JP7589323B2 - 猫の腎機能障害の検査方法 - Google Patents
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Description
1)猫の腎機能障害を検査する方法であって、被験対象猫の尿についてD-チロシン、D-メチオニン、D-トリプトファン、D-オルニチン及びD-ヒスチジンから選ばれる1種以上のD-アミノ酸のレベルを測定する工程を含む、腎機能障害の検査方法。
2)猫の腎機能障害に対する予防又は治療的介入の存在下、被験対象猫の尿についてD-チロシン、D-メチオニン、D-トリプトファン、D-オルニチン及びD-ヒスチジンから選ばれる1種以上のD-アミノ酸のレベルを測定する工程を含む、当該介入効果の評価方法。
3)猫の腎機能障害を検査する方法であって、D-アミノ酸オキシダーゼを用いた酵素測定法によって測定可能な被験対象猫の尿中の全D-アミノ酸の総濃度を当該方法によって測定する工程を含む、腎機能障害の検査方法。
4)1)~3)の方法を実施するための検査用キットであって、D-アミノ酸のレベルを測定するための試薬を含有する猫の腎機能障害の検査用キット。
従来、猫の腎機能障害は、IRIS(国際獣医腎臓病研究グループ)ガイドライン、物理学的補助検査(色調、尿量、尿比重、pH)、問診に基づいた獣医師総合判断により行われている。特に腎機能障害の程度は、IRISガイドライン(2019 modified)によって、以下のように分類されている。
・健常:血清クレアチニン値が1.6(mg/dL)未満、あるいは対称性ジメチルアルギニン(SDMA)値が14(μg/dL)未満。
・ステージ1(初期):血清クレアチニン値が1.6(mg/dL)未満、あるいは対称性ジメチルアルギニン(SDMA)値が14~17(μg/dL)。
・ステージ2(軽度):血清クレアチニン値が1.6~2.8、あるいは対称性ジメチルアルギニン(SDMA)値が18~25。
・ステージ3(中度):血清クレアチニン値が2.9~5.0、あるいは対称性ジメチルアルギニン(SDMA)値が26~38。
・ステージ4(重度):血清クレアチニン値が5.0超過、あるいは対称性ジメチルアルギニン(SDMA)値が38超過。
ここで、「検査」は、「測定」、「検出」、「判定」、「評価」又は「評価支援」という用語で言い換えることもできる。
すなわち、D-アスパラギン(D-Asn)及びD-アスパラギン酸(D-Asp)を除く17種(D-フェニルアラニン(D-Phe)、D-メチオニン(D-Met)、D-グルタミン酸(D-Glu)、D-ロイシン(D-Leu)、D-スレオニン(D-Thr)、D-トリプトファン(D-Trp)、D-プロリン(D-Pro)、D-セリン(D-Ser)、D-アラニン(D-Ala)、D-リジン(D-Lys)、D-アルギニン(D-Arg)、D-チロシン(D-Tyr)、D-グルタミン(D-Gln)、D-アロ-イソロイシン(D-aIle)、D-アロ-スレオニン(D-aThr)、D-オルニチン(D-Orn)、D-バリン(D-Val))のキラルバランス及び当該D-アミノ酸とそのL-アミノ酸の量比(D/L)は腎臓病群では有意に低下し、D-ヒスチジン(D-His)のキラルバランスは前記特許文献3で報告されているマウスの場合とは異なり、腎臓病群では有意に増加することが判明し、腎機能障害に関与することが確認された(図3-1、3-2)。このうち、D-チロシン、D-メチオニン、D-トリプトファン及びD-オルニチンは、猫尿において顕著に検出されるが、他の哺乳類、例えばヒトやマウスの尿からは検出が認められない、ネコ特有のアミノ酸である。
したがって、猫尿中のD-チロシン、D-メチオニン、D-トリプトファン及びD-オルニチンにD-ヒスチジンを加えたD-アミノ酸は、猫の腎機能障害を検査するための特有のマーカー分子であり、これらから選ばれる1種以上の存在レベルを測定することにより、被験対象猫の腎機能障害を評価することができる。
-トリプトファン及びD-オルニチンから選ばれる1種以上、好ましくはD-チロシン、D-トリプトファン及びD-オルニチンから選ばれる1種以上のD-アミノ酸濃度を測定するのが好ましく、これに加えて、さらにD-フェニルアラニン、D-グルタミン酸、D-スレオニン、D-プロリン、D-セリン、D-アラニン、D-リジン、D-アルギニン、D-グルタミン、D-アロ-イソロイシン、D-アロ-スレオニン、D-バリン、D-アスパラギン及びD-ロイシンから選ばれる1種以上、好ましくはD-フェニルアラニン、D-グルタミン酸、D-スレオニン、D-プロリン、D-セリン、D-アラニン、D-リジン、D-アルギニン、D-グルタミン、D-アロ-イソロイシン、D-アロ-スレオニン、D-バリン及びD-アスパラギンから選ばれる1種以上、より好ましくはD-フェニルアラニン、D-グルタミン酸、D-スレオニン、D-セリン、D-アラニン、D-リジン、D-アルギニン、D-グルタミン、D-アロ-イソロイシン、D-アロ-スレオニン、D-バリン及びD-アスパラギンから選ばれる1種以上のD-アミノ酸の濃度を組み合わせて測定することができる。
