KR101062784B1 - Biomarker for Identifying Mirex Specific Exposure and Identification Method Using the Same - Google Patents

Biomarker for Identifying Mirex Specific Exposure and Identification Method Using the Same Download PDF

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Abstract

본 발명은 잔류성 유기오염물질 중의 하나인 미렉스(mirex) 특이적 노출 여부 확인용 바이오마커 및 이를 이용한 확인 방법에 관한 것으로, 구체적으로 미렉스에 의해 특이적으로 유전자 발현이 증가 또는 감소하는 바이오마커 및 이를 이용한 미렉스에 특이적 노출 여부를 확인하는 방법에 관한 것이며, 본 발명의 바이오마커는 DNA 마이크로어레이 칩을 통하여 선별된 반응 유전자들을 바이오마커로 이용하여 환경 시료에서 미렉스의 오염을 모니터링 및 판정하는데 유용하게 사용될 수 있으며, 미렉스에 의해 특이적으로 유발되는 독성 작용 기작을 규명하는 도구로 이용될 수 있다.The present invention relates to a biomarker for identifying whether mirex specific exposure is one of the residual organic pollutants and a method of identifying the same, and specifically, a biomarker in which gene expression is increased or decreased specifically by Mirex. And it relates to a method for identifying the specific exposure to Mirex using the same, the biomarker of the present invention by using the reaction genes selected through the DNA microarray chip as a biomarker to monitor and It can be useful for the determination and can be used as a tool to identify the mechanism of toxic action specifically induced by Mirex.

Description

미렉스 특이적 노출 여부 확인용 바이오마커 및 이를 이용한 확인 방법{Specific biomarker for identification of exposure to mirex and the method of identification using the same}Specific biomarker for identification of exposure to mirex and the method of identification using the same}

본 발명은 미렉스(mirex) 특이적 노출 여부 확인용 바이오마커 및 이를 이용한 확인 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 미렉스에 의해 특이적으로 유전자 발현이 증가하는 바이오마커 및 이를 이용한 미렉스 특이적 노출 여부를 확인하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a biomarker for confirming whether or not a mirex-specific exposure and a method of identifying the same, and more particularly, a biomarker that specifically increases gene expression by Mirex and a mirex-specific method using the same. It relates to how to check the exposure.

잔류성 유기오염물 중 미렉스(Mirex)는 주로 살충제, 내연제등으로 사용도 되었었다. 미렉스는 피부, 간, 신경계, 생식계, 내분비계 장애를 나타내는 것으로 보고된 바 있다. 미렉스는 상업적으로 생산되었다가 위해성이 알려지면서 생산금지가 되었으나 잔류성이 강하여 현재까지도 검출되고 있으며 사용하지 않았던 곳에서도 검출되고 있다. Among the persistent organic contaminants, Mirex was used mainly as an insecticide and a flame retardant. Mirex has been reported to indicate skin, liver, nervous, reproductive and endocrine disorders. Mirex was produced commercially and banned due to known risks. However, Mirex is still detected and is detected even where it has not been used.

미렉스는 토양중 반감기는 약 10년 정도이며, 주로 저질과 부유물질에 흡착되어지고, 수중에서의 가수분해반응은 일어나지 않으며 수생생물 중 생물농축이 매우 높은 것으로 알려져 있다. 또한 체내 지질 잔류성이 매우 강한 것으로 알려져 있다. mirex에 의해 버지니아주의 Hopewell에 있는 공장에서는 148명 중 76명의 노동자들이 심각한 신경성 증상을 초래 하는 사건이 발생한 사례가 있다. 이는"Kepone shake"로 알려졌는데, 진전, 보행이상, 행동변화, 안간대증(opsoclonus), 관절통(arthralgia), 두통, 흉통, 체중감소, 간비대, 비장비대와 발기부전과 같은 증상이 특징으로 나타난다고 알려져 있다(Morgan, D. P. et al., Bull Environ Contam Toxicol. 22: 238-244 1979). 미렉스의 주요한 많은 독성 증상들은 동물실험에서 확인되었는데, 주요 독성 표적장기는 중추신경계, 간, 부신과 고환이다. 다른 유기염소계 살충제와 마찬가지로 미렉스는 간종양과 간 이외의 장기에서 나타난 악성 종양의 형성과 관련되어 있으며, 암컷이 수컷보다 더 민감하다고 한다. 미렉스는 특히 수컷에서 간비대를 유발하고 용량이 늘어 남에 따라 종양성 결절과 간암유발가능성이 커진다(Chambers, J. E. and Trevathan, C. A. Toxicol Lett. 16: 109-115, 1983).Mirex is known to have a half-life of about 10 years in soil, adsorbed mainly on low quality and suspended solids, hydrolysis reactions in water and high concentrations of aquatic organisms. In addition, lipid retention in the body is known to be very strong. In a factory in Hopewell, Virginia, mirex has caused 76 of 148 workers to cause serious neurological symptoms. This is known as "Kepone shake," which is characterized by symptoms such as tremors, gait problems, behavioral changes, opsoclonus, arthralgia, headache, chest pain, weight loss, hepatomegaly, paraplegia and erectile dysfunction. (Morgan, DP et al., Bull Environ Contam Toxicol. 22: 238-244 1979). Many of the major toxic symptoms of Mirex have been identified in animal studies, with major target target organs being the central nervous system, liver, adrenal glands and testes. Like other organochlorine insecticides, Mirex is involved in the formation of malignant tumors in liver tumors and organs other than the liver, and females are more sensitive than males. Mirex causes hepatomegaly, especially in males, and as dose increases, the likelihood of tumor nodules and liver cancer increases (Chambers, JE and Trevathan, CA Toxicol Lett. 16: 109-115, 1983).

식품 중 잔류성 유기오염물질의 농축과 축적 현상은 이미 잘 알려진 사실로서, 일단 화학물질이 생체내에 들어오면 생체내 대사는 예외적으로 느리게 진행되는데 그 이유는 부분적으로 복잡한 방향족 환(aromatic ring) 구조와 염소가 치환된 정도 때문이다. 이는 이러한 환(ring) 구조가 생체내 조직 중 효소에 의해 제거되기가 극히 어렵기 때문이다. 지방/물 분배계수가 높아 지용성인 미렉스는 지방 함량이 높은 체내 장기(간, 신장, 신경계 및 지방세포)에 유입되어 일부 생리작용을 나타내거나 지방세포의 경우에는 저장된 상태로 남아있게 된다(농림부, 농식품 위해 정보 매뉴얼).The concentration and accumulation of persistent organic contaminants in food is well known, and once chemicals enter the body, in vivo metabolism is exceptionally slow because of the partially complex aromatic ring structure and chlorine. This is because of the degree of substitution. This is because such a ring structure is extremely difficult to be removed by enzymes in tissues in vivo. Fat-soluble Mirex, which has a high fat / water partition coefficient, enters body organs with high fat content (liver, kidney, nervous system, and fat cells) to exhibit some physiological effects or remain stored in the case of fat cells (Ministry of Agriculture and Forestry). , Agri-food hazard information manual).

