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JP7655720B2 - Stress marker and method for detecting chronic stress level using same - Google Patents
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JP7655720B2 - Stress marker and method for detecting chronic stress level using same - Google Patents

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Description

本発明は、ストレスマーカー及びそれを用いた慢性ストレスレベルの検出方法に関する。 The present invention relates to a stress marker and a method for detecting chronic stress levels using the same.

ストレスは、物理的、環境的、心理的な様々な刺激や負荷を受けたときに生じる心身の機能変化とされている。現代社会においては働く世代に中心に、多くの方々がストレスを抱えながら生活している。ストレスは心理面、身体面に悪影響を及ぼし、生活の質(Quality of life:QOL)の低下を招くだけでなく、様々な疾患の発症や増悪に関与することが知られている。 Stress is considered to be a change in the mind and body's functions that occurs when people are exposed to various physical, environmental, and psychological stimuli and stress. In modern society, many people, especially those of working age, live with stress. Stress not only has a negative impact on both the psychological and physical aspects and leads to a decline in quality of life (QOL), but is also known to be involved in the onset and exacerbation of various diseases.

ストレスは、急性ストレスと、持続的なストレスの負荷によって生じる慢性ストレスに大きく区分される。中でも慢性ストレスは、精神疾患などさまざまな疾患の要因となることが知られており、そのメカニズムの理解や改善技術の開発が望まれている。改善技術を開発するにあたってはストレスの評価指標が必要であり、本視点から、急性ストレスに対してはコルチゾールにくわえクロモグラニンA(非特許文献1)が、慢性ストレスに対してはα-クロト(非特許文献2)及び特許文献1~4に開示されるようなストレスマーカーが提案されている。しかし、これらのストレスマーカーの多くが侵襲的な方法でしか採取できないことに加え、慢性ストレスとは必ずしも関連するとは限らない。したがって、バイオマーカーによる慢性ストレスの客観的又は定量的な評価手法は未だ確立されていない。 Stress is broadly divided into acute stress and chronic stress caused by continuous stress load. Chronic stress is known to be a cause of various illnesses, including mental disorders, and there is a need to understand its mechanism and develop techniques to improve it. In order to develop techniques to improve it, an index to evaluate stress is necessary. From this perspective, chromogranin A (Non-Patent Document 1) has been proposed as an indicator of acute stress in addition to cortisol, and α-klotho (Non-Patent Document 2) and stress markers such as those disclosed in Patent Documents 1 to 4 have been proposed as an indicator of chronic stress. However, most of these stress markers can only be collected by invasive methods, and are not necessarily associated with chronic stress. Therefore, an objective or quantitative evaluation method of chronic stress using biomarkers has not yet been established.

生体試料中のDNAやRNA等の核酸の解析によりヒトの生体内の現在、さらには将来の生理状態を調べる技術が開発されている。生体由来の核酸は、血液等の組織、体液、分泌物などから抽出することができる。特許文献5には、皮膚表上脂質(SSL)から被験体の皮膚細胞に由来するRNA等の核酸を分離し、生体の解析用の試料として用いることが記載されている。 Technology has been developed to investigate the current and future physiological state of the human body by analyzing nucleic acids such as DNA and RNA in biological samples. Nucleic acids derived from living organisms can be extracted from tissues such as blood, body fluids, secretions, etc. Patent Document 5 describes the isolation of nucleic acids such as RNA derived from a subject's skin cells from surface skin lipids (SSL) and their use as samples for biological analysis.

特開2013-150558号公報JP 2013-150558 A 特開2008-054590号公報JP 2008-054590 A 特開2007-110912号公報JP 2007-110912 A 特開2007-306883号公報JP 2007-306883 A 国際公開公報第2018/008319号International Publication No. 2018/008319

Stress. 2006,9(3):127-131.Stress. 2006,9(3):127-131. J Investig Med, 2019,67(7):1082-1086J Investig Med, 2019,67(7):1082-1086

本発明は、バイオマーカーを用いた慢性ストレスレベルの検出に関する。本発明は、新規なストレスマーカー、及びそれを用いた慢性ストレスレベル検出方法に関する。 The present invention relates to detection of chronic stress levels using biomarkers. The present invention relates to a novel stress marker and a method for detecting chronic stress levels using the same.

一態様において、本発明は、以下の遺伝子:HERC4、STAG1、IRAK1、MOAP1、CTDNEP1、PTOV1、LY6E、COPS3、FAM135A、ERO1L、CMPK1、CYB5R1、LAPTM4A、EGR2、ITM2B、及びTAF7をコードする核酸、及び該遺伝子にコードされるタンパク質からなる群より選択される少なくとも1種を含む、ストレスマーカーを提供する。
別の一態様において、本発明は、被験体から採取した生体試料における前記ストレスマーカーの発現レベルを測定することを含む、被験体の慢性ストレスレベルの検出方法を提供する。
別の一態様において、本発明は、試験物質を適用した被験体から採取した生体試料における、前記ストレスマーカーの発現レベルを測定することを含む、慢性ストレス制御剤の評価方法を提供する。
別の一態様において、本発明は、前記慢性ストレスレベルの検出方法に用いられる慢性ストレスレベル検出用キット又は慢性ストレス制御剤の評価用キットを提供する。
In one aspect, the present invention provides a stress marker comprising at least one selected from the group consisting of nucleic acids encoding the following genes: HERC4, STAG1, IRAK1, MOAP1, CTDNEP1, PTOV1, LY6E, COPS3, FAM135A, ERO1L, CMPK1, CYB5R1, LAPTM4A, EGR2, ITM2B, and TAF7, and proteins encoded by the genes.
In another aspect, the present invention provides a method for detecting a chronic stress level in a subject, comprising measuring the expression level of the stress marker in a biological sample taken from the subject.
In another aspect, the present invention provides a method for evaluating a chronic stress controller, comprising measuring the expression level of the stress marker in a biological sample collected from a subject to which a test substance has been administered.
In another aspect, the present invention provides a kit for detecting a chronic stress level, or a kit for evaluating a chronic stress regulator, which is used in the method for detecting a chronic stress level.

本発明は、新規なストレスマーカーを提供する。本発明のストレスマーカーは、慢性ストレスレベルの検出を可能にする。また本発明のストレスマーカーは、皮膚表上脂質(SSL)から非侵襲的に採取可能であるので、採取の手間や、採取による被験体への負担を低減することができる。 The present invention provides a novel stress marker. The stress marker of the present invention enables detection of chronic stress levels. In addition, the stress marker of the present invention can be collected non-invasively from surface skin lipids (SSL), reducing the effort required for collection and the burden on the subject caused by collection.

本明細書中で引用された全ての特許文献、非特許文献、及びその他の刊行物は、その全体が本明細書中において参考として援用される。 All patents, non-patent literature, and other publications cited herein are hereby incorporated by reference in their entirety.

本明細書中に開示される遺伝子の名称は、NCBI([www.ncbi.nlm.nih.gov/])に記載のあるOfficial Symbolに従う。 The names of the genes disclosed herein follow the Official Symbols listed in NCBI ([www.ncbi.nlm.nih.gov/]).

本明細書において、「皮膚表上脂質(skin surface lipids;SSL)」とは、皮膚の表上に存在する脂溶性画分をいい、皮脂と呼ばれることもある。一般に、SSLは、皮膚にある皮脂腺等の外分泌腺から分泌された分泌物を主に含み、皮膚表面を覆う薄い層の形で皮膚表上に存在している。 In this specification, "skin surface lipids (SSL)" refers to the fat-soluble fraction present on the surface of the skin, and is sometimes called sebum. In general, SSL mainly contains secretions from exocrine glands such as sebaceous glands in the skin, and exists on the skin surface in the form of a thin layer that covers the skin surface.

本明細書において、「皮膚」とは、特に限定しない限り、体表の表皮、真皮、毛包、ならびに汗腺、皮脂腺及びその他の腺などの組織を含む領域の総称である。 In this specification, unless otherwise specified, "skin" is a general term for the area of the body surface including the epidermis, dermis, hair follicles, and tissues such as sweat glands, sebaceous glands, and other glands.

本明細書において、「高ストレス」(あるいは「被験体がストレス下にある」)とは慢性的にストレスレベルが高い状態を表す。すなわち慢性ストレスのレベルが高いことを表す。慢性ストレスのレベルは、問診やアンケートに基づいてスコアリングすることができる。例えば、労働安全衛生法に基づくストレスチェック制度実施マニュアル改訂版(厚生労働省、2016)に従う職業性ストレス簡易調査票簡易版(23項目)では、主観的スコアリングに基づくストレススコア(最高スコア25点、最低スコア5点)として慢性ストレスのレベルを評価することができる。該職業性ストレス簡易調査票によるストレススコアは、低い値を示すほどストレスが高いことを示す。そこで、本明細書において「高ストレス」に該当する慢性ストレスレベルとは、該職業性ストレス簡易調査票簡易版(23項目)のストレススコアが11点以下である状態をいい、「低ストレス」に該当する慢性ストレスレベルとは、該ストレススコアが23点以上である状態をいう。また本明細書において、慢性ストレスレベルが「健常」とは、該職業性ストレス簡易調査票簡易版(23項目)のストレススコアが12~25点である状態をいう。 In this specification, "high stress" (or "subject is under stress") refers to a state in which the stress level is chronically high. In other words, it refers to a high level of chronic stress. The level of chronic stress can be scored based on an interview or questionnaire. For example, in the simplified version of the Occupational Stress Questionnaire (23 items) according to the revised edition of the Stress Check System Implementation Manual based on the Industrial Safety and Health Act (Ministry of Health, Labor and Welfare, 2016), the level of chronic stress can be evaluated as a stress score based on subjective scoring (maximum score 25 points, minimum score 5 points). The lower the stress score from the Occupational Stress Questionnaire, the higher the stress. Thus, in this specification, a chronic stress level corresponding to "high stress" refers to a state in which the stress score on the simplified version of the Occupational Stress Questionnaire (23 items) is 11 points or less, and a chronic stress level corresponding to "low stress" refers to a state in which the stress score is 23 points or more. In this specification, a chronic stress level of "healthy" refers to a state in which the stress score on the simplified version of the Occupational Stress Questionnaire (23 items) is 12 to 25 points.

本明細書において、慢性ストレスレベルの「検出」は、検査、測定、判定又は評価支援などの用語で言い換えることもできる。本明細書における慢性ストレスレベルの「検出」、「検査」、「測定」、「判定」又は「評価」という用語は、医師によるストレス性疾患の診断を含むものではない。 In this specification, "detection" of chronic stress levels can also be expressed in other terms such as examination, measurement, judgment, or evaluation assistance. The terms "detection," "examination," "measurement," "judgment," or "evaluation" of chronic stress levels in this specification do not include a doctor's diagnosis of a stress-related illness.

(1.ストレスマーカー)
従来、慢性ストレスは、主に問診やアンケート(例えば、前述の職業性ストレス簡易調査票簡易版(23項目))に基づくスコアリングによって評価されている。このような評価法は、客観性や定量性に劣ることがあり、また試験間での評価の比較を困難にする。
(1. Stress Markers)
Conventionally, chronic stress has been evaluated mainly by scoring based on interviews or questionnaires (e.g., the aforementioned simplified version of the Occupational Stress Questionnaire (23 items)). Such evaluation methods are often inferior in objectivity and quantitation, and make it difficult to compare evaluations between studies.

本発明者は、被験体の慢性ストレスレベルが特定の遺伝子の発現レベルに反映されることを見出した。後述の実施例に示すとおり、職業性ストレス簡易調査票簡易版(23項目)に基づき判定された高ストレス群と低ストレス群の間で、発現レベルが異なっている遺伝子が見出された。このような両群の間で異なる発現レベルを示す遺伝子をコードする核酸、及び該遺伝子にコードされるタンパク質は、ストレスマーカーとして使用できる。例えば、これらの遺伝子をコードする核酸、又は該遺伝子にコードされるタンパク質の発現レベルを指標に、慢性ストレスレベルを検出することができる。 The present inventors have found that a subject's chronic stress level is reflected in the expression level of a specific gene. As shown in the Examples below, genes with different expression levels were found between a high stress group and a low stress group determined based on the simplified version of the Occupational Stress Questionnaire (23 items). Nucleic acids encoding genes that show different expression levels between the two groups, and proteins encoded by the genes, can be used as stress markers. For example, the expression levels of the nucleic acids encoding these genes or the proteins encoded by the genes can be used as indicators to detect chronic stress levels.

したがって、一態様において本発明は、慢性ストレスレベルを検出するためのストレスマーカーを提供する。本発明で提供されるストレスマーカー(以下、本発明のマーカーともいう)は、該マーカーが由来する個々の被験体の慢性ストレスレベルを検出することを可能にする。 Thus, in one aspect, the present invention provides a stress marker for detecting chronic stress levels. The stress marker provided by the present invention (hereinafter also referred to as the marker of the present invention) makes it possible to detect chronic stress levels in individual subjects from which the marker is derived.

本発明のマーカーは、下記表1に示す197遺伝子をコードする核酸、及び該遺伝子にコードされるタンパク質からなる群より選択される少なくとも1種を含み得る。本発明のマーカーは、下記表1に示す遺伝子をコードする核酸(核酸マーカー)であっても、該遺伝子にコードされるタンパク質(タンパク質マーカー)であっても、それらの組み合わせであってもよいが、好ましくは核酸マーカーである。 The marker of the present invention may include at least one selected from the group consisting of nucleic acids encoding the 197 genes shown in Table 1 below and proteins encoded by the genes. The marker of the present invention may be a nucleic acid encoding a gene shown in Table 1 below (nucleic acid marker), a protein encoded by the gene (protein marker), or a combination thereof, but is preferably a nucleic acid marker.

