JP2006166742A - Two kinds of lipoprotein lipase (lpl) genetic mutations to cause hypertriglyceridemia and lpl mutation detection kit for diagnosing hypertriglyceridemia using the same - Google Patents

Two kinds of lipoprotein lipase (lpl) genetic mutations to cause hypertriglyceridemia and lpl mutation detection kit for diagnosing hypertriglyceridemia using the same Download PDF

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敦子 高木
Yasuyuki Ikeda
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accumulate LPL genetic mutations in Japanese so as to more simply carry out cause elucidation of hypertriglyceridemia and LPL gene analysis useful for tailor-made prevention of hypertriglyceridemia and to obtain a specific diagnostic kit necessary for gene diagnosis targeting the mutations. <P>SOLUTION: The simple primary hypertriglyceridemia diagnosis method comprises finding new mutations S251F and C283F in an LPL gene of subject of Japanese hypertriglyceridemia, providing a probe for detecting the mutations based on the base sequence of LPL gene having mutations in newly found exon 6 and amplifying a base sequence containing a mutation part to detect mutation. The diagnostic kit is obtained. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は高トリグリセリド血症の成因の診断に有用なリポタンパクリパーゼ遺伝子変異(S251FとC283S)に関するものである。更にこれら変異を検出するための遺伝子診断試薬に関するものである。   The present invention relates to a lipoprotein lipase gene mutation (S251F and C283S) useful for diagnosis of the cause of hypertriglyceridemia. Furthermore, the present invention relates to a genetic diagnostic reagent for detecting these mutations.

リポタンパクリパーゼ(以下、LPLという)は、約60キロダルトンの糖タンパク質であり、腸管で生成されるカイロミクロンや、肝臓で生成される超低比重リポタンパク中のトリグリセリドを加水分解して、遊離脂肪酸を産生する酵素である。   Lipoprotein lipase (hereinafter referred to as LPL) is a glycoprotein of about 60 kilodaltons, which hydrolyzes triglycerides in chylomicrons produced in the intestine and ultra-low density lipoproteins produced in the liver. It is an enzyme that produces fatty acids.

LPL遺伝子異常のホモ接合体の患者は、高カイロミクロン血症をともなう1,000mg/dl以上の著しい高トリグリセリド血症を呈し、急性膵炎が引き起こされ死に至る場合がある。よって、高カイロミクロン血症や膵炎を発症した場合の病因を明らかにすることは、その後の治療方針を決定するために重要である。   Homozygous patients with LPL gene abnormalities may exhibit marked hypertriglyceridemia of 1,000 mg / dl or more with hyperchylomicronemia, resulting in acute pancreatitis and death. Therefore, it is important to clarify the etiology when hyperchylomicronemia or pancreatitis develops in order to determine the subsequent treatment policy.

LPL遺伝子欠損ヘテロ接合体の場合には、正常者にくらべLPL活性は約半分になるが、高インスリン血症にならず、飲酒癖のない健全な生活習慣をもっている場合には、高トリグリセリド血症(IV型高脂血症)を発症することはない。しかし、LPL遺伝子欠損ヘテロ接合体の遺伝背景を持っていて、飲酒癖や運動不足・肥満などの悪い生活習慣を伴うと、肝臓でのトリグリセリド合成が亢進し、LPL活性が正常者の半分のレベルでは血中のトリグリセリドを加水分解して正脂血状態を保つには不足であり、高トリグリセリド血症(IV型高脂血症)を発症する。これが続くと、低密度リポタンパク(LDL)の小型・高密度化を引き起こし、これは動脈硬化の危険因子となり、将来的に心疾患等の危険因子となる。高トリグリセリド血症の成因にはLPL遺伝子異常以外の遺伝因子や環境因子もかかわり、その成因はすべてが解明されているわけでない。高トリグリセリド血症になったときにその病因を明らかにすることは、その後の治療方針の決定や、患者がその治療を受け入れ、生活習慣の改善もふくめて、確実に実行するためには、たいへん重要である。   In the case of the LPL gene-deficient heterozygote, the LPL activity is about half that of a normal person, but hyperinsulinemia does not result in hyperinsulinemia, and if there is a healthy lifestyle without drinking habits, hypertriglyceridemia (Type IV hyperlipidemia) does not develop. However, it has a genetic background of LPL gene-deficient heterozygotes, and when accompanied by bad lifestyle such as alcohol drinking, lack of exercise, obesity, etc., triglyceride synthesis in the liver is increased and LPL activity is half the level of normal subjects. However, it is insufficient to hydrolyze triglycerides in the blood to maintain a normal lipemia state, and hypertriglyceridemia (type IV hyperlipidemia) develops. If this continues, low density lipoprotein (LDL) will be reduced in size and density, which will be a risk factor for arteriosclerosis and will become a risk factor for heart disease and the like in the future. The etiology of hypertriglyceridemia involves genetic and environmental factors other than LPL gene abnormalities, and not all of the causes have been elucidated. Elucidation of the etiology of hypertriglyceridemia is very important in order to make sure that the subsequent treatment policy is decided and that the patient accepts the treatment and improves the lifestyle. is important.

将来的には、高トリグリセリド血症になる前に、たとえば、飲酒癖等、悪い生活習慣を身に付ける20歳以前に自分がLPL遺伝子異常ホモあるいはヘテロ接合体であるか否かを知ることで、将来起こる可能性のある高トリグリセリド血症発症、動脈硬化、心疾患を予防できるようになるであろう。これは究極のテーラーメード医療である。いったん身についた悪しき生活習慣を改善するよりは、最初からそのような生活習慣を身につけない方が容易であると考えられる。特に、女性の場合は、妊娠すればLPL遺伝子正常者でも高トリグリセリド血症になるのが普通なので、それ以前にあらかじめ自分のLPL遺伝子の状態を知っておくことは、妊娠中の栄養管理を厳密に行うことができ、それによって、高トリグリセリド血症に起因する膵炎の併発や流産を予防できる。   In the future, before becoming hypertriglyceridemia, for example, knowing whether you are LPL gene abnormal homozygote or heterozygote before 20 years old who wear bad living habits such as drinking alcohol It will be possible to prevent the development of hypertriglyceridemia, arteriosclerosis and heart disease that may occur in the future. This is the ultimate tailor-made medicine. Rather than improving bad habits once they have been acquired, it is easier to avoid such lifestyles from the beginning. In particular, for women, it is normal for a person with normal LPL genes to become hypertriglyceridemia if they become pregnant, so knowing their LPL gene status in advance prior to strict nutritional management during pregnancy This can prevent the occurrence of pancreatitis and miscarriage caused by hypertriglyceridemia.

