KR101349083B1 - 간 추출물의 대사체 농도를 측정하여 노화 진단 판단 방법 - Google Patents

간 추출물의 대사체 농도를 측정하여 노화 진단 판단 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 간 추출물에 존재하는 특정 대사체의 농도를 측정하여 노화 진단을 위한 정보를 제공하는 방법 및 진단용 키트에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 간 추출물에 존재하는 특정 대사체의 농도 변화를 측정하여 노화의 진행 여부 및 노화와 관련된 질병을 진단할 수 있고, 나아가 노화와 연관된 질병의 치료에 활용할 수 있다.

Description

간 추출물의 대사체 농도를 측정하여 노화 진단 판단 방법{METHOD FOR PROVIDING INFORMATION ABOUT DIAGNOSIS OF SENESCENCE BY MEASURING THE CONCENTRATION OF METABOLITES OF LIVER EXTRACT}
본 발명은 간 추출물에 존재하는 특정 대사체의 농도를 측정하여 노화 진단을 판단하는 방법에 관한 것이다.
노화의 복잡한 생물학적 과정은 진핵생물의 다양한 시스템 내에서 유전자 발현, 미토콘드리아 기능장애, 산화 스트레스, 말단소립자의 단축 등과 같은 생물학적 및 생리적 기능의 변화를 초래하였다. 축적된 연구 자료에 의하면 이러한 변화는 결국 심혈관 질환, 제2 형 당뇨, 암, 그리고 알츠하이머 질병을 포함한 노화 관련된 질병에 대한 가장 중요한 위험 요소이다. 이들 질병이 노인들의 사망률과 밀접한 상관관계가 있음을 감안할 때, 모든 노화와 관련된 질병들을 합쳐놓은 것이 가장 좋은 노화 관련 지표이다. 따라서 대부분의 노화 연구들은 다양한 발달된 분자생물학적, 생화학적 기술들을 이용하여 노화 관련 질병들과 관련된 지표들을 찾는데 초점을 맞추고 있다. 그러나 노화와 관련된 질병들의 메커니즘을 이해하기 위한 많은 과학적인 노력에도 불구하고, 노화의 생물학적 메커니즘의 많은 부분이 아직도 밝혀지지 않고 있다.
최근에 노화와 관련된 메커니즘을 좀 더 이해하기 위하여, 세포, 조직, 혈액, 소변 등 생체 유기체 내에서 생체 대사과정의 최종 생성물인 저분자 대사물질들을 이용한 대사체학을 노화와 관련된 질병들과 연관된 잠재적 지표들을 발굴하는 데 사용하고 있다. 하나의 분석기기가 모든 대사물질을 분석할 수는 없지만, NMR 및 질량 분석기를 이용한 예쁜꼬마선충(C.elegans), 초파리(Drosophila), 설치류 동물, 인간, 그리고 다른 모델 생물의 노화 관련 대사체 분석연구는 많은 대사물질들이 노화와 많은 연관성이 있음을 보여주고 있다. 그러나 지금까지 노화 관련 대사체 연구가 많이 진행되었음에도 불구하고 NMR과 GC-MS를 이용한 PPAR- α-null 마우스 연구를 제외하고는 간에서 대사체 기술을 이용한 노화관련 연구는 이루어지지 않았다.
