JP2009210355A - Lung adenocarcinoma convalescence diagnostic marker - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、肺腺癌の再発予測方法に関する。さらに詳しくは、肺腺癌の再発に関連するタンパク質を検出する工程を含む肺腺癌の再発予測方法、ならびに該タンパク質の抗体を含有する肺腺癌再発予測用キットに関する。 The present invention relates to a method for predicting recurrence of lung adenocarcinoma. More specifically, the present invention relates to a method for predicting recurrence of lung adenocarcinoma including a step of detecting a protein associated with recurrence of lung adenocarcinoma, and a kit for predicting recurrence of lung adenocarcinoma containing an antibody of the protein.
肺癌は、日本国内においては年間約5万人程度が死亡し、癌の死亡症例数としては、男性では1位、女性では胃がんに次いで2位の、完治が非常に困難な疾患である。肺癌は、大きく分けて小細胞癌と非小細胞癌に分類され、後者はさらに腺癌(以下、肺腺癌という)、扁平上皮癌、大細胞癌、腺扁平上皮癌などの組織型に分類される。これらのうち、症例数として最も多いのが肺腺癌であるが、一般にこの型の癌は特に再発例が多く、たとえ早期ステージのI期で外科的治療を実施しても肺、あるいは他の臓器への転移を認め、死亡するケースが多いのが特徴である。従って、肺癌の治療成績を上げるには、肺腺癌患者において予後の良、不良を見極めることが非常に重要となる。 About 50,000 lung cancers die annually in Japan, and the number of cancer deaths is the first in men and second in women after stomach cancer, and is a very difficult disease to cure completely. Lung cancer is roughly classified into small cell cancer and non-small cell cancer, and the latter is further classified into tissue types such as adenocarcinoma (hereinafter referred to as lung adenocarcinoma), squamous cell carcinoma, large cell carcinoma, and adenosquamous carcinoma. Is done. Of these, the most common case is lung adenocarcinoma, but in general this type of cancer is particularly recurrent, and even if surgical treatment is performed in the early stage I, the lung or other It is characterized by metastasis to organs and death in many cases. Therefore, in order to improve the treatment results of lung cancer, it is very important to determine good or bad prognosis in lung adenocarcinoma patients.
臨床における肺腺癌の診断は、主として画像診断を中心とした方法(胸部レントゲン検査、CT検査、PET検査等)にて発見された肺癌について、気管支鏡検査での病巣部組織採取による生検、あるいは穿刺吸引細胞診により組織型等を詳細に調べるのが一般的である。また、血清を試料とした体外診断薬の腫瘍マーカーとしては、CEA、SLX、CA-125等が現在、臨床で用いられている。しかし、これらのマーカーは、肺癌に対する特異性や感度でさえ十分とは言えない。また、臨床上、肺腺癌であることが診断できても、治療戦略策定に最も重要な、手術切除後の予後を予測する情報を得ることは不可能な状況にある。 Diagnosis of lung adenocarcinoma in the clinic is mainly for biopsy by collecting lesion tissue in bronchoscopy for lung cancer discovered by methods centered on diagnostic imaging (chest X-ray examination, CT examination, PET examination, etc.) Or it is common to examine a tissue type etc. in detail by puncture aspiration cytodiagnosis. Moreover, CEA, SLX, CA-125 and the like are currently used clinically as tumor markers for in vitro diagnostic agents using serum as a sample. However, these markers are not sufficient for specificity and sensitivity to lung cancer. In addition, even though it can be diagnosed clinically as lung adenocarcinoma, it is impossible to obtain information predicting the prognosis after surgical resection, which is most important for formulating a treatment strategy.
ヒトゲノム配列の解読を終了した今日、ここで明らかとなったデータベースを基盤として、疾患プロテオミクスの研究が盛んに実施されている。この研究では、例えばヒトの生体内で産生される多くのタンパク質の発現プロファイルを作製し、複数のプロファイルを比較することで、ある状態において特異的に発現変動するタンパク質を見出すことができる。このプロテオミクス解析を用いることにより、疾患により特異的に変動するマーカーや、創薬のターゲットとなる疾患関連因子を探索することが可能と考えられる。そこで、タンパク質のプロファイルの方法として、ウェスタンブロット法やイムノアッセイ等の免疫検定法を用いることに加えて(特許文献1参照)、二次元電気泳動法、SELDI法、液体クロマトグラフィーと質量分析を組み合わせたLC−MS法等が開発され、現在、疾患の解析に用いられている(特許文献2参照)。
しかし、これまでの研究では、例えば血清や組織をサンプルとして、健常人と癌疾患患者を比較した腫瘍マーカーの探索であったり、またサンプルのタンパク質を予めプロテアーゼで処理して消化断片ペプチドとした後に、高感度なLC−MS法にて解析したりする報告例が殆どであり、臨床上必要な予後に関わるタンパク質の探索や、翻訳後修飾を含めたタンパク質のプロテオミクス解析を実施した報告例は少なく、有効な候補タンパク質も見出されていない。 However, in previous studies, for example, using serum or tissue as a sample, searching for tumor markers comparing healthy individuals with cancer patients, or after processing the sample protein with a protease in advance to make a digested fragment peptide However, most of the reports have been analyzed by high-sensitivity LC-MS method, and there are few reports on proteomic analysis of proteins including post-translational modifications and search for proteins related to clinical prognosis. No effective candidate protein has been found.
本発明の課題は、肺腺癌の再発に関与するタンパク質を検出することにより、肺腺癌の予後における再発リスクを予測する方法、及び該予測方法に用いるキットを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a method for predicting a recurrence risk in prognosis of lung adenocarcinoma by detecting a protein involved in recurrence of lung adenocarcinoma, and a kit used for the prediction method.
本発明者らは、上記課題を解決する為に検討を重ねた結果、翻訳後修飾を含めたタンパク質のプロファイルが作製可能な蛍光ディファレンスゲル二次元電気泳動法(2D-DIGE法)を用いて、早期肺腺癌と診断され、かつ、予後状態が良又は不良の患者由来サンプルを解析することにより、肺腺癌の予後の良、不良により発現量が変動する、複数の予後予測マーカータンパク質を見出し、さらにこれらのタンパク質のうちの多くについては、翻訳後修飾された特定の修飾体であることを合わせて見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of repeated studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have used a fluorescence difference gel two-dimensional electrophoresis method (2D-DIGE method) capable of producing a protein profile including post-translational modification. By analyzing samples derived from patients with early lung adenocarcinoma and a good or bad prognosis, multiple prognostic marker proteins whose expression levels fluctuate depending on whether the lung adenocarcinoma is good or bad The headings and many of these proteins have been found together with specific modifications that have been post-translationally modified, and the present invention has been completed.
即ち、本発明は、
(1)被検者由来の生体試料において、デルタ3,5-デルタ2,4-ジエノイル-CoA イソメラーゼ(Delta3,5-delta2,4-dienoyl-CoA isomerase)、アネキシンA2(Annexin A2)、アルデヒド デヒドロゲナーゼ(Aldehyde dehydrogenase)、ペプチジル−プロリル シス−トランス イソメラーゼA (Peptidyl-prolyl cis-trans isomerase A)、インオーガニック ピロホスファターゼ2(Inorganic pyrophosphatase 2)、トロポミオシン ベータ鎖(Tropomyosin beta chain)、プロテアソーム サブユニット ベータタイプ2(Proteasome subunit beta type 2)、及びエロンゲーション ファクター2(Elongation factor 2)からなる群より選ばれる少なくとも1つのタンパク質の修飾体の発現量を測定する工程(工程A)、被検者由来の生体試料における前記タンパク質の発現量を基準値と比較する工程(工程B)、ならびに前記発現量の比較により変動を認める場合に被検者は肺腺癌の再発リスクが高いと判定する工程(工程C)を含む、肺腺癌の再発予測方法、
(2)前記のタンパク質の修飾体に対する抗体を含有してなる、肺腺癌の再発予測用キット、
に関する。
That is, the present invention
(1) Delta 3,5-delta 2,4-dienoyl-CoA isomerase (Annexin A2), aldehyde dehydrogenase in biological samples derived from subjects (Aldehyde dehydrogenase), Peptidyl-prolyl cis-trans isomerase A, Inorganic pyrophosphatase 2, Trotropyosin beta chain, Proteasome subunit beta type 2 (Proteasome subunit beta type 2) and a step of measuring the expression level of a modified form of at least one protein selected from the group consisting of elongation factor 2 (step A), a biological sample derived from the subject A step of comparing the expression level of the protein with a reference value (step B), and A method for predicting recurrence of lung adenocarcinoma, comprising a step of determining that the risk of recurrence of lung adenocarcinoma is high when the variation is observed by comparison (step C),
(2) A kit for predicting recurrence of lung adenocarcinoma, comprising an antibody against a modified form of the protein,
About.