さらに、当該D-アミノ酸の総濃度のL-アミノ酸の総濃度に対する比(D-アミノ酸の総濃度/L-アミノ酸の総濃度)や、当該D-アミノ酸の総濃度のキラルバランス(D-アミノ酸の総濃度/(D-アミノ酸の総濃度+L-アミノ酸総濃度))を算出し、これらを本発明のD-アミノ酸レベルとすることもできる。
また、D-アミノ酸の総濃度については、さらに当該D-アミノ酸の総濃度の尿比重に対する比(D-アミノ酸の総濃度/尿比重)や、当該D-アミノ酸の総濃度の尿中クレアチニン濃度に対する比(D-アミノ酸の総濃度/尿中クレアチニン濃度)を算出し、これらを本発明のD-アミノ酸レベルとすることもできる。
D又はL-アミノ酸オキシダーゼを用いた酵素測定法は、D又はL-アミノ酸をD又はL-アミノ酸オキシダーゼによって酸化的脱アミノ化する際に生成する過酸化水素を比色/蛍光プローブで検出、測定する方法であり、これにより猫尿中の酸性アミノ酸を除く全D-アミノ酸総濃度又は全L-アミノ酸総濃度を測定することができる。
なお、尿中のアミノ酸の測定に際しては、家庭や医療機関等で採取された尿(カテーテル・膀胱穿刺・自然採尿等)について、凍結融解、遠心分離、限外濾過、ゲル濾過、除タンパク、希釈、固相抽出、液液分配、誘導体化等の分析のための前処理が適宜なされる。酵素測定法のための前処理においては本酵素反応阻害物質が含まれないことが望ましい。採取尿の輸送形態は常温~冷凍郵送等含め、その手段は限定されない。
ここで、基準値は、例えば、当該D-アミノ酸レベルと腎機能障害との関連付けから以下のように設定することができる。
腎機能障害を、前述したIRISガイドライン等の手段により評価する。その評価結果に基づき、腎機能障害が無い(健常)と判断される猫から構成される健常群と、腎機能障害が有ると判断される猫から構成される腎機能障害群に層別化する。これとは別途、前述の方法により本発明のD-アミノ酸のレベルを測定する。そして腎機能障害の評価結果とD-アミノ酸レベルとの相関性に基づき、腎機能障害を評価するのに適した基準値が決定される。具体的には、各群に属するD-アミノ酸レベルの統計解析結果に基づき、各群を特徴づけるD-アミノ酸レベルの数値範囲を決定する。この数値範囲は、各群の平均値を中心とした上下の一定範囲に設定することにより決定する。ここで「一定範囲」とは、標準偏差(SD)等の統計数値や、1/2SD値、1/3SD値などを用いてもよいし、各群の中央値を中心とした上下の一定範囲(第1四分位点や第3四分位点など)でもよい。
そして、例えば、被験対象猫から得られた尿中の本発明のD-アミノ酸レベルが腎機能障害群のD-アミノ酸レベルの範囲内に属する場合には、当該猫は「腎機能が低下している」、「腎機能障害がある」又は「腎機能障害がある可能性が高い」と評価できる。
カットオフ値としては、例えば、生体指標算出値における中央値若しくは平均値、ROC曲線解析に基づく値(例えば、Youden’s index、腎機能障害がある群とない群を分ける判別式を使用して作成されたROC曲線における左上隅座標(0,1)からの距離値等)が例示される。カットオフ値は複数設定することもできる。例えば、キラルバランスを指標とする場合は後述の表2、D-アミノ酸総濃度(5種、20種)を指標とする場合は後述の表3、D-アミノ酸濃度を指標とする場合は後述の表4、D-アミノ酸及びL-アミノ酸の量比(D/L)を指標とする場合は後述の表5、酵素法により測定されるD-アミノ酸総濃度を指標とする場合は後述の表8に示されるような、ROC曲線分析を行って求めたカットオフ値をそれぞれ設定することができる。