ヒトのLPL遺伝子は第8染色体短腕(p22)に位置し、10個のエキソンからなり、35kbの長さがある。   The human LPL gene is located on the short arm of chromosome 8 (p22), consists of 10 exons, and has a length of 35 kb.

LPL遺伝子の変異は日本人においてこれまでに22種程度が見いだされている。このなかで日本以外で見いだされているものは少数であり、人種の違いで、見いだされる変異の種類に違いがあることをしめす。日本人の高トリグリセリド血症の成因診断を簡便かつ正確に行うには、日本人でのリポタンパクリパーゼ遺伝子変異をさらに集積することが重要である。
Wion et al. Science, 1987 第235巻, 第1638頁-第1641頁 Lo J-Y, Smith LC, Chan L, Lipoprotein lipase: role of intramolecular disulfide bonds in enzyme catalysis. Biochemical and Biophysical Research Communications, 206巻第266頁-第271頁、1995年. A. Mori et al. Clinical Biochemistry, 第33巻 第323頁-327頁 (2000)
About 22 mutations in the LPL gene have been found so far in Japanese. Only a few of them are found outside of Japan, indicating that there are differences in the types of mutations found due to differences in race. In order to easily and accurately diagnose the cause of hypertriglyceridemia in Japanese, it is important to accumulate more lipoprotein lipase gene mutations in Japanese.
Wion et al. Science, 1987, 235, 1638-1641 Lo JY, Smith LC, Chan L, Lipoprotein lipase: role of intramolecular disulfide bonds in enzyme catalysis.Biochemical and Biophysical Research Communications, 206, 266-271, 1995. A. Mori et al. Clinical Biochemistry, Vol. 33, pp. 323-327 (2000)

高トリグリセリド血症の成因がLPL遺伝子異常によるものか否かを診断することは、高トリグリセリド血症の治療方針の決定に重要である。更に、将来的には高トリグリセリド血症のテーラーメイド予防として、本症を発症する前にLPL遺伝子診断がなされることが望ましい。しかし、遺伝子配列決定法等の通常の遺伝子解析方法は、一般的な診断に適用するには時間やコストがかかるため実用的とはいえず、より簡便な診断方法の開発が望まれている。   Diagnosing whether the cause of hypertriglyceridemia is due to LPL gene abnormality is important in determining the therapeutic strategy for hypertriglyceridemia. Furthermore, in the future, as a tailor-made prevention of hypertriglyceridemia, it is desirable that LPL gene diagnosis is performed before the onset of this disease. However, conventional gene analysis methods such as gene sequencing are not practical because they require time and cost to apply to general diagnosis, and development of simpler diagnostic methods is desired.

従って、本発明の目的は、高トリグリセリド血症の成因解明と高トリグリセリド血症のテーラーメイド予防に有用なLPL遺伝子解析をより簡便に行うために、日本人において集積してきたLPL遺伝子変異を用いて、それら変異を標的とした遺伝子診断を行うことにより、LPL遺伝子診断を簡便化することである。   Therefore, the object of the present invention is to use the LPL gene mutations accumulated in Japanese in order to more easily perform the LPL gene analysis useful for elucidating the origin of hypertriglyceridemia and tailor-made prevention of hypertriglyceridemia. It is to simplify the LPL gene diagnosis by performing gene diagnosis targeting these mutations.

本発明者らはこれまで、日本人の高トリグリセリド血症者から17種類のLPL遺伝子変異を集積してきた。その他、日本の他施設でのみ見いだされている5種類のLPL遺伝子変異を含め、現在日本人でのLPL遺伝子変異は22種類が集積されている。ちなみにこれら変異があるとLPL酵素活性はゼロあるいはほぼゼロになる。   The present inventors have accumulated 17 types of LPL gene mutations from Japanese hypertriglyceridemic patients. In addition, 22 types of LPL gene mutations in Japan are currently accumulated, including 5 types of LPL gene mutations found only in other facilities in Japan. Incidentally, when these mutations exist, the LPL enzyme activity becomes zero or almost zero.

本発明者らは上記目的を達成するために日本人の高トリグリセリド血症者におけるLPL遺伝子異常をさらに検索した結果、エキソン6にこれまでに知られていなかった新たな変異2種、S251F変異とC283S変異を発見し、この事実に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の第1は、配列番号1で表わされるDNA配列からなるポリヌクレオチド、または58番目の塩基を含むその部分配列で、好ましくは10ヌクレオチド以上、さらに好ましくは20ヌクレオチド以上からなるポリヌクレオチドまたはその相補配列である。このヒトLPL遺伝子エキソン6の塩基配列において、野生型ではcである58番目の塩基が、tであり、このミスセンス変異(S251Fと命名する)の結果、ヒトLPLのアミノ酸配列の251番目(以下本明細書中ではLPLのアミノ酸残基の番号付けはWionらの論文(非特許文献1)に従う)が野生型ではセリン(Ser)であるのにたいし、フェニルアラニン(Phe)となり、LPL活性を失う。
As a result of further searching for an LPL gene abnormality in Japanese hypertriglyceridemia to achieve the above-mentioned object, the present inventors have found that there are two new mutations previously unknown to exon 6, the S251F mutation. The C283S mutation was discovered, and the present invention was completed based on this fact.
That is, the first of the present invention is a polynucleotide comprising the DNA sequence represented by SEQ ID NO: 1, or a partial sequence comprising the 58th base, preferably a polynucleotide comprising 10 nucleotides or more, more preferably 20 nucleotides or more. Or its complementary sequence. In the base sequence of human LPL gene exon 6, the 58th base, which is c in the wild type, is t, and as a result of this missense mutation (named S251F), the 251st amino acid sequence of human LPL (hereinafter referred to as this) In the specification, the numbering of amino acid residues of LPL is according to Wion et al. (Non-patent Document 1), whereas serine (Ser) in the wild type is phenylalanine (Phe) and loses LPL activity. .

