JP6463005B2 - マクロファージ識別剤、該マクロファージ識別剤を用いた識別方法、分取方法、評価方法、スクリーニング方法、およびキット - Google Patents
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Description
本発明の第一実施形態であるマクロファージ識別剤は、一般式(1)で表される化合物を1種類以上含むことを特徴とする。
一般式(4)中、R22は、アルキル基、またはアリール基を表し、R23は、アルキル基、またはカルボキシル基を表す。「*」は連結部を表す。
「*」は連結部位を表す。
「*」は連結部位を表す。
本実施形態における一般式(1)で表わされる化合物は、公知の方法(特許文献2等)により同様の方法で容易に合成することができる。
本発明の第二実施形態であるマクロファージ識別剤は、下記一般式(6)で表わされる化合物を1種類以上含むことを特徴とする。
ただし、R34〜R35は各々独立して、アルキル基を表し、R34とR35は互いに結合して、環を形成してもよく、
Aは、3−オキソシクロブテノレート環、一般式(7)または、(8)で示される。
一般式(8)中、R39は、水素原子、フェニル基、チオール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、またはハロゲン原子を表し、
R40〜R41は、各々独立して、水素原子、アルキル基、またはアルキルオキシカルボニル基を表す。)
本実施形態における一般式(6)で表わされる化合物に関して説明する。
R24〜R25におけるアルキルカルボニルオキシアルキル基としては、特に限定されるものではないが、メチルカルボニルオキシメチル基、エチルカルボニルオキシメチル基、エチルカルボニルオキシエチル基、エチルカルボニルブチル、またはプロキシカルボニルオキシメチル基等が挙げられる。
本実施形態の化合物の好ましい一例として、一般式(9)で表わされる化合物をあげることができる。
R52〜R54は、各々独立して、水素原子、アルキル基、またはアリール基を表し、mは0〜2の数字を表す。X2 −は陰イオン性基を表し、
Y4、Y5は酸素原子、硫黄原子、またはアルキレン基を表し、アルキレン基は置換基を有してよく、その場合の置換基はアルキル基であり、置換基どうしが結合して、脂肪族環を形成してもよい。
本実施形態の化合物の好ましい一例として、一般式(12)で表わされる化合物をあげることができる。
一般式(12)中のR71〜R78におけるアルキル基としては、特に限定されるものではないが、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、またはヘキシル基等が挙げられる。
本発明の第三実施形態であるマクロファージ識別剤は、一般式(10)で表される化合物を1種類以上含むことを特徴とする。
一般式(10)で表わされる化合物に関して説明する。
一般式(10)中、R55及びR56のアルキル基としては、特に限定されるものではないが、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、または、エチルヘキシル基等の直鎖、分岐状の炭素数1〜12個のアルキル基が挙げられる。好ましくは、メチル基、エチル基の場合である。
本発明の第四実施形態であるマクロファージ識別剤は、一般式(11)で表される化合物を1種類以上含むことを特徴とする。
一般式(11)で表わされる化合物に関して説明する。
一般式(11)中、R60におけるアルキル基としては、特に限定されるものではないが、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、または、エチルヘキシル基等の直鎖、分岐状の炭素数1〜12個のアルキル基、トリフルオロメチル等のハロゲン化アルキル基が挙げられる。
本発明でいうサブタイプとは、機能、発現遺伝子、発現タンパク質、タンパク質、または低分子物質等の細胞産生物質等に違いのあるサブタイプであれば特に限定されないが、M1マクロファージとM2マクロファージを指す。
本発明で用いられる生物試料は、特に限定されるものではないが、生物個体、生物組織、生物組織切片、生物組織ブロック、ヒト細胞、動物細胞、ヒト培養細胞、または動物培養細胞等が挙げられる。生物試料はあらかじめホルマリンなどで固定して用いても良い。
本発明の第五の実施形態は、マクロファージのサブタイプM1とM2とを識別する方法であって、有機化合物を付与して得られた分光特性から前記M1と前記M2とを識別する方法を提供する。有機化合物は、特に限定されないが、好ましくは、分子量2000以下の色素化合物である。
本発明のマクロファージ識別剤の前記生物試料への曝露による細胞の染色は、一般式(1)で表される化合物をそのまま用いても良いし、適当な溶媒に溶解させて行うこともできる。
本発明のマクロファージ識別剤は、サブタイプの種類によってマクロファージ識別剤の細胞内への取り込み量や取り込み速度が違うことや、細胞内へ取り込まれたマクロファージ識別剤の細胞外への排出量や排出速度が違うことや、サブタイプの種類によって細胞内へ取り込まれたマクロファージ識別剤の細胞内に存在する高分子物質や低分子物質、ガス状分子、イオン等の成分との相互作用が異なること、あるいはサブタイプの種類によってマクロファージ識別剤の細胞表面との相互作用が異なること等に基づいて、サブタイプの種類によってマクロファージ識別剤由来の蛍光強度の差異が生じることに基づいて、サブタイプを識別することができる。
本発明のマクロファージ識別剤の前記生物試料への曝露後は、必要に応じて洗浄操作を加えてもよい。洗浄操作について説明する。
本発明の第六の実施形態であるサブタイプの分取方法について説明する。
本発明の第七の実施形態であるサブタイプの評価方法は、本発明のマクロファージ識別剤を生物試料に曝露する工程を含む。
本発明は第八の実施形態として、被験物質を生物試料に暴露し、同時に、あるいはその前後に、その生物試料にマクロファージ識別剤を暴露し、サブタイプの染色性を分析することを特徴とする分析方法を提供する。被験物質は、マクロファージ識別剤によるサブタイプの染色性に影響を与えるものでもよいし、影響を与えないものでもよい。また被検物質は二種類以上用いて、被検物質間の作用の違いを分析することもできる。
