KR101148755B1 - Novel SNPs and mehod for diagnosing bipolar disorder using them - Google Patents
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Abstract
본 발명은 양극성 장애에 관련된 DUSP6 유전자의 SNP(단일염기다형성)에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 DUSP6 유전자 내의 신규한 2개의 SNP 위치 염기를 포함하는 10개 이상의 연속 염기로 구성되는 폴리뉴클레오티드들로부터 선택되는 하나 이상의 폴리뉴클레오티드 또는 그의 상보적 폴리뉴클레오티드, 이를 포함하는 양극성 장애 진단용 프로브, 마이크로어레이 및 키트를 제공한다. 본 발명의 SNP를 이용하면 양극성장애를 특이적으로 진단할 수 있다.The present invention relates to SNPs (monopolymorphism) of the DUSP6 gene involved in bipolar disorder. More specifically, the present invention relates to one or more polynucleotides or complementary polynucleotides thereof selected from polynucleotides consisting of 10 or more consecutive bases including two new SNP position bases in the DUSP6 gene, for diagnosing bipolar disorder comprising the same. Probes, microarrays and kits are provided. By using the SNP of the present invention, it is possible to specifically diagnose bipolar disorder.
DUSP6 유전자, SNP, 양극성 장애 DUSP6 gene, SNP, bipolar disorder
Description
본 발명은 양극성 장애 진단용 SNP와 이를 포함하는 마이크로어레이 및 키트에 관한 것이다. 또한 본 발명은 상기 SNP를 포함하는 폴리뉴클레오티드를 이용하여 양극성 장애를 진단하는 방법에 관한 것이다. 상기 SNP는 DUSP6 (Dual specificity phosphatase 6) 유전자 내에 위치하는 SNP들이다.The present invention relates to a SNP for diagnosing bipolar disorder and a microarray and a kit including the same. The present invention also relates to a method for diagnosing bipolar disorder using the polynucleotide containing the SNP. The SNPs are SNPs located in a dual specificity phosphatase 6 (DUSP6) gene.
양극성 장애(Bipolar disorder)는 평생 유병률이 2~5%에 달하며, 흔히 사춘기 후반이나 성인기 초기에 발병해 일생에 걸쳐 영향을 미치는 주요정신질환이다. 기분의 상승과 하강을 반복적으로 보이는 대표적 기분장애로 조증 삽화, 우울증 삽화, 혼재성 삽화 등의 반복적 재발과 만성화가 특징적이다.Bipolar disorder is a life-threatening prevalence of 2 to 5%, often occurring late in puberty or early adulthood and is a major mental illness that affects life. Representative mood disorders that repeatedly show rise and fall of mood are characteristic of recurrent recurrence and chronicization of manic episodes, depression episodes, and mixed episodes.
양극성 장애 환자의 가계연구에서 일반인구집단과 비교시 양극성 장애는 4배, 우울증은 2배의 유병률을 가진다고 알려져 있다. 양극성 장애의 쌍생아 연구에서는 일란성 쌍둥이에서 65-100% 진단이 일치하고 이란성 쌍둥이에서는 10-30%가 일치하였다. 여러 역학연구를 종합해 양극성 장애는 60~80%의 유전율(heritability)을 가지는, 유전율 높은 질환으로 알려져 있다. 양극성 장애 를 대상으로 많은 유전연구가 이뤄져 왔으나 다양한 염색체 부위에서 의미 있는 연관을 보였고 제시된 여러 후보 유전자 역시 일관되지 않은 결과를 보였다.In household studies of patients with bipolar disorder, the prevalence of bipolar disorder is four times higher and that of depression is two times higher than that of the general population. In twin studies of bipolar disorder, 65-100% of diagnosis was consistent in identical twins and 10-30% in fraternal twins. Combined with epidemiologic studies, bipolar disorder is known to be a heritable disease with a heritability of 60-80%. Numerous genetic studies have been conducted on bipolar disorders, but have shown significant associations at various chromosomal sites, and the proposed candidate genes have also produced inconsistent results.
