JP6273338B1 - How to identify Parkinson's disease dementia from Parkinson's disease - Google Patents
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Abstract
【課題】被験者において正常な認知力のパーキンソン病またはパーキンソン病認知症を特定する方法の提供。【解決手段】被験者の血液試料中のα−シヌクレインの生体外免疫磁気的低下(IMR)シグナルを検出し、そのうち、(a)前記IMRシグナルが、α−シヌクレインに対する抗体を含む磁気ナノ粒子と結合したα−シヌクレインにより生成される工程と、(b)工程(a)で検出されたα−シヌクレインのIMRシグナルをロジスティック関数(I)に当てはめ、血液試料中のα−シヌクレインの濃度を計算し、(c)工程(b)で取得されたα−シヌクレインの濃度と所定の閾値範囲を比較し、所定の閾値範囲より高い場合はパーキンソン病認知症、所定の閾値範囲の間である場合は正常な認知力のパーキンソン病、所定の閾値範囲より低い場合は健康であることを示す工程とを含む。【選択図】なしProvided is a method for identifying Parkinson's disease or Parkinson's disease dementia with normal cognitive ability in a subject. An in vitro immunomagnetic decrease (IMR) signal of α-synuclein in a blood sample of a subject is detected, wherein (a) the IMR signal binds to a magnetic nanoparticle comprising an antibody against α-synuclein. (B) applying the IMR signal of α-synuclein detected in step (a) to the logistic function (I), and calculating the concentration of α-synuclein in the blood sample, (C) The α-synuclein concentration obtained in step (b) is compared with a predetermined threshold range. If the concentration is higher than the predetermined threshold range, Parkinson's disease dementia is normal. Parkinson's disease of cognitive ability, and a process of indicating health when lower than a predetermined threshold range. [Selection figure] None
Description
本発明はパーキンソン病認知症をパーキンソン病から特定する方法に関する。 The present invention relates to a method for identifying Parkinson's disease dementia from Parkinson's disease.
パーキンソン病(PD)はアルツハイマー病に次いで、2番目に多い神経変性病である。66歳以上の高齢者の1%超がPDを患っている。世界で約1000万人がPDを抱えて暮らしている。PD患者一人当たりの直接的または間接的医療コストは年間約10万米ドルと見積もられている。特に米国、カナダ、欧州、オーストラリアなど、多くの国が維持不可能な医療費の増加を心配している。PDの診断、治療、ワクチンの開発に多くのリソースと努力が注がれている。 Parkinson's disease (PD) is the second most common neurodegenerative disease after Alzheimer's disease. Over 1% of elderly people over the age of 66 suffer from PD. About 10 million people around the world live with PD. Direct or indirect medical costs per PD patient are estimated at approximately US $ 100,000 per year. Many countries, especially the United States, Canada, Europe and Australia, are worried about an unsustainable increase in health care costs. Much resources and efforts are devoted to the diagnosis, treatment, and vaccine development of PD.
PD診断の臨床基準は動作緩慢、歯車様硬直、休止時振戦、姿勢の不安定など運動障害の観察である。これらの臨床的特徴は一般的に使用されているが、PDの診断にはいくつかの重大な問題がある。例えば、他の運動障害(例:多系統萎縮症、大脳皮質基底核変性症、または進行性核上まひ)もPDの臨床症状と重なり、PD診断の精度が低下することがある。さらに、臨床症状は大脳基底核、特に黒質におけるドーパミン作動性ニューロンの50%超の変性後に現れることが報告されている。臨床的な運動障害の観察を使用した早期段階でのPD診断は非常に難しい。遺伝子配列の分析は早期段階でのPD診断においてより優れた方法であるかもしれない。それでも、PD患者のうち遺伝性は10%のみである。PD患者の90%は散発性である。 Clinical criteria for PD diagnosis are observation of movement disorders such as slow movement, gear-like stiffness, resting tremor, and unstable posture. Although these clinical features are commonly used, there are several serious problems in the diagnosis of PD. For example, other movement disorders (eg, multiple system atrophy, cerebral cortex basal ganglia degeneration, or progressive supranuclear paralysis) may overlap with the clinical symptoms of PD, reducing the accuracy of PD diagnosis. Furthermore, clinical symptoms have been reported to appear after more than 50% degeneration of dopaminergic neurons in the basal ganglia, particularly the substantia nigra. Early stage PD diagnosis using observation of clinical movement disorders is very difficult. Gene sequence analysis may be a better method for early stage PD diagnosis. Still, only 10% of PD patients are inherited. 90% of PD patients are sporadic.
パーキンソン病認知症(PDD)と呼ばれる認知機能障害と認知症の発症は、PDにおいて一般的である。PDにおける認知症進行の予測は難しく、当該分野において大きな影響がある。研究者らは現在PDとPDDを区別する生体分子診断の達成に取り組んでいる。α−シヌクレインはPDまたはPDDの最も認知度の高いバイオマーカーである。α−シヌクレイン分子はリン酸化した、リン−α−シヌクレイン分子で、相互に容易に凝集してドーパミン作動性ニューロン内でレビー小体を形成する。 レビー小体を有するドーパミン作動性ニューロンは変性し、ドーパミンを発現する能力を失う。脳の運動皮質中の神経系細胞がドーパミン不足のため損傷し、運動障害が促進される。 Cognitive dysfunction called Parkinson's disease dementia (PDD) and the onset of dementia are common in PD. Predicting dementia progression in PD is difficult and has a significant impact in the field. Researchers are currently working to achieve biomolecular diagnostics that distinguish PD and PDD. α-synuclein is the most recognized biomarker for PD or PDD. Alpha-synuclein molecules are phosphorylated, phosphorous-alpha-synuclein molecules that aggregate easily with each other to form Lewy bodies in dopaminergic neurons. Dopaminergic neurons with Lewy bodies degenerate and lose the ability to express dopamine. Nervous cells in the motor cortex of the brain are damaged due to lack of dopamine, and movement disorders are promoted.
数多くの発見において、PDまたはPDD患者では健康な被験者と比較して、レビー小体の形成により脳脊髄液(CSF)中のα−シヌクレインの濃度が低下することが示されている。しかしながら、血中α−シヌクレイン濃度におけるばらつきに付いて報告されている結果は一貫性がない。血漿α−シヌクレインについての分析結果に一貫性がない主な理由は、この分析法の低濃度検出限界が優れないためである。これらの報告によると、酵素免疫測定法(ELISA)がCSFまたは血漿中のα−シヌクレインの分析に使用されている。α−シヌクレインは脳と脊髄で発現され、これらの部位では豊富であるが、末梢血系では量が非常に少ない。ELISAは血漿中のα−シヌクレインのように、超低濃度のタンパク質を正確に検出することができない。このため、ELISAを使用したPDまたはPDDの生体分子診断におけるα−シヌクレインの分析には血漿の代わりとしてCSFのほうが適している。 Numerous findings have shown that the formation of Lewy bodies reduces the concentration of α-synuclein in cerebrospinal fluid (CSF) in PD or PDD patients compared to healthy subjects. However, the results reported for variability in blood α-synuclein concentrations are inconsistent. The main reason for the inconsistency in the analysis results for plasma α-synuclein is that the low concentration detection limit of this analysis method is not excellent. According to these reports, enzyme immunoassay (ELISA) has been used for the analysis of α-synuclein in CSF or plasma. Alpha-synuclein is expressed in the brain and spinal cord and is abundant at these sites, but is very low in the peripheral blood system. ELISA cannot accurately detect very low concentrations of protein, such as α-synuclein in plasma. For this reason, CSF is more suitable as a substitute for plasma for analysis of α-synuclein in PD or PDD biomolecular diagnosis using ELISA.
