KR101394828B1 - Use of GKN1 amino―terminal regulatory motif having anticancer activity - Google Patents
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Abstract
본 발명은 GKN1의 아미노 말단 조절 모티프(amino-terminal regulatory motif)를 포함하는 항암용 조성물에 관한 것으로서, 특히 위암의 발생을 억제하고 암 세포의 전이를 억제하는 활성이 우수한 GKN1 유전자의 활성 영역에 관한 것이다. 본 발명에 따른 GKN1 아미노 말단 조절 모티프는 암세포의 생존 및 증식을 억제하는 활성이 우수할 뿐만 아니라, 세포주기의 진행을 정지시키는 효과가 있다. 따라서 항암 치료용 조성물 및 항암제의 스크리닝 방법으로 유용하게 사용될 수 있다.The present invention relates to an anticancer composition comprising an amino-terminal regulatory motif of GKN1, and more particularly to an anticancer composition comprising an amino-terminal regulatory motif of GKN1, particularly an active region of a GKN1 gene having an activity of inhibiting the development of gastric cancer and inhibiting cancer cell metastasis will be. The GKN1 amino-terminal regulatory motif according to the present invention has an excellent activity of inhibiting the survival and proliferation of cancer cells, and has an effect of stopping cell cycle progression. Therefore, it can be effectively used as a composition for anticancer therapy and a screening method for anticancer agent.
Description
본 발명은 GKN1의 아미노 말단 조절 모티프(amino-terminal regulatory motif)를 포함하는 항암용 조성물에 관한 것으로서, 특히 위암의 발생을 억제하고 암 세포의 전이를 억제하는 활성이 우수한 GKN1 유전자의 활성 영역에 관한 것이다.The present invention relates to an anticancer composition comprising an amino-terminal regulatory motif of GKN1, and more particularly to an anticancer composition comprising an amino-terminal regulatory motif of GKN1, particularly an active region of a GKN1 gene having an activity of inhibiting the development of gastric cancer and inhibiting cancer cell metastasis will be.
최근 들어 전 세계적으로 암의 생성 및 치료와 관련된 유전자의 기능 연구를 통해 치료용 표적을 발굴하고 이들을 진단 및 치료제 개발에 이용하기 위한 시도가 급격히 증가하고 있다. 게놈(genome) 연구의 활성화와 함께 인간 유전자 DNA 칩 또는 프로테옴 분석 연구가 활발하게 이루어지고 암과 관련된 유전자가 대량 발굴됨에 따라 많은 유전정보들의 데이터베이스는 구축되어 있으나 대부분 이들 유전자들에 대한 세포 내에서의 구체적 생물학적 기능 및 암 관련성은 아직 연구되어 있지 않거나 불확실하다. 따라서 이들 정보를 바탕으로 실제 암과 관련된 진단 및 표적 유전자를 발굴하기 위한 노력이 지속적으로 필요한 실정이다.In recent years, attempts have been made to discover therapeutic targets and to use them in the development of diagnostic and therapeutic agents by studying the function of genes related to the generation and treatment of cancer in the world. With the activation of genome research, human genetic DNA chip or proteome analysis studies have been actively conducted and a large number of genes related to cancer have been discovered, so a database of many genetic information has been established. However, Specific biological function and cancer relevance have not yet been studied or are uncertain. Therefore, based on these information, there is a continuing need for efforts to discover diagnostic and target genes related to actual cancer.
한편, 위장관은 소화된 음식물 파편, 다양한 유해물질, 및 산성 pH 스트레스 등에 항상 노출되어 있어 외상이 발생하기 쉽다. TFF1 (trefoil factor family 1)과 같은 내생적(endogenous) 분자들은 위와 같은 유해 환경으로부터 위 점막을 보호한다(Babyatsky, et al., 1996, Oral trefoil peptides protect against ethanol- and indomethacin-induced gastric injury in rats. Gastroenterology 110, 489-497). 최근에는 gastrokine 1 (GKN1)이 쥐를 포함한 다양한 포유동물들의 위 점막세포에서 분리되었고(Martin et al., 2003, A novel mitogenic protein that is highly expressed in cells of the gastric antrum mucosa. Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 285, G332-G343), GKN1은 위 점막에서 특이적으로 발현되는 신규한 autocrine/paracrine 단백질이다(Martin et al., 2003; Xing et al., 2012, Gastrokine 1 induces senescence through p16/Rb pathway activation in gastric cancer cells. Gut 61, 43-52). Toback et al. 은 GKN1이 상악동 점막(antral mucosa)을 보호하며, 손상 후에 복위(restitution) 및 증식을 촉진시켜 상처 치유를 돕는다고 보고하였다(Toback et al., 2003, Peptide fragments of AMP-18, a novel secreted gastric antrum mucosal protein, are mitogenic and motogenic. Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 285, G344-G353). 또한 GKN1은 상피중간엽세포이행(epithelial-mesenchymal transition; EMT)과, 활성산소종(ROS) 및 PI3K/Akt 경로 조절에 의한 위암세포 이동에 있어서 중요한 역할을 한다고 보고한 바 있다(Yoon et al., 2011). On the other hand, the gastrointestinal tract is always exposed to digestive food fragments, various harmful substances, and acidic pH stress, and thus, trauma is likely to occur. Endogenous molecules such as TFF1 (trefoil factor family 1) protect gastric mucosa from these harmful environments (Babyatsky, et al., 1996, Oral trefoil peptides protect against ethanol- and indomethacin-induced gastric injury in rats Gastroenterology 110, 489-497). Recently, gastrokinetic 1 (GKN1) has been isolated from gastric mucosal cells of various mammals including mice (Martin et al., 2003, A novel mitogenic protein that is highly expressed in cells of the gastric antrum mucosa. ... Gastrointest Liver Physiol 285, G332-G343), GKN1 is a novel autocrine / paracrine protein that is specifically expressed in the gastric mucosa (Martin et al, 2003;. . Xing et al, 2012, Gastrokine 1 induces senescence through p16 / Rb pathway activation in gastric cancer cells. Gut 61 , 43-52). Toback et al . Reported that GKN1 protects the antral mucosa and promotes restitution and proliferation after injury to help heal wounds (Toback et al., 2003, Peptide fragments of AMP-18, a novel secreted gastric antrum mucosal protein, are mitogenic and motogenic, Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 285, G344-G353). GKN1 has also been shown to play an important role in gastric cancer cell migration by epithelial-mesenchymal transition (EMT), reactive oxygen species (ROS), and PI3K / Akt pathway (Yoon et al. , 2011).
나아가, 본 발명자들은 GKN1이 NF-kB 및 COX-2의 불활성화를 유도하고, 림프구 이동을 자극한다는 것을 발견하였고, 이것은 위 점막 감염 및 세포 증식을 억제할 수 있으며, 따라서 GKN1이 위암 발달에 있어서 세포주기를 조절함으로써 중요한 역할을 할 것이라 가정하였다. 이러한 가정은 SGC-7901 세포에서 GKN1이 G2/M 정지(arrest)를 통해 세포성장을 억제한다는 최근의 연구결과에서도 확인할 수 있었다(Yan et al., 2011, Proteomics characterization of gastrokine 1-induced growth inhibition of gastric cancer cells. Proteomics 11, 3657-3664). 위 결과들과 일치하게, Xing et al.은 최근에 GKN1이 위암세포에서 p16/Rb 경로 활성을 통해 노화를 촉진한다는 결과를 발표하였다(Xing et al., 2012). 하지만, 세포주기를 억제하는 GKN1의 분자적 기작은 아직 밝혀지지 않았다.Furthermore, the inventors have discovered that GKN1 induces inactivation of NF-kB and COX-2 and stimulates lymphocyte migration, which can inhibit gastric mucosal infiltration and cell proliferation and thus GKN1 is involved in gastric cancer development It is assumed that it plays an important role by regulating the cell cycle. This assumption was confirmed in a recent study that GKN1 inhibits cell growth through G2 / M arrest in SGC-7901 cells (Yan et al., 2011, Proteomics characterization of gastrokinetic 1-induced growth inhibition gastric cancer cells. Proteomics 11 , 3657-3664). Consistent with these results, Xing et al. Recently reported that GKN1 promotes senescence through p16 / Rb pathway activity in stomach cancer cells (Xing et al., 2012). However, the molecular mechanism of GKN1 that inhibits the cell cycle has not yet been elucidated.
또한, GKN1 단백질은 BRICHOS 슈퍼패밀리의 멤버이며, 이들은 치매 또는 호흡곤란증후군(respiratory distress)과 관계있는 단백질들이다(Sanchez-Pulido et al., 2002, BRICHOS: a conserved domain in proteins associated with dementia, respiratory distress and cancer. Trends Biochem. Sci. 27, 329-332). BRICHOS 슈퍼패밀리의 단백질들은 네 개의 뚜렷한 영역인, 소수성(hydrophobic) 영역, 링커(linker), BRICHOS 도메인 및 C-말단을 갖고 있다. BRICHOS 도메인의 역할은 이 단백질의 번역 후 프로세싱(post-translational processing)과 관련되어 있으며, N-말단 소수성 영역은 신호 펩티드의 일부분이라는 보고가 있다(Sanchez-Pulido et al., 2002). 그러나 아직까지 GKN1을 이루는 각 도메인에 대한 구체적이고 명확한 작용 및 역할에 대한 연구는 많이 진행되지 않고 있다.In addition, the GKN1 protein is a member of the BRICHOS superfamily, which is a protein associated with dementia or the respiratory distress syndrome (Sanchez-Pulido et al., 2002, BRICHOS: a conserved domain in association with dementia, respiratory distress and cancer. Trends Biochem. Sci. 27, 329-332). The BRICHOS superfamily proteins have four distinct regions: hydrophobic region, linker, BRICHOS domain and C-terminus. The role of the BRICHOS domain is associated with post-translational processing of this protein, and the N-terminal hydrophobic region is reported to be part of the signal peptide (Sanchez-Pulido et al., 2002). However, there is not much research on the specific and clear function and role of each domain that constitutes GKN1.
