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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
die Verwendung von aktiven Substanzen zur Herstellung eines Medikamentes,
das den Plasmaspiegel der Lipoproteine Lipoprotein (a) (Lp(a)) und
Lipoprotein hoher Dichte ("high-density
lipoprotein"; HDL)
durch Verringerung der Synthese von Apolipoprotein (a) (apo(a))
und durch Steigerung der Synthese von Apolipoprotein AI (apo
AI) kontrolliert. Die Erfindung betrifft
insbesondere die neue Verwendung von Antagonisten des Thrombozyten-aktivierenden
Faktors (PAF-Antagonisten) und von strukturell verwandten Verbindungen,
die nicht notwendigerweise PAF-antagonistische Aktivität besitzen,
zur Herstellung solcher Medikamente.
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Hintergrund
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Das Apolipoprotein A-I (apo A-I)
ist der Hauptproteinbestandteil des Plasma-Lipoproteins hoher Dichte (HDL)
(1). In Säugetieren
wird das Protein hauptsächlich
in der Leber und im Dünndarm
synthetisiert (1, 2). Verringerte Plasmaspiegel von HDL-Cholesterol
sind mit einer beschleunigten Entwicklung von atherosklerotischen
Läsionen
assoziiert, die einen der hauptsächlichen
Gründe
für die
koronare Arterienerkrankung darstellt (3–5). Es wurde berichtet, dass
der Plasmaspiegel von apo A-I bei der Bestimmung des Risikos einer
kardiovaskulären
Erkrankung sogar entscheidender ist als die Cholesterol-Konzentration
von HDL (6, 7).
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Zahlreiche Wirkstoffe (z. B. Fibrate
und Statine, zusammengefasst in den Literaturverweisen 5 und 12) werden
gegenwärtig
verwendet, um die Plasma-Lipidspiegel zu senken, was sekundär die Plasma-HDL-Spiegel
erhöht.
Ihre HDL-erhöhenden
Wirkungen sind jedoch im allgemeinen gering und die meisten von
ihnen (vielleicht mit Ausnahme von Gesmfibrozil) scheinen indirekt
zu wirken, d. h. es konnte keine direkte Wirkung auf die apo, A-I-Synthese gefunden
werden (5, 12). Kürzlich
wurde behauptet, dass eine Reihe von Verbindungen vom Harnstoff-Typ
und Thiazolo[3,2-c]pyrimidin-5,7-dione HDL-Erhöher sind (vgl. Literaturverweis
95, 96 in 12).
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Ein hoher Plasmaspiegel an Lipoprotein
(a) (Lp(a)) ist positiv mit der Entwicklung der koronaren Herzerkrankung
und der zerebrovaskulären
Erkrankung bei Männern
und Frauen assoziiert, insbesondere wenn die Plasmaspiegel 0,2 bis
0,3 g/l überschreiten
und wenn die LDL-Spiegel gleichzeitig verringert werden (13–15). In
Lp(a) ist das Apoprotein (a), das in der Leber synthetisiert wird,
kovalent an ein LDL-Partikel gebunden. Es wird vermutet, dass diese
Bindung extrazellulär
an der Zelloberfläche
stattfindet (12). In vivo Turnover-Studien an Menschen verweisen
darauf, dass die Lp(a)-Spiegel hauptsächlich durch die Lp(a)- und apo(a)-Produktionsraten
beeinflusst werden, und nicht durch die Lp(a)-Clearance-Raten, was
die Wichtigkeit der apo(a)-Synthese für die Plasma-Lp(a)-Spiegel
unterstreicht (16, 17).
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Gegenwärtig existiert keine zufriedenstellende
pharmakologische Behandlung für
erhöhte
Lp(a)-Spiegel. Von den etablieren hypolipodämischen Wirkstoffen verringern
nur Nikotinsäure
und gegebenenfalls einige Fibrate sowie eine LDL-Apheresebehandlung
die Lp(a)-Spiegel. Diese Therapien sind jedoch hinsichtlich ihrer Effizienz,
Spezifität
und geschmacklichen Eigenschaften ungeeignet (12, 14, 15).
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Apo B-100 ist das einzige Protein
des LDL. Erhöhte
Spiegel von LDL-Cholesterol und apo B-100 im Blut sind in starkem
Maße mit
der Entwicklung von Artherosklerose und dem Vorkommen koronarer
Herzerkrankungen assoziiert (8–11).