CSFは通常腰椎穿刺によって採取されるが、これはリスクが高く、不快感を与える。CSF中のα−シヌクレイン分析による早期診断は一般人口に広く受け入れられてはいない。代わりに、血液は医療機関でずっと簡単に採取することができる。したがって、血漿中の超低α−シヌクレインの分析を実現するために、高感度の検出技術が必要とされている。 CSF is usually collected by lumbar puncture, which is risky and uncomfortable. Early diagnosis by analysis of α-synuclein in CSF is not widely accepted by the general population. Instead, blood can be collected much more easily at a medical institution. Therefore, a highly sensitive detection technique is required to realize analysis of ultra-low α-synuclein in plasma.
本発明の目的は、被験者における正常な認知力のパーキンソン病またはパーキンソン病認知症を特定する方法を提供することにある。 It is an object of the present invention to provide a method for identifying normal cognitive Parkinson's disease or Parkinson's disease dementia in a subject.
本発明の被験者における正常な認知力のパーキンソン病またはパーキンソン病認知症を特定する方法は、(a)被験者の血液試料中のα−シヌクレインの生体外免疫磁気的低下(immunomagnetic reduction;IMR)シグナルを検出し、そのうち、前記IMRシグナルが、α−シヌクレインに対する抗体を含む磁気ナノ粒子と結合したα−シヌクレインにより生成される工程と、(b)工程(a)で検出されたα−シヌクレインのIMRシグナルをロジスティック関数(I)に当てはめ、血液試料中のα−シヌクレインの濃度を計算し、
(I)
そのうち、IMR(%)はα−シヌクレインのIMRシグナルであり、φα−synはα−シヌクレインの濃度であり、フィッティングパラメータAはバックグラウンド値であり、Bは最大値であり、φoはIMRシグナルが((A+B)/2)に等しいときのα−シヌクレインの濃度であり、γはφα−synをx軸、IMR(%)をy軸としたときの曲線のデータポイントφoでの傾斜である工程と、(c)工程(b)で取得されたα−シヌクレインの濃度と、所定の閾値範囲を比較し、そのうち、α−シヌクレインの濃度が所定の閾値範囲より高い場合、パーキンソン病認知症であることを示し、α−シヌクレインの濃度が所定の閾値範囲の間である場合、正常な認知力のパーキンソン病であることを示し、α−シヌクレインの濃度が所定の閾値範囲より低い場合、健康であることを示す工程と、を含む。
A method for identifying normal cognitive Parkinson's disease or Parkinson's disease dementia in a subject of the present invention comprises (a) generating an in vitro immunomagnetic reduction (IMR) signal of α-synuclein in a blood sample of a subject. Detecting, wherein the IMR signal is generated by α-synuclein bound to magnetic nanoparticles containing antibodies against α-synuclein, and (b) the IMR signal of α-synuclein detected in step (a) Is applied to the logistic function (I) to calculate the concentration of α-synuclein in the blood sample,
(I)
Of these, IMR (%) is the IMR signal of α-synuclein, φ α-syn is the concentration of α-synuclein, fitting parameter A is the background value, B is the maximum value, and φ o is the IMR. The concentration of α-synuclein when the signal is equal to ((A + B) / 2), γ is the data point φ o of the curve when φ α-syn is the x axis and IMR (%) is the y axis (C) comparing the concentration of α-synuclein obtained in step (b) with a predetermined threshold range, and when the concentration of α-synuclein is higher than the predetermined threshold range, When it is Parkinson's disease dementia and the concentration of α-synuclein is within a predetermined threshold range, it indicates that the disease is normal cognitive Parkinson's disease, and the concentration of α-synuclein is lower than the predetermined threshold range. Low Optionally comprises a step of indicating a health.
発明者らは、例えば1〜10pg/ml以下などの超低濃度で生体分子を量的に検出するための免疫磁気的低下(IMR)と呼ばれる免疫測定技術を開発した。IMRの超高感度に主に寄与しているのは、抗体機能性磁気ナノ粒子の利用である。これらの磁気ナノ粒子は試薬中によく分散され、試験試料中のあらゆる場所の標的生体分子を捕捉することができる。そのほか、粒子がナノレベルのサイズであるため、合計の結合免責が極めて大きい。したがって、磁気ナノ粒子の表面上に固定化された抗体は非常に効率的に標的生体分子に結合することができ、IMRを使用した超高感度の免疫測定が確立された。IMRはヒトの血漿中の超低濃度のβ−アミロイドおよびタウ蛋白の分析に適用できることが示されている。健康な被験者と、アルツハイマー病による軽度認知障害患者間の明確な区別が血漿β−アミロイドとタウ蛋白の分析によって明らかにされた。これらの結果によって、ヒト血漿中の超低濃度α−シヌクレインを分析し、PDまたはPDDの生体分子診断を達成する、または血漿α−シヌクレイン濃度によってPDとPDDを区別することの実行可能性を調査する動機付けを得た。この作業においては、IMRを利用したα−シヌクレイン分析用の試薬を調製する。試薬及びα−シヌクレイン分析の特性を調べる。さらに比較のため、ELISAを使用したα−シヌクレインに関する分析特性を調べる。最後に、血漿α−シヌクレインの分析によるPD患者、PDD患者、健康な被験者の区別についての初期的な結果を報告する。この作業において行われる横断的研究はPDにおけるPDDの進行予測に対応することはできないが、結果はPDDとPDの区別におけるこの血漿α−シヌクレイン測定方法の使用可能性を示唆している可能性がある。 The inventors have developed an immunoassay technique called immunomagnetic reduction (IMR) for quantitatively detecting biomolecules at ultra-low concentrations such as 1-10 pg / ml or less. The main contribution to the ultra-high sensitivity of IMR is the use of antibody functional magnetic nanoparticles. These magnetic nanoparticles are well dispersed in the reagent and can capture target biomolecules anywhere in the test sample. In addition, since the particles are nano-sized, the total bond exemption is very large. Therefore, antibodies immobilized on the surface of magnetic nanoparticles can bind to target biomolecules very efficiently, and an ultrasensitive immunoassay using IMR has been established. IMR has been shown to be applicable to the analysis of very low concentrations of β-amyloid and tau protein in human plasma. A clear distinction between healthy subjects and patients with mild cognitive impairment due to Alzheimer's disease was revealed by analysis of plasma β-amyloid and tau protein. These results analyze the very low levels of α-synuclein in human plasma and investigate the feasibility of achieving PD or PDD biomolecular diagnostics or distinguishing PD and PDD by plasma α-synuclein concentration Got the motivation to do. In this work, a reagent for α-synuclein analysis using IMR is prepared. Characterization of reagents and α-synuclein analysis. For further comparison, the analytical properties for α-synuclein using ELISA are examined. Finally, we report the initial results on the differentiation of PD patients, PDD patients and healthy subjects by analysis of plasma α-synuclein. Although cross-sectional studies conducted in this work cannot address the prediction of PDD progression in PD, the results may suggest the feasibility of using this method of plasma α-synuclein determination in PDD and PD is there.
