KR101304992B1 - Artificial microrna for increasing expression of cell adhesion molecule by knock-down of jmjd3 gene expression - Google Patents

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Abstract

본 발명은 RNA 간섭 기술을 이용하여, UTX를 암호화하는 유전자로부터 전사된 mRNA 또는 JMJD3를 암호화하는 유전자로부터 전사되는 mRNA에 결합하여 UTX 또는 JMJD3의 발현을 억제하는 인공 miRNA(amiRNA)를 제공하기 위한 것이다.The present invention provides an artificial miRNA (amiRNA) that inhibits expression of UTX or JMJD3 by binding to mRNA transcribed from a gene encoding UTX or from a gene encoding JMJD3 using RNA interference technology. .

Description

JMJD3 유전자의 발현을 억제시켜서 세포접착분자의 발현을 증가시키는 인공 마이크로 RNA{ARTIFICIAL MICRORNA FOR INCREASING EXPRESSION OF CELL ADHESION MOLECULE BY KNOCK-DOWN OF JMJD3 GENE EXPRESSION}Artificial micro-RNA that increases the expression of cell adhesion molecules by inhibiting the expression of JMJD3 gene {ARTIFICIAL MICRORNA FOR INCREASING EXPRESSION OF CELL ADHESION MOLECULE BY KNOCK-DOWN OF JMJD3 GENE EXPRESSION}

본 발명은 UTX 단백질 또는 JMJD3단백질의 발현을 억제하여 세포접착분자(cell adhesion molecule: CAM)의 발현을 증가시키는 인공 마이크로 RNA에 대한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은, UTX를 암호화하는 유전자로부터 전사된 mRNA 또는 JMJD3를 암호화하는 유전자로부터 전사되는 mRNA에 결합하여 UTX 또는 JMJD3의 발현을 억제시키면서, 세포접착분자(cell adhesion molecule)의 발현을 증가시키는 역할을 하는 인공 마이크로 RNA에 대한 것이다.
The present invention relates to artificial microRNAs that increase the expression of cell adhesion molecules (CAM) by inhibiting the expression of UTX protein or JMJD3 protein. More specifically, the present invention inhibits the expression of UTX or JMJD3 by binding to mRNA transcribed from the gene encoding UTX or mRNA transcribed from the gene encoding JMJD3, while increasing the expression of cell adhesion molecules. It is about artificial micro RNAs that play a role in letting go.

후성유전 변화에는 유전자 염기서열은 변화하지 않고, DNA의 메틸화, 히스톤 변형, 비히스톤 변형, 그리고 짧은 RNA 생성 등이 있다. 그리고 이런 변화에 의하여 유전자의 활성 및 발현이 조절된다. Epigenetic changes do not change the gene sequence, but include DNA methylation, histone modification, non-histone modification, and short RNA generation. And by this change, the activity and expression of the gene is regulated.

히스톤의 N-말단 부위는 환경에 따라서 다양한 변형이 일어나게 되며, 그 결과로 크로마틴의 구조가 바뀌게 되고, 결과적으로 특정 유전자의 발현에 영향을 미치게 된다. 가장 잘 알려진 히스톤 변형은 아세틸화이며, 이는 히스톤 아세틸화 효소와 탈아세틸화 효소에 의하여 다이나믹하게 조절된다. 히스톤 아세틸화가 유전자의 발현을 활성화 한다면, 히스톤 메틸화는 유전자의 전사 활성과 비활성 모두에 영향을 미친다.The N-terminal region of the histone undergoes various modifications depending on the environment, and as a result, the structure of chromatin changes, and as a result, the expression of a specific gene is affected. The most well-known histone modification is acetylation, which is dynamically regulated by histone acetylase and deacetylase. If histone acetylation activates the expression of a gene, histone methylation affects both the transcriptional activity and inactivation of the gene.

히스톤 메틸화는 히스톤 단백질의 라이신과 아르기닌 잔기에서 메틸화가 일어나는 것을 말하고, 각각의 라이신은 3가지 다른 형태의 메틸화가 진행되며, 아르기닌도 3가지 다른 형태의 메틸화가 일어난다. 히스톤 메틸화는 히스톤 단백질의 어느 잔기에 메틸화가 일어나느냐에 따라서 관련 유전자가 활성 혹은 비활성화 된다. 대체로 H3K9, H3K27 및 H4K20에 존재하는 라이신의 메틸화는 유전자를 불활성화 시키고, H3K4, H3K36 및 H3K79에 존재하는 라이신의 메틸화는 유전자 활성을 촉진시킨다.Histone methylation refers to methylation at the lysine and arginine residues of histone proteins. Each lysine undergoes three different types of methylation, and arginine also undergoes three different types of methylation. In histone methylation, the related gene is activated or inactivated depending on which residue of the histone protein is methylated. In general, methylation of lysine present in H3K9, H3K27 and H4K20 inactivates genes, and methylation of lysine present in H3K4, H3K36 and H3K79 promotes gene activity.

H3K27-메틸 마크(methyl mark)에 의한 전사 억제는 LC(lineage-committed) 전구세포(progenitor cells)에서 LS(lineage-specific) 유전자들을 전사의 발현을 조절한다(Mikkelsen et al., Nature. 2007;448(7153):553-60). H3K27me3는 ES (embryonic stem) 세포의 다능성(pluripotentcy)과 배발생 동안의 가소성(plasticity), 폴리콤-매개 유전자 사일런싱(Polycomb-mediated gene silencing) 그리고 X 염색체 불활성에 중요한 역할을 한다 (Schuettengruber et al., Cell. 2007;128(4):735-45; Boyer et al., Nature. 2006;441(7091):349-53; Sparmann and van Lohuizen, Nat Rev Cancer. 2006;6(11):846-56; Lee et al., Cell. 2006;125(2):301-13; Trojer et al., Cell. 2006;125(2):213-7). ES 세포가 신경전구체(neural precursors)로 분화하는 동안 신경 특이적 유전자들은 H3K27 메틸화가 적어도 100배 감소하면서 활성화된다. Inhibition of transcription by the H3K27-methyl mark regulates the expression of transcription of lineage-specific (LS) genes in lineage-committed (LC) progenitor cells (Mikkelsen et al., Nature. 2007; 448(7153):553-60). H3K27me3 plays an important role in the pluripotentcy of ES (embryonic stem) cells, plasticity during embryogenesis, polycomb-mediated gene silencing, and X chromosome inactivation (Schuettengruber et al. ., Cell. 2007;128(4):735-45; Boyer et al., Nature. 2006;441(7091):349-53; Sparmann and van Lohuizen, Nat Rev Cancer. 2006;6(11):846 -56; Lee et al., Cell. 2006;125(2):301-13; Trojer et al., Cell. 2006;125(2):213-7). During the differentiation of ES cells into neural precursors, neuronal-specific genes are activated with at least a 100-fold decrease in H3K27 methylation.

폴리콤 복합체(Polycomb compelx: PRC2) 단백질들에 의해 H3K27은 메틸화되며, H3K27me는 발달 단계에서 유전자의 발현을 억제한다. 이러한 현상은 히스톤 단백질의 27번째 라이신에 3개의 메틸화가 이루어지면 (H3K27me3), 크로마틴이 엉겨서 유전자 발현을 못하게 된다. H3K27me3은 발생 운명 결정과 세포 성장 조절에 중요한 역할을 한다 (Sparmann and van Lohuizen, Nat Rev Cancer. 2006;6(11):846-56). 최근 에 H3K27me의 메틸 마크를 제거하는 H3K27-특이적 탈메틸화효소인 JmjC-도메인 단백질인 UTX와 JMJD3가 보고되었다 (Agger et al., Nature. 2007;449(7163):731-4; De Santa et al., Cell. 2007;130(6):1083-94. Epub 2007 Sep 6; Lan et al., Nature. 2007;449(7163):689-94 및 Lee et al., Science. 2007;318(5849):447-50.). H3K27 is methylated by Polycomb compelx (PRC2) proteins, and H3K27me inhibits gene expression in the developmental stage. This phenomenon is caused by three methylation of the 27th lysine of the histone protein (H3K27me3), chromatin is entangled and gene expression is prevented. H3K27me3 plays an important role in determining developmental fate and regulating cell growth (Sparmann and van Lohuizen, Nat Rev Cancer. 2006;6(11):846-56). Recently, UTX and JMJD3, JmjC-domain proteins, which are H3K27-specific demethylases that remove the methyl mark of H3K27me, have been reported (Agger et al., Nature. 2007;449(7163):731-4; De Santa et al. al., Cell. 2007;130(6):1083-94.Epub 2007 Sep 6; Lan et al., Nature. 2007;449(7163):689-94 and Lee et al., Science. 2007;318( 5849):447-50.).

