본 발명은 일 관점에서, ALS2CR2(NM_018571), TNNI2(NM_003282), GOLPH3L(NM_018178), OAZ1(NM_004152), SEC14L1(NM_003003), GIMAP4(NM_018326), RAB3D(NM_004283), CTBS(NM_004388), SLC22A4(NM_003059), RXRA(NM_002957), ASXL2(NM_018263), TYROBP(NM_003332), NPFF(NM_003717), COX5A(NM_004255), USP4(NM_003363), MRPS10(NM_018141) 및 GSK3A(NM_019884)로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 건선 특이적 고발현 유전자의 증폭을 위한 프라이머 세트; 및 TIAL1(NM_003252), C14orf11(NM_018453), PCNP(NM_020357), SUPV3L1(NM_003171), CSPG2(NM_004385), BNIP2(NM_004330), SNRPE(NM_003094), PHF10(NM_018288), ZMYM2(NM_003453), PRPF18(NM_003675), DUSP11(NM_003584), DENR(NM_003677), RPS27A(NM_002954), DDX5(NM_004396), CCNL1(NM_020307), COX6C(NM_004374), FUBP1(NM_003902), COPS2(NM_004236), STATIP1(NM_018255), IDI1(NM_004508), PTK9(NM_002822), C12orf5(NM_020375), SAT1(NM_002970), REL(NM_002908), MATR3(NM_018834), SLC25A36(NM_018155), EIF3S3(NM_003756), ZNF331(NM_018555), BHLHB2(NM_003670) 및 CXCR4(NM_003467)로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 건 선 특이적 저발현 유전자의 증폭을 위한 프라이머 세트를 함유하는 건선 진단용 키트에 관한 것이다.
본 발명에 따른 건선 진단용 키트에 이용되는 건선 특이적 유전자는 (a) 건선환자와 정상인의 혈액으로부터 RNA를 분리한 후, cDNA 라이브러리를 제작하는 단계; (b) 상기 cDNA 라이브러리를 대상으로 마이크로어레이 하이브리다이제이션(microarray hybridization)을 수행하여, 건선에 특이적으로 고발현되거나 저발현되는 유전자를 확인하는 단계; 및 (c) 상기 건선에 특이적으로 발현되는 유전자중에서 통계적으로 유의성을 갖는 유전자를 선별하는 단계를 포함하는 건선 특이적 발현 유전자의 스크리닝 방법에 따라 선별할 수 있다.
즉, 본 발명에서는 건선환자와 정상인의 혈액으로부터 전체 RNA를 분리한 후, cDNA 라이브러리를 제조하고, 마이크로어레이 하이브리다이제이션(microarray hybridization)을 수행하여, 건선에 특이적으로 고발현되거나 저발현되는 유전자를 확인하였다. 이때, 정상인과 건선환자 사이의 상대적 유전자 발현 레벨을 비교하기 위하여, 정상인 및 건선환자 혈액조직으로 부터 분리한 RNA와 표준비교 RNA를 간접적으로 비교하였다. 또한, 통계적으로 유의성을 갖는 유전자의 선별은 마이크로어레이 하이브리다이제이션을 통한 유전자 발현 데이터에 대하여 아노바테스트(ANOVA test) 및 Fisher's Exact Test를 수행하고, K-nearest neighborhood 알고리즘을 적용하여, 건선 특이적 고발현 유전자 또는 건선 특이적 저발현 유전자를 선별하였다.
본 발명에 따른 건선 특이적 발현 유전자의 정보는 하기 표 1에 나타낸 바와 같다.
Gene
|
GenBank accession No.
