JPH0577028B2 - - Google Patents

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JPH0577028B2
JPH0577028B2 JP27611885A JP27611885A JPH0577028B2 JP H0577028 B2 JPH0577028 B2 JP H0577028B2 JP 27611885 A JP27611885 A JP 27611885A JP 27611885 A JP27611885 A JP 27611885A JP H0577028 B2 JPH0577028 B2 JP H0577028B2
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Japan
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cell
hematoporphyrin
dna
piperazyl
benzimidazolyl
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JP27611885A
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Motohide Takahama
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MARUKI KYOMI
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MARUKI KYOMI
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  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 本発明は、細胞中のDNAと蛋白質の比率の測
定方法及び測定用試薬に関するものであり、さら
に詳しくは、肺癌や子宮癌などの集団検診の際、
細胞定量装置を用いて実施する細胞診断若しくは
異常細胞発見(サイトスクリーニング)に利用す
る細胞染色液から成る試薬及びそれを使用した細
胞中のDNAと蛋白質との比率を測定する方法を
提供するものである。 〔従来の技術〕 顕微鏡で見る癌細胞の最大の特徴は、正常細胞
と比較して、核が様々な程度に腫大してヘマトキ
シリン染色により濃染し、且つ核の大きさに比較
して細胞質が少ない即ち核/細胞質比が大きいこ
とであり、この形態学的特徴が細胞病理学的な癌
の診断に利用されている。また、一般に癌細胞が
悪性なほど細胞質の発達が不良であるから核/細
胞質比が大きく、このことが癌の悪性度を推定す
るのに用いられることもある。さらに、癌細胞の
蛋白質の量は癌の種類により多少異なるので、こ
のことが癌の種類を推定するのに用いられること
もある。 この癌細胞の特徴を細胞化学の面から眺める
と、核の腫大濃染は核のデオキシリボ核酸
(DNA)の増量として、また細胞質の相対的な減
少は細胞質の主成分たる蛋白質の相対的減少とし
て、更に核/細胞質比の増大はDNA/蛋白質比
の増大として把握されるので、このような細胞化
学的な特徴を特殊な装置を用いて定量すれば、そ
れを癌細胞の発見や診断、あるいはその癌の悪性
度や種類を推定するのに応用することが出来る。 昭和50年前後に、細胞を細い水流中に高速で流
してレーザー光線を当て細胞を分析する自動細胞
分析分離装置(以下フローサイトメトリーとい
う)が米国および西独で開発されると共に、同じ
頃、細胞核中のDNAをプロピジウムアイオダイ
ド(以下PIと略称)で螢光染色し、また細胞質
中の蛋白質をフルオレツセンイソチオシアネート
(以下FITCと略称する)で螢光染色して、フロ
ーサイトメトリーを通して各細胞のDNAおよび
蛋白質を同時に測定することにより、癌細胞を診
断したり、その種類を推定したりする試みが行な
われるようになつて来た。昭和55年頃より、米国
でこの技術を子宮癌や肺癌の細胞診断などに利用
する試みが始められ、我が国でも極く近年より、
子宮癌についての検討が進み、さらに癌の集団検
診への応用も検討が始まつている。 上記の細胞をPIおよびFITCで染色(以下、
PI・FITC染色と略称する)してフローサイトメ
トリーで測定する方法は、PIが細胞のDNAおよ
びRNAを選択的に染色し、FITCが細胞質中の
