説明

DNAメチル化検出における非メチル化シトシン変換処理後のDNA量の確認方法

【課題】DNAのメチル化を検出するために用いられる試料中の、簡便で正確なDNA量の確認方法及びDNAの回収率確認方法、並びにこれらの方法に用いられるオリゴヌクレオチドを提供する。
【解決手段】本発明の非メチル化シトシン変換処理後のDNA量の確認方法は、生体試料中のDNAを非メチル化シトシン変換剤で処理し、非メチル化シトシン変換試料を得る工程と、メチル化検出の対象となるDNAの塩基配列におけるシトシンを含まない領域と相補的なオリゴヌクレオチドを用いて、非メチル化シトシン変換試料に含まれるDNA量を測定する工程を含む。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、DNAのメチル化を検出するために用いられる非メチル化シトシン変換処理後のDNA量の確認方法及びDNAの回収率確認方法に関する。
【背景技術】
【0002】
高等真核生物の染色体DNAでは、DNAを構成する塩基のうちC(シトシン)の5位がメチル化修飾を受けていることがある。この高等真核生物におけるDNAのメチル化は、遺伝情報の発現抑制機構として機能している。例えば、ある遺伝子のCpGを多く含む領域(CpGアイランド、CG島)がメチル化されていると、その遺伝子の転写が抑制される。それに対して、CpGアイランドがメチル化を受けていないと、プロモーター領域に転写因子が結合可能となり、遺伝子が転写可能な状態になる。このように、DNAのメチル化は、遺伝子発現の制御機構の1つであり、初期胚発生、組織特異的な遺伝子の発現、哺乳動物に特徴的な現象である遺伝子刷り込みやX染色体の不活性化、染色体の安定化、DNA複製のタイミング等の様々な生理的、病理的な現象に重要な役割を果たしている。さらに近年、がんやその他の疾病にこのDNAのメチル化が強く関与することが明らかになってきている。
【0003】
DNAのメチル化を解析する方法として、一般的にメチル化特異的PCR法(Methylation specific Polymerase Chain Reaction)が用いられている(非特許文献1参照)。この方法では、生体試料中のDNAに対して変換処理を施し、メチル化されていないシトシン(非メチル化シトシン)を別の塩基に変換する必要がある。しかし、この変換処理(シトシンを別の塩基に変換する処理(例えば、亜硫酸水素塩などの塩基を変換する試薬(非メチル化シトシン変換剤)とDNAとを接触させる処理))を行った場合、生体試料中のDNAの多くが化学反応により分解してしまうこととが知られている。
【0004】
生体試料中のDNAを非メチル化シトシン変換剤で処理した後の試料(非メチル化シトシン変換試料)を得た後、DNAのメチル化解析に必要な非メチル化シトシン変換試料中のDNA残存量を、DNAとハイブリダイズするプライマーやプローブ等のオリゴヌクレオチドを用いて確認を行う場合、非メチル化シトシン変換処理前後で鋳型DNAの塩基配列が異なるため、同一のプライマーやプローブを用いることができない。そのため、例えばPCR法を用いて非メチル化シトシン変換処理後のDNAの回収率を確認する際は、処理の前後で異なるプライマーを用い、それぞれのプライマーにおいて検量線を作成する必要があった。このように変換処理前後で異なるプライマーを用いることは、操作を煩雑とし、また結果の正確性を低下させる問題があった。
【非特許文献1】James G.HERMAN et al., Methylation−specific PCR法:A novel PCR法 assay for methylation status of CpG islands, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, Vol.93, pp.9821−9826, September 1996
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、DNAのメチル化を検出するために用いられる、簡便で正確な非メチル化シトシン変換処理後のDNA量の確認方法及びDNAの回収率確認方法、並びにこれらの方法を用いるDNAメチル化検出用キットを提供することを目的とする。
【0006】
更に本発明は、DNAのメチル化検出を行うための生体試料の前処理方法を簡素化することにより、解析時間を短縮することができる調整方法で調整された非メチル化シトシン変換処理後のDNA量の確認方法、及びDNAの回収率確認方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
すなわち、本発明は、