本発明の第2は、配列番号3で表わされるDNA配列からなるポリヌクレオチド、または154番目の塩基を含むその部分配列で、好ましくは10ヌクレオチド以上、さらに好ましくは20ヌクレオチド以上からなるポリヌクレオチドまたはその相補配列である。このヒトLPL遺伝子エキソン6の塩基配列において、野生型ではgである154番目の塩基が、cであり、このミスセンス変異(C283Sと命名する)の結果ヒトLPLのアミノ酸配列の283番目が野生型ではシステイン(Cys)であるのにたいし、セリン(Ser)となり、LPL活性を失う。   The second of the present invention is a polynucleotide comprising the DNA sequence represented by SEQ ID NO: 3, or a partial sequence thereof comprising the 154th base, preferably a polynucleotide comprising 10 nucleotides or more, more preferably 20 nucleotides or more Complementary sequence. In the base sequence of human LPL gene exon 6, the 154th base which is g in the wild type is c, and as a result of this missense mutation (named C283S), the 283rd amino acid sequence of human LPL is the wild type. Although it is cysteine (Cys), it becomes serine (Ser) and loses LPL activity.

本発明のS251F変異、またはC283S変異を有するポリヌクレオチドの塩基配列に基づいて、当該部位の変異による原発性高トリグリセリド血症の診断に有用なプローブやプライマー等を作成することが可能になる。   Based on the nucleotide sequence of the polynucleotide having the S251F mutation or the C283S mutation of the present invention, it becomes possible to prepare a probe, a primer, or the like useful for diagnosis of primary hypertriglyceridemia due to the mutation at the site.

本発明の第3は、配列番号1で表わされる配列、またはその58番目の塩基を含む部分塩基配列を増幅し検出するためのプライマーおよび変異検出試薬を含むことを特徴とする高トリグリセリド血症の病因を特定する診断キットである。   A third aspect of the present invention is a hypertriglyceridemia characterized by comprising a primer and a mutation detection reagent for amplifying and detecting the sequence represented by SEQ ID NO: 1, or a partial base sequence including the 58th base thereof. A diagnostic kit for identifying the etiology.

本発明の高トリグリセリド血症の成因を特定する診断キットの好ましい実施形態の一つは、プライマーとして、配列番号5で表わされる塩基配列からなるオリゴヌクレオチドと、配列番号6で表わされる塩基配列からなるオリゴヌクレオチドを含み、かつ検出試薬として制限酵素HinfIを含むものである。 One of the preferred embodiments of the diagnostic kit for identifying the cause of hypertriglyceridemia of the present invention comprises, as primers, an oligonucleotide consisting of the base sequence represented by SEQ ID NO: 5 and a base sequence represented by SEQ ID NO: 6. It contains an oligonucleotide and contains the restriction enzyme HinfI as a detection reagent.

本発明の第4は、配列番号3で表わされる配列、またはその154番目の塩基を含む部分塩基配列を増幅し検出するためのプライマーおよび変異検出試薬を含むことを特徴とする高トリグリセリド血症の病因を特定する診断キットである。   A fourth aspect of the present invention is a hypertriglyceridemia characterized by comprising a primer for amplifying and detecting the sequence represented by SEQ ID NO: 3, or a partial base sequence containing the 154th base thereof, and a mutation detection reagent. A diagnostic kit for identifying the etiology.

このトリグリセリド血症の病因を特定するための診断キットの好ましい態様の一つは、プライマーとして、配列番号5で表わされる塩基配列からなるオリゴヌクレオチドと配列番号6で表わされる塩基配列からなるオリゴヌクレオチドを含み、かつ検出試薬として制限酵素BstXIを含むものである。 One of the preferred embodiments of the diagnostic kit for specifying the etiology of this triglyceridemia is an oligonucleotide consisting of the base sequence represented by SEQ ID NO: 5 and the oligonucleotide consisting of the base sequence represented by SEQ ID NO: 6 as primers. And a restriction enzyme Bst XI as a detection reagent.

以上説明したように、本発明によれば、2種の突然変異による原発性高トリグリセリド血症の診断に有用なポリヌクレオチドを提供できる。また、これらのポリヌクレオチドの塩基配列に基いて原発性高トリグリセリド血症の診断に有用なプローブやプライマー等を容易に作成することが可能になり、上記LPL遺伝子の変異による高トリグリセリド血症の成因診断を簡単に行なうことができる診断キットを提供できる。   As described above, according to the present invention, a polynucleotide useful for diagnosing primary hypertriglyceridemia due to two types of mutations can be provided. Further, it becomes possible to easily prepare probes, primers and the like useful for diagnosis of primary hypertriglyceridemia based on the base sequences of these polynucleotides, and the cause of hypertriglyceridemia due to mutation of the LPL gene. It is possible to provide a diagnostic kit that allows easy diagnosis.

すでに述べたように、配列番号1および3で表わされる塩基配列は、本発明者らにより高トリグリセリド血症者から新たに発見されたLPL遺伝子のエキソン6の塩基配列である。配列番号1で表わされる塩基配列においては、58番目の塩基が野生型ではcであるが、tとなったために、野生型ではヒトLPLのアミノ酸配列251番目(配列番号2では19番目)はセリン(Ser)であるものがフェニルアラニン(Phe)となったミスセンス変異(S251Fと命名する)である。   As already described, the nucleotide sequences represented by SEQ ID NOs: 1 and 3 are the nucleotide sequences of exon 6 of the LPL gene newly discovered by the present inventors from hypertriglyceridemic individuals. In the base sequence represented by SEQ ID NO: 1, the 58th base is c in the wild type, but since it is t, the amino acid sequence 251 of human LPL (19th in SEQ ID NO: 2) is serine in the wild type. What is (Ser) is a missense mutation (named S251F) in which phenylalanine (Phe) is obtained.

また、配列番号3で表わされる基配列においては、154番目の塩基が野生型ではgであるが、cとなったために、野生型ではヒトLPLのアミノ酸配列283番目(配列番号4では51番目)はシステイン(Cys)であるものがセリン(Ser)となったミスセンス変異(C283Sと命名する)である。
なお非特許文献2はヒトLPLの283位のCysと278位のCysをセリンに変えた場合酵素活性が失われることを記載しているが、それらの変異と日本人の高トリグリセリド血症とのかかわりについては開示も示唆もしていない。
In the base sequence represented by SEQ ID NO: 3, the base at position 154 is g in the wild type, but c, so that the amino acid sequence 283 of human LPL in the wild type (51 in SEQ ID NO: 4) Is a missense mutation (named C283S) in which cysteine (Cys) is serine (Ser).
Non-patent document 2 describes that the enzyme activity is lost when Cys at position 283 and Cys at position 278 of human LPL are changed to serine. It does not disclose or suggest the relationship.

