KR101250031B1 - siRNA against CCL22 for treatment of atopy dermatitis and composition of therapeutic agent comprising the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 아토피성 피부염에 치료효과를 갖는 작은 간섭 RNA에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 CCL22 유전자의 발현을 억제하는 작은 간섭 RNA(siRNA)를 발현하는 재조합 벡터로 형질전환된 박테리아 세포를 유효성분으로 함유하는 아토피성 피부염 치료용 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 CCL22 유전자의 발현을 억제하는 작은 간섭 RNA(siRNA)를 발현하는 재조합 벡터로 형질전환된 박테리아 세포를 제조할 수 있으며, 상기 박테리아 세포를 이용하여 아토피성 피부염의 유발을 억제시킬 수 있다. 따라서, 아토피성 피부염에 치료효과를 갖는 작은 간섭 RNA(siRNA)를 이용한 치료용 조성물은 난치성 질환으로 적절한 치료제가 부재한 아토피성 피부질환의 치료 및 예방제로서 의약산업에 매우 유용하게 이용될 수 있다.The present invention relates to a small interfering RNA having a therapeutic effect on atopic dermatitis, more specifically, containing as an active ingredient a bacterial cell transformed with a recombinant vector expressing a small interfering RNA (siRNA) that suppresses the expression of the CCL22 gene It relates to a composition for treating atopic dermatitis. According to the present invention, a bacterial cell transformed with a recombinant vector expressing a small interfering RNA (siRNA) that suppresses the expression of the CCL22 gene can be prepared, and the bacterial cell can be used to suppress the induction of atopic dermatitis. . Therefore, the therapeutic composition using a small interference RNA (siRNA) having a therapeutic effect on atopic dermatitis can be very useful in the pharmaceutical industry as a treatment and prevention of atopic dermatitis, in which there is no appropriate therapeutic agent for refractory diseases.
Description
본 발명은 아토피성 피부염에 치료효과를 갖는 작은 간섭 RNA에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 CCL22(C-C motif chemokine 22) 유전자의 발현을 억제하는 작은 간섭 RNA(siRNA)를 발현하는 재조합 벡터로 형질전환된 박테리아 세포를 유효성분으로 함유하는 아토피성 피부염 치료용 조성물에 관한 것이다.
The present invention relates to a small interfering RNA having a therapeutic effect on atopic dermatitis, more specifically, a bacterium transformed with a recombinant vector expressing a small interfering RNA (siRNA) that inhibits the expression of the CC motif chemokine 22 (CCL22) gene. It relates to a composition for treating atopic dermatitis containing a cell as an active ingredient.
아토피성 피부염은 현대인에게 빈번하게 발생되고 있는 의학적으로 원인이 불분명한 만성적 피부질환이다. 아토피성 피부염은 일반적으로 인간 면역체계의 불균형에 의해 초래된 질환으로 알려져 있다. 우리 몸의 면역은 B 림프구가 주관하는 체액성 면역과 T 림프구가 주관하는 세포성 면역으로 이루어져 있다. 세포성 면역을 주관하는 T 세포에는 Tc-세포와 Th-세포가 있으며, Th-세포는 Th-1과 Th-2로 구분된다. 상기 Th-1과 Th-2의 균형이 깨져 Th-2의 양이 갑자기 늘어나고 Th-1의 양이 줄어들면 알레르기 질환, 즉 아토피성 피부염, 알레르기성 비염, 알레르기성 천식 등의 질환이 발생하며, 반대로 Th-1의 양이 많이 늘어나게 되면 자가 면역 질환이 초래된다. 따라서 Th-2 면역반응의 과민은 아토피성 피부질환의 핵심요소이다. Th-2 면역반응은 즉시형 과민반응으로 IL-4, IL-5, IL-13 사이토카인의 분비를 매개로 이루어지며, IL-4와 IL-13은 B 세포의 isotype을 자극하고 Ig-E의 생성을 조절한다.Atopic dermatitis is a chronic skin disease of unknown medical origin that is frequently occurring in modern people. Atopic dermatitis is generally known as a disease caused by imbalance of the human immune system. The body's immunity consists of humoral immunity administered by B lymphocytes and cellular immunity administered by T lymphocytes. T cells that control cellular immunity are Tc-cells and Th-cells, and Th-cells are divided into Th-1 and Th-2. When the balance of Th-1 and Th-2 is broken and the amount of Th-2 suddenly increases and the amount of Th-1 decreases, allergic diseases such as atopic dermatitis, allergic rhinitis, and allergic asthma occur. On the contrary, increasing the amount of Th-1 causes autoimmune diseases. Therefore, hypersensitivity of the Th-2 immune response is a key factor in atopic skin disease. Th-2 immune response is an immediate type hypersensitivity reaction mediated by the secretion of IL-4, IL-5 and IL-13 cytokines. IL-4 and IL-13 stimulate B-cell isotype and Ig-E Regulates the creation of
최근 들어 국내외적으로 아토피성 피부염 발병이 소아에서 성인에 이르기까지 광범위하게 발생하고 있어 치료제의 개발이 시급하다. 현재 스테로이드 계열의 아토피성 피부염 억제제가 치료제로 사용되고 있으나 아토피성 피부염의 원천적인 해결방법이 아닌 일시적인 경감효과를 보여주며 동시에 내성이 생기는 부작용이 알려진바, 안전하면서도 우수한 효능을 가진 광범위한 치료제 개발이 필요한 실정이다.In recent years, the development of a therapeutic agent is urgent because atopic dermatitis has been widespread from children to adults. Currently, steroid-based atopic dermatitis inhibitors are used as treatments, but they show temporary alleviating effects and are resistant to atopic dermatitis. to be.