本発明は第九の実施形態として、物質を生物試料に曝露し、同時に、あるいはその前後に、その生物試料にマクロファージ識別剤を暴露し、サブタイプの染色性に基づいて物質をスクリーニングすることを特徴とするスクリーニング方法を提供する。スクリーニングにおいては本発明の上記の評価方法または分析方法を用いて、複数の被検物質のサブタイプに対する効果や相互作用を評価、分析することができる。
本発明の第十の実施形態である識別用キットは、本発明のマクロファージ識別剤を少なくとも1種類以上含む事を特徴とする。また、特に限定されるものではないが、識別用キットには、マクロファージ識別剤を生物試料に曝露する際に必要となる容器、試薬などを含むことができる。
本発明の一般式(1)で表わされるマクロファージ識別剤の例として化合物(1)の合成例を示す。
合成例1と同様にして、表4で示す化合物をそれぞれ合成し、目的物である事を同定した。
(実施例1)
サブタイプの培養は、非特許文献7のプロトコルに従って行った。即ち、8〜10週齢のBalb/cマウスの大腿骨から採取した骨髄細胞を1×106個/mLになるように20%FBSおよび1%P/Sを含むIMDMに分散させた後、100mmディッシュに1×107個ずつ播種した。更に50ng/mLとなるようにM−CSF(ペプロテック社製)を加えて3〜4日間、5%CO2存在下で37℃でインキュベーションすることでマクロファージ前駆細胞をマクロファージに分化させた。培地を交換した後、50ng/mLとなるようにM−CSF(ペプロテック社製)を加えてさらに3〜4日間、5%CO2存在下で37℃でインキュベーションした後にサブタイプへの分化誘導を行った。5%FBSおよび1%P/Sを含むIMDM中に200ngのインターフェロン−γおよび1μgのポリリポサッカライド(いずれもぺプロテック社製)を加えることで、サブタイプをM1に分化誘導させた。また、5%FBSおよび1%P/Sを含むIMDM中に100ngのIL−4を加えることで、サブタイプをM2に分化誘導させた。さらに3日間、5%CO2存在下で37℃でインキュベーションした後、PBSでリンス後、0.25%のトリプシンと1mM EDTA(エチレンジアミン四酢酸)を含むPBSを用いて、M1およびM2にそれぞれ分化誘導されたマクロファージをシャーレから回収した。
回収したM1マクロファージおよびM2マクロファージは遺伝子発現解析を行うことで、各サブタイプに分化誘導されていることを確認した。回収したM1マクロファージおよびM2マクロファージの一部(およそ0.5〜5×106個)から、キアゲン社製のRNeasy mini kitに添付されたプロトコルに準拠し、total RNAを抽出した。その後、SuperScript(登録商標) VILOTM cDNA Synthesis Kit(Invitrogen社製)のプロトコルに準拠し、逆転写反応によりcDNAを合成した。M1マクロファージのマーカー遺伝子(iNOSおよびTNFα)のcDNAおよび、M2マクロファージのマーカー遺伝子(Arg1およびCD206)のcDNAに対するプライマーを合成した。合成したプライマーの配列を表2に示す。Applied Biosystems 7500 リアルタイムPCRシステムを用いて、PowerSYBR(登録商標) Green PCR Master Mix(Applied Biosystems社製)のプロトコルに準拠してポリメラーゼ連鎖反応(Polymerase chain reaction)を行い、各マーカー遺伝子の発現量を定量した。M1マクロファージおよびM2マクロファージに分化誘導した細胞で得られた各マーカー遺伝子の発現量の比較した結果を図1に示す。縦軸のRQ(Relative Quantification)は、M1マクロファージに分化誘導した細胞における各マーカー遺伝子の発現量を1としたときの、M2マクロファージに分化誘導した細胞における各マーカー遺伝子の発現量を相対値で示したものである。図1から明らかなように、M1マクロファージに分化誘導した細胞では、M2マクロファージに分化誘導した細胞に比べてiNOSおよびTNFαの発現量が高かった。一方、M2マクロファージに分化誘導した細胞では、M1マクロファージに分化誘導した細胞に比べてArg1およびCD206の発現量が高かった。この結果から、分化誘導によりM1マクロファージおよびM2マクロファージを調整できたことを確認した。
回収したサブタイプ、M1およびM2をそれぞれ2×105個ずつ1.5mLチューブに分注し、そこに1μMとなるように化合物(1)を加え、37℃で30分インキュベーションした。その後、チューブを180Gで10分遠心して上清を除いた後、死細胞を識別するための色素(aqua flurorescent reactive dye,Invitrogen社製、以下aquaと省略することがある)を添加し、4℃で10分インキュベーションした。その後、チューブを180Gで10分遠心して上清を除いた後、FACSバッファーに細胞を懸濁し、BD社製FACSCanto(商標)IIフローサイトメトリー装置にて解析を行った。
解析は、aquaのシグナルが低い細胞集団を対象とすることで、死細胞を除去した細胞集団に対して行った。
化合物(1)由来の蛍光シグナルを、FITCのチャンネル(488nmで励起、530/30 nm;中心波長/波長幅)で測定した。横軸にFITCのチャンネルで得られた蛍光強度を、縦軸に各蛍光強度における細胞数をとったヒストグラムを作製し、図2に示した。
実施例1で使用した化合物(1)を化合物(3)、(4)、(6)、(7)、(9)、(11)〜(13)、(15)、(17)、(19)〜(26)、(28)、(30)〜(33)、(35)、(36)、(38)、(42)〜(45)、(48)〜(62)、(65)、(67)、(74)〜(76)、(82)、(83)、(85)に変更した以外は、実施例1と同様の方法で、化合物(3)、(4)、(6)、(7)、(9)、(11)〜(13)、(15)、(17)、(19)〜(26)、(28)、(30)〜(33)、(35)、(36)、(38)、(42)〜(45)、(48)〜(62)、(65)、(67)、(74)〜(76)、(82)、(83)、(85)由来の蛍光シグナルを解析した。
