いたときは約60%と高い回収率を示したが、他の2種類のレクチンを用いたときは殆ど回収できなかった。なお、図4には示していないが、レクチンを用いないコントロール実験での回収率はBCGの時と同様0%であった。
【0034】
対象が大腸菌(JM109株)の場合の実験結果を図5に示した。抗酸菌での結果とは対照的に、実施例1で大腸菌と親和性を有すると判定されたConAを用いた場合でも、液体培地からの菌の回収率は最大で約20%であった。
【0035】
以上の結果より、本発明の分離回収方法において、マンノース結合型レクチン、特にConAを用いることで試料中から抗酸菌を効率的に分離回収でき、かつ大腸菌のような抗酸菌でない菌をある程度除くことが可能であることが示された。
実施例3
本発明の抗酸菌の分離回収方法を用いて、阻害物含有試料からのマイコバクテリウム・アビウムの分離回収を行ない、核酸増幅検査への適用を検討した。
(1)本検討では、実検体のモデルとして結核菌検査陰性喀痰を使用した。結核菌検査陰性喀痰とは、結核菌検査のために患者から採取された喀痰であり、結核菌検査(塗抹検査と遺伝子検査)で陰性と判定された喀痰をプールした試料である。前記試料には核酸増幅反応を阻害する物質が含まれており、抗酸菌の添加回収試験(スパイク試験)に好適な試料である。
(2)前記結核菌陰性喀痰を、NALC処理(BBLマイコプレップ、日本ベクトン・ディッキンソン製)し、結核菌陰性喀痰NALC処理物を調製した。
(3)前記NALC処理物で希釈した10CFU/mLのマイコバクテリウム・アビウムを1.5mL容スクリューキャップチューブ(アシストチューブ、アシスト製)に0.5mLずつ分注し、150μLのビオチン標識レクチンのPBS溶液(レクチン終濃度:5μg/mL、BSA終濃度:1mg/mL)をそれぞれに添加し、37℃で30分間、回転撹拌させながら反応させた。
(4)30分経過後、16,000×Gで5分間遠心分離して上清を除去し、500μLのストレプトアビジン固定化磁性微粒子(MAGNOTEX−SA、タカラバイオ製)のPBS懸濁液(粒子重量125μg)を添加後、室温で15分間回転撹拌させながら反応させた。
(5)15分経過後、磁石によりストレプトアビジン固定化磁性微粒子を回収し、マイコバクテリウム・アビウムの濃縮物を得た。
(6)上記(5)で得られたマイコバクテリウム・アビウムの濃縮物のうち、濃縮前の菌液換算200μL分(濃縮物を500μLの7H9液体培地に懸濁し、そのうちの200μLを使用した)と、(3)において前記NALC処理物で濃度調製しただけの菌液200μLを、それぞれ核酸抽出試薬(EXTRAGEN MB、東ソー製)を用いて核酸抽出物を得た。
(7)以下の組成の反応液20μLを0.5mL容のPCRチューブ(Individual Dome Cap PCR Tube、SSI製)に分注し、これに得られた核酸抽出物を5μLずつ添加した。
【0036】
反応液の組成:酵素液添加後(30μL中)の最終濃度または量
60mM Tris−塩酸緩衝液(pH8.6)
17mM 塩化マグネシウム
100mM 塩化カリウム
6U リボヌクレアーゼインヒビター(タカラバイオ製)
1mM DTT
各0.25mMのdATP、dCTP、dGTP、dTTP
3.6mM ITP
各3.0mMのATP、CTP、GTP、UTP
1.0μM 第1のオリゴヌクレオチド(MYR−1F−40、5’末端側にT7プロモーター配列を付加:配列番号1)
1.0μM 第2のオリゴヌクレオチド(MYR−3RA16−4:配列番号2)
0.16μM 第3のオリゴヌクレオチド(MYR−1S−40、3’末端をアミノ基修飾:配列番号3)
25nMのインターカレーター性蛍光色素で標識されたオリゴヌクレオチド(YO−MYR−P5−S−G、5’末端から7番目のGと8番目のCとの間のリン酸ジエステル部分にリンカーを介してオキサゾールイエローが結合、3’末端をアミノ基修飾:配列番号4)
13% DMSO
容量調整用蒸留水
(8)上記の反応液を43℃で5分間保温後、以下の組成で、かつ、あらかじめ43℃で2分間保温した酵素液5μLを添加した。
【0037】
酵素液の組成:反応時(30μL中)の最終濃度または量
2.0% ソルビトール
3.6μg 牛血清アルブミン
142U T7RNAポリメラーゼ(インビトロジェン製)
6.4U AMV逆転写酵素(ライフサイエンス製)
容量調整用蒸留水
(9)引き続きPCRチューブを直接測定可能な温度調節機能付き蛍光分光光度計を用い、43℃で保温して、励起波長470nm、蛍光波長520nmで、反応溶液を経時的に30分間測定した。
