KR100552496B1 - Specific expression of NDRG2 gene in dendritic cells and detection of dendritic cells using the gene and protein expression pattern - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수지상 세포에 특이적으로 발현하는 NDRG2 유전자 및 이를 이용한 수지상 세포의 검출방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 인간 말초혈액 및 제대혈 나아가 혈액암 세포에서 분화 유도된 수지상 세포(dendritic cell)에 특이적으로 발현됨을 밝힘으로써 난치성 질환 및 항암치료에 수지상 세포를 임상적으로 이용하기 위한 과정에서 분화 유도된 수지상 세포의 획득 여부 및 세포의 순도, 특성 규명에 활용될 수 있는 NDRG2(N-myc downstream regulated gene 2) 유전자 및 이를 이용한 수지상 세포의 검출방법에 관한 것이다. The present invention relates to a NDRG2 gene specifically expressing dendritic cells and a method for detecting dendritic cells using the same, and more particularly, specific to dendritic cells induced differentiation in human peripheral blood and umbilical cord blood and even hematological cancer cells. NDRG2 (N-myc downstream regulated), which can be used to obtain differentiation-induced dendritic cells, their purity and characterization during clinical use of dendritic cells in intractable diseases and chemotherapy. gene 2) relates to a gene and a method for detecting dendritic cells using the same.

수지상 세포, NDRG2(N-myc downstream regulated gene 2), 노던 블랏팅, 다클론항체, 면역조직화학염색 Dendritic cells, NDRG2 (N-myc downstream regulated gene 2), Northern blotting, polyclonal antibodies, immunohistochemical staining

Description

수지상 세포에 특이적으로 발현하는 NDRG2 유전자 및 이를 이용한 수지상 세포의 검출방법{Specific expression of NDRG2 gene in dendritic cells and detection of dendritic cells using the gene and protein expression pattern} Specific expression of NDRG2 gene in dendritic cells and detection of dendritic cells using the gene and protein expression pattern}             

도 1a는 사람의 말초혈액에서 분리한 단핵구에 재조합 GM-CSF(Granulocyte-macrophage colony-stimulating factor)와 재조합 IL-4(Interleukin 4)를 포함한 배양조건에서 7일 동안 분화를 유도한 수지상 세포에서 발현되는 항원을 형광이 표지되어 있는 항체와 결합시킨 후 유세포 분석기를 이용하여 분석한 결과이다.Figure 1a is expressed in dendritic cells induced differentiation for 7 days in culture conditions containing recombinant granulocyte-macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF) and recombinant IL-4 (Interleukin 4) in monocytes isolated from human peripheral blood The resultant antigen was combined with an antibody labeled with fluorescence and analyzed using a flow cytometer.

도 1b는 분화된 수지상 세포를 전자현미경(SEM)을 이용하여 세포의 형태를 관찰한 결과이다. Figure 1b is the result of observing the morphology of the cells of the differentiated dendritic cells using an electron microscope (SEM).

도 2는 수지상 세포의 분화 시간에 따른 NDRG2 유전자의 발현과 다른 종류의 면역 세포주에서의 NDRG2 유전자의 발현을 노던 블랏팅(Northern blotting)으로 비교 확인한 결과이다. 2 is a result of comparing the expression of the NDRG2 gene with the differentiation time of dendritic cells and the expression of the NDRG2 gene in different types of immune cell lines by Northern blotting.

도 3a는 사람의 제대혈에서 분리된 줄기세포(CD34+)에 재조합 GM-CSF, 재조합 IL-4, 재조합 SCF(Stem cell factor)와 재조합 TNF-α(Tumor necrosis factor-α)로 12일 동안 분화시킨 수지상 세포의 항원을 유세포 분석기로 분석 확인한 결 과이다. Figure 3a is differentiated for 12 days with recombinant GM-CSF, recombinant IL-4, recombinant SCF (Stem cell factor) and recombinant TNF-α (Tumor necrosis factor-α) in stem cells isolated from human umbilical cord blood (CD34 + ) The antigen of the dendritic cells was analyzed and confirmed by flow cytometry.

도 3b는 사람의 줄기세포에서 분화시킨 수지상세포의 분화 과정의 광학현미경 사진과 NDRG2 유전자의 발현 정도를 단핵세포에서 분화된 수지상 세포와 비교한 결과이다. Figure 3b is a result of comparing the degree of expression of NDRG2 gene and optical micrographs of the differentiation process of dendritic cells differentiated from human stem cells compared with dendritic cells differentiated from monocytes.

도 4a는 MUTZ-3 혈액암 세포주를 재조합 GM-CSF, 재조합 IL-4와 재조합 TNF-α가 포함된 배지에서 4일간 수지상 세포로 분화시킨 후 유세포 분석기로 세포 표면에 발현되어 있는 항원을 분석하고, 광학 현미경으로 세포의 형태를 비교분석한 결과이다.Figure 4a is to differentiate the MUTZ-3 hematologic cancer cell line into dendritic cells for 4 days in a medium containing recombinant GM-CSF, recombinant IL-4 and recombinant TNF-α, and then analyzed the antigen expressed on the cell surface by flow cytometry This is the result of comparative analysis of cell morphology with optical microscope.

도 4b는 사람의 말초혈액 단핵구에서 분화시킨 수지상 세포와 MUTZ-3 세포주, MUTZ-3 세포주에서 분화시킨 수지상 세포에서 NDRG2 유전자의 발현을 노던 블랏팅으로 비교, 확인하였으며, 분화 시간에 따른 유전자 발현 정도를 관찰한 결과이다.Figure 4b was compared and confirmed the expression of NDRG2 gene in the dendritic cells differentiated from human peripheral blood monocytes and MUTZ-3 cell line, dendritic cells differentiated from MUTZ-3 cell line by Northern blotting, the degree of gene expression according to differentiation time Observed.

도 5는 혈액 유래의 일차 단핵구(Primary monocyte)에서 수지상 세포로 분화시키는 동일한 조건에서 단핵구와 유사한 세포주인 HL-60, THP-1 및 U937 세포주를 배양한 후 NDRG2 유전자의 발현을 비교 관찰한 결과이다.5 is a result of comparing and observing expression of NDRG2 gene after culturing HL-60, THP-1 and U937 cell lines similar to monocytes under the same conditions of differentiating dendritic cells from primary monocytes derived from blood. .

도 6a는 수지상 세포의 분화를 억제하는 것으로 잘 알려진 덱사메타손 (Dexamethasone)과 비타민 D3을 단핵구에서 수지상 세포로 분화시킬 때 처리한 후 유세포 분석기를 이용하여 수지상 세포의 분화가 억제됨을 관찰한 결과이다. Figure 6a is a result of observing the differentiation of dendritic cells using a flow cytometer after treatment of differentiation of dexamethasone (Dexamethasone) and vitamin D3 from monocytes to dendritic cells, which is known to inhibit the differentiation of dendritic cells.

도 6b는 분화가 억제된 수지상 세포에서 NDRG2의 유전자의 발현도 억제되는지를 노던 블랏팅으로 관찰한 결과이다.Figure 6b is the result of observation by Northern blotting whether the expression of the gene of NDRG2 is also inhibited in dendritic cells suppressed differentiation.