従って、エキソン6の上記遺伝子変異、S251FとC283S変異の有無を調べることは、高トリグリセリド血症の診断や予防において有用である。   Therefore, examining the presence or absence of the above gene mutations of exon 6, S251F and C283S mutations is useful in the diagnosis and prevention of hypertriglyceridemia.

LPL遺伝子の上記変異を調べる方法としては、DNA sequencing法(normal sequencing, ddNTP extension)、PCR(polymerase chain reaction)-RFLP(restriction fragment length polymorphism)法、SSCP法(single strand conformation polymorphisms)、ECA(electrochemical array) -chip法)、Allele Specific PCR法、TaqMan Allelic Discrimination法、Hybridization法(DNA microarray, DNA chip)、Mass Spectrometry法、Denaturing HPLC法、Invader Assay法、Nano-Invader Assay法等が挙げられるが、これらの方法に限定されるわけではなく、その他多くの方法が存在する。   Methods for examining the above mutations in the LPL gene include DNA sequencing (normal sequencing, ddNTP extension), PCR (polymerase chain reaction) -RFLP (restriction fragment length polymorphism), SSCP (single strand conformation polymorphisms), ECA (electrochemical) array) -chip method), Allele Specific PCR method, TaqMan Allelic Discrimination method, Hybridization method (DNA microarray, DNA chip), Mass Spectrometry method, Denaturing HPLC method, Invader Assay method, Nano-Invader Assay method, etc. It is not limited to these methods, and there are many other methods.

具体的な上記変異に的をしぼった遺伝子解析法はPCR(polymerase chain reaction)-RFLP(restriction fragment length polymorphism)法、ECA(electrochemical array) -chip法)、Allele Specific PCR法、TaqMan Allelic Discrimination法、Hybridization法(DNA microarray, DNA chip)、Mass Spectrometry法、Invader Assay法、Nano-Invader Assay法等が挙げられるが、これらの方法に限定されるわけではなく、その他多くの方法が存在する。   Specific gene analysis methods focusing on the above mutations include PCR (polymerase chain reaction) -RFLP (restriction fragment length polymorphism) method, ECA (electrochemical array) -chip method, Allele Specific PCR method, TaqMan Allelic Discrimination method, Hybridization methods (DNA microarray, DNA chip), Mass Spectrometry method, Invader Assay method, Nano-Invader Assay method and the like can be mentioned, but the method is not limited to these methods, and many other methods exist.

本発明の高トリグリセリド血症の病因を特定する診断キット(以下、単に診断キットという)は、LPL遺伝子のエキソン6の上記1塩基置換変異2種を判別するための診断キットであり、配列番号1で表わされる塩基配列の58番目の塩基を含む塩基配列を検出するためのプライマーを含む。上記プライマーとしては、58番目の塩基を含む塩基配列を挟む少なくとも1組のプライマー(センスプライマー及びアンチセンスプライマー)が好ましい。このようなプライマーとしては、配列番号5で表わされるプライマー(センスプライマー)と配列番号6で表わされるプライマー(アンチセンスプライマー)の組み合わせが挙げられる。   A diagnostic kit for identifying the etiology of hypertriglyceridemia of the present invention (hereinafter simply referred to as a diagnostic kit) is a diagnostic kit for discriminating two types of the above-mentioned single nucleotide substitution mutations in exon 6 of the LPL gene. The primer for detecting the base sequence containing the 58th base of the base sequence represented by this is included. The primer is preferably at least one pair of primers (sense primer and antisense primer) sandwiching a base sequence containing the 58th base. Examples of such a primer include a combination of a primer represented by SEQ ID NO: 5 (sense primer) and a primer represented by SEQ ID NO: 6 (antisense primer).

配列番号5(非特許文献3)で表わされる46塩基からなるオリゴヌクレオチドはセンスプライマーであり、21M13配列18塩基(配列番号5の1〜18番目までの塩基配列)とLPL遺伝子のイントロン5のセンス鎖側の一部の塩基配列(配列番号5の19〜46番目までの塩基配列)を含む。配列番号6(非特許文献3)で表わされる47塩基からなるオリゴヌクレオチドはアンチセンスプライマーであり、M13RPI配列の18塩基(配列番号6の1〜18番目までの塩基配列)とLPL遺伝子のイントロン6のアンチセンス鎖側の一部の塩基配列(配列番号6の19〜47番目までの塩基配列)を含む。このプライマーセットを用いるとヒトLPL遺伝子のエキソン6とその周辺領域が増幅できる。   The oligonucleotide consisting of 46 bases represented by SEQ ID NO: 5 (Non-patent Document 3) is a sense primer, which is a sense primer of 21M13 sequence 18 bases (base sequence 1 to 18 of SEQ ID NO: 5) and intron 5 of the LPL gene. It includes a partial base sequence on the chain side (base sequence 19 to 46 of SEQ ID NO: 5). The oligonucleotide consisting of 47 bases represented by SEQ ID NO: 6 (Non-patent Document 3) is an antisense primer, which comprises 18 bases of the M13RPI sequence (base sequences 1 to 18 of SEQ ID NO: 6) and intron 6 of the LPL gene. Part of the base sequence on the antisense strand side (base sequence 19 to 47 of SEQ ID NO: 6). By using this primer set, exon 6 of human LPL gene and its surrounding region can be amplified.

配列番号5及び6で表わされるプライマーを用いて、高トリグリセリド血症被検者の血液などから常法により抽出したゲノムDNAからPCR法でLPL遺伝子のエキソン6とその周辺部分を増幅すると、S251F変異をもつ場合には、配列番号1で表わされる243bpを含む全長359bpのPCR産物が得られる。C283S変異をもつ場合には、配列番号3で表わされる243bpを含む全長359bpのPCR産物が得られる。野生型をテンプレートとした場合も同サイズのPCR産物が得られる。   When the primers represented by SEQ ID NOs: 5 and 6 are used to amplify exon 6 of LPL gene and its peripheral portion by PCR from genomic DNA extracted from blood of hypertriglyceridemic subjects by conventional methods, S251F mutation Is obtained, a PCR product having a full length of 359 bp including 243 bp represented by SEQ ID NO: 1 is obtained. When it has a C283S mutation, a full-length 359 bp PCR product containing 243 bp represented by SEQ ID NO: 3 is obtained. A PCR product of the same size can also be obtained when the wild type is used as a template.

