JP7478040B2 - Aβペプチドの測定方法及びその方法に用いられる試薬組成物 - Google Patents
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Description
有機溶媒を含む塩基性溶液を用いて、Aβペプチドと、Aβペプチドに特異的に結合する抗体との複合体からAβペプチドを遊離し、質量分析法を用いてAβペプチドを測定した。
(1.1) 血液試料
Aβペプチドを含む血液試料として、ロットの異なる5種の市販の血漿試料(ProMedeX社)を用いた。
Aβペプチドに特異的に結合する抗体としては、市販のマウスモノクローナル抗Aβ抗体である6E10抗体(BioLegend社)を用いた。6E10抗体を、慣用の手法により、磁性粒子(M-270 Epoxy-activated Dynabeads : Thermo Fisher Scientific社)に固定化した。
検量線の作成のため、Aβ40ペプチド及びAβ42ペプチドをAnaSpec社より購入した。内部標準物質として、安定同位体15Nで標識したAβ40ペプチド及びAβ42ペプチドである15N-Aβ40及び15N-Aβ42(rPeptide社)を用いた。Aβ40ペプチドについては、3%BSAを含むPBS溶液中に、それぞれ終濃度が10.8 pg/ml、21.7 pg/ml、43.3pg/ml、86.6 pg/ml、173.2 pg/ml、346.4 pg/ml及び692.8 pg/mlになるように懸濁した。Aβ42ペプチドについては、3%BSAを含むPBS溶液中に、それぞれ終濃度が2.8 pg/ml、5.6 pg/ml、11.3 pg/ml、22.6 pg/ml、45.2 pg/ml、90.3 pg/ml及び180.6 pg/mLになるように懸濁した。15N-Aβ40及び15N-Aβ42については、3%BSAを含むPBS溶液中に、それぞれ500 pg/mlになるように同一溶液中に懸濁した。
有機溶媒を含む塩基性溶液(遊離試薬)として、純水12.8mlに28%濃アンモニア水(ナカライテスク社)1.2mlと、アセトニトリル(関東化学社)6.0mlを加えて混合し、1.68%アンモニア/30%アセトニトリル溶液を調製した。
1.5 mlのサンプルチューブ(Eppendorf社)に250μlの血漿試料又は上記(1.3)で調製した各Aβ40ペプチド溶液若しくはAβ42ペプチド溶液を加えた。上記溶液を含む各サンプルチューブに、上記(1.3)で調製した15N-Aβ40及び15N-Aβ42を含む溶液250μlを加え、室温にて30分静置した。静置後、各試料溶液に上記(1.2)で調製した6E10抗体を固定化した磁性粒子(4μg抗体/0.4mg磁性粒子)懸濁液40μlを加え、室温でローテーターを用い1時間転倒混和し、Aβペプチドと抗体との複合体を形成した。これらの溶液を、磁気スタンドを用いて集磁して上清を除いた。
上清を除いた後、サンプルチューブに残った磁性粒子に、1mLの3% BSAを含むPBS溶液を加え混和後、再び集磁して上清を除いた。この操作を、1mLの3% BSAを含むPBS溶液で2回、1 mLの50 mM 酢酸アンモニウム溶液で2回、1mLの超純水で1回続けて行い、磁性粒子を洗浄した。
上記(1.6)での磁性粒子の洗浄後、洗浄液を除去して残った磁性粒子に、上記(1.4)で調製した遊離試薬25μL添加して混合し、1分間静置した。磁性粒子を再び集磁し、上清を溶出液として回収した。
上記(1.7)で調製した溶出液をLC-MS/MSに供してMRM測定を行い、Aβペプチドを測定した。LC-MS/MSの液体クロマトグラフィー部分にはACQUITY(登録商標) UPLC(登録商標) H-クラス バイオ システム(Waters社:以下UPLCとも呼称する)を用いた。カラムとしては、逆相カラムであるACQUITY(登録商標) UPLC(登録商標)ペプチド BEH C18 カラム(Waters社)を用いた。質量分析計としては、Xevo(登録商標) TQ-XSトリプル四重極型質量分析計(Waters社:以下TQ-XS質量分析計とも呼称する)を用いた。