例えば、D-チロシンのキラルバランスが0.55%以下、D-メチオニンのキラルバランスが3.9%以下、D-トリプトファンのキラルバランスが0.10%以下、D-オルニチンのキラルバランスが40%以下、D-ヒスチジンのキラルバランスが2.2%以上、D-グルタミン酸のキラルバランスが4.8%以下、D-バリンのキラルバランスが8.9%以下、D-フェニルアラニンのキラルバランスが0.52%以下、D-アロ-イソロイシンのキラルバランスが9.8%以下、D-アラニンのキラルバランスが43%以下、D-プロリンのキラルバランスが5.5%以下、D-グルタミンのキラルバランスが1.2%以下、D-スレオニンのキラルバランスが0.91%以下、D-セリンのキラルバランスが71%以下、D-アロ-スレオニンのキラルバランスが4.0%以下、D-アルギニンのキラルバランスが3.0%以下、D-リジンのキラルバランスが20%以下、D-ロイシンのキラルバランスが0.16%以下である場合に「腎機能が低下している」、「腎機能障害がある」又は「腎機能障害がある可能性が高い」と評価できる。
また、例えば、酵素法により測定されるD-アミノ酸総濃度が380.0μM以下、同D-アミノ酸総濃度のキラルバランス(酵素法により測定されるD-アミノ酸の総濃度/(酵素法により測定されるD-アミノ酸の総濃度+酵素法により測定されるL-アミノ酸の総濃度))が0.54%以下、同D-アミノ酸総濃度の尿比重に対する比が350.0μM以下、同D-アミノ酸総濃度の尿中クレアチニン濃度に対する比が1.84mmol/10g Cre以下である場合に「腎機能が低下している」、「腎機能障害がある」又は「腎機能障害がある可能性が高い」と評価できる。
なお、本発明の検査方法は、本発明以外の他の腎機能障害の診断指標と組み合わせて用いても良く、それにより腎機能障害をより多面的かつ適正に評価することが可能となる。
他の腎機能障害の診断指標としては、例えば、血中クレアチニン(Cre)、尿中クレアチニン、血中尿素窒素(BUN)、血中対称性ジメチルアルギニン(SDMA)、血中シスタチンC、尿中シスタチンC、尿中好中球ゼラチナーゼ結合性リポカリン(NGAL)、尿中L型脂肪酸結合蛋白(L-FABP)、尿蛋白、尿蛋白/クレアチニン比(UPC)、尿中アルブミン、等が挙げられる。また、特定の採尿容器を用いる簡易な尿比重評価方法(特許第7084128号公報)、尿色(特許第7216529号公報)、尿浸透圧、各種電解質の分画排泄率、血圧や画像検査といった物理指標等との組み合わせも可能である。
すなわち、本発明の介入効果の評価方法は、猫の腎機能障害に対する予防又は治療的介入の存在下、被験対象猫の尿についてD-チロシン、D-メチオニン、D-トリプトファン、D-オルニチン及びD-ヒスチジンから選ばれる1種以上のD-アミノ酸のレベルを測定する工程を含む。
D-アミノ酸のレベルを測定するための試薬としては、D又はL-アミノ酸を基質とする酵素(例えばD又はL-アミノ酸オキシダーゼ)、比色又は蛍光プローブ、及びペルオキシダーゼが挙げられる。
<1>猫の腎機能障害を検査する方法であって、被験対象猫の尿についてD-チロシン、D-メチオニン、D-トリプトファン、D-オルニチン及びD-ヒスチジンから選ばれる1種以上のD-アミノ酸のレベルを測定する工程を含む、腎機能障害の検査方法。
<2>さらにD-フェニルアラニン、D-グルタミン酸、D-ロイシン、D-スレオニン、D-プロリン、D-セリン、D-アラニン、D-リジン、D-アルギニン、D-グルタミン、D-アロ-イソロイシン、D-アロ-スレオニン、D-バリン、D-アスパラギン及びD-アスパラギン酸から選ばれる1種以上のD-アミノ酸のレベルを測定する、<1>の方法。
<3>D-アミノ酸のレベルを測定する工程が、D-チロシン、D-メチオニン、D-トリプトファン、D-オルニチン及びD-ヒスチジンから選ばれる1種以上のD-アミノ酸のキラルバランスを測定する工程である、<1>の方法。
<4>さらにD-フェニルアラニン、D-グルタミン酸、D-スレオニン、D-プロリン、D-セリン、D-アラニン、D-リジン、D-アルギニン、D-グルタミン、D-アロ-イソロイシン、D-アロ-スレオニン、D-バリン及びD-ロイシンから選ばれる1種以上、好ましくはD-フェニルアラニン、D-グルタミン酸、D-スレオニン、D-プロリン、D-アラニン、D-グルタミン、D-アロ-イソロイシン及びD-バリンから選ばれる1種以上、より好ましくはD-フェニルアラニン、D-グルタミン酸、D-アラニン、D-アロ-イソロイシン及びD-バリンから選ばれる1種以上のD-アミノ酸のキラルバランスを測定する工程を含む、<3>の方法。
<5>D-アミノ酸のレベルを測定する工程が、D-チロシン、D-トリプトファン、D-オルニチン及びD-メチオニンから選ばれる1種以上のD-アミノ酸のL-アミノ酸に対する量比を測定する工程である、<1>の方法。