UTX(ubiquitously transcribed tetratricopeptide repeat, X chromosome) 단백질은 X 염색체에 있으며, N-말단의 6개의 TPR(tetratricopeptied repeat) 도메인과 C-말단의 JmjC 도메인으로 구성되어 있다(Hong et al., Proc Natl Acad Sci U S A. 2007;104(47):18439-44.). UTX 유전자는 X 염색체 불활성(inactivation)에서 벗어나 마우스와 인간 유전자 도처에서 발현된다(Greenfield et al., Hum Mol Genet. 1998;7(4):737-42.). UTX는 UTY(ubiquitously transcribed tetratricopeptide repeat, Y chromosome)와 JMJD3와 함께 JmjC 도메인-포함 단백질 서브패밀리에 속한다(Klose et al., Nat Rev Genet. 2006;7(9):715-27.). UTY는 UTX의 Y-링크 호몰로그로 88%의 상동성을 가진다. JMJD는 TPR 도메인이 없지만 UTX와 UTY와 상동성이 있는 JmjC 도메인을 가지고 있다.UTX (ubiquitously transcribed tetratricopeptide repeat, X chromosome) protein is located on the X chromosome and is composed of six tetratricopeptied repeat (TPR) domains at the N-terminus and JmjC domains at the C-terminus (Hong et al., Proc Natl Acad Sci). US A. 2007;104(47):18439-44.). The UTX gene escapes from X chromosome inactivation and is expressed in both mouse and human genes (Greenfield et al., Hum Mol Genet. 1998;7(4):737-42.). UTX belongs to the JmjC domain-containing protein subfamily along with UTY (ubiquitously transcribed tetratricopeptide repeat, Y chromosome) and JMJD3 (Klose et al., Nat Rev Genet. 2006;7(9):715-27.). UTY is the Y-link homolog of UTX and has 88% homology. JMJD does not have a TPR domain, but has a JmjC domain that is homologous to UTX and UTY.

신경세포 분화 동안 액손(axons)과 수상돌기(dendrites 또는 neurites)의 성장, 유도(guidance), 안정화(stabilization)는, 세포외 유도 단서(extracellular guiding cues)와 세포내 신호 발생(intracelluar signaling events)의 복잡한 상호작용에 의해 시기에 맞게 순차적으로 일어난다(Hansen et al., Signaling mechanisms of neurite outgrowth induced by the cell adhesion molecules NCAM and N-Cadherin 2008 Cell. Mol. Life. Sci. 65 3809-3821). 캐드헤린(Cadherins), 인테그린(integrin), 셀렉틴(selectins)과 세포접착분자(cell adhesion molecule, CAM)의 Ig(immunoglobulin)와 같은 세포 표면 분자가 반응하여 신경세포 내의 단백질들이 활성화된다. 활성화된 단백질들에 의해 세포 신호전달, 유전자 발현 그리고 세포골격(cytoskeleton)의 조절과 같은 일들이 세포 내부에서 일어나게 되어 신경돌기 유도(neurite guidance)와 신장(elongatin)이 일어난다. 세포접착분자의 세포 외부 도메인이 세포들을 다른 세포나 또는 세포 외부의 매트릭스에 교차 반응(trans interaction)하여 흡착(adhisin)된다. 일반적으로 세포접착분자는 막투과(transmemebrane) 단백질로서, 흡착에 중요한 역할을 하는 세포 외부 도메인 및 세포골격과 상호작용하는 세포 내부 도메인으로 구성되어 있다. 따라서 세포의 외부적인 성장 및 유도 단서(guiding cues)와 세포 내부의 스캐폴드 사이에 직접적인 연결 고리로 작용하여 세포 모양(morphology)과 성장에 영향을 주게 된다.Growth, guidance, and stabilization of axons and dendrites (dendrites or neurites) during neuronal differentiation are the mainstays of extracellular guiding cues and intracelluar signaling events. It occurs sequentially in a timely manner by complex interactions (Hansen et al., Signaling mechanisms of neurite outgrowth induced by the cell adhesion molecules NCAM and N-Cadherin 2008 Cell. Mol. Life. Sci. 65 3809-3821). Cell surface molecules such as Cadherins, integrin, selectins and Ig (immunoglobulin) of the cell adhesion molecule (CAM) react to activate proteins in neurons. By activated proteins, things such as cell signaling, gene expression, and cytoskeleton regulation occur inside the cell, leading to neurite guidance and elongatin. The extracellular domain of the cell adhesion molecule is adsorbed by cross-reacting with other cells or with the matrix outside the cell. In general, a cell adhesion molecule is a transmemebrane protein, and is composed of an extracellular domain that plays an important role in adsorption and an intracellular domain that interacts with the cytoskeleton. Therefore, it acts as a direct link between the external growth and guiding cues of the cell and the scaffold inside the cell, affecting the cell morphology and growth.

본 발명자들은 RNA 간섭 기술, 즉 amiRNA 기술을 이용하여, H3K27의 메틸화를 탈메틸화시키는 UTX 와 Jmjd3의 발현을 감소시킨 후, 신경세포 분화과정에서 세포접착분자의 발현에 미치는 영향에 대해 연구를 계속하여 본 발명에 이르렀다.
The inventors of the present invention continued to study the effect on the expression of cell adhesion molecules during neuronal differentiation after reducing the expression of UTX and Jmjd3, which demethylated H3K27 methylation using RNA interference technology, that is, amiRNA technology. The present invention has been reached.

본 발명의 목적은 RNA 간섭 기술을 이용하여, UTX를 암호화하는 유전자로부터 전사된 mRNA 또는 JMJD3를 암호화하는 유전자로부터 전사되는 mRNA에 결합하여 UTX 또는 JMJD3의 발현을 억제하는 인공 miRNA(amiRNA)를 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide an artificial miRNA (amiRNA) that inhibits the expression of UTX or JMJD3 by binding to mRNA transcribed from a gene encoding UTX or mRNA transcribed from a gene encoding JMJD3 using RNA interference technology. For.

본 발명의 다른 목적은 세포접착분자(cell adhesion molecule)의 발현을 증가시키는 인공 miRNA(amiRNA)를 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide an artificial miRNA (amiRNA) that increases the expression of cell adhesion molecules.

본 발명의 또 다른 목적은 UTX 또는 JMJD3의 발현을 억제하는 amiRNA를 코딩하는 유전자, 이 유전자를 포함하는 발현벡터 및 상기 발현벡터로 형질전환된 세포를 제공하기 위한 것이다.
Another object of the present invention is to provide a gene encoding an amiRNA that inhibits the expression of UTX or JMJD3, an expression vector containing the gene, and a cell transformed with the expression vector.

본 발명은 UTX 또는 JMJD3의 발현을 억제하는 인공 miRNA(amiRNA)를 제공한다. 상기 amiRNA는 서열번호 1 내지 8 로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다.The present invention provides an artificial miRNA (amiRNA) that inhibits the expression of UTX or JMJD3. The amiRNA may be selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 1 to 8.

본 발명세서 상기 amiRNA는, UTX를 암호화하는 유전자로부터 전사된 mRNA 또는 JMJD3를 암호화하는 유전자로부터 전사되는 mRNA에 결합하여 UTX 또는 JMJD3의 발현을 억제하여 세포접착분자(cell adhesion molecule)의 발현을 증가시킬 수 있다.In the present invention, the amiRNA inhibits the expression of UTX or JMJD3 by binding to mRNA transcribed from the gene encoding UTX or the mRNA transcribed from the gene encoding JMJD3, thereby increasing the expression of cell adhesion molecules. I can.

상기 세포접착분자는 NRP1, ATP2C1, SIRPA, FREM3, FPRL1, SPON1, PCDHB10, PXN, CLEC4M, PCDHA5, NCAM2, ADAM12, PCDH12, CDK5R1, HES5, MYF5, POSTN, ACTN1 및 CD93로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.The cell adhesion molecule may be selected from the group consisting of NRP1, ATP2C1, SIRPA, FREM3, FPRL1, SPON1, PCDHB10, PXN, CLEC4M, PCDHA5, NCAM2, ADAM12, PCDH12, CDK5R1, HES5, MYF5, POSTN, ACTN1 and CD93. .

상기 “UTX 또는 JMJD3의 발현”이란, UTX 또는 JMJD3유전자의 유전 정보 전달 과정을 통해 UTX 또는 JMJD3 단백질이 형성되는 것을 말한다. The "expression of UTX or JMJD3" refers to the formation of UTX or JMJD3 protein through the process of transmitting the genetic information of the UTX or JMJD3 gene.

본 발명에서, “인공 miRNA(amiRNA)”란, 타겟 유전자에 특이적으로 작용하도록 고안된 마이크로 RNA(miRNA)로서, 원하는 “인공 miRNA”를 발현할 수 있는 DNA를 재조합하여 세포 내에서 주입하였을 때 miRNA의 발현/작용 기작으로 발현되는 RNA이다. 인공 miRNA는 타겟 유전자의 발현을 억제시키는 역할을 한다. In the present invention, "artificial miRNA (amiRNA)" is a micro RNA (miRNA) designed to specifically act on a target gene, and when a DNA capable of expressing a desired "artificial miRNA" is recombined and injected into a cell, miRNA It is an RNA expressed by an expression/action mechanism of. Artificial miRNA plays a role in inhibiting the expression of the target gene.

본 발명에서 “특이적”이란, 세포 내에서 표적을 특이적으로 선택하거나, 표적과 특이적으로 결합 또는 반응하는 것을 의미한다. 본 발명은 UTX 또는 JMJD3 유전자(예: mRNA) 특이적 amiRNA를 제공한다. In the present invention, "specific" refers to specifically selecting a target within a cell, or specifically binding or reacting with a target. The present invention provides a UTX or JMJD3 gene (eg, mRNA) specific amiRNA.

상기 UTX 또는 JMJD3 유전자 서열은 인간 및 동물의 공지된 서열이라면, 어느 것이나 포함될 수 있다. 구체적으로, 젠뱅크(GenBank) 액세션 넘버 NM_021140.2(UTX) 및 NM_001080424.1(JMJD3) 의 공지 서열을 포함하나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.The UTX or JMJD3 gene sequence may be included as long as it is a known human and animal sequence. Specifically, GenBank accession numbers NM_021140.2 (UTX) and NM_001080424.1 (JMJD3) include, but are not limited to, known sequences.

