本發(fā)明屬于醫(yī)學分子生物學,蛋白多肽檢測技術領域,特別涉及一種能夠利用SELDI-TOF-MS來檢測金屬蛋白酶ADAMTS13酶活性的方法,應用于對TMA疾病中的TTP疾病篩查,以及TTP疾病治療監(jiān)控。
背景技術:
SELDI-TOF-MS(表面增強激光解吸離子化飛行時間質(zhì)譜)是由美國Ciphergen公司研制的新型質(zhì)譜分析儀器,其主要有三部分組成:第一部分是蛋白質(zhì)芯片(Protein Chip),是其核心技術;第二部分是飛行時間質(zhì)譜儀(TOF MS),也可以稱做芯片閱讀器(protein chip reader);第三部分是系統(tǒng)專用分析軟件。
蛋白質(zhì)芯片是SELDI-TOF-MS的核心技術,本檢測方法將采用金屬親和吸附芯片(Immobilized Metal Affinity Capture,IMAC),IMAC芯片表面可以螯合正二價金屬離子Ni,可以特異性的捕獲帶有組氨酸基團的蛋白質(zhì)多肽。
芯片閱讀器,就是激光解析電離飛行時間質(zhì)譜儀。其通過激光脈沖輻射將樣品轉(zhuǎn)化為運動的氣態(tài)離子并按質(zhì)荷(M/Z)大小進行分離,根據(jù)不同質(zhì)荷比在電場中飛行時間長短不一,從而繪制出一張質(zhì)譜圖。
系統(tǒng)專用分析軟件用來處理實驗所得的數(shù)據(jù)。通過對已知數(shù)據(jù)進行對比分析,從而發(fā)現(xiàn)有鑒別意義的峰值變化。
SELDI-TOF-MS技術操作步驟可以分為以下幾步:
1、被分析的樣品直接點樣到芯片陣列進行反應,樣品中的蛋白多肽特異性結(jié)合到芯片上進行反應;
2、芯片沖洗,把未結(jié)合和非特異性結(jié)合的小分子物質(zhì)洗脫掉,從而除去樣品中的“噪聲”,降低背景;
3、在芯片上加能量吸收物質(zhì)(energy absorbing molecule,EAM),當激光照射芯片時,它能把激光的能量轉(zhuǎn)化為熱能;
4、樣品中的蛋白多肽吸收能量后,被解吸而發(fā)生離子化,通過真空管飛到離子檢測器,這樣質(zhì)荷比不同其飛行時間不同,所以不同的蛋白多肽即可根據(jù)質(zhì)荷比而被分離。
血栓性微血管病(thrombotic microangiopathy,TMA)是一組具有共同病理特征的急性臨床病理綜合征,分為遺傳性和獲得性,主要表現(xiàn)為內(nèi)皮細胞腫脹脫落、內(nèi)皮下絨毛狀物質(zhì)沉積和血管腔內(nèi)血小板聚集形成微血栓、血管腔內(nèi)栓塞及紅細胞碎裂等微血管系統(tǒng)異常。
TMA臨床上主要表現(xiàn)為血小板減少、溶血性貧血和微循環(huán)中血小板血栓造成的器官受累,其臨床表現(xiàn)與TMA的病變范圍和累及不同器官造成的功能障礙有關。
該病涉及的臨床科室非常廣泛,患者往往可能在不同的科室,如腎臟內(nèi)科、血液科、神經(jīng)內(nèi)科、婦產(chǎn)科、皮膚科、心血管內(nèi)科和呼吸科等就診,如接診醫(yī)生缺乏對該病的認識,往往會造成嚴重的誤漏診,故提高對該類疾病的認知度已成為目前國內(nèi)外相關專業(yè)領域內(nèi)的關注熱點。
TMA主要包括兩類疾?。貉ㄐ匝“鍦p少性紫癜(thrombotic throm-bocytopenic purpura,TTP),溶血性尿毒癥綜合征(hemolyticuremlc syndrome,HUS)。這兩種疾病的臨床表現(xiàn)非常相似,但是兩者有一個最大的區(qū)別就是金屬蛋白酶(ADAMTS13)的酶活性有顯著性差異。不管是遺傳性還是獲得性TTP病人的ADAMTS13酶活性一般都小于10%,而HUS的發(fā)病跟ADAMTS13酶活性缺失沒有關系,所以HUS病人的ADAMTS13酶活性正常。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供利用SELDI-TOF-MS檢測血清中ADAMTS13酶活性的方法,其及時有效并精確檢測。
為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用以下技術方案:
利用SELDI-TOF-MS檢測血清中ADAMTS13酶活性的方法,該技術將應用于TTP疾病的診斷以及治療監(jiān)控,具體如下:(1)ADAMTS13酶切底物GST-vWF73-6XHis重組蛋白的表達純化;(2)酶切反應;(3)ADAMTS13酶切產(chǎn)物被IMAC芯片富集以后被SELDI-TOF-MS識別檢測,并由分析軟件得到血清樣本中ADAMTS13的酶切活性。
如圖1所示:本技術在細菌BL21中大量表達帶有6個組氨酸(6XHis)標記的vWF73蛋白片段,該片段帶有ADAMTS13特異性剪切位點。將純化以后的蛋白片段跟病人血清孵育一段時間以后,帶有6XHis的ADAMTS13酶切產(chǎn)物將被IMAC蛋白芯片捕捉富集,進而被SELDI-TOF-MS儀器檢測識別。跟正常人血清進行對比以后,可以計算出該病人的ADAMTS13的酶切活性。
采用上述技術方案后,本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
1、該檢測方法迅速有效,檢測精確;