本発明の被験者における正常な認知力のパーキンソン病またはパーキンソン病認知症を特定する方法は、(a)被験者の血液試料中のα−シヌクレインの生体外免疫磁気的低下(immunomagnetic reduction;IMR)シグナルを検出し、そのうち、前記IMRシグナルが、α−シヌクレインに対する抗体を含む磁気ナノ粒子と結合したα−シヌクレインにより生成される工程と、(b)工程(a)で検出されたα−シヌクレインのIMRシグナルをロジスティック関数(I)に当てはめ、血液試料中のα−シヌクレインの濃度を計算し、
(I)
そのうち、IMR(%)はα−シヌクレインのIMRシグナルであり、φα−synはα−シヌクレインの濃度であり、フィッティングパラメータAはバックグラウンド値であり、Bは最大値であり、φoはIMRシグナルが((A+B)/2)に等しいときのα−シヌクレインの濃度であり、γはφα−synをx軸、IMR(%)をy軸としたときの曲線のデータポイントφoでの傾斜である工程と、(c)工程(b)で取得されたα−シヌクレインの濃度と、所定の閾値範囲を比較し、そのうち、α−シヌクレインの濃度が所定の閾値範囲より高い場合、パーキンソン病認知症であることを示し、α−シヌクレインの濃度が所定の閾値範囲の間である場合、正常な認知力のパーキンソン病であることを示し、α−シヌクレインの濃度が所定の閾値範囲より低い場合、健康であることを示す工程と、を含む。
A method for identifying normal cognitive Parkinson's disease or Parkinson's disease dementia in a subject of the present invention comprises (a) generating an in vitro immunomagnetic reduction (IMR) signal of α-synuclein in a blood sample of a subject. And wherein the IMR signal is generated by α-synuclein bound to magnetic nanoparticles containing antibodies against α-synuclein, and (b) the IMR signal of α-synuclein detected in step (a) Is applied to the logistic function (I) to calculate the concentration of α-synuclein in the blood sample,
(I)
Of these, IMR (%) is the IMR signal of α-synuclein, φ α-syn is the concentration of α-synuclein, fitting parameter A is the background value, B is the maximum value, and φ o is the IMR. The concentration of α-synuclein when the signal is equal to ((A + B) / 2), γ is the data point φ o of the curve when φ α-syn is the x axis and IMR (%) is the y axis (C) comparing the concentration of α-synuclein obtained in step (b) with a predetermined threshold range, and when the concentration of α-synuclein is higher than the predetermined threshold range, When it is Parkinson's disease dementia and the concentration of α-synuclein is within a predetermined threshold range, it indicates that the disease is normal cognitive Parkinson's disease, and the concentration of α-synuclein is lower than the predetermined threshold range. Low If, and a step of indicating a health.
好ましい実施態様において、前記磁気ナノ粒子の材料は、Fe3O4、Fe2O3、MnFe2O4、CoFe2O4、NiFe2O4で構成される群より選択される。 In a preferred embodiment, the magnetic nanoparticle material is selected from the group consisting of Fe 3 O 4 , Fe 2 O 3 , MnFe 2 O 4 , CoFe 2 O 4 , NiFe 2 O 4 .
別の好ましい実施態様において、前記磁気ナノ粒子の材料はFe3O4で構成される群より選択される。 In another preferred embodiment, the magnetic nanoparticle material is selected from the group consisting of Fe 3 O 4 .
更に好ましい実施態様において、前記血液試料は血漿である。 In a further preferred embodiment, the blood sample is plasma.
以下の実施例は本発明のさまざまな要素と特徴を説明するためだけのものであり、本発明を限定しない。 The following examples are merely illustrative of various elements and features of the invention and do not limit the invention.
方法 Method
α−シヌクレイン分析用試薬は磁気Fe3O4ナノ粒子(MF-DEX-0060、MagQu)α−シヌクレインに対する機能性モノクローナル抗体(sc−12767、Santa Crusz Biotech.)を含む。磁気Fe3O4ナノ粒子への抗体固定に関する詳細なプロセスはHorng et al.(IEEE Trans Appl Supercond.2005;15:668〜671)及びYang et al.(J Magn Magn Mater.2008;320:2688〜2691)で説明されている。抗体機能性磁気Fe3O4ナノ粒子はpH−7.2リン酸緩衝生理食塩水(PBS)溶液中に分散される。粒径分布が動的レーザー光散乱法(Nanotrac−150、Microtrac)により分析される。試薬の磁気濃度は振動試料磁力計(HysterMag、MagQu)を使用して測定される。磁気ナノ粒子上の抗体の生物活性がIMR分析器(XacPro−S、MagQu)を使用して測定される。IMR分析器は磁気センサーとして高温超伝導量子干渉計(High−Tc SQUID)磁力計を装備したAC磁気磁化率計である。AC磁気磁化率計の詳細についてはYang et al.(IEEE Trans Appl Supercond.2013;23:1600604〜1600607)及びChieh et al.(J Appl Phys 2008、 103:014703-1-6)で説明されている。IMRシグナルとα−シヌクレインの濃度間の関係を確立するため、PBS溶液でスパイクされたα−シヌクレイン(ab51189、Abcam)が用意された。IMRシグナルの各測定について、80μlの試薬が40μlのα−シヌクレイン溶液と混合され、続いてIMR分析器(XacPro−S、MagQu)を使用してIMRシグナルが検出された。α−シヌクレイン溶液の各濃度でIMRシグナルに対して同じ測定が行われた。IMRシグナルの測定に加え、α−シヌクレイン濃度依存的吸光度単位(optical absorbance unit)を見つけるために市販のELISAキット(KHB0061、Novex)ga使用された。 Reagents for α-synuclein analysis include magnetic Fe 3 O 4 nanoparticles (MF-DEX-0060, MagQu), a functional monoclonal antibody against α-synuclein (sc-12767, Santa Cruz Biotech.). Detailed processes for antibody immobilization on magnetic Fe 3 O 4 nanoparticles are described in Horn et al. (IEEE Trans Appl Supercond. 2005; 15: 668-671) and Yang et al. (J Magn Magn Mater. 2008; 320: 2688). ~ 2691). Antibody functional magnetic Fe 3 O 4 nanoparticles are dispersed in pH-7.2 phosphate-buffered saline (PBS) solution. The particle size distribution is analyzed by dynamic laser light scattering (Nanotrac-150, Microtrac). The magnetic concentration of the reagent is measured using a vibrating sample magnetometer (HysterMag, MagQu). The biological activity of the antibody on the magnetic nanoparticles is measured using an IMR analyzer (XacPro-S, MagQu). The IMR analyzer is an AC magnetic susceptometer equipped with a high-temperature superconducting quantum interferometer (High-Tc SQUID) magnetometer as a magnetic sensor. Details of the AC magnetic susceptibility meter are described in Yang et al. (IEEE Trans Appl Super Super. 2013; 23: 160064-1600607) and Chieh et al. (J Appl Phys 2008, 103: 014703-1-6). Yes. To establish the relationship between the IMR signal and the concentration of α-synuclein, α-synuclein spiked with PBS solution (ab51189, Abcam) was prepared. For each measurement of IMR signal, 80 μl of reagent was mixed with 40 μl of α-synuclein solution, followed by detection of IMR signal using an IMR analyzer (XacPro-S, MagQu). The same measurements were made on the IMR signal at each concentration of α-synuclein solution. In addition to the measurement of the IMR signal, a commercially available ELISA kit (KHB0061, Novex) ga was used to find the α-synuclein concentration-dependent absorbance unit.
