JP2010525832A5

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Publication number: JP2010525832A5
Application number: JP2010507015A
Authority: JP
Filing date: 2008-05-02
Publication date: 2013-10-17
Anticipated expiration: 2028-05-02

Description

マイクロ流体システムを用いることにより、分析中の検体に先に分析した検体が混入するリスクがなく、また、デバイスを完全に洗浄する必要もない使い捨て可能なシステムを構築することができる等、さまざまな利点がある。さらに、マイクロ流体システムを用いることにより、高い信頼性を持つ自動化あるいは半自動化システムを構築することができる。

自動シーケンサー（たとえば、ＡＢＩｐｒｉｓｍ３１０）と組み合わせたＰＣＲ産物のキャピラリー電気泳動により得られた電気泳動図において、増幅したマイクロサテライトのさまざまな対立遺伝子に対応するピークの面積と大きさとを解析する。母体ＤＮＡをコントロールとして同時に分析して、遺伝子解析の結果を解釈する。これにより、実験室汚染の可能性がある結果や回収された胎児細胞が母体細胞で汚染されている可能性がある結果を識別することができる。
本発明は、たとえば、以下のような態様で実現することもできる。

［適用例１］
非侵襲的出生前診断方法であって、
ａ．胎児有核細胞を含有する可能性の高い有機流体検体を妊婦から採取する工程と、
ｂ．前記有機流体検体の濃縮を行い、少なくとも１種類の胎児有核細胞を含む少なくとも１つの細胞集団を得る工程と、
ｃ．前記少なくとも１種類の胎児有核細胞から少なくとも１つの細胞を単離する工程と、
ｄ．前記少なくとも１種類の胎児有核細胞から単離した前記少なくとも１つの細胞に対して遺伝子解析を行い、前記診断に適した少なくとも１つの胎児有核細胞の遺伝的特徴を明らかにする工程と、を備え、
前記少なくとも１種類の胎児有核細胞から少なくとも１つの細胞を単離する工程は、その目的用に設計されたマイクロ流体デバイスを用いて、単一細胞を個別に選別することにより実行される、方法。

［適用例２］
適用例１記載の方法であって、
前記少なくとも１種類の胎児有核細胞から少なくとも１つの細胞を単離する工程は、
好ましくは、前記マイクロ流体デバイスにおける複数の部位であって、前記マイクロ流体デバイス内においてアレイ状に配置された複数の部位の中の所定部位から、単一細胞を採取した後、
前記マイクロ流体デバイスの内部あるいは外部のセンサーにより検出可能な少なくとも１つのパラメータに基づいて、前記採取した細胞から単一細胞を選別する、ことによって実行される、方法。

［適用例３］
適用例１あるいは２のいずれかに記載の方法であって、
前記有機流体検体の濃縮を行う工程は、
細胞の選別であって、
ａ．密度
ｂ．形態
ｃ．電気的特性
ｄ．化学的特性
ｅ．機械的特性
ｆ．表面抗原の発現
ｇ．細胞質内抗原の発現
ｈ．誘電特性
ｉ．磁気特性
からなるパラメータ群から選択される少なくとも１つのパラメータあるいはその組み合わせに基づいて行われる、細胞の選別を含む、方法。

［適用例４］
適用例３に記載の方法であって、
前記有機流体検体の濃縮を行い、前記少なくとも１種類の胎児有核細胞を含む少なくとも１つの細胞集団を得る工程は、
前記有機流体検体を処理することにより、前記有核細胞を分離し、濃縮の結果としての有核細胞を得る工程を含む、方法。

［適用例５］
適用例４に記載の方法であって、
前記有機流体検体を処理することにより、前記有核細胞を分離し、濃縮の結果としての有核細胞を得る工程は、前記有機流体検体を密度勾配に基づいて遠心分離する工程を含む、方法。

［適用例６］
前記いずれかの適用例に記載の方法であって、
前記濃縮工程は、選別であって、少なくとも１種類の胎児有核細胞を含む前記細胞集団が有する以下の特性：すなわち、
ａ．ＣＤ７１表面抗原の発現
ｂ．ＣＤ３４表面抗原の発現
ｃ．ＧＰＡ表面抗原の発現
ｄ．ＣＤ１４表面抗原の非発現
ｅ．ＣＤ１５表面抗原の非発現
ｆ．ＣＤ４５表面抗原の非発現
のうちの少なくとも１つに基づいた選別を含む、方法。