또한, NRP1, ATP2C1, SIRPA, FREM3, FPRL1, SPON1, PCDHB10, PXN, CLEC4M, PCDHA5, NCAM2, ADAM12, PCDH12, CDK5R1, HES5, MYF5, POSTN, ACTN1 및 CD93로 이루어진 군으로부터 선택되는 세포접착분자의 유전자 서열은 인간 및 동물의 공지된 서열이라면, 어느 것이나 포함될 수 있다. 구체적으로, 하기 표 1의 젠뱅크(GenBank) 액세션 넘버 등의 공지 서열을 포함하나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.In addition, cell adhesion molecules selected from the group consisting of NRP1, ATP2C1, SIRPA, FREM3, FPRL1, SPON1, PCDHB10, PXN, CLEC4M, PCDHA5, NCAM2, ADAM12, PCDH12, CDK5R1, HES5, MYF5, POSTN, ACTN1 and CD93 The sequence may include any known sequence of humans and animals. Specifically, it includes known sequences such as GenBank access numbers in Table 1 below, but is not necessarily limited thereto.

[표 1][Table 1]

Figure 112013036247077-pat00001

Figure 112013036247077-pat00001

상기 amiRNA는 서열번호 1 내지 8로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다. 구체적으로 서열번호 1 내지 4는 UTX의 발현을 억제(knock-down)하는 amiRNA이고, 서열번호 5 내지 8은 Jmjd3의 발현을 억제하는 amiRNA이다. 이하 본 발명에서는 각각의 서열번호와 동일하게, 서열번호 1의 amiRNA는 “amiRNA1”, 서열번호 2의 amiRNA는 “amiRNA2”와 같이 표시하기로 한다.The amiRNA may be selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 1 to 8. Specifically, SEQ ID NOs: 1 to 4 are amiRNAs that knock-down the expression of UTX, and SEQ ID NOs: 5 to 8 are amiRNAs that inhibit the expression of Jmjd3. Hereinafter, in the present invention, the amiRNA of SEQ ID NO: 1 is denoted as “amiRNA1” and the amiRNA of SEQ ID NO: 2 is denoted as “amiRNA2” in the same manner as each of the sequence numbers.

상기 amiRNA는 체내에서 만들어지는 miRNA의 형태와 유사한 작은 헤어핀 구조를 가진다.The amiRNA has a small hairpin structure similar to that of miRNA made in the body.

또한, 본 발명은 상기 amiRNA를 코딩하는 유전자를 제공한다. 상기 유전자는 서열번호 9 내지 16으로 구성된 군으로부터 선택되는 DNA일 수 있다. 구체적으로 서열번호 9 내지 12는 UTX에 대한 amiRNA를 코딩하는 유전자이고, 서열번호 13 내지 16은 Jmjd3에 대한 amiRNA를 코딩하는 유전자이다.In addition, the present invention provides a gene encoding the amiRNA. The gene may be a DNA selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 9 to 16. Specifically, SEQ ID NOs: 9 to 12 are genes encoding amiRNA for UTX, and SEQ ID NOs: 13 to 16 are genes encoding amiRNA for Jmjd3.

상기 amiRNA를 제조하는 방법은 특별히 제한되지 않으나, RNA 올리고뉴크레오타이드를 화학적으로 합성하는 방법, 인 비트로 전사를 이용한 작은 RNA의 합성 방법 등을 예로 들 수 있다. The method of preparing the amiRNA is not particularly limited, but examples thereof include a method of chemically synthesizing RNA oligonucleotides, a method of synthesizing small RNA using in vitro transcription, and the like.

또한, 본 발명은 상기 amiRNA를 코딩하는 유전자를 포함하는 재조합 발현벡터를 제공한다. In addition, the present invention provides a recombinant expression vector comprising a gene encoding the amiRNA.

상기 재조합 amiRNA의 뉴클레오티드 서열을 코딩(암호화)하는 유전자를 합성하여 발현벡터에 삽입할 수 있다. A gene encoding (coding) the nucleotide sequence of the recombinant amiRNA can be synthesized and inserted into an expression vector.

본 발명의 amiRNA가 세포 내에서 일시적, 또는 영구적으로 발현될 수 있도록 amiRNA 발현벡터를 세포 내로 형질전환 또는 감염(infection)시킬 수 있다. 본 발명의 재조합 발현벡터는 당해 분야에 공지된 재조합 DNA 방법에 의해 구성될 수 있다. The amiRNA expression vector of the present invention may be transformed or infected into a cell so that the amiRNA of the present invention can be expressed temporarily or permanently in a cell. The recombinant expression vector of the present invention can be constructed by a recombinant DNA method known in the art.

상기 발현벡터는 포유류 세포 또는 그 밖의 표적 세포 유형의 복제 및 발현에 이용되는, 당해 분야에 공지된 플라스미드, 렌티바이러스 벡터, 레트로바이러스 벡터, 아데노바이러스 벡터로 이루어진 군으로부터 선택하여 사용할 수 있다. 본 발명에서는 특히 바이러스 벡터들이 바람직하다. 그 이유는, 바이러스 벡터들이 생체 내에서 핵산 전달의 효율이 높기 때문에 RNAi에 응용하면 그 효과가 높을 것이라고 생각된다.The expression vector may be used by selecting from the group consisting of plasmids, lentiviral vectors, retroviral vectors, and adenovirus vectors known in the art, which are used for replication and expression of mammalian cells or other target cell types. Viral vectors are particularly preferred in the present invention. The reason for this is that viral vectors are highly efficient in delivering nucleic acids in vivo, so it is thought that their effect will be high when applied to RNAi.

본 발명에서는 특히 렌티바이러스를 사용하는 것이 가장 바람직하다. 렌티바이러스는 레트로바이러스 벡터의 일종으로 분열하지 않는 세포도 형질도입(transduction)이 가능하며 주입된 유전자는 수개월 이상 발현이 가능하므로(Kafri T, et al., Nat Genet 1997; 17:314-317.), RNAi를 장기간 유지시키는 데 유리한 장점을 가진다.It is most preferable to use a lentivirus in particular in the present invention. Lentivirus is a kind of retroviral vector that can be transduced even in non-dividing cells, and the injected gene can be expressed for several months or longer (Kafri T, et al., Nat Genet 1997; 17:314-317. ), has an advantageous advantage in maintaining RNAi for a long time.

또한, 본 발명은 상기 발현벡터를 숙주세포에 도입하여 제조된 형질전환 세포를 제공한다. In addition, the present invention provides a transformed cell prepared by introducing the expression vector into a host cell.

상기 amiRNA 서열을 암호화하는 유전자를 삽입한 발현벡터는 이 기술분야의 통상의 기술자에게 널리 알려진 방법으로 숙주세포에 도입될 수 있다. 도입 방법으로는 일렉트로포레이션(electroporation) 및 리포펙션(lipofection)등이 있으나 이에 한정된 것이 아니며, 당해 분야에 공지된 방법을 선택할 수 있다. The expression vector into which the gene encoding the amiRNA sequence is inserted may be introduced into a host cell by a method well known to those skilled in the art. Introduction methods include electroporation and lipofection, but are not limited thereto, and methods known in the art may be selected.

본 발명에 사용할 수 있는 세포로는 대장균, 효모, 심장 세포, 림프구, 간 세포, 혈관내피 세포, 비장 세포, 암세포, CHO, Cos7, NIH3T3 같은 동물 세포주, 곤충세포로 이루어진 군에서 선택할 수 있으나, 이에 한정된 것은 아니며 가능한 모든 세포는 숙주 세포로 사용이 가능하다.Cells that can be used in the present invention may be selected from the group consisting of E. coli, yeast, heart cells, lymphocytes, liver cells, vascular endothelial cells, spleen cells, cancer cells, animal cell lines such as CHO, Cos7, NIH3T3, and insect cells. It is not limited and all possible cells can be used as host cells.

본 발명과 같이, 바이러스 벡터를 이용하여 amiRNA를 세포 내에 전달하는 경우, 세포 내에 amiRNA를 직접 주입하는 것보다 안정성이 매우 뛰어나다. 지금까지 주로 사용된 siRNA 또는 shRNA의 세포 내 전달 방법은 세포 외에서 세포 내로 직접 주입하는 방법인데, 이 방법을 사용하면 세포가 쉽게 변형되는 단점이 있다. 본 발명은 이러한 단점을 극복하고 amiRNA의 세포 전달에 있어서 안정성을 확보하고자 바이러스 벡터 시스템을 이용하였다.As in the present invention, when amiRNA is delivered into a cell using a viral vector, the stability is much better than that of directly injecting amiRNA into the cell. The method of intracellular delivery of siRNA or shRNA, which has been mainly used so far, is a method of injecting directly into the cell from the outside of the cell, and this method has the disadvantage that cells are easily transformed. The present invention used a viral vector system to overcome these shortcomings and secure stability in cell delivery of amiRNA.