한편, CCL22는 T 세포에서 Th-2 phenotype의 CD+ T 세포들을 선택적으로 발현하는 CCR4의 리간드로써, 정상 환자군에 비해 아토피성 피부염 환자군에서 CCL22의 혈중 농도가 급격히 증가되어 있다(Nakazata J, et al., Pediatr Allergy Immunol. 2008;19(7):605-13). 그러나 아직까지 CCL22를 타겟으로 하는 아토피성 피부염 치료제가 개발되지는 않았다. 또한, 살모넬라 균주를 피하주사 시 피부염 억제가 유도된다는 특허(대한민국 등록특허: 10-0650451)가 있으나, 살모넬라의 경우 본 특허내용과 같이 경구투여 시 아무런 효과가 없었다.
On the other hand, CCL22 is a ligand of CCR4 that selectively expresses Th-2 phenotype CD + T cells in T cells, and the blood concentration of CCL22 is rapidly increased in atopic dermatitis patients compared to normal patients (Nakazata J, et al. , Pediatr Allergy Immunol. 2008; 19 (7): 605-13). However, no treatment for atopic dermatitis targeting CCL22 has been developed. In addition, although there is a patent (Korean Patent Registration: 10-0650451) that induces dermatitis suppression when the subcutaneous injection of Salmonella strains, Salmonella did not have any effect when administered orally as described in the present patent.
이에, 본 발명자들은 상기 종래기술들의 문제점들을 극복하기 위하여 예의 연구 노력한 결과, 21 ~ 25개 정도의 뉴클레오티드로 구성된 단일 염기가닥인 siRNA의 RNAi(RNA interference)를 살모넬라를 캐리어로 이용하여 아토피성 피부염이 유발된 실험군에 경구 투여하는 경우, Th-2 면역반응의 지표인 IL-4의 발현을 감소시키고, Th-1 면역반응의 지표인 IFN-γ의 발현을 증가시키며, 또한 아토피 질환의 지표인 Ig-E의 면역반응을 급격히 감소시킬 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.Therefore, the present inventors have diligently researched to overcome the problems of the prior art, using a salmonella as a carrier for atopic dermatitis using RNAi (RNA interference) of siRNA, which is a single base strand composed of 21 to 25 nucleotides. Oral administration to the induced experimental group reduced the expression of IL-4, an indicator of Th-2 immune response, increased the expression of IFN-γ, an indicator of Th-1 immune response, and also Ig, an indicator of atopic disease. It was confirmed that the immune response of -E can be drastically reduced, and the present invention was completed.
따라서, 본 발명의 목적은 CCL22 유전자의 표적서열에 특이적인 siRNA를 유효성분으로 포함하는 아토피성 피부염 치료용 조성물을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a composition for treating atopic dermatitis comprising siRNA specific to the target sequence of the CCL22 gene as an active ingredient.
본 발명의 다른 목적은 CCL22 유전자의 발현을 억제하는 작은 간섭 RNA(siRNA)를 발현하는 재조합 벡터로 형질전환된 박테리아 세포를 이용한 아토피성 피부염 치료용 조성물을 제공하는데 있다. Another object of the present invention is to provide a composition for treating atopic dermatitis using bacterial cells transformed with recombinant vectors expressing small interfering RNA (siRNA) that inhibits the expression of the CCL22 gene.
본 발명의 또 다른 목적은 CCL22 유전자의 발현을 억제시킴으로써 IL-4와 Ig-E의 발현을 감소시키고, IFN-γ의 발현을 증가시켜 아토피성 피부염에 치료효과를 갖는 작은 간섭 RNA(siRNA)를 제공하는 것이다.
It is another object of the present invention to reduce the expression of IL-4 and Ig-E by inhibiting the expression of the CCL22 gene, and to increase the expression of IFN-γ, thereby producing small interfering RNA (siRNA) having a therapeutic effect on atopic dermatitis. To provide.
본 발명의 한 양태에 따르면, 본 발명은 CCL22 유전자의 표적서열에 특이적인 siRNA를 유효성분으로 포함하는 아토피성 피부염 치료용 조성물을 제공한다.According to one aspect of the invention, the present invention provides a composition for treating atopic dermatitis comprising siRNA specific to the target sequence of the CCL22 gene as an active ingredient.
본 발명에 있어서, 상기 CCL22의 표적서열은 서열번호 1인 것을 특징으로 한다. In the present invention, the target sequence of the CCL22 is characterized in that SEQ ID NO: 1.
본 발명에 있어서 'siRNA(small interfering RNA)'란 특정 mRNA의 절단을 통하여 RNA 간섭을 유도할 수 있는 짧은 이중가닥 RNA를 말한다. siRNA는 RNA끼리 짝을 이루는 이중가닥 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. 쌍을 이루는 염기 길이는 10 내지 40 염기, 바람직하게는 15 내지 30 염기이다. siRNA 말단 구조는 표적 유전자의 발현을 RNA 간섭 효과에 의하여 억제할 수 있는 것이면 평활 말단 또는 돌출 말단 모두 가능하다. 점착 말단 구조는 3' 말단 돌출 구조와 5' 말단 돌출 구조 모두 가능하다.In the present invention, 'siRNA (small interfering RNA)' refers to a short double-stranded RNA that can induce RNA interference through cleavage of specific mRNA. siRNAs are not limited to fully 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. Pairing base lengths are 10 to 40 bases, preferably 15 to 30 bases. The siRNA terminal structure can be either a blunt end or a protruding end as long as the expression of the target gene can be suppressed by RNA interference effects. Cohesive end structures are possible with both 3 'end protrusion structures and 5' end protrusion structures.
