《Nature Medicine》重磅!APOC3基因变异揭示降脂新机制,抗体疗法或为心血管疾病带来革命性治疗-技术前沿-资讯-生物在线

《Nature Medicine》重磅!APOC3基因变异揭示降脂新机制,抗体疗法或为心血管疾病带来革命性治疗

作者:欣博盛生物科技有限公司 暂无发布时间 (访问量:3203)

近年来,大规模的基因组测序工作已识别出一些罕见的编码变异,这些变异位于富含甘油三酯的脂蛋白(TRL)清除途径中的基因内,且能独立于低密度脂蛋白胆固醇(#LDL-C)水平降低冠状动脉疾病(#CHD)的风险。深入探究这些变异的保护机制,有望推动降低TRL水平新疗法的开发。APOC3基因编码的载脂蛋白C-III(apoC-III)是抑制 #甘油三酯(TG)脂解和残余TRL清除的关键因子。

本研究聚焦于APOC3 Ala43Thr(A43T)变异体,它是唯一已知的能降低TG水平并保护免受CHD风险的APOC3错义变异体。

 

研究发现,#APOC3 A43T杂合子人类及表达人APOC3 A43T的鼠类,均展现出显著降低的循环 #apoC-III 水平。在鼠类中,这种降低归因于A43T apoC-III与脂蛋白结合能力的下降以及游离apoC-III肾溶菌作用的加速。此外,TRLs中apoC-III含量的降低促进了循环TRLs的清除。

 

基于这一保护机制,研究团队开发出一种单克隆抗体,该抗体针对脂蛋白结合的人类apoC-III,能促进表达人类APOC3的鼠类中循环apoC-III的清除,并在体内增强 #TRL 的溶菌作用。这些发现揭示了APOC3中的错义变异体如何通过降低循环TG水平起到保护作用,为开发降低apoC-III水平和循环TRL负担的新治疗手段提供了可能。

 

研究方法

1. 人类样本筛选与基因分型

  • 研究者通过外显子组测序筛选APOC3 A43T变异体携带者,分别在Penn High HDL-C研究(HHDL)队列和宾夕法尼亚大学医学生物样本库队列中进行。HHDL队列纳入HDL-C水平高于一般人群90%分位数的个体,而生物样本库队列则包含HDL-C水平分布正常的个体。

  • 通过Exome Chip SNP基因分型阵列对参与者进行APOC3 A43T变异体的基因分型,并利用Sanger测序进行验证。

 

2. 血脂及载脂蛋白水平测定

  • 对APOC3 A43T变异体携带者及其年龄、性别、祖先背景相匹配的非携带者进行血脂及载脂蛋白水平测定。

  • 使用Axcel临床自动分析仪测量血浆总胆固醇、HDL-C、TG、apoC-III、apoA-I、apoB和apoE水平,非HDL-C水平通过总胆固醇与HDL-C水平的差值计算得出。

血脂及载脂蛋白水平测定.jpg

 

3. 液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)测定

  • 鉴于无商业免疫分析法能区分野生型与A43T突变型apoC-III,研究者采用

    LC-MS/MS技术实现对人类血浆样本中apoC-III的等位基因特异性定量。

  • 通过AspN蛋白酶消化血浆蛋白生成肽段,经氧化处理后,利用选择性反应监测技术测量肽段相对丰度,进而计算出血浆样本中野生型与突变型apoC-III浓度。

液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)测定
液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)测定(1)

4. 小鼠模型构建与实验

  • 利用腺相关病毒(AAV)载体介导的基因表达,构建携带野生型或A43T变异体APOC3的小鼠模型。

  • 通过向小鼠腹腔注射AAV载体,使小鼠表达人类APOC3 WT或A43T,进而比较不同小鼠模型中WT与A43T APOC3表达对TG代谢的影响。

小鼠模型构建与实验

 

研究结果

1. 人类APOC3 A43T变异体携带者特征

  • APOC3 A43T变异体在HDL-C水平极高个体中的携带频率显著高于HDL-C水平正常个体(1.2%对比0.1%,P < 0.0001)。

  • A43T携带者相较于非携带者,空腹TG水平降低,apoAI和HDL-C水平升高,而LDL-C、非HDL-C或apoB水平无显著差异。此外,A43T携带者血浆中apoC-III水平较非携带者降低约50%。

人类APOC3 A43T变异体携带者特征

 

2. 小鼠模型中APOC3 A43T表达结果

  • 在小鼠模型中,表达A43T APOC3相较于表达WT APOC3,未引起血浆TG水平上升,且在多种脂质代谢模型中,A43T apoC-III对TG、非HDL-C或HDL-C水平无显著影响。

  • A43T apoC-III相较于WT apoC-III,其与脂蛋白的结合能力受损,导致游离apoC-III增加,加速了其在体内的清除,进而促进了TRLs的清除。

  • 小鼠模型中APOC3 A43T表达结果.jpg
小鼠模型中APOC3 A43T表达结果(1).jpg

 

3. 单克隆抗体STT505与STT5058效果

  • 研究者开发了针对脂蛋白结合的人类 #apoC-III 的单克隆抗体 #STT505 与#STT5058

  • STT505单次静脉给药后,可显著降低血浆apoC-III水平,并维持7小时;STT5058则通过在抗体Fc段引入酸敏感氨基酸替换,实现抗体在酸性环境下从抗原上解离,从而延长抗体在体内循环时间,持续降低 #血浆apoC-III 水平长达28天。

  • 这些抗体的使用促进了apoC-III的清除,降低了循环apoC-III及 #apoB 水平,进而降低了 #血浆TG 水平。

单克隆抗体STT505与STT5058效果

 

讨论

  • 研究结果表明,APOC3 A43T变异体通过影响apoC-III与脂蛋白的结合,加速其在体内的清除,进而降低循环TG水平,减少CHD风险。

  • 此外,单克隆抗体的开发为靶向apoC-III的治疗提供了新途径,有望成为降低CHD风险的新疗法。

  • 未来,需进一步研究抗体介导的apoC-III清除对TRL产生、重塑及体内周转的影响,以及探索其他潜在的治疗靶点,为CHD的防治提供更全面的策略。

 

 

ATHENS为本研究所提供的产品

Athens Research & Technology为本研究提供了纯化的apoC-III产品,支持了实验中对apoC-III的定量分析和功能研究,揭示了A43T变异对apoC-III功能和代谢的影响。

在本研究中的功能用途包括:

  • 作为标准品用于定量分析实验样本中的apoC-III含量。

  • 用于DiI-VLDL的制备,以研究apoC-III对VLDL摄取的影响。

  • 作为ELISA实验的抗原,用于检测样本中apoC-III的水平。

 

关于ATHENS

 Athens Research & Technology公司(ART),自1986年成立以来,已近40年专注于生产优质天然蛋白质,致力于为体外诊断(IVD)行业及研究人员提供高纯度、高活性的产品。我们的制造流程严格,质量承诺值得信赖,确保客户能够依赖我们的蛋白质开发可靠、准确的诊断试剂,满足当今医疗保健的迫切需求。

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