이에 본 발명자들은 간 추출물에 존재하는 특정 대사체들의 농도 변화를 통해 노화의 진행 여부를 판단할 수 있음을 확인하고 노화 진단방법에 관한 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명은 간 추출물에 존재하는 특정 대사체들의 농도 변화를 통한 노화의 진단 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 구체예에서 (a) 피험체로부터 3-메틸글루타릴카르니틴(3-methylglutarylcarnitine), 이소바레릴카르니틴(isovalerylcarnitine), 팔미토일카르니틴(palmitoylcarnitine), 이소부티릴카르니틴(isobutyrylcarnitine), 하이포잔틴(hypoxanthine), 판토텐산(pantothenic acid), 라이소포스파티딜콜린(C18:0)(lysophosphatidylcholine(C18:0)) 및 라이소포스파티딜콜린(C22:6)(lysophosphatidylcholine(C22:6))으로 구성된 대사체군에서 선택된 어느 하나의 대사체 농도를 측정하는 1차 측정 단계; (b) 1차 측정 단계 후에 (a) 단계에서 선택된 대사체의 농도를 측정하는 2차 측정 단계; 및 (c) 2차 측정 농도가 1차 측정 농도에 비하여 증가하는 경우에 노화가 진행되는 것으로 판단하는 단계를 포함하는 노화의 진단 방법을 제공한다. 또한, 상기 대사체군은 대사체 크레아틴(creatine), 카르니틴(carnitine), 베타인(betaine) 및 잔틴(xanthine)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 피험체는 설치류인 것을 특징으로 하며, 상기 설치류는 이에 한정된 것은 아니지만 다람쥐, 비버, 쥐, 호저, 카피바라, 햄스터, 레밍, 청서, 프레리도그, 기니피그 및 사향뒤쥐로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하며, 상기 대사체는 피험체의 간 추출물 또는 혈액으로부터 얻는 것을 특징으로 한다.
일 구체예에서 (a) 피험체로부터 우라실(uracil), 글리세롤 3-포스페이트(glycerol 3-phosphate), 이노신(inosine), 리놀렌산(linolenic acid), 잔토신(xanthosine), 라이소포스파티딜콜린(C14:0)(lysophosphatidylcholine(C14:0)), 라이소포스파티딜콜린(C16:0)(lysophosphatidylcholine(C16:0)), 라이소포스파티딜콜린(C16:1)(lysophosphatidylcholine(C16:1)), 라이소포스파티딜콜린(C20:2)(lysophosphatidylcholine(C20:2)), 라이소포스파티딜콜린(C20:3)(lysophosphatidylcholine(C20:3)), 라이소포스파티딜콜린(C20:5)(lysophosphatidylcholine(C20:5)) 및 라이소포스파티딜콜린(C22:5)(lysophosphatidylcholine(C22:5))으로 구성된 대사체군에서 선택된 어느 하나의 대사체 농도를 측정하는 1차 측정 단계; (b) 1차 측정 단계 후에 (a) 단계에서 선택된 대사체의 농도를 측정하는 2차 측정 단계; (c) 2차 측정 단계 후에 (a) 단계에서 선택된 대사체의 농도를 측정하는 3차 측정 단계; 및 (d) 2차 측정 농도가 1차 측정 농도에 비하여 감소하고, 3차 측정 농도가 2차 측정 농도에 비하여 증가하는 경우에 노화가 진행되는 것으로 판단하는 단계를 포함하는 노화의 진단 방법을 제공한다. 또한, 상기 대사체군은 대사체 니코틴아미드(nicotinamide) 및 티로신(tyrosine)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 구체예에서, (a) 식품 또는 약물을 섭취하기 전 피험체로부터 3-메틸글루타릴카르니틴, 이소바레릴카르니틴, 팔미토일카르니틴, 이소부티릴카르니틴, 하이포잔틴, 판토텐산, 라이소포스파티딜콜린(C18:0) 및 라이소포스파티딜콜린(C22:6)으로 구성된 군에서 선택된 어느 하나의 대사체의 농도를 측정하는 단계; (b) 식품 또는 약물을 섭취한 후 (a) 단계에서 선택된 대사체의 농도를 측정하는 단계; 및 (c) 식품 또는 약물을 섭취하기 전후의 농도가 감소한 경우 상기 식품 또는 약물이 노화를 억제시키는 물질임을 판별하는 단계를 포함하는 항노화 식품 또는 약물의 스크리닝 방법을 제공한다.