본 발명의 인간 CCL22 유전자의 siRNA는 바람직하게는 서열번호 2의 염기서열과 이와 상보적인 서열을 포함하는 이중가닥 siRNA일 수 있다.The siRNA of the human CCL22 gene of the present invention may preferably be a double-stranded siRNA comprising a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 and a sequence complementary thereto.
본 발명의 siRNA는 그 활성을 저하시키지 않는 하나 이상의 치환, 삽입, 결실 및 그 조합을 갖는 변형체를 포함한다. 이러한 변형체는 상기한 siRNA의 서열과 80% 이상의 서열 상동성을 가질 수 있으며, 바람직하게는 90%, 더욱 바람직하게는 95% 이상의 서열 상동성을 갖는다.SiRNAs of the invention include variants having one or more substitutions, insertions, deletions and combinations thereof that do not degrade its activity. Such variants may have at least 80% sequence homology with the above-described siRNA sequences, and preferably have 90%, more preferably at least 95% sequence homology.
본 발명의 siRNA는 직접 화학적으로 합성하거나(Sui G 등, (2002) A DNA vector-based RNAi technology to suppress gene expression in mammalian cells. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 99: 5515-5520), 인비트로 전사를 이용하여 합성하는 방법(Brummelkamp TR 등, (2002) A system for stable expression of short interfering RNAs in mammalian celss, Science 296: 550-553) 등 당업계에 공지된 다양한 방법에 의해 합성할 수 있다.The siRNA of the present invention can be directly chemically synthesized (Sui G et al., (2002) A DNA vector-based RNAi technology to suppress gene expression in mammalian cells.Proc. Natl. Acad. Sci. USA 99: 5515-5520), Can be synthesized by a variety of methods known in the art, such as the method using synthetic transcription (Brummelkamp TR et al., (2002) A system for stable expression of short interfering RNAs in mammalian celss, Science 296: 550-553). .
본 발명의 siRNA는 기본적으로 두 가닥의 RNA가 쌍을 이루어 이중가닥 siRNA를 형성하고 있는 형태이지만, 플라스미드계 shRNA 벡터와 PCR 발현카세트 등에 의한 트랜스펙션에 이용될 수 있도록 짧은 헤어핀을 갖는 구조로 변형된 형태일 수도 있다.
The siRNA of the present invention is basically a form in which two strands of RNA are paired to form a double stranded siRNA, but is modified into a structure having a short hairpin to be used for transfection by a plasmid shRNA vector and a PCR expression cassette. It may be in the form.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 CCL22 유전자의 발현을 억제하는 작은 간섭 RNA(siRNA)를 전사하는 유전자를 포함하는 재조합 벡터로 형질전환된 박테리아 세포를 유효성분으로 함유하는 아토피성 피부염 치료용 조성물을 제공한다.According to another aspect of the present invention, the present invention is for treating atopic dermatitis containing a bacterial cell transformed with a recombinant vector comprising a gene for transcribing a small interference RNA (siRNA) that inhibits the expression of the CCL22 gene as an active ingredient. To provide a composition.
본 발명의 아토피성 피부염 치료용 조성물에 있어서, 상기 박테리아 세포는 살모넬라 티피머리움(salmonella typhimurium)인 것을 특징으로 한다. 살모넬라 균주는 장티푸스를 유발하는 group D Salmonella에 속하는 병원균으로서, 본 발명에서는 상기 살모넬라 균주의 병원성을 없애기 위해 약독화된(attenuated) 살모넬라 균주를 사용하였다. 상기 약독화된 살모넬라 균주는 장티프스 예방용 약독화 백신인 것을 특징으로 한다. 상기 "약독화(attenuation)"란 살아있는 병원체의 독성을 인공적으로 약하게 만든 것으로, 병원체의 필수 대사에 관여하는 유전자를 변이시켜 체내에서 질병을 일으키지 못하고, 면역 체계만을 자극하여 면역성을 유도하는 것을 의미한다.In the composition for treating atopic dermatitis of the present invention, the bacterial cells are characterized in that the Salmonella typhimurium (salmonella typhimurium). Salmonella strain is a pathogen belonging to group D Salmonella that causes typhoid fever. In the present invention, an attenuated Salmonella strain was used to eliminate the pathogenicity of the Salmonella strain. The attenuated Salmonella strain is characterized in that the attenuated vaccine for preventing typhoid. The term "attenuation" artificially weakens the virulence of living pathogens, and means that the genes involved in the essential metabolism of the pathogens are not mutated to cause disease in the body and stimulate the immune system to induce immunity. .
본 발명의 구체적인 실시예에 사용된 살모넬라 균주는 살모넬라 티피머리움(salmonella typhimurium) BRD509 균주로, 병원성이 없는 약독화된 균주이다.Salmonella strains used in the specific examples of the present invention are Salmonella typhimurium BRD509 strains, which are attenuated strains without pathogenicity.
본 발명의 상기 siRNA는 서열번호 2의 염기서열을 갖는 siRNA인 것을 특징으로 한다. 상기 siRNA는 21 ~ 25 뉴클레오티드의 CCL22 유전자의 mRNA와 상보적인 염기서열로써, 바람직하게는 상기 서열번호 2의 염기서열과 이와 상보적인 서열을 포함하는 이중가닥(double-strand) siRNA일 수 있다. 본 발명에서는 서열번호 1과 서열번호 2의 이중가닥 올리고(top 및 bottom strand)를 합성하여 사용하였다. 상기 siRNA는 CCL22 유전자의 mRNA에 상보적으로 결합하여 번역을 방해하는 과정을 통해 유전자 기능을 억제한다. 다음 표 1은 siRNA에 쓰이는 CCL22 유전자의 target sequence와 siRNA의 서열을 나타낸 것이다.The siRNA of the present invention is characterized by being an siRNA having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2. The siRNA is a nucleotide sequence complementary to the mRNA of the CCL22 gene of 21 to 25 nucleotides, preferably, may be a double-stranded siRNA comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 and a sequence complementary thereto. In the present invention, double stranded oligos (top and bottom strands) of SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 2 were used. The siRNA inhibits gene function through a process that interferes with the translation by complementarily binding to the mRNA of the CCL22 gene. The following Table 1 shows the target sequence and the siRNA sequence of the CCL22 gene used for siRNA.
