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包括的な技術情報

疾患診断における酵素の応用

酵素は、ヒト・動物・植物・微生物を問わず、あらゆる生物の代謝活動において重要な役割を担っており、微生物バイオテクノロジーおよびその診断プロセスにおいて幅広い用途があります。酵素代謝システムの異常は、多くの代謝性疾患を引き起こします。研究により、多くの疾患が酵素代謝システムの複数の構成要素と関連していることが示されており、疾患特異的マーカーとして臨床検査で広く利用されています。過去20年にわたり、研究者はクレアチンキナーゼMB、アラニンアミノトランスフェラーゼ、アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ、酸性ホスファターゼ、アルカリホスファターゼなどの酵素に、臨床応用の観点からより注目してきました。酵素は、心筋梗塞、黄疸、膵炎、がん、神経変性疾患など、さまざまな病態における優先的なバイオマーカーです。診断、予後予測、治療反応性評価を通じて、疾患プロセスの理解に資する情報を提供します。

骨疾患、自己免疫疾患および炎症性疾患

Application of Enzymes in Disease Diagnosis アルカリホスファターゼ(ALP)は骨成長速度と相関します。血清ALP値の上昇は、骨芽細胞活性の亢進、またはPAGET病や関節リウマチにみられるような活動性の骨形成が存在する場合を示唆します。ALP高値を来し得るその他の病的状態には、くる病、骨軟化症、甲状腺機能亢進症、副甲状腺機能亢進症などがあります。カテプシンDは関節リウマチの進行に伴い有意に増加します。リゾチームの血清濃度は関節リウマチ患者で上昇し、単球/マクロファージ活性の指標となります。ゼラチナーゼB(マトリックスメタロプロテアーゼ-9、MMP-9)は自己免疫疾患で生じる多様な病態プロセスに関与します。ヒトMMP-9は関節リウマチのマーカー酵素です。MMP-9は全身性エリテマトーデスの病態形成にも関与します。関節液中の白血球エステラーゼの検出は、人工関節周囲感染の診断において、医師の診断ツールに極めて有用な追加情報を提供します。酒石酸抵抗性酸性ホスファターゼ(TRAP)は破骨細胞に存在し、骨吸収の際に循環血中へ放出されます。TRAPは関節リウマチ、骨粗鬆症、代謝性骨疾患で上昇します。

がん

Application of Enzymes in Disease Diagnosis 酸性ホスファターゼ(ACP)は、男性の前立腺では他のいかなる体組織よりも100倍高いレベルで存在します。前立腺酸性ホスファターゼ(PAP)は前立腺がん細胞で強く発現し、特に骨転移で顕著です。遺伝的に異なるアルカリホスファターゼ(ALP)アイソザイムの異常発現は、がんのモニタリング、特に胚細胞腫瘍のモニタリングに有用です。アラニンアミノトランスフェラーゼ(ALT)高値は、肝細胞がんリスクの増加とも関連します。乳腺組織におけるカテプシンDは、乳がん患者における早期再発リスクの予測に有用である可能性があります。システインカテプシン(CCs)の発現亢進は、乳房、卵巣、子宮頸部、肺、脳、消化管、頭頸部、メラノーマを含む多くのヒト腫瘍で示されています。シクロオキシゲナーゼ-2(COX-2)の発現は腫瘍形成の早期イベントであり、腫瘍進展に関与します。グルコース-6-リン酸脱水素酵素(G6PD)の過剰発現は胃がんの進行と密接に関連し、胃がんの独立した予後予測因子とみなされ得ます。

糖尿病

年齢、糖尿病、女性といった従来のリスク因子に加え、アルカリホスファターゼ(ALP)高値は、非アルコール性脂肪肝炎(NASH)および2型糖尿病患者における肝線維化に関連するリスク因子として考慮され得ます。

肝疾患

血清アラニンアミノトランスフェラーゼ(ALT)値の上昇は、通常、ウイルス性肝炎や中毒性肝壊死などの重篤な肝疾患を示唆します。血清アルカリホスファターゼ(ALP)値の上昇は、肝胆道系疾患における肝細胞活動の亢進を示します。アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ(AST)の血清値が著明に上昇(正常の10~100倍)する場合、肝(ウイルス性肝炎または中毒性肝壊死)または心筋細胞(心筋梗塞)への重篤な障害を示唆します。血清ガンマグルタミルトランスフェラーゼ(GGT)活性上昇の主な原因は肝胆道系疾患です。上昇は、原発性および続発性のあらゆる肝胆道系障害と関連します。

歯科疾患

歯周病は口腔内で最も一般的な炎症性疾患の一つであり、歯を取り囲む歯槽骨および軟組織が進行性に破壊されることを特徴とします。疾患部位の歯肉溝浸出液では、アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ(AST)高値が認められます。唾液および歯肉溝浸出液(GCF)中のAST値と歯周病進行との関連は、多数の患者を対象に検討されています。

統合失調症

ブチリルコリンエステラーゼ(BChE)は、神経変性疾患および神経精神疾患における推定上の役割について検討されてきた酵素です。統合失調症患者では、対照群と比較して血漿BChE活性が高いことが示されています。

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