이에 본 발명자들은 GKN1이 세포 생존 및 증식, 세포주기, 및 세포주기 관련 단백질들의 후생학적 변형에 미치는 영향을 연구한 끝에 GKN1의 항암 활성을 확인하였고, 특히 이러한 활성을 나타내는 영역이 GKN1의 아미노 말단 조절 모티프(amino-terminal regulatory motif)라는 것을 발견하고 본 발명을 완성하게 되었다.Accordingly, the present inventors have studied the effect of GKN1 on cell viability and proliferation, cell cycle, and epigenetic modification of cell cycle-related proteins, and confirmed the antitumor activity of GKN1. Especially, (Amino-terminal regulatory motif) and completed the present invention.
본 발명의 목적은 GKN1(Gastrokine 1) 단백질의 아미노 말단 조절 모티프(amino-terminal regulatory motif)를 포함하는 항암용 조성물을 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide an anticancer composition comprising an amino-terminal regulatory motif of GKN1 (Gastrokine 1) protein.
본 발명의 또 다른 목적은 GKN1의 아미노 말단 조절 모티프를 이용하여 항암제를 스크리닝하는 방법을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a method for screening anticancer agents using the amino terminal regulatory motif of GKN1.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 서열번호 1로 표시되는 아미노산 서열로 이루어진 폴리펩티드 또는 이를 암호화하는 핵산을 유효성분으로 포함하는 항암용 약학적 조성물을 제공한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a pharmaceutical composition for anticancer chemotherapy comprising a polypeptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 or a nucleic acid encoding the same, as an active ingredient.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 핵산은 서열번호 2로 표시되는 염기서열로 이루어진 것일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the nucleic acid may be a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 암은 위암일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the cancer may be a stomach cancer.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 핵산은 발현 벡터 내에 포함되어 있는 것일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the nucleic acid may be contained in an expression vector.
또한, 본 발명은, 서열번호 1의 폴리펩티드 또는 상기 폴리펩티드를 발현하는 재조합 세포와 후보물질을 배양하는 단계; 및 서열번호 1의 폴리펩티드의 활성 또는 세포 내 수준 증가에 미치는 효과를 측정하는 단계를 포함하는, 항암제 스크리닝 방법을 제공한다.The present invention also provides a method for producing a recombinant cell, comprising culturing a polypeptide of SEQ ID NO: 1 or a recombinant cell expressing the polypeptide and a candidate substance; And measuring the effect of the polypeptide of SEQ ID NO: 1 on the activity or the intracellular level of the anticancer agent.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 후보물질이 서열번호 1의 폴리펩티드에 대한 활성을 증가시키거나 세포 내에서 상기 폴리펩티드를 암호화하는 유전자의 발현수준을 증가시킬 경우, 상기 후보물질을 항암활성을 갖는 항암제로 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다. In one embodiment of the present invention, when the candidate substance increases the activity of the polypeptide of SEQ ID NO: 1 or increases the expression level of the gene encoding the polypeptide in the cell, And judging it as an anticancer agent.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 폴리펩티드에 대한 활성 또는 세포 내 유전자의 발현수준 측정은 면역침전법(coimmunoprecipitation), 방사능면역분석법(RIA), 효소면역분석법(ELISA), 면역조직화학, 웨스턴 블롯(Western Blotting) 및 유세포 분석법(FACS)으로 이루어진 군 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 방법으로 수행하는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the activity or expression level of an intracellular gene in the polypeptide is determined by coimmunoprecipitation, radioimmunoassay (RIA), enzyme immunoassay (ELISA), immunohistochemistry, Western blot (Western Blotting), and flow cytometry (FACS).
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 암은 위암일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the cancer may be a stomach cancer.
본 발명에 따른 GKN1 아미노 말단 조절 모티프는 암세포의 생존 및 증식을 억제하는 활성이 우수할 뿐만 아니라, 세포주기의 진행을 정지시키는 효과가 있다. 따라서 항암 치료용 조성물 및 항암제의 스크리닝 방법으로 유용하게 사용될 수 있다.The GKN1 amino-terminal regulatory motif according to the present invention has an excellent activity of inhibiting the survival and proliferation of cancer cells, and has an effect of stopping cell cycle progression. Therefore, it can be effectively used as a composition for anticancer therapy and a screening method for anticancer agent.
도 1은 세포 생존 및 증식 억제를 통한 GKN1의 항암 활성을 보여준다. (A) MTT 어세이에서, GKN1-트랜스펙션된 AGS 세포들은 시간-의존적으로 세포 생존을 억제한 반면에, shGKN1-트랜스펙션 HFE-145 세포들은 시간-의존적으로 세포 생존을 증가시켰다. (B) BrdU 삽입 어세이에서, GKN1 -트랜스펙션 AGS 세포들은 시간-의존적으로 세포 증식을 억제하였고, shGKN1-트랜스펙션 HFE-145 세포들은 시간-의존적으로 세포 증식을 증가시켰다.
도 2는 야생형 GKN1과 본 발명의 실시예에서 사용한 돌연변이들의 구조를 나타낸 그림이다.
도 3은 각각의 GKN1 플라스미드 및 GAPDH의 발현 수준을 나타내는 웨스턴 블랏 분석 결과이다. GAPDH는 로딩 컨트롤로 사용되었다.
도 4는 AGS 세포에서 pGKN1D13N, pGKN1△68-199, pGKN1△1-67,165-199 및 pGKN1△1-67의 일시적 트랜스펙션이 세포 생존을 시간 의존적으로 억제한 결과를 보여준다.
도 5는 AGS 세포에서 pGKN1D13N, pGKN1△68-199, pGKN1△1-67,165-199 및 pGKN1△1-67의 일시적 트랜스펙션이 세포 증식을 시간 의존적으로 억제한 결과를 보여준다. 반면에, AGS 세포에서 pGKN1D13A 및 pGKN1△1-164는 세포 생존 및 증식에 영향을 미치지 않았다.
도 6 및 도 7은 AGS 세포에서 콜로니 형성 어세이로 항암 효과를 측정한 결과이다. 야생형 GKN1, pGKN1D13N, pGKN1△68-199, pGKN1△1-67,68-199 및 pGKN1△1-67은 콜로니 형성을 유의하게 억제하였다.
도 8은 (A) AGS 세포 및 (B) HFE-145 세포에서 5-FU 처리는 시간- 및 투여량-의존적으로 세포 생존을 억제함을 보여준다.
도 9는 야생형 GKN1, pGKN1D13N, pGKN1△68-199, pGKN1△1-67,165-199, pGKN1△1-67, 및 재조합 GKN1 단백질 처리가 5-FU에 의한 세포 생존 억제에 시너지 효과를 나타냄을 보여준다.
도 10은 야생형 GKN1 및 재조합 GKN1 단백질 처리가 5-FU에 의한 G0/G1 및 G2/M 세포주기 정지에 시너지 효과를 나타냄을 보여준다.
도 11은 AGS 세포에 GKN1 트랜스펙션, 5-FU 및 재조합 GKN1 단백질 처리 후의 웨스턴 블랏 분석 결과이다. p53 및 p21의 발현 증가에는 시너지 효과가 나타났으나, 사이클린 B 및 사이클린 D의 발현은 감소하였다.
도 12 및 도 13은 각각 본 발명의 GKN 야생형(도 12) 및 돌연변이(pGKN1D13N, pGKN1△68-199, pGKN1△1-67,165-199, 및 pGKN1△1-67)(도 13)로 트랜스펙션시킨 AGS 세포에서 G0/G1 및 G2/M기의 세포주기 정지 효과를 나타낸다.
도 14는 트랜스펙션시킨 AGS 세포의 웨스턴 블랏 분석 결과이다. p53과 p21의 발현이 약간 증가하였으며, p16의 재발현과 CDK4, 사이클린 D, E2F1, 및 사이클린 A 발현의 하향조절을 관찰할 수 있었다. HFE-145 세포에서 GKN1의 넉다운은 p53, p16 및 p21의 발현을 하향조절시켰으나, CDK4 및 사이클린 A를 포함하는 세포주기 양성적 조절인자들의 발현은 상향조절시켰다.
도 15는 G2/M 기 단백질 발현에 대한 GKN1의 하향조절 작용을 보여준다. AGS 세포에서 GKN1은 p-cdc2, PLK1, CDK2, cdc25a, cdc25c 및 사이클린 B를 하향조절시킨 반면에, HFE-145 세포에서 GKN1 발현억제(silencing)는 p-cdc2, PLK1 및 CDK2 발현을 상향조절하였다.
도 16은 pGKN1D13N,pGKN1△68-199,pGKN1△1-67,165-199, 및 pGKN1△1-67을 일시적 트랜스펙션(transient transfection)으로 발현시켰을 때, CDK4, 사이클린 D, 사이클린 A, 사이클린 E, 및 사이클린 B의 하향조절(down-regulation)을 나타낸다.Figure 1 shows the anticancer activity of GKN1 through cell survival and proliferation inhibition. (A) In MTT assays, GKN1 -transfected AGS cells inhibited cell survival in a time-dependent manner, whereas shGKN1 -transfected HFE-145 cells increased cell survival in a time-dependent manner. (B) In the BrdU insertion assay, GKN1 - transfected AGS cells inhibited cell proliferation in a time-dependent manner, and shGKN1 -transfected HFE-145 cells increased cell proliferation in a time-dependent manner.
FIG. 2 is a diagram showing the structure of mutants used in wild-type GKN1 and the embodiment of the present invention. FIG.
Figure 3 shows the results of Western blot analysis showing the expression levels of the respective GKN1 plasmids and GAPDH. GAPDH was used as a loading control.
Figure 4 shows the results of transient transfection of pGKNl D13N , pGKNl [Delta] 68-199 , pGKNl [ Delta] 1-67 , 165-199 and pGKNl [Delta] 1-67 in AGS cells in a time dependent manner.
Figure 5 shows the results of transient transfection of pGKNl D13N , pGKNl [Delta] 68-199 , pGKNl [ Delta] 1-67 , 165-199 and pGKNl [Delta] 1-67 in AGS cells in a time dependent manner. On the other hand, in AGS cells, pGKN1 D13A And pGKN1 [Delta] 1-164 did not affect cell viability and proliferation.