일 구체예에서, (a) 식품 또는 약물을 섭취하기 전 피험체로부터 우라실, 글리세롤 3-포스페이트, 이노신, 리놀렌산, 잔토신, 라이소포스파티딜콜린(C14:0), 라이소포스파티딜콜린(C16:0), 라이소포스파티딜콜린(C16:1), 라이소포스파티딜콜린(C20:2), 라이소포스파티딜콜린(C20:3), 라이소포스파티딜콜린(C20:5) 및 라이소포스파티딜콜린(C22:5)으로 구성된 대사체군에서 선택된 어느 하나의 대사체 농도를 1차로 측정하는 단계; (b) 식품 또는 약물을 섭취한 후 (a) 단계에서 선택된 대사체의 농도를 측정하는 2차 측정 단계; (c) 2차 측정 단계 후에 (a) 단계에서 선택된 대사체의 농도를 측정하는 3차 측정 단계; 및 (d) 상기 2차 측정 농도가 1차 측정 농도에 비하여 감소하고, 3차 측정 농도가 2차 측정 농도에 비하여 증가하는 경우에 상기 식품 또는 약물이 노화를 억제시키는 물질임을 판별하는 단계를 추가로 포함하는 항노화 식품 또는 약물의 스크리닝 방법을 제공한다.
일 구체예에서, (a)피험체 대사체의 질량분석 데이터를 다변량통계분석 방법을 통해 사분면에 플로팅(plotting)하는 단계; 및 (b)상기 플로팅 지점이 1사분면인 경우 피험체의 연령이 6개월에 근접하고, 상기 플로팅 지점이 2사분면인 경우 피험체의 연령이 24개월에 근접하며, 상기 플로팅 지점이 3사분면인 경우 피험체의 연령이 18개월에 근접하며, 상기 플로팅 지점이 4사분면인 경우 피험체의 연령이 12개월에 근접한 것으로 판단하는 단계를 포함하는 노화의 진단 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 피험체로부터 3-메틸글루타릴카르니틴, 크레아틴, 이소바레릴카르니틴, 팔미토일카르니틴, 카르니틴, 베타인, 이소부티릴카르니틴, 하이포잔틴, 잔틴, 판토텐산, lysoPC(C18:0), lysoPC(C22:6), 우라실, 니코틴아미드, 글리세롤 3-포스페이트, 티로신, 이노신, 리놀렌산, 잔토신, lysoPC(C14:0), lysoPC(C16:0), lysoPC(C16:1), lysoPC(C20:2), lysoPC(C20:3), lysoPC(C20:5) 및 lysoPC(C22:5)로 구성된 군에서 선택된 대사체의 농도를 측정하여, 대사체의 농도가 기준값 보다 증가 또는 감소하였는지를 판단하여 피험체가 현재 노화 상태에 있는지 또는 노화와 관련된 질병의 위험이 있는지를 판단할 수 있다.
본 발명에서 사용된 용어 "lysoPC"는 라이소포스파티딜콜린(lysophosphatidylcholine)의 약어이고, 한 개의 지방산이 결합되어 있다. 예를 들어 C14:0는 탄소수 14개에 이중결합이 없는 지방족 탄화수소를 의미한다.
본 발명에서 사용된 용어 "노화"란 시간이 지남에 따라 일어나는 신체의 모든 생리적 변화, 예를 들면 대사체의 변화를 통칭하는 것으로 개체에 따라 수많은 요인에 의해 매우 다양하게 일어나는 생명현상을 의미한다.
본 발명에서 대사체의 농도를 측정함에 있어서, 시간의 차이를 두어 대사체의 농도를 측정할 수 있다. 이 때, 3개월 내지 6개월의 시간 차이를 두고 반복적으로 대사체의 농도 변화를 측정할 수 있다.
본 발명에서 다변량 통계 분석이란 여러 개의 독립변수(예측변수)들과 여러 개의 종속변수(준거변수)들 간의 관계를 통계적으로 분석하는 다양한 기법으로 주성분 분석(PCA, principal component analysis, SimonHaykin,"Neural Networks", Prenctice Hall 참고)과 PLS-DA(partial least squares-discriminant analysis. Anal. Chem., 2007, 79:6102-6110)를 사용하였다.