そして、S251F変異のホモ接合体者のPCR産物をHinfIで消化すると、配列番号1で表わされる配列を含むPCR産物は変異のためHinfIの認識配列を1つ失っているので、276bp、61bp、22bpの3つのフラグメントに切断される。一方、S251F変異を持たない野生型の場合には、164bp、112bp、61bp、22bpの4つのフラグメントに切断される。よって、S251F変異のヘテロ接合体者のPCR産物は、276bp、164bp、112bp、61bp、22bpの5つのフラグメントを持つ。 When the PCR product of the homozygous person of the S251F mutation is digested with Hin fI, the PCR product containing the sequence represented by SEQ ID NO: 1 has lost one Hin fI recognition sequence due to the mutation, so 276 bp, 61 bp , Cleaved into 3 fragments of 22 bp. On the other hand, in the case of the wild type having no S251F mutation, it is cleaved into four fragments of 164 bp, 112 bp, 61 bp, and 22 bp. Therefore, the PCR product of the S251F mutation heterozygote has 5 fragments of 276 bp, 164 bp, 112 bp, 61 bp, and 22 bp.

C283S変異のホモ接合体者のPCR産物をBstXIで消化すると、配列番号3で表わされる配列を含むPCR産物は変異した場所にBstXIの認識配列を持つので、219bp、140bpの2つのフラグメントに切断される。一方、C283S変異を持たない野生型の場合には、BstXIの認識配列を持たないので、切断されず、359bpの1つのフラグメントのみである。よって、C283S変異のヘテロ接合体者のPCR産物は、359bp、219bp、140bpの3つのフラグメントを持つ。これらのフラグメントサイズの差異は、アガロースゲル電気泳動等により、検出することができるので、LPL遺伝子のエキソン6にS251F変異とC283S変異があるかどうかを簡単に判別できる。 When a PCR product homozygous for the C283S mutation is digested with Bst XI, the PCR product containing the sequence represented by SEQ ID NO: 3 has a recognition sequence for Bst XI at the mutated location, so two fragments of 219 bp and 140 bp are obtained. Disconnected. On the other hand, in the case of the wild type not having the C283S mutation, it does not have a Bst XI recognition sequence, and thus is not cleaved, and only one fragment of 359 bp. Therefore, the C283S mutation heterozygous PCR product has three fragments of 359 bp, 219 bp, and 140 bp. Since the difference in these fragment sizes can be detected by agarose gel electrophoresis or the like, it is possible to easily determine whether or not there is an S251F mutation and a C283S mutation in exon 6 of the LPL gene.

本発明の診断キットは、上記プライマーと制限酵素HinfIあるいはBstXIの他に、通常のPCRに用いられる耐熱性DNAポリメラーゼ、dNTP、PCR用バッファーなどのPCR用試薬、制限酵素用バッファー等を含むこともできる。 Diagnostic kits of the present invention comprise in addition to the primers and restriction enzyme Hin fI or Bst XI, thermostable DNA polymerase used in conventional PCR, dNTPs, PCR reagents, such as PCR buffer, the restriction enzyme buffer, etc. You can also

本発明の診断法及び診断キットは変異検出試薬として上記のような制限酵素ではなく、変異部位特異的プローブを使用して、通常のハイブリダイゼーション法により変異を検出するものであってもよい。この場合、上と同様に作製した被験者DNAのPCR産物をフィルターに固定し、変異部位を含む20塩基程度の標識オリゴヌクレオチドをプローブとして使用し、常法によりハイブリダイゼーションを行い変異の有無を検出することができる。   The diagnostic method and diagnostic kit of the present invention may detect a mutation by a usual hybridization method using a mutation site-specific probe instead of the restriction enzyme as described above as a mutation detection reagent. In this case, the PCR product of the subject DNA prepared in the same manner as above is fixed to a filter, and a labeled oligonucleotide of about 20 bases including the mutation site is used as a probe, and hybridization is detected by a conventional method to detect the presence or absence of the mutation. be able to.

[実施例]
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。なお、以下の実施例において、PCR用試薬(耐熱性DNAポリメラーゼ、dNTP、PCR用バッファー)はApplied Biosystems社のものを用いた。
[Example]
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. In the following examples, PCR reagents (heat-resistant DNA polymerase, dNTP, PCR buffer) from Applied Biosystems were used.

高トリグリセリド血症を呈する被検者A(TG:1510mg/dl、TC:557mg/dl、HDL−C:30mg/dl)の末梢血(EDTA採血の試料、以下同じ。)から、QIAamp DNA Blood Kit (QIAGEN社)によりゲノムDNAを抽出した。   From the peripheral blood of subject A (TG: 1510 mg / dl, TC: 557 mg / dl, HDL-C: 30 mg / dl) exhibiting hypertriglyceridemia (sample of EDTA blood collection, the same applies hereinafter), QIAamp DNA Blood Kit Genomic DNA was extracted by (QIAGEN).

そして、GeneAmp PCR System 9700(ABI Perkin-Elmer社製)を用いたPCR法により、配列番号5及び6で表わされるプライマーを含む、A.Moriらの文献(Clinical Biochemistry, 第33巻, 第323頁327頁、2000)に示されたプライマーを用いて、LPL遺伝子のエキソン1からエキソン9までを増幅した。   Then, by PCR using GeneAmp PCR System 9700 (manufactured by ABI Perkin-Elmer), the primers containing the primers represented by SEQ ID NOs: 5 and 6 were added. Using the primers shown in Mori et al. (Clinical Biochemistry, Vol. 33, p. 323, p. 327, 2000), exon 1 to exon 9 of the LPL gene were amplified.

増幅したDNAサンプルは、QIAquick PCR Purification (商品名、QIAGEN社)により精製後、Big Dye Terminator Cycle Sequencing Kit (商品名、Applied Biosystems社) により直接塩基配列決定反応を行い、Genetic Analyser 310 (Applied Biosystems社)により、泳動を行い、塩基配列を決定した。   Amplified DNA samples are purified by QIAquick PCR Purification (trade name, QIAGEN), then directly sequenced using Big Dye Terminator Cycle Sequencing Kit (trade name, Applied Biosystems), and then Genetic Analyzer 310 (Applied Biosystems) ), And the base sequence was determined.