Figure 0007655720000001
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一実施形態において、本発明のマーカーは、表2及び表3に示す遺伝子をコードする核酸(以下、それぞれ表2及び表3の核酸マーカーともいう)、及び該遺伝子にコードされるタンパク質(以下、それぞれ表2及び表3のタンパク質マーカーともいう)からなる群より選択される少なくとも1種を含む。表2の核酸マーカーとタンパク質マーカーとを総称して表2のマーカーということがあり、また表3の核酸マーカーとタンパク質マーカーとを総称して表3のマーカーということがある。好ましくは、表2及び表3のマーカーは核酸マーカーである。後述する実施例に示すように、表2に示す49遺伝子は、被験体の慢性ストレスレベルに応じて発現レベルが増加し、表3に示す24遺伝子は、被験体の慢性ストレスレベルに応じて発現レベルが低下する。したがって、表2のマーカーは、その発現レベルが被験体の慢性ストレスレベルに応じて増加する、ポジティブマーカーである。一方、表3のマーカーは、その発現レベルが被験体の慢性ストレスレベルに応じて低下する、ネガティブマーカーである。本発明においては、前者のポジティブマーカーと、後者のネガティブマーカーのいずれか一方を使用してもよく、又は両方を組み合わせて使用してもよい。 In one embodiment, the marker of the present invention includes at least one selected from the group consisting of nucleic acids encoding the genes shown in Tables 2 and 3 (hereinafter also referred to as the nucleic acid markers of Tables 2 and 3, respectively) and proteins encoded by the genes (hereinafter also referred to as the protein markers of Tables 2 and 3, respectively). The nucleic acid markers and protein markers of Table 2 may be collectively referred to as the markers of Table 2, and the nucleic acid markers and protein markers of Table 3 may be collectively referred to as the markers of Table 3. Preferably, the markers of Tables 2 and 3 are nucleic acid markers. As shown in the Examples described below, the expression levels of the 49 genes shown in Table 2 increase depending on the chronic stress level of the subject, and the expression levels of the 24 genes shown in Table 3 decrease depending on the chronic stress level of the subject. Therefore, the markers of Table 2 are positive markers whose expression levels increase depending on the chronic stress level of the subject. On the other hand, the markers of Table 3 are negative markers whose expression levels decrease depending on the chronic stress level of the subject. In the present invention, either the former positive marker or the latter negative marker may be used, or both may be used in combination.

別の一実施形態において、本発明のマーカーは、表4に示す140遺伝子をコードする核酸(以下、表4の核酸マーカーともいう)、及び該遺伝子にコードされるタンパク質(以下、表4のタンパク質マーカーともいう)からなる群より選択される少なくとも1種を含む。表4の核酸マーカーとタンパク質マーカーとを総称して表4のマーカーということがある。好ましくは、表4のマーカーは核酸マーカーである。後述する実施例に示すように、表4に示す遺伝子は、被験体におけるその発現レベルのデータを説明変数とし、慢性ストレスレベルを目的変数とし、機械学習アルゴリズムとしてランダムフォレストを用いて、特徴量遺伝子の抽出及び予測モデルの構築を実施した際に抽出された、ジニ係数に基づく変数重要度上位140に相当する遺伝子である。 In another embodiment, the marker of the present invention includes at least one selected from the group consisting of nucleic acids encoding the 140 genes shown in Table 4 (hereinafter also referred to as the nucleic acid markers of Table 4) and proteins encoded by the genes (hereinafter also referred to as the protein markers of Table 4). The nucleic acid markers and protein markers of Table 4 may be collectively referred to as the markers of Table 4. Preferably, the markers of Table 4 are nucleic acid markers. As shown in the examples described later, the genes shown in Table 4 are genes corresponding to the top 140 variable importance based on the Gini coefficient, extracted when extracting feature genes and constructing a prediction model using data on their expression levels in subjects as explanatory variables, chronic stress levels as objective variables, and random forest as a machine learning algorithm.

好ましい一実施形態において、本発明のマーカーは、表5に示す16遺伝子をコードする核酸(以下、表5の核酸マーカーともいう)、及び該遺伝子にコードされるタンパク質(以下、表5のタンパク質マーカーともいう)からなる群より選択される少なくとも1種を含む。表5の核酸マーカーとタンパク質マーカーとを総称して表5のマーカーということがある。好ましくは、表5のマーカーは核酸マーカーである。表5に示す遺伝子は、表2又は表3と表4に共通に含まれる遺伝子である。 In a preferred embodiment, the marker of the present invention includes at least one selected from the group consisting of nucleic acids encoding the 16 genes shown in Table 5 (hereinafter also referred to as nucleic acid markers of Table 5) and proteins encoded by the genes (hereinafter also referred to as protein markers of Table 5). The nucleic acid markers and protein markers of Table 5 may be collectively referred to as the markers of Table 5. Preferably, the markers of Table 5 are nucleic acid markers. The genes shown in Table 5 are genes commonly included in Table 2 or Table 3 and Table 4.

好ましい一実施形態において、本発明のマーカーは、表5のマーカーからなる群より選択される少なくとも1種に加えて、さらに表1のマーカーからなる群より選択される少なくとも1種(ただし表5のマーカー以外のもの)を含んでいてもよい。例えば、本発明のマーカーは、表5のマーカーからなる群より選択される少なくとも1種に加えて、さらに表2のマーカー、表3のマーカー、又は表4のマーカーからなる群より選択される少なくとも1種(ただし表5のマーカー以外のもの)を含んでいてもよい。例えば、本発明のマーカーは、表5の核酸マーカーからなる群より選択される少なくとも1種、好ましくは全部を含み、さらに表2、表3又は表4の核酸マーカーからなる群より選択される少なくとも1種(ただし表5の核酸マーカー以外のもの)を含んでいてもよい。例えば、本発明のマーカーは、表5のタンパク質マーカーからなる群より選択される少なくとも1種、好ましくは全部を含み、さらに表2、表3又は表4のタンパク質マーカーからなる群より選択される少なくとも1種(ただし表5のタンパク質マーカー以外のもの)を含んでいてもよい。 In a preferred embodiment, the marker of the present invention may further include at least one selected from the group of markers in Table 1 (but other than the markers in Table 5) in addition to at least one selected from the group of markers in Table 5. For example, the marker of the present invention may further include at least one selected from the group of markers in Table 2, Table 3, or Table 4 (but other than the markers in Table 5) in addition to at least one selected from the group of markers in Table 5. For example, the marker of the present invention may include at least one, preferably all, selected from the group of nucleic acid markers in Table 5, and further include at least one selected from the group of nucleic acid markers in Table 2, Table 3, or Table 4 (but other than the nucleic acid markers in Table 5). For example, the marker of the present invention may include at least one, preferably all, selected from the group of protein markers in Table 5, and further include at least one selected from the group of protein markers in Table 2, Table 3, or Table 4 (but other than the protein markers in Table 5).

別の好ましい一実施形態においては、表2もしくは表3の核酸マーカーの全て、又は表2もしくは表3のタンパク質マーカーの全てを組み合わせて本発明のマーカーとして使用する。
別の好ましい一実施形態においては、表2及び表3の核酸マーカーの全て、又は表2及び表3のタンパク質マーカーの全てを組み合わせて本発明のマーカーとして使用する。
別の好ましい一実施形態においては、表4の核酸マーカー又はタンパク質マーカーの全てを組み合わせて本発明のマーカーとして使用する。
別の好ましい一実施形態においては、表5の核酸マーカー又はタンパク質マーカーの全てを組み合わせて本発明のマーカーとして使用する。
別の好ましい一実施形態においては、表1の核酸マーカー又はタンパク質マーカーの全てを組み合わせて本発明のマーカーとして使用する。
In another preferred embodiment, all of the nucleic acid markers in Table 2 or Table 3, or all of the protein markers in Table 2 or Table 3, in combination, are used as markers of the present invention.
In another preferred embodiment, all of the nucleic acid markers in Tables 2 and 3, or all of the protein markers in Tables 2 and 3, are used in combination as markers of the present invention.
In another preferred embodiment, all of the nucleic acid or protein markers in Table 4 are used in combination as markers of the present invention.
In another preferred embodiment, all of the nucleic acid or protein markers in Table 5 are used in combination as markers of the present invention.
In another preferred embodiment, all of the nucleic acid or protein markers of Table 1 are used in combination as markers of the present invention.

Figure 0007655720000002
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Figure 0007655720000003
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Figure 0007655720000004
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Figure 0007655720000005
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本発明のストレスマーカーは、被験体から採取した生体試料、例えば、細胞、角層、組織(生検等)、体液(血液等)、尿、分泌物(唾液、SSL等)などから常法に従って調製することができる。例えば、生体試料からの核酸又はタンパク質の調製には、市販のキットを使用することができる。好ましくは、本発明のマーカーは核酸マーカーであり、生体試料から調製される核酸の好ましい例としては、ゲノムDNA、及びmRNA等のRNAなどが挙げられる。 The stress marker of the present invention can be prepared from a biological sample collected from a subject, such as cells, stratum corneum, tissue (biopsy, etc.), body fluids (blood, etc.), urine, secretions (saliva, SSL, etc.), etc., according to standard methods. For example, a commercially available kit can be used to prepare nucleic acid or protein from a biological sample. Preferably, the marker of the present invention is a nucleic acid marker, and preferred examples of nucleic acid prepared from a biological sample include genomic DNA and RNA such as mRNA.

本発明のマーカーを含む生体試料を採取される被験体の例としては、ヒト及び非ヒト哺乳動物を含む哺乳動物が挙げられる。好ましくは、該被験体は、慢性ストレスレベルの検出を必要とするヒト及び非ヒト哺乳動物、又は慢性ストレスレベルの検出を希望するヒトである。より好ましくは、該被験体はヒトである。 Examples of subjects from which biological samples containing the markers of the present invention may be collected include mammals, including humans and non-human mammals. Preferably, the subject is a human or non-human mammal in need of detection of chronic stress levels, or a human desiring to detect chronic stress levels. More preferably, the subject is a human.

より好ましくは、本発明のマーカーは、被験体のSSLから調製される核酸又はタンパク質、さらに好ましくはmRNAである。SSLが採取される皮膚の部位としては、頭、顔、首、体幹、手足等の身体の任意の部位の皮膚が挙げられ、皮脂の分泌が多い部位、例えば顔の皮膚が好ましい。 More preferably, the marker of the present invention is a nucleic acid or protein, even more preferably mRNA, prepared from the SSL of a subject. The site of the skin from which SSL is collected may be any site of the body, such as the head, face, neck, trunk, hands and feet, and preferably a site with high sebum secretion, such as the skin of the face.

被験体の皮膚からのSSLの採取には、皮膚からのSSLの回収又は除去に用いられているあらゆる手段を採用することができる。好ましくは、後述するSSL吸収性素材、SSL接着性素材、又は皮膚からSSLをこすり落とす器具を使用することができる。SSL吸収性素材又はSSL接着性素材としては、SSLに親和性を有する素材であれば特に限定されず、例えばポリプロピレン、パルプ等が挙げられる。皮膚からのSSLの採取手順のより詳細な例としては、あぶら取り紙、あぶら取りフィルム等のシート状素材へSSLを吸収させる方法、ガラス板、テープ等へSSLを接着させる方法、スパーテル、スクレイパー等によりSSLをこすり落として回収する方法、などが挙げられる。SSLの吸着性を向上させるため、脂溶性の高い溶媒を予め含ませたSSL吸収性素材を用いてもよい。一方、SSL吸収性素材は、水溶性の高い溶媒や水分を含んでいるとSSLの吸着が阻害されるため、水溶性の高い溶媒や水分の含有量が少ないことが好ましい。SSL吸収性素材は、乾燥した状態で用いることが好ましい。 To collect SSL from the skin of a subject, any means used for recovering or removing SSL from the skin can be used. Preferably, an SSL absorbent material, an SSL adhesive material, or an instrument for scraping SSL from the skin, as described below, can be used. The SSL absorbent material or SSL adhesive material is not particularly limited as long as it has an affinity for SSL, and examples thereof include polypropylene and pulp. More detailed examples of procedures for collecting SSL from the skin include a method of absorbing SSL into a sheet-like material such as oil blotting paper or oil blotting film, a method of adhering SSL to a glass plate or tape, and a method of scraping SSL off and collecting it with a spatula, scraper, etc. In order to improve the adsorption of SSL, an SSL absorbent material that has been previously impregnated with a highly lipid-soluble solvent may be used. On the other hand, it is preferable that the SSL absorbent material contains a low content of highly water-soluble solvents and water, since the adsorption of SSL is inhibited if the SSL absorbent material contains highly water-soluble solvents or water. It is preferable to use SSL absorbent material in a dry state.

採取されたSSLは、直ちに後述の核酸又はタンパク質の抽出工程に用いられてもよいが、該核酸又はタンパク質抽出工程に用いるまで保存されてもよい。保存する場合、SSLは、好ましくは低温条件で保存される。SSLの保存の温度条件は、好ましくは10℃以下、より好ましくは5℃以下、さらに好ましくは0℃以下、さらに好ましくは-20±20℃~-80±20℃、さらに好ましくは-20±10℃~-80±10℃、さらに好ましくは-20±5℃~-80±5℃である。SSLの保存の期間は、特に限定されないが、好ましくは12か月以下、例えば6時間以上12ヶ月以下、より好ましくは6ヶ月以下、例えば1日間以上6ヶ月以下、さらに好ましくは3ヶ月以下、例えば3日間以上3ヶ月以下である。 The collected SSL may be used immediately in the nucleic acid or protein extraction process described below, or may be stored until it is used in the nucleic acid or protein extraction process. When stored, the SSL is preferably stored under low temperature conditions. The temperature conditions for storing the SSL are preferably 10°C or lower, more preferably 5°C or lower, even more preferably 0°C or lower, even more preferably -20±20°C to -80±20°C, even more preferably -20±10°C to -80±10°C, even more preferably -20±5°C to -80±5°C. The storage period of the SSL is not particularly limited, but is preferably 12 months or less, for example, 6 hours or more and 12 months or less, more preferably 6 months or less, for example, 1 day or more and 6 months or less, even more preferably 3 months or less, for example, 3 days or more and 3 months or less.

