KR20230149701A - 덱사메타손에 특이적으로 결합하는 단일클론항체 및 이를 이용한 덱사메타손 검출용 키트 - Google Patents

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김경동
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(주)메덱스
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Abstract

본 발명은 덱사메타손에 특이적으로 결합하는 단일클론항체 및 이를 이용한 덱사메타손 검출용 키트에 관한 것이다. 본 발명의 단일클론항체를 이용하면 농축수산물에 잔류하는 덱사메타손을 신속하고 정확하게 검출할 수 있다.

Description

덱사메타손에 특이적으로 결합하는 단일클론항체 및 이를 이용한 덱사메타손 검출용 키트{Monoclonal Antibody Specifically Binding to Dexamethasone and Kit for Detecting Dexamethasone}
본 발명은 덱사메타손에 특이적으로 결합하는 단일클론항체 및 이를 이용한 덱사메타손 검출용 키트에 관한 것이다.
덱사메타손(Dexamethasone)은 염증억제작용이 있는 합성 부신피질호르몬제(스테로이드성 항염증제)로서, 소의 관절염, 유방염, 기관지폐렴, 돼지의 관절명, 개의 습진, 이염, 관절염 등에 주로 사용된다. 육류 및 동물성 단백질 섭취의 증가 수요에 따라 축산 산업의 규모가 증가되었고, 체계적인 관리, 질병의 예방과 치료 및 위생을 위한 항염증제 및 항균ㆍ항생물질의 사용이 불가피해져 왔다. 그러나, 이 과정에서 일부　항생제가 가축의 체내에 축적이 될 수 있으며, 가축의 체내에 잔류된　항염증제 및 항균ㆍ항생물질는 식육, 우유, 계란, 어류 등의 농축수산물을 통해 소비자에게 돌아올 수 있다. 특히 동물용 의약품은 작물과는 달리 질병의 치료와 성장 촉진을 위해 동물에게 주사, 음수, 사료 등을 통해 직접 투여함으로써 식품으로 이용되는 가식부위 또는 생화학적 대사과정 중 특정 기관 내 축적되어 잔류한다. 잔류는 직접적인 모화합물 뿐만 아니라, 생화학적 대사과정을 거친 대사체로 존재하며 인체에는 주로 음식을 통해 유입된다. 이와 같이 농축수산물에 잔류된 항염증제 및 항균ㆍ항생물질은 사람에게 흡수되어 체내 항상성 교란, 약물특이반응(allergic reactions in hypersensitive individuals), 약물치료 중인 환자의 치료효과 억제 또는 부작용 및 물질에 대한 내성균(indirectly through induction of resistant strains of bacteria)을 유발시키는 문제를 야기할 수 있다.
국내에서는 식품공전에 사용 가능한 동물용 의약품의 종류 및 최대잔류허용한계 등을 법으로 정하여 국민건강을 보호하는 정책을 수행하고 있으며 가축 및 수산물의 출하 시 검사 또는 도축 후 검사를 통해 잔류허용기준을 초과할 경우 출하 및 판매를 금지시키고 있다. 덱사메타손의 경우, 우유에서는 0.0003 mg/kg (0.3ppb), 계란에서는 0.0001 mg/kg(0.1ppb) 등 식품마다 잔류허용기준을 달리하여 규정하고 있다.
안심 먹거리에 대한 소비자의 불신을 최소화하기 위하여 식육, 우유, 계란 등의 농축수산물에서의　항염증제 및 항균ㆍ항생물질　잔류　여부를 일차적으로 쉽고 간편하게 확인할 수 있는 간이검사 방법의 개발이 시급한 실정이다.
대한민국 등록특허 제10-1459577호 (2014.11.03. 등록)
본 발명자들은 농축수산물에 잔류한 덱사메타손의 신속한 검출을 위하여 덱사메타손(Dexamethasone)에 특이적으로 결합하는 단일클론항체 및 이를 이용한 덱사메타손 검출용 조성물 및 키트를 개발하고자 예의 연구 노력하였다. 그 결과, 덱사메타손에 특이적으로 결합하는 단일클론항체 및 이를 생산하는 하이브리도마 세포주를 확립하여 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 덱사메타손(Dexamethasone)에 특이적으로 결합하는 단일클론항체를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 덱사메타손에 특이적으로 결합하는 단일클론항체를 생산하는 하이브리도마 세포주를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 덱사메타손에 특이적으로 결합하는 단일클론항체를 포함하는 덱사메타손 검출용 조성물 및 키트를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 덱사메타손 검출 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 덱사메타손(Dexamethasone)에 특이적으로 결합하는 단일클론항체를 제공한다.
본 명세서에서, "덱사메타손(Dexamethasone)"은 염증억제작용이 있는 합성 부신피질호르몬제(스테로이드성 항염증제)로서, 소의 관절염, 유방염, 기관지폐렴, 돼지의 관절명, 개의 습진, 이염, 관절염 등에 주로 사용된다.
본 명세서에서, 용어 "항체(antibody)"는 면역글로불린(immunoglobulin) 으로도 알려져 있는 항원(antigen)에 특이적으로 결합하는 넓은 범위의 단백질 또는 이의 단편을 의미하며, 보다 구체적으로는 완전한 형태의 항체뿐만 아니라, 항체의 항원 결합 단편(antigen binding fragment)를 포함한다.
