KR101041308B1 - A composition for anticancer comprising appl1 inhibitor and a method for screening regulators of interaction between appl1 and egfr - Google Patents

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Abstract

본 발명은 APPL1의 억제제에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 APPL1의 발현 또는 활성을 억제하는 물질을 포함하는 암의 예방 및 치료용 조성물 및 APPL1 및 EGFR의 결합을 조절하는 조절자를 스크리닝하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an inhibitor of APPL1, and more particularly, to a method for screening a modulator for regulating the binding of APPL1 and EGFR, and a composition for preventing and treating cancer comprising a substance that inhibits the expression or activity of APPL1. .

APPL1, APPL, EGFR EGF, 암 APPL1, APPL, EGFR EGF, Cancer

Description

APPL1의 억제제를 포함하는 항암용 조성물 및 APPL1 및 EGFR의 상호작용에 대한 조절자를 스크리닝하는 방법{A COMPOSITION FOR ANTICANCER COMPRISING APPL1 INHIBITOR AND A METHOD FOR SCREENING REGULATORS OF INTERACTION BETWEEN APPL1 AND EGFR}A COMPOSITION FOR ANTICANCER COMPRISING APPL1 INHIBITOR AND A METHOD FOR SCREENING REGULATORS OF INTERACTION BETWEEN APPL1 AND EGFR}

본 발명은 APPL1의 억제제에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 APPL1의 발현 또는 활성을 억제하는 물질을 포함하는 암의 예방 및 치료용 조성물 및 APPL1 및 EGFR의 결합을 조절하는 조절자를 스크리닝하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an inhibitor of APPL1, and more particularly, to a method for screening a modulator for regulating the binding of APPL1 and EGFR, and a composition for preventing and treating cancer comprising a substance that inhibits the expression or activity of APPL1. .

2007년 세계 약 760만 명이 암으로 사망하는 등 암은 전 세계적으로 가장 많은 사망자를 내는 질병 중 하나로 발생 연령이 점차 낮아지며 평균수명의 연장에 따라 암 발생율은 더욱 증가할 것으로 전망하였다. 미국암협회(ACS;American Cancer Society) 자료에 의하면 2007년 한해 세계적으로 새롭게 암 진단을 받은 환자는 1,200만 명 이상이며 사망자는 760만 명으로 매일 약 2만 명씩 암으로 사망한 것으로 분석되었다. Cancer is one of the most deaths in the world, with about 7.6 million people dying from cancer in 2007, and it is predicted that the age of cancer will gradually decrease, and the incidence of cancer will increase as life expectancy increases. According to the American Cancer Society (ACS) data, more than 12 million new cases of cancer were diagnosed worldwide in 2007 alone, with 7.6 million deaths, killing about 20,000 people every day.

EGFR은 티로신 키나제 성장 인자 수용체 단백질 계열에 속하는 수용체로서, 최근 세포외 도메인(Ogiso H et al. Cell 2002, 110:775-787; Garrett TP et al. Cell 2002, 110:763-773; Ferguson KM et al. Cell 2003; 11:507) 및 세포 내 카이네이즈 도메인(Stamos J et al. J.Biol.Chem.2002, 277:46265-46272)의 구조 결정 연구가 성공적으로 수행되었다. 이 연구는 수용체와 이의 리간드의 작용에 중요한 정보를 제공하였는데, 구체적으로 EGFR은 세포 표면 관련 분자로서, 고도 특이적 리간드, 예컨대 EGF 및 형질전환성 성장 인자 알파(TGF-α)의 결합을 통해 활성화되며, 리간드 결합 후, 수용체는 이량체화되어 세포내 티로신 카이네이즈 영역이 인산화된다는 것이다. 이것은 다운스트림의 시그널링(downstream signaling)을 유도하고 캐스케이드(cascade) 반응을 활성화시켜 세포를 성장 및 증식시킨다. EGFR은 간과 피부에서 보통 발현되며, 종종 고형암에서 활성 증가가 발견되는 바, 예후성 마커로서도 매우 유용하다. EGFR의 과잉발현은 종양에 자가 분비 루프 성장을 유리하게 하는 TGF-α 생산의 증가를 동반하며, 일부 종양에서 관찰되는 EGFR 유전자 증폭 및 재배열은 EGFR의 돌연변이 형태의 발생과 종종 관련이 있다는 사실도 보고되었다(Libermann TA, et al Nature 1985, 313:144-147; Wong AJ, Proc Natl Acad Sci USA 1992, 89: 2965-2969; Frederick L, et al. Cancer Res 2000, 60: 1383-1387).EGFR is a member of the tyrosine kinase growth factor receptor protein family, and has recently been described in extracellular domains (Ogiso H et al. Cell 2002, 110: 775-787; Garrett TP et al. Cell 2002, 110: 763-773; Ferguson KM et. al. Cell 2003; 11: 507) and structural determination studies of intracellular kinase domains (Stamos J et al. J. Biol. Chem. 2002, 277: 46265-46272). This study provided important information on the action of receptors and their ligands. Specifically, EGFR is a cell surface related molecule that is activated through the binding of highly specific ligands such as EGF and transforming growth factor alpha (TGF-α). After ligand binding, the receptor dimerizes to phosphorylate the intracellular tyrosine kinase region. This induces downstream signaling and activates cascade reactions to grow and proliferate cells. EGFR is usually expressed in liver and skin and is often useful as a prognostic marker, as increased activity is often found in solid cancers. Overexpression of EGFR is accompanied by an increase in TGF-α production which favors self-secreting loop growth in tumors, and the fact that EGFR gene amplification and rearrangement observed in some tumors is often associated with the development of mutant forms of EGFR. Libermann TA, et al Nature 1985, 313: 144-147; Wong AJ, Proc Natl Acad Sci USA 1992, 89: 2965-2969; Frederick L, et al. Cancer Res 2000, 60: 1383-1387.

APPL1은 PH 도메인, PTB 도메인 및 류신 지퍼 모티프 (Leucine zipper motif)를 포함하는 어댑터 단백질(adaper protein)을 의미하며, DIP13α로도 알려져 있다. 이러한 APPL1 단백질은 RAB5A, DCC, AKT2, PIK3FCA, 아디포넥틴 수용체(adiponectin receptors) 및 NuRD/MeCP1 복합체 등과 상호결합한다는 것이 알려져 있으며, 최근 HDAC과 상호작용한다고 보고된 바 있으나, 아직까지 EGFR과 상호작용한다는 사실은 알려진 바 없다.APPL1 refers to an adapter protein comprising a PH domain, a PTB domain and a Leucine zipper motif, also known as DIP13α. These APPL1 proteins are known to interact with RAB5A, DCC, AKT2, PIK3FCA, adiponectin receptors, and NuRD / MeCP1 complexes, and have recently been reported to interact with HDAC, but still interact with EGFR. Is unknown.

이에, 본 발명자들은 APPL1이 상호작용하는 분자를 찾고자 예의 노력한 결과, 상기 단백질이 EGFR과 상호작용하며, APPL1을 억제하는 경우 EGFR의 과발현에 의한 암을 효과적으로 억제할 수 있음을 밝혀내고 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present inventors have made diligent efforts to find a molecule that APPL1 interacts with, and found that the protein interacts with EGFR, and that inhibiting APPL1 effectively inhibits cancer caused by overexpression of EGFR. It was.

본 발명의 목적은 APPL1의 발현 또는 활성을 억제하는 물질을 포함하는 암의 예방 및 치료용 조성물을 제공하는 것이다.An object of the present invention to provide a composition for the prevention and treatment of cancer comprising a substance that inhibits the expression or activity of APPL1.

본 발명의 다른 목적은 (a) 암이 의심되는 개체의 세포에서 APPL1 및 EGFR의 결합량을 확인하는 단계; (b) 후보물질을 투여하는 단계; (c) APPL1 및 EGFR의 결합량을 확인하는 단계; 및 (d) (a) 단계 및 (c) 단계의 발현을 비교하는 단계를 포함하는 암 치료제의 스크리닝 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to determine the binding amount of APPL1 and EGFR in the cells of the individual suspected of cancer; (b) administering the candidate; (c) identifying the binding amount of APPL1 and EGFR; And (d) comparing the expression of steps (a) and (c).

하나의 양태로서, 본 발명은 APPL1의 발현 또는 활성을 억제하는 물질을 포함하는 암의 예방 및 치료용 조성물에 관한 것이다.In one embodiment, the present invention relates to a composition for the prevention and treatment of cancer comprising a substance that inhibits the expression or activity of APPL1.

본 발명의 용어 “APPL1"이란 Adaptor protein, Phosphotyrosine interaction, PH domain and Leucine zipper containing 1의 약자로서, APPL 또는 DIP13alpha라고 불리기도 한다. 본 단백질은 RAB5A, DCC, AKT2, PIK3CA, 아디포넥틴 수용체(adiponectin receptors), 및 NuRD/MeCP1 복합체 단백질과 상호작용한다고 알려져 있고, 엔도좀 막(endosomal membrane)에서 발견되며 EGF에 의해 분비되어 핵으로 전위(translocate)된다고 알려져 있으나, 아직까지 EGFR과 상호작용한다는 점에 대해서는 알려진 바 없다. 본 발명자들은 이러한 APPL1이 EGFR과 결합한다는 사실을 최초로 밝혀내었으며, 따라서 EGFR이 과발현되는 암에서 APPL1을 억제하는 경우 효과적으로 암을 치료할 수 있음을 밝혀 내었다. 바람직하게 APPL1은 EGFR과 상호작용하며, 더욱 바람직하게 APPL1은 그의 특정 부위와 EGFR이 상호작용하므로, 해당 부위를 EGFR과 결합하는 것을 차단함으로써 효과적으로 암을 치료할 수 있다. 이러한 APPL1의 부위는 APPL1의 BAR 도메인임을 실험을 통해 확인하였고, 구체적으로 본 발명의 바람직한 실시예에서는 BAR 도메인만을 발현시킨 (아미노산 1-273 부위) APPL1이 EGFR과 결합력이 현저하게 높아지는 것을 확인하였다(실시예 1). 또한 siRNA을 사용하여 APPL1의 발현을 감소시키는 경우, EGFR의 발현도 감소됨을 관찰하였으며, EGFR의 다운스트림 신호전달 경로에 관여하는 Akt 및 Erk의 인산화 또한 현저하게 감소하는 것을 확인하였다(실시예 3).The term “APPL1” is an abbreviation of Adaptor protein, Phosphotyrosine interaction, PH domain and Leucine zipper containing 1. It is also called APPL or DIP13alpha. The protein is RAB5A, DCC, AKT2, PIK3CA, adiponectin receptors. , And are known to interact with the NuRD / MeCP1 complex protein, are found on the endosomal membrane and are secreted by EGF and translocated into the nucleus, but are still known to interact with EGFR. We first found out that APPL1 binds to EGFR, and thus we found that EGFR can effectively cure cancer if it inhibits APPL1 in cancers that are overexpressed, preferably APPL1 interacts with EGFR. More preferably, APPL1 binds the site with EGFR because its specific site interacts with EGFR. By effectively blocking cancer, the sites of APPL1 were identified by experiments as the BAR domain of APPL1, and specifically, in the preferred embodiment of the present invention, APPL1 expressing only the BAR domain (amino acid 1-273 site) was It was confirmed that the binding force with EGFR was significantly increased (Example 1) In addition, when siRNA was used to reduce the expression of APPL1, the expression of EGFR was also reduced, and Akt and the involved in the downstream signaling pathway of EGFR It was also confirmed that phosphorylation of Erk was also significantly reduced (Example 3).