本発明に参加した志願者には、主要な全身性疾患、手術、入院の医療チェックリストが与えられた。心不全、最近の心筋梗塞(過去6ヶ月間)、悪性腫瘍(過去2年間)、または管理不良の糖尿病(HbA1C>8.5)を含む、管理されていない疾患を報告した志願者は除外された。また、志願者には健康診断も実施された。本発明は大学病院の倫理委員会および治験審査委員会により承認された。 Volunteers who participated in the present invention were given medical checklists for major systemic diseases, surgery, and hospitalization. Volunteers who reported uncontrolled disease, including heart failure, recent myocardial infarction (past 6 months), malignancy (past 2 years), or poorly managed diabetes (HbA1C> 8.5) were excluded . Applicants were also given a medical examination. The present invention was approved by the University Hospital Ethics Committee and the Clinical Trial Review Board.
参加者には、10mlの非絶食静脈血(K3 EDTA、ラベンダーキャップ採血管)の提供が求められた。各試料にサンプリング順序に従って登録番号が割り当てられた。従って、試験室スタッフには被験者の臨床状態および人口学的データが知らされなかった。血液試料は採取の1時間以内に遠心分離され(2500g、15分間)、血漿がクライオチューブに分割され、−80℃で最長3ヶ月保管された後、IMRによる測定のため解凍された。IMRによるα−シヌクレイン濃度の測定用に、80μlの試薬が40μlの血漿と混合された。各血漿試料について同様の測定が行われた。 Participants were required to provide 10 ml of non-fasting venous blood (K3 EDTA, lavender cap blood collection tubes). Each sample was assigned a registration number according to the sampling order. Therefore, laboratory staff were not informed of the subject's clinical status and demographic data. Blood samples were centrifuged within 1 hour of collection (2500 g, 15 minutes), plasma was divided into cryotubes, stored at −80 ° C. for up to 3 months, and then thawed for measurement by IMR. For determination of α-synuclein concentration by IMR, 80 μl of reagent was mixed with 40 μl of plasma. Similar measurements were made for each plasma sample.
38〜73歳の健康な被験者からのヒト血漿試料が9つ、PD患者(38〜85歳)からのヒト血漿試料が9つ、PDD患者(60〜81歳) からのヒト血漿試料14が、IMRを使用したα−シヌクレイン分析に使用された。PD患者とPDD患者は臨床症状を使用して特定された。PD患者は認知的に正常であることに注意する。手順を行う前に、参加した患者全員にインフォームドコンセントが提供され、本発明は国立台湾大学病院研究倫理委員会により承認された。 9 human plasma samples from healthy subjects aged 38-73, 9 human plasma samples from PD patients (38-85 years old), 14 human plasma samples from PDD patients (60-81 years old), Used for α-synuclein analysis using IMR. PD and PDD patients were identified using clinical symptoms. Note that PD patients are cognitively normal. Prior to performing the procedure, informed consent was provided to all participating patients and the present invention was approved by the National Taiwan University Hospital Research Ethics Committee.
抗体機能性磁気Fe3O4ナノ粒子の流体力学的径の平均値は55.5nmであり、粒子流体力学的径の標準偏差は12.7nmであった。走査型電子顕微鏡を使用して、抗体機能性磁気Fe3O4ナノ粒子の径の平均値は〜40nmとして取得された。試薬は飽和磁化0.3emu/gの超常磁性である。以前に公開された文献(J Appl Phys 2013、144903-1-5)によると、0.3emu/gの試薬1ml中における抗体機能性ナノ粒子の数はおよそ1013である。試薬1ml中の抗体機能性磁気ナノ粒子の合計表面積は約1000cm2である。実験では、80μlの試薬が使用される。各アッセイの試薬80μl中の抗体機能性磁気ナノ粒子の合計表面積は約80cm2である。96ウェルELISAプレートと比較する場合、各ウェルの抗体と標的生体分子間の結合面積は0.45cm2である。従って、IMRでの結合面積はELISAのそれより180倍近く大きいということになる。 The average value of the hydrodynamic diameter of the antibody functional magnetic Fe 3 O 4 nanoparticles was 55.5 nm, and the standard deviation of the particle hydrodynamic diameter was 12.7 nm. Using a scanning electron microscope, the average value of the diameter of the antibody functional magnetic Fe 3 O 4 nanoparticles was obtained as ˜40 nm. The reagent is superparamagnetic with a saturation magnetization of 0.3 emu / g. According to a previously published document (J Appl Phys 2013, 144903-1-5), the number of antibody functional nanoparticles in 1 ml of 0.3 emu / g reagent is approximately 10 13 . The total surface area of antibody functional magnetic nanoparticles in 1 ml of reagent is about 1000 cm 2 . In the experiment, 80 μl of reagent is used. The total surface area of antibody functional magnetic nanoparticles in 80 μl of reagent for each assay is about 80 cm 2 . When compared to a 96 well ELISA plate, the binding area between the antibody and target biomolecule in each well is 0.45 cm 2 . Therefore, the bonding area in IMR is nearly 180 times larger than that in ELISA.
