JP4842838B2 - レムナント様リポタンパク質中のコレステロールの測定方法 - Google Patents

レムナント様リポタンパク質中のコレステロールの測定方法 Download PDF

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Description

本発明は、レムナント様リポタンパク質中のコレステロールの測定方法及び測定試薬に関する。
近年、高齢化に伴い、成人病の罹患率が急激に上昇している。この中で、特に循環器系疾患、例えば心疾患、脳血管系疾患(脳梗塞など)の発症には、動脈硬化症が重要な位置を占めていることは周知のところである。
一方、動脈硬化症の成立には血管壁へのコレステロールの蓄積が重要な役割を演じており、これには、血液中に存在する種々のリポタンパク質が関与する。リポタンパク質は、コレステロール、コレステロールエステル、中性脂肪、リン脂質及びアポタンパク質を構成成分としているが、これらリポタンパク質の中で、高密度リポタンパク質(HDL)中のコレステロールは動脈硬化症の危険因子として負の因子、低密度リポタンパク質(LDL)中のコレステロールは動脈硬化症の危険因子として正の因子とされており、臨床検査の分野で頻繁に測定されてきた。
しかしながら、近年LDL中のコレステロールよりも、レムナント様リポタンパク質の如く、脂質の代謝等に起因して生成するリポ蛋白質中のコレステロールが、動脈硬化症の危険因子として、より密接な指標となることが示されており、この観点で生体試料におけるリポタンパク質中のコレステロールを効率よく、より簡便に測定することが課題となっている。
従来、レムナント様リポタンパク質中のコレステロールの酵素測定方法に関しては、リポタンパク質中の構成アポタンパク質に対する抗体の固定化ゲルや、リン脂質分解酵素又は界面活性剤等を用いて、測定の選択性を上げ、コレステロールエステラーゼ及びコレステロールオキシダーゼ又はコレステロールデヒドロゲナーゼを作用させることにより、コレステロールエステルをコレステロールに変換した後、生じる過酸化水素又は還元型補酵素を測定する方法が報告されている(特許文献1及び2、非特許文献1参照)。
しかしながら、斯かる方法においても、レムナント様リポタンパク質に対する選択性や操作上の簡便性・測定時間の長さなどの点で一長一短があり、必ずしも十分であるとは言えない。
特開平2001−231597号公報 特許第2949354号公報 動脈硬化,25(9,10),371(1998)
本発明は、レムナント様タンパク質中のコレステロールをより簡便に且つ精度よく測定する方法及び当該方法を行うための試薬を提供することを目的とする。
本発明者らは、斯かる実情に鑑み、コレステロールエステラーゼの多くが少なからずエステラーゼ活性の他にリポタンパク質リパーゼ活性があることに注目し、リポタンパク質中のコレステロールを測定する際の条件を種々検討したところ、コレステロールエステラーゼ活性に比べてリポタンパク質リパーゼ活性の比率が高いコレステロールエステラーゼを選択し、これとコレステロールオキシダーゼ又はコレステロールデヒドロゲナーゼを用いてリポタンパク質中のコレステロールを測定した場合に、レムナント様リポタンパク質に対する選択性が高く、高密度リポタンパク質(HDL)、低密度リポタンパク質(LDL)、カイロミクロン(CM)、超低密度リポタンパク質(VLDL)、CMレムナント、VLDLレムナント、中密度リポタンパク質(IDL)レムナント等のリポタンパク質を含有する生体試料の中からレムナント様リポタンパク質中のコレステロールを選択的に測定できることを見出した。
すなわち、本発明は、リポタンパク質を含有する被検試料に、コレステロールエステラーゼ及びコレステロールオキシダーゼ又はコレステロールデヒドロゲナーゼを作用させ、生成する過酸化水素又は還元型補酵素を測定することによりリポタンパク質中のコレステロールを測定する方法において、リポタンパク質リパーゼとコレステロールエステラーゼの活性比率(リポタンパク質リパーゼ活性/コレステロールエステラーゼ活性)が12〜7000であるコレステロールエステラーゼを用いることを特徴とするレムナント様リポ蛋白質中のコレステロールの測定方法に係るものである。