(1)メチル化検出の対象となるDNAの塩基配列におけるシトシンを含まない領域と相補的なオリゴヌクレオチドを用いて、非メチル化シトシン変換試料に含まれるDNA量を測定する工程と、を含む非メチル化シトシン変換処理後のDNA量の確認方法;
(2)メチル化検出の対象となるDNAの塩基配列におけるシトシンを含まない領域と相補的なオリゴヌクレオチドを用いて、生体試料に含まれるDNA量を測定し、第1測定結果を得る工程と、前記生体試料中のDNAを非メチル化シトシン変換剤で処理し、非メチル化シトシン変換試料を得る工程と、前記オリゴヌクレオチドを用いて、前記非メチル化シトシン変換試料に含まれるDNA量を測定し、第2測定結果を得る工程と、前記第1測定結果及び第2測定結果を比較する工程と、を含む非メチル化シトシン変換処理後におけるDNAの回収率確認方法;
(3)前記オリゴヌクレオチドが、プライマー及び/又はプローブである(1)又は(2)に記載の方法;
(4)メチル化検出の対象となるDNAの塩基配列におけるシトシンを含まない領域と相補的なプライマーを用いて、非メチル化シトシン変換試料のDNAを増幅する工程と、前記増幅の結果から、前記非メチル化シトシン変換試料に含まれるDNA量を測定する工程と、を含む非メチル化シトシン変換処理後のDNA量の確認方法;
(5)メチル化検出の対象となるDNAの塩基配列におけるシトシンを含まない領域と相補的なプライマーを用いて、生体試料を使用しDNAを増幅する工程と、前記増幅の結果から、前記生体試料に含まれるDNA量を測定し、第1測定結果を得る工程と、前記生体試料中のDNAを非メチル化シトシン変換剤で処理し、非メチル化シトシン変換試料を得る工程と、前記プライマーを用いて、前記非メチル化シトシン変換試料を使用しDNAを増幅する工程と、前記増幅の結果から、前記非メチル化シトシン変換試料に含まれるDNA量を測定し、第2測定結果を得る工程と、前記第1測定結果及び第2測定結果を比較する工程と、を含む非メチル化シトシン変換処理後におけるDNAの回収率確認方法;
(6)前記DNAを増幅する工程が、PCR法によりDNAを増幅する工程である、(4)又は(5)に記載の方法;
(7)前記生体試料が、界面活性剤を含む溶液及び細胞を含む検体を混合する工程と、物理的処理により、細胞内のDNAを溶液中に遊離させる工程と、遠心分離によって不溶物を沈殿させる工程と、上澄みを分取する工程、によって得られたものである、(1)〜(6)のいずれか1に記載の方法;
(8)前記細胞が腫瘍細胞である(7)に記載の方法;
(9)生体試料中のDNAに含まれる非メチル化シトシンを他の塩基に変換する非メチル化シトシン変換剤と、メチル化特異的PCR用のプライマーと、メチル化検出の対象となるDNAの塩基配列におけるシトシンを含まない領域と相補的なオリゴヌクレオチドと、を備えるDNAのメチル化検出用キット;
(10)前記オリゴヌクレオチドが、プライマー及び/又はプローブである、(9)に記載のメチル化検出用キット;
を提供するものである。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、非メチル化シトシン変換処理後の、DNA量の簡便で正確な確認方法及びDNAの回収率確認方法、並びにこれらの方法を用いるDNAメチル化検出用キットを提供することができる。
【0009】
本発明のDNA量の確認方法、DNAの回収率確認方法及びこれらの方法を用いるDNAメチル化検出用キットは、DNAが精製されておらず、夾雑物のため吸光度によりDNA量が測定できない状態の生体試料、特に細胞を含む生体試料と、当該細胞を可溶化する界面活性剤を含む試料処理液とを混合した生体試料に対し有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
本実施形態における生体試料としては、DNAを含むものであれば特に制限されるものではないが、好ましくは生体のゲノムDNAを含むもの、例えば臨床検体が好ましく、より具体的には、血液、血清、リンパ液、尿、乳頭分泌液、手術や生検により採取した組織などが挙げられ、特に腫瘍細胞を含むものが好ましい。
【0011】
ゲノムDNAは細胞内に存在するため、細胞からゲノムDNAを溶液中に遊離させることが好ましい。例えば、市販のキットでゲノムDNAの抽出・精製を行うことができる。また、細胞を可溶化する界面活性剤を含む試料処理液と、細胞を含む検体とを混合し、物理的処理(攪拌、ホモジナイズ、超音波処理など)を行うことによって、細胞内のDNAを溶液中に遊離させることができる。この場合、物理的処理の後に細胞の破片を遠心分離によって沈殿させ、ゲノムDNAを含む上清を後の変換処理及びメチル化解析に供することができる。このような試料処理液を用いることにより、上記のようなキットによるゲノムDNAの抽出・精製等が不要となり、簡単な遠心操作のみで短時間且つ簡便に生体試料を得ることができる。ここで用いられる界面活性剤は細胞を可溶化することができるものであれば特に限定されないが、コール酸ナトリウムやドデシル硫酸ナトリウム(SDS)などを好適に用いることができる。