또한, 잔류성 유기오염물질류의 발암성 정도와 유전자 발현 변화에 대한 연구는 일부 보고되고 있지만, 대표적인 잔류성 유기오염물질류로 알려진 디디티(dichlorodiphenyl-trichloro-ethane)에 대한 연구에 거의 국한되어 있다. 이처럼 미렉스의 인간에 대한 발암 가능성(IARC, Group 2B)에도 불구하고 인체에서의 위해도 평가 데이터가 충분하지 않고, 노출에 대한 검색 방법 역시 GC-MS(Gas Chromatography-Mass Spectrometer) 또는 HPLC(High Performance Liquid Chromatography) 등의 고전적인 방법에 국한되어 있다. GC-MS 또는 HPLC 방법 등을 이용하면 정량은 가능하나 분석을 위한 적정 조건을 설정하여야 하며 고가의 장비 등이 필요하다. 그러므로 보다 빠르고 간편한 스크리닝(screening) 방법, 예를 들면 프라이머(primer)를 이용하는 실시간(real-time) PCR(Real-time reverse transcript polymerase chain reaction) 또는 DNA 마이크로어레이 칩 등으로 신속한 위해성 평가를 통해 인체에서의 독성작용, 유전자 발현여부 등을 탐색할 수 있는 분자적 지표를 발굴하고 활용하여 미렉스의 노출에 대한 적절한 대책 및 관리를 수행하는 것이 중요한 과제라 하겠다.
In addition, although some studies on the degree of carcinogenicity and gene expression of persistent organic pollutants have been reported, it is almost limited to the study of dichlorodiphenyl-trichloro-ethane, which is known as a representative persistent organic pollutants. Despite the possibility of Mirex's human carcinogenesis (IARC, Group 2B), there is not enough risk assessment data in humans, and the detection method for exposure is also GC-MS (Gas Chromatography-Mass Spectrometer) or HPLC (High). It is limited to classical methods such as Performance Liquid Chromatography. Quantification is possible using GC-MS or HPLC methods, but appropriate conditions for analysis are required and expensive equipment is required. Therefore, faster and easier screening methods, such as real-time reverse transcript polymerase chain reaction (PCR) or DNA microarray chips using primers, can be used in humans through rapid risk assessment. It is an important task to discover and utilize molecular indicators that can detect the toxic effects of genes and the expression of genes, and to take appropriate measures and control against the exposure of Mirex.

포유류 6종, 미생물 292종 등 여러 종의 게놈(genome) 염기서열 프로젝트가 완성되어 NCBI(National Center for Biotechnology Information)에 보고되었다. 이렇게 얻어진 막대한 양의 데이터를 기본으로 유전자의 기능을 연구하기 위하여 게놈-와이드 익스프레션(genome-wide expression) 연구가 이루어지고 있다. 한번의 실험으로 수천 개의 유전자의 발현을 분석하기 위하여 DNA 마이크로어레이(microarray) 분석을 수행한다(Schena, M., et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93:10614-10619, 1996).
Several genome sequencing projects, including six mammals and 292 microbes, have been completed and reported to the National Center for Biotechnology Information (NCBI). Genome-wide expression studies are being conducted to study the function of genes based on the vast amount of data obtained. DNA microarray analysis is performed to analyze the expression of thousands of genes in one experiment (Schena, M., et al. , Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93: 10614-10619, 1996). .

마이크로어레이는 cDNA(complementary DNA)나 20 - 25 염기쌍(base pair) 길이의 올리고뉴클레오티드(oligonucleotide)들의 세트를 유리에 집적화한 것이다. cDNA 마이크로어레이는 학교 내의 연구실 또는 Agilent, Genomic Solutions 등의 회사에서 칩 위에 cDNA 수집물을 기계적으로 고정화 하거나 잉크젯(ink jetting) 방법을 이용하여 생산하고 있다(Sellheyer K. et. al., J. Am. Acad. Dermatol. 51:681-692, 2004). 올리고뉴클레오티드 마이크로어레이는 Affymetrix사에서 사진 식각 공정(photolithography)을 이용하여 칩 위에서 직접 합성하는 방법에 의해 만들어 지고 있으며, Agillent사 등에는 합성된 올리고뉴클레오티드를 고정화하는 방법으로 생산하고 있다(Sellheyer, K. et. al., J. Am. Acad. Dermatol. 51:681-692, 2004).
Microarrays integrate a set of oligonucleotides of cDNA (complementary DNA) or 20-25 base pairs in length on glass. cDNA microarrays are produced by labs in schools or by companies such as Agilent, Genomic Solutions, or the like, by mechanically immobilizing cDNA collection on a chip or by using ink jetting (Sellheyer K. et. al., J. Am). . Acad Dermatol 51:.. 681-692 , 2004). Oligonucleotide microarrays are made by Affymetrix's method of direct synthesis on a chip using photolithography, and Agillent's, etc., are produced by immobilizing synthesized oligonucleotides (Sellheyer, K.). et. al., J. Am. Acad. Dermatol . 51: 681-692, 2004).

유전자의 발현을 분석하기 위해서는, 조직 등 시료에서 RNA를 얻어 DNA 마이크로어레이에 있는 올리고뉴클레오티드와 교잡반응을 수행한다. 얻어진 RNA는 형광이나 동위원소로 표지화하며 cDNA로 전환시킨다. 올리고 마이크로어레이는 주로 두개의 다른 형광(예: Cye3 및 Cye5)으로 대조군과 실험군을 각각 표지화하여 같은 칩 상에서 동시에 교잡 반응을 수행한 후 광학적으로 이미지를 스캔하여 형광의 세기를 얻고 그 결과를 분석한다. 두개의 형광 세기의 비율에 따라 유전자의 발현 여부를 결정한다(Somasundaram, K. et al., Genomics Proteomics I:1-10, 2002). 최근 DNA 마크로어레이 기술을 이용한 첨단 기법인 독성 유전체학(Toxicogenomics) 연구 등과 접목하여 대량(high throughput)으로 의약품 및 신의약 후보물질은 물론 대표적인 환경오염물질을 비롯해 모든 화학물질에 의한 특정 조직이나 세포주에서 발현되는 유전자들의 발현 패턴의 분석, 양적 분석이 가능해졌다. 이에 따라, 특정 세포 내에서 특정 유전자의 발현 빈도를 분석함으로써 약물의 부작용 및 환경오염물질의 유해작용과 관련된 유전자의 발굴이 가능하며, 이를 통하여 환경오염물질의 유해작용과 약물의 작용 및 부작용에 따른 분자적 메커니즘을 이해하게 될 것이며 나아가 독성 및 부작용을 유발하는 물질의 검색 및 확인이 가능하게 될 것이다.
To analyze gene expression, RNA is obtained from a sample such as tissue and hybridized with oligonucleotides in a DNA microarray. The resulting RNA is labeled with fluorescence or isotope and converted to cDNA. Oligo microarrays are mainly labeled with two different fluorescences (eg, Cye3 and Cye5) to perform hybridization reactions simultaneously on the same chip by labeling the control and experimental groups, respectively, and then optically scanning the images to obtain fluorescence intensity and analyzing the results. . Gene expression is determined according to the ratio of the two fluorescence intensities (Somasundaram, K. et al. , Genomics Proteomics I: 1-10, 2002). In combination with recent research on toxic genomics (Toxicogenomics), an advanced technique using DNA macroarray technology, high-throughput expression in specific tissues or cell lines by all chemicals, including pharmaceuticals and new drug candidates, as well as representative environmental pollutants Analysis and quantitative analysis of expression patterns of genes are now possible. Accordingly, by analyzing the frequency of expression of specific genes in specific cells, it is possible to discover genes related to the adverse effects of drugs and the harmful effects of environmental pollutants. Molecular mechanisms will be understood, and further, the detection and identification of substances that cause toxicity and side effects will be possible.