|
Description
|
Relative fold difference
(건선환자/정상인)
|
ALS2CR2 |
NM_018571 |
Amyotrophic lateral scelarosis 2 (juvenile) chromosome region, candidate 2 |
14.6 |
TNNI2 |
NM_003282 |
troponin I type 2 (skeletal, fast) |
11.3 |
GOLPH3L |
NM_018178 |
golgi phosphoprotein 3-like |
6.9 |
OAZ1 |
NM_004152 |
ornithine decarboxylase antizyme 1 |
6.7 |
SEC14L1 |
NM_003003 |
SEC14-like 1 (S. cerevisiae) |
6.3 |
GIMAP4 |
NM_018326 |
GTPase, IMAP family member 4 |
5.0 |
RAB3D |
NM_004283 |
RAB3D, member RAS oncogene family |
4.5 |
CTBS |
NM_004388 |
chitobiase, di-N-acetyl- |
4.1 |
SLC22A4 |
NM_003059 |
solute carrier family 22 (organic cation transporter), member 4 |
4.0 |
RXRA |
NM_002957 |
retinoid X receptor, alpha |
3.7 |
ASXL2 |
NM_018263 |
additional sex combs like 2 (Drosophila) |
3.5 |
TYROBP |
NM_003332 |
TYRO protein tyrosine kinase binding protein |
3.3 |
NPFF |
NM_003717 |
neuropeptide FF-amide peptide precursor |
3.3 |
COX5A |
NM_004255 |
cytochrome c oxidase subunit Va |
3.0 |
USP4 |
NM_003363 |
ubiquitin specific peptidase 4 (proto-oncogene) |
2.2 |
MRPS10 |
NM_018141 |
mitochondrial ribosomal protein S10 |
2.1 |
GSK3A |
NM_019884 |
glycogen synthase kinase 3 alpha |
2.0 |
TIAL1 |
NM_003252 |
TIA1 cytotoxic granule-associated RNA binding protein-like 1 |
0.5 |
C14orf11 |
NM_018453 |
chromosome 14 open reading frame 11 |
0.5 |
PCNP |
NM_020357 |
PEST proteolytic signal containing nuclear protein |
0.4 |
SUPV3L1 |
NM_003171 |
suppressor of var1, 3-like 1 (S. cerevisiae) |
0.4 |
CSPG2 |
NM_004385 |
chondroitin sulfate proteoglycan 2 (versican) |
0.4 |
BNIP2 |
NM_004330 |
BCL2/adenovirus E1B 19kDa interacting protein 2 |
0.4 |
SNRPE |
NM_003094 |
small nuclear ribonucleoprotein polypeptide E |
0.4 |
PHF10 |
NM_018288 |
PHD finger protein 10 |
0.4 |
ZMYM2 |
NM_003453 |
zinc finger, MYM-type 2 |
0.3 |
PRPF18 |
NM_003675 |
PRP18 pre-mRNA processing factor 18 homolog (S. cerevisiae) |
0.3 |
DUSP11 |
NM_003584 |
dual specificity phosphatase 11 (RNA/RNP complex 1-interacting) |
0.3 |
DENR |
NM_003677 |
density-regulated protein |
0.3 |
RPS27A |
NM_002954 |
ribosomal protein S27a |
0.3 |
DDX5 |
NM_004396 |
DEAD (Asp-Glu-Ala-Asp) box polypeptide 5 |
0.3 |
CCNL1 |
NM_020307 |
cyclin L1 |
0.3 |
COX6C |
NM_004374 |
cytochrome c oxidase subunit VIc |
0.3 |
FUBP1 |
NM_003902 |
far upstream element (FUSE) binding protein 1 |
0.2 |
COPS2 |
NM_004236 |
COP9 constitutive photomorphogenic homolog subunit 2 (Arabidopsis) |
0.2 |
STATIP1 |
NM_018255 |
signal transducer and activator of transcription 3 interacting protein 1 |
0.2 |
IDI1 |
NM_004508 |
isopentenyl-diphosphate delta isomerase 1 |
0.2 |
PTK9 |
NM_002822 |
PTK9 protein tyrosine kinase 9 |
0.2 |
C12orf5 |
NM_020375 |
chromosome 12 open reading frame 5 |
0.2 |
SAT1 |
NM_002970 |
spermidine/spermine N1-acetyltransferase 1 |
0.2 |
REL |
NM_002908 |
v-rel reticuloendotheliosis viral oncogene homolog (avian) |
0.2 |
MATR3 |
NM_018834 |
matrin 3 |
0.2 |
SLC25A36 |
NM_018155 |
solute carrier family 25, member 36 |
0.2 |
EIF3S3 |
NM_003756 |
eukaryotic translation initiation factor 3, subunit 3 gamma, 40kDa |
0.2 |
ZNF331 |
NM_018555 |
zinc finger protein 331 |
0.2 |
BHLHB2 |
NM_003670 |
basic helix-loop-helix domain containing, class B, 2 |
0.1 |
CXCR4 |
NM_003467 |
chemokine (C-X-C motif) receptor 4 |
0.1 |
본 발명에 따른 건선 진단용 키트는 건선 특이적 고발현 유전자의 증폭을 위한 프라이머 세트 및 저발현 유전자의 증폭을 위한 프라이머 세트를 포함하는 PCR 키트인 것이 바람직하다. 상기 PCR은 RT-PCR, Real-time PCR 등을 예시할 수 있다.
