뼈 대사 및 골다공증 진단

사례 연구: GeneMedi의 GMP-h-β-CTx-Ab 쌍(항-인간 β-CTx 마우스 단클론 항체)이 ELISA에서 GMP-h-β-CTx-Ag01(재조합 인간 β-CTx 단백질)을 검출하는 것으로 검증

연구에 따르면 활성화된 파골세포는 무기 매트릭스를 용해하기 위해 낮은 pH의 흡수 구덩이를 생성하고, TRAP 및 카텝신 K와 같은 리소좀 효소가 노출된 유형 1 콜라겐을 효과적으로 소화하여 유형 1 콜라겐의 카르복시 말단 교차 결합 텔로펩타이드(CTX-1)와 같은 특정 분해 산물을 방출합니다. 바이오마커 β-CTx는 뼈 대사(뼈 재형성)에 대한 중요한 정보를 제공하며, 골절 위험을 예측하고 치료 효과를 모니터링하는 데 유용합니다. 최근에, 당사의 연구개발 부서는 당사의 GMP-h-β-CTx-Ab 쌍이 GMP-h-β-CTx-Ag01에 대해 넓은 선형 범위와 좋은 감도를 가지고 있음을 입증했습니다. 아래는 GeneMedi의 GMP-h-β-CTx-Ab01/02/03/04(항-인간 β-CTx 마우스 단클론 항체)가 ELISA에서 GMP-h-β-CTx-Ag01(재조합 인간 β-CTx 단백질)을 검출하는 것으로 검증된 결과입니다. Ab01-Ab02 쌍과 Ag를 강력히 추천합니다.

사례 연구: GeneMedi의 항-25-OH-VD3/2 항체가 CLIA 및 효소 CLIA 플랫폼에서 25-OH-VD3/2로 검증

사례 연구에 대한 전체 정보는 다음 링크를 참조하십시오: https://www.genemedi.net/i/data-case-study-25-OH-VD

직접 화학 발광 플랫폼

총 25-OH-VD 식별 능력

GeneMedi의 25-OH-VD 샌드위치 항체(GMP-SMT-25-OH-VD3/2-Ab01 및 GMP-SMT-25-OH-VD3/2-Ab02)는 직접 화학 발광 플랫폼에서 검증되었습니다. 25-OH-VD2와 25-OH-VD3의 우수한 교차 반응성 덕분에 샘플에서 총 25-OH-VD를 성공적으로 검출할 수 있습니다.

그림 1. 총 25-OH-VD 식별 능력; 위의 그림에서 볼 수 있듯이, 25-OH-VD2와 25-OH-VD3는 우수한 교차 반응성을 나타냅니다.

샘플 일치율

GeneMedi의 VD 샌드위치 항체는 산업 표준인 LC-MS/MS를 기준으로 사용하여 직접 화학 발광 플랫폼에서 검증되었으며, 25-OH-VD 면역 분석의 정확도를 높였습니다. 질량 분석 검출 결과와 비교할 때, 이 항체들은 우수한 일치성을 나타내었으며, R2는 0.9718에 달했고, 고객 검증 R2는 0.963이었습니다. 샌드위치 방식은 면역 검출의 정확도를 크게 향상시켰습니다.

그림 2. 자체 평가 임상 비교 분석 및 고객 테스트의 임상 비교 분석; 이 항체들은 질량 분석 검출 결과와 비교할 때 우수한 일치성을 나타내었으며, R2는 0.9718에 달했고, 고객 검증 R2는 0.963이었습니다. 샌드위치 방식은 면역 분석의 정확도를 크게 향상시켰습니다.

효소 화학 발광 플랫폼

표준 곡선

GeneMedi의 25-OH-VD 샌드위치 항체(GMP-SMT-25-OH-VD3/2-Ab01 및 GMP-SMT-25-OH-VD3/2-Ab02)의 검출 농도 범위는 0.1에서 80ng/mL입니다.

그림 4. 표준 곡선; 위의 그림에서 볼 수 있듯이, GeneMedi의 25-OH-VD 샌드위치 항체의 검출 농도 범위는 0.1에서 80ng/mL입니다.

