JP2008185364A - Measuring method of blood oxidative stress marker - Google Patents
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Abstract
【課題】生体試料中の還元型の低分子チオールと酸化型の低分子チオールを同時に正確に分別定量する方法の提供。
【解決手段】生体試料を除タンパク処理し、除タンパク処理試料から第1の部分及び第2の部分を同量ずつ採取し、第1の部分の還元型低分子チオールを蛍光標識し、第2の部分の低分子チオールを還元剤を用いて還元処理した後に還元型低分子チオールを蛍光標識し、蛍光標識された第1の部分の低分子チオール及び第2部分の低分子チオールをHPLCを用いて分析し、第1の部分の分析値及び第2の部分の分析値より、還元型低分子チオールと酸化型低分子チオール濃度を算出する、生体試料中の低分子チオールの還元型及び酸化型を分別定量する。
【選択図】なしThe present invention provides a method for accurately and simultaneously fractionating a reduced low molecular thiol and an oxidized low molecular thiol in a biological sample simultaneously.
A biological sample is deproteinized, a first portion and a second portion are collected in equal amounts from the deproteinized sample, the reduced low-molecular thiol in the first portion is fluorescently labeled, After reducing the low molecular thiol of the part with a reducing agent, the reduced low molecular thiol is fluorescently labeled, and the low molecular thiol of the first part and the low molecular thiol of the second part are labeled with HPLC. The reduced low-molecular thiol and oxidized low-molecular thiol concentrations are calculated from the analytical value of the first part and the analytical value of the second part. Is quantified separately.
[Selection figure] None
Description
本発明は、生体の酸化ストレスの測定方法に関するものである。さらに詳細には、本発明は、マーカーとして生体中の低分子チオールの酸化型と還元型の比を用いる酸化ストレスの測定方法に関する。 The present invention relates to a method for measuring oxidative stress in a living body. More specifically, the present invention relates to a method for measuring oxidative stress using a ratio between an oxidized form and a reduced form of a low molecular thiol in a living body as a marker.
メタボリックシンドロームをはじめ、生活習慣病の進展に伴い、種々の動脈硬化性変化が進行する。その進展には体内の酸化ストレスが重要な役割を演じていると考えられている。酸化ストレスは生体内で生成する活性酸素群(ROS)の酸化損傷力と生体内の抗酸化システムの抗酸化ポテンシャルとの差として定義されている。ROSは、本来、エネルギー生産、侵入異物攻撃、不要な細胞の処理、細胞情報伝達などに際して生産される有用なものであるが、生体内の抗酸化システムで捕捉しきれない余剰なROSが生じる場合、生体の構造や機能を担っている脂質、蛋白質・酵素や、遺伝情報を担う遺伝子DNAを酸化し損傷を与え、生体の構造や機能を乱す。その結果、動脈硬化、心筋梗塞、糖尿病、癌などの病気を引き起こし、老化が早まる。 Various arteriosclerotic changes progress with the development of lifestyle-related diseases including metabolic syndrome. It is thought that oxidative stress in the body plays an important role in the progress. Oxidative stress is defined as the difference between the oxidative damage potential of reactive oxygen groups (ROS) generated in vivo and the antioxidant potential of in vivo antioxidant systems. ROS is originally useful for energy production, invading foreign body attacks, unnecessary cell processing, cell information transmission, etc., but when excessive ROS that cannot be captured by the in vivo antioxidant system occurs It oxidizes and damages the lipids, proteins and enzymes responsible for the structure and functions of the living body, and the genetic DNA that carries the genetic information, disrupting the structure and functions of the living body. As a result, diseases such as arteriosclerosis, myocardial infarction, diabetes, and cancer are caused and aging is accelerated.
その根拠は疫学的な、あるいは動物実験からの知見に基づいている。これまでに、血清中のグルタチオンペルオキシダーゼ活性やスーパーオキサイドディスムターセ(SOD)活性、さらに化学発光物質などが酸化ストレス指標として測定されてきた。しかし、これらの指標はin vivoにおける酸化ストレスを反映しているとは言えず、直接的な酸化ストレスを表すものではない。 The basis for this is epidemiological or based on findings from animal experiments. So far, glutathione peroxidase activity, superoxide dismutase (SOD) activity, and chemiluminescent substances in serum have been measured as oxidative stress indicators. However, these indicators do not reflect oxidative stress in vivo and do not represent direct oxidative stress.
低分子チオールの一種であるグルタチオンはグルタチオンペルオキシダーゼの基質であり、グルタチオンペルオキシダーゼが酸化ストレスの化学的実体のひとつである過酸化物を還元して消去する際に、グルタチオンが酸化され酸化型となることが知られている。酸化型グルタチオンはグルタチオン還元酵素により還元型に戻される。このように低分子チオールの酸化型-還元型は循環しており、一定の平衡状態にあるが、過酸化物の増大とともに平衡が崩れ、酸化型比率が増大すると推察されている。 Glutathione, a kind of low-molecular thiol, is a substrate for glutathione peroxidase. When glutathione peroxidase reduces and eliminates peroxide, which is one of the chemical entities of oxidative stress, glutathione is oxidized and becomes oxidized. It has been known. Oxidized glutathione is returned to the reduced form by glutathione reductase. As described above, the oxidized-reduced form of low-molecular thiols circulates and is in a constant equilibrium state, but it is presumed that the equilibrium is lost with the increase of peroxide and the oxidized ratio increases.
グルタチオンペルオキシダーゼ活性の高低は、低分子チオール酸化還元サイクルの平衡状態においては酸化型-還元型比とは無関係であり、酵素活性を測定しても平衡の偏りは厳密には解析できないという問題点が存在する。 The level of glutathione peroxidase activity is not related to the oxidation-reduction type ratio in the equilibrium state of the low molecular thiol redox cycle, and even if the enzyme activity is measured, the equilibrium bias cannot be analyzed strictly. Exists.
一方、血液等の生体試料中の低分子チオールを測定する試みが報告されている(非特許文献1〜3等を参照)。該方法は低分子チオールの酸化型及び還元型を測定しようとするものである。
On the other hand, attempts to measure low molecular thiols in biological samples such as blood have been reported (see Non-Patent
しかしながら、該方法においては、還元型チオールのみの検量線を作成し、還元型チオール及び酸化型チオールを測定しており、また、サンプル処理過程において、還元型チオールが酸化型チオールに変換してしまい、必ずしも生体試料中の低分子チオールの酸化型と還元型を正確に測定することはできなかった。 However, in this method, a calibration curve of only reduced thiols is prepared and reduced thiols and oxidized thiols are measured, and reduced thiols are converted to oxidized thiols during the sample processing process. However, it was not always possible to accurately measure the oxidized and reduced forms of low-molecular thiols in biological samples.
また、チオールの酸化型及び還元型の変換と酸化ストレスとの関連性については知られていなかった。 Moreover, the relationship between the oxidation and reduction of thiol and oxidative stress has not been known.
本発明は、生体試料中の低分子チオールの還元型-酸化型の比を酸化ストレスの指標として利用し、生体試料中の還元型の低分子チオールと酸化型の低分子チオールを同時に正確に分別定量する方法の提供を目的とする。 The present invention uses the reduced-oxidized ratio of low-molecular-weight thiols in biological samples as an index of oxidative stress, and accurately and simultaneously separates reduced low-molecular thiols from oxidized low-molecular-weight thiols in biological samples. The purpose is to provide a method for quantification.
本発明者らは、酸化ストレスの化学的実体の一つである過酸化物の増大を知るためには、それを反映している低分子チオールの酸化型-還元型比の分析が有効であると考えた。すなわち、従来測定されているグルタチオンペルオキシダーゼ活性より、低分子チオールの酸化型-還元型比が酸化ストレスの指標としては妥当性が高いと考えた。さらに、酸化ストレス増大は局所的に起こる場合もあるが、全身を循環する血液中の低分子チオールの酸化型-還元型比を分析することにより、局所の平衡の偏りも検知し得ると考えた。 In order to know the increase in peroxide, which is one of the chemical entities of oxidative stress, the present inventors are effective in analyzing the oxidized-reduced ratio of low-molecular thiols that reflect it. I thought. That is, it was considered that the oxidation-reduction type ratio of low-molecular thiol is more appropriate as an index of oxidative stress than the conventionally measured glutathione peroxidase activity. In addition, oxidative stress may increase locally, but by analyzing the oxidation-reduction type ratio of low-molecular thiols in the blood circulating throughout the body, we thought that local imbalances could be detected. .
そこで本発明者らは酸化ストレスを表すマーカーとして低分子チオールに着目し、より簡便でより正確な酸化状態を示す測定法の確立を試みた。 Therefore, the present inventors focused on low-molecular thiols as markers representing oxidative stress, and attempted to establish a measurement method that shows a simpler and more accurate oxidation state.
従来、低分子チオールの酸化型-還元型分別定量法は標準試料や、対照実験が可能な動物実験では行われていた。しかし生体試料中の低分子チオールは非常に不安定であり、対照試料が得られない臨床材料を試料とした分析結果は、低い信頼性しか期待できず、報告は少なかった。従って、低分子チオールの分析意義も推察の域を出なかった。 Conventionally, the oxidized-reduced fractional quantification method for low molecular weight thiols has been performed in standard samples and animal experiments where control experiments are possible. However, low molecular thiols in biological samples are very unstable, and the results of analysis using clinical materials for which control samples cannot be obtained can be expected only with low reliability, and there have been few reports. Therefore, the analytical significance of low molecular thiols was not inferred.
本発明においては、生体試料中の低分子チオールの不安定性は試料中の酵素によることから、採血後短時間で低温除タンパク操作を行うことで、一定の分析精度を得ることが可能となった。さらに、除タンパク操作に用いる除タンパク剤、生体試料中の酸化型の低分子チオールの還元に用いる還元剤として、低分子チオールを安定に保ち得るものを選択した。さらに、酸化型は還元して還元型とし、還元型、酸化型双方とも還元型として分析する際に、酸化型、還元型それぞれの検量線を作成し利用することで、酸化型の還元反応の収率を補正した。 In the present invention, since the instability of low molecular thiols in biological samples is due to the enzymes in the samples, it has become possible to obtain a certain analytical accuracy by performing a low temperature protein removal operation in a short time after blood collection. . Furthermore, a deproteinizing agent used for deproteinization operation and a reducing agent used for reducing oxidized low molecular thiol in a biological sample were selected that can keep the low molecular thiol stable. Furthermore, when the oxidized form is reduced to the reduced form, and both the reduced and oxidized forms are analyzed as reduced forms, a calibration curve for each of the oxidized and reduced forms is created and used, so that the reduction reaction of the oxidized form can be performed. Yield was corrected.
このようにして確立した方法を用いて、いくつかの還元型、酸化型標準混合試料を分析した結果、良好な正確さが証明され、本発明を完成させるに至った。 As a result of analyzing several reduced and oxidized standard mixed samples using the method thus established, good accuracy was proved and the present invention was completed.
