(57)【要約】本発明は、被験者の生体試料から抽出したDNAに含まれるZNF304およびZNF264から選択される少なくとも1つの遺伝子のプロモータ領域に存在するCpG部位のメチル化の状態を解析し、その解析結果に基づいて被験者の大腸癌に関する情報を取得する方法を提供する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者から採取した生体試料からDNA試料を調製する工程と、
調製工程で得られたDNA試料に含まれるZNF304およびZNF264から選択される少なくとも1つの遺伝子のプロモータ領域に存在するCpG部位のメチル化の状態を解析する工程と、
解析工程で得られた解析結果に基づいて、前記被験者の大腸癌に関する情報を取得する工程と
を含む、大腸癌に関する情報の取得方法。
【請求項２】
解析工程が、少なくとも１つのCpG部位のメチル化の有無を解析する工程である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
被験者の大腸癌に関する情報が、被験者から採取した生体試料における大腸癌に由来する癌細胞の存否であり、
情報取得工程が、メチル化されたCpG部位が有るという解析結果が得られた場合に、生体試料中に大腸癌由来の癌細胞が存在するという情報を取得する工程である請求項２に記載の方法。
【請求項４】
解析工程が、メチル化の頻度を解析する工程である請求項１に記載の方法。
【請求項５】
被験者の大腸癌に関する情報が、被験者から採取した生体試料における大腸癌に由来する癌細胞の存否であり、
情報取得工程が、解析工程で得られたメチル化の頻度が所定の閾値より高い場合に、生体試料中に大腸癌由来の癌細胞が存在するという情報を取得する工程である、
請求項４に記載の方法。
【請求項６】
ZNF304およびZNF264の各遺伝子のプロモータ領域に存在するCpG部位から選択される少なくとも１つである、メチル化解析により大腸癌に関する情報を取得するためのマーカー。
【請求項７】
ZNF304およびZNF264の各遺伝子のプロモータ領域に存在するCpG部位から選択される少なくとも１つのメチル化の状態を解析するためのプライマーセットを含む、大腸癌に関する情報を取得するためのキット。
【請求項８】
プライマーセットが、質量分析法およびメチル化特異的PCR法から選択される少なくとも１つの方法によりCpG部位のメチル化の状態を解析するためのプライマーセットである請求項７に記載のキット。
【請求項９】
プライマーセットが、
配列番号３および配列番号４の塩基配列であるプライマーセット、
配列番号５および配列番号６の塩基配列であるプライマーセット、
配列番号９および配列番号１０の塩基配列であるプライマーセット、
配列番号１１および配列番号１２の塩基配列であるプライマーセット、ならびに
配列番号１９および配列番号２０の塩基配列であるプライマーセット
から選択される少なくとも１つである請求項８に記載のキット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被験者の大腸癌に関する情報の取得方法に関する。また、本発明は、その方法に用いられるマーカーおよびキットに関する。
【背景技術】
【０００２】
大腸癌は、大腸（結腸、直腸、肛門）に発生する癌腫の総称である。大腸癌は、腸粘膜の表面から発生して次第に大腸壁の内側へ浸潤し、やがてリンパ節や他の臓器に転移する。大腸癌は早期に発見できればほぼ完全に治療することができることから、便潜血検査によるスクリーニングが広く行われている。しかし、この検査は、大腸癌の病変部位からの出血に基づいて癌を検出するので、出血を伴わない大腸癌を見逃す可能性がある。また、痔などの癌以外の疾患による出血でも陽性となる。それゆえ、大腸癌の精密検査では、腸内全体を直接観察できる内視鏡検査が一般に行われている。他方で、内視鏡による検査は食事制限と下剤による前処理を必要とし、また、内視鏡を腸内に挿入するので、被験者への負担が大きい。【０００３】
大腸癌の検査では、血液中の腫瘍マーカーの測定も行われている。腫瘍マーカーとしてCEA（carcinoembryonic antigen）、CA19-9などが、癌の転移・再発の評価や治療効果の判定に用いられている。しかし、これらの腫瘍マーカーの検査は、大腸癌とは異なる種類の癌にも利用されているが、大腸癌の特異的なスクリーニング検査として感度、特異度ともに十分でない。【０００４】
他方で、近年、新たな癌の診断方法として、遺伝子情報に基づく方法が研究されている。そのような方法としては、例えば、DNAのメチル化に関する情報に基づく方法が挙げられる。この方法では、所定の遺伝子の塩基配列中のCpG部位（5'-(CG)-3'）をマーカーとして用いる。そして、該マーカーのメチル化状態の解析結果に基づいて癌細胞の存否などの情報を取得し、これを指標にして癌の診断が行われる。【０００５】
大腸癌においても、DNAのメチル化解析を利用した癌の判定方法の研究・開発が行なわれている。例えば、Hibi K.らの文献には、p16（「CDKN2A」とも呼ばれる）などの遺伝子が大腸癌患者の組織で高度にメチル化されていることが開示されている（非特許文献１参照）。Qi J.らの文献には、SFRP遺伝子（SFRP1、SFRP2、SFRP4およびSFRP5）が正常大腸組織ではほとんどメチル化されていないが、大腸癌組織では高度にメチル化されていることが開示されている（非特許文献２参照）。Vilkin A.らの文献には、MLH1遺伝子が、マイクロサテライト高不安定性の大腸癌組織で高度にメチル化されていることが開示されている（非特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Hibi K.ら、Jpn. J. Cancer Res. vol. 93, p.883-887 (2002)
【非特許文献２】Qi J.ら、World J. Gastroenterol. vol. 12, p.7113-7117 (2006)
【非特許文献３】Vilkin A.ら、Cancer. vol. 115, p.760-769 (2009)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように、大腸癌において異常メチル化を示す遺伝子がいくつか報告されているが、それらの中には、大腸癌とは異なる種類の癌においてもある程度メチル化されている遺伝子が含まれている。しかし、大腸癌を含む複数の種類の癌においてメチル化されている遺伝子をマーカーとして用いてメチル化解析を行った場合、解析結果から得られた情報には、大腸癌に関する情報のみならず、他の種類の癌に関する情報も含まれる可能性がある。例えば、解析結果に基づいて試料中に癌細胞が存在するという情報を得たとしても、その癌細胞が大腸癌に由来するのか、または、他の種類の癌に由来するのかを判別することは困難である。【０００８】
このように、マーカーのメチル化解析により大腸癌に関する情報を取得するためには、該マーカーの大腸癌への特異性が非常に重要な要素となる。それゆえ、大腸癌に由来する癌細胞を特異的に検出することを可能にするような、大腸癌に特異的な新規マーカーの開発が望まれている。【０００９】
そこで、本発明は、そのような新規マーカーを同定し、そのマーカーについてメチル化の状態を解析することにより、大腸癌由来の癌細胞に関する情報の取得方法を提供することを目的とする。また、本発明は、その方法に好適に用いられるキットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、大腸癌の癌部組織から得たDNAに特異的にメチル化が認められる遺伝子領域を、新規マーカーとして同定した。そして、本発明者らは、これらのマーカーについてメチル化状態を解析して得られた結果に基づいて、大腸癌に由来する癌細胞と、その他の細胞（正常組織の細胞、非癌部組織の細胞、および、大腸癌とは異なる種類の癌に由来する癌細胞）とを明確に区別できることを見出して、本発明を完成した。【００１１】
すなわち、本発明によれば、
被験者から採取した生体試料からDNA試料を調製する工程と、
調製工程で得られたDNA試料に含まれるZNF304（Zinc finger protein 304）およびZNF264（Zinc finger protein 264）から選択される少なくとも１つの遺伝子のプロモータ領域に存在するCpG部位のメチル化の状態を解析する工程と、
解析工程で得られた解析結果に基づいて、上記の被験者の大腸癌に関する情報を取得する工程と
を含む、大腸癌に関する情報の取得方法が提供される。【００１２】
また、本発明によれば、ZNF304およびZNF264の各遺伝子のプロモータ領域に存在するCpG部位から選択される少なくとも１つである、メチル化解析により大腸癌に関する情報を取得するためのマーカーが提供される。
さらに、本発明によれば、ZNF304およびZNF264の各遺伝子のプロモータ領域に存在するCpG部位から選択される少なくとも１つのメチル化の状態を解析するためのプライマーセットを含む、大腸癌に関する情報を取得するためのキットが提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、被験者の大腸癌に関する情報の取得を可能にする新規マーカーを提供することができる。また、本発明は、そのようなマーカーについてメチル化の状態を解析することにより、被験者の大腸癌に関する情報を取得するための方法およびキットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１Ａ】大腸癌の癌部組織および非癌部大腸粘膜組織のメチル化データから算出した、ZNF304遺伝子のプロモータ領域のメチル化陽性率を示すグラフである。
【図１Ｂ】大腸癌の癌部組織および非癌部大腸粘膜組織のメチル化データから算出した、ZNF264遺伝子のプロモータ領域のメチル化陽性率を示すグラフである。
【図２Ａ】種々の臨床検体のメチル化データから算出した、ZNF304遺伝子のプロモータ領域のメチル化陽性率を示すグラフである。
【図２Ｂ】種々の臨床検体のメチル化データから算出した、ZNF264遺伝子のプロモータ領域のメチル化陽性率を示すグラフである。
【図３Ａ】種々の臨床検体のメチル化データから算出した、既知のマーカー遺伝子SFRP1のプロモータ領域のメチル化陽性率を示すグラフである。
【図３Ｂ】種々の臨床検体のメチル化データから算出した、既知のマーカー遺伝子MLH1のプロモータ領域のメチル化陽性率を示すグラフである。
【図３Ｃ】種々の臨床検体のメチル化データから算出した、既知のマーカー遺伝子CDKN2Aのプロモータ領域のメチル化陽性率を示すグラフである。
【図４Ａ】種々の臨床検体から抽出したDNAにおけるZNF304遺伝子のプロモータ領域のメチル化スコアを示すグラフである。
【図４Ｂ】種々の臨床検体から抽出したDNAにおけるZNF264遺伝子のプロモータ領域のメチル化スコアを示すグラフである。
【図５】正常大腸粘膜組織、非癌部大腸粘膜組織および大腸癌の癌部組織から抽出したDNAを、ZNF304およびZNF264の各プライマーセットを用いてメチル化特異的PCR（MSP）法により増幅した結果を示す写真である。
【図６】大腸癌の癌部組織および非癌組織のメチル化データから算出した、ZNF304遺伝子のプロモータ領域のメチル化陽性率を示すグラフである。
【図７】種々の臨床検体のメチル化データから算出した、ZNF304遺伝子のプロモータ領域のメチル化陽性率を示すグラフである。