［適用例７］
前記いずれかの適用例に記載の方法であって、
前記濃縮工程の後で、かつ、前記少なくとも１種類の胎児有核細胞から少なくとも１つの細胞を単離する工程の前に、前記有機流体検体を希釈する工程を備え、
前記希釈は、前記濃縮工程の直後に前記有機流体検体から分けた前記検体の所定体積の部分に存在する有核細胞の計数値に基づいて、行われる、方法。

［適用例８］
前記いずれかの適用例に記載の方法であって、
前記濃縮工程と前記遺伝子解析を行う工程のいずれか１つあるいは両方の工程は、前記単離工程で用いる前記マイクロ流体デバイス内で、前記単離工程と組み合わせて行われる、方法。

［適用例９］
適用例８に記載の方法であって、
相互に分離される一方で油圧で接続される複数の異なったチャンバを備え、前記複数の異なったチャンバは、単一のチップあるいは分離した複数のチップにより、少なくとも１つの面上で区切られている、マイクロ流体デバイスが使用される、方法。

［適用例１０］
前記いずれかの適用例に記載の方法であって、
胎児細胞を母体細胞から区別するのに適した胎児細胞用特異抗体で胎児細胞を標識する工程をさらに備え、好ましくは、
＊ＨＬＡ−Ｇなどの胎児トロホブラスト抗原を認識する抗体と、
＊ｉ抗原などの胎児表面抗原を認識する抗体と、
＊ヘモグロビン鎖νおよびεのような胎児細胞内抗原を認識する抗体と、
から成る抗体群から選択される特異抗原に対するさまざまな抗体を使用して、前記標識が行われる、方法。

［適用例１１］
適用例１０に記載の方法であって、
前記少なくとも１つの胎児細胞を単離する工程は、
前記マイクロ流体デバイス内に存在し、少なくとも１つのマーカーであらかじめ標識された、単一細胞を個別に選別することにより実行される、方法。

［適用例１２］
適用例１０あるいは１１のいずれかに記載の方法であって、
前記少なくとも１つのマーカーは、蛍光マーカーである、方法。

［適用例１３］
適用例１０あるいは１１のいずれかに記載の方法であって、
前記少なくとも１つのマーカーは、胎児細胞に対する少なくとも１つの特異抗体を接合させた蛍光ビーズである、方法。

［適用例１４］
適用例１１ないし１３のいずれかに記載の方法であって、
細胞核に特異的な第１マーカーで、前記血液検体の有核細胞を標識し、
前記第１マーカーと識別可能な第２マーカーで、前記少なくとも１種類の胎児有核細胞を含む少なくとも１つの細胞集団を標識して、
前記少なくとも１つの胎児細胞を単離する工程において、前記第１マーカーと前記第２マーカーの両方で標識された単一細胞のみを選別する工程を、さらに備える、方法。

［適用例１５］
適用例１４に記載の方法であって、
前記第１マーカーと前記第２マーカーの両方は、蛍光マーカーであり、前記蛍光マーカーは、互いに異なる第１波長と第２波長の光、好ましくは、青色波長と緑色波長の光を放出する、方法。

［適用例１６］
適用例１５に記載の方法であって、
前記少なくとも１つの胎児細胞を単離する工程において単一細胞を個別に選別する工程は、前記有機流体検体中の細胞の自家蛍光により放出される第３波長の光、好ましくは、赤色波長の光の放出を検出して、前記第１波長の光と前記第２波長の光を両方とも放出すると同時に前記第３波長の光を放出しない細胞のみを選別することにより実行される、方法。

［適用例１７］
適用例１０ないし１６のいずかれかに記載の方法であって、
細胞を標識後、標識した細胞の固定および透過処理を行って、細胞質内抗体を用いて胎児細胞を識別する工程をさらに備える、方法。

［適用例１８］
前記いずれかの適用例に記載の方法であって、
前記遺伝子解析を行う工程は、
ＱＣ−ＰＣＲにより行われ、
前記少なくとも１つの胎児有核細胞の遺伝情報と少なくとも１つの母体有核細胞の遺伝子情報とを比較する工程を含む、方法。

［適用例１９］
前記いずれかの適用例に記載の方法であって、
前記有機流体検体の濃縮を行い、少なくとも１種類の胎児有核細胞を含む少なくとも１つの細胞集団を得る工程は、
前記少なくとも１種類の胎児有核細胞を含む少なくとも１つの細胞集団が得られた濃縮された前記有機流体検体を培養液に入れて、前記検体について濃縮する工程を繰り返す工程、を含む、方法。