本発明の方法により、サンプル中の予後予測マーカータンパク質を検出することにより、サンプル提供者の肺腺癌の再発リスクの高低を判定することができる。このリスクに基づき、サンプル提供者の手術後の的確なフォローが可能となり、臨床における肺腺癌の治療成績の向上が期待できる。 By detecting the prognostic marker protein in a sample by the method of the present invention, the level of recurrence risk of lung adenocarcinoma of the sample provider can be determined. Based on this risk, the sample provider can follow up accurately after surgery, and improvement in clinical outcomes of lung adenocarcinoma can be expected.
本発明は、タンパク質の発現量を測定する工程(工程A)、及び、測定された発現量を対照者と被検者間で比較する工程(工程B)を含む、肺腺癌の再発を予測する方法であって、前記タンパク質が特定の修飾型タンパク質であるということに大きな特徴を有する。このようなタンパク質は、早期肺腺癌と診断され、かつ、予後状態が良好である患者と予後状態が不良である患者の発現量の差を解析することにより見出されたものであり、この見出されたタンパク質を用いることにより、肺腺癌の再発リスク予測が可能となる。なお、本明細書において「予後状態が良好」とは、癌組織切除後から4年を越えて肺腺癌を原発とする再発癌を認めない状態のことを、「予後状態が不良」とは、癌組織切除後から4年以内に肺腺癌を原発とする再発癌が認められる状態のことをいう。 The present invention predicts recurrence of lung adenocarcinoma including a step of measuring the expression level of a protein (step A) and a step of comparing the measured expression level between a control subject and a subject (step B). The method is characterized in that the protein is a specific modified protein. Such a protein was found by analyzing the difference in the expression level of patients diagnosed with early lung adenocarcinoma and having a good prognosis and a poor prognosis. By using the found protein, it becomes possible to predict the recurrence risk of lung adenocarcinoma. In the present specification, “good prognosis” means a state in which no recurrence cancer originated from lung adenocarcinoma is observed for more than 4 years after excision of cancer tissue, and “prognosis is poor”. This refers to a state in which recurrent cancer originating from lung adenocarcinoma is observed within 4 years after excision of cancer tissue.
<肺腺癌の再発に関連する予後予測マーカータンパク質>
本発明で用いる肺腺癌の再発に関連する予後予測マーカータンパク質は、表1に示すアネキシンA2(Annexin A2)、アルデヒド デヒドロゲナーゼ(Aldehyde dehydrogenase)、ペプチジル−プロリル シス−トランス イソメラーゼA (Peptidyl-prolyl cis-trans isomerase A)、デルタ3,5-デルタ2,4-ジエノイル-CoA イソメラーゼ(Delta3,5-delta2,4-dienoyl-CoA isomerase)、インオーガニック ピロホスファターゼ2(Inorganic pyrophosphatase 2)、トロポミオシン ベータ鎖(Tropomyosin beta chain)、プロテアソーム サブユニット ベータタイプ2(Proteasome subunit beta type 2)、及びエロンゲーション ファクター2(Elongation factor 2)から選ばれるタンパク質の修飾体である。これらのタンパク質は、未修飾体ではなくその修飾体の発現量が肺腺癌の予後と関連していることが見出されたものである。かかる修飾型タンパク質の個々の同定は、MALDI(マトリックス支援レーザ脱離イオン化法)型質量分析計、ESI(エレクトロスプレイイオン化法)型質量分析計等を用いる公知のタンパク質同定法等に従って行うことができ、NCBI及びSWISS Protのような公知のデータベースを参照することにより、該タンパク質の分子量、等電点、構成アミノ酸等の情報も得ることができる。これらのタンパク質の中では、デルタ3,5-デルタ2,4-ジエノイル-CoA イソメラーゼ、又はアネキシンA2 が、マーカーとして特に好ましい。また、マーカーとしては表1に示すタンパク質群のうち特に限定されないが、肺腺癌の予後予測の正確性を最適にするような組み合わせで複数のタンパク質を選択することもできる。
<Prognostic marker protein associated with recurrence of lung adenocarcinoma>
Prognostic marker proteins related to recurrence of lung adenocarcinoma used in the present invention include Annexin A2 (Annexin A2), Aldehyde dehydrogenase, Peptidyl-prolyl cis-trans isomerase A (Peptidyl-prolyl cis-) shown in Table 1. trans isomerase A), Delta 3,5-delta 2,4-dienoyl-CoA isomerase, Inorganic pyrophosphatase 2, Trotropyosin beta chain (Tropomyosin) It is a modified form of a protein selected from beta chain), proteasome subunit beta type 2 (Proteasome subunit beta type 2), and elongation factor 2 (Elongation factor 2). These proteins were found to be associated with the prognosis of lung adenocarcinoma, not the unmodified form, and the expression level of the modified form. Individual identification of such modified proteins can be performed according to a known protein identification method using a MALDI (matrix-assisted laser desorption ionization) mass spectrometer, an ESI (electrospray ionization) mass spectrometer, or the like. By referring to known databases such as NCBI and SWISS Prot, information such as the molecular weight, isoelectric point, and constituent amino acids of the protein can be obtained. Among these proteins, delta 3,5-delta 2,4-dienoyl-CoA isomerase or annexin A2 is particularly preferred as a marker. Moreover, as a marker, although it does not specifically limit among the protein groups shown in Table 1, a several protein can also be selected by the combination which optimizes the accuracy of prognosis prediction of lung adenocarcinoma.
本発明における修飾型タンパク質における修飾の態様は特に限定されないが、翻訳後の修飾、例えば、リン酸化、糖鎖付加、アセチル化、ヒドロキシル化、アミド化等が好ましく、この修飾により、未修飾型のタンパク質と比較して等電点が理論値から乖離しているものが好ましい。等電点の乖離の程度は、酸性側若しくは塩基性側に0.1以上シフトしていることが好ましく、0.5以上シフトしていることがさらに好ましい。 The mode of modification in the modified protein in the present invention is not particularly limited, but post-translational modifications such as phosphorylation, glycosylation, acetylation, hydroxylation, amidation, etc. are preferred. It is preferable that the isoelectric point deviates from the theoretical value as compared with the protein. The degree of isoelectric point divergence is preferably shifted 0.1 or more to the acidic side or basic side, more preferably 0.5 or more.
表2に示すタンパク質は、表1とは異なり、分子量、等電点共に未修飾体の理論値と一致した、修飾体と想定されないタンパク質での発現量が肺腺癌の予後と関連していることが見出されたものである。これらのタンパク質の中では、ミトコンドリア インナー メンブレン プロテイン( Mitochondrial inner membrane protein ) が、マーカーとして特に好ましい。 The protein shown in Table 2 is different from Table 1 in that the expression level of the protein that is not assumed to be a modified form is related to the prognosis of lung adenocarcinoma, in which the molecular weight and isoelectric point both agree with the theoretical value of the unmodified form. It has been found. Among these proteins, mitochondrial inner membrane protein is particularly preferable as a marker.