蛋白質を選択的に染色する性質、およびフローサ
イトメトリー内のレーザー光線の照射下で、
DNAに染着したPIは最大波長620nmの赤色螢光
を、また蛋白質に染着したFITCは最大波長530n
mの黄緑色の螢光を発する性質とを利用すること
により、装置内を高速で流れる個々の細胞をレー
ザー光線で照らし、細胞から発した赤色および黄
緑色の螢光の量を夫々同時に検知し、コンピユー
タで処理して、細胞中のDNA量および蛋白質量、
あるいはDNA/蛋白質比を求めるものである。 〔本発明が解決しようとする問題点〕 しかし従来の細胞をPI・FITC染色して、フロ
ーサイトメトリーで細胞中のDNAおよび蛋白質
を定量したりDNA/蛋白質比を求めたりする方
法は、光源に高価なレーザー光線発生装置を必要
とするため、診断に要する経費が嵩むという欠点
を有するばかりでなく、DNAを染めたPIから発
する最大波長620nmの赤色螢光と、蛋白質を染
めたFITCから発する最大波長530nmの黄緑螢光
との間の波長差が90nmと比較的小さく、両者の
分別の精度がやや低くなる欠点、更に重大なこと
は、PIがDNAとRNAとの両者を染色する性質を
有するため、DNAのみを染色するためには、細
胞染色の工程に先だつて、RNA消化酵素を用い
て予めRNAを消化させておく必要があり、この
消化処理は、細胞を酵素と共に37℃に加温したり
多数回の洗浄と遠心沈澱を繰り返したりするた
め、染色の全工程に2時間もかかる上に細胞の障
害や損失も生じ、また、市販のRNA消化酵素は
その力価が一定ではないのでRNA除去の効果も
一定しない、などの事情から正確な測定結果(診
断結果)が得難い欠点を有している。 〔問題点を解決するための手段〕 そこで、本発明者らは、ヘマトポルフイリンが
細胞中の蛋白質を選択的に染色して紫外線の照射
により最大波長670nmの赤色螢光を発する性質
を有すること及び2−〔2−(4−ヒドロキシフエ
ニル−6−ベンズイミダゾリル〕−6−(1−メチ
ル−4−ピペラジル)−ベンズイミダゾールトリ
ヒドロクロライドまたは4′,6−ジアミジノ2−
2フエニルインドール塩酸塩が細胞中のDNAを
選択的に染色して紫外線の照射により最大波長
470nmの青色螢光を発する性質を有することに
注目し、これらの性質を利用して細胞中の蛋白質
とDNAとの比率を簡便かつ廉価でしかも短時間
内に優れた精度で検出する方法を見出し、本発明
を完成するに至つた。 本発明は、細胞をヘマトポルフイリン及び2−
〔2−(4−ヒドロキシフエニル−6−ベンズイミ
ダゾリル〕−6−(1−メチル−4−ピペラジル)
−ベンズイミダゾールトリヒドロクロライド(所
謂、ヘキスト系試薬、以下、ヘキスト系試薬と略
称する)または4′,6−ジアミジノ2−2フエニ
ルインドール塩酸塩(以下、DAPIと略称する)
を含有する細胞螢光染色液で染色し、この染色細
胞の発する青色螢光及び赤色螢光を測定すること
により細胞中の蛋白質とDNAの比率を測定する
方法及びこの測定方法に使用されるヘマトポルフ
イリン及びヘキスト系試薬またはDAPIを含有す
る細胞螢光染色液から成る試薬である。 本発明の試薬には細胞螢光染色液として最初か
らヘマトポルフイリン及びヘキスト系試薬または
DAPIを含有するもののほか、ヘマトポルフイリ
ンを含有する染色液とヘキスト系試薬または
DAPIを含有する染色液とを別々に調製し、これ
を組み合せたものも含まれる。 本発明の細胞螢光染色液は使用条件として紫外
線光源を必要とし、在来の測定機器としては、紫
外線光源と顕微分光定量装置とを装着した螢光顕
微鏡、あるいは紫外線ランプのみで作動する簡易
型フローサイトメトリー(またはフローセルアナ
ライザー)が利用出来るが、前記のレーザー光線
を用いる本格的フローサイトメトリーの場合で
も、そのレーザー光線発生ランプは調整すること
により紫外線をも発射出来るので、それを利用す
ることもできる。 本発明における細胞螢光染色液中にあるヘキス
ト系試薬はベンズイミダゾール系化合物で、その
化学構造式は、
〔RはCH3−N=、C2H5−N=、H2C=などを表わし、R′は−OH、−OCH3、−OC2H5、−N(CH32、−Cl、−NH2などを表わす〕
で示される。なお、本発明に関する実験例及び実
施例においては前記ヘキスト系試薬としてヘキス
ト33342(前記化学構造式においてはRがCH3
N、R′が−OC2H5の化合物)を使用した。また
DAPIはフエニールインドール系化合物でその化