［適用例２０］
前記いずれかの適用例に記載の方法であって、
前記有機流体検体は、子宮細胞、経頸管細胞、もしくは頸管内細胞、または母体末梢血から選択される細胞を含む、方法。

［適用例２１］
前記いずれかの適用例に記載の方法であって、
単一細胞の選別に用いられる前記マイクロ流体デバイスは、使い捨て可能なデバイスである、方法。

Claims

非侵襲的出生前診断のためのシステムの操作方法であって、
前記システムは、アレイ状に配置された複数の部位を有するマイクロ流体デバイスを備え、
前記方法は、
ａ．あらかじめ妊婦から採取され胎児有核細胞を含有する可能性の高い有機流体検体を前記マイクロ流体デバイス内に取り込む工程と、
ｂ．前記有機流体検体の濃縮を行い、少なくとも１種類の胎児有核細胞を含む少なくとも１つの細胞集団を得る工程と、
ｃ．前記マイクロ流体デバイスによって、前記少なくとも１種類の胎児有核細胞から少なくとも１つの細胞を単離する工程と、
ｄ．前記少なくとも１種類の胎児有核細胞から単離した前記少なくとも１つの細胞に対して遺伝子解析を行い、前記診断に適した少なくとも１つの胎児有核細胞の遺伝的特徴を明らかにする工程と、を備え、
ｉ）前記方法は、胎児細胞を母体細胞から区別するのに適した胎児細胞用特異抗体で胎児細胞を標識する段階を備え、
ｉｉ）前記少なくとも１種類の胎児有核細胞から少なくとも１つの細胞を単離する工程は、前記マイクロ流体デバイスを用いて、前記マイクロ流体デバイスの前記複数の部位において単一細胞を採取することにより、単一細胞を個別に選別して実行され、
ｉｉｉ）前記少なくとも１つの細胞を単離する工程は、前記マイクロ流体デバイスにおいて採取された単細胞が個別に選択され、あらかじめ前記特異抗体で標識されることにより実行される、方法。
請求項１記載の方法であって、
前記少なくとも１種類の胎児有核細胞から少なくとも１つの細胞を単離する工程は、
前記マイクロ流体デバイスにおける複数の部位の中の所定部位から、単一細胞を採取した後、
前記マイクロ流体デバイスの内部あるいは外部のセンサーにより検出可能な少なくとも１つのパラメータに基づいて、前記採取した細胞から単一細胞を選別する、ことによって実行される、方法。
請求項１あるいは２のいずれかに記載の方法であって、
前記有機流体検体の濃縮を行う工程は、
細胞の選別であって、
ａ．密度
ｂ．形態
ｃ．電気的特性
ｄ．化学的特性
ｅ．機械的特性
ｆ．表面抗原の発現
ｇ．細胞質内抗原の発現
ｈ．誘電特性
ｉ．磁気特性
からなるパラメータ群から選択される少なくとも１つのパラメータあるいはその組み合わせに基づいて行われる、細胞の選別を含む、方法。
請求項３に記載の方法であって、
前記有機流体検体の濃縮を行い、前記少なくとも１種類の胎児有核細胞を含む少なくとも１つの細胞集団を得る工程は、
前記有機流体検体を処理することにより、前記有核細胞を分離し、濃縮の結果としての有核細胞を得る工程を含む、方法。
請求項４に記載の方法であって、
前記有機流体検体を処理することにより、前記有核細胞を分離し、濃縮の結果としての有核細胞を得る工程は、前記有機流体検体を密度勾配に基づいて遠心分離する工程を含む、方法。
請求項１から５のいずれか１項に記載の方法であって、
前記濃縮工程は、選別であって、少なくとも１種類の胎児有核細胞を含む前記細胞集団が有する以下の特性：すなわち、
ａ．ＣＤ７１表面抗原の発現
ｂ．ＣＤ３４表面抗原の発現
ｃ．ＧＰＡ表面抗原の発現
ｄ．ＣＤ１４表面抗原の非発現
ｅ．ＣＤ１５表面抗原の非発現
ｆ．ＣＤ４５表面抗原の非発現
のうちの少なくとも１つに基づいた選別を含む、方法。
請求項１から６のいずれか１項に記載の方法であって、
前記濃縮工程の後で、かつ、前記少なくとも１種類の胎児有核細胞から少なくとも１つの細胞を単離する工程の前に、前記有機流体検体を希釈する工程を備え、
前記希釈は、前記濃縮工程の直後に前記有機流体検体から分けた前記検体の所定体積の部分に存在する有核細胞の計数値に基づいて、行われる、方法。
