Summary

修飾酵素結合免疫吸着アッセイを用いたヒト血漿中のカルシトニン遺伝子関連ペプチド(CGRP)の検出と定量(英語)

Published: June 16, 2023
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Summary

ヒト血漿中のカルシトニン遺伝子関連ペプチド(CGRP)濃度に関する公表されたデータは一貫していません。.これらの不一致は、この神経ペプチドを定量するための標準化された検証済みの方法論の欠如が原因である可能性があります。ここでは、ヒト血漿中のCGRPを精製および定量するための検証済みの酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)プロトコルについて説明します。

Abstract

カルシトニン遺伝子関連ペプチド(CGRP)は、片頭痛の病態生理学において推定上の役割を果たす血管作動性神経ペプチドであり、バイオマーカー状態の候補となる可能性があります。CGRPは活性化時にニューロン線維から放出され、三叉神経支配を受ける血管系に無菌の神経原性炎症および動脈血管拡張を誘発する。末梢血管系におけるCGRPの存在は、酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)などのプロテオミクスアッセイを使用して、ヒト血漿中のこの神経ペプチドを検出および定量するための研究に拍車をかけました。しかし、その半減期は6.9分であり、アッセイプロトコルの技術的詳細のばらつきは、しばしば完全には説明されていないため、文献では一貫性のないCGRP ELISAデータが得られています。ここでは、ヒト血漿中のCGRPの精製および定量のための修正ELISAプロトコルが提示されている。手順ステップには、サンプルの収集と調製、精製手段としての極性吸着剤を使用した抽出、非特異的結合をブロックするための追加ステップ、およびELISA による 定量が含まれます。さらに、このプロトコルは、希釈実験のスパイクと回収率および直線性で検証されています。この検証されたプロトコルは、理論的には、片頭痛だけでなく、CGRPが役割を果たす可能性のある他の疾患の個人の血漿中のCGRP濃度を定量化するために使用できます。

Introduction

カルシトニン遺伝子関連ペプチド(CGRP)は、血管周囲局在を有する神経線維および非神経組織に存在する37アミノ酸神経ペプチドである。CGRPの2つの形態、α-とβ-CGRPは、90%以上の相同性を共有し、生理学的機能を共有しています。しかし、αCGRPは中枢神経系および末梢神経系に見られ、βCGRPは腸神経系に見られます1,2。侵害受容器の活性化およびカルシウム依存性エキソサイトーシスにより、CGRPはニューロンから放出され、動脈血管拡張および血漿タンパク質溢出を含む無菌性神経原性炎症を誘発する34567ここから、CGRPは毛細血管後血管に現れ、片頭痛などの求心性侵害受容活性化を引き起こす疾患のバイオマーカーとなる可能性があります891011注目すべきことに、CGRPは血管新生と免疫調節におけるその役割を通じてCOVID-19にも関与しており、好ましくない疾患の進化を予測する可能性があります12,13。したがって、ヒト血漿中のCGRPを正確に定量するためのプロトコルは、幅広い価値を持つ可能性があります。

おそらく片頭痛におけるCGRPの役割に最も注目されています。前臨床および臨床試験に基づいて、CGRPは片頭痛の可能性のあるバイオマーカーとして、また治療の標的として提示されています3,4,5,6,7,8,9,10。いくつかの研究では、対照参加者と比較して、一時的な片頭痛のあるコホートでCGRPの上昇が見られました101415。片頭痛治療の臨床試験におけるCGRP阻害剤の成功は、片頭痛の原因因子としてCGRPの上昇を示唆しているようです。ただし、すべての研究者がこれらの結果を裏付けているわけではありません16171819さらに、片頭痛の非頭痛症状におけるCGRPの役割はまだ解明されていません。現在の研究は、片頭痛の前庭症状におけるCGRPの役割を理解したいという願望によって動機付けられました。

文献中のCGRPイムノアッセイデータの不一致は、いくつかの理由による可能性があります。第一に、末梢血管系におけるCGRPの半減期は、セリンプロテアーゼ21、インスリン分解酵素および他のメタロプロテアーゼ22、中性エンドペプチダーゼ23、およびエンドセリン変換酵素-1 24の活性により、6.9分20である。第二に、CGRPを定量するために使用されるイムノアッセイの可変的な技術的詳細は、そのような研究では完全には説明されていません。最後に、イムノアッセイ方法論の標準化の欠如は、状況をさらに複雑にします。