본 발명에서 용어 "EGFR(epidermal growth factor receptor)"이란 EGF(Epidermal growth factor)에 대한 세포-표면 수용체로서, ERBB, ERBB1, HER1 또는 mENA이라 불리기도 한다. EGFR은 ErbB 수용체 패밀리의 구성원으로서 EGFR 발현 또는 활성에 영향을 미치는 돌연변이는 암을 유발한다고 알려져 있으나, EGFR 및 APPL1의 상호작용에 대해서는 현재까지 보고된 바 없다.In the present invention, the term "epidermal growth factor receptor (EGFR)" is a cell-surface receptor for EGF (Epidermal growth factor), also referred to as ERBB, ERBB1, HER1 or mENA. EGFR is a member of the ErbB receptor family and mutations that affect EGFR expression or activity are known to cause cancer, but no interactions between EGFR and APPL1 have been reported to date.

본원에서 사용되는 용어, “암(cancer)"은 EGFR의 과발현에 의해 유도되는 모든 암을 포함하며, 크게 고형암과 혈액암으로 분류될 수 있다. 그 중 "고형암(Solid cancer)"은 유방 또는 전립선 등의 고형 장기(solid organ)에서 비정상적 으로 세포가 성장하는 것을 말하며, 액체인 혈액에 영향을 끼치는 백혈병(leukemia)과 반대되는 개념이다. 구체적으로는 방광, 유방, 장, 신장, 간, 뇌, 식도, 쓸개, 난소, 췌장, 위, 자궁경부, 갑상선, 전립선 및 피부(편평상피세포 암종 포함)와 같은 암종; 섬유육종 및 횡문근육종을 포함한 간충직 발원의 종양; 성상세포종, 신경모세포종, 신경교종 및 신경초종을 포함한 중추 및 말초 신경계의 종양; 및 흑색종, 정상피종, 기형종, 골육종, 색소건피증, 각화극세포증, 갑상선 여포상암 및 카포시 육종을 포함한 기타 종양, 바람직하게는 고환암, 난소암, 폐암, 두경부암, 경추암, 신경아세포종, 골육종, 자궁경부암, 전립선암 또는 직장암, 보다 바람직하게는 위암, 간암, 피부암, 폐암, 대장암, 자궁암, 난소암, 자궁경부암, 전립선암 또는 직장암을 포함하나, 반드시 이들로 제한되는 것은 아니다. 또한 상기 기술한 바와 같이 “혈액암”이란 골수성 백혈병이라고도 하며 골수의 백혈구 생성 조직이 무제한으로 증식하는 질환을 의미하는데, EGFR의 과발현에 의해 발생하는 암이면 고형암 뿐만 아니라 이러한 혈액암 또한 포함될 수 있다. As used herein, the term "cancer" includes all cancers induced by overexpression of EGFR and can be broadly classified into solid and hematological cancers, of which "solid cancer" refers to breast or prostate. Abnormal growth of cells in the solid organs of the back, as opposed to leukemia, which affects the liquid blood, specifically the bladder, breast, intestine, kidney, liver, brain, Carcinomas such as esophagus, gallbladder, ovary, pancreas, stomach, cervix, thyroid gland, prostate and skin (including squamous cell carcinoma); tumors of mesenchymal origin, including fibrosarcoma and rhabdomyosarcoma; astrocytoma, neuroblastoma, glioma and Tumors of the central and peripheral nervous system, including schwannomas, and other tumors, including melanoma, normal adenomas, teratomas, osteosarcomas, pigmentosa, keratinocytosis, thyroid follicular cancer and Kaposi's sarcoma, preferably Lung cancer, ovarian cancer, lung cancer, head and neck cancer, cervical cancer, neuroblastoma, osteosarcoma, cervical cancer, prostate cancer or rectal cancer, more preferably gastric cancer, liver cancer, skin cancer, lung cancer, colon cancer, uterine cancer, ovarian cancer, cervical cancer, prostate Cancer, or rectal cancer, including, but not necessarily limited to, "hematologic cancer" as described above, also referred to as myeloid leukemia, means a disease in which the leukocyte-producing tissues of bone marrow proliferate indefinitely. If the cancer develops, not only solid cancer but also such blood cancer may be included.

구체적인 일 양태로서, 본 발명의 암 예방 및 치료용 약제학적 조성물은 APPL1의 활성을 억제하는 물질을 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 APPL1의 활성 억제 물질(억제제)은 APPL1의 활성을 억제할 수 있는 물질이면 제한이 없으나, 바람직하게 상기 활성 억제 물질은 암 세포에서 발현하는 APPL1을 특이적으로 인식하는 항체이다. 이러한 항체는 다클론항체 뿐만 아니라 단일클론항체 및 이에 대한 카이메릭 항체, 인간화 항체 및 인간 항체를 모두 포함할 수 있고, 신규한 항체 외에 이미 당해 기술 분야에서 공지된 항체들도 포함될 수 있다. 바람직하게 상기 항체는 EGFR과의 결합을 억제함으로써, EGFR의 과발현에 의한 암을 예방 또는 치료할 수 있다.As a specific aspect, the pharmaceutical composition for preventing and treating cancer of the present invention may include a substance that inhibits the activity of APPL1. The activity inhibitory substance (inhibitor) of APPL1 according to the present invention is not limited as long as it is a substance capable of inhibiting the activity of APPL1. Preferably, the activity inhibitory substance is an antibody that specifically recognizes APPL1 expressed in cancer cells. Such antibodies may include polyclonal antibodies as well as monoclonal antibodies and chimeric antibodies, humanized antibodies and human antibodies thereto, as well as novel antibodies, as well as antibodies already known in the art. Preferably, the antibody can prevent or treat cancer due to overexpression of EGFR by inhibiting binding to EGFR.

상기 항체는 APPL1을 특이적으로 인식하는 결합의 특성을 갖는 한, 2개의 중쇄와 2개의 경쇄의 전체 길이를 가지는 완전한 형태뿐만 아니라, 항체 분자의 기능적인 단편을 포함한다. 항체의 분자의 기능적인 단편이란, 적어도 항원 결합 기능을 보유하고 있는 단편을 뜻하며, Fab, F(ab'), F(ab')2 및 Fv 등이 있다. 본 발명의 바람직한 실시예 및 실험예에서는 본 발명의 APPL1 중 EGFR과 결합하는 부위를 좀 더 구체적으로 확인하여 본 결과, APPL1 중 BAR 도메인과 EGFR이 결합함으로써 상호작용할 수 있다는 것을 확인하였다. 따라서 본 발명의 APPL1에 대한 활성 억제 물질은 APPL1에 대한 항체, 더욱 바람직하게는 APPL1의 BAR 도메인에 대한 항체일 수 있다. 또한 본 발명의 바람직한 실험예 및 실시예에서는, APPL1의 PH 도메인과 상호작용하는 물질이 PI3K에 의해 생산되는 포스포이노시티드(phosphoinositide)인 점에 착안하여, 이들 물질이 APPL1 및 EGFR의 결합에 영향을 미치는지 연구한 결과, APPL1과 EGFR의 결합에 필수적인 APPL1의 부위임을 밝혔으며, 따라서 본 발명의 APPL1의 활성 물질은 APPL1에 대한 항체, 더욱 바람직하게는 APPL1의 PH 도메인에 작용하는 항체일 수 있음을 확인하였다.Such antibodies include functional fragments of antibody molecules as well as complete forms having the full length of two heavy and two light chains, as long as they have the property of binding specifically to APPL1. The functional fragment of the molecule of an antibody means the fragment which has at least an antigen binding function, and includes Fab, F (ab '), F (ab') 2 , Fv, etc. In the preferred embodiments and experimental examples of the present invention in more detail confirming the binding site of the EGFR of APPL1 of the present invention, as a result, it was confirmed that the BAR domain and EGFR in APPL1 can interact by binding. Thus, the inhibitory activity against APPL1 of the present invention may be an antibody against APPL1, more preferably an antibody against the BAR domain of APPL1. In addition, in the preferred experimental examples and examples of the present invention, the substance that interacts with the PH domain of APPL1 is phosphoinositide produced by PI3K, these substances affect the binding of APPL1 and EGFR As a result of the study, it was revealed that the site of APPL1 is essential for binding of APPL1 and EGFR. Thus, the active substance of APPL1 of the present invention may be an antibody against APPL1, more preferably an antibody acting on the PH domain of APPL1. Confirmed.

또 다른 구체적인 일 양태로서, 본 발명의 암 예방 및 치료용 약제학적 조성 물은 APPL1의 발현을 억제하는 올리고뉴클레오티드를 포함할 수 있다. 바람직하게 상기 올리고뉴클레오티드는 APPL1의 mRNA에 대한 siRNA, shRNA 또는 APPL1 단백질의 mRNA에 상보적인 안티센스 핵산 서열이다.In another specific aspect, the pharmaceutical composition for preventing and treating cancer of the present invention may include an oligonucleotide that inhibits the expression of APPL1. Preferably said oligonucleotide is an antisense nucleic acid sequence complementary to siRNA, shRNA or mRNA of APPL1 protein for mRNA of APPL1.