また本発明は、リポタンパク質リパーゼとコレステロールエステラーゼの活性比率(リポタンパク質リパーゼ活性/コレステロールエステラーゼ活性)が12〜7000であるコレステロールエステラーゼと、コレステロールオキシダーゼ又はコレステロールデヒドロゲナーゼを含有するレムナント様リポタンパク質中のコレステロール測定試薬に係るものである。
本発明の測定方法及び測定試薬を用いることにより、レムナント様リポタンパク質中のコレステロールを極めて簡便に且つ感度良く、しかも短時間で測定できる。
LP酵素を用いた場合のLDLの反応特異性を示した図である。 LP酵素を用いた場合のHDLの反応特異性を示した図である。 本発明方法におけるunbound−VLDL、bound−VLDLに対する反応特異性を示した図である。 抗体添加におけるunbound−VLDL及びbound−VLDLに対する反応性を示した図である。 本発明測定方法及び既存の測定方法(RLP−II)における、血液中のレムナント様リポタンパク質を測定した時の相関を示した図である。
本発明のレムナント様リポ蛋白質中のコレステロールの測定方法は、コレステロールエステラーゼ及びコレステロールオキシダーゼ又はコレステロールデヒドロゲナーゼを作用させ、生成する過酸化水素又は還元型補酵素を測定するものであって、リポタンパク質リパーゼ(LPL)とコレステロールエステラーゼ(CE)の活性比率(リポタンパク質リパーゼ活性/コレステロールエステラーゼ活性)が12〜7000であるコレステロールエステラーゼを用いるものである。
コレステロールエステラーゼは、リポタンパク質中に含まれるコレステロールエステルを加水分解し、コレステロールを生成する酵素であるが、この酵素の多くは少なからず該エステラーゼ活性の他にリポタンパク質リパーゼ活性、即ち中性脂肪を加水分解するリパーゼ活性も併せ持つことが知られている。本発明においては、コレステロールエステラーゼ活性に比しリポタンパク質リパーゼ活性の強いもの、具体的にはリポタンパク質リパーゼとコレステロールエステラーゼの活性比率(リポタンパク質リパーゼ活性/コレステロールエステラーゼ活性)が12〜7000であるコレステロールエステラーゼを用いることが必要であり、これにより、レムナント様リポタンパク質に対して当該酵素が選択的に作用し、該タンパク質中のコレステロールエステルが選択的に加水分解され、その結果、目的のレムナント様リポタンパク質中のコレステロールのみが選択的に測定できる。
ここで、リポタンパク質リパーゼ活性とは、オリーブ油エマルジョンを用いたリポタンパク質リパーゼ活性分析法により算出した時の活性単位を示し(Horiuchi Y.et al.J Biochem 1976;80:367−370.)、コレステロールエステラーゼ活性とは、仔牛血清を用いたCEN活性分析法により算出した活性単位を示す(Kameno Y.et al.Jap J Clin Path 1976;24:650.)。
リポタンパク質リパーゼとコレステロールエステラーゼの活性比率(リポタンパク質リパーゼ活性/コレステロールエステラーゼ活性(以下、これを単に「活性比率」ともいう))は、12〜7000であるが、好ましくは20〜1000、より好ましくは28〜800である。
斯かる活性比率を有するコレステロールエステラーゼとしては、例えばLP(旭化成ファーマ社製、活性比率460〜800)、LPBP(旭化成ファーマ社製、活性比率5600〜6900)、CEN(旭化成ファーマ社製、活性比率13.0〜16.0)、CE(天野エンザイム社製、活性比率13.0〜16.0)、COE311(東洋紡社製、活性比率28.0〜35.0)又はこれらと同等の活性比率を有する酵素が挙げられる。
当該コレステロールエステラーゼは、該条件を満たす酵素であれば微生物又は動物由来のいずれでもよい。