表1及び2において、「Protein name」は一般的なタンパク質の名称を意味している。また、「Change」は、予後良症例の該当タンパク質発現量に対する、予後不良症例での変化であり、その変化の倍率は「Ratio」の欄に示した。「Accession No.」の欄における「Swiss Prot」及び「UniProt」欄は、Swiss Prot及びUniProtデータベースに登録されている登録IDである。また、表1における「Detection on 2D-DIGE gel」における「Acidic form」、「Basic form」は、それぞれの等電点が酸性側、塩基性側にシフトしたものであることを意味し、「High MW form」、「Low MW form」はそれぞれの分子量が高分子量、低分子量にシフトしたものであることを意味する。これらは、何らかの修飾基の付加、或いは特定のアミノ酸配列の消失などによる翻訳後修飾に起因する変化である。 In Tables 1 and 2, “Protein name” means a general protein name. “Change” is a change in a poor prognosis case with respect to the corresponding protein expression level in a good prognosis case. The magnification of the change is shown in the “Ratio” column. The “Swiss Prot” and “UniProt” columns in the “Accession No.” column are registered IDs registered in the Swiss Prot and UniProt databases. In addition, “Acidic form” and “Basic form” in “Detection on 2D-DIGE gel” in Table 1 mean that the respective isoelectric points are shifted to the acidic side and the basic side. “MW form” and “Low MW form” mean that the respective molecular weights are shifted to high molecular weight and low molecular weight. These are changes resulting from post-translational modification due to the addition of some modifying group or the disappearance of a specific amino acid sequence.
本発明では、前記した予後予測マーカータンパク質である修飾型タンパク質の発現量を指標にして、被検者の肺腺癌の再発予測を行う。即ち、本発明の肺腺癌の再発予測方法は、被検者由来の生体試料において、表1に示される少なくとも1つの修飾型タンパク質の発現量を測定する工程(工程A)、被検者由来の生体試料における前記タンパク質の発現量を対照者における発現量と比較する工程(工程B)、ならびに前記発現量の比較により変動を認める場合に被検者は肺腺癌の再発リスクが高いと判定する工程(工程C)を含む。 In the present invention, the recurrence of the lung adenocarcinoma of the subject is predicted using the expression level of the modified protein, which is the prognostic marker protein, as an index. That is, the method for predicting recurrence of lung adenocarcinoma of the present invention comprises a step of measuring the expression level of at least one modified protein shown in Table 1 in a biological sample derived from a subject (step A), A step of comparing the expression level of the protein in the biological sample with the expression level in the control person (step B), and when the variation is recognized by the comparison of the expression level, the subject is determined to have a high risk of recurrence of lung adenocarcinoma The process (process C) to perform is included.
<肺腺癌の再発に関連するタンパク質発現量の測定方法>
まず、被検者由来の生体試料を採取し、該試料から細胞抽出液を抽出する。生体試料としては、特に限定はないが、肺組織、細胞、体液、尿、及びその他生体由来のタンパク質抽出液からなる群より選択される1種であることが好ましい。なお、生体試料の採取方法や細胞抽出方法は特に限定はなく、公知の方法に従って行うことができる。
<Method for measuring protein expression level associated with recurrence of lung adenocarcinoma>
First, a biological sample derived from a subject is collected, and a cell extract is extracted from the sample. The biological sample is not particularly limited, but is preferably one selected from the group consisting of lung tissue, cells, body fluids, urine, and other biological protein extracts. In addition, the collection method of a biological sample and the cell extraction method are not particularly limited, and can be performed according to a known method.
次に、得られた細胞抽出液における上記の修飾型タンパク質の発現量を測定する。タンパク質の発現量を測定する方法としては、測定対象のタンパク質が表1に示されるものであれば特に限定はなく、例えば、測定対象のタンパク質を特異的に認識できる抗体を用いることができる。このような抗体は当業者に周知の方法により作製することができる。しかし、異なる蛍光標識を用いて高感度に多くの修飾型タンパク質を検出できることから、2D-DIGE法を用いることが好ましい。また、測定されるタンパク質は、表1に示されるタンパク質の少なくとも1つであればよく、なかでも、体液中に存在する可能性が高いことから、デルタ3,5-デルタ2,4-ジエノイル-CoA イソメラーゼ、又はアネキシンA2が好ましい。 Next, the expression level of the modified protein in the obtained cell extract is measured. The method for measuring the protein expression level is not particularly limited as long as the protein to be measured is shown in Table 1. For example, an antibody capable of specifically recognizing the protein to be measured can be used. Such antibodies can be prepared by methods well known to those skilled in the art. However, since many modified proteins can be detected with high sensitivity using different fluorescent labels, it is preferable to use the 2D-DIGE method. In addition, the protein to be measured may be at least one of the proteins shown in Table 1, and since it is highly likely to be present in a body fluid, delta 3,5-delta 2,4-dienoyl- CoA isomerase or annexin A2 is preferred.
2D−DIGE法とは、例えば、等電点と分子量というタンパク質の有する2つの物性面から分離を行う方法であれば特に制限されるものではなく、一般的には、まずキャピラリーゲルや市販のストリップゲルなどを分離媒体として等電点電気泳動を行い、泳動を終了したゲルを第2の平面状のSDS−ポリアクリルアミドゲルによって、等電点電気泳動の展開方向に対して直角の方向に電気泳動を行う方法である。かかる方法によりタンパク質の等電点と分子量が明確になるため、翻訳後の修飾、例えば、リン酸化、糖鎖付加、アセチル化、ヒドロキシル化、アミド化等が行われたことが明らかになる。 The 2D-DIGE method is not particularly limited as long as it is a method that separates from two physical properties of a protein such as isoelectric point and molecular weight. Generally, first, a capillary gel or a commercially available strip is used. Isoelectric focusing is performed using a gel as a separation medium, and the gel after electrophoresis is electrophoresed in a direction perpendicular to the development direction of isoelectric focusing by a second planar SDS-polyacrylamide gel. It is a method to do. Since the isoelectric point and molecular weight of the protein are clarified by such a method, it becomes clear that post-translational modifications such as phosphorylation, sugar chain addition, acetylation, hydroxylation, amidation and the like have been performed.
<肺腺癌の再発に関連するタンパク質発現量の比較方法/再発リスクの判定>
上記により得られた試料の測定対象のタンパク質の発現量について、対照者の生体試料における、測定対象のタンパク質の発現量から算出した値を「基準値」とし、被検者の生体試料における前記タンパク質の発現量と比較する。そして、発現量の比較により変動を認める場合、即ち、前記基準値より高いか、あるいは低い場合には肺腺癌の再発の危険性が高いと診断とする。このとき「対照者」とは、健常人のほか、早期肺腺癌(病期がステージ1A期もしくは同1B期)と診断され、肺腺癌組織が切除された患者において、予後状態が良好である患者も含むものとする。
<Comparison of protein expression level related to recurrence of lung adenocarcinoma / Determination of recurrence risk>
With respect to the expression level of the protein to be measured in the sample obtained as described above, the value calculated from the expression level of the protein to be measured in the biological sample of the control person is set as a “reference value”, and the protein in the biological sample of the subject Compared to the expression level. When a change is recognized by comparison of the expression levels, that is, when it is higher or lower than the reference value, it is determined that the risk of recurrence of lung adenocarcinoma is high. In this case, the “control person” is a healthy person, as well as a patient who has been diagnosed with early lung adenocarcinoma (stage is stage 1A or 1B) and whose lung adenocarcinoma tissue has been removed, and has a good prognosis. Some patients are also included.
<肺腺癌の再発予測を行うためのキット>
本発明の別の態様では、肺腺癌の再発予測を行うためのキットが提供される。
<Kit for predicting recurrence of lung adenocarcinoma>
In another aspect of the present invention, a kit for predicting recurrence of lung adenocarcinoma is provided.
本発明のキットには、表1に示される修飾型タンパク質の発現量を検出することができるものであれば全て含まれる。具体的には、表1に示される修飾型タンパク質を認識できる抗体を含有するキットが挙げられ、サンプル中のタンパク質を検出する際に抗体を用いる検出方法であれば(例えば、ELISAなど)、前記キットを用いることができる。なお、表1に示される修飾型タンパク質が検出されるのであれば、表1に示される修飾型タンパク質以外のタンパク質も前記抗体により同時に検出されることがあってもよく、本発明のキットは、肺腺癌の再発予測の1次スクリーニング用としても利用することが可能である。 The kit of the present invention includes all kits that can detect the expression level of the modified protein shown in Table 1. Specifically, a kit containing an antibody capable of recognizing the modified protein shown in Table 1 can be mentioned. If the detection method uses an antibody when detecting a protein in a sample (for example, ELISA, etc.), Kits can be used. In addition, if the modified protein shown in Table 1 is detected, proteins other than the modified protein shown in Table 1 may be simultaneously detected by the antibody. It can also be used for primary screening for predicting recurrence of lung adenocarcinoma.