すなわち、本発明は以下のとおりである。
[1] 生体試料中の低分子チオールの還元型及び酸化型を分別定量し、低分子チオールの酸化型と還元型の存在比をマーカーとして用いる生体の酸化ストレスの測定方法。
[2] 生体試料中の低分子チオールがシステイン、システニルグリシン、グルタチオン及びホモシステインからなる群から選択される少なくとも1種である[1]の生体の酸化ストレスの測定方法。
[3] 生体試料が血液、血清及び血漿からなる群から選択される[1]又は[2]の生体の酸化ストレスの測定方法。
[4] 生体試料中の低分子チオールの還元型及び酸化型の分別定量がHPLCを用いて行なわれる[1]〜[3]のいずれかの生体の酸化ストレスの測定方法。
[5] 生体試料中の低分子チオールの還元型及び酸化型を分別定量する方法であって、生体試料を除タンパク処理し、除タンパク処理試料から第1の部分及び第2の部分を同量ずつ採取し、第1の部分の還元型低分子チオールを蛍光標識し、第2の部分の低分子チオールを還元剤を用いて還元処理した後に還元型低分子チオールを蛍光標識し、蛍光標識された第1の部分の低分子チオール及び第2の部分の低分子チオールをHPLCを用いて分析し、第1の部分の分析値及び第2の部分の分析値より、還元型低分子チオールと酸化型低分子チオール濃度を算出する、生体試料中の低分子チオールの還元型及び酸化型を分別定量する方法。
That is, the present invention is as follows.
[1] A method for measuring oxidative stress in a living body, wherein the reduced form and oxidized form of a low molecular thiol in a biological sample are separately quantified, and the abundance ratio of the oxidized form and reduced form of the low molecular thiol is used as a marker.
[2] The method for measuring oxidative stress in a living body according to [1], wherein the low molecular thiol in the biological sample is at least one selected from the group consisting of cysteine, cystenylglycine, glutathione and homocysteine.
[3] The method for measuring oxidative stress in a living body according to [1] or [2], wherein the biological sample is selected from the group consisting of blood, serum and plasma.
[4] The method for measuring oxidative stress in a living body according to any one of [1] to [3], wherein fractional quantification of reduced and oxidized forms of low-molecular thiols in a biological sample is performed using HPLC.
[5] A method for differentially quantifying reduced and oxidized low molecular thiols in a biological sample, wherein the biological sample is deproteinized, and the same amount of the first and second parts is obtained from the deproteinized sample. Each sample is collected, the reduced low molecular thiol of the first part is fluorescently labeled, the low molecular weight thiol of the second part is reduced with a reducing agent, and then the reduced low molecular thiol is fluorescently labeled. The low molecular thiol of the first part and the low molecular thiol of the second part were analyzed using HPLC, and the reduced low molecular thiol and the oxidation were determined based on the analytical value of the first part and the analytical value of the second part. A method for differentially quantifying a reduced form and an oxidized form of a low molecular thiol in a biological sample, wherein the low molecular thiol concentration is calculated.
[6] 生体試料中の低分子チオールがシステイン、システニルグリシン、グルタチオン及びホモシステインからなる群から選択される少なくとも1種である[5]の生体試料中の低分子チオールの還元型及び酸化型を分別定量する方法。
[7] 生体試料の除タンパク処理がスルホサリチル酸を用いて行なわれる[5]又は[6]の生体試料中の低分子チオールの還元型及び酸化型を分別定量する方法。
[8] 生体から生体試料を採取した後、1分以内に0〜4℃に冷却する、[5]〜[7]のいずれかの生体試料中の低分子チオールの還元型及び酸化型を分別定量する方法。
[9] 除タンパクした生体試料の第2の部分の還元処理が、中性pHで作用する水可溶性の還元剤を用いて行なわれる、[5]〜[8]のいずれかの生体試料中の低分子チオールの還元型及び酸化型を分別定量する方法。
[10] 中性pHで作用する水可溶性の還元剤が、TCEP, Neutral pHである[9]の生体試料中の低分子チオールの還元型及び酸化型を分別定量する方法。
[6] The reduced form and oxidized form of the low molecular thiol in the biological sample according to [5], wherein the low molecular thiol in the biological sample is at least one selected from the group consisting of cysteine, cystenylglycine, glutathione, and homocysteine A method for fractional quantification.
[7] The method for differentially quantifying a reduced form and an oxidized form of a low molecular thiol in a biological sample according to [5] or [6], wherein deproteinization treatment of the biological sample is performed using sulfosalicylic acid.
[8] After collecting the biological sample from the living body, cool to 0 to 4 ° C. within 1 minute, and fractionate the reduced form and oxidized form of the low molecular thiol in the biological sample of any of [5] to [7] How to quantify.
[9] The reduction treatment of the second portion of the deproteinized biological sample is performed using a water-soluble reducing agent that acts at a neutral pH. A method for differential quantification of reduced and oxidized forms of low-molecular thiols.
[10] The method for differential quantification of reduced and oxidized forms of low molecular weight thiols in a biological sample according to [9], wherein the water-soluble reducing agent acting at neutral pH is TCEP, Neutral pH.
[11] 生体試料中の還元型低分子チオール及び酸化型低分子チオールの定量が、還元型低分子チオール標準品を用いて作成された検量線及び酸化型低分子チオール標準品を還元剤で還元処理して得られた還元型低分子チオール標準品を用いて作成された検量線の2つの検量線を用いて行なわれる、[5]〜[10]のいずれかの生体試料中の低分子チオールの還元型及び酸化型を分別定量する方法。
[12] 生体試料中の還元型低分子チオール及び酸化型低分子チオールの定量が、以下の工程を含む方法で行なわれる[11]の生体試料中の低分子チオールの還元型及び酸化型を分別定量する方法:
(i) 還元型低分子チオール標準品及び酸化型低分子チオール標準品を還元剤処理して還元した標準品をHPLCで分析し、該標準品のHPLCクロマトグラムピーク面積を内部標準のHPLCクロマトグラムピーク面積に基づいて正規化し、2つの検量線を作成する工程;
(ii) (i)のHPLC分析の結果より、還元剤効力率を、式0.5/(SHx/SSx)により求める工程、ここでSHxは還元型低分子チオール標準品の特定の濃度における正規化したHPLCクロマトグラムピーク面積を表わし、SSxは酸化型低分子チオール標準品を還元剤により還元処理した標準品の特定の濃度における正規化したHPLCクロマトグラムピーク面積を表わす;
(iii)(a) 生体試料の第1の部分の還元型低分子チオールを蛍光標識して得られた試料をHPLC分析して得られ、内部標準のHPLCクロマトグラムピーク面積に基づいて正規化したHPLCクロマトグラムピーク面積より、(i)の還元型低分子チオール標準品を用いて作成した検量線に基づき、前記第1の部分の還元型低分子チオール濃度を求め、
(b) (ii)で求めた還元剤効力率、(iii)(a)の生体試料の第1の部分の還元型低分子チオールを蛍光標識して得られた試料をHPLC分析して得られ、内部標準のHPLCクロマトグラムピーク面積に基づいて正規化したHPLCクロマトグラムピーク面積、並びに生体試料の第2の部分の低分子チオールを還元剤を用いて還元処理した後に還元型低分子チオールを蛍光標識して得られた試料をHPLC分析して得られ、内部標準のHPLCクロマトグラムピーク面積に基づいて正規化したHPLCクロマトグラムピーク面積より、式 (還元型+酸化型)分析法で処理した試料の正規化HPLCクロマトグラムピーク面積-(還元剤効力率×還元型分析法で処理した試料の正規化HPLCクロマトグラムピーク面積)により、生体試料中の酸化型低分子チオールの正規化HPLCクロマトグラムピーク面積に相当する補正値を求め、該補正値より、(i)の酸化型低分子チオール標準品を還元剤処理して還元した標準品を用いて作成した検量線に基づき、前記第2の部分の酸化型低分子チオール濃度を求める工程。
[11] Quantification of reduced low-molecular thiols and oxidized low-molecular thiols in biological samples can be achieved by reducing calibration curves prepared using reduced low-molecular thiol standards and oxidized low-molecular thiol standards with reducing agents. The low molecular thiol in the biological sample of any one of [5] to [10], which is performed using two calibration curves of a calibration curve prepared using a reduced low molecular thiol standard product obtained by processing Method for separately quantifying a reduced form and an oxidized form.
[12] Quantification of reduced low-molecular thiol and oxidized low-molecular thiol in a biological sample is performed by a method including the following steps: [11] fractionation of reduced and oxidized low-molecular thiol in a biological sample How to quantify:
(i) Analyzing a reduced standard product of reduced low molecular thiol and oxidized low molecular thiol standard with a reducing agent by HPLC, and analyzing the HPLC chromatogram peak area of the standard product as an internal standard HPLC chromatogram Normalizing based on peak area and creating two calibration curves;
(ii) The step of determining the reducing agent efficacy by the formula 0.5 / (SHx / SSx) from the result of HPLC analysis of (i), where SHx is normalized at a specific concentration of the reduced low molecular thiol standard Represents the HPLC chromatogram peak area, and SSx represents the normalized HPLC chromatogram peak area at a specific concentration of a standard product obtained by reducing an oxidized low molecular weight thiol standard with a reducing agent;
(iii) (a) A sample obtained by fluorescently labeling the reduced low-molecular thiol of the first part of the biological sample was obtained by HPLC analysis, and normalized based on the HPLC chromatogram peak area of the internal standard From the HPLC chromatogram peak area, based on the calibration curve created using the reduced low molecular thiol standard (i), determine the reduced low molecular thiol concentration of the first part,
(b) Reductant efficacy determined in (ii), (iii) Obtained by HPLC analysis of a sample obtained by fluorescently labeling the reduced low molecular thiol of the first part of the biological sample in (a) , HPLC chromatogram peak area normalized based on HPLC chromatogram peak area of internal standard, and reduced low molecular thiol after reducing low molecular thiol in the second part of biological sample with reducing agent Sample obtained by HPLC analysis of the sample obtained by labeling and processed by the formula (reduced type + oxidized type) analysis method from the HPLC chromatogram peak area normalized based on the HPLC chromatogram peak area of the internal standard Normalized HPLC chromatogram peak area of oxidized low molecular weight thiols in biological samples by normalizing HPLC chromatogram peak area of-(reducing agent efficacy x normalized HPLC chromatogram peak area of sample processed by reducing analysis method) A correction value corresponding to the product is obtained, and from the correction value, the second part is calculated based on a calibration curve prepared using a standard product obtained by reducing the oxidized low molecular thiol standard product of (i) with a reducing agent. The process which calculates | requires the oxidation type low molecular thiol density | concentration of.