상기 프라이머는 증폭될 로커스의 각 가닥과 "대체적으로" 상보성을 가지도록 제작되고, 상기에서 설명한 바와 같이, 적당한 G 또는 C 뉴클레오티드를 포함한다. 이것은 중합반응을 수행하는 조건에서 프라이머가 대응하는 핵산 가닥과 하이브리다이제이션 되기에 충분한 상보성을 가지는 것을 의미한다. 본 발명의 프라이머는 증폭 과정에 사용되며, 상기 증폭과정은 예를 들면, PCR과 같은, 타겟 로커스가 많은 반응 단계를 거치면서 기하급수적인 숫자로 증가하는 효소 연속 반응이다. 전형적으로, 한 프라이머(안티센스 프라이머)는 로커스의 네가티브(-) 가닥에 대하여 상동성을 가지고, 나머지 하나의 프라이머(센스 프라이머)는 포지티브(+) 가닥에 대하여 상동성을 가진다. 변성된 핵산에 프라이머가 어닐링 되면, DNA 폴리머라아제 I(Klenow) 및 뉴클레오티드와 같은 효소 및 반응물들에 의하여 사슬이 신장되고, 그 결과, 타겟 로커스 서열을 함유하는 (+) 와 (-) 가닥이 새롭게 합성된다. 상기 새로이 합성된 타겟 로커스가 주형으로도 사용되어, 변성, 프라이머 어닐링 및 사슬 신장의 사이클이 반복되면 타겟 로커스 서열의 기하급수적인 합성이 진행된다. 상기 연속 반응의 산물은 반응에 사용된 특이 프라이머의 말단과 대응하는 말단을 가지는 독립적인 이중가닥 핵산이다.
본 발명의 일실시예에 따른 건선 특이적 고발현 유전자 또는 저발현 유전자 증폭을 위한 프라이머는 상기 건선 진단용 바이오 마커 유전자의 DNA 영역 중에서 단백질을 코딩하는 DNA 영역의 일부 또는 전체의 배열이 함유되고, 적어도 15bp 이상의 DNA인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 건선 특이적 고발현 유전자 및 저발현 유전자 증폭을 위하여 사용될 수 있는 프라이머 세트의 일예를 하기 표 2에 나타내었다.
Gene
|
primer sequence (5'→3')
|
PCR product size (bp)
|
ALS2CR2 |
서열번호 1 |
TTA AAG CCA GCC ATA TCC TC |
383 |
서열번호 2 |
CCA ATC CCA GAG TCT ACA CC |
TNNI2 |
서열번호 3 |
AGG CAG CAC CTG AAG AGT GT |
224 |
서열번호 4 |
GTC TTC TGC ACC CTC ACC TC |
GOLPH3L |
서열번호 5 |
ATG ACC CTC AGC GTA TGG AC |
166 |
서열번호 6 |
TTT GTC CCT TCC ACT TCA GG |
OAZ1 |
서열번호 7 |
GAG CCG ACC ATG TCT TCA TT |
179 |
서열번호 8 |
CTC CTC CTC TCC CGA AGA CT |
SEC14L1 |
서열번호 9 |
TGT GGA GAC CTG GTG TGA AA |
201 |
서열번호 10 |
CTC CAG GAC CCT GGT AGT CA |
GIMAP4 |
서열번호 11 |
ACA TTT TCG GTG ACC GCT AC |
193 |
서열번호 12 |
TGG AGT TCT TGC ATT GCT TG |
RAB3D |
서열번호 13 |
TTC CTT CCT GTT CCG ATA CG |
216 |
서열번호 14 |
TCC TGA TTG GCG ATG TCA TA |
CTBS |
서열번호 15 |
CAG GTG CCC TAC AAA ACG AT |
248 |
서열번호 16 |
TGC TGT TTG GCT ACA GCA TC |
SLC22A4 |
서열번호 17 |
CTG CCC AGG CGT TAT ATC AT |
180 |
서열번호 18 |
GGT TGG GTA GAG CTC AGC AG |
RXRA |
서열번호 19 |
CCT TTC TCG GTC ATC AGC TC |
207 |
서열번호 20 |
CTT GGT GAA GGA AGC CAT GT |
ASXL2 |
서열번호 21 |
CAA ACC CCG AAG TTG TAT GG |
201 |
서열번호 22 |
ATG GCT GCT GGG ATT CAT AG |
TYROBP |
서열번호 23 |
CTG GTG CTG ACA GTG CTC AT |
174 |
서열번호 24 |
CTG TGT GTT GAG GTC GCT GT |
NPFF |
서열번호 25 |
CTG TTG CAC TAC CTG CTC CA |
154 |
서열번호 26 |
TCC AGA ACT GG AAT TCA GC |
COX5A |
서열번호 27 |
