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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Gebiet
der Erfindung: Diese Erfindung betrifft Labortests, gestaltet zur
Identifizierung und Quantifizierung des Cholesterinestertransferproteins
(CETP) sowohl in biologischen als auch in synthetischen Proben für die klinische
Verwendung, mit dem Ziel das Atherogeneserisiko zu evaluieren und
zur Verwendung in der Forschung, die CETP betrifft. Insbesondere
wird ein polyklonaler Antikörper
zur diagnostischen Verwendung bereitgestellt.
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Hintergrund:
In den 1970igern wurde eine eindeutige Korrelation zwischen den
Spiegeln und Arten von Lipoproteinen und Herzerkrankung etabliert.
Es ist beobachtet worden, dass hohe Spiegel von Lipoproteinen niedriger
Dichte (LDL) eine Erhöhung
der Herzerkrankungsinzidenz verursachen können, und dass eine Verzögerung bei
der Entfernung dieser Partikel die Zeit, die sie im Plasma verbleiben,
erhöht,
sie strukturellen Modifikationen aussetzt und ihre Wechselwirkung
mit den Arterienwänden
erhöht.
Außerdem
verringern Veränderungen
in Apo B die Fähigkeit
dieser Partikel an ihre Rezeptoren zu binden und sie werden deshalb
im Wesentlichen durch Makrophagenrezeptoren erkannt. Die Unfähigkeit
der Makrophagen die Internalisierung von modifiziertem LDL zu regulieren,
verursacht eine Akkumulation von Cholesterinestern und die Bildung
von Schaumzellen, ein Phänomen,
das die Entwicklung von Atherogenese begünstigt.
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Atherosklerose
ist ein Phänomen,
das in der Kindheit und Aldoleszenz beginnt und während des
ganzen Lebens fortschreitet. Ihre Folgen, wie zum Beispiel Arterienverschluss,
und ihre wohlbekannten klinischen Erscheinungsformen (akuter Myokardinfarkt,
Schlaganfälle,
Gangrän
der unteren Gliedmaßen,
usw.) beginnen viele Jahre bevor sie anhand der Veränderung
der Gefäßwände nachgewiesen
werden. Einige Patienten, die Serumlipidspiegel zeigen, die höher sind
als normal, zeigen unter vielem anderen auch eine größere Inzidenz für diese
Art von Beschwerden, wie es bei Diabetikern, Nierenkranken oder
bei Menschen mit kongenitaler Hyperlipidämie der Fall ist. Um die Möglichkeit
nachzuweisen, dass diese Patienten Atherosklerose und ihre klinischen
Erscheinungsformen entwickeln, werden die so genannten „koronaren
Risikofaktoren" evaluiert.
Diese Faktoren zeigen den Belastungsgrad des Einzelnen für Umstände an,
die ein größeres Risiko
bestimmen können,
Beschwerden, die diese Möglichkeit
betreffen, aufzuzeigen; das heißt,
sie werden verwendet, um das Atherogeneserisiko zu bestimmen. Koronare
Risikofaktoren sind wie folgt:
- • Hohes Gesamtcholesterin
und Lipoproteine niedriger Dichte
- • Hoher
Blutdruck
- • Rauchen
- • Diagnose
einer ischämischen
Kardiopathie
- • Hypo-Alpha-Lipoproteinämie (Niedrige
Spiegel von Lipoproteinen hoher Dichte oder HDL)
- • Diabetes
- • Obesitas
- • Familienanamnese
einer prämaturen
Herzerkrankung
- • Männliches
Geschlecht
- • Proteinurie
- • Hypertriglyceridämie
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Um
zu ermitteln, ob der Patient Risikofaktoren einer Koronarerkrankung
ausgesetzt ist, werden gezielte Befragungen, Untersuchung, Bestimmung
des Lipidprofils, Elektrokardiogramm und Röntgenaufnahme des Thorax durchgeführt. Wenn
eine periphere vaskuläre
Insuffizienz vermutet wird, werden eine Doppler-Ultraschall-Untersuchung und
eine Arteriographie eingeschlossen.
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Alle
in dieser Evaluierung betrachteten Elemente werden beim Nachweis
und der Nachbetreuung von Patienten verwendet, die innerhalb der
so genannten „Risikogruppen" sind, welche Personen
einschließen,
die auf Grund unterschiedlicher Pathologien einen koronaren Risikofaktor
und einige alle koronaren Risikofaktoren zeigen. Es gibt jedoch
eine große
Anzahl von Personen, die Atherogenese-gefährdet sind, die nicht nachgewiesen
worden sind, da sie die zugehörigen
klinischen Erscheinungsformen noch nicht aufzeigen und deshalb nicht
innerhalb der Risikogruppen eingestuft worden sind. Da es keine
Frühdiagnose
dieser Personen gibt, werden viele wertvolle Jahre der Prävention
verloren und wenn die klinischen Erscheinungsformen sich zeigen,
ist der Schaden meistens irreversibel.
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Außerdem sind
Studien inkonsistent, die, beruhend auf der Konzentration von Lipoproteinen
im Plasma von Probanden, die in einige der Risikogruppen eingeschlossen
werden, Faktoren des Atherogeneserisikos festlegen. Denn es gibt
Patienten, die in die Risikogruppen eingeschlossen werden, welche
die typische klinische Beschreibung, die ein Atherogeneserisiko
anzeigt, wie zum Beispiel schmerzlose Entwicklung nur mit einem
Gefühl
von Erschöpfung
und Luftmangel, nicht zeigen, und einige andere gehen unbemerkt
vorüber, weil
sie mit verschiedenen Pathologien verwechselt werden. Infolgedessen
ist es nötig,
die Untersuchung des Patienten bei der Suche nach atypischen Erscheinungsformen
auszuweiten.
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Es
gibt auch Fälle,
bei denen selbst wenn Personen Risikofaktoren ausgesetzt sind, sie
keine Atherosklerose entwickeln. Nicht alle Faktoren, die festgelegt
werden, um das Atherogeneserisiko zu bestimmen, sind zuverlässig. Einige
der am meisten diskutieren Faktoren sind im Lipidprofil eingeschlossen,
wie zum Beispiel die hohen Spiegel von Gesamtcholesterin und LDL
und die niedrigen Spiegel von HDL im Blut, die verwendet werden,
um den atherogenen Index zu berechnen. Bei diesem Index handelt
es sich um einen beliebigen Parameter, der sich experimentell als
unzuverlässig
beim Evaluieren des Atherogeneseriskos erwiesen hat: zum Beispiel
wurden bei Tests mit Kaninchen, die für lange Zeit Ernährungsweisen
mit hohem Cholesterin unterworfen wurden, hohe Spiegel an Gesamtcholesterin,
freies Cholesterin, verestertes Cholesterin und mit LDL assoziiertes
Cholesterin, niedrige Spiegel von mit HDL assoziiertem Cholesterin,
Hypertriglyceridämie, ein
hoher Prozentsatz Esterbildung und ein hoher atherogener Index erhalten;
sie zeigten jedoch keine Atherogenese.
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Schließlich weist
das derzeit verwendete Verfahren zum Evaluieren des Atherogeneserisikos
schwerwiegende Beschränkungen
auf; erstens ist die Größe und Art
der Population, die voraussichtlich evaluiert wird, auf Grund des
Zeit- und Geldaufwands, der beim Durchführen der Diagnosetests unterstellt
wird, beschränkt und
dieses macht den frühen
Nachweis von Atherogenese-gefährdeten
Personen, die nicht in Risikogruppen platziert werden, schwierig,
deshalb ist eine Prävention
ihrer Komplikationen ungenügend.
