JP6103866B2 - 大腸ガン検出方法、診断用キット及びdnaチップ - Google Patents
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本発明は、以下の特徴を有する。
本発明は、第一の態様において、大腸ガン患者の便中に発現する遺伝子であるCEBPB、FCGR3A、PFKFB3、IL8ならびにSOD2の5種すべての遺伝子の被験者由来の便中における発現量をin vitroで測定することを含む、大腸ガンの検出方法を提供する。
(2)FCGR3A遺伝子を検出するための、(a)配列番号2で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチド、その変異体、その誘導体、又はその18以上の連続した塩基を含むポリヌクレオチド断片、(b)配列番号2で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列を含むポリヌクレオチド、又は(c)前記(a)又は(b)のいずれかのポリヌクレオチドとストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチド又はその18以上の連続した塩基を含むポリヌクレオチド断片
(3)PFKFB3遺伝子を検出するための、(a)配列番号3で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチド、その変異体、その誘導体、又はその18以上の連続した塩基を含むポリヌクレオチド断片、(b)配列番号3で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列を含むポリヌクレオチド、又は(c)前記(a)又は(b)のいずれかのポリヌクレオチドとストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチド又はその18以上の連続した塩基を含むポリヌクレオチド断片
(4)IL8遺伝子を検出するための、(a)配列番号4で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチド、その変異体、その誘導体、又はその18以上の連続した塩基を含むポリヌクレオチド断片、(b)配列番号4で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列を含むポリヌクレオチド、又は(c)前記(a)又は(b)のいずれかのポリヌクレオチドとストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチド又はその18以上の連続した塩基を含むポリヌクレオチド断片
(5)SOD2遺伝子を検出するための、(a)配列番号5で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチド、その変異体、その誘導体、又はその18以上の連続した塩基を含むポリヌクレオチド断片、(b)配列番号5で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列を含むポリヌクレオチド、又は(c)前記(a)又は(b)のいずれかのポリヌクレオチドとストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチド又はその18以上の連続した塩基を含むポリヌクレオチド断片
(2)FCGR3A遺伝子を検出するための、(a)配列番号2で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチド、その変異体、その誘導体、又はその18以上の連続した塩基を含むポリヌクレオチド断片、(b)配列番号2で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列を含むポリヌクレオチド、又は(c)前記(a)又は(b)のいずれかのポリヌクレオチドとストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチド又はその18以上の連続した塩基を含むポリヌクレオチド断片
(3)PFKFB3遺伝子を検出するための、(a)配列番号3で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチド、その変異体、その誘導体、又はその18以上の連続した塩基を含むポリヌクレオチド断片、(b)配列番号3で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列を含むポリヌクレオチド、又は(c)前記(a)又は(b)のいずれかのポリヌクレオチドとストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチド又はその18以上の連続した塩基を含むポリヌクレオチド断片
(4)IL8遺伝子を検出するための、(a)配列番号4で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチド、その変異体、その誘導体、又はその18以上の連続した塩基を含むポリヌクレオチド断片、(b)配列番号4で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列を含むポリヌクレオチド、又は(c)前記(a)又は(b)のいずれかのポリヌクレオチドとストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチド又はその18以上の連続した塩基を含むポリヌクレオチド断片