이에 본 발명자들은 인간 유전자 4만 5천여개가 집적된 올리고마이크로어레이를 이용하여 미렉스의 유전자 발현 프로파일을 인간 간암 세포인 HepG2 세포주에서 관찰 및 분석하고 이를 본 발명자들이 수행한 다른 잔류성 유기오염물질류 3종에 의한 유전자 발현 프로파일과 비교 분석하여 미렉스에 의해서만 특이적으로 과발현되는 유전자를 발굴하여 미렉스만을 특이적으로 검출할 수 있는 바이오마커 및 이를 이용한 노출 여부를 확인하는 방법을 확립하여 본 발명을 완성하였다.
Accordingly, the present inventors observed and analyzed a gene expression profile of Mirex in human liver cancer cells HepG2 cell line using oligomicroarray accumulated with about 45,000 human genes, and performed other residual organic pollutants 3 performed by the present inventors. Comparative analysis of gene expression profiles by species to find a gene that is specifically overexpressed only by Mirex to establish a biomarker capable of specifically detecting Mirex and a method for identifying the exposure using the present invention Completed.

본 발명의 목적은 미렉스의 노출에 의해 특이적으로 과발현되는 바이오마커 를 이용한 미렉스 노출 여부 확인 방법, 및 상기 바이오마커를 이용한 미렉스 노출 여부 확인용 키트를 제공하는 것이다.
It is an object of the present invention to provide a method for confirming whether or not to expose mirex using a biomarker specifically overexpressed by exposure of mirex, and to provide a kit for confirming whether or not to expose mirex using the biomarker.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 미렉스(mirex)의 노출에 의해 특이적으로 발현 변화를 일으키는 것을 특징으로 하는 미렉스에 대한 노출 여부 확인용 바이오마커를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a biomarker for confirming the exposure to mirex, characterized in that the expression changes specifically by exposure to mirex.

또한, 본 발명은 상기 바이오마커 유전자 서열의 전부 또는 일부를 포함하는 올리고뉴클레오티드 또는 이의 상보가닥 분자가 집적된 미렉스 특이적 노출 여부 확인용 DNA 마이크로어레이 칩을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a DNA microarray chip for identifying whether or not the Mirex-specific exposure of the oligonucleotide or its complementary strand molecules containing all or part of the biomarker gene sequence.

또한, 본 발명은 상기 바이오마커를 이용한 미렉스 특이적 노출 여부를 확인하는 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for confirming whether or not the Mirex-specific exposure using the biomarker.

아울러, 본 발명은 미렉스 특이적 노출 여부 확인용 검색 키트를 제공한다.
In addition, the present invention provides a search kit for identifying mirex-specific exposure.

본 발명의 미렉스 특이적 노출 여부 확인용 바이오마커 및 이를 이용한 확인 방법은 DNA 마이크로어레이 칩을 통하여 선별된 반응 유전자를 바이오마커로 이용하여 미렉스의 모니터링 및 위해성을 판정하는데 유용하며, 미렉스에 의해 야기되는 특이적인 독성 작용 기작을 규명하는 도구로 유용하게 이용할 수 있다.
The biomarker for confirming whether or not a mirex-specific exposure of the present invention and a verification method using the same are useful for determining the monitoring and risk of mirex using a reaction gene selected through a DNA microarray chip as a biomarker. It can be usefully used as a tool for identifying specific mechanisms of toxic effects caused by.

도 1은 미렉스(mirex)의 인간 간암 세포주에서의 세포독성을 조사한 그래프이다.
도 2는 마이크로어레이 칩을 이용한 미렉스를 처리한 인간 간암 세포주의 유전자 발현 양상을 분석한 결과를 나타내는 그림이다.
도 3은 마이크로어레이 칩을 이용한 총 4종의 잔류성 유기오염물질류 처리 후 유전자 발현 양상을 총체적으로 분석한 결과를 나타내는 그림이다.
도 4는 다른 3종의 잔류성 유기오염물질류에서는 발현이 증가되지 않고 미렉스에 의해서만 발현이 1.5배 이상 증가하는 유전자인 SULT1E1의 마이크로어레이 결과를 비교한 그래프이다(Toxaphene DATA는 칩에서 발현이 되지 않았다).
1 is a graph illustrating the cytotoxicity of mirex human liver cancer cell line.
Figure 2 is a diagram showing the results of analyzing the gene expression of the human liver cancer cell line treated with Mirex using a microarray chip.
Figure 3 is a diagram showing the results of the overall analysis of the gene expression after the treatment of a total of four persistent organic pollutants using a microarray chip.
Figure 4 is a graph comparing the microarray results of SULT1E1, a gene whose expression is increased by 1.5 times or more by Mirex alone, without increasing expression in the other three residual organic pollutants (Toxaphene DATA is not expressed on a chip). Did).

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 미렉스의 노출에 의해 특이적으로 발현 변화를 일으키는 것을 특징으로 하는 미렉스 특이적 노출 여부 확인용 바이오마커를 제공한다.The present invention provides a biomarker for confirming whether or not a Mirex-specific exposure is characterized by causing a change in expression specifically by exposure of a Mirex.

상기 바이오마커는 미렉스의 노출에 의해 노출되지 않은 대조군에 비해 1.5배 이상 발현이 증가한 유전자로서, 4만 5천여개의 유전자 중 [표 1]의 다른 잔류성 유기오염물질류 3종에 의한 유전자발현 프로파일과 비교 분석시 미렉스에 의해서만 특이적으로 발현이 변화하는 1종의 유전자로 구성되어 있다.
The biomarker is a gene whose expression is increased more than 1.5 times compared to the control group not exposed by Mirex exposure, and gene expression profile by three other residual organic pollutants in Table 1 of 45,000 genes. In comparison analysis, it consists of one gene whose expression changes only by Mirex.