<6>さらにD-フェニルアラニン、D-グルタミン酸、D-スレオニン、D-プロリン、D-セリン、D-アラニン、D-リジン、D-アルギニン、D-グルタミン、D-アロ-イソロイシン、D-アロ-スレオニン、D-バリン及びD-ロイシンから選ばれる1種以上、好ましくはD-フェニルアラニン、D-グルタミン酸、D-プロリン、D-スレオニン、D-アラニン、D-グルタミン、D-アロ-イソロイシン及びD-バリンから選ばれる1種以上、より好ましくはD-フェニルアラニン、D-グルタミン酸、D-プロリン、D-アラニン、D-アロ-イソロイシン及びD-バリンから選ばれる1種以上のD-アミノ酸のL-アミノ酸に対する量比を測定する工程を含む、<5>の方法。
<7>D-アミノ酸のレベルを測定する工程が、D-チロシン、D-メチオニン、D-トリプトファン及びD-オルニチンから選ばれる1種以上のD-アミノ酸濃度を測定する工程である、<1>の方法。
<8>さらにD-フェニルアラニン、D-グルタミン酸、D-スレオニン、D-プロリン、D-セリン、D-アラニン、D-リジン、D-アルギニン、D-グルタミン、D-アロ-イソロイシン、D-アロ-スレオニン、D-バリン、D-アスパラギン及びD-ロイシンから選ばれる1種以上、好ましくはD-フェニルアラニン、D-グルタミン酸、D-スレオニン、D-プロリン、D-セリン、D-アラニン、D-リジン、D-アルギニン、D-グルタミン、D-アロ-イソロイシン、D-アロ-スレオニン、D-バリン及びD-アスパラギンから選ばれる1種以上、より好ましくはD-フェニルアラニン、D-グルタミン酸、D-スレオニン、D-セリン、D-アラニン、D-リジン、D-アルギニン、D-グルタミン、D-アロ-イソロイシン、D-アロ-スレオニン、D-バリン及びD-アスパラギンから選ばれる1種以上のD-アミノ酸濃度を測定する工程を含む、<7>の方法。
<9>D-アミノ酸のレベルを測定する工程が、D-チロシン、D-メチオニン、D-トリプトファン、D-オルニチン及びD-ヒスチジンからなる5種のD-アミノ酸の総濃度、又は前記5種のD-アミノ酸にD-フェニルアラニン、D-グルタミン酸、D-ロイシン、D-スレオニン、D-プロリン、D-セリン、D-アラニン、D-リジン、D-アルギニン、D-グルタミン、D-アロ-イソロイシン、D-アロ-スレオニン、D-バリン、D-アスパラギン及びD-アスパラギン酸から選ばれる1種以上のD-アミノ酸を加えた6種以上のD-アミノ酸の総濃度を測定する工程を含む、<1>の方法。
<10>さらに、前記D-アミノ酸の総濃度のL-アミノ酸の総濃度に対する比を算出する工程を含む、<9>の方法。
<11>さらに、前記D-アミノ酸の総濃度のキラルバランスを算出する工程を含む、<9>の方法。
<12>6種以上のD-アミノ酸の総濃度の測定が、D-アミノ酸を基質とする酵素反応を利用した定量方法によって行われる、<9>~<11>のいずれかの方法。
<13>猫の腎機能障害に対する予防又は治療的介入の存在下、被験対象猫の尿についてD-チロシン、D-メチオニン、D-トリプトファン、D-オルニチン及びD-ヒスチジンから選ばれる1種以上のD-アミノ酸のレベルを測定する工程を含む、当該介入効果の評価方法。
<14>さらにD-フェニルアラニン、D-グルタミン酸、D-ロイシン、D-スレオニン、D-プロリン、D-セリン、D-アラニン、D-リジン、D-アルギニン、D-グルタミン、D-アロ-イソロイシン、D-アロ-スレオニン、D-バリン、D-アスパラギン及びD-アスパラギン酸から選ばれる1種以上のD-アミノ酸のレベルを測定する、<13>の方法。
<15>D-アミノ酸のレベルを測定する工程が、D-チロシン、D-メチオニン、D-トリプトファン、D-オルニチン及びD-ヒスチジンから選ばれる1種以上のD-アミノ酸のキラルバランスを測定する工程である、<13>の方法。
<16>さらにD-フェニルアラニン、D-グルタミン酸、D-スレオニン、D-プロリン、D-セリン、D-アラニン、D-リジン、D-アルギニン、D-グルタミン、D-アロ-イソロイシン、D-アロ-スレオニン、D-バリン及びD-ロイシンから選ばれる1種以上、好ましくはD-フェニルアラニン、D-グルタミン酸、D-スレオニン、D-プロリン、D-アラニン、D-グルタミン、D-アロ-イソロイシン及びD-バリンから選ばれる1種以上、より好ましくはD-フェニルアラニン、D-グルタミン酸、D-アラニン、D-アロ-イソロイシン及びD-バリンから選ばれる1種以上のD-アミノ酸のキラルバランスを測定する工程を含む、<15>の方法。
<17>D-アミノ酸のレベルを測定する工程が、D-チロシン、D-トリプトファン、D-オルニチン及びD-メチオニンから選ばれる1種以上のD-アミノ酸のL-アミノ酸に対する量比を測定する工程である、<13>の方法。