α−シヌクレインと磁気ナノ粒子上の抗体間の結合のためIMRシグナルを測定することによって磁気ナノ粒子に固定化された抗体の生物活性が調べられる。図1に示すように、試薬と被験溶液を混合した後の試薬の時間依存的ac磁化率χacが記録された。純PBS溶液と、α−シヌクレイン溶液3.1fg/mlの2つの被験試料が作製された。図1中の破線は、試薬とPBS溶液の混合物の時間依存的ac磁化率χacを表す。明らかに、破線の経時的χacはほぼ変化のないままである。しかしながら、試薬とα−シヌクレイン3.1fg/mlの混合溶液に対応する実線については、経時的χacが45分間で低下して、より低いレベルに到達している。α−シヌクレインと磁気ナノ粒子上の抗体間の結合による試薬のac磁化率χacにおける大幅な減少が観察される。 The biological activity of the antibody immobilized on the magnetic nanoparticle is examined by measuring the IMR signal for binding between α-synuclein and the antibody on the magnetic nanoparticle. As shown in FIG. 1, the time-dependent ac magnetic susceptibility χ ac of the reagent after mixing the reagent and the test solution was recorded. Two test samples were prepared: a pure PBS solution and an α-synuclein solution of 3.1 fg / ml. The broken line in FIG. 1 represents the time-dependent ac magnetic susceptibility χ ac of the mixture of reagent and PBS solution. Obviously, the dashed χ ac over time remains almost unchanged. However, for the solid line corresponding to the mixed solution of the reagent and α-synuclein 3.1 fg / ml, the χ ac with time decreases in 45 minutes and reaches a lower level. A significant decrease in the reagent's ac magnetic susceptibility χ ac is observed due to binding between α-synuclein and antibodies on the magnetic nanoparticles.
試薬のac磁化率χacにおける減少を定量化するため、α−シヌクレインと磁気ナノ粒子上の抗体間の結合前/後の最初/最後のχacが図1に示す経時的χacに従って計算される。以前に公開された文献(ACS Chem Neurosci.2011;2:500-505;J Appl Phys 2010、107:074903-1-5)で言及されていたように、試薬のac磁化率χacにおける減少の判定のための信頼区間は、図1に示す時間依存的ac磁化率χacの最初と最後の40〜50分以内である。本発明において、最初と最後の45分以内試薬のac磁化率χacのデータがχacの減少の判定に使用される。 To quantify the decrease in reagent ac magnetic susceptibility χ ac, the first / last χ ac before / after binding between α-synuclein and the antibody on the magnetic nanoparticle was calculated according to the time course χ ac shown in FIG. The As mentioned in a previously published document (ACS Chem Neurosci. 2011; 2: 500-505; J Appl Phys 2010, 107: 074903-1-5), the reduction in the ac magnetic susceptibility χ ac of the reagent. The confidence interval for determination is within the first and last 40 to 50 minutes of the time-dependent ac susceptibility χ ac shown in FIG. In the present invention, the data of ac susceptibility χ ac of the reagent within the first and last 45 minutes is used to determine the decrease in χ ac .
図1において、最初と最後の45分の区間の間の磁化率χacのp値は、PBS溶液の場合0.046であった。PBSと混合された試薬のac磁化率χacでは若干の減少が観察される。3.1fg/mlのα−シヌクレイン溶液の場合、最初と最後の45分の区間の間の磁化率χacのp値は、0.007であった。α−シヌクレイン溶液と混合された後の試薬の時間依存的ac磁化率χacにおける明確な減少が証明された。 In FIG. 1, the p value of the magnetic susceptibility χ ac between the first and last 45 minutes was 0.046 in the case of the PBS solution. A slight decrease is observed in the ac magnetic susceptibility χ ac of the reagent mixed with PBS. In the case of the 3.1 fg / ml α-synuclein solution, the p value of the magnetic susceptibility χ ac during the first and last 45 minutes was 0.007. A clear decrease in the time-dependent ac magnetic susceptibility χ ac of the reagent after mixing with α-synuclein solution was demonstrated.
最初の45分間内のχacの平均値である初期χacをχac,oとして表す。最後の45分間内のχacの平均値である最終χacをχac,φとして表す。試薬のac磁化率χacにおける減少、即ちIMRシグナルは、次の式(1)により取得される。
IMR(%) =(χac,o - χac,φ) / χac,o × 100 % (1)
The initial χ ac which is the average value of χ ac within the first 45 minutes is represented as χ ac, o . The final χ ac which is the average value of χ ac within the last 45 minutes is expressed as χ ac, φ . The decrease in the ac susceptibility χ ac of the reagent, ie the IMR signal, is obtained by the following equation (1).
IMR (%) = (χ ac, o -χ ac, φ ) / χ ac, o × 100% (1)
式(1)により、図1の破線と実線についてのIMRシグナルが計算され、それぞれ1.56と2.13%となる。図1に示す結果は、IMRアッセイのバックグラウンドレベルを示す。そのようなバックグラウンドレベルは主にアッセイシステムの電子ノイズに起因する。同様の測定によると、PBS溶液のIMRシグナルは1.56と1.65%である。従って、IMRシグナルのバックグラウンドレベルは1.61%、標準偏差0.06%である。 Equation (1) calculates the IMR signal for the dashed and solid lines in FIG. 1 to be 1.56 and 2.13%, respectively. The results shown in FIG. 1 show the background level of the IMR assay. Such background levels are mainly due to the electronic noise of the assay system. According to similar measurements, the IMR signal of the PBS solution is 1.56 and 1.65%. Therefore, the background level of the IMR signal is 1.61% with a standard deviation of 0.06%.
α−シヌクレインの濃度の関数としてのIMRシグナル、即ち、IMR(%)−φα−syn曲線を図2に示す。α−シヌクレインの濃度φα−synが3×10−4pg/ml(=0.3fg/ml)から増加するにつれ、IMRシグナルが増加する。φα−syn依存的IMR(%)は、次の式(2)で表されるロジスティック関数にしたがっていることが分かった。
(2)
そのうち、A、B、φo、γはフィッティングパラメータである。図2中のデータポイントを式(2)にフィッティングすることで、フィッティングパラメータがA=1.94、B=3.95、φo=49.7、γ=0.26として取得される。フィッティングカーブが図2に実線で示されている。対応する決定係数R2は0.998である。R2が1に非常に近いということは、φα−syn依存的IMR(%)がロジスティック関数に準じていることが示唆されている。
The IMR signal as a function of the concentration of α-synuclein, ie, the IMR (%)-φ α-syn curve is shown in FIG. As the α-synuclein concentration φ α-syn increases from 3 × 10 −4 pg / ml (= 0.3 fg / ml), the IMR signal increases. It turned out that (phi) ( alpha ) -syn dependence IMR (%) follows the logistic function represented by following Formula (2).
(2)
Of these, A, B, φ o , and γ are fitting parameters. By fitting the data points in FIG. 2 to Equation (2), the fitting parameters are acquired as A = 1.94, B = 3.95, φ o = 49.7, and γ = 0.26. The fitting curve is shown by a solid line in FIG. Corresponding coefficient of determination R 2 is 0.998. The fact that R 2 is very close to 1 suggests that the φα -syn- dependent IMR (%) conforms to the logistic function.