FIGS. 6 and 7 show the result of measuring the anticancer effect with the colony-forming assay in AGS cells. Wild-type GKN1 , pGKN1 D13N , pGKN1 ? 68-199 , pGKN1 ? 1-67, 68-199 and pGKN1 ? 1-67 significantly inhibited colony formation.
Figure 8 shows that 5-FU treatment in (A) AGS cells and (B) HFE-145 cells inhibits cell survival in a time- and dose-dependent manner.
9 shows that synergistic effects of wild-type GKNl , pGKNl D13N , pGKNl ? 68-199 , pGKNl ? 1-67 , 165-199 , pGKNl ? 1-67 , and recombinant GKNl protein treatment on cell survival inhibition by 5-FU .
Figure 10 shows that wild-type GKNl and recombinant GKNl protein treatment synergize with G0 / G1 and G2 / M cell cycle arrest by 5-FU.
Figure 11 shows Western blot analysis results after treatment of AGS cells with GKNl transfection, 5-FU and recombinant GKNl protein. Synergy was observed in the increased expression of p53 and p21, but the expression of cyclin B and cyclin D was decreased.
Figures 12 and 13 show transcripts (SEQ ID NOs: 1 , 2, 3, and 4) with the GKN wild type (Figure 12) and mutants (pGKN1 D13N , pGKN1 ? 68-199 , pGKN1 ? 1-67 , 165-199 , and pGKN1 ? 1-67 ) G1 / G1 and G2 / M groups in the activated AGS cells.
14 is a Western blot analysis result of transfected AGS cells. The expression of p53 and p21 was slightly increased, and the downregulation of p16 recurrence and CDK4, cyclin D, E2F1, and cyclin A expression was observed. Knockdown of GKN1 in HFE-145 cells down-regulated the expression of p53, p16 and p21, but up-regulated the expression of cell cycle-modulating factors including CDK4 and cyclin A.
Figure 15 shows downregulation of GKN1 on G2 / M-based protein expression. In AGS cells, GKN1 down-regulated p-cdc2, PLK1, CDK2, cdc25a, cdc25c and cyclin B whereas GKN1 silencing in HFE-145 cells upregulated p-cdc2, PLK1 and CDK2 expression .
Figure 16 shows that when expressing pGKN1 D13N , pGKN1 ? 68-199 , pGKN1 ? 1-67 , 165-199 , and pGKN1 ? 1-67 in transient transfection, CDK4, Cyclin D, Cyclin A, Cyclin E , And down-regulation of cyclin B. < RTI ID = 0.0 >
본 발명은 GKN1(Gastrokine 1)의 아미노 말단 조절 모티프(amino-terminal regulatory motif)를 유효성분으로 함유하는 항암용 조성물 및 이를 이용한 항암제 스크리닝 방법을 제공함에 그 특징이 있다.The present invention provides an anticancer composition containing an amino-terminal regulatory motif of GKN1 (Gastrokine 1) as an active ingredient and a method of screening an anticancer agent using the same.
본 발명자들은 암 발생을 억제할 수 있는 새로운 암 치료제의 개발을 위해 연구하던 중, 최근 포유동물의 위 점막 세포로부터 분리된 신규한 단백질인 GKN1의 항암 효과를 확인하였다(대한민국 공개특허공보 10-2012-0051258 참조). GKN1(Gastrokine 1)은 AMP-18(antrum mucosal protein-18) 또는 CA11로도 알려져 있으며, 위 전정부에서 발현되는 것으로 알려져 있다. GKN1은 전정부 점막을 보호하고, 상처 후 회복과 증식을 용이하게 함으로써 상처 치유를 촉진시키는 활성을 나타낸다는 연구결과가 보고된바 있으나(Toback. F. G. et al., Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol, 285: G344-353, 2003), GKN1의 항암 효과에 대해서는 알려진 바가 없었다. 본 발명자들은 정상세포와는 달리 암세포에서 GKN1 유전자의 발현이 감소되어 있다는 사실을 확인함으로써 GKN1 유전자가 암의 발병기작에 관여하고 있다고 추측하였으며, 실제적으로 GKN1이 항암 활성을 갖는다는 사실을 최초로 규명하였다.The inventors of the present invention have investigated the anti-cancer effect of GKN1, a novel protein isolated from gastric mucosal cells of mammals, while studying for the development of a novel cancer therapeutic agent capable of inhibiting cancer development (Korean Patent Publication No. 10-2012 -0051258). GKN1 (Gastrokine 1), also known as AMP-18 (antrum mucosal protein-18) or CA11, is known to be expressed in gastric epithelia. In addition, GKN1 has been reported to protect the mucous membranes of the whole body and facilitate wound healing by facilitating recovery and proliferation after wounding (Toback. FG et al., Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol 285 : G344-353, 2003), but the anti-cancer effect of GKN1 was not known. The present inventors confirmed that the expression of GKN1 gene is decreased in cancer cells unlike the normal cells, so that the GKN1 gene is presumed to be involved in the pathogenesis of cancer. Actually, it was firstly found that GKN1 has anticancer activity .
본 발명자들은 GKN1의 항암 효과를 확인한 위 공개특허공보의 발명을 바탕으로 연구를 추가적으로 진행한 결과 GKN1의 아미노 말단 조절 모티프(amino-terminal regulatory motif)만으로도 GKN1과 유사한 수준의 항암 효과를 나타낼 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하게 되었다.The inventors of the present invention have further studied based on the invention of the above patent publication which confirmed the anti-cancer effect of GKN1. As a result, the amino-terminal regulatory motif of GKN1 alone can exhibit a similar anti-cancer effect to that of GKN1 And completed the present invention.
GKN1은 199개의 아미노산으로 이루어져 있으며, 3개의 보존적 영역인, 아미노-말단 조절 모티프(amino-terminal regulatory motif) (1-67), 가운데의 brichos 도메인 (68-164) 및 카르복시-말단 보존 영역(carboxy-terminal conserved domain) (165-199)으로 이루여져 있다(도 2). 본 발명자들은 GKN1의 항암 활성 기작을 조사하기 위하여, 야생형(wild-type) GKN1, 4종류의 내부결손형(internal-deletion) 돌연변이(pGKN1△68-199, pGKN1△1-67,165-199, pGKN1△1-164 및 pGKN1△1-67), 및 2개의 돌연변이(pGKN1D13N 및 pGKN1D13A)를 각각 제작하였다(도 2). 이 중 pGKN1△68-199가 아미노-말단 조절 모티프를 포함하는 클론이다.GKN1 is composed of 199 amino acids and contains three conserved regions, the amino-terminal regulatory motif (1-67), the middle brichos domain (68-164), and the carboxy-terminal conserved region carboxy-terminal conserved domain (165-199) (Fig. 2). To investigate the antitumor activity of GKN1, the present inventors examined wild-type GKN1 and four types of internal-deletion mutations (pGKN1 ? 68-199 , pGKN1 ? 1-67 , 165-199, pGKN1 ? 1-164 and pGKN1 [Delta] 1-67 ), and two mutants (pGKN1 D13N and pGKN1 D13A ), respectively (Fig. 2). Among these, pGKN1 ? 68-199 is a clone containing an amino-terminal regulatory motif.
본 발명의 실시예에 따르면, AGS 세포에서 GKN1의 엑토픽(ectopic) 발현은 세포 생존, 증식 및 콜로니 형성을 상당히 감소시켰다(도 1, 도 4 내지 7). 반면에 HFE-145 정상 위 점막에서 GKN1의 발현억제(silencing)는 세포 생존 및 증식 능력을 증가시킴을 확인할 수 있었다(도 1). 또한, GKN1이 5-FU의 항암제 감수성(chemosensitivity)에 미치는 효과를 조사하기 위하여, AGS 및 HFE-145 세포에서 MTT 어세이를 수행하였다. 예상대로, GKN1 및 5-FU 처리는 p53 및 p21 발현을 통한 세포 생존 및 증식 억제의 시너지 효과를 나타냈다(도 8 내지 11). 5-FU 항암제에 의한 p53 및 p21 활성은 이미 마우스 L-TK 세포 및 AGS 세포에서 보고된바 있다(Sun et al., 1995, Identification of a novel p53 promoter element involved in genotoxic stress-inducible p53 gene expression. Mol. Cell. Biol. 15, 4489-4496; Seo et al., 2011, Contribution of Epstein-Barr virus infection to chemoresistance of gastric carcinoma cells to 5-fluorouracil. Arch. Pharm. Res. 34, 635-643). 또한, 위와 같은 GKN1의 항암 활성에는 GKN1의 아미노 말단 조절 모티프(amino-terminal regulatory motif)가 필요하였다. 상기 결과들은 GKN1이 항암작용을 하며, 항암 활성을 나타내려면 아미노 말단 조절 모티프가 필요하다는 것을 보여준다.According to an embodiment of the present invention, ectopic expression of GKN1 in AGS cells significantly reduced cell survival, proliferation and colony formation (Figs. 1, 4 to 7). On the other hand, it was confirmed that silencing of GKN1 expression in HFE-145 normal gastric mucosa increases cell viability and proliferation capacity (Fig. 1). MTT assays were also performed on AGS and HFE-145 cells to investigate the effect of GKN1 on the chemosensitivity of 5-FU. As expected, GKNl and 5-FU treatment showed synergistic effects of cell survival and proliferation inhibition through p53 and p21 expression (Figures 8-11). P53 and p21 activity by 5-FU anticancer drugs have already been reported in mouse L-TK cells and AGS cells (Sun et al., 1995, Identification of a novel p53 promoter element involved in genotoxic stress-inducible p53 gene expression. Mol. Cell. Biol. 15 , 4489-4496; Seo et al., 2011, Contribution of Epstein-Barr virus infection to chemoresistance of gastric carcinoma cells to 5-fluorouracil. Arch Pharm Res., 34, 635-643). In addition, the above-mentioned GKN1 antitumor activity required an amino-terminal regulatory motif of GKN1. These results show that GKN1 has an anticancer effect and that an amino terminal regulatory motif is required to exhibit anticancer activity.