実施例1で使用した化合物(1)を比較化合物(1)に変更した以外は、実施例1と同様の方法で、比較化合物(1)由来の蛍光シグナルを解析した。ただし、比較化合物(1)由来の蛍光シグナルは、PE−Cy7のチャンネル(488nmで励起、780/60nm;中心波長/波長幅)で測定した。横軸にPE−Cy7のチャンネルで得られた蛍光強度を、縦軸に各蛍光強度における細胞数をとったヒストグラムを作製し、図3に示した。
実施例1で使用した化合物(1)を比較化合物(2)に変更した以外は、実施例1と同様の方法で、比較化合物(2)由来の蛍光シグナルを解析した。横軸にFITCのチャンネルで得られた蛍光強度を、縦軸に各蛍光強度における細胞数をとったヒストグラムを作製し、図4に示した。
化合物(3)、(4)、(6)、(7)、(9)、(11)〜(13)、(15)、(17)、(19)〜(26)、(28)、(30)〜(33)、(35)、(36)、(38)、(42)〜(45)、(48)〜(62)、(65)、(67)、(74)〜(76)、(82)、(83)、(85)および比較化合物(1)〜(2)由来の蛍光シグナルを、各化合物に適したチャンネルで測定した。横軸に各チャンネルで得られた蛍光強度を、縦軸に各蛍光強度における細胞数をとったヒストグラムを作製した。M1マクロファージで得られたヒストグラムのピークトップにおける蛍光強度(FM1)とM2マクロファージで得られたヒストグラムのピークトップにおける蛍光強度(FM2)の差分を、M1マクロファージで得られたヒストグラムのピーク幅(WM1)とM2マクロファージで得られたヒストグラムのピーク幅(WM2)との和で除したものを分離度Rとして、サブタイプの識別能の指標とした((1)式参照)。
分離度R=|FM1−FM2|/(WM1+WM2)・・・(1)式
A:サブタイプの識別が非常に良い(分離度Rが0.5以上)
B:サブタイプの識別が良い(分離度Rが0.15以上、0.5未満)
C:サブタイプの識別ができない(分離度Rが0.15未満)
実施例1と同様の方法で培養したM1マクロファージおよびM2マクロファージをそれぞれ2×105個ずつ1.5mLチューブに分注し、そこに化合物(1)と化合物(33)をそれぞれ1μMとなるように加えた。死細胞は、TO−PRO−3(Invitrogen社製)を用いて識別した。
(実施例56)
実施例1と同様の方法で培養した、M1マクロファージとM2マクロファージをそれぞれ1×105個ずつ1.5mLチューブに混合し、化合物(1)を1μMとなるように加えた。
上記以外の操作は実施例1と同様の方法で行った。
(実施例57)
実施例1と同様の方法で培養した、M1マクロファージおよびM2マクロファージをそれぞれ2×105個ずつ1.5mLチューブに分注し、そこに化合物(1)を1μMとなるように加えた。
また、細胞に取り込まれた化合物(1)の吐き出しを阻害する物質としてフミトレモルギンC(Sigma−Aldrich社製、以下FTC)を10μMとなるように加え、37℃で30分インキュベーションした。その後、チューブを180Gで10分遠心して上清を除いた後、10μMとなるようにFTCを加えたHBSSバッファーを1mL加えて細胞を懸濁し、さらに37℃で30分インキュベーションした。
解析は、aquaのシグナルが低い細胞集団を対象とすることで、死細胞を除去した細胞集団に対して行った。
実施例57において、FTCを加えずに、実施例57と同様の操作を行い、解析を行った。
その結果、図7から明らかなように、横軸に化合物(1)由来の蛍光シグナルを測定したFITCのチャンネルで得られた蛍光強度を、縦軸に各蛍光強度における細胞数をとったヒストグラムをプロットすると細胞からの化合物(1)の排出のFTCによる阻害に基づく蛍光強度の増強が、M2マクロファージだけで観察され、FTCによる排出の阻害の影響がサブタイプの種類によって異なることがわかった。
実施例1と同様の方法で培養した、M1マクロファージおよびM2マクロファージをそれぞれ2×105個ずつ1.5mLチューブに分注し、そこに化合物(1)を1μMとなるように加え、37℃で30分インキュベーションした。その後、チューブを180Gで10分遠心して上清を除いた後、2.4G2(抗マウスCD16/32抗体、Biolegend社製)で細胞表面のブロッキング処理を行った。ブロッキング処理を行った細胞に、0.2μgのPacific Blue標識−抗CD40抗体および0.1μgのAlexa Fluor647標識−抗Dectin−1抗体を含むFACSバッファーを添加して、蛍光免疫染色を行った。各抗体による蛍光標識は、それぞれの蛍光波長がお互いに重ならないように、また化合物(1)の蛍光波長、およびaquaの蛍光波長に重ならないように選択した。
解析は、aquaのシグナルが低い細胞集団を対象とすることで、死細胞を除去した細胞集団に対して行った。
マウスの骨髄細胞から分化誘導したマクロファージサブタイプを、マウス単球性白血病から樹立された細胞株から分化誘導したマクロファージサブタイプに変更し、実施例1と同様の方法で、化合物(1)を用いたサブタイプの識別を行った。
<サブタイプの培養>
サブタイプの培養は、非特許文献9を参考にして行った。即ち、American Type Culture Collectionより購入したマウス単球性白血病から樹立された細胞株であるRAW264.7を数回の継代培養を行った後に、3.3×104個/mLになるように、10%FBS、1%P/S、および1%MEM−NEAAを含むD−MEM中に分散させた後、100mmディッシュに3.3×105個ずつ播種した。5%CO2存在下で37℃でインキュベーションすることで細胞を増殖させた。2〜4日後にディッシュ底面の〜70%程度を細胞が覆った状態になったことを確認し、培地を交換した後、200ngのインターフェロン−γおよび1μgのポリリポサッカライド(いずれもぺプロテック社製)を加えることで、サブタイプをM1に分化誘導させた。また、100ngのIL−4を加えることで、サブタイプをM2に分化誘導させた。5%CO2存在下で37℃で24時間インキュベーションした後、PBSでリンス後、0.25%のトリプシンと1mM EDTAを含むPBSを用いて、M1およびM2にそれぞれ分化誘導されたマクロファージをシャーレから回収した。