완전한 항체는 2개의 전체 길이의 경쇄 및 2개의 전체 길이의 중쇄를 가지는 구조이며 각각의 경쇄는 중쇄와 다이설파이드 결합으로 연결되어 있다. 중쇄 불변 영역은 감마(γ), 뮤(μ), 알파(α), 델타(δ) 및 엡실론(ε) 타입을 가지고 서브클래스로 감마1(γ1), 감마2(γ2), 감마3(γ3), 감마4(γ4), 알파1(α1) 및 알파2(α2)를 가진다. 경쇄의 불변영역은 카파(κ) 및 람다(λ) 타입을 가진다.
본 명세서에서, 용어 "항원 결합 단편(antigen binding fragment)"은 항원 결합 기능을 보유하고 있는 단편을 의미하며, Fab, F(ab'), F(ab')2및 Fv 등을 포함한다. 항체 단편 중 Fab(fragment antigen binding)는 경쇄 및 중쇄의 가변영역과 경쇄의 불변 영역 및 중쇄의 첫 번째 불변 영역(CH1)을 가지는 구조로 1개의 항원 결합 부위를 가진다. Fab'는 중쇄 CH1 도메인의 C-말단에 하나 이상의 시스테인 잔기를 포함하는 힌지 영역(hinge region)을 가진다는 점에서 Fab와 차이가 있다. F(ab')2항체는 Fab'의 힌지 영역의 시스테인 잔기가 다이설파이드 결합을 이루면서 생성된다. Fv는 중쇄 가변부위 및 경쇄 가변부위만을 가지고 있는 최소의 항체조각으로 Fv 단편을 생성하는 재조합 기술은 당업계에 공지되어 있다. 이중쇄 Fv(two-chain Fv)는 비공유 결합으로 중쇄 가변부위와 경쇄 가변부위가 연결되어 있고 단쇄 Fv(single-chin variable fragment, scFv)는 일반적으로 펩타이드 링커를 통하여 중쇄의 가변 영역과 단쇄의 가변 영역이 공유 결합으로 연결되거나 또는 C-말단에서 바로 연결되어 있어서 이중쇄 Fv와 같이 다이머와 같은 구조를 이룰 수 있다. 이러한 항체 단편은 단백질 가수분해 효소를 이용해서 얻을 수 있고(예를 들어, 전체 항체를 파파인으로 제한 절단하면 Fab를 얻을 수 있고 펩신으로 절단하면 F(ab')2 단편을 얻을 수 있다), 또는 유전자 재조합 기술을 통하여 제작할 수 있다.
본 명세서에서, 용어 "중쇄"는 항원에 특이성을 부여하기 위한 충분한 가변 영역 서열을 갖는 아미노산 서열을 포함하는 가변 영역 도메인 VH 및 3 개의 불변 영역 도메인 CH1, CH2 및 CH3를 포함하는 전체길이 중쇄 및 이의 단편을 모두 의미한다. 또한 본 명세서에서 용어"경쇄"는 항원에 특이성을 부여하기 위한 충분한 가변영역 서열을 갖는 아미노산 서열을 포함하는 가변 영역 도메인 VL 및 불변 영역 도메인 CL을 포함하는 전체길이 경쇄 및 이의 단편을 모두 의미한다.
본 명세서에서, 용어 "가변 영역(variable region)" 또는 "가변 도메인(variable domain)"은 항체를 항원에 결합시키는 것과 관련되는 항체 중쇄 또는 경쇄의 도메인을 의미한다. Native 항체의 중쇄 및 경쇄의 가변 도메인(각각 VH 및 VL)은 일반적으로 유사한 구조를 가지며, 각 도메인은 4 개의 보존된 프레임워크 영역 (framework regions, FR) 및 3 개의 초가변 영역 (hypervariable regions, HVR)을 포함한다. (Kindt et al., Kuby Immunology, 제 6 판, W.H. Freeman and Co., page 91 (2007)).
본 명세서에서, 용어 "CDR(complementarity determining region)"은 면역글로블린 중쇄 및 경쇄의 고가변 영역(hypervariable region)의 아미노산 서열을 의미한다(Kabat et al., Sequences of Proteins of Immunological Interest, 4th Ed., U.S. Department of Health and Human Services, National Institutes of Health (1987)). 중쇄(H-CDR1, H-CDR2 및 H-CDR3) 및 경쇄(L-CDR1, L-CDR2 및 L-CDR3)에는 각각 3개의 CDR이 포함되어 있다. CDR은 항체가 항원 또는 에피토프에 결합하는 데 있어서 주요한 접촉 잔기를 제공한다.
본 명세서에서, 용어 "프레임 워크(Framework)" 또는 "FR"은 초가변 영역 (hypervariable region, HVR) 잔기 이외의 가변 도메인 잔기를 나타낸다. 가변 도메인의 FR은 일반적으로 4 개의 FR 도메인 FR1, FR2, FR3 및 FR4로 구성된다. 따라서, HVR 및 FR 서열은 일반적으로 VH에서 다음의 순서로 나타난다:
FRH1(Framework region 1 of Heavy chain)-HCDR1 (complementarity determining region 1 of Heavy chain)-FRH2-HCDR2-FRH3-HCDR3-FRH4;
또한, HVR 및 FR서열은 일반적으로 VL(또는 Vk)에서 다음의 순서로 나타난다:
FRL1(Framework region 1 of Light chain)-LCDR1(complementarity determining region 1 of Light chain)-FRL2-LCDR2-FRL3-LCDR3-FRL4.