本発明のキットを用いて、対照者と被検者のサンプル中に存在する肺腺癌の再発に関連する測定対象のタンパク質の発現量を測定して、両者の発現量に有意差が生じた場合には、被検者の将来的な肺腺癌の再発の危険性を予測し、肺腺癌の再発の疑いがある者の肺腺癌再発の診断を行うことができる。 Using the kit of the present invention, the expression level of the protein to be measured related to the recurrence of lung adenocarcinoma present in the sample of the control subject and the subject was measured, and a significant difference occurred between the expression levels of the two In some cases, the future risk of recurrence of lung adenocarcinoma in the subject can be predicted, and diagnosis of recurrence of lung adenocarcinoma in those who are suspected of recurrence of lung adenocarcinoma can be performed.
以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、実施例は本発明をより良く理解するために例示するものであって、本発明の範囲がこれらの実施例に限定されることを意図するもの
ではない。
EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples. However, the examples are provided for better understanding of the present invention, and the scope of the present invention is intended to be limited to these examples. It is not a thing.
<試料>
試料は、画像診断、及び病理組織診断により早期肺腺癌(病期がステージ1A期若しくは同1B期)と診断された16名の患者より、治療を目的として外科的に切除された肺腺癌の組織を用いた。予後良、不良の群分けは、癌組織切除の4年間以上の臨床経過フォローにより、肺腺癌を原発とする再発癌を認めなかった症例を予後良、認めた症例を予後不良とした。この群分けにより、16名の患者は、予後良12症例、予後不良4症例であった。なお、切除された組織は、解析用として病変部を含む部分を採取したのち、直ちに凍結し、解析を実施するまで−80℃にて保存した。
<Sample>
Samples were lung adenocarcinoma surgically excised for treatment from 16 patients diagnosed as early stage lung adenocarcinoma (stage is stage 1A or stage 1B) by diagnostic imaging and histopathology The tissue of was used. As for the groupings of good prognosis and bad prognosis, cases in which no recurrence cancer originated from lung adenocarcinoma was observed after a clinical course follow-up for 4 years or more after cancer tissue resection were considered good prognosis. By this grouping, 16 patients had 12 cases with good prognosis and 4 cases with poor prognosis. In addition, the excised tissue was frozen immediately after collecting a portion including a lesion for analysis, and stored at −80 ° C. until analysis was performed.
<サンプルの調製>
凍結した肺腺癌組織は、凍結した状態で約5mgを採取し、組織洗浄液〔プロテアーゼ阻害剤カクテルComplete Mini(ロッシュ・ダイアグノスティックス社製)1錠/10mL(1×濃度)、及びPefabloc SC protector(ロッシュ・ダイアグノスティックス社製)5μL/mLを含む10mmol/L リン酸ナトリウム緩衝液 pH7.4(以下、PBS)〕200μL中で解凍した。溶液中の組織片を手術用ハサミを用いて氷浴上で冷やしながら細切した後、ボルテックスミキサーで1分間攪拌し、4℃、14,000×gにて3分間遠心を行い、上清を除去した。沈殿した細切組織に、さらに上記組織洗浄液200μLを添加し、ボルテックスミキサーで30秒間攪拌後、4℃、14,000×gにて3分間遠心を行い、上清を除去した。こうして組織に含まれる血清成分などの混入物が除去された細切組織の沈殿物に、lysis緩衝液(30mmol/L トリス塩酸、2mol/L チオ尿素、7mol/L 尿素、4%CHAPS、1×濃度Complete Mini、5μL/mL Pefabloc SC protector、pH8.0)200μLを添加し、Sample Grinding Kit(GEヘルスケアバイオサイエンス社製)を用いて、同説明書に従って処理を行い、細胞抽出液を調製した。細胞抽出液中に含まれるタンパク質の濃度は、Advanced protein assay reagent(Cytoskeleton社製)を用いたBradford法により定量を行った。この際、bovine gamma-globulinを標準タンパク質としたProtein Assay Kit I(バイオ・ラッドラボラトリーズ社製)を使用した。
<Sample preparation>
About 5 mg of frozen lung adenocarcinoma tissue is collected in a frozen state and washed with tissue washing solution (protease inhibitor cocktail Complete Mini (Roche Diagnostics) 1 tablet / 10 mL (1 × concentration)) and Pefabloc SC. Thawed in 200 μL of 10 mmol / L sodium phosphate buffer pH 7.4 (hereinafter referred to as PBS) containing 5 μL / mL protector (Roche Diagnostics). The tissue pieces in the solution were cut into small pieces while cooling on an ice bath using surgical scissors, then stirred for 1 minute with a vortex mixer, centrifuged at 14,000 × g for 3 minutes at 4 ° C., and the supernatant was removed. . To the precipitated minced tissue, 200 μL of the tissue washing solution was further added, stirred for 30 seconds with a vortex mixer, centrifuged at 4 ° C. and 14,000 × g for 3 minutes, and the supernatant was removed. In this way, the precipitate of minced tissue from which contaminants such as serum components contained in the tissue have been removed is added to the lysis buffer (30 mmol / L Tris-HCl, 2 mol / L thiourea, 7 mol / L urea, 4% CHAPS, 1 × Concentration Complete Mini, 5 μL / mL Pefabloc SC protector, pH 8.0) 200 μL was added, and processing was performed according to the same instructions using Sample Grinding Kit (manufactured by GE Healthcare Bioscience) to prepare a cell extract. . The concentration of the protein contained in the cell extract was quantified by the Bradford method using Advanced protein assay reagent (Cytoskeleton). At this time, Protein Assay Kit I (Bio-Rad Laboratories) using bovine gamma-globulin as a standard protein was used.
<二次元電気泳動>
抽出液中に含まれるタンパク質の発現プロファイルには、二次元電気泳動法を応用した蛍光ディファレンスゲル電気泳動用装置(2D-DIGE法、GEヘルスケアバイオサイエンス社製)を用いて実施した。なお、タンパク質の蛍光標識法には、全ての還元したシステイン残基に蛍光分子Cy3またはCy5を導入する、飽和蛍光標識法を用いた。本標識法、及び2D-DIGE法については、文献(Jun X.Y. et al., Proteomics 2, 1682-1698 (2002)、Joanne S. et al., Proteomics 3, 1181-1195, (2003))に、その詳細が記されているが、本発明における実施例の実験デザイン概略図を図2に、またその詳細を以下に記す。
<Two-dimensional electrophoresis>
The expression profile of the protein contained in the extract was performed using a fluorescence difference gel electrophoresis apparatus (2D-DIGE method, manufactured by GE Healthcare Biosciences) using two-dimensional electrophoresis. The protein fluorescent labeling method used was a saturated fluorescent labeling method in which the fluorescent molecule Cy3 or Cy5 was introduced into all reduced cysteine residues. The labeling method and 2D-DIGE method are described in the literature (Jun XY et al., Proteomics 2, 1682-1698 (2002), Joanne S. et al., Proteomics 3, 1181-1195, (2003)). Although the details are described, a schematic diagram of the experimental design of the embodiment of the present invention is shown in FIG. 2, and the details are described below.