回収したM1マクロファージおよびM2マクロファージは実施例1と同様の方法で遺伝子発現解析を行うことで、各サブタイプに分化誘導されていることを確認した。結果を図8に示す。図8から明らかなように、M1マクロファージに分化誘導した細胞では、M2マクロファージに分化誘導した細胞に比べてiNOSおよびTNFαの発現量が高かった。一方、M2マクロファージに分化誘導した細胞では、M1マクロファージに分化誘導した細胞に比べてArg1およびCD206の発現量が高かった。この結果から、分化誘導によりM1マクロファージおよびM2マクロファージを調整できたことを確認した。
マウスの骨髄細胞から分化誘導したマクロファージサブタイプを、ヒト急性単球性白血病から樹立された細胞株から分化誘導したマクロファージサブタイプに変更し、実施例1と同様の方法で、化合物(1)を用いたサブタイプの識別を行った。
<サブタイプの培養>
サブタイプの培養は、非特許文献10を参考にして行った。即ち、独立行政法人医薬基盤研究所JCRB細胞バンクより購入したヒト急性単球性白血病から樹立された細胞株であるTHP−1を数回の継代培養を行った後に、5.0×105個/mLになるように、10%FBSおよび1%P/Sを含むRPMI1640中に分散させた後、100mmディッシュに5.0×106個ずつ播種した。500ngのPMAを添加し、5%CO2存在下で37℃で2日間インキュベーションすることで単球をマクロファージに分化させた。培地を交換した後、200ngのインターフェロン−γおよび1μgのポリリポサッカライド(いずれもぺプロテック社製)を加えることで、サブタイプをM1に分化誘導させた。また、200ngのIL−4およびIL−13を加えることで、サブタイプをM2に分化誘導させた。5%CO2存在下で37℃で24時間インキュベーションした後、PBSでリンス後、0.25%のトリプシンと1mM EDTA(エチレンジアミン四酢酸)を含むPBSを用いて、M1およびM2にそれぞれ分化誘導されたマクロファージをシャーレから回収した。
THP−1から分化誘導したM1マクロファージおよびM2マクロファージを、実施例1と同様の方法で比較化合物(1)で染色した後、死細胞をTO−PRO−3を用いて識別し、実施例(1)と同様の方法で比較化合物(1)由来の蛍光シグナルを解析した。ただし、比較化合物(1)由来の蛍光シグナルは、PE−Cy7のチャンネル(488nmで励起、780/60nm;中心波長/波長幅)で測定した。分離度Rを指標としてサブタイプの識別能を評価した。
THP−1から分化誘導したM1マクロファージおよびM2マクロファージを、実施例1と同様の方法で比較化合物(2)で染色した後、死細胞をTO−PRO−3を用いて識別し、実施例(1)と同様の方法で比較化合物(2)由来の蛍光シグナルを解析した。分離度Rを指標としてサブタイプの識別能を評価した。
本結果は、細胞種が異なる場合でも、本発明の一般式(1)で表わされるマクロファージ識別剤によってサブタイプの識別が可能であることをサポートしている。
本結果は、更に、ヒト由来の細胞を用いた場合においても、本発明の一般式(1)で表わされるマクロファージ識別剤によってサブタイプの識別が可能であることをサポートするものであり、ヒト組織のような病理組織、あるいはヒト個体でも適用可能であることを示唆していると考えている。
本発明の一般式(6)で表わされるマクロファージ識別剤の例として化合物(86)の合成例を示す。
本発明の一般式(6)で表わされるマクロファージ識別剤の例として化合物(110)の合成例を示す。
合成例2および3と同様にして、表7で表わす化合物をそれぞれ合成し、目的物であることを同定した。
(実施例65)
実施例1で使用した化合物(1)を化合物(86)に変更した以外は、実施例1と同様の方法で化合物(86)由来の蛍光シグナルを解析した。ただし、化合物(86)のシグナルは、APC−Cy7のチャンネル(633nmで励起し、780/60nm;中心波長/波長幅の蛍光波長測定領域)で測定した。横軸にAPC−Cy7のチャンネルで得られた蛍光強度を、縦軸に各蛍光強度における細胞数をとったヒストグラムを作製し、図11に示した。
実施例1で使用した化合物(1)を化合物(88)、(90)、(91)、(92)、(95)、(98)、(99)、(100)、(103)、(104)、(113)に変更した以外は、実施例1と同様の方法で、化合物化合物(88)、(90)、(91)、(92)、(95)、(98)、(99)、(100)、(103)、(104)、(113)由来の蛍光シグナルを解析した。
実施例1で使用した化合物(1)を比較化合物(3)に変更した以外は、実施例1と同様の方法で、比較化合物(3)由来の蛍光シグナルを解析した。ただし、比較化合物(3)由来の蛍光シグナルは、FITCのチャンネル(488nmで励起し、530/30nm;中心波長/波長幅)で測定した。横軸にFITCのチャンネルで得られた蛍光強度を、縦軸に各蛍光強度における細胞数をとったヒストグラムを作製し、図12に示した。
一般式(1)で表わされるマクロファージ識別剤の識別能の評価法で使用した化合物(3)、(4)、(6)、(7)、(9)、(11)〜(13)、(15)、(17)、(19)〜(26)、(28)、(30)〜(33)、(35)、(36)、(38)、(42)〜(45)、(48)〜(62)、(65)、(67)、(74)〜(76)、(82)、(83)、(85)および比較化合物(1)〜(2)を化合物(88)、(90)、(91)、(92)、(95)、(98)、(99)、(100)、(103)、(104)、(113)および比較化合物(3)に変更した以外は、一般式(1)で表わされるマクロファージ識別剤の識別能の評価法と同様の方法で、化合物(88)、(90)、(91)、(92)、(95)、(98)、(99)、(100)、(103)、(104)、(113)および比較化合物(3)由来の蛍光シグナルを、各化合物に適したチャンネルで測定し、分離度Rを指標としてサブタイプの識別能を評価した。