도 7a는 NDRG2 유전자가 형질도입된 U937 세포주와 벡터만 형질도입된 세포주, U937 세포주, 말초혈액 단핵구에서 분화된 수지상 세포에서 NDRG2 유전자의 발현을 노던 블랏팅으로 확인한 결과이다.7A shows the results of Northern blotting confirming the expression of NDRG2 gene in dendritic cells differentiated from U937 cell line transfected with NDRG2 gene, cell line transfected with vector only, U937 cell line, and peripheral blood monocytes.

도 7b는 NDRG2 다클론항체를 이용한 웨스턴 블랏팅으로 NDRG2 유전자가 형질도입된 세포주와 MUTZ-3 세포주에서 분화시킨 수지상 세포에서 NDRG2 단백질의 발현을 확인한 결과이다.Figure 7b is the result of confirming the expression of NDRG2 protein in dendritic cells differentiated in MUTZ-3 cell line and NDRG2 gene transduced by Western blotting using NDRG2 polyclonal antibody.

도 8은 사람의 임프절 조직의 수지상 세포에 특이적으로 NDRG2 단백질이 발현된다는 것을 NDRG2 다클론항체를 이용한 면역조직화학염색법으로 보여주는 결과이다.FIG. 8 shows the results of immunohistochemical staining using NDRG2 polyclonal antibody to specifically express NDRG2 protein in dendritic cells of human lymph node tissue. FIG.

본 발명은 수지상 세포에 특이적으로 발현하는 NDRG2 유전자 및 이를 이용한 수지상 세포의 검출방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 인간 말초혈액 및 제대혈 나아가 혈액암 세포에서 분화 유도된 수지상 세포(Dendritic cell)에 특이적으로 발현됨을 밝힘으로써 난치성 질환 및 항암치료에 수지상 세포를 임상적으로 이용하기 위한 과정에서 분화 유도된 수지상 세포의 획득 여부 및 세포의 순도, 특성 규명에 활용될 수 있는 NDRG2(N-myc downstream regulated gene 2) 유전자 및 이를 이용한 수지상 세포의 검출방법에 관한 것이다. The present invention relates to a NDRG2 gene specifically expressing dendritic cells and a method for detecting dendritic cells using the same, and more particularly, specific to dendritic cells induced differentiation in human peripheral blood and umbilical cord blood and blood cancer cells. NDRG2 (N-myc downstream regulated), which can be used to obtain differentiation-induced dendritic cells, their purity and characterization during clinical use of dendritic cells in intractable diseases and chemotherapy. gene 2) relates to a gene and a method for detecting dendritic cells using the same.

수지상 세포는 항원을 제시해주는 세포(APC; antigen-presenting cell)로서 항원 제시와 면역세포의 기능조절에 필수적인 세포이다. 또한, 이 수지상 세포는 항원을 접한 적이 없는 naive T 세포를 자극시킬 수 있는 일차면역반응 (Primary immune response)을 유도할 수 있는 독특한 면역세포이다. 따라서, 감염질환(Infectious disease)과 종양면역(Tumor immunity)에서 수지상 세포의 역할에 대한 연구가 활발히 진행되어지고 있으며, 별다른 예방 및 치료수단이 없는 난치성 질환의 경우 수지상 세포를 응용한 특이적 면역반응 유도용 백신의 개발을 위해 수지상 세포에 대한 특성 연구 및 특이적으로 발현되는 유전자에 대한 연구 등을 통하여 이 세포의 생물학적 기능을 밝히기 위해 많은 연구자들이 노력하고 있다. 장래에는 수지상 세포가 특정 항원에 대한 면역반응을 유도하는 백신으로, 또 면역반응을 손쉽게 조절할 수 있는 조절자의 역할을 하도록 사용이 가능한 세포로 광범위하게 이용될 것으로 예측된다.Dendritic cells are antigen-presenting cells (APCs) that are essential for antigen presentation and immune cell function. The dendritic cells are also unique immune cells capable of inducing a primary immune response that can stimulate naive T cells that have never been exposed to antigen. Therefore, studies on the role of dendritic cells in infectious disease and tumor immunity are actively conducted, and in the case of refractory disease without special measures for prevention and treatment, specific immune responses using dendritic cells are applied. In order to develop an induction vaccine, many researchers are trying to elucidate the biological function of the cells through the study of the characteristics of the dendritic cells and the expression of genes specifically expressed. In the future, dendritic cells are expected to be widely used as vaccines that induce immune responses against specific antigens and as cells that can be used to act as modulators to easily modulate immune responses.

현재 진행되고 있는 임상 연구결과로서, 세포백신 또는 면역백신으로 수지상 세포를 응용하는 것이 종양을 치료하는데 효과적이라는 결과들이 보고되고 있다. 그러나, 다량의 수지상 세포를 얻는데 발생하는 어려움과 이 세포에만 특이적으로 존재하는 표지자가 아직 발견되어있지 않은 문제점이 있다. 또한, 수지상 세포의 특성을 완전히 이해하지 못하고 있어 임상적인 응용에 어려움이 있다. 따라서, 수지상 세포의 특성에 대한 연구가 심도 깊게 이루어지고, 특이적으로 발현되는 유전자나 단백질을 검색하고, 그 기능에 대한 연구를 통해서 효과적인 방법이 만들어진다면, 임상에서 다양한 질병의 치료와 예방에 수지상 세포를 이용할 수 있 을 것이다.As a result of ongoing clinical studies, it has been reported that the application of dendritic cells as a cell vaccine or an immune vaccine is effective in treating tumors. However, there are difficulties in obtaining a large amount of dendritic cells and a problem in which markers specific to these cells are not found yet. In addition, there is a difficulty in clinical applications because the characteristics of dendritic cells are not fully understood. Therefore, if the study of dendritic cell characteristics is in-depth, the search for specific expression of genes or proteins, and the study of its function makes an effective method, dendritic in the treatment and prevention of various diseases in clinical Cells will be available.

한편, 본 발명에서 알아낸 NDRG2(N-myc downstream regulated gene 2) 유전자는 현재까지 보고된 바에 따르면, 주로 뇌, 심장, 근육, 또는 신장세포와 같은 다양한 종류의 조직세포에서 발현되어지는 유전자로서, 면역세포에서 발현된다는 보고는 전혀 없었다[Qu et al., 2002; Mol Cell Biochem. 229:35-44, Kokame et al., 1996; J Biol Chem. 271:29659-29665, Ulrix et al. 1999; FEBS Lett. 455:23-26]. On the other hand, NDRG2 (N-myc downstream regulated gene 2) gene found in the present invention as reported so far, mainly as a gene that is expressed in a variety of tissue cells, such as brain, heart, muscle, or kidney cells, There have been no reports of expression in immune cells [Qu et al ., 2002; Mol Cell Biochem. 229: 35-44, Kokame et al ., 1996; J Biol Chem. 271: 29659-29665, Ulrix et al. 1999; FEBS Lett. 455: 23-26.

NDRG 유전자는 서로 다른 4종류의 유전자가 보고되어 있으며, 이들은 높은 유사성(Homology)을 가지며, 개체의 발달과 성장에 따라 발현 형태가 달라짐을 알 수 있다. NDRG1은 비교적 모든 조직과 세포에서 발현되는 반면, NDRG2와 NDRG3의 경우에는 뇌, 심장, 근육, 신장세포에서 발현되고, NDRG4는 오직 뇌와 심장세포에서 제한적으로 발현되어진다. NDRG gene has been reported four different genes, they have a high homology (Homology), and it can be seen that the expression form is changed according to the development and growth of the individual. NDRG1 is expressed in relatively all tissues and cells, whereas NDRG2 and NDRG3 are expressed in brain, heart, muscle and kidney cells, and NDRG4 is limited in brain and heart cells.