4종의 잔류성 유기오염물질류 목록List of 4 persistent organic pollutants 물질명Material name 잔류성유기오염물질
(POPs)
Persistent Organic Pollutants
(POPs)
클로르덴(Chlordane)Chlordane
헥사클로로벤젠(Hexachlorobenzene)Hexachlorobenzene 미렉스(Mirex)Mirex 톡사펜(Toxaphene)Toxaphene

본 발명은 하기와 같이 구성된 군에서 선택되어지는 것을 특징으로 하는 바이오마커를 제공한다: The present invention provides a biomarker which is selected from the group consisting of:

유전자 등록번호(Genebank) NM_005420(SULT1E1, sulfotransferase family 1E, estrogen-preferring, member 1).
Genebank NM_005420 (SULT1E1, sulfotransferase family 1E, estrogen-preferring, member 1).

본 발명자들은 미렉스 특이적 노출 여부 확인용 바이오마커를 발굴하기 위하여, 미렉스를 인간 간암 세포인 HepG2 세포주에 처리하여 세포 독성을 확인하였다. 그 결과, 상기 미렉스는 인간 간암 세포주에 독성을 가짐이 확인되었고(도 1 참조), 상기 실험을 바탕으로 미렉스의 농도를 결정하였다. 이후 상기 결정된 농도로 미렉스를 인간 간암 세포주에 처리하고, 상기 물질을 처리한 세포주에서 mRNA를 분리하여 cDNA를 합성하면서 형광물질(Cy5)로 표지하였으며, 약물을 처리하지 않은 대조군의 경우 Cy3로 표지하였다. 상기 형광표지된 cDNA를 4× 44 k 올리고마이크로어레이 칩 Human whole genome microarray(Agilent, USA)와 혼성화하였고, 형광 이미지를 스캔하여 유전자 발현 양상의 차이를 분석하였다(도 2 참조). 분석시 Cy5/Cy3 비율이 1.5배 이상인 경우 발현 증가된 유전자로 분류하였고, 0.66배 이하인 경우 발현 감소된 유전자로 분류하였다. 분석 결과, 발현 증가된 유전자는 2.08%(45,220개의 유전자 중 945개) 발현이 감소된 유전자는 0.79%(45,220개의 유전자 중 356개)임을 확인하였다. 이때, 다른 3종의 잔류성 유기오염물질류에 의한 유전자발현 프로파일과 비교 분석시 미렉스에서만 특이적으로 발현이 증가한 유전자 1종을 선별하였다. 상기 유전자는 기존의 다른 연구들에서 다른 화학물질들에 의한 간독성과 관련 질병을 유발시키는데 관여한다는 보고는 있으나(표 2) 본 발명에서 사용한 미렉스를 처리했을 때, 인간 간암 세포에서 독성과 관련이 있다는 보고는 없다.
The present inventors, in order to find a biomarker for confirming whether or not Mirex-specific exposure, Mirex was treated to the HepG2 cell line of human liver cancer cells to confirm cytotoxicity. As a result, the Mirex was confirmed to be toxic to human liver cancer cell lines (see FIG. 1), and the concentration of Mirex was determined based on the experiment. Thereafter, Mirex was treated to human liver cancer cell line at the determined concentration, mRNA was isolated from the cell line treated with the substance, and cDNA was synthesized and labeled with fluorescent material (Cy5), and the drug-treated control group was labeled with Cy3. It was. The fluorescently labeled cDNA was hybridized with a 4 × 44 k oligomicroarray chip, Human whole genome microarray (Agilent, USA), and analyzed for differences in gene expression patterns by scanning fluorescent images (see FIG. 2). In the analysis, when the Cy5 / Cy3 ratio was 1.5 times or more, the expression was classified as increased gene, and when it was 0.66 or less, it was classified as the expression reduced gene. As a result, it was confirmed that the expression of the increased gene was 2.08% (945 out of 45,220 genes) and 0.79% (356 of the 45,220 genes) decreased in expression. At this time, one gene of which expression was specifically increased was selected only in Mirex when compared with the gene expression profile of three other residual organic pollutants. Although the gene has been reported to be involved in causing hepatotoxicity and related diseases by other chemicals in other existing studies (Table 2), it is associated with toxicity in human liver cancer cells when the mirex used in the present invention is treated. There is no report.

SULT1E1 발현에 영향을 주는 화학물질과 간독성 관련 질병Chemicals and Hepatotoxic Diseases Affecting SULT1E1 Expression 간독성 관련 질병Hepatotoxicity-Related Diseases 유발 물질Trigger 간경변증(Liver Cirrhosis)Liver Cirrhosis EthanolEthanol 임상적 간경변증(Liver Cirrhosis, Experimental)Liver Cirrhosis, Experimental Dimethylnitrosamine, Estradiol, Ethanol,
Genistein, Quercetin, Thioacetamide
Dimethylnitrosamine, Estradiol, Ethanol,
Genistein, Quercetin, Thioacetamide
간 질환(Liver Diseases)Liver Diseases Acetaminophen, Diethylnitrosamine,
Thioacetamide
Acetaminophen, Diethylnitrosamine,
Thioacetamide
간 종양(Liver Neoplasms)Liver Neoplasms Clofibric Acid, Diethylnitrosamine,
Diethylstilbestrol, Dimethylnitrosamine,
2-Acetylaminofluorene, Quercetin
Clofibric Acid, Diethylnitrosamine,
Diethylstilbestrol, Dimethylnitrosamine,
2-Acetylaminofluorene, Quercetin
임상적 간 종양(Liver Neoplasms, Experimental)Liver Neoplasms, Experimental Diethylnitrosamine, Dimethylnitrosamine,
2-Acetylaminofluorene, Hexachlorobenzene,
Polychlorinated Biphenyls, Quercetin
Diethylnitrosamine, Dimethylnitrosamine,
2-Acetylaminofluorene, Hexachlorobenzene,
Polychlorinated Biphenyls, Quercetin
간암(Carcinoma, Hepatocellular)Carcinoma, Hepatocellular Diethylnitrosamine, Diethylstilbestrol,
Estradiol, Ethanol, 2-Acetylaminofluorene,
Genistein, Quercetin, resveratrol,
Thioacetamide
Diethylnitrosamine, Diethylstilbestrol,
Estradiol, Ethanol, 2-Acetylaminofluorene,
Genistein, Quercetin, resveratrol,
Thioacetamide
지방간(Fatty Liver)Fatty Liver Ethanol, Ethinyl EstradiolEthanol, Ethinyl Estradiol

또한, 본 발명은 상기 바이오마커 유전자 서열의 전부 또는 일부를 포함하는 올리고뉴클레오티드 또는 그의 상보 가닥 분자가 집적된 미렉스 특이적 노출 여부 확인용 DNA 마이크로어레이 칩을 제공한다.The present invention also provides a DNA microarray chip for confirming whether or not a mirex-specific exposure in which an oligonucleotide or a complementary strand molecule thereof including all or part of the biomarker gene sequence is integrated.

상기 올리고 뉴클레오티드 또는 이의 상보가닥 분자는 상기 바이오마커 유전자의 18 내지 30개의 핵산을 포함하고, 바람직하게는 20 내지 25개의 핵산을 포함하는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다.The oligonucleotide or its complementary strand molecule includes 18 to 30 nucleic acids of the biomarker gene, and preferably 20 to 25 nucleic acids, but is not limited thereto.