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Es wurde herausgefunden, dass die
Verabreichung von bestimmten Verbindungen, die PAF ("platelet activating
factor"; Thrombozyten
aktivierender Faktor)-antagonistische Aktivität aufweisen und strukturell
verwandten Verbindungen, die eine sol che Aktivität aufweisen können oder
nicht, zu einer verringerten Synthese von Apolipoprotein (a) (apo(a))
und/oder, unabhängig
davon, zu einer verstärkten
Synthese von Apolipoprotein AI (apo AI) führen.
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Detaillierte
Beschreibung
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Gemäß eines ersten Aspektes erstreckt
sich die Erfindung auf die Verwendung von Verbindungen, die als
PAF-Antagonisten aktiv sind, und von strukturell verwandten Verbindungen,
die nicht als PAF-Antagonisten aktiv sein müssen, bei der Verhinderung
und Behandlung von atherogenen Erkrankungen in Säugetieren, einschließlich dem
Menschen, durch Verringerung der Lipoprotein (a) (Lp(a))-Spiegel
im Plasma. Gemäß eines zweiten
Aspektes erstreckt sich die Erfindung auf solche Verbindungen bei
der Verhinderung und Behandlung von atherogenen Erkrankungen durch
Steigerung der HDL-Spiegel im Plasma. Es sollte verstanden werden, dass
sich der Begriff "strukturell
verwandt" erfindungsgemäß auf Verbindungen
bezieht, die strukturelle Ähnlichkeit
aufweisen, insbesondere skeletale Identität (wie in den beiliegenden
Ansprüchen
definiert) mit den PAF-Antagonisten, die jedoch nicht als PAF-Antagonisten
aktiv sein müssen.
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Geeignete PAF-Antagonisten werden
beispielsweise von Hwang in J. Lipid Mediators, 2 (1990) 123–158 (Literaturverweis
18) beschrieben. Beispiele umfassen verschiedene Benzo- und Thieno-Diazepine, Bis(trimethoxyphenyl)-
oder Bis(dimethoxyphenyl)dioxolane und -tetrahydrofurane, insbesondere trans-2,5-Bis(3,4,5-trimethoxyphenyl)tetrahydrofuran
(L-652,731) und cis- und
trans-2,4-Bis(3,4,5-trimethoxyphenyl)dioxolan und verschiedene Phospholipid-Analoge,
wie beispielsweise O-cis-5-(Octadecylcarbamoyloxymethyl)-2-tetrahydrofurylmethyl
O-(2-Chinolinoethyl)hydrogenphosphat (SRI 63-441). Diese und andere PAF-Antagonisten
sind ebenfalls von Saunders und Handley (Literaturverweis 19) und
von Weber und Heuer (Literaturverweis 20) beschrieben Die einzige
bislang bekannte, wirksame pharmakologische Behandlung zur Verringerung
der Lp(a)-Spiegel besteht in der Verabreichung von Nikotinsäure und
ihren Derivaten, entweder in Kombination mit Neomycin (jeweils 3
g/Tag und 2 g/Tag, vgl. Literaturverweis 23) oder alleine (4 g/Tag,
vgl. Literaturverweis 24). Die Verringerungen der Plasma-Spiegel
von lp(a) lagen in der Größenordnung
von 45% bzw. 38%.
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Die Benzo- und Thieno(di)azepine
stellen erfindungsgemäß eine vorteilhafte
Gruppe von Verbindungen zur Inhibierung der apo(a)-Synthese dar.
Die Benzo(di)azepine sind erfindungsgemäß ferner nützlich, um die apo A-I-Synthese
zu fördern.
Die meisten dieser Verbindungen sind per se bekannt. Beispiele für spezifische
(Di)azepine und ihre Synthese werden in US-Patent 5,302,590 und
in WO 96/20941 beschrieben.
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Die bekannten Wirkungen der Benzodiazepine
resultieren eigentlich alle aus den Wirkungen der Wirkstoffe auf
das zentrale Nervensystem. Die bekanntesten dieser Wirkungen sind
Sedation, Hypnose, verringerte Angstzustände, Muskelrelaxation, anterograde
Amnesie und anti-krampfauslösende
Aktivität.