따라서, 이들 유전자들이 서로 다른 기능을 할 것으로 예상되어지고 있으나, 아직 이들의 정확한 기능에 관한 보고는 없었다. Thus, although these genes are expected to function differently, there are no reports on their exact function yet.

한편, 수지상 세포를 검출하는 방법에 있어서, 기존에는 주로 표면 항원의 발현 정도를 기준으로 수지상 세포의 존재를 판정하는 방법들이 존재하나, 이러한 방법들은 수지상 세포에만 특이적인 항원을 이용하는 것이 아니며, 여러 항원의 발현을 비교해서 상대적인 순도를 결정해야 하는 문제점이 제기되었다. 또한, 생체내에서 수지상 세포를 확인할 때 이러한 표면항원의 발현을 이용하는 것은 절대적인 기준을 제시하지는 못한 상태이었다. On the other hand, in the method of detecting dendritic cells, there are conventional methods for determining the presence of dendritic cells mainly based on the expression level of surface antigens, but these methods do not use antigens specific to dendritic cells, The problem of having to determine the relative purity by comparing the expression of is raised. In addition, the use of the expression of these surface antigens in identifying dendritic cells in vivo has not provided an absolute criterion.

이에, 본 발명자들은 난치병 질환 및 암과 맞서 싸우도록 면역을 활성화하는 수지상 세포에 대해 연구한 결과, NDRG2(N-myc downstream regulated gene 2) 유전자가 인간의 말초혈액 단핵구, 제대혈의 줄기세포 또는 암세포에서 분화된 수지상 세포에만 특이적으로 발현되고, 다른 종류의 면역세포에서는 그 발현이 없음을 확인하였고, NDRG2 유전자를 형질도입시킨 세포주를 획득하고, NDRG2 단백질의 발현을 확인하기 위해 NDRG2 재조합 단백질을 제조하여 이를 실험쥐에 면역화한 후 다클론항체를 얻어 형질도입된 세포주에서의 NDRG2 단백질의 발현을 확인하였고, 상기 세포주와 NDRG2 항체를 이용하여 수지상 세포의 특성을 연구할 수 있는 가능성을 확인함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.Therefore, the present inventors have studied the dendritic cells that activate the immune system to combat intractable disease and cancer, the results showed that the N-myc downstream regulated gene 2 (NDRG2) gene in human peripheral blood monocytes, umbilical cord blood stem cells or cancer cells It was confirmed that the expression is specific only to differentiated dendritic cells, there is no expression in other kinds of immune cells, to obtain a cell line transduced with the NDRG2 gene, and to prepare the NDRG2 recombinant protein to confirm the expression of the NDRG2 protein After immunization in mice, polyclonal antibodies were obtained to confirm the expression of NDRG2 protein in the transduced cell line, and the present invention was confirmed by confirming the possibility of studying the characteristics of dendritic cells using the cell line and the NDRG2 antibody. It was completed.

따라서, 본 발명은 다른 면역세포와 다르게 수지상 세포에서만 특이적으로 발현되는 NDRG2 유전자의 발현을 확인함으로써 수지상 세포의 표지자로서 상기 유전자 및 유전자 산물을 제공하는데 그 목적이 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide the genes and gene products as markers of dendritic cells by confirming the expression of NDRG2 gene, which is specifically expressed only in dendritic cells, unlike other immune cells.

또한, 본 발명은 기존의 수지상 세포의 검출방법과는 달리 NDRG2 유전자만으로도 수지상 세포를 용이하게 검출하는 방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
Another object of the present invention is to provide a method for easily detecting dendritic cells with only the NDRG2 gene, unlike conventional dendritic cell detection methods.

본 발명은 사람의 말초혈액 단핵구, 제대혈의 줄기세포 또는 암세포에서 분화된 수지상 세포에서 특이적으로 발현되는 NDRG2(N-myc downstream regulated gene 2) 유전자 및 이를 이용한 수지상 세포의 검출방법을 그 특징으로 한다.The present invention is characterized by a NDRG2 (N-myc downstream regulated gene 2) gene specifically expressed in dendritic cells differentiated from human peripheral blood monocytes, umbilical cord blood stem cells or cancer cells, and a method for detecting dendritic cells using the same. .

이와 같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the present invention in more detail as follows.

사람의 수지상 세포를 실험실에서 분화시키는 방법으로는 분화에 이용하는 전구체의 종류에 따라 두 가지 방법이 널리 사용되고 있다. 사람의 말초혈액에서 분리한 단핵구에서 분화시키는 방법과 제대혈에서 분리한 줄기세포에서 분화시키는 방법이 있다. 본 발명에서는 먼저 사람의 말초혈액에서 분리한 단핵구를 7일간 분화시킨 수지상 세포를 사용하였으며, 유세포 분석기를 통해 CD1a, CD54, CD80, CD83, CD86 그리고 HLA-DR과 같은 항원이 세포 표면에 잘 발달되어 있음을 확인하였다[도 1a 및 도 1b]. 이러한 결과로 본 발명에 사용한 수지상 세포가 기존에 보고된 수지상 세포의 성질과 큰 차이가 없음을 확인할 수 있었다. 또 한편으로는 제대혈에서 CD34 항원에 특이적인 항체를 활용하는 MACS(Magnetic activated cell sorting)를 이용하여 제대혈에서 CD34 양성인 줄기세포를 분리하고, 이들을 싸이토카인이 존재하는 조건에서 12일간 배양하여 수지상 세포로 분화시킨 후, 상기와 같은 방법으로 유세포 분석기를 이용하여 지금까지 보고된 것과 유사한 수지상 세포임을 확인할 수 있었다[도 3a].As a method for differentiating human dendritic cells in a laboratory, two methods are widely used depending on the kind of precursor used for differentiation. Differentiation from monocytes isolated from human peripheral blood and stem cells from umbilical cord blood. In the present invention, first, dendritic cells which differentiated monocytes isolated from human peripheral blood for 7 days were used, and antigens such as CD1a, CD54, CD80, CD83, CD86 and HLA-DR were well developed on the cell surface by flow cytometry. It was confirmed that there is [Fig. 1a and 1b]. As a result, it was confirmed that the dendritic cells used in the present invention are not significantly different from those of previously reported dendritic cells. On the other hand, CD34-positive stem cells are isolated from cord blood using MACS (Magnetic activated cell sorting), which utilizes antibodies specific for CD34 antigen in cord blood, and cultured for 12 days in the presence of cytokines to differentiate into dendritic cells. After making, using the flow cytometer in the same manner as described above it was confirmed that the dendritic cells similar to those reported so far [Fig. 3a].