Zweitens, selbst wenn die derzeit verwendeten Diagnoseparameter
eine gewisse Sicherheit erlauben, handelt es sich bei den meisten
von ihnen um qualitative Parameter und einige der quantitativen
Parameter, die wichtigsten, stehen zur Diskussion, und es ist deshalb
nur möglich
von einem „starken klinischen
Verdacht eines Atherogeneseriskos" zu sprechen, da die Ergebnisse nicht
vollkommen zuverlässig
sind. Drittens ist nicht viel über
die Lipidhomöostase
bei Menschen und bei Säugetieren
im Allgemeinen bekannt und es ist nicht möglich gewesen, eine deutliche
Beziehung zwischen vielen der Parameter, die als Faktoren des Atherogeneserisikos
in Betracht kommen, und ihren klinischen Erscheinungsformen zu etablieren,
folglich kann die Bestimmung des Risikos, ohne ein echtes Verständnis der
Faktoren, die bei Atherogenese und ihren klinischen Erscheinungsformen
eingreifen, nicht auf soliden Grundlagen liegen.
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Es
gibt andere Faktoren, die beim Etablieren des Atherogenserisikos
auf eine zuverlässigere
Weise nützlich
sein können,
wie zum Beispiel die Bestimmung der Spiegel des Cholesterinestertransferproteins (CETP)
im Plasma. Mit diesem Protein hat man sich viel befasst und es handelt
um einen der am besten bekannten Faktoren, der in Lipidhomöostase eingreift.
CETP weist eine wichtige Rolle im Lipoprotein-Metabolismus und bei
der Entwicklung koronarer Herzerkrankung auf, da es dazu tendiert
hohe Spiegel von LDL und VLDL zu erzeugen, die mit dem Fortschreiten
der Atherosklerose assoziiert werden (Marotti-KR, Castle-CK, Boyle-TP,
Lin-AH, Murray-RW und Melchior-GW, 1993, Nature 364 (6432): 73–5). Bei
CETP handelt es sich um ein multifunktionelles Protein, das den
Austausch von Cholesterinestern zwischen HDL und LDL und den Austausch
von Cholesterinestern und Triacylglycerin zwischen HDL und VLDL
fördert;
seine Wirkung auf den Katabolismus von HDL weist einen Einfluss
auf seinen Cholesterinestergehalt sowie auf seine Zusammensetzung,
Größe und kugelförmige Struktur
auf (Rye-KA, Hime-NJ & Barter-PJ,
1995, J. Biol. Chem. 270 (1): 189–196) (Bruce-C, Chouinerd-RA
y Tall-AR, 1998, Annu. Rev. Nutr. 18: 297–330).
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CETP
nimmt auch an der Rückgewinnung
von während
der Lipolyse der Lipoproteine in peripheren Geweben abgelagertem
Cholesterin teil (Jiang-XC, Moulin-P, Quinet-E, Goldberg-IJ, Yacoub-LK,
Agellon-LB, Compton-D, Schnitzer-Polokoff-R und Tall-AR, 1991, J.
Biol. Chem. 266 (7): 4631–9)
(Nagashima-M, McLean-J und Lawn-R, 1988, J. Lipid Res. 29: 1643–1649) (Tall-A,
1995, Annu. Rev. Biochem. 64: 235–257). Dieser Transport, den
wir „Cholesterin-Rücktansport" nennen, überträgt auf CETP
das Kennzeichen eines anti-atherogenen Proteins, daher seine Wichtigkeit
bei Anfälligkeit
oder Resistenz gegen Atherosklerose (Kondo-I, Berg-K, Drayna-D,
Lawn-R, 1989, Clin. Genet. 35 (1): 49–56) (Bruce-C, Chouinerd-RA
y Tall-AR, 1998, Annu. Rev. Nutr. 18: 297–330). In Übereinstimmung mit dem Vorstehenden,
handelt es sich bei dem Faktor, der seine anti-atherogene Fähigkeit
bestimmt, nicht um den HDL-Spiegel im Plasma, sondern um die Größenverteilung
seiner Population, die eine starke Korrelation mit CETP-Spiegeln
aufweist (Brown-ML, Inazu-A, Hesler-CB, Agellon-LB, Mann-C, Whitlock-ME, Marcel-YL, Milne-RW,
Koizumi-J, Mabuchi-H, 1989, Nature 342 (6248): 448–51). Bei
experimenteller Arbeit ist beobachtet worden, dass Säugetierarten,
denen CETP fehlt, auf eine natürliche
Weise gegen die Entwicklung koronarer Herzerkrankung resistent sind.
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Im
Gegensatz dazu kann bei transgenen Individuen dieser gleichen Arten,
die CETP exprimieren, eine Abnahme der Größe und der HDL-Spiegel beobachtet
werden. Als eine Folge erhöht
die CETP-Expression die Anfälligkeit
an einer durch die Ernährungsweise
induzierten koronaren Herzerkrankung zu leiden (Rye-KA, Hime-NJ & Barter-PJ, 1995,
J. Biol. Chem. 270 (1): 189–196).
Ebenso ist beobachtet worden, dass Menschen mit einem genetischen
Defizit für
CETP, HDL-Spiegel zeigen, die viel höher sind als die Spiegel normaler
Probanden (Hypo-Alpha-Lipoproteinämie). Diese Personen scheinen
eine niedrigere Inzidenz für
Herzerkrankung aufzuweisen (Inazu-A, Quinet-EM, Wang-S, Browun-ML,
Stevenson-S, Barr-ML, Moulin-P und Tall-AR, 1992, Biochemestry 31
(8): 2352–8).
Transgene Mäuse
mit Hypertriglyceridämie,
die CETP exprimieren, sind jedoch vor Atherogenese geschützt (Homanics-GE,
de Silva-HV, Osada-J, Zhang-SH,
Wong-H, Borensztajin-J und Maeda-N, 1995, J. Biol. Chem. 269: 16376–16382).
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In Übereinstimmung
mit dem Vorstehenden wird das atherogene oder anti-atherogene Kennzeichen von
CETP in Korrelation mit dem HDL-Spiegel etabliert und kann als atherogenes
Mittel durch Erhöhen
der Lipoproteine mit niedriger Dichte, Entfernen der HDL-Cholesterinester,
um sie in LDL und VLDL aufzunehmen, wirken. Das anti-atherogene
Kennzeichen von CETP beruht auf seiner Fähigkeit den Transfer von Cholesterin in
den peripheren Geweben zu beschleunigen, um es in HDL aufzunehmen,
das heißt,
der atherogenen Wirkung durch den „Reversen Transport von Cholesterin" entgegenzuwirken.
Wir können
deshalb sagen, dass nach dem Evaluieren der CETP-Spiegel in Korrelation
mit der Verteilung der Größen und
des Cholesteringehalts der HDLs, seine atherogene oder anti-atherogene
Fähigkeit
zusammen mit dem Atherogeneserisiko bei allen Arten von Dyslipidämien etabliert
werden kann. Beruhend auf dem Ergebnis dieses Tests kann etabliert werden,
ob es nötig
ist mit der Evaluierung der restlichen Risikofaktoren fortzufahren
oder nicht. Die Nachbetreuung kann auch von Patienten gemacht werden,
die diagnostiziert worden sind, wobei die Wirksamkeit der Präventionsprogramme
oder gegebenenfalls die Wirksamkeit von Ernährungsweisen und/oder -behandlungen evaluiert
wird.
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Auch
wenn es Bezugnahmen auf andere Systeme zur Quantifizierung von CETP im
Plasma gibt, sind aktuell, angesichts der Art der benötigten Ausrüstung, nur
Verfahren etabliert worden, deren technische Komplikationen ihre
Verwendung begrenzen. So der Fall des amerikanischen Patents
US05770355 , eingetragen durch
Brocia, Robert W. im April 1998, mit dem Titel: „Heart disease test kit and
method of determining heart disease risk factor and efficacy of
treatment for heart diseases".