본 발명에서 사용되는 용어, "siRNA"는 특정 mRNA의 절단(cleavage)을 통하여 RNAi(RNA interference) 현상을 유도할 수 있는 짧은 이중사슬 RNA를 의미한다. 표적 유전자의 mRNA와 상동인 서열을 가지는 센스 RNA 가닥과 이와 상보적인 서열을 가지는 안티센스 RNA 가닥으로 구성된다. siRNA는 표적 유전자의 발현을 억제할 수 있기 때문에 효율적인 유전자 넉다운(knockdown) 방법으로서 또는 유전자 치료의 방법으로 제공될 수 있다.As used herein, the term "siRNA" refers to a short double-chain RNA capable of inducing RNA interference (RNAi) through the cleavage of a particular mRNA. It consists of a sense RNA strand having a sequence homologous to mRNA of a target gene and an antisense RNA strand having a sequence complementary thereto. siRNAs can be provided as an efficient gene knockdown method or as a method of gene therapy because they can inhibit the expression of a target gene.

siRNA는 RNA끼리 짝을 이루는 이중사슬 RNA 부분이 완전히 쌍을 이루는 것에 한정되지 않고 미스매치(대응하는 염기가 상보적이지 않음), 벌지(일방의 사슬에 대응하는 염기가 없음) 등에 의하여 쌍을 이루지 않는 부분이 포함될 수 있다. 전체 길이는 10 내지 100 염기, 바람직하게는 15 내지 80 염기, 더욱 바람직하게는 20 내지 70염기이다. siRNA 말단 구조는 표적 유전자의 발현을 RNAi 효과에 의해 억제할 수 있는 것이면 평활(blunt) 말단 또는 점착(cohesive) 말단 모두 가능하다. 점착 말단 구조는 3' 말단 돌출한 구조와 5' 말단 쪽이 돌출한 구조 모두 가능하다. 돌출하는 염기 수는 한정되지 않는다. 또한 siRNA는 표적 유전자의 발현 억제 효과를 유지할 수 있는 범위에서 예를 들어, 한쪽 말단의 돌출 부분에 저분자 RNA(예를 들어, tRNA, rRNA, 바이러스 RNA와 같은 천연의 RNA 분자 또는 인공의 RNA 분자)를 포함할 수 있다. siRNA 말단 구조는 양측 모두 절단 구조를 가질 필요 는 없고, 이중 사슬 RNA 일반의 말단 부위가 링커 RNA에 의하여 접속된 스텝 루프형 구조일 수도 있다.siRNAs are not limited to completely paired double-stranded RNA moieties paired with RNA, but paired by mismatches (the corresponding bases are not complementary), bulges (there are no bases corresponding to one chain), and the like. May be included. The total length is 10 to 100 bases, preferably 15 to 80 bases, more preferably 20 to 70 bases. The siRNA terminal structure can be either blunt or cohesive, as long as the expression of the target gene can be inhibited by the RNAi effect. The cohesive end structure can be either a 3 'end projecting structure or a 5' end projecting structure. The number of protruding bases is not limited. In addition, siRNA is a low-molecular RNA (for example, natural RNA molecules such as tRNA, rRNA, viral RNA or artificial RNA molecules) in the protruding portion of one end to the extent that can maintain the expression inhibitory effect of the target gene It may include. The siRNA terminal structure does not need to have a cleavage structure at both sides, and may be a step loop structure in which the terminal portion of the double-stranded RNA is connected by linker RNA.

본 발명에서 사용되는 siRNA는 그 자체로 폴리뉴클레오타이드 페어링을 갖는 완전한 형태, 즉 시험관에서 siRNA를 직접 합성한 두 형질전환 과정을 거쳐 세포 안으로 도입되는 형태이거나, 생체 내에 투여된 후 이러한 형태를 갖도록 하나의 단일쇄 올리고뉴클레오타이드 단편과 이의 역방향(reverse) 상보물이 스페이서에 의해 분리된 단일쇄 폴리뉴클레오타이드로부터 유도될 수 있는 형태, 예를 들어 siRNA가 세포 안에서 발현되도록 제조된siRNA 발현 벡터 또는 PCR-유도된 siRNA 발현 카세트를 형질전환 또는 감염(infection) 과정을 거쳐 세포 안으로 도입되는 형태일 수 있다. siRNA를 제조하고 세포 또는 동물로 도입하는 방법의 결정은 목적 및 표적 유전자 산물의 세포 생물학적 기능에 따라 달라질 수 있다. 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 siRNA는 서열번호 1 또는 서열번호 2로 표시되는 서열을 가질 수 있다.The siRNA used in the present invention is itself a complete form with polynucleotide pairing, that is, a form introduced into a cell through two transformation processes in which the siRNA is directly synthesized in vitro, or one form to have such a form after administration in vivo. Single-chain oligonucleotide fragments and their reverse complements may be derived from single-chain polynucleotides separated by spacers, for example siRNA expression vectors or PCR-derived siRNAs prepared to be expressed in cells The expression cassette may be in a form introduced into a cell through a transformation or infection process. Determination of how to prepare an siRNA and introduce it into a cell or animal may depend on the purpose and cellular biological function of the target gene product. According to one embodiment of the present invention, the siRNA may have a sequence represented by SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2.

본 발명에서 사용되는 용어, "shRNA" 는 siRNA의 고가의 생합성 비용, 낮은 세포 형질감염 효율로 인한 RNA 간섭 효과의 단시간 유지 등의 단점을 극복하기 위한 것으로 RNA 중합효소 Ⅲ의 프로모터로부터 아데노 바이러스, 렌티 바이러스 및 플라스미드 발현 벡터 시스템을 이용하여 이를 세포 내로 도입하여 발현시킬 수 있으며, 이러한 shRNA는 세포 내에 존재하는 siRNA 프로세싱 효소(Dicer or Rnase Ⅲ)에 의해 정확한 구조를 갖는 siRNA로 전환되어 목적 유전자의 사일런싱을 유도함이 널리 알려져 있다. As used herein, the term "shRNA" is intended to overcome the disadvantages of the high cost of biosynthesis of siRNA, the short-term maintenance of RNA interference effect due to low cell transfection efficiency, and the adenovirus, lenti from the promoter of RNA polymerase III. Viral and plasmid expression vector systems can be used to introduce them into cells for expression, and these shRNAs are converted into siRNAs with the correct structure by siRNA processing enzymes (Dicer or Rnase III) present in the cells to silence the target genes. It is well known to induce.

본 발명에서 사용되는 용어, "안티센스 핵산"이란 특정 mRNA 의 서열에 상보적인 핵산 서열을 함유하고 있는 DNA 또는RNA 또는 이들의 유도체를 의미하고, mRNA 내의 상보적인 서열에 결합하여 mRNA의 단백질로의 번역을 저해하는 특징이 있다. 본 발명의 안티센스 서열은 APPL1 mRNA에 상보적이고 APPL1 mRNA에 결합할 수 있는 DNA 또는 RNA 서열을 의미하고, APPL1 mRNA의 번역, 세포질 내로의 전위(translocation), 성숙(maturation) 또는 다른 모든 전체적인 생물학적 기능에 대한 필수적인 활성을 저해할 수 있다. 안티센스 핵산의 길이는 6 내지 100 염기이고, 바람직하게는 8 내지 60 염기이고, 보다 바람직하게는 10 내지 40 염기이다.As used herein, the term "antisense nucleic acid" refers to DNA or RNA or a derivative thereof containing a nucleic acid sequence complementary to a sequence of a particular mRNA, and binds to the complementary sequence within the mRNA to translate the mRNA into a protein. There is a characteristic that inhibits. An antisense sequence of the invention refers to a DNA or RNA sequence that is complementary to APPL1 mRNA and capable of binding to APPL1 mRNA, and that is responsible for translation, translocation into the cytoplasm, maturation or any other overall biological function of APPL1 mRNA. May inhibit essential activity. The antisense nucleic acid has a length of 6 to 100 bases, preferably 8 to 60 bases, and more preferably 10 to 40 bases.

안티센스 RNA의 경우 통상의 방법으로 시험관에서 합성되어 생체 내로 투여하거나, 생체 내에서 안티센스 RNA가 합성되도록 할 수 있다. 시험관에서 안티센스 RNA를 합성하는 한 예는 RNA 폴리머라제Ⅰ를 이용하는 것이다. 생체 내에서 안티센스 RNA가 합성되도록 하는 한 가지 예는 인식부위(MCS)의 기원이 반대 방향에 있는 벡터를 사용하여 안티센스 RNA가 전사되도록 하는 것이다. 이런 안티센스 RNA는 서열 내에 번역 중지 코돈이 존재하도록 하여 펩타이드 서열로 번역되지 않도록 하는 것이 바람직하다.Antisense RNA can be synthesized in vitro and administered in vivo by conventional methods, or the antisense RNA can be synthesized in vivo. One example of synthesizing antisense RNA in vitro is using RNA polymerase I. One example of allowing antisense RNA to be synthesized in vivo is to allow the antisense RNA to be transcribed using a vector whose origin is in the opposite direction of the recognition site (MCS). Such antisense RNA is desirable to ensure that there is a translation stop codon in the sequence so that it is not translated into the peptide sequence.

본 발명의 조성물은 APPL1의 siRNA 또는 APPL1 안티센스 핵산의 1종 이상을 포함하는 외에, 환자의 암 세포의 증식을 억제시키는 추가의 물질을 포함할 수 있으며, 또는 siRNA 또는 안티센스 핵산 분자의 유입을 촉진시키는 제제, 예를 들어 리포좀(미국 특허 제4,897,355호, 제4,394,448호, 제4,23,871호, 제4,231,877호, 제4,224,179호, 제4,753,788호, 제4,673,567호, 제4,247,411호, 제4,814,270호)을 이용하거나 콜레스테롤, 콜레이트 및 데옥시콜산을 비롯한 다수의 스테롤류 중 1종의 친유성 담체와 함께 배합할 수도 있다. 또한 안티센스 핵산은 세포에 의해 흡수되는 펩티드에 접합시킬 수도 있다. 유용한 펩타이드의 예로는 펩타이드 호르몬, 항원 또는 항체 및 펩타이드 독소 등이 있다.The composition of the present invention may comprise an additional substance that inhibits the proliferation of cancer cells of a patient, in addition to comprising at least one of siRNA or APPL1 antisense nucleic acid of APPL1, or promoting the influx of siRNA or antisense nucleic acid molecules. Agents, for example liposomes (US Pat. Nos. 4,897,355, 4,394,448, 4,23,871, 4,231,877, 4,224,179, 4,753,788, 4,673,567, 4,247,411, 4,814,270) or It can also be combined with one of the lipophilic carriers of many sterols, including cholesterol, cholate and deoxycholic acid. Antisense nucleic acids can also be conjugated to peptides that are taken up by cells. Examples of useful peptides include peptide hormones, antigens or antibodies and peptide toxins.

본 발명의 조성물은 단독으로 사용할 수 있지만, 치료 효율을 증가시키기 위해 방사선 요법 또는 화학 요법(세포 성장 정지 또는 세포 독성 물질, 항생 물질형 물질, 알킬화제, 항대사성 물질, 호르몬제, 면역제, 인터페론형 물질, 사이클로옥시게나제 억제제, 메탈로매트릭스프로테아제 억제제, 텔로머라제 억제제, 티로신 키나제 억제제, 항성장인자 수용체 물질, 항-HER 물질, 항-EGFR 물질, 항-혈관생성 물질, 파르네실 트랜스퍼라제 억제제, ras-raf 시그날 전도 경로 억제제, 세포 주기 억제제, 기타 cdk 억제제, 튜불린 결합체, 토포이소머라제Ⅰ 억제제, 토포이소머라제 Ⅱ 억제제 등)과 같은 다른 항암 치료법과 병용하여 사용할 수 있다.The compositions of the present invention can be used alone, but radiation therapy or chemotherapy (cell growth arrest or cytotoxic substances, antibiotic-like substances, alkylating agents, anti-metabolic substances, hormonal agents, immunizing agents, interferon type) to increase the treatment efficiency Substances, cyclooxygenase inhibitors, metallomatrix protease inhibitors, telomerase inhibitors, tyrosine kinase inhibitors, anti-growth factor receptor substances, anti-HER substances, anti-EGFR substances, anti-angiogenic substances, farnesyl transferase inhibitors , ras-raf signal conduction pathway inhibitors, cell cycle inhibitors, other cdk inhibitors, tubulin conjugates, topoisomerase I inhibitors, topoisomerase II inhibitors, etc.).