(5)SOD2遺伝子を検出するための、(a)配列番号5で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチド、その変異体、その誘導体、又はその18以上の連続した塩基を含むポリヌクレオチド断片、(b)配列番号5で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列を含むポリヌクレオチド、又は(c)前記(a)又は(b)のいずれかのポリヌクレオチドとストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチド又はその18以上の連続した塩基を含むポリヌクレオチド断片
(2)FCGR3A遺伝子を検出するための、(a)配列番号2で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチド、その変異体、その誘導体、又はその18以上の連続した塩基を含むポリヌクレオチド断片、(b)配列番号2で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列を含むポリヌクレオチド、又は(c)前記(a)又は(b)のいずれかのポリヌクレオチドとストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチド又はその18以上の連続した塩基を含むポリヌクレオチド断片
(3)PFKFB3遺伝子を検出するための、(a)配列番号3で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチド、その変異体、その誘導体、又はその18以上の連続した塩基を含むポリヌクレオチド断片、(b)配列番号3で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列を含むポリヌクレオチド、又は(c)前記(a)又は(b)のいずれかのポリヌクレオチドとストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチド又はその18以上の連続した塩基を含むポリヌクレオチド断片
(4)IL8遺伝子を検出するための、(a)配列番号4で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチド、その変異体、その誘導体、又はその18以上の連続した塩基を含むポリヌクレオチド断片、(b)配列番号4で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列を含むポリヌクレオチド、又は(c)前記(a)又は(b)のいずれかのポリヌクレオチドとストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチド又はその18以上の連続した塩基を含むポリヌクレオチド断片
(5)SOD2遺伝子を検出するための、(a)配列番号5で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチド、その変異体、その誘導体、又はその18以上の連続した塩基を含むポリヌクレオチド断片、(b)配列番号5で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列を含むポリヌクレオチド、又は(c)前記(a)又は(b)のいずれかのポリヌクレオチドとストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチド又はその18以上の連続した塩基を含むポリヌクレオチド断片
(2)FCGR3A遺伝子を検出するための、(a)配列番号2で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチド、その変異体、その誘導体、又はその18以上の連続した塩基を含むポリヌクレオチド断片、(b)配列番号2で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列を含むポリヌクレオチド、又は(c)前記(a)又は(b)のいずれかのポリヌクレオチドとストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチド又はその18以上の連続した塩基を含むポリヌクレオチド断片
(3)PFKFB3遺伝子を検出するための、(a)配列番号3で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチド、その変異体、その誘導体、又はその18以上の連続した塩基を含むポリヌクレオチド断片、(b)配列番号3で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列を含むポリヌクレオチド、又は(c)前記(a)又は(b)のいずれかのポリヌクレオチドとストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチド又はその18以上の連続した塩基を含むポリヌクレオチド断片
(4)IL8遺伝子を検出するための、(a)配列番号4で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチド、その変異体、その誘導体、又はその18以上の連続した塩基を含むポリヌクレオチド断片、(b)配列番号4で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列を含むポリヌクレオチド、又は(c)前記(a)又は(b)のいずれかのポリヌクレオチドとストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチド又はその18以上の連続した塩基を含むポリヌクレオチド断片