Dieses Patent benötigt
die Synthese eines künstlichen
Partikels und die Verwendung von Cholesterin, das mit einem Fluoreszenzmolekül verbunden
ist, was seine Verwendung auf Laboratorien beschränkt, welche
die erforderliche Ausrüstung
aufweisen, um Fluoreszenz zu messen. K. Saito et al.: „Epitop
mapping for the anti-rabbit cholesteryl ester transfer Protein monoclonal
antibody that selectively inhibits triglycerid transfer" Journal of Lipid
Research, Bd. 40, August 1999, Seite 2013–2021, offenbart, dass die
carboxylterminalen Abschnitte von CETP (E465–S473) aus Mensch und K485–S493 aus
Kaninchen, wobei beide durch mindestens einen (unspezifischen) Rest
außerhalb
entweder des amino- oder des carboxylterminalen Endes verlängert wurden,
sowohl für
den Triglycerid- als auch den Cholesteryltransfer verantwortlich
sind.
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WO96/39168 offenbart ein
Verfahren zum Erhöhen
des HDL-Cholesterins in einem Säugetier
durch das Stimulieren einer Immunreaktion, welches die Funktionen
von CETP inhibiert. CETP-Peptide wurden an Träger, wie zum Beispiel KLH oder
Ovalbumin gekoppelt, um die Immunogenität zu erhöhen. Unter den verwendeten
Epitopen wird das mit H486–S496
bezeichnete Epitop von CETP, gekoppelt an KLH, (siehe Anspruch 5
und Beispiel 2 auf Seite 9, zweiter Absatz) erwähnt.
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Das
dieser vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Ziel ist es, Mittel
bereitzustellen, um CETP-Spiegel in biologischen und synthetischen
Proben auf eine einfache, schnelle Weise nachzuweisen und zu quantifizieren,
welches es möglich
machen wird den Nachweis, die Diagnose und die Nachbetreuung von Atherogenese-gefährdeten
Personen mit oder ohne klinische Erscheinungsformen, die diese Pathologie
betreffen, und die in Risikogruppen eingeschlossen oder nicht eingeschlossen
werden können,
zu verbessern. Dieses wird durch die Aufnahme dieses Systems in
Protokolle und Ausrüstung,
die routinemäßig in den
Menschen betreffenden und tierärztlichen
klinischen Laboratorien verwendet werden, getan werden.
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Beschreibung der Abbildungen
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1.
Tests nach Art des Westernblots unter Verwendung des polyklonalen
Antikörpers
Anti-CETP H486–S496
gegen menschliches Plasma (Spur A) und Plasma aus Kaninchen (Spur
B). Der polyklonale Antikörper
Anti-CETP H486–S496
erkennt CETP von ~67 kDa. In Tests mit an Lipiden verarmte Rohextrakten
und perfundierten Geweben wurde exakt dasselbe Ergebnis erhalten.
Um die Möglichkeit
von falsch Positiven auszuschalten, bei denen der Antikörper Albumin
im Plasma erkennt, wurden Kontrollen gegen BSA (Spur C) in all den
Tests eingeschlossen. Das Ergebnis dieser Kontrollen ist negativ,
deshalb erkennt der polyklonale Antikörper spezifisch CETP.
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2.
Diese Abbildung zeigt eine Kurve, deren Standardkurvenwerte unter
Verwendung des synthetischen Peptids H486–S496 erhalten wurden, und
das Ergebnis der Quantifizierung von CETP in 25 Proben von menschlichem
Plasma. Gemäß diesen
Ergebnissen werden CETP-Spiegel in der Probengruppe zwischen 2 bis
3 μg/ml
festgestellt, welches das Äquivalent
von 28–31
pM/ml ist. Diese Ergebnisse wurden mit diesem CETP-Quantifizierungssystem
erhalten.
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Beschreibung der Sequenzen
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ID-1
Sequenz. Sequenz der Sense-Oligonukleotide, die mit dem Antisense-Oligonukleotid mit
der ID-2 Sequenz bei PCR-Amplifikationen kompatibel ist. Sie stimmt
mit der Sequenz der Basen 1391 bis 1414 in Exon 15 der mRNA von
CETP überein.
Sie ist 24 nt lang, der Gehalt an G-C beträgt 45,8%, die Annealingtemperatur 55,9°C.
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ID-2
Sequenz. Sequenz des Antisense-Oligonukleotids, die mit dem Sense-Oligonukleotid mit
der ID-Sequenz bei PCR Amplifikationen kompatibel ist. Sie ist zu
der Sequenz der Basen 1852 bis 1828 in Exon 16 der mRNA von CETP
komplementär.
Sie ist 25 nt lang, der Gehalt an G-C beträgt 48,0%, die Annealingtemperatur
55,3°C.
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ID-3
Sequenz. Nukleotidsequenz des CETP Fragments, das aus dem Klon pMosBlue/CETP3' gewonnen und in
pGex-2T subkloniert wurde, welche den Klon pGex 2T/CETP3' erzeugt. Beim Subklonieren
des CETP Fragments werden drei Nukleotide des Vektors pMos (unterstrichen)
auf eine Weise überführt, dass
der Klon pGex-2T/CETP3' diese Nukleotide
zwischen der GST kodierenden Region und der einen, die CETP kodiert,
einschließt.
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ID-4
Sequenz. Aminosäuresequenz,
die mit dem CETP-Abschnitt im rekombinanten Protein GST/CETPCOH,
kodiert durch den Klon pGex2T-CETP3', übereinstimmt.
Diese Sequenz stimmt mit den letzten 33 Resten seines Carboxylterminus,
von I464 bis S495, überein,
unter denen die Reste F481, L488, F491 und L495 eingeschlossen sind,
die für
das Aufrechterhalten der Cholesterinestertransferaktivität wichtig
sind (Tall-A, 1995, Annu. Rev. Biochem. 64: 235–257). Dieses Epitop weist
einen hohen Gehalt an alpha-Helixstruktur auf und schließt das ganze
Cholesterinesterbindungsmotiv ein (von G473 bis S496) (Matsunaga-A,
Araki-K, Moriyama-K,
Handa-K, Arakawa-F, Nishi-K, Sasaki-J und Arakawa-K, 1993, Biochim.
Biophys. Acta. 1166 (1): 131–4)
(Wang-S, Wang-X, Deng-L, Rassart-E, Milne-RW, Tall-AR, 1993, J. Biol.
Chem. 268 (3): 1955–9). Das
Molekulargewicht (M. W.), der isoelektrische Punkt (I. P.) und die
Ladung bei pH 7 wurden mit der Hilfe des DNAstar Programms (Lasergene)
erhalten.
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ID-5
Sequenz. Sequenz des synthetischen CETP-Peptids H486–S496, gestaltet
für die
Herstellung des polyklonalen IgY-Antikörpers Anti-CETP H486–S496. Dieses
Peptid weist einen Cysteinrest am Aminoende auf, der verwendet wird,
um es mit dem Transportprotein zu verbinden. Die Sekundärstruktur
wurde von Tall-A (1995), Annu. Rev. Biochem. 64: 235–257 beschrieben
und von uns mit den Algorithmen von Chou-Fasman und Garnier-Robson bestätigt. Das
Peptid schließt
drei der vier Reste ein, die für
das Konservieren der Bindungsfähigkeit
an neutrale Lipide von besonderer Wichtigkeit sind, bei diesen handelt
es sich um F481, L488, F491 und L495, welche in schwarzen Buchstaben
gezeigt werden. Das Molekulargewicht (M. W.), der isoelektrische
Punkt (I. P.) und die Ladung bei pH 7 wurden mit der Hilfe des DNAstar
Programms (Lasergene) erhalten; der pH-Wert, bei dem sich das Peptid
in Wasser löst,
wurde experimentell erhalten.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Diese
Erfindung stellt einen Antikörper
zur diagnostischen Verwendung nach Anspruch 1, den Kit nach Anspruch
12, das Verfahren nach Anspruch 3 und 11 und die Verwendung nach
Anspruch 8 bereit. Diese Ausführungsformen
reflektieren ein System CETP nachzuweisen und zu quantifizieren.