採取したSSLからの核酸又はタンパク質の抽出には、生体試料からの核酸又はタンパク質の抽出又は精製に通常使用される方法を使用することができる。核酸の抽出又は精製方法の例としては、フェノール/クロロホルム法、AGPC(acid guanidinium thiocyanate-phenol-chloroform extraction)法、又はTRIzol(登録商標)、RNeasy(登録商標)、QIAzol(登録商標)などのカラムを用いた方法、シリカをコーティングした特殊な磁性体粒子を用いる方法、Solid Phase Reversible Immobilization磁性体粒子を用いる方法、ISOGEN等の市販のRNA抽出試薬による抽出、などが挙げられる。タンパク質の抽出又は精製には、QIAzol Lysis Reagent(Qiagen)等の市販のタンパク質抽出試薬を用いることができる。 For the extraction of nucleic acids or proteins from the collected SSL, methods that are commonly used for the extraction or purification of nucleic acids or proteins from biological samples can be used. Examples of nucleic acid extraction or purification methods include the phenol/chloroform method, the AGPC (acid guanidinium thiocyanate-phenol-chloroform extraction) method, or methods using columns such as TRIzol (registered trademark), RNeasy (registered trademark), and QIAzol (registered trademark), methods using special silica-coated magnetic particles, methods using Solid Phase Reversible Immobilization magnetic particles, and extraction using commercially available RNA extraction reagents such as ISOGEN. For protein extraction or purification, commercially available protein extraction reagents such as QIAzol Lysis Reagent (Qiagen) can be used.

(2.慢性ストレスレベル検出方法)
(2.1.マーカーの発現レベルに基づく慢性ストレスレベルの検出)
別の一態様において、本発明は、本発明のストレスマーカーを用いた被験体の慢性ストレスレベルの検出方法を提供する。該方法では、被験体における本発明のマーカーの発現レベルに基づいて該被験体の慢性ストレスレベルを検出する。本発明による慢性ストレスレベル検出方法が適用される被験体は、上述した本発明のストレスマーカーを含む生体試料を採取される被験体と同様である。
(2. Chronic Stress Level Detection Method)
2.1. Detection of Chronic Stress Levels Based on Marker Expression Levels
In another aspect, the present invention provides a method for detecting a chronic stress level in a subject using the stress marker of the present invention. In the method, the chronic stress level of the subject is detected based on the expression level of the marker of the present invention in the subject. The subject to which the chronic stress level detection method according to the present invention is applied is the same as the subject from which the above-mentioned biological sample containing the stress marker of the present invention is collected.

好ましい実施形態において、本発明による慢性ストレスレベル検出方法は、被験体から採取した生体試料における本発明のマーカーの発現レベルを測定することを含む。該生体試料の種類は、上述したとおりであり、好ましくはSSLである。一実施形態において、本発明の方法は、該被験体のSSLを採取することをさらに含んでいてもよい。SSLの採取手順、及びSSLからのマーカーの抽出手順は、上述したとおりである。 In a preferred embodiment, the method for detecting a chronic stress level according to the present invention comprises measuring the expression level of a marker of the present invention in a biological sample collected from a subject. The type of the biological sample is as described above, and is preferably SSL. In one embodiment, the method of the present invention may further comprise collecting SSL from the subject. The procedure for collecting SSL and the procedure for extracting the marker from SSL are as described above.

本発明のマーカーの発現レベルは、当該分野で通常用いられる核酸又はタンパク質の定量法に従って、測定することができる。例えば、核酸マーカーの発現レベルは、当該分野で通常用いられる遺伝子発現解析の手順に従って測定すればよい。遺伝子発現解析の手法の例としては、リアルタイムPCR、マルチプレックスPCR、マイクロアレイ、シーケンシング、クロマトグラフィーなどによりDNA又はその増幅産物を定量する方法が挙げられる。核酸がRNAの場合は、RNAを逆転写によりcDNAに変換した後、上記方法で定量することができる。タンパク質マーカーの発現レベルは、当該分野で通常用いられるタンパク質定量法、例えばELISA、免疫染色、蛍光法、電気泳動、クロマトグラフィー、質量分析などを用いて測定することができる。算出されるマーカーの発現レベルは、生体試料中の該標的マーカーの絶対量に基づく発現レベルであっても、他の標準遺伝子や、全核酸又は全タンパク質の発現レベルに対する相対発現レベルであってもよい。 The expression level of the marker of the present invention can be measured according to a method for quantifying nucleic acids or proteins commonly used in the field. For example, the expression level of a nucleic acid marker may be measured according to a procedure for gene expression analysis commonly used in the field. Examples of gene expression analysis techniques include methods for quantifying DNA or its amplification products by real-time PCR, multiplex PCR, microarray, sequencing, chromatography, etc. When the nucleic acid is RNA, the RNA can be converted to cDNA by reverse transcription and then quantified by the above method. The expression level of a protein marker can be measured using a protein quantification method commonly used in the field, such as ELISA, immunostaining, fluorescence, electrophoresis, chromatography, mass spectrometry, etc. The calculated expression level of a marker may be an expression level based on the absolute amount of the target marker in a biological sample, or a relative expression level to the expression level of other standard genes, total nucleic acids, or total proteins.

好ましくは、本発明による慢性ストレスレベル検出方法で使用される本発明のマーカーは、SSL由来mRNAである。好ましくは、SSLから抽出したRNAを逆転写によりcDNAに変換した後、該cDNA又はその増幅産物を上記の手法で定量することで、該SSL由来RNAの発現レベルが測定される。該逆転写には、解析したい特定のRNAを標的としたプライマーを用いてもよいが、より包括的な核酸の保存及び解析のためにはランダムプライマーを用いることが好ましい。該逆転写には、一般的な逆転写酵素又は逆転写試薬キットを使用することができる。好適には、正確性及び効率性の高い逆転写酵素又は逆転写試薬キットが用いられ、その例としては、M-MLV Reverse Transcriptase及びその改変体、あるいは市販の逆転写酵素又は逆転写試薬キット、例えばPrimeScript(登録商標)Reverse Transcriptaseシリーズ(タカラバイオ社)、SuperScript(登録商標)Reverse Transcriptaseシリーズ(Thermo Scientific社)等が挙げられる。SuperScript(登録商標)III Reverse Transcriptase、SuperScript(登録商標)VILO cDNA Synthesis kit(いずれもThermo Scientific社)などが好ましく用いられる。得られたcDNAのPCRでは、解析したい特定のDNAを標的としたプライマーペアを用いて該特定のDNAのみを増幅してもよいが、複数のプライマーペアを用いて複数のDNAを増幅してもよい。好ましくは、該PCRはマルチプレックスPCRである。マルチプレックスPCRは、PCR反応系に複数のプライマー対を同時に使用することで、複数の遺伝子領域を同時に増幅する方法である。マルチプレックスPCRは、市販のキット(例えば、Ion AmpliSeqTranscriptome Human Gene Expression Kit;ライフテクノロジーズジャパン株式会社等)を用いて実施することができる。 Preferably, the marker of the present invention used in the chronic stress level detection method of the present invention is SSL-derived mRNA. Preferably, RNA extracted from SSL is converted to cDNA by reverse transcription, and then the cDNA or its amplification product is quantified by the above-mentioned method to measure the expression level of the SSL-derived RNA. For the reverse transcription, a primer targeting a specific RNA to be analyzed may be used, but for more comprehensive nucleic acid storage and analysis, it is preferable to use a random primer. For the reverse transcription, a general reverse transcriptase or a reverse transcription reagent kit can be used. Preferably, a highly accurate and efficient reverse transcriptase or reverse transcription reagent kit is used, and examples thereof include M-MLV Reverse Transcriptase and its variants, or commercially available reverse transcriptases or reverse transcription reagent kits, such as the PrimeScript (registered trademark) Reverse Transcriptase series (Takara Bio Inc.) and the SuperScript (registered trademark) Reverse Transcriptase series (Thermo Scientific). SuperScript (registered trademark) III Reverse Transcriptase, SuperScript (registered trademark) VILO cDNA Synthesis kit (both from Thermo Scientific) and the like are preferably used. In PCR of the obtained cDNA, a primer pair targeting a specific DNA to be analyzed may be used to amplify only the specific DNA, or multiple primer pairs may be used to amplify multiple DNAs. Preferably, the PCR is multiplex PCR. Multiplex PCR is a method in which multiple gene regions are amplified simultaneously by simultaneously using multiple primer pairs in a PCR reaction system. Multiplex PCR can be performed using a commercially available kit (e.g., Ion AmpliSeq Transcriptome Human Gene Expression Kit; Life Technologies Japan, Inc., etc.).

当該逆転写及びPCRの反応条件を調整することで、PCR反応産物の収率がより向上し、ひいてはそれを用いた解析の精度がより向上する。好適には、該逆転写での伸長反応において、温度を好ましくは42℃±1℃、より好ましくは42℃±0.5℃、さらに好ましくは42℃±0.25℃に調整し、一方、反応時間を好ましくは60分間以上、より好ましくは80~120分間に調整する。また好適には、該PCRにおけるアニーリング及び伸長反応の温度は、好ましくは62℃±1℃、より好ましくは62℃±0.5℃、さらに好ましくは62℃±0.25℃である。したがって、該PCRでは、好ましくはアニーリング及び伸長反応が1ステップで行われる。該アニーリング及び伸長反応のステップの時間は、増幅すべきDNAのサイズ等に依存して調整され得るが、好ましくは14~18分間である。該PCRにおける変性反応の条件は、増幅すべきDNAに依存して調整され得るが、好ましくは95~99℃で10~60秒間である。上記のような温度及び時間での逆転写及びPCRは、一般的にPCRに使用されるサーマルサイクラーを用いて実行することができる。 By adjusting the reaction conditions of the reverse transcription and PCR, the yield of the PCR reaction product is further improved, and the accuracy of the analysis using the same is further improved. Preferably, in the extension reaction in the reverse transcription, the temperature is preferably adjusted to 42°C ± 1°C, more preferably 42°C ± 0.5°C, and even more preferably 42°C ± 0.25°C, while the reaction time is preferably adjusted to 60 minutes or more, more preferably 80 to 120 minutes. Also preferably, the temperature of the annealing and extension reaction in the PCR is preferably 62°C ± 1°C, more preferably 62°C ± 0.5°C, and even more preferably 62°C ± 0.25°C. Therefore, in the PCR, the annealing and extension reactions are preferably performed in one step. The time of the annealing and extension reaction steps can be adjusted depending on the size of the DNA to be amplified, etc., but is preferably 14 to 18 minutes. The conditions of the denaturation reaction in the PCR can be adjusted depending on the DNA to be amplified, but is preferably 95 to 99°C for 10 to 60 seconds. Reverse transcription and PCR at the temperatures and times described above can be carried out using a thermal cycler commonly used for PCR.

当該PCRで得られた反応産物の精製は、反応産物のサイズ分離によって行われることが好ましい。サイズ分離により、目的のPCR反応産物を、PCR反応液中に含まれるプライマーやその他の不純物から分離することができる。DNAのサイズ分離は、例えば、サイズ分離カラムや、サイズ分離チップ、サイズ分離に利用可能な磁気ビーズなどによって行うことができる。サイズ分離に利用可能な磁気ビーズの好ましい例としては、Ampure XP等のSolid Phase Reversible Immobilization(SPRI)磁性ビーズが挙げられる。 The purification of the reaction products obtained by the PCR is preferably carried out by size separation of the reaction products. By size separation, the target PCR reaction products can be separated from primers and other impurities contained in the PCR reaction solution. Size separation of DNA can be carried out, for example, by a size separation column, a size separation chip, or magnetic beads that can be used for size separation. A preferred example of magnetic beads that can be used for size separation is Solid Phase Reversible Immobilization (SPRI) magnetic beads such as Ampure XP.

精製したPCR反応産物に対して、その後の定量解析を行うために必要なさらなる処理を施してもよい。例えば、DNAのシーケンシングのために、精製したPCR反応産物を、適切なバッファー溶液へと調製したり、PCR増幅されたDNAに含まれるPCRプライマー領域を切断したり、増幅されたDNAにアダプター配列をさらに付加したりしてもよい。例えば、精製したPCR反応産物をバッファー溶液へと調製し、増幅DNAに対してPCRプライマー配列の除去及びアダプターライゲーションを行い、得られた反応産物を、必要に応じて増幅して、定量解析のためのライブラリーを調製することができる。これらの操作は、例えば、SuperScript(登録商標)VILO cDNA Synthesis kit(ライフテクノロジーズジャパン株式会社)に付属している5×VILO RT Reaction Mix、及びIon AmpliSeq Transcriptome Human Gene Expression Kit(ライフテクノロジーズジャパン株式会社)に付属している5×Ion AmpliSeq HiFi Mix、及びIon AmpliSeq Transcriptome Human Gene Expression Core Panelを用いて、各キット付属のプロトコルに従って行うことができる。シーケンシングには、好ましくは次世代シーケンサー(例えばIon S5/XLシステム、ライフテクノロジーズジャパン株式会社)が用いられる。シーケンシングで作成されたリードの数(リードカウント)に基づいて、RNA発現レベルを定量することができる。 The purified PCR reaction product may be subjected to further processing necessary for subsequent quantitative analysis. For example, for DNA sequencing, the purified PCR reaction product may be prepared in an appropriate buffer solution, the PCR primer region contained in the PCR-amplified DNA may be cleaved, or an adapter sequence may be further added to the amplified DNA. For example, the purified PCR reaction product may be prepared in a buffer solution, the PCR primer sequence may be removed from the amplified DNA, and adapter ligation may be performed, and the resulting reaction product may be amplified as necessary to prepare a library for quantitative analysis. These operations can be performed, for example, using the 5×VILO RT Reaction Mix included with the SuperScript® VILO cDNA Synthesis kit (Life Technologies Japan, Inc.), and the 5×Ion AmpliSeq HiFi Mix and Ion AmpliSeq Transcriptome Human Gene Expression Core Panel included with the Ion AmpliSeq Transcriptome Human Gene Expression Kit (Life Technologies Japan, Inc.) according to the protocol included with each kit. For sequencing, a next-generation sequencer (e.g., Ion S5/XL system, Life Technologies Japan, Inc.) is preferably used. RNA expression levels can be quantified based on the number of reads (read count) generated by sequencing.