飽和蛍光標識法によるタンパク質の蛍光標識は、1枚の二次元電気泳動用ゲル当たり、Cy3及びCy5の各蛍光標識サンプルが、ともに5μgの等量混合物となるよう実験をデザインして実施した。前述の通り調製した組織抽出サンプルについて、タンパク質5μgを含む容量を1.5mLマイクロチューブに分取し、これにlysis緩衝液を添加して9μLに容量調整した。この溶液に、2mmol/L Tris(2-carboxyethyl)-phosphine hydrochloride(PIERCE)溶液1μLを添加し、37℃、1時間、遮光条件にて還元処理を行った後、予めdimethylformamide(DMF)にて調製した2nmol/μLのCy3またはCy5試薬(GEヘルスケアバイオサイエンス)2μLを加えて混合し、37℃、30分間にてカップリング反応を行った。その後、2×サンプル緩衝液(2%IPG buffer pH3-10NL(GEヘルスケアバイオサイエンス社製)、130mmol/L dithiothreitol(DTT)を含む1×サンプル緩衝液(2mol/L チオ尿素、7mol/L尿素、4%CHAPS))12μLを添加して反応を停止させ、これを蛍光標識サンプル溶液とした。なお、2D-DIGE法の解析において、Cy3標識タンパク質は内部標準サンプルとするため、解析する全サンプルの組織抽出液をタンパク質量として等量に混合したものを使用し、Cy5標識タンパク質は、各患者由来の解析サンプルそれぞれを用いて、調製した。 The fluorescent labeling of the protein by the saturated fluorescent labeling method was carried out by designing an experiment so that each of the Cy3 and Cy5 fluorescent labeling samples would be an equal mixture of 5 μg per one two-dimensional electrophoresis gel. About the tissue extraction sample prepared as described above, a volume containing 5 μg of protein was dispensed into a 1.5 mL microtube, and lysis buffer was added thereto to adjust the volume to 9 μL. To this solution, add 1 μL of 2 mmol / L Tris (2-carboxyethyl) -phosphine hydrochloride (PIERCE) solution, perform reduction treatment under light-shielding conditions at 37 ° C. for 1 hour, and then prepare in advance with dimethylformamide (DMF) 2 μL of 2 nmol / μL of Cy3 or Cy5 reagent (GE Healthcare Bioscience) was added and mixed, and a coupling reaction was performed at 37 ° C. for 30 minutes. After that, 2x sample buffer (2% IPG buffer pH3-10NL (GE Healthcare Bioscience), 1x sample buffer containing 130mmol / L dithiothreitol (DTT) (2mol / L thiourea, 7mol / L urea) , 4% CHAPS)) 12 μL was added to stop the reaction, and this was used as a fluorescently labeled sample solution. In the analysis of the 2D-DIGE method, Cy3 labeled protein is used as an internal standard sample. Therefore, the tissue extract of all samples to be analyzed is mixed in the same amount as the protein amount, and Cy5 labeled protein is used for each patient. Each of the derived analysis samples was prepared.
Cy3及びCy5標識タンパク質、各5μgを含むサンプルを混合し、膨潤緩衝液(1%IPG buffer pH3-10NL、13mmol/L DTTを含む1×サンプル緩衝液)にて最終容量450μLと調整した後、IPGストリップホルダーに同溶液を注ぎ、次いでImmobiline DryStrip、pH3-10NL、24cm(GEヘルスケアバイオサイエンス社製)をセットした後、IPGphor(GEヘルスケアバイオサイエンス社製)を用いて、一次元目のタンパク質分離である等電点電気泳動(Rehydration: 20℃、12時間、500V 1時間、1,000V 1時間、6,000V 90,000Vhr)を遮光条件にて行った。 Samples containing 5 μg of Cy3 and Cy5 labeled protein were mixed, adjusted to a final volume of 450 μL with a swelling buffer (1% sample buffer containing 1% IPG buffer pH3-10NL, 13 mmol / L DTT), and then IPG Pour the same solution into the strip holder, then set Immobiline DryStrip, pH 3-10NL, 24cm (GE Healthcare Bioscience), then use IPGphor (GE Healthcare Bioscience) to Isoelectric focusing (Rehydration: 20 ° C., 12 hours, 500 V for 1 hour, 1,000 V for 1 hour, 6,000 V 90,000 Vhr) was performed under light-shielding conditions.
等電点電気泳動が終了したImmobiline DryStripを、平衡化緩衝液(6mol/L 尿素、0.1mol/L トリス塩酸、30%グリセロール、2%Sodium Dodecyl Sulfate(SDS)、0.5%DTT、pH8.0)10mLに浸して、遮光条件で15分間緩やかに攪拌した後、予め作製した24×21cmのSDS−ポリアクリルアミドゲルに上部にセットした。なお、本ゲルはLaemmli法(Laemmli U.K., Nature 227, 680-685 (1970))に従って作製した12.5%の分離ゲル単層のみからなるゲルとし、ゲル支持体としては分離された蛍光タンパク質をそのまま検出できるよう、低蛍光ガラス板を用いて作製した。Immobiline DryStripを0.75%アガロース溶液(ブロモフェノールブルー(BPB)色素含有)を用いて固定した後、電気泳動槽Ettan DALT twelve(GEヘルスケアバイオサイエンス社製)にて電気泳動を行った。なお、この際に電気泳動用緩衝液として、陰極用には1×緩衝液(25mmol/L トリス塩酸塩、192mmol/L グリシン、0.1%SDS)を、陽極用には同緩衝液の2倍濃度の、2×緩衝液を用いた。サンプルをアプライした二次元電気泳動用ゲルを最大12枚までセットした後、1.5W/ゲルで約16時間、20℃にて電気泳動を行い、BPB色素がゲルの下部(陽極側)から溶出したところで電気泳動を停止させた。ゲルを泳動槽より取り出した二次元電気泳動後のゲルは、蛍光スキャナーTyphoon 9200(GEヘルスケアバイオサイエンス社製)を用いて、Cy3(励起波長532nm/検出波長580BP30)、Cy5(同633nm/670BP30)それぞれの電気泳動像を検出した。なお、本2D-DIGE法における解析において、各サンプルにつき4枚の二次元電気泳動像(4×16サンプル、合計64枚のゲル画像)を取得し、以下に記す解析を実施した。 Immobiline DryStrip after isoelectric focusing was performed using equilibration buffer (6 mol / L urea, 0.1 mol / L Tris-HCl, 30% glycerol, 2% Sodium Dodecyl Sulfate (SDS), 0.5% DTT, pH 8.0) After soaking in 10 mL and gently stirring for 15 minutes under light-shielding conditions, it was placed on top of a previously prepared 24 × 21 cm SDS-polyacrylamide gel. This gel is a gel consisting only of a 12.5% separated gel monolayer prepared according to the Laemmli method (Laemmli UK, Nature 227, 680-685 (1970)), and the separated fluorescent protein is directly detected as a gel support. It was produced using a low fluorescent glass plate so that it was possible. Immobiline DryStrip was fixed with a 0.75% agarose solution (containing bromophenol blue (BPB) dye), and then electrophoresed in an electrophoresis tank Ettan DALT twelve (GE Healthcare Biosciences). At this time, as a buffer for electrophoresis, 1 × buffer (25 mmol / L Tris hydrochloride, 192 mmol / L glycine, 0.1% SDS) is used for the cathode, and double concentration of the same buffer for the anode. 2 × buffer was used. After setting up to 12 gels for two-dimensional electrophoresis to which samples were applied, electrophoresis was performed at 1.5 ° C / gel for about 16 hours at 20 ° C, and BPB dye was eluted from the lower part (anode side) of the gel By the way, electrophoresis was stopped. The gel after two-dimensional electrophoresis after the gel was taken out from the electrophoresis tank was prepared using Cy3 (excitation wavelength 532 nm / detection wavelength 580 BP30), Cy5 (633 nm / 670 BP30) using a fluorescent scanner Typhoon 9200 (manufactured by GE Healthcare Bioscience). ) Each electrophoresis image was detected. In the analysis by the 2D-DIGE method, four two-dimensional electrophoresis images (4 × 16 samples, total of 64 gel images) were obtained for each sample, and the following analysis was performed.