본 발명은 수지상 세포에서 발현되는 유전자들과 그 전구체인 단핵구 및 줄기세포에서 발현되는 유전자들을 비교 분석함으로써 수지상 세포가 갖는 특정 유전자를 검색하였다. 이에 NDRG2라는 유전자(GenBank 등록번호: NM_016250)가 특이적임을 확인하였고, 역전사 반응에 의해 NDRG2 유전자의 cDNA를 얻은 후 PCR 방법으로 증폭하고 클로닝 벡터로서 pEZ 벡터를 이용하여 클로닝하였다. NDRG2 유전자는 14번 유전체(Chromosome)에 존재하며, mRNA 크기는 2 Kb이고, 1074개의 뉴클레오타이드가 약 40 KDa의 단백질을 만든다. The present invention searches for a specific gene possessed by dendritic cells by comparing and analyzing genes expressed in dendritic cells and genes expressed in monocytes and stem cells as precursors thereof. The NDRG2 gene (GenBank Accession No .: NM_016250) was confirmed to be specific. The cDNA of the NDRG2 gene was obtained by reverse transcription and then amplified by a PCR method and cloned using a pEZ vector as a cloning vector. The NDRG2 gene is in Chromosome 14, with an mRNA size of 2 Kb and 1074 nucleotides making about 40 KDa of protein.

이렇게 얻어진 NDRG2 클론을 이용하여 방사선이 표지되어 있는 32P-CTP로 프로브(Probe)를 합성한 후 노던 블랏팅으로 다른 면역세포에서의 발현 형태를 비교하였다. 임파암 세포주인 U937, 백혈병 세포주인 THP-1 및 HL-60 세포주와 B-세포주인 Wil2NS, BJAB, T-세포주인 Molt4, 자연살해 세포주인 NK92, 사람의 말초혈액에서 분리한 단핵구에서는 NDRG2의 발현이 없었으며, 단핵구에서 분화가 유도된 수지상 세포에서만 이 유전자가 발현되었다[도 2].The NDRG2 clone thus obtained was used to synthesize a probe with 32 P-CTP labeled with radiation, and then compared with expression patterns in other immune cells by Northern blotting. The expression of NDRG2 was observed in U937, a lymphoid cell line, THP-1 and HL-60 cell lines, and B-cell lines Wil2NS, BJAB, T-cell line Molt4, natural killer cell line NK92, and monocytes isolated from human peripheral blood. There was no gene expression in dendritic cells induced differentiation in monocytes [Fig. 2].

CD34 양성인 줄기세포에서 수지상 세포의 분화를 유도하는 실험에서도 분화가 진행됨에 따라서 NDRG2 유전자의 발현이 나타나며 이의 발현이 증가된다는 것을 확인할 수 있었다[도 3b]. In the experiment of inducing differentiation of dendritic cells in CD34 positive stem cells, expression of NDRG2 gene appeared as differentiation progressed and it was confirmed that its expression was increased [FIG. 3B].

최근에 혈액암세포의 일종인 MUTZ-3 세포주를 수지상 세포로 분화시킬 수 있다는 연구 결과가 있었다. 따라서, MUTZ-3 세포주를 보고된 방법에 따라 수지상 세포로 분화시켰고[도 4a], 이들에서도 마찬가지로 NDRG2 유전자의 발현을 확인하였다[도 4b].Recently, research has shown that MUTZ-3 cell line, a type of blood cancer cell, can differentiate into dendritic cells. Therefore, MUTZ-3 cell lines were differentiated into dendritic cells according to the reported method [FIG. 4A], and the expression of the NDRG2 gene was also confirmed in these [FIG. 4B].

이 유전자의 발현이 첨가된 싸이토카인의 효과이기 보다는 수지상 세포 분화과정에서 특이적으로 나타난다는 점을 다시 확인하기 위하여 혈액암 세포주의 일종인 U937, THP-1 및 HL-60 세포주에 동일한 조건의 싸이토카인을 첨가하여 배양하여 분화를 유도하면서 NDRG2 유전자가 발현되는지를 확인하여 보았을 때 이들 세포주 들은 수지상 세포로 분화하지 않았으며, 따라서 NDRG2의 발현도 관찰되지 않았다 [도 5]. To confirm that the expression of this gene is specific to dendritic cell differentiation rather than the effect of the added cytokine, cytokines with the same conditions were applied to the U937, THP-1 and HL-60 cell lines, a type of blood cancer cell line. When the cells were added and cultured to induce differentiation and confirmed that the NDRG2 gene was expressed, these cell lines did not differentiate into dendritic cells, and thus, expression of NDRG2 was not observed [FIG. 5].

수지상 세포의 분화를 억제하는 덱사메타손(Dexamethasone)과 비타민 D3를 수지상 세포의 분화에 이용하는 배지에 첨가한 후 수지상 세포로 분화를 유도하였을 때 수지상 세포에서는 사라지는 CD14 항원의 발현이 다시 나타나는 현상과 수지상 세포에서 높게 발현되는 CD1a와 CD80, HLA-DR 항원의 발현을 감소하는 것을 유세포 분석기로 확인하여 수지상 세포의 분화가 억제됨을 확인하였으며[도 6a], 이들에서의 NDRG2 유전자의 발현이 감소함을 노던 블랏팅으로 확인하였다[도 6b]. Dexamethasone and vitamin D3, which inhibit the differentiation of dendritic cells, were added to the medium used for differentiation of dendritic cells and then induced to differentiate into dendritic cells. Reduction of the expression of highly expressed CD1a, CD80, and HLA-DR antigens was confirmed by flow cytometry to confirm that the differentiation of dendritic cells was inhibited [Fig. 6a], Northern blotting that the expression of the NDRG2 gene in these is reduced It was confirmed as [Fig. 6b].

한편으로는 NDRG2 유전자를 pcDNA3.1 벡터에 클로닝한 후, U937 세포주에 전기자극(Electrophoration)으로 형질도입(Transfection)시켜 클론을 얻었으며 이러한 클론에서 유전자의 형질도입이 잘 되었다는 것을 노던 블랏팅으로 확인할 수 있었다[도 7a]. On the other hand, cloned the NDRG2 gene into the pcDNA3.1 vector and transfected the U937 cell line with electrophoration to obtain a clone, and Northern blotting confirmed that the gene was well transduced in the clone. Could be [FIG. 7A].

또한, NDRG2 항체를 만들기 위해 pET28a 벡터에 유전자를 클로닝한 후 BL21 대장균에 형질전환(Transformation)시켜 NDRG2 재조합 단백질을 합성하였다. NDRG2 재조합 단백질 30 ㎍과 동량의 완전 보조항원(Complete Freund adjuvant)을 유상화가 될 때까지 잘 혼합하여 마우스의 복강 내로 주사하였다. 10일 간격으로 부스터(Booster) 주사를 4회 실시한 후에 마우스 혈청을 분리하여 NDRG2 다클론항체(Polyclonal antibody)를 얻었다. 그 결과, 얻어진 NDRG2 다클론항체를 이용한 웨스턴 블랏팅 실험에서 NDRG2 유전자가 형질도입된 U937 세포주에서 NDRG2의 발현을 확인할 수 있었다[도 7b]. 이외에도 MUTZ-3 백혈병 세포주에서 미약하 게 발현되던 이 단백질이 수지상 세포의 형태(MUTZ-3-DC) 로 분화를 유도하였을 때 발현이 현저하게 증가하는 것을 확인할 수 있었다[도 7b].In addition, genes were cloned into the pET28a vector to make NDRG2 antibodies, and then transformed into BL21 Escherichia coli to synthesize NDRG2 recombinant proteins. 30 μg of the NDRG2 recombinant protein and the same amount of Complete Freund adjuvant were mixed well until emulsification and injected into the abdominal cavity of mice. After four booster injections at 10-day intervals, mouse serum was isolated to obtain an NDRG2 polyclonal antibody. As a result, the expression of NDRG2 in the U937 cell line transduced with the NDRG2 gene was confirmed in the Western blotting experiment using the obtained NDRG2 polyclonal antibody [FIG. 7B]. In addition, the expression of this protein, which was weakly expressed in the MUTZ-3 leukemia cell line, induced differentiation into the dendritic cell form (MUTZ-3-DC), it was confirmed that the expression increased significantly (Fig. 7b).