GCA TGC AGA CGG TTA AAT GA |
152 |
서열번호 28 |
AGT TCC TCC GGA GTG GAG AT |
USP4 |
서열번호 29 |
GCA TCA GGA AGA AGG CAA AG |
247 |
서열번호 30 |
CCG AGT TTC ACT GTC CCA AT |
MRPS10 |
서열번호 31 |
ATG GTG GCT TGC TTC TCA GT |
199 |
서열번호 32 |
GCA GCA AGC ACA GCA AAA TA |
GSK3A |
서열번호 33 |
ACT CCA GTG GCG AGA AGA AA |
241 |
서열번호 34 |
TTG AGG ACA GCA GTG TCA GG |
CXCR4 |
서열번호 35 |
GGT GGT CTA TGT TGG CGT CT |
227 |
서열번호 36 |
TGG AGT GTG ACA GCT TGG AG |
BHLHB2 |
서열번호 37 |
CCT TGA AGC ATG TGA AAG CA |
180 |
서열번호 38 |
GCT TGG CCA GAT ACT GAA GC |
ZNF331 |
서열번호 39 |
GTT CGA GCC TCG TTA AGC AC |
207 |
서열번호 40 |
CCC CGG TAT GAA TTC TCT CA |
EIF3S3 |
서열번호 41 |
CCT CAG CAC ACA GAG GAT GA |
228 |
서열번호 42 |
TCC TTG GGC AGT TTT TAT GG |
SLC25A36 |
서열번호 43 |
TAG CCC CTT CCA GAG CAA TA |
186 |
서열번호 44 |
GGT TCC TTG CAT CAA GCT GT |
MATR3 |
서열번호 45 |
AAG CAA GAG CTT GGA CGT GT |
171 |
서열번호 46 |
TGC CAT TGC ATC TTC TCT TG |
REL |
서열번호 47 |
CGG TTC AAT TGG AGA AGG AA |
161 |
서열번호 48 |
CCA TTG AGG CAT GAT GTG AC |
SAT1 |
서열번호 49 |
CCG TGG ATT GGC AAG TTA TT |
217 |
서열번호 50 |
TCC AAC CCT CTT CAC TGG AC |
C12orf5 |
서열번호 51 |
ATC CTG AAA GAA GCG GAT CA |
240 |
서열번호 52 |
GCT CAG AGT GGC TGG TAA GG |
PTK9 |
서열번호 53 |
GGA GGT GGC CAC ATT AAA GA |
218 |
서열번호 54 |
TCT CGA GAA ATG GA AAT GC |
IDI1 |
서열번호 55 |
AGA GAC GGC TGA AAG CTG AG |
248 |
서열번호 56 |
AAT TTC ACC ACT GGC TGC TT |
STATIP1 |
서열번호 57 |
AAG ACT CTG CTT GCC TCA GC |
197 |
서열번호 58 |
TGC TTT TTC CAC AAT GAC CA |
COPS2 |
서열번호 59 |
GTC GTG CCA GAC TGA TGA TG |
169 |
서열번호 60 |
AAT CAG TGG ATG AGG GAT GG |
FUBP1 |
서열번호 61 |
AAG CCA GAT GAT GGG ACA AC |
176 |
서열번호 62 |
ATG TTC CAG TTG CCT TGA CC |
COX6C |
서열번호 63 |
CTG CGA AAT CAT ATG GCT GT |
153 |
서열번호 64 |
ACC AGC CTT CCT CAT CTC CT |
CCNL1 |
서열번호 65 |
ACA GTG AAA GCC CTC GAA GA |
200 |
서열번호 66 |
ACG CCT GTC CCT ATG ATG TC |
DDXF |
서열번호 67 |
TGC TCG CAG TAC CAA AAC AG |
196 |
서열번호 68 |
GTA TCT GTC CCG ACG GTC AT |
RPS27A |
서열번호 69 |
GTT GAG ACT TCG TGG TGG TG |
150 |
서열번호 70 |
TCT CGA CGA AGG CGA CTA AT |
DENR |
서열번호 71 |
ACC CAA ACA AGA AGC TGG AA |
187 |
서열번호 72 |
TGC AAG GCC ACA TAC TCT TG |
DUSP11 |
서열번호 73 |
TCA TGC AAC CAG TCC ACA AT |
233 |
서열번호 74 |