学構造式は、
【式】 で示され、共に細胞中のDNAに選択的に結合し
て最大波長470nmの青色螢光を発する性質を有
する公知の物質である。従つて、本発明において
細胞染色液中に含有される前記ヘキスト系試薬ま
たはDAPIは、これらの各化合物を使用した従来
のDNA染色液と全く同一の概念で使用されるも
のであり、溶媒や含有量などは従来の染色液と同
様のものもそのまま使用できる。 他方、本発明の細胞螢光染色液で使用されるヘ
マトポルフイリンは、化学構造式
〔発明の効果〕
本発明の細胞中のDNAと蛋白質の比率の測定
用試薬としての細胞螢光染色液は、細胞の核の
DNAを選択的に染色し、紫外線の照射下で最大
波長の470nmの青色螢光を発するヘキスト系試
薬またはDAPIと、同じく細胞質の蛋白質を選択
的に染色し、紫外線の照射下で最大波長670nm
の赤色螢光を発するヘマトポルフイリンとを利用
しているものであつて、染色処理後の細胞の測定
を紫外線照射下で実施するものであるから、従来
のRNA消化後にPI・FITC染色してレーザー光
線の照射下で測定するものに比べ、使用する装置
も簡単かつ廉価で、消費電力も小さく、冷却も不
要で、細胞中のDNA/蛋白質比の測定を廉価に
実施できる。 また、本発明の細胞螢光染色液による細胞中の
DNA/蛋白質比の測定においては、紫外線照射
下において、DNAと蛋白質からの螢光の波長差
200nmを利用してDNA/蛋白質比を測定するも
のであるから、従来のRNA消化後にPI・FITC
染色してレーザー光線の照射下でDNAと蛋白質
からの螢光の波長差90nmを利用して測定する方
法と比較して、測定精度が高く、簡単な操作で高
精度の結果が得られる。 更に、本発明の細胞螢光染色液による細胞中の
DNA/蛋白質比の測定においては、細胞核の
DNAを選択的に染色する物質と、細胞質の蛋白
質を選択的に染色する物質とを使用するものであ
るから、従来のPI・FITC染色によるDNA/蛋
白質比の測定に比較し、染色に先だつて予め
RNA消化酵素でRNAを消化する工程が不必要で
あり、従つて試料を多数回遠心沈澱することも37
℃に加温することを省くことができ、消化処理に
要する経費を節減し、RNA消化処理による細胞
の損失や傷害を被ることもなく、また元来効果の
不確実なRNA消化に煩わされることもなく、従
つてより正確な測定結果(診断結果)が得られる
のみならず、従来の方法では約2時間要した細胞
染色の全工程の所要時間を約20分で完結するよう
に短縮したので、多数の試料を処理する集団検診
などに於いて、極めて優れた方法である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、ヘマトポルフイリン単染色で見たリ
ンパ球の蛋白質分布図を示す図、第2図はヘマト
ポルフイリン・ヘキスト染色で見たリンパ球と顆
粒性白血球の蛋白量の分布を示す図、第3図は
FICT単染色で見たリンパ球の蛋白量分布を示す
図、第4図はヘマトポルフイリン染色液の濃度と
リンパ球の赤色螢光強度との関係を示す図、第5
図はヘキスト系試薬染色液の濃度とリンパ球の青
色螢光強度との関係を示す図、第6図はDAPI染
色液の濃度とリンパ球の青色螢光強度との関係を
示す図、第7図はヘマトポルフイリンによる赤色
螢光の褪色率に及ぼすメルカプトエチルアミンの
添加効果を示す図、第8図はヘキスト系試薬によ
り青色螢光の褪色率に及ぼすメルカプトエチルア
ミンの添加効果を示す図、第9図は細胞に結合し
たヘマトポルフイリンの紫外線照射による螢光波
長特性曲線を示した図、第10図は細胞に結合し
たヘキスト系試薬の紫外線照射による螢光波長特
性曲線を示す図、第11図は細胞に結合した
DAPIの紫外線照射による螢光波長特性曲線を示
す図、第12図は細胞に結合したヘキスト系試薬
とヘマトポルフイリンとの紫外線照射による螢光
波長特性曲線を示す図、第13図は細胞に結合し
たDAPIとヘマトポルフイリンとの紫外線照射に
よる螢光波長特性曲線を示す図で、第14図は細
胞に結合したPIとFITCとの紫外線照射による螢
光波長特性曲線を示す図である。また、第15図
は癌細胞のヘマトポルフイリン単染色処理したも
の、第16図は癌細胞の蛋白消化試験の対照群、
第17図は癌細胞の蛋白消化試験群、第18図は
白血球のヘマトポルフイリン単染色処理、第19
図は白血球のFITC染色処理、第20図は癌細胞
のヘマトポルフイリン・ヘキスト染色処理、第2