샘플 일치율

효소 화학 발광 플랫폼에서 검증된 25-OH-VD 샌드위치 항체(GMP-SMT-25-OH-VD3/2-Ab01 및 GMP-SMT-25-OH-VD3/2-Ab02)는 질량 분석법(LC-MS/MS)을 사용한 데이터와 강한 일치성을 나타내었으며, R2는 0.9741에 달했습니다.

그림 5. 임상 비교 분석; 위의 그림에서 볼 수 있듯이, 효소 화학 발광 플랫폼에서 검증된 25-OH-VD 샌드위치 항체는 질량 분석법(LC-MS/MS)을 사용한 데이터와 강한 일치성을 나타내었으며, R2는 0.9741에 달했습니다.

뼈 대사 모니터링 및 골다공증 진단을 위한 GDU 제품

새로운 생물학적 표지자가 개발되었으며, 연구에 따르면 이러한 표지자는 뼈 대사 메커니즘을 조사하고 골세포의 활동을 평가하기 위한 귀중한 연구 도구가 될 수 있습니다. 그중 일부는 골다공증 및 기타 뼈 질환 환자의 관리에 유용할 수 있습니다. 골절 위험을 예측하고 골다공증 및 기타 뼈 질환의 치료 효과를 모니터링하기 위해, GDU는 CTX-1, P1NP, N-MID OC, PTH 및 25-OH-VD와 같은 바이오마커에 대한 진단용 항체 및 항원을 제공합니다. 이러한 바이오마커는 뼈 대사 패널에서 사용할 수 있습니다.

뼈 대사(뼈 리모델링), 칼슘 사이클 및 골다공증 소개

뼈는 인간의 몸에서 비활성 구조가 아니며 일생 동안 계속 변화합니다. 뼈 대사는 뼈 조직의 양과 구조의 완전성을 유지하기 위해 골세포(골모세포, 파골세포, 골세포)의 긴밀한 협력에 의해 특징지어집니다. 이러한 골격 변화의 과정은 뼈 리모델링이라고도 하며, 골격 시스템의 구조적 완전성을 보호하고 신체의 칼슘 및 인의 균형에 기여합니다. 리모델링은 오래된 또는 손상된 뼈의 흡수와 새로운 뼈 물질의 침착을 포함합니다. 이는 주로 파골세포에 의한 뼈 파괴와 골모세포에 의한 뼈 형성에 의해 조절됩니다. 또한, 골세포도 이 과정에 관여합니다.

뼈 리모델링 주기는 150-200일 동안 지속되며 주로 파골세포 전구체의 분화와 성숙을 촉진하는 골모세포 신호에 의해 매개됩니다. 활성화된 파골세포는 무기 매트릭스를 용해하기 위해 낮은 pH의 흡수 구덩이를 만들고, TRAP 및 카텝신 K와 같은 리소좀 효소가 노출된 타입 1 콜라겐을 효과적으로 소화하여 타입 1 콜라겐의 카르복시 말단 교차 결합 텔로펩타이드(CTX-1)와 같은 특정 분해 산물을 방출합니다. 골모세포는 이 침식된 표면에 끌려가서 새로운 골 형성을 시작합니다. 골모세포에 풍부한 타입 1 콜라겐은 프로콜라겐 전구체 분자로서 세포 외 공간으로 분비되며 아미노 말단과 카르복시 말단에서 절단되어 프로펩타이드가 혈액으로 방출됩니다. 프로콜라겐 타입 I N-말단 프로펩타이드(P1NP)와 오스테오칼신(OC)은 뼈 형성 속도의 가장 민감한 마커입니다. 불안정하지만, 전체 오스테오칼신(iOC)의 분석은 골모세포 기능을 평가하기 위한 표준 분석으로 확립되었습니다. 새로 개발된 오스테오칼신(OC)용 면역방사측정 분석의 임상적 유용성을 조사하는 연구는 OC의 안정적인 N-말단 중간 프래그먼트(N-MID OC 분석)를 식별합니다. 연구 결과는 N-MID OC 면역 반응성이 iOC 면역 반응성보다 훨씬 안정적이며 N-MID OC 분석이 요독 혈청에 축적되는 것으로 보고된 OC 프래그먼트에 덜 민감할 수 있음을 시사합니다. 따라서, 뼈의 턴오버를 평가하고 뼈 손실을 반영하는 데 있어 iOC 분석보다 더 신뢰할 수 있을 것입니다. 초기에는 하이드록시아파타이트 결정이 골 형성에 침착되고, 몇 달 동안 느린 광물화 과정이 계속되며, 정지 기간이 뒤따릅니다. 필수 파골세포 형성 촉진 사이토카인인 RANKL은 골모세포 표면에 발현되며, 전파골세포의 세포 수용체 RANK에 결합하여 그들의 분화와 활성화를 촉진합니다. RANKL의 데코이 수용체인 OPG는 골모세포 및 다른 간질 세포에 의해 분비되며, RANK에 결합하여 파골세포 활성을 방지함으로써 뼈 흡수를 감소시킵니다.