마지막으로 NDRG2 항체를 이용한 면역조직화학염색 방법을 활용하여 사람의 임프절에서 존재하는 수지상 세포에 특이적으로 본 유전자가 만드는 단백질이 발현되는지를 확인하여 보았다. 그 결과, 임프절에 T 임파구 세포와 iDC(interdigitating dendritic cells)가 주로 존재하는 곁피질(paracortical area)에서 수지상 세포에 특이적으로 NDRG2 단백질이 발현되는 것으로 확인할 수 있었으며, 이와는 달리 B 임파구가 주로 존재하는 것으로 알려진 배중심(germinal center)에는 iDC와는 기원이 다른 것으로 잘 알려진 FDC(follicular dendritic cells)이 존재하나, 이곳에서는 이 단백질의 발현이 대단히 약하거나 전혀 발현되지 않았다[도 8]. 따라서, NDRG2는 iDC를 포함하는 수지상 세포에 특이적으로 발현되는 것으로 확인될 수 있었다. Finally, the immunohistochemical staining method using the NDRG2 antibody was used to determine whether the protein produced by this gene was specifically expressed in dendritic cells in human lymph nodes. As a result, it was confirmed that NDRG2 protein is specifically expressed in dendritic cells in the paracortical area where T lymphocytes and iDCs (interdigitating dendritic cells) are mainly present in the lymph nodes, whereas B lymphocytes are mainly present. In the germinal center, which is known to be present, follicular dendritic cells (FDC), which are well known to have a different origin from iDCs, are present in which the expression of this protein is very weak or not at all [FIG. 8]. Therefore, NDRG2 could be confirmed to be specifically expressed in dendritic cells including iDCs.

따라서, 본 발명은 상기 NDRG2 유전자 및 유전자의 산물이 수지상 세포에서만 특이적으로 발현함을 알아냄으로써 이를 이용하여 수지상 세포의 분화정도 및 특성 등을 연구하는데 유용하게 사용될 것으로 기대된다. Therefore, the present invention is expected to be useful to study the degree of differentiation and characteristics of dendritic cells by using the NDRG2 gene and the product of the gene is specifically expressed in dendritic cells.

특히, 세포로부터 수득한 RNA 또는 그들의 단편을 수지상 세포에서 특이적으로 발현되는 유전자와 혼성화 반응을 실시하여 혼성화 여부를 확인하여 기존의 수지상 세포를 검출하는 방법에 상기 수지상 세포에서 특이적으로 발현되는 유전자로 NDRG2 유전자가 매우 유용함을 확인함으로써 이를 이용한 수지상 검출방법을 본 발명에 포함한다.In particular, a gene specifically expressed in the dendritic cells in a method for detecting existing dendritic cells by hybridizing the RNA obtained from the cells or their fragments with the gene specifically expressed in the dendritic cells to determine whether to hybridize By confirming that the NDRG2 gene is very useful, a dendritic detection method using the same is included in the present invention.

또한, 본 발명은 NDRG2 다클론항체를 이용하여 수지상 세포에서 특이적으로 NDRG2 단백질이 발현되는 것을 확인함으로써 수지상 세포를 검출하는 방법을 포함한다.The present invention also includes a method of detecting dendritic cells by confirming that NDRG2 protein is specifically expressed in dendritic cells using NDRG2 polyclonal antibody.

이렇게 검출된 수지상 세포를 이용하여 세포 백신 또는 면역 백신을 제조함으로써 난치병 질환 또는 암 치료에 유용하게 사용되리라 기대된다.It is expected to be useful for the treatment of intractable disease or cancer by producing a cell vaccine or an immune vaccine using the dendritic cells thus detected.

이하, 본 발명은 다음 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는바, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on the following examples, but the present invention is not limited thereto.

실시예 1: 수지상 세포의 분화Example 1: Differentiation of Dendritic Cells

사람의 혈액을 히스토파크(Histopaque) 1077을 이용한 밀도 원심분리(Density centrifugation)로 말초혈액세포(Peripheral blood mononuclear cell)를 분리한 후 T-75 플라스틱 배양기에 세포를 부착하였다. 약 3시간 후에 플라스틱 배양기에 부착한 세포를 400 ng/ml 재조합 GM-CSF와 20 ng/ml 재조합 IL-4, 10% FBS가 포함된 RPMI 1640 배지에서 7일간 배양하여 사람의 단핵구에서 분화된 수지상 세포를 얻었다[도 1a 및 도 1b].Human blood was isolated from Peripheral blood mononuclear cells by Density centrifugation using Histoqueque 1077, and the cells were attached to a T-75 plastic incubator. After about 3 hours, the cells attached to the plastic incubator were incubated for 7 days in RPMI 1640 medium containing 400 ng / ml recombinant GM-CSF, 20 ng / ml recombinant IL-4, and 10% FBS. Cells were obtained [FIGS. 1A and 1B].

사람의 제대혈에서 분리한 줄기세포(CD34+)를 이용한 수지상 세포 분화를 위해 MACS를 이용하여 줄기세포를 제대혈에서 분리하였고, 5일간 400 ng/ml 재조합 GM-CSF와 2.5 ng/ml 재조합 TNF-α, 20 ng/ml 재조합 SCF, 10% FBS가 포함된 RPMI 1640 배지에서 배양한 후, SCF를 20 ng/ml IL-4로 대체한 배지에서 7일간 배양함으로서 수지상 세포 분화를 유도하였다[도 3a 및 도 3b].Stem cells were isolated from cord blood using MACS for dendritic cell differentiation using stem cells isolated from human cord blood (CD34 + ), and 400 ng / ml recombinant GM-CSF and 2.5 ng / ml recombinant TNF-α for 5 days. , Dendritic cell differentiation was induced by culturing in RPMI 1640 medium containing 20 ng / ml recombinant SCF, 10% FBS and then incubating for 7 days in medium in which SCF was replaced with 20 ng / ml IL-4 [FIG. 3A and FIG. 3b].

실시예 2: 유세포 분석을 이용한 수지상 세포의 항원검색Example 2: Antigen Screening of Dendritic Cells Using Flow Cytometry

상기 실시예 1에서 분화된 수지상 세포의 특징을 검색하기 위해 세포 표면에 발현되는 항원을 형광이 표지되어 있는 항체와 결합하여 유세포 분석기로 분석하였다.In order to search for the characteristics of the dendritic cells differentiated in Example 1, the antigen expressed on the cell surface was combined with an antibody labeled with fluorescence and analyzed by flow cytometry.