엑토픽 GKN1 발현이 세포 증식을 억제한다는 사실은 GKN1이 세포주기-조절 성분들을 조절할 수 있다는 것을 의미한다. 따라서, 본 발명자들은 GKN1이 세포주기 및 G1/S 및 G2/M기의 조절 성분들에 미치는 영향을 조사하기 위하여, 야생형 GKN1을 트랜스펙션시킨 AGS 세포에서 유세포분석(flowcytometry)을 수행하였다. 그 결과, G0/G1기 및 G2/M기가 동시에 증가하는 것을 확인하였다(도 12). 이와 유사한 패턴을 pGKN1D13N, pGKN1△68-199, pGKN1△1-67,165-199, 및 pGKN1△1-67로 트랜스펙션시킨 AGS 세포들에서 확인하였다(도 13). G1/S기에서, p15, p16, p18, p19, p27 및 p21과 같은 음성적(negative) 세포주기 조절인자들은 사이클린 D1/CDK4, 6 또는 사이클린 E/CDK2 복합체를 억제하는 핵심적인 조절인자이다(Grana and Reddy, 1995, Cell cycle control in mammalian cells: role of cyclins, cyclin dependent kinases (CDKs), growth suppressor genes and cyclin-dependent kinase inhibitors (CKIs). Oncogene 11, 211-219). 위 세포주기 조절인자들을 조사한 결과, G1/S기에서 엑토픽 GKN1 발현은 p53과 p21의 발현을 증가시키며, 선택적으로 p16 재발현(re-expression)을 야기시키고, CDK4, 사이클린 D1, E2F, 및 사이클린 A 발현을 동시에 억제시켰다(도 14). 반면에, CDK4 및 사이클린 A를 포함한 양성적(positive) 세포 조절인자들은 GKN1이 넉다운 된 HFE-145 세포에서 상향조절(up-regulation)되었다(도 14). 또한 GKN1은 AGS 세포에서 cdc25, PLK1 및 사이클린 B 발현의 조절을 통해 G2/M-기 진행을 불활성화시켰다(도 15). 또한, pGKN1D13N,pGKN1△68-199,pGKN1△1-67,165-199, 및 pGKN1△1-67을 일시적 트랜스펙션(transient transfection)으로 발현시켰을 때, CDK4, 사이클린 D, 사이클린 A, 사이클린 E, 및 사이클린 B의 하향조절(down-regulation)을 관찰하였다(도 16). 또한, HFE-145 세포에서 GKN1의 발현을 억제시킨 경우 p-cdc2, PLK1 및 CDK2 발현이 상향조절되었다(도 15). 상기 결과들은 GKN1의 과발현이 G1 또는 G/M기에서 세포주기정지(cell cycle arrest)를 야기시킨다는 이전의 연구결과와 일치한다(Xing et al., 2012; Yan et al., 2011). 상기 결과들을 종합하면, GKN1은 세포주기 조절과 관련된 일련의 단백질들의 조절에 직접적으로 관여하며, 이를 위해서는 GKN1의 아미노 말단 조절 모티프가 필수적이라는 것을 알 수 있다.
The fact that the expression of GKN1 suppresses cell proliferation suggests that GKN1 can modulate cell cycle-regulating components. Therefore, we performed flowcytometry on AGS cells transfected with wild-type GKN1 to investigate the effect of GKN1 on the cell cycle and regulatory components of G1 / S and G2 / M groups. As a result, it was confirmed that the G0 / G1 group and the G2 / M group were simultaneously increased (FIG. 12). Similar patterns were confirmed in AGS cells transfected with pGKN1 D13N , pGKN1 ? 68-199 , pGKN1 ? 1-67 , 165-199 , and pGKN1 ? 1-67 (Fig. 13). In G1 / S phase, negative cell cycle regulators such as p15, p16, p18, p19, p27 and p21 are key regulators that inhibit the cyclin D1 / CDK4, 6 or cyclin E / CDK2 complex and Reddy, 1995, Cell cycle control in mammalian cells: role of cyclins, cyclin dependent kinases (CDKs), growth suppressor genes and cyclin-dependent kinase inhibitors (CKIs),
따라서 본 발명은 GKN1 아미노 말단 조절 모티프 또는 이를 암호화하는 뉴클레오티드를 포함하는 항암용 조성물을 제공할 수 있다. 바람직하게, 상기 GKN1 아미노 말단 조절 모티프는 서열번호 1로 기재되는 아미노산 서열을 갖는 것일 수 있으며, 상기 GKN1 아미노 말단 조절 모티프를 암호화하는 폴리뉴클레오티드는 서열번호 2로 기재되는 염기서열을 갖는 것일 수 있다.Accordingly, the present invention can provide an anticancer composition comprising a GKN1 amino-terminal regulating motif or a nucleotide encoding the same. Preferably, the GKN1 amino-terminal regulatory motif may have the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1, and the polynucleotide encoding the GKN1 amino-terminal regulatory motif may have the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2.
또한 본 발명에 따른 상기 GKN1 아미노 말단 조절 모티프는 바람직하게 서열번호 1의 아미노산 서열을 갖는 폴리펩티드에 대해 기능적 동등물일 수 있다. 상기 '기능적 동등물'이란, 아미노산의 부가, 치환 또는 결실의 결과, 서열번호 1로 표시되는 아미노산 서열과 적어도 60%, 바람직하게는 70%, 보다 바람직하게는 80% 이상의 서열 상동성을 갖는 것으로서 본 발명의 GKN1과 실질적으로 동질의 활성을 나타내는 폴리펩티드를 말한다. 여기서, '실질적으로 동질의 활성'이란 상기에서 기재한 GKN1의 활성을 의미한다. 상기 기능적 동등물에는, 예를 들어, 본 발명에 따른 GKN1의 아미노산 서열의 아미노산 중 일부가 치환되거나, 결실 또는 부가된 아미노산 서열 변형체가 포함될 수 있다. 아미노산의 치환은 바람직하게는 보존적 치환일 수 있으며, 천연에 존재하는 아미노산의 보존적 치환의 예는 다음과 같다; 지방족 아미노산(Gly, Ala, Pro), 소수성 아미노산(Ile, Leu, Val), 방향족 아미노산(Phe, Tyr, Trp), 산성 아미노산 (Asp, Glu), 염기성 아미노산 (His, Lys, Arg, Gln, Asn) 및 황함유 아미노산(Cys, Met). 아미노산의 결실은 바람직하게는 본 발명의 GKN1의 활성에 직접 관여하지 않는 부분에 위치할 수 있다. 또한 상기 기능적 동등물의 범위에는 GKN1의 기본 골격 및 이의 생리 활성을 유지하면서 폴리펩티드의 일부 화학 구조가 변형된 폴리펩티드 유도체도 포함될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 폴리펩티드의 안정성, 저장성, 휘발성 또는 용해도 등을 변경시키기 위한 구조변경 및 생리활성을 유지하면서 다른 단백질과 융합으로 만들어진 융합단백질 등이 이에 포함될 수 있다.The GKN1 amino-terminal modulating motif according to the present invention may also preferably be a functional equivalent to a polypeptide having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1. The 'functional equivalent' means a polypeptide having at least 60%, preferably 70%, more preferably 80% or more sequence homology with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 as a result of addition, substitution or deletion of amino acid Refers to a polypeptide exhibiting substantially the same activity as GKN1 of the present invention. Here, 'substantially homogenous activity' means the activity of GKN1 described above. Such functional equivalents may include, for example, amino acid sequence variants in which some of the amino acids of the GKN1 amino acid sequence according to the invention are substituted, deleted or added. Substitution of amino acids can be preferably conservative substitutions, and examples of conservative substitutions of amino acids present in nature are as follows: (Gly, Ala, Pro), hydrophobic amino acids (Ile, Leu, Val), aromatic amino acids (Phe, Tyr, Trp), acidic amino acids (Asp, Glu), basic amino acids (His, Lys, Arg, Gln, Asn ) And sulfur-containing amino acids (Cys, Met). Deletion of the amino acid may preferably be located at a site that is not directly involved in the activity of GKN1 of the present invention. The functional equivalents may also include polypeptide derivatives in which the chemical structure of the polypeptide is modified while maintaining the basic skeleton of GKN1 and its physiological activity. For example, the polypeptide of the present invention may include a fusion protein made by fusion with another protein while maintaining structural stability and physiological activity to change the stability, shelf-life, volatility, or solubility of the polypeptide of the present invention.
본 발명의 일실시예에서, GNK1의 13번 코돈이 아스파르트산(aspartic acid)이거나 또는 아스파라긴(asparagine)일 경우에도 전장(full length) GNK1과 같은 항암 효과를 나타내는 것을 확인하였다.In one embodiment of the present invention, it was confirmed that when codon 13 of GNK1 is aspartic acid or asparagine, it also exhibits an anticancer effect like full length GNK1.
또한 상기 GKN1(Gastrokine 1) 아미노 말단 조절 모티프를 암호화하는 폴리뉴클레오티드는 플라스미드 또는 바이러스 벡터와 같은 발현 벡터 내로 공지의 방법에 의해 도입시킨 후 상기 발현 벡터를 당업계에 공지된 다양한 방법으로 형질도입(transduction) 또는 형질주입(transfection)에 의해 발현형으로 표적 세포 내에 도입시킬 수 있다.The polynucleotide encoding the GKN1 (Gastrokine 1) amino-terminal regulatory motif may be introduced into an expression vector such as a plasmid or a viral vector by a known method, and then the expression vector may be transduced by various methods known in the art ) Or transfection into the target cell in an expression form.
