単一分子分析は、血清中のヒトアルカリホスファターゼのアイソザイムを決定する

アルカリホスファターゼ（ALP）は重要なバイオマーカーであり、血液中の高レベルのALPは肝疾患または骨障害を示す可能性があるためです。ただし、現在の臨床血液検査では、ALPの総濃度のみを測定しますが、酵素アイソタイプを区別することはできません。ここでは、単一分子分析プラットフォームを介して、血液中のさまざまなALPアイソザイムをプロファイルするための新規かつ迅速なアプローチを示します。マイクロアレイプラットフォームは、高スループットで数百個の個々の分子の酵素動態を提供します。これらの単一分子動態を使用して、ALPアイソタイプのさまざまな活性プロファイルを特徴付けます。健康なサンプルと疾患サンプルの両方を分析することにより、血清中のALPの単一分子活性分布が患者の健康状態を反映していることがわかりました。この結果は、従来のALPテストを改善し、酵素アイソタイプを含む他の酵素バイオマーカーを分析するための方法の潜在的な有用性を示しています。

Alkaline phosphatase (ALP) is an important biomarker, as high levels of ALP in blood can indicate liver disease or bone disorders. However, current clinical blood tests only measure the total concentration of ALP but are unable to distinguish enzyme isotypes. Here, we demonstrate a novel and rapid approach to profile various ALP isozymes in blood via a single-molecule-analysis platform. The microarray platform provides enzyme kinetics of hundreds of individual molecules at high throughput. Using these single molecule kinetics, we characterize the different activity profiles of ALP isotypes. By analyzing both healthy and disease samples, we found the single molecule activity distribution of ALP in serum reflects the health status of patients. This result demonstrates the potential utility of the method for improving the conventional ALP test, as well as for analyzing other enzymatic biomarkers, including enzyme isotypes.