[13] [5]〜[12]のいずれかの生体試料中の低分子チオールの還元型及び酸化型を分別定量する方法により得られた定量値より低分子チオールの酸化型と還元型の存在比を算出し、該存在比より生体の酸化ストレスを測定する、[1]〜[4]のいずれかの生体の酸化ストレスの測定方法。
[14] 少なくともスルホサリチル酸である除タンパク剤、TCEP, Neutral pHである還元剤を含む生体試料中の低分子チオールの還元型及び酸化型を分別定量するためのキット。
[15] さらに、還元型及び酸化型低分子チオール標準品、低分子チオールを蛍光標識するための蛍光物質を含む、[14]の低分子チオールの還元型及び酸化型を分別定量するためのキット。
[16] 低分子チオールがシステイン、システニルグリシン、グルタチオン及びホモシステインからなる群から選択される少なくとも1種である[14]又は[15]の低分子チオールの還元型及び酸化型を分別定量するためのキット。
[13] Presence of oxidized form and reduced form of low molecular thiol from the quantitative value obtained by the method of differentially quantifying the reduced form and oxidized form of low molecular thiol in the biological sample of any one of [5] to [12] The method for measuring oxidative stress in a living body according to any one of [1] to [4], wherein a ratio is calculated and oxidative stress in the living body is measured from the abundance ratio.
[14] A kit for differentially quantifying a reduced form and an oxidized form of a low molecular thiol in a biological sample containing at least a deproteinizing agent that is sulfosalicylic acid and a reducing agent that is TCEP, Neutral pH.
[15] A kit for differential quantification of reduced and oxidized forms of low molecular thiols according to [14], further comprising reduced and oxidized low molecular thiol standards, and a fluorescent substance for fluorescently labeling low molecular thiols .
[16] The reduced form and oxidized form of the low molecular thiol of [14] or [15], wherein the low molecular thiol is at least one selected from the group consisting of cysteine, cystenylglycine, glutathione and homocysteine Kit for.
本発明の方法により、ヒト臨床材料を試料として、一定の精度で、各低分子チオールの還元型と酸化型との分別定量が可能となった。これまでに数症例の分析の結果、酸化ストレスが重要な役割を演じているとされる狭心症において、当初期待されていたように、グルタチオンの酸化型の比率が変化していることが明らかとなった。このことから、酸化型チオールの比率の変化、例えば上昇が酸化ストレス増加の一指標と成り得ることが示唆され、本発明の臨床診断上の特有な効果が期待される。 According to the method of the present invention, it is possible to separate and quantify the reduced form and the oxidized form of each low molecular thiol with a certain accuracy using a human clinical material as a sample. Analysis of several cases so far reveals that the ratio of oxidized forms of glutathione has changed as originally expected in angina pectoris, for which oxidative stress is said to play an important role It became. This suggests that a change in the ratio of oxidized thiol, for example, an increase can be an indicator of an increase in oxidative stress, and a unique effect on clinical diagnosis of the present invention is expected.
以下、本発明を詳細に説明する。
低分子チオールとは、SH基を有する分子量数百程度の化合物であり、本発明の酸化ストレスの指標に用いる低分子チオールとしては、生体内に存在する低分子チオールであるシステイン、システニルグリシン、グルタチオン及びホモシステインが好ましい。図1にそれぞれの化合物の構造式を示す。一度の測定で、複数の低分子チオールを測定してもよい。例えば、システイン、システニルグリシン、グルタチオン及びホモシステインの1種、2種、3種又は4種を一度に測定してもよい。システイン及びホモシステインの酸化型はそれぞれ、シスチン及びホモシスチンと呼ぶ。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The low molecular thiol is a compound having an SH group and a molecular weight of about several hundreds, and as the low molecular thiol used for the index of oxidative stress of the present invention, cysteine, cystenylglycine, Glutathione and homocysteine are preferred. FIG. 1 shows the structural formula of each compound. A plurality of low molecular thiols may be measured in one measurement. For example, one, two, three or four kinds of cysteine, cystenylglycine, glutathione and homocysteine may be measured at a time. The oxidized forms of cysteine and homocysteine are called cystine and homocystin, respectively.
本願発明の方法においては、低分子チオールの酸化型と還元型を分別定量し、酸化型と還元型の比を算出して酸化ストレスの指標とする。低分子チオールの還元型はチオール基が還元された状態、すなわち-SHとして存在し、酸化型はチオール基が酸化され、低分子チオール2分子がS-S結合により結合したダイマーとして存在する(図2)。 In the method of the present invention, the oxidized form and reduced form of low molecular thiol are separately quantified, and the ratio of oxidized form to reduced form is calculated as an index of oxidative stress. The reduced form of the low molecular thiol exists as a reduced state of the thiol group, that is, as —SH, and the oxidized form exists as a dimer in which the thiol group is oxidized and two low molecular thiol molecules are bonded by SS bonds (FIG. 2). .
低分子チオールの定量は、還元型の低分子チオールのSH基に蛍光物質を結合させ、低分子チオール化合物と蛍光物質の複合体を蛍光により定量する(図3)。 The low molecular thiol is quantified by binding a fluorescent substance to the SH group of the reduced low molecular thiol and quantifying the complex of the low molecular thiol compound and the fluorescent substance by fluorescence (FIG. 3).
酸化型の低分子チオールには、そのままでは蛍光物質を結合させることはできないので、酸化型の低分子チオールを還元し、還元型低分子チオールに変換させ、上記の蛍光物質を結合させて定量すればよい。この際、酸化型チオールの還元率が100%の場合、酸化型の低分子チオールのダイマーから2分子の還元型低分子チオールが生成するので、濃度は2倍に計測される(図4)。 Since the fluorescent substance cannot be bound to the oxidized low molecular thiol as it is, the oxidized low molecular thiol can be reduced, converted into a reduced low molecular thiol, and bound with the above fluorescent substance for quantification. That's fine. At this time, when the reduction rate of oxidized thiol is 100%, two molecules of reduced low-molecular thiol are generated from the dimer of oxidized low-molecular thiol, so the concentration is measured twice (FIG. 4).
本発明の方法において、生体試料中の酸化型の低分子チオールと還元型の低分子チオールの分別定量をすることができる。生体試料は限定されないが、全血液、血清、血漿が好ましい。 In the method of the present invention, it is possible to perform quantitative determination of oxidized low molecular thiol and reduced low molecular thiol in a biological sample. The biological sample is not limited, but whole blood, serum, and plasma are preferable.
血液を採取する際、血液中に存在している還元型の低分子チオールの酸化を防止するために、採血管をあらかじめ冷却して用いる。また、この際血液凝固防止のためにEDTA(エチレンジアミン四酢酸)を添加することが好ましい。血液凝固防止のためには、一般的にはヘパリン等も用いられるが、ヘパリンを用いた場合、還元型の低分子チオールが酸化型に変換してしまう可能性が高いため、EDTAを用いる必要がある。また、EDTAを添加することにより、還元型の低分子チオールを酸化し得る酵素の補酵素を阻害することができるので、還元型の低分子チオールの酸化型への変換を防止することもできる。 When collecting blood, in order to prevent oxidation of reduced low molecular thiols present in the blood, the blood collection tube is cooled in advance and used. At this time, it is preferable to add EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid) to prevent blood coagulation. In order to prevent blood coagulation, heparin and the like are generally used. However, when heparin is used, it is highly possible that reduced low-molecular thiols are converted to oxidized forms, so it is necessary to use EDTA. is there. Further, by adding EDTA, the coenzyme of an enzyme capable of oxidizing reduced low molecular thiol can be inhibited, so that conversion of reduced low molecular thiol to oxidized form can also be prevented.
血清又は血漿を用いる場合、遠心分離により血清又は血漿を分離するが、この際も冷却下、好ましくは0℃で行い、また還元型の低分子チオールの酸化を防ぐため、遠心分離時間は短い方がよい。遠心分離時の温度が高く、また遠心分離の時間が長いと、試料中の還元型低分子チオールが酸化型に変換してしまう。例えば、血漿分離の場合、1900Gで5分以下、好ましくは3分以下の時間、遠心分離を行なう。また、生体試料は用時に採取し調製する必要がある。これは、例えば、血漿の状態で-80℃保存すると試料中の還元型低分子チオールが酸化型低分子チオールに変換してしまうからである。 When serum or plasma is used, the serum or plasma is separated by centrifugation. In this case as well, it is preferably performed at 0 ° C. under cooling, and in order to prevent oxidation of reduced low-molecular thiols, the one with a shorter centrifugation time is used. Is good. When the temperature at the time of centrifugation is high and the time for centrifugation is long, the reduced low molecular thiol in the sample is converted to an oxidized form. For example, in the case of plasma separation, centrifugation is performed at 1900G for 5 minutes or less, preferably 3 minutes or less. Moreover, it is necessary to collect and prepare a biological sample at the time of use. This is because, for example, when stored at −80 ° C. in the state of plasma, reduced low molecular thiol in the sample is converted to oxidized low molecular thiol.
この際、所定の濃度の還元型の低分子チオール又は酸化型の低分子チオールを含む標準サンプルを調製してもよい。この場合、還元型の低分子チオール標準サンプルはあらかじめ濃厚溶液を調製し凍結保存しておくことができる。例えば-80℃で保存しておき、用時に希釈して用いることができる。一方、酸化型の低分子チオールは、その都度用時調製する必要がある。酸化型低分子チオールは、4℃以下の低温保存又は凍結保存により一部が析出してしまい、正確な測定が困難になってしまうので、用時調製が必要である。 At this time, a standard sample containing a reduced concentration low molecular thiol or an oxidized low molecular thiol at a predetermined concentration may be prepared. In this case, the reduced low-molecular thiol standard sample can be prepared in a concentrated solution and stored frozen. For example, it can be stored at −80 ° C. and diluted before use. On the other hand, oxidized low molecular thiols need to be prepared each time they are used. Oxidized low molecular thiols are partially deposited by low temperature storage or cryopreservation at 4 ° C. or lower, and accurate measurement becomes difficult. Therefore, preparation at the time of use is necessary.
低分子チオールの測定の前に、夾雑タンパク質及び生体試料中の低分子チオールを酸化し得る酵素を除去するために生体試料を除タンパク処理する。除タンパクは、酸を試料に添加し、タンパク質を変性させ、変性したタンパク質をフィルター処理又は遠心分離により除くことにより達成することができる。除タンパクにはpHが極端に低くないものが好ましく、例えばスルホサリチル酸(SSA)が挙げられる。スルホサリチル酸は、トリクロロ酢酸(TCA)等のタンパク質変性除去剤に比べ、SH基の保持率が高いので望ましい。この際、生体試料の低分子チオールを酸化し得る酵素の活性を低下させるため、生体試料及び除タンパク剤を0〜4℃に氷冷して用いる。用いる除タンパク剤の濃度は、1〜5%、好ましくは2〜5%、さらに好ましくは2〜3%、特に好ましくは2.5%である。 Prior to measurement of the low molecular thiol, the biological sample is deproteinized to remove contaminating proteins and enzymes that can oxidize low molecular thiols in the biological sample. Deproteinization can be achieved by adding acid to the sample, denaturing the protein, and removing the denatured protein by filtration or centrifugation. A protein whose pH is not extremely low is preferable for deproteinization, and examples thereof include sulfosalicylic acid (SSA). Sulfosalicylic acid is desirable because it has a higher retention rate of SH groups than protein denaturing and removing agents such as trichloroacetic acid (TCA). At this time, in order to reduce the activity of the enzyme capable of oxidizing the low molecular thiol in the biological sample, the biological sample and the protein removal agent are cooled to 0 to 4 ° C. and used. The concentration of the deproteinizing agent to be used is 1 to 5%, preferably 2 to 5%, more preferably 2 to 3%, and particularly preferably 2.5%.