<18>さらにD-フェニルアラニン、D-グルタミン酸、D-スレオニン、D-プロリン、D-セリン、D-アラニン、D-リジン、D-アルギニン、D-グルタミン、D-アロ-イソロイシン、D-アロ-スレオニン、D-バリン及びD-ロイシンから選ばれる1種以上、好ましくはD-フェニルアラニン、D-グルタミン酸、D-プロリン、D-スレオニン、D-アラニン、D-グルタミン、D-アロ-イソロイシン及びD-バリンから選ばれる1種以上、より好ましくはD-フェニルアラニン、D-グルタミン酸、D-プロリン、D-アラニン、D-アロ-イソロイシン及びD-バリンから選ばれる1種以上のD-アミノ酸のL-アミノ酸に対する量比を測定する工程を含む、<17>の方法。
<19>D-アミノ酸のレベルを測定する工程が、D-チロシン、D-メチオニン、D-トリプトファン及びD-オルニチンから選ばれる1種以上のD-アミノ酸濃度を測定する工程である、<13>の方法。
<20>さらにD-フェニルアラニン、D-グルタミン酸、D-スレオニン、D-プロリン、D-セリン、D-アラニン、D-リジン、D-アルギニン、D-グルタミン、D-アロ-イソロイシン、D-アロ-スレオニン、D-バリン、D-アスパラギン及びD-ロイシンから選ばれる1種以上、好ましくはD-フェニルアラニン、D-グルタミン酸、D-スレオニン、D-プロリン、D-セリン、D-アラニン、D-リジン、D-アルギニン、D-グルタミン、D-アロ-イソロイシン、D-アロ-スレオニン、D-バリン及びD-アスパラギンから選ばれる1種以上、より好ましくはD-フェニルアラニン、D-グルタミン酸、D-スレオニン、D-セリン、D-アラニン、D-リジン、D-アルギニン、D-グルタミン、D-アロ-イソロイシン、D-アロ-スレオニン、D-バリン及びD-アスパラギンから選ばれる1種以上のD-アミノ酸濃度を測定する工程を含む、<19>の方法。
<21>D-アミノ酸のレベルを測定する工程が、D-チロシン、D-メチオニン、D-トリプトファン、D-オルニチン及びD-ヒスチジンからなる5種のD-アミノ酸の総濃度、又は前記5種のD-アミノ酸にD-フェニルアラニン、D-グルタミン酸、D-ロイシン、D-スレオニン、D-プロリン、D-セリン、D-アラニン、D-リジン、D-アルギニン、D-グルタミン、D-アロ-イソロイシン、D-アロ-スレオニン、D-バリン、D-アスパラギン及びD-アスパラギン酸から選ばれる1種以上のD-アミノ酸を加えた6種以上のD-アミノ酸の総濃度を測定する工程を含む、<13>の方法。
<22>さらに、前記D-アミノ酸の総濃度のL-アミノ酸の総濃度に対する比を算出する工程を含む、<21>の方法。
<23>さらに、前記D-アミノ酸の総濃度のキラルバランスを算出する工程を含む、<21>の方法。
<24>猫の腎機能障害を検査する方法であって、D-アミノ酸オキシダーゼを用いた酵素測定法によって測定可能な被験対象猫の尿中の全D-アミノ酸の総濃度を当該方法によって測定する工程を含む、腎機能障害の検査方法。
<25>さらに、前記D-アミノ酸の総濃度の尿比重に対する比を算出する工程を含む、<24>の方法。
<26>さらに、前記D-アミノ酸の総濃度の尿中クレアチニン濃度に対する比を算出する工程を含む、<24>の方法。
<27>さらに、L-アミノ酸オキシダーゼを用いた酵素測定法によって前記被験対象猫の尿中のL-アミノ酸の総濃度を測定する工程を含む、<24>の方法。
<28>さらに、前記D-アミノ酸の総濃度のキラルバランスを算出する工程を含む、<27>の方法。
<29>さらに、前記D-アミノ酸の総濃度のL-アミノ酸の総濃度に対する比を算出する工程を含む、<27>の方法。
<30><1>~<29>の方法を実施するための検査用キットであって、D-アミノ酸レベルを測定するための試薬を含有する、猫の腎機能障害の検査用キット。
<31>D-アミノ酸レベルを測定するための試薬がD-アミノ酸オキシダーゼを含む、<30>のキット。
<32>さらに比色又は蛍光プローブ及びペルオキシダーゼを含有する、<31>のキット。
試験例1 腎臓病罹患猫尿中のキラルアミノ酸一斉分離解析
(1)猫試験について
健常群(N=17)及び腎機能低下群(N=11、以下腎臓病群と記載)の猫(表1)を対象に、腎機能と尿成分関連解析を行った。なお尿採取後、現在のスタンダードであるIRIS(International Renal Interest Society:国際獣医腎臓病研究グループ)ガイドライン、物理学的補助検査(色調、尿量、尿比重、pH)及び獣医師問診に基づいた総合判断のもと分類した。健常群と腎臓病群の振り分けについては、特にIRISガイドラインに沿い、血中(血清)クレアチニン値が1.6(mg/dL)以上あるいは対称性ジメチルアルギニン(SDMA)値が18(μg/dL)以上である個体を腎臓病群とした(Stage2相当)。