플라스미드 발현 벡터는 사람에게 사용할 수 있는 FDA의 승인된 유전자 전달방법이며 사람 세포에 직접적으로 플라스미드 DNA를 전달하는 방법으로(Nabel, E. G. et al., Science, 249:1285-1288, 1990), 플라스미드 DNA는 바이러스 벡터와는 달리 균질하게 정제될 수 있는 장점이 있다. 본 발명에서 사용할 수 있는 플라스미드 발현 벡터로는 당업계에 공지된 포유동물 발현 플라스미드를 사용할 수 있으며, 본 발명의 일실시예에서는 pcDNA3.1(Invitrogen) 플라스미드를 사용하여 재조합 발현벡터를 제조하였다.The plasmid expression vector is an FDA approved gene transfer method that can be used for human, and is a method of directly delivering plasmid DNA to human cells (Nabel, EG et al., Science, 249: 1285-1288, 1990) Has the advantage that it can be homogeneously purified, unlike the viral vector. As a plasmid expression vector that can be used in the present invention, mammalian expression plasmids known in the art can be used. In one embodiment of the present invention, a recombinant expression vector was prepared using pcDNA3.1 (Invitrogen) plasmid.
본 발명에 따른 핵산을 포함하는 플라스미드 발현 벡터(plasmid expression vector)는 당업계에 공지된 방법, 예를 들어 이에 한정되지는 않으나, 일시적 트랜스펙션(transient transfection), 미세주사, 형질도입(transduction), 세포융합, 칼슘 포스페이트 침전법, 리포좀 매개된 트랜스펙션(liposome-mediated transfection), DEAE 덱스트란-매개 트랜스펙션(DEAE Dextran-mediated transfection), 폴리브렌-매개 트랜스펙션(polybrene-mediated transfection), 전기침공법(electroporation), 유전자 총(gene gun) 및 세포 내로 DNA를 유입시키기 위한 다른 공지의 방법에 의해 종양세포 내로 도입할 수 있다(Wu. et al., J. Bio. Chem., 267:963-967, 1992; Wu. et al., Bio. Chem., 263:14621-14624, 1988). 바람직하게는, 일시적 트랜스펙션 방법을 사용할 수 있다.A plasmid expression vector containing a nucleic acid according to the present invention may be prepared by a method known in the art such as, but not limited to, transient transfection, microinjection, transduction, , Cell fusion, calcium phosphate precipitation, liposome-mediated transfection, DEAE dextran-mediated transfection, polybrene-mediated transfection ), Electroporation, gene gun, and other known methods for introducing DNA into cells (Wu et al., J. Bio. Chem., 267: 963-967, 1992; Wu et al., Bio. Chem., 263: 14621-14624, 1988). Preferably, transient transfection methods can be used.
또한, 상기 GKN1 아미노 말단 조절 모티프를 발현시킬 수 있는 벡터는 공지의 방법에 의해 세포, 조직 또는 체내로 투여될 수 있는데, 예를 들면, 국소적으로, 비경구, 경구, 비강, 정맥, 근육 내, 피하 내 또는 다른 적절한 수단에 의해 투여될 수 있다. 특히, 상기 벡터는 표적 조직의 종양세포를 치료하기 위한 유효량으로 표적 암 또는 종양세포 내로 직접 주사할 수 있다. 특히, 눈, 위장관, 비뇨생식기관, 폐 및 기관지 시스템과 같은 체강(body cavity)에 있는 암 또는 종양의 경우에는 본 발명의 약학적 조성물을 암 또는 종양에 의해 영향을 받는 유강 기관(hollow organ) 내에 바늘, 도관(catheter) 또는 다른 종류의 수송튜브를 이용하여 직접 주입할 수 있다.In addition, the vector capable of expressing the GKN1 amino-terminal regulating motif may be administered into cells, tissues or the body by a known method, for example, topically, parenterally, orally, nasally, , Subcutaneously, or by any other suitable means. In particular, the vector may be injected directly into a target cancer or tumor cell in an amount effective to treat the tumor cells of the target tissue. In particular, in the case of a cancer or tumor in the body cavity such as the eye, gastrointestinal tract, genitourinary tract, lung and bronchial system, the pharmaceutical composition of the present invention is administered to a hollow organ affected by cancer or tumor, May be injected directly using a needle, catheter or other type of transport tube.
한편, 본 발명의 GKN1 아미노 말단 조절 모티프는 암세포의 증식을 억제하고, 세포사멸을 촉진시킴과 동시에 암세포의 전이 및 침윤을 억제하는 활성이 있으므로 본 발명은 상기 유전자를 이용한 항암제 스크리닝 방법을 제공할 수 있다.Meanwhile, since the GKN1 amino-terminal regulatory motif of the present invention inhibits the proliferation of cancer cells, promotes apoptosis, and inhibits the metastasis and invasion of cancer cells, the present invention can provide a method for screening anticancer agents using the gene have.
즉, 본 발명에 따른 항암제 스크리닝 방법은, (a) GKN1 아미노 말단 조절 모티프 또는 상기 모티프를 발현하는 재조합 세포와 후보물질을 배양하는 단계; 및 (b) GKN1 아미노 말단 조절 모티프의 활성 또는 세포 내 수준 증가에 미치는 효과를 측정하는 단계를 포함할 수 있다.That is, the method of screening an anticancer agent according to the present invention comprises: (a) culturing a GKN1 amino-terminal regulating motif or a recombinant cell expressing the motif and a candidate substance; And (b) determining the effect on the activity or intracellular level of the GKN1 amino-terminal modulating motif.
상기에서 GKN1 아미노 말단 조절 모티프의 세포 내 수준 증가의 의미는 GKN1 아미노 말단 조절 모티프를 암호화하는 유전자의 발현이 증가되거나 또는 GKN1 아미노 말단 조절 모티프의 분해가 억제되어 GKN1 아미노 말단 조절 모티프의 농도가 증가되는 것을 말한다. 상기 GKN1 아미노 말단 조절 모티프 유전자 발현은 GKN1 아미노 말단 조절 모티프를 암호화하는 유전자의 전사 및 번역 과정을 포함한다. 따라서 상기 후보물질이 세포 내에서 GKN1 아미노 말단 조절 모티프 유전자의 발현 및 단백질 수준을 증가시킬 경우, 상기 후보물질을 항암활성을 가지는 물질로 판단할 수 있다.The intracellular level increase of the GKN1 amino-terminal regulatory motif means that the expression of the gene encoding the GKN1 amino-terminal regulatory motif is increased or the degradation of the GKN1 amino-terminal regulatory motif is inhibited, thereby increasing the concentration of the GKN1 amino-terminal regulatory motif It says. The GKN1 amino-terminal regulatory motif gene expression includes transcription and translation of a gene encoding the GKN1 amino-terminal regulatory motif. Therefore, when the candidate substance increases expression of the GKN1 amino-terminal regulatory motif gene and the protein level in the cell, the candidate substance can be judged as a substance having anticancer activity.
또한, GKN1 아미노 말단 조절 모티프의 활성 및 세포 내 수준을 측정하는 방법은 당업계에 공지된 여러 가지 방법을 사용할 수 있는데, 예를 들면, 이에 한정되지는 않으나 면역침전법(coimmunoprecipitation), 효소면역분석법(enzymelinked immunosorbentassay), 방사능면역분석법(RIA), 면역조직화학, 웨스턴 블로팅(Western Blotting) 및 유세포 분석법(FACS)을 포함할 수 있다.In addition, various methods known in the art can be used to measure the activity and intracellular level of the GKN1 amino-terminal regulating motif, including, but not limited to, coimmunoprecipitation, enzyme immunoassay an enzyme-linked immunosorbent assay, radioimmunoassay (RIA), immunohistochemistry, Western blotting and flow cytometry (FACS).
또한 본 발명의 GKN1을 표적으로 한 스크리닝 방법은 고효율 스크리닝(high throughput screening; HTS)을 적용할 수 있다. HTS는 다수의 후보물질을 병행 시험하여, 다수의 후보물질의 생물학적 활성에 대해 동시에 또는 거의 동시에 스크리닝하는 방법이다. 특정 양태로서, 96-웰 미세역가 플레이트 또는 192-웰 미세역가 플레이트에서 세포주를 배양하고, 여기에 다수개의 후보물질을 처리한 다음 면역화학적 방법에 의해 GKN1의 발현정도를 측정할 수 있다. 상기 웰은 전형적으로 50 내지 500에 이르는 검정 용적을 필요로 하며, 플레이트 이외에, 96-웰 포맷을 광범위한 균일계 및 불균일계 검정에 적합하게 하기 위해 다수의 계기, 기구, 피펫터, 로봇, 플레이트 세척기 및 플레이트 판독기가 상업적으로 이용 가능하다.In addition, the screening method based on GKN1 of the present invention can be applied to high throughput screening (HTS). HTS is a method of simultaneously testing a plurality of candidate substances and simultaneously or almost simultaneously screening biological activities of a plurality of candidate substances. As a specific embodiment, the cell line can be cultured in a 96-well microtiter plate or a 192-well microtiter plate, followed by treatment with a plurality of candidate substances, and the degree of expression of GKN1 can be measured by an immunochemical method. The wells typically require assay volumes ranging from 50 to 500, and in addition to plates, a number of instruments, instruments, pipettes, robots, and plate washers may be used to adapt the 96-well format to a wide range of uniform and non- And plate readers are commercially available.