生体試料採取後、除タンパク処理を行なうまでの時間は、5分以内、好ましくは3分以内、さらに好ましくは1分以内である。 The time from the collection of the biological sample to the protein removal treatment is within 5 minutes, preferably within 3 minutes, more preferably within 1 minute.
生体試料に除タンパク剤を添加後、さらに内部標準物質を添加する。内部標準物質としては、生体内に存在しないか又は極微量しか存在しない低分子チオールを用いる。例えばN-Acetyl-L-cysteineを用いることができ、HPLCの分析測定に用いられる溶液に生体試料中に含まれる低分子チオールに近似した濃度になるように添加すればよい。例えば、数μM〜数十μM添加すればよい。 After adding a deproteinizing agent to the biological sample, an internal standard substance is further added. As the internal standard substance, a low molecular thiol that does not exist in the living body or exists in a very small amount is used. For example, N-Acetyl-L-cysteine can be used, and it may be added to a solution used for HPLC analysis and measurement so as to have a concentration approximate to a low molecular thiol contained in a biological sample. For example, several μM to several tens μM may be added.
内部標準物質を添加後、混合し遠心分離により変性したタンパク質を除去し、上清を測定に用いる。 After adding the internal standard, the protein is denatured by mixing and centrifugation, and the supernatant is used for measurement.
本発明の方法においては、除タンパク処理した生体試料を保存した場合、酸化型低分子チオールが還元されてしまい、正確に測定することができない。そこで、保存することなく、低分子チオール分子の測定を行なう。 In the method of the present invention, when a deproteinized biological sample is stored, the oxidized low molecular thiol is reduced and cannot be measured accurately. Therefore, low molecular thiol molecules are measured without storage.
測定の際には、除タンパク処理したサンプルから同量の一定量の第1の部分と第2の部分を取り、第1の部分を用いて還元型の低分子チオールを測定する。この際、上記のように第1の部分に含まれる還元型の低分子チオールを蛍光物質で標識する。採取する一定量には、限定はないが、例えば5〜100μl、好ましくは10〜50μl取ればよい。 In the measurement, the same amount of the first part and the second part are taken from the deproteinized sample, and the reduced low molecular thiol is measured using the first part. At this time, as described above, the reduced low-molecular thiol contained in the first portion is labeled with a fluorescent substance. The fixed amount to be collected is not limited, but may be 5 to 100 μl, preferably 10 to 50 μl.
また、第2の部分を用いて還元型及び酸化型の両方の低分子チオールを測定する。サンプル中には、還元型の低分子チオールと酸化型の低分子チオールの両方が含まれているが、酸化型の低分子チオールを還元型の低分子チオールに変換させ、蛍光物質で標識し、測定すればよい。 Also, both the reduced and oxidized low molecular thiols are measured using the second portion. The sample contains both reduced low-molecular thiols and oxidized low-molecular thiols, but the oxidized low-molecular thiols are converted into reduced low-molecular thiols, labeled with fluorescent substances, Just measure.
第1の部分を用いた測定により、サンプル中に存在していた還元型の低分子チオールを定量することができ、第2の部分を用いた測定により、サンプル中に存在していた還元型の低分子チオールと酸化型の低分子チオールを定量することができる。第2の部分の定量値から第1の部分の定量値を減じることにより酸化型の低分子チオールの量を算出することができる。 The measurement using the first part can quantitate the reduced low-molecular thiol present in the sample, and the measurement using the second part can reduce the reduced type thiol present in the sample. Low molecular thiols and oxidized low molecular thiols can be quantified. By subtracting the quantitative value of the first part from the quantitative value of the second part, the amount of oxidized low molecular thiol can be calculated.
本発明において、第1の部分を用いた測定を「還元型処理法」と呼び、第2の部分を用いた測定を「(還元型+酸化型)処理法」と呼ぶ。また、「還元型処理法」により処理したサンプルを還元型処理サンプル、「(還元型+酸化型)処理法」により処理したサンプルを(還元型+酸化型)処理サンプルと呼ぶ。 In the present invention, the measurement using the first part is referred to as “reduction type treatment method”, and the measurement using the second part is referred to as “(reduction type + oxidation type) treatment method”. Further, a sample processed by the “reduction type treatment method” is called a reduction type treatment sample, and a sample processed by the “(reduction type + oxidation type) treatment method” is called a (reduction type + oxidation type) treatment sample.
従来、ジスルフィド結合の還元にはアルカリ性で作用するトリブチルホスフィン(TBP)等が用いられており、還元処理の際に反応液をアルカリ性にするためにNaOHを添加していたが、NaOHはチオール構造を分解してしまうという問題があった。また、トリブチルホスフィンは、水に不溶であり、空気酸化を受けやすいという欠点もあった。本発明では、このような欠点のない、中性で作用し得る水に可溶な還元剤を用いる。このような還元剤として例えば、TCEP(Tris[2-carboxyethyl]phosphine)が挙げられる。TCEPとしては、TCEP, Hydrochloride、TCEP, Neutral pHがあるが、TCEP, Neutral pHが好ましい。また、TCEPをポリアクリルアミドゲルに固定化したTCEP, Immobilizedを用いることもできる。還元剤の濃度は、1〜5%、好ましくは2〜5%、さらに好ましくは2〜3%、特に好ましくは2.5%である。 Conventionally, tributylphosphine (TBP), which acts in an alkaline manner, has been used to reduce disulfide bonds, and NaOH has been added to make the reaction solution alkaline during the reduction treatment, but NaOH has a thiol structure. There was a problem of decomposing. In addition, tributylphosphine has a disadvantage that it is insoluble in water and is susceptible to air oxidation. In the present invention, a water-soluble reducing agent that does not have such disadvantages and can act neutrally is used. An example of such a reducing agent is TCEP (Tris [2-carboxyethyl] phosphine). TCEP includes TCEP, Hydrochloride, TCEP, and Neutral pH, with TCEP and Neutral pH being preferred. TCEP or Immobilized in which TCEP is immobilized on polyacrylamide gel can also be used. The concentration of the reducing agent is 1 to 5%, preferably 2 to 5%, more preferably 2 to 3%, and particularly preferably 2.5%.
除タンパク後、次いでサンプルの第1の部分及び還元処理した第2の部分中の還元型の低分子チオールを蛍光物質で標識する。 After deproteinization, the reduced low-molecular thiol in the first part of the sample and the reduced second part is then labeled with a fluorescent substance.
低分子チオールの定量は、還元型の低分子チオールのSH基にマレイミド基又はアリールハライド基を有する蛍光物質を結合させ、低分子チオール化合物と蛍光物質の複合体を蛍光により定量する(図3)。アリールハライド基を有する蛍光物質として、SBD-F(4-Fluoro-7-sulfobenzofurazan, ammonium salt)、ABD-F(4-Fluoro-7-sulfamoylbenzofurazan)等が挙げられ、マレイミド基を有する蛍光物質として、NAM(N-(9-Acridinyl)maleimide)、DBPM等が挙げられる。ただし、チオール基とのカップリング反応により低分子チオールを蛍光標識し得る標識物質ならば、いずれの物質も用いることができ、上記の物質に限定されない。反応時の蛍光物質の濃度は、好ましくは8〜15mM、さらに好ましくは9〜11mM、特に好ましくは10mMであり、これは予測される生体試料中の低分子チオール濃度に適合させた濃度である。 Low molecular thiol is quantified by binding a fluorescent substance having a maleimide group or an aryl halide group to the SH group of a reduced low molecular thiol and quantifying the complex of the low molecular thiol compound and the fluorescent substance by fluorescence (FIG. 3). . Examples of the fluorescent substance having an aryl halide group include SBD-F (4-Fluoro-7-sulfobenzofurazan, ammonium salt), ABD-F (4-Fluoro-7-sulfamoylbenzofurazan), etc. As the fluorescent substance having a maleimide group, NAM (N- (9-Acridinyl) maleimide), DBPM, etc. are mentioned. However, any substance can be used as long as it is a labeling substance that can fluorescently label a low molecular thiol by a coupling reaction with a thiol group, and is not limited to the above substances. The concentration of the fluorescent substance during the reaction is preferably 8 to 15 mM, more preferably 9 to 11 mM, and particularly preferably 10 mM, which is a concentration adapted to the predicted low molecular thiol concentration in the biological sample.
蛍光物質で低分子チオールを標識した後、HPLCで低分子チオールを分析する。
HPLCカラムとしては、例えばSODカラムを用い、アセトニトリルとリン酸溶液のグラジエント溶出により低分子チオールを分離することができる。溶出条件は、例えば移動層Aを0.15M リン酸、移動層Bを100%アセトニトリルとした場合、0-20分 2% B、20.1-25分 4% B、25.1-27分 15% B、27.1-30分 15% B、30.1-45分 2% Bのような分配にして、グラジエントを細かく設定することにより、ピークの分離を良好にすることができる。
検出器は蛍光検出器を用いて励起波長約380nm、蛍光波長約510nmで測定すればよい。
After labeling the low molecular thiol with a fluorescent substance, the low molecular thiol is analyzed by HPLC.
As the HPLC column, for example, an SOD column can be used, and low molecular thiols can be separated by gradient elution of acetonitrile and phosphoric acid solution. Elution conditions are, for example, when moving bed A is 0.15M phosphoric acid and moving bed B is 100% acetonitrile, 0-20
The detector may be measured using a fluorescence detector at an excitation wavelength of about 380 nm and a fluorescence wavelength of about 510 nm.
図5に本願発明の方法のスキームの一例を示す。図5に記載の条件は一例であり、これに限定されるものではない。図5に示すように、試料の第1の部分に対して蛍光物質を結合させHPLC分析する方法を「還元型分析法」と呼び、試料の第2の部分に対して還元剤で還元処理し、蛍光物質を結合させてHPLC分析する方法を「(還元型+酸化型)分析法」と呼ぶ。還元型分析法では、生体試料中の還元型低分子チオールがそのまま定量され、(還元型+酸化型)分析法では、生体試料中の酸化型低分子チオールが還元され、還元型に変換するため、生体試料中の還元型と酸化型の両方の低分子チオールが定量される。 FIG. 5 shows an example of the scheme of the method of the present invention. The conditions described in FIG. 5 are an example, and the present invention is not limited to this. As shown in FIG. 5, the HPLC analysis method in which a fluorescent substance is bound to the first part of the sample is called “reduction analysis method”, and the second part of the sample is reduced with a reducing agent. The method of HPLC analysis by binding a fluorescent substance is called “(reduced type + oxidized type) analytical method”. In the reduced analysis method, the reduced low molecular thiol in the biological sample is quantified as it is, and in the (reduced + oxidized) analytical method, the oxidized low molecular thiol in the biological sample is reduced and converted to the reduced form. In the biological sample, both reduced and oxidized low molecular thiols are quantified.