본 발명에 따르면 간 추출물에 존재하는 특정 대사체의 농도 변화를 측정하여 노화의 진행 여부 및 노화와 관련된 질병을 진단할 수 있고, 나아가 노화와 연관된 질병의 치료에 활용할 수 있다.
도 1은 연령별 (6, 12, 18, 24개월) 쥐들의 특성을 나타낸 것이다((A) TG 함량, (B) 총 콜레스테롤 함량, (C) NAD/NADH ).
도 2는 연령별 간의 UPLC-Q-TOF MS 데이터(A)로부터 얻은 대사체 프로파일의 PLS-DA score plot(B)과 loading plot(C)을 나타낸 것이다.
도 3은 6-12개월,12-18개월, 18-24개월, 6-24개월의 PLS-DA score plots(A, B, C, D) 및 이들의 loading plots(E, F, G, H)을 나타낸 것이다.
도 4는 연령별 쥐의 간에서 통계적으로 유의적인 차이를 보이는 대사체들의 동정 및 이들의 heatmap(A)과 이들 대사체들의 변화 비율(6개월 대비)(B)을 나타낸 것이다.
도 5는 연령별 쥐들의 간 대사체 분석을 통해 도출된 노화관련 대사경로를 나타낸 것이다.
이하, 본 발명을 하기의 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
동물 및 식이
SD rats을 항온 22-26℃에서 1일 12시간의 명/암 사이클 하에 6, 12, 18, 24개월 길렀다. 쥐들은 물과 식이를 자유롭게 먹을 수 있도록 하였다. 희생시킨 후 얻은 간 바로 액체 질소에 넣었으며 분석 시까지 -70℃에서 보관하였다.
트리글리세라이드 , 콜레스테롤, 및 NAD / NADH 비 검정
클로로포름:메탄올이 2:1인 혼합용액으로 추출된 혈청과 간에서 트리글리세라이드(TG)와 콜레스테롤의 함량을 TG 검정키트(바이오비젼, 마운튼뷰, CA) 및 콜레스테롤/콜레스터리 이스터 정량 키트(바이오비젼)를 이용하여 각각 결정하였다. 간의 NAD/NADH 비는 바이오비젼사의 NAD/NADH 정량화 키트를 이용하여 측정하였다.
샘플의 준비
동결건조한 간의 파우더(20mg)을 호모게나이저를 이용하여 차가운 아소토나이트릴(ACN)로 추출하였다. 원심분리한 후 상징액을 완전하게 건조하고, 건조한 샘플을 UPLC-Q-TOF 분석을 위해 40% 메탄올로 용해하였다. GC/MS 분석을 위해 내부표준물질인 카프릴산을 함유하는 간의 ACN 추출물을 건조하고, 70℃에서 2시간 동안 BSTFA 50㎕, ACN 100㎕, DMSO 100㎕, 및 피리딘 50㎕의 혼합용매로 유도체화하였다. 냉각 후 유도체화된 샘플을 메탄올로 희석하였다.
간과 혈청 추출물의 UPLC -Q- TOF MS 분석
용매전달 시스템과 오토샘플러 검출기가 장착된 UPLC 시스템(워터스, 밀포드, 미국)을 이용하여 간의 대사체를 분석하였다. 간의 추출물을 UPLC 시스템에 장착된 Acquity UPLC BEH C18 칼럼(2.1×50mm, 1.7㎛; 워터스)에 주사하고, 0.1% TFA를 함유한 물로 평형을 이루었다. 샘플을 0.1% TFA를 함유한 아세토니트릴로 0.35㎖/분의 유속으로 14.5분간 농도별로 용리하고, C18-UPLC로 분리한 대사체를 분석한 후 Q-TOF MS(Waters)로 검출하였다.