또한 본 명세서에서 용어, "인간 항체(human antibody)" 또는 "인간화 항체(humanized antibody)"는 인간 또는 인간 세포에 의해 생성된 항체, 또는 인간 항체 레퍼토리(repertoires) 또는 다른 인간 항체 코딩 서열을 이용하는 비인간 근원으로부터 유래된 항체의 아미노산 서열에 상응하는 아미노산 서열을 보유한다.
본 명세서에서, 용어 "단일클론항체(monoclonal antibody)"란 당해 분야에 공지된 용어로서 단일 항원성 부위에 대해서 지시되는 고도의 특이적인 항체를 의미한다. 단일클론항체는 단세포군 항체, 모노클로날 항체 또는 단클론 항체라고 불리기도 한다. 통상적으로, 상이한 에피토프(항원결정기)들에 대해 지시되는 상이한 항체들을 포함하는 다클론항체와는 다르게, 단일클론항체는 항원상의 단일 결정기에 대해서 지시된다. 단일클론항체는 항원-항체 결합을 이용하는 진단 및 분석학적 분석법의 선택성과 특이성을 개선시키는 장점이 있으며, 또한 하이브리도마 배양에 의해 생산되기 때문에 다른 면역글로불린에 의해 오염되지 않는 또 다른 장점을 갖는다.
상기한 하이브리도마가 생산하는 단일클론항체는 정제하지 않고 사용할 수도 있으나, 최선의 결과를 얻기 위해서는 본 발명이 속하는 기술분야에 잘 알려져 있는 방법에 따라 고순도(예컨대, 95% 이상)로 정제하여 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 정제 기술로는, 예를 들어 겔 전기영동, 투석, 염 침전, 이온교환 크로마토 그래피, 친화성 크로마토그래피 등의 정제 방법을 이용하여 배양 배지 또는 복수액으로부터 분리될 수 있다.
본 명세서에서, 용어 "특이적으로 결합한다" 또는 이와 같은 것은, 단일클론항체가 생리적 조건 하에서 비교적 안정한 항원과 복합체를 형성한다는 것을 의미한다. 특이적 결합은 적어도 약 1 x 10-6 M이하의 평형 해리 상수 (예를 들어, 이보다 작은 KD는 보다 단단한 결합을 나타냄)로 특성화될 수 있다. 2 개의 분자가 특이적으로 결합하는지 여부를 결정하는 방법은 당 업계에 잘 알려져 있으며, 예를 들어 평형 투석, 표면 플라스몬 공명 등을 포함한다.
본 명세서에서, 용어 "친화도(Affinity)"는 분자(예를 들어, 항체 또는 단일클론항체)의 단일 결합 부위와 그 결합 파트너 (예를 들어, 항원) 사이의 비공유 상호 작용의 총합의 강도를 의미한다. 달리 명시하지 않는 한, "결합 친화력(binding affinity)"은 결합 쌍 (예를 들어, 항체 및 항원)의 구성원 간의 1:1 상호 작용을 반영하는 내인성(intrinsic) 결합 친화력을 나타낸다. 분자 X와 그의 파트너 Y의 친화도는 일반적으로 해리 상수 (KD)로 나타낼 수 있다. 친화도는 본원에 기술된 것들을 포함하여 당업계에 공지된 통상적인 방법에 의해 측정될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 덱사메타손은 KLH(구멍삿갓조개 헤모시아닌, Keyhole Limpets Hemocyanin) 또는 BSA(소 혈청 알부민, Bovine Serum Albumin)에 결합된 것이다. 덱사메타손은 분자량이 392.461 g/mol로, 자체적으로는 항원성이 없어 KLH(구멍삿갓조개 헤모시아닌, Keyhole Limpets Hemocyanin) 또는 BSA(소 혈청 알부민, Bovine Serum Albumin)와 같이 분자량이 큰 캐리어 단백질(carrier protein)과 결합시킨 컨쥬게이트를 항원으로 사용하여 항체를 개발하게 된다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 단일클론항체는 프레드니솔론(Prednisolone), 트리암시놀론(Triamcinolone), 플루메타손(Flumethasone)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 스테로이드성 항염증제에 특이적으로 결합하는 것인, 단일클론항체를 제공한다.
본 발명자들은 본 발명의 단일클론항체를 사용하는 경우, 식품의 기준 및 규격(식품의약품안전처고시 제2022-16호)에 따른 식품 중 동물용의약품의 잔류허용기준 이상의 프레드니솔론(Prednisolone), 트리암시놀론(Triamcinolone), 플루메타손(Flumethasone)을 검출할 수 있음을 확인하였다. 각 항염증제의 잔류허용기준은 프레드니솔론은 우유 중 0.006 mg/kg(6 ppb), 트리암시놀론은 근육(meat) 중 0.01 mg/kg(10 ppb), 플루메타손은 근육 및 우유 중 0.001 mg/kg(1 ppb)이다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 단일클론항체는 본 발명의 실시예의 하이브리도마 세포주에 의해 생산된 단일클론항체이다. 보다 구체적으로, 상기 단일클론항체는 수탁번호 KCTC 15068BP의 하이브리도마 세포주 34D3에 의해 생산된 것이다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 덱사메타손에 특이적으로 결합하는 단일클론항체를 생산하는 수탁번호 KCTC 15068BP의 하이브리도마 세포주 34D3를 제공한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 덱사메타손에 특이적으로 결합하는 단일클론항체를 포함하는 덱사메타손 검출용 조성물을 제공한다.