式(2)のパラメータAはφα−synのゼロへの外挿時IMR(%)の値である。通常、値Aはバックグラウンドレベルよりも若干高い。例えば、Aが1.94%で、ここでのバックグラウンドレベルが1.61%である。Aとバックグラウンドレベル間の差は主にタンパク質分子と抗体機能性磁気ナノ粒子間の結合における動的平衡により引き起こされるノイズに起因する。しかしながら、Aは検出下限値(low−detection limit)として使用されない。従来、検出下限値は、Aよりも低濃度試験のIMRシグナルの標準偏差の3倍高い(即ち3-σ基準)IMRシグナルを示す濃度として定義される。この実験において、低濃度試験の標準偏差は0.028%である。従って、低濃度限界はIMRシグナルが2.02%の濃度である。式(2)によって、α−シヌクレインアッセイの検出下限値が0.3fg/mlであることが分かる。 Parameter A in equation (2) is the value of IMR (%) when extrapolating φα -syn to zero. Usually, the value A is slightly higher than the background level. For example, A is 1.94%, and the background level here is 1.61%. The difference between A and the background level is mainly due to noise caused by dynamic equilibrium in the binding between protein molecules and antibody functional magnetic nanoparticles. However, A is not used as a low-detection limit. Traditionally, the lower detection limit is defined as the concentration that exhibits an IMR signal that is three times higher than the standard deviation of the IMR signal for a low concentration test (ie, 3-σ criterion) than A. In this experiment, the standard deviation of the low concentration test is 0.028%. Thus, the low concentration limit is the concentration at which the IMR signal is 2.02%. From formula (2), it can be seen that the lower limit of detection of the α-synuclein assay is 0.3 fg / ml.
ELISAを使用した450nm、O.D.450nmでのα−シヌクレイン濃度依存的吸光度(optical absorbance density)が×印で図2に示されている。実験データが次のロジスティック関数にフィッティングされる。
(3)
The α-synuclein concentration-dependent absorbance at 450 nm and OD 450 nm using ELISA is shown in FIG. The experimental data is fitted to the next logistic function.
(3)
式(3)におけるA′、B′、φo ′、γ′のフィッティングパラメータは、0.189、5.070、13566.08、1.44である。式(3)のロジスティック関数は図2において破線で示されている。×印と破線間の決定係数R2は0.999である。3-σ基準を利用することにより、ELISAを使用したα−シヌクレインアッセイの検出下限値は79.04pg/mlである。α−シヌクレインのアッセイに関してIMRがELISAより250,000倍高感度であることが明らかである。前述したように、反応表面を考慮に入れると、IMRの検出感度はELISAよりも200倍高い。追加の1250倍は超低ノイズ磁気センサー、即ち高温超伝導量子干渉計(High−Tc SQUID)磁力計による可能性がある。High−Tc SQUID磁力計ノイズレベル50fT/Hz1/2を示しており、これは単一のナノ粒子により生成される磁気シグナルよりも3桁低い。これは、標的生体分子への結合による単一の磁気ナノ粒子に起因するac磁気シグナルの低下が、High−Tc SQUID磁力計により検出可能であり得ることを示唆している。このため、超低ノイズHigh−Tc SQUID磁力計は試薬のac磁気シグナルにおける低下に対して極めて感度が高く、生体分子のアッセイに極めて高い感度を示す。 The fitting parameters of A ′ , B ′ , φ o ′ , γ ′ in the equation (3) are 0.189, 5.070, 13566.08, and 1.44. The logistic function of equation (3) is indicated by a broken line in FIG. × coefficient of determination R 2 between marks and the broken line shows the 0.999. By utilizing the 3-σ criterion, the lower limit of detection of the α-synuclein assay using ELISA is 79.04 pg / ml. It is clear that IMR is 250,000 times more sensitive than ELISA for α-synuclein assays. As described above, when the reaction surface is taken into account, the detection sensitivity of IMR is 200 times higher than that of ELISA. The additional 1250 times may be due to an ultra-low noise magnetic sensor, a high temperature superconducting quantum interferometer (High-Tc SQUID) magnetometer. A High-Tc SQUID magnetometer noise level of 50 fT / Hz 1/2 is shown, which is three orders of magnitude lower than the magnetic signal produced by a single nanoparticle. This suggests that a decrease in ac magnetic signal due to a single magnetic nanoparticle due to binding to the target biomolecule may be detectable with a High-Tc SQUID magnetometer. For this reason, the ultra-low noise High-Tc SQUID magnetometer is very sensitive to the decrease in the ac magnetic signal of the reagent and very sensitive to biomolecular assays.
検出下限値に加え、IMRを使用したα−シヌクレインアッセイのダイナミックレンジは重要な特性である。ダイナミックレンジを調べるために、図2に示す実験的IMRシグナルが式(2)によりα−シヌクレインの濃度に変換される。変換されたα−シヌクレインの濃度はφα−syn,IMRで表される。図3に示すように、φα−syn,IMRとφα−syn間の相関性が調べられる。図3において、φα−syn,IMRとφα−synの間で線形性を得ることができる。米国食品医薬品局(FDA)により発布された規定によると、図3の線形の傾斜は0.90〜1.10である必要がある。図3において、0.31fg/ml〜31ng/mlのα−シヌクレイン濃度φα−synに対するφα−syn,IMRが使用される場合、図3に点線で示されるように、φα−syn,IMR-φα−syn曲線の傾斜は0.77で、決定係数R2は0.991である。図3の点線の傾斜は米国FDAの要件を満たしていない。アッセイのダイナミックレンジを調べるためのα−シヌクレインの濃度範囲を狭くする必要がある。このため、図3における最高のφα−syn,IMR、即ち31ng/mlのφα−synは無視される。0.31〜3.1ng/ml範囲のφα−syn,IMRとφα−syn間の線形曲線が図3に破線で示されている。破線の傾斜は1.48で、決定係数R2は0.999である。破線の傾斜は米国FDAの要件よりもずっと高い。図3において2番目に高いφα−syn,IMRも無視する必要がありそうである。0.31fg/ml〜310pg/ml範囲のφα−syn,IMRとφα−syn間の線形曲線が図3に実線で示されている。実線の傾斜は0.93で、決定係数R2は0.999である。注意すべきは、実線の傾斜は米国FDAの要件を満たしている点である。従って、IMRアッセイのα−シヌクレイン濃度のダイナミックレンジは0.3fg/ml〜310pg/mlである。 In addition to the lower detection limit, the dynamic range of α-synuclein assays using IMR is an important characteristic. To examine the dynamic range, the experimental IMR signal shown in FIG. 2 is converted to α-synuclein concentration by equation (2). The concentration of converted α-synuclein is expressed as φ α-syn, IMR . As shown in FIG. 3, the correlation between [phi] [ alpha] -syn, IMR and [phi] [ alpha] -syn is examined. In FIG. 3, linearity can be obtained between φ α-syn, IMR and φ α-syn . According to regulations promulgated by the US Food and Drug Administration (FDA), the linear slope in FIG. 3 should be between 0.90 and 1.10. In FIG. 3, when φ α-syn, IMR is used for α- synuclein concentrations φ α-syn of 0.31 fg / ml to 31 ng / ml, φ α-syn, The slope of the IMR −φ α-syn curve is 0.77, and the determination coefficient R 2 is 0.991. The dotted slope in FIG. 3 does not meet US FDA requirements. It is necessary to narrow the α-synuclein concentration range in order to examine the dynamic range of the assay. For this reason, the highest φ α-syn, IMR in FIG. 3, that is, 31 μg / ml φ α-syn is ignored. 0.31~3.1ng / ml range phi alpha-syn, linear curves between IMR and phi alpha-syn are indicated by broken lines in FIG. By dashed lines inclined 1.48, the coefficient of determination R 2 is 0.999. The slope of the dashed line is much higher than the requirements of the US FDA. In FIG. 3, the second highest φ α-syn, IMR is likely to be ignored. 0.31fg / ml~310pg / ml range phi alpha-syn, linear curves between IMR and phi alpha-syn shown in solid lines in FIG. A solid line of slope 0.93, the coefficient of determination R 2 is 0.999. Note that the slope of the solid line meets US FDA requirements. Therefore, the dynamic range of α-synuclein concentration in the IMR assay is 0.3 fg / ml to 310 pg / ml.