【0012】
本実施形態において、非メチル化シトシン変換剤とは、DNAに含まれる非メチル化シトシンを他の塩基に変換する、即ち、非メチル化シトシンを、シトシン以外の塩基(ウラシル、チミン、アデニン又はグアニン)に変換するものである。このような非メチル化シトシン変換剤として、亜硫酸水素塩(バイサルファイト)が好ましく用いられる。亜硫酸水素塩としては、亜硫酸水素のナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩などを用いることができる。これらのうち何れか1つ以上を用いてDNAを処理すると、DNA中の非メチル化シトシンは脱アミノ化によってウラシルへ変換される。一方、上記のような非メチル化シトシン変換剤はDNA中のメチル化シトシンには作用せず、変換は起こらない。この非メチル化シトシン変換剤は、溶媒に溶解し、溶液として用いることが好ましい。
【0013】
非メチル化シトシン変換剤として亜硫酸水素塩を用いる場合、生体試料中のDNAの非メチル化シトシンを充分に変換できる程度であれば添加量は特に限定されないが、例えば、1M以上、好ましくは1〜15M、より好ましくは3〜10Mである。例えば、生体試料に6Mの亜硫酸水素ナトリウムを添加する場合、10〜90分間、50〜80℃でインキュベートすることにより非メチル化シトシンのウラシルへの変換を行うことができる。また、亜硫酸水素塩を低濃度(例えば10Mの亜硫酸水素ナトリウム溶液400μl)で用いる場合は、非メチル化シトシンを充分に変換できる程度の時間及び温度で変換を行えばよい。非メチル化シトシン変換剤は亜硫酸水素塩に限られるものではなく、メチル化シトシンではなく非メチル化シトシンを選択的に他の塩基に変換する他の非メチル化シトシン変換剤を使用することもできる。
【0014】
本実施形態において、非メチル化シトシン変換試料とは、生体試料中のDNAを非メチル化シトシン変換剤で処理せしめることで得られた試料を示し、例えば、生体試料から調製したゲノムDNAを亜硫酸水素塩によって処理したもの等が挙げられる。
【0015】
本実施形態における、メチル化検出の対象となるDNAの塩基配列におけるシトシンを含まない領域としては、塩基配列中にシトシンを含まない領域であれば特に制限されるものではないが、
i)15塩基以上、特に17塩基以上の領域を有するものが好ましく、
ii)塩基配列に好ましくは3塩基以上、特に4塩基以上の連続したグアニンを含まないものが好ましく、
iii)塩基配列に不明な塩基を含まないものが特に好ましい。
【0016】
例えば、ヒト14番染色体上の塩基配列における、具体的なシトシンを含まない領域としては、以下の塩基配列が挙げられる。
配列番号1:TAGAATAGGGAGTAGAGAAAAAGTAGGAAGATGAGTTAGAAGG
配列番号2:ATTGGGATGTGTAAGAGATGAAGGAGAGTTTAGA
配列番号3:AGTGGATTGGATGTGATGTTGGAGAAA
配列番号4:AAAGAGATTGGAGGTAAGAGGGAGA
配列番号5:TAGATTTTGGATGTATGTTTATGTTGAGATGTTGGAG
配列番号6:TGAGATGGAGAAAAGTGATGTTTAGAAGG
【0017】
尚、ヒト染色体DNAの塩基配列は、国立バイオテクノロジー情報センター(NCBI)やカリフォルニア大学サンタクルーズ校(UCSC)等の研究機関のデーターベースで参照することができる。
【0018】
本実施形態において、メチル化検出の対象となるDNAの塩基配列におけるシトシンを含まない領域と相補的なオリゴヌクレオチドとは、メチル化検出の対象となるDNAの塩基配列におけるシトシンを含まない領域と実質的又は完全に相補的なオリゴヌクレオチドを示し、例えば、プライマーやプローブとして用いることができる。
【0019】
尚、実質的に相補的とは、メチル化検出の対象となるDNAの塩基配列と80%以上、好ましくは90%以上、特に好ましくは95%以上相補的であることを示す。
【0020】
本実施形態において、メチル化検出の対象となるDNAの塩基配列におけるシトシンを含まない領域と相補的なオリゴヌクレオチドを用いて、非メチル化シトシン変換試料に含まれるDNA量を測定する方法としては、例えばオリゴヌクレオチドをプライマーやプローブとして用いることで、試料中に含まれるDNA量が測定可能な方法であれば、特に限定されるものではなく、例えば、公知の方法として、
i)オリゴヌクレオチドをプライマーとして用いることにより、試料中のDNAを増幅し、その増幅結果から、試料に含まれるDNA量を測定する方法、