또한, 종래의 합성 siRNA, 합성 shRNA, 그리고 안티센스 올리고뉴클레오타이드들은 반감기가 짧아 유전자 발현 억제 효과가 2~3일 정도만 유지된다. 따라서 이 합성 siRNA 등이 세포 내에서 지속적인 효과를 나타내기 위해서는 다량의 합성 siRNA(dsRNA 등)을 반복 주입하여야 하는 문제점이 있다. In addition, conventional synthetic siRNA, synthetic shRNA, and antisense oligonucleotides have a short half-life so that the effect of inhibiting gene expression is maintained for only 2 to 3 days. Therefore, there is a problem in that a large amount of synthetic siRNA (dsRNA, etc.) must be repeatedly injected in order for the synthetic siRNA or the like to exhibit a lasting effect in the cell.

본 발명은 이러한 단점을 극복하기 위해, 본 발명의 amiRNA가 세포 내에서 일시적, 또는 영구적으로 발현될 수 있도록 amiRNA 발현벡터를 세포 내로 형질전환 또는 감염(infection)시켰다. 이렇게 세포 내로 형질전환 또는 감염된 amiRNA는 세포 내에서 지속적인 효과를 나타낼 수 있다.
In order to overcome this drawback, the present invention transforms or infects the amiRNA expression vector into cells so that the amiRNA of the present invention can be expressed temporarily or permanently in cells. The amiRNA transformed or infected into a cell in this way can exhibit a lasting effect in the cell.

본 발명의 amiRNA는 UTX 또는 JMJD3의 발현을 억제하여 세포접착분자(cell adhesion molecule)의 발현을 증가시키는 효과가 있다. 본 발명의 amiRNA를 통해 세포접착분자의 유전자 조절 메커니즘을 구체적으로 이해할 수 있을 것이다.
The amiRNA of the present invention has the effect of increasing the expression of cell adhesion molecules by inhibiting the expression of UTX or JMJD3. Through the amiRNA of the present invention, it will be possible to specifically understand the mechanism of gene regulation of the cell adhesion molecule.

도 1 및 2는 본 발명에 따른 amiRNA의 디자인을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 amiRNA를 발현할 수 있는 벡터 지도를 나타낸 것이다.
도 4 는 UTX amiRNA 감염 세포와 Jmdj3 amiRNA 감염 세포에서의 유전자 발현 양상을 나타낸 것이다.
도 5는 UTX amiRNA 감염 세포와 Jmjd3 amiRNA 감염 세포의 신경세포 분화 동안의 NRP1 유전자의 발현 양상을 나타낸 것이다.
도 6은 UTX amiRNA 감염 세포와 Jmjd3 amiRNA 감염 세포의 신경세포 분화 동안의 NCAM2 유전자의 발현 양상을 나타낸 것이다.
1 and 2 show the design of an amiRNA according to the present invention.
3 shows a vector map capable of expressing amiRNA according to an embodiment of the present invention.
4 shows gene expression patterns in UTX amiRNA-infected cells and Jmdj3 amiRNA-infected cells.
Figure 5 shows the expression pattern of the NRP1 gene during neuronal differentiation of UTX amiRNA-infected cells and Jmjd3 amiRNA-infected cells.
6 shows the expression pattern of the NCAM2 gene during neuronal differentiation of UTX amiRNA-infected cells and Jmjd3 amiRNA-infected cells.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 이 기술분야의 통상의 기술자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
Hereinafter, a preferred embodiment is presented to aid the understanding of the present invention, but the following examples are merely illustrative of the present invention, and various changes and modifications are possible within the scope and spirit of the present invention. It is obvious to the engineer, and it is natural that such modifications and modifications fall within the appended claims.

실시예Example 1: 재료 및 방법 1: materials and methods

1-1: 1-1: 인간배아암종세포Human embryonic carcinoma cells NCCITNCCIT 배양 및 신경세포로의 분화 Culture and differentiation into neurons

인간배아암종세포는 미국 ATCC에서 분양받았다. 인간배아암종세포는 RPMI 1640배지에 10% FBS(fetal bovine serum), 100 U/ml 페니실린 및100 ㎍/ml 스트렙토마이신을 첨가한 성장 배지에서 37℃, 5% CO2를 공급하는 배양기를 이용하여 배양하였다.Human embryonic carcinoma cells were purchased from ATCC in the United States. Human embryonic carcinoma cells are cultured in RPMI 1640 medium in a growth medium containing 10% FBS (fetal bovine serum), 100 U/ml penicillin and 100 μg/ml streptomycin at 37°C, using an incubator supplying 5% CO2. I did.

인간배아암종세포를 신경세포로 분화시키기 위해 인간배아암종세포의 배지를 제거하고 0.25 % 트립신-EDTA(InvitrogenTM, Carlsbad, CA)를 처리하여 37℃에서 5분 반응시켰다. 반응 후 동일 양의 성장배지를 첨가해주어 트립신의 활성을 저해하였다. 세포 용액을 1,000 rpm에서 5분간 원심 분리한 후 상층액을 제거하여 트립신을 제거 한 후, 세포만 모아서 성장 배지를 첨가하고 4 X 106 ~ 5 X 106 세포를 미생물 배양접시로 옮겨 37℃, 5% CO2를 공급하는 배양기에서 배양하였다. 배양 24 시간 후 10 μM의 레티노익산(retinoic acid)을 첨가해주며 일주일간 배양하였다. 일주일 배양 후 세포를 T75 플라스크로 옮기고 10 μM의 RA를 첨가해주며 일주일간 배양하였다. 일주일 배양 후 트립신-EDTA를 처리하여 세포를 단일세포로 분리하고 이들 세포를 새로운 T75 플레이트로 옮겨 2일 동안 배양하였다. 배양 후 트립신-EDTA를 처리하여 세포를 모으고 7.5 X 106 세포를 나눠서 10 cm 배양접시에서 세포분열 저해제(mitotic inhibitors; 1 μM 1-6-D-arabinofuransylcytosine, 10 μM 2′-deoxy-5-fluorouridine, 10 μM 1-β-D-ribofuranosyluracil)를 첨가해 주며 일주일간 배양하였다. 일주일간 배양한 세포에 트립신-EDTA를 처리하여 1~5 X 104 세포를, 폴리-L-라이신(Sigma-Aldrich, St. Louis, MO)으로 코팅 처리된 커버슬립 (Nunc, Roskilde, Denmark)을 넣은 24 웰 플레이트(Corning, Inc. New York, NY)에 분주하여 신경세포로 분화시켰다.
In order to differentiate human embryonic carcinoma cells into neurons, the medium of human embryonic carcinoma cells was removed, and 0.25% trypsin-EDTA (InvitrogenTM, Carlsbad, CA) was treated and reacted at 37° C. for 5 minutes. After the reaction, the same amount of growth medium was added to inhibit trypsin activity. After centrifuging the cell solution at 1,000 rpm for 5 minutes, remove the supernatant to remove trypsin, collect only cells, add growth medium, and transfer 4 X 106 ~ 5 X 106 cells to a microbial culture dish at 37℃, 5% It was cultured in an incubator supplying CO2. After 24 hours of incubation, 10 μM of retinoic acid was added and incubated for a week. After incubation for a week, the cells were transferred to a T75 flask, and 10 μM of RA was added and cultured for a week. After incubation for a week, the cells were separated into single cells by treatment with trypsin-EDTA, and these cells were transferred to a new T75 plate and cultured for 2 days. After incubation, cells were collected by treatment with trypsin-EDTA, divided into 7.5 X 106 cells, and mitotic inhibitors (1 μM 1-6-D-arabinofuransylcytosine, 10 μM 2′-deoxy-5-fluorouridine, in 10 cm culture dishes). 10 μM 1-β-D-ribofuranosyluracil) was added and incubated for a week. Cells cultured for one week were treated with trypsin-EDTA, and 1-5 X 10 4 cells were coated with poly-L-lysine (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO) and covered slips (Nunc, Roskilde, Denmark) Was dispensed into a 24-well plate (Corning, Inc. New York, NY) into which the cells were placed and differentiated into neurons.