본 발명에 따른 siRNA 폴리뉴클레오티드 서열은 발현 조절 서열에 작동 가능하게 연결될 수 있으며, 상기 작동 가능하게 연결된 유전자 서열과 발현 조절 서열은 선택 마커 및 복제 개시점(replication origin)을 같이 포함하고 있는 하나의 발현벡터 내에 포함될 수 있다. 상기 "작동 가능하게 연결(operably linked)" 된다는 것은 적절한 분자가 발현 조절 서열에 결합될 때 유전자 발현을 가능하게 하는 방식으로 연결된 유전자 및 발현 조절 서열일 수 있다. 상기 "발현 조절 서열(expression control sequence)"이란 특정한 숙주 세포에서 작동 가능하게 연결된 폴리뉴클레오티드 서열의 발현을 조절하는 DNA 서열을 의미한다. 그러한 조절 서열은 전사를 실시하기 위한 프로모터, 전사를 조절하기 위한 임의의 오퍼레이터 서열, 적합한 mRNA 리보좀 결합 부위를 코딩하는 서열, 전사 및 해독의 종결을 조절하는 서열을 포함한다.The siRNA polynucleotide sequence according to the present invention may be operably linked to an expression control sequence, wherein the operably linked gene sequence and expression control sequence are one expression containing a selection marker and a replication origin together. Can be included in a vector. By “operably linked” may be a gene and expression control sequences linked in such a way as to enable gene expression when the appropriate molecule is bound to the expression control sequences. The term "expression control sequence" refers to a DNA sequence that controls the expression of a polynucleotide sequence operably linked in a particular host cell. Such regulatory sequences include promoters for carrying out transcription, any operator sequence for regulating transcription, sequences encoding suitable mRNA ribosomal binding sites, and sequences that control termination of transcription and translation.
본 발명의 구체적인 실시예에서는 CCL22 유전자를 억제시키는 siRNA를 발현하는 재조합 벡터를 약독화된 살모넬라 균주에 형질도입 함으로써 본 발명의 살모넬라를 제작하고, 아토피와 유사한 피부병을 유발시킨 마우스 모델에 상기 형질도입된 살모넬라를 투여함으로써 그에 의한 아토피성 피부질환의 예방 및 치료효과를 형질도입 시키지 않은 대조군 살모넬라 자체에 의한 효과와 비교분석하여 확인하였다. 분석 결과, 도 1 내지 4에 나타낸 것과 같이, 형질도입 시키지 않은 살모넬라만을 경구투여시 아토피피부염을 오히려 증가시켰으나, siRNA를 발현하는 재조합 벡터를 형질도입시킨 살모넬라를 경구투여한 경우 아토피성 피부염을 치료하는 효과가 나타남을 확인하였다.In a specific embodiment of the present invention, by introducing a recombinant vector expressing siRNA that inhibits the CCL22 gene into an attenuated Salmonella strain, Salmonella of the present invention was produced, and transduced into a mouse model causing atopic dermatitis. Administration of Salmonella was confirmed by comparison with the effect of the control Salmonella itself, which did not introduce the prophylactic and therapeutic effects of atopic dermatological diseases. As a result, as shown in Figures 1 to 4, atopic dermatitis was increased upon oral administration of only untransduced Salmonella, but when oral administration of Salmonella transfected with a recombinant vector expressing siRNA was used to treat atopic dermatitis. It was confirmed that the effect appeared.
본 발명에 있어서, 상기 재조합 벡터는 상기 siRNA를 발현시킬 수 있는 프로모터와 클로닝을 위한 멀티클로닝사이트를 가지고 있는 어떠한 발현벡터도 사용할 수 있으나, 바람직하게는 도 1에 도시된 pcDNA-CCL22miRNA의 개열지도인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the recombinant vector may be any expression vector having a promoter capable of expressing the siRNA and a multicloning site for cloning, but is preferably a cleavage map of pcDNA-CCL22miRNA shown in FIG. 1. It is characterized by.
본 발명에서 아토피성 피부염 치료 효과를 유도하는 siRNA를 발현하는 살모넬라 균주는 당업계에서 통상 사용되는 형질도입방법에 의해 제조 가능하며, 제조된 살모넬라를 체내에 도입시킬 때, 상기 siRNA가 과발현 될 수 있다.Salmonella strains expressing siRNA that induces atopic dermatitis therapeutic effect in the present invention can be prepared by a transduction method commonly used in the art, the siRNA may be overexpressed when the prepared Salmonella is introduced into the body .
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 서열번호 2의 염기서열을 갖는 siRNA인 것을 특징으로 하는 CCL22 유전자의 발현을 억제하는 작은 간섭 RNA(siRNA)를 제공한다.According to another aspect of the present invention, the present invention provides a small interfering RNA (siRNA) that inhibits the expression of the CCL22 gene, characterized in that the siRNA having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2.
본 발명의 한 양태에 따르면, 본 발명은 상기 siRNA를 전사하는 유전자를 포함하는 재조합 벡터 및 상기 재조합 벡터로 형질전환된 박테리아 세포를 제공한다. 본 발명의 상기 박테리아 세포는 살모넬라 티피머리움(salmonella typhimurium)인 것을 특징으로 한다.
According to one aspect of the invention, the invention provides a recombinant vector comprising a gene for transcription of said siRNA and bacterial cells transformed with said recombinant vector. The bacterial cell of the present invention is characterized in that Salmonella typhimurium.