ii)オリゴヌクレオチドを標識プローブとして用いることにより、試料中のDNAとハイブリダイゼーションさせ、DNAとハイブリダイズした標識プローブからのシグナル強度を測定することにより、試料に含まれるDNA量を測定する方法、
等が挙げられ、特にDNAの増幅結果から試料に含まれるDNA量を測定する方法が好ましい。
【0021】
ここで、ハイブリダイゼーションとしては、試料中のDNAと標識プローブをハイブリダイズし、DNAとハイブリダイズした標識プローブからのシグナル強度を測定することができれば、特に制限されるものではないが、例えば、サザンハイブリダイゼーション、アレイハイブリダイゼーション、アフィニティークロマトグラフィー、及びin situハイブリダイゼーション等が挙げられ、特にサザンハイブリダイゼーション及びアレイハイブリダイゼーションが好ましい。
【0022】
また、ハイブリダイゼーションに用いる標識プローブの標識物質としては、公知の標識物質であれば特に制限されるものではないが、例えば、放射性元素、蛍光物質、化学物質、抗原、抗体及び酵素等が挙げられ、より具体的には32P等の放射性元素、FITC(Fluorescence isothiocyanate)やローダミン等の蛍光物質、ジコキシゲニン等のハプテン、アルカリフォスファターゼやペルオキシダーゼ等の酵素、ビオチン等の生化学物質等が挙げられる。これらの標識物質は、公知の方法でプローブに導入することができ、そのための試薬等も広く市販されている。
【0023】
本実施形態において、DNAを増幅する方法としては、プライマーを用いることにより、DNAを増幅する公知の方法であれば、特に制限されるものではないが、例えば、PCR法、LAMP法、ICAN法、SDA法又はTAS法等が挙げられ、特にPCR法が好ましい。
【0024】
本実施形態において、メチル化検出の対象となるDNAの塩基配列におけるシトシンを含まない領域と相補的なプライマーとしては、メチル化検出の対象となるDNAの塩基配列におけるシトシンを含まない領域と実質的又は完全に相補的で、DNAを増幅する工程において、DNA伸長反応を開始できるものであればよく、特に制限されるものではないが、例えば、DNAをPCR法により増幅する場合のプライマーとしては、
i)プライマー塩基配列中のグアニンの存在比率は、好ましくは30%〜70%、特に40%〜60%が好ましく、
ii)プライマーの長さは、好ましくは15mer〜35mer、特に17bp〜30bpが好ましく、
iii)両端のプライマーのTm値の差は、好ましくは5℃以内、特に2℃以内が好ましく、
iv)プライマーの3’末端側の3merがハイブリダイズする領域と完全に相補的であることが好ましく、特に5merが完全に相補的であることが好ましい。
【0025】
具体的なプライマーの塩基配列としては、以下の配列番号7及び配列番号8の塩基配列が挙げられる。
配列番号7:AGGGAGTAGAGAAAAAGTAGGAAGATGAGT
配列番号8:TCCAACATCACATCCAATCCA
配列番号7及び配列番号8で示されるプライマーは、ヒト14番染色体の以下の配列番号9で示される143bpの領域を増幅する。
配列番号9:AGGGAGTAGAGAAAAAGTAGGAAGATGAGTTAGAAGGCTATCATTGGGATGTGTAAGAGATGAAGGA
GAGTTTAGACCAGGGTGATAATGAGTGTGTTGGGAAATAGACGAAGATAGAACAGTGGATTGGATGT
GATGTTGGA
【0026】
配列番号9から明らかなように、配列番号7及び配列番号8のプライマーがハイブリダイズする領域である、AGGGAGTAGAGAAAAAGTAGGAAGATGAGT及びTGGATTGGATGTGATGTTGGAには、シトシンが含まれていない。従って、非メチル化シトシン変換剤により非メチル化シトシンが他の塩基に変換された場合でも、該プライマーがハイブリダイズする領域は影響を受けることがないため、DNAの非メチル化シトシン変換剤の処理の前後で、同一のプライマーを用いて、PCR法が可能となる。
【0027】
このように、非メチル化シトシン変換剤の処理の前後でプライマーを変更する必要が無く、同一のプライマーを用いることが可能なため、DNA量の測定に係る操作が簡便になり、プライマーの取り違い等の誤操作が抑制され、且つ、プライマーの違いによるDNAの増幅効率の変化の無い正確なDNA量の測定が可能となる。
【0028】
尚、PCR法により増幅されるDNAの全長は、好ましくは60bp〜400bp、特に60bp〜200bpが、PCR法の効率の観点から好ましい。
【0029】