(5)SOD2遺伝子を検出するための、(a)配列番号5で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチド、その変異体、その誘導体、又はその18以上の連続した塩基を含むポリヌクレオチド断片、(b)配列番号5で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列を含むポリヌクレオチド、又は(c)前記(a)又は(b)のいずれかのポリヌクレオチドとストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチド又はその18以上の連続した塩基を含むポリヌクレオチド断片
本明細書中で使用する用語は、以下の定義を有する。
ヌクレオチド、ポリヌクレオチド、DNA、RNAなどの略号による表示は、「塩基配列又はアミノ酸配列を含む明細書等の作成のためのガイドライン」(日本国特許庁編)及び当技術分野における慣用に従うものとする。
本明細書において、「精度」は(「大腸ガン患者を大腸ガン患者と正しく判別した回数」と「非大腸ガン患者を正しく非大腸ガン患者と判別した回数」の和)/(全症例数)を意味する。精度は全検体に対しての判別結果が正しかった割合を示しており、診断性能を評価する第一の指標となる。
1.大腸ガンの標的遺伝子
本発明の上記定義の大腸ガン診断用ポリヌクレオチド及びキットを使用して大腸ガン又は大腸ガン細胞の存在及び/又は不存在を決定又は評価するための大腸ガンマーカーとしての標的遺伝子には、例えば、配列番号1〜5で表される塩基配列を含むヒト遺伝子(すなわち、それぞれ、CEBPB、FCGR3A、PFKFB3、IL8、SOD2)、それらの同族体、それらの転写産物、あるいはそれらの変異体又は誘導体が含まれる。ここで、遺伝子、同族体、転写産物、変異体及び誘導体は、上記定義のとおりである。好ましい標的遺伝子は、配列番号1〜5で表される塩基配列を含むヒト遺伝子、それらの転写産物、より好ましくは該転写産物、すなわちmRNA、その前駆体mRNAである。
2.1核酸
本発明において、大腸ガンを検出又は検査するための、あるいは大腸ガンを診断するために使用可能なポリヌクレオチドは、大腸ガンの標的遺伝子としての、ヒト由来のCEBPB、FCGR3A、PFKFB3、IL8、SOD2、それらの同族体、それらの転写産物あるいはそれらの変異体又は誘導体の存在、発現レベル又は存在量を定性的及び/又は定量的に測定することを可能にする。
(1)配列番号1〜5および配列番号6〜10で表される塩基配列、あるいは該塩基配列においてtがuである塩基配列、からなるポリヌクレオチド群、それらの変異体、それらの誘導体、又は18以上の連続した塩基を含むそれらの断片。
(2)配列番号1〜5および配列番号6〜10で表される塩基配列、あるいは該塩基配列においてtがuである塩基配列、を含むポリヌクレオチド群。
(3)配列番号1〜5および配列番号6〜10で表される塩基配列、あるいは該塩基配列においてtがuである塩基配列、からなるポリヌクレオチド群、それらの変異体、又は18以上の連続した塩基を含むそれらの断片。
(4)配列番号1〜5および配列番号6〜10で表される塩基配列、あるいは該塩基配列においてtがuである塩基配列、を含むポリヌクレオチド群。
(5)配列番号1〜5および配列番号6〜10で表される塩基配列、あるいは該塩基配列においてtがuである塩基配列、に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチド群、それらの変異体、それらの誘導体、又は18以上の連続した塩基を含むそれらの断片。
(6)配列番号1〜5および配列番号6〜10で表される塩基配列、あるいは該塩基配列においてtがuである塩基配列、に相補的な塩基配列を含むポリヌクレオチド群。
(7)配列番号1〜5および配列番号6〜10で表される塩基配列の各々と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチド群、又は18以上の連続した塩基を含むそれらの断片。
(8)配列番号1〜5および配列番号6〜10で表される塩基配列においてtがuである塩基配列の各々からなるDNAとストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチド群、又は18以上の連続した塩基を含むそれらの断片。
本発明はまた、本発明の診断用ポリヌクレオチド、その変異体、その誘導体、及び/又はその断片の1つ又は複数を含む大腸ガン診断(検出)用キットを提供する。ここで、変異体及び誘導体は上で定義されたものを含む。
(1)配列番号1〜5および配列番号6〜10で表される塩基配列においてtがuである塩基配列又はその相補的配列において、18以上の連続した塩基を含むDNA。
(2)配列番号1〜5および配列番号6〜10で表される塩基配列においてtがuである塩基配列又はその相補的配列において、60以上の連続した塩基を含むDNA。
(3)配列番号1〜5および配列番号6〜10で表される塩基配列においてtがuである塩基配列又はその相補的配列において、それぞれ60以上の連続した塩基を含むDNA。
本発明はさらに、本発明の診断用ポリヌクレオチド及び/又はキットに含まれるものと同じポリヌクレオチド(或いは、上記の2.1節の診断用ポリヌクレオチド及び/又は3節のキットに記載されたポリヌクレオチド)、変異体、誘導体、断片及びそれらの組み合わせを含む大腸ガン診断用DNAチップを提供する。