【図８Ａ】種々の臨床検体のメチル化データから算出した、既知のマーカー遺伝子CDKN2Aのプロモータ領域のメチル化陽性率を示すグラフである。
【図８Ｂ】種々の臨床検体のメチル化データから算出した、既知のマーカー遺伝子MLH1のプロモータ領域のメチル化陽性率を示すグラフである。
【図９】正常大腸粘膜組織ならびに大腸癌の癌部組織および非癌部組織から抽出したDNAを、ZNF304のプライマーセット（配列番号１９および２０）を用いてMSP法により増幅した結果を示す写真である。
【図１０Ａ】大腸癌の癌部組織および非癌部組織から抽出したDNAにおけるZNF304遺伝子のプロモータ領域についての補正メチル化スコアに基づいて作成した箱ひげ図である。
【図１０Ｂ】大腸癌の癌部組織および非癌部組織から抽出したDNAにおけるZNF264遺伝子のプロモータ領域についての補正メチル化スコアに基づいて作成した箱ひげ図である。
【図１１Ａ】ZNF304遺伝子のプロモータ領域についての補正メチル化スコアを用いたROC解析により得られたROC曲線である。
【図１１Ｂ】ZNF264遺伝子のプロモータ領域についての補正メチル化スコアを用いたROC解析により得られたROC曲線である。
【図１２Ａ】大腸癌患者および健常人の末梢血から抽出したDNAを、ZNF304のプライマーセット（配列番号２８および２９）および蛍光プローブ（配列番号３０）を用いて定量MSP法により増幅したときのDNAコピー数を示す棒グラフである。
【図１２Ｂ】大腸癌患者および健常人の末梢血から抽出したDNAを、ZNF264のプライマーセット（配列番号２４および２５）および蛍光プローブ（配列番号２６）を用いてMSP法により増幅したときのDNAコピー数を示す棒グラフである。
【図１２Ｃ】大腸癌患者および健常人の末梢血から抽出したDNAを、精度管理用プライマーセット（配列番号２１および２２）を用いてMSP法により増幅して得られた増幅産物のバンド強度を示す棒グラフである。
【図１３】大腸癌患者および健常人の末梢血から抽出したDNAを、ZNF304のプライマーセット（配列番号３２および３３）を用いてMSP法により増幅して得られた増幅産物のバンド強度を示す棒グラフである。
【図１４】被験者の大腸癌に関する情報を提供するための判定装置の一例を示した概略図である。
【図１５】図１４の判定装置の機能構成を示すブロック図である。
【図１６】図１４に示された判定装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図１７】図１４に示された判定装置を用いた、被験者の大腸癌に関する情報を提供するための判定のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の大腸癌に関する情報の取得方法（以下、単に「方法」ともいう）では、まず、被験者から採取した生体試料からDNA試料を調製する。
【００１６】
本実施形態において、生体試料は、被験者のDNAを含む生体由来の試料であれば特に制限されないが、好ましくはゲノムDNAを含む試料、例えば臨床検体である。臨床検体としては、例えば、体液、尿、手術または生検により採取した組織などが挙げられる。体液としては、血液、血清、血漿、リンパ液、腹水、骨髄液、乳頭分泌液などが挙げられる。また、被検者から採取した細胞または組織を培養して得られた培養物を生体試料として用いることもできる。
【００１７】
DNA試料の調製は、生体試料からDNAを抽出することにより行うことができる。生体試料からのDNAの抽出方法は当該技術において公知である。例えば、生体試料と、細胞または組織を可溶化する界面活性剤（例えばコール酸ナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウムなど）を含む処理液とを混合し、得られた混合液に物理的処理（撹拌、ホモジナイズ、超音波破砕など）を施して、生体試料に含まれるDNAを該混合液中に遊離させることによって、DNAを抽出することができる。この場合、混合液を遠心分離して細胞破片を沈殿させ、遊離したDNAを含む上清を後述の解析工程に用いることが好ましい。また、得られた上清を当該技術において公知の方法により精製してもよい。なお、生体試料からのDNAの抽出および精製は、市販のキットを用いて行うこともできる。
【００１８】
上記の調製工程は、抽出したDNAを断片化する工程をさらに含むことが好ましい。DNAを適当な長さに断片化することにより、後述するメチル化DNA免疫沈降（MeDIP）法および非メチル化シトシン変換処理を効率よく行うことができる。
DNAの断片化は、超音波処理、アルカリ処理、制限酵素処理などにより行うことができる。例えば、アルカリ処理によりDNAの断片化を行なう場合は、DNA溶液に水酸化ナトリウム溶液を終濃度0.1〜1.0 Ｎとなるよう添加し、10〜40℃で５〜15分間インキュベーションすることによりDNAが断片化される。また、制限酵素処理によりDNAの断片化を行なう場合、用いる制限酵素はDNAの塩基配列に基づいて適宜選択され、例えばMseIやBamHIなどが用いられる。
【００１９】
本発明の方法では、上記の調製工程で得られたDNAに含まれるZNF304およびZNF264から選択される少なくとも１つの遺伝子のプロモータ領域に存在するCpG部位のメチル化の状態を解析する。
なお、本明細書において、「CpG部位」とは、塩基配列中のシトシン（C）とグアニン（G）とが5'から3'への方向にこの順序で隣り合った配列の部位を意味する。なお、CpGの「p」の文字は、シトシンとグアニンとの間のホスホジエステル結合を表わす。
また、本明細書において、「メチル化の状態を解析する」とは、ZNF304およびZNF264から選択される少なくとも１つの遺伝子のプロモータ領域に存在するCpG部位のメチル化の有無を解析すること、または該プロモータ領域のメチル化の頻度を解析することを意味する。
【００２０】
当該技術において、ZNF304およびZNF264の各遺伝子のプロモータ領域の塩基配列自体は公知である。これらの塩基配列は、例えば米国国立医学図書館の国立生物情報センター（National Center for Biotechnology Information：NCBI）により提供されるデータベース（http://www.ncbi.nlm.nih.gov/）などの公知のデータベースから知ることができる。上記の遺伝子の各種ID番号を、表１に示す。また、各遺伝子のプロモータ領域の塩基配列（マイナス鎖の配列）を、それぞれ配列番号１および２の配列として示す。
【００２１】
【表１】
2014046197.tif 000002
【００２２】
本発明の実施形態において、解析工程は、ZNF304およびZNF264から選択される少なくとも１つの遺伝子のプロモータ領域に存在するCpG部位のうち、少なくとも１つのCpG部位のメチル化の有無を解析する工程であってもよい。ここで、「メチル化の有無」とは、上記のプロモータ領域に存在するCpG部位のシトシンがメチル化されているか否かを意味する。この実施形態では、解析するCpG部位は１つであってもよいが、複数のCpG部位のメチル化の有無を解析することが好ましい。なお、複数のCpG部位は、１つの遺伝子のプロモータ領域から選択してもよいし、複数の遺伝子のプロモータ領域のそれぞれの中から選択してもよい。
【００２３】
本発明の別の実施形態において、解析工程は、ZNF304およびZNF264から選択される少なくとも１つの遺伝子のプロモータ領域におけるメチル化の頻度を解析する工程であってもよい。ここで、「メチル化の頻度」とは、上記のプロモータ領域に存在するCpG部位の数に対する、メチル化されたCpG部位の数の割合を意味する。この実施形態では、解析対象は、上記のプロモータ領域の全部であってもよいし、少なくとも１つのCpG部位を含む一部分であってもよい。なお、解析対象は、CpG部位を１つしか含んでいなくてもよいが、複数のCpG部位を含んでいることが好ましい。また、解析対象は、上記の遺伝子のうちのいずれか１つのプロモータ領域から決定してもよいし、複数の遺伝子のプロモータ領域から決定してもよい。
なお、ZNF304およびZNF264の各遺伝子のプロモータ領域に存在するCpG部位の位置および数は既知であるので、本発明の実施形態においては、該プロモータ領域におけるメチル化されたCpG部位の数自体をメチル化の頻度として利用できる。
【００２４】
上記のメチル化の頻度は、DNA中のCpG部位のメチル化状態を、後述するMassARRAY（登録商標）などの質量分析法で解析することにより得られる「メチル化スコア」であってもよい。MassARRAY（登録商標）では、DNA断片を測定して、メチル化DNA断片に由来するピークと非メチル化DNA断片に由来するピークとの面積比からメチル化スコアが算出される。
【００２５】
本発明の実施形態では、ZNF304およびZNF264の各遺伝子のプロモータ領域中のいずれのCpG部位（あるいは該CpG部位を含む所定の範囲）を解析対象とするかについては特に限定されず、当業者が適宜決定することができる。なお、これらの遺伝子のプロモータ領域に存在するCpG部位の位置および数は既知であるので、解析対象とするCpG部位または範囲は、後述の公知の解析方法を用いたルーチンの実験により決定することができる。
【００２６】
メチル化の状態を解析する方法は、当該技術において種々の方法が公知である。本発明の方法では、いずれの解析方法を用いるかは特に限定されないが、好ましくは、メチル化DNAと非メチル化DNAとを区別する工程と、DNAを増幅する工程と、メチル化DNAおよび／または非メチル化DNAを検出する工程とを含む方法である。
【００２７】
メチル化DNAと非メチル化DNAとを区別する工程としては、メチル化感受性制限酵素処理、MeDIP法、非メチル化シトシン変換処理などを行う工程が挙げられる。
DNAを増幅する工程としては、PCR法、定量的PCR法、IVT（in vitro transcription）増幅法、SPIA（商標）増幅法などを行う工程が挙げられる。
メチル化DNAおよび／または非メチル化DNAを検出する工程としては、電気泳動法、シークエンス解析法、マイクロアレイ解析法、質量分析法、サザンハイブリダイゼーションなどを行う工程が挙げられる。
【００２８】
MeDIP法とは、抗メチル化シトシン抗体もしくは抗メチル化シチジン抗体、またはメチル化DNA結合タンパク質を特異的に認識する抗体を用いる免疫沈降により、生体試料に含まれるメチル化DNAを濃縮する方法である。本発明の実施形態において、解析工程は、抽出工程で得られたDNAに含まれるメチル化DNAをMeDIP法により濃縮し、得られたメチル化DNAのメチル化状態を解析する工程であってもよい。また、MeDIP法により濃縮したメチル化DNAを、IVT増幅法などにより増幅し、得られた増幅産物について、マイクロアレイを用いてメチル化状態を解析することもできる。このような解析方法は、MeDIP on chip法と呼ばれる。
【００２９】
非メチル化シトシン変換処理とは、生体試料から抽出したDNAと非メチル化シトシン変換剤とを反応させることにより、該DNA中の非メチル化シトシンを他の塩基（ウラシル、チミン、アデニンまたはグアニン）に変換する処理である。ここで、非メチル化シトシン変換剤とは、DNAと反応して該DNA中の非メチル化シトシンを他の塩基（ウラシル、チミン、アデニンまたはグアニン）に変換できる物質である。このような非メチル化シトシン変換剤としては、例えば亜硫酸水素のナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩などの亜硫酸水素塩（バイサルファイト）が好適に用いられる。