본 발명의 미렉스 검색용 DNA 마이크로어레이 칩은 당업자에게 알려진 방법으로 제작할 수 있다. 상기 마이크로어레이 칩을 제작하는 방법은 하기와 같다. 상기 탐색된 바이오마커를 탐침 DNA 분자로 이용하여 DNA 칩의 기판상에 고정화시키기 위해 파이조일렉트릭(piezoelectric) 방식을 이용한 마이크로피펫팅(micropipetting)법 또는 핀(pin) 형태의 스폿터(spotter)를 이용한 방법 등을 사용하는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 핀 형태의 스폿터인 마이크로어레이를 이용하였다. 상기 DNA 마이크로어레이 칩의 기판은 아미노-실란(amino-silane), 폴리-L-라이신(poly-L-lysine) 및 알데히드(aldehyde)로 이루어진 군에서 선택되는 하나의 활성기가 코팅된 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 기판은 슬라이드 글래스, 플라스틱, 금속, 실리콘, 나일론 막, 및 니트로셀룰로스 막(nitrocellulose membrane)으로 이루어진 군에서 선택될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 아미노-실란이 코팅된 슬라이드 글래스를 이용하였다.
The mirex retrieval DNA microarray chip of the present invention can be produced by a method known to those skilled in the art. The method of manufacturing the microarray chip is as follows. In order to immobilize the searched biomarker as a probe DNA molecule on a substrate of a DNA chip, a micropipetting method or a pin-shaped spotter using a piezoelectric method is used. It is preferable to use the method, but the present invention is not limited thereto. In a preferred embodiment of the present invention, a microarray, which is a pin-shaped spotter, is used. The substrate of the DNA microarray chip is preferably coated with one active group selected from the group consisting of amino-silane, poly-L-lysine, and aldehyde. It is not limited. In addition, the substrate may be selected from the group consisting of slide glass, plastic, metal, silicon, nylon membrane, and nitrocellulose membrane, but is not limited thereto, and in the preferred embodiment of the present invention, amino-silane may be used. Coated slide glass was used.

또한, 본 발명은 상기 본 발명의 바이오마커를 이용한 미렉스 특이적 노출 여부를 확인하는 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for confirming whether or not Mirex specific exposure using the biomarker of the present invention.

본 발명은 하기와 같은 과정을 포함하는 미렉스 특이적 노출 여부를 확인하는 방법을 제공한다: The present invention provides a method for identifying a Mirex specific exposure comprising the following steps:

1) 인간 체세포에 피검화합물을 처리하는 단계;1) treating the test compound to human somatic cells;

2) 단계 1)의 피검 화합물을 처리한 실험군 세포와 피검화합물을 처리하지 않은 대조군 세포에서 RNA를 분리하는 단계;2) separating RNA from the experimental group cells treated with the test compound of step 1) and control cells not treated with the test compound;

3) 단계 2)의 실험군과 대조군의 RNA를 cDNA로 합성하면서 실험군과 대조군을 각기 다른 형광물질을 표지하는 단계;3) synthesizing RNA of the experimental group and the control group of step 2) with cDNA and labeling the fluorescent substance of the experimental group and the control group, respectively;

4) 단계 3)의 각기 다른 형광물질로 표지된 cDNA를 DNA 마이크로어레이칩과 혼성화시키는 단계;4) hybridizing cDNA labeled with different fluorescent materials of step 3) with DNA microarray chips;

5) 단계 4)의 반응한 DNA 마이크로어레이 칩을 분석하는 단계; 및 5) analyzing the reacted DNA microarray chip of step 4); And

6) 단계 5)의 분석한 데이터에서 본 발명의 바이오마커의 발현 정도를 대조군과 비교하여 확인하는 단계.6) confirming the expression level of the biomarker of the present invention in the analyzed data of step 5) compared to the control.

상기 노출 여부를 확인하는 방법에 있어서, 단계 1)의 체세포는 인간 간암 세포인 HepG2 세포주를 사용하는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니며, 인간 간세포 또는 인간 간암의 세포 및 조직에서 유래한 세포라면 모두 사용 가능하다.In the method of confirming the exposure, the somatic cell of step 1) is preferably used as a hepG2 cell line of human liver cancer cells, but is not limited thereto, and any cells derived from cells and tissues of human liver cells or human liver cancers It is possible.

상기 노출 여부를 확인하는 방법에 있어서, 단계 3)의 형광물질은 Cy3, Cy5, FITC(poly L-lysine-fluorescein isothiocyanate), RITC(rhodamine-B-isothiocyanate) 및 로다민(rhodamine)으로 이루어진 군으로부터 선택되어지는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니며, 당업자에게 알려진 형광물질은 모두 사용 가능하다.In the method for confirming the exposure, the fluorescent material of step 3) is Cy3, Cy5, poly L-lysine-fluorescein isothiocyanate (FITC), RITC (rhodamine-B-isothiocyanate) and rhodamine (rhodamine) It is preferable to be selected but not limited thereto, and any fluorescent material known to those skilled in the art may be used.

상기 노출 여부를 확인하는 방법에 있어서, 단계 5)의 DNA 마이크로어레이 칩은 Whole Human Genome Oligo Microarray(Agilent, USA)등을 사용하는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니며, 인간 게놈 중 본 발명에서 상기 과발현 유전자(표 4)가 탑재된 마이크로어레이 칩이라면 사용 가능하고, 상기 본 발명자가 제작한 DNA 마이크로어레이 칩을 사용하는 것이 가장 바람직하다. 또한, 단계 5)의 분석 방법은 GenePix 4.1 소프트웨어(Axon Instruments, USA)를 사용하는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니며, 당업자에게 알려진 분석 소프트웨어를 사용하여도 무방하다.
In the method for confirming the exposure, the DNA microarray chip of step 5) is preferably used, such as Whole Human Genome Oligo Microarray (Agilent, USA), but is not limited thereto, the overexpression of the human genome in the present invention Any microarray chip loaded with a gene (Table 4) can be used, and it is most preferable to use a DNA microarray chip produced by the present inventor. In addition, the analysis method of step 5) preferably uses GenePix 4.1 software (Axon Instruments, USA), but is not limited thereto, and analysis software known to those skilled in the art may be used.

또한, 본 발명은 하기와 같은 과정을 포함하는 미렉스에 대한 노출 여부를 확인하는 방법을 제공한다: In addition, the present invention provides a method for confirming exposure to Mirex comprising the following steps:

1) 인간 체세포에 피검화합물을 처리하는 단계;1) treating the test compound to human somatic cells;

2) 단계 1)의 피검화합물을 처리한 실험군 세포와 피검화합물을 처리하지 않은 대조군 세포에서 RNA를 분리하는 단계;2) separating RNA from the test cell treated with the test compound of step 1) and the control cell not treated with the test compound;

3) 단계 2)의 RNA를 대상으로, 본 발명의 바이오마커 유전자를 증폭할 수 있는 프라이머쌍을 사용하여 실시간 RT-PCR(Real-time reverse transcript polymerase chain reaction)을 수행하는 단계; 및3) performing a real-time reverse transcript polymerase chain reaction (RT-PCR) on the RNA of step 2) using a primer pair capable of amplifying the biomarker gene of the present invention; And

4) 단계 3)의 유전자 산물을 대조군과 비교하여 발현 정도를 확인하는 단계.4) confirming the expression level by comparing the gene product of step 3) with the control.