상기 조성물은 상기 하이브리도마 세포주에 의하여 생산되는, 덱사메타손에 특이적으로 결합하는 단일클론항체를 포함하며, 상기 항체를 이용하여 덱사메타손에 대해 형성된 항원-항체 복합체를 검출함으로써 덱사메타손을 면역학적으로 검출할 수 있다.
상기 설명한 바와 같이 본 발명의 단일클론항체는 덱사메타손에 특이적으로 면역반응성을 나타내어 덱사메타손을 용이하게 검출할 수 있으므로, 이를 덱사메타손의 항체로 적용하면 농축수산물에 잔류하는 덱사메타손을 검출할 수 있는 키트가 될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 덱사메타손에 특이적으로 결합하는 단일클론항체를 포함하는 덱사메타손 검출용 키트를 제공한다.
본 명세서에서, 용어 "항원-항체 복합체"란, 시료 중의 덱사메타손과 이를 인지하는 본 발명의 단일클론항체의 결합물을 의미하며, 이러한 항원-항체 복합체는 비색법(colormetric method), 전기화학법(electrochemical method), 형광법(fluorimetric method), 발광법(luminometry), 입자계수법(particle counting method), 육안측정법(visual assessment) 및 섬광계수법(scintillation counting method)으로 이루어진 군에서 선택되는 임의의 방법으로 검출할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 덱사메타손 검출용 조성물에는 항체의 활성 유지 및 항원-항체 결합을 확인하기 위한 보조물질 등 통상의 잔류 약물 검출용 조성물에 포함될 수 있는 첨가물이 더 포함될 수 있다.
본 발명의 덱사메타손 검출용 조성물에는 검사대상의 시료를 채취 또는 진단 시약을 적용하기 위한 도구, 항원-항체 결합을 확인하기 위한 시약 또는 장치 등 항체를 사용하여 생물학적 시료로부터 덱사메타손의 존재유무를 확인하는 통상의 진단용 조성물에 포함될 수 있는 도구, 장치 또는 시약이 더 포함될 수 있다.
상기 진단용 조성물에 포함될 수 있는 도구/시약으로는 적합한 담체, 검출 가능한 신호를 생성할 수 있는 표지 물질, 용해제, 세정제, 완충제, 안정화제 등이 포함되나 이로 제한되지 않는다. 표지 물질이 효소인 경우에는 효소활성을 측정할 수 있는 기질 및 반응 정지제를 포함할 수 있다. 적합한 담체로는, 이에 한정되지는 않으나, 가용성 담체, 예를 들어 당 분야에 공지된 생리학적으로 허용되는 완충액, 예를 들어 PBS, 불용성 담체, 예를 들어 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리아크릴로니트릴, 불소 수지, 가교덱스트란, 폴리사카라이드, 라텍스에 금속을 도금한 자성 미립자와 같은 고분자, 기타 종이, 유리, 금속, 아가로오스 및 이들의 조합일 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 덱사메타손에 특이적으로 결합하는 단일클론항체를 시료 샘플과 접촉시켜 형성된 덱사메타손-항체 복합체를 검출하는 단계를 포함하는 덱사메타손의 검출방법을 제공한다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 단일클론항체는 본 발명의 실시예의 하이브리도마 세포주 34D3에 의해 생산된 단일클론항체이다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 단일클론항체를 시료 샘플과 접촉시켜 프레드니솔론(Prednisolone), 트리암시놀론(Triamcinolone), 플루메타손(Flumethasone)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 스테로이드성 항염증제-항체 복합체를 검출하여 상기 스테로이드성 항염증제를 검출할 수 있다. 상기 스테로이드성 항염증제는 그 농도가 식품의 기준 및 규격(식품의약품안전처고시 제2022-16호)에 따른 식품 중 동물용의약품의 잔류허용기준 이상인 경우에 본 발명의 단일클론항체로 검출이 가능하며, 각 항염증제의 잔류허용기준은 프레드니솔론은 우유 중 0.006 mg/kg(6 ppb), 트리암시놀론은 근육(meat) 중 0.01 mg/kg(10 ppb), 플루메타손은 근육 및 우유 중 0.001 mg/kg(1 ppb)이다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 덱사메타손과 항체의 복합체를 검출하기 위하여는 여러가지 표지 물질을 사용할 수 있다. 구체적인 예로는 효소, 형광물, 리간드, 발광물, 미소입자, 방사성 동위원소로 이루어진 그룹 중에서 선택될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 검출 표지 물질로서 사용되는 바람직한 효소로는 아세틸콜린에스테라제, 알칼라인 포스파타제, β-D-갈락토시다제, 호스래디쉬 퍼옥시다제 또는 β-락타마제가 있으며, 바람직한 형광물로는 양자점, 플루오레세인, Eu3+, Eu3+ 킬레이트 또는 크립테이트가 있으며, 바람직한 리간드로는 바이오틴 유도체가 있고, 바람직한 발광물로는 아크리디늄 에스테르 또는 이소루미놀 유도체가 있으며, 바람직한 미소입자로는 콜로이드 금 또는 착색된 라텍스가 있고, 바람직한 방사성 동위원소로는 57Co, 3H, 125I 또는 125I-볼톤(Bolton) 헌터(Hunter) 시약이 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
항원-항체 복합체를 검출하는 방법은 바람직하게는 효소면역흡착법(ELISA)을 이용하여 검출할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 효소면역흡착법은 고체 지지체에 부착된 항원을 인지하는 항체를 이용하는 직접적 ELISA, 고체 지지체에 부착된 항원을 인지하는 항체의 복합체에서 포획 항체를 인지하는 표지된 이차 항체를 이용하는 간접적 ELISA, 고체 지지체에 부착된 항체와 항원의 복합체에서 항원을 인지하는 표지된 또 다른 항체를 이용하는 직접적 샌드위치 ELISA, 고체 지지체에 부착된 항체와 항원의 복합체에서 항원을 인지하는 또 다른 항체와 반응시킨 후 이 항체를 인지하는 표지된 이차 항체를 이용하는 간접적 샌드위치 ELISA 등 다양한 ELISA 방법을 포함한다.