그림 2. 뼈 대사(뼈 리모델링) 주기.

칼슘은 영양소로서 뼈의 형성과 대사와 가장 밀접하게 관련되어 있습니다. 뼈 조직은 뼈 리모델링 과정을 통해 이러한 중요한 대사 요구를 위한 칼슘의 저장소 및 공급원으로 기능합니다. 칼슘 대사는 주로 부갑상선 호르몬(PTH)–비타민 D 내분비 시스템에 의해 조절되며 일련의 항상성 피드백 루프로 특징지어집니다. 혈청 내 이온화 칼슘의 적절한 수준을 유지하기 위해서는 뼈에서 미네랄의 빠른 방출이 필수적입니다. 비타민 D 결핍 상태에서는 활성 칼슘 흡수의 감소로 인해 뼈 대사가 크게 영향을 받습니다. 이는 부갑상선이 순환 이온화 칼슘의 변화를 감지하여 부갑상선 호르몬(PTH)의 분비를 증가시킵니다. 증가된 PTH 수준은 신장에서 비타민 D를 활성 호르몬 형태인 칼시트리올로 전환하는 효소 활동(1α-하이드록실라제)을 유도합니다. 칼시트리올은 장에서 칼슘 흡수를 촉진합니다. 따라서, 칼슘과 비타민 D의 동적 상호작용은 종종 칼슘 요구량, 결핍 상태 및 과잉 섭취와 관련된 데이터 해석을 복잡하게 만듭니다.



그림 3. 칼슘 사이클.

골다공증과 같은 대사성 골질환에서는 뼈 대사가 변하여 뼈 손실이 발생하고, 이는 종종 뼈의 취약성을 초래하는 미세구조의 변화를 동반하며 궁극적으로 골절이 발생합니다.

골다공증 진단 및 치료 모니터링: 뼈 리모델링 마커 및 칼슘 사이클 마커

골다공증은 낮은 골량, 뼈 조직의 미세 구조적 손상으로 인해 뼈의 취약성을 초래하고 그 결과 골절 위험이 증가하는 전신성 골격 장애입니다. 이는 노인들 사이에서 골절의 가장 흔한 원인입니다. 일반적으로 골절이 발생하는 뼈에는 척추의 척추뼈, 팔뚝뼈, 그리고 엉덩이뼈가 포함됩니다. 골절이 발생하기 전에는 일반적으로 증상이 없습니다. 뼈가 매우 약해져서 가벼운 스트레스나 자발적으로 골절이 발생할 수 있습니다. 골절이 치유된 후에도 만성 통증과 일상 활동을 수행하는 능력의 감소가 지속될 수 있습니다. 골다공증 치료를 받은 환자의 모니터링에는 다음을 확인하기 위해 정기적인 의료 전문가와의 접촉이 포함됩니다: (1) 약물이 규칙적이고 올바르게 복용되고 있는지, (2) 칼슘 및 비타민 D 섭취가 충분한지, (3) 부작용이나 부작용에 대한 두려움이 없는지, (4) 예상되는 치료 효과를 변경할 수 있는 동반 질환이나 다른 약물이 없는지.

혈청 및 요의 생화학적 마커의 분석 개발은 골모세포 및 파골세포의 효소 활동이나 뼈 조직의 분해 생성물을 반영하여 뼈 대사의 복잡한 경로와 골질환에서의 그것들의 변화를 조사하는 데 매우 유용합니다. CTX-1, P1NP, N-MID OC, PTH 및 25-OH-VD와 같은 바이오마커는 뼈 대사(뼈 리모델링) 및 칼슘 사이클에 대한 중요한 정보를 제공하며, 골절 위험을 예측하고 치료 효과를 모니터링하는 데 유용합니다.