Q-TOF를 ESI 양성모드로 실시하였고, 캐필러리와 샘플링 콘 전압을 2.78kV와 26V로 각각 설정하였다. 탈용매화 유속을 300℃에서 700L/h로 설정하고, 소스의 온도는 110℃로 설정하였다. TOF MS 데이터는 스캔시간 0.2초로 하여 m/z 50-1000의 범위에서 획득하였다. 모든 분석은 정확성과 재생성을 담보하기 위해 락 스프레이를 사용하여 얻었다; 락 매스로는 루신-엔케팔린(ESI 양성모드에서 556.2771 Da)을 농도 200pmole과 유속 3㎕/분으로 하여 사용하였다. 락 스프레이 프리퀀시는 10초로 설정하였다. 품질관리(QC)를 위해 5개의 표준 화합물들(카페인, 설파디메톡신, 터페나딘, 4-아세토아미노페놀, 및 레서핀)을 매 5샘플 후에 주입하였다. 10-30eV의 충돌에너지 램프를 이용하여 대사체의 MS/MS 스펙트럼을 얻었다. 전구체 이온과 fragment 이온을 위해 정확한 매스와 조성을 계산하였고, 장치내에 장착된 MassLynx(워터스)를 이용하여 시퀀싱하였다. 체류시간, m/z, 및 이온강도를 포함하는 MS 데이터의 모든 정보를 장치내에 장착된 MarkerLynx(워터스)를 이용하여 추출하였고, 결과 얻은 MS 데이터는 데이터 매트릭스로 어셈블링하였다.
동물 특성
연령별(6, 12, 18, 24개월) 쥐의 간 특성은 도 1에 나타내었다. 트리글리세라이드(TG)는 18개월까지 아무런 변화가 없었다가 24개월에 26%까지 감소하였다. 간의 총 콜레스테롤 함량은 연령이 증가하면서 증가하는 경향을 보였으며 24개월 쥐의 함량은 3.7±0.5 mg/g으로 6개월 쥐에 비해 32% 높았다. 또한 간의 NAD/NADH 비는 연령이 증가하면서 감소하는 경향을 보였다. 24개월 쥐의 NAD/NADH 비는 0.03±0.01로 6개월 쥐보다 16배 낮았다.
간 대사체의 다변량 통계분석
노화 쥐의 간을 UPLC0-Q-TOF를 이용하여 분석하여 크로마토그램을 얻었다(도 2A 참고). 한 그룹당 5~6개의 시료를 사용하여 그 수만큼 크로마토그램이 나왔으며 MakerLynx(Waters사 제품) 프로그램을 이용하여 크로마토그램들을 보정하고 수치화 시켰다. 보정된 수치들을 다변량통계분석 방법인 PCA(principal component analysis)와 PLS-DA(partial least squares-discriminant analysis)를 사용하여 평면 또는 3차원 공간에 시각화시켜 나타내었다. 즉, 연령별 쥐의 간 대사체의 질량분석 데이터 (도 2A)를 PLS-DA score(도 2B)와 loading plot(도 2C)에 적용하였다.
도2B의 경우 PLS-DA 통계방법을 통해서 얻어진 결과로, t(1)을 경계로 6,12개월과 18, 24개월이 나누어지고, 18개월과 24개월은 다시 t(2)를 기준으로 나누어졌다.
각 연령별로 분석한 결과도 서로 뚜렷하게 분리되는 것을 보여주고 있다(도 3A-D). 이들 PLS-DA score plot 모델의 적용성과 예측가능성을 보여주는 다양한 파라미터들 (R2X(cum), R2Y(cum), Q2(cum), cross validation 값)도 모두 좋은 결과 값들을 보여주고 있다(도 2 및 3).
미지의 시료를 동일한 실험방법과 분석방법으로 분석한다면, 1사분면(t(1)=(+)값, t(2)=(+)값)에 나온다면 그 시료의 노화 정도는 6개월에 근접했다고 할 수 있고, 2사분면(t(1)=(-)값, t(2)=(+)값)에 나온다면 그 시료의 노화 정도는 24개월에 근접했다고 할 수 있으며, 3사분면(t(1)=(-)값, t(2)=(-)값)에 나온다면 그 시료의 노화 정도는 18개월에 근접했다고 할 수 있으며, 4사분면(t(1)=(+)값, t(2)=(-)값)에 나온다면 그 시료의 노화 정도는 12개월에 근접했다고 할 수 있다.