또한, 본 발명에 따른 항암 조성물은 암을 예방 및 치료할 수 있는 약학적 조성물로 사용될 수 있으며, 상기 약학적 조성물은 약학적으로 허용되는 담체를 추가로 포함할 수 있다. 상기에서 "약학적으로 허용되는"이란 생리학적으로 허용되고 인간에게 투여될 때, 통상적으로 위장 장애, 현기증 등과 같은 알레르기 반응 또는 이와 유사한 반응을 일으키지 않는 조성물을 말한다. 약학적으로 허용되는 담체로는 예를 들면, 락토스, 전분, 셀룰로스 유도체, 마그네슘 스테아레이트, 스테아르산 등과 같은 경구 투여용 담체 및 물, 적합한 오일, 식염수, 수성 글루코스 및 글리콜 등과 같은 비경구 투여용 담체 등이 있으며 안정화제 및 보존제를 추가로 포함할 수 있다. 적합한 안정화제로는 아황산수소나트륨, 아황산나트륨 또는 아스코르브산과 같은 항산화제가 있다. 적합한 보존제로는 벤즈알코늄 클로라이드, 메틸- 또는 프로필-파라벤 및 클로로부탄올이 있다. 그 밖의 약학적으로 허용되는 담체로는 다음의 문헌에 기재되어 있는 것을 참고로 할 수 있다(Remington's Pharmaceutical Sciences, 19th ed., Mack Publishing Company, Easton, PA, 1995). 본 발명에 따른 약학적 조성물은 상술한 바와 같은 약학적으로 허용되는 담체와 함께 당업계에 공지된 방법에 따라 적합한 형태로 제형화 될 수 있다. 즉, 본 발명의 약학적 조성물은 공지의 방법에 따라 다양한 비경구 또는 경구 투여용 형태로 제조될 수 있으며, 비경구 투여용 제형의 대표적인 것으로는 주사용 제형으로 등장성 수용액 또는 현탁액이 바람직하다. 주사용 제형은 적합한 분산제 또는 습윤제 및 현탁화제를 사용하여 당업계에 공지된 기술에 따라 제조할 수 있다. 예를 들면, 각 성분을 식염수 또는 완충액에 용해시켜 주사용으로 제형화될 수 있다. 또한 경구 투여용 제형으로는, 이에 한정되지는 않으나, 분말, 과립, 정제, 환약 및 캡슐 등이 있다.In addition, the anti-cancer composition according to the present invention can be used as a pharmaceutical composition capable of preventing and treating cancer, and the pharmaceutical composition can further include a pharmaceutically acceptable carrier. The term "pharmaceutically acceptable" as used herein refers to a composition that is physiologically acceptable and does not normally cause an allergic reaction such as gastrointestinal disorder, dizziness, or the like when administered to humans. Pharmaceutically acceptable carriers include, for example, carriers for oral administration such as lactose, starch, cellulose derivatives, magnesium stearate, stearic acid and the like, water for parenteral administration such as water, suitable oils, saline, aqueous glucose and glycols And may further contain stabilizers and preservatives. Suitable stabilizers include antioxidants such as sodium hydrogen sulfite, sodium sulfite or ascorbic acid. Suitable preservatives include benzalkonium chloride, methyl- or propyl-paraben and chlorobutanol. Other pharmaceutically acceptable carriers can be found in Remington's Pharmaceutical Sciences, 19th ed., Mack Publishing Company, Easton, Pa., 1995). The pharmaceutical composition according to the present invention, together with a pharmaceutically acceptable carrier as described above, may be formulated into a suitable form according to a method known in the art. That is, the pharmaceutical composition of the present invention can be prepared in various parenteral or oral administration forms according to known methods, and isotonic aqueous solutions or suspensions are preferred for injection formulations typical of parenteral administration formulations. The injectable formulations may be prepared according to techniques known in the art using suitable dispersing or wetting agents and suspending agents. For example, each component may be formulated for injection by dissolving in saline or buffer. Formulations for oral administration also include, but are not limited to, powders, granules, tablets, pills, and capsules.
상기와 같은 방법으로 제형화된 약학적 조성물은 유효량으로 경구, 경피, 피하, 정맥 또는 근육을 포함한 여러 경로를 통해 투여될 수 있다. 상기에서 '유효량' 이란 환자에게 투여하였을 때, 예방 또는 치료 효과를 나타내는 양을 말한다. 본 발명에 따른 약학적 조성물의 투여량은 투여 경로, 투여 대상, 연령, 성별 체중, 개인차 및 질병 상태에 따라 적절히 선택할 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 약학적 조성물은 질환의 정도에 따라 유효성분의 함량을 달리할 수 있으나, 바람직하게는 1~10000/체중kg/day, 더욱 바람직하게는 10~1000/체중kg /day의 유효용량으로 하루에 수회 반복 투여될 수 있다. 또한 본 발명의 항암용 조성물은 암을 예방, 개선 또는 치료하는 효과를 가지는 공지의 화합물과 병행하여 투여할 수도 있다.
The pharmaceutical composition formulated as described above may be administered in an effective amount through various routes including oral, transdermal, subcutaneous, intravenous, or muscular. The term " effective amount " as used herein refers to an amount that shows a preventive or therapeutic effect when administered to a patient. The dosage of the pharmaceutical composition according to the present invention can be appropriately selected depending on the route of administration, subject to be administered, age, gender, individual difference, and disease state. Preferably, the pharmaceutical composition of the present invention may contain the active ingredient in an amount of 1 to 10000 / kg body weight / day, more preferably 10 to 1000 / kg body weight / day, May be repeatedly administered several times a day at an effective dose of < RTI ID = 0.0 > The anticancer composition of the present invention may also be administered in combination with a known compound having an effect of preventing, ameliorating or treating cancer.
이하 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 국한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. It will be apparent to those skilled in the art that these embodiments are merely illustrative of the present invention and that the scope of the present invention is not limited to these embodiments.
<< 실시예Example 1> 1>
세포배양 및 트랜스펙션(Cell culture and transfection (
transfectiontransfection
))
AGS 위암 세포주 및 HFE-145 정상 위 점막 세포를 American Type Culture Collection (Manassas, VA, USA) 및 Hassan 박사(Washington, DC, USA)로부터 입수하였다. 양 세포주 모두 10% 열-불활성화 소 태아 혈청을 첨가한 RPMI-1640 배지(Lonza,Basel,Switzerland)에서 37℃로 배양하였다(5% CO2). GKN1 cDNA 및 shGKN1을 pcDNA3.1 발현벡터(Invitrogen, Carlsbad, CA, USA)에 클로닝하였다. AGS 및 HFE-145 세포들을 60 mm-직경 접시에서 발현 플라스미드(2㎍ 총 DNA)로 트랜스펙션시켰다. 리포펙타민 플러스 트랜스펙션 시약(Lipofectamine Plus transfection reagent) (Invitrogen)을 제조사의 프로토콜에 따라 사용하였다.
AGS gastric cancer cell line and HFE-145 normal gastric mucosa cells were obtained from the American Type Culture Collection (Manassas, VA, USA) and Hassan (Washington, DC, USA). Both cell lines were cultured in RPMI-1640 medium (Lonza, Basel, Switzerland) supplemented with 10% heat-inactivated fetal bovine serum at 37 ° C (5% CO 2 ). GKNl cDNA and shGKNl were cloned into the pcDNA3.1 expression vector (Invitrogen, Carlsbad, CA, USA). AGS and HFE-145 cells were transfected with expression plasmids (2 ug total DNA) in 60 mm-diameter dishes. Lipofectamine Plus transfection reagent (Invitrogen) was used according to the manufacturer's protocol.
<< 실시예Example 2> 2>
플라스미드 제작 및 Plasmid production and
GKN1GKN1
의 of
트랜스펙션Transfection
GKN1은 199개의 아미노산으로 구성되어 있으며, 3개의 보존적 영역인, 아미노-말단 조절 모티프(amino-terminal regulatory motif) (1-67), 중앙의 brichos 도메인 (68-164) 및 카르복시-말단 보존 도메인(carboxy-terminal conserved domain) (165-199)을 갖고 있다(도 2). 본 발명자들은 다음 4종류의 소거형(deletion-formed) 플라스미드를 제작하였다. pGKN1△68-199는 아미노-말단 조절 모티프를, pGKN1△1-67,165-199는 brichos 도메인을, pGKN1△1-164는 카르복시-말단을, pGKN1△1-67은 brichos 및 카르복시 말단을 각각 포함한다. 또한, GKN1의 13번 코돈에서 아스파르트산(D)으로부터 아스파라긴(N)으로의 번역 후 변형(post-translational modification)이 H. pylori 감염 위 점막에서 보고되었으므로(Nardone et al., 2007), 13번 코돈에서 돌연변이가 일어난 두 종류의 돌연변이도 Quick Change Site-Directed Mutagenesis 키트(Stratagene, La Jolla, CA, USA)를 사용하여 제작하였다. 모든 플라스미드들은 시퀀싱으로 확인하였다. GKN1 is composed of 199 amino acids and contains three conserved regions, an amino-terminal regulatory motif (1-67), a central brichos domain (68-164) and a carboxy-terminal conservation domain carboxy-terminal conserved domain (165-199) (Fig. 2). The present inventors produced the following four kinds of deletion-formed plasmids. pGKN1 △ 68-199 are the amino-terminus include, pGKN1 △ 1-67 are each the brichos and carboxyl terminal-to-terminal control motifs, pGKN1 △ 1-67,165-199 is a brichos domain, pGKN1 △ 1-164 is carboxy . Post-translational modification of asparagine (D) to asparagine (N) at codon 13 of GKN1 has been reported in H. pylori- infected gastric mucosa (Nardone et al., 2007) Two mutations with mutations in codons were also generated using Quick Change Site-Directed Mutagenesis Kit (Stratagene, La Jolla, CA, USA). All plasmids were identified by sequencing.
GKN1의 클로닝 및 특정 영역의 PCR에 사용한 프라이머 서열은 다음 표 1과 같다.The primer sequences used for the cloning of GKN1 and the PCR of the specific region are shown in Table 1 below.
모든 cDNAs는 pcDNA 3.1 (Invitrogen)에 서브클로닝하였고, 야생형 GKN1과 6개의 돌연변이를 포함하는 7개의 제작물(constructs)로 AGS 세포에서 일시적 트랜스펙션(transient transfection)을 수행하였다. 리포펙타민(Lipofectamine) (Invitrogen)을 제조사의 지시에 따라 사용하였다. 그 후, 위 돌연변이들이 세포 생존, 증식 및 콜로니 형성에 미치는 영향을 shGKN1으로 트랜스펙션된 AGS 및 HFE-145 세포에서 관찰하였다.All cDNAs were subcloned into pcDNA 3.1 (Invitrogen) and transient transfection was performed in AGS cells with 7 constructs containing wild type GKNl and 6 mutations. Lipofectamine (Invitrogen) was used according to the manufacturer's instructions. The effects of stomach mutations on cell survival, proliferation and colony formation were then observed in shGKN1 transfected AGS and HFE-145 cells.