本実施形態におけるPCR法としては、メチル化検出の対象となるDNAの塩基配列におけるシトシンを含まない領域と相補的なプライマーを用いて、DNAの増幅が可能なものであれば、特に制限されるものではないが、定量的PCR法が好ましく、特に定量的リアルタイムPCR法が生体試料中のDNA量を正確に測定する観点から好ましい。
【0030】
PCR法によるDNAの増幅結果からDNA量を測定する方法としては、公知の方法を利用すれば良く、特に制限されるものではないが、例えば、
i)同一条件でコントロールと生体試料のPCR法を行った後にアガロース電気泳動を行い、それぞれの増幅されたDNAのバンドのシグナル強度を比較することで、DNA量を測定する方法(アガロース電気泳動法);
ii)SYBRグリーン等の二重鎖DNAと結合した際に蛍光を発するDNA結合色素を利用し、PCR法による蛍光の増加を測定することで、DNA量を測定する方法(SYBRグリーン法);
iii) 増幅領域内に相補的に結合するRNAの蛍光標識プローブを用い、PCR法によりDNAが合成される過程で、RNAの蛍光標識プローブが分解される際に発する蛍光を測定することで、DNA量を測定する方法(蛍光標識プローブ法);
等が挙げられ、これらの方法に使用する試薬や装置等も一般に市販されている。
【0031】
尚、PCR法によるDNAの増幅結果からDNA量を測定する際に、蛍光標識プローブ法を用いる場合、メチル化検出の対象となるDNAの塩基配列におけるシトシンを含まない領域と相補的な蛍光標識プローブを用いることが好ましい。
【0032】
この場合、蛍光標識プローブの長さは、15mer〜50merが好ましく、特に20mer〜40merが好ましい。また、蛍光標識プローブとプライマーのTm値の差は、好ましくは5℃以上10℃以下、特に8℃以上10℃以下が好ましい。
【0033】
具体的な蛍光標識プローブ用の塩基配列としては、以下の配列番号10が挙げられる。
配列番号10:ATTGGGATGTGTAAGAGATGAAGGAGAGTTTAGA
配列番号10で示される蛍光標識プローブ用の塩基配列は、ヒト14番染色体の、上述の配列番号7及び配列番号8のプライマーで増幅される配列番号9で示される143bpの領域にハイブリダイズ可能である。
配列番号9:AGGGAGTAGAGAAAAAGTAGGAAGATGAGTTAGAAGGCTATCATTGGGATGTGTAAGAGATGAAGGA
GAGTTTAGACCAGGGTGATAATGAGTGTGTTGGGAAATAGACGAAGATAGAACAGTGGATTGGATGT
GATGTTGGA
【0034】
また、配列番号9から明らかなように、配列番号10で示される蛍光標識プローブがハイブリダイズする領域である、ATTGGGATGTGTAAGAGATGAAGGAGAGTTTAGAには、シトシンが含まれていない。従って、非メチル化シトシン変換剤により非メチル化シトシンが他の塩基に変換された場合でも、該蛍光標識プローブがハイブリダイズする領域は影響を受けることがないため、DNAの非メチル化シトシン変換剤の処理の前後で、同一の蛍光標識プローブを用いて、蛍光標識プローブ法によるDNA量の測定が可能となる。
【0035】
PCR法以外のLAMP法、ICAN法、SDA法又はTAS法等におけるプライマーの設計及びDNA量の測定も、上述したPCR法の技術内容を加味しつつ、各DNA増幅法に最適なプライマー及びDNA測定方法を公知の手法に従い、適宜選択すれば良い。
【0036】
例えば、LAMP法を用いる場合、プライマーの設計はLAMP法専用プライマー設計支援ソフトウエアPrimerExplorer(栄研化学)を用い、メチル化検出の対象となるDNAの塩基配列におけるシトシンを含まない領域と相補的であることを条件にして、目的とするプライマーを設計することができる。更に、DNA量の測定は、リアルタイム濁度測定装置LA−200(栄研化学)等を用いて容易に測定することができる。
【0037】
本実施形態における、非メチル化シトシン変換処理後のDNA量の確認は、一部の非メチル化シトシン変換試料に含まれるDNA量を測定した結果から、非メチル化シトシン変換試料全体のDNA量を求めることができれば、特に制限されるものではないが、例えば、DNAの測定に使用した試料が、該試料全体の1/10の量であれば、DNA量の測定結果を10倍することで、該試料中のDNAを算出することができる。
【0038】
本実施形態における、非メチル化シトシン変換処理後におけるDNAの回収率確認は、非メチル化シトシン変換剤による処理前に測定された、生体試料に含まれるDNA量の測定結果である第1測定結果と、非メチル化シトシン変換剤による処理後に測定された、非メチル化シトシン変換処理試料に含まれるDNA量の測定結果である第2測定結果から、DNAの回収率を求めることができれば、特に制限されるものではないが、例えば、第1測定結果及び第2測定結果から、生体試料中のDNA量と非メチル化シトシン変換試料中のDNA量を比較することで回収率を計算することができる。