또한 18개월과 24개월 중간에 위치한다면 그 시료의 노화 정도는 18개월과 24개월 중간 정도의 노화를 나타낸다고 할 수 있다.
그룹 간 차이에 관여하는 대사체를 확인하기 위해 loading plot(도 2C)과 S-plot(도 3E-H)을 작성하였다. W*C[1]와 [2]으로 작성된 loading plot에서는 w*C[1]와 [2]의 교차점에서 멀어질수록 그룹 간의 차이에 주로 관여하는 대사체들로 확인되었으며 w*C[1] 값이 (+)에 부분에 있는 대사체들의 간에 존재하는 농도는 연령이 증가할수록 감소되는 반면 (-)에 부분에 있는 대사체들의 농도는 증가하였다. 또한 S-plot인 경우 18-24개월 모델을 제외하면 양의 p(corr)[1]와 p[1] 부분에 놓여있는 대사체들의 농도는 연령에 따라 감소한 반면 음의 부분에 있는 대사체들의 농도는 증가하였다. 18-24개월 모델인 경우 반대의 경향을 보였다. 통계적 유의 차이를 보이는 대사체들을 숫자로 표시하였다. 이들 대사체들을 LC-MS로 동정하였으며(표 1) 동정된 대사체들을 heatmap으로 작성하고 6개월 대비 변화 비율(fold change)을 계산하였다(도 4).
Figure 112012016485900-pat00001
간 대사체의 정성 및 정량 분석
UPLS-Q-TOF에 의해 검출된 1200개의 대사체들 중 120개의 대사체들이 높은 VIP 값 (>1.0)을 보였고 통계적으로 유의적인 차이 (p<0.05)를 보였다. 그러나 이들 대사체들 중 25개 (우라실, 베타인, 니코틴아미드, 크레아틴, 하이포잔틴, 잔틴, 카르니틴, 글리세롤 3-포스페이트, 티로신, 이노신, 리놀렌산, 잔토신, 4개의 아실-카르니틴, 8개의 lysoPCs) 만이 동정되었다 (표 1). 이들 중 3-메틸글루타릴카르니틴, 크레아틴, 이소바레릴카르니틴, 팔미토일카르니틴, 카르니틴, 베타인, 이소부티릴카르니틴, 하이포잔틴, 잔틴, 판토텐산, lysoPC(C18:0), lysoPC(C22:6)의 농도가 노화가 진행되면서 증가하는 경향을 보인 반면에, 우라실, 니코틴아미드, 글리세롤 3-포스페이트, 티로신, 이노신, 리놀렌산, 잔토신, lysoPC(C14:0), lysoPC(C16:0), lysoPC(C16:1), lysoPC(C20:2), lysoPC(C20:3), lysoPC(C20:5), lysoPC(C22:5)는 18개월까지 감소하는 경향을 보이다가 24개월에 다소 회복하는 경향을 보였다(도 4). 이들 중 하이포잔틴, lysoPC(C18:0), 잔틴은 다른 대사체들에 비해 다소 낮은 변화 비율을 보여주고는 있지만 간에서 고 농도로 존재하고 있는 것으로 보아 노화와 관련된 중요한 지표로 사용될 수 있고, 3-메틸글루타릴카르니틴과 크레아틴인 경우 다른 어떤 대사체들보다 연령에 따라 급격하게 증가함으로써 노화관련 중요한 지표로 사용될 수 있을 것이다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (10)

  1. (a) 피험체로부터 3-메틸글루타릴카르니틴(3-methylglutarylcarnitine), 이소바레릴카르니틴(isovalerylcarnitine), 팔미토일카르니틴(palmitoylcarnitine), 이소부티릴카르니틴(isobutyrylcarnitine), 하이포잔틴(hypoxanthine), 판토텐산(pantothenic acid), 라이소포스파티딜콜린(C18:0)(lysophosphatidylcholine(C18:0)) 및 라이소포스파티딜콜린(C22:6)(lysophosphatidylcholine(C22:6))으로 구성된 대사체군에서 선택된 어느 하나의 대사체 농도를 측정하는 1차 측정 단계;