먼저, 1 ∼ 5 ×105 세포를 PBS로 2회 세척한 후 FITC(Fluorescein isothiocyanate)가 결합된 CD1a, CD54, HLA-DR 단일클론 항체와 PE(Phycoerythrin)가 결합된 CD80, CD83, CD86 단일클론 항체를 4 ℃에서 30분간 반응시켰다. 반응 후 PBS로 2회 세척하고, 530 nm와 575 nm 필터를 이용하여 FITC나 PE 형광을 측정하여 세포 표면에 발현되어 있는 항원의 양을 검색하였다.First, 1 to 5 × 10 5 cells were washed twice with PBS, followed by CD80, CD83, and CD86 monoclonal conjugated CD1a, CD54, HLA-DR monoclonal antibody (Phycoerythrin) with FITC (Fluorescein isothiocyanate) The antibody was reacted at 4 ° C. for 30 minutes. After the reaction, the cells were washed twice with PBS, and FITC or PE fluorescence was measured using 530 nm and 575 nm filters to detect the amount of antigen expressed on the cell surface.

실시예 3: 면역 세포주와 수지상 세포에서의 RNA 분리 및 NDRG2 유전자의 노던블랏팅Example 3: RNA Separation and Northern Blotting of NDRG2 Gene in Immune Cell Lines and Dendritic Cells

에시드 구아니디늄 티오시아네이트-페놀-클로로포름 추출(Acid guanidinium thiocyanate-phenol-chloroform extraction)방법으로 면역 세포주 HL-60, U-937, THP-1, Wil2-NS, BJAB, Molt-4, NK-92 그리고 말초혈액, 단핵구 및 수지상 세포에서 total RNA를 분리하였다. 먼저, 배양된 세포(2 ∼ 10 ×106)를 PBS로 세척한 후 100 mM 2-머캡토에탄올과 2M 소디움 아세테이트가 포함된 4M 구아니딘 이소티오시아네이트로 세포를 용해시킨 후 페놀과 클로로포름-이소아밀 알코올로 4 ℃에서 1시간 반응시킨 후 30분간 원심분리하여 상층액 600 ㎕를 회수하여 동량의 이소프로판올을 첨가하여 -20 ℃에서 1시간 이상 반응시키고, 다시 원심분리한 후 RNA 펠렛을 얻었다. 얻어진 RNA는 건조 후 0.1% DEPC를 함유한 물에 녹이고 UV 분광광도계를 이용하여 RNA의 농도와 순도를 측정하였다.Acid cell lines HL-60, U-937, THP-1, Wil2-NS, BJAB, Molt-4, NK- by acid guanidinium thiocyanate-phenol-chloroform extraction 92 and total RNA was isolated from peripheral blood, monocytes and dendritic cells. First, the cultured cells (2-10 × 10 6 ) were washed with PBS, and the cells were lysed with 4M guanidine isothiocyanate containing 100 mM 2-mercaptoethanol and 2M sodium acetate, followed by phenol and chloroform-iso. After reacting with amyl alcohol for 1 hour at 4 ° C., centrifuged for 30 minutes, 600 μl of the supernatant was recovered, the same amount of isopropanol was added, the reaction was carried out at −20 ° C. for at least 1 hour, and further centrifuged to obtain RNA pellets. The obtained RNA was dissolved in water containing 0.1% DEPC after drying, and the concentration and purity of the RNA were measured using a UV spectrophotometer.

얻어진 RNA는 1.2% 변성된 아가로스 겔(Denaturated agarose gel)에서 전기영동을 통하여 18S와 28S의 RNA 밴드를 확인한 후, 나일론 막으로 옮겨 블랏을 얻었으며, 염기서열이 5'-ATGGCGGAGCTGCAGG-3'(서열번호 1)과 3'-TCAACAGGAGACCTCCAT-5'(서열번호 2)인 프라이머를 이용하여 35 사이클(95 ℃ 1분, 57 ℃ 1분, 72 ℃ 1분)의 NDRG2의 연쇄중합반응(RT-PCR)을 통해 얻어진 1073 bp의 NDRG2 유전자를 프로브로 이용하여 32P 방사선을 표지시킨 후 RNA 블랏에 혼성화(hybridization)시키고 X-레이 필름에 2일간 노출시킴으로써 각각의 세포에서 NDRG2 유전자의 발현을 노던 블랏팅으로 확인하였다[도 2].The obtained RNA was subjected to electrophoresis on a 1.2% denatured agarose gel to confirm RNA bands of 18S and 28S, and then transferred to a nylon membrane to obtain a blot. The base sequence was 5'-ATGGCGGAGCTGCAGG-3 '( Chain polymerization of NDRG2 in 35 cycles (95 ° C. 1 minute, 57 ° C. 1 minute, 72 ° C. 1 minute) using primers SEQ ID NO: 1) and 3'-TCAACAGGAGACCTCCAT-5 '(SEQ ID NO: 2) Northern blot expression of NDRG2 gene in each cell by labeling 32 P radiation using a 1073 bp NDRG2 gene obtained through the N-B as a probe, hybridizing to an RNA blot and exposing it to an X-ray film for 2 days. It was confirmed as [Fig. 2].

실시예 4: MUZT-3 세포를 이용한 수지상 세포의 분화와 NDRG2 유전자의 노던 블랏팅Example 4: Differentiation of Dendritic Cells Using MUZT-3 Cells and Northern Blotting of NDRG2 Gene

혈액암세포의 일종인 MUTZ-3라는 세포주를 수지상 세포로 분화시키기 위해 2002년에 Masterson 등에 의해 Blood 저널에 발표된 방법(Blood 100;2, 701-703, 2002)을 이용하여 수지상 세포로 분화를 유도하였다. Induce differentiation into dendritic cells using a method published in the Blood Journal in 2002 by Masterson et al. (Blood 100; 2, 701-703, 2002) to differentiate a cell line called MUTZ-3, a type of blood cancer cell, into dendritic cells. It was.

먼저, 5 ×105 cells/ml MUTZ-3 세포주를 400 ng/ml 재조합 GM-CSF와 10 ng/ml 재조합 IL-4, 2.5 ng/ml 재조합 TNF-α, 20% FBS가 포함된 α-MEM 배지에서 4일간 배양하여 수지상 세포로 분화를 유도하였다. 수지상 세포로 분화가 유도된 MUTZ-3 세포주의 표면에 발현된 항원의 검색은 실시예 2에서 설명된 유세포 분석 방법과 동일한 방법으로 항원의 발현양을 검색하였다[도 4a].First, a 5 × 10 5 cells / ml MUTZ-3 cell line was prepared with 400 ng / ml recombinant GM-CSF and 10 ng / ml recombinant IL-4, 2.5 ng / ml recombinant TNF-α, and α-MEM containing 20% FBS. Differentiation was induced into dendritic cells by incubation for 4 days in the medium. Searching for the antigen expressed on the surface of the MUTZ-3 cell line induced differentiation into dendritic cells was detected the expression level of the antigen in the same manner as the flow cytometry method described in Example 2 [Fig. 4a].

또한, MUTZ-3와 MUTZ-3에서 분화된 수지상 세포, 단핵구에서 분화된 수지상 세포의 total RNA를 상기 실시예 3에서 설명한 방법과 동일한 방법으로 분리한 후 노던 블라팅으로 NDRG2 유전자의 발현을 검색하였다[도 4b].In addition, the total RNA of dendritic cells differentiated from MUTZ-3 and MUTZ-3 and dendritic cells differentiated from monocytes was isolated in the same manner as described in Example 3, and then the expression of NDRG2 gene was searched by Northern blotting. 4B.