본 발명의 아토피성 피부염 치료용 조성물은 약제로 이용되기 위해서 약제학적 분야에서 공지된 방법에 의해 제조될 수 있으며, 약학적으로 허용되는 담체, 부형제, 희석제 등과 혼합하여 분말, 과립, 정제, 캡슐제, 또는 주사제 등의 제형으로 제조되어 사용될 수 있다. 적합한 약제학적으로 허용되는 담체 및 제제는 Remington's Pharmaceutical Sciences(19th ed., 1995)에 상세히 기재되어 있어 이를 참조할 수 있다. 또한 이들은 비경구 투여(예컨대, 정맥 내, 피하, 복강 내 또는 국소에 적용)하거나 경구 투여될 수 있다. 바람직하게는 경구 투여된다.The composition for treating atopic dermatitis of the present invention may be prepared by a method known in the pharmaceutical field for use as a medicament, and may be mixed with a pharmaceutically acceptable carrier, excipient, diluent, etc. to powder, granule, tablet, capsule Or in the form of an injection or the like. Suitable pharmaceutically acceptable carriers and formulations are described in detail in Remington's Pharmaceutical Sciences (19th ed., 1995), to which reference may be made. They can also be administered parenterally (eg, intravenously, subcutaneously, intraperitoneally or topically) or orally. Preferably orally.
본 발명의 치료용 조성물은 치료학적으로 유효한 양으로 투여한다. 상기 "치료학적으로 유효한 양(therapeutically effective amount)"은 의학적 치료에 적용 가능한 합리적인 수혜/위험 비율로 질환을 치료하기에 충분한 양을 의미하며, 환자의 연령, 성별, 체중, 건강상태, 질병의 증상, 투여시간, 투여방법에 따라 적절히 선택될 수 있으며, 바람직하게는 성인기준 1일 0.01 ~ 100 mg이 투여될 수 있다.
The therapeutic composition of the present invention is administered in a therapeutically effective amount. The term “therapeutically effective amount” means an amount sufficient to treat a disease at a reasonable benefit / risk ratio applicable to medical treatment, and refers to the age, sex, weight, health condition and symptoms of the patient. It can be appropriately selected depending on the administration time, administration method, preferably 0.01 ~ 100 mg per day of adult can be administered.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 CCL22 유전자의 발현을 억제하는 작은 간섭 RNA(siRNA)를 발현하는 재조합 벡터로 형질전환된 박테리아 세포를 제조할 수 있으며, 상기 박테리아 세포를 이용하여 아토피성 피부염의 유발을 억제시킬 수 있다. 상기 CCL22 유전자에 특이적인 siRNA(small interfering RNA)를 발현하는 재조합 벡터로 형질도입된 살모넬라 BRD509 균주를 피부염이 유발된 쥐에 투여한 경우, 아토피성 피부염의 활성인자 중 하나인 IL-4의 발현을 억제시키고, 억제인자인 IFN-γ의 발현을 증가시켰으며 동시에 아토피 질환의 지표인 Ig-E의 면역반응을 억제시키는 효과를 확인할 수 있었다. 또한 상기 면역반응의 결과로 아토피성 피부염의 증상인 가려움증 및 피부염의 증상완화 효과가 나타남을 확인하였다. 따라서, 아토피성 피부염에 치료효과를 갖는 작은 간섭 RNA(siRNA)를 이용한 치료용 조성물은 난치성 질환으로 적절한 치료제가 부재한 아토피성 피부질환의 치료 및 예방제로서 의약산업에 매우 유용하게 이용될 수 있다.
As described above, according to the present invention, a bacterial cell transformed with a recombinant vector expressing a small interfering RNA (siRNA) that suppresses the expression of the CCL22 gene can be prepared, and the bacterial cell is used to induce atopic dermatitis. Can be suppressed. When a Salmonella BRD509 strain transduced with a recombinant vector expressing siRNA (small interfering RNA) specific for the CCL22 gene was administered to a dermatitis-induced rat, expression of IL-4, one of the activators of atopic dermatitis, was observed. Inhibition was increased, and expression of the inhibitory factor IFN-γ was increased, and at the same time, the effect of suppressing the immune response of Ig-E, an index of atopic disease, was confirmed. In addition, as a result of the immune response it was confirmed that the symptoms of atopic dermatitis itching and dermatitis symptomatic effect. Therefore, the therapeutic composition using a small interference RNA (siRNA) having a therapeutic effect on atopic dermatitis can be very useful in the pharmaceutical industry as a treatment and prevention of atopic dermatitis, in which there is no appropriate therapeutic agent for refractory diseases.
도 1은 본 발명에 의한 CCL22 유전자의 siRNA를 전사하는 유전자를 포함하는 재조합 벡터 pcDNA-CCL22miRNA의 개열지도와 각각의 벡터의 siRNA발현을 보여주는 도면이다. control은 PBS, miRCV는 CCL22 유전자에 특이적인 miRNA가 삽입되지 않은 벡터, miRCCL22는 CCL22 유전자에 특이적인 miRNA를 발현하는 재조합 벡터, Negative control은 음성대조군, ST-control은 BRD509 균주, ST-miRCCL22는 CCL22 유전자에 특이적인 miRNA를 발현하는 재조합 벡터로 형질도입된 균주를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 의한 조성물에 의해 CCL22 유전자의 발현억제를 확인한 도면 A와 IL-4의 발현 억제효과를 유도한 결과를 보인 도면 B와 IFN-gamma의 발현을 증가시킨 결과를 보인 도면 C이다.