また、コレステロールエステラーゼの使用量としては、被検試料中のレムナント様リポタンパク質の含有量或いは物理的性状に依存するが、通常0.1〜200単位/mLを使用すればよく、好適には1〜100単位/mLの範囲で使用することができる。通常、健常人においては、1〜5単位/mL程度で良好な測定結果を得ることができる。
尚、高脂血症患者の中でも特に従来から簡便な測定方法が望まれていたIII型家族性高脂血症患者では、50単位/mL以上を使用することが望ましい。また、健常妊婦では、一般に血中コレステロール値の上昇が認められるが、本発明のコレステロールエステラーゼを用いれば20単位/mLで良好な測定値を得ることができる。
本発明のレムナント様リポ蛋白質中のコレステロールの測定方法においては、被検試料を抗アポB−100抗体、抗アポA−I抗体にて前処理を施してもよい。斯かる抗体を添加することにより、アポB−100を構成成分に持つLDL,VLDL及びアポA−Iを構成成分に持つHDL、CMに対するコレステロールエステラーゼの選択性を上げることができる。
斯かる抗体処理技術は、特許第2949354号公報において開示されているが、操作方法としては抗体結合ゲルを被検試料に添加し、数時間放置することによりレムナント様リポタンパク質と他のリポタンパク質(HDL、LDL、VLDL、CM)を分離し、二次的にコレステロールエステラーゼの選択性を上げることを目的としている。しかし、本発明のコレステロールエステラーゼを用いれば、抗体をゲルで固定化する必要はなく、単に該抗体を添加するだけで、当該酵素のレムナント様リポタンパク質以外のリポタンパク質への作用を抑制することができ、結果的にレムナント様リポタンパク質への選択性を上げることができる。従って、上記方法においては、ゲル固定化抗体を添加後長時間静置することが必要であったが、本発明の方法によれば、抗体とリポタンパク質の結合により目的が達せられるため、添加後数分で次の操作に進むことができ、よって、操作方法の簡便さ・測定精度・時間的短縮の面で飛躍的に改善できる。
使用抗体としては、アポB−100或いはアポA−Iに対する抗体であれば特に制限はなく、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体或いはそれらの組み合わせのいずれも使用することができるが、一例としてアポB−100認識抗体としてJI−H(日本抗体研究所製)、アポA−I認識抗体としてH−12(日本抗体研究所製)を挙げることができる。さらに、抗体添加量としては、被検試料中のHDL、LDL、VLDL或いはCM量に依存することから、当該リポタンパク質に結合し得る量を添加すれば足りる。
コレステロールオキシダーゼとしては、コレステロールを酸化して過酸化水素を生成する能力を有する酵素であれば特に限定されず、例えば微生物又は動物由来のコレステロールオキシダーゼが挙げられる。
コレステロールデヒドロゲナーゼとしては、コレステロールを酸化し酸化型補酵素を還元する能力を有する酵素であれば特に限定されず、例えば微生物又は動物由来のコレステロールデヒドロゲナーゼが挙げられる。
上記コレステロールオキシダーゼ及びコレステロールデヒドロゲナーゼの使用量は、反応液中、それぞれ0.01〜200U/mLが好ましく、0.1〜100U/mLがより好ましい。
本発明の測定方法においては、コレステロールエステラーゼ、コレステロールオキシダーゼ、コレステロールデヒドロゲナーゼの他に、当該酵素の特異性、安定性を向上させるために、種々の金属イオン、特にCaイオンを添加して使用できる。
また、コレステロールエステラーゼ、コレステロールオキシダーゼ、コレステロールデヒドロゲナーゼは、同等の活性を有する限り、ポリエチレングリコールを主成分とする基、水溶性のオリゴ糖残基、スルホプロピル基などで化学的に修飾されたものであってもよく、遺伝子操作により得られる同等の活性を有する改良酵素であってもよい。
本発明の酵素反応は、水性媒体中で行なわれるが、特に緩衝液中で行なうのが好ましい。