Lediglich zwei Wirkungen der Wirkstoffe scheinen aus Wirkungen auf
periphere Gewebe zu resultieren: koronare Vasodilatation, die nach
intravenöser
Verabreichung von therapeutischen Dosen bestimmter Benzodiazepine
beobachtet wird, und neuromuskuläre
Blockade, die nur bei sehr hohen Dosen beobachtet wird (vgl. Literaturverweis
21).
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Im Jahre 1984 wurde berichtet, dass
psychotrope Triazolobenzodiazepine die durch den Thrombozyten-aktivierenden
Faktor induzierte Aggregation von Thrombozyten (22) inhibieren können. Der
Thrombozyten-aktivierende Faktor (PAF) ist ein wirksamer Entzündungs-Vermittler
mit einer großen
Vielzahl von biologischen Aktivitäten, wie beispielsweise Induktion
der Thrombozyten- und Neutrophilen-Aggregation, Bronchokonstriktion,
Hypotension und Steigerung der vaskulären Permeabilität (19).
Daher kann PAF ein biologisches Wirkungsprofil induzieren, das zahl reiche
der wesentlichen Merkmale von Asthma imitieren kann. PAF-Antagonisten können bei
der Bewältigung
oder bei der prophylaktischen Kontrolle von Asthma oder anderen
entzündlichen
und allergischen Zuständen
verwendet werden (19, 20). Zahlreiche Forschungsgruppen waren bei der
Trennung der ZNS-Aktivität
von dem PAF-Antagonismus erfolgreich (20).
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Die Benzo- und Thieno-(di)azepine,
die erfindungsgemäß verwendet
werden sollen, sind in den beiliegenden Ansprüchen definiert. Es sollte beachtet
werden, dass der Substituent, der durch R
2' in der Cyclopentan-2-yl-1-thiyl-Gruppe
dargestellt wird, die durch Symbol A dargestellt wird, substituiertes
Phenyl sein kann. Beispiele für
Substituenten in dieser Hinsicht umfassen Alkyl, Alkoxy, Halo, Hydroxyl,
Carbamoyl, Carboxyl und Alkoxycarbonyl sowie Kombinationen derselben,
wie beispielsweise eine Kombination von N-{3-[2-(4-Cylcoalkyl-2-thiazolyl)ethenyl]-phenyl}carbamoyl
und Carboxyl, Ethoxycarbonyl oder Carbamoyl, wie in
US 5,302,590 beschrieben wird.
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Die Diphenyl-tetrahydrofuran- und
Diphenyl-dioxolan-Derivate sowie die Tetrahydrofuran-Phospholipide
sind eine weitere Gruppe von erfindungsgemäß geeigneten Verbindungen und
werden in den Ansprüchen definiert.
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Die Spezifität der beschriebenen Wirkungen
wird durch das Fehlen einer jeglichen Auswirkung auf die apo B-100-
und Albumin-Synthese unterstrichen.
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Die pharmazeutischen Zusammensetzungen,
die erfindungsgemäß hergestellt
werden sollen, können auf
dem üblichen
Weg formuliert werden, z. B. durch Assoziieren der Verbindungen
mit einem pharmazeutisch geeigneten festen oder flüssigen Träger und
wahlweise Adjuvantien oder anderen aktiven Bestandteilen, Stabilisatoren,
Färbemittel,
Aromen etc. Die Zusammensetzung kann für die orale Verabreichung (Kapsel,
Pille, Tablette, Gel, Puder, Beutel, Sirup, Lösung, Dispersion etc.) geeignet
sein oder kann in Form einer injizierbaren Lösung oder einer anderen Verabreichungsform
vorliegen (z. B. als Zäpfchen
oder Pflaster). Die wirksame Dosis beträgt zwischen 0,01 und 30 mg
pro kg Körpergewicht
pro Tag, vorzugsweise zwischen 0,1 und 10 mg/kg pro Tag. Eine Dosis
kann in einer einzelnen Dosierung oder in mehreren täglichen
Dosierungen verabreicht werden.
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Beispiele
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Isolierung
und Kultur der Affen-Hepatozyten
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Affen-Hepatozyten wurden aus Lebern
von männlichen
und weiblichen Affen isoliert. Die Affen waren 1,5 bis 3 Jahre alt
und wurden vom Nationalen Institut für Öffentliche Gesundheit und Umweltschutz
(RIVM), Bilthoven, Niederlande, erhalten.