도 3은 본 발명에 의한 조성물에 의한 아토피성 피부염의 유도인자인 IL-4의 발현을 억제한 결과를 보인 도면 A와 아토피성 피부염의 억제인자인 INF-γ 사이토카인의 발현결과를 나타낸 도면 B와 아토피성 피부염의 유발 항체인 Ig-E의 발현결과를 나타낸 도면 C이다.
도 4는 아토피성 피부염을 유도시킨 마우스에서 본 발명에 의한 조성물에 의한 피부의 염증 완화를 보여주는 도면이다.1 is a diagram showing a cleavage map of a recombinant vector pcDNA-CCL22miRNA comprising a gene for transcription of an siRNA of the CCL22 gene according to the present invention and siRNA expression of each vector. Control is PBS, miRCV is a vector without miRNA specific to CCL22 gene, miRCCL22 is recombinant vector expressing miRNA specific to CCL22 gene, Negative control is negative control, ST-control is BRD509 strain, ST-miRCCL22 is CCL22 A strain transduced with a recombinant vector expressing a miRNA specific for the gene is shown.
2 is a diagram showing the suppression of the expression of the CCL22 gene by the composition according to the present invention A and B showing the result of inducing the expression inhibitory effect of IL-4 is a diagram showing the result of increasing the expression of IFN-gamma. .
3 is a diagram showing the result of inhibiting the expression of IL-4, which is an inducer of atopic dermatitis, by the composition according to the present invention, and FIG. B showing the expression results of INF-γ cytokines, which are inhibitors of atopic dermatitis Fig. C shows the results of the expression of Ig-E, which is an antibody causing atopic dermatitis.
Figure 4 is a view showing the relief of inflammation of the skin by the composition according to the invention in mice induced atopic dermatitis.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These examples are only for illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not to be construed as being limited by these examples.
실시예 1. CCL22 유전자에 특이적인 miRNA 구축Example 1. miRNA construction specific for CCL22 gene
CCL22 유전자 염기서열에서 miRNA에 상보적인 타겟(target) 염기서열을 결정하기 위해, miRNA 활성 효율에 영향을 주는 이차 구조(secondary structure), GC contents, cis-acting sequences 등을 고려하여 functional miRNA를 설계할 수 있는 알고리즘 프로그램에 CCL22 유전자 염기서열을 넣어 miRNA 타겟 염기서열을 검색하여 21-뉴클레오티드의 miRNA 올리고뉴클레오티드를 합성하였다. 각각의 단일 가닥 올리고(single strand oligo)는 miRNA 염기서열을 바탕으로 플라스미드 벡터와 연결할 수 있는 링커(linker) 염기서열(TGCT, CCTG)과 센스 가닥(sense strand)과 안티-센스 가닥(anti-sense strand)을 연결하는 루프(loop) 염기서열(TTGGCCACTGACT)을 삽입하여 설계한 각 64-뉴클레오티드의 top 및 bottom strand를 이중 가닥 올리고(double strand oligo)로 합성한 후, T4 DNA ligase를 통해 pcDNA6.2-GW/±EmGFP-miR vector(INVITROGEN, USA)의 5' 및 3' miR flanking region 사이에 삽입하여 재조합 벡터 pcDNA-CCL22miRNA(도 1의 A)를 제조하였다. 상기 합성된 top 및 bottom strand 염기서열은 하기에 나타내었다.To determine target sequences complementary to miRNAs in the CCL22 gene sequence, functional miRNAs should be designed in consideration of secondary structures, GC contents, cis-acting sequences, etc. that affect miRNA activity efficiency. A 21-nucleotide miRNA oligonucleotide was synthesized by inserting the CCL22 gene sequence into an algorithm program that can search for miRNA target sequences. Each single strand oligo has a linker sequence (TGCT, CCTG), a sense strand and an anti-sense strand that can be linked to a plasmid vector based on the miRNA sequence. The top and bottom strands of each 64-nucleotide designed by inserting a loop nucleotide sequence (TTGGCCACTGACT) connecting the strands were synthesized by double strand oligos, and then pcDNA6.2 through T4 DNA ligase. Recombinant vector pcDNA-CCL22miRNA (FIG. 1A) was prepared by inserting between 5 ′ and 3 ′ miR flanking regions of the −GW / ± EmGFP-miR vector (INVITROGEN, USA). The synthesized top and bottom strand sequences are shown below.
Top strand : 5'-TGC TGT TAT GGA GTA GCT TCT TCA CCG TTT TGG CCA CTG ACT GAC GGT GAA GAC TAC TCC ATA A-3'(서열번호 1),Top strand: 5'-TGC TGT TAT GGA GTA GCT TCT TCA CCG TTT TGG CCA CTG ACT GAC GGT GAA GAC TAC TCC ATA A-3 '(SEQ ID NO: 1),
Bottom strand : 5'-CCT GTT ATG GAG TAG TCT TCA CCG TCA GTC AGT GGC CAA AAC GGT GAA GAA GCT ACT CCA TAA C-3'(서열번호 2)
Bottom strand: 5'-CCT GTT ATG GAG TAG TCT TCA CCG TCA GTC AGT GGC CAA AAC GGT GAA GAA GCT ACT CCA TAA C-3 '(SEQ ID NO: 2)
실시예 2. 구축된 CCL22 유전자 특이적 miRNA 벡터(vector)의 형질전환Example 2 Transformation of Constructed CCL22 Gene Specific miRNA Vector
상기 실시예 1에서와 같이 구축된 CCL22 유전자에 특이적인 miRNA 벡터(pcDNA-CCL22miRNA)를 약독화된 살모넬라 균주인 BRD509(Salmonella typhimurium BRD509) competent cell(J Infect Dis. 1994 Dec;170(6):1508-17, Medeva사, London으로 구입가능)에 electrophoration shock을 통해 형질도입 시켰다. 본 발명의 구체적인 실시예는 하기에 나타내었다.Salmonella typhimurium BRD509 attenuated Salmonella strain miRNA vector (pcDNA-CCL22miRNA) specific to the CCL22 gene constructed as in Example 1 competent cell (J Infect Dis. 1994 Dec; 170 (6): 1508 -17, available from Medeva, London), was transduced via electrophoration shock. Specific examples of the present invention are shown below.