실시예 5: 덱사메타손(Dexamethasone)과 비타민 D3를 이용한 수지상 세포의 분화 억제와 NDRG2 유전자의 노던 블랏팅Example 5 Inhibition of Dendritic Cell Differentiation and Northern Blotting of NDRG2 Gene Using Dexamethasone and Vitamin D3

수지상 세포 분화를 억제하기 위해 상기 실시예 1에서 설명한 방법으로 단핵구에서 수지상 세포로 분화시키는 과정 초기에 10-8M의 덱사메타손이나 비타민 D3를 첨가하여 7일간 배양한 후 유세포 분석 방법을 이용하여 수지상 세포의 표면 항원 발현에 저해가 있음을 확인하였다[도 6a].In order to inhibit dendritic cell differentiation, the method described in Example 1 was used to differentiate dendritic cells from monocytes to dendritic cells, followed by incubation for 10 days with 10 −8 M of dexamethasone or vitamin D3, and then using the flow cytometry method. It was confirmed that there is an inhibition in the surface antigen expression of [Fig. 6a].

또한, 덱사메타손과 비타민 D3에 의해 분화가 억제된 수지상 세포에서 total RNA를 상기 실시예 3과 동일한 방법으로 분리한 후 노던 블라팅으로 NDRG2 유전자의 발현정도를 확인하였다. β-액틴을 대조군으로 사용하기 위하여 5'- GCCATGTACGTTGCTATCCAGGCTG-3'(서열번호 3)과 3'-AGCCGTGGCCATCTCTTGCTCGAAG-5'In addition, the total RNA was isolated from dendritic cells inhibited by differentiation by dexamethasone and vitamin D3 in the same manner as in Example 3, and then the expression level of the NDRG2 gene was confirmed by northern blotting. 5'-GCCATGTACGTTGCTATCCAGGCTG-3 '(SEQ ID NO: 3) and 3'-AGCCGTGGCCATCTCTTGCTCGAAG-5' for the use of β-actin as a control.

(서열번호 4)를 프라이머로 사용하여 30 사이클(95 ℃ 1분, 54 ℃ 1분, 72 ℃ 1분)의 β-액틴의 RT-PCR을 통해 얻어진 300 bp의 β-액틴 유전자를 프로브로 사용하여 동일한 방법으로 노던 블라팅하였다[도 6b]. Using (SEQ ID NO: 4) as a primer, 300 bp β-actin gene obtained through RT-PCR of 30 cycles (95 ° C 1 minute, 54 ° C 1 minute, 72 ° C 1 minute) was used as a probe. Northern blotting in the same manner (FIG. 6b).

실시예 6: 전기자극에 의한 유전자 전달 및 클론 선별Example 6: Gene Delivery and Clone Selection by Electro-stimulation

NDRG2 유전자가 클로닝 되어있는 TOPO 벡터에서 제한효소인 XhoI과 BamHI으로 NDRG2 유전자를 잘라낸 후 pcDNA3.1 벡터에 접합(ligation) 시켰다. 1.3 ×107 세포를 10 ㎍의 NDRG2 유전자가 접합 되어있는 pcDNA3.1 벡터가 함유된 300 ㎕의 RPMI 1640 배지에 부유시켰다. 상온에서 15분간 방치한 후, 300 volt, 960 ㎌에서 전기충격을 주고, 상온에서 15분 동안 방치한 후 10% FBS가 포함된 RPMI 1640 배지에 혼합하여 37 ℃ CO2 배양기에서 유지하였다. 24시간 후 최종농도가 1 mg/ml이 되도록 G418을 포함한 배지에 0.5 cells/웰이 되도록 96 웰 플레이트에 분주하여 클론을 선별하였다. NDRG2 유전자가 형질도입된 클론을 선별하기 위해 노던 블랏팅으로 수지상 세포와 비교하였다. NDRG2 유전자의 mRNA는 2 Kb의 크기를 갖으며, 단백질을 만드는 1074개 핵산(Neucleotide)과 단백질의 전사를 위해 여러 종류의 단백질이 결합을 하고, mRNA의 안정화에 도움을 주는 번역되지 않은 부분(Untranslated region)인 926개 핵산으로 구성되어 있다. 그러나, pcDNA3.1 벡터에 클로닝되어있는 NDRG2의 경우에는 단백질을 만드는 1074개 핵 산 부위만 벡터에 들어가 있으며, mRNA로 전사(Transcription)될 때에는 벡터의 번역되지 않은 부분인 250개의 핵산이 전사되어 mRNA의 크기는 약 1.3 Kb가 된다. 따라서, 노던 블랏팅 결과 수지상 세포의 NDRG2 mRNA 크기와 형질도입된 세포에서의 NDRG2 mRNA의 크기의 차이가 발생된다. 그러나, 이들이 만드는 NDRG2 단백질의 크기는 변함이 없었다[도 7b].In the TOPO vector cloned with the NDRG2 gene, the NDRG2 gene was cut out with restriction enzymes XhoI and BamHI and then conjugated to the pcDNA3.1 vector. 1.3 × 10 7 cells were suspended in 300 μl RPMI 1640 medium containing pcDNA3.1 vector conjugated with 10 μg of NDRG2 gene. After standing at room temperature for 15 minutes, the electric shock at 300 volt, 960 ㎌, and after 15 minutes at room temperature mixed with RPMI 1640 medium containing 10% FBS and maintained in 37 ℃ CO 2 incubator. After 24 hours, clones were selected by dispensing in 96-well plates to 0.5 cells / well in medium containing G418 to a final concentration of 1 mg / ml. Northern blots were compared to dendritic cells to select clones transfected with the NDRG2 gene. The mRNA of the NDRG2 gene has a size of 2 Kb, and the 1074 nucleic acid (Neucleotide) that makes the protein is combined with several proteins for the transcription of the protein and an untranslated portion that helps stabilize the mRNA. region) and 926 nucleic acids. However, in the case of NDRG2 cloned into pcDNA3.1 vector, only 1074 nucleic acid sites that make proteins are contained in the vector, and when translated into mRNA, 250 nucleic acids, which are untranslated portions of the vector, are transcribed and mRNA The size of is about 1.3 Kb. Thus, Northern blotting results in differences in the size of NDRG2 mRNA in dendritic cells and the size of NDRG2 mRNA in transduced cells. However, the size of the NDRG2 protein they make did not change (Fig. 7b).

실시예 7: 대장균세포에서 재조합 NDRG2 단백질의 발현, 단백질의 분리 및 이를 이용한 마우스 다클론항체의 생산Example 7: Expression of recombinant NDRG2 protein in E. coli cells, isolation of protein and production of mouse polyclonal antibody using the same

pEZ 벡터에 클로닝 되어있는 NDRG2 유전자를 제한효소 BamH I과 Xho I을 이용하여 잘라낸 후 대장균 발현 벡터인 pET28a 벡터에 접합한 후 BL21 대장균에 형질전환시켜 NDRG2 재조합 단백질을 얻었다.The NDRG2 gene cloned in the pEZ vector was cut using restriction enzymes BamH I and Xho I, conjugated to the pET28a vector, an E. coli expression vector, and transformed into BL21 Escherichia coli to obtain an NDRG2 recombinant protein.