ATT GGG CTT CAC ATT CCA AG |
PRPF18 |
서열번호 75 |
AGC CTG GAG AGG AAG ACA CA |
153 |
서열번호 76 |
CGC CAA GAA GAA ACT TCA GG |
ZMYM2 |
서열번호 77 |
GGG GAA AAC AGA GAC AAC CA |
234 |
서열번호 78 |
GGT CTG GGC TGT TCC TCA TA |
PHF10 |
서열번호 79 |
AAG CTG CCA CTC CAA GAA AA |
244 |
서열번호 80 |
CAC TGC CAT GGG TAG GTC TT |
SNRPE |
서열번호 81 |
ATA GAT CGC GGA TTC AGG TG |
153 |
서열번호 82 |
TGA TCC GAC CCA GTT GTT TT |
BNIP2 |
서열번호 83 |
TGG CTT AGA CAC ACC GTC AG |
179 |
서열번호 84 |
CAA CCC TGT GGT CCT GTT CT |
CSPG2 |
서열번호 85 |
GGT GCA CTT TGT GAG CAA GA |
159 |
서열번호 86 |
TTC GTG AGA CAG GAT GCT TG |
SUPV3L1 |
서열번호 87 |
TGG TTA CGC CGA TAC ATC AA |
198 |
서열번호 88 |
ATT GTG CAC ACC ATC TTG GA |
PCNP |
서열번호 89 |
CCT CCC AAC AAA GCC TAC AA |
197 |
서열번호 90 |
GAG GCA TTT CCT CTG GTT CA |
C14orf11 |
서열번호 91 |
CAT GAC CAC ACT TTG CCT TG |
151 |
서열번호 92 |
CTT CTT ATG GAC CCG CCT TT |
TIAL1 |
서열번호 93 |
GCC AAT GGA GCC AAG TGT AT |
222 |
서열번호 94 |
CAT ATC CGG CTT GGT TAG GA |
본 발명은 다른 관점에서, ALS2CR2(NM_018571), TNNI2(NM_003282), GOLPH3L(NM_018178), OAZ1(NM_004152), SEC14L1(NM_003003), GIMAP4(NM_018326), RAB3D(NM_004283), CTBS(NM_004388), SLC22A4(NM_003059), RXRA(NM_002957), ASXL2(NM_018263), TYROBP(NM_003332), NPFF(NM_003717), COX5A(NM_004255), USP4(NM_003363), MRPS10(NM_018141) 및 GSK3A(NM_019884)로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 건선 특이적 고발현 유전자와 엄격한 조건하에서 하이브리다이제이션할 수 있는 프로브; 및 TIAL1(NM_003252), C14orf11(NM_018453), PCNP(NM_020357), SUPV3L1(NM_003171), CSPG2(NM_004385), BNIP2(NM_004330), SNRPE(NM_003094), PHF10(NM_018288), ZMYM2(NM_003453), PRPF18(NM_003675), DUSP11(NM_003584), DENR(NM_003677), RPS27A(NM_002954), DDX5(NM_004396), CCNL1(NM_020307), COX6C(NM_004374), FUBP1(NM_003902), COPS2(NM_004236), STATIP1(NM_018255), IDI1(NM_004508), PTK9(NM_002822), C12orf5(NM_020375), SAT1(NM_002970), REL(NM_002908), MATR3(NM_018834), SLC25A36(NM_018155), EIF3S3(NM_003756), ZNF331(NM_018555), BHLHB2(NM_003670) 및 CXCR4(NM_003467)로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 건선 특이적 저발현 유전자와 엄격한 조건하에서 하이브리다이제이션할 수 있는 프로브가 고정되어 있는 건선 진단용 칩에 관한 것이다. 즉, 본 발명에 따른 건선 진단용 칩은 바이오칩(biochip)인 것이 바람직하며, 상기 바이오칩은 바이오센서, DNA Chip(유전자 칩), Protein Chip(단백질 칩), Cell Chip(세포 칩) 등을 예시할 수 있다.