HPLCにより低分子チオールを分析する場合、測定ごとに還元型低分子チオール及び酸化型低分子チオールの検量線を作成し、該検量線に基づいて定量値を校正する。これは、標準サンプルとして使用する還元型低分子チオール試薬の中に酸化型低分子チオールが混入しており、又は酸化型低分子チオール試薬の中に還元型低分子チオールが混入している可能性があるからである。また、一連の工程中で、還元剤処理による酸化型低分子チオールから還元型低分子チオール試薬への変換の他に、望まない酸化型低分子チオールと還元型低分子チオールの相互変換が起こっている可能性があるからである。さらに、還元剤による酸化型低分子チオールから還元型低分子チオールへの変換効率、すなわち還元剤の効力率は実験ごとに変動する可能性が高い。このような、酸化型低分子チオールと還元型低分子チオールの相互変換による不純物の混入による測定値の変動を校正し、さらに還元剤の効力の変動による測定値の変動を校正するために、測定ごとに検量線を作成する。 When analyzing a low molecular thiol by HPLC, a calibration curve of reduced low molecular thiol and oxidized low molecular thiol is prepared for each measurement, and a quantitative value is calibrated based on the calibration curve. This is the possibility that oxidized low molecular thiol is mixed in the reduced low molecular thiol reagent used as the standard sample, or reduced low molecular thiol is mixed in the oxidized low molecular thiol reagent. Because there is. In addition to the conversion from oxidized low molecular thiol to reduced low molecular thiol reagent by reducing agent treatment, unwanted conversion of oxidized low molecular thiol and reduced low molecular thiol occurred during the series of steps. Because there is a possibility that. Furthermore, the conversion efficiency from the oxidized low molecular thiol to the reduced low molecular thiol by the reducing agent, that is, the efficiency of the reducing agent is likely to vary from experiment to experiment. In order to calibrate the fluctuation of the measurement value due to the mixing of impurities due to the interconversion of oxidized low molecular thiol and reduced low molecular thiol, and to calibrate the fluctuation of the measurement value due to the fluctuation of the reducing agent efficacy, Create a calibration curve for each.
検量線の作成及び定量値の校正は例えば以下のようにして行なう。
(1)測定対象となる低分子チオールの酸化型標準品と還元型標準品を準備する。この際、測定対象である低分子チオールが複数の場合は、複数の低分子チオールを混合した標準品を準備すればよい。本発明において、還元型標準品をSH標準品と呼び、酸化型標準品をSS標準品と呼ぶ。さらに、複数の低分子チオールを混合した標準品をMix標準品と呼ぶ。従って、複数の還元型低分子チオールを混合した標準品をSH Mix標準品と呼び、複数の酸化型低分子チオールを混合した標準品をSS Mix標準品と呼ぶ。これらは、市販のものを用いればよい。低分子チオール酸化型及び還元型は、段階希釈し、複数の濃度の標準品サンプルを調製する。
For example, the calibration curve is created and the quantitative value is calibrated as follows.
(1) Prepare an oxidized standard product and a reduced standard product of low molecular thiol to be measured. At this time, when there are a plurality of low molecular thiols to be measured, a standard product in which a plurality of low molecular thiols are mixed may be prepared. In the present invention, the reduction standard product is called an SH standard product, and the oxidation standard product is called an SS standard product. Furthermore, a standard product in which a plurality of low molecular thiols are mixed is called a Mix standard product. Therefore, a standard product in which a plurality of reduced low molecular thiols are mixed is called an SH Mix standard product, and a standard product in which a plurality of oxidized low molecular thiols are mixed is called an SS Mix standard product. What is necessary is just to use a commercially available thing. The low molecular thiol oxidized form and the reduced form are serially diluted to prepare a standard sample having a plurality of concentrations.
(2)還元型標準品サンプル及び酸化型標準品サンプルから第1の部分及び第2の部分として同量の一定量を取り、第1の部分については、上記の蛍光物質で標識する(還元型分析法)。また、第2の部分については、上記の還元剤で還元した後、蛍光物質で標識する((還元型+酸化型)分析法)。この際、標準サンプルにも上記の内部標準物質を添加する。このとき、還元型標準品サンプルの第1の部分を蛍光物質で標識したサンプルをSH 還元型分析法標準品サンプル(複数の低分子チオールを含む場合は、SH Mix還元型分析法標準品サンプル)と呼び、酸化型標準品サンプルの第2の部分を還元剤で処理し、蛍光物質で標識したサンプルをSS(還元型+酸化型)分析法標準品サンプル(複数の低分子チオールを含む場合は、SS Mix(還元型+酸化型)分析法標準品サンプル)と呼ぶ。
一連の処理は、生体試料と同じ方法で並行して行なう。
(2) An equal amount is taken as the first part and the second part from the reduced standard sample and the oxidized standard sample, and the first part is labeled with the fluorescent substance (reduced type). Analytical method). The second part is reduced with the above reducing agent and then labeled with a fluorescent substance ((reduced type + oxidized type) analysis method). At this time, the internal standard substance is also added to the standard sample. At this time, the sample in which the first part of the reduced standard sample is labeled with a fluorescent substance is converted into an SH reduced analytical standard sample (or SH Mix reduced analytical standard sample if multiple low molecular thiols are included). The second part of the oxidized standard sample is treated with a reducing agent, and the sample labeled with a fluorescent substance is used for the SS (reduced + oxidized) analytical method standard sample (if it contains multiple low-molecular thiols) , SS Mix (reduced type + oxidized type) analytical method standard sample).
A series of processing is performed in parallel by the same method as the biological sample.
(3)(2)で得られたSH 還元型分析法標準品サンプル及びSS(還元型+酸化型)分析法標準品サンプルをHPLCにより分析する。HPLC分析により、クロマトグラムの各ピークのピーク面積(HPLCクロマトグラムピーク面積)が得られる。内部標準のピーク面積に基づいてSH 還元型分析法標準品サンプル及びSS(還元型+酸化型)分析法標準品サンプルのHPLCクロマトグラムピーク面積を正規化する。正規化はサンプルのHPLCクロマトグラムピーク面積を内部標準のHPLCクロマトグラムピーク面積で除すればよい。ピーク面積に基づいて正規化した値を正規化HPLCクロマトグラムピーク面積と呼ぶ。 (3) The SH reduced analytical method standard sample sample and the SS (reduced + oxidized) analytical method standard sample sample obtained in (2) are analyzed by HPLC. The peak area of each peak in the chromatogram (HPLC chromatogram peak area) is obtained by HPLC analysis. Based on the peak area of the internal standard, the HPLC chromatogram peak areas of the SH reduction method standard sample and the SS (reduction type + oxidation type) standard method sample are normalized. Normalization may be performed by dividing the HPLC chromatogram peak area of the sample by the HPLC chromatogram peak area of the internal standard. A value normalized based on the peak area is referred to as a normalized HPLC chromatogram peak area.
(4)このようにして、正規化したHPLCクロマトグラムピーク面積に基づいて、横軸に標準品サンプルの濃度、縦軸に正規化HPLCクロマトグラムピーク面積をプロットした検量線が得られる。 (4) In this way, based on the normalized HPLC chromatogram peak area, a calibration curve is obtained in which the concentration of the standard sample is plotted on the horizontal axis and the normalized HPLC chromatogram peak area is plotted on the vertical axis.
(5)次いで、SH還元型分析法標準品サンプル及びSS(還元型+酸化型)分析法標準品サンプルの検量線に基づいて還元剤の還元効率を導く。還元効率は、検量線の特定の濃度の一点、例えば10μMの点の正規化HPLCクロマトグラムピーク面積に基づいて導くことができる。この際、複数の点に基づいてHPLCクロマトグラムピーク面積を得て平均してもよい。 (5) Next, the reduction efficiency of the reducing agent is derived based on the calibration curves of the SH reduction type analysis method standard sample and the SS (reduction type + oxidation type) analysis standard sample. The reduction efficiency can be derived based on the normalized HPLC chromatogram peak area at one point of a specific concentration of the calibration curve, for example, a point of 10 μM. At this time, the HPLC chromatogram peak area may be obtained and averaged based on a plurality of points.
例えば、標準サンプルの特定の濃度XMに対して以下の正規化HPLCクロマトグラムピーク面積SHx及びSSxが得られたとする。
SH還元型分析法標準品サンプル(10μM):SHx
SS(還元型+酸化型)分析法標準品サンプル(10μM):SSx
For example, assume that the following normalized HPLC chromatogram peak areas SHx and SSx are obtained for a specific concentration XM of the standard sample.
Standard sample for SH reduction analysis method (10μM): SHx
SS (reduced type + oxidized type) analytical method standard sample (10μM): SSx
この場合、0.5/(SHx/SSx)=SHx/2SSxが還元剤効力率となる。ここで、SSx/SHxを2で割るのは、酸化型低分子チオール1Mを完全に還元することにより還元型低分子チオール2Mが生成するからである。前記式中、SHx/SSxは還元剤の効力係数を表わし、効力係数が0.5のとき、還元剤処理によりすべての酸化型低分子チオールが還元されたことを示し、還元剤効力率、効力係数が0.625のとき、還元剤処理により80%の酸化型低分子チオールが還元されたことを示す。
In this case, 0.5 / (SHx / SSx) = SHx / 2SSx is the reducing agent efficacy rate. Here, SSx / SHx is divided by 2 because reduced low
(6)次いで、定量しようとする生体試料を還元処理したものの正規化HPLCクロマトグラムピーク面積と(還元型+酸化型)処理したものの正規化HPLCクロマトグラムピーク面積と還元剤効力率に基づいて、生体試料サンプルの酸化型の正規化HPLCクロマトグラムピーク面積に相当する補正値を得る。補正式は、(還元型+酸化型)分析法で処理した試料の正規化HPLCクロマトグラムピーク面積-(還元剤効力率×還元型分析法で処理した試料の正規化HPLCクロマトグラムピーク面積)で表わされる。この場合の補正値を酸化型換算値と呼ぶ。 (6) Next, based on the normalized HPLC chromatogram peak area of the reduced biological sample to be quantified and the normalized HPLC chromatogram peak area of the (reduced + oxidized) treated and reducing agent efficacy rate, A correction value corresponding to the normalized HPLC chromatogram peak area of the oxidized form of the biological sample is obtained. The correction formula is the normalized HPLC chromatogram peak area of the sample treated with the (reduced type + oxidized type) analysis method− (normalized HPLC chromatogram peak area of the sample treated with the reducing type analysis method) − (reducing agent efficacy rate) Represented. The correction value in this case is called an oxidation type conversion value.