Die Verwendung dieses Systems macht es möglich, Patienten mit Dyslipidämien, deren
Wirkungen Veränderungen
im Spiegel von im Plasma zirkulierendem CETP betreffen, zu identifizieren,
zu evaluieren und ihnen eine Nachbetreuung zu geben, mit dem Ziel
ihr Risiko zu evaluieren, Atherosklerose zu entwickeln. Dieses System
ist für
die Verwendung in der klinischen Praxis und/oder Forschung, die
CETP betrifft, gestaltet. Es können
Proben verschiedenen Ursprungs, sowohl biologische als auch synthetische,
verwendet werden, vorzugsweise Plasma oder Serum, Extrakte aus Zellen
oder aus Geweben, Kulturmedien und gereinigte oder halbgereinigte
Antigene.
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Das fusionierte Protein GST/CETPCOH
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GST/CETPCOH
weist ein Gewicht von annähernd
67 kDa auf, 3,7 kDa stimmen mit dem Carboxylterminus von CETP überein,
der Rest stimmt mit der Glutathion-S Transferase überein.
GST/CETPCOH ist für die
Verwendung sowohl in ELISA- als auch Western-Blot-Tests gestaltet,
als Standard, der die Identifizierung und Quantifizierung von CETP
durch die Verwendung von spezifisch gegen seinen Carboxylterminus
gerichtete Antikörper
erlaubt.
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Die
Sequenz des Abschnitts, der in dem fusionierten Protein GST/CETPCOH
mit CETP übereinstimmt,
wird als ID-4 Sequenz vorgelegt. Diese deckt die letzten 33 Reste
des Carboxylterminus von CETP von I464 bis S495 ab und weist einen
hohen Gehalt an alpha Helixstruktur auf und schließt das vollständige Cholesterinesterbindungsmotiv
(von G473 bis S496) ein. Bei der Gestaltung des Standards für die ELISA-
und Western-Blot-Tests
wurde der Carboxylterminus von CETP gewählt, weil er die Reste F481,
L488, F491 und L495 einschließt
und es experimentell demonstriert worden ist, dass diese Reste von
besonderer Wichtigkeit für
das Aufrechterhalten der Cholesterinestertransferaktivität sind (Wang-S,
Kussie-P, Deng-L und Tall-A, 1995, J. Biol. Chem. 270 (2): 612–618) (Jiang-X,
Bruce-C, Cocke-T Wang-S, Boguski-M und Tall-A, Biocem. 34: 7258–7263) (Matsunaga-A,
Araki-K, Moriyama-K, Handa-K, Arakawa-F, Nishi-K, Sasaki-J und Arakawa-K, 1993,
Biochim. Biophys. Acta. 1166 (1): 131–4) (Wang-S, Wang-X, Deng-L,
Rassart-E, Milne-RW, Tall-AR, 1993, J. Biol. Chem. 268 (3): 1955–9). Auf
diese Weise wird die Quantifizierung von CETP nur den CETP-Carboxylterminus
als Standard aufweisen, der die Stellen einschließt, die
für das
Aufrechterhalten der Bindungsfähigkeit
an Cholesterinester notwendig sind.
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Einer
weiterer der Vorteile diesen Standard zu verwenden ist, dass er
nicht die Reinigung von CETP aus natürlichen Quellen braucht. Die
Reinigung des rekombinanten Proteins ist einfacher und schneller
als die Reinigung von CETP aus Plasma; aus Bakterienkulturen kann
eine größere Menge
rekombinantes Protein erhalten werden als CETP aus Plasma; die Reinheit
rekombinanter Präparationen
ist größer als
die von Reinigungen von Plasma, und eine größere Reinheit reduziert das
Risiko falsch positiver und fehlerhafter Quantifizierungen. Die
Erzeugung von rekombinanten Proteinen kann unter kontrollierten
Bedingungen durchgeführt werden,
im Gegensatz zu jenen, die in biologischen Proben auftreten, die
von einer großen
Anzahl von Variablen abhängen
und die meisten von diesen können
nicht kontrolliert werden. Letztendlich schließt das rekombinante Protein
nur das Carboxylende ein und deshalb vermeidet man nicht nur eine
Kreuzreaktion gegen andere Proteine sondern auch gegen andere Epitope
von CETP.
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Gestaltung
des synthetischen Peptids CETP H486–S496 und Erhalten des polyklonalen
Antikörpers Anti-CETP
H486-S496.
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Das
Nachweis- und Quantifizierungsystem für CETP erfordert die Verwendung
eines Antikörpers,
der spezifisch gegen die Bindungsstelle für neutrale Lipide gerichtet
ist, um zu garantieren, dass nur das CETP, das dieses Epitop konserviert,
nachgewiesen werden wird und das deshalb die Fähigkeit konserviert, an neutrale
Lipide, einschließlich
Cholesterinester, zu binden. Wir müssen hier hinzufügen, dass
bis jetzt zahlreiche Mutationen und alternative Editionen von Cholesterinestern
berichtet worden sind, von denen die meisten nicht translatiert
oder in Proteine translatiert werden, die nicht ins Plasma sezerniert
werden. Nur eine dieser CETP Variationen, dezimiert um Exon neun
(CETPΔ9),
wird schlecht in das extrazelluläre
Medium sezerniert (Quinet-E, Yang-TP, Marinos-C und Tall-A 1993,
J. Biol. Chem 268 (23): 16891–16894).
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Obwohl
diese Version von CETPΔ9
beim Lipidtransfer inaktiv ist, konserviert sie das Bindungsepitop für neutrales
Lipid und ist deshalb potentiell durch den Antikörper Anti-CETP H486–S496 nachweisbar;
es ist jedoch bekannt, dass es schlecht in das extrazelluläre Medium
sezerniert wird und es gibt keine Berichte seiner Anwesenheit im
Plasma, folglich wird seine Wirkung auf die Quantifizierung von
CETP unter Verwendung dieses Systems minimal oder null sein.
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Bei
der diesem Dokument vorausgehenden Forschung, fanden wir jedoch
eine andere Version von CETP ohne das Cholesterinesterbindungsmotiv
(CETPΔ16)
und deshalb ohne eine Bindungsfähigkeit
für neutrales
Lipid. Diese Version von CETPΔ16
kann in großen
Mengen im Plasma gefunden werden und konnte durch Antikörper nachgewiesen
werden, die gegen jedwedes Epitop der Ursprungsversion von CETP
gerichtet sind, mit Ausnahme der Antikörper, die gegen das Cholesterinesterbindungsmotiv
gerichtet sind.
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Angesichts
des Vorstehenden, sollte der für
dieses System erzeugte Antikörper
nicht die Quantifizierung der CETPΔ16-Varietät erkennen, es sollte darüber hinaus
das Erzeugen von Antikörpern
gegen jedwedes andere im Plasma von Säugetieren vorliegende Protein
und gegen jedwedes andere Epitop von CETP vermeiden; es ist auch
eine sichere Maßnahme,
die falsch positive oder fehlerhafte Quantifizierungen vermeidet.
Aus diesem Grund wurde vollständiges,
gereinigtes CETP jedweder Säugetierspezies
als ein Antigen verworfen und stattdessen wurde ein synthetisches
Peptid als Antigen gestaltet. Ein synthetisches Peptid kann in einem hohen
Reinheitsgrad erhalten werden und es erlaubt, abhängig von
seiner Gestaltung, die Erzeugung von Antikörpern gegen ein spezifisches
Epitop.
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Um
dieses Peptid zu gestalten, wurde das RT-PCR-Produkt sequenziert,
das mit einem Paar von Oligonukleotiden mit ID-1 und ID-2 Sequenzen
amplifiziert worden war. Diese Sequenz wurde in eine Aminosäuresequenz
translatiert und mit Hilfe des DNAstar Programms (Lasergene) analysiert,
aus der die Vorhersage des Hydrophobizitätsindex des Kyte-Doolittle
Typs und die Sekundärstruktur
mit den Algorithmen von Chou-Fasman
und Garnier-Robson erhalten wurden.