<二次元電気泳動像の処理>
検出された2D-DIGE法における二次元電気泳動像は、ImageQuant TL (GEヘルスケアバイオサイエンス社製)ソフトウェアにて、まずバックグランドのノイズ除去処理を行った。ここで、全64枚の電気泳動像を詳細に確認し、各サンプル4枚のゲル画像のうち、最も分離が悪い1枚を除いて、解析対象を各サンプルにつき3枚(n=3、合計48枚)とした。次に、全てのゲル画像について、共通した範囲の酸性部分と塩基性部分を選択して切り抜き(図3)、これらの画像を2D-DIGE解析専用ソフトウェアであるDeCyder(バージョン6.5、GEヘルスケアバイオサイエンス社製)に転送した。なお、ゲル画像の酸性高分子量部分の除去は、比較的多く存在する、高発現量の細胞構成タンパク質のスポットを効果的に除去することを意味する。
<Processing of two-dimensional electrophoresis images>
The detected two-dimensional electrophoresis image in the 2D-DIGE method was first subjected to background noise removal processing with ImageQuant TL (GE Healthcare Bioscience) software. Here, the electrophoretic images of all 64 sheets are checked in detail, and the analysis target is 3 sheets for each sample (n = 3, total) except for the gel image of the 4 sheets of each sample, which is the worst one. 48). Next, for all the gel images, the acidic and basic portions in a common range were selected and cut out (Fig. 3), and these images were obtained by using DeCyder (version 6.5, GE Healthcare Bio), software exclusively for 2D-DIG analysis. Forwarded to Science). The removal of the acidic high molecular weight portion of the gel image means that the spots of the cell constituent proteins having a high expression amount that are present in a relatively large amount are effectively removed.
DeCyderソフトでは、まず全ゲル画像からタンパク質のスポットを検出する操作を行い、ここで各サンプル当たり、酸性及び塩基性領域を合わせて2,000個以上の解析対象スポットを得た。次に、ここで得られた、内部標準サンプルのCy3蛍光検出画像を確認し、これらの中から分離が比較的良好なゲル1枚を選出して、マスターゲルに設定した。このマスターゲルで検出された、Cy3蛍光標識内部標準サンプルのゲル画像における検出スポットを基準として、全ゲルのCy3蛍光検出画像におけるスポットと位置補正(マッチング)を行った。全てのゲルにおいてマッチングが完了した後、これらのゲル画像中の各サンプル由来Cy5蛍光画像から、検出タンパク質の濃度を示すスポットの蛍光強度を、Cy3内部標準サンプルの蛍光強度にて標準化処理された値のリストとして出力した。 In the DeCyder software, first, an operation of detecting protein spots from the entire gel image was performed, and for each sample, 2,000 or more spots to be analyzed were obtained by combining the acidic and basic regions. Next, the Cy3 fluorescence detection image of the internal standard sample obtained here was confirmed, and one gel with relatively good separation was selected from these images and set as a master gel. Position correction (matching) was performed with the spots in the Cy3 fluorescence detection image of all gels, using the detection spots in the gel image of the Cy3 fluorescence labeled internal standard sample detected with this master gel as a reference. After matching is completed in all gels, the fluorescence intensity of the spot indicating the concentration of the detected protein is normalized with the fluorescence intensity of the Cy3 internal standard sample from the Cy5 fluorescence image derived from each sample in these gel images. Output as a list of
<検出スポットの統計学的解析>
信頼性の高い結果を得るため、前記の標準化蛍光強度のリストより、まずゲル間で検出されなかった割合(アピアランス)の多いスポットを、解析対象から除外した。ここでの除外基準は、アピアランスが70%を満たさないものと設定した。この基準をクリアしたスポット、合計1,075スポットについて、値が欠測値となったものは、k-nearest-neighbor法(k=10)にて統計学的に発生させた値で補完し、ランダムフォレスツ法の統計学的解析により、もとのサンプルの臨床背景である予後良、不良群を有意に区別できる能力を有するもの、上位30スポットを出力した。この抽出されたスポットについて、再度2D-DIGEゲルの画像を詳細に検証し、分離不十分で他のスポットと重複して蛍光強度が計算されているもの、あまりにも蛍光強度が小さくてバックグランドの蛍光強度の影響が大きいもの等、信頼性が十分に確保できないスポットを除外して、最終的にタンパク質を同定するスポット16個を絞り込んだ。
<Statistical analysis of detection spots>
In order to obtain highly reliable results, spots with a high ratio (appearance) that were not detected between gels were first excluded from the analysis target from the list of standardized fluorescence intensities. The exclusion criteria here are set so that the appearance does not meet 70%. For those spots that have cleared this standard, a total of 1,075 spots with missing values are supplemented with the values generated statistically by the k-nearest-neighbor method (k = 10), and random fores According to the statistical analysis of the Tsu method, the top 30 spots were output that have the ability to significantly distinguish the prognosis good and bad groups that are the clinical background of the original sample. For this extracted spot, the 2D-DIGE gel image is again verified in detail, and the fluorescence intensity is calculated by overlapping with other spots due to insufficient separation. 16 spots that finally identify proteins were narrowed down, excluding spots where reliability was not sufficiently secured, such as those with a large influence of fluorescence intensity.
これら16個のスポットについて、肺腺癌予後良群と不良群間における各発現量の増減とその変動比率についてまとめたものを表1及び2に示した。ここで抽出されたスポットは、発現量として、群間比較でいずれも1.2倍以上の差を認めるものであった。 Tables 1 and 2 summarize the increase and decrease of each expression level and the fluctuation ratio between these 16 spots in the lung adenocarcinoma prognosis good group and the bad group. The spots extracted here were found to show a difference of 1.2 times or more in the comparison between the groups as the expression level.
<タンパク質同定用サンプルの調製>
肺腺癌組織の2D-DIGE法の解析において、予後の相違により発現差を認めた16個のスポットについて、質量分析計を用いた方法にてタンパク質の同定を行った。この分析に供するサンプルは、以下に示すゲル内消化法により調製した。
<Preparation of protein identification sample>
In the analysis of lung adenocarcinoma tissue by 2D-DIGE method, protein was identified by a method using a mass spectrometer for 16 spots in which expression differences were recognized due to differences in prognosis. Samples for this analysis were prepared by the following in-gel digestion method.