請求項１から７のいずれか１項に記載の方法であって、
前記濃縮工程と前記遺伝子解析を行う工程のいずれか１つあるいは両方の工程は、前記単離工程で用いた前記マイクロ流体デバイスと同一の前記マイクロ流体デバイス内で、前記単離工程と組み合わせて行われる、方法。
請求項８に記載の方法であって、
前記マイクロ流体デバイスは、相互に分離される一方で油圧で接続される複数の異なったチャンバを備え、前記複数の異なったチャンバは、活性化可能な電極アレイを備える単一のチップあるいは分離した複数のチップにより、少なくとも１つの側で区切られている、方法。
請求項１から９のいずれか１項に記載の方法であって、
前記胎児細胞を前記母体細胞から区別するのに適した胎児細胞用特異抗体で前記胎児細胞を標識する工程は、
＊胎児トロホブラスト抗原を認識する抗体と、
＊胎児表面抗原を認識する抗体と、
＊胎児細胞内抗原を認識する抗体と、
から成る抗体群から選択される特異抗原に対するさまざまな抗体を使用して、行われる、方法。
請求項１０に記載の方法であって、
前記胎児トロホブラスト抗原は、ＨＬＡ−Ｇであり、
前記胎児表面抗原は、ｉ抗原であり、
前記胎児細胞内抗原は、ヘモグロビン鎖γおよびεである、方法。
請求項１０あるいは１１のいずれか１項に記載の方法であって、
前記胎児細胞を母体細胞から区別するのに適した胎児細胞用特異抗体は、蛍光抗体である、方法。
請求項１０から１２のいずれか１項に記載の方法であって、
前記胎児細胞を母体細胞から区別するのに適した胎児細胞用特異抗体は、蛍光ビーズと接合されている、方法。
請求項１１から１３のいずれか１項に記載の方法であって、
前記有機流体検体は、少なくとも１種類の胎児有核細胞を含む少なくとも１つの細胞集団を含む血液検体であり、
細胞核に特異的な第１マーカーで、前記血液検体の有核細胞を標識し、
前記第１マーカーと識別可能であって、前記胎児細胞を前記母体細胞から区別するのに適した前記胎児細胞用特異抗体である第２マーカーで、前記少なくとも１種類の胎児有核細胞を含む少なくとも１つの細胞集団を標識して、
前記少なくとも１つの胎児細胞を単離する工程において、前記第１マーカーと前記第２マーカーの両方で標識された単一細胞のみを選別する工程を、さらに備える、方法。
請求項１４に記載の方法であって、
前記第１マーカーと前記第２マーカーの両方は、蛍光マーカーであり、前記蛍光マーカーは、互いに異なる第１波長と第２波長の光を放出する、方法。
請求項１５に記載の方法であって、
前記蛍光マーカーは、青色波長と緑色波長の光を放出する、方法。
請求項１５または１６に記載の方法であって、
前記少なくとも１つの胎児細胞を単離する工程において単一細胞を個別に選別する工程は、前記有機流体検体中の細胞の自家蛍光により放出される第３波長の光の放出を検出して、前記第１波長の光と前記第２波長の光を両方とも放出すると同時に前記第３波長の光を放出しない細胞のみを選別することにより実行される、方法。
請求項１７に記載の方法であって、
前記第３波長の光は、赤色波長の光である、方法。
請求項１０から１８のいずれか１項に記載の方法であって、
細胞を標識後、標識した細胞の固定および透過処理を行って、細胞質内抗体を用いて胎児細胞を識別する工程をさらに備える、方法。
請求項１から１９のいずれか１項に記載の方法であって、
前記遺伝子解析を行う工程は、
ＱＣ−ＰＣＲにより行われ、
前記少なくとも１つの胎児有核細胞の遺伝情報と少なくとも１つの母体有核細胞の遺伝子情報とを比較する工程を含む、方法。
請求項１から２０のいずれか１項に記載の方法であって、
前記有機流体検体の濃縮を行い、少なくとも１種類の胎児有核細胞を含む少なくとも１つの細胞集団を得る工程は、
前記少なくとも１種類の胎児有核細胞を含む少なくとも１つの細胞集団が得られた濃縮された前記有機流体検体を培養液に入れて、前記検体について濃縮する工程を繰り返す工程、を含む、方法。
請求項１から２１のいずれか１項に記載の方法であって、