상기 프로브는 상기 건선 특이적 유전자(47개)의 염기 서열을 함유한 통상 10bp ~ 100bp이며, 바람직하게는 12bp ~ 30bp의 길이를 가진다. 상기 염기 서열은 건선 특이적 유전자의 염기 서열과 70% 이상의 유사성을 가지면 된다. 본 발명의 마커 유전자의 프로브는 상기 건선 진단용 바이오 마커 유전자의 센스 프라이머 및/또는 안티센스 프라이머를 함유하는 유전자 증폭법 (PCR) 등의 통상적인 방법에 의해 제조될 수 있다.
상기 프로브는 고체 지지체(기질)에 고정될 수 있는데, 여기서, "기질"은 물질, 구조, 표면 또는 재료, 비생물학적이고, 합성되고, 무생물, 평면, 구형 또는 특이적 결합, 평편한 표면의 물질을 포함하는 혼합물 수단으로, 하이브리다이제이션 또는 효소 인식 부위 또는 대다수의 다른 인식 부위 또는 표면, 구조 또는 재료로 구성된 수 많은 다른 분자 종을 넘어서는 수 많은 다른 인식 부위를 포함할 수 있다. 상기 기질은 예를 들면, 반도체, (유기)합성 메탈, 합성 반도체, 인슐레이터 및 도판트; 금속, 합금, 원소, 화합물 및 미네랄; 합성되고, 분해되며, 에칭되고, 리소그라프되며, 프린트되고 마이크로패브리케이트된 슬라이드, 장치, 구조 및 표면; 산업적, 폴리머, 플라스틱, 멤브레인, 실리콘, 실리케이트, 유리, 금속 및 세라믹; 나무, 종이, 카드보드, 면, 울, 천, 직조 및 비직조 섬유, 재료 및 패브릭일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
몇몇 형태의 멤브레인은 당해분야에서 핵산 서열에 대하여 부착력을 가진다고 알려져 있다. 이러한 멤브레인의 특이적이고 비제한적인 예로 니트로셀룰로오스 또는 폴리비닐클로라이드, 디아조티즈드(diazotized) 페이퍼 및 GENESCREENTM, ZETAPROBETM(Biorad) 및 NYTRANTM 등의 상업적으로 사용되는 멤브레인과 같이 유전자 발현 검출용 멤브레인을 들 수 있다. 비드, 글래스, 웨이퍼 및 금속 기질도 포함된다. 이러한 목적물에 핵산을 부착시키는 방법은 당해분야에서 잘 알려져 있다.
상기 프로브는 방사선 동위원소, 형광 화합물, 바이오발광 화합물, 화학발광 화합물, 금속 킬레이트 또는 효소로 표지될 수 있다. 상기와 같은 프로브를 적당하게 표지하는 것은 당해분야에서 널리 알려진 기술이며, 통상적인 방법을 통하여 수행할 수 있다.
본 발명의 핵산 하이브리다이제이션 반응에서, 엄격한 특정 수준을 달성하기 위하여 사용되는 조건은 하이브리다이즈되는 핵산의 성질에 따라 다양하다. 예를 들면, 하이브리다이제이션되는 핵산 부위의 길이, 상동성 정도, 뉴클레오티드 서열 조성(예를 들면, GC / AT 조성비) 및 핵산 타입(예를 들면, RNA, DNA)등이 하이브리다이제이션 조건을 선택하는데 고려된다. 추가적인 고려조건은 핵산이 예를 들면, 필터 등에, 고정화되어 있는지의 여부이다.