LC-MS/MSを用いた測定結果を図2、図3A及び図3Bに示した。図2にはAβ40ペプチド、Aβ42ペプチド、15N-Aβ40及び15N-Aβ42に対するMRM測定の結果を、図3A及び図3Bには測定した血漿検体中のAβ40ペプチド及びAβ42ペプチド濃度を示す。これらの結果より、有機溶媒を含む塩基性溶液を用いて、複合体からAβペプチドを遊離させ、質量分析法を用いてAβペプチドを測定できることが示された。
遊離試薬の組成を変更し、遊離試薬の組成の違いによる複合体からのAβペプチドの溶出効率を、以下の計算式に基づいて算出して比較した。
(1.1) 遊離試薬の調製
純水に、以下の表3の組成になるようにDDM(n-ドデシル-β-D-マルトシド、Sigma-Aldrich社)、アセトニトリル及び/又は28%濃アンモニア水を適宜選択して混合し、様々な遊離試薬を調製した。ここでは、塩基性物質又は有機溶媒を含まない溶液も便宜上、遊離試薬と呼称した。調製後、塩基性物質を含む溶液のpHを、pHメーター(株式会社堀場製作所)を用いて測定した。
実施例1の(1.3)で用いたAβ40ペプチドを、1000 pg/mlになるように3%BSAを含むPBS溶液中に懸濁して、試料Aを調製した。試料AのAβペプチド濃度は、Aβ40ペプチドの初濃度に該当する。
上記(1.2)で調製した試料Aに対して、実施例1の(1.5)と同様に免疫沈降を行い、磁性粒子を回収した。この際、集磁後の上清を回収し、試料Bとして保存した。試料BのAβペプチド濃度は、Aβペプチドに特異的に結合する抗体で捕捉しきれなかったAβペプチドの濃度に該当する。
上記(1.3) で回収した磁性粒子に対して、実施例1の(1.6)と同様に洗浄操作を行い、洗浄液を除去した。洗浄後の磁性粒子に対して、上記(1.1)で調製した各遊離試薬15μlを添加し、1分間静置し、Aβペプチドを遊離させた。静置後、磁性粒子を集磁し、上清を回収した。回収した上清に300mM Tris、300mM NaClを含むpH中和液(pH 7.4)を混合して、試料Cを得た。試料CのAβペプチド濃度は、免疫沈降によって捕捉後遊離したAβペプチドの濃度に該当する。
上記の試料A、B及びCについて、全自動免疫測定装置HISCL(登録商標)-5000(シスメックス株式会社)を用いるイムノアッセイにより各試料中のAβペプチド濃度を測定した。R1試薬(捕捉用抗体試薬)は、82E1抗体を、慣用の手法によりビオチンで標識して、pH7.5の1%BSA、0.1M Tris-HCl、0.15M NaCl、0.1% NaN3を含むバッファーに溶解して調製した。R2試薬(固相)として、ストレプトアビジン結合磁性粒子を含むHISCL(登録商標) R2試薬(シスメックス株式会社)を用いた。R3試薬(検出用抗体試薬)は、1A10抗体を慣用の手法によりアルカリホスファターゼ(ALP)で標識して、pH7.5の1%BSA、0.1M Tris-HCl、0.15M NaCl、0.1% NaN3を含むバッファーに溶解して調製した。R4試薬(測定用緩衝液)として、HISCL(登録商標) R4試薬(シスメックス株式会社)を用いた。R5試薬(ALP基質溶液)として、HISCL(登録商標) R5試薬(シスメックス株式会社)を用いた。
表3の比較試薬1~3及び試薬1~9についての溶出効率の測定結果を図5に示した。図5に示されたように、有機溶媒のみ、又は塩基性溶液のみの遊離試薬では溶出効率が低く、Aβペプチドの遊離試薬として有機溶媒及び塩基性物質を含む遊離試薬を用いると、高い溶出効率が得られることが示された。特に、pHが11.4以上12.0以下の試薬は70%を越える高い溶出効率が得られることが示された。