まず、タンパク質同定用のサンプルとして、500μgのタンパク質を含む肺腺癌組織抽出液を、Ettan DIGE簡易マニュアル(DeCyder version 6.0対応版、GEヘルスケアバイオサイエンス社製)記載の方法を参考とし、前記の飽和蛍光標識法と同じ要領にて、Cy3蛍光標識した。このサンプルについて、前記と同様に二次元電気泳動を行った後、蛍光スキャナーによってCy3蛍光イメージを取得した。この二次元電気泳動像をImage Quant TLソフトウェアからDeCyderへ転送し、このソフトウェアにて、同定を行うスポットのゲル上での位置の確認を行い、それぞれのXY座標の位置データを取得した。次に、ゲルをEttan spot picker(GEヘルスケアバイオサイエンス社製)にセットし、同XY座標データの位置に該当するゲルを2.0mm径の大きさで採取し、厚さ1mmの円柱形のゲル片として回収した。このゲル片を100μLの60%アセトニトリルを含む100mmol/L 重炭酸アンモニウム溶液にて強く振盪しながら10分間、4回洗浄を行った後、100μLのアセトニトリル中でさらに5分間振盪した。同溶液を除去し、遠心エバポレーターにて完全に乾燥させた後、20μLの0.1%RapiGest SF(Waters社製)を含む50mmol/L 重炭酸アンモニウム溶液にて37℃、10分間膨潤させた。過剰な溶液を除き、遠心エバポレーターにて再度乾燥処理を行った後、200ngのリシルエンドペプチダーゼ(Acromobacter protease I(Lys-C)、和光純薬社製)を含む1mmol/L トリス塩酸緩衝液pH8.5、20μLを添加して、氷浴上に45分間、静置した。ゲルに浸み込まなかった溶液を除去した後、さらに20μLの1mmol/Lのトリス塩酸緩衝液、pH8.5を添加し、37℃にて16時間以上、インキュベーションした。酵素消化反応後、本溶液を新しいチューブに移し、さらに残ったゲル片に50μLの60%アセトニトリル溶液を添加し、15分間振盪した溶液を加え、これを合わせることで、タンパク質消化ペプチドの回収液とした。本溶液を遠心エバポレーターにて完全に乾燥させた後、ProteoMass Guanigination Kit(シグマ−アルドリッチ社製)を用いて、ペプチドに含まれる全てのリシン残基をホモアルギニンに変換し、遠心エバポレーターにて乾燥した消化ペプチドサンプルを得た。 First, as a sample for protein identification, a lung adenocarcinoma tissue extract containing 500 μg of protein was obtained by referring to the method described in the Ettan DIGE simple manual (DeCyder version 6.0 compatible version, manufactured by GE Healthcare Biosciences). Cy3 fluorescent labeling was performed in the same manner as the saturated fluorescent labeling method. This sample was subjected to two-dimensional electrophoresis in the same manner as described above, and then a Cy3 fluorescence image was obtained by a fluorescence scanner. This two-dimensional electrophoresis image was transferred from the Image Quant TL software to DeCyder, and the position of the spot to be identified on the gel was confirmed with this software, and the position data of each XY coordinate was acquired. Next, the gel is set on an Ettan spot picker (manufactured by GE Healthcare Bioscience), and the gel corresponding to the position of the XY coordinate data is sampled with a diameter of 2.0 mm, and a cylindrical gel with a thickness of 1 mm. Collected as a piece. The gel pieces were washed four times for 10 minutes while shaking vigorously with 100 mmol / L ammonium bicarbonate solution containing 100 μL of 60% acetonitrile, and then further shaken in 100 μL of acetonitrile for 5 minutes. The solution was removed and completely dried with a centrifugal evaporator, and then swollen with a 50 mmol / L ammonium bicarbonate solution containing 20 μL of 0.1% RapiGest SF (manufactured by Waters) at 37 ° C. for 10 minutes. After removing the excess solution and drying again with a centrifugal evaporator, 1 mmol / L Tris-HCl buffer pH 8 containing 200 ng lysyl endopeptidase (Acromobacter protease I (Lys-C), Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). 5, 20 μL was added and left on an ice bath for 45 minutes. After removing the solution that did not soak in the gel, 20 μL of 1 mmol / L Tris-HCl buffer, pH 8.5 was further added, and incubated at 37 ° C. for 16 hours or longer. After the enzyme digestion reaction, transfer this solution to a new tube, add 50 μL of 60% acetonitrile solution to the remaining gel piece, add the solution shaken for 15 minutes, and combine them to obtain the protein digested peptide recovery solution. did. After completely drying this solution with a centrifugal evaporator, using a ProteoMass Guanigination Kit (Sigma-Aldrich), all lysine residues contained in the peptide were converted to homoarginine and dried with a centrifugal evaporator. Digested peptide samples were obtained.
ここで得たサンプルを材料に、MALDI(マトリックス支援レーザ脱離イオン化法)型質量分析計、及びESI(エレクトロスプレイイオン化法)型質量分析計を用いたタンパク質の同定を行った。その詳細については、以下に記述する。 Proteins were identified using the MALDI (Matrix Assisted Laser Desorption / Ionization Method) Mass Spectrometer and ESI (Electro Spray Ionization Method) Mass Spectrometer using the samples obtained here as materials. Details are described below.
<タンパク質の同定(MALDI型質量分析計)>
MALDI型質量分析計を用いたタンパク質同定は、生成した複数のペプチド断片の各質量からタンパク質を同定するpeptide mass fingerprinting(PMF)法と、検出された幾つかのペプチドについて内部のアミノ酸配列を想定しタンパク質を同定するMS/MS ion search法(MS/MS解析)の、2つの方法を用いて行った。
<Identification of protein (MALDI mass spectrometer)>
Protein identification using a MALDI mass spectrometer is based on the peptide mass fingerprinting (PMF) method, which identifies proteins from the masses of multiple generated peptide fragments, and the internal amino acid sequences of several detected peptides. Two methods were used, MS / MS ion search method (MS / MS analysis) to identify proteins.
MALDI型質量分析計による解析では、まず前述のゲル内消化サンプルを4μLの0.2%トリフルオロ酢酸に再溶解し、これを文献(Johan G. et al., Anal. Chem. 73, 434-438 (2001))に記載されたThin layer法にて、マトリックス試薬α-Cyano-4-hydroxycinnamic Acid(CHCA)を用いて、MALDI型質量分析用ターゲットプレート、MTP AnchorChip 600/384 TF(Bluker-Daltonics社製)へアプライし、このプレートをMALDI-TOF/TOF型質量分析計Ultraflex II(Bluker-Daltonics社製)にセット後、測定を行った。測定は、PMF法ではリフレクトロンモードによるMS測定を行ったデータを用い、MS/MS解析では、MS測定の結果比較的イオン強度が大きいもの数本のピークを対象に、LIFTモードにて測定を行ったデータを用いた。ここで得られたMS及びMS/MS測定データは、MASCOTソフトウェア(Matrix Science社製)にてデータベース検索を行い、タンパク質を決定した。 In the analysis with the MALDI type mass spectrometer, the above-mentioned in-gel digested sample was first redissolved in 4 μL of 0.2% trifluoroacetic acid, and this was dissolved in the literature (Johan G. et al., Anal. Chem. 73, 434-438 ( 2001)) using the matrix reagent α-Cyano-4-hydroxycinnamic Acid (CHCA), the target plate for MALDI mass spectrometry, MTP AnchorChip 600/384 TF (Bluker-Daltonics) ), And the plate was set on a MALDI-TOF / TOF type mass spectrometer Ultraflex II (manufactured by Bluker-Daltonics) and then measured. In the PMF method, data obtained by MS measurement in reflectron mode is used, and in MS / MS analysis, measurement is performed in LIFT mode for several peaks with relatively high ionic strength as a result of MS measurement. The performed data was used. The MS and MS / MS measurement data obtained here were subjected to database search using MASCOT software (Matrix Science) to determine the protein.
<タンパク質の同定(ESI型質量分析計)>
ESI型質量分析計を用いたタンパク質同定は、液体クロマトグラフィー(LC)と質量分析計を接続した測定機器を用いて、複数のペプチドのMS/MS解析を行うことにより、同定を行った。
<Protein identification (ESI mass spectrometer)>
Protein identification using an ESI type mass spectrometer was performed by performing MS / MS analysis of a plurality of peptides using a measuring instrument connected to liquid chromatography (LC) and a mass spectrometer.
まず、前述のゲル内消化サンプルを20μLの0.1%ギ酸、0.01%TFAの溶液に再溶解した後、逆相カラムであるHiQ sil C18W(内径0.2mm×長さ100mm、ケーワイエーテクノロジーズ社製)を接続したナノフローLCシステム、DiNA(ケーワイエーテクノロジーズ社製)へアプライした。0.1%ギ酸、0.01%TFAの溶液にて、流速200nL/minでフローさせた後、0.1%ギ酸、0.01%TFAを加えたアセトニトリル溶液のリニアグラジエントにて分画し、順次溶出したペプチドを、連結したESI型質量分析計、Q-tof ultima(Waters社製)にてMS/MS測定を行った。ここで得られたMS/MS測定データは、MALDI型質量分析計の測定と同様、MASCOTソフトウェアのMS/MS ion searchにてデータベース検索を行い、タンパク質を決定した。 First, after re-dissolving the above-mentioned in-gel digested sample in 20 μL of 0.1% formic acid and 0.01% TFA solution, HiQ sil C18W (inner diameter 0.2 mm x length 100 mm, manufactured by KA Technologies) was used. It was applied to the connected Nanoflow LC system, DiNA (manufactured by KE Technologies). After flowing with 0.1% formic acid and 0.01% TFA at a flow rate of 200 nL / min, fractionation was performed with a linear gradient of acetonitrile solution with 0.1% formic acid and 0.01% TFA added, and sequentially eluted peptides were ligated. MS / MS measurement was performed using an ESI type mass spectrometer, Q-tof ultima (Waters). The MS / MS measurement data obtained here was subjected to database search by MS / MS ion search of MASCOT software in the same manner as the measurement of the MALDI type mass spectrometer, and the protein was determined.