実施例1と同様の方法で培養したM1マクロファージおよびM2マクロファージをそれぞれ2×105個ずつ1.5mLチューブに分注し、そこに化合物(103)と化合物(113)をそれぞれ1μMとなるように加えた。
(実施例78)
実施例1と同様の方法で培養した、M1マクロファージとM2マクロファージとをそれぞれ1×105個ずつ1.5mLチューブに混合し、そこに化合物(86)を1μMとなるように加えた。
上記以外の操作は実施例1と同様の方法で行った。
(実施例79)
実施例1と同様の方法で培養した、M1マクロファージおよびM2マクロファージをそれぞれ2×105個ずつ1.5mLチューブに分注し、そこに化合物(113)を1μMとなるように、また細胞に取り込まれた化合物(113)の吐き出しを阻害する物質としてMK−571(Sigma−Aldrich社製)を10uMとなるように加え、37℃で30分インキュベーションした。その後、チューブを180Gで10分遠心して上清を除いた後、10μMとなるようにMK−571を加えたHBSSバッファーを1mL加えて細胞を懸濁し、さらに37℃で30分インキュベーションした。
上記以外の操作は実施例57と同様の方法で行った。
実施例79において、MK−571を加えずに、実施例79と同様の操作を行い、解析を行った。
その結果、図14から明らかなように、横軸に化合物(113)由来の蛍光シグナルを測定したFITCのチャンネルで得られた蛍光強度を、縦軸に各蛍光強度における細胞数をとったヒストグラムにおいて、細胞からの化合物(113)の排出のMK−571による阻害に基づく蛍光強度の増強が、M1マクロファージおよびM2マクロファージの両方で観察された。MK−571添加によるピーク強度の増強度合いを、MK−571添加した場合と添加しない場合で得られたヒストグラムのピーク強度を用いて、前記分離度Rを算出して評価したところ、M1マクロファージでは0.406、M2マクロファージでは0.438という値が得られ、MK−571による排出の阻害の影響がサブタイプの種類によってわずかに異なることがわかった。
実施例1と同様の方法で培養した、M1マクロファージおよびM2マクロファージをそれぞれ2×105個ずつ1.5mLチューブに分注し、そこに化合物(86)を1μMとなるように加え、37℃で30分インキュベーションした。その後、チューブを180Gで10分遠心して上清を除いた後、2.4G2(抗マウスCD16/32抗体、Biolegend社製)で細胞表面のブロッキング処理を行った。ブロッキング処理を行った細胞に、Alexa Fluor647標識−抗CD40抗体およびPE標識−抗Dectin−1抗体をそれぞれ0.2μgずつ含むFACSバッファーを添加して、蛍光免疫染色を行った。各抗体による蛍光標識は、それぞれの蛍光波長がお互いに重ならないように、また化合物(86)の蛍光波長、およびaquaの蛍光波長に重ならないように選択した。
上記以外の操作は実施例58と同様の方法で行った。
本発明の一般式(10)で表わされるマクロファージ識別剤の例として化合物(116)の合成例を示す。
本発明の一般式(10)で表わされるマクロファージ識別剤の例として化合物(135)の合成例を示す。
(実施例81)
実施例1で使用した化合物(1)を化合物(116)に変更し、死細胞をTO−PRO−3を用いて識別した以外は、実施例1と同様の方法で化合物(116)由来の蛍光シグナルを解析した。横軸にFITCのチャンネルで得られた蛍光強度を、縦軸に各蛍光強度における細胞数をとったヒストグラムを作製し、図15に示した。
実施例1で使用した化合物(1)を化合物(117)、(119)、(120)、(122)、(127)、(129)、(131)、(132)、(138)に変更した以外は、実施例1と同様の方法で、化合物(117)、(119)、(120)、(122)、(127)、(129)、(131)、(132)、(138)由来の蛍光シグナルを解析した。
実施例1で使用した化合物(1)を比較化合物(4)に変更した以外は、実施例1と同様の方法で、比較化合物(4)由来の蛍光シグナルを解析した。横軸にPacific Blueのチャンネルで得られた蛍光強度を、縦軸に各蛍光強度における細胞数をとったヒストグラムを作製し、図16に示した。
一般式(1)で表わされるマクロファージ識別剤の識別能の評価法で使用した化合物(3)、(4)、(6)、(7)、(9)、(11)〜(13)、(15)、(17)、(19)〜(26)、(28)、(30)〜(33)、(35)、(36)、(38)、(42)〜(45)、(48)〜(62)、(65)、(67)、(74)〜(76)、(82)、(83)、(85)および比較化合物(1)〜(2)を化合物(117)、(119)、(120)、(122)、(127)、(129)、(131)、(132)、(138)および比較化合物(4)に変更した以外は、一般式(1)で表わされるマクロファージ識別剤の識別能の評価法と同様の方法で、化合物(117)、(119)、(120)、(122)、(127)、(129)、(131)、(132)、(138)および比較化合物(4)由来の蛍光シグナルを、各化合物に適したチャンネルで測定し、分離度Rを指標としてサブタイプの識別能を評価した。
評価結果を表8に示す。表8中における、各チャンネルの詳細は表3に示す。
実施例1と同様の方法で培養したM1マクロファージおよびM2マクロファージをそれぞれ2×105個ずつ1.5mLチューブに分注し、そこに化合物(116)と化合物(120)をそれぞれ1μMとなるように加えた。
上記以外の操作は実施例1と同様の方法で行った。
(実施例92)
実施例1と同様の方法で培養した、M1マクロファージとM2マクロファージとをそれぞれ1×105個ずつ1.5mLチューブに混合し、そこに化合物(120)を1uMとなるように加えた。
上記以外の操作は実施例1と同様の方法で行った。
(実施例93)