生体試料の還元処理したものの正規化HPLCクロマトグラムピーク面積に対して標準品のSH 還元型分析法標準品サンプルの検量線に基づいて、生体試料サンプル中の還元型低分子チオールの濃度が算出される。また、生体試料中の上記酸化型の正規化HPLCクロマトグラムピーク面積に相当する補正値に対して標準品のSS(還元型+酸化型)分析法標準品サンプルの検量線に基づいて、生体試料中の酸化型低分子チオールの濃度が算出される。このとき、y=mxhで表わされる(m及びhは係数)検量線の回帰式を作成しておき、該式より求めればよい。 The concentration of reduced low molecular thiol in the biological sample is calculated based on the calibration curve of the standard SH reduced analytical method standard sample against the normalized HPLC chromatogram peak area of the reduced biological sample. The In addition, based on the calibration curve of the standard sample sample for SS (reduced type + oxidized type) for the correction value corresponding to the normalized HPLC chromatogram peak area of the oxidized type in the biological sample, the biological sample The concentration of oxidized low molecular thiol is calculated. In this case, represented by y = mx h (m and h are coefficients) in advance to create a regression equation of the calibration curve may be obtained from the formula.
さらに、具体例により生体試料中の還元型及び酸化型低分子チオールの算出方法について説明する。 Furthermore, the calculation method of the reduced type and oxidized low molecular thiol in a biological sample is demonstrated by a specific example.
標準品として、システイン(還元型)標準品(シグマアルドリッチ社)及びシスチン(酸化型)標準品(SIGMA社)を用いた。 As standard products, cysteine (reduced type) standard product (Sigma Aldrich) and cystine (oxidized type) standard product (SIGMA) were used.
試料としては、生体試料(ヒト血漿) 2検体を用いた。 As samples, two biological samples (human plasma) were used.
還元型の検量線作成のためにシステイン標準品(10μM及び50μM)をSBD-Fで標識し(SH還元型分析法標準品サンプル)、HPLCで分析した。 To prepare a reduced calibration curve, cysteine standards (10 μM and 50 μM) were labeled with SBD-F (SH reduced analysis method standard sample) and analyzed by HPLC.
酸化型の検量線作成のためにシスチン標準品(10μM及び50μM)をTCEP, neutral pHで還元処理し(SS(還元型+酸化型)分析法標準品サンプル)、SBD-Fで標識し、HPLCで分析した。 To prepare an oxidized calibration curve, cystine standards (10 μM and 50 μM) were reduced with TCEP and neutral pH (SS (reduced + oxidized) analytical method standard sample), labeled with SBD-F, and HPLC Analyzed with
また、生体試料をSBD-Fで標識し(SH還元型分析法生体試料サンプル)、HPLCで分析した。さらに、該サンプルをTCEP, neutral pHで還元処理し(SS(還元型+酸化型)分析法生体試料サンプル)、SBD-Fで標識し、HPLCで分析した。この際、標準品及び生体試料のいずれにも、内部標準としてN-Acetyl-L-cysteineを添加した。また、同時にコントロールサンプルを用いてもよい(SH還元型分析法コントロールサンプル及びSS(還元型+酸化型)分析法コントロールサンプル)。 In addition, the biological sample was labeled with SBD-F (SH reduction analysis method biological sample sample) and analyzed by HPLC. Further, the sample was subjected to reduction treatment with TCEP and neutral pH (SS (reduced + oxidized) analysis biological sample sample), labeled with SBD-F, and analyzed by HPLC. At this time, N-Acetyl-L-cysteine was added as an internal standard to both the standard product and the biological sample. At the same time, a control sample may be used (SH reduction analysis method control sample and SS (reduction type + oxidation type) analysis method control sample).
各標準品サンプルのHPLCクロマトグラムピーク面積を内部標準のHPLCクロマトグラムピーク面積で割り、正規化HPLCクロマトグラムピーク面積を算出した。各々の正規化HPLCクロマトグラム面積は以下のとおりであった。 The HPLC chromatogram peak area of each standard sample was divided by the internal standard HPLC chromatogram peak area to calculate a normalized HPLC chromatogram peak area. The normalized HPLC chromatogram area of each was as follows:
サンプル 正規化HPLCクロマトグラム面積
標準品サンプル
SH還元型分析法標準品サンプル(10μM) 0.1265
(50μM) 0.6598
SS(還元型+酸化型)分析法標準品サンプル (10μM) 0.2778
(50μM) 1.662
Sample Normalized HPLC chromatogram area standard sample
Standard sample for SH reduction analysis method (10μM) 0.1265
(50μM) 0.6598
SS (reduced type + oxidized type) analytical method standard sample (10μM) 0.2778
(50μM) 1.662
生体試料1
SH還元型分析法生体試料サンプル 0.2175
SS(還元型+酸化型)分析法生体試料サンプル 2.461
SH reduction analysis method biological sample 0.2175
SS (reduced + oxidized) analysis method biological sample 2.461
生体試料2
SH還元型分析法生体試料サンプル 0.5874
SS(還元型+酸化型)分析法生体試料サンプル 3.581
SH reduction analysis method biological sample 0.5874
SS (reduced type + oxidized type) analysis method biological sample 3.581
なお、生体試料におけるHPLCのローデータ(HPLCクロマトグラム面積)は、以下のとおりであり、各々のHPLCクロマトグラム面積を内部標準のクロマトグラム面積で割って上記の正規化HPLCクロマトグラム面積を求めた。 The HPLC raw data (HPLC chromatogram area) in the biological sample is as follows, and the above normalized HPLC chromatogram area was determined by dividing each HPLC chromatogram area by the chromatogram area of the internal standard. .
生体試料1 HPLCクロマトグラム面積
SH還元型分析法生体試料サンプル 4.189×103
内部標準 1.930×104
SS(還元型+酸化型)分析法生体試料サンプル 4.373×103
内部標準 1.777×104
SH reduction analysis method biological sample 4.189 × 10 3
Internal standard 1.930 × 10 4
SS (reduced + oxidized) analysis method biological sample 4.373 × 10 3
Internal standard 1.777 × 10 4
生体試料2
SH還元型分析法生体試料サンプル 7.199×103
内部標準 1.226×104
SS(還元型+酸化型)分析法生体試料サンプル 5.350×104
内部標準 1.494×104
SH reduction type biological sample 7.199 × 10 3
Internal standard 1.226 × 10 4
SS (reduction type + oxidation type) analysis method biological sample 5.350 × 10 4
Internal standard 1.494 × 10 4
標準品サンプルの正規化HPLC面積値に基づいて検量線を作成した。検量線は、SH還元型分析法標準品サンプルについてのものと、SS(還元型+酸化型)分析法標準品サンプルについてのものの2つを作成した。図6にSH還元型分析法標準品サンプルの検量線を、図7にSS(還元型+酸化型)分析法標準品サンプルの検量線を示す。回帰式はそれぞれy=0.0119x1.0265、y=0.0215x1.1115であった。 A calibration curve was prepared based on the normalized HPLC area value of the standard sample. Two calibration curves were prepared for the standard sample for the SH reduction type analysis method and for the standard sample for the SS (reduction type + oxidation type) analysis method. FIG. 6 shows the calibration curve of the standard sample for SH reduction analysis method, and FIG. 7 shows the calibration curve for the standard sample sample of SS (reduction type + oxidation type). Each regression equation y = 0.0119x 1.0265, was y = 0.0215x 1.1115.
還元剤効力率を10μMにおける正規化HPLCクロマトグラム面積を採用して求めた。
計算式0.5/(SH還元型分析法標準品サンプルの正規化HPLCクロマトグラム面積/SS(還元型+酸化型)分析法標準品サンプルの正規化HPLCクロマトグラム面積)(%)より求め、0.5/(0.1264/0.2778)=1.099という還元剤効力率が得られた。
The reducing agent efficacy rate was determined using the normalized HPLC chromatogram area at 10 μM.
Calculated from the formula 0.5 / (Normalized HPLC chromatogram area of SH reduction method standard product sample / Normalized HPLC chromatogram area of SS (reduced type + oxidized type) analytical method sample) (%), 0.5 / A reducing agent efficacy rate of (0.1264 / 0.2778) = 1.099 was obtained.
次いで、生体試料中低分子チオールの算出を行なった。
(A)生体試料中還元型低分子チオールの算出
図6の検量線に基づいて濃度を求めた。すなわち、y=0.0119x1.0265で表わされる回帰式を用いて、SH還元型分析法生体試料サンプルの正規化HPLCクロマトグラム面積に対応する濃度を求めた。
Subsequently, the low molecular thiol in a biological sample was calculated.
(A) Calculation of reduced low molecular thiol in biological sample The concentration was determined based on the calibration curve of FIG. That is, to determine the concentration using the regression equation represented by y = 0.0119x 1.0265, corresponding to a normalized HPLC chromatogram area SH reduction spectrometry biological sample samples.
生体試料1 y=0.2175
回帰式 y=0.0119x1.0265より、x=16.95(μM)が求められた。
Biological sample 1 y = 0.2175
From the regression equation y = 0.0119x 1.0265, x = 16.95 (μM) were calculated.
生体試料2 y=0.5874
回帰式 y=0.0119x1.0265より、x=44.63(μM)が求められた。
Biological sample 2 y = 0.5874
From the regression equation y = 0.0119x 1.0265 , x = 44.63 (μM) was obtained.
(B)生体試料中酸化型低分子チオールの算出
式 (還元型+酸化型)分析法で処理した試料の正規化HPLCクロマトグラムピーク面積-(還元剤効力率×還元型分析法で処理した試料の正規化HPLCクロマトグラムピーク面積)により生体試料サンプルの酸化型の正規化HPLCクロマトグラムピーク面積に相当する補正値(酸化型換算値)を得た。さらに、この酸化型換算値を用いて図7の検量線に基づいて濃度を求めた。すなち、y=0.0215x1.1115で表わされる回帰式を用いて、酸化型換算値に対応する濃度を求めた。
(B) Calculation of oxidized low molecular weight thiols in biological samples Normalized HPLC chromatogram peak area of sample processed by formula (reduced type + oxidized type)-(reducing agent efficacy rate x sample processed by reduced type analysis method) (Normalized HPLC chromatogram peak area) of the biological sample was obtained a corrected value (oxidized form conversion value) corresponding to the normalized HPLC chromatogram peak area of the oxidized form of the biological sample. Furthermore, the concentration was determined based on the calibration curve of FIG. In other words, the concentration corresponding to the oxidized conversion value was determined using a regression equation represented by y = 0.0215 × 1.1115 .