DUSP6 (Dual specificity MAP kinase phosphatase 6)는 MAPKs (Mitogen-activated protein kinases) 의 탈인산효소 중의 하나로 주요정신질환과 밀접한 연관을 보이는 증거가 많이 있다. 우선 MAPKs는 증식, 분화, 세포생존/사멸 등 다양한 세포 기능을 조절한다. DUSP6는 MKP-3 (MAPK phosphatase-3)라고도 하는데 MAPK 중 하나인 ERK1/2 (Extracellular signal-regulated kinases) 와 서로 피드백 조절을 한다. ERK1/2는 주요정신질환 동물모델에서 활성수준의 변화를 보이고 양극성 장애의 치료제로 사용되는 기분조절제와 항정신병약물 사용시 ERK1/2 신호전달계 활성화가 관찰되었다. 즉, ERK 신호전달계는 양극성 장애의 발병 기전 및 치료제의 주요 표적 중의 하나로 생각되고 있다. DUSP6는 ERK1/2를 통해서, 혹은 직접적으로 주요정신질환의 발병 및 치료와 관련되어 있다. 또한, DUSP6 유전자는 양극성 장애와 연관되어 있다고 알려진 염색체 부위 중 하나인 12q22-23에 위치한다. DUSP6 (Dual specificity MAP kinase phosphatase 6) is one of the dephosphatase of Mitogen-activated protein kinases (MAPKs), and there is a lot of evidence that is closely related to major mental diseases. First of all, MAPKs regulate various cellular functions such as proliferation, differentiation and cell survival / death. DUSP6, also called MKP-3 (MAPK phosphatase-3), is one of the MAPKs, ERK1 / 2 (Extracellular signal-regulated kinases), which provides feedback feedback. ERK1 / 2 showed changes in activity levels in animal models of major psychiatric disorders, and activation of ERK1 / 2 signaling system was observed when mood modifiers and antipsychotics were used as treatments for bipolar disorder. In other words, the ERK signaling system is considered to be one of the main targets for the pathogenesis and treatment of bipolar disorder. DUSP6 is associated with the development and treatment of major psychiatric disorders, either directly or through ERK1 / 2. The DUSP6 gene is also located at 12q22-23, one of the chromosomal sites known to be associated with bipolar disorder.
이에 본 발명자들은 DUSP6 유전자의 양극성 장애와의 관련성에 대한 연구를 진행하였고, DUSP6의 T/G변이 (Leu114Val, missense mutation, 엑손(exon) 1의 rs2279574)와, 정신분열병을 제외한, 양극성 장애에서만 보이는 양의 상관관계에 대해 보고한바 있다(K.Y. Lee, et al., 2006, "The association of DUSP6 gene with schizophrenia and bipolar disorder: its possible role in the development of bipolar disorder", Molecular Psychiatry 11, p. 425-426. 참고). 특히 양극성 장애를 앓는 여자 환자의 경우 G 대립유전자를 보유하는 비율이 더 높았다.Therefore, the present inventors studied the relationship between bipolar disorder of DUSP6 gene and T / G mutation of DUSP6 (rs2279574 of Leu114Val, missense mutation, exon 1) and schizophrenia, which are only visible in bipolar disorder. A positive correlation has been reported (KY Lee, et al., 2006, "The association of DUSP6 gene with schizophrenia and bipolar disorder: its possible role in the development of bipolar disorder", Molecular Psychiatry 11, p. 425-426. Reference). In particular, women with bipolar disorder had a higher percentage of G alleles.
이러한 결과를 토대로, 본 발명자들은 DUSP6 유전자 내에 위치하는 신규한 2개의 SNPs(인트론 2의 rs769700 및 엑손 2의 rs770087)에 대해 양극성 장애와의 관련성을 분석하였다. 상기 신규한 SNP들은 기능적인 부위가 될 수 있는 가능성, 연관 불균형, 기술적 가능성 및 동아시아인에게서 소수대립유전자가 의미 있는 빈도로 존재하는지 여부 등의 기준을 고려해 선택하였다. DUSP6의 32개 SNP 중에서, 이전에 분석했던 rs227954 주위의 엑손 1에 위치한 SNP들은 소수 대립유전자 빈도가 거의 0에 가까워 추가분석대상에서 제외했다. Based on these results, we analyzed the association of bipolar disorder with two new SNPs (rs769700 in intron 2 and rs770087 in exon 2) located in the DUSP6 gene. The novel SNPs were selected in consideration of criteria such as potential functional sites, linkage disequilibrium, technical possibilities, and whether or not minor alleles are present at significant frequencies in East Asians. Of the 32 SNPs in DUSP6, the SNPs located at
본 발명의 목적은 양극성 장애의 발병 및 그 확률을 조기에 진단할 수 있는 신규한 SNP를 포함하는 폴리뉴클레오티드, 이를 포함하는 마이크로어레이 및 키트를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명은 상기 폴리뉴클레오티드 등을 이용하여 양극성장애의 존재 또는 위험 유무를 효과적으로 진단하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a polynucleotide comprising a novel SNP, a microarray and kit comprising the same, capable of early diagnosis of the onset and the probability of bipolar disorder. Another object of the present invention is to provide a method for effectively diagnosing the presence or danger of bipolar disorder using the polynucleotide.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 제 1 양태로 본 발명은 DUSP6 유전자(서열번호 1) 내의 신규한 단일염기다형성(SNP)들을 제공한다. In order to achieve the above object, in a first aspect the present invention provides novel single base polymorphisms (SNPs) in the DUSP6 gene (SEQ ID NO: 1).