(1)配列番号1〜5および配列番号6〜10で表される塩基配列、もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列、からなるポリヌクレオチド群、それらの変異体、それらの誘導体、又は18以上の連続した塩基を含むそれらの断片。
(2)配列番号1〜5および配列番号6〜10で表される塩基配列、もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列、を含むポリヌクレオチド群。
(3)配列番号1〜5および配列番号6〜10で表される塩基配列、もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列、からなるポリヌクレオチド群、それらの変異体、それらの誘導体、又は18以上の連続した塩基を含むそれらの断片。
(4)配列番号1〜5および配列番号6〜10で表される塩基配列、もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列、を含むポリヌクレオチド群、それらの変異体、それらの誘導体、又は18以上の連続した塩基を含むそれらの断片。
(5)配列番号1〜5および配列番号6〜10で表される塩基配列、もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列、に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチド群、それらの変異体、それらの誘導体、又は18以上の連続した塩基を含むそれらの断片。
(6)配列番号1〜5および配列番号6〜10で表される塩基配列、もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列、に相補的な塩基配列を含むポリヌクレオチド群。
(7)配列番号1〜5および配列番号6〜10で表される塩基配列においてtがuである塩基配列の各々と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチド群、又は18以上の連続した塩基を含むそれらの断片。
(8)配列番号1〜5および配列番号6〜10で表される塩基配列においてtがuである塩基配列の各々からなるDNAとストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチド群、又は18以上の連続した塩基を含むそれらの断片。
(9)配列番号1〜5および配列番号6〜10で表される塩基配列、もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列、又はその相補的配列の各々において、18以上の連続した塩基を含むポリヌクレオチド。
(10)配列番号1〜5および配列番号6〜10で表される塩基配列、もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列、又はその相補的配列の各々において、60以上の連続した塩基を含むポリヌクレオチド。
本発明は、本発明の診断用ポリヌクレオチド、キット、DNAチップ、又はそれらの組み合わせを用いて、検体試料中に大腸ガン由来の遺伝子が含まれるかどうかをin vitroで検出、検査又は評価する方法であって、大腸ガン患者および非大腸ガン患者から採取した大便等の検体試料を用いて、試料中の発現遺伝子量を比較して、該検体試料中の標的遺伝子の発現量が増加/低下している場合、該検体試料中に大腸ガン由来の遺伝子が存在すると決定又は評価することを含み、ここで、該標的遺伝子が該診断用ポリヌクレオチド、キット又はDNAチップに含まれるポリヌクレオチド、その変異体又はその断片によって検出可能なものである、方法を提供する。
(a)被験者由来の検体試料を、本発明の診断用ポリヌクレオチド、キット又はDNAチップのポリヌクレオチドと接触させる工程、
(b)生体試料中の標的遺伝子の発現レベルを、上記ポリヌクレオチドをプローブとして用いて測定する工程、
(c)(b)の結果をもとに、該検体試料中の大腸ガン(細胞)の存在又は不存在を決定又は評価する工程、
を含むことができる。
(a) 被験者の生体試料から調製されたRNA又はそれから転写された相補的ポリヌクレオチド(cDNA)又はそれから増幅されたRNA(aRNA)を、本発明の診断用ポリヌクレオチド、キット又はDNAチップのポリヌクレオチドと結合させる工程、
(b) 該ポリヌクレオチドに結合した生体試料由来のRNA又は該RNAから転写された相補的ポリヌクレオチドを、上記ポリヌクレオチドをプローブとして用いて測定する工程、
(c) 上記(b)の測定結果に基づいて、大腸ガン(由来の遺伝子)の存在又は不存在を決定又は評価する工程、
を含むことができる。
(a)大腸ガン患者由来の大腸ガン由来遺伝子を含む組織及び/又は非大腸ガン患者由来の大腸ガン由来遺伝子を含まない組織であることが既知の生体試料中の標的遺伝子の発現量を、本発明による診断(検出)用ポリヌクレオチド、キット又はDNAチップを用いて測定する工程、
(b)(a)で測定された発現量の測定値を、下記の数1〜数3の式に代入して、SVMと呼ばれる判別式を作成する工程、
(c)被験者由来の検体試料中の該標的遺伝子の発現量を、本発明による診断(検出)用ポリヌクレオチド、キット又はDNAチップを用いて測定し、(b)で作成した判別式にそれらを代入して、得られた結果に基づいて検体試料が大腸ガン由来遺伝子を含むこと及び/又は含まないことを決定又は評価する工程、
を含むことができる。