【0038】
酵素添加時を0分として、反応液の蛍光強度比(所定時間の蛍光強度値をバックグラウンドの蛍光強度値で割った値)が1.2を超えた場合を陽性判定とし、そのときの時間を検出時間とした結果を表1に示した。
【0039】
【表1】

核酸抽出前に本発明の抗酸菌の分離回収法を実施することにより、検出時間の平均が約15分から約13分へと約2分短縮した。なお、検出時間2分の短縮は図6の検量線から、RNAコピー数換算で約10倍の差に相当するため、本発明の抗酸菌の分離回収法を実施することで、従来の核酸抽出法よりも約10倍の高感度化が可能になったといえる。
実施例4
本発明の抗酸菌の分離回収方法を用いて、阻害物含有試料からのマイコバクテリウム・イントラセルラーの分離回収を行ない、核酸増幅検査への適用を検討した。
(1)実施例3の(2)で調製したNALC処理物で希釈した10CFU/mLのマイコバクテリウム・イントラセルラーを1.5mL容スクリューキャップチューブ(アシストチューブ、アシスト製)に0.5mLずつ分注し、150μLのビオチン標識レクチンのPBS溶液(レクチン終濃度:5μg/mL、BSA終濃度:1mg/mL)をそれぞれに添加し、37℃で30分間、回転撹拌させながら反応させた。
(2)30分経過後、16,000×Gで5分間遠心分離して上清を除去し、500μLのストレプトアビジン固定化磁性微粒子(MAGNOTEX−SA、タカラバイオ製)のPBS懸濁液(粒子重量125μg)を添加後、室温で15分間回転撹拌させながら反応させた。
(3)15分経過後、磁石によりストレプトアビジン固定化磁性微粒子を回収し、マイコバクテリウム・イントラセルラーの濃縮物を得た。
(4)上記(5)で得られたマイコバクテリウム・イントラセルラーの濃縮物のうち、濃縮前の菌液換算200μL分(濃縮物を500μLの7H9液体培地に再懸濁し、そのうちの200μLを使用した)と、(1)において前記NALC処理物で濃度調製しただけの菌液200μLを、それぞれ核酸抽出試薬(EXTRAGEN MB、東ソー製)を用いて核酸抽出物を得た。
(5)以下の組成の反応液20μLを0.5mL容のPCRチューブ(Individual Dome Cap PCR Tube、SSI製)に分注し、これに得られた核酸抽出物を5μLずつ添加した。
【0040】
反応液の組成:酵素液添加後(30μL中)の最終濃度または量
60mM Tris−塩酸緩衝液(pH8.6)
17mM 塩化マグネシウム
100mM 塩化カリウム
6U リボヌクレアーゼインヒビター(タカラバイオ製)
1mM DTT
各0.25mMのdATP、dCTP、dGTP、dTTP
3.6mM ITP
各3.0mMのATP、CTP、GTP、UTP
1.0μM 第1のオリゴヌクレオチド(MYR−1F−40、5’末端側にT7プロモーター配列を付加:配列番号1)
1.0μM 第2のオリゴヌクレオチド(MYR−3RI18:配列番号5)
0.16μM 第3のオリゴヌクレオチド(MYR−1S−40、3’末端をアミノ基修飾:配列番号3)
25nM インターカレーター性蛍光色素で標識されたオリゴヌクレオチド(YO−MYR−P5−S−G、5’末端から7番目のGと8番目のCとの間のリン酸ジエステル部分にリンカーを介してオキサゾールイエローが結合、3’末端をアミノ基修飾:配列番号4)
13% DMSO
容量調整用蒸留水
(6)上記の反応液を43℃で5分間保温後、以下の組成で、かつ、あらかじめ43℃で2分間保温した酵素液5μLを添加した。
【0041】
酵素液の組成:反応時(30μL中)の最終濃度または量
2.0% ソルビトール
3.6μg 牛血清アルブミン
142U T7RNAポリメラーゼ(インビトロジェン製)
6.4U AMV逆転写酵素(ライフサイエンス製)
容量調整用蒸留水
(7)引き続きPCRチューブを直接測定可能な温度調節機能付き蛍光分光光度計を用い、43℃で保温して、励起波長470nm、蛍光波長520nmで、反応溶液を経時的に30分間測定した。
【0042】
酵素添加時を0分として、反応液の蛍光強度比(所定時間の蛍光強度値をバックグラウンドの蛍光強度値で割った値)が1.2を超えた場合を陽性判定とし、そのときの時間を検出時間とした結果を表2に示した。なお、表2においてN.D.とは酵素を添加して30分後の蛍光強度比が1.2未満(陰性判定)であった試料を意味する。
【0043】
【表2】