바람직하게 상기 SNP 부위(다형성 부위)는 DUSP6 전체 유전자(서열번호 1)에서 (전사 시작 염기를 +1로 하였을 때) 1524번째 염기이다. 본 발명자들은 이 SNP를 rs770087이라 명명하였다(도 1). 상기 rs770087은 DUSP6 유전자의 엑손 2에 위치하며, 보통의 사람들은 이 자리의 염기서열로서 T를 갖지만, 양극성 장애 환자의 경우 T를 적게 가지며, G를 많이 갖는다. 바람직하게, 본 발명에 따른 상기 SNP는 상기 다형성 부위가 G이고, 상기 1524번째 염기(G)를 포함하는, 서열번호 1의 DNA 서열로부터 유래된, 이에 제한되는 것은 아니나, 10개 이상의 연속 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드 또는 그의 상보적 폴리뉴클레오티드로 제공된다.Preferably, the SNP site (polymorphic site) is the 1524th base (when transcription start base is +1) in the entire DUSP6 gene (SEQ ID NO: 1). We named this SNP rs770087 (FIG. 1). The rs770087 is located in exon 2 of the DUSP6 gene, and ordinary people have T as the nucleotide sequence of this site, but in the case of bipolar disorder patients, they have a low T and a high G. Preferably, the SNP according to the present invention is derived from, but not limited to, the DNA sequence of SEQ ID NO: 1, wherein the polymorphic site is G and includes the 1524th base (G), but not less than 10 consecutive DNA sequences. It consists of a polynucleotide consisting of or a complementary polynucleotide thereof.
바람직하게 상기 SNP 부위(다형성 부위)는 DUSP6 전체 유전자(서열번호 1)에서 (전사 시작 염기를 +1로 하였을 때) 2683번째 염기이다. 본 발명자들은 이 SNP 를 rs769700이라 명명하였다(도 1). 상기 rs769700은 DUSP6 유전자의 인트론 2에 위치하며, 보통의 사람들은 이 자리의 염기서열로서 T를 갖지만, 양극성 장애 환자의 경우 T를 적게 가지며, C를 많이 갖는다. 바람직하게, 본 발명에 따른 상기 SNP는 상기 다형성 부위가 C이고, 상기 2683번째 염기 염기(C)를 포함하는, 서열번호 1의 DNA 서열로부터 유래된, 이에 제한되는 것은 아니나, 10개 이상의 연속 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드 또는 그의 상보적 폴리뉴클레오티드로 제공된다.Preferably, the SNP site (polymorphic site) is the 2683th base (when transcription start base is +1) in the entire DUSP6 gene (SEQ ID NO: 1). We named this SNP rs769700 (Fig. 1). The rs769700 is located in intron 2 of the DUSP6 gene, the average person has a T as the base sequence, but in the case of patients with bipolar disorder has a low T and a high C. Preferably, the SNP according to the present invention is derived from, but not limited to, the DNA sequence of SEQ ID NO: 1, wherein the polymorphic site is C and comprises the 2683 nucleotide base (C), 10 or more consecutive DNAs It is provided as a polynucleotide consisting of a sequence or a complementary polynucleotide thereof.
본 발명에 있어서, SNP(단일 염기 다형성; single nucleotide polymorphism)란 유전체의 한 염기서열이 집단 내에서 일정한 비율로 다양성을 나타내는 것을 말한다. 상기 rs770087 또는 rs769700 을 포함하는 폴리뉴클레오티드는 다형성 서열이다. 다형성 서열(polymorphic sequence)이란 폴리뉴클레오티드 서열 중에 SNP를 나타내는 다형성 부위(polymorphic site)를 포함하는 서열을 말한다. 상기 폴리뉴클레오티드는 DNA 또는 RNA가 될 수 있다.In the present invention, SNP (single nucleotide polymorphism) means that one nucleotide sequence of the genome shows diversity at a constant rate within a population. The polynucleotide comprising rs770087 or rs769700 is a polymorphic sequence. A polymorphic sequence refers to a sequence comprising a polymorphic site representing SNP in a polynucleotide sequence. The polynucleotide can be DNA or RNA.
제 2 양태로, 본 발명은 상기 폴리뉴클레오티드(다형성 서열)을 포함하는 양극성 장애 진단용 프로브 및 상기 프로브를 포함하는 마이크로어레이를 제공한다. 상기 마이크로어레이는 본 발명의 폴리뉴클레오티드, 그의 상보적 폴리뉴클레오티드, 그들과 혼성화하는 폴리뉴클레오티드, 그에 의해 인코딩되는 폴리펩티드 또는 그의 cDNA를 이용하여 제조될 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 상기 폴리뉴클레오티드는 아미노-실란(amino-silane), 폴리-L-라이신(poly-L-lysine) 및 알데히드(aldehyde)로 이루어진 군에서 선택되는 활성기가 코팅된 기판상에 고 정될 수 있다. 또한, 상기 기판은 실리콘 웨이퍼, 유리, 석영, 금속 및 플라스틱으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 상기 폴리뉴클레오티드를 기판에 고정화시키는 방법으로는 파이조 일렉트릭(piezoelectric) 방식을 이용한 마이크로피펫팅 (micropipetting) 법 또는 핀(pin) 형태의 스폿터(spotter)를 이용한 방법 등이 있다.In a second aspect, the present invention provides a probe for diagnosing bipolar disorder comprising the polynucleotide (polymorphic sequence) and a microarray including the probe. Such microarrays can be prepared using the polynucleotides of the invention, their complementary polynucleotides, the polynucleotides hybridizing with them, the polypeptides encoded by them, or the cDNAs thereof. For example, the polynucleotide is a substrate coated with an active group selected from the group consisting of amino-silane, poly-L-lysine, and aldehyde. It can be fixed on the phase. In addition, the substrate may be selected from the group consisting of silicon wafer, glass, quartz, metal and plastic. The method of immobilizing the polynucleotide on a substrate includes a micropipetting method using a piezoelectric method or a method using a pin-shaped spotter.