상기 단일클론항체는 검출 표지물질과 컨쥬게이션될 수 있으며, 검출 표지물질과 컨쥬게이션되지 않은 경우는 이들 단일클론항체 또는 이의 절편을 포획할 수 있고, 검출 표지물질을 가지는 또 다른 항체를 처리하여 확인할 수 있다.
본 명세서에서, 용어 "시료 샘플"은 덱사메타손을 함유하거나 함유하고 있는 것으로 추정되어 분석이 행해질 대상물을 의미하며, 액체, 토양, 공기, 식육, 원유, 계란 등의 식품, 폐기물, 동물 조직, 세포, 전혈, 혈청, 혈장, 타액, 객담, 뇌척수액, 분변 또는 뇨로부터 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상에서 채취될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 동물은 말, 돼지, 소, 개 등의 가축과, 닭, 오리, 칠면조 등의 가금류를 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 동물 조직으로는 점막, 피부, 외피, 털, 비늘, 안구, 혀, 뺨, 발굽, 부리, 주둥이, 발, 손, 입, 유두, 귀, 코 등의 조직을 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상기 단일클론항체를 포함하는 덱사메타손 검출용 키트를 제공한다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 덱사메타손 검출용 키트는 ELISA법을 위한 것일 수 있다. 구체적으로, 표면에 항원이 고정 또는 접합되어 있는 고체상 지지체를 포함하는 기질; 및 전술한 단일클론항체를 포함하는 부분을 포함하는 것일 수 있다.
상기 기질은 니트로셀룰로오스 막, 폴리비닐 수지로 합성된 96-웰 플레이트, 폴리스티렌 수지로 합성된 96-웰 플레이트 및 유리로 된 슬라이드글라스 등이 이용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 전술한 단일클론항체를 포함하는 부분은 항체-콜로이드 골드를 전처리하여 제조된 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 덱사메타손 검출용 키트는 면역 반응 완료 후 시료 내 반응하지 않은 물질들을 흡수하는 부분을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 덱사메타손 검출용 키트는 시료를 흡수하는 부분을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 덱사메타손 검출용 키트는 측방향 유동 분석(lateral flow assy) 키트일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 키트는 프레드니솔론(Prednisolone), 트리암시놀론(Triamcinolone), 플루메타손(Flumethasone)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 스테로이드성 항염증제를 검출할 수 있다. 상기 스테로이드성 항염증제는 그 농도가 식품의 기준 및 규격(식품의약품안전처고시 제2022-16호)에 따른 식품 중 동물용의약품의 잔류허용기준 이상인 경우 본 발명의 단일클론항체로 검출이 가능하며, 각 항염증제의 잔류허용기준은 프레드니솔론은 우유 중 0.006 mg/kg(6 ppb), 트리암시놀론은 근육(meat) 중 0.01 mg/kg(10 ppb), 플루메타손은 근육 및 우유 중 0.001 mg/kg(1 ppb)이다.
상기 본 발명의 덱사메타손 검출용 키트는 상술한 본 발명의 덱사메타손 검출용 조성물 및 덱사메타손 검출방법을 이용하는 발명인 바, 이들과 중복되는 내용은 본 명세서의 복잡성을 피하기 위하여 생략된다.
본 발명은 덱사메타손에 특이적인 단일클론항체 및 이를 이용한 덱사메타손 검출용 키트에 관한 것이다. 본 발명의 단일클론항체를 이용하면 농축수산물에 잔류하는 덱사메타손을 신속하고 정확하게 검출할 수 있다.
도 1은 덱사메타손과 특이적으로 결합하는 항체를 생산하는 하이브리도마 세포주를 개발하기 위하여 제조한 덱사메타손-KLH 컨쥬게이트(Dexamethasone-KLH conjugate)와 덱사메타손-BSA 컨쥬게이트(Dexamethasone-BSA conjugate)를 나타낸 것이다.
도 2는 덱사메타손에 특이적으로 결합하는 단일클론항체를 생산하는 하이브리도마 세포주를 개발하는 절차를 나타낸 것이다.