生体試料1の酸化型換算値は、2.461-(1.099×0.2175)=2.222 = yであった。該酸化型換算値を回帰式 y=0.0119x1.0265に適用して、濃度x=64.90(μM)が求められた。
The oxidation type conversion value of the
生体試料2の酸化型換算値は、3.581-(1.099×0.5874)=2.936 = yであった。該酸化型換算値を回帰式 y=0.0119x1.0265に適用して、濃度x=83.38(μM)が求められた。
The oxidation type conversion value of the
還元型/酸化型比は、生体試料1で0.261、生体試料2で0.535であった。
The reduced / oxidized ratio was 0.261 for
本発明の方法により低分子チオールの還元型と酸化型の分別定量を行うことができ、得られた定量値から酸化型と還元型の比を得て、該比を酸化ストレス増加の指標とすることができる。酸化ストレスが増加している場合、生体内の低分チオールの動向が変化し、酸化型の低分子チオールと還元型の低分子チオールの比率が酸化ストレスを受けていない場合から変化する。すなわち、被験体における酸化型の低分子チオールと還元型の低分子チオールの比率の変動は酸化ストレスの変化を示す。また、被験体において酸化型の低分子チオールと還元型の低分子チオールの比率が酸化ストレスを受けていない正常人から有意に上昇又は低下した場合、該被検体が酸化ストレスが増加したことを示し得る。 According to the method of the present invention, it is possible to carry out the differential quantification of the reduced form and the oxidized form of the low molecular thiol, obtain the ratio of the oxidized form and the reduced form from the obtained quantitative value, and use this ratio as an index of the increase in oxidative stress. be able to. When oxidative stress is increasing, the trend of low-part thiols in the living body changes, and the ratio of oxidized low-molecular thiols to reduced low-molecular thiols changes from when no oxidative stress is applied. That is, a change in the ratio of oxidized low molecular thiol to reduced low molecular thiol in the subject indicates a change in oxidative stress. In addition, when the ratio of oxidized low molecular thiol to reduced low molecular thiol in the subject significantly increased or decreased from a normal person who did not receive oxidative stress, this indicates that the subject had increased oxidative stress. obtain.
酸化ストレスの上昇は、動脈硬化、心筋梗塞、糖尿病、癌等の疾患を引き起こしえるので、酸化ストレスの評価を行なうことにより、これらの疾患の罹患リスクを判定することが可能である。 Since an increase in oxidative stress can cause diseases such as arteriosclerosis, myocardial infarction, diabetes, and cancer, it is possible to determine the risk of these diseases by evaluating oxidative stress.
本発明を以下の実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。 The present invention will be specifically described by the following examples, but the present invention is not limited to these examples.
実施例1 低分子チオール測定方法
生体試料中の低分子チオールの測定には以下の試薬等を用いた。
標準品として用いるL-シスチン(酸化型システイン)、DL-ホモシステイン、DL-ホモシスチン、システニルグリシン(Cys-Gly)、酸化型(oxidized)Cys-Gly、GSH(還元型グルタチオン)、GSSG(酸化型グルタチオン)、N-アセチル-L-システイン(N-Acetyl-L-cysteine)、ホウ酸ナトリウム、スルホサリチル酸はSIGMAから購入した。標準品として用いるL-システインはシグマアルドリッチから購入した。リン酸、アセトニトリル、塩酸は和光純薬工業から購入した。2Na-EDTA、SBD-Fは同仁化学から購入した。TCEP, neutral pHはPIERCEから購入した。
HPLCは島津製作所製を使用した。カラムはThermo HK30103-154630を使用した。
Example 1 Low molecular thiol measuring method The following reagents etc. were used for the measurement of the low molecular thiol in a biological sample.
L-cystine (oxidized cysteine), DL-homocysteine, DL-homocystine, cystenylglycine (Cys-Gly), oxidized cys-Gly, GSH (reduced glutathione), GSSG (oxidized) Type glutathione), N-acetyl-L-cysteine, sodium borate and sulfosalicylic acid were purchased from SIGMA. L-cysteine used as a standard was purchased from Sigma-Aldrich. Phosphoric acid, acetonitrile and hydrochloric acid were purchased from Wako Pure Chemical Industries. 2Na-EDTA and SBD-F were purchased from Dojin Chemical. TCEP and neutral pH were purchased from PIERCE.
HPLC manufactured by Shimadzu Corporation was used. Thermo HK30103-154630 was used as the column.
測定は以下の方法で行なった。
各標準品試薬は5mM EDTA・2Naで調製し、酸化型標準品については用時調製を原則とした。生体試料サンプルは、血液を冷却EDTA採血管に採取し、即時1900g、0℃で3分間遠心分離して血漿を得ることにより調製した。その後すぐに次の工程に移行した。
The measurement was performed by the following method.
Each standard reagent was prepared with 5 mM EDTA · 2Na, and the oxidized standard was prepared in principle. Biological sample samples were prepared by collecting blood in a cooled EDTA blood collection tube and immediately centrifuging at 1900 g for 3 minutes at 0 ° C. to obtain plasma. Immediately thereafter, the next process was started.
生体試料中の低分子チオールの測定
500μlのサンプル又は標準品に600μlの冷却2.5%スルホサリチル酸(SSA) in 5mM 2Na-EDTA (final)、内部標準物質として250μM N-アセチル-L-システイン in 0.1M ホウ酸ナトリウム(pH9.3 2Na-EDTA)を添加した後、ボルテクスをかけ、13200rpm、4℃で15分間遠心分離して上清を得た。上清について一部は還元処理法、一部は(還元型+酸化型)処理法により処理した。還元処理法は25μlの上清に10μlの0.1M ホウ酸ナトリウム(pH9.3 2Na-EDTA)、50μlの10mM SBD-F in 0.1M ホウ酸ナトリウム(pH9.3 2Na-EDTA)を添加することにより開始した。60℃の水浴で30分間インキュベーションした後、氷中で冷やした。25μlの2μM 塩酸と1mlの0.1M ホウ酸ナトリウム(pH9.3 2Na-EDTA)を加えてHPLC測定用検体とした。(還元型+酸化型)処理法は25μlの上清に10μlの2.5% TCEP, neutral pH、50μlの10mM SBD-F in 0.1M ホウ酸ナトリウム(pH9.3 2Na-EDTA)を添加して開始した。60℃の水浴で30分間インキュベーションした後、氷中で冷やした。25μlの2μM 塩酸と1mlの0.1M ホウ酸ナトリウム(pH9.3 2Na-EDTA)を加えてHPLC測定用検体とした。
図5に生体試料を採取し、HPLC測定用検体を調製するまでのスキームを示す。
Measurement of low molecular thiols in biological samples
500 μl of sample or standard, 600 μl of cooled 2.5% sulfosalicylic acid (SSA) in 5 mM 2Na-EDTA (final), 250 μM N-acetyl-L-cysteine in 0.1 M sodium borate (pH 9.3 2Na- (EDTA) was added, vortexed, and centrifuged at 13200 rpm, 4 ° C. for 15 minutes to obtain a supernatant. The supernatant was partially treated by the reduction treatment method and partly by the (reduction type + oxidation type) treatment method. In the reduction treatment method, 10 μl of 0.1 M sodium borate (pH9.3 2Na-EDTA) and 50 μl of 10 mM SBD-F in 0.1 M sodium borate (pH9.3 2Na-EDTA) are added to 25 μl of the supernatant. Started. After incubating in a 60 ° C. water bath for 30 minutes, it was cooled in ice. 25 μl of 2 μM hydrochloric acid and 1 ml of 0.1 M sodium borate (pH9.3 2Na-EDTA) were added to prepare a sample for HPLC measurement. The (reduced + oxidized) treatment method was started by adding 10 μl of 2.5% TCEP, neutral pH, 50 μl of 10 mM SBD-F in 0.1 M sodium borate (pH9.3 2Na-EDTA) to 25 μl of supernatant. . After incubating in a 60 ° C. water bath for 30 minutes, it was cooled in ice. 25 μl of 2 μM hydrochloric acid and 1 ml of 0.1 M sodium borate (pH9.3 2Na-EDTA) were added to prepare a sample for HPLC measurement.
FIG. 5 shows a scheme for collecting a biological sample and preparing a sample for HPLC measurement.
HPLCの測定条件は以下のとおりであった。
20μlのHPLC検体をSODカラムに流速1ml/min、カラム温度40℃の条件で流し、excitation 380nm、emission 510nmで計測した。移動層Aは0.15M リン酸、移動層Bは100%アセトニトリルであり、その分配は以下の通りであった。0-20分 2% B、20.1-25分 4% B、25.1-27分 15% B、27.1-30分 15% B、30.1-45分 2% B。
HPLC measurement conditions were as follows.
20 μl of the HPLC sample was passed through the SOD column under the conditions of a flow rate of 1 ml / min and a column temperature of 40 ° C., and measured at an excitation of 380 nm and an emission of 510 nm. The mobile layer A was 0.15M phosphoric acid, the mobile layer B was 100% acetonitrile, and the distribution was as follows. 0-20
生体試料中の低分子チオール濃度は、還元型低分子チオール標準品と酸化型低分子チオール標準品の検量線に基づき以下のように算出し、定量値を得た。 The low molecular thiol concentration in the biological sample was calculated as follows based on the calibration curve of the reduced low molecular thiol standard product and the oxidized low molecular thiol standard product, and a quantitative value was obtained.
生体試料サンプルの測定の度に、並行して還元型、酸化型の低分子チオール標準品の両方についても同様の処理を行い、HPLC分析によりそれぞれの検量線を描いた。この際、内部標準を用い、還元型、酸化型の低分子チオール標準品HPLCのクロマトグラムピーク面積を内部標準のクロマトグラムピーク面積で割ることにより標準品のHPLCクロマトグラムピーク面積の正規化を行った(正規化クロマトグラムピーク面積)。検量線上の任意の1点(XμM)から還元剤の効力率を式0.5/(SH XμM還元型分析法により得られた値/SS XμM (還元型+酸化型)分析法により得られた値により導き出した。HPLCで得られた生体試料の(還元型+酸化型)分析法により得られた値から生体試料の酸化型換算値を式(還元型+酸化型)分析法で得られた値−(還元型効力率×還元型分析法により得られた値)により算出した。検体の還元型分析法により得られた値を還元型標準品を用いて作成した検量線と計算された酸化型換算値は酸化型標準品を還元した標準品を用いて作成した検量線よりそれぞれの低分子チオール値を得た。 Each time a biological sample was measured, the same treatment was applied to both reduced and oxidized low molecular thiol standards, and each calibration curve was drawn by HPLC analysis. At this time, using the internal standard, normalize the HPLC chromatogram peak area of the standard product by dividing the chromatogram peak area of the reduced and oxidized low molecular thiol standard HPLC by the chromatogram peak area of the internal standard. (Normalized chromatogram peak area). From any one point (XμM) on the calibration curve, the efficiency of the reducing agent is expressed by the formula 0.5 / (value obtained by SH XμM reduction type analysis method / SS XμM (reduction type + oxidation type) analysis method) The value obtained by the formula (reduced type + oxidized type) analysis method from the value obtained by the (reduced type + oxidized type) analytical method of the biological sample obtained by HPLC- Calculated by (reduced potency x value obtained by the reduced analysis method) The value obtained by the reduced analysis method of the sample was converted to the calibration curve created using the reduced standard and the converted oxidized form. The values were obtained for each low molecular thiol value from a calibration curve prepared using a standard product obtained by reducing an oxidized standard product.