本発明による慢性ストレスレベル検出方法の一実施形態においては、被験体における本発明のマーカーの発現レベル(好ましくは、該被験体から採取した生体試料中に含まれる本発明のマーカーの発現レベル)を指標に、被験体の慢性ストレスレベルを検出する。 In one embodiment of the method for detecting a chronic stress level according to the present invention, the expression level of a marker of the present invention in a subject (preferably, the expression level of a marker of the present invention contained in a biological sample collected from the subject) is used as an indicator to detect the chronic stress level of the subject.

上述したように、表2の核酸マーカー及びタンパク質マーカーは、その発現レベルが被験体の慢性ストレスレベルに応じて増加するポジティブマーカーであり、一方、表3の核酸マーカー及びタンパク質マーカーは、その発現レベルが被験体の慢性ストレスレベルに応じて低下するネガティブマーカーである。したがって、該ポジティブマーカーの発現レベルが増加した場合、被験体は慢性的にストレス下にある(すなわち被験体の慢性ストレスレベルは高ストレス)と検出され、そうでない場合、被験体は慢性的にストレス下にはない(すなわち被験体の慢性ストレスレベルは低ストレス又は健常)と検出される。あるいは、該ネガティブマーカーの発現レベルが低下した場合、被験体は慢性的にストレス下にあると検出され、そうでない場合、被験体は慢性的にストレス下にはないと検出される。あるいは、本発明による慢性ストレスレベル検出方法においては、該ポジティブマーカーと該ネガティブマーカーを組み合わせて使用してもよい。 As described above, the nucleic acid markers and protein markers in Table 2 are positive markers whose expression levels increase according to the chronic stress level of the subject, while the nucleic acid markers and protein markers in Table 3 are negative markers whose expression levels decrease according to the chronic stress level of the subject. Therefore, if the expression level of the positive marker increases, the subject is detected as being chronically stressed (i.e., the subject's chronic stress level is high stress), and if not, the subject is detected as not being chronically stressed (i.e., the subject's chronic stress level is low stress or healthy). Alternatively, if the expression level of the negative marker decreases, the subject is detected as being chronically stressed, and if not, the subject is detected as not being chronically stressed. Alternatively, the positive marker and the negative marker may be used in combination in the chronic stress level detection method according to the present invention.

一実施形態においては、被験体から測定された本発明のマーカーの発現レベルを、基準値と比べることで、該被験体の慢性ストレスレベルを検出することができる。あるいは、一被験体から本発明のマーカーの発現レベルを定期的に(例えば毎月)測定し、その発現レベルの変動を追跡することで、該被験体の慢性ストレスレベルを検出することができる。該基準値には、予め決定した値、例えば、本発明のマーカーの発現レベルの統計値(例えば平均値)を用いることができる。該基準値は、被験体ごとに設定されてもよい。例えば、同じ被験体から複数回測定したマーカーの発現レベルの統計値から該基準値を算出してもよい。あるいは、該基準値は、参照集団(慢性ストレスレベルが任意である個体からなる群)、健常群(慢性ストレスレベルが正常範囲[例えば、前述した職業性ストレス簡易調査票簡易版(23項目)のストレススコアが12~25点]である個体からなる群)、又は低ストレス群(慢性ストレスレベルが低ストレス範囲[例えば、前述した職業性ストレス簡易調査票簡易版(23項目)のストレススコアが23点以上]である個体からなる群)から測定した本発明のマーカーの発現レベルの統計値(例えば平均値など)に基づいて決定することができる。本発明のマーカーとして複数種の核酸又はタンパク質を用いる場合は、各々の核酸又はタンパク質について基準値を求めることが好ましい。 In one embodiment, the expression level of the marker of the present invention measured from a subject can be compared with a reference value to detect the chronic stress level of the subject. Alternatively, the expression level of the marker of the present invention can be measured from a subject periodically (e.g., monthly) and the fluctuation of the expression level can be tracked to detect the chronic stress level of the subject. The reference value can be a predetermined value, for example, a statistical value (e.g., average value) of the expression level of the marker of the present invention. The reference value may be set for each subject. For example, the reference value may be calculated from the statistical value of the expression level of the marker measured multiple times from the same subject. Alternatively, the standard value can be determined based on a statistical value (e.g., an average value, etc.) of the expression level of the marker of the present invention measured from a reference population (a group of individuals with any chronic stress level), a healthy group (a group of individuals with a chronic stress level in the normal range [e.g., a stress score of 12 to 25 points on the aforementioned simplified version of the Occupational Stress Questionnaire (23 items)]), or a low-stress group (a group of individuals with a chronic stress level in the low-stress range [e.g., a stress score of 23 points or more on the aforementioned simplified version of the Occupational Stress Questionnaire (23 items)]). When multiple types of nucleic acids or proteins are used as the marker of the present invention, it is preferable to determine the standard value for each nucleic acid or protein.

例えば、本発明のマーカーがポジティブマーカーの場合、該マーカーの発現レベルが基準値よりも高い場合、被験体は慢性的にストレス下にあると検出され得、そうでない場合、被験体は慢性的にストレス下にはないと検出され得る。例えば、被験体におけるポジティブマーカーの発現レベルが基準値と比べて統計学的に有意に高ければ、該被験体は慢性的にストレス下にあると検出され得、そうでない場合、被験体は慢性的にストレス下にはないと検出され得る。また例えば、被験体におけるポジティブマーカーの発現レベルが基準値に対して、好ましくは110%以上、より好ましくは150%以上、さらに好ましくは200%以上であれば、該被験体は慢性的にストレス下にあると検出され得、そうでない場合、被験体は慢性的にストレス下にはないと検出され得る。 For example, when the marker of the present invention is a positive marker, if the expression level of the marker is higher than the reference value, the subject can be detected as being chronically stressed, and if not, the subject can be detected as not being chronically stressed. For example, if the expression level of the positive marker in the subject is statistically significantly higher than the reference value, the subject can be detected as being chronically stressed, and if not, the subject can be detected as not being chronically stressed. Also, for example, if the expression level of the positive marker in the subject is preferably 110% or more, more preferably 150% or more, and even more preferably 200% or more relative to the reference value, the subject can be detected as being chronically stressed, and if not, the subject can be detected as not being chronically stressed.

一方、本発明のマーカーがネガティブマーカーの場合、該マーカーの発現レベルが基準値よりも低い場合、被験体は慢性的にストレス下にあると検出され得、そうでない場合、被験体は慢性的にストレス下にはないと検出され得る。例えば、被験体におけるネガティブマーカーの発現レベルが基準値と比べて統計学的に有意に低ければ、該被験体は慢性的にストレス下にあると検出され得、そうでない場合、被験体は慢性的にストレス下にはないと検出され得る。また例えば、被験体におけるネガティブマーカーの発現レベルが基準値に対して、好ましくは90%以下、より好ましくは75%以下、さらに好ましくは50%以下であれば、該被験体は慢性的にストレス下にあると検出され得、そうでない場合、被験体は慢性的にストレス下にはないと検出され得る。 On the other hand, when the marker of the present invention is a negative marker, if the expression level of the marker is lower than the reference value, the subject can be detected as being chronically stressed, and if not, the subject can be detected as not being chronically stressed. For example, if the expression level of the negative marker in the subject is statistically significantly lower than the reference value, the subject can be detected as being chronically stressed, and if not, the subject can be detected as not being chronically stressed. Also, for example, if the expression level of the negative marker in the subject is preferably 90% or less, more preferably 75% or less, and even more preferably 50% or less of the reference value, the subject can be detected as being chronically stressed, and if not, the subject can be detected as not being chronically stressed.

あるいは、複数の核酸又はタンパク質を組み合わせてマーカーとして用いる場合には、それらの核酸又はタンパク質の一定割合、例えば50%以上、好ましくは70%以上、より好ましくは90%以上、さらに好ましくは100%が上述した発現レベルの基準を満たすか否かに基づいて、被験体の慢性ストレスレベルを検出することができる。 Alternatively, when multiple nucleic acids or proteins are used in combination as markers, the chronic stress level of a subject can be detected based on whether a certain percentage of those nucleic acids or proteins, for example 50% or more, preferably 70% or more, more preferably 90% or more, and even more preferably 100%, meets the above-mentioned expression level criteria.

(2.2.予測モデルに基づく慢性ストレスレベルの検出)
本発明による慢性ストレスレベル検出方法の別の一実施形態においては、本発明のマーカー(該被験体から採取した生体試料中に含まれる本発明のマーカー)の発現レベルについてのデータ(以下、発現プロファイルと呼ぶ)を用いて構築した予測モデルに基づいて、被験体の慢性ストレスレベルを検出する。発現プロファイルの例としては、シーケンシングリード数等の発現レベルに関するデータが挙げられる。
(2.2. Detection of Chronic Stress Levels Based on Predictive Models)
In another embodiment of the method for detecting a chronic stress level according to the present invention, the chronic stress level of a subject is detected based on a prediction model constructed using data on the expression level of the marker of the present invention (the marker of the present invention contained in a biological sample collected from the subject) (hereinafter referred to as an expression profile). Examples of the expression profile include data on the expression level such as the number of sequencing reads.

例えば、教師サンプル集団(例えば、高ストレス群と、低ストレス群又は健常群とを含む集団)の各個体から取得した1つ以上のマーカー(核酸又はタンパク質)の各々についての発現プロファイルを説明変数とし、該集団の各個体の慢性ストレスレベル(例えば、高ストレスの有無)についてのデータを目的変数とした機械学習により、任意の被験体における慢性ストレスレベルを判別するための予測モデル(例えば判別式)を構築することができる。 For example, a predictive model (e.g., a discriminant) for determining the chronic stress level in any subject can be constructed by machine learning using the expression profile of one or more markers (nucleic acid or protein) obtained from each individual in a teacher sample population (e.g., a population including a high stress group and a low stress group or a healthy group) as explanatory variables, and data on the chronic stress level (e.g., the presence or absence of high stress) of each individual in the population as the objective variable.

本明細書において、「特徴量」とは、機械学習における「説明変数」と同義である。本明細書において、その発現プロファイルが機械学習の説明変数(特徴量)として使用されるマーカーを「特徴量マーカー(群)」と称することがある。また特徴量マーカーが核酸マーカーの場合、特徴量遺伝子と称することがある。 In this specification, "feature" is synonymous with "explanatory variable" in machine learning. In this specification, markers whose expression profiles are used as explanatory variables (features) in machine learning may be referred to as "feature marker(s)." Furthermore, when a feature marker is a nucleic acid marker, it may be referred to as a feature gene.

本実施形態で用いられる特徴量マーカー(群)は、表1の核酸マーカー及びタンパク質マーカーからなる群より選択される少なくとも1種であればよい。特徴量マーカーの発現プロファイルは、絶対値であっても相対値であってもよく、あるいは正規化処理されていてもよい。特徴量マーカー群として複数のマーカーを使用する場合、例えば、本発明のマーカーの中から慢性ストレスレベルとの相関が高いものを複数選択し、それらの発現プロファイルの各々を説明変数として用いることができる。 The feature marker (group) used in this embodiment may be at least one selected from the group consisting of nucleic acid markers and protein markers in Table 1. The expression profile of the feature marker may be an absolute value or a relative value, or may have been normalized. When multiple markers are used as the feature marker group, for example, multiple markers having a high correlation with chronic stress levels can be selected from the markers of the present invention, and each of their expression profiles can be used as an explanatory variable.

好ましい実施形態においては、表2及び表3の核酸マーカーの全て、又は表2及び表3のタンパク質マーカーの全てを組み合わせて、特徴量マーカー群として使用する。別の好ましい実施形態においては、表4の核酸マーカー又はタンパク質マーカーの全てを組み合わせて特徴量マーカー群として使用する。別の好ましい実施形態においては、表5の核酸マーカー又はタンパク質マーカーの全てを組み合わせて特徴量マーカー群として使用する。別の好ましい実施形態においては、表5の核酸マーカー又はタンパク質マーカーの全てと、表2、表3又は表4のいずれかの核酸マーカー又はタンパク質マーカーのいずれか1つ以上、好ましくは全て(ただし表5のマーカー以外のもの)とを組み合わせて特徴量マーカー群として使用する。別の好ましい実施形態においては、表1の核酸マーカー又はタンパク質マーカーの全てを組み合わせて特徴量マーカー群として使用する。 In a preferred embodiment, all of the nucleic acid markers in Tables 2 and 3, or all of the protein markers in Tables 2 and 3, are combined and used as a feature marker group. In another preferred embodiment, all of the nucleic acid markers or protein markers in Table 4 are combined and used as a feature marker group. In another preferred embodiment, all of the nucleic acid markers or protein markers in Table 5 are combined and used as a feature marker group. In another preferred embodiment, all of the nucleic acid markers or protein markers in Table 5 are combined with one or more, preferably all of the nucleic acid markers or protein markers in Tables 2, 3, or 4 (but other than the markers in Table 5) and used as a feature marker group. In another preferred embodiment, all of the nucleic acid markers or protein markers in Table 1 are combined and used as a feature marker group.

