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方法文章

一种快速处理血液以提高人血浆肽水平得率的方法

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DOI:

10.3791/53959

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2016年4月28日

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本文内容

摘要

RAPID 血液处理方法可用于人类,能够获得更高的肽水平,同时允许对正确的分子形式进行评估。因此,该方法将成为肽类研究中一种有价值的工具。

摘要

食物摄入调控领域的研究正日益受到重视。这类研究通常包括对调控食物摄入的肽类物质进行测定。为了准确测定某种肽的浓度,该肽在血液处理过程中应保持稳定。然而,多种肽类物质在内源性肽酶的作用下会迅速降解,难以满足这一要求。近期,我们开发了一种用于大鼠的血液处理方法,该方法结合了低温、酸化、蛋白酶抑制、同位素标记的外源性对照和稀释(RAPID)等步骤。本文中,我们将该技术成功应用于人类,并评估了食欲调控激素的回收率、分子形态及其循环浓度。与标准处理方法(EDTA抗凝血置于冰上)相比,RAPID方法显著提高了125I标记的生长抑素-28(+39%)、胰高血糖素样肽-1(+35%)、酰化饥饿素和胰高血糖素(+32%)、胰岛素和吻素(+29%)、nesfatin-1(+28%)、瘦素(+21%)以及肽YY3-36(+19%)的回收率(p <0.001)。高效液相色谱分析显示,在采用RAPID方法处理后,内源性酰化饥饿素在预期位置出峰;而在标准处理后,62%的酰化饥饿素已被降解,出现较早的洗脱峰,可能代表去酰化饥饿素。经RAPID方法处理后,正常体重受试者血液中酰化/去酰化饥饿素的比例为1:3,而标准处理后为1:23(p = 0.03)。此外,与标准处理相比,RAPID处理后内源性吻素水平也更高(+99%,p = 0.02)。RAPID血液处理方法适用于人类,可获得更高的肽类水平,并能准确评估其分子形态。

引言

鉴于全球肥胖患病率不断上升的趋势1,2,食物摄入调控领域的研究正日益受到重视。迄今为止,已知仅有一种在外周产生并作用于中枢以促进食物摄入的肽,即胃饥饿素(ghrelin)。3在过去的几十年中,已鉴定出多种能够减少摄食量的肽类物质, 例如瘦素、肽YY(PYY)、胰高血糖素样肽-1(GLP-1)以及胰岛素4因此,在研究饥饿与饱腹感调控机制时,通常会检测相关肽类的水平,同时假定所研究的肽在血浆制备过程中具有稳定性且回收率较高。然而,实际情况往往并非如此,因为内源性快速降解会显著影响其稳定性,此前已有研究证实了这一点 例如. 酰化型胃饥饿素降解为去酰化型胃饥饿素5因此,我们近期描述了一种用于大鼠血液处理的 RAPID 方法 R降低的温度, A钙化, P蛋白酶抑制, I同位素标记的外源性对照和 D稀释6该方法提高了12种测试肽段中11种的回收率,并能够确定与标准血液处理(EDTA抗凝血置于冰上)相比的正确循环分子形式6该方法已在多项后续研究中被采用7-12 用于检测循环生长素释放肽及促肾上腺皮质激素释放因子13因此,该方法在啮齿类动物的肽类研究中已被证明具有实用价值。然而,由于啮齿类动物的研究结果并不总能外推至其他物种,该方法也应建立并应用于人类血液中。

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方案

该方案已获得当地人体研究伦理委员会批准(方案编号 EA1/114/10)。

1. 血液处理

  1. 在隔夜空腹后,于上午 07:00 至 08:00 之间从前臂静脉采集静脉血,并根据标准程序或 RAPID 方法进行处理。要求受试者在采血前避免运动和吸烟。
  2. 对于标准处理,将血液采集至预冷的含 EDTA 管中,并在 10 分钟内于 4 °C 以 3,000 x g 离心 10 分钟。收集上清液,并在进一步进行放射免疫分析前保存于 -80 °C。
  3. 对于 RAPID 处理,在采血后 1 分钟内立即用冰浴缓冲液(pH 3.6)将血液按 1:10 比例稀释,缓冲液含 0.1 M 醋酸铵、0.5 M NaCl 及酶抑制剂(diprotin A、E-64-d、antipain、leupeptin、chymostatin,各 1 µg/ml)。随后在 10 分钟内于 4 °C 以 3,000 x g 离心 10 分钟,并使用移液器将上清液收集至聚丙烯管中,具体操作如先前在大鼠中所述6。
    1. 使用 100% 乙腈(流速 10 ml/min)对层析柱(360 mg,55-105 µm)进行活化,再用 0.1% 三氟乙酸(TFA,流速 10 ml/min)平衡,并使用注射泵以恒定流速 1 ml/min 上样上清液。
    2. 随后用 3 ml 0.1% TFA(流速 10 ml/min)洗涤层析柱,并用含 0.1% TFA 的 70....