상기 노출 여부를 확인하는 방법에 있어서, 단계 1)의 체세포는 인간 간암 세포인 HepG2 세포주를 사용하는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니며, 인간의 간 또는 간암의 세포 및 조직에서 유래한 세포라면 모두 사용 가능하다.In the method for confirming the exposure, the somatic cell of step 1) is preferably used as a hepG2 cell line of human liver cancer cells, but is not limited thereto, and any cells derived from human liver or liver cancer cells and tissues may be used. It is possible.

상기 방법에 있어서, 단계 3)의 프라이머는 본 발명에서 탐색된 바이오마커 유전자와 상보적이고, 바이오마커를 증폭할 수 있는 프라이머라면 모두 사용가능하다.
In the above method, the primer of step 3) is complementary to the biomarker gene found in the present invention, and any primer that can amplify the biomarker can be used.

또한, 본 발명은 상기 본 발명의 바이오마커를 이용한 미렉스 특이적 노출 여부를 확인용 키트를 제공한다.In addition, the present invention provides a kit for confirming whether or not a mirex specific exposure using the biomarker of the present invention.

구체적으로, 본 발명의 키트는 바이오마커 유전자의 프로브 세트(probe set) 또는 상기 유전자를 증폭시키는 프라이머 세트(primer set)를 포함하는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다.Specifically, the kit of the present invention preferably includes a probe set of a biomarker gene or a primer set for amplifying the gene, but is not limited thereto.

상기 프로브 세트는 마이크로어레이로 수행되는 것이 바람직하며, 상기 본 발명의 DNA 마이크로어레이칩을 포함하는 키트를 제작하여 수행하는 것이 더욱 바람직하나 이에 한정되지 않는다.Preferably, the probe set is performed by a microarray, but more preferably, a kit including the DNA microarray chip of the present invention is manufactured and performed.

상기 프라이머 세트는 PCR로 수행되는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다.The primer set is preferably performed by PCR, but is not limited thereto.

본 발명의 키트는 추가적으로 인간 간세포를 포함할 수 있다. 상기 인간 간세포는 HepG2를 사용하는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니며, 인간 간세포 또는 인간 간암의 세포 및 조직에서 유래한 세포라면 모두 사용 가능하다. The kit of the present invention may additionally comprise human hepatocytes. The human hepatocyte is preferably HepG2, but is not limited thereto. Any human hepatocyte may be used as long as it is derived from cells and tissues of human liver cells or human liver cancer.

본 발명의 키트는 추가적으로 형광물질을 포함할 수 있으며, 상기 형광물질은 스트렙아비딘-알칼리 탈인화효소 접합물질(strepavidin-like phosphatease conjugate), 화학형광물질(chemiflurorensce) 및 화학발광물질(chemiluminescent)로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 바람직한 실시 예에서는 Cy3와 Cy5를 사용하였다. The kit of the present invention may additionally include a fluorescent material, and the fluorescent material is composed of a strepavidin-like phosphatease conjugate, a chemical fluorescence (chemiflurorensce) and a chemiluminescent material (chemiluminescent). Preferably, but not limited to selected from the group, in the preferred embodiment of the present invention used Cy3 and Cy5.

본 발명의 키트는 추가적으로 반응 시약을 포함시킬 수 있으며, 상기 반응 시약은 혼성화에 사용되는 완충용액, RNA로부터 cDNA를 합성하기 위한 역전사효소, cNTPs 및 rNTP(사전 혼합형 또는 분리 공급형), 형광 염색제의 화학적 유도제와 같은 표식시약, 세척 완충용액 등으로 구성될 수 있으나 이에 한정된 것은 아니며, 당업자에게 알려진 DNA 마이크로어레이 칩의 혼성화 반응에 필요한 반응 시약은 모두 포함시킬 수 있다.
The kit of the present invention may additionally include a reaction reagent, which is a buffer solution used for hybridization, reverse transcriptase for synthesizing cDNA from RNA, cNTPs and rNTP (premixed or separated feed), fluorescent staining agent It may be composed of a labeling reagent, such as a chemical inducing agent, a washing buffer, and the like, but is not limited thereto. Any reaction reagents required for hybridization of DNA microarray chips known to those skilled in the art may be included.

이하, 본 발명을 실시 예에 의해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by examples.

단, 하기 실시 예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시 예에 한정되는 것은 아니다.
However, the following examples are merely to illustrate the invention, but the content of the present invention is not limited to the following examples.

<실시예 1> 세포 배양 및 화학물질 처리Example 1 Cell Culture and Chemical Treatment

<1-1> 세포배양<1-1> Cell Culture

인간 간암 세포주인 HepG2 세포(한국 세포주 은행)를 10% FBS가 첨가된 DMEM 배지(Gibro-BRL, USA)를 이용하여 100 ㎜ 디쉬(dish)에서 80% 정도 자랄 때까지 배양하였다. 본 발명자들은 기존의 연구와 보고를 통해 잔류성 유기오염물의 하나로서 생태계 잔류성을 가지고 있는 물질인 미렉스를 선정하였으며, 에탄올에 용해시켰다. 매질(vehicle) 농도는 모든 실험에서 0.1% 이하였다.
HepG2 cells (Korea Cell Line Bank), which is a human liver cancer cell line, were cultured in DMEM medium (Gibro-BRL, USA) to which 10% FBS was added until 80% growth in 100 mm dish. The present inventors selected Mirex, a substance having ecosystem persistence, as one of the persistent organic pollutants through existing research and reports, and dissolved in ethanol. Vehicle concentration was less than 0.1% in all experiments.

<1-2> 세포 독성 실험(MTT assay) 및 화학 물질 처리<1-2> MTT assay and chemical treatment

Mossman 등(J. Immunol. Methods, 65, 55-63, 1983)의 방법으로 HepG2 세포주를 이용한 MTT 실험을 수행하였다. 세포는 24-웰 플레이트에 4× 105/웰 세포수로 DMEM 배지(Gibro-BRL, USA)에서 DMSO에 용해된 미렉스를 처리하고 48시간 후에 MTT(3-4,5-dimethylthiazol-2,5-diphenyltetra zolium bromide) 5 ㎎/㎖을 혼합하여 튜브에 가하여 37℃에서 3 시간 동안 배양하였다. 이 후 배지를 제거하고 형성된 포르마잔 크리스탈(formazan crystal)을 DMSO 500 ㎕에 용해하였다. 96-웰 플레이트로 옮겨 분주(aliquot)하고 흡광도 540 nm에서 O.D.값을 측정하였다.MTT experiment using HepG2 cell line was performed by the method of Mossman et al. ( J. Immunol. Methods , 65, 55-63, 1983). Cells were treated with mirx dissolved in DMSO in DMEM medium (Gibro-BRL, USA) at 4 × 10 5 / well cell counts in 24-well plates, and after 48 hours, MTT (3-4,5-dimethylthiazol-2, 5 mg / mL of 5-diphenyltetra zolium bromide) was mixed and added to the tube and incubated at 37 ° C. for 3 hours. Thereafter, the medium was removed and the formed formazan crystal was dissolved in 500 µl of DMSO. Transfer to a 96-well plate was aliquoted and the OD value was measured at absorbance 540 nm.