제 3 양태로, 본 발명은 상기 마이크로어레이를 포함하는 양극성장애 진단용 키트에 관한 것이다. 본 발명에 따른 키트는 본 발명의 마이크로어레이 이외에 피검체로부터 해당 SNP를 포함하는 DNA를 분리 및 증폭하는데 사용되는 프라이머 세트를 추가로 포함할 수 있다. 상기 적절한 프라이머 세트는 당업자라면 본 발명의 서열을 참조하여 용이하게 설계할 수 있을 것이다.In a third aspect, the present invention relates to a kit for diagnosing bipolar disorder comprising the microarray. The kit according to the present invention may further comprise a primer set used to separate and amplify DNA containing the SNP from the subject in addition to the microarray of the present invention. Such suitable primer sets will be readily apparent to those skilled in the art with reference to the sequences of the present invention.
제 4 양태로, 본 발명은 상기 SNP를 이용하여 양극성 장애를 진단하는 방법을 제공한다. 바람직하게 상기 방법은 검체로부터 핵산 시료를 얻는 단계; 및 상기 다형성 서열의 다형성 부위의 뉴클레오티드 서열을 결정하는 단계를 포함한다. 상기 다형성 서열의 다형성 부위의 뉴클레오티드 서열을 결정하는 방법은 PCR을 포함하여 당업계에서 통상 사용되는 방법이 제한없이 사용될 수 있다.In a fourth aspect, the present invention provides a method for diagnosing bipolar disorder using the SNP. Preferably the method comprises the steps of obtaining a nucleic acid sample from the sample; And determining the nucleotide sequence of the polymorphic site of the polymorphic sequence. The method for determining the nucleotide sequence of the polymorphic site of the polymorphic sequence can be used without limitation methods commonly used in the art, including PCR.
본 발명에 따른 양극성 장애 특이적 SNP는 양극성 장애에 취약한 환자군의 조기 발견 및 양극성 장애 치료약물의 스크리닝에 활용될 수 있으며, 유전자 지문 분석과 같은 양극성 장애와 관련된 용도로 사용될 수 있다. 또한 본 발명의 양극성 장애와 관련된 SNP를 분석하면 양극성 장애의 위험도에 대한 기초적 정보를 제공할 수 있다. Bipolar disorder specific SNP according to the present invention can be used for the early detection of patients who are vulnerable to bipolar disorder and screening of bipolar disorder therapeutic drugs, and can be used for the use of bipolar disorder such as genetic fingerprint analysis. In addition, analyzing the SNP associated with the bipolar disorder of the present invention can provide basic information about the risk of bipolar disorder.
이하 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, these examples are for illustrative purposes only and the scope of the present invention is not limited to these examples.
실시예Example 1. 본 발명에 따른 1. According to the present invention SNPsSNPs 의 양극성 장애와의 관련성Of bipolar disorder
(1) 실험대상(1) Test subject
한국인 중 양극성 장애 또는 정신분열증 환자로 판명되어 치료 중인 환자군과 양극성 장애 및 정신분열증 증상이 없는 정상인의 혈액으로부터 DNA를 분리하고, 특정한 SNP의 출현 빈도를 분석하였다.DNA was isolated from blood of Korean patients who were found to be bipolar disorder or schizophrenic patients and normal persons without bipolar disorder and schizophrenia symptoms, and the frequency of occurrence of specific SNPs was analyzed.
268명의 양극성 장애 환자, 278명의 정신분열증 환자 및 350명의 건강한 대조군을 대상으로 실험을 수행하였다. 모든 사람들은 서로 관련이 없는 한국인들이며, 모든 환자들은 양극성 장애 또는 정신분열증에 대한 DSM-IV 기준을 충족하였다. 모든 환자들에 대해 유전연구를 위한 진단 인터뷰(Diagnostic Interview for Genetic Studies)를 실시하였고, 진단은 협의회에서 이루어졌으며, 서울대학교 윤리위원회의 승인을 받기 전에 사전 동의를 얻었다.The experiment was conducted on 268 bipolar disorder patients, 278 schizophrenia patients and 350 healthy controls. All people were unrelated Koreans and all patients met the DSM-IV criteria for bipolar disorder or schizophrenia. All patients underwent a Diagnostic Interview for Genetic Studies. The diagnosis was made at a council and had informed consent before being approved by the Seoul National University Ethics Committee.