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结果

与标准血液处理相比,快速血液处理(RAPID)可提高人全血中125I标记肽的回收率。
在标准血液处理(EDTA抗凝血置于冰上)后,9种肽中有9种的放射标记肽回收率约为60%(范围为48–68%,图1A–K)。RAPID处理使所有125I标记肽的回收率均得到提升,具体表现为:生长抑素-28(+39%,图1A)、胰高血糖素样肽-1(+35%,图1B)、酰化饥饿素(正辛酰饥饿素,+32%,图1C)、胰高血糖素(+32%,图1D)、胰岛素(+29%,图1E)、吻素(+29%,图1F)、神经降压素-1(+28%,图1G)、瘦素(+21%,图1H)以及肽YY3-36(+19%,.......

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讨论

我们此前曾报道,在大鼠中,与标准血液处理方法相比,RAPID 血液处理方法可提高 12 种肽中 11 种的回收率6。在本研究中,我们证明该方法同样适用于人类。经 RAPID 处理后,所检测的 9 种 125I 标记肽的回收率均优于标准血液处理方法(EDTA 抗凝血置于冰上)。观察到的回收率提升幅度为 19–39%,这一差异可能具有重要意义,尤其是在预期差异较小时更为关键,因为当肽的回收率较低时,微小差异可能会被掩盖。

我们还发现,在快速(RAPID)血液处理后,经高效液相色谱(HPLC)检测,ghrelin 在正确的洗脱位置被检测到,表明其分子形式正确(酰化型 ghrelin);而在标准血液处理后,约有三分之二的 ghrelin 降解为去酰化型 ghrelin。由于酰基对于 ghrelin 与其受体的结合至关重要28,去酰化预计将显著改变该肽段的生物学功能。然而,越来越多的研究也认识到去酰化型 ghrelin 本身具有生物学活性29。有趣的是,已有研究提示去酰化型 ghrelin 可能拮抗 gh.......

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披露

作者无任何利益冲突需要披露。

致谢

本工作由德国研究基金会 STE 1765/3-1(A.S.)和德国联邦教育与研究部 03IPT614A(C.G.)资助。我们感谢 Reinhard Lommel 和 Petra Buße 提供出色的技术支持,同时感谢 Karin Johansson 和 Christina Hentzschel 在人体测量数据的组织与实施过程中提供的帮助

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
二肽基肽酶抑制剂A(Diprotin A)Peptides International, Louisville, KY, USAIDP-4132
E-64-dPeptides International, Louisville, KY, USAIED-4321-v
抑氨肽酶素(Antipain)Peptides International, Louisville, KY, USAIAP-4062
亮抑蛋白酶肽(Leupeptin)Peptides International, Louisville, KY, USAILP-4041
抑胃蛋白酶肽(Chymostatin)Peptides International, Louisville, KY, USAICY-4063
Sep-Pak C18 小柱Waters Corporation, Milford, MA, USAWAT051910360 mg, 55-105 µm
酰化饥饿素(Acyl-ghrelin)Millipore, Billerica, MA, USA9088-HK放射性
胰高血糖素样肽-1(GLP-1)Millipore, Billerica, MA, USA9035-HK放射性
胰高血糖素(Glucagon)Millipore, Billerica, MA, USA9030放射性
胰岛素(Insulin)Millipore, Billerica, MA, USA9011S放射性
瘦素(Leptin)Millipore, Billerica, MA, USA9081-HK放射性
Kisspeptin-10Phoenix Pharmaceuticals, Burlingame, CA, USAT-048-56放射性
Nesfatin-1Phoenix Pharmaceuticals, Burlingame, CA, USAT-003-26放射性
PYY3-36Phoenix Pharmaceuticals, Burlingame, CA, USAT-059-02 放射性
生长抑素-28(Somatostatin-28)Phoenix Pharmaceuticals, Burlingame, CA, USAT-060-16 放射性
ZORBAX Rapid Resolution HT SB-C18 色谱柱Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA822700-9022.1 mm x 50 mm, 1.8 µm
Agilent 1200 LC Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA高效液相色谱系统,包含多个组件,因此无单一货号
Kisspeptin  放射免疫分析试剂盒(RIA)Phoenix Pharmaceuticals, Burlingame, CA, USA# RK-048-56放射性
总饥饿素放射免疫分析试剂盒(Total ghrelin RIA)Millipore, Billerica, MA, USA# GHRT-89HK 放射性
活性饥饿素放射免疫分析试剂盒(Active ghrelin RIA)Millipore, Billerica, MA, USA# GHRA-88HK放射性
SigmaStat 3.1Systat Software, San Jose, CA, USA在线下载

参考文献

  1. Finucane, M. M., et al. National, regional, and global trends in body-mass index since 1980: systematic analysis of health examination surveys and epidemiological studies with 960 country-years and 9.1 million participants. Lancet. 377 (9765), 557-567 (2011).
  2. James, W. P.

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重印与许可

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