猫尿(自然採尿)10μLを10mLスピッチグラス(商品名:強化硬質ねじ口試験管)に入れ、メタノール:水(9:1,v/v)溶液490μLを混合後、遠心機(HITACHI製/CF5RE)にて冷蔵(4℃)で5分間、2130×g(3000rpm)にて遠心分離を行うことで除タンパクし、上清のアミノ酸を採取した。次いで、別途10mLスピッチグラスに、0.2mol/L ホウ酸緩衝液(pH8.9)、採取溶液、AccQ・Tag Ultra誘導体化試薬、すなわちAQC溶液(AdipoGen製:AQC粉末を3mg/1mL,すなわち10mmol/Lの濃度で超脱水アセトニトリルに溶解)を各々70μL、10μL、20μL(7:1:2)の順番で混合し、直ちに撹拌後、55℃10分間加熱することにより誘導体化試料溶液を調製した。
同様に、0.2mol/L ホウ酸緩衝液(pH8.9)、100μmol/L D、L-アミノ酸標準溶液(アミノ酸:Ala/アラニン、Arg/アルギニン、Asn/アスパラギン、Asp/アスパラギン酸、Cys/システイン、Gln/グルタミン、Glu/グルタミン酸、Gly/グリシン、His/ヒスチジン、Ile/イソロイシン、allo-Ile/アローイソロイシン、 Leu/ロイシン、Lys/リジン,Met/メチオニン、Phe/フェニルアラニン、Pro/プロリン、Ser/セリン,Thr/スレオニン、allo-Thr/アロースレオニン、Trp/トリプトファン、Tyr/チロシン,
Val/バリン、Cit/シトルリン、Orn/オルニチン、0.2mol/L ホウ酸緩衝液溶解)、AQC溶液を各々70μL、10μL、20μL(7:1:2)の順番で混合し、直ちに撹拌後、55℃で10分間加熱することにより誘導体化アミノ酸標準溶液を調製した。
(2)で調製した誘導体化試料溶液及び誘導体化アミノ酸標準溶液を、下記の条件下(特許第6764778号準拠)でLC-MS/MS分析し、各種キラルアミノ酸の分離検出及び定量を行った。
(装置)
Exion LCシリーズ(AB SCIEX社)、質量分析計/QTRAP6500+
リニアイオントラップ型(AB SCIEX社)
(クロマトグラフィー分離)
分離キラルカラム:CHIRALPAK QN-AX<DAICEL社>
2.1mm内径×150mm、粒径5μm(第一のキラルカラム)及びCHIRALP AK ZWIX(+)<DAICEL社>
3.0mm内径×150mm、粒径3μm(第二のキラルカラム)をこの順序で直列接続(40℃)
溶離液:0.1%(v/v)ギ酸及び55mMギ酸アンモニウム含有メタノール:水(90:10,v/v)溶液
溶離法:アイソクラティック
移動相流量:0.25mL/min
注入量:5μL
(質量分析)
イオン化法:エレクトロスプレーイオン化法(ESI)
極性:正イオン
Curtain Gas(CUR):30psi
Ionspray voltage(IS):4500V
Temperature(TEM):600℃
Ion Source Gas1(GS1):80psi
Ion Source Gas1(GS2):80psi
Collision Gas(CAD):10
(検出モード)
プリカーサーイオンにプロトンイオン付加分子([M+H]+)、プロダクトイオンに
AQCフラグメントイオン(m/z=171)を設定した正イオンモードによるSRM(Selected Reaction Monitoring)検出。
1)キラルアミノ酸の解析
(3)で得られたデータを、保持時間とイオン強度の2軸を有するクロマトグラムに展開し、猫尿におけるAQC誘導体化各種キラルアミノ酸の解析を行った。健常群及び腎臓病群における、尿中キラルアミノ酸濃度を測定した(D-アミノ酸(DAA):D-Pro,D-Ser,D-Ala,D-Lys,D-Arg,D-His,D-Tyr,D-Gln,D-allo-Ile(aIle),D-Thr,D-allo-Thr(aThr),D-Orn,D-Val,D-Phe,D-Met,D-Glu,D-Asp,D-Asn,D-Leu,D-Trpの測定値を図1-1及び図1-2に示す。また、L-アミノ酸(LAA):L-Pro,L-Ser,L-Ala,L-Lys,L-Arg,L-His,L-Tyr,L-Gln,L-Ile,L-Thr,L-Orn,L-Val,L-Phe,L-Met,L-Glu,L-Asp,L-Asn,L-Leu,L-Trpの測定値を図2-1及び図2-2に示す。)。