(2) DNA 시료의 준비 및 증폭(2) Preparation and Amplification of DNA Samples
본 실시예에 선택된 SNP는 공개된 데이터베이스(NCBI dbSNP:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/SNP/)로부터 선택하였으며, 선택된 SNP 주변의 서열을 이용한 프라이머를 이용하여 시료 중의 SNP 서열을 분석하였다.The SNP selected in this example was selected from a published database (NCBI dbSNP: http: //www.ncbi.nlm.nih.gov/SNP/), and the SNP sequence in the sample using primers using the sequence around the selected SNP. Was analyzed.
1) DNA 시료의 준비1) Preparation of DNA Sample
상기 환자군 및 정상인군의 혈액으로부터 DNA를 추출하였다. 염색체 DNA 추출은 Intronbio제품으로 G-DEX™ IIb Genomic DNA Extraction Kit (cat. no.17241)를 사용하였다. 추출한 DNA는 분광광도계(spectrophotometer)를 사용하여 260nm/280nm 비율이 1.8 ~ 1.9 정도인 것을 얻었으며, 사용의 편의를 위해 50ng/ul로 희석하여 사용하였다.DNA was extracted from the blood of the patient group and the normal group. Chromosomal DNA extraction was performed using In-George's G-DEX ™ IIb Genomic DNA Extraction Kit (cat. No. 17241). The extracted DNA was obtained with a 260nm / 280nm ratio of about 1.8 to 1.9 using a spectrophotometer, and diluted to 50ng / ul for ease of use.
2) 표적 DNA의 증폭 및 분석2) Amplification and Analysis of Target DNA
Taqman assay를 이용하였다. DNA (50ng/ul) 1ul, 2X PCR Taqman mastermix 2.5ul, sense primer (20 pmols/ul) 0.15ul, antisense primer(20 pmols/ul) 0.15ul, probe (FAM-TAMRA, 5pmols/ul) 0.1ul, probe(TET-TAMRA, 5pmols/ul) 0.1ul, DW 1ul을 섞어서 총(total) 5ul로 반응시켰다. PCR 기기는 ABI 9700을 사용하였으며, 온도조건은 50℃ 2분, 95℃ 10분을 하고, 95℃ 15초, 60℃ 1분, 이 2 단계(step)를 40사이클(cycle) 반복한 후 실험을 마쳤다. 상기 실험에 사용된 프라이머를 표 1에 나타내었다. Taqman assay was used. DNA (50ng / ul) 1ul, 2X PCR Taqman mastermix 2.5ul, sense primer (20 pmols / ul) 0.15ul, antisense primer (20 pmols / ul) 0.15ul, probe (FAM-TAMRA, 5 pmols/ul) 0.1ul, 0.1 ul of probe (TET-TAMRA, 5 pmols / ul) and 1 ul of DW were mixed and reacted with a total of 5 ul. ABI 9700 was used as a PCR device, and the temperature conditions were 50 ° C. 2 minutes, 95 ° C. 10 minutes, 95 ° C. 15 seconds, 60 ° C. 1 minute, and the experiment was repeated after 40 cycles of these two steps. Finished. The primers used in the experiments are shown in Table 1.
(서열번호 2)CTTGCAGTCTGGTTGTCTGTGTAAA
(SEQ ID NO: 2)
(서열번호 3)TCTGCCAACAAAAAACTCCTTAATG
(SEQ ID NO: 3)
(서열번호 4)CAGGTGGCTTCAGTAAGTTCCAA
(SEQ ID NO: 4)
(서열번호 5)CTGCTACACGAGCCGTCTAGATT
(SEQ ID NO: 5)
(서열번호 6)AGGGTTTCTGGCATTCACATGCC
(SEQ ID NO: 6)
(서열번호 7)AGGGTTTCTGGTATTCACATGCCGA
(SEQ ID NO: 7)
(서열번호 8)CCGAGTTCGCCCTGCATTGC
(SEQ ID NO: 8)
(서열번호 9)CCGAGTTCTCCCTGCATTGCG
(SEQ ID NO: 9)
PCR이 완료된 후 ABI 7900HT 기기를 통해 리딩(reading)하여 allelic discrimination 을 수행하였다. After PCR was completed, allelic discrimination was performed by reading through an ABI 7900HT instrument.