【0039】
尚、本実施形態において生体試料中のDNAの回収率としては、非メチル化シトシン変換剤を添加前の生体試料中のDNA量に対する、非メチル化シトシン変換剤を添加後の非メチル化シトシン変換試料中のDNA量の割合を示すことができれば、特に制限されるものではないが、例えば、生体試料中のDNA量が200ngであり、非メチル化シトシン変換試料中のDNA量が100ngの場合は、回収率は50%となる。
【0040】
本実施形態において、メチル化特異的PCR用のプライマーとは、非メチル化シトシンを他の塩基に変換する非メチル化シトシン変換剤の処理を用いた、DNAのメチル化または非メチル化を検出する為に使用する特異的プライマーを示す。メチル化特異的PCR用のプライマーは公知であり、広く市販もされている。
【0041】
また、メチル化特異的PCR用のプライマーを備える、DNAのメチル化検出用キットも公知であり、これらのDNAのメチル化検出用キットの構成に、本実施形態のメチル化検出の対象となるDNAの塩基配列におけるシトシンを含まない領域と相補的なオリゴヌクレオチドを追加することで、本実施形態のDNAのメチル化検出用キットを構成することもできる。
【0042】
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【実施例1】
【0043】
<定量的リアルタイムPCR法に用いる、プライマー及び蛍光標識プローブの作成>
1)バイサルファイト溶液処理によるDNA配列の変換を生じない配列をゲノム配列の選択
約3×10^9bpのゲノム配列の中からバイサルファイト処理により変換される塩基(シトシン, C)を含まないDNA配列を下記の条件を満たすプログラムを作成しコンピュータを用いて解析した。
ヒトゲノムDNA配列はNCBIのデータベースより入手した。
条件1:Cと不明な塩基を含まない
条件2:17塩基以上である
条件3:4塩基以上連続するGを含まない
【0044】
2)定量的リアルタイムPCR法を行うプライマーの設計
上記の解析により選択したゲノム配列を基に以下の条件を満たす塩基配列を選択し、定量的リアルタイムPCR法に最適なプライマー配列を決定した。
条件4:両端のプライマーを含む増幅されるDNAの塩基配列の全長は60〜150bpの範囲である
条件5:両端のプライマーはTm値の差が2度以内である
条件6:蛍光標識プローブのTm値は、プライマーのTm値より8度以上10度未満高く、何れのTm値も60℃以上である
条件7:Gの割合は40〜60%である
条件8:プライマーは17〜30merである
条件9:蛍光標識プローブは20〜40mer である
【0045】
以上の条件を満たす14番染色体での解析例を以下にしめす。
条件1〜3を満たす14番染色体上のDNA配列は、配列長が17〜533塩基の534888配列が存在した。
534888配列中、Gの割合が30〜70%で、且つ
1塩基(3種類)の配列が6文字以上連続
2塩基(6種類)の配列が3回以上連続
3塩基(24種類)の配列が2回以上連続
4塩基(78種類)の配列が2回以上連続
するものを除去し、プライマーまたは蛍光標識プローブ配列の候補は56846配列となる。
【0046】
更に、両端にプライマー配列をもち、そのプライマー配列の間に1つ以上の蛍光標識プローブの配列を有するDNA配列群のうち、プライマー配列部分を除いたDNA配列長が26(=60−34)塩基以上で、且つ116(=150−34)塩基以下のものを検索した。その結果568組のDNA配列を選択した。
【0047】
選択された568組のうちプローブ配列が20塩基以上(条件9)を満たすのは261組であった。更に、プライマー配列は25塩基以上、蛍光標識プローブ配列は30塩基以上の制限を条件に加え、表1に示される、2組の候補に絞り込んだ。
【0048】
【表1】

この2組の候補からそれぞれについて、上述の条件5〜8を満たす領域のTm値を計算して選択された配列からの条件をみたす配列をプライマーとした。
【0049】
ヒトゲノム配列に存在する配列かつC(シトシン)を含まない配列で増幅産物が143bpになるように以下の配列番号9で示されるDNA配列を増幅する、配列番号7及び配列番号8で示されるプライマーセットを選定した。また、蛍光標識プローブ法によるDNA量の確認のため、配列番号11で示される蛍光標識プローブを選定した。
【0050】
<プライマーセット>
配列番号7:AGGGAGTAGAGAAAAAGTAGGAAGATGAGT
配列番号8:TCCAACATCACATCCAATCCA