매우 엄격하게 진행되는 조건의 예를 들면 다음과 같다: 실온의 2X SSC/0.1% SDS(하이브리다이제이션 조건); 실온의 0.2XSSC/0.1% SDS(엄격성이 낮은 조건); 42℃에서의 0.2XSSC/0.1%SDS(보통의 엄격성을 가지는 조건); 68℃에서 0.1X SSC(높은 엄격성을 가지는 조건). 세척과정은 이들 중 한가지 조건을 사용하여 수행할 수 있고, 예를 들면, 높은 엄격성을 가지는 조건, 또는 상기 조건을 각각 사용할 수 있으며, 상기 기재된 순서대로 각각 10~15분씩, 상기 기재된 조건을 전부 또는 일부 반복하여 수행할수 있다. 그러나, 상기에 기술한 바와 같이, 최적 조건은 포함된 특별한 하이브리다이제이션 반응에 따라 다양하며, 실험을 통하여 결정할 수 있다. 일반적으로, 중요한 프로브의 하이브리다이제이션에는 높은 엄격성을 가지는 조건이 사용된다.
본 발명에 따른 건선 진단용 키트 또는 칩에 사용되는 시료는 혈액, 조직, 세포 등의 생물학적 시료를 사용할 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 건선 진단용 키트 또는 칩에 생물학적 시료를 적용시킨 후, 키트 또는 칩에 나타난 건선에 특이적으로 고발현 또는 저발현되는 유전자들의 발현 양상을 확인함으로써, 건선을 진단할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 하기 실시예들은 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으므로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
[실시예 1] 정상인과 건선환자 혈액 RNA를 함유하는 유전자 발현 분석
건선환자 특이적으로 발현되는 유전자를 확인하기 위하여, 마이크로어레이 하이브리다이제이션을 수행하였다. 마이크로어레이 하이브리다이제이션은 표준 프로토콜을 이용하여 수행하였다 (Schena et al., Science, 270:467, 1995). 건선환자 19명과 정상인 10명의 혈액으로부터 전체 RNA를 분리하였다. 정상인과 건선환자간의 유전자 발현 수준의 상대적인 차이를 간접적으로 비교하기 위하여 표준비교 RNA를 제작하였다. 26명의 정상인 혈액으로부터 전체 RNA를 분리하였다. 혈액으로부터 RNA의 분리는 PAXgeneTM blood RNA kit (PreAnalytix, Switzerland)를 사용하여 분리하였다. 표준비교 RNA를 제작하기 위하여, 26명의 정상인 혈액으로부터 분리한 전체 RNA를 동량으로 혼합하였다. 상기 표준비교 RNA는 내부 대조군으로 사용하였다. 정상인과 건선환자 사이의 상대적 유전자 발현 레벨을 비교하기 위하여, 정상인 및 건선환자 혈액조직으로 부터 분리한 RNA와 표준비교 RNA를 간접적으로 비교하였다. 전체 RNA 2μg을 Cy3-dUTP 또는 Cy5-dUTP를 사용한 아미노 알릴 MessageAmp aRNA kit(Ambion)로 표지하였다. 상기 표준비교 RNA는 Cy3로 표지하였고, 정상인 및 건선환자로부터 분리한 RNA는 Cy5으로 표지하였다. 상기 Cy3- 및 Cy5-로 표지한 두 cDNA는 PCR 정제키트(Qiagen, 독일)를 사용하여 정제하였다. 정제된 cDNA를 혼합하고, Microcon YM-30(Millipore Corp., USA)을 이용하여 최종부피가 27μl가 되도록 농축하였다.
하이브리다이제이션 반응액 전체 80μl은 다음을 포함한다: 27μl의 표지된 cDNA 타겟, 20μl의 20X SSC, 8μl의 1% SDS, 24μl의 포름아마이드(Sigma, USA) 및 20μg의 인간 Cot1 DNA(Invitrogen Corp., USA). 상기 하이브리다이제이션 반응액을 100℃에서 2분간 가열하고, 즉시 인간 35K 올리고뉴클레오티드(Illumina, USA) 마이크로어레이에 하이브리다이즈시켰다. 상기 하이브리다이제이션은 습도조절된 HybChamber X(GenomicTree, Inc., 한국)에서 42℃에서 12~16시간 동안 수행하였다.