(3) SNP 유전자형의 대립유전자 빈도 분석 결과(3) Analysis result of allele frequency of SNP genotype
상기 표 2는 SNP의 대립 유전자 빈도에 대한 카이제곱 검정 결과를 나타낸다.Table 2 shows the chi-square test results for the allele frequency of SNP.
dbSNP 칼럼에는 각 SNP의 rs number를 표기하였다. 칼럼 'P value'는 각 SNP의 대립유전자 빈도의 2-by-2 분할표에 대한 카이제곱 검정의 결과인 확률수준을 의미한다. 상기 P value가 0.05보다 작은 경우 표본집단은 정신분열병 혹은 양극성 장애 유무에 따른 각 SNP의 대립유전자의 빈도가 통계적으로 95% 이상의 신뢰수준에서 유의성이 있음을 의미한다. rs769700과 rs770087 두 SNP의 경우 정상 대조군과 비교시 양극성 장애 환자와 유의한 연관성을 보였다. 남자와 여자로 성별을 분리해서 분석시에는 남자의 경우 양극성 장애 환자군과 상기 SNP의 유의한 연관성이 사라졌다. 그러나 여자의 경우에는 p value는 더 낮아지는 것으로 보아 양극성 장애 환자군과 상기 SNP의 연관성이 더 유의하다고 볼 수 있다. In the dbSNP column, the rs number of each SNP is indicated. The column 'P value' refers to the probability level that is the result of the chi-square test on the 2-by-2 contingency table of allele frequencies of each SNP. When the P value is less than 0.05, the sample group means that the frequency of allele of each SNP according to the presence or absence of schizophrenia or bipolar disorder is statistically significant at the 95% confidence level. Two SNPs, rs769700 and rs770087, were significantly associated with bipolar disorder patients compared with normal controls. When sex was separated into males and females, a significant correlation between the bipolar disorder group and the SNPs disappeared in males. However, in women, the p value is lowered, so the association between the bipolar disorder group and the SNP is more significant.
'OR(odds ratio)'은 해당 SNP의 특정 대립유전자를 기준으로 정상인구 중에서 해당 SNP의 특정 대립유전자를 가질 확률에 대한 환자군 중에서 해당 SNP의 특정 대립유전자를 가질 확률인 오즈비(odds ratio)를 나타낸다. 상기 오즈비가 1 보다 큰 경우에는 오즈비 그 자체가, 1보다 작은 경우에는 오즈비의 역수로서 해당 SNP과 질병 발병과 연관성의 크기를 의미한다. 상기 오즈비가 클수록 상기 연관성도 증가한다. 칼럼 'CI(95%)'는 해당 오즈비가 어떤 구간에 존재할 확률이 95%인 95% 신뢰구간의 하한 및 상한을 의미한다. 상기 오즈비의 95% 신뢰구간이 1을 포함하지 않는 경우 해당 SNP의 질병과의 연관성을 통계적으로 유의하다고 판단할 수 있다. 또한 해당 SNP의 특정 대립유전자를 기준으로 환자군에서의 상기 특정 대립 유전자의 빈도가 정상인군에서의 상기 특정 대립 유전자의 빈도 보다 큰 경우, 즉 오즈비가 1보다 큰 경우에는 상기 특정 대립 유전자는 위험 대립인자로 작용함을 의미한다. 그 반대의 경우에는 상기 특정 대립유전자 이외의 대립 유전자가 위험 대립인자가 된다. 'OD (odds ratio)' is the odds ratio, which is the probability of having a specific allele of the SNP in the patient group for the probability of having a specific allele of the SNP among the normal population based on the specific allele of the SNP. Indicates. If the odds ratio is greater than 1, the odds ratio itself is less than 1, which means the inverse of the odds ratio and the size of the SNP and the incidence of the disease. The larger the odds ratio, the higher the association. The column 'CI (95%)' refers to the lower and upper bounds of the 95% confidence interval with a 95% probability that the odds ratio exists in any interval. When the 95% confidence interval of the odds ratio does not include 1, it may be determined that the association of the SNP with the disease is statistically significant. In addition, when the frequency of the specific allele in the patient group is greater than the frequency of the specific allele in the normal group based on the specific allele of the SNP, that is, when the odds ratio is greater than 1, the specific allele is a risk allele. It means to act. In the opposite case, alleles other than the particular allele become risk alleles.
양극성 환자군과 유의한 연관성을 보인 두 개의 DUSP6 유전자다형성, 즉rs769700과 rs770087은 둘 다 OR=2.21 (CI: 1.20-4.09)로 각 SNP의 소수대립유전자가 양극성 장애의 위험대립인자로 작용함을 의미한다. 더 유의한 연합을 보였던 여성의 경우에는 OR=4.47 (CI: 1.79-11.17)로 양극성 장애와 연관성이 더 크다고 볼 수 있다. Two DUSP6 polymorphisms, rs769700 and rs770087, both of which were significantly associated with the bipolar patient group, were both OR = 2.21 (CI: 1.20-4.09), indicating that the minor allele of each SNP acts as a risk allele for bipolar disorder. do. For women who showed a more significant association, OR = 4.47 (CI: 1.79-11.17) is more likely to be associated with bipolar disorder.