この記事では、ヒト血漿中のαおよびβCGRPの精製と正確な定量を可能にする修正酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)プロトコルについて説明します。キットの抗体は、アミリン、カルシトニン、またはサブスタンスPと交差反応性がありません。このプロトコルは、スパイクと回復、希釈の直線性など、必要な検証実験を経ており、そのデータはここに示されています。検証を受けたこのようなCGRP ELISAプロトコルは、これまで文献に完全には記載されていない。このプロトコルは、片頭痛、心臓病学2,25、皮膚科26、産科27、リウマチ28,29筋骨格30,31、内分泌32,33、およびCGRPが関与しているウイルス性疾患12,13の状況において、ヒト血漿中のCGRPを定量するために使用できます。

Protocol

このプロトコルは、ジョンズホプキンス治験審査委員会(NA_00092491)の承認を得て、同意した個人からのヒト血漿サンプルを使用して開発されました。 1. サンプルの採取と調製 標準的な静脈穿刺法34を介して、肘前静脈から5 mLの全血を6 mLのバキュテイナーエチレンジアミン四酢酸(EDTA)収集チューブに収集します。 採取後…

Representative Results

プロトコルには、強調表示する必要があるいくつかの重要なステップがあります。まず、セリンプロテアーゼ阻害剤であるアプロチニンを採取後すぐに全血サンプルに添加して、CGRPのさらなる酵素分解を防ぐ必要があります。セリンプロテアーゼはCGRP代謝に役割を果たすことが示されており、以前の研究では、ヒトのCGRPの定量にもアプロチニンが使用されていました21,35<s…

Discussion

この記事では、ヒト血漿中のCGRPの検出と定量を可能にする検証済みのプロトコルについて説明します。このプロトコルは、市販のCGRP ELISAキットがこの分子を正確に定量しないことが判明した後に合成されました。サンプル調製プロトコルと有効な標準曲線を確立した後、スパイクと回収率、および希釈実験の直線性は、回収率が予想よりもはるかに低いことを示しました。同様の結果が、?…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

このプロトコルに関して有益な議論をしてくれたRobert N. Cole、Lauren R. DeVine、Marcos Iglesiasに感謝します。これは、米国耳科学会(フェローシップグラント、PSK)、米国聴覚研究財団(90066548/90072266、JPC)、および国立衛生研究所(NIH)の構成要素である国立トランスレーショナルサイエンス推進センター(NCATS)、およびNIH医学研究ロードマップ(UL1 TR003098、NSF)からの資金提供によって部分的に支援されました。出版物の内容は著者の責任であり、必ずしもジョンズホプキンスICTR、NCATS、またはNIHの公式見解を表すものではありません。

Materials

1.7 mL Safeseal microcentrifuge tube Sorenson Bioscience, Inc. 11510
99% methanol ThermoFisher Scientific L13255.0F
15 mL conical centrifuge tube Falcon 14-959-49B
2 mL round bottom sterile cryovials CRYO.S 122263
4% acetic acid ThermoFisher Scientific 035572.K2
6.0 mL Vacutainer EDTA collection tube BD 367863
Allegra 64R benchtop centrifuge Beckman Coulter, Inc. 367586
Aprotinin VWR 76344-814
CGRP (human) ELISA kit Bertin Bioreagent A05481
CGRP stock Bertin Bioreagent
EIA Buffer Bertin Bioreagent A07000
Ellman's Reagent Bertin Bioreagent A09000_49+1
Multichannel pipettes ThermoFisher Scientific 4661180N
Oasis HLB 3 cc Vac Cartridges Waters WAT094226
Orbital Shaker Bellco 7744-01010
Precision micropipettes ThermoFisher Scientific F144055MG
SpectraMax M Series Multi-Mode Microplate reader Molecular Devices Part Number M2
TBS/Fish Gelatin Bioworld, from Fischer Scientific 50-199-167
Ultrapure water ELISA Grade Bertin Bioreagent A07001
Vacufuge plus – Centrifuge Concentrator Eppendorf 22820109
Wash Buffer Bertin Bioreagent A17000

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Citar este artigo
Krishnan, P. S., Zamuner, F. T., Jenks, C. M., Xie, J. Y., Zhang, L., Lehar, M., Fedarko, N. S., Brait, M., Carey, J. P. Detection and Quantification of Calcitonin Gene-Related Peptide (CGRP) in Human Plasma Using a Modified Enzyme-Linked Immunosorbent Assay. J. Vis. Exp. (196), e64775, doi:10.3791/64775 (2023).

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