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Die Affen wurden am RIVM gezogen
und dienten als Spender für
Nieren, die an diesem Institut bei der Herstellung eines Poliomyelitis-Impfstoffs
verwendet wurden. Das Isolierungsverfahren wurde wie zuvor beschrieben
durchgeführt
(25). Die Lebensfähigkeit,
basierend auf der Fähigkeit
der Hepatozyten, Tryptanblau-Farbstoff (0,11%) auszuschließen, betrug
66 bis 96%. Die Gesamt-Zellausbeute variierte von 0,74 bis 2,3 × 109 lebensfähige
Zellen. Die Zellen wurden in Kulturschalen mit einer Dichte von
1,5 × 105 lebensfähige
Zellen pro Quadratzentimeter ausgesät und wurden in den ersten
24 Stunden in 1,5 ml pro 10 cm2 Williams-E-Medium,
das mit 10% Hitze-inaktiviertem (30 Minuten bei 56°C) fötalem Kälberserum
(FCS) (Boehringer Mannheim), 2 mmol/l L-Glutamin, 20 mU/ml Insulin
(135 nmol/l), 50 nmol/l Dexamethason, 100 U/ml Penicillin, 100 μg/ml Streptomycin
und 100 μg/ml
Kanamycin supplementiert worden war, bei 37°C und 5% CO2/95%
Luft-Atmosphäre
gehalten. Nach 14 bis 16 Stunden wurden die nicht-adhärenten Zellen
von den Schalen gewaschen, wobei das zuvor beschriebene Kulturmedium
verwendet wurde. 24 Stunden nach dem Aussäen wurden die Inkubationen
mit den Verbindungen in 1 ml desselben Kulturmediums begonnen, jedoch
mit einer geringeren Insulin-Konzentration, 10 nmol/l statt 135
nmol/l. Das Medium wurde alle 24 Stunden erneuert. Am Ende eines jeden
Inkubations-Zeitraums wurde das Medium gesammelt und für 30 Sekunden
in einer Eppendorf Zentrifuge bei. maximaler Geschwindigkeit zentrifugiert,
um Trümmer
und abgelöste
Zellen zu entfernen. Der Überstand
wurde in Trockeneis gefroren und bei –20°C bis zur Messung der Apolipoproteine
aufbewahrt. Nach der letzten Inkubation wurden die Zellen dreimal
mit kalter Phosphat-gepufferter Salzlösung (PBS), pH 7,4, gewaschen,
und das zelluläre
Protein wurde bestimmt. Alle Inkubationen, die Kontrolle und alle
Verbindungen bei verschiedenen Konzentrationen wurden mit Medium
durchgeführt,
das 0,1% (v/v) DMSO enthielt. Materialien, die zur Isolierung und
Kultivierung von Affen-Hepatozyten verwendet wurden, wurden von
verschiedenen, zuvor beschriebenen (25) Quellen erhalten.
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Isolierung
und Kultur von humanen Hepatozyten
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Humane Hepatozyten wurden von Stücken von
Lebern isoliert, die von Spendern erhalten wurden, die nicht für eine Transplantation
verwendet werden konnten. Die Hepatozyten wurden im Wesentlichen
wie zuvor im Detail beschrieben (26–28) isoliert und wie für die Affen-Hepatozyten
beschrieben kultiviert, mit der Ausnahme, dass die Inkubationen
zwischen 24 und 36 Stunden nach der Isolierung der Hepatozyten begonnen wurden.
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Apo(a)-, apo A-I- und
apo B-100-ELISA
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Die Gesamt-apo(a)-Konzentrationen
wurden unter Verwendung des TintElize Lp(a) (Biopool AB, Umeå, Schweden)
bestimmt. Dieser ELISA verwendet polyklonale Antikörper gegen
humanes apo(a) sowohl als bindenden Antikörper als auch als detektierenden
Antikörper
und detektiert auf diese Weise freies apo(a) sowie auch lp(a). Die
Antikörper
dieses Kits zeigen eine starke immunologische Kreuzreaktivität mit lp(a)
der Cynomolgus-Affen mit Standard-Kurven, die parallel zu humanem
lp(a) sind, was auf einen hohen Homologiegrad zwischen humanem lp(a)
und Cynomolgus-lp(a)
verweist (in Übereinstimmung
mit Makino et al. (29) und Azrolan et al. (30)).