緩衝液としては、例えばトリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン、リン酸緩衝剤、ホウ酸緩衝剤及びグッドの緩衝液等が上げられる。グッドの緩衝剤としては、N−(2−アセタミド)−2−アミノエタンスルホン酸(ACES)、N−(2−アセタミド)イミノ二酢酸(ADA)、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−2−アミノエタンスルホン酸(BES)、3−[N,N−ビス(2−ヒドキシルエチル)アミノ]−2−ヒドキシプロパンスルホン酸(DIPSO)、2−(2−ヒドロキシエチル)ピペラジン−N’−2−エタンスルホン酸(HEPES)、3−(N−モノホリノ)プロパンスルホン酸(MOPSO)、ピペラジン−N,N’−ビス(2−エタンスルホン酸)(PIPES)、ピペラジン−N,N’−ビス(2−ヒドロキシプロパン−3−スルホン酸)(POPS)などが挙げられる。
また、緩衝液のpHは4〜10、好ましくは5〜9である。緩衝液の使用濃度は、5〜500mMが好ましく、10〜200mMがより好ましく、20〜100mMが特に好ましい。
本発明の測定方法において、コレステロールエステラーゼ及びコレステロールオキシダーゼを用いる場合は、コレステロールの反応により酸素から過酸化水素が発生する。発生した過酸化水素は、例えばパーオキシダーゼの存在下、4−アミノアンチピリンとフェノール類、4−アミノアンチピリンとトリンダー試薬又は高感度の色素源を用いて定量することができる。
フェノール類としては、例えばフェノール、4−クロロフェノール、m−クレゾール、3−ヒドロキシ−2,4,6−トリヨード安息香酸(HTIB)等が挙げられる。
トリンダー試薬(同人化学研究所第19版総合カタログ、2002年)としては、N−スルホプロピルアニリン、N−エチル−N−(2−ヒドロキシ−3−スルホプロピル)−m−トルイジン(TOOS)、N−エチル−N−(2−ヒドロキシ−3−スルホプロピル)−3,5−ジメチルアニリン(MAOS)、N−エチル−N−(2−ヒドロキシ−3−スルホプロピル)−3,5−ジメトキシアニリン(DAOS)、N−エチル−N−スルホプロピル−m−トルイジン(TOPS)、N−(2−ヒドロキシ−m−トルイジン、N,N−ジスルホプロピル−3,5−ジメトキシアニリン、N−エチル−N−スルホプロピル−m−アニシジン、N−エチル−N−スルホプロピルアニリン、N−エチル−N−スルホプロピル−3,5−ジメトキシアニリン、N−スルホプロピル−ジスルホプロピル−3,5−ジメトキシアニリン、N−エチル−N−スルホプロピル−3,5−ジメチルアニリン、N−エチル−N−(2−ヒドロキシ−3−スルホプロピル)−m−アニシジン、N−エチル−N−(2−ヒドロキシ−3−スルホプロピル)アニリン、N−エチル−N−(2−ヒドロキシ−3−スルホプロピル)−3,5−ジメトキシアニリン、N−エチル−m−3−スルホプロピル−3−メトキシアニリン(APPS)、N−エチル−N−3−スルホプロピルアニリン(ALPS)、N−エチル−N−2−ヒドロキシ−3−スルフプロキシル−3−メトキシアニリン等のアニリン類あるいはN−エチル−N−(3−メチルフェニル)−N’−サクシニルエチレンジアミン(EMSE)、N−エチル−N−(3−メチルフェニル)−N’−アセチルエチレンジアミン等が挙げられる。
高感度の色素源としては、特公昭60−33479号公報で示される10−(N−メチルカルバモイル)−3,7−ビス(ジメチルアミノ)フェノチアジン(MCDP)、特公平4−27839で示されるビス[3−ビス(4−クロロフェニル)メチル−4−ジメチルアミノフェニル]アミノ(BCMA)、特開昭62−296号公報で示される化合物等が挙げられる。これら色素源の濃度としては、0.01〜10mg/mLが好ましい。
また、コレステロールエステラーゼ及びコレステロールデヒドロゲナーゼを用いる場合は、コレステロールの反応により酸化型補酵素であるNAD(P)から還元型補酵素であるNAD(P)Hが発生する。NAD(P)Hは、約300〜500nm、好ましくは330〜400nm、特に好ましくは約340nmでの反応液の吸光度を測定することにより定量することができる。尚、NAD(P)Hの定量は、ジアホラーゼ、テトラゾリウム塩を添加してホルマザン色素を生成させ、ホルマザン色素を比色して行なうこともできる。
