Advances in Clinical and Experimental Medicine

Title abbreviation: Adv Clin Exp Med
JCR Impact Factor (IF) – 1.736
5-Year Impact Factor – 2.135
Index Copernicus  – 168.52
MEiN – 70 pts

ISSN 1899–5276 (print)
ISSN 2451-2680 (online)
Periodicity – monthly

Download original text (EN)

Advances in Clinical and Experimental Medicine

2006, vol. 15, nr 2, March-April, p. 247–252

Publication type: original article

Language: English

Immunoenzymatic Method for Midkine Determination in Serum

Immunoenzymatyczna metoda oznaczania midkiny w surowicy krwi

Małgorzata Krzystek−Korpacka1,, Małgorzata Matusiewicz1,, Krzysztof Grabowski2,, Dorota Diakowska2,, Dorota Boehm1,, Irena Kustrzeba−Wójcicka1,, Teresa Banaś1,

1 Department of Medical Biochemistry Silesian Piasts University of Medicine in Wrocław, Poland

2 Department of Gastrointestinal and General Surgery Silesian Piasts University of Medicine in Wrocław, Poland

Abstract

Background. Midkine is a secreted protein originally engaged in neurogenesis and recently reported to be implicated in tumorigenesis. Midkine expression, both at the level of protein and mRNA, is elevated in various types of cancer. A potential significance of midkine level determination as a marker of tumour presence and progression is intensively studied. However, at the time when presented studies were conducted, no commercial ELISA kits for the assessment of serum midkine level were available.
Objectives. Developing a sensitive method for midkine determination in serum with application of commercially available antibodies and chromogenic substrate. The other goal of presented studies was practical evaluation of invented assay in serum samples from apparently healthy subjects and establishment of the reference range and test sensitivity.
Material and Methods. The studies were conducted on serum samples from 43 apparently healthy blood donors. In the described assay, double antibody sandwich indirect ELISA (DASI−ELISA) with two policlonal antibodies against recombinant human midkine raised in different hosts, was applied. For the enhancement of test sensitivity, the authors used biotin−streptavidin amplification system. Horseradish peroxidase and tetramethylbenzidine were applied for colour development.
Results. The sensitivity of the assay was 3–4 pg of midkine per ml of serum. The median midkine value, determined for the studied group, was 141 pg/ml and mean ± SD was 220 ± 320.6 pg/ml. The upper normal range limit, determined as 82nd percentile, was 541 pg/ml.
Conclusion. The invented ELISA proved to be a sensitive method for determination of serum midkine concentration and can be applied in studies on the serum level of this circulating growth factor in various physiological and pathological conditions.

Streszczenie

Wprowadzenie. Midkina jest peptydem wydzielniczym zaangażowanym przede wszystkim w neurogenezę. Wostatnich latach wykazano jednak udział midkiny w karcynogenezie, a jej zwiększoną ekspresję zarówno na poziomie białka, jak i mRNA potwierdzono w wielu typach nowotworów. Podjęto więc badania nad możliwościami zastosowania midkiny jako markera obecności i progresji choroby nowotworowej. Mimo tak intensywnie prowadzonych doświadczeń, w czasie gdy prowadzono badania własne, nie były dostępne komercyjne testy pozwalające na oznaczenie stężenia midkiny w surowicy.
Cel pracy. Opracowanie czułej metody immunoenzymatycznej pozwalającej na oznaczanie stężenia midkiny w surowicy, wykorzystującej komercyjnie dostępne przeciwciała. Opracowany test poddano ocenie praktycznej, ustalając zakres referencyjny i czułość przez oznaczenie stężenia midkiny w grupie honorowych krwiodawców.
Materiał i metody. Badania przeprowadzono na surowicach pozyskanych z krwi 43 honorowych krwiodawców bez widocznych objawów chorób. W teście wykorzystano technikę immunoenzymatycznej detekcji typu sandwich z dwoma rodzajami przeciwciał (DASI−ELISA): króliczymi przeciwciałami skierowanymi przeciwko midkinie jako przeciwciałami opłaszczającymi oraz skierowanymi przeciwko midkinie przeciwciałami kozimi jako przeciwciałami wykrywającymi. Przeciwciała wykrywające były znakowane biotyną, a do ich detekcji wykorzystano streptawidynę skoniugowaną z peroksydazą z chrzanu. Jako substratu użyto tetrametylobenzydyny.
Wyniki. Czułość opracowanego testu została wyliczona na 3–4 pg/ml. Mediana stężenia midkiny w grupie referencyjnej wyniosła 141 pg/ml, zaś średnia 220 ± 320,6 pg/ml. Górna granica zakresu normalnego, definiowana jako średnia + odchylenie standardowe, została wyliczona na 541 pg/ml.
Wnioski. Opracowano czuły test do oznaczania stężenia midkiny w surowicy, który można wykorzystać w badaniach nad sekrecją tego czynnika wzrostu w warunkach fizjologicznych i patologicznych.