NDRG2 항체 개발에 필요한 면역화된 생쥐를 얻기 위하여, 30 ㎍ 재조합 NDRG2 단백질과 동량의 완전 보조항원(Complete Freund Adjuvant)을 유상화가 될 때까지 잘 혼합하여 4 ∼ 6주된 Balb/c 마우스의 복강 내에 주사하였다. 10 일 간격으로 부스터 주사를 총 4회 실시한 후에 마우스 혈청을 분리하여 NDRG2 다클론항체를 얻었다. 그 결과, 얻어진 NDRG2 다클론항체를 이용한 웨스턴 블랏팅 실험에서 NDRG2 유전자가 형질도입된 U937 세포주에서 NDRG2의 발현을 확인할 수 있었다[도 7b].To obtain immunized mice for the development of NDRG2 antibodies, 30 μg recombinant NDRG2 protein and the same amount of Complete Freund Adjuvant were mixed well until emulsified and injected intraperitoneally of 4-6 week old Balb / c mice. . After a total of four booster injections at 10-day intervals, mouse serum was isolated to obtain NDRG2 polyclonal antibodies. As a result, the expression of NDRG2 in the U937 cell line transduced with the NDRG2 gene was confirmed in the Western blotting experiment using the obtained NDRG2 polyclonal antibody [FIG. 7B].

실시예 8: 다클론항체를 이용한 면역화학 염색법에 의한 사람 임프절에 존재하는 수지상 세포에서의 NDRG2 단백질의 특이적 발현Example 8: Specific expression of NDRG2 protein in dendritic cells present in human lymph nodes by immunochemical staining with polyclonal antibodies

사람의 임프절을 10% 완충액중의 포르말린으로 고정시키고 파라핀에 넣어 파라핀 블록을 만들었다. 이로부터 3 ㎛ 두께의 절편으로 자르고 이를 3-아미노-프로필트리에톡시실란으로 덮은 슬라이드에 올려 놓았다. 10 mM 나트륨 시트레이트 완충액(pH 6.0)(Sodiumm nitrate buffer) 중에서 압력솥에서 4분간 최대로 가열하여 파라핀 제거 및 항원이 회복되도록 하였다. 마우스 NDRG2 다클론항체는 백그라운드 감소 희석액(background reducing diluent)[Dako, Carpinteria, CA]를 이용하여 1:3200으로 희석하였다. 면역염색은 EnVision Kit(Dako)를 사용하여 수행되었다. 15분간 블로킹 세럼(blocking serum)으로 전배양(preincubation)한 후 일차항체로서 NDRG2 다클론항체를 가하고 습식 챔버에서 30분간 배양하고 PBS를 이용하여 세척하였다. 슬라이드를 EnVision Kit 중의 퍼옥시다아제 시약(Dako)으로 30분간 배양한 후 슬라이드를 연속적으로 DAB(3,3-diaminobenzidine) 크로모겐(chromogen)으로 5분간 배양하였다. 그 후 슬라이드들을 Meyer's 헤마톡실린(hematoxylin)으로 대비염색(counter-staining)을 한 후 틀을 만들었다. 이들 각 과정 사이사이에서 PBS를 여러 번 바꾸어가면서 조심스럽게 세척을 하였다. 일차항체를 가하지 않고 염색을 수행한 경우는 음성 대조군(negative control)으로 이용되었다. Human lymph nodes were fixed with formalin in 10% buffer and paraffin blocks. This was cut into 3 μm thick sections and placed on slides covered with 3-amino-propyltriethoxysilane. In a 10 mM sodium citrate buffer (pH 6.0) (Sodiumm nitrate buffer) was heated up to 4 minutes in an autoclave to allow paraffin removal and antigen recovery. Mouse NDRG2 polyclonal antibody was diluted 1: 3200 using background reducing diluent (Dako, Carpinteria, CA). Immunostaining was performed using the EnVision Kit (Dako). After preincubation with blocking serum for 15 minutes, NDRG2 polyclonal antibody was added as a primary antibody, incubated for 30 minutes in a wet chamber, and washed with PBS. The slides were incubated with peroxidase reagent (Dako) in the EnVision Kit for 30 minutes and then the slides were continuously incubated with DAB (3,3-diaminobenzidine) chromogen for 5 minutes. The slides were then counter-stained with Meyer's hematoxylin and framed. Careful washing was performed by changing PBS several times between each of these processes. Staining without the addition of a primary antibody was used as a negative control.

그 결과, 임프절에 T 임파구 세포와 iDC(interdigitating dendritic cells)가 주로 존재하는 곁피질(paracortical area)에서 수지상 세포에 특이적으로 NDRG2 단백질이 발현되는 것으로 확인할 수 있었으며, 이와는 달리 B 임파구가 주로 존재 하는 것으로 알려진 배중심(germinal center)에는 iDC와는 기원이 다른 것으로 잘 알려진 FDC(follicular dendritic cells)이 존재하나, 이곳에서는 이 단백질의 발현이 대단히 약하거나 전혀 발현되지 않았다[도 8]. 따라서, NDRG2는 iDC를 포함하는 수지상 세포에 특이적으로 발현되는 것으로 확인할 수 있었다. As a result, it was confirmed that NDRG2 protein is specifically expressed in dendritic cells in the paracortical area where T lymphocytes and iDCs (interdigitating dendritic cells) are mainly present in the lymph nodes, whereas B lymphocytes are mainly present. In the germinal center, which is known to be present, follicular dendritic cells (FDC), which are well known to have a different origin from iDCs, are present in which the expression of this protein is very weak or not at all [FIG. 8]. Therefore, it was confirmed that NDRG2 is specifically expressed in dendritic cells including iDCs.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 NDRG2 유전자는 인간의 수지상 세포(dendritic cells)에만 특이적으로 발현되어 수지상 세포의 분리, 배양, 순도결정 및 수지상 세포 기능 연구 나아가 수지상 세포를 이용한 세포치료 과정에 활용할 수 있다.As described above, the NDRG2 gene according to the present invention is specifically expressed only in human dendritic cells to isolate, culture, purify dendritic cells and study dendritic cell function, and furthermore, in the cell therapy process using dendritic cells. It can be utilized.

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Claims (4)

삭제delete 삭제delete 세포로부터 수득한 RNA 또는 그들의 단편을 수지상 세포에서 특이적으로 발현되는 유전자와 혼성화반응을 실시하여 혼성화 여부를 확인함으로써 수지상 세포를 검출하는 방법에 있어서, In the method of detecting dendritic cells by hybridizing the RNA obtained from the cells or their fragments with the genes specifically expressed in the dendritic cells to determine whether the hybridization, 상기 수지상 세포에서 특이적으로 발현하는 유전자가 NDRG2(N-myc downstream regulated gene 2) 유전자인 것을 특징으로 하는 수지상 세포의 검출방법.The method for detecting dendritic cells, characterized in that the gene specifically expressed in the dendritic cells is NDRG2 (N-myc downstream regulated gene 2) gene. 항체를 이용하여 단백질의 발현을 확인함으로써 수지상 세포를 검출하는 방법에 있어서, In the method of detecting dendritic cells by confirming the expression of a protein using an antibody, 상기 항체로 NDRG2(N-myc downstream regulated gene 2) 다클론항체를 이용하여 NDRG2 단백질의 발현을 확인하는 것을 특징으로 하는 수지상 세포의 검출방법.Dendritic cell detection method characterized by confirming the expression of NDRG2 protein using the NDRG2 (N-myc downstream regulated gene 2) polyclonal antibody as the antibody.
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