【0051】
<増幅対象のDNA配列>
配列番号9:AGGGAGTAGAGAAAAAGTAGGAAGATGAGTTAGAAGGCTATCATTGGGATGTGTAAGAGATGAAGGA
GAGTTTAGACCAGGGTGATAATGAGTGTGTTGGGAAATAGACGAAGATAGAACAGTGGATTGGATGT
GATGTTGGA
【0052】
<蛍光標識プローブ>
配列番号11:FAM-ATTGGGATGTGTAAGAGATGAAGGAGAGTTTAGA-TAMRA
ここで、FAM(5−カルボキシ−フルオレセイン)は蛍光色素であり、TAMRA(6−カルボキシ−テトラメチルローダミン)はクエンチャー(励起エネルギー吸収剤)を示す。
【実施例2】
【0053】
<配列番号7及び配列番号8のプライマーセットを用いた定量的リアルタイムPCR法によるDNA量の測定>
乳癌細胞株MDA 231cells由来ゲノム(2μg)を用いて、400μlの0.3M NaOHを加えて10分間、37℃でインキュベートした。次に、各チューブに10Mの亜硫酸水素ナトリウム溶液400μLを加え、70℃40分間インキュベートした(変換処理)。この亜硫酸水素塩処理された溶液に含まれるDNAを、DNA精製キット(キアゲン社QlAquik(商品名))によりDNAを精製し、生体試料を得た。
【0054】
バイサルファイト処理前サンプル、処理後サンプルを。qPCR法試薬(ロッシュ社)を用いて、配列番号7及び配列番号8のプライマーセットにより定量的リアルタイムPCR法(MX3500P:ストラタジーン社)を行なった。定量的リアルタイムPCR法の条件を以下に示す。
<PCR用溶液>

<PCR法条件>

【0055】
バイサルファイト処理前サンプルの定量的リアルタイムPCR法による検量線の結果を図1に、バイサルファイト処理後サンプルの定量的リアルタイムPCR法による検量線の結果を図2に示す。図1及び図2から明らかなように、バイサルファイト処理の前後いずれにおいても、同一の配列番号7及び配列番号8のプライマーセットを用いて定量的リアルタイムPCR法が可能である。これにより、バイサルファイト処理前後でプライマーセットを変更すること無く、DNA量の確認が可能であることが証明された。
【実施例3】
【0056】
<配列番号7及び配列番号8のプライマーセット、並びに配列番号11のプローブを用いた蛍光標識プローブ法を用いた定量的リアルタイムPCR法によるDNA量の測定>
実施例2と同様の方法で調製したバイサルファイト処理前サンプル、処理後サンプルを、qPCR法試薬(ロッシュ社)を用いて、配列番号7及び配列番号8のプライマーセット、並びに配列番号11の蛍光標識プローブを用い、定量的リアルタイムPCR法(MX3500P:ストラタジーン社)を行なった。定量的リアルタイムPCR法の条件を以下に示す。
<PCR用溶液>

<PCR法条件>

【0057】
バイサルファイト処理前サンプルの定量的リアルタイムPCR法による検量線の結果を図3に、バイサルファイト処理後サンプルの定量的リアルタイムPCR法による検量線の結果を図4に示す。実施例1と同様に、蛍光プローブ法を用いた場合であっても、バイサルファイト処理前後で同一の配列番号7及び配列番号8のプライマーセットで、DNA量の確認が可能であることが証明された。
【実施例4】
【0058】
<配列番号7及び配列番号8のプライマーセット、並びに配列番号12のプローブを用いた蛍光標識プローブ法を用いた定量的リアルタイムPCR法によるDNA量の測定>
下記の配列番号12で示される蛍光標識プローブを用い、実施例3と同様の方法で、蛍光標識プローブ法を用いた定量的リアルタイムPCR法を行った。
【0059】
<蛍光標識プローブ>
配列番号12:FAM-AGGGTGATAATGAGTGTGTTGGGAAATAGA-TAMRA
ここで、FAM(5−カルボキシ−フルオレセイン)は蛍光色素であり、TAMRA(6−カルボキシ−テトラメチルローダミン)はクエンチャー(励起エネルギー吸収剤)を示す。
【0060】
図には示さないが、配列番号12の蛍光標識プローブを用いた場合も、配列番号11の蛍光標識プローブを用いた場合と同様に、バイサルファイト処理前後のサンプルにおいて、定量的リアルタイムPCR法による検量線を作成することができた。これにより、シトシンを含まない領域と相補的な蛍光標識プローブであれば、蛍光標識プローブ法を用いた定量的リアルタイムPCR法において、同一のプライマーセットを用いて、DNA量の確認が可能であることが証明された。








































【図面の簡単な説明】
【0061】
【図1】配列番号7及び配列番号8のプライマーセットを用いたバイサルファイト処理前サンプルの定量的リアルタイムPCR法の検量線の解析を行った結果を示す。