(4) 일배체형 (haplotype) 분석(4) haplotype analysis
DUSP6 유전자다형성의 일배체형 분석에서는 rs2279574-rs770087-rs769700 세 개의 마커(marker)를 가지고 분석했을 때에는 G-G-C 일배체형이 양극성 장애와 유의한 연합을 보였다. rs770087-rs769700 두 개의 마커를 가지고 분석했을 때에는 G-C, T-T의 두 일배체형과 양극성 장애와의 유의한 연합을 보였다. 상기 일배체형 모두 여성만을 대상으로 분석 시에는 p value가 더 낮아졌다. Haplotype analysis of the DUSP6 gene polymorphism showed that the G-G-C haplotype showed significant association with bipolar disorder when analyzed with three markers rs2279574-rs770087-rs769700. Analysis with two markers of rs770087-rs769700 showed significant association between the haplotypes of G-C and T-T and bipolar disorder. All of the haplotypes had lower p values in the analysis of women only.
예측예Prediction example 1. 본 발명에 따른 1. According to the present invention 마이크로어레이를Microarray 이용한 양극성 장애의 진단 Diagnosis of Bipolar Disorder
(1) 본 발명에 따른 SNP가 고정된 마이크로어레이의 제작(1) Fabrication of SNP-Finished Microarrays According to the Present Invention
상기 실시예 1에서 선별된 SNP를 기판상에 고정하여 마이크로어레이를 제작할 수 있다. 즉, 서열번호 1의 1524 또는 2683 번째 염기를 가운데 포함하는 20개의 연속 염기, 즉 각각 AGCCGAGTTCGCCCTGCATT(서열번호 10) 및 GGGTTTCTGGCATTCACATG(서열번호 11)로 구성되는 폴리뉴클레오티드들(각 SNP는 상기 20개 중 11번째에 위치함)을 기판상에 고정한다. 각 SNP 위치에 두 개의 대립형질이 존재하므로 각 서열마다 2개씩의 폴리뉴클레오티드가 기판상에 고정화된다.The SNP selected in Example 1 may be fixed on a substrate to prepare a microarray. That is, the polynucleotides composed of 20 consecutive bases including the 1524 or 2683th base of
먼저, 상기 각 폴리뉴클레오티드의 N-말단을 아민기로 치환한 다음 실릴화 슬라이드(Telechem 사)에 스팟팅하며, 이 때 상기 스팟팅 버퍼는 2×SSC(pH 7.0)를 사용할 수 있다. 스팟팅 후 건조기에 두어 결합을 유도한 후 0.2% SDS로 2분간, 3차 증류수로 2분간 세척하여 결합되지 않는 올리고를 제거한다. 상기 슬라이드를 95℃에서 2분간 처리하여 변성을 유도한 후, 블로킹 용액(1.0g NaBH4, PBS(pH 7.4) 300 mL, EtOH 100 mL)으로 15분간, 0.2% SDS 용액으로 1분간, 3차 증류수로 2분간 각각 세척하고 상온에서 건조시켜 마이크로어레이를 제작한다.First, the N-terminus of each polynucleotide is substituted with an amine group and then spotted on a silylation slide (Telechem), wherein the spotting buffer may use 2 × SSC (pH 7.0). After spotting, the mixture was placed in a dryer to induce binding, followed by washing with 0.2% SDS for 2 minutes and tertiary distilled water for 2 minutes to remove unbound oligos. The slides were treated at 95 ° C. for 2 minutes to induce denaturation, followed by 15 minutes with blocking solution (1.0 g NaBH 4, 300 mL of PBS (pH 7.4), 100 mL EtOH), 1 minute with 0.2% SDS solution, and distilled water 2 minutes each, and dried at room temperature to produce a microarray.
(2) 본 발명에 따른 마이크로어레이를 이용한 양극성 장애의 진단(2) Diagnosis of bipolar disorder using microarray according to the present invention
상기 실시예 1의 (2) 단계에 설명되어 있는 방법을 이용하여 양극성 장애의 발병 또는 발병 가능성을 진단하고자 하는 대상의 혈액으로부터 표적 DNA를 분리하고, 형광 표지한다. UniHyb 혼성화 용액(TeleChem 사) 하에서 상기 예측예 2.(1)에서 제조된 마이크로어레이와 형광 표지된 표적 DNA의 혼성화를 42℃에서 4시간 동안 수행한다. 2×SSC로 실온에서 5분간 두 번 세척한 후 공기 중에서 건조시킨다. 건조 후 슬라이드를 스캔어레이 5000(ScanArray 5000; GSI Lumonics 사)으로 스캔하고 스캔 결과를 퀀트어레이(QuantArray)(GSI Lumonics 사)와 ImaGene 소프트웨어(BioDiscover 사)로 분석하여 상기 대상이 본 발명에 따른 다중 SNP 전부 또는 일부를 갖고 있는지를 확인함으로써, 양극성 장애의 발병 가능성 및 심혈관 질환에 대한 감수성을 측정할 수 있다.Using the method described in step (2) of Example 1, the target DNA is separated from the blood of the subject to diagnose the onset or possibility of the bipolar disorder, and fluorescently labeled. Under the UniHyb hybridization solution (TeleChem), hybridization of the microarray prepared in Prediction Example 2 (1) and the fluorescently labeled target DNA was performed at 42 ° C. for 4 hours. Wash twice with 2 x SSC for 5 minutes at room temperature and dry in air. After drying, the slides were scanned with ScanArray 5000 (GSI Lumonics), and the scan results were analyzed with QuantArray (GSI Lumonics) and ImaGene software (BioDiscover), and the subjects were subjected to multiple SNPs according to the present invention. By confirming whether they have all or part, the likelihood of developing bipolar disorder and susceptibility to cardiovascular disease can be measured.