好ましい実施形態においては、機械学習のための教師サンプルとして、慢性ストレスレベルが高い個体(高ストレス群)と慢性ストレスレベルが低い個体(低ストレス群)の発現プロファイルを用いる。該教師サンプルを用いて、個体を高ストレス群と低ストレス群に分けるための判別式(予測モデル)を構築する。判別式の構築に用いる説明変数としては、特徴量マーカー(群)の発現プロファイルを用いることができる。目的変数としては、例えば、特徴量マーカー(群)が由来する個体が高ストレス群か低ストレス群かを表す変数を用いることができる。構築した判別式に基づいて、高ストレス群を判別するためのカットオフ値を求めることができる。次いで、慢性ストレスレベルを調べたい被験体由来の該特徴量マーカー(群)の発現プロファイルを測定し、得られた測定値を当該判別式に代入し、該判別式から得られた結果を該カットオフ値と比較することによって、該被験体が高ストレス群か否かを判別する。 In a preferred embodiment, expression profiles of individuals with high chronic stress levels (high stress group) and individuals with low chronic stress levels (low stress group) are used as teacher samples for machine learning. A discriminant (prediction model) for dividing individuals into high stress and low stress groups is constructed using the teacher samples. The expression profile of the feature marker(s) can be used as an explanatory variable used in constructing the discriminant. For example, a variable indicating whether the individual from which the feature marker(s) is derived belongs to the high stress group or the low stress group can be used as the objective variable. A cutoff value for discriminating the high stress group can be determined based on the constructed discriminant. Next, the expression profile of the feature marker(s) derived from the subject whose chronic stress level is to be examined is measured, the measured value obtained is substituted into the discriminant, and the result obtained from the discriminant is compared with the cutoff value to determine whether the subject belongs to the high stress group.

例えば、判別すべき2群間(高ストレス群群及び低ストレス群)の統計学的に有意な差異、例えば、発現プロファイルが2群間で有意に変動するマーカーを特徴量マーカー(群)とし、その発現プロファイルを説明変数として用いることができる。あるいは、特徴量マーカー(群)は、機械学習アルゴリズムなどの公知のアルゴリズムを利用して抽出することができる。例えば、下記実施例に示すように、ランダムフォレストにおける変数重要度の高さに基づいて抽出することができる。あるいは、R言語の“Boruta”パッケージなどを用いて特徴量マーカー(群)を抽出してもよい。 For example, a statistically significant difference between two groups to be discriminated (a high stress group and a low stress group), for example, a marker whose expression profile varies significantly between the two groups, can be used as a feature marker (group), and the expression profile can be used as an explanatory variable. Alternatively, the feature marker (group) can be extracted using a known algorithm such as a machine learning algorithm. For example, as shown in the following example, it can be extracted based on the importance of variables in a random forest. Alternatively, the feature marker (group) can be extracted using the "Boruta" package of the R language, or the like.

あるいは、予測モデルの構築に複数のマーカーの発現プロファイルを使用する場合、必要に応じて、次元削減によってデータを圧縮してから予測モデルの構築を行ってもよい。例えば、表1に示す遺伝子群をコードする核酸マーカーの中から複数のマーカーを抽出する。次いで、該抽出したマーカーの発現プロファイルについて主成分分析を実施する。該主成分分析で算出された1つ以上の主成分を説明変数とし、該説明変数が由来する個体が高ストレス群か低ストレス群かを表す変数を目的変数とした機械学習により、被験体が高ストレス群か否かを判別するための予測モデルを構築することができる。 Alternatively, when using expression profiles of multiple markers to construct a predictive model, the data may be compressed by dimensionality reduction as necessary before constructing the predictive model. For example, multiple markers are extracted from the nucleic acid markers that code for the group of genes shown in Table 1. Next, principal component analysis is performed on the expression profiles of the extracted markers. A predictive model for determining whether a subject is in the high stress group or not can be constructed by machine learning using one or more principal components calculated by the principal component analysis as explanatory variables and a variable indicating whether the individual from which the explanatory variables are derived is in the high stress group or the low stress group as the objective variable.

予測モデルの構築におけるアルゴリズムは、機械学習に用いるアルゴリズムなどの公知のものを利用することができる。機械学習アルゴリズムの例としては、限定ではないが、線形回帰モデル(Linear model)、ラッソ回帰(Lasso)、ランダムフォレスト(Random Forest)、ニューラルネットワーク(Neural net)、線形カーネルのサポートベクターマシン(SVM (linear))、rbfカーネルのサポートベクターマシン(SVM (rbf))などのアルゴリズムが挙げられる。本発明で用いるアルゴリズムとしては、ランダムフォレストが好ましい。 The algorithm used in constructing the predictive model can be a known algorithm such as an algorithm used in machine learning. Examples of machine learning algorithms include, but are not limited to, a linear regression model, Lasso regression, Random Forest, Neural Net, a support vector machine with a linear kernel (SVM (linear)), and a support vector machine with an rbf kernel (SVM (rbf)). Random Forest is preferred as the algorithm used in the present invention.

構築した予測モデルに検証用のデータを入力して予測値を算出し、該予測値が実測値と最も適合するモデル、例えば、該予測値の実測値に対する正解率(Accuracy)が最も大きいモデル、又は該予測値と実測値の差の二乗平均平方根誤差(RMSE)が最も小さいモデルを、最適モデルとして選択することができる。構築した予測モデルに対して被験体から実測した本発明のマーカーの発現プロファイルを入力することによって、該被験体の慢性ストレスレベルを検出することができる。 The constructed prediction model is input with validation data to calculate a predicted value, and the model whose predicted value best matches the actual measured value, for example, the model with the highest accuracy of the predicted value relative to the actual measured value, or the model with the smallest root mean square error (RMSE) of the difference between the predicted value and the actual measured value, can be selected as the optimal model. By inputting the expression profile of the markers of the present invention actually measured from a subject into the constructed prediction model, the chronic stress level of the subject can be detected.

(3.慢性ストレス制御剤の評価方法)
さらなる一態様において、本発明は、本発明のストレスマーカーを用いた慢性ストレス制御剤の評価方法を提供する。該方法は、本発明のマーカーの発現レベルに基づいて慢性ストレス制御剤を評価する。好ましくは、該方法は、試験物質を適用した被験体から採取した生体試料における本発明のマーカーの発現レベルを測定することを含む。該方法において、用いられる生体試料の種類は、上述したとおりである。好ましくは、該生体試料はSSLであり、本発明のマーカーは、SSL由来mRNAである。一実施形態において、該方法は、被験体のSSLを採取することをさらに含んでいてもよい。本発明で評価される慢性ストレス制御剤としては慢性ストレス抑制剤又は慢性ストレス亢進剤が挙げられ、好ましくは、慢性ストレス抑制剤である。
(3. Method for evaluating chronic stress control agents)
In a further aspect, the present invention provides a method for evaluating a chronic stress regulator using the stress marker of the present invention. The method evaluates a chronic stress regulator based on the expression level of the marker of the present invention. Preferably, the method comprises measuring the expression level of the marker of the present invention in a biological sample collected from a subject to which a test substance has been administered. In the method, the type of biological sample used is as described above. Preferably, the biological sample is SSL, and the marker of the present invention is SSL-derived mRNA. In one embodiment, the method may further comprise collecting SSL from the subject. The chronic stress regulator evaluated in the present invention includes a chronic stress suppressor or a chronic stress enhancer, and is preferably a chronic stress suppressor.

生体試料を採取される被験体は、ヒト又は非ヒト哺乳動物である。評価される慢性ストレス制御剤に応じて適宜適切な被験体を選択することができる。該被験体としては、慢性ストレス抑制剤を評価する場合は、好ましくは慢性ストレスレベルが高ストレスなヒト又は非ヒト哺乳動物が用いられ、慢性ストレス亢進剤を評価する場合は、好ましくは慢性ストレスレベルが健常なヒト又は非ヒト哺乳動物が用いられる。好ましくは、該被験体はヒトである。 The subject from which the biological sample is collected is a human or a non-human mammal. An appropriate subject can be selected depending on the chronic stress control agent to be evaluated. When evaluating a chronic stress suppressant, preferably a human or a non-human mammal with a high chronic stress level is used as the subject, and when evaluating a chronic stress enhancer, preferably a human or a non-human mammal with a healthy chronic stress level is used. Preferably, the subject is a human.

本発明の評価方法に用いられる試験物質は、慢性ストレス制御剤として使用することを所望する物質であれば、特に制限されない。試験物質は、天然に存在する物質であっても、化学的又は生物学的方法等で人工的に合成した物質であってもよく、また化合物であっても、組成物もしくは混合物であってもよい。試験物質の形態は、特に制限されず、固形、半固形、ゲル、液体、気体等いずれの形態であってもよいが、ゲル又は液体が好ましい。また試験物質は、光照射、温熱、マッサージなどの物理刺激であってもよい。被験体に試験物質を適用する手法としては、経口投与、及び注射、塗布、噴霧、散布、滴下、貼付、照射等の非経口投与が挙げられ、特に限定されない。被験体へ適用する試験物質の用量及び適用期間は、試験物質の種類や投与形態に応じて適宜設定することができる。 The test substance used in the evaluation method of the present invention is not particularly limited as long as it is a substance that is desired to be used as a chronic stress control agent. The test substance may be a naturally occurring substance or a substance artificially synthesized by a chemical or biological method, etc., and may be a compound, composition, or mixture. The form of the test substance is not particularly limited and may be any form such as solid, semi-solid, gel, liquid, gas, etc., but gel or liquid is preferable. The test substance may also be a physical stimulus such as light irradiation, heat, or massage. Methods for applying the test substance to the subject include oral administration and parenteral administration such as injection, application, spraying, scattering, dripping, pasting, and irradiation, and are not particularly limited. The dose and application period of the test substance applied to the subject can be appropriately set depending on the type and administration form of the test substance.

被験体からの生体試料の採取、採取した生体試料からのマーカーの抽出、マーカーの発現レベルの測定の手順は、上述したとおりである。 The procedures for collecting biological samples from subjects, extracting markers from the collected biological samples, and measuring the expression levels of the markers are as described above.

抽出した該被験体由来の本発明のマーカーの発現レベルは、該被験体の慢性ストレスレベルに応じて、ポジティブマーカーであれば増加し、ネガティブマーカーであれば低下している。試験物質による該マーカーの発現レベルの変化に基づいて、該試験物質が慢性ストレス制御剤であるか否かを評価することができる。より詳細には、ポジティブマーカーの発現レベルを低下させる試験物質、又はネガティブマーカーの発現レベルを増加させる試験物質は、慢性ストレス抑制剤と判断される。反対に、ポジティブマーカーの発現レベルを増加させる試験物質、又はネガティブマーカーの発現レベルを低下させる試験物質は、慢性ストレス亢進剤と判断される。 The expression level of the marker of the present invention extracted from the subject increases if it is a positive marker, and decreases if it is a negative marker, depending on the chronic stress level of the subject. Whether or not the test substance is a chronic stress control agent can be evaluated based on the change in the expression level of the marker caused by the test substance. More specifically, a test substance that reduces the expression level of a positive marker or increases the expression level of a negative marker is determined to be a chronic stress suppressor. Conversely, a test substance that increases the expression level of a positive marker or reduces the expression level of a negative marker is determined to be a chronic stress enhancer.

一実施形態においては、該被験体由来の本発明のマーカーの発現レベルを対照と比較することで、該試験物質の慢性ストレスに対する効果を評価する。より詳細には、試験物質の適用下での本発明のマーカーの発現レベルが対照と比べて変化しているかを調べる。対照としては、試験物質の非適用下での本発明のマーカーの発現レベル、上述した慢性ストレスレベルの評価のための基準値などが挙げられる。 In one embodiment, the effect of the test substance on chronic stress is evaluated by comparing the expression level of the marker of the present invention derived from the subject with a control. More specifically, it is examined whether the expression level of the marker of the present invention under application of the test substance changes compared to the control. Examples of the control include the expression level of the marker of the present invention under non-application of the test substance, the reference value for evaluating the chronic stress level described above, etc.

一例において、試験物質の適用下でのポジティブマーカーの発現レベルが対照と比べて低下する場合、該試験物質は慢性ストレス抑制剤と判断され得る。より詳細には、試験物質を適用した被験体又は被験体群でのポジティブマーカーの発現レベルが対照と比較して統計学的に有意に低下していれば、該試験物質は慢性ストレス抑制剤と判断され得る。あるいは、試験物質を適用した被験体又は被験体群でのポジティブマーカーの発現レベルが対照に対して好ましくは90%以下、より好ましくは75%以下、さらに好ましくは50%以下に低下していれば、該試験物質は慢性ストレス抑制剤と判断され得る。 In one example, if the expression level of a positive marker is reduced under application of a test substance compared to a control, the test substance can be determined to be a chronic stress suppressant. More specifically, if the expression level of a positive marker in a subject or subject group to which the test substance is applied is statistically significantly reduced compared to a control, the test substance can be determined to be a chronic stress suppressant. Alternatively, if the expression level of a positive marker in a subject or subject group to which the test substance is applied is reduced to preferably 90% or less, more preferably 75% or less, and even more preferably 50% or less compared to a control, the test substance can be determined to be a chronic stress suppressant.

別の例において、試験物質の適用下でのポジティブマーカーの発現レベルが対照と比べて増加する場合、該試験物質は慢性ストレス亢進剤と判断され得る。より詳細には、試験物質を適用した被験体又は被験体群でのポジティブマーカーの発現レベルが対照と比較して統計学的に有意に増加していれば、該試験物質は慢性ストレス亢進剤と判断され得る。あるいは、試験物質を適用した被験体又は被験体群でのポジティブマーカーの発現レベルが対照に対して好ましくは110%以上、より好ましくは150%以上、さらに好ましくは200%以上に増加していれば、該試験物質は慢性ストレス亢進剤と判断され得る。 In another example, if the expression level of a positive marker increases under application of a test substance compared to a control, the test substance can be determined to be a chronic stress enhancer. More specifically, if the expression level of a positive marker in a subject or subject group to which the test substance is applied is statistically significantly increased compared to a control, the test substance can be determined to be a chronic stress enhancer. Alternatively, if the expression level of a positive marker in a subject or subject group to which the test substance is applied is increased by preferably 110% or more, more preferably 150% or more, and even more preferably 200% or more compared to a control, the test substance can be determined to be a chronic stress enhancer.