먼저, 약독화된 살로넬라 균주 BRD509(Salmonella typhimurium BRD509)를 37 ℃에서 루리아 벌테니(Luria Bertani) 배지에 배양하였다. 배양된 상기 살모넬라 균주에 마우스의 pcDNA-CCL22miRNA 벡터를 형질도입하기 위해, 상기 살모넬라 균주를 다시 100 ml의 양으로 24 시간 동안 배양한 후, 600 nm에서 광학흡광도(O.D.600)를 측정하였다. 이후, 0.7을 나타내는 배양농도에서 세균을 5500 rpm의 속도로 원심분리하였다. 원심분리 후, 바닥에 가라앉은 세균만을 수집하여 배양부피와 동일한 부피의 차가운 증류수로 희석하였다. 상기 희석된 세균을 다시 상기와 동일한 방법으로 원심분리하여 2 ml의 차가운 20% 글리세롤 증류수에 희석시킨 후, 또 다시 원심분리의 과정을 수행하였다. 이후, 수득한 세균을 100 μl의 20% 글리세롤에 희석하였다. 상기 과정에 의해 얻어진 혼합액의 30 μl(2 μg)를 미니원심분리용기에 넣은 후, 상기 용기에 pcDNA-CCL22miRNA 벡터를 3 μl(2 μg)를 가한 후, 275-325V의 전기로 형질도입을 유도하였다.
First, attenuated Salmonella strain BRD509 (Salmonella typhimurium BRD509) was incubated in Luria Bertani medium at 37 ° C. To transduce the pcDNA-CCL22miRNA vector of the mouse into the cultured Salmonella strain, the Salmonella strain was further incubated for 24 hours in an amount of 100 ml, and the optical absorbance (OD600) was measured at 600 nm. Thereafter, the bacteria were centrifuged at a rate of 5500 rpm at a culture concentration of 0.7. After centrifugation, only the bacteria sinking to the bottom were collected and diluted with cold distilled water of the same volume as the culture volume. The diluted bacteria were again centrifuged in the same manner as above, diluted in 2 ml of cold 20% glycerol distilled water, and then again centrifuged. The bacteria obtained were then diluted in 100
실시예 3. 동물세포에서 siRNA 발현의 측정Example 3. Measurement of siRNA Expression in Animal Cells
Raw 264.7 (KCLB, SEOUL)을 구입하여 이를 DMEM 배지(100 mg/ml streptomycin and 10% FBS) 에서 배양하였다. Raw 264.7 (KCLB, SEOUL) was purchased and cultured in DMEM medium (100 mg / ml streptomycin and 10% FBS).
형질도입은 lipofectamine 2000 (Invitrogen, USA)을 사용하여 0.5 μg 의 plasmid DNA를 2 x 104 세포에 처리하여 5% CO2와 37 ℃를 유지하는 incubator에서 48시간 배양하여 수행하였다. 배양된 세포는 형광현미경으로 관찰하여 siRNA발현을 녹색형광발현을 통해 확인하였다(도 1의 B).
Transduction was performed by lipofectamine 2000 (Invitrogen, USA) using 0.5 μg of plasmid DNA on 2 x 10 4 cells and incubating for 48 hours in an incubator maintained at 5 ° C 2 and 37 ° C. The cultured cells were observed by fluorescence microscopy to confirm siRNA expression through green fluorescence expression (FIG. 1B).
실시예 4. 동물세포에서 피부염 억제효과의 측정Example 4 Measurement of Dermatitis Inhibitory Effect in Animal Cells
5주령 된 ICR mouse를 5 마리씩 대조군과 실험군의 두 그룹으로 나눈 후, 각각의 쥐에 피부병 유발 물질인 DNCB를 1%의 농도로 1주일간 100 μl씩 도포하여 아토피와 유사한 피부병을 유발시켰다. 이후 마우스를 해부하여 비장조직을 적출한 후 10ml의 PBS용액 속에서 호모게나이저를 이용하여 단일세포로 분리하였다. 분리된 비장세포는 RBC lysing buffer(Sigma USA)에 의해 적혈구를 제거하고 RPMI1640 배지(100 units/ml penicillin, 100 mg/ml streptomycin and 10% FBS)에서 배양되었다. 5.0 x 107 세포를 Lectin (10 μg /ml, Sigma; USA) 과 IL-4 (20 ng/ml, Invitrogen, Carlsbad, CA)를 처리하여 배양한 후 CCL22 siRNA 발현 플라스미드를 실시예 3의 방법으로 첨가하여 CCL22, IL-4, IFN-gamma의 발현을 RT-PCR 기법을 이용하여 측정하였다(도 2). 각각의 사용된 probe는 통상의 기법에 준하여 사용하였다.
Five 5-week-old ICR mice were divided into two groups, a control group and an experimental group, and then 100 µl of DNCB, a skin disease-causing substance, was applied to each rat at a concentration of 1% for 1 week to induce atopic dermatitis. Since the mouse was dissected to extract the spleen tissue and separated into single cells using a homogenizer in 10ml PBS solution. The isolated splenocytes were removed from red blood cells by RBC lysing buffer (Sigma USA) and cultured in RPMI1640 medium (100 units / ml penicillin, 100 mg / ml streptomycin and 10% FBS). After incubating 5.0 x 10 7 cells with Lectin (10 μg / ml, Sigma; USA) and IL-4 (20 ng / ml, Invitrogen, Carlsbad, Calif.), CCL22 siRNA expression plasmids were prepared as in Example 3. In addition, expression of CCL22, IL-4, IFN-gamma was measured using the RT-PCR technique (Fig. 2). Each used probe was used according to conventional techniques.