도 1은 본 발명의 SNP가 위치하는 사람 DUSP6 유전자의 구성을 나타낸 것이다.Figure 1 shows the configuration of the human DUSP6 gene in which the SNP of the present invention is located.
<110> SNU R&DB Foundation <120> Novel SNPs and method for diagnosing bipolar disorder using them <160> 11 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 4460 <212> DNA <213> Homo sapiens <400> 1 gagacgctcg ctgtttgtat ccattgagga gctgcctcgc gcagggggtg tgcgaggctg 60 agtccaagag atagcaaatc gagtcttaaa taatccgggg agaaagacgc ccgggtagat 120 ttgaggtgca gccttggagg gagggattag aagccgctag actttttttc ctcccctctc 180 agtagcacgg agtccgaatt aattggattt cattcactgg ggaggaacaa aaactatctg 240 ggcagcttca ttgagagaga ttcattgaca ctaagagcca gcggctgcag ctgggtgcag 300 agagaacctc cggctttact tctgtctcgt ctgccccaac cgctagcctc ggcttgggta 360 aggcgaggcg gaattaaacc ccgctccgag agcggcagct tcgcgcgcgg tgcgctcggc 420 ctatgcctgc cccgaggggc gtctggtagg caccccgccc tctcccgcag ctcgaccccc 480 atgatagata cgctcagacc cgtgcccttc gcgtcggaaa tggcgatcag caagacggtg 540 gcgtggctca acgagcagct ggagctgggc aacgagcggc tgctgctgat ggactgccgg 600 ccgcaggagc tatacgagtc gtcgcacatc gagtcggcca tcaacgtggc catcccgggc 660 atcatgctgc ggcgcctgca gaagggtaac ctgccggtgc 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gccttacctt 4080 tgtaaatatt tttgcttgtg ttgtcgcaaa ggggataatc tgggaaagac accaaatcat 4140 gggctcactt taaaaaaaga aagaataaaa aaaccttcag ctgtgctaaa cagtatatta 4200 cctctgtata aaattcttca gggagtgtca cctcaaatgc aatactttgg gttggtttct 4260 ttcctttaaa aaaatttgta taaaactgga agtgtgtgtg tgtgagcatg ggtacccatt 4320 tgataagaga aatgcatttg attgtgaaga agggagagtt aaattctcca ttatgttcgt 4380 ggtgtaaagt ttagagctgg aatttattat aagaatgtaa aaccttaaat tattaataaa 4440 taactatttt ggctattgaa 4460 <210> 2 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 2 cttgcagtct ggttgtctgt gtaaa 25 <210> 3 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 3 tctgccaaca aaaaactcct taatg 25 <210> 4 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 4 caggtggctt cagtaagttc caa 23 <210> 5 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 5 ctgctacacg agccgtctag att 23 <210> 6 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 6 agggtttctg 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gttctgcgcc ttcttagcca 1140 gaacatcctc caccatcacc ctgttttcta tcgttcgatt ttgaattaag atttgcagga 1200 cgggagagat tgttggggat gcaaattggc acatcttagc tctcaaaata ttccaaaaag 1260 ttgccatttt gtctatttcc ggattcaagc gaataagggt tccctggcga ggcgggcccg 1320 ttcgttccat tcccgatggt gcacatttaa agtgtgtttc tcttatagat ggttctgtat 1380 gtagggggtt cgtaggatgc ttgtggtgtt tcttgcgccg ggctgcggtt cttacaagct 1440 gtgaaaacta ctacggcttc tcaggttaga tgattgcttt tctcgttctg gcaggtggct 1500 tcagtaagtt ccaagccgag ttctccctgc attgcgagac caatctagac ggctcgtgta 1560 gcagcagctc gccgccgttg ccagtgctgg ggctcggggg cctgcggatc agctctgact 1620 cttcctcgga catcgagtct gaccttgacc gagaccccaa tagtgcaaca gactcggatg 1680 gtagtccgct gtccaacagc cagccttcct tcccagtgga gatcttgccc ttcctctact 1740 tgggctgtgc caaagactcc accaacttgg acgtgttgga ggaattcggc atcaagtaca 1800 tcttgaacgt cacccccaat ttgccgaatc tctttgagaa cgcaggagag tttaaataca 1860 agcaaatccc catctcggat cactggagcc aaaacctgtc ccagtttttc cctgaggcca 1920 tttctttcat aggtgagact aattaatagt cgtcgctctg 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