その結果、配列番号1で表わされるように、ヒトLPL遺伝子エキソン6の塩基配列において、58番目の塩基が野生型ではcであるが、tとなったために、野生型ではヒトLPLのアミノ酸配列251番目はセリン(Ser)であるものがフェニルアラニン(Phe)となったミスセンス変異(S251Fと命名する)が新規に見いだされた。本被験者はこの変異に関してヘテロ接合体であった。   As a result, as represented by SEQ ID NO: 1, in the base sequence of human LPL gene exon 6, the 58th base is c in the wild type but becomes t, so that the amino acid sequence 251 of human LPL in the wild type is t. Second, a missense mutation (named S251F) in which serine (Ser) was changed to phenylalanine (Phe) was newly found. The subject was heterozygous for this mutation.

実施例1で発見された、エキソン6に新たなS251F変異を有する被検者A及び対照者の末梢血から実施例1と同様にしてゲノムDNAを抽出して、下記の条件でPCRを行った。   Genomic DNA was extracted in the same manner as in Example 1 from the peripheral blood of subject A and control subject having a new S251F mutation in exon 6 discovered in Example 1, and PCR was performed under the following conditions. .

PCR用試薬
耐熱性DNAポリメラーゼ AmpliTaq GoldR(1.25units/μl)
0.2μl
PCR用バッファー GeneAmp 10x PCR Buffer 1.0μl
dNTP Mixture(各2.0mM) 1μl
Template(Genomic DNA) 50ng
プライマー(配列番号5)(1pmol/μl) 1μl
プライマー(配列番号6)(1pmol/μl) 1μl
滅菌蒸留水で最終液量10μl。
PCR reagents
Thermostable DNA polymerase AmpliTaq Gold R (1.25 units / μl)
0.2 μl
PCR buffer GeneAmp 10x PCR Buffer 1.0 μl
dNTP Mixture (2.0 mM each) 1 μl
Template (Genomic DNA) 50ng
Primer (SEQ ID NO: 5) (1 pmol / μl) 1 μl
Primer (SEQ ID NO: 6) (1 pmol / μl) 1 μl
Final volume 10 μl with sterile distilled water.

PCR反応条件95℃、10.0分後以下のステップを40回繰り返した。
94℃、0.5分55℃、1.0分72℃、2.0分その後、72℃、7.0分1回。
PCR reaction conditions 95 ° C. After 10.0 minutes, the following steps were repeated 40 times.
94 ° C, 0.5 min 55 ° C, 1.0 min 72 ° C, 2.0 min, then 72 ° C, 7.0 min once.

得られた各PCR産物(10μl)に、制限酵素バッファー(500mM NaCl、100mM Tris−HCl、100mM MgCl、10mM DDT、pH7.9)を1μl及び制限酵素HinfI(New England Biolabs社製)を1μl添加して、37℃で一晩反応させ消化した。80℃、20分で酵素の熱失活を行った後、この消化物を4%NuSieve GTGアガロース(CAMBREX社)ゲル(臭化エチジウム入り)で電気泳動を行い分析した。図1にその泳動パターンを示す。 To the resulting each PCR product (10 [mu] l), 1 [mu] l restriction enzyme buffer (500mM NaCl, 100mM Tris-HCl , 100mM MgCl 2, 10mM DDT, pH7.9) to 1 [mu] l and restriction enzyme Hin fI (manufactured by New England Biolabs) And digested by reacting overnight at 37 ° C. After heat inactivation of the enzyme at 80 ° C. for 20 minutes, this digest was analyzed by electrophoresis on 4% NuSieve GTG agarose (CAMBREX) gel (containing ethidium bromide). FIG. 1 shows the migration pattern.

図1に示すように、対照者(レーン3)では、164bpと112bpのフラグメント及び野生型とS251F変異に共通に存在する61bpのフラグメントが検出された(22bpのフラグメントは短すぎて検出できない)。一方、被検者(レーン2、ヘテロ接合体)では、更にS251F変異アレル由来の276bpのフラグメントが検出され、この診断キットによって、被験者の高トリグリセリド血症の病因を容易に特定することが可能となった。   As shown in FIG. 1, in the control person (lane 3), a 164 bp fragment and a 112 bp fragment common to the wild type and the S251F mutation were detected (the 22 bp fragment was too short to be detected). On the other hand, in the subject (lane 2, heterozygote), a 276 bp fragment derived from the S251F mutant allele was further detected, and this diagnostic kit makes it possible to easily identify the etiology of hypertriglyceridemia in the subject. became.

高トリグリセリド血症を呈する被検者B(TG:657mg/dl、TC:277mg/dl)の末梢血から、上記と同様にしてゲノムDNAを抽出した。   Genomic DNA was extracted in the same manner as described above from the peripheral blood of subject B (TG: 657 mg / dl, TC: 277 mg / dl) exhibiting hypertriglyceridemia.

そして、上記と同様にして、LPL遺伝子のエキソン1からエキソン9までを増幅した。   Then, exon 1 to exon 9 of the LPL gene were amplified in the same manner as described above.

増幅したDNAサンプルは、上記と同様にして、塩基配列を決定した。   The base sequence of the amplified DNA sample was determined in the same manner as described above.

その結果、配列番号3で表わされるヒトリポタンパクリパーゼ遺伝子エキソン6の塩基配列において、154番目の塩基が野生型ではgであるが、cとなったために、野生型ではヒトLPLのアミノ酸配列283番目はシステイン(Cys)であるものがセリン(Ser)となったミスセンス変異(C283Sと命名する)が新規に見いだされた。本被験者はLPL遺伝子上にこの変異と他のすでに報告のあるものと同じ変異をもつ複合型ヘテロ接合体であった。   As a result, in the base sequence of the human lipoprotein lipase gene exon 6 represented by SEQ ID NO: 3, the 154th base was g in the wild type but became c, so that the amino acid sequence of the human LPL in the wild type was 283. Was newly found a missense mutation (named C283S) in which cysteine (Cys) became serine (Ser). This subject was a complex heterozygote having this mutation on the LPL gene and the same mutation as previously reported.