도 3은 덱사메타손-KLH 컨쥬게이트로 면역화된 마우스의 혈청역가를 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 단일클론항체의 다른 항염증제 및 항균ㆍ항생물질과의 교차반응 시험에 이용되는 경쟁적 효소결합면역측정법(Competitive ELISA)의 모식도를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 단일클론항체의 다른 항염증제와의 교차반응 시험 결과를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 단일클론항체의 다른 항균ㆍ항생물질과의 교차반응 시험 결과를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 단일클론항체 및 면역크로마토그래피 방법을 이용하여 덱사메타손을 검출하는 과정의 모식도를 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 덱사메타손 검출용 측방향 유동 분석(lateral flow assy) 키트의 구성을 나타낸 것이다.
도 9는 덱사메타손의 검출한게를 결정한 결과를 나타낸 것이다(검출한계 0.5 ppb).
도 10은 본 발명의 덱사메타손 검출용 키트의 비스테로이드성 항염증제와의 교차반응 시험 결과를 나타낸 것이다.
도 11은 본 발명의 덱사메타손 검출용 키트의 스테로이드성 항염증제와의 교차반응 시험 결과를 나타낸 것이다.
도 12는 본 발명의 덱사메타손 검출용 키트의 다른 항균ㆍ항생물질과의 교차반응 시험 결과를 나타낸 것이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
실시예
실시예 1: 항원의 제조
덱사메타손(Dexamethasone)과 같이 분자량이 작은 물질은 자체적으로는 항원성이 없으므로, KLH(구멍삿갓조개 헤모시아닌, Keyhole Limpets Hemocyanin), BSA(소 혈청 알부민, Bovine Serum Albumin)와 같은 분자량이 큰 캐리어 단백질(carrier protein)과 결합시킨 컨쥬게이트(conjugate)로 면역하여 항체를 개발하게 된다. 덱사메타손과 특이적으로 결합하는 항체를 생산하는 하이브리도마 세포주를 개발하기 위하여 덱사메타손-KLH 컨쥬게이트(Dexamethasone-KLH conjugate)와 덱사메타손-BSA 컨쥬게이트(Dexamethasone-BSA conjugate)를 제조하였다(도 1).
실시예 2: 마우스 면역화 및 단일클론항체의 제작
도 2에 나타난 절차에 따라 덱사메타손에 특이적으로 결합하는 단일클론항체를 생산하는 하이브리도마 세포주를 개발하였다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 하이브리도마 세포주의 개발에 필요한 면역화된 마우스를 얻기 위해 실시예 1에서 제조한 덱사메타손-KLH 컨쥬게이트를 면역원으로 이용하여 6주령 마우스에 접종하였다. 1차 부스트 접종 후 채혈하여 ELISA 혈청 역가를 테스트하고, 2차 부스트 접종 후 채혈하여 ELISA 혈청 역가를 테스트하였다. 이 후 마우스 비장세포와 골수종 세포를 융합하고 스크리닝한 후, 1차 클로닝과 스크리닝 및 2차 클로닝과 스크리닝을 통하여 최종 하이브리도마 세포주 34D3를 배양하였다.
덱사메타손-KLH 컨쥬게이트로 면역화된 마우스의 혈청역가를 확인하였다. 그 결과는 도 3에 나타내었다. 도 3에 나타난 바와 같이, 덱사메타손에 특이적으로 결합하는 항체가 성공적으로 형성된 것을 확인할 수 있었다.
실시예 3: 교차반응 시험
경쟁적 효소결합면역측정법(Competitive ELISA)를 이용하여 다른 항염증제 및 항균ㆍ항생물질과의 교차반응을 확인하였다(도 4). 덱사메타손의 우유 중 잔류허용기준인 0.3 ppb를 기준으로 교차반응을 확인하였다. 교차반응 시험에 사용된 항염증제는 페닐부타존(Phenylbutazone), 멜록시캄(Meloxicam), 플루닉신(Flunixin), 프레드니솔론(Prednisolone), 톨페남산(Tolfenamic acid), 아미노피린(Aminopyrine), 트리암시놀론(Triamcinolone), 페나세틴(Phenacetin)이었고, 교차반응 시험에 사용된 항균ㆍ항생물질은 암피실린(ampicillin), 엔로플록사신(Enrofloxacin), 옥시테트라사이클린(Oxytetracycline), 스트렙토마이신(Streptomycin), 설파디메톡신(Sulfadimethoxine), 스피라마이신(Spiramycin), 클로람페니콜(Chloramphenicol)이었다.
교차반응의 정도는 음성 대조군과 비교하여 흡광도가 억제되는 정도를 Inhibition %로 표시하였다. Inhibition %의 계산식은 다음과 같다.
Inhibition % = (1-sample OD/Negative OD) x 100%
교차반응 결과, 도 5 및 도 6에 나타난 바와 같이, 개발된 단일클론항체는 덱사메타손과 특이적으로 결합하고 다른 종류의 항염증제, 항균ㆍ항생물질과는 반응하지 않는 것을 확인할 수 있었다.