【図2】配列番号7及び配列番号8のプライマーセットを用いたバイサルファイト処理後サンプルの定量的リアルタイムPCR法の検量線の解析を行った結果を示す。
【図3】配列番号7及び配列番号8のプライマーセット、並びに配列番号11のプローブを用いた蛍光標識プローブ法を用いたバイサルファイト処理前サンプルの定量的リアルタイムPCR法の検量線の解析を行った結果を示す。
【図4】配列番号7及び配列番号8のプライマーセット、並びに配列番号11のプローブを用いた蛍光標識プローブ法を用いたバイサルファイト処理後サンプルの定量的リアルタイムPCR法の検量線の解析を行った結果を示す。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
生体試料中のDNAを非メチル化シトシン変換剤で処理し、非メチル化シトシン変換試料を得る工程と、
メチル化検出の対象となるDNAの塩基配列におけるシトシンを含まない領域と相補的なオリゴヌクレオチドを用いて、非メチル化シトシン変換試料に含まれるDNA量を測定する工程と、を含む非メチル化シトシン変換処理後のDNA量の確認方法。
【請求項2】
メチル化検出の対象となるDNAの塩基配列におけるシトシンを含まない領域と相補的なオリゴヌクレオチドを用いて、生体試料に含まれるDNA量を測定し、第1測定結果を得る工程と、
前記生体試料中のDNAを非メチル化シトシン変換剤で処理し、非メチル化シトシン変換試料を得る工程と、
前記オリゴヌクレオチドを用いて、前記非メチル化シトシン変換試料に含まれるDNA量を測定し、第2測定結果を得る工程と、
前記第1測定結果及び第2測定結果を比較する工程と、を含む非メチル化シトシン変換処理後におけるDNAの回収率確認方法。
【請求項3】
前記オリゴヌクレオチドが、プライマー及び/又はプローブである請求項1又は2に記載の方法。
【請求項4】
生体試料中のDNAを非メチル化シトシン変換剤で処理し、非メチル化シトシン変換試料を得る工程と、
メチル化検出の対象となるDNAの塩基配列におけるシトシンを含まない領域と相補的なプライマーを用いて、非メチル化シトシン変換試料のDNAを増幅する工程と、
前記増幅の結果から、前記非メチル化シトシン変換試料に含まれるDNA量を測定する工程と、を含む非メチル化シトシン変換処理後のDNA量の確認方法。
【請求項5】
メチル化検出の対象となるDNAの塩基配列におけるシトシンを含まない領域と相補的なプライマーを用いて、生体試料を使用しDNAを増幅する工程と、
前記増幅の結果から、前記生体試料に含まれるDNA量を測定し、第1測定結果を得る工程と、
前記生体試料中のDNAを非メチル化シトシン変換剤で処理し、非メチル化シトシン変換試料を得る工程と、
前記プライマーを用いて、前記非メチル化シトシン変換試料を使用しDNAを増幅する工程と、
前記増幅の結果から、前記非メチル化シトシン変換試料に含まれるDNA量を測定し、第2測定結果を得る工程と、
前記第1測定結果及び第2測定結果を比較する工程と、を含む非メチル化シトシン変換処理後におけるDNAの回収率確認方法。
【請求項6】
前記DNAを増幅する工程が、PCR法によりDNAを増幅する工程である、請求項4又は5に記載の方法。
【請求項7】
前記生体試料が、界面活性剤を含む溶液及び細胞を含む検体を混合する工程と、
物理的処理により、細胞内のDNAを溶液中に遊離させる工程と、
遠心分離によって不溶物を沈殿させる工程と、
上澄みを分取する工程、によって得られたものである、請求項1〜6のいずれか1に記載の方法。
【請求項8】
前記細胞が腫瘍細胞である請求項7に記載の方法。
【請求項9】
生体試料中のDNAに含まれる非メチル化シトシンを他の塩基に変換する非メチル化シトシン変換剤と、
メチル化特異的PCR用のプライマーと、
メチル化検出の対象となるDNAの塩基配列におけるシトシンを含まない領域と相補的なオリゴヌクレオチドと、を備えるDNAのメチル化検出用キット。
【請求項10】
前記オリゴヌクレオチドが、プライマー及び/又はプローブである、請求項9に記載のメチル化検出用キット。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate


【公開番号】特開2008−136404(P2008−136404A)
【公開日】平成20年6月19日(2008.6.19)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−324980(P2006−324980)
【出願日】平成18年11月30日(2006.11.30)
【出願人】(390014960)シスメックス株式会社 (810)
【Fターム(参考)】