バイサルファイトを用いる処理では、DNA中の非メチル化シトシンは、脱アミノ化反応によりウラシルに変換されるが、メチル化シトシンには、このような塩基の変換が起こらない。
したがって、DNA中のCpG部位のメチル化状態の違いは、バイサルファイトを用いる非メチル化シトシン変換処理によって、塩基配列の違い（CおよびU）に変換される。なお、バイサルファイトによる非メチル化シトシン変換処理は、バイサルファイト処理と呼ばれる。
【００３０】
バイサルファイト処理を行なう場合、バイサルファイトの添加量（濃度）は、DNA中の非メチル化シトシンを十分に変換できる程度であれば特に限定されないが、例えば、DNAを含む溶液中の終濃度として１M以上、好ましくは１〜15 M、より好ましくは３〜10 Mである。また、バイサルファイトを添加した後のインキュベーションの条件（温度および時間）は、バイサルファイトの添加量に応じて適宜設定できるが、例えば、バイサルファイトを終濃度６Mで添加した場合、50〜80℃で10〜90分間インキュベーションする。
【００３１】
DNAに含まれるCpG部位のメチル化状態は、バイサルファイト処理したDNAをシークエンス解析して、本来の塩基配列との違いを検出することにより解析できる。この方法は、バイサルファイトシークエンス法と呼ばれている。
【００３２】
また、CpG部位のメチル化状態は、質量分析法によって解析することができる。具体的には、バイサルファイト処理したDNAを鋳型として、解析対象とする塩基配列に特異的なプライマーセットを用いてPCR増幅した後、得られたPCR産物をさらにIVT増幅することにより、メチル化シトシンおよびウラシルはそれぞれグアニン（G）およびアデニン（A）となる。得られたIVT増幅産物をRNase Aで切断し、得られた核酸断片間におけるGとAとの質量差（16 Da）をMALDI-TOF（マトリックス支援レーザ脱離イオン化−飛行時間）型質量分析装置を用いて検出することにより、DNAのメチル化状態を解析できる。この方法はMassARRAY（登録商標）解析と呼ばれる。
【００３３】
IVT産物においてRNase Aによって切断される部位は、任意の塩基と該塩基に隣接するウラシル（U）またはチミン（T）との間であることが知られている。したがって、RNase Aによって切断されたIVT産物の塩基配列および質量は、鋳型として用いたDNAの塩基配列から予測することが可能である。したがって、MassARRAY（登録商標）で得られた各ピークについて、鋳型としたDNAの塩基配列のどの部分に由来するかを同定できる。例えば、DNA断片中の１か所のCpG部位がメチル化していた場合、MassARRAY（登録商標）で得られるピークは、高質量側へ16 Daシフトする。複数のCpG部位を有するDNA断片の解析では、例えば、該DNA断片中のCpG部位が２か所メチル化していた場合は32 Daシフトし、３か所メチル化していた場合は48 Daシフトする。
【００３４】
MassARRAY（登録商標）などの質量分析法では、測定したDNA断片のメチル化スコアを算出することができる。例えば、所定の配列のDNA断片について、分析で得られたチャートにおける非メチル化DNA断片のピークとメチル化DNA断片のピークとの面積比が１：３であった場合、このDNA断片のメチル化スコアは、３／（１+３）＝0.75より、0.75となる。なお、メチル化スコアは、理論上、DNA断片が有する全てのCpG部位がメチル化している場合は１であり、全てのCpG部位がメチル化していない場合は０である。
【００３５】
CpG部位のメチル化状態は、メチル化特異的PCR（MSP）法によって解析することができる。MSP法とは、バイサルファイト処理したDNAを、後述するプライマーセットを用いてPCR増幅を行い、PCR産物の有無を確認することによって、CpG部位のメチル化状態（メチル化の有無）を解析する方法である。
MSP法では、解析対象のCpG部位がメチル化されている（すなわち、シトシンがウラシルに変換されていない）塩基配列は増幅できるが、CpG部位がメチル化されていない（すなわち、該シトシンがウラシルに変換されている）塩基配列は増幅できないプライマーセットを用いる。このようなプライマーセットを用いるMSP法では、PCR産物が存在する場合に、解析対象のCpG部位がメチル化されていることがわかる。
また、MSP法は、解析対象のCpG部位のシトシンがウラシルに変換されていない塩基配列は増幅できないが、CpG部位のシトシンがウラシルに変換されている塩基配列は増幅できるプライマーセットを用いて行なうこともできる。この場合、PCR産物が存在しない場合に、解析対象のCpG部位がメチル化されていることがわかる。
【００３６】
MSP法で用いられるプライマーセットに含まれる各プライマーは、解析対象のCpG部位を含む塩基配列に応じて当業者が適宜設計できるが、プライマーの3'末端またはその付近に、解析対象のCpG部位のシトシンを含むように設計することが好ましい。
【００３７】
CpG部位のメチル化状態は、マイクロアレイを用いて解析することもできる。この場合、解析用マイクロアレイは、ZNF304およびZNF264の各遺伝子のプロモータ領域の塩基配列に相補的な核酸プローブを、基板上に固定して作製できる。なお、このようなマイクロアレイは、当該技術において公知の方法により作製できる。
【００３８】
マイクロアレイによる解析では、生体試料から抽出したDNAは、当該技術において公知の標識物質により標識されていることが好ましい。よって、本発明の判定方法は、抽出したDNAを標識する工程をさらに含むことが好ましい。この標識工程は、生体試料中の全てのDNAを標識できるので、上記のDNA増幅工程の後に行われるのが有利である。なお、標識物質としては、蛍光物質、ビオチンなどのハプテン、放射性物質などが挙げられる。また、蛍光物質としては、Cy3、Cy5、FITC、Alexa Fluor（商標）などが挙げられる。このようにDNAを標識することにより、マイクロアレイ上のプローブからのシグナルの測定が容易になる。なお、DNAをこれらの標識物質で標識する方法は、当該技術において公知である。
【００３９】
上記のシグナルは、マイクロアレイの種類に応じて適切なシグナルであり得る。例えば、シグナルは、マイクロアレイの各プローブとハイブリダイズしたDNA断片が存在する場合に発生する電気的シグナルであってもよいし、上記のように解析対象のDNAが標識されている場合は、標識物質から生じる蛍光、発光などのシグナルであってもよい。シグナルの検出は、通常のマイクロアレイ測定装置に備えられたスキャナーにより行うことができる。スキャナーとしては、例えば、GeneChip（登録商標）Scanner3000 7G（Affymetrix社）、Illumina(登録商標) BeadArray Reader (Illumina社)などが挙げられる。
【００４０】
本発明の方法では、上記の解析工程で得られた解析結果に基づいて、被験者の大腸癌に関する情報を取得する。ここで、大腸癌に関する情報とは、大腸癌の診断の指標となり得る情報であれば特に限定されないが、好ましくは、被験者における大腸癌の発生もしくは状態またはその両方を示す情報である。そのような情報としては、例えば、被験者から採取した生体試料における大腸癌由来の癌細胞の存否、大腸癌が被験者に発生している可能性、大腸癌がこれから被験者に発生する危険性などが挙げられる。また、被験者に大腸癌が発生している場合は、大腸癌に関する情報として、被験者の予後、癌の進行度（ステージ）などが挙げられる。なお、上記の解析工程で得られた解析結果に基づいて取得した大腸癌に関する情報は、大腸癌とは異なる種類の癌に関する情報を実質的に含まない。これは、本発明の方法でマーカーとして用いる上記の遺伝子のプロモータ領域が、大腸癌に由来する癌細胞に特異的にメチル化していることによる。
【００４１】
本発明の実施形態では、解析工程において、メチル化されたCpG部位が有るという解析結果が得られた場合、大腸癌が発生していることを示唆する情報、または大腸癌の状態が不良である（もしくは、悪い）という情報を取得することができる。
また、本発明の別の実施形態では、解析工程で得られたメチル化の頻度が所定の閾値より高いか、または閾値と同じという結果が得られた場合、そのような情報を取得することができる。
より具体的には、生体試料中に大腸癌由来の癌細胞が存在するという情報を取得することができる。あるいは、被験者が大腸癌になる危険性が高いという情報、または大腸癌がすでに発生しているという情報を取得することができる。また、被験者に大腸癌が発生しているならば、被験者の予後が不良である（もしくは、悪い）という情報、または癌の状態がより進行したステージであるという情報を取得することができる。
【００４２】
反対に、解析工程において、メチル化されたCpG部位が無いという結果が得られた場合、大腸癌が発生していないことを示唆する情報または大腸癌の状態が良好であるという情報を取得することができる。あるいは、解析工程で得られたメチル化の頻度が所定の閾値より低いという結果が得られた場合に、そのような情報を取得することができる。より具体的には、生体試料中に大腸癌に由来する癌細胞が存在しないという情報を取得することができる。あるいは、被験者が大腸癌になる危険性が低いという情報、または大腸癌はまだ発生していないという情報を取得することができる。また、被験者に大腸癌が発生しているならば、被験者の予後が良好であるという情報、または癌の状態がそれほど進行したステージではないという情報を取得することができる。
【００４３】
なお、所定の閾値は特に限定されず、種々の生体試料についてのデータの蓄積により経験的に設定することができる。あるいは、次のようにして所定の閾値を設定してもよい。まず、大腸癌に由来する癌細胞を含まないことが予め確認されている生体試料（正常大腸組織または正常大腸細胞）、および、大腸癌に由来する癌細胞を含む生体試料のそれぞれから抽出したDNAについて、メチル化の頻度を解析する。次いで、得られた解析結果に基づいて、癌細胞を含まない生体試料のメチル化の頻度よりも高く、且つ、癌細胞を含む生体試料のメチル化の頻度よりも低い範囲から閾値を設定する。好ましくは、癌細胞を含まない生体試料と癌細胞を含む生体試料とを高精度に区別し得る値を、閾値として設定する。
【００４４】
本発明の範囲には、メチル化解析により大腸癌に関する情報を取得するためのマーカー（以下、単に「マーカー」ともいう）も含まれる。本発明のマーカーは、ZNF304およびZNF264の各遺伝子のプロモータ領域に存在するCpG部位から選択される少なくとも１つである。
本発明の実施形態では、被験者から採取した生体試料から調製したDNA試料におけるマーカーのメチル化状態を解析し、得られた解析結果に基づいて該被験者の大腸癌に関する情報を取得することができる。なお、メチル化状態の解析および大腸癌の情報の取得については、これまでに述べたことと同様である。
【００４５】
また、本発明の範囲には、大腸癌に関する情報を取得するためのキット（以下、単に「キット」ともいう）も含まれる。本発明のキットは、ZNF304およびZNF264の各遺伝子のプロモータ領域に存在するCpG部位から選択される少なくとも１つのメチル化の状態を解析するためのプライマーセットを含む。
【００４６】