1-2: 1-2: 면역세포화학법Immunocytochemistry

인간배아암종세포를 신경세포로 분화시킨 후, 세포는 배지를 제거하고 PBS로 세척한 후 상온에서 1시간 동안 4 % 파라포름알데히드(Sigma-Aldrich, St. Louis, MO)에 담가서 고정시켰다. 고정된 세포는 10 % 말 혈청(InvitrogenTM, Carlsbad, CA)과 0.3 % 트리톤 X-100 (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO)이 포함된 0.1 % BSA (bovine serum albumin, InvitrogenTM, Carlsbad, CA)/PBS 용액에 담가 1시간 동안 방치하였다. 그 후 세포를, 상온에서, 항체가 포함된 0.1 % BSA/PBS 용액에서 1시간 동안 반응시켰다. 항체 beta tubulin Ⅲ(Tu-20, Abcam, Cambridge, UK)은 1:250으로 희석하였고, 항체 glial fibrillary acidic protein(GFAP, Dakocytomation, Glostrup, Denmark)는 1:1000으로 희석하였다. 그리고 항체 Tryptophan hydroxylase(TPH, Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA, USA)은 1:250으로 희석하였다. 반응이 끝난 세포를 0.1% BSA/PBS 용액으로 3회 세척한 후, 2차 항체가 포함된 0.1% BSA/PBS 용액에서 1시간 동안 상온에서 반응시켰다. 다시 0.1% BSA/PBS 용액으로 3회 세척한 후 커버슬립 위에 핵을 염색하는 DAPI(4’-6-diamidino-2-phenylindole)이 포함된 마운팅 용액(Vectashield, Vector Laboratories, Peterborough, UK)을 한 방울 떨어뜨리고 슬라이드 글라스에 고정시켜 위상차 현미경 (phase contrast microscope, Olympus, Hertfordshire, UK)을 이용하여 관찰하였다.
After differentiating human embryonic carcinoma cells into neurons, the cells were fixed by removing the medium, washing with PBS, and immersing in 4% paraformaldehyde (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO) for 1 hour at room temperature. Fixed cells were 0.1% BSA (bovine serum albumin, InvitrogenTM, Carlsbad, CA) containing 10% horse serum (InvitrogenTM, Carlsbad, CA) and 0.3% Triton X-100 (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO). /PBS solution was soaked and left for 1 hour. Thereafter, the cells were reacted at room temperature in a 0.1% BSA/PBS solution containing an antibody for 1 hour. The antibody beta tubulin III (Tu-20, Abcam, Cambridge, UK) was diluted 1:250, and the antibody glial fibrillary acidic protein (GFAP, Dakocytomation, Glostrup, Denmark) was diluted 1:1000. And the antibody Tryptophan hydroxylase (TPH, Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA, USA) was diluted 1:250. The cells after the reaction were washed three times with a 0.1% BSA/PBS solution, and then reacted at room temperature for 1 hour in a 0.1% BSA/PBS solution containing a secondary antibody. After washing three times with 0.1% BSA/PBS solution again, a mounting solution (Vectashield, Vector Laboratories, Peterborough, UK) containing DAPI (4'-6-diamidino-2-phenylindole) that stains the nuclei on the coverslip was added. Drops were dropped and fixed on a slide glass, and observed using a phase contrast microscope (Olympus, Hertfordshire, UK).

1-3: 1-3: amiRNAamiRNA 디자인과 Department of Design 렌티바이러스Lentivirus 합성 synthesis

도 1 내지 3에 나타낸 것과 같이, Utx(NM_021140.2)와 Jmjd3 (NM_001080424.1)를 타켓으로 하는 서열은 BLOCK-iT RNAi 디자이너를 이용하여 스템-루프 구조를 가지게 고안하였다. Utx 또는 Jmid3을 타켓으로 하는 amiRNA 클로닝하기 위하여 Invitrogen사의 게이트웨이 시스템(Gateway system)을 이용용하였다. 고안한 amiRNA 서열을 상보적인 두가닥의 DNA로 각각 합성하고 교잡반응을 수행하여 이중가닥으로 만든 후 pLenti 6.2-GW/EmGFP-miR 벡터에 삽입하였다. 음성 대조군 벡터는 pcDNA6.2-GW/EmGFP-miR-neg 컨트롤 플라스미드(Invitrogen사)를 이용하여 클로닝하였다. pLenti 6.2-GW/EmGFP-miR 벡터에 삽입된 amiRNA 서열을 pDON221 벡터와 재조합 반응(BP 반응)을 수행하였다. BP 반응을 수행한 후 pLenti6.4 R4R2/V5-DEST 벡터와 pENTR 5' 프로모터 클론 벡터를 LR 반응을 수행하여 최종 렌티바이러스 벡터에 amiRNA 서열을 삽입하였다. 상기 BP 반응과 LR 반응은 INVITROGEN사의 매뉴얼에 따른 것이다. 만들어진 렌티바이러스 벡터 3 μg과 바이러파워 패키징 믹스(ViraPower packaging mix) 9 μg를 섞고 상온에서 20분간 반응시켜 DNA-리포펙타민 2000 컴플렉스를 만들고 이를 293FT 세포에 첨가해주고 CO2 배양기에서 1일간 배양하였다. 배양 후 리포펙타민을 제거하고, 소듐 피루베이트(sodium pyruvate)가 포함된 DMEM 배지 (10% FBS, 1X PS)에서 48~72시간 동안 배양하였다. 배양 48시간 후 렌티바이러스가 포함된 배지를 거두어 원심 분리하여 세포를 제거한 상층액에서 바이러스를 얻었다. 얻어진 바이러스를 NIH-3T3 세포에 감염시켜 10일 동안 항생제 (blasticidin S 5 μg/ml)를 이용하여 바이러스가 감염된 세포의 형광을 관찰하고, 크리스탈 바이올렛으로 염색하여 렌티바이러스의 티터(titer)를 결정하였다.
1 to 3, sequences targeting Utx (NM_021140.2) and Jmjd3 (NM_001080424.1) were designed to have a stem-loop structure using the BLOCK-iT RNAi designer. In order to clone amiRNA targeting Utx or Jmid3, Invitrogen's Gateway system was used. The designed amiRNA sequence was synthesized as a complementary two-stranded DNA, and hybridized to form a double-stranded DNA, and then inserted into the pLenti 6.2-GW/EmGFP-miR vector. The negative control vector was cloned using the pcDNA6.2-GW/EmGFP-miR-neg control plasmid (Invitrogen). The amiRNA sequence inserted into the pLenti 6.2-GW/EmGFP-miR vector was subjected to a recombination reaction (BP reaction) with the pDON221 vector. After performing the BP reaction, the pLenti6.4 R4R2/V5-DEST vector and the pENTR 5'promoter clone vector were subjected to LR reaction, and the amiRNA sequence was inserted into the final lentiviral vector. The BP reaction and LR reaction are according to INVITROGEN's manual. 3 μg of the prepared lentiviral vector and 9 μg of ViraPower packaging mix were mixed and reacted at room temperature for 20 minutes to create a DNA-Lipofectamine 2000 complex, which was added to 293FT cells and incubated for 1 day in a CO 2 incubator. . After incubation, lipofectamine was removed, and cultured for 48 to 72 hours in DMEM medium (10% FBS, 1X PS) containing sodium pyruvate. After 48 hours of culture, the medium containing the lentivirus was harvested and centrifuged to obtain a virus from the supernatant from which the cells were removed. The obtained virus was infected with NIH-3T3 cells, and the fluorescence of the virus-infected cells was observed using an antibiotic (blasticidin S 5 μg/ml) for 10 days, and stained with crystal violet to determine the titer of the lentivirus. .

1-4: 1-4: 인간배아종세포에In human embryonic cells 렌티바이러스Lentivirus 감염 infection

인간배아암종세포를 1X105세포로 24웰 플레이트에 분주한 후 1일간 배양하였다. 배양 후 배지를 제거하고 각 amiRNA 서열을 가지고 있는 렌티바이러스를 첨가한 후 12 시간동안 감염시켰다. 감염시킨 후 렌티바이러스 용액을 제거해주고 RPMI-1640(10% FBS, 1X PS)를 첨가해주고 48시간 배양하였다. 배양 후 블라스티시딘(blasticidine) S(5 ug/ml)를 첨가하여 항생제에 저항성이 있는 세포만 선택하였다.
Human embryonic carcinoma cells were aliquoted into a 24-well plate with 1 ×10 5 cells and cultured for 1 day. After incubation, the medium was removed and lentivirus having each amiRNA sequence was added, followed by infection for 12 hours. After infection, the lentivirus solution was removed, RPMI-1640 (10% FBS, 1X PS) was added and incubated for 48 hours. After incubation, blasticidine S (5 ug/ml) was added to select only cells resistant to antibiotics.