そして、これらの尿中キラルアミノ酸濃度から算出した個々のキラルバランス(D体存在比率:D/(D+L)×100(%))を図3-1及び図3-2に示す。
エクセル統計処理ソフト(BellCurve for Excel,株式会社 社会情報サービス)を用いて、健常群対腎臓病群(キラルバランス、総濃度、D-アミノ酸濃度、D-アミノ酸及びL-アミノ酸の量比(D/L)におけるROC(Receiver Operating Characteristic)曲線を描き、カットオフポイント(Cut off)、ROC曲線下面積(AUC)、感度(Sensitivity)、特異度(Specificity)、p値(診断能)を各々算出した(表2:個々のキラルバランス、表3:総濃度、表4:D-アミノ酸濃度、表5:D-アミノ酸及びL-アミノ酸の量比(D/L))。なおCut offは左上隅から最も近い点とし、帰無仮説をAUC=0.50とした時の検定では、キラルバランス、(総)濃度、D-アミノ酸及びL-アミノ酸の量比(D/L)において、有意な結果となり診断能を有することが確認された。AUCが0.90以上であるDAA分子種も多数検出された。簡易的な総濃度(DAA(D-Tyr,D-Trp, D-Orn, D-Met, D-His);DAA(Total
):D-Pro,D-Ser,D-Ala,D-Lys,D-Arg,D-His,D-Tyr,D-Gln,D-aIle,D-Thr,D-aThr,D-Orn,D-Val,D-Phe,D-Met,D-Glu,D-Asp,D-Asn,D-Leu,D-Trp;LAA(Total):L-Pro,L-Ser,L-Ala,L-Lys,L-A
rg,L-His,L-Tyr,L-Gln,L-Ile,L-Thr,L-Orn,L-Val,L-Phe,L-Met,L-Glu,L-Asp,L-Asn,L-Leu,L-Trp)も腎機能評価に有用であることが見出され、尿中キラルアミノ酸(特に尿中DAA)の有用性が認められた。
下記表6に示す症例1~3について、試験例1と同様にして、腎機能と尿成分関連解析を行った(猫種(1):アビシニアン(去勢♂,3~6歳)は2019年9月の血液検査でStage2の腎臓病と診断、猫種(2):シャム(♂,3~4歳)は2020年11月の血液検査でStage2の腎臓病と診断、猫種(3):ベンガル(去勢♂,4~7歳)は2016年11月の血液検査でStage2の腎臓病と診断)。
経時変化、すなわち、横断研究のみならず縦断研究においても、尿中キラルバランス(例えば、D-His、D-aIle、D-Val等)及び尿中DAA濃度(総濃度)は腎機能との連関が認められ、改めて腎機能の非侵襲評価・非侵襲モニタリングに有用であることが確認された(図7-1,7-2,7-3)。尿中DAAは各個体を対象とした腎重症度(病態)・超早期リスクを精密に評価可能な腎モニタリング指標である。
(1)猫試験について
健常群(N=14)及び腎機能低下群(N=4、以下腎臓病群と記載)の猫を対象(表7)に、腎機能と尿成分関連解析を行った。
試験例1と同様、尿採取後、現在のスタンダードであるIRIS(International Renal Interest Society:国際獣医腎臓病研究グループ)ガイドライン及び獣医師問診に基づいた総合判断のもと分類した。猫尿補助検査として、pH(株式会社堀場製作所社製、コンパクトpHメータ LAQUAtwin)、尿比重(USG)(株式会社アタゴ社製、PAL-犬猫尿比重計)、尿中クレアチニン濃度(CRE)(アークレイ株式会社製、尿化学分析装置 thinka RT-4010)の測定も合わせて実施した。
検量線作成及び定量値算出
D-Amino Acid Assay Kit(MET-5136,Colorimetric,Cell Biolabs社製)プロトコルに準拠。キット内蔵標準品(D-Alanine)を用時調製した0,1.56,3.13,6.25,12.5,25,50,100μMの検量線を描き、猫尿中のD-アミノ酸総濃度(酸性アミノ酸を除く全D-アミノ酸)測定を実施した。
具体的には、猫尿10μLを10mLスピッチグラス(商品名:強化硬質ねじ口試験管)に入れ、キット内蔵Assay buffer(緩衝液)90μLを混合後、遠心機(HITACHI製/CF5RE)にて冷蔵(4℃)で5分間、2130×g(3000rpm)にて遠心分離を行うことで除タンパクし、上清のアミノ酸を採取した。次いで、上記の用時調製標準液50μL及び猫尿50μLを各々96穴マイクロプレート(No.655801,Greiner bio-one社製)に添加した。次いで、各々にキット内蔵酵素反応液(Colorimetric Probe,HRP,D-Amino Acid Oxidase混液)50μL添加し、直ちに遮光下で混合後、1時間37℃にて保温した(D-アミノ酸オキシダーゼ(DAO)反応)。最終的にマイクロプレートリーダー(SH-9000 Lab,コロナ電気株式会社製)を使用して酵素反応液中のDAA総濃度測定(波長570nm)を行った。