본 발명의 조성물은 약제학적으로 허용되는 담체와 함께 투여될 수 있고, 경구 투여시에는 결합체, 활택제, 붕해제, 부형제, 가용화제, 분산제, 안정화제, 현탁화제, 색소, 향료 등을 사용할 수 있으며, 주사제의 경우에는 완충제, 보존제, 무통화제, 가용화제, 등장제, 안정화제 등을 혼합하여 사용할 수 있으며, 국소 투여용의 경우에는 기제, 부형제, 윤활제, 보존제 등을 사용할 수 있다. 본 발명의 조성물의 제형은 상술한 바와 같은 약제학적으로 허용되는 담체와 혼합하여 다양하게 제조될 수 있다. 예를 들어, 경구 투여시에는 정제, 트로키, 캡슐, 엘릭시르, 서스펜션, 시럽, 웨이퍼 등의 형태로 제조할 수 있으며, 주사제의 경우에는 단위 투약 앰플 또는 다수회 투약 형태로 제조될 수 있다.The composition of the present invention may be administered with a pharmaceutically acceptable carrier, and when used orally, a binder, a lubricant, a disintegrant, an excipient, a solubilizer, a dispersant, a stabilizer, a suspending agent, a pigment, a perfume, and the like may be used. In the case of injections, buffers, preservatives, analgesic agents, solubilizers, isotonic agents, stabilizers and the like can be mixed and used. For topical administration, bases, excipients, lubricants, preservatives and the like can be used. Formulations of the compositions of the present invention can be prepared in a variety of mixtures with the pharmaceutically acceptable carriers described above. For example, in the case of oral administration, it may be prepared in the form of tablets, troches, capsules, elixirs, suspensions, syrups, wafers, etc., and in the case of injections, they may be prepared in unit dosage ampoules or in multiple dosage forms.

본 발명에서 사용되는 용어, 투여는 어떠한 적절한 방법으로 환자에게 본 발명의 조성물을 도입하는 것을 의미하며, 본 발명의 조성물의 투여경로는 목적 조직에 도달할 수 있는 한 어떠한 일반적인 경로를 통하여 투여될 수 있다. 경구 투여, 복강 내 투여, 정맥 내 투여, 근육 내 투여, 피하 투여, 피내 투여, 비내 투여, 폐내 투여, 직장내 투여, 강내 투여, 복강 내 투여, 경막 내 투여가 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.As used herein, the term administration refers to introducing a composition of the invention to a patient in any suitable manner, and the route of administration of the composition of the invention may be administered via any general route as long as it can reach the desired tissue. have. Oral administration, intraperitoneal administration, intravenous administration, intramuscular administration, subcutaneous administration, intradermal administration, intranasal administration, pulmonary administration, rectal administration, intranasal administration, intraperitoneal administration, intradural administration, but are not limited thereto. Do not.

본 발명의 조성물의 유효 투여량의 범위는 성별, 체표면적, 질환의 종류 및 중증도, 연령, 약물에 대한 민감도, 투여경로 및 배출비율, 투여시간, 치료기간, 표적세포, 발현 수준 등 기타 의학 분야에 잘 알려진 다양한 요인에 따라 달라질 수 있으며, 당 분야의 전문가들에 의해 용이하게 결정될 수 있다.The range of effective dosages of the compositions of the present invention may range from sex, body surface area, type and severity of disease, age, sensitivity to drugs, route of administration and rate of release, time of administration, duration of treatment, target cells, expression levels, etc. It may vary according to various well-known factors, and can be easily determined by those skilled in the art.

다른 하나의 양태로서 본 발명은, (a) 암이 의심되는 개체의 세포에서 APPL1 및 EGFR의 결합량을 확인하는 단계;(b) 후보물질을 투여하는 단계; (c) APPL1 및 EGFR의 결합량을 확인하는 단계; 및 (d) 단계 (a) 및 (c)의 발현을 비교하는 단계를 포함하는 암 치료제의 스크리닝 방법에 관한 것이다.In another aspect, the present invention provides a method for treating cancer, comprising: (a) identifying the amount of binding of APPL1 and EGFR in cells of a subject suspected of having cancer; (b) administering a candidate; (c) identifying the binding amount of APPL1 and EGFR; And (d) comparing the expression of steps (a) and (c).

본 발명자들은 APPL1이 EGFR과 결합하여 EGFR 단백질 수준을 조절한다는 사실에 근거하여, APPL1이 상기 암들의 치료제로 사용될 수 있음을 밝혀내었다. 따라서 APPL1 및 EGFR의 결합 수준을 측정할 수 있는 제제를 포함하는 스크리닝을 수행 하는 경우, EGFR의 과발현에 의해 유도되는 암에 대한 치료제를 개발하는 방법으로 효과적으로 사용될 수 있다.Based on the fact that APPL1 binds to EGFR and regulates EGFR protein levels, we have found that APPL1 can be used as a therapeutic for these cancers. Therefore, when screening including an agent capable of measuring the binding level of APPL1 and EGFR, it can be effectively used as a method for developing a therapeutic agent for cancer induced by overexpression of EGFR.

본 발명의 용어 “후보물질”이란, APPL1과 EGFR의 결합을 억제 또는 촉진하는 제제를 의미하며, 상기 후보물질의 투여 전후에 APPL1과 EGFR의 결합 수준을 측정하여, 후보물질의 처리 전 보다 처리 후에 상기 두 분자의 결합 수준이 증가한 경우, 암을 촉진하는 제제로, 반대의 경우(후보물질의 처리 전 보다 후에 결합 수준이 감소한 경우)에는 해당 후보물질을 암을 예방 또는 치료할 수 있는 제제로 결정할 수 있다. 상기 결합 수준이란 결합량을 포함하는 개념이며, 두 분자의 결합량이 증가하는 것 뿐 만 아니라, 결합 활성이 증가하는 것 등 두 분자의 결합과 관련한 모든 정량적 또는 정성적 작용이 증가하는 것을 의미한다.The term "candidate" of the present invention refers to an agent that inhibits or promotes the binding of APPL1 and EGFR, and measures the binding level of APPL1 and EGFR before and after administration of the candidate, and after treatment than before treatment of the candidate. If the binding level of the two molecules is increased, the agent promoting cancer, and in the opposite case (when the binding level decreases before and after treatment of the candidate material), the candidate may be determined as an agent capable of preventing or treating cancer. have. The binding level is a concept including the binding amount, and means that not only the binding amount of the two molecules is increased, but also all quantitative or qualitative actions related to the binding of the two molecules are increased, such as an increase in binding activity.

상기 “APPL1 및 EGFR의 결합 수준을 측정할 수 있는 제제”는 상기 결합을 정량적 또는 정성적으로 측정할 수 있는 제제이면 제한되지 않으며, 바람직하게는 APPL1 및 EGFR, 각 단백질에 대한 항체일 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는 APPL1에 대한 다클론 항체 및 EGFR에 대한 항체를 사용하여, 두 항체가 모두 반응하는 것을 통해 해당 지역에서 두 단백질이 서로 결합하고 있음을 확인하였다.The “agent capable of measuring the binding level of APPL1 and EGFR” is not limited as long as it is an agent capable of quantitatively or qualitatively determining the binding, and preferably, may be an antibody against each protein of APPL1 and EGFR. In a preferred embodiment of the present invention, using a polyclonal antibody against APPL1 and an antibody against EGFR, it was confirmed that the two proteins bind to each other in the region through the reaction of both antibodies.

또한, 바람직하게 상기 APPL1 및 EGFR의 결합 수준의 측정은 추가적으로 EGFR의 과발현에 의한 세포 신호 전달 경로에 관여하는 Akt 또는 Erk 단백질의 인산화 수준을 측정함으로써 확인할 수 있다. Akt 및 Erk의 인산화 정도 측정은 당업 계에서 통상적으로 사용되는 방법이 제한 없이 사용될 수 있으며, Akt 또는 Erk 중 어느 하나만 측정하는 것도 가능하고, 둘 다 모두를 동시에 측정하는 것도 가능하다. 이러한 인산화 정도 측정은 APPL1 및 EGFR의 결합 수준을 측정하는 것 외에 보충적으로 사용될 수도 있고, APPL1 및 EGFR의 결합 수준을 검증하는 수단으로도 사용될 수 있다.In addition, preferably the measurement of the binding level of APPL1 and EGFR can be confirmed by additionally measuring the phosphorylation level of Akt or Erk protein involved in the cellular signal transduction pathway by overexpression of EGFR. The phosphorylation degree of Akt and Erk can be used without limitation in the methods commonly used in the art, it is possible to measure either Akt or Erk, or both can be measured simultaneously. The degree of phosphorylation may be used in addition to measuring the binding level of APPL1 and EGFR, or may be used as a means of verifying the binding level of APPL1 and EGFR.

이하, 본 발명을 실시예 및 실험예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시적으로 실시하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예 및 실험예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through Examples and Experimental Examples. However, these Examples and Experimental Examples are for carrying out the present invention by way of example and the scope of the present invention is not limited to these Examples and Experimental Examples.

본 발명의 APPL1 억제제를 이용하는 경우 EGFR의 발현을 감소시킬 뿐만 아니라, EGFR의 안정화를 조절함으로써 EGFR의 과발현에 의해 발생하는 암을 효과적으로 치료할 수 있다. 또한 본 발명의 스크리닝 방법을 이용하는 경우, 세포 신호 전달에 의해 세포의 성장, 증식 및 분화에 핵심적으로 관여하는 APPL1 및 EGFR의 결합을 억제 또는 촉진하는 물질을 편리하게 탐색할 수 있는바, 효과적인 암 치료제를 스크리닝할 수 있다.The use of the APPL1 inhibitor of the present invention not only reduces the expression of EGFR but also regulates the stabilization of EGFR, thereby effectively treating cancer caused by overexpression of EGFR. In addition, when using the screening method of the present invention, it is possible to conveniently search for a substance that inhibits or promotes the binding of APPL1 and EGFR, which are essential for cell growth, proliferation and differentiation by cell signal transduction, and thus an effective cancer therapeutic agent. Can be screened.