反応は、10〜50℃、好ましくは30〜40℃、通常37℃で、1〜30分間、好ましくは2〜10分間行なえばよい。
本発明の試薬は、コレステロールエステラーゼ活性に比しリポタンパク質リパーゼ活性の強いコレステロールエステラーゼと、コレステロールオキシダーゼ又はコレステロールデヒドロゲナーゼを含有するものである。
また、例えばレムナント様リポタンパク質以外のリポタンパク質が被検試料中に多く存在している場合など、これらリポタンパク質の影響を低減したい際、前述抗アポB−100抗体及び抗アポA−I抗体による前処理を行なう場合には、当該抗体を含有する第1試薬、上記の酵素溶液を含有する第2試薬からなる試薬として構成するのが好ましい。この場合、被検試料に第1試薬を添加し、25〜40℃で、1〜10分反応させた後、第2試薬を添加し25〜40℃で、2〜20分間作用させるのが望ましい。
また、当該測定試薬には、必要により生体試料中のグロブリンなどのタンパク質を可溶化するための種々の塩類、リポタンパク質凝集剤、他の酵素等を含有させることができる。
斯かる塩類としては、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム、塩化カリウム、硫酸カリウム、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、酢酸マグネシウム、塩化リチウム、硫酸リチウム、硫酸アンモニウム、硝酸マグネシウム、硝酸カルシウムなどが挙げられ、0〜100mMで使用される。リポタンパク質凝集剤としてはリンタングステン酸塩、デキストラン硫酸塩、ヘパリンなどのポリアニオンが、マグネシウム、カルシウム、コバルト等の2価の金属塩が挙げられる。また、他の酵素としてはアスコルビン酸オキシダーゼ等が挙げられる。
尚、本発明に適用する被検試料は、特に限定されるものではなく、具体的には生体試料においては血液自体又は血漿、血清等の血液画分を使用することができる。
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に制限されるものではない。
実施例1
(1)試料の調製
血清成分をLDL画分及びHDL画分に分画し、各リポタンパク質の測定を行なった。該タンパク質の分画方法を下記に示す。
抗アポB−100抗体結合アフィニテイカラム、抗アポA−I抗体結合アフィニテイカラムを各々作製し、血清を添加して結合画分を回収し、それぞれLDL、HDLとした。
また、VLDLの分画は超遠心分離法(Havel R.J.et al.J Clin Invest 1955;34:1345.、120,000rpm,1.5hr,4℃)で分離した(Total−VLDL)後、免疫吸着法(抗アポB−100抗体結合アフィニティーカラム)に結合した画分を、Bound−VLDL、素通り画分をUnbound−VLDL(レムナント様リポタンパク質画分)とした。実施例2及び3の測定に際しては、いずれもコレステロール濃度として40mg/dLに調製したものを使用した。
(2)測定試薬の調製
下記に示されるレムナント様リポタンパク質中のコレステロール測定試薬を作製した。
Figure 0004842838
Figure 0004842838
(3)測定方法・結果
抗体前処理を行なう場合は、210μLの試薬1を分光光度計のセルに入れ、血清20μLを添加して攪拌した後、37℃にて加温した。次いで、5分後(reaction point 17)に予め37℃に加温しておいた試薬2を70μL添加し、その後5分(reaction point 33)まで測定した。測定波長は、主波長572nm及び副波長748nmにて測定した。
評価の基準はreaction point 17−33までの吸光度変化率で評価した。
実施例2
(1)コレステロールエステラーゼのLDL及びHDLに対する反応特異性