さらに別の例において、試験物質の適用下でのネガティブマーカーの発現レベルが対照と比べて増加する場合、該試験物質は慢性ストレス抑制剤と判断され得る。より詳細には、試験物質を適用した被験体又は被験体群でのネガティブマーカーの発現レベルが対照と比較して統計学的に有意に増加していれば、該試験物質は慢性ストレス抑制剤と判断され得る。あるいは、試験物質を適用した被験体又は被験体群でのネガティブマーカーの発現レベルが対照に対して好ましくは110%以上、より好ましくは150%以上、さらに好ましくは200%以上に増加していれば、該試験物質は慢性ストレス抑制剤と判断され得る。 In yet another example, if the expression level of the negative marker increases under application of the test substance compared to the control, the test substance can be determined to be a chronic stress suppressor. More specifically, if the expression level of the negative marker in the subject or subject group to which the test substance is applied is statistically significantly increased compared to the control, the test substance can be determined to be a chronic stress suppressor. Alternatively, if the expression level of the negative marker in the subject or subject group to which the test substance is applied is increased by preferably 110% or more, more preferably 150% or more, and even more preferably 200% or more compared to the control, the test substance can be determined to be a chronic stress suppressor.

さらに別の例において、試験物質の適用下でのネガティブマーカーの発現レベルが対照と比べて低下する場合、該試験物質は慢性ストレス亢進剤と判断され得る。より詳細には、試験物質を適用した被験体又は被験体群でのネガティブマーカーの発現レベルが対照と比較して統計学的に有意に低下していれば、該試験物質は慢性ストレス亢進剤と判断され得る。あるいは、試験物質を適用した被験体又は被験体群でのネガティブマーカーの発現レベルが対照に対して好ましくは90%以下、より好ましくは75%以下、さらに好ましくは50%以下に低下していれば、該試験物質は慢性ストレス亢進剤と判断され得る。 In yet another example, if the expression level of the negative marker is reduced under application of the test substance compared to the control, the test substance can be determined to be a chronic stress enhancer. More specifically, if the expression level of the negative marker in the subject or subject group to which the test substance is applied is statistically significantly reduced compared to the control, the test substance can be determined to be a chronic stress enhancer. Alternatively, if the expression level of the negative marker in the subject or subject group to which the test substance is applied is reduced to preferably 90% or less, more preferably 75% or less, and even more preferably 50% or less compared to the control, the test substance can be determined to be a chronic stress enhancer.

(4.慢性ストレスレベル検出用キット及び慢性ストレス制御剤の評価用キット)
さらなる一態様において、本発明は、本発明による慢性ストレスレベル検出方法に従って被験体の慢性ストレスレベルを検出するための慢性ストレスレベル検出用キット、及び本発明による慢性ストレス制御剤の評価方法に従って慢性ストレス制御剤を評価するための慢性ストレス制御剤の評価用キットを提供する。一実施形態において、本発明のキットは、上述した本発明のストレスマーカーの発現レベルを測定するための試薬又は器具を備える。例えば、本発明のキットは、本発明の核酸マーカーを増幅又は定量するための試薬(例えば、逆転写酵素、PCR用試薬、プライマー、プローブ、シーケンシング用アダプター配列等)、又は本発明のタンパク質マーカーを定量するための試薬(例えば、免疫学的測定のための試薬、抗体など)を備え得る。好ましくは、本発明のキットは、本発明の核酸マーカーと特異的にハイブリダイズするオリゴヌクレオチド(例えば、PCR用のプライマー、又はプローブ)、あるいは、本発明のタンパク質マーカーを認識する抗体を含有する。好ましくは、本発明のキットは、本発明のマーカーの発現レベルを検出するための指標又はガイダンスを備える。例えば、本発明のキットは、各マーカーの発現レベルの増減と慢性ストレスレベルとの関係を説明するガイダンス、又は慢性ストレスレベル検出のための各マーカーの発現レベルの基準値を説明するガイダンス、又は予測モデルに基づく判別式とそれに入力する特徴量マーカーについてのガイダンス、などを備え得る。また本発明のキットは、生体試料採取デバイス(例えば、上記のSSL吸収性素材又はSSL接着性素材)、生体試料から本発明のマーカーを抽出するための試薬(例えば核酸精製用試薬)、生体試料採取後の試料採取デバイスの保存剤や保存用容器などをさらに備えていてもよい。
(4. Chronic Stress Level Detection Kit and Chronic Stress Control Agent Evaluation Kit)
In a further aspect, the present invention provides a kit for detecting a chronic stress level for detecting a chronic stress level of a subject according to the method for detecting a chronic stress level according to the present invention, and a kit for evaluating a chronic stress controller for evaluating a chronic stress controller according to the method for evaluating a chronic stress controller according to the present invention. In one embodiment, the kit of the present invention comprises a reagent or instrument for measuring the expression level of the stress marker of the present invention described above. For example, the kit of the present invention may comprise a reagent for amplifying or quantifying the nucleic acid marker of the present invention (e.g., reverse transcriptase, a reagent for PCR, a primer, a probe, an adapter sequence for sequencing, etc.), or a reagent for quantifying the protein marker of the present invention (e.g., a reagent for immunological measurement, an antibody, etc.). Preferably, the kit of the present invention contains an oligonucleotide that specifically hybridizes with the nucleic acid marker of the present invention (e.g., a primer or a probe for PCR), or an antibody that recognizes the protein marker of the present invention. Preferably, the kit of the present invention comprises an index or guidance for detecting the expression level of the marker of the present invention. For example, the kit of the present invention may comprise guidance explaining the relationship between the increase or decrease in the expression level of each marker and the chronic stress level, guidance explaining the reference value of the expression level of each marker for detecting the chronic stress level, or guidance on a discriminant based on a prediction model and a feature marker to be input thereto. The kit of the present invention may further comprise a biological sample collection device (e.g., the above-mentioned SSL absorbent material or SSL adhesive material), a reagent for extracting the marker of the present invention from the biological sample (e.g., a reagent for nucleic acid purification), a preservative or storage container for the sample collection device after collection of the biological sample, etc.

本発明の例示的実施形態として、以下の物質、製造方法、用途、方法等をさらに本明細書に開示する。但し、本発明はこれらの実施形態に限定されない。 As exemplary embodiments of the present invention, the following substances, manufacturing methods, uses, methods, etc. are further disclosed in this specification. However, the present invention is not limited to these embodiments.

〔1〕以下の遺伝子:HERC4、STAG1、IRAK1、MOAP1、CTDNEP1、PTOV1、LY6E、COPS3、FAM135A、ERO1L、CMPK1、CYB5R1、LAPTM4A、EGR2、ITM2B、及びTAF7をコードする核酸、ならびに該遺伝子にコードされるタンパク質からなる群より選択される少なくとも1種を含む、ストレスマーカー。
〔2〕好ましくは、以下の遺伝子:HERC4、STAG1、IRAK1、MOAP1、CTDNEP1、PTOV1、LY6E、COPS3、FAM135A、ERO1L、CMPK1、CYB5R1、LAPTM4A、EGR2、ITM2B、及びTAF7のそれぞれをコードする核酸の全部、又は該遺伝子のそれぞれにコードされるタンパク質の全部を含む、〔1〕記載のストレスマーカー。
〔3〕好ましくは、さらに、前記表1に示す遺伝子をコードする核酸、ならびに該遺伝子にコードされるタンパク質からなる群より選択される少なくとも1種を含む、〔1〕又は〔2〕記載のストレスマーカー。
〔4〕好ましくは、さらに、前記表2及び表3に示す遺伝子をコードする核酸、ならびに該遺伝子にコードされるタンパク質からなる群より選択される少なくとも1種を含む、〔1〕又は〔2〕記載のストレスマーカー。
〔5〕好ましくは、前記表2に示す遺伝子をコードする核酸、ならびに該遺伝子にコードされるタンパク質からなる群より選択される少なくとも1種を含む、〔4〕記載のストレスマーカー。
〔6〕好ましくは、前記表3に示す遺伝子をコードする核酸、ならびに該遺伝子にコードされるタンパク質からなる群より選択される少なくとも1種を含む、〔4〕記載のストレスマーカー。
〔7〕好ましくは、さらに、前記表4に示す遺伝子をコードする核酸、ならびに該遺伝子にコードされるタンパク質からなる群より選択される少なくとも1種を含む、〔1〕又は〔2〕記載のストレスマーカー。
〔8〕好ましくは慢性ストレスレベルを検出するためのマーカーである、〔1〕~〔7〕のいずれか1項記載のストレスマーカー。
〔9〕好ましくは核酸マーカーである、〔1〕~〔8〕のいずれか1項記載のストレスマーカー。
〔10〕好ましくは、前記核酸が皮膚表上脂質から採取されたmRNAである、〔9〕記載のストレスマーカー。
[1] A stress marker comprising at least one selected from the group consisting of nucleic acids encoding the following genes: HERC4, STAG1, IRAK1, MOAP1, CTDNEP1, PTOV1, LY6E, COPS3, FAM135A, ERO1L, CMPK1, CYB5R1, LAPTM4A, EGR2, ITM2B, and TAF7, and proteins encoded by the genes.
[2] The stress marker according to [1], which preferably comprises all of the nucleic acids encoding each of the following genes: HERC4, STAG1, IRAK1, MOAP1, CTDNEP1, PTOV1, LY6E, COPS3, FAM135A, ERO1L, CMPK1, CYB5R1, LAPTM4A, EGR2, ITM2B, and TAF7, or all of the proteins encoded by each of the genes.
[3] The stress marker according to [1] or [2], further comprising at least one selected from the group consisting of nucleic acids encoding the genes shown in Table 1 and proteins encoded by the genes.
[4] The stress marker according to [1] or [2], further comprising at least one selected from the group consisting of nucleic acids encoding the genes shown in Tables 2 and 3, and proteins encoded by the genes.
[5] The stress marker according to [4], which preferably comprises at least one selected from the group consisting of nucleic acids encoding the genes shown in Table 2 and proteins encoded by the genes.
[6] The stress marker according to [4], which preferably comprises at least one selected from the group consisting of nucleic acids encoding the genes shown in Table 3 and proteins encoded by the genes.
[7] The stress marker according to [1] or [2], further comprising at least one selected from the group consisting of nucleic acids encoding the genes shown in Table 4 and proteins encoded by the genes.
[8] The stress marker according to any one of [1] to [7], which is preferably a marker for detecting a chronic stress level.
[9] The stress marker according to any one of [1] to [8], which is preferably a nucleic acid marker.
[10] The stress marker described in [9], wherein the nucleic acid is preferably mRNA extracted from lipids on the surface of the skin.

〔11〕被験体から採取した生体試料における〔1〕~〔10〕のいずれか1項記載のストレスマーカーの発現レベルを測定することを含む、被験体の慢性ストレスレベルの検出方法。
〔12〕好ましくは、前記ストレスマーカーの発現レベルに基づいて前記被験体の慢性ストレスレベルを検出することをさらに含む、〔11〕記載の方法。
〔13〕前記ストレスマーカーが、
好ましくは、前記表2に示す遺伝子をコードする核酸、及び該遺伝子にコードされるタンパク質からなる群より選択される少なくとも1種であり、
より好ましくは、前記表2に示す遺伝子をコードする皮膚表上脂質由来mRNAからなる群より選択される少なくとも1種であり、
かつ、該方法が、
好ましくは、該ストレスマーカーの発現レベルが増加した場合に、前記被験体の慢性ストレスレベルが高ストレスであると検出することを含み、
より好ましくは、該ストレスマーカーの発現レベルが基準値より高い場合に、前記被験体の慢性ストレスレベルが高ストレスであると検出することを含む、
〔12〕記載の方法。
〔14〕前記ストレスマーカーが、
好ましくは、前記表3に示す遺伝子をコードする核酸、及び該遺伝子にコードされるタンパク質からなる群より選択される少なくとも1種であり、
より好ましくは、前記表3に示す遺伝子をコードする皮膚表上脂質由来のmRNAからなる群より選択される少なくとも1種であり、
かつ、該方法が、
好ましくは、該ストレスマーカーの発現レベルが低下した場合に、前記被験体の慢性ストレスレベルが高ストレスであると検出することを含み、
より好ましくは、該ストレスマーカーの発現レベルが基準値より低い場合に、前記被験体の慢性ストレスレベルが高ストレスであると検出することを含む、
〔12〕記載の方法。
〔15〕好ましくは、前記ストレスマーカーの発現レベルについてのデータを用いて構築した予測モデルに基づいて、前記被験体の慢性ストレスレベルを検出することを含む、〔12〕記載の方法。
〔16〕好ましくは、前記予測モデルが、高ストレス群と低ストレス群又は健常群とを含む集団の各個体から取得した前記ストレスマーカーの発現レベルについてのデータを説明変数とし、該集団の各個体の慢性ストレスレベルを目的変数とした機械学習により構築される、〔15〕記載の方法。
[11] A method for detecting a chronic stress level in a subject, comprising measuring the expression level of the stress marker according to any one of [1] to [10] in a biological sample collected from the subject.
[12] The method described in [11], preferably further comprising detecting the chronic stress level of the subject based on the expression level of the stress marker.
[13] The stress marker is
Preferably, the nucleic acid is at least one selected from the group consisting of a nucleic acid encoding a gene shown in Table 2 and a protein encoded by the gene,
More preferably, it is at least one selected from the group consisting of mRNAs derived from skin surface lipids encoding the genes shown in Table 2,
And the method comprises:
Preferably, the method includes detecting that the chronic stress level of the subject is high stress when the expression level of the stress marker is increased,
More preferably, the method includes detecting that the chronic stress level of the subject is high stress when the expression level of the stress marker is higher than a reference value.
The method described in [12].
[14] The stress marker is
Preferably, the nucleic acid is at least one selected from the group consisting of a nucleic acid encoding a gene shown in Table 3 and a protein encoded by the gene,
More preferably, it is at least one selected from the group consisting of mRNAs derived from skin surface lipids encoding the genes shown in Table 3,
And the method comprises:
Preferably, the method includes detecting that the chronic stress level of the subject is high stress when the expression level of the stress marker is decreased,
More preferably, the method includes detecting that the chronic stress level of the subject is high stress when the expression level of the stress marker is lower than a reference value.
The method described in [12].
[15] The method described in [12], preferably comprising detecting the subject's chronic stress level based on a predictive model constructed using data on the expression level of the stress marker.
[16] Preferably, the predictive model is constructed by machine learning using data on the expression level of the stress marker obtained from each individual in a population including a high stress group and a low stress group or a healthy group as explanatory variables, and the chronic stress level of each individual in the population as a response variable. The method described in [15].