추가로, GKN1이 5-FU (5-fluorouracil)의 항암제 감수성(chemosensitivity)에 기여하는지 알아보기 위하여, 야생형 및 6개의 돌연변이 GKN1을 포함하는 각각의 제작물(construct), 재조합 GKN1 단백질, 및 5-FU를 동시에 처리한 후 24시간 및 48시간째 AGS 및 HFE-145 세포에서 MTT 어세이를 수행하였다.
In addition, to see if GKN1 contributes to the chemosensitivity of 5-FU (5-fluorouracil), each construct containing 6 wild-type and 6 mutant GKN1 , recombinant GKN1 protein, and 5-FU And MTT assays were performed in AGS and HFE-145 cells at 24 and 48 hours, respectively.
<실시예 3>≪ Example 3 >
GKN1이 세포 생존, 증식 및 콜로니 형성에 미치는 영향Effect of GKN1 on cell survival, proliferation and colony formation
<3-1> 세포 생존, 증식 및 콜로니 형성 측정<3-1> Measurement of cell viability, proliferation and colony formation
세포 생존 및 성장 분석을 위하여, 각각의 제작물(construct)을 일시적 트랜스펙션(transient transfection)시킨 후 24, 48, 및 72시간 째 MTT 어세이를 수행하였다. 분광광도계를 사용하여 540 nm에서 흡광도를 측정하였고, 세포 생존능력은 대조군(mock) (빈 벡터 + 리포펙타민)에 대한 상대값으로 표현하였다. For cell survival and growth analysis, MTT assays were performed at 24, 48, and 72 hours after transient transfection of each construct. Absorbance was measured at 540 nm using a spectrophotometer, and cell viability was expressed relative to the control (mock) (empty vector + lipofectamine).
세포 증식(cell proliferation) 측정을 위하여, 각각의 제작물(construct)을 일시적 트랜스펙션(transient transfection)시킨 후 24, 48, 및 72시간 째 BrdU 삽입 어세이를 수행하였다. BrdU 세포 증식 어세이 키트(Millipore, Billerica, MA, USA)를 제조사의 프로토콜에 따라 사용하였다. 분광광도계를 사용하여 450 nm에서 흡광도를 측정하였고, 세포 증식능력은 대조군(mock)에 대한 상대값으로 표현하였다.For cell proliferation measurements, BrdU insertion assays were performed at 24, 48, and 72 hours after transient transfection of each construct. BrdU cell proliferation assay kit (Millipore, Billerica, MA, USA) was used according to the protocol of the manufacturer. Absorbance was measured at 450 nm using a spectrophotometer, and the cell proliferative capacity was expressed as a relative value to the control (mock).
시험관 내(in vitro)에서 단일 세포의 증식 능력을 측정하기 위하여, 집락형성분석법(plate clonogenic assay)을 수행하였다. 각각의 제작물로 트랜스펙션시킨 1 X 103의 AGS 세포들을 6-웰 플레이트에 접종하고 RPMI-1640에서 2주간 배양하여 콜로니가 형성되도록 하였다. 콜로니들을 1% 포름알데히드에 고정시키고, 0.5% crystal violet 용액에서 염색한 뒤, 콜로니 계수(count) 프로그램을 이용하여 수를 세었다.
In order to measure the proliferative ability of single cells in vitro, a plate clonogenic assay was performed. 1
GKN1이 세포 생존 및 증식에 미치는 영향을 조사하기 위해 스튜든트 t-테스트(Student T -test)를 하였다. 데이터는 적어도 3회의 반복 실험의 평균±표준편차로 표시하였다. P값이 0.05 미만인 수준에서 통계적 유의성으로 간주하였다.
A Student t-test was performed to investigate the effect of GKN1 on cell survival and proliferation. Data were expressed as mean ± standard deviation of at least 3 replicates. A P value of less than 0.05 was considered statistically significant.
<3-2> GKN1의 세포 생존, 증식 및 콜로니 형성 감소 효과<3-2> GKN1 Effect on cell survival, proliferation and colony formation
GKN1이 세포성장 및 증식에 미치는 효과를 AGS 및 HFE-145 세포에서 MTT, BrdU 삽입 및 콜로니 형성 어세이를 수행하여 확인하였다. 그 결과 야생형 GKN1-트랜스펙션된 AGS 세포에서는 세포성장 및 증식에 있어서 상당한 시간-의존적 억제 효과가 관찰되었으며(도 1A 및 B), 이는 이전의 연구 결과와 일치한다(Yoon et al., 2011). 반대로, GKN1 발현 HFE-145 세포에서, shGKN1에 의한 GKN1 발현억제(silencing)은 세포성장 및 증식의 시간-의존적 증가를 나타냈다(도 1A 및 B). 세포 증식을 조절하는 GKN1의 특정 영역을 찾기 위하여, 본 발명자들은 먼저 GKN1의 4종류의 내부-소거(internal-deletion) 돌연변이, pGKN1△68-199, pGKN1△1-67,165-199,pGKN1△1-164 및 pGKN1△1-67을 제작하였다(도 2). 또한, GKN1의 13 코돈에서 1개의 뉴클레오티드를 변경시켜 두 개의 돌연변이 GKN1 플라스미드, pGKN1D13N 및 pGKN1D13A를 만들었다(도 2). 야생형 GKN1, 상기 2개의 돌연변이, 및 4개의 소거(deletion) 플라스미드들의 발현은 AGS 세포 용해물로부터 웨스턴 블랏 분석을 통해 확인하였다(도 3). 또한 4종류의 소거형 플라스미드 및 2종류의 돌연변이 플라스미드로 트랜스펙션시킨 AGS 세포에서 세포 생존 및 증식능력을 분석하였다. 도 4 및 5에 나타낸 바와 같이, GKN1 야생형, pGKN1D13N,pGKN1△68-199,pGKN1△1-67,165-199, 및 pGKN1△1-67 플라스미드의 엑토픽 발현은 AGS 세포에서 세포 생존 및 증식을 상당히 감소시켰다. 하지만, 돌연변이 플라스미드 pGKN1D13A 및 카르복시 말단만 포함하는 pGKN1△1-164는 최소한의 영향만 미쳤다(도 4 및 5). The effects of GKN1 on cell growth and proliferation were confirmed by performing MTT, BrdU insertion and colony formation assays in AGS and HFE-145 cells. As a result, a significant time-dependent inhibitory effect on cell growth and proliferation was observed in wild-type GKN1 -transfected AGS cells (FIGS. 1A and B), consistent with previous studies (Yoon et al., 2011) . In contrast, in the expression GKN1 HFE-145 cells, expression control GKN1 (silencing) by shGKN1 the time of cell growth and proliferation showed dependent increase (Fig. 1A and B). To find specific regions of GKN1 that regulate cell proliferation, we first identified four internal-deletion mutations of GKN1, pGKN1 ? 68-199 , pGKN1 ? 1-67 , 165-199, pGKN1 ? 1- 164 and pGKN1 ? 1-67 were prepared (Fig. 2). In addition, one nucleotide at the 13 codon of GKNl was changed to create two mutant GKNl plasmids, pGKNl D13N and pGKNl D13A (Fig. 2). Expression of wild-type GKNl, the two mutants, and four deletion plasmids was confirmed by Western blot analysis from AGS cell lysates (Figure 3). Cell survival and proliferative capacity were also analyzed in AGS cells transfected with four kinds of erase plasmids and two mutant plasmids. As shown in Figures 4 and 5, the expression of the GKN1 wild-type, pGKNl D13N , pGKNl [Delta] 68-199 , pGKNl [ Delta] 1-67 , 165-199 , and pGKNl [Delta] 1-67 plasmids significantly enhanced cell survival and proliferation in AGS cells Respectively. However, the mutant plasmid pGKNl D13A and pGKNl [Delta] 1-164 containing only the carboxy terminus had minimal effect (Figures 4 and 5).
콜로니 형성 어세이에서, GKN1 야생형, pGKN1D13N, pGKN1△68-199, pGKN1△1-67,165-199, 및 pGKN1△1-67의 엑토픽 발현은 빈 벡터만 트랜스펙션시킨 대조군 세포(mock)와 비교하여 AGS 위암세포주로부터 살아남은 콜로니들의 수와 크기를 상당히 감소시켰다(도 6 및 7). In the colony forming assay, the expression of GKN1 wild-type, pGKN1 D13N , pGKN1 ? 68-199 , pGKN1 ? 1-67 , 165-199 , and pGKN1 ? 1-67 were compared with control cells (mock) transfected with empty vector only Significantly reduced the number and size of colonies surviving AGS gastric cancer cell lines (Figs. 6 and 7).
추가로, GKN1이 5-FU의 항암제 감수성에 미치는 영향을 알아보기 위하여, AGS 및 HFE-145 세포에 5-FU, 야생형 또는 돌연변이 GKN1, 및 재조합 GKN1의 동시처리 후 24시간 및 48시간째 MTT 어세이를 수행하였다. 5-FU 처리는 양쪽 세포주 모두에서 시간 및 투여량(dose)-의존적인 세포 생존능력을 감소시켰다(도 8). 예상대로, 야생형 및 pGKN1D13N, pGKN1△68-199, pGKN1△1-67,165-199, pGKN1△1-67을 포함한 돌연변이 GKN1, 및 재조합 GKN1 단백질을 처리한 AGS 세포는 5-FU와 함께 시간 및 투여량 의존적 방식으로 세포 생존 억제에 시너지적인 효과를 나타냈다(도 9). 이는 GKN1이 5-FU의 세포독성을 증가시킨다는 것을 의미한다. 하지만, 2개의 돌연변이, pGKN1D13A 및 pGKN1△1-164는 세포 생존에 미약한 영향만 주었다(도 9). 세포주기 진행에 있어서 GKN1이 5-FU의 항암제 감수성에 미치는 효과는 유세포 분석으로 확인하였다. 흥미롭게도, 5-FU만의 처리는 세포주기에 아무런 영향을 미치지 못했으나, 5-FU 및 야생형 GKN1 또는 재조합 GKN1 단백질을 처리한 AGS 세포들은 sub-G0 세포의 수를 증가시키고 세포주기의 G0/G1 및 G2/M기 진행에 보통의 효과를 나타냈다(도 10). 또한, GKN1 과발현은 p53 및 p21의 시너지적인 발현 증가를 나타냈고, AGS 세포에서 cyclin B 및 D의 발현을 감소시켰다(도 11).