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Beruhend
auf dieser Information und auf den Kennzeichen, die für dieses
CETP-Quantifizierungsystem
benötigt
werden, gestalteten wir das synthetische Peptid, unter Berücksichtigung
der folgenden Gesichtspunkte:
Es muss innerhalb des Bindungsmotivs
für neutrales
Lipid eingeschlossen sein. Das heißt, unter den letzten 26 Resten
des Carboxylterminus von CETP (Wang-S, Deng-L, Milne-RS und Tall-AR, 1992, J. Biol.
Chem. 267 (25): 17487–17490).
Auf diese Weise kann der Antikörper
nur die CETP-Version erkennen, die dieses Epitop einschließt.
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Es
muss die größtmögliche Anzahl
an Resten einschließen,
von denen berichtet wurde, dass sie zur Aufrechterhaltung der Lipidbindungsfähigkeit
wichtig sind. Die für
die Chloesterinestertransferaktivität wichtigen Reste F481, L488,
F491 und L495 sind unter den 26 Aminosäuren des Lipidbindungsmotivs
eingeschlossen (Tall-A, 1995, Annu. Rev. Biochem. 64: 235–257). Damit
konzentrierten wir das Erkennen des Antikörpers nicht nur gegen das Bindungsmotiv
für neutrales
Lipid, sondern auch gegen die Reste, die am wichtigsten für das Aufrechterhalten
dieser Fähigkeit
sind.
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Seine
Sequenz weist keine Homologie mit anderen Epitopen von CETP oder
anderen in Säugetieren oder
Hühnern
exprimierten Proteinen auf. Obwohl Antikörper unter Verwendung jedweden
Tiermodells, das CETP nicht exprimiert, erhalten werden können, um
den für
dieses System adäquaten
Antikörper
zu erhalten, werden Hühner bevorzugt
und auf diese Weise wird eine starke Immunreaktion auf Grund der
phylogenetischen Verschiedenheit gesichert. Aus diesem Grund darf
die Peptidgestaltung keine Homologie mit in Hühnern exprimierten Proteinen
gestatten. Auf der anderen Seite muss der Antikörper CETP einzig und allein
in einem Eptitop erkennen, deshalb sollte das synthetische Peptid
keine Homologie mit anderen Proteinen oder einem anderen Epitop
von CETP aufweisen.
-
Seine
Größe muss
die kleinstmögliche
Anzahl von Erkennungsbereichen durch das Immunsystem gestatten.
Ein Peptid, das diese Bedingung erfüllt, gestattet die Erzeugung
polyklonaler Antikörper,
die spezifische Epitope mit der gleichen oder größerer Genauigkeit als ein monoklonaler
Antikörper
erkennen.
-
Es
muss einen Cysteinrest in seinem Aminoende aufweisen, um seine Bindung
auf das Transportprotein auszurichten. Ein Cysteinrest am Aminoende
des Peptids ermöglicht
es, seine Bindung auf ein Transportprotein auszurichten, so dass
alle Erkennungsbereiche für
das Immunsystem freigelegt sind.
-
Es
muss in einer Region sein, deren Immunreaktion nachgewiesen worden
ist. In früheren
Arbeiten wurde demonstriert, dass das Carboxylende von menschlichem
CETP eine Immunreaktion erzeugt, wobei ein monoklonaler Antikörper gegen
dieses Motiv erhalten wird (Swenso-T, Hesler-CB, Browun-ML, Quinet-E,
Trotta-PP, Haslanger-MF, Gaeta-FC, Marcel-yl, Miline-RW und Tall-AR,
1989, J. Biol. Chem. 264: 14318–14326). Die
Erkennungsbereiche dieses Antikörpers
sind jedoch nicht innerhalb der 26 Aminosäuren, die dieses Epitop umfasst,
bestimmt worden. Auf Grund des Vorstehenden konnten wir die Möglichkeit
nicht verwerfen, dass in diesem Epitop nicht antigene Bereiche existieren
und dass eins von diesen mit der synthetischen Peptidsequenz, die
wir gestalteten, überschneidet,
und deshalb wurde unsere Gestaltung experimentell geprüft.
-
In Übereinstimmung
mit dem Vorstehenden gestalteten wir das synthetische Peptid CETP H486–S496, dessen
Sequenz als ID-5 Sequenz gezeigt wird, und das die folgenden Kennzeichen
aufweist: Die Peptidsequenz ist innerhalb des Cholesterinbindungsmotivs
zu finden und stimmt mit der Sequenz der Reste H486 bis S496 von
CETP aus Kaninchen überein;
das heißt,
den letzten elf Resten des Proteins, und es ist deshalb unfähig, die
CETPΔ16-Version
zu erkennen. Seine Sequenz schließt drei der vier Reste ein,
die von besonderer Wichtigkeit bei der Aufrechterhaltung des Lipid-bindenden
Zusammenschlusses sind: L488, F491 und L495. Die synthetische Peptidsequenz
weist keine Homologie mit anderen Epitopen von CETP oder mit anderen
Säugetier-
oder Hühnerproteinen
auf, dagegen legt es eine hohe Homologie mit dem Carboxylterminus
von CETP mehrerer Arten vor: 100% mit dem aus Kaninchen, Mensch
und Affe und 90% mit dem aus Hamster. Da das Peptid nur aus elf
Resten gebildet wird, legt es dem Immunsystem nur einen Erkennungsbereich
vor. Ein Cysteinrest wurde der ursprünglichen CETP-Sequenz hinzugefügt, um die
Bindung auf das Transportprotein hin auszurichten. Die antigene
Fähigkeit
des synthetischen Peptids CETP H486–S496 wurde durch Erhalten
des polyklonalen Antikörpers
Anti-CETP H486–S496
demonstriert.
-
Um
den polyklonalen Antikörper
Anti-CETP H486–S496
zu erhalten, wurde das Peptid CETP H486–S496 mit dem KLH-Transportprotein
verbunden. KLH wurde an Stelle von Rinderserumalbumin verwendet,
um die Erzeugung von Antikörpern
zu vermeiden, die das im Plasma vorliegende Albumin erkennen würden, was
zu falsch positiven und fehlerhaften Quantifizierungen bei den Testergebnissen
führen
würde.
Antikörper
werden in Tiermodellen erhalten, vorzugsweise in weißen LEGHORN
Hühnern,
die einmal in der Woche unter Verwendung eines 63 Tage-Standardprotokolls
subkutan inokuliert werden. Der Antikörpertiter im Plasma wird unter
Verwendung der ELISA-Technik bestimmt. Die IgYs in den Eiern werden
isoliert. In dem Fall, dass andere Tiermodelle verwendet werden,
werden die IgGs im Plasma isoliert. Obwohl diese Antikörper von mehreren
Modelltieren erhalten werden können,
die CETP nicht exprimieren, werden die Titer in Hühnern viel höher sein.
-
Es
sollte hervorgehoben werden, dass auf Grund der Gestaltung des als
Antigen verwendeten synthetischen Peptids, der für dieses System erzeugte polyklonale
Antikörper
ausschließlich
die Reste H486 bis S496 innerhalb des Cholesterinesterbindungsmotivs
erkennt. Dieses Epitop schließt
drei der vier Reste ein, die von besonderer Wichtigkeit beim Aufrechterhalten
der Lipidbindungsfähigkeit
sind: L488, F491 und L495. Außerdem
weist es nur einen Erkennungsbereich auf und weist deshalb eine
größere Genauigkeit
als der vorstehend erwähnte
monoklonale Antikörper
auf. Gemäß der Gestaltung
des Antigens und der experimentellen Tests des Antikörpers, erkennt
es die Version CETPΔ16,
andere Säugetier-
oder Hühnerproteine
oder andere Eptitope von CETP nicht, trotzdem kann es das CETP anderer
Arten erkennen, da die für
die Gestaltung des Antigens gewählte
Region in mehreren Säugetierarten
hoch konserviert ist.