HepG2 세포주에서 미렉스의 세포독성을 살펴본 결과, 20% 생존율을 보이는 농도(IC20)는 41.23 uM 이었으며(도 1), 상기 농도들로 결정하여 마이크로어레이 실험을 수행하였다.
As a result of examining the cytotoxicity of Mirex in the HepG2 cell line, the concentration showing 20% survival rate (IC 20 ) was 41.23 uM (FIG. 1), and the microarray experiments were performed by determining the concentrations.

<실시예 2> 마이크로어레이 실험Example 2 Microarray Experiment

<2-1> 표적 RNA의 분리 및 형광 물질 표지<2-1> Isolation of Target RNA and Fluorescent Labeling

6 × 106 cell/㎖ 농도로 100 mm 디쉬에 HepG2 세포를 분주한 후, 실시예 1-2에서 결정된 미렉스의 농도를 48 시간 동안 처리하였다. 이후, 상기 처리한 세포에서 트리졸(trizol) 시약(Invitrogen life technologies, USA)을 사용하여 제조사의 방법대로 전체 RNA를 분리하고, RNeasy mini kit(Qiagen, USA)를 사용하여 정제하였다. 게놈 DNA는 RNA 정제 동안 RNase-free DNase set(Qiagen, USA)를 사용하여 제거하였다. 각 전체 RNA 시료의 양은 분광광도계로 측정하였고, 농도는 Agilent 2100 Bioanalyzer(Agilent Technologies, USA)와 아가로스 젤 전기영동으로 확인하였다.
After dispensing HepG2 cells in a 100 mm dish at a concentration of 6 × 10 6 cells / ml, the concentration of mirex determined in Example 1-2 was treated for 48 hours. Thereafter, the whole cells were separated from the treated cells using a trizol reagent (Invitrogen life technologies, USA) according to the manufacturer's method, and purified using the RNeasy mini kit (Qiagen, USA). Genomic DNA was removed using RNase-free DNase set (Qiagen, USA) during RNA purification. The amount of each total RNA sample was measured by spectrophotometer and the concentration was confirmed by Agilent 2100 Bioanalyzer (Agilent Technologies, USA) and agarose gel electrophoresis.

<2-2> 표지된 cDNA 제조 <2-2> Labeled cDNA Preparation

올리고 마이크로어레이 분석을 위하여 실시예 2-1에서 수득한 미렉스 처리군의 전체 RNA를 사용하여 cDNA를 제조하였다. 상기 수득한 전체 RNA 30 ㎍과 올리고(dT) 프라이머 2 ㎍(1 ㎍/㎕)과 혼합하고 65℃에서 10분간 반응시킨 후 바로 얼음에 넣어 어닐링(annealing)시켰다. 상기 어닐링된 RNA의 역전사(Reverse Transcript) 반응을 위해 하기 [표 3]과 같이 시약을 혼합하였다.
CDNA was prepared using the total RNA of the Mirex treated group obtained in Example 2-1 for oligo microarray analysis. The total RNA obtained above was mixed with 30 μg of oligo (dT) primer and 2 μg (1 μg / μl), reacted at 65 ° C. for 10 minutes, and then annealed in ice. Reagents were mixed as shown in Table 3 below for reverse transcription of the annealed RNA.

구성Configuration 부피(㎕)Volume (μl) 5X first strand buffer5X first strand buffer 66 dNTPsdNTPs 0.60.6 0.1 M DDT0.1 M DDT 33 SuperScript II enzymeSuperScript II enzyme 33 Cy-3 or Cy-5 dUTPCy-3 or Cy-5 dUTP 22

대조군인 HepG2 세포주에서 분리한 전체 RNA는 Cy3-dUTP(녹색)로 표지화하였고, 미렉스를 처리한 HepG2 세포주로부터 분리한 RNA는 Cy5-dUTP(적색)로 표지화하였다. 이때 두 시료는 Microcon YM-30 컬럼(Millipore, USA)을 사용하여 혼합, 정제되었다.
Total RNA isolated from control HepG2 cell line was labeled with Cy3-dUTP (green), RNA isolated from Mirex-treated HepG2 cell line was labeled with Cy5-dUTP (red). At this time, the two samples were mixed and purified using a Microcon YM-30 column (Millipore, USA).

<2-3> 혼성화 반응<2-3> hybridization reaction

혼성화 및 세척 과정은 지노첵(주)의 지시방법에 따라 수행되었다. 혼성화는 12시간 동안 62℃ 오븐에서 수행되었다. DNA 마이크로어레이 칩으로는 44 k Whole Human Genome Oligo Microarray(Agilent, USA)를 이용하였다. 세척(2분간 2× SSC/0.1% SDS에 세척, 3분간 1× SSC, 2분간 0.2× SSC에 세척) 후 슬라이드는 3분간 800 rpm으로 원심분리하여 건조하였다.
Hybridization and washing procedures were carried out according to the instructions of Genome Co., Ltd .. Hybridization was performed in a 62 ° C. oven for 12 hours. 44 k Whole Human Genome Oligo Microarray (Agilent, USA) was used as the DNA microarray chip. After washing (washing in 2 × SSC / 0.1% SDS for 2 minutes, washing in 1 × SSC for 3 minutes, 0.2 × SSC for 2 minutes), the slides were dried by centrifugation at 800 rpm for 3 minutes.

<2-4> 형광 이미지 획득<2-4> Fluorescence Image Acquisition

슬라이드 상의 혼성화 이미지는 Genepix 4000B(Axon Instruments, USA)로 스캔하였다. 결합하지 않은 유전자를 세척한 칩은 레이저 광 스캐너(laser fluorescence scanner)를 사용하여 형광 이미지를 획득하였다. 이때 녹색 형광 이미지는 대조군에서, 적색 형광 이미지는 실험군에서만 특이하게 발현되는 유전자의 활성정도를 나타내게 되며, 노란색 형광 이미지는 녹색과 적색의 보색으로 두 군의 발현이 큰 차이가 없음을 의미한다. 스캔한 이미지들은 유전자 발현 비율을 얻기 위하여 GenePix 4.1 소프트웨어(Axon Instruments, USA)로 분석하였다. 이렇게 하여 얻어진 데이터로부터 미렉스에 대한 마커 유전자를 선별하였다(도 2). Hybridization images on the slides were scanned with the Genepix 4000B (Axon Instruments, USA). Chips washed with unbound genes were obtained with a fluorescence image using a laser fluorescence scanner. In this case, the green fluorescence image in the control group, the red fluorescence image represents the activity level of the gene specifically expressed only in the experimental group, and the yellow fluorescence image is the complementary color of green and red, which means that there is no significant difference between the two groups. Scanned images were analyzed with GenePix 4.1 software (Axon Instruments, USA) to obtain gene expression rates. Marker genes for mirex were selected from the data thus obtained (FIG. 2).