    (b) 1차 측정 단계 후에 (a) 단계에서 선택된 대사체의 농도를 측정하는 2차 측정 단계; 및
    (c) 2차 측정 농도가 1차 측정 농도에 비하여 증가하는 경우에 노화가 진행되는 것으로 판단하는 단계를 포함하는 노화의 진단 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 대사체군에 크레아틴(creatine), 카르니틴(carnitine), 베타인(betaine) 및 잔틴(xanthine)이 추가로 포함되는 것을 특징으로 하는 노화의 진단 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 피험체는 설치류인 것을 특징으로 하는 노화의 진단 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 설치류는 다람쥐, 비버, 쥐, 호저, 카피바라, 햄스터, 레밍, 청서, 프레리도그, 기니피그 및 사향뒤쥐로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 노화의 진단 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 대사체는 피험체의 간 추출물 또는 혈액으로부터 얻는 것을 특징으로 하는 노화의 진단 방법.
  6. (a) 피험체로부터 우라실(uracil), 글리세롤 3-포스페이트(glycerol 3-phosphate), 이노신(inosine), 리놀렌산(linolenic acid), 잔토신(xanthosine), 라이소포스파티딜콜린(C14:0)(lysophosphatidylcholine(C14:0)), 라이소포스파티딜콜린(C16:0)(lysophosphatidylcholine(C16:0)), 라이소포스파티딜콜린(C16:1)(lysophosphatidylcholine(C16:1)), 라이소포스파티딜콜린(C20:2)(lysophosphatidylcholine(C20:2)), 라이소포스파티딜콜린(C20:3)(lysophosphatidylcholine(C20:3)), 라이소포스파티딜콜린(C20:5)(lysophosphatidylcholine(C20:5)) 및 라이소포스파티딜콜린(C22:5)(lysophosphatidylcholine(C22:5))으로 구성된 대사체군에서 선택된 어느 하나의 대사체 농도를 측정하는 1차 측정 단계;
    (b) 1차 측정 단계 후에 (a) 단계에서 선택된 대사체의 농도를 측정하는 2차 측정 단계;
    (c) 2차 측정 단계 후에 (a) 단계에서 선택된 대사체의 농도를 측정하는 3차 측정 단계; 및
    (d) 2차 측정 농도가 1차 측정 농도에 비하여 감소하고, 3차 측정 농도가 2차 측정 농도에 비하여 증가하는 경우에 노화가 진행되는 것으로 판단하는 단계를 포함하는 노화의 진단 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 대사체군에 니코틴아미드(nicotinamide) 및 티로신(tyrosine)이 추가로 포함되는 것을 특징으로 하는 노화의 진단 방법.
  8. (a) 식품 또는 약물을 섭취하기 전 피험체로부터 3-메틸글루타릴카르니틴, 이소바레릴카르니틴, 팔미토일카르니틴, 이소부티릴카르니틴, 하이포잔틴, 판토텐산, 라이소포스파티딜콜린(C18:0) 및 라이소포스파티딜콜린(C22:6)으로 구성된 군에서 선택된 어느 하나의 대사체의 농도를 측정하는 단계;
    (b) 식품 또는 약물을 섭취한 후 (a) 단계에서 선택된 대사체의 농도를 측정하는 단계; 및
    (c) 식품 또는 약물을 섭취하기 전후의 농도가 감소한 경우 상기 식품 또는 약물이 노화를 억제시키는 물질임을 판별하는 단계를 포함하는 항노화 식품 또는 약물의 스크리닝 방법.