실험예 1. 플라스미드 구조물 및 RNA 간섭Experimental Example 1. Plasmid Structure and RNA Interference

인간 APPL1 유전자를 인간 배아 신장 섬유아세포 (human embryonic kidney fibroblast cells)로부터 정제한 mRNA를 이용하여 RT-PCR에 의해 증폭시켰다. APPL1의 전장 (#1), BAR-PH(#2, aa 1-499), BAR(#3, aa 1-273), PH-PTB(#4, aa 265-709), 및 PTB(#5, aa 486-709) 도메인을 pCMV6-HA 또는 pCMV6-SRT 포유류 발현 벡터에 삽입시켰다(Lee, J. R., Chang, Y. Y., and Hahn, M. J. (2001) Biotechniques 31, 541-545). 인간 EGFR 유전자를 Dr P.G., Suh(Postech Pohang, Korea)로부터 제공받았다. APPL1에 대한 듀플렉스 siRNA(duplex small interfereing RNA)(5‘-GGGAGGCAGGCGTACAAAT(서열번호 1) 및 5'-AUUUGUACGCCUGCCUCCC (서열번호 2))를 Dharmacon(Lafayette, CO, USA)로부터 합성하였다. 음성 대조군 혼합된(scrambled) siRNA를 Ambion(Austin, TX, USA)로부터 구입하였다.Human APPL1 gene was amplified by RT-PCR using mRNA purified from human embryonic kidney fibroblast cells. Full length of APPL1 (# 1), BAR-PH (# 2, aa 1-499), BAR (# 3, aa 1-273), PH-PTB (# 4, aa 265-709), and PTB (# 5 , aa 486-709) domains were inserted into pCMV6-HA or pCMV6-SRT mammalian expression vectors (Lee, JR, Chang, YY, and Hahn, MJ (2001) Biotechniques 31, 541-545). Human EGFR gene was provided by Dr P.G., Suh (Postech Pohang, Korea). Duplex small interfereing RNAs (APPL1) (5'-GGGAGGCAGGCGTACAAAT (SEQ ID NO: 1) and 5'-AUUUGUACGCCUGCCUCCC (SEQ ID NO: 2)) for APPL1 were synthesized from Dharmacon (Lafayette, CO, USA). Negative control scrambled siRNA was purchased from Ambion (Austin, TX, USA).

실험예 2. 세포 배양 및 형질감염Experimental Example 2. Cell Culture and Transfection

HEK293 세포 및 HeLa 세포를 10% 우태혈청(fetal bovine serum)이 충진된 DMEM에서 키웠다. 면역침전(immunoprecipitation)을 위하여, HEK293 세포를 인산칼슘(calcium phosphate) 침전 방법을 사용하여 발현 플라스미드로 형질감염시켰다. HeLa 세포 내 siRNA 및 발현 플라스미드 형질감염을 위하여, 제조사의 프로토콜에 따라 마이크로포레이션(microporation) 방법을 수행하였다.HEK293 cells and HeLa cells were grown in DMEM filled with 10% fetal bovine serum. For immunoprecipitation, HEK293 cells were transfected with the expression plasmid using the calcium phosphate precipitation method. For siRNA and expression plasmid transfection in HeLa cells, a microporation method was performed according to the manufacturer's protocol.

실험예 3. 항체 및 화학물질Experimental Example 3. Antibodies and Chemicals

인간 APPL1의 C-말단 PTB 도메인에 대하여 APPL1 토끼 다클론 항체를 제조하였다. 혈청을 Sulfolink 비드(Pierce, Rockford IL, USA)를 사용하여 정제하였다. 본 실험에 사용한 다른 항체들은 다음과 같다: 항-HA(Roche, Basel, Switzerland), 항-β-액틴(Sigma-Aldrich, St Louis, MO, USA), 마우스 항-EGFR(Zymed, San Francisco, CA, USA), 토끼 항-EGFR(Santa Cruz, Santa Cruz, CA, USA), 항-Akt, 항-인산-Akt, 항-Erk1/2, 항-인산-Erk1/2(Cell Signaling Technology, Laboratories, Franklin Lakes, NJ, US), 항-c-Cbl(BD Transduction Laboratories, Franklin Lakes, NJ, USA) 및 FITC-융합 염소 항-토끼 IgG(ICN, Irvine, CA, USA). 로다민-융합 EGF를 Molecular Probes(Eugene, OR, USA)로부터 구입하였다. EGF 및 Hoechst 염색제는 Sigma-Aldrich(St Louis, Mo, USA)로부터 구입하였다.APPL1 rabbit polyclonal antibodies were prepared against the C-terminal PTB domain of human APPL1. Serum was purified using Sulfolink beads (Pierce, Rockford IL, USA). Other antibodies used in this experiment were: anti-HA (Roche, Basel, Switzerland), anti-β-actin (Sigma-Aldrich, St Louis, MO, USA), mouse anti-EGFR (Zymed, San Francisco, CA, USA), rabbit anti-EGFR (Santa Cruz, Santa Cruz, CA, USA), anti-Akt, anti-phosphate-Akt, anti-Erk1 / 2, anti-phosphate-Erk1 / 2 (Cell Signaling Technology, Laboratories , Franklin Lakes, NJ, US), anti-c-Cbl (BD Transduction Laboratories, Franklin Lakes, NJ, USA) and FITC-fused goat anti-rabbit IgG (ICN, Irvine, CA, USA). Rhodamine-fused EGF was purchased from Molecular Probes (Eugene, OR, USA). EGF and Hoechst stains were purchased from Sigma-Aldrich (St Louis, Mo, USA).

실험예 4. 면역침전 및 면역블롯팅(immunoblotting)Experimental Example 4. Immunoprecipitation and Immunoblotting

면역블롯 및 면역침전 분석은 이전에 공지된 방법에 따라 수행되었다(Lee, S. J., Lee, J. R., Hahn, H. S., Kim, Y. H., Ahn, J. H., Bae, C. D., Yang, J. M., and Hahn, M. J. (2007) Exp Mol Med 39, 450-457). 세포를 용해 버퍼(50mM Tris-HCl, pH 8.0, 0.1% Triton X-100, 50mM 플루오로화나트륨(sodium fluoride), 5mM 피로인산나트륨(sodium pyrophosphate), 1mM PMSF, 1mM 올쏘바나데이트산나트륨(sodium orthovanadate), 2mM 류펩틴(leupeptin))에 30분 동안 차갑게 용해시켰다. 유비퀴틴화 분석(ubiquitination assay)을 위하여, 10mM NEM을 용해 버퍼에 첨가하였다. 원심분리 후, 상청액의 단백질 농도를 BSA 키트(Pierce, Rockford, IL, USA)에 의해 확인하였다. 세포 용해물을 지시된 항체와 배양하였다. 4℃에서 1시간 동안 배양한 후, A-세파로스 비드(A-Sepharose beads)를 첨가하고, 몇 시간 동안 흡수시켰다. 면역 복합체를 펠렛화 하였고, 용해 버퍼로 두 번 세척한 후, 100mM NaCl을 포함하는 용해 버퍼로 두 번 세척하였다. SDS-PAGE로 단백질을 분리하고 이동시켰다. 블록킹(blocking) 후, 막을 적절한 항체로 탐침하였고, ECL 시스템(GE Healthcare, Buckinghamshire, UK)으로 검출하였다. 밀도측정 정량(Densitometric quantification)을 LAS-3000을 사용하여 수행하였고, Gauge 이미지 분석 소프트웨어(Fuji Photo Film)을 사용하여 분석하였다.Immunoblot and immunoprecipitation assays were performed according to previously known methods (Lee, SJ, Lee, JR, Hahn, HS, Kim, YH, Ahn, JH, Bae, CD, Yang, JM, and Hahn, MJ ( Exp Mol Med 39, 450-457). Cells were dissolved in lysis buffer (50 mM Tris-HCl, pH 8.0, 0.1% Triton X-100, 50 mM sodium fluoride, 5 mM sodium pyrophosphate, 1 mM PMSF, 1 mM sodium sorbovadate) orthovanadate), 2 mM leupeptin) for 30 min. For ubiquitination assay, 10 mM NEM was added to the lysis buffer. After centrifugation, the protein concentration of the supernatant was confirmed by BSA kit (Pierce, Rockford, IL, USA). Cell lysates were incubated with the indicated antibodies. After 1 hour of incubation at 4 ° C., A-Sepharose beads were added and absorbed for several hours. Immune complexes were pelleted, washed twice with lysis buffer and then washed twice with lysis buffer containing 100 mM NaCl. Proteins were separated and transferred by SDS-PAGE. After blocking, membranes were probed with appropriate antibodies and detected by an ECL system (GE Healthcare, Buckinghamshire, UK). Densitometric quantification was performed using the LAS-3000 and analyzed using Gauge image analysis software (Fuji Photo Film).

실험예 5. 면역형광Experimental Example 5. Immunofluorescence

HeLa 세포를 PBS 내 4% 파라포름알데하이드(paraformaldehyde)로 고정시켰다. 블록킹 후, 고정된 세포를 항-APPL1 항체와 함께 배양하였다. FITC-융합 항-토끼 항체를 1차 항체 검출용으로 사용하였다. 핵을 Hoechst 시약으로 염색하였다. LSM510 META(Zeiss)fmf 사용하여 공초점 현미경 분석을 수행하였다.HeLa cells were fixed with 4% paraformaldehyde in PBS. After blocking, immobilized cells were incubated with anti-APPL1 antibodies. FITC-fusion anti-rabbit antibodies were used for primary antibody detection. Nuclei were stained with Hoechst reagent. Confocal microscopy analysis was performed using LSM510 META (Zeiss) fmf.

실험예 6. EGFR 내재화(internalization) 분석Experimental Example 6 EGFR Internalization Analysis

혼합된 siRNA 또는, APPL1에 대한 siRNA로 처리된 HeLa 세포를 4℃에서 1시간 동안 DHB(25mM HEPES를 포함하는 DMEM, 0.2% 무-지방산 BSA) 내 125I-EGF 1.7nM와 배양하였다. 결합하지 않은 리간드를 차가운 PBS(ice-cold PBS)로 세척하였다. 세포를 37℃에서 옮기고, 몇 계대(periods) 동안 배양하였다. 각 시점의 마지막에, 세포를 산 스트립 버퍼(acid strip buffer)(0.2M 아세트산, 0.5M NaCl, pH 2.8)로 세척하였고, 표면 결합 단편에 대해 감마 카운터(gamma counter)로 측정하였다. 남아있는 세포를 용해 버퍼(1M NaOH)로 용해하였고, 내재화된 단편을 측정하였다.HeLa cells treated with mixed siRNA or siRNA for APPL1 were incubated with 125 I-EGF 1.7 nM in DHB (DMEM with 25 mM HEPES, 0.2% fatty acid free BSA) at 4 ° C. for 1 hour. Unbound ligand was washed with cold PBS (ice-cold PBS). Cells were transferred at 37 ° C. and incubated for several passages. At the end of each time point, cells were washed with acid strip buffer (0.2M acetic acid, 0.5M NaCl, pH 2.8) and measured with a gamma counter for surface bound fragments. The remaining cells were lysed with lysis buffer (1M NaOH) and internalized fragments were measured.