그 결과, 올리고 칩 상에 존재하는 대략 4만 5천여 개의 유전자 중에서 미렉스에 의해 Cy5/Cy3의 비율이 1.5배 이상으로 유전자 발현 증가를 보이는 유전자는 2.08%(45,220개의 유전자 중 945개) 발현이 감소된 유전자는 0.79%(45,220개의 유전자 중 356개)임을 확인하였다. As a result, among the approximately 45,000 genes present on the oligo chip, 2.08% (945 out of 45,220 genes) were found to have increased expression of Cy5 / Cy3 by 1.5 times or more by Mirex. The reduced gene was found to be 0.79% (356 out of 45,220 genes).

이때, 다른 3종의 잔류성 유기오염물질류에 의한 유전자발현 프로파일과 비교 분석시(도 3) 미렉스에서만 특이적으로 발현이 증가한 유전자 1종을 선별하였다(도 4). 상기 유전자는 본 발명에서 사용한 미렉스를 처리했을 때, 인간 간암 세포에서 독성과 관련이 있다는 보고는 없다.
At this time, when comparing the gene expression profile by the other three types of persistent organic contaminants (Fig. 3), only one gene whose expression was specifically increased was selected (Fig. 4). There is no report that the gene is associated with toxicity in human liver cancer cells when treated with the mirex used in the present invention.

미렉스에 의해 특이적으로 발현이 변화하는 유전자Gene whose expression changes specifically by Mirex 등록번호Registration Number 유전자 약어Gene abbreviation 유전자 명Gene name 중간값의 비Ratio of medians NM_005420NM_005420 SULT1E1SULT1E1 sulfotransferase family 1E,
estrogen-preferring, member 1
sulfotransferase family 1E,
estrogen-preferring, member 1
1.57 1.57

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 마이크로어레이 칩 또는 키트를 개발하여 미렉스의 모니터링 및 위해성을 판정하는데 유용하게 사용될 수 있다.
As described above, the present invention can be usefully used to develop a microarray chip or kit to determine the risk and the monitoring of Mirex.

Claims (9)

유전자 등록번호(Genebank) NM_005420(SULT1E1, sulfotransferase family 1E, estrogen-preferring, member 1) 유전자의 핵산서열의 전부 또는 18 내지 30개의 핵산 서열로 구성되는 상기 유전자의 단편인 올리고뉴클레오티드 또는 그 상보가닥 분자가 집적된, 미렉스에 대한 노출 여부 확인용 DNA 마이크로어레이칩.
Genebank No. NM_005420 (SULT1E1, sulfotransferase family 1E, estrogen-preferring, member 1) Oligonucleotides or complementary strand molecules that are all or a fragment of the gene consisting of 18 to 30 nucleic acid sequences of the gene Integrated DNA microarray chip for exposure to Mirex.
1) 실험군으로서 피검체 유래 인간 체세포와 대조군 체세포에서 RNA를 분리하는 단계;
2) 단계 1)의 실험군 및 대조군의 RNA를 cDNA로 합성하면서 실험군과 대조군을 각기 다른 형광물질로 표지하는 단계;
3) 단계 2)의 각기 다른 형광물질로 표지된 cDNA를 제 1항의 DNA 마이크로어레이칩과 혼성화시키는 단계;
4) 반응한 DNA 마이크로어레이칩을 분석하는 단계; 및
5) 분석한 데이터에서 상기 DNA 마이크로어레이칩에 집적된 유전자의 발현 정도를 대조군과 비교하여 확인하는 단계를 포함하는, 미렉스에 대한 노출 여부를 확인하는 방법.
1) separating RNA from test subject-derived human somatic cells and control somatic cells;
2) labeling the experimental group and the control group with different fluorescent substances while synthesizing RNA of the experimental group and the control group of step 1) with cDNA;
3) hybridizing cDNA labeled with different fluorescent materials of step 2) with the DNA microarray chip of claim 1;
4) analyzing the reacted DNA microarray chip; And
5) comparing the expression level of the gene integrated in the DNA microarray chip in the analyzed data with a control group to determine whether the exposure to Mirex.
제 2항에 있어서, 단계 1)의 인간 체세포는 인간 간세포 또는 인간 간암의 세포인 것을 특징으로 하는 미렉스에 대한 노출 여부를 확인하는 방법.
The method of claim 2, wherein the human somatic cells of step 1) are human hepatocytes or cells of human liver cancer.
제 3항에 있어서, 상기 인간 간암 세포는 HepG2인 것을 특징으로 하는 미렉스에 대한 노출 여부를 확인하는 방법.
The method of claim 3, wherein the human liver cancer cells are HepG2.
제 2항에 있어서, 단계 3)의 형광물질은 Cy3, Cy5, FITC(poly L-lysine-fluorescein isothiocyanate), RITC(rhodamine-B-isothiocyanate) 및 로다민(rhodamine)으로 이루어진 군으로부터 선택하여 사용하는 것을 미렉스에 대한 노출 여부를 확인하는 방법.
The method of claim 2, wherein the fluorescent material of step 3) is selected from the group consisting of Cy3, Cy5, poly L-lysine-fluorescein isothiocyanate (FITC), rhodamine-B-isothiocyanate (RITC), and rhodamine (rhodamine). How to check whether exposure to Mirex.
유전자 등록번호(Genebank) NM_005420(SULT1E1, sulfotransferase family 1E, estrogen-preferring, member 1) 유전자의 프로브 세트(probe set) 또는 상기 유전자를 증폭시키는 프라이머 세트(primer set)를 포함하는 미렉스에 대한 노출 여부 확인용 키트.
Genebank NM_005420 (SULT1E1, sulfotransferase family 1E, estrogen-preferring, member 1) Probe set of genes or exposure to mirex comprising primer sets that amplify the genes Identification kit.
제 6항에 있어서, 상기 프로브 세트는 마이크로어레이로 수행되는 것을 특징으로 하는 미렉스에 대한 노출 여부 확인용 키트.
The kit for confirming exposure to mirex according to claim 6, wherein the probe set is performed by a microarray.
제 6항에 있어서, 상기 프라이머 세트는 PCR로 수행되는 것을 특징으로 하는 미렉스에 대한 노출 여부 확인용 키트.
The kit for confirming exposure to mirex according to claim 6, wherein the primer set is performed by PCR.
제 6항에 있어서, 인간 간세포 또는 간암 세포를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 미렉스에 대한 노출 여부 확인용 키트.The kit according to claim 6, further comprising human hepatocytes or liver cancer cells.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Hepatology. 1992 May;15(5):923-7.
Proc Soc Exp Biol Med. 1985 Nov;180(2):214-8.

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