1-5: 1-5: 유전자칩Gene chip 분석 analysis

인간배아암종세포에서 토탈 RNA 추출은 트리졸(InvitrogenTM, Carlsbad, CA)을 이용하여 제공되는 방법으로 분리하였다. 토탈 RNA 8 μg에 50 μM T7-올리고 프라이머 2 μl를 첨가하고 70℃에서 10분 동안 반응 시킨 후 얼음에 2분간 방치하였다. 반응액에 제1-스트랜드 cDNA 버퍼, 10 mM DTT, 500 μM dNTP 믹스를 첨가하여 42 ℃에서 2분 동안 반응시킨 후, 200 unit/μl 의 수퍼스크립트 II 리버스 트랜스크립타아제(Superscript Ⅱ Reverse transcriptase; InvitrogenTM, Carlsbad, CA)를 1 μl 첨가하여 42℃에서 1 시간 동안 반응시켰다. 반응이 끝난 후, 얼음에 2분간 방치하고, 제2-스트랜드 버퍼, 200 μM dNTP 믹스, 10 unit DNA 리가아제, 40 unit DNA 폴리머라아제Ⅰ, 2 unit RNase H를 첨가하고, 16℃에서 2시간 반응하였다. 반응이 끝난 후 10 unit T4 DNA 폴리머라아제를 첨가하고 16℃에서 5분간 반응하여, 10 μl의 0.5 M EDTA를 첨가하여 반응을 멈추게 하였다. 합성된 cDNA에 반응 버퍼, 리보뉴클레오타이드, DTT, RNase 인히비터, T7 RNA 폴리머라아제를 첨하고, 37℃에서 5시간 반응시키는 동안 30분마다 가볍게 섞어주며 cRNA를 합성하였다. 합성된 cRNA에 50 pM Oligo B2, 하이브리디제이션 컨트롤, 0.1 mg/ml 헤링 스펌 DNA, 0.5 mg/ml 아세틸화된 BSA와 2X 하이브리디제이션 버퍼를 첨가하고, 99℃에서 5분 동안 변성하였다. 변성된 cRNA를 칩(Mouse Genome 430A 2.0 GeneChips)에 주입한 후, 45℃에서 16시간 동안 교잡 반응을 수행하였다. 교잡 반응 16시간 후, 반응액을 제거하고, 와싱 버퍼로 세척하였다. 염색을 위해 스트렙타비딘-파이코에리쓰린(MES 염색 buffer, 2 mg/ml의 활성화된 BSA, 1 mg/ml steptavidin-phycoerythrin)과 항체(MES 염색 buffer, 2 mg/ml 활성화된 BSA, 10 mg/ml의 고트 IgG, 3 μg/ml의 바이오틴으로 표지 된 항체)용액으로 염색 후 플루이딕스 스테이션(fluidics station; Affymetrix, Inc. Santa Clara, CA)을 이용하여 자동으로 세척 과정을 수행하고, 레이저 콘포컬 스캐너(laser confocal scanner; Affymetrix, Inc. Santa Clara, CA)를 이용하여 스캐닝하였다. 스캐닝 된 이미지를 GeneChip® 오레퍼이팅 소프트웨어(GCOS)/microarray suite version 5.0 (MAS 5.0, Affymetrix, Inc. Santa Clara, CA)을 사용하여 분석하였다. MAS 5.0의 통계적인 알고리즘으로 신호 강도 (intensity), 프로브 세트의 검출 (probe set detection), 프로브 세트의 변화 [probe set (gene expression) change], 그리고 신호의 로그값 (log ratio)을 계산하였다.
Total RNA extraction from human embryonic carcinoma cells was isolated by the method provided using Trizol (InvitrogenTM, Carlsbad, CA). 50 μM T7-oligo primer 2 μl was added to 8 μg of total RNA, reacted at 70° C. for 10 minutes, and then left on ice for 2 minutes. A first-strand cDNA buffer, 10 mM DTT, and 500 μM dNTP mix were added to the reaction solution and reacted at 42° C. for 2 minutes, and then 200 unit/μl of Superscript II reverse transcriptase; InvitrogenTM, Carlsbad, CA) was added and reacted at 42° C. for 1 hour. After the reaction is over, let stand on ice for 2 minutes, add 2-strand buffer, 200 μM dNTP mix, 10 unit DNA ligase, 40 unit DNA polymerase I, and 2 units RNase H, at 16° C. for 2 hours Reacted. After the reaction was over, 10 unit T4 DNA polymerase was added and reacted at 16° C. for 5 minutes, and 10 μl of 0.5 M EDTA was added to stop the reaction. A reaction buffer, ribonucleotide, DTT, RNase inhibitor, and T7 RNA polymerase were added to the synthesized cDNA, and cRNA was synthesized by gently mixing every 30 minutes while reacting at 37° C. for 5 hours. 50 pM Oligo B2, hybridization control, 0.1 mg/ml Herring Sperm DNA, 0.5 mg/ml acetylated BSA and 2X hybridization buffer were added to the synthesized cRNA, followed by denaturation at 99° C. for 5 minutes. After injecting the denatured cRNA into a chip (Mouse Genome 430A 2.0 GeneChips), a hybridization reaction was performed at 45° C. for 16 hours. After 16 hours of the hybridization reaction, the reaction solution was removed and washed with a washing buffer. For staining, streptavidin-phycoerythrin (MES staining buffer, 2 mg/ml activated BSA, 1 mg/ml steptavidin-phycoerythrin) and antibodies (MES staining buffer, 2 mg/ml activated BSA, 10 mg) /ml of goat IgG, 3 μg/ml of biotin-labeled antibody) after staining with fluids station (Affymetrix, Inc.Santa Clara, Calif.) Scanning was performed using a laser confocal scanner (Affymetrix, Inc. Santa Clara, CA). The scanned images were analyzed using GeneChip® orewriting software (GCOS)/microarray suite version 5.0 (MAS 5.0, Affymetrix, Inc. Santa Clara, CA). Using the statistical algorithm of MAS 5.0, the signal intensity, probe set detection, probe set change [probe set (gene expression) change], and the log ratio of the signal were calculated.

1-6: 실시간 1-6: real time 역전사Reverse transcription 중합효소연쇄반응Polymerase chain reaction ( ( realreal -- timetime RTRT -- PCRPCR ))

인간배아암종세포에서 추출한 토탈 RNA로 실시간 역전사 중합효소연쇄반응을 수행하였다. SYBR® 그린을 이용한 중합효소연쇄반응액은 SYBR® Premix Ex Taq™ II (Takara BIO, Shiga, Japan)를 이용하여 ABI 7500 (Applied Biosystems, Carlsbad, CA)으로 실시간 중합효소연쇄반응을 수행하였다. 각 프라이머(primer)를 최종 농도 2 pmol과 최종 농도 0.01 μg의 cDNA이 되도록 반응액에 첨가하였다. DNA의 변성은 95℃에서 30초, 어닐링은 60℃에서 30초, 합성은 72℃에서 30초간 40회 반복하였다. 모든 증폭과 감지는 옵티컬 캡스(optical caps) (Applied Biosystems, Carlsbad, CA)로 덮은 96 웰-플레이트에서 수행하였다. 각 사이클의 생성물은 두 가닥 DNA에 결합하는 SYBR® 그린의 특성을 이용하여 증가되는 양을 측정하였다. 중합효소연쇄반응 후 95℃ 에서 1분간 변성시키고, 60℃에서 어닐링시킨 후 60℃에서 95℃로 1분에 2℃씩 증가시켜 멜팅 커브를 분석하였다(Lyondagger 등, 1998). 모든 실험은 3회 이상 반복하였으며, GAPDH(glyceraldehydes 3-phosphate dehydrogenase)로 표준화하였다. 결과 분석은 Applied Biosystems (Carlsbad, CA)사로부터 제공된 프로그램을 이용하였다. 실험으로부터 얻어진ΔCT값은 2-ΔΔ CT 법을 사용하였다(Livak과 Schmittgen, 2001). NC amiRNA 감염 세포(NC), UTX amiRNA 감염 세포(UTX kd)와 Jmjd3 amiRNA 감염 세포(Jmjd3 kd)에서 각각의 유전자들과 GAPDH의 CT값을 얻은 후, 각각 유전자들의 CT값에서 GAPDH의 CT값을 빼서 ΔCT값을 얻었다. 얻어진 ΔCT값에서 ΔΔCT값을 얻기 위해 UTX amiRNA 감염 세포와 Jmjd3 amiRNA 감염 세포에서 얻은 각각의 유전자의 ΔCT값을 인간배아암종세포에서 얻은 유전자의 ΔCT값으로 빼주었다. 얻어진 ΔΔCT 값을2-ΔΔ CT에 넣어 계산하여 나온 값으로 UTX amiRNA 감염 세포와 Jmjd3 amiRNA 감염 세포에서 유전자 발현의 증감을 결정하였다. 최종 계산한 값이 ‘1’ 보다 높으면 발현이 증가한 것이고 ‘1’ 보다 낮으면 발현이 감소한 것이다. 또한 신경세포로 분화 후 NC amiRNA 감염 세포(NC), UTX amiRNA 감염 세포(UTX kd)와 Jmjd3 amiRNA 감염 세포(Jmjd3 kd)에서 각각의 유전자의 발현 양상을 분석하였다.
Real-time reverse transcription polymerase chain reaction was performed with total RNA extracted from human embryonic carcinoma cells. Polymerase chain reaction solution using SYBR ® green was performed in real time polymerase chain reaction with ABI 7500 (Applied Biosystems, Carlsbad, CA) using SYBR ® Premix Ex Taq™ II (Takara BIO, Shiga, Japan). Each primer was added to the reaction solution to obtain a final concentration of 2 pmol and a final concentration of 0.01 μg of cDNA. DNA denaturation was repeated 40 times at 95°C for 30 seconds, annealing at 60°C for 30 seconds, and synthesis at 72°C for 30 seconds. All amplification and detection were performed in 96 well-plates covered with optical caps (Applied Biosystems, Carlsbad, CA). The amount of increase in the product of each cycle was measured using the property of SYBR ® Green to bind to the double stranded DNA. After polymerase chain reaction, the melting curve was analyzed by denaturing at 95° C. for 1 minute, annealing at 60° C., increasing by 2° C. per minute from 60° C. to 95° C. (Lyondagger et al., 1998). All experiments were repeated three or more times, and standardized with glyceraldehydes 3-phosphate dehydrogenase (GAPDH). The results were analyzed using a program provided by Applied Biosystems (Carlsbad, CA). The ΔC T value obtained from the experiment was a 2- ΔΔ CT method (Livak and Schmittgen, 2001). After obtaining CT values of each gene and GAPDH in NC amiRNA-infected cells (NC), UTX amiRNA-infected cells (UTX kd), and Jmjd3 amiRNA-infected cells (Jmjd3 kd), the CT values of GAPDH were calculated from the CT values of each gene. Subtracted to obtain the ΔC T value. To obtain ΔΔC T value resulting from the ΔC T value was out of the amiRNA UTX-infected cells and infected cells Jmjd3 amiRNA ΔC T value for the gene obtained ΔC T value for each gene in the human embryonic carcinoma cells obtained from. The resulting ΔΔC T value was calculated by putting it in 2 -ΔΔ CT to determine the increase or decrease of gene expression in UTX amiRNA-infected cells and Jmjd3 amiRNA-infected cells. If the final calculated value is higher than '1', the expression increases, and if it is lower than '1', the expression decreases. In addition, the expression patterns of each gene were analyzed in NC amiRNA-infected cells (NC), UTX amiRNA-infected cells (UTX kd), and Jmjd3 amiRNA-infected cells (Jmjd3 kd) after differentiation into neurons.