検量線作成及び定量値算出
L-Amino Acid Assay Kit(MET-5054,Colorimetric,Cell Biolabs社製)プロトコルに準拠。キット内蔵標準品(L-Alanine)を用時調製した0,62.5,125,250,500,1000μMの検量線を描き、猫尿中の全L-アミノ酸総濃度測定を実施した。
具体的には、猫尿10μLを10mLスピッチグラス(商品名:強化硬質ねじ口試験管)に入れ、キット内蔵Assay buffer(緩衝液)990μLを混合後、遠心機(HITACHI製/CF5RE)にて冷蔵(4℃)で5分間、2130×g(3000rpm)にて遠心分離を行うことで除タンパクし、上清のアミノ酸を採取した。次いで、上記の用時調製標準液50μL及び猫尿50μLを各々96穴マイクロプレート(No. 655801,Greiner bio-one社製)に添加した。次いで、各々にキット内蔵酵素反応液(Colorimetric Probe,HRP,L-Amino Acid Oxidase混液)50μL添加し、直ちに遮光下で混合後、3時間37℃にて保温した(L-アミノ酸オキシダーゼ(LAO)反応)。
最終的にマイクロプレートリーダー(SH-9000 Lab,コロナ電気株式会社製)を使用して酵素反応液中のLAA総濃度測定(波長570nm)を行った。
1)猫尿中DAA関連指標の解析
健常群及び腎臓病群における酵素法により測定されたDAA総濃度、総濃度キラルバランス(D体存在比率:酵素法により測定されたDAA総濃度/(酵素法により測定されたDAA総濃度+酵素法により測定されたLAA総濃度)×100(%)、総濃度比(酵素法により測定されたDAA総濃度/酵素法により測定されたLAA総濃度)と同相関)、酵素法により測定されたDAA総濃度/尿中CRE濃度比及び酵素法により測定されたDAA総濃度/USG比を示す(図8-1,8-2,8-3,8-4)。
エクセル統計処理ソフト(BellCurve for Excel,株式会社 社会情報サービス)を用いて、健常群対腎臓病群(猫尿中DAA関連指標)におけるROC(Receiver Operating Characteristic)曲線を描き、カットオフポイント(Cut off)、ROC曲線下面積(AUC)、感度(Sensitivity)、特異度(Specificity)、p値(診断能)を各々算出した(表8)。なおCut offは左上隅から最も近い点とし、帰無仮説をAUC=0.50とした時の検定では、猫尿中DAA関連指標は診断能を有することが確認された。酵素法によるDAA総濃度及びその関連比率は腎機能評価に特に有用であることが見出された。
Claims (8)
- 猫の腎機能障害を検査する方法であって、被験対象猫の尿について少なくともD-チロシン、D-メチオニン、D-トリプトファン、D-オルニチン及びD-ヒスチジンの5種のD-アミノ酸の総濃度を測定する工程を含む、腎機能障害の検査方法。
- さらに、D-フェニルアラニン、D-グルタミン酸、D-ロイシン、D-スレオニン、D-プロリン、D-セリン、D-アラニン、D-リジン、D-アルギニン、D-グルタミン、D-アロ-イソロイシン、D-アロ-スレオニン、D-バリン、D-アスパラギン及びD-アスパラギン酸を加えた20種のD-アミノ酸の総濃度を測定する、請求項1記載の方法。
- 20種のD-アミノ酸の総濃度の測定が、D-アミノ酸オキシダーゼを用いた酵素測定法によって行われる、請求項2記載の方法。
- さらに、前記D-アミノ酸の総濃度のL-アミノ酸の総濃度に対する比を算出する工程を含む、請求項1~3のいずれか1項記載の方法。
- さらに、前記D-アミノ酸の総濃度のキラルバランスを算出する工程を含む、請求項1~3のいずれか1項記載の方法。
- 請求項1~5のいずれか1項記載の方法を実施するための検査用キットであって、D-アミノ酸の総濃度を測定するための試薬を含有する、猫の腎機能障害の検査用キット。
- D-アミノ酸の総濃度を測定するための試薬がD-アミノ酸オキシダーゼを含む、請求項6記載のキット。
- さらに比色又は蛍光プローブ及びペルオキシダーゼを含有する、請求項6記載のキット。
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