LDL及びHDLを0.1%の界面活性剤(エマルゲン、花王社製)にて処理を行なったものと、未処理溶液を被検試料として、コレステロールの測定を行なった。但し、コレステロールエステラーゼとして、LP酵素(旭化成ファーマ社製、活性比率512)又はCE酵素(天野エンザイム社製、活性比率14.3)を用いた。LDLを図1に、HDLを図2に示す。測定方法は、実施例1に従った。いずれもコレステロール総反応量(界面活性剤処理)に比べLP酵素を使用した場合、著しく反応性が低減されていた。また、CE酵素を用いた場合は、LP酵素に比べ高い吸収を示した。
実施例3
(2)Unbound−VLDL(レムナント様リポタンパク質画分)、bound−VLDLの反応特異性
本発明測定方法におけるVLDL画分の反応特異性をLP酵素を用いて検討した。尚、測定方法は、実施例1に従った。図3は、抗アポB−100抗体(JI−H)及び抗アポA−I抗体(H−12)未添加、図4は、抗体添加における反応性を示す。抗体は、JI−H及びH−12共に終濃度100μg/mLとなるように第1液に対して抗体を添加した。図3、図4共にunbound−VLDL及びbound−VLDL共にほぼ同様の反応曲線を示し、レムナント様リポタンパク質中のコレステロールが選択的に測定されることが確認された。さらに、抗体の添加した場合は、bound−VLDL反応性はさらに約1/3まで低下し、酵素反応が抑制された。
従って、抗体添加によりレムナント様リポタンパク質がより精度良く測定されることが判明した。
実施例4 市販レムナント様リポタンパク質中コレステロール測定キットとの比較
(1)VLDL画分中のレムナント様リポタンパク質中のコレステロールを従来のレムナント様タンパク質測定キット(RLP−C II、日本抗体研究所社製)と、各種コレステロールエステラーゼ(LP:活性比率512(旭化成ファーマ社製)、LPBP:活性比率6296(旭化成ファーマ社製)、CEBPM:活性比率11.2(東洋紡社製)、CEN:活性比率14.3(旭化成ファーマ社製)、COE311:活性比率31.8(東洋紡社製))を使用して実施例3と同様の条件で測定し、その相関を求めた。結果を表1に示す。
その結果、CEBPMを除く4酵素を使用した場合には、既存の市販キットとの測定値の間に相関が認められた。
Figure 0004842838
(2)臨床検体のレムナント様リポタンパク質中のコレステロールを、従来のレムナント様タンパク質測定キット(RLP−C II、日本抗体研究所社製)と、本発明の測定方法(コレステロールエステラーゼとして、LP(旭化成ファーマ社製、活性比率512)を使用)を用いて測定し、その相関を求めた。
健常人14例、III型高脂血症2例を含む高脂血症者20例、冠動脈疾患患者65例、以上99例を対象としてRLP−C II法とDirect RLP−C法で同時に測定し、その相関を比較検討した。その結果、回帰曲線y=0.987x+0.326、相関係数r=0.962と良好な相関が得られた(図5)。

Claims (4)

  1. リポタンパク質を含有する被検試料に、コレステロールエステラーゼ及びコレステロールオキシダーゼ又はコレステロールデヒドロゲナーゼを作用させ、生成する過酸化水素又は還元型補酵素を測定することによりリポタンパク質中のコレステロールを測定する方法において、リポタンパク質リパーゼとコレステロールエステラーゼの活性比率(リポタンパク質リパーゼ活性/コレステロールエステラーゼ活性)が28〜800であるコレステロールエステラーゼを用いることを特徴とするレムナント様リポ蛋白質中のコレステロールの測定方法。
  2. 被検試料を抗アポB−100抗体、抗アポA−I抗体にて前処理するものである請求項1記載の方法。
  3. リポタンパク質リパーゼとコレステロールエステラーゼの活性比率(リポタンパク質リパーゼ活性/コレステロールエステラーゼ活性)が28〜800であるコレステロールエステラーゼと、コレステロールオキシダーゼ又はコレステロールデヒドロゲナーゼを含有するレムナント様リポタンパク質中のコレステロール測定試薬。
  4. 抗アポB−100抗体、抗アポA−I抗体を含む第1試薬と、請求項3記載の測定試薬を含む第2試薬からなるレムナント様リポタンパク質中のコレステロール測定試薬。
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