1-7: 단백질 분리1-7: protein separation

인간배아암종세포를 배지에서 제거하고 PBS로 두번 세척하였다. 세척된 세포에 RIPA 버퍼 500 μl를 첨가한 후 진탕기(orbital shaker)에서 15분 동안 회전시키고, 4℃, 13,000 rpm 에서 15분간 원심 분리하여 얻은 상층액을 새로운 1.5 ㎖ 튜브에 옮겼다. 단백질 정량과 웨스턴 블랏 분석을 하기 전까지 얻어진 단백질을 -70℃에 보관하였다.
Human embryonic carcinoma cells were removed from the medium and washed twice with PBS. After adding 500 μl of RIPA buffer to the washed cells, it was rotated for 15 minutes on an orbital shaker, and the supernatant obtained by centrifugation at 4° C. and 13,000 rpm for 15 minutes was transferred to a new 1.5 ml tube. The obtained protein was stored at -70°C until protein quantification and Western blot analysis were performed.

1-8: 단백질 정량1-8: protein quantification

인간배아암종세포에서 얻은 단백질을 정량하였다. 단백질 분석 키트(Pierce)를 1:5의 비율로 증류수에 희석하여 준비하였다(working solution). BSA 스탠다드를 1, 0.5, 0.1, 0.05, 0.01, 0 ㎎/㎖로 준비하였다. 96 웰-플레이트에 스탠다드를 10 ㎕씩 넣은 후 워킹 솔루션을 200 ㎕씩 첨가했다. 분리한 단백질을 10배 희석하여 10 ㎕씩 96 웰-플레이트에 넣은 후 워킹 솔루션을 200 ㎕씩 첨가하였다. 준비된 스탠다드와 정량하고자 하는 단백질을 5분간 상온에 방치하였다. ELISA 리더를 이용하여 파장 595 nm에서 흡광도를 측정하였고, 스탠다드 커브를 이용하여 단백질의 농도를 측정하였다.
Proteins obtained from human embryonic carcinoma cells were quantified. Protein analysis kit (Pierce) was prepared by diluting in distilled water at a ratio of 1:5 (working solution). BSA standards were prepared at 1, 0.5, 0.1, 0.05, 0.01, and 0 mg/ml. After 10 µl of the standard was added to a 96-well plate, 200 µl of a working solution was added thereto. The separated protein was diluted 10 times, added 10 µl each to a 96 well-plate, and 200 µl each of the working solution was added. The prepared standard and the protein to be quantified were left at room temperature for 5 minutes. Absorbance was measured at a wavelength of 595 nm using an ELISA reader, and protein concentration was measured using a standard curve.

실시예Example 2: 2: 인간배아암종Human embryonic carcinoma 세포에 To the cell amiRNAamiRNA 를 이용한 유전자 넉-다운Gene knock-down using

Utx 또는 Jmjd3를 타켓으로 하는 서열은 BLOCK-iT RNAi 디자이너를 이용하여 스템-루프 구조를 가지게 고안하였다. UTX amiRNA와 Jmjd3, amiRN 클로닝은 Invitrogen사의 BLOCK-iT™ HiPerform™ expression system을 이용하여 수행하고 렌티바이러스를 합성하였다. 음성 대조군(NC) amiRNA는 pcDNA6.2-GW/EmGFP-miR-neg 컨트롤 플라스미드(Invitrogen사)를 이용하여 BLOCK-iT™ HiPerform™ expression system에 클로닝하요 렌티바이러스를 합성하였다. 얻어진 렌티바이러스를 인간배아암종세포에 감염시켜 안정적인 UTX amiRNA 감염 세포, Jmjd3 amiRNA 감염 세포 그리고 NC amiRNA 감염 세포를 확보하였다. 확보한 세포들의 토탈 RNA를 추출 하여 실시간 역전사 중합효소연쇄반응 수행하여 UTX, Jmjd3, Ezh2, 그리고 Suz12 유전자의 발현양상을 분석하였다. 실시간 역전사 중합효소연쇄반응이 이용한 프라이머는 하기 표 2와 같다. Ezh2와 Suz12는 히스톤 메틸트랜스퍼레이즈 복합체(histone methyltransferase complex)에 포함된 단백질로 UTX나 Jmjd3 유전자 발현 감소에 의해서 변화하지 않는다. Ezh2와 Suz12는 UTX나 Jmjd3이 특이적으로 감소하였다는 것을 확인하기 위해 함께 실시간 PCR을 수행하였다.
Sequences targeting Utx or Jmjd3 were designed to have a stem-loop structure using the BLOCK-iT RNAi designer. UTX amiRNA, Jmjd3, and amiRN cloning were performed using Invitrogen's BLOCK-iT™ HiPerform™ expression system, and lentiviruses were synthesized. The negative control (NC) amiRNA was cloned into the BLOCK-iT™ HiPerform™ expression system using the pcDNA6.2-GW/EmGFP-miR-neg control plasmid (Invitrogen) to synthesize a lentivirus. The obtained lentivirus was infected with human embryonic carcinoma cells to obtain stable UTX amiRNA-infected cells, Jmjd3 amiRNA-infected cells, and NC amiRNA-infected cells. Total RNA of the obtained cells was extracted and subjected to real-time reverse transcription polymerase chain reaction to analyze the expression patterns of UTX, Jmjd3, Ezh2, and Suz12 genes. The primers used in the real-time reverse transcription polymerase chain reaction are shown in Table 2 below. Ezh2 and Suz12 are proteins contained in the histone methyltransferase complex, and are not changed by the decrease of UTX or Jmjd3 gene expression. Real-time PCR was performed together with Ezh2 and Suz12 to confirm that UTX or Jmjd3 decreased specifically.

[표 2][Table 2]

Figure 112013036247077-pat00002
Figure 112013036247077-pat00002

그 결과를 도 4에 나타내었다. 도 4를 보면, UTX amiRNA 감염 세포는 NC amiRNA 감염 세포에 비해 40%의 UTX 유전자의 발현이 감소하였으나, Jmjd3, Ezh2의 발현은 거의 변화가 없었으며, Suz12의 발현은 소량 감소하였다. Jmjd3 amiRNA 감염 세포는 NC amiRNA감염 세포에 비해 50%의 Jmjd3 유전자의 발현이 감소하였으나, UTX, Ezh2, Suz12의 발현은 거의 변화가 없었다.
The results are shown in FIG. 4. 4, UTX amiRNA-infected cells had a 40% decrease in UTX gene expression compared to NC amiRNA-infected cells, but the expression of Jmjd3 and Ezh2 was almost unchanged, and the expression of Suz12 was reduced by a small amount. In Jmjd3 amiRNA-infected cells, the expression of Jmjd3 gene was decreased by 50% compared to NC amiRNA-infected cells, but the expression of UTX, Ezh2, and Suz12 was almost unchanged.

실시예 3: UTX amiRNA 감염 세포와 Jmjd3 amiRNA 감염 세포의 세포접착분자(Cell Adhesion Molecule: CAM)의 발현 Example 3: UTX amiRNA- infected cells and Jmjd3 Expression of Cell Adhesion Molecule (CAM) in amiRNA- infected cells

UTX amiRNA 감염 세포, Jmjd3 amiRNA 감염 세포 그리고 NC amiRNA 감염세포 와 각각 분화 2 주 세포에서 Trizol을 이용하여 전체 RNA를 추출하고 aRNA 라벨링 키트를 이용하여 Cy3 라벨링하여 NimbleGen Human whole genome 12-plex array에 각각 교잡 반응을 수행하여 유전자 발현양상을 분석하였다. 간단한 기능 분석 결과, UTX amiRNA 감염세포는 NC amiRNA 감염 세포에 비해 총 918개의 유전자들이 2배 이상 발현이 증가/감소하였다. 이들 변화한 유전자들 중에 RPS19, AGT7, RPS10, MRPS12, ABO, RPLP2, FAU, UPF1, TLR2 유전자 등의 단백질 생합성(GO:6412, p-value:0.0126)에 관련된 유전자들을 포함하여 397개의 유전자들이 2배 이상 발현이 증가하였다. 그 외에 STEAP3, SRP54, BET1, YWHAZ, SSR1, ARF4 유전자 등의 단백질 위치 정착(establishment of protein localization)(GO:45184, p-value:0.014)에 관련된 유전자들을 포함하여 521개의 유전자들이 2배 이상 발현이 감소하였다.Total RNA was extracted from UTX amiRNA-infected cells, Jmjd3 amiRNA-infected cells, NC amiRNA-infected cells, and two-week differentiated cells, respectively, using Trizol, and then hybridized to NimbleGen Human whole genome 12-plex arrays by labeling Cy3 using an aRNA labeling kit. The reaction was performed to analyze the gene expression pattern. As a result of simple functional analysis, UTX amiRNA-infected cells increased/decreased the expression of a total of 918 genes more than twice that of NC amiRNA-infected cells. Among these altered genes, 397 genes including genes related to protein biosynthesis (GO:6412, p-value:0.0126) such as RPS19, AGT7, RPS10, MRPS12, ABO, RPLP2, FAU, UPF1, and TLR2 genes are 2 Over-fold expression was increased. In addition, 521 genes, including genes related to the establishment of protein localization (GO:45184, p-value:0.014), such as STEAP3, SRP54, BET1, YWHAZ, SSR1, and ARF4 genes, are more than double expressed. Decreased.