-
Kreuzreaktionstests
wurden unter Verwendung von ELISA- und Westernblot- Techniken gegen das freie
und das verbundene synthetische Peptid, das rekombinante Protein
GST/CETPCOH und Rinderserumalbumin durchgeführt; damit wurde die Spezifität des Antikörpers für sein Antigen
bestimmt. Dieser Antikörper könnte, ebenso
wie bei der Verwendung im ELISA oder im Westernblot, in Zukunft
in Therapieprotokollen bei Patienten mit Dyslipidämie, die
mit CETP-Spiegeln im Plasma assoziiert ist, ebenso wie bei Reinigungssystemen
für CETP
und andere Proteine mit homologen Sequenzen zu dem Carboxylterminus
bei diesem einen verwendet werden.
-
System zum Nachweis und zur
Quantifizierung von CETP
-
Ziel
dieses Systems ist es CETP in der größtmöglichen Anzahl an Proben auf
eine einfache, schnelle Weise nachzuweisen und zu quantifizieren.
Um das so zu tun wird das klassische ELISA (Enzym-gekoppelter Immunadsorptionsassay)
Verfahren verwendet. Als Standards werden das rekombinante Protein
GST/CETPCOH und/oder das synthetische Peptid CETP H486–S496 verwendet.
Das Kontrollantigen sowie die zu quantifizierenden Proben, vorzugsweise
Plasma oder Serum, werden mit der ELISA-Platte verbunden, wobei den Routineverfahren
von klinischen Laboratorien gefolgt wird.
-
Wenn
Plasma- oder Serumproben verwendet werden, ist vorzugsweise eine
Probe von 20–5
pl erforderlich, welche keine Vorbehandlung erfordert. Bei der Nachweisuntergrenze
dieses Systems handelt es sich um 0,018 pM (1 pg) CETP, bei der
Obergrenze handelt es sich um 360 pM (20 μg). Bei der für menschliches Plasma
und Plasma aus Kaninchen vorgeschlagenen Standardkurve handelt es
sich um:
(pM/100 μl)
0,250
0,166
0,125
0,100
0,083
0,071
0,062
0,055
-
Eine
Anfangsverdünnung
des Plasmas und des Serums von 1:15000, 100 μl pro Vertiefung wird empfohlen.
Sollte der CETP-Spiegel die Kurvengrenzen übersteigen, muss diese Verdünnung angepasst
werden.
-
Der
polyklonale Antikörper
Anti-CETP H486–S496,
wie nach Anspruch 1, wird als primärer Antikörper verwendet, um ausschließlich das
für die
Bindung neutraler Lipide an CETP verantwortliche Motiv, sowohl in Standards
als auch in Proben, nachzuweisen. Abhängig vom Ursprung des primären Antikörpers, Huhn
oder Säugetier,
wird der sekundäre
Antikörper,
vorzugsweise kommerzielles mit einer Peroxidase verbundenes Anti-IgY
bzw. Anti-IgG, gewählt.
Um den primären
Antikörper
im ELISA zu verwenden, ist die bevorzugte Verdünnung 1:5000. Der sekundäre Antikörper muss
vorzugsweise kommerziell sein, vorzugsweise mit einer Peroxidase
verbunden, die Verdünnung
des sekundären
Antikörpers
muss die sein, welche durch seinen Hersteller vorgeschlagen wird.
-
Die
höchste
Anzahl an Proben, die in jedem Behälter im Duplikat bearbeitet
werden kann, ist 39, bei einem Protokoll, das die Standardkurve
und eine Negativkontrolle einschließt. Experimentell haben wir
falsch Positive über
die Verwendung einer Kombination von Negativkontrollen verworfen,
die Negativkontrolle muss aber im Duplikat eingeschlossen werden,
um den experimentellen Fehler des Systemnutzers zu berücksichtigen.
-
Da
CETP in Säugetieren
hoch konserviert ist, ist das System fähig, CETP im Plasma von Arten,
die CETP auf eine natürliche
Weise exprimieren, oder von mit diesem Gen transgenen Spezies, zu
erkennen, welche Homologie mit den letzten 11 Resten des Carboxylendes
bereitstellen. Aus diesem Grund wird dieses System bei der Menschen
betreffenden und tierärztlichen
klinischen Arbeit verwendet.
-
Kit für die Quantifizierung des Cholesterintransferproteins
in biologischen Proben
-
Das
vorstehend beschriebene System ist die Grundlage für die Gestaltung
eines Diagnosekits, nutzbar bei der Bestimmung der CETP-Spiegel
in einer großen
Probenanzahl, der schnell und einfach zu verwenden ist, und der
bis heute nicht existiert. Dieser erfindungsgemäße Kit wird in Anspruch 12
definiert und wird für
die klinische Verwendung gestaltet, vorzugsweise unter Verwendung
von Plasma- oder Serumproben von Arten, die CETP auf eine natürliche Weise
exprimieren, oder von mit diesem Gen transgenen Arten. Sie müssen die
Homologie in den letzten 11 Aminosäuren des Carboxylendes konservieren.
-
Dieser
Kit kann leicht für
Proben unterschiedlichen Ursprungs angepasst werden, sowohl biologische als
auch synthetische, sowohl für
das Menschen betreffende oder tierärztliche klinische Labor und
für verschiedene
Forschungsverwendungen.
-
Der
Kit besteht aus: LÖSUNGEN
– PBS 10X | |
– 50 mM
Bindepuffer, pH 9,6 | (35
mM Na2CO3 + 15 mM
NaCO3 + 20 μg/ml NaN3) |
– Phosphat-Citrat
Puffer | 0,05
M Natriumphosphat/Citronensäure,
pH-Wert 5 |
-
ANTIGENE
-
- Rekombinantes Protein GST/CETPCOH
- synthetisches Peptid CETP H486–S496
-
ANTIKÖRPER
– 1. Antikörper | IgY
oder IgG Anti-CETP H486–S496 |
-
VERFAHREN
-
- 1 Das Kontrollantigen (GST/CETPCOH und/oder
CETP H486–S496)
sowie die Standardkurve werden in 100 μl Bindepuffer verdünnt.
- 2 Man verbindet Antigene und Proben in der ELISA-Platte, welche
2 Std. lang bei 37°C
inkubiert wird.
- 3 Man entfernt die Antigene und blockiert 1 Std. lang bei 37°C mit 200 μl Ovoalbumin,
0,5 mg/ml in einem Carbonatpuffer. Am Ende der Inkubation wäscht man
viermal mit 0,1% PBS-Tween (PBST).
- 4 Man inkubiert 1 Std. lang bei 37°C mit 100 μl Anti-CETP H486–S496, in
einer Verdünnung
von 1:5000 in PBST. Am Ende der Inkubation wäscht man viermal mit PBST.
- 5 Man inkubiert mit 100 μl
mit einer Peroxidase verbundenem sekundären Antikörper, Anti-IgY bzw. Anti-IgG,
in der durch den Hersteller empfohlenen Verdünnung in PBST. Man inkubiert
1 Std. lang bei 37°C. Am
Ende der Inkubation wäscht
man viermal mit PBST und zweimal mit H2O.
- 6 Man entwickelt mit 100 μl
Substrat für
die Peroxidase, vorzugsweise OPD, bei den durch den Hersteller empfohlenen
Bedingungen.
- 7 Man inkubiert 20 min lang in der Dunkelheit, stoppt die Reaktion
mit 50 μl
H2SO4, 1,5 M, um
bei 490 nm abzulesen.
- – Das
ganze Verfahren wird mit der zugedeckten ELISA-Platte durchgeführt, wobei
Temperaturgradienten vermieden werden.
