人尿样中脑源性神经营养因子测量的开发与验证,作为非侵入性效应生物标志物

Development and validation of brain-derived neurotrophic factor measurement in human urine samples as a non-invasive effect biomarker.

作者信息Alicia Olivas-Martinez, Beatriz Suarez, Elena Salamanca-Fernandez, Iris Reina-Perez, Andrea Rodriguez-Carrillo, Vicente Mustieles, Nicolás Olea, Carmen Freire, Mariana F Fernández
PMID36710936
发布时间2023-01-12
DOI10.3389/fnmol.2022.1075613

实验完整度

文献包含方法开发、ELISA试剂盒比较、QC评估及队列样本应用,但核心为方法学验证,功能验证和机制验证不足。

主要模型

人尿液样本(西班牙INMA-格拉纳达队列的15-17岁男性青少年)

重点核对

尿样体积:0.6毫升,酸化提取(1.5% TFA) ELISA试剂盒:RayBio® ELH-BDNF 样本类型:觉醒时和睡前尿液,各150和106例 检测重复:所有样本重复分析,计算批内和批间变异 数据归一化:尿肌酐校正

摘要

背景:脑源性神经营养因子(BDNF),一种主要在脑中表达的神经营养生长因子,已被提出作为潜在的效应生物标志物;即其值可能与包括神经损伤在内的多种疾病相关的可测量生物标志物。欧洲人类生物监测计划(HBM4EU)也认识到效应生物标志物是建立环境污染物暴露与人类健康之间联系的有用工具。尽管测量血清BDNF的方案已确立,但仍需验证其在尿液中的评估,尿液是一种非侵入性样本,可随时间轻松重复。本研究旨在开发、标准化并验证一种量化尿液样本中BDNF蛋白水平的方法,然后用于生物监测研究。方法:测试了不同的实验条件和非竞争性商业酶联免疫吸附测定(ELISA)试剂盒,以确定最佳分析程序,尽量减少ELISA试剂盒的缺点。在试点研究中验证了微调方案,使用来自同一西班牙青少年男性(西班牙INMA-格拉纳达队列)的觉醒时(n=150)和睡前(n=106)尿液样本。结果:在0.6毫升尿液酸化提取(预浓缩)后获得最佳结果。Raybiotech的ELISA试剂盒获得最高重现性。青少年男性尿液BDNF浓度在先前报告范围内(早晨=0.047–6.801 ng/ml,夜间=0.047–7.404 ng/ml)。觉醒和睡前样本中的尿液BDNF水平不符合正态分布,且不相关。结论:所开发的方法具有良好的灵敏度和重现性。在尿液中有可靠的标记物可能有助于诊断和监测可能的疾病(和治疗)。需要进一步研究以将尿液BDNF应用于生物监测研究,以进一步阐明其有用性和对神经损伤的生物学意义。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
是否能够开发并验证一种可靠的方法来量化人尿液样本中的BDNF蛋白水平,以便在生物监测研究中用作非侵入性效应生物标志物。
核心机制
方法学的优化条件:酸化提取尿液样本并使用RayBio® ELISA试剂盒可提高检测灵敏度和重现性。
主要证据
在INMA-格拉纳达队列的男性青少年尿液样本中验证了方法,觉醒时和睡前样本的BDNF浓度范围分别为0.047–6.801 ng/ml和0.047–7.404 ng/ml,批内CV<5%,批间CV<15%。
研究意义
尿液BDNF测量作为非侵入性效应生物标志物可能有助于环境暴露与神经不良结局关联的研究,并可能促进疾病诊断和监测。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

方法开发与优化

确定最佳的分析程序,以量化尿液中的BDNF。

测试了不同的实验条件,包括样本预处理(酸化、提取、冻干)、稀释、样本体积(0.1-0.8毫升)以及多种商业ELISA试剂盒。

2

质量控制评估

评估测定方法的准确性和可靠性。

使用15份匿名尿液样本,按照开发方案处理,进行ELISA分析,包括标准曲线、空白和样本。

3

队列样本应用

验证方法在真实人群样本中的适用性。

分析了INMA-格拉纳达队列中150份觉醒时和106份睡前尿液样本,计算BDNF浓度并评估分布和相关性。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

样本预处理
统计分析与数据解释

产品清单

实验环节名称品牌货号
Strata-XL 60 mg 固相萃取柱Phenomenex8B-S043-UBJ
甲醇Sigma-Aldrich--
Milli-Q纯水系统Merck Millipore--
RayBio® ELISA试剂盒RaybiotechELH-BDNF
Quantikine® 总BDNFR&D SystemsDBTN00
人BDNF ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-H0010
BDNF人ELISA试剂盒Phoenix PharmaceuticalsEK-033-22
BDNF人ELISABiorbytorb50004
人ELISA BDNFAbcamab212166
人ELISA BDNFAbcamab999789
Emax®免疫分析系统Promega--
酶标仪BioTek--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
样本预处理
尿样体积0.6 ml,酸化剂1.5% TFA,离心条件,Strata-XL 60 mg柱,洗脱液组成和体积(80%乙腈3 ml),氮气吹干
阅读提示:Methods 2.1和2.2,Results 3.1
ELISA检测
RayBio® ELISA试剂盒,样本复溶液(220 μl稀释液B),标准曲线浓度范围,孵育时间和温度,洗涤次数,底物和终止液用量
阅读提示:Methods 2.1,Results 3.2,表1
队列样本收集
尿液样本类型(觉醒时和睡前),样本量(n=150和106),储存条件,肌酐测量和归一化方法
阅读提示:Methods 2.2,Results 3.3