図2に示したデータはIMRアッセイが極めて高感度であり、ヒト血漿中のα−シヌクレインを検出できる可能性があることを証明している。IMRを使用した健康な被験者とPD患者、及びPDD患者の区別に関する事前研究のために、9名の健康な被験者、9名のPD患者及び14名のPDD患者より提供された血漿試料が採取された。採取された33名の被験者の人口学的情報を表1に示す。ヒト血漿中のα−シヌクレインの検出された濃度φα−syn,IMRを図4に示す。PDD患者の血漿φα−syn,IMRは0.1〜100pg/mlの範囲で、一方健康な被験者の血漿φα−syn,IMRは0.1pg/mlよりずっと低かった。PD患者の血漿φα−syn,IMRは、健康な被験者のものとPDD患者のものの間に分布していた。健康な被験者とPD患者間の血漿φα−syn,IMRに関するp値は0.005であり、PD患者は健康な被験者と比較してより高い血漿α−シヌクレイン濃度を示す事実が明らかになった。図4では、PD患者とPDD患者間の血漿φα−syn,IMRにおける明確な区別が観察された(p<0.001)。図4の結果によると、血漿α−シヌクレインの濃度は、健康な被験者がPDを罹患し、PDDへと進行するにつれ上昇し続ける。健康な被験者とPD患者間(p>0.05)、PD患者とPDD患者間(p>0.05)で年齢を一致させたことを述べておく。 The data shown in FIG. 2 demonstrates that the IMR assay is extremely sensitive and may detect α-synuclein in human plasma. Plasma samples provided by 9 healthy subjects, 9 PD patients, and 14 PDD patients were collected for preliminary studies on the distinction between healthy subjects and PD patients and PDD patients using IMR. It was. Table 1 shows the demographic information of the 33 subjects collected. FIG. 4 shows the detected concentration φ α-syn, IMR of α- synuclein in human plasma. Plasma φα -syn, IMR of PDD patients ranged from 0.1 to 100 pg / ml, while plasma φα -syn, IMR of healthy subjects was much lower than 0.1 pg / ml. The plasma φ α-syn, IMR of PD patients was distributed between those of healthy subjects and those of PDD patients. The p value for plasma φ α-syn, IMR between healthy subjects and PD patients is 0.005, revealing the fact that PD patients show higher plasma α-synuclein concentrations compared to healthy subjects . In FIG. 4, a clear distinction in plasma φ α-syn, IMR between PD and PDD patients was observed (p <0.001). According to the results of FIG. 4, plasma α-synuclein concentrations continue to rise as healthy subjects suffer from PD and progress to PDD. It should be noted that the age was matched between healthy subjects and PD patients (p> 0.05) and between PD patients and PDD patients (p> 0.05).
先行研究において、α−シヌクレインは神経細胞から開口分泌によりCSFと血漿を含む体液中に放出され、それが脳内におけるα−シヌクレインの病理学的変化の細胞から細胞への伝達に寄与することが示されている。数々の研究がPD患者から採取した血漿試料中のトータルまたはオリゴマーのα−シヌクレインレベルをチェックし、健康な対照群と比較することに重点を置いているが、結果は矛盾している。リン酸化及び線維化α−シヌクレインはタンパク質の主要な病理学的変化形態であるため、最近の1つの研究では対照群と比較して認知症を伴わない早期のPD試料においてリン酸化α−シヌクレインの血漿レベルがより高いことが観察された。これらの観察を通じて、α−シヌクレイン(トータル、またはオリゴマーあるいはリン酸化形態)の血漿レベルが、PD患者の脳内におけるα−シヌクレインの病理学的変化を一部反映している可能性があることの実行可能性および潜在性を示唆している。さらに、皮質性レビー小体/神経突起の病変が認知症を伴わないPDよりもPDDでより広範囲であり、これは血漿中のα−シヌクレイン沈着がPDよりもPDDでより重度であることを示唆している。我々の結果は、α−シヌクレインの血漿レベルは、正常な認知力のPDの場合健康な対照群よりも若干高いだけである一方で、PDDではずっと高いというこの仮説を支持した。アルツハイマー認知症の特徴的な病理であるアミロイドβプラークとタウの神経原線維濃縮体も観察され、PDD患者における認知状態と相関しているため、PDDの病態生理をより理解するためには、PDDの血漿レベルにおけるリン酸化-α−シヌクレイン、アミロイドβタンパク質、トータル及びリン酸化タウの評価を取り入れた今後の研究が必要である。 In previous studies, α-synuclein is released from nerve cells by exocytosis into body fluids including CSF and plasma, which may contribute to cell-to-cell transmission of α-synuclein pathological changes in the brain. It is shown. Numerous studies have focused on checking total or oligomeric α-synuclein levels in plasma samples taken from PD patients and comparing them to healthy controls, but the results are inconsistent. Since phosphorylated and fibrotic α-synuclein is the major pathologic variant of the protein, one recent study showed that phosphorylated α-synuclein was found in early PD samples without dementia compared to the control group. Higher plasma levels were observed. Through these observations, it is possible that plasma levels of α-synuclein (total or oligomeric or phosphorylated forms) may partially reflect the pathological changes of α-synuclein in the brain of PD patients. Suggests feasibility and potential. Furthermore, cortical Lewy body / neurite lesions are more extensive in PDD than in PD without dementia, suggesting that α-synuclein deposition in plasma is more severe in PDD than in PD doing. Our results supported this hypothesis that plasma levels of α-synuclein are only slightly higher in normal cognitive PD than in healthy controls, but much higher in PDD. In order to better understand the pathophysiology of PDD, amyloid β plaques and tau neurofibrillary tangles that are characteristic pathologies of Alzheimer's dementia were also observed and correlated with cognitive status in PDD patients. Future research is needed that incorporates the evaluation of phosphorylated-α-synuclein, amyloid β protein, total and phosphorylated tau at plasma levels.