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Die apo A-1- und apo B-100-Konzentrationen
im Medium wurden gemessen, wobei ein Sandwich-Enzym Linked Immunosorbent
Assay (ELISA) mit polyklonalen Antikörpern gegen humanes apo A-I
bzw. humanes apo B-100 sowohl als bindenden Antikörper als
auch als detektierende Antikörper
wie zuvor beschrieben (31, 32) verwendet wurden. Die Standardkurven
für apo
A-I und apo B-100 in humanen Seren und Cynomolgus-Affen-Seren und
im Medium von kultivierten Cynomolgus-Hepatozyten und humanen Hepatozyten
verliefen parallel, was darauf verweist, dass ähnliche Epitope auf apo A-I
und apo B-100 der beiden Arten erkannt werden.
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Die in Tabelle 1 gezeigten Daten
wurden von Messungen in Medien von Hepatozyten erhalten, die für 72 Stunden
mit den Verbindungen oder ohne die Verbindungen erhalten wurden,
d. h. ein Kulturzeitraum von 48 bis 72 Stunden.
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RNA-Hydribisierung
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Gesamt-RNA wurde nach dem Verfahren
von Chomczynski& Sacchi
(33) aus Cynomolgus-Hepatozyten isoliert, die für 48 Stunden in Gegenwart oder
in Abwesenheit der Verbindungen kultiviert worden waren. Nach Waschen
der RNA-Pellets mit 70 (v/v) Ethanol wurden die RNA-Proben in Wasser
gelöst.
Die RNA-Konzentrationen
jeder Probe wurde spektrophotometrisch bestimmt, wobei angenommen
wurde, dass eine A260-Einheit 40 μg RNA/ml
entspricht. Gleiche Mengen Gesamt-RNA (10 μg) der verschiedenen Inkubationen wurden
durch Elektrophorese auf einem 0,8%igen (w/v) Agarosegel, das 0,27
M Formaldehyd enthielt, getrennt und gemäß den Anweisungen des Herstellers
auf Hybond-N+ (Amersham) transferiert und mittels W-Strahlung quervernetzt.
Sonden, Markierungsbedingungen und Hydribisierung wurden wie zuvor
im Detail beschrieben (25) durchgeführt.
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Apo(a)-mRNAs wurden unter Verwendung
einer synthetischen, doppelsträngigen
Kringle IV-Sonde von 75 Nukleotiden mit der Sense-Sequenz: GGGAATTCGAACCTGCCAAGCTTGGTCATCTATGACACCACACTCGCA-TAGTCGGACCCCAGAATAAAGCTTGGG
detektiert, die auf der von McLean et al. (34) publizierten Sequenz
beruht. Diese Sonde wurde durch die Random-Primer-Methode gemäß den MegaprimeTM-DNA-Markierungssystemen (Amersham) markiert.
Nach der Hybridisierung wurden die Blots zweimal mit 2 × SSC/l%
SDS (1 × SSC
= 0,15 mol/l NaCl/0,015 mol/l Natriumcitrat, pH 7,0) und zweimal
mit 1 × SSC/l% SDS
für 30
Minuten bei 65°C
gewaschen. Die Blots wurden für
1 bis 24 Stunden einer Fuji-Imaging-Plate vom Typ BAS-MP ausgesetzt.
Die relativen mRNA-Mengen wurden unter Verwendung eines Phospho-Imagers (Fuji
Fujix BAS 1000) und des Computerprogramms BAS-Reader Version 2.8
und TINA Version 2.08c quantifiziert.
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Die in Tabelle 2 gezeigten Daten
werden von Messungen unter Verwendung von RNA erhalten, die aus
Hepatozyten isoliert wurde, welche für 48 Stunden mit den Verbindungen
oder ohne die Verbindungen kultiviert worden war.
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Tabelle
1. Wirkungen der Verbindungen auf die Synthese von apo A-I, apo(a)
und apo B-100 in Hepatoryten von Cynomolgus-Affen und humanen Hepatoryten
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Tabelle
2. Wirkung von Azepin 1 auf die mRNA-Spiegel von apo A-1 und apo(a)
in Hepatozyten von Cynomolgus-Affen und humanen Hepatozyten
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