上記(1.1)において、表3の遊離試薬の代わりに以下の表4の遊離試薬を用いて溶出効率を測定した。比較試薬5及び試料17~23では、試料としてAβ40ペプチドの代わりにAβ42ペプチドを用いた。Aβ42ペプチドを用いた際は、検出抗体として1A10抗体に代えてH31L21抗体を用い、キャリブレータとしては、Aβ42ペプチドをそれぞれ0 pg/ml、0.5 pg/ml、6.1 pg/ml、65.2 pg/ml及び804.5 pg/mlになるように0.1% BSA、0.14M トリエタノールアミン、0.15M NaCl、0.1% NaN3を含むpH7.0の溶液に懸濁して調製した各溶液を用いた。上記以外は(1)及び(2)と同様の操作を行い、各遊離試薬についての溶出効率を測定した。
従来、抗体で捕捉されたAβペプチドと抗体との複合体からAβペプチドを遊離する際には、酸性溶液が用いられる。ここでは、複合体を溶出させる遊離試薬の酸性・塩基性条件による、液体クロマトグラフィー装置へのAβペプチドのキャリーオーバーについて測定した。
酸性の遊離試薬として、純水にギ酸(富士フイルム和光純薬株式会社)及びアセトニトリルを混合し、0.1%ギ酸、50%アセトニトリルの組成を有する酸性の遊離試薬を調製した(ここでは、酸性の溶液も便宜上、遊離試薬と呼称する)。また、実施例1の(1.4)と同様にして遊離試薬(1.68% アンモニア、50%アセトニトリル)を調製した。これらの遊離試薬に、実施例1の(1.3)と同じAβ40ペプチドを100 fmol/ulの終濃度となるように添加した(Aβ40ペプチド含有溶液)。また、酸性の遊離試薬、塩基性の遊離試薬それぞれに、Aβ40ペプチドを含まない溶液(Aβ40ペプチド未含有溶液)も用意した。
上記(1)で調製した4種の溶液をLC-MS/MSに供した。LC-MS/MSの装置及び用いたカラムは実施例1の(2)の質量分析法に記載のものを用いた。各溶液を、UPLCのオートサンプラーに置き、各溶液10μlをUPLCに導入し分画した。UPLCの分析条件は以下の表5のように行った。質量分析法におけるMRM測定の条件は実施例1の表2のとおりである。
上記実施例3のように、酸性の遊離試薬を用いて遊離したAβペプチドをLC-MS/MSで測定するとキャリーオーバーが発生した。ここでは、複合体からのAβペプチドの遊離時に、塩基性の遊離試薬を用いる場合と、遊離時には酸性の遊離試薬を用いるが、その後塩基性の遊離試薬に置換してLC-MS/MSに供した場合とで検出されるAβペプチド量の違いについて比較した。
Aβペプチド試料としては、実施例1の(1.3)と同じAβ40ペプチド及びAβ42ペプチドを用い、3%BSA溶液中にAβ40ペプチドが50 pg/ml若しくは190 pg/mlになるように調製した溶液、又は3%BSA溶液中にAβ42ペプチドが26 pg/ml若しくは103 pg/mlになるように調製した溶液をそれぞれ準備して用いた。酸性の遊離試薬として、純水に、トリフルオロ酢酸(TFA、富士フイルム和光純薬株式会社社)及びアセトニトリルを混合して、0.1%TFA、30%アセトニトリルの組成を有する酸性溶液を調製した。塩基性の遊離試薬として、実施例1の(1.4)と同様にして1.68% アンモニア、50%アセトニトリル溶液を調製した。
(2.1) 免疫沈降
上記(1)で調製した各試料に対して、実施例1の(1.5)と同様にして内部標準を加え、6E10抗体を固定化した磁性粒子を加え、複合体を形成した。
上記(2.1)で調製した各複合体に対して、実施例1の(1.6)と同様の洗浄工程を行った後、上記(1.1)で調製した25μLの酸性の遊離試薬又は塩基性の遊離試薬を添加して混合し、1分間静置した。磁性粒子を再び集磁し、上清を溶出液として回収した。
上記(2.2)で回収した各溶出液のうち、酸性の遊離試薬を用いて得られた溶出液に対して、スピンドライヤースタンダード VC-96R(タイテック株式会社)を用いて、SpinDryerモードで、回転数:1500 r/min、温度:55℃の条件で1時間減圧乾燥を行い、溶媒を揮発させた。減圧乾燥後の残留物に対して、上記(1)で調製した25μLの塩基性の遊離試薬を添加して残留物を再懸濁した。