<肺腺癌予後予測マーカー>
上記の方法にて同定された16個のタンパク質について、表1及び2に記した。MALDI型質量分析計、及びESI型質量分析計にて決定された16個のタンパク質のうち、5個はaldehyde dehydrogenaseであり、また3個はtropomyosinのそれぞれ異なるアイソタイプであった。ここで見出されたタンパク質のNCBI及びSWISS Protのデータベース上のアミノ酸配列から想定される分子量及び等電点と、二次元電気泳動の泳動位置(図1)から算定された肺腺癌予後マーカーとしたタンパク質のそれらとを比較したところ、大きく乖離するものが16個中、12個見出され(表1)、これらのタンパク質を本発明では肺腺癌予後予測マーカーとして用いることができる修飾型タンパク質とした。なお、かかるタンパク質は、生体内で翻訳後修飾を受けていることが知られており、さらに一部のものについては、例えば細胞内の情報伝達におけるリン酸化のように、翻訳後修飾がそのタンパク質の機能に大きく関わることが明らかとなっている。ここで乖離の認めた12個のタンパク質は、いずれも翻訳後修飾を受けた結果、その分子量、或いは等電点がシフトし、二次元電気泳動では想定した位置と異なるところに泳動されたものであることが強く示唆された。 例えば、図1のスポット番号1B1023で示される、デルタ3,5-デルタ2,4-ジエノイル-CoA イソメラーゼ(Delta3,5-delta2,4-dienoyl-CoA isomerase)はこれまでの報告などからリン酸化修飾を受けることが知られている。そのアミノ酸配列から想定される等電点はpI 8.5であるが、今回の二次元電気泳動像から観察されたその修飾体は、等電点は約pI 6.4であり、酸性側へシフトしていた。このことは、このタンパク質が、リン酸化等の修飾を受けていることを示唆するものである。また、スポット番号1B0816で示されるアネキシンA2(Annexin A2)は、リン酸化やアセチル化の修飾を受けることが知られている。そのアミノ酸配列から想定される等電点はpI 7.6であるが、今回の二次元電気泳動像から観察されたその修飾体は、等電点は約pI 6.6であり、酸性側へシフトしていた。このことは、このタンパク質がリン酸化等の修飾を受けていることを示唆するものである。
<Lung adenocarcinoma prognostic marker>
The 16 proteins identified by the above method are shown in Tables 1 and 2. Of the 16 proteins determined by MALDI mass spectrometer and ESI mass spectrometer, 5 were aldehyde dehydrogenases and 3 were different isotypes of tropomyosin. The molecular weight and isoelectric point assumed from the amino acid sequences on the NCBI and SWISS Prot databases of the protein found here, and the prognostic marker for lung adenocarcinoma calculated from the migration position of two-dimensional electrophoresis (FIG. 1) As a result of comparing these proteins with those of 12 proteins, 12 of 16 proteins were found (Table 1), and these proteins can be used as prognostic markers for lung adenocarcinoma in the present invention. It was. Such proteins are known to have undergone post-translational modifications in vivo, and some of the proteins are subject to post-translational modifications, such as phosphorylation in intracellular signal transduction. It is clear that it is greatly related to the function of. The 12 proteins identified as dissociated here are those that have undergone post-translational modifications, and their molecular weights or isoelectric points have shifted, and have been migrated to locations different from those assumed in two-dimensional electrophoresis. It was strongly suggested that there was. For example, the delta 3,5-delta 2,4-dienoyl-CoA isomerase (Delta 3,5-delta 2,4-dienoyl-CoA isomerase) shown by spot number 1B1023 in FIG. It is known to receive. The isoelectric point assumed from the amino acid sequence is pI 8.5, but the modified product observed from the two-dimensional electrophoresis image of this time had an isoelectric point of about pI 6.4 and was shifted to the acidic side. . This suggests that this protein has undergone modifications such as phosphorylation. In addition, Annexin A2 (Annexin A2) indicated by spot number 1B0816 is known to be modified by phosphorylation or acetylation. The isoelectric point assumed from the amino acid sequence is pI 7.6, but the modified substance observed from this two-dimensional electrophoresis image had an isoelectric point of about pI 6.6 and was shifted to the acidic side. . This suggests that this protein has undergone modifications such as phosphorylation.
なお、本発明で見出された代表例として、2つのマーカーにおける、2D-DIGEゲル上での肺腺癌患者の予後不良例(4症例)と予後良症例(12症例)との発現分布を、図4に示した。各マーカーにおける肺がん組織中の発現量は、予後良症例、及び不良症例によって大きく異なることがわかる。したがって、これらマーカーの発現量を比較することにより、予後良、不良の2群を判別することが可能となる。 As representative examples found in the present invention, the expression distributions of poor prognosis cases (4 cases) and good prognosis cases (12 cases) of lung adenocarcinoma patients on 2D-DIGE gel in two markers are shown. This is shown in FIG. It can be seen that the expression level in the lung cancer tissue at each marker varies greatly depending on whether the prognosis is good or bad. Therefore, by comparing the expression levels of these markers, it is possible to discriminate between two groups with good prognosis and poor prognosis.
二次元電気泳動での解析では、タンパク質における2つの物理的性質である分子量と等電点によって、高い分解能で分離することが可能である。この泳動像プロファイルの比較は、特定の翻訳後修飾形における発現量を直接比較することになる。さらに、蛍光標識と二次元電気泳動を組み合わせた2D-DIGE法は、試料の量が十分確保できない場合でも、高感度にタンパク質のプロファイルを作製することができる。本発明では、これらの特徴を生かして、臨床上必要とされる肺腺癌の予後を予測するマーカーを見出した。ここでのマーカーは、特定の翻訳後修飾形の発現量の増減についても、マーカーの探索の対象としており、これは、例えば特許文献1に報告されている、肺腺癌のリンパ節転移に関わるマーカー探索の方法では為しえない。また、ここで見出された肺腺癌予後予測マーカーは、文献(Guoan C. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 98, 13537-13542, 2003) に報告されている、肺腺癌患者の生存率から発現変動するタンパク質を従来の二次元電気泳動法(銀染色法にて検出)で探索したタンパク質と重複せず、新規なものである。 In the analysis by two-dimensional electrophoresis, it is possible to separate with high resolution by the molecular weight and isoelectric point which are two physical properties in protein. This comparison of electrophoretic image profiles will directly compare the expression levels in a specific post-translational modified form. Furthermore, the 2D-DIGE method combining fluorescent labeling and two-dimensional electrophoresis can produce a protein profile with high sensitivity even when a sufficient amount of sample cannot be secured. In the present invention, a marker for predicting the prognosis of lung adenocarcinoma that is clinically required was found by taking advantage of these characteristics. The marker here is also a target of marker search for the increase or decrease in the expression level of a specific post-translational modified form, which is related to, for example, lymph node metastasis of lung adenocarcinoma reported in Patent Document 1 This is not possible with the marker search method. The prognostic markers for lung adenocarcinoma found here are those reported in the literature (Guoan C. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 98, 13537-13542, 2003). It is a novel protein that does not overlap with proteins searched for by conventional two-dimensional electrophoresis (detected by silver staining) for proteins whose expression varies from the survival rate of cancer patients.
本発明の方法により、サンプル提供者が将来的に肺腺癌を再発するリスクの高低を判定することができる。このリスクに基づきサンプル提供者は肺腺癌再発の予防措置を講じることができ、また、肺腺癌の再発が疑われるサンプル提供者は、肺腺癌の再発を診断されるべき蓋然性が高く、早期に治療を開始することができるため、有用である。 By the method of the present invention, the sample provider can determine the level of risk of recurrence of lung adenocarcinoma in the future. Based on this risk, sample providers can take preventive measures for recurrence of lung adenocarcinoma, and sample providers suspected of having recurrence of lung adenocarcinoma are more likely to be diagnosed with recurrence of lung adenocarcinoma, This is useful because treatment can be started early.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016211928A (en) * | 2015-05-07 | 2016-12-15 | 公立大学法人横浜市立大学 | Use of early lung adenocarcinoma malignancy diagnostic markers focusing on epithelial-mesenchymal transition |
| JP2021173655A (en) * | 2020-04-27 | 2021-11-01 | 株式会社島津製作所 | Structural analysis method for organic compounds |
-
2008
- 2008-03-03 JP JP2008052480A patent/JP2009210355A/en active Pending
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