実施例4:実施例3で発見されたエキソン6に新たなC283S変異を有する被検者B及び対照者の末梢血から実施例2と同様にしてゲノムDNAを抽出して、PCRを行った。   Example 4: Genomic DNA was extracted in the same manner as in Example 2 from the peripheral blood of subject B and a control subject having a new C283S mutation in exon 6 discovered in Example 3, and PCR was performed.

得られた各PCR産物(10μl)に、制限酵素バッファー(1000mM NaCl、500mM Tris−HCl、100mM MgCl、10mM DDT、pH7.9)を1μl及び制限酵素BstXI(New England Biolabs社製)を1μl添加して、55℃で一晩反応させ消化した。65℃、20分で酵素の熱失活を行った後、この消化物を4%NuSieve GTGアガロース(CAMBREX社)ゲル(臭化エチジウム入り)で電気泳動を行い分析した。図2にその泳動パターンを示す。 1 μl of restriction enzyme buffer (1000 mM NaCl, 500 mM Tris-HCl, 100 mM MgCl 2 , 10 mM DDT, pH 7.9) and 1 μl of restriction enzyme Bst XI (manufactured by New England Biolabs) were added to each obtained PCR product (10 μl). And digested by reacting at 55 ° C. overnight. After heat inactivation of the enzyme at 65 ° C. for 20 minutes, this digest was analyzed by electrophoresis on 4% NuSieve GTG agarose (CAMBREX) gel (containing ethidium bromide). FIG. 2 shows the migration pattern.

図2に示すように、対照者(レーン2)では、359bpのフラグメントが検出された。一方、被検者B(レーン3、ヘテロ接合体)では、野生型アレル由来の359bpのフラグメントに加え、C283S変異アレル由来の219bpと140bpのフラグメントが検出され、この診断キットによって、被験者はC283S変異のヘテロ接合体であることがわかり、被験者の高トリグリセリド血症の病因を簡便に特定することが可能となった。
なお、被検者BはLPL遺伝子上の他のエキソンに既に報告のあるものと同じ変異があることが別の方法で明らかになったので、被検者Bは複合型ヘテロ接合体であることがわかった。
As shown in FIG. 2, a 359 bp fragment was detected in the control (lane 2). On the other hand, in subject B (lane 3, heterozygote), in addition to the 359 bp fragment derived from the wild-type allele, the 219 bp and 140 bp fragments derived from the C283S mutant allele were detected. As a result, it was possible to easily identify the etiology of hypertriglyceridemia in subjects.
In addition, since it was clarified by another method that subject B has the same mutation as that already reported in other exons on the LPL gene, subject B is a complex heterozygote. I understood.

本発明の2種類の新規LPL遺伝子変異は、LPL変異を簡便に検出する遺伝子診断チップ等の開発において重要なものである。日本人のLPL遺伝子変異の早期診断キットの開発においては、日本人から見いだされたすべてのLPL変異を検出できる遺伝子診断チップが必要である。我々は日本人に見いだされた22種類の変異についてすでにインベーダー法による遺伝子診断システムを開発している。今回、新たに見いだされた変異を日本人のLPL遺伝子変異の診断キットの中に加えることで、変異検出力を高めることができる。本発明の変異は、LPL遺伝子変異の診断キットの開発を念頭においている企業にとって有用なものであると考えられる。LPL遺伝子変異の診断が迅速に行えるようになると、高トリグリセリド血症の成因解明と治療方針の決定のみならず、生活習慣病予防のためのテーラーメイド医療にも貢献すると考えられる。   The two types of novel LPL gene mutations of the present invention are important in the development of genetic diagnosis chips and the like that easily detect LPL mutations. In the development of a kit for early diagnosis of Japanese LPL gene mutations, a genetic diagnosis chip capable of detecting all LPL mutations found by Japanese is required. We have already developed an invader-based genetic diagnosis system for 22 types of mutations found in Japanese. This time, by adding the newly found mutation into the diagnostic kit for Japanese LPL gene mutation, the mutation detection power can be enhanced. The mutation of the present invention is considered to be useful for companies considering the development of diagnostic kits for LPL gene mutations. The rapid diagnosis of LPL gene mutations will contribute to tailor-made medical care for the prevention of lifestyle-related diseases as well as the elucidation of the cause of hypertriglyceridemia and the determination of the treatment policy.

被験者Aと対照者のゲノムを鋳型にして、配列番号5と配列番号6で表わされるプライマーセットを用いて得られるPCR産物の制限酵素HinfI消化物をアガロースゲル電気泳動した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having carried out the agarose gel electrophoresis of the restriction enzyme Hin fI digest of the PCR product obtained using the primer set represented by sequence number 5 and sequence number 6 using the genome of test subject A and a control person as a template. . 被験者Bと対照者のゲノムを鋳型にして、配列番号5と配列番号6で表わされるプライマーセットを用いて得られるPCR産物の制限酵素BstXI消化物をアガロースゲル電気泳動した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having carried out the agarose gel electrophoresis of the restriction enzyme Bst XI digest of the PCR product obtained by using the primer set represented by sequence number 5 and sequence number 6 using the genome of test subject B and a control person as a template. .

Claims (26)