(1)配列番号1〜5および配列番号6〜10で表される塩基配列又はその相補的配列において、18以上の連続した塩基を含むDNAのいずれかによって測定される大腸ガン患者もしくは非大腸ガン患者の大便における遺伝子発現量。
(2)配列番号1〜5および配列番号6〜10で表される塩基配列又はその相補的配列において、18以上の連続した塩基を含むDNAの塩基配列又はその相補的配列においてそれぞれ60以上の連続した塩基を含むDNAのいずれかによって測定される大腸ガン患者もしくは非大腸ガン患者の大便における遺伝子発現量。
まず全被験者を大腸ガン患者と非大腸ガン患者の2群に群分けする。被験者が大腸ガン患者である、もしくは非大腸ガン患者であると判断する基準としては、例えば大腸内視鏡検査等の精密検査を用いることができる。
1.試料の採取
インフォームドコンセントを得た大腸内視鏡検査の診断結果がDuke’s stage Aが15例、stage Bが18例、stage Cが15例、stage Dが5例、計53例の大腸ガン患者及び61例の非大腸ガン患者の合計114例の被験者から大大便0.5gを得た。得られた大便は、ただちにRNAlater(登録商標) Solutions(Life technologies社)10mlを加え、4℃で保存してRNA分解を抑制した。
試料として上の「1」で得た、RNAlater(登録商標) Solutionsで保存した大腸ガン患者53例および非大腸ガン患者61例の被験者の大便に対し、RNeasy mini kit(QIAGEN社)を用いて精製し、total RNAを得た。操作は基本的に同社の定める手順に従ったが、具体的にはBuffer RLT 2mlとβ―mercaptoethanol 20μlを混合し、RNAlater(登録商標) Solutionsから取り出した大便に加えてボルテックスによりホモジェナイズした後、キットに添付されたカラムによってtotal RNAを精製した。
上の「2」で得たtotal RNAからTargetAmp(登録商標) 1−Round Aminoallyl−aRNA Amplification Kit 101(Epicentre(登録商標) Biotechnologies)を用いて、同社の定める手順に従ってアミノアリル標識アンチセンスRNAを得た。
上の「3」で得た大腸ガン患者53検体、もしくは非大腸ガン患者61検体の合計114検体の大便由来のtotal RNAから検出されたmRNAの遺伝子発現量を、大腸ガン患者群と非大腸ガン患者群で比較して、大腸ガン判別用遺伝子を決定し、その遺伝子を用いた場合の大腸ガン患者もしくは非大腸ガン患者の判別結果をR言語2.13.2(R Development Core Team (2011). R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, URL http://www.R−project.org/.)およびe1071パッケージ1.6(Evgenia Dimitriadou, Kurt Hornik, Friedrich Leisch, David Meyer and Andreas Weingessel (2011). , TU Wien. R package version 1.6.)を用いて算出した。すなわち、図1に示すSplit−sample法に従い、まず上の「3」で得た53検体の大腸ガン患者群と61検体の非大腸ガン患者群を、大腸ガン患者41検体(Duke’s stage Aが11例、stage Bが14例、stage Cが11例、stage Dが5例)と非大腸ガン患者54検体からなる学習セット、大腸ガン患者12検体(Duke’s stage Aが4例、stage Bが4例、stage Cが4例)と非大腸ガン患者7検体からなるテストセットに分けた。学習セットをquantile normalizationで正規化し(Bolstad, B. M.ら、2003年、Bioinformatics、19巻、p185−193)、その際の遺伝子の遺伝子発現量における順位に対応する遺伝子平均発現量を用いてテストセットのquantile normalizationを行った。学習セット中の20%の検体(19検体)において、2の6乗以上の遺伝子発現量を有する遺伝子のみを選び出した、さらに学習セットで選択された遺伝子に対応する遺伝子のみをテストセットから選び出した。学習セットにおいて大腸ガン患者群の遺伝子発現量と非大腸ガン患者群の遺伝子発現量の間で、各々の遺伝子発現量についてWilcoxon検定による2群の差の検定を行いP値の算出およびボンフェローニ補正を行い、学習セット中の各遺伝子の大腸ガン患者群と非大腸ガン患者群を判別する性能の高さを示す順位を算出した(表1)。学習セットにおいてWilcoxon検定から得たP値が小さい順の遺伝子の遺伝子発現量を順次SVM(数1〜数3)に入力して判別式を作成し、この判別式を用いてテストセットの判別を行った。SVMはA Practical Guide to Support Vector Classi cation(Chih−Wei Hsuら、http://www.csie.ntu.edu.tw/〜cjlin/papers/guide/guide.pdf)に従いone−class SVMおよびRBF kernelを使用し、学習セットでパラメータνおよびγの最適化を行ってテストセットを判別し、その結果の精度、感度および特異度を算出した。