Jmjd3 amiRNA 감염 세포는 NC amiRNA 감염 세포에 비해 총 1308개의 유전자들이 2배 이상 발현이 증가/감소하였다. 이들 변화한 유전자들 중에 SCIN, NFYC, KIF5A, GMDS, MRP21, RINB 유전자 등의 세포 생리학적 프로세스(GO:50875, p-value:0.00243)에 관련된 유전자들을 포함하여 694개의 유전자들이 2배 이상 발현이 증가하였다. 그 외에 ATP13A2, NALCN, KCTD9, COL3A1, MRS2L, GABRG2 유전자 등의 이온 수송(GO:6811, p-value:0.0281)에 관련된 유전자들을 포함하여 614개의 유전자들이 2배 이상 발현이 감소하였다.In Jmjd3 amiRNA-infected cells, a total of 1308 genes increased/decreased more than double the expression of NC amiRNA-infected cells. Among these altered genes, 694 genes, including genes related to cellular physiological processes (GO:50875, p-value:0.00243), such as SCIN, NFYC, KIF5A, GMDS, MRP21, and RINB genes, were more than double expressed. Increased. In addition, 614 genes, including genes related to ion transport (GO:6811, p-value:0.0281), such as ATP13A2, NALCN, KCTD9, COL3A1, MRS2L, and GABRG2 genes, decreased expression by more than two times.

분화한지 2주 후에 UTX amiRNA 감염 세포는 분화 2주후의 NC amiRNA 세포에 비해 총 964개의유전자들이2배 이상 발현이 증가/감소하였다. 그 변화한 유전자 중에 PQBP1, BRWD1, SLC12A4, NRP1, LGALS12, DMRTA2 유전자 등의 생물학적 프로세스 조절(GO:50789, p-value:0.00552)에 관련된 유전자들을 포함하여 568개의 유전자들이 2배 이상 발현이 증가하였다. 그 외에 PIK4CB, HSD3B7, IDI1, PTGES3, PLCE1, PECR 유전자 등의 지방 생합성(GO:8610, p-value:0.0324)에 관련된 유전자들을 포함하여 396개의 유전자들이 2배 이상 발현이 감소하였다.Two weeks after differentiation, UTX amiRNA-infected cells had a two-fold increase/decrease in expression of a total of 964 genes compared to NC amiRNA cells two weeks after differentiation. Among the changed genes, 568 genes, including genes related to biological process regulation (GO:50789, p-value:0.00552), such as PQBP1, BRWD1, SLC12A4, NRP1, LGALS12, and DMRTA2 genes, increased more than double their expression. . In addition, 396 genes, including genes related to fat biosynthesis (GO:8610, p-value:0.0324) such as PIK4CB, HSD3B7, IDI1, PTGES3, PLCE1, and PECR genes, decreased by more than two times.

분화한지 2주 후에 Jmjd3 amiRNA 감염 세포는 분화 2주후의 NC amiRNA 세포에 비해 총 677개의 유전자들이 2배 이상 발현이 증가/감소하였다. 그 변화한 유전자 중에 NRP1, MYH11, CEP290, NME5, DAZL, GNAQ 유전자 등의 세포 발생 (GO:48468, p-value:0.0136)에 관련된 유전자들을 포함하여 396개의 유전자들이 2배 이상 발현이 증가하였다. 그 외에 TRASL2, HSD3B7, SYTL1, RPS9, EIF2S2, RPL39 유전자 등의 세포 생합성(GO:44249, p-value:0.00523)에 관련된 유전자들을 포함하여 280개의 유전자들이 2배 이상 발현이 감소하였다.Two weeks after differentiation, Jmjd3 amiRNA-infected cells had a two-fold increase/decrease in expression of a total of 677 genes compared to NC amiRNA cells two weeks after differentiation. Among the changed genes, 396 genes, including genes related to cell development (GO:48468, p-value:0.0136), such as NRP1, MYH11, CEP290, NME5, DAZL, and GNAQ genes, were more than doubled in expression. In addition, 280 genes, including genes related to cell biosynthesis (GO:44249, p-value:0.00523), such as TRASL2, HSD3B7, SYTL1, RPS9, EIF2S2, and RPL39 genes, decreased more than double their expression.

얻어진 마이크로어레이 데이터를 기능 별로 분석한 결과 세포접착분자인 NRP1, ATP2C1, SIRPA 등 유전자들이 분화 2주후에 많이 증가하였다. 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
As a result of analyzing the obtained microarray data by function, genes such as cell adhesion molecules NRP1, ATP2C1, and SIRPA increased significantly after 2 weeks of differentiation. The results are shown in Table 3 below.

[표 3][Table 3]

Figure 112013036247077-pat00003
Figure 112013036247077-pat00003

이들 세포접착분자(cell adhesion molecule)중 신경세포 분화 동안 액손(axons)과 수상돌기(신경돌기)의 성장, 유도 및 안정화와 관련이 있는 NRP1과 NCAM 유전자의 발현 양상을 실시간 RT PCR을 이용하여 분석하였다. 이때 사용한 프라이머는 하기 표 4와 같다. 다른 프라이머들은 상기 표 2와 동일하다.
Analysis of the expression patterns of NRP1 and NCAM genes, which are related to the growth, induction, and stabilization of axons and dendrites during neuronal differentiation among these cell adhesion molecules, using real-time RT PCR. I did. The primers used at this time are shown in Table 4 below. Other primers are the same as in Table 2 above.

[표 4][Table 4]

Figure 112013036247077-pat00004

Figure 112013036247077-pat00004

도 5에 나타난 것과 같이, NRP1 유전자는 Jmjd3 amiRNA 감염세포는 분화하지 않은 세포(도 5의 NCCIT)에서도 1.6배 발현이 증가하였으며 분화한 경우에는 UTX amiRNA 감염 세포와 Jmjd3 amiRNA 감염 세포에서 모두 증가하였으며, UTX amiRNA 감염 세포에서는 분화 2주 후에도 발현이 증가하여 신경세포 분화 및 부착이 NC amiRNA 감염세포보다 증가하는 것을 알수 있었다. NCAM 유전자의 경우, UTX amiRNA 감염세포는 분화하지 않은 세포에서도 발현이 증가하였으며, 분화 2주 후에도 NC amiRNA 감염세포보다 많은 양이 증가하는 것을 알 수 있다(도 6).
As shown in Figure 5, the expression of the NRP1 gene was increased by 1.6-fold in Jmjd3 amiRNA-infected cells in non-differentiated cells (NCCIT in FIG. 5). In UTX amiRNA-infected cells, expression increased even after 2 weeks of differentiation, indicating that neuronal differentiation and adhesion were higher than those of NC amiRNA-infected cells. In the case of the NCAM gene, the expression of UTX amiRNA-infected cells was increased even in non-differentiated cells, and it can be seen that even after 2 weeks of differentiation, the amount of UTX amiRNA-infected cells increased more than that of the NC amiRNA-infected cells (FIG. 6).

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Claims (7)

JMJD3를 암호화하는 유전자로부터 전사된 mRNA에 결합하여 JMJD3의 발현을 억제시켜서 세포접착분자(cell adhesion molecule)의 발현을 증가시키는 서열번호 5 내지 8로 구성되는 군으로부터 선택되는 인공 miRNA(amiRNA).
An artificial miRNA (amiRNA) selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 5 to 8 which bind to mRNA transcribed from a gene encoding JMJD3 and inhibit the expression of JMJD3 to increase the expression of cell adhesion molecules.
제1항에 있어서, 상기 세포접착분자는 NRP1, ATP2C1, SIRPA, FREM3, FPRL1, SPON1, PCDHB10, PXN, CLEC4M, PCDHA5, NCAM2, ADAM12, PCDH12, CDK5R1, HES5, MYF5, POSTN, ACTN1 및 CD93로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인, 인공 miRNA.
The method of claim 1, wherein the cell adhesion molecule is NRP1, ATP2C1, SIRPA, FREM3, FPRL1, SPON1, PCDHB10, PXN, CLEC4M, PCDHA5, NCAM2, ADAM12, PCDH12, CDK5R1, HES5, MYF5, POSTN, ACTN1 and CD93 Artificial miRNA, which is selected from the group.
제1항의 amiRNA를 코딩하는 유전자.
The gene encoding the amiRNA of claim 1.
제3항에 있어서, 상기 유전자는 서열번호 13 내지 16으로 구성되는 군으로부터 선택되는 DNA인 유전자.
The gene of claim 3, wherein the gene is DNA selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 13-16.
제1항의 amiRNA를 코딩하는 유전자를 포함하는 재조합 발현벡터.
Recombinant expression vector comprising a gene encoding the amiRNA of claim 1.
제5항에 있어서, 상기 발현벡터는 렌티바이러스벡터, 레트로바이러스벡터 및 아데노바이러스 벡터로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인, 재조합 발현벡터.
The recombinant expression vector of claim 5, wherein the expression vector is selected from the group consisting of lentiviral vectors, retroviral vectors, and adenovirus vectors.
제5항의 재조합 발현벡터로 형질전환된 세포.
A cell transformed with the recombinant expression vector of claim 5.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009114011A1 (en) 2008-03-11 2009-09-17 President And Fellows Of Harvard College Histone demethylation proteins and methods of use thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Nature Vol. 449, No. 11, pp. 731-734 (2007.) *

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KR20130054972A (en) 2013-05-27

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