실시예 1. APPL1과 EGFR의 결합Example 1 Combination of APPL1 and EGFR

뉴클레오좀 리모델링 및 히스톤 디아세틸레이즈 복합체 NuRD/MeCP1와 상호작용을 통한 DNA 복제(replication)에서, EGF 자극에 대해, EGF는 핵 내 APPL1의 전위(translocation)를 유도하는 APPL1-함유 엔도좀(APPL1-contatining endosomes) 내로 빠르게 내재화된다는 사실은 이전에 알려져 있었다(Miaczynska, M., Christoforidis, S., Giner, A., Shevchenko, A., Uttenweiler-Joseph, S., Habermann, B., Wilm, M., Parton, R. G., and Zerial, M. (2004) Cell 116, 445-456). 최근 APPL1이 엔도좀에서 TrkA에 결합하고, NGF에 의해 유도되는 neuritogenesis를 조절한다고 보고 되었다(Varsano, T., Dong, M. Q., Niesman, I., Gacula, H., Lou, X., Ma, T., Testa, J. R., Yates Iii, J. R., and Farquhar, M. G. (2006) Molecular and Cellular Biology 26, 8942-8952, Lin, D. C., Quevedo, C., Brewer, N. E., Bell, A., Testa, J. R., Grimes, M. L., Miller, F. D., and Kaplan, D. R. (2006) Mol Cell Biol 26, 8928-8941). 엔도좀 구획(endosomal compartments)에서의 이러한 상호작용은, 핵 내에서 APPL1의 어떤 현저한 전위 없이, MEK, ERK 및 Akt의 NGF-매개 활성을 요구하는 것으로 나타났다. 그러므로 본 발명자들은 엔도좀 구획에서 APPL1이 EGFR과 결합하고, EGFR-개시 신호 이벤트를 조절할 수 있다고 가정하였다. 이러한 가설을 검증하기 위하여, 본 발명자들은 HEK293 세포에 SRT-태그된 인간 APPL1 및 HA-태그된 EGFR에 대한 발현 벡터를 공-형질감염(cotransfected)시켰다. 48시간 후, 세포를 수득하였고, 세포 용해물을 SRT 항체로 공-면역침전을 수행한 후, HA 및 SRT에 대한 항체로 면역블롯 분석을 수행하였다. 도 1A에 나타낸 것과 같이, APPL1은 EGFR과 함께 침전되었다. EGFR과 상호작용을 매개하는 APPL1의 도메인을 동정하기 위하여, 도메인 구조에 따른 APPL1의 다양한 결손 구조물을 제조하였다(도 1B). 도 1C에 나타낸 바와 같이, APPL1의 N-말단 BAR 도메인을 포함하는 1-499 구조물 및 1-273 구조물은, EGFR과 공-면역침전되었다. 그러나 APPL1의 BAR 도메인을 포함하는 1-273 구조물은 전장 APPL1과 비교하여 훨씬 효과적으로 EGFR에 결합하였다. 흥미롭게도, APPL1의 BAR 및 PH 도메인 모두를 포함하는 1-499 구조물 돌연변이는, 1-273 구조물과 비교하여 감소된 EGFR 결합을 나타내었는데, 이는 APPL1의 PH 도메인이 BAR 도메인의 EGFR 결합에 중요한 역할을 할 수 있다는 것을 암시한다(도 1C, 아래 패널의 2 레인 및 3 레인). 반면, 265-709 및 486-709 돌연변이에서는 EGFR 결합이 매우 감소 되었는데, 이는 APPL1의 1-273 아미노산 영역을 포함하는 BAR 도메인이 EGFR 결합 부위를 포함하고 있다는 것을 의미한다. 내부 APPL1(endogenous APPL1)이 EGFR과 상호작용하는지 여부를 분석하기 위하여, 본 발명자들은 APPL1에 대한 다클론항체를 제조하였고, 그 특이성을 특성화하였다. HEK293 세포를 SRT 대조군 또는 SRT-태그된 APPL1에 대한 벡터로 형질감염시켰고, SRT 또는 APPL1에 대한 항체로 면역 블롯 분석을 수행하였다. SRT-태그된 APPL1 단백질은 항-APPL1 뿐만 아니라 항-SRT에 의해 인식되어 ~80kD 분자질량의 단일밴드로 나타났다. 또한 내부 APPL1은 대조군의 형질감염된 세포 내 APPL1 항체로 인식가능하였다(도 1D). 아울러 이러한 신호는 면역블롯 및 면역세포화학(immunocytochemistry) 분석 모두에서 APPL1에 대한 특이적 siRNA에 의해 감소되었다(도 1E 및 1F). 이러한 결과로부터, 본 발명자들은 이러한 항체가 APPL1에 대해 특이적이라고 결론내렸고, 그것을 추가적인 연구에 사용하였다. 내부 APPL1 및 EGFR 사이의 결합이 EGF 자극 의존적인지 여부를 검증하기 위하여, 일정 시간 기간 동안 HeLa 세포를 100ng/ml EGF로 처리하였다. 세포 용해물물을 APPL1 항체로 면역침전한 후 EGFR 항체로 면역블롯 분석을 수행하였다. EGF 자극 5분 후, EGFR과 내부 APPL1의 결합이 현저하게 증가하였으며, 이는 이러한 단백질들의 결합이 EGF 자극 의존적이라는 것을 의미한다(도 1G). APPL1의 PH 도메인은 PI3K에 의해 제조되는 포스포이노시티드(phosphoinositide)와 상호작용한다고 알려져 있다(Chial, H. J., Wu, R., Ustach, C. V., McPhail, L. C., Mobley, W. C., and Chen, Y. Q. (2008) Traffic 9, 623-624). 이러한 가능성을 조사하기 위하여, EGF 자극하기 30분 전에 PI3K 억제제인 wortmannin으로 세포를 처리하였다. EGF 처리 5분 후, 세포 용해물을 APPL1 항체로 면역침전시켰고, 그 후 EGFR 항체를 사용하여 면역블롯 분석을 수행하였다. wortmannin에 의한 PI3K 억제는 HeLa 세포 내에서 내부 APPL1 및 EGFR 사이의 결합을 현저하게 감소시켰고, 이는 APPL1의 PH 도메인이 EGFR과의 결합에 있어서 조절 역할을 한다는 것을 뒷받침한다(도 1H).In DNA replication through nucleosome remodeling and interaction with histone deacetylase complex NuRD / MeCP1, for EGF stimulation, EGF is responsible for APPL1-containing endosomes (APPL1) that induce translocation of APPL1 in the nucleus. It was previously known that it rapidly internalized into -contatining endosomes (Miaczynska, M., Christoforidis, S., Giner, A., Shevchenko, A., Uttenweiler-Joseph, S., Habermann, B., Wilm, M). , Parton, RG, and Zerial, M. (2004) Cell 116, 445-456). Recently, it has been reported that APPL1 binds to TrkA in endosomes and regulates neuritogenesis induced by NGF (Varsano, T., Dong, MQ, Niesman, I., Gacula, H., Lou, X., Ma, T , Testa, JR, Yates Iii, JR, and Farquhar, MG (2006) Molecular and Cellular Biology 26, 8942-8952, Lin, DC, Quevedo, C., Brewer, NE, Bell, A., Testa, JR, Grimes, ML, Miller, FD, and Kaplan, DR (2006) Mol Cell Biol 26, 8928-8941). This interaction in the endosomal compartments has been shown to require NGF-mediated activity of MEK, ERK and Akt without any significant translocation of APPL1 in the nucleus. We therefore assumed that APPL1 binds to EGFR and modulates EGFR-initiated signaling events in the endosomal compartment. To test this hypothesis, we cotransfected HEK293 cells with expression vectors for SRT-tagged human APPL1 and HA-tagged EGFR. After 48 hours, cells were obtained and cell lysates were co-immunoprecipitated with SRT antibodies followed by immunoblot analysis with antibodies against HA and SRT. As shown in FIG. 1A, APPL1 precipitated with EGFR. In order to identify the domain of APPL1 mediating interaction with EGFR, various deletion constructs of APPL1 according to the domain structure were prepared (FIG. 1B). As shown in FIG. 1C, 1-499 constructs and 1-273 constructs comprising the N-terminal BAR domain of APPL1 were co-immunoprecipitated with EGFR. However, the 1-273 construct containing the BAR domain of APPL1 bound EGFR much more effectively than full length APPL1. Interestingly, the 1-499 construct mutations, including both the BAR and PH domains of APPL1, showed reduced EGFR binding compared to the 1-273 construct, where the PH domain of APPL1 plays an important role in EGFR binding of the BAR domain. Imply that it can (FIG. 1C, lanes 2 and 3 in the bottom panel). On the other hand, in 265-709 and 486-709 mutations, EGFR binding was greatly reduced, which means that the BAR domain containing the 1-273 amino acid region of APPL1 contains the EGFR binding site. To analyze whether internal endogenous APPL1 interacts with EGFR, we prepared polyclonal antibodies to APPL1 and characterized their specificity. HEK293 cells were transfected with a vector for SRT control or SRT-tagged APPL1 and immunoblot analysis was performed with antibodies to SRT or APPL1. SRT-tagged APPL1 protein was recognized by anti-SRT as well as anti-APPL1, resulting in a single band of ˜80 kD molecular mass. Internal APPL1 was also recognizable as APPL1 antibody in the transfected cells of the control group (FIG. 1D). In addition, this signal was reduced by specific siRNA for APPL1 in both immunoblot and immunocytochemistry analysis (FIGS. 1E and 1F). From these results, we concluded that these antibodies were specific for APPL1 and used them for further studies. To verify whether the binding between internal APPL1 and EGFR is EGF stimulatory dependent, HeLa cells were treated with 100ng / ml EGF for a period of time. Cell lysates were immunoprecipitated with APPL1 antibody followed by immunoblot analysis with EGFR antibody. After 5 minutes of EGF stimulation, the binding of EGFR to internal APPL1 increased significantly, indicating that the binding of these proteins was EGF stimulatory dependent (FIG. 1G). The PH domain of APPL1 is known to interact with phosphoinositide produced by PI3K (Chial, HJ, Wu, R., Ustach, CV, McPhail, LC, Mobley, WC, and Chen, YQ ( 2008) Traffic 9, 623-624. To investigate this possibility, cells were treated with wortmannin, a PI3K inhibitor, 30 minutes before EGF stimulation. Five minutes after EGF treatment, cell lysates were immunoprecipitated with APPL1 antibody, followed by immunoblot analysis using EGFR antibody. PI3K inhibition by wortmannin markedly reduced binding between internal APPL1 and EGFR in HeLa cells, supporting that the PH domain of APPL1 plays a regulatory role in binding to EGFR (FIG. 1H).