上記(2.2)で回収した、各塩基性の遊離試薬を用いて得られた溶出液(溶液Xとする)及び上記(2.3)で再懸濁した溶液(溶液Yとする) を実施例1の(2)と同様にしてLC-MS/MSに供し、MRM測定を行った。
溶液A及び溶液Bの測定結果を図8A~図9Dにそれぞれ示す。図8Aが190 pg/mlのAβペプチド40を用いた溶液X、図8Bが190 pg/mlのAβ40ペプチドを用いた溶液Y、図8Cが103 pg/mlのAβ42ペプチドを用いた溶液X、図8Dが103 pg/mlのAβ42ペプチドを用いた溶液Y、図9Aが50 pg/mlのAβ40ペプチドを用いた溶液X、図9Bが50 pg/mlのAβ40ペプチドを用いた溶液Y、図9Cが26 pg/mlのAβ42ペプチドを用いた溶液X及び図9Dが26 pg/mlのAβ42を用いた溶液Yの測定結果を示す。これらの結果より、全ての濃度のAβペプチドの例において、溶液Yを用いる場合よりも、溶液Xを用いた場合の方が、面積値が大きかった。試料処理において、上記(2.3)のようなプロセスを用いると、Aβペプチドの損失が発生していることが示唆された。
Claims (15)
- Aβペプチドを含む血液試料と、前記Aβペプチドに特異的に結合する抗体とを混合して、前記Aβペプチドと前記抗体との複合体を形成する工程と、
有機溶媒を含む塩基性溶液により、前記複合体からAβペプチドを遊離する工程と、
質量分析法により、前記遊離されたAβペプチドを測定する工程と
を含む、Aβペプチドの測定方法。 - 前記塩基性溶液のpHが、11.4以上である、請求項1に記載の方法。
- 前記塩基性溶液が、アンモニウムイオンを含む、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記有機溶媒が、アセトニトリル、アセトン、1-プロパノール、2-プロパノール、ヘキサン、エタノール、ジメチルスルホキシド及びメタノールからなる群より選択される少なくとも1つである、請求項1~3のいずれか1項に記載の方法。
- 前記Aβペプチドに特異的に結合する抗体が、Aβ40及びAβ42の一方又は両方に結合する抗体であり、前記遊離工程において複合体から遊離されるAβペプチドが、Aβ40及びAβ42の少なくとも1つであり、前記測定工程において、Aβ40及びAβ42の少なくとも1つの測定値を取得する、請求項1~4のいずれか1項に記載の方法。
- 前記Aβペプチドに結合する抗体が、Aβ40及びAβ42の両方に結合する抗体であり、前記測定工程において、Aβ40及びAβ42のそれぞれの測定値を取得する、請求項5に記載の方法。
- 前記Aβペプチドに特異的に結合する抗体が固相に固定されている、請求項1~6のいずれか1項に記載の方法。
- 前記質量分析法が、液体クロマトグラフィー質量分析法である、請求項1~7のいずれか1項に記載の方法。
- 前記液体クロマトグラフィー質量分析法において逆相カラムを用いる、請求項8に記載の方法。
- 前記血液試料と、標識された内部標準物質とを混合し、前記測定工程において、前記内部標準物質の測定値に基づいて前記Aβペプチドの測定値を取得する、請求項1~9のいずれか1項に記載の方法。
- 前記内部標準物質が、安定同位体で標識されたAβペプチドである、請求項10に記載の方法。
- 有機溶媒を含む塩基性溶液である、請求項1~11のいずれか1項に記載の方法に用いられる試薬組成物。
- pHが、11.4以上である、請求項12に記載の試薬組成物。
- 前記塩基性溶液が、アンモニウムイオンを含む、請求項12又は13に記載の試薬組成物。
- 前記有機溶媒が、アセトニトリル、アセトン、1-プロパノール、2-プロパノール、ヘキサン、エタノール、ジメチルスルホキシド及びメタノールからなる群より選択される少なくとも1つである、請求項12~14のいずれか1項に記載の試薬組成物。
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