실시예 4: 덱사메타손에 특이적으로 결합하는 단일클론항체를 이용한 측방향 유동 분석(lateral flow assy) 키트의 제작 및 성능 평가
실시예 4-1: 덱사메타손에 특이적으로 결합하는 단일클론항체를 이용한 측방향 유동 분석(lateral flow assy) 키트의 제작
상기 실시예 2에서 제작된 단일클론항체를 이용하여 현장에서 바로 검사가 가능한 측방향 유동 분석(lateral flow assy) 키트를 제작하였다. 키트는 면역크로마토그래피 방법을 이용한 것으로, 그 검출 과정의 모식도는 도 7에 나타내었다.
키트는 i) 샘플 패드(Sample pad), ii) 항체-골드 패드(Gold conjugate pad), iii) 검사선(test line)과 대조선(control line)을 포함하고 있는 나이트로셀룰로스 멤브레인(nitrocellulose membrane) 및 iv) 흡습 패드(Absorbent pad)로 이루어지는 4 개의 부분을 포함하며, 전처리 및 조립을 통하여 제작하였다(도 8).
i) 샘플 패드는 측정하고자 하는 시료를 흡수하는 부분으로서, 셀룰로스 소재로 된 패드를 사용하였다.
ii) 나이트로셀룰로스 멤브레인의 검사선(Test line)에는 덱사메타손-BSA 컨쥬게이트(dexamethasone-BSA conjugate), 대조선(control line)에는 염소 항-마우스 IgG(goat anti-mouse IgG)를 분주하고, 25℃에서 24 시간 동안 건조하여 준비하였다.
iii) 항체-골드 패드는 원유(原乳), 식육(食肉), 혈액, 계란 등에 잔류하는 덱사메타손과 단일클론항체 간의 항원-항체 면역반응이 일어나는 부분으로, 폴리에스테르 패드에 다음과 같이 항체-콜로이드 골드를 전처리하여 제조하였다. 염화 금 용액(Gold chloride solution)에 Na-citrate를 첨가하여 염화 금을 환원시켜 입자 크기가 약 40 nm인 금 콜로이드(Colloidal gold)를 제조하였다. 제조된 금 콜로이드에 정제한 단일클론항체를 5 μg/ml 첨가한 후 실온에서 1 시간 동안 진탕 반응시켰다. 반응이 완료되면 금 입자를 세척하고 흡광도계를 이용하여 520 nm에서 흡광도를 측정하여 정량한 후, 보존제를 첨가하고 폴리에스테르섬유에 균질하게 흡수시키고 상대습도 20% 이하에서 4 시간 이상 건조하였다.
iv) 흡습 패드는 면역 반응 완료 후 시료 내 반응하지 않은 물질들을 흡수하고, 이에 따라 시험 물질을 포함한 시료 용액이 모세관 현상에 의해 이동할 수 있도록 하는 부분으로, 나이트로셀룰로스 멤브레인 상단에 부착하였다.
i) 내지 iv)의 제조된 구성물을 플라스틱 카드 위에 중첩하여 부착하는 라미네이션을 수행하였다. 멤브레인 코팅이 완료된 플라스틱 카드의 이중테이프 부분을 떼어내어 항체 코팅이 완료된 나이트로셀룰로스 멤브레인 아래쪽에 2 mm 겹치도록 항체-골드 패드를, 항체-골드 패드 아래쪽에 2 mm 겹치도록 샘플패드를, 나이트로셀룰로스 멤브레인 위쪽에 2 mm 겹치도록 흡습 패드를 차례대로 놓고, 검사용 키트의 내부 스트립 구조에 맞도록 각 구성물을 중첩하여 부착하는 어셈블리 과정을 진행하였다. 어셈블리 된 카드를 다시 손으로 살짝 눌러주어 빈틈이 없게 하였다.
본 실시예의 키트는 후술될 실시예의 도 9 내지 도 12에 나타난 바와 같이 덱사메타손 양성인 경우 대조선이 검사선보다 진하게 표시되며, 덱사메타손 음성인 경우 검사선이 대조선보다 진하게 표시된다. 육안으로 판독이 어려운 경우 리더기를 이용하여 판독하며, Ratio가 1 이상이면 양성(positive), 1 미만이면 음성(negative)으로 판독한다.
실시예 4-2: 제조된 덱사메타손 검출용 키트의 성능 평가
1) 시험 방법, 결과 판독 및 검출한계의 결정
제조된 덱사메타손 검출용 키트의 성능을 평가하기 위한 시험을 실시하였다. 원유(原乳)는 전처리 없이 150 ㎕를 키트에 점적하였다. 식육(meat)은 육즙을 희석용액과 1:1로 희석한 후, 120 ㎕을 키트에 점적하였다. 계란은 난황과 난백을 잘 혼합한 후 희석용액과 1:1로 희석하고, 120 ㎕을 키트에 점적하였다. 각 시료를 점적한 키트는 40℃에서 10 분 반응시킨 후, 리더기를 이용하여 판독하였다. Ratio가 1 이상이면 양성(positive), 1 미만이면 음성(negative)으로 판독하였다.
농도 별로 스파이킹(spiking)하고 반복적으로 시험하여 100% 양성으로 판독되는 최소 농도를 검출한계로 결정하였다. 원유 및 계란 샘플에서 덱사메타손의 검출한계(Limit of Detection, LOD)는 0.3 ppb로 결정되었다(표 1 및 도 9).