実施例1と同様の方法で培養した、M1マクロファージおよびM2マクロファージをそれぞれ2×105個ずつ1.5mLチューブに分注し、そこに化合物(120)を1μMとなるように、また細胞に取り込まれた化合物(120)の吐き出しを阻害する物質としてMK−571(Sigma−Aldrich社製、)を10μMとなるように加え、37℃で30分インキュベーションした。その後、チューブを180Gで10分遠心して上清を除いた後、10μMとなるようにMK−571を加えたHBSSバッファーを1mL加えて細胞を懸濁し、さらに37℃で30分インキュベーションした。
上記以外の操作は実施例58と同様の方法で行った。
実施例93において、MK−571を加えずに、実施例93と同様の操作を行い、解析を行った。
その結果、図19から明らかなように、横軸に化合物(120)由来の蛍光シグナルを測定したFITCのチャンネルで得られた蛍光強度を、縦軸に各蛍光強度における細胞数をとったヒストグラムにおいて、細胞からの化合物(120)の排出のMK−571による阻害に基づく蛍光強度の増強が、M1マクロファージおよびM2マクロファージの両方で観察された。MK−571添加によるピーク強度の増強度合いを、MK−571添加した場合と添加しない場合で得られたヒストグラムのピーク強度を用いて、前記分離度Rを算出して評価したところ、M1マクロファージでは0.739、M2マクロファージでは0.730というほぼ等しい値が得られ、MK−571による排出の阻害の影響がサブタイプの種類によらないことがわかった。
実施例1と同様の方法で培養した、M1マクロファージおよびM2マクロファージをそれぞれ2×105個ずつ1.5mLチューブに分注し、そこに化合物(116)を1μMとなるように加え、37℃で30分インキュベーションした。その後、チューブを180Gで10分遠心して上清を除いた後、2.4G2(抗マウスCD16/32抗体、Biolegend社製)で細胞表面のブロッキング処理を行った。ブロッキング処理を行った細胞に、0.2μgのPacific Blue標識−抗CD40抗体および0.05μgのPerCP標識−抗Dectin−1抗体を含むFACSバッファーを添加して、蛍光免疫染色を行った。各抗体による蛍光標識は、それぞれの蛍光波長がお互いに重ならないように、また化合物(116)の蛍光波長、およびTO−PRO−3の蛍光波長に重ならないように選択した。
上記以外の操作は実施例58と同様の方法で行った。
実施例59で使用した化合物(1)を化合物(129)に変更した以外は、実施例1と同様の方法で化合物(129)由来の蛍光シグナルをPacific blueのチャンネル(405nmで励起、450/50nm;中心波長/波長幅)(で測定した。横軸にFITCのチャンネルで得られた蛍光強度を、縦軸に各蛍光強度における細胞数をとったヒストグラムを作製し、図20に示した。
実施例60で使用した化合物(1)を化合物(120)に変更した以外は、実施例1と同様の方法で化合物(120)由来の蛍光シグナルをPacific blueのチャンネル(405nmで励起、450/50nm;中心波長/波長幅)で測定した。横軸にFITCのチャンネルで得られた蛍光強度を、縦軸に各蛍光強度における細胞数をとったヒストグラムを作製し、図21に示した。
実施例60で使用した化合物(1)を化合物(129)に変更した以外は、実施例1と同様の方法で化合物(129)由来の蛍光シグナルをPacific blueのチャンネル(405nmで励起、450/50nm;中心波長/波長幅)で測定した。横軸にFITCのチャンネルで得られた蛍光強度を、縦軸に各蛍光強度における細胞数をとったヒストグラムを作製し、図22に示した。
本結果は、細胞種が異なる場合でも、本発明の一般式(10)で表わされるマクロファージ識別剤によってサブタイプの識別が可能であることをサポートしている。
本結果は、更に、ヒト由来の細胞を用いた場合においても、本発明の一般式(10)で表わされるマクロファージ識別剤によってサブタイプの識別が可能であることをサポートするものであり、ヒト組織のような病理組織、あるいはヒト個体でも適用可能であることを示唆しているものと考えている。
本発明の一般式(11)で表わされるマクロファージ識別剤の例として化合物(139)の合成例を示す。
本発明の一般式(11)で表わされるマクロファージ識別剤の例として化合物(154)の合成例を示す。
合成例6において、3−エチル−2,4−ジメチルピロールを用いる代わりに対応するピロール誘導体を用いた以外は合成例6と同様な操作で化合物(141)、(148)を得た。目的の化合物(141)および(148)である事は、前記、1H核磁気共鳴分光分析、LC/TOF MSで確認した。
また、化合物(157)、(161)、(165)、(166)、(167)、(169)は市販品を用いた。
(実施例98)
実施例1で使用した化合物(1)を化合物(139)に変更し、死細胞をTO−PRO−3を用いて識別した以外は、実施例1と同様の方法で化合物(139)由来の蛍光シグナルを解析した。横軸にFITCのチャンネルで得られた蛍光強度を、縦軸に各蛍光強度における細胞数をとったヒストグラムを作製し、図23に示した。
実施例1で使用した化合物(1)を化合物(141)、(148)、(154)、(157)、(161)、(165)、(166)、(167)、(169)に変更した以外は、実施例1と同様の方法で、化合物(141)、(148)、(154)、(157)、(161)、(165)、(166)、(167)、(169)由来の蛍光シグナルを解析した。
一般式(1)で表わされるマクロファージ識別剤の識別能の評価法で使用した化合物(3)、(4)、(6)、(7)、(9)、(11)〜(13)、(15)、(17)、(19)〜(26)、(28)、(30)〜(33)、(35)、(36)、(38)、(42)〜(45)、(48)〜(62)、(65)、(67)、(74)〜(76)、(82)、(83)、(85)および比較化合物(1)〜(2)を化合物(141)、(148)、(154)、(157)、(161)、(165)、(166)、(167)、(169)に変更した以外は、一般式(1)で表わされるマクロファージ識別剤の識別能の評価法と同様の方法で、化合物(141)、(148)、(154)、(157)、(161)、(165)、(166)、(167)、(169)由来の蛍光シグナルを、各化合物に適したチャンネルで測定し、分離度Rを指標としてサブタイプの識別能を評価した。