실시예 5. 생체 내(in vivo) 실험을 위한 아토피성 피부염 모델 제조 및 아토피성 피부염 지표 측정Example 5 Preparation of Atopic Dermatitis Model and Measurement of Atopic Dermatitis Indicators for In Vivo Experiments
5주령 된 ICR mouse를 5 마리씩 대조군과 실험군의 두 그룹으로 나눈 후, 각각의 쥐에 피부병 유발 물질인 DNCB를 1%의 농도로 1주일간 100 μl씩 도포하여 아토피와 유사한 피부병을 유발시켰다. 이후, 실험군 쥐에 CCL22 유전자에 특이적인 miRNA 벡터가 형질도입된 살모넬라 BRD509 균주를 1.6 x 108의 농도로 경구투여 하였다. 투여한지 일주일이 되는 시점에 안와채취법을 이용하여 각각의 쥐의 혈청을 뽑아 아토피성 피부염의 지표인 IL-4, IFN-γ, Ig-E의 혈청 내 적정농도를 구하기 위해 ELISA 실험을 수행하였다. 상기 IL-4는 아토피를 유도하는 사이토카인이며, IFN-γ는 아토피를 억제시키는 사이토카인이며, Ig-E는 아토피성 피부염을 유발하는 항체이다.Five 5-week-old ICR mice were divided into two groups, a control group and an experimental group, and then 100 µl of DNCB, a skin disease-causing substance, was applied to each rat at a concentration of 1% for 1 week to induce atopic dermatitis. Then, Salmonella BRD509 strains transduced with miRNA vectors specific for the CCL22 gene were administered orally to the rats at a concentration of 1.6 × 10 8 . One week after administration, ELISA experiments were performed to determine the serum concentrations of IL-4, IFN-γ, and Ig-E, which are indicative of atopic dermatitis, by extracting the serum of each rat using orbital sampling. IL-4 is a cytokine that induces atopy, IFN-γ is a cytokine that inhibits atopy, and Ig-E is an antibody that induces atopic dermatitis.
실험 결과, 도 3에 나타낸 것과 같이 CCL22 유전자에 특이적인 miRNA를 발현하는 재조합 벡터로 형질도입된 살모넬라 BRD509 균주를 피부염이 유발된 쥐에 투여한 경우, Th-2 면역반응의 지표인 IL-4의 발현이 감소하였으며, 도 3에 나타낸 것과 같이 Th-1 면역반응의 지표인 IFN-γ의 발현이 증가함을 관찰하였다. 또한, 도 3의 C에 나타낸 것과 같이 아토피 질환의 지표인 Ig-E 면역반응이 급격히 감소하였다.As a result, as shown in Fig. 3, when Salmonella BRD509 strain transduced with a recombinant vector expressing miRNA specific to the CCL22 gene was administered to a dermatitis-induced rat, IL-4, an index of Th-2 immune response, Expression was decreased, and as shown in FIG. 3, the expression of IFN-γ, which is an indicator of Th-1 immune response, was increased. In addition, as shown in FIG. 3C, the Ig-E immune response, which is an indicator of atopic disease, was drastically decreased.
또한 도 4에 나타낸 것과 같이 대조군인 PBS(control)와 BRD509 균주(ST-control), ST-miRCV(CCL22 유전자에 특이적인 miRNA가 삽입되지 않은 벡터를 형질도입 시킨 살모넬라 균주)를 각각 처리한 군에 비해 ST-miRCCL22(CCL22 유전자에 특이적인 miRNA를 발현하는 재조합 벡터로 형질도입된 균주)를 투여한 실험군의 경우 가려움증 및 피부염의 증상완화가 눈에 띄게 감소함을 볼 수 있었다.
In addition, as shown in Figure 4, the control group PBS (control), BRD509 strain (ST-control), ST-miRCV (Salmonella strain transduced with a vector that does not insert miRNA specific to the CCL22 gene) to the group treated, respectively Compared to the experimental group administered ST-miRCCL22 (transduced with a recombinant vector expressing miRNA specific to the CCL22 gene), the symptom relief of itching and dermatitis was remarkably reduced.
<110> KOREA UNIVERSITY RESEARCH AND BUSINESS FOUNDATION <120> siRNA against CCL22 for treatment of atopy dermatitis and composition of therapeutic agent comprising the same <130> P11-100819-01 <160> 2 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 64 <212> DNA <213> Homo sapiens <400> 1 tgctgttatg gagtagcttc ttcaccgttt tggccactga ctgacggtga agactactcc 60 ataa 64 <210> 2 <211> 64 <212> DNA <213> Homo sapiens <400> 2 cctgttatgg agtagtcttc accgtcagtc agtggccaaa acggtgaaga agctactcca 60 taac 64 <110> KOREAN UNIVERSITY RESEARCH AND BUSINESS FOUNDATION <120> siRNA against CCL22 for treatment of atopy dermatitis and composition of therapeutic agent comprising the same <130> P11-100819-01 <160> 2 <170> Kopatentin 1.71 <210> 1 <211> 64 <212> DNA <213> Homo sapiens <400> 1 tgctgttatg gagtagcttc ttcaccgttt tggccactga ctgacggtga agactactcc 60 ataa 64 <210> 2 <211> 64 <212> DNA <213> Homo sapiens <400> 2 cctgttatgg agtagtcttc accgtcagtc agtggccaaa acggtgaaga agctactcca 60 taac 64
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