In addition, in order to examine the effect of GKN1 on the anticancer sensitivity of 5-FU, 24 hours and 48 hours after co-treatment of 5-FU, wild-type or mutant GKN1 and recombinant GKN1 in AGS and HFE- Respectively. 5-FU treatment reduced time and dose-dependent cell viability in both cell lines (Figure 8). As expected, the wild-type and pGKN1 D13N, pGKN1 68-199 △, △ pGKN1 1-67,165-199, mutations including pGKN1 △ 1-67 GKN1, and AGS cells treated with the recombinant protein is GKN1 hours and administered in combination with 5-FU Lt; RTI ID = 0.0 > (FIG. 9). ≪ / RTI > This means that GKN1 increases cytotoxicity of 5-FU. However, the two mutations, pGKNl D13A and pGKNl [Delta] 1-164, had only a minor effect on cell survival (Fig. 9). The effect of GKN1 on the anticancer drug sensitivity of 5-FU in cell cycle progression was confirmed by flow cytometry. Interestingly, treatment with 5-FU alone did not affect the cell cycle, but AGS cells treated with 5-FU and wild-type GKN1 or recombinant GKN1 protein increased the number of sub-G0 cells and increased G0 / G1 And G2 / M group progression (FIG. 10). In addition, GKN1 overexpression showed synergistic expression of p53 and p21, and decreased expression of cyclin B and D in AGS cells (Fig. 11).
<실시예 4><Example 4>
GKN1이 세포주기에 미치는 영향Effect of GKN1 on cell cycle
<4-1> 세포주기의 유세포분석<4-1> Flow cytometry analysis of cell cycle
세포주기 분석을 위하여, 각각의 실험 그룹의 AGS 세포들을 수집하고 트립신으로 분해한 뒤, 차가운 70% 에탄올로 고정하고, 분석에 앞서 어두운 곳에서 45분간 PI (propidium iodide)로 염색하였다. 세포주기의 다른 상태(phases)에서 세포의 백분율은 CellQuest 3.0 소프트웨어를 구비한 FACS Calibur Flow Cytometer (BD Biosciences, Heidelberg, Germany)를 사용하여 결정하였다. 실험은 3회 반복으로 수행하였다.
For cell cycle analysis, AGS cells from each experimental group were collected, digested with trypsin, fixed with cold 70% ethanol, and stained with PI (propidium iodide) for 45 minutes in the dark before analysis. Percentages of cells in different phases of the cell cycle were determined using a FACS Calibur Flow Cytometer equipped with CellQuest 3.0 software (BD Biosciences, Heidelberg, Germany). The experiment was repeated three times.
<4-2> 세포주기 조절인자의 발현<4-2> Expression of Cell Cycle Regulator
GKN1이 세포주기 조절에 관여하는지 알아보기 위하여, 야생형 및 돌연변이 GKN1 트랜스펙션 후 24 및 48시간 후의 AGS 세포 및 shGKN1 트랜스펙션 24시간 후의 HFE-145 세포에서, p53, p21, p16, p15, CDK4, cyclin D1, 및 E2F를 포함한 G0/G1기 단백질의 발현을, cdc2, cyclin B, cdc25A, cdc25C, aurora A, 및 Plk1을 포함한 G2/M기 단백질의 발현을 각각 조사하였다. 세포 용해물을 10% 폴리아크릴아마이드(polyacrylamide) 젤에서 분리하고, Hybond PVDF막(Amersham Pharmacia Biotech, Piscataway, NJ, USA)에 옮겼다. 차단(blocking) 후에, 연속적으로 막을 G0/G1기 단백질들(p53, p21, p16, p15, CDK4, cyclin D1, 및 E2F를 포함하는)에 대한 항체 및 G2/M기 단백질들(cdc2, cyclin B, cdc25A, cdc25C, aurora A, 및 Plk1을 포함하는)에 대한 항체로 탐지시켰다. 강화된 화학발광(chemiluminescence) 시약 (Amersham Pharmacia Biotech, Piscataway, NJ, USA)을 사용하여 단백질 밴드를 검출하였다.
To determine whether GKN1 is involved in cell cycle regulation, wild-type and mutant GKN1 Expression of G0 / G1 protein including p53, p21, p16, p15, CDK4, cyclin D1 and E2F in
<4-3> GKN1의 G0/G1 및 G2/M기 정지(arrest) 효과<4-3> G0 / G1 and G2 / M arrest effects of GKN1
추가로 GKN1이 세포주기 진행에 미치는 영향을 유세포 분석으로 확인하였다. GKN1이 복제중지(replicative arrest)를 야기하는 능력을 야생형 GKN1, 4종류의 소거형 플라스미드, 및 2 종류의 돌연변이 GKN1으로 트랜스펙션시킨 후 24시간 및 48시간째 AGS에서 유세포 분석으로 측정하였다. 예상대로, GKN1 야생형, pGKN1D13N, pGKN1△68-199, pGKN1△1-67,165-199, 및 pGKN11 -67은 sub-G0 세포의 수를 증가시키고, 세포주기 G0/G1 및 G2/M기 진행에 중간 정도의 영향을 나타냈다. 하지만, pGKN1D13A 및 pGKN1△1-164는 세포주기 진행에 아무런 영향을 나타내지 않았다(도 12 및 13).In addition, the effect of GKN1 on cell cycle progression was confirmed by flow cytometry. The ability of GKN1 to cause a replicative arrest was measured by flow cytometry analysis at 24 and 48 hours after transfection with wild type GKNl , 4 deletion plasmids, and 2 mutant GKNl . As expected, wild type GKN1, pGKN1 D13N, pGKN1 68-199 △, △ pGKN1 1-67,165-199, and pGKN1 1 -67 is conducted to increase the number of sub-G0 cells, cell cycle G0 / G1 and G2 / M group And a moderate effect was observed. However, pGKN1 D13A And pGKN1 [Delta] 1-164 did not show any effect on cell cycle progression (FIGS. 12 and 13).
GKN1에 의한 세포주기 정지에 관련된 잠재적인 분자 경로를 찾기 위하여, G0/G1 및 G2/M-관련 단백질들의 발현을 조사하였다. GKN1으로 트랜스펙션된 AGS 세포 용해물 및 shGKN1으로 트랜스펙션된 HFE-145 세포 용해물로부터 웨스턴 블랏 분석을 수행하였다. AGS 세포의 G0/G1 중지(arrest) 동안, GKN1의 엑토픽 발현은 p53과 p21의 발현을 상향조절시키며, p16의 재발현을 야기시키고 Cdk4, cyclin D, E2F1, 및 cyclin A의 발현을 하향조절하였다(도 14). shGKN1 트랜스펙션 된 HFE-145 세포에서, GKN1 발현억제(silencing)는 p16 및 p21의 발현을 하향조절시켰으나, CDK4 및 cyclin A를 포함한 양성적 세포주기 조절인자들의 발현을 상향조절하였다(도 14). G2/M 중지 동안, AGS 세포에서 GKN1은 p-cdc2, PLK1, CDK2, cdc25a, cdc25c 및 cyclin B 발현을 하향조절시킨 반면, HFE-145 세포에서 GKN1 발현억제는 p-cdc2, PLK1 및 cdk2의 발현을 상향조절하였다(도 15). 또한, AGS 세포에서 pGKN1D13N, pGKN1△68-199, pGKN1△1-67,165-199, 및 pGKN1△1-67 은 CDK4, cyclin D, 및 cyclin B의 발현을 하향조절하였으며(도 16), 이는 GKN1이 세포주기의 G1/S 및 G2/M기를 조절할 수 있다는 것을 의미한다.
Expression of G0 / G1 and G2 / M-related proteins was examined to find potential molecular pathways involved in cell cycle arrest by GKN1. By transfection and the lysates shGKN1 for the AGS cells to the Specifications GKN1 was performed Western blot analysis of lysates from transfected with HFE-145 cells. During G0 / G1 arrest of AGS cells, the expression of GKN1 activates upregulates the expression of p53 and p21, causing re-expression of p16 and downregulating the expression of Cdk4, cyclin D, E2F1, and cyclin A (Fig. 14). In shGKNl transfected HFE-145 cells, silencing of GKN1 down-regulated the expression of p16 and p21, but upregulated the expression of positive cell cycle regulators including CDK4 and cyclin A (Figure 14) . During G2 / M arrest, GKN1 down-regulated the expression of p-cdc2, PLK1, CDK2, cdc25a, cdc25c and cyclin B in AGS cells whereas GKN1 expression in HFE-145 cells decreased expression of p-cdc2, PLK1 and cdk2 (Fig. 15). In AGS cells, pGKN1 D13N , pGKN1 ? 68-199 , pGKN1 ? 1-67 , 165-199 , and pGKN1 ? 1-67 downregulated the expression of CDK4, cyclin D and cyclin B (FIG. 16) Is able to regulate the G1 / S and G2 / M groups of the cell cycle.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.The present invention has been described with reference to the preferred embodiments. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, and all differences within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the present invention.
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Claims (8)
상기 핵산은 서열번호 2로 표시되는 염기서열로 이루어진 것을 특징으로 하는 항암용 약학적 조성물.The method according to claim 1,
Wherein the nucleic acid comprises the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2.
상기 암은 위암인 것을 특징으로 하는 항암용 약학적 조성물.The method according to claim 1,
Wherein the cancer is gastric cancer.
상기 핵산은 발현 벡터 내에 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 항암용 약학적 조성물.The method according to claim 1,
Wherein the nucleic acid is contained in an expression vector.
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KR1020120086067A KR101394828B1 (en) | 2012-08-07 | 2012-08-07 | Use of GKN1 amino―terminal regulatory motif having anticancer activity |
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KR20120051258A (en) * | 2010-11-12 | 2012-05-22 | 가톨릭대학교 산학협력단 | A composition comprising gastrokine 1 for anti-cancer |
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