시약 농도(ppb) 평균 시그널 평균 Ratio 양성 수/검사 수 양성률
덱사메타손 0.2 87.7 0.82 12/30 40%
0.3 61.39 1.99 30/30 100%
0.4 55.56 2.00 30/30 100%
2) 교차반응 확인
제조된 덱사메타손 검출용 키트가 비스테로이드성 항염증제, 스테로이드성 항염증제 및 항균ㆍ항생물질과 교차반응하는지 여부를 시험하였다.
하기 표 2 및 도 10에 나타난 바와 같이, 제조된 키트는 멜록시캄(Meloxicam), 톨페남산(tolfenamic acid) 등의 비스테로이드성 항염증제와는 교차반응이 없어 덱사메타손을 특이적으로 검출할 수 있음을 확인할 수 있었다.
항염증제 농도(ppb) 평균 시그널 평균 Ratio 양성 수/검사 수 양성률
페나세틴
(Phenacetin)		 100 144.96 0.00 0/10 0%
플루닉신
(Flunixin)		 100 143.58 0.00 0/10 0%
메타미졸
(Metamizole)		 100 143.23 0.00 0/10 0%
아세트아닐리드(acetanilide) 100 148.38 0.00 0/10 0%
페닐부타존
(Phnylbutazone)		 100 146.89 0.00 0/10 0%
멜록시캄
(Meloxicam)		 100 143.90 0.00 0/10 0%
아미노피린
(Aminopyrine)		 100 146.49 0.00 0/10 0%
안티피린
(antipyrine)		 100 138.69 0.00 0/10 0%
톨페남산
(Tolfenamic acid)		 100 145.65 0.00 0/10 0%
스테로이드성 항염증제인 프레드니솔론(Prednisolone), 트리암시놀론(Triamcinolone), 플루메타손(Flumethasone) 과의 교차반응을 시험하였다. 그 결과, 하기 표 3 및 도 11에 나타난 바와 같이, 프레드니솔론은 그 농도를 우유 중 잔류허용기준인 0.006 mg/kg(6 ppb)으로, 트리암시놀론은 근육(meat) 중 잔류허용기준인 0.01 mg/kg(10 ppb), 플루메타손은 근육 및 우유 중 잔류허용기준인 0.001 mg/kg(1 ppb)로 하였을 때, 교차반응이 일어나 상기 약물들이 양성임이 검출되었다. 이에 따라 농축수산물 중 잔류되어 있는 스테로이드성 항염증제 검출에도 이용이 가능할 것임을 알 수 있었다.
항염증제 농도(ppb) 평균 시그널 평균 Ratio 양성 수/검사 수 양성률
프레드니솔론
(Prednisolone)		 6 48.4 2.00 10/10 100%
트리암시놀론
(Triamcinolone)		 10 21.55 2.00 10/10 100%
플루메타손
(Flumethasone)		 1 65.54 1.98 10/10 100%
또한 하기 표 4 및 도 12에 나타낸 바와 같이, 동물용 의약품으로 사용되는 대표적인 항균ㆍ항생물질인 옥시테트라사이클린(Oxytetracycline), 엔로플록사신(Enrofloxacin), 설파메타진(Sulfamethazine), 암피실린(Ampicillin)과는 교차반응이 없어 덱사메타손을 특이적으로 검출할 수 있음을 확인할 수 있었다.
항균ㆍ항생물질 농도(ppb) 평균 시그널 평균 Ratio 양성 수/검사 수 양성률
옥시테트라사이클린
(Oxytetracycline)		 100 147.03 0.00 0/10 0%
엔로플록사신
(Enrofloxacin)		 100 139.88 0.00 0/10 0%
설파메타진
(Sulfamethazine)		 100 141.48 0.00 0/10 0%
암피실린
(Ampicillin)		 100 140.9 0.00 0/10 0%
한국생명공학연구원 생물자원센터(KCTC) KCTC15068BP 20220901

Claims (8)

  1. 덱사메타손(Dexamethasone)에 특이적으로 결합하는 단일클론항체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 단일클론항체는 프레드니솔론(Prednisolone), 트리암시놀론(Triamcinolone), 플루메타손(Flumethasone)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 스테로이드성 항염증제에 특이적으로 결합하는 것인, 단일클론항체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 단일클론항체는 수탁번호 KCTC 15068BP의 하이브리도마 세포주 34D3에 의하여 생산된 것인, 단일클론항체.
  4. 제1항의 단일클론항체를 생산하는 수탁번호 KCTC 15068BP의 하이브리도마 세포주 34D3.
  5. 제1항의 단일클론항체를 포함하는 덱사메타손 검출용 조성물.
  6. 제1항의 단일클론항체를 포함하는 덱사메타손 검출용 키트.
  7. 제6항에 있어서, 상기 키트는 프레드니솔론(Prednisolone), 트리암시놀론(Triamcinolone), 플루메타손(Flumethasone)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 스테로이드성 항염증제를 검출할 수 있는 것인, 키트.
  8. 제1항의 단일클론항체를 시료 샘플과 접촉시켜 형성된 덱사메타손-항체 복합체를 검출하는 단계를 포함하는 덱사메타손의 검출방법.
KR1020220127439A 2022-04-19 2022-10-05 덱사메타손에 특이적으로 결합하는 단일클론항체 및 이를 이용한 덱사메타손 검출용 키트 KR20230149701A (ko)

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