-
Indem
die CETP-Quantifizierung in die Parameter für das Diagnostizieren eines
Atherogeneserisko eingeschlossen werden, wird die Sicherheit der
Diagnose signifikant erhöht,
da es ein quantitativer Parameter ist, der fähig gewesen ist, eine eindeutige
Beziehung mit vielen der als Atherogeneserisko in Betracht kommenden
Parameter und ihren klinischen Erscheinungsformen zu etablieren.
Aus diesem Grund gestalteten wir den vorstehend beschriebenen Kit,
um die Implementierung dieses Systems in Kliniken zu erleichtern.
Die Leichtigkeit diesen Kit zu verwenden, gestattet seine routinemäßige Verwendung
in der klinischen Praxis, welches es möglich macht, Personen zu identifizieren,
die keine klinischen Erscheinungsformen von Atherogenese aufweisen
und nicht in die Risikogruppen fallen. Das Vorhergehende erleichtert
den Nachweis von gefährdeten
Personen mit nicht diagnostizierter Atherogenese oder mit atypischen
Syndromen. Es erleichtert auch die Diagnose und die Nachbetreuung
von Patienten und die Evaluierung der Wirksamkeit der Behandlungen, die
ihnen gegeben werden.
-
BEMERKUNGEN
-
Die
bei der Entwicklung dieses Quantifizierungskits für CETP erzeugten
Hilfsmittel können
unterschiedliche Verwendungen aufweisen. Die Oligonukleotide mit
den ID-1 und ID-2 Sequenzen wurden zur Verwendung bei PCR-Amplifikationen
gestaltet, sie können
jedoch auch als molekulare Sonden gegen DNA- und PCR-Produkte, die
ihre Sequenzen enthalten, verwendet werden. Das Oligonukleotid mit
der ID-2 Sequenz kann auch als eine Sonde gegen den Messenger von
CETP verwendet werden, das Oligonukleotid der Sequenz ID-1 allerdings
nicht. Beide können
Hilfsmittel bei zukünftigen
Arbeiten sein, sowohl in der Forschung als auch bei der Behandlung
von Patienten mit Dyslipidämie,
welche die Expression von CETP betrifft.
-
Die
Klone pMosBlue/CETP3' und
pGex2T/CETP3' können auch
verwendet werden, um spezifische Sonden gegen DNA, mRNA und PCR-Produkte
von CETP zu erhalten. Der Klon pMosBlue/CETP3' kann verwendet werden, um das cDNA-Fragment
von CETP in andere Vektoren für
unterschiedliche Zwecke zu subklonieren, vom Erhalten von Sonden
und anderen rekombinanten Proteinen bis hin zu Versuchsprotokollen
für die
Behandlung von Patienten mit Dyslipidämie, welche die Expression
von CETP betrifft. Der Klon pGex2T/CETP3' kann auch zum Subklonieren und zum
Erhalten des rekombinanten Proteins GST/CETPCOH mit Hilfe eines
einfachen, billigen Verfahrens in großen Mengen und in löslicher
Form verwendet werden.
-
Das
rekombinante Protein GST/CETPCOH wird zur Verwendung als Standard
sowohl in ELISA- als auch Westernblot Tests in der klinischen Praxis
gestaltet, was die Identifizierung und Quantifizierung von CETP durch
die Verwendung von Antikörpern,
die spezifisch gegen den Carboxylterminus gerichtet sind, ermöglicht. Bei
den Tests nach Art des Westernblots ist es ein positiver Standard
und/oder Kontrolle, die einfach zu handhaben ist, was mit Proteinen
oder Proteinen mit geringem Gewicht nicht möglich wäre. Das Erhalten dieses fusionierten
und rekombinanten Proteins stellt einen Standard für die Identifizierung
und Quantifizierung von CETP bereit, der zuverlässiger ist als jene, die aus
natürlichen
Quellen gereinigt werden. Dieses rekombinante Protein weist auch
Anwendungen im Forschungsbereich auf, unter vielem anderen zum Beispiel
bei Strukturstudien mit hoch auflösenden Systemen, wie zum Beispiel
Röntgenstrahl-Kristallographie;
bei Aktivitätsstudien,
da es das Epitop enthält,
das die Fähigkeit
an Lipide zu binden verleiht; in der Affinitätschromatographie zur Reinigung
von Antikörpern
oder anderen Moleküle,
die dem Carboxylterminus von CETP ähnlich sind; bei der Herstellung
von Antikörpern
gegen den Carboxylterminus von CETP ohne die Notwendigkeit an Transportproteine
zu binden.
-
Das
synthetische Peptid CETP H486–S496
ist nicht nur zur Herstellung von Antikörpern und als ein Standard
im ELISA-Protokoll nützlich,
sondern es kann auch ein wichtiges Hilfsmittel in Struktur- und
Aktivitätsstudien
sein.
-
Die
Verwendung des Nachweis- und Quantifizierungsystems von CETP macht
es Patienten mit Dyslipidämien,
deren Wirkungen Veränderungen
im Spiegel von im Plasma zirkulierendem CETP betreffen, zu identifizieren,
zu evaluieren und ihnen eine Nachbetreuung zu geben, mit dem Ziel
ihr Risiko zu evaluieren, Atherosklerose zu entwickeln. Dieses System
wird die Bearbeitung einer großen
Anzahl von Proben auf eine schnelle, einfache Weise erleichtern,
was die routinemäßige Verwendung
dieses Tests in Menschen betreffenden und tierärztlichen klinischen Laboratorien
ermöglicht
und auf diese Weise wird die Größe der Population, die
evaluiert werden kann, ausgedehnt. Obwohl man vorzugsweise Plasma-
oder Serumproben verwendet, kann es auch zur Verwendung mit Zell-
oder Gewebeextrakten, Kulturmedien, gereinigten oder halbgereinigten Antigenen
usw. angepasst werden, welches seinen Verwendungsbereich in der
Forschung enorm erhöht.
-
Die
Verwendung des Kits kann auf die Forschung ausgedehnt werden auf
Fakten und Phänomene
hin, die mit Lipidhomeostase verbunden sind, sowie auf die Untersuchung
der physikalischen, chemischen und biologischen Kennzeichen von
CETP und Molekülen,
die mit ihm in Verbindung gebracht werden, unter Verwendung von
biologischen oder nicht biologischen Versuchsmodellen, vorzugsweise
Extrakte von Geweben, Organen oder Zellen in Kultur, Kulturmedien,
rekombinanten Proteinen und synthetischen Peptiden.
-
VERWENDUNGSBEISPIELE
-
1. – Oligonukleotid-Gestaltung:
-
Aus
der Leber des als Modell genommenen weißen New Zealand Kaninchens
(Oryctolagus cuniculus) wurde Gesamt-RNA unter Verwendung des von
Sumikawa-K; Parker-I und Miledi-R (1989, Methods in Neurosciences
1: 30–45)
beschriebenen Verfahrens erhalten, das poly(A+)
RNA-Fragment wurde unter Verwendung einer Chromatographie in dem
oligo(dT)-Cellulose Verfahren isoliert. cDNA wurde unter Verwendung
des kommerziellen Systems für
RT-PCR (Perkin Elmer) unter Verwendung von mRNA aus der Leber synthetisiert. Für das RT-PCR
Protokoll wurde ein Satz von Oligonukleotiden mit Hilfe des Mac-Vektorprogramms
gestaltet. Die Oligonukleotid-Gestaltung
berücksichtigt
die spezifische Amplifikation des 3'-Endes der cDNA von CETP, die angesichts
der Kennzeichen der cDNA-Sequenzkennzeichen von CETP besonders schwierig
ist, wobei das was am meisten bestimmend ist, sein hoher Gehalt
an G-C ist (über
65%). Als ein Ergebnis des Vorstehenden wurden die folgenden Parameter
bei der Gestaltung der in dem PCR-Protokoll verwendeten Oligonukleotide etabliert:
- SEQUENZ: cDNA von CETP aus Kaninchen, veröffentlicht durch Nagashima-M,
McLean-J und Lawn-R 1988 (J. Lipid. Res. 29: 1643–1649).