本発明の実施形態において、キットに含まれるプライマーセットは、MassARRAY（登録商標）などの質量分析法、MSP法、バイサルファイトシーケンス法などのPCR増幅を伴う解析方法によりCpG部位のメチル化の状態を解析するためのプライマーセットであればよいが、好ましくはMassARRAY（登録商標）などの質量分析法またはMSP法で用いられるプライマーセットである。なお、プライマーセットに含まれる各プライマーの塩基配列は、上記のプロモータ領域の塩基配列に応じて当業者が適宜設定できる。例えば、配列番号３および配列番号４の塩基配列であるプライマーセット、配列番号５および配列番号６の塩基配列であるプライマーセット、配列番号９および配列番号１０の塩基配列であるプライマーセット、配列番号１１および配列番号１２の塩基配列であるプライマーセット、配列番号１９および配列番号２０の塩基配列であるプライマーセット、ならびに配列番号３２および配列番号３３の塩基配列であるプライマーセットが挙げられる。
【００４７】
また、定量的PCR法によるMSP法を行う場合、プライマーセットと蛍光プローブとの組み合わせとしては、配列番号２４および配列番号２５の塩基配列であるプライマーセットと配列番号２７の塩基配列である二重標識プローブとの組み合わせ、ならびに、配列番号２８および配列番号２９の塩基配列であるプライマーセットと配列番号３０の塩基配列である二重標識プローブとの組み合わせが挙げられる。なお、二重標識プローブとしては、例えば、プローブの一方の末端に蛍光物質が標識され、他方の末端にクエンチャー物質が標識されているプローブなどが挙げられ、TaqMan(登録商標)プローブなどが一般に入手可能である。
【００４８】
本発明には、被験者における大腸癌に関する情報の提供に適するシステムも含まれる。そのようなシステムは、例えば、次のとおりである。
【００４９】
プロセッサおよび該プロセッサの制御下にあるメモリを含むコンピュータを備え、
該メモリには、下記のステップ：
被験者由来のDNA試料に含まれるZNF304およびZNF264から選択される少なくとも1つの遺伝子のプロモータ領域に存在するCpG部位のメチル化の状態の解析結果を取得するステップと、
得られた解析結果に基づいて、上記の被験者の大腸癌に関する情報を提供するステップと
を該コンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムが記録されている、
被験者における大腸癌に関する情報の提供に適するシステム。
【００５０】
また、本発明には、被験者における大腸癌に関する情報の提供をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム製品も含まれる。そのようなコンピュータプログラム製品は、例えば、次のとおりである。
【００５１】
コンピュータに読み取り可能な媒体を備え、
該媒体には、下記のステップ：
被験者由来のDNA試料に含まれるZNF304およびZNF264から選択される少なくとも1つの遺伝子のプロモータ領域に存在するCpG部位のメチル化の状態の解析結果を取得するステップと、
得られた解析結果に基づいて、上記の被験者の大腸癌に関する情報を提供するステップと
を該コンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムが記録されている、
被験者における大腸癌に関する情報の提供をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム製品。
【００５２】
以下に、本発明の方法を実施するのに好適な装置の一形態を、図面を参照して説明する。しかし、本発明はこの実施形態のみに限定されるものではない。図１４は、被験者の大腸癌に関する情報を提供するための判定装置の一例を示した概略図である。図１４に示された判定装置１は、測定装置２と、該測定装置２と接続されたコンピュータシステム３とを含んでいる。
【００５３】
本実施形態においては、測定装置２は、MALDI-TOF型質量分析装置である。この測定装置２は、被験物質の飛行時間や質量電荷比（m/z値）などの質量分析情報を取得する。被験者由来のDNA試料から調製した測定用試料を測定装置２にセットすると、測定装置２は、該測定用試料に含まれる核酸の質量分析情報を取得し、得られた質量分析情報をコンピュータシステム３に送信する。
【００５４】
なお、メチル化の状態をMSP法により解析する場合、測定装置２は、蛍光イメージスキャナなどのゲルイメージング装置であってもよい。この場合、MSP法による核酸増幅を行った反応液をゲル電気泳動し、泳動後のゲルを測定装置２にセットすると、測定装置２は増幅産物を検出する。そして、測定装置２は、増幅産物のバンド強度データを取得し、得られたデータをコンピュータシステム３に送信する。
【００５５】
コンピュータシステム３は、コンピュータ本体３ａと、入力デバイス３ｂと、検体情報、判定結果などを表示する表示部３ｃとを含む。コンピュータシステム３は、測定装置２から質量分析情報を受信する。そして、コンピュータシステム３のプロセッサは、質量分析情報に基づいて、被験者における大腸癌に関する情報を提供するプログラムを実行する。
【００５６】
図１５は、図１４に示された判定装置の機能構成を示すブロック図である。図１５に示されるように、コンピュータシステム３は、取得部３０１と、記憶部３０２と、算出部３０３と、判定部３０４と、出力部３０５とを備える。取得部３０１は、測定装置２と、ネットワークを介して通信可能に接続されている。なお、算出部３０３と判定部３０４とは、制御部３０６を構成している。
【００５７】
取得部３０１は、測定装置２から送信された情報を取得する。記憶部３０２は、判定に必要な閾値およびメチル化スコアを算出するための式を記憶する。算出部３０３は、取得部３０１で取得された情報を用い、記憶部３０２に記憶された式にしたがって、メチル化スコアを算出する。判定部３０４は、算出部３０３によって算出されたメチル化スコアが、記憶部３０２に記憶された閾値よりも低いか否かを判定する。出力部３０５は、判定部３０４による判定結果を、被験者の大腸癌に関する情報(例えば、該被験者から採取した生体試料中の大腸癌由来の癌細胞の有無)として出力する。
【００５８】
図１６は、図１４に示された判定装置のハードウェア構成を示すブロック図である。図１６に示されるように、コンピュータ本体３ａは、ＣＰＵ(Central Processing Unit)３０と、ＲＯＭ(Read Only Memory)１２１と、ＲＯＭ３２と、ハードディスク３３と、入出力インターフェイス３４と、読出装置３５と、通信インターフェイス３６と、画像出力インターフェイス３７とを備えている。ＣＰＵ３０、ＲＯＭ３１、ＲＡＭ(Random Access Memory)３２、ハードディスク３３、入出力インターフェイス３４、読出装置３５、通信インターフェイス３６および画像出力インターフェイス３７は、バス３８によってデータ通信可能に接続されている。
【００５９】
ＣＰＵ３０は、ＲＯＭ３１に記憶されているコンピュータプログラムおよびＲＯＭ３２にロードされたコンピュータプログラムを実行することが可能である。ＣＰＵ３０がアプリケーションプログラムを実行することにより、上述した各機能ブロックが実現される。これにより、コンピュータシステムが、被験者の大腸癌に関する情報を提供するための判定装置としての端末として機能する。
【００６０】
ＲＯＭ３１は、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭなどによって構成されている。ＲＯＭ３１には、ＣＰＵ３０によって実行されるコンピュータプログラムおよびこれに用いるデータが記録されている。
【００６１】
ＲＯＭ３２は、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭなどによって構成されている。ＲＯＭ３２は、ＲＯＭ３１およびハードディスク３３に記録されているコンピュータプログラムの読み出しに用いられる。ＲＯＭ３２はまた、これらのコンピュータプログラムを実行するときに、ＣＰＵ３０の作業領域として利用される。
【００６２】
ハードディスク３３は、ＣＰＵ３０に実行させるためのオペレーティングシステム、アプリケーションプログラム(被験者の大腸癌に関する情報を提供するためのコンピュータプログラム)などのコンピュータプログラムおよび当該コンピュータプログラムの実行に用いるデータがインストールされている。
【００６３】
読出装置３５は、フレキシブルディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブなどによって構成されている。読出装置３５は、可搬型記録媒体４０に記録されたコンピュータプログラムまたはデータを読み出すことができる。
【００６４】
入出力インターフェイス３４は、例えば、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、ＲＳ−２３２Ｃなどのシリアルインターフェイスと、ＳＣＳＩ、ＩＤＥ、ＩＥＥＥ１２８４などのパラレルインターフェイスと、Ｄ／Ａ変換器、Ａ／Ｄ変換器などからなるアナログインターフェイスとから構成されている。入出力インターフェイス３４には、キーボード、マウスなどの入力デバイス３ｂが接続されている。操作者は、当該入力デバイス３ｂを使用することにより、コンピュータ本体３ａにデータを入力することが可能である。
【００６５】
通信インターフェイス３６は、例えば、Ethernet(登録商標)インターフェイスなどである。コンピュータシステム３は、通信インターフェイス３６により、プリンタへの印刷データの送信が可能である。
【００６６】
画像出力インターフェイス３７は、ＬＣＤ、ＣＲＴなどで構成される表示部３ｃに接続されている。これにより、表示部３ｃは、ＣＰＵ３０から与えられた画像データに応じた映像信号を出力することができる。表示部３ｃは、入力された映像信号にしたがって画像(画面)を表示する。
【００６７】
次に、判定装置１による、被験者の大腸癌に関する情報の提供の処理手順を説明する。図１７は、図１４に示された判定装置を用いた大腸癌に関する情報の提供のフローチャートである。ここでは、被験者由来のDNA試料から調製した測定用試料に含まれる核酸の質量分析情報からピーク面積を算出し、得られたピーク面積からメチル化スコアを算出し、得られたメチル化スコアが閾値よりも低いか否かの判定を行なう場合を例として挙げて説明する。しかし、本発明は、この実施形態のみに限定されるものではない。
【００６８】
まず、ステップＳ１−１において、判定装置１の取得部３０１は、測定装置２から質量分析情報を取得する。次に、ステップＳ１−２において、算出部３０３は、取得部３０１が取得した質量分析情報からピーク面積を算出し、記憶部３０２に送信する。そして、ステップＳ１−３において、算出部３０３は、記憶部３０２に記憶された該ピーク面積に基づき、記憶部３０２に記憶された式にしたがって、メチル化スコアを算出する。
【００６９】
その後、ステップＳ１−４において、判定部３０４は、算出部３０３で算出されたメチル化スコアが、記憶部３０２に記憶された閾値よりも低いか否かの判定を行う。ここで、メチル化スコアが閾値よりも低いとき、処理は、ステップＳ１−５に進行し、判定部３０４は、被験者から採取した生体試料には大腸癌由来の癌細胞がないことを示す判定結果を出力部３０５に送信する。また、メチル化スコアが閾値よりも低くないとき(すなわち、メチル化スコアが閾値以上であるとき)、被験者から採取した生体試料には大腸癌由来の癌細胞があることを示す判定結果を出力部３０５に送信する。
【００７０】
そして、ステップＳ１−７において、出力部３０５は、判定結果を、被験者の大腸癌に関する情報として出力し、表示部３ｃに表示させたり、プリンタに印刷させたりする。これにより、被験者において大腸癌があるのか、またはないのかについて判定することを補助する情報を医師などに提供することができる。