〔17〕試験物質を適用した被験体から採取した生体試料における〔1〕~〔10〕のいずれか1項記載のストレスマーカーの発現レベルを測定することを含む、慢性ストレス制御剤の評価方法。
〔18〕好ましくは前記慢性ストレス制御剤が慢性ストレス抑制剤又は慢性ストレス亢進剤であり、より好ましくは慢性ストレス抑制剤である、〔17〕記載の方法。
〔19〕好ましくは、前記試験物質による前記マーカーの発現レベルの変化に基づいて、該試験物質が慢性ストレス制御剤であるか否かを評価することをさらに含む、〔17〕又は〔18〕記載の方法。
〔20〕前記ストレスマーカーが、
好ましくは、前記表2に示す遺伝子をコードする核酸、及び該遺伝子にコードされるタンパク質からなる群より選択される少なくとも1種であり、
より好ましくは、前記表2に示す遺伝子をコードする皮膚表上脂質由来mRNAからなる群より選択される少なくとも1種であり、
かつ、該方法が、
好ましくは、前記試験物質の適用下での該ストレスマーカーの発現レベルが対照と比べて低下する場合、該試験物質を慢性ストレス抑制剤と判断し、前記試験物質の適用下での該ストレスマーカーの発現レベルが対照と比べて増加する場合、該試験物質を慢性ストレス亢進剤と判断することを含む、
〔19〕記載の方法。
〔21〕前記ストレスマーカーが、
好ましくは、前記表3に示す遺伝子をコードする核酸、及び該遺伝子にコードされるタンパク質からなる群より選択される少なくとも1種であり、
より好ましくは、前記表3に示す遺伝子をコードする皮膚表上脂質由来mRNAからなる群より選択される少なくとも1種であり、
かつ、該方法が、
好ましくは、前記試験物質の適用下での該ストレスマーカーの発現レベルが対照と比べて増加する場合、該試験物質を慢性ストレス抑制剤と判断し、前記試験物質の適用下での該ストレスマーカーの発現レベルが対照と比べて低下する場合、該試験物質を慢性ストレス亢進剤と判断することを含む、
〔19〕記載の方法。
[17] A method for evaluating a chronic stress regulator, comprising measuring the expression level of the stress marker according to any one of [1] to [10] in a biological sample collected from a subject to which a test substance has been administered.
[18] The method according to [17], wherein the chronic stress control agent is preferably a chronic stress suppressant or a chronic stress enhancer, more preferably a chronic stress suppressant.
[19] The method according to [17] or [18], preferably further comprising evaluating whether the test substance is a chronic stress regulator based on a change in the expression level of the marker caused by the test substance.
[20] The stress marker is
Preferably, the nucleic acid is at least one selected from the group consisting of a nucleic acid encoding a gene shown in Table 2 and a protein encoded by the gene,
More preferably, it is at least one selected from the group consisting of mRNAs derived from skin surface lipids encoding the genes shown in Table 2,
And the method comprises:
Preferably, the method includes determining that the test substance is a chronic stress suppressor when the expression level of the stress marker under application of the test substance is reduced compared to a control, and determining that the test substance is a chronic stress enhancer when the expression level of the stress marker under application of the test substance is increased compared to a control.
The method described in [19].
[21] The stress marker,
Preferably, the nucleic acid is at least one selected from the group consisting of a nucleic acid encoding a gene shown in Table 3 and a protein encoded by the gene,
More preferably, it is at least one selected from the group consisting of mRNAs derived from skin surface lipids encoding the genes shown in Table 3,
And the method comprises:
Preferably, the method includes determining that the test substance is a chronic stress suppressor when the expression level of the stress marker under application of the test substance is increased compared to a control, and determining that the test substance is a chronic stress enhancer when the expression level of the stress marker under application of the test substance is decreased compared to a control.
The method described in [19].

〔22〕〔1〕~〔10〕のいずれか1項記載のストレスマーカーである核酸と特異的にハイブリダイズするオリゴヌクレオチド、又は〔1〕~〔10〕のいずれか1項記載のストレスマーカーであるタンパク質を認識する抗体を含有する、〔11〕~〔16〕のいずれか1項記載の方法に用いられる慢性ストレスレベル検出用キット又は〔17〕~〔21〕のいずれか1項記載の方法に用いられる慢性ストレス制御剤の評価用キット。 [22] A kit for detecting chronic stress levels used in the method according to any one of [11] to [16] or a kit for evaluating a chronic stress regulator used in the method according to any one of [17] to [21], comprising an oligonucleotide that specifically hybridizes with a nucleic acid that is a stress marker according to any one of [1] to [10], or an antibody that recognizes a protein that is a stress marker according to any one of [1] to [10].

以下、実施例に基づき本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these.

実施例1 発現変動遺伝子を用いた慢性ストレスレベル判別モデルの構築
1)被験者の選抜及びSSL採取
20~60歳代の健常な男女175名に、職業性ストレス簡易調査票簡易版(23項目)(厚生労働省、2016)に回答させ、回答結果に基づいてストレススコアを算出した。該ストレススコアは低いほど慢性ストレスが高いことを示し、厚労省基準(労働安全衛生法に基づくストレスチェック制度実施マニュアル改訂版、厚生労働省、2016)で高ストレスと認定される基準である、該ストレススコアが11点以下であった19名を高ストレス群の被験者として選抜した。一方、該ストレススコアが23点以上であった20名を低ストレス群の被験者として選抜した。両群合わせて39名の各被験者の全顔からあぶら取りフィルム(5cm×8cm、ポリプロピレン製、3M社)を用いて皮脂を回収した。該あぶら取りフィルムはガラスバイアルに移し、RNA抽出に使用するまで-80℃で保存した。
Example 1 Construction of a chronic stress level discrimination model using expression-varying genes 1) Selection of subjects and SSL collection 175 healthy men and women in their 20s to 60s were asked to answer the simplified version of the Occupational Stress Simple Questionnaire (23 items) (Ministry of Health, Labor and Welfare, 2016), and stress scores were calculated based on the answers. The lower the stress score, the higher the chronic stress. Nineteen subjects with a stress score of 11 points or less, which is the standard for being recognized as having high stress according to the Ministry of Health, Labor and Welfare standard (Revised version of the Stress Check System Implementation Manual Based on the Industrial Safety and Health Act, Ministry of Health, Labor and Welfare, 2016), were selected as subjects in the high stress group. Meanwhile, 20 subjects with a stress score of 23 points or more were selected as subjects in the low stress group. Sebum was collected from the entire face of each of the 39 subjects in both groups using an oil blotting film (5 cm x 8 cm, made of polypropylene, 3M). The oil blotting film was transferred to a glass vial and stored at -80°C until it was used for RNA extraction.

2)RNA調製及びシーケンシング
上記1)のあぶら取りフィルムを適当な大きさに切断し、QIAzol Lysis Reagent(Qiagen)を用いて、付属のプロトコルに準じてRNAを抽出した。抽出したRNAは、SuperScript VILO cDNA Synthesis kit(ライフテクノロジーズジャパン株式会社)を用いて42℃で90分間逆転写し、cDNAを合成した。逆転写反応のプライマーには、キットに付属しているランダムプライマーを使用した。得られたcDNAから、マルチプレックスPCRにより20802遺伝子に由来するDNAを含むライブラリーを調製した。マルチプレックスPCRは、Ion AmpliSeqTranscriptome Human Gene Expression Kit(ライフテクノロジーズジャパン株式会社)を用いて、[99℃、2分→(99℃、15秒→62℃、16分)×20サイクル→4℃、Hold]の条件で行った。得られたPCR産物は、Ampure XP(ベックマン・コールター株式会社)で精製した後に、バッファーの再構成、プライマー配列の消化、アダプターライゲーションと精製、及び増幅を行い、ライブラリーを調製した。調製したライブラリーをIon 540 Chipにローディングし、Ion S5/XLシステム(ライフテクノロジーズジャパン株式会社)を用いてシーケンシングした。シーケンシングで得られた各リード配列をヒトゲノムのリファレンス配列であるhg19 AmpliSeq Transcriptome ERCC v1を用いて遺伝子マッピングすることで各リード配列の由来する遺伝子を決定した。
2) RNA preparation and sequencing The oil blotting film from 1) above was cut to an appropriate size, and RNA was extracted using QIAzol Lysis Reagent (Qiagen) according to the attached protocol. The extracted RNA was reverse transcribed at 42°C for 90 minutes using SuperScript VILO cDNA Synthesis kit (Life Technologies Japan, Inc.) to synthesize cDNA. The random primers included in the kit were used as primers for the reverse transcription reaction. A library containing DNA derived from the 20802 gene was prepared from the obtained cDNA by multiplex PCR. Multiplex PCR was performed using Ion AmpliSeqTranscriptome Human Gene Expression Kit (Life Technologies Japan, Inc.) under the conditions of [99°C, 2 minutes → (99°C, 15 seconds → 62°C, 16 minutes) × 20 cycles → 4°C, Hold]. The obtained PCR product was purified with Ampure XP (Beckman Coulter, Inc.), and then buffer reconstitution, digestion of primer sequences, adapter ligation and purification, and amplification were performed to prepare a library. The prepared library was loaded onto an Ion 540 Chip and sequenced using an Ion S5/XL system (Life Technologies Japan, Inc.). Each read sequence obtained by sequencing was genetically mapped using hg19 AmpliSeq Transcriptome ERCC v1, which is a reference sequence of the human genome, to determine the gene from which each read sequence originated.

3)データ解析及び特徴量遺伝子の選択
上記2)における被験者のSSL由来RNAのシーケンシングで得られた各リードのリードカウントを、各RNAの発現レベルのデータとした。サンプル間の総リードカウントの違いを補正するため、各リードカウントをRPM(Reads per million mapped reads)値に変換した。但し、リードカウントが10未満のリードは欠損値として扱った。90%以上の被験者で欠損値ではない発現レベルデータが得られた3179種の遺伝子について、その発現情報に基づいて群間(低ストレス群及び高ストレス群)でStudent’s t testを行い、p<0.05となる遺伝子を抽出した。表6に示す、群間で統計学的に有意に発現レベルが変動する73種の遺伝子が得られた。表6Aの49遺伝子は、高ストレス群で発現レベルがより高かったことから、慢性ストレスにより発現レベルが増加するマーカー(ポジティブマーカー)であった。表6Bの24遺伝子は、高ストレス群で発現レベルがより低かったことから、慢性ストレスにより発現レベルが低下するマーカー(ネガティブマーカー)であった。これらの遺伝子を以下の予測モデル構築に用いる特徴量遺伝子として選択した。
3) Data analysis and selection of feature genes The read count of each read obtained by sequencing the SSL-derived RNA of the subject in 2) above was used as the expression level data of each RNA. In order to correct the difference in the total read count between samples, each read count was converted to an RPM (Reads per million mapped reads) value. However, reads with a read count of less than 10 were treated as missing values. For 3179 genes for which expression level data other than missing values was obtained in 90% or more of the subjects, Student's t test was performed between groups (low stress group and high stress group) based on the expression information, and genes with p<0.05 were extracted. As shown in Table 6, 73 genes whose expression levels fluctuated statistically significantly between groups were obtained. The 49 genes in Table 6A were markers (positive markers) whose expression levels increased due to chronic stress because their expression levels were higher in the high stress group. The 24 genes in Table 6B were markers whose expression levels were decreased by chronic stress (negative markers) because their expression levels were lower in the high stress group. These genes were selected as feature genes to be used in the construction of the following prediction model.

Figure 0007655720000006
Figure 0007655720000006

4)モデル構築
3)で選択した特徴量遺伝子の発現レベルデータを、負の二項分布に従うRPM値から正規分布に近似するため、整数1を加算した底2の対数値(Log2(RPM+1)値)に変換した。得られた73の特徴量遺伝子の発現レベルデータのLog2(RPM+1)値を説明変数とし、慢性ストレスレベル(高ストレス又は低ストレス)を目的変数として用いて、慢性ストレスレベルを判別する予測モデルを構築した。R言語の“caret”パッケージにおいてランダムフォレストのアルゴリズムをメソッドとして指定し、1回の決定木の構築に用いる変数の数(mtry値)の最適値をチューニングした。チューニングによって決定したmtry値を用いて、ランダムフォレストのアルゴリズムを実行し、推定誤答率(OOB error rateを算出した。その結果、73遺伝子全ての発現レベルデータを変数に用いた場合のモデルではOOB error rateは25%であり、表6に示す遺伝子を、慢性ストレスレベルを検出するためのマーカーとして使用できることが示された。
4) Model Construction The expression level data of the feature genes selected in 3) was converted to a logarithmic value of base 2 (Log 2 (RPM+1) value) by adding an integer 1 to approximate a normal distribution from the RPM value according to the negative binomial distribution. A prediction model for discriminating chronic stress level was constructed using the Log 2 (RPM+1) values of the expression level data of the obtained 73 feature genes as explanatory variables and the chronic stress level (high stress or low stress) as the objective variable. The random forest algorithm was specified as a method in the "caret" package of the R language, and the optimal value of the number of variables (mtry value) used to construct one decision tree was tuned. Using the mtry value determined by tuning, a random forest algorithm was executed to calculate the estimated error rate (OOB error rate). As a result, in a model using the expression level data of all 73 genes as variables, the OOB error rate was 25%, indicating that the genes shown in Table 6 can be used as markers for detecting chronic stress levels.