2、檢測所有血栓性微血管病(TMA)疑似病例,篩選出所有ADAMTS13酶活性小于10%的病例,這些病人將作為血栓性血小板減少性紫癜(TTP)進行治療。對于酶活性大于10%的病例將進行其他進一步的診斷,并開始完全不一樣的治療;
3、對于所有TTP病例在治療過程中以及出院以后的長期監(jiān)控中,都需定期檢測ADAMTS13的酶活性,從而更好的對病人進行正確的治療,降低治療成本,有效地提高病人的生存率以及生活質(zhì)量。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的步驟示意圖。
具體實施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白,以下結(jié)合附圖及實施例,對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解,此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。
本發(fā)明公開了利用SELDI-TOF-MS檢測血清中ADAMTS13酶活性的方法,包括以下步驟:
包括以下步驟:
(1)ADAMTS13酶切底物GST-vWF73-6XHis重組蛋白的表達純化:
1.1.vWF的73個氨基酸片段D1596~R1668以及C末端6個組氨酸(6XHis)被插入到N端帶有GST蛋白的細菌表達載體pGEX6p-1上;
1.2.挑選陽性克隆,并轉(zhuǎn)染BL21表達細菌;
所述BL21菌種可以高效表達目的重組蛋白,并且該蛋白是可溶性蛋白,易于純化,同時GST標簽容易被剪切。
1.3.大量培養(yǎng)細菌,收集菌體,利用超聲進行細菌裂解,高速離心以后收集上清,并加入等體積PBS緩沖液稀釋;
1.4.通過GST親和柱純化蛋白,利用還原性谷胱甘肽進行洗脫,從而得到純化的重組蛋白GST-vWF73-6XHis作為本技術需要用到的酶切底物;
1.5.取一定量的GST-vWF73-6XHis和切割蛋白酶Prescission Protease孵育,得到本技術在檢測階段需要用到的內(nèi)參照(internal control,IC);
(2)酶切反應:
需要用到以下試劑和儀器:一組血清標準物,混合正常人血漿(pooled normal plasma,PNP)被系列稀釋成100%,50%,20%,10%,5%以及2.5%,用來稀釋的溶液配方如下:150mM NaCl,0.1%BSA,1XPBS;
高低對照,將PNP稀釋成50%以及5%分別作為高低對照;
反應緩沖液:50mM Tris-Cl pH8.0,1mM BaCl2,50mM NaCl;
芯片激活緩沖液:50mM NiSO4;
芯片結(jié)合緩沖液:1XPBS;
芯片洗脫緩沖液:1XPBS,300mM NaCl,0.1%Tween20;所述重生緩沖液可以有效的洗脫掉結(jié)合在IMAC芯片上的蛋白多肽,并且不影響芯片的結(jié)合能力。
能量吸收物質(zhì)(EAM):SPA(5mg溶于200ul 50%ACN,200ul 0.5%TFA)。
IMAC芯片重生緩沖液:50mM EDTA,50%ACN,0.5%TFA。
純凈水;
震蕩儀器;
各種型號加液槍。
2.1將酶切底物GST-vWF73-6XHis用反應緩沖液稀釋到0.1ug/ul,取10ul血清標準物,高低對照以及病人血清樣本同25ul稀釋后的底物溶液混合;
2.2在37度水浴鍋孵育1小時以后,加熱到95度終止反應。與此同時配置內(nèi)參照,將內(nèi)參照用PBS稀釋到0.01ug/ul;
(3)ADAMTS13酶切產(chǎn)物被IMAC芯片富集以后被SELDI-TOF-MS識別檢測,并由分析軟件得到血清樣本中ADAMTS13的酶切活性:
3.1IMAC芯片激活,取需要的IMAC芯片,加入100ul激活緩沖液,振蕩孵育5分鐘兩次;
3.2純凈水洗芯片兩次以后加入結(jié)合緩沖液,振蕩孵育5分鐘兩次;
3.3吸去芯片上殘留液體;
3.4混合35ul內(nèi)參照到酶切反應體系,振蕩混勻,取60ul加到芯片上,振蕩孵育30分鐘;
3.5洗脫緩沖液洗脫3次,每次5分鐘,最后用水洗兩次;
3.6取出芯片,小心吸干殘留溶液,每個芯片點加1ulSPA,風干以后再點一次;
3.7送入SELDI儀器進行芯片讀??;
3.8軟件分析目的峰以及內(nèi)參照峰面積,以目的峰除以內(nèi)參照峰面積的值作為X軸,以標準血清濃度為Y軸做一次曲線,根據(jù)病人的峰面積計算其酶切活性。
3.9用過的IMAC芯片用重生緩沖液處理30分鐘,然后用純凈水反復沖洗,晾干以后備用。
所述金屬親和吸附芯片IMAC表面可以螯合正二價金屬離子Ni,可以特異性的捕獲帶有組氨酸His基團的蛋白質(zhì)多肽。
以上,僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式,但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此,任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內(nèi),可輕易想到的變化或替換,都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此,本發(fā)明的保護范圍應該以權(quán)利要求的保護范圍為準。