【００７１】
以下に、本発明を実施例によって詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
【実施例】
【００７２】
参考例１：  大腸癌の癌部組織および非癌部組織のメチル化データを利用した新規マーカーの同定
（1）メチル化データの取得
本参考例では、大腸癌の癌部組織（236検体）および非癌部大腸粘膜組織（16検体）について、TCGA（The Cancer Genome Atlas：http://tcga-data.nci.nih.gov/tcga/tcgaHome2.jsp）において公開されているInfinium HumanMethylation27 BeadChip（Illumina社）のメチル化データを取得した。【００７３】
（2）新規マーカーの同定
Infinium HumanMethylation27 BeadChipには、ヒトのゲノム上にあるCpG部位のうち、27,578ヶ所のCpG部位ごとにメチル化用プローブと非メチル化用プローブを設けている。本参考例では、CpG部位のメチル化用プローブのシグナル強度（シグナルM）と非メチル化用プローブのシグナル強度（シグナルU）とをBeadArray Readerで検出し、以下の計算式により各遺伝子のCpG部位のメチル化率（mCpG）を算出した。
（mCpG）＝（シグナルM）／（シグナルM）＋（シグナルU）【００７４】
得られた各遺伝子のメチル化率（mCpG）の値について、閾値を「0.4」に設定し、メチル化率の値がこの閾値と同じか、またはこの閾値よりも高い検体を「メチル化陽性検体」とした。そして、メチル化陽性検体の数に基づいて、各種の組織における遺伝子のメチル化陽性率（％）を下記の式により算出した。
メチル化陽性率（％）＝（メチル化陽性検体数／総検体数）×100【００７５】
例えば、癌部組織検体の場合、遺伝子のメチル化陽性率は「（癌部組織検体のうちメチル化陽性検体数／癌部組織の総検体数）×100」によって算出される。そして、癌部組織検体と非癌部組織検体との間で統計学的に有意な差を認められる場合に、その遺伝子を癌部組織でメチル化が認められるマーカーとした。
Infinium HumanMethylation27 BeadChip（Illumina社）を用いたデータマイニングの結果、ZNF304およびZNF264の各遺伝子のプロモータ領域が、大腸癌の癌部組織に高度にメチル化が認められるマーカーとして同定された（図１AおよびB参照）。以降、これらのマーカーを本発明のマーカーとも呼ぶ。【００７６】
参考例２：  複数種類の癌／腫瘍由来の癌／腫瘍組織検体、非癌部組織検体および正常組織検体におけるメチル化データの比較
（1）メチル化データの取得
本参考例では、参考例１で示される大腸癌の癌部組織（236検体）および非癌部大腸粘
膜組織（16検体）に加えて、９種類の癌／腫瘍組織検体、６種類の非癌部組織検体および13種類の正常組織検体のメチル化データを比較した。なお、各組織の検体数を以下の表に示す。【００７７】
【表２】
2014046197.tif 000003
【００７８】
【表３】
2014046197.tif 000004
【００７９】
【表４】
2014046197.tif 000005
【００８０】
上記の検体のうち、胃癌由来の癌組織検体、肝細胞癌由来の癌組織検体、肝細胞癌由来の非癌部組織検体、正常肝臓由来の正常組織検体、12種類の正常組織検体については、上記参考例１と同様にして、Infinium HumanMethylation27 BeadChip（Illumina社）を用いたInfinium Methylation Assayにより測定されたメチル化データを取得した。それ以外の検体についてはTCGA（The Cancer Genome Atlas：http://tcga-data.nci.nih.gov/tcga/tcgaHome2.jsp）、または肺癌、前立腺癌、健常人末梢血93献体については下記の文献において公開されているInfinium HumanMethylation27 BeadChip（Illumina社）のメチル化データを取得した。なお、ここでいうメチル化データとは、上記参考例１の（2）の記載のようにして得られた、ZNF304およびZNF264のCpG部位のメチル化率（mCpG）である。
・肺癌：Selamat SAら、Genome-scale analysis of DNA methylation in lung adenocarcinoma and integration with mRNA expression. Genome Res. Jul;22(7):1197-211(2012). 
・前立腺癌：Kobayashi Yら、 DNA methylation profiling reveals novel biomarkers and important roles for DNA methyltransferases in prostate cancer. Genome Res. Jul 21(7):1017-27(2011)
・健常人末梢血93献体のデータ：Salhia Bら、DNA methylation analysis determines the high frequency of genic hypomethylation and low frequency of hypermethylation events in plasma cell tumors. Cancer Res. Sep 1;70(17):6934-44(2010).【００８１】
（2）複数種類の癌／腫瘍由来の癌／腫瘍組織検体、非癌部組織検体および正常組織検体におけるメチル化陽性率の比較
各遺伝子のメチル化率（mCpG）の値について、閾値を「0.4」に設定し、メチル化率の値がこの閾値と同じか、またはこの閾値よりも高い検体を「メチル化陽性検体」とした。メチル化陽性検体の数に基づいて、各種の組織における本発明のマーカーのメチル化陽性率（％）を上記の式により算出した。結果を図２AおよびBに示す。なお、図２において、「正常組織」とは、表４に示される組織のうち、健常人末梢血93検体（Salhia Bら）を除いた正常組織を表し、「正常血液」とは健常人末梢血93検体（Salhia Bら）を表す。【００８２】
図２AおよびBより、本発明のマーカーはいずれも、他の種類の癌、ならびにヒト正常組織およびヒト正常血液（健常人末梢血、Salhia Bら）では高度なメチル化は認められず、大腸癌において特異的に、且つ高度にメチル化していることがわかった。【００８３】
比較例１：  複数種類の癌／腫瘍由来の癌／腫瘍組織検体、非癌部組織検体および正常組織検体におけるメチル化陽性率の比較
大腸癌由来の癌細胞においてメチル化されていることが既に知られているSFRP1、MLH1およびCDKN2Aの各遺伝子（以下、「既知マーカー」という）について、参考例２と同様にして各組織におけるメチル化陽性率を算出した。結果を図３A〜Cに示す。【００８４】
図３A〜Cより、SFRP1、MLH1およびCDKN2Aはいずれも大腸癌で症例の陽性率が高いが、他の種類の癌および他の非癌部組織でもメチル化を検出しているので、大腸癌への特異性は低い。したがって、既知マーカーは、大腸癌マーカーとして感度は高いが、特異性の面では低い。よって、既知マーカーは大腸癌の診断マーカーとしての性能において課題が多い。すなわち、他の種類の癌および他の非癌部組織における特異性を考慮したマーカー探索を実施する必要あることが示された。【００８５】
実施例１：  正常大腸粘膜、非癌部大腸粘膜および大腸癌におけるメチル化データ（MassARRAY）の比較
（1）生体試料
本実施例では、生体試料として、正常大腸粘膜組織（２検体）、非癌部大腸粘膜組織（２検体）および大腸癌の癌部組織（５検体）を用いた。【００８６】
（2）測定用試料および対照試料の作製
（i）ゲノムDNAの抽出
上記の各組織からゲノムDNAを、QIAamp DNA Mini Kit（QIAGEN社）を用いて抽出した。得られたDNA溶液に含まれるゲノムDNAを、Bioruptor（COSMO BIO社製）によって断片化した。また、質量分析法における検量線を作成するため、対照用ゲノムDNAとして、ヒト末梢血リンパ球のゲノムDNAを用いた。このヒト末梢血リンパ球のゲノムDNAを、GenomiPhi v2DNA amplificationキット（GEヘルスケアライフサイエンス社）を用いて増幅した。得られた増幅産物は非メチル化DNAからなる。次いで、該増幅産物をBioruptor（COSMO BIO社製）により断片化して、非メチル化DNA断片（０％メチル化DNA）の溶液を得た。この非メチル化DNA断片の溶液の一部を取り、これにSssIメチラーゼ（New England Biolab社）を反応させることによりＣＧ配列にある全てのシトシンをメチル化させて、メチル化DNA断片（100％メチル化DNA）の溶液を得た。そして、０％メチル化DNAの溶液と100％メチル化DNAの溶液とを所定の割合で混合して、25％、50％および75％メチル化DNAの溶液を得た。
（ii）バイサルファイト処理
上記で得られた各DNA断片(500 ng）を、EZ DNA Methylation Kit（Zymo Research社）を用いてバイサルファイト処理を行い、処理後のゲノムDNAを滅菌蒸留水（80μl）に溶出した。
（iii）PCRおよびIVTによる増幅
バイサルファイト処理した各DNA断片に含まれるメチル化シトシンおよびウラシルを、PCR法およびIVT増幅法により、それぞれグアニンおよびアデニンに変換した。
なお、PCR法に用いたプライマーセットがメチル化DNAおよび非メチル化DNAのいずれも偏りなく増幅できることは、後述する対照試料を用いたMassARRAY（登録商標）解析によって確認されている。本発明のマーカーに対するプライマーセットの配列を、表５に示した。また、ZNF304およびZNF264遺伝子のプロモータ領域について、表５に示されるプライマーセットで解析される領域の塩基配列（マイナス鎖の配列）を、それぞれ配列番号１３および１４で示した。【００８７】
【表５】
2014046197.tif 000006
【００８８】
なお、上記のプライマーセットのフォワードプライマーおよびリバースプライマーの５'末端には、IVT反応のために、それぞれ以下のタグ配列およびT7プロモータ配列が付加されている。
・タグ配列：AGGAAGAGAG  （配列番号７）
・T7プロモータ配列：CAGTAATACGACTCACTATAGGGAGAAGGCT （配列番号８）【００８９】
PCR反応液は、下記の試薬類を混合して調製した。
10x Hot Starバッファー（QIAGEN社）              0.5μL
25 mM dNTPミックス                             0.04μL
Hot Star Taq（５U／μl）（QIAGEN社）           0.04μL
プライマーミックス                              2.0μL
DNA溶液                                         1.0μL
水                                             1.42μL   
トータル                                        ５μL【００９０】