核酸抽出前に本発明の抗酸菌の分離回収法を実施することにより、10CFU/mLでの検出率が0%から75%に向上した。よって、本発明の抗酸菌の分離回収法を実施することにより、試料に由来する阻害物質が原因で低濃度でのマイコバクテリウム・イントラセルラーの検出が不可能であった試料でも、高い確率で検出できるようになったといえる。
【図面の簡単な説明】
【0044】
【図1】ELLA(Enzyme Linked Lectin Assay)を用いて、BCGに対するレクチンの親和性を評価した結果を示した。評価したレクチンの中では、マンノース結合型レクチンであるConA、PSA、LCAが親和性を有していた。
【図2】ELLA(Enzyme Linked Lectin Assay)を用いて、大腸菌に対するレクチンの親和性を評価した結果を示した。評価したレクチンの中では、ConAのみが親和性を有していた。
【図3】本発明における、液体培地からのBCGの分離回収結果を示した。BCG濃度は10CFU/mLである。試験した3種類のレクチンの中では、ConAが最も適していることが分かる。また、BCGの分離回収におけるレクチン濃度の最適値は500μg/mLであることを示す。
【図4】本発明における、液体培地からのマイコバクテリウム・アビウム及びマイコバクテリウム・イントラセルラーの分離回収結果を示した。菌濃度は共に10CFU/mLであり、レクチン濃度は共に5μg/mLである。試験した3種類のレクチンの中では、ConAが最も適していることが分かる。
【図5】本発明における、液体培地からの大腸菌(JM109株)の回収結果を示した。大腸菌濃度は10CFU/mLである。試験した3種類の何れのレクチンでも、高い回収率は得られなかった。大腸菌を固相化したELLAでは、ConAに親和性が認められたが、本発明の方法では大腸菌を殆ど分離回収しないことが分かった。
【図6】実施例3に記載した組成の核酸検出試薬で、マイコバクテリウム・アビウム標準RNA(マイコバクテリウム・アビウムrDNA(GenBank No.X52918)のうち1−1465の領域を含むDNAからin vitro転写で調製したもの)を増幅したときの検量線を示した。検出時間約2分の相違は、RNAコピー数換算で約10倍の差に相当する。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
試料中の抗酸菌を分離回収する方法であって、抗酸菌表面に結合するマンノース結合型レクチン及び該レクチンを結合する担体を同時又は順次に前記試料と接触させ、前記抗酸菌と前記レクチン及び前記担体からなる複合体を分離することにより前記抗酸菌を回収することを特徴とする、抗酸菌の分離回収方法。
【請求項2】
前記抗酸菌の分離回収方法が、(1)抗酸菌が含まれる試料にマンノース結合型レクチンを添加しインキュベートする工程、(2)該マンノース結合型レクチンを結合する磁性体を含む担体を添加しインキュベートする工程、(3)磁石により、前記抗酸菌と前記マンノース結合型レクチン及び前記磁性体を含む担体からなる複合体を分離して前記抗酸菌を回収する工程、からなることを特徴とする、請求項1に記載の抗酸菌の分離回収方法。
【請求項3】
分離した前記抗酸菌と前記マンノース結合型レクチン及び前記担体からなる複合体が、直接核酸抽出操作に使用でき、かつ、前記複合体中には試料由来の核酸増幅反応阻害物質が除去されていることを特徴とする、請求項1及び2に記載の抗酸菌の分離回収方法。
【請求項4】
前記試料由来の核酸増幅反応阻害物質が喀痰由来の阻害物質であることを特徴とする、請求項3に記載の抗酸菌の分離回収方法。
【請求項5】
試料から抗酸菌を分離回収するための試薬であって、少なくとも、(1)マンノース結合型レクチン、(2)該レクチンを結合する磁性体を含む担体、から構成されることを特徴とする、抗酸菌の分離回収試薬。
【請求項6】
前記マンノース結合型レクチンが、コンカナバリンAであることを特徴とする、請求項1から5に記載の抗酸菌の分離回収方法及び分離回収試薬。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2009−55812(P2009−55812A)
【公開日】平成21年3月19日(2009.3.19)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−224453(P2007−224453)
【出願日】平成19年8月30日(2007.8.30)
【出願人】(000003300)東ソー株式会社 (1,901)
【Fターム(参考)】