  9. (a) 식품 또는 약물을 섭취하기 전 피험체로부터 우라실, 글리세롤 3-포스페이트, 이노신, 리놀렌산, 잔토신, 라이소포스파티딜콜린(C14:0), 라이소포스파티딜콜린(C16:0), 라이소포스파티딜콜린(C16:1), 라이소포스파티딜콜린(C20:2), 라이소포스파티딜콜린(C20:3), 라이소포스파티딜콜린(C20:5) 및 라이소포스파티딜콜린(C22:5)으로 구성된 대사체군에서 선택된 어느 하나의 대사체 농도를 1차로 측정하는 단계;
    (b) 식품 또는 약물을 섭취한 후 (a) 단계에서 선택된 대사체의 농도를 측정하는 2차 측정 단계;
    (c) 2차 측정 단계 후에 (a) 단계에서 선택된 대사체의 농도를 측정하는 3차 측정 단계; 및
    (d) 상기 2차 측정 농도가 1차 측정 농도에 비하여 감소하고, 3차 측정 농도가 2차 측정 농도에 비하여 증가하는 경우에 상기 식품 또는 약물이 노화를 억제시키는 물질임을 판별하는 단계를 추가로 포함하는 항노화 식품 또는 약물의 스크리닝 방법.
  10. (a)피험체 대사체의 질량분석 데이터를 다변량통계분석 방법을 통해 사분면에 플로팅(plotting)하는 단계; 및
    (b)상기 플로팅 지점이 1사분면인 경우 피험체의 연령이 6개월에 근접하고,
    상기 플로팅 지점이 2사분면인 경우 피험체의 연령이 24개월에 근접하며,
    상기 플로팅 지점이 3사분면인 경우 피험체의 연령이 18개월에 근접하며,
    상기 플로팅 지점이 4사분면인 경우 피험체의 연령이 12개월에 근접한 것으로 판단하는 단계를 포함하는 노화의 진단 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080099480A (ko) * 2007-05-09 2008-11-13 가톨릭대학교 산학협력단 자기공명분광법을 이용한 우울증 동물모델 뇌조직에서의생화학적 변화 측정 방법
KR100974390B1 (ko) * 2005-04-14 2010-08-05 무쯔노리 후지와라 궤양성 대장염 또는 간질성 폐렴의 병기 판정 방법 및 그를위한 시약 키트
KR20100120673A (ko) * 2008-02-06 2010-11-16 아지노모토 가부시키가이샤 위암의 평가 방법, 및 위암 평가 장치, 위암 평가 방법, 위암 평가 시스템, 위암 평가 프로그램 및 기록 매체
KR101081358B1 (ko) * 2009-10-27 2011-11-09 가톨릭대학교 산학협력단 자기공명분광법을 이용한 뇌 대사물질의 양적 측정에 의한 파킨슨 질환의 진단방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100974390B1 (ko) * 2005-04-14 2010-08-05 무쯔노리 후지와라 궤양성 대장염 또는 간질성 폐렴의 병기 판정 방법 및 그를위한 시약 키트
KR20080099480A (ko) * 2007-05-09 2008-11-13 가톨릭대학교 산학협력단 자기공명분광법을 이용한 우울증 동물모델 뇌조직에서의생화학적 변화 측정 방법
KR20100120673A (ko) * 2008-02-06 2010-11-16 아지노모토 가부시키가이샤 위암의 평가 방법, 및 위암 평가 장치, 위암 평가 방법, 위암 평가 시스템, 위암 평가 프로그램 및 기록 매체
KR101081358B1 (ko) * 2009-10-27 2011-11-09 가톨릭대학교 산학협력단 자기공명분광법을 이용한 뇌 대사물질의 양적 측정에 의한 파킨슨 질환의 진단방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101565889B1 (ko) 2014-04-23 2015-11-06 연세대학교 산학협력단 혈장 대사체를 이용한 혈관경직도 예측 또는 진단 방법

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