上記の反応液について、下記の条件でPCR反応を行った。
94℃で15分を１サイクル、
94℃で20秒、52℃で30秒および72℃で１分を45サイクル、
72℃で３分。【００９１】
得られた各PCR産物を、MassCLEAVE（商標）Reagentキット（SEQUENOM社）に含まれるSAP（Shrimp Alkaline Phosphatase）を用いて脱リン酸化処理した。次いで、これらに、上記のキットを用いて調製した下記の反応液を添加した。
5x T7 R&DNAポリメラーゼバッファー       0.89μL
T Cleavageミックス                      0.24μL
100 mM DTT                              0.22μL
T7 R&DNAポリメラーゼ                    0.44μL
RNase A                                 0.06μL
RNaseフリーの水                         3.15μL   
トータル                                  ５μL【００９２】
得られた混合物を37℃で３時間インキュベーションして、IVT反応と、ウラシルまたはチミン特異的切断反応とを行った。そして、得られた各反応物をClean Resin（SEQUENOM社）により精製して、質量分析法のための試料を得た。これらの試料について、上記の臨床検体から抽出したゲノムDNAに由来する試料を測定用試料とし、対照ゲノムDNAに由来する試料を対照試料として、後述する質量分析法に用いた。【００９３】
（3）MassARRAY（登録商標）を用いた質量分析法によるメチル化状態の解析
（i）検量線の作成
上記で得られた対照試料を２回ずつ独立に質量分析を行った。得られた解析結果より、各プライマーセットについての検量線を作成し、相関係数を算出した。これにより、用いたプライマーセットは、メチル化DNAおよび非メチル化DNAのいずれにも偏りなく増幅できることが確認された。
（ii）測定用試料の解析
上記で得られた測定用試料の質量分析を行い、測定用試料に含まれるDNA断片のピークを得た。次いで、得られた各ピークが、ZNF304およびZNF264の塩基配列のどの部分に由来するかを同定した。そして、同一の塩基配列に由来する断片について、メチル化CpG部位を含む断片のピークとメチル化CpG部位を含まない断片のピークとの面積比から、メチル化スコアを算出した。結果を図４AおよびBに示す。【００９４】
図４AおよびBより、ZNF304およびZNF264のメチル化スコアは、非癌部大腸粘膜組織では低く、大腸癌で高いことを確認した。参考例１のInfinium法の結果と同様に、本発明のマーカーのメチル化スコアと大腸癌とが相関することが示された。また、図４より、本発明のマーカーを用いるメチル化の頻度の解析では、大腸癌の検体と、正常大腸粘膜組織および非癌部大腸粘膜組織の検体とを区別可能な閾値を設定できることがわかった。【００９５】
実施例２：  正常大腸粘膜、非癌部大腸粘膜および大腸癌におけるメチル化データ（MSP）の比較
（1）生体試料
本実施例では、生体試料として、上記の実施例１と同じ、正常大腸粘膜組織（２検体）、非癌部大腸粘膜組織（２検体）、および大腸癌の癌部組織（５検体）を用いた。【００９６】
（2）測定用試料および対照試料の作製
（i）ゲノムDNAの抽出
上記の各組織からゲノムDNAを、QIAamp DNA Mini Kit（QIAGEN社）を用いて抽出した。得られたDNA溶液に含まれるゲノムDNAを、Bioruptor（COSMO BIO社製）によって断片化した。
また、対照用ゲノムDNAとして、ヒト末梢血リンパ球のゲノムDNAを用いた。このヒト末梢血リンパ球のゲノムDNAを、GenomiPhi v2DNA amplificationキット（GEヘルスケアライフサイエンス社）を用いて増幅した。得られた増幅産物は非メチル化DNAからなる。次いで、該増幅産物をBioruptor（COSMO BIO社製）により断片化して、非メチル化DNA断片（０％メチル化DNA）の溶液を得た。この非メチル化DNA断片の溶液の一部を取り、これにSssIメチラーゼ（New England Biolab社）を反応させることによりＣＧ配列にある全てのシトシンをメチル化させて、メチル化DNA断片（100％メチル化DNA）の溶液を得た。
（ii）バイサルファイト処理
上記で得られた各DNA断片（500 ng）を、EZ DNA Methylation Kit（Zymo Research社）を用いてバイサルファイト処理を行い、処理後のゲノムDNAを滅菌蒸留水（80μl）に溶出した。【００９７】
（3）メチル化特異的PCR（MSP）
上記（2）で得られた測定用試料および対照試料（バイサルファイト処理後のDNA）を用いて、MSPを行った。MSPで用いたPCR試薬の組成、プライマーセットおよびPCRの反応条件を以下に示す。
＜PCR試薬＞
DDW（滅菌水）                                  16.8μL
10×PCR buffer with MgCl2（Roche社）            2.5μL
2mM dNTP mix                                    2.5μL
10μMセンスプライマー                           1.0μL
10μMアンチセンスプライマー                     1.0μL
Faststart Taq polymerase（Roche社）             0.2μL
測定用試料または対照試料                        1.0μL   
トータル                                         25μL【００９８】
＜プライマーセット＞
上記のMSPで用いたプライマーセットを表６に示す。これらは、増幅される領域のDNAがメチル化している場合に増幅産物を得ることができるプライマーセットである。また、精度管理用プライマーセットとして、バイサルファイト処理が適切に行なわれたか否かを判定するためのプライマーセットも用いた（表７参照）。なお、ZNF304およびZNF264遺伝子のプロモータ領域について、表６に示されるプライマーセットで解析される領域の塩基配列（マイナス鎖の配列）を、それぞれ配列番号１７および１８で示した。【００９９】
【表６】
2014046197.tif 000007
【０１００】
【表７】
2014046197.tif 000008
【０１０１】
＜PCR反応条件＞
95℃で6分、
95℃で30秒、Ｘ℃で30秒、72℃で30秒をＹサイクル、
72℃で7分、
16℃で放置。
なお、上記の反応条件において「Ｘ」および「Ｙ」はそれぞれ、表６および７に示されるアニーリング温度およびサイクル数を表す。【０１０２】
（4）メチル化特異的PCR（MSP）の結果解析
上述のMSPで得られた増幅産物を２％アガロースゲル電気泳動で確認した。結果を図５に示す。なお、図中で「control」として示されている「０」および「100」はそれぞれ０％メチル化対照試料および１００％メチル化対照試料を表す。【０１０３】
図５より、精度管理用プライマーセットを用いたPCRにより全てのレーンにバンドが現れていた。このことから、試料のバイサルファイト処理が適切に行なわれたことがわかる。本発明のマーカーについてのPCRでは、正常大腸粘膜組織および非癌部大腸粘膜組織ではメチル化CpGに由来するバンドを検出しなかった。他方で、大腸癌組織では、ZNF304およびZNF264はいずれも５症例中５症例でバンドを検出した。このように、MSP法による本発明のマーカーのメチル化解析では、参考例１のInfinium法の結果と同様に、本発明のマーカーのメチル化と大腸癌とが相関することが示された。すなわち、ZNF304およびZNF264は高率に大腸癌でメチル化傾向を示すが、他の正常組織では検出されない特異性の高いマーカーであることが示唆された。【０１０４】
参考例３：  ZNF304遺伝子のプロモータ領域中のCpG部位の解析
本参考例では、Infinium HumanMethylation450 BeadChip（Illumina社）のメチル化データを利用して、ZNF304遺伝子のプロモータ領域中のCpG部位についてさらに解析した。
（1）メチル化データの取得
TCGA（The Cancer Genome Atlas：http://tcga-data.nci.nih.gov/tcga/tcgaHome2.jsp）において公開されている、大腸癌の癌部組織（324検体）および非癌部組織（40検体）についてのInfinium HumanMethylation450 BeadChipのメチル化データを取得した。【０１０５】
（2）ZNF304のCpG部位のメチル化陽性率の算出
Infinium HumanMethylation450 BeadChipには、ヒトのゲノム上にある482,421ヶ所のCpG部位のメチル化状態を定量できるようにプローブが配置されている。また、Infinium HumanMethylation450 BeadChipは、CpG部位ごとにメチル化用DNA断片と非メチル化DNA断片のシグナル強度を、プローブに対するハイブリダイゼーションおよび一塩基伸長反応によって、それぞれ定量できるように設計されている。約55%に相当する265,824プローブは、遺伝子の転写開始点より５kb以内の領域を標的としている（１遺伝子あたり平均10.1プローブ）。本参考例では、CpG部位のメチル化用プローブのシグナル強度（シグナルM）と非メチル化用プローブのシグナル強度（シグナルU）とをBeadArray Readerで検出し、以下の計算式によりZNF304のCpG部位のメチル化率（mCpG）を算出した。
（mCpG）＝（シグナルM）／（シグナルM）＋（シグナルU）【０１０６】
ZNF304のCpG部位のメチル化率（mCpG）の値について、閾値を「0.4」に設定し、メチル化率の値がこの閾値と同じか、またはこの閾値よりも高い検体を「メチル化陽性検体」とした。そして、メチル化陽性検体の数に基づいて、各種の組織におけるZNF304遺伝子のメチル化陽性率（％）を下記の式により算出した。
メチル化陽性率（％）＝（メチル化陽性検体数／総検体数）×100【０１０７】
各組織におけるZNF304のCpG部位のメチル化陽性率を、図６に示す。図６より、ZNF304のCpG部位では、大腸癌の癌部組織にのみ高いメチル化陽性率を示した。このことから、ZNF304遺伝子のプロモータ領域では、Infinium HumanMethylation27 BeadChipの解析対象ではないCpG部位にて、大腸癌の癌部組織に高度にメチル化が認められることがわかる。【０１０８】
参考例４：  複数種類の癌／腫瘍由来の癌／腫瘍組織検体、非癌部組織検体および正常組織検体におけるメチル化データの比較
（1）メチル化データの取得
本参考例では、７種類の癌／腫瘍組織検体、７種類の非癌部組織検体および19種類の正常組織検体のメチル化データを比較した。なお、各組織の検体数を以下の表に示す。【０１０９】
【表８】
2014046197.tif 000009
【０１１０】
【表９】
2014046197.tif 000010
【０１１１】
【表１０】
2014046197.tif 000011
【０１１２】