血漿試料において、異好抗体は主要な交絡因子であり、サンドイッチELISA法によるアッセイ結果に干渉する。臨床検査標準委員会(Clinical and Laboratory Standards Institute)のガイダンス(CLSI−EP−A2:Interference Testing of Clinical Chemistry(臨床科学の干渉試験))によると、異好抗体(HA)は免疫測定の一般的な干渉物質の1つとして定義されている。IMR法は先行研究を通じてELISAと比較したとき低干渉と高特異性の効果を示している。選択のメカニズムは試薬中の振動する磁気ナノ粒子が寄与する遠心力に基づいている。詳細は先行研究で説明されている。事実、選択のメカニズムにより、HAだけでなく、血漿中に頻繁に使用される薬剤の自然に存在する生体分子も磁気ナノ粒子との結合が阻止される。これは、IMRをパーキンソン病の血漿バイオマーカーの臨床分析に対する高特異性の方法として特徴付ける。 In plasma samples, heterophile antibodies are a major confounding factor and interfere with assay results by sandwich ELISA. According to the guidance of the Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI-EP-A2: Interference Testing of Clinical Chemistry), heterophilic antibodies (HA) are common in immunoassays. It is defined as one of the interfering substances. The IMR method shows low interference and high specificity when compared to ELISA through previous studies. The mechanism of selection is based on the centrifugal force contributed by the vibrating magnetic nanoparticles in the reagent. Details are explained in previous studies. In fact, the mechanism of selection prevents binding of naturally occurring biomolecules of drugs frequently used in plasma as well as HA to magnetic nanoparticles. This characterizes IMR as a highly specific method for clinical analysis of plasma biomarkers of Parkinson's disease.
臨床的に、患者は最初にPDと診断され、疾患のより後の段階で認知症を発症することがあり、それによりPDDの診断がなされる。従って、PD患者におけるPDDの予測または進行の早期段階での診断ができるバイオマーカーは、実に臨床的な意義がある。図4の結果によると、PDD患者における血漿α−シヌクレインはPD患者よりも明確に高いレベルを示す(p<0.001)。これは、PD患者におけるPDDへの進行を監視する臨床的パラメータとしての血漿α−シヌクレインの使用が有望であることを示唆している。 Clinically, patients are first diagnosed with PD and may develop dementia at a later stage of the disease, thereby making a diagnosis of PDD. Therefore, a biomarker that can be diagnosed at an early stage of PDD prediction or progression in PD patients has clinical significance. According to the results of FIG. 4, plasma α-synuclein in PDD patients shows a clearly higher level than PD patients (p <0.001). This suggests the promising use of plasma α-synuclein as a clinical parameter to monitor progression to PDD in PD patients.
α−シヌクレインに対する抗体を磁気ナノ粒子に固定することにより、α−シヌクレインのアッセイ用試薬が開発される。High−Tc SQUID磁力計の補助を利用した免疫磁気的低下(IMR)を活用することで、α−シヌクレインアッセイのダイナミックレンジは0.3fg/ml〜310pg/mlとなっている。超高感度SQUIDベースのIMRがヒト血漿α−シヌクレインのアッセイに適用される。初歩的な結果は、健康な被験者、PD患者、PDD患者の血漿α−シヌクレインの濃度に明確な差があることを示している。この方法は、血漿α−シヌクレインのアッセイによりPDとPDDの診断にIMRを適用することが有望であることを示している。 By immobilizing antibodies against α-synuclein to magnetic nanoparticles, reagents for assaying α-synuclein are developed. By utilizing immunomagnetic reduction (IMR) with the assistance of a High-Tc SQUID magnetometer, the dynamic range of the α-synuclein assay is 0.3 fg / ml to 310 pg / ml. An ultrasensitive SQUID-based IMR is applied to human plasma α-synuclein assays. The rudimentary results indicate that there is a clear difference in plasma α-synuclein concentrations in healthy subjects, PD patients, and PDD patients. This method shows the promise of applying IMR to the diagnosis of PD and PDD by assaying plasma α-synuclein.
無 Nothing
Claims (4)
(a)被験者の血液試料中のα−シヌクレインの生体外免疫磁気的低下(immunomagnetic reduction;IMR)シグナルを検出し、そのうち、前記IMRシグナルが、α−シヌクレインに対する抗体を含む磁気ナノ粒子と結合したα−シヌクレインにより生成される工程と、
(b)工程(a)で検出されたα−シヌクレインのIMRシグナルをロジスティック関数(I)に当てはめ、血液試料中のα−シヌクレインの濃度を計算し、
(I)
そのうち、IMR(%)はα−シヌクレインのIMRシグナルであり、φα−synはα−シヌクレインの濃度であり、フィッティングパラメータAはバックグラウンド値であり、Bは最大値であり、φoはIMRシグナルが((A+B)/2)に等しいときのα−シヌクレインの濃度であり、γはφα−synをx軸、IMR(%)をy軸としたときの曲線のデータポイントφoでの傾斜である工程と、
(c)工程(b)で取得されたα−シヌクレインの濃度と、所定の閾値範囲を比較し、そのうち、α−シヌクレインの濃度が所定の閾値範囲より高い場合、パーキンソン病認知症であることを示し、α−シヌクレインの濃度が所定の閾値範囲の間である場合、正常な認知力のパーキンソン病であることを示し、α−シヌクレインの濃度が所定の閾値範囲より低い場合、健康であることを示す工程と、
を含むことを特徴とする、正常な認知力のパーキンソン病またはパーキンソン病認知症を特定する方法。 A method of identifying normal cognitive Parkinson's disease or Parkinson's disease dementia in a subject comprising:
(A) In vitro immunomagnetic reduction (IMR) signal of α-synuclein in a blood sample of a subject was detected, and the IMR signal was bound to magnetic nanoparticles containing an antibody against α-synuclein. a step produced by α-synuclein;
(B) fitting the IMR signal of α-synuclein detected in step (a) to the logistic function (I) to calculate the concentration of α-synuclein in the blood sample;
(I)
Of these, IMR (%) is the IMR signal of α-synuclein, φ α-syn is the concentration of α-synuclein, fitting parameter A is the background value, B is the maximum value, and φ o is the IMR. The concentration of α-synuclein when the signal is equal to ((A + B) / 2), γ is the data point φ o of the curve when φ α-syn is the x axis and IMR (%) is the y axis A process that is inclined at
(C) The α-synuclein concentration obtained in step (b) is compared with a predetermined threshold range, and when the α-synuclein concentration is higher than the predetermined threshold range, it is confirmed that the disease is Parkinson's disease dementia. If the concentration of α-synuclein is between a predetermined threshold range, it indicates normal cognitive Parkinson's disease, and if the concentration of α-synuclein is lower than the predetermined threshold range, it indicates that the subject is healthy. A process of showing,
A method for identifying Parkinson's disease or Parkinson's disease dementia with normal cognitive power, comprising:
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