上記判別スコアリングシステムの結果、ランキングが上位1番目〜5番目の遺伝子としてそれぞれ配列番号1〜5で表されるCEBPB、FCGR3A、PFKFB3、IL8ならびにSOD2遺伝子を見出した。さらに、これらの遺伝子に対応するプローブとして、配列番号1〜5のポリヌクレオチド配列の部分配列である、それぞれ配列番号6〜10のポリヌクレオチドによって測定したすべての遺伝子発現量を用いた場合に、大腸ガン患者41検体の大便と非大腸ガン患者54検体の大便からなる学習セットに対して精度が83.2%、感度が78.0%、特異度が87.0%となり、精度と感度が最高になる最小の遺伝子セット(表2の「配列番号1+2+3+4+5」)となることを見出した。
上記の大腸ガン患者12検体(Duke’s stage Aが4例、stage Bが4例、stage Cが4例)と非大腸ガン患者7検体からなるテストセットに対して、上で構築したSVMによる判別式の結果と便潜血検査法との精度、感度、特異度を比較した。便潜血検査の診断結果は精度が76.2%、感度が64.3%、特異度が100%であり、本発明の大腸ガン検出方法(配列番号1+2+3+4+5の「DNAチップ」)の方が、便潜血検査よりも精度は約10%、感度は約20%も高いことがわかった。
配列番号1〜5で表される遺伝子に対応するプローブとして、配列番号6〜10のポリヌクレオチドによって測定した5種すべての遺伝子発現量を用いた場合の判別結果と、1〜4種の遺伝子発現量を組み合わせた判別結果を比較し、5種すべての遺伝子(「配列番号1+2+3+4+5」)の遺伝子発現量を用いることの優位性を評価した。
Claims (11)
- 被検者由来の便中におけるCEBPB遺伝子、FCGR3A遺伝子、PFKFB3遺伝子、IL8遺伝子及びSOD2遺伝子の発現量をin vitroで測定することを含む、大腸ガンの検出を補助する方法。
- 前記遺伝子の発現を特異的に検出するための核酸プローブを用いて行われる、請求項1に記載の大腸ガンの検出を補助する方法。
- 前記核酸プローブが以下の(1)〜(5)の5種のポリヌクレオチドである、請求項2に記載の大腸ガンの検出を補助する方法。
(1)CEBPB遺伝子を検出するための、(a)配列番号1で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチド、又はその18以上100以下の連続した塩基を含むポリヌクレオチド断片、(b)配列番号1で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列を含むポリヌクレオチド、又は(c)前記(a)又は(b)のいずれかのポリヌクレオチドとストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチド
(2)FCGR3A遺伝子を検出するための、(a)配列番号2で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチド、又はその18以上100以下の連続した塩基を含むポリヌクレオチド断片、(b)配列番号2で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列を含むポリヌクレオチド、又は(c)前記(a)又は(b)のいずれかのポリヌクレオチドとストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチド
(3)PFKFB3遺伝子を検出するための、(a)配列番号3で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチド、又はその18以上100以下の連続した塩基を含むポリヌクレオチド断片、(b)配列番号3で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列を含むポリヌクレオチド、又は(c)前記(a)又は(b)のいずれかのポリヌクレオチドとストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチド
(4)IL8遺伝子を検出するための、(a)配列番号4で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチド、又はその18以上100以下の連続した塩基を含むポリヌクレオチド断片、(b)配列番号4で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列を含むポリヌクレオチド、又は(c)前記(a)又は(b)のいずれかのポリヌクレオチドとストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチド
(5)SOD2遺伝子を検出するための、(a)配列番号5で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチド、又はその18以上100以下の連続した塩基を含むポリヌクレオチド断片、(b)配列番号5で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列を含むポリヌクレオチド、又は(c)前記(a)又は(b)のいずれかのポリヌクレオチドとストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチド - 前記核酸プローブが、配列番号6〜10で表される塩基配列からなる5種のポリヌクレオチドである、請求項2に記載の大腸ガンの検出を補助する方法。
- CEBPB遺伝子、FCGR3A遺伝子、PFKFB3遺伝子、IL8遺伝子及びSOD2遺伝子が、それぞれ配列番号1〜5で表される塩基配列を有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の大腸ガンの検出を補助する方法。