表１０において、「RCAST」の欄の検体については、Infinium HumanMethylation450 BeadChip（Illumina社）を用いたInfinium Methylation Assayにより本発明者らがメチル化データを取得した。「論文１」および「論文２」の欄の検体については、下記の文献に公開されているInfinium HumanMethylation450 BeadChipのメチル化データを取得した。なお、ここでいうメチル化データとは、上記参考例３の（2）の記載のようにして得られた、ZNF304のCpG部位のメチル化率（mCpG）である。また、正常血球成分を除く18種類の正常組織については、症例の陽性率の平均値をプロットした。正常血球成分については、上記の健常人の各種血球成分60検体(６人×10)の平均値をプロットした。【０１１３】
・論文１：Nazor KLら、Recurrent variations in DNA methylation in human pluripotent stem cells and their differentiated derivatives. Cell Stem Cell 2012;10(5):620-634
・論文２：Reinius LEら、Differential DNA Methylation in Purified Human Blood Cells: Implications for Cell Lineage and Studies on Disease Susceptibility, PLoS One, 7(7) e41361【０１１４】
（2）複数種類の癌／腫瘍由来の癌／腫瘍組織検体、非癌部組織検体および正常組織検体におけるメチル化陽性率の比較
各遺伝子のメチル化率（mCpG）の値について、閾値を「0.4」に設定し、メチル化率の値がこの閾値と同じか、またはこの閾値よりも高い検体を「メチル化陽性検体」とした。メチル化陽性検体の数に基づいて、各種の組織についてのZNF304のCpG部位のメチル化陽性率（％）を上記の式により算出した。結果を図７に示す。なお、図７において、「正常組織」とは、表１０に示される組織のうち、各種の正常血球成分60検体を除く正常組織を表し、「健常人血球」とは各種の正常血球成分60検体を表す。【０１１５】
図７より、ZNF304のCpG部位は、他の種類の癌、ならびにヒト正常組織およびヒト正常血球ではメチル化はほとんど認められず、大腸癌において特異的に、且つ高度にメチル化していることがわかった。【０１１６】
比較例２：  複数種類の癌／腫瘍由来の癌／腫瘍組織検体、非癌部組織検体および正常組織検体におけるメチル化陽性率の比較
既知マーカーであるGSTP1、CDKN2AおよびCDH1の各遺伝子について、Infinium HumanMethylation450 BeadChip（Illumina社）を用いて、参考例４と同様にして各組織におけるメチル化陽性率を算出した。結果を図８Aおよび図８Bに示す。【０１１７】
図８Aおよび図８Bより、CDKN2AおよびMLH1は、大腸癌以外の種類の癌でもメチル化を検出しているので、大腸癌への特異性は低い。したがって、既知マーカーは大腸癌の診断マーカーとしての性能において課題が多い。【０１１８】
実施例３：  MSP法によるZNF304遺伝子のプロモータ領域のメチル化解析
本実施例では、ZNF304遺伝子のプロモータ領域のうち、実施例２で解析した領域とは異なる領域について、MSPによりメチル化解析を行った。
（1）生体試料
本実施例では、生体試料として、大腸癌の癌部組織（５検体）を用いた。また、対照試料として、正常大腸粘膜組織（２検体）および大腸非癌部組織（２検体）を用いた。【０１１９】
（2）測定用試料および対照試料の作製
（i）ゲノムDNAの抽出
上記の各組織からのゲノムDNA抽出には、QIAamp DNA Mini Kit（QIAGEN社）を用いた。具体的には、次のとおりである。当該キットに添付のプロトコルに準じて、組織サンプルを、Proteinase KおよびRNase Aを添加した溶解バッファー中で完全に溶解させ、得られた溶液をカラムに吸着させた。そして、カラムを洗浄バッファーで洗浄し、200μlの滅菌蒸留水でゲノムDNAを溶出し、精製ゲノムDNAを得た。得られたゲノムDNAを、Bioruptor（COSMO BIO社製）によって断片化した。
また、対照用ゲノムDNAとして、ヒト末梢血リンパ球のゲノムDNAを用いた。実施例２と同様にして、このヒト末梢血リンパ球のゲノムDNAから、非メチル化DNA断片（０％メチル化DNA）およびメチル化DNA断片（100％メチル化DNA）を作製した。【０１２０】
（ii）バイサルファイト処理
上記で得られた各DNA断片（500 ng）を、EZ DNA Methylation Kit（Zymo Research社）を用いてバイサルファイト処理を行い、処理後のゲノムDNAを滅菌蒸留水（80μl）に溶出した。【０１２１】
（3）MSP
上記（2）で得られた測定用試料および対照試料（バイサルファイト処理後のDNA）を用いて、MSPを行った。MSPで用いたPCR試薬の組成、プライマーセットおよびPCRの反応条件を以下に示す。
＜PCR試薬＞
DDW（滅菌水）                                 16.75μL
10×PCR buffer with MgCl2（Roche社）            2.5μL
2mM dNTP mix                                    2.5μL
10μMセンスプライマー                           1.0μL
10μMアンチセンスプライマー                     1.0μL
Faststart Taq polymerase（Roche社）            0.25μL
測定用試料または対照試料                        1.0μL   
トータル                                         25μL【０１２２】
＜プライマーセット＞
上記のMSPで用いたプライマーセットを表１１に示す。ZNF304用プライマーセットは、増幅される領域のDNAがメチル化している場合に増幅産物を得ることができるプライマーセットである。また、精度管理用プライマーセットとして、バイサルファイト処理が適切に行なわれたか否かを判定するためのプライマーセットも用いた。なお、ZNF304遺伝子のプロモータ領域について、表１１に示されるプライマーセットで解析される領域の塩基配列（プラス鎖の配列）を配列番号２３で示した。【０１２３】
【表１１】
2014046197.tif 000012
【０１２４】
＜PCR反応条件＞
95℃で６分、
95℃で30秒、Ｘ℃で30秒、72℃で30秒をＹサイクル、
72℃で7分、
16℃で放置。
なお、上記の反応条件において「Ｘ」および「Ｙ」はそれぞれ、表１１に示されるアニーリング温度およびサイクル数を表す。【０１２５】
（4）MSPの結果解析
上述のMSPで得られた増幅産物を２％アガロースゲル電気泳動で確認した。結果を図９に示す。なお、図中で「control」として示されている「０」および「100」はそれぞれ０％メチル化対照試料および１００％メチル化対照試料を表す。【０１２６】
図９より、大腸癌組織では全症例でバンドを検出したが、正常大腸粘膜組織および非癌部組織ではメチル化CpGに由来するバンドを検出しなかった。このように、MSPによるメチル化解析により、本発明のマーカーであるZNF304のプロモータ領域中のCpG部位は、大腸癌組織で高率にメチル化しており、当該マーカーは高い特異度および感度を有することがわかる。本発明のマーカーは、大腸癌の既知マーカーにも十分に匹敵する新規マーカーであると考えられる。【０１２７】
実施例４：  質量分析法による本発明のマーカーの性能評価
（1）生体試料
66名の大腸癌患者のそれぞれから大腸癌の癌部組織および非癌部組織を採取して、66組の組織試料を得た。本実施例では、このようにして得られた大腸癌の癌部組織（66検体）および非癌部組織（66検体）を生体試料として用いた。【０１２８】
（2）測定用試料および対照試料の作製
（i）ゲノムDNAの抽出
実施例１と同様にして、上記の各組織からゲノムDNAを抽出し、DNA断片を得た。また、対照ゲノムDNAとして、ヒト末梢血リンパ球のゲノムDNAを用いた。実施例１と同様にして、ヒト末梢血リンパ球のゲノムDNAから、非メチル化DNA断片（０％メチル化DNA）およびメチル化DNA断片（100％メチル化DNA）の溶液を得た。さらに、０％メチル化DNAの溶液と100％メチル化DNAの溶液とを所定の割合で混合して、25％、50％および75％メチル化DNAの溶液を得た。
（ii）バイサルファイト処理
上記で得られた各DNA断片(500 ng）を、EZ DNA Methylation Kit（Zymo Research社）を用いてバイサルファイト処理を行い、処理後のゲノムDNAを滅菌蒸留水（80μl）に溶出した。
（iii）PCRおよびIVTによる増幅
バイサルファイト処理した各DNA断片に含まれるメチル化シトシンおよびウラシルを、PCR法およびIVT増幅法により、それぞれグアニンおよびアデニンに変換した。なお、本実施例では、実施例１で用いたプライマーセットと同じプライマーセットを用いた（表５参照）。また、PCR反応液の組成およびPCRの反応条件も実施例１と同じである。【０１２９】
MassCLEAVE（商標）Reagentキット（SEQUENOM社）を用いて、得られた各PCR産物を脱リン酸化処理し、次いで、IVT反応と、ウラシルまたはチミン特異的切断反応とを行った。なお、これらの処理に用いた試薬および反応条件は実施例１と同じである。得られた各反応物をClean Resin（SEQUENOM社）により精製して、質量分析法のための試料を得た。これらの試料について、上記の臨床検体から抽出したゲノムDNAに由来する試料を測定用試料とし、対照ゲノムDNAに由来する試料を対照試料として、後述する質量分析法に用いた。【０１３０】
（3）MassARRAY（登録商標）を用いた質量分析法によるメチル化状態の解析
（i）検量線の作成
上記で得られた対照試料を２回ずつ独立に質量分析を行った。得られた解析結果より、各プライマーセットについての検量線を作成し、相関係数を算出した。これにより、用いたプライマーセットは、メチル化DNAおよび非メチル化DNAのいずれにも偏りなく増幅できることが確認された。
（ii）測定用試料の解析
上記で得られた測定用試料の質量分析を行い、測定用試料に含まれるDNA断片のピークを得た。次いで、得られた各ピークが、ZNF304およびZNF264の塩基配列のどの部分に由来するかを同定した。そして、同一の塩基配列に由来する断片について、メチル化CpG部位を含む断片のピークとメチル化CpG部位を含まない断片のピークとの面積比から、メチル化スコアを算出した。【０１３１】
非癌部大腸粘膜組織（66検体）、および大腸癌の癌部組織（66検体）のメチル化状態をMassARRAY解析により定量した結果、メチル化スコアは、非癌部大腸粘膜組織で低く、大腸癌で顕著に高いことを確認した。Infinium法と同様に、メチル化スコアと大腸癌とが相関することが示された。さらに、得られたデータに基づいて箱ひげ図を作成した（図１０Aおよび図１０B参照）。これらの図において、縦軸は、補正したMassARRAYのメチル化スコア(0-1)を示す。各マーカーの癌組織と非癌部組織において対応のあるT検定を行った結果、いずれのマーカーでも統計的有意性を得た(p<0.01)。また、MassARRAYの補正メチル化スコアを用いたROC解析により、カットオフ値を設定し、感度、特異度およびAUCを算出した結果を、表１２、図１１Aおよび図１１Bに示す。【０１３２】