하이브리다이제이션이 끝난 후, 마이크로어레이 슬라이드는 Axon 4000B(Axon Instrument Inc., USA)를 이용하여 판독하였다. 시그날과 배경 형광 강도는 GenePix Pro 4.0 소프웨어(Axon Instrument Inc., USA)를 사용하여 타겟 부위 내부의 모든 픽셀의 강도를 평균하는 것에 의하여 각 프로브에 대하여 측정하였다. 명백한 비정상성을 보이는 스팟은 분석에서 제외하였다. 모든 데이타는 GeneSpring 7.3(Agilent, USA)을 이용하여, 정상화, 통계학적 분석 및 클러스트 분석을 수행하였다.
유전자 발현 분석을 이용하여 정상인과 건선환자의 구분이 가능한지를 확인하기 위하여 유의한 시그날을 갖는 10,001개의 유전자의 발현 pattern을 무감독군집화 (unsupervised clustering) 방법으로 분석하였다. 그 결과, 정상인과 건선환자는 유전자 발현 분석을 통하여 구분이 가능함을 확인하였다 (도 1 참조).
[실시예 2] 건선환자 특이적 발현 유전자 확인
실시예 1에서 확인된 유전자의 발현 데이터로부터 정상인에 비하여 건선환자에서 특이적으로 발현이 증가하거나 감소하는 유전자들을 아노바테스트 (ANOVA test)를 이용하여 선별하였다. p값의 기준은 0.01이하로 하였으며, Bonferroni multiple testing correction을 적용하였다. 총 1,090개의 유전자가 정상인과 건선환자간에 차별적으로 발현되는 것을 확인하였다. 이중에서 정상인에 비하여 건선환자에서 발현이 증가하는 유전자들은 403개였고, 발현이 감소하는 유전자는 687개 였다. 이들 1,090개의 유전자들의 정상인과 건선환자에서의 유전자 발현 패턴은 도 2에 나타내었으며, 정상인과 건선환자에 명확한 차별적 발현을 보이는 것을 확인할 수 있다.
[실시예 3] 건선환자 진단용 바이오마커 유전자 확인
실시예 2에서 확인된 건선환자 특이적 발현 유전자로부터 건선환자를 진단할 수 있는 유전자들을 선별하였다. 이를 위하여 피셔스 이그잭트 테스트(Fisher's Exact Test)를 수행하였다. K-nearest neighborhood 알고리즘을 적용하여, 건선환자를 진단할 수 있는 47개의 유전자를 확인하였다(표 1 참조).
[실시예 4] 건선환자 진단용 바이오마커 유전자의 진단능력 평가
상기 47개 유전자의 발현 패턴을 이용하여 건선환자를 진단하는 능력을 평가하였다. 이를 위하여 K-nearest neighbors 알고리즘을 함유하는 피셔스 이그잭트 테스트 (Fisher's exact test)를 수행하여 진단결과를 예측하였다. 도 4는 47개 유전자의 발현패턴을 이용하여 교차검증을 수행한 결과를 나타낸 것이다. 도 4에 나타낸 것처럼, 이들 47개 유전자의 발현 패턴을 함유하는 진단결과는 정상을 정상으로 그리고 건선환자를 건선환자로 진단하는 예측률이 100%인 것을 확인하였다. 이러한 결과는 이들 47개 바이오마커 유전자들은 건선환자를 진단하는데 유용한 유전자들임을 보여주는 결과이다. 도 4에 기재된 용어는 다음과 같다. NC: 정상인, Ps: 건선환자, True value: 임상적으로 진단된 결과, Prediction value: 유전자 발현 패턴을 기준으로 진단한 결과, NC p value: 해당 시료가 정상군에 속할 확률로서 이 값이 작을수록 통계적 유의성이 높음, Ps p value: 해당 시료가 건선환자군에 속할 확률로서 이 값이 작을수록 통계적 유의성이 높음, p value ratio: 가장 낮은 p value를 그 다음 낮은 p value로 나눈 값으로서 이 값이 낮을수록 통계적 유의성이 높음, NC votes: 시험 대상 시료와 전체 정상인 학습 데이터중 유사한 발현 패턴을 보이는 학습 데이터의 수(이 숫자가 학습 데이터 숫자에 가까울수록 진단결과가 정확함을 의미함), Ps votes: 시험 대상 시료와 전체 건선환자 학습 데이터중 유사한 발현 패턴을 보이는 학습 데이터 수(이 숫자가 학습 데이터 숫자에 가까울수록 진단결과가 정확함을 의미함).