Development of a simple and sensitive method for assaying proteases using a pregnancy test strip

Abstract

프로테아제는 체내의 다양한 세포 과정에 관여하고 이 과정을 조절하는 역할을 한다. 따라서, 이의 비정상적인 활성은 세포 과정에 이상을 일으키고 질병을 유발할 수 있다는 것이 여러 연구를 통해 밝혀져 왔다. 이러한 질병과의 연관성에 의해 질병의 진단과 예후에 이용하고자 효소의 활성을 측정하는 여러 가지 방법이 개발되었지만, 대다수의 방법에는 정교한 기기나 복잡한 절차가 수반된다. 본 연구에선 인간 융모성 생식선 자극호르몬(hCG)을 검출하는 임신 진단 테스트기를 결과 해석에 이용하여 프로테아제의 활성을 간단하고 민감하게 측정하는 방법을 개발했다. 리포터로 사용하도록 설계된 hCG 단백질은 세파로스 구슬과 인위적인 상호작용을 할 수 있도록 설계됐고, 활성 프로테아제에 의해서만 세파로스 구슬로부터 hCG가 분리되어 방출된다. 방출된 hCG는 상업적인 임신 테스트 스트립에 의해 검출될 수 있고 검출된 신호를 통해 프로테아제를 측정한다. 위치 특이적 방식을 이용한 세파로스 구슬과 hCG의 결합, 그리고 임신 진단 테스트기의 민감성을 이용해 30분 만에 MMP-2를 picomolar 농도 범위에서 정량 분석할 수 있었다. 간단한 수정을 통해 caspase-3와 thrombin을 측정하는 시스템도 제작하였으며, 측정 시스템의 특이성 또한 확인했다. 소변 내 프로테이즈 측정도 가능했다. 이 간단한 플랫폼 기술은 다양한 질병 진단에 활용될 수 있을 것이고 높은 접근성을 제공하여 자원이 제한된 환경에서도 이용될 수 있을 것이라고 생각한다.