【表１２】
2014046197.tif 000013
【０１３３】
なお、箱ひげ図の作成およびROC解析は、ubuntu（登録商標）12.04をインストールした計算機を用いて、統計解析ソフトR 2.15.2 (http://www.r-project.org/)とこれに付随するライブラリDiagnosisMed 0.2.3 (http://cran.r-project.org/src/contrib/Archive/DiagnosisMed/)により行った。本発明のマーカーを用いた質量分析法によるメチル化解析では、感度、特異度およびAUCがいずれも高値であったことから、本発明のマーカーは、診断性能の高いマーカーとして有望であることがわかる。【０１３４】
実施例５：  血液試料を用いた定量メチル化特異的PCR（定量MSP）法によるメチル化解析
本実施例では、生体試料として末梢血を用いて、定量MSPにより、ZNF304およびZNF264のプロモータ領域中のCpG部位についてメチル化解析を行った。【０１３５】
（1）生体試料
本実施例では、生体試料として、大腸癌患者から採取した末梢血（６検体）を用いた。また、対照試料として、健常人末梢血（３検体）を用いた。【０１３６】
（2）測定用試料および対照試料の作製
（i）ゲノムDNAの抽出
上記の各末梢血（２ml）から常法により血漿を得た。得られた各血漿からゲノムDNAを、QIAamp Circulating Nucleic Acid Kit（QIAGEN社）を用いて抽出した。
（ii）バイサルファイト処理
上記で得られた各DNA断片（500 ng）を、EZ DNA Methylation Kit（Zymo Research社）を用いてバイサルファイト処理を行い、処理後のゲノムDNAを滅菌蒸留水（80μl）に溶出した。【０１３７】
（3）定量MSP
上記(2)で得られた測定用試料を用いて、定量MSPを行った。定量MSPで用いたPCR試薬の組成、プライマーセットおよびPCRの反応条件を以下に示す。
＜PCR試薬＞
DW（滅菌水）                                     (Ａ)μL
2x FastStart Universal Probe Master Mix(Roche社)  2.5μL
10μM TaqMan(登録商標)プローブ                   (Ｂ)μL
10μMセンスプライマー                             1.0μL
10μMアンチセンスプライマー                       1.0μL
測定用試料                                         1.0μL   
トータル                                           25μL
なお、上記の組成における(Ａ)および(Ｂ)はそれぞれ、表１３に示される液量(μl)を表す。【０１３８】
【表１３】
2014046197.tif 000014
【０１３９】
＜プライマーセット＞
上記の定量MSPで用いたプライマーセットおよび標準曲線の作成のためのスタンダードオリゴDNAの配列を、表１４に示す。【０１４０】
【表１４】
2014046197.tif 000015
【０１４１】
＜PCR反応条件＞
95℃で10分、
95℃で30秒、Ｘ℃で30秒、72℃で30秒を50サイクル、
16℃で放置。
なお、上記の反応条件において「Ｘ」はアニーリング温度を表し、ZNF264については60℃であり、ZNF304については56℃である。【０１４２】
(4)定性MSP
上記(2)で得られた測定用試料を用いて、精度管理用プライマーセットにより定性MSPを行った。定性MSPで用いたPCR試薬の組成およびPCRの反応条件を以下に示す。なお、精度管理用プライマーセットの塩基配列は、表１１に示されている。
＜PCR試薬＞
DW（滅菌水）                                  10.88μL
10×PCR buffer with MgCl2（Roche社）            1.5μL
10mM dNTP mix                                    0.3μL
10μMセンスプライマー                           0.6μL
10μMアンチセンスプライマー                     0.6μL
Faststart Taq polymerase（Roche社）            0.12μL
測定用試料                                      1.0μL   
トータル                                         15μL【０１４３】
＜PCR条件＞
95℃で６分
95℃で30秒、60℃で30秒、72℃で30秒を50サイクル、
72℃で7分、
16℃で放置。【０１４４】
(5)MSPの結果解析
コピー数が既知であるスタンダードオリゴDNAの結果を用いて標準曲線を作成し、この標準曲線に基づいて、上記(3)の定量MSPで得られた増幅データから、各試料におけるDNAコピー数を算出した。算出したDNAコピー数のグラフを、図１２AおよびBに示す。なお、上述(4)の定性MSPで得られた内部標準(精度管理)については、反応液を２％アガロースゲル電気泳動して、増幅産物のバンド強度をグラフで表した（図１２C参照）。【０１４５】
定量MSP解析によって、健常人血漿(３検体)および大腸癌患者血漿(６検体)のメチル化状態を確認したところ、健常人血漿ではDNA増幅を検出せず、大腸癌患者血漿では、６症例中３症例でZNF304およびZNF264のDNA増幅を検出することができた。また、精度管理用プライマーセットを用いた定性PCRにより、全てのサンプルにおいてバンドが検出されたことがわかる。これは、試料のバイサルファイト処理が適切に行なわれたことを示している。このように、本発明のマーカーは、生体試料として末梢血を用いた場合でも、大腸癌患者において高率にメチル化傾向を示し、健常人ではメチル化が検出されないことがわかった。よって、本発明のマーカーは、大腸癌に特異性の高いマーカーであり、血中で大腸癌に由来する癌細胞の存否を判定するのに有用であることが示唆された。【０１４６】
実施例６：  血液試料を用いたMSP法によるメチル化解析
本実施例では、生体試料として末梢血を用いて、MSPにより、Infinium HumanMethylation450 BeadChip（Illumina社）により解析したZNF304遺伝子のプロモータ領域中のCpG部位についてメチル化解析を行った。【０１４７】
（1）生体試料
本実施例では、生体試料として、大腸癌患者から採取した末梢血（６検体）を用いた。また、対照試料として、健常人末梢血（３検体）を用いた。【０１４８】
（2）測定用試料および対照試料の作製
（i）ゲノムDNAの抽出
上記の各末梢血（２ml）から常法により血漿を得た。得られた各血漿からゲノムDNAを、QIAamp Circulating Nucleic Acid Kit（QIAGEN社）を用いて抽出した。
（ii）バイサルファイト処理
上記で得られた各DNA断片（500 ng）を、EZ DNA Methylation Kit（Zymo Research社）を用いてバイサルファイト処理を行い、処理後のゲノムDNAを滅菌蒸留水（80μl）に溶出した。【０１４９】
（3）定量MSP
上記(2)で得られた測定用試料を用いて、定性MSPを行った。用いたPCR試薬の組成は、実施例５の定性MSPの試薬組成と同じである。用いたプライマーセットを表１５に示す。なお、精度管理用プライマーセットの塩基配列は、表１１に示されている。【０１５０】
【表１５】
2014046197.tif 000016
【０１５１】
PCRの反応条件を以下に示す。
＜PCR反応条件＞
95℃で６分、
95℃で30秒、Ｘ℃で30秒、72℃で30秒を50サイクル、
72℃で７分、
16℃で放置。
なお、上記の反応条件において「Ｘ」はアニーリング温度を表し、ZNF304については54℃であり、精度管理用プライマーセットについては60℃である。【０１５２】
（4）MSPの結果解析
上述のMSPで得られた増幅産物を２％アガロースゲル電気泳動で確認した。各増幅産物のバンド強度をグラフで表した（ZNF304のグラフのみを図１３に示す）。図１３において、健常人の末梢血として表示されている棒グラフはバックグラウンドに相当し、バンドを検出していないことを示す。図１３より、ZNF304についてのPCRの結果、健常人の末梢血ではバンドを検出せず、大腸癌患者の末梢血では６症例中５症例でバンドを検出することができたことがわかる。なお、精度管理用プライマーセットを用いた定性PCRでは、全てのサンプルにおいてバンドが検出されていた。これは、試料のバイサルファイト処理が適切に行なわれたことを示している。このように、本発明のマーカーは、生体試料として末梢血を用いた場合でも、大腸癌患者において高率にメチル化傾向を示し、健常人ではメチル化が検出されないことがわかった。したがって、本発明のマーカーは、大腸癌に特異性の高いマーカーであり、血液試料中で大腸癌に由来する癌細胞の存否を判定するのに有用であることが示唆された。
【符号の説明】
【０１５３】
１    判定装置
２    測定装置
３    コンピュータシステム
３ａ  コンピュータ本体
３ｂ  入力デバイス
３ｃ  表示部
【図１Ａ】
2014046197.tif 000017
【図１Ｂ】
2014046197.tif 000018
【図２Ａ】
2014046197.tif 000019
【図２Ｂ】
2014046197.tif 000020
【図３Ａ】
2014046197.tif 000021
【図３Ｂ】
2014046197.tif 000022
【図３Ｃ】
2014046197.tif 000023
【図４Ａ】
2014046197.tif 000024
【図４Ｂ】
2014046197.tif 000025
【図５】
2014046197.tif 000026
【図６】
2014046197.tif 000027
【図７】
2014046197.tif 000028
【図８Ａ】
2014046197.tif 000029
【図８Ｂ】
2014046197.tif 000030
【図９】
2014046197.tif 000031
【図１０Ａ】
2014046197.tif 000032
【図１０Ｂ】
2014046197.tif 000033
【図１１Ａ】
2014046197.tif 000034
【図１１Ｂ】
2014046197.tif 000035
【図１２Ａ】
2014046197.tif 000036
【図１２Ｂ】
2014046197.tif 000037
【図１２Ｃ】
2014046197.tif 000038
【図１３】
2014046197.tif 000039
【図１４】
2014046197.tif 000040
【図１５】
2014046197.tif 000041
【図１６】
2014046197.tif 000042
【図１７】
2014046197.tif 000043
【配列表】
2014046197000001.app
【国際調査報告】
2014046197.tif 000044
2014046197.tif 000045
2014046197.tif 000046
2014046197.tif 000047