- ANALYSIERTE SEQUENZ: von Nukleotid 1 bis Nukleotid 1870.
- GRÖSSE
DER OLIGONUKLEOTIDE: von 18 bis 30 Basen.
- ANNEALINGTEMPERATUR: 55–80°C.
- GEHALT AN G-C: 45–55%.
- PRODUKTGRÖßE: 400–1000 Bp.
- HÖCHSTE
KOHÄRENZ
IN AUFEINANDER FOLGENDEN BASEN:
- Oligonukleotid im Vergleich zu Oligonukleotid (jedwedes) = 4.
- Oligonukleotid im Vergleich zu Oligonukleotid (nur G-C) = 2.
- 3'-Ende im Vergleich
zu 3'-Ende = 2.
-
ES WURDEN KEINE RESTRIKTIONSSCHNITTSTELLEN
ANGEPASST ODER HINZUGEFÜGT.
-
Diese
Gestaltung erlaubt nur eine Variante der Sense-Oligonukleotide nahe
dem 3'-Ende und
eine der Antisense-Oligonukeotide, die damit kompatibel ist. Die
Sequenzen in diesem Satz von Oligonukleotiden werden als ID-1 Sequenz
(Sense-Oligonukleotid)
und ID-2 Sequenz (Antisense-Oligonukleotid) gezeigt. Dieser Satz
von Oligonukleotiden erzeugt ein Produkt von 462 Bp, von den Basen
1391 bis 1852, das sich vom 3'-Ende
von Exon 15 bis zur nicht kodierenden Region von Exon 16 der mRNA
von CETP erstreckt. Die Temperatur für ein optimales Alignment beträgt 59,9°C, der Prozentsatz
von G-C 60,4% und die Annealingtemperatur 83,2°C.
-
2. – Klonierung des C-terminalen
Endes von CETP
-
Das
mit diesem Satz von Oligonukleotiden erzeugte PCR-Produkt wurde
in den Vektor pMosBlueT (Amersham) kloniert. Diese Strategie machte
es möglich,
die Restriktionsschnittstellen für
BamHI und SmaI in das PCR-Produkt zu integrieren, um ihre Subklonierung
in den Expressionsvektor pGex-2T (Pharmacia LKB Biotec), in der korrekten
Orientierung und im korrekten Leserahmen für die Expression des fusionierten
Proteins zu gestatten. Auf diese Weise wurden zwei rekombinante
Plasmide erzeugt, die mit dem 3'-Ende
der cDNA von CETP kloniert wurden, die Klon pMosBlue/CETP3' und Klon pGex-2T/CETP3' genannt werden.
-
Der
Klon pGex-2T/CETP3' wurde
in den Bakterienstamm Escherichia coli DH5α transformiert, um an Glutathion-S
Transferase (GST) fusionierte rekombinante Proteine zu erhalten.
Der transformierte Stamm wird 8 Std. lang bei 37°C in 500 ml Super Luria Kulturmedium
mit 50 μg/ml
zugegebenem Ampicillin kultiviert. Die Induktion der Kultur wird
3 Stunden lang mit 0,4 mM IPTG ausgeführt. Nach der Inkubation werden
die Bakterien mechanisch lysiert und das fusionierte Protein GST/CETPCOH
wird in einer Glutathion-Agarosesäule (SIGMA) unter Verwendung
eines bekannten Protokolls (Smith-DB und Corcoran-LM, 1995, Expression
and Purification of Glutathion-S Transferase Fusion Proteins. In:
Short Protocols in Molecular Biology [Ausbel-MF, Brent-R, KingstonRE,
Moore-DDR, Seidman-JG und Strhl-K], WILEY, 3. Ausg. S. 16.18–16.31)
gewonnen.
-
3. – Erhalten von Antikörpern der
IgY-Art von Anti-CETP
-
Die
mit KLH verbundenen Peptide wurden für die Herstellung von Antikörpern, vorzugsweise
in Hühnern,
unter Verwendung eines 63 Tage-Standardprotokolls, wobei sie einmal
in der Woche subkutan inokuliert wurden, verwendet. Die Inokula
bestanden bei der ersten Verabreichung aus 200 μg BSA/200 μl PBS + 200 μl vollständigem Freundschem Adjuvans
(Sigma Inmuno Chemicals) und bei anschließenden Verabreichungen aus
200 μg BSA/150 μl PBS + 150 μl unvollständigem Freundschem
Adjuvans (Sigma Inmuno Chemicals). Der Antikörpertiter im Plasma wurde durch
die ELISA-Technik bestimmt. Die IgYs wurden aus Eiern isoliert,
die über
2 Wochen hinweg gesammelt worden waren. Sowohl die Bindung als auch
die Herstellung von Antikörpern
und die Titration der ersten Plasmaprobe unter Verwendung von ELISA
wurde mit ADI (Alpha Diagnostic International) durchgeführt.
-
4. – Westernblot-Assay für den Nachweis
von CETP
-
Die
Bedingungen zur Verwendung des polyklonalen Antikörpers Anti-CETP
H486–S496
wurden in Tests nach Art des Westernblots gegen menschliches Plasma
und Plasma von Kaninchen und Rohextrakte und verarmte Lipidextrakte
aus perfundierten Geweben standardisiert. Der primäre Antikörper wurde
in 1:5000 Verdünnungen
und der sekundäre
IgG-Antikörper
Anti-Chicken (H + L), konjugiert mit Peroxidase (PIRCE), wurde mit
1:10.000 verwendet. Sowohl die Blockierungen als auch die Inkubationen
wurden 1 Std. lang bei 37°C
mit einer Suspension aus 2,5% fettarmem Trockenmilchpulver in 0,1%
TBS-Tween durchgeführt.
Die Visualisierung zur quantitativen oder qualitativen Bestimmung
von CETP wurde mit Supersignal Substrat (PIRCE) in X-OMAT Autoradiographieplatten
(Kodak) durchgeführt.
BSA wurde als Negativkontrolle in diesen Tests verwendet. Um die
Möglichkeit
zu verwerten, dass der Antikörper
auf unspezifische Weise Albumin erkennt, dessen Molekulargewicht
nahe an dem von CETP (~67 KDa) liegt, wurden Negativkontrollen mit
BSA eingeschlossen. In allen Testläufen erkennt der Antikörper Anti-CETP
H486–S496
spezifisch CETP. Die Ergebnisse dieser Tests können in 1 gesehen
werden.
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5. – ELISA-Assay zum Nachweis
von CETP
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Die
Bedingungen zur Verwendung des polyklonalen Antikörpers Anti-CETP
H486–S496
in ELISA-Tests gegen menschliches Plasma und Plasma von Kaninchen
wurden standardisiert. Der primäre
Antikörper
wurde in Verdünnungen
von 1:2000 und der sekundäre
IgG Anti-Chicken Antikörper
(H + L), konjugiert mit Peroxidase (PIRCE), wurde mit 1:2000 verwendet
Sowohl die Blockierungen als auch die Inkubationen wurden 1 Std.
lang bei Raumtemperaur mit 0,1% TBS-Tween durchgeführt. Die
Visualisierung wurde mit OPD (o-Phenylendiamin-dihydrochlorid, SIGMA)
durchgeführt.
Die O.D.-Ablesungen wurden bei 450 nm durchgeführt. BSA wurde als Negativkontrolle
in diesen Tests verwendet. Um die Möglichkeit zu verwerfen, dass
der Antikörper
auf unspezifische Weise Albumin erkennt, wurden Negativkontrollen
mit BSA eingeschlossen. Einige Ergebnisse, die mit diesem Quantifizierungsystem
von CETP erhalten wurden, werden in 2 gezeigt.
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