評価結果を表9に示す。表9中における、各チャンネルの詳細は表3に示す。
実施例1と同様の方法で培養したM1マクロファージおよびM2マクロファージをそれぞれ2×105個ずつ1.5mLチューブに分注し、そこに化合物(139)と化合物(161)をそれぞれ1uMとなるように加えた。
上記以外の操作は実施例1と同様の方法で行った。
(実施例109)
実施例1と同様の方法で培養した、M1マクロファージとM2マクロファージとをそれぞれ1×105個ずつ1.5mLチューブに混合し、そこに化合物(139)を1μMとなるように加えた。
上記以外の操作は実施例1と同様の方法で行った。
(実施例110)
実施例1と同様の方法で培養した、M1マクロファージおよびM2マクロファージをそれぞれ2×105個ずつ1.5mLチューブに分注し、そこに化合物(139)を1μMとなるように、また細胞に取り込まれた化合物(139)の吐き出しを阻害する物質として4,4’−ジイソチオシアネートスチルベン−2,2’−ジスルホン酸(Sigma−Aldrich社製、以下DIDS)を10μMとなるように加え、37℃で30分インキュベーションした。その後、チューブを180Gで10分遠心して上清を除いた後、10μMとなるようにDIDSを加えたHBSSバッファーを1mL加えて細胞を懸濁し、さらに37℃で30分インキュベーションした。
上記以外の操作は実施例57と同様の方法で行った。
実施例110において、DIDSを加えずに、実施例110と同様の操作を行い、解析を行った。
その結果、図26に示すように、横軸に化合物(139)由来の蛍光シグナルを測定したFITCのチャンネルで得られた蛍光強度を、縦軸に各蛍光強度における細胞数をとったヒストグラムにおいて、細胞からの化合物(139)の排出のDIDSによる阻害に基づく蛍光強度の増強が、M1マクロファージだけで観察され、DIDSによる排出の阻害の影響がサブタイプの種類によって異なることがわかった。
実施例1と同様の方法で培養した、M1マクロファージおよびM2マクロファージをそれぞれ2×105個ずつ1.5mLチューブに分注し、そこに化合物(161)を1μMとなるように加え、37℃で30分インキュベーションした。その後、チューブを180Gで10分遠心して上清を除いた後、2.4G2(抗マウスCD16/32抗体、Biolegend社製)で細胞表面のブロッキング処理を行った。ブロッキング処理を行った細胞に、0.2μgのPacific Blue標識−抗CD40抗体および0.1μgのAlexa Fluor647標識−抗Dectin−1抗体を含むFACSバッファーを添加して、蛍光免疫染色を行った。各抗体による蛍光標識は、それぞれの蛍光波長がお互いに重ならないように、また化合物(161)の蛍光波長、およびaquaの蛍光波長に重ならないように選択した。
上記以外の操作は実施例59と同様の方法で行った。
実施例59で使用した化合物(1)を化合物(141)に変更した以外は、実施例1と同様の方法で化合物(141)由来の蛍光シグナルをFITCのチャンネル(488nmで励起、530/30nm;中心波長/波長幅)で測定した。横軸にFITCのチャンネルで得られた蛍光強度を、縦軸に各蛍光強度における細胞数をとったヒストグラムを作製し、図27に示した。
実施例60で使用した化合物(1)を化合物(139)に変更した以外は、実施例1と同様の方法で化合物(139)由来の蛍光シグナルをFITCのチャンネル(488nmで励起、530/30nm;中心波長/波長幅)で測定した。横軸にFITCのチャンネルで得られた蛍光強度を、縦軸に各蛍光強度における細胞数をとったヒストグラムを作製し、図28に示した。
実施例60で使用した化合物(1)を化合物(141)に変更した以外は、実施例1と同様の方法で化合物(141)由来の蛍光シグナルをFITCのチャンネル(488nmで励起、530/30nm;中心波長/波長幅)で測定した。横軸にFITCのチャンネルで得られた蛍光強度を、縦軸に各蛍光強度における細胞数をとったヒストグラムを作製し、図29に示した。
本結果は、細胞種が異なる場合でも、本発明の一般式(11)で表わされるマクロファージ識別剤によってサブタイプの識別が可能であることをサポートしている。
本結果は、更に、ヒト由来の細胞を用いた場合においても、本発明の一般式(11)で表わされるマクロファージ識別剤によってサブタイプの識別が可能であることをサポートするものであり、ヒト組織のような病理組織、あるいはヒト個体でも適用可能であることを示唆しているものと考えている。
実施例1と同様の方法で培養したM1マクロファージおよびM2マクロファージをそれぞれ2×105個ずつ1.5mLチューブに分注し、そこに化合物(1)と化合物(113)をそれぞれ1μMとなるように加えた。死細胞は、TO−PRO−3を用いて識別した。
上記以外の操作は実施例1と同様の方法で行った。
Claims (24)
- マクロファージのサブタイプM1とサブタイプM2とを識別する方法であって、有機化合物を付与して得られた分光特性に基づいて前記サブタイプM1と前記サブタイプM2とを識別し、
前記有機化合物が、下記化合物(1)、(3)、(4)、(6)、(7)、(9)、(11)、(12)、(13)、(15)、(17)、(19)〜(26)、(28)、(30)〜(33)、(35)、(36)、(38)、(42)〜(45)、(48)〜(62)、(65)、(67)、(74)〜(76)、(82)、(83)、及び(85)からなる群より選ばれるいずれか1つの化合物で表されることを特徴とする方法。
- マクロファージのサブタイプM1とサブタイプM2とを識別する方法であって、有機化合物を付与して得られた分光特性に基づいて前記サブタイプM1と前記サブタイプM2とを識別し、
前記有機化合物が、下記化合物(86)、(88)、(90)、(91)、(92)、(95)、(98)、(99)、(100)、(103)、(104)、及び(113)からなる群より選ばれるいずれか1つの化合物で表されることを特徴とする方法。