1図は癌細胞のヘマトポルフイリン・DAPI染色
処理、におけるそれぞれの顕微鏡写真である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 細胞をヘマトポリフイリン及び2−〔2−(4
    −ヒドロキシフエニル−6−ベンズイミダゾリ
    ル〕−6−(1−メチル−4−ピペラジル)−ベン
    ズイミダゾールトリヒドロクロライドまたは4′,
    6−ジアミジノ2−2フエニルインドール塩酸塩
    を含有する細胞螢光染色液で染色し、この染色細
    胞が発する青色螢光及び赤色螢光を測定すること
    を特徴する細胞中の蛋白質とDNAの比率の測定
    法。 2 ヘマトポルフイリン及び2−〔2−(4−ヒド
    ロキシフエニル−6−ベンズイミダゾリル〕−6
    −(1−メチル−4−ピペラジル)−ベンズイミダ
    ゾールトリヒドロクロライドまたは4′,6−ジア
    ミジノ2−2フエニルインドール塩酸塩とともに
    食塩、メルカプトエチルアミン、界面活性剤から
    選ぶ補助剤を含有する細胞螢光染色液を使用する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の測
    定法。 3 ヘマトポリフイリンの濃度が0.01〜0.03重量
    %であることを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の測定法。 4 2−〔2−(4−ヒドロキシフエニル)−6−
    ベンズイミダゾリル〕−6−(1−メチル−4−ピ
    ペラジル)−ベンズイミダゾールトリヒドロクロ
    ライドまたは4′,6−ジアミジノ2−2フエニル
    インドール塩酸塩の濃度が0.0005〜0.001重量%
    であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の測定法。 5 染色細胞のDNA/蛋白質比を、紫外線光源
    と顕微分光定量装置を装着した螢光顕微鏡あるい
    はフローサイトメトリー又はフローサイトメータ
    ーで測定することを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の測定法。 6 ヘマトポルフイリン及び2−〔2−(4−ヒド
    ロキシフエニル−6−ベンズイミダゾリル〕−6
    −(1−メチル−4−ピペラジル)−ベンズイミダ
    ゾールトリヒドロクロライドまたは4′,6−ジア
    ミジノ−2−2フエニルインドール塩酸塩を含有
    する細胞螢光染色液からなることを特徴とする細
    胞中の蛋白質とDNAの比率の測定用試薬。 7 細胞螢光染色液がヘマトポルフイリン及び2
    −〔2−(4−ヒドロキシフエニル−6−ベンズイ
    ミダゾリル〕−6−(1−メチル−4−ピペラジ
    ル)−ベンズイミダゾールトリヒドロクロライド
    または4′,6−ジアミジノ2−2フエニルインド
    ール塩酸塩とともに食塩、メルカプトエチルアミ
    ン、界面活性剤から選ぶ補助剤を含有することを
    特徴とする特許請求の範囲第6項記載の測定用試
    薬。 8 細胞螢光染色液がヘマトポルフイリン含有染
    色液と2−〔2−(4−ヒドロキシフエニル−6−
    ベンズイミダゾリル〕−6−(1−メチル−4−ピ
    ペラジル)−ベンズイミダゾールトリヒドロクロ
    ライドまたは4′,6−ジアミジノ2−2フエニル
    インドール塩酸塩含有染色液とを組み合せたもの
    であることを特徴とする特許請求の範囲第6項記
    載の測定用試薬。 9 ヘマトポリフイリンの濃度が0.01〜0.03重量
    %であることを特徴とする特許請求の範囲第6項
    乃至第8項のいずれか記載の試薬。 10 2−〔2−(4−ヒドロキシフエニル)−6
    −ベンズイミダゾリル〕−6−(1−メチル−4−
    ピペラジル)−ベンズイミダゾールトリヒドロク
    ロライドまたは4′,6−ジアミジノ2−2フエニ
    ルインドール塩酸塩の濃度が0.0005〜0.001重量
    %であることを特徴とする特許請求の範囲第6項
    乃至第8項のいずれか記載の測定用試薬。
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