- 以下の(1)〜(5)の5種のポリヌクレオチドを含む核酸プローブを用いて、大腸ガン患者由来の検体試料であることまたは非大腸ガン患者由来の検体試料であることが既知の複数の便中の標的遺伝子の発現量をin vitroで測定する第1の工程、前記第1の工程で得られた該標的遺伝子の発現量の測定値を教師とした判別式(SVM)を作成する第2の工程、被験者由来の便中の該標的遺伝子の発現量を第1の工程と同様にin vitroで測定する第3の工程、前記第2の工程で得られた判別式に第3の工程で得られた該標的遺伝子の発現量の測定値を代入し、該判別式から得られた結果に基づいて、被験者由来の便中に大腸ガン由来の標的遺伝子が存在していること、または大腸ガン由来の標的遺伝子が存在していないことを決定又は評価する第4の工程を含む、大腸ガンの検出方法。
(1)CEBPB遺伝子を検出するための、(a)配列番号1で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチド、又はその18以上100以下の連続した塩基を含むポリヌクレオチド断片、(b)配列番号1で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列を含むポリヌクレオチド、又は(c)前記(a)又は(b)のいずれかのポリヌクレオチドとストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチド
(2)FCGR3A遺伝子を検出するための、(a)配列番号2で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチド、又はその18以上100以下の連続した塩基を含むポリヌクレオチド断片、(b)配列番号2で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列を含むポリヌクレオチド、又は(c)前記(a)又は(b)のいずれかのポリヌクレオチドとストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチド
(3)PFKFB3遺伝子を検出するための、(a)配列番号3で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチド、又はその18以上100以下の連続した塩基を含むポリヌクレオチド断片、(b)配列番号3で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列を含むポリヌクレオチド、又は(c)前記(a)又は(b)のいずれかのポリヌクレオチドとストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチド
(4)IL8遺伝子を検出するための、(a)配列番号4で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチド、又はその18以上100以下の連続した塩基を含むポリヌクレオチド断片、(b)配列番号4で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列を含むポリヌクレオチド、又は(c)前記(a)又は(b)のいずれかのポリヌクレオチドとストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチド
(5)SOD2遺伝子を検出するための、(a)配列番号5で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチド、又はその18以上100以下の連続した塩基を含むポリヌクレオチド断片、(b)配列番号5で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列を含むポリヌクレオチド、又は(c)前記(a)又は(b)のいずれかのポリヌクレオチドとストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチド - 前記核酸プローブが、配列番号6〜10で表される塩基配列からなる5種のポリヌクレオチドである、請求項6に記載の大腸ガンの検出方法。
- 以下の(1)〜(5)の5種のポリヌクレオチドを含む核酸プローブを含む、検体試料として便を用いる大腸ガン診断用キット。
(1)CEBPB遺伝子を検出するための、(a)配列番号1で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチド、又はその18以上100以下の連続した塩基を含むポリヌクレオチド断片、(b)配列番号1で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列を含むポリヌクレオチド、又は(c)前記(a)又は(b)のいずれかのポリヌクレオチドとストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチド
(2)FCGR3A遺伝子を検出するための、(a)配列番号2で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチド、又はその18以上100以下の連続した塩基を含むポリヌクレオチド断片、(b)配列番号2で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列を含むポリヌクレオチド、又は(c)前記(a)又は(b)のいずれかのポリヌクレオチドとストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチド
(3)PFKFB3遺伝子を検出するための、(a)配列番号3で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチド、又はその18以上100以下の連続した塩基を含むポリヌクレオチド断片、(b)配列番号3で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列を含むポリヌクレオチド、又は(c)前記(a)又は(b)のいずれかのポリヌクレオチドとストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチド
(4)IL8遺伝子を検出するための、(a)配列番号4で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチド、又はその18以上100以下の連続した塩基を含むポリヌクレオチド断片、(b)配列番号4で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列を含むポリヌクレオチド、又は(c)前記(a)又は(b)のいずれかのポリヌクレオチドとストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチド
(5)SOD2遺伝子を検出するための、(a)配列番号5で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチド、又はその18以上100以下の連続した塩基を含むポリヌクレオチド断片、(b)配列番号5で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列を含むポリヌクレオチド、又は(c)前記(a)又は(b)のいずれかのポリヌクレオチドとストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチド - 前記核酸プローブが、配列番号6〜10で表される塩基配列からなる5種のポリヌクレオチドである、請求項8に記載の大腸ガン診断用キット。
- 以下の(1)〜(5)の5種のポリヌクレオチドを含む核酸プローブを含む、検体試料として便を用いる大腸ガン診断用DNAチップ。
(1)CEBPB遺伝子を検出するための、(a)配列番号1で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチド、又はその18以上100以下の連続した塩基を含むポリヌクレオチド断片、(b)配列番号1で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列を含むポリヌクレオチド、又は(c)前記(a)又は(b)のいずれかのポリヌクレオチドとストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチド
(2)FCGR3A遺伝子を検出するための、(a)配列番号2で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチド、又はその18以上100以下の連続した塩基を含むポリヌクレオチド断片、(b)配列番号2で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列を含むポリヌクレオチド、又は(c)前記(a)又は(b)のいずれかのポリヌクレオチドとストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチド
(3)PFKFB3遺伝子を検出するための、(a)配列番号3で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチド、又はその18以上100以下の連続した塩基を含むポリヌクレオチド断片、(b)配列番号3で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列を含むポリヌクレオチド、又は(c)前記(a)又は(b)のいずれかのポリヌクレオチドとストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチド
(4)IL8遺伝子を検出するための、(a)配列番号4で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチド、又はその18以上100以下の連続した塩基を含むポリヌクレオチド断片、(b)配列番号4で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列を含むポリヌクレオチド、又は(c)前記(a)又は(b)のいずれかのポリヌクレオチドとストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチド
(5)SOD2遺伝子を検出するための、(a)配列番号5で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチド、又はその18以上100以下の連続した塩基を含むポリヌクレオチド断片、(b)配列番号5で表される塩基配列もしくは該塩基配列においてtがuである塩基配列又はこれら塩基配列に相補的な塩基配列を含むポリヌクレオチド、又は(c)前記(a)又は(b)のいずれかのポリヌクレオチドとストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチド - 前記核酸プローブが、配列番号6〜10で表される塩基配列からなる5種のポリヌクレオチドである、請求項10に記載の大腸ガン診断用DNAチップ。
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