- マクロファージのサブタイプM1とサブタイプM2とを識別する方法であって、有機化合物を付与して得られた分光特性に基づいて前記サブタイプM1と前記サブタイプM2とを識別し、
前記有機化合物が、下記化合物(116)、(117)、(119)、(120)、(122)、(127)、(129)、(131)、(132)、及び(138)からなる群より選ばれるいずれか1つの化合物で表されることを特徴とする方法。
- マクロファージのサブタイプM1とサブタイプM2とを識別する方法であって、有機化合物を付与して得られた分光特性に基づいて前記サブタイプM1と前記サブタイプM2とを識別し、
前記有機化合物が、下記化合物(139)、(141)、(148)、(154)、(157)、(161)、(165)、(166)、(167)、及び(169)からなる群より選ばれるいずれか1つの化合物で表されることを特徴とする方法。
- M1マクロファージの染色性がM2マクロファージと異なることを利用して、生物試料中のM1マクロファージを識別する請求項1から4のいずれか1項に記載の方法。
- M1マクロファージの染色性がM2マクロファージと異なることを利用して、生物試料中のM2マクロファージを識別する請求項1から5のいずれか1項に記載の方法。
- M1マクロファージの染色性がM2マクロファージと異なることを利用して、生物試料中のM1マクロファージとM2マクロファージをそれぞれ識別する請求項1から6のいずれか1項に記載の方法。
- マクロファージのサブタイプM1とサブタイプM2とを識別するためのマクロファージ識別剤であって、有機化合物を1種類以上含み、付与したときに得られる分光特性が前記サブタイプM1と前記サブタイプM2で異なり、
前記有機化合物が、下記化合物(1)、(3)、(4)、(6)、(7)、(9)、(11)、(12)、(13)、(15)、(17)、(19)〜(26)、(28)、(30)〜(33)、(35)、(36)、(38)、(42)〜(45)、(48)〜(62)、(65)、(67)、(74)〜(76)、(82)、(83)、及び(85)からなる群より選ばれるいずれか1つの化合物で表されることを特徴とするマクロファージ識別剤。
- マクロファージのサブタイプM1とサブタイプM2とを識別するためのマクロファージ識別剤であって、有機化合物を1種類以上含み、付与したときに得られる分光特性が前記サブタイプM1と前記サブタイプM2で異なり、
前記有機化合物が、下記化合物(86)、(88)、(90)、(91)、(92)、(95)、(98)、(99)、(100)、(103)、(104)、及び(113)からなる群より選ばれるいずれか1つの化合物で表されることを特徴とするマクロファージ識別剤。
- マクロファージのサブタイプM1とサブタイプM2とを識別するためのマクロファージ識別剤であって、有機化合物を1種類以上含み、付与したときに得られる分光特性が前記サブタイプM1と前記サブタイプM2で異なり、
前記有機化合物が、下記化合物(116)、(117)、(119)、(120)、(122)、(127)、(129)、(131)、(132)、及び(138)からなる群より選ばれるいずれか1つの化合物で表されることを特徴とするマクロファージ識別剤。
- マクロファージのサブタイプM1とサブタイプM2とを識別するためのマクロファージ識別剤であって、有機化合物を1種類以上含み、付与したときに得られる分光特性が前記サブタイプM1と前記サブタイプM2で異なり、
前記有機化合物が、下記化合物(139)、(141)、(148)、(154)、(157)、(161)、(165)、(166)、(167)、及び(169)からなる群より選ばれるいずれか1つの化合物で表されることを特徴とするマクロファージ識別剤。
- 生物試料に前記有機化合物を曝露することを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の方法。
- 請求項1から7のいずれか1項に記載の識別方法に基づいて識別した、マクロファージのサブタイプを分取する方法。
- 請求項1から7のいずれか1項に記載の識別方法に基づいて識別した、マクロファージのサブタイプの種類、数、割合、または光学特性を検出する工程を少なくとも含むことを特徴とするマクロファージのサブタイプの評価方法。
- 請求項8から11のいずれか1項に記載のマクロファージ識別剤と被験物質とを生物試料の一部または全部に作用させる工程を含むことを特徴とする、マクロファージのサブタイプの評価方法。
- 請求項15に記載のマクロファージのサブタイプの評価方法に基づいて、マクロファージのサブタイプと被験物質との相関を分析する分析方法。
- 請求項14に記載のマクロファージのサブタイプの評価方法に基づいて、マクロファージのサブタイプと被験物質との相関を分析する分析方法であって、前記被験物質に由来する光学特性を検出する工程を含むことを特徴とする分析方法。
- 請求項16または17に記載の分析方法を用いて、マクロファージのサブタイプと被験物質との相関を調べるスクリーニング方法。
- 請求項8から11のいずれか1項に記載のマクロファージ識別剤を少なくとも含むことを特徴とする、マクロファージのサブタイプの識別用キット。
- 請求項8から11のいずれか1項に記載のマクロファージ識別剤を2種類以上用いることを特徴とする、マクロファージの分取方法。
- 請求項8から11のいずれか1項に記載のマクロファージ識別剤を2種類以上用いることを特徴とする、マクロファージの評価方法。
- 請求項8から11のいずれか1項に記載のマクロファージ識別剤を2種類以上用いることを特徴とする、マクロファージの分析方法。
- 請求項8から11のいずれか1項に記載のマクロファージ識別剤を2種類以上用いることを特徴とする、マクロファージのスクリーニング方法。
- 請求項8から11のいずれか1項に記載のマクロファージ識別剤を2種類以上含むことを特徴とする、マクロファージのサブタイプの識別用キット。
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