配列番号1で表わされるヒトリポタンパクリパーゼ遺伝子エキソン6の塩基配列、または58番目の塩基を含む部分塩基配列、またはその相補配列からなる核酸。   A nucleic acid comprising the base sequence of human lipoprotein lipase gene exon 6 represented by SEQ ID NO: 1, a partial base sequence containing the 58th base, or a complementary sequence thereof. 核酸が10ヌクレオチド以上である、請求項1に記載の核酸。   The nucleic acid according to claim 1, wherein the nucleic acid is 10 nucleotides or more. 核酸が20ヌクレオチド以上である、請求項1に記載の核酸。   The nucleic acid according to claim 1, wherein the nucleic acid is 20 nucleotides or more. 核酸が20ヌクレオチド以上200ヌクレオチド以下である、請求項1に記載の核酸。   The nucleic acid according to claim 1, wherein the nucleic acid is 20 nucleotides or more and 200 nucleotides or less. ヒトリポタンパクリパーゼ遺伝子診断方法であって、検査対象からDNAを採取し、DNA標品を作製する工程、DNA標品中に請求項1に記載の塩基配列の存在の有無を検出する工程、とを含むことを特徴とする、ヒトリポタンパクリパーゼ遺伝子診断方法。   A method for diagnosing human lipoprotein lipase, comprising: collecting DNA from a test object to prepare a DNA preparation; detecting the presence or absence of the base sequence according to claim 1 in the DNA preparation; A method for diagnosing a human lipoprotein lipase gene, comprising: 検出工程が、請求項1に記載の核酸をプローブとして用いることを特徴とする請求項5に記載の診断方法。   6. The diagnostic method according to claim 5, wherein the detection step uses the nucleic acid according to claim 1 as a probe. 検出工程が、DNA標品から請求項1に記載の核酸に相当する領域を含む部分を増幅し、変異の有無で切断箇所の数が変化する制限酵素で消化し、制限断片のパターンから変異の有無を判定することを特徴とする、請求項5に記載の診断方法。   The detection step amplifies a portion containing a region corresponding to the nucleic acid according to claim 1 from the DNA preparation, digests with a restriction enzyme that changes the number of cleavage sites depending on the presence or absence of mutation, 6. The diagnosis method according to claim 5, wherein presence or absence is determined. 制限酵素がHinfIであることを特徴とする、請求項7記載の診断方法。 The diagnostic method according to claim 7, wherein the restriction enzyme is Hin fI. 配列番号1の塩基配列、または58番目の塩基を含むその部分塩基配列を増幅するためのプライマーセットおよび変異検出用試薬とを含むことを特徴とする高トリグリセリド血症の病因を特定する診断キット。   A diagnostic kit for identifying the etiology of hypertriglyceridemia, comprising a primer set for amplifying the base sequence of SEQ ID NO: 1 or a partial base sequence including the 58th base and a mutation detection reagent. 変異検出用試薬が、請求項4に記載の核酸からなるプローブであることを特徴とする、請求項9に記載の診断キット。   The diagnostic kit according to claim 9, wherein the mutation detection reagent is a probe comprising the nucleic acid according to claim 4. 変異検出用試薬が制限酵素であることを特徴とする、請求項9に記載の診断キット。   The diagnostic kit according to claim 9, wherein the mutation detection reagent is a restriction enzyme. 制限酵素がHinfIであることを特徴とする、請求項11に記載の診断キット。 The diagnostic kit according to claim 11, wherein the restriction enzyme is Hin fI. プライマーセットが配列番号5および6の配列を有することを特徴とする、請求項9から12のいずれかに記載の診断キット。   The diagnostic kit according to any one of claims 9 to 12, wherein the primer set has the sequences of SEQ ID NOs: 5 and 6. 配列番号3で表わされるヒトリポタンパクリパーゼ遺伝子エキソン6の塩基配列、または154番目の塩基を含むその部分塩基配列、またはその相補配列からなる核酸。   A nucleic acid comprising the base sequence of human lipoprotein lipase gene exon 6 represented by SEQ ID NO: 3, or a partial base sequence containing the 154th base, or a complementary sequence thereof. 核酸が10ヌクレオチド以上である、請求項14に記載の核酸。   The nucleic acid according to claim 14, wherein the nucleic acid is 10 nucleotides or more. 核酸が20ヌクレオチド以上である、請求項14に記載の核酸。   The nucleic acid according to claim 14, wherein the nucleic acid is 20 nucleotides or more. 核酸が20ヌクレオチド以上200ヌクレオチド以下である、請求項14に記載の核酸。   The nucleic acid according to claim 14, wherein the nucleic acid is 20 nucleotides or more and 200 nucleotides or less. ヒトリポタンパクリパーゼ遺伝子診断方法であって、
検査対象からDNAを採取し、DNA標品を作製する工程、
DNA標品中に請求項14に記載の塩基配列の存在の有無を検出する工程、とを特徴とする、ヒトリポタンパクリパーゼ遺伝子診断方法。
A human lipoprotein lipase gene diagnosis method comprising:
Collecting DNA from the test object and preparing a DNA preparation;
A method of detecting the presence or absence of the base sequence according to claim 14 in a DNA preparation, and a human lipoprotein lipase gene diagnostic method.
検出工程が、請求項17に記載の核酸をプローブとして用いることを特徴とする請求項18に記載の診断方法。   The diagnostic method according to claim 18, wherein the detection step uses the nucleic acid according to claim 17 as a probe. 検出工程が、DNA標品から請求項14に記載の核酸に相当する領域を含む部分を増幅し、変異の有無で切断箇所の数が変化する制限酵素で消化し、制限断片のパターンから変異の有無を判定することを特徴とする、請求項18に記載の診断方法。   The detection step amplifies a portion containing a region corresponding to the nucleic acid according to claim 14 from the DNA preparation, digests with a restriction enzyme that changes the number of cleavage sites depending on the presence or absence of mutation, The diagnosis method according to claim 18, wherein presence or absence is determined. 制限酵素がBstXIであることを特徴とする、請求項20記載の診断方法。 The diagnostic method according to claim 20, wherein the restriction enzyme is Bst XI. 配列番号3の塩基配列、または154番目の塩基を含むその部分塩基配列を増幅するためのプライマーセットおよび変異検出用試薬とを含むことを特徴とする高トリグリセリド血症の病因を特定する診断キット。   A diagnostic kit for identifying the etiology of hypertriglyceridemia, comprising a primer set for amplifying the base sequence of SEQ ID NO: 3 or a partial base sequence thereof containing the 154th base and a mutation detection reagent. 変異検出用試薬が請求項17に記載の核酸からなるプローブであることを特徴とする、請求項22に記載の診断キット。   The diagnostic kit according to claim 22, wherein the mutation detection reagent is a probe comprising the nucleic acid according to claim 17. 変異検出用試薬が制限酵素であることを特徴とする、請求項22に記載の診断キット。   The diagnostic kit according to claim 22, wherein the mutation detection reagent is a restriction enzyme. 制限酵素がBstXIであることを特徴とする、請求項24に記載の診断キット。 The diagnostic kit according to claim 24, wherein the restriction enzyme is Bst XI. プライマーセットが配列番号5および6の配列を有することを特徴とする、請求項22から25のいずれかに記載の診断キット。
The diagnostic kit according to any one of claims 22 to 25, wherein the primer set has the sequences of SEQ ID NOs: 5 and 6.
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