実施例2 ランダムフォレスト変数重要度の高い遺伝子を用いた慢性ストレスレベル判別モデルの構築
1)使用データ
実施例1の3)で取得した90%以上の被験者で欠損値ではない発現レベルデータが得られた3179種の遺伝子を以下の解析に使用した。遺伝子の発現レベルデータを、負の二項分布に従うRPM値から正規分布に近似するため、整数1を加算した底2の対数値(Log2(RPM+1)値)に変換した。
Example 2: Construction of a chronic stress level discrimination model using genes with high random forest variable importance 1) Data used 3,179 types of genes for which expression level data that was not a missing value was obtained for 90% or more of the subjects obtained in 3) of Example 1 were used in the following analysis. In order to approximate the gene expression level data from the RPM value that follows a negative binomial distribution to a normal distribution, the data was converted to a logarithmic value of base 2 by adding an integer 1 (Log 2 (RPM+1) value).

2)特徴量遺伝子の選択
ランダムフォレストのアルゴリズムを用いて、予測モデル構築に用いる特徴量遺伝子の選択を行った。1)で得られた3179遺伝子の発現レベルデータのLog2(RPM+1)値を説明変数とし、慢性ストレスレベル(高ストレス又は低ストレス)を目的変数として用いて、慢性ストレスレベルを判別する予測モデルを構築した。R言語の“caret”パッケージにおいてランダムフォレストのアルゴリズムをメソッドとして指定し、1回の決定木の構築に用いる変数の数(mtry値)の最適値をチューニングした。チューニングによって決定したmtry値を用いて、ランダムフォレストのアルゴリズムを実行し、ジニ係数に基づく変数重要度の上位140遺伝子を算出した(表7)。これら140遺伝子を予測モデル構築に用いる特徴量遺伝子として選択した。
2) Selection of Feature Genes Using the random forest algorithm, feature genes used in constructing a prediction model were selected. A prediction model for discriminating chronic stress levels was constructed using the Log 2 (RPM+1) values of the expression level data of 3179 genes obtained in 1) as explanatory variables and chronic stress levels (high stress or low stress) as objective variables. The random forest algorithm was specified as a method in the "caret" package of the R language, and the optimal value of the number of variables (mtry value) used in constructing a decision tree once was tuned. The random forest algorithm was executed using the mtry value determined by tuning, and the top 140 genes in terms of variable importance based on the Gini coefficient were calculated (Table 7). These 140 genes were selected as feature genes to be used in constructing a prediction model.

Figure 0007655720000007
Figure 0007655720000007

3)モデル構築
2)で選択した140の特徴量遺伝子の発現レベルデータのLog2(RPM+1)値を説明変数とし、慢性ストレスレベル(高ストレス又は低ストレス)を目的変数として用いて、慢性ストレスレベルを判別する予測モデルを構築した。R言語の“caret”パッケージにおいてランダムフォレストのアルゴリズムをメソッドとして指定し、1回の決定木の構築に用いる変数の数(mtry値)の最適値をチューニングした。チューニングによって決定したmtry値を用いて、ランダムフォレストのアルゴリズムを実行し、推定誤答率(OOB error rate)を算出した。その結果、140遺伝子の発現レベルデータを変数に用いた場合のモデルではOOB error rateは30%であり、表7に示す遺伝子を、慢性ストレスレベルを検出するためのマーカーとして使用できることが示された。
3) Model Construction A prediction model for discriminating chronic stress level was constructed using the Log 2 (RPM+1) values of the expression level data of the 140 feature genes selected in 2) as explanatory variables and the chronic stress level (high stress or low stress) as the objective variable. The random forest algorithm was specified as a method in the "caret" package of the R language, and the optimal value of the number of variables (mtry value) used to construct a decision tree once was tuned. The random forest algorithm was executed using the mtry value determined by tuning, and the estimated error rate (OOB error rate) was calculated. As a result, in the model when the expression level data of 140 genes was used as a variable, the OOB error rate was 30%, and it was shown that the genes shown in Table 7 can be used as markers for detecting chronic stress levels.

実施例3 実施例1及び2で重複して用いられた特徴量遺伝子に基づく慢性ストレスレベル判別モデルの構築
1)特徴量遺伝子の選択
実施例1~2で用いられた特徴量遺伝子のうち、実施例間で重複して用いられた遺伝子はHERC4、STAG1、IRAK1、MOAP1、CTDNEP1、PTOV1、LY6E、COPS3、FAM135A、ERO1L、CMPK1、CYB5R1、LAPTM4A、EGR2、ITM2B、及びTAF7の16遺伝子であった。これら16遺伝子を予測モデル構築に用いる特徴量遺伝子として選択した。
Example 3 Construction of a chronic stress level discrimination model based on feature genes used in duplicate in Examples 1 and 2 1) Selection of feature genes Among the feature genes used in Examples 1 and 2, the genes used in duplicate between the examples were HERC4, STAG1, IRAK1, MOAP1, CTDNEP1, PTOV1, LY6E, COPS3, FAM135A, ERO1L, CMPK1, CYB5R1, LAPTM4A, EGR2, ITM2B, and TAF7, which were 16 genes. These 16 genes were selected as feature genes to be used in constructing a prediction model.

2)モデル構築
1)で選択した16の特徴量遺伝子の発現レベルデータのLog2(RPM+1)値を説明変数とし、慢性ストレスレベル(高ストレス又は低ストレス)を目的変数として用いて、慢性ストレスレベルを判別する予測モデルを構築した。R言語の“caret”パッケージにおいてランダムフォレストのアルゴリズムをメソッドとして指定し、1回の決定木の構築に用いる変数の数(mtry値)の最適値をチューニングした。チューニングによって決定したmtry値を用いて、ランダムフォレストのアルゴリズムを実行し、推定誤答率(OOB error rate)を算出した。その結果、16遺伝子の発現レベルデータを変数に用いた場合のモデルではOOB error rateは15%であり、上記16遺伝子を、慢性ストレスレベルを検出するためのマーカーとして使用できることが示された。
2) Model Construction A prediction model for discriminating chronic stress level was constructed using the Log 2 (RPM+1) values of the expression level data of the 16 feature genes selected in 1) as explanatory variables and the chronic stress level (high stress or low stress) as the objective variable. In the "caret" package of the R language, the random forest algorithm was specified as a method, and the optimal value of the number of variables (mtry value) used to construct a decision tree once was tuned. Using the mtry value determined by tuning, the random forest algorithm was executed, and the estimated error rate (OOB error rate) was calculated. As a result, in the model when the expression level data of the 16 genes was used as a variable, the OOB error rate was 15%, and it was shown that the above 16 genes can be used as a marker for detecting chronic stress level.

実施例4 実施例1及び2で用いられた全ての特徴量遺伝子に基づく慢性ストレスレベル判別モデルの構築
1)特徴量遺伝子の選択
実施例1及び2のいずれかで用いられた特徴量遺伝子の全て(表1に示された計197種の遺伝子)を予測モデル構築に用いる特徴量遺伝子として選択した。
Example 4 Construction of a chronic stress level discrimination model based on all feature genes used in Examples 1 and 2 1) Selection of feature genes All of the feature genes used in either Example 1 or 2 (a total of 197 types of genes shown in Table 1) were selected as feature genes to be used in constructing a prediction model.

2)モデル構築
1)で選択した197の特徴量遺伝子の発現レベルデータのLog2(RPM+1)値を説明変数とし、慢性ストレスレベル(高ストレス又は低ストレス)を目的変数として用いて、慢性ストレスレベルを判別する予測モデルを構築した。R言語の“caret”パッケージにおいてランダムフォレストのアルゴリズムをメソッドとして指定し、1回の決定木の構築に用いる変数の数(mtry値)の最適値をチューニングした。チューニングによって決定したmtry値を用いて、ランダムフォレストのアルゴリズムを実行し、推定誤答率(OOB error rate)を算出した。その結果、197遺伝子の発現レベルデータを変数に用いた場合のモデルではOOB error rateは20%であり、表1の197遺伝子を、慢性ストレスレベルを検出するためのマーカーとして使用できることが示された。
2) Model Construction A prediction model for discriminating chronic stress level was constructed using the Log 2 (RPM+1) values of the expression level data of the 197 feature genes selected in 1) as explanatory variables and the chronic stress level (high stress or low stress) as the objective variable. The random forest algorithm was specified as a method in the "caret" package of the R language, and the optimal value of the number of variables (mtry value) used to construct a decision tree once was tuned. The random forest algorithm was executed using the mtry value determined by tuning, and the estimated error rate (OOB error rate) was calculated. As a result, in the model when the expression level data of the 197 genes was used as a variable, the OOB error rate was 20%, and it was shown that the 197 genes in Table 1 can be used as a marker for detecting chronic stress level.

Claims (6)

被験体から採取した生体試料における、以下の遺伝子:HERC4、STAG1、IRAK1、MOAP1、CTDNEP1、PTOV1、LY6E、COPS3、FAM135A、ERO1L、CMPK1、CYB5R1、LAPTM4A、EGR2、ITM2B、及びTAF7をコードする核酸、ならびに該遺伝子にコードされるタンパク質からなる群より選択される全ての核酸又は全てのタンパク質の発現レベルを測定することを含む、被験体の慢性ストレスレベルの検出方法。 A method for detecting a chronic stress level in a subject, comprising measuring the expression levels of all of the nucleic acids or all of the proteins selected from the group consisting of nucleic acids encoding the following genes: HERC4, STAG1, IRAK1, MOAP1, CTDNEP1, PTOV1, LY6E, COPS3, FAM135A, ERO1L, CMPK1, CYB5R1, LAPTM4A, EGR2, ITM2B, and TAF7, and proteins encoded by the genes, in a biological sample collected from the subject. 前記核酸が皮膚表上脂質から採取されたmRNAである、請求項1記載の方法。 The method of claim 1, wherein the nucleic acid is mRNA extracted from lipids on the skin surface. 前記核酸又はタンパク質の発現レベルに基づいて前記被験体の慢性ストレスレベルを検出することをさらに含む、請求項1又は2記載の方法。 The method of claim 1 or 2, further comprising detecting a chronic stress level of the subject based on the expression level of the nucleic acid or protein. 教師サンプル集団の各個体から取得した前記核酸又はタンパク質の発現レベルについてのデータを説明変数とし、かつ該教師サンプル集団の各個体の慢性ストレスレベルを目的変数として構築した予測モデルに基づいて、前記被験体の慢性ストレスレベルを検出することを含む、請求項3記載の方法。 The method according to claim 3, comprising detecting the chronic stress level of the subject based on a prediction model constructed using data on the expression level of the nucleic acid or protein obtained from each individual in a teacher sample population as an explanatory variable and the chronic stress level of each individual in the teacher sample population as a response variable. 試験物質を適用した被験体から採取した生体試料における、以下の遺伝子:HERC4、STAG1、IRAK1、MOAP1、CTDNEP1、PTOV1、LY6E、COPS3、FAM135A、ERO1L、CMPK1、CYB5R1、LAPTM4A、EGR2、ITM2B、及びTAF7をコードする核酸、ならびに該遺伝子にコードされるタンパク質からなる群より選択される全ての核酸又は全てのタンパク質の発現レベルを測定することを含む、慢性ストレス制御剤の評価方法。 A method for evaluating a chronic stress regulator, comprising measuring the expression levels of all nucleic acids or all proteins selected from the group consisting of nucleic acids encoding the following genes: HERC4, STAG1, IRAK1, MOAP1, CTDNEP1, PTOV1, LY6E, COPS3, FAM135A, ERO1L, CMPK1, CYB5R1, LAPTM4A, EGR2, ITM2B, and TAF7, and proteins encoded by said genes, in a biological sample collected from a subject to which a test substance has been administered. 以下の遺伝子:HERC4、STAG1、IRAK1、MOAP1、CTDNEP1、PTOV1、LY6E、COPS3、FAM135A、ERO1L、CMPK1、CYB5R1、LAPTM4A、EGR2、ITM2B、及びTAF7をコードする核酸の各々と特異的にハイブリダイズするオリゴヌクレオチドのセット、又は
以下の遺伝子:HERC4、STAG1、IRAK1、MOAP1、CTDNEP1、PTOV1、LY6E、COPS3、FAM135A、ERO1L、CMPK1、CYB5R1、LAPTM4A、EGR2、ITM2B、及びTAF7にコードされるタンパク質の各々を認識する抗体のセット、
を含有する、請求項1~5のいずれか1項記載の方法に用いられる慢性ストレスレベル検出用キット又は慢性ストレス制御剤の評価用キット。
A set of oligonucleotides that specifically hybridize to each of the nucleic acids encoding the following genes: HERC4, STAG1, IRAK1, MOAP1, CTDNEP1, PTOV1, LY6E, COPS3, FAM135A, ERO1L, CMPK1, CYB5R1, LAPTM4A, EGR2, ITM2B, and TAF7 ; or
A set of antibodies that recognize each of the proteins encoded by the following genes: HERC4, STAG1, IRAK1, MOAP1, CTDNEP1, PTOV1, LY6E, COPS3, FAM135A, ERO1L, CMPK1, CYB5R1, LAPTM4A, EGR2, ITM2B, and TAF7;
A kit for detecting a chronic stress level or a kit for evaluating a chronic stress regulator, which is used in the method according to any one of claims 1 to 5, comprising:
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