実施例2 酸化ストレスモデルマウスを用いた酸化型及び還元型低分子チオールの測定
6週齢のSlc:ddYマウス(株式会社三協ラボより入手)を4日間予備飼育後、実験に供した。水及び餌ともに自由摂取とし、飼育室の温度は23±1℃、明期は6:30a.m.〜7:00p.m.に設定し検討を行なった。
Example 2 Measurement of oxidized and reduced low-molecular thiols using oxidative stress model mice Six-week-old Slc: ddY mice (obtained from Sankyo Lab Co., Ltd.) were preliminarily raised for 4 days and then subjected to experiments. The water and food were freely consumed, the temperature of the breeding room was set at 23 ± 1 ° C, and the light period was set between 6:30 a.m. And 7:00 p.m.
予備飼育期間の後、酸化ストレスモデルにはストレプトゾトシン(STZ) in 0.1M クエン酸緩衝液、200mg/kgを腹腔内注射した。11日後に酸化ストレスモデルの血糖値が上昇しているのを確認した後(簡易血糖測定器アドバンテージを使用)、眼底採血及び頸椎脱臼後心臓採血により血清を採取した。また実験期間中には随時体重と飲水量の測定を行った。 After the pre-feeding period, streptozotocin (STZ) in 0.1 M citrate buffer, 200 mg / kg was injected intraperitoneally into the oxidative stress model. After confirming that the blood glucose level of the oxidative stress model was increased 11 days later (using a simple blood glucose meter advantage), serum was collected by collecting blood from the fundus and after cervical dislocation. During the experimental period, body weight and water consumption were measured at any time.
酸化ストレスモデルマウス及びストレプトゾトシンを投与しないコントロールマウスの血清中の酸化型及び還元型システイン、酸化型及び還元型グルタチオンを実施例1に記載の方法により測定した。マウスは酸化ストレスモデル群及びコントロール群それぞれ5匹用いた。
表1に11日目における血糖値を示す。
Oxidized and reduced cysteine, oxidized and reduced glutathione in the serum of oxidative stress model mice and control mice not administered with streptozotocin were measured by the method described in Example 1. Five mice were used for each of the oxidative stress model group and the control group.
Table 1 shows blood glucose levels on the 11th day.
血糖値の上昇は、酸化ストレスが上昇していることを示し、STZ投与群で酸化ストレスが上昇していることが示された。 An increase in blood glucose level indicated that oxidative stress was increased, and that oxidative stress was increased in the STZ administration group.
図8及び図9に実験期間中のマウスの体重変動及び飲水量を示す。ここで、体重はマウスの健康状態の指標となり、飲水量はマウスのSTZによるダメージを示す指標となる。酸化ストレスが生体に及ぼす種々の悪影響の結果、体重や飲水量に変化が出てくるので酸化ストレスの二次的な指標として体重や飲水量を測定した。 FIG. 8 and FIG. 9 show the body weight fluctuation and the amount of drinking water during the experiment. Here, the body weight is an index of the health condition of the mouse, and the amount of drinking water is an index indicating the damage caused by STZ of the mouse. As a result of various adverse effects of oxidative stress on the living body, changes in body weight and water consumption occurred, so body weight and water consumption were measured as secondary indicators of oxidative stress.
図10に、STZを投与した酸化ストレスモデルマウス及びコントロールマウスにおける還元型システイン/酸化型システイン比を示す。また、図11に、還元型グルタチオン/酸化型グルタチオン比を示す。 FIG. 10 shows the reduced cysteine / oxidized cysteine ratio in oxidative stress model mice and control mice administered with STZ. FIG. 11 shows the reduced glutathione / oxidized glutathione ratio.
図に示すように、STZを投与した酸化ストレスモデルマウスとコントロールマウスで還元型低分子チオール/酸化型低分子チオール比に差があり、酸化ストレスモデルマウスで、比が高く、還元型低分子チオールが増加していた。 As shown in the figure, there is a difference in the reduced low molecular thiol / oxidized low molecular thiol ratio between the oxidative stress model mouse administered with STZ and the control mouse, and the ratio is high in the oxidative stress model mouse and the reduced low molecular thiol Had increased.
実施例3 狭心症患者及び正常人における低分子チオールの測定
狭心症患者20名と健常人20名のシステイン、ホモシステイン及びグルタチオンの酸化型、還元型の両方をHPLCによって測定し、各々の比の平均値と分布を各群で比較することにより、動脈硬化進展と低分子チオールの酸化型と還元型の比との関連につき検討した。狭心症は動脈硬化の末期症状として発現し、狭心症は患者が過去又は現在において酸化ストレスにさらされたことを示している。
Example 3 Measurement of low molecular thiols in angina patients and normal persons Both cysteine, homocysteine and glutathione oxidized and reduced forms of 20 angina patients and 20 healthy persons were measured by HPLC. By comparing the average ratio and distribution of each group, we investigated the relationship between the progression of arteriosclerosis and the ratio of oxidized and reduced forms of low-molecular thiols. Angina appears as a terminal symptom of arteriosclerosis, which indicates that the patient has been exposed to oxidative stress in the past or present.
対象として、冠動脈狭窄を伴う狭心症のために慶應義塾大学病院循環器内科に入院中の患者20名及び健常人20名を用いた。 The subjects were 20 patients and 20 healthy individuals who were hospitalized at Keio University Hospital Cardiovascular Medicine for angina with coronary artery stenosis.
対象となる者には十分に研究の趣旨を説明し、文書による同意を得た上で、2ccの血液を採取し(テルモ;ベノジェクト真空採血管を使用)、血漿を分離し、実施例1に記載の方法で低分子チオールの測定を行った。 Explain the purpose of the research sufficiently to the target person, obtain written consent, collect 2 cc of blood (Terumo; use Benogject vacuum blood collection tube), and separate the plasma. The low molecular thiol was measured by the method described.
図12にシステイン、図13にシステニルグリシン、図14にグルタチオンの結果を示す。 FIG. 12 shows the results of cysteine, FIG. 13 shows the results of cystenylglycine, and FIG. 14 shows the results of glutathione.
図に示すように、いずれの低分子チオールについても、狭心症患者で健常人に比較して、還元型/酸化型比が小さかった。 As shown in the figure, for any low molecular thiol, the reduced / oxidized ratio was small compared to healthy individuals in patients with angina.
本発明により、ヒトの酸化ストレスを測定・評価することができ、酸化ストレスの増大により引き起こされる障害・疾患の罹患のリスク等を判定することができる。 According to the present invention, human oxidative stress can be measured and evaluated, and the risk of suffering from a disorder or disease caused by an increase in oxidative stress can be determined.
Claims (16)
(i) 還元型低分子チオール標準品及び酸化型低分子チオール標準品を還元剤処理して還元した標準品をHPLCで分析し、該標準品のHPLCクロマトグラムピーク面積を内部標準のHPLCクロマトグラムピーク面積に基づいて正規化し、2つの検量線を作成する工程;
(ii) (i)のHPLC分析の結果より、還元剤効力率を、式0.5/(SHx/SSx)により求める工程、ここでSHxは還元型低分子チオール標準品の特定の濃度における正規化したHPLCクロマトグラムピーク面積を表わし、SSxは酸化型低分子チオール標準品を還元剤により還元処理した標準品の前記特定の濃度における正規化したHPLCクロマトグラムピーク面積を表わす;
(iii)(a) 生体試料の第1の部分の還元型低分子チオールを蛍光標識して得られた試料をHPLC分析して得られ、内部標準のHPLCクロマトグラムピーク面積に基づいて正規化したHPLCクロマトグラムピーク面積より、(i)の還元型低分子チオール標準品を用いて作成した検量線に基づき、前記第1の部分の還元型低分子チオール濃度を求め、
(b) (ii)で求めた還元剤効力率、(iii)(a)の生体試料の第1の部分の還元型低分子チオールを蛍光標識して得られた試料をHPLC分析して得られ、内部標準のHPLCクロマトグラムピーク面積に基づいて正規化したHPLCクロマトグラムピーク面積、並びに生体試料の第2の部分の低分子チオールを還元剤を用いて還元処理した後に還元型低分子チオールを蛍光標識して得られた試料をHPLC分析して得られ、内部標準のHPLCクロマトグラムピーク面積に基づいて正規化したHPLCクロマトグラムピーク面積より、式 (還元型+酸化型)分析法で処理した試料の正規化HPLCクロマトグラムピーク面積-(還元剤効力率×還元型分析法で処理した試料の正規化HPLCクロマトグラムピーク面積)により、生体試料中の酸化型低分子チオールの正規化HPLCクロマトグラムピーク面積に相当する補正値を求め、該補正値より、(i)の酸化型低分子チオール標準品を還元剤処理して還元した標準品を用いて作成した検量線に基づき、前記第2の部分の酸化型低分子チオール濃度を求める工程。 The reduced low-molecular thiol and the oxidized low-molecular thiol in the biological sample are quantified by a method including the following steps. Method:
(i) Analyzing a reduced standard product of reduced low molecular thiol and oxidized low molecular thiol standard with a reducing agent by HPLC, and analyzing the HPLC chromatogram peak area of the standard product as an internal standard HPLC chromatogram Normalizing based on peak area and creating two calibration curves;
(ii) The step of determining the reducing agent efficacy by the formula 0.5 / (SHx / SSx) from the result of HPLC analysis of (i), where SHx is normalized at a specific concentration of the reduced low molecular thiol standard Represents the HPLC chromatogram peak area, and SSx represents the normalized HPLC chromatogram peak area at the specific concentration of the standard product obtained by reducing the oxidized low molecular weight thiol standard product with a reducing agent;
(iii) (a) A sample obtained by fluorescently labeling the reduced low-molecular thiol of the first part of the biological sample was obtained by HPLC analysis, and normalized based on the HPLC chromatogram peak area of the internal standard From the HPLC chromatogram peak area, based on the calibration curve created using the reduced low molecular thiol standard (i), determine the reduced low molecular thiol concentration of the first part,
(b) Reductant efficacy determined in (ii), (iii) Obtained by HPLC analysis of a sample obtained by fluorescently labeling the reduced low molecular thiol of the first part of the biological sample in (a) , HPLC chromatogram peak area normalized based on HPLC chromatogram peak area of internal standard, and reduced low molecular thiol after reducing low molecular thiol in the second part of biological sample with reducing agent Sample obtained by HPLC analysis of the sample obtained by labeling and processed by the formula (reduced type + oxidized type) analysis method from the HPLC chromatogram peak area normalized based on the HPLC chromatogram peak area of the internal standard Normalized HPLC chromatogram peak area of oxidized low molecular weight thiols in biological samples by normalizing HPLC chromatogram peak area of-(reducing agent efficacy x normalized HPLC chromatogram peak area of sample processed by reducing analysis method) A correction value corresponding to the product is obtained, and from the correction value, the second part is calculated based on a calibration curve prepared using a standard product obtained by reducing the oxidized low molecular thiol standard product of (i) with a reducing agent. The process which calculates | requires the oxidation type low molecular thiol density | concentration of.
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-
2007
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