실시예 2. APPL1와 Rh-EGF의 일시적 공-편재화(colocalize)Example 2 Temporary Colocalization of APPL1 and Rh-EGF

상기 상호작용의 세포 내 편재화를 조사하기 위하여, HeLa 세포를 무-혈청에서 12시간 동안 배양하였고, 4℃에서 30분 동안 100ng/ml 로다민-융합 EGF(Rh-EGF)과 함께 배양하였다. 세포를 이후 37℃에 옮기고, 일정 시간 동안 더 배양한 뒤, APPL1 항체로 면역염색을 수행하였다. 4℃, 30분 동안 배양된 세포에서, Rh-EGF는 원형질막(plasma membrane)을 따라 약하게 검출된 반면, APPL1은 세포질(cytoplasm) 전체에서 검출되었다. 흥미롭게도, 세포를 37℃에서 5분간 이동시킨 경우, Rh-EGF와 일부 공-편재되는 APPL1은 원형질막에 가깝게 유인되었다. 그 후, 대부분의 APPL1은 세포질 베지클(cytoplasmic vesicles)에 재편재(relocalization)되었고, 이는 Rh-EGF와의 공-편재화 관찰을 힘들게 하였다. 그러나, 핵 내에서 APPL1의 현저한 전위는 관찰되지 않았다. 면역침전 분석과 함께 이러한 데이터들은 APPL1이 EGF 자극에 의존적인 EGFR과 연관되어 있다는 것을 의미한다.To investigate the intracellular localization of this interaction, HeLa cells were incubated for 12 hours in serum-free and incubated with 100ng / ml rhodamine-fusion EGF (Rh-EGF) for 30 minutes at 4 ° C. The cells were then transferred to 37 ° C., further incubated for some time, followed by immunostaining with APPL1 antibody. In cells incubated at 4 ° C. for 30 minutes, Rh-EGF was weakly detected along the plasma membrane, while APPL1 was detected throughout the cytoplasm. Interestingly, when cells were moved at 37 ° C. for 5 min, Rh-EGF and some co-localized APPL1 were attracted close to the plasma membrane. After that, most of the APPL1 was relocalized in cytoplasmic vesicles, which made it difficult to observe co-localization with Rh-EGF. However, no significant translocation of APPL1 was observed in the nucleus. These data along with immunoprecipitation analyzes indicate that APPL1 is associated with EGFR dependent on EGF stimulation.

실시예 3. APPL1은 EGFR 안정화를 제어함으로써 EGFR 신호(signaling)를 조절함Example 3 APPL1 Regulates EGFR Signaling by Controlling EGFR Stabilization

본 발명자들은 EGFR-매개 신호 및 수송(trafficking)에서 APPL1의 역할을 조사하였다. 첫 번째 HeLa 세포를 APPL1에 대한 특이적 siRNA로 형질감염시키고, 세포 용해물을 APPL1, EGFR 및 로딩 대조군으로서 β-액틴에 대한 항체로 면역블롯 분석을 수행하였다. 흥미롭게도, APPL1 넉다운(knockdown) HeLa 세포는 대조군인 혼합된 siRNA로 형질감염된 세포와 비교하여 EGFR 단백질에서 현저한 감소를 보였다. 이러한 세포들을 그 후 무-혈청에 12 시간 두었고, 100ng/ml EGF로 일정 시간 동안 자극시켰다. 대부분 그 세포 내 영역의 인산화(phosphorylation)에 기인하여 대조군에서 EGFR은 EGF 자극에 대해 느린 이동(migration)을 나타내었다. 이러한 세포에서, EGFR 단백질은 EGF 자극 30분 후 뚜렷하게 감소하였다. 반면, APPL1 넉다운 세포는 EGF 자극 5분 후 뚜렷한 EGFR 감소를 나타내었다(도 3B). We investigated the role of APPL1 in EGFR-mediated signaling and trafficking. The first HeLa cells were transfected with specific siRNA for APPL1, and cell lysates were subjected to immunoblot analysis with antibodies against β-actin as APPL1, EGFR and loading controls. Interestingly, APPL1 knockdown HeLa cells showed a significant reduction in EGFR protein as compared to cells transfected with control siRNA. These cells were then placed in serum-free 12 hours and stimulated with 100ng / ml EGF for some time. Most of the EGFR in the control group showed slow migration to EGF stimulation due to the phosphorylation of its intracellular region. In these cells, EGFR protein was markedly reduced 30 minutes after EGF stimulation. In contrast, APPL1 knockdown cells showed a pronounced EGFR reduction 5 minutes after EGF stimulation (FIG. 3B).

다음으로 본 발명자들은 APPL1 과발현 세포에서 EGF에 대한 EGFR 수준을 분석하였다. EGFR 단백질 수준은 대조군 세포에서 보다 HeLa 세포에서 APPL1 과발현이 현저히 높게 나타났다 (도 3C, 위 패널). 그러나 APPL1 과발현 세포는 초기 시점에 EGFR 단백질 증가를 나타내었다. 그러므로 본 발명자들은 농도측정계(densitometry)로 EGFR 신호를 측정하였고, 각 세포 타입에 대해 초기 0 (시간) 시점을 100%으로 설정하였다. 상대적 EGFR 신호 강도를 대조군과 비교하여 측정하였다(도 3C, 아래 패널). EGF 처리 30분 후, 벡터로 형질전환된 대조군 세포에서 EGFR의 약 44%가 유지된 반면, APPL1 과발현된 세포에서 EGFR의 72%가 검출되었으며(도 3C), 이는 APPL1이 EGF 자극에 의해 유도되는 EGFR의 분해율을 조절할 수 있다는 것을 의미한다.Next we analyzed the EGFR levels for EGF in APPL1 overexpressing cells. EGFR protein levels were significantly higher in APPL1 overexpression in HeLa cells than in control cells (FIG. 3C, upper panel). However, APPL1 overexpressing cells showed an increase in EGFR protein at early time points. Therefore, we measured the EGFR signal by densitometry and set the initial 0 (time) time point to 100% for each cell type. Relative EGFR signal intensity was measured compared to the control (FIG. 3C, bottom panel). After 30 minutes of EGF treatment, about 44% of EGFR was maintained in control cells transformed with the vector, whereas 72% of EGFR was detected in APPL1 overexpressed cells (FIG. 3C), indicating that APPL1 is induced by EGF stimulation. This means that the rate of degradation of EGFR can be controlled.

APPL1에 의한 EGFR 안정화의 기능적 중요성을 증명하기 위하여, 본 발명자들은 다운스트림 신호 분자의 활성화 상태를 분석하였다. APPL1 과발현 HeLa 세포를 일정 시간 기간 동안 EGF로 처리하였고, Akt 및 Erk의 활성화 상태를 Akt 및 ERK1/2에 대한 인-특이적 항체(phospho-specific antibodies) 및 전체 Akt 및 Erk에 대한 항체를 사용하여 분석하였다. EGF 자극 5분 후, 양 카이네이즈(kinases)를 대조군 및 APPL1 과발현 세포에서 카이네이즈의 발현의 변화 없이 강하게 인산화시 켰다. 그러나 APPL1 과발현은 5분간 EGF 처리에 대응하여 Akt 인산화의 3배, Erk 인산화의 1.55배가 증가하였다(도 4A). 반대로, APPL1 넉다운은 EGF 처리 5분 후, 인산-Akt(65%) 및 인산-ERK1/2(32%)의 감소를 나타내었다. 이러한 데이터는 APPL1이 EGF에 대응하여 EGFR에 의해 유도되는 Akt 및 Erk1/2의 효과적인 활성화에 필요하다는 것을 의미한다.To demonstrate the functional importance of EGFR stabilization by APPL1, we analyzed the activation state of downstream signal molecules. APPL1 overexpressing HeLa cells were treated with EGF for a period of time, and activation status of Akt and Erk was determined using phosphorus-specific antibodies against Akt and ERK1 / 2 and antibodies against total Akt and Erk. Analyzed. Five minutes after EGF stimulation, both kinases were strongly phosphorylated without altering the expression of kinase in control and APPL1 overexpressing cells. However, APPL1 overexpression increased 3 times of Akt phosphorylation and 1.55 times of Erk phosphorylation in response to EGF treatment for 5 minutes (FIG. 4A). In contrast, APPL1 knockdown showed a decrease in phosphate-Akt (65%) and phosphate-ERK1 / 2 (32%) after 5 minutes of EGF treatment. These data indicate that APPL1 is required for the effective activation of Akt and Erk1 / 2 induced by EGFR in response to EGF.

실시예 4. EGFR 수송을 조절하는 APPL1Example 4 APPL1 Regulating EGFR Transport

EGFR의 내재화는 그의 수송 및 분해의 첫 번째 단계이며, 따라서 APPL1에 의한 EGFR 내재화의 감소는 EGFR 분해에 영향을 미칠 수 있다. EGFR의 내재화가 APPL1의 고갈에 의해 영향을 받는지 여부를 조사하기 위하여, 대조군 혼합 siRNA 또는 APPL1 siRNA로 HeLa 세포를 형질감염 시켰고, 4℃에서 1.7nM 125I-EGF로 1시간 동안 배양하였으며, 결합하지 않은 리간드는 씻어 내었다. 그 다음 세포를 37℃에서 일정 시간 동안 배양하고, 세척한 뒤, 표면-결합 방사성 리간드를 측정하였다. 또한 내재화된 단편은 세포를 용해시킴으로써 수득하였다. 내재화된 125I-EGF는 대조군 및 APPL1 넉다운 세포 모두, 5 분 근처에서 피크를 나타내었으나, APPL1의 고갈은 이 시점에서 40%까지 125I-EGF의 내재화를 감소시켰다(도 5A). 본 발명자들이 세포 용해물과 표면-결합 125I-EGF로부터의 방사선 간의 비율에 의한 EGF 내재화율을 확인하였으며, 대조군 및 APPL1 넉다운 세포에서 어떠한 현저한 차이도 발견되 지 않음을 확인하였다. 이러한 결과는 APPL1-넉다운 세포에서 EGFR의 감소된 내재화가 125I-EGF에 대한 EGFR의 초기 능력의 감소에 기인하며, EGF 내재화의 비율 변화에 의한 것이 아님을 의미한다.Internalization of EGFR is the first step in its transport and degradation, so a reduction in EGFR internalization by APPL1 can affect EGFR degradation. To investigate whether internalization of EGFR is affected by depletion of APPL1, HeLa cells were transfected with control mixed siRNA or APPL1 siRNA, incubated for 1 hour with 1.7 nM 125 I-EGF at 4 ° C. Ligands not washed away. Cells were then incubated at 37 ° C. for a period of time, washed, and the surface-bound radioligand measured. Internalized fragments were also obtained by lysing the cells. Internalized 125 I-EGF peaked near 5 minutes in both control and APPL1 knockdown cells, but depletion of APPL1 reduced internalization of 125 I-EGF by 40% at this point (FIG. 5A). We confirmed the rate of EGF internalization by the ratio between cell lysate and radiation from surface-bound 125 I-EGF, and found no significant difference found in the control and APPL1 knockdown cells. These results indicate that the reduced internalization of EGFR in APPL1-knockdown cells is due to a decrease in the initial capacity of EGFR for 125 I-EGF and is not due to a change in the rate of EGF internalization.