Key words

midkine, ELISA, tumour marker, growth factor

Słowa kluczowe

midkina, ELISA, marker nowotworowy, czynnik wzrostu

References (21)

  1. Kadomatsu K, Huang R−P, Suganuma T, Murata F and Muramatsu T: A retinoic acid responsive gene MK found in the teratocarcinoma system is expressed in spatially and temporally controlled manner during mouse embryogenesis. J Cell Biol 1990, 110, 607–616.
  2. Muramatsu T: Midkine and Pleiotrophin: Two Related Proteins Involved in Development, Survival, Inflammation and Tumorigenesis. J Biochem 2002, 132, 359–371.
  3. Yu GS, Hu J, Nakagawa H: Inhibition of b−amyloid cytotoxicity by midkine. Neurosci Lett 1998, 254, 125–128.
  4. Callebaut C, Nisole S, Briand JP, Krust B, Hovanessian AG: Inhibition of HIV infection by the cytokine midkine. Virology 2001, 281, 248–264.
  5. Choudhuri R, Zhang HT, Donnini S, Ziche M, Bicknell R: An angiogenic role for the neurokines midkine and pleiotrophin in tumorigenesis. Cancer Res 1997, 57, 1814–1819.
  6. Garver RI Jr, Chan CS, Milner PG: Reciprocal expression of pleiotrophin and midkine in normal versus malignant lung tissues. Am J Respir Cell Mol Biol 1993, 9, 463–466.
  7. Garver RI Jr, Radford DM, Donis−Keller H, Wick MR, Milner PG: Midkine and pleiotrophin expression in normal and malignant breast tissue. Cancer 1994, 74, 1584–1590.
  8. Aridome K, Tsutsui J, Takao S, Kadomatsu K, Ozawa M, Aikou T, Muramatsu T: Increased midkine gene expression in human gastrointestinal cancers. Jap J Cancer Res 1995, 86, 655–661.
  9. Kato M, Maeta H, Kato S, Shinozawa T, Terada T: Immunohistochemical and in situ hybridization analyses of midkine expression in thyroid papillary carcinoma. Mod Pathol 2000, 13, 1060–1065.
  10. Kato S, Ishihara K, Shinozawa T, Yamaguchi H, Asano Y, Saito M, Kato M, Terada T, Awaya A, Hirano A, Dickson DW, Yen SH, Ohama E: Monoclonal antibody to human midkine reveals increased midkine expression in human brain tumors. J Neuropathol Exp Neurol 1999, 58, 430–441.
  11. Qi M, Ikematsu S, Ichihara−Tanaka K, Sakuma S, Muramatsu T, Kadomatsu K: Midkine rescues Wilms’ tumor cells from cisplatin−induced apoptosis: regulation of Bcl−2 expression by midkine. J Biochem 2000, 127, 269–277.
  12. Nakagawara A, Milbrandt J, Muramatsu T, Deuel TF, Zhao H, Cnaan A, Brodeur GM: Differential expression of pleiotrophin and midkine in advanced neuroblastomas. Cancer Res 1995, 55, 1792–1797.
  13. O’Brien T, Cranston D, Fuggle S, Bicknell R, Harris AL: The Angiogenic Factor Midkine Is Expressed in Bladder Cancer, and Overexpression Correlates with a Poor Outcome in Patients with Invasive Cancers. Cancer Res 1996, 56, 2515–2518.
  14. Mishima K, Asai A, Kadomatsu K, Ino Y, Nomura K, Narita Y, Muramatsu T, Kurino T: Increased expression of midkine during the progression of human astrocytomas. Neurosci Lett 1997, 233, 29–32.
  15. Konishi N, Nakamura M, Nakaoka S, Hiasa Y, Cho M, Uemura H, Hirao Y, Muramatsu T, Kadomatsu K: Immunohistochemical analysis of midkine expression in human prostate carcinoma. Oncology 1999, 57, 253–257.
  16. Ye C, Qi M, Fan Q−W, Ito K, Akiyama S, Kasai Y, Matsuyama M, Muramatsu T, Kadomatsu K: Expression of midkine in the early stage of carcinogenesis in human colorectal cancer. Br J Cancer 1999, 79, 179–184.
  17. Ikematsu S, Yano A, Aridome K, Kikuchi M, Kumai H, Nagano H, Okamoto K, Oda M, Sakuma S, Aikou T, Muramatsu H, Kadomatsu K, Muramatsu T: Serum midkine levels are increased in patients with various types of carcinomas. Br J Cancer 2000, 83, 701–706.
  18. Shimada H, Nabeya Y, Tagawa M, Okazumi S, Matsubara H, Kadomatsu K, Muramatsu T, Ikematsu S, Sakuma S, Ochiai T: Preoperative serum midkine concentration is a prognostic marker for esophageal squamous cell carcinoma. Cancer Sci 2003, 94, 628–632.
  19. Shimada H, Nabeya Y, Okazumi S, Matsubara H, Kadomatsu K, Muramatsu T, Ikematsu S, Sakuma S, Ochiai T: Increased serum midkine concentration as a possible tumor marker in patients with superficial esophageal cancer. Oncol Rep 2003, 10, 411–414.
  20. Obata Y, Kikuchi S, Lin Y, Yagyu K, Muramatsu T, Kumai H, Tokyo Research Group on Prevention of Gastric Cancer: Serum midkine concentrations and gastric cancer. Cancer Sci 2005, 96, 54–56.
  21. Muramatsu H, Song X, Koide N, Hada H, Tsuji T, Kadomatsu K, Inui T, Kimura T, Sakakibara S, Muramatsu T: Enzyme−linked immunoassay for midkine and its application to evaluation of midkine levels in developing mouse brain and in sera from patients with hepatocellular carcinomas. J Biochem 1996, 119, 1171–1175.