前記有機流体検体は、子宮細胞、経頸管細胞、もしくは頸管内細胞、または母体末梢血から選択される細胞を含むように選択される、方法。
請求項１から２２のいずれか１項に記載の方法であって、
単一細胞の選別に用いられる前記マイクロ流体デバイスは、使い捨て可能なデバイスである、方法。
非侵襲的出生前診断用のマイクロ流体システムを作成するためのマイクロ流体デバイスの使用であって、
前記マイクロ流体デバイスを用いて、少なくとも１種類の胎児有核細胞から単一細胞を個別に選別し、
前記胎児有核細胞は、胎児細胞を母体細胞から区別するのに適した胎児細胞用特異抗体であらかじめ標識され、
前記少なくとも１種類の胎児有核細胞は、胎児有核細胞を含有する可能性の高い有機流体から濃縮され、
前記有機流体は、あらかじめ妊婦から採取されて、前記少なくとも１種類の胎児有核細胞を含む少なくとも１つの細胞集団が得られるように濃縮され、
前記マイクロ流体デバイスを用いて、あらかじめ前記特異抗体で標識された前記少なくとも１種類の胎児有核細胞から少なくとも１つの細胞を単離した後に、前記少なくとも１種類の胎児有核細胞から単離された前記少なくとも１つの細胞に対して遺伝子解析を行い、前記診断に適した少なくとも１つの胎児有核細胞の少なくとも１つの遺伝的特徴を明らかにし、
前記マイクロ流体デバイスは、
ｉ）前記マイクロ流体デバイスにおける複数の部位であって、前記マイクロ流体デバイス内においてアレイ状に配置された複数の部位の中の所定部位から単一細胞を採取する手段であって、少なくとも１つのパラメータに基づいて、前記採取された細胞から前記単一細胞を選別して、胎児細胞のみを遺伝子解析の対象とする手段と、
ｉｉ）あらかじめ前記特異抗体で標識され前記マイクロ流体デバイス内に存在する前記単一細胞を個別に選別することにより少なくとも１つの胎児細胞を単離する手段であって、あらかじめ前記特異抗体で標識された前記少なくとも１種類の胎児有核細胞から少なくとも１つの細胞を単離する手段と、を備える、使用。
請求項２４に記載の使用であって、
前記胎児細胞を前記母体細胞から区別するのに適した前記胎児細胞用特異抗体による前記胎児細胞の標識は、
＊胎児トロホブラスト抗原を認識する抗体と、
＊胎児表面抗原を認識する抗体と、
＊胎児細胞内抗原を認識する抗体と、
から成る抗体群から選択される特異抗原に対するさまざまな抗体を使用して、行なわれる、使用。
請求項２５に記載の使用であって、
前記胎児トロホブラスト抗原は、ＨＬＡ−Ｇであり、
前記胎児表面抗原は、ｉ抗原であり、
前記胎児細胞内抗原は、ヘモグロビン鎖γおよびεである、使用。
請求項２５に記載の使用であって、
前記有機流体は、少なくとも１種類の胎児有核細胞を含む少なくとも１つの細胞集団を含有する血液検体であり、
前記血液検体の有核細胞は、細胞核に特異的な第１マーカーで標識され、
前記少なくとも１種類の胎児有核細胞を含む前記少なくとも１つの細胞集団は、前記第１マーカーと識別可能な第２マーカーで標識され、
前記第２マーカーは、前記胎児細胞を前記母体細胞から区別するのに適した前記胎児細胞用特異抗体であり、
前記少なくとも１つの胎児細胞を単離する際に、前記第１マーカーと前記第２マーカーの両方で標識された単一細胞のみを前記マイクロ流体デバイスで選別させる、使用。
請求項２７に記載の使用であって、
前記第１マーカーと前記第２マーカーの両方は、蛍光マーカーであり、前記蛍光マーカーは、互いに異なる第１波長と第２波長の光を放出する、使用。
請求項２８に記載の使用であって、
前記第１波長と前記第２波長は、それぞれ青色波長と緑色波長である、使用。
請求項２８に記載の使用であって、
前記少なくとも１つの胎児細胞を単離する際において前記単一細胞の個別の選択は、前記有機流体中の細胞の自家蛍光により放出される第３波長の光の放出を検出して、前記第１波長の光と前記第２波長の光を両方とも放出すると同時に前記第３波長の光を放出しない細胞のみを選別することにより実行される、使用。
請求項３０に記載の使用であって、
前記第３波長は赤色波長である、使用。