EGFR 안정성 조절에 있어서 APPL1의 역할을 더 조사하기 위하여, 본 발명자들은 Rh-EGF의 이동을 분석하였다. HeLa 세포를 혼합된 siRNA 또는 APPL1 siRNA로 형질감염시키고, 48시간 후 일정 시간 기간 동안 이러한 세포들을 Rh-EGF로 처리한 뒤, Rh-EGF 및 APPL1의 내재화를 분석하였다. 대조군에서, Rh-EGF는 배양 시간 30분에, 핵 주변 후기 엔도좀 구획(perinuclear late endosomal compartments)으로 이동한 반면, APPL1-넉다운 세포에서는 배양 시간 15분에 핵 주변 구획에 농축된 EGF가 관찰되었다(도 6). 이러한 결과는 APPL1이 EGFR 수송 및 안정성을 조절함으로써 EGF 신호 전달(EGF signal transmission)에 필요하다는 것을 의미한다. 세포질막 주변의 엔도좀 구획에서 EGFR과 APPL1의 내재화가 일어난다는 것을 고려할 때, APPL1은 이러한 편재화에서 수용체의 수송을 조절할 수 있다는 것을 암시한다.To further investigate the role of APPL1 in regulating EGFR stability, we analyzed the shift of Rh-EGF. HeLa cells were transfected with mixed siRNA or APPL1 siRNA and after 48 hours these cells were treated with Rh-EGF for a period of time, followed by internalization of Rh-EGF and APPL1. In the control group, Rh-EGF migrated into the perinuclear late endosomal compartments at 30 minutes of incubation time, whereas EGF was concentrated in the perinuclear compartment at 15 minutes of incubation time in APPL1-knockdown cells. (FIG. 6). These results indicate that APPL1 is required for EGF signal transmission by regulating EGFR transport and stability. Given that internalization of EGFR and APPL1 occurs in the endosomal compartment around the cytoplasmic membrane, it suggests that APPL1 can regulate receptor transport in this localization.

실시예 5. EGFR에 c-Cbl 결합은 APPL1에 의해 조절됨Example 5 c-Cbl Binding to EGFR is Regulated by APPL1

손상된 EGFR 분해에 의해 야기되는 EGF 자극 후의 EGFR의 지속된 발현(prolonged presence)은 암의 진행을 야기한다고 알려져 있다. 또한 E3 리가제 c-Cbl은 EGFR 분해에서 핵심적인 역할을 한다는 것이 알려져 있다. c-Cbl은 활성화된 EGFR과 상호작용한다고 보고되어 있으며, 리소좀 분해(lysosomal degradation) 에 대한 이후 타게팅에 의해 다중 모노-유비퀴티네이션을 통해 이러한 수용체를 다운조절(downregulate)하는 것으로 보고되어 있다(Swaminathan, G., and Tsygankov, A. Y. (2006) J Cell Physiol 209, 21-43, Kirisits, A., Pils, D., and Krainer, M. (2007) The International Journal of Biochemistry & Cell Biology 39, 2173-2182). 그러므로, 본 발명자들은 APPL1이 c-Cbl 및 EGFR 사이의 상호작용에 영향을 미쳐 EGFR 분해에 영향을 줄 것이라 가정하였다. 이러한 가설을 증명하기 위하여, 본 발명자들은 HeLa 세포에서 APPL1의 양이 증가하도록 발현시켰고, 내부 EGFR 및 c-Cbl의 상호작용을 분석하였다. 형질감염된 세포를 5분 동안 EGF로 처리하였고, 세포 용해물은 EGFR 항체로 면역침전시킨 뒤, c-Cbl 및 유비퀴틴에 대한 항체로 면역블롯팅 하였다. EGFR 단백질 수준은 APPL1의 증가와 매우 깊게 관련되어 있었다. APPL1의 과발현은 이러한 세포에서 EGFR의 유비퀴티네이션(도 7B) 뿐만 아니라 c-Cbl과 EGFR의 결합을 감소(도 7A)시켰다. 이러한 데이터는 APPL1이 EGFR과 c-Cbl의 결합을 억제하여, EGFR의 안정성 증가를 야기한다는 것을 의미한다. 이는 그것의 분해에 있어서 리소좀 구획에 대한 EGFR 타겟팅의 음성적 조절을 통하여 일어날 수 있다.Prolonged presence of EGFR after EGF stimulation caused by impaired EGFR degradation is known to cause cancer progression. It is also known that E3 ligase c-Cbl plays a key role in EGFR degradation. c-Cbl has been reported to interact with activated EGFR and has been reported to downregulate these receptors via multiple mono-ubiquitations by subsequent targeting for lysosomal degradation (Swaminathan , G., and Tsygankov, AY (2006) J Cell Physiol 209, 21-43, Kirisits, A., Pils, D., and Krainer, M. (2007) The International Journal of Biochemistry & Cell Biology 39, 2173- 2182). Therefore, we hypothesized that APPL1 will affect the interaction between c-Cbl and EGFR, thus affecting EGFR degradation. To demonstrate this hypothesis, we expressed an increased amount of APPL1 in HeLa cells and analyzed the interaction of internal EGFR and c-Cbl. Transfected cells were treated with EGF for 5 minutes, and cell lysates were immunoprecipitated with EGFR antibodies followed by immunoblotting with antibodies against c-Cbl and ubiquitin. EGFR protein levels were very closely associated with an increase in APPL1. Overexpression of APPL1 reduced ubiquitination of EGFR (FIG. 7B) as well as binding of c-Cbl and EGFR in these cells (FIG. 7A). These data indicate that APPL1 inhibits the binding of EGFR and c-Cbl, leading to increased stability of EGFR. This can occur through the negative regulation of EGFR targeting for lysosomal compartments in its degradation.

도 1은 EGFR과 APPL1의 결합을 나타낸 도이다. 1 is a diagram showing the binding of EGFR and APPL1.

도 2는 EGF 자극 후에 EGFR과 APPL1의 공편재화(colocalize)를 나타낸 도이다.Figure 2 shows colocalization of EGFR and APPL1 after EGF stimulation.

도 3은 EGFR의 단백질 수준에서의 APPL1의 영향을 나타낸 도이다.Figure 3 shows the effect of APPL1 on the protein level of EGFR.

도 4는 APPL1이 EGF 신호를 조절할 수 있음을 확인한 도이다.4 is a diagram confirming that APPL1 can adjust the EGF signal.

도 5는 APPL1이 EGFR의 내재화 비율에 영향을 미치지 않음을 확인한 도이다.5 shows that APPL1 does not affect the internalization rate of EGFR.

도 6은 APPL1이 핵 주변 엔도좀(perinuclear endosome)으로 EGF 베지클의 빠른 이동을 유도함을 나타낸 도이다.Figure 6 shows that APPL1 induces rapid migration of EGF vesicles to the perinuclear endosome.

도 7은 EGFR과 c-Cbl의 결합이 APPL1에 의해 억제됨을 나타낸 도이다.Figure 7 shows that the binding of EGFR and c-Cbl is inhibited by APPL1.

<110> SUNGKYUNKWAN UNIVERSITY Foundation for Corporate Collaboration <120> A COMPOSITION FOR ANTICANCER COMPRISING APPL1 INHIBITOR AND A METHOD FOR SCREENING REGULATORS OF INTERACTION BETWEEN APPL1 AND EGFR <130> PA090135/KR <140> 10-2009-0051125 <141> 2009-06-09 <160> 2 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> siRNA <400> 1 gggaggcagg cgtacaaat 19 <210> 2 <211> 19 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> siRNA <400> 2 auuuguacgc cugccuccc 19 <110> SUNGKYUNKWAN UNIVERSITY Foundation for Corporate Collaboration <120> A COMPOSITION FOR ANTICANCER COMPRISING APPL1 INHIBITOR AND A          METHOD FOR SCREENING REGULATORS OF INTERACTION BETWEEN APPL1 AND          EGFR <130> PA090135 / KR <140> 10-2009-0051125 <141> 2009-06-09 <160> 2 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> siRNA <400> 1 gggaggcagg cgtacaaat 19 <210> 2 <211> 19 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> siRNA <400> 2 auuuguacgc cugccuccc 19  

Claims (10)

APPL1의 발현 또는 활성을 억제하는 물질을 포함하는 암의 예방 및 치료용 조성물.A composition for preventing and treating cancer comprising a substance that inhibits the expression or activity of APPL1. 제1항에 있어서, 상기 APPL1의 발현을 억제하는 물질은 siRNA, shRNA 또는 안티센스 핵산인 것을 특징으로 하는 조성물.The composition of claim 1, wherein the substance that inhibits the expression of APPL1 is siRNA, shRNA or antisense nucleic acid. 제1항에 있어서, 상기 siRNA는 서열번호 1 또는 서열번호 2로 표시되는 서열을 갖는 것을 특징으로 하는 조성물.The composition of claim 1, wherein the siRNA has a sequence represented by SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2. 제1항에 있어서, 상기 APPL1의 활성을 억제하는 물질은 항체인 조성물.The composition of claim 1, wherein the substance that inhibits the activity of APPL1 is an antibody. 제4항에 있어서, 상기 항체는 APPL1의 BAR 도메인에 대한 항체 또는 PH 도메인에 대한 항체인 조성물.The composition of claim 4, wherein the antibody is an antibody against the BAR domain of APPL1 or an antibody against the PH domain. 제1항에 있어서, 상기 암은 위암, 피부암, 폐암, 간암, 유방암, 자궁암, 난소암, 전립선암 또는 대장암인 조성물.The composition of claim 1, wherein the cancer is gastric cancer, skin cancer, lung cancer, liver cancer, breast cancer, uterine cancer, ovarian cancer, prostate cancer, or colon cancer. (a) 암이 의심되는 개체의 세포에서 APPL1 및 EGFR의 결합량을 확인하는 단계;(a) identifying the binding amount of APPL1 and EGFR in the cells of the individual suspected of having cancer; (b) 후보물질을 처리하는 단계;(b) treating the candidate; (c) APPL1 및 EGFR의 결합량을 확인하는 단계; 및(c) identifying the binding amount of APPL1 and EGFR; And (d) 단계 (a) 및 (c)의 발현을 비교하는 단계를 포함하는 암 치료제의 스크리닝 방법.(d) comparing the expression of steps (a) and (c). 제7항에 있어서, 상기 APPL1 및 EGFR의 결합량 확인은 APPL1에 대한 항체 및 EGFR에 대한 항체를 사용하여 확인하는 것인, 암 치료제의 스크리닝 방법.The method of claim 7, wherein the binding amount of APPL1 and EGFR is confirmed using an antibody to APPL1 and an antibody to EGFR. 제8항에 있어서, 상기 항체는 단일클론 항체인 암 치료제의 스크리닝 방법.The method of claim 8, wherein the antibody is a monoclonal antibody. 제7항에 있어서, 단계 (a) 및 단계 (c)에서 Akt 또는 Erk 단백질 인산화의 변화량을 추가적으로 확인하는 단계를 포함하는 암 치료제의 스크리닝 방법.8. The method of claim 7, further comprising the step of (a) and (c) further confirming the amount of change in Akt or Erk protein phosphorylation.
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